JP2023170809A - 気相成長装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転リング又はホルダの破損が抑制される気相成長装置を提供する。【解決手段】実施形態の気相成長装置は、プロセスガスが供給され、基板を回転しながら加熱して基板の上に気相成長を行う反応室と、円筒体で、内周部に環状の突起部１５ｘを有し、突起部の上方又は側方に設けられた少なくとも一つの第１の拘束部１５ａを有し、反応室の内部に設けられ、周方向に回転する回転リング１５と、回転リングと異なる材料で構成される環状体で、回転リングの突起部の上に載置され、第１の拘束部に対向して外周部に設けられ、回転により第１の拘束部と当接することで周方向の動きを拘束する第２の拘束部１４ａを有し、基板を載置するホルダ１４と、ホルダの下方に設けられ、回転リングの内側に設けられたヒータ２４と、回転リングを回転させる回転駆動機構と、を備える。そして、回転リングの内周と、ホルダの外周の間に遊びを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、基板の上にガスを供給して膜を形成する気相成長装置に関する。

高品質な半導体膜を形成する方法として、ウェハ等の基板の上に気相成長により単結晶膜を成長させるエピタキシャル成長技術がある。エピタキシャル成長技術を用いる気相成長装置では、常圧又は減圧に保持された反応室の内部のホルダにウェハを載置する。

ホルダは、例えば、回転駆動機構によって回転可能な回転リングの上に固定される。回転リングに固定されたホルダは、回転リングの回転に伴って回転する。また、ホルダの上に載置されたウェハは、ホルダの回転に伴って回転する。

そして、回転するウェハを加熱しながら、単結晶膜の原料となるソースガス等のプロセスガスを、反応室の上部から反応室の内部のウェハ表面に供給する。ウェハ表面ではソースガスの熱反応が生じ、ウェハ表面に単結晶膜が形成される。

例えば、回転リングとホルダとが密着して固定される場合、回転リング又はホルダの熱膨張又は熱収縮により応力が働き、回転リング又はホルダが破損するおそれがある。

特開２０１４－１１６３５６号公報

本発明が解決しようとする課題は、回転リング又はホルダの破損が抑制される気相成長装置を提供することにある。

本発明の一態様の気相成長装置は、プロセスガスが供給され、基板を回転しながら加熱して前記基板の上に気相成長を行う反応室と、円筒体で、内周部に環状の突起部を有し、前記突起部の上方又は側方に設けられた少なくとも一つの第１の拘束部を有し、前記反応室の内部に設けられ、周方向に回転する回転リングと、前記回転リングと異なる材料で構成される環状体で、前記回転リングの前記突起部の上に載置され、前記第１の拘束部に対向して外周部に設けられ、回転により前記第１の拘束部と当接することで前記周方向の動きを拘束する第２の拘束部を有し、基板を載置するホルダと、前記ホルダの下方に設けられ、前記回転リングの内側に設けられたヒータと、前記回転リングを回転させる回転駆動機構と、を備え、前記回転リングの内周と、前記ホルダの外周の間に遊びを有する。

上記態様の気相成長装置において、前記遊びは０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。

上記態様の気相成長装置において、前記第１の拘束部の内周端及び前記第２の拘束部の外周端は、直線状であることが好ましい。

上記態様の気相成長装置において、前記第１の拘束部は、前記回転リングの前記内周部又は上部に設けられた凹部であり、前記第２の拘束部は凸部であることが好ましい。

上記態様の気相成長装置において、前記第１の拘束部は凸部であり、前記第２の拘束部は凹部であることが好ましい。

上記態様の気相成長装置において、前記第１の拘束部及び前記第２の拘束部は、それぞれ３箇所以上設けられることが好ましい。

上記態様の気相成長装置において、前記ホルダの回転中心と前記ヒータとの間に、遮蔽物を有しないことが好ましい。

本発明によれば、回転リング又はホルダの破損が抑制される気相成長装置を提供することができる。

実施形態の気相成長装置の模式断面図。 実施形態の回転リングの模式図。 実施形態のホルダの模式図。 実施形態の回転リング及びホルダの模式図。 実施形態の第１の変形例の回転リング及びホルダの模式図。 実施形態の第２の変形例の回転リング及びホルダの模式図。 実施形態の第３の変形例の回転リング及びホルダの模式図。 実施形態の第４の変形例の回転リング及びホルダの模式図。 実施形態の第５の変形例の回転リング及びホルダの模式図。

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。

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。

本明細書中、気相成長装置が成膜可能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。

また、本明細書中、「プロセスガス」とは、膜を形成する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。

実施形態の気相成長装置は、プロセスガスが供給され、基板を回転しながら加熱して基板の上に気相成長を行う反応室と、円筒体で、内周部に環状の突起部を有し、突起部の上方又は側方に設けられた少なくとも一つの第１の拘束部を有し、反応室の内部に設けられ、周方向に回転する回転リングと、回転リングと異なる材料で構成される環状体で、回転リングの突起部の上に載置され、第１の拘束部に対向して外周部に設けられ、回転により第１の拘束部と当接することで周方向の動きを拘束する第２の拘束部を有し、基板を載置するホルダと、ホルダの下方に設けられ、回転リングの内側に設けられたヒータと、回転リングを回転させる回転駆動機構と、を備え、回転リングの内周と、ホルダの外周の間に遊びを有する。

図１は、実施形態の気相成長装置の模式断面図である。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。

実施形態の気相成長装置は、反応室１０、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１０は、ホルダ１４、回転リング１５、回転台１６、回転軸１８、回転駆動機構２０、シャワープレート２２、ヒータ２４、リフレクタ３０、支持柱３４、固定台３６、固定軸３８、及びガス排出口４０を備えている。回転リング１５は、突起部１５ｘを有する。

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、反応室１０にプロセスガスを供給する。

第１のガス供給路１１は、例えば、反応室１０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。第１のプロセスガスは、ウェハＷ上にＩＩＩ－Ｖ族半導体の膜を形成する際の、ＩＩＩ族元素を含むガスである。

ＩＩＩ族元素は、例えば、ガリウム（Ｇａ）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｉｎ（インジウム）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。

第２のガス供給路１２は、例えば、反応室１０にアンモニア（ＮＨ_３）を含む第２のプロセスガスを供給する。第２のプロセスガスは、ウェハ上にＩＩＩ－Ｖ族半導体の膜を形成する際の、Ｖ族元素を含むガスである。Ｖ族元素は、例えば、窒素（Ｎ）である。

第３のガス供給路１３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を反応室１０へ供給する。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、反応室１０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、不活性ガスである。希釈ガスは、例えば、水素ガス、窒素ガス、アルゴンガス、又は、上記ガスの混合ガスである。

反応室１０は、例えば、ステンレス製で円筒状の壁面１７を備える。シャワープレート２２は反応室１０の上部に設けられる。シャワープレート２２には、複数のガス噴出孔が設けられる。複数のガス噴出孔から反応室１０内にプロセスガスが供給される。

回転リング１５は、反応室１０の内部に設けられる。回転リング１５は、円筒状である。回転リング１５は、内周部に環状の突起部１５ｘを有する。

回転リング１５は、第１の材料で形成される。第１の材料は、例えば、炭化珪素で被覆されたグラファイトである。

回転台１６は、回転リング１５の下方に設けられる。回転リング１５は、回転台１６に固定される。

回転軸１８は、回転台１６の下方に設けられる。回転台１６は回転軸１８に固定される。

回転駆動機構２０は、回転軸１８を回転させる。回転軸１８を回転させることにより回転リング１５を回転させることが可能である。回転駆動機構２０は、例えば、モータとベアリングで構成される。

ホルダ１４は、反応室１０の内部に設けられる。ホルダ１４は、回転リング１５の上に載置される。ホルダ１４は、回転リング１５の突起部１５ｘの上に載置される。ホルダ１４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１４は、環状である。ホルダ１４には、中心部に開口部が設けられる。

回転リング１５を回転させることで、ホルダ１４の上に載置されたウェハＷを回転させることが可能である。ウェハＷは、例えば、５０ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ以下の回転数で回転させることができる。

ホルダ１４は第２の材料で形成される。第２の材料は、回転リング１５を形成する第１の材料と異なる。第２の材料は、例えば、セラミックスである。第２の材料は、例えば、炭化珪素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、アルミナである。第２の材料は、例えば、焼結炭化珪素である。

ヒータ２４は、ホルダ１４の下方に設けられる。ヒータ２４は、回転リング１５の内側に設けられる。

ヒータ２４は、ホルダ１４に載置されたウェハＷを加熱する。ヒータ２４は、例えば、円板状である。

リフレクタ３０は、ヒータ２４の下方に設けられる。リフレクタ３０とホルダ１４との間に、ヒータ２４が設けられる。

リフレクタ３０は、ヒータ２４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３０は、リフレクタ３０より下方の部材が加熱されることを防止する。

リフレクタ３０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。

回転リング１５の内部には、ウェハＷをホルダ１４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３０、及び、ヒータ２４を貫通する。

ガス排出口４０は、反応室１０の底部に設けられる。ガス排出口４０は、ウェハＷ表面でソー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１０の外部に排出する。

また、反応室１０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１０内に搬入したり、反応室１０外に搬出したりすることが可能である。

図２（ａ）、図２（ｂ）は、実施形態の回転リングの模式図である。図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡＡ’断面である。

回転リング１５は、内周部に環状の突起部１５ｘを有する。回転リング１５は、突起部１５ｘよりも上方の内周部に設けられた３個の第１の拘束部１５ａを有する。第１の拘束部１５ａにおいて、回転リング１５の内周端は直線状である。

回転リング１５の、第１の拘束部１５ａを含まない領域の内周径は、第１の長さＬ１である。回転リング１５は、回転中心Ｃ１を有する。

図３（ａ）、図３（ｂ）は、実施形態のホルダの模式図である。図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＢＢ’断面である。

ホルダ１４は、外周部に設けられた３個の第２の拘束部１４ａを有する。第２の拘束部１４ａにおいて、ホルダ１４の外周端は直線状である。

ホルダ１４は、内周部に環状の載置部１４ｘを有する。載置部１４ｘの厚さは、ホルダ１４の外周部の厚さよりも薄い。載置部１４ｘには、ウェハＷが載置される。

ホルダ１４の、第２の拘束部１４ａを含まない領域の外周径は、第２の長さＬ２である。ホルダ１４は、回転中心Ｃ２を有する。

図４（ａ）、図４（ｂ）は、実施形態の回転リング及びホルダの模式図である。図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＣＣ’断面である。

ホルダ１４は、回転リング１５の上に載置される。ホルダ１４は、回転リング１５の突起部１５ｘの上に載置される。図４（ａ）、図４（ｂ）は、回転リング１５の回転中心Ｃ１とホルダ１４の回転中心Ｃ２とが一致するように、ホルダ１４が載置された状態を示す。回転リング１５の内周と、ホルダ１４の外周の間に遊びが設けられる。

回転リング１５の第１の長さＬ１と、ホルダ１４の第２の長さＬ２の差分は、０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下である。回転リング１５の第１の長さＬ１と、ホルダ１４の第２の長さＬ２の差分は、回転リング１５の内周と、ホルダ１４の外周の間の遊びの一例である。

回転リング１５の回転中心Ｃ１とホルダ１４の回転中心Ｃ２とが一致するように、ホルダ１４が載置された場合、回転リング１５の内周部とホルダ１４の外周部の隙間（図４（ａ）及び図４（ｂ）中のｄ）は、０．１５ｍｍ以上１ｍｍ以下である。

第２の拘束部１４ａは、第１の拘束部１５ａに対向する。ホルダ１４が回転リング１５に対して円周方向に回転した場合、第２の拘束部１４ａが第１の拘束部１５ａに接触することで、ホルダ１４の円周方向の動きが拘束される。

例えば、図４（ｂ）に示すように、ホルダ１４の回転中心Ｃ２とヒータ２４との間には、遮蔽物がなく、回転リング１５内に導入された気体のみが存在する。例えば、図４（ｂ）に示すように、ホルダ１４の回転中心Ｃ２とヒータ２４を結び、ホルダ１４の上面に垂直な線分（図４（ｂ）中のＬｘ）の上には、気体のみが存在する。気体は、例えば、不活性ガスである。

言い換えれば、ホルダ１４の回転中心Ｃ２とヒータ２４との間には、遮蔽物となる固体部材が存在しない。ホルダ１４の回転中心Ｃ２とヒータ２４を結び、ホルダ１４の上面に垂直な線分Ｌｘの上に、固体部材が存在しない。例えば、ホルダ１４の回転中心Ｃ２とヒータ２４との間にサセプタ部材が存在しない。その結果、ホルダ上に載置されるウェハＷが、ヒータ２４から直接輻射により加熱される。

次に、実施形態の気相成長装置を用いた気相成長方法の一例について説明する。

以下、窒化ガリウム膜（ＧａＮ膜）と窒化アルミニウムガリウム膜（ＡｌＧａＮ膜）の積層膜を、シリコンのウェハＷ上に形成する場合を例に説明する。上記の積層膜は、例えば、ＨＥＭＴ（Ｈｉｇｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）に用いられる。なお、ウェハＷはシリコンに限定されない。

最初に、ウェハＷを、反応室１０内に搬入する。次に、ウェハＷを、ホルダ１４に載置する。

次に、ウェハＷを回転駆動機構２０により回転させながら、ホルダ１４の下方に設けられたヒータ２４により、ウェハＷが、例えば、１０００℃以上１１００℃以下となるように加熱する。

次にウェハＷの温度を例えば１０５０℃とし、ウェハ上にＴＭＡ、ＴＭＧ、及びアンモニアを用いて、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）及びＡｌＧａＮ（窒化アルミニウムガリウム）のバッファ層を形成する。次に、バファ層の上に、ＧａＮ膜及びＡｌＧａＮ膜を形成する。

ＧａＮ膜を形成する場合、ウェハＷの温度を例えば９００℃とし、反応室１０に第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を供給する。また、反応室１０に、第２のガス供給路１２から、例えば、アンモニアを供給する。また、反応室１０に、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。

また、ＡｌＧａＮ膜を形成する場合、ウェハＷの温度を例えば９００℃とし、反応室１０に第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とＴＭＡの混合ガスを供給する。また、反応室１０に、第２のガス供給路１２から、例えば、アンモニアを供給する。また、反応室１０に、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。

積層膜を形成した後、ヒータ２４による加熱を停止し、ウェハＷの温度を下げる。その後、ウェハＷを反応室１０から搬出する。

次に、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。

気相成長装置では、反応室内のホルダにウェハを載置する。ホルダは、例えば、回転駆動機構によって回転可能な回転リングの上に固定される。回転リングに固定されたホルダは、回転リングの回転に伴って回転する。また、ホルダの上に載置されたウェハは、ホルダの回転に伴って回転する。

そして、回転するウェハを加熱しながら、膜の原料となるソースガス等のプロセスガスを、反応室上部から反応室内のウェハ表面に供給する。ウェハ表面ではソースガスの熱反応が生じ、ウェハ表面に膜が形成される。

例えば、回転リングとホルダとが密着して固定される場合、回転リング又はホルダの熱膨張又は熱収縮により応力が働き、回転リング又はホルダが破損するおそれがある。特に回転リングを形成する材料と、ホルダを形成する材料とが異なる場合、回転リングを形成する材料の熱膨張係数とホルダを形成する材料の熱膨張係数の差により、大きな応力が働き、回転リング又はホルダの破損が生じやすくなるおそれがある。

実施形態の気相成長装置では、回転リング１５を形成する第１の材料と、ホルダ１４を形成する第２の材料とが異なる。したがって、回転リング１５とホルダ１４とが同一の材料で形成する場合に比べ、応力による回転リング１５又はホルダ１４の破損が生じやすくなるおそれがある。

実施形態の気相成長装置では、回転リング１５の、第１の拘束部１５ａを含まない領域の内周径は、第１の長さＬ１である。また、実施形態の気相成長装置では、ホルダ１４の、第２の拘束部１４ａを含まない領域の外周径は、第２の長さＬ２である。そして、回転リング１５の第１の長さＬ１と、ホルダ１４の第２の長さＬ２の差分は、０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下である。回転リング１５の第１の長さＬ１と、ホルダ１４の第２の長さＬ２の差分は、回転リング１５の内周とホルダ１４の外周の間の遊びである。

第１の長さＬ１と第２の長さＬ２の差分を０．３ｍｍ以上とすることにより、回転リング１５又はホルダ１４に熱膨張又は熱収縮が生じたとしても、回転リング１５とホルダ１４との間に加わる応力が抑制される。したがって、回転リング１５又はホルダ１４の破損が抑制される。

第１の長さＬ１と第２の長さＬ２の差分を０．３ｍｍ以上とすることにより、回転リング１５の回転中心Ｃ１とホルダ１４の回転中心Ｃ２とが一致するように、ホルダ１４が載置された場合、回転リング１５の内周部とホルダ１４の外周部の隙間（図４（ａ）及び図４（ｂ）中のｄ）は、０．１５ｍｍ以上となる。

回転リング１５又はホルダ１４の破損を抑制する観点から、第１の長さＬ１と第２の長さＬ２の差分は０．５ｍｍ以上であることが好ましく、０．８ｍｍ以上であることがより好ましい。

また、第１の長さＬ１と第２の長さＬ２の差分を２ｍｍ以下とすることにより、回転リング１５の回転中心Ｃ１とホルダ１４の回転中心Ｃ２とのズレ量を小さくできる。回転リング１５の回転中心Ｃ１とホルダ１４の回転中心Ｃ２とのズレ量を小さくすることで、例えば、ウェハＷに形成される単結晶膜の膜厚や化学組成の均一性が向上する。

回転リング１５の回転中心Ｃ１とホルダ１４の回転中心Ｃ２とのズレ量を小さくする観点から、第１の長さＬ１と第２の長さＬ２の差分は、１．６ｍｍ以下であることが好ましく、１．２ｍｍ以下であることがより好ましい。

回転リング１５の内周部とホルダ１４の外周部の隙間が大きくなると、ホルダ１４が回転リング１５に対して円周方向に回転するおそれがある。ホルダ１４に載置されるウェハＷは、ノッチ又はオリエンテーションフラットの位置がホルダ１４に対して固定されている。ホルダ１４が回転リング１５に対して円周方向に動くと、ノッチ又はオリエンテーションフラットの位置が円周方向にずれることになる。ノッチ又はオリエンテーションフラットの位置が円周方向にずれると、例えば、膜の形成後のプロセスに問題が生じるおそれがある。

実施形態の気相成長装置は、回転リング１５が第１の拘束部１５ａを有し、ホルダ１４が第２の拘束部１４ａを有する。第１の拘束部１５ａと第２の拘束部１４ａが対向するように、回転リング１５の上にホルダ１４が載置される。

したがって、ホルダ１４が回転リング１５に対して円周方向に回転した場合、第２の拘束部１４ａが第１の拘束部１５ａに接触することで、ホルダ１４の円周方向の動きが拘束される。よって、例えば、膜の形成後のプロセスに問題が生じることを抑制する。また、例えば、回転リング１５の回転中に、回転リング１５又はホルダ１４が破損することが抑制される。また、例えば、回転リング１５の回転中に、ホルダ１４が回転リング１５から外れることが抑制される。

（第１の変形例）
実施形態の気相成長装置の第１の変形例は、ホルダが、ホルダの下部に環状の凸領域を有する点で、実施形態の気相成長装置と異なる。

図５（ａ）、図５（ｂ）は、実施形態の第１の変形例の回転リング及びホルダの模式図である。図５（ａ）は上面図、図５（ｂ）は断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＤＤ’断面である。

ホルダ１４は、ホルダ１４の下部に環状の凸領域１４ｙを有する。凸領域１４ｙは、回転リング１５の突起部１５ｘの内側に設けられる。

（第２の変形例）
実施形態の気相成長装置の第２の変形例は、第１の拘束部が突起部の側方に設けられる点で、実施形態の第１の変形例と異なる。

図６（ａ）、図６（ｂ）は、実施形態の第２の変形例の回転リング及びホルダの模式図である。図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＤＤ’断面である。

ホルダ１４は、ホルダ１４の下部に環状の凸領域１４ｙを有する。凸領域１４ｙは、回転リング１５の突起部１５ｘの内側に設けられる。

ホルダ１４は、凸領域１４ｙの外周部に設けられた３個の第２の拘束部１４ａを有する。第２の拘束部１４ａは、凸領域１４ｙの側方に設けられる。第２の拘束部１４ａにおいて、凸領域１４ｙの外周端は直線状である。

回転リング１５は、内周部に環状の突起部１５ｘを有する。回転リング１５の上端面は平坦面である。

回転リング１５は、突起部１５ｘの側方の内周部に設けられた３個の第１の拘束部１５ａを有する。第１の拘束部１５ａにおいて、回転リング１５の内周端は直線状である。第１の拘束部１５ａは、ホルダ１４の第２の拘束部１４ａに対向する。

なお、第１の拘束部１５ａ及び第２の拘束部１４ａが、それぞれ３箇所の場合を例に説明したが、第１の拘束部１５ａ及び第２の拘束部１４ａの数は、３箇所に限定されない。第１の拘束部１５ａ及び第２の拘束部１４ａの数は、例えば、それぞれ４箇所以上であってもよい。例えば、第１の拘束部１５ａ及び第２の拘束部１４ａが４箇所に設けられる場合、線対称形状のために加工や形状測定、形状確認が容易である。

（第３の変形例）
実施形態の気相成長装置の第３の変形例は、第１の拘束部が凹部であり、第２の拘束部が凸部である点で、実施形態と異なる。

図７（ａ）、図７（ｂ）は、実施形態の第３の変形例の回転リング及びホルダの模式図である。図７（ａ）は上面図、図７（ｂ）は断面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＣＣ’断面である。

第１の拘束部１５ａ及び第２の拘束部１４ａは、直線状に限定されるものではない。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、第１の拘束部１５ａが回転リング１５の内周部に設けられた凹部であり、第２の拘束部１４ａが第１の拘束部１５ａと嵌合する凸部であってもよい。

（第４の変形例）
実施形態の気相成長装置の第４の変形例は、第１の拘束部が凹部であり、第２の拘束部が凸部である点で、実施形態と異なる。

図８（ａ）、図８（ｂ）は、実施形態の第４の変形例の回転リング及びホルダの模式図である。図８（ａ）は上面図、図８（ｂ）は断面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＣＣ’断面である。

第１の拘束部１５ａ及び第２の拘束部１４ａは、直線状に限定されるものではない。図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第１の拘束部１５ａが回転リング１５の上部に設けられた凹部であり、第２の拘束部１４ａが第１の拘束部１５ａと嵌合する凸部であってもよい。

（第５の変形例）
実施形態の気相成長装置の第５の変形例は、第１の拘束部が凸部であり、第２の拘束部が凹部である点で、実施形態と異なる。

図９（ａ）、図９（ｂ）は、実施形態の第５の変形例の回転リング及びホルダの模式図である。図９（ａ）は上面図、図９（ｂ）は断面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＣＣ’断面である。

図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、第１の拘束部１５ａが回転リング１５の内周部に設けられた凸部であり、第２の拘束部１４ａが第１の拘束部１５ａと嵌合する凹部であってもよい。

なお、第３ないし第５の変形例の凸部、凹部の形状は特に限定されず、例えば、矩形状、三角形状、弧状等適宜形成することができる。

以上、実施形態及び変形例によれば、回転リング又はホルダの破損が抑制される気相成長装置を実現できる。

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。

実施形態では、窒化ガリウム膜と窒化アルミニウムガリウム膜との積層膜をエピタキシャル成長させる場合を例に説明したが、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）等、その他のＩＩＩ－Ｖ族の窒化物系半導体の単結晶膜等の形成にも本発明を適用することが可能である。また、ＧａＡｓ等のＩＩＩ－Ｖ族の半導体にも本発明を適用することが可能である。さらに、本発明は、その他の膜の形成にも適用することが可能である。

また、実施形態ではＨＥＭＴに用いられる積層膜を形成する場合を例に説明したが、例えば、Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ（ＬＥＤ）の発光層に用いられる積層膜の形成に本発明を適用することも可能である。

また、実施形態では、プロセスガスがシャワープレート内で混合される場合を例に説明したが、プロセスガスがシャワープレートに入る前に混合される構成であっても構わない。また、プロセスガスがシャワープレートから反応室内に噴出されるまで分離された状態となる構成であっても構わない。

実施形態では、装置構成等で本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされる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分割リフレクタ、リフレクタユニット及び気相成長装置は、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。

１０ 反応室
１４ ホルダ
１４ａ 第２の拘束部
１５ 回転リング
１５ａ 第１の拘束部
１５ｘ 突起部
２０ 回転駆動機構
２４ ヒータ
Ｌ１ 第１の長さ
Ｌ２ 第２の長さ
Ｗ ウェハ（基板）

Claims (7)

1. プロセスガスが供給され、基板を回転しながら加熱して前記基板の上に気相成長を行う反応室と、
   円筒体で、内周部に環状の突起部を有し、前記突起部の上方又は側方に設けられた少なくとも一つの第１の拘束部を有し、前記反応室の内部に設けられ、周方向に回転する回転リングと、
   前記回転リングと異なる材料で構成される環状体で、前記回転リングの前記突起部の上に載置され、前記第１の拘束部に対向して外周部に設けられ、回転により前記第１の拘束部と当接することで前記周方向の動きを拘束する第２の拘束部を有し、基板を載置するホルダと、
   前記ホルダの下方に設けられ、前記回転リングの内側に設けられたヒータと、
   前記回転リングを回転させる回転駆動機構と、
   を備え、
   前記回転リングの内周と、前記ホルダの外周の間に遊びを有する、気相成長装置。
2. 前記遊びは０．３ｍｍ以上２ｍｍ以下である、請求項１記載の気相成長装置。
3. 前記第１の拘束部の内周端及び前記第２の拘束部の外周端は、直線状である請求項１又は請求項２記載の気相成長装置。
4. 前記第１の拘束部は、前記回転リングの前記内周部又は上部に設けられた凹部であり、前記第２の拘束部は凸部である、請求項１又は請求項２記載の気相成長装置。
5. 前記第１の拘束部は凸部であり、前記第２の拘束部は凹部である、請求項１又は請求項２記載の気相成長装置。
6. 前記第１の拘束部及び前記第２の拘束部は、それぞれ３箇所以上設けられる請求項１又は請求項２記載の気相成長装置。
7. 前記ホルダの回転中心と前記ヒータとの間に、遮蔽物を有しない請求項１又は請求項２記載の気相成長装置。

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