成膜装置及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术用于利用喷雾使品质稳定的膜在基板的表面生长。本发明专利技术公开的成膜装置使膜在基板的表面外延生长。该成膜装置具有：载置所述基板的台；对所述基板进行加热的加热器；喷雾供给源，其供给溶剂中溶解有所述膜的材料的溶液的喷雾；加热气体供给源，其供给加热气体，该加热气体含有与所述溶剂相同材料的气体且温度高于所述喷雾；以及送出装置，其将所述喷雾和所述加热气体朝向所述基板的所述表面送出。

【技术实现步骤摘要】
成膜装置及半导体装置的制造方法
本说明书所公开的技术涉及成膜装置及半导体装置的制造方法。
技术介绍
专利文献1公开了一种使膜在基板的表面生长的成膜装置。该成膜装置具有：载置基板的台；对基板进行加热的加热器；喷雾供给源，其供给溶剂中溶解有膜的材料的溶液的喷雾；以及送出装置，其将喷雾朝向基板的表面送出。通过使喷雾附着在已加热的基板的表面，从而膜在基板的表面生长。专利文献1：日本特开2015-070248号公报
技术实现思路
如上所述，在专利文献1的成膜装置中，通过使喷雾附着在已加热的基板的表面，从而膜在基板的表面生长。由于喷雾的温度比基板的温度低，因此当喷雾附着在基板上时会从基板带走热量。因此，基板的温度变得不稳定，难以生长品质稳定的膜。与此相对，也考虑将已加热的喷雾向基板的表面供给。然而，在该情况下，会产生如下问题：在将喷雾朝向基板的表面送出的过程中，溶剂从喷雾中蒸发，组成喷雾的溶液的浓度发生变化。在本说明书中，提出一种利用喷雾使品质稳定的膜在基板的表面生长的技术。本说明书公开的成膜装置使膜在基板的表面外延生长。该成膜装置具有：载置所述基板的台；对所述基板进行加热的加热器；喷雾供给源，其供给溶剂中溶解有所述膜的材料的溶液的喷雾；加热气体供给源，其供给加热气体，该加热气体含有与所述溶剂相同材料的气体且温度高于所述喷雾；以及送出装置，其将所述喷雾和所述加热气体朝向所述基板的所述表面送出。在该成膜装置中，加热气体供给源供给温度高于喷雾的加热气体。因此，当喷雾和加热气体朝向基板的表面被送出时，喷雾被加热气体加热。由于已加热的喷雾被供给至基板的表面，因此喷雾难以从基板带走热量。此外，加热气体含有与溶剂相同材料的气体。例如，在溶剂是水(H2O)的情况下，加热气体含有水蒸气。因此，在加热气体中，与溶剂相同材料的气体的分压较高。因此，即使喷雾被加热气体加热，喷雾中含有的溶剂也难以蒸发。因此，抑制了溶剂从喷雾中蒸发，组成喷雾的溶液的浓度难以发生变化。因此，能够将由适当浓度的溶液组成的喷雾向基板的表面供给。因此，根据该成膜装置，能够在基板的表面使品质稳定的膜外延生长。附图说明图1是实施例1的成膜装置的结构图。图2是实施例1的喷嘴和基板的放大图。图3是实施例2的喷嘴和基板的放大图。图4是实施例3的喷嘴和基板的放大图。图5是实施例4的喷嘴和基板的放大图。图6是实施例5的加热炉的放大图。图7是实施例6的成膜装置的结构图。图8是实施例6的喷嘴和基板的放大图。图9是实施例7的喷嘴和基板的放大图。图10是实施例8的喷嘴和基板的放大图。图11是实施例9的喷嘴和基板的放大图。图12是一个例子的成膜装置的说明图。图13是一个例子的成膜装置的说明图。具体实施方式【实施例1】图1所示的成膜装置10是使膜在基板12的表面外延生长的装置。成膜装置10用于制造具有外延生长的膜的半导体装置。成膜装置10具有第一储存槽60、加热炉40、第二储存槽20、喷嘴30、以及基座16。基座16具有水平配置的平坦的上表面。基座16上载置有基板12。基座16上载置的基板12的上表面是水平配置的。基座16内置有加热器14。通过加热器14对基板12进行加热。基座16能够绕其中心轴旋转。通过旋转基座16，使基座16上的基板12在平面内旋转。第一储存槽60是密闭型容器。第一储存槽60中储存有水(更详细地，是纯水(H2O))61。在水61的水面61a与第一储存槽60的上表面之间设有空间66。第一储存槽60的底表面设置有超声波振动器68。超声波振动器68对第一储存槽60内储存的水61施加超声波。如果对水61施加超声波，则水61的水面61a振动，在水61的上部的空间66产生水61的喷雾(以下称为水喷雾70)。在第一储存槽60的上表面与水喷雾供给路径64的上游端连接。第一储存槽60的外周壁的上部与载气供给路径62的下游端连接。载气供给路径62的上游端与未图示的载气供给源连接。载气供给路径62从载气供给源向第一储存槽60内的空间66导入载气63。载气63例如是氮气等惰性气体。从载气供给路径62导入空间66内的载气63从空间66流向水喷雾供给路径64。此时，空间66内的水喷雾70和载气63一起流向水喷雾供给路径64。加热炉40是从上游端40a延伸至下游端40b为止的管状炉。在加热炉40的外侧配置有加热器44。加热器44为电热丝式加热器，其沿着加热炉40的外周壁配置。加热器44对加热炉40的外周壁进行加热，从而加热炉40的内部被加热。在加热炉40的上游端40a与水喷雾供给路径64的下游端连接。在加热炉40的下游端40b与加热气体供给路径42的上游端连接。水喷雾70和载气63从水喷雾供给路径64被导入到加热炉40。水喷雾70和载气63在加热炉40内从上游端40a流到下游端40b为止。水喷雾70和载气63在加热炉40内被加热。水喷雾70在加热炉40内流动时蒸发变成水蒸气。其结果，在加热炉40内生成了混合有水蒸气和载气63的气体(以下称为加热气体43)。加热气体43从加热炉40流向加热气体供给路径42。第二储存槽20是密闭型容器。第二储存槽20储存有将使得在基板12的表面外延生长的膜的原料溶于水(H2O)形成的溶液21。例如，在使氧化镓(Ga2O3)的膜外延生长的情况下，可以使用水中溶解有镓的溶液作为溶液21。此外，在溶液21中还可溶解有用于向氧化镓膜添加n型或p型掺杂剂的原料(例如氟化铵等)。此外，溶液21中也可以含有盐酸。在溶液21的液面21a与第二储存槽20的上表面之间设有空间26。第二储存槽20的底表面设置有超声波振动器28。超声波振动器28对第二储存槽20内储存的溶液21施加超声波。如果对溶液21施加超声波，则溶液21的液面21a振动，在溶液21的上部的空间26产生溶液21的喷雾(以下称为溶液喷雾72)。第二储存槽20的上表面与溶液喷雾供给路径24的上游端连接。第二储存槽20的外周壁的上部与载气供给路径22的下游端连接。载气供给路径22的上游端与未图示的载气供给源连接。载气供给路径22从载气供给源向第二储存槽20内的空间26导入载气23。载气23例如是氮气等惰性气体。从载气供给路径22导入到空间26内的载气23从空间26流向溶液喷雾供给路径24。此时，空间26内的溶液喷雾72与载气23一起流向溶液喷雾供给路径24。加热气体供给路径42的下游端和溶液喷雾供给路径24的下游端汇合之后与喷嘴30连接。加热气体43从加热气体供给路径42流向喷嘴30，并且溶液喷雾72从溶液喷雾供给路径24流向喷嘴30。在喷嘴30内，加热气体43与溶液喷雾72混合。由此，溶液喷雾72被稀释。以下，将加热气体43与溶液喷雾72混合之后的物质称为混合体73。由于加热气体43在加热炉40内被加热，因此加热气体43的温度比溶液喷雾72的温度更高。因此，加热气体43与溶液喷雾72混合时，溶液喷雾72的温度上升。于是，作为溶剂的水从溶液喷雾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成膜装置，使膜在基板的表面外延生长，其具有：/n载置所述基板的台；/n加热器，其对所述基板进行加热；/n喷雾供给源，其供给溶剂中溶解有所述膜的材料的溶液的喷雾；/n加热气体供给源，其供给加热气体，该加热气体含有与所述溶剂相同材料的气体、且温度比所述喷雾高；以及/n送出装置，其将所述喷雾和所述加热气体朝向所述基板的所述表面送出。/n

【技术特征摘要】
20190125 JP 2019-0111571.一种成膜装置，使膜在基板的表面外延生长，其具有：
载置所述基板的台；
加热器，其对所述基板进行加热；
喷雾供给源，其供给溶剂中溶解有所述膜的材料的溶液的喷雾；
加热气体供给源，其供给加热气体，该加热气体含有与所述溶剂相同材料的气体、且温度比所述喷雾高；以及
送出装置，其将所述喷雾和所述加热气体朝向所述基板的所述表面送出。


2.根据权利要求1所述的成膜装置，其特征在于，
所述溶剂为H2O。


3.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，
所述送出装置具有混合流路，
所述喷雾和所述加热气体的混合体经过所述混合流路被送出到所述基板的所述表面。


4.根据权利要求3所述的成膜装置，其特征在于，
所述混合流路朝向所述基板的所述表面喷出所述混合体的喷出方向相对于所述基板的所述表面倾斜。


5.根据权利要求4所述的成膜装置，其特征在于，
所述基板的所述表面为所述基板的上表面，
所述基板的所述上表面相对于水平面倾斜，
所述喷出方向从在所述基板的所述上表面竖直的垂线向所述基板的所述上表面的下端侧倾斜。


6.根据权利要求5所述的成膜装置，其特征在于，
所述喷出方向的所述基板相对于所述上表面的倾斜角度和所述基板的所述上表面相对于所述水平面的倾斜角度之和大于90°。


7.根据权利要求4至6中任一项所述的成膜装置，其特征在于，
所述喷出方向相对于所述基板的所述表面的倾斜角度为45°以上。


8.根据权利要求1或2所述的成膜装置，其特征在于，
所述送出装置具有第一流路以及与所述第一流路分开设置的第二流路，
所述喷雾经过所述第一流路被送出到所述基板的所述表面，
所述加热气体经过所述第二流路被送出到所述基板的所述表面。


9.根据权利要求8所述的成膜装置，其特征在于，
所述第一流路朝向所述基板的所述表面喷出所述喷雾的第一喷出方向相对于所述基板的所述表面倾斜。


10.根据权利要求8或9所述的成膜装置，其特征在于，
从所述第一流路朝向所述基板的所述表面喷出的所述喷雾的移动路径，位于从所述第二流路朝向所述基板的所述表面喷出的所述加热气体的移动路径与所述基板的所述表面之间。


11.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：永冈达司，西中浩之，田原大祐，吉本昌广，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，国立大学法人京都工芸纤维大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP