特表 2023-541215 半導体構造の製造方法、及び半導体成長装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-29

(54)【発明の名称】半導体構造の製造方法、及び半導体成長装置

(51)【国際特許分類】

   C30B 25/14 20060101AFI20230922BHJP

   C23C 16/455 20060101ALI20230922BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20230922BHJP

   C30B 29/40 20060101ALN20230922BHJP

【ＦＩ】

C30B25/14

C23C16/455

H01L21/205

C30B29/40 502D

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022577271

(86)(22)【出願日】2022-07-20

(85)【翻訳文提出日】2022-12-14

(86)【国際出願番号】 CN2022106854

(87)【国際公開番号】W WO2023035784

(87)【国際公開日】2023-03-16

(31)【優先権主張番号】202111053526.2

(32)【優先日】2021-09-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522121322

【氏名又は名称】▲蘇▼州▲長▼光▲華▼芯光▲電▼技▲術▼股▲ふん▼有限公司

(71)【出願人】

【識別番号】521354086

【氏名又は名称】蘇州長光華芯半導体激光創新研究院有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110001896

【氏名又は名称】弁理士法人朝日奈特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】程 洋

(72)【発明者】

【氏名】王 俊

(72)【発明者】

【氏名】肖 ▲嘯▼

(72)【発明者】

【氏名】郭 ▲銀▼涛

【テーマコード（参考）】

4G077

4K030

5F045

【Ｆターム（参考）】

4G077BE45

4G077BE47

4G077DB08

4G077DB11

4G077EG22

4G077HA06

4K030AA11

4K030BA02

4K030BA08

4K030BA11

4K030BA25

4K030BB02

4K030EA01

4K030LA14

5F045AA04

5F045AB17

5F045AC00

5F045AC08

5F045CA07

5F045CA12

5F045DA52

5F045DA54

5F045DA58

5F045EC07

5F045EE04

(57)【要約】

本願は半導体構造の製造方法、及び半導体成長装置を提供し、半導体成長装置は、反応チャンバと、一端が前記反応チャンバに接続される成長メインパイプラインと、排出メインパイプラインと、第１混合メインパイプライン～第Ｍ（Ｍが１以上の整数である）混合メインパイプラインと、第１反応ガス源群～第Ｎ（Ｎが２以上の整数である）反応ガス源群と、第ｋ（ｋが１以上Ｎ以下の整数である）切替弁群が第ｋ反応ガス源群におけるガスを第ｊ（ｊが１以上Ｍ以下の整数である）混合メインパイプラインへ輸送するよう制御することに適する第１切替弁群～第Ｎ切替弁群と、第ｊ成長排出切替弁が、第ｊ混合メインパイプラインにおけるガスを成長メインパイプライン又は排出メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることに適する第１成長排出切替弁～第Ｍ成長排出切替弁と、を備え、該半導体成長装置を用いることにより、半導体構造の成長過程における界面の急峻度を向上させることに有利である。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体成長装置であって、
反応チャンバと、
一端が前記反応チャンバに接続される成長メインパイプラインと、
排出メインパイプラインと、
第１混合メインパイプライン～第Ｍ（Ｍが１以上の整数である）混合メインパイプラインと、
第１反応ガス源群～第Ｎ（Ｎが２以上の整数である）反応ガス源群と、
第ｋ（ｋが１以上Ｎ以下の整数である）切替弁群が第ｋ反応ガス源群におけるガスを第ｊ（ｊが１以上Ｍ以下の整数である）混合メインパイプラインへ輸送するよう制御することに適する第１切替弁群～第Ｎ切替弁群と、
第ｊ成長排出切替弁が、第ｊ混合メインパイプラインにおけるガスを成長メインパイプライン又は排出メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることに適する第１成長排出切替弁～第Ｍ成長排出切替弁と、を備える、ことを特徴とする半導体成長装置。

【請求項2】

Ｍが１に等しく、第ｋ切替弁群は、第ｋ反応ガス源群におけるガスを第１混合メインパイプライン又は排出メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることに適する、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体成長装置。

【請求項3】

すべて第１混合メインパイプラインに接続される第１混合分岐パイプ群～第Ｎ混合分岐パイプ群と、
第ｋガス源接続パイプ群が第ｋ反応ガス源群に接続される第１ガス源接続パイプ群～第Ｎガス源接続パイプ群と、
第１排出分岐パイプ群～第Ｎ排出分岐パイプ群と、を備え、
第ｋ切替弁群が、第ｋガス源接続パイプ群におけるガスを第ｋ混合分岐パイプ群又は第ｋ排出分岐パイプ群へ輸送するよう切り替えることに適する、ことを特徴とする請求項２に記載の半導体成長装置。

【請求項4】

第ｋ混合分岐パイプ群は１番目の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｑ_k番目第ｋサブ混合分岐パイプを備え、第ｋ排出分岐パイプ群は１番目の第ｋサブ排出分岐パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプを備え、第ｋガス源接続パイプ群は１番目の第ｋサブガス源接続パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプを備え、第ｋ切替弁群は１番目の第ｋサブ切替弁～Ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁を備え、
ｑ_k（ｑ_kが１以上Ｑ_k以下の整数である）番目の第ｋサブ切替弁は、ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプにおけるガスをｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適する、ことを特徴とする請求項３に記載の半導体成長装置。

【請求項5】

Ｍが２以上Ｎ以下であり、第ｋ切替弁群は、第ｋ反応ガス源群におけるガスを第ｊ混合メインパイプライン又は排出メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることに適する、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体成長装置。

【請求項6】

第１混合分岐パイプ群～第Ｎ混合分岐パイプ群をさらに備え、第ｋ混合分岐パイプ群はＱ_k*Ｍ個の第ｋサブ混合分岐パイプを備え、Ｍ*（ｑ_k－１）＋１番目（ｑ_kが１以上且つＱ_k以下の整数である）の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｍ*ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプは、それぞれ第１混合メインパイプライン～第Ｍ混合メインパイプラインに対応して接続され、第ｋ排出分岐パイプ群は１番目の第ｋサブ排出分岐パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプを備え、第ｋ切替弁群は１番目の第ｋサブ切替弁～Ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁を備え、
ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁は、ｑ_k番目の第ｋサブ反応ガス源におけるガスを、Ｍ*（ｑ_k－１）＋１番目の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｍ*ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプのうちのいずれかの第ｋサブ混合分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適する、ことを特徴とする請求項５に記載の半導体成長装置。

【請求項7】

第１ガス源接続パイプ群～第Ｎガス源接続パイプ群では、第ｋガス源接続パイプ群は１番目の第ｋサブガス源接続パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプを備え、ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプはｑ_k番目の第ｋサブ反応ガス源に接続され、
ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁は、ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプにおけるガスを、Ｍ*（ｑ_k－１）＋１番目の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｍ*ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプのうちのいずれかの第ｋサブ混合分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適する、ことを特徴とする請求項６に記載の半導体成長装置。

【請求項8】

すべて前記成長メインパイプラインに接続される第１成長接続パイプ～第Ｍ成長接続パイプと、
すべて前記排出メインパイプラインに接続される第１排出接続パイプ～第Ｍ排出接続パイプと、をさらに備え、
第ｊ成長排出切替弁は、第ｊ混合メインパイプラインにおけるガスを第ｊ成長接続パイプ又は第ｊ排出接続パイプへ輸送するよう切り替えることに適する、ことを特徴とする請求項１～７に記載の半導体成長装置。

【請求項9】

有機金属化学気相成長装置を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体成長装置。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載の半導体成長装置を用いる半導体構造の製造方法であって、
第ｋ₁（ｋ₁が１以上Ｎ以下の整数である）切替弁群は、第ｊ₁混合メインパイプラインに第ｋ₁反応混合ガスを有するように、第ｋ₁反応ガス源群におけるガスを、第ｊ₁混合メインパイプラインへ輸送するよう制御するステップと、
第ｊ₁成長排出切替弁は、第ｊ₁混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップと、
第ｊ₁成長排出切替弁が第ｊ₁混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えた後、第１成長排出切替弁～第Ｍ成長排出切替弁はすべて、反応チャンバ内で成長中断処理を行うように、排出メインパイプラインに連通することに切り替えるステップと、
第ｋ₂（ｋ₂が１以上Ｎ以下の整数であり、且つｋ₂がｋ₁に等しくない）切替弁群は、第ｊ₂（ｊ₂がｊ₁に等しく又は等しくない）混合メインパイプラインに第ｋ₂反応混合ガスを有するように、第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第ｊ₂混合メインパイプラインへ輸送するよう制御ステップと、
成長中断処理を行った後、第ｊ₂成長排出切替弁は、第ｊ₂混合メインパイプラインにおける第ｋ₂反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップと、を含む、ことを特徴とする半導体構造の製造方法。

【請求項11】

Ｍが１に等しく、
第ｋ₁切替弁群が第ｋ₁反応ガス源群におけるガスを第ｊ₁混合メインパイプラインへ輸送するよう制御するステップは、
第ｋ₁切替弁群が第ｋ₁反応ガス源群におけるガスを第１混合メインパイプラインへ輸送するよう制御することを含み、
第ｊ₁成長排出切替弁が第ｊ₁混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップは、
第１成長排出切替弁が第１混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることを含み、
成長中断処理中又は成長中断処理後、第ｋ₂切替弁群は、第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第ｊ₂混合メインパイプラインへ輸送するよう制御し、
第ｋ₂切替弁群は、第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第ｊ₂混合メインパイプラインへ輸送するよう制御するステップは、
第ｋ₂切替弁群が第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第１混合メインパイプラインへ輸送するよう制御することを含み、
第ｊ₂成長排出切替弁が第ｊ₂混合メインパイプラインにおける第ｋ₂反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップは、
第１成長排出切替弁が第１混合メインパイプラインにおける第ｋ₂反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることを含む、ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項12】

Ｍが２以上であり、且つＭがＮに等しく、ｊ₂がｊ₁に等しくなく、ｋ₁がｊ₁に等しく、ｋ₂がｊ₂に等しい、ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項13】

Ｍが２以上であり、且つＭがＮより小さく、
第ｋ₁切替弁群が第ｋ₁反応ガス源群におけるガスを第ｊ₁混合メインパイプラインへ輸送するよう制御する前又は後に、第ｋ₃切替弁群は、第ｊ₃（ｊ₃がｊ₁に等しい）混合メインパイプラインに第ｋ₃反応混合ガスを有するように、第ｋ₃反応ガス源群におけるガスを第ｊ₃混合メインパイプラインへ輸送するよう制御し、第ｊ₃成長排出切替弁は、第ｊ₃混合メインパイプラインにおける第ｋ₃反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップ、又は、
第ｋ₂切替弁群が第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第ｊ₂混合メインパイプラインへ輸送するよう制御する前又は後に、第ｋ₃切替弁群は、第ｊ₃（ｊ₃がｊ₂に等しい）混合メインパイプラインに第ｋ₃反応混合ガスを有するように、第ｋ₃反応ガス源群におけるガスを第ｊ₃混合メインパイプラインへ輸送するよう制御し、第ｊ₃成長排出切替弁は、第ｊ₃混合メインパイプラインにおける第ｋ₃反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップをさらに含み、
ｋ₃が１以上Ｎ以下の整数であり、ｋ₃がｋ₁に等しくなく、且つｋ₂に等しくない、ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項14】

前記成長中断処理の継続時間は１ｓ～１０ｓである、ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体構造の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、半導体の技術分野に関し、具体的には、半導体構造の製造方法、及び半導体成長装置に関する。

【0002】

本願は、２０２１年０９月０９日に中国特許庁に提出された、出願番号が２０２１１１０５３５２６．２で、発明の名称が「半導体構造の製造方法、及び半導体成長装置」の中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容は援用により本願に組み込まれている。

【背景技術】

【0003】

半導体レーザ、光検出器、高電子移動度トランジスタ等は重要な光電子類のデバイスであり、工業や軍事分野において将来性が期待できる。このようなデバイスは主に有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）又は分子線エピタキシャル（ＭＢＥ）を用いてそのエピタキシャル構造を作製し、続いてウエハプロセスを利用してエピタキシャルウェハを合格したデバイスに作製する。エピタキシャルヘテロ界面の急峻度はエピタキシャル成長プロセスの良否を特徴付ける重要な指標の１つであり、また、ヘテロ界面の急峻度はデバイスの性能にも大きな影響を与える。

【0004】

ＭＢＥに比べ、ＭＯＣＶＤは成長速度の調整可能な範囲が大きく、装置の安定性に優れ、メンテナンスしやすい等の多くの利点を有し、そのため、商用のデバイスはＭＯＣＶＤを用いてエピタキシャル構造を成長させる場合が多い。しかし、ＭＢＥに比べ、ＭＯＣＶＤ成長によるヘテロ界面の急峻度が悪く、ある程度でデバイスの性能に悪影響を与える。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そのため、本願が解決しようとする技術的課題は、成長界面の急峻度が悪いという従来技術における課題を解決し、半導体構造の製造方法、及び半導体成長装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本願は、反応チャンバと、一端が前記反応チャンバに接続される成長メインパイプラインと、
排出メインパイプラインと、第１混合メインパイプライン～第Ｍ（Ｍが１以上の整数である）混合メインパイプラインと、第１反応ガス源群～第Ｎ（Ｎが２以上の整数である）反応ガス源群と、第ｋ（ｋが１以上Ｎ以下の整数である）切替弁群が第ｋ反応ガス源群におけるガスを第ｊ（ｊが１以上Ｍ以下の整数である）混合メインパイプラインへ輸送するよう制御することに適する第１切替弁群～第Ｎ切替弁群と、第ｊ成長排出切替弁が、第ｊ混合メインパイプラインにおけるガスを成長メインパイプライン又は排出メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることに適する第１成長排出切替弁～第Ｍ成長排出切替弁と、を備える半導体成長装置を提供する。

【0007】

任意選択的に、Ｍが１に等しく、第ｋ切替弁群は、第ｋ反応ガス源群におけるガスを第１混合メインパイプライン又は排出メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることに適する。

【0008】

任意選択的に、すべて第１混合メインパイプラインに接続される第１混合分岐パイプ群～第Ｎ混合分岐パイプ群と、第ｋガス源接続パイプ群が第ｋ反応ガス源群に接続される第１ガス源接続パイプ群～第Ｎガス源接続パイプ群と、第１排出分岐パイプ群～第Ｎ排出分岐パイプ群と、を備え、第ｋ切替弁群が、第ｋガス源接続パイプ群におけるガスを第ｋ混合分岐パイプ群又は第ｋ排出分岐パイプ群へ輸送するよう切り替えることに適する。

【0009】

任意選択的に、第ｋ混合分岐パイプ群は１番目の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプを備え、第ｋ排出分岐パイプ群は１番目の第ｋサブ排出分岐パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプを備え、第ｋガス源接続パイプ群は１番目の第ｋサブガス源接続パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプを備え、第ｋ切替弁群は１番目の第ｋサブ切替弁～Ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁を備え、ｑ_k（ｑ_kが１以上Ｑ_k以下の整数である）番目の第ｋサブ切替弁は、ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプにおけるガスをｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適する。

【0010】

任意選択的に、Ｍが２以上Ｎ以下であり、第ｋ切替弁群は、第ｋ反応ガス源群におけるガスを第ｊ混合メインパイプライン又は排出メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることに適する。

【0011】

任意選択的に、第１混合分岐パイプ群～第Ｎ混合分岐パイプ群をさらに備え、第ｋ混合分岐パイプ群はＱ_k*Ｍ個の第ｋサブ混合分岐パイプを備え、Ｍ*（ｑ_k－１）＋１番目（ｑ_kが１以上且つＱ_k以下の整数である）の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｍ*ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプは、それぞれ第１混合メインパイプライン～第Ｍ混合メインパイプラインに対応して接続され、第ｋ排出分岐パイプ群は１番目の第ｋサブ排出分岐パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプを備え、第ｋ切替弁群は１番目の第ｋサブ切替弁～Ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁を備え、ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁は、ｑ_k番目の第ｋサブ反応ガス源におけるガスを、Ｍ*（ｑ_k－１）＋１番目の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｍ*ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプのうちのいずれかの第ｋサブ混合分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適する。

【0012】

任意選択的に、第１ガス源接続パイプ群～第Ｎガス源接続パイプ群では、第ｋガス源接続パイプ群は１番目の第ｋサブガス源接続パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプを備え、ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプはｑ_k番目の第ｋサブ反応ガス源に接続され、ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁は、ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプにおけるガスを、Ｍ*（ｑ_k－１）＋１番目の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｍ*ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプのうちのいずれかの第ｋサブ混合分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適する。

【0013】

任意選択的に、すべて前記成長メインパイプラインに接続される第１成長接続パイプ～第Ｍ成長接続パイプと、すべて前記排出メインパイプラインに接続される第１排出接続パイプ～第Ｍ排出接続パイプと、をさらに備え、第ｊ成長排出切替弁は、第ｊ混合メインパイプラインにおけるガスを第ｊ成長接続パイプ又は第ｊ排出接続パイプへ輸送するよう切り替えることに適する。

【0014】

任意選択的に、前記半導体成長装置は有機金属化学気相成長装置を備える。

【0015】

本願は、第ｋ₁（ｋ₁が１以上Ｎ以下の整数である）切替弁群は、第ｊ₁混合メインパイプラインに第ｋ１反応混合ガスを有するように、第ｋ１反応ガス源群におけるガスを、第ｊ１混合メインパイプラインへ輸送するよう制御するステップと、第ｊ₁成長排出切替弁は、第ｊ₁混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップと、第ｊ₁成長排出切替弁が第ｊ₁混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えた後、第１成長排出切替弁～第Ｍ成長排出切替弁はすべて、反応チャンバ内で成長中断処理を行うように、排出メインパイプラインに連通することに切り替えるステップと、第ｋ₂（ｋ₂が１以上Ｎ以下の整数であり、且つｋ₂がｋ₁に等しくない）切替弁群は、第ｊ₂（ｊ₂がｊ₁に等しく又は等しくない）混合メインパイプラインに第ｋ₂反応混合ガスを有するように、第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第ｊ₂混合メインパイプラインへ輸送するよう制御するステップと、成長中断処理を行った後、第ｊ₂成長排出切替弁は、第ｊ₂混合メインパイプラインにおける第ｋ₂反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップと、を含む本願の半導体成長装置を用いる半導体構造の製造方法をさらに提供する。

【0016】

任意選択的に、Ｍが１に等しく、第ｋ₁切替弁群が第ｋ₁反応ガス源群におけるガスを第ｊ₁混合メインパイプラインへ輸送するよう制御するステップは、第ｋ₁切替弁群が第ｋ₁反応ガス源群におけるガスを第１混合メインパイプラインへ輸送するよう制御することを含み、第ｊ₁成長排出切替弁が第ｊ₁混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップは、第１成長排出切替弁が第１混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることを含み、成長中断処理中又は成長中断処理後、第ｋ₂切替弁群は、第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第ｊ₂混合メインパイプラインへ輸送するよう制御し、第ｋ₂切替弁群は、第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第ｊ₂混合メインパイプラインへ輸送するよう制御するステップは、第ｋ₂切替弁群が第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第１混合メインパイプラインへ輸送するよう制御することを含み、第ｊ₂成長排出切替弁が第ｊ₂混合メインパイプラインにおける第ｋ₂反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップは、第１成長排出切替弁が第１混合メインパイプラインにおける第ｋ₂反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることを含む。

【0017】

任意選択的に、Ｍが２以上であり、且つＭがＮに等しく、ｊ₂がｊ₁に等しくなく、ｋ₁がｊ₁に等しく、ｋ₂がｊ₂に等しい。

【0018】

任意選択的に、Ｍが２以上であり、且つＭがＮより小さく、第ｋ₁切替弁群が第ｋ₁反応ガス源群におけるガスを第ｊ₁混合メインパイプラインへ輸送するよう制御する前又は後に、第ｋ₃切替弁群は、第ｊ₃（ｊ₃がｊ₁に等しい）混合メインパイプラインに第ｋ₃反応混合ガスを有するように、第ｋ₃反応ガス源群におけるガスを第ｊ₃混合メインパイプラインへ輸送するよう制御し、第ｊ₃成長排出切替弁は、第ｊ₃混合メインパイプラインにおける第ｋ₃反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップ、又は、第ｋ₂切替弁群が第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第ｊ₂混合メインパイプラインへ輸送するよう制御する前又は後に、第ｊ₃（ｊ₃がｊ₂に等しい）混合メインパイプラインに第ｋ₃反応混合ガスを有するように、第ｋ₃切替弁群が第ｋ₃反応ガス源群におけるガスを第ｊ₃混合メインパイプラインへ輸送するよう制御し、第ｊ₃成長排出切替弁は、第ｊ₃混合メインパイプラインにおける第ｋ₃反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップをさらに含み、ｋ₃が１以上Ｎ以下の整数であり、ｋ₃がｋ₁に等しくなく、且つｋ₂に等しくない。

【0019】

任意選択的に、前記成長中断処理の継続時間は１ｓ～１０ｓである。

【0020】

本願は以下の有益な効果を有する。
本願の技術的解決手段に係る半導体構造の製造方法では、反応チャンバ内に入った第ｋ₁反応混合ガスを反応させて第ｋ₁半導体膜を形成するとともに、反応チャンバ内に入った第ｋ₂反応混合ガスを反応させて第ｋ₂半導体膜を形成する。第ｋ₁の半導体膜を形成するステップと第ｋ₂半導体膜を形成するステップとの間に、第ｋ₁反応混合ガスの反応後に残留された源材料が第ｋ₁半導体膜の表面に滞留することを解消することに寄与し、第ｋ₂反応混合ガスが反応チャンバ内で安定的な濃度勾配を確立するのに有利な中断処理を行い、また、中断処理は第ｋ₁反応混合ガスが反応チャンバに入る前に第ｊ₁混合メインパイプラインで十分に混合されるようにするため、第ｋ₁反応ガス源群内の異なる第ｋ₁サブ反応ガス源におけるガスの反応チャンバに入る時間が完全に一致する。以上のように、第ｋ₁半導体膜と第ｋ₂半導体膜との界面の急峻度が向上する。

【0021】

本願の具体的な実施形態又は従来技術の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、具体的な実施形態又は従来技術の説明に使用される図面を簡単に説明する。明らかに、以下に説明される図面は本願のいくつかの実施形態であり、当業者にとって、創造的な努力をせずに、これらの図面に基づいて他の図面を得ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】ＩＮＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ超格子成長過程における源材料のオン／オフの状況である。

【図2】ＡｌＧａＡｓを成長させるガスパイプラインの概略図である。

【図3】成長においてＡｌＧａＡｓからＩＮＧａＡｓに切り替える瞬間のガスパイプラインの概略図である。

【図4】本願の一実施例に係る半導体成長装置の構造概略図である。

【図5】本願の他の実施例に係る半導体成長装置の構造概略図である。

【図6】本願の他の実施例に係る半導体構造の製造プロセスのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

ＭＯＣＶＤ成長のヘテロ界面の急峻度が悪い原因は多くがあり、成長温度が高いことによる成分相互拡散、残留材料の境界層での滞留、源材料を通す時間のばらつき、源材料の分解温度のばらつきなどの多くの原因を含む。ＩＮＧａＡｓ/ＡｌＧａＡｓ超格子を成長することを例とし、ＩＮＧａＡｓはＴＭＧａ_１（第１ラインＴＭＧａ源）、ＴＭＩＮ（トリメチルインジウム）を用いてＩＩＩ族源とし、ＡｌＧａＡｓはＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）、ＴＭＧａ_２（第２ラインＴＭＧａ源）を用いてＩＩＩ族源とし、両者は共にＡｓＨ３を用いてＶ族源とし、且つＡｓＨ₃の流量は成長過程中に変わらない。図１はＩＮＧａＡｓ/ＡｌＧａＡｓ超格子成長過程中の源材料のオン／オフの状況を示す。成長過程に亘って、ＡｓＨ₃は常に導入されており、且つ流量は変わらない。ＩＮＧａＡｓを成長するとき、ＴＭＩＮとＴＭＧａ_１をオンにし、ＴＭＡｌとＴＭＧａ_２をオフにし、ＡｌＧａＡｓを成長するとき、ＴＭＡｌとＴＭＧａ_２をオンにし、ＴＭＩＮとＴＭＧａ_１をオフにする。

【0024】

実際の成長過程では、成長においてＩＮＧａＡｓからＡｌＧａＡｓに切り替えるとき、又はＡｌＧａＡｓからＩＮＧａＡｓ４に切り替えるとき、いくつかの干渉要因が存在し、これにより、ＩＮＧａＡｓ/ＡｌＧａＡｓヘテロ界面が急峻ではなくなる。
その１つの重要な要因はＩＩＩ族源のオン／オフの非同期的である。理想的には、ＩＩＩ族源のオン／オフは同期しており、つまり、成長材料をＩＮＧａＡｓからＡｌＧａＡｓに切り替える瞬間に、ＴＭＩＮ、ＴＭＧａ_１のオフ及びＴＭＡｌとＴＭＧａ_２のオンは同時に行われる。実際には、４つの源材料のオン／オフを制御するｒｕｎ／ｖｅｎｔ弁の開閉時間に一定の差が存在し、すなわち４つの弁の開閉時間には一定の差が存在し、切り替える瞬間のｒｕｎパイプラインにおけるガス成分が不安定になり、また、４つのｒｕｎ／ｖｅｎｔ弁のガスパイプラインでの位置も同じではなく、このため、反応チャンバからの距離には一定の差が存在し、図２に示すように、ＴＭＩＮ、ＴＭＧａ_１、ＴＭＧａ_２、ＴＭＡｌのｒｕｎ／ｖｅｎｔ弁は反応チャンバからの距離がこの順で小さくなる。源ＴＭＩＮとＴＭＧａ_１をオフにし、ＴＭＡｌとＴＭＧａ_２をオンにするとき、ＴＭＡｌとＴＭＧａ_２の源材料はすぐにｒｕｎパイプラインに入り、この時、ｒｕｎパイプラインにＴＭＩＮとＴＭＧａ_１の源材料がまだ残っているため、反応チャンバに入ったガスは４種類の源材料を含み、且つ成分が不安定であり、そのため、切り替える瞬間に成長するヘテロ界面が急峻ではない。図３は成長においてＡｌＧａＡｓからＩＮＧａＡｓに切り替える瞬間のガスパイプラインの概略図である。ＩＩＩ族源のオン／オフが同期しない時間は通常０．１ｍｓ～１００ｍｓである。

【0025】

もう１つの重要な要因は成長表面での源材料の滞留効果である。反応チャンバの気流中の源材料は濃度勾配を利用して成長表面に拡散するが、安定した濃度勾配を確立するのに一定の時間を必要とする。

【0026】

ヘテロ界面の急峻度を向上させるために、本出願人は鋭意研究を行った結果、ヘテロ界面の急峻度を向上させる方法を発明した。該方法は、源材料を通す時間のばらつきや残留源材料のサンプル表面への滞留など、界面の急峻度を低下させる複数の要因を効果的に抑制し、ヘテロ界面の急峻度を向上させることができる。

【0027】

本願の一実施例は、成長の中断時間と組み合わせることで、ガス源のオン／オフ切り替えが非同期であることを効果的に解消することにより、ヘテロ界面の急峻度を向上させる半導体成長装置を提供する。

【0028】

以下、図面を参照しながら本願の技術的解決手段を明瞭で、完全に説明し、明らかに、説明される実施例は本願の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。本願における実施例に基づき、当業者が創造的な労働を必要とせずに得られた全ての他の実施例は、すべて本願の特許範囲に属する。

【0029】

なお、本願の説明では、用語「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内」、「外」等で示される方位又は位置関係は図示した方位又は位置関係に基づくものであり、本願の説明を容易にし、且つ説明を簡素化するためにのみ使用され、係る装置又は構成要素が必ず特定の方位を有したり、特定の方位で構成、操作されたりすることを指示又は示唆するものではないので、本願を限定するものとして理解すべきではない。また、用語「第１」、「第２」、「第３」は説明の目的にのみ使用され、相対的な重要性を指示又は示唆するものではないと理解すべきである。

【0030】

また、以下に説明される本願の様々な実施形態に係る技術的特徴は、矛盾しない限り、互いに組み合わせることができる。

【0031】

実施例１
本願の一実施例は半導体成長装置を提供し、該装置は、
反応チャンバ１００と、
一端が前記反応チャンバ１００に接続される成長メインパイプライン１１０と、
排出メインパイプライン１２０と、
第１混合メインパイプライン～第Ｍ（Ｍが１以上の整数である）混合メインパイプラインと、
第１反応ガス源群～第Ｎ（Ｎが２以上の整数である）反応ガス源群と、
第ｋ（ｋが１以上Ｎ以下の整数である）切替弁群が第ｋ反応ガス源群におけるガスを第ｊ（ｊが１以上Ｍ以下の整数である）混合メインパイプラインへ輸送するよう制御することに適する第１切替弁群～第Ｎ切替弁群と、
第ｊ成長排出切替弁が、第ｊ混合メインパイプラインにおけるガスを成長メインパイプライン又は排出メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることに適する第１成長排出切替弁～第Ｍ成長排出切替弁と、を備える。

【0032】

第ｋ反応ガス源群は複数の第ｋサブ反応ガス源を含み、具体的には、第ｋ反応ガス源群はＱ_k個（Ｑ_kが２以上の整数である）の第ｋサブ反応ガス源を含み、Ｑ_k個の第ｋサブ反応ガス源は、それぞれ１番目の第ｋサブ反応ガス源～Ｑ_k番目の第ｋサブ反応ガス源である。Ｑ_k個の第ｋサブ反応ガス源におけるガスは異なる。

【0033】

図４を参照し、Ｎが２に等しく、第１反応ガス源群～第Ｎ反応ガス源群はそれぞれ第１反応ガス源群１４０と第２反応ガス源群１５０である。第１反応ガス源群１４０は２つの第１サブ反応ガス源１４１を含み、Ｑ₁が２に等しく、２つの第１サブ反応ガス源はそれぞれ１番目の第１サブ反応ガス源と２番目の第１サブ反応ガス源であり、第２反応ガス源群１５０は２つの第２サブ反応ガス源１５１を含み、Ｑ₂が２に等しく、２つの第２サブ反応ガス源はそれぞれ１番目の第２サブ反応ガス源と２番目の第２サブ反応ガス源である。

【0034】

１つの具体的な実施例では、第ｋ反応ガス源群は２つの第ｋサブ反応ガス源を有し、第１反応ガス源群１４０は２つの第１サブ反応ガス源を含み、２つの第１サブ反応ガス源におけるガスが異なり、例えば、２つの第１サブ反応ガス源のうち一方は第１サブＧａガス源であり、他方は第１インジウムガス源であり、第２反応ガス源群１５０は２つの第２サブ反応ガス源を含み、２つの第２サブ反応ガス源におけるガスが異なり、例えば、２つの第２サブ反応ガス源のうち一方は第２サブＧａガス源であり、他方は第２サブＡｌガス源である。

【0035】

なお、第ｋ反応ガス源群における第ｋサブ反応ガス源の数が２つ以上であってもよい。第ｋ₁（ｋ₁が１以上Ｎ以下の整数である）サブ反応ガス源の数が第ｋ₂（ｋ₂が１以上Ｎ以下の整数である）サブ反応ガス源の数に等しく又は等しくなく、ｋ₂がｋ₁に等しくない。

【0036】

第１切替弁群～第Ｎ切替弁群では、第ｋ切替弁群はＱ_k個の第ｋサブ切替弁を備え、Ｑ_k個の第ｋサブ切替弁はそれぞれ１番目の第ｋサブ切替弁～Ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁であり、第ｋ切替弁群における第ｋサブ切替弁の数が第ｋ反応ガス源群における第ｋサブ反応ガス源の数に等しく、１つの第ｋサブ切替弁は１つの第ｋサブ反応ガス源に対応する。

【0037】

図４を参照し、Ｎが２に等しく、該装置は、第１切替弁群１６０と第２切替弁群１７０を備え、第１切替弁群１６０は２つの第１サブ切替弁１６１を備え、２つの第１サブ切替弁はそれぞれ１番目の第１サブ切替弁と２番目の第１サブ切替弁であり、第２切替弁群１７０は２つの第２サブ切替弁１７１を備え、２つの第２サブ切替弁はそれぞれ１番目の第２サブ切替弁と２番目の第２サブ切替弁である。

【0038】

図４を参照し、Ｍが１に等しく、混合メインパイプラインは第１混合メインパイプライン１３１のみを備える。

【0039】

第１混合メインパイプライン１３１は、第ｋ切替弁群を介して第ｋ反応ガス源群におけるガスを選択してガスを通すことができ、第ｋ₁（ｋ₁が１以上Ｎ以下の整数である）反応ガス源群におけるガスを第１混合メインパイプラインに通すガスとして選択する場合、第ｋ₂（ｋ₂が１以上Ｎ以下の整数であり、且つｋ₂がｋ₁に等しくない）反応ガス源群におけるガスは第１混合メインパイプラインに通さない。Ｎが２に等しく、第１反応ガス源群１４０におけるガスを第１混合メインパイプライン１３１に通す場合、第２反応ガス源群１５０におけるガスは第１混合メインパイプライン１３１に通さず、第２反応ガス源群１５０におけるガスを第１混合メインパイプライン１３１に通す場合、第１反応ガス源群１４０におけるガスは第１混合メインパイプライン１３１に通さない。

【0040】

図４を参照し、第ｋ切替弁群は、第ｋ反応ガス源群におけるガスを第１混合メインパイプライン１３１又は排出メインパイプライン１２０へ輸送するよう切り替えることに適する。第１切替弁群１６０は、第１反応ガス源群１４０におけるガスを第１混合メインパイプライン１３１又は排出メインパイプライン１２０へ輸送するよう切り替えることに適し、第２切替弁群１７０は、第２反応ガス源群１５０におけるガスを第１混合メインパイプライン１３１又は排出メインパイプライン１２０へ輸送することを切り替えることに適する。

【0041】

前記半導体成長装置は、すべて第１混合メインパイプライン１３１に接続される第１混合分岐パイプ群～第Ｎ混合分岐パイプ群をさらに備え、第ｋ混合分岐パイプ群は複数の第ｋサブ混合分岐パイプを備え、具体的には、第ｋ混合分岐パイプ群はＱ_k個の第ｋサブ混合分岐パイプを備え、Ｑ_k個の第ｋサブ混合分岐パイプはそれぞれ１番目の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプであり、前記半導体成長装置は、第１排出分岐パイプ群～第Ｎ排出分岐パイプ群をさらに備え、第ｋ排出分岐パイプ群はＱ_k個の第ｋサブ排出分岐パイプを備え、第ｋサブ排出分岐パイプは排出メインパイプライン１２０に接続され、Ｑ_k個の第ｋサブ排出分岐パイプはそれぞれ１番目の第ｋサブ排出分岐パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプであり、第ｋ切替弁群は、第ｋガス源接続パイプ群におけるガスを第ｋ混合分岐パイプ群又は第ｋ排出分岐パイプ群へ輸送するよう切り替えることに適し、ｑ_k番目（ｑ_kが１以上Ｑｋ以下の整数である）の第ｋサブ切替弁は、ｑ_k番目の第ｋサブ反応ガス源におけるガスをｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適する。

【0042】

前記半導体成長装置は、第ｋガス源接続パイプ群が第ｋ反応ガス源群に接続される第１ガス源接続パイプ群～第Ｎガス源接続パイプ群をさらに備え、具体的には、第ｋガス源接続パイプ群はＱ_k個の第ｋサブガス源接続パイプを備え、Ｑ_k個の第ｋサブガス源接続パイプはそれぞれ１番目の第ｋサブガス源接続パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプであり、Ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁は、ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプにおけるガスをｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適する。

【0043】

図４を参照し、半導体成長装置は、第１混合分岐パイプ群と第２混合分岐パイプ群を備え、第１混合分岐パイプ群は２つの第１サブ混合分岐パイプ１８１を備え、第２混合分岐パイプ群は２つの第２サブ混合分岐パイプ１８２を備え、第１サブ混合分岐パイプ１８１と第２サブ混合分岐パイプ１８２はすべて第１混合メインパイプライン１３１に接続され、半導体成長装置は、第１排出分岐パイプ群と第２排出分岐パイプ群を備え、第１排出分岐パイプ群は２つの第１サブ排出分岐パイプ１９１を備え、第２排出分岐パイプ群は２つの第２サブ排出分岐パイプ１９２を備え、第１サブ排出分岐パイプ１９１と第２サブ排出分岐パイプ１９２はすべて排出メインパイプライン１２０に接続され、第１サブ切替弁１６１は、第１サブ反応ガス源１４１におけるガスを第１サブ混合分岐パイプ１８１又は第１サブ排出分岐パイプ１９１へ輸送するよう切り替えることに適し、第２サブ切替弁１７１は、第２サブ反応ガス源１５１におけるガスを第２サブ混合分岐パイプ１８２又は第２サブ排出分岐パイプ１９２へ輸送するよう切り替えることに適し、具体的には、１つの第１サブ切替弁１６１は、１つの第１サブ反応ガス源１４１におけるガスを１つの第１サブ混合分岐パイプ１８１又は１つの第１サブ排出分岐パイプ１９１へ輸送するよう切り替えることに適し、第２サブ切替弁１７１は、第２サブ反応ガス源１５１におけるガスを第２サブ混合分岐パイプ１８２又は第２サブ排出分岐パイプ１９２へ輸送するよう切り替えることに適する。

【0044】

前記半導体成長装置は、すべて前記成長メインパイプライン１１０に接続される第１成長接続パイプ～第Ｍ成長接続パイプと、すべて前記排出メインパイプライン１２０に接続される第１排出接続パイプ～第Ｍ排出接続パイプとをさらに備え、第ｊ成長排出切替弁は、第ｊ混合メインパイプラインにおけるガスを第ｊ成長接続パイプ又は第ｊ排出接続パイプへ輸送するよう切り替えることに適する。

【0045】

図４を参照し、Ｍが１に等しく、このような場合、前記半導体成長装置は第１成長排出切替弁３０１を備え、前記半導体成長装置は、第１成長接続パイプ２０１、第１排出接続パイプ２０２をさらに備え、第１成長排出切替弁３０１は、第１混合メインパイプライン１３１におけるガスを第１成長接続パイプ２０１又は第１排出接続パイプ２０２へ輸送するよう切り替えることに適する。

【0046】

なお、第１混合メインパイプライン１３１におけるガスは第ｋサブ混合分岐パイプから第１成長排出切替弁への方向に輸送される。

【0047】

前記半導体成長装置は、第ｋ成長分岐パイプ群がＱ_k個の第ｋサブ成長分岐パイプ（図示せず）を備え、成長メインパイプライン１１０に接続される第１成長分岐パイプ群～第Ｎ成長分岐パイプ群と、第ｋ付加排出分岐パイプ群がＱ_k個の第ｋサブ付加排出分岐パイプを備える第１付加排出分岐パイプ群～第Ｎ付加排出分岐パイプ群と、第ｋ付加切替弁群がＱ_k個の第ｋサブ付加切替弁を備える第１付加切替弁群～第Ｎ付加切替弁群とをさらに備え、ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁は、ｑ_k番目の第ｋサブ反応ガス源におけるガスをｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ付加排出分岐パイプ２へ輸送するよう切り替えることに適し、ｑ_k番目の第ｋサブ付加排出分岐パイプは、ｑ_k番目の第ｋサブ付加切替弁を介してｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ成長分岐パイプへガスを輸送する。

【0048】

成長メインパイプライン１１０は成長メインパイプライン１１０の延在方向において対向する第１端と第２端を有し、第１端は前記反応チャンバ１００に接続され、第２端は密封される。第１成長分岐パイプ群～第Ｎ成長分岐パイプ群が存在する場合、第１成長分岐パイプ群～第Ｎ成長分岐パイプ群と成長メインパイプライン１１０との接続箇所はすべて第１端と第２端との間に位置する。

【0049】

前記半導体成長装置は有機金属化学気相成長装置を備える。

【0050】

実施例２
前記実施例に比べて、本実施例では、Ｍが２以上であり、且つＭがＮ以下であり、第ｋ切替弁群が、第ｋ反応ガス源群におけるガスを第ｊ混合メインパイプラインか又は排出メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることに適する点が相違する。

【0051】

第ｋ反応ガス源群は複数の第ｋサブ反応ガス源を含み、具体的には、第ｋ反応ガス源群はＱ_k（Ｑ_kが２以上の整数である）個の第ｋサブ反応ガス源を含み、Ｑ_k個の第ｋサブ反応ガス源はそれぞれ１番目の第ｋサブ反応ガス源～Ｑ_k番目の第ｋサブ反応ガス源である。Ｑ_k個の第ｋサブ反応ガス源におけるガスは異なる。複数の第ｋサブ反応ガス源におけるガスは異なる。

【0052】

第ｋ切替弁群は複数の第ｋサブ切替弁を備え、具体的には、第ｋ切替弁群はＱ_k個の第ｋサブ切替弁を備え、Ｑ_k個の第ｋサブ切替弁はそれぞれ１番目の第ｋサブ切替弁～Ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁である。第ｋ切替弁群における第ｋサブ切替弁の数が第ｋ反応ガス源群における第ｋサブ反応ガス源の数に等しく、１つの第ｋサブ切替弁は１つの第ｋサブ反応ガス源に対応する。

【0053】

本実施例では、半導体成長装置は、第１混合分岐パイプ群～第Ｎ混合分岐パイプ群をさらに備え、第ｋ混合分岐パイプ群は複数の第ｋサブ混合分岐パイプを備え、第１混合メインパイプライン～第Ｍ混合メインパイプラインにおけるいずれかの第ｊ混合メインパイプラインは複数の第ｋサブ混合分岐パイプのうちの一部に接続される。具体的には、第ｋ混合分岐パイプ群はＱ_k*Ｍ個の第ｋサブ混合分岐パイプを備え、第ｊ混合メインパイプラインはＱ_k個の第ｋサブ混合分岐パイプに接続され、第ｋ排出分岐パイプ群はＱ_k個の第ｋサブ排出分岐パイプを備える。Ｍ*（ｑ_k－１）＋１番目（ｑ_kが１以上Ｑ_k以下の整数である）の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｍ*ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプはそれぞれ第１混合メインパイプライン～第Ｍ混合メインパイプラインに対応して接続され、Ｍ*（ｑ_k－１）＋１番目の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｍ*ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプのうちのいずれか２つの第ｋサブ混合分岐パイプは異なる混合メインパイプラインに接続される。第ｋ排出分岐パイプ群は１番目の第ｋサブ排出分岐パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプを備え、第ｋ切替弁群は１番目の第ｋサブ切替弁～Ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁を備える。ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁は、ｑ_k番目の第ｋサブ反応ガス源におけるガスを、Ｍ*（ｑ_k－１）＋１番目の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｍ*ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプのうちのいずれかの第ｋサブ混合分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適する。

【0054】

Ｍ*（ｑ_k－１）＋１番目の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｍ*ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプがそれぞれ第１混合メインパイプライン～第Ｍ混合メインパイプラインに対応して接続されるとは、Ｍ*（ｑ_k－１）＋１番目の第ｋサブ混合分岐パイプが第１混合メインパイプラインに接続され、Ｍ*（ｑ_k－１）＋２番目の第ｋサブ混合分岐パイプが第２混合メインパイプラインに接続され、Ｍ*ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプが第Ｍ混合メインパイプラインに接続されるなどすることをいう。

【0055】

前記半導体成長装置は第１ガス源接続パイプ群～第Ｎガス源接続パイプ群をさらに備え、第ｋガス源接続パイプ群はＱ_k個の第ｋサブガス源接続パイプを備え、Ｑ_k個の第ｋサブガス源接続パイプはそれぞれ１番目の第ｋサブガス源接続パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプであり、ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプはｑ_k番目の第ｋサブ反応ガス源に接続される。ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁は、ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプにおけるガスを、Ｍ*（ｑ_k－１）＋１番目の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｍ*ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプのうちのいずれかの第ｋサブ混合分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適する。

【0056】

図５を参照し、Ｍが２以上であり、且つＭがＮに等しい。前記半導体成長装置は、反応チャンバ１００と、成長メインパイプライン１１０と、排出メインパイプライン１２０と、第１反応ガス源群１４０及び第２反応ガス源群１５０であって、第１反応ガス源群１４０は２つの第１サブ反応ガス源１４１を備え、Ｑ₁が２に等しく、２つの第１サブ反応ガス源はそれぞれ１番目の第１サブ反応ガス源と２番目の第１サブ反応ガス源であり、第２反応ガス源群１５０は２つの第２サブ反応ガス源１５１を備え、Ｑ₂が２に等しく、２つの第２サブ反応ガス源はそれぞれ１番目の第２サブ反応ガス源と２番目の第２サブ反応ガス源である第１反応ガス源群１４０及び第２反応ガス源群１５０と、第１切替弁群１６０及び第２切替弁群１７０であって、第１切替弁群１６０は２つの第１サブ切替弁１６１を備え、２つの第１サブ切替弁はそれぞれ１番目の第１サブ切替弁と２番目の第１サブ切替弁であり、第２切替弁群１７０は２つの第２サブ切替弁１７１を備え、２つの第２サブ切替弁はそれぞれ１番目の第２サブ切替弁と２番目の第２サブ切替弁である第１切替弁群１６０及び第２切替弁群１７０と、第１混合分岐パイプ群及び第２混合分岐パイプ群であって、第１混合分岐パイプ群は４つの第１サブ混合分岐パイプ２８１を備え、４つの第１サブ混合分岐パイプはそれぞれ１番目の第１サブ混合分岐パイプ、２番目の第１サブ混合分岐パイプ、３番目の第１サブ混合分岐パイプ、４番目の第１サブ混合分岐パイプであり、１番目の第１サブ混合分岐パイプと２番目の第１サブ混合分岐パイプはそれぞれ第１混合メインパイプライン～第２混合メインパイプラインに対応して接続され、３番目の第１サブ混合分岐パイプと４番目の第１サブ混合分岐パイプはそれぞれ第１混合メインパイプライン～第２混合メインパイプラインに対応して接続され、第２混合分岐パイプ群は４つの第２サブ混合分岐パイプ２８２を備え、４つの第２サブ混合分岐パイプはそれぞれ１番目の第２サブ混合分岐パイプ、２番目の第２サブ混合分岐パイプ、３番目の第２サブ混合分岐パイプ、４番目の第２サブ混合分岐パイプであり、１番目の第２サブ混合分岐パイプと２番目の第２サブ混合分岐パイプはそれぞれ第１混合メインパイプラインと第２混合メインパイプラインに対応して接続され、３番目の第２サブ混合分岐パイプと４番目の第２サブ混合分岐パイプはそれぞれ第１混合メインパイプラインと第２混合メインパイプラインに対応して接続される第１混合分岐パイプ群及び第２混合分岐パイプ群と、第１排出分岐パイプ群及び第２排出分岐パイプ群であって、第１排出分岐パイプ群は２つの第１サブ排出分岐パイプ１９１を備え、２つの第１サブ排出分岐パイプはそれぞれ１番目の第１サブ排出分岐パイプと２番目の第１サブ排出分岐パイプであり、第２排出分岐パイプ群は２つの第２サブ排出分岐パイプ１９２を備え、２つの第２サブ排出分岐パイプはそれぞれ１番目の第２サブ排出分岐パイプと２番目の第２サブ排出分岐パイプであり、第１サブ排出分岐パイプ１９１と第２サブ排出分岐パイプ１９２はすべて排出メインパイプライン１２０に接続される第１排出分岐パイプ群及び第２排出分岐パイプ群と、を備え、１番目の第１サブ切替弁は、１番目の第１サブ反応ガス源におけるガスを１番目の第１サブ混合分岐パイプ、２番目の第１サブ混合分岐パイプ又は１番目の第１サブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適し、２番目の第１サブ切替弁は、２番目の第１サブ反応ガス源におけるガスを３番目の第１サブ混合分岐パイプ、４番目の第１サブ混合分岐パイプ又は２番目の第１サブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適し、１番目の第２サブ切替弁は、１番目の第２サブ反応ガス源におけるガスを１番目の第２サブ混合分岐パイプ、２番目の第２サブ混合分岐パイプ又は１番目の第２サブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適し、２番目の第２サブ切替弁は、２番目の第２サブ反応ガス源におけるガスを３番目の第２サブ混合分岐パイプ、４番目の第２サブ混合分岐パイプ又は２番目の第２サブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適する。

【0057】

図５を参照し、半導体成長装置は、第１ガス源接続パイプ群～第２ガス源接続パイプ群をさらに備え、第１ガス源接続パイプ群は２つの第１サブガス源接続パイプを備え、２つの第１サブガス源接続パイプはそれぞれ１番目の第１サブガス源接続パイプと２番目の第１サブガス源接続パイプであり、１番目の第１サブガス源接続パイプは１番目の第１サブ反応ガス源に接続され、２番目の第１サブガス源接続パイプは２番目の第１サブ反応ガス源に接続され、第２ガス源接続パイプ群は２つの第２サブガス源接続パイプを備え、２つの第２サブガス源接続パイプはそれぞれ１番目の第２サブガス源接続パイプと２番目の第２サブガス源接続パイプであり、１番目の第２サブガス源接続パイプは１番目の第２サブ反応ガス源に接続され、２番目の第２サブガス源接続パイプは２番目の第２サブ反応ガス源に接続される。１番目の第１サブ切替弁は、１番目の第１サブガス源接続パイプにおけるガスを１番目の第１サブ混合分岐パイプ、２番目の第１サブ混合分岐パイプ又は１番目の第１サブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適し、２番目の第１サブ切替弁は、２番目の第１サブガス源接続パイプにおけるガスを３番目の第１サブ混合分岐パイプ、４番目の第１サブ混合分岐パイプ又は２番目の第１サブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適し、１番目の第２サブ切替弁は、１番目の第２サブガス源接続パイプ９のガスを１番目の第２サブ混合分岐パイプ、２番目の第２サブ混合分岐パイプ又は１番目の第２サブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適し、２番目の第２サブ切替弁は、２番目の第２サブガス源接続パイプにおけるガスを３番目の第２サブ混合分岐パイプ、４番目の第２サブ混合分岐パイプ又は２番目の第２サブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適する。

【0058】

前記半導体成長装置は、すべて前記成長メインパイプラインに接続される第１成長接続パイプ～第Ｍ成長接続パイプと、すべて前記排出メインパイプラインに接続される第１排出接続パイプ～第Ｍ排出接続パイプと、をさらに備え、第ｊ成長排出切替弁は、第ｊ混合メインパイプラインにおけるガスを第ｊ成長接続パイプ又は第ｊ排出接続パイプへ輸送するよう切り替えることに適する。

【0059】

図５を参照し、Ｍが２に等しく、前記半導体成長装置は、第１成長接続パイプ２０１及び第２成長接続パイプ２０３と、第１排出接続パイプ２０２及び第２排出接続パイプ２０４と、第１成長排出切替弁３０１及び第２成長排出切替弁３０２とを備え、第ｊ成長排出切替弁は、第ｊ混合メインパイプラインにおけるガスを第ｊ成長接続パイプ又は第ｊ排出接続パイプへ輸送することを切り替えることに適し、第１成長排出切替弁３０１は、第１混合メインパイプライン１３１におけるガスを第１成長接続パイプ２０１又は第１排出接続パイプ２０２へ輸送することを切り替えることに適し、第２成長排出切替弁３０２は、第２混合メインパイプライン１３２におけるガスを第２成長接続パイプ２０３又は第２排出接続パイプ２０４へ輸送するよう切り替えることに適する。

【0060】

前記半導体成長装置は、第ｋ成長分岐パイプ群がＱ_k個の第ｋサブ成長分岐パイプ（図示せず）を備え、成長メインパイプライン１１０に接続される第１成長分岐パイプ群～第Ｎ成長分岐パイプ群と、第ｋ付加排出分岐パイプ群がＱ_k個の第ｋサブ付加排出分岐パイプを備える第１付加排出分岐パイプ群～第Ｎ付加排出分岐パイプ群と、第ｋ付加切替弁群がＱ_k個の第ｋサブ付加切替弁を備える第１付加切替弁群～第Ｎ付加切替弁群と、をさらに備え、ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁は、ｑ_k番目の第ｋサブ反応ガス源におけるガスをＭ*（ｑ_k－１）＋１番目の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｍ*ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプのうちのいずれかの第ｋサブ混合分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ付加排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適し、ｑ_k番目の第ｋサブ付加排出分岐パイプは、ｑ_k番目の第ｋサブ付加切替弁を介してｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ成長分岐パイプへガスを輸送するよう切り替えることに適する。

【0061】

本実施例では、前の実施例と同様の内容について詳細に説明しない。

【0062】

なお、上記実施例１と実施例２では、共通ガス源をさらに備え、前記共通ガス源は成長メインパイプライン１１０に通すことに適し、成長中断処理前、成長中断処理後及び成長中断処理中、共通ガス源は持続的に通す。例えば、共通ガス源はＡｓＨ₃を含む。

【0063】

実施例３
本実施例は、上記半導体成長装置を用いる半導体構造の製造方法を提供し、該方法は、
第ｋ₁（ｋ₁が１以上Ｎ以下の整数である）切替弁群は、第ｊ₁混合メインパイプラインに第ｋ₁反応混合ガスを有するように、第ｋ₁反応ガス源群におけるガスを、第ｊ₁混合メインパイプラインへ輸送するよう制御するステップＳ１と、
第ｊ₁成長排出切替弁は、第ｊ₁混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップＳ２と、
第ｊ₁成長排出切替弁が第ｊ₁混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えた後、第１成長排出切替弁～第Ｍ成長排出切替弁はすべて、反応チャンバ内で成長中断処理を行うように、排出メインパイプラインに連通することに切り替えるステップＳ３と、
第ｋ₂（ｋ₂が１以上Ｎ以下の整数であり、且つｋ₂がｋ₁に等しくない）切替弁群は、第ｊ₂（ｊ₂がｊ₁に等しく又は等しくない）に第ｋ₂反応混合ガスを有するように、第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第ｊ₂混合メインパイプラインへ輸送するよう制御するステップＳ４と、
成長中断処理を行った後、第ｊ₂成長排出切替弁は、第ｊ₂混合メインパイプラインにおける第ｋ₂反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップＳ５と、を含む。

【0064】

Ｍが１に等しい場合、第ｋ₁切替弁群が第ｋ₁反応ガス源群におけるガスを第ｊ₁混合メインパイプラインへ輸送するよう制御するステップは、第ｋ₁切替弁群が第ｋ₁反応ガス源群におけるガスを第１混合メインパイプラインへ輸送するよう制御することを含み、第ｊ₁成長排出切替弁が第ｊ₁混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップは、第１成長排出切替弁が第１混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることを含み、成長中断処理中又は成長中断処理後、第ｋ₂切替弁群は、第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第ｊ₂混合メインパイプラインへ輸送するよう制御し、第ｋ₂切替弁群は、第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第ｊ₂混合メインパイプラインへ輸送するよう制御するステップは、第ｋ₂切替弁群が第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第１混合メインパイプラインへ輸送するよう制御することを含み、第ｊ₂成長排出切替弁が第ｊ₂混合メインパイプラインにおける第ｋ₂反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップは、第１成長排出切替弁が第１混合メインパイプラインにおける第ｋ₂反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることを含む。

【0065】

図４の半導体成長装置を例として説明し、第１切替弁群は第１反応ガス源群におけるガスを第１混合メインパイプラインへ輸送するよう制御し、ｑ₁番目の第１サブ切替弁は、ｑ₁番目の第１サブ反応ガス源におけるガスをｑ₁番目の第１サブ混合分岐パイプへ輸送するよう制御し、これにより、第１混合メインパイプラインに第１反応混合ガスを有するようにし、第１成長排出切替弁は、第１混合メインパイプラインにおける第１反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替え、具体的には、第１成長排出切替弁は、第１混合メインパイプラインにおける第１反応混合ガスを第１成長接続パイプへ輸送するよう切り替え、第１成長排出切替弁が第１混合メインパイプラインにおける第１反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えた後、第１成長排出切替弁は、排出メインパイプラインに連通するように切り替えて、反応チャンバ内で中断成長処理を行うようにし、具体的には、第１成長排出切替弁は、第１排出接続パイプに連通するように切り替えて、反応チャンバ内で中断成長処理を行うようにし、成長中断処理中又は成長中断処理後、第２切替弁群は、第２反応ガス源群におけるガスを第１混合メインパイプラインへ輸送するよう制御し、具体的には、ｑ₂番目の第２サブ切替弁は、ｑ₂番目の第２サブ反応ガス源におけるガスをｑ₂番目の第２サブ混合分岐パイプへ輸送するよう制御し、これにより第２混合メインパイプラインに第２反応混合ガスを有するようにし、中断処理後、第１成長排出切替弁は、第１混合メインパイプラインにおける第２反応混合ガスを第１成長接続パイプへ輸送するよう切り替える。

【0066】

Ｍが２以上であり、且つＭがＮに等しい場合、ｊ₂がｊ１に等しくなく、ｋ₁がｊ₁に等しく、ｋ₂がｊ₂に等しい。

【0067】

他の実施例では、Ｍが２以上であり、且つＭがＮより小さくてもよく、このような場合、ｑ_k番目の第ｋサブ反応ガス源におけるガスはいずれかの第ｊ混合メインパイプラインで混合されて輸送されてもよい。この場合、第ｋ₁切替弁群が第ｋ₁反応ガス源群におけるガスを第ｊ₁混合メインパイプラインへ輸送するよう制御する前又は後に、第ｋ₃切替弁群は、第ｊ₃（ｊ₃がｊ₁に等しい）混合メインパイプラインに第ｋ₃反応混合ガスを有するように、第ｋ₃反応ガス源群におけるガスを第ｊ₃混合メインパイプラインへ輸送するよう制御するステップをさらに含み、第ｊ₃成長排出切替弁が第ｊ₃混合メインパイプラインにおける第ｋ₃反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替え、第ｊ₃成長排出切替弁が第ｊ₃混合メインパイプラインにおける第ｋ₃反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップと、第ｊ₁成長排出切替弁が第ｊ₁混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップとの間に中断成長処理が設置される。別の実施例では、第ｋ₂切替弁群が第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第ｊ₂混合メインパイプラインへ輸送するよう制御する前又は後、第ｋ₃切替弁群は、第ｊ₃（ｊ₃がｊ₂に等しい）混合メインパイプラインに第ｋ₃反応混合ガスを有するように、第ｋ₃反応ガス源群におけるガスを第ｊ₃混合メインパイプラインへ輸送するよう制御し、第ｊ₃成長排出切替弁は第ｊ₃混合メインパイプラインにおける第ｋ₃反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替え、第ｊ₃成長排出切替弁が第ｊ₃混合メインパイプラインにおける第ｋ₃反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップと、第ｊ₂成長排出切替弁が第ｊ₂混合メインパイプラインにおける第ｋ₂反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップとの間に中断成長処理が設置される。

【0068】

ｋ₃が１以上Ｎ以下の整数であり、ｋ₃がｋ₁に等しく、且つｋ₂に等しくない。

【0069】

前記中断成長処理の継続時間は１ｓ～１０ｓである。なお、ステップ１～ステップ５を行う過程では、前記共通ガス源は成長メインパイプライン１１０に持続的に通される。

【0070】

反応チャンバ内に入った第ｋ₁反応混合ガスを反応させて第ｋ₁半導体膜を形成するとともに、反応チャンバ内に入った第ｋ₂反応混合ガスを反応させて第ｋ₂半導体膜を形成する。第ｋ₁の半導体膜を形成するステップと第ｋ₂半導体膜を形成するステップとの間に、第ｋ₁反応混合ガスの反応後の残留源材料の第ｋ₁半導体膜が表面に滞留することを解消することに寄与し、第ｋ₂反応混合ガスが反応チャンバ内で安定的な濃度勾配を確立するのに有利な中断処理を行い、また、中断処理は第ｋ₁反応混合ガスが反応チャンバに入る前に第ｊ₁混合メインパイプラインで十分に混合されるようにするため、第ｋ₁反応ガス源群内の異なる第ｋ₁サブ反応ガス源におけるガスの反応チャンバに入る時間が完全に一致する。以上のように、第ｋ₁半導体膜と第ｋ₂半導体膜との界面の急峻度が向上する。

【0071】

また、エピタキシャル層の成長速度を減少させ、成長の中断時間を増加させることにより、ガス停止時間を減少させることができ、より速く安定した濃度勾配を確立することに有利である。

【0072】

明らかに、上記実施例は単に明確に説明するための例示であり、実施形態を限定するものではない。当業者であれば、上記説明に基づいて他のさまざまな形態の変化又は変更を行うことができる。ここで全ての実施形態を網羅する必要がなく、また実施形態を網羅することが不可能なことである。これから導出された明らかな変化又は変更も本発明の特許範囲に属する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【手続補正書】

【提出日】2022-12-15

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体成長装置であって、
反応チャンバと、
一端が前記反応チャンバに接続される成長メインパイプラインと、
排出メインパイプラインと、
第１混合メインパイプライン～第Ｍ（Ｍが１以上の整数である）混合メインパイプラインと、
第１反応ガス源群～第Ｎ（Ｎが２以上の整数である）反応ガス源群と、
第ｋ（ｋが１以上Ｎ以下の整数である）切替弁群が第ｋ反応ガス源群におけるガスを第ｊ（ｊが１以上Ｍ以下の整数である）混合メインパイプラインへ輸送するよう制御することに適する第１切替弁群～第Ｎ切替弁群と、
第ｊ成長排出切替弁が、第ｊ混合メインパイプラインにおけるガスを成長メインパイプライン又は排出メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることに適する第１成長排出切替弁～第Ｍ成長排出切替弁と、を備える、ことを特徴とする半導体成長装置。

【請求項2】

Ｍが１に等しく、第ｋ切替弁群は、第ｋ反応ガス源群におけるガスを第１混合メインパイプライン又は排出メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることに適する、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体成長装置。

【請求項3】

すべて第１混合メインパイプラインに接続される第１混合分岐パイプ群～第Ｎ混合分岐パイプ群と、
第ｋガス源接続パイプ群が第ｋ反応ガス源群に接続される第１ガス源接続パイプ群～第Ｎガス源接続パイプ群と、
第１排出分岐パイプ群～第Ｎ排出分岐パイプ群と、を備え、
第ｋ切替弁群が、第ｋガス源接続パイプ群におけるガスを第ｋ混合分岐パイプ群又は第ｋ排出分岐パイプ群へ輸送するよう切り替えることに適する、ことを特徴とする請求項２に記載の半導体成長装置。

【請求項4】

第ｋ混合分岐パイプ群は１番目の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｑ_k番目第ｋサブ混合分岐パイプを備え、第ｋ排出分岐パイプ群は１番目の第ｋサブ排出分岐パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプを備え、第ｋガス源接続パイプ群は１番目の第ｋサブガス源接続パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプを備え、第ｋ切替弁群は１番目の第ｋサブ切替弁～Ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁を備え、
ｑ_k（ｑ_kが１以上Ｑ_k以下の整数である）番目の第ｋサブ切替弁は、ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプにおけるガスをｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適する、ことを特徴とする請求項３に記載の半導体成長装置。

【請求項5】

Ｍが２以上Ｎ以下であり、第ｋ切替弁群は、第ｋ反応ガス源群におけるガスを第ｊ混合メインパイプライン又は排出メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることに適する、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体成長装置。

【請求項6】

第１混合分岐パイプ群～第Ｎ混合分岐パイプ群をさらに備え、第ｋ混合分岐パイプ群はＱ_k*Ｍ個の第ｋサブ混合分岐パイプを備え、Ｍ*（ｑ_k－１）＋１番目（ｑ_kが１以上且つＱ_k以下の整数である）の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｍ*ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプは、それぞれ第１混合メインパイプライン～第Ｍ混合メインパイプラインに対応して接続され、第ｋ排出分岐パイプ群は１番目の第ｋサブ排出分岐パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプを備え、第ｋ切替弁群は１番目の第ｋサブ切替弁～Ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁を備え、
ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁は、ｑ_k番目の第ｋサブ反応ガス源におけるガスを、Ｍ*（ｑ_k－１）＋１番目の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｍ*ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプのうちのいずれかの第ｋサブ混合分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適する、ことを特徴とする請求項５に記載の半導体成長装置。

【請求項7】

第１ガス源接続パイプ群～第Ｎガス源接続パイプ群では、第ｋガス源接続パイプ群は１番目の第ｋサブガス源接続パイプ～Ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプを備え、ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプはｑ_k番目の第ｋサブ反応ガス源に接続され、
ｑ_k番目の第ｋサブ切替弁は、ｑ_k番目の第ｋサブガス源接続パイプにおけるガスを、Ｍ*（ｑ_k－１）＋１番目の第ｋサブ混合分岐パイプ～Ｍ*ｑ_k番目の第ｋサブ混合分岐パイプのうちのいずれかの第ｋサブ混合分岐パイプ又はｑ_k番目の第ｋサブ排出分岐パイプへ輸送するよう切り替えることに適する、ことを特徴とする請求項６に記載の半導体成長装置。

【請求項8】

すべて前記成長メインパイプラインに接続される第１成長接続パイプ～第Ｍ成長接続パイプと、
すべて前記排出メインパイプラインに接続される第１排出接続パイプ～第Ｍ排出接続パイプと、をさらに備え、
第ｊ成長排出切替弁は、第ｊ混合メインパイプラインにおけるガスを第ｊ成長接続パイプ又は第ｊ排出接続パイプへ輸送するよう切り替えることに適する、ことを特徴とする請求項１～７に記載の半導体成長装置。

【請求項9】

有機金属化学気相成長装置を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体成長装置。

【請求項10】

請求項１～７、及び、請求項９のいずれか１項に記載の半導体成長装置を用いる半導体構造の製造方法であって、
第ｋ₁（ｋ₁が１以上Ｎ以下の整数である）切替弁群は、第ｊ₁混合メインパイプラインに第ｋ₁反応混合ガスを有するように、第ｋ₁反応ガス源群におけるガスを、第ｊ₁混合メインパイプラインへ輸送するよう制御するステップと、
第ｊ₁成長排出切替弁は、第ｊ₁混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップと、
第ｊ₁成長排出切替弁が第ｊ₁混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えた後、第１成長排出切替弁～第Ｍ成長排出切替弁はすべて、反応チャンバ内で成長中断処理を行うように、排出メインパイプラインに連通することに切り替えるステップと、
第ｋ₂（ｋ₂が１以上Ｎ以下の整数であり、且つｋ₂がｋ₁に等しくない）切替弁群は、第ｊ₂（ｊ₂がｊ₁に等しく又は等しくない）混合メインパイプラインに第ｋ₂反応混合ガスを有するように、第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第ｊ₂混合メインパイプラインへ輸送するよう制御ステップと、
成長中断処理を行った後、第ｊ₂成長排出切替弁は、第ｊ₂混合メインパイプラインにおける第ｋ₂反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップと、を含む、ことを特徴とする半導体構造の製造方法。

【請求項11】

Ｍが１に等しく、
第ｋ₁切替弁群が第ｋ₁反応ガス源群におけるガスを第ｊ₁混合メインパイプラインへ輸送するよう制御するステップは、
第ｋ₁切替弁群が第ｋ₁反応ガス源群におけるガスを第１混合メインパイプラインへ輸送するよう制御することを含み、
第ｊ₁成長排出切替弁が第ｊ₁混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップは、
第１成長排出切替弁が第１混合メインパイプラインにおける第ｋ₁反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることを含み、
成長中断処理中又は成長中断処理後、第ｋ₂切替弁群は、第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第ｊ₂混合メインパイプラインへ輸送するよう制御し、
第ｋ₂切替弁群は、第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第ｊ₂混合メインパイプラインへ輸送するよう制御するステップは、
第ｋ₂切替弁群が第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第１混合メインパイプラインへ輸送するよう制御することを含み、
第ｊ₂成長排出切替弁が第ｊ₂混合メインパイプラインにおける第ｋ₂反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップは、
第１成長排出切替弁が第１混合メインパイプラインにおける第ｋ₂反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えることを含む、ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項12】

Ｍが２以上であり、且つＭがＮに等しく、ｊ₂がｊ₁に等しくなく、ｋ₁がｊ₁に等しく、ｋ₂がｊ₂に等しい、ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項13】

Ｍが２以上であり、且つＭがＮより小さく、
第ｋ₁切替弁群が第ｋ₁反応ガス源群におけるガスを第ｊ₁混合メインパイプラインへ輸送するよう制御する前又は後に、第ｋ₃切替弁群は、第ｊ₃（ｊ₃がｊ₁に等しい）混合メインパイプラインに第ｋ₃反応混合ガスを有するように、第ｋ₃反応ガス源群におけるガスを第ｊ₃混合メインパイプラインへ輸送するよう制御し、第ｊ₃成長排出切替弁は、第ｊ₃混合メインパイプラインにおける第ｋ₃反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップ、又は、
第ｋ₂切替弁群が第ｋ₂反応ガス源群におけるガスを第ｊ₂混合メインパイプラインへ輸送するよう制御する前又は後に、第ｋ₃切替弁群は、第ｊ₃（ｊ₃がｊ₂に等しい）混合メインパイプラインに第ｋ₃反応混合ガスを有するように、第ｋ₃反応ガス源群におけるガスを第ｊ₃混合メインパイプラインへ輸送するよう制御し、第ｊ₃成長排出切替弁は、第ｊ₃混合メインパイプラインにおける第ｋ₃反応混合ガスを成長メインパイプラインへ輸送するよう切り替えるステップをさらに含み、
ｋ₃が１以上Ｎ以下の整数であり、ｋ₃がｋ₁に等しくなく、且つｋ₂に等しくない、ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体構造の製造方法。

【請求項14】

前記成長中断処理の継続時間は１ｓ～１０ｓである、ことを特徴とする請求項１０に記載の半導体構造の製造方法。

【国際調査報告】