JP2017168589A

JP2017168589A - 半導体製造装置および半導体装置の製造方法

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Publication number: JP2017168589A
Application number: JP2016051596A
Authority: JP
Inventors: 酒井　隆行; Takayuki Sakai; 隆行酒井; 直治杉山; Naoji Sugiyama; 須黒　恭一; Kyoichi Suguro; 恭一須黒
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2016-03-15
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2017-09-21
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Abstract

【課題】プラズマにより形成される窒化物膜の膜質の劣化を抑制可能な半導体製造装置および半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】一の実施形態によれば、半導体製造装置は、基板を収容する容器を備える。さらに、前記装置は、前記容器内にガスを供給するガス供給部を備える。さらに、前記装置は、前記ガスからプラズマを生成して、前記プラズマにより前記基板に窒化物膜を形成するプラズマ生成部を備える。さらに、前記装置は、前記容器の内壁面または前記容器内の部材の表面に設けられた窒素含有膜を備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、半導体製造装置および半導体装置の製造方法に関する。

ＧａＮ（窒化ガリウム）膜などの窒化物半導体膜をエピタキシャル成長により形成する場合には、原料ガスとしてアンモニアガスを使用することが多い。一方、アンモニアガスの代わりに、窒素ガスと水素ガスを原料ガスとして使用することが検討されている。この場合、窒素ガスと水素ガスからプラズマを生成し、プラズマにより窒化物半導体膜を形成することから、反応容器の内壁や反応容器内の部材がプラズマにより浸食される可能性がある。その結果、浸食により生じた物質が汚染物質として窒化物半導体膜に取り込まれ、窒化物半導体膜の膜質を劣化させる可能性がある。例えば、金属が浸食されると、窒化物半導体膜の金属汚染が生じる可能性がある。また、石英やセラミックスが浸食されると、浸食により生じた酸素が窒化物半導体膜内の金属元素と結合する可能性がある。

特開２０１０−２４５１６３号公報

プラズマにより形成される窒化物膜の膜質の劣化を抑制可能な半導体製造装置および半導体装置の製造方法を提供する。

一の実施形態によれば、半導体製造装置は、基板を収容する容器を備える。さらに、前記装置は、前記容器内にガスを供給するガス供給部を備える。さらに、前記装置は、前記ガスからプラズマを生成して、前記プラズマにより前記基板に窒化物膜を形成するプラズマ生成部を備える。さらに、前記装置は、前記容器の内壁面または前記容器内の部材の表面に設けられた窒素含有膜を備える。

第１実施形態の半導体製造装置の構造を示す断面図である。第１実施形態の半導体製造装置の構造を示す拡大断面図である。第１実施形態の半導体製造装置の構造を示す拡大断面図である。第１実施形態の変形例の半導体製造装置の構造を示す断面図である。第２実施形態の半導体製造装置の構造を示す断面図である。第２実施形態の半導体製造装置の構造を示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の半導体製造装置の構造を示す断面図である。

図１の半導体製造装置は、ウェハ１を収容する反応容器を備えている。ウェハ１は、基板の例であり、反応容器は、基板を収容する容器の例である。本実施形態の反応容器は、反応容器本体１１と、ライナー１２と、平板電極１３と、絶縁体壁１４により構成されている。これらの構成要素１１〜１４は、反応容器の内壁面を構成している。

図１の半導体製造装置はさらに、反応容器の内部に、プラズマ遮蔽板２１と、シャワープレート２２と、サセプタ２３とを備えている。これらの構成要素２１〜２３は、容器内の部材の例である。

図１の半導体製造装置はさらに、反応容器の外部に、第１ガス供給部３１と、高周波電源３２と、マッチングボックス３３と、第２ガス供給部３４とを備えている。第１および第２ガス供給部３１、３４は、ガス供給部の例である。高周波電源３２、マッチングボックス３３、および平板電極１３は、プラズマ生成部の例である。

ウェハ１は、半導体基板１ａと、半導体基板１ａに形成された窒化物半導体膜１ｂとを含んでいる。半導体基板１ａの例は、シリコン基板である。窒化物半導体膜１ｂの例は、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜、ＧａＮ（窒化ガリウム）膜、ＡｌＧａＮ（窒化アルミニウムガリウム）膜などである。本実施形態の半導体製造装置は、プラズマを用いたエピタキシャル成長により半導体基板１ａ上に窒化物半導体膜１ｂを形成する。窒化物半導体膜１ｂは、半導体基板１ａ上に直接形成されてもよいし、半導体基板１ａ上に他の膜を介して形成されてもよい。窒化物半導体膜１ｂは、窒化物膜の例である。

図１は、ウェハ１の表面に平行で互いに垂直なＸ方向およびＹ方向と、ウェハ１の表面に垂直なＺ方向とを示している。本明細書では、＋Ｚ方向を上方向として取り扱い、−Ｚ方向を下方向として取り扱う。本実施形態の−Ｚ方向は、重力方向と一致していてもよいし、重力方向と一致していなくてもよい。

図２および図３は、第１実施形態の半導体製造装置の構造を示す拡大断面図である。

本実施形態の半導体製造装置は、図１に示す構成要素１１〜３４に加え、半導体製造装置をプラズマによる浸食から保護する保護膜４１〜４５を備えている。保護膜４１〜４５は、反応容器の外壁面や、反応容器内の部材の表面に設けられている。本実施形態の保護膜４１〜４５は、窒素を含有する窒素含有膜であり、例えば、ＡｌＮ膜、ＧａＮ膜、ＡｌＧａＮ膜などである。

以下、本実施形態の半導体製造装置の構造を、主に図１を参照して説明する。この説明の中で、図２(ａ)から図３(ｂ)を適宜参照する。なお、図３(ｃ)については、本実施形態の変形例の半導体製造装置の構造を説明する際に参照する。

反応容器本体１１は、主に金属で形成されている。この金属の例は、ステンレススチールである。本実施形態の反応容器本体１１は、反応容器の側部および底部の金属壁を構成している。反応容器本体１１は、反応容器からガスを排出するための排気口１１ａを備えている。

ライナー１２は、反応容器本体１１を保護する絶縁部材であり、反応容器本体１１の内側で反応容器本体１１の表面に設けられている。この絶縁部材の例は、石英やアルミナセラミックスである。本実施形態の反応容器の側部では、絶縁部材（ライナー１２）が金属壁（反応容器本体１１）の表面に設けられている。

図２(ａ)は、図１の領域Ｐ１を示す拡大断面図である。保護膜４１は、反応容器の内壁面に設けられており、具体的には、ライナー１２の表面に設けられている。よって、保護膜４１は、ライナー１２をプラズマによる浸食から保護することができる。また、保護膜４１は、ライナー１２の保護を通じて、反応容器本体１１をプラズマによる浸食から保護することができる。なお、保護膜４１は、反応容器本体１１の表面に直接設けられていてもよい。

平板電極１３は、反応容器内にプラズマを生成するための電極であり、反応容器の上部の壁を構成している。本実施形態の平板電極１３は、アルミニウム、タングステン、モリブデン、ステンレススチールなどの金属で形成されている。平板電極１３は、プラズマの原料ガスを流通させるガス流路１３ａと、原料ガスをガス流路１３ａから反応容器内に供給する複数のガス供給孔１３ｂとを備えている。

絶縁体壁１４は、反応容器本体１１と平板電極１３との間に設けられている。本実施形態の絶縁体壁１４は、石英やアルミナセラミックスなどの絶縁体で形成されている。

第１ガス供給部３１は、ガス流路１３ａに原料ガスを供給する。本実施形態の第１ガス供給部３１は、原料ガスとして窒素ガスと水素ガスの混合ガスを供給する。この混合ガスは、ガス流路１３ａとガス供給孔１３ｂとを介して反応容器内に供給される。

高周波電源３２は、平板電極１３に高周波電力を供給して、反応容器内の混合ガスに電界を与える。マッチングボックス３３は、高周波電源３２のインピーダンスを調整して、混合ガスに与えられる電界を制御する。その結果、反応容器内の混合ガスからプラズマが生成される。このプラズマは、窒素ラジカルや水素ラジカルを含んでいる。高周波電源３２は、マッチングボックス３３を介して平板電極１３に電気的に接続されている。

図２(ｂ)は、図１の領域Ｐ２を示す拡大断面図である。保護膜４２は、反応容器の内壁面に設けられており、具体的には、平板電極１３の表面に設けられている。よって、保護膜４２は、平板電極１３をプラズマによる浸食から保護することができる。本実施形態の保護膜４２は、平板電極１３の下面には設けられているが、ガス流路１３ａやガス供給孔１３ｂの表面には設けられていない。理由は、ガス流路１３ａやガス供給孔１３ｂにプラズマが到達する可能性は低いからである。ただし、ガス流路１３ａやガス供給孔１３ｂの表面に保護膜４２を設けても構わない。なお、保護膜４２は、保護膜４１と同じ膜でもよいし、保護膜４１と異なる膜でもよい。

図２(ｃ)は、図１の領域Ｐ３を示す拡大断面図である。保護膜４３は、反応容器の内壁面に設けられており、具体的には、平板電極１３および絶縁体壁１４の表面に設けられている。よって、保護膜４３は、平板電極１３および絶縁体壁１４をプラズマによる浸食から保護することができる。なお、保護膜４３は、保護膜４１、４２の少なくともいずれかと同じ膜でもよいし、保護膜４１、４２と異なる膜でもよい。

プラズマ遮蔽板２１は、プラズマを遮蔽する板であり、反応容器内の領域Ｒ１、Ｒ２の間に設けられている。本実施形態のプラズマ遮蔽板２１は、金属で形成されており、複数の通過孔２１ａを有するメッシュ形状を有している。窒素ラジカルや水素ラジカルは、領域Ｒ１内で生成され、通過孔２１ａを介して領域Ｒ２内に流入する（矢印Ａ１）。領域Ｒ２は、領域Ｒ１の下方に位置している。

図３(ａ)は、図１の領域Ｐ４を示す拡大断面図である。保護膜４４は、反応容器内の部材の表面に設けられており、具体的には、プラズマ遮蔽板２１の表面に設けられている。よって、保護膜４４は、プラズマ遮蔽板２１をプラズマによる浸食から保護することができる。

本実施形態の保護膜４４は、プラズマ遮蔽板２１の上面、プラズマ遮蔽板２１の下面、および通過孔２１ａの表面に設けられているが、プラズマ遮蔽板２１の下面には保護膜４４を設けなくてもよい。理由は、プラズマ遮蔽板２１の下面にプラズマが到達する可能性は低いからである。なお、保護膜４４は、保護膜４１〜４３の少なくともいずれかと同じ膜でもよいし、保護膜４１〜４３と異なる膜でもよい。

シャワープレート２２は、窒化物半導体膜１ｂの原料ガスを反応容器内に供給するプレートであり、反応容器内の領域Ｒ２、Ｒ３の間に設けられている。この原料ガスの例は、アルミニウムやガリウムなどの金属元素を含有する有機金属原料ガスであり、例えば、ＴＭＧ（トリメチルガリウム）ガスである。第２ガス供給部３４は、シャワープレート２２に原料ガスを供給する。

本実施形態のシャワープレート２２は、上部金属プレート２２_１と下部金属プレート２２_２とを備え、これらのプレート２２_１、２２_２間にガス流路２２ａを有している。上部金属プレート２２_１は、複数の通過孔２２ｂを有している。下部金属プレート２２_２は、通過孔２２ｂの下方に複数の通過孔２２ｃを有している。下部金属プレート２２_２はさらに、通過孔２２ｃの間に複数の通過孔２２ｄを有している。窒素ラジカルや水素ラジカルは、領域Ｒ２から通過孔２２ｂ、２２ｃを介して領域Ｒ３内に流入する（矢印Ａ２）。一方、第２ガス供給部３４からの原料ガスは、ガス流路２２ａに供給され、通過孔２２ｄを介して領域Ｒ３内に流入する（矢印Ａ３）。この際、原料ガスは通過孔２２ｃを通過してもよい。領域Ｒ３は、領域Ｒ２の下方に位置している。

図３(ｂ)は、図１の領域Ｐ５を示す拡大断面図である。保護膜４５は、反応容器内の部材の表面に設けられており、具体的には、シャワープレート２２の表面に設けられている。よって、保護膜４５は、シャワープレート２２をプラズマによる浸食から保護することができる。

本実施形態の保護膜４５は、上部金属プレート２２_１の上面、下部金属プレート２２_２の下面、および通過孔２２ｂ、２２ｃの表面に設けられているが、ガス流路２２ａの表面や通過孔２２ｄの表面には設けられていない。理由は、ガス流路２２ａや通過孔２２ｄにプラズマが到達する可能性は低いからである。ただし、ガス流路２２ａや通過孔２２ｄの表面に保護膜４５を設けても構わない。また、下部金属プレート２２_２の下面にプラズマが到達する可能性も低いため、下部金属プレート２２_２の下面には保護膜４５を設けなくても構わない。図３(ｂ)は、上部金属プレート２２_１に設けられた保護膜４５を符号４５_１で示し、下部金属プレート２２_２に設けられた保護膜４５を符号４５_２で示している。なお、保護膜４５は、保護膜４１〜４４の少なくともいずれかと同じ膜でもよいし、保護膜４１〜４４と異なる膜でもよい。

サセプタ２３は、反応容器の領域Ｒ３内でウェハ１を保持する。本実施形態では、窒素ラジカル、水素ラジカル、および有機金属原料ガスが半導体基板１ａ上で反応する。その結果、エピタキシャル成長により半導体基板１ａ上に窒化物半導体膜１ｂが形成される。窒化物半導体膜１ｂは、有機金属原料ガスに起因する金属元素と、窒素ラジカルに起因する窒素とを含有している。例えば、有機金属原料ガスがＴＭＧガスである場合には、窒化物半導体膜１ｂとしてＧａＮ膜が形成される。

サセプタ２３は、サセプタ２３上に載置されたウェハ１を加熱するヒーター（不図示）を備えている。本実施形態の半導体製造装置は、ウェハ１をヒーターにより加熱しながら窒化物半導体膜１ｂを形成する。本実施形態では、保護膜４１〜４５と同様の保護膜がサセプタ２３の表面に設けられていてもよい。

以上のように、本実施形態の半導体製造装置は、反応容器の外壁面や反応容器内の部材の表面に保護膜４１〜４５が設けられた状態で、プラズマにより窒化物半導体膜１ｂを形成する。例えば、平板電極１３、プラズマ遮蔽板２１、シャワープレート２２に保護膜４２、４４、４５が設けられていない場合には、金属が浸食され、窒化物半導体膜１ｂの金属汚染が生じる可能性がある。また、ライナー１２や絶縁体壁１４に保護膜４１、４３が設けられていない場合には、酸素を含む絶縁体が浸食され、浸食により生じた酸素が窒化物半導体膜１ｂ内の金属元素と結合する可能性がある。本実施形態によれば、このような浸食を保護膜４１〜４５により抑制することで、窒化物半導体膜１ｂの膜質の劣化を抑制することが可能となる。

本実施形態の保護膜４１〜４５は、ＡｌＮ膜、ＧａＮ膜、ＡｌＧａＮ膜などの窒素含有膜であり、酸素を含有していない。そのため、保護膜４１〜４５がプラズマにより浸食された場合、保護膜４１〜４５から窒素が生じる可能性はあるものの、保護膜４１〜４５から酸素は生じない。この場合、窒化物半導体膜１ｂにとって窒素は不純物ではないため、保護膜４１〜４５からの窒素が窒化物半導体膜１ｂに取り込まれても問題は生じないと考えられる。よって、本実施形態によれば、ＡｌＮ膜、ＧａＮ膜、ＡｌＧａＮ膜などの窒素含有膜を保護膜４１〜４５として使用することで、保護膜４１〜４５が浸食されても、酸素による窒化物半導体膜１ｂの膜質の劣化を抑制することが可能となる。

また、本実施形態の保護膜４１〜４５中の金属元素は、有機金属原料ガスや窒化物半導体膜１ｂ中の金属元素と同じであることが望ましい。例えば、有機金属原料ガスや窒化物半導体膜１ｂ中の金属元素がガリウムである場合、保護膜４１〜４５はＧａＮ膜とすることが望ましい。この場合、保護膜４１〜４５がプラズマにより浸食されると、保護膜４１〜４５からガリウムが生じる可能性がある。しかしながら、窒化物半導体膜１ｂにとってガリウムは不純物ではないため、保護膜４１〜４５からのガリウムが窒化物半導体膜１ｂに取り込まれても問題は生じないと考えられる。よって、本実施形態によれば、このような金属元素を含有する窒素含有膜を保護膜４１〜４５として使用することで、保護膜４１〜４５が浸食されても、窒化物半導体膜１ｂの金属汚染を抑制することが可能となる。

本実施形態の半導体製造装置は、アンモニアガスの代わりに窒素ガスおよび水素ガスを使用して窒化物半導体膜１ｂを形成する。窒素ガスおよび水素ガスを使用することには、アンモニアガスを使用する場合に比べて、サセプタ２３によるウェハ１の加熱温度を低くできるという利点がある。一般に、アンモニアガスを使用して窒化物半導体膜１ｂを形成する場合には、ウェハ１の温度を１０００℃以上に設定する必要がある。この場合、ウェハ１が熱膨張により反り、窒化物半導体膜１ｂにクラックが生じる可能性が高くなる。一方、窒素ガスおよび水素ガスを使用して窒化物半導体膜１ｂを形成する場合には、ウェハ１の温度は８００〜９００℃で十分である。よって、本実施形態によれば、サセプタ２３によるウェハ１の加熱温度を低くすることで、窒化物半導体膜１ｂにクラックが生じる可能性を低減することが可能となる。

図４は、第１実施形態の変形例の半導体製造装置の構造を示す断面図である。

本変形例では、シャワープレート２２が、第２ガス供給部３４のガスノズル３４ａに置き換えられている。また、領域Ｒ２、Ｒ３は、領域Ｒ４に置き換えられている。ガスノズル３４ａは、反応容器の領域Ｒ４内に設けられている。本実施形態の第２ガス供給部３４は、原料ガスをガスノズル３４ａからウェハ１に向けて吐出する（矢印Ａ４）。本実施形態では、窒素ラジカルと、水素ラジカルと、この原料ガスが半導体基板１ａ上で反応して、窒化物半導体膜１ｂが形成される。

図３(ｃ)は、図４の領域Ｐ６を示す拡大断面図である。本変形例の半導体製造装置は、保護膜４１〜４４に加え、半導体製造装置をプラズマによる浸食から保護する保護膜４６を備えている。本実施形態の保護膜４６は、窒素を含有する窒素含有膜であり、例えば、ＡｌＮ膜、ＧａＮ膜、ＡｌＧａＮ膜などである。

保護膜４６は、反応容器内の部材の表面に設けられており、具体的には、ガスノズル３４ａの表面に設けられている。よって、保護膜４６は、ガスノズル３４ａをプラズマによる浸食から保護することができる。なお、保護膜４６は、保護膜４１〜４４の少なくともいずれかと同じ膜でもよいし、保護膜４１〜４４と異なる膜でもよい。

以上のように、本実施形態の半導体製造装置は、反応容器の外壁面や反応容器内の部材の表面に保護膜４１〜４５（または４１〜４４、４６）を備えている。よって、本実施形態によれば、プラズマにより形成される窒化物半導体膜１ｂの膜質の劣化を抑制することが可能となる。

なお、本実施形態の半導体製造装置は、プラズマにより窒化物半導体膜以外の窒化物膜を形成してもよい。また、本実施形態の窒化物半導体膜１ｂや保護膜４１〜４６は、ＡｌＮ膜、ＧａＮ膜、ＡｌＧａＮ膜以外の窒化物膜や窒素含有膜でもよい。これは、後述する第２実施形態でも同様である。

（第２実施形態）
図５は、第２実施形態の半導体製造装置の構造を示す断面図である。

本実施形態では、平板電極１３が誘電体窓１５に置き換えられている。本実施形態の誘電体窓１５は、石英で形成されている。誘電体窓１５は、プラズマの原料ガスを流通させるガス流路１５ａと、原料ガスをガス流路１５ａから反応容器内に供給する複数のガス供給孔１５ｂとを備えている。絶縁体壁１４は、反応容器本体１１と誘電体窓１５との間に設けられている。本実施形態の絶縁体壁１４は、誘電体窓１５と異なる絶縁体で形成されており、具体的には、アルミナセラミックスで形成されている。

本実施形態の半導体製造装置は、図１に示す構成要素１１〜３４に加え、反応容器の外部にコイル３５を備えている。誘電体窓１５は、コイル３５の付近に設けられている。高周波電源３２、マッチングボックス３３、コイル３５、および誘電体窓１５は、プラズマ生成部の例である。

第１ガス供給部３１は、ガス流路１５ａに原料ガスを供給する。本実施形態の第１ガス供給部３１は、原料ガスとして窒素ガスと水素ガスの混合ガスを供給する。この混合ガスは、ガス流路１５ａとガス供給孔１５ｂとを介して反応容器内に供給される。

高周波電源３２は、マッチングボックス３３を介してコイル３５に電気的に接続されている。高周波電源３２がコイル３５に高周波電力を供給すると、コイル３５が、誘電体窓１５を介して反応容器内に電界（電磁場）を発生させ、反応容器内の混合ガスに電界を与える。マッチングボックス３３は、高周波電源３２のインピーダンスを調整して、混合ガスに与えられる電界を制御する。その結果、反応容器内の混合ガスからプラズマが生成される。このプラズマは、窒素ラジカルや水素ラジカルを含んでいる。

図５に示すその他の構成要素の機能や動作は、図１に示す構成要素の機能や動作と同様である。

図６は、第２実施形態の半導体製造装置の構造を示す拡大断面図である。

本実施形態の半導体製造装置は、上述の保護膜４１、４４、４５に加え、半導体製造装置をプラズマによる浸食から保護する保護膜４７、４８を備えている。本実施形態の保護膜４７、４８は、窒素を含有する窒素含有膜であり、例えば、ＡｌＮ膜、ＧａＮ膜、ＡｌＧａＮ膜などである。

図６(ａ)は、図５の領域Ｐ７を示す拡大断面図である。保護膜４７は、反応容器の内壁面に設けられており、具体的には、誘電体膜１５の表面に設けられている。よって、保護膜４７は、誘電体膜１５をプラズマによる浸食から保護することができる。本実施形態の保護膜４７は、誘電体膜１５の下面には設けられているが、ガス流路１５ａやガス供給孔１５ｂの表面には設けられていない。理由は、ガス流路１５ａやガス供給孔１５ｂにプラズマが到達する可能性は低いからである。ただし、ガス流路１５ａやガス供給孔１５ｂの表面に保護膜４７を設けても構わない。なお、保護膜４７は、保護膜４１、４４、４５の少なくともいずれかと同じ膜でもよいし、保護膜４１、４４、４５と異なる膜でもよい。

図６(ｂ)は、図５の領域Ｐ８を示す拡大断面図である。保護膜４８は、反応容器の内壁面に設けられており、具体的には、誘電体膜１５および絶縁体壁１４の表面に設けられている。よって、保護膜４８は、誘電体膜１５および絶縁体壁１４をプラズマによる浸食から保護することができる。なお、保護膜４８は、保護膜４１、４４、４５、４７の少なくともいずれかと同じ膜でもよいし、保護膜４１、４４、４５、４７と異なる膜でもよい。

以上のように、本実施形態の半導体製造装置は、反応容器の外壁面や反応容器内の部材の表面に保護膜４１、４４、４５、４７、４８を備えている。よって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、プラズマにより形成される窒化物半導体膜１ｂの膜質の劣化を抑制することが可能となる。

なお、本実施形態のシャワープレート２２は、第１実施形態と同様に、第２ガス供給部３４のガスノズル３４ａに置き換えてもよい（図４参照）。この場合には、このガスノズル３４ａの表面にも保護膜４６を設けることが望ましい。

第１および第２実施形態のウェハ１は例えば、パワートランジスタを備える半導体装置を製造するために使用可能である。パワートランジスタの例は、ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）である。この場合、窒化物半導体膜１ｂは例えば、ＨＥＭＴのバッファ層、電子走行層、または電子供給層として使用可能である。

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置および方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置および方法の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。

１：ウェハ、１ａ：半導体基板、１ｂ：窒化物半導体膜、
１１：反応容器本体、１１ａ：排気口、１２：ライナー、１３：平板電極、
１３ａ：ガス流路、１３ｂ：ガス供給孔、１４：絶縁体壁、１５：誘電体窓、
２１：プラズマ遮蔽板、２１ａ：通過孔、２２：シャワープレート、
２２ａ：ガス流路、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ：通過孔、２３：サセプタ、
３１：第１ガス供給部、３２：高周波電源、３３：マッチングボックス、
３４：第２ガス供給部、３４ａ：ガスノズル、３５：コイル、
４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８：保護膜

Claims

基板を収容する容器と、
前記容器内にガスを供給するガス供給部と、
前記ガスからプラズマを生成して、前記プラズマにより前記基板に窒化物膜を形成するプラズマ生成部と、
前記容器の内壁面または前記容器内の部材の表面に設けられた窒素含有膜と、
を備える半導体製造装置。
前記ガス供給部は、前記容器内に窒素ガスと、水素ガスと、金属元素を含有するガスとを供給し、
前記プラズマ生成部は、前記窒素ガスと前記水素ガスから前記プラズマを生成して、前記プラズマにより前記金属元素を含有する前記窒化物膜を形成する、
請求項１に記載の半導体製造装置。
前記窒素含有膜は、アルミニウムまたはガリウムを含有している、請求項１または２に記載の半導体製造装置。
前記容器の内壁面は、
前記容器の金属壁の表面に設けられた絶縁部材の表面、
前記プラズマ生成部を構成する電極の表面、
前記金属壁と前記電極との間に設けられた前記容器の絶縁体壁の表面、
前記プラズマ生成部を構成するコイルの付近に設けられた誘電体窓の表面、および
前記金属壁と前記誘電体窓との間に設けられた前記容器の絶縁体壁の表面、
の少なくともいずれかである請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
前記容器内の部材は、
前記プラズマを遮蔽するプラズマ遮蔽板、
前記ガス供給部を構成するシャワープレート、および
前記ガス供給部を構成するガスノズル、
の少なくともいずれかである請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
基板を容器内に収容し、
ガス供給部から前記容器内にガスを供給し、
前記容器の内壁面または前記容器内の部材の表面に窒素含有膜が設けられた状態で、プラズマ生成部により前記ガスからプラズマを生成して、前記プラズマにより前記基板に窒化物膜を形成する、
ことを含む半導体装置の製造方法。