專利名稱：：金屬有機(jī)化合物的化學(xué)氣相淀積設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及金屬有機(jī)化合物的化學(xué)氣相淀積設(shè)備，并特別涉及用于形成氮化物半導(dǎo)體層的金屬有機(jī)化合物的化學(xué)氣相淀積設(shè)備。
背景技術(shù)：
：金屬有機(jī)化合物的化學(xué)氣相淀積(MOCVD)方法是典型的化學(xué)氣相淀積工藝之一，其中III族有機(jī)金屬在襯底的一個(gè)表面被蒸發(fā)然后熱分解，并與V族氣體起反應(yīng)來(lái)形成薄膜。這樣的方法能夠控制薄膜厚度和成分，并且在生產(chǎn)率方面表現(xiàn)良好，以致于它被廣泛地在制造半導(dǎo)體設(shè)備中用作薄膜形成技術(shù)。用于該MOCVD方法的MOCVD設(shè)備包括一個(gè)腔室、配置在該腔室內(nèi)的基座、和用于允許反應(yīng)性氣體在襯底表面流動(dòng)的導(dǎo)管。在該MOCVD設(shè)備內(nèi)，通過(guò)保持該襯底在該基座上、當(dāng)使得該腔室成為減壓狀態(tài)時(shí)加熱該襯底到適當(dāng)?shù)臏囟?、并且通過(guò)導(dǎo)管引入有機(jī)金屬氣體到該襯底的表面來(lái)形成一層薄膜。在這時(shí)候，為了該形成的薄膜具有均勻的厚度，該MOCVD設(shè)備要求該反應(yīng)性氣體均勻地沿著該襯底的表面流動(dòng)。為了這樣做，各種各樣的形狀的導(dǎo)管已經(jīng)被計(jì)劃在該MOCVD設(shè)備內(nèi)。如傳統(tǒng)的MOCVD設(shè)備，日本專利特開(kāi)No.2-291113，例如，公開(kāi)了具有用于引入反應(yīng)性氣體到襯底之上的引入管的化學(xué)氣相淀積設(shè)備。該引入管具有提供了一個(gè)基座在其中的一個(gè)樣品保持腔室；具有沿著該襯底的寬度方向長(zhǎng)而沿著該襯底的高度方向短且平的截面形狀的一個(gè)瓶頸部分，并且該瓶頸部分從該襯底的一側(cè)吹反應(yīng)性氣體于該襯底之上；以及導(dǎo)向裝置部分，位于該襯底之上并且均勻地覆蓋該襯底，在其頂部具有大約等于該瓶頸部分在寬度方向上的寬度的缺口，或朝著該反應(yīng)性氣體下游側(cè)的方向遞減的缺口，以便沿著該襯底的表面引導(dǎo)該反應(yīng)性氣體。該基座被固定到該樣品保持腔室上，并保持該襯底在反應(yīng)性氣體流的下游側(cè)。此外，日本專利特開(kāi)No.6-216030，例如，公開(kāi)了具有用于引入反應(yīng)性氣體到襯底之上的氣流道的化合物半導(dǎo)體化學(xué)氣相淀積設(shè)備。該氣流道具有一個(gè)錐體，其寬度在沿高度方向上從上游側(cè)到下游側(cè)遞減。一基座被固定到該錐體的下部。此外，日本專利特開(kāi)平No.2-291114公開(kāi)了一種化學(xué)氣相淀積設(shè)備，其包括用于保持襯底的旋轉(zhuǎn)基座、和用于引入反應(yīng)性氣體到該襯底的襯管(linerpipe)。該襯管的高度在用于引入反應(yīng)性氣體的整個(gè)通道上單調(diào)地遞減。該MOCVD設(shè)備被要求來(lái)提高薄膜形成效率。該基座尺寸擴(kuò)大不僅能同步的加熱多個(gè)襯底，而且使形成大直徑的襯底成為可能，由此能提高薄膜形成效率。然而，基座的尺寸擴(kuò)大增大了在該基座上游側(cè)和下游側(cè)之間的距離，導(dǎo)致在該基座的該上游側(cè)和該下游側(cè)之間的反應(yīng)性氣體條件(例如該反應(yīng)性氣體的濃度、溫度等等)有顯著地差異。結(jié)果，出現(xiàn)了形成的薄膜厚度不均勻的問(wèn)題。同樣地，常規(guī)意義上，它不可能在容許所形成的薄膜具有均勻厚度的同時(shí)提高薄膜形成效率。
發(fā)明內(nèi)容相應(yīng)地，本發(fā)明的目的是要提供能在容許形成的薄膜具有均勻的薄膜厚度的同時(shí)提高薄膜形成效率的MOCVD設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的MOCVD設(shè)備是用于通過(guò)使用反應(yīng)性氣體在襯底上形成薄膜的金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積設(shè)備，并且包括用于加熱該襯底并且具有用于保持該襯底的保持表面的加熱元件；和用于引入反應(yīng)性氣體到該襯底的氣流道(flowchannel)。具有被保持面對(duì)著該氣流道的內(nèi)部的保持表面的該加熱元件是可旋轉(zhuǎn)的。沿著反應(yīng)性氣體的流向的該氣流道的高度從用于保持該襯底在該保持表面的位置的上游側(cè)端部(lateralend)到該保持表面的任意的位置保持恒定，而從該任意的位置到下游側(cè)是單調(diào)遞減的。在根據(jù)本發(fā)明該MOCVD設(shè)備中，從該任意的位置到該下游側(cè)，反應(yīng)性氣體的反應(yīng)速率是遞增的。因此可以獲得，沿著反應(yīng)性氣體的流向在保持表面的位置和反應(yīng)氣體的反應(yīng)速率之間的大致線性關(guān)系。作為結(jié)果，通過(guò)旋轉(zhuǎn)該加熱元件，可以在該襯底上提供具有均勻厚度的薄膜。此外，不必使該加熱元件的上游側(cè)和下游側(cè)的反應(yīng)性氣體反應(yīng)的條件一致，因此可以擴(kuò)大該加熱元件的尺寸并提高薄膜形成效率。注意在本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)中"氣流道的高度"的意思是指在垂直于該加熱元件的保持表面的方向上的該氣流道內(nèi)部的空間的長(zhǎng)度。優(yōu)選地，在該根據(jù)本發(fā)明MOCVD設(shè)備中，該氣流道在高度上的單調(diào)遞減終止于位于該襯底保持位置的下游側(cè)端部向上2%的位置處的下游的一個(gè)位置處。如果從該任意的位置到該下游側(cè)，沿著反應(yīng)性氣體的流向的該氣流道的高度是單調(diào)遞減的，則在接近單調(diào)遞減終止的位置的下游側(cè)，該反應(yīng)性氣體的反應(yīng)速率顯著地遞減。相應(yīng)地，通過(guò)在位于該襯底保持位置的下游側(cè)端部向上2%位置的下游一個(gè)位置處終止該單調(diào)遞減，可以在沿著反應(yīng)性氣體的流向的襯底保持位置和反應(yīng)性氣體的反應(yīng)速率之間獲得線性關(guān)系。注意，在本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)中"位于該襯底保持位置的下游側(cè)端部向上2%的位置處的下游的一個(gè)位置處"意思是指位于沿流動(dòng)方向的該保持表面的長(zhǎng)度上(該保持表面的直徑)向上2%的位置。優(yōu)選地，在該根據(jù)本發(fā)明MOCVD設(shè)備中，該氣流道的高度的單調(diào)遞減終止于位于該襯底保持位置的下游側(cè)端部的位置和位于該下游側(cè)端部位置的下游側(cè)的位置中的任一處。因此，在沿著反應(yīng)性氣體的流向的襯底保持位置和反應(yīng)性氣體的反應(yīng)速率之間，可以獲得線性關(guān)系。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的MOCVD設(shè)備中，在該保持表面上，沿著寬度方向的該氣流道的高度從每個(gè)末端部分(endportion)到該保持表面的中心部呈單調(diào)遞減。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明MOCVD設(shè)備中，沿著寬度方向的該氣流道的高度以曲形方式單調(diào)遞減。相應(yīng)地，該保持表面的中心部的反應(yīng)性氣體的反應(yīng)速率是遞增的，因此可以在氣流道的寬度方向提供均勻的反應(yīng)速率。注意，在本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)中"氣流道的寬度方向"意思是指同時(shí)垂直于氣流道高度的方向和反應(yīng)性氣體的流向的方向。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明MOCVD設(shè)備中，該氣流道在任意位置的上游側(cè)具有瓶頸部分，并且沿著反應(yīng)性氣體的流向的該氣流道高度在該瓶頸部分是一旦遞減后就又遞增。因此，在任意位置的上游側(cè)生長(zhǎng)速率可以遞增到大致與該任意位置下游側(cè)的生長(zhǎng)速率相同。作為結(jié)果，可以生長(zhǎng)一種均勻的薄膜。結(jié)合附圖，從本發(fā)明的以下詳細(xì)說(shuō)明中，本發(fā)明的上文及其他目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)變得更加顯而易見(jiàn)。圖l是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的MOCVD設(shè)備的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2是示出了圖1中基座的周邊的平面圖。圖3是示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例中沿著反應(yīng)性氣體流向的位置和氣流道的高度之間關(guān)系的圖表。圖4是示出了本發(fā)明的比較例1中沿著反應(yīng)性氣體流向的位置和氣流道的高度之間關(guān)系的圖表。圖5是示出了沿著反應(yīng)性氣體的流向，基座的距離上游側(cè)末端的距離和InGaN生長(zhǎng)速率之間關(guān)系的圖表，InGaN層是借助于比較例1的MOCVD設(shè)備形成的，其中基座不旋轉(zhuǎn)。圖6是示出了距離基座的中心的距離和InGaN生長(zhǎng)速率之間關(guān)系的圖表，InGaN層是借助于比較例l的MOCVD設(shè)備形成的，其中基座旋轉(zhuǎn)。圖7是示出了距離基座的中心的距離和InGaN生長(zhǎng)速率之間關(guān)系的圖表，InGaN層是分別借助于本發(fā)明例l、本發(fā)明例2和比較例1中的MOCVD設(shè)備形成的。圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的MOCVD設(shè)備的氣流道的透視圖。圖9是圖8中沿著IX-IX的截面圖。圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的MOCVD設(shè)備的修改的透視圖。圖ll是示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例中沿著反應(yīng)性氣體流向的位置和氣流道的高度之間關(guān)系的圖表。圖12是示出了本發(fā)明的第三實(shí)施例中沿著反應(yīng)性氣體流向的位置和氣流道的高度之間關(guān)系改進(jìn)的圖表。圖13是示出了距離基座的中心的距離和InGaN生長(zhǎng)速率之間關(guān)系的圖表，InGaN層是借助于本發(fā)明例l和本發(fā)明例3的MOCVD設(shè)備形成的。具體實(shí)施方式以下參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。(第一實(shí)施例)參考圖1和2，根據(jù)本實(shí)施例MOCVD設(shè)備l包括腔室3、作為加熱元件的基座5、加熱器9、和氣流道ll?；?、加熱器9、和氣流道ll處于腔室3中。氣流道ll在圖l中橫向延伸。基座5的保持表面(圖1中的頂面)面對(duì)氣流道ll的內(nèi)部?；?，其具有圓盤(pán)形狀，放置在也具有圓盤(pán)形狀的加熱器9上。旋轉(zhuǎn)軸13附著于基座的下半部，因此具有面對(duì)氣流道ll的內(nèi)部的表面的基座5是可旋轉(zhuǎn)的。多個(gè)凹形部分7，每個(gè)頂視圖都是圓形，被形成在基座5的保持表面上。襯底20分別地被保持在凹形部分7中，并且由此襯底20被加熱。參考圖2，特別地，七個(gè)凹形部分7被形成在基座5的保持表面上，并且圓形的襯底20被分別地保持在該凹形部分7中。氣流道ll是水平型的，三個(gè)分層的流動(dòng)系統(tǒng)，并且平行于基座5的該保持表面延伸。換句話說(shuō)，氣流道ll在上游側(cè)(在圖l的左側(cè))被分成多個(gè)氣流道lla-llc。氣流道llb和llc之間的邊界終止在位置Al，而氣流道lla和llb之間的邊界終止在位置A2。氣流道ll的寬度從該上游側(cè)到緊靠后述的(圖2)位置A3的位置是恒定比率遞增的。氣流道lla-11c分別具有高度t3、t2和tl。優(yōu)選氣流道ll的高度t4在從位置A2到位置A3之內(nèi)滿足t4》tl+t2+t3。在M0CVD設(shè)備1中，多個(gè)襯底20被保持在基座的保持表面上，而基座5被加熱器9加熱并且旋轉(zhuǎn)。氣體G1-G3，其組成反應(yīng)性氣體，分別通過(guò)氣流道lla-llc被引入。反應(yīng)性氣體流向圖l的右邊。例如，設(shè)想III-V族氮化物半導(dǎo)體層形成的情況。關(guān)于氣體G1，使用的是吹掃氣體諸如氫(H2)氣或氮(N2)氣。關(guān)于氣體G2，使用的是包含III族元素諸如三甲基鎵(TMG)、三甲基銦(TMI)或三甲基鋁(TMA)的有機(jī)金屬氣體和諸如H2氣或N2氣的輸運(yùn)氣體的混合氣體。關(guān)于氣體G3，使用的是包含V族元素的氣體諸如氨(NH3)氣和諸如H2氣或N2氣的輸運(yùn)氣體的混合氣體。當(dāng)這些氣體G1-G3被引入，氣體G2和氣體G3在位置A1開(kāi)始混合，并且進(jìn)一步的在位置A2與吹掃氣體混合，以便組成反應(yīng)性氣體G?；旌蠚怏wG然后被引入到平行于該保持表面的基座5上并且擴(kuò)散，又通過(guò)基座5被加熱。包含在混合氣體G中的該有機(jī)金屬氣體被加熱分解而成為中間反應(yīng)物，其與氨起化學(xué)反應(yīng)而成為氮化物半導(dǎo)體。結(jié)果，在襯底20的表面上形成氮化物半導(dǎo)體層。在M0CVD設(shè)備1中，沿著反應(yīng)性氣體的流向的該氣流道ll的高度在基座5的該保持表面的一個(gè)位置被改變。參考圖l-3，在基座5的該保持表面用于保持襯底20的位置的上游側(cè)端部被稱為位置A3，而其下游側(cè)端部被稱為位置A4。氣流道11的高度從位置A2到超過(guò)保持表面的位置A3的任意位置S是定值，在從位置S到朝向該下游側(cè)的位置E(圖l中示出的高度為t5的部分)是單調(diào)遞減(線性減小)的，而在位于位置E的下游側(cè)區(qū)域(包括位置A4的區(qū)域)再一次變成定值。在圖3中，單調(diào)遞減終止的位置E，是位于位置A4的上游側(cè)。然而，位置E優(yōu)選地位于A4位置向上2。/。的一個(gè)位置的下游側(cè)，而更加優(yōu)選地位于與位置A4相同的位置或在位置A4的下游側(cè)上。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，用M0CVD設(shè)備1，能提供在允許形成的薄膜具有均勻厚度的同時(shí)提高薄膜形成效率。這將在下文描述。最初，本發(fā)明的發(fā)明人研制MOCVD設(shè)備(比較例l)其包括一個(gè)氣流道和具有圖2所示形狀的基座，氣流道具有的高度t4在位置A3的上游側(cè)上遞減和具有的高度t5從位置A3到位置A4保持定值(t5=tl+t2+t3)，如圖1和圖4的點(diǎn)劃線P1所示。這樣的MOCVD設(shè)備用于形成InGaN層，其是半導(dǎo)體氮化物層，在采用不旋轉(zhuǎn)的基座的襯底表面上。對(duì)沿著反應(yīng)性氣體的流向的到基座的上游側(cè)端部的距離和InGaN生長(zhǎng)速率之間的關(guān)系進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果顯示在圖5中。注意圖5中的結(jié)果是沿著基座在其寬度方向的中心線(圖2中線C)獲得的，而且通過(guò)圖5中的箭頭顯示的范圍表示了基座的保持表面上用于保持襯底的位置。為了比較，還示出了一個(gè)2英寸襯底被保持在設(shè)備中的情況，該設(shè)備具有幾何相似方式縮小了的基座尺寸和氣流道尺寸，因此一個(gè)2英寸襯底能被保持在其中。參考圖5，在該基座處保持了七個(gè)襯底，在該基座的InGaN生長(zhǎng)速率在遠(yuǎn)離上游側(cè)端部大約40mm的位置(例如基座的開(kāi)始位置)從O顯著地遞增，并在遠(yuǎn)離該上游側(cè)端部大約125mm的位置呈現(xiàn)最大值，然后穩(wěn)定地遞減。該InGaN生長(zhǎng)速率在保持一個(gè)襯底的情況下通常單調(diào)遞增。至于圖5中的結(jié)果，該生長(zhǎng)速率從在遠(yuǎn)離上游側(cè)端部大約40mm的位置從O顯著地增加的理由似乎是，那些反應(yīng)性氣體被傳送到該基座上到一定程度，從而啟動(dòng)III族元素和V族元素之間的反應(yīng)。該生長(zhǎng)速率呈現(xiàn)最大值的理由是，隨著原料的擴(kuò)散朝著下游側(cè)的方向推進(jìn)，生長(zhǎng)出邊界層，由此濃度梯度是先遞增然后變穩(wěn)定。圖5中的結(jié)果進(jìn)一步的表明，當(dāng)基座不旋轉(zhuǎn)，反應(yīng)性氣體的反應(yīng)條件在上游側(cè)和下游側(cè)之間有顯著地差異，要?dú)w因于基座的尺寸擴(kuò)大。接下來(lái)，本發(fā)明的發(fā)明人用比較例l中的MOCVD設(shè)備以便在隨著基座旋轉(zhuǎn)的襯底表面上形成InGaN層。注意那六個(gè)襯底是保持在基座上，使得每一個(gè)襯底的中心位于距離該基座的中心53mm的位置。檢驗(yàn)距離基座的中心的距離和InGaN生長(zhǎng)速率之間的關(guān)系。結(jié)果顯示在圖6中。為了比較，還示出了一個(gè)2英寸襯底保持在能夠保持一個(gè)2英寸襯底的尺寸的設(shè)備中的情況的結(jié)果。此外，在該襯底上InGaN生長(zhǎng)速率的分布寬度顯示在表l中。(表l)<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>參考圖6和表1，基座的轉(zhuǎn)動(dòng)使InGaN生長(zhǎng)速率分布較為平均和得到提高。然而，當(dāng)保持一個(gè)襯底時(shí)所獲得該InGaN生長(zhǎng)速率的分布寬度是±1.8%，而當(dāng)保持六個(gè)襯底時(shí)所獲得InGaN生長(zhǎng)速率的分布寬度是±4.3%。這表明了即使當(dāng)基座在旋轉(zhuǎn)，因?yàn)榛某叽鐢U(kuò)大的緣故所形成的薄膜厚度變得不均勻。它也表明了無(wú)論在保持一個(gè)襯底的情況下還是在保持六個(gè)襯底的情況下，InGaN生長(zhǎng)速率在基座的外徑側(cè)上是遞減的。設(shè)想薄膜是形成在隨著基座旋轉(zhuǎn)的襯底上的情況。如果沿著反應(yīng)性氣體的流向該保持表面的位置和反應(yīng)性氣體的反應(yīng)速率之間的關(guān)系是成線性的(成比例關(guān)系)，可以在該襯底上形成具有均勻厚度的薄膜。換句話說(shuō)，當(dāng)該基座旋轉(zhuǎn)時(shí)，沒(méi)有必要使在該基座的上游側(cè)和下游側(cè)的反應(yīng)性氣體的反應(yīng)的條件均勻化。本發(fā)明的發(fā)明人根據(jù)圖l顯示的本實(shí)施例制造的MOCVD設(shè)備l(本發(fā)明的例l)，以使得提高圖5中在該基座的下游側(cè)的InGaN生長(zhǎng)速率并獲得沿著反應(yīng)性氣體的流向的保持表面的位置與反應(yīng)性氣體的反應(yīng)速率之間的近似線性關(guān)系。在本發(fā)明的例l中，在圖5中InGaN生長(zhǎng)速率呈現(xiàn)最大值的位置(在125mm的位置)被設(shè)定為位置S，在此處開(kāi)始單調(diào)遞減。接下來(lái)，使用本發(fā)明的例l和比較例l中間每一個(gè)的MOCVD設(shè)備來(lái)在隨著基座旋轉(zhuǎn)的、保持在該基座上的六個(gè)襯底中間每一個(gè)的表面上形成InGaN層。檢驗(yàn)InGaN生長(zhǎng)速率在襯底的分布寬度，并且其結(jié)果顯示在表2中。(表2)<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>參考表2，比較例l的InGaN生長(zhǎng)速率分布是土4.3。/。，而本發(fā)明的例l的InGaN生長(zhǎng)速率分布實(shí)現(xiàn)士0.4。/。的小分布寬度。這表明了，用根據(jù)本實(shí)施例的M0CVD設(shè)備1，即使該基座尺寸擴(kuò)大并且薄膜是同時(shí)地形成在多個(gè)襯底上，它也能夠使所形成的薄膜具有均勻厚度。在M0CVD設(shè)備1中，在位置E處氣流道11的高度單調(diào)遞減終止，位置E優(yōu)選地位于位置A4向上2。/。的位置的下游側(cè)，并且更加優(yōu)選地位于與位置A4相同的位置或在位置A4的下游側(cè)。因此可以使得沿著反應(yīng)性氣體的流向的襯底保持位置和反應(yīng)性氣體的反應(yīng)速率之間的關(guān)系是成線性的。這將在下文描述。本發(fā)明的發(fā)明人檢驗(yàn)位置E對(duì)生長(zhǎng)速率的影響，其中在位置E處氣流道ll的高度的單調(diào)遞減終止。具體而言，對(duì)于圖1中的M0CVD設(shè)備，制備了單調(diào)遞減終止處的位置E位于位置A4的上游側(cè)(本發(fā)明的例1)的設(shè)備和單調(diào)遞減終止處的位置E位于與位置A4相同的位置的設(shè)備(本發(fā)明的例2)。為了比較，制備了比較例1的M0CVD設(shè)備。接下來(lái)，使用本發(fā)明的例1、本發(fā)明的例2和比較例1中間每一個(gè)的MOCVD設(shè)備來(lái)在該基座上所保持的六個(gè)襯底中的每一個(gè)的表面上形成InGaN層。檢驗(yàn)到基座的中心的距離和InGaN生長(zhǎng)速率之間的關(guān)系。結(jié)果顯示在圖7中。注意圖7中的結(jié)果是沿著在該基座的寬度方向的中心線(圖2中的線C)的那些結(jié)果。圖7中的箭頭顯示的范圍表示了該基座的保持表面上用于保持該襯底的位置。參考圖7，在本發(fā)明的例1和2中，從基座的上游側(cè)到下游側(cè)InGaN生長(zhǎng)速率近似線性地遞增。然而，本發(fā)明的例l中線性形狀在該圖右邊的襯底保持位置變形了，而本發(fā)明的例2中線性的形狀一直保持到襯底保持位置的下游側(cè)端部(位置A4)。上述結(jié)果說(shuō)明，通過(guò)設(shè)置終止位置E在如位置A4相同的位置或在位置A4下游側(cè)，可以構(gòu)成沿著反應(yīng)性氣體的流向的保持位置和反應(yīng)性氣體的反應(yīng)速率之間的線性關(guān)系。如果終止位置E位于位置A4向上2。/。位置的下游側(cè)，也可以獲得相似的效果。在MOCVD設(shè)備l中，優(yōu)選在位置Al和位置A3之間的距離d是至少50mm并且最多100mm，其中位置A1處包含組成該氮化物半導(dǎo)體層的元素的氣體被混合。通過(guò)設(shè)置位置A1距離位置A3至少50mm，在接近位置A3處促進(jìn)了III族反應(yīng)性氣體和V族反應(yīng)性氣體的擴(kuò)散，以使得可以提高反應(yīng)速率。通過(guò)設(shè)置位置Al離開(kāi)位置A3最多100mm，能夠避免該反應(yīng)性氣體在位置A3的上游側(cè)以其氣相起反應(yīng)。(第二實(shí)施例)參考圖8和9，在根據(jù)本實(shí)施例的M0CVD設(shè)備1中，在基座5的保持表面上，沿著其寬度方向的該氣流道ll的高度從每個(gè)末端部分(endportion)(高度hl)到基座5的該保持表面的中心部(高度h2)呈線性單調(diào)遞減。如圖10所示，在基座5的保持表面上的，沿著其寬度方向的該氣流道ll的高度從每一末端部分(高度hl)到基座5的該保持表面的中心部(高度h2)呈曲形單調(diào)遞減。這樣導(dǎo)致基座5的保持表面的中心部的反應(yīng)性氣體的反應(yīng)速率遞增，因此氣流道ll的反應(yīng)速率在其寬度方向能夠變得均勻。(第三實(shí)施例)參考圖ll，根據(jù)本實(shí)施例的氣流道11具有接近位置A3的瓶頸部分30。氣流道11的高度在瓶頸部分30是先遞減、在其局部的最小值保持定值、然后遞增。在圖11中，氣流道11的頂面在瓶頸部分30具有凸形。如圖12所示，然而，氣流道11的底面在瓶頸部分30可以具有凹形。用根據(jù)本實(shí)施例的MOCVD設(shè)備，可以提高在位置S上游側(cè)的生長(zhǎng)速率并且獲得與在位置S的下游側(cè)生長(zhǎng)速率大致相同的生長(zhǎng)速率。結(jié)果，可以生長(zhǎng)一種均勻的薄膜。換句話說(shuō)，從圖7中本發(fā)明的例1和2中還看見(jiàn)，在在上游側(cè)和下游側(cè)之間，該保持表面的生長(zhǎng)速率顯示出三倍以上的差異。當(dāng)薄膜在基座5旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)生長(zhǎng)時(shí)，將在襯底20上形成地薄膜交替地以較低速率和較高速率生長(zhǎng)。已知的是，通過(guò)外延生長(zhǎng)構(gòu)成地薄膜的性質(zhì)(例如結(jié)晶度)取決于生長(zhǎng)速率而變換。具有不同的薄膜質(zhì)量的外延薄膜的交替構(gòu)造，傾向于生產(chǎn)出一種在薄膜厚度方向具有不均勻的薄膜質(zhì)量的薄膜。相應(yīng)地，在本實(shí)施例中，氣流道11的高度是在位置S的上游側(cè)先遞減，以使得在上游側(cè)的原料擴(kuò)散能得到促進(jìn)并且能提高該上游側(cè)的生長(zhǎng)速率。此外，氣流道ll的高度隨后增加，以使得抑制由于原料的促進(jìn)擴(kuò)散導(dǎo)致生長(zhǎng)速率非線性的增加。隨后在生長(zhǎng)速率飽和的區(qū)域，氣流道ll的高度再一次遞減，以使得生長(zhǎng)速率的線性增加能夠保持。同樣地，可以在維持該保持表面生長(zhǎng)速率的線性度的同時(shí)，減小上游側(cè)和下游側(cè)之間的生長(zhǎng)速率差異。優(yōu)選氣流道11的高度在位置A2和位置A3之間開(kāi)始遞減，然后在位置A3的該上游側(cè)遞增。優(yōu)選氣流道ll在其寬度方面維持相同的形狀。此外，瓶頸部分30的位置可以設(shè)置位于位置S上游側(cè)的任何地方。本發(fā)明的發(fā)明人檢驗(yàn)了在位置S上游側(cè)具有上瓶頸部分30的氣流道ll的實(shí)際效果。具體而言，關(guān)于圖1中M0CVD設(shè)備，制備了其上形成有瓶頸部分30的設(shè)備(本發(fā)明的例3)，如圖11所示。使用這樣的MOCVD設(shè)備來(lái)在保持基座上的六個(gè)襯底中地每一個(gè)的表面上形成InGaN層。檢驗(yàn)距離基座的中心的距離和InGaN生長(zhǎng)速率之間的關(guān)系。結(jié)果顯示在圖13中，與本發(fā)明的例l的結(jié)果一起。注意圖13中的結(jié)果是沿著基座在其寬度方向的中心線(圖2中線C)獲得的，而且通過(guò)圖ia中的箭頭顯示的范圍表示了將襯底保持在基座的保持表面上的位置。圖13說(shuō)明與本發(fā)明的例1比較起來(lái)，本發(fā)明例3的生長(zhǎng)速率在上游側(cè)和下游側(cè)之間具有較小差異。具體地，本發(fā)明的例l的生長(zhǎng)速率在上游側(cè)和下游側(cè)之間具有大約3.3倍的差異，而本發(fā)明的例3的生長(zhǎng)速率在上游側(cè)和下游側(cè)之間具有大約2倍的差異.雖然本發(fā)明已經(jīng)詳細(xì)地描述和圖示，可以清楚的理解，它只作為圖示和舉例而并不作為限制，本發(fā)明的范圍和精神僅僅由附屬的權(quán)利要求的條款來(lái)限定。權(quán)利要求1.用于通過(guò)使用反應(yīng)性氣體在襯底上形成薄膜的金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積設(shè)備，包括用于加熱所述襯底并且具有用于保持所述襯底的保持表面的加熱元件；和用于引入所述反應(yīng)性氣體到所述襯底的氣流道，其中具有被保持面對(duì)著所述氣流道的內(nèi)部的保持表面的所述加熱元件是可旋轉(zhuǎn)的，并且沿著所述反應(yīng)性氣體的流向的所述氣流道的高度在從用于將所述襯底保持在所述保持表面的位置的上游側(cè)端部到所述保持表面的任意的位置保持定值，并且從所述任意的位置到下游側(cè)是單調(diào)遞減的。2.根據(jù)權(quán)利要求l的金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積設(shè)備，其中所述氣流道的高度的單調(diào)遞減終止于位于所述襯底保持位置的下游側(cè)端部向上2%處位置以下的一個(gè)位置處。3.根據(jù)權(quán)利要求2的金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積設(shè)備，其中所述氣流道在高度上的單調(diào)遞減終止于位于所述下游側(cè)端部的位置和位于所述下游側(cè)端部的位置的下游側(cè)的位置中的任一處。4.根據(jù)權(quán)利要求l的金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積設(shè)備，其中，在所述保持表面上，沿著寬度方向的所述氣流道的高度從每個(gè)末端到所述保持表面的中心部單調(diào)遞減。5.根據(jù)權(quán)利要求4的金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積設(shè)備，其中沿著寬度方向的所述氣流道的高度以曲形方式單調(diào)遞減。6.根據(jù)權(quán)利要求l的金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積設(shè)備，其中所述氣流道在所述任意位置的上游側(cè)具有瓶頸部分，并且在所述瓶頸部分，沿著所述反應(yīng)性氣體的流向的所述氣流道的高度一旦遞減后就又遞增。全文摘要金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積設(shè)備是用于通過(guò)使用反應(yīng)性氣體在襯底上形成薄膜的金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積設(shè)備，并且包括用于加熱該襯底并且具有用于保持該襯底的保持表面的基座；和用于引入反應(yīng)性氣體到該襯底的氣流道。具有被保持面對(duì)著該氣流道的內(nèi)部的保持表面的該基座是可旋轉(zhuǎn)的，并且沿著反應(yīng)性氣體的流向的該氣流道的高度從一個(gè)位置到一個(gè)位置保持定值，并且從該位置到下游側(cè)是單調(diào)遞減的。因此能在使得所形成的薄膜具有均勻厚度的同時(shí)提高薄膜形成效率。文檔編號(hào)C23C16/448GK101100743SQ200710127400公開(kāi)日2008年1月9日申請(qǐng)日期2007年7月5日優(yōu)先權(quán)日2006年7月5日發(fā)明者上田登志雄,上野昌紀(jì),高須賀英良申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社