(57)【要約】【課題】サセプタ全体に渡って貼り付けられた基板に、均一な薄膜が形成でき、生産性の向上が図れるＣＶＤ装置を提供する。【解決手段】ＣＶＤ装置は、サセプタの下端からベルジャの円筒部下端までの長さＬ１と、前記ベルジャの円筒部の長さＬ２の比Ｌ１／Ｌ２が、０．０２７以上である。【選択図】  図１
2004221422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板保持ポケットが設けられたシリンダ型サセプタと、このサセプタが収納される円筒状ベルジャとを有するＣＶＤ装置において、前記サセプタの下端から前記ベルジャの円筒部下端までの長さＬ１と、前記ベルジャの円筒部の長さＬ２の比Ｌ１／Ｌ２が、０．０２７以上であることを特徴とするＣＶＤ装置。
【請求項２】
前記ＣＶＤ装置において、前記サセプタの下端から前記ベルジャの円筒部下端までの長さＬ１と、前記サセプタの長さＬ３の比Ｌ１／Ｌ３が、０．０４以上であることを特徴とする請求項１に記載のＣＶＤ装置。
【請求項３】
前記ＣＶＤ装置において、前記サセプタの下端から前記ベルジャの下端までの長さＬ５と、前記ベルジャの長さＬ４の比Ｌ５／Ｌ４が、０．３０６以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のＣＶＤ装置。
【請求項４】
前記ＣＶＤ装置において、前記ベルジャの円筒部の上部から先細形状下部までの長さＬ４と、前記サセプタの長さＬ３の比Ｌ４／Ｌ３が、１．９０〜２．０５であることを特徴とする請求項３に記載のＣＶＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＣＶＤ装置に係わり、特にベルジャの形状を改良したＣＶＤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図４に示すように、円形凹部形状の基板保持ポケット１２ａが設けられたシリンダ型サセプタ１２を収納し、同一直径を有する直胴部１３ａの下端１３ｅから先細形状になるベルジャ１３とを有するＣＶＤ装置１１において、ベルジャ１３内にサセプタ１２を回転自在に設け、このサセプタ１２の側壁面に形成された基板保持ポケット１２ａに半導体基板Ｗを貼り付け、ヒータによりサセプタ１２および半導体基板Ｗを加熱し、サセプタ１２を回転させると共に、原料ガスをベルジャ１３内上部へ水平方向に噴出させ（噴出ノズル１４）ベルジャ１３壁面近傍を下向流で流過させることにより、半導体基板上に薄膜を成長させるものである。しかしながら、従来のＣＶＤ装置１１では、装置下部の空間距離Ｌ０（サセプタ下端とベルジャ下端間の長さ）が小さくて、流入ガスの排気が滞ってしまう。この滞ったガスは、サセプタ下部へ環流し、そこで膜生成物質が析出する。このため、図５に示すように、サセプタ上部及び下部、特に下部に膜厚制御性に欠ける部位が出現し、サセプタ下部の半導体基板の膜厚、抵抗のバラツキが増大する。また、バッチ全体の品質バラツキが増大する。さらに、品質の低下（バラツキの増大）を伴なうサセプタ下部は、生産に寄与しない。
【０００３】
薄膜のバラツキを改善するために、サセプタ外周面とベルジャ内周面との隙間面積を、少なくともサセプタ上の基板に対峙するベルジャの側壁部分において等しくするために、サセプタは六角錐台状とし、ベルジャの内周面を円錐状に形成するエピタキシャル成長装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
この特許文献１に記載のエピタキシャル成長装置は、サセプタ下端とベルジャ下端の長さが配慮されていないため、上記従来のＣＶＤ装置と同様に流入ガスの排気が滞ってしまい、半導体基板の膜厚、抵抗のバラツキを解消できない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１１２１２７号公報（段落番号［００１８］、［００１９］、図１〜図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、サセプタ全体に渡って貼り付けられた基板に、均一な薄膜が形成でき、生産性の向上が図れるＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、基板保持ポケットが設けられたシリンダ型サセプタと、このサセプタが収納される円筒状ベルジャとを有するＣＶＤ装置において、前記サセプタの下端から前記ベルジャの円筒部下端までの長さＬ１と、前記ベルジャの円筒部の長さＬ２の比Ｌ１／Ｌ２が、０．０２７以上であることを特徴とするＣＶＤ装置が提供される。これにより、サセプタ全体に渡って貼り付けられた基板に、均一な薄膜が形成でき、生産性の向上が図れるＣＶＤ装置が実現される。
【０００８】
好適な一例では、前記サセプタの下端から前記ベルジャの円筒部下端までの長さＬ１と、サセプタの長さＬ３の比Ｌ１／Ｌ３が、０．０４以上である。
【０００９】
他の好適な一例では、前記サセプタの下端から前記ベルジャの下端までの長さＬ５と、前記ベルジャの長さＬ４の比Ｌ５／Ｌ４が、０．３０６以上である。これにより、サセプタ全体に渡って貼り付けられた基板に、均一な薄膜が形成でき、生産性の向上が図れるＣＶＤ装置が実現される。
【００１０】
また、他の好適な一例では、前記ベルジャの円筒部の上部から先細形状下部までの長さＬ４と、前記サセプタの長さＬ３の比Ｌ４／Ｌ３が、１．９０〜２．０５である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるＣＶＤ装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は本発明に係わるＣＶＤ装置の概念図である。
【００１３】
図１に示すように、本発明に係わるＣＶＤ装置１は、基板保持ポケット２ａが設けられたシリンダ型サセプタ２と、このサセプタ２を回転自由に収納するベルジャ３とを有している。
【００１４】
上記サセプタ２は、例えば高純度のカーボン製で、半導体基板を保持するために下底面が上底面よりも大きい多角錐台状（側面は台形）をなし、各側面には基板保持ポケット２ａが複数設けられている。
【００１５】
また、ベルジャ３は耐熱ガラス製で、サセプタ２が配置される広い口径の広径部、例えば同一口径円筒形状の直胴部３ａと、この直胴部３ａに連なり口径が順次縮径する縮径部３ｂと、この縮径部３ｂに連なり小径円筒形状の排気部３ｃで形成されている。なお、上記広径部は、直胴形であるのが好ましいが、順次拡径する末広がり形であってもよい。
【００１６】
サセプタ２がベルジャ３に収納された状態で、サセプタ２の下端２ｅからベルジャ３の直胴部３ａの下端３ｅまでの長さをＬ１とし、ベルジャ３の直胴部３ａの長さをＬ２とするときの両者の比Ｌ１／Ｌ２が、０．０２７以上であるのが好ましい。Ｌ１／Ｌ２が０．０２７より小さいと、サセプタの下端近傍に原料ガスが滞り、サセプタの下部に原料ガスが逆流して成膜成分を析出して、半導体基板Ｗの貼り付け位置により、膜厚が不均一になる。
【００１７】
また、上記両端２ｅ、３ｅ間の距離Ｌ１と、サセプタ２の長さをＬ３とするときの、両者比Ｌ１／Ｌ３が、０．０４以上であるのが好ましい。Ｌ１／Ｌ３が、０．０４より小さいと、上記同様に膜厚が不均一になる。
【００１８】
さらに、サセプタ２の下端２ｅからベルジャの下端までの長さＬ５と、ベルジャ３の長さＬ４の比Ｌ５／Ｌ４が、０．３０６以上であり、さらに、直胴部３ａの長さＬ２と縮径部３ｂと排気部３Ｃの長さの和であるベルジャ３の長さＬ４と、サセプタの長さＬ３の比Ｌ４／Ｌ３が、１．９０〜２．０５である。上記比Ｌ５／Ｌ４が０．３０６より小さいと、サセプタの下端近傍に原料ガスが滞り、サセプタの下部に原料ガスが逆流して成膜成分を析出して、半導体基板Ｗの貼り付け位置により、膜厚が不均一になる。また、上記比Ｌ４／Ｌ３が、１．９０〜２．０５の範囲外になると、上記同様に膜厚が不均一になる。
【００１９】
次に本発明に係わるＣＶＤ装置を用いた半導体基板のＣＶＤ方法について説明する。
【００２０】
図２に示すように、各基板保持ポケット２ａに半導体基板Ｗを貼り付けたサセプタ２をベルジャ３に回転自在に収納し、Ｌ１／Ｌ２が、０．０２７以上、Ｌ１／Ｌ３が、０．０４以上、比Ｌ５／Ｌ４が、０．３０６以上、比Ｌ４／Ｌ３が、１．９０〜２．０５になるように、サセプタ２を直胴部３ａに配置する。
【００２１】
しかる後、ヒータによりサセプタ２及び半導体基板Ｗを加熱し、サセプタ２を回転させると共に、原料ガスをベルジャ３に導入し、基板保持ポケット２ａに貼り付けた半導体基板Ｗに沿って下向流で流過させて、ＣＶＤにより半導体基板Ｗの表面に膜を形成し、さらに、反応後の原料ガスを排気部３ｃを介して排気する。
【００２２】
このようなＣＶＤ工程において、Ｌ１／Ｌ２が、０．０２７以上、さらに、比Ｌ１／Ｌ３が、０．０４以上、比Ｌ５／Ｌ４が、０．３０６以上、比Ｌ４／Ｌ３が、１．９０〜２．０５であるので、サセプタ２の下端２ｅ近傍に原料ガスが滞ることがなくなって、サセプタ２の下部に原料ガスが逆流して成膜成分を析出することもなく、膜厚制御に欠ける部位も出現せず、これにより、半導体基板Ｗの貼り付け位置に関係なく、均一な膜厚を形成することができる。従って、サセプタ下部に貼り付けられる半導体基板の品質低下がなく、バッチ全体の品質の向上も得られ、サセプタ下部も生産に寄与するようになる。
【００２３】
【実施例】
本発明に係わり表１に示すような仕様のＣＶＤ装置を用いて、（Ｎ＋（Ａｓ）ウェーハ）を全基板保持ポケットに貼り付けてＣＶＤを行い、Ｎ／Ｎ＋ウェーハを作成した。表層のＮ膜の膜厚、抵抗のバラツキを調べ、従来例と比較した。
【００２４】
なお、実施例は、サセプタ下端〜直胴部下端長さ（Ｌ１）を５９ｍｍとし、従来例１よりも４１ｍｍ、従来例２よりも５０ｍｍ大きくしたものを用いる。
【００２５】
結果：表２、図３及び図５に示す。
【００２６】
【表１】
2004221422.tif 000003
【００２７】
【表２】
2004221422.tif 000004
【００２８】
表２からもわかるように、実施例は従来例２に比べて膜厚、抵抗共に、バラツキが半減し、また、従来例１に比べて、膜厚で２５％、抵抗で３３％バラツキが改善されている。
【００２９】
また、図３からもわかるように、最上段基板の上部と最下段下部の基板に多少厚膜になるところが存在するが、ほぼ均一な膜厚が得られることがわかった。
【００３０】
これに対して、図５からもわかるように、従来例２ではサセプタの上部及び下部に膜厚制御に欠ける部位が出現して、最上段基板の上部と最下段下部の基板に著しく厚膜になる部位が存在することがわかった。
【００３１】
【発明の効果】
本発明に係わるＣＶＤ装置によれば、サセプタ全体に渡って貼り付けられた基板に、均一な薄膜が形成でき、生産性の向上が図れるＣＶＤ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるＣＶＤ装置の概念図。
【図２】本発明に係わるＣＶＤ装置を用いたＣＶＤ工程を示す概念図。
【図３】本発明に係わるＣＶＤ装置を用い形成した半導体基板のＣＶＤの膜厚を示す試験結果図。
【図４】従来のＣＶＤ装置を用いたＣＶＤ工程を示す概念図。
【図５】従来のＣＶＤ装置を用い形成した半導体基板のＣＶＤの膜厚を示す試験結果図。
【符号の説明】
１  ＣＶＤ装置
２  シリンダ型サセプタ
２ａ  基板保持ポケット
２ｅ  下端
３  ベルジャ
３ａ  直胴部
３ｂ  縮径部
３ｃ  排気部
３ｅ  下端
【図１】
2004221422.tif 000005
【図２】
2004221422.tif 000006
【図３】
2004221422.tif 000007
【図４】
2004221422.tif 000008
【図５】
2004221422.tif 000009