CN102956446B - 金属氯化物气体发生装置、氢化物气相生长装置和氮化物半导体模板 - Google Patents

金属氯化物气体发生装置、氢化物气相生长装置和氮化物半导体模板 Download PDF

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Abstract

本发明提供抑制了不希望的杂质的混入的金属氯化物气体发生装置、氢化物气相生长装置、和氮化物半导体模板。作为金属氯化物气体发生装置的HVPE装置具有：筒状的反应炉，其在上游侧具有收容Ga（金属）的槽（收容部），在下游侧具有配置生长用的基板的生长部；透光性的气体导入管，其按照从具有气体导入口的上游侧端部起经由槽到达生长部的方式配置，从上游侧端部导入气体，供给至槽，并将气体与槽内的Ga反应而生成的金属氯化物气体供给至生长部；隔热板，其配置在反应炉内，对气体导入管的上游侧端部侧和生长部侧进行热阻断，气体导入管具有在上游侧端部与隔热板之间弯曲的构造。

Description

金属氯化物气体发生装置、氢化物气相生长装置和氮化物半导体模板
技术领域
本发明涉及金属氯化物气体发生装置、氢化物气相生长装置、和氮化物半导体模板（template）。
背景技术
氮化镓（GaN）、氮化铝镓（AlGaN）、氮化铟镓（InGaN）等氮化物镓化合物半导体作为能够发出从红色至紫外的光的发光元件用材料而引起关注。这些氮化物镓化合物半导体的结晶生长法之一包括以金属氯化物气体和氨为原料的氢化物气相生长法（HVPE：Hydride Vapor Phase Epitaxy）。
作为HVPE法的特征，可以列举出与其它生长法（有机金属气相生长法（MOVPE：Meta1-Organic Vapor Phase Epitaxy）、分子束外延法（MBE：Molecular Beam Epitaxy法）中典型的数μm/hr的生长速度相比能够获得非常大的10μm/hr以上至100μm/hr以上的生长速度这一点。因此，可很好地用于GaN自支撑基板（参照专利文献1）、AlN自支撑基板的制造中。这里，“自支撑基板”是指具有能够保持自身的形状、在处理中不会产生不良的程度的强度的基板。
此外，由氮化物半导体形成的发光二极管（LED：Light Emitting Diode）通常形成在蓝宝石基板上，但在其结晶生长时，在基板的表面形成缓冲层后，在其上生长含有n型层的厚度为10～15μm左右的GaN层，并在其上按照InGaN/GaN多量子阱的发光层（总计数百nm厚）、p层（200～500nm厚）的顺序进行生长。发光层的下侧的GaN层厚是为了改善蓝宝石基板上的GaN的结晶性等。然后，进行电极形成等，最终形成如后述图7那样的元件构造。利用MOVPE法生长时，典型情况下结晶生长工序需要6小时左右的时间，但其中的一半左右是用于生长被称为模板部分的、发光层下侧的氮化物半导体层例如GaN层所需要的时间。
由以上说明可知，在模板部分的生长中若使用生长速度非常快的HVPE法，则能够大幅缩短生长时间，能够急剧降低LED用晶片的制造成本。但是，当使用能够降低制造成本的HVPE法来使模板部分生长时，不希望的杂质的混入较多，现状是难以制作优质的模板。
用于制造氮化物半导体的HVPE装置通常使用Ga、NH3气体、HCl气体作为主原料。此外，能够有效进行膜的生成的必要生长温度是1000℃以上的高温。因此，作为气体导入管、反应炉的材料，使用对高温下反应性高的NH3气体、HCl气体具有化学耐受性和耐热性的例如石英。具体而言，HVPE装置具有如后述图8所示那样的构造，具有分成上游侧的原料部和下游侧的生长部的圆筒状的石英制反应炉，用不锈钢（SUS）制的上游侧凸缘（flange）堵塞反应炉上游侧的开放端，用SUS制的下游侧凸缘堵塞反应炉的下游侧的开放端，贯通上游侧凸缘地从原料部向着生长部设置石英制的气体导入管。由于不能将石英制的气体导入管直接安装在上游侧凸缘上，因此在气体导入管的上游侧的端部的外侧连接SUS制配管，并将该配管安装在上游侧凸缘上（例如参照专利文献2。）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3886341号公报
专利文献2：日本特开2002－305155号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，上述构成的HVPE装置中，来自温度最高的生长部的幅射热会传导至SUS制配管而使配管部分为高温。当配管为高温时，配管内流动的气体容易与配管的构成材料反应，配管部分的构成材料因该气体而被剥落（被腐蚀），该被剥落的配管部分的构成材料有时会作为不希望的杂质而混入氮化物半导体模板中。这些情况在来自腐蚀性气体NH3、HCl流动的配管部分的杂质混入时尤其显著。根据说明书和权利要求，“氮化物半导体模板”或简称的“模板”是指包含基板和位于发光层下侧的氮化物半导体层例如GaN层的部件，可以进一步包含缓冲层等。
因此，本发明的目的在于提供抑制了不希望的杂质混入氮化物半导体模板的金属氯化物气体发生装置、氢化物气相生长装置、和氮化物半导体模板。
解决问题的方法
本发明人等为了完成上述课题进行了深入研究，结果发现，在使用可在1000℃以上使用的金属氯化物气体发生装置而制作的氮化物半导体模板中不希望混入的杂质是由于气体导入ロ的SUS配管为高温而使配管的构成材料被配管内流动的气体腐蚀，从而作为杂质而混入的。
通过抑制来自加热器部的辐射热，可以一定程度地抑制气体导入口的SUS配管部分的温度上升。但是，已知上述方法存在极限。发现其原因在于，上述气体导入管的材料、具体地为石英是具有透光性的材料，从而气体导入管成为光波导，前述气体导入ロ的SUS配管部分变成高温，由于其影响而存在不希望的杂质的混入。（“光波导现象”是指气体导入管成为光波导而导波辐射热的现象）
因此，为了抑制气体导入口的SUS配管部分的温度上升，首先在温度最高的生长部和气体导入口之间设置隔热板，抑制辐射热所致的温度上升。进而发现，通过在隔热板与上游侧端部之间使气体导入管弯曲而改变气体导入口的位置，并抑制气体导入口的SUS配管部分变为高温，可抑制杂质的混入。在气体导入管的下游侧产生的辐射热（具体而言，来自金属氯化物气体发生装置的生长部侧的辐射热）通过隔热板、气体导入管的弯曲构造而被抑制，热量不易传递至上游侧端部，从而抑制上游侧端部的温度上升。抑制上游侧端部的配管构成材料作为杂质而混入从气体导入管导入的气体中。
本发明为了实现上述目的，提供一种金属氯化物气体发生装置，所述装置具有：筒状的反应炉，其在上游侧具有收容金属的收容部，在下游侧具有配置生长用的基板的生长部；透光性的气体导入管，其按照从具有气体导入口的上游侧端部起经由前述收容部到达前述生长部的方式配置，从前述上游侧端部导入气体，供给至前述收容部，并将前述气体与前述收容部内的前述金属反应而生成的金属氯化物气体供给至前述生长部；隔热板，其配置在前述反应炉内，对前述气体导入管的前述上游侧端部侧和前述生长部侧进行热阻断，前述气体导入管具有在前述上游侧端部与前述隔热板之间弯曲的构造。
此外，本发明提供一种具备上述金属氯化物气体发生装置的氢化物气相生长装置。
此外，本发明提供一种氮化物半导体模板，其为具有基板和含氯的氮化物半导体层的氮化物半导体模板，前述含氯的氮化物半导体层中铁浓度小于1×1017cm-3。
发明效果
根据本发明，能够抑制不希望的杂质混入氮化物半导体模板。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的HVPE装置的概略构成的例子的图。
图2是本发明的第2实施方式的氮化物半导体模板的剖视图。
图3是表示Fe的SIMS分析结果的图。
图4是表示Cr的SIMS分析结果的图。
图5是表示Ni的SIMS分析结果的图。
图6是本发明的实施例的半导体发光元件用外延晶片的剖视图。
图7是本发明的实施例的半导体发光元件的剖视图。
图8是示意性地表示比较例1的HVPE装置的图。
图9表示本发明的变形例4的肖特基势垒二极管的剖视图。
符号说明
1，100：HVPE装置、10：氮化物半导体模板、2：反应炉、2a：排气管、3a：原料部、3b：生长部、4a：原料部加热器、4b：生长部加热器、5：承载盘、5b：旋转轴、6：气体供给管路、7：槽、7a：Ga熔液、8A：上游侧凸缘、8B：下游侧凸缘、9：隔热板、9A：第1隔热板、9B：第2隔热板、11：蓝宝石基板、12：AlN缓冲层、13：非掺杂GaN层、14：Si掺杂GaN层、20：半导体发光元件用外延晶片、21：n型GaN层、22：InGaN/GaN多量子阱层、23：p型AlGaN层、24：p型GaN接触层、30：半导体发光元件、31：Ti/Al电极、32：Ni/Au半透明电极、33：电极衬垫、40：肖特基势垒二极管、41：蓝宝石基板、43：n型GaN层、45：欧姆电极、46：肖特基电极、60：气体导入管、60a：气体出口、61：V族管路、62：III族管路、63掺杂管路、64：上游侧端部、64a：气体导入口
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。予以说明的是，对于各图中实质上具有相同功能的构成要素，带有相同的符号，省略其重复说明。
［实施方式概要］
本实施方式的金属氯化物气体发生装置具有：筒状的反应炉，其在上游侧具有收容金属的收容部，在下游侧具有配置生长用的基板的生长部；透光性的气体导入管，其按照从具有气体导入口的上游侧端部起经由前述收容部到达前述生长部的方式配置，从前述上游侧端部导入气体，供给至前述收容部，并将前述气体与前述收容部内的前述金属反应而生成的金属氯化物气体供给至前述生长部；隔热板，其配置在前述反应炉内，对上游侧端部和生长部进行热阻断。特别地，隔热板在前述气体导入管的上游侧端部侧与前述气体导入管的生长部侧之间进行热阻断。前述气体导入管具有在前述上游侧端部与前述隔热板之间弯曲的构造。
上述气体导入管可以从气体导入口导入氯化物气体。此外，上述隔热板可以由碳或石英形成。上述上游侧端部可以由金属形成。
来自生长部的辐射热被隔热板阻挡，抑制气体导入管的上游侧端部的温度上升。气体导入管具有在上游侧端部与隔热板之间弯曲的构造，从而来自生长部的辐射热难以传导至上游侧端部，进一步抑制上游侧端部的温度上升。
此外，本实施方式的氢化物气相生长装置（以下称为“HVPE装置”。）具备上述金属氯化物气体发生装置。上述金属氯化物气体发生装置所具有的前述气体导入管可以由石英形成。
此外，本实施方式的氮化物半导体模板为具有基板和含氯的氮化物半导体层的氮化物半导体模板，前述含氯的氮化物半导体层中铁浓度小于1×1017cm-3。氮化物半导体模板是在异种基板上形成了由不同于异种基板的材料且彼此种类相同的材料形成的多个氮化物半导体层而得的模板。
上述氮化物半导体模板优选X射线衍射（XRD：X－ray diffraction)的（0004）面的半值宽度（FWHM：full width at half maximum）为200秒以上300秒以下。上述氮化物半导体模板可以具备以Si浓度为5×1018～5×1019cm-3的范围掺杂有Si的Si掺杂GaN层。
［第1实施方式］
图1是表示本发明的第1实施方式的HVPE装置的概略构成的例子的图。该HVPE装置1被分为上游侧的原料部3a和下游侧的生长部3b，分别通过各自的原料部加热器4a、生长部加热器4b而分别被加热至约850℃、1100℃。
此外，HVPE装置1具有圆筒状的反应炉2，反应炉2的上游侧的开放端被SUS制的上游侧凸缘8A堵塞，反应炉2的下游侧的开放端被SUS制的下游侧凸缘8B堵塞。并且，贯通上游侧凸缘8A地从原料部3a向着生长部3b设置V族管路61、III族（Al和Ga）管路62、掺杂管路63的4系统的气体供给管路6。
V族管路61、III族管路62和掺杂管路63由同样的气体导入管60构成。气体导入管60按照从具有气体导入口64a的上游侧端部64起到达生长部3b的方式配置。其中，III族管路62按照经由后述的作为收容部的槽7而到达生长部3b的方式配置。上游侧端部64由SUS等金属形成。气体导入管60由例如具有透光性的高纯度的石英形成。由于不能将石英制的气体导入管60直接安装在上游侧凸缘8A上，因此将在气体导入管60的上游侧的端部的外侧连接有SUS制配管的上游侧端部64安装在上游侧凸缘8A上。
作为氮原料的氨（NH3)与作为载气的氢、氮或它们的混合气体一起由V族管路61供给。
氯化氢（HCl)与作为载气的氢、氮或它们的混合气体一起作为氯化物气体由III族管路62供给。在III族管路62的中途，设置有作为收容金属镓（Ga）熔液7a的收容部的槽7，在这里，HCl气体与金属Ga反应而生成作为金属氯化物气体的GaCl气体，GaCl气体被送至生长部3b。
在不进行掺杂的情况下等，在例如非掺杂GaN层13（un-GaN层）生长时，氢/氮的混合气体由掺杂管路63被导入，在Si掺杂GaN层14生长时，作为Si原料的二氯硅烷（氢稀释，100ppm）和HCl气体及氢、氮由掺杂管路63被导入。此外，生长后除去附着于HVPE装置1内的GaN系附着物的烘焙时，氯化氢气体和氢、氮由掺杂管路63被导入。
在生长部3b设置以3～100r/min左右的转数旋转的承载盘（tray）5，在其气体供给管路6的与气体出口60a对置的面（设置面)5a上设置蓝宝石基板11。在蓝宝石基板11以后流动的原料气体经由排气管2a从最下游部排出。本实施方式和实施例中的生长均在常压的1.013×105Pa（1个大气压）下实施。
槽7和承载盘5的旋转轴5b为高纯度石英制，承载盘5为覆SiC的碳制。
此外，该HVPE装置1中，为了抑制气体供给管路6在反应炉2的入口附近的温度上升、即为了对上游侧端部64和生长部3b进行热阻断，在反应炉2内温度最高的生长部3b与原料部3a之间配置有第1隔热板9A，在上游侧凸缘8A与第1隔热板9A之间配置有第2隔热板9B。通过在生长部3b与气体供给管路6的气体导入口64a之间配置第1和第2隔热板9A、9B，能够通过隔热板9A、9B来阻隔来自生长部3b的辐射热，抑制气体供给管路6的气体导入口64a（上游侧端部64）附近的温度上升。
此外，气体供给管路6按照下述方式在途中弯曲（弯折），所述方式为：通过第1和第2隔热板9A、9B的位置设在反应炉2的径向的大致中心附近、但通过上游侧凸缘8A的位置则从反应炉2的径向的中心偏离。
即，气体供给管路6维持原样，在气体导入口64a与高温生长区域的生长部3b之间配置有第1和第2隔热板9A、9B。气体供给管路6在生长部3b至第2隔热板9B为止具有直管部，从第2隔热板9B至上游凸缘8A之间具有弯曲部。
第1和第2隔热板9A、9B例如由碳或石英形成，但优选气体导入口64a侧（9B）为石英制，生长部3b侧（9A）为碳制。此外，隔热板9A、9B数量越多越具有隔热效果，但如果过多则隔热效果变弱。因此隔热板9的数量优选为2～5块左右。
气体导入管60的偏芯量（直管部的中心与弯曲部的中心之间的距离）越大越有效。本实施方式中，气体导入管60偏芯（弯曲）例如10～20mm左右。优选使其以气体导入管60的直径以上的长度偏芯。例如，若气体导入管60的直径为10mm，则优选最低以偏芯量10mm进行偏芯，若气体导入管60的直径为20mm，则优选最低以偏芯量20mm进行偏芯。
（第1实施方式的效果）
根据本实施方式，可以抑制气体导入管60的气体导入口64a（上游侧端部64）附近的温度上升，因此能够防止杂质由SUS制的上游侧端部64进入气体导入管60内。
［第2实施方式］
图2是本发明的第2实施方式的氮化物半导体模板的剖视图。
该氮化物半导体模板10是使用图1所示的HVPE装置1制作的，具有蓝宝石基板11，在该蓝宝石基板11上形成AlN缓冲层12，在AlN缓冲层12上形成作为第1层的非掺杂GaN层13，在非掺杂GaN层13上形成作为第2层的Si掺杂GaN层14。非掺杂GaN层13和Si掺杂GaN层14是氮化物半导体模板的一个例子。
氮化物半导体模板10仅为非掺杂GaN层时结晶性变得良好。但是，氮化物半导体模板10由于是电流流动的部分，因此当然必需添加Si等n型杂质。因此，氮化物半导体模板10的Si浓度优选为5×1018～5×1019cm-3。本实施方式中，将Si浓度设为1×1019cm-3。即，本实施方式并不是降低Si浓度而提高了结晶性，即使添加19次方的Si浓度，也抑制不希望的杂质的混入，使X射线衍射（XRD）的（0004）面的半值宽度（FWHM）变窄，从而获得结晶性良好的氮化物半导体模板。
（第2实施方式的效果）
根据本实施方式，通过开发能够抑制不希望的杂质的混入的上述金属氯化物气体发生装置，能够提供可适合用于高效率的半导体发光元件的氮化物半导体模板。此外，通过用HVPE法来形成氮化物半导体，实现了显著缩短生长时间。因此能够提供低成本且高性能的发光元件用模板。即该氮化物半导体模板是对高亮度的半导体发光元件有用的模板。
接下来，通过以下实施例更详细地说明本发明，但本发明不受这些实施例限定。
实施例1
首先说明本发明的实施例1。实施例1中，使用如图1所示的构成的HVPE装置1来制作图2所示的氮化物半导体模板。实施例1中，就隔热板而言，在气体导入口64a侧配置第1块石英制的第2隔热板9B，在生长部3b侧配置第2块碳制的第1隔热板9A。
蓝宝石基板11使用的是厚度为900μm、直径为100mm（4英寸）的基板。首先在蓝宝石基板11上将约20nm的A1N缓冲层12成膜，在A1N缓冲层12上生长约6μm的非掺杂GaN层13，在非掺杂GaN层13上生长约2μm的Si掺杂GaN层14。
HVPE生长如下实施。在将蓝宝石基板11设置在HVPE装置1的承载盘5上后，流入纯氮，赶出反应炉2内的大气。然后，在氢3slm和氮7s1m的混合气体中，将基板温度设为1100℃，保持10分钟。然后，从III族管路62流入三甲基铝（TMA）和作为载气的氢、氮，从V族管路61流入NH3、氢，生长AlN缓冲层12。进而，以60μm/hr的生长速度生长非掺杂GaN层13。作为此时流入的气体，由III族管路62流入50sccm的HCl、2slm的氢、1slm的氮，从V族管路61流入2slm的NH3和lslm的氢。生长时间为6min时间。
第1层的非掺杂GaN层13生长后，基本的生长条件与第1层相同地，由掺杂管路63在2分钟内导入Si原料二氯硅烷，生长第2层的Si掺杂GaN层14。然后，边流入2slm的NH3和8slm的氮，边将基板温度冷却至室温附近。然后进行数十分钟的氮吹洗（purge），使反应炉2内为氮气氛，然后取出氮化物半导体模板10。
对上述这样制作的实施例1的氮化物半导体模板10进行X射线衍射（XRD）的（0004）面的半值宽度（FWHM）得到了237.8秒。此外为了分析杂质，进行了SIMS分析。进行了SIMS分析的元素设为被认为是SUS部件起因的杂质的Fe、Cr、Ni这三种。
图3示出Fe的SIMS分析结果。为了与以往进行比较，图3中也示出比较例1的结果。实施例1的非掺杂GaN层（un-GaN）13和Si掺杂GaN层（Si－GaN）14的Fe浓度为约2×1015，与后述的比较例1的2.5～8.0×1017相比，确认降低了约2个数量级。
图4表示Cr的SIMS分析结果。为了与以往进行比较，图4中也示出比较例1的结果。实施例1的非掺杂GaN层（un－GaN)13和Si掺杂GaN层（Si－GaN）14的Cr浓度为1×1014左右（2×1014为检测下限），与比较例1的0.2～2×1015相比，确认降低了约1个数量级程度。
图5表示Ni的SIMS分析结果。为了与以往进行比较，图5中也示出比较例1的结果。比较例1中为通过SIMS分析能够检测的浓度，但实施例1的非掺杂GaN层（un－GaN）13和Si掺杂GaN层（Si－GaN）14的Ni浓度为SIMS分析的检测下限（4.0×1015cm-3）。
实施例2
对本发明的实施例2进行说明。实施例2中使用如图1所示那样的构成的HVPE装置1来制作图2所示的氮化物发光元件用模板。实施例2中，除了将生长非掺杂GaN层13和Si掺杂GaN层14时的III族管路气体流量设为HC150sccm、氢2.5slm、氮0.5slm以外，在与实施例1同样的生长条件下制作氮化物半导体模板10。对该氮化物半导体模板10利用X射线衍射（XRD）获得的（0004）面的半值宽度（FWHM）为203.8秒。就非掺杂GaN层13、Si掺杂GaN层14的杂质浓度而言，Fe浓度为7.0×1014～9.0×1015cm-3左右，Cr浓度为6.0×1013～8.0×1014cm-3左右，对于Ni浓度，也与实施例1同样地，与比较例1相比被抑制为低浓度，可知（0004）面的半值宽度变窄。
由上述可知X射线衍射（XRD）的（0004）面的半值宽度（FWHM）变低，结晶性变好，确认了其原因在于成功地抑制了杂质混入。此外确认了，利用HVPE装置1生长的非掺杂GaN层13和Si掺杂GaN层14中含有Cl。
由该结果可以确认，氮化物半导体模板10由于杂质减少而变得优质。为了进一步确认本结果的效果，在实施例1、2中制作的氮化物半导体模板10上通过MOVPE法进行发光元件用的外延生长，制作到半导体发光元件（参照图7）为止，进行效果的确认。
（半导体发光元件的制造方怯）
下面参照附图说明半导体发光元件的制作方法。
图6为本发明的实施例的半导体发光元件用外延晶片的剖视图，图7为本发明的实施例的半导体发光元件的剖视图。
具体而言，在图2所示的氮化物半导体模板10上生长n型GaN层21，在n型GaN层21上生长6对InGaN/GaN多量子阱层22，在InGaN/GaN多量子阱层22上生长p型AlGaN层23和p型GaN接触层24，生长上述层叠结构后，将反应炉2的温度降至室温附近，由MOVPE装置取出图6所示的半导体发光元件用外延晶片20。
然后，利用RIE（Reactive Ion Etching，反应性离子蚀刻)部分除去获得的半导体发光元件用外延晶片20的表面，使氮化物半导体模板10的n型GaN层的一部分露出，形成Ti/Al电极31。进而在p型GaN接触层24上形成Ni/Au半透明电极32和电极衬垫33，制作图7所示的半导体发光元件30。
以通电电流20mA评价半导体发光元件30的发光特性时，发光峰值波长为约450nm，实现了顺向电压3.25V、发光输出功率15mW。此外，对于半导体发光元件30的可靠性试验，在室温、通电50mA的条件下实施1000hr的通电试验。其结果是相对输出功率为98％，也确认了具有足够良好的可靠性特性。其中，相对输出功率＝（通电168小时后的发光输出功率/初期发光输出功率)×100。
（比较例1)
图8示出比较例1的HVPE装置100。作为比较例1，使用了如图8所示那样的构成的HVPE装置100。
比较例1的HVPE装置100和图1所示的HVPE装置1的不同之处在于，气体供给管路6呈直线状，未设置隔热板9A、9B，其它与图1所示的HVPE装置1同样地构成。
比较例1中制作的氮化物半导体模板的构造与实施例所示的图1相同，生长条件等也相同。此外，比较例1中制作的半导体发光元件用外延晶片20（参照图6）和半导体发光元件30（参照图7）的构造及制作、生长条件也与实施例1相同。即，除了HVPE装置的构成以外均与实施例相同。
对上述这样制作的氮化物半导体模板10进行X射线衍射（XRD）所获得的（0004）面的半值宽度（FWHM）为450.1秒。即可知，实施例1与比较例1相比约减小一半。关于杂质浓度，由于已在实施例1中示出，故省略（参照图3～图5）。
以通电电流20mA评价半导体发光元件30的发光特性时，发光峰值波长为约452nm，顺向电压为3.21V，发光输出功率为10mW。即，由于Fe、Cr、Ni等杂质的混入，结晶缺陷变多，其结果是半值宽度也宽。因此可知，内部量子效率变差，发光输出功率降低。换言之，根据实施例1可知，通过抑制杂质的混入，内部量子效率提高，发光输出功率提高。
此外，关于比较例1，对于半导体发光元件30的可靠性试验，也在室温、通电50mA的条件下实施1000hr的通电试验。其结果，确认了相对输出功率为83％，可靠性不太好。由于结晶性差，可靠性不好是理所当然的结果。其中，相对输出功率＝（通电168小时后的发光输出功率/初期发光输出功率)×100。
（比较例2）
作为比较例2，使用了如图8所示那样的构成的HVPE装置100。比较例2中制作的氮化物半导体模板10的构造、以及比较例2中制作的半导体发光元件用外延晶片20（参照图6）和半导体发光元件30（参照图7）的构造和制作、生长条件也与实施例1相同。
但是，为了防止不希望的杂质的混入，将生长温度设为900℃。即，除了将生长部的温度设为900℃以外，均与比较例1相同。
对上述这样制作的氮化物半导体模板10进行X射线衍射（XRD）的（0004）面的半值宽度（FWHM）为432.5秒。杂质浓度未图示，但为比实施例1多一些的程度。即通过降低生长温度，虽然可以降低不希望的杂质，但（0004）面的半值宽度（FWHM）变宽。
以通电电流20mA评价半导体发光元件30的发光特性时，发光峰值波长为约451nm，顺向电压为3.22V，发光输出功率为10mW。即，在降低生长温度而抑制Fe、Cr、Ni等不希望的杂质的混入时，结晶缺陷变多，结果是半值宽度变宽。因此可知，内部量子效率变差，发光输出功率降低。
此外，关于比较例2，对于半导体发光元件30的可靠性试验，也在室温、通电50mA的条件下实施1000hr的通电试验。其结果是，确认了相对输出功率为84％，可靠性不太好。由于结晶性差，可靠性不好是理所当然的结果。其中，相对输出功率＝（通电168小时后的发光输出功率/初期发光输出功率)×100。
（变形例1）
本实施方式使用了平坦的蓝宝石基板，但即使使用在蓝宝石基板上形成了凹凸的所谓PSS基板（Patterned Sapphire Substrate），也可获得同样的效果。
（变形例2）
本发明中，作为生长速度，为60μm/hr，但即使生长速度提高至300μm/hr左右也能够适用。
（变形例3）
本发明涉及的是设置在基板上的GaN系膜，因此即使缓冲层不是AlN也能够获得本发明所谋求的效果。
（变形例4）
图9是表示本发明的变形例4的肖特基势垒二极管的剖视图。肖特基势垒二极管40具有蓝宝石基板41，在该蓝宝石基板41上生长3.5～8μm的n型GaN层43，在n型GaN层43上形成了欧姆电极45和肖特基电极46。
n型GaN层43例如为掺杂了Si的层，载体浓度为4×1017cm-3。
欧姆电极45形成为在n型GaN层43上依次形成了例如厚度为20nm的Ti层、厚度为200nm的Al层的由Ti/Al构成的2层构造。
肖特基电极46形成为在n型GaN层43上依次形成了例如厚度为50nm的Ni层、厚度为500nm的Au层的由Ni/Au构成的2层构造。
此外，本发明不受上述实施方式、上述实施例、上述变形例限定，可以在不脱离发明的要旨的范围内进行各种变形实施。例如，上述实施方式和上述实施例中对将金属氯化物气体发生装置适用于HVPE法的情况进行了说明，但也可适用于其它生长方法。

Claims (7)

1.一种金属氯化物气体发生装置，其具有：筒状的反应炉，其在上游侧具有收容金属的收容部，在下游侧具有配置生长用的基板的生长部；透光性的气体导入管，其按照从具有气体导入口的上游侧端部起经由所述收容部到达所述生长部的方式配置，从所述上游侧端部导入气体，供给至所述收容部，并将所述气体与所述收容部内的所述金属反应而生成的金属氯化物气体供给至所述生长部；隔热板，其配置在所述反应炉内，对所述气体导入管的所述上游侧端部侧和所述生长部侧进行热阻断，
所述气体导入管具有在所述上游侧端部与所述隔热板之间弯曲的构造。
2.根据权利要求1所述的金属氯化物气体发生装置，其中，所述气体导入管由所述气体导入口导入氯化物气体。
3.根据权利要求1所述的金属氯化物气体发生装置，其中，所述隔热板由碳或石英形成。
4.根据权利要求2所述的金属氯化物气体发生装置，其中，所述隔热板由碳或石英形成。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的金属氯化物气体发生装置，其中，所述上游侧端部由金属形成。
6.一种氢化物气相生长装置，其具备权利要求1～5中任一项所述的金属氯化物气体发生装置。
7.根据权利要求6所述的氢化物气相生长装置，其中，所述金属氯化物气体发生装置所具有的所述气体导入管由石英形成。
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