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半導体基板及びその製造方法、並びにそれに用いる気相成長装置 NEW

国内特許コード P160013592
整理番号 H26-064
掲載日 2016年12月28日
出願番号 特願2015-026211
公開番号 特開2016-147787
出願日 平成27年2月13日(2015.2.13)
公開日 平成28年8月18日(2016.8.18)
発明者
  • 岡田 成仁
  • 只友 一行
  • 山根 啓輔
出願人
  • 国立大学法人山口大学
発明の名称 半導体基板及びその製造方法、並びにそれに用いる気相成長装置 NEW
発明の概要 【課題】反りの小さい半導体基板を製造することができる気相成長法による半導体基板の製造方法及び装置の提供。
【解決手段】ベース基板20の法線方向に対して垂直な軸Aを中心としてベース基板20を回動可能に支持する基板支持部12を備え、基板支持部12が、ベース基板20を、一の態様では、一方の主面が原料ガスGに対向し、且つ他の態様では、他方の主面が原料ガスGに対向するように軸Aを中心として反転させるようにした気相成長装置10。ベース基板20の一方の主面に原料ガスを接触させてベース基板20上に半導体を結晶成長させる工程と、ベース基板20の他方の主面に原料ガスを接触させてベース基板20上に半導体を結晶成長させる工程とを含み、2つの工程を交互に行う半導体基板の製造方法。両面に交互に気相成長させるので、ベース基板20及び半導体の熱膨張係数等の物性定数の相違に起因した反りが両面間で相殺された半導体基板。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


基板の両面にGaNを結晶成長させる技術は公知である。



例えば、特許文献1には、オートクレーブ中にアルカリ金属イオンを含有する超臨界アンモニア溶媒を形成し、その超臨界アンモニア溶媒中にGa含有フィードストックを溶解させ、超臨界溶媒へのGa含有フィードストックの溶解時よりも高温条件において、フィードストックが溶解した超臨界溶液からシード基板の両面にGaNを結晶成長させる技術が開示されている。



特許文献2には、反応容器内にGaとアルカリ金属又はアルカリ土類金属からなるフラックスとを含む混合融液を形成し、その混合融液と窒素含有物質とからGaNを結晶成長させるに際し、混合融液中に複数枚の種結晶基板を投入してそれらの両面にGaNを結晶成長させる技術が開示されている。



非特許文献1には、GaAs(111)基板の両面にMOHVPE法によりGaNを結晶成長させる技術が開示されている。

産業上の利用分野


本発明は、半導体基板及びその製造方法、並びにそれに用いる気相成長装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ベース基板に半導体を気相成長法により結晶成長させて半導体基板を製造する方法であって、
前記ベース基板の一方の主面に原料ガスを接触させて前記ベース基板上に前記半導体を結晶成長させる一の工程と、
前記ベース基板の他方の主面に原料ガスを接触させて前記ベース基板上に前記半導体を結晶成長させる他の工程と、
を含み、
前記一の工程と前記他の工程とを交互に行う半導体基板の製造方法。

【請求項2】
請求項1に記載された半導体基板の製造方法において、
前記ベース基板を、前記ベース基板の法線方向に対して垂直な軸を中心として回動可能に設け、
前記ベース基板を、前記一の工程では、前記一方の主面が前記原料ガスに対向し、且つ前記他の工程では、前記他方の主面が前記原料ガスに対向するように、前記軸を中心として反転させる半導体基板の製造方法。

【請求項3】
請求項2に記載された半導体基板の製造方法において、
前記軸が前記ベース基板の重心を通る半導体基板の製造方法。

【請求項4】
請求項2又は3に記載された半導体基板の製造方法において、
前記原料ガスを継続的に供給しながら、前記ベース基板を前記軸を中心として連続的に回転させることにより、前記一の工程と前記他の工程とを交互に行う半導体基板の製造方法。

【請求項5】
請求項4に記載された半導体基板の製造方法において、
前記ベース基板の回転数を0.1~100rpmとする半導体基板の製造方法。

【請求項6】
請求項2又は3に記載された半導体基板の製造方法において、
前記原料ガスを継続的に供給しながら、前記一の工程において、静止した前記ベース基板の一方の主面に前記原料ガスを当て、所定時間経過した時点で前記ベース基板を反転させた後、前記他の工程において、静止した前記ベース基板の他方の主面に前記原料ガスを当て、所定時間経過した時点で前記ベース基板を再び反転させる操作を繰り返す半導体基板の製造方法。

【請求項7】
請求項6に記載された半導体基板の製造方法において、
前記ベース基板の反転を、前記ベース基板の両面の半導体の膜厚差が50%に達する前までに行う半導体基板の製造方法。

【請求項8】
請求項1乃至7のいずれかに記載された半導体基板の製造方法において、
前記ベース基板がサファイア基板であり、且つ前記半導体がGaNである半導体基板の製造方法。

【請求項9】
請求項1乃至8のいずれかに記載された半導体基板の製造方法において、
前記半導体が前記ベース基板とは熱膨張係数が異なる半導体基板の製造方法。

【請求項10】
請求項1乃至9のいずれかに記載された半導体基板の製造方法において、
前記気相成長法がハイドライド気相成長法である半導体基板の製造方法。

【請求項11】
ベース基板の両面のそれぞれに同一の半導体が結晶成長して膜厚が50μm以上の半導体層が形成された反り量が曲率半径に換算して10m以上の半導体基板。

【請求項12】
ベース基板を、前記ベース基板の法線方向に対して垂直な軸を中心として回動可能に支持する基板支持部を備え、前記基板支持部が、前記基板支持部で支持した前記ベース基板を、一の態様では、一方の主面が原料ガスに対向し、且つ他の態様では、他方の主面が前記原料ガスに対向するように、前記軸を中心として反転させるように構成された気相成長装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015026211thum.jpg
出願権利状態 公開
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