JP2002158175A - Chemical vapor deposition system and method for growing semiconductor film - Google Patents

Chemical vapor deposition system and method for growing semiconductor film

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JP2002158175A
JP2002158175A JP2000350727A JP2000350727A JP2002158175A JP 2002158175 A JP2002158175 A JP 2002158175A JP 2000350727 A JP2000350727 A JP 2000350727A JP 2000350727 A JP2000350727 A JP 2000350727A JP 2002158175 A JP2002158175 A JP 2002158175A
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substrate holding
holding means
semiconductor film
substrate
vapor deposition
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Motonobu Takeya
元伸 竹谷
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a semiconductor thin film of nitride based III-V compound having high crystallinity while ensuring a desired composition. SOLUTION: Material gas is fed between opposite substrates 4 and a semiconductor film is grown on the opposite surfaces of the opposite substrates 4. Interval of the substrates 4 is set at 0.1-1.0 mm. When a thin film is formed on the opposite surfaces of the opposite substrates 4, susceptors 3 are spun at 5-120 r.p.m. while feeding material gas between the opposite substrates 4 and heated by high frequency applying coils 9 which are rendered in phase.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、化学気相成長装
置および半導体膜の成長方法に関し、特に、有機金属化
学気相成長(MOCVD)装置を用いた窒化物系III
−V族化合物半導体膜の成長に適用して好適なものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a chemical vapor deposition apparatus and a method for growing a semiconductor film, and more particularly, to a nitride III using a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) apparatus.
-It is suitable for application to the growth of a group V compound semiconductor film.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、MOCVD装置においては、高い
温度に加熱された基板上に有機金属原料(MO原料)や
アンモニア(NH3)などを供給して半導体薄膜を成長
させる。ところが、この際、加熱を高温で行っているた
め、基板表面からの熱対流が生じ、この熱対流により、
熱分解した原料が基板表面に到達できずに排気されてし
まったり、天板などの基板表面以外の部分に付着した
り、気相反応により多量のパーティクルが発生したりし
ていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in an MOCVD apparatus, a semiconductor thin film is grown by supplying an organic metal material (MO material), ammonia (NH 3 ), or the like onto a substrate heated to a high temperature. However, at this time, since heating is performed at a high temperature, heat convection from the substrate surface occurs, and due to this heat convection,
The thermally decomposed raw material could not reach the substrate surface and was exhausted, adhered to a portion other than the substrate surface such as a top plate, or generated a large amount of particles by a gas phase reaction.

【0003】また、InGaN系の半導体膜を成長させ
る場合には、一般に膜の膜質を向上するために、成長温
度を750℃以上の高温にすると、GaNに比してIn
Nの融点が低いため、Inの取り込み量が減少し、所望
のバンドギャップを有するInGaNを得ることが困難
になる。他方、成長温度を750℃以下の低温に下げる
と、Inの取り込み量が増加する一方、低温成長のため
にInGaN膜の膜質が低下してしまう。
When an InGaN-based semiconductor film is grown, if the growth temperature is generally set to 750 ° C. or higher in order to improve the film quality of the film, the InGaN-based semiconductor film is grown more than GaN.
Since the melting point of N is low, the amount of incorporation of In decreases, and it becomes difficult to obtain InGaN having a desired band gap. On the other hand, when the growth temperature is lowered to a low temperature of 750 ° C. or lower, the amount of In taken in increases, but the quality of the InGaN film deteriorates due to the low temperature growth.

【0004】そこで、高温で成長させてもInGaN膜
中のInの量を増加させる方法が提案された。すなわ
ち、窒素(N2)ガスを基板に向け基板表面に対して垂
直に供給することによって、原料ガスを基板表面に押し
当てるようにし、融点の低いInNの蒸発を防止する方
法が、特許第2751987号(文献1)に開示されて
いる。
Therefore, a method has been proposed in which the amount of In in the InGaN film is increased even when the InGaN film is grown at a high temperature. In other words, Japanese Patent No. 2751987 discloses a method in which a nitrogen (N 2 ) gas is supplied toward a substrate and supplied perpendicular to the substrate surface so that the source gas is pressed against the substrate surface to prevent evaporation of InN having a low melting point. No. (Reference 1).

【0005】ところが、文献1に開示された方法におい
ては、原料ガスを基板表面に押し当てるようにして、N
2ガスを基板表面に対して垂直に供給するため、N2ガス
の流量が非常に多くなってしまう。
However, in the method disclosed in Document 1, the source gas is pressed against the surface of the substrate so that N
Since the two gases are supplied perpendicularly to the substrate surface, the flow rate of the N 2 gas becomes very large.

【0006】また、InGaN系半導体レーザを構成す
る各層を成長させる際には、成長温度が500℃程度の
低温バッファ層、成長温度が1000℃程度のクラッド
層、成長温度が800℃程度のガイド層、成長温度が7
50℃程度の活性層など、成長温度がさまざまに異なる
層を成長させる必要がある。そのため、これらの層を成
長させるときには、それぞれの成長温度を変更する必要
が生じる。
In growing each layer constituting the InGaN-based semiconductor laser, a low-temperature buffer layer having a growth temperature of about 500 ° C., a cladding layer having a growth temperature of about 1000 ° C., and a guide layer having a growth temperature of about 800 ° C. , Growth temperature is 7
It is necessary to grow layers having various growth temperatures, such as an active layer at about 50 ° C. Therefore, when growing these layers, it is necessary to change the respective growth temperatures.

【0007】この温度の変更を行う場合、印加電流を急
激に変化させると、熱抵抗ヒータでは、ヒータの劣化を
引き起こしやすいため、RFコイルを用いた加熱が望ま
しい。また、ヒータの寿命に関しても、熱抵抗ヒータ
は、RFコイルに比して短いため、やはりRFによる加
熱が望ましい。このRFコイルを用いた例を図4、図5
に示す。
[0007] When the temperature is changed, if the applied current is rapidly changed, deterioration of the heater is likely to occur in the thermal resistance heater. Therefore, heating using an RF coil is desirable. Also, regarding the life of the heater, since the heat resistance heater is shorter than the RF coil, heating by RF is also desirable. Examples using this RF coil are shown in FIGS.
Shown in

【0008】図4に示すように、従来技術によるMOC
VD装置においては、反応炉101の内部に基板102
を、斜面に載置可能に構成されたサセプタ103が設け
られている。このサセプタ103の周りにおける反応炉
101の外周に、RFコイル104が巻き付けられてい
る。また、反応炉101の上部には、原料ガスが通過す
る反応管105が設けられており、この反応管105の
長手方向に原料ガスが流れるように構成されている。
[0008] As shown in FIG.
In a VD apparatus, a substrate 102 is placed inside a reaction furnace 101.
Is provided on the inclined surface. An RF coil 104 is wound around the outer periphery of the reactor 101 around the susceptor 103. In addition, a reaction tube 105 through which the raw material gas passes is provided above the reaction furnace 101, and the raw material gas is configured to flow in the longitudinal direction of the reaction tube 105.

【0009】また、図5に示すように、従来技術による
MOCVD装置の他の例においては、原料ガスが通過す
る反応管201が設けられている。また、サセプタ30
2の一端には、反応管201の内部にサセプタ202を
挿入可能および搬出可能とするための、サセプタ支持手
段203が設けられている。また、反応管201の一端
には、ガス吸気管204が接続されている。そして、サ
セプタ202が挿入され固定される位置の外側における
反応管201の外周に、RFコイル205が巻き付けら
れて、MOCVD装置が構成されている。
As shown in FIG. 5, in another example of the conventional MOCVD apparatus, a reaction tube 201 through which a source gas passes is provided. The susceptor 30
A susceptor supporting means 203 is provided at one end of the susceptor 202 so that the susceptor 202 can be inserted into and removed from the reaction tube 201. A gas intake pipe 204 is connected to one end of the reaction pipe 201. Then, an RF coil 205 is wound around the outer periphery of the reaction tube 201 outside the position where the susceptor 202 is inserted and fixed, thereby forming a MOCVD apparatus.

【0010】ところが、図4に示すMOCVD装置の構
造では、図4中の曲線Hで示す電界が、基板102の成
膜面の近傍において分散してしまうため、1000℃を
超える高温を実現するためには、非常に大きな電力を必
要とする。また、図5に示すMOCVD装置の構造で
は、基板回転機構が複雑になってしまう。
However, in the structure of the MOCVD apparatus shown in FIG. 4, the electric field indicated by the curve H in FIG. 4 is dispersed in the vicinity of the film forming surface of the substrate 102. Requires very large power. In the structure of the MOCVD apparatus shown in FIG. 5, the substrate rotating mechanism is complicated.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】そして、上述した基板
表面からの熱対流の問題、高温での原料の取り込み量低
下の問題、およびRFコイルによる加熱の問題の、3点
の問題点を解決することができる技術の開発が望まれて
いた。
Then, the above-mentioned three problems, namely, the problem of heat convection from the substrate surface, the problem of lowering the amount of raw material taken in at a high temperature, and the problem of heating by an RF coil are solved. The development of technology that can do this was desired.

【0012】したがって、この発明の目的は、熱対流を
小さくすることができ、熱分解されたガスが基板表面に
接触する確率を高くすることができ、原料を膜の成長に
効率よく使用することができる化学気相成長装置および
半導体膜の成長方法を提供することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to reduce the heat convection, increase the probability that the thermally decomposed gas comes into contact with the substrate surface, and use the raw material efficiently for film growth. And a method for growing a semiconductor film.

【0013】また、この発明の他の目的は、気相中のI
nNなどの原料を基板表面に接触させる確率を向上さ
せ、高温における原料の取り込み量を増加させることが
できる化学気相成長装置および半導体膜の成長方法を提
供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method for controlling the presence of I in a gas phase.
An object of the present invention is to provide a chemical vapor deposition apparatus and a method for growing a semiconductor film, which can increase the probability of bringing a material such as nN into contact with a substrate surface and increase the amount of material taken in at a high temperature.

【0014】また、この発明の他の目的は、電界の分散
を抑制することができ、加熱効率の向上を図ることがで
きる化学気相成長装置および半導体膜の成長方法を提供
することにある。
Another object of the present invention is to provide a chemical vapor deposition apparatus and a method for growing a semiconductor film, which can suppress dispersion of an electric field and improve heating efficiency.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第1の発明は、対向する基板の間に原料
ガスを流すことにより、対向する基板における互いの対
向面上に半導体膜を成長可能に構成された化学気相成長
装置であって、対向する基板の対向面の間隔が、0.1
mm以上1.0mm未満であることを特徴とするもので
ある。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is to provide a semiconductor device on a semiconductor device, comprising: A chemical vapor deposition apparatus configured to grow a film, wherein an interval between opposing surfaces of opposing substrates is 0.1
mm or more and less than 1.0 mm.

【0016】この第1の発明において、対向する基板の
間で、大気圧下において、原料ガスによる目詰まりを起
こさないようにするために、好適には、対向する基板の
対向面の間隔は、0.3mm以上1.0mm未満であ
る。
In the first aspect of the present invention, in order to prevent clogging with the source gas under the atmospheric pressure between the opposing substrates, preferably, the interval between the opposing surfaces of the opposing substrates is 0.3 mm or more and less than 1.0 mm.

【0017】この第1の発明において、典型的には、対
向する基板のうちの一方の基板を保持可能に構成された
第1の基板保持手段、および、他方の基板を保持可能に
構成された第2の基板保持手段と、第1の基板保持手段
および第2の基板保持手段を加熱可能に構成された加熱
手段とを有する。そして、この第1の発明において、加
熱手段は、典型的には、1つの高周波印加コイルからな
り、この高周波印加コイルによって第1の基板保持手段
および第2の基板保持手段を加熱可能に構成されてい
る。また、加熱手段の他の例としては、第1の基板保持
手段を加熱可能に構成された第1の高周波印加コイル
と、第2の基板保持手段を加熱可能に構成された第2の
高周波印加コイルとからなり、第1の高周波印加コイル
における位相と第2の高周波印加コイルにおける位相と
を同一位相にしつつ、第1の基板保持手段と第2の基板
保持手段とを加熱可能に構成されている。
In the first invention, typically, a first substrate holding means configured to be able to hold one of the opposing substrates, and a structure capable of holding the other substrate are provided. It has a second substrate holding means and a heating means configured to heat the first substrate holding means and the second substrate holding means. In the first invention, the heating means typically comprises one high-frequency application coil, and the first and second substrate holding means and the second substrate holding means can be heated by the high-frequency application coil. ing. Further, as another example of the heating means, a first high-frequency application coil configured to heat the first substrate holding means and a second high-frequency application coil configured to heat the second substrate holding means are provided. A first high-frequency coil and a second high-frequency coil, wherein the first and second substrate holding means and the second substrate holding means can be heated while maintaining the same phase in the first high-frequency applying coil and the second high-frequency applying coil. I have.

【0018】この第1の発明において、典型的には、対
向する基板のうちの一方の基板を保持可能に構成された
第1の基板保持手段と、対向する基板のうちの他方の基
板を保持可能に構成された第2の基板保持手段とを有
し、第1の基板保持手段が、一方の基板の対向面に垂直
な中心軸のまわりを自転可能に構成されているととも
に、第2の基板保持手段が、他方の基板の対向面に垂直
な中心軸のまわりを自転可能に構成されている。そし
て、この第1の発明において、典型的には、第1の基板
保持手段の回転方向と第2の基板保持手段の回転方向と
が、互いに同一の方向に構成されているか、または第1
の基板保持手段の回転方向と第2の基板保持手段の回転
方向とが、互いに反対の方向に構成されている。また、
この第1の発明において、典型的には、第1の基板保持
手段および第2の基板保持手段の回転数は、毎分5回転
以上毎分120回転以下(0.083s-1以上2s-1
下)であり、好適には、毎分5回転以上毎分60回転以
下(0.083s-1以上1s-1以下)であり、より好適
には、毎分5回転以上毎分30回転以下(0.083s
-1以上0.5s-1以下)である。
In the first invention, typically, first substrate holding means configured to be able to hold one of the opposed substrates, and holding the other of the opposed substrates And a second substrate holding means configured to be rotatable around a central axis perpendicular to a facing surface of one of the substrates. The substrate holding means is configured to be able to rotate around a central axis perpendicular to the facing surface of the other substrate. In the first invention, typically, the rotation direction of the first substrate holding means and the rotation direction of the second substrate holding means are configured in the same direction, or
The rotation direction of the substrate holding means and the rotation direction of the second substrate holding means are configured to be opposite to each other. Also,
In the first invention, typically, the number of rotations of the first substrate holding means and the second substrate holding means is not less than 5 rotations per minute and not more than 120 rotations per minute (from 0.083 s -1 to 2 s -1). ), Preferably 5 to 60 rotations per minute (0.083 s -1 to 1 s -1 ), more preferably 5 to 30 rotations per minute ( 0.083s
-1 or more and 0.5 s -1 or less).

【0019】この発明の第2の発明は、対向する基板の
間に原料ガスを流すことにより、対向する基板における
互いの対向面上に半導体膜を成長可能に構成された化学
気相成長装置であって、対向する基板のうちの一方の基
板を保持可能に構成された第1の基板保持手段と、対向
する基板のうちの他方の基板を保持可能に構成された第
2の基板保持手段と、第1の基板保持手段および第2の
基板保持手段を加熱可能に構成されたコイルとを有し、
第1の基板保持手段および第2の基板保持手段を、同一
の位相で加熱するように構成されていることを特徴とす
るものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a chemical vapor deposition apparatus capable of growing semiconductor films on mutually facing surfaces of opposed substrates by flowing a source gas between the opposed substrates. A first substrate holding unit configured to hold one of the opposing substrates; and a second substrate holding unit configured to hold the other of the opposing substrates. A coil configured to heat the first substrate holding unit and the second substrate holding unit,
The first substrate holding means and the second substrate holding means are configured to be heated in the same phase.

【0020】この第2の発明において、典型的には、コ
イルは、第1の基板保持手段を加熱可能に構成された第
1の高周波印加コイルと、第2の基板保持手段を加熱可
能に構成された第2の高周波印加コイルとからなり、第
1の高周波印加コイルの位相と第2の高周波印加コイル
の位相とを、同一位相可能に構成されている。
In the second invention, typically, the coil comprises a first high-frequency application coil configured to heat the first substrate holding means and a coil configured to heat the second substrate holding means. The second high frequency application coil is configured so that the phase of the first high frequency application coil and the phase of the second high frequency application coil can be the same.

【0021】この第2の発明において、典型的には、第
1の基板保持手段が一方の基板の対向面に垂直な中心軸
のまわりを自転可能に構成されているとともに、第2の
基板保持手段が他方の基板の対向面に垂直な中心軸のま
わりを自転可能に構成されている。そして、この第2の
発明において、典型的には、第1の基板保持手段の回転
方向と第2の基板保持手段の回転方向とは、互いに同一
の方向であるか、または、第1の基板保持手段の回転方
向と第2の基板保持手段の回転方向とは、互いに反対の
方向である。また、この第2の発明において、第1の基
板保持手段および第2の基板保持手段の回転数は、典型
的には、毎分5回転以上毎分120回転以下(0.08
3s-1以上2s-1以下)、好適には、毎分5回転以上毎
分60回転以下(0.083s-1以上1s-1以下)、よ
り好適には、毎分5回転以上毎分30回転以下(0.0
83s-1以上0.5s-1以下)である。
In the second invention, typically, the first substrate holding means is configured to be able to rotate around a central axis perpendicular to the opposing surface of one of the substrates, and to hold the second substrate holding means. The means is configured to be able to rotate around a central axis perpendicular to the facing surface of the other substrate. In the second invention, typically, the rotation direction of the first substrate holding means and the rotation direction of the second substrate holding means are the same as each other, or The direction of rotation of the holding means and the direction of rotation of the second substrate holding means are opposite to each other. In the second invention, the number of rotations of the first substrate holding means and the second substrate holding means is typically not less than 5 rotations per minute and not more than 120 rotations per minute (0.08
3 s -1 to 2 s -1 ), preferably 5 to 60 rev / min (0.083 s -1 to 1 s -1 ), more preferably 5 to 30 pm Less than rotation (0.0
It is 83s -1 or 0.5 s -1 or less).

【0022】この第2の発明において、対向する基板の
間の間隔は、典型的には、0.1mm以上1.0mm未
満であり、好適には、0.3mm以上1.0mm未満で
ある。
In the second aspect of the present invention, the distance between the opposing substrates is typically 0.1 mm or more and less than 1.0 mm, and preferably 0.3 mm or more and less than 1.0 mm.

【0023】この発明の第3の発明は、対向する基板の
間に原料ガスを流すことにより、対向する基板における
互いの対向面上に半導体膜を成長可能に構成された化学
気相成長装置であって、対向する基板のうちの一方の基
板を保持可能に構成された第1の基板保持手段と、対向
する基板のうちの他方の基板を保持可能に構成された第
2の基板保持手段とを有し、第1の基板保持手段が一方
の基板の面に垂直な中心軸のまわりに自転可能に構成さ
れているとともに、第2の基板保持手段が他方の基板の
面に垂直な中心軸のまわりに自転可能に構成され、第1
の基板保持手段および第2の基板保持手段の回転数が、
毎分5回転以上毎分120回転以下であることを特徴と
するものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a chemical vapor deposition apparatus capable of growing semiconductor films on mutually facing surfaces of opposed substrates by flowing a source gas between the opposed substrates. A first substrate holding unit configured to hold one of the opposing substrates; and a second substrate holding unit configured to hold the other of the opposing substrates. Wherein the first substrate holding means is configured to be rotatable around a central axis perpendicular to the surface of one substrate, and the second substrate holding means is adapted to rotate centrally perpendicular to the surface of the other substrate. Is configured to rotate around
The number of rotations of the substrate holding means and the second substrate holding means is
The rotation speed is not less than 5 rotations per minute and not more than 120 rotations per minute.

【0024】この第3の発明において、典型的には、第
1の基板保持手段の回転方向と第2の基板保持手段の回
転方向とは、互いに同一の方向であるか、または、互い
に反対の方向である。そして、この第3の発明におい
て、第1の基板保持手段および第2の基板保持手段の回
転数は、好適には、毎分5回転以上毎分60回転以下
(0.8s-1以上1s-1以下)、より好適には、毎分5
回転以上毎分30回転以下(0.8s-1以上0.5s-1
以下)である。
In the third invention, typically, the rotation direction of the first substrate holding means and the rotation direction of the second substrate holding means are in the same direction or opposite to each other. Direction. In the third invention, the rotation speeds of the first substrate holding means and the second substrate holding means are preferably not less than 5 rotations per minute and not more than 60 rotations per minute (from 0.8 s −1 to 1 s −). 1 or less), more preferably 5 per minute
Rotation above 30 revolutions per minute or less (0.8s -1 or 0.5 s -1
Below).

【0025】この第3の発明において、対向する基板の
間の間隔は、典型的には、0.1mm以上1.0mm未
満であり、大気圧下において原料ガスの目詰まりを防止
するために、好適には、0.3mm以上1.0mm未満
である。
In the third aspect of the present invention, the distance between the opposing substrates is typically 0.1 mm or more and less than 1.0 mm, and in order to prevent clogging of the source gas under atmospheric pressure, Preferably, it is 0.3 mm or more and less than 1.0 mm.

【0026】この発明の第4の発明は、対向する基板の
間に原料ガスを流すことにより、対向する基板における
対向面上に半導体膜を成長するようにした半導体膜の成
長方法であって、対向する基板の間の間隔を0.1mm
以上1.0mm未満とすることを特徴とするものであ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of growing a semiconductor film, wherein a semiconductor gas is grown on a facing surface of a facing substrate by flowing a source gas between the facing substrates. 0.1mm gap between opposing substrates
It is characterized by being less than 1.0 mm.

【0027】この第4の発明において、対向する基板の
間の、原料ガスの目詰まりを防止するために、好適に
は、対向する基板の間の間隔を0.3mm以上1.0m
m未満とする。
In the fourth aspect of the invention, in order to prevent clogging of the source gas between the opposed substrates, preferably, the interval between the opposed substrates is 0.3 mm or more and 1.0 m or less.
m.

【0028】この第4の発明において、典型的には、対
向する基板のうちの、一方の基板を保持可能に構成され
た第1の基板保持手段と、他方の基板を保持可能に構成
された第2の基板保持手段とを用い、第1の基板保持手
段と第2の基板保持手段とを高周波印加コイルを用いて
加熱するようにする。
In the fourth aspect of the invention, typically, the first substrate holding means configured to hold one of the opposing substrates and the other substrate are configured to be held. Using the second substrate holding means, the first substrate holding means and the second substrate holding means are heated using the high frequency application coil.

【0029】この第4の発明において、典型的には、対
向する基板のうちの一方の基板を保持可能に構成された
第1の基板保持手段と、対向する基板のうちの他方の基
板を保持可能に構成された第2の基板保持手段とを用
い、第1の基板保持手段を、一方の基板の対向面に垂直
な中心軸のまわりを自転させるとともに、第2の基板保
持手段を、他方の基板の対向面に垂直な中心軸のまわり
を自転させるようにする。
In the fourth invention, typically, first substrate holding means configured to hold one of the opposed substrates, and the other of the opposed substrates is held. A second substrate holding unit configured to rotate the first substrate holding unit around a central axis perpendicular to a facing surface of one of the substrates, and a second substrate holding unit to the other; Is rotated around a central axis perpendicular to the facing surface of the substrate.

【0030】この第4の発明において、典型的には、第
1の基板保持手段の回転方向と第2の基板保持手段の回
転方向とが、互いに同一の方向とするか、または、互い
に反対の方向とする。また、この第4の発明において、
第1の基板保持手段および第2の基板保持手段の回転数
を、典型的には、毎分5回転以上毎分120回転以下
(0.083s-1以上2s-1以下)、好適には、毎分5
回転以上毎分60回転以下(0.083s-1以上1s-1
以下)、より好適には、毎分5回転以上毎分30回転以
下(0.083s-1以上0.5s-1以下)とする。
In the fourth invention, typically, the rotation direction of the first substrate holding means and the rotation direction of the second substrate holding means are in the same direction, or are opposite to each other. Direction. In the fourth invention,
The number of rotations of the first substrate holding means and the second substrate holding means is typically 5 to 120 rotations per minute (0.083 s -1 to 2 s -1 ), preferably 5 per minute
Rotation or more and 60 or less per minute (0.083 s -1 or more and 1 s -1
Below), and more preferably, to 5 rotations per minute or more 30 revolutions per minute or less (0.083s -1 or 0.5 s -1 or less).

【0031】この発明の第5の発明は、対向する基板の
間に原料ガスを流すことにより、対向する基板における
互いの対向面上に半導体膜を成長するようにした半導体
膜の成長方法であって、対向する基板のうちの一方の基
板を保持した第1の基板保持手段と、対向する基板のう
ちの他方の基板を保持した第2の基板保持手段とを、コ
イルを用いて、互いに同一位相で加熱するようにしたこ
とを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of growing a semiconductor film in which a source gas flows between opposed substrates so that semiconductor films are grown on mutually facing surfaces of the opposed substrates. The first substrate holding means holding one of the opposing substrates and the second substrate holding means holding the other of the opposing substrates are identical to each other using a coil. It is characterized in that heating is performed in a phase.

【0032】この第5の発明において、典型的には、第
1の基板保持手段を加熱可能に構成された第1の高周波
印加コイルと、第2の基板保持手段を加熱可能に構成さ
れた第2の高周波印加コイルとを用い、第1の高周波印
加コイルの位相と、第2の高周波印加コイルの位相とを
同一位相にして、第1の基板保持手段および第2の基板
保持手段を加熱する。
In the fifth invention, typically, a first high-frequency application coil configured to heat the first substrate holding means and a second high-frequency application coil configured to heat the second substrate holding means are typically used. And heating the first substrate holding means and the second substrate holding means by setting the phase of the first high frequency applying coil and the phase of the second high frequency applying coil to the same phase by using the second high frequency applying coil. .

【0033】この第5の発明において、典型的には、第
1の基板保持手段と第2の基板保持手段とを、同一の高
周波印加コイルを用いて加熱する。
In the fifth invention, typically, the first substrate holding means and the second substrate holding means are heated by using the same high frequency application coil.

【0034】この第5の発明において、典型的には、対
向する基板の間の間隔を、0.1mm以上1.0mm未
満とし、大気圧下において、原料ガスの目詰まりを防止
するために、好適には、0.3mm以上1.0mm未満
とする。
In the fifth aspect of the invention, typically, the distance between the opposing substrates is set to 0.1 mm or more and less than 1.0 mm, and in order to prevent clogging of the source gas under the atmospheric pressure, Preferably, it is 0.3 mm or more and less than 1.0 mm.

【0035】この第5の発明において、典型的には、対
向する基板のうちの一方の基板を保持可能に構成された
第1の基板保持手段と、対向する基板のうちの他方の基
板を保持可能に構成された第2の基板保持手段とを用
い、第1の基板保持手段を、一方の基板における対向面
に垂直な中心軸のまわりで自転させるとともに、第2の
基板保持手段を、他方の基板における対向面に垂直な中
心軸のまわりで自転させるようにする。そして、この第
5の発明において、典型的には、第1の基板保持手段の
回転方向と第2の基板保持手段の回転方向とは、互いに
同一の方向とするか、互いに反対の方向とする。そし
て、この第5の発明において、第1の基板保持手段およ
び第2の基板保持手段の回転数を、典型的には、毎分5
回転以上毎分120回転以下(0.083s-1以上2s
-1以下)、好適には、毎分5回転以上毎分60回転以下
(0.083s-1以上1s-1以下)、より好適には、毎
分5回転以上毎分30回転以下(0.083s-1以上
0.5s-1以下)とする。
In the fifth invention, typically, the first substrate holding means configured to hold one of the opposed substrates and the other of the opposed substrates are held. Using the second substrate holding means configured so as to allow the first substrate holding means to rotate around a central axis perpendicular to a facing surface of one of the substrates, and allowing the second substrate holding means to rotate on the other side. Is rotated around a central axis perpendicular to the facing surface of the substrate. In the fifth aspect of the invention, typically, the rotation direction of the first substrate holding means and the rotation direction of the second substrate holding means are set to the same direction or opposite directions. . In the fifth invention, the number of rotations of the first substrate holding means and the second substrate holding means is typically set at 5 per minute.
Rotation or more and 120 or less per minute (0.083s -1 or more and 2s
-1 or less), preferably 5 to 60 rotations per minute (0.083 s -1 to 1 s -1 ), more preferably 5 to 30 rotations per minute (0. 083S -1 or 0.5 s -1 or less) to.

【0036】この発明の第6の発明は、対向する基板の
間に原料ガスを流すことにより、対向する基板における
互いの対向面上に半導体膜を成長するようにした半導体
膜の成長方法であって、対向する基板を、それぞれ毎分
5回転以上毎分120回転以下の回転数で回転させるよ
うにしたことを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of growing a semiconductor film in which a source gas is caused to flow between opposing substrates so that semiconductor films are grown on opposing surfaces of the opposing substrates. The opposing substrates are each rotated at a rotation speed of 5 rotations per minute or more and 120 rotations per minute or less.

【0037】この第6の発明において、典型的には、対
向する基板を、それぞれ互いに反対の方向に回転させる
か、または、対向する基板を、それぞれ互いに同一の方
向に回転させるようにする。そして、対向する基板を、
好適には、それぞれ毎分5回転以上毎分60回転以下
(0.083s-1以上1s-1以下)の回転数、より好適
には、それぞれ毎分5回転以上毎分30回転以下(0.
083s-1以上0.5s -1以下)の回転数で回転させ
る。
In the sixth invention, typically,
Rotate the substrates facing each other in opposite directions
Or, make sure that the opposing substrates are
Rotate in the direction. And the opposing substrate is
Preferably, each rotation is not less than 5 rotations per minute and not more than 60 rotations per minute.
(0.083s-1More than 1s-1Below) rotation speed, more suitable
, 5 rotations per minute or more and 30 rotations per minute or less (0.
083s-10.5s or more -1Below)
You.

【0038】この第6の発明において、典型的には、対
向する基板の間の間隔を、0.1mm以上1.0mm未
満、好適には、0.3mm以上1.0mm以下とする。
In the sixth aspect of the invention, the distance between the opposing substrates is typically 0.1 mm or more and less than 1.0 mm, preferably 0.3 mm or more and 1.0 mm or less.

【0039】この第6の発明において、典型的には、対
向する基板のうちの一方の基板を保持した第1の基板保
持手段と、対向する基板のうちの他方の基板を保持した
第2の基板保持手段とを用い、第1の基板保持手段と第
2の基板保持手段とを同一の高周波印加コイルを用いて
加熱する。
In the sixth invention, typically, the first substrate holding means holding one of the opposing substrates and the second holding means holding the other of the opposing substrates Using the substrate holding means, the first substrate holding means and the second substrate holding means are heated using the same high frequency application coil.

【0040】この第6の発明において、典型的には、対
向する基板のうちの一方の基板を保持した第1の基板保
持手段と、対向する基板のうちの他方の基板を保持した
第2の基板保持手段とを用い、第1の基板保持手段を加
熱する第1の高周波印加コイルの位相と、第2の基板保
持手段を加熱する第2の高周波印加コイルの位相とを、
同一位相とする。
In the sixth invention, typically, the first substrate holding means holding one of the opposing substrates and the second holding means holding the other of the opposing substrates. Using the substrate holding means, the phase of the first high-frequency application coil for heating the first substrate holding means and the phase of the second high-frequency application coil for heating the second substrate holding means,
The phases are the same.

【0041】この発明において、典型的には、半導体膜
は、窒化物系III−V族化合物半導体からなり、好適
には、GaN系半導体からなり、より好適には、InG
aN系半導体からなる。
In the present invention, typically, the semiconductor film is made of a nitride III-V compound semiconductor, preferably a GaN semiconductor, and more preferably InG.
It is made of an aN-based semiconductor.

【0042】この発明は、III−V族窒化物系半導
体、特にGaN系半導体を用いた各種の半導体装置に適
用することできる。具体的には、この発明は、半導体レ
ーザ(LD)、発光ダイオード(LED)、および電界
効果トランジスタ(FET)に適用することができる。
The present invention can be applied to various semiconductor devices using a group III-V nitride semiconductor, particularly a GaN semiconductor. Specifically, the present invention can be applied to a semiconductor laser (LD), a light emitting diode (LED), and a field effect transistor (FET).

【0043】上述のように構成されたこの発明による化
学気相成長装置および半導体膜の成長方法によれば、対
向する基板の間に原料ガスを流すことにより、対向する
基板における対向面上に半導体膜を成長する際に、対向
する基板の対向面の間隔を0.1mm以上1.0mm未
満としていることにより、気相中の原料が対向する基板
の対向面に接触する確率を向上させることができるとと
もに、熱対流を小さくすることができる。
According to the chemical vapor deposition apparatus and the method of growing a semiconductor film according to the present invention configured as described above, by flowing a source gas between the opposing substrates, the semiconductor is placed on the opposing surface of the opposing substrate. When the film is grown, by setting the distance between the opposing surfaces of the opposing substrates to be 0.1 mm or more and less than 1.0 mm, it is possible to improve the probability that the raw material in the gas phase contacts the opposing surfaces of the opposing substrates. As well as reducing heat convection.

【0044】また、この発明による化学気相成長装置お
よび半導体膜の成長方法によれば、対向する基板のうち
の一方の基板を保持可能に構成された第1の基板保持手
段と、対向する基板のうちの他方の基板を保持可能に構
成された第2の基板保持手段とをコイルを用いて、同一
位相で加熱するようにしていることにより、コイルを用
いた加熱における、基板近傍での電界の分散を防止する
ことができる。
Further, according to the chemical vapor deposition apparatus and the semiconductor film growing method of the present invention, the first substrate holding means configured to hold one of the opposed substrates, and the opposed substrate And the second substrate holding means configured to be able to hold the other substrate is heated in the same phase using a coil, so that the electric field in the vicinity of the substrate during heating using the coil is increased. Can be prevented from dispersing.

【0045】また、この発明による化学気相成長装置お
よび半導体膜の成長方法によれば、対向する基板のうち
の一方の基板を保持可能に構成された第1の基板保持手
段と、対向する基板のうちの他方の基板を保持可能に構
成された第2の基板保持手段とを有し、第1の基板保持
手段を一方の基板の面に垂直な中心軸のまわりに自転可
能に構成するとともに、第2の基板保持手段を他方の基
板の面に垂直な中心軸のまわりに自転可能に構成し、第
1の基板保持手段および第2の基板保持手段の回転数
を、毎分5回転以上毎分120回転以下としていること
により、対向する基板のそれぞれの対向面への原料ガス
の接触確率を、対向面において均一にすることができ
る。
According to the chemical vapor deposition apparatus and the method of growing a semiconductor film of the present invention, the first substrate holding means configured to hold one of the opposing substrates and the opposing substrate A second substrate holding means configured to be able to hold the other of the substrates, wherein the first substrate holding means is configured to be rotatable around a central axis perpendicular to the surface of the one substrate. The second substrate holding means is configured to be rotatable around a central axis perpendicular to the surface of the other substrate, and the number of rotations of the first substrate holding means and the second substrate holding means is not less than 5 rotations per minute. By setting the rotation speed to 120 revolutions per minute or less, the contact probability of the source gas to the respective opposing surfaces of the opposing substrates can be made uniform on the opposing surfaces.

【0046】[0046]

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図面を参照しながら説明する。なお、以下の一実施
形態の全図においては、同一または対応する部分には同
一の符号を付す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings of the following embodiment, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals.

【0047】この発明の一実施形態によるMOCVD装
置について説明する。図1は、この一実施形態によるM
OCVD装置を示し、図2に、このMOCVD装置の基
板近傍における拡大図を示す。
An MOCVD apparatus according to one embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows M according to this embodiment.
FIG. 2 shows an enlarged view of the vicinity of a substrate of the MOCVD apparatus.

【0048】図1に示すように、この一実施形態による
MOCVD装置は、例えばステンレス鋼(SUS)から
なる筐体1の内部に、挿入/搬出可能に構成された、円
筒形状の石英チューブ2が2つ設けられている。この筐
体1は、後述する高周波印加コイル(RFコイル)によ
り生じる電磁界を外部に漏らさないようにするためのも
のである。
As shown in FIG. 1, in the MOCVD apparatus according to this embodiment, a cylindrical quartz tube 2 configured to be insertable / unloadable is inserted into a housing 1 made of, for example, stainless steel (SUS). Two are provided. The housing 1 is for preventing an electromagnetic field generated by a high-frequency application coil (RF coil) described later from leaking outside.

【0049】また、これらの2つの石英チューブ2にそ
れぞれ覆われて、カーボン(C)からなるサセプタ3が
2つ設けられている。これらのサセプタ3の表面は、炭
化シリコン(SiC)コートが施されている。また、こ
れらの2つのサセプタ3は、その基板保持面が互いに対
向するように設けられており、その内部には熱電対3a
が挿入されて設けられている。そして、図2に示すよう
に、2つのサセプタ3の基板保持面の外周には、薄膜を
成長させる基板4を保持するための基板固定治具3bが
設けられている。ここで、2つのサセプタ3の基板保持
面に基板4を保持し、この基板4の表面を互いに対向さ
せて接近させた際の、対向する基板4の表面の間隔d
は、0.1mm以上1.0mm未満の範囲、好ましく
は、0.3mm以上1.0mm未満の範囲、より好まし
くは、0.3mm以上0.8mm以下の範囲に選ばれ、
この一実施形態においては、具体的には、例えば0.5
mm程度に設定される。また、基板4の表面の間隔d
を、0.1mm以上0.3mm未満の範囲から選ぶ場合
には、少なくとも基板4の間の部分を減圧し、パーティ
クルの発生を抑制することが望ましい。
Further, two susceptors 3 made of carbon (C) are provided so as to be covered by these two quartz tubes 2 respectively. The surfaces of these susceptors 3 are coated with silicon carbide (SiC). Further, these two susceptors 3 are provided such that their substrate holding surfaces face each other.
Are inserted and provided. As shown in FIG. 2, on the outer periphery of the substrate holding surfaces of the two susceptors 3, a substrate fixing jig 3b for holding a substrate 4 on which a thin film is to be grown is provided. Here, when the substrate 4 is held on the substrate holding surfaces of the two susceptors 3 and the surfaces of the substrates 4 are opposed to each other and approached, the distance d between the surfaces of the opposed substrates 4
Is in the range of 0.1 mm or more and less than 1.0 mm, preferably in the range of 0.3 mm or more and less than 1.0 mm, more preferably in the range of 0.3 mm or more and 0.8 mm or less,
In this embodiment, specifically, for example, 0.5
mm. Also, the distance d between the surfaces of the substrate 4
Is selected from the range of 0.1 mm or more and less than 0.3 mm, it is desirable to reduce the pressure of at least the portion between the substrates 4 to suppress the generation of particles.

【0050】また、図1および図2に示すように、2つ
のサセプタ3は、それぞれのサセプタ3を支持するため
のサセプタ支持部3cの中心のまわりを自転可能に構成
されている。これにより、2つのサセプタ3は、2枚の
基板4の対向面に対して垂直な中心軸のまわりで自転可
能に構成されている。すなわち、サセプタ支持部3cの
サセプタ3を支持する一端とは反対側の他端に、駆動部
2aが接続されており、この駆動部2aにより、サセプ
タ支持部3cを自転させ、サセプタ3を自転させること
ができるように構成されている。ここで、2つのサセプ
タ3の自転における回転数は、毎分5回転以上毎分12
0回転以下(0.083〜2.0s-1)の範囲、好まし
くは、毎分5回転以上毎分60回転以下(0.083〜
1.0s -1)の範囲、より好ましくは、毎分5回転以上
毎分30回転以下(0.083〜0.5s-1)の範囲、
さらに好ましくは、毎分5回転以上毎分10回転以下の
範囲から選ばれ、この一実施形態においては、例えば毎
分15回転(0.25s-1)に選ばれる。また、2つの
サセプタ3を回転させる際に、互いに同一の方向に回転
させることも可能であり、互いに反対の方向に回転させ
ることも可能である。
As shown in FIG. 1 and FIG.
Susceptors 3 support each susceptor 3
Is configured to be able to rotate around the center of the susceptor support 3c
Have been. As a result, the two susceptors 3 are
Can rotate around a central axis perpendicular to the opposing surface of substrate 4
Noh is configured. That is, the susceptor support 3c
A driving unit is provided at the other end opposite to the one end supporting the susceptor 3.
2a are connected, and the susceptor is
The susceptor 3 by rotating the susceptor 3
It is configured to be able to. Here, two suscept
The rotation speed of the rotation of the motor 3 is 5 rotations per minute or more and 12 rotations per minute.
0 rotation or less (0.083 to 2.0s-1) Range, preferred
In other words, 5 rotations per minute or more and 60 rotations per minute or less (0.083 to
1.0s -1), More preferably at least 5 revolutions per minute
30 revolutions per minute or less (0.083-0.5s-1) Range,
More preferably, the rotation speed is not less than 5 rotations per minute and not more than 10 rotations per minute.
Range, and in this embodiment, for example,
15 rotations per minute (0.25s-1). Also, two
When rotating the susceptor 3, rotate in the same direction as each other
It is also possible to rotate them in opposite directions
It is also possible.

【0051】このように、サセプタ3を回転させること
により、基板4上に薄膜を成膜する際に、基板表面近傍
における温度分布を均一にすることができる。なお、サ
セプタ支持部3cの内部には、上述した熱電対3aが挿
入されて設けられている。
As described above, by rotating the susceptor 3, when forming a thin film on the substrate 4, the temperature distribution near the substrate surface can be made uniform. The above-described thermocouple 3a is inserted and provided inside the susceptor support 3c.

【0052】また、筐体1の部分には、基板4の出し入
れを行う際に、石英チューブ2、サセプタ3および基板
4の全体を挿入および搬出するための開口1aが設けら
れている。
The housing 1 is provided with an opening 1a through which the quartz tube 2, the susceptor 3 and the whole substrate 4 are inserted and taken out when the substrate 4 is taken in and out.

【0053】また、石英チューブ2に対して垂直に、中
空を構成する2枚の第1の石英板5が設けられている。
この第1の石英板5の中空内部は、供給される例えばI
nGaNなどの原料ガスを通過可能に構成されている。
そして、原料ガスを、この第1の石英板5の中空部分に
接続された吸入口6を通じて、サセプタ3の基板保持面
に供給可能に構成されている。すなわち、2つのサセプ
タ3にそれぞれ基板4を保持し、原料ガスを供給した際
に、2枚の基板4のそれぞれの対向面に、原料ガスを供
給可能に構成されている。
Further, two first quartz plates 5 forming a hollow are provided perpendicular to the quartz tube 2.
The hollow interior of the first quartz plate 5 is supplied with, for example, I
It is configured to allow passage of a source gas such as nGaN.
The source gas is supplied to the substrate holding surface of the susceptor 3 through a suction port 6 connected to the hollow portion of the first quartz plate 5. That is, when the substrate 4 is held by the two susceptors 3 and the source gas is supplied, the source gas can be supplied to the opposing surfaces of the two substrates 4 respectively.

【0054】また、石英チューブ2に対して垂直に、中
空を構成する2枚の第2の石英板7が設けられている。
これらの2枚の第2の石英板7の、サセプタ3および基
板4に近い側の中空部分の間隔は、第1の石英板5の間
隔におけるとほぼ等しく、第2の石英板7の筐体1の外
周に近い側の部分の間隔は、サセプタ3および基板4に
近い側に比して広くなっている。そして、この第2の石
英板7の中空部分に接続された排気口8を通じて、排気
ガスを筐体1の外部に排気可能に構成されている。
Also, two second quartz plates 7 forming a hollow are provided perpendicular to the quartz tube 2.
The space between the hollow portions of these two second quartz plates 7 on the side close to the susceptor 3 and the substrate 4 is almost equal to the space between the first quartz plates 5, and the housing of the second quartz plate 7 The interval between the portions closer to the outer periphery of 1 is wider than the portions closer to the susceptor 3 and the substrate 4. The exhaust gas is exhausted to the outside of the housing 1 through an exhaust port 8 connected to the hollow portion of the second quartz plate 7.

【0055】また、2つの石英チューブ2を筐体1の内
部に挿入した際に、これらの石英チューブ2の外周部
に、高周波印加コイル9が設けられている。すなわち、
同一の高周波印加コイル9が、2つのそれぞれの石英チ
ューブ2の内部の2つのサセプタ3をそれぞれ包み込む
ように配置されている。
When the two quartz tubes 2 are inserted into the housing 1, a high-frequency application coil 9 is provided on the outer periphery of these quartz tubes 2. That is,
The same high-frequency applying coil 9 is arranged so as to surround the two susceptors 3 inside the two quartz tubes 2 respectively.

【0056】また、高周波印加コイル9を2つのコイル
から構成し、これらの2つのコイルを2つの石英チュー
ブ2の周りにそれぞれ配置することも可能であるが、こ
の場合、2つのコイルに高周波を印加したときに、その
磁界の生じる方向と位相とが揃うようにすることが望ま
しい。このように位相を揃えることによって、基板保持
面における電磁界の分散を抑制することができるため、
低損失で加熱を行うことができる。また、高周波印加コ
イル9は、発熱を抑制するための冷却水を通すことがで
きるように構成されている。
It is also possible to constitute the high-frequency applying coil 9 from two coils and arrange these two coils around the two quartz tubes 2 respectively. In this case, the high frequency is applied to the two coils. It is desirable that when applied, the direction in which the magnetic field is generated coincides with the phase. By aligning the phases in this manner, the dispersion of the electromagnetic field on the substrate holding surface can be suppressed,
Heating can be performed with low loss. The high-frequency application coil 9 is configured to allow cooling water for suppressing heat generation.

【0057】次に、以上のように構成されたMOCVD
装置を用いて薄膜を成膜する成膜方法について説明す
る。
Next, the MOCVD constructed as described above
A method for forming a thin film using the apparatus will be described.

【0058】すなわち、まず、2枚の基板4を、それぞ
れ基板固定治具3bによりサセプタ3の基板保持面上に
保持した後、これらのサセプタ3を石英チューブ2によ
り覆う。次に、それぞれのサセプタ3に保持されたそれ
ぞれの基板4を、石英チューブ2とともに、開口1aを
通じて筐体1の内部に挿入する。そして、2枚の基板4
が互いに対向するような位置まで挿入し、第1の石英板
5と第2の石英板7との間の部分に挟むようにする。
That is, first, the two substrates 4 are respectively held on the substrate holding surface of the susceptor 3 by the substrate fixing jig 3b, and then these susceptors 3 are covered with the quartz tube 2. Next, each substrate 4 held by each susceptor 3 is inserted into the housing 1 through the opening 1a together with the quartz tube 2. And two substrates 4
Are inserted so that they face each other, and are sandwiched between the first quartz plate 5 and the second quartz plate 7.

【0059】次に、吸入口6を通じて、例えばInGa
Nなどの原料ガス(例えば、TMG(トリメチルガリウ
ム)、TMI(トリメチルインジウム)、アンモニア
(NH 3))およびキャリアガス(例えば、水素(H2)ガ
ス)を基板4の間に供給するとともに、基板4を保持し
たサセプタ3を基板4の表面に垂直な方向の中心軸、具
体的には、サセプタ支持部3cを中心として回転させ
る。ここで、基板4の間に供給される原料ガスの流速
は、例えば1.5〜2.0m/sであり、サセプタ3お
よび基板4の回転数は、例えば毎分15回転(0.25
-1)程度とする。また、排気ガスは、排気口8を通じ
て、筐体1の外部に排出される。
Next, for example, InGa
N or other source gas (for example, TMG (trimethyl gallium)
), TMI (trimethylindium), ammonia
(NH Three)) And a carrier gas (eg, hydrogen (HTwo)
Is supplied between the substrates 4 and the substrate 4 is held.
A susceptor 3 having a central axis perpendicular to the surface of the substrate 4,
Physically, it is rotated around the susceptor support 3c.
You. Here, the flow rate of the source gas supplied between the substrates 4
Is, for example, 1.5 to 2.0 m / s, and the susceptor 3 and
And the number of rotations of the substrate 4 is, for example, 15 rotations per minute (0.25
s-1). Exhaust gas passes through the exhaust port 8.
Then, it is discharged outside the housing 1.

【0060】以上により、2枚の基板4における対向面
上にInGaNなどからなる薄膜が形成される。その
後、基板4を、石英チューブ2およびサセプタ3ととも
に、開口1aを通じて筐体1の外部に搬出し、薄膜の成
膜プロセスが終了する。
As described above, a thin film made of InGaN or the like is formed on the facing surfaces of the two substrates 4. Thereafter, the substrate 4 together with the quartz tube 2 and the susceptor 3 is carried out of the housing 1 through the opening 1a, and the thin film forming process is completed.

【0061】次に、本発明者は、以上のように構成され
たこの一実施形態によるMOCVD装置を用いたInG
aNからなる薄膜の成膜時におけるInの取り込み率の
温度依存性と、従来のMOCVD装置におけるInの取
り込み率の温度依存性とを比較した。なお、Inの取り
込み量は、InGaNの成長速度にも依存するため、そ
れぞれのMOCVD装置におけるInGaNの成長速度
を、3.0nm/minとする。ここで、このInGa
Nの成長条件を以下の表1に示す。
Next, the present inventor made an InG using the MOCVD apparatus according to this embodiment configured as described above.
The temperature dependence of the rate of incorporation of In during the formation of a thin film made of aN was compared with the temperature dependence of the rate of incorporation of In in a conventional MOCVD apparatus. Since the amount of In taken in also depends on the growth rate of InGaN, the growth rate of InGaN in each MOCVD apparatus is set to 3.0 nm / min. Here, this InGa
Table 1 below shows the growth conditions for N.

【0062】[0062]

【表1】 また、InGaN中のIn含有量をX線回折装置を用い
て測定し、この測定の結果得られたIn含有率の成長温
度依存性の結果を図3に示す。
[Table 1] Further, the In content in InGaN was measured using an X-ray diffractometer, and the result of the growth temperature dependence of the In content obtained as a result of the measurement is shown in FIG.

【0063】図3から、MOCVD装置においては、I
nGaN中のInの含有率が、成長温度の上昇に伴って
減少することが分かる。そして、従来のMOCVD装置
を用いたInGaNの成長に比して、この一実施形態に
よるMOCVD装置を用いてInGaNを成長させた場
合に、所望のInの取り込み率を確保するための成長温
度が、約80℃上昇していることが分かる。そのため、
所望とするInの含有率を得るときの成長温度を、従来
に比して約80℃上昇させることができる。これによっ
て、結晶成長をより高温で行うことができるので、より
結晶性の高いInGaN膜を形成することができる。
FIG. 3 shows that in the MOCVD apparatus, I
It can be seen that the In content in nGaN decreases as the growth temperature increases. Then, compared to the growth of InGaN using the conventional MOCVD apparatus, when InGaN is grown using the MOCVD apparatus according to this embodiment, the growth temperature for securing a desired incorporation rate of In is: It can be seen that the temperature has increased by about 80 ° C. for that reason,
The growth temperature for obtaining a desired In content can be increased by about 80 ° C. as compared with the conventional case. As a result, crystal growth can be performed at a higher temperature, so that an InGaN film with higher crystallinity can be formed.

【0064】以上説明したように、この一実施形態によ
れば、2枚の基板表面の間隔を0.1〜1.0mmと狭
くし、この基板間に原料ガスを通過させるようにしてい
ることにより、縦方向(基板4の対向面に平行な方向)
の熱分布のばらつきを低減することができるとともに、
熱対流を小さくすることができるので、熱分解されたガ
スが基板に接する確率が高くすることができ、原料を効
率よく薄膜成長に寄与させることができる。したがっ
て、より結晶性の高い半導体薄膜を形成することが可能
となる。
As described above, according to this embodiment, the distance between the surfaces of the two substrates is reduced to 0.1 to 1.0 mm so that the source gas passes between the substrates. Vertical direction (direction parallel to the opposing surface of the substrate 4)
Of the heat distribution of the
Since the thermal convection can be reduced, the probability that the thermally decomposed gas comes into contact with the substrate can be increased, and the raw material can efficiently contribute to the growth of the thin film. Therefore, a semiconductor thin film having higher crystallinity can be formed.

【0065】以上、この発明の一実施形態について具体
的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定
されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各
種の変形が可能である。
Although the embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. is there.

【0066】例えば、上述の一実施形態において挙げた
数値、材料はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれ
と異なる数値、材料を用いてもよい。
For example, the numerical values and materials given in the above embodiment are merely examples, and different numerical values and materials may be used as needed.

【0067】また、上述の一実施形態においては、1つ
のサセプタ3の基板保持面上に、1枚の基板4を保持す
る例について説明したが、サセプタ3の基板保持面上に
2枚以上、例えば仮想的な正三角形の頂点の位置に配置
した3枚の基板を同時に保持するようにしても良く、仮
想的な正方形の頂点の位置に配置した4枚の基板を同時
に保持するようにしてもよい。また、正多角形の頂点の
位置に配置した複数枚の基板を同時にサセプタ3の基板
保持面上に保持して、薄膜の成長を行うことが可能であ
る。
Further, in the above-described embodiment, an example in which one substrate 4 is held on the substrate holding surface of one susceptor 3 has been described, but two or more substrates are held on the substrate holding surface of the susceptor 3. For example, three substrates arranged at the vertices of a virtual equilateral triangle may be simultaneously held, or four substrates arranged at the imaginary square vertices may be simultaneously held. Good. Further, it is possible to grow a thin film while simultaneously holding a plurality of substrates arranged at the positions of the vertices of a regular polygon on the substrate holding surface of the susceptor 3.

【0068】また、上述の一実施形態においては、MO
CVD装置による成膜方法を、InGaNを成膜する場
合を例として説明したが、その他の窒化物系III−V
族化合物半導体の成膜、GaN系化合物半導体の成膜に
適用することも可能であり、必ずしも、InGaN系化
合物半導体の成膜に限定されるものではない。
In the above-described embodiment, the MO
The film formation method using the CVD apparatus has been described by taking the case of forming InGaN as an example, but other nitride III-V
The present invention can be applied to film formation of a group III compound semiconductor and film formation of a GaN-based compound semiconductor, and is not necessarily limited to film formation of an InGaN-based compound semiconductor.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上説明したように、この発明による化
学気相成長装置および半導体膜の成長方法によれば、熱
対流を小さくすることができ、熱分解されたガスが基板
表面に接触する確率を高くすることができ、原料を膜の
成長に効率よく使用することができる。
As described above, according to the chemical vapor deposition apparatus and the method of growing a semiconductor film according to the present invention, thermal convection can be reduced, and the probability that the thermally decomposed gas contacts the substrate surface can be reduced. And the raw material can be used efficiently for film growth.

【0070】また、この発明による化学気相成長装置お
よび半導体膜の成長方法によれば、気相中のInなどの
原料を基板表面に接触させる確率を向上させることがで
き、Inなどの原料の高温における取り込み量を増加さ
せることができる。
Further, according to the chemical vapor deposition apparatus and the method of growing a semiconductor film according to the present invention, it is possible to improve the probability that a material such as In in a gas phase is brought into contact with the substrate surface, and to improve the probability of using a material such as In. The uptake at high temperatures can be increased.

【0071】また、この発明による化学気相成長装置お
よび半導体膜の成長方法によれば、電界の分散を抑制す
ることができ、加熱効率の向上を図ることができる。
Further, according to the chemical vapor deposition apparatus and the method for growing a semiconductor film according to the present invention, the dispersion of the electric field can be suppressed and the heating efficiency can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施形態によるMOCVD装置を
示す略線図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a MOCVD apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1におけるサセプタの基板近傍を部分的に拡
大した略線図である。
FIG. 2 is a schematic diagram in which the vicinity of a substrate of a susceptor in FIG. 1 is partially enlarged.

【図3】この発明の一実施形態によるInGaN中のI
n含有量の成長温度依存性を示すグラフである。
FIG. 3 shows I in InGaN according to one embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the dependency of n content on growth temperature.

【図4】従来技術によるMOCVD装置を示す略線図で
ある。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a conventional MOCVD apparatus.

【図5】従来技術によるMOCVD装置を示す略線図で
ある。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a conventional MOCVD apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・筐体、1a・・・開口、2・・・石英チュー
ブ、2a・・・駆動部、3・・・サセプタ、3a・・・
熱電対、3b・・・基板固定治具、3c・・・サセプタ
支持部、4・・・基板、5・・・第1の石英板、6・・
・吸入口、7・・・第2の石英板、8・・・排気口、9
・・・高周波印加コイル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Housing, 1a ... opening, 2 ... quartz tube, 2a ... drive part, 3 ... susceptor, 3a ...
Thermocouple, 3b: substrate fixing jig, 3c: susceptor support, 4: substrate, 5: first quartz plate, 6,.
・ Suction port, 7: second quartz plate, 8: exhaust port, 9
... High-frequency application coil

フロントページの続き Fターム(参考) 4K030 AA11 AA13 AA17 BA08 BA11 BA38 FA10 GA01 JA03 KA08 LA14 5F045 AA04 AB14 AB17 AC08 AC12 AE25 BB12 CA10 CA12 DP11 DP28 EE12 EJ06 EJ09 EK03 EK22 EM02 EM09 EM10 5F073 DA05 Continued on front page F term (reference) 4K030 AA11 AA13 AA17 BA08 BA11 BA38 FA10 GA01 JA03 KA08 LA14 5F045 AA04 AB14 AB17 AC08 AC12 AE25 BB12 CA10 CA12 DP11 DP28 EE12 EJ06 EJ09 EK03 EK22 EM02 EM09 EM10 5F07 DA

Claims (75)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対向する基板の間に原料ガスを流すこと
により、上記対向する基板における互いの対向面上に半
導体膜を成長可能に構成された化学気相成長装置であっ
て、 上記対向する基板の対向面の間隔が、0.1mm以上
1.0mm未満であることを特徴とする化学気相成長装
置。
1. A chemical vapor deposition apparatus configured to allow a source gas to flow between opposing substrates so that semiconductor films can be grown on opposing surfaces of the opposing substrates. A chemical vapor deposition apparatus wherein the distance between the opposing surfaces of the substrates is 0.1 mm or more and less than 1.0 mm.
【請求項2】 上記対向する基板の対向面の間隔が、
0.3mm以上1.0mm未満であることを特徴とする
請求項1記載の化学気相成長装置。
2. The method according to claim 1, wherein the distance between the opposing surfaces of the opposing substrates is
2. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the diameter is 0.3 mm or more and less than 1.0 mm.
【請求項3】 上記対向する基板のうちの、一方の基板
を保持可能に構成された第1の基板保持手段および、他
方の基板を保持可能に構成された第2の基板保持手段
と、上記第1の基板保持手段および上記第2の基板保持
手段を加熱可能に構成された加熱手段とを有することを
特徴とする請求項1記載の化学気相成長装置。
A first substrate holding means configured to hold one of the opposed substrates, a second substrate holding means configured to hold the other substrate, and 2. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, further comprising a heating unit configured to heat the first substrate holding unit and the second substrate holding unit.
【請求項4】 上記加熱手段が1つの高周波印加コイル
からなり、上記高周波印加コイルによって、上記第1の
基板保持手段および上記第2の基板保持手段を加熱可能
に構成されていることを特徴とする請求項3記載の化学
気相成長装置。
4. The heating means comprises one high-frequency application coil, and the high-frequency application coil is configured to heat the first substrate holding means and the second substrate holding means. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 3, wherein
【請求項5】 上記加熱手段が、上記第1の基板保持手
段を加熱可能に構成された第1の高周波印加コイルと、
上記第2の基板保持手段を加熱可能に構成された第2の
高周波印加コイルとからなり、上記第1の高周波印加コ
イルにおける位相と上記第2の高周波印加コイルにおけ
る位相とを同一位相にしつつ、上記第1の基板保持手段
と上記第2の基板保持手段とを加熱可能に構成されてい
ることを特徴とする請求項3記載の化学気相成長装置。
5. A first high-frequency application coil configured to heat the first substrate holding means, wherein the heating means is capable of heating the first substrate holding means.
A second high-frequency application coil configured to heat the second substrate holding means, wherein a phase in the first high-frequency application coil and a phase in the second high-frequency application coil are made the same, 4. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 3, wherein said first substrate holding means and said second substrate holding means are configured to be heatable.
【請求項6】 上記対向する基板のうちの一方の基板を
保持可能に構成された第1の基板保持手段と、上記対向
する基板のうちの他方の基板を保持可能に構成された第
2の基板保持手段とを有し、上記第1の基板保持手段
が、上記一方の基板の対向面に垂直な中心軸のまわりを
自転可能に構成されているとともに、上記第2の基板保
持手段が、上記他方の基板の対向面に垂直な中心軸のま
わりを自転可能に構成されていることを特徴とする請求
項1記載の化学気相成長装置。
6. A first substrate holding means configured to hold one of the opposing substrates, and a second substrate configured to hold the other of the opposing substrates. Substrate holding means, wherein the first substrate holding means is configured to be able to rotate around a central axis perpendicular to the facing surface of the one substrate, and the second substrate holding means is provided with: 2. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is configured to be able to rotate around a central axis perpendicular to a surface facing the other substrate.
【請求項7】 上記第1の基板保持手段の回転方向と上
記第2の基板保持手段の回転方向とが、互いに同一の方
向であることを特徴とする請求項6記載の化学気相成長
装置。
7. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 6, wherein a rotation direction of said first substrate holding means and a rotation direction of said second substrate holding means are the same direction. .
【請求項8】 上記第1の基板保持手段の回転方向と上
記第2の基板保持手段の回転方向とが、互いに反対の方
向であることを特徴とする請求項6記載の化学気相成長
装置。
8. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 6, wherein a rotation direction of said first substrate holding means and a rotation direction of said second substrate holding means are opposite to each other. .
【請求項9】 上記第1の基板保持手段および上記第2
の基板保持手段の回転数が毎分5回転以上毎分120回
転以下であることを特徴とする請求項6記載の化学気相
成長装置。
9. The first substrate holding means and the second substrate holding means.
7. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 6, wherein the number of rotations of said substrate holding means is not less than 5 rotations per minute and not more than 120 rotations per minute.
【請求項10】 上記第1の基板保持手段および上記第
2の基板保持手段の回転数が毎分5回転以上毎分60回
転以下であることを特徴とする請求項6記載の化学気相
成長装置。
10. The chemical vapor deposition according to claim 6, wherein the number of rotations of the first substrate holding means and the second substrate holding means is not less than 5 rotations per minute and not more than 60 rotations per minute. apparatus.
【請求項11】 上記第1の基板保持手段および上記第
2の基板保持手段の回転数が毎分5回転以上毎分30回
転以下であることを特徴とする請求項6記載の化学気相
成長装置。
11. The chemical vapor deposition according to claim 6, wherein the number of rotations of the first substrate holding means and the second substrate holding means is not less than 5 rotations per minute and not more than 30 rotations per minute. apparatus.
【請求項12】 上記半導体膜が、窒化物系III−V
族化合物半導体からなることを特徴とする請求項1記載
の化学気相成長装置。
12. The method according to claim 11, wherein the semiconductor film is a nitride III-V.
The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is made of a group III compound semiconductor.
【請求項13】 上記半導体膜が、GaN系半導体から
なることを特徴とする請求項1記載の化学気相成長装
置。
13. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein said semiconductor film is made of a GaN-based semiconductor.
【請求項14】 上記半導体膜が、InGaN系半導体
からなることを特徴とする請求項1記載の化学気相成長
装置。
14. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 1, wherein said semiconductor film is made of an InGaN-based semiconductor.
【請求項15】 対向する基板の間に原料ガスを流すこ
とにより、上記対向する基板における互いの対向面上に
半導体膜を成長可能に構成された化学気相成長装置であ
って、 上記対向する基板のうちの一方の基板を保持可能に構成
された第1の基板保持手段と、 上記対向する基板のうちの他方の基板を保持可能に構成
された第2の基板保持手段と、 上記第1の基板保持手段および上記第2の基板保持手段
を加熱可能に構成されたコイルとを有し、 上記第1の基板保持手段および上記第2の基板保持手段
を、同一の位相で加熱するように構成されていることを
特徴とする化学気相成長装置。
15. A chemical vapor deposition apparatus configured to allow a semiconductor film to grow on mutually facing surfaces of said opposed substrates by flowing a source gas between the opposed substrates. A first substrate holding unit configured to hold one of the substrates, a second substrate holding unit configured to hold the other substrate of the opposing substrates, And a coil configured to heat the second substrate holding means and the second substrate holding means, so that the first substrate holding means and the second substrate holding means are heated in the same phase. A chemical vapor deposition apparatus characterized by being constituted.
【請求項16】 上記コイルが、上記第1の基板保持手
段を加熱可能に構成された第1の高周波印加コイルと、
上記第2の基板保持手段を加熱可能に構成された第2の
高周波印加コイルとからなり、上記第1の高周波印加コ
イルの位相と上記第2の高周波印加コイルの位相とを、
同一位相可能に構成されていることを特徴とする請求項
15記載の化学気相成長装置。
16. A first high-frequency application coil configured to heat the first substrate holding means, wherein the coil includes:
A second high-frequency application coil configured to heat the second substrate holding means, wherein a phase of the first high-frequency application coil and a phase of the second high-frequency application coil are
16. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 15, wherein the apparatus is configured to be able to be in the same phase.
【請求項17】 上記第1の基板保持手段が、上記一方
の基板の対向面に垂直な中心軸のまわりを自転可能に構
成されているとともに、上記第2の基板保持手段が、上
記他方の基板の対向面に垂直な中心軸のまわりを自転可
能に構成されていることを特徴とする請求項15記載の
化学気相成長装置。
17. The apparatus according to claim 17, wherein the first substrate holding means is configured to be rotatable around a central axis perpendicular to a facing surface of the one substrate, and the second substrate holding means is configured to rotate the other substrate. 16. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 15, wherein the apparatus is configured to be able to rotate around a central axis perpendicular to the opposing surface of the substrate.
【請求項18】 上記第1の基板保持手段の回転方向と
上記第2の基板保持手段の回転方向とが、互いに同一の
方向であることを特徴とする請求項17記載の化学気相
成長装置。
18. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 17, wherein a rotation direction of said first substrate holding means and a rotation direction of said second substrate holding means are the same direction. .
【請求項19】 上記第1の基板保持手段の回転方向と
上記第2の基板保持手段の回転方向とが、互いに反対の
方向であることを特徴とする請求項17記載の化学気相
成長装置。
19. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 17, wherein the rotation direction of said first substrate holding means and the rotation direction of said second substrate holding means are opposite to each other. .
【請求項20】 上記第1の基板保持手段および上記第
2の基板保持手段の回転数が、毎分5回転以上毎分12
0回転以下であることを特徴とする請求項17記載の化
学気相成長装置。
20. The rotation speed of the first substrate holding means and the second substrate holding means is not less than 5 rotations per minute and not more than 12 rotations per minute.
18. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 17, wherein the rotation is 0 rotation or less.
【請求項21】 上記第1の基板保持手段および上記第
2の基板保持手段の回転数が、毎分5回転以上毎分60
回転以下であることを特徴とする請求項17記載の化学
気相成長装置。
21. The rotation speed of said first substrate holding means and said second substrate holding means is not less than 5 rotations per minute and not more than 60 rotations per minute.
The chemical vapor deposition apparatus according to claim 17, wherein the rotation speed is equal to or less than the rotation.
【請求項22】 上記第1の基板保持手段および上記第
2の基板保持手段の回転数が、毎分5回転以上毎分30
回転以下であることを特徴とする請求項17記載の化学
気相成長装置。
22. The rotation speed of the first substrate holding means and the second substrate holding means is not less than 5 rotations per minute and not more than 30 rotations per minute.
The chemical vapor deposition apparatus according to claim 17, wherein the rotation speed is equal to or less than the rotation.
【請求項23】 上記対向する基板の間の間隔が0.1
mm以上1.0mm未満であることを特徴とする請求項
15記載の化学気相成長装置。
23. The distance between the opposing substrates is 0.1.
The chemical vapor deposition apparatus according to claim 15, wherein the diameter is not less than 1.0 mm and less than 1.0 mm.
【請求項24】 上記対向する基板の間の間隔が0.3
mm以上1.0mm未満であることを特徴とする請求項
15記載の化学気相成長装置。
24. The distance between the opposing substrates is 0.3.
The chemical vapor deposition apparatus according to claim 15, wherein the diameter is not less than 1.0 mm and less than 1.0 mm.
【請求項25】 上記半導体膜が、窒化物系III−V
族化合物半導体からなることを特徴とする請求項15記
載の化学気相成長装置。
25. The method according to claim 25, wherein the semiconductor film is made of a nitride III-V.
The chemical vapor deposition apparatus according to claim 15, comprising a group III compound semiconductor.
【請求項26】 上記半導体膜が、GaN系半導体から
なることを特徴とする請求項15記載の化学気相成長装
置。
26. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 15, wherein said semiconductor film is made of a GaN-based semiconductor.
【請求項27】 上記半導体膜が、InGaN系半導体
からなることを特徴とする請求項15記載の化学気相成
長装置。
27. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 15, wherein said semiconductor film is made of an InGaN-based semiconductor.
【請求項28】 対向する基板の間に原料ガスを流すこ
とにより、上記対向する基板における互いの対向面上に
半導体膜を成長可能に構成された化学気相成長装置であ
って、 上記対向する基板のうちの一方の基板を保持可能に構成
された第1の基板保持手段と、 上記対向する基板のうちの他方の基板を保持可能に構成
された第2の基板保持手段とを有し、 上記第1の基板保持手段が上記一方の基板の面に垂直な
中心軸のまわりに自転可能に構成されているとともに、
上記第2の基板保持手段が上記他方の基板の面に垂直な
中心軸のまわりに自転可能に構成され、 上記第1の基板保持手段および上記第2の基板保持手段
の回転数が、毎分5回転以上毎分120回転以下である
ことを特徴とする化学気相成長装置。
28. A chemical vapor deposition apparatus configured to allow a semiconductor gas to be grown on mutually facing surfaces of said opposed substrates by flowing a source gas between the opposed substrates. A first substrate holding unit configured to hold one of the substrates, and a second substrate holding unit configured to hold the other of the opposed substrates, The first substrate holding means is configured to be rotatable around a central axis perpendicular to the surface of the one substrate,
The second substrate holding means is configured to be able to rotate around a central axis perpendicular to the surface of the other substrate, and the number of rotations of the first substrate holding means and the second substrate holding means is changed per minute. A chemical vapor deposition apparatus characterized in that the rotation speed is 5 rotations or more and 120 rotations per minute or less.
【請求項29】 上記第1の基板保持手段の回転方向と
上記第2の基板保持手段の回転方向とが、互いに同一の
方向であることを特徴とする請求項28記載の化学気相
成長装置。
29. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 28, wherein the rotation direction of said first substrate holding means and the rotation direction of said second substrate holding means are the same direction. .
【請求項30】 上記第1の基板保持手段の回転方向と
上記第2の基板保持手段の回転方向とが、互いに反対の
方向であることを特徴とする請求項28記載の化学気相
成長装置。
30. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 28, wherein the direction of rotation of said first substrate holding means and the direction of rotation of said second substrate holding means are opposite to each other. .
【請求項31】 上記第1の基板保持手段および上記第
2の基板保持手段の回転数が、毎分5回転以上毎分60
回転以下であることを特徴とする請求項28記載の化学
気相成長装置。
31. The rotation speed of the first substrate holding means and the second substrate holding means is not less than 5 rotations per minute and not more than 60 rotations per minute.
29. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 28, wherein the rotation speed is equal to or less than the rotation.
【請求項32】 上記第1の基板保持手段および上記第
2の基板保持手段の回転数が、毎分5回転以上毎分30
回転以下であることを特徴とする請求項28記載の化学
気相成長装置。
32. The rotation speed of the first substrate holding means and the second substrate holding means is not less than 5 rotations per minute and not more than 30 rotations per minute.
29. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 28, wherein the rotation speed is equal to or less than the rotation.
【請求項33】 上記対向する基板の間の間隔が0.1
mm以上1.0mm未満であることを特徴とする請求項
28記載の化学気相成長装置。
33. A space between the opposing substrates is 0.1.
29. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 28, wherein the diameter is not less than 1.0 mm and less than 1.0 mm.
【請求項34】 上記対向する基板の間の間隔が0.3
mm以上1.0mm未満であることを特徴とする請求項
28記載の化学気相成長装置。
34. The distance between the opposing substrates is 0.3.
29. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 28, wherein the diameter is not less than 1.0 mm and less than 1.0 mm.
【請求項35】 上記半導体膜が、窒化物系III−V
族化合物半導体からなることを特徴とする請求項28記
載の化学気相成長装置。
35. A semiconductor device according to claim 35, wherein said semiconductor film is made of a nitride III-V.
29. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 28, comprising a group III compound semiconductor.
【請求項36】 上記半導体膜が、GaN系半導体から
なることを特徴とする請求項28記載の化学気相成長装
置。
36. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 28, wherein said semiconductor film is made of a GaN-based semiconductor.
【請求項37】 上記半導体膜が、InGaN系半導体
からなることを特徴とする請求項28記載の化学気相成
長装置。
37. The chemical vapor deposition apparatus according to claim 28, wherein said semiconductor film is made of an InGaN-based semiconductor.
【請求項38】 対向する基板の間に原料ガスを流すこ
とにより、上記対向する基板における対向面上に半導体
膜を成長するようにした半導体膜の成長方法であって、 上記対向する基板の間の間隔を0.1mm以上1.0m
m未満とすることを特徴とする半導体膜の成長方法。
38. A method for growing a semiconductor film, comprising: flowing a source gas between opposing substrates to grow a semiconductor film on an opposing surface of the opposing substrate. 0.1m or more and 1.0m
m, which is less than m.
【請求項39】 上記対向する基板の間の間隔を0.3
mm以上1.0mm未満とすることを特徴とする請求項
38記載の半導体膜の成長方法。
39. A space between the opposing substrates is set to 0.3.
The method for growing a semiconductor film according to claim 38, wherein the thickness is not less than 1.0 mm and not more than 1.0 mm.
【請求項40】 上記対向する基板のうちの、一方の基
板を保持可能に構成された第1の基板保持手段と、他方
の基板を保持可能に構成された第2の基板保持手段とを
用い、上記第1の基板保持手段と上記第2の基板保持手
段とを高周波印加コイルを用いて加熱するようにしたこ
とを特徴とする請求項38記載の半導体膜の成長方法。
40. A first substrate holding means configured to hold one of the opposed substrates and a second substrate holding means configured to hold the other substrate. 39. The method of growing a semiconductor film according to claim 38, wherein said first substrate holding means and said second substrate holding means are heated using a high frequency application coil.
【請求項41】 上記対向する基板のうちの一方の基板
を保持可能に構成された第1の基板保持手段と、上記対
向する基板のうちの他方の基板を保持可能に構成された
第2の基板保持手段とを用い、上記第1の基板保持手段
を、上記一方の基板の対向面に垂直な中心軸のまわりを
自転させるとともに、上記第2の基板保持手段を、上記
他方の基板の対向面に垂直な中心軸のまわりを自転させ
るようにすることを特徴とする請求項38記載の半導体
膜の成長方法。
41. A first substrate holding means configured to hold one of the opposing substrates, and a second substrate configured to hold the other of the opposing substrates. The first substrate holding means is rotated around a central axis perpendicular to the facing surface of the one substrate by using the substrate holding means, and the second substrate holding means is rotated by the other substrate facing the other substrate. The method for growing a semiconductor film according to claim 38, wherein the semiconductor film is rotated around a central axis perpendicular to the plane.
【請求項42】 上記第1の基板保持手段の回転方向と
上記第2の基板保持手段の回転方向とが、互いに同一の
方向にすることを特徴とする請求項41記載の半導体膜
の成長方法。
42. The method of growing a semiconductor film according to claim 41, wherein a rotation direction of said first substrate holding means and a rotation direction of said second substrate holding means are set to the same direction. .
【請求項43】 上記第1の基板保持手段の回転方向と
上記第2の基板保持手段の回転方向とが、互いに反対の
方向にすることを特徴とする請求項41記載の半導体膜
の成長方法。
43. The method of growing a semiconductor film according to claim 41, wherein a rotation direction of said first substrate holding means and a rotation direction of said second substrate holding means are opposite to each other. .
【請求項44】 上記第1の基板保持手段および上記第
2の基板保持手段の回転数を毎分5回転以上毎分120
回転以下とすることを特徴とする請求項41記載の半導
体膜の成長方法。
44. The number of rotations of the first substrate holding means and the second substrate holding means is not less than 5 rotations per minute and not more than 120 rotations per minute.
42. The method for growing a semiconductor film according to claim 41, wherein the rotation speed is equal to or less than the rotation.
【請求項45】 上記第1の基板保持手段および上記第
2の基板保持手段の回転数を毎分5回転以上毎分60回
転以下とすることを特徴とする請求項41記載の半導体
膜の成長方法。
45. The growth of a semiconductor film according to claim 41, wherein the number of rotations of said first substrate holding means and said second substrate holding means is 5 to 60 rotations per minute. Method.
【請求項46】 上記第1の基板保持手段および上記第
2の基板保持手段の回転数が毎分5回転以上毎分30回
転以下とすることを特徴とする請求項41記載の半導体
膜の成長方法。
46. The growth of a semiconductor film according to claim 41, wherein the number of rotations of said first substrate holding means and said second substrate holding means is not less than 5 rotations per minute and not more than 30 rotations per minute. Method.
【請求項47】 上記半導体膜が、窒化物系III−V
族化合物半導体からなることを特徴とする請求項38記
載の半導体膜の成長方法。
47. A semiconductor device according to claim 47, wherein said semiconductor film is made of a nitride III-V.
39. The method for growing a semiconductor film according to claim 38, comprising a group III compound semiconductor.
【請求項48】 上記半導体膜が、GaN系半導体から
なることを特徴とする請求項38記載の半導体膜の成長
方法。
48. The method according to claim 38, wherein the semiconductor film is made of a GaN-based semiconductor.
【請求項49】 上記半導体膜が、InGaN系半導体
からなることを特徴とする請求項38記載の半導体膜の
成長方法。
49. The method according to claim 38, wherein the semiconductor film is made of an InGaN-based semiconductor.
【請求項50】 対向する基板の間に原料ガスを流すこ
とにより、上記対向する基板における互いの対向面上に
半導体膜を成長するようにした半導体膜の成長方法であ
って、 上記対向する基板のうちの一方の基板を保持した第1の
基板保持手段と、上記対向する基板のうちの他方の基板
を保持した第2の基板保持手段とを、コイルを用いて、
互いに同一位相で加熱するようにしたことを特徴とする
半導体膜の成長方法。
50. A method for growing a semiconductor film, comprising: flowing a source gas between opposing substrates to grow semiconductor films on opposing surfaces of the opposing substrates. A first substrate holding unit that holds one of the substrates, and a second substrate holding unit that holds the other substrate of the opposing substrates, using a coil,
A method for growing a semiconductor film, wherein the semiconductor films are heated in the same phase.
【請求項51】 上記第1の基板保持手段を加熱可能に
構成された第1の高周波印加コイルと、上記第2の基板
保持手段を加熱可能に構成された第2の高周波印加コイ
ルとを用い、上記第1の高周波印加コイルの位相と、上
記第2の高周波印加コイルの位相とを同一位相にして、
上記第1の基板保持手段および上記第2の基板保持手段
を加熱するようにしたことを特徴とする請求項50記載
の半導体膜の成長方法。
51. A first high-frequency applying coil configured to heat the first substrate holding means and a second high-frequency applying coil configured to heat the second substrate holding means. Making the phase of the first high-frequency application coil and the phase of the second high-frequency application coil the same,
The method for growing a semiconductor film according to claim 50, wherein said first substrate holding means and said second substrate holding means are heated.
【請求項52】 上記第1の基板保持手段と上記第2の
基板保持手段とを、同一の高周波印加コイルを用いて加
熱するようにしたことを特徴とする請求項50記載の半
導体膜の成長方法。
52. The growth of a semiconductor film according to claim 50, wherein said first substrate holding means and said second substrate holding means are heated by using the same high frequency applying coil. Method.
【請求項53】 上記対向する基板の間の間隔を、0.
1mm以上1.0mm未満とすることを特徴とする請求
項50記載の半導体膜の成長方法。
The distance between the opposing substrates may be set to 0.
The method for growing a semiconductor film according to claim 50, wherein the thickness is 1 mm or more and less than 1.0 mm.
【請求項54】 上記対向する基板の間の間隔を、0.
3mm以上1.0mm未満とすることを特徴とする請求
項50記載の半導体膜の成長方法。
54. The distance between the opposed substrates is set to 0.
The method for growing a semiconductor film according to claim 50, wherein the thickness is 3 mm or more and less than 1.0 mm.
【請求項55】 上記対向する基板のうちの一方の基板
を保持可能に構成された第1の基板保持手段と、上記対
向する基板のうちの他方の基板を保持可能に構成された
第2の基板保持手段とを用い、上記第1の基板保持手段
を、上記一方の基板における対向面に垂直な中心軸のま
わりで自転させるとともに、上記第2の基板保持手段
を、上記他方の基板における対向面に垂直な中心軸のま
わりで自転させるようにすることを特徴とする請求項5
0記載の半導体膜の成長方法。
55. A first substrate holding means configured to hold one of the opposed substrates, and a second substrate configured to hold the other of the opposed substrates. Using the substrate holding means to rotate the first substrate holding means around a central axis perpendicular to the opposing surface of the one substrate, and moving the second substrate holding means to the opposing surface of the other substrate. 6. The device according to claim 5, wherein the rotation is made around a central axis perpendicular to the plane.
0. A method for growing a semiconductor film according to item 0.
【請求項56】 上記第1の基板保持手段の回転方向と
上記第2の基板保持手段の回転方向とを、互いに同一の
方向とすることを特徴とする請求項55記載の半導体膜
の成長方法。
56. The method of growing a semiconductor film according to claim 55, wherein the rotation direction of said first substrate holding means and the rotation direction of said second substrate holding means are the same. .
【請求項57】 上記第1の基板保持手段の回転方向と
上記第2の基板保持手段の回転方向とを、互いに反対の
方向とすることを特徴とする請求項55記載の半導体膜
の成長方法。
57. The method for growing a semiconductor film according to claim 55, wherein a rotation direction of said first substrate holding means and a rotation direction of said second substrate holding means are opposite to each other. .
【請求項58】 上記第1の基板保持手段および上記第
2の基板保持手段の回転数を毎分5回転以上毎分120
回転以下とすることを特徴とする請求項55記載の半導
体膜の成長方法。
58. The number of rotations of the first substrate holding means and the second substrate holding means is not less than 5 rotations per minute and not more than 120 rotations per minute.
The method for growing a semiconductor film according to claim 55, wherein the rotation speed is not more than the rotation.
【請求項59】 上記第1の基板保持手段および上記第
2の基板保持手段の回転数を毎分5回転以上毎分60回
転以下とすることを特徴とする請求項55記載の半導体
膜の成長方法。
59. The growth of a semiconductor film according to claim 55, wherein the number of rotations of said first substrate holding means and said second substrate holding means is 5 to 60 rotations per minute. Method.
【請求項60】 上記第1の基板保持手段および上記第
2の基板保持手段の回転数を毎分5回転以上毎分30回
転以下とすることを特徴とする請求項55記載の半導体
膜の成長方法。
60. The growth of a semiconductor film according to claim 55, wherein the number of rotations of said first substrate holding means and said second substrate holding means is 5 to 30 rotations per minute. Method.
【請求項61】 上記半導体膜が、窒化物系III−V
族化合物半導体からなることを特徴とする請求項50記
載の半導体膜の成長方法。
61. A semiconductor device according to claim 61, wherein said semiconductor film is made of a nitride III-V.
The method for growing a semiconductor film according to claim 50, comprising a group III compound semiconductor.
【請求項62】 上記半導体膜が、GaN系半導体から
なることを特徴とする請求項50記載の半導体膜の成長
方法。
62. The method according to claim 50, wherein the semiconductor film is made of a GaN-based semiconductor.
【請求項63】 上記半導体膜が、InGaN系半導体
からなることを特徴とする請求項50記載の半導体膜の
成長方法。
63. The method according to claim 50, wherein the semiconductor film is made of an InGaN-based semiconductor.
【請求項64】 対向する基板の間に原料ガスを流すこ
とにより、上記対向する基板における互いの対向面上に
半導体膜を成長するようにした半導体膜の成長方法であ
って、 上記対向する基板を、それぞれ毎分5回転以上毎分12
0回転以下の回転数で回転させるようにしたことを特徴
とする半導体膜の成長方法。
64. A method for growing a semiconductor film, comprising: flowing a source gas between opposed substrates so that semiconductor films are grown on mutually facing surfaces of the opposed substrates. For more than 5 revolutions per minute and 12
A method for growing a semiconductor film, wherein the semiconductor film is rotated at a rotation number of 0 or less.
【請求項65】 上記対向する基板を、それぞれ互いに
反対の方向に回転させるようにすることを特徴とする請
求項64記載の半導体膜の成長方法。
65. The method of growing a semiconductor film according to claim 64, wherein the opposing substrates are rotated in directions opposite to each other.
【請求項66】 上記対向する基板を、それぞれ互いに
同一の方向に回転させるようにすることを特徴とする請
求項64記載の半導体膜の成長方法。
66. The method according to claim 64, wherein the opposing substrates are rotated in the same direction.
【請求項67】 上記対向する基板を、それぞれ毎分5
回転以上毎分60回転以下の回転数で回転させるように
したことを特徴とする請求項64記載の半導体膜の成長
方法。
67. The method according to claim 67, further comprising:
65. The method for growing a semiconductor film according to claim 64, wherein the semiconductor film is rotated at a rotation speed of not less than rotation and not more than 60 rotations per minute.
【請求項68】 上記対向する基板を、それぞれ毎分5
回転以上毎分30回転以下の回転数で回転させるように
したことを特徴とする請求項64記載の半導体膜の成長
方法。
68. A method according to claim 68, wherein
65. The method for growing a semiconductor film according to claim 64, wherein the semiconductor film is rotated at a rotation speed of 30 rotations per minute or more.
【請求項69】 上記対向する基板の間の間隔を、0.
1mm以上1.0mm未満とすることを特徴とする請求
項64記載の半導体膜の成長方法。
69. The method according to claim 69, wherein the distance between the opposing substrates is set to 0.
The method for growing a semiconductor film according to claim 64, wherein the thickness is 1 mm or more and less than 1.0 mm.
【請求項70】 上記対向する基板の間の間隔を、0.
3mm以上1.0mm以下とすることを特徴とする請求
項64記載の半導体膜の成長方法。
70. The method according to claim 70, wherein the distance between the opposing substrates is set to 0.
The method for growing a semiconductor film according to claim 64, wherein the thickness is 3 mm or more and 1.0 mm or less.
【請求項71】 上記対向する基板のうちの一方の基板
を保持した第1の基板保持手段と、上記対向する基板の
うちの他方の基板を保持した第2の基板保持手段とを用
い、上記第1の基板保持手段と上記第2の基板保持手段
とを同一の高周波印加コイルを用いて加熱するようにし
たことを特徴とする請求項64記載の半導体膜の成長方
法。
71. A first substrate holding means for holding one of the opposed substrates and a second substrate holding means for holding the other one of the opposed substrates, wherein 65. The method of growing a semiconductor film according to claim 64, wherein the first substrate holding means and the second substrate holding means are heated using the same high-frequency application coil.
【請求項72】 上記対向する基板のうちの一方の基板
を保持した第1の基板保持手段と、上記対向する基板の
うちの他方の基板を保持した第2の基板保持手段とを用
い、上記第1の基板保持手段を加熱する第1の高周波印
加コイルの位相と、上記第2の基板保持手段を加熱する
第2の高周波印加コイルの位相とを、同一位相にするよ
うにしたことを特徴とする請求項64記載の半導体膜の
成長方法。
72. A semiconductor device comprising: a first substrate holding unit that holds one of the opposed substrates; and a second substrate holding unit that holds the other of the opposed substrates. The phase of the first high-frequency applying coil for heating the first substrate holding means and the phase of the second high-frequency applying coil for heating the second substrate holding means are set to be the same. 65. The method for growing a semiconductor film according to claim 64, wherein:
【請求項73】 上記半導体膜が、窒化物系III−V
族化合物半導体からなることを特徴とする請求項64記
載の半導体膜の成長方法。
73. The semiconductor film is formed of a nitride III-V.
65. The method for growing a semiconductor film according to claim 64, comprising a group III compound semiconductor.
【請求項74】 上記半導体膜が、GaN系半導体から
なることを特徴とする請求項64記載の半導体膜の成長
方法。
74. The method according to claim 64, wherein the semiconductor film is made of a GaN-based semiconductor.
【請求項75】 上記半導体膜が、InGaN系半導体
からなることを特徴とする請求項64記載の半導体膜の
成長方法。
75. The method according to claim 64, wherein the semiconductor film is made of an InGaN-based semiconductor.
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