(57)【要約】【課題】複数の基板に同時に気相成長させる化合物半導体を、それが極薄膜であっても、膜厚を均一化できる化合物半導体製造装置および化合物半導体製造方法を提供する。【解決手段】複数の基板８が周方向に沿って配列される円盤状のサセプタ４と、サセプタ４を軸心廻りに回転させる回転シャフト６とをリアクター３内に備え、サセプタ４に設置された複数の基板８上に、ガス供給管１を通じて供給される材料ガスから化合物半導体を気相成長させる化合物半導体製造装置において、ガス供給管１は、サセプタ４の軸心に対向する位置に配設し、リアクター３の外周に向かう放射方向に材料ガスを流出させるガス供給部１ａを一端に設ける。このガス供給部１ａはサセプタ４の回転方向とは逆方向に回転可能とする。これにより、ガス供給部１ａが傾いても各基板８への材料ガスの分配に影響が及ぶのを回避することができ、基板８間での膜厚バラツキを低減できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板が周方向に沿って配列して設置される円盤状のサセプタと、前記サセプタを軸心廻りに回転させる回転機構とを反応容器内に備え、前記サセプタに設置された複数の基板上に、前記反応容器に連通したガス供給管を通じて供給される材料ガスから化合物半導体を気相成長させる化合物半導体製造装置であって、
前記ガス供給管は、前記サセプタの軸心に対向する位置に配設され、前記反応容器の外周に向かう放射方向に材料ガスを流出させるガス供給部を一端に有し、前記ガス供給部がサセプタの回転方向とは逆方向に回転可能である化合物半導体製造装置。
【請求項２】
複数の基板が周方向に沿って配列して設置される円盤状のサセプタと、前記サセプタを軸心廻りに回転させる回転機構とを反応容器内に備え、前記サセプタに設置された複数の基板上に、前記反応容器に連通したガス供給管を通じて供給される材料ガスから化合物半導体を気相成長させる化合物半導体製造装置であって、
前記ガス供給管は、前記サセプタの軸心に対向する位置に配設され、前記反応容器の外周に向かう放射方向に材料ガスを流出させるガス供給部を一端に有し、
前記ガス供給部を含む前記ガス供給管の一端は、前記サセプタの軸心に対して対称となるように複数に分割され、分割された各ガス供給管内のガス流量を個別に制御する流量制御手段が設けられた化合物半導体製造装置。
【請求項３】
サセプタ上に回転自在に設置され基板を保持する複数の基板ホルダと、前記複数の基板ホルダをそれぞれの軸心廻りに回転させる回転機構とが設けられた請求項１または請求項２のいずれかに記載の化合物半導体製造装置。
【請求項４】
サセプタへの対向面を１００〜５００℃に保持する温度制御手段を有した請求項１または請求項２のいずれかに記載の化合物半導体製造装置。
【請求項５】
請求項１記載の化合物半導体製造装置を用い、反応容器内で、複数の基板を設置したサセプタを軸心廻りに回転させ、前記サセプタ上の複数の基板を所定温度に加熱する状態において、ガス供給管を通じて材料ガスを導入し、その一端のガス供給部を前記サセプタの回転方向とは逆方向に回転させながら流出させることにより、前記サセプタの回転に伴われて回転され加熱されている複数の基板上に、前記サセプタとは逆方向に回転しているガス供給部から供給され基板面に沿うように流下する材料ガスを接触させて、化合物半導体を気相成長させる化合物半導体製造方法。
【請求項６】
請求項２記載の化合物半導体製造装置を用い、反応容器内で、複数の基板を設置したサセプタを軸心廻りに回転させ、前記サセプタ上の複数の基板を所定温度に加熱する状態において、複数に分割されたガス供給管を通じて材料ガスを導入し、各々のガス供給部の位置に基づいて個別に流量制御しながら流出させることにより、前記サセプタの回転に伴われて回転され加熱されている複数の基板上に、前記各々のガス供給部から基板面に沿うように流下する材料ガスを接触させて、化合物半導体を気相成長させる化合物半導体製造方法。
【請求項７】
化合物半導体製造装置は、サセプタ上に回転自在に設置され基板を保持する複数の基板ホルダと、前記複数の基板ホルダをそれぞれの軸心廻りに回転させる回転機構とを備えていて、前記複数の基板ホルダに保持された基板をサセプタの軸心廻りに回転させつつ基板ホルダの軸心廻りに回転させる請求項６記載の化合物半導体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化合物半導体を基板上に気相成長させる化合物半導体製造装置および化合物半導体製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ピックアップ用光源として用いられる半導体レーザや、衛星用、携帯電話用の受信アンテナなどに用いられる高電子移動度トランジスタ（High Electron Mobility Transistor：ＨＥＭＴ）等に化合物半導体の需要が増大しており、それに伴って低価格で高品質が得られる量産技術が求められている。このため有機金属気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition：ＭＯＣＶＤ法）を用いた多数枚成長技術が必要不可欠になっている。
【０００３】
化合物半導体を形成するためには、たとえばトリメチルガリウム（ＴＭＧ）に代表される有機金属化合物とフォスフィン（ＰＨ3）に代表される水素化合物とを材料ガスとしてリアクター内に導入し、サセプタ（基板保持テーブル）上に設置されランプなどのヒータで加熱されている基板（ウエハ）の近傍で熱分解を起こさせ、基板表面にガリウム砒素（ＧａＡｓ）などの化合物半導体を気相成長させる。
【０００４】
このために用いられているプラネタリ型ＭＯＣＶＤ装置を図５に示す。材料ガスを供給するガス供給管１と排気管２とが連通したリアクター（反応容器）３内に、円盤状のサセプタ４と、サセプタ４に周方向に沿って配列された複数の基板ホルダ５と、サセプタ４および基板ホルダ５をそれぞれの軸心廻りに回転させる回転シャフト６，歯部７などの回転手段が設けられていて、サセプタ４を回転させるに伴って、各基板ホルダ５およびその内部に保持された基板８を、サセプタ４の軸心周りを公転させつつ自転させるようになっている。
【０００５】
化合物半導体を基板８表面に均一に成長させるには、材料ガスの流れを均一化することが重要であり、そのためにリアクター３内のガス流を制御することが必要である。特許文献１には、２種類以上の材料ガスを１本のガス供給管で供給し、その半径方向への流れを開口周りのリング状部材（静止体）で整流する、単純なガス供給構造の半導体製造装置が開示されている。特許文献２には、材料ガスとパージガスとを仕切板で分離して供給しつつその流速比を制御することにより、リアクター内に層流を生じさせる半導体製造装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−３１８１１２公報
【特許文献２】特開２００１−３３５３９９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した特許文献１、２に記載されたＭＯＣＶＤ装置はいずれも、材料ガスをガス供給管１から直接に直接にサセプタ４に吹き付ける構造である。そのため、部品製作時の加工誤差やメンテナンス後の組み立て誤差や基板８の加熱等によって図６（ａ）に示すようにサセプタ４に傾きが生じた場合に、その傾きに材料ガスの流れが支配され、サセプタ４上の複数の基板８への材料ガスの供給量に差が生じる。図中の矢印の太さが供給量の大小を表わしている。このようにして材料ガスが吹き付けられる領域および吹き付けられない領域はサセプタ４上の一定の箇所であり、この関係はサセプタ４が回転しても解消されることなく継続する。その結果、複数の基板８のそれぞれへの材料ガスの供給量はサセプタ４上での基板８位置に依存して相違し、基板８間で化合物半導体の成長速度、膜厚に差が生じる。図６（ｂ）にサセプタ４上に配列された基板ホルダ５の位置（以下、基板位置という）および材料ガスの供給量を示す。サセプタ４の周方向に沿って順に番号Ｗ１，Ｗ２，・・・を付している。ガス供給管１に関して対称な基板位置Ｗ４，Ｗ８で材料ガスの供給量の差が大きくなる。
【０００７】
したがって、たとえば図７（ａ）に示すようにＧａＡｓ基板上にＧａＩｎＰを１.０μｍ厚みで成長させる場合、成長速度分布は図７（ｂ）に示したものとなる。材料ガスの供給量の大きい基板位置Ｗ４で成長速度が大きくなる一方、基板位置Ｗ４の対称にある基板位置Ｗ８で成長速度が小さくなっており、基板間で膜厚差が大きくなる。
【０００８】
図８（ａ）は、サセプタ４にガス供給管１から直接に材料ガスを吹き付けるのでなく、ガス供給管１の端部のノズルやインジェクタなどのガス供給部１ａからリアクター３の外周方向に供給するようにしたＭＯＣＶＤ装置を示す。この装置では、図８（ｂ）に示すように、サセプタ４に傾きが生じなくてもガス供給部１ａの取り付けに傾きが生じてガス供給に不均一が生じることがあるが、このガス供給の不均一さはサセプタ４から見て位置が静止しており、材料ガスが吹き付けられる領域および吹き付けられない領域はサセプタ４の回転に伴って各基板位置に巡るので、各位置の基板８への材料ガスの供給量は平均化されていく。
【０００９】
したがって、たとえば図９（ａ）に示すようにＧａＡｓ基板上にＧａＩｎＰを１.０μｍ厚みで成長させる場合、成長速度分布は図９（ｂ）に示したものとなる。各基板位置（Ｗ１，Ｗ２，・・・）で成長速度はほぼ等しく、基板間で均一な膜厚を得ることが可能である。
【００１０】
ところが、図１０（ａ）に示すように２ｎｍや４ｎｍといった数ｎｍオーダーの極薄膜を形成する場合は、上記と同様の結果は得られない。図１０（ｂ）は、各基板位置で図１０（ａ）の膜積層構造を形成した基板を７７Ｋまで冷却し、フォトルミネッセンス（Photo Luminescence：ＰＬ）の強度と波長との相関（以下、ＰＬ波長＠77Ｋという）を調べた結果の内、基板位置Ｗ４，基板位置Ｗ８の基板についての結果を示す。ＧａＡｓの膜厚が小さいほど基板間でピークのずれが大きく、膜厚１０ｎｍでピークがほぼ一致している。ＧａＡｓの膜厚を１０ｎｍまで大きくすると、基板間で膜厚が均一化されることを示している。
【００１１】
これは、サセプタ４の回転数、つまり基板８の公転数が５〜１０ｒｐｍであることに基づく。１０ｎｍの薄膜に関しては、０．１〜０．２ｎｍ/ｓｅｃ程度まで成長速度を落とすことで、１００〜５０ｓｅｃ間で成膜することが可能になるので、基板８の公転数を数回転〜十数回転とすることができ、各位置の基板間で膜厚は十分に均一化される。一方、２ｎｍや４ｎｍといった数ｎｍオーダーの極薄膜に関しては、０．１〜０．２ｎｍ/ｓｅｃ程度まで成長速度を落としても、１０〜４０ｓｅｃ間で成膜することになるので、基板８の公転数は１回転未満〜数回転でしかなく、各位置の基板間で膜厚は均一化されず、膜厚差が生じる。
【００１２】
よって、例えば半導体レーザの活性層を形成する場合、多重量子井戸構造を用いていてその膜厚は２〜５ｎｍであるため、基板ごとに活性層の膜厚差が生じることになり、発振波長の安定したデバイスを作製することは困難である。
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑み、複数の基板に同時に気相成長させる化合物半導体を、それが極薄膜であっても、膜厚を均一化できる化合物半導体製造装置および化合物半導体製造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】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の化合物半導体製造装置は、複数の基板が周方向に沿って配列して設置される円盤状のサセプタと、前記サセプタを軸心廻りに回転させる回転機構とを反応容器内に備え、前記サセプタに設置された複数の基板上に、前記反応容器に連通したガス供給管を通じて供給される材料ガスから化合物半導体を気相成長させる化合物半導体製造装置であって、前記ガス供給管は、前記サセプタの軸心に対向する位置に配設され、前記反応容器の外周に向かう放射方向に材料ガスを流出させるガス供給部を一端に有し、前記ガス供給部がサセプタの回転方向とは逆方向に回転可能であることを特徴とする。
【００１５】
また本発明の化合物半導体製造装置は、複数の基板が周方向に沿って配列して設置される円盤状のサセプタと、前記サセプタを軸心廻りに回転させる回転機構とを反応容器内に備え、前記サセプタに設置された複数の基板上に、前記反応容器に連通したガス供給管を通じて供給される材料ガスから化合物半導体を気相成長させる化合物半導体製造装置であって、前記ガス供給管は、前記サセプタの軸心に対向する位置に配設され、前記反応容器の外周に向かう放射方向に材料ガスを流出させるガス供給部を一端に有し、前記ガス供給部を含む前記ガス供給管の一端は、前記サセプタの軸心に対して対称となるように複数に分割され、分割された各ガス供給管内のガス流量を個別に制御する流量制御手段が設けられたことを特徴とする。
【００１６】
サセプタ上に回転自在に設置され基板を保持する複数の基板ホルダと、前記複数の基板ホルダをそれぞれの軸心廻りに回転させる回転機構とが設けられているのが好ましい。
また、サセプタへの対向面を１００〜５００℃に保持する温度制御手段を有しているのが好ましい。
【００１７】
本発明の化合物半導体製造方法は、上述した第１の構成の化合物半導体製造装置を用い、反応容器内で、複数の基板を設置したサセプタを軸心廻りに回転させ、前記サセプタ上の複数の基板を所定温度に加熱する状態において、ガス供給管を通じて材料ガスを導入し、その一端のガス供給部を前記サセプタの回転方向とは逆方向に回転させながら流出させることにより、前記サセプタの回転に伴われて回転され加熱されている複数の基板上に、前記サセプタとは逆方向に回転しているガス供給部から供給され基板面に沿うように流下する材料ガスを接触させて、化合物半導体を気相成長させることを特徴とする。これにより、ガス供給部が万が一傾いても、基板への材料ガスの分配に影響が及ぶのを回避することができ、極薄膜を形成する場合も基板間での膜厚バラツキを低減できる。
【００１８】
また本発明の化合物半導体製造方法は、上述した第２の構成の化合物半導体製造装置を用い、反応容器内で、複数の基板を設置したサセプタを軸心廻りに回転させ、前記サセプタ上の複数の基板を所定温度に加熱する状態において、複数に分割されたガス供給管を通じて材料ガスを導入し、各々のガス供給部の位置に基づいて個別に流量制御しながら流出させることにより、前記サセプタの回転に伴われて回転され加熱されている複数の基板上に、前記各々のガス供給部から基板面に沿うように流下する材料ガスを接触させて、化合物半導体を気相成長させることを特徴とする。このことにより、サセプタやガス供給部が万が一傾いても、基板への材料ガスの分配に影響が及ぶのを回避することができ、極薄膜を形成する場合も基板間での膜厚バラツキを低減できる。
【００１９】
化合物半導体製造装置が、サセプタ上に回転自在に設置され基板を保持する複数の基板ホルダと、前記複数の基板ホルダをそれぞれの軸心廻りに回転させる回転機構とを備えていて、前記複数の基板ホルダに保持された基板をサセプタの軸心廻りに回転させつつ基板ホルダの軸心廻りに回転させるのが好ましい。基板内での膜厚バラツキを低減できるからである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の化合物半導体製造装置および化合物半導体製造方法によれば、ガス供給管のガス供給部をサセプタとは逆方向に回転させることにより、またはガス供給管を複数に分割して各々流量制御することにより、サセプタやガス供給部が万が一傾いても、基板への材料ガスの分配に影響が及ぶのを回避することができ、極薄膜を形成する場合も基板間での膜厚バラツキを低減できる。
【００２１】
基板を基板ホルダに保持させてその軸心廻りに回転させることにより、基板面内の膜厚バラツキも低減できる。またサセプタへの対向面を１００〜５００℃に保持することにより、この対向面への薄膜形成を抑え、基板に接触する材料ガス量を安定させて、基板面内の膜厚の経時変化をより低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を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における化合物半導体製造装置の概略全体構成を示す断面図である。この化合物半導体製造装置は先に図５、図８を用いて説明した従来のものと同様にプラネタリ型ＭＯＣＶＤ装置と呼ばれる構造を有している。
【００２３】
材料ガスを供給するガス供給管１と排気管２とが連通した密閉構造のリアクター３内に、円盤状のサセプタ４と、サセプタ４に周方向に沿って等間隔で配列された複数の基板ホルダ５と、サセプタ４および基板ホルダ５をそれぞれの軸心廻りに回転させる回転手段とが設けられていて、基板ホルダ５に保持された基板８はプラネタリ型の回転機構で回転される。
【００２４】
詳細には、サセプタ４は、駆動装置に接続された回転シャフト６に取付蓋６ａによって同軸状に固定されていて、回転シャフト６の軸心廻りに回転可能である。基板ホルダ５は、基板８の周縁部を保持する筒状体であって、サセプタ４に周方向に沿って適当間隔で形成された複数の取り付け穴のそれぞれに回転自在に保持され、それぞれの外周に形成された歯部５ａで、リアクター３の内周に形成された歯部７と噛み合っている。この構造により、回転シャフト６によってサセプタ４が回転されるに伴って、基板ホルダ５およびその内部の基板８がサセプタ４の軸心廻りに回転（公転）しつつ基板ホルダ５の軸心廻りに回転（自転）する。
【００２５】
サセプタ４の上方には、基板ホルダ５に保持された基板８を所定温度に加熱するためのランプなどのヒータ９が設けられており、リアクター３の底部には、サセプタ４に対向した対向面３ａを１００℃に保持する冷却水配管１０が設けられている。
【００２６】
１００℃という対向面３ａの温度は、材料ガスたる有機金属が分解を起こさない温度として十分低く設定されている。対向面３ａの温度が低すぎると、分解した有機金属が対向面３ａで冷やされて金属ドロップ化し、そのまま対向面３ａに付着してしまい、成長を重ねるうちに吹き飛ばされ、基板８にパーティクルとして付着する原因となる。このため１００℃未満は望ましくなく、１００℃以上に温度設定される。一方で対向面３ａの温度が高すぎると、分解した有機金属が対向面３ａやサセプタ４にもデポされ、基板８に到達する原料量が少なくなってしまう。特にＧａＩｎＰなどのＩｎ含有材料を用いる場合、Ｉｎが基板８に届く前に枯渇してしまい、所望の膜が形成されず基板８は白濁してしまう。このため対向面３ａは材料ガスが分解しない温度、たとえば４００℃程度まで、高くとも５００℃以下に温度設定される。
【００２７】
上述した排気管２は、リアクター３の底部の周縁部に複数本開口しており、それぞれ真空ポンプ（図示せず）に連通している。ガス供給管１は、所定の姿勢のサセプタ４の軸心、つまりリアクター３および回転シャフト６と同軸状にある姿勢のサセプタ４の軸心（以下、設計軸という）に対向する位置にサセプタ４の設計軸に沿う方向に延び、外周部が開口した円盤状のガス供給部１ａが端部に取り付けられていて、管内をサセプタ４の設計軸方向に流れてきた材料ガスをガス供給部１ａの外周部から、サセプタ４の設計軸と交わる方向に流れ方向を変えて、すなわちリアクター３の外周に向かう放射方向に変えて、流出させる。
【００２８】
この化合物半導体製造装置が従来のものと異なるのは、ガス供給部１ａをガス供給管１とともにサセプタ４の回転方向とは逆方向に回転させる回転手段１１を備えている点である。回転手段１１の詳細な図示は省略するが、比較的短寸のガス供給管１を回転可能に接続した管継ぎ手や回転駆動装置である。
【００２９】
以下、上記化合物半導体製造装置における化合物半導体の製造方法を説明する。
サセプタ４上の複数の基板ホルダ５のそれぞれに基板８を設置し、排気管２を通じてリアクター３内を１ｅ１０−３Ｐａまで真空引きする。次に、リアクター３内を所定の圧力に保ちながら、回転シャフト６によってサセプタ４を回転させることにより、各基板ホルダ５に保持された基板８をサセプタ４の軸心周りに公転させつつ自転させる。サセプタ４に対向したリアクター３の対向面３ａは冷却水配管１０によって１００℃に保持する。
【００３０】
その状態で、ガス供給部１ａを端部に有したガス供給管１を回転手段１１によってサセプタ４とは逆方向に回転させながら、このガス供給管１を通じてリアクター３内にＶ族系材料ガスを供給する。そして、基板ホルダ５内の基板８をヒータ９によって均一に加熱し、所定の温度まで上昇した後に、ガス供給管１を通じてIII族系材料ガスを供給する。この際のガス供給部１ａの回転速度は、たとえばサセプタ４の回転速度が８ＲＰＭである場合に、１０ＲＰＭである。
【００３１】
このことにより、ガス供給管１内を流れてきたＶ族系およびIII族系の材料ガスは、回転シャフト６とは逆に回転しているガス供給部１ａの内面に衝突し、その内面に沿うようにリアクター３の外周に向かう放射方向に流出し、各基板ホルダ５の近傍へと流れた後、上記したように回転（公転自転）されつつヒータ９によって加熱されている基板８面に沿うようにほぼ平行に流れ、この基板８面に接触した材料ガスから気相成長によって化合物半導体の薄膜が形成される。
【００３２】
この際に、ガス供給部１ａがサセプタ４とは逆方向に回転していることにより、ガス供給部１ａが回転していない場合と比べて、同じ成長時間でも、基板８がガス供給部１ａの周りを回転する相対的な回転数（公転数）が多くなり、ガス供給部１ａの取り付けに傾きが生じてガス供給に不均一が生じても、膜厚を十分に均一化することが可能である。基板８は公転のみならず自転もしているので、基板８内の膜厚ばらつきも回避できる。
【００３３】
またサセプタ４への対向面３ａを１００℃に保持しているため、この対向面３ａには薄膜は形成されず、成膜を続けても基板８に常に一定量の安定した材料ガスが供給されることになり、基板８の膜厚の経時変化を抑制することができる。
【００３４】
図２（ａ）は、上記したようにしてＧａＡｓ基板上にＡｌ０．４Ｇａ０．６Ａｓを１００ｎｍ厚みにて成膜し、その上にＧａＡｓの１０ｎｍ，４ｎｍ，２ｎｍ厚の膜を、Ａｌ０．４Ｇａ０．６Ａｓの３０ｎｍ厚の膜と交互に形成した積層構造を示す。図２（ｂ）は、このＧａＡｓ基板上でサセプタ４の軸心に関して対称な基板位置Ｗ４，基板位置Ｗ８（上述した図６（ｂ）参照）のそれぞれで形成された膜のＰＬ波長＠77Ｋの比較を示す。１０ｎｍ，４ｎｍ，２ｎｍ厚といった極薄膜でも、基板位置Ｗ４，基板位置Ｗ８で波長の分布が一致しており、膜厚分布が均一化されていることがわかる。
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における化合物半導体製造装置の構成を示す。
【００３５】
この化合物半導体製造装置が実施の形態１の化合物半導体製造装置と相違するのは、円盤状のガス供給部１ａが、回転するのでなく、サセプタの軸心（設計軸）に関して対称に８室（それぞれに室番号を付している）に分割されている点である。またガス供給管１が、ガス供給部１ａの各室にそれぞれ連通するように８本に分割され、分割された各ガス供給管１ｂに、ガス供給部１ａの各室の位置に基づいて個別に流量制御するマスフローコントローラ（ＭＦＣ１〜ＭＦＣ８）が設けられている点である。
【００３６】
この化合物半導体製造装置では、まず、実施の形態１の化合物半導体製造装置と同様にして、リアクター３内を所定の圧力に保ちながら、基板ホルダ５に保持された基板８をサセプタ４の軸心周りに公転させつつ自転させる。
【００３７】
そしてその状態で、８系統あるガス供給管１ｂを通じてＶ族系材料ガスを個別に流量制御しながら供給する。次に基板ホルダ５内の基板８をヒータ９によって均一に加熱し、所定の温度まで上昇した後に、III族系材料ガスを個別に流量制御しながら供給する。
【００３８】
各材料ガスの制御流量は予め決めておく。たとえば、材料ガスを運ぶキャリアガスを流量Ｖ１にて流す場合、まず各ガス供給管１ｂからＶ１／８量ずつ均等に流出するようにマスフローコントローラ（ＭＦＣ１〜ＭＦＣ８）によって流量制御し、その流量でサセプタ４の回転を０ＲＰＭ（非回転）として基板８上に成膜し、成膜された各々の基板８の膜厚分布を見て流量調整する。基板位置Ｗ１に設置した基板８の成長膜厚が他の基板８の成長膜厚より薄い場合、基板位置Ｗ１に対応するガス供給管１ｂからＶ１／８より多いキャリアガスを流すように流量調整する。
【００３９】
上記構成によれば、各ガス供給管１ｂ内を流れてきたＶ族系およびIII族系の材料ガスは、ガス供給部１ａの各室の内面に衝突し、その内面に沿うようにリアクター３の外周に向かう放射方向に流出し、各基板ホルダ５の近傍へと流れ、上記したように回転（公転自転）されつつヒータ９によって加熱されている基板８面に沿うように流れ、この基板８面に接触した材料ガスから気相成長によって化合物半導体の薄膜が形成される。
【００４０】
その際に、ガス供給部１ａの各室から流れ出す材料ガスは上記したように流量制御されているため、ガス供給部１ａの取り付けに傾きが生じていても（あるいはサセプタ４に傾きが生じていても）、各位置の基板８に供給されるガス供給量は均一化され、基板８間で化合物半導体の成長速度、膜厚を十分に均一化することが可能である。基板８は公転のみならず自転もしているので、基板８内の膜厚ばらつきも回避できる。
【００４１】
なお、ガス供給部１ａの各室の吹出口は、図３（ｂ）に示したように、サセプタ４の軸心（設計軸）方向Ｙから外周方向Ｘに向かって０度から９０度の間で傾いて開口しているのが好ましい。そうでない場合、各ガス供給管１ｂ内をサセプタ４の軸心方向に流れてきたガスがそのまま真っ直ぐに吹出すか、あるいは内周方向に向かって傾いて吹出して、サセプタに当たることになり、上述したように流量制御したにもかかわらず、混合してしまったり、サセプタの歪みで偏流が発生しまう。
【００４２】
以上の実施の形態１、２では、Ｖ族系材料ガスとIII族系材料ガスとをガス供給管１，ガス供給部１ａにより同時にリアクター３に導入するものとして説明したが、図４に示したように、ガス供給管１，ガス供給部１ａの流路を仕切板１ｃで２分割して各材料ガスを別々に流出させ、基板ホルダ５の近傍で混合させるというガス供給構造でも同様の効果を得ることができる。またＶ族系材料ガスとIII族系材料ガスとを用いるものとして説明したが、II族系材料ガスとIV族系材料ガスとを用いる場合も同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の化合物半導体製造装置および化合物半導体製造方法は、複数枚の基板に同時に成長させる化合物半導体を極薄膜であっても均一な膜厚に形成できるので、半導体レーザ、ＨＥＭＴ、フォトダイオード、太陽電池やトランジスタを構成する半導体デバイスなどの製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１における化合物半導体製造装置の概略全体構成を示す断面図
【図２】図１のＭＯＣＶＤ装置によって製造する化合物半導体の積層構造図およびＰＬ波長分布図
【図３】本発明の実施の形態２における化合物半導体製造装置の概略全体構成を示す断面図および要部構成図
【図４】図３の化合物半導体製造装置の変形例を示す要部構成図
【図５】従来のＭＯＣＶＤ装置の概略全体構成を示す断面図
【図６】図５のＭＯＣＶＤ装置の動作時の状況を示す断面図および一部平面図
【図７】図５のＭＯＣＶＤ装置によって製造する化合物半導体の積層構造図および基板位置による成長速度分布図
【図８】従来の他のＭＯＣＶＤ装置の概略全体構成および動作時の状況を示す断面図
【図９】図８のＭＯＣＶＤ装置によって製造する化合物半導体の積層構造図および基板位置による成長速度分布図
【図１０】図８のＭＯＣＶＤ装置によって製造する化合物半導体の他の積層構造図およびＰＬ波長分布図
【符号の説明】
【００４５】
１・・・ガス供給管
1a・・・ガス供給部
２・・・排気管
３・・・リアクター
3a・・・対向面
４・・・サセプタ
５・・・基板ホルダ
5a・・・歯部
６・・・回転シャフト
７・・・歯部
８・・・基板
９・・・ヒータ
10・・・冷却水配管
【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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