特許 7585734 サセプタ及び化学的気相成長装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-11

(45)【発行日】2024-11-19

(54)【発明の名称】サセプタ及び化学的気相成長装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20241112BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20241112BHJP

   C23C 16/458 20060101ALI20241112BHJP

【ＦＩ】

H01L21/205

H01L21/68 N

C23C16/458

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020193458

(22)【出願日】2020-11-20

(65)【公開番号】P2022082096

(43)【公開日】2022-06-01

【審査請求日】2023-09-13

(73)【特許権者】

【識別番号】000004455

【氏名又は名称】株式会社レゾナック

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100163496

【弁理士】

【氏名又は名称】荒 則彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134359

【弁理士】

【氏名又は名称】勝俣 智夫

(74)【代理人】

【識別番号】100137017

【弁理士】

【氏名又は名称】眞島 竜一郎

(72)【発明者】

【氏名】梅田 喜一

(72)【発明者】

【氏名】金田一 麟平

【審査官】桑原 清

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－２７７１９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５１９４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１０７８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１３１０５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０７０９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１２６８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１１６３３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｃ２３Ｃ １６／４５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

サセプタの下方に配置する下部ヒータを有する化学的気相成長装置に用いられるサセプタであって、
ウェハと離間して対向する第１面を有する第１サセプタと、
前記第１サセプタの前記第１面の上に円環状に配置され、前記ウェハの外周を下方から支持する第２サセプタと、を備え、
前記第２サセプタは、熱伝導率の異方性を有し、
前記第２サセプタの前記熱伝導率が最も高い値を示す方向と、前記第１サセプタの前記第１面に沿う方向との間の角度θが＋３０度より大きく６０度未満の範囲内又は－３０度未満で－６０度よりも大きい範囲内にあることを特徴とするサセプタ。

【請求項2】

前記第２サセプタは、熱伝導率が最も高い値を示す方向と熱伝導率が最も低い値を示す方向のなす角が９０度±１０度である請求項１に記載のサセプタ。

【請求項3】

前記第２サセプタは、熱伝導率が最も高い方向の熱伝導率が、熱伝導率が最も低い方向の熱伝導率の１００倍以上である請求項１または２に記載のサセプタ。

【請求項4】

前記第２サセプタは異方性黒鉛を含む請求項１から３のいずれか一項に記載のサセプタ。

【請求項5】

前記角度θが、＋４０度以上＋５０度以下の範囲内にある請求項１から４のいずれか一項に記載のサセプタ。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか一項に記載のサセプタを備える化学的気相成長装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、サセプタ及び化学的気相成長装置に関する。

【背景技術】

【0002】

炭化珪素（ＳｉＣ）は、シリコン（Ｓｉ）に比べて絶縁破壊電界が１桁大きく、バンドギャップが３倍大きく、熱伝導率が３倍程度高い等の特性を有する。炭化珪素はこれらの特性を有することから、パワーデバイス、高周波デバイス、高温動作デバイス等への応用が期待されている。このため、近年、上記のような半導体デバイスにＳｉＣエピタキシャルウェハが用いられるようになっている。

【0003】

ＳｉＣエピタキシャルウェハは、ＳｉＣ基板（ＳｉＣウェハ）上にＳｉＣ半導体デバイスの活性領域となるＳｉＣエピタキシャル膜を成長させることによって製造される。ＳｉＣウェハは、昇華法等で作製したＳｉＣのバルク単結晶から加工して得られ、ＳｉＣエピタキシャル膜は、化学的気相成長（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）装置によって形成される。

【0004】

サセプタとしては、ウェハを外周部にて支持する構造のものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。この特許文献１に示すサセプタは、ウェハの径より小さく、表面にウェハを載置するための凸部を有するインナーサセプタと、中心部に開口部を有し、インナーサセプタを開口部が遮蔽されるように載置するための第１の段部と、この第１の段部の上段に設けられ、ウェハを載置するための第２の段部を有するアウターサセプタとから構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００９－７０９１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

成膜装置（ＣＶＤ装置）を用いて、均一な厚みで平滑な膜を成膜するためには、成膜中にウェハの一面（成長面）全体の温度をばらつき無く均一にすることが重要である。ウェハの面内温度が不均一であると、成膜された膜の厚みやドーピング濃度の分布が不均一になったり、ウェハに応力が付与されて反りが大きくなったり、ウェハに応力が付与されて転位などの結晶欠陥が新たに発生する等の懸念がある。

【0007】

また、ウェハをサセプタにベタ置きした場合、高温時にウェハが反ったときに、ウェハとサセプタの接触する領域が面内で不均一になり、ウェハの面内温度の不均一化につながることがある。その対策として特許文献１に示すように、ウェハを外周部にて支持する構造のサセプタが検討とされている。ウェハを外周部にて支持する構造のサセプタでは、ウェハが反ったときには、外周部でのみウェハを支持する。ただし、ウェハを外周部にて支持する場合、ウェハとサセプタが接触する支持部にて熱の移動が発生するので、支持部付近のウェハ温度均一性が悪化しやすい、という課題があった。

【0008】

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、ウェハの面内温度を均一に調整することができるサセプタ、および成膜時のウェハの温度を均一に調整することができ、ウェハの表面に均一な厚さで平滑なエピタキシャル膜を成膜することが可能な化学的気相成長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】

【0009】

上記の課題を解決するために、本発明者らは検討の結果、サセプタを、ウェハの裏面（エピタキシャル膜を成長させる一方の面とは反対の面）と離間して対向する第１面を有する第１サセプタと、第１サセプタの第１面を囲むように配置され、ウェハを支持する第２サセプタと、を備える構成とし、第２サセプタとして、熱伝導率の異方性を有し、第２サセプタの熱伝導率が最も高い値を示す方向と、第１サセプタの第１面に沿う方向との間の角度θが＋３０度より大きく６０度未満の範囲内又は－３０度未満で－６０度よりも大きい範囲内にあるものを用いることによって、成膜時のウェハの面内温度の均一性を向上させることが可能となることを見出した。
すなわち、本発明は、前記の課題を解決するため、以下の手段を提供する。

【0010】

［１］化学的気相成長法によって、円板状のウェハの一方の面にエピタキシャル膜を成長させる化学的気相成長装置に用いられるサセプタであって、前記ウェハの他方の面と離間して対向する第１面を有する第１サセプタと、前記第１サセプタの前記第１面を囲むように配置され、前記ウェハを支持する第２サセプタと、を備え、前記第２サセプタは、熱伝導率の異方性を有し、前記第２サセプタの前記熱伝導率が最も高い値を示す方向と、前記第１サセプタの前記第１面に沿う方向との間の角度θが＋３０度より大きく６０度未満の範囲内又は－３０度未満で－６０度よりも大きい範囲内にあることを特徴とするサセプタ。

【0011】

［２］前記第２サセプタは、熱伝導率が最も高い値を示す方向と熱伝導率が最も低い値を示す方向のなす角が９０度±１０度である上記［１］に記載のサセプタ。

【0012】

［３］前記第２サセプタは、熱伝導率が最も高い方向の熱伝導率が、熱伝導率が最も低い方向の熱伝導率の１００倍以上である上記［１］又は［２］に記載のサセプタ。

【0013】

［４］前記第２サセプタは異方性黒鉛を含む上記［１］から［３］のいずれか一つに記載のサセプタ。

【0014】

［５］前記角度θが、＋４０度以上＋５０度以下の範囲内にある上記［１］から［４］のいずれか一つに記載のサセプタ。

【0015】

［６］上記［１］から［５］のいずれか一つに記載のサセプタを備える化学的気相成長装置。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、ウェハの面内温度を均一に調整することができるサセプタ、および成膜時のウェハの温度を均一に調整することができ、ウェハの表面に均一な厚さで平滑なエピタキシャル膜を成膜することが可能な化学的気相成長装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施形態に係るサセプタの平面図である。

【図2】図１のII－II線断面図である。

【図3】図２の部分拡大図である。

【図4】第１シミュレーションにより算出されたウェハの温度分布を示すグラフである。

【図5】第１シミュレーションにより算出されたウェハの中心の温度との最大温度差示すグラフである。

【図6】第２シミュレーションにより算出されたウェハの温度分布を示すグラフである。

【図7】第２シミュレーションにより算出されたウェハの中心の温度との最大温度差示すグラフである。

【図8】第３シミュレーションにより算出されたウェハの温度分布を示すグラフである。

【図9】第３シミュレーションにより算出されたウェハの中心の温度との最大温度差示すグラフである。

【図10】本発明の第１実施形態に係るサセプタの別の一例の斜視図である。

【図11】本発明の第２実施形態に係る化学的気相成長装置の模式断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態に係るサセプタおよび化学的気相成長装置について、図面を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材質、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。

【0019】

＜第１実施形態（サセプタ）＞
図１は、本発明の第１実施形態に係るサセプタの平面図である。図２は、図１のII－II線断面図である。図３は、図２の部分拡大図である。
本発明の第１実施形態に係るサセプタは、化学的気相成長法によって、円板状のウェハＷの一方の面Ｗａにエピタキシャル膜を成長させる化学的気相成長装置に用いられるサセプタである。図１～図３に示すように、サセプタ１０は、第１サセプタ１１と第２サセプタ１２とを備える。

【0020】

第１サセプタ１１は、互いに対向する第１面１１ａと第２面１１ｂとを有する円板状とされている。第１面１１ａおよび第２面１１ｂはそれぞれ平面である。第１面１１ａは、ウェハＷの他方の面Ｗｂ（面Ｗａとは反対の面）と離間して対向する。第２面１１ｂの下方には、ウェハＷを加熱するヒータが配置される。第１サセプタ１１の材料としては、カーボン、ＳｉＣ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、など、高温に耐えうる基材の無垢、もしくはＳｉＣコート、ＴａＣコートなどの炭化物コーティングを施した材料を用いることができる。第１サセプタ１１の厚さＴは、例えば、１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内にある（図２参照）。

【0021】

第２サセプタ１２は、円環状とされている。第２サセプタ１２は、第１サセプタの第１面１１ａを囲むように配置される。第２サセプタ１２は、ウェハＷを支持する。第２サセプタ１２の外径φは、例えば、１５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下の範囲内にある（図２参照）。第２サセプタ１２の幅Ｄは、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内にある（図２参照）。第２サセプタ１２の高さＨは、例えば、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲内にある（図２参照）。

【0022】

第２サセプタ１２は、熱伝導率の異方性を有する。図２に示すように、第１サセプタ１１の第１面１１ａに沿う方向をＸとし、第１面１１ａに垂直な方向をＹとした場合、第２サセプタ１２の熱伝導率が最も高い値を示す方向Ａと、第１サセプタ１１の第１面１１ａに沿う方向Ｘとの間の角度θは＋３０度より大きく６０度未満の範囲内又は－３０度未満で－６０度よりも大きい範囲内にある。なお、角度θがプラスであることは、第２サセプタ１２の熱伝導率が最も高い値を示す方向Ａが、第２サセプタ１２の内側から外側に向かってウェハＷ側に延びていることを表す。また、角度θがマイナスであることは、第２サセプタ１２の熱伝導率が最も高い値を示す方向Ａが、第２サセプタ１２の内側から外側に向かって第１サセプタ１１側に延びていることを表す。角度θは、＋４５度付近、具体的には＋４０度以上＋５０度以下の範囲内にあることが好ましい。第２サセプタ１２の熱伝導率が最も高い値を示す方向Ａと第２サセプタ１２の熱伝導率が最も低い値を示す方向Ｃのなす角度は、９０度±１０度であることが好ましく、９０度±５度であることがより好ましく、９０度±２度であることが特に好ましい。第２サセプタ１２の方向Ａの熱伝導率は、方向Ｃの熱伝導率の１００倍以上であることが好ましい。第２サセプタ１２の方向Ａの熱伝導率は、方向Ｃの熱伝導率の５００倍以下であってもよい。第２サセプタ１２の方向Ａの熱伝導率は、５０Ｗ／ｍＫ以上４００Ｗ／ｍＫ以下の範囲内にあることが好ましい。第２サセプタ１２の方向Ｃの熱伝導率は、０．５Ｗ／ｍＫ以上４Ｗ／ｍＫ以下の範囲内にあることが好ましい。

【0023】

第２サセプタ１２は、異方性黒鉛を含むことが好ましい。第２サセプタ１２は、異方性黒鉛を単独で含むことが特に好ましい。異方性黒鉛は、（１００）面および（２００）面に沿った方向に高い熱伝導率を示す。第２サセプタ１２は、第１サセプタ１１と接する面に沿った方向と、異方性黒鉛の（１００）面もしくは（２００）面に沿った方向との角度が、＋３０度より大きく６０度未満の範囲内又は－３０度未満で－６０度よりも大きい範囲内になるように、異方性黒鉛を配向した状態で成形することによって製造することができる。異方性黒鉛としては、グラファイトを用いることができる。

【0024】

本実施形態のサセプタ１０は、第２サセプタ１２の熱伝導率が最も高い値を示す方向Ａと、第１サセプタ１１の第１面１１ａに沿う方向Ｘとの間の角度θが上記の範囲内にあることによって、ウェハＷを高い均一性で加熱することが可能となる。本実施形態のサセプタ１０を用いてウェハＷを加熱したときのウェハＷの温度分布と、ウェハＷの中心の温度との最大温度差（ウェハｗの中心とその他の部分との温度差の最大値）を、下記の第１～第５シミュレーションによって求めた。なお、以下のシミュレーションでは、第２サセプタ１２として、グラファイトの特定の面を配向させた円環状体を用いた場合を想定した。その他の条件は、次のとおりである。

【0025】

（シミュレーションの条件）
（１）有限要素法解析ソフトＡＮＳＹＳ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌを用いた伝熱解析を実施した。解析対象として、中心軸を通る任意の断面の半分の構造を扱う軸対称モデルを採用した。
（２）境界条件：第１サセプタ１１の第２面１１ｂの温度を２０００℃、ウェハＷの上面Ｗａより上部は１５００℃の雰囲気とし、Ｗａより１５００℃雰囲気へ輻射逃げ
（３）構成
第１サセプタ１１
円板状カーボン板にＴａＣコートしたＴａＣコートカーボン板 厚さＴ：３ｍｍ
第２サセプタ１２
外径φ：１５０ｍｍ
幅Ｄ：３ｍｍ
高さＨ：３ｍｍ
ウェハＷ
円板状のＳｉＣ板
半径：７５ｍｍ
厚さ：０．３ｍｍ
（４）内部輻射（輻射率）
ウェハＷ：０．８
第１サセプタ１１：０．２
（５）熱伝導率（１５００℃以上２０００℃以下の温度範囲における熱伝導率）
ウェハＷ：４０Ｗ／ｍＫ
第１サセプタ１１：２０Ｗ/ｍＫ

【0026】

（第１シミュレーション）
第１シミュレーションでは、第２サセプタ１２として、最も熱伝導率が高い値を示す方向Ａの熱伝導率を１００Ｗ／ｍＫ、それと垂直な方向Ｘの熱伝導率を１Ｗ／ｍＫとした円環状体を想定した。最も熱伝導率が高い値を示す方向Ａと、第１サセプタ１１の第１面１１ａに沿う方向Ｘとの間の角度θ１の角度を変えたときのウェハＷの温度分布を算出し、その温度分布からウェハＷの中心の温度との最大温度差を求めた。ウェハＷの温度分布を示すグラフを図４に、ウェハＷの中心の温度との最大温度差を示すグラフを図５にそれぞれ示す。なお、図４のウェハＷの温度分布は、角度θ１を＋９０度、＋４５度、０度、－４５度、－９０度としたときと、第１サセプタ及び第２サセプタの材料を等方性カーボン（等方性と表記）としたときの結果を示す。また、図５のウェハＷの中心の温度との最大温度差は、角度θ１を＋９０度、＋７５度、＋６０度、＋４５度、＋３０度、＋１５度、０度、－１５度、－３０度、－４５度、－６０度、－７５度、－９０度、第１サセプタ及び第２サセプタの材料を等方性カーボン（Ｃと表記）としたときの結果を示す。

【0027】

図４において、横軸は、ウェハＷの中心からの距離を表し、縦軸はウェハＷの温度を表す。なお、図４のグラフにおいて、角度θ１が＋９０度と－９０度のときは同じ値となる。図４の結果から、ウェハＷの温度は、中心から離れた場所、すなわち第２サセプタ１２に近い場所で変動することがわかる。また、角度θ１が＋９０度及び－９０度のときはウェハＷの端部の温度が高くなることがわかる。これは、角度θ１が＋９０度及び－９０度のときは、第２サセプタ１２に伝わった熱が第２サセプタ１２の上部からウェハＷの端部に伝わるためであると考えられる。一方、上記の角度θ１が０度のときはウェハＷの端部の温度が低くなることがわかる。これは、第２サセプタ１２に伝わった熱が第２サセプタ１２の外側に多く放出されることによって第２サセプタ１２の上部からウェハＷの端部に伝わる熱が少なくなるためであると考えられる。これに対して、角度θ１が＋４５度及び－４５度のときはウェハＷの端部の温度が中心部の温度に近くなることがわかる。これは、第２サセプタ１２に伝わった熱と、第２サセプタ１２の外側に放出される熱のバランスがよく、第２サセプタ１２の上部からウェハＷの端部に伝わる熱が適正になるためであると考えられる。以上の結果から、ウェハＷの端部は、熱が外側に逃げやすく、中心部と比べて温度が下がりやすいことがわかる。よってウェハＷの面内温度を均一化するためには、第２サセプタ１２の接触部を通じてウェハＷに熱を与えることは有効である。ただし、熱を与えすぎると逆にウェハＷの端部の温度が上がり過ぎてしまう。

【0028】

図５のグラフから、角度θ１が＋３０度より大きく６０度未満の範囲内又は－３０度未満で－６０度よりも大きい範囲内にある場合に、ウェハＷの中心の温度との最大温度差が小さくなることがわかる。特に、角度が＋４５度及び－４５度の場合は、ウェハＷの中心の温度との最大温度差が小さくなることがわかる。

【0029】

（第２シミュレーション）
第２シミュレーションでは、第２サセプタ１２として、最も熱伝導率が高い値を示す方向Ａの熱伝導率を２００Ｗ／ｍＫ、それと垂直な方向の熱伝導率を１Ｗ／ｍＫとした円環状体を想定した。最も熱伝導率が高い値を示す方向Ａと、第１サセプタ１１の第１面１１ａに沿う方向Ｘとの間の角度θ１の角度を変えたときのウェハＷの温度分布を算出し、その温度分布からウェハＷの中心の温度との最大温度差を求めた。ウェハＷの温度分布を示すグラフを図６に、ウェハＷの中心の温度との最大温度差を示すグラフを図７にそれぞれ示す。

【0030】

図６の結果から、ウェハＷの温度は、中心から離れた場所、すなわち第２サセプタ１２に近い場所で変動することがわかる。また、角度θ１が、＋９０度及び－９０度のときはウェハＷの端部の温度が高くなり、０度のときはウェハＷの端部の温度が低くなり、＋４５度及び－４５度のときはウェハＷの端部の温度が中心部の温度に近くなることがわかる。

【0031】

また、図７のグラフから、角度θ１が＋３０度より大きく６０度未満の範囲内又は－３０度未満で－６０度よりも大きい範囲内にある場合に、ウェハＷの中心の温度との最大温度差が小さくなることがわかる。特に、角度θ１が＋４５度及び－４５度の場合は、ウェハＷの中心の温度との最大温度差が小さくなることがわかる。以上の結果から、第２サセプタ１２が最も熱伝導率が高い値を示す方向Ａの熱伝導率を２００Ｗ／ｍＫ、それと垂直な方向の熱伝導率を１Ｗ／ｍＫとした円環状である場合においても、ウェハＷの端部は、熱が外側に逃げやすく、中心部と比べて温度が下がりやすいことがわかる。

【0032】

（第３シミュレーション）
第３シミュレーションでは、第２サセプタ１２として、最も熱伝導率が高い値を示す方向Ａの熱伝導率を３５０Ｗ／ｍＫ、それと垂直な方向の熱伝導率を２Ｗ／ｍＫとした円環状体を想定した。最も熱伝導率が高い値を示す方向Ａと、第１サセプタ１１の第１面１１ａに沿う方向Ｘとの間の角度θ１の角度を変えたときのウェハＷの温度分布を算出し、その温度分布からウェハＷの中心の温度との最大温度差を求めた。ウェハＷの温度分布を示すグラフを図８に、ウェハＷの中心の温度との最大温度差を示すグラフを図９にそれぞれ示す。

【0033】

図８の結果から、ウェハＷの温度は、中心から離れた場所、すなわち第２サセプタ１２に近い場所で変動することがわかる。また、角度θ１が、＋９０度及び－９０度のときはウェハＷの端部の温度が高くなり、角度θ１が０度のときはウェハＷの端部の温度が低くなり、角度θ１が＋４５度及び－４５度のときはウェハＷの端部の温度が中心部の温度に近くなることがわかる。

【0034】

また、図９のグラフから、θ１が、＋３０度より大きく＋６０度未満の範囲内又は、－３０度未満で－６０度よりも大きい範囲内にあれば、等方性の場合よりも温度差が小さくなる。なお、本シミュレーションによれば、３０度未満で０度より大きい、あるいは０度未満で－３０度よりも大きい範囲内でも、第１サセプタ及び第２サセプタの材料を等方性カーボンとした場合（Ｃと表記）よりも温度差が小さくなるという結果が得られている。第２サセプタ１２の熱伝導率の値によっては、このようなケースもあるが、＋３０度より大きく＋６０度未満の範囲内又は－３０度未満で－６０度よりも大きい範囲内にすることで、熱伝導率の値によらずに、第１サセプタ１１及び第２サセプタ１２の材料を等方性カーボンとした場合と比較して温度差を小さくすることができる。

【0035】

本実施形態のサセプタ１０は、第２サセプタ１２は熱伝導率の異方性を有し、第２サセプタ１２の熱伝導率が最も高い値を示す方向Ａと、第１サセプタ１１の第１面１１ａに沿う方向Ｘとの間の角度θが＋３０度より大きく６０度未満の範囲内又は－３０度未満で－６０度よりも大きい範囲内にあるので、第２サセプタ１２に伝わった熱と、第２サセプタ１２の外側に放出される熱のバランスがよく、第２サセプタ１２の上部からウェハＷの端部に伝わる熱が適正になる。このため、本実施形態のサセプタ１０を用いることによって、ウェハＷの面内温度を均一に調整することができる。

【0036】

本実施形態のサセプタ１０において、第２サセプタ１２は、熱伝導率が最も高い値を示す方向Ａと熱伝導率が最も低い値を示す方向Ｃのなす角が９０度±１０度であることが好ましい。また、第２サセプタ１２は、熱伝導率が最も高い方向Ａの熱伝導率が、熱伝導率が最も低い方向Ｃの熱伝導率の１００倍以上であることが好ましい。この場合、第２サセプタ１２は熱伝導率の異方性が高くなるので、第２サセプタ１２に伝わった熱と、第２サセプタ１２の外側に放出される熱のバランスがさらによくなり、第２サセプタ１２の上部からウェハＷの端部に伝わる熱がさらに適正になる。

【0037】

本実施形態のサセプタ１０において、第２サセプタ１２は異方性黒鉛を含む場合は、第２サセプタ１２は熱伝導率の異方性をより高くすることができる。このため、この第２サセプタ１２を用いることによって、ウェハＷをより高い均一性で加熱することが可能となる。

【0038】

本実施形態のサセプタ１０において、第２サセプタ１２の角度θが＋４０度以上＋５０度以下の範囲内（＋４５度付近）にある場合は、第２サセプタ１２に伝わった熱と、第２サセプタ１２の外側に放出される熱のバランスがより向上し、第２サセプタ１２の上部からウェハＷの端部に伝わる熱がより適正になるため、ウェハＷをさらに高い均一性で加熱することが可能となる。

【0039】

なお、本実施形態のサセプタ１０において、第２サセプタ１２は円環状体とされている。円環状体の第２サセプタ１２は、ウェハＷの外周と均一に接触する点で好ましいが、第２サセプタ１２は円環状体に限定されるものではない。例えば、第２サセプタは、円環状体を部分的に切断した形状としてもよい。

【0040】

図１０は、本発明の第１実施形態に係るサセプタの別の一例の平面図である。図１０においては、第１サセプタ１５の上に、円環状体を部分的に切断した形状の第２サセプタ片１６が４つウェハＷの面中央に対して回転対称位置となる位置に配置されている。

【0041】

＜第２実施形態（化学的気相成長装置）＞
図２は、本発明の第２実施形態に係る化学的気相成長装置の模式断面図である。
本実施形態の化学的気相成長装置（ＣＶＤ装置）２０は、第１実施形態のサセプタ１０を備え、サセプタ１０に載置されたウェハＷの一方の面Ｗａにエピタキシャル膜を成長させる装置である。

【0042】

化学的気相成長装置２０は、炉体２１と、ガス供給機構２２と、下部ヒータ２４と、上部ヒータ２５と、回転機構２６と、ガス排出部２７と、ゲートバルブＧとを有する。
ガス供給機構２２は、炉体２１の上部に備えられている。ガス供給機構２２は、炉体２１の内部にシリコン原料であるシラン、炭素原料であるプロパン、キャリアガスである水素、ドーパントとなる窒素などの原料ガスを供給する。下部ヒータ２４は、サセプタ１０の下方に配置されている。下部ヒータ２４は、サセプタ１０を介してウェハＷを下方から加熱する。上部ヒータ２５は、炉体２１のサセプタ１０よりも上方の炉体２１の周囲に配置されている。上部ヒータ２５は、ウェハＷを上方から加熱する。回転機構２６は、サセプタ１０と下部ヒータ２４との間に配置されている。回転機構２６は、サセプタ１０と共にウェハＷを周方向に回転させる。ガス排出部２７は、炉体２１の下方の側部に備えられている。ガス排出部２７は、原料ガスを外部に排気する。ゲートバルブＧは、ウェハＷを炉体２１内に搬入するための開口部である。

【0043】

このような化学的気相成長装置２０は、下部ヒータ２４および上部ヒータ２５によってウェハＷを加熱する。次いで、回転機構２６によりウェハＷを周方向に回転させながら、ガス供給機構２２から供給された原料ガスを、ウェハＷの表面に接触させる。これにより、ウェハＷの一面ＷａにＳｉＣ単結晶エピタキシャル膜を成長させることができる。そして、ウェハＷの表面に接触させた原料ガスを、ガス排出部２７により外部に排気する。

【0044】

本実施形態の化学的気相成長装置２０は、第１実施形態のサセプタ１０を備えるので、ウェハＷを高い均一性で加熱することが可能となる。このため、本実施形態の化学的気相成長装置２０を用いることによって、成膜時のウェハの面内温度が均一となり、均一な厚さで平滑なエピタキシャル膜を成膜することが可能となる。

【0045】

なお、本発明は、上記実施形態のものに必ずしも限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態のサセプタ１０は、第１サセプタ１１と第２サセプタの２つの部材から構成されているが、サセプタ１０を構成する部材は、第１サセプタ１１と第２サセプタに限定されるものではない。例えば、第３サセプタとして、第１サセプタ１１と第２サセプタ１２とウェハＷの位置ずれを防止するために、第１サセプタ１１と第２サセプタ１２とウェハＷの周囲に円環状の第３サセプタを配置してもよい。

【符号の説明】

【0046】

１０ サセプタ
１１ 第１サセプタ
１１ａ 第１面
１１ｂ 第２面
１２ 第２サセプタ
１５ 第１サセプタ
１６ 第２サセプタ片
２０ 化学的気相成長装置
２１ 炉体
２２ ガス供給機構
２４ 下部ヒータ
２５ 上部ヒータ
２６ 回転機構
２７ ガス排出部
Ｗ ウェハ
Ｇ ゲートバルブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】