【手続補正書】
【提出日】平成23年10月19日(2011.10.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化化合物半導体構造を製造する方法であって、
第１のIII族前駆物質及び第１の窒素前駆物質を第１の処理チャンバ内に流すステップであって、前記第１のIII族前駆物質が第１のIII族元素を備えるステップと、
前記第１のIII族前駆物質及び第１の窒素前駆物質を使用して、前記第１の処理チャンバ内で、熱化学気相堆積プロセスを用いて第１の基板上に第１の層を堆積させるステップであって、前記第１の層が窒素及び前記第１のIII族元素を備えるステップと、
前記第１の層を堆積させるための温度よりも高い温度で、前記第１の処理チャンバ内に、前記第１のIII族元素及び前記第１の窒素前駆物質を備える前記第１のIII族前駆物質を流すステップと、
前記第１の層を堆積させるための温度よりも高い温度で、前記第１のIII族前駆物質及び前記第１の窒素前駆物質を使用して、前記第１の処理チャンバ内で、前記第１の層の上に窒素及び前記第１のIII族元素を備える第２の層を堆積させるステップと、
前記第２の層の堆積後に、前記第１の基板を前記第１の処理チャンバから、前記第１の処理チャンバとは異なる第２の処理チャンバへ移送するステップと、
第２のIII族前駆物質及び第２の窒素前駆物質を前記第２の処理チャンバ内に流すステップであって、前記第２のIII族前駆物質が、前記第１のIII族前駆物質によって備えられていない第２のIII族元素を備えるステップと、
前記第２のIII族前駆物質及び第２の窒素前駆物質を使用して、前記第２の処理チャンバ内で熱化学気相堆積プロセスを用いて、前記第２の層上に第３の層を堆積させるステップと、
を備える方法。
【請求項２】
前記第１の基板を前記第１の処理チャンバから前記第２の処理チャンバへ移送するステップが、
９０％超のＮ２を有する雰囲気中で、前記基板を移送するステップを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の基板を前記第１の処理チャンバから前記第２の処理チャンバへ移送するステップが、
９０％超のＮＨ３を有する雰囲気中で、前記基板を移送するステップを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の基板を前記第１の処理チャンバから前記第２の処理チャンバへ移送するステップが、
９０％超のＨ２を有する雰囲気中で、前記基板を移送するステップを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の基板を前記第１の処理チャンバから前記第２の処理チャンバへ移送するステップが、
２００℃超の温度を有する雰囲気中で、前記基板を移送するステップを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のIII族前駆物質及び第１の窒素前駆物質と共に、第１のキャリアガスを流すステップをさらに備え、前記第１のキャリアガスが、Ｎ２及びＨ２からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のIII族前駆物質及び第２の窒素前駆物質と共に、第２のキャリアガスを流すステップをさらに備え、前記第２のキャリアガスが、Ｎ２及びＨ２からなる群から選択される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２のIII族前駆物質及び第２の窒素前駆物質と共に、第３のIII族前駆物質を前記第２の処理チャンバ内に流すステップをさらに備え、前記第３のIII族前駆物質が前記第１のIII族元素を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のIII族元素がガリウムであり、
前記第２のIII族元素がアルミニウムであり、
前記第１の層がＧａＮ層を備え、
前記第２の層がｎ−ＧａＮ層を備え、
前記第３の層がＡｌＧａＮ層を備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のIII族元素がガリウムであり、
前記第２のIII族元素がインジウムであり、
前記第１の層がＧａＮ層を備え、
前記第２の層がｎ−ＧａＮ層を備え、
前記第３の層がＩｎＧａＮ層を備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のIII族元素がガリウムであり、
前記第２のIII族元素がアルミニウム及びインジウムを含み、
前記第１の層がＧａＮ層を備え、
前記第２の層がｎ−ＧａＮ層を備え、
前記第３の層がＡｌＩｎＧａＮ層を備える、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のIII族前駆物質がガリウム前駆物質を備え、前記第１の層がＧａＮ層を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第３の層を堆積する前に、前記第２の処理チャンバ内で、前記第２の層の上に転移層を堆積させるステップをさらに備え、前記転移層が、前記第１の層と同じ化学的組成を有し、かつ１０，０００Åより小さい厚さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の処理チャンバが、窒素及びIII族元素を備える材料物質の急速な成長を提供できるように適合されている、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の処理チャンバが、窒素及びIII族元素を備える堆積された材料物質の均一性を高めることができるように適合されている、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
第３のIII族前駆物質及び第３の窒素前駆物質を、前記第１及び第２の処理チャンバとは異なる第３の処理チャンバ内に流すステップであって、前記第３のIII族前駆物質が第３のIII族元素を備えるステップと、
前記第３のIII族前駆物質及び第３の窒素前駆物質を使用して、前記第３の処理チャンバ内で、熱化学気相堆積プロセスを用いて第２の基板上に第３の層を堆積させるステップであって、前記第３の層が窒素及び前記第３のIII族元素を備えるステップと、
前記基板を前記第２の処理チャンバから移送するステップと、
前記基板を前記第２の処理チャンバから移送した後に、前記第２の基板を前記第３の処理チャンバから前記第２の処理チャンバへ移送し、前記第２の処理チャンバ内で、前記第３の層の上に第４の層を堆積させるステップと、
をさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の処理チャンバが、前記基板を前記第２の処理チャンバから移送するステップと、前記第２の基板を前記第２の処理チャンバ内に移送するステップとの間には洗浄されない、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
窒化化合物半導体構造を製造する方法であって、
第１のガリウム含有前駆物質、第１の窒素含有前駆物質及び第１のキャリアガスを第１の処理チャンバ内に流すステップであって、前記第１の処理チャンバが、ＧａＮの急速な成長を提供できるように適合されているステップと、
前記第１のガリウム含有前駆物質及び前記第１の窒素含有前駆物質を使用して、前記第１の処理チャンバ内で熱化学気相堆積プロセスを用いて、基板上にＧａＮ層を堆積させるステップであって、前記ＧａＮ層を堆積させるステップは、
前記基板上にバッファＧａＮ層を堆積させるステップと、
前記バッファＧａＮ層を堆積させるための温度よりも高い温度で、前記バッファＧａＮ層の上にｎ−ＧａＮ層を堆積させるステップとを備えるステップと、
９０％超のＮ２、Ｈ２又はＮＨ３を有する雰囲気中で、前記基板を前記第１の処理チャンバから第２の処理チャンバへ移送するステップであって、前記第２の処理チャンバが、堆積された材料物質の均一性を高めることができるように適合されているステップと、
前記第２の処理チャンバ内で、前記ＧａＮ層上に、１０，０００Åより小さい厚さを有するＧａＮ転移層を堆積させるステップと、
第２のガリウム含有前駆物質、III族前駆物質、第２の窒素含有前駆物質及び第２のキャリアガスを、前記第２の処理チャンバ内に流すステップであって、前記III族前駆物質が、ガリウムとは異なるIII族元素を備えるステップと、
前記第２のガリウム含有前駆物質、前記III族前駆物質及び前記第２の窒素含有前駆物質を使用して、前記第２の処理チャンバ内で熱化学気相堆積プロセスを用いて、前記ＧａＮ転移層の上にIII族−Ｇａ−Ｎ層を堆積させるステップと、
を備える方法。
【請求項１９】
前記III族前駆物質が、アルミニウム含有前駆物質であり、前記III族−Ｇａ−Ｎ層が、ＡｌＧａＮ層である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記III族前駆物質が、インジウム含有前駆物質であり、前記III族−Ｇａ−Ｎ層が、ＩｎＧａＮ層である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記III族前駆物質が、アルミニウム含有前駆物質及びインジウム含有前駆物質を含み、
前記III族−Ｇａ−Ｎ層がＡｌＩｎＧａＮ層である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
第１の基板ホルダを含む第１の処理チャンバを画成する第１のハウジングと、
第２の基板ホルダを含む第２の処理チャンバを画成する第２のハウジングであって、前記第２の処理チャンバが前記第１の処理チャンバとは異なる前記第２のハウジングと、
第３の基板ホルダを含む第３の処理チャンバを画成する第３のハウジングと、
制御された環境中で、前記第１、第２及び第３の基板ホルダの間で基板を移送するように適合されたロボット移送システムと、
前記第１、第２及び第３の処理チャンバ内にガスを導入するように構成されたガス送出システムと、
前記第１、第２及び第３の処理チャンバ内で、選択された圧力を維持する圧力制御システムと、
前記第１、第２及び第３の処理チャンバ内で、選択された温度を維持する温度制御システムと、
前記ロボット移送システム、前記ガス送出システム、前記圧力制御システム及び前記温度制御システムを制御するコントローラであって、前記コントローラは、
第１のIII族元素を備える第１のIII族前駆物質、第１の窒素前駆物質及び第１のキャリアガスを前記第１の処理チャンバ内に流すように前記ガス送出システムを制御し、
前記第１の処理チャンバ内で熱化学気相堆積プロセスを用いて、前記基板上に窒素及び第１のIII族元素を備える第１の層を堆積させるように前記圧力制御システム及び温度制御システムを制御し、
前記第１の層の堆積後に、前記基板を前記第１の処理チャンバから前記第２の処理チャンバへ移送するように前記ロボット移送システムを制御し、
前記第１のIII族前駆物質によって備えられていない第２のIII族元素を備える第２のIII族前駆物質、第２の窒素前駆物質及び第２のキャリアガスを前記第２の処理チャンバ内に流すように前記ガス送出システムを制御し、
前記第２の処理チャンバ内で熱化学気相堆積プロセスを用いて、前記第１の層の上に第２の層を堆積するように、前記圧力制御システム及び温度制御システムを制御するコントローラを備えるクラスタツール。
【請求項２３】
前記基板が、９０％超のＮ２、９０％超のＮＨ３又は９０％超のＨ２を有する雰囲気中で、前記第１の処理チャンバから前記第２の処理チャンバへ移送される、請求項２２に記載のクラスタツール。
【請求項２４】
前記基板が、２００℃超の温度を有する雰囲気中で、前記第１の処理チャンバから前記第２の処理チャンバへ移送される、請求項２２に記載のクラスタツール。
【請求項２５】
前記コンピュータ可読プログラムがさらに、前記第２のIII族前駆物質及び前記第２の窒素前駆物質と共に、第３のIII族前駆物質を前記第２の処理チャンバ内に流すように、前記ガス送出システムを制御する命令を含み、前記第３のIII族前駆物質が前記第１のIII族元素を備える、請求項２２に記載のクラスタツール。
【請求項２６】
前記第１のIII族元素がガリウムであり、
前記第２のIII族元素がアルミニウムであり、
前記第１の層がバッファＧａＮ層及びｎ−ＧａＮ層を備え、
前記第２の層がＡｌＧａＮ層を備える、請求項２２に記載のクラスタツール。
【請求項２７】
前記第１のIII族元素がガリウムであり、
前記第２のIII族元素がインジウムであり、
前記第１の層がバッファＧａＮ層及びｎ−ＧａＮ層を備え、
前記第２の層がＩｎＧａＮ層を備える、請求項２２に記載のクラスタツール。
【請求項２８】
前記第１のIII族元素がガリウムであり、
前記第２のIII族元素がアルミニウム及びインジウムを含み、
前記第１の層がＧａＮ層及びｎ−ＧａＮ層を備え、
前記第２の層がＡｌＩｎＧａＮ層を備える、請求項２２に記載のクラスタツール。
【請求項２９】
前記コントローラがさらに、前記第２の層を堆積する前に、前記第２の処理チャンバ内で、前記第１の層の上に転移層を堆積させるように、前記ガス送出システム、圧力制御システム及び温度制御システムを制御するように構成され、前記転移層が、前記第１の層と実質的に同じ化学的組成を有する、請求項２２に記載のクラスタツール。
【請求項３０】
前記第１の処理チャンバが、窒素及びIII族元素を備える材料物質の急速な成長を提供できるように適合されている、請求項２２に記載のクラスタツール。
【請求項３１】
前記第２の処理チャンバが、窒素及びIII族元素を備える堆積された材料物質の均一性を高めることができるように適合されている、請求項２２に記載のクラスタツール。
【請求項３２】
前記基板上に前記第１の層を堆積させるステップの前に、前記第１の処理チャンバ内に形成されたガス反応領域を塩素ガスを含む洗浄ガスにさらすステップ、又は前記基板上に前記第３の層を堆積させるステップの前に、前記第２の処理チャンバ内に形成されたガス反応領域を塩素ガスを含む洗浄ガスにさらすステップを更に備える、請求項１又は１８に記載の方法。
【請求項３３】
少なくとも部分的に窒化化合物デバイスを形成するために１以上の基板を処理する方法であって、
第１の処理チャンバの処理領域内に配置された１以上の基板の表面上に、ドーピングされたIII族窒化層を堆積するステップであって、前記ドーピングされたIII族窒化層を堆積するステップは、ドーパント前駆物質、ガリウム含有前駆物質及び第１の窒素含有前駆物質を前記１以上の基板の表面に流すステップを備えるステップと、
制御された雰囲気中で、前記１以上の基板を前記第１の処理チャンバから第２の処理チャンバへ移送するステップと、
前記第２の処理チャンバの処理領域内の前記ドーピングされたIII族窒化層の上に第２のIII族窒化層を堆積するステップであって、前記第２のIII族窒化層を堆積するステップは、前駆物質、ガリウム含有前駆物質及び第２の窒素含有前駆物質を前記１以上の基板の表面に流すステップを備えるステップとを備える方法。
【請求項３４】
前記ドーピングされたIII族窒化層はｎ−ＧａＮ層を備え、前記第２のIII族窒化層はＩｎＧａＮ層を備える請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
塩素ガスを備える洗浄用前駆物質ガスを、前記第１の処理チャンバの処理領域へ送り、これによって上に堆積した前記ドーピングされたIII族窒化層の一部を除去するステップ、又は
前記洗浄用前駆物質ガスを、前記第２の処理チャンバの処理領域へ送り、これによって上に堆積した前記第２のIII族窒化層の一部を除去するステップをさらに備える請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
１以上のドーピングされたIII族窒化層が前記第１の処理チャンバ内に形成された後に、前記第１の処理チャンバの処理領域の表面上に堆積された前記ドーピングされたIII族窒化層の少なくとも一部を除去するステップであって、前記ドーピングされたIII族窒化層の少なくとも一部を除去するステップは、塩素ガスを備える洗浄用前駆物質ガスを前記ドーピングされたIII族窒化層に送るステップを備えるステップと、
１以上の第２のIII族窒化層が前記第２の処理チャンバ内に形成された後に、前記第２の処理チャンバの処理領域の表面上に堆積された前記第２のIII族窒化層の少なくとも一部を除去するステップであって、前記第２のIII族窒化層の少なくとも一部を除去するステップは、塩素ガスを備える洗浄用前駆物質ガスを前記第２のIII族窒化層に送るステップとをさらに備え、
前記ドーピングされたIII族窒化層の一部を前記第１のチャンバの表面から除去するステップは、前記第２のIII族窒化層の一部を前記第２の処理チャンバの表面から除去するステップとは異なる頻度で実行される請求項３３に記載の方法。
【請求項３７】
前記ドーピングされたIII族窒化層を前記１以上の基板の表面上に堆積する前に、前記１以上の基板の表面を、塩素を備えるガスにさらすステップをさらに備える請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記ガリウム含有前駆物質及び前記第１の窒素前駆物質を使用して、前記第２の処理チャンバ内で、前記ドーピングされたIII族窒化層の上に、窒素及びガリウムを備える遷移層を堆積するステップをさらに含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
少なくとも部分的に窒化化合物デバイスを形成するために１以上の基板を処理する方法であって、
第１の処理チャンバの処理領域内に配置された１以上の基板の表面上に、第１のIII族窒化層を堆積するステップであって、前記第１のIII族窒化層を堆積するステップは、第１のガリウム含有前駆物質及び第１の窒素含有前駆物質を前記１以上の基板の表面に流すステップを備えるステップと、
制御された雰囲気中で、前記１以上の基板を前記第１の処理チャンバから第２の処理チャンバへ移送するステップと、
前記第２の処理チャンバの処理領域内の前記第１のIII族窒化層の上に第２のIII族窒化層を堆積するステップであって、前記第２のIII族窒化層は、ドーピングされた窒化ガリウム層を備えるステップとを備える方法。
【請求項４０】
前記第１のIII族窒化層はｎ−ＧａＮを備え、前記第２のIII族窒化層はｐ−ＡｌＧａＮ層を備える請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
塩素ガスを備える洗浄用前駆物質ガスを、前記第１の処理チャンバの処理領域へ送り、これによって上に堆積した前記第１のIII族窒化層の一部を除去するステップ、又は
前記洗浄用前駆物質ガスを、前記第２の処理チャンバの処理領域へ送り、これによって上に堆積した前記第２のIII族窒化層の一部を除去するステップをさらに備える請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
１以上の第１のIII族窒化層が前記第１の処理チャンバ内に形成された後に、前記第１の処理チャンバの処理領域の表面上に堆積された前記第１のIII族窒化層の少なくとも一部を除去するステップであって、前記第１のIII族窒化層の少なくとも一部を除去するステップは、塩素ガスを備える洗浄用前駆物質ガスを前記第１のIII族窒化層に送るステップを備えるステップと、
１以上の第２のIII族窒化層が前記第２の処理チャンバ内に形成された後に、前記第２の処理チャンバの処理領域の表面上に堆積された前記第２のIII族窒化層の少なくとも一部を除去するステップであって、前記第２のIII族窒化層の少なくとも一部を除去するステップは、塩素ガスを備える洗浄用前駆物質ガスを前記第２のIII族窒化層に送るステップを備えるステップとをさらに備え、
前記第１のIII族窒化層の一部を前記第１のチャンバの表面から除去するステップは、前記第２のIII族窒化層の一部を前記第２の処理チャンバの表面から除去するステップとは異なる頻度で実行される請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
前記第１のIII族窒化層を前記１以上の基板の表面上に堆積する前に、前記１以上の基板の表面を、塩素を備えるガスにさらすステップをさらに備える請求項３９に記載の方法。
【請求項４４】
少なくとも部分的に窒化化合物デバイスを形成するために１以上の基板を処理する方法であって、
第１の処理チャンバの処理領域内に配置された１以上の基板の表面上に、第１のIII族窒化層を形成するステップであって、前記第１のIII族窒化層を形成するステップは、第１のガリウム含有前駆物質及び第１の窒素含有前駆物質を前記１以上の基板の表面に流すステップを備えるステップと、
制御された雰囲気中で、前記１以上の基板を前記第１の処理チャンバから第２の処理チャンバへ移送するステップと、
前記第２の処理チャンバの処理領域内の前記第１のIII族窒化層の上に第２のIII族窒化層を形成するステップであって、前記第２のIII族窒化層は、三元のIII族窒化層を備えるステップと、
前記制御された雰囲気を通して、前記１以上の基板を前記第２の処理チャンバから第３の処理チャンバへ移送するステップと、
前記第３の処理チャンバの処理領域内の前記第２のIII族窒化層の上に第３のIII族窒化層を形成するステップとを備える方法。