气相生长装置及气相生长方法_2

文档序号:9230551阅读:来源:国知局
供给通路)31上。第I连接部28例如是四通阀,控制有机金属向第I气体供给通路31的流入和切断。在四通阀为开的情况下,有机金属被向第I气体供给通路31供给,在四通阀为闭的情况下,有机金属不被向第I气体供给通路31供给。
[0032]此外,具备气体排出通路40。气体排出通路40为了在气相生长装置处于成膜时以外的状态时、将含有第I有机金属或第2有机金属的气体不经由反应室10地向装置外排出而设置。
[0033]气体排出通路40被从第I气体供给通路(源气体供给通路)31分支。对于气体排出通路40供给主载体气体。
[0034]气体排出通路40在第2连接部30,在恒温槽16外,与含第I有机金属气体输送通路20及含第2有机金属气体输送通路24连接。第2连接部30例如是三通阀,控制有机金属向气体排出通路40的流入和切断。在三通阀为开的情况下,有机金属被向气体排出通路40供给,在三通阀为闭的情况下,有机金属不被向气体排出通路40供给。气体排出通路40与从反应室10将气体排出的路径42连接。
[0035]在第I气体供给通路31的比第I连接部28靠反应室10侧,设有第I调整部44。换言之,在第I气体供给通路31的、比与含第I有机金属气体输送通路20及含第2有机金属气体输送通路24的连接部靠反应室10侧,设有第I调整部44。
[0036]此外,在气体排出通路40的比第2连接部30靠气相生长装置外侧,设有第2调整部46。换言之,在气体排出通路40的、比与含第I有机金属气体输送通路20及含第2有机金属气体输送通路24的连接部靠气相生长装置外侧,设有第2调整部46。
[0037]第I调整部44是背压调节器,第2调整部46是质量流控制器。背压调节器具备将一次侧即背压调节器上游侧的压力维持为一定值的功能。
[0038]第2气体供给通路32对反应室供给含有氨(NH3)的第2过程气体。第2过程气体是在晶片上使III 一 V族半导体的膜成膜时的V族元素、氮(N)的源气体。对于第2气体供给通路32供给第2过程气体。第2气体供给通路32具备向第2气体供给通路32供给的第2过程气体的流量的质量流控制器(未图示)。
[0039]此外,设有对反应室10供给第3过程气体的第3气体供给通路33。第3过程气体是所谓的分离气体,当向反应室10内喷出第I过程气体和第2过程气体时向两者之间喷出。由此,抑制第I过程气体和第2过程气体在刚喷出后反应。
[0040]在第3气体供给通路33中,设有控制向第3气体供给通路33供给的分离气体的流量的质量流控制器(未图示)。分离气体例如是氢气。
[0041]图2是本实施方式的气相生长装置的主要部的示意剖视图。如图2所示,本实施方式的反应室10具备例如不锈钢制、圆筒状中空体的壁面100。并且,具备配置在反应室10上部、向反应室10内供给过程气体的喷淋板101。
[0042]此外,具备设在反应室10内的喷淋板101下方、能够载置半导体晶片(基板)W的支承部112。支承部112例如是在中心部设有开口部的环状保持器或与半导体晶片W背面的大致整面相接的构造的基座(susceptor)。
[0043]3条第I气体供给通路31、第2气体供给通路32、第3气体供给通路33连接在喷淋板101上。在喷淋板101的反应室10侧,设有用来将从第I气体供给通路31、第2气体供给通路32、第3气体供给通路33供给的第1、第2及第3过程气体向反应室10内喷出的多个气体喷出孔。
[0044]此外,在支承部112下方具备:旋转体单元114和作为加热部116的加热器,所述旋转体单元114,在其上表面上配置支承部112并旋转;所述加热器将载置在支承部112上的晶片W加热。这里,旋转体单元114其旋转轴118连接到位于下方的旋转驱动机构120上。并且,通过旋转驱动机构120,能够使半导体晶片W以其中心为旋转中心例如以50rpm?3000rpm 旋转。
[0045]圆筒状的旋转体单元114的直径优选的是与支承部112的外周径大致相同。另外,旋转轴118经由真空密封部件旋转自如地设在反应室10的底部。
[0046]并且,加热部116固定设置在支承台124上,所述支承台124被固定于贯通到旋转轴118的内部的支承轴122上。通过未图示的电流导入端子和电极,对加热部116供给电力。在该支承台124上,设有用来使半导体晶片W从环状保持器112拆装的例如顶起销(未图示)。
[0047]进而,在反应室10底部具备将在半导体晶片W表面等上由源气体反应后的反应生成物及反应室10的残留过程气体向反应室10外部排出的气体排出部126。气体排出部126经由气体排出路径42连接在气体排出通路40(图1)上。
[0048]另外,在图2所示的反应室10中,在反应室10的侧壁部位上,设有用来取放半导体晶片W的未图示的晶片出入口及闸阀。并且构成为,在由该闸阀连结的例如装载锁定(load lock)室(未图示)与反应室10之间,能够通过操作臂将半导体晶片W输送。这里,例如由合成石英形成的操作臂能够插入到喷淋板101与晶片支承部112的空间中。
[0049]本实施方式的气相生长方法使用图1及图2的外延生长装置。以下,对于本实施方式的气相生长方法,以使将镁作为P型掺杂剂的P型GaN外延生长的情况为例进行说明。
[0050]首先,向反应室10运入作为基板的一例的半导体晶片W。
[0051]在半导体晶片W上成膜例如P型GaN膜的情况下,从第I气体供给通路31供给例如以氢气为主载体气体的TMG和Cp2Mg。此外,从第2气体供给通路32供给例如氨。此外,从第3气体供给通路33例如作为分离气体而供给氢气。
[0052]在第I储存容器12中,储存作为第I有机金属的一例的TMG,在第2储存容器14中,储存作为第2有机金属的一例的Cp2Mg。并且,将收纳第I储存容器12和第2储存容器14的恒温槽16内的温度设定得比恒温槽16外的温度高。例如设定为30°C以上且不到TMG及Cp2Mg的沸点。
[0053]对于储存在第I储存容器12中的液体状态的TMG,从第I载体气体供给通路18作为第I载体气体而供给例如氢气,进行鼓泡。通过该鼓泡,生成含有镓的气体(含第I有机金属气体)。
[0054]此外,对于储存在第2储存容器14中的固体状态的Cp2Mg,从第2载体气体供给通路22作为第2载体气体而供给例如氢气,进行Cp2Mg向氢气的升华。通过Cp2Mg向该氢气的升华,生成含有镁的气体(含第2有机金属气体)。
[0055]由于将恒温槽16的温度设定为30°C以上且不到TMG及Cp2Mg的沸点的规定的温度,所以将TMG及Cp2Mg的温度也保持为该规定的温度。因而,在该规定的温度的温度环境中,进行TMG及Cp2Mg的鼓泡或升华。
[0056]接着,在将通过鼓泡或升华生成的含有镓的气体(含第I有机金属气体)及含有镁的气体(含第2有机金属气体)通过稀释气体稀释之前的期间中,保持为上述规定的温度以上的温度环境,在上述规定的温度以上的温度下通过稀释气体稀释。
[0057]这里,在恒温槽16内,用从稀释气体输送通路26供给的作为稀释气体的一例的氢气,将含有镓的气体及含有镁的气体稀释。由于将恒温槽16的温度设定为30°C以上且不到TMG及Cp2Mg的沸点的规定的温度,所以将含有镓的气体及含有镁的气体在上述规定的温度的温度环境中保持,在上述规定的温度下稀释。
[0058]接着,将通过氢气稀释后的含有镓的气体及含有镁的气体和主载体气体在不到上述规定的温度的温度环境中混合,生成源气体。这里,在恒温槽16外,将向第I气体供给通路31供给的作为主载体气体的一例的氢气、和含有镓的气体及含有镁的气体和主载体气体混合。
[0059]设定恒温槽16内的温度,以使恒温槽16外的温度比恒温槽16内的温度低。因而,含有镓的气体及含有镁的气体和作为主载体气体的氢气在不到上述规定的温度的温度环境下被混合而生成源气体。通过这样的方法,生成以从第I气体供给通路31供给到反应室10中的氢气为主载体气体的含有TMG和Cp2Mg的源气体。以下,关于反应室中的具体的处理,以反应室10为例进行说明。
[0060]对于反应室10,例如从3条气体供给通路31、32、33供给氢气,使真空泵(未图示)动作,将反应室10内的气体从气体排出部126排气。在将反应室10控制为规定的压力的状态下,将半导体晶片W载置到反应室10内的支承部112上。
[0061]在半导体晶片W的运入时,例如将反应室10的晶片出入口的闸阀(未图示)打开,通过操作臂将装载锁定室内的半导体晶片W向反应室10内运入。并且,将半导体晶片W例如经由顶起销(未图示)而载置到支承部112上,操作臂返回到装载锁定室,将闸阀关闭。
[0062]这里,将载置在支承部112上的半导体晶片W通过加热部116预加热到规定温度。然后,提高加热部116的加热输出,使半导体晶片W升温到规定的温度、例如1150°C左
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1