[发明专利]气相生长装置及其控制方法

说明书

本发明提供一种涉及化合物半导体的气相生长装置的技术。气相生长装置具有：反应容器；晶片保持器，其配置在反应容器内，并具有以晶片表面成为大致铅直向下的方式保持晶片的晶片保持面；第一原料气体供给管，其配置在晶片保持面的下方侧并供给第一原料气体；第二原料气体供给管，其配置在晶片保持面的下方侧并供给第二原料气体；排气管，其配置在晶片保持面的下方侧。第一原料气体供给管、第二原料气体供给管以及排气管配置为在大致铅直方向上延伸。穿过晶片保持面的中心并且垂直于晶片保持面的轴线与排气管之间的距离大于轴线与第一原料气体供给管以及第二原料气体供给管之间的距离。

技术领域

本申请要求基于2017年9月25日申请的日本专利申请第2017-183987号、2018年5月11日申请的日本专利申请第2018-92435号以及2018年5月11日申请的日本专利申请第2018-92438号的优先权。在本说明书中通过参考而引用以上申请的全部内容。在本说明书中，公开了涉及化合物半导体的气相生长装置的技术。

背景技术

如今，需要构建低成本的GaN基板的制造方法。现有的GaN基板以逐片生长的单片式为主流，此为高成本的原因。此外，在日本特开2002-316892号公布中公开了一种相关技术。

发明内容

发明要解决的问题

如果GaN的长条结晶能够生长，则可以从一个长条结晶产生多片晶片，因而能够降低基板制造成本。然而，使GaN以长条结晶生长是困难的。作为主要原因之一，可以举出结晶生长过程中产生的粉尘附着在晶片表面而导致发生了异常生长。

用于解决问题的方案

在本说明书中，公开了一种气相生长装置。该气相生长装置的特征在于具有：反应容器；晶片保持器，其配置在反应容器内，并具有以晶片表面成为大致铅直向下的方式保持晶片的晶片保持面；第一原料气体供给管，其配置在晶片保持面的下方侧并向反应容器内供给第一原料气体；第二原料气体供给管，其配置在晶片保持面的下方侧并向反应容器内供给与第一原料气体反应的第二原料气体；排气管，其配置在晶片保持面的下方侧并排出反应容器内的气体。另外，其特征在于，第一原料气体供给管、第二原料气体供给管以及排气管配置为在大致铅直方向上延伸。另外，其特征在于，穿过晶片保持面的中心并且垂直于晶片保持面的轴线与排气管之间的距离大于轴线与第一原料气体供给管、第二原料气体供给管之间的距离。

在本说明书的气相生长装置中，能够使晶片表面维持为大致铅直向下。由于在反应容器内产生的粉尘不会因重力而落在晶片表面，因而能够抑制粉尘附着在晶片表面。另外，在向晶片的上侧排气的情况下，由于排气而向晶片的上侧飞扬的粉尘因重力落下，因而粉尘有时可能会附着在晶片表面。在本说明书的气相生长装置中，由于将排气管配置在晶片保持面的下方侧，因而能够使反应容器内的气体向晶片的下侧排气。由于粉尘不会由于排气而飞扬到晶片上侧，因而能够抑制粉尘附着在晶片表面。

所述气相生长装置还可以具有第一加热器，其配置在晶片保持器、第一原料气体供给管、第二原料气体供给管以及排气管的周围。

所述气相生长装置还可以具有：隔板，其配置在第一原料气体供给管的路径上，并且在水平方向延伸；第一原料气体生成部，其配置在隔板的下方侧并且连接第一原料气体供给管的入口，生成第一原料气体；第二加热器，其配置在第一原料气体生成部的周围。第一加热器配置在隔板的上方侧，第二加热器配置在隔板的下方侧，第一加热器的加热温度可以高于第二加热器。

所述气相生长装置还可以具有喷淋头，所述喷淋头在表面配置有向反应容器内供给第一原料气体的多个第一喷嘴以及向反应容器内供给第二原料气体的多个第二喷嘴。第一原料气体供给管以及第二原料气体供给管的出口可以连接于喷淋头。喷淋头的表面可以配置在晶片保持面的下方侧并且与晶片保持面相向的位置。排气管可以配置在喷淋头的周围。

可以在喷淋头的表面配置有不含硅和氧的材料。

可以在喷淋头的表面配置有含钨的材料。