JP5904861B2 - Vapor growth equipment - Google Patents
Vapor growth equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP5904861B2 JP5904861B2 JP2012101269A JP2012101269A JP5904861B2 JP 5904861 B2 JP5904861 B2 JP 5904861B2 JP 2012101269 A JP2012101269 A JP 2012101269A JP 2012101269 A JP2012101269 A JP 2012101269A JP 5904861 B2 JP5904861 B2 JP 5904861B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- process gas
- height
- susceptor
- flow path
- counter plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 143
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 88
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 claims description 27
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 12
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 185
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 61
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 38
- 239000010408 film Substances 0.000 description 37
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 31
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 30
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 15
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 9
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 6
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 3
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Description
本発明は、プロセスガス流路の高さを常時把握することが可能な気相成長装置（ＭＯＣＶＤ装置）に関する。 The present invention relates to a vapor phase growth apparatus (MOCVD apparatus) capable of constantly grasping the height of a process gas flow path.
化学気相成長は、薄膜の原料をガス状態にして基板上に供給し、化学反応により基板表面に薄膜を堆積させる薄膜形成法である。例えば、発光デバイス（青色発光ダイオード、緑色発光ダイオードや紫色レーザダイオード等）の材料となるＧａＮ系半導体薄膜は、原料として有機金属を用いるＭＯＣＶＤ法により製造される。発光デバイス等の大量生産時代を向かえつつある中、当該デバイスの製造コスト低減のためには、処理基板が大口径化され、かつ、多数枚化される（例えば、４インチ基板×１１枚、６インチ基板×１０枚や８インチ基板×６枚）とともに生産性を向上させて量産に対応した気相成長装置が開発されている。 Chemical vapor deposition is a thin film formation method in which a thin film raw material is supplied in a gaseous state onto a substrate, and a thin film is deposited on the substrate surface by a chemical reaction. For example, a GaN-based semiconductor thin film used as a material for a light-emitting device (blue light-emitting diode, green light-emitting diode, purple laser diode, etc.) is manufactured by MOCVD using an organic metal as a raw material. In the era of mass production of light emitting devices and the like, in order to reduce the manufacturing cost of the devices, the diameter of the processing substrate is increased and the number of substrates is increased (for example, 4 inch substrates × 11, 6 Vapor phase growth apparatuses have been developed for mass production with improved productivity along with inch substrates × 10 and 8 inch substrates × 6).
ＧａＮ系半導体薄膜を成膜する気相成長装置としては、チャンバーの中央に配置されたノズルから、有機金属及びアンモニアからなる原料ガスと、水素または窒素からなるキャリアガスを全方位のチャンバー外周方向に供給し、ノズルから所定の位置に載置した４インチ〜８インチ径のサファイアまたはシリコンからなる複数の基板上に、一度に半導体薄膜を気相成長させる自公転型ＭＯＣＶＤ装置が知られている。 As a vapor phase growth apparatus for forming a GaN-based semiconductor thin film, a raw material gas composed of an organic metal and ammonia and a carrier gas composed of hydrogen or nitrogen are introduced from the nozzle disposed in the center of the chamber in the circumferential direction of the chamber in all directions. 2. Description of the Related Art A self-revolving MOCVD apparatus is known in which a semiconductor thin film is vapor-grown at a time on a plurality of substrates made of sapphire or silicon having a diameter of 4 inches to 8 inches that is supplied and placed at a predetermined position from a nozzle.
特に、量産型ＭＯＣＶＤ装置においては、半導体薄膜の膜質の再現性（薄膜の出来具合）は当該ＭＯＣＶＤ装置の性能として非常に重要である。そのため、チャンバーの天板部に光学機器等を設けて、成膜中における基板面の温度や基板の反り、成膜される薄膜の膜厚や組成等を観測するための耐腐食性・耐熱性を有する石英ガラスを嵌め込んだビューポートを設けたＭＯＣＶＤ装置が知られている。 In particular, in a mass production type MOCVD apparatus, the reproducibility of the film quality of the semiconductor thin film (the quality of the thin film) is very important as the performance of the MOCVD apparatus. For this reason, an optical device or the like is provided on the top plate of the chamber to observe the temperature of the substrate surface during the film formation, the warpage of the substrate, the thickness and composition of the thin film to be formed, and the corrosion resistance and heat resistance. There is known an MOCVD apparatus provided with a view port in which quartz glass having a glass is fitted.
例えば特許文献１には、チャンバーと、チャンバー内に設けられた原料ガスの流路と、流路内に設置された基板と、基板を加熱する加熱手段と、流路内に原料ガスを供給するガス供給手段と、チャンバーに設けられたビューポートと、を備えるとともに、ビューポートのチャンバー内部側を原料ガスの流路に向けて延出し、延出部の先端面を流路の外面近傍に配置したことを特徴とするＭＯＣＶＤ装置が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a chamber, a flow path of a source gas provided in the chamber, a substrate installed in the flow path, a heating unit for heating the substrate, and a source gas in the flow path. A gas supply means and a viewport provided in the chamber are provided, the chamber interior side of the viewport extends toward the flow path of the source gas, and the distal end surface of the extension portion is disposed near the outer surface of the flow path An MOCVD apparatus characterized by the above is disclosed.
特許文献１に開示されているＭＯＣＶＤ装置においては、原料ガスが流れる流路は、サセプタと、石英製のサセプタカバーと、石英製の天井板により形成されている。
原料ガスを含むプロセスガスが流れる流路（以降、プロセスガス流路と称する）の高さは、プロセスガス流路に供給されるプロセスガスの総流量から基板上に到達するプロセスガス流速を算出する上で重要なファクターである。当該流速を参考にして、チャンバー１内に導入するプロセスガスの最適な流量を決めることができる。
In the MOCVD apparatus disclosed in Patent Document 1, the flow path through which the source gas flows is formed by a susceptor, a quartz susceptor cover, and a quartz ceiling plate.
The height of the flow path (hereinafter referred to as the process gas flow path) through which the process gas including the source gas flows is calculated from the total flow rate of the process gas supplied to the process gas flow path. It is an important factor above. The optimum flow rate of the process gas introduced into the chamber 1 can be determined with reference to the flow rate.
しかしながら、発明者らの検討により、同じＭＯＣＶＤ装置を用いて成膜しても、成膜プロセス中に経時的にプロセスガス流路の高さが変動してしまうことが判明した。特に、プロセスガス流路の高さの変動は、基板の交換前後に生じることが多い。
プロセスガス流路の高さが経時的に変動するとプロセスガスの流速が変動することになり、半導体薄膜の膜質等の再現性を劣化させることになる。また、同じＭＯＣＶＤ装置を複数用いて同じ半導体薄膜を成膜する場合、ＭＯＣＶＤ装置間の成膜条件のばらつき（機差）を増大させてしまう問題があった。
However, it has been found by the inventors that even if a film is formed using the same MOCVD apparatus, the height of the process gas flow path varies with time during the film forming process. In particular, fluctuations in the height of the process gas flow path often occur before and after the substrate replacement.
When the height of the process gas flow path varies with time, the flow speed of the process gas varies, and the reproducibility of the film quality of the semiconductor thin film is deteriorated. In addition, when the same semiconductor thin film is formed using a plurality of the same MOCVD apparatuses, there is a problem that the variation (machine difference) in film forming conditions between the MOCVD apparatuses is increased.
そこで本発明は、プロセスガス流路の高さの変動を常時把握することが可能な気相成長装置を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a vapor phase growth apparatus capable of constantly grasping the variation in the height of the process gas flow path.
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、チャンバーと、前記チャンバー内に回転軸を中心として回転可能に設けられた円盤状のサセプタと、前記サセプタと平行となるように当該サセプタの上面と相互に間隔をあけて、前記回転軸と同軸上に対向して配置された対向板と、前記サセプタと前記対向板との間の空間であるプロセスガス流路と、前記サセプタの中央側の上方に設けられ、プロセスガスを前記プロセスガス流路の中央側から外周側に向けて吹き出させるノズルと、前記サセプタと前記対向板との前記回転軸方向の前記間隔を前記プロセスガス流路の高さとして測定する流路高さ測定手段と、を具備してなり、前記流路高さ測定手段は、前記対向板の前記回転軸方向の高さの位置を取得する第１レーザ測長機と、前記サセプタの前記回転軸方向の高さの位置を取得する第２レーザ測長機と、前記対向板の前記回転軸方向の高さの位置と前記サセプタの前記回転軸方向の高さの位置との差分から前記プロセスガス流路の流路高さを決定する計算部と、から構成されることを特徴とする気相成長装置が提供される。 In order to solve the above-described problem, according to the invention according to claim 1, the chamber, the disk-shaped susceptor provided in the chamber so as to be rotatable around the rotation axis, and the susceptor are parallel to the susceptor. A counter plate disposed on the same axis as the rotation axis and spaced from the upper surface of the susceptor ; a process gas flow path that is a space between the susceptor and the counter plate; and provided above the center side, and a nozzle for blown toward the outer peripheral side a process gas from the central side in the process gas flow path, wherein the said distance in the rotation axis direction of the susceptor and the opposite plate process gas A flow path height measuring means for measuring the height of the flow path, wherein the flow path height measuring means acquires a height position of the counter plate in the direction of the rotation axis. Measuring machine and front A second laser length measuring machine for acquiring a position of the rotation axis direction of the height of the susceptor, and the position of the rotation axis direction of the height of the said position of the rotation axis direction of the height of the facing plate susceptor There is provided a vapor phase growth apparatus comprising: a calculation unit that determines a flow path height of the process gas flow path from the difference.
また、請求項２に係る発明によれば、前記対向板が、前記ノズル上に配置された対向板受台に支持されており、前記第１レーザ測長機は、前記対向板受台の上面の、前記回転軸方向の高さの位置を測定するものであることを特徴とする請求項１に記載の気相成長装置が提供される。 According to the invention of claim 2, the counter plate is supported by a counter plate pedestal arranged on the nozzle, and the first laser length measuring machine is an upper surface of the counter plate pedestal. The vapor phase growth apparatus according to claim 1 , wherein the position of the height in the direction of the rotation axis is measured.
また、請求項３に係る発明によれば、基板は、前記サセプタに載置されており、前記第２レーザ測長機は、前記基板の上面の、前記回転軸方向の高さの位置を測定するものであることを特徴とする請求項１に記載の気相成長装置が提供される。 According to the invention of claim 3, the substrate is placed on the susceptor, and the second laser length measuring device measures the height position of the rotation axis direction on the upper surface of the substrate. The vapor phase growth apparatus according to claim 1 is provided.
また、請求項４に係る発明によれば、前記第１レーザ測長機は、前記対向板の、前記回転軸方向の高さの位置を測定するものであることを特徴とする請求項１に記載の気相成長装置が提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, the first laser length measuring machine measures the height position of the counter plate in the direction of the rotation axis. The described vapor phase growth apparatus is provided.
また、請求項５に係る発明によれば、前記プロセスガス流路の高さが、測定条件から決められた高さと異なることが検知された時に、前記プロセスガス流路に供給する前記プロセスガスの流量を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１に記載の気相成長装置が提供される。 According to the invention of claim 5, when it is detected that the height of the process gas flow path is different from the height determined from the measurement conditions, the process gas flow to be supplied to the process gas flow path The vapor phase growth apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that controls a flow rate.
また、請求項６に係る発明によれば、前記制御部は、前記プロセスガスの流速を増減させることにより、前記プロセスガスの流量を制御するものであることを特徴とする請求項５に記載の気相成長装置が提供される。 Further, according to the invention of claim 6, the control unit controls the flow rate of the process gas by increasing or decreasing the flow rate of the process gas. A vapor deposition apparatus is provided.
また、請求項７に係る発明によれば、前記対向板が、前記制御部と接続された対向板昇降機構に連結されており、前記制御部は、前記対向板昇降機構によって、前記対向板の、前記回転軸方向の高さの位置を制御して前記流路の高さを変更することにより、前記プロセスガスの流量を制御するものであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の気相成長装置が提供される。 According to the invention of claim 7, the counter plate is coupled to a counter plate lifting mechanism connected to the control unit, and the control unit is connected to the counter plate by the counter plate lifting mechanism. The flow rate of the process gas is controlled by changing the height of the flow path by controlling the height position in the direction of the rotation axis. The described vapor phase growth apparatus is provided.
また、請求項８に係る発明によれば、前記プロセスガス流路の高さが前記測定条件から決められる高さ±１０％の範囲を超えた時に、前記制御部により前記プロセスガスの流量を制御させることを特徴とする請求項５〜請求項７のうちのいずれかの請求項に記載の気相成長装置が提供される。 According to the invention according to claim 8, when the height of the process gas flow path exceeds a range of height ± 10% determined from the measurement conditions, the flow rate of the process gas is controlled by the control unit. A vapor phase growth apparatus according to any one of claims 5 to 7 is provided.
本発明によれば、対向板の高さ方向の位置が第１レーザ測長機により取得されるとともに、サセプタの高さ方向の位置が第２レーザ測長機により、取得される。また、対向板の高さ方向の位置とサセプタの高さ方向の位置との差分からプロセスガス流路の高さが計算部で決定される。これにより、種々の外的要因により生じるＭＯＣＶＤ装置のプロセスガス流路の高さの変動を常時検知できる。特に、基板の交換前後に生じることが多いプロセスガス流路の高さの変動も確実に検知できる。
結果として、プロセスガス流路の高さの変動に起因する経時的な半導体薄膜の再現性の低下を防止できる。また、ＭＯＣＶＤ装置間の成膜条件のばらつきの増大を防ぐことができる。
According to the present invention, the position of the counter plate in the height direction is acquired by the first laser length measuring device, and the position of the susceptor in the height direction is acquired by the second laser length measuring device. Further, the height of the process gas channel is determined by the calculation unit from the difference between the position in the height direction of the counter plate and the position in the height direction of the susceptor. As a result, it is possible to always detect variations in the height of the process gas flow path of the MOCVD apparatus caused by various external factors. In particular, it is possible to reliably detect fluctuations in the height of the process gas flow path that often occurs before and after the substrate replacement.
As a result, it is possible to prevent a decrease in the reproducibility of the semiconductor thin film over time due to the variation in the height of the process gas channel. In addition, it is possible to prevent an increase in variation in film forming conditions between MOCVD apparatuses.
以下、本発明を適用した気相成長装置について、図１及び図２を参照し、説明する。なお、以下の説明で用いる図面は模式的なものであり、長さ、幅、および厚みの比率等は実際のものと同一とは限らない。 Hereinafter, a vapor phase growth apparatus to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. The drawings used in the following description are schematic, and the length, width, thickness ratio, and the like are not necessarily the same as the actual ones.
（第１実施形態）
本発明を適用した図１に示すＭＯＣＶＤ装置（気相成長装置）２００の構成について、説明する。
(First embodiment)
The configuration of the MOCVD apparatus (vapor phase growth apparatus) 200 shown in FIG. 1 to which the present invention is applied will be described.
本実施形態のＭＯＣＶＤ装置２００は、チャンバー１と、中空回転機構をなす中空シャフト２と、サセプタ３と、対向板４と、対向板４を支える対向板受台４６と、プロセスガス供給管５と、ノズル１６と、流路高さ測定手段４０と、を有する。 The MOCVD apparatus 200 of the present embodiment includes a chamber 1, a hollow shaft 2 that forms a hollow rotation mechanism, a susceptor 3, a counter plate 4, a counter plate support 46 that supports the counter plate 4, and a process gas supply pipe 5. The nozzle 16 and the channel height measuring means 40 are provided.
チャンバー１は、化学気相成長により基板５０上に半導体薄膜を成膜するための反応炉である。例えば、チャンバー１は、図１に示すように、反応炉の蓋である上部チャンバー１Ａと、反応炉の容器である下部チャンバー１Ｂと、を有する。 The chamber 1 is a reaction furnace for forming a semiconductor thin film on the substrate 50 by chemical vapor deposition. For example, as shown in FIG. 1, the chamber 1 has an upper chamber 1A that is a lid of the reaction furnace and a lower chamber 1B that is a container of the reaction furnace.
上部チャンバー１Ａは、成膜中は下部チャンバー１Ｂに密着しているが、成膜間における基板５０やサセプタ３の脱着時には、図示略の上部チャンバー駆動機構により、上方に持ち上げられる。 The upper chamber 1A is in close contact with the lower chamber 1B during film formation, but is lifted upward by an upper chamber driving mechanism (not shown) when the substrate 50 and the susceptor 3 are detached during film formation.
下部チャンバー１Ｂは固定されている。また、下部チャンバー１Ｂは、上部チャンバー１Ａとの密着時に、ＭＯＣＶＤ法による半導体薄膜の成膜が行われる空間を形成する凹部を有する。また、下部チャンバー１Ｂには、図１に示すようなサセプタ昇降機構１２が設けられている。サセプタ３の着脱時には、サセプタ昇降機構１２により、サセプタ３が下部チャンバー１Ｂの上面より上方に持ち上げられた後、着脱される。なお、サセプタ昇降機構１２は省略してもよい。
チャンバー１の材質には、耐食性に優れたステンレスを用いることができる。
The lower chamber 1B is fixed. In addition, the lower chamber 1B has a recess that forms a space in which a semiconductor thin film is formed by the MOCVD method when in close contact with the upper chamber 1A. The lower chamber 1B is provided with a susceptor elevating mechanism 12 as shown in FIG. When the susceptor 3 is attached / detached, the susceptor 3 is lifted above the upper surface of the lower chamber 1B by the susceptor lifting mechanism 12 and then attached / detached. Note that the susceptor elevating mechanism 12 may be omitted.
As the material of the chamber 1, stainless steel having excellent corrosion resistance can be used.
中空シャフト２は、回転可能な状態でチャンバー１の中央に設けられ、サセプタ３に接続されている。具体的には、図１に示すように、中空シャフト２は下部チャンバー１Ｂの底面中央から上下方向に突出して設けられている。中空シャフト２には、図示略の回転機構が接続されており、中空シャフト２を回転させることでサセプタ３を回転できるようになっている。
中空シャフト２の材質には、ステンレスを用いることができる。
The hollow shaft 2 is provided at the center of the chamber 1 in a rotatable state and is connected to the susceptor 3. Specifically, as shown in FIG. 1, the hollow shaft 2 is provided so as to protrude in the vertical direction from the center of the bottom surface of the lower chamber 1B. A rotation mechanism (not shown) is connected to the hollow shaft 2, and the susceptor 3 can be rotated by rotating the hollow shaft 2.
Stainless steel can be used as the material of the hollow shaft 2.
サセプタ３は、チャンバー１内に回転可能に設けられている。具体的には、図１に示すように、円盤状のサセプタ３の内周部分が中空シャフト２の上端部２ａに接合されている。このような構成により、サセプタ３が中空シャフト２の回転により、下部チャンバー１Ｂの凹部空間内で回転する。
サセプタ３の材質には、例えばＳｉＣコートカーボンを用いることができる。また、サセプタ３の材質にＳｉＣコートカーボンを用いる場合には、ＳｉＣコートカーボンに石英からなるカバーが設けられる。
The susceptor 3 is rotatably provided in the chamber 1. Specifically, as shown in FIG. 1, the inner peripheral portion of the disc-shaped susceptor 3 is joined to the upper end portion 2 a of the hollow shaft 2. With such a configuration, the susceptor 3 rotates in the recessed space of the lower chamber 1 </ b> B by the rotation of the hollow shaft 2.
For example, SiC-coated carbon can be used as the material of the susceptor 3. Further, when SiC coated carbon is used as the material of the susceptor 3, a cover made of quartz is provided on the SiC coated carbon.
サセプタ３には、周方向に間隔を隔てて複数の開口部７が設けられている。開口部７は等間隔に設けてもよく、非等間隔に設けてもよい。
各開口部７には、図示略のステージが回転可能に設けられる。具体的には、開口部７に、自転用モータ、あるいは歯車部材等の回転機構が設けられる。ステージは、開口部７に設けられた回転機構に嵌合されることにより、サセプタ３上で回転する。
The susceptor 3 is provided with a plurality of openings 7 at intervals in the circumferential direction. The openings 7 may be provided at regular intervals or at non-equal intervals.
Each opening 7 is rotatably provided with a stage (not shown). Specifically, the opening 7 is provided with a rotation mechanism such as a motor for rotation or a gear member. The stage rotates on the susceptor 3 by being fitted to a rotation mechanism provided in the opening 7.
基板５０は、成膜面５０ａを上にしてサセプタ３の外周方向に設置される。具体的には、基板５０は、各開口部７のステージ上に載置される。 The substrate 50 is placed in the outer peripheral direction of the susceptor 3 with the film formation surface 50a facing up. Specifically, the substrate 50 is placed on the stage of each opening 7.
基板５０の材料としては、成膜する半導体薄膜の原料に適合する半導体が選択される。成膜する半導体薄膜が窒化ガリウムである場合には、サファイア基板、あるいはシリコン基板を用いることができる。
また、基板５０としては、例えば直径４インチ〜８インチの半導体基板を用いることができる。ステージ及び開口部７の直径は、基板５０の直径より大きく設定されるため、ステージ、サセプタ３、チャンバー１の大きさは、基板５０の大きさによって決まる。基板５０の直径が大きくなる程、ステージ、サセプタ３、チャンバー１が大きくなり、ＭＯＣＶＤ装置２００が大型化する。
As the material of the substrate 50, a semiconductor that matches the raw material of the semiconductor thin film to be formed is selected. When the semiconductor thin film to be formed is gallium nitride, a sapphire substrate or a silicon substrate can be used.
As the substrate 50, for example, a semiconductor substrate having a diameter of 4 inches to 8 inches can be used. Since the diameter of the stage and the opening 7 is set larger than the diameter of the substrate 50, the sizes of the stage, the susceptor 3 and the chamber 1 are determined by the size of the substrate 50. As the diameter of the substrate 50 increases, the stage, the susceptor 3 and the chamber 1 increase, and the MOCVD apparatus 200 increases in size.
ＭＯＣＶＤ装置２００で基板５０の成膜面５０ａに薄膜を気相成長させる際には、中空シャフト２を所定速度で回転させてサセプタ３を回転させると、このサセプタ３の回転と連動して開口部７の（図示しない）基板保持部材が自転し、これによって基板５０が自公転する状態となる。 When the MOCVD apparatus 200 vapor-deposits a thin film on the film formation surface 50a of the substrate 50, when the susceptor 3 is rotated by rotating the hollow shaft 2 at a predetermined speed, the opening portion is interlocked with the rotation of the susceptor 3. 7 (not shown) of the substrate holding member rotates, whereby the substrate 50 rotates and revolves.
チャンバー１には、加熱手段８が設けられている。具体的には、図１に示すように、サセプタ３の開口部７の下方に電熱ヒータ等が設置される。ＭＯＣＶＤ法は、気相エピタキシャル成長法（気相エピタキシー）であって、原料となる有機金属を気相で反応領域まで運び、反応領域において有機金属に熱エネルギーを与え、該熱エネルギーを与えられた有機金属が熱分解反応することで、基板の表面に結晶を成長させる方法である。 The chamber 1 is provided with heating means 8. Specifically, as shown in FIG. 1, an electric heater or the like is installed below the opening 7 of the susceptor 3. The MOCVD method is a vapor phase epitaxial growth method (vapor phase epitaxy), in which an organic metal as a raw material is transported to a reaction region in a gas phase, and thermal energy is applied to the organic metal in the reaction region, and the organic energy given the thermal energy. This is a method of growing crystals on the surface of the substrate by the thermal decomposition reaction of the metal.
対向板４は、サセプタ３の上面３ａと相互に間隔をあけて対向して配置されている。具体的には、図１に示すように、対向板受台４６に支持されて設けられている。
対向板受台４６は、次に説明するプロセスガス供給管５のパージガス供給路１３内の支持部（図示略）の上端に設置されている。また、対向板４は、サセプタ３とともにプロセスガス流路１５を区画形成する。なお、対向板受台４６の設置箇所及び支持方法は、サセプタ３との間にプロセスガス流路１５を形成するように対向板４を支持できれば、前述の支持部上端に限定されない。対向板受台４６の設置箇所及び設置方法によっては、支持部を省略できる。
対向板４の材質には、石英を用いることができる。
The facing plate 4 is disposed to face the upper surface 3a of the susceptor 3 with a space therebetween. Specifically, as shown in FIG. 1, it is provided to be supported by a counter plate base 46.
The counter plate pedestal 46 is installed at the upper end of a support portion (not shown) in the purge gas supply path 13 of the process gas supply pipe 5 to be described next. Further, the opposing plate 4 forms a process gas flow path 15 together with the susceptor 3. In addition, the installation location and the support method of the counter plate receiving base 46 are not limited to the above-described upper end of the support portion as long as the counter plate 4 can be supported so as to form the process gas flow path 15 between the counter plate support 46 and the susceptor 3. Depending on the installation location and installation method of the counter plate pedestal 46, the support portion can be omitted.
Quartz can be used as the material of the counter plate 4.
プロセスガス供給管５は、図１に示すように、中空シャフト２の中部に挿入されて、その先端がチャンバー１内に達している。図２は、前記先端及び後に詳しく説明するノズル１６周辺の拡大断面図である。
また、プロセスガス供給管５は、図２に示すように多重管構造を有している。すなわち、内管５Ａと外管５Ｂで構成されている。外管５Ｂは、中空シャフト２の内管から離間しており、中空シャフト２と外管５Ｂとの間に隙間が設けられている。この隙間が後述するアンモニアガス供給路１１Ａとなる。また、内管５Ａの内部がパージガス供給路１３となり、内管５Ａと外管５Ｂとの間の隙間が有機金属ガス供給路１１Ｂとなる。
As shown in FIG. 1, the process gas supply pipe 5 is inserted into the middle portion of the hollow shaft 2, and the tip thereof reaches the chamber 1. FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the tip and the periphery of the nozzle 16 described in detail later.
The process gas supply pipe 5 has a multiple pipe structure as shown in FIG. That is, it consists of an inner tube 5A and an outer tube 5B. The outer tube 5B is separated from the inner tube of the hollow shaft 2, and a gap is provided between the hollow shaft 2 and the outer tube 5B. This gap becomes an ammonia gas supply path 11A described later. Further, the inside of the inner pipe 5A becomes the purge gas supply path 13, and the gap between the inner pipe 5A and the outer pipe 5B becomes the organometallic gas supply path 11B.
成膜する半導体薄膜が窒化ガリウムである場合には、化学気相成長における原料として、有機金属とアンモニアを用いる。これらの原料はそれぞれ、有機金属ガス供給路１１Ｂと、アンモニアガス供給路１１Ａと、を介してチャンバー１内に供給される。
常温では液体又は固体である有機金属は、水素、窒素等をキャリアガスに用いた恒温下でのバブリングにより、半導体薄膜の成膜に充分な量の有機金属ガスとして生成される。
When the semiconductor thin film to be formed is gallium nitride, an organic metal and ammonia are used as raw materials in chemical vapor deposition. These raw materials are respectively supplied into the chamber 1 through the organometallic gas supply path 11B and the ammonia gas supply path 11A.
An organic metal that is liquid or solid at normal temperature is generated as a sufficient amount of organometallic gas for forming a semiconductor thin film by bubbling under constant temperature using hydrogen, nitrogen or the like as a carrier gas.
有機金属ガス供給路１１Ｂには、図１に示すように、プロセスガス供給管５の下部のプロセスガス導入部５ｄより、バブリングにて生成された有機金属ガスと、水素と窒素からなるキャリアガスとの混合ガスが導入される。また、アンモニアガス供給路１１Ａには、アンモニアガスとキャリアガスとの混合ガスが導入される。
また、図２に示すように、有機金属ガス供給路１１Ｂとアンモニアガス供給路１１Ａとを区画する外管５Ｂの内部には、アンモニアガス供給路１１Ａ、有機金属ガス供給路１１Ｂの温度を調整するための温度調整流体を流通させる温度調整流路１４が設けられている。なお、温度調整流路１４は省略してもよい。
As shown in FIG. 1, the organic metal gas supply path 11 </ b> B includes an organic metal gas generated by bubbling from a process gas introduction part 5 d below the process gas supply pipe 5, and a carrier gas composed of hydrogen and nitrogen. The mixed gas is introduced. A mixed gas of ammonia gas and carrier gas is introduced into the ammonia gas supply path 11A.
Further, as shown in FIG. 2, the temperatures of the ammonia gas supply path 11A and the organometallic gas supply path 11B are adjusted inside the outer pipe 5B that partitions the organic metal gas supply path 11B and the ammonia gas supply path 11A. For this purpose, a temperature adjustment flow path 14 is provided for circulating a temperature adjustment fluid for the purpose. The temperature adjustment channel 14 may be omitted.
パージガス供給路１３には、プロセスガス導入部５ｄよりパージガスが導入される。パージガスは、中空シャフト２とプロセスガス供給管５との間の空隙からチャンバー１内に不純物が侵入する、あるいは、チャンバー１から原料ガスが外部に漏れることを防ぐ。
前述のように、原料ガスとして有機金属ガスとアンモニアガスが用いられる場合、パージガスとしては、例えば窒素を用いることができる。
ＭＯＣＶＤ装置２００におけるプロセスガスとは、上記の原料ガス、キャリアガス等、半導体薄膜の化学気相成長による成膜を行うために用いられるガスのことをいう。
A purge gas is introduced into the purge gas supply path 13 from the process gas introduction part 5d. The purge gas prevents impurities from entering the chamber 1 from the gap between the hollow shaft 2 and the process gas supply pipe 5 or leakage of the source gas from the chamber 1 to the outside.
As described above, when an organic metal gas and an ammonia gas are used as the source gas, for example, nitrogen can be used as the purge gas.
The process gas in the MOCVD apparatus 200 refers to a gas used for film formation by chemical vapor deposition of a semiconductor thin film, such as the above-described source gas and carrier gas.
内管５Ａは、その先端部５Ａ１が対向板４に平行になるように折り曲げられてプロセスガス流路１５に向けられている。同様に、外管５Ｂは、その先端部５Ｂ１が内管５Ａの先端部５Ａ１に沿って折り曲げられてプロセスガス流路１５に向けられている。これにより、プロセスガス供給管５を通じてチャンバー１に向けて上昇してきた各ガスがそれぞれプロセスガス流路１５に向けて供給されるようになっている。
なお、内管５Ａ及び外管５Ｂは、図１に示すように中空シャフト２と接続せずに回転停止状態で設置されてもよく、中空シャフト２と接合されて中空回転機構によりサセプタ３と同期して回転可能に設置されてもよい。
The inner pipe 5 </ b> A is bent toward the process gas flow path 15 so that the front end 5 </ b> A <b> 1 is parallel to the opposing plate 4. Similarly, the outer tube 5B is directed to the process gas flow path 15 is folded along the distal portion 5A 1 of the inner tube 5A its tip 5B 1. As a result, each gas rising toward the chamber 1 through the process gas supply pipe 5 is supplied toward the process gas flow path 15.
As shown in FIG. 1, the inner tube 5A and the outer tube 5B may be installed in a rotation stopped state without being connected to the hollow shaft 2, and are joined to the hollow shaft 2 and synchronized with the susceptor 3 by the hollow rotation mechanism. And it may be installed rotatably.
具体的には、先端部５Ａ１と対向板４との間には、パージガス供給路１３に連通する隙間が設けられており、この隙間のプロセスガス流路１５側にパージガスノズル１６ａが形成されている。また、内管５Ａと外管５Ｂとの間の有機金属ガス供給路１１Ｂが、各先端部５Ａ１，５Ｂ１によってプロセスガス流路１５に向けられており、この有機金属ガス供給路１１Ｂの出口が有機金属ガスノズル１６ｂとなっている。さらに、先端部５Ｂ１とサセプタ３との間には、アンモニアガス供給路１１Ａに連通する隙間が設けられており、その隙間のプロセスガス流路１５側にアンモニアガスノズル１６ｃが形成されている。これらの各ノズル１６ｂ，１６ｃをこのように形成することにより、各ガスが各ノズル１６ｂ，１６ｃの中心から放射状に拡がって流れ、かつ、プロセスガス流路１５に供給されるプロセスガスの流れを円滑にすることができる。そのため、各基板５０の成膜面５０ａに均一に原料ガスを供給することが可能になる。 More specifically, between the tip portion 5A 1 and the opposing plate 4, a gap communicating with the purge gas supply line 13 is provided with a purge gas nozzle 16a to the process gas flow path 15 side of the gap is formed Yes. Further, an organometallic gas supply path 11B between the inner pipe 5A and the outer pipe 5B is directed to the process gas flow path 15 by the respective tip portions 5A 1 and 5B 1 , and an outlet of the organometallic gas supply path 11B. Is an organic metal gas nozzle 16b. Furthermore, between the leading end portion 5B 1 and the susceptor 3, and a gap is provided which communicates with the ammonia gas supply passage 11A, the ammonia gas nozzle 16c is formed in the process gas flow path 15 side of the gap. By forming these nozzles 16b and 16c in this manner, each gas flows radially from the center of each nozzle 16b and 16c, and the flow of the process gas supplied to the process gas flow path 15 is smooth. Can be. Therefore, the source gas can be uniformly supplied to the film formation surface 50a of each substrate 50.
また、パージガス供給路１３は、対向板４に突き当たった後、対向板受台４６と先端部５Ａ１との間の隙間に連通している。その隙間のプロセスガス流路１５側にパージガスノズル１６ａが形成されている。これにより、パージガスはプロセスガスと同様にノズル１６の中心から放射状に拡がって流れる。その後、吹き出された各ガスがプロセスガス流路１５内において相互に拡散し、各ガスが基板５０上で反応する。以降では、ノズル１６ａ，１６ｂ，１６ｃ全体を示す際には、単に「ノズル１６」と記載する。 Further, the purge gas supply line 13, after hits the opposing plate 4, and communicates with the gap between the counter plate pedestal 46 and the distal portion 5A 1. A purge gas nozzle 16a is formed on the process gas flow path 15 side of the gap. As a result, the purge gas flows radially from the center of the nozzle 16 like the process gas. Thereafter, each of the blown gases diffuses in the process gas flow path 15, and each gas reacts on the substrate 50. Hereinafter, when the entire nozzles 16a, 16b, and 16c are shown, they are simply referred to as “nozzle 16”.
プロセスガス流路１５に吹き出されたプロセスガスは、化学反応により基板５０の成膜面５０ａに堆積して半導体薄膜を形成する。円盤状のノズル１６の延在方向が、基板５０の成膜面５０ａと平行であるとともに、前述のように基板５０が自公転することにより、成膜面５０ａに均一な膜厚の半導体薄膜が形成される。半導体薄膜の形成に用いられなかった残りのプロセスガスは、下部チャンバー１Ｂに設けられたガス排出部２７から、チャンバー１の外に排出される。 The process gas blown into the process gas channel 15 is deposited on the film formation surface 50a of the substrate 50 by a chemical reaction to form a semiconductor thin film. The extending direction of the disk-like nozzle 16 is parallel to the film formation surface 50a of the substrate 50, and the substrate 50 revolves as described above, whereby a semiconductor thin film having a uniform thickness is formed on the film formation surface 50a. It is formed. The remaining process gas that has not been used for forming the semiconductor thin film is discharged out of the chamber 1 from the gas discharge portion 27 provided in the lower chamber 1B.
ノズル１６の合計の高さＢは、図２に示すように、プロセスガス流路１５へのプロセスガスの流速を制御する。ＭＯＣＶＤ装置２００における高さＢは、周方向でほぼ一定になるように設計されている。 The total height B of the nozzles 16 controls the flow rate of the process gas to the process gas flow path 15 as shown in FIG. The height B in the MOCVD apparatus 200 is designed to be substantially constant in the circumferential direction.
流路高さ測定手段４０は、第１レーザ測長機４１と第２レーザ測長機４２から構成されている。図１に示すように、第１レーザ測長機４１は、対向板４の高さ方向の位置を取得する。具体的には、第１レーザ測長機４１は、対向板受台４６の上方に設けられており、対向板受台４６の上面４６ａの位置を測定する。また、第２レーザ測長機４２は、基板５０またはサセプタ３の上方に設けられ、サセプタ３の高さ方向の位置を取得する。 The flow path height measuring means 40 includes a first laser length measuring device 41 and a second laser length measuring device 42. As shown in FIG. 1, the first laser length measuring machine 41 acquires the position of the opposing plate 4 in the height direction. Specifically, the first laser length measuring machine 41 is provided above the counter plate receiving base 46 and measures the position of the upper surface 46 a of the counter plate receiving base 46. The second laser length measuring device 42 is provided above the substrate 50 or the susceptor 3 and acquires the position of the susceptor 3 in the height direction.
図示しない計算部４３は、第１レーザ測長機４１により取得された対向板４の高さ方向の位置と、第２レーザ測長機４２により取得されたサセプタ３の高さ方向の位置との差分から、図１に示すプロセスガス流路１５の高さＹを決定する。 A calculation unit 43 (not shown) calculates the position in the height direction of the counter plate 4 acquired by the first laser length measuring device 41 and the position in the height direction of the susceptor 3 acquired by the second laser length measuring device 42. From the difference, the height Y of the process gas flow path 15 shown in FIG. 1 is determined.
具体的には、第１及び第２のレーザ測長機４１，４２は、図１に示すように、上部チャンバー１Ａ外部に設けられた天板４５に設置されている。これにより、第１及び第２のレーザ測長機４１，４２は、同一の高さに位置することになる。第１及び第２のレーザ測長機４１，４２のレーザ出射部が同一の高さになる場合は、第１レーザ測長機４１により取得された対向板４の高さ方向の位置と、第２レーザ測長機４２により取得されたサセプタ３の高さ方向の位置との差分が、プロセスガス流路１５の高さＹとなる。 Specifically, as shown in FIG. 1, the first and second laser length measuring machines 41 and 42 are installed on a top plate 45 provided outside the upper chamber 1A. As a result, the first and second laser length measuring machines 41 and 42 are located at the same height. When the laser emitting portions of the first and second laser length measuring devices 41 and 42 have the same height, the position in the height direction of the opposing plate 4 acquired by the first laser length measuring device 41, and the first The difference from the position in the height direction of the susceptor 3 acquired by the two-laser length measuring device 42 is the height Y of the process gas flow path 15.
なお、第１及び第２のレーザ測長機４１，４２の設置位置は図１に示す位置に限定されない。第１レーザ測長機４１の設置位置と第２レーザ測長機４２の設置位置の高さに差がある場合は、計算部４３にその高さの差を予め入力しておくことが好ましい。これにより、プロセスガス流路１５の高さＹを正確に決定することができる。
また、対向板４の上面４ａと対向板受台４６の上面４６ａとの高さに差がある場合は、第１レーザ測長機４１により取得された対向板受台４６の高さ方向の位置と、第２レーザ測長機４２により取得されたサセプタ３の高さ方向の位置との差分から、対向板４の上面４ａと対向板受台４６の上面４６ａとの高さ方向の差を引いた値が、プロセスガス流路１５の高さＹとなる。
The installation positions of the first and second laser length measuring instruments 41 and 42 are not limited to the positions shown in FIG. When there is a difference between the installation position of the first laser length measuring instrument 41 and the installation position of the second laser length measuring instrument 42, it is preferable to input the difference in height to the calculation unit 43 in advance. Thereby, the height Y of the process gas flow path 15 can be determined accurately.
Further, when there is a difference in height between the upper surface 4a of the opposing plate 4 and the upper surface 46a of the opposing plate receiving base 46, the position in the height direction of the opposing plate receiving base 46 acquired by the first laser length measuring machine 41. And the difference between the height direction position of the susceptor 3 acquired by the second laser length measuring instrument 42 and subtracting the height direction difference between the upper surface 4a of the opposing plate 4 and the upper surface 46a of the opposing plate support 46. This value becomes the height Y of the process gas flow path 15.
第１及び第２のレーザ測長機４１，４２には、一般に使用されているレーザ測長機、レーザ変位計を用いることができる。また、第１及び第２のレーザ測長機４１，４２の距離分解能は、プロセスガス流路１５の高さＹを決定する精度を勘案して設定することが好ましい。 As the first and second laser length measuring machines 41 and 42, commonly used laser length measuring machines and laser displacement meters can be used. The distance resolution of the first and second laser length measuring instruments 41 and 42 is preferably set in consideration of the accuracy with which the height Y of the process gas flow path 15 is determined.
第１及び第２のレーザ測長機４１，４２は、例えば可視域のレーザ光を図１に示す高さ方向の下方に向けて出射し、対向板４あるいはサセプタ３での正反射により戻ってくるレーザ光を受光することにより、対向板４の高さ方向の位置及びサセプタ３の高さ方向の位置を取得する。
したがって、第１及び第２のレーザ測長機４１，４２の直下の上部チャンバー１Ａには、図１に示すように、第１窓６１と第２窓６２が設けられている。第１及び第２の窓６１，６２は、例えば石英で構成される。第１及び第２の窓６１，６２の材質として、石英のように透明度の高い材質を用いることにより、プロセスガス流路１５の高さＹを決定するための第１及び第２のレーザ測長機４１，４２のそれぞれにおける対向板４の高さ方向の位置及びサセプタ３の高さ方向の位置の取得精度が高くなる。
The first and second laser length measuring machines 41 and 42 emit laser light in the visible range, for example, downward in the height direction shown in FIG. 1 and return by regular reflection at the counter plate 4 or the susceptor 3. By receiving the coming laser beam, the position in the height direction of the counter plate 4 and the position in the height direction of the susceptor 3 are acquired.
Therefore, as shown in FIG. 1, a first window 61 and a second window 62 are provided in the upper chamber 1 </ b> A immediately below the first and second laser length measuring instruments 41 and 42. The first and second windows 61 and 62 are made of, for example, quartz. First and second laser length measurement for determining the height Y of the process gas flow path 15 by using a material having high transparency such as quartz as the material of the first and second windows 61 and 62. The acquisition accuracy of the position in the height direction of the opposing plate 4 and the position in the height direction of the susceptor 3 in each of the machines 41 and 42 is increased.
第１レーザ測長機４１は、図１に示すように、対向板４の上方の位置Ｐ´に設置してもよい。これにより、第１レーザ測長機４１は、直接対向板４の高さ方向の位置を取得することができる。 The first laser length measuring machine 41 may be installed at a position P ′ above the counter plate 4 as shown in FIG. Thereby, the 1st laser length measuring machine 41 can acquire the position of the height direction of the opposing board 4 directly.
なお、第１及び第２のレーザ測長機４１，４２は、それぞれ対向板４の高さ方向の位置及びサセプタ３の高さ方向の位置を測定できれば、図１に示す設定位置に限定されない。例えば、第１及び第２のレーザ測長機４１，４２をチャンバー１の側方に設置してもよい。 The first and second laser length measuring machines 41 and 42 are not limited to the setting positions shown in FIG. 1 as long as the position in the height direction of the counter plate 4 and the position in the height direction of the susceptor 3 can be measured. For example, the first and second laser length measuring instruments 41 and 42 may be installed on the side of the chamber 1.
本実施形態のＭＯＣＶＤ装置２００においては、対向板４の高さ方向の位置が第１レーザ測長機４１により取得されるとともに、サセプタ３の高さ方向の位置が第２レーザ測長機４２により、取得される。また、対向板４の高さ方向の位置とサセプタ３の高さ方向の位置との差分からプロセスガス流路１５の高さＹが計算部４３で決定される。
半導体薄膜の成膜時に、プロセスガス流路１５の高さＹを把握することにより、プロセスガス流路１５の高さＹの変動に起因する経時的な半導体薄膜の再現性の低下を防止できる。また、ＭＯＣＶＤ装置間の成膜条件のばらつきの増大（装置間の機差）を防ぐことができる。
In the MOCVD apparatus 200 of the present embodiment, the position in the height direction of the counter plate 4 is acquired by the first laser length measuring device 41, and the position in the height direction of the susceptor 3 is acquired by the second laser length measuring device 42. , Get. Further, the height Y of the process gas flow path 15 is determined by the calculation unit 43 from the difference between the position in the height direction of the counter plate 4 and the position in the height direction of the susceptor 3.
By grasping the height Y of the process gas flow path 15 during the formation of the semiconductor thin film, it is possible to prevent the deterioration of the reproducibility of the semiconductor thin film over time due to the fluctuation of the height Y of the process gas flow path 15. In addition, an increase in variation in film forming conditions between MOCVD apparatuses (a machine difference between apparatuses) can be prevented.
なお、チャンバー１は、窒素雰囲気のグローブボックス内に設置される場合がある。グローブボックスには、チャンバー１とともに、搬送ロボットと、基板交換テーブルが設置される。また、グローブボックスには、パスボックスが備え付けられる。このような構成においては、搬送ロボットのアームが基板交換テーブルとパスボックスとの間を適宜移動し、半導体薄膜の成膜工程毎に成膜済の基板を伴う後述のサセプタ３と、対向板４をパスボックスから脱着することが可能となっている。成膜済のサセプタをパスボックスで冷却し、チャンバー１と基板交換テーブルとの間でサセプタを交換することにより、２セットのサセプタを大気に触れさせることなく、連続的かつ効率的に運用することができる。
グローブボックス内の動作については、基板の設置及び回収を手動で行い、その他の動作は全て自動化されている。これにより、半導体薄膜の成膜作業の信頼性とスループットが高まる。
The chamber 1 may be installed in a glove box with a nitrogen atmosphere. In the glove box, a transfer robot and a substrate exchange table are installed together with the chamber 1. The glove box is provided with a pass box. In such a configuration, the arm of the transfer robot appropriately moves between the substrate exchange table and the pass box, and a susceptor 3 described later with a substrate already formed for each semiconductor thin film formation step, and a counter plate 4. Can be removed from the pass box. By cooling the deposited susceptor with a pass box and exchanging the susceptor between the chamber 1 and the substrate exchange table, the two sets of susceptors can be operated continuously and efficiently without exposure to the atmosphere. Can do.
Regarding the operation in the glove box, the placement and collection of the substrate are performed manually, and all other operations are automated. This increases the reliability and throughput of the semiconductor thin film deposition operation.
しかしながら、上記のように成膜工程間のサセプタ３及び基板５０の着脱時に、プロセスガス流路１５の高さＹの変動が大きくなることが判明している。
本実施形態のＭＯＣＶＤ装置２００においては、上記説明したように、第１レーザ測長機４１により取得された対向板４の高さ方向の位置と、第２レーザ測長機４２により取得されたサセプタ３の高さ方向の位置との差分から、プロセスガス流路１５の高さＹが決定される。
これにより、サセプタ３や基板５０の着脱等の外的要因により生じるＭＯＣＶＤ装置２００のプロセスガス流路１５の高さＹの変動も把握できる。特に、基板５０の交換前後に生じることが多いプロセスガス流路１５の高さＹも確実に把握できる。
However, as described above, it has been found that when the susceptor 3 and the substrate 50 are attached and detached between the film forming steps, the variation in the height Y of the process gas flow path 15 increases.
In the MOCVD apparatus 200 of the present embodiment, as described above, the position in the height direction of the counter plate 4 acquired by the first laser length measuring device 41 and the susceptor acquired by the second laser length measuring device 42. The height Y of the process gas flow path 15 is determined from the difference from the position of 3 in the height direction.
Thereby, the fluctuation | variation of the height Y of the process gas flow path 15 of the MOCVD apparatus 200 which arises by external factors, such as attachment or detachment of the susceptor 3 or the board | substrate 50, can also be grasped | ascertained. In particular, the height Y of the process gas flow path 15 that often occurs before and after the replacement of the substrate 50 can be reliably grasped.
次いで、ＭＯＣＶＤ装置２００を用いた半導体薄膜の製造方法について説明する。本実施形態では、基板５０としてサファイア基板を用いて、サファイア基板上にＧａＮ薄膜を成膜する。 Next, a method for manufacturing a semiconductor thin film using the MOCVD apparatus 200 will be described. In this embodiment, a sapphire substrate is used as the substrate 50, and a GaN thin film is formed on the sapphire substrate.
先ず、サセプタ３の各ステージ上に基板５０を設置する。その後、加熱手段８により、基板５０を所定の温度に加熱する。
この後、流路高さ測定手段４０を用いて、プロセスガス流路１５の高さＹを決定してもよい。計算部４３により、プロセスガス流路１５の高さＹが測定条件から決められた高さと異なる場合には、ノズル１６からのプロセスガスの流速は、高さＹと測定条件から決められた高さとの差を勘案して設定することが好ましい。
First, the substrate 50 is set on each stage of the susceptor 3. Thereafter, the substrate 50 is heated to a predetermined temperature by the heating means 8.
Thereafter, the height Y of the process gas channel 15 may be determined using the channel height measuring means 40. When the height Y of the process gas flow path 15 is different from the height determined from the measurement conditions by the calculation unit 43, the flow rate of the process gas from the nozzle 16 is the height determined from the height Y and the measurement conditions. It is preferable to set in consideration of the difference.
続いて、中空シャフト２を駆動させ、サセプタ３を回転させるとともに、サセプタ３のステージを回転させる。これにより、サファイア基板が中空シャフト２を中心として自転及び公転を行う。 Subsequently, the hollow shaft 2 is driven to rotate the susceptor 3 and the stage of the susceptor 3 is rotated. As a result, the sapphire substrate rotates and revolves around the hollow shaft 2.
次に、プロセスガス導入部５ｄより、プロセスガス供給管５のパージガス供給路１３、有機金属ガス供給路１１Ａ、アンモニアガス供給路１１Ｂにそれぞれ、窒素からなるパージガスと、トリメチルガリウム等の有機金属ガスと水素と窒素との混合ガスと、アンモニアガスと水素と窒素との混合ガスを供給する。
続いて、ノズル１６から、有機金属ガスと、アンモニアガスと、水素及び窒素とを混合したプロセスガスをプロセスガス流路１５のサセプタ３中央側から外周側に吹き出させる。ノズル１６におけるプロセスガスの流速は、成膜するＧａＮ薄膜の厚みを勘案して設定することが好ましい。
Next, a purge gas made of nitrogen, an organic metal gas such as trimethylgallium, and the like are supplied to the purge gas supply path 13, the organometallic gas supply path 11A, and the ammonia gas supply path 11B of the process gas supply pipe 5 from the process gas introduction section 5d. A mixed gas of hydrogen and nitrogen and a mixed gas of ammonia gas, hydrogen and nitrogen are supplied.
Subsequently, a process gas in which an organic metal gas, an ammonia gas, hydrogen, and nitrogen are mixed is blown out from the nozzle 16 toward the outer peripheral side from the center side of the susceptor 3 of the process gas flow path 15. The flow rate of the process gas in the nozzle 16 is preferably set in consideration of the thickness of the GaN thin film to be formed.
成膜中は常に、流路高さ測定手段４０を用いて、プロセスガス流路１５の高さＹを把握することが好ましい。これにより、成膜中に外的要因または内的要因により、サセプタ３あるいは対向板４の高さ方向の位置が変動した場合は、プロセスガス流路１５の高さＹが変動する。この変動を把握することにより、プロセスガス供給管５に導入するプロセスガスの調整等を行い、プロセスガス流路１５へのプロセスガスの流量の経時的なばらつきを低減することができる。 It is preferable to always grasp the height Y of the process gas channel 15 by using the channel height measuring means 40 during film formation. Thereby, when the position of the susceptor 3 or the counter plate 4 in the height direction varies due to an external factor or an internal factor during film formation, the height Y of the process gas flow path 15 varies. By grasping this variation, it is possible to adjust the process gas introduced into the process gas supply pipe 5 and to reduce the variation with time of the flow rate of the process gas to the process gas flow path 15.
基板５０上のＧａＮ薄膜が目標とする厚みに達した際に、プロセスガス供給管５への窒素からなるパージガスと、有機金属ガスと水素と窒素との混合ガスと、アンモニアガスと水素と窒素との混合ガスの供給を中止する。また、中空シャフト２及びサセプタ３のステージの回転を停止させる。
その後、基板５０及び基板５０ａ上に成膜された半導体膜を適温になるまでチャンバー１内で自然冷却した後、上部チャンバー１Ａを開放して基板５０を取り出す。
When the GaN thin film on the substrate 50 reaches a target thickness, a purge gas composed of nitrogen to the process gas supply pipe 5, a mixed gas of organometallic gas, hydrogen and nitrogen, ammonia gas, hydrogen and nitrogen, The supply of mixed gas is stopped. Further, the rotation of the stage of the hollow shaft 2 and the susceptor 3 is stopped.
Thereafter, the semiconductor film formed on the substrate 50 and the substrate 50a is naturally cooled in the chamber 1 until the temperature reaches an appropriate temperature, and then the upper chamber 1A is opened and the substrate 50 is taken out.
（第２実施形態）
本発明を適用した気相成長装置の別の例として、図示略のＭＯＣＶＤ装置（気相成長装置）２０１（図示略）の構成について、説明する。
(Second Embodiment)
As another example of the vapor phase growth apparatus to which the present invention is applied, the configuration of an MOCVD apparatus (vapor phase growth apparatus) 201 (not shown) not shown will be described.
本実施形態のＭＯＣＶＤ装置２０１は、第１実施形態のＭＯＣＶＤ装置２００の構成に加え、制御部６５を有する。制御部６５は、計算部４３により決められたプロセスガス流路１５の高さＹが、測定条件から決められた高さと異なることが検知された時に、プロセスガス流路１５に供給するプロセスガスの流量を制御する。
具体的には、プロセスガス流路１５の高さＹが、測定条件から決められた高さと異なることが検知された時に、ノズル１６から吹き出させるプロセスガスの流速を制御するために、プロセスガス供給管５への原料ガス、パージガスの供給流量を変更してもよい。
The MOCVD apparatus 201 of this embodiment has a control unit 65 in addition to the configuration of the MOCVD apparatus 200 of the first embodiment. When it is detected that the height Y of the process gas flow path 15 determined by the calculation section 43 is different from the height determined from the measurement conditions, the control section 65 detects the process gas supplied to the process gas flow path 15. Control the flow rate.
Specifically, when it is detected that the height Y of the process gas flow path 15 is different from the height determined from the measurement conditions, the process gas supply is performed in order to control the flow rate of the process gas blown from the nozzle 16. The supply flow rates of the source gas and purge gas to the pipe 5 may be changed.
さらに、制御部６５は、計算部４３により決められたプロセスガス流路１５の高さＹが、測定条件から決められた高さ±１０％の範囲を超えた時に、前述のようにノズル１６から吹き出させるプロセスガスの流速を変える、あるいは対向板４の高さを制御することにより、プロセスガス流路１５に供給するプロセスガスの流量を制御してもよい。 Further, when the height Y of the process gas flow path 15 determined by the calculation section 43 exceeds the range of the height ± 10% determined from the measurement conditions, the control section 65 starts from the nozzle 16 as described above. The flow rate of the process gas supplied to the process gas flow path 15 may be controlled by changing the flow rate of the process gas to be blown out or by controlling the height of the counter plate 4.
ＭＯＣＶＤ装置２０１を用いた半導体薄膜の製造方法においては、計算部４３により決められたプロセスガス流路１５の高さＹが、測定条件から決められた高さと異なることを検知した時に、制御部６５により、ノズル１６から吹き出させるプロセスガスの流速を変える、あるいは対向板４の高さを制御しながら、ＭＯＣＶＤ装置２００を用いた半導体薄膜の製造方法と同一の工程を行う。
これにより、種々の要因により生じるプロセスガス流路１５の高さＹの変動を常時検知できるとともに、ノズル１６からのプロセスガスの流量を制御し、プロセスガス流路１５の高さＹの変動に起因する経時的な半導体薄膜の再現性を高められる。また、ＭＯＣＶＤ装置２０１間の成膜条件のばらつきを低減することができる。
In the method of manufacturing a semiconductor thin film using the MOCVD apparatus 201, when it is detected that the height Y of the process gas flow path 15 determined by the calculation unit 43 is different from the height determined from the measurement conditions, the control unit 65 Thus, the same process as the method of manufacturing a semiconductor thin film using the MOCVD apparatus 200 is performed while changing the flow rate of the process gas blown from the nozzle 16 or controlling the height of the counter plate 4.
As a result, fluctuations in the height Y of the process gas flow path 15 caused by various factors can be detected at all times, and the flow rate of the process gas from the nozzle 16 is controlled, resulting from fluctuations in the height Y of the process gas flow path 15. The reproducibility of the semiconductor thin film over time can be improved. In addition, variations in deposition conditions between the MOCVD apparatuses 201 can be reduced.
以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention described in the claims. Deformation / change is possible.
（実施例１）
図１及び図２に示すＭＯＣＶＤ装置２００を用いて、ドープなしのＧａＮ系半導体薄膜を製造した。基板には、６インチのサファイア基板を用い、サセプタの温度は１３００℃程度とした。
サセプタの開口部は、外周上に等間隔に１１個（各開口部をＳＴ１〜ＳＴ１１と称する）設けて各開口部にサファイア基板（以降、単に「基板」と記載する）を載置した。
なお、成膜時間はいずれの場合も同一とした。
(Example 1)
An undoped GaN-based semiconductor thin film was manufactured using the MOCVD apparatus 200 shown in FIGS. A 6-inch sapphire substrate was used as the substrate, and the susceptor temperature was about 1300 ° C.
Eleven susceptor openings were provided on the outer periphery at equal intervals (each opening is referred to as ST1 to ST11), and a sapphire substrate (hereinafter simply referred to as “substrate”) was placed in each opening.
The film formation time was the same in all cases.
＜基板を自転させないでＧａＮ薄膜を成膜する場合＞
先ず、ＭＯＣＶＤ装置２００の対向板を基準高さに設定し、基板を自転させずにＧａＮ薄膜を成膜した。このときの基板上のＧａＮ薄膜の厚さ分布を図３（Ａ）に示す。
次いで、対向板の高さは、対向板受台の高さを変えることにより調整が可能であるから、対向板を基準高さから１．０ｍｍ移動させてプロセスガス流路の高さを小さくして基板を自転させずにＧａＮ薄膜を成膜した。このときの基板上のＧａＮ薄膜の厚さ分布を図３（Ｂ）に示す。また、図３（Ａ），（Ｂ）における基板の下流端からの距離に対するＧａＮ薄膜の膜厚の変化を図３（Ｃ）に示す。
図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）から、基板の自転を停止している場合は、プロセスガス流路の高さが小さくなると、基板上で薄膜厚さ分布が均一にならない傾向が顕著になることがわかる。
<When forming a GaN thin film without rotating the substrate>
First, the counter plate of the MOCVD apparatus 200 was set to a reference height, and a GaN thin film was formed without rotating the substrate. The thickness distribution of the GaN thin film on the substrate at this time is shown in FIG.
Next, since the height of the counter plate can be adjusted by changing the height of the counter plate cradle, the counter plate is moved 1.0 mm from the reference height to reduce the height of the process gas flow path. Thus, a GaN thin film was formed without rotating the substrate. The thickness distribution of the GaN thin film on the substrate at this time is shown in FIG. FIG. 3C shows the change in the film thickness of the GaN thin film with respect to the distance from the downstream end of the substrate in FIGS.
3A, 3B, and 3C, when the rotation of the substrate is stopped, the thin film thickness distribution tends not to be uniform on the substrate when the height of the process gas flow path is reduced. It turns out that it becomes remarkable.
＜基板を自転させてＧａＮ薄膜を成膜する場合＞
＜基板を自転させないでＧａＮ薄膜を成膜する場合＞と同様に、ＭＯＣＶＤ装置２００の対向板を基準高さに設定し、基板を自転させながらＧａＮ薄膜を成膜した。このときの基板上のＧａＮ薄膜の厚さ分布を図４（Ａ）に示す。
次いで、対向板を基準高さから１．０ｍｍ移動させてプロセスガス流路の高さを小さくして基板を自転させながらＧａＮ薄膜を成膜した。このときの基板上のＧａＮ薄膜の厚さ分布を図４（Ｂ）に示す。また、図４（Ａ），（Ｂ）における基板の下流端からの距離に対するＧａＮ薄膜の膜厚の変化を図４（Ｃ）に示す。
図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）から、プロセスガス流路が狭くなっても、基板上で薄膜厚さ分布がほぼ均一になることがわかる。また、プロセスガス流路を狭くすることで、基板上で平均した成膜速度が１９％向上した。
<When a GaN thin film is formed by rotating the substrate>
As in the case of <forming a GaN thin film without rotating the substrate>, the counter plate of the MOCVD apparatus 200 was set to a reference height, and the GaN thin film was formed while rotating the substrate. The thickness distribution of the GaN thin film on the substrate at this time is shown in FIG.
Next, the opposing plate was moved 1.0 mm from the reference height to reduce the height of the process gas flow path, and a GaN thin film was formed while rotating the substrate. The thickness distribution of the GaN thin film on the substrate at this time is shown in FIG. FIG. 4C shows the change in the film thickness of the GaN thin film with respect to the distance from the downstream end of the substrate in FIGS.
4A, 4B, and 4C that the thin film thickness distribution is almost uniform on the substrate even when the process gas flow path is narrowed. Also, by narrowing the process gas flow path, the average deposition rate on the substrate was improved by 19%.
＜基板を自転させてＡｌＮ薄膜を成膜する場合＞
＜基板を自転させてＧａＮを成膜する場合＞と同様の条件で、ＧａＮではなくＡｌＮを成膜した。
図５はＡｌＮ薄膜の膜厚とプロセスガス流路の高さとの関係を示すグラフである。
図５に示すように、プロセスガス流路の高さが基準高さの場合は、平均膜厚は２７１ｎｍであり、膜厚のばらつき（Δ）は±４．６％であった。これに対して、プロセスガス流路の高さが基準高さより１．０ｍｍ小さい場合は、平均膜厚は２７７ｎｍであり、膜厚のばらつき（Δ）は±２．９％に低減された。
以上の結果より、対向板の高さの調整によりプロセスガス流路の高さが変動し、プロセスガス流路の高さがＧａＮ薄膜またはＡｌＮ薄膜の成膜速度及び膜厚に影響を与えることを確認した。
<When an AlN thin film is formed by rotating the substrate>
<AlN was deposited instead of GaN under the same conditions as in <When GaN is deposited by rotating the substrate>.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the thickness of the AlN thin film and the height of the process gas channel.
As shown in FIG. 5, when the height of the process gas channel was the reference height, the average film thickness was 271 nm and the film thickness variation (Δ) was ± 4.6%. On the other hand, when the height of the process gas flow path was 1.0 mm smaller than the reference height, the average film thickness was 277 nm, and the film thickness variation (Δ) was reduced to ± 2.9%.
From the above results, it can be seen that the height of the process gas channel fluctuates by adjusting the height of the counter plate, and the height of the process gas channel affects the deposition rate and thickness of the GaN thin film or AlN thin film. confirmed.
＜基板を自転させてＧａＮ薄膜を連続して成膜する場合＞
＜基板を自転させてＧａＮを成膜する場合＞と同様の条件で、ＧａＮ薄膜の製造を連続して８回（１Ｒｕｎ〜８Ｒｕｎ）行った際のプロセスガス流路の基準高さからのずれ（Ｒｕｎ毎のプロセスガス流路の高さ）と、補正ガス流量を表１に示す。また、補正ガス流量とは、ドープなしのＧａＮ薄膜の製造におけるプロセスガスの標準流量（例えば、３９０ＳＬＭ）に対する、プロセスガス流路の高さの変化に起因したガス流速の変動を補正するために必要なガス流量を示す。
なお、表１における１Ｒｕｎ〜８Ｒｕｎまでのプロセスガス流路の高さは、チャンバー１における同一箇所で測定した。即ち、流路高さ測定手段の第１及び第２のレーザ測長機の位置を固定して、ＧａＮ薄膜の製造を行った。第１レーザ測長機の設定位置は、図１に示すように、対向板受台の上方とした。
<When GaN thin film is continuously formed by rotating the substrate>
<Difference from the reference height of the process gas flow path when the GaN thin film is continuously manufactured 8 times (1 Run to 8 Run) under the same conditions as those in the case of forming a GaN film by rotating the substrate ( Table 1 shows the height of the process gas flow path for each Run) and the correction gas flow rate. Further, the correction gas flow rate is necessary to correct the fluctuation of the gas flow rate due to the change in the height of the process gas flow path with respect to the standard flow rate of the process gas (for example, 390 SLM) in the production of the undoped GaN thin film. Gas flow is shown.
The height of the process gas flow path from 1 Run to 8 Run in Table 1 was measured at the same location in the chamber 1. That is, the GaN thin film was manufactured by fixing the positions of the first and second laser length measuring devices of the channel height measuring means. As shown in FIG. 1, the setting position of the first laser length measuring machine was set above the counter plate support.
表１に示すように、本発明を適用したＭＯＣＶＤ装置において、プロセスガス流路の高さがＲｕｎ毎に数十〜数百μｍの幅で変動していることを確認した。そして、流路高さ測定手段で取得したプロセスガス流路の高さの変動に応じてプロセスガスの流量を調整することで、経時的な半導体薄膜の再現性の低下を防止できることを確認した。また、Ｒｕｎ毎のみでなく、ＭＯＣＶＤ装置間においても機差によるプロセスガス流路の高さに関係なく安定した成膜を行うことができる。 As shown in Table 1, in the MOCVD apparatus to which the present invention was applied, it was confirmed that the height of the process gas channel fluctuated with a width of several tens to several hundreds μm for each Run. And it was confirmed that the deterioration of the reproducibility of the semiconductor thin film over time can be prevented by adjusting the flow rate of the process gas in accordance with the variation in the height of the process gas flow path acquired by the flow path height measuring means. Moreover, stable film formation can be performed not only for each Run but also between MOCVD apparatuses regardless of the height of the process gas flow path due to machine differences.
１…チャンバー、１Ａ…上部チャンバー、１Ｂ…下部チャンバー、２…中空シャフト、３…サセプタ、２ａ，３ａ，４ａ，４６ａ…上面、４…対向板、４ｂ…底面、５…プロセスガス供給管、５Ａ…内管、５Ｂ…外管、５Ａ１，５Ｂ１…先端部、７…開口部、８…加熱手段、１１Ａ…有機金属ガス供給路、１１Ｂ…アンモニアガス供給路、１２…サセプタ昇降機構、１３…パージガス供給路、１４…温度調整流路、１５…プロセスガス流路、１６…ノズル、１６ａ…パージガスノズル、１６ｂ…有機金属ガスノズル、１６ｃ…パージガスノズル、２７…ガス排出部、４０…流路高さ測定手段、４１…第１レーザ測長器、４２…第２レーザ測長器、４３…計算部、４５…天板、４６…対向板受台、５０…基板、５０ａ…成膜面、６１…第１窓、６２…第２窓、６５…制御部、２００，２０１…ＭＯＣＶＤ装置（気相成長装置） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Chamber, 1A ... Upper chamber, 1B ... Lower chamber, 2 ... Hollow shaft, 3 ... Susceptor, 2a, 3a, 4a, 46a ... Upper surface, 4 ... Opposing plate, 4b ... Bottom surface, 5 ... Process gas supply pipe, 5A ... inner pipe, 5B ... outer pipe, 5A 1 , 5B 1 ... tip, 7 ... opening, 8 ... heating means, 11A ... organometallic gas supply path, 11B ... ammonia gas supply path, 12 ... susceptor elevating mechanism, 13 ... Purge gas supply path, 14 ... Temperature adjustment flow path, 15 ... Process gas flow path, 16 ... Nozzle, 16a ... Purge gas nozzle, 16b ... Organic metal gas nozzle, 16c ... Purge gas nozzle, 27 ... Gas discharge section, 40 ... High flow path Measuring means 41... 1st laser length measuring instrument 42... 2nd laser length measuring instrument 43... Calculating part 45... Top plate 46. ... 1st window , 62 ... second window, 65 ... control unit, 200, 201 ... MOCVD apparatus (vapor phase growth apparatus)
Claims (8)
前記チャンバー内に回転軸を中心として回転可能に設けられた円盤状のサセプタと、
前記サセプタと平行となるように当該サセプタの上面と相互に間隔をあけて、前記回転軸と同軸上に対向して配置された対向板と、
前記サセプタと前記対向板との間の空間であるプロセスガス流路と、
前記サセプタの中央側の上方に設けられ、プロセスガスを前記プロセスガス流路の中央側から外周側に向けて吹き出させるノズルと、
前記サセプタと前記対向板との前記回転軸方向の前記間隔を前記プロセスガス流路の高さとして測定する流路高さ測定手段と、を具備してなり、
前記流路高さ測定手段は、前記対向板の前記回転軸方向の高さの位置を取得する第１レーザ測長機と、前記サセプタの前記回転軸方向の高さの位置を取得する第２レーザ測長機と、前記対向板の前記回転軸方向の高さの位置と前記サセプタの前記回転軸方向の高さの位置との差分から前記プロセスガス流路の流路高さを決定する計算部と、から構成されることを特徴とする気相成長装置。 A chamber;
A disc-shaped susceptor provided rotatably around the rotation axis in the chamber;
A counter plate disposed on the same axis as the rotation axis, spaced from the upper surface of the susceptor so as to be parallel to the susceptor ,
A process gas flow path which is a space between the susceptor and the counter plate;
Provided above the center of the susceptor, a nozzle for blown toward the outer peripheral side a process gas from the central side in the process gas flow path,
It comprises a said, the channel height measuring means for measuring the distance between the rotation axis direction as a height of the process gas flow path and the counter plate and the susceptor,
The flow path height measuring means acquires a first laser length measuring device that acquires the height position of the counter plate in the rotation axis direction, and a second laser length measuring device that acquires the height position of the susceptor in the rotation axis direction . Calculation for determining the flow path height of the process gas flow path from the difference between the laser length measuring machine and the height position of the counter plate in the rotation axis direction and the height position of the susceptor in the rotation axis direction And a vapor phase growth apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012101269A JP5904861B2 (en) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | Vapor growth equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012101269A JP5904861B2 (en) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | Vapor growth equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013229485A JP2013229485A (en) | 2013-11-07 |
| JP5904861B2 true JP5904861B2 (en) | 2016-04-20 |
Family
ID=49676826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012101269A Active JP5904861B2 (en) | 2012-04-26 | 2012-04-26 | Vapor growth equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5904861B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6344959B2 (en) * | 2014-04-18 | 2018-06-20 | 大陽日酸株式会社 | Vapor growth equipment |
| JP6557992B2 (en) * | 2015-02-25 | 2019-08-14 | 東京エレクトロン株式会社 | Film forming apparatus, film forming method, and storage medium |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3964355B2 (en) * | 2003-06-13 | 2007-08-22 | シャープ株式会社 | Vapor growth apparatus and vapor growth method |
| JP2008277435A (en) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | Hitachi Cable Ltd | Compound semiconductor manufacturing equipment |
| JP5324347B2 (en) * | 2009-07-15 | 2013-10-23 | 大陽日酸イー・エム・シー株式会社 | Vapor growth equipment |
-
2012
- 2012-04-26 JP JP2012101269A patent/JP5904861B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2013229485A (en) | 2013-11-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI513852B (en) | Cvd apparatus | |
| CN105755450B (en) | It is processed using the wafer that carrier extends | |
| TWI478771B (en) | Multi-gas concentric injection showerhead | |
| US20110121503A1 (en) | Cvd apparatus | |
| KR101718209B1 (en) | Vapor phase growing method and vapor phase growing apparatus | |
| US8882911B2 (en) | Apparatus for manufacturing silicon carbide single crystal | |
| TW201246297A (en) | Metal-organic vapor phase epitaxy system and process | |
| JP5445508B2 (en) | Eccentricity evaluation method and epitaxial wafer manufacturing method | |
| KR101422555B1 (en) | Vapor phase growing method and vapor phase growing apparatus | |
| WO2018098075A1 (en) | Thickness uniformity control for epitaxially-grown structures in a chemical vapor deposition system | |
| US8038793B2 (en) | Epitaxial growth method | |
| JP5904861B2 (en) | Vapor growth equipment | |
| JP5988486B2 (en) | Film forming apparatus and film forming method | |
| US20130108792A1 (en) | Loading and unloading system for thin film formation and method thereof | |
| JP2010034474A (en) | Epitaxial growth device and method of manufacturing epitaxial wafer | |
| US9328431B2 (en) | Apparatus for manufacturing a silicon carbide single crystal comprising a mounting portion and a purge gas introduction system | |
| JP6430337B2 (en) | Vapor phase growth method and vapor phase growth apparatus | |
| JP2013235947A (en) | Rotary blade vapor deposition equipment | |
| JP2006019583A (en) | Method and device for heat treatment | |
| JP2012174731A (en) | Vapor phase deposition method and compound semiconductor film formed by vapor phase deposition method | |
| JP7439739B2 (en) | Temperature control method for epitaxial growth equipment and method for manufacturing silicon deposited layer wafer | |
| JP2017190506A (en) | Vapor growth apparatus and vapor growth method | |
| JP2009021533A (en) | Vapor-phase growth apparatus and vapor-phase growth method | |
| JP2011249516A (en) | Deposition device | |
| JP6013121B2 (en) | Vapor growth equipment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150401 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151112 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151201 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160129 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160223 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160315 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5904861 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |