KR20130037626A - Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, LED 혹은 SiC디바이스에 사용되는 버퍼층 혹은 하지막 형성용 CVD장치 및 그 형성방법에 관한다.
The present invention relates to a CVD apparatus for forming a buffer layer or a base film used for an LED or a SiC device, and a method of forming the same.
종래, 조명에 이용되는 GaN의 LED디바이스는 에피층의 결정성을 높이기 위해, 사파이어 기판위에 AlN 또는 GaN 버퍼층을 500~700℃의 저온에서, 또는 1100℃의 고온에서 형성했다. 그 위에 1000~1200℃정도의 고온에서 에피층을 형성하고, 포토리소그래피(Photolithography)기술에 따라 LED디바이스를 형성했다.Conventionally, GaN LED devices used for illumination have formed AlN or GaN buffer layers on the sapphire substrate at a low temperature of 500 to 700 ° C or at a high temperature of 1100 ° C in order to increase the crystallinity of the epi layer. That form the epitaxial layer at a high temperature of about 1000 ~ 1200 ℃ above, and in accordance with the photolithography (Photolithography) technique to form the LED device.
또한 근래에는 Si기판을 에칭에 의한 가공을 하고, 혹은 포러스(porous)Si를 형성하고 있기 때문에 GaN버퍼층을 600~700℃에서 형성한 후, 에피층을 고온에서 형성하는 방법이 연구되기 시작했다. 여기서 AlN 및 GaN버퍼층 및 에피층은 챔퍼타입의 MOCVD장치로 형성하고 있다.(특허문헌 1,2)In recent years, since Si substrates are processed by etching, or porous Si is formed, a method of forming a GaN buffer layer at 600 to 700 ° C. and then forming an epi layer at a high temperature has begun to be studied. Here, the AlN and GaN buffer layers and the epi layer are formed by a chamfer type MOCVD apparatus. (
또한 SiC파워 디바이스는 SiC기판 위에 SiC에피택셜층을 형성하고, 거기에 금속막을 형성하여 쇼트키 디바이스를 제조하고 있다. 또는 이온 주입 등에 의해서, 소스, 드레인(drain)을 형성하고 MOS디바이스를 형성하고 있다.(특허문헌3,4)
In addition, a SiC power device forms a SiC epitaxial layer on a SiC substrate, and forms a metal film thereon to manufacture a Schottky device. Alternatively, a source and a drain are formed by ion implantation to form a MOS device. (
그러나, 특허문헌1에서는 MOCVD장치를 사용해서, 상압에서 사파이어 기판위에 먼저, 600~700℃정도의 온도에서 GaN의 버퍼층을 형성하고, 그 후 동일 장치에서 온도를 1100~1200℃에 상승시켜, 에피택셜층을 형성하는 것이다.However, in
그러나, 버퍼층의 형성은, 종래 에피택셜층 형성장치에서 행하기 때문에, 처리매수가 적어지고, 6인치 사파이어기판에서는 기껏 10매 정도의 처리매수 밖에 되지 않는다. 더 나가 사파이어층을 형성하고 나서, 온도를 올려, 에피택셜층을 형성하고 있다. However, since the formation of the buffer layer is conventionally performed by the epitaxial layer forming apparatus, the number of treatments is small, and only 6 sheets are processed at most on a 6-inch sapphire substrate. Furthermore, after forming a sapphire layer, the temperature is raised and an epitaxial layer is formed.
같은 방법으로 SiC디바이스 형성에 있어서도, 고주파 가열방식의 처리 매수가 적은 MOCVD장치에서 버퍼층을 형성하고, 같은 MOCVD장치에서 에피택셜막을 형성하고 있다.Similarly, in forming a SiC device, a buffer layer is formed in a MOCVD apparatus having a small number of high frequency heating treatments, and an epitaxial film is formed in the same MOCVD apparatus.
이 때문에, 종래와 같이 MOCVD장치에서 버퍼층과 에피택셜층을 형성하는 것은 단순히 에피택셜층을 형성하는 것에 비해, 많은 시간이 걸리고, 처리능력이 적어지는 결점이 있었다. 대량생산을 위해서는, 많은 MOCVD장치가 필요하게 되는 결점이 있었다. For this reason, forming a buffer layer and an epitaxial layer in a MOCVD apparatus as in the prior art has a drawback in that it takes a lot of time and decreases the processing capacity, compared with simply forming an epitaxial layer. For mass production, there was a drawback that many MOCVD devices were required.
따라서, 버퍼막의 대량생산 및 에피택셜층의 대량생산을 행하기 위해서는, 많은 MOCVD장치가 필요하게 되고, CVD막의 제조 코스트가 상승했다. 이 때문에 CVD막의 제조코스트의 저감이 큰 문제이였다. 또한 사파이어 기판은 고가이고, 가공도 시간이 걸리는 결점이 있었다. SiC기판에 관해서는, SiC단결정기판은 특히 고가이기 때문에, 디바이스제 코스트가 컸다. 이 때문에, 저가 기판을 사용하고, 제조 코스트를 내리는 것이 큰 문제이였다.
Therefore, in order to carry out mass production of a buffer film and mass production of an epitaxial layer, many MOCVD apparatuses are needed and the manufacturing cost of a CVD film rose. For this reason, reduction of the manufacturing cost of a CVD film was a big problem. In addition, the sapphire substrate is expensive, and there is a drawback in that processing takes time. As for the SiC substrate, since the SiC single crystal substrate is particularly expensive, the device cost is large. For this reason, using a low cost board | substrate and reducing manufacturing cost was a big problem.
이와 같은 것으로 볼 때, MOCVD장치의 처리시간의 단축 또는 처리대수의 저감과, 저가 기판 사용에 의한, LED디바이스 혹은 SiC디바이스 코스트를 저감하는 것을 목적으로 한다.In view of the above, the object is to shorten the processing time of the MOCVD apparatus or to reduce the number of treatments, and to reduce the cost of LED devices or SiC devices by using a low-cost substrate.
이 때문에 구체적 수단으로서, 본 발명은 LED디바이스, 또는 SiC디바이스에 사용되는, 양호한 에피택셜층을 형성하는 것에 불가피한 버퍼막을, 로드락실과 리모트 플라즈마장치 및 GaN, AlN, GaAlN, SiOC, SiC버퍼막을 형성하기 때문에 가스 선택 공급수단을 구비한 대량생산할 수 있는 핫월(Hot WAll) 타입의 리모트 플라즈마 CVD장치를 채용한다.For this reason, as a specific means, the present invention forms a buffer film which is inevitable in forming a good epitaxial layer used for an LED device or a SiC device, a load lock chamber, a remote plasma device, and a GaN, AlN, GaAlN, SiOC, SiC buffer film. For this reason, a hot-walled hot plasma remote plasma CVD apparatus having gas selection supply means is employed.
같은 방법으로 로드락실과, 리모트 플라즈마 장치와 이중 인너관과, 더 나가 GaN, AlN, GaAlN, SiOC, SiC버퍼막을 형성하기 때문에 가스선택 공급수단을 구비한 대량생산할 수 있는 핫월타입의 리모트 플라즈마 CVD장치를 채용한다.In the same way, the load lock chamber, the remote plasma apparatus, the double inner tube, and the GaN, AlN, GaAlN, SiOC, and SiC buffer films are formed in the same manner, so that a mass production hotwall type remote plasma CVD apparatus having gas selection supply means can be provided. To employ.
또한 핫월타입의 리모트 플라즈마 CVD장치에 있어서는 이중 인너관의 외관과 Ar, N2및 NH3 가스플라즈마 공급용의 많은 구멍이 열려 있는 내관으로 이루어진 이중 석영관을 채용한다.In addition, the hot-wall type remote plasma CVD apparatus employs a double quartz tube composed of an outer tube and an inner tube having many holes for Ar, N 2 and NH 3 gas plasma supply.
또한 LED디바이스, 또는 SiC디바이스용 기판에 관해서는, 고가 사파이어기판 및 SiC기판 이외 단결정Si, 다결정Si, SiO2, 소자, 다결정을 SiC, 아머포스(amorphous)SiC 및 카본기판을 채용한다.In addition, as to the substrate for LED devices, or SiC devices, employs an expensive sapphire substrate and SiC substrate other than the single crystal Si, polycrystalline Si, SiO 2, a device, a polycrystalline SiC, armor Force (amorphous) carbon and SiC substrates.
이것들의 기판에 양호한 에피택셜 GaN 또는 SiC막을 형성하는 수단으로서, 제1 에피택셜막의 스트레스를 완화해야하기 때문에, 깊은 홈을 디바이스 영역에 지속으로 형성하고, 제2은 더 나가 에피택셜막의 결합을 적게 하고, 결정방위를 일정하게 하기 위해서 이방성 에칭 또는 등방성 에칭에 의해서 기판 표면에 에칭패턴을 채용하는 데 각각의 기판에 깊은 홈이 형성되게 표면을 에칭한 후 그 기판위에 버퍼막을 형성하는 방법을 채용한다.As a means for forming a good epitaxial GaN or SiC film on these substrates, the stress of the first epitaxial film must be alleviated, so that deep grooves are continuously formed in the device region, and the second further reduces the bonding of the epitaxial film. In order to make the crystal orientation constant, an etching pattern is used on the surface of the substrate by anisotropic etching or isotropic etching. The surface is etched so that a deep groove is formed in each substrate, and then a buffer film is formed on the substrate. .
이후, GaN디바이스 형성에 관해서는, SiO2패턴을 형성하고, 버퍼막 위에, 마이크로 에피택시에 의한 양호한 GaN에피층을 형성하는 수단을 채용한다.Subsequently, as for the GaN device formation, a means for forming a SiO 2 pattern and forming a good GaN epilayer by micro epitaxy on the buffer film is employed.
이후, SiO2패턴의 결합이 많은 부분을 제거하고, 새롭게 다른 부분에 SiO2패턴을 형성하고, 다시 마이크로 에피택시에 의한 양호한 GaN에피층을 형성하는 수단을 채용한다.Then, a means for removing a large portion of the bonding of the SiO 2 pattern, newly forming the SiO 2 pattern in another portion, and again forming a good GaN epilayer by micro epitaxy is adopted.
SiC디바이스 형성에 관해서는, SiC, 단결정 Si기판에서는 직접 버퍼층을 형성하고, 또한 다결정Si, SiO2, 소자, 다결정을 SiC, 아머포스SiC 및 카본 기판위에서 PolySi, SiOC, SiC막을 형성한 후, 버퍼막을 형성하는 수단을 채용한다.As for SiC device formation, a buffer layer is formed directly on SiC and a single crystal Si substrate, and a polySi, SiOC, SiC film is formed on a SiC, an amorphous SiC, and a carbon substrate on a polycrystalline Si, SiO 2 , element, and polycrystalline substrate. A means for forming a film is employed.
단, 종형 감압CVD으로 형성한 AlN 또는 GaN버퍼막을 형성한 기판을 사용해서, MOCVD장치에서 1000~2000℃정도의 고온에 있어서 GaN에피택셜층을 형성할 때는, 버퍼층의 표면의 산화막을 HCl등에 의해서 에칭할 필요가 있다.However, when a GaN epitaxial layer is formed at a high temperature of about 1000 to 2000 ° C in a MOCVD apparatus using a substrate on which an AlN or GaN buffer film formed by vertical pressure reduction CVD is formed, the oxide film on the surface of the buffer layer is formed by HCl or the like. It is necessary to etch.
또한 스루풋(throughput) 향상과 파티클 저감을 위한 리모트 플라즈마 에칭 장치를 채용한다.
It also employs a remote plasma etching device for throughput improvement and particle reduction.
본 발명의 의하면, LED기판으로서 사파이어 및 사파이어보다 저가의 단결정Si, 다결정 Si, SiO2, 소자, 다결정SiC, 아머포스SiC 또는 카본기판 위에 AlN, GaN, AlGaN, InGaN, SiC버퍼막을 한 번에 50~200매로 대량으로 형성할 수 있다. 따라서, 고가 챔버방식의 MOCVD장치에 비해서, 저가 종형감압 CVD장치에 의한, 버퍼막이 부착된 기판을 대량으로 제공할 수 있기 때문에, 제조 코스트를 내릴 수 있는 효과가 있다. 또한 다결정Si, SiO2, 소자, 다결정SiC, 아머포스SiC 또는 카본기판 위에 버퍼막을 형성할 수 있기 때문에, 사용할 수 있는 기판의 폭을 넓게 할 수 있고, 디바이스 가격을 저감할 수 있는 효과가 있다. 또한 리모트 플라즈마에 의해, 크리닝을 행하고, 파티클을 저감하고, 디바이스의 생산비율을 향상시키는 효과가 있다. According to the present invention, an AlN, GaN, AlGaN, InGaN, SiC buffer film is formed at a time on a single crystal Si, polycrystalline Si, SiO 2 , element, polycrystalline SiC, amorphous SiC or carbon substrate which is less expensive than sapphire and sapphire as an LED substrate. It can be formed in a large amount of ˜200 sheets. Therefore, compared with the expensive chamber type MOCVD apparatus, since the board | substrate with a buffer film can be provided in large quantities by the low cost vertical pressure reduction CVD apparatus, there exists an effect which can reduce manufacturing cost. In addition, since the buffer film can be formed on polycrystalline Si, SiO 2 , element, polycrystalline SiC, armor force SiC or carbon substrate, the width of the substrate that can be used can be widened, and the device price can be reduced. In addition, the remote plasma has an effect of cleaning, reducing particles, and improving the production rate of the device.
동일 방법으로, SiC기판으로 단결정Si, 다결정Si, SiO2, 소자, 아머포스SiC 또는 카본기판 위에 SiC버퍼층을 한 번에 50~200매와 대량으로 형성할 수 있다. 따라서, SiC단결정기판에 비해서 저가 버퍼층 또는 하지막 위의 버퍼막 부착 기판을 대량으로 제공할 수 있기 때문에, 제조 코스트를 내리는 효과 있다.
In the same manner, a SiC buffer layer can be formed in large quantities with 50 to 200 sheets of SiC buffer layer at a time on a single crystal Si, polycrystalline Si, SiO 2 , a device, an amorphous SiC or a carbon substrate. Therefore, compared with a SiC single crystal substrate, since a low cost buffer layer or a board | substrate with a buffer film on a base film can be provided in large quantities, it is effective in reducing manufacturing cost.
[도 1] 3회 대칭 이방성 에칭 가공한 사파이어(0001)기판 또는 Si(111)기판을 표시한 도면이다. (a)는 기판 표면도이다. (b)는 평면도이다. (c)는 단면도이다. (d)는 상세 단면도이다.
[도 2] 4회 대칭 이방성 에칭 가공한 단결정Si(100)기판을 표시한 도이다. (a)는 기판 표면도이다. (b)은 평면도이다. (c)은 단면도이다. (d)은 상세 단면도이다.
[도 3] 4회 대칭 이방성 에칭 가공한 기판을 표시한 도이다. (a)는 기판 표면도이다. (b)는 평면도이다. (c)는 단면도이다. (d)은 상세 단면도이다.
[도 4] 원형 등방성 에칭 가공한 기판을 표시한 도이다. (a)는 기판 표면도이다. (b)는 평면도이다. (c)는 단면도이다. (d)은 상세 단면도이다.
[도 5] 선상에 이방성 에칭 가공한 사파이어 및 단결정Si기판을 표시한 도이다. (a)는 기판 표면도이다. (b)는 평면도이다. (c)는 단면도이다. (d)은 상세 단면도이다. (e)는 다른 상세 단면도이다.
[도 6] 선상에 등방성 에칭 가공한 기판을 표시한 도이다. (a)는 기판 표면도이다. (b)는 평면도이다. (c)는 단면도이다. (d)은 상세 단면도이다.
[도 7] 표면을 거칠게 한 기판을 표시한 도이다. (a)는 기판 표면도이다. (b)는 평면도이다. (c)는 단면도이다.
[도 8] 도 1의 기판의 평단부분에 SiO2패턴을 남기고, 그 위에 AlN버퍼층을 형성한 형태를 표시한 도이다.
[도 9] 도1, 2, 5 또는 8의 기판에 SiO2패턴을 형성하고, AlN, GaN, SiC버퍼층을 형성하고, 더 나가 단결정 GaN을 형성한 도이다. (a)는 GaN단결정 횡방향 에피택셜 성장방법을 표시한 도이다. (b)는 에칭한 후, GaN단결정 횡방향 에피택셜 성장방법을 표시한 도이다.
[도 10] 도 1, 3, 4, 6 또는 7의 기판에 PolySi막, 버퍼막, GaN막, SiO2패턴, 더 나가 단결정GaN막을 형성한 도이다. (a)은 기판에 도9(a)와 동일하게 단결정 n형 GaN을 형성한 도이다. (b)는 기판에 SiC막을 형성한 위에서, 도 9(a)와 동일하게, 단결정 n형 GaN를 형성한 도이다.
[도 11] 도1, 3, 4, 6 또는 7의 기판에 PolySi막을 형상한 위에, 도 9(b)와 동일하게 단결정 GaN막을 형성한 도이다. (a)은 기판에 도 9(b)와 동일하게, 단결정 n형 GaN을 형성한 도이다. (b)는 도1의 기판에 도9(b)와 동일하게, 단결정 n형 GaN를 형성한 도이다.
[도 12] 도3, 4, 6 또는 7의 기판에 SiC막을 형성한 위에서, 도 10과 동일하게 단결정 GaN막을 형성한 도이다. (a)은 기판에 도 10와 동일하게, 단결정 n형 GaN을 형성한 도이다. (b)는 기판에 SiC막을 형성하고, 도 10과 동일한 프로세스를 행하고, 단결정 n형 GaN를 형성한 도이다.
[도 13] 도3, 4, 6 또는 7의 기판에 SiC막을 형성하고, 도9(b)와 동일하게, 단결정 GaN을 형성한 도이다. (a)는 기판에 SiC(SiOC)를 형성하고, 도 9(b)와 동일하게, 단결정 n형 GaN를 형성한 도이다. (b)는 기판에 SiOC(SiC)를 형성하고, 도9(b)와 동일하게 단결정 n형 GaN를 형성한 도이다.
[도 14] 본 발명의 Al(CH3)3가스, Ga(CH3)3가스 또는 In(CH3)3가스와 NH3가스를 이용한 핫월 타입의 종형감압 CVD장치를 표시한 도이다.
[도 15] 본 발명의 매틸실란 또는 메틸메톡시실란가스를 이용한 리모트 플라즈마 종형 CVD장치를 표시한 도이다.
[도 16] 본 발명의 Al(CH3)3가스, Ga(CH3)3가스 또는 In(CH3)3가스와 NH3가스를 이용한 리모트 플라스마 종형 CVD장치를 표시한 도이다.
[도 17] 본 발명의 메틸실란 및 메틸메톡시실란가스를 이용한 리모트 플라즈마 종형 CVD장치를 표시한 도이다.
[도 18] 본 발명의 리모트 플라즈마 종형 CVD장치에 이용된 홈의 열린 이중 인너 석영관과 리모트 플라즈마에 의해 기동된 Ar 또는 N2 또는 NH3가스 도입구를 표시한 모방도이다.
[도 19] 본 발명의 핫월 CVD장치에 의해서 형성한 버퍼막을 사용한 LED 디바이스를 표시한 도이다. (a)는 기판에 디바이스를 형성한 상태를 표시한 도이다. (b)는 지지기판을 접합하고, n영역에 전극을 형성한 상태를 표시한 도이다.
[도 20] 본 발명의 핫월 CVD장치에 의해서 형성한 버퍼막을 사용한 SiC 디바이스를 표시한 도이다. (a)은 쇼트키 다이오드를 표시한 도이다. (b)는 MOS트랜지터를 표시한 도이다. 1 is a diagram showing a sapphire (0001) substrate or a Si (111) substrate subjected to three symmetric anisotropic etching processes. (a) is a board | substrate surface drawing. (b) is a top view. (c) is sectional drawing. (d) is a detailed cross section.
Fig. 2 shows a single crystal Si (100) substrate subjected to four symmetric anisotropic etching processes. (a) is a board | substrate surface drawing. (b) is a top view. (c) is sectional drawing. (d) is a detailed cross section.
3 is a diagram showing a substrate subjected to four symmetric anisotropic etching processes. (a) is a board | substrate surface drawing. (b) is a top view. (c) is sectional drawing. (d) is a detailed cross section.
4 is a diagram showing a substrate subjected to a circular isotropic etching process. (a) is a board | substrate surface drawing. (b) is a top view. (c) is sectional drawing. (d) is a detailed cross section.
Fig. 5 is a diagram showing a sapphire and a single crystal Si substrate subjected to anisotropic etching on a line. (a) is a board | substrate surface drawing. (b) is a top view. (c) is sectional drawing. (d) is a detailed cross section. (e) is another detailed sectional drawing.
Fig. 6 is a diagram showing a substrate subjected to isotropic etching on a line. (a) is a board | substrate surface drawing. (b) is a top view. (c) is sectional drawing. (d) is a detailed cross section.
7 shows a substrate having a roughened surface. (a) is a board | substrate surface drawing. (b) is a top view. (c) is sectional drawing.
[8] the left SiO 2 pattern to the altar parts of the substrate of Figure 1, a block diagram that shows the type forming the AlN buffer layer thereon.
Fig. 9 is a diagram in which SiO 2 patterns are formed on the substrates of Figs. 1, 2, 5, or 8, AlN, GaN, and SiC buffer layers are formed, and single crystal GaN is further formed. (a) is a diagram showing a GaN single crystal transverse epitaxial growth method. (b) shows the GaN single crystal transverse epitaxial growth method after etching.
10 is a diagram in which a PolySi film, a buffer film, a GaN film, a SiO 2 pattern, and a single crystal GaN film are formed on the substrates of FIGS. 1, 3, 4, 6, or 7. (a) is a diagram in which a single crystal n-type GaN is formed on a substrate as in FIG. 9 (a). (b) is a figure in which the single crystal n-type GaN was formed like FIG.9 (a) on the SiC film | membrane formed in the board | substrate.
Fig. 11 is a diagram in which a single crystal GaN film is formed on the substrate of Figs. 1, 3, 4, 6 or 7, in the same manner as in Fig. 9B. (a) is a figure in which the single crystal n-type GaN was formed in the board | substrate similarly to FIG. 9 (b). (b) is a diagram in which single crystal n-type GaN is formed on the substrate of FIG.
Fig. 12 is a diagram in which a single crystal GaN film is formed in the same manner as in Fig. 10 on the SiC film formed on the substrates of Figs. 3, 4, 6 or 7. (a) is a figure in which the single crystal n-type GaN was formed in the board | substrate similarly to FIG. (b) is a figure which formed the SiC film in the board | substrate, performed the same process as FIG. 10, and formed single crystal n-type GaN.
Fig. 13 is a diagram in which a SiC film is formed on the substrates of Figs. 3, 4, 6 or 7, and single crystal GaN is formed in the same manner as in Fig. 9B. (a) is a figure in which SiC (SiOC) is formed in a board | substrate, and single crystal n-type GaN is formed similarly to FIG. 9 (b). (b) is a diagram in which SiOC (SiC) is formed on a substrate and single crystal n-type GaN is formed in the same manner as in FIG.
Fig. 14 is a diagram showing a hotwall type vertical pressure reducing CVD apparatus using Al (CH 3 ) 3 gas, Ga (CH 3 ) 3 gas or In (CH 3 ) 3 gas and NH 3 gas of the present invention.
Fig. 15 is a diagram showing a remote plasma vertical CVD apparatus using methyl silane or methyl methoxy silane gas of the present invention.
Fig. 16 shows a remote plasma type CVD apparatus using Al (CH 3 ) 3 gas, Ga (CH 3 ) 3 gas or In (CH 3 ) 3 gas and NH 3 gas of the present invention.
Fig. 17 shows a remote plasma vertical CVD apparatus using methylsilane and methylmethoxysilane gas of the present invention.
Fig. 18 is a mimic diagram showing an open double inner quartz tube of a groove used in a remote plasma longitudinal CVD apparatus of the present invention and an Ar or N 2 or NH 3 gas inlet activated by a remote plasma.
Fig. 19 shows an LED device using a buffer film formed by the hotwall CVD apparatus of the present invention. (a) is a figure which shows the state in which the device was formed in the board | substrate. (b) shows a state where the supporting substrate is bonded and the electrode is formed in the n region.
Fig. 20 shows a SiC device using a buffer film formed by the hotwall CVD apparatus of the present invention. (a) is a figure which shows a Schottky diode. (b) shows a MOS transistor.
이하, 본 발명의 실시형태에 관해서, 도면을 참조해서 설명한다. 또한, 각 도에 있어서 동일 부분에는, 동일 부호를 부여한다. 기판은 사파이어, 단결정Si, 다결정 실리콘, SiO2, 소자, 아머포스SiC, 다결정SiC 및 카본 기판을 사용할 수 있지만, 다결정 실리콘, SiO2, 소자, 아머포스SiC, 다결정SiC 및 카본 기판에 관해서는 본 발명의 감압CVD장치 또는 리모트 플라즈마CVD장치로부터 다결정Si, SiOC 또는 SiC막을 100~500nm형성하고 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part in each figure. The substrate may be a sapphire, monocrystalline Si, polycrystalline silicon, SiO 2 , element, armored SiC, polycrystalline SiC, and carbon substrate, but the present invention is described with respect to the polycrystalline silicon, SiO 2 , element, armored SiC, polycrystalline SiC and carbon substrate. Polycrystalline Si, SiOC or SiC films are formed from 100 to 500 nm from the reduced pressure CVD apparatus or the remote plasma CVD apparatus of the present invention.
SiOC막의 경우는 약 100nm형성된 후, 다결정Si, SiC막을 100~500nm적층하고 있다. 다결정Si, SiC막을 두껍게 형성하는 것은, 두껍게 하면 예를 들면 다결정 Si에서는 결정방위가(110)방향을 향하기 쉽고, 결정성이 나오기 때문이다.
In the case of an SiOC film, after about 100 nm is formed, 100-500 nm of polycrystalline Si and SiC films are laminated | stacked. The reason why the polycrystalline Si and SiC films are formed thick is that, for example, in polycrystalline Si, the crystal orientation tends to be directed in the (110) direction and crystallinity is obtained.
(실시형태 1)(Embodiment 1)
도 1에 실시형태1에서 사용하는 에피택셜막 스트레스 완화용 홈을 형성하고, 표면을 에칭 가공한 기판을 표시한다. 또한 실시형태1에서는 도2~도8에 나타낸 것과 동일하게 가공한 기판도 사용할 수 있다. 각 도의 상세는 이하로 설명한다.In FIG. 1, the epitaxial film | membrane stress relief recess used in
또한 도9에서 도13에 본 발명의 핫월타입의 감압CVD장치에서 버퍼막을 형성하고, GaN 에피택셜막을 형성하는 응용에 관해서 모방도를 표시한다.9 to 13 show an imitation diagram for the application of forming a buffer film and forming a GaN epitaxial film in the hotwall type pressure-sensitive CVD apparatus of the present invention.
여기서 도 1은 LED 또는 SiC디바이스 제작에 관해서 이방성 에칭 가공한 사파이어(0001) 기판 또는 Si(111)기판을 표시한 도면이다.FIG. 1 is a view showing a sapphire (0001) substrate or an Si (111) substrate subjected to anisotropic etching for manufacturing an LED or a SiC device.
(a)는 기판 표면을 표시한 도면이다. (b)는 스트레스 완화용 에칭 홈과 3회 대상 에칭패턴이 있는 기판표면을 표시한 도면이다.(a) is a figure which shows the surface of a board | substrate. (b) is a diagram showing a substrate surface having a stress relief etching groove and a three-time object etching pattern.
(c)는 기판전체의 단면을 표시한 도이다.(c) is a figure which shows the cross section of the whole board | substrate.
(d)는 이방성 에칭패턴의 단면을 표시한 도이다.(d) is a figure which shows the cross section of an anisotropic etching pattern.
도2는 LED 또는 SiC 디바이스 제작에 이용된 이방성 에칭 가공한 단결정Si(100)기판을 표시한 도이다.FIG. 2 shows anisotropically etched single crystal Si (100) substrates used in LED or SiC device fabrication.
(a)는 기판표면을 표시한 도이다. (b)는 스트레스 완화용의 에칭 홈과 4회 대칭의 에칭패턴이 있는 기판표면을 표시한 도이다.(a) is a diagram showing the substrate surface. (b) shows the surface of a substrate with an etching groove for stress relaxation and an etching pattern of four symmetry.
(c)기판 전체의 단면을 표시한 도이다.(c) A diagram showing a cross section of the entire substrate.
(d)는 이방성 에칭 단면을 표시한 도이다.(d) is a figure which shows an anisotropic etching cross section.
도 3은 LED 또는 SiC디바이스 제작에 이용하는 4회 대칭 등방성 에칭 가공한 기판을 표시한 도이다.FIG. 3 is a diagram showing a substrate subjected to four symmetric isotropic etching processes used for manufacturing an LED or a SiC device.
(a)는 기판표면을 표시한 도이다.(a) is a diagram showing the substrate surface.
(b)는 스트레스 완화용 에칭 홈과 4회 대칭 등방성 에칭패턴이 있는 기판표면을 표시한 도이다.(b) shows the surface of a substrate with a stress relief etching groove and a four symmetric isotropic etching pattern.
(c)는 기판전체의 단면을 표시한 도이다.(c) is a figure which shows the cross section of the whole board | substrate.
(d)는 4회 대칭 등방성 에칭패턴의 단면을 표시한 도이다.(d) is a figure which shows the cross section of the 4th symmetric isotropic etching pattern.
도 4는 LED 또는 SiC디바이스 제작에 이용되는 원형 등방성 에칭가공한 기판을 표시한 도이다.4 shows a circular isotropically etched substrate used for fabricating an LED or SiC device.
(a)는 기판표면을 표시한 도이다.(a) is a diagram showing the substrate surface.
(b)는 스트레스 완화용 에칭 홈과 원형 등방성 에칭패턴이 있는 기판표면을 표시한 도이다.(b) shows the surface of a substrate having a stress relief etching groove and a circular isotropic etching pattern.
(c)는 기판전체의 단면을 표시한 도이다.(c) is a figure which shows the cross section of the whole board | substrate.
(d)는 원형 등방성 에칭패턴의 단면을 표시한 도이다.(d) is a figure which shows the cross section of a circular isotropic etching pattern.
도5는 LED 또는 SiC디바이스 제작에 이용하는 이방성 에칭 가공한 사파이어 및 단결정Si기판을 표시한 도이다.FIG. 5 shows anisotropically etched sapphire and single crystal Si substrates used for fabricating LEDs or SiC devices.
(a)는 기판표면을 표시한 도이다.(a) is a diagram showing the substrate surface.
(b)는 스트레스 완화용 에칭 홈과 직선상의 에칭패턴이 있는 기판표면을 표시한 도이다.(b) shows the surface of a substrate with a stress relief etching groove and a linear etching pattern.
(c)는 기판전체의 단면을 표시한 도이다.(c) is a figure which shows the cross section of the whole board | substrate.
(d)는 단면이 삼각형 에칭패턴의 단면을 표시한 도이다.(d) is a figure which shows the cross section of a triangular etching pattern in cross section.
(e)는 단면이 단형의 에칭패턴의 단면을 표시한 도이다.(e) is a figure which shows the cross section of a short etching pattern.
도6 는 LED 또는 SiC디바이스 제작에 이용한 등방성 에칭 가공한 기판을 표시한 도이다. Fig. 6 is a diagram showing an isotropically etched substrate used for LED or SiC device fabrication.
(a)는 기판표면을 표시한 도이다.(a) is a diagram showing the substrate surface.
(b)는 스트레스 완화용의 에칭 홈과 직선상의 등방성 에칭패턴이 있는 기판 표면을 표시한 도이다.(b) shows the surface of a substrate with an etching groove for stress relaxation and a linear isotropic etching pattern.
(c)는 스트레스 완화용의 에칭 홈과 직선상의 등방성 에칭패턴이 있는 기판표면을 표시한 도이다.(c) is a diagram showing a substrate surface having an etching groove for stress relaxation and a linear isotropic etching pattern.
(d)는 스트레스 완화용 에칭 홈과 직선상의 등방성 에칭패턴이 있는 기판단면을 표시한 도이다.(d) shows the board | substrate cross section which has a stress relief etching groove and a linear isotropic etching pattern.
도7는 LED는 SiC디바이스 제작에 이용된 기판표면을 거칠게 한 기판을 표시한 도이다.7 is a diagram showing a substrate having a roughened substrate surface used for fabricating a SiC device.
(a)는 기판표면을 표시한 도이다.(a) is a diagram showing the substrate surface.
(b)는 스트레스 완화용 에칭 홈과 거칠게 한 기판 표면을 표시한 도이다.(b) shows the stress relief etching groove and the roughened substrate surface.
(c)는 기판전체의 단면을 표시한 도이다.(c) is a figure which shows the cross section of the whole board | substrate.
(d)는 표면을 거칠게 한 기판단면을 표시한 도이다. 표면 러프니스(거칠기)는 0.1~1.0㎛이다.(d) is a figure which shows the board | substrate cross section which made the surface rough. Surface roughness (roughness) is 0.1-1.0 micrometer.
도8은 도4의 기판의 평단부분에 SiO2패턴을 남기고(또는 형성하고), 그 위에 AlN버퍼층을 형성한 형태를 표시한 도이다.Figure 8 is a view like to SiO 2 pattern to the altar parts of the substrate of Figure 4 (or to form), displays the form of the formation of the AlN buffer layer thereon.
도 9는 도1, 2, 5 또는 8의 기판에 SiO2패턴을 남기고, 또한 형성하고, AlN, GaN, SiC 사파이어층 30nm을 형성하고, 더 나가 단결정n형GaN을 형성한 LED디바이스 기판을 형성한 도이다.FIG. 9 forms an LED device substrate on which the SiO 2 pattern is left and formed on the substrate of FIGS. 1, 2, 5, or 8, and an AlN, GaN, SiC sapphire layer 30 nm is formed, and a single crystal n-type GaN is further formed; It is a degree.
(a)는 결함이 적은 양질의 GaN단결정을 얻는 횡방향 에피택셜 성장방법을 표시한 도이다.(a) is a diagram showing a lateral epitaxial growth method for obtaining a high quality GaN single crystal with few defects.
(b)는 SiO2패턴 간의 에피택셜층을 한 번 에칭한 후, 결함이 적은 양질의 GaN 단결정을 얻는 횡방향 에피택셜 성장방법을 표시한 도이다.(b) is a diagram showing a lateral epitaxial growth method for obtaining a high quality GaN single crystal with few defects after etching the epitaxial layer between SiO 2 patterns once.
도 10은 도 3, 4, 6 또는 7의 기판에 PolySi막을 형성해서 버퍼막, GaN막, SiO2패턴, 더 나가 GaN막을 형성한 LED디바이스 기판을 표시한 도이다.FIG. 10 is a view showing an LED device substrate in which a PolySi film is formed on the substrates of FIGS. 3, 4, 6, or 7 to form a buffer film, a GaN film, a SiO 2 pattern, and a GaN film.
(a)는 기판에 PolySi막을 300~500nm형성한 위에서, 도 9(a)와 동일한 프로세스를 행하고, 단결정n형GaN을 형성한 LED디바이스 기판을 표시한 도이다.(a) shows an LED device substrate on which a PolySi film is formed on a substrate of 300 to 500 nm, and the same process as in FIG. 9 (a) is performed to form a single crystal n-type GaN.
(b)는 기판에 PolySi막을 300~500nm형성하고, 그 위에, SiC막을 30nm형성한 위에, 도 9(a)와 동일한 프로세스를 행하고, 단결정 n형 GaN을 형성한 LED 디바이스기판을 나타낸 도이다. (b) shows an LED device substrate on which a polysilicon film is formed on a substrate of 300 to 500 nm, on which a SiC film is formed, and on which 30 nm is formed, a single crystal n-type GaN is formed by performing the same process as in FIG.
도11은 도3, 4, 6 또는 7기판에 PolySi막을 형성한 위에서, 도9와 동일한 방법으로 GaN막을 형성한 LED 디바이스 기판을 나타낸 도이다.Fig. 11 is a view showing an LED device substrate on which a GaN film is formed in the same manner as in Fig. 9, on which a PolySi film is formed on the Figs. 3, 4, 6 or 7 substrate.
(a)는 기판에 PolySi층을 300~500nm형성한 위에서, 도9(b)와 동일한 프로세스를 행하고, 단결정 n형 GaN을 형성한 LED 디바이스를 나타낸 도이다.(a) is a figure which shows the LED device which formed the single crystal n-type GaN by performing the same process as FIG. 9 (b) on the 300-500 nm PolySi layer formed in the board | substrate.
(b)는 기판에 PolySi막을 300~500nm형성하고, 그 위에, SiC막을 30nm형성한 위에서, 도9(b)와 동일한 방법으로, 단결정 n형 GaN을 형성한 LED 디바이스 기판을 나타낸 도이다.(b) shows a LED device substrate in which a single crystal n-type GaN is formed in the same manner as in FIG. 9 (b) above, when a PolySi film is formed on a substrate of 300 to 500 nm, and a SiC film is formed on 30 nm.
도12는 도3, 4, 6 또는 7의 기판에 SiC막을 형성한 위에서, 도9(a)와 동일한 방법으로 GaN막을 형성한 LED 디바이스 기판을 나타낸 도이다.Fig. 12 is a view showing an LED device substrate on which a GaN film is formed in the same manner as in Fig. 9A on the SiC film formed on the substrates of Figs. 3, 4, 6 or 7.
(a)는 기판에 SiC막을 100~300nm 형성한 위에서, 도9(a) 동일한 프로세스를 행하고, 단결정 n형 GaN을 형성한 LED 디바이스 기판을 나타낸 도이다.(a) is a figure which shows the LED device board | substrate which formed the single crystal n-type GaN by performing the same process as FIG.9 (a) on the SiC film | membrane 100-300 nm formed in the board | substrate.
(b)는 기판에 SiC막을 100~300nm형성하고, 그 위에, PolySi막을 100~500nm형성한 위에서, 더 나가 AlN버퍼막을 30nm형성하고, 도9(a)와 동일한 프로세스를 행하고, 단결정 n형 GaN형을 형성한 LED 디바이스 기판을 나타낸 도이다.(b) shows that the SiC film is formed on the substrate 100 to 300 nm, on which the PolySi film is formed 100 to 500 nm, the AlN buffer film is formed to 30 nm, and the same process as shown in Fig. 9 (a) is carried out. It is a figure which shows the LED device board | substrate which formed the type | mold.
도13은 도3, 4, 6 또는 7의 기판에 SiC막을 형성하고, 도9(b)와 동일한 방법을 행하고, 재차 SiO2패턴을 형성하고 더나가 GaN막을 형성한 LED 디바이스 기판을 나타낸 도이다.FIG. 13 is a diagram showing an LED device substrate in which a SiC film is formed on the substrate of FIGS. 3, 4, 6, or 7, the same method as in FIG. 9 (b) is performed, and again a SiO 2 pattern is formed, and further a GaN film is formed.
(a)는 기판에 SiOC(SiC)를 100~300nm형성한 위에서, 도 9(b)와 동일한 프로세스를 행하고, 그 위에 SiO2패던을 형성하고, 더 나가 단결정 n형 GaN을 형성한 LED 디바이스 기판을 나타낸 도이다. (a) An LED device substrate in which SiOC (SiC) is formed on a substrate in a range of 100 to 300 nm, and the same process as in FIG. 9 (b) is performed to form a SiO 2 padan thereon, and further a single crystal n-type GaN is formed. Is a diagram showing.
(b)는 기판에 SiOC(SiC)를 100~300nm 형성하고, 그 위에 Polysi막을 100~500nm 형성한 위에서, AlN 버퍼막을 30nm형성하고, 도 9(b)와 동일한 프로세스를 행하고, 그 위에 SiO2패턴을 형성하고, 더 나가 단결정 n형 GaN을 형성한 LED디바이스기판을 나타낸 도이다. (b) performs the same process as SiOC (SiC) of 100 ~ 300nm is formed, and 100 ~ 500nm which 9 above, forming 30nm AlN buffer film is formed (b) a film Polysi over the substrate, and over SiO 2 Fig. 2 shows a LED device substrate in which a pattern is formed and further a single crystal n-type GaN is formed.
단, 기판은 사파이어, 단결정Si이다. 단결정Si, SiO2, 소자, 아머포스 또는 다결정 SiC, 카본기판에 관해서는 하지막을 부착한 위에서 버퍼막을 형성한다. 에칭 홈의 폭 및 깊이, 또는 에칭패턴 및 표면의 거침은 도1에서 설명한 것과 동일하다.The substrate is sapphire and single crystal Si. In the case of monocrystalline Si, SiO 2 , an element, an amorphous or polycrystalline SiC, and a carbon substrate, a buffer film is formed on the base film. The width and depth of the etching grooves or the roughness of the etching pattern and the surface are the same as described in FIG.
도14는 본 발명의 핫월타입의 감압CVD장치를 표시한다. 이 장치는 AlN막을 형성하기 위해서, N2가스101, H2가스102, Ar가스103, NH3가스105, Al(CH3)3가스 또는 In(CH3)3가스107, Ga(CH3)3가스108 및 SiH4가스109로 이루지고, 더 나가 인너 석영관402 안을 크리닝하기 위한 리모트 플라즈마장치203 및 거기에 이용되는 Ar가스103, O2가스104 및 NF3가스106으로 이루어진다. 본 발명 감압 CVD장치에서 AlN, GaN, AlGaN 또는 InGaN막을 형성하는 실시형태를 나타낸다.Fig. 14 shows a hotwall type pressure reducing CVD apparatus of the present invention. In order to form an AlN film, this apparatus uses N 2 gas 101, H 2 gas 102,
상하기구201에서 석영보드301을 내리고, 석영보드301에 핸드링장치(미도시)에 의한 웨이퍼302를 탑재한다. 웨이퍼302의 매수는 50매에서 200매이다. 그 후, 상하기구201에 의해서 보드301를 인너 석영관402안에 넣는다. 그 후, 인너 석영관402 및 아우터 석영관402안을 배기펌프(미도시)에 의해서 배기관204를 사용해서 배기한다.The
이 때 히터405에 의해서 가열된 인너 석영관402의 온도는, 석영보드301가 인너 석영관402안에 들어올 때는 400℃이하로 되고, 웨이퍼302가 급격하게 가열되는 것을 방지한다. 배기 후 N2가스103을 마스프로 콘트롤러124에 의해서 유량을 컨트롤해서 벨브123을 열고, 스테인레스 파이프122을 사용해서, 인너 석영관 안으로 흘린다. 통상은 압력이 0.5~2.0Torr이 되도록 N2가스101를 1000~3000cc/min 정도로 흘린다. At this time, the temperature of the
N2가스를 흘린 후, 인너 석영관402의 온도를 1050℃로 승온한다. 기판이 단결정Si, PolySi의 경우는 표면의 산화막을 제거하기 위해 H2가스102를 2000~3000cc/min로 흘린다. 그 후 AlN 형성온도인 600~1050℃로 설정한다. 그 후, H2가스102를 멈추고, Al (CH3)3가스107를 50~100cc/min흘린다. 또는 NH3가스105를 3000~5000cc/min 흘린다. After flowing N 2 gas, the temperature of the
그 때, 희석가스로써, H2가스102를 스레인레스 파이프121를 통해서 인너 석영관402에 200~1000cc/min 흘린다. 또한 H2가스 대신 He가스(미도시)를 흘려도 좋다. Al (CH3)3가스107과 NH3가스105의 반응에 의해서 웨이퍼302 위에 AlN막이 형성되어진다. 여기서 Ga(CH3)3가스 또는 In(CH3)3가스 50~100cc/min첨가해서 AlGaN 또는 InGan막을 형성할 수 있다. 디포지션 레이트(Deposition Rate)는 1~5nm/min이다. 막 두께는 10~50nm이다.At that time, 200 to 1000 cc / min of H 2 gas 102 is flowed into the
인너 석영관402, 아우터 석영관404 및 석영보드301의 크리닝에는 리모트 플라즈마203에 의해서, Ar가스102, O2가스 104 및 NF3가스105의 플라즈마를 발생시키도록 한다. 리모트 플라즈마 출력은 1-5KW에서, 압력은 1-10Torr이다. Ar가스102의 유량은 50~2000cc/min, O2가스104의 유량은 500~1000 cc/min, NF3가스105의 유량은 1000~4000 cc/min 이다.
In the cleaning of the
(실시형태2)(Embodiment 2)
도2에 실시형태2에서 사용되는 에피택셜막 스트레스 완화용 홈을 형성하고, 표면을 에칭 가공한 기판을 나타낸다. 또 실시형태2에서는 도1, 및 도3~도8에 표시한 기판도 사용할 수 있다.Fig. 2 shows a substrate on which an epitaxial film stress relieving groove used in
도15는 본 발명의 핫월타입의 감압CVD장치를 나타낸다. 이 장치는 SiC 또는 SiOC막을 형성하기 위해서 N2가스101, H2가스102, Ar가스103 및 O2가스104, SiH4가스109, SiH3(CH3)3가스110, SiH3(OCH3)가스 111및 C2H4가스112로 이루어진, 또는 인너 석영관402안을 크리닝 하기 위한 리모트 플라즈마장치203 및 거기에 이용하는 Ar가스103, O2가스104 및 NF3가스106로 이루어진다. 본 발명 감압CVD장치에서 SiC 형성하는 실시형태를 나타낸다.Fig. 15 shows a hotwall type pressure reducing CVD apparatus of the present invention. This device is used to form N 2 gas 101, H 2 gas 102,
실시형태1과 동일한 방법으로 인너 석영관402안 및 아우터 석영관404 안을 배기한다.In the same manner as in the first embodiment, the
실시형태1과 동일한 방법으로 인너 석영관을 가열하고, 또한 그 압력이 05.~2.0Torr가 되도록 N2가스101를 1000~3000cc/min정도 흘린다.The inner quartz tube was heated in the same manner as in the first embodiment, and the N 2 gas 101 was flowed about 1000 to 3000 cc / min so that the pressure was from 05 to 2.0 Torr.
N2가스를 흘린 후, 인너 석영관402의 온도를 SiC 형성온도인 600~1050℃로 승온한다. 그 후, N2가스 101를 멈추고, SiH3(CH3)가스107을 100~500cc/min 흘린다. 그 때, 희석가스로써, Ar가스103을, 스테레인스 파이프122을 통해서 인너 석영관402에 200~1000cc/min흘린다. 또한 Ar가스 대신 He가스(미도시)를 흘려도 좋다. SiH3(CH3)가스110의 분해에 의해서 웨이퍼 302상에 SiC막이 형성된다. 디포지션 레이트는 3~15nm/min이다. 막 두께는 10~50nm이다.After flowing N 2 gas, the temperature of the
또한, SiH3(CH3)110 대신에 SiHx(CH3)4-x가스를 사용해도 좋다. 또는 Si와 C의 비율을 바꾸기 위해서 SiH4가스109를 50~300cc/min 또는 C2H4가스112를 100~300cc/min첨가해도 좋다.In addition, SiH 3 (CH 3) SiHx (CH 3) 110 may be used instead of 4 -x gas. Alternatively, in order to change the ratio of Si and C, 50 to 300 cc / min of SiH 4 gas 109 or 100 to 300 cc / min of C 2 H 4 gas 112 may be added.
인너 석영관402, 아우터 석영관404 및 석영보드301의 크리닝에는 리모트 실시형태1과 동일한 방법으로 행한다.
Cleaning of the
(실시형태3)
도3에 실시형태3에서 사용하는 에피택셜막 스트레스 완화용 홈을 형성하고, 표면을 에칭 가공한 기판을 표시한다. 또한 실시형태3에서는 도1, 2, 도4~도8에 표시한 기판도 사용할 수 있다.In Fig. 3, the epitaxial film stress relieving groove used in the third embodiment is formed, and the substrate whose surface is etched is shown. In addition, in
기판이 도3, 4, 6, 7에 표시한 다결정Si02, 소자, 아머퍼스SiC, 다결정SiC 더 나가 카본기판의 경우, 미리 다결정 Si막을 100~500nm형성하고, 그 위에서 실시형태1과 2에 표시한 AlN 또는 SiC버퍼막을 형성한다.In the case of the carbon substrate, the polycrystalline Si0 2 , the element, the amorphous SiC, and the polycrystalline SiC shown in FIGS. 3, 4, 6, and 7 are formed in advance, and the polycrystalline Si film is formed in advance in the first and second embodiments. The AlN or SiC buffer film shown is formed.
도14은 본 발명의 핫월타입의 감압 CVD장치를 표시한다. 이 장치는 AlN막을 형성하기 위해서, N2가스101, H2가스102, Ar가스103, NH3가스105, Al (CH3)3가스 또는 In(CH3)3가스107, Ga(CH3)3가스108 및 다결정Si막을 형성하기 위해서 SiH4가스109로 이루어진, 더 나가 인너 석영관402안에 크리닝을 하기 위해서 리모트 플라즈마장치203 및 거기에 이용하는 Ar가스103, O2가스104 및 NF3가스106로부터 이루어진다. 본 발명 감압 CVD장치로 다결정 Si막을 형성하는 실시형태를 나타낸다. Fig. 14 shows a hotwall type pressure reducing CVD apparatus of the present invention. In order to form an AlN film, this apparatus is used to form N 2 gas 101, H 2 gas 102,
실시형태1과 동일한 방법으로 인너 석영관402안 및 아우터 석영관404안을 배기한다.In the same manner as in the first embodiment, the
실시형태1과 동일한 방법으로 인너 석영관을 가열하고, 또 그 압력이 0.5~2.0Torr로 이루어진 N2가스101을 1000~3000cc/min 정도 흘린다.The inner quartz tube was heated in the same manner as in the first embodiment, and the N 2 gas 101 composed of 0.5 to 2.0 Torr was flowed at about 1000 to 3000 cc / min.
N2가스를 흘린 후, 인너 석영관402의 온도를 다결정 Si의 형성온도인 625℃로 승온한다. 그 후, N2가스101를 멈추고, SiH4가스109를 50~300cc/min 흘린다. 그 때, 희석가스로써 Ar(He)가스103을 스테인레스 파이프122를 통해서 인너 석영관402에 0~1000cc/min 흘린다. SiH4가스109의 분해에 의해서 웨이퍼302상에 다결정 Si막이 형성된다. 디포지션은 10~50nm/min이다. 막 두께는 300~500nm이다.After flowing N 2 gas, the temperature of the
그 후, 실시형태1과 동일한 방법으로 Al막을 10~30nm형성하다. 또 실시형태2와 동일한 방법으로 SiC막을 10~30nm형성하다.Thereafter, an Al film was formed in the range of 10 to 30 nm in the same manner as in the first embodiment. In addition, a SiC film is formed by 10 to 30 nm in the same manner as in the second embodiment.
인너 석영관402, 아우터 석영관404 및 석영보드301의 크리닝에는 리모트 실시형태1과 동일한 방법으로 행한다.
Cleaning of the
(실시형태 4)(Fourth Embodiment)
도4에 실시형태 4에서 사용하는 에피택셜막 스트레스 완화용 홈을 형성하고, 표면을 에칭 가공한 기판을 나타낸다. 또 실시형태4에서는 도1~도3 또는 도5~도8에 나타내는 기판도 사용할 수 있다. Fig. 4 shows a substrate on which an epitaxial film stress relieving groove used in Embodiment 4 is formed and the surface is etched. Moreover, in Embodiment 4, the board | substrate shown in FIGS. 1-3 or 5-8 can also be used.
기판이 도3, 4, 6, 7로 나타낸 다결정Si, SiO2, 소자, 아머포스SiC, 다결정 SiC 더 나가 카본기판의 경우 미리 SiOC막을 100~500nm 형성하고, 그 위에 다결정 Si막을 100~500nm을 적층한다. 그 위에, 더 나가 실시형태1과 2로 나타낸 AlN 또는 SiC 버퍼막을 형성한다.In the case of the carbon substrate, polycrystalline Si, SiO 2 , element, amorphous SiC, and polycrystalline SiC shown in FIGS. 3, 4, 6, and 7 are formed in advance, and 100 to 500 nm of the polycrystalline Si film is formed thereon. Laminated. On top of that, the AlN or SiC buffer films shown in
도15는 본 발명의 핫월타입의 종형감압 CVD장치를 표시한다. 이 장치는 SiOC 또는 SiC막을 형성하기 위해서 N2가스101, H2가스102, Ar가스102, O2가스104, SiH4가스109, SiH3(CH3)3가스110, SiH3(OCH3)가스111 및 C2H4가스112로 이루어지고, 또한 인너 석영관402안을 크리닝하기 위해서 리모트 플라즈마장치203 및 거기에 이용하는 Ar가스103, O2가스104 및 NF3가스106으로 이루어진다. 본 발명 감압 CVD장치에서 SiO C막을 형성되는 실시형태를 표시한다.Fig. 15 shows a hotwall type vertical pressure reduction CVD apparatus of the present invention. This device is designed to form SiO 2 or SiC films such as N 2 gas 101, H 2 gas 102,
실시형태1과 동일한 방법으로 인너 석영관402안 및 아우터 석영관404 안을 배기하다.The
실시형태1과 동일한 방법으로 인너 석영관을 가열하고, 또한 그 압력이 0.5~2.0Torr로 이루어진 N2가스103을 1000~3000cc/min정도 흘린다.The inner quartz tube was heated in the same manner as in the first embodiment, and the N 2 gas 103 composed of 0.5 to 2.0 Torr was flowed about 1000 to 3000 cc / min.
N2가스를 흘린 후, 인너 석영관402의 온도를 SiOC 형성온도인 600~1050℃로 승온한다. 그 후, N2가스101를 멈추고, SiH3(OCH3)가스111를 100~500cc/min흘린다. 그 때, 희석가스로써 Ar가스103을, 스테인레스 파이프122을 통해서 인너 석영관402에 0~1000cc/min 흘린다. 또는 Ar가스 대신에 He가스(미도시)를 흘려도 좋다. SiH3(OCH3) 가스111의 분해에 의해서 웨이퍼302 위에 SiOC막이 형성된다.After flowing N 2 gas, the temperature of the
이 때 Si와 O의 비를 조정하기 위해서 SiH3(OCH3) 가스111에 SiH3(CH3) 가스110 또는 At this time, in order to adjust the ratio of Si and O, SiH 3 (CH 3 )
SiH4 가스107를 50~100cc/min로 더해도 좋다. 또는 O2가스104를 50~100CC/min로 더해도 좋다. 이것에 의해서 웨이퍼302위에 SiOC막을 형성할 수 있다. 디포지션 레이트는 10~50nm/min이다. 또한 SiH3(OCH3), SiH3(CH3)3가스110 대신에 SiHx(OCH3) 4-x 및 SiHx(CH3)4-x가스를 사용해도 좋다. 막 두께는 100~500nm이다. SiH 4 Gas 107 may be added at 50 to 100 cc / min. Alternatively, the O 2 gas 104 may be added at 50 to 100 CC / min. As a result, an SiOC film can be formed on the
그 후, 실시형태3의 방법과 동일한 방법으로 다결정Si을 100~500nm형성하고, 그 위에 실시형태1과 동일한 방법으로 Al막을 10~30nm 형성한다. 또한 실시형태2와 동일한 방법으로 SiC막을 10~30nm 형성한다. Thereafter, 100 to 500 nm of polycrystalline Si is formed by the same method as in the third embodiment, and 10 to 30 nm of Al film is formed thereon by the same method as in the first embodiment. In addition, a SiC film is formed by 10 to 30 nm in the same manner as in the second embodiment.
인너 석영관402, 아우터 석영관404 및 석영보드 301 크리닝에는 리모트 실시형태1과 동일한 방법으로 행한다.
The
(실시형태5)(Embodiment 5)
도5에 실시형태5에서 사용하는 에피택셜막 스트레스 완화용 홈을 형성하고, 표면을 에칭 가공한 기판을 표시한다. 또한 실시형태5에서는 도1~도4 또는 도6~도8로 표시한 기판도 사용할 수 있다.5, the epitaxial film | membrane stress relief recess used in
도16는 본 발명의 핫월타입의 리모트 플라즈마CVD장치를 표시한다. 이 장치는 AlN막을 형성하기 위해서 N2가스101, H2가스102, Ar가스103, NH3가스105, Al(CH3)3가스 또는 In(CH3)3가스107, Ga(CH3)3가스108로 이루어진, 반응을 촉진시키기 위해서 N2가스101, Ar가스103, 또는 NH3가스105를 플라즈마화하기 위해서 리모트 플라즈마 장치203로 이루어진다. 거기에 이중 인너 석영관403안을 크리닝하기 위해서 리모트 플라즈마 장치203 및 거기에 이용하는 Ar가스103, O2가스104 및 NF3가스106로 이루어진다. 본 발명 핫월타입의 리모트 플라즈마 CVD장치에서 AlN막을 형성하는 실시형태를 나타낸다.Fig. 16 shows a hotwall type remote plasma CVD apparatus of the present invention. This apparatus is used to form an AlN film such as N 2 gas 101, H 2 gas 102,
실시형태1과 동일한 방법으로 이중 인너 석영관403안 및 아우터 석영관404안을 배기한다.In the same manner as in the first embodiment, the double inner quartz tube 403 and the outer quartz tube 404 are exhausted.
실시형태1과 동일한 방법으로 이중 인너 석영관403을 가열하고, 또 그 압력이 0.5~2.0Torr이 되도록 N2가스103을 1000~3000cc/min 정도 흘린다.The double inner quartz tube 403 is heated in the same manner as in the first embodiment, and the N 2 gas 103 is flowed about 1000 to 3000 cc / min so that the pressure is 0.5 to 2.0 Torr.
N2가스를 흘린 후, 이중 인너 석영관403의 온도를 1050℃로 승온한다. 기판이 단결정 Si, 다결정 Si의 경우, 또는 기초가 다결정 Si 또는 SiC막의 경우는 표면의 산화막을 제거하기 위해서 H2가스102를 2000~3000cc/min 흘린다. 그 후, H2가스102를 멈추고, 이중 인너 석영관 403의 온도를 AlN 형성온도인 500~900℃로 강온한다. 그 후, N2가스101를 멈추고, Al(CH3)3가스107를 50~100cc/min 이중 인너 석영관403 내부로 흘린다. 또는 NH3가스105를 1000~5000cc/min 흘린다. 이 때 희석가스로써는 H2가스102를, 스테인레스 파이프110을 통해서 이중 인너 석영관403에 200~1000cc/min 흘린다.After flowing N 2 gas, the temperature of the double inner quartz tube 403 is raised to 1050 ° C. When the substrate is monocrystalline Si, polycrystalline Si, or when the substrate is a polycrystalline Si or SiC film, 2000 to 3000 cc / min of H 2 gas 102 is flowed in order to remove the oxide film on the surface. Thereafter, the H 2 gas 102 is stopped and the temperature of the double inner quartz tube 403 is lowered to 500 to 900 ° C., which is an AlN formation temperature. Thereafter, the N 2 gas 101 is stopped and Al (CH 3 ) 3
리모트 플라즈마203에 의한 NH3가스105, (또는 Ar가스103, N2가스101)을 분석해서 이중 인너 석영관403의 내부로 흘린다. 이때 플라즈마의 파워는 1-4KW이다. NH3가스105, (또는 Ar가스103, N2가스101)의 유량은 1000~3000cc/min흘린다. 플라즈마화한 NH3가스105 (또는 Ar가스103, N2가스101)는 도7에 나타낸 링상의 리모트 플라즈마 도입구 203a 및 리모트 플라즈마 도입구203b로부터 이중 인너 석영관403의 이중 석영관 외관403a와 이중 석영관 외관403b의 사이 부분에 넣고, 이중 석영관내 관 구멍403c에서 이중 인너 석영관403의 내부로 분산해서 넣고, Al(CH3)3가스107과 혼합하고, Al(CH3)3가스107의 분해를 행한다.NH 3 gas 105 (or
플라즈마화한 NH3가스105가 이중 인너 석영관403의 입구와 이중 인너 석영관 관구멍403c에서 흐르는 이유는, Al(CH3)3가스107의 분해를 컨트롤해서 내부의 웨이퍼302에 균등하게 AlN막을 형성하기 때문이다. 즉, 웨이퍼 사이의 막 두께 분포를 잘 하기 위해서이다. 이것에 의해서 웨이퍼 302상에 AlN막을 형성할 수 있다. 디포지션 레이트는 3~15nm/min이다. 막 두께는 10~50nm이다.The reason why the plasmaized NH 3 gas 105 flows through the inlet of the double inner quartz tube 403 and the hole of the double inner quartz tube 403c is to control the decomposition of the Al (CH 3 ) 3
또한, Al(CH3)3가스107에 Ga(CH3)3가스 또는 In(CH3)3가스108을 사용해도 좋다. 이것을 첨가하면 AlGaN 또는 AlIn막이 형성된다.In addition, a Ga (CH 3 ) 3 gas or an In (CH 3 ) 3
이중 인너 석영관403, 아우터 석영관404 및 석영 보드301의 크리닝에는 리모트 실시형태1과 동일한 방법으로 행한다.
Cleaning of the double inner quartz tube 403, outer quartz tube 404 and
(실시형태6)(Embodiment 6)
도6에 실시형태6에서 사용하는 에피택셜막 스트레스 완화용 홈을 형성하고, 표면을 에칭가공한 기판을 나타낸다. 또한 실시형태6에서는 도1~도5 또는 도7, 도8에 나타낸 기판도 사용할 수 있다.Fig. 6 shows a substrate on which an epitaxial film stress relieving groove used in
기판이 도3, 4, 6, 7에 나타낸 다결정Si, SiO2, 소자, 아머포스SiC, 다결정SiC 이후 카본기판의 경우 미리 SiOC막을 100~500nm 형성하고, 그 위에 다결정 Si막을 100~500nm을 적층한다. 그 위에, 더 나가 실시형태1과 2로 나타낸 AlN 또는 SiC 버퍼막을 형성한다.In the case of the carbon substrate after the polycrystalline Si, SiO 2 , element, amorphous SiC, and polycrystalline SiC as shown in FIGS. 3, 4, 6, and 7, a SiOC film is formed in advance of 100 to 500 nm, and a polycrystalline Si film is stacked on top of 100 to 500 nm. do. On top of that, the AlN or SiC buffer films shown in
도17 본 발명의 핫월타입의 리모트 플라즈마 CVD장치를 나타낸다. 이 장치는 SiC 또는 SiOC 막을 형성하기 위해서 N2가스101, H2가스102, Ar가스103, O2가스104, SiH4가스109, Fig. 17 shows a hotwall type remote plasma CVD apparatus of the present invention. The device is designed to form a SiC or SiOC film by using N 2 gas 101, H 2 gas 102,
SiH3(CH3)가스110, SiH3(OCH3)가스111, 및 C2H2가스로 이루지고, 반응을 촉진시키기 위해서 Ar가스103을 플라즈마화를 위해서 리모트 플라즈장치203으로 이루어진다. 더 나가 인너 이중 석영관403 안을 크리닝하기 때문에 리모트 플라즈마장치203 및 거기에 이용되는 Ar가스103, O2가스104 및 NF3가스106로 이루어진다. 본 발명 핫월타입의 리모트 플라즈마 CVD장치로 SiC막을 형성하는 실시형태를 나타낸다.It consists of SiH 3 (CH 3 )
실시형태1과 동일한 방법으로 이중 인너 석영관403안 및 아우터 석영관404안을 배기한다.In the same manner as in the first embodiment, the double inner quartz tube 403 and the outer quartz tube 404 are exhausted.
실시형태1과 동일한 방법으로 이중 인너 석영관403을 가열하고, 또 그 압력이 0.5~2.0Torr이 되도록 N2가스101를 1000~3000cc/min정도 흘린다.The double inner quartz tube 403 was heated in the same manner as in the first embodiment, and N 2 gas 101 was flowed at about 1000 to 3000 cc / min so that the pressure was 0.5 to 2.0 Torr.
N2가스를 흘린 후, 이중 인너 석영관403의 온도를 1050℃로 승온한다. 기판이 단결정Si, 다결정Si의 경우, 또는 기초가 다결정Si 또는 SiC막의 경우는 표면의 산화막을 제거하기 때문에 H2가스102를 2000~3000cc/min 흘린다.After flowing N 2 gas, the temperature of the double inner quartz tube 403 is raised to 1050 ° C. When the substrate is monocrystalline Si, polycrystalline Si, or when the substrate is a polycrystalline Si or SiC film, since the oxide film on the surface is removed, H 2 gas 102 is flowed at 2000 to 3000 cc / min.
H2가스를 흘린 후, 이중 인너 석영관403의 온도를 SiC 형성온도인 500~900℃로 강온한다. 그 후, H2가스102를 멈추고, SiH3(CH3)가스110을 500~300cc/min 이중 인너 석영관403 내부에 흘린다. 그 때, 희석가스로써 Ar가스103을, 스테인레스 파이프122를 통해서 이중 인너 석영관403에 100~1000cc/min흘린다. 또는 Ar가스 대신에 He가스(미도시)를 흘려도 좋다. 또는 H2가스102을 200~1000cc/min 흘린다.After flowing H 2 gas, the temperature of the double inner quartz tube 403 is lowered to 500 to 900 ° C., which is a SiC formation temperature. Thereafter, the H 2 gas 102 is stopped, and the SiH 3 (CH 3 )
리모트 플라즈마장치203에 의해 Ar가스를 분해해서 이중 인너 석영관403 내부에 흘린다. 이 때 플라즈마 파워는 1-4KW이다. Ar의 유량은 1000~3000cc/min 흘린다. 플라즈마화한 Ar가스는 도 7에 나타낸 링상의 리모트 플라즈마 도입구203a 및 리모트 플라즈마 도입구203b에서 인중 인너 석영관403의 이중 석영관 외관403a과 이중 석영관 외관403b의 사이 부분에 들어가고, 이중 석영관 내관 구멍403에서 이중 인너 석영관403의 내부에 분산해서 들어가고, SiH3(CH3)가스110와 혼합하고, SiH3(CH3)가스110의 분해를 행한다.Ar gas is decomposed by the
플라즈마화한 Ar가스102가 이중 인너 석영관403입구와 이중 인너 석영관 내관 구멍403c에서 흘린 이유는, SiH3(CH3)가스110의 분해를 컨트롤해서 내부의 웨이퍼302에 균등하게 SiC막을 형성하기 때문이다. 즉 웨이퍼간의 막 두께 분포를 잘 하기 위해서이다. 그리고 웨이퍼302 위에 SiC막이 형성된다. The reason why the
이것에 의해서 웨이퍼302상에 SiC막을 형성할 수 있다. 디포지션 레이트는 6~30nm/min이다. 막 두께는 10~50nm이다.As a result, a SiC film can be formed on the
또한, SiH3(CH3)110대신에 SiHx(CH3)4-X가스를 사용해도 좋다. 또는 Si와 C의 비율을 변경하기 위해서 SiH4가스109을 20~200cc/min 또는 C2H4가스112을 50~150cc/min 첨가해도 좋다.In addition, SiH 3 (CH 3) SiHx (CH 3) in 110 instead of the 4-X may be used for gas. Alternatively, in order to change the ratio of Si and C, 20 to 200 cc / min of SiH 4 gas 109 or 50 to 150 cc / min of C 2 H 4 gas 112 may be added.
이중 인너 석영관403, 아우터 석영관404 및 석영보드301의 크리닝에는 리모트 실시형태1과 동일한 방법으로 행한다.
Cleaning of the double inner quartz tube 403, outer quartz tube 404 and
(실시형태 7)(Seventh Embodiment)
도7에 실시형태7에서 사용한 에피택셜막 스트레스 완화용 홈을 형성하고, 표면을 에칭 가공한 기판을 표시한다. 또한 실시형태7에서는 도1~도6 또는 또8에 나타낸 기판도 사용할 수 있다.Fig. 7 shows a substrate on which the epitaxial film stress relieving grooves used in Embodiment 7 are formed and the surface is etched. In Embodiment 7, the substrate shown in FIGS. 1 to 6 or 8 can also be used.
기판이 도3, 4, 6, 7에 나타낸 다결정Si, SiO2, 소자, 아머포스SiC, 다결정SiC 더 나가 카본 기판의 경우 미리 SiC막을 100~500nm 형성하고, 그대로, 또는 그 위에 다결정 Si막을 100~50nm을 적층한다. 그 위에, 더 실시형태1과 2에 나타낸 AlN 또는 SiC버퍼막을 형성한다.In the case of the carbon substrate, the substrate is formed with 100 to 500 nm of the SiC film in advance, or the polycrystalline Si film is formed as it is or on top of the polycrystalline Si, SiO 2 , element, amorphous SiC, and polycrystalline SiC shown in FIGS. 3, 4, 6, and 7 Stack 50 nm. On it, the AlN or SiC buffer films shown in
도17은 본 발명 핫월타입의 리모트 플라즈마 CVD장치를 나타낸다. 이 장치는 SiC는 또는 SiOC막을 형성하기 위해서 N2가스101, Ar가스103, O2가스104, SiH4가스109, SiH3(CH3)가스110, SiH3(OCH3)가스111, 및 C2H4가스112로 이루어진, 반응을 촉진시키기 위해서 Ar가스103을 플라즈마화하기 위해서 리모트 플라즈마 장치203으로 이루어진다.Fig. 17 shows a remote plasma CVD apparatus of the hotwall type of the present invention. The device is made of N 2 gas 101,
더 나가 이중 인너 석영관403안을 크리닝하기 위해서 리모트 플라즈마 장치203 및 거기에 이용하는 Ar가스103, O2가스104 및 NF3가스106로 이루어진다. 본 발명 핫월타입의 리모트 플라즈마 CVD장치에서 SiC막을 형성하는 실시형태를 표시한다.In order further to cleaning out the double inner quartz tube 403 inside of a gas composed of
실시형태1과 동일한 방법으로 인중 인너 석영관403안 및 아우터 석영관404안을 배기한다.In the same manner as in
실시형태1과 동일한 방법으로 이중 인너 석영관403을 가열하고, 또는 그 압력이 0.5~2Torr이 되도록 N2가스101을 1000~3000cc/min정도 흘린다.The double inner quartz tube 403 is heated in the same manner as in the first embodiment, or the N 2 gas 101 is flowed about 1000 to 3000 cc / min so that the pressure is 0.5 to 2 Torr.
N2가스를 흘린 후, 이중 인너 석영관403의 온도를 SiC 형성온도인 500~900℃로 승온한다. 그 후, N2가스101를 멈추고, SiH3(CH3)가스110을 100~500cc/min 이중 인너 석영관403 내부에 흘린다. 그 때, 희석가스로써 Ar가스103을, 스테인레스 파이프122을 통해서 이중 인너 석영관403에 100~1000cc/min흘린다. 또한 Ar가스 대신에 He가스(미도시)를 흘려도 좋다.After flowing N 2 gas, the temperature of the double inner quartz tube 403 is raised to 500 to 900 ° C., which is a SiC formation temperature. Thereafter, the N 2 gas 101 is stopped and the SiH 3 (CH 3 )
리모트 플라즈마 장치203에 의해서 Ar가스를 분해해서 이중 인너 석영관403의 내부에 흘린다. 이 때 플라즈마 파워는 1-4KW이다. Ar의 유량은 1000~3000cc/min 흘린다. 플라즈마화한 Ar가스는 도7에 표시한 링상의 리모트 플라즈마 도입구203a 및 리모트 플라즈마 도입구203b에서 이중 인너 석영관403의 이중 석영관 외관403a와 이중 석영관 외관403b의 사이 부분에 들어가고, 이중 석영관 내관 구멍403c로부터 이중 인너 석영관403의 내부에 분산해서 들어가고, SiH3(CH3)가스110와 혼합하고, SiH3(CH3)가스110을 분해를 행한다. The Ar gas is decomposed by the
플라즈마화한 Ar가스102가 이중 인너 석영관403의 입구와 이중 인너 석영내관 구멍403c에서 흘리는 이유는, SiH3(CH3)가스110의 분해를 컨트롤해서 내부의 웨이퍼302에 균등하게 SiC막을 형성하기 위해서이다. 즉 웨이퍼 사이의 막 두께 분포를 잘 하기 위해서이다. 그리고 웨이퍼302상에 SiC막이 형성된다.The reason why the
이것에 의해서 웨이퍼302상에 SiC막을 형성할 수 있다. 디포지션 레이트는 10~50nm/min이다. 막 두께는 100~500nm이다.As a result, a SiC film can be formed on the
또한, SiH3(CH3)가스110 대신에 SiHX(CH3)4-X가스를 사용해도 좋다. 또한 Si와 C의 비율을 바뀌기 위해서 SiH4가스109를 20~100cc/min 또는 C2H4가스112를 50~150cc/min첨가해도 좋다.Alternatively, SiH X (CH 3 ) 4 - X gas may be used instead of SiH 3 (CH 3 )
그 후, 그대로, 또는 실시형태3의 방법과 동일한 방법으로 다결정Si를 100~500nm 형성하고, 그 위에 실시형태1과 동일한 방법으로 AlN막을 10~30nm 형성한다. 또는 실시형태2와 동일한 방법으로 SiC막을 10~30nm 형성한다.Thereafter, 100 to 500 nm of polycrystalline Si is formed as is or in the same manner as in the third embodiment, and 10 to 30 nm of AlN film is formed thereon by the same method as in the first embodiment. Alternatively, a SiC film is formed by 10 to 30 nm in the same manner as in the second embodiment.
이중 인너 석영관403, 아우터 석영관404 및 석영보드301의 크리닝에는 리모트 실시형태1과 동일한 방법으로 행한다.
Cleaning of the double inner quartz tube 403, outer quartz tube 404 and
(실시형태8)
도8에 실시형태8에서 사용하는 에피택셜막 스트레스 완화용 홈을 형성하고, 표면을 에칭 가공한 기판을 나타낸다. 또 실시형태8에서는 도1~7에 표시한 기판도 사용할 수가 있다. 8 shows a substrate in which an epitaxial film stress relieving groove used in
도17는 본 발명 핫월타입의 리모트 플라즈마CVD장치를 나타낸다. 이 장치는 SiC 또는 SiOC막을 형성하기 위해서 N2가스101, H2가스102, Ar가스103, O2가스104, SiH4가스109, SiH3(CH3)3가스110, SiH3(CH3)가스111, 및 C2H4가스112가스로 이루어지고, 반응을 촉진시키기 위해서 Ar가스103을 플라즈마화 하기 위해서 리모트 플라즈마 장치203으로 이루어진다. 더나가 이중 인너 석영관403 안에 크리닝하기 위해서 리모트 플라즈마 장치203 및 거기에 이용하는 Ar가스103, O2가스104 및 NF3가스106로 이루어진다. 본 발명 핫월타입의 리모트플라지마 CVD장치에서 SiOC막을 형성하는 실시형태를 나타낸다.Fig. 17 shows a hot plasma type remote plasma CVD apparatus of the present invention. This device is used to form N 2 gas 101, H 2 gas 102,
실시형태1과 동일한 방법으로 이중 인너 석영관403안 및 아우터 석영관404안을 배기한다.In the same manner as in the first embodiment, the double inner quartz tube 403 and the outer quartz tube 404 are exhausted.
실시형태1과 동일한 방법으로 이중 인너 석영관403을 가열하고, 또는 그 압력이 0.5~2.0Torr가 되도록 N2가스101를 1000~3000cc/min 정도 흘린다.The double inner quartz tube 403 is heated in the same manner as in the first embodiment, or the N 2 gas 101 is flowed at about 1000 to 3000 cc / min so that the pressure is 0.5 to 2.0 Torr.
N2가스를 흘린 후, 이중 인너 석영관403 온도를 SiOC 형성온도인 500~900℃로 승온한다. 그 후, N2가스101를 멈추고, SiH3(CH3)가스110을 100~500cc/min 이중 인너 석영관403 내부에 흘린다. 그 때, 희석가스로써 Ar가스103을, 스테인레스 파이프122를 통해서 이중 인너 석영관403에 100~1000cc/min흘린다. 또는 Ar가스 대신에 He가스(미도시)를 흘려도 좋다.After flowing N 2 gas, the double inner quartz tube 403 temperature is raised to 500 to 900 ° C., which is a SiOC formation temperature. Thereafter, the N 2 gas 101 is stopped and the SiH 3 (CH 3 )
리모트 플라즈마장치203로부터 Ar가스를 분해해서 이중 인너 석영관403내부를 흘린다. 이때 플라즈마 파워는 1-4KW이다. Ar의 유량은 1000~3000cc/min흘린다. 플라즈마화 한 Ar가스는 도7에 나타낸 링상의 리모트 플라즈마 도입구203a 및 리모트 플라즈마 도입구203b에서 이중 인너 석영관403의 이중 석영관 외관403a와 이중 석영외관403b사이 부분에 들어가고, 이중 석영관 내관 구멍403c에서 이중 인너 석영관403 내부에 분산해서 들어가고, SiH3(OCH3)가스111과 혼합하고, SiH3(OCH3)가스111 분해를 행한다.Ar gas is decomposed from the
플라즈마화한 Ar가스102가 이중 인너 석영관403 입구와 이중 인너 석영관 내관 구멍403c에서 흐르는 이유는 SiH3(OCH3)가스111의 분해를 컨트롤해서 내부의 웨이퍼302에 균등하게 SiC막을 형성하기 위해서이다. 즉 웨이퍼 사이의 막 두께 분포를 잘 하기 위해서이다. 그래서 웨이퍼302상에 SiC막이 형성된다.The reason why the
이것에 의해서 웨이퍼302상에 SiC막을 형성할 수 있다. 디포지션 레이트는 10~50nm/min이다. 막 두께는 100~500nm이다.As a result, a SiC film can be formed on the
또, SiH3(OCH3)111의 대신에 SiHX(OCH3)4-X가스를 사용해도 좋다. 또한 Si와 C의 비율을 바뀌기 위해서 SiH4가스109를 50~100cc/min 또는 C2H4가스112를 50~150cc/min 첨가해도 좋다.Alternatively, SiH X (OCH 3 ) 4 -X gas may be used instead of SiH 3 (OCH 3 ) 111. Also it may be changed to the SiH 4 gas 109 50 ~ 100cc / min, or C 2 H 4 gas 112 was added 50 ~ 150cc / min for the ratio of the Si and C.
그 후, 실시형태3의 방법과 동일한 방법으로 다결정Si를 100~500nm형성하고, 그 위에 실시형태1과 동일한 방법으로 AlN막을 10~30nm형성한다. 또는 실시형태2와 동일한 방법으로 SiC막을 10~30nm형성한다.Thereafter, 100 to 500 nm of polycrystalline Si is formed by the same method as in the third embodiment, and 10 to 30 nm of the AlN film is formed thereon by the same method as in the first embodiment. Alternatively, a SiC film is formed by 10 to 30 nm in the same manner as in the second embodiment.
이중 인너 석영관403, 아우터 석영관404 및 석영보드301의 크리닝에는 리모트 실시형태1과 동일한 방법으로 행한다.Cleaning of the double inner quartz tube 403, outer quartz tube 404 and
표1에 기판표면가공과 기판재료 및 버퍼막의 관계를 나타낸다.
Table 1 shows the relationship between substrate surface processing, substrate material and buffer film.
이어Sapa
Following
SiSingle crystal
Si
SiPolycrystalline
Si
SiCPolycrystalline
SiC
등방성 에칭stripe
Isotropic Etching
1. 기판 2. 에칭 패턴
2a. PolySi 2b. 거친 표면
3. 에칭 홈 4. AlN(GaN)
5. SiO2패턴 6. GaN
7. 결함이 많은 GaN 8. SiO2패턴
9. GaN 10. PolySi
11. SiN 12. SiC(SiOC)
20. 기판 21. 사파이어 층
22. n-형 GaN 23. 다중 양자 공핍(5MQWs)
24. p-클래드층 25. p-형 GaN
31. 공정금속 32. 지지기판(금속)
33. 전극(n-형콘택트) 51. 배면전극
52a. 에칭홈 52b. 에칭구멍
53. SiC 버퍼층 54. SiC에피택셜층
55. 내압종단(P+) 56. 쇼트키 전극
61. P월 62. 소스ㆍ드레인
63. 게이트 산화막 64. 게이트 전극
65. 소스ㆍ드레인전극 101. N2
102. H2(Ar) 103. Ar
104. O2 105. NH3
106. NF3 107. Al(CH3) 3는 또는 In(CH3)3
108. Ga(CH3)3 109. SiH3
110. SiH3(CH3) 111. SiH3(0CH3)
112. C2H4 121. O2가스용 스테인리스 파이프
122. 반응가스용 스레인리스 파이프 123. 밸브
124. 매스 프로 콘트롤러 201. 상하기구
202. 매뉴홀드 203. 리모트 플라즈마
203a. 리모트 플라즈마 도입구 203b. 리모트 플라즈마 도입 접속구
204. 배기관 301. 석영 포트
302. 웨이퍼 402. 인너 석영관
403. 이중 인너 석영관 403a. 이중 석영외관
403b. 이중 석영내관 403c. 이중 석영관내관 구멍
404. 아우터 석영관 405. 히터
501. SiO2패턴 502. SiC버퍼층
503. 503아닐후의 SiC층 504. N형 GaN층
505. MQW층 506. P형 GaN층
507. LED패턴 508. 히트싱크
509. SiON+SiO2 601. SiC버퍼층
602. 503아닐후 SiC층 604. N형SiC층
605. P월층 606. 게이트 Si02막
607. 게이트 전극 608. N형 소스, 드레인
609. SiO2 610. 배선접속구멍
611. 배선
1.
2a. PolySi 2b. rough surface
3. Etching Groove 4. AlN (GaN)
5.SiO 2 Pattern 6.GaN
7.
9.GaN 10.PolySi
11.SiN 12.SiC (SiOC)
20.
22. n-
24. p-clad
31.
33. Electrode (n-type contact) 51. Back electrode
52a. Etching Groove 52b. Etching hole
53.
55. Withstand voltage termination (P + ) 56. Schottky electrode
61.P month 62.Source and drain
63.
65. Source and
102.H 2 (Ar) 103.Ar
104.O 2 105.NH 3
106.NF 3 107.Al (CH 3 ) 3 is or In (CH 3 ) 3
108.Ga (CH 3 ) 3 109.SiH 3
110.SiH 3 (CH 3 ) 111.SiH 3 (0CH 3 )
112.C 2 H 4 121.Stainless steel pipe for O 2 gas
122. Strainless pipes for
124.
202.
203a. Remote Plasma Inlet 203b. Remote plasma introduction port
204.
302.
403. Double inner quartz tube 403a. Double quartz appearance
403b. Double quartz tube 403c. Duplex Quartz Tube Bore
404.
501. SiO 2 Pattern 502. SiC Buffer Layer
503. 503 Annealed SiC layer 504. N-type GaN layer
505.MQW layer 506.P type GaN layer
507. LED Pattern 508. Heat Sink
509.SiON + SiO 2 601.SiC buffer layer
602. 503 Annealed SiC layer 604. N-type SiC layer
605. P Wall 606. Gate Si0 2 Film
607.Gate electrode 608.N-type source, drain
609 SiO 2 610. Wiring connection hole
611. Wiring
Claims (14)
리모트 플라즈마 장치; 및
보드의 상하기구; 및
메틸갈륨, 메틸알루미늄, 메틸인듐, 실란, 암모니아, 알코올, 수소, 질소중 선택된 어느 한가지 이상의 가스 공급계; 및
가공한 기판에 상기 가스중 어느 한가지 이상의 가스를 선택해서 공급하는 가스 선택공급수단을 구비한 CVD장치를 포함한 반도체제조장치에 있어서,
상기 CVD장치가 다수 웨이퍼 퇴적처리 종형 핫월타입의 감압 CVD장치 및 반도체 제조장치.
A load lock chamber for evacuating the chamber and preventing oxidation of the deposition film; And
Remote plasma apparatus; And
Top and bottom of the board; And
At least one gas supply system selected from methyl gallium, methyl aluminum, methyl indium, silane, ammonia, alcohol, hydrogen, and nitrogen; And
In the semiconductor manufacturing apparatus including the CVD apparatus provided with the gas selection supply means which selects and supplies any one or more of said gases to the processed board | substrate,
The CVD apparatus is a pressure reduction CVD apparatus and a semiconductor manufacturing apparatus of a plurality of wafer deposition treatment vertical hotwall type.
리모트 플라즈마 장치; 및
이중 인너 석영관; 및
보드 상하기구; 및
메틸갈륨, 메틸알루미늄, 메틸인듐, 실란, 암모니아, 알코올, 수소, 질소중 선택된 어느 한가지 이상의 공급계; 및
가공한 기판에 상기 가스중 선택된 어느 한가지 이상의 가스를 선택해서 공급하는 가스 선택공급 수단을 구비한 CVD장치를 포함한 반도체 제조장치에 있어서,
상기 CVD장치가 다수 웨이퍼 퇴적처리 종형 핫월 타입의 리모트 플라즈마 CVD장치 및 반도체 제조장치.
A load lock chamber which exhausts the chamber and prevents oxidation of the deposition film; And
Remote plasma apparatus; And
Double inner quartz tube; And
Boards; And
At least one feed system selected from methyl gallium, methyl aluminum, methyl indium, silane, ammonia, alcohol, hydrogen, nitrogen; And
A semiconductor manufacturing apparatus comprising a CVD apparatus having a gas selective supply means for selecting and supplying at least one gas selected from the above gases to a processed substrate,
The CVD apparatus is a plurality of wafer deposition processing vertical hotwall type remote plasma CVD apparatus and semiconductor manufacturing apparatus.
리모트 플라즈마 장치; 및
보드 상하기구; 및
실란, 메틸실란, 메틸메톡실란, 에틸렌(또는 탄화수소), 암모니아, 알코올, 수소, 질소중 선택된 상기 가스중 어느 한가지 이상의 가스 공급계; 및
가공한 기판에 상기 선택된 어느 한가지 이상의 가스를 선택해서 공급하는 가스 선택공급수단을 구비한 CVD장치를 포함한 반도체 제조장치에 있어서,
상기 CVD장치가 다수 웨이퍼 퇴적처리용 종형 핫월 타입의 감압 CVD장치 및 반도체 제조장치.
A load lock chamber for evacuating the chamber and preventing oxidation of the deposition film; And
Remote plasma apparatus; And
Boards; And
A gas supply system of at least one of the above gases selected from silane, methylsilane, methylmethoxysilane, ethylene (or hydrocarbon), ammonia, alcohol, hydrogen, nitrogen; And
A semiconductor manufacturing apparatus comprising a CVD apparatus having a gas selection supply means for selecting and supplying any one or more selected gases to a processed substrate.
And said CVD apparatus is a vertical hotwall type pressure reducing CVD apparatus and semiconductor manufacturing apparatus for a plurality of wafer deposition processes.
리모트 플라즈마 장치; 및
이중 인너 석영관; 및
보드의 상하기구; 및
실란, 메틸실란, 메틸메톡실란, 에틸렌, 탄화수소, 암모니아, 알코올, 수소, 질소 중 선택된 어느 한가지 이상의 가스 공급계; 및
가공한 기판에 상기 가스중 선택된 어느 한가지 이상의 가스를 선택해서 공급하는 가스 선택공급수단을 구비한 CVD장치를 포함한 반도체 제조장치에 있어서,
상기 CVD장치가 다수 웨이퍼 퇴적 처리 종형 핫월 타입의 리모트 플라즈마 CVD장치 및 반도체 제조장치.
A load lock chamber for evacuating the chamber and preventing oxidation of the deposition film; And
Remote plasma apparatus; And
Double inner quartz tube; And
Top and bottom of the board; And
At least one gas supply system selected from silane, methylsilane, methylmethoxysilane, ethylene, hydrocarbon, ammonia, alcohol, hydrogen, nitrogen; And
A semiconductor manufacturing apparatus comprising a CVD apparatus having a gas selection supply means for selecting and supplying any one or more selected gases from the gases to a processed substrate.
The CVD apparatus is a plurality of wafer deposition treatment vertical hotwall type remote plasma CVD apparatus and semiconductor manufacturing apparatus.
이중 인너 석영관은 외관 및 Ar, N2 또는 NH3 가스 플라즈마 공급용인 많은 홈이 열린 내관을 가진 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
The method according to any one of claims 2 to 4,
A double inner quartz tube has an outer tube and a plurality of grooved inner tubes for supplying Ar, N 2 or NH 3 gas plasma.
디바이스 영역의 주변에 홈을 설계하고,
상기 기판은 표면을 에칭 가공한 기판으로써 사파이어, 단결정 Si, 다결정 Si, Si02, 소자, 다결정 SiC, 아머포스 SiC 또는 카본 중 선택된 어느 한가지 이상의 기판인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
The method according to any one of claims 1 to 5,
Design a groove around the device area,
The substrate is a substrate etched surface is a semiconductor manufacturing apparatus, characterized in that any one or more selected from sapphire, single crystal Si, polycrystalline Si, Si0 2 , element, polycrystalline SiC, armored SiC or carbon.
표면을 에칭 가공한 LED용 기판상에 다결정 Si 또는 SiC막을 형성하는 단계; 및
상기 형성된 다결정 Si 또는 SiC막 위에 AlN, GaN, AlGaN, GaInN 또는 AlIn막 중 선택된 어느 한가지 이상의 버퍼막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치 제조방법.
Designing a groove around the device area; And
Forming a polycrystalline Si or SiC film on the substrate for etching the surface; And
And forming at least one buffer film selected from AlN, GaN, AlGaN, GaInN or AlIn on the polycrystalline Si or SiC film.
표면을 에칭 가공한 LED용 기판상에 SiOC막을 형성하는 단계; 및
상기 형성된 SiOC막 위에 다결정 Si 또는 SiC막을 형성하는 단계; 및
상기 형성된 다결정 Si 또는 SiC막 위에 AlN, GaN, AlGaN, GaInN 또는 AlInN막 중
선택된 어느 한가지 이상의 버퍼막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치 제조방법.
Designing a groove around the device area; And
Forming a SiOC film on the substrate for etching the surface of the LED; And
Forming a polycrystalline Si or SiC film on the formed SiOC film; And
Of the AlN, GaN, AlGaN, GaInN or AlInN film on the formed polycrystalline Si or SiC film
A method for manufacturing a semiconductor manufacturing device, comprising forming at least one selected buffer film.
표면을 에칭 가공한 SiC 디바이스용 기판상에 Si0C막을 형성하는 단계; 및
상기 형성된 Si0C막 위에 다결정 Si 또는 SiC막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치 제조방법.
Designing a groove around the device area; And
Forming a Si0C film on the substrate for an SiC device whose surface is etched; And
Forming a polycrystalline Si or SiC film on the formed Si 0 C film.
표면을 에칭 가공한 SiC 디바이스용 기판상에 SiC막을 형성하는 단계; 및
상기 형성된 SiC막 위에 동일하게 다결정 Si 또는 SiC막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치 제조방법.
Designing a groove around the device area; And
Forming a SiC film on a substrate for an SiC device whose surface is etched; And
And forming a polycrystalline Si or SiC film in the same manner on the formed SiC film.
표면을 에칭 가공한 LED용 기판상에 다결정 Si막, SiC막을 형성하는 단계; 및
상기 다결정 Si막, SiC막 위에 동일하게, AlN, GaN, AlGaN, GaInN 또는 AlIn막 중 선택된 어느 한가지 이상의 버퍼막을 형성하는 단계; 및
Si02패턴을 이용해서 GaN 마이크 채널에피택셜을 행하고, GaN 단결정막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치 제조방법.
Designing a groove around the device area; And
Forming a polycrystalline Si film and a SiC film on the substrate for etching the surface thereof; And
Forming at least one buffer film selected from AlN, GaN, AlGaN, GaInN or AlIn film on the polycrystalline Si film and SiC film; And
A GaN microphone channel epitaxial is performed using a Si0 2 pattern to form a GaN single crystal film.
표면을 에칭 가공한 LED용 기판상에 다결정 Si막, SiC막을 형성하는 단계; 및
상기 다결정 Si막, SiC막 위에 AlN, GaN, AlGaN, GaInN 또는 AlIn막 중 선택된 어느 한가지 이상의 버퍼막을 형성하는 단계; 및
SiO2패턴을 이용해서 GaN 마이크로 채널에피택셜을 행하고, 다른 위치에 SiO2패턴을 형성하고, 재차 GaN 마이크로채널에피택셜을 행하고 GaN 단결정막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치 제조방법.
Designing a groove around the device area; And
Forming a polycrystalline Si film and a SiC film on the substrate for etching the surface thereof; And
Forming at least one buffer film selected from AlN, GaN, AlGaN, GaInN, or AlIn film on the polycrystalline Si film and SiC film; And
Using the SiO 2 pattern subjected to epitaxial GaN microchannel, to a different location to form a SiO 2 pattern, it performs the re-GaN microchannel epitaxial process for producing a semiconductor manufacturing apparatus so as to form a GaN single crystal film.
표면을 에칭 가공한 LED용 기판상에 다결정 Si막, SiC막을 형성하는 단계; 및
상기 다결정 Si막, SiC막 위에 AlN, GaN, AlGaN, GaInN 또는 AlInN막 중 선택된 어느 한가지 이상의 버퍼막을 형성하는 단계; 및
SiO2패턴을 이용해서 GaN 마이크로 채널에피택셜을 행하고, 상기 Si02패턴 간의 GaN결정을 에칭하고, 다른 위치에 Si02패턴을 형성하고, 재차 Si02패턴을 형성하고, 재차 GaN 마이크로채널 에피택셜을 행하고, GaN 단결정막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치 제조방법.
Designing a groove around the device area; And
Forming a polycrystalline Si film and a SiC film on the substrate for etching the surface thereof; And
Forming at least one buffer film selected from an AlN, GaN, AlGaN, GaInN or AlInN film on the polycrystalline Si film and SiC film; And
GaN microchannel epitaxial is performed using an SiO2 pattern, the GaN crystals between the Si02 patterns are etched, a Si0 2 pattern is formed at another position, a Si02 pattern is formed again, and a GaN microchannel epitaxial is performed again, GaN A semiconductor manufacturing apparatus manufacturing method characterized by forming a single crystal film.
표면을 에칭 가공한 기판상에 SiC 또는 Si0C 버퍼막을 형성하는 단계; 및
상기 SiC 또는 Si0C 버퍼막 위에 SiC 에피택셜막을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조장치 제조방법.Designing a groove around the device area; And
Forming a SiC or Si0C buffer film on the substrate whose surface is etched; And
And forming a SiC epitaxial film on the SiC or Si0C buffer film.
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