JP6493982B2 - サセプタ - Google Patents
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Description
また、体積Vaが体積Vbの1.45倍を超える場合には、反りが120μm以上発生し、気相成長工程での成膜均一性に問題が発生するため、好ましくない。
また、前記体積Vaの体積Vbに対する割合の調整は、一の主面を削り取った削り部を形成することにより行われる。この場合、サセプタの裏面を平坦面に設計することもでき、サセプタの均熱性も確保することができる。
更に、前記他の主面上に、前記回転軸を中心とするリング状に削り取った削り部を形成することにより行っても良い。この他の主面上に削り部を形成する場合にも、従来のように表裏面対称に凹部(窪み部)を形成する必要がないため、高精度な加工は必要とならず、安価にサセプタを製作することができる。
尚、本発明にかかるサセプタは、化合物半導体層の気相成長法で好適に用いることができる。
前記凹部4は平面視上円形に形成され、その中心が前記回転軸L上に位置している。即ち、サセプタ1は、その中心に回転軸Lを有し、サセプタ1の前記回転軸Lによる回転対称性は円対称性に形成されている。
尚、サセプタ1に、一の主面2から他の主面3に貫通する貫通穴が形成されている場合には、前記貫通穴を埋設した状態を仮想し、最小厚さ寸法を有する位置Pを特定する。
尚、前記凹部4、削り部5はサセプタ1の表面に加工を施すことによって形成でき、サセプタ1の裏面は平坦面に設計できる(他の主面を平坦面になすことができる)ので、サセプタの均熱性も確保することができる。
一例を挙げれば、サセプタ1の直径D1を340mm、前記一の主面2と他の主面3との間の寸法(厚さ)T1を2.4mmとし、凹部4の直径D2を202.5mm、凹部4の深さt3(回転軸L上の深さ、図1では明確化のため回転軸Lからずらして図示している)を0.84mmとし、削り部5の深さt1を0.84mm、幅t2を115mmとした場合には、前記仮想平面Fは、前記一の主面2から1.62mmの位置にあり、体積Vaは体積Vbの1.26倍となる。
第1の形態では、主面2上に半導体基板を載置する1つの凹部4が形成されているサセプタを示したが、この第2の形態は、主面2上に半導体基板を載置する3つの凹部13が形成されている点に特徴がある。
また、前記サセプタ10の主面11上には、前記凹部13の間とサセプタ10の外縁部との間に、平面視上、円弧状の3つの削り部14が形成されている。前記削り部14は、第1の実施形態の削り部5に相当するものである。
尚、3つの凹部13の凹部深さ(底面位置)が異なる場合には、3つの凹部13のうち最も深い凹部底面と他の主面12との間が最小厚さ寸法となるため、当該底面上に位置Pが存在する。
特に、前記体積Vaが、前記体積Vbの1.26倍以下に構成されている場合には、反りを50μm以下に抑制することができるため、より好ましい。
前記削り部14は、半導体基板を載置する凹部13側の主面に形成され、その径r、深さt5は、体積Vaが体積Vbの1.03倍以上1.45倍以下の範囲内になるように調整される。
また、前記体積Vaの体積Vbに対する割合の調整は、前記凹部13の深さを調整することにより行っても良い。
尚、前記凹部13、削り部14はサセプタ10の表面に加工を施すことによって形成できるため、サセプタ10の裏面は平坦面に設計すること(他の主面を平坦面になすことができる)ができ、サセプタの均熱性も確保することができる。
一例を挙げれば、サセプタ10の直径D3を340mm、前記一の主面11と他の主面12との間の寸法(厚さ)T2を2.4mmとし、凹部13の直径D4を151.3mm、凹部13の深さt4を0.725mmとし、削り部14の径rを70mm、深さt5を0.725mmとした場合には、前記仮想平面Fは、前記一の主面11から1.5625mmの位置にあり、前記体積Vaは体積Vbの1.16倍となる。
第1の形態では、主面2上に1つの削り部5が形成されている場合を示したが、この第3の形態は、前記サセプタの主面と相対向する他の主面にも、削り部を形成した点に特徴がある。
また、サセプタ10は、その中心に回転軸Lを有し、サセプタ10の前記回転軸Lによる回転対称性は円対称性である。
特に、前記体積Vaが、前記体積Vbの1.26倍以下に構成されている場合には、反りを50μm以下に抑制することができるため、より好ましい。
前記一の主面の最大径を300mm以上1500mm以下としたのは、前記したように半導体基板の寸法に対応させたものであり、最小厚さ寸法が一の主面の最大径の1/1000以上23/1000以下の範囲内になされることにより、サセプタの熱伝導性を良くすることができ、サセプタの面内の温度均一性を向上させることができる。
よって、例えば、半導体基板に対する厳密な温度制御が求められる、気相成長法による高純度なエピタキシャル膜を形成する際に用いられるサセプタとして好適に用いることができる。
このサセプタ30の直径は、340mm、前記一の主面31と他の主面32との間の寸法(厚さ)2.4mm、凹部33の直径は194.5mm、凹部33の深さは0.84mm、仮想平面Fは、前記一の主面31から1.62mmの位置にあり、前記体積Vaは体積Vbの1.8倍である。
尚、図5の横軸は、サセプタ30の中心からの半径を示し、右側縦軸は反り量を示し、左側縦軸は、サセプタ表面温度を示している。また、図中、線分はサセプタ表面温度を、円は反り量を表している。
図1に示したサセプタ1の直径D1を340mm、前記一の主面2と他の主面3との間の寸法(厚さ)T1を2.4mmとし、凹部4の直径D2を194.5mm、凹部4の深さt3(回転軸L上の深さ)を0.84mmとし、削り部5の幅t2を115mmとし、削り部5の深さを変化させ、表1に示すように体積比を変化させた(比較例2〜5、実施例1〜5)。
尚、参考例1に見られるように、体積Vaが前記体積Vbの1.61である場合にも、反り量が102μmとなり120μm以下とすることができるが、参考例1では、座グリ部の裏面側を薄くすることで反りを低減しているので、その薄くなった部分の熱容量が低下し、座グリ部分と他の場所での温度差が大きくなり、サセプタの温度制御が困難になることが懸念される。さらに、サセプタの裏面側には、気相成長装置特有の支持用回転治具や熱電対等があり、座繰り表面と同様の構造を取ることが困難なので、これらの点からみれば、参考例1のような構造は、あまり好ましくない。
2 一の主面
3 他の主面
4 凹部
5 削り部
10 サセプタ
11 一の主面
12 他の主面
13 凹部
14 削り部
20 サセプタ
21 一の主面
22 他の主面
23 第1の削り部
24 第2の削り部
25 凹部
F 仮想平面
P 最小厚さ寸法を有する位置
M 最小厚さ寸法の中間点
Va 仮想平面と一の主面との間の体積
Vb サセプタ全体の体積から体積Vaを差し引いた体積
Claims (4)
- 一の主面上に半導体基板を載置する凹部を有し、かつ前記一の主面に対して垂直方向の回転軸を有する板状体からなる、成膜装置に用いられるサセプタであって、
前記凹部の底面と前記一の主面と対向する他の主面との間で最小厚さ寸法を有する位置において、前記最小厚さ寸法の中間点を通り、前記回転軸と垂直な仮想平面を設定し、前記仮想平面と前記一の主面との間の体積をVaとし、前記サセプタ全体の体積から前記体積Vaを差し引いた体積をVbとした際、
前記体積Vaが前記体積Vbの1.03倍以上1.45倍以下となるように、
前記一の主面上の前記凹部の外側に、前記凹部とは別に、一の主面を削り取った削り部が形成されていることを特徴とするサセプタ。 - 前記他の主面上に、前記回転軸を中心とするリング状に削り取った削り部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載のサセプタ。
- 前記体積Vaは、前記体積Vbの1.26倍以下であることを特徴とする請求項1に記載のサセプタ。
- 化合物半導体層の気相成長法で用いられることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のサセプタ。
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