JP7394082B2 - ウエハの製造方法及びサセプタ - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施の形態について、図1乃至図4を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。
図1は、本形態におけるウエハWの製造装置1の模式的な断面図である。なお、図1はあくまでも模式図であり、サセプタ3の寸法と、コーティング層31の寸法と、ウエハWの寸法との比は、必ずしも実際のものと一致するものではない。また、詳細は後述するが、ウエハWは、基板(後述の図3における符号61参照)上に、窒化物半導体発光素子(図3における符号6参照)を構成するための複数の半導体層が積層されたものである。
図3は、ウエハWを利用して製造される窒化物半導体発光素子6の構成を概略的に示す図である。なお、図3において、窒化物半導体発光素子6の各層の積層方向の寸法比は、必ずしも実際のものと一致するものではない。以後、窒化物半導体発光素子6を、単に「発光素子6」ということもある。
図4は、ウエハWの製造装置1を用いてウエハWを製造する工程を示すフローチャートである。図4を参照しつつ、ウエハWの製造装置1を用いて、ウエハWを製造する工程を説明する。本形態のウエハWの製造方法は、判断工程S1、コーティング工程S2、ウエハ形成工程S3、及びウエハ取出工程S4を備える。
以上のようにして、ウエハWが製造され得る。
本形態のウエハWの製造方法においては、Al,Ga及びInの少なくとも一つの元素とNとを含有するコーティング層31が、ウエハWを構成する基板61を載置する載置面(本形態においてはポケット部33の底面331)に形成されたサセプタ3を用意する。そして、コーティング層31の上面に基板61を配置し、基板61の上側に、ウエハWを構成する各層を成長させる。それゆえ、ウエハWの各層を成長させるための原料ガスGを基板61の上面に吹き付けた際に原料ガスGが基板61の裏面611側に回り込んだ場合であっても、基板61の裏面611において意図しない結晶成長が生じることを抑制することができる。以後、このメカニズムについて詳説する。
図6は、本形態におけるウエハWの製造装置1の模式的な断面図である。本形態は、サセプタ3の上面32に堆積層34が形成された形態である。サセプタ3の上面32に形成された堆積層34は、サセプタ3のポケット部33の底面331に形成されたコーティング層31と同じ組成を有する。堆積層34は、サセプタ3の上面32全体に形成されている。また、堆積層34の厚みは、コーティング層31の厚みよりも大きくすることができるが、これに限られない。
なお、第2の実施の形態以降において用いた符号のうち、既出の形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
本形態においても、第1の実施の形態と同様の作用及び効果を有する。
図7は、本形態におけるウエハWの製造装置1の模式的な断面図である。本形態は、サセプタ3表面全体に、セラミック層35を形成し、セラミック層35を介してサセプタ3のポケット部33の底面331にコーティング層31を配置した形態である。
その他の構成は、第2の実施の形態と同様である。
本形態においては、サセプタ3表面全体にセラミック層35が形成されているため、前述の図5に示すごとく基板61の外周部が上側に反った場合であっても、基板61の中央部は、コーティング層31及びセラミック層35の双方を介してサセプタ3と熱的に接触することとなる。そのため、基板61の中央部においてウエハWが異常成長し、ウエハWの中央部のみが白濁することを一層防止しやすい。
その他、本形態においても、第2の実施の形態と同様の作用及び効果を有する。
本実験例は、図7に示すごとく、第3の実施の形態における製造装置1と基本構造を同じくする製造装置1の実施例と、図8に示すごとく、ポケット部33の底面331にコーティング層(図7の符号31参照)が存在しないこと以外は実施例と概ね同様の製造装置9の比較例1及び比較例2とにおいて、製造されたウエハWの状態を確認した実験例である。比較例1と比較例2とでは、堆積層34の厚み及び堆積層34の材質が異なる。
図9は、本形態におけるウエハWの製造装置1の模式的な断面図である。本形態は、基本的な構成を第2の実施の形態と同様としつつ、サセプタ3のポケット部33の側面332にもコーティング層31が形成された形態である。つまり、本形態において、コーティング層31は、サセプタ3のポケット部33の底面331上のみではなく、ポケット部33の側面332、及びサセプタ3の上面32にも形成されている。なお、本形態においては、サセプタ3の表面に、第3の実施の形態におけるセラミック層(符号35)は形成されていない。
その他は、第2の実施の形態と同様である。
本形態は、ポケット部33の側面332にもコーティング層31が形成されている。ここで、ウエハWの原料ガスGが基板61の裏面611側に回り込む場合は、必ずポケット部33の側面332付近を通過するため、ポケット部33の側面332にコーティング層31を形成することにより、基板61の裏面611側に回り込もうとするウエハWの原料ガスGを、ポケット部33の側面332に配されたコーティング層31によって吸収することができる。
その他、第1の実施の形態と同様の作用効果を有する。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、前述した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。
次に、以上説明した実施の形態から把握される本発明の実施態様について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
これにより、ウエハWの各層を成長させるための原料ガスGを基板61の上面に吹き付けた際に原料ガスGが基板61の裏面611側に回り込んだ場合であっても、基板61の裏面611において意図しない結晶成長が生じることを抑制することができる。
これにより、ウエハWの各層の原料ガスGが基板61の裏面611側に回り込んだ場合、原料ガスGは、基板61の裏面611よりもコーティング層31の表面において反応しやすくなるため、基板61の裏面611において結晶成長が生じることを抑制することができる。
これにより、基板61の裏面611側に回り込んだバッファ層62の原料ガスGは、基板61の裏面611よりもコーティング層31表面において反応しやすくなるため、バッファ層62の原料ガスGによって基板61の裏面611に結晶成長が生じることを抑制することができる。
これにより、ウエハWの各層の原料ガスGが基板61の裏面611側に回り込んだ場合、サファイアからなる基板61の裏面611よりもAl,Ga及びInの少なくとも一つの元素とNとを含有するコーティング層31の表面において反応しやすくなるため、基板61の裏面611において結晶成長が生じることを一層抑制することができる。
これにより、コーティング層31が早期に摩耗し使用不能となることを防止することができる。
これにより、コーティング層31を製造する際の時間短縮及び原料ガスの量を削減することができるとともに、ウエハW製造中におけるサセプタ3の回転によって基板61がポケット部33から飛び出ることを防止しやすい。
かかるサセプタ3を用いてウエハWを製造することにより、ウエハWの各層を成長させるための原料ガスGを基板61の上面に吹き付けた際に原料ガスGが基板61の裏面611側に回り込んだ場合であっても、基板61の裏面611において意図しない結晶成長が生じることを抑制することができる。
31…コーティング層
331…底面(載置面)
61…基板
62…バッファ層
W…ウエハ
Claims (6)
- 積層されたAlGaN系の窒化物半導体を有するウエハの製造方法であって、
Al組成比が80%以上のAlGaN系の窒化物半導体からなるコーティング層が、前記ウエハを構成する基板を載置する載置面に形成されたサセプタを用意し、
前記コーティング層における前記載置面と反対側の面に、前記基板を配置し、
前記基板における前記コーティング層と反対側に、前記ウエハを構成する各層を成長させる、
ウエハの製造方法。 - 前記ウエハは、前記基板における前記載置面と反対側の面に形成されたバッファ層を有し、
前記コーティング層は、前記バッファ層と同じ材料からなる、
請求項1に記載のウエハの製造方法。 - 前記基板は、サファイア基板である、
請求項1又は2に記載のウエハの製造方法。 - 前記コーティング層の厚みは、3μm以上である、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載のウエハの製造方法。 - 前記コーティング層の厚みは、20μm以下である、
請求項4に記載のウエハの製造方法。 - 積層されたAlGaN系の窒化物半導体を有するウエハの製造に用いられるサセプタであって、
前記ウエハを構成する基板を載置する載置面に、Al組成比が80%以上のAlGaN系の窒化物半導体からなるコーティング層が形成されている、
サセプタ。
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