(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒーターと、
前記ヒーターによって加熱されながら回転するサセプタと、
前記サセプタ上に設置され、前記サセプタと回転中心を同じくして複数配置される被処理体へ原料ガスを供給する少なくとも２本以上の原料ガス流路を有し、前記被処理体上に所望の薄膜を成膜する気相薄膜成長装置であって、
前記原料ガス流路は、前記サセプタに底面を向けて前記サセプタの回転中心と中心軸を同じくする略円錐形の原料ガス供給ノズルにより形成され、かつ、熱分解温度の異なる原料ガスに対して異なる原料ガス流路を有し、
原料ガス流路の少なくとも１本は、前記サセプタと回転中心と、前記被処理体の中心とを結ぶ距離の２等分点より被処理体に近い位置のサセプタ上または被処理体上に、原料ガスを供給するガス供給口を有していることを特徴とする気相薄膜成長装置。
【請求項２】
前記原料ガス流路の少なくとも１本は、前記原料ガス供給ノズルに前記原料ガスを冷却する冷却機構を有していることを特徴とする請求項１に記載の気相薄膜成長装置。
【請求項３】
前記原料ガス流路の他の少なくとも１本の原料ガス流路は、前記原料ガス供給ノズルを前記サセプタの前記被処理体を載せている面に対して垂直または垂直に近い角度で流れた後、前記サセプタの前記被処理体を載せている面と前記原料ガス供給ノズルの底面との間を流れることを特徴とする請求項１に記載の気相薄膜成長装置。
【請求項４】
加熱されながら回転するサセプタ上に設置され、前記サセプタと回転中心を同じくして複数配置される被処理体へ、少なくとも２本以上の原料ガス流路を用いて原料ガスを供給し、前記被処理体上へ所望の薄膜を成膜する気相薄膜成長方法であって、
前記サセプタに底面を向けて前記サセプタの回転中心と中心軸を同じくする略円錐形の原料ガス供給ノズルに形成された熱分解温度の異なる原料ガスに対して形成された前記原料ガス流路の少なくとも１本を用いて、前記サセプタと回転中心と、前記被処理体の中心とを結ぶ距離の２等分点より被処理体に近い位置のサセプタ上または被処理体上に原料ガスを供給し、前記被処理体上へ所望の薄膜を成膜することを特徴とする気相薄膜成長方法。
【請求項５】
前記原料ガス流路の少なくとも１本に設けられた冷却機構により、通過する原料ガスを冷却することを特徴とする請求項４に記載の気相薄膜成長方法。
【請求項６】
前記原料ガス流路の他の少なくとも１本を用いて、前記サセプタの前記被処理体を載せている面に対して垂直または垂直に近い角度で原料ガスを供給した後、
前記サセプタの前記被処理体を載せている面と、前記原料ガス供給ノズルの底面との間に、前記原料ガスを流すことを特徴とする請求項４に記載の気相薄膜成長方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理体上へＭＯＣＶＤ法等により、薄膜を成膜する気相薄膜成長装置およびその装置を用いた気相薄膜成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
加熱された被処理体の表面に原料ガスを供給して反応させることで、被処理体の表面に薄膜を成長させる気相薄膜成長の従来技術において、例えば、回転するサセプタ上に被処理体を装着し、原料ガスを前記サセプタの回転中心より外周全方向へ向けて供給する方法がある。
【０００３】
この方法による気相薄膜成長の従来技術の一例を、図２に示す従来の技術に係る気相薄膜成長装置の縦部断面の模式図を用いて説明する。
気相薄膜成長装置は気密構造の反応室１内に、サセプタ回転中心１１を中心として回転するサセプタ回転軸１０にサセプタ２が取り付けられている。サセプタ２には適宜な数の被処理体４が設置されるが、各々の被処理体４は、被処理体の中心１２を回転中心としてサセプタ２上で図示していない回転機構により回転する。
さらに、サセプタ２の被処理体４が設置されていない側には、ヒーター３が設置され、被処理体４およびサセプタ２を所望の温度に加熱している。
【０００４】
被処理体４上に成膜される薄膜の原料である原料ガスは、原料ガス流路１５を通り原料ガス供給口１４より反応室１内に入り、ほぼ、サセプタ中央近傍へ垂直にあたる。サセプタ中央近傍に垂直にあたった原料ガスはサセプタ２と反応室１の壁の間を進行しガス排気口１３より反応室１外へ排気される。
【０００５】
このとき、原料ガスはヒーター３により加熱されたサセプタ２および被処理体４の表面で熱分解温度の低いガスより徐々に熱分解し、化合物等の形でサセプタ２および被処理体４の上に堆積していく。従って、前記原料ガスの濃度は供給口１４の近傍で最も高く、下流側へいくに従って低下する。
この原料ガスの濃度低下に伴い、被処理体４上への堆積により成膜される薄膜の膜厚も原料ガスの供給口に近い側では厚く、下流側にいくにつれて薄くなる。
この被処理体４上における膜厚の不均一を防止するため、上述したように被処理体４は被処理体の中心１２を中心として回転している。
【０００６】
しかし、上述した成膜操作の１バッチ当たりの生産量を増加しようとした場合、サセプタ２上に設置する被処理体４の数を増やす必要があるが、原料ガスの供給口１５と被処理体４との位置関係が被処理体毎に大きく異なると、各被処理体間において成膜される薄膜の膜厚が不均一になるため、サセプタ２上において被処理体４の数を増やすことには制約がある。
【０００７】
さらに、一定の原料ガス供給量に対する成膜速度を上げるには、被処理体４を原料ガス供給口１５に近づけた方が好ましい。しかし、成膜に用いられる原料ガスにおいても、分解温度の高いものと、低いものとがある。
ここで、分解温度の低い原料ガスは、原料ガス供給口１５からの距離が大きくなると、途中で熱分解を受け、被処理体４へ到達する以前にサセプタ２上に堆積してしまうため、被処理体４上でのガス濃度は減少してしまい、堆積量も大きく減少してしまう。
【０００８】
一方、分解温度の高い原料ガスは、ガス経路の温度が低かったり、原料ガス供給口１５と被処理体４との距離が近すぎたりする場合、原料ガスの熱分解が不十分な状態で被処理体４上へ到達してしまい、膜厚や組成以外にも、例えばこの原料ガスの反応により膜中に取り込まれるべき不純物によるキャリア濃度の均一性が損なわれることになる。
そこで従来の技術においては、この熱分解温度の高い原料ガスと低い原料ガスとの、熱分解の状態が適宜な割合となるところのサセプタ２上に被処理体４が設置されており、被処理体４上へ所望の薄膜が成膜されていた。
【０００９】
しかしこれでは、熱分解温度の高い原料ガスと低い原料ガスとにおける熱分解温度の差が、例えば１００℃以上ある場合、前記「熱分解温度の高い原料ガスと低い原料ガスとの、熱分解の状態が適宜な割合となるところ」の範囲が狭いため、サセプタ２上に設置できる被処理体４の数が限られてしまい、成膜操作の１バッチ当たりの生産量を増加するのが困難であった。それに加えて、各被処理体４上に成膜された膜中のキャリア濃度にも、ばらつきが発生する可能性もある。
【００１０】
そこで、上述したように実際の成膜操作においては被処理体４上に成膜される薄膜の膜厚およびキャリア濃度の均一性を上げるため、被処理体４をサセプタ２と共にサセプタの回転中心１１を中心として回転させている。
しかし、このようなサセプタ２の回転をおこなっても、サセプタ２上において被処理体４上に均一な成膜が実施可能で、且つ原料ガス供給量を増加させることなく、成膜速度は下げずに成膜が実施可能な範囲は、限られた狭い範囲となっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の背景のもとでなされたものであり、熱分解温度の高い原料ガスと低い原料ガスとにおける熱分解温度の差が、例えば１００℃以上ある場合であっても、被処理体上に成膜される薄膜の膜厚および組成成分比およびキャリア濃度の均一性を損なうことなく、成膜操作の１バッチ当たりの生産量を増加することのできる気相薄膜成長装置および気相薄膜成長方法を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、本発明者らが鋭意研究した結果、成膜操作の１バッチ当たりの生産量を増加するためには、成膜に用いられる各原料ガスの熱分解温度に応じて原料ガス流路の温度制御をおこない、各原料ガスの熱分解温度に応じた適宜なガス温度とした後に、サセプタ上または被処理体上へ供給すればよいことに想到した。
さらに、熱分解温度の異なる複数の原料ガスを供給する場合には、少なくとも２つ以上の原料ガス流路を備え、各原料ガスの熱分解温度に応じて適宜な原料ガス流路に原料ガスを流せばよいことにも想到した。
【００１３】
すなわち、本発明における第１の発明は、
ヒーターと、
前記ヒーターによって加熱されながら回転するサセプタと、
前記サセプタ上に設置され、前記サセプタと回転中心を同じくして複数配置される被処理体へ原料ガスを供給する少なくとも２本以上の原料ガス流路を有し、前記被処理体上に所望の薄膜を成膜する気相薄膜成長装置であって、
前記原料ガス流路は、前記サセプタに底面を向けて前記サセプタの回転中心と中心軸を同じくする略円錐形の原料ガス供給ノズルにより形成され、かつ、熱分解温度の異なる原料ガスに対して異なる原料ガス流路を有し、
原料ガス流路の少なくとも１本は、前記サセプタと回転中心と、前記被処理体の中心とを結ぶ距離の２等分点より被処理体に近い位置のサセプタ上または被処理体上に、原料ガスを供給するガス供給口を有していることを特徴とする気相薄膜成長装置である。
【００１４】
第２の発明は、
前記原料ガス流路の少なくとも１本は、前記原料ガス供給ノズルに前記原料ガスを冷却する冷却機構を有していることを特徴とする第１の発明に記載の気相薄膜成長装置である。
【００１５】
第３の発明は、
前記原料ガス流路の他の少なくとも１本の原料ガス流路は、前記原料ガス供給ノズルを前記サセプタの前記被処理体を載せている面に対して垂直または垂直に近い角度で流れた後、前記サセプタの前記被処理体を載せている面と前記原料ガス供給ノズルの底面との間を流れることを特徴とする第１の発明に記載の気相薄膜成長装置である。
【００１６】
第４の発明は、
加熱されながら回転するサセプタ上に設置され、前記サセプタと回転中心を同じくして複数配置される被処理体へ、少なくとも２本以上の原料ガス流路を用いて原料ガスを供給し、前記被処理体上へ所望の薄膜を成膜する気相薄膜成長方法であって、
前記サセプタに底面を向けて前記サセプタの回転中心と中心軸を同じくする略円錐形の原料ガス供給ノズルに形成された熱分解温度の異なる原料ガスに対して形成された前記原料ガス流路の少なくとも１本を用いて、前記サセプタと回転中心と、前記被処理体の中心とを結ぶ距離の２等分点より被処理体に近い位置のサセプタ上または被処理体上に原料ガスを供給し、前記被処理体上へ所望の薄膜を成膜することを特徴とする気相薄膜成長方法である。
第５の発明は、
前記原料ガス流路の少なくとも１本に設けられた冷却機構により、通過する原料ガスを冷却することを特徴とする第４の発明に記載の気相薄膜成長方法である。
第６の発明は、
前記原料ガス流路の他の少なくとも１本を用いて、前記サセプタの前記被処理体を載せている面に対して垂直または垂直に近い角度で原料ガスを供給した後、
前記サセプタの前記被処理体を載せている面と、前記原料ガス供給ノズルの底面との間に、前記原料ガスを流すことを特徴とする第４の発明に記載の気相薄膜成長方法である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明に係る気相薄膜成長装置例の縦部断面の模式図である
図１および上述した図２において、対応する部分には同一の符号を付して示した。
【００１８】
図１に示す本発明に係る気相薄膜成長装置例は、気密構造の反応室１と、反応室１内に開口し原料ガスを供給する原料ガス供給ノズル１６を有している。
反応室１内には、サセプタ２、ヒーター３、被処理体４、サセプタ回転軸１０、ガス排気口１３が設置されている。原料ガス供給ノズル１６内には、、熱分解温度の低い原料ガスを冷却する冷却機構７、熱分解温度の高い原料ガスの流路８、熱分解温度の低い原料ガスの流路９が設置され、ノズルの底面１７には熱分解温度の高い原料ガスのガス供給口５、熱分解温度の低い原料ガスのガス供給口６が設けられている。
【００１９】
反応室１内のサセプタ２は、サセプタ回転軸１０に取り付けられサセプタ回転中心１１を中心として回転する。さらにサセプタ２には適宜な数の被処理体４が設置されるが、各々の被処理体４は、被処理体の中心１２を回転中心としてサセプタ２上で図示していない回転機構により回転する。
さらに、サセプタ２の被処理体４が設置されていない側には、ヒーター３が設置され、被処理体４およびサセプタ２を所望の温度に加熱している。
【００２０】
一方、原料ガス供給ノズル１６は略円錐形をしており、ノズルの底面１７をサセプタ２に向け、底面の中心とサセプタ回転中心１１とを一致させた形で、反応室１に接続されている。この円錐形の中心軸には、熱分解温度の高い１種類以上の原料ガスの原料ガス流路８が通り、ノズルの底面１７の中心部には熱分解温度の高い原料ガスのガス供給口５が設けられている。
円錐形の斜面の表面近くには、熱分解温度の低い１種類以上の原料ガスの原料ガス流路９が通り、ノズルの底面１７の周辺部に熱分解温度の低い原料ガスのガス供給口６が設置されている。
そして、熱分解温度の高い原料ガスと低い原料ガスとは互いに混合されることなく、それぞれが熱分解温度の高い原料ガス流路８および熱分解温度の低い原料ガス流路９を通り、各々のガス供給口より反応室１内へ供給される。
【００２１】
この結果、熱分解温度の低い原料ガス流路９は、原料ガス供給ノズル１６中においてヒーター３からの熱を最も受け難い部分に設置されることとなるが、さらに熱分解温度の低い原料ガス流路９には、冷却機構７が設置される。この冷却機構７として、例えば、水、オイル等を循環させる冷却ジャケット、ペルチェ素子等が好個に適用できる。
【００２２】
この結果、熱分解温度の低い原料ガス流路９を通ったガスは、冷却機構７によりガス温度が下げられるが、熱分解温度の低い原料ガスのガス供給口６近辺において、熱分解しない安定温度のガス温度であることが好ましい。例えば熱分解温度の低い原料ガスがトリメチルガリウムガスであるなら、この冷却機構７部近傍において、安定温度の３５０℃程度に設定されるのが好ましい。
このようにして、ガス温度が下げられた熱分解温度の低い原料ガスは、熱分解温度の低い原料ガスのガス供給口６より反応室１内へ供給されサセプタ２に接触するが、接触地点はサセプタ回転中心１１ではなく、サセプタ回転中心１１と被処理体４の間の適宜な地点である。好ましくはサセプタの回転中心１１と、被処理体４の中心１２とを結ぶ距離の２等分点より被処理体4に近い位置が考えられる。
【００２３】
一方、熱分解温度の高い原料ガス流路８は、上述したように略円錐形をした原料ガス供給ノズル１６中の中央軸を通り、ノズルの底面１７の中心部に設けられた熱分解温度の高い原料ガスのガス供給口５より反応室１内へ供給され、サセプタ回転中心１１近傍でサセプタ２に接触し、サセプタ２の表面にて加熱されながら移動していく。このとき、ノズルの底面１７とサセプタ２との間隔を、反応室１の壁とサセプタ２との間隔より狭くする構成を採ると、熱分解温度の高い原料ガスはノズルの底面１７とサセプタ２との狭い間隔の流路を通過する間に、加熱されたサセプタ２より効率的に熱を受け取り、被処理体４に到達前に、熱分解に適した温度まで加熱されることになり好ましい。
【００２４】
すなわち、図１に示すように、原料ガス供給ノズル１６中において、熱分解温度の高い原料ガス流路８と終端である熱分解温度の高い原料ガスのガス供給口５とは、サセプタ２における被処理体４を載せている面に対し、垂直または垂直に近い角度でガスを供給するよう設置され、一方、熱分解温度の低い原料ガス流路９と終端である熱分解温度の低い原料ガスのガス供給口６とは、サセプタ２における被処理体４を載せている面に対し、好ましくは４５°以下、さらに好ましくは３０°以下の角度でガスを供給するよう設置する。
【００２５】
この構成をとることにより、上述したノズルの底面１７とサセプタ２との狭い間隔を通過する間に十分に加熱された熱分解温度の高い原料ガスと、冷却機構７で冷却された熱分解温度の低い原料ガスとが、熱分解温度の低い原料ガスのガス供給口６の近傍で混合されながらサセプタ２により加熱される。
そしてこの混合されたガスが、被処理体４上に到達する直前に各々の熱分解温度を超えるように、ヒーター３の加熱能力と冷却機構７の冷却能力とを、適宜調整しておけばよい。
【００２６】
このとき、熱分解温度の低い原料ガスのガス供給口６が有するガスの供給角度は、上述したようにサセプタ２における被処理体４を載せている面に対し、好ましくは４５°以下、さらに好ましくは３０°以下の角度でガスを供給するので、熱分解温度の低い原料ガスと熱分解温度の高い原料ガスとは、サセプタ２における被処理体４を載せている面上で効率的に混合される。
この構成により、熱分解温度の低い原料ガスによる、所望の気相薄膜成長が可能な範囲を制御すること、および拡張することが可能となった。
【００２７】
この結果、サセプタ２上において、熱分解温度の高い原料ガスにより所望の気相薄膜成長が可能な範囲と、熱分解温度の低い原料ガスにより所望の気相薄膜成長が可能な範囲との両者が可能な領域を拡張することが可能になった。
このことで、サセプタ２上において、被処理体４を設置可能な領域が拡張されると同時に、被処理体４上に成膜された膜組成のばらつきも減少させることが可能になった。
そして、サセプタ２上に設置できる被処理体４の設置枚数を増加できると共に、各被処理体４における生産の歩留まりをも上げることが実現できた。
【００２８】
さらに加えて、原料ガス流路を複数設けたことにより、各流路を流れる原料ガスを例えばパルス状に制御することで、被処理体４を設置可能な領域をさらに拡張したり、被処理体４上に成膜された膜組成のばらつきをさらに減少させる構成を採ることも可能になった。
【００２９】
以上、発明の実施の形態について、熱分解温度の高い原料ガス流路８と、熱分解温度の低い原料ガス流路９との２つを有する原料ガス供給ノズル１６を例として説明した。ここで、原料ガスが３種類以上あり、さらに各々の原料ガスの熱分解温度が異なるため、上述した２本の原料ガス流路では、サセプタ２上における被処理体４を設置可能な領域の拡張が困難な場合は、上述した２本の原料ガス流路の間に、適宜な本数の中程度の熱分解温度を有する原料ガス流路を設けることにより、被処理体４を設置可能な領域を拡張するのも好ましい構成である。
【００３０】
この構成を採る場合、必要に応じて中程度の熱分解温度を有する原料ガス流路へも冷却機構を設けることも好ましい構成である。
さらに、この中程度の熱分解温度を有する原料ガス流路のガス供給口を、上述した熱分解温度の高い原料ガスのガス供給口５と熱分解温度の低い原料ガスのガス供給口６との間の適宜な位置に、サセプタ２における被処理体４を載せている面に対し、適宜な角度を持たせて設けることも好ましい構成である。
【００３１】
さらに加えて 、上述したガス流路やガス供給口等を、原料ガス供給ノズル１６内に収納した結果、反応室１と原料ガス供給ノズル１６とを脱着可能な構成とすることもできる。この構成を採ると、装置の設計および保守点検が容易となり、同時に原料ガスが変更される際にはその原料ガスに適した原料ガス供給ノズル１６に交換することも容易である
【００３２】
（実施例１）
被処理体としてＧａＡｓウエハを用い、熱分解温度の高い原料ガスとしてアルシンガス、熱分解温度の低い原料ガスとしてトリメチルガリウムガス、キャリアガスとして水素ガスを用いた。
ガスの供給量はアルシンガス２００ＳＣＣＭと水素ガス２０ＳＬＭ、トリメチルガリウムガスと水素ガスとの混合ガス１０〜５０ＳＣＣＭ、水素ガス２０ＳＬＭである。
【００３３】
そしてアルシンガスと水素ガスとの混合ガスの供給口は、サセプタ回転中心部にガスを供給するように設置した。
一方、トリメチルガリウムガスと水素ガスは途中の冷却ジャケットにより５０〜２００℃のガスとし、サセプタ上のウエハに向けて全方向へ供給されるように供給口を設けた。この供給口の位置はサセプタの回転中心より１３０ｍｍの円周上へガスを供給するように設置した。
【００３４】
一方、ＧａＡｓウエハはこのウエハの中心と、サセプタ回転中心とが２００ｍｍとなるようにサセプタ上に設置した。この結果３インチサイズのウエハをサセプタ上に１０枚設置することが可能となった。
サセプタの加熱条件は前記ＧａＡｓウエハ上において７００℃となるように設定した。
【００３５】
上記の条件で、ＧａＡｓウエハ上にＧａＡｓ薄膜の成膜を実施した。
この成膜において、トリメチルガリウムとアルシンとの分解反応により生じたメチル基（ＣＨ3）に由来するカーボンが薄膜中に取り込まれ、キャリアとなる。
この成膜操作の結果、得られた１０枚のＧａＡｓウエハにおいて、成膜された膜中のキャリア濃度のばらつきはウエハ面内で±３％以内、同バッチ内の各々のウエハ間においては±１％以内であった。
この結果、成膜操作の１バッチ当たりの生産量を、約１．７倍に増加させることができた。
【００３６】
（実施例２）
被処理体としてＧａＡｓウエハを用い、熱分解温度の高い原料ガスとしてアルシンガスおよびホスフィンガス、熱分解温度の低い原料ガスとしてトリメチルガリウムガス、トリメチルインジウムガスおよびトリメチルアルミニウムガス、キャリアガスとして水素ガスを用い、ＧａＡｓウエハ上にＩｎＧａＰ薄膜、およびＩｎＧａＡｌＰ薄膜、ＩｎＰウエハ上にＩｎＧａＡｓ薄膜の成膜を実施した。
た。
【００３７】
成膜にあたっては、ＩｎＧａＰ薄膜の成膜においては、フォスフィンガス４００ＳＣＣＭと水素ガス２０ＳＬＭ、トリメチルガリウムガスと水素ガスとの混合ガス１０〜３０ＳＣＣＭ、トリメチルインジウムガスと水素ガスの混合ガス８００〜１０００ＳＣＣＭ、水素ガス２０ＳＬＭのガスを供給した。
また、ＩｎＧａＡｌＰ薄膜の成膜においては、フォスフィンガス４００ＳＣＣＭと水素ガス２０ＳＬＭ、トリメチルガリウムガスと水素ガスとの混合ガス１０〜２０ＳＣＣＭ、トリメチルインジウムガスと水素ガスの混合ガス９００〜１０００ＳＣＣＭ、トリメチルアルミニウムガスと水素ガスの混合ガス５０〜１００ＳＣＣＭ、水素ガス２０ＳＬＭのガスを供給した。
さらにＩｎＧａＡｓ薄膜の成膜においては、アルシンガス３００ＳＣＣＭと水素ガス２０ＳＬＭ、トリメチルガリウムガスと水素ガスとの混合ガス１０〜３０ＳＣＣＭ、トリメチルインジウムガスと水素ガスの混合ガス８００〜１０００ＳＣＣＭ、水素ガス２０ＳＬＭのガスを供給した。
他の成膜条件は、実施例１と同様におこなった。
【００３８】
従来、この実施例２のように、熱分解温度の異なる少なくとも２種以上の熱分解温度の低い原料ガスを用いる気相薄膜成長においては、熱分解温度のより低い原料ガスから順に途中で熱分解を受け、被処理体へ到達する以前にサセプタ上に堆積してしまうため、原料ガス供給口からの距離が大きくなると、薄膜中の組成の均一性を維持することは困難なことであった。例えば、トリメチルインジウムガスとトリメチルガリウムガスの場合、トリメチルインジウムは分解温度が約３５０℃で、トリメチルガリウムの４６５℃に比較すると低いため、これらのガスを同時に用いる成膜の場合、上述の理由により、成膜された薄膜中のインジウムとガリウムとの、組成の均一性を維持することは困難なことであった。
【００３９】
しかし本実施例においては、実施例１と同様に、各々の薄膜について調製された１０枚の３インチＧａＡｓウエハおよびＩｎＰウエハにおいて、成膜されたＩｎＧａＰ、ＩｎＧａＡｌＰ、およびＩｎＧａＡｓ膜中の膜厚ばらつきはウエハ面内で±１．０％以内、各組成のばらつきはウエハ面内で±０．５％以内、同バッチ内の各々のウエハ間においては±０．２％以内であった。
この結果、成膜操作の１バッチ当たりの生産量を、約１．７倍に増加させることができた。
【００４０】
（比較例１）
被処理体、原料ガス、キャリアガス、サセプタおよびヒーターは実施例と同様のものを用い、サセプタの加熱条件も前記ＧａＡｓウエハ上において７００℃となるように設定した。
ガスの供給量はアルシンガス２００ＳＣＣＭ、水素ガス２０ＳＬＭ、トリメチルガリウムガスと水素ガスとの混合ガス１０〜５０ＳＣＣＭである。
この混合ガスがサセプタ回転中心上に供給されるようにした。
【００４１】
この比較例において、ＧａＡｓウエハ上に一応満足できるＧａＡｓ薄膜の成膜が可能な範囲は、ＧａＡｓウエハはこのウエハの中心と、サセプタ回転中心とが１３０ｍｍの付近であった。このため３インチサイズのウエハをサセプタ上に６枚設置することが可能であった。
上記の条件で、ＧａＡｓウエハ上にＧａＡｓ薄膜の成膜を実施した。
この成膜操作の結果、得られた６枚のウエハにおいて、成膜された膜中のキャリア濃度のばらつきはウエハ面内で±１５％であった。
【００４２】
（比較例２）
被処理体、原料ガス、キャリアガス、サセプタおよびヒーターは実施例２と同様のものを用い、サセプタの加熱条件も３インチＧａＡｓウエハ上において７００℃となるように設定し、ＩｎＧａＡｌＰの成膜を行った。
ガスの供給量は、フォスフィンガス４００ＳＣＣＭと水素ガス２０ＳＬＭ、トリメチルガリウムガスと水素ガスとの混合ガス１０〜２０ＳＣＣＭ、トリメチルインジウムガスと水素ガスの混合ガス９００〜１０００ＳＣＣＭ、トリメチルアルミニウムガスと水素ガスの混合ガス５０〜１００ＳＣＣＭ、水素ガス２０ＳＬＭとした。
その他の成膜条件は、比較例１と同様である。
この成膜操作の結果、調製された６枚のＧａＡｓウエハにおいて、成膜された膜膜中の膜厚ばらつきはウエハ面内で±３．５％、各組成のばらつきはウエハ面内で±２．５％であった。
【００４３】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明は、ヒーターと、前記ヒーターによって加熱されながら回転するサセプタと、前記サセプタ上に設置される被処理体へ原料ガスを供給する少なくとも２本以上の原料ガス流路とを有し、前記被処理体上に所望の薄膜を成膜する気相薄膜成長装置であって、
前記原料ガスの熱分解温度に応じて、前記原料ガス流路の温度制御をおこなうことで、被処理体上に成膜される薄膜の膜厚およびキャリア濃度の均一性を損なうことなく、成膜操作の１バッチ当たりの生産量を増加することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る気相薄膜成長装置の縦部断面の模式図である。
【図２】従来の技術に係る気相薄膜成長装置の縦部断面の模式図である。
【符号の説明】
１．反応室
２．サセプタ
３．ヒーター
４．被処理体
５．熱分解温度の高い原料ガスのガス供給口
６．熱分解温度の低い原料ガスのガス供給口
７．冷却機構
８．熱分解温度の高い原料ガスの流路
９．熱分解温度の低い原料ガスの低温
１０．サセプタ回転軸
１３．ガス排気口
１６．原料ガス供給ノズル
【図１】
0004910105.tif 000002
【図２】
0004910105.tif 000003