JP3702403B2

JP3702403B2 - 気相成長方法

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Publication number: JP3702403B2
Application number: JP2000152416A
Authority: JP
Inventors: 正志中村; 英治池田; 光宏鹿本
Original assignee: Nikko Materials Co Ltd
Current assignee: Nippon Mining Holdings Inc
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2020-05-24
Also published as: JP2001335399A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板を設置した反応炉内に少なくとも２種類の原料ガスと、パージガスを導入して前記基板面に二成分系以上の元素からなる化合物半導体薄膜を形成する気相成長方法に適用して好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）やインジウムリン（ＩｎＰ）などの化合物半導体基板上へエピタキシャル膜を成長させる技術が非常に注目されている。最近の技術によれば、エピタキシャル膜としてインジウムガリウム砒素（ＩｎＧａＡｓ）、インジウムガリウムリン（ＩｎＧａＰ）、アルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）、インジウムアルミニウム砒素（ＩｎＡｌＡｓ）、インジウムガリウム砒素リン（ＩｎＧａＡｓＰ）等のいわゆる混晶層を成長させることもできる。
【０００３】
これらのエピタキシャル膜を成長させる有効な方法の一つに有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）がある。このＭＯＣＶＤ法とは、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）等のいわゆる有機金属ガスとアルシン（ＡｓＨ₃）、ホスフィン（ＰＨ₃）等の揮発性ガスを原料ガスとして、キャリアガスである水素（Ｈ₂）とともに反応炉内に導入し、基板近傍で原料を熱分解させた後、基板部分を化合物半導体の成長温度となるように加熱して基板上に薄膜を成長させる方法である。なお、原料ガスとしてはアルシンやホスフィン等のガスの代わりにトリメチル砒素やターシャルブチルホスフィン等の有機金属を用いることもできる。
【０００４】
ＭＯＣＶＤ法により基板上に成長させた化合物半導体薄膜は、その用途からパーティクル等の表面欠陥のない均一な混晶組成および均一な膜厚を有することが求められる。かかる薄膜を成長させる装置として、例えば特開平９−２６０２９１号公報（気相成長装置及び方法）に記載されているような横型の気相成長装置装置が知られている。
【０００５】
図４に従来の横型気相成長装置の概略断面図を示す。符号１３は、一端にガス導入部１１を、他端にガス排出管１２を備えた気相成長装置の反応管であり、軸線を水平方向にして設置されている。また、前記反応管１３の内部には基板１４を保持するサセプタ１５と、該サセプタ１５の上流側のフローチャンネル１６と、ガス導入部１１側の２枚の仕切板１７，１８と、基板１４を加熱するためのＲＦ（高周波）コイル２０が設けられている。
【０００６】
この気相成長装置では、前記仕切板１７，１８によりガスの流路を第１流路２１，第２流路２２，第３流路の３つに区画し、それぞれの流路から所定のガス（第１原料ガスＧ１、第２原料ガスＧ２、成長促進ガスＧ３）を導入してIII−Ｖ族またはII−VI族化合物半導体の薄膜を成長させる。具体的には、基板面に近い第１流路２１から第１原料ガスＧ１を導入し、第２流路２２から第２原料ガスＧ２を導入することにより、基板近傍の原料ガス濃度を高め、原料ガスの利用効率を大幅に高めることができるとともに、成長薄膜から揮発性元素が揮発するのを防止できるようにしている。
【０００７】
さらに、反応管１３内に成長促進台１９を設けて基板面近傍のガス流路断面積を減少させることにより、反応管１３内を流れるガスを基板面に押しつけるとともに、この部分でのガス流速を増大させることができるので、成長促進台１９の形状を適宜に設定することにより、基板近傍の実効的な原料濃度を増大させ、より良好な状態で効率よく薄膜を成長させるようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した気相成長装置では、成長促進台１９により基板近傍の実効的な原料濃度を増大させ効率よく原料ガスを消費することができるが、反応管１３内のガスの流れが乱れてしまうという問題点がある。すなわち、少なくとも成長促進ガスＧ３は成長促進台１９の傾斜面に沿った流れとなるため原料ガスＧ１，Ｇ２の層流を乱してしまい、その結果基板近傍の原料ガスの濃度にばらつきが生じるために基板上に均一な組成・膜厚で薄膜を成長させることは困難であることを見出した。
【０００９】
また、反応管１３内にガスの流れの乱れが発生すれば、基板表面だけでなく反応管１３の壁面等にも原料ガスの反応生成物が析出しやすくなり、壁面から剥離した反応生成物がガス流に運ばれ成長薄膜表面に付着してパーティクル等の表面欠陥を生じさせることもある。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、反応管内のガス流を完全な層流とし、均一な組成・膜厚で薄膜を成長させるとともに原料ガスの利用効率を向上させることのできる気相成長方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためこの発明は、基板を設置した反応炉内に少なくとも２種類の原料ガスと、パージガスを導入して前記基板面に化合物半導体薄膜を形成する気相成長方法において、前記原料ガスおよびパージガスを前記反応炉内に導入する導入口における原料ガスの流速をｖ_G、パージガスの流速をｖ_Pとしたとき、流速の比ｖ_P／ｖ_Gを制御することにより、反応炉内に原料ガスとパージガスが層流状態で流れるようにした。望ましくは、前記流速の比ｖ_P／ｖ_Gが０．８以上８．０以下になるようにした。
【００１２】
これにより、反応炉内に設置された基板表面に原料ガスを均一な濃度で供給することができるので組成・膜厚を有する薄膜を成長させることができるとともに、原料ガスの利用効率を向上させることができる。
【００１３】
さらに望ましくは、前記流速の比ｖ_P／ｖ_Gが１．３以上４．０以下になるようにするとよい。さらに、前記流速の比ｖ_P／ｖ_Gが２．０以上３．０以下になるようにすれば、効果がより顕著に現れる。
【００１４】
また、導入口における原料ガスの流速ｖ_Gとパージガスの流速ｖ_Pは、５０ｔｏｒｒの状態で３０ｃｍ／ｓｅｃ以上１０００ｃｍ／ｓｅｃ以下であるようにすると、反応管内に導入されるガスの流れを確実に層流とすることができる。前記したように導入口における原料ガスの流速ｖ_Gとパージガスの流速ｖ_Pとの比ｖ_P／ｖ_Gの範囲を決定しても、流速の絶対値が極端に大きかったり小さかったりすると反応管内に生じるガス流は層流とはならないので、反応管内に確実に層流を生じさせるためには各々の流速の範囲を決定することが重要となる。
【００１５】
望ましくは、導入口における原料ガスの流速ｖ_Gとパージガスの流速ｖ_Pは５０ｔｏｒｒの状態で５０ｃｍ／ｓｅｃ以上５００ｃｍ／ｓｅｃ以下であるようにすると、さらに容易に層流を生じさせることが可能となる。
【００１６】
また、前記原料ガスとして第３Ｂ族元素の原料および第５Ｂ族元素の原料を水素等のガスで希釈したものを、前記パージガスとして水素、ヘリウム、アルゴン、窒素等の気相成長反応に寄与しないガスを使用することができる。
【００１７】
例えば、第３Ｂ族元素を含む原料ガスとしては、トリメチルインジウム、トリメチルインジウム、トリエチルガリウム、トリメチルアルミニウム等があり、第５Ｂ族元素を含む原料ガスとしては、アルシンやホスフィン等がある。
【００１８】
また、III−Ｖ族化合物半導体基板を用いて、該基板上にIII−Ｖ族化合物半導体を成長させる気相成長方法に適用することにより特に顕著な効果を得ることができる。
【００１９】
以下に、本発明に至るまでの考察内容及び研究結果について概説する。
【００２０】
まず、有機金属成長法において均一な組成・膜厚で薄膜を成長させるためには、基板表面近傍に原料ガスを均一な濃度で導入することが重要であり、そのためには反応炉内のガス流が層流となることが望ましいと考えられる。
【００２１】
そのうえ、反応炉内のガス流を層流にできれば、原料ガスは反応炉内の基板と対向する壁面等には接触しないので壁面上に反応生成物が析出することはなくなり、原料ガスの利用効率を著しく向上できるとともに、前記反応生成物が壁面から剥離され基板上に成長させた薄膜表面に付着して表面欠陥を生ずるのを防止することもできると考えられる。
【００２２】
そこで本発明者等は、反応炉内のガス流を層流状態にすべく検討を重ねた結果、反応炉内に導入するときのガスの流速を適当に調節すれば反応炉内のガス流を効果的に層流にできるのではないかと推論した。この推論をもとに、図１に示すような気相成長装置において、原料ガスとパージガスの流速を変えて反応炉内に導入したときの反応炉内のガス流をコンピュータによりシミュレーションした。
【００２３】
ここで、図１に示す有機金属気相成長装置の反応炉は、全体として高さの低い円筒形をなしており、下側壁体中央部にはガス導入管５，６が設置されている装置である。また、原料ガス導入管５を介して原料ガスが導入され、パージガス導入管６を介してパージガスが導入されるようになっている。なお、図１の気相成長装置の詳細な構成は実施形態の欄で説明する。
【００２４】
シミュレーションの結果、原料ガスの流量に対するパージガスの流量をある程度増加すると、反応炉内にほとんど乱流が生じなくなることが分かった。例えば、図３に、導入ガスの総流量を６０ｌ／ｍｉｎとしたときの反応炉内のガス流のシミュレーション結果を示す。図３（ａ）は原料ガス（水素を含む総流量）を５０ｌ／ｍｉｎ、パージガスを１０ｌ／ｍｉｎで反応炉内に導入したときのシミュレーション結果である。ガス導入口（図１中５ａ，６ａに相当）付近で乱流が生じているため、ガス導入口付近の反応炉下側壁面に原料ガスが接触しやすくなり、反応生成物が析出すると考えられる。
【００２５】
一方、図３（ｂ）は原料ガス（水素を含む総流量）を３０ｌ／ｍｉｎ、パージガスを３０ｌ／ｍｉｎで反応炉内に導入したときのシミュレーション結果である。ガス導入口からガス排出口にわたって一様に層流となっているため、原料ガスは基板表面に接触して効率よく薄膜を成長させることができると考えられる。
【００２６】
このシミュレーション結果に基づいて実験を行ったところ、原料ガスを３０ｌ／ｍｉｎ、パージガスを３０ｌ／ｍｉｎ（図３（ｂ））の条件で薄膜を成長させた方が、原料ガスを５０ｌ／ｍｉｎ、パージガスを１０ｌ／ｍｉｎ（図３（ａ））の条件で薄膜を成長させた方に比べて、原料ガスの利用効率が１５％向上した。また、図３（ｂ）の条件で成長させた薄膜の表面を光学顕微鏡により観察したところ、成長薄膜はパーティクル等の表面欠陥のない良好なものであった。
【００２７】
これより、導入ガスの流量を調整して反応炉内のガス流を層流にすることができ、反応炉内のガス流を層流状態にすれば原料ガスの利用効率を大幅に向上するとともに表面欠陥のない薄膜を得られることを確認できた。
【００２８】
そこで、原料ガスとパージガスの流量比の最適条件を決定するために、表１に示す組み合わせに従い流量比を変えて上記実験を繰り返し行った。なお、表１に示される原料ガス導入口およびパージガス導入口の各寸法は、図１のような気相成長装置における導入口の寸法の一例である。
【００２９】
【表１】

【００３０】
その結果、流量比（＝パージガス流量／原料ガス流量）が０．２（１０／５０）から２（４０／２０）の範囲にある場合は、成長薄膜の表面にはパーティクル等の表面欠陥は観察されなかったので実用可能であることが分かった。さらに、流量比が０．３３（１５／４５）から１（３０／３０）の範囲での原料ガスの利用効率はパージガスを流さない場合に比べて１２％向上した。また、流量比が０．５（２０／４０）から０．７１（２５／３５）の範囲での原料ガスの利用効率は１８％向上し、より望ましいことが分かった。
【００３１】
この実験から、図１に示した気相成長装置において、反応炉内に層流を生じさせて良好な薄膜を得るための原料ガスとパージガスの流量比の範囲を決定することができた。
【００３２】
また、本発明者等は、反応炉内のガスの流速が遅すぎたり速すぎたりしても層流にはならないことに気づいた。そこで、図１に示す気相成長装置において、中心軸から仕切板８の端点までの距離（半径）が３ｃｍで、仕切板８から反応炉上側壁面までの高さが４．０２ｃｍである原料ガス導入口５ａから原料ガスを導入したときの反応炉内のガス流をコンピュータによりシミュレーションした。表２に、前記シミュレーションを行った条件を示し、特にシミュレーションにより反応炉内のガス流が層流状態になった条件を網目部分で示す。シミュレーション結果より、標準状態におけるガスの流量が１０〜３００ｌ／ｍｉｎ、すなわち流速が２．２０〜６５．９８ｃｍ／ｓｅｃであればガス流は層流となることが分かった。また、ガス流を層流にするには、ガスの流量を１５〜１５０ｌ／ｍｉｎ、すなわち流速を３．３０〜３２．９９ｃｍ／ｓｅｃとすることが望ましいことがわかった。
【００３３】
【表２】

【００３４】
なお、前記した流速の条件はガスが標準状態にある場合のものであるが、実際に気相成長させる場合はその成長条件（温度、圧力）における流速に換算すればよい。つまり、表２に示すように圧力を５０ｔｏｒｒにしたときには、流速を３０〜１０００ｃｍ／ｓｅｃ、望ましくは５０〜５００ｃｍ／ｓｅｃにすればよい。
【００３５】
上述のように導入ガスの流速比および流速の絶対値を制御することにより、反応炉内のガス流を効率的に層流とすることが可能となり、原料ガスの利用効率を著しく向上させることができるようになった。
【００３６】
また、上記した流量比の条件は、本シミュレーションおよび本実験に用いた気相成長装置において有効であるが、この流量比をガス導入口での流速比（＝パージガス流速／原料ガス流速）で表せば、導入口の形状や寸法またはガスの総流量が異なる場合においても適用できることに気づいて、本発明に至った。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる気相成長方法の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００３８】
図１は本実施形態に用いられる有機金属気相成長装置の構成例を示す概略断面図である。図中符号１は、有機金属気相成長装置の反応炉であり、全体として高さの低い円筒形をなしており、この反応炉１の各壁体は例えばステンレスで構成され、下側壁体１０は反応生成物が析出しにくいように厚さ３ｍｍ程度のステンレス製または石英製の内壁部材１０ａでカバーされている。また、下側壁体中央部にはガス導入管５，６が設置される。
【００３９】
符号２は、反応炉１内に回転軸３により回転可能に吊設された基板保持台であり、円盤状に形成されたカーボンディスク２ｂと、該カーボンディスクの内側の同一円周上に複数形成されたサセプタ４ａとで構成されている。この基板保持台の各サセプタ２ａに基板４がフェイスダウンの状態で設置される。また、反応炉の外側にはサセプタ２ａを介して基板４を加熱するための多段ヒータ７が同心円状に配設されている。
【００４０】
符号５は反応管１の下側壁体の中央部に配置されたフランジを有する原料ガス導入管であり、符号６は原料導入管５の外周に沿って配置されたパージガス導入管である。また、原料ガスおよびパージガスの流れが層流となりやすくするため、フランジ端部に仕切板８を設けている。原料ガスは基板保持台２と仕切板８に挟まれた領域を導入口５ａとして導入され、パージガスは反応管１の下側壁体と仕切板８に挟まれた領域を導入口６ａとして水平方向に導入される。
【００４１】
この原料ガス導入管５を介して、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）等の第３Ｂ族原料ガスと、アルシン（ＡｓＨ₃）、ホスフィン（ＰＨ₃）等の第５Ｂ族原料ガスの混合ガスが導入され、パージガス導入管６を介して水素（Ｈ₂）等の不活性ガスが反応炉１内に導入される。
【００４２】
また、反応炉１の側面には排気口９が形成されている。そして、原料ガス導入管５を介して導入口６ａより反応炉１内に導入された原料ガスは、反応炉１の上流側で分解され、下流側である基板保持台２の周縁部に流れ、基板４上にエピタキシャル膜を形成した後、残った原料ガスがキャリアガスと共に排気口９から外部へ排出されるようになっている。
【００４３】
また、図には示さないが回転軸３外周および反応炉１の下側壁面外壁には水冷ジャケットが設けられており、前記多段型ヒータおよびこれらの水冷ジャケットで反応炉１内の温度を制御するようになっている。
【００４４】
以上が本実施形態に用いられる有機金属気相成長装置の概略構成である。
【００４５】
次に、当該有機金属気相成長装置により、例えば図２に示すように、直径４インチのＩｎＰ基板４上に、厚さ０．１μｍのＩｎＰ膜、厚さ０．５μｍのＧａＩｎＡｓ膜、厚さ０．５μｍのＩｎＰ膜を順次エピタキシャル成長させる場合の手順について説明する。
【００４６】
まず、反応炉１の多段ヒータ７に通電を開始すると共に、各水冷ジャケットにおける冷却水の循環を開始する。そして、反応炉１内が十分に加熱された状態で、原料ガスおよびパージガスを導入し、成長温度６５０℃、成長圧力５０ｔｏｒｒの条件となるように制御する。
【００４７】
本実施形態では、反応炉内のガスを層流状態として良好な薄膜を成長させるために、原料ガスとパージガスの流速比（ｖ_P／ｖ_G）が２となるように流量を調整した。なお、流速比が２であれば反応炉内のガス流が層流状態になることが前記シミュレーションおよび実験により分かっている。そこで、本実施形態では、各原料ガスおよびパージガスの流量を調整することにより流速比を調整するようにした。なお、以下に記載する流量は標準状態（２５℃、１ａｔｍ）におけるものである。
【００４８】
まず、原料ガスとして０．０１ｌ／ｍｉｎのトリメチルインジウムと０．５ｌ／ｍｉｎのホスフィンと３９．４９ｌ／ｍｉｎの水素を原料ガス導入管５を介して導入し、パージガスとして２０ｌ／ｍｉｎの水素をパージガス導入管６を介して導入した。これらのガスを５ｍｉｎ供給してＩｎＰ基板４上にＩｎＰを０．１μｍ成長させた。
【００４９】
次に、原料ガスとして０．００２ｌ／ｍｉｎのトリメチルガリウムと、０．００２ｌ／ｍｉｎのトリメチルインジウムおよび０．５ｌ／ｍｉｎのアルシンと、３９．４９６ｌ／ｍｉｎの水素を原料ガス導入管５を介して導入し、パージガスとして２０ｌ／ｍｉｎの水素をパージガス導入管６を介して導入した。これらのガスを３０ｍｉｎ供給してＩｎＰ上にＧａＩｎＡｓを０．５μｍ成長させた。
【００５０】
最後に、原料ガスとして０．０１ｌ／ｍｉｎのトリメチルインジウムと０．５ｌ／ｍｉｎのホスフィンと、３９．４９ｌ／ｍｉｎの水素を原料ガス導入管５を介して導入し、パージガスとして２０ｌ／ｍｉｎの水素をパージガス導入管６を介して導入した。これらのガスを２５ｍｉｎ供給してＧａＩｎＡｓ上にＩｎＰを０．５μｍ成長させた。
【００５１】
このように導入ガスの流量を制御することにより、原料ガスとパージガスの流速比を２に制御することができ、反応炉内のガス流を層流状態にすることができる。もちろん、原料ガスおよびパージガスのそれぞれの流速も、表２におけるガス流を層流状態にするための流速の範囲を満たしている。
【００５２】
このとき、各薄膜を成長させる際の温度条件は、下側壁体外壁に設けられた水冷ジャケットの流量を制御して、反応炉１の下側壁体に設けられた内壁部材１０の温度が原料ガスの分解温度以下である１００〜２５０℃になるようにした。また、回転軸５外周に設けられた水冷ジャケットの流量と多段ヒータ１０の通電量を制御して、反応炉１の上流部の温度が原料ガスの分解温度以上である２５０℃以上、より具体的には４００〜６００℃になるようにした。
【００５３】
このようにして成長させた成長薄膜を反応炉１より取り出して、光学顕微鏡による表面観察を行ったところ、パーティクル等の表面欠陥は観察されなかった。
【００５４】
本実施形態によれば、反応炉内のガス流は層流状態となり基板上に均一な濃度で原料ガスを供給できたので、均一な混晶組成および均一な膜厚を有する薄膜を成長させるさせるとともに、原料ガスが反応炉内の壁面と接触して壁面に反応生成物として析出するのを防止することもできた。なお、本実施形態でのＩｎＰ成長における原料ガスの利用効率は７．０４％であり、従来方法による利用効率６．６％に比較して向上させることができた。また、本発明をＩｎＧａＡｓ成長に適用することもでき、この場合従来方法によっては６．２％であった原料ガスの利用効率を７．０％まで向上させることができた。
【００５５】
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば、本実施形態では基板保持台２を回転軸３で吊し、基板４の成長面を下側に向ける所謂フェイスダウン型について説明したが、基板保持台を反応炉の下側に設け、その上に基板を載置して薄膜成長面を上側に向けるフェイスアップ型にも適用できることは云うまでもない。
【００５６】
また、本実施形態では、回転サセプタを有する円筒形の反応炉を用いたが、図４に示すような横型の反応管を反応炉として使用した場合も導入口における流速を同様に制御することにより本実施形態と同等の効果を得ることができる。
【００５７】
また、本実施形態では、２種類又は３種類の原料ガスを混合して原料ガス導入管５から導入するようにしたが、原料ガスを種類ごとに導入するようにしてもよい。例えば、原料ガスの種類ごとに導入管を反応炉導入口まで延設し、反応炉内に仕切板を設けるようにして導入口流速を制御するようにしてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
本願において開示される発明によれば、基板を設置した反応管内に少なくとも２種類の原料ガスと、パージガスを導入して前記基板面に二成分系以上の元素からなる化合物半導体薄膜を形成する気相成長方法において、導入口における原料ガスとパージガスの流速比を制御することにより反応管内に層流を生じさせるようにしたので、均一な組成・膜厚を有する薄膜を成長させることができるとともに、原料ガスの利用効率を著しく向上できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の有機金属気相成長装置の構成例を示す概略断面図である。
【図２】本実施形態でＩｎＰ基板上に成長させるエピタキシャル膜の例を示す説明図である。
【図３】反応炉内におけるガス流のシミュレーション結果である。
【図４】従来の横型気相成長装置の概略断面図である。
【符号の説明】
１有機金属気相成長装置
２ａサセプタ
２ｂカーボンディスク
３回転軸
４基板
５原料ガス導入管
５ａ原料ガス導入口
６パージガス導入管
６ａパージガス導入口
７ヒータ
８仕切板
９排出口
１０下側壁面
１０ａ内部部材

Claims

基板を設置した反応炉内に少なくとも2種類の原料を含む原料ガスと、パージガスを同一方向に導入して前記基板面に化合物半導体薄膜を形成する気相成長方法において、
前記原料ガスおよびパージガスを前記反応炉内に導入する導入口における原料ガスの流速をＶ_G、パージガスの流速をＶ_Pとしたとき、それぞれの流速Ｖ _G ，Ｖ _P が単独では層流となる流速であり、かつ、流速の比Ｖ _P / Ｖ _G が所定の範囲内となるようにそれぞれの流速Ｖ _G ，Ｖ _Pを制御し、反応炉内において原料ガスとパージガスが二層流状態で流れるようにしたことを特徴とする気相成長方法。
前記流速の比ｖ_P／ｖ_Gが０．８以上８．０以下になるようにすることを特徴とする請求項１に記載の気相成長方法。
より好ましくは、前記流速の比ｖ_P／ｖ_Gが１．３以上４．０以下になるようにすることを特徴とする請求項１に記載の気相成長方法。
前記導入口における原料ガスの流速ｖ_Gとパージガスの流速ｖ_Pは、５０ｔｏｒｒの状態で３０ｃｍ／ｓｅｃ以上１０００ｃｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の気相成長方法。
より好ましくは、前記導入口における原料ガスの流速ｖ_Gとパージガスの流速ｖ_Pは、５０ｔｏｒｒの状態で５０ｃｍ／ｓｅｃ以上５００ｃｍ／ｓｅｃ以下であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の気相成長方法。
前記原料ガスは第３Ｂ族元素の原料および第５Ｂ族元素の原料を水素ガスで希釈したものであり、前記パージガスは水素ガスであることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の気相成長方法。
前記基板および該基板面に形成される化合物半導体薄膜は、III−Ｖ族化合物半導体であることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の気相成長方法。