JP2023020168A - Ｉｉｉ族窒化物半導体の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】炭素の含有量が小さく、かつ、表面モフォロジーが良好であるＩＩＩ族窒化物半導体を製造できる技術を提供する。【解決手段】ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法は搬入工程Ｓ１と減圧工程Ｓ２と加熱工程Ｓ３と第１成膜工程Ｓ５と第２成膜工程Ｓ６とを備える。搬入工程Ｓ１では、チャンバ内に基板を搬入する。減圧工程Ｓ２では、チャンバ内の圧力を低下させる。加熱工程Ｓ３では、基板を加熱する。第１成膜工程Ｓ５では、ＩＩＩ族元素を含む有機金属ガスをチャンバ内の基板に供給し、水素ガスおよび窒素ガスを含む第１ガスをプラズマ励起してチャンバ内の基板に供給する。第２成膜工程Ｓ６では、当該ＩＩＩ族元素を含む有機金属ガスをチャンバ内の基板に供給し、水素を含まずに窒素ガスを含む第２ガスをプラズマ励起してチャンバ内の基板に供給する。【選択図】図３

Description

本願は、ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法に関する。
従来から、プラズマを利用した有機金属気相成長法が提案されている（例えば、特許文献１）。この特許文献１に記載の製造装置では、チャンバ内において、窒素（Ｎ２）ガスおよび水素（Ｈ２）ガスの混合ガスをプラズマ化させつつ、チャンバ内にＩＩＩ族元素の有機金属ガスを供給する。これによれば、比較的低温で基板にＩＩＩ族窒化物半導体膜を形成することができる。
特許第６５１６４８２号公報
特許文献１に記載の技術では、低温でＩＩＩ族窒化物半導体膜を形成することができる一方で、温度が低くなると、半導体膜の内部により多くの炭素が取り込まれてしまうという問題があった。半導体膜中の炭素の含有量が大きくなると、半導体膜のバルク移動度が低下してしまい、膜質が低下してしまう。
また、ＩＩＩ族窒化物半導体膜を評価する特性としては、バルク移動度の他、表面モフォロジーもある。表面モフォロジーは良好であることが望ましい。
そこで、本願は、炭素の含有量が小さく、かつ、表面モフォロジーが良好であるＩＩＩ族窒化物半導体を製造できる技術を提供することを目的とする。
ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法の第１の態様は、ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法であって、チャンバ内に基板を搬入する搬入工程と、吸引部が前記チャンバ内の圧力を低下させる減圧工程と、前記チャンバ内に設けられたヒータが前記基板を加熱する加熱工程と、第１ガス供給部がＩＩＩ族元素を含む有機金属ガスを前記チャンバ内の前記基板に供給し、第２ガス供給部が水素ガスおよび窒素ガスを含む第１ガスをプラズマ発生部に供給し、前記プラズマ発生部が前記第１ガスをプラズマ励起して前記チャンバ内の前記基板に供給する第１成膜工程と、前記第１ガス供給部が前記ＩＩＩ族元素を含む有機金属ガスを前記チャンバ内の前記基板に供給し、前記第２ガス供給部が水素を含まずに窒素ガスを含む第２ガスを前記プラズマ発生部に供給し、前記プラズマ発生部が前記第２ガスをプラズマ励起して前記チャンバ内の前記基板に供給する第２成膜工程とを備える。
ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法の第２の態様は、第１の態様にかかるＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法であって、前記第１成膜工程と前記第２成膜工程との間において、前記チャンバから前記水素ガスを排気する水素ガス除去工程をさらに備える。
ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法の第３の態様は、第２の態様にかかるＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法であって、前記水素ガス除去工程は、前記チャンバ内の水素ガスの分圧が１×１０－８Ｐａ以下となるまで行われる。
ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法の第４の態様は、第１の態様にかかるＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法であって、前記第２成膜工程は前記第１成膜工程に連続して行われる。
ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法の第５の態様は、第１から第４のいずれか一つの態様にかかるＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法であって、前記第２成膜工程において、前記有機金属ガスの供給および停止を切り替えるための前記第１ガス供給部のバルブを閉じてから所定時間が経過した後に、前記第２ガス供給部による前記第２ガスの供給および前記プラズマ発生部の動作を停止して、前記第２成膜工程を終了させる。
ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法の第６の態様は、第１から第５のいずれか一つの態様にかかるＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法であって、前記加熱工程において、基板の温度を６００℃以上かつ１０００℃以下に加熱する。
ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法の第７の態様は、第１から第６のいずれか一つの態様にかかるＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法であって、前記有機金属ガスは、トリメチルガリウム、トリエチルガリウムもしくはトリスジメチルアミドガリウムを含む。
ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法の第１から第７の態様によれば、第１成膜工程においては、プラズマ化の対象となる第１ガスに水素ガスが含まれている。これにより、異種材料の基板に対して高い膜厚均一性でＩＩＩ族窒化物半導体を結晶成長させることができる。
一方で、第２成膜工程においては、プラズマ化の対象となる第２ガスに水素が含まれていない。これにより、第２成膜工程において、炭素の含有量の小さいＩＩＩ族窒化物半導体を形成することができる。
また、第２成膜工程では、第１成膜工程によって形成された平坦なＩＩＩ族窒化物半導体の上に、同種のＩＩＩ族窒化物半導体を結晶成長させる。よって、第２成膜工程においても、平坦なＩＩＩ族窒化物半導体を形成できる。
以上のように、炭素の含有量が小さく、かつ、表面モフォロジーが良好なＩＩＩ族窒化物半導体を形成することができる。
ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法の第２および第３の態様によれば、チャンバ内の水素ガスの量が小さい状態で、第２成膜工程を行うことができる。よって、第２成膜工程で形成されるＩＩＩ族窒化物半導体膜中の炭素の含有量をさらに低減させることができる。
ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法の第４の態様によれば、高いスループットでＩＩＩ族窒化物半導体を形成できる。
ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法の第５の態様によれば、チャンバ内の圧力が低いので、バルブの閉止後でも有機金属ガスがチャンバ内に供給される。第５の態様によれば、所定時間が経過するまでは、プラズマ発生部が窒素ラジカルを生成するので、有機金属ガスは窒素ラジカルと反応する。よって、所定時間においてもＩＩＩ族窒化物半導体が結晶成長する。
比較のために、バルブの閉止と同時にプラズマ発生部が動作を停止する場合について説明する。この場合、有機金属ガスが窒素との反応を伴わずにＩＩＩ族窒化物半導体と反応する。これによれば、ＩＩＩ族窒化物半導体の表面状態の悪化を招くおそれがある。
これに対して、第５の態様では、所定時間においても有機金属ガスは窒素ラジカルと反応するので、表面状態の悪化を抑制または回避することができる。
ＩＩＩ族窒化物半導体の製造装置の構成の一例を概略的に示す図である。 制御部の内部構成の一例を示すブロック図である。 第１の実施の形態にかかるＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法の一例を示すフローチャートである。 第１の実施の形態にかかる半導体膜中の炭素の濃度の分布の一例を示すグラフである。 走査電子顕微鏡によって得られたＩＩＩ族窒化物半導体膜の表面の画像を示す図である。 走査電子顕微鏡によって得られた、比較例にかかるＩＩＩ族窒化物半導体膜の表面の画像を示す図である。 第２の実施の形態にかかるＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法の一例を示すフローチャートである。 水素ガスの分圧の時間変化の一例を示すグラフである。 第２の実施の形態にかかる半導体膜中の炭素の濃度の分布の一例を示すグラフである。 第３の実施の形態にかかるＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法の一例を示すフローチャートである。
以下、添付の図面を参照しながら、実施の形態について説明する。なお、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本開示の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法または数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。
相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば「一方向に」「一方向に沿って」「平行」「直交」「中心」「同心」「同軸」など）は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。等しい状態であることを示す表現（例えば「同一」「等しい」「均質」など）は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。形状を示す表現（例えば、「四角形状」または「円筒形状」など）は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で、例えば凹凸または面取りなどを有する形状も表すものとする。一の構成要素を「備える」「具える」「具備する」「含む」または「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。「Ａ，ＢおよびＣの少なくともいずれか一つ」という表現は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、Ａ，ＢおよびＣのうち任意の２つ、ならびに、Ａ，ＢおよびＣの全てを含む。
＜第１の実施の形態＞
＜製造装置の概要＞
図１は、ＩＩＩ族窒化物半導体の製造装置１００の構成の一例を概略的に示す図である。この製造装置１００は、プラズマを利用した有機金属気相成長法によって、基板Ｗの主面にＩＩＩ族窒化物半導体膜を形成する成膜装置である。このＩＩＩ族窒化物半導体は、例えば、横型のトランジスタに活用される。
基板Ｗは例えばサファイア、炭化シリコンまたはシリコン等の基板である。基板Ｗは例えば円板形状を有する。この基板Ｗの主面にＩＩＩ族窒化物半導体膜が結晶成長することから、基板Ｗは成長基板とも呼ばれ得る。なお、基板Ｗの材質および形状はこれらに限らず、適宜に変更し得る。
製造装置１００はチャンバ１と基板保持部２と第１ガス供給部３とプラズマ発生部４と第２ガス供給部５と吸引部６とヒータ７と制御部９とを含んでいる。以下、各構成を概説した後に、その具体的な一例について詳述する。
チャンバ１は箱形の中空形状を有している。チャンバ１の内部空間は、基板Ｗに対する成膜処理を行う処理空間に相当する。チャンバ１は真空チャンバとも呼ばれ得る。
基板保持部２はチャンバ１内に設けられる。基板保持部２は基板Ｗを水平姿勢で保持する。ここでいう水平姿勢とは、基板Ｗの厚み方向が鉛直方向に沿う姿勢である。
吸引部６はチャンバ１内のガスを吸引してチャンバ１内の圧力を低下させる。吸引部６はチャンバ１内の圧力を、成膜処理に適した所定の減圧範囲内に調整する。
ヒータ７はチャンバ１内に設けられており、基板Ｗを加熱する。具体的には、ヒータ７は基板Ｗの温度が成膜処理に適した温度範囲内となるように、基板Ｗを加熱する。
第１ガス供給部３は、ＩＩＩ族元素を含む有機金属ガスをチャンバ１内の基板Ｗに供給する。ＩＩＩ族元素は第１３族元素とも呼ばれ、例えばガリウムである。この場合、有機金属ガスとしては、ＴＭＧａ（トリメチルガリウム）、ＴＥＧａ（トリエチルガリウム）もしくはＴＤＭＡＧａ（トリスジメチルアミドガリウム）を採用することができる。
第２ガス供給部５は、Ｖ族元素を含むガスをプラズマ発生部４に供給する。Ｖ族元素は第１５族元素とも呼ばれ、ここでは、窒素である。第２ガス供給部５は窒素ガスおよび水素ガスを含む第１ガスをプラズマ発生部４に供給したり、あるいは、水素を含まずに窒素ガスを含む第２ガスをプラズマ発生部４に供給したりする。つまり、第２ガス供給部５は水素ガスを選択的にプラズマ発生部４に供給する。このガスの切り替えについては後に詳述する。以下では、第２ガス供給部５がプラズマ発生部４に供給するガスを、Ｖ族ガスとも呼ぶ。
プラズマ発生部４はＶ族ガスをプラズマ励起する。つまり、プラズマ発生部４はＶ族ガスをプラズマ化させる。これにより、反応性の高いイオンまたは中性ラジカル等の活性種が生成される。Ｖ族ガスが水素ガスおよび窒素ガスを含む場合、活性種として水素ラジカルおよび窒素ラジカルが生成される。Ｖ族ガスが水素を含まず窒素ガスを含む場合、水素ラジカルは生成されずに窒素ラジカルが生成される。図１の例では、プラズマ発生部４はプラズマ室４ａを有しており、Ｖ族ガスはプラズマ室４ａにおいてプラズマ化し、Ｖ族ガスの種類に応じた上述の活性種が生じる。活性種はプラズマ室４ａから流出し、チャンバ１内を基板Ｗに向かって流れる。これにより、活性種がチャンバ１内の基板Ｗに供給される。
制御部９は製造装置１００の全体を統括的に制御する。例えば制御部９は、基板保持部２、第１ガス供給部３、プラズマ発生部４、第２ガス供給部５、吸引部６およびヒータ７を制御する。
次に、各構成の具体的な一例について詳述する。
＜基板保持部＞
基板保持部２は基板Ｗを水平姿勢で保持する。図１の例では、基板保持部２はサセプタ２１とサセプタ保持部２２とを含んでいる。サセプタ２１は基板Ｗを載置するための台であり、例えば平板形状を有している。サセプタ２１は水平姿勢で設けられており、サセプタ２１の上面には基板Ｗが水平姿勢で載置される。サセプタ２１に載置された基板Ｗの上面はチャンバ１内で露出する。
サセプタ保持部２２はチャンバ１内に設けられており、サセプタ２１を保持する。図１の例では、サセプタ保持部２２は保持台２２１と保持突部２２２とを含んでいる。保持台２２１はサセプタ２１よりも鉛直下方に設けられており、鉛直方向において間隔を空けてサセプタ２１と向かい合う。保持台２２１は例えば水平な上面を有しており、当該上面には保持突部２２２が立設される。例えば、保持突部２２２は複数設けられており、サセプタ２１の下面の周縁部に沿って並んで設けられる。保持突部２２２の先端はサセプタ２１に当接しており、サセプタ２１を支持または保持する。
図１の例では、基板保持部２は回転機構２３をさらに備えている。回転機構２３はサセプタ保持部２２を回転軸線Ｑ１のまわりで回転させる。回転軸線Ｑ１は、基板Ｗの中心部を通り、かつ、鉛直方向に沿う軸である。回転機構２３は例えばシャフトとモータとを有する。シャフトの上端は保持台２２１の下面に連結される。シャフトは回転軸線Ｑ１に沿って延在し、回転軸線Ｑ１のまわりで回転可能にチャンバ１に軸支される。モータはシャフトを回転軸線Ｑ１のまわりで回転させる。これにより、サセプタ保持部２２、サセプタ２１および基板Ｗが回転軸線Ｑ１のまわりで一体に回転する。
＜ヒータ＞
ヒータ７はチャンバ１内において、基板保持部２に保持された基板Ｗを加熱する。図１の例では、ヒータ７はサセプタ２１よりも鉛直下方に設けられており、サセプタ２１と鉛直方向において対向する。図１の例では、ヒータ７はサセプタ２１と保持台２２１との間であって、保持突部２２２よりも径方向内側に設けられている。ヒータ７は例えば電熱線を含む電気抵抗式のヒータであってもよく、あるいは、加熱用の光を照射する光源を含む光学式のヒータであってもよい。
ここでは、ヒータ７は回転軸線Ｑ１のまわりで回転しないように設けられる。つまり、ヒータ７は非回転である。例えば、回転機構２３のシャフトは中空シャフトであり、ヒータ７は当該中空部を貫通する固定部材７１を介してチャンバ１に固定される。
＜吸引部＞
吸引部６はチャンバ１内のガスを吸引する。図１の例では、吸引部６は吸引管６１と吸引機構６２とを含んでいる。吸引管６１の上流端はチャンバ１の排気口１ａに接続される。図１の例では、排気口１ａは、基板保持部２によって保持された基板Ｗよりも鉛直下方に形成されており、例えばチャンバ１の側壁に形成される。吸引機構６２は例えばポンプ（より具体的には、真空ポンプ）であって、吸引管６１に接続される。吸引機構６２は制御部９によって制御され、吸引管６１を通じてチャンバ１内のガスを吸引する。
＜第２ガス供給部＞
第２ガス供給部５はプラズマ発生部４（より具体的には、プラズマ室４ａ）にＶ族ガスを供給する。図１に示すように、第２ガス供給部５は窒素ガス供給部５１と水素ガス供給部５２とを含む。窒素ガス供給部５１はプラズマ発生部４に窒素ガスを供給し、水素ガス供給部５２はプラズマ発生部４に水素ガスを供給する。
図１の例では、窒素ガス供給部５１は供給管５１１とバルブ５１２と流量調整部５１３とを含む。図１の例では、供給管５１１の下流端は共通管５０の上流端に接続され、供給管５１１の上流端は窒素ガス供給源５１４に接続される。窒素ガス供給源５１４は窒素ガスを供給管５１１の上流端に供給する。共通管５０の下流端はプラズマ発生部４に接続されている。
バルブ５１２は供給管５１１に介装される。バルブ５１２は制御部９によって制御され、バルブ５１２が開くことにより、窒素ガス供給源５１４から供給管５１１および共通管５０を通じて窒素ガスがプラズマ発生部４に供給される。バルブ５１２が閉じることにより、窒素ガスの供給が停止する。
流量調整部５１３は供給管５１１に介装される。流量調整部５１３は制御部９によって制御され、供給管５１１を流れる窒素ガスの流量を調整する。流量調整部５１３は例えばマスフローコントローラである。
図１の例では、水素ガス供給部５２は供給管５２１とバルブ５２２と流量調整部５２３とを含む。図１の例では、供給管５２１の下流端は共通管５０の上流端に接続され、供給管５２１の上流端は水素ガス供給源５２４に接続される。水素ガス供給源５２４は水素ガスを供給管５２１の上流端に供給する。
バルブ５２２は供給管５２１に介装される。バルブ５２２は制御部９によって制御され、バルブ５２２が開くことにより、水素ガス供給源５２４から供給管５２１および共通管５０を通じて水素ガスがプラズマ発生部４に供給される。バルブ５２２が閉じることにより、水素ガスの供給が停止する。
流量調整部５２３は供給管５２１に介装される。流量調整部５２３は制御部９によって制御され、供給管５２１を流れる水素ガスの流量を調整する。流量調整部５２３は例えばマスフローコントローラである。
バルブ５１２およびバルブ５２２が開くことにより、第２ガス供給部５は、窒素ガスおよび水素ガスを含む第１ガスをＶ族ガスとしてプラズマ発生部４に供給できる。バルブ５１２が開き、バルブ５２２が閉じることにより、第２ガス供給部５は、水素を含まずに窒素ガスを含む第２ガスをＶ族ガスとしてプラズマ発生部４に供給できる。このように、第２ガス供給部５はＶ族ガスとして、第１ガスと第２ガスとを切り替えることができる。
＜プラズマ発生部＞
プラズマ発生部４は、第２ガス供給部５から供給されたＶ族ガスをプラズマ化させる。図１の例では、プラズマ発生部４はチャンバ１の天井部に設けられている。プラズマ発生部４は導電部材４１とプラズマ用電源４３とを含む。導電部材４１は例えばプラズマ室４ａ内に設けられ、導電部材４１にはプラズマ用電源４３が電気的に接続される。プラズマ用電源４３は制御部９によって制御され、プラズマ用の電圧（例えば高周波電圧）を導電部材４１に印加する。これにより、導電部材４１の周囲にはプラズマを生成するための電界（または磁界）が形成される。
図１の例では、導電部材４１として電極４１１および電極４１２が示されている。電極４１１および電極４１２は水平方向において互いに間隔を空けて向かい合って設けられている。プラズマ用電源４３は電極４１１および電極４１２に電気的に接続されており、電極４１１と電極４１２との間にプラズマ用の電圧を印加する。プラズマ用電源４３は例えば高周波電圧を電極４１１と電極４１２との間に出力する。これにより、電極４１１と電極４１２との間の空間にはプラズマ用の電界が生じる。
図１の例では、第２ガス供給部５の共通管５０の下流端はプラズマ室４ａの上部に接続されている。共通管５０から供給されたＶ族ガスはプラズマ室４ａ内で電極４１１と電極４１２との間を鉛直下方に向かって流れるので、Ｖ族ガスには電極４１１と電極４１２との間においてプラズマ用の電界が印加される。これにより、Ｖ族ガスの少なくとも一部がプラズマ化し、活性種が生成される。この活性種を含む励起ガスはプラズマ室４ａを鉛直下方に沿って流出し、基板Ｗに向かって流れる。
なお、図１の例では、プラズマ発生部４はいわゆる容量結合方式でプラズマを発生させているものの、誘導結合方式でプラズマを発生させてもよい。
＜第１ガス供給部＞
第１ガス供給部３は有機金属ガスをチャンバ１内に供給する。図１の例では、第１ガス供給部３は吐出ノズル３１と供給管３２とバルブ３３と流量調整部３４とを含む。吐出ノズル３１はチャンバ１内に設けられている。図１の例では、吐出ノズル３１は基板保持部２よりも鉛直上方に設けられており、基板保持部２に保持された基板Ｗに向けて有機金属ガスを吐出する。図１の例では、吐出ノズル３１は水平に延在する長尺状の形状を有しており、鉛直方向において基板保持部２と対向する。吐出ノズル３１は平面視において、例えば基板Ｗの径方向に沿って延在する。言い換えれば、吐出ノズル３１の長手方向は基板Ｗの径方向に沿う。図１の例では、吐出ノズル３１の先端が基板Ｗの中心部と鉛直方向において対向するように、吐出ノズル３１が設けられている。
吐出ノズル３１には吐出口３１ａが形成されている。図１の例では複数の吐出口３１ａが吐出ノズル３１の長手方向に沿って間隔を空けて配列される。複数の吐出口３１ａは鉛直方向において基板Ｗと対向する位置に設けられており、各吐出口３１ａから基板Ｗの上面に向けて有機金属ガスが吐出される。
有機金属ガスはプラズマ発生部４とは反対側の基板保持部２に向かって流れるので、有機金属ガスにはプラズマ発生部４の電界（または磁界）がほとんど印加されない。言い換えれば、吐出ノズル３１は、プラズマ発生部４の電界（または磁界）が実質的に印加されない程度の距離だけプラズマ発生部４から離れて設けられる。よって、有機金属ガスは実質的にはプラズマ化しない。
吐出ノズル３１は供給管３２を介して有機金属ガス供給源３５に接続されている。つまり、供給管３２の下流端は吐出ノズル３１の上流端に接続され、供給管３２の上流端は有機金属ガス供給源３５に接続される。有機金属ガス供給源３５は供給管３２の上流端に有機金属ガスを供給する。
バルブ３３は供給管３２に介装されており、制御部９によって制御される。バルブ３３が開くことにより、有機金属ガス供給源３５から供給管３２および吐出ノズル３１を通じて有機金属ガスがチャンバ１内に供給される。バルブ３３が閉じることにより、有機金属ガスの供給が停止する。
流量調整部３４は供給管３２に介装される。流量調整部３４は制御部９によって制御され、供給管３２を流れる有機金属ガスの流量を調整する。流量調整部３４は例えばマスフローコントローラである。
＜制御部＞
図２は、制御部９の構成の一例を概略的に示すブロック図である。制御部９は電子回路機器であって、例えばデータ処理装置９１および記憶媒体９２を有していてもよい。データ処理装置９１は例えばＣＰＵ（Central Processor Unit）などの演算処理装置であってもよい。記憶媒体９２は非一時的な記憶媒体９２１（例えばＲＯＭ（Read Only Memory）またはハードディスク）および一時的な記憶媒体９２２（例えばＲＡＭ（Random Access Memory））を有していてもよい。非一時的な記憶媒体９２１には、例えば制御部９が実行する処理を規定するプログラムが記憶されていてもよい。データ処理装置９１がこのプログラムを実行することにより、制御部９が、プログラムに規定された処理を実行することができる。もちろん、制御部９が実行する処理の一部または全部が、論理回路などのハードウェア回路によって実行されてもよい。
＜ＩＩＩ族窒化物半導体の製造装置の動作＞
次にＩＩＩ族窒化物半導体の製造装置１００の動作の一例について説明する。図３は、ＩＩＩ族窒化物半導体の製造装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。つまり、図３は、ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法の一例を示すフローチャートである。
まず、不図示の搬送装置によって基板Ｗがチャンバ１内に搬送される（ステップＳ１：搬入工程）。
次に、吸引部６がチャンバ１内のガスを吸引し、チャンバ１内の圧力を低下させる（ステップＳ２：減圧工程）。具体的には、制御部９は吸引機構６２に吸引動作を行わせる。これにより、チャンバ１内のガスが吸引管６１を通じて吸引機構６２に吸引され、チャンバ１内の圧力が低下する。吸引部６はチャンバ１内の圧力が成膜処理に適した所定のプロセス圧力となるように圧力を調整する。所定のプロセス圧力は例えば１００Ｐａ以上かつ５００Ｐａ以下である。吸引部６は成膜処理が終了するまで、チャンバ１内の圧力を調整する。
次に、ヒータ７が基板Ｗを加熱する（ステップＳ３：加熱工程）。具体的には、制御部９はヒータ７に加熱動作を行わせる。ヒータ７は基板Ｗの温度が成膜処理に適した所定温度となるように基板Ｗの温度を調整する。所定温度は例えば６００℃以上かつ１０００℃以下である。ヒータ７は成膜処理が終了するまで、基板Ｗの温度を調整する。
次に、基板保持部２が基板Ｗを回転軸線Ｑ１のまわりで回転させる（ステップＳ４：回転工程）。具体的には、制御部９は回転機構２３にサセプタ保持部２２を回転させる。これにより、サセプタ保持部２２、サセプタ２１および基板Ｗは回転軸線Ｑ１のまわりで一体に回転する。基板保持部２は成膜処理が終了するまで、基板Ｗを回転させる。
次に、第１ガス供給部３が有機金属ガスを基板Ｗに供給し、第２ガス供給部５が窒素ガスおよび水素ガスを含む第１ガスをプラズマ発生部４に供給し、プラズマ発生部４が第１ガスをプラズマ励起する（ステップＳ５：第１成膜工程）。以下、より具体的な動作の一例について説明する。
まず、制御部９が第２ガス供給部５のバルブ５１２およびバルブ５２２を開く。これにより、窒素ガスおよび水素ガスを含む第１ガスが共通管５０を通じてプラズマ発生部４に供給され、プラズマ発生部４を通過してチャンバ１内を基板Ｗに向かって流れる。
そして、制御部９がプラズマ用電源４３に高周波電圧を出力させる。これにより、電極４１１と電極４１２との間にプラズマ用の電界が生じる。第１ガスが当該電界を通過することで、その少なくとも一部がプラズマ化する。この第１ガスのプラズマ化により、窒素ラジカルおよび水素ラジカルが生じ、これらの活性種を含む励起ガスがプラズマ室４ａから流出して、チャンバ１内を基板Ｗの上面に向かって流れる。
次に、制御部９は第１ガス供給部３のバルブ３３を開く。例えば、プラズマ用電源４３の電圧出力の後、プラズマ発生部４によるプラズマが安定したときに、制御部９はバルブ３３を開く。これにより、有機金属ガスが有機金属ガス供給源３５から供給管３２および吐出ノズル３１を通じてチャンバ１内に供給され、基板Ｗの上面に向かって流れる。ここでは、有機金属ガスは、ＴＭＧａ、ＴＥＧａもしくはＴＤＭＡＧａである。
有機金属ガスが基板Ｗの上面で熱分解し、当該熱分解によって生成されたＩＩＩ族元素（ここではガリウム）が窒素ラジカルと反応することで、基板Ｗの上にＩＩＩ族窒化物半導体膜（ここでは窒化ガリウム膜）が形成される。つまり、ＩＩＩ族窒化物半導体が結晶成長する。
この第１成膜工程では、V族ガスに水素ガスを添加した混合ガスが採用される。これにより、以下で説明するように、異種材料の基板Ｗの上面（つまり下地膜の上面）に高い膜厚均一性でＩＩＩ族窒化物半導体を結晶成長させることができる。
すなわち、第１成膜工程の初期においては、還元力の高い水素ラジカルが基板Ｗの上面と反応してダングリングボンドを形成する。より具体的には、還元力の高い水素ラジカルが基板Ｗの上面の炭素および酸素等の不純物と反応し、当該不純物を基板Ｗから除去することにより、基板Ｗの上面にダングリングボンドが形成される。そして、窒素ラジカルがこのダングリングボンドと結合することにより、窒素原子が基板Ｗの上面に均一に配列されつつ、熱分解によって生成されたＩＩＩ族元素とも反応して、ＩＩＩ族窒化物半導体の結晶成長が基板Ｗの上面で行われる。これにより、基板Ｗの上面に対して高い膜厚均一性でＩＩＩ族窒化物半導体を結晶成長させることができる。言い換えれば、第１成膜工程において、平坦な上面を有するＩＩＩ族窒化物半導体膜を形成することができる。
その一方で、水素ラジカルは有機金属ガスとも反応してメタン系を生成する。このメタン系はＩＩＩ族窒化物半導体に取り込まれやすいので、半導体膜中の炭素の含有量は大きくなる。
つまり、第１成膜工程においては、炭素の含有量が大きいＩＩＩ族窒化物半導体膜を、均一な膜厚で形成することができる。
第１成膜工程において、所定の第１膜厚でＩＩＩ族窒化物半導体膜を形成すると、第２ガス供給部５は、水素を含まず窒素ガスを含む第２ガスをプラズマ発生部４に供給する（ステップＳ６：第２成膜工程）。具体的には、制御部９は水素ガス供給部５２のバルブ５２２を閉じる。これにより、第２ガス供給部５は水素ガスの供給を停止する。プラズマ発生部４は、水素を含まず窒素ガスを含む第２ガスをプラズマ励起するので、水素ラジカルは実質的に生成されず、窒素ラジカルが生成される。この窒素ラジカルは基板Ｗに供給される。
第２成膜工程においても、第１ガス供給部３は、第１成膜工程と同じＩＩＩ族元素（ここではガリウム）を含む有機金属ガスを供給する。この有機金属ガスは基板Ｗの上面で熱分解し、当該熱分解によって生成されたＩＩＩ族元素が窒素ラジカルと反応する。これにより、第１成膜工程でのＩＩＩ族窒化物半導体と同種のＩＩＩ族窒化物半導体が結晶成長する。
第２成膜工程においては、プラズマ発生部４に水素ガスが供給されないので、第２成膜工程において生成されるメタン系の量は低減する。よって、第２成膜工程では、より炭素の含有量の小さいＩＩＩ族窒化物半導体膜が形成される。
また、第２成膜工程では、第１成膜工程によって形成された平坦なＩＩＩ族窒化物半導体膜の上に、同種のＩＩＩ族窒化物半導体を結晶成長させるので、第２成膜工程でもより均一な膜厚でＩＩＩ族窒化物半導体膜を形成することができる。
第２成膜工程において、所定の第２膜厚でＩＩＩ族窒化物半導体膜が形成されると、制御部９は第２成膜工程を終了させる。具体的には、制御部９は第１ガス供給部３のバルブ３３および窒素ガス供給部５１のバルブ５１２を閉じ、プラズマ用電源４３に電圧出力を停止させる。また、制御部９は回転機構２３、ヒータ７および吸引部６の動作を停止させる。
次に、搬送装置は基板Ｗをチャンバ１から搬出する（ステップＳ７：搬出工程）。具体的には、搬送装置はサセプタ２１に載置された基板Ｗをチャンバ１から搬出する。
以上のように、製造装置１００によれば、第１成膜工程においては、プラズマ化の対象となるＶ族ガスに水素ガスおよび窒素ガスが含まれる。したがって、既述のように、異種材料の基板Ｗの上面（下地膜の上面）であっても、より平坦にＩＩＩ族窒化物半導体膜を形成することができる。ただし、第１成膜工程で形成されるＩＩＩ族窒化物半導体膜において、炭素の含有量は大きくなる。
一方、第２成膜工程においては、プラズマ化の対象となるＶ族ガスに、水素が含まれず窒素ガスが含まれる。したがって、第２成膜工程においては、メタン系の生成量を低減させることができる。つまり、半導体膜中に取り込まれやすいメタン系の量を低減させることができるので、炭素の含有量が小さいＩＩＩ族窒化物半導体膜を形成することができる。
図４は、実験結果の一例を示すグラフであり、二次イオン質量分析法によって得られたＩＩＩ族窒化物半導体膜中の炭素の濃度分布を示している。横軸はＩＩＩ族窒化物半導体膜の表面からの深さを示しており、ゼロは当該半導体膜の表面を示している。縦軸は、ＩＩＩ族窒化物半導体膜中の炭素の濃度を示している。ここでは、次の処理条件で実験を行った。すなわち、第１成膜工程において、チャンバ１内の圧力を４００Ｐａとし、水素ガスの流量を１００ｓｃｃｍとし、窒素ガスの流量を１９００ｓｃｃｍとし、プラズマ用電源４３の出力電力を１０００Ｗとし、有機金属ガスの流量を６μｍｏｌ／分とした。第２成膜工程においては、チャンバ１内の圧力を４００Ｐａとし、窒素ガスの流量を２０００ｓｃｃｍとし、プラズマ用電源４３の出力電力を１０００Ｗとし、有機金属ガスの流量を６μｍｏｌ／分とした。
図４から理解できるように、第２成膜工程において形成される半導体膜中の炭素の含有量は、第１成膜工程において形成される半導体膜中の炭素の含有量よりも、１桁以上小さい。よって、第２成膜工程により、高いバルク移動度でＩＩＩ族窒化物半導体膜を形成できることが分かる。このように、炭素の含有量を小さくできるので、バルク移動度を高くでき、膜質を高めることができる。
しかも、第２成膜工程では、第１成膜工程によって形成された平坦なＩＩＩ族窒化物半導体膜の上に、同種のＩＩＩ族窒化物半導体膜を形成する。よって、第２成膜工程でも、平坦な上面を有するＩＩＩ族窒化物半導体膜を形成することができる。つまり、表面モフォロジーを向上させることができる。
図５は、実験結果の一例を示すグラフであり、走査電子顕微鏡によって得られたＩＩＩ族窒化物半導体膜の表面（上面）の画像を示している。図６は、比較例にかかるＩＩＩ族窒化物半導体膜の表面の画像を示している。比較例では、第１成膜工程を行わずに、第２成膜工程によって基板Ｗの上面にＩＩＩ族窒化物半導体膜を形成した。つまり、Ｖ族ガスとして、水素を含まず窒素ガスを含む第２ガスを採用した。図５および図６の比較から、第１成膜工程を行うことにより、表面モフォロジーを向上できることが分かる。
以上のように、第１の実施の形態にかかる製造装置１００によれば、炭素の含有量が小さく、かつ、表面モフォロジーが良好なＩＩＩ族窒化物半導体膜を形成できる。
また、上述の具体例では、第２成膜工程（ステップＳ６）は第１成膜工程（ステップＳ５）に連続して行われている。つまり、水素ガスの供給を停止するだけで、製造工程を第１成膜工程から第２成膜工程に移行することができる。これによれば、高いスループットでＩＩＩ族窒化物半導体膜を基板Ｗ上に形成することができる。
＜Ｖ族ガスの流量＞
第２ガス供給部５は第２成膜工程において、第１成膜工程におけるＶ族ガスの流量と同じ流量で、Ｖ族ガスをプラズマ発生部４に供給してもよい。言い換えれば、第２成膜工程における窒素ガスの流量を、第１成膜工程における水素ガスおよび窒素ガスの流量の合計と等しく設定してもよい。
比較のために、第１成膜工程および第２成膜工程において、窒素ガスの流量を同じに設定する場合について説明する。この場合、第１成膜工程から第２成膜工程への移行時において、Ｖ族ガスの流量が水素ガスの流量の分だけ低下する。吸引部６は当該低下を吸収するように排気流量を調整して、チャンバ１内の圧力を調整するものの、チャンバ１内の圧力が過渡的に変動し得る。これに対して、第１成膜工程および第２成膜工程においてＶ族ガスの流量が同じであれば、チャンバ１内の圧力変動を抑制することができる。
また、吸引機構６２が他の設備にも接続される場合、チャンバ１からのガスの排気流量の変動により、他の設備の圧力変動も招き得るところ、そのような圧力変動も抑制することができる。
＜基板の温度＞
ヒータ７は基板Ｗの温度を、第１成膜工程および第２成膜工程において互いに同じ値に調整してもよい。つまり、ヒータ７は第１成膜工程および第２成膜工程において、基板Ｗの温度を一定に制御してもよい。なお、温度が一定とは、温度が数度以下で変動する場合を含む。
比較のために、ヒータ７が第１成膜工程および第２成膜工程の温度を異ならせる場合について考慮する。温度は低い応答性で変化するので、基板Ｗの温度の変化に要する時間は比較的に長い。特に、ヒータ７がサセプタ２１と離れており、熱放射によってサセプタ２１および基板Ｗを加熱する場合には、より長い時間が必要となる。よって、ヒータ７が処理中に基板Ｗの温度を変更することは、スループットの低下を招く。
これに対して、ヒータ７が第１成膜工程および第２成膜工程において基板Ｗの温度を一定に調整すれば、上述のスループットの低下を回避することができる。
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態では、第２成膜工程において形成されるＩＩＩ族窒化物半導体膜中の炭素の含有量をさらに低減させることを企図する。
第２の実施の形態にかかる製造装置１００は、第１の実施の形態にかかる製造装置１００と同様の構成を有している。ただし、第２の実施の形態にかかる製造装置１００の動作は第１の実施の形態と相違する。
図７は、第２の実施の形態にかかる製造装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１からステップＳ１５は、それぞれステップＳ１からステップＳ５と同様である。
第２の実施の形態では、ステップＳ１５の後に、チャンバ１内の水素ガスを排気する（ステップＳ１６：水素ガス除去工程）。具体的には、第１ガス供給部３が有機金属ガスの供給を停止し、第２ガス供給部５が水素ガスの供給を停止し、プラズマ発生部４が動作を停止する。つまり、制御部９は第１ガス供給部３のバルブ３３および水素ガス供給部５２のバルブ５２２を閉じ、プラズマ用電源４３に電圧出力を停止させる。これにより、チャンバ１内の水素ガスは、第２ガス供給部５から供給される窒素ガスによって押し出されつつ、吸引部６によってチャンバ１から排出される。
この水素ガス除去工程によって、チャンバ１内の水素ガスの量は時間の経過とともに低下する。チャンバ１内の水素ガスが十分に排出されると、制御部９は水素ガス除去工程を終了する。この水素ガス除去工程は、例えば、チャンバ１内の水素ガスの分圧が１×１０－８Ｐａ以下となるまで行われるとよい。より具体的な一例として、制御部９は水素ガス除去工程の開始から、水素ガスの分圧が１×１０－８Ｐａ以下となるのに十分な所定の排出時間（例えば５分）が経過したときに、水素ガス除去工程を終了する。
次に、制御部９は第２成膜工程（ステップＳ１７）を開始する。具体的には、制御部９はプラズマ用電源４３に電圧を出力させる。そして、プラズマ発生部４によるプラズマが安定したときに、制御部９は第１ガス供給部３のバルブ３３を開く。これにより、実質的に第２成膜工程を開始することができる。この第２成膜工程においては、第１の実施の形態と同様に、炭素の含有量が小さく、かつ、平坦なＩＩＩ族窒化物半導体膜を形成することができる。
第２成膜工程において、所定の第２膜厚でＩＩＩ族窒化物半導体膜を形成すると、制御部９は第２成膜工程を終了する。次に、基板Ｗがチャンバ１から搬出される（ステップＳ１８）。
以上のように、第２の実施の形態においては、第１成膜工程（ステップＳ１５）と第２成膜工程（ステップＳ１７）との間において、水素ガス除去工程（ステップＳ１６）が実行される。したがって、チャンバ１内の水素ガスを十分に排出した状態で、第２成膜工程を開始することができる。
図８は、チャンバ１内の水素ガスの分圧の時間変化の一例を示すグラフである。図８に示すように、水素ガスの分圧は第１成膜工程においては比較的に高いものの、水素ガス除去工程において時間の経過とともに低下し、第２成膜工程においては非常に低い。図８の例では、第２成膜工程においては、水素ガスの分圧は１×１０－８Ｐａよりも低く、第１成膜工程における水素ガスの分圧よりも２桁程度低い。
第２成膜工程において、チャンバ１内の水素ガスの量は非常に小さいので、有機金属ガスと水素との反応はあまり生じない。つまり、第２の実施の形態によれば、第２成膜工程におけるメタン系の生成量をさらに低減させることができる。したがって、第２成膜工程において形成されるＩＩＩ族窒化物半導体膜中の炭素の含有量をさらに低減させることができる。
図９は、第２の実施の形態にかかる製造装置１００によって形成されたＩＩＩ族窒化物半導体膜中の炭素含有量分布を示している。図４および図９の比較から理解できるように、第２成膜工程において形成された半導体膜中の炭素の含有量を、第１の実施の形態よりも低減させることができる。つまり、バルク移動度および膜質をさらに向上させることができる。
＜Ｖ族ガスの流量＞
水素ガス除去工程におけるＶ族ガスの流量は第１成膜工程におけるＶ族ガスの流量と同じに設定されてもよい。つまり、第２ガス供給部５は水素ガス除去工程において、第１成膜工程におけるＶ族ガスの流量と同じ流量で、窒素ガスを供給してもよい。これによれば、第１成膜工程から水素ガス除去工程への移行時のチャンバ１内の圧力変動および排気流量の変動を抑制することができる。
また、第２成膜工程におけるＶ族ガスの流量は水素ガス除去工程におけるＶ族ガスの流量と同じに設定されてもよい。これによれば、水素ガス除去工程から第２成膜工程への移行時のチャンバ１内の圧力変動および排気流量の変動を抑制することができる。
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態では、第２成膜工程を終了する際の動作の一例について説明する。第３の実施の形態にかかる製造装置１００は、第１および第２の実施の形態にかかる製造装置１００と同様の構成を有する。
図１０は、第２成膜工程の終了時の製造装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。制御部９は第２成膜工程の終了条件が成立したか否かを判断する（ステップＳ２１）。例えば、第２成膜工程の開始から所定の処理時間が経過したときに、制御部９は終了条件が成立したと判断する。終了条件が成立していないときには、制御部９はステップＳ２１を再び実行する。
終了条件が成立したときには、制御部９は第１ガス供給部３のバルブ３３を閉じる。しかるに、このバルブ３３の閉止によっても、有機金属ガスの吐出は直ぐには停止せずに、有機金属ガスは吐出ノズル３１の吐出口３１ａから吐出され続ける。なぜなら、チャンバ１内の圧力が低いからである。つまり、吐出ノズル３１内の圧力とチャンバ１内の圧力差により、吐出ノズル３１内に残留する有機金属ガスが吐出口３１ａからチャンバ１内に吐出され続ける。そして、いずれ有機金属ガスの吐出が停止する。
第３の実施の形態では、このバルブ３３の閉止からの所定時間において、第２ガス供給部５による窒素ガスの供給およびプラズマ発生部４の動作を継続する。つまり、制御部９は窒素ガス供給部５１のバルブ５１２を開き続け、プラズマ用電源４３に電圧を出力させ続ける。ここでいう所定時間は、例えば、バルブ３３の閉止時点から有機金属ガスの吐出が停止するのに要する十分な時間である。この所定時間においても、吐出ノズル３１から吐出された有機金属ガスは基板Ｗ上で熱分解し、熱分解により生成されたＩＩＩ族元素が窒素ラジカルと反応して、ＩＩＩ族窒化物半導体が結晶成長する。
制御部９は、バルブ３３の閉止時点から所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ２３）。所定時間が経過していないときには、制御部９はステップＳ２３を再び実行する。所定時間が経過したときには、制御部９はプラズマ用電源４３に電圧出力を停止させ、窒素ガス供給部５１のバルブ５１２を閉じる（ステップＳ２４）。これにより、プラズマ発生部４の動作および第２ガス供給部５による窒素ガスの供給が停止し、第２成膜工程が実質的に終了する。
以上のように、第３の実施の形態では、制御部９は第１ガス供給部３のバルブ３３が閉じてから所定時間が経過した後に、窒素ガスの供給およびプラズマ発生部４の動作を停止して、第２成膜工程を終了させる。よって、所定時間においてもＩＩＩ族窒化物半導体膜が結晶成長する。
比較のために、バルブ３３およびバルブ５１２の閉止ならびにプラズマ発生部４の動作停止を同時に行う場合について説明する。有機金属ガスはバルブ３３の閉止後にも吐出ノズル３１から吐出され続けるのに対して、チャンバ１内の窒素ラジカルはプラズマ発生部４の動作停止により速やかに消失する。よって、有機金属ガスは窒素ラジカルとの反応を伴わずに基板Ｗ上で熱分解して基板Ｗと反応する。つまり、ＩＩＩ族元素が窒素ラジカルとの反応を伴わずにＩＩＩ族窒化物半導体膜と反応し得る。これによって、ＩＩＩ族窒化物半導体膜の表面状態が悪化するおそれがある。
これに対して、第３の実施の形態では、バルブ３３の閉止後の所定時間において窒素ラジカルが基板Ｗに供給される。よって、この所定時間においても、有機金属ガスは窒素ラジカルと反応して基板Ｗ上にＩＩＩ族窒化物半導体を形成する。したがって、半導体膜の表面状態の悪化を抑制または回避することができる。
なお、第３の実施の形態においては、第２成膜工程の終了動作について述べたが、この終了動作を第２の実施の形態における第１成膜工程にも適用してもよい。具体的には、第１ガス供給部３のバルブ３３の閉止時点から所定時間が経過した後に、プラズマ発生部４が動作を停止してもよい。これにより、第１成膜工程によって形成されるＩＩＩ族窒化物半導体膜の表面状態の悪化を抑制または回避することができる。
以上のように、このＩＩＩ族窒化物半導体の製造装置１００およびその製造方法は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この製造装置１００および製造方法がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。
１ チャンバ
３ 第１ガス供給部
３３ バルブ
４ プラズマ発生部
５ 第２ガス供給部
６ 吸引部
７ ヒータ
Ｓ１，Ｓ１１ 搬入工程（ステップ）
Ｓ２，Ｓ１２ 減圧工程（ステップ）
Ｓ３，Ｓ１３ 加熱工程（ステップ）
Ｓ５，Ｓ１５ 第１成膜工程（ステップ）
Ｓ６，Ｓ１７ 第２成膜工程（ステップ）
Ｓ１６ 水素ガス除去工程（ステップ）
Ｗ 基板

Claims (7)

  1. ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法であって、
    チャンバ内に基板を搬入する搬入工程と、
    吸引部が前記チャンバ内の圧力を低下させる減圧工程と、
    前記チャンバ内に設けられたヒータが前記基板を加熱する加熱工程と、
    第１ガス供給部がＩＩＩ族元素を含む有機金属ガスを前記チャンバ内の前記基板に供給し、第２ガス供給部が水素ガスおよび窒素ガスを含む第１ガスをプラズマ発生部に供給し、前記プラズマ発生部が前記第１ガスをプラズマ励起して前記チャンバ内の前記基板に供給する第１成膜工程と、
    前記第１ガス供給部が前記ＩＩＩ族元素を含む有機金属ガスを前記チャンバ内の前記基板に供給し、前記第２ガス供給部が水素を含まずに窒素ガスを含む第２ガスを前記プラズマ発生部に供給し、前記プラズマ発生部が前記第２ガスをプラズマ励起して前記チャンバ内の前記基板に供給する第２成膜工程と
    を備える、ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法。
  2. 請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法であって、
    前記第１成膜工程と前記第２成膜工程との間において、前記チャンバから前記水素ガスを排気する水素ガス除去工程をさらに備える、ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法。
  3. 請求項２に記載のＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法であって、
    前記水素ガス除去工程は、前記チャンバ内の水素ガスの分圧が１×１０－８Ｐａ以下となるまで行われる、ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法。
  4. 請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法であって、
    前記第２成膜工程は前記第１成膜工程に連続して行われる、ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法。
  5. 請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法であって、
    前記第２成膜工程において、前記有機金属ガスの供給および停止を切り替えるための前記第１ガス供給部のバルブを閉じてから所定時間が経過した後に、前記第２ガス供給部による前記第２ガスの供給および前記プラズマ発生部の動作を停止して、前記第２成膜工程を終了させる、ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法。
  6. 請求項１から請求項５のいずれか一つに記載のＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法であって、
    前記加熱工程において、基板の温度を６００℃以上かつ１０００℃以下に加熱する、ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法。
  7. 請求項１から請求項６のいずれか一つに記載のＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法であって、
    前記有機金属ガスは、トリメチルガリウム、トリエチルガリウムもしくはトリスジメチルアミドガリウムを含む、ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法。
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