[发明专利]半导体制造装置以及半导体制造方法

说明书

半导体制造装置向设置于反应炉内的基板供给原料气体而进行对基板的成膜处理，其具备：收纳容器，其配置于反应炉内，且收容成为原料气体的来源的金属原料；辅助容器，其在反应炉内配置于收纳容器的上方侧，是具有金属原料的放入口的有底容器；连接管，其使形成于辅助容器的流出口与收纳容器内相连通；封堵栓，其以能够对流出口进行开闭的方式封堵该流出口；以及加热部，其将反应炉内加热至使辅助容器内的金属原料以及收纳容器内的金属原料熔融且对基板进行的成膜处理所需的规定温度。

技术领域

本发明涉及用于例如氮化物半导体的结晶生长的半导体制造装置以及半导体制造方法。

背景技术

氮化镓(GaN)、氮化铝镓(A1GaN)、氮化铟镓(InGaN)等氮化物半导体作为能够实现从红色到紫外的发光的发光元件材料而备受关注。作为这些氮化物半导体的结晶生长法之一，存在氢化物气相生长(HVPE：Hydride Vapor Phase Epitaxy)法。HVPE法是在高温下由气体状的金属氯化物气体来生长结晶的方法，详细而言，是将包含III族元素的氯化物的金属氯化物气体即III族原料气体和包含V族元素的氢化物的V族原料气体向反应管内的基板供给，在该基板上生长III-V族半导体结晶的方法。例如，若采用氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)等镓(Ga)系化合物半导体，则将使高温(300～800℃左右)的Ga与氯化氢(HCl)气体或氯(Cl₂)气体接触而制造出的氯化镓(GaCl)气体或三氯化镓(GaCl₃)气体用作III族原料气体，另外将氨(NH₃)气体、砷化三氢(AsH₃)气体或磷化氢(PH₃)气体用作V族原料气体，由此能够效率良好地进行结晶生长。

作为进行基于HVPE法的结晶生长的半导体制造装置(以下也有时称作“HVPE装置”)，例如已知图7所示那样的结构的装置(例如参照专利文献1)。即，如图7的(a)所示，HVPE装置100构成为具备圆筒状的反应炉101，并且在该反应炉101内具有原料部101a以及生长部101b。反应炉101内的原料部101a以及生长部101b分别由加热部102加热。在反应炉101内的生长部101b设置成为处理对象的基板103。另一方面，在反应炉101内的原料部101a配置收容金属原料(例如Ga)104的收纳容器105。在收纳容器105上连接有：配管106，其用于将氯系气体供给至收纳容器105内；以及配管107，其用于将金属原料104与氯系气体反应而生成的金属氯化物气体从收纳容器105内排出，并作为III族原料气体向生长部101b引导。另外，除了这些配管106、107以外，也在反应炉101内设置有用于将V族原料气体向生长部101b引导的配管108。并且，通过使III族原料气体与V族原料气体在生长部101b汇流，由此在设置于生长部101b的基板103上生长III-V族半导体结晶。需要说明的是，若上述各原料气体在到达生长部101b之前混合，则在该混合位置析出半导体结晶，因此HVPE装置100有可能会破损，所以收纳容器105具有使在容器内生成的金属氯化物气体不发生泄漏的构造。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-225648号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述的结构的HVPE装置100中，在反复对基板进行结晶生长处理的情况下，收容于收纳容器105内的金属原料104减少，因此就需要将金属原料104补充至收纳容器105内。