JP2009114035A - Iii族窒化物半導体製造装置および製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】均質なSiドープGaN結晶を製造することができるIII 族窒化物半導体製造装置を提供する。
【解決手段】III 族窒化物半導体製造装置は、窒素とシランを供給する供給管15と、坩堝11にGa融液を供給するGa供給装置16と、坩堝11にNa融液を供給するNa供給装置17と、を有している。従来のようにドーパントを供給する配管を別途設けずに、窒素とドーパントを混合して1つの供給管15で供給するようにしている。そのためデッドスペースが増えないので、Naの蒸発が抑制され、高品質なSiドープGaN結晶を製造することができる。
【選択図】図1
【解決手段】III 族窒化物半導体製造装置は、窒素とシランを供給する供給管15と、坩堝11にGa融液を供給するGa供給装置16と、坩堝11にNa融液を供給するNa供給装置17と、を有している。従来のようにドーパントを供給する配管を別途設けずに、窒素とドーパントを混合して1つの供給管15で供給するようにしている。そのためデッドスペースが増えないので、Naの蒸発が抑制され、高品質なSiドープGaN結晶を製造することができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、アルカリ金属を用いたフラックス法によるIII 族窒化物半導体結晶の製造方法、およびその製造装置に関する。
従来より、Naフラックス法によるIII 族窒化物半導体の結晶成長方法が知られている。これは、Na(ナトリウム)とGa(ガリウム)を融解して800℃程度に保ち、数十気圧の圧力下で窒素と反応させて、GaN(窒化ガリウム)を種結晶表面に結晶成長させるものである。
このNaフラックス法によるIII 族窒化物半導体結晶の製造に用いる製造装置において、窒素、Ga、Na、ドーパントを供給する配管をそれぞれ独立に設けたものが特許文献1に示されている。この製造装置によると、窒素、Ga、Na、ドーパントを随時供給することで、これらの比を一定に保持して結晶成長させることができるので、結晶の均一性が高いIII 族窒化物半導体を製造することができる。
特開2004−292286
しかし、特許文献1に示された製造装置は、ドーパントを供給する配管を独立に設けているので配管の数が多くなり、デッドスペースが増大する。そのため、Naの蒸発が増えてしまい、配管内でNaが液化、固化して詰まらせ、原料の供給を阻害してしまう。
そこで本発明の目的は、Naの蒸発が抑制された、ドーパントのドープされた高品質なIII 族窒化物半導体結晶を製造する方法、およびその製造装置を実現することにある。
第1の発明は、反応容器と、加熱装置と、反応容器の内部に配置された坩堝と、を有し、坩堝に保持したIII 族金属とアルカリ金属とを少なくとも含む混合融液と、少なくとも窒素を含む気体とを反応容器内で反応させてIII 族窒化物半導体を結晶成長させるIII 族窒化物半導体製造装置において、少なくとも窒素を含む気体と、気体のドーパントと、を混合して供給する第1供給管を有することを特徴とするIII 族窒化物半導体製造装置である。
第2の発明は、反応容器と、加熱装置と、反応容器の内部に配置された坩堝と、を有し、坩堝に保持したIII 族金属とアルカリ金属とを少なくとも含む混合融液と、少なくとも窒素を含む気体とを反応容器内で反応させてIII 族窒化物半導体を結晶成長させるIII 族窒化物半導体製造装置において、少なくとも窒素を含む気体を供給する第1供給管と、III 族金属に可溶なドーパントを融解させたIII 族金属融液を供給する第2供給管と、を有することを特徴とするIII 族窒化物半導体製造装置である。
第3の発明は、反応容器と、加熱装置と、反応容器の内部に配置された坩堝と、を有し、坩堝に保持したIII 族金属とアルカリ金属とを少なくとも含む混合融液と、少なくとも窒素を含む気体とを反応容器内で反応させてIII 族窒化物半導体を結晶成長させるIII 族窒化物半導体製造装置において、少なくとも窒素を含む気体を供給する第1供給管と、アルカリ金属に可溶なドーパントを融解させたアルカリ金属融液を供給する第3供給管と、を有することを特徴とするIII 族窒化物半導体製造装置である。
本発明において、アルカリ金属は通常Naを用いるが、K(カリウム)を用いることもできる。また、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシウム)などの2族金属や、Li(リチウム)などを混合させてもよい。また、窒素を含む気体とは、窒素分子や窒素化合物の気体を含む単一または混合気体をいい、希ガス等の不活性ガスを含んでいてもよい。
本発明におけるドーパントとは、下記のドーパントとなる元素の単体だけでなく、ドーパントとなる元素を含む化合物も含む。n型ドーパントは、14族元素であるC(炭素)、Si(ケイ素)、Ge(ゲルマニウム)、Sn(スズ)、Pb(鉛)や、16族元素であるO(酸素)、S(硫黄)、Se(セレン)、Te(テルル)である。またp型ドーパントは、2族元素であるBe(ベリリウム)、Mg(マグネシウム)、Ca(カルシウム)、Sr(ストロンチウム)、Ba(バリウム)や、12族元素であるZn(亜鉛)、Cd(カドミウム)である。
気体のドーパント用ガスは、たとえば、構成元素としてSiやOを含むガスであり、SiH4 (シラン)、H2 O(水)、O2 (酸素)などである。また、III 族金属、アルカリ金属の双方に可溶なドーパントは、III 族金属、アルカリ金属のどちらに融解させて供給してもかまわない。
また、第1の発明は、III 族金属融液を供給する第2供給管や、アルカリ金属融液を供給する第3供給管を有していてもよく、第2の発明は、アルカリ金属融液を供給する第3供給管を有していてもよく、第3の発明は、III 族金属融液を供給する第2供給管を有していてもよい。
第4の発明は、第1の発明において、気体のドーパント用ガスは、構成元素にSiまたはOを含むことを特徴とするIII 族窒化物半導体製造装置である。
第5の発明は、第2の発明において、III 族金属に可溶なドーパントは、2族、12族、14族元素単体であることを特徴とするIII 族窒化物半導体製造装置である。
第6の発明は、第3の発明において、アルカリ金属に可溶なドーパントは、酸化物であることを特徴とするIII 族窒化物半導体製造装置である。
アルカリ金属に可溶で酸化物であるドーパントは、たとえば、SiO2 (二酸化ケイ素)、Ga2 O3 (酸化ガリウム)、Al2 O3 (酸化アルミニウム)、In2 O3 (酸化インジウム)などである。
第7の発明は、第1の発明から第6の発明において、アルカリ金属を供給する第3供給管を有し、第3供給管は、アルカリ金属をミスト状にして供給することを特徴とするIII 族窒化物半導体製造装置である。
第8の発明は、III 族金属とアルカリ金属とを少なくとも含む混合融液と、少なくとも窒素を含む気体とを反応させてIII 族窒化物半導体を結晶成長させるIII 族窒化物半導体結晶の製造方法において、結晶成長中に、少なくとも窒素を含む気体、およびドーパントを供給する工程を有し、ドーパントは気体であり、ドーパントは、少なくとも窒素を含む気体に混合されて供給される、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体結晶の製造方法である。
第9の発明は、III 族金属とアルカリ金属とを少なくとも含む混合融液と、少なくとも窒素を含む気体とを反応させてIII 族窒化物半導体を結晶成長させるIII 族窒化物半導体結晶の製造方法において、結晶成長中に、III 族金属融液、少なくとも窒素を含む気体、およびドーパントを供給する工程を有し、ドーパントは、III 族金属に可溶であり、ドーパントは、III 族金属融液中に融解されて供給されることを特徴とするIII 族窒化物半導体結晶の製造方法である。
第10の発明は、III 族金属とアルカリ金属とを少なくとも含む混合融液と、少なくとも窒素を含む気体とを反応させてIII 族窒化物半導体を結晶成長させるIII 族窒化物半導体結晶の製造方法において、結晶成長中に、アルカリ金属融液、少なくとも窒素を含む気体、およびドーパントを供給する工程を有し、ドーパントは、アルカリ金属に可溶であり、ドーパントは、アルカリ金属融液中に融解されて供給される、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体結晶の製造方法である。
第11の発明は、第8の発明において、気体のドーパント用ガスは、構成元素にSiまたはOを含むことを特徴とするIII 族窒化物半導体結晶の製造方法である。
第12の発明は、第9の発明において、III 族金属に可溶なドーパントは、2族、12族、14族元素単体であることを特徴とするIII 族窒化物半導体結晶の製造方法である。
第13の発明は、第10の発明において、アルカリ金属に可溶なドーパントは、酸化物であることを特徴とするIII 族窒化物半導体結晶の製造方法である。
第14の発明は、第8の発明から第13の発明において、結晶成長中にアルカリ金属融液を供給する工程を有し、アルカリ金属融液は、ミスト状にして供給することを特徴とするIII 族窒化物半導体結晶の製造方法である。
本発明によると、ドーパントは、少なくとも窒素を含む気体、III 族金属融液、アルカリ金属融液のいずれかとともに供給される。したがって、ドーパントの供給のみに用いる供給管を要せず、配管の数を増やす必要がないので、デットスペースの増加を防止でき、アルカリ金属の蒸発が抑制される。その結果、混合融液の組成比を一定に保つことができ、ドーパントがドープされた高品質なIII 族窒化物半導体結晶を得ることができる。
また、第7、14の発明のように、アルカリ金属をミスト状にして蒸発しやすい状態で供給することで、反応容器内のアルカリ金属の蒸気圧を平衡に近い状態に保つことができ、アルカリ金属の蒸発を抑制することができる。
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
図1は、実施例1のIII 族窒化物半導体製造装置の構成を示す図である。図1に示すように、実施例1のIII 族窒化物半導体製造装置は、反応容器10と、反応容器10内部に配置され、GaとNaとの混合融液24を保持する坩堝11と、反応容器10を加熱する加熱装置12と、種結晶23を固定する支持部13と、その支持部13により固定された種結晶23を回転、移動させる回転軸14と、反応容器10に開口して接続し、回転軸14と反応容器10との隙間から反応容器10内へ窒素およびドーパントガスを供給する供給管15(本発明の第1供給管に相当)と、坩堝11にGa融液を供給するGa供給装置16と、坩堝11にNa融液を供給するNa供給装置17と、反応容器10内部の雰囲気を外部へ排気する排気管18と、により構成されている。
反応容器10は、円筒形状のステンレス製で、耐圧・耐熱性を有している。反応容器10の内部には、坩堝11が配置されている。
坩堝11は、BN(窒化ホウ素)からなり、反応容器10内部に配置されている。坩堝11内部には、GaとNaとの混合融液24が保持される。また、坩堝11には、供給管21(本発明の第2供給管に相当)、供給管22(本発明の第3供給管に相当)が接続している。供給管21を介してGa供給装置16からGa融液が、供給管22を介してNa供給装置17からNa融液が、坩堝11内の混合融液24中に供給される。
加熱装置12は、反応容器10外側の側部に配置されている。この加熱装置12によって、反応容器10内部の温度を制御する。
支持部13は種結晶23を固定し、支持部13に接続した回転軸14によって、種結晶23を回転させ、鉛直方向上下に移動させる。回転軸14は、反応容器10を鉛直上方向に貫通していて、回転軸14と反応容器10には隙間が生じている。
供給管15は、反応容器10に開口して接続し、回転軸14と反応容器10との間の隙間から窒素とドーパントガスを反応容器10内へ供給する。また、供給管15の上流側は、窒素とドーパントガスとの混合ガスを供給する供給管19と、窒素を供給する供給管20とに分岐している。ドーパントガスは、ドーパントである元素を構成元素とする化合物である。供給管20から供給される窒素と、供給管19から供給される窒素とドーパントガスの混合ガスとは、供給管15内で混合され、反応容器10内へと供給される。また、供給管19、20にはそれぞれバルブ19v、20vが設けられていて、窒素およびドーパントガスの供給量を制御する。
ドーパントガスは、たとえばシランや水、酸素である。シランはn型ドーパントであるSiを構成元素とする化合物であり、水はn型ドーパントである酸素を構成元素とする化合物である。
Ga供給装置16は、供給管21を通して坩堝11内の混合融液24中にGa融液を供給し、Na供給装置17は、供給管22を通して坩堝11内の混合融液24中にNa融液を供給する。また、供給管21、22には、それぞれバルブ21v、22vが設けられていて、Ga、Naの供給を制御する。
次に、実施例1のIII 族窒化物半導体製造装置を用いたSiドープGaN結晶の製造について説明する。
まず、回転軸14を鉛直上方向に移動させた状態で、支持部13に種結晶23を固定した後、反応容器10を閉じ、種結晶23が坩堝11内となる位置まで回転軸14を鉛直下方向に移動させて、排気管18により反応容器10内部の雰囲気を排気する。
その後、Ga供給装置16とNa供給装置17とから坩堝11内へGa融液とNa融液を供給し、坩堝11内にGaとNaが一定の比で混合された混合融液24を保持する。そして、供給管15から反応容器10内へ窒素と、ドーパントであるシランとの混合ガスを供給する。また、反応容器10内部の圧力が50気圧となるように、供給量と排気量を調整する。
次に、加熱装置12によって反応容器10内を加熱し、反応容器10内部を50気圧、800度の状態を維持し、種結晶23表面にSiがドープされたGaNを結晶成長させる。また、回転軸14を回転させることで種結晶23を回転させ、均一に結晶成長するようにする。また、供給管15から反応容器10内部へ常時窒素およびシランを供給するようにし、Gaの消費、Naの蒸発に合わせて随時、Ga供給装置16とNa供給装置17により混合融液24中にGa融液とNa融液を供給する。これにより、混合融液24のGaとNaの比が一定となるようにする。
結晶成長中、蒸発したNaは反応容器10内に拡散する。しかし、実施例1のIII 族窒化物半導体製造装置は、シラン供給用の配管を独立して設けずに、窒素とともにシランを供給するようにしている。シラン供給用の配管がない分、従来よりも蒸発したNaが入り込むスペースが小さくなり、Naの蒸発が抑制される。その結果、混合融液24のGaとNaの比がより一定に保たれることになり、結晶の均一性が向上する。
その後、反応容器10の温度を常温まで下げ、SiドープGaN結晶の製造を終了する。
以上のように、実施例1のIII 族窒化物半導体製造装置によると、Naの蒸発が抑制されるため、混合融液の組成比がより一定に保たれ、ドーパントがドープされた高品質なIII 族窒化物半導体結晶を製造することができる。
なお、実施例1のIII 族窒化物半導体製造装置において、Ga供給装置16、Na供給装置17、およびGa融液を供給する供給管21、Na融液を供給する22は必ずしも必要ではなく、坩堝11内にはじめからGaとNaを入れておき、結晶成長中にGa融液とNa融液を供給せずにIII 族窒化物半導体結晶を製造してもよい。しかし、Ga供給装置16、Na供給装置17、および供給管21、22を設け、結晶成長中にGa融液、Na融液を供給できるようにした方が、坩堝11内の混合融液24のGa、Na組成比をより一定に保つことができるので望ましい。
図2は、実施例2のIII 族窒化物半導体製造装置の構成を示す図である。実施例1のIII 族窒化物半導体製造装置との構成の違いは、供給管19と供給管20に分岐した供給管15に替えて分岐のない供給管115を有していることと、Ga融液を供給するGa供給装置16に替えて、ドーパントを融解させたGa融液を供給するGa供給装置116を有していることである。実施例1では、供給管15によって窒素とシランを混合して反応容器10内に供給してるが、実施例2では、供給管115によって窒素のみを供給する。Ga融液に融解するドーパントは、たとえば2族、12族、14族元素単体である。2族、12族元素はp型ドーパントであり、14族元素はn型ドーパントである。
実施例2のIII 族窒化物半導体製造装置を用いた、ドーパントがドープされたIII 族窒化物半導体結晶の製造方法は、実施例1と同様である。たとえば、Siを融解させたGa融液をGa供給装置116により供給するようにすれば、実施例1に示した製造工程を経ることで、SiドープGaN結晶を製造することができる。
この実施例2のIII 族窒化物半導体製造装置もまた、ドーパント供給用の配管を設けていないので、従来よりもNaの蒸発が抑制される。そのため、ドーパントがドープされた高品質なIII 族窒化物半導体結晶を製造することができる。
なお、実施例2のIII 族窒化物半導体製造装置において、Na供給装置17、供給管22は必ずしも必要ではなく、結晶成長中にNaを供給せずにIII 族窒化物半導体結晶を製造してもよい。ただし、Na供給装置17、供給管22を設け、結晶成長中にNa融液を供給できるようにした方が、坩堝11内の混合融液24のGa、Na組成比をより一定に保つことができるので望ましい。
図3は、実施例3のIII 族窒化物半導体製造装置の構成を示す図である。実施例1のIII 族窒化物半導体製造装置との構成の違いは、供給管19と供給管20に分岐した供給管15に替えて分岐のない供給管115を有していることと、Na融液を供給するNa供給装置17に替えて、ドーパントを融解させたNa融液を供給するGa供給装置217を有していることである。Na融液に融解するドーパントは、たとえばSiO2 、Ga2 O3 、Al2 O3 、In2 O3 などの酸化物である。
実施例3のIII 族窒化物半導体製造装置を用いた、ドーパントがドープされたIII 族窒化物半導体結晶の製造方法は、実施例1と同様である。たとえば、SiO2 を融解させたNa融液をNa供給装置217により供給するようにすれば、実施例1に示した製造工程を経ることで、Siと酸素がドープされたGaN結晶を製造することができる。また、Al2 O3 やIn2 O3 をNa融液に融解させてNa供給装置217により供給するようにすれば、酸素がドープされたAlGaN結晶やInGaN結晶を製造することができる。
この実施例3のIII 族窒化物半導体製造装置もまた、ドーパント供給用の配管を設けていないので、従来よりもNaの蒸発が抑制される。そのため、ドーパントがドープされた高品質なIII 族窒化物半導体結晶を製造することができる。
なお、実施例3のIII 族窒化物半導体製造装置において、Ga供給装置16、供給管21は必ずしも必要ではなく、結晶成長中にGaを供給せずにIII 族窒化物半導体結晶を製造してもよい。ただし、Ga供給装置16、供給管21を設け、結晶成長中にGa融液を供給できるようにした方が、坩堝11内の混合融液24のGa、Na組成比をより一定に保つことができるので望ましい。
図4は、実施例4のIII 族窒化物半導体製造装置の構成を示す図である。実施例4のIII 族窒化物半導体製造装置は、反応容器310と、反応容器310内部に配置され、GaとNaとの混合融液324と、種結晶323を保持する坩堝311と、反応容器310を加熱する加熱装置312と、坩堝311を保持する支持部313と、その支持部313に接続し坩堝11を回転、移動させる回転軸314と、反応容器310と回転軸314との隙間から反応容器10内に窒素とドーパントガスを供給する供給管315と、坩堝311にGa融液を供給するGa供給装置316と、坩堝311にNa融液を供給するNa供給装置317と、反応容器310内部の雰囲気を外部へ排気する排気管318と、により構成されている。
支持部313は坩堝311を保持し、支持部313に接続した回転軸314によって、坩堝311を回転させ、鉛直方向上下に移動させる。回転軸314は、反応容器10を鉛直下方向に貫通していて、回転軸314と反応容器310には隙間が生じている。
供給管315は、上流側が窒素とドーパントガスとの混合ガスを供給する供給管319と、窒素を供給する供給管320とに分岐している。また、供給管319、320には、それぞれバルブ319v、320vが設けられていて、バルブ319v、320vにより窒素およびドーパントガスの供給量を制御する。
Ga供給装置316は、供給管321を介して坩堝311に保持された混合融液324中にGa融液を供給する。供給管321にはバルブ321vが設けられていて、Ga融液の供給量を調整する。
Na供給装置317は、供給管322を介して反応容器310内にミスト状のNa融液を供給する。供給管322にはバルブ322vが設けられていて、Na融液の供給量を調整する。
次に、実施例4のIII 族窒化物半導体製造装置を用いたSiドープGaN結晶の製造について説明する。
まず、回転軸314を鉛直上方向に移動させた状態で、坩堝311内部に種結晶323、Ga、Naを入れて支持部313に配置する。そして回転軸314を鉛直下方向に移動させて坩堝311を反応容器310の内部に移動させ、反応容器310に蓋をする。
次に、排気管318に設けたバルブ318vを開いて、反応容器310内部の雰囲気を排気する。その後、供給管315から反応容器10の内部に窒素と、ドーパントであるシランとの混合ガスを供給する。また、反応容器10内部の圧力が50気圧となるように、供給量と排気量を調整する。
次に、加熱装置312によって反応容器310内を加熱し、反応容器310内部を50気圧、800度の状態を維持し、種結晶323表面にSiがドープされたGaNを結晶成長させる。また、回転軸314を回転させることで坩堝311を回転させて混合融液324を攪拌し、均一に結晶成長するようにする。また、供給管315から反応容器310内部へ常時窒素およびシランを供給するようにし、Gaの消費、Naの蒸発に合わせて随時、Ga供給装置316とNa供給装置317により混合融液24中にGa融液とNa融液を供給する。これにより、混合融液324のGaとNaの比が一定となるようにする。
この結晶成長中、他の実施例と同様に、シラン供給用の配管を独立して設けていないため、従来よりもNaの蒸発が抑制される。また、Na融液はミスト状にして供給されるため、すみやかに蒸発し、Naの蒸気圧を平衡に近い状態に保つことができる。その結果、混合融液324からのNaの蒸発はより抑制される。
その後、反応容器310の温度を常温まで下げ、SiドープGaN結晶の製造を終了する。
以上のように、実施例4のIII 族窒化物半導体製造装置では、Naをミスト状にして供給することによってNaの蒸発をより抑制することができるので、ドーパントがドープされたIII 族窒化物半導体結晶を、より高品質に製造することができる。
実施例では、フラックスとしてNaを用いているが、他にもLiやKなどのアルカリ金属や、MgやCaなどのアルカリ土類金属、およびそれらの混合物を用いることができる。また、反応容器内部に窒素を供給しているが、アンモニアなどの窒素を含む化合物を供給するようにしてもよく、アルゴンなどの不活性ガスを混合して供給してもよい。
また、実施例では、ドーパントは、窒素、Ga融液、Na融液のいずれか1つに混合、融解して供給しているが、いずれか2以上とともに供給するようにしてもよい。たとえば、窒素にシランを混合し、GaにMgを融解させることで、n型ドーパントであるSiと、p型ドーパントであるMgの双方を供給するようにしてもよい。
また、実施例1、4では、窒素とドーパントガスの混合ガスと、窒素とを供給管内で混合させて反応容器内に供給しているが、窒素とドーパントガスの混合ガスを直接反応容器内に供給してもよいし、ドーパントガスと窒素とを供給管内で混合させて供給してもよい。
本発明は、III 族窒化物半導体結晶の製造に用いることができる。
10、310:反応容器
11、311:坩堝
12、312:加熱装置
13、313:支持部
14、314:回転軸
15、19、20、21、22、315、319、320、321、322:供給管
16、116、316:Ga供給装置
17、217、317:Na供給装置
18、318:排気管
11、311:坩堝
12、312:加熱装置
13、313:支持部
14、314:回転軸
15、19、20、21、22、315、319、320、321、322:供給管
16、116、316:Ga供給装置
17、217、317:Na供給装置
18、318:排気管
Claims (14)
- 反応容器と、加熱装置と、前記反応容器の内部に配置された坩堝と、を有し、前記坩堝に保持したIII 族金属とアルカリ金属とを少なくとも含む混合融液と、少なくとも窒素を含む気体とを前記反応容器内で反応させてIII 族窒化物半導体を結晶成長させるIII 族窒化物半導体製造装置において、
前記少なくとも窒素を含む気体と、気体のドーパントと、を混合して供給する第1供給管を有することを特徴とするIII 族窒化物半導体製造装置。 - 反応容器と、加熱装置と、前記反応容器の内部に配置された坩堝と、を有し、前記坩堝に保持したIII 族金属とアルカリ金属とを少なくとも含む混合融液と、少なくとも窒素を含む気体とを前記反応容器内で反応させてIII 族窒化物半導体を結晶成長させるIII 族窒化物半導体製造装置において、
前記少なくとも窒素を含む気体を供給する第1供給管と、
前記III 族金属に可溶なドーパントを融解させた前記III 族金属融液を供給する第2供給管と、
を有することを特徴とするIII 族窒化物半導体製造装置。 - 反応容器と、加熱装置と、前記反応容器の内部に配置された坩堝と、を有し、前記坩堝に保持したIII 族金属とアルカリ金属とを少なくとも含む混合融液と、少なくとも窒素を含む気体とを前記反応容器内で反応させてIII 族窒化物半導体を結晶成長させるIII 族窒化物半導体製造装置において、
前記少なくとも窒素を含む気体を供給する第1供給管と、
前記アルカリ金属に可溶なドーパントを融解させた前記アルカリ金属融液を供給する第3供給管と、
を有することを特徴とするIII 族窒化物半導体製造装置。 - 気体の前記ドーパント用ガスは、構成元素にSiまたはOを含むことを特徴とする請求項1に記載のIII 族窒化物半導体製造装置。
- 前記III 族金属に可溶な前記ドーパントは、2族、12族、14族元素単体であることを特徴とする請求項2に記載のIII 族窒化物半導体製造装置。
- 前記アルカリ金属に可溶な前記ドーパントは、酸化物であることを特徴とする請求項3に記載のIII 族窒化物半導体製造装置。
- 前記アルカリ金属を供給する第3供給管を有し、
前記アルカリ金属をミスト状にして供給することを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のIII 族窒化物半導体製造装置。 - III 族金属とアルカリ金属とを少なくとも含む混合融液と、少なくとも窒素を含む気体とを反応させてIII 族窒化物半導体を結晶成長させるIII 族窒化物半導体結晶の製造方法において、
結晶成長中に、少なくとも窒素を含む気体、およびドーパントを供給する工程を有し、
前記ドーパントは気体であり、
前記ドーパントは、前記少なくとも窒素を含む気体に混合されて供給される、
ことを特徴とするIII 族窒化物半導体結晶の製造方法。 - III 族金属とアルカリ金属とを少なくとも含む混合融液と、少なくとも窒素を含む気体とを反応させてIII 族窒化物半導体を結晶成長させるIII 族窒化物半導体結晶の製造方法において、
結晶成長中に、III 族金属融液、少なくとも窒素を含む気体、およびドーパントを供給する工程を有し、
前記ドーパントは、前記III 族金属に可溶であり、
前記ドーパントは、前記III 族金属融液中に融解されて供給される、
ことを特徴とするIII 族窒化物半導体結晶の製造方法。 - III 族金属とアルカリ金属とを少なくとも含む混合融液と、少なくとも窒素を含む気体とを反応させてIII 族窒化物半導体を結晶成長させるIII 族窒化物半導体結晶の製造方法において、
結晶成長中に、アルカリ金属融液、少なくとも窒素を含む気体、およびドーパントを供給する工程を有し、
前記ドーパントは、前記アルカリ金属に可溶であり、
前記ドーパントは、前記アルカリ金属融液中に融解されて供給される、
ことを特徴とするIII 族窒化物半導体結晶の製造方法。 - 気体の前記ドーパント用ガスは、構成元素にSiまたはOを含むことを特徴とする請求項8に記載のIII 族窒化物半導体結晶の製造方法。
- 前記III 族金属に可溶な前記ドーパントは、2族、12族、14族元素単体であることを特徴とする請求項9に記載のIII 族窒化物半導体結晶の製造方法。
- 前記アルカリ金属に可溶な前記ドーパントは、酸化物であることを特徴とする請求項10に記載のIII 族窒化物半導体結晶の製造方法。
- 結晶成長中に前記アルカリ金属融液を供給する工程を有し、
前記アルカリ金属融液は、ミスト状にして供給することを特徴とする請求項8ないし請求項13のいずれか1項に記載のIII 族窒化物半導体結晶の製造方法。
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