[发明专利]膜淀积方法

说明书

技术领域

本发明涉及在衬底的一个主表面上淀积薄膜的膜淀积方法，并且更具体而言，涉及一种利用根据将构成待淀积薄膜的材料的晶格常数而弯曲的衬底来淀积薄膜的膜淀积方法。

背景技术

在例如半导体衬底的一个主表面上生长薄膜以形成半导体元件时通常采用的方法是，将衬底的一个主表面暴露于将构成待淀积薄膜的源气体，同时加热衬底。源气体包括例如将成为阳离子的III族氮化物半导体与将成为阴离子的V族元素的金属有机化合物。通过在已被加热的半导体衬底的主表面上提供这些源气体，薄膜被生长在半导体衬底的一个主表面上。

如上所述生长薄膜的方法被称作化学气相淀积。化学气相淀积是一种外延晶体生长法。例如，当生长(淀积)薄膜时，与构成衬底的材料不同的材料的薄膜可以通过在衬底上进行化学气相淀积来生长。这种通过化学气相淀积生长与构成衬底的材料不同的材料的薄膜的技术被称作异质外延生长。淀积(生长)的膜被称作异质外延膜，并且衬底与淀积膜之间的界面被称作异质界面。如随后将描述的，如本文所用的衬底是指在其上要淀积膜的构件，并且包括其一个主表面上将淀积薄膜的单层衬底以及其一个主表面上已经淀积了一个或多个薄膜层并且薄膜的一个主表面上要淀积另一个薄膜的衬底(所谓的具有外延膜的衬底；下文中被称作外延晶片。)

在如上所述淀积异质外延膜的情况下，例如，如Group III NitrideSemiconductor，第12章(非专利文献1)所示的氮化硅(GaN)晶体上异质外延生长的氮化铟镓(InGaN)薄膜被视为有不太可能不利地实现InGaN与GaN之间界面处组合物中急剧变化的晶体。更具体来讲，在GaN晶体上没有形成所期望组合物的InGaN薄膜，但是当形成厚度为约5nm的InGaN层时，例如，存在具有铟(In)组分特别低的过渡层，并且该层从InGaN与GaN之间的界面在越过厚度的方向上延伸大约1至2nm，由此导致了界面处组分变化的急剧性减小。就诸如GaN晶体上异质外延生长的氮化镓铝(A1GaN)薄膜的另一种材料而言，也会出现类似的过渡层。

上述在异质外延生长期间在界面附近形成的过渡层具有非均匀的组分或者具有较少的组分，其会劣化将使用该异质外延膜制造的半导体元件的特性。因此，执行异质外延生长使得界面处薄膜组分急剧变化，同时防止出现过度层，这对于提高使用该异质外延膜制造的半导体元件的特性是重要的。

例如，Group III Nitride Semiconductor，第8章(非专利文献2)公开了如下方法：当形成异质外延膜的多层结构时，操纵没有死腔的气体换向阀，以瞬时改变源气体的供给，使得对于反应管的气体供给量和对于出口的气体供给量基本上相同，以便造成界面处膜组分的急剧变化。

现有技术文献

专利文献

非专利文献1：Group III Nitride Semiconductor，Chapter 12，由Isamu Akasaki编辑和编写，BAIFUKAN CO.，LTD，1999，p.230-235

非专利文献2：Group III Nitride Semiconductor，Chapter 8，由IsamuAkasaki编辑和编写，BAIFUKAN CO.，LTD，1999，p.147-165

发明内容

本发明要解决的问题

例如，仅通过采用非专利公开文献2中公开的瞬间改变源气体供给的方法，难以在GaN衬底或薄膜上生长具有不同晶格常数的InGaN异质外延膜。通过供给气相三甲基铟(TMIn)、三甲基镓(TMG)和氨气作为源气体，来生长InGaN薄膜。即使供给这些气体，也有可能在GaN上生长具有相同晶格常数的同一类型的GaN。因此，当生长InGaN时，特别在最开始难以捕获In，并且需要时间直到组分稳定为止。结果，在GaN与InGaN之间的界面处不利地出现过渡层，在该过渡层中，组分没有发生急剧变化。

本发明是为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种膜淀积方法，该膜淀积方法能够根据将构成待淀积薄膜的材料的晶格常数来改进界面附近的晶体特性。

解决问题的手段