JP2002231643A - Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体製造装置及びｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 膜厚が均一なＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の厚
膜を結晶成長させるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体半導体装
置及びＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体半導体の製造方法を提
供する。 【解決手段】 ＩＩＩ族原料供給管が、基板保持具に保
持された基板の中心軸線に沿った中心線方向ベクトル
（基板表面から裏面への方向を正）と、ＩＩＩ族原料供
給管のＩＩＩ族原料が吹出される方向に沿ったＩＩＩ族
原料吹出し方向ベクトル（ＩＩＩ族原料が吹き出される
方向を正）とのなす角度が０°〜４０°の範囲、基板保
持具に保持された基板表面の中心部分と、ＩＩＩ族原料
供給管のＩＩＩ族原料吹出し部分との距離が５ｍｍ〜２
００ｍｍの範囲になるように配置されているので、基板
に供給される原料の流れを制御することが容易になり、
均一な膜厚を有する厚膜のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を
製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体の厚膜を基板上に成膜するためのＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体製造装置及びＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を有する発光
素子を製造する場合、ＩＩＩ−Ｖ族化合物を成長させる
ための成長用基板としてサファイアを用いることが多
い。

【０００３】しかし、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体とサフ
ァイアとの格子定数及び熱膨張係数が異なるために、サ
ファイア基板上に成膜されたＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
層に、１０⁹〜１０¹⁰ｃｍ^-3の濃度の貫通転位が生じ
る。このような貫通転位が増加すると、ＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体を有する発光素子の発光層に、Ｉｎ組成の揺
らぎやドーパントの活性層への拡散等の現象が発生し、
発光素子の素子特性、寿命、信頼性が低下する。

【０００４】貫通転位を増加させる格子定数及び熱膨張
係数の差異による影響を抑えるため、サファイヤ基板上
にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の厚膜を成長させた後に、
その厚膜の上に発光素子層を成長させる試み、また、Ｉ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶を成長用基板として用いる
ために、厚さが３００μｍ以上のＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体の厚膜を作製する試みがなされている。このような
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の厚膜を成膜する場合、ＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体膜の成膜速度を大きくすることが
生産性の向上を図る上で重要となる。

【０００５】ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の厚膜を成膜す
る場合、成膜速度が大きく、結晶性が比較的良好な膜が
得られる成膜方法として、Hydride Vapor Phase Epitax
y 法（以下、ＨＶＰＥ法）と呼ばれる成膜方法が知られ
ている。

【０００６】このＨＶＰＥ法によって、窒化物系ＩＩＩ
‐Ｖ族化合物半導体であるＧａＮ膜を成膜する方法につ
いて説明する。

【０００７】図２７は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を製
造するＨＶＰＥ装置１の断面図、図２８は、図２７のＲ
−Ｒ’線に沿う断面図である。

【０００８】このＨＶＰＥ装置１は、ＧａＮを結晶化し
て基板上に成膜させるための反応場となる水平状態に配
置された円筒状の反応容器２を有し、この反応容器２の
内部には、反応容器２の中心軸付近に水平状態で配置さ
れたＩＩＩ族原料であるＧａ原料を供給する１本のＩＩ
Ｉ族原料供給管３と、反応容器２の中心軸と同心の円周
上に所定間隔を空けて水平状態で配置されたＶ族原料で
あるＮ原料を供給する３本のＶ族原料供給管４と、Ｖ族
原料供給管４が配置された円周と同一の円周上に水平状
態で配置されたドーピング原料を供給する１本のドーピ
ング原料供給管５とが設けられている。

【０００９】このＩＩＩ族原料供給管３及びＶ族原料供
給管４及びドーピング原料供給管５のそれぞれの原料ガ
スの吹出し口となる各管の先端から所定距離離れた位置
には、結晶成長用の基板１０１を固定するための円板状
のサセプタ６が設けられている。サセプタ６は、カーボ
ン（Ｃ）材によって円板状に形成され、その表面側が基
板１０１を保持するための保持面６ａとなっている。こ
の保持面６ａと反対側の面には、サセプタ６を回転自在
に支持する回転軸７が設けられている。このサセプタ６
の保持面６ａは、各原料供給管３〜５の延出方向とほぼ
平行になるようにほぼ水平になっている。したがって、
サセプタ６の保持面６ａの法線方向ベクトル（垂直下向
きを正とする）ＡとＩＩＩ族原料供給管３の先端部分に
おける原料が通過する方向のベクトル（ＩＩＩ族原料の
進行方向を正とする）Ｂとのなす角度（α角）を、９０
°としている。

【００１０】このＨＶＰＥ装置１によってＧａＮの結晶
を成長させるには、まず、反応容器２の外側に設けられ
る図示しない加熱ヒータによって、反応容器２を加熱す
ることにより、サセプタ６上に固定された基板１０１の
温度を約１０００℃に維持する。

【００１１】ＩＩＩ族原料供給管３から放出させるＧａ
の原料としては、ＧａＣｌが用いられる。ＩＩＩ族原料
供給管３には、所定の位置にＧａ金属を貯蔵するＩＩＩ
族原料貯蔵部７を有しており、ＧａＣｌガスは、約７７
０℃に加熱したＩＩＩ族原料貯蔵部３ａ上にＨＣｌがス
を導入して、Ｇａ金属とＨＣｌが、下記の（１）式に示
す化学反応により反応することにより発生する。

【００１２】 Ga（液体）＋HCl（気体）→GaCl（気体）＋1/2H₂（気体） (1) 発生したＧａＣｌガスは、ＩＩＩ族原料供給管３の先端
部に形成した石英製のＧａＣｌ吹出口３ａから放出され
る。

【００１３】このＧａＣｌガスの吹出しと同時に、Ｎ原
料ガスであるＮＨ₃ガスが、Ｖ族原料供給管４の先端に
形成した石英製のＮＨ₃ガス吹出し口４ａから放出され
る。両原料供給管３及び４から放出されるＧａＣｌガス
及びＮＨ₃ガスは、下記の（２）式で表される化学反応
により、ＧａＮの結晶を生成し、基板１０１の表面上に
ＧａＮ膜が成膜される。

【００１４】 GaCl（気体）＋NH₃（気体）→GaN（固体）＋HCl（気体）＋H₂（気体） (2)

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＧａＮ
に代表されるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の厚膜を、成膜
速度が速いＨＶＰＥ法によって成長させる場合、特に、
直径２インチ程度の大きい基板上に成膜させる場合に
は、基板上に吹き付けられる各原料ガスを、基板に対し
て均一に供給しなければ、基板面内に不均一な膜厚の分
布が生じる。このために、それぞれのガスの流量を制御
することが、均一な膜を得る上で重要である。

【００１６】ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の厚膜をＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体を結晶成長させるための基板として
使用する場合、ＧａＮの結晶膜の膜厚が均一であること
は不可欠であることから、各原料ガス供給管から吹出さ
れるガスの流量を精密に制御することは、特に重要であ
る。

【００１７】しかし、上記のＨＶＰＥ装置１では、各原
料吹出口３ａ、４ａ、５ａ、特に、ＩＩＩ族原料吹出口
３ａから放出される各原料の基板１０１に対する入射角
度及び基板１０１と各原料吹出口３ａ、４ａ、５ａとの
距離に関する最適化が行われておらず、各原料の基板１
０１の表面への流れを均一に制御することが困難であ
る。

【００１８】また、基板１０１に厚膜を成長させるため
に、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の原料を長時間にわたっ
て放出すると、サセプタ６、各原料吹出口３ａ、４ａ、
５ａ等にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の塊が付着する。

【００１９】ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の付着物の塊
が、サセプタ６、各原料吹出口３ａ、４ａ、５ａ等に付
着すると、付着物となるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体とサ
セプタ６、各原料吹出口３ａ、４ａ、５ａ等を構成する
材料（主として石英）との熱膨張の違いにより、サセプ
タ６、各原料吹出口３ａ、４ａ、５ａ等に割れが生じる
おそれがある。また、付着物の塊が各原料吹出口３ａ、
４ａ、５ａをふさいで、正常な流量のガスが放出されな
いおそれがある。この場合には、基板１０１上に膜を正
常に結晶成長させることができない。

【００２０】このような付着物の塊の生成は、基板１０
１上に成長するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の成長速度と
大きな関係があり、特に、基板１０１上でのＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体膜の成膜速度が速い場合、サセプタ６、
各原料吹出口３ａ、４ａ、５ａ等にＩＩＩ−Ｖ族化合物
の付着物の塊が生成し易くなってくることが顕著であ
る。このことは、上記ＨＶＰＥ法のみならず、成長速度
が１０μｍ／ｈｒ以上の高い成長速度を示す有機金属気
相成長法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃ
ａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ：以下、Ｍ
ＯＣＶＤ法と記す）によって結晶成長を行った場合にも
生じる。

【００２１】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、基板面内に均一な膜厚のＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体の厚膜を結晶成長させるＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体半導体製造装置及び均一な膜厚のＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体の厚膜を結晶成長させるＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体半導体の製造方法を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願発明の請求項１は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
を結晶成長させるための基板を保持する基板保持具と、
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のＩＩＩ族原料を前記基板保
持具に保持された基板に向かって吹き出すためのＩＩＩ
族原料供給管と、該ＩＩＩ族原料供給管に沿って配置さ
れたＶ族原料を吹き出すためのＶ族原料供給管とを有
し、前記ＩＩＩ族原料供給管は、前記基板保持具に保持
された基板の中心軸線に沿った中心線方向ベクトル（基
板表面から裏面への方向を正）と、ＩＩＩ族原料供給管
のＩＩＩ族原料が吹出される方向に沿ったＩＩＩ族原料
吹出し方向ベクトル（ＩＩＩ族原料が吹き出される方向
を正）とのなす角度が０°〜４０°の範囲になるように
配置されているとともに、前記基板保持具に保持された
基板表面の中心部分と、前記ＩＩＩ族原料供給管のＩＩ
Ｉ族原料吹出し部分との距離が５ｍｍ〜２００ｍｍの範
囲になるように配置されていることを特徴とするもので
ある。

【００２３】このような構成により、請求項１の発明
は、結晶成長を行う基板に対して供給される原料ガスの
流れを制御することが容易になり、均一な膜厚を有する
厚膜のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を製造することができ
る。

【００２４】請求項２は、請求項１に記載のＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体製造装置において、前記中心線方向ベク
トルと、前記ＩＩＩ族原料吹出し方向ベクトルとのなす
角度が５°〜１５°の範囲であるものである。

【００２５】このような構成により、さらに均一性に優
れた膜厚を有する厚膜のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を製
造することができる。

【００２６】請求項３は、請求項１または２に記載のII
I‐Ｖ族化合物半導体製造装置において、ドーピング用
の原料を供給するドーピング原料供給管をさらに具備す
るものである。

【００２７】このことにより、ＩＩＩ族及びＶ族原料と
共にドーピング用原料を供給することができる。

【００２８】請求項４は、請求項３に記載のＩＩＩ−Ｖ
族化合物半導体製造装置において、前記ドーピング原料
供給管は、前記ドーピング原料供給管の原料吹出し部分
と、前記基板保持具に保持された基板の中心部分との距
離が、５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲になるように配置され
ているものである。

【００２９】このことにより、より一層、ドーピング用
原料ガスと他の原料ガスとの気相中での相互反応を抑制
することができる。

【００３０】請求項５は、請求項１〜４のいずれかに記
載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置において、前記
基板保持具の表面部分、前記ＩＩＩ族原料供給管及び前
記Ｖ族原料供給管及び前記ドーピング原料供給管のそれ
ぞれの原料吹出し部分が、ポリ窒化ボロン（ＰＢＮ）に
よりコーティングされた材質により構成されているもの
である。

【００３１】このことにより、基板保持具の表面部分に
付着するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の塊が自然に剥がれ
落ち、基板保持具、ＩＩＩ族原料供給管及びＶ族原料供
給管及びドーピング原料供給管のそれぞれの原料吹出し
部分の割れを防ぐことができ、また、窒化物系化合物半
導体の塊がそれぞれの表面に付着しないために、各原料
の流れを阻害することがなく、安定してＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体厚膜を成長させることができる。

【００３２】請求項６は、請求項１〜４のいずれかに記
載のＩＩＩ−Ｖ族化合物化合物半導体製造装置におい
て、前記基板保持具の表面部分、前記ＩＩＩ族原料原供
給管及び前記Ｖ族原料供給管及び前記ドーピング原料供
給管のそれぞれの原料吹出し部分が、炭化シリコン（Ｓ
ｉＣ）、炭化タンタル（ＴａＣ）、ボロン化窒素（Ｂ
Ｎ）のいずれかによりコーティングされた材質により構
成されているものである。

【００３３】このような構成により、基板保持具、ＩＩ
Ｉ族原料原供給管及びＶ族原料供給管及びドーピング原
料供給管のそれぞれの原料吹出し部分がの割れを防ぐこ
とができ、また、基板保持具に付着したＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体の塊が、結晶成長毎に容易に加熱処理により
除去することができるため、安定にＩＩＩ−Ｖ族化合物
半導体厚膜を成長させることができる。

【００３４】請求項７は、請求項１〜４のいずれかに記
載のＩＩＩ−Ｖ族化合物化合物半導体製造装置におい
て、前記基板保持具の表面部分、前記ＩＩＩ族原料原供
給管及び前記Ｖ族原料供給管及び前記ドーピング原料供
給管のそれぞれの原料吹出し部分が、炭化シリコン（Ｓ
ｉＣ）、炭化タンタル（ＴａＣ）、ボロン化窒素（Ｂ
Ｎ）のいずれかにより、内部まで浸透された材質により
構成されているでものである。

【００３５】このような構成により、基板保持具、ＩＩ
Ｉ族原料原供給管及びＶ族原料供給管及びドーピング原
料供給管のそれぞれの原料吹出し部分の割れを防ぐこと
ができ、また、基板保持具に付着したＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体の塊が、結晶成長毎に容易に加熱処理により除
去することができるため、安定にＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体厚膜を成長させることができる。

【００３６】請求項８は、請求項１〜７のいずれかに記
載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置において、ＩＩ
Ｉ族原料供給管から吹出されるＩＩＩ族原料は、ＩＩＩ
族元素のハロゲン化物、Ｖ族原料供給管から吹出される
Ｖ族原料は、ＮＨ₃であるものである。

【００３７】このことにより、膜厚が均一な厚膜の窒化
物系化合物半導体膜を成長させることができる。

【００３８】請求項９は、請求項１〜７のいずれかのＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置を用い、前記ＩＩＩ族
原料供給管からＩＩＩ族元素のハロゲン化物を、前記Ｖ
族原料供給管からＮＨ₃を、それぞれ吹出させることに
より製造されることを特徴とするものである。

【００３９】このことにより、膜厚が均一な厚膜の窒化
物系化合物半導体膜を成長させることができる。

【００４０】なお、本発明において、ＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体とは、Ｖ族元素が窒素であるＩＩＩ−Ｖ族系化
合物半導体のことを示しており、例えば、ＧａＮ、Ｂ
Ｎ、ＡｌＮ、Ａｌα‐Ｇａ（１‐α）Ｎ（０＜α＜
１）、ＩｎＮ、Ｉｎβ‐Ｇａ（１‐β）Ｎ（０＜β＜
１）、ＩｎγＧａδＡｌ（１‐γ‐δ）Ｎ（０＜γ＜
１、０＜δ＜１）等がある。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明のＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体製造装置及びＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造
方法について、図面に基づき詳細に説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１のＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体製造装置１０の概略を説明する断
面図、図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図をそれぞ
れ示している。

【００４２】このＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置１
０は、ＩＩＩ族原料及びＶ族原料を充填し、加熱処理す
ることにより結晶成長させる反応場となる水平状態に配
置された円筒状の反応容器１２を有し、この反応容器１
２の内部に、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を結晶成長させ
るための基板１０１を垂直状態で保持するサセプタ１６
と、垂直状態に保持された基板１０１に向けてＩＩＩ族
原料を供給する水平状態に配置された１本のＩＩＩ族原
料供給管１３と、Ｖ族原料を供給する水平状態に配置さ
れた３本のＶ族原料供給管１４と、ドーピング原料を供
給するドーピング原料供給管１５とが設けられている。
反応容器１２の外部には、反応容器１２の外周面に沿う
ように加熱ヒータ１８が設けられており、反応容器１２
全体を外周面から加熱する。

【００４３】ＩＩＩ族原料供給管１３は、円筒状の反応
容器１２の中心軸に沿って水平状態で設けられており、
矢印Ｃで示す方向にＩＩＩ族原料を進行させる。また、
ＩＩＩ族原料ガス供給管１３の所定の位置には、ＩＩＩ
族原料を発生させるためのＩＩＩ族原料を貯蔵するＩＩ
Ｉ族原料貯蔵部１７を有している。

【００４４】３本のＶ族原料供給管１４は、反応容器１
２の中心軸と同心の内周円上にそれぞれ所定間隔を空け
て、ＩＩＩ族原料ガス供給管１３を取り囲むように水平
状態で配置されている。各Ｖ族原料供給管１４は、矢印
Ｄで示す方向に、Ｖ族原料を進行させる。

【００４５】また、このＶ族原料供給管１４が配置され
た円周と同一の円周上に、ドーピング原料を供給するた
めの１本のドーピング原料供給管１５が水平状態で設け
られている。３本のＶ族原料供給管１４と１本のドーピ
ング原料供給管１５とは、それぞれ等しい間隔を空けて
配置されている。ドーピング原料供給管１５は、矢印Ｅ
に示す方向に沿って、ドーピング原料を進行させる。

【００４６】各原料供給管１３〜１５の先端部には、各
原料を吹出す吹出ノズル１３ａ〜１５ａがそれぞれ設け
られている。各吹出ノズル１３ａ〜１５ａは、それぞれ
カーボン材（Ｃ）によって形成され、表面にはポリ窒化
ボロン（以下、ＰＢＮで示す）が２００ｎｍの膜厚でコ
ーティングされている。

【００４７】サセプタ１６は、各原料供給管１３〜１５
に対向するように垂直方向に沿うように配置されてお
り、各原料供給間１３〜１５に対向した表面には、基板
１０１を保持するための保持爪１６ａが設けられてい
る。サセプタ１６の裏面側には、サセプタ１６の中心軸
に沿って回転軸１６ａが設けられており、回転軸１６ａ
の回転によってサセプタ１６が回転される。サセプタ１
６は、カーボン材（Ｃ）により形成され、その表面に
は、ＰＢＮを２００ｎｍの膜厚でコーティングされてい
る。

【００４８】反応容器１２の一端には、各原料供給管１
３〜１５から導入された未反応の原料ガス及びキャリア
ガスを排気するガス排気口１９が設けられており、未反
応の原料ガス及びキャリアガスが順次、このガス排気口
１９から図示しない排ガス処理装置に排出され、この排
ガス処理装置によって排ガス処理が施された後、大気に
放出される。

【００４９】図３は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装
置１０のＩＩＩ族原料供給管１３及び基板１０１を保持
した状態のサセプタ１６の周辺を拡大して示す概略断面
図である。

【００５０】基板１０１は、中心線に沿ったベクトルＡ
（ＩＩＩ−Ｖ族化合物が積層される表面から裏面に向か
う方向を正とする）Ａが、ＩＩＩ族原料ガス供給管１３
の原料吹出ノズル１３ａの軸心線１３ｂに沿ってＩＩＩ
族原料が吹き出される原料供給方向ベクトルＢ（ＩＩＩ
族原料が吹き出される方向を正とする）に対してなす角
度（以後、α角とする）と、ＩＩＩ族原料供給管１３の
ＩＩＩ族原料吹出ノズル１３ａの軸心線１３ｂからサセ
プタ１６に保持されている基板１０１の中心１０１ａま
での距離（以後、距離Ｓとする）とを任意に設定するこ
とができるように、移動可能になっている。なお、初期
条件としては、距離Ｓが２５ｍｍ、α角が０°にそれぞ
れ設定される。

【００５１】以下、上記構成のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体製造装置１０を用いて、基板１０１にＩＩＩ−Ｖ族半
導体の厚膜を成膜する方法について、ＧａＮ厚膜の成膜
を例として説明する。

【００５２】まず、Ｃ面を有する２インチ径のサファイ
アから形成された基板１０１を、アセトン、アルコール
によって洗浄した後、反応容器１２内のサセプタ１６に
保持爪１６ａによって垂直状態で固定する。基板１０１
は、距離Ｓが２５ｍｍ、α角が０°となるように設置さ
れている。

【００５３】なお、基板１０１としては、サファイア基
板のほか、サファイア基板上にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体を薄く成膜したもの、または、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、Ｓ
ｉ等を用いてもよい。

【００５４】次に、反応容器１２の内部を真空引きし、
その後、大気圧になるまで、反応容器１２内に窒素ガス
を充填する。

【００５５】次に、サセプタ１６の回転軸１６ｂを回転
駆動することにより、基板１０１を１回転／分程度の回
転速度で回転させながら、加熱ヒータ１８を稼働させ、
Ｖ族原料供給管１４及びドーピング原料供給管１５のそ
れぞれの原料供給ノズル１４ａ及び１５ａから、合計１
０Ｌ／分の窒素ガスを流しながら、基板１０１の温度を
１１００℃まで昇温する。また、ＩＩＩ族原料供給管１
３のＩＩＩ族原料貯蔵部１７にＧａ金属を貯蔵してお
き、ＩＩＩ族原料貯蔵部１７を８００℃程度に加熱す
る。各部の温度が安定した時点で、ＩＩＩ族原料供給管
１３に、ＨＣｌガスを１００ｃｃ／分の流量で導入す
る。ＩＩＩ族原料供給管１３内に導入されたＨＣｌガス
は、ＩＩＩ族原料貯蔵部のＧａと反応して、ＧａＣｌガ
スを発生し、ＩＩＩ族原料供給ノズル１３ａから、Ｇａ
Ｃｌガスが吹き出される。

【００５６】ＩＩＩ族原料供給管１３にＨＣｌガスを導
入し始めてから約３分経過した後、Ｖ族原料供給管１４
からＮＨ₃ガスを５Ｌ／分の流量で吹き出させる。各原
料ガス供給管１３及び１４及び１５から吹き出されるＧ
ａＣｌとＮＨ₃とが反応して、基板１０１上にＧａＮ結
晶を生成して、膜の成長が開始される。

【００５７】ドーピング原料供給管１５から供給される
ガスは、ＧａＮ膜の電気伝導の特性をｐ型にする際に
は、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（以下、Ｃ
ｐ₂Ｍｇと記す）等が吹き出される。他方、ＧａＮ膜の
電気伝導の特性をｎ型にする際には、ジシクロシラン
（以下、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂と記す）等が吹き出される。以
下、本実施の形態１では、ｎ型半導体を製造する場合に
ついて説明する。

【００５８】Ｖ族原料ガス供給管１４からＮＨ₃ガスを
供給した後、直ちに、水素ガスにより１００ｐｐｍに希
釈したジシクロシラン（以下、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂と記す）を
２０ｃｃ／分の流量で吹き出させ、キャリアガスとして
窒素ガスを２Ｌ／分の流量で導入し、ｎ型ＧａＮ膜を成
長させた。１時間ＧａＮ結晶を成長させた後、加熱ヒー
タ１８による加熱を低下させると共に、ＩＩＩ族原料供
給管１３から放出されているＨＣｌガスおよび窒素ガス
と、ドーピング原料供給管１５から供給しているＳｉＨ
₂Ｃｌ₂の供給を停止し、基板１０１の温度が４００℃に
なるまで降温する。

【００５９】基板１０１の温度が４００℃以下になった
後、Ｖ族原料供給管１４より供給するガスをＮＨ₃から
窒素に変換し、反応容器１２内の温度を室温まで降温し
た後、ＧａＮ膜を成長させた基板１０１をサセプタ１６
から取り出す。

【００６０】図４に、本実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体製造装置１０により成長させたＧａＮ膜の膜
厚分布図を示す。基板１０１の中心１０１ａの膜厚は１
００μｍとなり、基板１０１の中心１０１ａと基板１０
１の外周面から５ｍｍ中心寄りの位置との膜厚差Δｄ
は、最も大きな個所でも５μｍ以下であり、均一性のよ
い膜厚のＧａＮ膜が得られた。また、ＧａＮ厚膜はｐ型
電導特性を示し、電子濃度は３×１０¹⁹ｃｍ^-3であっ
た。

【００６１】一方、比較のために、従来の半導体製造装
置である図２７に示すＨＶＰＥ装置１を用いて、本実施
の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置１０と同
様の方法により、基板の中央部の膜厚が１００μｍ程度
になるように、ＧａＮ膜を形成した。

【００６２】図４に、この場合のＧａＮ膜の膜厚分布図
を示す。基板の周縁部における膜厚は、６０μｍ程度と
なり、膜厚の均一性が基板の中心部分から周縁部にかけ
て大きく悪化していることが分かった。

【００６３】これは、従来のＨＶＰＥ装置１では、基板
表面に対して吹き付けられるガスの角度が小さいため
に、ガス同士が均一に混合されず、さらに、ガスが流れ
る方向とサセプタとが平行に近く、原料ガスの分子や原
子がサセプタ上でマイグレーションする距離が長くなる
ために、サセプタ等へ付着するＧａＮが多くなる。これ
らのために、膜厚の均一性を促進するガス流れを阻害
し、膜厚分布が不均一になったと考えられる。一方、本
実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置１０
で結晶成長を行った場合には、各原料供給管１３及び１
４及び１５のそれぞれの原料吹出口１３ａ及び１４ａ及
び１５ａからのガスの流れと基板との角度との関係か
ら、ガス同士が均一に混合されるために、均一性のよい
膜厚分布が得られたと考えられる。

【００６４】次に、距離Ｓを、３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍ
ｍ、２５ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、２
００ｍｍ、２５０ｍｍのそれぞれに設定した場合におい
て、α角を種々変更し、均一な膜厚を得るための、最適
な距離Ｓ及びα角について調べた。

【００６５】ここで、ＧａＮ膜の成膜に使用されるＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体製造装置は、上記に説明したＩＩ
Ｉ−Ｖ族化合物半導体製造装置１０を使用し、基板１０
１上に成膜されるＧａＮの膜厚分布は、基板（φ２イン
チ）１０１の中心１０１ａ付近のＧａＮ膜厚が１００μ
ｍのときの基板１０１の中心１０１ａと周縁部（外周面
から５ｍｍの位置）との膜厚差Δｄを指標としている。

【００６６】図５〜図７は、距離Ｓ及びα角と膜厚分布
Δｄとの関係を示すグラフである。

【００６７】図５に示すグラフより、距離Ｓが５ｍｍよ
り小さいと、基板１０１表面の膜厚分布が大きくなり、
膜厚の均一性が悪化していることが分かった。これは、
距離Ｓが５ｍｍよりも小さくなると、ＧａＣｌガスが基
板１０１に到達するまでの距離Ｓが短いために、ＮＨ₃
ガスとＧａＣｌガスが充分に混合できていないことが原
因であると考えられる。

【００６８】また、図７に示すグラフより、距離Ｓが２
００ｍｍより大きい場合も、基板１０１表面の膜厚分布
が大きくなり、膜厚の均一性が悪化していることが分か
った。これは、距離Ｓが２００ｍｍよりも大きくなる
と、ＧａＣｌガスとＮＨ₃ガスとが気相中で反応し、Ｇ
ａＮ結晶の微粒子が基板１０１の中心部分１０１ａに付
着し、中心１０１ａでＧａＮ膜が異常成長することが原
因であると考えられる。

【００６９】また、図５〜図７の各グラフから、α角が
約４０°以上になると、基板１０１表面の膜厚分布が大
きくなり、膜厚の均一性が悪化していることが分かっ
た。これは、α角が約４０°以上になると、基板１０１
へのガス供給の角度が浅くなるために、ガス同士が均一
に混合されていないこと、さらにガスが流れる方向と基
板１０１の表面とが平行に近づき、原料ガスの分子や原
子が基板１０１表面上でマイグレーションする距離が長
くなり、その結果、サセプタ１６等へ付着するＧａＮが
多くなって、サセプタ１６に付着するＧａＮ結晶がガス
流れを阻害することにより、膜厚の均一性を促進されな
くなることが原因であると考えられる。この結果から、
α角は、０°〜４０°程度の範以内であれば、均一な膜
厚の結晶膜が得られることが分かった。

【００７０】さらに、最適なα角に関して検討した。す
なわち、α角を０°、２．５°、５．０°として、厚さ
１００μｍのＧａＮ結晶膜をそれぞれ成膜し、各結晶膜
にＸ線を照射すると、半値全幅（ＦＷＨＭ）の平均は、
２２０ａｒｃｓｅｃ.程度であったが、α角が５°、１
０°、１５°であるときのＦＷＨＭは、それぞれ１９５
ａｒｃｓｅｃ．程度となり、また、α角が１５°、２５
°、４０°のときには、それぞれ２５０ａｒｃｓｅｃ．
程度となることが分かった。この結果、ＧａＮの結晶性
も考慮に入れ、α角は、５°〜１５°の範囲であること
が好ましいことが分かった。これは、α角が５°〜１５
°の範囲にあれば、各原料ガスを混合する効果と、基板
表面に対して所定角度（α角）傾いたガス流れが生じ、
反応原子のマイグレーションが促進させる効果とのバラ
ンスが取れるためであると考えられる。

【００７１】以上の結果により、ＩＩＩ族原料供給管１
３と基板１０１表面との距離Ｓは、５ｍｍ〜２００ｍｍ
程度の範囲であることが好ましく、ＩＩＩ族原料供給管
１３と基板１０１表面の中心軸との角度であるα角は、
０°〜４０°程度の範囲であることが好ましく、５°〜
１５°程度の範囲であれば、さらに好ましいことが分か
った。

【００７２】次に、ドーピング用原料を供給するドーピ
ング原料供給管１５の原料吹出ノズル１５ａの中心部分
と基板１０１表面の中心１０１ａとの距離Ｄを変化させ
ることにより、ＧａＮ膜にドーピングされるドーピング
原料のドーピング量を調べた。このドーピング原料とし
ては、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂を使用した。

【００７３】図８は、距離ＤとＧａＮ膜のドーピング量
との関係を示すグラフである。

【００７４】図８に示すグラフから、距離Ｄが５ｍｍ以
下、または、２００ｍｍ以上のときに、ドーピング量が
大きく減少していることが分かった。これは、５ｍｍ以
下の場合、ＳｉＨ₂Ｃｌ₂の分解が十分でなく、ＳｉＨ₂
Ｃｌ₂が直接基板１０１に接触し、この基板１０１上に
てＨＣｌと反応した赤茶色の化合物が生成して消費され
たためと考えられる。また、距離Ｄを２００ｍｍ以上に
した場合、ガスの混合は促進されるが、基板１０１に到
達する前に、気相反応により、ＮＨ₃等と反応して、周
辺治具等にＮＨ₄Ｃｌ等が析出し、消費されたためと考
えられる。

【００７５】さらに、ドーピング原料、ドーピング原料
供給管１５、ドープング原料供給管１５の原料吹出ノズ
ル１５ａの形状、サセプタ１６上の基板１０１とのなす
角度を種々変更しても、ほぼ５ｍｍ以下、２００ｍｍ以
上辺りから、同様の結果が得られた。したがって、距離
Ｄは、５ｍｍ〜２００ｍｍ程度の範囲であることが好ま
しいことが分かった。

【００７６】次に、本実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体製造装置における、ＩＩＩ族原料供給管１３及
びＶ族原料供給管１４及びドーピング原料供給管１５の
配置例を、図９〜図１５にそれぞれ示す。

【００７７】図９〜図１５は、それぞれ反応容器１２の
横断面図である。

【００７８】図９では、円筒状の反応容器１２の中心軸
に沿って１本のＩＩＩ族原料ガス供給管１３を配置し、
ＩＩＩ族原料供給管１３を中心とした上下の対称な位置
にＶ族原料供給管１４をそれぞれＩＩＩ族原料供給管１
３と平行に配置している。なお、２本のＶ族原料供給管
１４のうち１本を保護ガス供給管２０に置き換えてもよ
い。

【００７９】図１０では、反応容器１２の中心軸から下
方にずれた位置に１本のＩＩＩ族原料供給管１３を水平
状態で配置し、このＩＩＩ族原料供給管１３を中心とし
た上下の対称な位置にＶ族原料供給管１４及びドーピン
グ原料供給管１５をそれぞれ配置して、Ｖ族原料供給管
１４を反応容器１２の中心軸付近に配置している。な
お、ドーピング原料供給管１５に代えてＶ族原料供給管
１４を配置してもよい。

【００８０】図１１では、反応容器１２の中心軸に沿っ
て、１本のＩＩＩ族原料供給管１３を配置し、このＩＩ
Ｉ族原料供給管１３を取り囲むように、反応容器１２の
中心軸と同軸の円周上に、等しい間隔を空けて、２本の
Ｖ族原料ガス供給管１４及び１本のドーピング原料供給
管１５を配置している。なお、ドーピング原料供給管１
５に代えてＶ族原料供給管１４を配置してもよい。

【００８１】図１２では、反応容器１２の中心軸に沿っ
てＩＩＩ族原料供給管１３を配置しこのＩＩＩ族原料供
給管１３を中心として上下の対称な位置でＶ族原料供給
管１４及びドーピング原料供給管１５をそれぞれ配置し
ている。そして、ＩＩＩ族原料供給管１３には、窒素等
の不活性ガスを供給する保護ガス供給管２０が、ＩＩＩ
族原料供給管１３を取り囲むように同心状態で嵌合され
ている。保護ガス供給管２０は、ＩＩＩ族原料供給管１
３から吹き出されるＩＩＩ族原料と、Ｖ族原料供給管１
４から吹き出されるＶ族原料とが、基板１０１の表面以
外の部分で反応することを防ぐために設けられている。

【００８２】図１３では、反応容器１２の中心軸に沿っ
て１本のＩＩＩ族原料供給管１３を配置し、このＩＩＩ
族原料供給管１３を内部に同心状態で嵌合するようにド
ーピング原料供給管１５が配置されており、さらにドー
ピング原料供給管１５を内部に同心状態で嵌合するよう
に、Ｖ族原料供給管１４が配置されている。この場合、
ドーピング原料供給管１５に代えて保護ガス供給管２０
を配置してもよい。

【００８３】図１４では、反応容器１２の中心軸から下
方にずれた位置に１本のＩＩＩ族原料供給管１３を配置
し、ＩＩＩ族原料供給管を取り囲む円周上に３本のＶ族
原料供給管１４及び１本のドーピング原料供給管１５を
等しい間隔を空けて配置して、１本のＶ族原料供給管１
４を反応容器１２の中心軸付近に配置するとともに、ド
ーピング原料供給管１５を反応容器１２の下部に配置し
ている。した構造である。なお、３本のＶ族原料供給管
１４のうち１本を保護ガス供給管２０に置き換えてもよ
い。

【００８４】図１５では、反応容器１２の中心軸に沿っ
てＩＩＩ族原料供給管１３を配置し、さらに、このＩＩ
Ｉ族原料供給管１３を内部に同心状態で嵌合したＶ族原
料供給管１４を配置して、二重管構造とし、さらに、こ
のＶ族原料供給管１４の下方に、ドーピング原料供給管
１５を配置している。なお、Ｖ族原料供給管１４とドー
ピング原料供給管１５とを相互に入れ換えて配置するよ
うにしてもよい。

【００８５】以上、図９〜図１５に示すＩＩＩ族原料供
給管１３及びＶ族原料供給管１４及びドーピング原料供
給管１５の配置においても、距離Ｓが５ｍｍ〜２００ｍ
ｍの範囲、α角が０°〜４０°の範囲内であれば、前述
のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置１０と同様に均一
な膜厚のＧａＮ膜を得ることができる。

【００８６】図１６は、ＩＩＩ族原料供給管１３及びＶ
族原料供給管１４及びドーピング原料供給管１５を有す
る他の構造のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置３０の
断面図、図１７は、図１６のＧ−Ｇ’線に沿った断面図
である。

【００８７】このＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置３
０は、円筒状の反応容器１２の中心軸に沿ってＩＩＩ族
原料供給管１３が水平状態で配置されており、このＩＩ
Ｉ族原料供給管１３の下方にドーピング原料供給管１４
が水平状態でを配置されている。そして、ＩＩＩ族原料
供給管１３及びドーピング原料供給管１５を取り囲むよ
うに、円筒状の反応容器１２とほぼ同心状態でＶ族原料
供給管１４が配置されている。Ｖ族原料供給管１４内に
は、Ｖ族原料が図１６の矢印Ｈで示す方向に放出され、
また、ドーピング原料供給管１５内には、ドーピング原
料が同じく矢印Ｉで示す方向に放出される。ＩＩＩ族原
料供給管１３の端部は、Ｖ族原料供給管１４の端部内に
位置されており、その端部は、ＩＩＩ族原料が矢印Ｂの
方向に吹き出される先端側にさるにつれて径が広くなっ
たテ−パ形状になっている。なお、図１６では、反応容
器１２を加熱する加熱ヒータ１８は、図面を見やすくす
るため、省略している。

【００８８】ＩＩＩ族原料供給管１３及びＶ族原料供給
管１４をこのように配置することにより、ＩＩＩ族原料
供給管１３のテ−パ形状になった端部から放出されるＩ
ＩＩ族原料は、Ｖ族原料供給管１４内を流れるＶ族原料
に向かって吹き出されることになり、ＩＩＩ族原料とＶ
族原料との混合性能を向上させることができる。

【００８９】図１８は、ＩＩＩ族原料供給管１３及び及
びドーピング原料供給管１５を有する、さらに他の構造
のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置４０の断面図、図
１９は、図１８のＪ−Ｊ’線に沿った断面図である。

【００９０】このＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置４
０は、図１６及び図１７に示すＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体製造装置３０に対して、ＩＩＩ族原料供給管１３の径
が小さくなっており、また、Ｖ族原料供給管１４の端部
が、基板１０１の径にほぼ等しくなるように、大きな直
径になっている。また、ＩＩＩ族原料供給管１３の端部
は一定の直径となっている。その他の構成は、図１６及
び図１７のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置３０と同
様になっている。

【００９１】このような構成のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体製造装置４０では、Ｖ族原料供給管１４の端部の直径
が基板１０１の直径と同様のお起きさになるように大き
くなっているために、ＩＩＩ族原料供給管１３から放出
されるＩＩＩ族原料がＶ族原料と効率よく混合される。

【００９２】これらのＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装
置３０及び４０を用いても、距離Ｓが５ｍｍ〜２００ｍ
ｍの範囲、α角が０°〜４０°の範囲であることを満た
していれば、均一性に優れたＧａＮの厚膜を得ることが
できる。

【００９３】以上、ＩＩＩ族原料ガス供給管１３のＩＩ
Ｉ族原料吹出ノズル１３ａとサセプタ１６との位置関係
に関して説明してきたが、ＩＩＩ族原料供給管１３とＶ
族原料供給管１４との位置関係を変えても、ＩＩＩ族原
料供給管１３が、距離Ｓが５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲、
α角が０°〜４０°の範囲であれば、均一性のよい膜厚
のＧａＮ膜を得ることができる。

【００９４】ただし、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の成長
速度は、ＩＩＩ族原料を供給する速度によってほぼ規定
されるため、ＩＩＩ族原料供給管１３と基板１０１との
なす角度（α度）よりも、ＩＩＩ族原料供給管１３と基
板１０１と距離Ｓの方が、結晶成長、特に膜厚均一性に
大きく関与する。

【００９５】〈サセプタ１６及びサセプタ１６を支持す
るための治具の材質〉ＨＶＰＥ装置、成長速度が１０μ
ｍ／ｈｒ以上であるＭＯＣＶＤ装置等の窒化物系化合物
半導体の成長速度が大きい半導体製造装置では、サセプ
タ１６、サセプタ支持用の治具等に、ＩＩＩ−Ｖ族化合
物による析出物が塊となって付着する。サセプタ１６、
サセプタ１６を支持するサセプタ支持用治具等をカーボ
ン材、石英等を主体として構成すると、するサセプタ１
６、サセプタ１６を支持するサセプタ支持用治具等は、
析出物がサセプタ１６等に固着することによって、サセ
プタ１６等を形成する材料の材質と析出物との熱膨張の
違いにより、サセプタ１６等に割れが生じてしまう場合
がある。特に、石英製の治具に至っては、析出物が一回
付着するだけで破損するおそれがある。

【００９６】また、サセプタ１６、サセプタ支持用の治
具等をカーボン材を主体として構成すると、石英に比べ
ると、割れが生じることは少ないが、Ｖ族原料であるＮ
Ｈ₃ガスによって劣化し、カーボンダストを発生して、
このカーボンダストを核として、ＧａＮ結晶が異常成長
するために、成膜される膜厚の均一性が低下する。

【００９７】そこで、本実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体製造装置においては、ＮＨ₃、ＧａＣｌ等の
原料ガス、また、Ｈ₂ガス等のキャリアガスが直接当た
る部分であるサセプタ１６、サセプタ支持用の治具等の
材料として、カーボン材の表面にＳｉＣまたはＴａＣを
コートした材質、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＢＮをカーボン材内
部まで浸透させた、いわゆる含浸タイプの材質を使用し
ている。このような材質を使用することにより、従来の
カーボン材に比べて割れ、劣化が減少し、基板周辺のガ
ス流れの変化が抑制され、膜厚の均一性をさらに向上す
ることができる。

【００９８】この材料をサセプタ１６等に使用した結果
について説明する。

【００９９】上記のサセプタ１６、サセプタ支持用治具
を備えた本実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製
造装置により、上記と同様の結晶成長方法を用いて、１
００μｍの膜厚のＧａＮ成長を３回行い、その後、基板
１０１を支持するために使用したサセプタ１６、サセプ
タ支持用治具等を取り外し、熱リン酸と硫酸の混合液中
で加熱洗浄し、ＧａＮ結晶の成長中に付着したＧａＮの
除去を行った。このような操作を所定回数繰り返し、Ｎ
Ｈ₃、ＧａＣｌ等の原料ガス、Ｈ₂ガス等のキャリアガス
が直接的に当たる部分であるサセプタ、サセプタ支持用
治具等の材料の劣化を観察した。

【０１００】カーボン材の表面にＳｉＣまたはＴａＣを
コートしたカーボン材、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＢＮをカーボ
ン材内部まで浸透させた、いわゆる含浸タイプのカーボ
ン材のいずれをサセプタ１６、サセプタ支持用治具の材
質として用いても、ＧａＮの結晶成長を３回行う毎に、
熱リン酸と硫酸との混合液により、サセプタ等に付着し
たＧａＮを除去処理するという成長、除去処理の一連の
工程を２０回行っても、剥がれは確認されず、また、Ｇ
ａＮ膜の膜厚分布差は、３〜６μｍ程度であり、サセプ
タ支持用治具の劣化によるガスの流れの変化の影響も観
察されなかった。さらに、上記操作を２０回行った後
に、さらに結晶成長を行っても、ＧａＮ膜の膜厚分布差
は、５〜６μｍ程度となり、サセプタ支持用治具の劣化
によるガスの流れの変化による影響はほとんど観察され
なかった。

【０１０１】一方、カーボン密度を上げただけの従来の
カーボン材を用いたサセプタ、サセプタ支持用治具を用
いた場合には、ＧａＮの結晶成長を３回行った後、熱リ
ン酸と硫酸との混合液により、サセプタ等に付着したＧ
ａＮを除去処理する工程を１回行っただけで、カーボン
材表面が脆くなって、サセプタ１６、サセプタ支持用治
具の表面に剥がれが生じ、膜厚分布差は、１０〜１５μ
ｍ程度になり、サセプタ等の劣化によるガス流れの悪化
の影響が観察された。

【０１０２】この結果は、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＢＮ等を蒸
着等の方法によりコートしたカーボン材の場合、基板に
ＧａＮ結晶を成長させる操作中に、サセプタ、サセプタ
支持用治具等に、ＧａＮ等の付着物が積層されても、サ
セプタ等の機械的強度が向上し、曲げ強度が３００ｋｇ
／ｃｍ²になっているために、割れ、欠け等が発生する
ことが抑えられ、また、熱リン酸混合液にも耐久性があ
るために、保護されていることによるものと考えられ
る。また、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＢＮ等を含侵したカーボン
材についても、同様の理由が当てはまる。

【０１０３】これに対して、図２７に示す従来型のＨＶ
ＰＥ装置では、サセプタ、サセプタ支持用治具として、
表面のカーボン密度を上げたカーボン材を材質とするも
のを用いても、ＧａＮの結晶成長を３回行う毎に、熱リ
ン酸と硫酸との混合液によるサセプタ等に付着したＧａ
Ｎ結晶の付着物を除去処理するという成長、除去処理の
一連の工程を５回行っても、問題が生じなかった。これ
は、従来型のＨＶＰＥ装置１では、ＧａＮ結晶を成長さ
せる昇温条件下、及びＧａＮ膜結晶成長終了後の降温条
件下に、ＮＨ₃、ＧａＣｌ等の原料ガス、Ｈ₂ガス等のキ
ャリアガスがサセプタに対して垂直な方向から直接的に
当たらないために、原料ガスがほぼ垂直にサセプタ等に
当たる本実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造
装置１０ほどには、サセプタ支持用治具の劣化によるガ
ス流れの悪化の影響が表われないためであると考えられ
る。

【０１０４】したがって、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＢＮ等を蒸
着等の方法でコートした材料、またはＳｉＣ、ＴｉＣ、
ＢＮ等を含侵した材料を用いたサセプタ１６等は、本実
施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置１０の
ように、原料ガス等を基板１０１に対してほぼ垂直な角
度で入射する場合に、特に好ましい材料であることが分
かった。

【０１０５】以上説明したように、ＳｉＣ、ＴｉＣ、Ｂ
Ｎ等を蒸着等の方法でコートした材料、またはＳｉＣ、
ＴｉＣ、ＢＮ等を含侵した材料をサセプタ１６、サセプ
タ支持用治具に使用すると、サセプタ１６、サセプタ支
持用治具の割れを防ぐことができ、サセプタ支持用治具
の劣化によるガス流れが悪化せず、膜厚分布の少ないＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体厚膜を成長させることができ
る。また、サセプタに付着したＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体の付着物は、熱リン酸混合液等によって容易に除去す
ることができる。

【０１０６】カーボン材にコートされるＳｉＣの厚さ
は、５μＭ程度以下では、所望する機械的強度が得られ
ず、また、５０００μｍ程度以上にしても、機械的強度
の向上が認められず、材料の使用量が増加して高価にな
り好ましくない。このため、ＳｉＣの厚さは、５μｍ〜
５０００μｍの範囲であることが好ましい。また、Ｓｉ
Ｃ含侵の厚さは、同様の理由により、１μｍ〜１０００
μｍの範囲であることが好ましい。

【０１０７】さらに、同様の理由により、ＴａＣコート
の厚さは、１μｍ〜１０００μｍの範囲であることが好
ましく、ＴａＣ含侵の厚さは、０．２μｍ〜５００μｍ
の範囲であることが好ましい。ＢＮコートの厚さは、１
μｍ〜３０００μｍの範囲であることが好ましく、ＢＮ
含侵の厚さは、０．２μｍ〜６００μｍの範囲であるこ
とが好ましい。

【０１０８】また、以上に説明したＳｉＣ、ＴｉＣ、Ｂ
Ｎ等を蒸着等の方法でコートした材料、またはＳｉＣ、
ＴｉＣ、ＢＮ等を含侵した材料を用いたサセプタ、サセ
プタ支持用治具は、ＨＶＰＥ装置だけでなく、ＭＯＣＶ
Ｄ装置にも同様に適用することができ、同様の効果が得
られる。

【０１０９】また、ＰＢＮをコートしたサセプタ１６、
サセプタ支持用治具の耐久性、耐食性は、上記のＳｉ
Ｃ、ＴｉＣ、ＢＮ等を蒸着等の方法でコートした材料、
またはＳｉＣ、ＴｉＣ、ＢＮ等を含侵した材料を用いた
サセプタ、サセプタ支持用治具と同等であり、サセプ
タ、サセプタ支持用の治具の材質として、ＰＢＮコート
したカーボン材を使用してもよい。

【０１１０】カーボン材にＰＢＮをコートすれば、その
表面に窒化物が付着しても、ピンセット等で擦る程度
で、容易に窒化物の付着物を剥離することができるため
に、サセプタ支持用治具等の表面部分に付着したＧａＮ
結晶の塊は、自然に剥がれ落ち、サセプタ等の割れを防
ぐことができる。さらに、ＧａＮ結晶の塊が付着しない
ために、この塊が原料ガスの流れを阻害することがない
ので、膜厚の均一性が高いＧａＮの厚膜を成長させるこ
とができる。

【０１１１】ＰＢＮコートの厚さは、５μＭ程度以下で
は、コーティングしたＰＢＮがサセプタ等から剥がれ易
くなり、５０００μｍ程度以上にしても、所望の機械的
強度が得られず、材料の使用量が増加して高価になるた
め好ましくない。このため、ＰＢＮの厚さは、５μｍ〜
５０００μｍの範囲であることが好ましい。

【０１１２】なお、以上に説明したＰＢＮをコートした
カーボン材を使用したサセプタ、サセプタ支持用治具
は、ＨＶＰＥ装置だけでなく、ＭＯＣＶＤ装置にも同様
に適用することができ、同様の効果が得られる。

【０１１３】〈ＩＩＩ族原料ガス供給管等の原料ガス吹
出し部の材料〉次に、ＩＩＩ族原料ガス供給管１３及び
Ｖ族原料供給管１４及びドーピング原料供給管１５のそ
れぞれの原料を吹出す原料吹出ノズル１３ａ及び１４ａ
及び１５ａに使用される材質について説明する。

【０１１４】まず、各吹出ノズル１３ａ及び１４ａ及び
１５ａの表面にＳｉＣコートしたカーボン材、ＳｉＣを
含侵したカーボン材、ＴａＣコートのカーボン材、Ｔａ
Ｃを含侵したカーボン材、ＢＮを含侵したカーボン材を
使用した場合について説明する。

【０１１５】各吹出ノズル１３ａ及び１４ａ及び１５ａ
をこれらの材料により形成すれば、耐久性及び耐食性が
向上し、ＧａＮ結晶膜の膜厚均一性の向上に大きく寄与
した。

【０１１６】特に、本実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体製造装置においては、各原料ガス供給管１３及
び１４及び１５の各原料吹出ノズル１３ａ及び１４ａ及
び１５ａも加熱されるため、各原料吹出ノズル１３ａ及
び１４ａ及び１５ａの表面にＧａＮ結晶の塊が付着しや
すくなっており、上記の材料を用いる効果が顕著であっ
た。

【０１１７】カーボン材にコート等されるＳｉＣ、Ｔａ
Ｃ、ＢＮ等は、上記サセプタ等にコートされるＳｉＣ、
ＴａＣ、ＢＮ等の許容される範囲の膜厚であることが好
ましい。

【０１１８】また、各原料吹出ノズル１３ａ及び１４ａ
及び１５ａに使用される材質としては、カーボン材にＰ
ＢＮをコートしたものを用いてもよい。

【０１１９】この場合、ＰＢＮをカーボン材にコートす
ることにより、各原料吹出ノズル１３ａ及び１４ａ及び
１５ａの表面に窒化物が付着しても、ピンセット等で擦
る程度で、容易に窒化物の付着物を剥離することができ
るため、各原料吹出ノズル１３ａ及び１４ａ及び１５ａ
の表面部分に付着したＧａＮ結晶の塊は、自然に剥がれ
落ち、各原料吹出ノズル１３ａ及び１４ａ及び１５ａの
割れを防ぐことができる。さらに、ＧａＮ結晶の塊が付
着しないために、この塊が原料ガスの流れを阻害するこ
とがないので、ウエハー内での膜厚の均一性が向上し、
歩留まりも向上した。

【０１２０】ここで、ＰＢＮコートの厚さは、５μｍ以
下では、コーティングしたＰＢＮが剥離し易くなり、５
００００μｍ以上にしても機械的強度の向上が認められ
ず、材料の使用量が増加して高価になるため好ましくな
い。このため、ＰＢＮの厚さは、５μｍ〜５０００μｍ
の範囲であることが好ましい。

【０１２１】（実施の形態２）実施の形態２では、２枚
以上のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の厚膜を、同時に製造
するＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置５０及びこのＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置によるＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体の製造方法について、図面に基づき詳細に説
明する。

【０１２２】図２０は、６枚の基板１０１に同時に結晶
成長させることができるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造
装置５０の断面図、図２１は、図２１のＫ−Ｋ’線に沿
った断面図である。

【０１２３】このＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置５
０は、ＩＩＩ族原料及びＶ族原料を基板１０１表面に供
給し、加熱処理することにより基板１０１に結晶成長さ
せる反応場となる円筒状の反応容器１２を有している。
この反応容器１２の内部には、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体を結晶成長させるための基板１０１を矢印Ｌに沿って
回転可能に保持するサセプタ１６と、基板１０１に向け
てＩＩＩ族原料を供給するＩＩＩ族原料供給管１３と、
Ｖ族原料を供給するＶ族原料供給管１４と、ドーピング
原料を供給するドーピング原料供給管１５とが設けられ
ている。反応容器１２の外部には、反応容器１２の外周
に沿うように、反応容器１２を加熱するための加熱ヒー
タ１８が設けられている。

【０１２４】反応容器１２は、水平状態に配置された円
板状の底板部１２ａを有し、この底板部１２ａ上に、底
板部１２ａと同心状態になるように垂直状態に配置され
た円筒状の円筒部１２ｂが取り付けられている。この円
筒部１２ｂは、上部を除いて一定の直径になっており、
円筒部１２ｂの上部１２ｃは、上方に突出した半球形状
に構成されている。円筒部１２ｂの最上部には、原料ガ
スを排気するための排気口１９が設けられている。

【０１２５】反応容器１２の内部には、円筒部１２ｂの
中心軸に沿って支軸５１が設けられており、この支軸５
１の上端には、円板状に形成されたサセプタ装着台５２
が、反応容器１２の円筒部１２ｂと同心状態で設けられ
ている。

【０１２６】このサセプタ装着台５２の下面には、６つ
のサセプタ１６がサセプタ装着台５２の中心軸と同心円
上に等しい間隔を空けて設けられている。各サセプタ１
６は、結晶成長時に膜の均一性を向上させるため、それ
ぞれ矢印Ｌ方向に回転（自転）自在になっている。各サ
セプタ１６は、サセプタ装着台５２の下面側に設けられ
て、その下面に基板１０１がそれぞれ支持されるフェー
スダウン型となっており、結晶成長中に粉塵が発生して
も、粉塵は下方に落下するために、結晶にピット等の欠
陥が発生することを抑制することができる。

【０１２７】上記のサセプタ装着台５２の下面に設けら
れた各サセプタ１６に対向して、６つのＩＩＩ族原料を
供給するＩＩＩ族原料供給管１３及びドーピング材を供
給するドーピング原料供給管１５が、ＩＩＩ族原料供給
管１３を内部にした同心状態で嵌合された二重管５３が
それぞれ設けられている。また、各二重管５３には、各
二重管５３を内部に同心状態で嵌合したＶ族原料供給管
１４がそれぞれ設けられている。各二重管５３の所定の
位置には、ＩＩＩ族原料を発生させるためのＩＩＩ族原
料貯蔵部１７がそれぞれ設けられている。

【０１２８】上記構成のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造
装置５０により、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてＧａ
Ｎ膜を基板１０１に成膜する場合、ＩＩＩ族原料供給管
１３からは、ＧａＣｌガスが吹き出される。このＧａＣ
ｌガスは、ＩＩＩ族原料貯蔵部１７にＧａ金属を貯蔵し
ておき、ＩＩＩ族原料供給管１３内にＨＣｌガスを導入
し、このＨＣｌガスがＩＩＩ族原料金属貯蔵部１７のＧ
ａ金属と反応することにより発生され、ＩＩＩ族原料供
給管１３の先端から吹き出される。また、Ｖ族原料供給
管１４からは、ＮＨ₃ガスが基板１０１へ吹き出され
る。さらに、ドーピング原料は、ドーピング原料供給管
１５を介して、基板１０１上に吹き出される。

【０１２９】この場合、例えば、各基板１０１とＩＩＩ
族原料供給管１３との位置関係は、距離Ｓを２５ｍｍ、
α角を１０°になるように設定され、各基板１０１とド
ーピング原料供給管１５との位置関係は、距離Ｄが２５
ｍｍになるように設定される。また、各サセプタ１６の
回転は、３０回転／分程度の回転速度で回転される。

【０１３０】また、サセプタ１６の表面部は、ＰＢＮ、
ＳｉＣ、ＴａＣ、ＢＮのいずれかによりコーティングさ
れ、Ｖ族原料ガス供給管１４、ＩＩＩ族原料供給管１３
及びドーピング原料供給管１５の各原料が吹き出される
端部の表面には、ＰＢＮ、ＳｉＣ、ＢＮのいずれかがコ
ーティングされている。

【０１３１】また、各原料のキャリア濃度は２×１０¹⁸
ｃｍ^-3とされる。

【０１３２】このような構成のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体製造装置５０を用いて、実施の形態１と同様の方法に
より、各基板１０１の中心部１０１ａで１００μｍの膜
厚となるように、ＧａＮの結晶成長を行った結果、各基
板１０１の中心部分１０１ａと端部との膜厚差Δｄは、
６枚全てにおいて５μｍ以下であり、膜厚分布に関し
て、実施の形態１の１枚の基板１０１に成膜するＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体製造装置１０により、ＧａＮ膜を製
造する場合と同様に膜厚の均一性に優れたＧａＮ膜が得
られた。

【０１３３】その結果、６枚の基板１０１に結晶を同時
に成長させる本実施の形態２のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体製造においても、均一な膜厚のＧａＮ厚膜を成膜でき
ることが分かった。

【０１３４】このような構成のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導
体製造装置５０でも、実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体製造装置１０と同様に、距離Ｓは５ｍｍ〜２０
０ｍｍの範囲、α角は０°〜４０°の範囲、距離Ｄは５
ｍｍ〜２００ｍｍの範囲であることが好ましいことを確
認している。

【０１３５】また、本実施の形態２のＩＩＩ−Ｖ族半導
体製造装置５０においても、サセプタ１６等、各原料供
給管１３及び１４及び１５における各原料が吹き出され
る端部表面に、ＰＢＮ、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＢＮ等をコー
ティングすることにより、ガス流れの変化を抑え、成長
膜の膜厚均一性に大きく貢献する。

【０１３６】次に、実施の形態２の他の構造のＩＩＩ−
Ｖ族半導体製造装置６０について説明する。

【０１３７】図２２は、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造
装置６０の水平方向断面図、図２３は、図２２のＭ−
Ｍ’線に沿う断面図である。

【０１３８】このＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置６
０は、基板１０１を保持するためのサセプタ１６がサセ
プタ装着台５２の中心軸と同心の円周上に等間隔に６個
設けられている。

【０１３９】各サセプタ１６は、矢印Ｌ方向に回転（自
転）可能に構成されているとともに、支軸５１を中心と
した（矢印Ｎ）回転（公転）可能に構成されている。こ
の矢印Ｎ方向の回転は、ＧａＮ膜の膜厚の均一性を向上
させるために、３０回転／分程度で回転される。

【０１４０】また、ＩＩＩ族原料を供給するＩＩＩ族原
料供給管１３を内管とし、ドーピング原料を供給するド
ーピング原料供給管１５を外管とする二重管５３が、支
軸５１を中心とする円周上に等間隔に３本設けられてい
る。

【０１４１】Ｖ族原料供給管１４は、反応容器１２の底
板部１２ａ付近に設けられており、このＶ族原料供給管
１４から吹き出されるＶ族原料は、反応容器１２の下端
から反応容器１２の全体に拡散され、各サセプタ１６に
保持された各基板１０１に到達される。

【０１４２】また、各サセプタ１６に保持される各基板
１０１とＩＩＩ族原料供給管１３との位置関係は、距離
Ｓが２５ｍｍ、α角が１０°に設定され、各サセプタ１
６に保持される各基板１０１とドーピング材供給管１５
との位置関係は、距離Ｄが２５ｍｍになるように設定さ
れている。また、各サセプタ１６及びＩＩＩ族原料供給
管１３及びＶ族原料供給管１４及びドーピング材供給管
１５の表面部は、ＰＢＮ、ＳｉＣ、ＴａＣ、ＢＮのいず
れかによりコーティングされている。また、各原料ガス
のキャリア濃度は２×１０¹⁸ｃｍ^-3とした。

【０１４３】他の構成については、図２０及び図２１に
示すＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置５０の構成と同
一であるので、詳しい説明は省略する。

【０１４４】このＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置６
０を用いて、実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体
製造装置１０と同様の反応条件により、基板１０１の中
心部１０１ａでの膜厚が１００μｍになるように、Ｇａ
Ｎ膜を結晶成長させた。その結果、基板１０１の中心部
分１０１ａと端部との膜厚差Δｄは、基板１０１の６枚
全てにおいて７μｍ以下であり、膜厚分布に関して、実
施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置１０に
よって、１枚の基板１０１にＧａＮ厚膜を製造する場合
と同等の均一な膜厚のＩＩＩ−Ｖ族半導体の厚膜が得ら
れた。

【０１４５】この結果、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造
装置６０も、６枚の基板１０１上に同時に結晶成長でき
ることが分かった。

【０１４６】このＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置６
０においては、ＩＩＩ族原料及びドーピング材料を供給
する二重管５３の設置数が、サセプタ１６に保持される
基板１０１の枚数以下になっているが、各サセプタ１６
が支軸５１の回りに公転可能になっているので、成長条
件を最適化すれば、膜厚の均一性の良好なＧａＮ膜を得
ることができる。

【０１４７】また、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置
６０は、実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族半導体製造装置１
０と同様に、ＩＩＩ族原料供給管１３と基板１０１との
位置関係は、距離Ｓが５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲、α角
が０°〜４０°の範囲、ドーピング材供給管１５と基板
１０１との距離Ｄが、５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲である
ことが最適であることを確認している。

【０１４８】さらに、サセプタ１６等、ＩＩＩ族原料供
給管１３、Ｖ族原料供給管１４、ドーピング材供給管１
５における各原料が吹き出される端部表面に、ＰＢＮ、
ＳｉＣ、ＴａＣ、ＢＮ等をコーティングすることによ
り、ガス流れの変化を抑え、成長膜の膜厚均一性に大き
く貢献する。

【０１４９】（実施の形態３）本実施の形態３では、本
発明のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造方法を利用したレ
ーザダイオードを作製するＭＯＣＶＤ装置７０につい
て、図面に基づいて説明する。

【０１５０】図２４は、ＭＯＣＶＤ装置７０の概略図、
図２５は、図２４のＰ−Ｐ’線に沿った断面図である。

【０１５１】このＭＯＣＶＤ装置７０は、所望の基板上
にＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を結晶化して成膜させるた
めの反応場となる反応容器となる石英フローライナー７
１を有し、この石英フローライナー７１の内部には、結
晶成長させる基板１０１を保持する円板状のサセプタ１
６と、円筒状の石英フローライナー７１の中心軸に付近
に設けられたＩＩＩ族元素供給管１３と、このＩＩＩ族
原料供給管１３を中心とした対称な位置にそれぞれＩＩ
Ｉ族原料供給管１３に平行に配置されたＶ族原料供給管
１４及びドーピング原料供給管１５とが設けられてい
る。

【０１５２】石英フローライナー７１は、水冷式の冷却
ボックス７２の内部に備えられており、冷却ボックス７
２の水冷により、石英フローライナー７１をその周囲か
ら冷却する。

【０１５３】また、石英フローライナー７１におけるサ
セプタ１６に近接した端面には、未反応の原料ガス及び
キャリアーガスを排出する排気ガス出口７３が設けられ
ており、この排気ガス出口７３は、石英フローライナー
７１及び冷却ボックス７２の外部に引き出された排気用
配管７４を介して排ガス処理装置７５に接続されてい
る。

【０１５４】サセプタ１６は、石英フローライナー７１
の端面に回転自在に設けられた回転軸１６ｂに取り付け
られており、サセプタ１６に保持される基板１０１が石
英フローライナー７１の中心軸を軸として回転する。ま
た、サセプタ１６は、カーボン材により構成され、その
表面には、ＰＢＮがコーティングされている。

【０１５５】また、セセプタ１６には、基板１０１を保
持するための石英トレイ１６ｃが設けられている。サセ
プタ１６の内部には、炭素を材質とする熱電対により形
成された抵抗加熱用ヒーター（図示せず）が配置されて
おり、この抵抗加熱用ヒーターを加温することにより、
基板１０１の温度を制御することができる。

【０１５６】ＩＩＩ族原料ガス供給管１３の先端部は、
サセプタ１６に対向する先端側に向かって徐々に径が広
くなったＩＩＩ族原料吹出ノズル１３ａが設けられてい
る。また、Ｖ族原料供給管１４及びドーピング原料供給
管１５は、径の大きさは一定であり、サセプタ１６に対
向する先端側において、基板１０１の中心１０１ａに向
かうように設定されている。

【０１５７】ＩＩＩ族原料供給管１３とサセプタ１６に
保持される基板１０１との位置関係は、距離Ｓが５０ｍ
ｍ、α角が０°に設定されている。また、ドーピング原
料供給管１５とサセプタ１６に保持される基板１０１と
の位置関係は、距離Ｄが５０ｍｍに設定されている。

【０１５８】各原料供給管１３及び１４及び１５の後端
部は、石英フローライナー７１及び冷却ボックス７２の
外部に設けられた原料入口７６を介して外部に導通され
ており、この原料入口７６を介して所望の原料ガスが各
原料ガス供給管を通過して、石英フローライナー７１内
に導入される。原料入口７６は、ＩＩＩ族原料を貯蔵す
るＩＩＩ族原料源７７、Ｖ族原料を貯蔵するＶ族原料源
７８、ドーピング原料を貯蔵するドーピング原料源７９
にそれぞれ導通パイプ８０を介して接続されている。

【０１５９】ＩＩＩ族原料源７７は、さらに、トリメチ
ルガリウム（以後、ＴＭＧ）を貯蔵するＴＭＧ貯蔵部７
７Ａ、トリメチルアルミニウム（以後、ＴＭＡ）を貯蔵
するＴＭＡ貯蔵部７７Ｂ、トリメチルインジウム（以
後、ＴＭＩ）を貯蔵するＴＭＩ貯蔵部７７Ｃを有してい
る。

【０１６０】各ＩＩＩ族原料源７７Ａ〜７７Ｃは、マス
フローコントローラ８１を介して、キャリアガスである
Ｎ₂またはＨ₂を供給するキャリアガス導通管８２に接続
されている。このマスフローコントローラ８１は、各Ｉ
ＩＩ族原料源７７Ａ〜７７Ｃに供給されるキャリアガス
であるＮ₂またはＨ₂の流量を正確に制御する。各ＩＩＩ
族原料源７７Ａ〜７７Ｃに貯蔵される各ＩＩＩ族原料
は、キャリアガス導通パイプ８２から供給されるＮ₂ま
たはＨ₂ガスによってバブリングされて、キャリアガス
とともに原料入口７６を介して石英フローライナー７１
のＩＩＩ族原料供給管１３に導かれ、ＩＩＩ族原料吹出
ノズル１３ａから基板１０１に向けて吹き出される。

【０１６１】Ｖ族原料源７８には、ＮＨ₃ガスが貯蔵さ
れ、キャリアガス導通パイプ８２から供給されるキャリ
アガスとともに、原料入口７６を介して石英フローライ
ナー７１内のＶ族原料供給管１４に通されて、先端のＶ
族原料吹出ノズル１４ａから基板１０１に向けて吹き出
される。

【０１６２】ドーピング原料源７９には、ｎ型半導体を
製造するドーピング原料として、シラン（以後、ＳｉＨ
₄とする）が貯蔵される。なお、ｐ型半導体を製造する
場合には、各ＩＩＩ族原料源７７Ａ〜７７Ｃに隣接して
設けられた貯蔵部８３に、ｐ型半導体のドーピング原料
であるＣｐ₂Ｍｇが貯蔵されて、ＩＩＩ族原料を基板１
０１上に吹き出す際の経路と同様の経路を経て、基板１
０１上に吹き出される。

【０１６３】また、サセプタ１６に保持される基板１０
１として、例えば、サファイヤ基板上のＧａＮ膜を上に
ＳｉＯ₂マスクをした基板が用いられる。

【０１６４】図２６は、本実施の形態３のＩＩＩ−Ｖ族
化合物半導体製造装置であるＭＯＣＶＤ装置７０を用い
て作製したレーザダイオード１００の断面図である。

【０１６５】このレーザダイオード１０１は、サファイ
ア基板１０１の上に、ＧａＮバッファ層１０２、ｎ型Ｇ
ａＮコンタクト層１０３が順次積層されており、さら
に、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０３の所定領域上に、ｎ
型Ａｌ０．０９Ｇａ０．９１Ｎクラッド層１０４、ｎ型
ＧａＮガイド層１０５、活性層１０６、Ａｌ０．１５Ｇ
ａ０．８５Ｎ０．８５Ａｓ０．１５蒸発防止層１０７、
ｐ型ＧａＮガイド層１０８、ｐ型Ａｌ０．０９Ｎクラッ
ド層１０９、ｐ型ＧａＮコンタクト層１１０が順次を積
層されている。ｐ型ＧａＮコンタクト層１１０は、所定
の形状にエッチングされており、基板１０１全体に結晶
成長を行って、ＳｉＯ２絶縁膜１１１が形成された後
に、ｐ型ＧａＮコンタクト層１１０上にｐ型電極１１２
Ａ、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０３上にｎ型電極１１２
Ｂがそれぞれ形成されている。

【０１６６】上記構成のレーザダイオード１００の製造
方法を、図２４に示すＭＯＣＶＤ装置７０を使用した場
合について説明する。

【０１６７】まず、サファイア基板１０１を洗浄して、
結晶成長装置内のサセプタ１６に設置する。石英フロー
ライナー７１内を７０Ｔｏｒｒまで減圧した後、Ｈ₂ガ
スを充填し、Ｈ₂雰囲気中、１１００℃程度の温度条件
で、１０分程度熱処理を行い、その後、石英フローライ
ナー７１内の温度を５５０℃程度に降温する。石英フロ
ーライナー７１内の温度が一定になった時点で、キャリ
アガス導通管８２から供給されるキャリアガスをＨ₂ガ
スからＮ₂ガスに交換し、Ｎ₂ガスの流量を１０Ｌ／ｍｉ
ｎ．とし、また、Ｖ族元素供給源７８から供給されるＮ
Ｈ₃を３Ｌ／ｍｉｎ．の流量として、原料入口７６を介
して、Ｖ族原料供給管１４に通し、数秒後、ＩＩＩ族原
料供給源７７ＡからＴＭＧを２０μｍｏｌ／ｍｉｎ．の
流量で、ＩＩＩ族原料供給管１３から１分間流し、Ｇａ
Ｎバッファー層１０２の成長を行った。成長させたＧａ
Ｎ膜の厚さは３０ｎｍであった。

【０１６８】次に、ＩＩＩ族原料供給管１３からのＴＭ
Ｇの供給を停止し、石英フローライナー７１内の温度を
１０５０℃まで昇温し、再び、ＩＩＩ族原料供給管１３
から、ＴＭＧを５０μｍｏｌ／ｍｉｎ．の流量で供給
し、ドーピング原料供給管１５からは、ＳｉＨ₄を供給
し、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０３を５０μｍの膜厚に
成長させた。この操作により、膜厚が厚くなると共に発
生するピット等の欠陥が減少し、レーザ素子の特性を向
上させることができる。

【０１６９】次に、石英フローライナー７１内を７６０
Ｔｏｒｒの圧まで戻し、ＩＩＩ族原料供給管１３からＴ
ＭＡを１０μｍｏｌ／ｍｉｎの流量で追加供給し、ドー
ピング原料供給管１５からは、ＳｉＨ₄を供給し、厚さ
０．８０μｍの膜厚のＡｌ０．０９Ｇａ０．９１Ｎのｎ
型クラッド層１０４を成長させた。

【０１７０】次に、ＩＩＩ族原料供給管１３からのＴＭ
Ａの供給を停止し、０．１μｍの膜厚のｎ型ＧａＮガイ
ド層１０５を形成した。

【０１７１】ｎ型ＧａＮガイド層１０５を成長させた
後、ＳｉＨ₄とＴＭＧの供給を停止し、サファイア基板
１０１の温度を７３０℃まで低下させ、温度が安定した
時点で、ＩＩＩ族原料供給管１３からＴＭＧを１０μｍ
ｏｌ／ｍｉｎ．の流量で、ＴＭＩを１０μｍｏｌ／ｍｉ
ｎ．の流量で供給し、Ｉｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎから
なる活性層１０６を５ｎｍの膜厚になるように成長させ
た。活性層１０６を成長させる時には、ドーピング原料
供給管１５からＳｉＨ₄を１０ｎｍｏｌ／ｍｉｎ．程度
の流量で流しても良い。その後、ＩＩＩ族原料供給管１
３からＴＭＧを１０μｍｏｌ／ｍｉｎ．の流量で、ＴＭ
Ｉを５０μｍｏｌ／ｍｉｎ．の流量で供給し、Ｉｎ０．
２Ｇａ０．８Ｎからなる活性層１０６の井戸層を３ｎｍ
の膜厚になるように成長させた。さらに、ＩＩＩ族原料
供給管１３から供給されるＩＩＩ族原料をＴＭＩに変更
し、ＴＭＩ１０μｍｏｌ／ｍｉｎ．の流量で流し、Ｉｎ
０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなる活性層１０６の障壁層
を５ｎｍの膜厚になるように成長させた。この活性層１
０６の障壁層と井戸層との成長を繰り返し、３層の多重
量子井戸層を成長させた後、最後に障壁層を成長させて
活性層１０６の成長を終了する。活性層１０６作製時に
は、成長中断を入れても良く、この操作により井戸層、
障壁層の界面が急峻になり、活性層の発光効率が向上す
る。

【０１７２】活性層１０６を成長させた後、ＩＩＩ族原
料供給管１３から、ＴＭＧを１０μｍｏｌ／ｍｉｎ．の
流量、ＴＭＡを５μｍｏｌ／ｍｉｎ．の流量、Ｃｐ₂Ｍ
ｇを０．１０ｎｍｏｌ／ｍｉｎ．の流量で供給し、３０
ｎｍの膜厚のｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ蒸発防止
層１０７を成長させた。

【０１７３】その後、ＩＩＩ族原料供給管１３からのＴ
ＭＧ、ＴＭＡ、Ｃｐ₂Ｍｇの供給を停止し、ＮＨ₃とＮ₂
との雰囲気中に、基板１０１の温度を再び１０５０℃に
昇温する。昇温後、ＩＩＩ族原料供給管１３からＴＭＧ
を５０μｍｏｌ／ｍｉｎ．の流量、Ｃｐ₂Ｍｇを０．２
０ｎｍｏｌ／ｍｉｎ．の流量で供給し、ｐ型ＧａＮガイ
ド層１０８を０．１μｍの膜厚に成長させた。

【０１７４】次に、ＩＩＩ族原料供給管１３からＴＭＡ
を１０μｍｏｌ／ｍｉｎ．の流量で供給し、０．５μｍ
の膜厚のＡｌ０．０９Ｇａ０．９１Ｎのｐ型クラッド層
１０９を成長させた。

【０１７５】その後、ＩＩＩ族原料供給管１３からのＴ
ＭＡの供給を停止し、ＩＩＩ族原料供給管１３からＴＭ
ＧとＣｐ₂Ｍｇとを供給し、ｐ型ＧａＮコンタクト層１
１０を０．５μｍの膜厚に成長させ、その後、ＩＩＩ族
原料供給管１３からのＴＭＧとＣｐ₂Ｍｇとの供給を停
止して基板１０１の加熱を終了する。

【０１７６】その後は、サファイア基板１０１が電導性
をしていないため、反応性イオンエッチングを用いて、
ｎ型ＧａＮ層を露出させて、この露出面にｎ型電極１１
２Ｂを形成する。このｎ型電極１１２Ｂのｎ電極材料と
しては、Ｔｉ／Ｍｏ、Ｈｆ／Ａｌ等を使用しても良い。
ｐ型電極部分には、サファイヤ基板１０１の〈１−１０
０〉方向に沿って、ストライプ状にエッチングを行い、
ＳｉＯ₂誘導体膜１１１を蒸着し、ｐ型ＧａＮコンタク
ト層１１０を露出させ、Ｐｄ／Ａｕの２μｍの幅のリッ
ジストライプ形状のｐ型電極１１２Ａを形成する。この
ｐ型電極１１２Ａのｐ型電極材料には、Ｎｉ／Ａｕ、Ｐ
ｄ／Ｍｏ／Ａｕを使用しても良い。

【０１７７】最後に、へき開またはドライエッチングを
用いて、共振器長５００μｍのファブリ・ペロー共振器
を作製する。共振器長は３００〜１０００μｍの範囲で
あることが好ましい。この共振器のミラー端面は、サフ
ァイヤ基板１０１のＭ面が端面になるように形成されて
いる。へき開およびレーザ素子のチップ分割は、基板側
からスクライバーにより行う。レーザ共振器の帰還手法
以外に、ＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂ
ａｃｋ）、ＤＢＲ（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇ
Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）等の手法を用いてもよい。

【０１７８】次に、ファブリ・ペロー共振器のミラー端
面に７０％の反射率を有するＳｉＯ ₂とＴｉＯ₂の誘電体
膜を交互に蒸着し、誘導体多層反射膜を形成した。この
誘導体材料には、ＳｉＯ₂／Ａｌ₂Ｏ₃を誘電多層反射膜
として用いても良い。

【０１７９】次に、上記により製造されたレーザダイオ
ードチップをパッケージに実装する方法について説明す
る。

【０１８０】上記発光層を有するレーザダイオードの特
性を活かし、高密度記録用光ディスクに適した青紫色
（４１０ｎｍ波長）高出力（５０ｍＷ）レーザとして用
いる場合、サファイヤ基板は熱伝導率が低いので、放熱
対策に注意を払わなければならない。例えば、Ｉｎはん
だ材を用いて、Ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｄｏｗｎでパッケー
ジ本体に接続することが好ましい。あるいは、直接パッ
ケージ本体やヒートシンク部に取り付けるのではなく、
Ｓｉ、ＡｌＮ、ダイヤモンド、Ｍｏ、ＣｕＷ、ＢＮのサ
ブマウントを介して接続させても良い。

【０１８１】以上の工程により、本発明を適用したＭＯ
ＣＶＤ装置７０によりＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体のレー
ザダイオードを製造することができる。

【０１８２】上記のように製造されたレーザ素子の膜厚
の分布差は、２インチ基板内において５μｍ以下であ
り、レーザ連続発振に至った素子の割合は、８６％であ
った。

【０１８３】ＭＯＣＶＤ装置７０の基板１０１周辺の構
造を変更し、基板１０１とＩＩＩ族原料供給管１３との
距離Ｓを５０ｍｍに保ち、α角を４０°以上にした場
合、またα角を０°に保ち、距離Ｓを５ｍｍ以下または
２００ｍｍ以上にした場合には、いずれもレーザ連続発
振に至った素子の割合は、３１％以下となり、本発明の
ＭＯＣＶＤ装置７０を用いた場合の方が基板面内の均一
性に優れ、良品率が向上していることが明らかとなっ
た。

【０１８４】本実施の形態３のＭＯＣＶＤ装置７０にお
いても、サセプタ１６等、各原料供給管１３及び１４及
び１５のそれぞれの原料吹出ノズル１３ａ及び１４ａ及
び１５ａの材料として、表面部に、ＰＢＮ、ＳｉＣ、Ｔ
ａＣ、ＢＮ等でコーティングされた材を用いることによ
り、ガス流れの変化を抑え、成長膜の膜厚均一性に大き
く寄与することが明らかとなっている。

【０１８５】以上の実施の形態１〜３においては、Ｇａ
Ｎ膜の成膜を中心に説明したが、ＢＮ、ＡｌＮ、Ａｌα
Ｇａ（1‐α）Ｎ（０＜α＜１）、ＩｎＮ、ＩｎβＧａ
（１−β）Ｎ（０＜β＜１）、ＩｎγＧａδＡｌ1‐γ
−δＮ（０＜γ＜１、０＜δ＜１）等の製造にも、本発
明のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置は適用でき、実
際にその効果も確認している。

【０１８６】さらに、以上は、ＧａＮを中心とした窒化
物ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造について説明した
が、ＧａＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＧａＡｓ等の他のＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体を製造する場合にも、本発明のＩＩＩ
−Ｖ族化合物半導体製造装置は適用でき、実際にその効
果も確認している。

【０１８７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＩＩＩ−
Ｖ族化合物半導体装置の製造方法によれば、ＩＩＩ族原
料供給管が、基板保持具に保持された基板の中心軸線に
沿った中心線方向ベクトル（基板表面から裏面への方向
を正）と、ＩＩＩ族原料供給管のＩＩＩ族原料が吹出さ
れる方向に沿ったＩＩＩ族原料吹出し方向ベクトル（Ｉ
ＩＩ族原料が吹き出される方向を正）とのなす角度が０
°〜４０°の範囲、基板保持具に保持された基板表面の
中心部分と、ＩＩＩ族原料供給管のＩＩＩ族原料吹出し
部分との距離が５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲になるように
配置されているので、結晶成長を行う基板に対して供給
される原料ガスの流れを制御することが容易になり、均
一な膜厚を有する厚膜のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を製
造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半
導体製造装置１０の断面図である。

【図２】図１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置１０
のＦ−Ｆ’線に沿う断面図である。

【図３】実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造
装置１０における基板及びＩＩＩ族原料供給管の周辺を
示す断面図である。

【図４】実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造
装置１０を用いて作製したＧａＮ膜の膜厚分布を示す膜
厚分布図である。

【図５】実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造
装置１０における距離Ｓ及びα角と膜厚分布Δｄとの関
係を示すグラフ（距離Ｓ＝３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍの
場合）である。

【図６】実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造
装置１０における距離Ｓ及びα角と膜厚分布Δｄとの関
係を示すグラフ（距離Ｓ＝２５ｍｍ、５０ｍｍ、１００
ｍｍの場合）である。

【図７】実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造
装置１０における距離Ｓ及びα角と膜厚分布Δｄとの関
係を示すグラフ（距離Ｓ＝１５０ｍｍ、２００ｍｍ、２
５０ｍｍの場合）である。

【図８】実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造
装置１０における距離ＤとＧａＮ膜のドーピング濃度と
の関係を示すグラフである。

【図９】実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造
装置１０における各原料供給管の他の配置を示す断面図
である。

【図１０】実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製
造装置１０における各原料供給管の他の配置を示す断面
図である。

【図１１】実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製
造装置１０における各原料供給管の他の配置を示す断面
図である。

【図１２】実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製
造装置１０における各原料供給管の他の配置を示す断面
図である。

【図１３】実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製
造装置１０における各原料供給管の他の配置を示す断面
図である。

【図１４】実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製
造装置１０における各原料供給管の他の配置を示す断面
図である。

【図１５】実施の形態１のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製
造装置１０における各原料供給管の他の配置を示す断面
図である。

【図１６】実施の形態１の他の構造のＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体製造装置３０を示す断面図である。

【図１７】図１６のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置
３０のＧ−Ｇ’線に沿う断面図である。

【図１８】実施の形態１の他の構造のＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体製造装置４０を示す断面図である。

【図１９】図１８のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置
３０のＪ−Ｊ’線に沿う断面図である。

【図２０】実施の形態２のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製
造装置５０の断面図である。

【図２１】図２０のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置
５０のＫ−Ｋ’線に沿う断面図である。

【図２２】実施の形態２の他の構造のＩＩＩ−Ｖ族化合
物半導体製造装置６０の断面図である。

【図２３】図２２のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置
６０のＭ−Ｍ’線に沿う断面図である。

【図２４】実施の形態３の本発明に係るＩＩＩ−Ｖ族化
合物半導体製造方法を利用したレーザダイオードを作製
するＭＯＣＶＤ装置７０を示す概略図である。

【図２５】図２４のＭＯＣＶＤ装置７０のＰ−Ｐ’線に
沿う断面図である。

【図２６】実施の形態３のＭＯＣＶＤ装置７０を用いて
作製したレーザダイオードを示す断面図である。

【図２７】従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を製造する
ＨＶＰＥ装置を示す断面図である。

【図２８】図２７のＨＶＰＥ装置のＲ−Ｒ’線に沿う断
面図である。

【図２９】従来のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を製造する
ＨＶＰＥ装置を用いて作製したＧａＮ膜の膜厚を示す膜
厚分布図である。

【符号の説明】

１０ ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置 １２ 反応容器 １３ ＩＩＩ族原料供給管 １３ａ ＩＩＩ族原料吹出ノズル １４ Ｖ族原料供給管 １４ａ Ｖ族原料吹出ノズル １５ ドーピング原料供給管 １５ａ ドーピング原料吹出ノズル １６ サセプタ １６ａ 保持爪 １６ｂ 回転軸 １７ ＩＩＩ族原料貯蔵部 １８ 加熱ヒータ １９ ガス排気口 １０１ 基板 １０１ａ 中心

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湯浅 貴之 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 津田 有三 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 種谷 元隆 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 大石 隆宏 神奈川県相模原市上溝1581−３ Ｆターム(参考） 4K030 AA20 BA55 BA56 CA05 CA12 EA06 JA03 JA04 KA47 LA14 5F045 AA04 AB14 AC12 AC13 AC19 AD12 AF09 BB02 CA10 DP09 DP28 EB02 EE14 EE15 EE20 EF02 EF08 EK22 EM10 5F073 AA04 AA45 AA74 CA07 CB05 CB07 DA05 DA25

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を結晶成長さ
   せるための基板を保持する基板保持具と、ＩＩＩ−Ｖ族
   化合物半導体のＩＩＩ族原料を前記基板保持具に保持さ
   れた基板に向かって吹き出すためのＩＩＩ族原料供給管
   と、該ＩＩＩ族原料供給管に沿って配置されたＶ族原料
   を吹き出すためのＶ族原料供給管とを有し、 前記ＩＩＩ族原料供給管は、前記基板保持具に保持され
   た基板の中心軸線に沿った中心線方向ベクトル（基板表
   面から裏面への方向を正）と、ＩＩＩ族原料供給管のＩ
   ＩＩ族原料が吹出される方向に沿ったＩＩＩ族原料吹出
   し方向ベクトル（ＩＩＩ族原料が吹き出される方向を
   正）とのなす角度が０°〜４０°の範囲になるように配
   置されているとともに、 前記基板保持具に保持された基板表面の中心部分と、前
   記ＩＩＩ族原料供給管のＩＩＩ族原料吹出し部分との距
   離が５ｍｍ〜２００ｍｍの範囲になるように配置されて
   いることを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装
   置。
2. 【請求項２】 前記中心線方向ベクトルと、前記ＩＩＩ
   族原料吹出し方向ベクトルとのなす角度が５°〜１５°
   の範囲である、請求項１に記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半
   導体製造装置。
3. 【請求項３】 ドーピング用の原料を供給するドーピン
   グ原料供給管をさらに具備する、請求項１または２に記
   載のIII‐Ｖ族化合物半導体製造装置。
4. 【請求項４】 前記ドーピング原料供給管は、前記ドー
   ピング原料供給管の原料吹出し部分と、前記基板保持具
   に保持された基板の中心部分との距離が、５ｍｍ〜２０
   ０ｍｍの範囲になるように配置されている、請求項３に
   記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製造装置。
5. 【請求項５】 前記基板保持具の表面部分、前記ＩＩＩ
   族原料供給管及び前記Ｖ族原料供給管及び前記ドーピン
   グ原料供給管のそれぞれの原料吹出し部分が、ポリ窒化
   ボロン（ＰＢＮ）によりコーティングされた材質により
   構成されている、請求項１〜４のいずれかに記載のＩＩ
   Ｉ−Ｖ族化合物半導体製造装置。
6. 【請求項６】 前記基板保持具の表面部分、前記ＩＩＩ
   族原料原供給管及び前記Ｖ族原料供給管及び前記ドーピ
   ング原料供給管のそれぞれの原料吹出し部分が、炭化シ
   リコン（ＳｉＣ）、炭化タンタル（ＴａＣ）、ボロン化
   窒素（ＢＮ）のいずれかによりコーティングされた材質
   により構成されている、請求項１〜４のいずれかに記載
   のＩＩＩ−Ｖ族化合物化合物半導体製造装置。
7. 【請求項７】 前記基板保持具の表面部分、前記ＩＩＩ
   族原料原供給管及び前記Ｖ族原料供給管及び前記ドーピ
   ング原料供給管のそれぞれの原料吹出し部分が、炭化シ
   リコン（ＳｉＣ）、炭化タンタル（ＴａＣ）、ボロン化
   窒素（ＢＮ）のいずれかにより、内部まで浸透された材
   質により構成されている、請求項１〜４のいずれかに記
   載のＩＩＩ−Ｖ族化合物化合物半導体製造装置。
8. 【請求項８】 ＩＩＩ族原料供給管から吹出されるＩＩ
   Ｉ族原料は、ＩＩＩ族元素のハロゲン化物、Ｖ族原料供
   給管から吹出されるＶ族原料は、ＮＨ₃である、請求項
   １〜７のいずれかに記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体製
   造装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜７のいずれかのＩＩＩ−Ｖ族
   化合物半導体製造装置を用い、前記ＩＩＩ族原料供給管
   からＩＩＩ族元素のハロゲン化物を、前記Ｖ族原料供給
   管からＮＨ₃を、それぞれ吹出させることにより製造さ
   れることを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造
   方法。