DE112009002396B4

DE112009002396B4 - Vorrichtung zum Herstellen eines Verbindungshalbleiters, Verfahren zum Herstellen eines Verbindungshalbleiters und Einspannvorrichtung zum Herstellen eines Verbindungshalbleiters

Info

Publication number: DE112009002396B4
Application number: DE112009002396.7T
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Sakurai
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2008-11-05
Filing date: 2009-11-04
Publication date: 2022-02-03
Anticipated expiration: 2029-11-05
Also published as: TW201027598A; DE112009002396T5; WO2010053094A1; CN102197460A; TWI506678B; KR20110033954A; JP2010114203A; JP5453768B2; CN102197460B; US20110207299A1; KR101253423B1; US8591656B2

Abstract

Wenn Verbindungshalbleiterschichten auf einem Verbindungshalbleitersubstrat (40) durch sequentielles Schichten von Gruppe-III-Nitridhalbleiterkristallschichten durch die metallorganische chemische Dampfabscheidung gebildet werden, wird das Verbindungshalbleitersubstrat (40) im Inneren eines Reaktionsbehälters mit nach oben gerichteter Kristallwachstumsoberfläche angebracht, ein Schutzelement (60) mit einer Vielzahl von Rillen (63), die strahlenförmig auf der der Kristallwachstumsoberfläche zugewandten Seite gebildet sind, wird oberhalb des Verbindungshalbleitersubstrats (40) angebracht, und ein Materialgas wird in das Innere des Reaktionsbehälters durch ein erstes Durchgangsloch (61), das im Zentrum des Schutzelements (60) angebracht ist, eingeführt. Dadurch wird bei der Herstellung eines Verbindungshalbleiters unter Verwendung der metallorganischen chemischen Dampfabscheidung eine Verringerung der Ausbeute, die durch Anhaften von abgeblätterten Reaktionsnebenprodukten an das Substrat oder den epitaxial gewachsenen Film auf dem Substrat verursacht wird, unterdrückt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Verbindungshalbleiters unter Einsatz metallorganischer chemischer Dampfabscheidung und eine Einspannvorrichtung zum Herstellen eines Verbindungshalbleiters, die in der Vorrichtung zum Herstellen eines Verbindungshalbleiters eingesetzt wird.
Hintergrund der Erfindung
In letzter Zeit wurden verschiedene Halbleitervorrichtungen weit verbreitet eingesetzt, beispielsweise als Licht emittierende Diode (LED), Feldeffekttransistor (FET) und Transistor mit hoher Elektronenmobilität (HEMT), wobei Verbindungshalbleiteren verwendet wurden.
Die metallorganische chemische Dampfabscheidung (im folgenden als MOCVD-Verfahren bezeichnet) ist als Verfahren zum Züchten eines solchen Verbindungshalbleiterkristalls bekannt.
In dem MOCVD-Verfahren werden ein Gruppe-III-organometallisches Materialgas und ein Gruppe-V-Materialgas beispielsweise in eine Reaktionskammer als Mischgas mit hochreinem Wasserstoffträger eingeführt, die Materialien werden um ein in der Reaktionskammer erhitztes Substrat pyrolysiert, und ein Verbindungshalbleiterkristall wird epitaxial auf dem Substrat gezüchtet, wodurch ein Verbindungshalbleiterwafer erhalten wird.
Ein veröffentlichter Stand der Technik betrifft ein Verfahren, bei dem eine Vielzahl von Wachstumswafern, die Wachstumsziele von Verbindungshalbleiterkristallen sind, so angeordnet werden, dass die Wachstumsoberflächen von Kristallen innerhalb des Ofens zum epitaxialen Wachstum, in den Materialgas eingeführt wird, nach oben gerichtet sind, wobei ein MOCVD-Apparat unter Einsatz des MOCVD-Verfahrens eingesetzt wird (vgl. Druckschrift JP 2002 - 234 793 A ).
Ein weiterer veröffentlichter Stand der Technik betrifft ein Verfahren, bei dem ein MOCVD-Apparat unter Verwendung des MOCVD-Verfahrens innerhalb einer Reaktionskammer, in die Materialgas eingeführt wird, mit einer Substrathalterung, die rotiert, während eine Vielzahl von Substraten mit nach oben gerichteten Wachstumsoberflächen der Verbindungshalbleiterkristalle gehalten wird, und mit einer Abdeckplatte versehen ist, die über der Substrathalterung angebracht ist, so dass sie der Substrathalterung gegenübersteht. In dem MOCVD-Apparat wird Materialgas von einem Zentralteil der Abdeckplatte zu den von der Substrathalterung gehaltenen Substraten eingeführt (vgl. Druckschrift JP 2003 - 518 199 A ).
Druckschriften US 2003 / 0 124 842 A1 und US 6 558 505 B2 offenbaren eine Verbindungshalbleiterherstellungsvorrichtung zum Bilden von Schichten eines Verbindungshalbleiters unter Einsatz der metallorganischen chemischen Dampfabscheidung, wobei die Vorrichtung einen Reaktionsbehälter, eine Materialzuführöffnung, einen in dem Reaktionsbehälter angeordneten und einen gebildeten Formkörper tragenden Träger und ein über dem Formkörper angeordnetes Element enthält, wobei das Element eine Oberfläche aufweist, die der Oberfläche des gebildeten Formkörpers gegenüberliegt.
Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Aufgaben
In dem vorstehend beschriebenen MOCVD-Verfahren wird ein Reaktionsnebenprodukt (beispielsweise ein Verbindungshalbleiter), das durch eine Reaktion eines Materialgases in der Reaktionskammer hergestellt wird, an die Innenwand oder dergleichen der Reaktionskammer angehaftet oder abgeschieden.
Das Reaktionsnebenprodukt, das auf diese Weise anhaftet oder abgeschieden worden ist, wird durch Reinigung entfernt, nachdem ein Film eines Verbindungshalbleiters auf einem Substrat durch das MOCVD-Verfahren hergestellt worden ist.
Ein Teil des Reaktionsnebenprodukts, das an der Innenwand der Reaktionskammer anhaftet oder daran abgeschieden worden ist, kann während der Herstellung des Films aus dem Verbindungshalbleiters von der Innenwand oder dergleichen der Reaktionskammer abblättern. Wenn ein auf diese Weise abgeblätterter Klumpen des Verbindungshalbleiters auf die Wachstumsoberfläche des Substrats fällt, wird der Klumpen des Reaktionsnebenprodukts in die auf dem Substrat gebildete Verbindungshalbleiterschicht einverleibt.
Folglich ist ein Bereich, an den ein Klumpen des Reaktionsnebenprodukts anhaftet, als Endprodukt, nämlich als Halbleitervorrichtung, nicht verfügbar, was zu einer Abnahme der Ausbeute bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen unter Verwendung von Substraten, auf denen Verbindungshalbleiterschichten gebildet werden, führt.
Überdies führt eine übermäßige Anzahl oder Menge an Reaktionsnebenprodukten, die an dem Substrat haften, dazu, dass das Substrat selbst, auf dem Verbindungshalbleiterschichten gebildet werden, verworfen werden muss, was zu einer Verringerung der Ausbeute bei der Herstellung von Substraten, auf denen Verbindungshalbleiterschichten gebildet werden, führt.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, die Abnahme der Ausbeute, die durch Anhaften eines abgeblätterten Reaktionsprodukts auf dem Substrat oder dem auf dem Substrat gewachsenen epitaxialen Film verursacht wird, bei der Herstellung eines Verbindungshalbleiters unter Verwendung der metallorganischen chemischen Dampfabscheidung zu unterdrücken.
Mittel zum Lösen der Aufgaben
Um den vorstehend beschriebenen Gegenstand zu erzielen, betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines Verbindungshalbleiters zum Bilden von Schichten auf eines Verbindungshalbleiters unter Einsatz der metallorganischen chemischen Dampfabscheidung, wobei die Vorrichtung umfasst: einen Reaktionsbehälter; eine Materialzuführleitung, die ein Materialgas der Halbleitervorrichtung von außen in den Reaktionsbehälter einführt; einen in dem Reaktionsbehälter angebrachten Träger, der einen Formkörper so hält, dass die Oberfläche des Formkörpers nach oben zeigt; und ein gegenüberliegendes Element, das über dem von dem Träger gehaltenen Formkörper angebracht ist, wobei das gegenüberliegende Element eine zugewandte Oberfläche mit darauf gebildeten Oberflächenunebenheiten aufweist, wobei die zugewandte Oberfläche der gebildeten Oberfläche gegenüber steht.
In einer solchen Vorrichtung zum Herstellen eines Verbindungshalbleiters wird in der zugewandten Oberfläche des gegenüberliegenden Elements eine Rille, die aus einer kontinuierlichen Hohlkehle zusammengesetzt ist, gebildet. Die Materialzuführleitung besteht aus einem durchgehenden Loch in dem gegenüberliegenden Element, und die Rille, die sich von innen nach außen mit dem durchgehenden Loch als Zentrum erstreckt, wird in der zugewandten Oberfläche des gegenüberliegenden Elements gebildet. Außerdem besteht die Rille aus einer Vielzahl von Rillen, die strahlenförmig mit dem durchgehenden Loch als Zentrum gebildet sind.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Verbindungshalbleiters zum Bilden von Schichten aus eines Verbindungshalbleiters auf einer gebildeten Oberfläche eines Formkörpers unter Einsatz der metallorganischen chemischen Dampfabscheidungumfasst: Anbringen des Formkörpers in einem Reaktionsbehälter, so dass die gebildete Oberfläche nach oben gerichtet ist; Anbringen eines gegenüberliegenden Elements oberhalb des Formkörpers, wobei das gegenüberliegende Element eine zugewandte Oberfläche mit darauf ausgebildeten Oberflächenunebenheiten umfasst, wobei die zugewandte Oberfläche der gebildeten Oberfläche gegenübersteht; und Zuführen eines Materialgases des Verbindungshalbleiters in den Reaktionsbehälter.
In einem solchen Verfahren zum Herstellen eines Verbindungshalbleiters wird in der zugewandten Oberfläche eine durchgehende Rille gebildet. Das Materialgas wird in den Reaktionsbehälter durch ein durchgehendes Loch in dem gegenüberliegenden Element eingeführt, und die Rille, die sich von innen nach außen mit dem durchgehenden Loch als Zentrum erstreckt, wird in der zugewandten Oberfläche ausgebildet. Außerdem ist die Rille eine Vielzahl von Rillen, die in der zugewandten Oberfläche strahlenförmig mit dem durchgehenden Loch als Zentrum ausgebildet sind.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Einspannvorrichtung zum Herstellen eines Verbindungshalbleiters, die in einer Vorrichtung zum Herstellen eines Verbindungshalbleiters zum Ausbilden von Schichten eines Verbindungshalbleiters unter Einsatz der metallorganischen Dampfabscheidung eingesetzt wird, welche umfasst: eine zugewandte Oberfläche mit Oberflächenunebenheiten, wobei die zugewandte Oberfläche, die einem Formkörper über den Formkörper gegenübersteht, so angebracht ist, dass eine gebildete Oberfläche davon nach oben gerichtet ist; und eine Materialzuführleitung, die so ausgebildet ist, dass sie die zugewandte Oberfläche und eine Rückseite der zugewandten Oberfläche durchdringt, wobei die Materialzuführleitung ein Materialgas des Verbindungshalbleiters zu dem Formkörper von oberhalb des Formkörpers zuführt.
In solch einer Einspannvorrichtung zum Herstellen eines Verbindungshalbleiters wird in der zugewandten Oberfläche eine durchgehende Rille gebildet. Die Rille, die sich von innen nach außen mit der Materialzuführöffnung als Zentrum erstreckt, wird in der zugewandten Oberfläche gebildet. Außerdem ist die Rille eine Vielzahl von Rillen, die strahlenförmig mit der Materialzuführöffnung als Zentrum ausgebildet sind.
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß ist es möglich, die Abnahme der Ausbeute, die durch Anhaftung eines abgeblätterten Reaktionsnebenprodukts an das Substrat oder an den epitaxial gewachsenen Film auf dem Substrat verursacht wird, bei der Herstellung eines Verbindungshalbleiters unter Verwendung der metallorganischen chemischen Dampfabscheidung zu unterdrücken.
Beste Ausführungsform der Erfindung
Im folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen eingehend beschrieben.

1 ist ein Diagramm, das einen Querschnitt der Konfiguration einer MOCVD (metallorganische chemische Dampfabscheidung)-Vorrichtung als Beispiel einer Vorrichtung zum Herstellen eines Verbindungshalbleiters zeigt, auf das die erfindungsgemäße beispielhafte Ausführungsform angewandt wird.
2 ist eine Querschnittsansicht des MOCVD-Apparats 1 der 1, aufgenommen entlang der Linie II-II.

Dieser MOCVD-Apparat 1 erlaubt eine willkürliche Auswahl unter den Substraten 110 (vgl. die nachstehend beschriebene 4) für das epitaxiale Züchten eines Verbindungshalbleiterkristalls und von Verbindungshalbleitersubstraten (Verbindungshalbleitersubstrate 40 sind ebenfalls als ein Beispiel angegeben, wobei diese in dieser Beschreibung als Formkörper bezeichnet werden können), die durch vorheriges Bilden mindestens einer Verbindungshalbleiterschicht mit einer willkürlichen Zusammensetzung auf jedem Substrat 110 zusammengesetzt worden ist. Der MOCVD-Apparat 1 hat eine sogenannte vertikale Konfiguration, worin beispielsweise, wenn die Verbindungshalbleitersubstrate 40 eingesetzt werden, die Verbindungshalbleitersubstrate 40 mit den Kristallwachstumsoberflächen nach oben gerichtet angeordnet werden und ein Materialgas, das ein Material für die epitaxial zu züchtenden Kristalle ist, von oberhalb der Verbindungshalbleitersubstrate 40 zugeführt wird.
Der MOCVD-Apparat 1 umfasst: einen Reaktionsbehälter 10, worin eine Reaktionskammer ausgebildet ist; und einen Träger 20, der in der Reaktionskammer des Reaktionsbehälters 10 angeordnet ist.
Unter diesen umfasst der Reaktionsbehälter 10: einen Behälter 11, der eine zylindrische Form hat, mit einer nach oben gerichteten Blende versehen ist und den Träger 20 enthält; und einen Abdeckbereich 12, der scheibenförmig ist und an den oberen Bereich des Behälters 11 angebracht ist.
Der Behälter 11 und der Abdeckbereich 12 sind aus Metall zusammengesetzt, beispielsweise rostfreiem Stahl. Der Abdeckbereich 12 ist so angebracht, dass er in Bezug auf den Behälter 11 geöffnet und geschlossen werden kann, und formt zusammen mit dem Behälter 11 die Reaktionskammer, wenn er in Bezug auf den Behälter 11 geschlossen ist. Ein Versiegelungselement, beispielsweise ein nicht gezeigter O-Ring, ist an einem Bereich angebracht, wo der Behälter 11 und der Abdeckbereich 12 einander zugewandt sind.
Ein durchgehendes Loch zum Zuführen eines Materialgases in die Reaktionskammer von einem Gaszuführmechanismus (nicht gezeigt), der außen angebracht ist, wird am Zentrum des Abdeckbereichs 12 gebildet. Eine Zuführleitung 13 wird an dieses durchgehende Loch angebracht. Zusätzlich wird ein durchgehendes Loch zum Beobachten des Inneren der Reaktionskammer von außen an einer Position gebildet, die nicht das Zentrum des Abdeckbereichs 12 ist.
Auf der anderen Seite werden eine Vielzahl von Abgasleitungen zum Ableiten des in die Reaktionskammer eingeführten Materialgases zur Außenseite der Reaktionskammer ausgebildet, wobei sie in den Boden des Behälters 11 eindringen. Zudem wird ein durchgehendes Loch für einen nachstehend beschriebenen Schaft 21 im Zentrum des Bodens des Behälters 11 ausgebildet.
Im folgenden wird das in dem MOCVD-Apparat 1 eingesetzte Materialgas beschrieben.
In der erfindungsgemäßen beispielhaften Ausführungsform wird der MOCVD-Apparat 1 eingesetzt, um im Vorfeld Verbindungshalbleiterschichten mit einer willkürlichen Zusammensetzung auf den jeweiligen Substraten 110 und außerdem Gruppe-III-Nitridhalbleiterschichten auf jedem der erhaltenen Verbindungshalbleitersubstrate 40 zu bilden. Aus diesem Grund werden ein organisches Metall, das ein Gruppe-III-Element enthält, und Ammoniak NH₃, das Stickstoff enthält, als Material eingesetzt. Da jedoch das organische Material hauptsächlich ein flüssiges Material ist, wird in das flüssige organische Metall Stickstoff N₂ und Wasserstoff H₂ eingeblasen, und das erhaltene organometallische Gas MO, das aus einem Gemisch des Stickstoffs N₂ und des Wasserstoffs H₂ und organischem Metall zusammengesetzt ist, wird als das Materialgas zugeführt. In der beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform werden das organometallische Gas MO und Ammoniak NH₃ aus der Zuführleitung 13 zugeführt.
Als das organische Metall werden folgende genannt: Trimethylgallium (TMG) oder Triethylgallium (TEG), einschließlich Gruppe-III Ga, beispielsweise Trimethylaluminium (TMA) oder Triethylaluminium (TEA), einschließlich Gruppe III Al, beispielsweise Trimethylindium (TMI) oder Triethylindium, beispielsweise einschließlich Gruppe III In.
Als Dotierungsmittel vom n-Typ kann Monosilan (SiH₄) oder Disilan (Si₂H₆) als Si-Material eingesetzt werden, oder Germaniumgas (GeH₄), Tetramethylgermanium ((CH₃)₄Ge) oder Tetraethylgermanium ((C₂H₅)₄Ge) können als Ge-Material eingesetzt werden. Andererseits können als Dotierungsmittel vom p-Typ Biscyclopentandienylmagnesium (Cp₂Mg) oder Bisethylcyclopentadienylmagnesium (EtCp₂Mg) beispielhaft als Mg-Material eingesetzt werden. Zudem kann Hydrazin (N₂H₄) anstelle von Ammoniak eingesetzt werden. Es ist zu beachten, dass neben dem vorstehend genannten organischen Metall Mo eine Zusammensetzung, die ein anderes Gruppe-III-Element enthält, eingesetzt werden kann, und ein Dotierungsmittel, wie Ge, Si, Mg, Ca, Zn und Be, kann bei Bedarf enthalten sein. Überdies können nicht nur absichtlich zugegebene Elemente, sondern auch Verunreinigungen, die in Abhängigkeit von den Bedingungen oder dergleichen der Filmbildung unausweichlich enthalten sind, und eine geringe Menge an Verunreinigungen enthalten sein, die in einem Rohmaterial oder einem Material der Reaktionsröhren enthalten sind.
Der Träger 20 ist scheibenförmig und ist in dem Behälter 11 so angebracht, dass eine Oberfläche, nämlich die vordere Oberfläche, nach oben zeigt, und die andere Oberfläche, nämlich die rückseitige Oberfläche, nach unten zeigt. Der Träger 20 ist aus einem Grundmaterial aus Kohlenstoff (C) mit einer Beschichtung aus SiC auf dessen Außenseite zusammengesetzt. Auf der Seite der vorderen Oberfläche des Träger 20 werden sechs konkave Bereiche, die jeweils kreisförmig sind, in umlaufender Richtung in regelmäßigen Abständen gebildet. Andererseits wird auf der rückseitigen Oberfläche des Trägers 20 der Metallschaft 21, der von dem Zentrum des Trägers 20 sich nach unten erstreckt, angebracht. Dieser Schaft 21 erstreckt sich zur Außenseite des Reaktionsbehälters 10 durch das durchgehende Loch, das sich im Zentrum des Bodens des Behälters 11 befindet. Der Träger 20 rotiert in der durch Pfeil A in 2 angegebenen Richtung durch die auf den Schaft 21 ausgeübte Antriebskraft von der Außenseite des Reaktionsbehälters 10.
Im Inneren des Trägers 20 sind durchgehende Löcher (nicht gezeigt) zum Zuführen von Stickstoff N₂ zu den Böden der sechs konkaven Bereiche, die in dem Träger 20 angeordnet sind, gebildet. Es ist anzumerken, dass das Verfahren zum Zuführen von Stickstoff N₂ zu den Böden der sechs konkaven Bereiche, die in dem Träger 20 angeordnet sind, bei Bedarf hinsichtlich der Ausgestaltung geändert werden kann.
Substrathalter 30, die jeweils scheibenförmig sind, sind an die sechs konkaven Bereiche, die in der vorderen Oberfläche des Trägers 20 angebracht sind, gebunden. Jeder der Substrathalter 30 hat einen scheibenförmigen konkaven Bereich, der in der nach oben gerichteten Oberfläche gebildet ist, und die Verbindungshalbleitersubstrate 40 sind an die jeweiligen konkaven Bereiche gebunden. Die Substrathalter 30 sind ebenfalls aus einem Grundmaterial aus Kohlenstoff mit einer Beschichtung aus SiC, die an der Außenseite angebracht ist, zusammengesetzt. Zwischen den konkaven Bereichen, die in dem Träger 20 angebracht sind und den Substrathaltern 30 besteht ein Abstand, und diese sechs Substrathalter 30 können an den Träger 20 angebracht und davon abgelöst werden.
Jedes der Verbindungshalbleitersubstrate 40 wird als ein Beispiel eines Formkörpers in dem konkaven Bereich des Substrathalters 30 so gehalten, dass eine Kristallwachstumsoberfläche davon, nämlich eine gebildete Oberfläche von Kristallen, nach außen exponiert ist. Die Verbindungshalbleitersubstrate 40 können an die jeweiligen Substrathalter 30 gebunden und davon abgelöst werden.
Die Substrathalter 30 rotieren in der Richtung eines in 2 gezeigten Pfeils B, während die jeweiligen Verbindungshalbleitersubstrate 40 durch einen Fluss von Stickstoff N₂, der durch die vorstehend genannten, nicht gezeigten durchgehenden Löcher bereitgestellt wird, gehalten werden.
Eine Heizeinheit 50 zum Erwärmen der Verbindungshalbleitersubstrate 40 durch den Träger 20 und die Substrathalter 30 ist zwischen der rückseitigen Oberfläche des Trägers 20 und dem Boden des Behälters 11 des MOCVD-Apparats 1 angeordnet. Die Heizeinheit 50 ist ringförmig mit einem Loch zum Eindringen des darin gebildeten Schafts 21 und enthält darin eine Spule. Die Heizeinheit 50 erwärmt den Kohlenstoff des Trägers 20 durch elektromagnetische Induktion durch einen von der Spule zugeführten Strom.
Zudem ist ein Schutzelement 60, welches verhindert, dass durch die Reaktion des Materialgases, das in die Reaktionskammer eingeleitet wird, hergestellte Produkte an der Innenwand des Abdeckbereichs 12 anhaften oder daran abgeschieden werden, wodurch der Abdeckbereich 12 geschützt wird, unter dem Abdeckbereich 12 und über dem Träger 20 des MOCVD-Apparats 1 angebracht. Das Schutzelement 60 hat als Beispiel eines gegenüberliegenden Elements Scheibenform und umfasst ein durchgehendes Loch in dessen Zentrum, was ein Beispiel einer Materialzuführöffnung zum Zuführen des Materialgases in die Reaktionskammer von außen, beispielsweise mit dem Abdeckbereich 12, ist. Zudem umfasst das Schutzelement 60 auch ein darin gebildetes durchgehendes Loch zum Beobachten des Inneren der Reaktionskammer von außen.
Das Schutzelement 60 ist mit Hilfe eines nicht angezeigten Befestigungselements an den Abdeckbereich 12 angebracht. Das Befestigungselement kann mit dem Abdeckbereich 12 verbunden und davon abgelöst werden, und aufgrund dieser Konfiguration kann das Schutzelement 60 auch mit dem Abdeckbereich 12 verbunden und davon abgelöst werden. Das Schutzelement 60 wird befestigt, indem es an den Abdeckbereich 12 mit dem Befestigungselement angebracht wird.
Das Schutzelement 60 ist so angeordnet, dass die gesamte Oberfläche des Trägers 20 von oben gesehen abgedeckt wird, wie mit der gestrichelten Linie in 2 gezeigt. Somit befinden sich die sechs Verbindungshalbleitersubstrate 40, die durch die jeweiligen Substrathalter 30 von dem Träger 20 gehalten werden, unter dem Schutzelement 60.
Zudem ist ein Abgaselement 80 zum Leiten des Materialgases und dergleichen, das in die Reaktionskammer eingeleitet worden ist und für das epitaxiale Wachstum der Kristalle eingesetzt worden ist, zu der Abgasleitung, die im Boden des Behälters 11 angebracht ist, zwischen dem Träger 20 und dem Schutzelement 60 des MOCVD-Apparats 1 angeordnet. Das Abgaselement 80 ist ringförmig. Die Innenwand des Abgaselements 80 befindet sich im Vergleich zu den sechs konkaven Bereichen in dem Träger 20 weiter außen. Es sind eine Vielzahl von durchgehenden Löchern (nicht gezeigt) zum Ableiten des verbrauchten Materialgases und dergleichen nach außen in der Innenwand des Abgaselements 80 gebildet. Das Abgaselement 80 ist so ausgestattet, dass der Träger nicht daran gehindert wird, in einem Bereich, der einen Rand eines äußeren umlaufenden Bereichs des Trägers 20 gegenübersteht, zu rotieren. In 2 ist das Abgaselement 80 nicht angegeben.
Ein Monitor 90 ist über dem durchgehenden Loch des Abdeckbereichs 12 des MOCVD-Apparats 1 angebracht. Der Monitor 90 überwacht den Zustand auf der Innenseite der Reaktionskammer, genauer gesagt den Zustand der Kristalle, die auf dem Verbindungshalbleitersubstrat 40, die von dem Träger 20 durch die Substrathalter 30 gehalten werden, epitaxial wachsen, und den Zustand der Verformung oder dergleichen der Verbindungshalbleitersubstrate 40 durch die durchgehenden Löcher, die jeweils in dem Abdeckbereich 12 und in dem Schutzelemente 60 angebracht sind. Um zu verhindern, dass das Materialgas und dergleichen in den Monitor 90 durch diese durchgehenden Löcher fließt, wird ein Spülgas, wie Stickstoff N₂, von dem Monitor 90 in die Reaktionskammer eingeführt.
3A bis 3C sind Ansichten zum Veranschaulichen der Konfiguration des Schutzelements 60, das in dem vorstehend beschriebenen MOCVD-Apparat 1 eingesetzt wird. 3A ist eine Ansicht des Schutzelements 60 der 1 von der Seite des Trägers 20 aus, nämlich von unten; 3B ist eine Ansicht des Schutzelements 60 von der Seite des Abdeckbereichs 12 aus, nämlich von oben; und 3C ist eine Ansicht, die einen Querschnitt des Schutzelements 60 zeigt. In der folgenden Beschreibung wird die in 3A gezeigte Oberfläche als Vorderoberfläche des Schutzelements 60 bezeichnet, während die in 3B gezeigte Oberfläche als Rückoberfläche des Schutzelements 60 bezeichnet wird.
Das Schutzelement 60 besteht aus Quarzglas. Ein erstes durchgehendes Loch 61 zum Zuführen des Materialgases ist im Zentrum des Schutzelements 60 gebildet, und ein zweites durchgehendes Loch 62 für den Monitor 90 zum Überwachen ist in einem Bereich auf der rechten Seite in den Figuren gebildet.
Zudem werden 360 Rillen 63 strahlenförmig auf der Seite der Vorderoberfläche des Schutzelements 60, nämlich in der Oberfläche, die den Verbindungshalbleitersubstraten 40 in dem MOCVD-Apparat 1 gegenübersteht, gebildet. Die 360 Rillen 63 werden in Abständen von einem Grad gleichwinklig auf der Seite der Vorderoberfläche des Schutzelements 60 gebildet, wobei jede einen V-förmigen Querschnitt hat. Die Breite W jeder Rille 63 ist vorzugsweise beispielsweise 0,4 mm bis 2,0 mm, und kann in umlaufender Richtung willkürlich verändert werden. Die Tiefe D jeder Rille 63 ist vorzugsweise beispielsweise 0,2 mm bis 0,8 mm. D.h., dass aufgrund der Vielzahl der Rillen 63 in der Vorderoberfläche des Schutzelements 60, das in der beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform eingesetzt wird, Oberflächenunebenheiten gebildet sind.
Außerdem sind die Ausgangspunkte der jeweiligen Rillen 63 auf der ersten Seite des durchgehenden Lochs 61, nämlich der Zentrumseite, in einem Radium von 100 mm von dem Zentrum des Schutzelements 60 mit Ringform angeordnet, während die Endpunkte der jeweiligen Rillen 63 auf einer äußeren Seite des umlaufenden Randes in einem Radius von 220 mm von dem Zentrum des Schutzelements 60 aus angeordnet sind. Die Bewegungsorte der Verbindungshalbleitersubstrate 40 (innere Ränder und äußere Ränder), die durch Rotation des Trägers 20 (vgl. 2) gebildet werden, sind in 3A mit gepunkteten Linien angegeben. Die Ausgangspunkte der jeweiligen Rillen 63 befinden sich auf der Zentrumseite in Bezug auf den Bewegungsort des inneren Randes der sechs Verbindungshalbleitersubstrate 40, die durch den gegenüberliegenden Träger gehalten werden, während die Endpunkte der jeweiligen Rillen 63 in Bezug auf den Bewegungsort der äußeren Ränder der sechs Verbindungshalbleitersubstrate 40, die durch den gegenüberliegenden Träger 20 gehalten werden, außen angeordnet sind. D.h., dass über den sechs Verbindungshalbleitersubstraten 40, die rotieren, während sie von dem Träger 20 gehalten werden, die Rillen 60, die auf der Vorderoberfläche des Schutzelements angeordnet sind, den Verbindungshalbleitersubstraten 40 immer gegenüberliegen.
Die Endpunkte der jeweiligen Rillen 63 befinden sich auf der Zentrumsseite in Bezug auf den inneren Rand des Abgaselements 80, angegeben in 3A als gestrichelte Linie. Somit steht eine flache Region, die auf der Seite des äußeren umlaufenden Randes der Vorderoberfläche des Schutzelements 60 vorhanden ist, einer Seite des äußeren umlaufenden Randes des Abgaselements 80 gegenüber, was verhindert, dass das Materialgas durch die Rillen 63 von einem gegenüberliegenden Bereich zwischen dem Schutzelement 60 und dem Abgaselement 80 ausleckt.
4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Beispiels eines Mehrschichthalbleiterwafers SW, hergestellt unter Einsatz des vorstehend beschriebenen MOCVD-Apparats 1. Es ist anzumerken, dass ein Verbindungshalbleiter, der Bestandteil des Mehrschichthalbleiterwafers SW ist, nicht besonders eingeschränkt ist, wobei als Beispiele davon ein III-V-Verbindungshalbleiter, eine II-VI-Verbindungshalbleiter, ein IV-IV-Verbindungshalbleiter und dergleichen genannt werden kann. In der beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform ist ein III-V-Verbindungshalbleiter bevorzugt, und ein Gruppe-III-Nitridverbindungshalbleiter ist besonders bevorzugt. Im folgenden wird ein Mehrschichthalbleiterwafer SW mit einer Gruppe-III-Nitridverbindungshalbleiter als Beispiel beschrieben. Der Mehrschichthalbleiterwafer SW der 4 dient als Ausgangsmaterial zur Herstellung von beispielsweise einem Chip zum Emittieren von blauem Licht und außerdem einer Licht emittierenden Vorrichtung unter Einsatz des Chips zum Emittieren von blauem Licht.
Der Mehrschichthalbleiterwafer SW umfasst das Substrat 110, eine auf dem Substrat 110 gebildete Zwischenschicht 120 und eine Grundschicht 130, eine Halbleiterschicht 140 vom n-Typ, eine Licht emittierende Schicht 150 und eine Halbleiterschicht 160 vom p-Typ, die der Reihe nach auf der Zwischenschicht 120 angeordnet sind.
Die Halbleiterschicht 140 vom n-Typ umfasst: eine Kontaktschicht 140a vom n-Typ, die auf der Seite der Grundschicht 130 angeordnet ist; und eine Deckschicht 140b vom n-Typ, die auf der Seite der Licht emittierenden Schicht 150 angeordnet ist. Die Licht emittierende Schicht 150 weist Barriereschichten 150a sowie Schichten 150b auf, die abwechselnd angeordnet sind, und weist eine Struktur auf, in der zwei Barriereschichten 150a eine Topfschicht 150b sandwichartig umfassen. Außerdem umfasst die Halbleiterschicht 160 vom p-Typ: eine Deckschicht 160a vom p-Typ, die auf der Seite der Licht emittierenden Schicht 150 angeordnet ist; und eine Kontaktschicht 160b vom p-Typ, die auf der obersten Schicht angeordnet ist. In der folgenden Beschreibung werden die Halbleiterschicht 140 vom n-Typ, die Licht emittierende Schicht 150 und die Halbleiterschicht 160 vom p-Typ gemeinsam als Verbindungshalbleiterschichten 100 bezeichnet.
(Substrat 110)
Das Substrat 110 ist aus einem anderen Material als der Gruppe-III-Nitridverbindungshalbleiter zusammengesetzt. Auf dem Substrat 110 werden Gruppen III-Nitridhalbleiterkristalle epitaxial gezüchtet. Beispiele eines Materials des Substrats 110 sind: Saphir, Siliciumcarbid (SiC), Silikon, Zinkoxid, Magnesiumoxid, Manganoxid, Zirkoniumoxid, Zinkeisenmanganoxid, Magnesiumaluminiumoxid, Zirkoniumborid, Galliumoxid, Indiumoxid, Lithiumgalliumoxid, Lithiumaluminiumoxid, Neodymgalliumoxid, Lanthanstrontiumaluminiumtantalumoxid, Strontiumtitanoxid, Titanoxid, Hafnium, Wolfram, Molybdän und dergleichen. Unter diesen Materialien sind Saphir und Siliciumcarbid (SiC) bevorzugt.
(Zwischenschicht 120)
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist das Substrat 110 zusammengesetzt aus einem anderen Material als einem Gruppe-III-Nitridverbindungshalbleiter. Aus diesem Grund ist es bevorzugt, die Zwischenschicht 120 mit einer Pufferfunktion auf dem Substrat 110 bereitzustellen, bevor Filme der Verbindungshalbleiterschichten 100 unter Verwendung des in 1 gezeigten MOCVD-Apparats 1 gebildet werden. Insbesondere ist es bevorzugt, dass die Zwischenschichten 120 im Hinblick auf die Pufferfunktion eine Einkristallstruktur aufweisen. Wenn ein Film der Zwischenschicht 120 mit einer Einkristallstruktur auf dem Substrat 110 gebildet wird, wird die Pufferfunktion in der Zwischenschicht 120 effektiv ausgeübt, und Filme aus der Grundschicht 130 und den Verbindungshalbleiterschichten 100, die auf der Zwischenschicht 120 gebildet sind, werden zu Kristallfilmen mit hervorragender Kristallinität.
Es ist bevorzugt, dass die Zwischenschicht 120 Al enthält, und es ist besonders bevorzugt, dass sie A1N enthält, welches ein Gruppe-III-Nitrid ist.
(Grundschicht 130)
Als ein Material für die Grundschicht 130 wird ein Gruppe-III-Nitrid eingesetzt, einschließlich Ga (eine Verbindungshalbleiter auf Basis von GaN). Insbesondere wird AlGaN oder GaN bevorzugt eingesetzt. Die Filmdicke der Grundschicht 130 ist 0,1 µm oder mehr, vorzugsweise 0,5 µm oder mehr, und noch stärker bevorzugt 1 µm oder mehr.
(Halbleiterschicht 140 vom n-Typ)
Die Halbleiterschicht 140 vom n-Typ ist aus der Kontaktschicht 140a vom n-Typ und der Deckschicht 140b vom n-Typ zusammengesetzt.
Als Kontaktschicht 140a vom n-Typ wird eine Verbindungshalbleiter auf GaN-Basis, ähnlich wie bei Grundschicht 130, eingesetzt. Es ist bevorzugt, dass der Verbindungshalbleiter auf Galliumnitrid-Basis, welche in der Grundschicht 130 enthalten ist, dieselbe Zusammensetzung hat wie diejenige, die in der Kontaktschicht 140a vom n-Typ enthalten ist. Die Gesamtfilmdicke der Grundschicht ist 130 und der Kontaktschicht 140a vom n-Typ wird vorzugsweise in einem Bereich von 0,1 µm bis 20 µm, vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 µm bis 15 µm, und stärker bevorzugt in einem Bereich von 1 µm bis 12 µm festgelegt.
Andererseits kann die Deckschicht 140b vom n-Typ aus AlGaN, GaN, GaInN oder dergleichen gebildet sein. Zudem kann eine Struktur, die durch Heteroübergang von Strukturen dieser Verbindungen erhalten wird, oder eine Supergitterstruktur, erhalten durch mehrmaliges Schichten von Strukturen dieser Verbindungen, eingesetzt werden. Wenn GaInN als Deckschicht 140b vom n-Typ eingesetzt wird, ist es wünschenswert, dass deren Bandlücke so gesetzt wird, dass die größer ist als diejenige von GaInN der Licht emittierenden Schicht 150. Die Filmdicke der Deckschicht 140b vom n-Typ ist vorzugsweise in einem Bereich von 5 nm bis 500 nm und stärker bevorzugt in einem Bereich von 5 nm bis 100 nm.
(Licht emittierende Schicht 150)
Die Licht emittierende Schicht 150 umfasst die Barriereschichten 150a, die aus eines Verbindungshalbleiters auf Basis von Galliumnitrid zusammengesetzt ist, und die Topfschichten 150b, die aus eines Verbindungshalbleiters auf Basis von Galliumnitrid, die Indium enthält, zusammengesetzt ist, wobei diese Schichten abwechselnd und wiederholt angeordnet werden. Zudem wird die Licht emittierende Schicht 150 gebildet, indem die Schichten in einer solchen Reihenfolge angeordnet werden, dass die Barriereschichten 150a auf der Seite der Halbleiterschicht 140 vom n-Typ und der Seite der Halbleiterschicht 160 vom p-Typ angeordnet sind. In der beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform hat die Licht emittierende Schicht 150 die folgende Konfiguration: sechs Barriereschichten 150a und fünf Topfschichten 150b werden abwechselnd und wiederholt angeordnet. Die Barriereschichten 150a werden an der obersten Schicht und der untersten Schicht der Licht emittierenden Schicht 150 angeordnet; und jede Topfschicht 150b wird zwischen einer Barriereschicht 150a und der nächsten angeordnet.
Für die Barriereschichten 150a kann beispielsweise ein Verbindungshalbleiter auf Basis von Galliumnitrid, wie Al_cGa_1-cN (worin 0 ≤ c ≤ 0,3) oder dergleichen mit einer größeren Bandlückenenergie als die Topfschichten 150b, die aus eines Verbindungshalbleiters auf Basis von Galliumnitrid, die Indium enthält, zusammengesetzt ist, vorzugsweise eingesetzt werden.
Für die Topfschichten 150b kann beispielsweise Galliumindiumnitrid, wie Ga_1-sIn_sN (worin 0 ≤ s < 0,4), als Verbindungshalbleiter auf Basis von Galliumnitrid, die Indium enthält, eingesetzt werden.
Die Filmdicke der gesamten Licht emittierenden Schicht 150 ist nicht besonders eingeschränkt, sie ist jedoch vorzugsweise ausreichend, um einen Quanteneffekt, nämlich im Bereich der kritischen Dicke, zu erzielen. Beispielsweise ist die Filmdicke der Licht emittierenden Schicht 150 vorzugsweise in einem Bereich von 1 nm bis 500 nm und stärker bevorzugt etwa 100 nm. Die Filmdicke jeder Topfschicht 150b ist nicht besonders eingeschränkt, sie ist jedoch vorzugsweise ausreichend, um einen Quanteneffekt zu erzielen.
(Halbleiterschicht 160 vom p-Typ)
Die Halbleiterschicht 160 vom p-Typ ist zusammengesetzt aus der Deckschicht 160a vom p-Typ und der Kontaktschicht 160b vom p-Typ. Ein bevorzugtes Beispiel für die Deckschicht 160a vom p-Typ ist Al_dGa_1-dN (worin 0 < d ≤ 0,4). Die Filmdicke der Deckschicht 160a vom p-Typ ist vorzugsweise 1 nm bis 400 nm, und stärker bevorzugt 5 nm bis 100 nm.
Andererseits ist ein Beispiel für die Kontaktschicht 160b vom p-Typ eine Verbindungshalbleiterschicht auf Basis von Galliumnitrid einschließlich Al_eGa_1-eN (worin 0 ≤ e < 0,5). Die Filmdicke der Kontaktschicht 160b vom p-Typ ist nicht besonders eingeschränkt, sie ist jedoch vorzugsweise 10 nm bis 500 nm und stärker bevorzugt 50 nm bis 200 nm.
5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Licht emittierenden Vorrichtungschips LC, erhalten durch weiteres Verarbeiten des vorstehend beschriebenen Mehrschichthalbleiterwafers SW.
In dem Licht emittierenden Vorrichtungschip LC ist eine transparente positive Elektrode 170 auf der Kontaktschicht 160b vom p-Typ der Halbleiterschicht 160 vom p-Typ als Schicht aufgetragen, und ein Bindungskissen 180 einer positiven Elektrode ist außerdem auf der transparenten positiven Elektrode 170 ausgebildet. Zusätzlich ist ein Bindungskissen 190 für eine negative Elektrode als Schicht in einem exponierten Bereich 140c ausgebildet, der in der Kontaktschicht 140a vom n-Typ der Halbleiterschicht 140 vom n-Typ gebildet ist.
(Transparente positive Elektrode 170)
Beispiele eines Materials für die transparente positive Elektrode 170 sind: ITO (In₂O₃-SnO₂), AZO (ZnO-Al₂O₃), IZO (In₂O₃-ZnO), GZO (ZnO-Ga₂O₃) und dergleichen, die herkömmlich bekannte Materialien sind. Die Struktur der transparenten positiven Elektrode 170 ist nicht besonders eingeschränkt, und es kann eine herkömmlich bekannte Struktur eingesetzt werden. Die transparente positive Elektrode 170 kann so ausgebildet sein, dass sie fast die gesamte Oberfläche der Halbleiterschicht 160 vom p-Typ bedeckt, oder sie kann eine Gitterform oder baumähnliche Form haben.
(Bindungskissen 180 für die positive Elektrode)
Das Bindungskissen 180 für die positive Elektrode, die als eine Elektrode dient, die auf der transparenten positiven Elektrode 170 gebildet ist, ist zusammengesetzt aus einem herkömmlich bekannten Material, wie Au, Al, Ti, V, Cr, Mn, Co, Zn, Ge, Zr, Nb, Mo, Ru, Ta, Ni und Cu als Beispiele. Die Struktur des Bindungskissens 180 für die positive Elektrode ist nicht besonders eingeschränkt, und es kann eine herkömmlich bekannte Struktur eingesetzt werden.
Die Dicke des Bindungskissens 180 für die positive Elektrode ist im Bereich von 100 nm bis 2000 nm, beispielsweise und bevorzugt in einem Bereich von 300 nm bis 1000 nm.
(Bindungskissen 190 für die negative Elektrode)
Das Bindungskissen 190 für die negative Elektrode ist so gebildet, dass sie mit der Kontaktschicht 140a vom n-Typ der Halbleiterschicht 140 vom n-Typ in Kontakt steht in den Filmen der Verbindungshalbleiterschichten 100 (die Halbleiterschicht 140 vom n-Typ, die Licht emittierende Schicht 150 und die Halbleiterschicht 160 vom p-Typ), die außerdem auf den Filmen der Zwischenschicht 120 und der auf dem Substrat 110 gebildeten Grundschicht 130 gebildet sind. Wenn das Bindungskissen 190 für die negative Elektrode gebildet wird, wird aus diesem Grund ein Teil der Halbleiterschicht 160 vom p-Typ, der Licht emittierenden Schicht 150 und der Halbleiterschicht 140 vom n-Typ entfernt. Dann wird die exponierte Region 140c der Kontaktschicht 140a vom n-Typ gebildet, und das Bindungskissen 190 für die negative Elektrode wird darauf ausgebildet.
Das Material des Bindungskissens 190 für die negative Elektrode kann dieselbe Zusammensetzung und Struktur wie das Bindungskissen 180 für die positive Elektrode haben. Negative Elektroden mit verschiedenen Zusammensetzungen und Strukturen sind gut bekannt. Diese bekannten negativen Elektroden können ohne jegliche Einschränkungen eingesetzt werden und können durch ein auf dem Fachgebiet bekanntes herkömmliches Verfahren bereitgestellt werden.
(Verfahren zur Herstellung des Verbindungshalbleitersubstrats 40)
Zuerst werden die Substrate 110 aus Saphir mit einem festgelegten Durchmesser und einer festgelegten Dicke in einen nicht gezeigten Zerstäubungsapparat gegeben. Dann werden in dem Zerstäubungsapparat ein Gas, das ein Gruppe-V-Element enthält, und ein Metallmaterial durch Plasma aktiviert, um miteinander zu reagieren, wodurch die Zwischenschicht 120 aus Gruppe-III-Nitrid auf jedem Substrat 110 gebildet wird.
Danach wird jedes Substrat 110, auf dem die Zwischenschicht 120 gebildet ist, in den in 1 gezeigten MOCVD-Apparat 1 gegeben. Genauer gesagt wird jedes Substrat 110 in den entsprechenden Substrathalter 30 gesetzt, so dass die Zwischenschicht 120 nach außen zeigt, und jeder Substrathalter 30, worin das Substrat 110 eingesetzt ist, wird in dem entsprechenden konkaven Bereich in dem Träger 20 so angeordnet, dass die Zwischenschicht 120 nach oben zeigt. Dann wird die Grundschicht 130 auf jeder Zwischenschicht 120 unter Verwendung des MOCVD-Apparats 1 gebildet. Dadurch werden die Verbindungshalbleitersubstrate 40 erhalten.
(Verfahren zur Herstellung von Mehrschichthalbleiterwafern SW)
6 ist ein Fließdiagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens zur Herstellung des Mehrschichthalbleiterwafers SW mit den Verbindungshalbleitersubstraten 40 als Ausgangsmaterial.
Die Halbleiter-Verbindungssubstrate 40 werden in den in 1 gezeigten MOCVD-Apparat 1 gesetzt (Stufe 201). Genauer gesagt wird jedes Substrat 110 in den entsprechenden Substrathalter 30 gesetzt, so dass die Grundschicht 130 nach außen zeigt, und jeder Substrathalter 30, in den das Substrat 110 gesetzt ist, wird in dem entsprechenden konkaven Bereich in Träger 20 so angeordnet, dass die Zwischenschicht 120 nach oben zeigt. Dann wird unter Verwendung des MOCVD-Apparats 1 die Kontaktschicht 140a vom n-Typ auf jeder Grundschicht 130 gebildet (Stufe 202), die Abdeckschicht 140b vom n-Typ wird auf der Kontaktschicht 140a vom n-Typ gebildet (Stufe 203), die Licht emittierende Schicht 150, nämlich die Barriereschichten 150a und die Topfschichten 150b werden abwechselnd auf der Deckschicht 140b vom n-Typ gebildet (Stufe 204), die Deckschicht 160a vom p-Typ wird auf der Licht emittierenden Schicht 150 gebildet (Stufe 205), und die Kontaktschicht 160b vom p-Typ wird auf der Deckschicht 160a vom p-Typ gebildet (Stufe 206). Dadurch werden die Mehrschichthalbleiterwafer SW erhalten.
Die Halbleiterschicht 140 vom n-Typ (die Kontaktschicht 140a vom n-Typ und die Deckschicht 140b vom n-Typ), die Licht emittierende Schicht 150 (die Barriereschichten 150a und die Topfschichten 150b) und die Halbleiterschicht 160 vom p-Typ (die Deckschicht 160a vom p-Typ und die Kontaktschicht 160b vom p-Typ) werden nacheinander gebildet. D.h., die nacheinander wechselnden Zusammensetzungen des organometallischen Gases MO, das in den Reaktionsbehälter 10 in dem Verfahren zur Herstellung des Films der Verbindungshalbleiterschichten 100 eingeführt wird, erlaubt die Herstellung einer Vielzahl von Filmen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen, die nacheinander gebildet und geschichtet werden, ohne dass der Abdeckbereich 12 des Reaktionsbehälters 10 in der Mitte der Vorrichtung geöffnet wird.
Die Konfiguration der Halbleiter-Verbindungssubstrate 40 ist nicht auf die vorstehend beschriebene eingeschränkt. Was beispielsweise das Substrat 110, die Zwischenschicht 120, die Grundschicht 130 und die Kontaktschicht 140a vom n-Typ mit der Kontaktschicht 140a vom n-Typ auf der Grundschicht 130 umfasst, kann als Verbindungshalbleitersubstrat 40 angesehen werden. In diesem Fall kann bei der Herstellung des Mehrschichthalbleiterwafers SW die Stufe 202 weggelassen werden.
(Verfahren zur Herstellung eines Licht emittierenden Vorrichtungschips LC)
Die transparente positive Elektrode 170 wird auf die Halbleiterschicht 160 vom p-Typ des Mehrschichthalbleiterwafers SW, erhalten durch das in 6 gezeigte Verfahren, als Schicht aufgetragen, und das Bindungskissen 180 der positiven Elektrode wird darauf gebildet. Zudem wird die exponierte Region 140c in der Kontaktschicht 140a vom n-Typ durch Ätzen oder dergleichen gebildet, und das Bindungskissen 190 der negativen Elektrode wird in dieser exponierten Region 140c angebracht.
Danach wird die Oberfläche des Substrats 110 gegenüber der Oberfläche, auf der die Zwischenschicht 120 gebildet ist, abgeschliffen und abgerieben, bis das Substrat 110 die vorbestimmte Dicke hat.
Der Wafer, in dem die Dicke des Substrats 110 eingestellt ist, wird beispielsweise in ein Quadrat einer Seitenlänge von 350 µm geschnitten, wodurch die Licht emittierenden Vorrichtungschips LC erhalten werden.
Im folgenden wird der Betrieb des MOCVD-Apparats 1 in dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung des Mehrschichthalbleiterwafers SW beschrieben.
(Betrieb des MOCVD-Apparats 1)
Zuerst werden die Verbindungshalbleitersubstrate 40 einzeln in die konkaven Bereiche der sechs Substrathalter 30 gesetzt. Gleichzeitig wird die Grundschicht 130 jedes Verbindungshalbleitersubstrats 40 so angeordnet, dass sie außen exponiert ist. danach wird der Abdeckbereich 12 des Reaktionsbehälters 10 geöffnet, und die sechs Substrathalter 30, in denen die Verbindungshalbleitersubstrate 40 jeweils eingesetzt sind, werden in die sechs konkaven Bereiche eingesetzt, die in dem Träger 20 des MOCVD-Apparats 1 angebracht sind. Gleichzeitig wird die Grundschicht 130 jedes Verbindungshalbleitersubstrats 40 so angeordnet, dass sie nach oben zeigt.
Das Schutzelement 60 wird im Inneren des Abdeckbereichs 12 angeordnet und an den Abdeckbereich 12 unter Verwendung des Bindungselements angebracht. Gleichzeitig werden das Durchgangsloch, das in dem Abdeckbereich 12 zum Überwachen angebracht ist, und das zweite Durchgangsloch 62, das in dem Schutzelement angebracht ist, so angeordnet, dass die zusammenfallen.
Danach wird der Abdeckbereich 12 mit dem daran gebundenen Schutzelement 60 geschlossen, und dadurch wird der Abdeckbereich 12 in innigen Kontakt mit dem Behälter 11 gebracht.
Danach wird die Zufuhr von Stickstoff N₂ zum Boden jedes konkaven Bereichs des Trägers 20 durch die nicht gezeigten Durchgangslöcher in dem MOCVD-Apparat 1 begonnen. Zudem wird die Rotation des Schafts 21 gestartet. Als Antwort darauf rotiert der Träger 20 in Richtung des Pfeils A, währen die sechs Substrathalter 30, die an den Träger 20 gebunden sind, in Richtung des Pfeils B rotieren. Als Ergebnis drehen sich die Verbindungshalbleitersubstrate 40, die von den jeweiligen Substrathaltern 30 gehalten werden, in Richtung des Pfeils A, während sie in Richtung des Pfeils B rotieren.
Zudem wird die Stromeinspeisung zu der Spule der Heizeinheit 50 in dem MOCVD-Apparat 1 gestartet. Ein Strom, der durch die Heizeinheit 50 fließt, erwärmt den Träger 20 durch elektromagnetische Induktion. Aufgrund des durch elektromagnetische Induktion erwärmten Trägers 20 werden die sechs Substrathalter 30, die von dem Träger 20 gehalten werden, und die Verbindungshalbleitersubstrate 40, die von den jeweiligen Substrathaltern 30 gehalten werden, auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt. Außerdem wird die Zufuhr des Spülgases von dem Monitor 90 zu der Reaktionskammer hin gestartet.
In dem MOCVD-Apparat 1 speist ein nicht angezeigter Gasversorgungsmechanismus Ammoniak NH₃ und ein organometallisches Gas MO für die Kontaktschicht 140a vom n-Typ zu der Reaktionskammer aus der Zufuhrleitung 13. Durch diesen Vorgang reagiert organisches Metall mit Ammoniak NH₃ um die erwärmten Verbindungshalbleitersubstrate 40 in der Reaktionskammer, wodurch eine Gruppe-III-Nitridverbindung für die Kontaktschicht 140a vom n-Typ hergestellt wird. Der größte Teil der hergestellten Gruppe-III-Nitridverbindung für die Kontaktschicht 140a vom n-Typ tropft in Richtung des Trägers 20, der unter einer Zuführöffnung für Materialgas angeordnet ist, und haftet an den Verbindungshalbleitersubstraten 40, die von dem Träger 20 durch die jeweiligen Substrathalter 30 gehalten werden. Da die Verbindungshalbleitersubstrate 40 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt werden, werden zu diesem Zeitpunkt Kristalle der Gruppe-III-Nitridverbindung für die Kontaktschicht 140a vom n-Typ auf der Grundschicht 130 jedes Verbindungshalbleitersubstrats 40 epitaxial gezüchtet.
Neben dem in die Reaktorkammer eingespeisten Materialgas wird ein Teil des Gases, das bereits in der Reaktorkammer vorhanden ist, durch das Durchgangsloch, das in dem Abgaselement 80 angebracht ist, von der Reaktionskammer nach außen gebracht und außerdem durch das Durchgangsloch, das in dem Boden des Behälters 11 der Reaktionskammer 10 angebracht ist, auf die Außenseite des Reaktionsbehälters 10 gebracht.
In dem MOCVD-Apparat 1 führt, wenn die Bildung der Kontaktschicht 140a vom n-Typ vollständig abgelaufen ist, ein nicht angegebener Gaszuführmechanismus anstelle des organometallischen Gases MO für die Kontaktschicht 140a vom n-Typ ein organometallisches Gas MO für die Deckschicht 140b vom n-Typ von der Zuführleitung 13 zu der Reaktionskammer. Zu diesem Zeitpunkt wird Ammoniak NH₃ kontinuierlich in den MOCVD-Apparat 1 eingespeist. Durch diesen Vorgang reagiert organisches Metall mit Ammoniak NH₃, um die erhitzten Verbindungssubstrate 40 in der Reaktionskammer, wodurch eine Gruppe-III-Nitridverbindung für die Deckschicht 140b vom n-Typ hergestellt wird. Der größte Teil der hergestellten Gruppe-III-Nitridverbindung für die Deckschicht 140b vom n-Typ tropft zu dem Träger 20, der sich unter der Zuführöffnung für Materialgas befindet, und haftet an die Verbindungshalbleitersubstrate 40, die von dem Träger 20 über die jeweiligen Substrathalter 30 gehalten werden. Da die Verbindungshalbleitersubstrate 40 auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt werden, werden zu diesem Zeitpunkt Kristalle der Gruppe-III-Nitridverbindung für die Deckschicht 140b vom n-Typ auf der Kontaktschicht 140a vom n-Typ jedes Verbindungshalbleitersubstrats 40 epitaxial gezüchtet.
Danach werden durch sequentielles Ändern der in die Reaktionskammer zugeführten organometallischen Gase MO die Licht emittierende Schicht 150 mit der Vielzahl von Barriereschichten 150a und der Vielzahl von Topfschichten 150b und die Halbleiterschicht 160 vom p-Typ mit der Deckschicht 160a vom p-Typ und der Kontaktschicht 160b vom p-Typ nacheinander auf der Deckschicht 140b vom n-Typ, die auf jedem Verbindungshalbleitersubstrat 40 gebildet ist, ausgebildet. Die Mehrschichthalbleiterwafer SW können durch das vorstehend beschriebene Verfahren erhalten werden.
In dem vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung der Verbindungshalbleitersubstrate 40 wir die Grundschicht 130 vorher auf dem Substrat 110 oder der Zwischenschicht 120 unter Verwendung des MOCVD-Apparats 1 gebildet. Die Grundschicht 130 kann auch durch Einsatz eines ähnlichen Verfahrens wie vorstehend beschrieben gebildet werden.
In dem Verfahren zur Filmherstellung unter Einsatz des vorstehend beschriebenen MOCVD-Apparats 1 haftet ein Teil der Gruppe-III-Nitridverbindungen (Reaktionsnebenprodukte), die in der Reaktionskammer hergestellt worden sind, nicht nur an die Verbindungshalbleitersubstrate 40, sondern beispielsweise auch die Oberfläche des Schutzelements 60. Zu diesem Zeitpunkt werden eine Vielzahl von Filmen mit unterschiedlichen Zusammensetzungen auf die Oberfläche des Schutzelements 60 als Schichten aufgetragen, wie bei den Verbindungshalbleiterschichten 100, die auf jedem Verbindungshalbleitersubstrat 40 gebildet sind.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist die Oberfläche des Schutzelements 60 den Verbindungshalbleitersubstraten 40, die von dem Träger 20 übe die jeweiligen Substrathalter 30 gehalten werden, zugewandt und befindet sich über der Kristallwachstumsoberfläche jedes Verbindungshalbleitersubstrats 40. Zudem ist das Schutzelement 60 aus Quarzglas zusammengesetzt, d.h. einem Material, das sich von der Gruppe-III-Nitridverbindungshalbleiter der Verbindungshalbleiterschichten 100 unterscheidet.
Wenn das Schutzelement 60 sich aufgrund der Temperaturänderung oder dergleichen in der Reaktionskammer in dem Verfahren zur Filmherstellung kontrahiert, kann aus diesem Grund ein Film der Gruppe-III-Nitridverbindungshalbleiter, der auf der Oberfläche des Schutzelements 60 anhaftet oder darauf abgeschieden wurde, von dem Schutzelement 60 abblättern. Zudem, wenn die Gruppe-III-Nitridverbindungshalbleiter von dem Schutzelement 60 abblättert, können durch das Abblättern erzeugte fremde Teilchen auf die Verbindungshalbleitersubstrate 40, die sich unter dem Schutzelement 60 befinden, tropfen. Wenn die fremden Teilchen, die von dem Schutzelement 60 abgeblättert sind, an die Verbindungshalbleitersubstrate 40 anhaften, wird jede der Schichten der Verbindungshalbleiterschichten 100 außerdem auf der Region gebildet, an die die fremden Teilchen anhaften. Als Ergebnis ist in dem erhaltenen Mehrschichthalbleiterwafer SW eine Region, an die die fremden Teilchen anhaften, nicht als Licht emittierender Vorrichtungschip LC verfügbar, was zu einer Verringerung der Ausbeute der Licht emittierenden Vorrichtungschips LC führt. Zudem muss bei einer übermäßigen Anzahl oder Menge von fremden Teilchen, die an die Verbindungshalbleitersubstrate 40 anhaften, der erhaltene Mehrschichthalbleiterwafer SW verworfen werden, was zu einer Verringerung der Ausbeute der Mehrschichthalbleiterwafer SW führt.
Folglich werden in der beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform die Vielzahl der Rillen 63 strahlenförmig auf der Oberfläche des Schutzelements 60 gebildet, um die Oberfläche des Schutzelements 60 , wie in den 3A bis 3C gezeigt, zu erhöhen, wodurch das Abblättern der Gruppe-III-Nitridverbindungshalbleiter, die an der Oberfläche des Schutzelements 60 anhaftet, zu unterdrücken. Als Ergebnis wird die Anhaftung oder die Abscheidung von fremden Teilchen auf die Verbindungshalbleitersubstrate 40 in dem Verfahren zur Filmherstellung unter Verwendung des MOCVD-Apparats 1 unterdrückt.
Dementsprechend kann in der beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform die Ausbeute der Mehrschichthalbleiterwafer SW verbessert werden, und außerdem kann die Ausbeute der Licht emittierenden Vorrichtungschips LC, die unter Verwendung der Mehrschichthalbleiterwafer SW als Ausgangsmaterial hergestellt werden, ebenfalls verbessert werden.
In dem MOCVD-Apparat 1 der beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Schutzelement 60 nach dem Entfernen der Reaktionsnebenprodukte, die an deren Oberfläche anhaften, wieder verwendet. In der beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform erlaubt das Bilden der Vielzahl von Rillen 63 in der Oberfläche des Schutzelements 60, dass die Reaktionsnebenprodukte, die an der Oberfläche des Schutzelements 60 anhaften, mit einer Bürste oder dergleichen mühelos abgerieben werden können. D.h., die Reaktionsnebenprodukte, die an der Oberfläche des Schutzelements anhaften, können durch Abschaben mit einer Bürste durch strahlenförmige Bewegung entlang der Rillen 63 des Schutzelements 60 entfernt werden.
Außerdem erlaubt in der beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform, das Bilden der Vielzahl von Rillen 63 in Strahlenform in der Oberfläche des Schutzelements 60, das Ammoniak NH₃ und das organometallische Gas MO das in den Reaktionsbehälter 10 eingeführt ist, strahlenförmig zu dem Träger 20 geführt werden.
Beispiele
Im folgenden wird ein Beispiel gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Erfinder bildeten die Verbindungshalbleiterschichten 100 auf den Verbindungshalbleitersubstraten 40 unter Verwendung des in 1 gezeigten MOCVD-Apparats 1, und untersuchten dann die Beziehung zwischen der Zusammensetzung des zu diesem Zeitpunkt eingesetzten Schutzelements 60 und der Anzahl der fremden Teilchen, die in den Verbindungshalbleiterschichten 100, die auf den Verbindungshalbleitersubstraten 40 gebildet sind, vorhanden sind. Es wurde hier der MOCVD-Apparat 1 eingesetzt, der acht Substrathalter 30 aufnehmen kann, d.h. acht Verbindungshalbleitersubstrate 40 auf dem Träger 20.
In dem Beispiel wurde ein Element mit einer Vielzahl von Rillen 63, die strahlenförmig auf dessen Oberfläche, wie in den 3A bis 3C gezeigt sind, gebildet sind, als Schutzelement 60 eingesetzt. Andererseits wurden in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 ein Element mit einer flachen Oberfläche als Schutzelement 60 eingesetzt. Zudem wurde in dem Beispiel und dem Vergleichsbeispiel 1 die Fließmenge des Spülgases pro Zeiteinheit wie üblich festgelegt, wobei das Spülgas von dem Monitor 90 in die Reaktionskammer übe die Durchgangslöcher, die in dem Abdeckbereich 12 und dem Schutzelement 60 angebracht sind, zugeführt wurde. In Vergleichsbeispiel 2 wurde die Fließmenge des Spülgases pro Zeiteinheit niedriger als üblich festgelegt, wobei die Möglichkeit in Betracht gezogen wurde, dass die Reaktionsnebenprodukte, die an der Oberfläche des Schutzelements 60 anhaften, durch den Luftstrom des Spülgases abgeblättert werden.
Dann wurde der Filmherstellungsvorgang 56 mal unter der jeweiligen Bedingung unter Einsatz des MOCVD-Apparats 1 durchgeführt. Die Verbindungshalbleiterschichten 100 der Mehrschichthalbleiterwafer SW aus 448 Lagen (8 Lagen × 56 Mal), die unter den jeweiligen Bedingungen erhalten wurden, wurden visuell beobachtet. Ein Wafer, dessen Anzahl an fremden Teilchen, die in den Verbindungshalbleiterschichten 100 vorhanden sind, eine vorbestimmte Anzahl übertraf (20 im vorliegenden Fall), wurde als „beanstandetes Produkt“ bezeichnet, während ein Wafer, dessen Anzahl an fremden Teilchen nicht mehr als die festgesetzte Anzahl war, als „annehmbares Produkt“ bezeichnet wurde.
7 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der Beurteilung des Beispiels und der Vergleichsbeispiele 1 und 2 zeigt. In 7 zeigt die vertikale Achse die Anzahl der Lagen der Mehrschichthalbleiterwafer SW, und zeigt die Anzahl der annehmbaren Produkte und der beanstandeten Produkte in dem Beispiel und den Vergleichsbeispielen 1 und 2.
7 zeigt, dass nur einer der 448 Mehrschichthalbleiterwafer SW in dem Beispiel ein beanstandetes Produkt war, während 10 von 448 in Vergleichsbeispiel 1 beanstandete Produkte waren und in Vergleichsbeispiel 2 9 von 448 beanstandete Produkte waren.
Dementsprechend wird angenommen, dass die Bildung der Rillen 63, die eine Art Oberflächenunebenheit darstellen, auf der Oberfläche des Schutzelements 60, das über den Verbindungshalbleitersubstraten 40 angebracht ist, nämlich die Oberfläche, die den Kristallwachstumsoberflächen der Verbindungshalbleitersubstrate 40 in dem MOCVD-Apparat 1 zugewandt ist, das Abblättern der Gruppe-III-Nitridverbindungshalbleiter von dem Schutzelement 60 und das mit diesem Abblättern in Verbindung stehende Anhaften oder Abscheiden von fremden Teilchen auf die Verbindungshalbleitersubstrate 40 unterdrückt.
In der beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Vielzahl von Rillen 63 strahlenförmig auf der Oberfläche des Schutzelements 60 gebildet. Die Konfiguration ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Die 8A bis 8E zeigen andere Konfigurationsbeispiele der Oberfläche des Schutzelements 60.
8A zeigt, dass eine Vielzahl von Oberflächenunebenheiten, die regelmäßig oder unregelmäßig sind, auf der Oberfläche des Schutzelements 60 beispielsweise gebildet werden können.
8B zeigt, dass außerdem eine Vielzahl von Rillen 63, die sich in eine Richtung erstrecken, auf der Oberfläche des Schutzelements 60 gebildet werden können.
8C zeigt außerdem, dass eine Vielzahl von Rillen 63, die sich in eine Richtung erstrecken, und eine Vielzahl von Rillen 63, die sich in eine Richtung orthogonal zu der ersten Richtung erstrecken, auf der Oberfläche des Schutzelements 60 gebildet werden können.
8D zeigt außerdem, dass eine Vielzahl von Rillen 63 auf der Oberfläche des Schutzelements 60 konzentrisch gebildet werden können.
8E zeigt, dass eine Vielzahl von Rillen 63 nicht konzentrisch, sondern spiralförmig auf der Oberfläche des Schutzelements 60 gebildet werden kann. 8E zeigt ein Beispiel, bei dem eine Rille 63 spiralförmig gebildet wird. Es kann jedoch auch eine Vielzahl von Rillen 63 spiralförmig gebildet werden.
In der beispielhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Materialgas von dem ersten Durchgangsloch 61 des Schutzelements 60, das über dem Träger 20 angeordnet ist, zugeführt. Die Konfiguration ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. D.h., eine Konfiguration kann so sein, dass das Materialgas in horizontaler Richtung von einer lateralen Seite des Trägers 20 zugeführt wird.
Figurenliste

1 ist ein Beispiel eines schematischen Diagramms, das eine Querschnittkonfiguration eines MOCVD (metallorganische chemische Dampfabscheidung)-Apparats trägt, auf dem die beispielhafte Ausführungsform angewandt wird;
2 ist eine Querschnittsansicht des in 1 gezeigten MOCVD-Apparats, aufgenommen entlang der Linie II-II;
3A ist eine Ansicht des von unten gesehenen Schutzelements; 3B ist eine Ansicht des von oben gesehenen Schutzelements; und 3C ist eine Ansicht, die einen Querschnitt des Schutzelements zeigt;
4 ist ein Beispiel einer Querschnittsansicht eines Mehrschichthalbleiterwafers, der unter Verwendung des MOCVD-Apparats hergestellt wurde;
5 ist ein Beispiel einer Querschnittsansicht eines Licht emittierenden Vorrichtungschips, der durch weiteres Verarbeiten des Mehrschichthalbleiterwafers erhalten wurde;
6 ist ein Fließdiagramm zum Erklären des Verfahrens zur Herstellung des Mehrschichthalbleiterwafers mit dem Verbindungshalbleitersubstrat als Ausgangsmaterial;
7 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse der Beurteilung des Beispiels und der Vergleichsbeispiele1 und 2 zeigt; und
8A bis 8E sind Diagramme zur Erläuterung anderer Konfigurationsbeispiele des Schutzelements.

Bezugszeichenliste

1: MOCVD-Apparat
10: Reaktionsbehälter
11: Behälter
12: Abdeckbereich
20: Träger
30: Substrathalter
40: Verbindungshalbleitersubstrat
50: Heizeinheit
60: Schutzelement
63: Rille
100: Verbindungshalbleiterschicht
110: Substrat
120: Zwischenschicht
130: Grundschicht
140: Halbleiterschicht vom n-Typ
140a: Kontaktschicht vom n-Typ
140b: Deckschicht vom n-Typ
150: Licht emittierende Schicht
150a: Barriereschicht
150b: Topfschicht
160: Halbleiterschicht vom p-Typ
160a: Deckschicht vom p-Typ
160b: Kontaktschicht vom p-Typ
170: transparente positive Elektrode
180: Bindungskissen der positiven Elektrode
190: Bindungskissen der negativen Elektrode
SW: Mehrschichthalbleiterwafer
LC: Licht emittierender Vorrichtungschip

Claims

Verbindungshalbleiterherstellungsvorrichtung (1) zum Bilden von Schichten eines Verbindungshalbleiters unter Einsatz der metallorganischen chemischen Dampfabscheidung, welche umfasst: einen Reaktionsbehälter (10); eine Materialzuführöffnung, die ein Materialgas des Verbindungshalbleiters von außen in den Reaktionsbehälter (10) zuführt; einen Träger (20), der in dem Reaktionsbehälter (10) angeordnet ist, wobei der Träger (20) einen Formkörper (40) so trägt, dass eine gebildete Oberfläche des Formkörpers (40) nach oben zeigt; und ein gegenüberliegendes Element (60), das über dem Formkörper (40), der von dem Träger (20) getragen wird, angeordnet ist, so dass es dem Formkörper (40) zugewandt ist, wobei eine Vielzahl von Rillen (63), die jeweils aus einer durchgehenden Hohlkehle bestehen, in der gegenüberliegenden Oberfläche des gegenüberliegenden Elements (60) gebildet ist, wobei die gegenüberliegende Oberfläche der gebildeten Oberfläche des Formkörpers (40) unmittelbar zugewandt ist.
Verbindungshalbleiterherstellungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Materialzuführöffnung aus einem Durchgangsloch in dem gegenüberliegenden Element (60)zusammengesetzt ist und die Vielzahl von Rillen (63) strahlenförmig mit dem Durchgangsloch als Zentrum gebildet ist.
Verbindungshalbleiterherstellungsverfahren zum Bilden von Schichten eines Verbindungshalbleiters auf einer gebildeten Oberfläche eines Formkörpers (40) unter Einsatz der metallorganischen chemischen Dampfabscheidung, welches umfasst: das Anbringen des Formkörpers (40) in einem Reaktionsbehälter (10), so dass die gebildete Oberfläche nach oben zeigt; das Anbringen eines gegenüberliegenden Elements (60) über dem Formkörper (40), wobei das gegenüberliegende Element (60) eine gegenüberliegende Oberfläche umfasst, wobei eine Vielzahl von Rillen (63), die jeweils aus einer durchgehenden Hohlkehle bestehen, in der gegenüberliegenden Oberfläche des gegenüberliegenden Elements (60) gebildet ist, wobei die gegenüberliegende Oberfläche der gebildeten Oberfläche des Formkörpers (40) unmittelbar zugewandt ist; und das Zuführen eines Materialgases des Verbindungshalbleiters in den Reaktionsbehälter (10).
Verbindungshalbleiterherstellungsverfahren nach Anspruch 3, wobei das Materialgas in den Reaktionsbehälter (10) durch ein in dem gegenüberliegenden Element (60) angebrachtes Durchgangsloch zugeführt wird, und die Vielzahl von Rillen (63) strahlenförmig mit dem Durchgangsloch als Zentrum gebildet wird.
Einspannvorrichtung zum Herstellen eines Verbindungshalbleiters, die in einer Verbindungshalbleiterherstellungsvorrichtung (1) zum Bilden von Schichten eines Verbindungshalbleiters unter Einsatz der metallorganischen chemischen Dampfabscheidung eingesetzt wird, welche umfasst: eine gegenüberliegende Oberfläche, worin eine Vielzahl von Rillen (63), die jeweils aus einer durchgehenden Hohlkehle bestehen, wobei die gegenüberliegende Oberfläche über dem Formkörper einer gebildeten Oberfläche des Formkörpers (40) unmittelbar zugewandt ist, so dass die gebildete Oberfläche, auf der die Schichten des Verbindungshalbleiters gebildet sind, nach oben zeigt; und eine Materialzuführöffnung, die so gebildet ist, dass sie in die gegenüberliegende Oberfläche und eine Rückseite der gegenüberliegenden Oberfläche eindringt, wobei die Materialzuführöffnung ein Materialgas des Verbindungshalbleiters dem Formkörper (40) von oberhalb des Formkörpers zuführt.
Einspannvorrichtung zum Herstellen eines Verbindungshalbleiters nach Anspruch 5, wobei die Vielzahl von Rillen (63) strahlenförmig mit der Materialzuführöffnung als Zentrum gebildet ist.