(57)【要約】【目的】プロセスガスの反応生成物による成膜への影響を抑制する気相成長装置を提供する。【構成】実施形態の気相成長装置は、基板を載置する支持部と、基板を加熱する第１の加熱部とを有する反応室と、反応室上に設けられ、反応室とつながる複数のガス供給孔を有するシャワープレートと、シャワープレートの上方に設けられたトッププレートと、シャワープレートとトッププレートと側壁とで囲まれ、ガス供給孔とつながるガス貯留室と、トッププレート上に設けられた第２の加熱部と、ガス貯留室に、ＩＩＩ族元素を含む第１のプロセスガスを供給する第１のガス供給路と、ガス貯留室に、Ｖ族元素を含む第２のプロセスガスを供給する第２のガス供給路と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置する支持部と、前記基板を加熱する第１の加熱部とを有する反応室と、
前記反応室上に設けられ、前記反応室とつながる複数のガス供給孔を有するシャワープレートと、
前記シャワープレートの上方に設けられたトッププレートと、
前記シャワープレートと前記トッププレートと側壁とで囲まれ、前記ガス供給孔とつながるガス貯留室と、
前記トッププレート上に設けられた第２の加熱部と、
前記ガス貯留室に、ＩＩＩ族元素を含む第１のプロセスガスを供給する第１のガス供給路と、
前記ガス貯留室に、Ｖ族元素を含む第２のプロセスガスを供給する第２のガス供給路と、
を備える気相成長装置。
【請求項２】
前記シャワープレートが、前記シャワープレート内部に、前記シャワープレートを冷却する冷媒が流れる冷媒流路を有する請求項１記載の気相成長装置。
【請求項３】
前記第１のガス供給路と前記第２のガス供給路に接続され、前記第１のプロセスガスと前記第２のプロセスガスとの混合ガスを前記ガス貯留室に供給する混合ガス供給路を、更に備え、
前記混合ガス供給路の少なくとも一部が、前記側壁内の、前記第２の加熱部と前記冷媒流路との間に設けられた請求項２記載の気相成長装置。
【請求項４】
反応室に基板を搬入し、
ＩＩＩ族元素とＶ族元素とを含む混合ガスを、前記反応室上に設けられたガス貯留室に貯留し、
前記混合ガスを前記ガス貯留室の上方から加熱し、
加熱された前記混合ガスを前記反応室に供給し、前記基板上に前記ＩＩＩ族元素と前記Ｖ族元素とを含む半導体膜を成長させる気相成長方法。
【請求項５】
前記基板上に前記半導体膜を成長させた後に、水素ガス、窒素ガス、及び、不活性ガスから選ばれる少なくとも一つのガスを含むパージガスを前記ガス貯留室に貯留し、
前記パージガスを前記ガス貯留室の上方から加熱し、
加熱された前記パージガスを前記反応室に供給する請求項４記載の気相成長方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスを供給して成膜を行う気相成長装置及び気相成長方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高品質な半導体膜を成膜する方法として、ウェハ等の基板に気相成長により単結晶膜を成長させるエピタキシャル成長技術がある。エピタキシャル成長技術を用いる気相成長装置では、常圧又は減圧に保持された反応室内の支持部にウェハを載置する。そして、このウェハを加熱しながら、成膜の原料となるソースガス等のプロセスガスを、反応室上部から反応室内のウェハ表面に供給する。ウェハ表面ではソースガスの熱反応が生じ、ウェハ表面にエピタキシャル単結晶膜が成膜される。
【０００３】
近年、発光デバイスやパワーデバイスの材料として、ＧａＮ（窒化ガリウム）系の半導体デバイスが注目されている。ＧａＮ系の半導体を成膜するエピタキシャル成長技術として、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）がある。有機金属気相成長法では、ソースガスとして、例えば、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）等の有機金属や、アンモニア（ＮＨ３）等が用いられる。
【０００４】
特許文献１には、ＩＩＩ族元素を含むガスを昇温する機構を備える気相成長装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４８４０８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、プロセスガスの反応生成物による成膜への影響を抑制する気相成長装置及び気相成長方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の気相成長装置は、基板を載置する支持部と、前記基板を加熱する第１の加熱部とを有する反応室と、前記反応室上に設けられ、前記反応室とつながる複数のガス供給孔を有するシャワープレートと、前記シャワープレートの上方に設けられたトッププレートと、前記シャワープレートと前記トッププレートと側壁とで囲まれ、前記ガス供給孔とつながるガス貯留室と、前記トッププレート上に設けられた第２の加熱部と、前記ガス貯留室に、ＩＩＩ族元素を含む第１のプロセスガスを供給する第１のガス供給路と、前記ガス貯留室に、Ｖ族元素を含む第２のプロセスガスを供給する第２のガス供給路と、を備える。
【０００８】
上記態様の気相成長装置において、前記シャワープレートが、前記シャワープレート内部に、前記シャワープレートを冷却する冷媒が流れる冷媒流路を有することが望ましい。
【０００９】
上記態様の気相成長装置において、前記第１のガス供給路と前記第２のガス供給路に接続され、前記第１のプロセスガスと前記第２のプロセスガスとの混合ガスを前記ガス貯留室に供給する混合ガス供給路を、更に備え、前記混合ガス供給路の少なくとも一部が、前記側壁内の、前記第２の加熱部と前記冷媒流路との間に設けられることが望ましい。
【００１０】
本発明の一態様の気相成長方法は、反応室に基板を搬入し、ＩＩＩ族元素とＶ族元素とを含む混合ガスを、前記反応室上に設けられたガス貯留室に貯留し、前記混合ガスを前記ガス貯留室の上方から加熱し、加熱された前記混合ガスを前記反応室に供給し、前記基板上に前記ＩＩＩ族元素と前記Ｖ族元素とを含む半導体膜を成長させる。
【００１１】
上記態様の気相成長方法において、前記基板上に前記半導体膜を成長させた後に、水素ガス、窒素ガス、及び、不活性ガスから選ばれる少なくとも一つのガスを含むパージガスを前記ガス貯留室に貯留し、前記パージガスを前記ガス貯留室の上方から加熱し、加熱された前記パージガスを前記反応室に供給することが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、プロセスガスの反応生成物の発生を抑制する気相成長装置及び気相成長方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態の気相成長装置の構成図である。
【図２】第２の実施形態の気相成長装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
なお、本明細書中では、気相成長装置が成膜可能に設置された状態での重力方向を「下」と定義し、その逆方向を「上」と定義する。したがって、「下部」とは、基準に対し重力方向の位置、「下方」とは基準に対し重力方向を意味する。そして、「上部」とは、基準に対し重力方向と逆方向の位置、「上方」とは基準に対し重力方向と逆方向を意味する。また、「縦方向」とは重力方向である。
【００１６】
また、本明細書中、「プロセスガス」とは、基板上への成膜のために用いられるガスの総称であり、例えば、ソースガス、キャリアガス、希釈ガス等を含む概念とする。
【００１７】
（第１の実施形態）
本実施形態の気相成長装置は、基板を載置する支持部と、基板を加熱する第１の加熱部とを有する反応室と、反応室上に設けられ、反応室とつながる複数のガス供給孔を有するシャワープレートと、シャワープレートの上方に設けられたトッププレートと、シャワープレートとトッププレートと側壁とで囲まれ、ガス供給孔とつながるガス貯留室と、トッププレート上に設けられた第２の加熱部と、ガス貯留室に、ＩＩＩ族元素を含む第１のプロセスガスを供給する第１のガス供給路と、ガス貯留室に、Ｖ族元素を含む第２のプロセスガスを供給する第２のガス供給路と、を備える。
【００１８】
また、本実施形態の気相成長方法は、反応室に基板を搬入し、ＩＩＩ族元素とＶ族元素とを含む混合ガスを、反応室上に設けられたガス貯留室に貯留し、混合ガスをガス貯留室の上方から加熱し、加熱された混合ガスを反応室に供給し、基板上にＩＩＩ族元素とＶ族元素とを含む半導体膜を成長させる。
【００１９】
本実施形態の気相成長装置及び気相成長方法は、上記構成を備えることにより、ＩＩＩ族元素とＶ族元素とを含む混合ガスが、反応室内に供給される前に生ずる反応生成物の発生を抑制する。したがって、優れた膜特性を備える半導体膜を成長させることが可能となる。
【００２０】
図１は、本実施形態の気相成長装置の構成図である。気相成長装置の主要部の断面図を示す。本実施形態の気相成長装置は、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）を用いるエピタキシャル成長装置である。
【００２１】
本実施形態の気相成長装置は、反応室１０、シャワープレート１２、トッププレート１４、側壁１６、ガス貯留室１８、第１の加熱部２０、第２の加熱部２２、断熱部２４、第１のガス供給路２６、第２のガス供給路２８、混合ガス供給路３０、冷媒流路３２、支持部３４、回転体ユニット３６、回転軸３８、回転駆動機構４０、支持台４２、支持軸４４、ガス排出部４６、外壁４８、ガス供給孔５０を備える。
【００２２】
反応室１０は、外壁４８で囲まれる。外壁４８は、例えば、円筒状である。外壁４８は、例えば、ステンレス鋼である。
【００２３】
支持部３４は、反応室１０内に設けられる。支持部３４は、半導体ウェハ（基板）Ｗを載置できる。支持部３４は、例えば、中心部に開口部が設けられる環状ホルダー、又は、開口部の設けられないサセプタである。
【００２４】
回転体ユニット３６は、反応室１０内に設けられる。回転体ユニット３６の上部に支持部３４が設けられる。回転体ユニット３６は、その回転軸３８が、回転駆動機構４０に接続される。回転駆動機構４０により、支持部３４に載置される半導体ウェハＷを、例えば、５０ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ以下の回転数で回転させることが可能となっている。
【００２５】
第１の加熱部２０は、反応室１０内の回転ユニット３６内に設けられる。第１の加熱部２０は、支持部３４に載置されたウェハＷを加熱する。第１の加熱部２０は、例えば、ヒーターである。
【００２６】
第１の加熱部２０は、支持台４２上に固定して設けられる。支持台４２は、回転軸３８の内部に貫通する支持軸４４に固定される。支持台４２には半導体ウェハＷを支持部３４から脱着させるための、例えば突き上げピン（図示せず）が設けられている。
【００２７】
ガス排出部４６は、反応室１０底部に設けられる。ガス排出部４６は、図示しない真空ポンプに接続される。ガス排出部４６は、ソースガスの反応生成物、及び、反応室１０内に残留したプロセスガスを反応室１０の外部に排出する。
【００２８】
反応室１０の、外壁４８には、図示しないウェハ出入口及びゲートバルブが設けられている。ウェハ出入口及びゲートバルブにより、半導体ウェハＷを反応室１０内に搬入したり、反応室１０外に搬出したりすることが可能である。
【００２９】
シャワープレート１２は、反応室１０上に設けられる。シャワープレート１２は、反応室１０とつながる複数のガス供給孔５０を備える。シャワープレート１２は、例えば、ステンレス鋼である。
【００３０】
シャワープレート１２は、シャワープレート１２内部に、冷媒流路３２を備える。冷媒流路３２には、シャワープレート１２を冷却するための冷媒が流される。冷媒は、例えば、水である。
【００３１】
トッププレート１４は、シャワープレート１２の上方に設けられる。トッププレート１４は、例えば、ステンレス鋼である。
【００３２】
ガス貯留室１８は、反応室１０の上方に設けられる。ガス貯留室１８は、シャワープレート１２と、トッププレート１４と、側壁１６とで囲まれる。側壁１６は、例えば、ステンレス鋼である。ガス貯留室１８は、複数のガス供給孔５０につながる。
【００３３】
第２の加熱部２２は、トッププレート１４上に設けられる。第２の加熱部２２は、ガス貯留室１８内に貯留されるプロセスガスを上方から加熱する。第２の加熱部２２は、例えば、ヒーターである。第２の加熱部２２を、高温の液体が流れる流路とすることも可能である。
【００３４】
断熱部２４は、第２の加熱部２２上に設けられる。断熱部２４は、第２の加熱部２２の熱が、気相成長装置外に伝導することを抑制する。断熱部２４は、例えば、グラスウールや発泡スチロールである。
【００３５】
第１のガス供給路２６は、ガス貯留室１８に、ＩＩＩ族元素を含む第１のプロセスガスを供給する。第１のプロセスガスは、例えば、ＩＩＩ族元素の有機金属とキャリアガスを含む。第１のプロセスガスは、ウェハ上にＩＩＩ−Ｖ族半導体の膜を成膜する際の、ＩＩＩ族元素のソースガスである。
【００３６】
ＩＩＩ族元素は、例えば、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）等である。また、有機金属は、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）等である。
【００３７】
キャリアガスは、例えば、水素ガス又は窒素ガスである。第１のガス供給路２６は、水素ガス又は窒素ガスのみを流すことも可能である。
【００３８】
第２のガス供給路２８は、ガス貯留室１８に、Ｖ族元素を含む第２のプロセスガスを供給する。第２のプロセスガスは、ウェハＷ上にＩＩＩ−Ｖ族半導体の膜を成膜する際の、Ｖ族元素、窒素（Ｎ）のソースガスである。第２のプロセスガスは、例えば、アンモニア（ＮＨ３）を含む。
【００３９】
第２のガス供給路２８は、水素ガス又は窒素ガスのみを流すことも可能である。
【００４０】
混合ガス供給路３０は、第１のガス供給路２６と第２のガス供給路２８に接続される。混合ガス供給路３０は、第１のプロセスガスと第２のプロセスガスとの混合ガスを、ガス貯留室１８に供給する。
【００４１】
混合ガス供給路３０は、側壁１６内を貫通し、ガス貯留室１８につながる。側壁１６内の混合ガス供給路３０は、第２の加熱部２２と冷媒流路３２との間に挟まれて設けられる。
【００４２】
本実施形態の気相成長方法は、図１のエピタキシャル成長装置を用いる。以下、本実施形態の気相成長方法について、シリコン（Ｓｉ）基板上に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）膜と窒化ガリウム（ＧａＮ）膜の積層膜をエピタキシャル成長させる場合を例に説明する。
【００４３】
反応室１０を所定の圧力に制御している状態で、反応室１０に半導体ウェハＷを搬入する。そして、反応室１０内の支持部３４に半導体ウェハＷを載置する。半導体ウェハＷは、例えば、単結晶のシリコン基板である。
【００４４】
半導体ウェハＷの搬入に際しては、例えば、反応室１０のウェハ出入口のゲートバルブ（図示せず）を開く。そして、ハンドリングアームにより、ロードロック室（図示せず）内の半導体ウェハＷを反応室１０内に搬入する。
【００４５】
支持部３４に載置した半導体ウェハＷを、第１の加熱部２０により所定温度に予備加熱する。その後、第１の加熱部２０の加熱出力を上げて半導体ウェハＷを所定の温度、例えば、１０００℃以上１２００℃以下の成膜温度に昇温する。
【００４６】
第１のガス供給路２６から、例えば、水素ガスをキャリアガスとするＴＭＡ（第１のプロセスガス）を供給する。第２のガス供給路２８から、例えば、アンモニア（第２のプロセスガス）を供給する。第１のプロセスガスと第２のプロセスガスが混合された混合ガスは、混合ガス供給路３０からガス貯留室１８に供給される。混合ガスは、ガス貯留室１８に貯留される。
【００４７】
ガス貯留室１８に貯留された混合ガスは、第２の加熱部２２により、ガス貯留室１８の上方から加熱される。第２の加熱部２２により、ガス貯留室１８内の混合ガスに接するトッププレート１４の下面は、例えば、８０℃以上２００℃以下の温度になる。
【００４８】
なお、ガス貯留室１８内の混合ガスに接するシャワープレート１２の上面は、第１の加熱部２０から伝導する熱により、熱せられる。熱せられたシャワープレート１２は、シャワープレート１２内の冷媒流路３２に冷媒を流すことで冷却される。結果的に、シャワープレート１２は、例えば、８０℃以上２００℃以下の温度になる。
【００４９】
混合ガスは、ガス貯留室１８に貯留されて加熱された後、複数のガス供給孔５０を通って、反応室１０内に供給される。混合ガスが半導体ウェハＷ上で反応することにより、半導体ウェハＷ上にＡｌＮ膜がエピタキシャル成長する。
【００５０】
次に、第１のガス供給路２６から、例えば、水素ガスをキャリアガスとするＴＭＧ（第１のプロセスガス）を供給する。第２のガス供給路２８から、例えば、アンモニア（第２のプロセスガス）を供給する。第１のプロセスガスと第２のプロセスガスが混合された混合ガスは、混合ガス供給路３０からガス貯留室１８に供給される。混合ガスは、ガス貯留室１８に貯留される。
【００５１】
混合ガスは、ガス貯留室１８に貯留されて加熱された後、複数のガス供給孔５０を通って、反応室１０内に供給される。混合ガスが半導体ウェハＷ上で反応することにより、半導体ウェハＷのＡｌＮ膜上にＧａＮ膜がエピタキシャル成長する。
【００５２】
エピタキシャル成長終了時には、混合ガスのガス貯留室１８への供給を遮断する。これにより、ＧａＮ単結晶膜の成長が終了する。
【００５３】
ここで、例えば、回転体ユニット３６の回転を停止させ、単結晶膜が形成された半導体ウェハＷを支持部３４に載置したままにして、第１の加熱部２０の加熱出力を調整し、搬送温度に低下させる。
【００５４】
次に、例えば突き上げピンにより半導体ウェハＷを支持部３４から脱着させる。そして、再びゲートバルブを開いてハンドリングアームを反応室１０内に挿入する。ハンドリングアームの上に半導体ウェハＷを載せる。そして、半導体ウェハＷを載せたハンドリングアームをロードロック室に戻す。
【００５５】
次に、支持部３４にダミーウェハを載置する。その後、例えば、第１のガス供給路２６及び第２のガス供給路２８から、ガス貯留室１８に、水素ガスがパージガスとして供給される。パージガスはガス貯留室１８内に貯留され、第２の加熱部２２により上方から加熱される。
【００５６】
ガス貯留室１８内で、加熱されたパージガスは、複数のガス供給孔５０を通って、反応室１０内に供給される。図示しない真空ポンプを作動することにより反応室１０内のパージガスをガス排出部４６から排出する。
【００５７】
パージガスは、ガス貯留室１８、ガス供給孔５０、反応室１０内の部材等に付着した反応生成物等を、反応室１０外に排出する。パージガスは、水素ガス、窒素ガス、及び、不活性ガスから選ばれる少なくとも一つのガスを含む。
【００５８】
その後、引き続き他の半導体ウェハＷに対し、上述したのと同一の処理で、ＡｌＮ膜とＧａＮ膜の積層膜を成長させる。
【００５９】
以下、本実施形態の気相成長装置及び気相成長方法の作用・効果について説明する。
【００６０】
ＩＩＩ族元素の有機金属とＶ族元素が混合された混合ガスをプロセスガスとして用いる場合、混合ガスが反応室１０に至る経路で、反応生成物が生じ、経路内に付着するおそれがある。付着した反応性生成物はアダクトとも称される。
【００６１】
経路内に反応生成物が付着すると、後の半導体膜の成膜の際に、反応生成物が脱離した結果、ダスト又はパーティクルとなって、半導体膜の成膜に悪影響を与える恐れがある。
【００６２】
例えば、シリコン基板上にＡｌＮ膜とＧａＮ膜の積層膜を形成する場合、反応生成物がガリウムを含むと、ＡｌＮ膜の成膜中に、ガリウムが基板のシリコンと反応する。その結果、シリコン基板がエッチングされるという問題が生じる。したがって、反応生成物が発生することを抑制することが望ましい。また、発生した反応生成物が反応室１０に至る経路内に付着することを抑制することが望ましい。
【００６３】
発明者の検討により、ＩＩＩ族元素の有機金属とＶ族元素が混合された混合ガスは、反応室１０に至る経路の温度が７０℃以下になると、反応生成物に起因する成膜特性の問題が顕在化することが明らかになっている。特に、混合ガスが反応室１０に至るまでに、ガス貯留室１８のように、混合ガスが一時的に滞留する領域が存在すると、反応生成物に起因する成膜特性の問題が顕在化することが明らかになっている。これは、ガス貯留室１８に面するトッププレート１４の下面の面積が大きく、且つ、温度が低いため、反応生成物が発生したり、付着しやすくなったりするためであると考えられる。
【００６４】
本実施形態の気相成長装置では、混合ガスが滞留するガス貯留室１８の上方に第２の加熱部２２を設ける。第２の加熱部２２によりトッププレート１４が加熱され、トッププレート１４の下面の温度が上昇する。したがって、混合ガスの反応生成物が発生したり、トッププレート１４の下面に付着したりすることが抑制される。また、混合ガスが加熱されているため、ガス貯留室１８の側壁１６、シャワープレート１２の上面、ガス供給孔５０の内面等にも、反応生成物が付着しにくくなる。よって、半導体膜の成膜の際に、反応生成物が脱離しダスト又はパーティクルとなって、半導体膜の成膜に悪影響を与えることが抑制される。
【００６５】
更に、反応生成物の発生が抑制されることで、半導体膜の成長速度が上昇する。これは、混合ガスが反応室１０に供給される前に、混合ガスの反応生成物が生じると、混合ガス内のＩＩＩ族元素やＶ族元素の濃度が、実質的に低下するからであると考えられる。
【００６６】
トッププレート１４の下面は、例えば、８０℃以上２００℃以下の温度であることが望ましい。上記温度範囲を下回ると反応生成物の発生量及び付着量が増大する恐れがある。また、上記温度範囲を超えてトッププレート１４を加熱することは装置構成の観点から困難である。
【００６７】
また、図１に示すように、側壁１６内の混合ガス供給路３０が、第２の加熱部２２と冷媒流路３２との間に挟まれて設けられることが望ましい。シャワープレート１２は、第１の加熱部２０によって下面から加熱される。シャワープレート１２の温度の上昇を抑制する観点からシャワープレート１２は、冷媒流路３２を用いて冷却されることが望ましい。
【００６８】
もっとも、混合ガス供給路３０が冷媒流路３２の上方を通過すると、混合ガス供給路３０が冷却され、混合ガス供給路３０に混合ガスの反応生成物が付着する恐れがある。混合ガス供給路３０を、第２の加熱部２２と冷媒流路３２との間に設けることで、第２の加熱部２２で混合ガス供給路３０が加熱される。したがって、混合ガス供給路３０に混合ガスの反応生成物が付着することが抑制される。
【００６９】
更に、本実施形態の気相成長装置では、半導体膜の成膜と成膜との間に流すパージガスをガス貯留室１８の上方から加熱することが可能である。パージガスは、ガスが反応室１０に至る経路内に付着した反応生成物等を除去するために流される。パージガスを加熱することで、反応生成物の除去効率が向上する。よって、パージガスを供給した後に成膜される半導体膜の特性が向上する。
【００７０】
本実施形態の気相成長方法では、混合ガスをガス貯留室１８の上方から加熱する。したがって、反応生成物が発生しにくくなる。また、トッププレート１４の下面、ガス貯留室１８の側壁１６、シャワープレート１２の上面、ガス供給孔５０の内面等の、反応生成物が付着しにくくなる。よって、半導体膜の成膜の際に、反応生成物が脱離しダスト又はパーティクルとなって、半導体膜の成膜に悪影響を与えることが抑制される。また、反応生成物の発生が抑制されることで、半導体膜の成長速度が上昇する。
【００７１】
更に、本実施形態の気相成長方法では、パージガスを加熱することで、反応生成物の除去効率が向上する。よって、パージガスを供給した後に成膜される半導体膜の特性が向上する。
【００７２】
以上、本実施形態の気相成長装置及び気相成長方法によれば、プロセスガスの反応生成物の発生を抑制し、成膜される半導体膜の特性を向上させることが可能となる。
【００７３】
（第２の実施形態）
本実施形態の気相成長装置は、混合ガス供給路を備えず、第１のガス供給路と、第２のガス供給路が直接ガス貯留室に接続される以外は、第１の実施形態と同様である。以下、第１の実施形態と共通する内容については記述を省略する。
【００７４】
図２は、本実施形態の気相成長装置の構成図である。気相成長装置の主要部の断面図を示す。本実施形態の気相成長装置は、ＭＯＣＶＤ法（有機金属気相成長法）を用いるエピタキシャル成長装置である。
【００７５】
第１のガス供給路２６は、ガス貯留室１８に、ＩＩＩ族元素を含む第１のプロセスガスを供給する。また、第２のガス供給路２８は、ガス貯留室１８に、Ｖ族元素を含む第２のプロセスガスを供給する。
【００７６】
第１のガス供給路２６と、第２のガス供給路２８は、直接ガス貯留室１８に接続される。ガス貯留室１８内で、第１のプロセスガスと第２のプロセスガスが混合され混合ガスが生成される。
【００７７】
本実施形態の気相成長装置及び気相成長方法によれば、第１の実施形態同様、プロセスガスの反応生成物の発生を抑制し、成膜される半導体膜の特性を向上させることが可能となる。
【００７８】
なお、本実施形態の気相成長装置において、成膜される膜種毎にトッププレート１４の温度を変動させてもよい。例えば、ＡｌＮ膜を形成する際に、ＧａＮや、Ｍｇドーピング膜を形成する際（例えば８０℃以上）よりトッププレート１４の温度を低下させてもよい。このように温度を変動させることにより、それぞれの膜の成膜速度、結晶性を向上させることができる。
【００７９】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。上記、実施形態はあくまで、例として挙げられているだけであり、本発明を限定するものではない。また、各実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもかまわない。
【００８０】
例えば、実施形態では、ＡｌＮ及びＧａＮの単結晶膜を成膜する場合を例に説明したが、例えば、ＡｌＧａＮ（窒化アルミニウムガリウム）、ＩｎＧａＮ（窒化インジウムガリウム）等、その他のＩＩＩ−Ｖ族の窒化物系半導体の単結晶膜等の成膜にも本発明を適用することが可能である。また、ＧａＡｓ等のＩＩＩ−Ｖ族の半導体にも本発明を適用することが可能である。
【００８１】
また、キャリアガスとして水素ガス（Ｈ２）を例に説明したが、その他、窒素ガス（Ｎ２）、アルゴンガス（Ａｒ）、ヘリウムガス（Ｈｅ）、あるいは、それらのガスの組み合わせをキャリアガスとして適用することが可能である。
【００８２】
また、実施形態では、反応室がウェハ１枚毎に成膜する縦型の枚葉式のエピタキシャル装置である場合を例に説明したが、反応室は、枚葉式のエピタキシャル装置に限られるものではない。例えば、自公転する複数のウェハに同時に成膜するプラネタリー方式のＣＶＤ装置や、横型のエピタキシャル装置等の場合にも、本発明を適用することが可能である。
【００８３】
実施形態では、装置構成や製造方法等、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や製造方法等を適宜選択して用いることができる。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての気相成長装置及び気相成長方法は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物の範囲によって定義されるものである。
【符号の説明】
【００８４】
１０      反応室
１２      シャワープレート
１４      トッププレート
１６      側壁
１８      ガス貯留室
２０      第１の加熱部
２２      第２の加熱部
２４      断熱部
２６      第１のガス供給路
２８      第２のガス供給路
３０      混合ガス供給路
３２      冷媒流路
３４      支持部
３６      回転体ユニット
３８      回転軸
４０      回転駆動機構
４２      支持台
４４      支持軸
４６      ガス排出部
４８      外壁
５０      ガス供給孔
Ｗ        半導体ウェハ（基板）
【図１】
2017135170.tif 000003
【図２】
2017135170.tif 000004