(57)【要約】【課題】  ８００℃以下の低温で結晶性や電気的特性の優れた混晶半導体を製造するための半導体製造装置を提供する。【解決手段】  本発明の半導体製造装置１は、基板上１０に第１元素と第２元素を含む半導体を成膜する成膜室３と、成膜室に原料ガスを供給するシャワーヘッド４とを備え、シャワーヘッド４は、第１元素を活性化させて活性種を生成する第１プラズマ生成手段５と、第１元素の活性種を高密度化する第２プラズマ生成手段６とを有し、基板１０の成膜面と対向する壁面に、第１元素の高密度活性種を供給する複数の第１供給口７と、第２元素を供給する複数の第２供給口８とを設けた。【選択図】  図１
2013125761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１元素と第２元素を含む半導体を成膜する成膜室と、
前記成膜室に原料ガスを供給するシャワーヘッドとを備えた半導体製造装置であって、
前記シャワーヘッドは、
前記第１元素を活性化させて活性種を生成する第１プラズマ生成手段と、
前記第１元素の活性種を高密度化する第２プラズマ生成手段とを有し、
前記基板の成膜面と対向する壁面に、
前記第１元素の高密度活性種を供給する複数の第１供給口と、
前記第２元素を供給する複数の第２供給口とを設けたことを特徴とする半導体製造装置。
【請求項２】
前記第２プラズマ生成手段は、前記第１供給口に連なるホロー型電極を備えることを特徴とする請求項１に記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記ホロー型電極には、高周波パルス電力が印加されることを特徴とする請求項２に記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記ホロー型電極には、バイアス電圧が印加されることを特徴とする請求項３に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記シャワーヘッドは、前記第１供給口の内側に前記第２供給口を配置したものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記シャワーヘッドは、前記基板の成膜面と対向する壁面に、押圧ガスを供給する第３供給口を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の半導体製造装置。
【請求項７】
第１元素と第２元素を含む半導体を製造するための半導体製造方法であって、
前記第１元素を活性化させて活性種を生成する第１プラズマ生成工程と、
前記第１元素の活性種を高密度化する第２プラズマ生成工程と、
前記第１元素の高密度活性種を複数の第１供給口から供給するともに、前記第２元素を複数の第２供給口から供給するガス供給工程と、
前記第１元素の高密度活性種と前記第２元素を基板上で反応させることにより、前記第１元素と前記第２元素とを含む半導体を製造することを特徴とする半導体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置及び半導体製造方法に関し、特にIII族元素とＶ族元素とを含む混晶半導体の製造装置とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
１９９０年代に入り、窒化物系の半導体発光素子が発明されてから、ＬＥＤ照明の実用化が始まった。現在のところＬＥＤ照明は、信号だけに留まらず、液晶モニターのバックライト等の多方面の用途で活躍し始めている。
【０００３】
ＬＥＤ照明は、一般的に青色半導体発光素子と、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）蛍光体との組み合わせにより白色ＬＥＤを実現している。白色ＬＥＤは、従来の照明よりも低消費電力・省スペース・水銀フリーのため環境に良いというメリットがあり、次世代の照明器具として期待が寄せられている。
【０００４】
青色光を発光する半導体発光素子を作製するためには、青色波長域〜紫外波長域の短波長域で発光する発光層を形成する必要がある。このような発光層としては、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法：Metal Organic Chemical Vapor Deposition法）などの手法を用いて、エピタキシャル成長によって作製されるＩｎＸＧａ1-ＸＮ混晶半導体が一般的に用いられる。
【０００５】
近年では、太陽光スペクトルをカバーできる発光素子の研究開発が行なわれており、緑色波長の光を発光する半導体発光素子の登場が望まれている。緑色波長の光を発光する発光層を作製するためには、ＩｎＸＧａ1-ＸＮ混晶半導体のＩｎ組成ｘを０．２以上にする必要がある。
【０００６】
ＩｎＸＧａ1-ＸＮ混晶半導体は、通常、III族有機化合物とアンモニアとを反応させることで形成しているが、Ｉｎ組成ｘを０．２以上にするためにIII族有機化合物を多量に導入すると、III族有機化合物とアンモニアとの反応性が低下し、ＩｎＸＧａ1-ＸＮ混晶半導体の成長が遅くなる問題がある。
【０００７】
III族有機化合物とアンモニアとの反応性は７００℃以上に加熱することにより高められるが、７００℃以上の高温状態ではＩｎＸＧａ1-ＸＮ混晶半導体に窒素空孔などの欠陥や相分離などが生じたり、膜応力による膜ゆがみが生じるなど新たな問題を生じる。
【０００８】
そこで、アンモニアの代わりに窒素プラズマを用いることにより、窒素源とIII族有機化合物とを低温で反応させる半導体製造装置が検討されている。
【０００９】
図５は、特許文献１に開示されているプラズマ室を備えた半導体製造装置１００の構成図である。図５に示すように、プラズマ室１０１で活性化した窒素源と、プラズマ室１０２で活性化したIII族有機化合物を基板１０３に供給することにより、低い基板温度でも混晶半導体を成長させることができる。
【００１０】
図６は、特許文献１に開示されている複数のプラズマ発生手段を備えた半導体製造装置２００の構成図である。半導体製造装置２００は、真空に排気し得る反応容器２０１と排気口２０２を備え、反応容器２０１内には、基板２０５を保持する基板ホルダー２０３とヒーター２０４が配置されている。反応容器２０１の上部には、Ｖ族元素を供給するガス導入管２１１と石英管２０６が配置されている。また、III族元素を供給するガス導入管２０９、２１０と、ガス拡散メッシュ２１４、２１５が接続されて配置されている。
【００１１】
この半導体装置２００では、マイクロ波動波管２０７と、容量結合型高周波電極２１２、２１３からなる２種類のプラズマ発生手段と、ガス拡散メッシュ２１４、２１５、および、基板ホルダー２０３が、ガス導入管２１１の軸方向に直列に配置されている。ガス導入管２１１から窒素ガスを導入し、プラズマ発生手段２０７により窒素ガスのプラズマを発生させて、プラズマ発生手段２１２、２１３により活性種の活性エネルギーを高めることにより、活性化された窒素元素をIII族元素と低温で反応させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００７−１４１９９３号公報
【特許文献２】特開２００１−７７０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１の半導体装置１００は、プラズマ室１０１とプラズマ室１０２が基板に対して別方向に配置されていたため、窒素源とIII族有機化合物のガスの流量などの違いによりガスの流れが変化して、基板上の位置によって膜厚が異なったり、基板上に成長した薄膜の組成が位置によって異なってしまうという問題があった。
また、特許文献２の半導体製造装置２００は、活性化された窒素元素とIII族有機化合物が同一方向から基板上に供給されるものの、窒素元素の流れがIII族元素を供給するための拡散メッシュ２１４、２１５に妨げられるので、窒素元素の流れが乱れて基板２０５上に均一に供給されなくなり、窒素元素とIII族元素の面内均一性が低下し、成膜された窒化物薄膜の結晶性や電気的特性に問題を生じていた。
【００１４】
本発明は、上記のような現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、結晶性、電気的特性、および光学特性等に優れた半導体層を低温で製造するための半導体製造装置とその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の半導体製造装置は、基板上に第１元素と第２元素を含む半導体を成膜する成膜室と、成膜室に原料ガスを供給するシャワーヘッドとを備えた半導体製造装置であって、シャワーヘッドは、第１元素を活性化させて活性種を生成する第１プラズマ生成手段と、第１元素の活性種を高密度化する第２プラズマ生成手段とを有し、基板の成膜面と対向する壁面に、第１元素の高密度活性種を供給する複数の第１供給口と、第２元素を供給する複数の第２供給口とを設けたことを特徴とする。
【００１６】
また、第２プラズマ生成手段は、第１供給口に連なるホロー型電極を備えることを特徴とし、ホロー型電極には、高周波パルス電力が印加されることを特徴とする。また、ホロー型電極には、バイアス電圧が印加されることを特徴とする。
【００１７】
また、シャワーヘッドは、第１供給口の内側に第２供給口を配置したものであることを特徴とし、基板の成膜面と対向する壁面に、押圧ガスを供給する第３供給口を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明の半導体製造方法は、第１元素と第２元素を含む半導体を製造するための半導体製造方法であって、第１元素を活性化させて活性種を生成する第１プラズマ生成工程と、第１元素の活性種を高密度化する第２プラズマ生成工程と、第１元素の高密度活性種を複数の第１供給口から供給するともに、第２元素を複数の第２供給口から供給するガス供給工程と、第１元素の高密度活性種と第２元素を基板上で反応させることにより、第１元素と第２元素とを含む半導体を製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、結晶性、電気的特性、および光学特性等に優れた半導体層を低温で製造するための半導体製造装置とその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例１の半導体製造装置の構成図である。
【図２】本発明の実施例１のシャワーヘッドの平面図である。
【図３】本発明の実施例２の半導体製造装置の構成図である。
【図４】本発明の実施例２のシャワーヘッドの平面図である。
【図５】従来の半導体製造装置の構成図である。
【図６】従来の半導体製造装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分又は相当部分を表わすものとする。また、各部分の長さ、幅、厚さ、深さなどの寸法関係は図面の明瞭化と簡略化のために適宜変更されており、実際の寸法関係を表わすものではない。
【実施例１】
【００２２】
図１は、本発明の半導体製造装置１の構成を示す図である。本発明の半導体製造装置１は、第１元素と第２元素とを含む混晶半導体を製造する半導体製造装置であって、混晶半導体を成膜するための成膜室３と、第１元素を含む原料ガスＧ１と第２元素を含む原料ガスＧ２とを成膜室３に供給するシャワーヘッド４とを備えている。
【００２３】
ここで、混晶半導体とは、例えば、ＩｎＸＧａ1-ＸNなどの窒化物半導体であり、第１元素としてＶ族元素を用い、第２元素としてIII族元素を用いる。また、Ｖ族元素の原料ガス５１は、窒素ガスまたは窒素とアルゴンの混合ガスであり、III族元素の原料ガス５２は、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）やトリメチルガリウム（ＴＭＧ）である。
【００２４】
成膜室３は、基板１０を設置するための基板設置台１１を備えている。基板設置台１１は、基板１０を基板保持具１２で保持し、内部の基板加熱ヒータ１３で加熱するとともに、図示しない駆動機構により回転させる。また、基板設置台１１には、基板１０を密着させる真空吸着機構が設けられることもある。成膜室３には、図示しない排気手段に接続された排気口３４が設けられており、成膜で使用された原料ガス５１、５２が排気口３４から排気される。
【００２５】
シャワーヘッド４は、成膜室３の上部に備えられており、基板設置台１１と対向する隔壁面には、活性化した第１元素を供給するための複数の第１供給口７と、第２元素を供給するための複数の第２供給口８が、基板設置台１１と対向するように設けられている。また、シャワーヘッド４の側面には、シャワーヘッド４の内部に、第１元素を含む原料ガス５１を導入するための第１ガス導入部２１と、第２元素を含む原料ガス５２を導入するための第２ガス導入部２２が設けられている。
【００２６】
さらに、シャワーヘッド４には、図１に示すように、第１のプラズマＰ１を発生させて第１元素の活性種を生成する第１プラズマ生成手段５と、第２のプラズマＰ２を発生させて第１プラズマ生成手段５により生成された活性種をさらに高密度化する第２プラズマ生成手段６とが設けられている。
【００２７】
第１プラズマ生成手段５は、シャワーヘッド４の上部に設けられた誘電体２４とスパイラルコイル２５からなり、スパイラルコイル２５には、高周波電力を印加する高周波電源３１と高周波電力を調整するマッチング・ボックス（ＭＢ）が接続されている。さらに、スパイラルコイル２５には、バイアス電圧（Ｂ１）を印加する直流電源４１が接続されている。
【００２８】
誘電体２４は、例えば、石英を用いるが、アルミナなどの他の誘電体であってもよい。また、スパイラルコイル２５は、平面型コイルを用いることができるが、立体型コイルであってもよく、容量結合型のプラズマ励起用電極やマルチホロー型電極であってもよい。第１のプラズマＰ１は、スパイラルコイル２５に高周波電力が印加されることにより、誘電体２４の壁面に沿って発生する。
【００２９】
第２プラズマ生成手段６は、基板設置台１１と対向する隔壁に設けられている。シャワーヘッド４の隔壁は、第１電極２７と、絶縁体２８と、第２電極２９とからなる３層構造になっており、第２電極２９が基板設置台１１側に配置されている。
【００３０】
第１電極２７には、高周波パルス電力を印加する高周波電源３２と、高周波パルス電力を調整するマッチング・ボックス（ＭＢ）が接続されている。さらに、第１電極２７と第２電極２９には、バイアス電圧（Ｂ２、Ｂ３）を印加する直流電源４２、４３がそれぞれ接続されている。
【００３１】
上記３層からなる隔壁には、複数の貫通穴７ａが設けられており、それぞれが第２電極２９側で第１供給口７に連なっている。第２のプラズマＰ２は、第１電極２７に高周波パルス電力が印加されることにより、それぞれの貫通穴７ａ内部の第１電極２７と第２電極２９との間で発生する。このように第２プラズマ生成手段６は、それぞれの貫通穴７ａの内部でプラズマを発生させるものであり、このような電極構造をホロー型電極と呼んでいる。
【００３２】
また、基板設置台１１と対向する第２電極２９には、第２元素を供給するための複数の第２供給口８が設けられており、第２電極２９の内部を通じて第２ガス導入部２２に接続されている。
【００３３】
図２は、シャワーヘッド４を基板設置台１１側から見た示す平面図である。シャワーヘッド４の基板設置台１１と対向する隔壁面、すなわち基板１０の成膜面と対抗する第２プラズマ生成手段６の第２電極２９側には、複数の第１供給口７と、複数の第２供給口８とが均等の間隔で配置されている。また図中に破線で示しているように、第２供給口８は第２ガス導入部２２を介して互いに連通している。
【００３４】
第１供給口７と第２供給口８は、例えば、それぞれの直径が４ｍｍであり、２０ｍｍの間隔で配置されているが、第１供給口７と第２供給口８の直径や間隔は、特にこの値に限定されるものではない。また、シャワーヘッド４の基板１０の成膜面と対抗する壁面には、第１供給口７と第２供給口８に対応する複数の孔が形成された板状のシャワープレートを別途設けて、反応物が付着して汚れた場合に上記シャワープレートを交換できるようにしてもよい。
【００３５】
続いて、本発明の半導体製造装置１を用いた製造方法について説明する。本発明の半導体製造方法は、第１元素と第２元素を含む半導体を製造するため、第１元素を活性化させて活性種を生成する第１プラズマ生成工程と、第１元素の活性種を高密度化する第２プラズマ生成工程と、第１元素の高密度活性種を複数の第１供給口から供給するともに、第２元素を複数の第２供給口から供給するガス供給工程と、第１元素の高密度活性種と第２元素を基板上で反応させることにより、第１元素と第２元素とを含む半導体を製造することを特徴としている。
【００３６】
このような半導体製造方法によって、例えば、結晶性、電気的特性、および光学特性等に優れたＩｎとＧａを含む半導体層を成膜することができる。以下においては、これらの各製造工程について詳細に説明する。
【００３７】
第１プラズマ生成工程では、第１プラズマ生成手段５により第１元素を含む原料ガスＧ１のプラズマを発生させて、第１元素の活性種を生成する。まず、第１ガス導入部２１から第１元素を含む原料ガス５１を導入する。ここでは、原料ガス５１は、第１元素としてＶ族元素の窒素ガスを用いて説明するが、窒素ガスとアルゴンのようにキャリアガスとの混合ガスを用いることもできる。
【００３８】
原料ガス５１として窒素ガスを導入した後、第１プラズマ生成手段５において、スパイラルコイル２５に高周波電力を印加する。高周波電力の周波数は、例えば、１３．５６ＭＨｚを用いる。スパイラルコイル２５に高周波電力が印加されると、誘電体２４の壁面に沿って第１のプラズマＰ１が発生する。この第１のプラズマＰ１により、窒素ガスが分解されて活性種である原子状窒素が生成される。
【００３９】
第１プラズマ生成工程により生成された原子状窒素は、原料ガス５１の流れに乗って第２プラズマ生成手段６におけるそれぞれの貫通穴７ａに運ばれる。そして、第２プラズマ生成工程において、第２プラズマ生成手段６により貫通穴７ａ内部で第２のプラズマＰ２を発生させて、原子状窒素をさらに高密度化する。
【００４０】
第２プラズマ生成工程は、第１電極２７に高周波パルス電力を印加することにより、貫通穴７ａの内部でホローカソード効果によって第２のプラズマＰ２を発生させ、原子状窒素を再びプラズマ化している。ここで、プラズマ中に発生した負イオンは、移動度が大きいため貫通穴７ａの壁面に衝突して中性化されることにより、原子状窒素がさらに高密度化される。
【００４１】
第１電極２７に印加する高周波パルス電力は、例えば、周波数が１３．５６ＭＨｚであり、高周波パルスのオンオフ時間がオン時間５０μｓ、オフ時間１００μｓである。第１電極２７に高周波パルス電力を使用することにより、第２のプラズマＰ２中に発生した正イオンは、移動度が小さいため移動が抑制され、基板１０側に入射し難くなるため、半導体膜へのイオンダメージを低減することができる。
【００４２】
正イオンの入射による半導体膜のイオンダメージをさらに抑えるためには、正イオンの移動を基板１０側から第１プラズマ生成手段５側に向かわせるようにバイアス電圧（Ｂ１〜Ｂ４）を各部に生じさせればよい。例えば、スパイラルコイル２５、第２プラズマ生成手段６の第１電極２７、第２電極２９、基板設置台１１のそれぞれに、直流電圧Ｂ１〜Ｂ４を印可して、Ｂ１＜Ｂ２＜Ｂ３＜Ｂ４のように電位差を設けることにより、プラズマ中に発生した正イオンがスパイラルコイル２５側に引き込まれて基板１０側に入射しなくなることで、基板１０のイオンダメージを抑制することができる。
【００４３】
また、第１電極２７と第２電極２９との電位差（Ｂ３−Ｂ２）により、プラズマ中で発生した負イオンは第１電極２７から第２電極２９の方向へ吸引され、第２電極２９を通過する際にその多くが壁面に衝突して中性化されるため、原子状窒素の密度をさらに増加させることができる。
【００４４】
なお、上記バイアス電圧は、その直流電圧が上記作用を奏する程度の大きさであれば、プラズマによって自然に生じるセルフバイアスによるものでもよく、この場合は直流電源を設ける必要はない。
【００４５】
原料ガス供給工程は、成膜室３の基板設置台１１に設置された基板１０上に、第１プラズマ生成工程により生成した第１元素の高密度の原子状窒素と、原料ガス５２に含まれる第２元素のＩｎやＧａなどを供給する。
【００４６】
ここで、本発明の半導体製造装置１は、シャワーヘッド３に第１元素の高密度の原子状窒素を供給する第１供給口７と、第２元素のＩｎやＧａなどのIII族元素を供給する第２供給口８とを別々に配置しているため、原子状窒素と、ＩｎやＧａのIII族元素を基板面内に均等に供給することができる。
【００４７】
すなわち、シャワーヘッド３から供給される第１元素の高密度活性種と第２元素は、互いのガスの流れが干渉することなく基板１０上に到達するようになり、基板１０面内における組成比の均一性を高めることができ、結晶性や電気的特性の優れた半導体を製造することができる。
【００４８】
成膜工程は、第１元素の高密度の原子状窒素と第２元素のＩｎやＧａなどのIII族元素を基板１０上で反応させて半導体層を形成する。まず、基板１０を成膜室３の基板設置台１１に設置し、基板加熱ヒータ１３により所定の基板温度に加熱する。本発明の製造方法では、第１元素を高密度化した活性種を用いることにより、結晶性に優れたＩｎとＧａを含む半導体層を１００℃から８００℃の低温で成膜することができる。
【００４９】
なお、基板温度が１００℃未満では、III族原料ガスと原子状窒素との反応性が不十分で成膜速度が遅くなる傾向があり、８００℃以上では、ＩｎＮを含む半導体に窒素空孔などの欠陥や相分離、膜応力による膜ゆがみが生じる。より好ましい基板温度は、４５０℃以上７５０℃以下であり、さらに好ましくは５００℃以上７００℃以下である。
【００５０】
次に、成膜室３内を所定の圧力に設定する。上記のＩｎとＧａを含む半導体層を成膜するときの圧力は、１Ｐａ未満であると、反応性が著しく低下して結晶成長が遅くなり、２０３０００Ｐａを超えると、装置の安全上好ましくない。このため、１００Ｐａ以上１１００００Ｐａ以下であることが好ましく、１０００Ｐａ以上５００００Ｐａ以下であることがより好ましく、さらに好ましくは１０００Ｐａ以上１００００Ｐａ以下である。このような圧力で成膜することにより、ＩｎとＧａを含む半導体層の結晶性を高めることができる。
【００５１】
上記基板温度と成膜圧力を適切に設定することにより、基板１０上でIII族原料ガスと原子状窒素が反応し、基板１０上にＩｎとＧａを含む半導体層が成膜される。この成膜時には、基板設置台１１を回転機構によって１ｒｐｍ以上１０００ｒｐｍ以下に回転させることが好ましい。上記の回転速度は、１ｒｐｍ以上３００ｒｐｍ以下であることがより好ましく、さらに好ましくは１ｒｐｍ以上１００ｒｐｍ以下である。このようにしてＩｎとＧａを含む半導体層を成膜することにより、ＩｎとＧａを含む半導体層の面内の組成分布をより均一にすることができる。
【００５２】
上記のようにして作製されるＩｎとＧａを含む半導体層は、Ｉｎ組成比を０．２以上とすることが好ましい。Ｉｎ組成比を０．２以上とすることにより、緑色含む長波長の発光素子に適した半導体層を成膜することができる。
【実施例２】
【００５３】
図３は、実施例２の半導体製造装置２の構成を示す図である。実施例２の半導体製造装置２において、実施例１の半導体製造装置１と同じ構成については、同じ符号を付記することで詳細な説明は省略し、実施例１の半導体製造装置１と異なる構成について順次説明する。
【００５４】
実施例２の半導体製造装置２において、実施例１と大きく異なる構成は、成膜室３とシャワーヘッド４が上下で逆に配置されていることである。すなわち、実施例２の半導体製造装置２は、基板１０の表面が下向きに設置される所謂フェイスダウン型の構造となっている。このようなフェイスダウン型の構造を採用することにより、基板１０の表面に埃等が載って半導体層の成膜が阻害されることを防止できる。
【００５５】
また、シャワーヘッド４において実施例１と大きく異なる構成は、第１元素の高密度の活性種を供給する第１供給口７と、第２元素を供給する第２供給口８とが同心円状に構成されていることである。第１供給口７と第２供給口８が同心円状に構成されることにより、第１元素の高密度の活性種と第２元素とが混合されて基板１０に供給されるので、均一性がさらに高められる。また、第１供給口７と第２供給口８が同じ位置に配置され、一方の供給口のスペースが空くので、そこに新たなガスの供給口を設けることができる。
【００５６】
例えば、第１供給口７及び第２供給口８とは別に、第３供給口９を設けて、窒素ガス等の不活性である押圧ガス５３を供給してもよい。この第３供給口９は、同心円状に設けられた第１供給口７と第２供給口８よりも、基板１０から遠方の位置に設ける。第３供給口９から供給される押圧ガス５３は、第１元素の高密度の活性種と第２元素を後方から基板１０の方向に押し当てるように流れるため、基板１０の表面の圧力を高めて反応を促進させる。押圧ガス５３は、窒素ガス以外にも、アンモニアガスやアルゴンガスなどの希ガスでもよく、またこれらの混合ガスであってもよい。
【００５７】
図４は、シャワーヘッド４を基板設置台１１側から見た平面図である。基板設置台１１と対向するシャワーヘッド４の隔壁、すなわち第２プラズマ生成手段６の第２電極２９には、同心円状に形成された複数の第１供給口７及び第２供給口８と、複数の第３供給口９が均等の間隔で交互に配置されている。複数の第３供給口９は、第２供給口８と同様に、第２電極２９の内部を通じて第３ガス導入部２３に接続されている。また図２と同様に、破線で示している供給口は互いに連通していることを表している。
【００５８】
第１供給口７は、例えば、直径６ｍｍであり、間隔２０ｍｍで配置されており、第２供給口８は、例えば、直径２ｍｍであり、第１供給口７の内側に配置されている。また、第３供給口９は、例えば、直径４ｍｍであり、第１供給口７の間隔の中間に配置されている。なお、第１供給口７、第２供給口８、第３供給口９の直径や間隔は、これに限定されるものではなく、半導体層のＩｎとＧａの面内の組成分布を考慮して調整することができる。
【００５９】
成膜室３には、排気口３４が接続されており、かかる排気口３４から未反応のガスやキャリアガスが排気されるが、押圧ガス５３を供給して圧力を高める場合は、押圧ガス５３の増加分を排気するための補助排気口３５を成膜室３の側面に設けてもよい。
【００６０】
上記のように、実施例２の半導体製造装置２によれば、成膜室３とシャワーヘッド４を上下逆の構成にすることができ、基板１０の表面に埃等が載って半導体層の成膜が阻害されることを防止できるという新たな効果を奏し得る。
【００６１】
また、第１供給口７と第２供給口８を同心円状に配置することや、押圧ガスを供給する第３供給口９を追加することも可能であり、半導体層のＩｎとＧａの面内組成の分布を均一にしたり、半導体層の反応性を促進させることができる。
【００６２】
今回開示された実施例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えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６３】
１、２  半導体製造装置
３  成膜室３
４  シャワーヘッド
５  第１プラズマ生成手段
６  第２プラズマ生成手段
７  第１供給口
８  第２供給口
９  第３供給口
１０  基板
１１  基板設置台
１２  基板保持具
１３  基板加熱ヒータ
２１  第１ガス導入部
２２  第２ガス導入部
３１  高周波電源
３２  高周波パルス電源 
３４  排気口
４１、４２、４３、４４  直流電源
５１、５２  原料ガス
【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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