JP2017108155A - 高圧化学蒸着装置、方法、およびそれにより製造される組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、AFOSR Award # FA9550-07-1-0345の下、米国政府の支援により行われた。米国政府は、本発明に特定の権利を有し得る。
全組成範囲でのIn1-xGaxN三元合金の形成は、この合金が、近赤外(例えば約0.7eVでのInN)から近UV波長領域(例えば3.5eVでのGaN)までの直接のバンドギャップの調整を可能にするため、非常に興味深いものである。しかし、実験的および理論的な予測から、In1-xGaxN三元合金が、クラスタ化および相分離に向かう傾向をもち、熱力学的および/または運動力学的に不安定であり得ることが示されている。具体的には、InNとGaNの四面体半径の大きな差が歪みを誘発することがあり、この歪みが、特定の副格子の形成(相分離)を引き起こし得ることや、副格子内部での原子秩序をもたらして、それにより均質性からの逸脱が生じ得ること(ナノクラスタ化)が示されている。Ayan Kar, Dimitri Alexson, Mitra Dutta. and Michael. A. Stroscio, Evidence of compositional inhomogeneity in InxGa1-xN alloys using ultraviolet and visible Raman spectroscopy, J. Appl. Phys. 104, 073502 (2008)、およびI. H. Ho, G. B. Stringfellow, Incomplete solubility in nitride alloys, Materials Research Society Symposium Proceedings 449, p. 871 (1997)を参照されたい。
一つの態様では、半導体材料で使用するのに適した効果的な構造品質を有するIII族窒化物合金のエピタキシャル層を成長させるために反応器装置が提供される。超大気圧でのエピタキシャル被膜成長のための反応器の設計は、流体力学、化学反応、反応速度、および大量輸送原理を考慮する。さらに具体的には、この設計は、エピタキシャル被膜成長条件下での反応物のガスおよび表面反応化学を考慮に入れる。
別の態様では、基板上でエピタキシャル層およびヘテロ構造を成長させる方法が提供される。まず、基板キャリア上に配置されていてもよい基板の成長表面が、反応領域に対向する。その後、第1の反応性流体が、成長表面に平行な第1の流れ方向で反応領域内へ、成長表面全体にわたって成長表面の上方に供給されてもよく、第2の反応性流体が、第2の流れ方向で反応領域内へ成長表面上に供給されてもよく、ここで、第2の流れ方向は、第1の流れ方向から角度をずらされる。いかなる構造化学理論によっても制限されずに、次いで、第1の反応性流体および第2の反応性流体は、反応領域内で分解されて前駆体フラグメントとなってもよく、これらが次いで、成長表面に拡散し、基板の成長表面に化学吸着および/または物理吸着し得る。用語「角度をずらす」は、本明細書では流れ方向を特徴付けるために使用され、ある角度で交わってもよい流れベクトルを表す。
別の態様では、超大気圧成長条件を使用する半導体品質ヘテロ構造を成長させるための制御システムが提供されてもよい。制御システムは、基板上で被膜を成長させるための反応領域を有する成長反応器内への第1および第2の反応性流体の注入を制御してもよい。制御システムは、超大気圧反応器にキャリアガスを供給するように適合されているキャリアガス源と、超大気圧反応器に複数の反応性流体を供給するように適合されている複数の反応性流体源とを備え、反応性流体源は、超大気圧反応器に第1の反応性流体を供給するように適合されている第1の反応性流体源と、超大気圧反応器に第2の反応性流体を供給するように適合されている第2の反応性流体源とを含む。また、複数のアクチュエータを提供してもよく、それらは、超大気圧反応器に第1の組の反応性流体を流すための第1のアクチュエータと、超大気圧反応器への第2の組の反応性流体の流れを開始および停止するための第2のアクチュエータとを含む。また、反応領域内での実質的に一定の圧力と、反応領域を通る総体積流量とを維持しながら、第1の組の反応性流体と第2の組の反応性流体とをキャリアガスに挿入する複数のアクチュエータを制御するために、制御装置が提供されてもよく、構成されてもよい。
上記のHPCVD反応器について、UV−Vis吸光分光法など様々な吸光分光法を利用して、成長表面の上方での気相成分の反応速度を分析し得る。いくつかの分析法が、V. Woods and N. Dietz, InN growth by high-pressures chemical vapor deposition: Real-time optical growth characterization, Mater. Sci. & Eng. B 127(2-3) pp.239-250 (2006)に、より詳細に記載されている。
HPCVDによって成長させたIn1-xGaxN層の構造的特性についての初期の結果を図8に示す。図8は、同じ成長温度で、15barの反応器圧力で成長させたIn1-xGaxN層のX線回折(XRD)結果を示す。ガリウム組成は、x=0.0、0.04、0.09、0.18、0.31、および0.63で変えた。成長温度は、x=0.4よりも小さいx値に関しては一定に保ち、x=0.63に関しては50℃上げた。InGaN(0002)ブラッグ反射の位置および半値全幅(FWHM)が、成長した層の組成および構造品質に関する尺度である。本明細書で使用するとき、「構造品質」は、FWHMによって測定されるエピタキシャル層の結晶完全度を表す。LEDについて、良好な構造品質は、約200秒未満のFWHMによって表される。LDについて、良好な構造品質は、約50秒未満のFWHMによって表される。二元InN合金(x=0.0)は、200秒未満のFWHMを有するInN(0002)ブラッグ反射を有し、MBE成長層について報告されておりLEDで使用するのに適した値と同様の値であった。図7に示されるように、ガリウムの導入を増加するにつれて、より高い2Θ値へ移行するInGaN(0002)ブラッグ反射(格子定数の減少)、およびブラッグ反射のFWHMの増加が観察された。
InNおよびIn0.85Ga0.15Nについての成長温度と反応器圧力との関係に関する初期の結果が図10に示される。図10に示されるように、InNについての可能な成長温度は、約6.6℃/barで増加させることができ、20barの反応器圧力で約880℃のInN成長温度になる。x=0.15でのIn1-xGaxNについて、(圧力の増加の線形関数としての成長温度の増加によって表される)傾きはわずかに減少し、約6.0℃/barとなる。図10に示される反応器圧力と共に増加する成長温度は、広い組成範囲(x)でIn1-xGaxNエピタキシャル層を一体化しなければならないIn1-xGaxNデバイス構造の成長についてのHPCVDの利益を示している。
Claims (40)
- 第1のIII族窒化物合金を含む第1のエピタキシャル層と、
前記第1の層の上にあり接触する第2のIII族窒化物合金を含む第2のエピタキシャル層と
を備え、
前記第1のIII族窒化物合金は、前記第2のIII族窒化物合金が大気圧で堆積する最低温度において、大気圧で分解する合金であり、
前記第1のIII族窒化物合金は、超大気圧、および前記第2のIII族窒化物合金が堆積する温度では分解しない合金である
熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。 - 前記第1のIII族窒化物合金が、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、または窒化インジウムである、請求項1に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
- 前記第2のIII族窒化物合金が、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、または窒化インジウムである、請求項1に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
- 前記第1のIII族窒化物合金が、In1-xGaxN、In1-xAlxN、またはIn1-x-yAlxGayNのいずれかである、請求項1に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
- xおよびyが約0.65未満である、請求項4に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
- xおよびyが約0.50未満である、請求項4に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
- xおよびyが約0.35未満である、請求項4に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
- xおよびyが約0.25未満である、請求項4に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
- xおよびyが約0.15未満である、請求項4に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
- xおよびyが約0.10未満である、請求項4に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
- 前記第2のIII族窒化物合金が、In1-xGaxN、In1-xAlxN、またはIn1-x-yAlxGayNのいずれかである、請求項1に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
- xおよびyが約0.65未満である、請求項11に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
- xおよびyが約0.50未満である、請求項11に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
- xおよびyが約0.35未満である、請求項11に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
- xおよびyが約0.25未満である、請求項11に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
- xおよびyが約0.15未満である、請求項11に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
- xおよびyが約0.10未満である、請求項11に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
- 最大約100barの圧力を閉じ込めることができる囲包体と、
フローチャネル成長反応器内部で反応領域内に基板を保持するように適合されている基板キャリアと、
エピタキシャル層を成長させるための前記基板上の成長表面と、
第1の組の反応性流体の流れを、前記成長表面の上方の第1の流れ方向に沿って向けるように適合されているフローチャネルと、
前記反応領域に隣接する注入器と
を備え、前記注入器が、前記反応領域内に第2の組の反応性流体を注入するように適合され、それにより、前記第2の組の反応性流体が前記第1の組の反応性流体と反応するか、または分解して反応生成物の被膜を前記成長表面上に堆積する
反応器装置。 - 前記基板キャリアが、前記第1の流れ方向に実質的に平行な第1の平面内で前記基板を保持するように適合されている、請求項18に記載の反応器装置。
- 前記注入器が、前記成長表面全体にわたって前記第2の反応性流体を一様に分散させるように適合されている、請求項18に記載の反応器装置。
- 前記注入器が多孔質材料を備える、請求項18に記載の反応器装置。
- 前記注入器が、貫通する複数の管路を有する分散ブロックを備える、請求項18に記載の反応器装置。
- 前記注入器が、前記反応領域または前記成長表面に反応性流体を向けるように適合されている、請求項18に記載の反応器装置。
- 前記注入器が、反応性流体を、前記第1の流れ方向に実質的に垂直な方向で前記反応器に向けるように適合されている、請求項18に記載の反応器装置。
- 前記注入器または前記フローチャネルの一方が、V族反応性流体源に流体接続される、請求項18に記載の反応器装置。
- 前記注入器または前記フローチャネルの他方が、III族反応性流体源に流体接続される、請求項25に記載の反応器装置。
- 前記反応領域への輸送のためにキャリアガスの連続供給流にパルスとして反応性流体を入れ込むように適合されている制御装置をさらに備え、前記パルスが、前記連続供給流の中での前記反応性流体の分布を時間的および空間的に集中させる、請求項18に記載の反応器装置。
- 前記基板キャリアを回転させるように適合されているデバイスをさらに備える、請求項18に記載の反応器装置。
- 前記注入器が、前記第2の組の反応性流体を、前記第1の流れ方向に実質的に垂直な方向で前記反応器内に注入するように構成される、請求項18に記載の反応器装置。
- 反応領域内に成長表面を提供するステップと、
第1の組の反応性流体を、前記成長表面に実質的に平行な第1の流れ方向で前記反応領域内へ前記成長表面全体にわたって供給するステップと、
第2の組の反応性流体を、第2の流れ方向で前記反応領域内へ、前記成長表面上に供給するステップであって、前記第2の流れ方向が、前記第1の流れ方向に対して角度をずらされるステップと、
前記成長表面上でエピタキシャル層を形成するために、前記第1の組の反応性流体と前記第2の組の反応性流体とを前記反応領域内で反応させる又は分解するステップと
を含む方法。 - 前記反応領域内で約2bar〜100barの圧力を維持するステップをさらに含む、請求項30に記載の方法。
- 前記反応領域内で前記成長表面を回転させるステップをさらに含む、請求項30に記載の方法。
- 前記第1の組の反応性流体と前記第2の組の反応性流体とが実質的に同時に前記反応領域内に存在するように、第1の時点で前記第1の組の反応性流体を前記反応器に注入するステップと、第2の時点で前記第2の組の反応性流体を前記反応器に注入するステップとをさらに含む、請求項30に記載の方法。
- 前記反応領域を通る総体積流量を維持するステップをさらに含む、請求項30に記載の方法。
- 前記第1の組の反応性流体と前記第2の組の反応性流体が、1組のIII族反応性流体と1組のV族反応性流体とを交互に含む、請求項30に記載の方法。
- 前記反応領域内での気体成分の組成的および空間的分布をリアルタイムで監視および制御するステップをさらに含む、請求項35に記載の方法。
- 超大気圧反応器にキャリアガスを供給するように適合されているキャリアガス源と、
前記超大気圧反応器に複数の反応性流体を供給するように適合されている複数の反応性流体源であって、前記超大気圧反応器に第1の組の反応性流体を供給するように適合されている第1の反応性流体源と、前記超大気圧反応器に第2の組の反応性流体を供給するように適合されている第2の反応性流体源とを含む複数の反応性流体源と、
前記第1の組の反応性流体の前記超大気圧反応器への流れを開始、停止、または変調するための第1のアクチュエータと、前記第2の組の反応性流体の前記超大気圧反応器への流れを開始、停止、または変調するための第2のアクチュエータとを含む複数のアクチュエータと、
前記超大気圧反応器内部にある成長表面を備える反応領域と、
前記反応領域内での実質的に一定の圧力と、前記反応領域を通る総体積流量とを維持しながら、前記第1の組の反応性流体と前記第2の組の反応性流体とを前記キャリアガスに挿入するために前記複数のアクチュエータを制御するように構成された制御装置と
を備える制御システム。 - 前記制御システムが、非反応段階で、キャリアガスを第1の一定の体積流量で前記反応領域を通して供給するように構成され、前記第1の一定の体積流量が、前記総体積流量に実質的に等しい、請求項37に記載の制御システム。
- 前記第1の組の反応性流体と前記第2の組の反応性流体とが、1組のIII族反応性流体と1組のV族反応性流体とを交互に含む、請求項37に記載の制御システム。
- 前記反応領域内で約2bar〜約100barの圧力を維持するように構成された、請求項37に記載の制御システム。
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---|---|---|---|---|
US10707082B2 (en) * | 2011-07-06 | 2020-07-07 | Asm International N.V. | Methods for depositing thin films comprising indium nitride by atomic layer deposition |
WO2013032406A1 (en) * | 2011-09-01 | 2013-03-07 | National University Of Singapore | A system and a method for depositing a layer on a substrate |
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US11885018B2 (en) | 2018-09-24 | 2024-01-30 | Lehigh University | High pressure spatial chemical vapor deposition system and related process |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60126821A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 試料加熱装置並びに常圧cvd装置および減圧cvd装置 |
JPH06216030A (ja) * | 1992-03-06 | 1994-08-05 | Pioneer Electron Corp | 化合物半導体気相成長装置 |
JPH07235505A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-09-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体層の結晶成長方法 |
JPH0856015A (ja) * | 1994-08-12 | 1996-02-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体薄膜の形成方法 |
JPH09192479A (ja) * | 1995-11-17 | 1997-07-29 | Toshio Goto | プラズマ処理装置および方法 |
JPH09283799A (ja) * | 1996-04-09 | 1997-10-31 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 半導体発光素子 |
JPH1174566A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Mitsubishi Materials Corp | 多色発光素子 |
EP0979882A1 (en) * | 1998-08-13 | 2000-02-16 | Sony Corporation | Method of manufacturing a nitride series III-V group compound semiconductor |
JP2001119106A (ja) * | 1999-10-21 | 2001-04-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化物半導体素子の製造方法 |
JP2003297765A (ja) * | 2002-04-04 | 2003-10-17 | Lintec Co Ltd | 液体気化装置および成膜装置 |
JP2004146726A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-05-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 気相成長方法およびその装置 |
JP2004165445A (ja) * | 2002-11-13 | 2004-06-10 | Furukawa Co Ltd | 半導体製造装置 |
JP2006351974A (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Chiba Univ | 半導体機能素子 |
JP2007531256A (ja) * | 2004-03-27 | 2007-11-01 | アイクストロン、アーゲー | 不連続な前駆体の吐出による金属酸化物等の堆積方法及び装置 |
JP2008053669A (ja) * | 2006-08-23 | 2008-03-06 | Ir Inc | 温度制御されたプロセスガスを用いた結晶成長法及び結晶成長装置 |
Family Cites Families (31)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3608519A (en) | 1968-12-31 | 1971-09-28 | Texas Instruments Inc | Deposition reactor |
US3675619A (en) | 1969-02-25 | 1972-07-11 | Monsanto Co | Apparatus for production of epitaxial films |
US3745969A (en) | 1971-04-19 | 1973-07-17 | Motorola Inc | Offset top ejection vapor deposition apparatus |
US4155784A (en) | 1977-04-08 | 1979-05-22 | Trw Inc. | Process for epitaxially growing a gallium arsenide layer having reduced silicon contaminants on a gallium arsenide substrate |
FR2591616A1 (fr) | 1985-12-17 | 1987-06-19 | Labo Electronique Physique | Chambre de reacteur pour croissance epitaxiale en phase vapeur des materiaux semiconducteurs. |
FR2599558B1 (fr) * | 1986-05-27 | 1988-09-02 | Labo Electronique Physique | Procede de realisation d'un dispositif semi-conducteur, incluant le depot en phase vapeur de couches sur un substrat |
JP2704181B2 (ja) * | 1989-02-13 | 1998-01-26 | 日本電信電話株式会社 | 化合物半導体単結晶薄膜の成長方法 |
US5015330A (en) | 1989-02-28 | 1991-05-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Film forming method and film forming device |
JPH03257182A (ja) | 1990-03-07 | 1991-11-15 | Hitachi Ltd | 表面加工装置 |
JP2628404B2 (ja) * | 1990-10-25 | 1997-07-09 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体結晶膜の成長方法 |
US5433169A (en) * | 1990-10-25 | 1995-07-18 | Nichia Chemical Industries, Ltd. | Method of depositing a gallium nitride-based III-V group compound semiconductor crystal layer |
JP3875298B2 (ja) * | 1995-12-27 | 2007-01-31 | シャープ株式会社 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
US5684309A (en) * | 1996-07-11 | 1997-11-04 | North Carolina State University | Stacked quantum well aluminum indium gallium nitride light emitting diodes |
US6233265B1 (en) * | 1998-07-31 | 2001-05-15 | Xerox Corporation | AlGaInN LED and laser diode structures for pure blue or green emission |
US6459100B1 (en) * | 1998-09-16 | 2002-10-01 | Cree, Inc. | Vertical geometry ingan LED |
JP2000164513A (ja) | 1998-11-26 | 2000-06-16 | Sony Corp | 窒化物系iii−v族化合物半導体の成長方法および半導体素子の製造方法 |
JP4757976B2 (ja) * | 2000-01-20 | 2011-08-24 | 士郎 酒井 | GaN系化合物半導体の製造方法 |
US6548333B2 (en) * | 2000-12-01 | 2003-04-15 | Cree, Inc. | Aluminum gallium nitride/gallium nitride high electron mobility transistors having a gate contact on a gallium nitride based cap segment |
US6906352B2 (en) * | 2001-01-16 | 2005-06-14 | Cree, Inc. | Group III nitride LED with undoped cladding layer and multiple quantum well |
US6958497B2 (en) * | 2001-05-30 | 2005-10-25 | Cree, Inc. | Group III nitride based light emitting diode structures with a quantum well and superlattice, group III nitride based quantum well structures and group III nitride based superlattice structures |
JP4204466B2 (ja) | 2001-08-14 | 2009-01-07 | 株式会社パウデック | 化学気相成長装置 |
GB2392170A (en) * | 2002-08-23 | 2004-02-25 | Sharp Kk | MBE growth of a semiconductor layer structure |
EP1400835B1 (en) * | 2002-09-17 | 2011-11-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Semiconductor optical modulator and laser with such optical modulator |
US20050178336A1 (en) | 2003-07-15 | 2005-08-18 | Heng Liu | Chemical vapor deposition reactor having multiple inlets |
US7170111B2 (en) * | 2004-02-05 | 2007-01-30 | Cree, Inc. | Nitride heterojunction transistors having charge-transfer induced energy barriers and methods of fabricating the same |
JP2005228757A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-08-25 | Japan Pionics Co Ltd | 気相成長装置及び気相成長方法 |
KR101181182B1 (ko) * | 2004-11-11 | 2012-09-18 | 엘지이노텍 주식회사 | 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
US20080276860A1 (en) * | 2007-05-10 | 2008-11-13 | Burrows Brian H | Cross flow apparatus and method for hydride vapor phase deposition |
US20080299411A1 (en) * | 2007-05-30 | 2008-12-04 | Oladeji Isaiah O | Zinc oxide film and method for making |
CN101377009A (zh) | 2007-08-31 | 2009-03-04 | 富士迈半导体精密工业(上海)有限公司 | 半导体材料制作装置 |
WO2011084478A1 (en) * | 2009-12-15 | 2011-07-14 | Lehigh University | Nitride based devices including a symmetrical quantum well active layer having a central low bandgap delta-layer |
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Patent Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60126821A (ja) * | 1983-12-14 | 1985-07-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 試料加熱装置並びに常圧cvd装置および減圧cvd装置 |
JPH06216030A (ja) * | 1992-03-06 | 1994-08-05 | Pioneer Electron Corp | 化合物半導体気相成長装置 |
JPH07235505A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-09-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体層の結晶成長方法 |
JPH0856015A (ja) * | 1994-08-12 | 1996-02-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体薄膜の形成方法 |
JPH09192479A (ja) * | 1995-11-17 | 1997-07-29 | Toshio Goto | プラズマ処理装置および方法 |
JPH09283799A (ja) * | 1996-04-09 | 1997-10-31 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 半導体発光素子 |
JPH1174566A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Mitsubishi Materials Corp | 多色発光素子 |
JP2000058462A (ja) * | 1998-08-13 | 2000-02-25 | Sony Corp | 窒化物系iii−v族化合物半導体の製造方法 |
EP0979882A1 (en) * | 1998-08-13 | 2000-02-16 | Sony Corporation | Method of manufacturing a nitride series III-V group compound semiconductor |
JP2001119106A (ja) * | 1999-10-21 | 2001-04-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化物半導体素子の製造方法 |
US20030143765A1 (en) * | 1999-10-21 | 2003-07-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of fabricating nitride semiconductor device |
JP2003297765A (ja) * | 2002-04-04 | 2003-10-17 | Lintec Co Ltd | 液体気化装置および成膜装置 |
JP2004146726A (ja) * | 2002-10-28 | 2004-05-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 気相成長方法およびその装置 |
JP2004165445A (ja) * | 2002-11-13 | 2004-06-10 | Furukawa Co Ltd | 半導体製造装置 |
JP2007531256A (ja) * | 2004-03-27 | 2007-11-01 | アイクストロン、アーゲー | 不連続な前駆体の吐出による金属酸化物等の堆積方法及び装置 |
JP2006351974A (ja) * | 2005-06-17 | 2006-12-28 | Chiba Univ | 半導体機能素子 |
JP2008053669A (ja) * | 2006-08-23 | 2008-03-06 | Ir Inc | 温度制御されたプロセスガスを用いた結晶成長法及び結晶成長装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
N.DIETZ: "InN growth by HPCVD:Real-time and ex-situ characterization", IMPERIAL COLLEGE PRESS, JPN7015000235, 2006, pages 204 - 235, ISSN: 0004199958 * |
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