DE102016216073B4

DE102016216073B4 - Dampfphasenwachstumsvorrichtung und Dampfphasenwachstumsverfahren

Info

Publication number: DE102016216073B4
Application number: DE102016216073.7A
Authority: DE
Inventors: Yuusuke Sato; Hideshi Takahashi; Hideki Ito; Takanori HAYANO
Original assignee: Nuflare Technology Inc
Current assignee: Nuflare Technology Inc
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2016-08-26
Publication date: 2020-02-20
Anticipated expiration: 2036-08-27
Also published as: JP6578158B2; US20190316274A1; JP2017045927A; DE102016216073A1; US11124894B2; US10385474B2; US20170062212A1

Abstract

Dampfphasenwachstumsvorrichtung, aufweisend:n (n ist eine Ganzzahl größer gleich 2) Reaktoren (10a, 10b, 10c 10d), die einen gleichzeitigen Abscheidungsvorgang für eine Vielzahl von Substraten durchführen;einen ersten Hauptgaszufuhrpfad (11), der eine vorgegebene Menge ersten Prozessgases beinhaltend ein Gruppe-III-Element verteilt und der das erste Prozessgas gleichzeitig an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) liefert;einen zweiten Hauptgaszufuhrpfad (21), der eine vorgegebene Menge zweiten Prozessgases beinhaltend ein Gruppe-V-Element verteilt und der das zweite Prozessgas gleichzeitig an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) liefert;einen Controller (19), der basierend von Steuerwerten von Strömungsraten des an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) gelieferten ersten Prozessgases und zweiten Prozessgases eine Strömungsrate des ersten Prozessgases und des zweiten Prozessgases steuert, wobei der Controller (19) unabhängig zumindest einen vorgegebenen Prozessparameter in den n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) basierend auf Steuerwerten des unabhängig für jeden der n Reaktoren festgelegten (10a, 10b, 10c, 10d) zumindest einen vorgegebenen Prozessparameters steuert;einen Drehantrieb (120), der in jedem der n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) bereitgestellt ist und jedes der Vielzahl von Substraten dreht; undeinen Erhitzer (116), der in jedem der n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) bereitgestellt ist und jedes der Vielzahl von Substraten erhitztwobei der zumindest eine vorgegebene Prozessparameter ausgewählt ist aus der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements in an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) geliefertem Prozessgas, der Drehgeschwindigkeit der Substrate, der Temperatur der Substrate, der Leistung des Erhitzers (116) und dem Innendruck der Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d).

Description

QUERBEZUG ZU VERWANDTER ANMELDUNG
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung 2015-168860 , die am 28. August 2015 eingereicht wurde, deren gesamter Offenbarungsgehalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dampfphasenwachstumsvorrichtung und ein Dampfphasenwachstumsverfahren, die Gas liefern, um eine Schicht zu bilden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Als ein Verfahren zum Bilden einer qualitativ hochwertigen Halbleiterschicht gibt es eine epitaktische Aufwachstechnik, die mithilfe von Dampfphasenwachstum eine Einkristallschicht auf einem Substrat wie etwa einem Wafer aufwächst. Bei einer Dampfphasenwachstumsvorrichtung, welche die epitaktische Aufwachstechnik einsetzt, wird ein Wafer auf einem Ablageabschnitt in einem Reaktor platziert, der bei Normaldruck oder verringertem Druck gehalten wird. Dann wird Prozessgas, wie etwa Quellgas, welches ein Ausgangsmaterial zur Bildung der Schicht sein wird, von einem oberen Teil des Reaktors zur Oberfläche des Wafers in dem Reaktor zugeführt, während der Wafer erwärmt wird. Beispielsweise erfolgt die thermische Reaktion des Quellgases in der Oberfläche des Wafers und ein epitaxialer Einkristallfilm wird auf der Oberfläche des Wafers gebildet.
In den letzten Jahren erregte eine GaN-(Galliumnitrid)-basierte Halbleitervorrichtung als Material zum Bilden einer Lichtemittierenden Vorrichtung (LED) oder einer Leistungs-Vorrichtung Aufmerksamkeit. Bei der metallorganischen chemischen Dampfphasenabscheidung (MOCVD) handelt es sich um eine epitaxiale Wachstumstechnik, die eine GaN-basierte Halbleiterschicht bilden kann. Bei dem metallorganischen chemischen Dampfphasenwachstumsverfahren wird ein Organometall, wie etwa Trimethylgallium (TMG), Trimethylindium (TMI) oder Trimethylaluminium (TMA), oder Ammoniak (NH₃) als Quellgas verwendet.
JP H10-158843A und JP 2002-212735A offenbaren eine Dampfphasenwachstumsvorrichtung, die eine Vielzahl von Reaktoren beinhaltet, um die Produktivität zu verbessern. Ferner offenbart JP 2003-49278A ein Verfahren, das den Drucksteuerwert eines Reaktors verändert, wobei Probleme entstehen, wenn Schichten in einer Vielzahl von Reaktoren aufgewachsen werden. Weitere Vorrichtungen zum Abscheiden von Halbleiterschichten sind aus der DE 10 2010 016 471 A1 , JP 2007-242875 A , US 2013/0104996 A1 und US 2016/0032488 A1 .
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Dampfphasenwachstumsvorrichtung bereitgestellt, die umfasst: n (n ist eine Ganzzahl größer gleich 2) Reaktoren, die einen Abscheidevorgang für eine Vielzahl von Substraten gleichzeitig durchführen; einen ersten Hauptgaszufuhrpfad, der eine vorgegebene Menge ersten Prozessgases beinhaltend ein Gruppe-III-Element verteilt und der das erste Prozessgas gleichzeitig an die n Reaktoren zuführt; einen zweiten Hauptgaszufuhrpfad, der eine vorgegebene Menge zweiten Prozessgases beinhaltend ein Gruppe-V-Element verteilt und der das zweite Prozessgas gleichzeitig an die n Reaktoren zuführt; einen Controller, der basierend auf Steuerwerten von Strömungsraten des an die n Reaktoren gelieferten ersten Prozessgases und zweiten Prozessgases eine Strömungsrate des ersten Prozessgases und des zweiten Prozessgases steuert, wobei der Controller unabhängig zumindest einen vorgegebenen Prozessparameter in den n Reaktoren basierend auf Steuerwerten des unabhängig für jeden der n Reaktoren festgelegten, zumindest einen vorgegebenen Prozessparameters steuert, wobei der Controller basierend auf Steuerwerten des zumindest einen unabhängig für jeden der n Reaktoren unabhängig festgelegten, vorgegebenen Prozessparameter steuert; einen in jedem der n Reaktoren bereitgestellten und jedes der Vielzahl von Substraten drehenden Drehantrieb; und einen Erhitzer, der in jedem der n Reaktoren bereitgestellt ist und jedes der Vielzahl von Substraten erhitzt, wobei der zumindest eine vorgegebene Prozessparameter ausgewählt ist aus der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements in an die n Reaktoren geliefertem Prozessgas, der Drehgeschwindigkeit der Substrate, der Temperatur der Substrate, der Leistung des Erhitzers und dem Innendruck der Reaktoren.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Dampfphasenwachstumsverfahren bereitgestellt, das Verfahren umfassend: Beladen von n Reaktoren mit einer Vielzahl von Substraten, Verteilen einer vorgegebenen Menge ersten Prozessgases beinhaltend ein Gruppe-III-Element und gleichzeitiges Starten der ersten Prozessgaszufuhr an die n Reaktoren bei einer Strömungsrate, die basierend auf Steuerwerten einer ersten Strömungsrate gesteuert wird; Verteilen einer vorgegebenen Menge zweiten Prozessgases beinhaltend ein Gruppe-V-Element und gleichzeitiges Starten der zweiten Prozessgaszufuhr an die n Reaktoren bei einer Strömungsrate, die basierend auf Steuerwerten einer zweiten Strömungsrate gesteuert wird; unabhängiges Steuern des zumindest einen vorgegebenen Prozessparameters der n Reaktoren basierend auf Steuerwerten des zumindest einen vorgegebenen Prozessparameters und gleichzeitig Aufwachsen von Schichten auf der Vielzahl von Substraten in den n Reaktoren; gleichzeitig Sperren der ersten Prozessgaszufuhr an die n Reaktoren; und gleichzeitig Sperren der zweiten Prozessgaszufuhr an die n Reaktoren; wobei der zumindest eine vorgegebene Prozessparameter ausgewählt ist aus der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements in an die n Reaktoren zugeführtem Prozessgas, der Drehgeschwindigkeit der Substrate, der Temperatur der Substrate, der Leistung des in jedem der n Reaktoren bereitgestellten Erhitzers und dem Innendruck der Reaktoren.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulicht;
2 ist eine Querschnittansicht, die schematisch einen Reaktor der Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
3 ist ein Diagramm, das die Funktion und Wirkungsweise der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
4 ist ein Diagramm, das die Funktion und Wirkungsweise der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
5 ist ein Diagramm, das die Funktion und Wirkungsweise der ersten Ausführungsform veranschaulicht;
6 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht; und
7 ist eine Querschnittansicht, die schematisch einen Reaktor einer Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
In der Beschreibung wird die Richtung der Schwerkraft in einem Zustand, in dem eine Dampfphasenwachstumsvorrichtung bereitgestellt wird, um eine Schicht zu bilden, als eine „untere“ Richtung definiert, und eine der Richtung der Schwerkraft entgegengesetzte Richtung wird als „obere“ Richtung definiert. Somit bezeichnet ein „unterer Abschnitt“ eine Position in Richtung der Schwerkraft bezüglich der Referenz und eine „Unterseite“ bezeichnet die Richtung der Schwerkraft bezüglich der Referenz. Zusätzlich bezeichnet ein „oberer Abschnitt“ eine Position in entgegengesetzter Richtung bezüglich der Referenz, und eine „Oberseite“ bezeichnet die der Richtung der Schwerkraft gegenüberliegende Seite bezüglich der Referenz. Ferner ist eine „Längsrichtung“ die Richtung der Schwerkraft.
In dieser Beschreibung ist „Prozessgas“ ein allgemeiner Begriff von zur Bildung einer Schicht auf einem Substrat verwendetem Gas. Das Konzept des „Prozessgases“ beinhaltet zum Beispiel Quellgas, Trägergas und Verdünnungsgas.
(Erste Ausführungsform)
Eine Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform beinhaltet n (n ist eine Ganzzahl größer gleich 2) Reaktoren, die einen Abscheidevorgang für eine Vielzahl von Substraten gleichzeitig durchführt, einen ersten Hauptgaszufuhrpfad, der eine vorgegebene Menge ersten Prozessgases beinhaltend ein Gruppe-III-Element verteilt und der das erste Prozessgas gleichzeitig an die n Reaktoren liefert; einen zweiten Hauptgaszufuhrpfad, der eine vorgegebene Menge zweiten Prozessgases beinhaltend ein Gruppe-V-Element verteilt und der das zweite Prozessgas gleichzeitig an die n Reaktoren liefert, einen Controller, der basierend auf Steuerwerten von Strömungsraten des an die n Reaktoren gelieferten ersten Prozessgases und zweiten Prozessgases eine Strömungsrate des ersten Prozessgases und des zweiten Prozessgases steuert und unabhängig vorgegebene Prozessparameter basierend auf Steuerwerten der unabhängig für jeden der n Reaktoren festgelegten, vorgegebenen Prozessparameter steuert, Drehantriebe, die in jedem der n Reaktoren bereitgestellt sind und jedes der Vielzahl von Substraten drehen, und Erhitzer, die in jedem der n Reaktoren bereitgestellt sind und die Vielzahl von Substraten erhitzen.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst ein Dampfphasenwachstumsverfahren das Beladen von n Reaktoren mit einer Vielzahl von Substraten, Verteilen einer vorgegebenen Menge ersten Prozessgases beinhaltend ein Gruppe-III-Element und gleichzeitiges Starten der ersten Prozessgaszufuhr an die n Reaktoren bei einer Strömungsrate, die basierend auf Steuerwerten einer ersten Strömungsrate gleichzeitig gesteuert wird, Verteilen einer vorgegebenen Menge zweiten Prozessgases beinhaltend ein Gruppe-V-Element und gleichzeitiges Starten der zweiten Prozessgaszufuhr an die n Reaktoren bei einer Strömungsrate, die basierend auf Steuerwerten einer zweiten Strömungsrate gesteuert wird, unabhängiges Steuern vorgegebener Prozessparameter der n Reaktoren basierend auf Steuerwerten der vorgegebenen Prozessparameter der n Reaktoren und gleichzeitiges Aufwachsen von Schichten auf der Vielzahl von Substraten in den n Reaktoren und gleichzeitiges Sperren der ersten Prozessgaszufuhr an die n Reaktoren und gleichzeitiges Sperren der zweiten Prozessgaszufuhr an die n Reaktoren.
Gemäß der Dampfphasenwachstumsvorrichtung und dem Dampfphasenwachstumsverfahren mit dem obenstehenden Aufbau ist es gemäß dieser Ausführungsform bei der gleichzeitigen Bildung von Schichten auf Substraten in einer Vielzahl von Reaktoren möglich, die Eigenschaften der in jedem der Reaktoren aufgewachsenen Schichten anzupassen. Die Eigenschaften der Schicht sind beispielsweise die Dicke oder Zusammensetzung der Schicht.
1 ist ein Diagramm, das den Aufbau der Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform veranschaulicht. Die Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist eine Epitaxie-Aufwachsvorrichtung, die ein metallorganisches, chemisches Dampfphasenabscheidungsverfahren (Metall Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD) verwendet.
Die Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform umfasst vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d. Beispielsweise ist jeder der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d eine Vertikalepitaxie-Aufwachsvorrichtung für Singlewafer. Die Anzahl der Reaktoren ist nicht auf 4 beschränkt und zwei oder mehr Reaktoren können verwendet werden. Die Anzahl der Reaktoren kann durch n dargestellt sein (n ist eine Ganzzahl größer gleich 2).
Die Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform umfasst einen ersten Hauptgaszufuhrpfad 11, einen zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21, und einen dritten Hauptgaszufuhrpfad 31, die Prozessgas an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d zuführen.
Der erste Hauptgaszufuhrpfad 11 liefert beispielsweise ein erstes Prozessgas beinhaltend ein Organometall, welches ein Gruppe-III-Element ist, und Trägergas an die Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d. Das erste Prozessgas beinhaltet ein Gruppe-III-Element, wenn eine Gruppe III-V Halbleiterschicht (Engl.: „III-V semiconductor film“, Deutsch auch: „III-V Verbindungshalbleiterschicht) auf einem Wafer gebildet wird. Der erste Hauptgaszufuhrpfad 11 liefert und verteilt gleichzeitig eine vorgegebene Menge ersten Prozessgases beinhaltend ein Gruppe-III-Element an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d.
Das Gruppe-III-Element ist beispielsweise Gallium (Ga), Aluminium (Al), oder Indium (In). Ferner ist das Organometall beispielsweise Trimethylgallium (TMG), Trimethylaluminum (TMA) oder Trimethylindium (TMI).
Das Trägergas ist zum Beispiel Wasserstoffgas. Durch den ersten Hauptgaszufuhrpfad 11 kann nur das Wasserstoffgas strömen.
In dem ersten Hauptgaszufuhrpfad ist ein erster Hauptmassenstromregler 12 bereitgestellt. Der erste Massenstromregler 12 steuert die Strömungsrate des ersten Prozessgases, das durch den ersten Hauptgaszufuhrpfad 11 strömt.
Zudem ist der erste Hauptgaszufuhrpfad 11 in drei erste Nebengaszufuhrpfade 13a, 13b und 13c und einen zweiten Nebengaszufuhrpfad 13d an einer Position verzweigt, die näher an den Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d liegt als an dem ersten Hauptmassenstromregler 12. Die ersten Nebengaszufuhrpfade 13a, 13b und 13c und der zweite Nebengaszufuhrpfad 13d führen die verteilten ersten Prozessgase jeweils an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d zu.
In dem ersten Hauptgaszufuhrpfad 11 ist ein erstes Manometer 41 bereitgestellt. Das erste Manometer 41 ist zwischen dem ersten Hauptmassenstromregler 12 und der Position, an der der erste Hauptgaszufuhrpfad 11 in die drei ersten Nebengaszufuhrpfade 13a, 13b und 13c und den einen zweiten Nebengaszufuhrpfad 13d verzweigt, bereitgestellt. Das erste Manometer 41 überwacht den Druck des ersten Hauptgaszufuhrpfads 11.
Erste Nebenmassenstromregler 14a, 14b und 14c sind jeweils in den ersten drei Nebengaszufuhrpfaden 13a, 13b und 13c bereitgestellt. Die ersten Nebenmassenstromregler 14a, 14b und 14c steuern die Strömungsrate des ersten Prozessgases, das jeweils durch die drei Nebengaszufuhrpfade 13a, 13b und 13c strömt. Die ersten Nebenmassenstromregler 14a, 14b und 14c sind strömungsratensteuernder Art.
Ein vierter Nebenmassenstromregler 14d einer Öffnungspositions-steuernden Art ist in dem einen zweiten Nebengaszufuhrpfad 13d bereitgestellt. Der zweite Nebengaszufuhrpfad 13d liefert das erste Prozessgas an einen Reaktor 10d, der sich von den drei Reaktoren 10a, 10b und 10c unterscheidet, an welche die ersten Nebengaszufuhrpfade 13a, 13b und 13c jeweils das erste Prozessgas liefern. In der Gesamtmenge an erstem, von dem ersten Hauptgaszufuhrpfad 11 zugeführtem Prozessgas strömt die Restmenge des ersten Prozessgases, die nicht durch die ersten Nebengaszufuhrpfade 13a, 13b und 13c strömt, von dem zweiten Nebengaszufuhrpfad 13d an den Reaktor 10d.
Der Öffnungsgrad des vierten Nebenmassenstromreglers 14d wird insbesondere basierend auf dem Messergebnis des Drucks des durch das erste Manometer 41 gesteuerten, ersten Hauptgaszufuhrpfads 11 gesteuert. Beispielsweise wird der Öffnungsgrad des vierten Nebenmassenstromreglers 14d derart gesteuert, dass der von dem ersten Manometer 41 überwachte Druck gleich Null ist. Gemäß diesem Aufbau kann das verbliebene erste Prozessgas, das nicht durch die ersten Nebengaszufuhrpfade 13a, 13b und 13c strömt, in der Gesamtmenge von dem ersten Hauptgaszufuhrpfad 11 gelieferten ersten Prozessgas von dem zweiten Nebengaszufuhrpfad 13d zu dem Reaktor 10d strömen.
Beispielsweise liefert der zweite Hauptgaszufuhrpfad 21 ein zweites Prozessgas beinhaltend Ammoniak (NH₃) an die Reaktoren 10a, 10b, 10c und lOd. Das zweite Prozessgas ist ein Quellgas eines Gruppe-V-Elements und Stickstoff (N) wenn eine Gruppe III-V Halbleiterschicht auf einem Wafer gebildet wird. Der zweite Hauptgaszufuhrpfad 21 verteilt und liefert eine vorgegebene Menge von zweitem Prozessgas beinhaltend ein Gruppe-V-Element an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d gleichzeitig.
Nur Stickstoffgas kann durch den zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21 strömen.
Ein zweiter Hauptmassenstromregler 22 ist in dem zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21 bereitgestellt. Der zweite Hauptmassenstromregler 22 steuert die Strömungsrate des zweiten Prozessgases das durch den zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21 strömt.
Der zweite Hauptgaszufuhrpfad 21 ist zudem in drei Nebengaszufuhrpfade 23a, 23b und 23c und einen vierten Nebengaszufuhrpfad 23d unterteilt an einer Position, die näher an den Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d liegt als an dem zweiten Hauptmassenstromregler 22. Die dritten Nebengaszufuhrpfade 23a, 23b und 23c und der vierte Nebengaszufuhrpfad 23d liefern die verteilten zweiten Prozessgase jeweils an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d.
Ein zweites Manometer 51 ist in dem zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21 bereitgestellt. Das zweite Manometer 51 ist zwischen dem zweiten Hauptmassenstromregler 22 und der Position bereitgestellt, an der der zweite Hauptgaszufuhrpfad 21 in drei dritte Nebengaszufuhrpfade 23a, 23b und 23c und den einen vierten Nebengaszufuhrpfad 23d verzweigt. Das zweite Manometer 51 überwacht den Druck des zweiten Hauptgaszufuhrpfads 21.
Zweite Nebenmassenstromregler 24a, 24b und 24c sind jeweils in den drei dritten Nebengaszufuhrpfaden 23a, 23b und 23c bereitgestellt. Die zweiten Nebenmassenstromregler 24a, 24b und 24c steuern die Strömungsrate des zweiten Prozessgases, das jeweils durch die dritten Nebengaszufuhrpfade 23a, 23b und 23c strömt. Die zweiten Nebenmassenstromregler 24a, 24b und 24c sind von strömungsraten-steuernden Typ.
Ein fünfter Nebenmassenstromregler 24d Öffnungspositionssteuernder Art ist in dem einen vierten Nebengaszufuhrpfad 23d bereitgestellt. Der vierte Nebengaszufuhrpfad 23d liefert das zweite Prozessgas an einen anderen Reaktor 10d als die drei Reaktoren 10a, 10b, 10c an die die dritten Nebengaszufuhrpfade 23a, 23b und 23c jeweils das zweite Prozessgas zuführen. In der Gesamtmenge an zweitem, von dem zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21 zugeführtem Prozessgas strömt die Restmenge des zweiten Prozessgases, das nicht durch die dritten Nebengaszufuhrpfade 23a, 23b und 23c strömt, von dem vierten Nebengaszufuhrpfad 23d an den Reaktor 10d.
Der Öffnungsgrad des fünften Nebenmassenstromreglers 24d wird, basierend auf dem Messergebnis des Drucks in dem zweiten Hauptgaszufuhrpfads 21, der von dem zweiten Manometer 51 überwacht wird, gesteuert. Beispielsweise wird der Öffnungsgrad des fünften Nebenmassenstrom-Controllers 24d derart gesteuert, dass der von dem zweiten Manometer 51 gesteuerte Druck Null ist. Gemäß diesem Aufbau kann das verbliebene zweite Prozessgas, das nicht durch die dritten Nebengaszufuhrpfade 23a, 23b und 23c strömt, in der Gesamtmenge von dem zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21 gelieferten ersten Prozessgas von dem vierten Nebengaszufuhrpfad 23d zu dem Reaktor 10d strömen.
Der dritte Hauptgaszufuhrpfad 31 liefert ein Verdünnungsgas, welches das erste Prozessgas und das zweite Prozessgas verdünnt, an die Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d. Das erste Prozessgas und das zweite Prozessgas werden mit dem Verdünnungsgas verdünnt um die Konzentration des an die Reaktoren 10a, 10b 10c und 10d zugeführten Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements anzupassen. Das Verdünnungsgas ist Inertgas wie etwa Wasserstoffgas, Stickstoffgas oder Argongas oder ein Mischgas davon.
Ein dritter Hauptmassenstromregler 32 ist in dem dritten Hauptgaszufuhrpfad Gasversorgungzufuhrpfad 31 bereitgestellt. Der dritte Massenstromregler 32 steuert die Strömungsrate des Verdünnungsgases, das durch den dritten Hauptgaszufuhrpfad 31 strömt.
Der dritte Hauptgaszufuhrpfad 31 ist zudem in drei fünfte Nebengaszufuhrpfade (Verdünnungsgaszufuhrpfade) 33a, 33b und 33c und einen sechsten Nebengaszufuhrpfad (Verdünnungsgaszufuhrpfad) 33d unterteilt an einer Position, die näher an den Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d liegt als an dem dritten Massenstromregler 32. Die drei fünften Nebengaszufuhrpfade 33a, 33b und 33c und der eine sechste Nebengaszufuhrpfad 33d liefern die verteilten Verdünnungsgase jeweils an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d. Die drei fünften Nebengaszufuhrpfade und der eine sechste Nebengaszufuhrpfad sind ein Beispiel von vier Verdünnungsgaszufuhrpfaden.
In dem dritten Hauptgaszufuhrpfad 31 ist ein drittes Manometer 61 bereitgestellt. Das dritte Manometer 61 ist zwischen dem dritten Hauptmassenstromregler 32 und der Position an der der dritte Hauptmassenstromregler 32 in die drei fünften Nebengaszufuhrpfade 33a, 33b und 33c und den einen sechsten Nebengaszufuhrpfad 33d verzweigt. Das dritte Manometer 61 überwacht den Druck des dritten Hauptgaszufuhrpfads 31.
Dritte Nebenmassenstromregler 34a, 34b und 34c sind jeweils in den drei fünften Nebengaszufuhrpfaden 33a, 33b und 33c bereitgestellt. Die dritten Nebenmassenstromregler 34a, 34b und 34c steuern die Strömungsrate des Verdünnungsgases das durch den fünften Nebengaszufuhrpfad 33a, 33b und 33c strömt. Die dritten Nebenmassenstromregler 34a, 34b und 34c sind vom strömungsratensteuernden Typ.
Ein sechster Nebenmassenstromregler 34d Öffnungspositionssteuernder Art ist in dem einen sechsten Nebengaszufuhrpfad 33d bereitgestellt. Der sechste Nebengaszufuhrpfad 33d liefert das Verdünnungsgas an einen anderen Reaktor 10d als die drei Reaktoren 10a, 10b, 10c an den die fünften Nebengaszufuhrpfade 33a, 33b und 33c jeweils das Verdünnungsgas zuführen. In der Gesamtmenge an von dem dritten Hauptgaszufuhrpfad 31 zugeführtem Verdünnungsgas strömt die Restmenge des Verdünnungsgases, das nicht durch die fünften Nebengaszufuhrpfade 33a, 33b und 33c strömt, von dem sechsten Nebengaszufuhrpfad 33d an den Reaktor 10d.
Der Öffnungsgrad des sechsten Nebenmassenstromreglers 34d wird insbesondere basierend auf dem Messergebnis des Drucks in dem dritten Hauptgaszufuhrpfad 31, der von dem dritten Manometer 61 überwacht wird, gesteuert. Beispielsweise wird der Öffnungsgrad des sechsten Nebenmassenstrom-reglers 34d derart gesteuert, dass der von dem dritten Manometer 61 gesteuerte Druck Null ist. Gemäß diesem Aufbau kann das verbliebene Verdünnungsgas, das nicht durch die fünften Nebengaszufuhrpfade 33a, 33b und 33c strömt, in der Gesamtmenge von dem dritten Hauptgaszufuhrpfad 31 gelieferten Verdünnungsgas von dem sechsten Nebengaszufuhrpfad 33d zu dem Reaktor 10d strömen.
Vier Anpassungszufuhrgaspfade 131a, 131b, 131c und 131d sind jeweils mit den fünften Gaszufuhrpfaden 33a, 33b und 33c und einem sechsten Nebengaszufuhrpfad 33d verbunden. Die Anpassungszufuhrgaspfade 131a, 131b, 131c und 131d sind mit den fünften Nebengaszufuhrpfaden 33a, 33b und 33c und dem einen sechsten Nebengaszufuhrpfad 33d an den Positionen verbunden, die näher an den Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d liegen als jeweils an den dritten Nebenmassenstromreglern 34a, 34b und 34c und dem sechsten Nebenmassenstromregler 34d.
Die Anpassungszufuhrgaspfade 131a, 131b, 131c und 131d liefern das Verdünnungsgas jeweils an die fünften Nebengaszufuhrpfade 33a, 33b und 33c und den einen sechsten Nebengaszufuhrpfad 33d. Inertgas wie etwa Wasserstoffgas, Stickstoffgas oder Argongas wird an die Anpassungszufuhrgaspfade 131a, 131b, 131c und 131d geliefert.
Massenstromanpassungsmessvorrichtungen 134a, 134b, 134c und 134d sind jeweils in den Anpassungszufuhrgaspfaden 131a, 131b, 131c und 131d bereitgestellt. Die Massenstromanpassungsmessvorrichtungen 134a, 134b, 134c und 134d passen die Menge von jeweils an die fünften Nebengaszufuhrpfade 33a, 33b und 33c und den sechsten Nebengaszufuhrpfad 33d geliefertem Verdünnungsgas an. Massenstromanpassungsmessvorrichtungen 134a, 134b, 134c und 134d sind beispielsweise strömungsratensteuernder Art.
Die Anpassungszufuhrgaspfade 131a, 131b, 131c und 131d passen unabhängig die Strömungsrate von an die Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d gelieferten Verdünnungsgas an. Die die Konzentration des an die Reaktoren 10a, 10b 10c und 10d zugeführten Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements kann unabhängig durch die Anpassungsgaszufuhrpfade 131a, 131b 131c und 131 b angepasst werden.
Die Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform beinhaltet vier Nebengasauslasspfade 15a, 15b, 15c und 15d, durch die aus den vier Reaktoren abgeleitetes Gas 10a, 10b, 10c, und lOd abgeleitet wird. Die Dampfphasenwachstumsvorrichtung beinhaltet zudem einen Hauptauslassgaspfad 16, der mit den vier Nebengasauslasspfaden 15a, 15b, 15c und 15d verbunden ist. Eine Vakuumpumpe 17 zum Gasabzug ist in dem Hauptauslassgaspfad 16 bereitgestellt. Die Vakuumpumpe 17 ist ein Beispiel einer Pumpe.
Die Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform beinhaltet zudem einen Controller 19. Der Controller 19 steuert die Strömungsrate des ersten Prozessgases und des zweiten Prozessgases basierend auf Steuerwerten der Strömungsraten des an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d gelieferten Prozessgases. Der Controller 19 steuert ferner unabhängig vorbestimmte Prozessparameter die unabhängig für die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d basierend auf den Steuerwerten der vorgegebenen Prozessparameter.
Der Controller 19 kann die Steuerwerte der Prozessparameter der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d unter denselben Bedingungen, das bedeutet zur selben Zeit in derselben Prozessrezeptur, steuern. Der Controller 19 führt zudem Steuerung derart durch, dass vier Vorgänge, das bedeutet ein erster Prozessgaszufuhr-Startvorgang, ein erster Prozessgaszufuhr-Sperrvorgang und ein zweite Prozessgaszufuhr-Sperrvorgang werden in den vier Reaktoren 10a, 10b, 10c, 10d gleichzeitig durchgeführt.
Der Controller 19 kann Steuerung derart durchführen, dass die Steuerwerte der vorgegebenen Prozessparameter der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d unabhängig für die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d festgelegt werden, und Schichten werden zur selben Zeit auf die Substrate in den vier Reaktoren 10a, 10b, 10c, 10d aufgewachsen um den Eigenschaften der in den vier Reaktoren 10a, 10b und 10d gebildeten Schichten zu entsprechen.
Die vorgegebenen Prozessparameter, die unabhängig festgelegt werden können sind zumindest einer der Steuerwerte der Konzentration des den Reaktoren zugeführten Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements, die Drehgeschwindigkeit des Substrats, die Temperatur des Substrats und eine Leistung eines Erhitzers.
Der Controller 19a umfasst eine Recheneinheit 19a. Die Recheneinheit 19a besitzt eine Funktion zum Berechnen der Steuerwerte der vorgegebenen Prozessparameter aus Informationen über die Korrelation zwischen den Eigenschaften der im Vorfeld in den vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d erhaltenen Schichten und den vorgegebenen Prozessparametern und den Eigenschaften der im Vorfeld in den Reaktoren 10a, 10b, 10c, 10d erhaltenen Schichten.
Der Controller 19 ist beispielsweise ein Controller. Der Controller ist beispielsweise Hardware oder eine Kombination aus Hardware und Software.
Der Controller 19 steuert die Menge an geliefertem Verdünnungsgas, basierend auf beispielsweise dem Steuerwert der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements, die unabhängig für die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d festgelegt werden.
2 ist eine Querschnittansicht, die schematisch den Reaktor der Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform veranschaulicht. 2 veranschaulicht einen der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d, beispielsweise Reaktor 10a. Die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d besitzen den gleichen Aufbau.
Wie in 2 veranschaulicht, umfasst der Reaktor 10a gemäß dieser Ausführungsform beispielsweise eine Wandoberfläche 100 eines zylindrischen Hohlkörpers aus rostfreiem Stahl. Ein Sprühboden 101 ist in einem oberen Teil des Reaktors 10a bereitgestellt. Der Sprühboden 101 liefert das Prozessgas in den Reaktor 10a.
Der Reaktor 10a beinhaltet einen Ablageabschnitt 112. Ein Halbleiterwafer (Substrat) W kann auf dem Ablageabschnitt 112 platziert werden. Der Ablageabschnitt 112 ist beispielsweise ein Ringhalter der eine an einem Mittelpunkt davon gebildete Öffnung besitzt oder einen Suszeptor ohne Öffnung.
Der erste Nebengaszufuhrpfad 13a, der dritte Nebengaszufuhrpfad 23a und der fünfte Nebengaszufuhrpfad 33a sind mit dem Sprühboden 101 verbunden. Eine Vielzahl von Gasejektionsöffnungen zur Ejektion des ersten Prozessgases, des zweiten Prozessgases und des Verdünnungsgases, die in dem Sprühboden 101 vermischt und in den Reaktor 10a eingeleitet werden, sind in der Oberfläche der Duschplatte 101 nahe dem Reaktor 10a bereitgestellt.
Der Reaktor 10a beinhaltet einen Drehantrieb 114. Der Ablageabschnitt 112 ist oberhalb des Drehantriebs 114 angeordnet. In dem Drehantrieb 114 ist eine Drehwelle 118 mit einem Drehantrieb 120 verbunden. Der Drehantrieb 120 kann den auf dem Ablageabschnitt 112 platzierten Halbleiterwafer W bei einer Geschwindigkeit die beispielsweise größer gleich 50 UpM oder kleiner gleich 3000 UpM ist, rotieren. Der Drehantrieb 120 ist beispielsweise ein Motor.
Der Drehantrieb 114 beinhaltet einen Erhitzer 116, der den auf dem Ablageabschnitt 112 platzierten Wafer W erhitzt. Der Erhitzer 116 ist beispielsweise ein Erhitzer.
Der Erhitzer 116 ist in dem Drehantrieb 114 bereitgestellt, um befestigt zu sein. Dem Erhitzer 116 wird durch eine Elektrode 122, die durch die Drehwelle 118 gelangt um die Leistung des Erhitzers 116 von 0% auf 100% zu steuern, Energie zugeführt. Zudem ist ein aufwärts treibender Stift (nicht dargestellt) der durch den Erhitzer 116 gelangt, um den Halbleiterwafer W an dem Ablageabschnitt 112 anzubringen oder zu abzulösen, bereitgestellt.
Ein Gasableitungsabschnitt 126 ist an dem Boden des Reaktors 10a bereitgestellt. Der Gasableitungsabschnitt 126 leitet ein durch die Reaktion von Quellgas an der Oberfläche des Halbleiterwafers W und dem in dem Reaktor 10a verbleibenden Prozessgas erhaltenen Reaktionsprodukt zur Außenseite des Reaktors 10a ab. Der Gasableitungsabschnitt 126 ist mit dem Nebengasauslasspfad 15a (1) verbunden.
Ein Wafereinlass und ein Schieberventil (nicht dargestellt) sind in der Wandoberfläche 100 des Reaktors 10a bereitgestellt. Der Halbleiterwafer W kann durch den Wafereinlass und das Schieberventil in den Reaktor geladen oder durch den Wafereinlass und das Schieberventil aus diesem entnommen werden.
Ein Dampfphasenwachstumsverfahren gemäß dieser Ausführungsform verwendet die in den 1 und 2 veranschaulichte Epitaxie-Aufwachsvorrichtung. Als nächstes wird das Dampfphasenwachstumsverfahren gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. Ein Beispiel in dem eine durch Schichten einer Vielzahl erster Nitrid-Halbleiterschichten beinhaltend Indium (In) und Gallium (Ga) und einer Vielzahl zweiter Nitrid-Halbleiterschichten, beinhaltend Gallium (Ga) gestpalte Schicht auf einer GaN-Schicht gebildet wird, wird beschrieben. Die erste Nitrid-Halbleiterschicht und die zweite Nitrid-Halbleiterschicht sind Einkristallschichten, die durch epitaxiales Wachstum gebildet werden. Der Schichtstapel ist beispielsweise eine Multiquantentopf (MQW)-Schicht einer Leuchtdiode (LED).
In dem Dampfphasenwachstumsverfahren gemäß dieser Ausführungsform wird zunächst eine Varianz bei den Eigenschaften einer Schicht die auf einem Substrat für einen Test (Testsubstrat) in jedem der Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d ausgewertet. Die Eigenschaften der Schicht sind die Dicke und Zusammensetzung der Schicht. Wenn eine Schicht auf dem Substrat aufgewachsen wird, steuert der Controller 19 die Prozessparameter der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d mit demselben Eingangssteuerwert.
Zunächst wird ein Halbleiterwafer W2, der ein Beispiel eines Testsubstrats ist, in jeden der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d geladen. GaN-Schichten werden auf einer Vielzahl von Halbleiterwafern W2 im Vorfeld gebildet.
Eine Indium-Gallium-Nitrid (InGaN)schicht und eine Galliumschicht werden abwechselnd auf der GaN-Schicht des Halbleiterwafer W2 aufgewachsen. Wenn die InGaN-Schicht gebildet wird, wird ein Mischgas (erstes Prozessgas) aus TMG und TMI, das beispielsweise Stickstoffgas als Trägergas aufweist, von dem ersten Hauptgaszufuhrpfad 11 an jeden der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d zugeführt. Zudem wird beispielsweise Ammoniak (zweites Prozessgas) von dem zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21 an jeden der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d geliefert.
Wird auf dem Halbleiterwafer W2 die GaN-Schicht gebildet, wird TMG (erstes Prozessgas), das beispielsweise Stickstoffgas als Trägergas aufweist, von dem ersten Hauptgaszufuhrpfad 11 an jeden der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d zugeführt. Zudem wird beispielsweise Ammoniak (zweites Prozessgas) von dem zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21 an jeden der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d geliefert.
Das erste Prozessgas, dessen Strömungsrate durch den ersten Hauptmassenstromregler 12 gesteuert wurde, strömt zu dem ersten Hauptgaszufuhrpfad 11. Das erste Prozessgas wird verteilt und strömt zu den drei ersten Nebengaszufuhrpfaden 13a, 13b und 13c und den einen zweiten Nebengaszufuhrpfad 13d, die von dem ersten Hauptgaszufuhrpfad 11 abzweigen.
Die Strömungsraten der ersten Prozessgase an die drei ersten Nebengaszufuhrpfade 13a, 13b, 13c werden jeweils von den ersten Nebenmassenstromreglern 14a, 14b und 14c gesteuert. Beispielsweise werden die Strömungsraten der ersten, von den ersten Nebenmassenstromreglern 14a, 14b und 14c gesteuerten Prozessgasen derart eingestellt, dass ein Viertel (1/4) der Gesamtmenge des ersten, von dem ersten Hauptmassenstromregler 12 eingestellten Prozessgases strömt.
Zudem wird der Öffnungsgrad des vierten Nebenmassenstromreglers 14d derart gesteuert, dass der Druck des ersten, von dem ersten Manometer 41 überwachten Hauptgaszufuhrpfades 11 Null ist. Auf diese Weise wird das verbleibende erste Prozessgas, das nicht durch die drei ersten Nebengaszufuhrpfade 13a, 13b und 13c strömt, das bedeutet, die Menge an erstem Prozessgas, das einem Viertel (1/4) der Gesamtmenge an erstem Prozessgas entspricht, zu dem verbleibenden einen zweiten Nebengaszufuhrpfad 13d strömt. Die von dem ersten Hauptgaszufuhrpfad 11 an die drei ersten Nebengaszufuhrpfade 13a, 13b und 13c und den zweiten Nebengaszufuhrpfad verteilte ersten Prozessgase werden jeweils an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d geliefert.
Eine vorgegebene Menge ersten Prozessgases wird verteilt und gleichzeitig startet die Zufuhr des ersten Prozessgases an jeden der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d zu einer Strömungsrate, die basierend auf dem Steuerwert einer ersten Strömungsrate gesteuert wird.
Das zweite Prozessgas, dessen Strömungsrate durch den zweiten Hauptmassenstromregler 22 gesteuert wurde, strömt zu dem zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21. Das zweite Prozessgas wird dann verteilt und strömt zu den drei dritten Nebengaszufuhrpfaden 23a, 23b und 23c und einen vierten Nebengaszufuhrpfad 23d, die von dem zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21 abzweigen.
Die Strömungsraten der zweiten, an die drei dritten Nebengaszufuhrpfade 23a, 23b, 23c gelieferten Prozessgase werden jeweils von den zweiten Nebenmassenstromreglern 24a, 24b und 24c gesteuert. Beispielsweise werden die Strömungsraten der zweiten, von den zweiten Nebenmassenstromreglern 24a, 24b und 24c gesteuerten Prozessgase derart eingestellt, dass ein Viertel (1/4) der Gesamtmenge des zweiten, von dem zweiten Hauptmassenstromregler 22 eingestellten Prozessgases strömt.
Zudem wird der Öffnungsgrad des fünften Nebenmassenstromreglers 24d derart gesteuert, dass der Druck des zweiten, von dem zweiten Manometer 51 überwachten zweiten Hauptgaszufuhrpfades 21 Null ist. Auf diese Weise wird das verbleibende zweite Prozessgas, das nicht durch die drei dritten Nebengaszufuhrpfade 23a, 23b und 23c strömt, das bedeutet, die Menge an zweitem Prozessgas, das einem Viertel (1/4) der Gesamtmenge an zweitem Prozessgas entspricht, zu dem verbleibenden einen vierten Nebengaszufuhrpfad 23d strömt. Die von dem zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21 an die drei dritten Nebengaszufuhrpfade 23a, 23b und 23c und den vierten Nebengaszufuhrpfad 23d verteilten zweiten Prozessgase werden jeweils an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d geliefert.
Eine vorgegebene Menge zweiten Prozessgases wird verteilt und gleichzeitig startet die Zufuhr des zweiten Prozessgases an jeden der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d zu einer Strömungsrate, die basierend auf dem Steuerwert einer zweiten Strömungsrate gesteuert wird.
Wenn auf der GaN-Schicht des Halbleiterwafers W2 abwechselnd eine InGan-Schicht und eine GaN-Schicht aufgewachsen werden, führt der Controller 19 Steuerung derart durch, dass vier Vorgänge, das bedeutet der erste Prozessgaszufuhr-Startvorgang, der erste Prozessgaszufuhrstartvorgang, der erste Prozessgassperrvorgang und der zweite Prozessgasstartvorgang und der zweite Prozessgassperrvorgang werden in den vier Reaktoren 10a, 10b, 10c, 10d gleichzeitig durchgeführt.
Werden auf der Gan-Schicht des zweiten Halbleiterwafers W2 abwechselnd eine InGan-Schicht und eine Gan-Schicht aufgewachsen, wird das Verdünnungsgas basierend auf demselben Eingangssteuerwert von dem dritten Hauptgaszufuhrpfad 31 an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d geliefert.
Werden auf der GaN-Schicht des Halbleiterwafers W2 abwechselnd eine InGan-Schicht und eine GaN-Schicht aufgewachsen, werden die Eingangssteuerwerte der drei Prozessparameter, das bedeutet, die Konzentration des an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d gelieferten Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements, die Drehgeschwindigkeit des Halbleiterwafers W2, und die Temperatur des Halbleiterwafers W2 für die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c, und 10d auf denselben Wert festgelegt, und es werden gleichzeitig Schichten auf einer Vielzahl von Halbleiterwafern W2 in den vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d aufgewachsen.
Der Steuerwert der Konzentration des an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c, und 10d gelieferten Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements ist beispielsweise die Strömungsratensteuerungswerte des ersten Hauptmassenstromreglers 12 und des zweiten Hauptmassenstromreglers 22. Der Steuerungswert der Drehgeschwindigkeit des Halbleiterwafers W2 ist der Drehzahlsteuerungswert des Drehantriebs 114. Der Steuerungswert der Temperatur des Halbleiterwafers W2 ist beispielsweise der Steuerungswert des an den Erhitzer 116 gelieferten Stroms.
Das erste Prozessgas, das zweite Prozessgas und das Verdünnungsgas werden durch das obenstehende Verfahren an jeden der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d geliefert und eine Schichtlage, erhalten durch abwechselndes Aufschichten der InGan-Schicht und der GaN-Schicht wird auf dem Halbleiterwafer W2 gebildet.
Dann werden die Halbleiterwafer W2 aus den vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d entnommen und die Eigenschaften der auf dem Halbleiterwafer W2 gewachsenen Schichten gemessen. Die Eigenschaften der Schicht sind beispielsweise die Dicke und Zusammensetzung der Schicht. Die Dicke der Schicht kann beispielweise anhand eines von einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) aufgenommen Bildes gemessen werden. Die Zusammensetzung der Schicht kann beispielsweise durch eine sekundäre Ionenmassenspektrometrie (SIMS) gemessen werden.
Im nachfolgenden Vorgang werden die Steuerwerte der festzulegenden Prozessparameter basierend auf den Eigenschaften der auf dem Testhalbleiterwafer W2 gewachsenen Schichten bestimmt, wenn der gleiche Schichtstapel aufgewachsen wird. Die Prozessparameter sind die Konzentrationen des an die Reaktoren 10a, 10b 10c und 10d zugeführten Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements, die Drehgeschwindigkeit des Halbleiterwafers W2, und die Temperatur des Halbleiterwafers W2.
Beispielsweise berechnet die Recheneinheit 19a des Controllers 19 die Steuerwerte der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements, die Drehgeschwindigkeit des Halbleiterwafers W2, und die Temperatur des Halbleiterwafers W2 von Informationen über die Korrelation zwischen der Dicke und Zusammensetzung der im Vorfeld in jedem der in den vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d erhaltenen Schicht ,der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements, der Drehgeschwindigkeit des Halbleiterwafers 2, und der Temperatur des Halbleiterwafers W2 und der Dicke und Zusammensetzung der von dem Halbleiterwafers W2 erhaltenen Schicht.
Die Steuerwerte der Prozessparameter, die für jeden der Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d werden derart festgelegt, dass die in den Reaktoren 10a, 10b, 10c und lOd gewachsenen Schichten dieselbe Dicke und Zusammensetzung besitzen.
Dann wird ein Halbleiterwafer W1, der ein Beispiel des Substrats ist, in jeden der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d geladen. Eine GaN-Schicht wird im Vorfeld auf dem Halbleiterwafer W1 gebildet.
Auf die GaN-Schicht des Halbleiterwafers W1 werden abwechselnd eine INGan-Schicht und eine GaN-Schicht aufgewachsen. Wenn die InGaN-Schicht gebildet wird, wird ein Mischgas (erstes Prozessgas) aus TMG und TMI, das beispielsweise Stickstoffgas als Trägergas aufweist, von dem ersten Hauptgaszufuhrpfad 11 an jeden der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d zugeführt. Zudem wird beispielsweise Ammoniak (zweites Prozessgas) von dem zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21 an jeden der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d geliefert.
Wenn auf dem Halbleiterwafer W1 die GaN-Schicht gebildet wird, wird TMG (erstes Prozessgas), das beispielsweise Stickstoffgas als Trägergas aufweist, von dem ersten Hauptgaszufuhrpfad 11 an jeden der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d zugeführt. Zudem wird beispielsweise Ammoniak (zweites Prozessgas) von dem zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21 an jeden der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d geliefert.
Das erste Prozessgas, dessen Strömungsrate durch den ersten Hauptmassenstromregler 12 gesteuert wurde, strömt zu dem ersten Hauptgaszufuhrpfad 11. Das erste Prozessgas wird verteilt und strömt zu den drei ersten Nebengaszufuhrpfaden 13a, 13b und 13c und einen zweiten Nebengaszufuhrpfad 13d, die von dem ersten Hauptgaszufuhrpfad 11 abzweigen.
Die Strömungsraten der ersten, an die drei ersten Nebengaszufuhrpfade 13a, 13b, 13c verteilten Prozessgase werden jeweils von den ersten Nebenmassenstromreglern 14a, 14b und 14c gesteuert. Beispielsweise werden die Strömungsraten der ersten, von den ersten Nebenmassenstromreglern 14a, 14b und 14c gesteuerten Prozessgase derart eingestellt, dass ein Viertel (1/4) der Gesamtmenge des ersten, von dem ersten Hauptmassenstromregler 12 eingestellten Prozessgases strömt.
Ferner wird der Öffnungsgrad des vierten Nebenmassenstromreglers 14d derart gesteuert, dass der Druck des ersten, von dem ersten Manometer 41 überwachten Hauptgaszufuhrpfad 11 Null ist. Auf diese Weise wird das verbleibende erste Prozessgas, das nicht durch die drei ersten Nebengaszufuhrpfade 13a, 13b und 13c strömt, das bedeutet, die Menge an erstem Prozessgas, das einem Viertel (1/4) der Gesamtmenge an erstem Prozessgas entspricht, zu dem verbleibenden zweiten Nebengaszufuhrpfad 13d strömt. Die von dem ersten Hauptgaszufuhrpfad 11 an die drei ersten Nebengaszufuhrpfade 13a, 13b und 13c und den zweiten Nebengaszufuhrpfad 13d verteilten Prozessgase werden jeweils an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d geliefert.
Eine vorgegebene Menge ersten Prozessgases wird verteilt und gleichzeitig startet die Zufuhr des ersten Prozessgases an jeden der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d zu einer Strömungsrate, die basierend auf dem Steuerwert einer ersten Strömungsrate gesteuert wird.
Das zweite Prozessgas, dessen Strömungsrate durch den zweiten Hauptmassenstromregler 22 gesteuert wurde, strömt zu dem zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21. Das zweite Prozessgas wird dann verteilt und strömt zu den drei dritten Nebengaszufuhrpfaden 23a, 23b und 23c und den einen vierten Nebengaszufuhrpfad 23d, die von dem zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21 abzweigen.
Die Strömungsraten der zweiten, an die drei dritten Nebengaszufuhrpfade 23a, 23b, 23c erteilten Prozessgase werden jeweils von den zweiten Nebenmassenstromreglern 24a, 24b und 24c gesteuert. Beispielsweise werden die Strömungsraten der zweiten, von den zweiten Nebenmassenstromreglern 24a, 24b und 24c gesteuerten Prozessgase derart eingestellt, dass ein Viertel (1/4) der Gesamtmenge des zweiten, von dem zweiten Hauptmassenstromregler 22 eingestellten Prozessgases strömt.
Zudem wird der Öffnungsgrad des fünften Nebenmassenstromreglers 24d derart gesteuert, dass der Druck des zweiten, von dem zweiten Manometer 51 überwachten zweiten Hauptgaszufuhrpfades 21 Null ist. Auf diese Weise wird das verbleibende zweite Prozessgas, das nicht durch die drei dritten Nebengaszufuhrpfade 23a, 23b und 23c strömt, das bedeutet, die Menge an zweitem Prozessgas, das einem Viertel (1/4) der Gesamtmenge an zweitem Prozessgas entspricht, zu dem verbleibenden einen vierten Nebengaszufuhrpfad 23d strömt. Die von dem zweiten Hauptgaszufuhrpfad 21 an die drei dritten Nebengaszufuhrpfade 23a, 23b und 23c und den vierten Nebengaszufuhrpfad 23d verteilten zweiten Prozessgase werden jeweils an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d geliefert.
Eine vorgegebene Menge zweiten Prozessgases wird verteilt und gleichzeitig startet die Zufuhr des zweiten Prozessgases an jeden der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d zu einer Strömungsrate, die basierend auf dem Steuerwert einer zweiten Strömungsrate gesteuert wird.
Wenn auf der GaN-Schicht des Halbleiterwafers W1 abwechselnd eine InGan-Schicht und eine GaN-Schicht aufgewachsen werden, führt der Controller 19 Steuerung derart durch, dass vier Vorgänge, das bedeutet der erste Prozessgaszufuhr-Startvorgang, der erste Prozessgaszufuhr-Sperrvorgang, der zweite Prozessgasstartvorgang und der zweite Prozessgassperrvorgang werden in den vier Reaktoren 10a, 10b, 10c, 10d gleichzeitig durchgeführt.
Zudem wird der Eingangssteuerwert des zumindest einen Prozessparameters, der aus der Konzentration des an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d gelieferten Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements ausgewählt, die Drehgeschwindigkeit des Halbleiterwafers W1, und die Temperatur des Halbleiterwafers W1 wird für zumindest einen der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c, und 10d derart auf denselben Wert festgelegt, dass der Steuerungswert sich von denen, die für andere Reaktoren festgelegt wurden, unterscheidet und es werden gleichzeitig Schichten auf Halbleiterwafer W1 in den vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d aufgewachsen.
Der Controller 19 legt unabhängig zumindest einen Prozessparameter fest und steuert zumindest ein Prozessparameter unter der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements in den vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d, der Drehgeschwindigkeit des Halbleiterwafers W1, und die Temperatur des Halbleiterwafers W1 basierend auf den Steuerwerten der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements in den vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d, der Drehgeschwindigkeit des Halbleiterwafers W1 und der Temperatur des Halbleiterwafers W1.
Bei dieser Ausführungsform werden die Steuerwerte der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements, die Drehgeschwindigkeit des Halbleiterwafers W1 und die Temperatur des Halbleiterwafers W1, die auf Basis der Eigenschaften der auf dem Testhalbleiter W2 gewachsenen Schichten angewendet.
Wird beispielsweise der Steuerwert der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements für einen spezifischen Reaktor festgelegt, derart, dass sich der Steuerwert von denen für die anderen Reaktoren festgelegten unterscheidet, wird der Steuerwert der Strömungsrate des Verdünnungsgases, welches von dem dritten Hauptgaszufuhrpfad 31 an den spezifischen Reaktor zugeführt wird, derart festgelegt, dass sich der Steuerwert von jenen der für die anderen Reaktoren festgelegten Steuerwerte unterscheidet.
Ist beispielsweise der Steuerwert der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements in Reaktor 10a geringer als in den anderen drei Reaktoren 10b, 10c und lOd, erhöht sich der Steuerwert der Strömungsrate von Gas durch die Massenstromanpassungsmessvorrichtung 134a unter den vier Massenstromanpassungsmessvorrichtungen 134a, 134b 134c und 134d. Die Strömungsrate des an den fünften Gasversorgungsnebenpfades 33a gelieferten Verdünnungsgases nimmt zu und der Steuerwert der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements für den Reaktor 10a ist geringer als die für die anderen Reaktoren 10b, 10c und 10d.
Ist beispielsweise der Steuerwert der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements für den Reaktor 10a größer als für die anderen drei Reaktoren 10b, 10c und 10d, sind die Steuerwerte der Strömungsraten von Gas, die durch drei Massenstromanpassungsmessvorrichtungen 134b, 134c, 134d unter den vier Massenstromanpassungsmessvorrichtungen , 134b, 134c, und 134d angepasst wurden, größer als der Steuerwert der Strömungsrate von durch die Massenstromanpassungsmessvorrichtung 134a angepasste Strömungsrate von Gas. Die Strömungsrate des an den fünften Gasversorgungsnebenpfad 33a gelieferten Verdünnungsgases nimmt ab und der Steuerwert der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements für den Reaktor 10a ist größer als die für die anderen drei Reaktoren 10b, 10c und 10d.
Wird beispielsweise der Steuerwert der Drehgeschwindigkeit des Halbleiterwafers W1 für einen spezifischen Reaktor festgelegt, um von dem der anderen Reaktoren verschieden zu sein, wird der Steuerwert der Drehgeschwindigkeit des Drehantriebs 114 für den spezifischen Reaktor festgelegt, um sich von denen für die anderen Reaktoren zu unterscheiden.
Wird beispielsweise der Steuerwert der Temperatur des Halbleiterwafers W1 für einen spezifischen Reaktor festgelegt, um von denen für die anderen Reaktoren verschieden zu sein, wird der Steuerwert der dem Erhitzer 116 zugeführten Leistung für den spezifischen Reaktor festgelegt, um sich von denen für die anderen Reaktoren zu unterscheiden.
Das erste Prozessgas, das zweite Prozessgas und das Verdünnungsgas werden durch das obenstehende Verfahren an jeden der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d geliefert und Schichtlagen, erhalten durch abwechselndes Aufschichten der InGan-Schicht und der GaN-Schicht, werden gleichzeitig auf einer Vielzahl von Halbleiterwafern W1 gebildet.
Als Nächstes werden Funktion und Wirkweise der Dampfphasenwachstumsvorrichtung und des Dampfphasenwachstumsverfahren gemäß dieser Ausführungsform beschrieben.
Werden auf einer Vielzahl von Substraten mithilfe einer Vielzahl von Reaktoren gleichzeitig Schichten mit denselben Eigenschaften aufgewachsen, werden die Prozessparameter der Reaktoren auf die gleichen Werte eingestellt. Sind die Prozessparameter der Reaktoren auf die gleichen Steuerwerte eingestellt, ist es theoretisch möglich Schichten, welche die gleichen Eigenschaften besitzen, auf einer Vielzahl von Substraten gleichzeitig aufzuwachsen.
In einigen Fällen tritt eine Varianz der Schichteigenschaften der in jedem Reaktor aufgewachsenen Schichten auf, selbst wenn die Prozessparameter der Reaktoren auf dieselben Steuerwerte eingestellt wurden. Die Varianz der Schichteigenschaften wird beispielsweise durch die Differenz zwischen dem Steuerwert jedes Prozessparameters und dem tatsächlichen Wert hervorgerufen.
Unter den Eigenschaften der aufzuwachsenden Schicht sind Dicke und Zusammensetzung der Schicht notwendige Eigenschaften. Werden auf einer Vielzahl von Substraten mithilfe einer Vielzahl von Reaktoren gleichzeitig Schichten mit denselben Eigenschaften aufgewachsen, wird angenommen, dass die Bearbeitungszeit jedes Reaktors konstant ist. Mit anderen Worten sind der Zeitpunkt des Starts der Zufuhr von Prozessgas und der Zeitpunkt des Stopps der Zufuhr von Prozessgas in allen Reaktoren gleich.
Besteht daher lediglich der Unterschied in der Schichtdicke zwischen einem Reaktor und der anderen Reaktoren, ist es notwendig leidglich die Dicke der Schicht innerhalb derselben Bearbeitungszeit ohne Verändern der Zusammensetzung der Schicht zu verändern, um in den Reaktoren dieselbe Schichtdicke zu erhalten.
Wenn der Steuerwert der Strömungsrate des an eine Vielzahl von Reaktoren zugeführten Prozessgases für jeden Reaktor verändert wird, um die Strömungsrate für jeden Reaktor unabhängig zu steuern, wird der Aufbau der Dampfphasenwachstumsvorrichtung kompliziert, was nicht bevorzugt ist. Es ist daher bevorzugt, dass der Steuerwert der Strömungsrate des an jeden Reaktor zugeführten Prozessgases nicht unabhängig festgelegt wird. Es ist zudem bevorzugt, dass der Steuerwert des jedem Reaktor zugeführten Prozessgases nicht unabhängig gesteuert wird.
3 ist ein Diagramm, das die Funktion und Wirkweise der Dampfphasenwachstumsvorrichtung und des Dampfphasenwachstumsverfahrens gemäß dieser Ausführungsform veranschaulicht. 3 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Gesamtströmungsrate des Prozessgases, einer MQW-Zeit, und der Indiumzusammensetzung von Schichten zeigt, wenn abwechselnd eine InGaN-Schicht und eine GaN-Schicht aufgewachsen werden, um eine MQW (Multi Quantum Well) zu bilden.
Die InGaN-Schicht wird mithilfe eines Mischgases (erstes Prozessgas) aus TMG und TMI mit Stickstoff als Trägergas und Ammoniak (zweites Prozessgas) gebildet. Die GaN Schicht wird mithilfe von TMG (erstes Prozessgas) mit Stickstoff als Trägergas und Ammoniak (zweites Prozessgas) gebildet.
Die Strömungsrate des Verdünnungsgases wird verändert, um die Gesamtströmungsrate des Gases zu verändern. Daher ist, wenn die Gesamtströmungsrate des Gases hoch ist, die Konzentration des gelieferten Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements gering. Ist hingegen die Gesamtströmungsrate des Gases gering, ist die Konzentration des gelieferten Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements hoch.
Der MQW Zeitraum ist eine gesamte Schichtdicke, wenn eine GaN-Schicht und eine InGan-Schicht gebildet werden.
Wie aus 3 ersichtlich ist, ist die Abhängigkeit einer Veränderung des MQW Zeitraums stark abhängig von einer Veränderung der Gesamtströmungsrate des Gases und die Abhängigkeit einer Veränderung von Indium in der Zusammensetzung in der Schicht von einer Veränderung der gesamten Strömungsrate des Gases ist gering. Wird die Gesamtströmungsrate des Gases verändert, verändern sich Dicke und Zusammensetzung der Schicht auf unterschiedliche Weisen. Daher kann beispielsweise die Strömungsrate des Verdünnungsgases dahingehend verändert werden, um innerhalb der Bearbeitungszeit nur die Dicke der Schicht zu verändern, ohne die Zusammensetzung der Schicht zu ändern.
4 ist ein Diagramm, das die Funktion und Wirkweise der Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform veranschaulicht. 4 ist ein Diagramm, dass die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit des Substrats, einem MQM-Zeitraum, und der Indiumzusammensetzung der Schicht veranschaulicht, wenn abwechselnd eine InGan-Schicht und eine GaN-Schicht aufgewachsen werden, um eine MQW zu bilden. Das in 4 zur Schichtbildung verwendete Prozessgas ist dasselbe wie in 3.
Wie 4 entnommen werden kann, ist die Abhängigkeit einer Veränderung in dem MQW-Zeitraum von einer Veränderung der Drehgeschwindigkeit des Substrats groß, und die Abhängigkeit einer Veränderung in der Indiumzusammensetzung der Schicht von der Veränderung der Drehgeschwindigkeit des Substrates ist gering. Wird die Drehgeschwindigkeit verändert, verändern sich Dicke und Zusammensetzung der Schicht auf unterschiedliche Weisen. Daher kann beispielsweise die Drehgeschwindigkeit dahingehend verändert werden, um innerhalb derselben Bearbeitungszeit nur die Dicke der Schicht zu verändern, ohne die Zusammensetzung der Schicht zu verändern.
5 ist ein Diagramm, das die Funktion und Wirkweise der Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform veranschaulicht. 5 ist ein Diagramm, dass die Beziehung zwischen der Temperatur des Substrats, einem MQW-Zeitraum, und der Indium-Zusammensetzung der Schicht veranschaulicht, wenn abwechselnd eine InGan-Schicht und eine GaN-Schicht aufgewachsen werden, um eine MQW zu bilden. Das in 5 zur Schichtbildung verwendete Prozessgas ist dasselbe wie in 3.
Wie 5 entnommen werden kann, ist die Abhängigkeit einer Veränderung in dem MQW-Zeitraum von einer Veränderung der Temperatur des Substrats gering, und die Abhängigkeit einer Veränderung in der Indiumzusammensetzung der Schicht von der Veränderung der Temperatur des Substrates groß. Wird die Temperatur des Substrats verändert, verändern sich Dicke und Zusammensetzung der Schicht auf unterschiedliche Weisen. Daher kann beispielsweise die Temperatur des Substrats dahingehend verändert werden, um innerhalb derselben Bearbeitungszeit nur die Zusammensetzung der Schicht zu verändern, ohne die Dicke der Schicht zu verändern.
Die Dampfphasenwachstumsvorrichtung und das Dampfphasenwachstumsverfahren gemäß dieser Ausführungsform führen Steuerung derart durch, dass der Steuerwert des zumindest einen Prozessparameters, der ausgewählt ist aus der Konzentration des den Reaktoren zugeführten Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements, der Drehgeschwindigkeit des Substrats und der Temperatur des Substrats unabhängig für die n Reaktoren und die gleichzeitig in den n Reaktoren gebildeten Schichten eingestellt werden. Daher können, wenn in einer Vielzahl von Reaktoren Schichten auf einer Vielzahl von Substraten gebildet werden, die Eigenschaften von jeder in einem Reaktor gewachsenen Schicht derart eingestellt werden, um aufeinander abgestimmt zu sein.
(Zweite Ausführungsform)
Eine Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform umfasst ferner Druckregler, die in jedem der n Nebengasauslasspfade bereitgestellt sind. Ein Controller führt Steuerung derart durch, dass der Drucksteuerwert für die n Reaktoren unabhängig festgelegt wird, und gleichzeitig Schichten auf Subtraten in den Reaktoren aufgewachsen werden. Dies ist die Differenz zwischen der Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform und der Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
Ein Dampfphasenwachstumsverfahren gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von dem Dampfphasenwachstumsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass der Drucksteuerwert in zumindest einem der n Reaktoren eingestellt wird, um sich von den Drucksteuerwerten in den anderen Reaktoren zu unterscheiden, und es werden gleichzeitig Schichten auf Substraten in den n Reaktoren aufgewachsen.
Die Beschreibung derselben Teile wie derer der ersten Ausführungsform wird nicht wiederholt.
6 ist ein Diagramm, dass den Aufbau der Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform veranschaulicht.
Die Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform beinhaltet vier Nebengasauslasspfade 15a, 15b, 15c und 15d, die Gas von vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und lOd ableiten. Die Dampfphasenwachstumsvorrichtung beinhaltet zudem einen Hauptauslassgaspfad 16, der mit dem vier Nebengasauslasspfaden 15a, 15b, 15c und 15d verbunden ist. Eine Vakuumpumpe 17 zum Gasabzug ist in dem Hauptauslassgaspfad 16 bereitgestellt. Die Vakuumpumpe 17 ist ein Beispiel einer Pumpe.
Druckregler 18a, 18b, 18c und 18d sind jeweils in den vier Nebengasauslasspfaden 15a, 15b, 15c und 15d bereitgestellt. Die Druckregler 18a, 18b, 18c und 18d passen den Innendruck der Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d jeweils auf einen vorgegebenen Wert an. Die Druckregler 18a, 18b, 18c und 18d sind beispielsweise Drosselklappen.
Ein Controller 19 führt eine Steuerung derart durch, dass der Drucksteuerwert in den vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d unabhängig für die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d und den auf Substraten in den vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d gleichzeitig gewachsenen Schichten festgelegt wird.
Bei dem Dampfphasenwachstumsverfahren gemäß dieser Ausführungsform legt der Controller 19 den Steuerwert von zumindest einem der Druckregler 18a, 18b, 18c und 18c derart fest, um sich von den Drucksteuerwerten der anderen Druckregler zu unterscheiden. Daher führt der Controller 19 die Steuerung derart durch, dass sich der Drucksteuerwert in zumindest einem der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d von den Drucksteuerwerten in den anderen Reaktoren unterscheidet. Dann werden Schichten auf Substraten in den vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d gleichzeitig aufgewachsen.
Die Dampfphasenwachstumsvorrichtung und das Dampfphasenwachstumsverfahren gemäß dieser Ausführungsform können den Innendruck der n Reaktoren gleichzeitig unabhängig steuern. Daher können, wenn in einer Vielzahl von Reaktoren Schichten auf einer Vielzahl von Substraten gleichzeitig gebildet werden, die Eigenschaften von jeder in einem Reaktor gewachsenen Schicht derart eingestellt werden, um aufeinander abgestimmt zu sein.
(Dritte Ausführungsform)
Eine Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform umfasst eine Schichtdickenmessvorrichtung, die die Dicke einer in einem Reaktor aufwachsenden Schicht messen kann. Ein Controller legt zumindest einen Steuerwert der Konzentration eines an den Reaktor gelieferten Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements, der Drehgeschwindigkeit eines Substrats und der Temperatur des Substrats für n Reaktoren fest, basierend auf dem Messergebnis der Schichtdicke durch die Schichtdickenmessvorrichtung während des Wachstums der Schicht. Dies ist der Unterschied zur Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
Ein Dampfphasenwachstumsverfahren gemäß dieser Ausführungsform unterscheidet sich von dem Dampfphasenwachstumsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass zumindest ein Steuerwert der Konzentration des an den Reaktor gelieferten Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements, der Drehgeschwindigkeit eines Substrats und der Temperatur des Substrats für zumindest einen der n Reaktoren auf einen Wert geändert wird, der sich von dem der anderen Reaktoren unterscheidet, basierend auf Messergebnissen durch die Schichtdickenmessvorrichtung während dem Aufwachsen der Schicht, und in den n Reaktoren gleichzeitig Schichten auf den Substraten aufgewachsen werden.
Die Beschreibung derselben Teile wie derer der ersten Ausführungsform wird nicht wiederholt.
7 ist ein Diagramm, das den Reaktor der Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform schematisch veranschaulicht.
Die Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform umfasst eine Schichtdickenmessvorrichtung 150, die an einem Sprühboden 101 bereitgestellt ist. Die Schichtdickenmessvorrichtung 150 kann die Dicke einer auf einem Wafer W gewachsenen Schicht messen. Die Schichtdickenmessvorrichtung 150 überwacht beispielsweise Lichtinterferenz, um die Dicke der auf dem Substrat aufgewachsenen Schicht zu messen.
Der Controller 19 (1) legt während des Wachstums der Schicht basierend auf dem Messergebnis durch die Schichtdickenmessvorrichtung 150 unabhängig zumindest einen der Steuerwerte der Konzentration des an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d gelieferten Gruppe-III-Elements und Gruppe-V-Elements, der Drehgeschwindigkeit des Wafers W, und der Temperatur des Wafers W für die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d fest.
Bei dem Dampfphasenwachstumsverfahren gemäß dieser Ausführungsform verändert der Controller 19 zumindest einen der Steuerwerte der Konzentration des an die vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d gelieferten Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements, der Drehgeschwindigkeit des Wafers W, und der Temperatur des Wafers W für zumindest einen der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d in einen Wert, der sich von den Steuerwerten für den anderen Reaktor unterscheidet, basierend auf dem Messergebnis durch die Schichtdickenmessvorrichtung 150 während dem Aufwachsen der Schichten. Dann werden, basierend auf dem geänderten Steuerwert, Schichten auf Subtraten in den vier Reaktoren 10a, 10b, 10c und 10d aufgewachsen.
Die Dampfphasenwachstumsvorrichtung und das Dampfphasenwachstumsverfahren gemäß dieser Ausführungsform verändern den Steuerwert von zumindest einem Prozessparameter unter der Konzentration des an die Reaktoren gelieferten Gruppe-III-Elements und Gruppe-V-Elements, der Drehgeschwindigkeit des Wafers W, und der Temperatur des Wafers W, basierend auf einem Messergebnis durch die Schichtdickenmessvorrichtung 150 während dem Aufwachsen der Schicht. Dann wird Steuerung derart durchgeführt, dass basierend auf dem veränderten Steuerwert gleichzeitig Schichten auf Substraten in den n Reaktoren aufgewachsen werden. Daher kann selbst dann, wenn ermittelt wird, dass ein Fehler bezüglich der Dicke der aufgewachsenen Schicht besteht, eine Varianz der Eigenschaften der Schichten zwischen den Reaktoren derart eingestellt werden, dass die Eigenschaften der Schicht zueinander passen.
(Vierte Ausführungsform)
Eine Dampfphasenwachstumsvorrichtung umfasst gemäß dieser Ausführungsform denselben Aufbau wie die Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, jedoch unterscheidet sich ein Dampfphasenwachstumsverfahren gemäß dieser Ausführungsform von dem Dampfphasenwachstumsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform dahingehend, dass der Steuerwert der Leistung des Erhitzers verringert wird, um einen Abscheideprozess in zumindest einem der n Reaktoren zu stoppen. Die Beschreibung derselben Teile wie denen der ersten Ausführungsform wird nicht wiederholt.
Bei dem Dampfphasenwachstumsverfahren gemäß dieser Ausführungsform wird, ähnlich dem der ersten Ausführungsform, basierend auf den Steuerwerten jedes Prozessparameters vorab ein Abscheidevorgang auf einem Halbleiterwafer W1 durchgeführt, der ein Beispiel eines Substrats ist, in jedem der vier Reaktoren 10a, 10b, 10c, und 10d basierend auf dem Steuerwert jedes Prozessparameters.
Tritt während des Abscheidevorgangs in Reaktor 10d ein Problem auf und es wird schwierig, den Abscheidevorgang durchzuführen, wird der Steuerwert der Leistung des Erhitzers auf 0 kW verringert, um den Abscheidevorgang zu stoppen, während Prozessgas strömt und der Abscheidevorgang wird durchgängig in den Reaktoren 10b, 10c und 10d und ohne jedwede Störung durchgeführt, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform.
Wie in der Dampfphasenwachstumsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform treten in einem Fall, in dem eine vorgegebene Menge an Prozessgas gleichzeitig verteilt und an die Reaktoren geliefert wird, verschiedene Probleme auf. So ist es insbesondere schwierig, die Strömungsrate aufgrund des niedrigeren Höchstwerts der Steuerung des Massenstromreglers anzupassen. Ferner wird ein Reaktionsprodukt in beispielsweise einem Auslassventil akkumuliert. Im Ergebnis strömt Gas aus dem Reaktor 10a oder es strömt Gas von dem Auslassventil zurück, aufgrund des Ausströmens (innere Leckage) von Gas aus dem Ventil. Es ist daher erforderlich, auf der Auslassseite ein Ventil bereitzustellen. Ferner ist es erforderlich, die Gesamtströmungsrate des Prozessgases zu verändern und die Steuerwerte erneut anzupassen. Ferner ist es erforderlich, ein Ventil in einem Abzweigungsabschnitt bereitzustellen, da an der stromaufwärtsliegenden Seite des Rohres ein Torraum existiert.
Bei dieser Ausführungsform strömt jedoch selbst in dem Fall, in dem in einem der Reaktoren ein Problem auftritt, das Prozessgas zu allen Reaktoren. Es ist daher möglich, die obenstehenden Probleme zu verhindern.
In diesem Fall ist es selbst dann, wenn ein Problem in zwei oder mehr der Reaktoren auftritt, möglich, den Abscheidungsvorgang durchgehend in den anderen Reaktoren durchzuführen. Kann der Wafer W in einem problembehafteten Reaktor gedreht werden, kann der Wafer W in einem gedrehten Zustand gehalten werden oder die Drehung des Wafers W kann gestoppt werden. Kann der Erhitzer eingeschaltet werden, wird der Steuerwert der Leistung des Erhitzers nicht notwendigerweise auf 0 kW eingestellt werden, um die Bildung einer Schicht auf dem Wafer W zu stoppen, und der Wafer W kann bei einer geringeren Temperatur erhitzt werden. Das bedeutet, dass der Steuerwert der Ausgabe des Erhitzers auf einen Wert festgelegt werden kann, der geringer ist als der Steuerwert bei dem Abscheideprozess und bei dem keine Prozessgasreaktion auftritt (beispielsweise 0 kW bis 5 kW) um die Bildung einer Schicht zu stoppen. Alternativ kann der Steuerwert der Temperatur des Substrats auf die Temperatur eingestellt werden, die geringer ist als der Steuerwert beim Abscheideprozess und bei der keine Prozessgasreaktion auftritt (beispielsweise eine Raumtemperatur bis 300 °C), um die Bildung einer Schicht zu stoppen.
Bei dieser Ausführungsform wird Steuerung unabhängig von dem problembehafteten Reaktor durchgeführt. Die Erfindung kann jedoch in einem Fall Anwendung finden, bei der eine ungerade Menge besteht (wenn zum Beispiel eine Menge 25 Wafer beinhaltet und es vier Reaktoren gibt, der verbleibende Rest 1 ist). Das bedeutet, dass wenn ein neuer Wafer W bearbeitet wird, der Steuerwert der Energie des Erhitzers 116 in dem Reaktor, in dem der Abscheidevorgang nicht durchgeführt wird, auf 0 kW oder einen kleinen Wert festgelegt werden kann oder der Steuerwert der Temperatur auf einen Wert festgelegt werden kann, der größer gleich der Raumtemperatur sein kann, während das Prozessgas zu allen Reaktoren strömt. In diesem Fall ist es nicht notwendig die Steuerwerte der Parameter in der Menge erneut anzupassen, und eine durchgängige Reihe von Abscheidevorgängen durchzuführen.
In diesem Fall ist es bevorzugt, einen Dummy-Wafer auf dem Ablageabschnitt 112 in dem Reaktor zu platzieren in dem kein Abscheidevorgang durchgeführt wird, um zu verhindern, dass das Prozessgas in den Drehantrieb strömt.
Die Ausführungsformen der Erfindung wurden untenstehend unter Bezugnahme auf Beispiele beschrieben. Die obenstehenden Ausführungsformen sind veranschaulichende Beispiele, die die Erfindung nicht beschränken. Zudem können die Bauelemente gemäß jeder Ausführungsform angemessen miteinander kombiniert werden.
Beispielsweise wurden in den obenstehenden Ausführungsformen Beispiele von Prozessparametern erläutert. Die Prozessparameter sind jedoch nicht notwendigerweise auf die Beispiele beschränkt. Es können beispielsweise jedwede Prozessparameter verwendet werden, solange sie in jedem Reaktor zu einem vorgegebenen Zeitpunkt unabhängig gesteuert werden können, wenn der Abscheidevorgang in den n Reaktoren durchgeführt wird. Dies bedeutet, das andere Prozessparameter als Zeit/Zeitpunkt verwendet werden können.
Wird beispielsweise verbleibendes Prozessgas, das nicht an (n-1) Nebengaszufuhrpfaden strömt, von einem Nebengaszufuhrpfad an einen anderen Reaktor als den (n-1) Reaktor zugeführt, kann ein anderer Aufbau als der der Ausführungsformen verwendet werden.
Beispielsweise wird in den Ausführungsformen der Schichtstapel, bei dem eine Vielzahl erster Nitridhalbleiterschichten beinhaltend Indium (In) und Gallium (Ga) und einer Vielzahl von zweiten Nitrid-halbleiterschichten beinhaltend Gallium (Ga) auf der GaN-Schicht aufgewachsen werden, epitaxial gewachsen. Die Erfindung kann jedoch beispielsweise auch angewandt werden, um andere Gruppe III-V- Nitrid-basierte Halbleiter-Einkristallschichten zu bilden, wie etwa Aluminiumnitrid (AIN), Aluminium-Gallium-Nitrid (AlGaN) und Indium-Gallium-Nitrid (InGaN)-Einkristallschichten. Die Erfindung kann zudem auf einen Halbleiter der Gruppe III-V, wie etwa GaAs angewendet werden.
In den obenstehend erläuterten Ausführungsformen wird Wasserstoffgas (H2) als das Trägergas verwendet.
In den obenstehend-beschriebenen Ausführungsformen werden die Prozessgase in dem Sprühboden vermischt. Die Prozessgase können jedoch auch vermischt werden, bevor sie in den Sprühboden einströmen. Zudem können die Prozessgase in einem gesonderten Zustand sein, bis sie vom dem Sprühboden in den Reaktor ausgestoßen werden.
Bei den obenstehend-beschriebenen Ausführungsformen ist die Epitaxie-Aufwachsvorrichtung eine Art vertikaler Einkristallwafer bei dem der Abscheidungsvorgang für jeden Wafer in den n Reaktoren durchgeführt wird. Die Anwendung der n Reaktoren ist jedoch nicht auf die Epitaxie-Aufwachsvorrichtung vom Einkristalltyp beschränkt. Die Erfindung kann beispielsweise in einer horizontalen Epitaxie-Aufwachsvorrichtung oder einer planetarischen CVD-Vorrichtung zum Einsatz kommen, die gleichzeitig Schichten auf eine Vielzahl von Wafern bilden, die sich um ihre eigenen Achsen und um die Vorrichtung drehen.
In den obenstehenden Ausführungsformen werden beispielsweise Abschnitte, die nicht nötig sind, um die Erfindung zu beschreiben, wie etwa der Aufbau der Vorrichtung oder ein Herstellungsverfahren, nicht beschrieben. Der notwendige Aufbau der Vorrichtung oder ein notwendiges Herstellungsverfahren können jedoch angemessen ausgewählt und genutzt werden. Zudem sind alle der Dampfphasenwachstumsvorrichtungen und Dampfphasenwachstumsverfahren, die die erfindungsgemäßen Bauteile beinhalten und deren Ausgestaltung von einem Fachmann auf angemessene Weise verändert werden können, im Schutzumfang der Erfindung umfasst. Der Schutzumfang der Erfindung wird durch den Schutzumfang der Ansprüche und den Schutzumfang deren Entsprechungen definiert.

Claims

Dampfphasenwachstumsvorrichtung, aufweisend: n (n ist eine Ganzzahl größer gleich 2) Reaktoren (10a, 10b, 10c 10d), die einen gleichzeitigen Abscheidungsvorgang für eine Vielzahl von Substraten durchführen; einen ersten Hauptgaszufuhrpfad (11), der eine vorgegebene Menge ersten Prozessgases beinhaltend ein Gruppe-III-Element verteilt und der das erste Prozessgas gleichzeitig an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) liefert; einen zweiten Hauptgaszufuhrpfad (21), der eine vorgegebene Menge zweiten Prozessgases beinhaltend ein Gruppe-V-Element verteilt und der das zweite Prozessgas gleichzeitig an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) liefert; einen Controller (19), der basierend von Steuerwerten von Strömungsraten des an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) gelieferten ersten Prozessgases und zweiten Prozessgases eine Strömungsrate des ersten Prozessgases und des zweiten Prozessgases steuert, wobei der Controller (19) unabhängig zumindest einen vorgegebenen Prozessparameter in den n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) basierend auf Steuerwerten des unabhängig für jeden der n Reaktoren festgelegten (10a, 10b, 10c, 10d) zumindest einen vorgegebenen Prozessparameters steuert; einen Drehantrieb (120), der in jedem der n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) bereitgestellt ist und jedes der Vielzahl von Substraten dreht; und einen Erhitzer (116), der in jedem der n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) bereitgestellt ist und jedes der Vielzahl von Substraten erhitzt wobei der zumindest eine vorgegebene Prozessparameter ausgewählt ist aus der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements in an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) geliefertem Prozessgas, der Drehgeschwindigkeit der Substrate, der Temperatur der Substrate, der Leistung des Erhitzers (116) und dem Innendruck der Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d).
Dampfphasenwachstumsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Controller (19) eine Steuerung derart durchführt, dass ein Betrieb des Startens der ersten Prozessgaszufuhr, ein Betrieb des Sperrens der ersten Prozessgaszufuhr, ein Betrieb zum Starten der zweiten Prozessgaszufuhr und ein Betrieb zum Sperren der zweiten Prozessgaszufuhr gleichzeitig in den n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) durchgeführt wird.
Dampfphasenwachstumsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: n Verdünnungsgaszufuhrleitungen (33a, 33b, 33c, 33d), die ein Verdünnungsgas an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) zuführen, wobei der Controller (19) einen Betrag von zugeführtem Verdünnungsgas steuert, basierend auf den Steuerwerten der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements, wobei die Steuerwerte unabhängig für die Reaktoren (10a, 10b, 10c 10d) festgelegt werden.
Dampfphasenwachstumsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) eine Schichtdickenmessvorrichtung (150) beinhaltet, die in der Lage ist, eine Dicke einer aufzuwachsenden Schicht zu messen, und der Controller (19) den zumindest einen der Steuerwerte des zumindest einen vorgegebenen Prozessparameters unabhängig für die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) basierend auf einem Messergebnis einer Schichtdicke durch die Schichtdickenmessvorrichtung (150) während dem Aufwachsen der Schicht ändert und anpasst.
Dampfphasenwachstumsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Controller (19) eine Recheneinheit (19a) besitzt, die die Steuerwerte des zumindest einen vorgegebenen Prozessparameters aus Informationen über die Korrelation zwischen Eigenschaften von in den n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) erhaltenen Schichten und den zumindest einen vorgegebenen Prozessparameter und die Eigenschaften der Schichten, die in den n Reaktoren (10a, 10b, 10c lOd) erhalten werden, vorab berechnet.
Dampfphasenwachstumsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: n Nebengaszufuhrpfade (15a, 15b, 15c, 15d), die mit dem n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) verbunden sind und Gas von den n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) ableiten; n Druckregler (18a, 18b, 18c, 18d), die mit den n Nebengaszufuhrpfaden (15a, 15b, 15c, 15d) verbunden sind; einen Hauptabgasweg (16) der mit den Nebengaszufuhrpfaden (15a, 15b, 15c, 15d) verbunden ist; und eine mit dem Hauptabgasweg (16) verbundene Vakuumpumpe (17).
Dampfphasenwachstumsvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Controller (19) unabhängig Drucksteuerwerte der n Druckregler (18a, 18b, 18c, 18d) festlegt.
Dampfphasenwachstumsverfahren, umfassend: Beladen von n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) mit einer Vielzahl von Substraten; Verteilen einer vorgegebenen Menge ersten Prozessgases beinhaltend ein Gruppe-III-Element und gleichzeitiges Starten der ersten Prozessgaszufuhr an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, lOd) bei einer Strömungsrate, die basierend auf Steuerwerten einer ersten Strömungsrate gesteuert wird; Verteilen einer vorgegebenen Menge zweiten Prozessgases beinhaltend eine Gruppe-V-Element und gleichzeitiges Starten der zweiten Prozessgaszufuhr an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) bei einer Strömungsrate, die basierend auf Steuerwerten einer zweiten Strömungsrate gesteuert wird; unabhängiges Steuern von zumindest einem vorgegebenen Prozessparameter der n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) basierend auf Steuerwerten des zumindest einen vorgegebenen Prozessparameters, und gleichzeitiges Aufwachsen von Schichten auf der Vielzahl von Substraten in den n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d); und gleichzeitiges Sperren der ersten Prozessgaszufuhr an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d); und gleichzeitiges Sperren der zweiten Prozessgaszufuhr an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d); wobei der zumindest eine vorgegebene Prozessparameter ausgewählt ist aus der Konzentration des Gruppe-III-Elements und des Gruppe-V-Elements in an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) zugeführtem Prozessgas, der Drehgeschwindigkeit der Substrate, der Temperatur der Substrate, der Leistung des in jedem der n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) bereitgestellten Erhitzers und dem Innendruck der Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d).
Dampfphasenwachstumsverfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend: Beladen von n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) mit einer Vielzahl von Testsubstraten, Verteilen der vorgegebenen Menge ersten Prozessgases und gleichzeitiges Starten der Zufuhr von erstem Prozessgas an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, lOd) bei einer Strömungsrate, die basierend auf dem Steuerwert der ersten Strömungsrate gesteuert wird; Verteilen der vorgegebenen Menge zweiten Prozessgases und gleichzeitiges Starten der Zufuhr von zweitem Prozessgas an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) bei einer Strömungsrate, die basierend auf dem Steuerwert der zweiten Strömungsrate gesteuert wird, Steuern des zumindest einen vorgegebenen Prozessparameters basierend auf Anfangssteuerwerten des zumindest einen vorgegebenen Prozessparameters, und gleichzeitig Aufwachsen von Schichten auf der Vielzahl von Testsubstraten in den n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d), gleichzeitig Sperren der ersten Prozessgaszufuhr an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d), gleichzeitig Sperren der zweiten Prozessgaszufuhr an die n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) Messen von Eigenschaften der auf der Vielzahl von Testsubstraten aufgewachsenen Schichten, und Berechnen der Steuerwerte des zumindest einen vorgegebenen Prozessparameters der n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) basierend auf den gemessenen Eigenschaften der Schicht.
Dampfphasenwachstumsverfahren nach Anspruch 8, wobei der zumindest eine vorgegebene Prozessparameter die Leistung des Erhitzers oder die Temperatur der Substrate ist, und während dem Aufwachsen der Schichten, Stoppen des Wachstums der Schichten in zumindest einem der n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d), der Steuerwert der Leistung des Erhitzers oder die Temperatur der Substrate in dem zumindest einem der n Reaktoren (10a, 10b, 10c, 10d) niedriger eingestellt ist als ein Steuerwert, wenn die Schicht auf dem Substrat aufgewachsen wird.
Dampfphasenwachstumsverfahren nach Anspruch 8, wobei die Schicht ein Schichtstapel einer Indium-Gallium-Nitrid-Schicht und einer Gallium-Nitrid-Schicht ist.
Dampfphasenwachstumsverfahren nach Anspruch 11, wobei der zumindest eine vorgegebene Prozessparameter die Drehgeschwindigkeit des Substrats ist.
Dampfphasenwachstumsverfahren nach Anspruch 11, wobei der zumindest eine vorgegebene Prozessparameter die Temperatur der Substrate ist.