气相生长装置及气相生长方法制造方法及图纸

本发明专利技术的实施形态的气相生长装置，具备：反应室；配置在反应室的上部，具有配置在第1水平面内、互相平行地延伸的多个第1横向气体流路，与第1横向气体流路连接、沿纵向延伸、在反应室一侧具有第1气体喷出孔的多个第1纵向气体流路，配置在比第1水平面靠上方的第2水平面内、沿与第31横向气体流路相同的方向互相平行延伸的多个第2横向气体流路，以及与第2横向气体流路连接、经过第1横向气体流路之间沿纵向延伸、在反应室一侧具有第2气体喷出孔的多个第2纵向流路，给反应室内提供气体的淋浴板；以及设置在反应室内的上述淋浴板下方，能够载置基板的支承部。

Gas phase growing device and gas phase growing method

Embodiment of the invention of the vapor phase growth apparatus, includes a reaction chamber; the configuration on the upper part of the reaction chamber, is disposed on the first horizontal plane, extending parallel to each other more than first lateral gas flow path, and the first lateral gas flow path connection, extending in the longitudinal direction of the reaction chamber, one side has first gas the spray hole more than first longitudinal gas flow path configuration than in first level by second above the horizontal plane, along with the same thirty-first lateral gas flow path extending direction parallel to each other more than second lateral gas flow path, and second lateral gas flow path connection between and after first horizontal gas flow along the road the vertical extension, in the reaction chamber side more than second with second gas discharging holes of the longitudinal flow path to the reaction chamber is provided and the gas shower plate; a shower plate is arranged in the reaction chamber is capable of carrying substrate Supporting part.

【技术实现步骤摘要】
气相生长装置及气相生长方法
本专利技术涉及提供气体进行成膜的气相生长装置及气相生长方法。
技术介绍
作为成膜品质高并且厚的半导体膜的方法，有通过气相生长在晶片等基板上生长单晶膜的外延生长技术。使用外延生长技术的气相生长装置中将晶片载置在保持在常压或减压的反应室内的支承部上。并且，边加热该晶片边从反应室上部的例如淋浴板给晶片表面提供成为成膜原料的源气体(ソースガス)等生产气体。在晶片表面产生源气体的热反应等，在晶片表面形成外延单晶膜。近年，作为发光装置或动力装置的材料，GaN(氮化鎵)类半导体装置被注目。作为将GaN类半导体成膜的外延生长技术，有金属有机化学气相沉积法(MOCVD法)。金属有机化学气相沉积法使用例如三甲基镓(TMG)、三甲基铟(TMI)、三甲基铝(TMA)等有机金属或氨(NH3)等作为源气体。并且，为了抑制源气体之间的反应，有时使用氢(H2)等作为隔离气体。外延生长技术——尤其是MOCVD法，为了在晶体表面进行均匀的成膜，使源气体和隔离气体等适当地混合，以均匀的整流状态提供给晶片表面变得重要。日本JP-A2001-81569中记载了为了使不同的气体适当地混合，在将源气体导入反应室之前将其分离到不同的气体扩散室中的结构。
技术实现思路
本专利技术提供使生产气体流均匀并且稳定、能够在基板上形成均匀的膜的气相生长装置及气相生长方法。本专利技术一个形态的气相生长装置的特征在于，具备：反应室；淋浴板，被配置在上述反应室的上部，具有：配置在第1水平面内、互相平行地延伸的多个第1横向气体流路；与上述第1横向气体流路连接、沿纵向延伸、在上述反应室一侧具有第1气体喷出孔的多个第1纵向气体流路；配置在比上述第1水平面靠上方的第2水平面内、沿与上述第1横向气体流路相同的方向而互相平行延伸的多个第2横向气体流路；以及与上述第2横向气体流路连接、经过上述第1横向气体流路之间沿纵向延伸、在上述反应室一侧具有第2气体喷出孔的多个第2纵向气体流路；该淋浴板给上述反应室内提供气体；以及，支承部，被设置在上述反应室内的上述淋浴板下方，能够载置基板。本专利技术的一个形态的气相生长方法为使用了气相生长装置的气相生长方法，气相生长装置具备：反应室；淋浴板，被配置在上述反应室的上部，具有：配置在第1水平面内而互相平行地延伸的多个第1横向气体流路；与上述第1横向气体流路连接、沿纵向延伸、在上述反应室一侧具有第1气体喷出孔的多个第1纵向气体流路；配置在比上述第1水平面靠上方的第2水平面内、沿与上述第1横向气体流路相同的方向而互相平行延伸的多个第2横向气体流路；以及与上述第2横向气体流路连接、经过上述第1横向气体流路之间沿纵向延伸、在上述反应室一侧具有第2气体喷出孔的多个第2纵向气体流路，该淋浴板给上述反应室内提供气体；以及支承部，被设置在上述反应室内的上述淋浴板下方，能够载置基板；该气相生长方法的特征在于，将基板载置到上述支承部上；加热上述基板；从上述第1和第2气体喷出孔喷出工作气体；在上述基板表面形成半导体膜。附图说明图1为第1实施形态的气相生长装置的示意剖视图；图2为第1实施形态的淋浴板的示意仰视图；图3为图2的淋浴板的A-A剖视图；图4A、4B、4C为图2的淋浴板的B-B、C-C、D-D剖视图；图5为第2实施形态的淋浴板的示意仰视图；图6为图5的淋浴板的E-E剖视图；图7为第3实施形态的淋浴板的示意仰视图；图8为图7的淋浴板的F-F剖视图；图9为说明第3实施形态的淋浴板的效果的图。具体实施方式下面参照附图说明本专利技术的实施形态。另外，在本说明书中，将气相生长装置设置成能够成膜的状态下的重力方向定义为“下”，将其反方向定义为“上”。因此，“下部”意指相对于基准的重力方向的位置，“下方”意指相对于基准的重力方向。并且，“上部”意指相对于基准的与重力方向相反方向的位置，“上方”意指相对于基准的与重力方向相反的方向。并且，“纵向”为重力方向。并且，本说明书中，“水平面”意指与重力方向垂直的面。并且，本说明书中，“生产气体”为用来向基板上成膜的气体的总称，采用例如包含源气体、载体气体、隔离气体等的概念。(第1实施形态)本实施形态的气相生长装置为具备反应室，配置在反应室的上部、给反应室内提供气体的淋浴板，以及设置在反应室内的淋浴板下方、能够载置基板的支承部的气相生长装置。并且，淋浴板具备：配置在第1水平面内、互相平行地延伸的多个第1横向气体流路，与第1横向气体流路连接、沿纵向延伸、在反应室一侧具有第1气体喷出孔的多个第1纵向气体流路。并且具备：配置在比第1水平面靠上方的第2水平面内、沿与第1横向气体流路相同的方向互相平行延伸的多个第2横向气体流路，以及与第2横向气体流路连接、经过第1横向气体流路之间沿纵向延伸、在反应室一侧具有第2气体喷出孔的多个第2纵向流路。本实施形态的气相生长装置通过具备上述结构，能够缩小将生产气体喷出到反应室内的气体喷出孔之间的间隔，能够增大气体喷出孔的配置密度。同时，通过减小生产气体到达气体喷出孔的气体流路的流体阻力，能够使从气体喷出孔喷出的气体的流量分布均匀化。因此，根据本实施形态的气相生长装置，能够在基板上生长膜厚、膜质等的均匀性优良的膜。以下，以使用MOCVD法(金属有机化学气相沉积法)外延生长GaN(氮化鎵)的情况为例进行说明。图1为本实施形态的气相生长装置的示意剖视图。本实施形态的气相生长装置为单片(枚葉)型外延生长装置。如图1所示，本实施形态的外延生长装置具备例如不锈钢制的圆筒状中空体反应室10。并且，具备配置在该反应室10上部、将生产气体提供给反应室10内的淋浴板(或喷射头)100。并且，具备设置在反应室10内的淋浴板100的下方、能够载置半导体晶片(基板)W的支承部12。支承部12为例如在中心部设置开口部的环形支架或者与半导体晶片W背面的几乎整个面接触的结构的基座。并且，在支承部12的下方具备将支承部12配置在其上面并旋转的旋转体单元14和用辐射热加热载置在支承部12上的晶片W的作为加热部16的加热器。其中，旋转体单元14的旋转轴18与位于下方的旋转驱动机构20连接。并且，利用旋转驱动机构20能够使半导体晶片W以其中心作为旋转中心进行例如300rpm～1000rpm的高速旋转。圆筒状旋转体单元14的直径希望与支承部12的外周径大致相同。并且，圆筒状的旋转轴18与用来将中空的旋转体单元14内排气的真空泵(未图示)连接。也可以是利用真空泵的吸引将半导体晶片W真空吸附在支承部12上的结构。另外，旋转轴18通过真空密封部件旋转自由地设置在反应室10的底部。并且，加热部16固定设置在固定于贯穿旋转轴18内部的支承轴22上的支承台24上。在该支承台24上设置有用来将半导体晶片W从支承部12上装卸的例如上顶销(未图示)。而且，在反应室10的底部具备将源气体在半导体晶片W表面等反应后的反应生成物及反应室10的残留气体排出到反应室10外部的气体排出部26。另外，气体排出部26与真空泵(未图示)连接。并且，本实施形态的外延生长装置具备提供第1生产气体的第1气体供给通道31、提供第2生产气体的第2气体供给通道32以及提供第3生产气体的第3气体供给通道33。在例如用MOCVD法在半导体晶片W上成膜GaN的单晶膜的情况下，例如作为第1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气相生长装置，其特征在于，具备：反应室；淋浴板，被配置在上述反应室的上部，具有：提供第1工作气体的第1气体供给通道；与上述第1气体供给通道连接的一对第1歧管；配置在比上述一对第1歧管靠下方的第1水平面内、互相平行地延伸的多个第1横向气体流路；在上述第1横向气体流路的两端部连接上述一对第1歧管和上述第1横向气体流路、沿纵向延伸的第1连接流路；与上述第1横向气体流路连接、沿纵向延伸、在上述反应室一侧具有第1气体喷出孔的多个第1纵向气体流路；提供与上述第1工作气体不同的第2工作气体的第2气体供给通道；与上述第2气体供给通道连接的一对第2歧管；配置在比上述一对第2歧管靠下方并且比上述第1水平面靠上方的第2水平面内、沿与上述第1横向气体流路相同的方向而互相平行延伸的多个第2横向气体流路；在上述第2横向气体流路的两端部连接上述一对第2歧管和上述第2横向气体流路、沿纵向延伸的第2连接流路；以及与上述第2横向气体流路连接、经过上述第1横向气体流路之间沿纵向延伸、在上述反应室一侧具有第2气体喷出孔的多个第2纵向气体流路；该淋浴板给上述反应室内提供气体；以及，支承部，被设置在上述反应室内的上述淋浴板下方，能够载置基板。...

【技术特征摘要】
2013.01.30 JP 2013-0160151.一种气相生长装置，其特征在于，具备：反应室；淋浴板，被配置在上述反应室的上部，具有：提供第1工作气体的第1气体供给通道；与上述第1气体供给通道连接的一对第1歧管；配置在比上述一对第1歧管靠下方的第1水平面内、互相平行地延伸的多个第1横向气体流路；在上述第1横向气体流路的两端部连接上述一对第1歧管和上述第1横向气体流路、沿纵向延伸的第1连接流路；与上述第1横向气体流路连接、沿纵向延伸、在上述反应室一侧具有第1气体喷出孔的多个第1纵向气体流路；提供与上述第1工作气体不同的第2工作气体的第2气体供给通道；与上述第2气体供给通道连接的一对第2歧管；配置在比上述一对第2歧管靠下方并且比上述第1水平面靠上方的第2水平面内、沿与上述第1横向气体流路相同的方向而互相平行延伸的多个第2横向气体流路；在上述第2横向气体流路的两端部连接上述一对第2歧管和上述第2横向气体流路、沿纵向延伸的第2连接流路；以及与上述第2横向气体流路连接、经过上述第1横向气体流路之间沿纵向延伸、在上述反应室一侧具有第2气体喷出孔的多个第2纵向气体流路；该淋浴板给上述反应室内提供气体；以及，支承部，被设置在上述反应室内的上述淋浴板下方，能够载置基板。2.如权利要求1所述的气相生长装置，其特征在于，上述第2纵向气体流路的内径比上述第1纵向气体流路的内径大。3.如权利要求1所述的气相生长装置，其特征在于，相邻的上述第2纵向气体流路的间隔比相邻的上述第1纵向气体流路的间隔小。4.如权利要求1所述的气相生长装置，其特征在于，上述第2横向气体流路的内径比上述第1横向气体流路的内径大。5.如权利要求1所述的气相生长装置，其特征在于，存在被连接的上述第1纵向气体流路的数量为k个的第1a横向气体流路(k)和为n个的第1b横向气体流路(n)，其中：k为1以上的整数，k＜n，n为2以上的整数，与上述第1a横向气体流路(k)连接的上述第1连接流路的流体阻力比与上述第1b横向气体流路(n)连接的上述第1连接流路的流体阻力大；或者，存在被连接的上述第2纵向气体流路的数量为k个的第2a横向气体流路(k)和为n个的第2b横向气体流路(n)，其中：k为1以上的整数，k＜n，n为2以上的整数，与上述第2a横...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田拓未，佐藤裕辅，
申请(专利权)人：纽富来科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP