JP2011198939A - 気相成長装置 - Google Patents
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Abstract
基板上に成長結晶層の膜厚均一性を向上させることができ、歩留まりが高い気相成長装置を提供することを目的とする。
【解決手段】
気相成長装置は、その中心に基板を担持して基板を加熱および回転するサセプタと、サセプタの周囲に位置し、基板に水平に材料ガスを誘導するフロー補助板と、不活性ガスまたは水素を、基板の法線方向から40°まで傾けた方向の範囲の角度で、基板の面積より広い面積で、基板に吹付ける押さえガス噴出器と、そのノズル幅が基板の直径の1/2〜1/1の幅であり、ノズル先端がフロー補助板上に位置し、基板上に沿って材料ガスの層流を水平に供給する材料ガスノズルと、を備え、押さえガス噴出器の噴出口から供給するガス流速を材料ガスノズルから供給するガス流速で除した比率が0.004乃至0.13の範囲内である。
【選択図】図6
Description
材料ガスノズル11は、サセプタ上基板に対し水平もしくは数度傾斜した状態で設置されていて基板上に材料ガスを噴射する。ここで、材料ガスには、窒素(N2)、水素(H2)、アンモニアガス(NH3)、n型ドーパントガス(モノシランガス(SiH4)、ジシランガス(Si2H6))、有機金属ガス(TMGa(トリメチルガリウム)、TEGa(トリエチルガリウム)、TMAl(トリメチルアルミニウム)、TMIn(トリメチルインジウム)、Cp2Mg(シクロペンタジエニルマグネシウム))を含む。
図6に示すように、実施形態においては、材料ガスノズル11のノズル幅Wnは基板15の直径Dsに対し同等もしくは狭くする(Wn≦Ds)ように設定する。
成長用の基板には、2インチφのc面サファイア単結晶基板、厚みt=0.43mm、面方位が<10−10>方向へ0.05°傾いた0.05°オフ基板、いわゆる(0001)0.05°off to<10−10>基板を用いた。
基板熱処理工程として、材料ガスノズルからH2(水素)を10L/min流し、押さえガスとしてH2(水素)+N2(窒素)を1:1の混合比で30L/min流し、1000℃で10分熱処理した。
基板は実施例1と同じものを用い、上記実施形態と異なりノズル幅を基板の直径を越える幅に設定した材料ガスノズルを備えた従来の2フローリアクタでGaN結晶を成長させた。
基板は実施例1と同じものを用い、上記実施形態と異なりノズル幅を基板の直径を越える幅に設定した材料ガスノズルを備えた従来の2フローリアクタでGaN結晶を成長させた。
比較例1と実施例1で得たGaN層の膜厚分布の比較を表1に示す。
差異(%)=(周囲部−中央部)/中央部×100・・・(式1)
比較例2と実施例2で得た発光素子の発光波長分布の比較を表2に示す。
14 サセプタ
15 基板
16 遮熱板
20 水冷ジャケット
12 押さえガス噴出器
13 フロー補助板
17 加熱器
Claims (4)
- その中心に基板を担持して前記基板を加熱および回転するサセプタと、
前記サセプタの周囲に位置し、前記基板に水平に材料ガスを誘導するフロー補助板と、
不活性ガスまたは水素を、前記基板の法線方向から40°まで傾けた方向の範囲の角度で、前記基板の面積より広い面積で、前記基板に吹付ける押さえガス噴出器と、
そのノズル幅が前記基板の直径の1/2乃至1/1の幅であり、ノズル先端が前記フロー補助板上に位置し、前記基板上に沿って材料ガスの層流を水平に供給する材料ガスノズルと、を備え、
前記押さえガス噴出器の噴出口から供給するガス流速を前記材料ガスノズルから供給するガス流速で除した比率が0.004乃至0.13の範囲内であることを特徴とする気相成長装置。 - その中心に基板を担持して前記基板を加熱および回転するサセプタと、前記サセプタの周囲に位置し、前記基板に水平に材料ガスを誘導するフロー補助板と、不活性ガスまたは水素を、前記基板の法線方向から40°まで傾けた方向の範囲の角度で、前記基板の面積より広い面積で、前記基板に吹付ける押さえガス噴出器と、ノズル先端が前記フロー補助板上に位置し、前記基板上に沿って材料ガスの層流を水平に供給する材料ガスノズルと、を備えた気相成長装置により窒化物系半導体発光装置を製造する製造方法であって、
前記材料ガスノズルのノズル幅を、前記基板の直径の1/2乃至1/1の幅に設定するステップと、前記押さえガス噴出器の噴出口から供給するガス流速を前記材料ガスノズルから供給するガス流速で除した比率を、0.004乃至0.13の範囲内に設定するステップと、を含むことを特徴とする窒化物系半導体発光装置の製造方法。 - 前記ノズル幅が前記基板の直径に対し1/2乃至3/4の幅であることを特徴とする請求項2に記載の窒化物系半導体発光装置の製造方法。
- 前記材料ガスノズルから供給する材料ガスのガス流量を5L/min乃至60L/minの範囲内に設定するステップを更に含むことを特徴とする請求項2または3に記載の窒化物系半導体発光装置の製造方法。
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JP2014177374A (ja) * | 2013-03-14 | 2014-09-25 | Mitsubishi Chemicals Corp | 周期表第13族金属窒化物半導体結晶の製造方法、それに用いる製造装置 |
JP2023046883A (ja) * | 2021-09-24 | 2023-04-05 | 株式会社Kokusai Electric | 基板処理装置、半導体装置の製造方法及びプログラム |
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2010
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