KR20210082458A - 질화물 반도체막의 형성 방법 - Google Patents

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류지 가타야마
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

질화물 반도체막의 형성 방법은, 질소 및 아르곤을 포함하는 진공 챔버 내에서 질화갈륨의 타깃을 간헐적으로 스퍼터하는 공정과, 진공 챔버 내에서 타깃으로부터 비산된 질화갈륨의 스퍼터 입자를, 온도가 560℃ 이상 650℃ 이하의 대상물 상에 퇴적시키는 공정을 갖는다. 진공 챔버에 공급하는 질소의 유량과 아르곤의 유량의 합에 대한 질소의 유량의 비율을 6％ 이상 18％ 이하로 한다.

Description

질화물 반도체막의 형성 방법
본 개시는, 질화물 반도체막의 형성 방법에 관한 것이다.
청색 발광 다이오드(light emitting diode: LED) 등에 질화갈륨(GaN)막이 사용되고 있다. 질화갈륨막의 특성은 그 결정성에 크게 영향을 받는다. 일반적으로, 결정성이 양호한 질화갈륨막은 유기 금속 화학 기상 성장(metal organic chemical vapor deposition: MOCVD)법에 의해 형성되고 있다. 또한, 타깃을 간헐적으로 스퍼터해서 질화갈륨막을 형성하는 방법도 제안되어 있다(특허문헌 1).
일본 특허 공개 제2008-270749호 공보
본 개시는, 평탄성 및 광학 특성을 향상시킬 수 있는 질화물 반도체막의 형성 방법을 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의한 질화물 반도체막의 형성 방법은, 질소 및 아르곤을 포함하는 진공 챔버 내에서 질화갈륨의 타깃을 간헐적으로 스퍼터하는 공정과, 상기 진공 챔버 내에서 상기 타깃으로부터 비산된 질화갈륨의 스퍼터 입자를, 온도가 560℃ 이상 650℃ 이하의 대상물 상에 퇴적시키는 공정을 갖는다. 상기 진공 챔버에 공급하는 질소의 유량과 아르곤의 유량의 합에 대한 질소의 유량의 비율을 6％ 이상 18％ 이하로 한다.
본 개시에 의하면, 평탄성 및 광학 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 질화갈륨막의 형성에 적합한 성막 장치를 도시하는 모식도이다.
도 2는 실시 형태에 따른 질화갈륨막의 형성 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 실시 형태에 따른 질화갈륨막의 형성 방법에서의 온도 변화를 도시하는 도면이다.
이하, 실시 형태에 대해서 첨부의 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복된 설명을 생략하는 경우가 있다.
질화갈륨막의 평탄성은, 예를 들어 표면 조도(RMS)(제곱 평균 평방근 조도)로 평가할 수 있으며, 표면 조도(RMS)가 0.5nm 이하일 것이 요망된다. 또한, 질화갈륨막의 광학 특성은, 예를 들어 옐로우 밴드 파장대에 대한 밴드 단부 파장의 광 발광 강도비에 의해 평가할 수 있으며, 광 발광 강도비가 10 이상일 것이 요망된다. 질화갈륨막의 광학 특성은, 특히 질화갈륨막 자신의 결정성의 영향을 받는다. 또한, 불순물 농도가 낮을수록, 보다 우수한 광학 특성을 얻을 수 있다. 이러한 특성을 구비한 질화갈륨막은 MOCVD법에 의해 형성하는 것이 가능하지만, MOCVD법에 의한 형성 방법에는, 러닝 코스트가 높고, 환경 부하가 크다는 등의 과제가 있어, 다른 방법으로 양호한 특성을 구비한 질화갈륨막을 형성할 것이 요망된다. 이하에 설명하는 본 개시의 실시 형태에 따르면, MOCVD법에 구애되지 않고, 상기 특성을 구비한 질화갈륨막을 형성할 수 있다.
여기서, 실시 형태에 따른 질화갈륨막의 형성 방법에 적합한 성막 장치에 대해서 설명한다. 도 1은, 질화갈륨막의 형성에 적합한 성막 장치를 도시하는 모식도이다.
이 성막 장치(10)에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(W)를 보유 지지하는 웨이퍼 홀더(12) 및 타깃(T)이 설치되는 캐소드(13)가 진공 챔버(11) 내에 마련되어 있다. 웨이퍼 홀더(12)와 캐소드(13)의 사이에 개폐 가능한 셔터(16)가 마련되어 있다. 진공 챔버(11)로서는, 예를 들어 650℃에서 10-7Pa 이하의 고진공을 실현할 수 있는 챔버를 사용하는 것이 바람직하다. 진공 챔버(11)에는, 분자선 에피택시(molecular beam epitaxy: MBE)법에 의한 성막에 사용하는 챔버를 사용할 수 있다. 웨이퍼 홀더(12)는 히터(14)를 내장하다. 웨이퍼 홀더(12)의 상면과 캐소드(13)의 하면이 서로 대향하고 있다. 따라서, 웨이퍼 홀더(12)에 보유 지지된 웨이퍼(W)의 상면과 캐소드(13)에 설치된 타깃(T)의 하면이 서로 대향한다. 웨이퍼 홀더(12)와 캐소드(13)의 사이에는 직류 전원(15)이 접속되어 있다. 웨이퍼(W)는 대상물의 일례이다.
진공 챔버(11)에는, 질소(N2) 가스의 공급 라인(21), 아르곤(Ar) 가스의 공급 라인(22) 및 배기 라인(23)이 설치되어 있다. 공급 라인(21)에 밸브(V21)가 마련되고, 공급 라인(22)에 밸브(V22)가 마련되고, 배기 라인(23)에 펌프(P)가 연결되어 있다.
성막 장치(10)에는, 히터(14), 직류 전원(15), 밸브(V21), 밸브(V22) 및 펌프(P)의 동작을 제어하는 제어부(30)가 마련되어 있다. 제어부(30)는, 예를 들어 컴퓨터로 구성되고, 중앙 처리 장치(central processing unit: CPU) 및 메모리 등의 기억 매체를 구비한다. 기억 매체에는, 성막 장치(10)에서 실행되는 각종 처리를 제어하는 프로그램이 저장된다. 제어부(30)는, 기억 매체에 기억된 프로그램을 CPU에 실행시킴으로써, 성막 장치(10)의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(30)는, 입력 인터페이스 및 출력 인터페이스를 구비한다. 제어부(30)는, 입력 인터페이스에서 외부로부터의 신호를 수신하고, 출력 인터페이스에서 외부로 신호를 송신한다.
상기 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체에 기억되어 있던 것으로서, 그 기억 매체로부터 제어부(30)의 기억 매체에 인스톨된 것이어도 된다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기억 매체로서는, 예를 들어 하드 디스크(hard disk: HD), 플렉시블 디스크(flexible disk: FD), 광학 디스크(optical disk: OD), 마그네트 옵티컬 디스크(magneto-optical disk: MO), 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive: SSD), 메모리 카드 등을 들 수 있다. 또한, 프로그램은, 인터넷을 통해서 서버로부터 다운로드되어, 제어부(30)의 기억 매체에 인스톨되어도 된다.
이어서, 성막 장치(10)를 사용한, 실시 형태에 따른 질화갈륨막의 형성 방법에 대해서 설명한다. 도 2는, 실시 형태에 따른 질화갈륨막의 형성 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 3은, 실시 형태에 따른 질화갈륨막의 형성 방법에서의 온도 변화를 도시하는 도면이다.
실시 형태에 따른 질화갈륨막의 형성 방법은, 진공 챔버(11) 내에 웨이퍼(W)를 반입하는 공정(스텝 S101), 웨이퍼(W)를 가열하는 공정(스텝 S102) 및 진공 챔버(11) 내의 클리닝을 행하는 공정(스텝 S103)을 갖는다. 실시 형태에 따른 질화갈륨막의 형성 방법은, 또한 프리스퍼터 처리를 행하는 공정(스텝 S104), 스퍼터 처리를 행하는 공정(스텝 S105) 및 웨이퍼(W)를 냉각하는 공정(스텝 S106) 및 웨이퍼(W)를 진공 챔버(11)로부터 반출하는 공정(스텝 S107)을 갖는다. 이하, 각각의 공정에 대해서 구체적으로 설명한다.
스텝 S101 전의 대기 시에, 제어부(30)는 펌프(P)를 구동시켜서, 진공 챔버(11) 내를 고진공으로 해 둔다. 예를 들어, 진공 챔버(11) 내의 압력을 10-7Pa 이하로 해 둔다. 그리고, 스텝 S101에서, 진공 챔버(11) 내에 웨이퍼(W)를 반입하여, 웨이퍼 홀더(12)에 웨이퍼(W)를 보유 지지시킨다. 이때, 히터(14)에 의해 웨이퍼 홀더(12)의 온도를, 예를 들어 180℃ 내지 220℃로 예비 가열해 두어도 된다. 또한, 진공 챔버(11)에의 반입 전에 웨이퍼(W)의 초음파 세정을 행해 두는 것이 바람직하다. 예를 들어, 초음파 세정은 아세톤 및 에탄올을 사용해서 행하고, 초음파 세정의 시간은 5분간 내지 10분간으로 한다.
스텝 S102에서는, 히터(14)에 전류를 공급하여, 웨이퍼 홀더(12)를 통해서 웨이퍼(W)를 가열한다. 웨이퍼(W)의 도달 온도는, 예를 들어 성막 온도보다도 50℃ 높은 온도로 한다. 스텝 S102의 기간은 도 3 중의 기간 t1에 상당한다.
스텝 S103에서는, 웨이퍼 홀더(12)의 온도를 성막 온도보다도 50℃ 높은 온도로 유지하면서, 고진공 하에서 진공 챔버(11) 내의 부재, 특히 웨이퍼 홀더(12)의 근방에 마련된 부재의 클리닝을 행한다. 클리닝의 시간은, 예를 들어 5분간 내지 15분간으로 한다. 스텝 S103의 기간은 도 3 중의 기간 t2에 상당한다.
스텝 S104에서는, 프리스퍼터 처리를 행한다. 구체적으로는, 웨이퍼(W)의 온도를 성막 온도까지 내리고, 셔터(16)를 닫은 상태에서, 밸브(V21 및 V22)의 개방도를 조정하여, 질소 가스 및 아르곤 가스를 진공 챔버(11) 내에 공급하면서, 직류 전원(15)으로부터 웨이퍼 홀더(12)와 캐소드(13)의 사이에 직류 전압을 인가한다. 프리스퍼터 처리에서는, 타깃(T)으로부터 질화갈륨의 스퍼터 입자가 비산하지만, 셔터(16)가 닫혀 있기 때문에, 스퍼터 입자는 웨이퍼(W)에는 도달하지 않는다. 프리스퍼터 처리 동안에, 타깃(T)으로부터의 스퍼터 입자의 비산이 안정된다. 예를 들어, 프리스퍼터 처리의 시간은 3분간 내지 7분간으로 한다. 스텝 S104의 기간은 도 3 중의 기간 t3에 상당한다.
스텝 S105에서는, 스퍼터 처리를 행한다. 구체적으로는, 셔터(16)를 개방하여, 질소 가스 및 아르곤 가스의 공급 및 직류 전원(15)으로부터의 전압의 인가를 계속한다. 스퍼터 처리에서는, 셔터(16)가 개방되어 있기 때문에, 타깃(T)으로부터 비산된 질화갈륨의 스퍼터 입자가 웨이퍼(W) 상에 퇴적되어, 웨이퍼(W) 상에 질화갈륨막이 성장한다. 또한, 직류 전압은 간헐적으로 인가한다. 즉, 펄스 스퍼터링을 행한다. 성막 온도 및 분위기 등의 성막 조건의 상세에 대해서는 후술한다. 스텝 S105의 기간은 도 3 중의 기간 t4에 상당한다.
스텝 S106에서는, 질소 가스 및 아르곤 가스의 공급, 히터(14)에의 통전 그리고 직류 전압의 인가를 정지하고, 웨이퍼(W)를 냉각한다. 스텝 S106의 기간은 도 3 중의 기간 t5에 상당한다.
스텝 S107에서는, 웨이퍼(W)의 온도가 미리 정해진 온도에 달했을 즈음에 웨이퍼(W)를 진공 챔버(11)로부터 반출한다.
이와 같이 하여 웨이퍼(W) 상에 질화갈륨막을 형성할 수 있다.
여기서, 성막 조건의 상세에 대해서 설명한다.
(성막 온도: 560℃ 내지 650℃)
스텝 S105의 스퍼터 처리에서는, 웨이퍼(W)의 온도를 560℃ 이상 650℃ 이하로 한다. 웨이퍼(W)의 온도가 560℃ 미만이면, 웨이퍼(W)의 표면에 공급된 갈륨의 증발량이 감소하여 상대적으로 퇴적량은 증가한다. 과잉의 갈륨에 대하여 질화가 부족함으로써 미 질화의 갈륨 원소가 잔류하여, 표면 확산에 의해 웨이퍼(W) 상에서 응집되기 쉽다. 갈륨의 응집이 생기면, 질화갈륨막 내에서 질소가 상대적으로 부족하다. 즉, 질화갈륨막에 질소 결손에 의한 점 결함이 생기기 쉽다. 그 결과, 결정성이 낮아, 충분한 광학 특성이 얻어지지 않는다. 따라서, 웨이퍼(W)의 온도는 560℃ 이상으로 하고, 바람직하게는 570℃ 이상으로 한다. 한편, 웨이퍼(W)의 온도가 650℃ 초과이면, 웨이퍼(W) 상에서 질화갈륨의 열분해가 촉진되어, 질화갈륨막의 표면에 거칠음이 생기기 쉽다. 그 결과, 충분한 평탄성이 얻어지지 않는다. 또한, 질화갈륨의 열분해에 따라 성막 속도가 저하되기도 한다. 따라서, 웨이퍼(W)의 온도는 650℃ 이하로 하고, 바람직하게는 630℃ 이하로 하고, 보다 바람직하게는 610℃ 이하로 한다.
(질소의 유량의 비율: 6％ 내지 18％)
스텝 S105의 스퍼터 처리에서는, 질소의 유량과 아르곤의 유량의 합에 대한 질소의 유량의 비율(RN2)을 6％ 이상 18％ 이하로 한다. 비율(RN2)이 6％ 미만이면, 갈륨과 반응하는 질소가 부족해서, 갈륨이 웨이퍼(W) 상에서 응집하여, 질화갈륨막에 질소 결손에 의한 점 결함이 생기기 쉽다. 그 결과, 충분한 결정성이 얻어지지 않는다. 따라서, 비율(RN2)은 6％ 이상으로 하고, 바람직하게는 8％ 이상으로 한다. 한편, 비율(RN2)이 18％ 초과이면, 갈륨이 웨이퍼(W)의 표면 상에서 확산하기 어려워, 질화갈륨막의 표면에 거칠음이 생기기 쉽다. 그 결과, 충분한 평탄성이 얻어지지 않는다. 따라서, 비율(RN2)은 18％ 이하로 하고, 바람직하게는 15％ 이하로 한다. 질소의 유량과 아르곤의 유량의 합은, 예를 들어 50sccm 내지 1000sccm으로 한다.
(압력: 1.0Pa 이상)
스텝 S105의 스퍼터 처리에서는, 바람직하게는 진공 챔버(11) 내의 압력(스퍼터 압력)을 1.0Pa 이상으로 한다. 스퍼터 압력이 1.0Pa 미만이면, 타깃(T)으로부터 비산된 스퍼터 입자가 과도하게 고속으로 웨이퍼(W)에 충돌하여, 웨이퍼(W)에 대미지가 생겨서, 결정 결함이 생기는 경우가 있다. 질화갈륨막 내의 결정 결함이 많을수록, 옐로우 밴드 파장대의 광 발광 강도가 높아진다. 따라서, 진공 챔버(11) 내의 압력은 바람직하게는 1.0Pa 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 5.0Pa 이상, 더욱 바람직하게는 10.0Pa 이상으로 한다.
(출력 밀도: 2W/cm2 내지 40W/cm2)
스텝 S105의 스퍼터 처리에서는, 바람직하게는 출력 밀도를 2W/cm2 이상 40W/cm2 이하로 한다. 출력 밀도가 2W/cm2 미만이면, 타깃(T)의 주위에 플라스마를 유지하는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 따라서, 출력 밀도는 바람직하게는 2W/cm2 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 5W/cm2 이상으로 한다. 한편, 출력 밀도가 40W/cm2 초과이면, 타깃(T)의 온도가 과도하게 높아지는 경우가 있다. 따라서, 출력 밀도는 바람직하게는 40W/cm2 이하로 하고, 보다 바람직하게는 15W/cm2 이하로 한다. 또한, 예를 들어 펄스 온 시간을 300μ초 이상, 그 비율(듀티비)을 50％ 이하로 함으로써, 출력 밀도를 2W/cm2 내지 40W/cm2로 할 수 있다.
(타깃(T)의 불순물의 농도)
타깃(T)에 포함되는 불순물로서, 산소(O) 및 탄소(C)를 들 수 있다. 이들 중 적어도 한쪽의 농도가 2.0×1018원자/cm3 초과이면, 형성되는 질화갈륨막 내의 불순물 농도도 높아지고, 옐로우 밴드 파장대의 광 발광 강도가 높아진다. 따라서, 타깃(T)의 산소 및 탄소의 농도는, 각각 바람직하게는 2.0×1018원자/cm3 이하이고, 보다 바람직하게는 1.0×1017원자/cm3 이하이고, 더욱 바람직하게는 1.0×1016원자/cm3 이하이다.
타깃(T)으로서는, 예를 들어 스퍼터면이 +c축으로 배향한 단결정 또는 다결정의 타깃을 사용할 수 있다. 이러한 단결정 또는 다결정의 타깃은, 예를 들어 액상 성장법 또는 기상 성장법에 의해 제작할 수 있다. 액상 성장법으로서는, 암모노써멀법 및 나트륨(Na) 플럭스법을 들 수 있다. 기상 성장법으로서는, 하이드라이드 기상 성장(hydride vapor phase epitaxy: HVPE)법 및 할로겐 프리 기상 성장(halogen-free vapor phase epitaxy: HFVPE)법을 들 수 있다. 타깃(T)의 밀도는 99％ 이상인 것이 바람직하다. 타깃(T)으로서, 질화갈륨의 소결 타깃을 사용해도 된다.
(진공 챔버(11))
진공 챔버(11)로서는, 성장 온도에 있어서 1×10-5Pa 이하의 진공도를 달성할 수 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 진공 챔버(11) 내에서 발생하는 불순물의 질화갈륨막에의 혼입을 억제하기 위해서이다.
진공 챔버(11) 내에, 질화갈륨막에 도전형을 부여하는 물질의 타깃을 설치하기 위한 캐소드가 마련되어 있어도 된다. 질화갈륨막에 도전형을 부여하는 물질로서는, 마그네슘(Mg) 및 실리콘(Si)을 들 수 있다. 마그네슘을 첨가함으로써 p형 GaN막을 형성할 수 있고, 실리콘을 첨가함으로써 n형 GaN막을 형성할 수 있다.
진공 챔버(11) 내에, 질화갈륨막을 혼정으로 하는 물질의 타깃을 설치하기 위한 캐소드가 마련되어 있어도 된다. 질화갈륨막을 혼정으로 하는 물질로서는, 알루미늄(Al) 및 인듐(In)을 들 수 있다. 알루미늄을 함유시킴으로써 AlGaN막을 형성할 수 있고, In을 함유시킴으로써 InGaN막을 형성할 수 있다. 즉, 본 개시에 의해 형성되는 질화물 반도체막은 질화갈륨막에 한정되지 않는다. GaN막, AlGaN막 및 InGaN막은, 예를 들어 LED 등의 광 디바이스뿐만 아니라, 고전자 이동도 트랜지스터(high electron mobility transistor: HEMT) 등의 전자 디바이스에 사용할 수 있다.
이와 같이, 질화갈륨의 타깃을 간헐적으로 스퍼터할 때, 성막하는 질화갈륨에 혼입시키는 물질의 타깃을 간헐적으로 스퍼터해도 된다. 마그네슘, 실리콘, 알루미늄 또는 인듐의 타깃은, 이들 물질의 단체의 타깃이어도 되고, 질화물 등의 화합물의 타깃이어도 된다.
(웨이퍼(W))
웨이퍼(W)로서는, 질화갈륨막이 형성되는 면에, 단결정의 질화갈륨층을 구비하는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 결정성이 양호한 질화갈륨막을 형성하기 위해서이다. 이러한 웨이퍼(W)로서는, 예를 들어 질화갈륨의 단결정 기판, 질화갈륨 단결정 템플릿 구비 사파이어 기판 또는 질화갈륨 단결정 템플릿 구비 실리콘 기판을 사용할 수 있다.
이어서, 구체적인 성막 조건과 형성되는 질화갈륨막의 특성의 관계에 대해서 설명한다. 표 1에 성막 조건과 질화갈륨막의 특성의 관계를 나타낸다. 또한, 표 1 중의 질화갈륨막의 특성에 관하여, 평탄성의 평가에서는, 표면 조도(RMS)가 0.5nm 이하인 것을 A, 0.5nm 초과 1.0nm 이하인 것을 B, 1.0nm 초과인 것을 C라 한다. 광학 특성의 평가에서는, 옐로우 밴드 파장대에 대한 밴드 단부 파장의 광 발광 강도비가 50 이상인 것을 A, 10 이상 50 미만인 것을 B, 10 미만인 것을 C라 한다. 불순물의 평가에서는, 산소 농도 및 탄소 농도가 모두 1.0×1018원자/cm3 이하인 것을 A, 산소 농도 또는 탄소 농도 또는 이들 양쪽이 1.0×1018원자/cm3 초과인 것을 B라 한다.
Figure pct00001
표 1에 나타낸 바와 같이, 조건 No.1 내지 No.2에서는, 성막 온도가 하한값 미만이기 때문에, 질소 결손이 생겨서 결정성이 낮아, 충분한 광학 특성이 얻어지지 않는다. 조건 No.3 내지 No.11에서는, 적절한 온도 조건에서 성막이 행해지기 때문에, 양호한 평탄성 및 광학 특성이 얻어진다. 조건 No.4 내지 No.7에서는, 성막 온도가 바람직한 범위 내에 있기 때문에, 특히 우수한 평탄성 및 광학 특성이 얻어진다. 조건 No.12 내지 No.14에서는, 성막 온도가 상한값 초과이기 때문에, 질화갈륨의 열분해가 촉진되어, 충분한 평탄성이 얻어지지 않는다.
조건 No.15에서는, 질소의 유량의 비율(RN2)이 하한값 미만이기 때문에, 질소 결손이 생겨서 결정성이 낮아, 충분한 광학 특성이 얻어지지 않는다. 조건 No.16 내지 No.22에서는, 적절한 조건에서 성막이 행해지기 때문에, 양호한 평탄성 및 광학 특성이 얻어진다. 조건 No.18 내지 No.21에서는, 비율(RN2)이 바람직한 범위 내에 있기 때문에, 특히 우수한 평탄성 및 광학 특성이 얻어진다. 조건 No.23에서는, 비율(RN2)이 상한값 초과이기 때문에, 갈륨이 웨이퍼(W)의 표면 상에서 확산하기 어려워, 충분한 평탄성이 얻어지지 않는다.
조건 No.19 내지 No.20에서는, 타깃의 산소 농도 및 탄소 농도가 바람직한 범위 내에 있기 때문에, 특히 우수한 평탄성 및 광학 특성이 얻어진다.
이상, 바람직한 실시 형태 등에 대해서 상세하게 설명했지만, 상술한 실시 형태 등에 제한되지 않고, 청구범위에 기재된 범위를 일탈하지 않고, 상술한 실시 형태 등에 다양한 변형 및 치환을 가할 수 있다.
본원은, 일본 특허청에 2018년 10월 9일에 출원된 기초 출원 2018-191242호의 우선권을 주장하는 것이며, 그 전체 내용을 참조에 의해 여기에 원용한다.
10: 성막 장치
11: 진공 챔버
12: 웨이퍼 홀더
13: 캐소드
14: 히터
15: 직류 전원
21, 22: 공급 라인
23: 배기 라인
30: 제어부
V21, V22: 밸브
P: 펌프

Claims (9)

  1. 질소 및 아르곤을 포함하는 진공 챔버 내에서 질화갈륨의 타깃을 간헐적으로 스퍼터하는 공정과,
    상기 진공 챔버 내에서 상기 타깃으로부터 비산된 질화갈륨의 스퍼터 입자를, 온도가 560℃ 이상 650℃ 이하의 대상물 상에 퇴적시키는 공정
    을 갖고,
    상기 진공 챔버에 공급하는 질소의 유량과 아르곤의 유량의 합에 대한 질소의 유량의 비율을 6％ 이상 18％ 이하로 하는, 질화물 반도체막의 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 스퍼터 입자를 퇴적시킬 때의 상기 대상물의 온도를 570℃ 이상 630℃ 이하로 하는, 질화물 반도체막의 형성 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 진공 챔버에 공급하는 질소의 유량과 아르곤의 유량의 합에 대한 질소의 유량의 비율을 8％ 이상 15％ 이하로 하는, 질화물 반도체막의 형성 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공 챔버 내의 압력을 1.0Pa 이상으로 하는, 질화물 반도체막의 형성 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 타깃을 간헐적으로 스퍼터하는 공정에서의 출력 밀도를 2W/cm2 이상 40W/cm2 이하로 하는, 질화물 반도체막의 형성 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 타깃의, 산소 및 탄소의 농도가, 각각 1×1017원자/cm3 이하인, 질화물 반도체막의 형성 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 타깃의 상기 대상물과 대향하는 면이 +c축으로 배향하고 있는, 질화물 반도체막의 형성 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대상물은, 상기 타깃과 대향하는 면에 단결정의 질화갈륨층을 갖는, 질화물 반도체막의 형성 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 질화갈륨의 타깃을 간헐적으로 스퍼터하는 공정에 더하여, 상기 질화갈륨에 혼입시키는 물질의 타깃을 간헐적으로 스퍼터하는 공정을 갖는, 질화물 반도체막의 형성 방법.
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