TW201630053A

TW201630053A - 氣相成長方法

Info

Publication number: TW201630053A
Application number: TW104136565A
Authority: TW
Inventors: 佐藤裕輔; 山田拓未; 高橋英志
Original assignee: 紐富來科技股份有限公司
Priority date: 2014-11-20
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2016-08-16
Also published as: JP2016105471A; WO2016080450A1

Abstract

本發明的實施方式的氣相成長方法是將含有鎵（Ga）的源氣體供給至反應室，在載置於反應室內的支撐部上的第1基板上形成第1膜，將第1基板自反應室搬出，在自反應室搬出第1基板後，對支撐部進行加熱，而將附著於支撐部的附著物去除，在去除附著物後，將與第1基板不同的表面為矽（Si）的第2基板搬入至反應室，在載置於支撐部上的第2基板上形成第2膜。

Description

氣相成長方法

本發明是有關於一種供給氣體而進行成膜的氣相成長方法。

作為成膜高品質的半導體膜的方法，存在於晶圓上藉由氣相成長而使單晶膜成長的磊晶成長（epitaxial growth）技術。使用磊晶成長技術的氣相成長裝置中，將晶圓載置於保持為常壓或減壓的反應室內的支撐部。而且，一邊對該晶圓進行加熱，一邊將成為成膜的原料的源氣體等製程氣體自反應室的上部的例如噴淋板供給至晶圓表面。在晶圓表面產生源氣體的熱反應等，而在晶圓表面成膜磊晶單晶膜。

近年來，作為發光元件或功率元件的材料，GaN（氮化鎵）系的半導體元件受到關注。作為成膜GaN系的半導體的磊晶成長技術，存在有機金屬氣相成長法（MOCVD（Metal-organic Chemical Vapor Deposition）法）。有機金屬氣相成長法中，作為源氣體，例如使用三甲基鎵（Trimethyl gallium，TMG）、三甲基銦（Trimethyl Indium，TMI）、三甲基鋁（Trimethyl Aluminum，TMA）等有機金屬、或氨氣（NH₃ ）等。另外，亦存在使用氫氣（H₂ ）等、氮氣（N₂ ）等或該些的混合氣體作為載體氣體的情況。

已知在Si（矽）基板上形成GaN系的半導體膜的情況下，難以成長良好品質的單晶膜。在日本專利公開公報2006-261476號中記載有：為了解決該問題，在Si晶圓上形成AlN（氮化鋁）的緩衝層（buffer layer）的方法、在GaN的成膜前使Si基板表面的氫原子脫離的方法。另外，在日本專利公表公報2012-525708號中記載有：在使用MOCVD法的GaN系的半導體膜的形成製程中，為了將堆積物自腔室構成零件去除而流通氯氣的方法。

本發明提供一種若供給有含有Ga的氣體，則在同一反應室內於晶圓上形成良好品質的膜的氣相成長方法。

本發明的一實施方式的氣相成長方法的特徵在於：將含有鎵（Ga）的源氣體供給至反應室，在載置於所述反應室內的支撐部上的第1基板上形成第1膜，將所述第1基板自所述反應室搬出，在自所述反應室搬出所述第1基板後，對所述支撐部進行加熱，而將附著於所述支撐部的附著物去除，在去除所述附著物後，將與所述第1基板不同的表面為矽（Si）的第2基板搬入至所述反應室，在載置於所述支撐部上的所述第2基板上形成第2膜。

根據本發明，可提供一種若供給有含有Ga的氣體，則在同一反應室內於Si上形成良好品質的膜的氣相成長方法。

以下，參照圖式並對本發明的實施方式進行說明。

再者，本說明書中，將氣相成長裝置被可成膜地設置的狀態下的重力方向定義為「下」，將其相反方向定義為「上」。

另外，本說明書中，所謂「製程氣體」是為了在基板上成膜而使用的氣體的總稱，且是指包含例如源氣體、載體氣體等的概念。

另外，本說明書中，「氮氣」包含於「惰性氣體」。

（第1實施方式）本實施方式的氣相成長方法是將含有鎵（Ga）的源氣體供給至反應室，在載置於反應室內的支撐部上的第1基板上形成第1膜，將第1基板自反應室搬出，在自反應室搬出第1基板後，對支撐部進行加熱，而將附著於支撐部的附著物去除，在去除附著物後，將與第1基板不同的表面為矽（Si）的第2基板搬入至反應室，在載置於支撐部上的第2基板上形成第2膜。

圖1為本實施方式的本實施方式的氣相成長方法中所使用的氣相成長裝置的示意剖面圖。本實施方式的氣相成長裝置是使用MOCVD法（有機金屬氣相成長法）的縱型且單片型的磊晶成長裝置。

氣相成長裝置包括例如不鏽鋼製且圓筒狀中空體的反應室10。而且，包括配置於該反應室10上部且將製程氣體供給至反應室10內的噴淋板11。在噴淋板11的上部包括用以將製程氣體或清洗氣體等供給至反應室10內的氣體供給部13。

另外，包括反應室10內的、設置於噴淋板11下方且例如可載置作為半導體基板的晶圓W的支撐部12。支撐部12例如可為如圖1般在中心部設置有開口部的環狀固持器，亦可為與晶圓W背面大致全面接觸的結構的基座（susceptor）。

另外，包括上表面配置有支撐部12且進行旋轉的旋轉體單元14。另外，在支撐部12下方包括對載置於支撐部12的晶圓W進行加熱的作為加熱部16的加熱器。此處，旋轉體單元14的旋轉軸18與位於下方的旋轉驅動機構20連接。而且，可藉由旋轉驅動機構20，而使晶圓W以其中心為旋轉中心以例如50 rpm以上且1000 rpm以下進行旋轉。

圓筒狀的旋轉體單元14的直徑理想的是與支撐部12的外周直徑大致相同。再者，旋轉軸18隔著真空密封構件而旋轉自如地設置於反應室10的底部。

而且，加熱部16固定設置於支撐台24上，所述支撐台24固定於貫通旋轉軸18的內部的支撐軸22上。藉由未圖示的電流導入端子與電極而對加熱部16供給電力。在該支撐台24上設置有用以使晶圓W自環狀固持器18脫落的例如上推銷（未圖示）。

進而，在反應室10底部包括氣體排出部26，將源氣體在晶圓W表面等進行反應後的反應產物及反應室10的殘留氣體排出至反應室10外部。再者，氣體排出部26與真空泵（未圖示）連接。氣體排出部26在與真空泵之間設置有壓力調整閥（未圖示），令其能夠以使連接至反應室10的壓力計（未圖示）的值保持一定的方式進行壓力控制。

再者，圖1所示的單片型磊晶成長裝置中，在反應室10的側壁部位，設置有用以使晶圓進出的未圖示的晶圓出入口及閘閥（gate valve）。而且，構成為在利用該閘閥連結的例如加載互鎖真空室（load-lock chamber）（未圖示）與反應室10之間，可利用操作臂（handling arm）（未圖示）來搬送晶圓W。此處，例如由合成石英所形成的操作臂可插入至噴淋板100與支撐部12的空隙。

圖2為本實施方式的氣相成長方法的製程流程圖。本實施方式的氣相成長方法是使用圖1所示的單片型磊晶成長裝置而進行。

本實施方式的氣相成長方法包括：第1基板搬入步驟（S10）、AlN膜形成步驟（S11）、GaN膜形成步驟（S12）、第1基板搬出步驟（S14）、清洗步驟（S16）、第2基板搬入步驟（S18）、AlN膜形成步驟（S20）、GaN膜形成步驟（S22）、第2基板搬出步驟（S24）。

首先，將第1基板例如作為（111）面的Si基板的第1晶圓W1搬入至反應室10內（S10）。此處，例如打開反應室10的晶圓出入口的閘閥（未圖示），利用操作臂（未圖示）將加載互鎖真空室內的第1晶圓W1搬送至反應室10內。

而且，第1晶圓W1經由例如上推銷（未圖示）而載置於支撐部12。操作臂返回至加載互鎖真空室，關閉閘閥。

而且，利用未圖示的真空泵將反應室10內的氣體自氣體排出部26經由壓力調整閥（未圖示）排出而形成規定的壓力。此時，提高加熱部16的加熱輸出而使第1晶圓W1昇溫。然後，提高加熱部16的加熱輸出而使第1晶圓W1昇溫至規定的溫度，例如1000℃以上且1100℃以下。

而且，利用所述真空泵繼續進行排氣，並且一邊使旋轉體單元14以所需要的速度旋轉，一邊進行成膜前的烘烤。利用該烘烤去除第1晶圓W1上的自然氧化膜，從而使Si露出至表面。

在烘烤時，例如氫氣通過氣體供給部13而被供給至反應室10。在進行規定時間的烘烤後，例如降低加熱部16的加熱輸出而使第1晶圓W1降溫至磊晶成長溫度，例如1000℃以上且1100℃以下。

而且，自氣體供給部13經由噴淋板11而將製程氣體供給至反應室10內。藉此，利用磊晶成長而在第1晶圓W1的Si表面形成AlN（氮化鋁）膜（S11）。

製程氣體例如為三甲基鋁（TMA）、氨氣（NH₃ ）與載體氣體的氫氣（H₂ ）。三甲基鋁（TMA）為鋁（Al）的源氣體，氨氣（NH₃ ）為氮（N）的源氣體。

其次，自氣體供給部13經由噴淋板11而將製程氣體供給至反應室10內。藉此，利用磊晶成長而在第1晶圓W1的AlN膜表面形成第1膜即GaN（氮化鎵）膜（S12）。

在製程氣體中包含含有鎵（Ga）的源氣體。製程氣體例如為三甲基鎵（TMG）、氨氣（NH₃ ）與載體氣體的氫氣（H₂ ）。三甲基鎵（TMG）為鎵（Ga）的源氣體，氨氣（NH₃ ）為氮（N）的源氣體。

當在第1晶圓W1上形成GaN膜時，反應產物作為附著物亦附著於反應室10的第1晶圓W1以外的部分。尤其大量的附著物附著於因高溫而使反應得到促進的支撐部12的未由晶圓覆蓋的區域上。附著物例如為GaN。

再者，以第1膜的形式成膜的膜只要為供給含有鎵（Ga）的源氣體所形成的膜，則並不限定於GaN。例如亦可為InGaN（氮化銦鎵）、AlGaN（氮化鋁鎵）、GaAs（砷化鎵）等。

而且，在磊晶成長結束時，停止自氣體供給部13的源氣體供給，遮斷向第1晶圓W1上的源氣體的供給，僅流通載體氣體的氫氣（H₂ ），從而結束GaN單晶膜的成長。

成膜後，開始第1晶圓W1的降溫。保持將形成有GaN單晶膜的第1晶圓W1載置於支撐部12的狀態，停止加熱部16的加熱輸出，使溫度降低至規定的溫度為止。

在第1晶圓W1降低至規定的溫度後，停止旋轉體單元14的旋轉。令上推銷上升而使第1晶圓W1自支撐部12脫落。而且，再次打開閘閥將操作臂插入至噴淋板11及支撐部12之間。令上推銷下降，將第1晶圓W1載於操作臂上。而且，藉由使載有第1晶圓W1的操作臂返回至加載互鎖真空室，將第1基板即第1晶圓W1向反應室10外搬出（S14）。

其次，將含有氯原子的清洗氣體供給至反應室10內而進行清洗（S16）。利用清洗將附著於支撐部12的附著物去除。

含有氯原子的清洗氣體例如為利用氫氣（H₂ ）稀釋而成的鹽酸氣體（氯化氫：HCl）。另外，含有氯原子的清洗氣體例如亦可為利用氫氣（H₂ ）稀釋而成的氯氣（Cl₂ ）等其他氣體。

清洗時，對支撐部12進行加熱。藉由提高加熱部16的加熱輸出而加熱支撐部12。支撐部12理想的是被加熱為800℃以上且1100℃以下的溫度，更理想的是950℃以上且1050℃以下。

若低於所述範圍，則存在無法充分去除附著物之虞。另外，若高於所述範圍，則存在反應室10的內壁或構件表面因清洗氣體而損傷之虞。

清洗時，亦可將虛設晶圓（dummy wafer）載置於支撐部12上。尤其是在支撐部12為如圖1所示般在中心部設置有開口部的環狀固持器的情況下，理想的是為了保護加熱部16等不受清洗氣體的影響，而載置虛設晶圓。

在清洗結束時，停止自氣體供給部13的清洗氣體氣體的供給，僅供給氫氣（H₂ ）。而且，使加熱部16的加熱輸出降低，從而使支撐部12的溫度降低。

然後，在將虛設晶圓載置於支撐部12的情況下，以與所述第1晶圓W1相同的順序將虛設晶圓向反應室10外搬出。

在將附著於支持部12的附著物去除的清洗後，將與第1晶圓W1不同的表面為矽（Si）的第2晶圓搬入至反應室10（S18）。第2晶圓例如為表面為（111）面的Si晶圓W2。利用與所述第1晶圓W1相同的方法將第2晶圓W2搬入至反應室10。

而且，使未圖示的真空泵工作而將反應室10內的氣體自氣體排除部26經由壓力調整閥（未圖示）排出而形成規定的壓力。利用加熱部16將載置於支撐部12的第2晶圓W2加熱。

進而，提高加熱部16的加熱輸出而使第2晶圓W2昇溫至規定溫度，例如1150℃以上且1250℃以下的溫度。

而且，利用所述真空泵繼續進行排氣，並且一邊使旋轉體單元14以所需要的速度進行旋轉，一邊進行成膜前的烘烤。藉由該烘烤，例如將第2晶圓W2上的自然氧化膜去除，從而使Si露出至表面。

在烘烤時，例如氫氣通過氣體供給部13而被供給至反應室10。在進行規定時間烘烤後，例如降低加熱部16的加熱輸出而使第2晶圓W2設定為磊晶成長溫度，例如1000℃以上且1100℃以下。

而且，自氣體供給部13經由噴淋板11而將製程氣體供給至反應室10內。藉此，利用磊晶成長在第2晶圓W2的Si表面形成第2膜即AlN（氮化鋁）膜（S20）。

再者，以第2膜的形式成膜的膜並不限定於AlN。在利用磊晶成長於第2膜上形成GaN系的第3膜的情況下，只要為不妨礙其成長的膜即可。例如亦可為薄的SiN（氮化矽）等。

而且，在AlN單晶膜的成長結束時，停止自氣體供給部13的源氣體供給，遮斷製程氣體向第2晶圓W2上的供給，從而結束AlN單晶膜的成長。

其次，使第3膜例如GaN單晶膜在AlN膜（第2膜）上成長（S22）。自氣體供給部13供給用以形成GaN膜的製程氣體。第2晶圓W2的溫度例如設為1000℃以上且1100℃以下。

再者，以第3膜的形式成膜的膜並不限定於GaN。例如亦可為InGaN（氮化銦鎵）、AlGaN（氮化鋁鎵）、GaAs（砷化鎵）等。

而且，在磊晶成長結束時，停止自氣體供給部13的源氣體供給，遮斷源氣體向第2晶圓W2上的供給，從而結束GaN單晶膜的成長。

成膜後，開始第1晶圓W2的降溫。保持將形成有GaN單晶膜的第2晶圓W2載置於支撐部12的狀態，停止加熱部16的加熱輸出，進行調整以降低至規定的溫度為止。

然後，與所述第1晶圓W1的情況同樣地進行操作，將第2晶圓W2向反應室10外搬出（S24）。

本實施方式中，在將含有鎵（Ga）的源氣體供給至反應室而在第1晶圓W1上進行成膜後，在搬出第1晶圓W1的狀態下，一邊對氣相成長裝置的支撐部12進行加熱一邊進行清洗。即，在反應室10內無基板的狀態或僅存在未進行成膜的虛設晶圓的狀態下，進行清洗。

藉由進行該清洗，將在第1晶圓W1的成膜時，尤其是附著於支撐部12的附著物去除。在第1晶圓W1的成膜時，認為在該附著物中含有作為製程氣體而流動的Ga（鎵）。

若含有Ga的附著物附著於支撐部12，則存在於反應室10中成膜下一膜的昇溫過程中，藉由基板的Si與Ga或Ga化合物反應，而在基板上形成凹凸或孔之虞。如此，難以在基板上形成良好品質的膜。

根據本實施方式，將含有Ga的附著物去除，藉此在清洗後，可避免在第2晶圓W2上成膜第2膜時，以附著物的形式存在的Ga與第2晶圓W2表面的Si反應。因此，可在第2晶圓W2上成膜良好品質的膜。即，根據本實施方式，可提供一種若供給有含有Ga的氣體，則在同一反應室內於Si上形成良好品質的膜的氣相成長方法。在第2晶圓W2上成膜含有Ga的膜後，同樣進行清洗，可在表面為Si的晶圓上同樣成膜良好品質的膜。

（第2實施方式）本實施方式的氣相成長方法在以下方面與第1實施方式不同，所述方面為在去除支撐部的附著物時，將含有氯原子的清洗氣體供給至反應室內後，進一步向反應室內供給含有氫氣或惰性氣體的烘烤氣體。以下，省略敍述與第1實施方式重覆的內容。

圖3為本實施方式的氣相成長方法的製程流程圖。本實施方式的氣相成長方法是使用圖1所示的單片型磊晶成長裝置而進行。

除了圖2所示的第1實施方式的氣相成長方法的製程流程以外，在清洗（S16）之後，進行氫烘烤（S17）。藉由將作為烘烤氣體的氫氣（H₂ ）供給至反應室10內進行熱處理，而進行氫烘烤。

直至清洗（S16）為止的製程與第1實施方式相同。在清洗結束時，停止自氣體供給部13的清洗氣體氣體供給。而且，例如提昇加熱部16的加熱輸出，而將支撐部12昇溫至氫烘烤的溫度，例如1100℃以上的溫度。

而且，自氣體供給部13供給氫氣（H₂ ）。氫氣可為100體積%，亦可為與氮氣等惰性氣體混合而成的氣體。

在氫烘烤結束時，保持自氣體供給部13供給氫氣，使加熱部16的加熱輸出降低，從而使支撐部12的溫度降低。

然後，在第2基板上成膜第2膜及第3膜的製程與第1實施方式相同。

氫氣具有將GaN蝕刻的作用。根據本實施方式，除了清洗以外，藉由進行氫烘烤，而可提高去除附著於支撐部12的GaN等附著物的效果。因此，可在第2晶圓W2上成膜品質更良好的膜。

另外，藉由進行氫烘烤，而可將在清洗後殘留於反應室10內的氯系的附著物去除。因此，可抑制反應室10的內壁或反應室10內的構件的因氯引起的腐蝕。

再者，在比清洗更高的溫度下進行氫烘烤。藉由在比清洗更高的溫度下進行，而促進吸附於反應室10的內壁或反應室10內的構件的氣體的脫離。氫烘烤的溫度理想的是1100℃以上且1250℃以下，更理想的是1150℃以上且1200℃以下。原因在於：若低於所述範圍，則難以提高去除附著於支撐部12的附著物的效果。另外，原因在於：若高於所述範圍，則擔心反應室內的構件等的熱劣化。

另外，氫烘烤的溫度理想的是高於在第2晶圓上成膜第2膜及第3膜時的成膜溫度。原因在於：藉由將成膜第2膜及第3膜的的溫度設為比氫烘烤低的溫度，可抑制附著於支撐部12的附著物在成膜時脫出至反應室10的環境中。

另外，本實施方式中，以使用氫氣作為烘烤氣體的情況為例進行了說明，但亦可不使用氫氣而應用氮氣（N₂ ）、氬氣（Ar）等惰性氣體作為烘烤氣體。

（第3實施方式）本實施方式的氣相成長方法在以下方面與第2實施方式不同，所述方面為在去除支撐部的附著物時，不進行氯氣清洗。以下，省略敍述與第1實施方式或第2實施方式重覆的內容。

圖4為本實施方式的氣相成長方法的製程流程圖。本實施方式的氣相成長方法是使用圖1所示的單片型磊晶成長裝置而進行。

就圖3所示的第2實施方式的氣相成長方法的製程流程而言，省略了清洗（S16）。

在搬出第1晶圓W1後，在去除附著於支撐部12的附著物時，進行氫烘烤（S17）。藉由將作為烘烤氣體的氫氣（H₂ ）供給至反應室10內進行熱處理，而進行氫烘烤。氫烘烤（S17）的詳細情況與第2實施方式相同。

根據本實施方式，僅利用氫烘烤來進行附著於支撐部12的附著物的去除。因此，與第2實施方式相比較，可利用更簡便的製程在第2晶圓W2上成膜良好品質的膜。

另外，由於不使用含有氯原子的氣體，故可抑制反應室10的內壁或反應室內的構件的因氯引起的腐蝕。

（第4實施方式）本實施方式的氣相成長方法在以下方面與第1實施方式不同，所述方面為在去除支撐部的附著物時，將含有氯原子的清洗氣體供給至反應室內後，進一步將氨氣（NH₃ ）供給至反應室內。以下，省略敍述與第1實施方式重覆的內容。

圖5為本實施方式的氣相成長方法的製程流程圖。本實施方式的氣相成長方法是使用圖1所示的單片型磊晶成長裝置而進行。

除了圖2所示的第1實施方式的氣相成長方法的製程流程以外，在清洗（S16）後，進行真空抽吸（S28）及氨氣供給（S30）。

直至清洗（S16）為止的製程與第1實施方式相同。在清洗結束時，停止自氣體供給部13的清洗氣體供給。而且，利用真空泵對反應室10內進行真空抽吸（S28）。然後，自氣體供給部13供給氨氣（S30）。在供給規定時間的氨氣後，停止氨氣的供給。

在使用含有氯原子的清洗氣體對反應室10進行清洗的情況下，存在清洗氣體中所含的氯原子殘留於反應室10的內面或配管內之虞。而且，存在該氯原子在之後的成膜AlN膜等時，凝聚在晶圓與AlN膜等的界面之虞。

若氯原子存在於界面，則存在形成於晶圓上的AlN膜或GaN膜等的膜質劣化之虞。另外，在使用成膜有AlN膜或GaN膜等的晶圓來製造半導體元件的情況下，存在氯原子使與半導體元件的特性劣化之虞。

根據本實施方式，藉由將氨氣供給至反應室10，而可將殘留於反應室10的內面或配管內的氯原子去除。因此，可在晶圓上形成良好品質的膜。

再者，代替真空抽吸（S28），或在真空抽吸（S28）之前或之後，亦可僅停止清洗氣體的供給，而僅流通氫氣（H₂ ）或氮氣（N₂ ）、氬氣（Ar）等惰性氣體，或該些的混合氣體，而沖洗（purge）清洗氣體。

（第5實施方式）本實施方式的氣相成長方法在以下方面與第2實施方式不同，所述方面為在將支撐部的附著物去除時，將含有氯原子的清洗氣體供給至反應室內，然後，將含有氫氣或惰性氣體的烘烤氣體供給至所述反應室內後，進一步將氨氣（NH₃ ）供給至反應室內。以下，省略敍述與第2實施方式重覆的內容。

圖6為本實施方式的氣相成長方法的製程流程圖。本實施方式的氣相成長方法是使用圖1所示的單片型磊晶成長裝置而進行。

除了圖3所示的第2實施方式的氣相成長方法的製程流程以外，在氫烘烤（S17）之後進行氨氣供給（S30）。

直至氫烘烤（S17）為止的製程與第2實施方式相同。在氫烘烤結束後，例如自氣體供給部13供給氨氣（S30）。在供給規定時間的氨氣後，停止氨氣的供給。

根據本實施方式，藉由將氨氣供給至反應室10，而可去除殘留於反應室10的內面或配管內的氯原子。因此，可在晶圓上形成良好品質的膜。

（實施例）以下，對本發明的實施例進行說明。

利用與第2實施方式同樣的製程進行成膜。在縱型的單片型的磊晶裝置的反應室中，以膜厚為3000 nm的條件使GaN膜在以膜厚為200 nm的條件成膜有AlN膜的（111）面的Si基板（第1基板）上磊晶成長。使用利用氫氣將TMG稀釋而成的氣體與氨氣作為源氣體。在形成GaN膜後，將Si基板自反應室搬出。

其次，將SiC的虛設晶圓搬入至反應室內，並加熱為1000℃。此時，支持部的溫度亦被加熱為大致1000℃。而且，將利用氫氣使鹽酸氣體稀釋為10體積%而成的清洗氣體供給至反應室，進行5分鐘清洗。

在清洗後，將虛設晶圓及支撐部加熱為1150℃。而且，將100體積%的氫氣供給至反應室，進行5分鐘的氫烘烤。然後，將虛設晶圓自反應室搬出。

其次，將與在清洗前成膜的Si基板不同的、在表面露出矽的狀態的（111）面的Si基板（第2晶圓）搬入至反應室內。在該Si基板上，以膜厚為200 nm的條件使AlN膜磊晶成長，並且以膜厚為3000 nm的條件使GaN膜磊晶成長。形成AlN膜及GaN膜時的溫度設為1000℃。

在形成AlN膜及GaN膜後，將Si基板（第2基板）搬出至反應室外。

（比較例）除了不進行清洗及氫烘烤以外，以與實施例相同的製程，在Si基板（第2基板）上形成AlN膜及GaN膜。

關於實施例及比較例，對AlN膜及GaN膜的成膜狀態進行確認。圖7（a）及圖7（b）為實施例及比較例的基板表面的光學照片。圖7（a）為實施例，圖7（b）為比較例。

在實施例的情況下，基板表面為鏡面，可確認到AlN膜及GaN膜良好地成膜。另一方面，比較例中，在表面有凹凸，且在基板中心部看到白濁的區域。藉由利用電子顯微鏡的剖面觀察，白濁的區域中，Si基板經蝕刻而形成有孔。

認為在比較例的情況下，在GaN膜於第1基板上成長時附著於支撐部的含有Ga的附著物，在AlN膜於第2基板上形成時脫出至反應室的環境中，與基底的Si反應，從而未形成良好品質的AlN膜。因此，當GaN膜在AlN膜上成長時，AlN膜無法充分抑制Ga與Si的反應，而進行Si基板的蝕刻。

藉由實施例，確認到藉由在使用含有鎵（Ga）的源氣體的成膜後，將反應室內的基板支撐部的附著物去除，而良好地繼續成膜。

以上，參照具體例對本發明的實施方式進行了說明。所述實施方式終歸為僅作為例子而列舉，並不限定本發明。另外，亦可適宜組合各實施方式的構成要素。

實施方式中，在使用含有鎵（Ga）的源氣體成膜後，以AlN膜與GaN膜為例對在將反應室內的基板支撐部的附著物去除後所成膜的膜進行說明。但是，並不限定於此，只要為形成於Si表面的膜，則亦可為其他任意膜。原因在於：存在附著於支撐部的含有Ga的附著物不管成膜於Si上的膜的種類如何，均藉由支撐部的加熱而脫出至反應室環境，與Si表面反應之虞。

另外，本實施方式中，以在每一片晶圓上成膜的縱型的單片式的磊晶裝置為例進行說明，但氣相成長裝置並不限定於單片式的磊晶裝置。例如在進行自轉公轉的於多個晶圓上同時成膜的行星式化學氣相成長（Chemical Vapor Deposition，CVD）裝置或橫型的磊晶裝置等中亦可應用本發明。

實施方式中，省略記載裝置構成或製造方法等本發明的說明中不直接需要的部分等，可適宜選擇必需的裝置構成或製造方法等而使用。另外，具備本發明的要素且本技術領域人員可適宜設計變更的所有的氣相成長方法包含於本發明的範圍。本發明的範圍是藉由申請專利範圍及其均等物的範圍而定義。

10‧‧‧反應室
11‧‧‧噴淋板
12‧‧‧支撐部
13‧‧‧氣體供給部
14‧‧‧旋轉體單元
16‧‧‧加熱部
18‧‧‧旋轉軸
20‧‧‧旋轉驅動機構
22‧‧‧支撐軸
24‧‧‧支撐台
26‧‧‧氣體排出部
S10～S30‧‧‧步驟
W‧‧‧半導體晶圓

圖1為第1實施方式的氣相成長方法中所使用的氣相成長裝置的示意剖面圖。圖2為第1實施方式的氣相成長方法的製程流程圖。圖3為第2實施方式的氣相成長方法的製程流程圖。圖4為第3實施方式的氣相成長方法的製程流程圖。圖5為第4實施方式的氣相成長方法的製程流程圖。圖6為第5實施方式的氣相成長方法的製程流程圖。圖7（a）及圖7（b）為實施例及比較例的晶圓表面的光學照片。

S10~S24‧‧‧步驟

Claims

一種氣相成長方法，其特徵在於：將含有鎵的源氣體供給至反應室，在載置於所述反應室內的支撐部上的第1基板上形成第1膜，將所述第1基板自所述反應室搬出，在自所述反應室搬出所述第1基板後，對所述支撐部進行加熱，而去除附著於所述支撐部的附著物，在去除所述附著物後，將與所述第1基板不同的表面為矽的第2基板搬入至所述反應室，在載置於所述支撐部上的所述第2基板上形成第2膜。
如申請專利範圍第1項所述的氣相成長方法，其中，在去除所述附著物時，將含有氯原子的清洗氣體供給至所述反應室內。
如申請專利範圍第1項所述的氣相成長方法，其中，在去除所述附著物時，將含有氫氣或惰性氣體的烘烤氣體供給至所述反應室內。
如申請專利範圍第2項所述的氣相成長方法，其中，在供給所述清洗氣體後，將氨氣供給至所述反應室內。
如申請專利範圍第3項所述的氣相成長方法，其中，在供給所述烘烤氣體後，將氨氣供給至所述反應室內。
如申請專利範圍第4項所述的氣相成長方法，其中，在沖洗所述清洗氣體後，將氨氣供給至所述反應室內。
如申請專利範圍第1項所述的氣相成長方法，其中，所述第2膜為氮化鋁膜或氮化矽膜。
如申請專利範圍第1項所述的氣相成長方法，其中，在所述第2膜上形成含有鎵的第3膜。