JP2011219311A - Apparatus and method for manufacturing compound semiconductor crystal - Google Patents

Apparatus and method for manufacturing compound semiconductor crystal Download PDF

Info

Publication number
JP2011219311A
JP2011219311A JP2010090589A JP2010090589A JP2011219311A JP 2011219311 A JP2011219311 A JP 2011219311A JP 2010090589 A JP2010090589 A JP 2010090589A JP 2010090589 A JP2010090589 A JP 2010090589A JP 2011219311 A JP2011219311 A JP 2011219311A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
gas
crystal growth
growth chamber
compound semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010090589A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5589519B2 (en
Inventor
Ryu Hirota
龍 弘田
Koji Fukushima
浩二 福島
Yoshihiro Oka
義浩 岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2010090589A priority Critical patent/JP5589519B2/en
Publication of JP2011219311A publication Critical patent/JP2011219311A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5589519B2 publication Critical patent/JP5589519B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and method for manufacturing a compound semiconductor crystal that manufacture a compound semiconductor crystal by improving the accuracy of pressure control of gas inside a crystal growth chamber.SOLUTION: The apparatus for manufacturing the compound semiconductor crystal includes a gas supply section 101, the crystal growth chamber 110, a gas exhausting section 120, and pressure control sections 130 and 140. Gas is supplied from the gas supply section 101 to the crystal growth chamber 110. The gas exhausting section 120 exhausts gas from the crystal growth chamber 110. The pressure control sections 130 and 140 are connected to at least one of a part between the gas supply section 101 and crystal growth chamber 110 and a part between the crystal growth chamber 110 and gas exhausting section 120, and are opened to at least one of the crystal growth chamber 110 and the gas supply section 101 and gas exhausting section 120, thereby changing the pressure intermittently.

Description

本発明は、化合物半導体結晶の製造装置および化合物半導体結晶の製造方法に関する。   The present invention relates to a compound semiconductor crystal manufacturing apparatus and a compound semiconductor crystal manufacturing method.

窒化ガリウム(GaN)などの化合物半導体結晶は、発光素子、電子素子、および半導体センサなどの半導体デバイスを形成するための材料として非常に有用である。このような化合物半導体結晶を成長させるために、従来から、たとえばフラックス法などが提案されている(たとえば特許文献1)。   Compound semiconductor crystals such as gallium nitride (GaN) are very useful as materials for forming semiconductor devices such as light-emitting elements, electronic elements, and semiconductor sensors. In order to grow such a compound semiconductor crystal, conventionally, for example, a flux method has been proposed (for example, Patent Document 1).

上記特許文献1に開示の結晶成長装置は、反応容器(結晶成長室)と、反応容器内の圧力以上の窒素ガスが充填されている第1のガス供給装置と、窒素ガスの圧力を調整する圧力調整機構とを備えている。圧力調整機構は、圧力センサと圧力調整弁とを有している。そして、特許文献1には、この結晶成長装置を用いて、III族窒化物結晶を成長することが開示されている。   The crystal growth apparatus disclosed in Patent Document 1 adjusts the pressure of a reaction vessel (crystal growth chamber), a first gas supply device filled with nitrogen gas equal to or higher than the pressure in the reaction vessel, and the pressure of the nitrogen gas. And a pressure adjusting mechanism. The pressure adjustment mechanism has a pressure sensor and a pressure adjustment valve. Patent Document 1 discloses that a group III nitride crystal is grown using this crystal growth apparatus.

特開2001−64097号公報JP 2001-64097 A

上記特許文献1に開示の結晶成長装置および結晶成長方法では、1つの圧力調整弁を用いて、反応容器内の窒素ガス圧力を調整している。本発明者が鋭意研究した結果、上記特許文献1に開示の1つの圧力調整弁を用いて窒素ガスなどの気体の圧力を制御すると、反応容器内の気体の圧力を精密に制御できないことを見い出した。   In the crystal growth apparatus and crystal growth method disclosed in Patent Document 1, the nitrogen gas pressure in the reaction vessel is adjusted using one pressure adjustment valve. As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that if the pressure of a gas such as nitrogen gas is controlled using one pressure regulating valve disclosed in Patent Document 1, the pressure of the gas in the reaction vessel cannot be precisely controlled. It was.

図17および図18は、特許文献1に開示の結晶成長装置の構成例を示す図である。図17および図18を参照して、特許文献1の課題について、以下に詳細に説明する。   17 and 18 are diagrams illustrating a configuration example of the crystal growth apparatus disclosed in Patent Document 1. FIG. With reference to FIG. 17 and FIG. 18, the subject of patent document 1 is demonstrated in detail below.

特許文献1において、図17に示すように、第1のガス供給装置220の第1のシリンダー210は常に反応容器201の内部の圧力以上になるようにガスが充填されており、これらの間に圧力調整弁208が介されて圧力を調整していると記載されている(特許文献1の請求項1および段落0023−0025など)。このことから、第1のシリンダー210の内部の圧力と反応容器201との内部の圧力とが等しくなるように、圧力調整弁208が全開に開放されることはなく、また圧力調整弁は一般に、設定された圧力に応じて弁の開度を調整するものであるから、その調整は連続的になされる。このような機構においては、圧力調整弁の開度の精度が、そのまま圧力制御の精度を決定づけるため、反応容器201の内部の圧力の精密な制御は非常に困難である。   In Patent Document 1, as shown in FIG. 17, the first cylinder 210 of the first gas supply device 220 is always filled with gas so as to be equal to or higher than the pressure inside the reaction vessel 201. It is described that the pressure is regulated via the pressure regulating valve 208 (Claim 1 of Patent Document 1 and paragraphs 0023-0025 and the like). From this, the pressure regulating valve 208 is not fully opened so that the pressure inside the first cylinder 210 and the pressure inside the reaction vessel 201 are equal, and the pressure regulating valve is generally Since the opening degree of the valve is adjusted according to the set pressure, the adjustment is made continuously. In such a mechanism, since the accuracy of the opening of the pressure regulating valve directly determines the accuracy of pressure control, precise control of the pressure inside the reaction vessel 201 is very difficult.

また、特許文献1において、図18に示すように、第2のガス供給装置230を用意した場合、フラックス法においては、Na(ナトリウム)などの危険物が第1のシリンダー210に拡散することを防ぐ効果は期待できることが記載されている(特許文献1の段落0038など)。しかし、第2のガス供給装置230の第2のシリンダー212は常に反応容器201の内部の圧力以上になるようにガスが充填されており、これらの間に圧力調整弁208が介されて圧力を調整していると記載されている(特許文献1の請求項2および段落0034など)。このことから、やはり第2のシリンダー212の内部の圧力と反応容器201の内部の圧力とが等しくなるように、圧力調整弁208が全開に開放されることはなく、また圧力調整弁は一般に、設定された圧力に応じて弁の開度を調整するものであるから、その調整は連続的に為される。このような機構においては、圧力調整弁の開度の精度が、そのまま圧力制御の精度を決定づけるため、反応容器201の内部の圧力の精密な制御はやはり非常に困難である。   In Patent Document 1, as shown in FIG. 18, when the second gas supply device 230 is prepared, in the flux method, dangerous substances such as Na (sodium) are diffused into the first cylinder 210. It is described that the effect of preventing can be expected (paragraph 0038 of Patent Document 1). However, the second cylinder 212 of the second gas supply device 230 is always filled with gas so as to be equal to or higher than the pressure inside the reaction vessel 201, and the pressure is adjusted via the pressure regulating valve 208 therebetween. It is described that it is adjusted (Claim 2 of Patent Document 1 and paragraph 0034). Therefore, the pressure regulating valve 208 is not fully opened so that the pressure inside the second cylinder 212 is equal to the pressure inside the reaction vessel 201, and the pressure regulating valve is generally Since the opening degree of the valve is adjusted according to the set pressure, the adjustment is made continuously. In such a mechanism, since the accuracy of the opening of the pressure regulating valve directly determines the accuracy of pressure control, precise control of the pressure inside the reaction vessel 201 is still very difficult.

このように、特許文献1における反応容器201の内部の圧力の制御性は、圧力調整弁208の前後の圧力が常に異なっていることから、連続的に調整される圧力調整弁208の開度の精度に依存している。本発明者が追試したところによると、様々な機器を用いても、その精度は反応容器201の内部の設定圧力に対して10%以内に収めるのがせいぜいであり、たとえば1%未満となるような高精度な圧力制御弁は、得られ難いのが現状である。   As described above, the controllability of the pressure inside the reaction vessel 201 in Patent Document 1 is that the pressure before and after the pressure regulating valve 208 is always different. Depends on accuracy. According to the inventor's further trial, even if various devices are used, the accuracy is at most within 10% of the set pressure inside the reaction vessel 201, for example, less than 1%. Currently, it is difficult to obtain a highly accurate pressure control valve.

本発明者は、実際にこのような圧力調整弁208を用いた機器構成で、フラックス法によりGaNの結晶の成長を試みた。その結果、内部の圧力の制御性が設定圧力に対して±10%と大きく、結晶が成長しない場合が発生し、再現性に問題があり、また成長した結晶も全面で等しい成長速度で成長しないなど、品質面の問題があることが分かった。結晶成長を安定的に進行させるのに必要な圧力制御性は一般に高精度なものが必要であり、たとえば10MPaの反応容器の設定圧力に対して、0.1MPa〜0.01MPaの精度を実現するなど、圧力制御機構は、反応容器の内部の設定圧力に対して1%未満、より良くは0.1%未満が望まれる。このように、化合物半導体結晶の製造装置は、高精度な圧力制御が可能であることが望ましい。   The present inventor actually tried to grow a GaN crystal by a flux method with such a device configuration using the pressure regulating valve 208. As a result, the controllability of the internal pressure is as large as ± 10% with respect to the set pressure, and there are cases where crystals do not grow. It was found that there was a quality problem. The pressure controllability necessary for stable crystal growth is generally required to be highly accurate. For example, an accuracy of 0.1 MPa to 0.01 MPa is realized with respect to a set pressure of a reaction vessel of 10 MPa. The pressure control mechanism is preferably less than 1%, and more preferably less than 0.1% with respect to the set pressure inside the reaction vessel. Thus, it is desirable that the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus is capable of highly accurate pressure control.

また、図17および図18に示す特許文献1の機器構成においては、連続的に圧力を調整している圧力調整弁208の開度の制御性の問題から、しばしば閉の状態にすべき時に完全に閉の状態にならず、微小流量のガスを通過させてしまう現象、いわゆる“出流れ”と呼ばれる現象が起こる恐れがある。この場合は、圧力の制御性が悪化するだけでなく、加熱された反応容器201の内部の圧力が所望の圧力以上に上昇して破裂するなど、設備が危険な状態になる恐れがある。この危険は、特許文献1の圧力調整弁208をマスフローコントローラーに変更し、精密な流量制御によって反応容器201の内部の圧力を制御しようと試みても同様に起こり得る。このように制御性および安全上の観点からも、化合物半導体結晶の製造装置は、反応容器にガスを供給する弁に、圧力調整弁やマスフローコントローラーなど、連続的に圧力または流量を調整する機器を用いるのではなく、ストップバルブなどの断続的に開または閉の状態を確実に作れる弁を用いるものであることが望ましい。   Further, in the device configuration of Patent Document 1 shown in FIG. 17 and FIG. 18, due to the problem of controllability of the opening degree of the pressure regulating valve 208 that continuously regulates pressure, it is often completely closed when it should be closed. Therefore, there is a possibility that a phenomenon of so-called “outflow” may occur in which a gas with a small flow rate is not passed. In this case, not only the controllability of the pressure is deteriorated, but there is a possibility that the equipment may be in a dangerous state such that the pressure inside the heated reaction vessel 201 rises above a desired pressure and bursts. This danger can occur in the same manner even if the pressure regulating valve 208 of Patent Document 1 is changed to a mass flow controller and an attempt is made to control the pressure inside the reaction vessel 201 by precise flow rate control. Thus, also from the viewpoint of controllability and safety, the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus is equipped with a device that continuously adjusts the pressure or flow rate, such as a pressure adjustment valve and a mass flow controller, to the valve that supplies gas to the reaction vessel. Instead of using it, it is desirable to use a valve such as a stop valve that can reliably open or close intermittently.

また、図17および図18に示す特許文献1の機器構成においては、たとえば反応容器201が加熱装置205によって加熱された際、圧力調整弁208によってではなく、ボイル・シャルルの法則によって反応容器201の内部の圧力が上昇し、所望の圧力以上になり、その後圧力調整弁208では減圧側に圧力を調整できず、反応容器201の内部の圧力が大幅に設計を超えた圧力となって、反応容器201が破裂するなど、設備が危険な状態になる恐れもある。このように制御性および安全上の観点から、化合物半導体結晶の製造装置は、反応容器に接続する圧力制御機構によって、加圧および減圧の双方を行えることが望ましい。   Further, in the apparatus configuration of Patent Document 1 shown in FIGS. 17 and 18, for example, when the reaction vessel 201 is heated by the heating device 205, the reaction vessel 201 is not subjected to the pressure regulating valve 208 but according to Boyle-Charles' law. The internal pressure rises and exceeds the desired pressure. After that, the pressure adjustment valve 208 cannot adjust the pressure to the reduced pressure side, and the internal pressure of the reaction vessel 201 greatly exceeds the design, and the reaction vessel The equipment may be in a dangerous state, such as 201 bursting. Thus, from the viewpoint of controllability and safety, it is desirable that the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus can perform both pressurization and decompression by the pressure control mechanism connected to the reaction vessel.

また、特許文献1の機器構成に見られる圧力調整弁208は、一般に価格がストップバルブの10倍以上であるなど、たいへん高価な機器である。安全性、制御性を確保しることが前提だが、産業上の利用を考えると、化合物半導体結晶の製造装置は、出来るだけ安価な機器を用いることが望ましい。   Further, the pressure regulating valve 208 found in the device configuration of Patent Document 1 is a very expensive device such that the price is generally 10 times or more that of a stop valve. Although it is premised on ensuring safety and controllability, considering the industrial application, it is desirable to use equipment that is as cheap as possible for the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus.

したがって、本発明の目的は、結晶成長室内部の気体の圧力制御の精度を向上して化合物半導体結晶の製造を行なう、化合物半導体結晶の製造装置および化合物半導体結晶の製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a compound semiconductor crystal manufacturing apparatus and a compound semiconductor crystal manufacturing method for manufacturing a compound semiconductor crystal by improving the pressure control accuracy of the gas inside the crystal growth chamber. .

本発明の化合物半導体結晶の製造装置は、気体供給部と、結晶成長室と、気体排出部と、圧力制御部とを備えている。結晶成長室は、気体供給部から気体が供給される。気体排出部は、結晶成長室から気体を排出する。圧力制御部は、気体供給部と結晶成長室との間、および、結晶成長室および気体排出部との間の少なくとも一方に接続され、かつ結晶成長室と、気体供給部および気体排出部の少なくとも一方とに、それぞれ開放されることで断続的に圧力が変化する。   The compound semiconductor crystal manufacturing apparatus of the present invention includes a gas supply unit, a crystal growth chamber, a gas discharge unit, and a pressure control unit. The crystal growth chamber is supplied with gas from a gas supply unit. The gas discharge unit discharges gas from the crystal growth chamber. The pressure control unit is connected to at least one of the gas supply unit and the crystal growth chamber and between the crystal growth chamber and the gas discharge unit, and at least the crystal growth chamber, the gas supply unit, and the gas discharge unit. On the other hand, the pressure changes intermittently by being opened respectively.

本発明の化合物半導体結晶の製造方法は、気体供給部から結晶成長室へ気体を供給する工程と、結晶成長室から気体排出部へ気体を排出する工程とを備える。気体を供給する工程および気体を排出する工程の少なくとも一方では、気体供給部と結晶成長室との間、および、結晶成長室および気体排出部との間の少なくとも一方に接続され、かつ結晶成長室と、気体供給部および気体排出部の少なくとも一方とに、それぞれ開放されることで断続的に圧力が変化する圧力制御部を用いて、結晶成長室の内部の圧力を制御する。   The method for producing a compound semiconductor crystal of the present invention includes a step of supplying gas from the gas supply unit to the crystal growth chamber, and a step of discharging gas from the crystal growth chamber to the gas discharge unit. At least one of the gas supply step and the gas discharge step is connected to at least one of the gas supply unit and the crystal growth chamber, and between the crystal growth chamber and the gas discharge unit, and the crystal growth chamber The pressure inside the crystal growth chamber is controlled using a pressure control unit that changes pressure intermittently by being opened to at least one of the gas supply unit and the gas discharge unit.

本発明の化合物半導体結晶の製造装置および製造方法によれば、気体を供給する工程時には、結晶成長室の圧力と異なる圧力となるように気体供給部からの気体を圧力制御部に一旦保持し、その気体を結晶成長室へ供給することができる。気体を結晶成長室に供給した際、圧力制御部の圧力と結晶成長室の圧力とは一時的に等しくなる。圧力制御部から結晶成長室への1回の気体の供給量はその最大量が圧力制御部に保持した量(モル数)以下である。圧力制御部に保持した気体の量(モル数)は、圧力制御部の圧力と、圧力制御部の体積とに比例し、圧力制御部の絶対温度に反比例する。このため、圧力制御部の圧力、体積および温度を任意に設定することによって、圧力制御部から結晶成長室への1回の気体の供給量を自在に制御でき、結晶成長室の内部の気体の圧力上昇の精度を自在に高めることができる。これを繰り返すことにより、気体を供給する工程時に精度を向上して結晶成長室の内部の気体の圧力を制御することができる。   According to the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus and the manufacturing method of the present invention, at the time of supplying the gas, the gas from the gas supply unit is temporarily held in the pressure control unit so that the pressure is different from the pressure of the crystal growth chamber, The gas can be supplied to the crystal growth chamber. When the gas is supplied to the crystal growth chamber, the pressure in the pressure control unit and the pressure in the crystal growth chamber are temporarily equal. The supply amount of gas from the pressure control unit to the crystal growth chamber at one time is equal to or less than the amount (number of moles) held in the pressure control unit. The amount (number of moles) of gas held in the pressure control unit is proportional to the pressure of the pressure control unit and the volume of the pressure control unit, and inversely proportional to the absolute temperature of the pressure control unit. For this reason, by arbitrarily setting the pressure, volume and temperature of the pressure control unit, the amount of gas supplied from the pressure control unit to the crystal growth chamber can be freely controlled, and the gas inside the crystal growth chamber can be controlled. The accuracy of pressure rise can be increased freely. By repeating this, it is possible to control the pressure of the gas inside the crystal growth chamber with improved accuracy during the process of supplying the gas.

また、気体を排出する工程時には、圧力制御部の圧力を結晶成長室の内部の圧力と異なる圧力としておき、次に結晶成長室の圧力と圧力制御部の圧力とが一時的に等しい圧力となるように、結晶成長室からの気体を圧力制御部に排出して圧力制御部で保持する。次にその気体を、圧力制御部の圧力と気体排出部の圧力とが等しい圧力になるように圧力制御部から気体排出部に排出することができる。結晶成長室から圧力制御部への1回の気体の排出量はその最大量が圧力制御部に保持した量(モル数)以下である。圧力制御部に保持した気体の量(モル数)は、圧力制御部の圧力と、圧力制御部の体積とに比例し、圧力制御部の絶対温度に反比例する。このため、圧力制御部の圧力、体積および温度を任意に設定することによって、結晶成長室から圧力制御部への1回の気体の排出量を自在に制御でき、結晶成長室の内部の気体の圧力減少の精度を自在に高めることができる。これを繰り返すことにより、気体を排出する工程時に精度を向上して結晶成長室の内部の気体の圧力を制御することができる。   In the process of discharging gas, the pressure of the pressure control unit is set to a pressure different from the pressure inside the crystal growth chamber, and then the pressure of the crystal growth chamber and the pressure control unit are temporarily equal to each other. As described above, the gas from the crystal growth chamber is discharged to the pressure control unit and held by the pressure control unit. Next, the gas can be discharged from the pressure control unit to the gas discharge unit such that the pressure of the pressure control unit and the pressure of the gas discharge unit are equal. The maximum amount of gas discharged from the crystal growth chamber to the pressure control unit is less than the amount (number of moles) held in the pressure control unit. The amount (number of moles) of gas held in the pressure control unit is proportional to the pressure of the pressure control unit and the volume of the pressure control unit, and inversely proportional to the absolute temperature of the pressure control unit. Therefore, by arbitrarily setting the pressure, volume and temperature of the pressure control unit, the amount of gas discharged from the crystal growth chamber to the pressure control unit can be freely controlled, and the gas inside the crystal growth chamber can be controlled. The accuracy of pressure reduction can be increased freely. By repeating this, it is possible to improve the accuracy and control the pressure of the gas inside the crystal growth chamber during the process of discharging the gas.

このように、気体を供給する工程および気体を排出する工程の少なくともいずれか一方で、動作1回あたりの気体の供給量または排出量を自在に制御できる圧力制御部を用いることにより、結晶成長室内部の気体の圧力制御の精度を自在に向上して化合物半導体結晶の製造を行なう。   Thus, by using the pressure control unit that can freely control the supply amount or discharge amount of gas per operation in at least one of the step of supplying gas and the step of discharging gas, the crystal growth chamber The compound semiconductor crystal is manufactured by freely improving the accuracy of internal gas pressure control.

ここで、上記「結晶成長室と、開放されることで断続的に圧力が変化する」とは、圧力制御部が結晶成長室と開放された場合、圧力制御部の圧力と結晶成長室の圧力とが等しくなるように気体が流動することを言う。上記「気体供給部および気体排出部の少なくとも一方に、開放されることで断続的に圧力が変化する」とは、圧力制御部が気体供給部または気体排出部の少なくとも一方に開放された場合、圧力制御部の圧力と、気体供給部の圧力および気体排出部の圧力との少なくとも一方が等しくなるように気体が流動することを言う。   Here, “the pressure changes intermittently when opened with the crystal growth chamber” means that when the pressure control unit is opened with the crystal growth chamber, the pressure of the pressure control unit and the pressure of the crystal growth chamber The gas flows so that is equal. The above "at least one of the gas supply unit and the gas discharge unit, the pressure changes intermittently by being opened" means that when the pressure control unit is opened to at least one of the gas supply unit or the gas discharge unit, It means that the gas flows so that at least one of the pressure of the pressure control unit, the pressure of the gas supply unit, and the pressure of the gas discharge unit becomes equal.

上記化合物半導体結晶の製造装置において好ましくは、圧力制御部は、気体供給部と結晶成長室との間、および、結晶成長室と気体排出部との間に接続される。   Preferably, in the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus, the pressure control unit is connected between the gas supply unit and the crystal growth chamber, and between the crystal growth chamber and the gas discharge unit.

上記化合物半導体結晶の製造方法において好ましくは、気体を供給する工程および気体を排出する工程では、圧力制御部を用いて、結晶成長室の内部の圧力を制御する。   Preferably, in the compound semiconductor crystal manufacturing method, in the gas supplying step and the gas discharging step, the pressure inside the crystal growth chamber is controlled using a pressure control unit.

これにより、気体を供給する工程および気体を排出する工程の両方の工程で、圧力制御部を用いることができるので、気体供給部または気体排出部の圧力や、圧力制御部の内容積や温度などを適切に設定することによって、結晶成長室内部の気体の圧力制御の精度を自在に向上して化合物半導体結晶の製造を行なうことができる。   Accordingly, the pressure control unit can be used in both the gas supply step and the gas discharge step, so that the pressure of the gas supply unit or the gas discharge unit, the internal volume or temperature of the pressure control unit, etc. By appropriately setting the above, it is possible to freely improve the accuracy of the pressure control of the gas inside the crystal growth chamber and manufacture the compound semiconductor crystal.

上記化合物半導体結晶の製造装置において、圧力制御部において、気体供給部と結晶成長室との間の圧力を制御する制御部と、結晶成長室および気体排出部との間の圧力を制御する制御部とが同じとしてもよい。   In the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus, in the pressure control unit, a control unit that controls a pressure between the gas supply unit and the crystal growth chamber, and a control unit that controls a pressure between the crystal growth chamber and the gas discharge unit And may be the same.

上記化合物半導体結晶の製造方法において、気体を供給する工程および気体を排出する工程では、気体供給部と結晶成長室との間の圧力を制御する制御部と、結晶成長室および気体排出部との間の圧力を制御する制御部とが同じである圧力制御部を用いて結晶成長室の内部の圧力を制御してもよい。   In the compound semiconductor crystal manufacturing method, in the step of supplying gas and the step of discharging gas, a control unit that controls the pressure between the gas supply unit and the crystal growth chamber, and the crystal growth chamber and the gas discharge unit The pressure inside the crystal growth chamber may be controlled using a pressure control unit that is the same as the control unit that controls the pressure in between.

これにより、気体を供給する工程での圧力制御部と、気体を排出する工程での圧力制御部とを共有することができる。このため、結晶製造装置の構成要素を低減できるので、コストを低減して化合物半導体結晶を製造することができる。   Thereby, the pressure control part in the process of supplying gas and the pressure control part in the process of exhausting gas can be shared. For this reason, since the component of a crystal manufacturing apparatus can be reduced, cost can be reduced and a compound semiconductor crystal can be manufactured.

上記化合物半導体結晶の製造装置において好ましくは、圧力制御部は、2つの弁と、弁で仕切られる配管とを有する制御部を含む。   In the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus, the pressure control unit preferably includes a control unit having two valves and a pipe partitioned by the valves.

上記化合物半導体結晶の製造方法において好ましくは、気体を供給する工程および気体を排出する工程の少なくとも一方では、2つの弁と、弁で仕切られる配管とを有する制御部を含む圧力制御部を用いて前記結晶成長室の内部の圧力を制御する。   Preferably, in the method for producing a compound semiconductor crystal, at least one of the gas supply step and the gas discharge step uses a pressure control unit including a control unit having two valves and a pipe partitioned by the valves. The pressure inside the crystal growth chamber is controlled.

弁は連続的に開度を調整できるものである必要は無いが、断続的に確実に開閉できるものであれば好ましい。このような弁の開閉の動作により、弁で仕切られる配管に気体を確実に保持することができる。このため、結晶成長室の内部の気体の圧力変動の精度をより高めることができる。   The valve does not have to be capable of continuously adjusting the opening, but is preferably one that can be reliably opened and closed intermittently. By such opening / closing operation of the valve, the gas can be reliably held in the piping partitioned by the valve. For this reason, the precision of the pressure fluctuation of the gas inside a crystal growth chamber can be raised more.

上記化合物半導体結晶の製造装置において好ましくは、圧力制御部は、3つ以上の弁と、弁で2つ以上の領域に仕切られる配管とを有する制御部を含む。   In the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus, preferably, the pressure control unit includes a control unit having three or more valves and a pipe partitioned into two or more regions by the valves.

上記化合物半導体結晶の製造方法において好ましくは、気体を供給する工程および気体を排出する工程の少なくとも一方では、3つ以上の弁と、弁で2つ以上の領域に仕切られる配管とを有する制御部を含む圧力制御部を用いて結晶成長室の内部の圧力を制御する。   Preferably, in the compound semiconductor crystal manufacturing method, at least one of the step of supplying gas and the step of discharging gas includes a control unit having three or more valves and pipes partitioned into two or more regions by the valves. Is used to control the pressure inside the crystal growth chamber.

弁を開閉の動作により、弁で仕切られる配管における2つ以上の領域に気体を保持することができる。この2つ以上の領域を異なる圧力に制御することもできる。このため、結晶成長室の内部の気体の圧力制御の精度をより高めることができる。   By opening and closing the valve, gas can be held in two or more regions in the piping partitioned by the valve. The two or more regions can be controlled to different pressures. For this reason, the precision of the pressure control of the gas inside a crystal growth chamber can be raised more.

上記化合物半導体結晶の製造装置において好ましくは、結晶成長室と、圧力制御部とを接続する接続配管と、接続配管に設けられたバッファ配管とをさらに備え、バッファ配管は、接続配管の容積と異なる容積を有する。   Preferably, the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus further includes a connection pipe connecting the crystal growth chamber and the pressure control unit, and a buffer pipe provided in the connection pipe, and the buffer pipe has a volume different from that of the connection pipe. Have a volume.

上記化合物半導体結晶の製造方法において好ましくは、気体を供給する工程および気体を排出する工程の少なくとも一方では、結晶成長室と圧力制御部とを接続する接続配管に設けられ、かつ接続配管と異なる容積のバッファ配管を用いて、結晶成長室の内部の圧力を制御する。   Preferably, in the compound semiconductor crystal manufacturing method, at least one of the gas supply step and the gas discharge step is provided in a connection pipe connecting the crystal growth chamber and the pressure control unit, and has a volume different from that of the connection pipe. The internal pressure of the crystal growth chamber is controlled using the buffer pipe.

バッファ配管により、結晶成長室の内部の圧力の変化量をより最適化することができる。このため、結晶成長室の内部の気体の圧力変動の精度をより高めることができる。   The amount of change in pressure inside the crystal growth chamber can be further optimized by the buffer pipe. For this reason, the precision of the pressure fluctuation of the gas inside a crystal growth chamber can be raised more.

上記化合物半導体結晶の製造装置において好ましくは、圧力制御部を加熱する加熱部をさらに備えている。   Preferably, the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus further includes a heating unit that heats the pressure control unit.

上記化合物半導体結晶の製造方法において好ましくは、気体を供給する工程および気体を排出する工程の少なくとも一方では、圧力制御部を加熱する。   In the method for producing a compound semiconductor crystal, preferably, the pressure control unit is heated in at least one of the step of supplying gas and the step of discharging gas.

これにより、圧力制御部で保持する気体のモル数を調整することができる。このため、結晶成長室の内部の気体の圧力変動の精度をより高めることができる。   Thereby, the number of moles of the gas held by the pressure control unit can be adjusted. For this reason, the precision of the pressure fluctuation of the gas inside a crystal growth chamber can be raised more.

上記化合物半導体結晶の製造装置および製造方法において好ましくは、結晶成長室の圧力を制御するための指令部を設け、指令部に予め設定された圧力制御プログラムと、圧力計からの圧力の値とに応じて、指令部から圧力制御部に指令を出す。   Preferably, in the above-described compound semiconductor crystal manufacturing apparatus and manufacturing method, a command unit for controlling the pressure of the crystal growth chamber is provided, and a pressure control program preset in the command unit and a pressure value from the pressure gauge are provided. In response, a command is issued from the command unit to the pressure control unit.

これにより、結晶成長に必要な圧力制御と温度制御とを同時に行なうことや、圧力計からの圧力の値に応じて、最も圧力制御性が良くなるように圧力制御部に指令を出すことができる。   As a result, the pressure control and temperature control necessary for crystal growth can be performed at the same time, and a command can be issued to the pressure control unit so as to obtain the best pressure controllability according to the pressure value from the pressure gauge. .

本発明の化合物半導体結晶の製造装置および化合物半導体結晶の製造方法によれば、結晶成長室内部の気体の圧力制御の精度を向上して化合物半導体結晶の製造を行なうことができる。   According to the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus and the compound semiconductor crystal manufacturing method of the present invention, it is possible to improve the pressure control accuracy of the gas inside the crystal growth chamber and manufacture the compound semiconductor crystal.

本発明の実施の形態1における化合物半導体結晶の製造装置を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematically the manufacturing apparatus of the compound semiconductor crystal in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における化合物半導体結晶の製造方法において結晶成長室の内部を加圧する際の圧力制御部の1回の動作の開始状態を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematically the starting state of one operation | movement of the pressure control part at the time of pressurizing the inside of a crystal growth chamber in the manufacturing method of the compound semiconductor crystal in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における化合物半導体結晶の製造方法において結晶成長室の内部を加圧する際の圧力制御部の1回の動作の終了状態を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows roughly the completion | finish state of one operation | movement of the pressure control part at the time of pressurizing the inside of a crystal growth chamber in the manufacturing method of the compound semiconductor crystal in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における化合物半導体結晶の製造方法における制御動作を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the control action in the manufacturing method of the compound semiconductor crystal in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2における化合物半導体結晶の製造装置を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematically the manufacturing apparatus of the compound semiconductor crystal in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3における化合物半導体結晶の製造装置を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematically the manufacturing apparatus of the compound semiconductor crystal in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4における化合物半導体結晶の製造装置を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematically the manufacturing apparatus of the compound semiconductor crystal in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4における化合物半導体結晶の製造方法において結晶成長室の内部を加圧する際の圧力制御部の1回の動作の開始状態を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows roughly the starting state of one operation | movement of the pressure control part at the time of pressurizing the inside of a crystal growth chamber in the manufacturing method of the compound semiconductor crystal in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4における化合物半導体結晶の製造方法において結晶成長室の内部を加圧する際の圧力制御部の1回の動作の終了状態を概略的に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows roughly the completion | finish state of one operation | movement of the pressure control part at the time of pressurizing the inside of a crystal growth chamber in the manufacturing method of the compound semiconductor crystal in Embodiment 4 of this invention. 実施例における加圧時の結晶成長室内部の気体の圧力を示す図である。It is a figure which shows the pressure of the gas inside the crystal growth chamber at the time of pressurization in an Example. 実施例における加圧時の結晶成長室内部の気体の圧力変化量を示す図である。It is a figure which shows the amount of pressure changes of the gas inside the crystal growth chamber at the time of pressurization in an Example. 実施例における減圧時の結晶成長室内部の気体の圧力を示す図である。It is a figure which shows the pressure of the gas inside the crystal growth chamber at the time of pressure reduction in an Example. 実施例における減圧時の結晶成長室内部の気体の圧力変化量を示す図である。It is a figure which shows the amount of pressure changes of the gas inside the crystal growth chamber at the time of pressure reduction in an Example. 実施例における結晶成長室の中の温度および圧力を示す図である。It is a figure which shows the temperature and pressure in the crystal growth chamber in an Example. 実施例における結晶成長後の結晶表面の顕微鏡写真を示す図である。It is a figure which shows the microscope picture of the crystal surface after the crystal growth in an Example. 実施例における結晶成長後の結晶表面の顕微鏡写真を示す他の図である。It is another figure which shows the microscope picture of the crystal surface after the crystal growth in an Example. 特許文献1の結晶成長装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the crystal growth apparatus of patent document 1. FIG. 特許文献1の結晶成長装置の構成例を示す他の図である。It is another figure which shows the structural example of the crystal growth apparatus of patent document 1. FIG.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照符号を付しその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

(実施の形態1)
図1を参照して、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造装置を説明する。図1に示すように、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造装置は、気体供給部101と、配管102、103と、結晶成長室110と、気体排出部120と、圧力制御部130、140と、減圧弁150と、圧力計151と、指令部160とを備えている。
(Embodiment 1)
With reference to FIG. 1, the manufacturing apparatus of the compound semiconductor crystal in this Embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 1, the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus according to the present embodiment includes a gas supply unit 101, pipes 102 and 103, a crystal growth chamber 110, a gas discharge unit 120, and pressure control units 130 and 140. And a pressure reducing valve 150, a pressure gauge 151, and a command unit 160.

気体供給部101は、結晶成長室110へ気体を供給する。気体供給部101が供給する気体は、たとえば製造する化合物半導体結晶の原料を含む。気体供給部101は、結晶成長室110の内部よりも高い圧力で保持されている。気体供給部101は、たとえば窒素ガスボンベである。   The gas supply unit 101 supplies gas to the crystal growth chamber 110. The gas supplied by the gas supply unit 101 includes, for example, a raw material of the compound semiconductor crystal to be manufactured. The gas supply unit 101 is held at a higher pressure than the inside of the crystal growth chamber 110. The gas supply unit 101 is, for example, a nitrogen gas cylinder.

配管102は、気体供給部101と圧力制御部130とを接続し、内部に気体を流動させる。配管103は、圧力制御部130、140と、結晶成長室110とを接続し、内部に気体を流動させる。   The pipe 102 connects the gas supply unit 101 and the pressure control unit 130 and causes the gas to flow inside. The pipe 103 connects the pressure control units 130 and 140 and the crystal growth chamber 110 to flow gas inside.

結晶成長室110は、気体供給部101から気体が供給される。結晶成長室110は、所望の圧力になるように気体が供給され、内部で化合物半導体結晶を成長する。結晶成長室110は、たとえばフラックス法などの液相成長法の場合、加熱部111と反応容器112とを含む。加熱部111は、気体供給部101から供給され、かつ圧力制御された気体114および原料を含む溶媒113を加熱する。反応容器112は、溶媒113および種基板115を内部に保持する。   The crystal growth chamber 110 is supplied with gas from the gas supply unit 101. The crystal growth chamber 110 is supplied with gas so as to have a desired pressure, and grows a compound semiconductor crystal therein. The crystal growth chamber 110 includes a heating unit 111 and a reaction vessel 112 in the case of a liquid phase growth method such as a flux method. The heating unit 111 heats the gas 113 supplied from the gas supply unit 101 and the pressure-controlled gas 114 and the solvent 113 containing the raw material. The reaction vessel 112 holds the solvent 113 and the seed substrate 115 inside.

気体排出部120は、結晶成長室110から製造装置の外部へ気体を排出する。気体排出部120は、結晶成長室110よりも低い圧力になっており、たとえば大気圧となっている。気体排出部120を大気圧とする場合は、排出ガスの成分に安全上や環境上の問題が無ければ、そのまま大気開放としてもよい。   The gas discharge unit 120 discharges gas from the crystal growth chamber 110 to the outside of the manufacturing apparatus. The gas exhaust unit 120 is at a lower pressure than the crystal growth chamber 110, for example, atmospheric pressure. When the gas discharge unit 120 is set to atmospheric pressure, it may be opened to the atmosphere as long as there are no safety or environmental problems with the components of the exhaust gas.

圧力制御部130、140は、気体供給部101と結晶成長室110との間、および、結晶成長室110および気体排出部120との間に接続されている。圧力制御部130、140は、それぞれ結晶成長室110と、気体供給部101および気体排出部120の少なくとも一方とに、それぞれ開放されることで断続的に圧力が変化する。   The pressure control units 130 and 140 are connected between the gas supply unit 101 and the crystal growth chamber 110 and between the crystal growth chamber 110 and the gas discharge unit 120. The pressure control units 130 and 140 are intermittently changed in pressure by being opened to the crystal growth chamber 110 and at least one of the gas supply unit 101 and the gas discharge unit 120, respectively.

圧力制御部130は、2つの弁131、132と、この2つの弁131、132で仕切られる配管133とを有している。圧力制御部140は、2つの弁141、142と、この2つの弁141、142で仕切られる配管143とを有している。弁131、132、141、142は、それぞれ開閉可能である。弁131、132および弁141、142で仕切られる配管133および配管143の内部の圧力を、それぞれ弁131、142を開くことで、結晶成長室110の内部の圧力と異なる圧力にすることができる。あるいは、それぞれ弁132、141を開くことで、結晶成長室110と配管133および配管143が開放され、結晶成長室110の内部の圧力と等しい圧力にすることができる。配管133、143は弁131、132、141、142により閉空間にすることができる。   The pressure control unit 130 includes two valves 131 and 132 and a pipe 133 partitioned by the two valves 131 and 132. The pressure control unit 140 includes two valves 141 and 142 and a pipe 143 partitioned by the two valves 141 and 142. The valves 131, 132, 141, 142 can be opened and closed, respectively. By opening the valves 131 and 142, the pressure inside the piping 133 and the piping 143 partitioned by the valves 131 and 132 and the valves 141 and 142 can be made different from the pressure inside the crystal growth chamber 110, respectively. Alternatively, by opening the valves 132 and 141, respectively, the crystal growth chamber 110, the pipe 133, and the pipe 143 can be opened, and the pressure can be made equal to the pressure inside the crystal growth chamber 110. The pipes 133 and 143 can be closed by valves 131, 132, 141, and 142.

圧力制御部130、140を加熱する加熱部(図示せず)が配置されてもよい。この場合、加熱部はたとえば配管133、143を加熱可能である。加熱部によっても配管133、143内部の気体のモル数を調整することができる。   A heating unit (not shown) for heating the pressure control units 130 and 140 may be arranged. In this case, the heating unit can heat the pipes 133 and 143, for example. The number of moles of gas inside the pipes 133 and 143 can also be adjusted by the heating unit.

減圧弁150は、気体供給部101から供給される気体の圧力を減圧する。圧力計151は、結晶成長室110内部の圧力を測定する。または、気体供給部101から供給される気体の圧力が不足している場合には、減圧弁150に代えてこの箇所にコンプレッサを設け、気体供給部101から供給される気体の圧力を加圧しても良い。   The pressure reducing valve 150 reduces the pressure of the gas supplied from the gas supply unit 101. The pressure gauge 151 measures the pressure inside the crystal growth chamber 110. Alternatively, when the pressure of the gas supplied from the gas supply unit 101 is insufficient, a compressor is provided at this location instead of the pressure reducing valve 150, and the pressure of the gas supplied from the gas supply unit 101 is increased. Also good.

指令部160は、結晶成長室110の圧力を制御するために、圧力計151からの圧力の値に応じて弁131、132、141、142の開閉を指令する。   The command unit 160 commands the opening / closing of the valves 131, 132, 141, 142 according to the pressure value from the pressure gauge 151 in order to control the pressure in the crystal growth chamber 110.

続いて、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造方法について説明する。本実施の形態における化合物半導体結晶の製造方法は、図1に示す製造装置を用いて行なう。   Then, the manufacturing method of the compound semiconductor crystal in this Embodiment is demonstrated. The manufacturing method of the compound semiconductor crystal in the present embodiment is performed using the manufacturing apparatus shown in FIG.

まず、気体供給部101から結晶成長室110へ気体を供給する。気体供給部101から導出された気体は、減圧弁150により圧力がP1(P1は結晶成長室110の圧力よりも高い)に調整され、配管102を介して、圧力制御部130へ流入する。圧力制御部130へ流入した気体を、結晶成長室110へ供給する。   First, gas is supplied from the gas supply unit 101 to the crystal growth chamber 110. The pressure of the gas derived from the gas supply unit 101 is adjusted to P1 (P1 is higher than the pressure of the crystal growth chamber 110) by the pressure reducing valve 150, and flows into the pressure control unit 130 via the pipe 102. The gas that has flowed into the pressure control unit 130 is supplied to the crystal growth chamber 110.

このとき、気体供給部101と結晶成長室110との間に接続される圧力制御部130を用いて、結晶成長室110の内部の圧力を制御する。本実施の形態では、2つの弁131、132と、この2つの弁131、132で仕切られる配管133とを有する圧力制御部130を用いて結晶成長室110の内部の圧力を制御する。   At this time, the pressure inside the crystal growth chamber 110 is controlled using the pressure control unit 130 connected between the gas supply unit 101 and the crystal growth chamber 110. In the present embodiment, the pressure inside the crystal growth chamber 110 is controlled using a pressure control unit 130 having two valves 131 and 132 and a pipe 133 partitioned by the two valves 131 and 132.

具体的には、図2に示すように、弁131を開け、弁132、141、142を閉じる。この状態で、圧力がP1に調整された気体を配管133に供給する。これにより、配管133には、圧力がP1で、体積がV1で、温度がT1の気体が充填される。このとき、圧力制御部130(本実施の形態では配管133)を加熱して温度T1をさらに調整してもよい。   Specifically, as shown in FIG. 2, the valve 131 is opened and the valves 132, 141, 142 are closed. In this state, the gas whose pressure is adjusted to P1 is supplied to the pipe 133. As a result, the pipe 133 is filled with the gas having the pressure P1, the volume V1, and the temperature T1. At this time, pressure T 130 (in this embodiment, pipe 133) may be heated to further adjust temperature T1.

その後、図3に示すように、弁131を閉め、弁132を開ける。これにより、圧力がP1で、体積がV1で、温度がT1の気体が、配管103を介して結晶成長室110に供給されるので、結晶成長室110内部の圧力を高めることができる。   Thereafter, as shown in FIG. 3, the valve 131 is closed and the valve 132 is opened. Thereby, since the gas having the pressure P1, the volume V1, and the temperature T1 is supplied to the crystal growth chamber 110 through the pipe 103, the pressure inside the crystal growth chamber 110 can be increased.

この圧力制御部130の1回の動作(図2における開始状態から図3における終了状態までの動作)において、質量保存の法則および気体の状態方程式から、T1、TAをそれぞれ絶対温度(単位K)として、(P1×V1)/(R×T1)+(P2×VA)/(R×TA)=(P3×V1)/(R×T1)+(P3×VA)/(R×TA)の関係が成立する。したがって、圧力制御部130の1回の動作において、結晶成長室110の内部の圧力はP2からP3へ上昇する。一方、圧力制御部130の内部の圧力は、P1からP3に下降する。このように、圧力制御部130内部の気体は、結晶成長室110に向かって全てが押し出されるのではない。弁132を開けることで、圧力制御部130の内部の圧力と結晶成長室110の内部の圧力とが、それぞれP1とP2との間の圧力であるP3に等しくなるように気体が流動する。このことは、結晶成長室110の内部の圧力を精密に制御できることに寄与している。その後、弁132を閉じる。   In one operation of the pressure control unit 130 (operation from the start state in FIG. 2 to the end state in FIG. 3), T1 and TA are respectively expressed as absolute temperatures (unit K) from the law of mass conservation and the gas state equation. (P1 × V1) / (R × T1) + (P2 × VA) / (R × TA) = (P3 × V1) / (R × T1) + (P3 × VA) / (R × TA) A relationship is established. Therefore, in one operation of the pressure controller 130, the pressure inside the crystal growth chamber 110 increases from P2 to P3. On the other hand, the pressure inside the pressure control unit 130 decreases from P1 to P3. As described above, not all the gas inside the pressure control unit 130 is pushed out toward the crystal growth chamber 110. By opening the valve 132, the gas flows so that the pressure inside the pressure control unit 130 and the pressure inside the crystal growth chamber 110 are equal to P3 which is the pressure between P1 and P2, respectively. This contributes to precise control of the pressure inside the crystal growth chamber 110. Thereafter, the valve 132 is closed.

そして、上述の工程を断続的に繰り返すことにより、圧力制御部130の1回の動作毎に、圧力がP1で、体積がV1で、温度がT1の気体を上記関係式に従ってその一部を結晶成長室110に供給できるので、精度を向上して結晶成長室110内部の圧力を上昇することができる。なお、圧力制御部130の1回の動作については、圧力計151により測定される結晶成長室110内部の圧力に基づいて、指令部160により弁131、132の開閉およびその開になる時間を制御してもよい。   Then, by repeating the above steps intermittently, every time the pressure control unit 130 operates, a part of the gas having the pressure P1, the volume V1, and the temperature T1 is crystallized according to the above relational expression. Since it can be supplied to the growth chamber 110, accuracy can be improved and the pressure inside the crystal growth chamber 110 can be increased. For one operation of the pressure control unit 130, based on the pressure inside the crystal growth chamber 110 measured by the pressure gauge 151, the command unit 160 controls the opening and closing of the valves 131 and 132 and the time for opening the valves 131 and 132. May be.

結晶成長室110の内部が所望の圧力に達すると、化合物半導体結晶の成長を行なう。たとえば、種基板115が反応容器112の内部に配置され、反応容器112内に原料である金属を含む溶媒113が収容されている。加熱部111により溶媒113を加熱して、液化する。そして、圧力制御部130から供給される気体を溶媒113に溶解させる。これにより、気体が溶解した溶媒を種基板115に接触させることができる。この状態で、圧力制御部130から供給される気体の圧力を調整して、種基板115上に化合物半導体結晶を成長する。   When the inside of the crystal growth chamber 110 reaches a desired pressure, a compound semiconductor crystal is grown. For example, the seed substrate 115 is disposed inside the reaction vessel 112, and a solvent 113 containing a metal that is a raw material is accommodated in the reaction vessel 112. The solvent 113 is heated by the heating unit 111 to be liquefied. Then, the gas supplied from the pressure control unit 130 is dissolved in the solvent 113. Thereby, the solvent in which the gas is dissolved can be brought into contact with the seed substrate 115. In this state, a compound semiconductor crystal is grown on the seed substrate 115 by adjusting the pressure of the gas supplied from the pressure controller 130.

なお、結晶成長中においても、圧力が下がった場合には、圧力制御部130を用いて、結晶成長室110の内部の圧力を上昇させてもよい。この場合、結晶成長室110内部の圧力を制御するために、指令部160を用いてもよい。   Even during crystal growth, when the pressure decreases, the pressure inside the crystal growth chamber 110 may be increased using the pressure control unit 130. In this case, the command unit 160 may be used to control the pressure inside the crystal growth chamber 110.

次に、結晶成長室110の内部を冷却および減圧するために、結晶成長室110から気体排出部120へ気体を排出する。このとき、結晶成長室110および気体排出部120との間に接続される圧力制御部140を用いて、結晶成長室110の内部の圧力を制御する。本実施の形態では、2つの弁141、142と、この弁141、142で仕切られる配管143とを有する圧力制御部140を用いて結晶成長室110の内部の圧力を制御する。   Next, in order to cool and depressurize the inside of the crystal growth chamber 110, the gas is discharged from the crystal growth chamber 110 to the gas discharge unit 120. At this time, the pressure inside the crystal growth chamber 110 is controlled using the pressure control unit 140 connected between the crystal growth chamber 110 and the gas discharge unit 120. In the present embodiment, the pressure inside the crystal growth chamber 110 is controlled using the pressure control unit 140 having two valves 141 and 142 and a pipe 143 partitioned by the valves 141 and 142.

具体的には、弁131、132、142を閉じ、弁141を開ける。この状態で、配管143に結晶成長室110から排出した気体を供給する。この場合、配管143は、圧力が高い気体が充填される。このとき、圧力制御部140(本実施の形態では配管143)を加熱して充填される気体のモル数を調整してもよい。   Specifically, the valves 131, 132, 142 are closed and the valve 141 is opened. In this state, the gas discharged from the crystal growth chamber 110 is supplied to the pipe 143. In this case, the pipe 143 is filled with a gas having a high pressure. At this time, the pressure control unit 140 (in this embodiment, the pipe 143) may be heated to adjust the number of moles of gas to be filled.

その後、弁141を閉め、弁142を開ける。これにより、配管143に充填された気体が、気体排出部120に排出されるので、結晶成長室110内部の圧力を低くすることができる。圧力制御部140の1回の動作で、結晶成長室110からの気体を少しずつ減圧することができるので、上述の工程を断続的に繰り返すことにより、精度を向上して圧力を下降することができる。なお、圧力制御部140の1回の動作については、圧力計151により測定される結晶成長室110内部の圧力に基づいて、指令部160により弁141、142の開閉およびその開になる時間を制御してもよい。また、気体排出部120の圧力は大気圧でもよく、結晶成長室110の内部の圧力より低い任意の圧力に制御してもよい。   Thereafter, the valve 141 is closed and the valve 142 is opened. Thereby, since the gas with which the piping 143 was filled is discharged | emitted by the gas discharge part 120, the pressure inside the crystal growth chamber 110 can be made low. Since the gas from the crystal growth chamber 110 can be gradually reduced by one operation of the pressure control unit 140, the accuracy can be improved and the pressure can be lowered by intermittently repeating the above steps. it can. In addition, about one operation | movement of the pressure control part 140, based on the pressure in the crystal growth chamber 110 measured by the pressure gauge 151, the instruction | command part 160 controls the time of opening and closing of the valves 141 and 142, and its opening time. May be. Further, the pressure of the gas discharge unit 120 may be atmospheric pressure, or may be controlled to an arbitrary pressure lower than the pressure inside the crystal growth chamber 110.

次に、結晶成長室110から化合物半導体結晶を取り出す。以上の工程を実施することにより、化合物半導体結晶を製造することができる。   Next, the compound semiconductor crystal is taken out from the crystal growth chamber 110. A compound semiconductor crystal can be manufactured by performing the above process.

なお、本実施の形態では、気体を供給する工程および気体を排出する工程で、気体供給部101と結晶成長室110との間、および、結晶成長室110および気体排出部120との間に接続される圧力制御部130、140を用いて、結晶成長室110の内部の圧力を制御している。しかし、本発明は、気体を供給する工程および気体を排出する工程の少なくとも一方において、気体供給部101と結晶成長室110との間、および、結晶成長室110および気体排出部120との間の少なくとも一方に接続される圧力制御部130、140を用いて、結晶成長室110の内部の圧力を制御すればよい。   In this embodiment, in the step of supplying gas and the step of discharging gas, connection is made between the gas supply unit 101 and the crystal growth chamber 110, and between the crystal growth chamber 110 and the gas discharge unit 120. The pressure inside the crystal growth chamber 110 is controlled using the pressure control units 130 and 140. However, in the present invention, in at least one of the step of supplying gas and the step of discharging gas, the gas supply unit 101 and the crystal growth chamber 110 and the crystal growth chamber 110 and the gas discharge unit 120 are connected. The pressure inside the crystal growth chamber 110 may be controlled using the pressure control units 130 and 140 connected to at least one of them.

また、本実施の形態では、化合物半導体結晶の成長方法としてフラックス法などの液相成長法を例に挙げて説明したが、圧力の精密制御が必要な結晶成長法が広く適用可能であり、ガスが直接結晶の原料とならない液相成長法である融液成長法や、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:有機金属化学気相堆積)法などの気相成長法などを適用してもよい。   Further, in the present embodiment, a liquid phase growth method such as a flux method has been described as an example of a method for growing a compound semiconductor crystal, but a crystal growth method that requires precise pressure control is widely applicable, and gas Alternatively, a melt growth method that is a liquid phase growth method that does not directly become a crystal raw material, or a vapor phase growth method such as an MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method may be applied.

また、本実施の形態では、気体供給部101から供給される気体は、原料を含む気体を例に挙げて説明したが、気体供給部101から供給される気体は、キャリアガスなど、原料を含んでいなくてもよい。   Further, in the present embodiment, the gas supplied from the gas supply unit 101 has been described by taking a gas containing a raw material as an example, but the gas supplied from the gas supply unit 101 includes a raw material such as a carrier gas. It does not have to be.

以上説明したように、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造装置および製造方法によれば、圧力制御部130、140により、結晶成長室110の内部の圧力変化をたとえば図4に示すような状態にすることができる。なお、図4において、矢印は、圧力制御部130、140の1回の動作による時間変化および圧力変化を示し、実線は設定圧力を示し、点線は温度を示す。また、e(時間)からf(時間)は結晶成長室110内部の圧力を上昇する工程であり、f(時間)からg(時間)は結晶成長する工程であり、g(時間)からh(時間)は結晶成長室110内部の圧力を下降する工程である。   As described above, according to the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus and method in the present embodiment, the pressure control unit 130, 140 causes the pressure change in the crystal growth chamber 110 to be in a state as shown in FIG. Can be. In FIG. 4, an arrow indicates a time change and a pressure change due to one operation of the pressure control units 130 and 140, a solid line indicates a set pressure, and a dotted line indicates a temperature. Further, e (time) to f (time) is a step of increasing the pressure inside the crystal growth chamber 110, f (time) to g (time) is a step of crystal growth, and g (time) to h ( Time) is a step of decreasing the pressure inside the crystal growth chamber 110.

具体的には、気体を供給する工程時には、結晶成長室110の圧力よりも高い圧力となるように気体供給部101からの気体を圧力制御部130(本実施の形態では配管133)に一旦保持し、その気体を結晶成長室110へ供給することができる。圧力制御部130から結晶成長室110への1回の気体の供給では、圧力制御部130の圧力P1、体積V1、温度T1をそれぞれ適切に選んで、圧力制御部130の1回の動作によって結晶成長室110に供給する気体のモル数を少なくすることで、圧力制御部130の1回の動作による圧力変化を少なくできる。また1回の気体の供給のために弁131、132が開閉する時間を短くすることで、圧力制御部130の1回の動作による時間変化を少なくできる。これらの結果として図4における矢印がそれぞれ短くなり、結晶成長室110の内部の気体の圧力上昇の精度を高めることができる。これを繰り返すことにより、図4に示すように、時間e(時間)からf(時間)の間に、結晶成長室110の温度をc(℃)からd(℃)まで上昇するとともに、圧力をa(MPa)からb(MPa)まで少しずつ(階段状に)上昇することができる。このため、設定圧力通りに、精度を向上して結晶成長室110の内部の気体の圧力を上昇することができる。   Specifically, at the time of supplying the gas, the gas from the gas supply unit 101 is temporarily held in the pressure control unit 130 (in this embodiment, the pipe 133) so that the pressure is higher than the pressure in the crystal growth chamber 110. Then, the gas can be supplied to the crystal growth chamber 110. In the one-time gas supply from the pressure control unit 130 to the crystal growth chamber 110, the pressure P1, the volume V1, and the temperature T1 of the pressure control unit 130 are appropriately selected, and the crystal is obtained by one operation of the pressure control unit 130. By reducing the number of moles of gas supplied to the growth chamber 110, it is possible to reduce the pressure change caused by the single operation of the pressure control unit 130. Moreover, the time change by one operation | movement of the pressure control part 130 can be decreased by shortening the time which the valves 131 and 132 open and close for one supply of gas. As a result, the arrows in FIG. 4 become shorter, and the accuracy of the pressure increase of the gas inside the crystal growth chamber 110 can be improved. By repeating this, as shown in FIG. 4, the temperature of the crystal growth chamber 110 is increased from c (° C.) to d (° C.) and the pressure is increased from time e (time) to f (time). It can rise little by little (stepwise) from a (MPa) to b (MPa). For this reason, according to the set pressure, the accuracy can be improved and the pressure of the gas inside the crystal growth chamber 110 can be increased.

また、気体を排出する工程時には、結晶成長室110の圧力よりも低い圧力である圧力制御部140(本実施の形態では配管143)に、結晶成長室110からの気体を一旦保持し、その気体を気体排出部120から排出することができる。結晶成長室110から圧力制御部140への1回の気体の排出では、結晶成長室110の内部の気体の圧力減少の精度を高めることができる。これを繰り返すことにより、図4に示すように、時間g(時間)からh(時間)の間に、結晶成長室110の温度をd(℃)からc(℃)まで下降するとともに、圧力をb(MPa)からa(MPa)まで、少しずつ(階段状に)下降することができる。このため、設定圧力通りに、精度を向上して結晶成長室110の内部の気体の圧力を下降することができる。   In the process of discharging the gas, the gas from the crystal growth chamber 110 is temporarily held in the pressure control unit 140 (in this embodiment, the pipe 143), which is lower than the pressure in the crystal growth chamber 110, and the gas Can be discharged from the gas discharge unit 120. By discharging the gas once from the crystal growth chamber 110 to the pressure controller 140, the accuracy of the pressure reduction of the gas inside the crystal growth chamber 110 can be increased. By repeating this, as shown in FIG. 4, the temperature of the crystal growth chamber 110 is lowered from d (° C.) to c (° C.) during the time g (hour) to h (hour), and the pressure is changed. It can descend little by little (stepwise) from b (MPa) to a (MPa). For this reason, according to the set pressure, the accuracy can be improved and the pressure of the gas inside the crystal growth chamber 110 can be lowered.

以上より、気体を供給する工程および気体を排出する工程の少なくともいずれか一方で、圧力制御部130、140を用いることにより、結晶成長室110の内部の気体の圧力制御の精度を向上して化合物半導体結晶の製造を行なうことができる。   As described above, by using the pressure control units 130 and 140 in at least one of the gas supply step and the gas discharge step, the pressure control accuracy of the gas inside the crystal growth chamber 110 is improved and the compound is improved. Semiconductor crystals can be manufactured.

このように本実施の形態における化合物半導体結晶の製造装置および製造方法は圧力制御の精度を向上できるので、突発的な核生成や不均一な成長が起こりにくく、面内での成長速度や結晶品質が均一化される。このため、成長表面が平坦であったり均質であったりする化合物半導体結晶を製造することができる。また核生成が面内で不均一に起こりにくくなるので、転位密度分布の少ない化合物半導体結晶を製造することができる。さらに、このような高品質な化合物半導体結晶をコストを低減して製造することができる。   Thus, the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus and method in the present embodiment can improve pressure control accuracy, so that sudden nucleation and non-uniform growth are unlikely to occur, and in-plane growth rate and crystal quality are reduced. Is made uniform. For this reason, it is possible to produce a compound semiconductor crystal having a flat or homogeneous growth surface. Further, since nucleation is less likely to occur unevenly in the plane, a compound semiconductor crystal having a small dislocation density distribution can be manufactured. Furthermore, such a high-quality compound semiconductor crystal can be manufactured at a reduced cost.

特に、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造装置および製造方法は、フラックス法に好適に用いられる。フラックス法は、気体、液体、および固体が共存する系であり、液体内にはフラックス(溶媒)としてNaなどのアルカリ金属や、自己フラックスとして成長しようとする結晶の構成元素(たとえばGa)などを入れてもよい。このような系では基本的に気相成分の液相への溶解量はヘンリーの法則により気相成分の分圧に比例する。この溶解量と液相の温度とによって、結晶成長速度、核生成に影響を及ぼす過飽和度が決まる。したがって、本実施形態のように圧力制御の精度を向上できる製造装置および製造方法によれば、均質な化合物半導体結晶を製造することができる。   In particular, the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus and method in the present embodiment are suitably used for the flux method. The flux method is a system in which gas, liquid, and solid coexist, and in the liquid, an alkali metal such as Na as a flux (solvent) or a constituent element of a crystal to be grown as a self-flux (for example, Ga), etc. May be put in. In such a system, the dissolved amount of the gas phase component in the liquid phase is basically proportional to the partial pressure of the gas phase component according to Henry's law. The amount of dissolution and the temperature of the liquid phase determine the crystal growth rate and the degree of supersaturation that affects nucleation. Therefore, according to the manufacturing apparatus and the manufacturing method capable of improving the accuracy of pressure control as in this embodiment, a homogeneous compound semiconductor crystal can be manufactured.

本実施の形態における化合物半導体結晶の製造装置および製造方法において製造する化合物半導体結晶は特に限定されないが、窒化物結晶を製造することが好ましく、GaN(窒化ガリウム)、AlN(窒化アルミニウム)、InN(窒化インジウム)などを製造することがより好ましい。窒素は溶媒113に溶けにくいが、圧力制御の精度を向上することで、窒素を溶媒113に各温度で必要な量だけ精密に制御して溶解させることができるためである。   The compound semiconductor crystal manufactured in the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus and manufacturing method in the present embodiment is not particularly limited, but a nitride crystal is preferably manufactured, and GaN (gallium nitride), AlN (aluminum nitride), InN ( It is more preferable to produce indium nitride) or the like. This is because nitrogen is difficult to dissolve in the solvent 113, but by improving the accuracy of pressure control, the nitrogen can be precisely controlled and dissolved in the solvent 113 at each temperature by a necessary amount.

(実施の形態2)
図5を参照して、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造装置を説明する。図5に示すように、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造装置は、基本的には図1に示す実施の形態1における化合物半導体結晶の製造装置と同様の構成を備えているが、気体供給部101と結晶成長室110との間の圧力を制御する制御部と、結晶成長室110と気体排出部120との間の圧力を制御する制御部とが同じである点において異なっている。
(Embodiment 2)
With reference to FIG. 5, the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus in the present embodiment will be described. As shown in FIG. 5, the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus in the present embodiment basically has the same configuration as the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus in the first embodiment shown in FIG. The control unit that controls the pressure between the supply unit 101 and the crystal growth chamber 110 is different from the control unit that controls the pressure between the crystal growth chamber 110 and the gas discharge unit 120.

具体的には、図5に示すように、本実施の形態では、気体供給部101と結晶成長室110との間であって、かつ結晶成長室110と気体排出部120との間に、圧力制御部130が配置されている。   Specifically, as shown in FIG. 5, in this embodiment, the pressure is between the gas supply unit 101 and the crystal growth chamber 110 and between the crystal growth chamber 110 and the gas discharge unit 120. A control unit 130 is arranged.

続いて、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造方法について説明する。本実施の形態における化合物半導体結晶の製造方法は、基本的には実施の形態1の化合物半導体結晶の製造方法と同様の構成を備えているが、気体を供給する工程および気体を排出する工程では、気体供給部101と結晶成長室110との間の圧力を制御する制御部と、結晶成長室110および気体排出部120との間の圧力を制御する制御部とが同じである圧力制御部130を用いて結晶成長室110の内部の圧力を制御する点において異なっている。具体的には、気体を排出する工程では、弁121を開けて、圧力制御部130を用いて結晶成長室110の内部の圧力を制御している。   Then, the manufacturing method of the compound semiconductor crystal in this Embodiment is demonstrated. The manufacturing method of the compound semiconductor crystal in the present embodiment basically has the same configuration as the manufacturing method of the compound semiconductor crystal of the first embodiment, but in the step of supplying gas and the step of discharging gas The pressure control unit 130 is the same as the control unit that controls the pressure between the gas supply unit 101 and the crystal growth chamber 110 and the control unit that controls the pressure between the crystal growth chamber 110 and the gas discharge unit 120. Is used to control the pressure inside the crystal growth chamber 110. Specifically, in the step of discharging the gas, the valve 121 is opened and the pressure inside the crystal growth chamber 110 is controlled using the pressure control unit 130.

以上説明したように、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造装置および製造方法によれば、気体を供給する工程および気体を排出する工程の両方の工程で、圧力制御部130を用いるので、結晶成長室110内部の気体圧力の制御精度を向上して化合物半導体結晶の製造を行なうことができる。   As described above, according to the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus and method of the present embodiment, since the pressure control unit 130 is used in both the gas supply process and the gas discharge process, the crystal The compound semiconductor crystal can be manufactured by improving the control accuracy of the gas pressure inside the growth chamber 110.

(実施の形態3)
図6を参照して、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造装置を説明する。図6に示すように、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造装置は、基本的には図1に示す実施の形態1における化合物半導体結晶の製造装置と同様の構成を備えているが、圧力制御部130、140は、3つ以上の弁131、132、134、141、142、144と、この3つ以上の弁131、132、134、141、142、144で2つ以上の領域に仕切られる配管133、135、143、145とを有する点において異なっている。
(Embodiment 3)
With reference to FIG. 6, the manufacturing apparatus of the compound semiconductor crystal in this Embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 6, the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus in the present embodiment basically has the same configuration as the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus in the first embodiment shown in FIG. The control units 130 and 140 are divided into two or more regions by three or more valves 131, 132, 134, 141, 142, and 144 and the three or more valves 131, 132, 134, 141, 142, and 144. It differs in that it has piping 133, 135, 143, 145 to be used.

具体的には、圧力制御部130は、3つの弁131、132、134と、弁131、132で仕切られている配管133と、弁132、134で仕切られている配管135とを有している。圧力制御部140は、3つの弁141、142、144と、弁141、142で仕切られている配管143と、弁141、144で仕切られている配管145とを有している。   Specifically, the pressure control unit 130 includes three valves 131, 132, and 134, a pipe 133 that is partitioned by the valves 131 and 132, and a pipe 135 that is partitioned by the valves 132 and 134. Yes. The pressure control unit 140 includes three valves 141, 142, 144, a pipe 143 partitioned by the valves 141, 142, and a pipe 145 partitioned by the valves 141, 144.

続いて、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造方法について説明する。本実施の形態における化合物半導体結晶の製造方法は、基本的には実施の形態1の化合物半導体結晶の製造方法と同様の構成を備えているが、気体を供給する工程および気体を排出する工程の少なくとも一方では、3つ以上の弁131、132、134、141、142、144と、この3つ以上の弁131、132、134、141、142、144で2つ以上の領域に仕切られる配管133、135、143、145とを有する圧力制御部130、140を用いて結晶成長室110の内部の圧力を制御する点において異なる。   Then, the manufacturing method of the compound semiconductor crystal in this Embodiment is demonstrated. The manufacturing method of the compound semiconductor crystal in the present embodiment basically has the same configuration as the manufacturing method of the compound semiconductor crystal of the first embodiment, but the process of supplying gas and the process of discharging gas At least one of the three or more valves 131, 132, 134, 141, 142, 144, and the pipe 133 that is partitioned into two or more regions by the three or more valves 131, 132, 134, 141, 142, 144 , 135, 143, and 145 are used to control the pressure inside the crystal growth chamber 110 using the pressure control units 130 and 140.

具体的には、気体を供給する工程において、結晶成長室110の内部の圧力を高める場合には、まず、3つの弁131、132、134のうち、弁132、134を閉じ、弁131を開ける。その後、弁132を開ける。最後に弁131、132を閉じる。これにより、配管133、135に圧力を高めた気体を充填することができる。このとき、配管133、135の内部の容積は同じであっても、異なっていてもよい。   Specifically, in the step of supplying gas, when increasing the pressure inside the crystal growth chamber 110, first, among the three valves 131, 132, 134, the valves 132, 134 are closed and the valve 131 is opened. . Thereafter, the valve 132 is opened. Finally, the valves 131 and 132 are closed. Thereby, it is possible to fill the pipes 133 and 135 with a gas whose pressure has been increased. At this time, the internal volumes of the pipes 133 and 135 may be the same or different.

その後、弁131、132を閉じたままで、かつ弁134を開けると、配管135に充填された気体が結晶成長室110へ流入する。その後、弁131を閉じたままで、かつ弁132、134を開けると、配管133に充填された気体が結晶成長室110へ流入する。最後に弁131、132、134を閉じる。このような動作を繰り返すことにより、結晶成長室110内部の圧力を段階的に高めることができる。   Thereafter, when the valves 131 and 132 are kept closed and the valve 134 is opened, the gas filled in the pipe 135 flows into the crystal growth chamber 110. Thereafter, when the valve 131 is kept closed and the valves 132 and 134 are opened, the gas filled in the pipe 133 flows into the crystal growth chamber 110. Finally, the valves 131, 132, 134 are closed. By repeating such an operation, the pressure inside the crystal growth chamber 110 can be increased stepwise.

さらに、気体を供給する工程において、制御性を一層高めて結晶成長室110の圧力を高める場合には、まず、3つの弁131、132、134のうち、弁132、134を閉じ、弁131を開ける。その後、弁131を閉じてから、弁132を開ける。最後に弁132を閉じる。これにより、配管133、135に圧力を高めた気体を充填することができ、配管133、135に充填される圧力は、減圧弁150によって制御する圧力よりも低くなる。このとき、配管133、135の内部の容積は同じであっても、異なっていてもよい。   Further, in the step of supplying gas, when the controllability is further improved and the pressure in the crystal growth chamber 110 is increased, first, the valve 132, 134 among the three valves 131, 132, 134 is closed, and the valve 131 is set. Open. Thereafter, the valve 131 is closed and then the valve 132 is opened. Finally, the valve 132 is closed. As a result, the pipes 133 and 135 can be filled with a gas whose pressure has been increased, and the pressure charged in the pipes 133 and 135 is lower than the pressure controlled by the pressure reducing valve 150. At this time, the internal volumes of the pipes 133 and 135 may be the same or different.

その後、弁131、132を閉じたままで、かつ弁134を開けると、配管135に充填された気体が結晶成長室110へ流入する。その後、弁131を閉じたままで、かつ弁132、134を開けると、配管133に充填された気体が結晶成長室110へ流入する。最後に、弁131、132、134を閉じる。このような動作を繰り返すことにより、結晶成長室110内部の圧力を一層小刻みに、段階的に高めることができる。このような動作は、結晶成長工程で特に圧力の精密な制御を行ないたい場合に、好適に用いられる。   Thereafter, when the valves 131 and 132 are kept closed and the valve 134 is opened, the gas filled in the pipe 135 flows into the crystal growth chamber 110. Thereafter, when the valve 131 is kept closed and the valves 132 and 134 are opened, the gas filled in the pipe 133 flows into the crystal growth chamber 110. Finally, the valves 131, 132, 134 are closed. By repeating such an operation, the pressure inside the crystal growth chamber 110 can be increased step by step. Such an operation is preferably used when precise control of pressure is particularly desired in the crystal growth process.

結晶成長室110の内部が所望の圧力に達するまで、圧力制御部130の上記動作を繰り返す。   The above operation of the pressure control unit 130 is repeated until the inside of the crystal growth chamber 110 reaches a desired pressure.

また、気体を排出する工程において、結晶成長室110の内部の圧力を下げる場合には、まず、3つの弁141、142、144のうち、弁141、142を閉じ、弁144を開ける。これにより、結晶成長室110からの気体は、配管145に充填される。その後、弁142を閉じたままで、弁141を開けると、結晶成長室110からの気体は、配管143にも充填される。この状態で、弁141、144を閉じ、弁142を開けると、配管143に充填された気体が気体排出部120から外部に排出される。弁144を閉じ、弁141を開けると、配管145に充填された気体も気体排出部120から排出される。これらにより、結晶成長室110内部の圧力を段階的に低くすることができる。   In the process of exhausting gas, when the pressure inside the crystal growth chamber 110 is lowered, first, among the three valves 141, 142, 144, the valves 141, 142 are closed and the valve 144 is opened. Thereby, the gas from the crystal growth chamber 110 is filled in the pipe 145. Thereafter, when the valve 141 is opened while the valve 142 is closed, the gas from the crystal growth chamber 110 is also filled into the pipe 143. In this state, when the valves 141 and 144 are closed and the valve 142 is opened, the gas filled in the pipe 143 is discharged from the gas discharge unit 120 to the outside. When the valve 144 is closed and the valve 141 is opened, the gas filled in the pipe 145 is also discharged from the gas discharge unit 120. As a result, the pressure inside the crystal growth chamber 110 can be lowered stepwise.

さらに、気体を排出する工程において、制御性を一層高めて結晶成長室110の内部の圧力を下げる場合には、まず、3つの弁141、142、144のうち、弁141、142を閉じ、弁144を開ける。これにより、結晶成長室110からの気体は、配管145に充填される。その後、弁144を閉じてから、弁142を閉じたままで、弁141を開けると、配管145に充填された気体は、その一部が配管143にも充填され、配管145、143に充填された気体の圧力は、結晶成長室110の圧力よりも低くなる。この状態で、弁141、144を閉じ、弁142を開けると、配管143に充填された気体が気体排出部120から外部に排出される。最後に、弁141、142、144を閉じる。このような動作を繰り返すことにより、結晶成長室110内部の圧力を一層小刻みに、段階的に低くすることができる。このような動作は、結晶成長工程で特に圧力の精密な制御を行ないたい場合に、好適に用いられる。   Further, in the process of exhausting gas, when the controllability is further improved and the pressure inside the crystal growth chamber 110 is lowered, first, among the three valves 141, 142, 144, the valves 141, 142 are closed, Open 144. Thereby, the gas from the crystal growth chamber 110 is filled in the pipe 145. After that, when the valve 144 is opened after the valve 144 is closed and the valve 142 is closed, a part of the gas filled in the pipe 145 is also filled into the pipe 143 and filled into the pipes 145 and 143. The gas pressure is lower than the pressure in the crystal growth chamber 110. In this state, when the valves 141 and 144 are closed and the valve 142 is opened, the gas filled in the pipe 143 is discharged from the gas discharge unit 120 to the outside. Finally, the valves 141, 142, 144 are closed. By repeating such an operation, the pressure inside the crystal growth chamber 110 can be lowered step by step. Such an operation is preferably used when precise control of pressure is particularly desired in the crystal growth process.

結晶成長室110の内部が所望の圧力に達するまで、圧力制御部130の動作を繰り返す。   The operation of the pressure control unit 130 is repeated until the inside of the crystal growth chamber 110 reaches a desired pressure.

なお、圧力制御部130、140の1回の動作において、上記に説明した場合以外で、2以上の配管133、135、143、145のうちの1つの配管のみに気体を充填させる場合があってもよい。   In one operation of the pressure control units 130 and 140, there is a case where only one of the two or more pipes 133, 135, 143, and 145 is filled with gas other than the case described above. Also good.

また、圧力制御部130、140の1回の動作は上記の弁の開閉の順序に限定されず、他の順序により結晶成長室110の内部の圧力を制御してもよい。   In addition, the single operation of the pressure control units 130 and 140 is not limited to the opening / closing order of the valves, and the pressure inside the crystal growth chamber 110 may be controlled by another order.

以上説明したように、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造装置および製造方法によれば、弁131、132、134、141、142、144の開閉の動作により、弁131、132、134、141、142、144で仕切られる配管133、135、143、145に気体を保持することができる。この配管133、135、143、145内の圧力を互いに異なる圧力に制御することもできる。このため、結晶成長室110の内部の気体の圧力上昇の精度をより高めることができる。   As described above, according to the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus and method of the present embodiment, the valves 131, 132, 134, 141 are opened and closed by the opening / closing operations of the valves 131, 132, 134, 141, 142, 144. , 142, 144 can hold the gas in the pipes 133, 135, 143, 145. The pressures in the pipes 133, 135, 143, and 145 can be controlled to different pressures. For this reason, the precision of the pressure rise of the gas inside the crystal growth chamber 110 can be improved more.

(実施の形態4)
図7を参照して、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造装置について説明する。図7に示すように、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造装置は、図1に示す実施の形態1における化合物半導体結晶の製造装置と基本的には同様の構成を備えているが、配管103の容積と異なる容積を有するバッファ配管170をさらに備えている点において異なる。本実施の形態では、圧力制御部130、140と、結晶成長室110との間に、バッファ配管170が配置されている。
(Embodiment 4)
With reference to FIG. 7, the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus in the present embodiment will be described. As shown in FIG. 7, the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus in the present embodiment has basically the same configuration as the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus in the first embodiment shown in FIG. The difference is that a buffer pipe 170 having a volume different from the volume 103 is further provided. In the present embodiment, a buffer pipe 170 is disposed between the pressure control units 130 and 140 and the crystal growth chamber 110.

続いて、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造方法について説明する。本実施の形態における化合物半導体結晶の製造方法は、基本的には実施の形態1における化合物半導体結晶の製造方法と同様の構成を備えているが、気体を供給する工程および気体を排出する工程の少なくとも一方では、結晶成長室110と圧力制御部130、140とを接続する配管103に設けられ、かつ配管103と異なる容積のバッファ配管170を用いて、結晶成長室110の内部の圧力を制御する点において異なる。   Then, the manufacturing method of the compound semiconductor crystal in this Embodiment is demonstrated. The manufacturing method of the compound semiconductor crystal in the present embodiment basically has the same configuration as the manufacturing method of the compound semiconductor crystal in the first embodiment, but the process of supplying gas and the process of discharging gas At least one of the pressures inside the crystal growth chamber 110 is controlled by using a buffer pipe 170 provided in the pipe 103 connecting the crystal growth chamber 110 and the pressure control units 130 and 140 and having a volume different from that of the pipe 103. It is different in point.

具体的には、気体を供給する工程において、結晶成長室110の内部の圧力を高める場合には、まず、図8に示すように、弁131を開け、弁132、141、142を閉じた状態で、配管133は、圧力がP1で、体積がV1で、温度がT1の気体を充填する。次いで、図9に示すように、弁131を閉め、弁132を開ける。これにより、圧力がP1で、体積がV1で、温度がT1の気体が、配管103およびバッファ配管170に充填されると共に結晶成長室110に供給される。   Specifically, in the step of supplying gas, when increasing the pressure inside the crystal growth chamber 110, first, as shown in FIG. 8, the valve 131 is opened and the valves 132, 141, 142 are closed. The pipe 133 is filled with a gas having a pressure P1, a volume V1, and a temperature T1. Next, as shown in FIG. 9, the valve 131 is closed and the valve 132 is opened. As a result, the gas having the pressure P1, the volume V1, and the temperature T1 is filled in the pipe 103 and the buffer pipe 170 and supplied to the crystal growth chamber 110.

この1回の動作において、質量保存の法則および気体の状態方程式から、(P1×V1)/(R×T1)+(P2×VB)/(R×TB)+(P2×VA)/(R×TA)=(P3×V1)/(R×T1)+(P3×VB)/(R×TB)+(P3×VA)/(R×TA)の関係が成立する。したがって、圧力制御部130の1回の動作において、結晶成長室110の内部の圧力はP2からP3へ上昇する際に、バッファ配管170でも結晶成長室110の内部の圧力を調整することができる。たとえば関係式より、バッファ配管の容積VBを大きくするほど、圧力P2と圧力P3との差は小さくなるので、結晶成長室110内部の圧力をより小刻みに、段階的に変化させることができる。   In this one operation, from the law of conservation of mass and the equation of state of gas, (P1 × V1) / (R × T1) + (P2 × VB) / (R × TB) + (P2 × VA) / (R The relationship of × TA) = (P3 × V1) / (R × T1) + (P3 × VB) / (R × TB) + (P3 × VA) / (R × TA) is established. Therefore, when the pressure inside the crystal growth chamber 110 increases from P2 to P3 in one operation of the pressure controller 130, the pressure inside the crystal growth chamber 110 can also be adjusted by the buffer pipe 170. For example, from the relational expression, the difference between the pressure P2 and the pressure P3 decreases as the volume VB of the buffer pipe increases, so that the pressure inside the crystal growth chamber 110 can be changed step by step.

また、気体を排出する工程において、結晶成長室110の内部の圧力を下げる場合においても同様に、バッファ配管170でも結晶成長室110の内部の圧力を調整することができる。   Similarly, when the pressure inside the crystal growth chamber 110 is lowered in the step of exhausting the gas, the pressure inside the crystal growth chamber 110 can be adjusted by the buffer pipe 170 as well.

以上より、本実施の形態における化合物半導体結晶の製造装置および製造方法によれば、バッファ配管170により、結晶成長室110の内部の圧力の変化量をより最適化することができる。このため、結晶成長室110の内部の気体の圧力変動の精度をより高めることができる。   As described above, according to the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus and method in the present embodiment, the amount of change in the pressure inside the crystal growth chamber 110 can be further optimized by the buffer pipe 170. For this reason, the accuracy of the pressure fluctuation of the gas inside the crystal growth chamber 110 can be further increased.

本実施例では、気体を供給する工程および気体を排出する工程の少なくとも一方で、気体供給部と結晶成長室との間、および、結晶成長室および気体排出部との間の少なくとも一方に接続され、結晶成長室の内部の圧力と異なる圧力に制御可能な圧力制御部を用いて、結晶成長室の内部の圧力を制御することの効果について調べた。   In the present embodiment, at least one of the gas supply step and the gas discharge step is connected between at least one of the gas supply unit and the crystal growth chamber and between the crystal growth chamber and the gas discharge unit. The effect of controlling the pressure inside the crystal growth chamber using a pressure control unit that can be controlled to a pressure different from the pressure inside the crystal growth chamber was investigated.

(本発明例1)
本発明例1では、図1に示す実施の形態1における化合物半導体結晶の製造装置を用いて、結晶成長室110に気体を供給し、その後結晶成長室110から気体を排出した。先ずはこの製造装置の圧力の制御の基本的な精度を調べるため、結晶成長室110、圧力制御部130、140の温度を全て室温として、結晶成長室110の圧力上昇および圧力下降の速度、および圧力制御部130、140のそれぞれの1回の動作における、結晶成長室110の圧力変化量を調べた。
(Invention Example 1)
In Example 1 of the present invention, gas was supplied to the crystal growth chamber 110 using the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus in Embodiment 1 shown in FIG. First, in order to examine the basic accuracy of the pressure control of this manufacturing apparatus, the temperature of the crystal growth chamber 110 and the pressure control units 130 and 140 are all set to room temperature, and the pressure increase and decrease rates of the crystal growth chamber 110, and The amount of pressure change in the crystal growth chamber 110 in each operation of the pressure control units 130 and 140 was examined.

具体的には、まず、気体供給部101から結晶成長室110へ気体として窒素ガスを圧力制御部130へ流動させ、さらに結晶成長室110へ供給した。このとき、2つの弁131、132と、この弁131、132で仕切られる配管133とを有する圧力制御部130を用いて結晶成長室110の内部の圧力を以下のように10MPa近傍まで上昇した。   Specifically, first, nitrogen gas was flowed from the gas supply unit 101 to the crystal growth chamber 110 as a gas to the pressure control unit 130 and further supplied to the crystal growth chamber 110. At this time, the pressure inside the crystal growth chamber 110 was increased to around 10 MPa as follows using the pressure control unit 130 having the two valves 131 and 132 and the pipe 133 partitioned by the valves 131 and 132.

なお、気体供給部101から排出される気体の圧力は14.7MPaであり、減圧弁150により11.0MPaまで減圧した。配管133の体積は、1.7ccであった。結晶成長室110の体積は、500ccであった。また、結晶成長室110の温度は、加圧前は室温であり、加圧後も室温であった。   The pressure of the gas discharged from the gas supply unit 101 was 14.7 MPa, and the pressure was reduced to 11.0 MPa by the pressure reducing valve 150. The volume of the pipe 133 was 1.7 cc. The volume of the crystal growth chamber 110 was 500 cc. Moreover, the temperature of the crystal growth chamber 110 was room temperature before pressurization, and was also room temperature after pressurization.

結晶成長室110の圧力の上昇は以下のようにした。すなわち、図2に示すように、弁131を開け、弁132、141、142を閉じた状態で、配管133に気体を供給した。その後、図3に示すように、弁131を閉め、弁132を開け、配管103に充填された気体を結晶成長室110に供給した。この動作を断続的に繰り返して、結晶成長室110の内部の圧力を上昇した。その結果を図10および図11に示す。なお、図10は、圧力を上昇する工程において、経過時間に対する圧力を示す。図11は、圧力を上昇する工程において、経過時間に対する圧力変化量を示す。図11中、実線は、本発明例1の圧力変化量を二乗近似した値である。   The increase in the pressure in the crystal growth chamber 110 was as follows. That is, as shown in FIG. 2, the gas was supplied to the pipe 133 with the valve 131 opened and the valves 132, 141, 142 closed. Thereafter, as shown in FIG. 3, the valve 131 was closed, the valve 132 was opened, and the gas filled in the pipe 103 was supplied to the crystal growth chamber 110. This operation was repeated intermittently to increase the pressure inside the crystal growth chamber 110. The results are shown in FIG. 10 and FIG. FIG. 10 shows the pressure with respect to the elapsed time in the step of increasing the pressure. FIG. 11 shows the pressure change amount with respect to the elapsed time in the step of increasing the pressure. In FIG. 11, the solid line is a value obtained by approximating the amount of pressure change of Example 1 of the present invention to a square.

図10に示すように、本発明例1の製造装置および製造方法によれば、結晶成長室の内部を41分以内に10MPaまで上昇することができた。   As shown in FIG. 10, according to the manufacturing apparatus and manufacturing method of Example 1 of the present invention, the inside of the crystal growth chamber could be increased to 10 MPa within 41 minutes.

また、図11に示すように、本発明例1の加圧工程における圧力変化量を理論値とほぼ同様にできた。さらに、結晶成長室110の内部の圧力を10MPaまで加圧した時には、1動作当たりの圧力変化量は最も小さい場合で0.002MPaであり、最も大きい場合でも0.01MPaとなり、結晶成長室110内部の圧力は非常に安定することがわかった。   Moreover, as shown in FIG. 11, the amount of pressure change in the pressurizing process of Example 1 of the present invention was made substantially the same as the theoretical value. Furthermore, when the pressure inside the crystal growth chamber 110 is increased to 10 MPa, the amount of change in pressure per operation is 0.002 MPa at the smallest and 0.01 MPa even at the largest, and the inside of the crystal growth chamber 110 is increased. The pressure of was found to be very stable.

次に、結晶成長室110の内部を減圧するために、結晶成長室110および気体排出部120との間に接続される圧力制御部140を用いて、結晶成長室110から気体排出部120へ気体を排出した。圧力制御部140は、2つの弁141、142と、この2つの弁141、142で仕切られる配管143とを有していた。配管143の体積は、1.7ccであった。また、結晶成長室110の温度は、減圧前は室温であり、減圧後の温度も室温であった。   Next, in order to depressurize the inside of the crystal growth chamber 110, gas is supplied from the crystal growth chamber 110 to the gas exhaust portion 120 using the pressure control unit 140 connected between the crystal growth chamber 110 and the gas exhaust portion 120. Was discharged. The pressure control unit 140 has two valves 141 and 142 and a pipe 143 partitioned by the two valves 141 and 142. The volume of the pipe 143 was 1.7 cc. In addition, the temperature of the crystal growth chamber 110 was room temperature before decompression, and the temperature after decompression was also room temperature.

結晶成長室110の圧力の下降は以下のようにした。すなわち、弁131、132、142を閉じ、弁141を開けた状態で、配管143に結晶成長室110から排出した気体を充填した。その後、弁141を閉め、弁142を開け、配管143に充填した気体を気体排出部120に排出した。この動作を断続的に繰り返して、結晶成長室110の内部の圧力を10MPaから低減した。その結果を図12および図13に示す。なお、図12は、圧力を下降する工程において、経過時間に対する圧力を示す。図13は、圧力を下降する工程において、経過時間に対する圧力変化量を示す。図13中、実線は、本発明例1の圧力変化量を二乗近似した値である。   The pressure drop in the crystal growth chamber 110 was as follows. That is, with the valves 131, 132, 142 closed and the valve 141 opened, the pipe 143 was filled with the gas discharged from the crystal growth chamber 110. Thereafter, the valve 141 was closed, the valve 142 was opened, and the gas filled in the pipe 143 was discharged to the gas discharge unit 120. This operation was repeated intermittently to reduce the pressure inside the crystal growth chamber 110 from 10 MPa. The results are shown in FIGS. In addition, FIG. 12 shows the pressure with respect to elapsed time in the process of decreasing the pressure. FIG. 13 shows the pressure change amount with respect to the elapsed time in the step of decreasing the pressure. In FIG. 13, the solid line is a value obtained by approximating the amount of pressure change of Example 1 of the present invention to a square.

図12に示すように、本発明例1の製造装置および製造方法によれば、60分経過後の結晶成長室の内部の圧力を0.56MPa以下まで下降することができた。   As shown in FIG. 12, according to the manufacturing apparatus and manufacturing method of Example 1 of the present invention, the pressure inside the crystal growth chamber after the elapse of 60 minutes could be lowered to 0.56 MPa or less.

また、図13に示すように、理論値とほぼ同様にすることができた。さらに、1動作当たりの圧力変化量は最も小さい場合で−0.002MPaであり、最も大きい場合でも−0.01MPaとなり、結晶成長室110内部の圧力は非常に安定することがわかった。   Moreover, as shown in FIG. 13, it was able to be substantially the same as the theoretical value. Furthermore, it was found that the pressure change amount per operation was −0.002 MPa in the smallest case and −0.01 MPa even in the largest case, and the pressure inside the crystal growth chamber 110 was very stable.

(本発明例2)
本発明例2では、図1に示す実施の形態1における化合物半導体結晶の製造装置を用いて、化合物半導体であるGaNの結晶成長をフラックス法(溶液成長法)によって行なった。本発明例2では結晶成長室110の圧力および温度をそれぞれ、所定の結晶成長条件とし、反応容器112をpBN坩堝とし、溶媒113を金属ガリウムとし、気体114を窒素ガスとし、種基板115を1辺10mmの正方形状で、厚さ400μmのGaN種基板とした。GaN種基板115上にて、液体状の金属ガリウムと、液体状の金属ガリウムに溶解した窒素ガスとを反応させることによって、GaNの結晶成長を行なった。
(Invention Example 2)
In Example 2 of the present invention, crystal growth of GaN, which is a compound semiconductor, was performed by a flux method (solution growth method) using the compound semiconductor crystal manufacturing apparatus in Embodiment 1 shown in FIG. In Invention Example 2, the pressure and temperature of the crystal growth chamber 110 are set to predetermined crystal growth conditions, the reaction vessel 112 is a pBN crucible, the solvent 113 is metal gallium, the gas 114 is nitrogen gas, and the seed substrate 115 is 1 A GaN seed substrate having a square shape with a side of 10 mm and a thickness of 400 μm was used. Crystal growth of GaN was performed on the GaN seed substrate 115 by reacting liquid metal gallium with nitrogen gas dissolved in liquid metal gallium.

具体的には、結晶成長室110の内部の温度の上昇の開始と同時に、気体供給部101から気体として窒素ガスを圧力制御部130へ流動させ、さらに結晶成長室110へ供給した。このとき、2つの弁131、132と、この弁131、132で仕切られる配管133とを有する圧力制御部130を用いて、結晶成長室110の内部の圧力を0MPaから9MPaまで上昇させた。この結晶成長における結晶成長室110の中の温度および圧力条件を図14に示す。図14において、横軸は時間(単位:時間(hrs))を示し、0hrsは動作開始を示し、236hrsは動作終了を示す。また、図14において、実線は圧力を示し、点線は温度を示す。   Specifically, simultaneously with the start of the temperature increase inside the crystal growth chamber 110, nitrogen gas was flowed as a gas from the gas supply unit 101 to the pressure control unit 130 and further supplied to the crystal growth chamber 110. At this time, the pressure inside the crystal growth chamber 110 was increased from 0 MPa to 9 MPa using the pressure control unit 130 having two valves 131 and 132 and a pipe 133 partitioned by the valves 131 and 132. FIG. 14 shows the temperature and pressure conditions in the crystal growth chamber 110 in this crystal growth. In FIG. 14, the horizontal axis indicates time (unit: time (hrs)), 0 hrs indicates the start of operation, and 236 hrs indicates the end of operation. Moreover, in FIG. 14, a solid line shows a pressure and a dotted line shows temperature.

なお、気体供給部101から排出される気体の圧力は14.7MPaであり、減圧弁150により11.0MPaまで減圧した。配管133の体積は、1.7ccであった。結晶成長室110の体積は、500ccであった。また、結晶成長室110の温度は、結晶成長室110の圧力上昇前で圧力が0MPaの時は室温であり、結晶成長室110の圧力上昇後で圧力が9MPaの時は900℃であった。この圧力上昇および温度上昇はそれぞれ18時間で行なった。   The pressure of the gas discharged from the gas supply unit 101 was 14.7 MPa, and the pressure was reduced to 11.0 MPa by the pressure reducing valve 150. The volume of the pipe 133 was 1.7 cc. The volume of the crystal growth chamber 110 was 500 cc. The temperature of the crystal growth chamber 110 was room temperature when the pressure was 0 MPa before the pressure of the crystal growth chamber 110 was increased, and was 900 ° C. when the pressure was 9 MPa after the pressure of the crystal growth chamber 110 was increased. This pressure increase and temperature increase were each 18 hours.

結晶成長室110の圧力の上昇は以下のように行なった。図2に示すように、弁131を開け、弁132、141、142を閉じた状態で、配管133に気体を供給した。その後、図3に示すように、弁131を閉じ、弁132を開け、配管103に充填された気体を結晶成長室110に供給した。最後に、弁132を閉じた。弁131および弁132を開けている時間はそれぞれ1秒間とし、全ての弁を閉じている時間はそれぞれ0.5秒間とした。よってこれら一連の動作に必要な時間は合計3秒間である。この一連の動作を、指令部160によって断続的に繰り返し行なうことで、徐々に結晶成長室110の圧力を上昇させた。一連の動作の繰り返しの間隔は、結晶成長室110の内部の圧力が0MPaから9MPaまで18時間で直線的に上昇するように、その時の結晶成長室110の内部の圧力に応じて指令部160から制御した。その後結晶成長室110の温度を900℃に、圧力を9MPaに保持する結晶成長時間を200時間設けた。この結晶成長時間中に、気体114である窒素ガスが、溶媒113である金属ガリウム中に溶解し、種基板115であるGaN種基板上に到達し、GaN結晶として成長する。結晶成長時間中に結晶成長に伴って消費された窒素ガスは、指令部160からの指令によって圧力制御部130から供給され、結晶成長時間中の圧力は一定に保たれる。   The pressure in the crystal growth chamber 110 was increased as follows. As shown in FIG. 2, the gas was supplied to the pipe 133 with the valve 131 opened and the valves 132, 141, 142 closed. Thereafter, as shown in FIG. 3, the valve 131 was closed, the valve 132 was opened, and the gas filled in the pipe 103 was supplied to the crystal growth chamber 110. Finally, the valve 132 was closed. The time during which the valves 131 and 132 were opened was 1 second, and the time during which all the valves were closed was 0.5 seconds. Therefore, the time required for these series of operations is a total of 3 seconds. By repeating this series of operations intermittently by the command unit 160, the pressure in the crystal growth chamber 110 was gradually increased. The repetition interval of the series of operations is such that the pressure inside the crystal growth chamber 110 rises linearly from 0 MPa to 9 MPa in 18 hours from the command unit 160 according to the pressure inside the crystal growth chamber 110 at that time. Controlled. Thereafter, a crystal growth time for maintaining the temperature of the crystal growth chamber 110 at 900 ° C. and the pressure at 9 MPa was set for 200 hours. During this crystal growth time, the nitrogen gas as the gas 114 is dissolved in the metal gallium as the solvent 113, reaches the GaN seed substrate as the seed substrate 115, and grows as a GaN crystal. Nitrogen gas consumed with crystal growth during the crystal growth time is supplied from the pressure control unit 130 according to a command from the command unit 160, and the pressure during the crystal growth time is kept constant.

本発明例2において、結晶成長室110の圧力の上昇時および圧力を保持する結晶成長時間中の結晶成長室110の内部の圧力は、結晶成長室110の温度にかかわらず所望の値に制御することができ、さらに、1動作当たりの圧力変化量は最も小さい場合で0.004MPaであり、最も大きい場合でも0.01MPaとなった。これは結晶成長時間における結晶成長室110の内部の圧力の0.04%〜0.1%の精度に収まっており、結晶成長室110内部の圧力は圧力上昇時および圧力保持時の双方で、非常に精密に制御させることができた。   In Example 2 of the present invention, when the pressure of the crystal growth chamber 110 is increased and the pressure inside the crystal growth chamber 110 during the crystal growth time for maintaining the pressure is controlled to a desired value regardless of the temperature of the crystal growth chamber 110. Furthermore, the amount of change in pressure per operation was 0.004 MPa at the smallest and 0.01 MPa even at the largest. This is within the accuracy of 0.04% to 0.1% of the pressure inside the crystal growth chamber 110 during the crystal growth time, and the pressure inside the crystal growth chamber 110 is both when the pressure rises and when the pressure is maintained. It was possible to control it very precisely.

次に、結晶成長室110の内部を減圧するために、結晶成長室110および気体排出部120との間に接続され、結晶成長室110の内部の圧力と異なる圧力に制御可能な圧力制御部140を用いて、結晶成長室110から気体排出部120へ気体を排出した。この圧力制御部140は、結晶成長室110と、気体供給部101および気体排出部120の少なくとも一方とに、それぞれ開放されることで断続的に圧力が変化する。圧力制御部140は、2つの弁141、142と、この2つの弁141、142で仕切られる配管143とを有しており、配管143の体積は、1.7ccとした。また、結晶成長室110の温度は、減圧前は900℃であり、減圧後の温度は室温とした。   Next, in order to depressurize the inside of the crystal growth chamber 110, the pressure control unit 140 is connected between the crystal growth chamber 110 and the gas discharge unit 120 and can be controlled to a pressure different from the pressure inside the crystal growth chamber 110. Was used to discharge gas from the crystal growth chamber 110 to the gas discharge unit 120. The pressure controller 140 intermittently changes its pressure by being opened to the crystal growth chamber 110 and at least one of the gas supply unit 101 and the gas discharge unit 120. The pressure control unit 140 includes two valves 141 and 142 and a pipe 143 partitioned by the two valves 141 and 142, and the volume of the pipe 143 is 1.7 cc. The temperature of the crystal growth chamber 110 was 900 ° C. before the pressure reduction, and the temperature after the pressure reduction was room temperature.

結晶成長室110の圧力の下降は以下のようにした。弁131、132、142を閉じ、弁141を開けた状態で、配管143に結晶成長室110から排出した気体を充填した。その後、弁141を閉じ、弁142を開け、配管143に充填した気体を気体排出部120に排出した。最後に、弁142を閉じた。これらの一連の動作を断続的に繰り返して、結晶成長室110の内部の圧力を9MPaから低減した。   The pressure drop in the crystal growth chamber 110 was as follows. With the valves 131, 132, 142 closed and the valve 141 opened, the pipe 143 was filled with the gas discharged from the crystal growth chamber 110. Thereafter, the valve 141 was closed, the valve 142 was opened, and the gas filled in the pipe 143 was discharged to the gas discharge unit 120. Finally, valve 142 was closed. These series of operations were repeated intermittently to reduce the pressure inside the crystal growth chamber 110 from 9 MPa.

本発明例2において、圧力下降時においても、結晶成長室110の温度が変化していても、所望の時間で結晶成長室110の圧力を所望の値に制御することができ、さらに、1動作当たりの圧力変化量は最も小さい場合で−0.004MPaであり、最も大きい場合でも−0.01MPaとなった。これは結晶成長時間における結晶成長室110の内部の圧力の、0.04%〜0.1%の精度に収まっており、圧力下降時においても、結晶成長室110の内部の圧力は非常に精密に制御させることができた。   In Example 2 of the present invention, the pressure in the crystal growth chamber 110 can be controlled to a desired value in a desired time even when the pressure drops and even if the temperature of the crystal growth chamber 110 changes. The amount of pressure change per hit was −0.004 MPa at the smallest, and −0.01 MPa even at the largest. This is within the accuracy of 0.04% to 0.1% of the pressure inside the crystal growth chamber 110 during the crystal growth time, and the pressure inside the crystal growth chamber 110 is very precise even when the pressure drops. Could be controlled.

結晶成長室110の内部の圧力が0MPaとなり、温度が室温となった後、反応容器112から種基板115(GaN種基板)およびその上に成長したGaN結晶を取り出し、王水に浸漬して溶媒113(金属ガリウム)を除去した後、ノマルスキ−顕微鏡で種基板115上に成長しているGaN結晶の表面形状を観察した。また、エッチングによって現れるエッチピットの密度によって表面の転位密度を評価した。   After the pressure inside the crystal growth chamber 110 becomes 0 MPa and the temperature reaches room temperature, the seed substrate 115 (GaN seed substrate) and the GaN crystal grown thereon are taken out from the reaction vessel 112 and immersed in aqua regia to obtain a solvent. After removing 113 (metal gallium), the surface shape of the GaN crystal grown on the seed substrate 115 was observed with a Nomarski microscope. In addition, the dislocation density on the surface was evaluated based on the density of etch pits appearing by etching.

その結果、種基板115上に成長しているGaN結晶の表面は、図15に示すように、ノマルスキ−顕微鏡観察で、非常に平坦で、全面に安定的に二次元的に成長したことを表す、ほぼ平行な成長縞が複数本観察された。また表面の転位密度はリン酸および硫酸の混合液によるエッチングでエッチピットを観察したところ、105個/cm2台またはそれ以下と見積もれ、低転位密度の結晶が成長していることを確認した。なお、図15は、本発明例2の結晶の100μm四方の視野のノマルスキー顕微鏡写真である。 As a result, as shown in FIG. 15, the surface of the GaN crystal grown on the seed substrate 115 is very flat and shows that it has been stably and two-dimensionally grown on the entire surface by observation with a Nomarski microscope. A plurality of almost parallel growth stripes were observed. Further, when the surface dislocation density was observed by etching with a mixed solution of phosphoric acid and sulfuric acid, etch pits were estimated to be 10 5 pieces / cm 2 or less, and it was confirmed that crystals with a low dislocation density were growing. . FIG. 15 is a Nomarski micrograph of a 100 μm square field of the crystal of Example 2 of the present invention.

本発明例2において、成長した結晶は平坦で、転位密度も低いので、結晶成長室110の内部の圧力の制御性は十分に良好であったと考えられる。更に圧力を精密に制御したい場合は、気体供給部101から排出される気体の圧力を、減圧弁150により現状の11MPaより低く減圧することや、配管133の体積を更に少なくすることや、あるいは図7に記載されるバッファ配管170を設けることなどにより、上記質量保存の法則および気体の状態方程式から導いた関係式におけるP2(圧力制御部の動作前)とP3(圧力制御部の動作後)との圧力差を小さくすることで、自在に精密に制御することができる。   In the inventive example 2, since the grown crystal is flat and the dislocation density is low, it is considered that the controllability of the pressure inside the crystal growth chamber 110 was sufficiently good. Further, when it is desired to precisely control the pressure, the pressure of the gas discharged from the gas supply unit 101 is reduced to a pressure lower than the current 11 MPa by the pressure reducing valve 150, the volume of the pipe 133 is further reduced, or FIG. P2 (before the operation of the pressure control unit) and P3 (after the operation of the pressure control unit) in the relational expression derived from the law of conservation of mass and the equation of state of the gas by providing the buffer pipe 170 described in FIG. By reducing the pressure difference, it is possible to control freely and precisely.

(比較例)
本発明例2において、圧力制御部130の代わりに圧力制御弁を用いて、圧力制御部140の代わりに開閉が可能なストップバルブ(弁)を用いて、圧力制御弁は指令部160によって制御し、他の条件は同じとしてGaNの結晶成長を行なった。その結果、結晶成長室の内部の圧力を9MPaまで上昇させることはできたが、9MPaに保持すべき結晶成長時間(200時間)の圧力が、8.8MPa〜9.1MPaの間で変動しており、本発明例2と比較して、圧力の制御性が10倍以上悪かった。
(Comparative example)
In Example 2 of the present invention, a pressure control valve is used instead of the pressure control unit 130, and a stop valve (valve) that can be opened and closed is used instead of the pressure control unit 140, and the pressure control valve is controlled by the command unit 160. The GaN crystal was grown under the same conditions. As a result, although the pressure inside the crystal growth chamber could be increased to 9 MPa, the pressure of the crystal growth time (200 hours) to be maintained at 9 MPa varied between 8.8 MPa and 9.1 MPa. As compared with Example 2 of the present invention, the controllability of pressure was 10 times or more worse.

結晶成長時間の終了後、結晶成長室110の温度を室温まで低減し、内部の窒素ガスを排出した後、反応容器112から種基板115(GaN種基板)およびその上に成長したGaN結晶を取り出し、王水に浸漬して溶媒113(金属ガリウム)を除去した後、ノマルスキ−顕微鏡で種基板115上に成長しているGaN結晶の表面形状を観察した。また、カソードルミネッセンスによって表面の転位密度を評価した。   After the completion of the crystal growth time, the temperature of the crystal growth chamber 110 is reduced to room temperature, the internal nitrogen gas is discharged, and then the seed substrate 115 (GaN seed substrate) and the GaN crystal grown thereon are taken out from the reaction vessel 112. After removing the solvent 113 (metal gallium) by immersion in aqua regia, the surface shape of the GaN crystal growing on the seed substrate 115 was observed with a Nomarski microscope. The dislocation density on the surface was evaluated by cathodoluminescence.

その結果、種基板115上に成長しているGaN結晶の表面は、図16に示すように、ノマルスキ−顕微鏡観察で、ランダムな成長縞が観察された。また表面の転位密度はリン酸および硫酸の混合液によるエッチングでエッチピットを観察したところ、107〜108個/cm2台と見積もれ、高転位密度の結晶が成長していることを確認した。結晶成長時間における窒素ガスの圧力の制御性が悪かったため、溶液中の窒素濃度が不安定になり、GaN種基板表面でランダムにGaN結晶の核生成が起こりやすくなり、その後も面内で不均一に成長が進んだ結果、核同士が合体するように結晶成長が進んだことを表すランダムな成長縞が見られ、またその合体部では結晶の方位ずれが起こり、転位密度が高くなったものと考えられる。なお、図16は、比較例の結晶の100μm四方の視野のノマルスキー顕微鏡写真である。 As a result, random growth fringes were observed on the surface of the GaN crystal growing on the seed substrate 115 by Nomarski microscope observation, as shown in FIG. The surface dislocation density was estimated to be 10 7 to 10 8 pieces / cm 2 by etching with a mixed solution of phosphoric acid and sulfuric acid, and it was confirmed that crystals with a high dislocation density were growing. . Due to poor controllability of nitrogen gas pressure during the crystal growth time, the nitrogen concentration in the solution becomes unstable, and nucleation of GaN crystals tends to occur randomly on the surface of the GaN seed substrate. As a result of the growth, random growth streaks indicating that the crystal growth has progressed so that the nuclei coalesce can be seen, and the crystal misorientation occurred at the coalescence part, and the dislocation density increased. Conceivable. FIG. 16 is a Nomarski micrograph of a 100 μm square field of view of the comparative crystal.

以上より、気体を供給する工程および気体を排出する工程の少なくとも一方で、気体供給部と結晶成長室との間、および、結晶成長室および気体排出部との間の少なくとも一方に接続され、結晶成長室の内部の圧力と異なる圧力に制御可能な圧力制御部を用いることにより、結晶成長室内部の気体圧力を高精度に制御できることが確認できた。またこの際に連続的に圧力を調整する圧力制御弁は用いる必要がないため、製造装置の機器を安価にすることが可能であり、また断続的に確実に弁の開閉ができるため、安全に化合物半導体結晶を製造することができる。   As described above, at least one of the gas supply step and the gas discharge step is connected to at least one of the gas supply unit and the crystal growth chamber, and between the crystal growth chamber and the gas discharge unit, and the crystal. It was confirmed that the gas pressure inside the crystal growth chamber can be controlled with high accuracy by using a pressure control unit that can be controlled to a pressure different from the pressure inside the growth chamber. At this time, since it is not necessary to use a pressure control valve that continuously adjusts the pressure, it is possible to reduce the cost of the equipment of the manufacturing apparatus, and it is possible to open and close the valve reliably and safely. A compound semiconductor crystal can be manufactured.

以上のように本発明の実施の形態および実施例について説明を行なったが、各実施の形態および実施例の特徴を適宜組み合わせることも当初から予定している。また、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態および実施例ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, it is also planned from the beginning to appropriately combine the features of the embodiments and examples. The embodiments and examples disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the embodiments and examples described above but by the scope of claims for patent, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.

101 気体供給部、102,103,133,135,143,145 配管、110 結晶成長室、111 加熱部、112 反応容器、113 溶媒、114 気体、115 種基板、120 気体排出部、130 圧力制御部、121,131,132,134,141,142,144 弁、150 減圧弁、151 圧力計、160 指令部、170 バッファ配管。   101 gas supply unit, 102, 103, 133, 135, 143, 145 piping, 110 crystal growth chamber, 111 heating unit, 112 reaction vessel, 113 solvent, 114 gas, 115 seed substrate, 120 gas discharge unit, 130 pressure control unit 121, 131, 132, 134, 141, 142, 144 valve, 150 pressure reducing valve, 151 pressure gauge, 160 command section, 170 buffer piping.

Claims (14)

気体供給部と、
前記気体供給部から気体が供給される結晶成長室と、
前記結晶成長室から気体を排出するための気体排出部と、
前記気体供給部と前記結晶成長室との間、および、前記結晶成長室および前記気体排出部との間の少なくとも一方に接続され、かつ前記結晶成長室と、前記気体供給部および前記気体排出部の少なくとも一方とに、それぞれ開放されることで断続的に圧力が変化する圧力制御部とを備えた、化合物半導体結晶の製造装置。
A gas supply unit;
A crystal growth chamber to which gas is supplied from the gas supply unit;
A gas discharge unit for discharging gas from the crystal growth chamber;
Connected to at least one of the gas supply section and the crystal growth chamber and between the crystal growth chamber and the gas discharge section, and the crystal growth chamber, the gas supply section, and the gas discharge section An apparatus for producing a compound semiconductor crystal, comprising at least one of the first and second pressure control units that change pressure intermittently when opened.
前記圧力制御部は、前記気体供給部と前記結晶成長室との間、および、前記結晶成長室と前記気体排出部との間に接続される、請求項1に記載の化合物半導体結晶の製造装置。   2. The compound semiconductor crystal manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the pressure control unit is connected between the gas supply unit and the crystal growth chamber and between the crystal growth chamber and the gas discharge unit. . 前記圧力制御部において、前記気体供給部と前記結晶成長室との間の圧力を制御する制御部、および、前記結晶成長室と前記気体排出部との間の圧力を制御する制御部が同じである、請求項2に記載の化合物半導体結晶の製造装置。   In the pressure control unit, the control unit for controlling the pressure between the gas supply unit and the crystal growth chamber and the control unit for controlling the pressure between the crystal growth chamber and the gas discharge unit are the same. The apparatus for producing a compound semiconductor crystal according to claim 2. 前記圧力制御部は、2つの弁と、前記弁で仕切られる配管とを有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物半導体結晶の製造装置。   The said pressure control part is a manufacturing apparatus of the compound semiconductor crystal of any one of Claims 1-3 which has two valves and piping divided by the said valve. 前記圧力制御部は、3つ以上の弁と、前記弁で2つ以上の領域に仕切られる配管とを有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の化合物半導体結晶の製造装置。   The said pressure control part is a manufacturing apparatus of the compound semiconductor crystal of any one of Claims 1-3 which has three or more valves and piping divided into two or more area | regions by the said valve. 前記結晶成長室と、前記圧力制御部とを接続する接続配管と、
前記接続配管に設けられたバッファ配管とをさらに備え、
前記バッファ配管は、前記接続配管の容積と異なる容積を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の化合物半導体結晶の製造装置。
A connection pipe connecting the crystal growth chamber and the pressure control unit;
A buffer pipe provided on the connection pipe;
The said buffer piping is a manufacturing apparatus of the compound semiconductor crystal of any one of Claims 1-5 which has a volume different from the volume of the said connection piping.
前記圧力制御部を加熱する加熱部をさらに備えた、請求項1〜6のいずれか1項に記載の化合物半導体結晶の製造装置。   The apparatus for manufacturing a compound semiconductor crystal according to claim 1, further comprising a heating unit that heats the pressure control unit. 気体供給部から結晶成長室へ気体を供給する工程と、
前記結晶成長室から気体排出部へ気体を排出する工程とを備え、
前記気体を供給する工程および前記気体を排出する工程の少なくとも一方では、前記気体供給部と前記結晶成長室との間、および、前記結晶成長室および前記気体排出部との間の少なくとも一方に接続され、かつ前記結晶成長室と、前記気体供給部および前記気体排出部の少なくとも一方とに、それぞれ開放されることで断続的に圧力が変化する圧力制御部を用いて、前記結晶成長室の内部の圧力を制御する、化合物半導体結晶の製造方法。
Supplying gas from the gas supply unit to the crystal growth chamber;
And a step of discharging gas from the crystal growth chamber to a gas discharge portion,
At least one of the step of supplying the gas and the step of discharging the gas is connected to at least one between the gas supply unit and the crystal growth chamber and between the crystal growth chamber and the gas discharge unit. And a pressure control unit that changes pressure intermittently by being opened to each of the crystal growth chamber and at least one of the gas supply unit and the gas discharge unit. A method for producing a compound semiconductor crystal, wherein the pressure of the semiconductor is controlled.
前記気体を供給する工程および前記気体を排出する工程では、前記圧力制御部を用いて、前記結晶成長室の内部の圧力を制御する、請求項8に記載の化合物半導体結晶の製造方法。   The method for producing a compound semiconductor crystal according to claim 8, wherein in the step of supplying the gas and the step of discharging the gas, the pressure inside the crystal growth chamber is controlled using the pressure control unit. 前記気体を供給する工程および前記気体を排出する工程では、前記気体供給部と前記結晶成長室との間の圧力を制御する制御部と、前記結晶成長室および前記気体排出部との間の圧力を制御する制御部とが同じである前記圧力制御部を用いて前記結晶成長室の内部の圧力を制御する、請求項9に記載の化合物半導体結晶の製造方法。   In the step of supplying the gas and the step of discharging the gas, a control unit that controls a pressure between the gas supply unit and the crystal growth chamber, and a pressure between the crystal growth chamber and the gas discharge unit The method for producing a compound semiconductor crystal according to claim 9, wherein the pressure inside the crystal growth chamber is controlled using the pressure controller that is the same as the controller that controls the temperature. 前記気体を供給する工程および前記気体を排出する工程の少なくとも一方では、2つの弁と、前記弁で仕切られる配管とを有する前記圧力制御部を用いて前記結晶成長室の内部の圧力を制御する、請求項8〜10のいずれか1項に記載の化合物半導体結晶の製造方法。   At least one of the step of supplying the gas and the step of discharging the gas controls the pressure inside the crystal growth chamber using the pressure control unit having two valves and a pipe partitioned by the valve. The manufacturing method of the compound semiconductor crystal of any one of Claims 8-10. 前記気体を供給する工程および前記気体を排出する工程の少なくとも一方では、3つ以上の弁と、前記弁で2つ以上の領域に仕切られる配管とを有する前記圧力制御部を用いて前記結晶成長室の内部の圧力を制御する、請求項8〜11のいずれか1項に記載の化合物半導体結晶の製造方法。   At least one of the step of supplying the gas and the step of discharging the gas, the crystal growth using the pressure control unit having three or more valves and a pipe partitioned into two or more regions by the valves. The manufacturing method of the compound semiconductor crystal of any one of Claims 8-11 which controls the pressure inside a chamber. 前記気体を供給する工程および前記気体を排出する工程の少なくとも一方では、前記結晶成長室と前記圧力制御部とを接続する接続配管に設けられ、かつ前記接続配管と異なる容積のバッファ配管を用いて、前記結晶成長室の内部の圧力を制御する、請求項8〜12のいずれか1項に記載の化合物半導体結晶の製造方法。   At least one of the step of supplying the gas and the step of discharging the gas is provided in a connection pipe that connects the crystal growth chamber and the pressure control unit, and a buffer pipe having a volume different from that of the connection pipe is used. The method for producing a compound semiconductor crystal according to claim 8, wherein a pressure inside the crystal growth chamber is controlled. 前記気体を供給する工程および前記気体を排出する工程の少なくとも一方では、前記圧力制御部を加熱して前記結晶成長室の内部の圧力を制御する、請求項8〜13のいずれか1項に記載の化合物半導体結晶の製造方法。   The at least one of the step of supplying the gas and the step of discharging the gas controls the pressure inside the crystal growth chamber by heating the pressure control unit. A method for producing a compound semiconductor crystal.
JP2010090589A 2010-04-09 2010-04-09 Method for producing compound semiconductor crystal Active JP5589519B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010090589A JP5589519B2 (en) 2010-04-09 2010-04-09 Method for producing compound semiconductor crystal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010090589A JP5589519B2 (en) 2010-04-09 2010-04-09 Method for producing compound semiconductor crystal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011219311A true JP2011219311A (en) 2011-11-04
JP5589519B2 JP5589519B2 (en) 2014-09-17

Family

ID=45036765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010090589A Active JP5589519B2 (en) 2010-04-09 2010-04-09 Method for producing compound semiconductor crystal

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5589519B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62107071A (en) * 1985-10-30 1987-05-18 インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション Gaseous phase deposition apparatus
JPS63156093A (en) * 1986-12-20 1988-06-29 Fujitsu Ltd Device for gas source molecular beam epitaxy
JP2001064097A (en) * 1999-08-24 2001-03-13 Ricoh Co Ltd Method and device for growing crystal, and group iii nitride crystal
WO2009072187A1 (en) * 2007-12-04 2009-06-11 Full-Tech Co., Ltd. Method of pressurized gas pulse control processing and pressurized gas pulse control processing apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62107071A (en) * 1985-10-30 1987-05-18 インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション Gaseous phase deposition apparatus
JPS63156093A (en) * 1986-12-20 1988-06-29 Fujitsu Ltd Device for gas source molecular beam epitaxy
JP2001064097A (en) * 1999-08-24 2001-03-13 Ricoh Co Ltd Method and device for growing crystal, and group iii nitride crystal
WO2009072187A1 (en) * 2007-12-04 2009-06-11 Full-Tech Co., Ltd. Method of pressurized gas pulse control processing and pressurized gas pulse control processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP5589519B2 (en) 2014-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8337617B2 (en) Manufacturing method and manufacturing apparatus of a group III nitride crystal
JP6731590B2 (en) Method for manufacturing nitride crystal substrate
EP2210660B1 (en) PROCESS FOR CHARGING LIQUEFIED AMMONIA and PROCESS FOR PRODUCTION OF NITRIDE CRYSTALS
JP2003292400A5 (en)
EP2031100A1 (en) Manufacturing method of single crystal
US20110155046A1 (en) Method for producing group III nitride semiconductor
JP6906205B2 (en) Manufacturing method of semiconductor laminate and manufacturing method of nitride crystal substrate
WO2010084682A1 (en) Group 3b nitride crystal
EP2135979B1 (en) Method for manufacturing nitride single crystal
JP5589519B2 (en) Method for producing compound semiconductor crystal
WO2008035632A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING GaN SINGLE-CRYSTAL, GaN THIN-FILM TEMPLATE SUBSTRATE AND GaN SINGLE-CRYSTAL GROWING APPARATUS
JP4631071B2 (en) Crystal growth apparatus for gallium nitride crystal and method for producing gallium nitride crystal
JP5167752B2 (en) Method for filling liquefied ammonia and method for producing nitride crystal
JP4670002B2 (en) Method for producing nitride single crystal
JP2018043893A (en) Method for manufacturing group 13 nitride crystal and method for manufacturing group 13 nitride crystal substrate
JP4867884B2 (en) Method for filling liquefied ammonia and method for producing nitride crystal
US7708833B2 (en) Crystal growing apparatus
JP6623969B2 (en) Method for producing group III nitride semiconductor single crystal
JP5136186B2 (en) Group III nitride crystal manufacturing apparatus and manufacturing method using the same
JP5300062B2 (en) Method for producing nitride crystal, dissolution transport accelerator for nitride crystal growth raw material, and nitride crystal growth accelerator
JP2005089257A (en) Method and apparatus for growing crystal of group iii nitride
WO2010084681A1 (en) Group iiib nitride crystal manufacturing method
EP2133450A1 (en) Substrate for epitaxial growth and method for producing nitride compound semiconductor single crystal
JP5182758B2 (en) Method and apparatus for producing nitride single crystal
JP2007277059A (en) Apparatus for manufacturing group iii nitride compound semiconductor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130322

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130918

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131001

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131129

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140701

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140714

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5589519

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250