JP2014033112A - 化合物半導体膜の成膜方法および成膜装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 量産性が良く、成膜コストを低く抑えることができ、かつ、成膜される化合物半導体膜の膜厚の面内均一性にも優れた化合物半導体膜の成膜方法を提供すること。
【解決手段】 複数枚の被処理基板1を、基板載置治具114に載置して成膜装置の処理室内に収容する工程(ステップ1)と、複数枚の被処理基板1上に化合物半導体膜を成膜する工程(ステップ2)とを具備し、ステップ1において、基板載置治具114に、被処理基板1と、被処理基板1に成膜しようとする化合物半導体膜が成膜されない成膜調整用基板2とを交互に載置して、被処理基板1および成膜調整用基板2を処理室内に収容し、ステップ2において、被処理基板1の成膜面を、成膜調整用基板2と対向させた状態で、被処理基板1上に化合物半導体膜を成膜する。
【選択図】図2
【解決手段】 複数枚の被処理基板1を、基板載置治具114に載置して成膜装置の処理室内に収容する工程(ステップ1)と、複数枚の被処理基板1上に化合物半導体膜を成膜する工程(ステップ2)とを具備し、ステップ1において、基板載置治具114に、被処理基板1と、被処理基板1に成膜しようとする化合物半導体膜が成膜されない成膜調整用基板2とを交互に載置して、被処理基板1および成膜調整用基板2を処理室内に収容し、ステップ2において、被処理基板1の成膜面を、成膜調整用基板2と対向させた状態で、被処理基板1上に化合物半導体膜を成膜する。
【選択図】図2
Description
この発明は、化合物半導体膜の成膜方法および成膜装置に関する。
化合物半導体において、V族元素として窒素(N)を用いた半導体は、窒化物半導体と呼ばれている。窒化アルミニウム(AlN)、窒化ガリウム(GaN)、窒化インジウム(InN)などが、窒化物半導体の代表的な例である。
中でも、窒化ガリウムは、光学応用分野において青色発光素子として実用化されており、電子デバイス応用分野においても、通信分野等に用いられる高電子移動度トランジスタ(High Electron Mobility Transistor:HEMT)として実用化されている。
さらに、窒化ガリウムは、ワイドギャップ半導体として、炭化シリコン(SiC)に拮抗する特性を備え、高周波特性、絶縁破壊耐圧については炭化シリコン以上のポテンシャルを秘める、とされる。このことから、更なる実用化の拡大、例えば、高周波、高速、ハイパワーといった広範囲を一度にカバーできる新規デバイスの実現に向けての研究も盛んに行われているところである。
窒化ガリウムの成膜方法としては、例えば、特許文献1に記載されているハイドライド気相成長法(Hydride Vapor Phase Epitaxy:HVPE)や、例えば、特許文献2に記載されているNaフラックス法が知られている。
典型的なHVPE法は、塩化水素ガス(HCl)と、金属ガリウム(Ga)とを高温環境化で反応させて三塩化ガリウムガス(GaCl3)を生成し、三塩化ガリウムガスをアンモニアガス(NH3)と反応させることで、窒化ガリウム結晶をサファイヤ基板上に気相成長させる。
なお、特許文献1に記載されるHVPE法は、ハライド気相成長法(Halide Vapor Phase Epitaxy)と呼ばれることもある。
また、典型的なNaフラックス法は、概略的に、ガリウムとナトリウム(Na)混合融液中に、窒素を溶解させることで、窒化ガリウム結晶をサファイヤ基板上に液相成長させる。
HVPE法は、サファイヤ等の基板上に、比較的厚い化合物半導体膜を成膜できる、という利点を備えているが、基板1枚当たりの成膜コストが、例えば、Naフラックス法に比較して高い、という事情がある。
これに対して、Naフラックス法は、基板1枚当たりの成膜コストに関しては、HVPE法に比較して低く抑えることができるが、量産性に劣る。
このようなトレードオフの事情に対し、特許文献1においては、多数枚のサファイヤ基板上に化合物半導体膜を同時に気相成長させることで、HVPE法の量産性を向上させ、基板1枚当たりの成膜コストを低く抑える手法が記載されている。そして、特許文献1には、化合物半導体膜を複数枚のサファイヤ基板上に、均一、かつ、効率良く成膜するために、III族元素(ガリウム)を含む反応生成物ガス(GaCl3)、およびV族元素を含むハイドライドガス(NH3)を複数のノズルに分配して反応部に供給することが記載されている。
しかしながら、特許文献1には、成膜される化合物半導体膜の膜厚の面内均一性を、さらに向上させる手法については記載されていない。
この発明は、量産性が良く、成膜コストを低く抑えることができ、かつ、成膜される化合物半導体膜の膜厚の面内均一性にも優れた化合物半導体膜の成膜方法および成膜装置を提供する。
この発明の第1の態様に係る化合物半導体膜の成膜方法は、被処理基板上に、化合物半導体膜を成膜する化合物半導体膜の成膜方法であって、(1)化合物半導体膜が成膜される複数枚の被処理基板を、基板載置治具に載置して処理室内に収容する工程と、(2)前記処理室内に収容された前記複数枚の被処理基板を加熱するとともに、前記複数枚の被処理基板が収容された前記処理室内に、化合物半導体を構成する一の元素を含むガス、および前記化合物半導体を構成し、前記一の元素とは異なる別の元素を含むガスを供給し、前記複数枚の被処理基板上に化合物半導体膜を成膜する工程とを具備し、前記(1)工程において、前記基板載置治具に、前記被処理基板と、前記被処理基板に成膜しようとする化合物半導体膜が成膜されない成膜調整用基板とを交互に載置して、前記被処理基板および前記成膜調整用基板を前記処理室内に収容し、前記(2)工程において、前記被処理基板の成膜面を、前記成膜調整用基板と対向させた状態で、前記被処理基板上に前記化合物半導体膜を成膜する。
この発明の第2の態様に係る化合物半導体膜の成膜方法は、被処理基板上に、化合物半導体膜を成膜する化合物半導体膜の成膜方法であって、(1)化合物半導体膜が成膜される複数枚の被処理基板を、基板載置治具に載置して処理室内に収容する工程と、(2)前記処理室内に収容された前記複数枚の被処理基板を加熱するとともに、前記複数枚の被処理基板が収容された前記処理室内に、化合物半導体を構成する一の元素を含むガス、および前記化合物半導体を構成し、前記一の元素とは異なる別の元素を含むガスを供給し、前記複数枚の被処理基板上に化合物半導体膜を成膜する工程とを具備し、前記(1)工程において、前記被処理基板を、前記被処理基板に成膜しようとする化合物半導体膜が成膜されない成膜調整用基板上に載置して、前記被処理基板が載置された前記成膜調整用基板を、前載置記基板載置治具に載置して、前記被処理基板および前記成膜調整用基板を前記処理室内に収容し、前記(2)工程において、前記被処理基板の成膜面を、前記成膜調整用基板と対向させた状態で、前記被処理基板上に前記化合物半導体膜を成膜する。
この発明の第3の態様に係る成膜装置は、被処理基板上に、被処理基板上に、化合物半導体膜を成膜する化合物半導体膜の成膜装置であって、化合物半導体膜が成膜される複数枚の被処理基板を、基板載置治具に載置して収容する処理室と、前記複数枚の被処理基板を収容した前記処理室内に、化合物半導体を構成する一の元素を含むガス、および前記化合物半導体を構成し、前記一の元素とは異なる別の元素を含むガスを供給するガス供給部と、前記処理室内に収容された前記複数枚の被処理基板を加熱する加熱装置と、前記基板載置治具に前記被処理基板を載置し、前記基板載置治具に載置された前記被処理基板を前記処理室に収容する載置収容装置と、前記ガス供給部、前記加熱装置、および前記載置収容装置を制御する制御部と、を具備し、前記制御部は、上記第1の態様、または上記第2の態様に記載の化合物半導体膜の成膜方法が実施されるように、前記ガス供給部、前記加熱装置、および前記載置収容装置を制御する。
この発明の第4の態様に係る化合物半導体膜の成膜方法は、被処理基板上に、化合物半導体膜を成膜する化合物半導体膜の成膜方法であって、(1)化合物半導体膜が成膜される複数枚の被処理基板を載置する複数の載置部を備え、これら複数の載置部に前記被処理基板が載置された際、前記被処理基板の成膜面に対向する前記載置部の対向面が、前記被処理基板に成膜しようとする化合物半導体膜が成膜されない物質とされている基板載置治具に載置して成膜装置の処理室内に搬入する工程と、(2)前記複数枚の被処理基板が搬入された前記処理室内に、化合物半導体を構成する一の元素を含むガス、および前記化合物半導体を構成し、前記一の元素とは異なる別の元素を含むガスを供給し、化合物半導体膜を前記複数枚の被処理基板上に成膜する工程とを具備する。
この発明の第5の態様に係る成膜装置は、被処理基板上に、化合物半導体膜を成膜する化合物半導体膜の成膜装置であって、化合物半導体膜が成膜される複数枚の被処理基板を、基板載置治具に載置して収容する処理室と、前記複数枚の被処理基板を収容した前記処理室内に、化合物半導体を構成する一の元素を含むガス、および前記化合物半導体を構成し、前記一の元素とは異なる別の元素を含むガスを供給するガス供給部と、前記処理室内に収容された前記複数枚の被処理基板を加熱する加熱装置とを具備し、前記基板載置治具が、前記被処理基板を載置する載置部を複数備え、前記載置部に前記被処理基板が載置された際、前記被処理基板の成膜面に対向する前記載置部の対向面が、前記被処理基板に成膜しようとする化合物半導体膜が成膜されない物質とされている。
この発明によれば、量産性が良く、成膜コストを低く抑えることができ、かつ、成膜される化合物半導体膜の膜厚の面内均一性にも優れた化合物半導体膜の成膜方法および成膜装置を提供できる。
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、全図にわたり、共通の部分には共通の参照符号を付す。
(第1の実施形態)
図1は、この発明の実施形態に係る化合物半導体膜の成膜方法を実施することが可能な縦型バッチ式成膜装置の一例を概略的に示す断面図である。
図1は、この発明の実施形態に係る化合物半導体膜の成膜方法を実施することが可能な縦型バッチ式成膜装置の一例を概略的に示す断面図である。
図1に示すように、縦型バッチ式成膜装置(以下成膜装置という)100は、有天井の円筒状の外管101と、外管101の内側に設けられ、有天井の円筒状の内管102とを備えている。外管101および内管102は、例えば、石英製であり、内管102の内側を、被処理基板、本例では複数のサファイヤ基板1を収容し、収容された複数のサファイヤ基板1に対して一括した化合物半導体膜、例えば、III−V族化合物半導体膜の成膜処理を施す処理室103とする。本例においては、III−V族化合物半導体膜、例えば、V族元素として窒素(N)を用いた窒化物半導体膜、例えば、窒化ガリウム膜を成膜する。
内管102の側壁の一方には、処理室103内に処理ガスを導入するガス導入部104が設けられている。ガス導入部104はガス拡散空間105aを備え、ガス拡散空間105aには、処理室103に向けてガスを吐出させるガス吐出孔105bを高さ方向に沿って複数有した拡散板105cが取り付けられている。
また、内管102の内部には、ガス吐出孔105bから吐出される処理ガスとは別の処理ガスを処理室103内に導入するために、ガス導入管106が配置されている。ガス導入管106にも、処理室103に向けてガスを吐出する図示せぬガス吐出孔が高さ方向に沿って複数形成されている。
内管102の側壁の他方には、処理室103内を排気する排気口が形成されている。排気口は、例えば、処理室103のゾーン毎に設けられ、本例においては、上段ゾーン排気口107a、中段ゾーン排気口107b、および下段ゾーン排気口107cの3つが設けられている。排気口107a〜107cはそれぞれ、外管101と内管102とによって区画された空間に連通している。空間は排気空間108として機能し、排気空間108は排気管109を通じて、処理室103内を排気する排気装置110に接続される。排気装置110は、処理室103の内部の雰囲気を排気するほか、処理室103の内部の圧力を、処理に必要とされる圧力に設定したりする。
外管101および内管102は、ベース部材111の開孔部111aに挿入されている。ベース部材111上には、外管101を囲むように加熱装置112が設けられている。加熱装置112は、処理室103内に収容された複数枚のサファイヤ基板1を加熱する。
処理室103の下方は開口113となっている。開口113を介して、基板載置治具であるボート114が処理室103内に出し入れされる。ボート114は、例えば、石英製であり、石英製の複数本の支柱115を有している。支柱115には、図示せぬ溝が形成されており、この溝により、複数枚のサファイヤ基板1が一度に支持される。これにより、ボート114は、被処理基板として複数枚、例えば、50〜150枚のサファイヤ基板1を、縦方向に複数枚載置することができる。複数枚のサファイヤ基板1を載置したボート114が、処理室103の内部に挿入されることで、処理室103の内部には、複数のサファイヤ基板1が収容される。
ボート114は、石英製の保温筒116を介してテーブル117の上に載置される。テーブル117は、例えば、ステンレススチール製の蓋部118を貫通する回転軸119上に支持される。成膜している間、回転軸119は回転してボート114を回転させる。ボート114が回転した状態で、ボート114に載置された複数のサファイヤ基板1には、例えば、窒化ガリウム膜が成膜される。
蓋部118は、開口113を開閉する。蓋部118の貫通部には、例えば、磁性流体シール120が設けられ、回転軸119を気密にシールしつつ回転可能に支持している。また、蓋部118の周辺部と、例えば、内管102の下端部との間には、例えば、Oリングよりなるシール部材121が介設され、処理室103の内部のシール性を保持している。回転軸119は、例えば、ボートエレベータ等の昇降機構(図示せず)に支持されたアーム122の先端に取り付けられている。これにより、ボート114および蓋部118等は、一体的に高さ方向に昇降されて処理室103に対して挿脱される。
成膜装置100は、処理室103の内部に、処理に使用するガスを供給する処理ガス供給機構130を有している。本例の処理ガス供給機構130は、ハイドライド(水素化物)ガス供給源131a、キャリアガス供給源131b、およびクロライド(塩化物)ガス供給源131cを含んでいる。
ハイドライドガス供給源131aは、流量制御器(MFC)132aおよび開閉弁133aを介してガス導入管106に接続されている。本例のハイドライドガス供給源131aは、ガス導入管106を介してハイドライドガスとしてアンモニア(NH3)ガスを、処理室103の内部に供給する。アンモニアガスはV族元素として窒素(N)を含む。
キャリアガス供給源131bは、流量制御器(MFC)132bを介して開閉弁133bの一端、およびバイパス開閉弁133cの一端に接続されている。キャリアガスの一例は不活性ガスであり、不活性ガスの例としては窒素(N2)ガスを挙げることができる。
開閉弁133bの他端は、クロライドガス供給源131cに接続されている。バイパス開閉弁133cの他端は開閉弁133dの一端に接続され、開閉弁133dの他端はガス導入管123a〜123cに接続されている。窒素ガスはクロライドガスをピックアップして運ぶキャリアガスのほか、開閉弁133bを閉じ、バイパス開閉弁133cを開くことで、処理室103内をパージするパージガスとしても利用することができる。
開閉弁133bの他端は、クロライドガス供給源131cに接続されている。バイパス開閉弁133cの他端は開閉弁133dの一端に接続され、開閉弁133dの他端はガス導入管123a〜123cに接続されている。窒素ガスはクロライドガスをピックアップして運ぶキャリアガスのほか、開閉弁133bを閉じ、バイパス開閉弁133cを開くことで、処理室103内をパージするパージガスとしても利用することができる。
クロライドガス供給源131cは、恒温槽134と、恒温槽134を加熱するヒータ135とを含んで構成される。恒温槽134には固体塩化物が収容される。本例では、固体塩化物として固体三塩化ガリウム(GaCl3)が恒温槽134に収容される。恒温槽134は上記開閉弁133bの他端に接続されるとともに、開閉弁133eを介して上記開閉弁133dの他端に接続される。
固体塩化物、例えば、固体三塩化ガリウムを恒温槽134に収容し、ヒータ135を用いて固体三塩化ガリウムを温度85℃程度に加熱すると、固体三塩化ガリウムは溶解され、三塩化ガリウムの蒸気が発生する。三塩化ガリウムの蒸気は、開閉弁133bを開き、恒温槽134にキャリアガスを導入することにより、キャリアガス、本例では窒素ガスとともに、開閉弁133e、および133dを介してガス導入部104に導入される。本例のガス導入部104には、処理室103のゾーン毎にガス導入管123a〜123cが設けられており、開閉弁133dは、これら3つのガス導入管123a〜123cに接続される。三塩化ガリウムの蒸気は、ガス導入部104を介して処理室103の内部に供給される。
このようにガス導入部104からは、成膜しようとする化合物半導体を構成する一の元素を含むガスが、また、ガス導入管106からは、上記成膜しようとしている化合物半導体を構成し、上記一の元素とは異なる別の元素を含むガスが、サファイヤ基板1の成膜面に沿って供給される。本例においては、上記一の元素がIII族元素のガリウム(Ga)であり、上記別の元素がV族元素の窒素(N)である。そして、成膜される化合物半導体膜は、III−V族化合物であり、窒化物半導体の一種でもある窒化ガリウム(GaN)膜である。
成膜装置100には制御部150が接続されている。制御部150は、例えば、マイクロプロセッサ(コンピュータ)からなるプロセスコントローラ151を備えており、成膜装置100の各構成部の制御は、プロセスコントローラ151が行う。プロセスコントローラ151には、ユーザーインターフェース152と、記憶部153とが接続されている。
ユーザーインターフェース152は、オペレータが成膜装置100を管理するためにコマンドの入力操作等を行うためのタッチパネルディスプレイやキーボードなどを含む入力部、および成膜装置100の稼働状況を可視化して表示するディスプレイなどを含む表示部を備えている。
記憶部153は、成膜装置100で実行される各種処理をプロセスコントローラ151の制御にて実現するための制御プログラムや、成膜装置100の各構成部に処理条件に応じた処理を実行させるためのプログラムを含んだ、いわゆるプロセスレシピが格納される。プロセスレシピは、記憶部153の中の記憶媒体に記憶される。記憶媒体は、ハードディスクや半導体メモリであってもよいし、CD-ROM、DVD、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、プロセスレシピは、他の装置から、例えば専用回線を介して適宜伝送させるようにしてもよい。
プロセスレシピは、必要に応じてユーザーインターフェース152からのオペレータの指示等にて記憶部153から読み出され、読み出されたプロセスレシピに従った処理をプロセスコントローラ151が実行することで、成膜装置100は、プロセスコントローラ151の制御のもと、要求された処理を実行する。
さらに、本例の制御部150は、図示せぬ載置収容装置も制御する。載置収容装置は、基板載置治具(ボート114)にサファイヤ基板1を載置し、基板載置治具(ボート114)に載置されたサファイヤ基板1を処理室103に収容する。第1の実施形態に係る化合物半導体膜の成膜方法においては、制御部150により載置収容装置を制御し、以下に説明するようにサファイヤ基板1を基板載置治具(ボート114)に載置する。
図2Aは基板載置治具への被処理基板および成膜調整用基板の一載置状態を示す断面図、図2Bはその平面図、図3はこの発明の第1の実施形態に係る化合物半導体膜の成膜方法の一例を示す流れ図である。なお、図2Aに示す断面は図2B中の2A−2A線に沿ったものである。
図2Aおよび図2Bに示すように、第1の実施形態においては、ボート114に、サファイヤ基板1と、成膜調整用基板2とを交互に載置する。これにより、サファイヤ基板1は、その成膜面が成膜調整用基板2の裏面に対向した状態で、ボート114に載置されるようになる。成膜調整用基板2の材質には、サファイヤ基板1に成膜しようとする化合物半導体膜、例えば、III−V族化合物半導体膜が成膜されないものが選ばれる。III−V族化合物半導体膜が窒化ガリウム膜であった場合には、成膜調整用基板2の材質としては、例えば、石英が選ばれる。本例では成膜するIII−V族化合物半導体膜が窒化ガリウム膜である。このため、成膜調整用基板2の材質として石英を選んだ。
このように被処理基板(サファイヤ基板1)と、成膜調整用基板(石英基板)2とを交互に基板載置治具(ボート114)に交互に載置し、複数枚の被処理基板(サファイヤ基板1)を、基板載置治具(ボート114)に載置して処理室103内に収容する(図3、ステップ1)。
次いで、処理室103内において、被処理基板(サファイヤ基板1)の成膜面を、成膜調整用基板の裏面と対向させた状態で、複数枚の被処理基板(サファイヤ基板1)上に、化合物半導体膜を成膜する(図3、ステップ2)。本例では、窒化ガリウム膜を成膜する。
このようにして窒化ガリウム膜をサファイヤ基板1上に成膜することで、窒化ガリウム膜の、特に膜厚の面内均一性を、成膜調整用基板2を用いない場合に比較して向上させることができる。
図4Aおよび図4Bはそれぞれ、参考例に係る基板載置治具への被処理基板の載置状態を示す断面図、図5は被処理基板のY軸位置と堆積レートとの関係を示す図である。
図5に示すように、サファイヤ基板1をボート114に隙間なく載置した参考例1(図4A)においては、サファイヤ基板1の周縁部分には窒化ガリウム膜が成膜されるが、中央部分においてはほとんど成膜されない(図中□)。
この原因は、窒化ガリウム膜の成膜中、サファイヤ基板1の成膜面に、上部に載置されたサファイヤ基板1の裏面が対向しているため、と考えることができる。つまり、窒化ガリウム膜は、サファイヤ基板1の成膜面だけでなく、上部に載置されたサファイヤ基板1の裏面にも成膜される。このため、窒化ガリウム膜の原料ガスが、上部に載置されたサファイヤ基板1の裏面でも消費され、実際に成膜しようとするサファイヤ基板1の成膜面の中央部分には十分にいきわたらなくなってしまう。
この仮定を考慮し、サファイヤ基板1をボート114にブランクを空けつつ載置した例が、図4Bに示す参考例2である。
参考例2においては、サファイヤ基板1をボート114に、例えば3つのブランクを空けつつ載置するので、サファイヤ基板1の成膜面と、上部に載置されたサファイヤ基板1の裏面との間に、参考例1に比較してより多くの窒化ガリウム膜の原料ガスを供給することができる。この結果、参考例2においては、サファイヤ基板1の周縁部分および中央部分の双方に窒化ガリウム膜を成膜することができる(図中△)。
しかしながら、図5に示すように、周縁部分の堆積レートが中央部分の堆積レートに比較して著しく速くなる。このため、成膜される窒化ガリウム膜は、周縁部分で膜厚が厚く、中央部分では膜厚が薄くなり、膜厚の面内均一性が良好でないものとなってしまう。
これらの参考例1、2に対して、成膜面を成膜調整用基板2の裏面と対向させた状態で、成膜する第1の実施形態においては、堆積レートがサファイヤ基板1の面内の全域において、約0.3μm/時となる。したがって、第1の実施形態によれば、図5に示すように、参考例1、2に比較して、膜厚の面内均一性が良い窒化ガリウム膜を、サファイヤ基板1上に成膜できる、という利点を得ることができる(図中○)。
これは、第1の実施形態においては、成膜調整用基板2が石英製であり、石英には窒化ガリウム膜が成膜されない、ことに由来している。つまり、サファイヤ基板1の成膜面には、窒化ガリウム膜が成膜されない石英が対向している。このため、成膜面の上方において、窒化ガリウム膜の原料ガスが消費されることがなく、窒化ガリウム膜の原料ガスを、サファイヤ基板1の中央部分にも十分にいきわたらせることができるからである。
また、参考例2においては、サファイヤ基板1の−40mm付近で堆積レートが著しく遅くなっている。これは、石英製の支柱115の影響を受けたもの、と推測される。このように、石英製の支柱115の有無に起因した堆積レートの影響は、堆積レートが速い、例えば、0、4μm/時を超えると顕著に表れることも判明した。つまり、石英製の支柱115の有無に起因した膜厚の均一性の悪化については、堆積レートを、例えば、0、4μm/時以下に抑えることで解消することができる。第1の実施形態においては、堆積レートが約0.3μm/時である。このため、成膜される窒化ガリウム膜の膜厚の面内均一性は、支柱115の影響を受けて悪化することもない。
このように、第1の実施形態によれば、複数枚のサファイヤ基板1上に化合物半導体膜、例えば、窒化ガリウム膜を成膜するので、量産性が良く、成膜コストを低く抑えることができる。
さらに、成膜している間、サファイヤ基板1の成膜面には、成膜しようとしている化合物半導体膜が成膜されない成膜調整用基板2が対向しているので、成膜面以外のところで、化合物半導体膜の原料ガスが消費されることもなく、膜厚の面内均一性にも優れた化合物半導体膜が得られる、という利点を得ることができる。
<変形例>
図6は、第1の実施形態の変形例に係る基板載置治具への被処理基板および成膜調整用基板の載置状態を示す断面図である。
図6は、第1の実施形態の変形例に係る基板載置治具への被処理基板および成膜調整用基板の載置状態を示す断面図である。
図6に示すように、成膜調整用基板2の大きさ、例えば、直径D2は、サファイヤ基板1の直径D1よりも大きいことが好ましい。このように成膜調整用基板2の大きさをサファイヤ基板1よりも大きくすることで、成膜調整用基板2の上方に載置されたサファイヤ基板1の裏面を覆い隠すことができる。
よって、化合物半導体膜、例えば、III−V族化合物半導体膜の原料ガスが、サファイヤ基板1の成膜面の上方において無用に消費されることを、よりよく抑制することができ、III−V族化合物半導体膜の膜厚、例えば、窒化ガリウム膜の膜厚の面内均一性のさらなる向上に有利、という利点を得ることができる。
(第2の実施形態)
第1の実施形態においては、ボート114に、サファイヤ基板1と成膜調整用基板2とを交互に載置した。
第1の実施形態においては、ボート114に、サファイヤ基板1と成膜調整用基板2とを交互に載置した。
このような載置状態においては、支柱115に形成された支持溝の一つを成膜調整用基板2が使用することになる。このため、支持溝の半数にしか、サファイヤ基板1を載置できなくなり、一度に成膜処理可能なサファイヤ基板1の数が減少してしまう。
第2の実施形態は、一度に成膜処理可能なサファイヤ基板1の数を、さらに増やすことを可能とする例である。
図7はこの発明の第2の実施形態に係る化合物半導体膜の成膜方法における基板載置治具への被処理基板および成膜調整用基板の一載置状態を示す断面図、図8はこの発明の第2の実施形態に係る化合物半導体膜の成膜方法の一例を示す流れ図である。
図7に示すように、第2の実施形態に係る化合物半導体膜の成膜方法においては、サファイヤ基板1を、成膜調整用基板2上に直接に載置する。そして、サファイヤ基板1が載置された成膜調整用基板2を、ボート114に載置するようにしている。本例においては、サファイヤ基板1が載置された成膜調整用基板2は、支持溝115aの一つ一つに載置される。
このように、サファイヤ基板1を成膜調整用基板2上に直接に載置することで、例えば、支持溝115aの一つ一つにサファイヤ基板1を載置することが可能となる。
したがって、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様な利点が得られるとともに、一度に成膜処理可能なサファイヤ基板1の数を、さらに増やすことが可能となる、という利点を得ることができる。
処理の流れとしては、図8のステップ1aに示すように、複数枚の被処理基板(サファイヤ基板1)を、基板載置治具(ボート114)に載置して処理室103内に収容する際、被処理基板(サファイヤ基板1)を成膜調整用基板2に載置し、基板載置治具(ボート114)に被処理基板(サファイヤ基板1)が載置された成膜調整用基板2を順次載置する。
次いで、図8のステップ2に示すように、第1の実施形態と同様に、被処理基板(サファイヤ基板1)の成膜面を、成膜調整用基板2の裏面に対向させた状態で、複数枚の被処理基板(サファイヤ基板1)上に、化合物半導体膜、例えば、窒化ガリウム膜を成膜すればよい。
なお、第2の実施形態においては、図6に示したように、例えば、直径D2が、サファイヤ基板1の直径D1よりも大きい成膜調整用基板2が用いられることが、特に好ましい。サファイヤ基板1の裏面を、成膜調整用基板2で十分に覆い隠した状態で、ボート114に載置できるためである。
<変形例>
図9は、第2の実施形態の変形例に係る基板載置治具への被処理基板および成膜調整用基板の載置状態を示す断面図である。
図9は、第2の実施形態の変形例に係る基板載置治具への被処理基板および成膜調整用基板の載置状態を示す断面図である。
図9に示すように、サファイヤ基板1を成膜調整用基板2上に直接に載置する場合、成膜調整用基板2に、サファイヤ基板1を収容する凹部3を備えるようにすることも可能である。
このように、成膜調整用基板2に、サファイヤ基板1を収容する凹部3を備えることで、サファイヤ基板1の側面部分を凹部3の側面で隠すことができ、サファイヤ基板1の側面部分において、例えば、窒化ガリウム膜の原料ガスが無用に消費されてしまうことを抑制することができる。サファイヤ基板1の側面部分における原料ガスの消費を抑えることで、化合物半導体膜の膜厚、例えば、窒化ガリウム膜の膜厚の面内均一性のさらなる向上に有利、という利点を得ることができる。
(第3の実施形態)
図10は、この発明の第3の実施形態に係る化合物半導体膜の成膜方法における基板載置治具への被処理基板の一載置状態を示す断面図である。
図10は、この発明の第3の実施形態に係る化合物半導体膜の成膜方法における基板載置治具への被処理基板の一載置状態を示す断面図である。
図10に示すように、第3の実施形態は、第1、第2の実施形態とボート114の構造が異なっている。第3の実施形態におけるボート114aは、複数枚のサファイヤ基板1を載置する複数の載置部4を備えている。そして、これら複数の載置部4にサファイヤ基板1が載置された際、サファイヤ基板1の成膜面に対向する載置部4の対向面が、サファイヤ基板1に成膜しようとする化合物半導体膜、例えば、窒化ガリウム膜が成膜されない物質とされている。
このような載置部4を備えたボート114aを用いても、成膜している間、サファイヤ基板1の成膜面は、成膜しようとする化合物半導体膜が成膜されない物質と対向しているので、第1、第2の実施形態と同様の利点を得ることができる。
成膜しようとする化合物半導体膜が成膜されない物質の例としては、例えば、窒化ガリウム膜を成膜する場合、石英である。例えば、載置部4を、石英を用いて形成するようにすれば良い。
<変形例>
図11は、第3の実施形態の変形例に係る被処理基板の載置状態を示す断面図である。
図11は、第3の実施形態の変形例に係る被処理基板の載置状態を示す断面図である。
図11に示すように、載置部4には、図9を参照して説明した凹部3と同様の凹部3aを設けることも可能である。
載置部4にサファイヤ基板1を収容する凹部3aを設けた場合には、サファイヤ基板1の側面部分において原料ガスの消費を抑えることができ、化合物半導体膜の膜厚、例えば、窒化ガリウム膜の膜厚の面内均一性のさらなる向上に有利、という利点を得ることができる。
(第4の実施形態)
第4の実施形態は、この発明の実施形態に係る化合物半導体膜の成膜方法の実施に、より好適に用いることが可能な縦型バッチ式成膜装置に関する。
第4の実施形態は、この発明の実施形態に係る化合物半導体膜の成膜方法の実施に、より好適に用いることが可能な縦型バッチ式成膜装置に関する。
図12はこの発明の第4の実施形態に係るバッチ式成膜装置の一例を概略的に示す縦断面図、図13はこの発明の第4の実施形態に係るバッチ式成膜装置の一例を概略的に示す水平断面図である。図13に示す水平断面は、図12中の13−13線に沿った断面である。
図12示す縦型バッチ式成膜装置(以下成膜装置という)200が、図1に示した成膜装置100と異なるところは、成膜しようとする化合物半導体膜の一の元素を含むクロライドガスを供給するガス供給系を、ゾーン毎に独立して設けたことである。本例では、内管102の下部から順に、ボトムゾーンB、ボトムセンターゾーンBC、トップセンターゾーンTC、トップゾーンTの4つのゾーンが設定されている。例えば、ボート114が100枚のサファイヤ基板1を載置することが可能であるとすれば、上記4つのゾーンは、それぞれ約25枚ずつのサファイヤ基板1に対応する。そして、4つのゾーンに対して、ガス供給系201a〜201dがそれぞれ設けられる。ガス供給系201a〜201dはそれぞれ、図1に示した成膜装置100と同様の流量制御器(MFC)132b、開閉弁133b、バイパス開閉弁133c、および開閉弁133dを備えている。さらに、ガス供給系201a〜201dは、クロライドガス発生部202を備えている。クロライドガスは、成膜しようとする化合物半導体膜の一の元素を含み、本例ではガリウムを含む三塩化ガリウムガスである。
図14は、クロライドガス発生部202の構成を示すブロック図である。
図14に示すように、クロライドガス発生部202はそれぞれ、図1に示した成膜装置100と同様のクロライド供給源131c、および開閉弁133eを備えている。本例の成膜装置200は、クロライドガス発生部202を4つ備えているので、クロライド供給源131c、および開閉弁133eはそれぞれ4つ備えられることになる。
4つのクロライドガス発生部202はそれぞれ、例えば、100枚のサファイヤ基板1のうちの、約25枚ずつを担当する。クロライドガスは、4つのクロライドガス発生部202から、ボトムゾーンB、ボトムセンターゾーンBC、トップセンターゾーンTC、トップゾーンTに対してそれぞれ供給される。本例では、約25枚のサファイヤ基板1に対して三塩化ガリウムガスが水平方向に沿ってサイドフロー方式にて、ボトムゾーンB、ボトムセンターゾーンBC、トップセンターゾーンTC、トップゾーンTに対して供給される。
成膜装置200におけるハイドライドガスの供給方式については、図1に示した成膜装置100と同様である。ハイドライドガスは、成膜しようとする化合物半導体膜の上記一の元素とは異なる別の元素を含み、本例では窒素を含むアンモニアガスである。
成膜装置200は、図13の水平断面図に示されるように、2本のガス導入管106a、および106bを備えている。ハイドライドガスは、内管102の下部から垂直に起立するガス導入管106a、106bから、ガス導入管106a、106bそれぞれに設けられた複数のガス吐出孔106cを介して4つの各ゾーン共通に供給される。本例では100枚のサファイヤ基板1に対してアンモニアガスがガス吐出孔106cから水平方向に吐出され、サファイヤ基板1のほぼ中心に向けて供給される。
また、処理室103の内部には、図13の水平断面図に示されているように、ガス導入管106a、および106bのほか、内管102の下部から垂直に起立する温度制御器203が設けられている。温度制御器203は処理室103内の温度をモニタし、結果はプロセスコントローラ151にフィードバックされる。プロセスコントローラ151は、フィードバックされた結果に基づき、例えば、処理室103内の温度が設定された温度で維持されるように加熱装置112を制御する。
また、ガス導入管123a〜123d(図13中123a)については、その外側にガイド管204a〜204d(図13中204a)を設け、水平方向に設けられたガイド管204a〜204dにより支持するようにしてもよい。
また、ガイド管204a〜204dと加熱装置112との間には、例えば、断熱材205を設けるようにしてもよい。このように、ガイド管204a〜204dと加熱装置112との間を断熱すると、ガス導入管123a〜123d内を流れる、例えば、三塩化ガリウムガスが、加熱装置112からの熱の影響を受け難くすることができる。このため、例えば、三塩化ガリウムガスの活性度を、設計通りの活性度で処理室103内に供給したい場合に有利となる。
このような第4の実施形態に係る成膜装置200であると、例えば、三塩化ガリウムガスのように、熱分解温度が低く、かつ、処理室103内において比較的消費量が大きな性質を持つガスについては、ガス発生部、例えば、クロライドガス発生部202から、処理室103までの助走距離を、例えば、ガス導入管123a〜123dを、水平方向に配置することによって短くする。助走距離を短くすることで、例えば、ガス導入管123a〜123dの内部、ガス導入部104の内部、および処理室103内部においての活性度の低下を抑制できる。これにより、例えば、三塩化ガリウムガスを高い活性度を維持したままで処理室103内に供給でき、三塩化ガリウムガスをより効率的に化合物半導体膜の成膜に寄与させることが可能となる。
さらに、ガス供給系を、処理室103内に収容されるサファイヤ基板1の全てで共通とするのではなく、ガス供給系201a〜201dのように、ゾーン毎に分割する。これにより、特に、縦に長いガス導入部104の内部、および縦に長い処理室103の内部における三塩化ガリウムガスの活性度の低下を、さらによく抑制することが可能になる。
さらに、ガス導入管123a〜123dについては縦方向に配設するのではなく、水平方向に配設するように工夫する。これにより、処理室103の、例えば、横に配置されるクロライドガス供給源131cから処理室103まで、クロライドガスを最短距離で供給できること、並びに水平方向と交差する縦方向に配置される加熱装置112との対向部分が少なくなり、ガス導入管123a〜123d内を流れるガス、例えば、三塩化ガリウムガスが加熱装置112の影響を受け難くできること、という利点についても得ることができる。
また、例えば、アンモニアガスのように、高い活性化エネルギーが必要なガスについては、反対に助走距離を長くする。本例では、アンモニアガスを、縦に長い処理室103内に、内管102の下部から垂直に起立するガス導入管106a、106b中を助走させる。助走距離を長くすることで、アンモニアガスには熱エネルギーがさらに加えられるようになり、活性度をさらに向上させることができる、という利点を得ることができる。これにより、例えば、アンモニアガスをより高い活性度で処理室103内に供給でき、アンモニアガスをより効率的に化合物半導体膜の成膜に寄与させることも可能となる。
このように第4の実施形態に係る成膜装置によれば、化合物半導体を構成する一の元素を含むガス、および上記化合物半導体を構成し、上記一の元素とは異なる別の元素を含むガスに対してそれぞれ適切な助走距離を与える。この構成を備えることで、上記一の元素を含むガス、および上記別の元素を含むガスを、それぞれより高い活性度をもったまま、処理室103内に供給することができる。よって、化合物半導体膜のより効率的な成膜が可能となる、という利点を得ることができる。
また、成膜装置200を用いた化合物半導体膜、例えば、窒化ガリウム膜の成膜条件の一例を示しておく。
成 膜 温 度: 1000℃
成 膜 圧 力: 133Pa(1Torr)
N2ガス流 量: 50sccm (GaCl3ガスピックアップ用)
NH3ガス流量: 2slm
成膜時間については示していないが、これは成膜時間が窒化ガリウム膜の膜厚に応じて変わるためである。成膜時間については、膜厚に応じて適宜調整されればよい。
成 膜 圧 力: 133Pa(1Torr)
N2ガス流 量: 50sccm (GaCl3ガスピックアップ用)
NH3ガス流量: 2slm
成膜時間については示していないが、これは成膜時間が窒化ガリウム膜の膜厚に応じて変わるためである。成膜時間については、膜厚に応じて適宜調整されればよい。
また、窒化ガリウム膜の成膜にあたり、GaCl3ガスおよびNH3ガスは同時に処理室103内に供給するようにしてもよいし、GaCl3ガスとNH3ガスとを交互に処理室103内に供給するようにしてもよい。
なお、本例においては、2本のガス導入管106a、106bを備えている例を示したが、ガス導入管については、必要なガス流量と、ガス供給の均一性とを考慮し、少なくとも1本以上のガス導入管がサファイヤ基板1の近傍に設置されればよい。
以上、この発明を第1〜第4の実施形態に従って説明したが、この発明は、上記第1〜第4の実施形態に限定されることは無く、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
例えば、上記第1、第2の実施形態においては、成膜調整用基板2を石英製としたが、成膜調整用基板2の全体を石英製とするほかに、成膜調整用基板2の表面を石英で被覆する、あるいは成膜調整用基板2の、サファイヤ基板1の成膜面と対向する対向面を石英で被覆することも可能である。
また、成膜調整用基板2の表面を石英に代えて金属酸化物で被覆する、あるいは成膜調整用基板2の、サファイヤ基板1の成膜面と対向する対向面を石英に代えて酸化物、例えば、金属酸化物で被覆することも可能である。この場合の酸化物や金属酸化物であるが、成膜しようとしている化合物半導体膜が成膜されない酸化物や金属酸化物が選ばれればよい。
さらに、成膜調整用基板の他、第3の実施形態において説明した載置部4においては、その表面を石英、又は上記成膜しようとしている化合物半導体が成膜されない酸化物や金属酸化物で被覆する、あるいは載置部4の、サファイヤ基板1の成膜面と対向する対向面を石英、又は上記酸化物や金属酸化物で被覆してもよい。
また、上記実施形態においては、化合物半導体膜を成膜する基板としてサファイヤ基板を用いたが、基板はサファイヤに限らず、SiC基板や、Si基板なども用いることができる。
また、上記実施形態においては、縦型バッチ式成膜装置を用いて窒化ガリウム膜を成膜する例を示したが、もちろん枚葉式成膜装置を用いることも可能であるし、縦型以外のバッチ式成膜装置を用いることも可能である。
また、上記実施形態においては、化合物半導体膜、例えば、窒化ガリウム膜の成膜方法として、固体三塩化ガリウムを気化させ、三塩化ガリウムガスをピックアップして処理室103にキャリアガスとともに運ぶ例を示した。このような成膜方法は、クロライド輸送LPCVD法(Chloride transport LP−CVD)とも呼ばれている方法である。しかしながら、化合物半導体膜の成膜方法は、上記実施形態に限られるものではなく、HVPE法や、MOCVD法を用いることも可能である。
また、上記実施形態においては、化合物半導体膜を成膜するために、化合物半導体を構成する一の元素を含むクロライドガスを処理室103に供給するようにしたが、成膜しようとする化合物半導体膜に応じて、クロライドガスに代えてハライドガスとしてもよい。
そして、上記実施形態においては、化合物半導体膜として窒化物半導体膜、例えば、窒化ガリウム膜を例示したが窒化ガリウム膜以外の窒化物半導体膜やIII−V族化合物半導体膜を成膜する際にも、また、II−IV族化合物半導体膜を成膜する際にもこの発明は適用できる。これらの場合には、例えば、成膜調整用基板2や載置部4の材質又は被膜として、成膜しようとするIII−V族化合物半導体膜やII−IV族化合物半導体膜が成膜されない、または、ほとんど成膜されない材質、例えば、石英、酸化物や金属酸化物などを選ぶことで、上記第1〜第3の実施形態において得られた利点と同様のを得ることができる。
さらに、上記実施形態において、処理室103を構成する構成部品、例えば、外管101、内管102や、処理室103内に収容される部品、例えば、ガス導入部104、ガス導入管106、ボート114やボートの支柱115の材質又は被膜もまた、成膜しようとするIII−V族化合物半導体膜やII−IV族化合物半導体膜が成膜されない、または、ほとんど成膜されない材質、例えば、石英、酸化物や金属酸化物などを選ぶと、上記第1〜第3の実施形態において得られた利点を、なお一層よりよく得ることができる。
その他、この発明はその要旨を逸脱しない範囲で様々に変形することができる。
その他、この発明はその要旨を逸脱しない範囲で様々に変形することができる。
1…サファイヤ基板、2…成膜調整用基板、3、3a…凹部、4…載置部
Claims (22)
- 被処理基板上に、化合物半導体膜を成膜する化合物半導体膜の成膜方法であって、
(1) 化合物半導体膜が成膜される複数枚の被処理基板を、基板載置治具に載置して処理室内に収容する工程と、
(2) 前記処理室内に収容された前記複数枚の被処理基板を加熱するとともに、前記複数枚の被処理基板が収容された前記処理室内に、化合物半導体を構成する一の元素を含むガス、および前記化合物半導体を構成し、前記一の元素とは異なる別の元素を含むガスを供給し、前記複数枚の被処理基板上に化合物半導体膜を成膜する工程とを具備し、
前記(1)工程において、前記基板載置治具に、前記被処理基板と、前記被処理基板に成膜しようとする化合物半導体膜が成膜されない成膜調整用基板とを交互に載置して、前記被処理基板および前記成膜調整用基板を前記処理室内に収容し、
前記(2)工程において、前記被処理基板の成膜面を、前記成膜調整用基板と対向させた状態で、前記被処理基板上に前記化合物半導体膜を成膜することを特徴とする化合物半導体膜の成膜方法。 - 被処理基板上に、化合物半導体膜を成膜する化合物半導体膜の成膜方法であって、
(1) 化合物半導体膜が成膜される複数枚の被処理基板を、基板載置治具に載置して処理室内に収容する工程と、
(2) 前記処理室内に収容された前記複数枚の被処理基板を加熱するとともに、前記複数枚の被処理基板が収容された前記処理室内に、化合物半導体を構成する一の元素を含むガス、および前記化合物半導体を構成し、前記一の元素とは異なる別の元素を含むガスを供給し、前記複数枚の被処理基板上に化合物半導体膜を成膜する工程とを具備し、
前記(1)工程において、前記被処理基板を、前記被処理基板に成膜しようとする化合物半導体膜が成膜されない成膜調整用基板上に載置し、前記被処理基板が載置された前記成膜調整用基板を、前載置記基板載置治具に載置して、前記被処理基板および前記成膜調整用基板を前記処理室内に収容し、
前記(2)工程において、前記被処理基板の成膜面を、前記成膜調整用基板と対向させた状態で、前記被処理基板上に前記化合物半導体膜を成膜することを特徴とする化合物半導体膜の成膜方法。 - 前記成膜調整用基板が、前記被処理基板を収容する凹部を備えていることを特徴とする請求項2に記載の化合物半導体膜の成膜方法。
- 前記基板載置治具は、前記被処理基板、および前記成膜調整用基板を、縦方向に複数に載置可能であることを特徴とする請求項1から請求項3いずれか一項に記載の化合物半導体膜の成膜方法。
- 前記成膜調整用基板の大きさは、前記被処理基板よりも大きく、
前記成膜調整用基板は、上方に載置された前記被処理基板の裏面を覆い隠すように、前記基板載置治具に載置されることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の化合物半導体膜の成膜方法。 - 前記(2)工程において、前記基板載置治具に載置された前記被処理基板および前記成膜調整用基板を、前記基板載置治具ごと回転させることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の化合物半導体膜の成膜方法。
- 前記(2)工程において、前記一の元素を含むガス、および前記別の元素を含むガスは、前記被処理基板の成膜面に沿って供給されることを特徴とする請求項6に記載の化合物半導体膜の成膜方法。
- 前記化合物半導体膜が、V族元素として窒素を用いた窒化物半導体膜であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の化合物半導体膜の成膜方法。
- 前記窒化物半導体膜が窒化ガリウム膜であるとき、
前記成膜調整用基板が石英製、もしくは前記成膜調整用基板の、少なくとも前記被処理基板の成膜面に対向する対向面が石英で覆われていることを特徴とする請求項8に記載の化合物半導体膜の成膜方法。 - 被処理基板上に、化合物半導体膜を成膜する化合物半導体膜の成膜装置であって、
化合物半導体膜が成膜される複数枚の被処理基板を、基板載置治具に載置して収容する処理室と、
前記複数枚の被処理基板を収容した前記処理室内に、化合物半導体を構成する一の元素を含むガス、および前記化合物半導体を構成し、前記一の元素とは異なる別の元素を含むガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内に収容された前記複数枚の被処理基板を加熱する加熱装置と、
前記基板載置治具に前記被処理基板を載置し、前記基板載置治具に載置された前記被処理基板を前記処理室に収容する載置収容装置と、
前記ガス供給部、前記加熱装置、および前記載置収容装置を制御する制御部と、
を具備し、
前記制御部は、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の化合物半導体膜の成膜方法が実施されるように、前記ガス供給部、前記加熱装置、および前記載置収容装置を制御することを特徴とする成膜装置。 - 前記化合物半導体膜が、V族元素として窒素を用いた窒化物半導体膜であることを特徴とする請求項10に記載の成膜装置。
- 前記窒化物半導体膜が窒化ガリウム膜であるとき、
前記成膜調整用基板が石英製、もしくは前記成膜調整用基板の、少なくとも前記被処理基板の成膜面に対向する対向面が石英で覆われていることを特徴とする請求項11に記載の成膜装置。 - 被処理基板上に、化合物半導体膜を成膜する化合物半導体膜の成膜方法であって、
(1) 化合物半導体膜が成膜される複数枚の被処理基板を載置する複数の載置部を備え、これら複数の載置部に前記被処理基板が載置された際、前記被処理基板の成膜面に対向する前記載置部の対向面が、前記被処理基板に成膜しようとする化合物半導体膜が成膜されない物質とされている基板載置治具に載置して成膜装置の処理室内に搬入する工程と、
(2) 前記複数枚の被処理基板が搬入された前記処理室内に、化合物半導体を構成する一の元素を含むガス、および前記化合物半導体を構成し、前記一の元素とは異なる別の元素を含むガスを供給し、化合物半導体膜を前記複数枚の被処理基板上に成膜する工程と
を具備することを特徴とする化合物半導体膜の成膜方法。 - 前記載置部が、前記被処理基板を収容する凹部を備えていることを特徴とする請求項13に記載の化合物半導体膜の成膜方法。
- 前記(2)工程において、前記基板載置治具の前記載置部に載置された前記被処理基板を、前記基板載置治具ごと回転させることを特徴とする請求項13または請求項14に記載の化合物半導体膜の成膜方法。
- 前記(2)工程において、前記一の元素を含むガス、および前記別の元素を含むガスは、前記被処理基板の成膜面に沿って供給されることを特徴とする請求項15に記載の化合物半導体膜の成膜方法。
- 前記化合物半導体膜が、V族元素として窒素を用いた窒化物半導体膜であることを特徴とする請求項13から請求項16のいずれか一項に記載の化合物半導体膜の成膜方法。
- 前記窒化物半導体膜が窒化ガリウム膜であるとき、
前記載置部の対向面が石英であることを特徴とする請求項17に記載の化合物半導体膜の成膜方法。 - 被処理基板上に、化合物半導体膜を成膜する化合物半導体膜の成膜装置であって、
化合物半導体膜が成膜される複数枚の被処理基板を、基板載置治具に載置して収容する処理室と、
前記複数枚の被処理基板を収容した前記処理室内に、化合物半導体を構成する一の元素を含むガス、および前記化合物半導体を構成し、前記一の元素とは異なる別の元素を含むガスを供給するガス供給部と、
前記処理室内に収容された前記複数枚の被処理基板を加熱する加熱装置と
を具備し、
前記基板載置治具が、前記被処理基板を載置する載置部を複数備え、前記載置部に前記被処理基板が載置された際、前記被処理基板の成膜面に対向する前記載置部の対向面が、前記被処理基板に成膜しようとする化合物半導体膜が成膜されない物質とされていることを特徴とする成膜装置。 - 前記載置部が、前記被処理基板を収容する凹部を備えていることを特徴とする請求項19に記載の成膜装置。
- 前記化合物半導体膜が、V族元素として窒素を用いた窒化物半導体膜であることを特徴とする請求項19または請求項20に記載の成膜装置。
- 前記窒化物半導体膜が窒化ガリウム膜であるとき、
前記載置部の対向面が石英であることを特徴とする請求項21に記載の成膜装置。
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