(57)【要約】【課題】成膜される膜の厚さを均一にしつつ成膜効率を向上することのできる有機金属気相成長装置を提供する。【解決手段】有機金属気相成長装置１は、反応ガスＧを用いて基板２０に成膜するための有機金属気相成長装置であって、基板２０を加熱し、かつ基板２０を載置するための載置面を有するサセプタ５と、基板２０に反応ガスＧを導入するための通路１１とを備えている。通路１１の内部に載置面が面した状態でサセプタ５は回転可能であり、かつ反応ガスＧの流れ方向に沿った通路１１の高さは、位置Ａ３から位置Ｓまで一定であり、位置Ｓから下流側に向かって単調減少している。【選択図】図１
2008016609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガスを用いて基板に成膜するための有機金属気相成長装置であって、
前記基板を加熱し、かつ前記基板を載置するための載置面を有する加熱部材と、
前記基板に前記反応ガスを導入するための通路とを備え、
前記通路の内部に前記載置面が面した状態で前記加熱部材は回転可能であり、かつ前記反応ガスの流れ方向に沿った前記通路の高さは、前記載置面における前記基板の載置位置の上流側端部から前記載置面の任意の位置まで一定であり、前記任意の位置から下流側に向かって単調減少していることを特徴とする、有機金属気相成長装置。
【請求項２】
前記通路の高さの単調減少は、前記載置位置の下流側端部から２％だけ上流側の位置よりも下流側の位置にて終了することを特徴とする、請求項１に記載の有機金属気相成長装置。
【請求項３】
前記通路の高さの単調減少は、前記下流側端部の位置か、前記下流側端部の位置よりも下流側の位置にて終了することを特徴とする、請求項２に記載の有機金属気相成長装置。
【請求項４】
前記通路の幅方向に沿った高さは、前記載置面において前記載置面の両端部から中央部にかけて単調減少していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の有機金属気相成長装置。
【請求項５】
前記通路の幅方向に沿った高さは曲線状に単調減少していることを特徴とする、請求項４に記載の有機金属気相成長装置。
【請求項６】
前記通路は前記任意の位置よりも上流側において絞り部を有し、前記絞り部における前記反応ガスの流れ方向に沿った前記通路の高さは一旦減少した後で再び増加していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の有機金属気相成長装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機金属気相成長装置に関し、より特定的には、窒化物半導体層を成膜するための有機金属気相成長装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機金属気相成長（MOCVD：Metal  Organic  Chemical  Vapor  Deposition）法は、代表的な気相成膜法の一つであり、ＩＩＩ族有機金属を気化させ、それを基板表面で熱的に分解させ、Ｖ族ガスと反応させて成膜する方法である。この方法は膜厚や組成の制御が可能であり、かつ生産性に優れていることから、半導体装置を製造する際の成膜技術として広く用いられている。
【０００３】
ＭＯＣＶＤ法に用いられるＭＯＣＶＤ装置は、チャンバと、チャンバ内に配置されたサセプタと、基板表面に反応ガスを流すための管路とを備えている。ＭＯＣＶＤ装置においては、サセプタ上に基板を載置し、チャンバ内を減圧状態にして基板を適当な温度に加熱し、管路を通じて基板表面に有機金属のガスを導入することにより成膜が行なわれる。ここで、成膜される膜の厚さを均一にするために、ＭＯＣＶＤ装置には反応ガスを基板表面に沿って均一に流すことが要求される。ＭＯＣＶＤ装置においては、反応ガスを基板表面に沿って均一に流すために、様々な管路形状が提案されてきた。
【０００４】
従来のＭＯＣＶＤ装置として、たとえば特開平２−２９１１１３号公報（特許文献１）には、反応ガスを基板の上部まで導く導入管を有する気相成長装置が開示されている。導入管は、サセプタを内部に収納する試料載置室と、基板の側方から反応ガスを基板上に吹出し、断面形状が基板の幅方向に沿って長く基板の高さ方向には短く偏平している絞り部と、基板の上部に位置し、絞り部における高さ方向の幅に略等しい間隔または反応ガスの下流側に向かって狭くなる間隔で、基板を上部から一様に覆い反応ガスを基板表面に沿って案内する案内部とを有している。サセプタは試料載置室に固定されており、反応ガス流の下流側で基板を載置している。
【０００５】
また、たとえば特開平６−２１６０３０号公報（特許文献２）には、基板上に反応ガスを導入するためのフローチャネルを有する化合物半導体気相成長装置が開示されている。フローチャネルは上流側から下流側に行くにつれて高さ方向の幅が狭まるようなテーパを有している。このテーパの下部にはサセプタが固定されている。
【０００６】
さらに、特許第２７３３５１８号公報（特開平２−２９１１１４号公報）（特許文献３）には、基板を裁置するための回転するサセプタと、基板に反応ガスを導入するためのライナー管とを備える気相成長装置が開示されている。ライナー管の高さは反応ガスの導入路全体にわたって単調減少している。
【特許文献１】特開平２−２９１１１３号公報
【特許文献２】特開平６−２１６０３０号公報
【特許文献３】特許第２７３３５１８号公報（特開平２−２９１１１４号公報）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＭＯＣＶＤ装置においては成膜効率を上げることが求められており、サセプタを大型化すれば一度に多数の基板を加熱することができ、また大径の基板を成膜することもできるので、成膜効率が向上する。しかしサセプタを大型化すると、サセプタの上流側と下流側との距離が大きくなり、それによってサセプタの上流側と下流側との各々における反応ガスの条件（たとえば反応ガスの濃度や温度など）が大きく異なってくる。その結果、成膜される膜の厚さが均一でなくなるという問題が生じる。このため、従来においては、成膜される膜の厚さを均一にしつつ成膜効率を向上することはできなかった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、成膜される膜の厚さを均一にしつつ成膜効率を向上することのできるＭＯＣＶＤ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のＭＯＣＶＤ装置は、反応ガスを用いて基板に成膜するための有機金属気相成長装置であって、基板を加熱し、かつ基板を載置するための載置面を有する加熱部材と、基板に反応ガスを導入するための通路とを備えている。通路の内部に載置面が面した状態で加熱部材は回転可能であり、かつ反応ガスの流れ方向に沿った通路の高さは、載置面における基板の載置位置の上流側端部から載置面の任意の位置まで一定であり、任意の位置から下流側に向かって単調減少している。
【００１０】
本発明のＭＯＣＶＤ装置によれば、任意の位置から下流側かけての反応ガスの反応速度が大きくなり、反応ガスの反応速度を任意の位置から下流側かけて増加させることができる。これにより、反応ガスの流れ方向に沿った載置面の位置と反応ガスの反応速度との関係を線形に近づけることができる。その結果、加熱部材を回転させることにより基板に成膜される膜の厚さを均一にすることができる。また、加熱部材の上流側と下流側との各々における反応ガスの反応条件を均一にする必要がないので、加熱部材を大型化し、成膜効率を向上することができる。
【００１１】
なお、本願明細書において「通路の高さ」とは、通路の内部空間における加熱部材の載置面の法線方向の長さを意味している。
【００１２】
本発明のＭＯＣＶＤ装置において好ましくは、通路の高さの単調減少は、載置位置の下流側端部から２％だけ上流側の位置よりも下流側の位置にて終了する。
【００１３】
反応ガスの流れ方向に沿った通路の高さを任意の位置から下流側に向かって単調減少させた場合、単調減少の終了位置付近から下流側では反応ガスの反応速度が大きく低下することがある。したがって、基板の載置位置の下流側端部から２％だけ上流側の位置よりも下流側の位置にて単調減少を終了させることにより、反応ガスの流れ方向に沿った基板の載置位置と反応ガスの反応速度との関係を線形にすることができる。
【００１４】
なお、本願明細書において「２％だけ上流側の位置」とは、流れ方向における載置面の長さ（載置面の直径）の２％だけ上流の位置を意味している。
【００１５】
本発明のＭＯＣＶＤ装置において好ましくは、通路の高さの単調減少は、下流側端部の位置か、下流側端部の位置よりも下流側の位置にて終了する。
【００１６】
これにより、反応ガスの流れ方向に沿った基板の載置位置と反応ガスの反応速度との関係を線形にすることができる。
【００１７】
本発明のＭＯＣＶＤ装置において好ましくは、通路の幅方向に沿った高さは、載置面において載置面の両端部から中央部にかけて単調減少している。
【００１８】
本発明のＭＯＣＶＤ装置において好ましくは、通路の幅方向に沿った高さは曲線状に単調減少している。
【００１９】
これにより、載置面の中央部における反応ガスの反応速度が大きくなるので、通路の幅方向の反応速度を均一にすることができる。
【００２０】
なお、本願明細書において「通路の幅方向」とは、通路の高さ方向および反応ガスの流れ方向の双方に垂直な方向を意味している。
【００２１】
本発明のＭＯＣＶＤ装置において好ましくは、通路は上記任意の位置よりも上流側において絞り部を有しており、絞り部における反応ガスの流れ方向に沿った通路の高さは一旦減少した後で再び増加している。
【００２２】
これにより、上記任意の位置よりも上流側における成長速度を増加させ、上記任意の位置よりも下流側における成長速度に近づけることができる。その結果、均一な膜を成長させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のＭＯＣＶＤ装置によれば、成膜される膜の厚さを均一にしつつ成膜効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるＭＯＣＶＤ装置の構成を示す断面図である。図２は、図１のサセプタ付近の上面図である。図１および図２を参照して、本実施の形態におけるＭＯＣＶＤ装置１は、チャンバ３と、加熱部材としてのサセプタ５と、ヒータ９と、通路１１とを備えている。チャンバ３内にはサセプタ５とヒータ９と通路１１とが配置されている。通路１１は図１中横方向に延びており、通路１１の内部にはサセプタ５の載置面（図１では上面）が面している。
【００２５】
サセプタ５は円盤形状を有しており、同じく円盤形状を有するヒータ９上に配置されている。サセプタ５の下部には回転軸１３が取り付けられており、これにより、サセプタ５は通路１１の内部に載置面が面した状態で回転可能となっている。サセプタ５の載置面には平面的に見て円形状を有する複数の溝７が形成されている。これらの溝７の各々に基板２０の各々が載置され、これにより基板２０が加熱される。特に図２を参照して、サセプタ５の載置面には７つの溝７が形成されており、これらの溝７の各々に円形の基板２０が載置される。
【００２６】
通路１１は横型三層流方式であり、サセプタ５の載置面に対して平行に延びている。すわなち、上流側（図１中左側）において複数の通路１１ａ〜１１ｃに分かれており、通路１１ｂと１１ｃとの境界は位置Ａ１において途切れており、通路１１ａと通路１１ｂとの境界は位置Ａ２において途切れている。そして、上流から後述する位置Ａ３の直前までにかけて通路１１の幅は一定の割合で増加している（図２）。通路１１ａ〜１１ｃの各々はそれぞれ高さｔ１〜ｔ３を有している。また、位置Ａ２〜位置Ａ３の範囲における通路１１の高さｔ４は、ｔ４≧ｔ１＋ｔ２＋ｔ３を満たしていることが好ましい。
【００２７】
ＭＯＣＶＤ装置１においては、サセプタ５の載置面に複数の基板２０が載置され、ヒータ９によってサセプタ５が加熱されて回転される。そして、通路１１ａ〜１１ｃの各々から反応ガスを構成するガスＧ１〜Ｇ３が導入される。反応ガスは図１中右方向に流れていく。たとえばＩＩＩ−Ｖ族の窒化物半導体層を成膜する場合、ガスＧ１としてＨ2（水素）ガスやＮ2（窒素）ガスなどのパージガスが用いられ、ガスＧ２としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、またはトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）などのＩＩＩ族元素を含む有機金属ガスと、Ｈ2ガスやＮ2ガスなどのキャリアガスとの混合ガスが用いられ、ガスＧ３としてＮＨ3（アンモニア）ガスなどのＶ族元素を含むガスと、Ｈ2ガスやＮ2ガスなどのキャリアガスとの混合ガスが用いられる。これらのガスＧ１〜Ｇ３が導入されると、位置Ａ１においてガスＧ２とガスＧ３との混合が開始され、位置Ａ２においてパージガスの混合がさらに開始され、反応ガスＧが構成される。そしてこの混合ガスＧがサセプタ５上において載置面に平行に導入されて拡散され、サセプタ５によって加熱される。混合ガスＧに含まれる有機金属ガスは加熱によって分解し中間反応体となり、アンモニアと反応して窒化物半導体となる。その結果、窒化物半導体層が基板２０の表面に成膜される。
【００２８】
ＭＯＣＶＤ装置１においては、反応ガスの流れ方向に沿った通路１１の高さはサセプタ５の載置面の位置において変化している。図３は、本発明の実施の形態１における反応ガスの流れ方向に沿った位置と通路の高さとの関係を示す図である。図１〜図３を参照して、サセプタ５の載置面における基板２０の載置位置の上流側端部を位置Ａ３とし、下流側端部を位置Ａ４とする。通路１１の高さは、位置Ａ２から位置Ａ３を越えて載置面の任意の位置Ｓまで一定であり、位置Ｓから下流側に向かって位置Ｅまで単調減少（線形に減少）しており（図１中高さｔ５で示す部分）、位置Ｅよりも下流側の領域（位置Ａ４を含む領域）では再び一定となっている。
【００２９】
なお図３においては、単調減少の終了位置である位置Ｅは位置Ａ４よりも上流側にあるが、位置Ｅは、位置Ａ４から２％だけ上流側の位置よりも下流側にあることが好ましく、位置Ａ４と同一位置であるか、位置Ａ４よりも下流側にあることが一層好ましい。
【００３０】
本願発明者らは、ＭＯＣＶＤ装置１によれば成膜される膜の厚さを均一にしつつ成膜効率を向上することができることを見出した。これについて以下に説明する。
【００３１】
始めに本願発明者らは、図１の一点鎖線Ｐ１および図４で示すように、位置Ａ３より上流側で通路の高さｔ４が小さくなり、かつ位置Ａ３〜Ａ４において通路の高さｔ５が一定（ｔ５＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）であるような通路と、図２の形状を有するサセプタとを有するＭＯＣＶＤ装置（比較例１）を準備した。次にこのＭＯＣＶＤ装置を用いて、サセプタを回転させずに半導体窒化物層であるＩｎＧａＮ層を基板の表面に成膜した。そして、反応ガスの流れ方向に沿ったサセプタの上流側端部からの距離とＩｎＧａＮ成長速度との関係を調べた。この結果を図５に示す。なお、図５の結果は、サセプタの幅方向における中心線（図２における線Ｃ）に沿った結果であり、図５中矢印で示された範囲は、サセプタの載置面における基板が載置される位置である。また比較のために、通路およびサセプタのサイズを２インチの基板１枚が載置できるように相似に縮小した装置において、２インチの基板を１枚載置した場合の結果も合わせて示されている。
【００３２】
図５を参照して、７枚の基板を載置したサセプタにおけるＩｎＧａＮの成長速度は、上流側端部から約４０ｍｍの位置（すなわち、サセプタの開始位置）で０から大きく増加し、上流側端部から約１２５ｍｍの位置で最大値を示し、その後緩やかに減少している。また、１枚の基板を載置した場合におけるＩｎＧａＮの成長速度は、ほぼ単調増加している。
【００３３】
図５の結果において、上流側端部から約４０ｍｍの位置で０から大きく増加しているのは、ＩＩＩ族元素とＶ族元素との反応が開始するためにはサセプタ上を反応ガスがある程度移動する必要があるためであると考えられる。また、最大値を示すのは、下流にかけて原料の拡散が進むとともに境界層が発達するので、濃度勾配が一端増加した後に緩やかになるためである。さらに図５の結果から、サセプタを回転しない場合には、サセプタの大型化に伴なって反応ガスの上流側と下流側とで反応条件が大きく異なっていることが分かる。
【００３４】
次に本願発明者らは、比較例１のＭＯＣＶＤ装置を用いて、サセプタを回転させながらＩｎＧａＮ層を基板の表面に成膜した。但し、サセプタに載置する基板の数は６枚とし、サセプタの中心から５３ｍｍ離れた位置に基板の中心が来るようにそれぞれの基板を載置した。そして、サセプタの中心からの距離とＩｎＧａＮの成長速度との関係を調べた。また比較のために、２インチの基板１枚を載置できるサイズの装置において、２インチの基板を１枚載置した場合の結果も合わせて示されている。その結果を図６に示す。また、基板内におけるＩｎＧａＮ成長速度分布幅を表１に示す。
【００３５】
【表１】
2008016609.tif 000003
【００３６】
図６および表１を参照して、サセプタを回転させることによりＩｎＧａＮ成長速度分布が平均化され、改善されている。しかし、１枚の基板を載置した場合のＩｎＧａＮ成長速度分布幅は±１．８％であるのに対して、６枚の基板を載置した場合のＩｎＧａＮ成長速度分布幅は±４．３％である。このことから、サセプタを回転させた場合にも、サセプタの大型化に伴って成膜される膜の厚さが均一でなくなっていることが分かる。また、１枚の基板を配置した場合および６枚の基板を配置した場合のどちらの場合にも、ＩｎＧａＮ成長速度分布がサセプタの外径側で減少していることが分かる。
【００３７】
ここで、サセプタを回転させて基板に成膜する場合には、反応ガスの流れ方向に沿った載置面の位置と反応ガスの反応速度との関係が線形（比例関係）になるようにすれば、基板内において均一な膜を成膜することができる。つまり、サセプタを回転させた場合には、サセプタの上流側と下流側との各々における反応ガスの反応速度を均一にする必要なはい。
【００３８】
そこで本願発明者らは、図５におけるＩｎＧａＮ成長速度をサセプタの下流側で向上し、反応ガスの流れ方向に沿った載置面の位置と反応ガスの反応速度との関係を線形に近づけるために、図１に示す本実施の形態におけるＭＯＣＶＤ装置１を作製した（本発明例１）。本発明例１においては、図５におけるＩｎＧａＮの成長速度が最大値となった位置（１２５ｍｍの位置）を単調減少の開始位置Ｓとした。次に、本発明例１および比較例１の各々のＭＯＣＶＤ装置を用いて、サセプタを回転させながらサセプタに載置された６枚の基板の各々の表面にＩｎＧａＮ層を成膜した。そして、基板内におけるＩｎＧａＮ成長速度分布幅を調べた。この結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
2008016609.tif 000004
【００４０】
表２を参照して、比較例１のＩｎＧａＮ成長速度分布は±４．３％であるのに対して、本発明例１のＩｎＧａＮ成長速度分布は±０．４％となっており、分布幅が小さくなっている。このことから、本実施の形態におけるＭＯＣＶＤ装置１によれば、サセプタを大型化して多数の基板を同時に成膜しても、成膜される膜の厚さを均一できることが分かる。
【００４１】
またＭＯＣＶＤ装置１においては、通路１１の高さの単調減少の終了位置Ｅが位置Ａ４から２％だけ上流側の位置よりも下流側にあることが好ましく、位置Ａ４と同一位置であるか、位置Ａ４よりも下流側にあることが一層好ましい。これにより、反応ガスの流れ方向に沿った基板の載置位置と反応ガスの反応速度との関係を線形にすることができる。これについて以下に説明する。
【００４２】
本願発明者らは、通路１１の高さの単調減少の終了位置Ｅが成長速度に及ぼす影響について調べた。具体的には、図１のＭＯＣＶＤ装置において、単調減少の終了位置Ｅを位置Ａ４よりも上流側にしたもの（本発明例１）と、単調減少の終了位置Ｅを位置Ａ４と同一位置にしたもの（本発明例２）とを準備した。また比較のため、比較例１のＭＯＣＶＤ装置を準備した。次に、本発明例１、本発明例２、および比較例１の各々のＭＯＣＶＤ装置を用いて、サセプタに載置された６枚の基板の各々の表面にＩｎＧａＮ層を成膜した。そして、サセプタの中心からの距離と、ＩｎＧａＮの成長速度との関係を調べた。その結果を図７に示す。なお、図７の結果は、サセプタの幅方向における中心線（図２における線Ｃ）に沿った結果であり、図７中矢印で示された範囲は、サセプタの載置面における基板が載置される位置である。
【００４３】
図７を参照して、本発明例１および２では、サセプタの上流側から下流側に移動するに従ってＩｎＧａＮ成長速度がほぼ直線状に増加している。しかし、本発明例１では図中右側の基板の載置位置において直線形状が崩れているのに対して、本発明例２では、基板の載置位置の下流側端部（位置Ａ４）まで直線形状が保たれている。以上の結果より、終了位置Ｅが位置Ａ４と同一位置であるか、位置Ａ４よりも下流側にあることにより、反応ガスの流れ方向に沿った基板の載置位置と反応ガスの反応速度との関係を線形にできることが分かる。また終了位置Ｅが位置Ａ４から２％だけ上流側の位置よりも下流側にあっても同様の効果を得ることができる。
【００４４】
またＭＯＣＶＤ装置１においては、窒化物半導体層を構成する元素を含むガスの混合位置である位置Ａ１と、位置Ａ３との距離ｄは５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることが好ましい。位置Ａ１を位置Ａ３よりも５０ｍｍ以上離すことにより、位置Ａ３付近でＩＩＩ族とＶ族との反応ガスの拡散が進み、反応速度を大きくすることができる。位置Ａ１を位置Ａ３よりも１００ｍｍ以下離すことにより、位置Ａ３よりも上流側で反応ガスが気相中で反応してしまうことを抑止することができる。
【００４５】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２におけるＭＯＣＶＤ装置の通路の形状を示す斜視図である。図９は図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。図８および図９を参照して、本実施の形態におけるＭＯＣＶＤ装置１においては、サセプタ５の載置面における通路１１の幅方向に沿った高さが、サセプタ５の載置面の両端部（高さｈ１）から中央部（高さｈ２）にかけて直線的に単調減少している。また図１０に示すように、サセプタ５の載置面における通路１１の幅方向に沿った高さが、サセプタ５の載置面の両端部（高さｈ１）から中央部（高さｈ２）にかけて曲線的に単調減少していてもよい。これにより、サセプタ５の載置面の中央部における反応ガスの反応速度が大きくなるので、通路１１の幅方向の反応速度を均一にすることができる。
【００４６】
（実施の形態３）
図１１は、本発明の実施の形態３における反応ガスの流れ方向に沿った位置と通路の高さとの関係を示す図である。図１１を参照して、本実施の形態における通路１１は位置Ａ３付近において絞り部３０を有している。絞り部３０における通路１１の高さは、一旦減少し、極小値のまま一定であった後で再び増加している。図１１では、絞り部３０における通路１１の上面が凹形状となっているが、図１２に示すように、絞り部３０における通路１２の下面が凹形状であってもよい。
【００４７】
本実施の形態のＭＯＣＶＤ装置によれば、位置Ｓよりも上流側における成長速度を増加させ、位置Ｓよりも下流側における成長速度に近づけることができる。その結果、均一な膜を成長させることができる。
【００４８】
すなわち、図８に示す本発明例１および２でも分かるように、裁置面において上流での成長速度と下流での成長速度との間には３倍以上の差がある。このような状態でサセプタ５を回転させて成長すると、基板２０上に形成される膜は低速度での成長と高速度での成長を交互に繰り返す。一般的にエピタキシャル成長での膜の性質（結晶性等）は、成長速度で変化することが知られており、異なる膜質を有するエピタキシャル膜が交互に成長されると、膜厚方向に不均一な膜質となりやすい。
【００４９】
そこで本実施の形態のように、通路１１の高さを位置Ｓよりも上流側において一旦減少させることにより、上流側での原料の拡散を促進させ上流側での成長速度を増加させることができる。また、通路１１の高さをその後増加させることにより、原料拡散の促進による非線形な成長速度の増加を緩和できる。その後成長速度が飽和する領域では、再び通路１１の高さを減少させることにより、成長速度の線形的な増加を保つことができる。これにより、載置面における成長速度の線形性を保ちつつ上流と下流との成長速度差を小さくすることができる。
【００５０】
なお、通路１１の高さは、位置Ａ２と位置Ａ３との間で減少を開始し、位置Ａ３より上流で再び増加することが好ましい。また幅方向には同形状を保つことが好ましい。また絞り部３０の位置は位置Ｓよりも上流側であればよい。
【００５１】
本願発明者らは、通路１１が位置Ｓよりも上流側において絞り部３０を有することの効果について調べた。具体的には、図１のＭＯＣＶＤ装置において、図１１に示すような絞り部３０を形成したもの（本発明例３）を準備し、このＭＯＣＶＤ装置を用いて、サセプタに載置された６枚の基板の各々の表面にＩｎＧａＮ層を成膜した。そして、サセプタの中心からの距離と、ＩｎＧａＮの成長速度との関係を調べた。その結果を本発明例１の結果と合わせて図１３に示す。なお、図１３の結果は、サセプタの幅方向における中心線（図２における線Ｃ）に沿った結果であり、図１３中矢印で示された範囲は、サセプタの載置面における基板が載置される位置である。
【００５２】
図１３を参照して、本発明例３では本発明例１に比べて上流と下流との成長速度差が小さくなっていることが分かる。具体的には、本発明例１における上流と下流との成長速度差は約３．３倍であるのに対し、本発明例３における上流と下流との成長速度差は約２倍となっている。
【００５３】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものと意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、窒化物半導体層を成膜するための有機金属気相成長装置として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態１におけるＭＯＣＶＤ装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１のサセプタ付近の上面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における反応ガスの流れ方向に沿った位置と通路の高さとの関係を示す図である。
【図４】比較例１における反応ガスの流れ方向に沿った位置と通路の高さとの関係を示す図である。
【図５】比較例１のＭＯＣＶＤ装置を用いてサセプタを回転させずにＩｎＧａＮ層を成膜した場合における、反応ガスの流れ方向に沿ったサセプタの上流側端部からの距離とＩｎＧａＮ成長速度との関係を示す図である。
【図６】比較例１のＭＯＣＶＤ装置を用いてサセプタを回転させながらＩｎＧａＮ層を成膜した場合における、サセプタの中心からの距離とＩｎＧａＮの成長速度との関係を示す図である。
【図７】本発明例１、本発明例２、および比較例１の各々のＭＯＣＶＤ装置を用いてＩｎＧａＮ層を成膜した場合における、サセプタの中心からの距離とＩｎＧａＮの成長速度との関係を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２におけるＭＯＣＶＤ装置の通路を示す斜視図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２におけるＭＯＣＶＤ装置の通路の変形例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態３における反応ガスの流れ方向に沿った位置と通路の高さとの関係を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３における反応ガスの流れ方向に沿った位置と通路の高さとの関係の変形例を示す図である。
【図１３】本発明例１および本発明例３の各々のＭＯＣＶＤ装置を用いてＩｎＧａＮ層を成膜した場合における、サセプタの中心からの距離とＩｎＧａＮの成長速度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  ＭＯＣＶＤ装置、３  チャンバ、５  サセプタ、７  溝、９  ヒータ、１１，１１ａ〜１１ｃ  通路、１３  回転軸、２０  基板、３０  絞り部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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