[发明专利]气相生长装置及气相生长方法

说明书

技术领域

本发明涉及提供气体进行成膜的气相生长装置及气相生长方法。

背景技术

作为成膜品质高并且厚的半导体膜的方法，有通过气相生长在晶片等基板上生长单晶膜的外延生长技术。使用外延生长技术的气相生长装置中将晶片载置在保持在常压或减压的反应室内的支承部上。并且，边加热该晶片边从反应室上部的例如淋浴头给晶片表面提供成为成膜原料的源气体（ソースガス）等生产气体。在晶片表面产生源气体的热反应等，在晶片表面形成外延单晶膜。

近年，作为发光装置或动力装置的材料，GaN（氮化鎵）类半导体装置被注目。作为将GaN类半导体成膜的外延生长技术，有金属有机化学气相沉积法（MOCVD法）。金属有机化学气相沉积法使用例如三甲基镓（TMG）、三甲基铟（TMI）、三甲基铝（TMA）等有机金属或氨（NH₃）等作为源气体。并且，为了抑制源气体之间的反应，有时使用氢（H₂）等作为隔离气体。

外延生长技术——尤其是MOCVD法，为了在晶体表面进行均匀的成膜，使源气体和隔离气体等适当地混合，以均匀的整流状态提供给晶片表面变得重要。日本JP-A2001-81569中记载了为了使不同的气体适当地混合，在将源气体导入反应室之前将其分离到不同的气体扩散室中的结构。

发明内容

本发明提供使生产气体流均匀并且稳定、能够在基板上形成均匀的膜的气相生长装置及气相生长方法。

本发明一个形态的气相生长装置的特征在于，具备：反应室；淋浴板，被配置在上述反应室的上部，具有：配置在第1水平面内、互相平行地延伸的多个第1横向气体流路；与上述第1横向气体流路连接、沿纵向延伸、在上述反应室一侧具有第1气体喷出孔的多个第1纵向气体流路；配置在比上述第1水平面靠上方的第2水平面内、沿与上述第1横向气体流路相同的方向而互相平行延伸的多个第2横向气体流路；以及与上述第2横向气体流路连接、经过上述第1横向气体流路之间沿纵向延伸、在上述反应室一侧具有第2气体喷出孔的多个第2纵向气体流路；该淋浴板给上述反应室内提供气体；以及，支承部，被设置在上述反应室内的上述淋浴板下方，能够载置基板。

本发明的一个形态的气相生长方法为使用了气相生长装置的气相生长方法，气相生长装置具备：反应室；淋浴板，被配置在上述反应室的上部，具有：配置在第1水平面内而互相平行地延伸的多个第1横向气体流路；与上述第1横向气体流路连接、沿纵向延伸、在上述反应室一侧具有第1气体喷出孔的多个第1纵向气体流路；配置在比上述第1水平面靠上方的第2水平面内、沿与上述第1横向气体流路相同的方向而互相平行延伸的多个第2横向气体流路；以及与上述第2横向气体流路连接、经过上述第1横向气体流路之间沿纵向延伸、在上述反应室一侧具有第2气体喷出孔的多个第2纵向气体流路，该淋浴板给上述反应室内提供气体；以及支承部，被设置在上述反应室内的上述淋浴板下方，能够载置基板；该气相生长方法的特征在于，将基板载置到上述支承部上；加热上述基板；从上述第1和第2气体喷出孔喷出工作气体；在上述基板表面形成半导体膜。

附图说明

图1为第1实施形态的气相生长装置的示意剖视图；

图2为第1实施形态的淋浴板的示意仰视图；

图3为图2的淋浴板的A-A剖视图；

图4A、4B、4C为图2的淋浴板的B-B、C-C、D-D剖视图；

图5为第2实施形态的淋浴板的示意仰视图；

图6为图5的淋浴板的E-E剖视图；

图7为第3实施形态的淋浴板的示意仰视图；

图8为图7的淋浴板的E-E剖视图；

图9为说明第3实施形态的淋浴板的效果的图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施形态。

另外，在本说明书中，将气相生长装置设置成能够成膜的状态下的重力方向定义为“下”，将其反方向定义为“上”。因此，“下部”意指相对于基准的重力方向的位置，“下方”意指相对于基准的重力方向。并且，“上部”意指相对于基准的与重力方向相反方向的位置，“上方”意指相对于基准的与重力方向相反的方向。并且，“纵向”为重力方向。

并且，本说明书中，“水平面”意指与重力方向垂直的面。

并且，本说明书中，“生产气体”为用来向基板上成膜的气体的总称，采用例如包含源气体、载体气体、隔离气体等的概念。

（第1实施形态）