特許 6602145 基板載置台及び気相成長装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6602145

(24)【登録日】2019年10月18日

(45)【発行日】2019年11月6日

(54)【発明の名称】基板載置台及び気相成長装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/205 20060101AFI20191028BHJP

   C23C 16/458 20060101ALI20191028BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20191028BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/205

   C23C16/458

   H01L21/68 N

【請求項の数】10

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2015-202040(P2015-202040)

(22)【出願日】2015年10月13日

(65)【公開番号】特開2017-76652(P2017-76652A)

(43)【公開日】2017年4月20日

【審査請求日】2018年7月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000231235

【氏名又は名称】大陽日酸株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】特許業務法人 志賀国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100152146

【弁理士】

【氏名又は名称】伏見 俊介

(72)【発明者】

【氏名】徳永 裕樹

(72)【発明者】

【氏名】矢野 良樹

(72)【発明者】

【氏名】池永 和正

(72)【発明者】

【氏名】田渕 俊也

【審査官】 宇多川 勉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−１２９７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２３７０５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１２８０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０６７３９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

Ｃ２３Ｃ １６／４５８

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上に化合物半導体薄膜を気相成長させる際に用いられ、
前記基板の底面側から当該基板を加熱するプレート部と、
前記プレート部の上面に設けられ、前記基板の底面と前記プレート部の上面とが離間した状態で当該基板の底面の端部を支持する第１支持部と、を備える基板載置台であって、
前記プレート部の上面から突出するように設けられる第２支持部をさらに備え、
前記第２支持部の上端が、前記基板の底面と離間し、
前記基板が加熱されることにより前記基板が前記プレート部側に湾曲した際に、前記第２支持部で当該基板の中央部を支持可能である、基板載置台。

【請求項2】

前記第２支持部が、前記基板の中心を支持可能に設けられた支持部材である、請求項１に記載の基板載置台。

【請求項3】

前記第２支持部が、前記プレート部の上面から０．０５〜０．１５ｍｍ突出している、請求項２に記載の基板載置台。

【請求項4】

前記第２支持部が、前記基板の中心を同心とした円周上の複数カ所を支持可能に設けられた支持部材である、請求項１に記載の基板載置台。

【請求項5】

前記第２支持部が、前記基板の中心を重心としてなる正三角形の各頂点を支持可能に設けられた支持部材である、請求項４に記載の基板載置台。

【請求項6】

前記第２支持部が、前記プレート部の上面から０．０５〜０．１２ｍｍ突出している、請求項４又は５に記載の基板載置台。

【請求項7】

前記第２支持部が、耐熱性を有し、かつ熱伝導性の低い材質から構成される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板載置台。

【請求項8】

前記第２支持部の材質が、石英、サファイア、又はファインセラミックである、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板載置台。

【請求項9】

前記プレート部の上面に設けられた凹部を有し、
前記第２支持部が前記凹部に固定されている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の基板載置台。

【請求項10】

請求項１乃至９のいずれか一項に記載の基板載置台を備える気相成長装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板載置台及び気相成長装置に関する。

【背景技術】

【0002】

基板上に化合物半導体薄膜を気相成長させる際は、一般的に、気相成長装置が用いられている。気相成長装置では、基板載置台を介して基板を加熱しており、例えば、サファイア等の基板上に窒化ガリウム（ＧａＮ）系薄膜を成長させる場合、ヒーターにより加熱された基板上に、原料である有機金属及びアンモニアを、キャリアガスである水素及び窒素と共に導入して、ＧａＮ系薄膜を気相成長させている。

【0003】

気相成長の際に用いられる装置は、基板を支持すると同時に加熱するための基板載置台を備えているのが一般的である。基板載置台は、基板の熱分布に影響するため、様々な形状及び材質が検討されている。

【0004】

例えば、特許文献１に開示されている基板載置台は、基板を支持するために、外周に熱伝導率の低い材料からなる支持構造体を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特表２００５−５３０３３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に開示された基板載置台では、加熱により基板が基板載置台側に湾曲した際に、基板の中央部が加熱部材に接触するおそれがある。基板の中央部が基板載置台の表面に接触した場合、基板の中央部の温度が局所的に上昇し、これにより基板の中央部における化合物半導体薄膜の品質が局所的に低下するため問題となる。

【0007】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、基板の中央部が基板載置台の表面に接触するのを防ぐことが可能な基板載置台及び気相成長装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、
基板上に化合物半導体薄膜を気相成長させる際に用いられ、
前記基板の底面側から当該基板を加熱するプレート部と、
前記プレート部の上面に設けられ、前記基板の底面と前記プレート部の上面とが離間した状態で当該基板の底面の端部を支持する第１支持部と、を備える基板載置台であって、
前記プレート部の上面から突出するように設けられるとともに、気相成長させる際に前記基板の底面と前記プレート部の上面とが離間した状態となるように当該基板の中央部を支持可能に設けられた第２支持部を有する、基板載置台である。

【0009】

また、請求項２に係る発明は、
前記第２支持部が、前記基板の中心を支持可能に設けられた支持部材である、請求項１に記載の基板載置台である。

【0010】

また、請求項３に係る発明は、
前記第２支持部が、前記プレート部の上面から０．０５〜０．１５ｍｍ突出している、請求項２に記載の基板載置台である。

【0011】

また、請求項４に係る発明は、
前記第２支持部が、前記基板の中心を同心とした円周上の複数カ所を支持可能に設けられた支持部材である、請求項１に記載の基板載置台である。

【0012】

また、請求項５に係る発明は、
前記第２支持部が、前記基板の中心を重心としてなる正三角形の各頂点を支持可能に設けられた支持部材である、請求項４に記載の基板載置台である。

【0013】

また、請求項６に係る発明は、
前記第２支持部が、前記プレート部の上面から０．０５〜０．１２ｍｍ突出している、請求項４又は５に記載の基板載置台である。

【0014】

また、請求項７に係る発明は、
前記第２支持部が、耐熱性を有し、かつ熱伝導性の低い材質から構成される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板載置台である。

【0015】

また、請求項８に係る発明は、
前記第２支持部の材質が、石英、サファイア、又はファインセラミックである、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板載置台である。

【0016】

また、請求項９に係る発明は、
前記プレート部の上面に設けられた凹部を有し、
前記第２支持部が前記凹部に固定されている、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の基板載置台である。

【0017】

また、請求項１０に係る発明は、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の基板載置台を備える気相成長装置である。

【発明の効果】

【0018】

本発明の基板載置台は、プレート部の上面から突出するように設けられるとともに、気相成長させる際に基板の底面とプレート部の上面とが離間した状態となるように基板の中央部を支持可能に設けられた第２支持部を有するため、気相成長の際（すなわち、基板を加熱する際）に基板の中央部が基板載置台に接触するのを防ぐことができる。これにより、接触による局所的な基板の温度上昇に由来する基板の湾曲を抑制し、気相成長時に基板上の温度のばらつきを抑制することができるため、化合物半導体薄膜の品質のばらつきを抑えることができる。

【0019】

また、本発明の気相成長装置は、上述した基板載置台を有するため、気相成長の際（すなわち、基板を加熱する際）に基板の中央部が基板載置台に接触するのを防ぐことができる。これにより、接触による局所的な基板の温度上昇に由来する基板の湾曲を抑制し、気相成長時に基板上の温度のばらつきを抑制することができるため、化合物半導体薄膜の品質のばらつきを抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明を適用した一実施形態である基板載置台の断面模式図である。

【図2】本発明を適用した一実施形態である気相成長装置の断面模式図である。

【図3】本発明を適用した他の実施形態である基板載置台の断面模式図である。

【図4】本発明を適用した他の実施形態である基板載置台におけるプレート部を上方から見た平面図である。

【図5】実施例１の基板載置台を用いてＬＥＤを成長した際の基板反り測定結果を示すグラフである。

【図6】比較例１の基板載置台を用いてＬＥＤを成長した際の基板反り測定結果を示すグラフである。

【図7】比較例２の基板載置台を用いてＬＥＤを成長した際の基板反り測定結果を示すグラフである。

【図8】実施例１の基板載置台を用いた成長したＬＥＤの波長マッピングの結果を示すグラフである。

【図9】実施例１の基板載置台を用いて成長したＬＥＤの光強度マッピングの結果を示すグラフである。

【図10】比較例１の基板載置台を用いて成長したＬＥＤの波長マッピングの結果を示すグラフである。

【図11】比較例１の基板載置台を用いて成長したＬＥＤの光強度マッピングの結果を示すグラフである。

【図12】比較例２の基板載置台を用いて成長したＬＥＤの波長マッピングの結果を示すグラフである。

【図13】比較例２の基板載置台を用いて成長したＬＥＤの光強度マッピングの結果を示すグラフである。

【図14】従来の実施形態である基板載置台の断面模式図である。

【図15】従来の他の実施形態である基板載置台の断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明を適用した一実施形態である基板載置台と、これを備えた気相成長装置について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

【0022】

＜基板載置台＞
先ず、本発明を適用した一実施形態である基板載置台の構成について説明する。図１は、本実施形態の基板載置台１の断面模式図である。図１に示すように、本実施形態の基板載置台１は、プレート部２と、第１支持部３と、凹部４と、第２支持部５と、プレートリング６とを備え概略構成されている。

【0023】

本実施形態の基板載置台１は、基板７上に化合物半導体薄膜を気相成長させる際に、第１支持部３により基板７の底面７ｂとプレート部２の上面２ａとが離間するように基板７の端部を支持し、さらに第２支持部５により基板７の中央部７ｃがプレート部２の上面２ａに接触するのを防ぐことができる。

【0024】

プレート部２は、ヒーター１７（図２を参照）により加熱されている。プレート部２により、ヒーター１７（図２を参照）の熱を間接的に基板７に伝えることで、基板７を加熱可能とされている。

【0025】

プレート部２の形状としては、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、円盤状等が挙げられる。また、例えば、プレート部２を平面視した際は、プレート部２の上面２ａが円形であってもよい。

【0026】

プレート部２の材質としては、基板７に熱を間接的に伝えることができるものであれば、特に限定されない。具体的には、例えば、シリコンカーバイド、グラファイト、シリコンカーバイドでコーティングしたグラファイト、石英、窒化アルミニウム、窒化ボロン等が挙げられる。

【0027】

第１支持部３は、プレート部２の上面２ａの端部に設けられている。第１支持部３により、基板７の底面７ｂとプレート部２の上面２ａとが離間するように、基板７の端部を支持可能とされている。

【0028】

第１支持部３の形態としては、基板７の底面７ｂの端部を接触して支持することができるものであれば、特に限定されない。例えば、プレート部２が円盤状の場合、プレート部２の上面２ａの外周に沿って一体のリング状に設けられていてもよいし、プレート部２の上面２ａの端部に複数の支持部材が設けられていてもよい。

【0029】

第１支持部３の高さとしては、基板７上に気相成長させる化合物半導体の種類や基板７の大きさ等により、適宜設定することができる。具体的には、例えば、０．１〜０．２ｍｍが好ましい。

【0030】

第１支持部３の材料としては、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、シリコンカーバイド、グラファイト、シリコンカーバイドでコーティングしたグラファイト、石英、窒化アルミニウム、窒化ボロン等が挙げられる。第１支持部３は、プレート部２と同材質で一体化されていても良いし、同材質又は別材質で分離されていても良い。

【0031】

凹部４は、第２支持部５の位置決めとともに固定するために、プレート部２の上面２ａに設けられている。凹部４は、プレート部２の上面２ａを掘ることにより形成される。

【0032】

凹部４の位置としては、基板７を載置し、気相成長する際に、基板７の底面７ｂの中央部７ｃを支持可能な位置であれば、特に限定されない。具体的には、例えば、プレート部２の上面２ａの中央部等が挙げられる。

【0033】

凹部４の径としては、基板載置台１により支持される基板７のサイズにより適宜設定することができる。凹部４の径としては、特に限定されないが、あまり大きいと、温度分布の悪化の原因となるため好ましくない。具体的には、例えば、１〜１０ｍｍφが好ましい。

【0034】

凹部４のプレート部２の上面２ａからの深さとしては、第２支持部５が滑って移動しない程度に固定できる深さ（数百μｍ程度）であればよい。

【0035】

第２支持部５は、基板７を支持するための支持部材であり、上述した凹部４によりプレート部２の中央部に固定されている。基板７が加熱されることによりプレート部２側に湾曲した際に、第２支持部５により基板７の中央部７ｃを支持可能とされている。これにより、基板７の中央部７ｃがプレート部２の上面２ａに接触するのを防ぐことが可能とされている。また、第２支持部５は、熱伝導性の低い部材からなり、プレート部２から基板７へ熱が伝導するのを抑えることが可能とされている。

【0036】

第２支持部５の高さとしては、特に限定されないが、プレート部２の上面２ａから０．０５〜０．１５ｍｍ突出していることが好ましい。第２支持部５の高さが上記範囲であることにより、基板７の中央部７ｃがプレート部２の上面２ａに近接するのを抑え、基板７の中央部７ｃが局所的に加熱されるのを抑えることができる。

【0037】

第２支持部５の材質としては、特に限定されないが、熱伝導性が低い材質が好ましい。具体的には、例えば、石英、サファイアや、アルミナ、窒化ケイ素、イットリア、ジルコニア等のファインセラミック等が挙げられる。上記材質を選択することにより、プレート部２の熱が基板７に伝導するのを抑え、基板７の中央部７ｃが局所的に加熱されるのを抑えることができる。

【0038】

プレートリング６は、プレート部２上であって、プレート部２の外側を囲むように設けられている。プレートリング６により、プレート部２上に載置された基板７がプレート部２から位置がずれるのを防止可能とされている。

【0039】

プレートリング６の形状としては、基板７の位置ずれを防止することができる形状であれば、特に限定されない。例えば、平面視した際に、基板７の形状が円形の場合は、基板７の外周を囲むようなリング状であってもよい。

【0040】

プレートリング６の材料としては、特に限定されるものではないが、具体的には、例えば、シリコンカーバイド、グラファイト、シリコンカーバイドでコーティングしたグラファイト、石英、窒化アルミニウム、窒化ボロン等が挙げられる。プレートリング６は、プレート部２と同材質で一体化されていても良いし、同材質又は別材質で分離されていても良い。

【0041】

プレートリング６の高さは、支持する基板７の厚みや基板径により適宜設定することができる。具体的には、例えば、室温で設置した基板７の表面と同じ高さにすることが好ましいが、プレートリング６の高さが基板７の表面の高さよりも最大で０．３ｍｍ高くてもよい。

【0042】

本実施形態の基板載置台１により支持される基板７としては、特に限定されないが、具体的には、例えば、サファイア、シリコン、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、シリコンカーバイド等からなる基板が挙げられる。

【0043】

基板７の形状としては、特に限定されないが、具体的には、例えば、２〜８インチサイズの円盤状等が挙げられる。

【0044】

＜気相成長装置＞
次に、上述した基板載置台１を有する本実施形態の気相成長装置１１について説明する。図２は、本実施形態の気相成長装置１１の断面模式図である。図２に示すように、本実施形態の気相成長装置１１は、基板載置台１と、チャンバー１２と、回転軸１３と、回転部材１４と、ガス導入部１５と、ガス排出部１６と、ヒーター１７とを備えて概略構成されている。
本実施形態の気相成長装置１１は、基板７上に化合物半導体薄膜を気相成長させるのに用いることができる。なお、上述した基板載置台１については説明を省略する。

【0045】

チャンバー１２は、気相成長により基板７上に化合物半導体薄膜を成膜するための反応炉として機能する。

【0046】

回転軸１３は、チャンバー１２の底面部分を貫通するようにして設けられている。回転軸１３により、後述する回転部材１４を回転可能とされている。

【0047】

回転部材１４は、回転軸１３により支持されている円盤状の部材である。回転部材１４上には、複数の基板載置台１が載置されている。また、平面視した際に、各基板載置台１は、回転軸１３を中心とした同一円の円周上に並んで載置されている。

【0048】

回転軸１３により回転部材１４を回転駆動することにより、回転軸１３を中心として基板載置台１が公転するとともに、基板載置台１が自転することにより、基板載置台１に載置された基板７がチャンバー１２内を自公転する状態になる。

【0049】

ガス導入部１５は、チャンバー１２の中央上部に設けられている。ガス導入部１５により、化合物半導体薄膜を気相成長させるための原料となるガスをチャンバー１２内に導入可能とされている。

【0050】

ガス排出部１６は、チャンバー１２の外周部に設けられている。ガス排出部１６により、気相成長により発生した排気ガスをチャンバー１２から排出可能とされている。

【0051】

ヒーター１７は、回転部材１４の下方であって、回転軸１３を囲むようにして設けられている。ヒーター１７により、プレート部２を加熱可能とされている。

【0052】

以上説明したように、本実施形態の基板載置台１によれば、プレート部２の上面２ａから突出するように設けられるとともに、気相成長させる際に基板７の底面７ｂとプレート部２の上面２ａとが離間した状態となるように基板７の中央部７ｃを支持可能に設けられた第２支持部５を有するため、気相成長の際（すなわち、基板７を加熱する際）に基板７の中央部７ｃがプレート部２に接触するのを防ぐことができる。これにより、接触による局所的な基板７の温度上昇に由来する基板７の湾曲を抑制し、気相成長時に基板７上の温度のばらつきを抑制することができるため、化合物半導体薄膜の品質のばらつきを抑えることができる。

【0053】

また、本実施形態の基板載置台１によれば、第２支持部５が熱伝導性の低い材質から構成されるため、プレート部２の熱が基板７に伝導するのを抑え、基板７の中央部７ｃが局所的に加熱されるのを抑えることができる。

【0054】

また、本実施形態の基板載置台１によれば、プレート部２の上面２ａに設けられた凹部４を有すため、第２支持部５の位置決めをすることができるとともに、第２支持部５を凹部４に固定することができる。

【0055】

また、本実施形態の基板載置台１によれば、第２支持部５がプレート部２の上面２ａから０．０５〜０．１５ｍｍ突出しているため、基板７の中央部７ｃがプレート部２の上面２ａに近接するのを抑え、基板７の中央部７ｃが局所的に加熱されるのを抑えることができる。

【0056】

また、本実施形態の気相成長装置１１によれば、上述した基板載置台１を備えるため、気相成長の際（すなわち、基板７を加熱する際）に基板７の中央部７ｃがプレート部２に接触するのを防ぐことができる。これにより、接触による局所的な基板７の温度上昇に由来する基板７の湾曲を抑制し、気相成長時に基板７上の温度のばらつきを抑制することができるため、化合物半導体薄膜の品質のばらつきを抑えることができる。

【0057】

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

【0058】

例えば、上述した基板載置台１では、凹部４が所定の深さを有する１段からなる穴である例について説明したが、この形態に限定されるものではない。図３に示すように凹部４が異なる深さを有する２段からなる穴であっても良いし、３段以上の複数段からなる穴であっても良い。

【0059】

凹部４を複数段からなる穴にすることにより、基板７が加熱されて基板載置台１側に大きく湾曲した場合であっても、第２支持部５を固定する段４ｂとは別の段４ａにより、基板７の中央部７ｃのより広い範囲がプレート部２に近接又は接触するのを防ぐことができる。これにより、品質のばらつきをより効果的に抑えることができる。一方、第２支持部５を固定する段４ｂにより、第２支持部５の位置決めとともに固定することができる。

【0060】

なお、基板７と凹部４に設けた各段４ａ，４ｂの間隔が広すぎる場合、基板７の面内温度分布が不均一になるおそれがあるため、凹部４に設ける段差は２，３段程度が好ましい。

【0061】

また、上述した基板載置台１では、第２支持部５が基板７の中心を支持可能に設けられている例について説明したが、この形態に限定されるものではない。例えば、第２支持部５が基板７の中心を同心とした円周上の複数カ所を支持可能に設けられていてもよい。

【0062】

また、より具体的には、図４に示すように、第２支持部３５が基板７の中心を重心としてなる正三角形の各頂点を支持可能に設けられていてもよい。これにより、基板７が加熱により湾曲した際に、基板７がバランスをくずして傾くのを防止することができる。

【0063】

なお、第２支持部３５を基板７の中心を重心としてなる正三角形の各頂点に設ける場合、第２支持部３５の上面は、第１支持部３の上面と同じ高さか、それよりも低くなることが好ましい。具体的には、第２支持部３５は、プレート部２の上面２ａから０．０５〜０．１２ｍｍ突出していることが好ましい。また、第２支持部３５は、具体的には、例えば、直径１ｍｍ程度の円柱状であることが好ましい。

【0064】

また、第２支持部３５を基板７の中心を重心としてなる正三角形の各頂点に設ける場合、第２支持部３５は、基板７の中心を同心とした円であって、基板７の半径の２／３以下を半径とする円周上に設けられていることが好ましい。

【0065】

さらに、第１支持部３を基板７の中心を同心とした円周上に３点設ける場合、図４に示すように、第１支持部３と第２支持部３５における３点の位置関係が、基板７の中心を通る直線に対して線対称であることが好ましい。すなわち、第１支持部３の３点のうちの１点と基板７の中心とを通る直線上であって、基板７の中心に対してこの第１支持部３の反対側に、第２支持部３５の１点が位置することが好ましい。これにより、第１支持部３によって基板７の傾きを支えることができなかった場合に、第２支持部３５により基板７を支えることができる。

【0066】

また、上述した気相成長装置１１では、回転部材１４上に複数の基板載置台１が載置されている例について説明したが、この形態に限定されるものではない。回転部材１４の中央部に１つの基板載置台１が載置されている形態であっても良い。

【0067】

＜実施例＞
以下、本発明の効果を実施例及び比較例を用いて詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

【0068】

（実施例１）
実施例１の基板載置台として、上述した図１に示す基板載置台１を用意した。
なお、第１支持部３は、プレート部２の上面２ａに正三角形状になるように３カ所設けられている。また、第１支持部３の高さを０．１２ｍｍとし、プレート部２の中央部に直径１０ｍｍ、深さ３３０μｍの凹部４を設けた。さらに、この凹部４に直径１０ｍｍ、高さ４３０μｍの石英を第２支持部５として設けた。すなわち、第２支持部５は、プレート部２の上面２ａから１００μｍ突出している。

【0069】

（比較例１）
比較例１の基板載置台として、図１４に示す従来の実施形態である基板載置台５１を用意した。従来の基板載置台５１は、プレート部２の上面に凹部４と第２支持部５とが設けられていないこと以外は、図１に示す基板載置台１と同様である。
なお、第１支持部３は、プレート部２の上面２ａに正三角形状になるように３カ所設けられている。また、第１支持部３の高さを０．１２ｍｍとした。

【0070】

（比較例２）
比較例２の基板載置台として、図１５に示す従来の他の実施形態である基板載置台６１を用意した。従来の基板載置台６１は、プレート部２の上面に第２支持部５が設けられておらず、さらに、プレート部２の中央部に凹部４の代わりに２段階の階段状の凹部６４が設けられていること以外は、図１に示す基板載置台１と同様である。

【0071】

なお、第１支持部３は、プレート部２の上面２ａに正三角形状になるように３カ所設けられている。また、第１支持部３の高さを０．１２ｍｍとし、凹部６４の１段目６４ａの高さをプレート部２の上面２ａから５０μｍ下方とし、２段目６４ｂの高さを１段目６４ａから５０μｍ下方とした。

【0072】

（基板反り測定）
実施例１、比較例１，２の基板載置台を用いてＬＥＤ（ｎ−ＧａＮ＋ＭＱＷ＋ｐ−ＧａＮ）を成長させ、成長中の基板の反りの状況、及び成長したＬＥＤのＰＬマッピングを測定した。なお、基板として室温初期状態においてお椀型に湾曲した（凹型に反った）４インチＧａＮバルク基板（基板反り量は約２０μｍ）を用いた。また、基板の反りの状況は、Ｌａｙｔｅｃ社製のＥｐｉｃｕｒｖｅＴＴ（モニター）を用いて測定し、ＰＬマッピング（光強度マッピング、波長マッピング）は、ナノメトリクス社製のフォトルミネッセンス（ＰＬ）マッピング装置を用いて測定した。ＰＬマッピングの測定は基板の中心を通る直線上を測定した。

【0073】

図５〜７に実施例１、比較例１，２の基板装置台を用いてＬＥＤを成長した際の基板反り測定の結果を示す。なお、基板反り測定において、基板が凹型に反る方向をプラス（＋）とし、凸型に反る方向をマイナス（−）とした。また、図８〜１３に実施例１、比較例１，２の基板装置台を用いて成長したＬＥＤの光強度マッピング及び波長マッピングの結果を示す。

【0074】

比較例１の基板載置台では、図６に示すように、凹型の反りの値（Ｃｕｒｖａｔｕｒｅ Ｘ）が大きくなり、モニターの測定レンジを超えてしまった。このように、比較例１の基板装置台のようにプレート部の上面が一様な高さのものを用いて、初期状態が凹型に反ったＧａＮ基板を加熱した場合、基板の中央部が高温、外周が低温になりやすい。その結果、昇温により凹型の反りが大きくなり、基板裏面中央部がプレート部上面に接触してしまう。

【0075】

また、比較例１の基板載置台を用いて成長したＬＥＤでは、図１０，１１に示すように、光強度分布や波長分布が不均一であった。

【0076】

比較例２の基板載置台では、図７に示すように、凹型の反りの値はモニターの測定レンジ内で比較的安定した値であった。このように、比較例２の基板載置台では、プレート部上面の中央部に階段状の凹部を設けているため、昇温により凹型の反りが大きくなっても、基板裏面中央部がプレート部上面には接触しない。そのため、比較例１に比べ基板中央部が高温になりにくい。

【0077】

また、比較例２の基板載置台を用いて成長したＬＥＤでは、図１２，１３に示すように、光強度分布や波長分布が比較的均一となった。

【0078】

しかしながら、比較例２の基板載置台でも、室温初期状態において凹型に反った基板反り量が約４０μｍの４インチＧａＮ基板に同様のＬＥＤ構造を成長させた場合、比較例１の結果と同様に、凹型の反りが大きくなり、モニターの測定レンジを超えてしまった。さらに、成長したＬＥＤの光強度分布や波長分布が不均一であった。
すなわち、比較例２の基板載置台でも、初期状態で凹型に大きく反った基板では、課題の解決にはならないことが確認された。

【0079】

実施例１の基板載置台では、図５に示すように、凹型の反りの値はモニターの測定レンジ内で比較的安定した値であった。このように、実施例１の基板載置台では、基板が凹型に大きく反った場合でも、基板中心が第２支持部材に接触することにより、比較例１，２と比べて、基板の中央部が高温になりにくい。

【0080】

また、実施例１の基板載置台を用いて成長したＬＥＤでは、図８，９に示すように、光強度分布や波長分布が比較的均一となった。

【0081】

さらに、実施例１の基板載置台では、室温初期状態において凹型に反った基板反り量が約４０μｍの４インチＧａＮ基板に同様のＬＥＤ構造を成長させた場合であっても、凹型の反りの値はモニターの測定レンジ内で比較的安定した値であった。

【0082】

以上のように、プレート部の上面に第２支持部を設けたことにより、プレート部の上面への接触による局所的な基板の温度上昇に由来する基板の湾曲を抑制し、気相成長時に基板上の温度のばらつきを抑制することができた。そのため、化合物半導体薄膜の品質のばらつきを抑えることができた。

【産業上の利用可能性】

【0083】

本発明の基板載置台及び気相成長装置は、基板上に化合物半導体薄膜を気相成長させる際に適した装置等に利用可能性を有する。

【符号の説明】

【0084】

１，２１，５１，６１…基板載置台
２…プレート部
２ａ…上面
３…第１支持部
４，６４…凹部
４ａ，４ｂ…段
５，３５…第２支持部
６…プレートリング
７…基板
７ｂ…底面
７ｃ…中央部
１１…気相成長装置
１２…チャンバー
１３…回転軸
１４…回転部材
１５…ガス導入部
１６…ガス排出部
１７…ヒーター
６４ａ…１段目
６４ｂ…２段目

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】