基座、氣相生長裝置、氣相生長方法及外延硅晶片的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種圓板狀的基座（4），該基座（4）形成為，在基座（4）的上表面（41）上，沿該基座（4）的周向排列設置有收納晶片（W）的多個凹部（43），基座（4）的中央相對于外緣向下表面（42）側(cè)凹陷。
【專利說明】
基座、氣相生長裝置、氣相生長方法及外延硅晶片
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種基座、氣相生長裝置、氣相生長方法及外延硅晶片。
【背景技術】
[0002] 以往，已知有下述分批(/%#)式的氣相生長裝置:在基座的上表面上設有多個凹 部，同時處理例如用硅形成的多枚晶片。
[0003] 作為用這樣的氣相生長裝置制造的外延晶片的用途，有以IGBT(絕緣柵雙極型晶 體管)為代表的功率器件。面向功率器件的外延晶片的外延膜的膜厚較厚，達到IOOym左右 的也不少。在這樣的厚膜形成中，雖然基座上的晶片被收納于凹部內(nèi)，但是容易發(fā)生凹部內(nèi) 周面和晶片外周面之間由于析出物而粘附的現(xiàn)象（以下稱為粘附），前述析出物被稱為搭 橋，跨越前述凹部內(nèi)周面和晶片外周面。若發(fā)生該粘附，則在外延膜生長后從基座取出晶片 時，必須剝下粘附部分的外延膜，這時向晶片的外周部分施加了相當大的力，因此經(jīng)常在晶 片上產(chǎn)生裂縫，甚至還有破裂的情況。
[0004] 因此，進行了用來抑制粘附發(fā)生的各種探索（例如參照文獻1:日本特開2004-327761號公報，文獻2:日本特開2007-227838號公報，文獻3 :日本特開2008-187020號公 報)。
[0005] 在文獻1的方案中，在基座的凹部底面上，設有從外周部突出的凸部。由此，即使晶 片由于伴隨基座旋轉(zhuǎn)的離心力而在徑向方向上移動，也能借助凸部和晶片外周部背面?zhèn)鹊?圓錐面的抵接，將晶片在凹部內(nèi)保持同心狀，由此，抑制粘附的發(fā)生。
[0006] 在文獻2中記載了下述問題:在搬運機器人使晶片自由落下至凹部內(nèi)時，由于凹部 內(nèi)的殘存氣體阻礙該自由落下，晶片被載置于偏離目標位置的位置上。為了解決該問題，在 文獻2的方案中，通過將基座及繞基座的垂直軸的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)略微傾斜，使凹部底面傾斜。由 此，部分改變了正在自由落下的晶片和凹部底面之間的間隔，只向一個方向放掉殘存氣體 來實現(xiàn)該殘留氣體的順暢的去除，由此，抑制晶片被載置于偏離目標位置的位置上的情況。
[0007] 在文獻3的方案中注意到，為了有效地防止晶片背面和凹部底面之間的粘附，增大 凹部底面的表面粗糙度、減少晶片與凹部底面的接觸面積是重要的，而且，晶片背面和凹部 底面之間的粘附只發(fā)生在晶片的外周側(cè)而不發(fā)生在中央附近，鑒于以上情況，使基座凹部 底面中的周邊側(cè)區(qū)域的粗糙度大于中心側(cè)區(qū)域。
[0008] 但是，在文獻1所述的方案中，雖說是背面，但晶片和凹部內(nèi)周部接觸，因此該接觸 部分有發(fā)生粘附的可能。
[0009] 另外，在文獻2所述的方案中，將繞基座的垂直軸的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)傾斜，因此，若伴隨基 座的旋轉(zhuǎn)，凹部相對于旋轉(zhuǎn)軸位于傾斜方向的下側(cè)，則凹部的傾斜方向和離心力的方向一 致，晶片向傾斜方向的下側(cè)移動。結(jié)果，晶片和凹部內(nèi)周面接觸，有發(fā)生粘附的可能。
[0010] 進而，文獻3所述的方案中，沒有考慮關于在凹部內(nèi)晶片移動的對策，因此在伴隨 基座旋轉(zhuǎn)的離心力的作用下，晶片和凹部內(nèi)周面接觸，有發(fā)生粘附的可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的是提供一種能夠抑制粘附發(fā)生的基座、氣相生長裝置、氣相生長方 法及外延硅晶片。
[0012] 本發(fā)明的基座是用來在氣相生長裝置內(nèi)載置晶片的圓板狀基座，其特征在于，前 述基座形成為，在前述基座的上表面上沿該基座的周向排列設置有收納前述晶片的多個凹 部，前述基座的中央相對于外緣向該基座的下表面?zhèn)劝枷荨?br>[0013] 這里，所謂"基座的中央相對于外緣向該基座的下表面?zhèn)劝枷?，意思是形狀為從 反應管的底面到基座上表面的鉛垂高度隨著從外緣到中央降低。即，本發(fā)明的基座是所謂 的基座整體形成為凹陷成下凸狀的碗狀的基座。
[0014]優(yōu)選的是，本發(fā)明的基座形成為，將前述基座的直徑設為Dl，將前述上表面上的前 述基座的前述中央相對于前述外緣的凹陷量設為D2，D2/D1大于0%小于0.3%。
[0015] 這里，所謂基座的直徑，是指俯視(從上表面?zhèn)扔^察時)時的基座上表面的直徑。另 外，所謂限定凹陷量的基座中央，在基座中央處設有插入旋轉(zhuǎn)軸的貫通孔的情況下，指該貫 通孔的外緣，在基座中央處未設有前述貫通孔的情況下，指基座的中心。
[0016] 在本發(fā)明的基座中，優(yōu)選的是，前述凹部的底面的表面粗糙度Ra大于0.5μπι。
[0017]這里，所謂的表面粗糙度Ra為JISB0601 (2011)中規(guī)定的中心線平均粗糙度（Ra 值)。
[0018] 在本發(fā)明的基座中，優(yōu)選的是，前述凹部的底面的表面粗糙度Ra小于16μπι。
[0019] 本發(fā)明的氣相生長裝置的特征在于，具有前述的基座。
[0020] 本發(fā)明的氣相生長方法為利用前述氣相生長裝置的氣相生長方法，其特征在于， 前述基座的前述多個凹部中分別收納前述晶片，使前述基座旋轉(zhuǎn)的同時在前述晶片的正面 上使外延膜生長。
[0021] 本發(fā)明的外延硅晶片在硅晶片的單面上設有外延膜，前述硅晶片在外周部具有倒 角部，其特征在于，存在硅晶界附著區(qū)域，前述硅晶界附著區(qū)域是在前述倒角部附著有硅的 晶界的區(qū)域。
[0022] 在本發(fā)明的外延硅晶片中，優(yōu)選的是，前述硅晶界附著區(qū)域在前述硅晶片的周向 上的長度為30mm以下。
[0023] 在本發(fā)明的外延娃晶片中，優(yōu)選的是，前述外延膜的膜厚為50μηι以上150μηι以下。
[0024] 在本發(fā)明的外延硅晶片中，優(yōu)選的是，前述硅晶片為ρ+型的襯底，前述外延膜為η 型的膜。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠抑制粘附發(fā)生的基座、氣相生長裝置、氣相生長方 法及外延硅晶片。
【附圖說明】
[0026] 圖IA為表示涉及本發(fā)明的一個實施方式的氣相生長裝置的剖視圖。
[0027] 圖IB為表示涉及本發(fā)明的一個實施方式的氣相生長裝置的俯視圖。
[0028] 圖2Α為表示前述氣相生長裝置的基座的沿圖IB的Π -Π 線的剖視圖，為表示本實 施方式的基座的圖。
[0029] 圖2B為表示前述氣相生長裝置的基座的沿圖IB的Π -Π 線的剖視圖，為表示變形 例的基座的圖。
[0030] 圖3Α為表示存在于由前述氣相成生長裝置制成的外延硅晶片上的硅晶界附著區(qū) 域的俯視的位置的圖。
[0031] 圖3Β為表示存在于由前述氣相成生長裝置制成的外延硅晶片上的硅晶界附著區(qū) 域的剖視及側(cè)視的位置的圖。
[0032 ]圖4為表示涉及本發(fā)明實施例的基座翹曲率和粘附發(fā)生率之間的關系的圖表。
[0033] 圖5為表示前述實施例中的硅晶界附著區(qū)域的存在位置的度數(shù)分布的圖表。
[0034] 圖6為表示前述實施例中的硅晶界附著區(qū)域的剖視的示意圖及從側(cè)面的觀察照 片。
[0035] 圖7為表示前述實施例中的外延膜的膜厚和硅晶界附著區(qū)域的長度的關系的圖 表。
【具體實施方式】
[0036]參照附圖對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。此外，在圖2Α和圖2Β中，為了容易理 解本發(fā)明的特征，夸張地表現(xiàn)了基座的形狀。
[0037](氣相生長裝置的結(jié)構(gòu)） 如圖IA和圖IB中所示，氣相生長裝置1在腔2內(nèi)有水平設置的臥式的反應管3。在反應管 3內(nèi)，大致圓板狀的基座4設為位于長度方向的中央部。另外，在反應管3內(nèi)，以從長度方向的 前后夾入基座4的方式設有水平的隔板5。
[0038]基座4借助支承軸6在反應管3內(nèi)被大致水平地支承，前述支承軸6從下方以不貫通 的方式插入，基座4借助支承軸6的旋轉(zhuǎn)，繞中心部的垂直軸被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。在反應管3的下方， 感應線圈7以包圍支承軸6的方式設置，前述感應線圈7作為將反應管3內(nèi)部高頻加熱至既定 溫度的加熱工具。此外，也可以用電阻加熱來加熱反應管3內(nèi)部。隔板5和基座4一起將反應 管3內(nèi)部劃分為基座4上側(cè)的空間和下側(cè)的空間，使原料氣體從反應管3的一個端部流入至 上側(cè)的空間，從另一端部流出。
[0039] 也如圖2Α所示，在基座4的上表面41上，多個凹部43在俯視時在基座4的周向上等 間隔地排列，而且和基座4形成同心圓。在凹部43中收納晶片W。凹部43的內(nèi)徑雖然只要比晶 片W的直徑大就好，但是優(yōu)選的是，和晶片W的直徑的差為1.0 mm以上，即晶片W在凹部43內(nèi)收 納成同心圓狀時，晶片W的外緣和凹部(沉孔部)43的內(nèi)周面43Β的間隔為0.5mm以上。
[0040]基座4形成為，中央相對于外緣向下表面42側(cè)凹陷，而且，從反應管3的底面到上表 面41的鉛垂高度隨著從外緣到中央而變低。
[0041 ]具體來說，基座4形成為，將俯視時上表面41的直徑設為Dl，上表面41中的中央相 對于外緣的凹陷量設為D2，D2/D1 (翹曲率)大于0%小于0.3%。
[0042]這里，在本實施方式中，基座4的中央處未設有貫通孔，前述貫通孔插入支承軸6， 因此基座4的中心41C限定凹陷量D2。此外，如圖2A中雙點劃線所示，在基座4的中央處設有 貫通孔48的情況下，前述貫通孔48插入支承軸6，貫通孔48的開口邊緣48E限定凹陷量D2。
[0043 ]基座4作為基板用大約I Omm~3 Omm厚的碳制品形成，在其正面上借助CVD法進行碳 化硅(SiC)的涂敷。
[0044]基座4上的傾斜部分49的截面形狀可以如圖2A所示是圓弧狀，也可以是直線狀。另 外，優(yōu)選的是形成為，從基座4的外緣到中心"逐漸凹陷"。進而，為了與離心力平衡，也可以 形成為隨著從中心到外緣曲率越來越大。凹陷的形成方法可以是加工前述碳制品，也可以 是利用正面和背面的應力差產(chǎn)生翹曲。
[0045]另外，優(yōu)選的是，基座4的厚度均勻，即上表面41的曲率和下表面42的曲率相等。這 是因為在基座4的厚度不均勻的情況下，經(jīng)由基座4被加熱的晶片W面內(nèi)的溫度分布變得不 均勻，有發(fā)生滑移位錯的可能。
[0046]凹部43的底面43A被直接加工為表面粗糙度Ra大于0·5μπι且小于16μπι。此外，如圖 2Β所示，也可以構(gòu)成為，準備附件84，前述附件84具有正面84Α，前述正面84Α被加工為表面 粗糙度Ra和底面43Α-樣，將該附件84安裝在基座8的凹部83中。若以這種方式構(gòu)成，則即使 是底面83A的表面粗糙度Ra為0.5μπι以下的基座8，也能夠使正面84A作為凹部83的底面發(fā)揮 作用，能夠產(chǎn)生與基座4相同的效果，前述正面84Α的表面粗糙度Ra大于0.5μηι且小于16μηι。
[0047] (氣相生長裝置的作用） 接下來，關于氣相生長裝置1的作用進行說明。
[0048] 在利用氣相生長裝置1的外延晶片的制造中，將反應管3的內(nèi)部升溫至1000t> 1190°C，烘烤工序后，在1000°01190°C的溫度下開始外延膜生長工序。在外延膜生長工序 中，加熱反應管3內(nèi)以便維持前述既定溫度，并且，在該管內(nèi)的隔板5上側(cè)的空間中，將原料 氣體從反應管3的一個端部流入，向另一個端部流出。另外，基座4在周向上以既定速度旋 轉(zhuǎn)，前述基座4將多枚晶片W收納于凹部43。借助這樣的操作，在各晶片W的正面上形成外延 膜。外延膜的生長速度為〇.4μπτ4μηι/分，高速生長出50μηι以上的厚外延膜。
[0049] 這里，在作業(yè)之前，借助機器人將晶片W收納于基座4的凹部43內(nèi)的各個既定位置 (同心位置)上，但是這時在各凹部43內(nèi)晶片W有從既定位置沿徑向滑動的可能。而且，作業(yè) 中基座4旋轉(zhuǎn)，這也會導致各凹部43內(nèi)的晶片W有從既定位置沿徑向滑動的可能。
[0050] 但是，在本實施方式中，基座4的中央相對于外緣向下表面42側(cè)凹陷(基座4的凹陷 方向為下表面42側(cè)），因此在晶片W收納于凹部43時，如圖2Α中雙點劃線所示，各晶片W傾斜， 使得位于基座4外緣側(cè)的部分比位于中心側(cè)的部分高。雖然由于該傾斜在晶片W上作用朝向 基座4中心側(cè)的力，但是底面43Α的表面粗糙度Ra大于0.5μπι，因此能夠借助摩擦抑制晶片W 從最初的收納位置移動。另外，通過粗糙化底面43Α，在晶片W和底面43Α之間形成微小的間 隙，能夠從該間隙排出晶片W和底面43Α之間的氣體，也能夠抑制由于該氣體的殘存導致晶 片W從底面43Α浮起移動的情況。
[0051 ]另外，在基座4旋轉(zhuǎn)時，在晶片W上作用朝向基座4的外緣側(cè)的離心力，但是借助由 晶片W的傾斜產(chǎn)生的朝向基座4中心側(cè)的力，能夠抑制晶片W在凹部43內(nèi)移動。因此，在外延 膜的生長中，能夠抑制晶片W和凹部43的內(nèi)周面43Β的接觸，即使是在進行50μπι以上的厚膜 形成的情況下，也能夠抑制由兩者之間的搭橋產(chǎn)生的粘附的發(fā)生。
[0052]另外，在基座4中央的凹陷量D2較大的情況下，基座4的外緣及中央處的與作為加 熱工具的感應線圈7的距離差變大，前述感應線圈7設在該基座4的下方。這種情況下，晶片W 面內(nèi)的溫度分布變得不均勻，有發(fā)生滑移位錯的可能。
[0053]但是，D2/D1小于0.3%，因此在使外延膜生長時，能夠?qū)⒒?的外緣及中央處的與 感應線圈7的距離差縮小，能夠使晶片W面內(nèi)的溫度分布大致均勻，能夠抑制滑移位錯的發(fā) 生。此外，在將加熱工具設在基座4上方的情況下，雖然凹陷量D2較大的話有導致晶片W面內(nèi) 的溫度分布不均勻的可能，但是通過使D2/D1小于0.3%，也能夠抑制滑移位錯的發(fā)生。
[0054]另外，在底面43A的表面粗糙度Ra較大的情況下，晶片W中和底面43A點接觸的部分 彼此的距離變長，因此晶片W面內(nèi)的溫度分布惡化，SFQR(Site Front Least-Squares Range;局部正面最小二乘法范圍）有惡化的可能。
[0055]但是，底面43A的表面粗糙度Ra小于16μπι，因此能夠?qū)⒕琖中和底面43A點接觸的 部分彼此的距離設為晶片W面內(nèi)溫度分布不發(fā)生惡化的長度，能夠抑制SFQR的惡化。
[0056]此外，所謂的SFQR，是涉及SEMI標準的、表示既定部位內(nèi)的平整度的指標。該SFQR 表示為，在設定的部位內(nèi)借助最小二乘法求出的從基準面的+側(cè)（即，將晶片的主表面朝上 水平放置的情況下的上側(cè))及-側(cè)(相同情況的下側(cè))各自的最大位移量的絕對值的和，是針 對每個部位進行評價的值。
[0057] 此外，外延膜生長工序中基座4的旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)基座4的直徑Dl、D2/D1的值、凹部 43的內(nèi)徑和晶片W的直徑的差、外延膜的膜厚、反應氣體的條件等，設定為不會導致粘附、滑 移位錯的發(fā)生或者SFQR的惡化即可，例如優(yōu)選地設為4rpm以上12rpm以下。
[0058]另外，在粘附的發(fā)生被抑制了的外延娃晶片WE上，如圖3A所不，存在娃晶界附著區(qū) ±或6。這里，所謂的硅晶界附著區(qū)域G是指硅單晶成為晶界并外延生長的區(qū)域。
[0059]硅晶界附著區(qū)域G在將外延硅晶片WE的倒角部WE1上的距基座4的旋轉(zhuǎn)中心C最近 的位置作為基準位置SP的情況下，存在于從基準位置SP向基座4的旋轉(zhuǎn)方向T(例如順時針 方向）移動120°的位置和移動180°的位置之間。在這樣的位置上產(chǎn)生硅晶界附著區(qū)域G的原 因推定為是由于基座4的旋轉(zhuǎn)的影響。
[0060] 另外，硅晶界附著區(qū)域G如圖3B所示，存在于倒角部WEl上的背面?zhèn)龋ò疾?3側(cè)）的1 處。如圖3B的右側(cè)的圖所示，硅晶界附著區(qū)域G的沿外延硅晶片WE的周向的長度在30mm以 下。像這樣硅晶界附著區(qū)域G僅在倒角部WEl的背面?zhèn)犬a(chǎn)生的原因推定為:是由于像上述那 樣在外延膜的生長中晶片W和凹部43的內(nèi)周面43B的接觸被抑制，即，在晶片W的整周范圍內(nèi) 在與內(nèi)周面43B之間設有間隙，并且，背面?zhèn)忍幍臍怏w流動、氣體蔓延的滯留、熱的分布等與 正面?zhèn)?外延膜側(cè))不同。
[0061] 在粘附的發(fā)生被抑制了的外延硅晶片上，存在具有上述那樣的特征的硅晶界附著 區(qū)域G，可以推定，能夠通過控制該硅晶界附著區(qū)域G，抑制粘附的發(fā)生。
[0062](其它實施方式） 此外，本發(fā)明并不僅限定于前述實施方式，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)的各種改良 及設計的變更等都是可以的。
[0063] 例如，D2/D1也可以是0.3%以上。
[0064] 另外，凹部43的底面43A的表面粗糙度Ra也可以是0.5μπι以下，也可以是16μπι以上。 [0065]進而，本發(fā)明的基座也可以應用于扁平(八°^少一奪)型等立式氣相生長裝置。 實施例
[0066] 接下來，借助實施例對本發(fā)明更詳細地進行說明，但是本發(fā)明不會因為這些實施 例而受到任何限定。
[0067] 試驗1.關于基座的翹曲率和粘附及滑移位錯的發(fā)生之間的關系 作為基座，準備了基座的直徑為650mm、凹部的內(nèi)徑為203mm、凹部底面的表面粗糙度Ra 為5μπι、基座翹曲率為下述表1所示規(guī)格的基座。此外，凹陷方向為下表面?zhèn)鹊幕匀鐖D2A 所示的方式形成，凹陷方向為上表面?zhèn)鹊幕纬蔀?，從反應管底面到上表面的鉛垂高度 隨著從外緣到中央而變高。另外，翹曲率以下述方式求出：在水平面上將基座以上表面朝上 的方式載置，利用激光測定基座上表面的高低差，用基座的直徑除中央相對于外緣的凹陷 量。
[0069] 接著，在氣相生長裝置上安裝基座，收納直徑200mm的晶片于凹部的既定位置（同 心位置），在基座的旋轉(zhuǎn)速度為4rpm、外延膜膜厚為70μηι的條件下形成了外延膜后，從凹部 取出外延晶片。然后，通過目視來確認外延晶片的外周面，確認粘附的有無。關于實施例1~ 5、比較例1~2和參考例，分別制造100枚外延晶片，求出粘附的發(fā)生率。將其結(jié)果表示在圖4 中。
[0070] 如圖4所示，在凹陷方向為上表面?zhèn)鹊谋容^例1、2中，凹陷量越大，粘附的發(fā)生率越 高，在凹陷方向為下表面?zhèn)鹊膶嵤├?~5中，能夠確認粘附?jīng)]有發(fā)生。
[0071] 由此能夠確認，通過利用向下表面?zhèn)劝枷莸幕?，能夠制造粘附的發(fā)生被抑制的 外延晶片。
[0072] 另外，關于實施例1~5的外延晶片，確認了滑移位錯的有無，雖然在實施例5中發(fā)生 了滑移位錯，但是在實施例1~4中能夠確認滑移位錯沒有發(fā)生。
[0073]由此能夠確認，通過利用向下表面?zhèn)劝枷萸衣N曲率大于0%小于0.3%的基座，能夠 制造粘附及滑移位錯的發(fā)生被抑制的外延晶片。
[0074] 試驗2.關于凹部的表面粗糙度Ra和晶片滑動之間的關系 作為基座，準備了基座的直徑為650mm、凹部的內(nèi)徑為203mm、基座翹曲率及凹部底面的 表面粗糙度Ra為下述表2所示規(guī)格的基座。然后，收納直徑200mm的晶片于凹部的既定位置 (同心位置），在基座的旋轉(zhuǎn)速度為4rpm、外延膜膜厚為70μηι的條件下形成了外延膜后，通過 目視確認凹部內(nèi)晶片滑動的有無和凹部內(nèi)周面與晶片之間接觸的有無。另外，從凹部取出 外延晶片，在距晶片外周端2mm的區(qū)域內(nèi)，對22mmX22mm的部位借助ADE公司制造的平整度 測定器(UltraScan9800)測定SFQR。將這些結(jié)果表示在表2中。
[0075] 此外，晶片的滑動以下述方式判定:0 · 5mm以上的情況下判定為"有"，0 · I mm以上小 于0.5mm的情況下判定為"輕微"，Omm的情況下判定為"沒有"。另外，SFQR以下述方式判定： 0.5μηι以上的情況下判定為"惡化"，小于0.5μηι的情況下判定為"良好"。

[0077] 如表2所示，在實驗例1中，雖然SFQR良好，但能夠確認存在凹部內(nèi)周面和晶片間的 接觸。
[0078] 由此能夠確認，通過利用凹部底面的表面粗糙度R a大于0.5μπι的基座，能夠制造 凹部內(nèi)周面和晶片間沒有接觸、粘附的發(fā)生被抑制的外延晶片。
[0079]另外，在實驗例6中，不存在凹部內(nèi)周面和晶片間的接觸，但能夠確認SFQR發(fā)生惡 化。
[0080] 由此能夠確認，通過利用凹部底面的表面粗糙度Ra小于16 μm的基座，能夠制造 SFQR良好的外延晶片。
[0081] 試驗3.關于硅晶界附著區(qū)域的存在位置 準備具有以下特性的基座及P+型的娃晶片。
[0082] (基座） 翹曲率:大于〇%小于〇. 3% 凹陷方向：下表面?zhèn)?凹部的個數(shù):5個 凹部底面的表面粗糙度Ra:大于0.5μηι小于16μηι 凹部的內(nèi)徑：203mm (娃晶片） 直徑:200mm 摻雜物:硼 電阻率:0.03Ω .cm以下。
[0083] 接下來，將基座安裝至氣相生長裝置，將p+型的硅晶片收納至凹部的既定位置（同 心位置），在基座的旋轉(zhuǎn)速度為4rpm的條件下，形成具有以下特性的2層的外延膜，制成約 900枚外延娃晶片。
[0084] (第1層(硅晶片上）的外延膜(η+型）） 摻雜物:磷 膜厚：10μπι 電阻率:0.03Ω -cm (第2層(第1層外延膜上）的外延膜(η型）） 摻雜物:磷 膜厚:60μηι 電阻率:50 Ω · cm。
[0085] 對于該制成的外延娃晶片，檢查粘附的有無，能夠確認在所有的外延娃晶片上，粘 附都沒有發(fā)生。
[0086]接下來，用電子顯微鏡(基恩士株式會社制造，VHX-100F)觀察外延晶片的外周面， 確認硅晶界附著區(qū)域的存在位置及長度。
[0087]將硅晶界附著區(qū)域的存在位置的度數(shù)分布在圖5中表示，將剖視的示意圖及從側(cè) 面的觀察照片在圖6中表示。
[0088]此外，圖5的橫坐標軸是以圖3A的基準位置SP為0°的情況下的基座的旋轉(zhuǎn)方向（例 如順時針方向）的角度。另外，以30°的間隔設定橫坐標軸的刻度，如果在該間隔30°的角度 的某一位置上存在硅晶界附著區(qū)域的一部分，則將該位置作為存在位置來統(tǒng)計。進而，如果 在間隔30°的角度的所有位置上都不存在硅晶界附著區(qū)域的一部分，則將距硅晶界附著區(qū) 域最近的位置作為存在位置來統(tǒng)計。
[0089] 如圖5所示，硅晶界附著區(qū)域在150°的位置上產(chǎn)生最多，另外，第2和第3多的位置 是120°和180°的位置。由此能夠確認大部分的硅晶界附著區(qū)域存在于從基準位置SP向基座 的旋轉(zhuǎn)方向移動120°的位置和移動180°的位置之間。
[0090] 另外，如圖6所示，能夠確認硅晶界附著區(qū)域存在于倒角部的背面?zhèn)?。此外，圖6中 "730μπι以下"表示外延硅晶片的厚度。
[0091] 進而，還能夠確認，在1枚外延硅晶片上硅晶界附著區(qū)域僅存在于1處。
[0092]試驗4.關于基座的翹曲率和粘附、硅晶界附著區(qū)域、SFQR及滑移位錯的關系 作為基座，準備了如以下的表3所示的規(guī)格的基座。此外，實施例6~9、11、比較例3、4的 基座與試驗1的實施例1~5、比較例1、2的基座相同，實施例10、12的基座除了翹曲率，與實施 例6的基座相同。
[0093]另外，準備了和試驗3相同的ρ+型的硅晶片。即，準備了凹部的內(nèi)徑為203mm的基座 和直徑為200mm的硅晶片。
[0094] 接下來，將實施例6的基座安裝至氣相成長裝置，將硅晶片收納至凹部的既定位置 (同心位置），在基座的旋轉(zhuǎn)速度為4rpm的條件下，形成與試驗3相同的2層的外延膜(第1層： η+型，第2層:η型），制成5枚(一個批次)外延硅晶片。
[0095] 然后，對于5枚外延硅晶片，以與試驗1同樣的方法評估粘附的發(fā)生率、滑移位錯的 發(fā)生狀況，以與試驗2同樣的方法評估SFQR，以與試驗3同樣的方法測定硅晶界附著區(qū)域的 周向長度。另外，分別對實施例7~12、比較例3~4進行與實施例6同樣的外延晶片的制造及評 估。將其結(jié)果在表3中表;^。
[0096] 此外，滑移位錯以下述方式判定:根據(jù)目視檢查得到的滑移累計長為Omm的情況下 判定為"沒有"，比Omm長、IOOmm以下的情況下判定為"輕微"，比IOOmm長的情況下判定為"惡 化"。這里，所謂的滑移累計長在滑移位錯為1條的情況下，為該滑移位錯的長度，在滑移位 錯為多條的情況下，為這些滑移位錯的累計值。
[0097] 另外，在表3中，硅晶界附著區(qū)域的長度為5枚的平均值，滑移位錯及SFQR為5枚全 部相同的結(jié)果。
[0099] 如表3所示，在凹陷方向為上表面?zhèn)鹊谋容^例3、4中，凹陷量越大，粘附發(fā)生率就越 高，在凹陷方向為下表面?zhèn)鹊膶嵤├?~12中，能夠確認沒有發(fā)生粘附。
[0100] 另外，在沒有發(fā)生粘附的實施例6~12中，能夠確認若凹陷量變大，則硅晶界附著區(qū) 域變短。
[0101] 進而，與凹陷方向及凹陷量無關，SFQR為良好。
[0102] 另外，在翹曲率小于0.3%的實施例6~10中，不發(fā)生滑移位錯，但在翹曲率0.3%以上 的實施例11、12中，能夠確認發(fā)生滑移位錯。另外，實施例及比較例都能夠確認在翹曲率大 的情況下容易發(fā)生滑移位錯。
[0103] 由以上所述，能夠確認，通過使用向下表面?zhèn)劝枷萸衣N曲率大于0%小于0.3%的基 座，能夠?qū)⒐杈Ы绺街鴧^(qū)域的長度控制在30mm以下，能夠抑制粘附及滑移位錯的發(fā)生，能夠 制造 SFQR良好的外延晶片。
[0104] 試驗5.關于外延膜的膜厚和硅晶界附著區(qū)域的長度及外延硅晶片的破裂的關系 作為基座及硅晶片，準備了和試驗3相同的基座及硅晶片。
[0105] 接下來，將基座安裝至氣相生長裝置，將p+型的硅晶片收納至凹部的既定位置（同 心位置），在基座的旋轉(zhuǎn)速度為4rpm的條件下，以表4所示的膜厚形成具有以下特性的2層外 延膜，在各自的實驗例7~12中制成每次5枚(1個批次)的外延硅晶片。
[0106] (第1層(硅晶片上）的外延膜(η+型）） 摻雜物:磷 電阻率:〇.3 Ω .cm (第2層(第1層的外延膜上）的外延膜(η型）） 摻雜物:磷 電阻率:50Ω ·〇ιι。
[0108] 然后，對于5枚外延硅晶片，以與試驗3同樣的方法測定硅晶界附著區(qū)域的周向的 長度，分別關于實施例7~12求出5枚的平均值。將其結(jié)果在圖7中表示。
[0109] 如圖7所示，能夠確認，在2層外延膜的合計膜厚為30μπι以下的外延硅晶片上，不存 在硅晶界附著區(qū)域。另一方面，能夠確認，在外延膜的合計膜厚為50μπι以上的外延硅晶片 上，存在硅晶界附著區(qū)域，合計膜厚越厚，硅晶界附著區(qū)域越長。
[0110] 另外，能夠確認，在娃晶界附著區(qū)域為30mm以下(外延膜的合計膜厚為150μηι以下） 的外延硅晶片中，不發(fā)生粘附，但是在硅晶界附著區(qū)域超過30_的外延硅晶片中，雖然存在 晶界附著區(qū)域，但是發(fā)生粘附，在從基座的凹部取出時發(fā)生破裂。
[0111] 由以上所述，能夠確認，通過將硅晶界附著區(qū)域的長度控制在30mm以下，即使在外 延膜的合計膜厚(膜厚）為50μηι以上150μηι以下的厚度的情況下，也不在外延娃晶片上發(fā)生 粘附，能夠抑制破裂的發(fā)生。
[0112] 此外，在試驗3~5中，對形成了2層外延膜的情況進行了評估，但即使在形成了 1層 外延膜或3層以上的外延膜的情況下，如果合計膜厚為與2層的情況相同，則考慮也能夠得 到與試驗3~5同樣的評估結(jié)果。
[0113] 另外，即使在硅晶片或外延膜的摻雜物或電阻值與試驗3~5不同的情況下，考慮也 能夠得到與試驗3~5同樣的評估結(jié)果。
【主權(quán)項】
1. 一種基座，用來在氣相生長裝置內(nèi)載置晶片，呈圓板狀，其特征在于， 前述基座形成為，在前述基座的上表面上沿該基座的周向排列設置有收納前述晶片的 多個凹部，前述基座的中央相對于外緣向該基座的下表面?zhèn)劝枷荨?. 如權(quán)利要求1所述的基座，其特征在于，前述基座形成為，將前述基座的直徑設為D1， 將前述上表面上的前述基座的前述中央相對于前述外緣的凹陷量設為D2，D2/D1大于0%小 于0.3%。3. 如權(quán)利要求1所述的基座，其特征在于，前述凹部的底面的表面粗糙度Ra大于0.5μπι。4. 如權(quán)利要求1所述的基座，其特征在于，前述凹部的底面的表面粗糙度Ra小于16μπι。5. -種氣相生長裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求1到權(quán)利要求4任意一項所述的基座。6. -種利用權(quán)利要求5所述的氣相生長裝置的氣相生長方法，其特征在于，在前述基座 的前述多個凹部中分別收納前述晶片，使前述基座旋轉(zhuǎn)的同時在前述晶片的正面上使外延 膜生長。7. -種外延硅晶片，前述外延硅晶片在硅晶片的單面上設有外延膜，前述硅晶片在外 周部具有倒角部，其特征在于，存在硅晶界附著區(qū)域，前述硅晶界附著區(qū)域是在前述倒角部 附著有硅的晶界的區(qū)域。8. 如權(quán)利要求7所述的外延硅晶片，其特征在于，前述硅晶界附著區(qū)域在前述硅晶片的 周向上的長度為30mm以下。 9 ·如權(quán)利要求7所述的外延娃晶片，其特征在于，前述外延膜的膜厚為50μηι以上150μηι 以下。10.如權(quán)利要求7至9中任意一項所述的外延硅晶片，其特征在于，前述硅晶片為ρ+型的 襯底，前述外延膜為η型的膜。
【文檔編號】H01L21/205GK106057724SQ201610208532
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月6日 公開號201610208532.3, CN 106057724 A, CN 106057724A, CN 201610208532, CN-A-106057724, CN106057724 A, CN106057724A, CN201610208532, CN201610208532.3
【發(fā)明人】稗田大輔, 內(nèi)野仁, 楠本龍雄
【申請人】勝高股份有限公司