JP4872075B2 - Iii族窒化物結晶の作製装置およびiii族窒化物結晶の作製方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態に係る、III族窒化物結晶の作製装置10の構造を概略的に示す断面模式図である。作製装置10は、III族元素のハロゲン化物と窒素を含む物質との気相反応によってIII族窒化物を生成し、これを基板上に析出させることで所望のIII族窒化物結晶を得ることができる、HVPE法によるIII族窒化物結晶の作製装置である。
次に、図1に例示する作製装置10を用いたIII族窒化物結晶の作製について説明する。ここでは、III族窒化物結晶としてAlN結晶を生成する場合を例に説明する。
上述の実施の形態においては、赤外加熱手段によって種結晶を局所的に加熱する態様を示しているが、これに代わり、RF加熱やランプ加熱などによる局所的加熱を行うようにしてもよい。
2 供給管
3(3a、3b) 抵抗加熱手段
4 赤外加熱手段
5 HClガス供給源
6 NH3ガス供給源
7 排気手段
8 固体源
9 種結晶
10 作製装置
RE (III族窒化物が反応生成する)領域
Claims (8)
- Al元素を含むIII族窒化物結晶を作製する装置であって、
第1の加熱手段によって加熱され、固体Alを含むIII族元素固体と所定の供給源から与えられるハロゲン化水素とを反応させてIII族元素のハロゲン化物を生成させるための第1反応ゾーンと、
前記第1反応ゾーンと空間的に連通してなり、前記ハロゲン化物と所定の供給源から与えられる窒素元素含有ガスとを気相反応させてIII族窒化物を生成させ、さらに前記III族窒化物を所定の種結晶上に析出させるための第2反応ゾーンと、
を備え、
前記第1の加熱手段は前記第1反応ゾーン全体を周囲から加熱する所定の加熱手段であり、
前記第2反応ゾーンは、赤外加熱手段である第2の加熱手段から放射される赤外線を前記種結晶の位置で集光させることによって前記種結晶を優先的に加熱するように構成されてなる、
ことを特徴とするAl元素を含むIII族窒化物結晶の作製装置。 - 請求項1に記載の作製装置であって、
前記第2反応ゾーンと空間的に連通してなるとともに、所定の加熱手段である第3の加熱手段によって全体を周囲から加熱され、前記第2反応ゾーンにおける未反応物を熱分解させるための第3反応ゾーンをさらに備え、
前記第3反応ゾーンの加熱温度が前記第1反応ゾーンの加熱温度よりも高い、
ことを特徴とするAl元素を含むIII族窒化物結晶の作製装置。 - 請求項2に記載の作製装置であって、
前記第1ないし第3の反応ゾーンが一の管状体を用いて連接的に構成されてなる、
ことを特徴とするAl元素を含むIII族窒化物結晶の作製装置。 - Al元素を含むIII族窒化物結晶を作製する装置であって、
第1の加熱手段によって加熱され、固体Alを含むIII族元素固体と所定の供給源から与えられるハロゲン化水素とを反応させてIII族元素のハロゲン化物を生成させるための第1反応ゾーンと、
前記ハロゲン化物と所定の供給源から与えられる窒素元素含有ガスとを気相反応させてIII族窒化物を生成させ、さらに前記III族窒化物を第2の加熱手段によって加熱されてなる所定の種結晶上に析出させるための第2反応ゾーンと、
第3の加熱手段によって加熱され、前記第2反応ゾーンにおける未反応物を熱分解させるための第3反応ゾーンと、
が、一の管状体を用いて順に構成されてなり、
前記第1および第3の加熱手段は、前記第1および第3反応ゾーン全体をそれぞれ周囲から加熱する所定の加熱手段であり、
前記第2の加熱手段は、放射される赤外線を前記種結晶の位置で集光させることによって前記種結晶を優先的に加熱する赤外加熱手段であり、
前記第3反応ゾーンの加熱温度が前記第1反応ゾーンの加熱温度よりも高い、
ことを特徴とするAl元素を含むIII族窒化物結晶の作製装置。 - Al元素を含むIII族窒化物結晶を作製する方法であって、
第1の加熱手段によって加熱しつつ、第1反応ゾーンにおいて、固体Alを含むIII族元素固体と所定の供給源から与えられるハロゲン化水素とを反応させてIII族元素のハロゲン化物を生成させるための第1反応工程と、
第2反応ゾーンにおいて、前記ハロゲン化物と所定の供給源から与えられる窒素元素含有ガスとを気相反応させてIII族窒化物を生成させる第2反応工程と、
第2反応ゾーンにおいて所定の種結晶上に析出させる析出工程と、
を備え、
前記第1の加熱手段は前記第1反応ゾーン全体を周囲から加熱する所定の加熱手段であり、
前記第2反応工程においては、赤外加熱手段である第2の加熱手段から放射される赤外線を前記種結晶の位置で集光させることによって前記種結晶を優先的に加熱する、
ことを特徴とするAl元素を含むIII族窒化物結晶の作製方法。 - 請求項5に記載の作製方法であって、
所定の加熱手段である第3の加熱手段によって全体を周囲から加熱しつつ、第3反応ゾーンにおいて前記第2反応ゾーンにおける未反応物を熱分解させる分解工程をさらに備え、
前記第3反応ゾーンの加熱温度が前記第1反応ゾーンの加熱温度よりも高い、
ことを特徴とするAl元素を含むIII族窒化物結晶の作製方法。 - 請求項6に記載の作製方法であって、
前記第1ないし第3の反応工程を一の管状体を用いて連接的に構成されてなる前記第1ないし第3反応ゾーンにおいて行う、
ことを特徴とするAl元素を含むIII族窒化物結晶の作製方法。 - Al元素を含むIII族窒化物結晶を作製する方法であって、
第1の加熱手段によって加熱しつつ、第1反応ゾーンにおいて固体Alを含むIII族元素固体と所定の供給源から与えられるハロゲン化水素とを反応させてIII族元素のハロゲン化物を生成させる第1反応工程と、
第2反応ゾーンにおいて、前記ハロゲン化物と所定の供給源から与えられる窒素元素含有ガスとを気相反応させてIII族窒化物を生成させる第2反応工程と、
前記III族窒化物を第2の加熱手段によって加熱した所定の種結晶上に析出させる析出工程と、
第3の加熱手段によって加熱しつつ、第3反応ゾーンにおいて、前記第2反応ゾーンにおける未反応物を熱分解させる分解工程と、
を、前記第1ないし第3反応ゾーンが一の管状体を用いて順に構成されてなる作製装置を用いて行い、
前記第1および第3の加熱手段は、前記第1および第3反応ゾーン全体をそれぞれ周囲から加熱する所定の加熱手段であり、
前記第2の加熱手段は、放射される赤外線を前記種結晶の位置で集光させることによって前記種結晶を優先的に加熱する赤外加熱手段であり、
前記第3反応ゾーンの加熱温度が前記第1反応ゾーンの加熱温度よりも高い、
ことを特徴とするAl元素を含むIII族窒化物結晶の作製方法。
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