JP2019220589A - Vapor growth device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: To provide a vapor growth device that forms a high quality film.CONSTITUTION: A vapor growth device according to an embodiment includes a reaction chamber, a holder provided in the reaction chamber and holding the substrate, a rotation drive mechanism that rotates the holder, a gas mixing mechanism that mixes a first gas containing a Lewis acid and a second gas containing a Lewis base to generate a mixed gas, and a shower plate that includes a plurality of gas ejection holes that are provided between the reaction chamber and the gas mixing mechanism, and eject the mixed gas into the reaction chamber, and arithmetic mean roughness of the surface on the reaction chamber side between the gas ejection holes is 0.05 μm or more and 50 μm or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ガスを供給して基板上に膜を形成する気相成長装置に関する。   The present invention relates to a vapor deposition apparatus for forming a film on a substrate by supplying a gas.

GaN系半導体(GaN based semiconductor)を用いたHigh Electron Mobility Transistor(HEMT)は、高い耐圧と低いオン抵抗を実現する。HEMTは、積層されたチャネル層とバリア層との間のヘテロ界面に誘起される二次元電子ガス(2DEG)を電流経路として用いる。   A High Electron Mobility Transistor (HEMT) using a GaN-based semiconductor (GaN based semiconductor) realizes a high withstand voltage and a low on-resistance. The HEMT uses a two-dimensional electron gas (2DEG) induced at a hetero interface between a stacked channel layer and a barrier layer as a current path.

例えば、チャネル層には窒化ガリウム(以下、GaNとも称する)膜、バリア層には窒化アルミニウムガリウム(以下、AlGaNとも称する)膜が用いられる。バリア層に窒化アルミニウムガリウム膜に代えて、窒化インジウムアルミニウム(以下、InAlNとも称する)膜を適用することが検討されている。   For example, a gallium nitride (hereinafter, also referred to as GaN) film is used for the channel layer, and an aluminum gallium nitride (hereinafter, also referred to as AlGaN) film is used for the barrier layer. The use of an indium aluminum nitride (hereinafter, also referred to as InAlN) film as a barrier layer instead of the aluminum gallium nitride film has been studied.

InAlN膜は大きな自発分極を備えるため、InAlN膜とGaN膜の界面の2DEG濃度を高くすることができる。したがって、低いオン抵抗のHEMTが実現できる。また、InAlN膜中のIn組成(In/(In+Al))を約17原子%にすることで、GaN膜との格子整合が実現できる。したがって、格子不整合に起因する歪がなくなり、HEMTの信頼性が向上する。   Since the InAlN film has a large spontaneous polarization, the 2DEG concentration at the interface between the InAlN film and the GaN film can be increased. Therefore, a HEMT having a low on-resistance can be realized. Further, by setting the In composition (In / (In + Al)) in the InAlN film to about 17 atomic%, lattice matching with the GaN film can be realized. Therefore, distortion due to lattice mismatch is eliminated, and HEMT reliability is improved.

また、InAlN膜とGaN膜との積層構造は面発光レーザ等に用いられる誘電体ミラーへの応用も期待される。上記の誘電体ミラーへの応用については、GaN膜とInAlN膜の界面が明確であること、つまり、上記2つの膜の化合物組成が急峻に変化することが求められる。   Further, the laminated structure of the InAlN film and the GaN film is also expected to be applied to a dielectric mirror used for a surface emitting laser or the like. For application to the above dielectric mirror, it is required that the interface between the GaN film and the InAlN film is clear, that is, the compound composition of the two films changes sharply.

しかし、InAlN膜の気相成長では、InAlN膜中への意図しないガリウム(Ga)の取り込み(unintentional Ga incorporation)が問題となっている。InAlN膜中へガリウムが取り込まれると、例えば、InAlNとGaNの界面の2DEG密度の低下や、電子の移動度の低下が生ずるおそれがある。また、化合物組成の急峻な変化が得られないため、良好な誘電体ミラーを形成することが困難である。   However, in the vapor phase growth of an InAlN film, unintended gallium (Ga) incorporation into the InAlN film (unintended Ga incorporation) has become a problem. If gallium is taken into the InAlN film, for example, a decrease in the 2DEG density at the interface between InAlN and GaN and a decrease in electron mobility may occur. In addition, since a sharp change in the compound composition cannot be obtained, it is difficult to form a good dielectric mirror.

上記のInAlN膜に意図しないGaの取り込みが生じる原因とは、以下のように考えられる。InAlN膜の成長前に行うGaを含む膜の成長時に、気相成長装置の上流部分にGaを含む反応生成物が付着する。そして、InAlN膜の成長時にGaを含む反応生成物からGaが成長雰囲気に放出される。このGaがInAlN膜に取り込まれる。   The cause of the unintended incorporation of Ga into the InAlN film is considered as follows. During the growth of the Ga-containing film before the growth of the InAlN film, a reaction product containing Ga adheres to an upstream portion of the vapor phase growth apparatus. Then, Ga is released from the reaction product containing Ga into the growth atmosphere during the growth of the InAlN film. This Ga is taken into the InAlN film.

非特許文献1には、Fig.1(b)に示される分離ガス供給を行う装置を用いて成膜されたInAlN膜が記載されている。   Non-Patent Document 1 discloses FIG. An InAlN film formed by using an apparatus for supplying a separation gas shown in FIG. 1B is described.

米国特許出願公開第2010/0143588号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2010/0143588

J.Lu et al.“Epitaxial Growth of InAlN/GaN Heterostructures on Silicon Substrates in a Single Wafer Roatating Disk MOCVD Reactor”,MRS Advances,2017.174,pp329−334.J. Lu et al. "Epitaxial Growth of InAlN / GaN Heterostructures on Silicon Substrates in a Single Wafer Rotating Disk MOCVD Reactor", MRS Advances, 2017.

本発明が解決しようとする課題は、品質の高い膜を形成する気相成長装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a vapor phase growth apparatus for forming a high quality film.

本発明の一態様の気相成長装置は、反応室と、前記反応室の中に設けられ、基板を保持するホルダと、前記ホルダを回転させる回転駆動機構と、ルイス酸を含む第1のガスとルイス塩基を含む第2のガスを混合し混合ガスを生成するガス混合機構と、前記ガス混合機構と前記反応室との間に設けられ、前記混合ガスを前記反応室の中に噴出する複数のガス噴出孔を有し、前記ガス噴出孔の間の前記反応室の側の表面の算術平均粗さが0.05μm以上50μm以下であるシャワープレートと、を備える。   A vapor phase growth apparatus according to one embodiment of the present invention includes a reaction chamber, a holder provided in the reaction chamber, the holder holding a substrate, a rotation driving mechanism for rotating the holder, and a first gas including a Lewis acid. A gas mixing mechanism for mixing the second gas containing the Lewis base and the second gas to generate a mixed gas; and a plurality of gas mixing mechanisms provided between the gas mixing mechanism and the reaction chamber for ejecting the mixed gas into the reaction chamber. And a shower plate having an arithmetic average roughness of 0.05 μm or more and 50 μm or less on a surface of the reaction chamber side between the gas ejection holes.

上記態様の気相成長装置において、前記表面の算術平均粗さが0.1μm以上10μm以下であることが好ましい。   In the vapor phase growth apparatus of the above aspect, it is preferable that the arithmetic average roughness of the surface is 0.1 μm or more and 10 μm or less.

上記態様の気相成長装置において、隣接する前記ガス噴出孔の間の前記表面の最大高低差が、隣接する前記ガス噴出孔の中心間の距離以下であることが好ましい。   In the vapor phase growth apparatus of the above aspect, it is preferable that a maximum height difference of the surface between the adjacent gas ejection holes is equal to or less than a distance between centers of the adjacent gas ejection holes.

上記態様の気相成長装置において、前記最大高低差が前記ガス噴出孔の孔径よりも小さいことが好ましい。   In the vapor phase growth apparatus of the above aspect, it is preferable that the maximum height difference is smaller than the diameter of the gas ejection hole.

上記態様の気相成長装置において、前記ガス混合機構は、前記混合ガスが充填される混合ガス室を含み、前記ガス噴出孔は、前記混合ガス室に接続されることが好ましい。   In the vapor phase growth apparatus according to the above aspect, it is preferable that the gas mixing mechanism includes a mixed gas chamber filled with the mixed gas, and the gas ejection hole is connected to the mixed gas chamber.

本発明によれば、品質の高い膜を形成する気相成長装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a vapor phase growth apparatus for forming a high-quality film.

第1の実施形態の気相成長装置の模式断面図。FIG. 2 is a schematic sectional view of the vapor phase growth apparatus of the first embodiment. 第1の実施形態のシャワープレートの模式上面図。FIG. 2 is a schematic top view of the shower plate according to the first embodiment. 第1の実施形態のシャワープレートの一部の拡大模式断面図。FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the shower plate according to the first embodiment. 第1の実施形態のシャワープレートの表面の一部の拡大模式断面図。FIG. 2 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the surface of the shower plate according to the first embodiment. 第1の実施形態の効果の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of the effect of the first embodiment. 第2の実施形態のシャワープレートの一部の拡大模式断面図。FIG. 9 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the shower plate according to the second embodiment. 第2の実施形態の効果の説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram of an effect of the second embodiment. 第3の実施形態のシャワープレートの一部の拡大模式断面図。FIG. 10 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the shower plate according to the third embodiment. 第4の実施形態の気相成長装置の模式断面図。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a vapor phase growth apparatus according to a fourth embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本明細書中、同一又は類似の部材について、同一の符号を付す場合がある。   In this specification, the same or similar members may be denoted by the same reference numerals.

本明細書中、気相成長装置が、膜の形成が可能となるように設置された状態での重力方向を「下」と定義し、その逆方向を「上」と定義する。したがって、「下部」とは、基準に対し重力方向の位置、「下方」とは基準に対し重力方向を意味する。そして、「上部」とは、基準に対し重力方向と逆方向の位置、「上方」とは基準に対し重力方向と逆方向を意味する。また、「縦方向」とは重力方向である。   In this specification, the direction of gravity in a state where the vapor phase growth apparatus is installed so that a film can be formed is defined as “down”, and the opposite direction is defined as “up”. Therefore, “lower” means a position in the direction of gravity with respect to the reference, and “downward” means a direction of gravity with respect to the reference. "Up" means a position in the direction opposite to the direction of gravity with respect to the reference, and "upper" means a direction opposite to the direction of gravity with respect to the reference. The “vertical direction” is the direction of gravity.

また、本明細書中、「プロセスガス」とは、基板上への膜の形成のために用いられるガスの総称であり、例えば、ソースガス、キャリアガス、希釈ガス等を含む概念とする。   In this specification, “process gas” is a general term for gases used for forming a film on a substrate, and includes, for example, a source gas, a carrier gas, a diluent gas, and the like.

(第1の実施形態)
第1の実施形態の気相成長装置は、反応室と、反応室の中に設けられ、基板を保持するホルダと、ホルダを回転させる回転駆動機構と、ルイス酸を含む第1のガスとルイス塩基を含む第2のガスを混合し混合ガスを生成するガス混合機構と、ガス混合機構と反応室との間に設けられ、混合ガスを反応室の中に噴出する複数のガス噴出孔を有し、ガス噴出孔の間の反応室の側の表面の算術平均粗さが0.05μm以上50μm以下であるシャワープレートと、を備える。
(1st Embodiment)
The vapor phase growth apparatus of the first embodiment includes a reaction chamber, a holder provided in the reaction chamber and holding a substrate, a rotation driving mechanism for rotating the holder, a first gas containing a Lewis acid, and a Lewis acid. A gas mixing mechanism for mixing the second gas containing the base to generate a mixed gas; and a plurality of gas ejection holes provided between the gas mixing mechanism and the reaction chamber for ejecting the mixed gas into the reaction chamber. A shower plate having an arithmetic average roughness of 0.05 μm or more and 50 μm or less on the surface of the reaction chamber between the gas ejection holes.

図1は、第1の実施形態の気相成長装置の模式断面図である。第1の実施形態の気相成長装置は、例えば、有機金属気相成長法(MOCVD法)を用いる枚葉型のエピタキシャル成長装置である。   FIG. 1 is a schematic sectional view of the vapor phase growth apparatus of the first embodiment. The vapor phase growth apparatus of the first embodiment is, for example, a single wafer type epitaxial growth apparatus using a metal organic chemical vapor deposition method (MOCVD method).

第1の実施形態の気相成長装置は、反応室100、シャワープレート200、混合ガス室300、第1のガス供給路11、第2のガス供給路12、第3のガス供給路13を備えている。反応室100は、ホルダ15、回転体ユニット16、壁面17、回転軸18、回転駆動機構19、インヒータ24、アウトヒータ26、リフレクタ28、支持柱34、固定台36、固定軸38、ガス排出口40を有する。シャワープレート200は、複数のガス噴出孔22を有する。混合ガス室300は、ガス供給口20、壁面27を有する。第1のガス供給路11、第2のガス供給路12、第3のガス供給路13は合流部50を有する。混合ガス室300及び合流部50は、ガス混合機構(gas mixer)の一例である。   The vapor phase growth apparatus of the first embodiment includes a reaction chamber 100, a shower plate 200, a mixed gas chamber 300, a first gas supply path 11, a second gas supply path 12, and a third gas supply path 13. ing. The reaction chamber 100 includes a holder 15, a rotator unit 16, a wall surface 17, a rotation shaft 18, a rotation drive mechanism 19, an in-heater 24, an out-heater 26, a reflector 28, a support column 34, a fixed base 36, a fixed shaft 38, and a gas outlet. 40. The shower plate 200 has a plurality of gas ejection holes 22. The mixed gas chamber 300 has a gas supply port 20 and a wall surface 27. The first gas supply path 11, the second gas supply path 12, and the third gas supply path 13 have a junction 50. The mixed gas chamber 300 and the merging section 50 are an example of a gas mixing mechanism (gas mixer).

第1のガス供給路11、第2のガス供給路12、及び第3のガス供給路13は、ガス供給口20に接続され、混合ガス室300にプロセスガスを供給する。   The first gas supply path 11, the second gas supply path 12, and the third gas supply path 13 are connected to a gas supply port 20, and supply a process gas to the mixed gas chamber 300.

第1のガス供給路11は、ルイス酸を含む第1のプロセスガス(第1のガス)を供給する。第1のガス供給路11は、例えば、混合ガス室300にIII族元素の有機金属とキャリアガスを含む第1のプロセスガスを供給する。   The first gas supply path 11 supplies a first process gas (first gas) containing a Lewis acid. The first gas supply path 11 supplies, for example, a first process gas containing an organic metal of a group III element and a carrier gas to the mixed gas chamber 300.

第1のガス供給路11は複数本設けても構わない。例えば、異なる第1のプロセスガスを複数本の第1のガス供給路11で供給することも可能である。第1のプロセスガスは、例えば、ウェハ上にIII−V族半導体の膜を形成するための、III族元素を含むガスである。   A plurality of first gas supply paths 11 may be provided. For example, different first process gases can be supplied through a plurality of first gas supply paths 11. The first process gas is, for example, a gas containing a group III element for forming a group III-V semiconductor film on a wafer.

III族元素は、例えば、ガリウム(Ga)、アルミニウム(Al)、インジウム(In)である。また、有機金属は、例えば、トリメチルガリウム(TMG)、トリメチルアルミニウム(TMA)、トリメチルインジウム(TMI)である。   Group III elements are, for example, gallium (Ga), aluminum (Al), and indium (In). The organic metal is, for example, trimethylgallium (TMG), trimethylaluminum (TMA), or trimethylindium (TMI).

第2のガス供給路12は、ルイス塩基を含む第2のプロセスガス(第2のガス)を供給する。第2のガス供給路12は、例えば、混合ガス室300に窒素(N)のソースとなる窒素化合物を含む第2のプロセスガスを供給する。   The second gas supply path 12 supplies a second process gas (second gas) containing a Lewis base. The second gas supply path 12 supplies, for example, a second process gas containing a nitrogen compound serving as a source of nitrogen (N) to the mixed gas chamber 300.

窒素化合物は、例えば、アンモニア(NH)である。第2のプロセスガスは、例えば、ウェハ上にIII−V族半導体の膜を形成するための、V族元素のソースガスである。V族元素は窒素(N)である。 The nitrogen compound is, for example, ammonia (NH 3 ). The second process gas is, for example, a group V element source gas for forming a group III-V semiconductor film on a wafer. The group V element is nitrogen (N).

なお、窒素化合物は、活性な窒素化合物であればよく、アンモニアに限らず、ヒドラジン、アルキルヒドラジン、アルキルアミンなどの他の窒素化合物を用いてもよい。   The nitrogen compound may be any active nitrogen compound, and is not limited to ammonia. Other nitrogen compounds such as hydrazine, alkylhydrazine, and alkylamine may be used.

第3のガス供給路13は、第3のプロセスガスを混合ガス室300へ供給する。第3のプロセスガスは、例えば、第1のプロセスガス、及び、第2のプロセスガスを希釈する希釈ガスである。希釈ガスで、第1のプロセスガス、及び第2のプロセスガスを希釈することにより、混合ガス室300から反応室100に供給されるIII族元素及びV族元素の濃度を調整する。希釈ガスは、例えば、水素ガス、窒素ガス、又は、アルゴンガス等の不活性ガス又はこれらの混合ガスである。   The third gas supply path 13 supplies the third process gas to the mixed gas chamber 300. The third process gas is, for example, a diluent gas for diluting the first process gas and the second process gas. By diluting the first process gas and the second process gas with the diluent gas, the concentrations of the group III element and the group V element supplied from the mixed gas chamber 300 to the reaction chamber 100 are adjusted. The dilution gas is, for example, an inert gas such as a hydrogen gas, a nitrogen gas, or an argon gas, or a mixed gas thereof.

第1のガス供給路11、第2のガス供給路12、及び、第3のガス供給路13は、ガス供給口20の上流に設けられた合流部50で合流する。したがって、第1のプロセスガス、第2のプロセスガス、及び、第3のプロセスガスは、ガス供給口20の前で混合されて混合ガスとなる。第1のプロセスガス、第2のプロセスガス、及び、第3のプロセスガスの混合ガスが、ガス供給口20から混合ガス室300の中に供給される。   The first gas supply path 11, the second gas supply path 12, and the third gas supply path 13 join at a junction 50 provided upstream of the gas supply port 20. Therefore, the first process gas, the second process gas, and the third process gas are mixed before the gas supply port 20 to form a mixed gas. A mixed gas of the first process gas, the second process gas, and the third process gas is supplied from the gas supply port 20 into the mixed gas chamber 300.

混合ガス室300は、壁面27を備える。壁面27は、例えば、ステンレス製である。   The mixed gas chamber 300 has a wall surface 27. The wall surface 27 is made of, for example, stainless steel.

なお、プロセスガスの混合は、必ずしも混合ガス室300より上流側の配管内で完全に行なわれる必要はなく、プロセスガスの混合が更に混合ガス室300の中で進行しても構わない。   The mixing of the process gas does not necessarily have to be completely performed in the pipe upstream of the mixed gas chamber 300, and the mixing of the process gas may further proceed in the mixed gas chamber 300.

混合ガス室300及び合流部50は、ガス混合機構の一例である。ガス混合機構により第1のプロセスガス、及び、第2のプロセスガスが混合され、混合ガスが生成される。   The mixed gas chamber 300 and the merging section 50 are examples of a gas mixing mechanism. The first process gas and the second process gas are mixed by the gas mixing mechanism to generate a mixed gas.

図2は、第1の実施形態のシャワープレートの模式上面図である。図3は、第1の実施形態のシャワープレートの一部の拡大模式断面図である。図3(a)は図2のAA’断面、図3(b)は図2のBB’断面である。   FIG. 2 is a schematic top view of the shower plate according to the first embodiment. FIG. 3 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the shower plate according to the first embodiment. FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG.

シャワープレート200は、混合ガス室300と反応室100との間に設けられる。シャワープレート200は、反応室100の上部に設けられる。シャワープレート200は、ガス噴出孔22を有する。複数のガス噴出孔22は、例えば、所定のピッチで繰り返し配置される。ガス噴出孔22は、混合ガス室300に接続される。ガス噴出孔22は、混合ガスを混合ガス室300から反応室100の中に噴出する機能を有する。   Shower plate 200 is provided between mixed gas chamber 300 and reaction chamber 100. The shower plate 200 is provided above the reaction chamber 100. The shower plate 200 has the gas ejection holes 22. The plurality of gas ejection holes 22 are repeatedly arranged at a predetermined pitch, for example. The gas ejection holes 22 are connected to the mixed gas chamber 300. The gas ejection holes 22 have a function of ejecting the mixed gas from the mixed gas chamber 300 into the reaction chamber 100.

シャワープレート200は、例えば、金属である。シャワープレート200は、例えば、アルミニウムである。シャワープレート200の反応室100の側の表面には、例えば、金属めっき層が形成される。金属めっき層は、例えば、無電解めっきで形成されたニッケル層である。   The shower plate 200 is, for example, metal. The shower plate 200 is, for example, aluminum. For example, a metal plating layer is formed on the surface of the shower plate 200 on the side of the reaction chamber 100. The metal plating layer is, for example, a nickel layer formed by electroless plating.

図3は、第1の実施形態のシャワープレートの一部の拡大模式断面図である。図3(a)は図2のAA’断面、図3(b)は図2のBB’断面に相当する断面である。   FIG. 3 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the shower plate according to the first embodiment. FIG. 3A is a cross section corresponding to the AA ′ cross section in FIG. 2, and FIG. 3B is a cross section corresponding to the BB ′ cross section in FIG.

図3(a)、図3(b)に示すように、シャワープレート200は、AA’断面及びBB’断面共に同様の形状を備える。シャワープレート200の隣接するガス噴出孔の反応室100の側の端部の位置は同一平面内に存在する。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the shower plate 200 has the same shape in both the AA ′ section and the BB ′ section. The position of the end of the adjacent gas ejection hole of the shower plate 200 on the side of the reaction chamber 100 exists in the same plane.

隣接するガス噴出孔22の中心間の距離(図3(a)、図3(b)中のL)は、例えば10mm以下である。ガス噴出孔22の孔径(図3(a)、図3(b)中のD)は、例えば、0.05mm以上3mm以下である。   The distance between the centers of the adjacent gas ejection holes 22 (L in FIGS. 3A and 3B) is, for example, 10 mm or less. The hole diameter (D in FIGS. 3A and 3B) of the gas ejection holes 22 is, for example, 0.05 mm or more and 3 mm or less.

図4は、シャワープレート200の表面Sの一部の拡大模式断面図である。図4は、例えば、図3(a)の点線の円で囲まれたガス噴出孔22の間の部分の拡大図である。シャワープレート200の反応室の側の表面Sは、凹凸を有する。   FIG. 4 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the surface S of the shower plate 200. FIG. 4 is an enlarged view of, for example, a portion between the gas ejection holes 22 surrounded by a dotted circle in FIG. The surface S of the shower plate 200 on the side of the reaction chamber has irregularities.

シャワープレート200の反応室の側の表面Sの算術平均粗さ(Ra)は0.05μm以上50μm以下である。シャワープレート200のガス噴出孔22の間の表面Sの算術平均粗さ(Ra)が0.05μm以上50μm以下である。なお、算術平均粗さ(Ra)を求める際の基準長さは、例えば、1mmである。   The arithmetic average roughness (Ra) of the surface S of the shower plate 200 on the side of the reaction chamber is 0.05 μm or more and 50 μm or less. The arithmetic average roughness (Ra) of the surface S between the gas ejection holes 22 of the shower plate 200 is 0.05 μm or more and 50 μm or less. The reference length for calculating the arithmetic average roughness (Ra) is, for example, 1 mm.

反応室100は、例えば、ステンレス製で円筒状の壁面17を備える。   The reaction chamber 100 includes, for example, a cylindrical wall surface 17 made of stainless steel.

ホルダ15は、反応室100の内部に設けられる。ホルダ15には、基板の一例であるウェハWが載置可能である。ホルダ15は、例えば、環状である。ホルダ15には、中心部に開口部が設けられる。このような環状のホルダ15は、例えばSi基板のような不透明基板を用いたとき用いることができ、高い面内均一性を得ることができる。なお、ホルダ15の形状は、中央部に空洞を有しない略平板型であってもよい。   The holder 15 is provided inside the reaction chamber 100. A wafer W, which is an example of a substrate, can be placed on the holder 15. The holder 15 is, for example, annular. The holder 15 has an opening at the center. Such an annular holder 15 can be used when an opaque substrate such as a Si substrate is used, for example, and high in-plane uniformity can be obtained. Note that the shape of the holder 15 may be a substantially flat plate type having no cavity in the center.

ホルダ15には、例えば、1枚のウェハWが載置される。ホルダ15に、複数枚のウェハWを載置する構成とすることも可能である。   For example, one wafer W is placed on the holder 15. A configuration in which a plurality of wafers W are placed on the holder 15 is also possible.

ホルダ15は、例えば、炭化珪素(SiC)、炭化タンタル(TaC)、窒化ホウ素(BN)、パイロリティックグラファイト(PG)などのセラミックス、又は、カーボンを基材として形成される。ホルダ15には、例えば、SiC、BN、TaC、又はPGなどをコーティングしたカーボンを用いることができる。   The holder 15 is formed using, for example, ceramics such as silicon carbide (SiC), tantalum carbide (TaC), boron nitride (BN), and pyrolytic graphite (PG), or carbon as a base material. For the holder 15, for example, carbon coated with SiC, BN, TaC, PG, or the like can be used.

ホルダ15は、回転体ユニット16の上部に固定される。回転体ユニット16は、回転軸18に固定される。ホルダ15は、間接的に回転軸18に固定される。   The holder 15 is fixed to an upper part of the rotator unit 16. The rotator unit 16 is fixed to a rotating shaft 18. The holder 15 is indirectly fixed to the rotation shaft 18.

ホルダ15に載置されるウェハWとシャワープレート200との間の距離は、例えば、5cm以上10cm以下である。   The distance between the wafer W mounted on the holder 15 and the shower plate 200 is, for example, 5 cm or more and 10 cm or less.

回転軸18は、回転駆動機構19によって回転可能である。回転軸を回転させることによりホルダ15を回転させることが可能である。ホルダ15を回転させることにより、ホルダ15に載置されたウェハWを高速で回転させることが可能である。このとき、一枚のウェハWを自転させることができる。自転とは、ウェハWがウェハWの略中心を通る法線を回転軸として回転することを意味する。なお、回転対称に配置された複数のウェハWを公転させてもよい。   The rotation shaft 18 is rotatable by a rotation drive mechanism 19. The holder 15 can be rotated by rotating the rotation shaft. By rotating the holder 15, the wafer W mounted on the holder 15 can be rotated at a high speed. At this time, one wafer W can be rotated. The rotation means that the wafer W rotates around a normal passing through the approximate center of the wafer W as a rotation axis. Note that a plurality of wafers W arranged rotationally symmetrically may be revolved.

例えば、ウェハWを300rpm以上3000rpm以下の回転数で自転させる。回転駆動機構19は、例えば、モータとベアリングで構成される。   For example, the wafer W is rotated at a rotation speed of 300 rpm or more and 3000 rpm or less. The rotation drive mechanism 19 includes, for example, a motor and a bearing.

インヒータ24とアウトヒータ26は、ホルダ15の下方に設けられる。インヒータ24とアウトヒータ26は、回転体ユニット16内に設けられる。アウトヒータ26は、インヒータ24とホルダ15との間に設けられる。   The in-heater 24 and the out-heater 26 are provided below the holder 15. The in-heater 24 and the out-heater 26 are provided in the rotator unit 16. The outer heater 26 is provided between the inner heater 24 and the holder 15.

インヒータ24とアウトヒータ26は、ホルダ15に保持されたウェハWを加熱する。インヒータ24は、ウェハWの少なくとも中心部を加熱する。アウトヒータ26は、ホルダ15及びウェハWの外周領域を加熱する。インヒータ24は、例えば、円板状である。アウトヒータ26は、例えば、環状である。   The in-heater 24 and the out-heater 26 heat the wafer W held by the holder 15. The in-heater 24 heats at least a central portion of the wafer W. The out heater 26 heats the outer peripheral area of the holder 15 and the wafer W. The in-heater 24 has, for example, a disk shape. The out heater 26 is, for example, annular.

リフレクタ28は、インヒータ24とアウトヒータ26の下方に設けられる。リフレクタ28とホルダ15との間に、インヒータ24とアウトヒータ26が設けられる。   The reflector 28 is provided below the inner heater 24 and the outer heater 26. Between the reflector 28 and the holder 15, an in-heater 24 and an out-heater 26 are provided.

リフレクタ28は、インヒータ24とアウトヒータ26から下方に放射される熱を反射し、ウェハWの加熱効率を向上させる。また、リフレクタ28は、リフレクタ28より下方の部材が加熱されるのを防止する。リフレクタ28は、例えば、円板状である。   The reflector 28 reflects heat radiated downward from the in-heater 24 and the out-heater 26 to improve the heating efficiency of the wafer W. Further, the reflector 28 prevents a member below the reflector 28 from being heated. The reflector 28 has, for example, a disk shape.

リフレクタ28は、耐熱性の高い材料で形成される。リフレクタ28は、例えば、1100℃以上の温度に対する耐熱性を有する。   The reflector 28 is formed of a material having high heat resistance. The reflector 28 has, for example, heat resistance to a temperature of 1100 ° C. or higher.

リフレクタ28は、例えば、SiC、TaC、カーボン、BN、PGなどのセラミックス、又はタングステンなどの金属を基材として形成される。リフレクタ28にセラミックスを用いる場合、焼結体や気相成長により作製した基材を用いることができる。リフレクタ28として、カーボンの基材などに、SiC、TaC、BN、PG、ガラス状カーボンなどのセラミックスをコートしたものを用いてもよい。   The reflector 28 is formed using, for example, a ceramic such as SiC, TaC, carbon, BN, or PG, or a metal such as tungsten as a base material. When ceramics are used for the reflector 28, a sintered body or a substrate produced by vapor phase growth can be used. As the reflector 28, a carbon base material or the like coated with ceramics such as SiC, TaC, BN, PG, and glassy carbon may be used.

リフレクタ28は、例えば、複数の支持柱34によって、固定台36に固定される。固定台36は、例えば、固定軸38によって支持される。   The reflector 28 is fixed to a fixed base 36 by, for example, a plurality of support columns 34. The fixed base 36 is supported by, for example, a fixed shaft 38.

回転体ユニット16内には、ウェハWをホルダ15から脱着させるために、突き上げピン(図示せず)が設けられる。突き上げピンは、例えば、リフレクタ28、及び、インヒータ24を貫通する。   A push-up pin (not shown) is provided in the rotator unit 16 to detach the wafer W from the holder 15. The push-up pin penetrates, for example, the reflector 28 and the in-heater 24.

ガス排出口40は、反応室100の底部に設けられる。ガス排出口40は、ウェハW表面でプロセスガスが反応した後の余剰の反応生成物、及び、余剰のプロセスガスを反応室100の外部に排出する。   The gas outlet 40 is provided at the bottom of the reaction chamber 100. The gas discharge port 40 discharges a surplus reaction product after the process gas reacts on the surface of the wafer W and a surplus process gas to the outside of the reaction chamber 100.

また、反応室100の壁面17には、図示しないウェハ出入口及びゲートバルブが設けられている。ウェハ出入口及びゲートバルブにより、ウェハWを反応室100内に搬入したり、反応室100外に搬出したりすることが可能である。   Further, on the wall surface 17 of the reaction chamber 100, an unillustrated wafer inlet / outlet and a gate valve are provided. The wafer W can be carried into or out of the reaction chamber 100 by the wafer entrance and the gate valve.

次に、第1の実施形態の気相成長装置を用いた気相成長方法について説明する。   Next, a vapor phase growth method using the vapor phase growth apparatus of the first embodiment will be described.

以下、窒化ガリウム膜(GaN膜)の上に窒化インジウムアルミニウム膜(InAlN膜)を連続して形成する場合を例に説明する。例えば、GaN膜はHEMTのチャネル層、InAlN膜はHEMTのバリア層として用いられる。なお、HEMTのバリア層の材料のバンドギャップは、チャネル層の材料のバンドギャップよりも大きい。   Hereinafter, an example in which an indium aluminum nitride film (InAlN film) is continuously formed on a gallium nitride film (GaN film) will be described. For example, the GaN film is used as a HEMT channel layer, and the InAlN film is used as a HEMT barrier layer. Note that the band gap of the material of the barrier layer of the HEMT is larger than the band gap of the material of the channel layer.

最初に、ウェハWを、反応室100内に搬入する。ウェハWは、例えば、表面が{111}面であるシリコン基板である。シリコン基板の厚さは、例えば、700μm以上1.2mm以下である。なお、{111}面は、(111)面と結晶学的に等価な面を示す。   First, the wafer W is carried into the reaction chamber 100. The wafer W is, for example, a silicon substrate having a {111} surface. The thickness of the silicon substrate is, for example, not less than 700 μm and not more than 1.2 mm. Note that the {111} plane indicates a plane which is crystallographically equivalent to the (111) plane.

次に、ウェハWを、ホルダ15に載置する。次に、ウェハWを回転駆動機構19により自転させながら、ホルダ15の下方に設けられたインヒータ24及びアウトヒータ26により加熱する。   Next, the wafer W is placed on the holder 15. Next, the wafer W is heated by the in-heater 24 and the out-heater 26 provided below the holder 15 while being rotated by the rotation drive mechanism 19.

次に、ウェハWの上にTMA、TMG及びアンモニアを用いて、窒化アルミニウム(AlN)及び窒化アルミニウムガリウム(AlGaN)のバッファ層を形成する。   Next, a buffer layer of aluminum nitride (AlN) and aluminum gallium nitride (AlGaN) is formed on the wafer W using TMA, TMG and ammonia.

次に、ウェハWの上にGaN膜を形成する(S110)。GaN膜は、単結晶である。GaN膜の厚さは、例えば、100nm以上10μm以下である。   Next, a GaN film is formed on the wafer W (S110). The GaN film is a single crystal. The thickness of the GaN film is, for example, 100 nm or more and 10 μm or less.

GaN膜を形成する際、ウェハWを所定の回転数で回転させる。回転数は、例えば、500rpm以上1500rpm以下である。また、ウェハWの温度は、例えば、500℃以上1200℃以下、好ましくは800℃以上1200℃以下、最も好ましくは1000℃以上1100℃以下である。   When forming the GaN film, the wafer W is rotated at a predetermined rotation speed. The rotation speed is, for example, not less than 500 rpm and not more than 1500 rpm. The temperature of the wafer W is, for example, 500 ° C. to 1200 ° C., preferably 800 ° C. to 1200 ° C., and most preferably 1000 ° C. to 1100 ° C.

GaN膜を形成する際、第1のガス供給路11から、例えば、窒素ガスをキャリアガスとするTMGが供給される。また、第2のガス供給路12から、例えば、アンモニアが供給される。また、第3のガス供給路13から、希釈ガスとして、例えば、窒素ガスが供給される。   When forming a GaN film, for example, TMG using nitrogen gas as a carrier gas is supplied from the first gas supply path 11. Further, for example, ammonia is supplied from the second gas supply path 12. Further, for example, nitrogen gas is supplied from the third gas supply path 13 as a dilution gas.

窒素ガスをキャリアガスとするTMG、アンモニア、窒素ガスは、合流部50及び混合ガス室300で混合されて混合ガスが生成される。混合ガスは、混合ガス室300からシャワープレート200を通って、反応室100の中に供給される。   TMG, ammonia, and nitrogen gas using nitrogen gas as carrier gas are mixed in the junction 50 and the mixed gas chamber 300 to generate a mixed gas. The mixed gas is supplied from the mixed gas chamber 300 to the reaction chamber 100 through the shower plate 200.

混合ガスは反応室100の中でウェハWの表面に略垂直な方向の層流となって、ウェハWの表面に供給される。ウェハWの表面に供給された混合ガスは、回転するウェハWの表面に沿ってウェハWの外周に向かって流れる。混合ガスの化学反応により、GaN膜がウェハWの上に形成される。   The mixed gas is supplied to the surface of the wafer W as a laminar flow in a direction substantially perpendicular to the surface of the wafer W in the reaction chamber 100. The mixed gas supplied to the surface of the wafer W flows toward the outer periphery of the wafer W along the surface of the rotating wafer W. A GaN film is formed on the wafer W by a chemical reaction of the mixed gas.

次に、ウェハWを反応室100から搬出することなく、ウェハWの上にInAlN膜を形成する。InAlN膜は、単結晶である。InAlN膜の膜厚は、例えば、5nm以上30nm以下である。InAlN膜の膜厚は、例えば、GaN膜の膜厚よりも薄い。   Next, an InAlN film is formed on the wafer W without unloading the wafer W from the reaction chamber 100. The InAlN film is a single crystal. The thickness of the InAlN film is, for example, not less than 5 nm and not more than 30 nm. The thickness of the InAlN film is, for example, smaller than the thickness of the GaN film.

InAlN膜のIn組成は、例えば、約17原子%である。In組成は、InAlN膜の中のIII族元素に占めるインジウムの割合を示す。   The In composition of the InAlN film is, for example, about 17 atomic%. The In composition indicates the ratio of indium to the group III element in the InAlN film.

InAlN膜を形成する際、ウェハWを所定の回転数で回転させる。回転数は、例えば、1600rpm以上1800rpm以下である。ウェハWの温度は、例えば、700℃以上900℃以下である。   When forming the InAlN film, the wafer W is rotated at a predetermined rotation speed. The rotation speed is, for example, 1600 rpm or more and 1800 rpm or less. The temperature of the wafer W is, for example, 700 ° C. or more and 900 ° C. or less.

InAlN膜を形成する際、第1のガス供給路11から、例えば、窒素ガスをキャリアガスとするTMIが供給される。また、第1のガス供給路11から、例えば、窒素ガスをキャリアガスとするTMAが供給される。また、第2のガス供給路12から、例えば、アンモニアが供給される。また、第3のガス供給路13から、希釈ガスとして、例えば、窒素ガスを供給する。   When the InAlN film is formed, for example, TMI using nitrogen gas as a carrier gas is supplied from the first gas supply path 11. In addition, for example, TMA using nitrogen gas as a carrier gas is supplied from the first gas supply path 11. Further, for example, ammonia is supplied from the second gas supply path 12. Further, for example, a nitrogen gas is supplied from the third gas supply path 13 as a dilution gas.

窒素ガスをキャリアガスとするTMI、窒素ガスをキャリアガスとするTMA、アンモニア、窒素ガスは混合されて混合ガスが生成される。混合ガスは、混合ガス室300からシャワープレート200を通って、反応室100の中に供給される。   TMI using nitrogen gas as a carrier gas, TMA using nitrogen gas as a carrier gas, ammonia, and nitrogen gas are mixed to generate a mixed gas. The mixed gas is supplied from the mixed gas chamber 300 to the reaction chamber 100 through the shower plate 200.

混合ガスは反応室100の中でウェハWの表面に略垂直な方向の層流となって、ウェハWの表面に供給される。ウェハWの表面に供給された混合ガスは、回転するウェハWの表面に沿ってウェハWの外周に向かって流れる。混合ガスの化学反応により、InAlN膜がウェハWの上に形成される。   The mixed gas is supplied to the surface of the wafer W as a laminar flow in a direction substantially perpendicular to the surface of the wafer W in the reaction chamber 100. The mixed gas supplied to the surface of the wafer W flows toward the outer periphery of the wafer W along the surface of the rotating wafer W. An InAlN film is formed on the wafer W by a chemical reaction of the mixed gas.

次に、ウェハWを、反応室100から外に搬出する。以上の気相成長方法により、シリコン基板の上に、GaN膜とInAlN膜が連続的に形成される。GaN膜とInAlN膜は、エピタキシャル膜である。   Next, the wafer W is carried out of the reaction chamber 100 to the outside. With the above-described vapor phase growth method, a GaN film and an InAlN film are continuously formed on a silicon substrate. The GaN film and the InAlN film are epitaxial films.

次に、第1の実施形態の気相成長装置の作用及び効果について説明する。   Next, the operation and effects of the vapor phase growth apparatus of the first embodiment will be described.

気相成長により、ウェハW上に膜を成長させる場合、膜中への意図しない物質の取り込みにより、膜の品質が低下するおそれがある。例えば、膜の化学組成が所望の組成からシフトしたり、膜の中に欠陥が生じたりする。意図しない物質の取り込みは、先行する膜の成長時に気相成長装置内に付着した、上記物質を含む反応生成物に起因する場合がある。   When a film is grown on the wafer W by vapor phase growth, the quality of the film may be degraded due to unintended incorporation of a substance into the film. For example, the chemical composition of the film shifts from a desired composition, or a defect occurs in the film. Unintended incorporation of the substance may be due to a reaction product containing the substance attached to the inside of the vapor phase growth apparatus during the preceding film growth.

例えば、InAlN膜の気相成長では、InAlN膜中への意図しないガリウムの取り込みが問題となる。   For example, in the vapor phase growth of an InAlN film, unintended incorporation of gallium into the InAlN film becomes a problem.

GaN系半導体を用いたHEMTは、高い耐圧と低いオン抵抗を実現する。HEMTは、積層されたチャネル層とバリア層との間のヘテロ界面に誘起される2DEGを電流経路として用いる。   A HEMT using a GaN-based semiconductor achieves high withstand voltage and low on-resistance. The HEMT uses 2DEG induced at a hetero interface between a stacked channel layer and a barrier layer as a current path.

例えば、チャネル層にはGaN膜、バリア層にはAlGaN膜が用いられる。バリア層にAlGaN膜に代えて、InAlN膜を適用することが検討されている。   For example, a GaN film is used for the channel layer, and an AlGaN film is used for the barrier layer. The use of an InAlN film as a barrier layer instead of an AlGaN film has been studied.

InAlN膜は大きな自発分極を備えるため、InAlN膜とGaN膜の界面の2DEG濃度を高くすることができる。したがって、低いオン抵抗のHEMTが実現できる。また、InAlN膜中のIn組成(In/(In+Al))を約17原子%にすることで、GaN膜との格子整合が実現できる。したがって、格子不整合に起因する歪がなくなり、HEMTの信頼性が向上する。   Since the InAlN film has a large spontaneous polarization, the 2DEG concentration at the interface between the InAlN film and the GaN film can be increased. Therefore, a HEMT having a low on-resistance can be realized. Further, by setting the In composition (In / (In + Al)) in the InAlN film to about 17 atomic%, lattice matching with the GaN film can be realized. Therefore, distortion due to lattice mismatch is eliminated, and HEMT reliability is improved.

また、InAlN膜とGaN膜との積層構造は面発光レーザ等に用いられる誘電体ミラーへの応用も期待される。上記の誘電体ミラーへの応用については、GaN膜とInAlN膜の界面が明確であること、つまり、上記2つの膜の化合物組成が急峻に変化することが求められる。   Further, the laminated structure of the InAlN film and the GaN film is also expected to be applied to a dielectric mirror used for a surface emitting laser or the like. For application to the above dielectric mirror, it is required that the interface between the GaN film and the InAlN film is clear, that is, the compound composition of the two films changes sharply.

しかし、意図せずInAlN膜中へガリウムが取り込まれると、例えば、InAlN膜とGaN膜の界面の2DEG密度の低下や、電子の移動度の低下が生ずるおそれがある。また、化合物組成の急峻な変化が得られないため、良好な誘電体ミラーを形成することが困難である。   However, if gallium is unintentionally incorporated into the InAlN film, for example, the 2DEG density at the interface between the InAlN film and the GaN film may decrease, and the electron mobility may decrease. In addition, since a sharp change in the compound composition cannot be obtained, it is difficult to form a good dielectric mirror.

上記のInAlN膜に意図しないGaの取り込みが生じる原因とは、以下のように考えられる。InAlN膜の成長前に行うGaを含む膜の成長時に、気相成長装置の上流部分にGaを含む反応生成物が付着する。そして、InAlN膜の成長時にGaを含む反応生成物からGaが成長雰囲気に放出される。このGaがInAlN膜に取り込まれる。   The cause of the unintended incorporation of Ga into the InAlN film is considered as follows. During the growth of the Ga-containing film before the growth of the InAlN film, a reaction product containing Ga adheres to an upstream portion of the vapor phase growth apparatus. Then, Ga is released from the reaction product containing Ga into the growth atmosphere during the growth of the InAlN film. This Ga is taken into the InAlN film.

特に、InAlN膜をGaN膜の上に連続して形成する場合、GaN膜を形成する際に、シャワープレート200の表面や、反応室100の壁面17に付着したガリウムを含む反応生成物が、InAlN膜中へ取り込まれると考えられる。InAlN膜中への意図しないガリウムの取り込みを抑制する方法として、例えば、InAlN膜を形成する前に、反応室100を洗浄することが考えられる。しかし、InAlN膜を形成する度に、反応室を洗浄することで気相成長装置の稼働率が大幅に低下する。   In particular, when an InAlN film is continuously formed on a GaN film, when the GaN film is formed, a reaction product containing gallium attached to the surface of the shower plate 200 or the wall surface 17 of the reaction chamber 100 is formed of InAlN. It is thought that it is taken into the film. As a method of suppressing unintended incorporation of gallium into the InAlN film, for example, it is conceivable to clean the reaction chamber 100 before forming the InAlN film. However, every time an InAlN film is formed, the operation rate of the vapor phase growth apparatus is greatly reduced by cleaning the reaction chamber.

第1の実施形態の気相成長装置では、III族元素を含む第1のプロセスガスとV族元素を含む第2のプロセスガスを、反応室100に供給する前に混合して混合ガスを生成することが可能である。   In the vapor phase growth apparatus of the first embodiment, a first process gas containing a group III element and a second process gas containing a group V element are mixed before being supplied to the reaction chamber 100 to generate a mixed gas. It is possible to do.

第1のプロセスガスと第2のプロセスガスを混合し、混合ガス室300からシャワープレート200を通って反応室100に供給することで、各ガス噴出孔から放出された後のガス流量とガス密度が均一に保たれる。このため、反応室100の中での乱流の発生が抑制される。   The first process gas and the second process gas are mixed and supplied from the mixed gas chamber 300 to the reaction chamber 100 through the shower plate 200, so that the gas flow rate and the gas density after being released from each gas ejection hole are obtained. Is kept uniform. Therefore, generation of turbulence in the reaction chamber 100 is suppressed.

そして、第1の実施形態の気相成長装置では、ウェハWを高速で回転させることが可能となる。ウェハWが1枚の場合は、高速で自転させることが可能となる。高速で回転するウェハによる混合ガスの引き込み効果により、反応室100の中での乱流の発生が抑制される。   In the vapor phase growth apparatus according to the first embodiment, the wafer W can be rotated at a high speed. When the number of the wafers W is one, the wafers can be rotated at high speed. Due to the effect of drawing the mixed gas by the wafer rotating at high speed, generation of turbulence in the reaction chamber 100 is suppressed.

乱流の発生が抑制されることで、シャワープレート200の表面に反応生成物が付着しにくくなると考えられる。また、反応室100の壁面17へ反応生成物が付着しにくくなると考えられる。また、乱流の発生が抑制されることで、シャワープレート200の表面や反応室100の壁面17に付着した反応生成物が、雰囲気中に脱離することも抑制されると考えられる。   It is considered that the reaction product is less likely to adhere to the surface of the shower plate 200 by suppressing the generation of the turbulent flow. Further, it is considered that the reaction product hardly adheres to the wall surface 17 of the reaction chamber 100. In addition, it is considered that the generation of the turbulent flow suppresses the reaction products attached to the surface of the shower plate 200 and the wall surface 17 of the reaction chamber 100 from desorbing into the atmosphere.

また、ウェハWを高速で回転させることにより混合ガスの反応及び分解を、ウェハWの表面近傍に限定させることができる。このため、シャワープレート200の表面や反応室100の壁面17等への反応生成物の付着が抑制されると考えられる。   Further, by rotating the wafer W at a high speed, the reaction and decomposition of the mixed gas can be limited to the vicinity of the surface of the wafer W. For this reason, it is considered that the adhesion of the reaction product to the surface of the shower plate 200 or the wall surface 17 of the reaction chamber 100 is suppressed.

さらに、第1の実施形態の気相成長装置では、シャワープレート200の反応室の側の表面Sの算術平均粗さ(Ra)が0.05μm以上50μm以下である。算術平均粗さ(Ra)が0.05μm未満になると、シャワープレート200の表面の温度が低下するおそれがある。これは、表面の赤外線に対する反射率が上がり、シャワープレート200が吸収する熱量が低下するためである。シャワープレート200の表面Sの温度が低下すると、混合ガスの飽和蒸気圧が低下し、反応生成物が付着しやすくなる。   Furthermore, in the vapor phase growth apparatus of the first embodiment, the arithmetic average roughness (Ra) of the surface S of the shower plate 200 on the reaction chamber side is 0.05 μm or more and 50 μm or less. If the arithmetic average roughness (Ra) is less than 0.05 μm, the temperature of the surface of the shower plate 200 may decrease. This is because the reflectance of the surface with respect to infrared rays increases, and the amount of heat absorbed by the shower plate 200 decreases. When the temperature of the surface S of the shower plate 200 decreases, the saturated vapor pressure of the mixed gas decreases, and the reaction products tend to adhere.

シャワープレート200の反応室の側の表面Sの算術平均粗さ(Ra)を0.05μm以上とすることで、表面Sの赤外線に対する反射率を低くする。したがって、シャワープレート200の表面Sの温度の低下が抑制され、シャワープレート200の表面Sへの反応生成物の付着が抑制される。また、算術平均粗さ(Ra)が50μmを上回ると、凹凸のアンカー効果により反応生成物が付着しやすくなるおそれがある。算術平均粗さ(Ra)は、より好ましくは、0.1μm以上10μm以下である。   By setting the arithmetic average roughness (Ra) of the surface S of the shower plate 200 on the side of the reaction chamber to 0.05 μm or more, the reflectance of the surface S with respect to infrared rays is reduced. Therefore, a decrease in the temperature of the surface S of the shower plate 200 is suppressed, and adhesion of the reaction product to the surface S of the shower plate 200 is suppressed. Further, when the arithmetic average roughness (Ra) exceeds 50 μm, there is a possibility that the reaction product is likely to adhere due to the anchor effect of the unevenness. The arithmetic average roughness (Ra) is more preferably 0.1 μm or more and 10 μm or less.

図5は、第1の実施形態の効果の説明図である。図5は、InAlN膜を連続成膜した場合の、InAlN膜中のGa濃度を示す図である。シャワープレート200の表面Sの算術平均粗さ(Ra)を変化させて、GaN膜:2.0μm/InAlN膜30nmを、反応室100のクリーニングなしで連続成膜したときのInAlN膜中のGa濃度を示す。隣接するガス噴出孔22の中心間の距離Lは5mm、ガス噴出孔22の孔径Dは0.5mmである。   FIG. 5 is an explanatory diagram of the effect of the first embodiment. FIG. 5 is a diagram showing the Ga concentration in the InAlN film when the InAlN film is continuously formed. By changing the arithmetic average roughness (Ra) of the surface S of the shower plate 200, the Ga concentration in the InAlN film when a GaN film: 2.0 μm / InAlN film 30 nm is continuously formed without cleaning the reaction chamber 100 Is shown. The distance L between the centers of the adjacent gas ejection holes 22 is 5 mm, and the hole diameter D of the gas ejection holes 22 is 0.5 mm.

図5に示すように、Raが0.01μmの場合は連続成膜が2回からGaの含有量は検出下限を超えて増大する。Raが0.05μmの場合は、連続成膜が20回まではGaの含有量は検出下限以下である。Raが0.1μm、1μm、10μmの場合は、連続成膜を200回行ってもGaの含有量は検出下限以下である。   As shown in FIG. 5, when Ra is 0.01 μm, the content of Ga increases beyond the lower limit of detection from two consecutive film formations. When Ra is 0.05 μm, the Ga content is equal to or lower than the lower detection limit up to 20 times of continuous film formation. When Ra is 0.1 μm, 1 μm, and 10 μm, the Ga content is equal to or lower than the lower detection limit even after continuous film formation is performed 200 times.

Raが25μmの場合は、連続成膜が50回まではGaの含有量は検出下限以下である。Raが50μmの場合は、連続成膜が20回まではGaの含有量は検出下限以下である。Raが100μmの場合は、連続成膜が10回からGaの含有量は下限を超えて増大する。   When Ra is 25 μm, the content of Ga is equal to or lower than the lower limit of detection up to 50 times of continuous film formation. When Ra is 50 μm, the content of Ga is equal to or lower than the lower detection limit up to 20 times of continuous film formation. When Ra is 100 μm, the content of Ga increases beyond the lower limit from 10 times of continuous film formation.

表面Sの算術平均粗さ(Ra)は、例えば、シャワープレート200の表面を覆う金属めっき層の形成条件を制御することで、所望の値に調整することが可能である。   The arithmetic average roughness (Ra) of the surface S can be adjusted to a desired value, for example, by controlling the conditions for forming a metal plating layer covering the surface of the shower plate 200.

また、ガス噴出孔22の孔径Dは0.05mm以上3mm以下であることが好ましく、0.1mm以上2mm以下であることがより好ましい。上記範囲を下回ると、反応室100内に十分なプロセスガスを供給することができないおそれがある。上記範囲を上回ると反応室100の中での乱流が生じやすくなる。   Further, the hole diameter D of the gas ejection hole 22 is preferably 0.05 mm or more and 3 mm or less, and more preferably 0.1 mm or more and 2 mm or less. If it is below the above range, there is a possibility that a sufficient process gas cannot be supplied into the reaction chamber 100. If it exceeds the above range, turbulence in the reaction chamber 100 is likely to occur.

さらに、ホルダ15に載置されるウェハWとシャワープレート200との間の距離は、例えば、5cm以上10cm以下であることが好ましい。上記範囲を下回ると、ウェハW表面からシャワープレート200の表面に向けて戻るプロセスガスが多くなり、シャワープレート200の表面に付着する反応生成物が多くなるおそれがある。また、上記範囲を上回ると、ウェハWの外側に流れるプロセスガスが多くなり、膜の形成に寄与しない無駄なプロセスガスが増加するおそれがある。   Further, the distance between the wafer W placed on the holder 15 and the shower plate 200 is preferably, for example, not less than 5 cm and not more than 10 cm. Below the above range, the amount of process gas returning from the surface of the wafer W toward the surface of the shower plate 200 increases, and there is a possibility that reaction products attached to the surface of the shower plate 200 increase. If the above range is exceeded, the amount of process gas flowing outside the wafer W increases, and there is a possibility that useless process gas that does not contribute to film formation increases.

以上、第1の実施形態の気相成長装置によれば、シャワープレート200や反応室100への反応生成物の付着が抑制され、品質の高い膜を形成することが可能となる。例えば、意図しないガリウムの取り込みが抑制されたInAlN膜を形成することが可能となる。   As described above, according to the vapor phase growth apparatus of the first embodiment, adhesion of reaction products to the shower plate 200 and the reaction chamber 100 is suppressed, and a high-quality film can be formed. For example, it becomes possible to form an InAlN film in which unintended incorporation of gallium is suppressed.

(第2の実施形態)
第2の実施形態の気相成長装置は、隣接するガス噴出孔の間のシャワープレートの表面の最大高低差が、隣接するガス噴出孔の中心間の距離以下である点以外は、第1の実施形態と同様である。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
(Second embodiment)
The vapor phase growth apparatus of the second embodiment is different from the first embodiment in that the maximum height difference of the surface of the shower plate between the adjacent gas ejection holes is equal to or less than the distance between the centers of the adjacent gas ejection holes. This is the same as the embodiment. Hereinafter, a part of the description overlapping with the first embodiment will not be described.

反応室100の側の隣接するガス噴出孔22間の表面の最大高低差(図6(a)中のd)が、隣接するガス噴出孔22の中心間の距離(図6(a)中のL)以下である。なお、ガス噴出孔22の反応室100の側の端部の位置は、ガス噴出孔22の孔径が反応室100から混合ガス室300に向かって最も小さくなる位置と定義する。すなわち、ガス噴出孔22間の表面は、ガス噴出孔22の端部の周縁であるテーパ部分を含む。   The maximum height difference (d in FIG. 6A) of the surface between the adjacent gas ejection holes 22 on the side of the reaction chamber 100 is the distance between the centers of the adjacent gas ejection holes 22 (FIG. 6A). L) The following is true. The position of the end of the gas ejection hole 22 on the side of the reaction chamber 100 is defined as the position where the diameter of the gas ejection hole 22 becomes smallest from the reaction chamber 100 toward the mixed gas chamber 300. That is, the surface between the gas ejection holes 22 includes a tapered portion which is the peripheral edge of the end of the gas ejection holes 22.

また、以後、ガス噴出孔22の孔径は、ガス噴出孔22の反応室100の側の端部の位置の孔径(図6(a)、図6(b)中のD)で代表させる。なお、テーパ部分は、すべてのガス噴出孔22に形成されていてもよい。   Hereinafter, the hole diameter of the gas ejection hole 22 is represented by the hole diameter (D in FIGS. 6A and 6B) at the end of the gas ejection hole 22 on the side of the reaction chamber 100. In addition, the tapered portion may be formed in all the gas ejection holes 22.

隣接するガス噴出孔22の中心間の距離Lは、例えば10mm以下である。ガス噴出孔22の孔径Dは、例えば、0.05mm以上3mm以下である。   The distance L between the centers of the adjacent gas ejection holes 22 is, for example, 10 mm or less. The hole diameter D of the gas ejection holes 22 is, for example, 0.05 mm or more and 3 mm or less.

シャワープレート201の表面のアスペクト比を、ガス噴出孔22の中心間の距離Lに対するシャワープレート表面の最大高低差dとする。シャワープレート201の表面のアスペクト比が大きくなると、シャワープレート201の表面の温度ムラが大きくなる。   The aspect ratio of the surface of the shower plate 201 is defined as the maximum height difference d of the shower plate surface with respect to the distance L between the centers of the gas ejection holes 22. As the aspect ratio of the surface of the shower plate 201 increases, the temperature unevenness on the surface of the shower plate 201 increases.

これは、高温のウェハWに由来する輻射熱に対して、影となる部分がシャワープレート201の表面に生ずるからである。輻射熱に対して、影となる部分がシャワープレート201の表面に生ずると、シャワープレート201の表面に低温部分が生じる。シャワープレート201の表面に低温部分が生じると、その低温部分の近傍で混合ガスの飽和蒸気圧が低下し、反応生成物が付着しやすくなると考えられる。   This is because the radiant heat originating from the high-temperature wafer W causes a shadowed portion to be generated on the surface of the shower plate 201. When a portion that becomes a shadow to the radiant heat is generated on the surface of the shower plate 201, a low-temperature portion is generated on the surface of the shower plate 201. When a low-temperature portion is generated on the surface of the shower plate 201, it is considered that the saturated vapor pressure of the mixed gas decreases near the low-temperature portion, and the reaction product is likely to adhere.

第2の実施形態の気相成長装置では、シャワープレート201の反応室100の側の表面のアスペクト比を小さくする。このため、シャワープレート201の表面への反応生成物の付着が抑制される。   In the vapor phase growth apparatus of the second embodiment, the aspect ratio of the surface of the shower plate 201 on the side of the reaction chamber 100 is reduced. Therefore, the adhesion of the reaction product to the surface of the shower plate 201 is suppressed.

第2の実施形態の気相成長装置では、例えば、InAlN膜をGaN膜の上に連続して形成する場合、GaN膜の形成中にシャワープレート201の表面や反応室100の壁面17へのガリウムを含む反応生成物の付着が抑制されると考えられる。また、InAlN膜の成膜中に、ガリウムを含む反応生成物が雰囲気中に脱離することが抑制されると考えられる。   In the vapor phase growth apparatus according to the second embodiment, for example, when an InAlN film is continuously formed on a GaN film, gallium on the surface of the shower plate 201 and the wall surface 17 of the reaction chamber 100 during the formation of the GaN film. It is considered that the adhesion of the reaction product containing is suppressed. It is also considered that the reaction product containing gallium is prevented from desorbing into the atmosphere during the formation of the InAlN film.

図7は、第2の実施形態の効果の説明図である。図7は、InAlN膜を連続成膜した場合の、InAlN膜中のGa濃度を示す図である。シャワープレート201の表面Sの最大高低差dを変化させて、GaN膜:2.0μm/InAlN膜30nmを、反応室100のクリーニングなしで連続成膜したときのInAlN膜中のGa濃度を示す。隣接するガス噴出孔22の中心間の距離Lは5mm、ガス噴出孔22の孔径Dは0.5mmである。   FIG. 7 is an explanatory diagram of the effect of the second embodiment. FIG. 7 is a diagram showing the Ga concentration in the InAlN film when the InAlN film is continuously formed. The Ga concentration in the InAlN film when a GaN film: 2.0 μm / 30 nm InAlN film is continuously formed without cleaning the reaction chamber 100 while changing the maximum height difference d of the surface S of the shower plate 201 is shown. The distance L between the centers of the adjacent gas ejection holes 22 is 5 mm, and the hole diameter D of the gas ejection holes 22 is 0.5 mm.

図7に示すように、d=1L以下、すなわち、ガス噴出孔22間の最大高低差dが、隣接するガス噴出孔22の中心間の距離L以下の場合、連続成膜を200回行ってもGaの含有量は検出下限以下である。   As shown in FIG. 7, when d = 1L or less, that is, when the maximum height difference d between the gas ejection holes 22 is less than or equal to the distance L between the centers of the adjacent gas ejection holes 22, continuous film formation is performed 200 times. Also, the content of Ga is below the lower limit of detection.

第2の実施形態の気相成長装置では、隣接するガス噴出孔22の中心間の距離Lは均質な特性の膜を形成する観点から10mm以下が好ましい。Lは1mm以上8mm以下であることが好ましく、3mm以上6mm以下であることがより好ましい。上記範囲を下回ると、反応室100の中での乱流が生じやすくなる。上記範囲を上回ると膜の特性の均質性が低下する。   In the vapor phase growth apparatus of the second embodiment, the distance L between the centers of adjacent gas ejection holes 22 is preferably 10 mm or less from the viewpoint of forming a film having uniform characteristics. L is preferably 1 mm or more and 8 mm or less, more preferably 3 mm or more and 6 mm or less. Below the above range, turbulence in the reaction chamber 100 tends to occur. If the ratio exceeds the above range, the uniformity of the properties of the film decreases.

以上、第2の実施形態の気相成長装置によれば、第1の実施形態同様、シャワープレート201や反応室100への反応生成物の付着が抑制され、品質の高い膜を形成することが可能となる。   As described above, according to the vapor phase growth apparatus of the second embodiment, as in the first embodiment, adhesion of reaction products to the shower plate 201 and the reaction chamber 100 is suppressed, and a high-quality film can be formed. It becomes possible.

(第3の実施形態)
第3の実施形態の気相成長装置は、隣接するガス噴出孔の間のシャワープレートの表面の最大高低差がガス噴出孔の孔径よりも小さい点以外は、第1の実施形態と同様である。以下、第1の実施形態及び第2の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
(Third embodiment)
The vapor phase growth apparatus of the third embodiment is the same as the first embodiment except that the maximum height difference of the surface of the shower plate between adjacent gas ejection holes is smaller than the diameter of the gas ejection holes. . Hereinafter, a part of the description overlapping with the first embodiment and the second embodiment will be partially omitted.

図8は、第3の実施形態のシャワープレートの一部の拡大模式断面図である。図8(a)は図2のAA’断面、図8(b)は図2のBB’断面に相当する断面である。   FIG. 8 is an enlarged schematic cross-sectional view of a part of the shower plate according to the third embodiment. 8A is a cross section corresponding to the AA 'cross section in FIG. 2, and FIG. 8B is a cross section corresponding to the BB' cross section in FIG.

図8(a)、図8(b)に示すように、シャワープレート202は、AA’断面及びBB’断面共に同様の形状を備える。シャワープレート202のガス噴出孔22は、反応室100側の端部に面取りがされている。面取りにより、隣接するガス噴出孔22の間の表面Sに最大高低差(図8(a)、図8(b)中のd)が生じている。   As shown in FIGS. 8A and 8B, the shower plate 202 has the same shape in both the AA ′ section and the BB ′ section. The gas ejection holes 22 of the shower plate 202 are chamfered at the end on the reaction chamber 100 side. Due to the chamfering, a maximum height difference (d in FIGS. 8A and 8B) occurs on the surface S between the adjacent gas ejection holes 22.

隣接するガス噴出孔22の間のシャワープレート202の表面Sの最大高低差dは、ガス噴出孔22の孔径(図8(a)、図8(b)中のD)よりも小さい。このため、シャワープレート202の反応室100の側の表面Sのアスペクト比は小さい。したがって、シャワープレート202の表面への反応生成物の付着が抑制される。   The maximum height difference d of the surface S of the shower plate 202 between the adjacent gas ejection holes 22 is smaller than the hole diameter of the gas ejection holes 22 (D in FIGS. 8A and 8B). Therefore, the aspect ratio of the surface S of the shower plate 202 on the side of the reaction chamber 100 is small. Therefore, the adhesion of the reaction product to the surface of the shower plate 202 is suppressed.

以上、第3の実施形態の気相成長装置によれば、第1の実施形態同様、シャワープレート202や反応室100への反応生成物の付着が抑制され、品質の高い膜を形成することが可能となる。   As described above, according to the vapor phase growth apparatus of the third embodiment, as in the first embodiment, adhesion of reaction products to the shower plate 202 and the reaction chamber 100 is suppressed, and a high-quality film can be formed. It becomes possible.

(第4の実施形態)
第4の実施形態の気相成長装置は、合流部を有しない点以外は、第1の実施形態と同様である。以下、第1の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。
(Fourth embodiment)
The vapor phase growth apparatus of the fourth embodiment is the same as the first embodiment except that it does not have a junction. Hereinafter, a part of the description overlapping with the first embodiment will not be described.

図9は、第4の実施形態の気相成長装置の模式断面図である。第4の実施形態の気相成長装置は、例えば、有機金属気相成長法(MOCVD法)を用いる枚葉型のエピタキシャル成長装置である。   FIG. 9 is a schematic sectional view of the vapor phase growth apparatus of the fourth embodiment. The vapor phase growth apparatus of the fourth embodiment is, for example, a single-wafer type epitaxial growth apparatus using a metal organic chemical vapor deposition method (MOCVD method).

第1のガス供給路11、第2のガス供給路12、及び第3のガス供給路13は、混合ガス室300にプロセスガスを供給する。混合ガス室300は、第1のガス供給口20a、第2のガス供給口20b、第3のガス供給口20cを備える。   The first gas supply path 11, the second gas supply path 12, and the third gas supply path 13 supply a process gas to the mixed gas chamber 300. The mixed gas chamber 300 includes a first gas supply port 20a, a second gas supply port 20b, and a third gas supply port 20c.

第1のガス供給路11は、第1のガス供給口20aに接続される。第2のガス供給路12は、第2のガス供給口20bに接続される。第3のガス供給路13は、第3のガス供給口20cに接続される。第1のガス供給路11、第2のガス供給路12、及び第3のガス供給路13は、混合ガス室300に至るまで、互いに分離されている。言い換えれば、第4の実施形態の気相成長装置は、第1の実施形態の気相成長装置が備える合流部50が設けられない。   The first gas supply path 11 is connected to a first gas supply port 20a. The second gas supply path 12 is connected to the second gas supply port 20b. The third gas supply path 13 is connected to the third gas supply port 20c. The first gas supply path 11, the second gas supply path 12, and the third gas supply path 13 are separated from each other until reaching the mixed gas chamber 300. In other words, in the vapor phase growth apparatus according to the fourth embodiment, the confluence unit 50 included in the vapor phase growth apparatus according to the first embodiment is not provided.

混合ガス室300は、ガス混合機構の一例である。第1のプロセスガス、第2のプロセスガス、及び、第3のプロセスガスは、混合ガス室300内で混合され混合ガスが生成される。   The mixed gas chamber 300 is an example of a gas mixing mechanism. The first process gas, the second process gas, and the third process gas are mixed in the mixed gas chamber 300 to generate a mixed gas.

以上、第4の実施形態の気相成長装置によれば、第1の実施形態同様、シャワープレート200や反応室100への反応生成物の付着が抑制され、品質の高い膜を形成することが可能となる。   As described above, according to the vapor phase growth apparatus of the fourth embodiment, as in the first embodiment, the adhesion of reaction products to the shower plate 200 and the reaction chamber 100 is suppressed, and a high-quality film can be formed. It becomes possible.

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。上記、実施形態はあくまで、例として挙げられているだけであり、本発明を限定するものではない。また、各実施形態の構成要素を適宜組み合わせても構わない。   The embodiments of the invention have been described with reference to examples. The embodiments described above are merely given as examples, and do not limit the present invention. Also, the components of each embodiment may be appropriately combined.

実施形態では、ガス噴出孔22が円形の場合を例に説明したが、ガス噴出孔22は楕円形、長方形等、その他の形状であっても構わない。   In the embodiment, the case where the gas ejection holes 22 are circular has been described as an example, but the gas ejection holes 22 may have other shapes such as an elliptical shape and a rectangular shape.

実施形態では、ヒータとして、インヒータ24とアウトヒータ26の2種を備える場合を例に説明したが、ヒータは1種のみであっても構わない。   In the embodiment, a case has been described as an example in which two types of heaters, an in-heater 24 and an out-heater 26, are provided, but only one type of heater may be used.

実施形態では、気相成長装置について、本発明の説明に直接必要としない部分については記載を省略したが、必要とされる気相成長装置の装置構成等を適宜選択して用いることができる。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての気相成長装置は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲によって定義されるものである。   In the embodiment, portions of the vapor phase growth apparatus that are not directly necessary for the description of the present invention are omitted, but the required apparatus configuration and the like of the vapor phase growth apparatus can be appropriately selected and used. In addition, all vapor phase epitaxy apparatuses which include the elements of the present invention and whose design can be appropriately changed by those skilled in the art are included in the scope of the present invention. It is intended that the scope of the invention be defined by the following claims and their equivalents:

15 ホルダ
19 回転駆動機構
22 ガス噴出孔
50 合流部
100 反応室
200 シャワープレート
201 シャワープレート
202 シャワープレート
300 混合ガス室
d 最大高低差
D 孔径
L 距離
S 表面
W 基板(ウェハ)
15 Holder 19 Rotation drive mechanism 22 Gas ejection hole 50 Merging section 100 Reaction chamber 200 Shower plate 201 Shower plate 202 Shower plate 300 Mixed gas chamber d Maximum height difference D Hole diameter L Distance S Surface W Substrate (wafer)

Claims (5)

反応室と、
前記反応室の中に設けられ、基板を保持するホルダと、
前記ホルダを回転させる回転駆動機構と、
ルイス酸を含む第1のガスとルイス塩基を含む第2のガスを混合し混合ガスを生成するガス混合機構と、
前記ガス混合機構と前記反応室との間に設けられ、前記混合ガスを前記反応室の中に噴出する複数のガス噴出孔を有し、前記ガス噴出孔の間の前記反応室の側の表面の算術平均粗さが0.05μm以上50μm以下であるシャワープレートと、
を備える気相成長装置。
A reaction chamber,
A holder provided in the reaction chamber and holding a substrate,
A rotation drive mechanism for rotating the holder,
A gas mixing mechanism for mixing a first gas containing a Lewis acid and a second gas containing a Lewis base to generate a mixed gas;
A plurality of gas ejection holes that are provided between the gas mixing mechanism and the reaction chamber and eject the mixed gas into the reaction chamber; and a surface on the reaction chamber side between the gas ejection holes. A shower plate having an arithmetic average roughness of 0.05 μm or more and 50 μm or less,
A vapor phase growth apparatus comprising:
前記表面の算術平均粗さが0.1μm以上10μm以下である請求項1記載の気相成長装置。   The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein the arithmetic average roughness of the surface is 0.1 µm or more and 10 µm or less. 隣接する前記ガス噴出孔の間の前記表面の最大高低差が、隣接する前記ガス噴出孔の中心間の距離以下である請求項1又は請求項2記載の気相成長装置。   The vapor phase growth apparatus according to claim 1, wherein a maximum height difference of the surface between the adjacent gas ejection holes is equal to or less than a distance between centers of the adjacent gas ejection holes. 前記最大高低差が前記ガス噴出孔の孔径よりも小さい請求項3記載の気相成長装置。   The vapor phase growth apparatus according to claim 3, wherein the maximum height difference is smaller than the diameter of the gas ejection hole. 前記ガス混合機構は、前記混合ガスが充填される混合ガス室を含み、前記ガス噴出孔は、前記混合ガス室に接続される請求項1ないし請求項4いずれか一項記載の気相成長装置。   5. The gas phase growth apparatus according to claim 1, wherein the gas mixing mechanism includes a mixed gas chamber filled with the mixed gas, and the gas ejection hole is connected to the mixed gas chamber. 6. .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113471048A (en) * 2020-03-30 2021-10-01 Psk有限公司 Substrate processing apparatus
WO2024029379A1 (en) * 2022-08-03 2024-02-08 日本発條株式会社 Head for injecting reactive gas for film formation and method for manufacturing same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000345343A (en) * 1999-06-03 2000-12-12 Tokyo Electron Ltd Film forming device
JP2009255277A (en) * 2008-03-19 2009-11-05 Tokyo Electron Ltd Surface treatment method, showerhead, treatment container, and treatment apparatus using the same
WO2011105158A1 (en) * 2010-02-26 2011-09-01 三洋電機株式会社 Plasma processing apparatus
WO2012157370A1 (en) * 2011-05-13 2012-11-22 シャープ株式会社 Method of opening reaction chamber and vapor phase growth device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000345343A (en) * 1999-06-03 2000-12-12 Tokyo Electron Ltd Film forming device
JP2009255277A (en) * 2008-03-19 2009-11-05 Tokyo Electron Ltd Surface treatment method, showerhead, treatment container, and treatment apparatus using the same
WO2011105158A1 (en) * 2010-02-26 2011-09-01 三洋電機株式会社 Plasma processing apparatus
WO2012157370A1 (en) * 2011-05-13 2012-11-22 シャープ株式会社 Method of opening reaction chamber and vapor phase growth device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113471048A (en) * 2020-03-30 2021-10-01 Psk有限公司 Substrate processing apparatus
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