JP2011155046A - Iii族窒化物半導体の気相成長装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】原料ガスをあらゆる角度に対して均等な流量で噴出でき、サセプタの対面においては原料ガスの分解、結晶化を抑制できる気相成長装置を提供する。
【解決手段】サセプタ2の対面が内部に冷媒を流通する手段を有し、原料ガス導入部が円板状の仕切り12,12”により上下方向に仕切られた構成からなる複数のガス噴出口13を備え、該ガス噴出口13の少なくとも1つが複数の柱状の仕切り14により円周方向に仕切られた構成を備えてなる気相成長装置とする。
【選択図】図2
【解決手段】サセプタ2の対面が内部に冷媒を流通する手段を有し、原料ガス導入部が円板状の仕切り12,12”により上下方向に仕切られた構成からなる複数のガス噴出口13を備え、該ガス噴出口13の少なくとも1つが複数の柱状の仕切り14により円周方向に仕切られた構成を備えてなる気相成長装置とする。
【選択図】図2
Description
本発明は、III族窒化物半導体の気相成長装置(MOCVD装置)に関し、さらに詳細には、基板を保持するサセプタ、基板を加熱するためのヒータ、原料ガス導入部、反応炉、及び反応ガス排出部等を備えたIII族窒化物半導体の気相成長装置に関する。
有機金属化合物気相成長法(MOCVD法)は、分子線エピタキシー法(MBE法)と並び窒化物半導体の結晶成長によく用いられる。特にMOCVD法は、MBE法に比べて結晶成長速度も速く、またMBE法のように高真空装置等も必要ないことから、産業界の化合物半導体量産装置において広く用いられている。近年、青色または紫外LED及び青色または紫外レーザーダイオードの普及にともない、窒化ガリウム、窒化インジウムガリウム、窒化アルミニウムガリウムの量産性を向上させるために、MOCVD法の対象となる基板の大口径化、多数枚化が数多く研究されている。
このような気相成長装置としては、例えば特許文献1〜4に示すように、基板を保持するサセプタ、サセプタの対面、基板を加熱するためのヒータ、サセプタとサセプタの対面の間隙からなる反応炉、反応炉の中心部から周辺部に向かって原料ガスを供給する原料ガス導入部、及び反応ガス排出部を有する気相成長装置を挙げることができる。これらの気相成長装置においては、複数の基板ホルダーがサセプタに設けられており、駆動手段によってサセプタが自転するとともに、基板ホルダーが自公転する構成となっている。また、気相成長装置の形態としては、主として、結晶成長面を上向きにしたもの(フェイスアップ型)、結晶成長面を下向きにしたもの(フェイスダウン型)の2種類が提案されている。
しかし、このような気相成長装置においても、未だ解決されない多くの課題がある。例えば、原料ガスを反応炉の中心部から周辺部に向かって噴出し気相成長を行なう際に、複数の基板はサセプタの中央部を中心とする円周上を公転して、基板の位置による膜厚の差を少なくしているが、常に一定の反応速度で結晶成長することが望ましく、そのためには中心部から噴出する原料ガスはあらゆる角度に対して均等な流量の必要がある。また、各種原料ガスは高温に熱せられた基板表面で分解して結晶化するが、ヒータにより基板(サセプタ)の対面も加熱され、この対面の表面で原料ガスが反応し基板上の結晶成長に悪影響を及ぼすので、対面の表面での原料ガスの分解を抑制する必要がある。
しかし、基板の大口径化、多数枚化にともない、反応炉内の原料ガス流路が長くなると、中心部から噴出する原料ガスは均等な流量で効率よく下流側に行きわたることがより困難となる。また、サセプタの対面と最も近接する噴出口から不活性ガスを導入しても、反応炉内の下流側においては、加熱された原料ガスが、基板(サセプタ)の対面と接触しやすくなり、この対面の表面で原料ガスが分解し結晶化して、成長回数を繰り返すにつれ結晶が徐々に堆積し、基板上に高品質の結晶膜を再現性良く得ることも難しくなる。
従って、本発明が解決しようとする課題は、前述のような反応炉の中心部から周辺部に向かって原料ガスを供給する気相成長装置であって、大きな直径を有するサセプタに保持された、大口径、多数枚の基板の表面に結晶成長する場合であっても、原料ガスを反応炉の中心部から周辺部に向かって、あらゆる角度に対して均等な流量で噴出でき、基板(サセプタ)の対面等では原料ガスの分解、結晶化を抑制できる気相成長装置を提供することである。
本発明者らは、これらの課題を解決すべく鋭意検討した結果、前述のような気相成長装置において、サセプタの対面は冷却できる構成とし、原料ガス導入部は、円板状の仕切りにより上下方向に仕切られた複数のガス噴出口を有し、さらにその噴出口は、複数の柱状の仕切りにより円周方向に仕切られた構成とすることにより、原料ガスはあらゆる角度に対して均等な流量で噴出しやすくなるとともに、柱状の仕切りがサセプタの対面の冷却部から冷却されて原料ガス温度の上昇を抑制すること等を見出し、本発明のIII族窒化物半導体の気相成長装置に到達した。
すなわち本発明は、基板を保持するサセプタ、該サセプタの対面、該基板を加熱するためのヒータ、該サセプタと該サセプタの対面の間隙からなる反応炉、該反応炉の中心部から周辺部に向かって原料ガスを供給する原料ガス導入部、及び反応ガス排出部を有するIII族窒化物半導体の気相成長装置であって、サセプタの対面が内部に冷媒を流通する手段を有し、原料ガス導入部が円板状の仕切りにより上下方向に仕切られた構成からなる複数のガス噴出口を備え、該ガス噴出口の少なくとも1つが複数の柱状の仕切りにより円周方向に仕切られた構成を備えてなることを特徴とするIII族窒化物半導体の気相成長装置である。
本発明の気相成長装置は、円板状の仕切りにより上下方向に仕切られた構成からなる複数のガス噴出口を有し、さらにガス噴出口は、複数の柱状の仕切りにより円周方向に仕切られた構成を有するので、この間のガス流路には適度な圧力損失が発生し、中心部から噴出するガスはあらゆる角度に対して均等な流量、均質なガス組成で噴出しやすくなる。また、ガス噴出口の先端が、柱状の仕切りにより、サセプタの対面の内部に設けられた冷却手段から伝熱により冷却を受けやすくなり、原料ガスの温度上昇を抑制することができる。これらの作用の結果、基板上の原料ガスの反応効率は向上し、サセプタの対面表面における原料ガスの分解や結晶化が抑制され、基板表面に高品質の結晶膜を再現性良く得ることができる。
本発明は、基板を保持するサセプタ、該サセプタの対面、該基板を加熱するためのヒータ、該サセプタと該サセプタの対面の間隙からなる反応炉、該反応炉へ原料ガスを供給する原料ガス導入部、及び反応ガス排出部を有するIII族窒化物半導体の気相成長装置に適用される。本発明の気相成長装置は、主に、ガリウム、インジウム、アルミニウムから選ばれる1種または2種以上の金属と、窒素との化合物からなる窒化物半導体の結晶成長を行なうための気相成長装置である。本発明においては、特に直径3インチ以上の大きさの基板を複数枚保持する気相成長の場合に、効果を充分に発揮させることができる。
以下、本発明の気相成長装置を、図1〜図8に基づいて詳細に説明するが、本発明がこれらにより限定されるものではない。
尚、図1は、本発明の気相成長装置の一例を示す垂直断面図である。(図1の気相成長装置は、回転軸11の回転とその伝達手段10(例えば外歯車の円盤)によりサセプタ2を回転させるとともに、回転軸11’の回転とその伝達手段10’により基板1を回転させる機構を備えた気相成長装置である。)図2、図3は、各々本発明の気相成長装置の原料ガス導入部近辺の一例を示す拡大垂直断面図である。図4〜図7は、各々本発明の気相成長装置の原料ガス導入部における円板状の仕切りと柱状の仕切りの配置の一例を示す平面構成図である。図8は、本発明の気相成長装置におけるサセプタの形態の一例を示す平面構成図である。
尚、図1は、本発明の気相成長装置の一例を示す垂直断面図である。(図1の気相成長装置は、回転軸11の回転とその伝達手段10(例えば外歯車の円盤)によりサセプタ2を回転させるとともに、回転軸11’の回転とその伝達手段10’により基板1を回転させる機構を備えた気相成長装置である。)図2、図3は、各々本発明の気相成長装置の原料ガス導入部近辺の一例を示す拡大垂直断面図である。図4〜図7は、各々本発明の気相成長装置の原料ガス導入部における円板状の仕切りと柱状の仕切りの配置の一例を示す平面構成図である。図8は、本発明の気相成長装置におけるサセプタの形態の一例を示す平面構成図である。
本発明のIII族窒化物半導体の気相成長装置は、図1に示すように、基板1を保持するサセプタ2、該サセプタの対面3、該基板を加熱するためのヒータ4、該サセプタと該サセプタの対面の間隙からなる反応炉5、該反応炉の中心部から周辺部に向かって原料ガスを供給する原料ガス導入部6、及び反応ガス排出部7を有するIII族窒化物半導体の気相成長装置であって、サセプタの対面が内部に冷媒を流通する手段8を有し、図2、図3の垂直断面図に示すように、原料ガス導入部が円板状の仕切り12(12’、12”)により上下方向に仕切られた構成からなる複数のガス噴出口13を備え、さらに該ガス噴出口の少なくとも1つが複数の柱状の仕切り14により円周方向に仕切られた構成を備えてなるIII族窒化物半導体の気相成長装置である。
本発明において、冷媒を流通する手段8としては、通常は配管がサセプタの対面(の構成物)の内部に設置される。配管は1本であっても複数本であってもよい。また、配管の構成については、特に限定されることはなく、例えば、複数本の配管がサセプタの対面(の構成物)の中心部から放射状に設置されたもの、あるいは渦巻き状に設置されたもの等を挙げることができる。冷媒の流れる方向は特に限定されることはない。配管に流通する冷媒としては、任意の高沸点溶媒が用いられ、特に沸点90℃以上の溶媒が好ましい。このような冷媒としては、水、有機溶媒、油等を例示することができる。本発明においては、気相成長の際に冷媒を流通することによって、サセプタの対面3を冷却するとともに、後述する柱状の仕切り14を介してガス噴出口13の先端部(特にサセプタの対面に近接する噴出口の先端部)を冷却し、サセプタの対面における原料ガスの分解、結晶化を抑制することができる。
次に、原料ガス導入部における円板状の仕切りと柱状の仕切りついて詳細に説明する。円板状の仕切り12(12’、12”)と柱状の仕切り14は、垂直面では図2、図3に示すような構成であり、水平面では図4〜図7に示すような構成である。尚、円板状の仕切り12”は、図6、図7に示すような円板状の仕切り12’において、柱状の仕切り14がないものである。柱状の仕切り14は、円板状の仕切り12(12’)の上面または下面に、同心の複数の円の円周上に各々複数個配置されるとともに、同一の円周上に配置された柱状の仕切りは各々均等な間隔で配置される。また、柱状の仕切り14は、円板状の仕切り12とサセプタの対面3に挟持された構成、円板状の仕切り12と円板状の仕切り12’に挟持された構成、あるいは円板状の仕切り12’とサセプタ2に挟持された構成とされる。
本発明において、円板状の仕切りは通常は1〜3個設けられる。例えば円板状の仕切りが2個の場合、円板状の仕切り12の中心部には、図4、図5に示すように、ガス流路15から流通するガス及びガス流路16から流通するガスを通すための孔が設けられ、円板状の仕切り12’の中心部には、図6、図7に示すように、ガス流路15から流通するガスを通すための孔15が設けられる。尚、ガスを流通するためのこのような孔の形態は、円板状の仕切りの個数等により適宜設定される。また、円板状の仕切りのガスを流通するための孔は、二重管、三重管に限定されることなく、例えば並列管とすることもできる。
本発明において、柱状の仕切り14は通常は円柱であり、円板状の仕切り12(12’)、サセプタの対面3、あるいはサセプタ2と接触して設けられる。柱状の仕切り14は、通常は同心の1〜50個の円の円周上、好ましくは2〜40個の円の円周上に、各々4〜1000個設けられる。ガス流路15〜17から供給された各種のガスは、円板状の仕切り12(12’)の中心部の孔から供給され、柱状の仕切り14の間隙を通過した後、ガス噴出口13から反応炉の周辺部に向かって噴出される。尚、原料ガス導入部の構成を、図2、図3に示すような構成とした場合、通常は、ガス流路15にはアンモニアを含むガスが、ガス流路16には有機金属化合物を含むガスが、ガス流路17にはキャリヤガスが供給される。
円板状の仕切りは、通常は、直径が2〜50cm、厚みが0.1〜3mmであり、柱状の仕切りは、通常は、水平断面の直径が0.5〜100mm、高さが0.2〜10mmの円柱、あるいは水平断面積が0.2〜8000mm2、高さが0.2〜10mmの多角柱である。柱状の仕切り14は、図4、図6に示すように、円板状の仕切り12(12’)の周辺部に設けることが好ましいが、図5、図7に示すように、円板状の仕切り12(12’)の中心部近辺に設けることもできる。
また、円板状の仕切り及び柱状の仕切りは、通常は、金属、合金、金属酸化物、セラミックス、及びカーボン系材料(カーボン、パイロリティックグラファイト(PG)、グラッシカーボン(GC)等)から選ばれる1種以上の材料で構成される。
また、円板状の仕切り及び柱状の仕切りは、通常は、金属、合金、金属酸化物、セラミックス、及びカーボン系材料(カーボン、パイロリティックグラファイト(PG)、グラッシカーボン(GC)等)から選ばれる1種以上の材料で構成される。
本発明におけるサセプタの形態は、例えば図8に示すように、複数枚の基板を保持するための空間を周辺部に有する円盤状のものである。図1に示すような気相成長装置においては、回転伝達手段10として、例えば外周に歯車を有する円盤が、サセプタの外周の歯車と噛合うように設置されており、外部の回転発生部、回転軸11を介して円盤を回転させることにより、サセプタ2が回転する構成になっている。このようなサセプタに、外部の回転発生部、回転軸11’を介して回転する回転伝達手段10’(例えば外周に歯車を有する円盤)により自転する基板1を、均熱板9とともにツメ18により保持させ、例えば基板の結晶成長面が下向きになるように気相成長装置にセットされる。
本発明の気相成長装置を用いて基板上に結晶成長を行なう際には、原料ガスとなる有機金属化合物(トリメチルガリウム、トリエチルガリウム、トリメチルインジウム、トリエチルインジウム、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム等)、アンモニア、及びキャリヤガス(水素、窒素等の不活性ガス、またはこれらの混合ガス)は、各々外部からの配管により前述のような本発明の気相成長装置の原料ガス導入部に供給され、さらに原料ガス導入部から反応炉にほぼ最適の流量及び濃度条件で供給される。
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明がこれらにより限定されるものではない。
[実施例1]
(気相成長装置の製作)
ステンレス製の反応容器の内部に、円板状のサセプタ(SiCコートカーボン製、直径600mm、厚さ20mm、3インチの基板を5枚保持可能)、冷媒を流通する構成を備えたサセプタの対面(カーボン製)、ヒータ、原料ガスの導入部(カーボン製)、反応ガス排出部等を設けて、図1に示すような気相成長装置を製作した。また、3インチサイズのサファイア(C面)よりなる基板を5枚気相成長装置にセットした。尚、冷媒を流通する構成として、配管1本を中心部から周辺部に向かって渦巻き状に配置した。
(気相成長装置の製作)
ステンレス製の反応容器の内部に、円板状のサセプタ(SiCコートカーボン製、直径600mm、厚さ20mm、3インチの基板を5枚保持可能)、冷媒を流通する構成を備えたサセプタの対面(カーボン製)、ヒータ、原料ガスの導入部(カーボン製)、反応ガス排出部等を設けて、図1に示すような気相成長装置を製作した。また、3インチサイズのサファイア(C面)よりなる基板を5枚気相成長装置にセットした。尚、冷媒を流通する構成として、配管1本を中心部から周辺部に向かって渦巻き状に配置した。
原料ガスの導入部は、直径200mm、厚さ2mmの円板状の仕切り(カーボン製)2個により上下方向に仕切られた3個のガス噴出口を形成し、さらにサセプタの対面と最も近接する噴出口は、水平断面の直径が8mm、高さが3mmの複数の円柱状の仕切り(カーボン製)により円周方向に仕切り、図2に示すような構成とした。複数の円柱状の仕切りは、同心の3個の円の円周上に各々44個配置するとともに、同一の円周上に配置された柱状の仕切りは各々均等な間隔で配置して図4に示すような構成とした。
また、ガスの噴出口の先端と基板との水平面の距離は32.4mmであった。さらに、原料ガス導入部の各々のガス流路に、気相成長装置の外部のマスフローコントローラー等を介して、所望の流量及び濃度の各ガスが供給できるように配管を接続した。
また、ガスの噴出口の先端と基板との水平面の距離は32.4mmであった。さらに、原料ガス導入部の各々のガス流路に、気相成長装置の外部のマスフローコントローラー等を介して、所望の流量及び濃度の各ガスが供給できるように配管を接続した。
(気相成長実験)
このような気相成長装置を用いて、基板の表面に窒化ガリウム(GaN)の成長を行なった。対面の冷媒を流通するための流路への冷却水循環(流量:18L/min)を開始した後、水素を流しながら基板の温度を1050℃まで上昇させ、基板のクリーニングを行なった。続いて、基板の温度を510℃まで下げて、原料ガスとしてトリメチルガリウム(TMG)とアンモニア、キャリヤガスとして水素を用いて、サファイヤ基板上にGaNから成るバッファー層を約20nmの膜厚で成長させた。
このような気相成長装置を用いて、基板の表面に窒化ガリウム(GaN)の成長を行なった。対面の冷媒を流通するための流路への冷却水循環(流量:18L/min)を開始した後、水素を流しながら基板の温度を1050℃まで上昇させ、基板のクリーニングを行なった。続いて、基板の温度を510℃まで下げて、原料ガスとしてトリメチルガリウム(TMG)とアンモニア、キャリヤガスとして水素を用いて、サファイヤ基板上にGaNから成るバッファー層を約20nmの膜厚で成長させた。
バッファー層成長後に、TMGのみ供給を停止し、温度を1050℃まで上昇させた。その後、上層の噴出口からアンモニア(流量:30L/min)と水素(流量:1L/min)、中層の噴出口からTMG(流量:60cc/min)とアンモニア(流量:10L/min)と水素(流量:30L/min)、下層の噴出口から窒素(流量:30L/min)を供給して、アンドープGaNを1時間成長させた。尚、バッファー層を含めた全ての成長は基板を10rpmの速度で自転のみさせながら行なった。
以上のように窒化物半導体を成長させた後、温度を下げ、基板を反応容器から取り出して、基板上に気相成長させたGaN膜厚を測定した。その結果、5個の基板上のGaN中心膜厚は平均で3.5μmであり、膜厚分布(±(最大値−最小値)/(平均値×2))は±2.0%であった。
以上のように窒化物半導体を成長させた後、温度を下げ、基板を反応容器から取り出して、基板上に気相成長させたGaN膜厚を測定した。その結果、5個の基板上のGaN中心膜厚は平均で3.5μmであり、膜厚分布(±(最大値−最小値)/(平均値×2))は±2.0%であった。
[実施例2]
(気相成長装置の製作)
実施例1の気相成長装置の製作において、原料ガス導入部の円板状の仕切り及び円柱状の仕切りを図3に示すような構成に変えたほかは実施例1と同様にして気相成長装置を製作した。
原料ガスの導入部は、直径240mm、厚さ2mmの円板状の仕切り2個により上下方向に仕切られた3個のガス噴出口を形成し、さらに2個の噴出口は、水平断面の直径が10mm、高さが3mmの複数の円柱状の仕切り(カーボン製)により円周方向に仕切られた構成とした。複数の円柱状の仕切りは、図4に示すように、同心の3個の円の円周上に各々32個配置するとともに、同一の円周上に配置された柱状の仕切りは各々均等な間隔で配置した。
(気相成長装置の製作)
実施例1の気相成長装置の製作において、原料ガス導入部の円板状の仕切り及び円柱状の仕切りを図3に示すような構成に変えたほかは実施例1と同様にして気相成長装置を製作した。
原料ガスの導入部は、直径240mm、厚さ2mmの円板状の仕切り2個により上下方向に仕切られた3個のガス噴出口を形成し、さらに2個の噴出口は、水平断面の直径が10mm、高さが3mmの複数の円柱状の仕切り(カーボン製)により円周方向に仕切られた構成とした。複数の円柱状の仕切りは、図4に示すように、同心の3個の円の円周上に各々32個配置するとともに、同一の円周上に配置された柱状の仕切りは各々均等な間隔で配置した。
(気相成長実験)
このような気相成長装置を用いて、実施例1と同様にして基板の表面に窒化ガリウム(GaN)の成長を行なった。
窒化物半導体を成長させた後、温度を下げ、基板を反応容器から取り出して、基板上に気相成長させたGaN膜厚を測定した。その結果、5個の基板上のGaN中心膜厚は平均で3.8μmであり、膜厚分布は±1.8%であった。
このような気相成長装置を用いて、実施例1と同様にして基板の表面に窒化ガリウム(GaN)の成長を行なった。
窒化物半導体を成長させた後、温度を下げ、基板を反応容器から取り出して、基板上に気相成長させたGaN膜厚を測定した。その結果、5個の基板上のGaN中心膜厚は平均で3.8μmであり、膜厚分布は±1.8%であった。
[実施例3]
(気相成長装置の製作)
実施例1の気相成長装置の製作において、サセプタの対面と最も近接する噴出口における円柱状の仕切りの配置を、図5に示すような構成に変えたほかは実施例1と同様にして気相成長装置を製作した。
サセプタの対面と最も近接する噴出口は、周辺部の円柱状の仕切りのほか、中心部近辺にも直径が25mm、高さが3mmの複数の円柱状の仕切りを配置して図5に示すような構成とした。
(気相成長装置の製作)
実施例1の気相成長装置の製作において、サセプタの対面と最も近接する噴出口における円柱状の仕切りの配置を、図5に示すような構成に変えたほかは実施例1と同様にして気相成長装置を製作した。
サセプタの対面と最も近接する噴出口は、周辺部の円柱状の仕切りのほか、中心部近辺にも直径が25mm、高さが3mmの複数の円柱状の仕切りを配置して図5に示すような構成とした。
(気相成長実験)
このような気相成長装置を用いて、実施例1と同様にして基板の表面に窒化ガリウム(GaN)の成長を行なった。
窒化物半導体を成長させた後、温度を下げ、基板を反応容器から取り出して、基板上に気相成長させたGaN膜厚を測定した。その結果、5個の基板上のGaN中心膜厚は平均で4.3μmであり、膜厚分布は±0.8%であった。
このような気相成長装置を用いて、実施例1と同様にして基板の表面に窒化ガリウム(GaN)の成長を行なった。
窒化物半導体を成長させた後、温度を下げ、基板を反応容器から取り出して、基板上に気相成長させたGaN膜厚を測定した。その結果、5個の基板上のGaN中心膜厚は平均で4.3μmであり、膜厚分布は±0.8%であった。
[比較例1]
実施例1の気相成長装置の製作において、原料ガス導入部に円柱状の仕切りを設けなかったほかは実施例1と同様にして気相成長装置を製作した。
このような気相成長装置を用いて、実施例1と同様にして基板の表面に窒化ガリウム(GaN)の成長を行なった。
窒化物半導体を成長させた後、温度を下げ、基板を反応容器から取り出して、基板上に気相成長させたGaN膜厚を測定した。その結果、5個の基板上のGaN中心膜厚は平均で2.4μmであり、膜厚分布は±7.2%であった。
実施例1の気相成長装置の製作において、原料ガス導入部に円柱状の仕切りを設けなかったほかは実施例1と同様にして気相成長装置を製作した。
このような気相成長装置を用いて、実施例1と同様にして基板の表面に窒化ガリウム(GaN)の成長を行なった。
窒化物半導体を成長させた後、温度を下げ、基板を反応容器から取り出して、基板上に気相成長させたGaN膜厚を測定した。その結果、5個の基板上のGaN中心膜厚は平均で2.4μmであり、膜厚分布は±7.2%であった。
尚、実施例1〜3、比較例1の気相成長実験を5回繰返して、サセプタの対面表面の汚れ状態を観察した。その結果、実施例1〜3においては、比較例1より明らかにサセプタの対面表面の汚れが少なく、原料ガスの分解、結晶化が抑制できていることが確認された。
以上のように、本発明の気相成長装置は、中心部から噴出するガスをあらゆる角度に対して均等に近い流量で噴出させることができ、サセプタの対面において原料ガスの分解、結晶化を抑制することが可能である。
1 基板
2 サセプタ
3 サセプタの対面
4 ヒータ
5 反応炉
6 原料ガス導入部
7 反応ガス排出部
8 冷媒を流通する手段
9 均熱板
10 回転伝達手段
10’回転伝達手段
11 サセプタを回転させるための回転軸
11’基板を回転させるための回転軸
12 円板状の仕切り
12’円板状の仕切り
12”円板状の仕切り
13 ガス噴出口
14 柱状の仕切り
15 ガスの流路
16 ガスの流路
17 ガスの流路
18 ツメ
2 サセプタ
3 サセプタの対面
4 ヒータ
5 反応炉
6 原料ガス導入部
7 反応ガス排出部
8 冷媒を流通する手段
9 均熱板
10 回転伝達手段
10’回転伝達手段
11 サセプタを回転させるための回転軸
11’基板を回転させるための回転軸
12 円板状の仕切り
12’円板状の仕切り
12”円板状の仕切り
13 ガス噴出口
14 柱状の仕切り
15 ガスの流路
16 ガスの流路
17 ガスの流路
18 ツメ
Claims (7)
- 基板を保持するサセプタ、該サセプタの対面、該基板を加熱するためのヒータ、該サセプタと該サセプタの対面の間隙からなる反応炉、該反応炉の中心部から周辺部に向かって原料ガスを供給する原料ガス導入部、及び反応ガス排出部を有するIII族窒化物半導体の気相成長装置であって、サセプタの対面が内部に冷媒を流通する手段を有し、原料ガス導入部が円板状の仕切りにより上下方向に仕切られた構成からなる複数のガス噴出口を備え、該ガス噴出口の少なくとも1つが複数の柱状の仕切りにより円周方向に仕切られた構成を備えてなることを特徴とするIII族窒化物半導体の気相成長装置。
- 柱状の仕切りが、少なくともサセプタの対面と最も近接する噴出口に備えられた請求項1に記載のIII族窒化物半導体の気相成長装置。
- 柱状の仕切りは、同心の複数の円の円周上に各々複数個配置されるとともに、同一の円周上に配置された柱状の仕切りは、均等な間隔で配置される請求項1に記載のIII族窒化物半導体の気相成長装置。
- 円板状の仕切り及び柱状の仕切りは、金属、合金、金属酸化物、セラミックス、及びカーボン系材料から選ばれる1種以上の材料からなる請求項1に記載のIII族窒化物半導体の気相成長装置。
- 原料ガス導入部が、アンモニアを含むガスの噴出口、有機金属化合物を含むガスの噴出口、及びキャリヤガスの噴出口を有する請求項1に記載のIII族窒化物半導体の気相成長装置。
- 窒化物半導体が、ガリウム、インジウム、及びアルミニウムから選ばれる1種または2種以上の金属と、窒素との化合物である請求項1に記載のIII族窒化物半導体の気相成長装置。
- 基板が結晶成長面を下向きにして保持される請求項1に記載のIII族窒化物半導体の気相成長装置。
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