(57)【要約】【課題】反応室より上下部材を取り出して表面に堆積した副生成物を除去する必要の生じる周期が大きく延長された気相成長装置を提供することを目的とする。【解決手段】  反応室と、前記反応室内に配置された上部部材と、前記反応室内に配置され、基板を保持可能な下部部材と、前記下部部材を保持するサセプタと、前記サセプタの下部に配置される加熱用ヒーターと、前記上部部材と前記下部部材との間に形成されるプロセスガス流路とを備え、前記上部部材または前記下部部材の少なくともいずれか一方の、前記プロセスガス流路側の面は、前記上部部材または前記下部部材とは異なる材料の表面層が形成され、前記表面層は表面に凹凸を有する気相成長装置である。【選択図】図１
2015103652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応室と、
前記反応室内に配置された上部部材と、
前記反応室内に配置され、基板を保持可能な下部部材と、
前記下部部材を保持するサセプタと、
前記サセプタの下部に配置される加熱用ヒーターと、
前記上部部材と前記下部部材との間に形成されるプロセスガス流路とを備え、
前記上部部材または前記下部部材の少なくともいずれか一方の、前記プロセスガス流路側の面は、前記上部部材または前記下部部材とは異なる材料の表面層が形成され、
前記表面層は表面に凹凸を有する、気相成長装置。
【請求項２】
前記表面層は表面粗さＲａが６．０〜１０．０である、請求項１に記載の気相成長装置。
【請求項３】
基板表面に窒化物半導体を成長させるものであって、前記表面層と前記窒化物半導体との熱膨張係数の差は、前記上部部材と前記窒化物半導体との熱膨張係数の差および前記下部部材と前記窒化物半導体との熱膨張係数の差より小さい、請求項１または２に記載の気相成長装置。
【請求項４】
前記表面層の熱膨張係数は１．０×１０-6／Ｋ〜８．０×１０-6／Ｋである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の気相成長装置。
【請求項５】
前記表面層は、アルミナ、イットニアまたは炭化珪素のいずれかのセラミック材料による溶射で形成されたものである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の気相成長装置。
【請求項６】
前記上部部材および前記下部部材は、石英、炭化珪素またはアルミナである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の気相成長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化合物半導体成長装置に関し、特に被処理基板の表面に平行な方向にプロセスガスが流れる横型の気相成長装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の分野において、基板の表面に所望の膜を形成する成膜処理技術は、重要な製造技術の一つである。この成膜処理技術の中で、特にＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相蒸着法）等は、光デバイス等の有効な化合物半導体の薄膜を形成することができる成膜処理技術として注目されている。図５は、ガスが水平方向に流れるように形成された従来の横型の装置の概略断面図を示す。図６は、従来の装置について、特に上部部材２および下部部材３（以下、上部部材と下部部材とを併せて上下部材とも表記する）周辺の概略断面図である。図５の装置は、反応室１内に、基板を保持可能な下部部材３とそれを保持するサセプタ５とを有しており、サセプタの下に加熱用のヒーター６を有している。
【０００３】
ガスの流路は、大きく上部エリア１３、中部エリア１４、下部エリア１５の３エリアに区分される。上部エリア１３と中部エリア１４とは上部部材２を境界として区分され、中部エリア１４と下部エリア１５とは下部部材３を境界として区分される。この中でも中部エリアは、プロセスガスを流す、プロセスガス流路エリアに該当する。また、中部エリアは、エピタキシャル成長させる基板４を保持可能な下部部材３およびそれを保持するサセプタ５と接する、エピタキシャル成長エリアにも該当する。
【０００４】
この中部エリア１４の上流（ガス導入口９付近）からプロセスガスが供給されることで、供給されたガスが熱分解され、基板４上にエピタキシャル成長膜が成膜される。
【０００５】
なお、１サイクルのエピタキシャル成長で複数枚の基板を同時処理することが可能で、１サイクル成長毎に、新たな基板を投入しエピタキシャル成長を繰り返している。
【０００６】
しかしながら、上下部材に関しては、入れ換えを行なうことなく、連続でエピタキシャル成長を繰り返すため、このエリアの上下部材に副生成物１６が付着してしまう。この副生成物は、エピタキシャル成長累積時間に応じて堆積していく。そして、上下部材に付着した副生成物は、エピタキシャル成長中の温度変化による上下部材の膨張／収縮により、堆積量に比例して上下部材から剥離しやすくなる。
【０００７】
剥離した副生成物が成長中の基板に付着すると、そこを起点に異常成長をおこし最終形態である発光素子の特性が悪化し、生産歩留まりが低下してしまうため、短周期で上下部材を反応室より取り出し、表面に堆積した副生成物を除去する作業を行なう必要が生じていた。しかしながらこれらの作業は設備稼働を停止して行なう必要があるため、生産性が低下してしまう。
【０００８】
そのため、特に上下部材と副生成物との密着性を向上させ、該作業が必要となる周期を伸ばすことによって、生産性低下をミニマイズする方法が考えられてきた。その方法の代表的なものとして、上下部材の材質に、副生成物との間で熱膨張係数の差が小さいものを用いる方法が挙げられる。その代表的な材質として炭化珪素（以下、ＳｉＣと表記する）がある。
【０００９】
ＳｉＣは、耐熱性、耐腐食性に非常に優れており、かつ、石英等と比較して、たとえば、ガリウムナイトライド（以下、ＧａＮと表記する）等の副生成物との間で熱膨張係数の差が小さい。そのため、エピタキシャル成長中の温度変化においても、ＳｉＣと副生産物との両物質界面に生じる応力は小さくなり、副生成物の剥離が抑制される。
【００１０】
しかしながら、ＳｉＣは、非常に価格が高く、石英で製作したものと比較して約５倍〜８倍程度のコストアップとなる。また、比重も石英の１．２倍程度あるため、特に大型とすることが要求される気相成長設備の反応室の上下部材の材質とする場合には、重量アップによって駆動機構に大きな負荷が生じてしまい、連続した安定設備稼働を求められる生産設備には致命的である。
【００１１】
また、上下部材の材質を、たとえば石英とした場合において、上下部材と副生成物の密着性を向上させる代表的な方法としては、上下部材表面にブラスト処理を行なう方法がある（引用文献１）。
【００１２】
しかしながら、石英表面上へのブラスト処理は、マイクロクラック等のダメージを生じさせるため、一般的な気相成長装置の反応室で使用される石英表面は、表面粗さＲａ５．０〜Ｒａ６．０程度まで粗くすることしかできず、石英と副生成物との密着性を向上する効果は不十分となってしまう。そして、これ以上のブラスト処理を行うと、石英へのダメージが増大し、エピタキシャル成長中の温度変化による熱応力等で、石英の破損およびそれに伴う反応室内の破損のリスクが大きくなってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１３−１９１７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従来の気相成長装置において、上下部材に付着した副生成物が剥離し、基板に付着すると、そこを起点に半導体は異常成長をおこし、最終形態である素子の特性は悪化し、生産歩留まりは低下してしまう。これを防ぐ為には、短周期で反応室より上部部材および下部部材を取り出し、表面に堆積した副生成物を除去する必要があるが、これらの作業を頻繁に行なえば、生産性が大きく低下し、工場操業に大きく影響を及ぼしてしまう。
【００１５】
上記の事情に鑑みて、安価な方法で、上下部材と副生成物の密着性を向上させ、反応室より上下部材を取り出して表面に堆積した副生成物を除去する必要の生じる周期が大きく延長された気相成長装置、およびそれを用いた気相成長方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、反応室と、該反応室内に配置された上部部材と、該反応室内に配置され、基板を保持可能な下部部材と、該下部部材を保持するサセプタと、該サセプタの下部に配置される加熱用ヒーターと、該上部部材と該下部部材との間に形成されるプロセスガス流路とを備え、該上部部材または該下部部材の少なくともいずれか一方の、該プロセスガス流路側の面は、該上部部材または該下部部材とは異なる材料の表面層が形成され、該表面層は表面に凹凸を有する気相成長装置である。
【００１７】
ここで、該表面層の表面粗さＲａは６．０〜１０．０であってもよい。
また、本発明の気相成長装置が基板表面に窒化物半導体を成長させるものである場合において、該表面層と該窒化物半導体との熱膨張係数の差は、該上部部材と該窒化物半導体との熱膨張係数の差および該下部部材と該窒化物半導体との熱膨張係数の差より小さくてもよい。
【００１８】
また、該表面層の熱膨張係数は、該上部部材または該下部部材の熱膨張係数より大きく、該窒化物半導体の熱膨張係数より小さくてもよい。
【００１９】
また、該表面層の熱膨張係数は１．０×１０-6／Ｋ〜８．０×１０-6／Ｋであってもよい。
【００２０】
また、該表面層は、アルミナ、イットニアまたは炭化珪素のいずれかのセラミック材料による溶射で形成されたものであってもよい。
【００２１】
また、該下部部材は複数配置され、複数の基板を保持可能であってもよい。
また、該上部部材および該下部部材は、石英、炭化珪素またはアルミナであってもよい。
【００２２】
さらに、本発明は、本発明の気相成長装置を用い、該プロセスガス流路の中央部から、該プロセスガス流路を通して、基板表面上にプロセスガスを供給し、前記反応室の外周部から該プロセスガスを排気することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、反応室から上下部材を取り出して表面に堆積した副生成物を除去する必要の生じる周期を大きく伸ばし、生産性を向上し、所望の生産数量を達成することを可能とする気相成長装置、およびそれを用いた気相成長方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の気相成長装置の概略断面図である。
【図２】本発明の気相成長装置における上下部材周辺の概略断面図である。
【図３】実施例１においてウェハを作製したときのウェハ表面の結晶欠陥推移グラフである。
【図４】比較例１においてウェハを作製したときのウェハ表面の結晶欠陥推移グラフである。
【図５】従来の気相成長装置の概略断面図である。
【図６】従来の気相成長装置における上下部材周辺の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面における長さ、大きさ、幅等の寸法関係は、図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法を表してはいない。
＜気相成長装置＞
（反応室）
図１は、本発明の気相成長装置の概略断面図である。また、図２は、本発明の気相成長装置における上下部材周辺を示す断面図である。本発明の気相成長装置は、反応室１内に、上部部材２と、基板４を保持可能な下部部材３と、下部部材を保持するサセプタ５とを備え、サセプタ５の下部には加熱用ヒーター６と、サセプタ回転軸７とを備える。
【００２６】
反応室の上部には、プロセスガスを導入するガス導入口９を備える。ガスの流路は、大きく上部エリア１３、中部エリア１４、下部エリア１５の３エリアに区分され、上部エリアが上部ガス流路８、中部エリアがプロセスガス流路１０、下部エリアが下部ガス流路１１となっている。
【００２７】
（上部部材）
上部部材２は、反応室１の上部に配置される。上部部材の材質には特に制約はなく、石英、ＳｉＣ、アルミナ等を用いることが可能であるが、材質を石英とすると、ＳｉＣ等の材料と比較して、材料費を安く抑えることができ、また比重が比較的小さく、装置の駆動機構への負荷を低減することができるために、より好ましい。
【００２８】
（下部部材）
下部部材３は、反応室１の下部に配置される。下部部材の材質については、上部部材の材質と同様である。すなわち、特に制約はなく、石英、ＳｉＣ、アルミナ等を用いることが可能であるが、材質を石英とすることが、材料費および比重の観点から、より好ましい。
【００２９】
下部部材３は、基板を保持可能な部位を有し、装置の使用時には、この部位にエピタキシャル成長に用いられる基板４が設置される。ここで、下部部材は、反応室内に複数あって、複数の基板を保持可能であってもよい。
【００３０】
（サセプタ）
本発明のサセプタ５は、下部部材３の下部に位置し、下部部材３を保持するものである。サセプタ５は、サセプタ回転軸７に連動して回転することが可能である。サセプタが下部部材を保持する方法は、特に限定されない。
【００３１】
（表面層）
本発明における表面層１７は、上部部材２または下部部材３の少なくともいずれか一方の、プロセスガス流路１０の側面に形成される。本発明の気相成長装置の使用時には、この表面層１７上に副生成物１６が付着することとなる。
【００３２】
ここで、図１および図２に表された本発明の一実施形態においては、上部部材２のみが表面層１７を備えているが、本発明の態様には、下部部材のみが表面層を備えるような態様、上部部材と下部部材とのいずれもが表面層を備えるような態様も含まれる。
【００３３】
表面層の厚さは、特に限定されるものではないが、厚さが５０μｍ〜１５０μｍの範囲であれば、温度変化により、母材とアルミナ溶射膜界面に生じる応力を最小限に抑えられるため、好ましい。
【００３４】
表面層は、表面に凹凸を有するように処理される。表面層の表面粗さがＲａ６．０〜１０．０であれば、より好ましい。なお、本発明における表面粗さＲａの定義は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２０１３に従っている。
【００３５】
上下部材の表面に表面層１７を形成した場合は、ブラスト処理等によるマイクロクラック等のダメージに対し、上下部材が直接処理される場合よりも、耐性が強くなる。そのために、表面層の形成によって、表面粗さを、たとえばＲａ６．０〜１０．０という大きい値とすることも可能となり、上下部材の表面積を増加させて、上下部材と副生成物１６との密着性を高めることが可能となる。表面粗さは、Ｒａ８．０〜１０．０であれば、より好ましい。
【００３６】
特に上下部材と副生成物との熱膨張係数が大きく異なる場合、たとえば上下部材の材質に石英（熱膨張係数：０．６４×１０-6／Ｋ）を用いており、副生成物としてＧａＮ（熱膨張係数：５．５×１０-6／Ｋ）が生じる場合等は、加熱時および冷却時に、両物質界面に応力が生じ、副生成物が上下部材表面より剥離しやすくなる。このような場合において、上下部材の表面状態を凸凹に処理して、表面積を増やすことで、上下部材と副生成物との密着性を高めることができる。上下部材の表面粗さＲａが大きい程、より表面積が大きくなり、密着性を高めることができる。
【００３７】
上下部材の表面粗さは、たとえば上下部材上に形成した表面層をブラスト処理することにより、大きくすることができる。
【００３８】
表面層１７の材質に、副生成物１６（たとえばＧａＮ等の窒化物半導体）との熱膨張係数の差が小さいものを用いることで、温度変化によって両物質界面に生じる応力を小さく抑えることができ、上下部材と副生成物１６との密着性をより高めることができる。
【００３９】
具体的には、表面層と副生成物との熱膨張係数の差が、上下部材と副生成物との熱膨張係数の差より小さければ、上下部材と副生成物との密着性がより高まる。
【００４０】
なお、表面層の熱膨張係数が、上下部材の熱膨張係数より大きく、副生成物の熱膨張係数より小さければ、より好ましい。
【００４１】
また、ＧａＮ等の窒化物半導体を成膜する場合において、副生成物としてもＧａＮ（熱膨張係数：５．５×１０-6／Ｋ）等の窒化物半導体が生じる場合、表面層の熱膨張係数を１．０×１０-6／Ｋ〜８．０×１０-6／Ｋとすることで、上下部材と副生成物との密着性をより高いものとすることができる。副生成物がＧａＮ等の窒化物半導体である場合の表面層の熱膨張係数は、３．０×１０-6／Ｋ〜８．０×１０-6／Ｋであれば、より好ましい。
【００４２】
本発明の表面層は、たとえばセラミクス材料の溶射による表面層を採用でき、アルミナ、イットニアまたはＳｉＣの溶射による表面層とすることがより好ましく、アルミナの溶射による表面層とすることがより好ましい。
【００４３】
この表面層の形成の方法には、セラミクス材料の溶射による方法が好ましく、アルミナ、イットニアまたはＳｉＣの溶射による方法がより好ましく、アルミナの溶射による方法がより好ましい。
【００４４】
上下部材の一般的な材質（たとえば石英）と比べ、アルミナは、一般的な副生成物（たとえばＧａＮ）との間で熱膨張係数の差が小さい（熱膨張係数の値は、石英：０．６４×１０-6／Ｋ、ＧａＮ：５．５×１０-6／Ｋ、アルミナ：６．５×１０-6／Ｋ）ため、上下部材表面にアルミナ溶射による表面層を形成することで、温度変化による両物質界面に生じる応力を小さく抑えることができる。
【００４５】
（プロセスガス流路）
本発明の気相成長装置においては、上部部材２と下部部材３との間の隙間がプロセスガス流路１０となる。プロセスガス流路は、上部部材２に形成されたガス導入口９から下部部材３の基板の保持される箇所を通り、ガス排気口１２に至るように構成される。
【００４６】
（加熱用ヒーター）
加熱用ヒーター６は、サセプタ５の下部に配置される。プロセスガス流路１０を通り供給されたガス（目的とする膜成分を含む）が、基板４上にて加熱用ヒーター６によって加熱され、熱分解されることで、基板４上にエピタキシャル成長膜が形成される。
＜気相成長方法＞
本発明の気相成長方法は、基本的に本発明の気相成長装置（図１参照）を用い、プロセスガス流路１０の中央部から、プロセスガス流路１０を通して、基板４の表面上にプロセスガスを供給し、反応室の外周部よりプロセスガスを排気することで、基板４上において気相成長をさせるものである。
【００４７】
（原料）
結晶成長の原料を供給するプロセスガス、有機金属材料等、ドーパントガス、および基板は、結晶成長の方法および目的とする成長膜の性質に応じて適宜決定されるが、たとえば、一般的なＧａＮ系ＬＥＤエピタキシャル成長の方法を用いて気相成長を行なう場合、プロセスガスとしてアンモニア、有機金属材料としてＴＭＡ、ＴＭＩ、ＴＭＧ、ＣＰ2Ｍｇを用いることができ、ドーパントガスとしてモノシランドーパントを用いることができ、基板としては、サファイア、ガリウムナイトライド等の基板を用いることができる。
【００４８】
（プロセスガスの供給および排気）
プロセスガスは、上部部材２に形成されたガス導入口９から供給され、プロセスガス流路１０を通り、下部部材３に保持された基板４の表面に供給される。基板の保持された部位を通過したプロセスガスは、その後、外周に位置するガス排気口１２より排気される。
【００４９】
（結晶成長）
基板４上にプロセスガス（目的とする膜成分を含む）を供給しつつ、サセプタ回転軸７を適宜動かし、加熱用ヒーター６によって基板４を加熱することで、熱分解によって、基板４上に成長膜を成長させることができる。
【００５０】
（副生成物の剥離の防止）
上記の方法による気相成長においては、副生成物１６が生じ、上下部材に付着する（図２参照）。上下部材に付着した副生成物２が剥離し、基板４に付着すると、そこを起点に半導体は異常成長をおこしてしまう。本発明は、上下部材表面に形成された表面層の表面に凹凸を形成することで、上下部材と副生成物１６との密着性を向上させ、副生成物の剥離を防ぐものである。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例において本発明の気相成長装置および気相成長方法を用いた実施の一例について説明する。
＜実施例１＞
実施例１における実施装置は、図１に示すように、反応室と、該反応室内に配置された上部部材と、該反応室内に配置された、基板を保持可能な下部部材と、該下部部材を保持するサセプタと、該サセプタの下部に配置される加熱用ヒーターと、該上部部材と該下部部材との間に形成されるプロセスガス流路とを備えた気相成長装置を使用した。
【００５２】
本実施例においては、上下部材の材質にはともに石英を用いた。
本実施例の実施装置について、アルミナ溶射によって、上部部材と下部部材との両方に、厚さ７５μｍの表面層を形成し、表面粗さＲａ８．０に加工した。
【００５３】
本実施例の実施装置においては、プロセスガス流路は、上部部材に形成されたガス導入口から下部部材の基板の保持される箇所を通り、ガス排気口に至るように構成されている。
【００５４】
上記気相成長装置を用いて、一般的なＧａＮ系ＬＥＤエピタキシャル成長の方法により、以下の条件でＧａＮの気相成長を行なった。
【００５５】
本実施例では、プロセスガスとしてアンモニア、有機金属材料としてＴＭＡ、ＴＭＩ、ＴＭＧ、ＣＰ2Ｍｇを用い、ドーパントガスとしてモノシランドーパントを用い、基板としては、サファイアウェハを用いて成膜を行なった。
【００５６】
本実施例においては、プロセスガスは、上部部材に形成されたガス導入口から供給され、プロセスガス流路を通り、下部部材に保持された基板の表面に供給される。基板の保持された部位を通過したプロセスガスは、その後、外周に位置するガス排気口より排気される。
【００５７】
（評価方法）
エピタキシャル成長後の、副生成物（ＧａＮ）の付着によるウェハ表面の結晶欠陥数評価を、エピタキシャル成長累積時間に応じて連続的に行った。
【００５８】
（１）ウェハ表面の結晶欠陥数
ウェハ表面の結晶欠陥数評価は、得られたウェハについて、一定のエピタキシャル成長累積時間毎に行なった。なお、ここでいう「エピタキシャル成長累積時間」とは、装置内の上下部材に副生成物が付着していない状態を基準として、装置内で繰り返しエピタキシャル成長を行なったときの、エピタキシャル成長の行なわれた累積時間を意味する。
＜比較例１＞
比較例１においては、上下部材がともに表面層を備えず、上下部材表面が直接、ブラスト処理により、実施例１より小さい表面粗さの値（Ｒａ３．０）に加工されている点で、実施例１の装置と相違する気相成長装置を使用した。
【００５９】
比較例１の気相成長装置は、上下部材がともに表面層を備えず、上下部材表面が直接、表面粗さＲａ３．０に処理されている点を除いては、実施例１の装置と特徴は共通する。すなわち、反応室と、該反応室内に配置された上部部材と、該反応室内に配置された、基板を保持可能な下部部材と、該下部部材を保持するサセプタと、該サセプタの下部に配置される加熱用ヒーターと、該上部部材と該下部部材との間に形成されるプロセスガス流路とを備えている気相成長装置であって、上下部材の材質はともに石英であり、プロセスガス流路は、上部部材に形成されたガス導入口から下部部材の基板の保持される箇所を通り、ガス排気口に至るように構成されている気相成長装置が使用されている。
【００６０】
上記気相成長装置を用いて、実施例１と同様の方法で気相成長を行なった。すなわち、一般的なＧａＮ系ＬＥＤエピタキシャル成長の方法により、以下の条件でＧａＮの気相成長を行なった。
【００６１】
本比較例では、プロセスガスとしてアンモニア、有機金属材料としてＴＭＡ、ＴＭＩ、ＴＭＧ、ＣＰ2Ｍｇを用い、ドーパントガスとしてモノシランドーパントを用い、基板としては、サファイアウェハを用いた。
【００６２】
本比較例においては、プロセスガスは、上部部材に形成されたガス導入口から供給され、プロセスガス流路を通り、下部部材に保持された基板の表面に供給される。基板の保持された部位を通過したプロセスガスは、その後、外周に位置するガス排気口より排気される。
【００６３】
（評価方法）
実施例１と同様の方法で、比較例１において作製された成長膜の評価を行なった。すなわち、エピタキシャル成長後の、副生成物（ＧａＮ）の付着によるウェハ表面の結晶欠陥数評価を、エピタキシャル成長累積時間に応じて連続的に行った。
＜実施例１と比較例１との対比＞
（１）表面層の強度
実施例１では、表面層を比較例１よりも大きな表面粗さに加工しても、エピタキシャル成長中の温度変化により生じる熱応力等によって、表面層の破損およびそれに伴う反応室内の破損が生じることはなかった。
【００６４】
（２）ウェハ表面の結晶欠陥数
エピタキシャル成長累積時間に応じたウェハ表面の結晶欠陥数の測定結果について、実施例１の結果を図３、比較例１の結果を図４に示す。図３および図４のグラフ横軸はエピタキシャル成長累積時間の相対値であるが、両図とも横軸のスケールは同一であり比較可能である。なお、ウェハ表面の結晶欠陥数は、ウェハ１枚当りの欠陥数を示している。
【００６５】
図４において、比較例１では、エピタキシャル成長累積時間の経過に従ってウェハ表面の結晶欠陥数が上昇してしまい、頻繁な上下部材の交換が必要となった。これに対し、図３において、本発明の実施例では、エピタキシャル成長累積時間が経過してもウェハ表面の結晶欠陥数の上昇がみられなかった。
【００６６】
また、上下部材の交換を繰り返しつつ成膜を行なった比較例１におけるウェハ表面の結晶欠陥数の平均値と、上下部材の交換をせず成膜を繰り返した実施例１におけるウェハ表面の結晶欠陥数の平均値とを比較しても、実施例１の数値は比較例１の数値の約１／２であった。
＜実施例２＞
実施例１で用いた気相成長装置においては、ガス導入口９は、上部エリア１３の中心部に載置されるものであったが、実施例２においては、ガス導入口９を中部エリア１４の側壁部に載置した気相成長装置を用いて気相成長を行なった。その結果、実施例２においても実施例１と同様の効果を得られることが確認された。
【００６７】
以上より、本発明の気相成長装置を用い、本発明の気相成長方法を行なうことで、副生成物のウェハ表面への付着が抑えられるために、エピタキシャル成長後のウェハ表面の結晶欠陥数を減少させ、また、上下部材の交換周期を大幅に延長することが可能となり、成長膜の生産性を大きく向上できることが明らかとなった。
【符号の説明】
【００６８】
１  反応室、２  上部部材、３  下部部材、４  基板、５  サセプタ、６  ヒーター、７  サセプタ回転軸、８  上部ガス流路、９  ガス導入口、１０  プロセスガス流路、１１  下部ガス流路、１２  ガス排気口、１３  上部エリア、１４  中部エリア、１５  下部エリア、１６  副生成物、１７  表面層。
【図１】
2015103652.tif 000003
【図２】
2015103652.tif 000004
【図３】
2015103652.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015103652.tif 000007
【図６】
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