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SEMICONDUCTOR SUBSTRATE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND VAPOR PHASE GROWTH APPARATUS USED THEREFOR

Patent code P160013592
File No. H26-064
Posted date Dec 28, 2016
Application number P2015-026211
Publication number P2016-147787A
Patent number P6399600
Date of filing Feb 13, 2015
Date of publication of application Aug 18, 2016
Date of registration Sep 14, 2018
Inventor
  • (In Japanese)岡田 成仁
  • (In Japanese)只友 一行
  • (In Japanese)山根 啓輔
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人山口大学
Title SEMICONDUCTOR SUBSTRATE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME, AND VAPOR PHASE GROWTH APPARATUS USED THEREFOR
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for manufacturing a semiconductor substrate by a vapor phase growth method that can manufacture the semiconductor substrate having small warpage.
SOLUTION: There is provided a vapor phase growth apparatus 10 that comprises a substrate support part 12 which supports a base substrate 20 rotatably on an axis A perpendicular to a normal direction of the base substrate 20, the substrate support part 12 inverting the base substrate 20 on the axis such that one principal surface faces a raw material gas G in one embodiment and the other principal surface faces the raw material gas G in another embodiment. A method for manufacturing the semiconductor substrate includes the processes of performing crystal growth of a semiconductor on the base substrate 20 by bringing the raw material gas into contact with the one principal surface of the base substrate 20, and performing crystal growth of the semiconductor substrate 20 by bringing the raw material gas into contact with the other principal surface of the base substrate 20, the two processes being performed alternately. The vapor phase growth is performed on both the surfaces alternately, so the semiconductor substrate has warpage of both the surfaces due to a difference in physical property constant such as a coefficient of thermal expansion between the base substrate 20 and semiconductor canceled by each other.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、半導体基板の製造方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【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、
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、その回転数を0.1~100rpmとして、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2】
 
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、
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し、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い、
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3】
 
請求項1又は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1乃至3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5】
 
請求項1乃至4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6】
 
請求項1乃至5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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2015026211thum.jpg
State of application right Registered
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