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公開番号2024053476
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-15
出願番号2022159790
出願日2022-10-03
発明の名称半導体ウェハの製造装置
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類C30B 25/12 20060101AFI20240408BHJP(結晶成長)
要約【課題】エピクラウンが発生することを抑制する。
【解決手段】反応ガスが導入され、反応室を構成する中空部101aでエピタキシャル層11が成長させられる筒状の成長用容器100と、成長用容器100の中空部100a内に配置され、一面130aにエピタキシャル層11が成長させられる種基板10が配置されるウェハ加熱サセプタ130と、成長用容器100に備えられ、成長用容器100にエピタキシャル層を成長させるための反応ガスを一面130aに対する法線方向に沿って供給する供給配管210～230と、を備える。そして、ウェハ加熱サセプタ130は、一面130aのうちの種基板10が配置される部分の周囲から成長用容器100に反応ガスを希釈する希釈ガスが供給される構成されるようにする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
半導体ウェハの製造装置であって、
反応ガスが導入され、反応室を構成する中空部（１０１ａ）でエピタキシャル層（１１）が成長させられる筒状の成長用容器（１００）と、
前記成長用容器の前記中空部内に配置され、一面（１３０ａ）に前記エピタキシャル層が成長させられる種基板（１０）が配置されるウェハ加熱サセプタ（１３０）と、
前記成長用容器に備えられ、前記成長用容器に前記エピタキシャル層を成長させるための反応ガスを前記一面に対する法線方向に沿って供給する供給配管（２１０～２３０）と、を備え、
前記ウェハ加熱サセプタは、前記一面（１３０ａ）のうちの前記種基板が配置される部分の周囲から前記成長用容器に前記反応ガスを希釈する希釈ガスが供給される構成とされている半導体ウェハの製造装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記希釈ガスは、アルゴンガス、ヘリウムガス、および窒素ガスの少なくとも１つを含むガスである請求項１に記載の半導体ウェハの製造装置。
【請求項３】
前記希釈ガスは、塩素ガス、および塩化水素ガスの少なくとも１つを含むガスである請求項１に記載の半導体ウェハの製造装置。
【請求項４】
前記反応ガスは、ガリウム系ガスおよびアンモニア系ガスを含み、
前記希釈ガスは、アンモニア系ガスを含むガスである請求項１に記載の半導体ウェハの製造装置。
【請求項５】
前記成長用容器のうちの前記種基板上に位置する部分に備えられ、前記種基板側の一端部が開口部とされた筒状の原料供給室（１１０）を有し、
前記反応ガスが供給される供給配管は、一端部が前記原料供給室内に配置され、
前記原料供給室は、前記開口部を通り、前記ウェハ加熱サセプタの一面に対する法線方向に沿った仮想線（Ｋ）が前記種基板と交差する形状とされている請求項１に記載の半導体ウェハの製造装置。
【請求項６】
前記成長用容器のうちの前記種基板上に位置する部分に備えられ、前記種基板側の一端部が開口部とされた筒状の原料供給室（１１０）を有し、
前記原料供給室には、前記一端部に、板部材に貫通孔（１８２ａ）が形成されたシャワーヘッド（１８２）が備えられると共に、前記一端部と反対側の他端部との間に、前記一端部側の下方空間（Ｓ１）と前記他端部側の上方空間（Ｓ２）とを区画するガス対流抑制板（１８１）が備えられ、さらに前記シャワーヘッドと前記ガス対流抑制板との間に、前記下方空間を第１空間（Ｓ１ａ）と第２空間（Ｓ１ｂ）とに区画するガス仕切板（１８３）が備えられ、
前記供給配管は、ガリウム系ガスを供給する第１供給配管（２１０）と、アンモニア系ガスを供給する第２供給配管（２２０）と、を有し、
前記第１供給配管は、前記第１空間に前記ガリウム系ガスを供給するように配置され、
前記第２供給配管は、前記第２空間に前記アンモニア系ガスを供給するように配置されている請求項１に記載の半導体ウェハの製造装置。
【請求項７】
前記原料供給室は、基材が、炭化タンタル、タングステン、炭化タングステン、炭化ニオブの少なくとも一つを主成分とするコーティング膜、またはボロンナイトライドで構成されるコーティング膜で被覆されて構成されている請求項５または６に記載の半導体ウェハの製造装置。
【請求項８】
前記ウェハ加熱サセプタは、基材が、炭化タンタル、タングステン、炭化タングステン、炭化ニオブの少なくとも一つを主成分とするコーティング膜、またはボロンナイトライドで構成されるコーティング膜で被覆されて構成されている請求項１に記載の半導体ウェハの製造装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、種基板上にエピタキシャル層を成長させて半導体ウェハを構成する半導体ウェハの製造装置に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、反応ガスが導入される反応室において、種基板上にエピタキシャル層を成長させて半導体ウェハを製造する半導体ウェハの製造装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
具体的には、この半導体ウェハの製造装置では、台座に凹部を形成し、この凹部内に種基板を配置している。これにより、種基板の外周部に反応ガスが回り込み難くなり、種基板の外周部でエピタキシャル層が盛り上がった状態となるエピクラウンが発生することを抑制できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－７０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この構成では、凹部の深さを種基板の厚さより厚くする必要がある等、凹部の深さの厳密な管理が必要となる。また、本発明者らの検討によれば、この構造では、エピクラウンを十分に抑制できない場合があることが確認された。
【０００６】
本発明は上記点に鑑み、エピクラウンが発生することを抑制できる半導体ウェハの製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための請求項１では、半導体ウェハの製造装置であって、反応ガスが導入され、反応室を構成する中空部（１０１ａ）でエピタキシャル層（１１）が成長させられる筒状の成長用容器（１００）と、成長用容器の中空部内に配置され、一面（１３０ａ）にエピタキシャル層が成長させられる種基板（１０）が配置されるウェハ加熱サセプタ（１３０）と、成長用容器に備えられ、成長用容器にエピタキシャル層を成長させるための反応ガスを一面に対する法線方向に沿って供給する供給配管（２１０～２３０）と、を備え、ウェハ加熱サセプタは、一面（１３０ａ）のうちの種基板が配置される部分の周囲から成長用容器に反応ガスを希釈する希釈ガスが供給される構成とされている。
【０００８】
これによれば、種基板上にエピタキシャル層を成長させる際、種基板の外縁部上に供給される反応ガスが希釈ガスで希釈されるため、種基板の外縁部でエピタキシャル層の成長が速くなることを抑制できる。したがって、エピクラウンが発生することを抑制でき、エピタキシャル層における面内均一性を向上できる。
【０００９】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態における半導体ウェハの製造装置を示す断面模式図である。
エピタキシャル層を成長させる際の種基板近傍の模式図である。
第２実施形態における半導体ウェハの製造装置を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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