CN112714804B - 气相生长装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种涉及化合物半导体的气相生长装置的技术。气相生长装置具有反应容器。气相生长装置具有配置在反应容器内的晶片保持器。气相生长装置具有将第一原料气体供给到反应容器内的第一原料气体供给管。气相生长装置具有将与第一原料气体反应的第二原料气体供给到反应容器内的第二原料气体供给管。气相生长装置具有在供给路径上配置有固体部的特定气体供给管。气相生长装置具有将固体部加热到规定温度以上的第一加热部。固体部具有母体区域和连续地配置在母体区域内的第一区域。母体区域是在规定温度不分解的区域。第一区域是在规定温度分解并且含有Mg的区域。

Description

气相生长装置
技术领域
本申请要求2018年12月26日提交的、基于第2018-243434号日本专利申请的优先权。该申请的全部内容通过参照而被引用于本说明书中。本说明书公开了一种关于化合物半导体的气相生长装置的技术。
背景技术
已知有HVPE(Halide Vapor Phase Epitaxy，氢化物气相外延)法、以Ga蒸气为原料的气相生长法等不使用有机金属的化合物半导体的气相生长法。在这些气相生长法中，碳不会混入到生长的晶体中。另外，在日本特开2002-316892号公报中公开了相关的技术。
发明内容
发明要解决的问题
在HVPE法等不使用有机金属的气相生长法中，进行作为p型受主中最为有用的Mg的掺杂是困难的。这是因为，在使用Cp2Mg等有机金属的情况下，会在反应前分解，在使用金属Mg进行掺杂的情况下，Mg会过度蒸发等，难以将供给量控制为恒定。
用于解决问题的方案
本说明书公开了一种气相生长装置。该气相生长装置具有反应容器。气相生长装置具有配置在反应容器内的晶片保持器。气相生长装置具有将第一原料气体供给到反应容器内的第一原料气体供给管。气相生长装置具有将与第一原料气体反应的第二原料气体供给到反应容器内的第二原料气体供给管。气相生长装置具有在供给路径上配置有固体部的特定气体供给管。气相生长装置具有将固体部加热到规定温度以上的第一加热部。固体部具有母体区域和连续地配置在母体区域内的第一区域。母体区域是在规定温度不分解的区域。第一区域是在规定温度分解并且含有Mg的区域。
在本说明书的气相生长装置中，固体部由第一加热部加热到规定温度以上。固体部内的第一区域分解，含有Mg的气体被供给到反应容器内。另外，第一区域被连续地配置在母体区域内。因此，在第一区域分解之后形成连续空隙。将该连续空隙作为供给路径，能够从固体部的更靠内部的第一区域供给Mg。由此，能够从固体部供给一定的Mg。与使用Mg金属的情况相比，可以将Mg的供给量控制为一定。
第一区域还可以含有Mg以外的第二族金属。
第一区域还可以包括氧化铝、氧化硼、氧化硅、氧化钇、氮化铝、氮化硅和氮化硼中的至少一种。
特定气体供给管可以与第一原料气体供给管或第二原料气体供给管中的至少一者是共用的。
固体部也可以配置在向晶片保持器附近供给第一原料气体的第一气体供给口的附近，或在向晶片保持器附近供给第二原料气体的第二气体供给口的附近的至少一者。
也可以还具有配置有多个第一气体供给口以及多个第二气体供给口的喷淋头。喷淋头的至少一部分也可以由固体部形成。
固体部也可以配置在第一原料气体供给管道的路径上或第二原料气体供给管道的路径上的至少一者。
固体部也可以是陶瓷的烧结体或高熔点金属。母体区域也可以是无机化合物。第一区域也可以是通过对粘合剂进行烧制的方式得到的物质，该粘合剂为了在烧结前使无机化合物成型而被混合于无机化合物。
第一原料气体也可以是含有Ga的气体。第二原料气体也可以是含有NH3的气体。
也可以将N2、Ar、He、Xe、Kr等的非活性气体或H2等的气体作为载气供给到第一原料气体供给管或第二原料气体供给管中的至少一者。
附图说明
图1是从侧面观察实施例1所涉及的气相生长装置的概略剖视图。
图2是从铅直上方观察沿II-II线的剖视图的图。
图3是使用前的喷淋头的表面附近的剖面的局部放大STEM照片。
图4是将喷淋头的表面附近的剖面的局部放大STEM照片的一部分图示化的图。
图5是表示Mg的EDX分析结果的图。
图6是表示Ca的EDX分析结果的图。
图7是表示GaN晶体中含有的Mg量的SIMS测量结果的图。
图8是使用前的喷淋头的表面附近的剖面示意图。
图9是使用后的喷淋头的表面附近的剖面示意图。
图10是使用后的喷淋头的表面的局部放大STEM照片。
图11是图10的局部放大STEM照片。
图12是表示Mg的EDX分析结果的图。
图13是表示Ca的EDX分析结果的图。
图14是从侧面观察实施例2所涉及的气相生长装置的概略剖视图。
图15是从侧面观察实施例3所涉及的气相生长装置的概略剖视图。
图16是从侧面观察实施例4所涉及的气相生长装置的概略剖视图。
图17是从侧面观察实施例5所涉及的气相生长装置的概略剖视图。
图18是表示GaN晶体中含有的Mg量的SIMS测量结果的图。
具体实施方式
实施例1
<气相生长装置的结构>
图1表示从侧面观察本说明书的技术所涉及的气相生长装置1的概略剖视图。气相生长装置1是用于实施HVPE(Halide Vapor Phase Epitaxy，氢化物气相外延)法的装置结构的一例。气相生长装置1具有反应容器10。反应容器10为圆筒形状。反应容器10也可以由石英构成。在反应容器10的内部配置有原料气体供给部20及晶片保持器11。
对原料气体供给部20的结构进行说明。原料气体供给部20是圆筒形状的构件。原料气体供给部20具有圆筒形的罩24。在罩24的上端部配置有圆盘状的喷淋头50。在原料气体供给部20的下部配置有HCl气体供给管25的入口和第二原料气体供给管22的入口。在HCl气体供给管25的入口配置有第一阀61。第一阀61控制含有HCl的气体的供给。HCl气体供给管25的出口连接于第一原料气体生成部41。第一原料气体生成部41在内部容纳有金属镓。第一原料气体生成部41是生成含有GaCl的第一原料气体G1的部位。第一原料气体供给管21是供给第一原料气体G1的管。第一原料气体供给管21的入口与第一原料气体生成部41连接。第一原料气体供给管21的出口与喷淋头50连接。在第二原料气体供给管22的入口配置有第二阀62。第二阀62控制含有第二原料气体G2的气体的供给。第二原料气体G2是含有NH3的气体。第二原料气体供给管22的出口与喷淋头50连接。另外，第一原料气体供给管21和第二原料气体供给管22可以使用N2、Ar、He、Xe、Kr等的非活性气体或H2的气体作为载气。
第一原料气体供给管21和第二原料气体供给管22配置成在铅直方向(即，图1的z轴方向)上延伸。在第一原料气体供给管21和第二原料气体供给管22的路径上配置有隔板42。隔板42是在罩24内沿水平方向延伸的石英板。罩24内的空间被隔板42上下隔离。隔板42作为隔热材料发挥功能。
喷淋头50是用于将第一原料气体G1和第二原料气体G2排出到晶片13的表面附近的部位。从喷淋头50排出的第一原料气体G1和第二原料气体G2在反应容器10内沿箭头Y1方向向铅直上方流动。使用图2说明喷淋头50的构造。图2是从铅直上方观察图1的沿II-II线的剖视图的图。在喷淋头50的表面配置有排出第一原料气体G1的多个第一气体供给口51和排出第二原料气体G2的多个第二气体供给口52。通过从多个气体供给口排出第一原料气体G1和第二原料气体G2，能够使向晶片13表面的气体供给量在晶片面内均匀化。
在原料气体供给部20的周围构成有对反应容器10内的气体进行排气的气体排气管23。使用图2进行说明。在圆筒形的反应容器10的内侧还配置有圆筒形的原料气体供给部20。由此，在反应容器10的内壁与原料气体供给部20的罩24的外壁之间形成环状的间隙。该环状的间隙作为气体排气管23发挥功能。因此，如图1的箭头Y2所示，能够将在晶片13的表面GaN晶体生长所使用的第一原料气体G1和第二原料气体G2排出到喷淋头50的侧面方向以及晶片13的下方。在反应容器10的下端配置有气体排气管23的出口23b。从气体排气管23的入口23a吸入的气体被从出口23b向排气线路排出。
晶片保持器11配置在反应容器10内。晶片保持器11在下表面具有晶片保持部12。晶片保持部12以晶片13表面为大致铅直向下的方式保持晶片13。另外，“大致铅直向下”不限于晶片的法线与铅直向下方向一致的方式。其概念包括晶片的法线相对于铅直下方向至45度的倾斜。
在晶片保持器11的上部连接有旋转轴14的下端。旋转轴14的上端部从反应容器10的外部突出。旋转轴14的上端部与驱动机构15连接。由此，使晶片保持器11能够旋转，并且能在反应容器10内上下移动。
在反应容器10的上部具有特定气体供给管16。向特定气体供给管16的入口供给特定气体G3。特定气体G3如图1的箭头Y3所示，从晶片保持器11的上方向铅直下方流动，并被吸入至气体排气管23的入口23a。由此，能够利用特定气体G3生成下降流。特定气体G3是不含氧的气体，是不与第一原料气体G1和第二原料气体G2反应的气体。作为具体例，特定气体G3是含有氢、氮、氦、氖、氩、氪中的至少一种的气体。
在反应容器10的外侧配置有上部加热器31和下部加热器32。在配置有上部加热器31的区域H1和配置有下部加热器32的区域H2的边界附近，配置有隔板42。上部加热器31以包围晶片保持器11和喷淋头50的周围的方式配置。晶片保持器11的附近区域是需要维持GaN晶体生长所需的充分的温度(1050±50℃)的区域。下部加热器32以包围第一原料气体生成部41的方式配置。第一原料气体生成部41是需要维持在稳定产生GaCl所需的温度(750℃)以上的区域。
＜喷淋头50的构造＞
喷淋头50是BN(氮化硼)和Si3N4(氮化硅)的复合陶瓷的烧结体。喷淋头50是通过将BN和Si3N4的粉体以1:1混合，添加粘合剂进行混炼而成型后，在2000℃下进行烧制而得到的。粘合剂是用于使粉体成型的固化材料。本实施方式的粘合剂含有MgO和CaO。通过用陶瓷烧结体形成喷淋头50本身，能够在将第一原料气体G1供给到晶片保持器11附近的第一气体供给口51的附近和将第二原料气体G2供给到晶片保持器11附近的第二气体供给口52的附近配置陶瓷烧结体。
图3表示使用前的喷淋头50的表面附近的剖面的局部放大STEM照片。图4是为了容易理解而将图3的照片的一部分图示化的图。图3和图4是观察相同部位的图。在图3和图4中，浅灰色的区域是氮化硅区域RS。在图3和图4中，白色的区域是氮化硼区域RB。由该氮化硅区域RS和氮化硼区域RB形成的区域是“母体区域”。母体区域是在GaN晶体生长所需的充分的温度(1050±50℃)下不分解的区域。
图3的深灰色的区域以及在图4中用阴影表示的区域是第一区域R1。第一区域R1是通过对被糅合到母体区域中的粘合剂进行烧制而形成的区域。第一区域R1是在GaN晶体生长所需的充分的温度(1050±50℃)下分解的区域。如上所述，喷淋头50是将BN粉体、Si3N4粉体以及粘合剂混炼而成型的。因此，如图3以及图4所示，第一区域R1以糅合的方式不均匀且连续地配置在作为母体区域的氮化硅区域RS以及氮化硼区域RB内。
如上所述，本实施方式的粘合剂含有MgO和CaO。因此，喷淋头50含有1.5(重量％)的Mg和1.0(重量％)的Ca。另外，Mg和Ca主要存在于第一区域R1。
对表示Mg和Ca存在于第一区域R1的EDX(能量色散型X射线分析)的分析结果进行说明。图5表示Mg的分析结果。图6表示Ca的结果。图5和图6是与图3和图4相同部位的测量结果。在图5中，以Mg浓度越高的区域越明亮的方式进行图像处理。对比图4和图5可知，在第一区域R1中含有Mg。同样，在图6中，以Ca浓度越高的区域越明亮的方式进行图像处理。对比图4和图6可知，在第一区域R1中含有Ca。
＜气相生长方法＞
对通过使用气相生长装置1的HVPE法在晶片13上进行GaN晶体的气相生长的方法进行说明。列举气相生长条件的一例。第一原料气体G1中的GaCl和第二原料气体G2中的NH3的供给量被设定成摩尔比为1:20。反应容器10内的压力被设为1000hPa。
通过启动上部加热器31，晶片保持器11及喷淋头50被加热到1050±50℃。通过启动下部加热器32，将第一原料气体生成部41加热至750℃。通过打开第一阀61和第二阀62，开始供给第一原料气体G1和第二原料气体G2。
通过加热喷淋头50，喷淋头50的表面的第一区域、第一气体供给口51以及第二气体供给口52的内壁的第一区域分解。由此，含有Mg的气体被供给到反应容器10内。被供给的Mg与第一原料气体G1和第二原料气体G2混合后向晶片保持器11供给。由此，能够从喷淋头50供给一定的Mg。可以在晶片13上生长掺杂Mg的GaN晶体。
此外，在第二原料气体G2中含有NH3。通过该NH3，能够还原喷淋头50的第一区域所含的MgO。因此，能够从喷淋头50高效地供给Mg。此外，在第一原料气体G1中含有Cl。通过该Cl，能够蚀刻喷淋头50的第一区域。因此，能够从喷淋头50高效地供给Mg。
从喷淋头50供给的Mg的供给量能够通过各种参数来控制。例如，在增多Mg供给量的情况下，使喷淋头50的加热温度上升，或提高喷淋头50所含有的第一区域的密度，或缩短喷淋头50与晶片保持架11的距离即可。
＜效果＞
图7表示将使用本实施方式的气相生长装置1而生长的GaN晶体中含有的Mg量，进行了SIMS测量的结果。横轴是气相生长装置1的运行次数。纵轴是GaN晶体中的Mg浓度。由图7可知，与气相生长装置1的运行次数无关，均能够使生长的GaN晶体所含有的Mg量为大致一定量。以下说明其理由。
图10表示了使用后的喷淋头50的表面附近的剖面的局部放大STEM照片。图10是与图3的STEM照片大致等倍的照片，但观察的是与图3不同的部位。此外图11是将图10中的区域XI放大的图。图10及图11与图3的差别在于，是在喷淋头50的使用后还是在使用前。如图10及图11所示，可知通过使用喷淋头50，在第一区域R1形成有空隙。
在图12和图13中，说明利用EDX的分析结果。图12和图13是与图10相同部位的测量结果。图12表示Mg的分析结果。图13表示Ca的结果。在图12以及图13中，以Mg浓度以及Ca浓度越高的区域越明亮的方式进行图像处理。图12和图13是与图5和图6大致等倍的照片。在图5和图6中，不均匀且连续地观察到变亮的区域。即可知在喷淋头50使用前的状态下，在第一区域R1中含有Mg和Ca。另一方面，在图12和图13中，只能够确认噪声水平的变亮的区域。即，在喷淋头50使用后的状态下，通过因使用而使第一区域R1的分解进展，从而可知在喷淋头50的表面几乎不存在Mg、Ca。
说明进行第一区域R1的分解的模型。图8和图9表示喷淋头50的表面50a附近的剖面示意图。图8表示喷淋头50的使用前的状态，图9表示喷淋头50的使用后的状态。在图8和图9中，表面50a的左侧是内部侧。如图8所示，第一区域R1被连续地配置在母体区域RM内。在图8的状态下，还没有形成空隙。因此，如图5和图6所示，表面50a处于Mg和Ca存在的状态。在使用喷淋头50时，喷淋头50被加热。于是第一区域R1从露出的表面R1a分解，从而供给Mg和Ca。随着累计运行次数增加而第一区域R1的分解进展，第一区域R1从表面R1a向内部侧逐渐后退。因此，如图9所示，形成连续空隙OC。在图9的状态如图12和图13所示，表面50a处于几乎不存在Mg和Ca的状态。但是，能够将连续空隙OC作为供给路径，从喷淋头50的更靠内部的第一区域R1的表面R1b供给含有Mg、Ca的气体。由此，能够从喷淋头50供给一定的Mg。与使用Mg金属的情况相比，可以将Mg的供给量控制为一定。
第一区域R1不仅含有Mg，还含有Mg以外的第二族金属即Ca。对效果进行说明。通过含有Ca，第一区域R1为含有Mg、Ca、O的混晶。由此，与单独只有MgO的情况相比，能够使第一区域R1难以热分解。即，通过将Mg以外的第二族金属添加于第一区域R1而使热分解速度降低，能够减小Mg供给量的随时间变化的比例。
实施例2
图14表示从侧面观察实施例2涉及的气相生长装置1a的概略剖视图。与实施例1涉及的气相生长装置1相比，实施例2涉及的气相生长装置1a在HCl气体供给管25的路径上还具有的Mg供给部80。由于对与实施例1的气相生长装置1相同的结构要素赋予相同的标号，故省略具体的说明。
Mg供给部80在内部容纳有未图示的陶瓷烧结体。该陶瓷烧结体是与实施例1的喷淋头50相同的材料，含有第一区域R1。在包围第一原料气体生成部41的区域H3配置有加热器33。区域H3是为了分解第一区域R1而产生Mg而需要维持充分的温度的区域。
在GaN晶体的气相生长时，通过开启加热器33，加热Mg供给部80内部的陶瓷烧结体。此外，经由Mg供给部80向第一原料气体生成部41供给HCl气体。通过Mg供给部80内部的第一区域热分解，能够将含有Mg的HCl气体供给到第一原料气体生成部41。由此，能够从Mg供给部80供给一定的Mg。
实施例3
图15表示从侧面观察实施例3所涉及的气相生长装置201的概略剖视图。气相生长装置201是用于实施HVPE法的装置结构的一例。气相生长装置201具有反应容器210、基座211、第一原料气体供给管221、第二原料气体供给管222、气体排气管271。基座211被容纳在反应容器210内。在基座211的晶片保持面上保持有晶片213。
在反应容器210上连接有供给第一原料气体G1的第一原料气体供给管221和供给第二原料气体G2的第二原料气体供给管222。第二原料气体供给管222的内径D1大于第一原料气体供给管221的外径D2。在第二原料气体供给管222的内部配置有第一原料气体供给管221。在第一原料气体供给管221的外壁与第二原料气体供给管222的内壁之间形成有间隙，第二原料气体G2在该间隙流动。第一原料气体供给管221和第二原料气体供给管222的端部区域E1作为气体供给口发挥功能。在端部区域E1的附近，第一原料气体供给管221由陶瓷烧结体221c形成，并且第二原料气体供给管222由陶瓷烧结体222c形成。陶瓷烧结体221c和222c为与实施例1的喷淋头50为相同的原料，含有第一区域R1。
在第一原料气体供给管221的路径上配置有第一原料气体生成部241。在第一原料气体生成部241的内部容纳有金属镓243。向第一原料气体供给管221的入口供给HCl气体，从气体供给口排出第一原料气体G1。向第二原料气体供给管222的入口供给第二原料气体G2，从气体供给口排出第二原料气体G2。在反应容器210连接有气体排气管271。GaN的气相生长所使用的原料气体经由气体排气管271向排气线路排出。
在反应容器210的外周以包围基座211的方式配置有加热器231。加热器231是通过热壁式加热晶片213的装置。由此，能够将晶片213维持在对于GaN晶体生长的充分的温度(1050±50℃)。在反应容器210的外侧以包围端部区域E1的方式配置有加热器232。由此，能够为了产生Mg而对配置于端部区域E1的陶瓷烧结体221c和222c进行加热。在第二原料气体供给管222的外侧以包围第一原料气体生成部241的方式配置有加热器233。由此，为了产生GaCl，可以将第一原料气体生成部241维持在750℃以上。
＜效果＞
在实施例3的气相生长装置201中，能够从配置在气体供给口(端部区域E1)附近的陶瓷烧结体221c和222c供给Mg。由于气体供给口配置在晶片213的附近，因此能够在从陶瓷烧结体221c和222c产生的Mg与反应容器210的内壁等反应之前，向晶片213供给。可以高效地供给Mg。
实施例4
图16表示从侧面观察实施例4涉及的气相生长装置201a的概略剖视图。相对于实施例3涉及的气相生长装置201，实施例4涉及的气相生长装置201a在第一原料气体供给管221的路径上还具有陶瓷烧结体280和加热器234。由于对与实施例3的气相生长装置201相同的构成要素赋予相同的标号，故省略具体的说明。
陶瓷烧结体280为与实施例1的喷淋头50相同的原料，含有第一区域R1。在包围陶瓷烧结体280的区域配置有加热器234。在GaN晶体的气相生长时，通过启动加热器234，加热陶瓷烧结体280。此外，向第一原料气体供给管221的入口供给HCl气体。通过陶瓷烧结体280内部的第一区域热分解，能够向金属镓243供给含有Mg的HCl气体。由此，能够从陶瓷烧结体280供给一定的Mg。
实施例5
图17表示从侧面观察实施例5涉及的气相生长装置201b的概略剖视图。实施例5涉及的气相生长装置201b相对于实施例4涉及的气相生长装置201a，来自陶瓷烧结体280的Mg的供给方式不同。气相生长装置201b还具有用于将含有Mg的第三原料气体G3供给到反应容器210内的第三原料气体供给管223。向第三原料气体供给管223的入口供给N2作为载气。在第三原料气体供给管223的路径上配置有陶瓷烧结体280。在本实施例中，陶瓷烧结体280是单片化的SBN(BN和氮化硅(Si3N4)的复合陶瓷)。通过由单片化增大表面积，能够增大来自SBN的Mg的供给量。在GaN晶体的气相生长时，通过启动加热器234，加热陶瓷烧结体280。通过陶瓷烧结体280内部的第一区域热分解，能够将含Mg的第三原料气体G3供给到反应容器210。另外，由于对与实施例3和4的气相生长装置201和201a相同的构成要素赋予相同的符号，故省略详细的说明。
＜气相生长方法＞
列举气相生长条件的一例。作为支承基板的晶片13，准备了在蓝宝石基板的表面通过MOVPE法使GaN生长了3μm的基板。此外，使用以下的生长条件。生长时间：15[分钟]，晶片213的加热温度：1070[℃]，金属镓243的加热温度：850[℃]，陶瓷烧结体280的加热温度：850[℃]，第一原料气体供给管221的HCl流量：40[sccm]，第二原料气体供给管222的第二原料气体G2(氨)的流量：4[slm]，第三原料气体供给管223的N2流量：25960[sccm]。然后，使掺杂有Mg的掺杂Mg的GaN层生长25μm。
＜SIMS分析结果＞
图18表示了在上述条件下生长的掺杂Mg的GaN层的二次离子质谱(SIMS)测量结果。纵轴为Mg的浓度[atoms/cm3]。横轴表示距离GaN晶体表面的深度[μm]。浓度图谱P1是掺杂Mg的GaN层的测量结果。浓度图谱P2是未掺杂Mg的比较例的GaN层的测量结果。比较例的未掺杂GaN层能够通过不供给第三原料气体G3而使GaN晶体生长并生成。掺杂Mg的GaN层(浓度图谱P1)的Mg浓度在1×1018～9×1018[Atoms/cm3]的范围内。另一方面，比较例的无掺杂GaN层(浓度图谱P2)的Mg浓度在2×1014[检测限DL]～2×1015[Atoms/cm3]的范围内。因此，可知通过实施例5的方法，能够以与无掺杂GaN层相比，1000倍以上的浓度掺杂镁。另外，浓度图谱P1的振动模式被认为是由晶体表面的宏观阶段的进行而产生的杂质吸收的波动。
＜变形例＞
以上，对本发明的实施例进行了详细说明，但这些只不过是示例，并不限定本发明请求保护的范围。在权利要求书中记载的技术中，包括对以上示例的具体例进行各种变形、变更而得到的技术。
对将固体部(喷淋头50、Mg供给部80内部的陶瓷烧结体、陶瓷烧结体221c和222c、陶瓷烧结体280等)配置在第一原料气体供给管、第二原料气体供给管等原料气体的供给路径上的方式进行了说明，但并不限于该方式。也可以具有供给H2或N2等载气的载气供给管，在该载气供给管的路径上配置固体部。即，可以将供给含有Mg的气体的管与原料气体的供给管共用，也可以配置供给含有Mg的气体的专用的管。
虽然说明了用陶瓷烧结体形成固体部的方式，但不限于该方式，也可以用高熔点金属形成。作为高熔点金属的一例，可以举出钨、钽、钼、铌、它们的合金等。
母体区域可以是任何材料，只要该材料在对于GaN晶体生长的充分的温度不分解并且可以连续地配置第一区域R1即可。例如，也可以是金属。
在实施例2(图14)中，说明了在第一原料气体G1的路径上配置Mg供给部80的方式，但并不限于该方式。在第一原料气体G1或第二原料气体G2的路径上的至少一者配置Mg供给部80即可。因此，也可以在第一原料气体G1和第二原料气体G2的两者的路径上配置Mg供给部80。
作为在母体区域内连续地配置第一区域R1的方式，说明了将粘合剂混入到母体区域的方式，但不限于该方式。也可以通过将形成了连续空隙的母体含浸到用于形成第一区域的液体中，而将第一区域R1连续地配置在母体区域内。
也可以不是喷淋头50的整体，而是喷淋头50的一部分由陶瓷烧结体形成。例如，可以是喷淋头50的表面、侧面由陶瓷烧结体形成。
用于从陶瓷烧结体供给Mg的气体不限于含有NH3、Cl的气体。也可以使用H2或N2等载气。
构成陶瓷烧结体的无机化合物不限于氮化硼或氮化硅，也可以使用其他无机化合物。此外，在陶瓷烧结体由两种无机化合物的混合物形成的情况下，混合比不限于1:1，而是可以自由确定。此外，也可以用单一的无机化合物形成陶瓷烧结体。
作为第一区域R1中含有的Mg以外的第二族金属，说明了Ca，但不限于该方式。也可以使用属于第二族的铍(Be)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)等金属元素。此外在第一区域R1中也可以含有其他元素、化合物。例如，第一区域R1可以含有与MgO分解温度不同的无机化合物。通过调整无机化合物的混合量，可以控制第一区域R1热分解时的分解速度、Mg的供给量。例如，也可以含有氧化铝(Al2O3)、氧化硼(B2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化钇(Y2O3)、氮化铝(AlN)、氮化硅(Si3N4)、氮化硼(BN)中的至少一种。
说明了对于GaN晶体生长的充分的温度为1050±50℃。此外，说明了GaCl的产生所需的温度为750℃以上。但是，这些温度是示例。例如，对于GaN晶体生长的充分的温度为在1050℃±100℃的范围。
说明了第一原料气体G1为含有GaCl的气体的情况，但并不限于该方式。第一原料气体G1只要是含有Ga的气体，则也可以是具有任意化学组成的气体。例如，第一原料气体G1可以是含有三氯化Ga(GaCl3)的气体。在这种情况下，可以使用约1300℃的生长温度。也可以向N面(-c面)使GaN晶体生长。由此，可以使GaN晶体表面随着生长而扩大。此外，例如，第一原料气体G1可以是含有Ga单质的气体。
在本说明书中描述的第一原料气体供给管和第二原料气体供给管的数量、配置仅是示例，本发明不限于该方式。
本说明书所记载的技术并不限定于GaN，能够应用于各种化合物半导体的晶体生长。例如，能够应用于GaAs晶体的生长。在这种情况下，作为第二原料气体G2，使用砷化氢(AsH5)即可。
本说明书或附图中说明的技术要素单独或通过各种组合发挥技术上的有用性，并不限定于申请时请求保护的技术方案所记载的组合。此外，本说明书或附图所例举的技术能够同时实现多个目的，实现其中一个目的本身就具有技术上的有用性。
喷淋头50、Mg供给部80内部的陶瓷烧结体、陶瓷烧结体221c和222c、陶瓷烧结体280是固体部的一例。

Claims (10)

1.一种化合物半导体的气相生长装置，具有：
反应容器；
晶片保持器，其配置在所述反应容器内；
第一原料气体供给管，其将第一原料气体供给到所述反应容器内；
第二原料气体供给管，其将与所述第一原料气体反应的第二原料气体供给到所述反应容器内；
特定气体供给管，其在供给路径上配置有固体部；以及，
第一加热部，其将所述固体部加热到规定温度以上，
所述固体部具有母体区域和不均匀且连续地配置在所述母体区域内的第一区域，
所述母体区域由无机化合物形成，是在所述规定温度不分解的区域，
所述第一区域是通过对粘合剂进行烧制而得到的物质，是在所述规定温度分解并且含有Mg的区域，所述粘合剂为了在烧结前使所述无机化合物成型而被混合于所述无机化合物中。
2.根据权利要求1所述的气相生长装置，其中，
所述气相生长装置构成为能够将所述第一区域分解之后形成的连续空隙作为供给路径，从所述固体部的更靠内部的所述第一区域供给Mg。
3.根据权利要求1所述的气相生长装置，其中，
所述第一区域还含有Mg以外的第二族金属。
4.根据权利要求1所述的气相生长装置，其中，
所述第一区域还含有氧化铝、氧化硼、氧化硅、氧化钇、氮化铝、氮化硅和氮化硼中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的气相生长装置，其中，
所述特定气体供给管与所述第一原料气体供给管或所述第二原料气体供给管中的至少一者是共用的。
6.根据权利要求5所述的气相生长装置，其中，
所述固体部配置在向所述晶片保持器附近供给所述第一原料气体的第一气体供给口的附近，或向所述晶片保持器附近供给所述第二原料气体的第二气体供给口的附近的至少一者。
7.根据权利要求6所述的气相生长装置，还具有：
配置有多个所述第一气体供给口及多个所述第二气体供给口的喷淋头，
所述喷淋头的至少一部分由所述固体部形成。
8.根据权利要求5所述的气相生长装置，其中，
所述固体部配置在所述第一原料气体供给管的路径上或所述第二原料气体供给管的路径上的至少一者。
9.根据权利要求1所述的气相生长装置，其中，
所述第一原料气体是含有Ga的气体，
所述第二原料气体是含有NH3的气体。
10.根据权利要求1所述的气相生长装置，其中，
N2、Ar、He、Xe或Kr的非活性气体或H2的气体作为载气供给到所述第一原料气体供给管或第二原料气体供给管中的至少一者。
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