JPH07291790A

JPH07291790A - 分子線エピタキシー装置

Info

Publication number: JPH07291790A
Application number: JP10229994A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Fujii; 智藤井; Toshiyuki Terada; 敏行寺田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-04-15
Filing date: 1994-04-15
Publication date: 1995-11-07

Abstract

(57)【要約】【目的】高真空状態で高密度のプラズマを発生するこ
とができ、基板上に高い品質の窒化ガリウム系化合物の
エピタキシャル結晶を成長させることができる分子線エ
ピタキシー装置を提供する。【構成】結晶成長室側に開口すると共に窒素ガスの供
給口を有する有底筒状のケーシングの底部に磁石が設け
られ、更にケーシングの外周に高周波コイルを配設した
プラズマ励起セルからなる励起セル装置を用いることに
より、低圧でも低い高周波パワーで高いプラズマ放電発
光強度が得られ、容易に窒素ガスを励起できると共に結
晶成長に寄与しない窒素分子ビーム量が減り、成長面で
のマイグレーションが促進され、更に放電室内壁などか
らの汚染物質の発生が抑制される。また、プラズマを発
生させる際の結晶成長室内の圧力変動が殆どないことか
ら成長原料の分子ビームが安定し、結晶の品質を向上す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板の表面にガリウム
系元素、窒素及びドーパントを供給して窒化ガリウム
（ＧａＮ）系化合物半導体エピタキシャル結晶を成長さ
せるための分子線エピタキシー装置に関し、特に窒素の
励起セル装置に特徴を有する分子線エピタキシー装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】窒化ガリウム系化合物は、青色・紫色発
光素子（発光ダイオ−ド（ＬＥＤ）や半導体レーザ（Ｌ
Ｄ））材料として良く知られており、薄膜結晶成長方法
としては、有機金属化学気相成長法（以下、本明細書で
はＭＯＣＶＤ法と記す）と分子線エピタキシー法（以
下、本明細書ではＭＢＥ法と記す）が一般的に用いられ
る。効率の良い発光素子を製造する上で、薄膜の電気伝
導制御（ｐ型−ｎ型）は不可欠であるが、従来の窒化ガ
リウム系化合物では、低抵抗で品質の良いｐ型結晶を得
ることが困難であった。

【０００３】そこで、例えばＭＯＣＶＤ法によるｐ型結
晶の製造方法として、マグネシウム（Ｍｇ）をｐ型不純
物として添加して薄膜を成長させた後に電子線を照射す
る技術が発表されている（応用物理、１９９１年、２月
号、第６０巻、ｐ１６３参照）が、電子線照射の効果は
表層より０．３μｍ〜０．５μｍの深さまでが限度であ
り、厚膜のｐ型層を得ることは困難であった。また、Ｍ
ＯＣＶＤ法での成長圧力は一般的に数ｔｏｒｒ〜大気圧
であり、成長中に電子線を照射することは不可能である
ため、成長を中断し、別室にて電子線を照射する必要が
あり、成膜プロセスが複雑となる問題があった。

【０００４】また、ＭＯＣＶＤ法による発光効率に優れ
た窒化ガリウム系青色ＬＥＤの製造方法が特開平５−６
３２３６号公報に開示されている。これは基板上にＧａ
ＡｌＮバッファ層、ｐ型不純物をドーブしたＧａＡｌＮ
層、ｎ型不純物をドーブしたＧａＡｌＮ層を順次積層し
た構造とすることにより発光層となるｐ型ＧａＡｌＮの
結晶性を改善するものである。この方法では発光効率を
上げるためにｐ型層を厚くすることが望ましいが、上記
した電子線効果が得られる厚みは０．５μｍが限界と考
えられる。また、ｎ型層積層後ではｐ型層まで電子線効
果が及ばないため、バッファ層とｐ型層とを成膜後、成
長室から基板を一度取り出し、その後電子線照射を行
い、再度成長室に戻してｎ型層を成長する必要があり、
上記同様成膜プロセスが複雑となる問題があった。ま
た、一般的に窒化ガリウム系化合物のエピタキシャル結
晶をＭＯＣＶＤ法により成長する場合は、窒素原料とな
るアンモニア（ＮＨ₃）熱分解のため、成長温度が１０
００℃を越える。このため成長表面からの窒素抜けによ
る結晶性劣化の恐れや、これを防止するため、大量のＮ
Ｈ₃を必要とし、大がかりな装置が必要となる。

【０００５】一方、低温で効率良くＮＨ₃を分解する方
法として、ＥＣＲ励起ＭＯＣＶＤ法が試みられ、５５０
度で単結晶が得られたとの報告がある（真空、１９８７
年、第３号、第３０巻、ｐ１１６）が、基板面が直接プ
ラズマ雰囲気に曝されるため、結晶表面にダメージが入
る恐れがある。

【０００６】加えて、ＭＯＣＶＤ法での窒素原料として
ＮＨ₃は、その純度、安全性及び価格面から工業的に最
も利用し易い材料であるが、結晶膜中にＮ−Ｈの形で取
り込まれ易い。結晶中に取り込まれた水素はドーバント
を電気的に不活性化する場合があり、例えば、ｐ型Ｚｎ
Ｓｅ結晶の成長を目的とする窒素ドーピング原料にＮＨ
₃を用いた場合の水素パッシベーション効果は良く知ら
れている（第１２回混晶エレクトロニクスシンポジウム
論文集ｐ１２９）。

【０００７】従って、ＭＯＣＶＤ法は大面積基板への多
数枚成長という一般的利点を有するものの窒化ガリウム
系化合物のエピタキシャル結晶を成長させる際には、ｐ
型結晶を得るためにプロセスが複雑になる点、ＮＨ₃を
用いることにより装置が大型化し、更に結晶の劣化し易
くなる問題を有する。

【０００８】一方、ＭＢＥ法による窒化ガリウム系化合
物のエピタキシャル結晶成長も試みられており、ＭＯＣ
ＶＤより低温での結晶成長が可能である。その際、窒素
源としてはプラズマセルにより活性化した窒素を用いる
のが一般的である。

【０００９】例えば、J.Vac.Sci.Technol.,A7 p701(198
9)には、２．４５ＧＨｚのマイクロ波プラズマ放電によ
り活性化した窒素ビームを用いたＧａＮ薄膜成長が報告
されている。一般的にプラズマ放電を起こすには、適当
な圧力範囲があり（１０^-1ｔｏｒｒ〜１０^-3ｔｏｒ
ｒ）、この範囲を外れると放電を安定して維持すること
はできない。従って、結晶成長中のＭＢＥ装置の成長室
内に於ける真空度はプラズマ安定放電条件で律速され、
前記論文においても５×１０^-5ｔｏｒｒ〜５×１０^-6ｔ
ｏｒｒであり、これは通常のＭＢＥ成長時のそれよりも
約１桁低い真空度である。ＭＢＥ法の利点の一つに電子
線による成長中のその場（ｉｎ−ｓｉｔｕ）観察（例え
ば、電子線回折（ＲＨＥＥＤ）、ＬＥＥＤ、オージェ電
子分光（ＡＥＳ））が挙げられるが、電子銃の安定動作
条件として１０^-7ｔｏｒｒ以上の真空度が望ましいた
め、上記圧力範囲での電子線の利用は困難である。

【００１０】また、J.Vac.Sci.Technol.,B8 p316(1990)
には、ＥＣＲ励起によるプラズマ放電で活性化した窒素
ビームを用いたＧａＮ成長が報告されている。マイクロ
波だけの励起と比較して高密度のプラズマが発生できる
ものの成膜中の真空度については改善されない（論文に
よれば、１×１０^-4ｔｏｒｒ〜１×１０^-5ｔｏｒｒ）ば
かりでなく、マイクロ波発振機や導波管が必要となるた
め、装置が高価となり、また成長室近傍の付帯設備が多
くなるため、装置メンテナンス性も悪くなると云う問題
があった。

【００１１】他方、上述の励起源以外にも、１３．５Ｍ
Ｈｚの高周波によるプラズマセルも適用可能であり、そ
の一例が特開平５−７４７１０号公報に開示されてい
る。これによればマイクロ波を利用した場合と比較しプ
ラズマ密度の点で劣るが、比較的安価で、プラズマセル
構成がコンパクトな励起源として市販されているため
（例えば、ＯｘｆｏｒｄＡｐｐｌｉｅｄＲｅｓｅａ
ｒｃｈ社ＭＰＤ２１等）利用し易い。この公報によれ
ば２×１０^-6ｔｏｒｒでの成長が開示されており、上記
した２つの例より真空度の点で改善されているもののＭ
ＢＥ法としては実際には充分とは云えない。

【００１２】プラズマセルは一般的に、放電室、放電室
内のプラズマ放電により活性化した窒素をＭＢＥ成長室
に引出し、かつ成長室と放電室との間の圧力差を維持す
るためのオリフィスと、プラズマ励起源と、ガス供給部
とからなる。また、窒化ガリウム系化合物のエピタキシ
ャル結晶を成長させるために必要な活性窒素量を基板面
に供給するためには、放電室内で１×１０^-1ｔｏｒｒ〜
１×１０^-3ｔｏｒｒ程度の圧力を確保し、かつ結晶成長
室側で最低でも５×１０^-5ｔｏｒｒ以上の真空度を保て
るよう、ガス流量、オリフィス開口径、ポンプ排気速度
を調整し、放電パワーを制御する必要がある。

【００１３】ここで、上記活性窒素量を多くするべく放
電パワーを上げ過ぎると、発熱によるコンタミ発生、発
熱、異常放電による放電室破壊が起きることが懸念され
る。また、オリフィス開口径を大きくすると、放電室と
結晶成長室との圧力差を維持できないことから開口径を
小さくしておく必要があるが、その場合には基板表面で
成長に必要な活性窒素量（単位面積当りに到達する窒素
個数）を確保するために励起セルと基板との距離とを近
づけなければならない。ところが、セルと基板との距離
が近くなるほど、成膜可能な面積は小さくなることから
（例えば３インチ基板に結晶を均一に成長させるための
セルと基板との距離は少なくとも２０ｃｍ以上）、現実
的な大きさの基板に均一に結晶成長させるためには或る
程度両者間の距離を必要とする。例えば特開平５−７４
７１０号公報には、結晶成長室の真空度を２×１０^-6ｔ
ｏｒｒ、ガス流量を５ｃｃ／ｍｉｎ、基板とセルのオリ
フィスとの距離を５ｃｍ、高周波出力を３００Ｗとした
ＧａＮのエピタキシャル結晶成長が開示されている。一
般的に成長室内の圧力Ｐ（ｔｏｒｒ）と、結晶成長室の
ポート口における排気速度Ｓ（ｌ／ｓｅｃ）と、成長室
内への供給ガス量Ｑ（ｃｃ／ｍｉｎ）との関係は、Ｐ＝０．０１２７×Ｑ／Ｓである。これにより上記条件を満足する排気速度Ｓは、
３１７５０ｌ／ｓｅｃと推察される。また、基板とセル
との距離から成膜可能な基板サイズは最大でも１インチ
程度と考えられる。更に、プラズマ放電部分が基板表面
に近いため、基板面に照射される電子線進行に揺らぎを
生じ、ＲＨＥＥＤ観察、制御性の良い成長表面電子線ス
キャニングは困難であり、あまり現実的とは云えない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記したよう
な従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その主
な目的は、窒化ガリウム系化合物のエピタキシャル結晶
を成長させるために、高真空状態（１×１０^-7ｔｏｒｒ
以上）で高密度のプラズマを発生することができ、即
ち、オリフィス開口を大きくして該オリフィス開口と基
板とを離して大面積基板へのエピタキシャル結晶成長が
可能であり、かつ結晶成長中の電子線照射によるその場
（ｉｎ−ｓｉｔｕ）観察や同じく電子線照射による品
質、電気特性の改善が容易であり、更に装置構成が簡易
で安価な分子線エピタキシー装置を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述した目的は本発明に
よれば、基板の表面に、ガリウム系元素、窒素及びドー
パントを供給して窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導
体エピタキシャル結晶を成長させるための分子線エピタ
キシー装置であって、前記窒素を供給する励起セル装置
が、結晶成長室側に開口すると共に窒素ガスの供給口を
具備する有底筒状のケーシングと、該ケーシングの底部
に設けられた磁石と、前記ケーシングの外周に配設され
た高周波コイルとを有するプラズマ励起セル（以下ヘリ
コンプラズマセルと記す）からなることを特徴とする分
子線エピタキシー装置を提供することにより達成され
る。

【００１６】

【作用】このようにすれば、ヘリコンプラズマ励起セル
により低圧（１０^-7〜１０^-9ｔｏｒｒ程度）の状態であ
っても低い高周波パワー（５Ｗ〜３００Ｗ）でｒｆプラ
ズマ励起セルよりも１桁程度高いプラズマ放電発光強度
が得られる。また、結晶成長に寄与しない窒素分子ビー
ム量が減り、成長面でのマイグレーションが促進され、
更にセル周辺の加熱が抑制されて放電室内壁などからの
汚染物質の発生が抑制される。図３に、窒素ガス流量を
０．１ｃｃ／ｍｉｎ、スペクトル位置７６３ｎｍとして
他の条件を同じにしたヘリコンプラズマ励起セルとｒｆ
プラズマ励起セルとで高周波パワーに対するプラズマ放
電発光強度を比較したグラフを示す。

【００１７】

【実施例】以下、添付の図面に従って本発明の好適実施
例について説明する。

【００１８】図１は本発明が適用された分子線エピタキ
シー装置（ＭＢＥ装置）の概略構成を示す模式的断面図
である。本実施例はサファイア基板上への窒化ガリウム
（ＧａＮ）のエピタキシャル結晶を成長させ、ドーパン
トとしてマグネシウム（Ｍｇ）を導入してｐ型結晶を得
るためのＭＢＥ装置である。

【００１９】１５００ｌ／ｍｉｎの排気能力を有するタ
ーボ分子ポンプからなる超高真空排気装置２により１０
^-7〜１０^-9ｔｏｒｒ程度の高真空を維持可能な結晶成長
室１内にはホルダ３により処理表面が下向きになるよう
に３インチの基板Ｂが保持されている。このホルダ３の
基端側、即ち図に於ける上側には基板加熱用のヒータ５
が設けられている。また、円板状のメインシャッタ６
が、基板Ｂの成膜を開始する位置、即ち基板Ｂの処理表
面を覆わない位置と、成膜を停止する位置、即ち基板Ｂ
の処理表面を覆う位置との間で回動自在に支持され、そ
の駆動軸６ａを外部から回転させることにより成膜を選
択的に開始／停止し得るようになっている。

【００２０】結晶成長室１の下部に於ける基板Ｂと概ね
対向する位置には、基板Ｂに向けて開口する２つのクヌ
ーセンセル（以下、本明細書ではＫセルと略記する）
７、８が設けられている。これらＫセル７、８は、基板
Ｂに向けて開口するるつぼ７ａ、８ａとこれらるつぼ７
ａ、８ａを加熱するためのヒータ７ｂ、８ｂとを有して
いる。また、各Ｋセル７、８の開口部には上記メインシ
ャッタ６と同様な円板状のシャッタ９、１０が、各Ｋセ
ル７、８の開口を覆う位置と、開口を覆わない位置との
間で回動自在に支持され、その駆動軸９ａ、１０ａを外
部から回転させることにより選択的に各るつぼ７ａ、８
ａ内に受容された原料を分子ビームとして基板Ｂに向け
て照射するようになっている。

【００２１】一方、各Ｋセル７、８とは別に結晶成長室
１の下部に於ける基板Ｂと概ね対向する位置に窒素プラ
ズマの励起セル装置１１が設けられている。図２に良く
示すように、この励起セル装置１１は、結晶成長室１側
に開口し、内部に放電室を郭成する高純度セラミックか
らなる有底筒状のケーシング１２と、該ケーシング１２
の底部に開口し、かつ管路１４、流量制御装置１５及び
減圧弁１６を介して窒素ボンベ１８に接続された窒素ガ
スの供給口１３と、管路１４を外囲するようにケーシン
グ１２の底部に設けられた筒状の磁石１７と、ケーシン
グ１２の外周に配設され、高周波発生装置２０に接続さ
れた高周波コイル１９とを具備するプラズマ励起セルか
らなる。ケーシング１２の開口にはこれを絞るオリフィ
ス１２ａが設けられている。また、ケーシング１２の開
口には上記シャッタと同様なシャッタ１１ａが設けられ
ている。

【００２２】尚、結晶成長室１内の適宜な位置には公知
のＢ−Ａ型電離真空計からなるフラックスモニタ２１が
設けられ、各分子ビームの強度を測定し得るようになっ
ている。また、結晶成長室１内の別の適宜な位置には電
子銃２９が設けられ、基板Ｂの全面をスキャンし得るよ
うになっている。また、電子銃２９から基板Ｂに向けて
照射され、該基板に反射された電子ビームを受けて基板
の結晶成長状態を観察するためのＲＨＥＥＤスクリーン
３０が基板Ｂを挟んで電子銃２９と相反する位置に設け
られている。

【００２３】以下に本実施例の作動要領について説明す
る。まず、るつぼ７ａにガリウム（Ｇａ）、るつぼ８ａ
にマグネシウム（Ｍｇ）を受容し、表面をエッチング及
び洗浄した基板Ｂをホルダ３に下向きに保持する。この
とき、励起セル装置１１のケーシング１２の開口と基板
Ｂとの距離は２０ｃｍである。また、結晶成長室１内を
超高真空排気装置２により真空引きして１０^-7〜１０^-9
ｔｏｒｒ程度の高真空を維持する。

【００２４】次に、基板Ｂを９００℃程度に加熱してサ
ーマルクリーニングする。このとき、活性窒素を基板Ｂ
に照射しつつサーマルクリーニングすれば後に成長させ
る結晶の品質が向上する。このとき、電子銃２９から基
板Ｂに向けて電子ビームを照射し、ＲＨＥＥＤスクリー
ン３０のパターン、即ち基板Ｂの表面の様子を観察し、
ストリーク状となったら基板Ｂの表面が清浄化されたと
して基板Ｂの温度を結晶成長温度（６００℃程度）に下
げる。一方、各シャッタ９、１０、１１ａを閉じたまま
ガリウムを９５０℃、マグネシウムを２８０℃まで加熱
する。

【００２５】そして、所定時間経過後に各シャッタ９、
１０を順番に開閉してフラックスモニタ２１をもってガ
リウム及びマグネシウムの分子ビームが安定したことを
確認した後、励起セル装置１１にて高周波を発生させ
（１５０Ｗ）、窒素ガスを０．０１ｃｃ／ｍｉｎの流量
でケーシング１２内に郭成された放電室に供給する。励
起セル装置１１内の気圧は８．５×１０^-8ｔｏｒｒとな
る。ここでは磁石１７による磁場と高周波コイル１９と
の相互作用により高密度の窒素プラズマが発生する。そ
の後、窒素プラズマが安定したら、シャッタ９、１０、
１１ａを開き、最後にシャッタ６を開いて基板Ｂの表面
に窒化ガリウムのエピタキシャル結晶を成長させつつそ
の中にマグネシウムをドーパントとして導入してｐ型結
晶を得ることができる。このとき、同時に加速電圧を１
５ＫＶとして電子銃２９により電子線を基板Ｂをスキャ
ンしつつその全面に照射する。

【００２６】このようにして形成されたｐ型結晶では１
×１０¹⁹ｃｍ^-3のキャリヤ濃度が得られ、そのばらつき
は３インチ基板で５％であった。

【００２７】ここで、高周波パワーを５Ｗ未満にすると
放電が起こらず、３００Ｗを超えると結晶中に窒素原子
が入り過ぎて結晶の品質が低下する。また、窒素ガス流
量を０．０１ｃｃ／ｍｉｎ未満にすると放電を維持する
ことが困難になり、０．５ｃｃ／ｍｉｎを超えるとＭＢ
Ｅ装置の結晶成長に於ける圧力条件から外れる心配が生
じる。

【００２８】尚、本実施例に於てフラックスモニタ２１
またはＲＨＥＥＤスクリーン３０を常に監視してその値
に応じて各Ｋセル７、８のヒータ７ｂ、８ｂの温度、窒
素ガス流量及び高周波パワーをを制御すれば、ｉｎ−ｓ
ｉｔｕで各ビームをフィードバック制御でき、結晶の品
質を向上することができる。

【００２９】また、本実施例では結晶成長原料としてガ
リウム（Ｇａ）を用いたが、ガリウム（Ｇａ）、アルミ
ニウム（Ａｌ）及びインジウム（Ｉｎ）のうちの１種若
しくは２種以上を選択的に用いて良い。また、本実施例
ではｐ型ドーパントとしてマグネシウム（Ｍｇ）を用い
たが、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）または水銀
（Ｈｇ）を用いても良く、更にｎ型ドーパントとしての
珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、炭素（Ｃ）、錫
（Ｓｎ）、セレン（Ｓｅ）またはテルル（Ｔｅ）を用い
れば、上記同様に高い品質のｎ型結晶が得られる。更
に、本実施例では基板にサファイアを用いたが、珪素
（Ｓｉ）、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）、酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）、炭化珪素（ＳｉＣ）または酸化マグネシウム（Ｍ
ｇＯ）であっても良く、基板と窒化ガリウム層との間に
バッファ層としてアモルファス状の窒化アルミニウム
（ＡｌＮ）や窒化ガリウム（ＧａＮ）、短結晶の窒化ア
ルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、炭化
珪素（ＳｉＣ）酸化亜鉛（ＺｎＯ）、または酸化マグネ
シウム（ＭｇＯ）を設けても良い。

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明による分子線エピタキシー装置によれば、窒化ガリウ
ム系化合物半導体エピタキシャル結晶を成長させるため
に、活性窒素を供給するべく、結晶成長室側に開口する
と共に窒素ガスの供給口を有する有底筒状のケーシング
の底部に磁石が設けられ、更にケーシングの外周に高周
波コイルを配設したプラズマ励起セルからなる励起セル
装置を用いることにより、低圧（１０^-7〜１０^-9ｔｏｒ
ｒ程度）の状態であっても低い高周波パワー（５Ｗ〜３
００Ｗ）で高いプラズマ放電発光強度が得られることか
ら、容易に窒素ガスを励起できると共に結晶成長に寄与
しない窒素分子ビーム量が減り、成長面でのマイグレー
ションが促進され、更に放電室内壁などからの汚染物質
の発生が抑制される。また、プラズマを発生させる際の
結晶成長室内の圧力変動が殆どないことから成長原料の
分子ビームが安定する。以上のことから従来の分子線エ
ピタキシー装置に簡単な構造を付加するのみで窒化ガリ
ウム化合物半導体エピタキシャル結晶の品質を向上する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく好適実施例に於ける分子線エピ
タキシー装置の概略構成を示す模式的断面図である。

【図２】図１の励起セル装置のみの要部拡大断面図であ
る。

【図３】ヘリコンプラズマ励起セルとｒｆプラズマ励起
セルとで高周波パワーに対するプラズマ放電発光強度を
比較したグラフである。

【符号の説明】

１結晶成長室２超高真空排気装置３ホルダ５ヒータ６メインシャッタ６ａ駆動軸７、８クヌーセンセル７ａ、８ａるつぼ７ｂ、８ｂヒータ９、１０シャッタ９ａ、１０ａ駆動軸１１励起セル装置１１ａシャッタ１２ケーシング１２ａオリフィス１３窒素ガス供給口１４管路１５流量制御装置１６減圧弁１７磁石１８窒素ボンベ１９高周波コイル２０高周波発生装置２１フラックスモニタ２９電子銃３０ＲＨＥＥＤスクリーン

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/203 Ｍ 8719−4Ｍ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板の表面に、ガリウム系元素、窒素
及びドーパントを供給して窒化ガリウム（ＧａＮ）系化
合物半導体エピタキシャル結晶を成長させるための分子
線エピタキシー装置であって、前記窒素を供給する励起セル装置が、結晶成長室側に開
口すると共に窒素ガスの供給口を具備する有底筒状のケ
ーシングと、該ケーシングの底部に設けられた磁石と、
前記ケーシングの外周に配設された高周波コイルとを有
するプラズマ励起セルからなることを特徴とする分子線
エピタキシー装置。
【請求項２】前記ガリウム系元素が、ガリウム（Ｇ
ａ）、アルミニウム（Ａｌ）及びインジウム（Ｉｎ）の
うちから選択される１種若しくは２種以上の元素からな
り、前記ドーパントが、ｐ型ドーパントとしてのマグネシウ
ム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）及び水
銀（Ｈｇ）のうちのいずれか、またはｎ型ドーパントと
しての珪素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、炭素
（Ｃ）、錫（Ｓｎ）、セレン（Ｓｅ）及びテルル（Ｔ
ｅ）のうちのいずれかからなり、前記基板が、サファイア、珪素（Ｓｉ）、砒化ガリウム
（ＧａＡｓ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、炭化珪素（Ｓｉ
Ｃ）及び酸化マグネシウム（ＭｇＯ）のうちのいずれか
からなることを特徴とする請求項１に記載の分子線エピ
タキシー装置。