JPH111391A - 化合物半導体の製造装置 - Google Patents
化合物半導体の製造装置Info
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- JPH111391A JPH111391A JP16940597A JP16940597A JPH111391A JP H111391 A JPH111391 A JP H111391A JP 16940597 A JP16940597 A JP 16940597A JP 16940597 A JP16940597 A JP 16940597A JP H111391 A JPH111391 A JP H111391A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】基板の上に成長されるＩｎＧａＮエピタキシャ
ル層のＩｎ組成の制御性を高めることができる製造装置
の提供。 【解決手段】本発明による化合物半導体の製造装置で
は、Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ（ただし、０＜ｘ＜１）の気相成
長させるのに、ほぼ同心状に設けられた内側管（７）、
中間管（８）及び外側管（９）より成る三重管構造の反
応管が採用される。これらの管（７〜９）によって区画
される空間、つまり、内側管（７）内、中間通路（８
１）及び側部通路（９１）は、窒素化合物ガス（Ｎ
Ｈ3 ）、三塩化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）蒸気及びガリ
ウム化合物ガス（ＧａＣｌ）の各原料ガスを、ＧａＡｓ
基板（２Ａ）の近傍まで、個別的に導入するための通路
として形成される。
ル層のＩｎ組成の制御性を高めることができる製造装置
の提供。 【解決手段】本発明による化合物半導体の製造装置で
は、Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ（ただし、０＜ｘ＜１）の気相成
長させるのに、ほぼ同心状に設けられた内側管（７）、
中間管（８）及び外側管（９）より成る三重管構造の反
応管が採用される。これらの管（７〜９）によって区画
される空間、つまり、内側管（７）内、中間通路（８
１）及び側部通路（９１）は、窒素化合物ガス（Ｎ
Ｈ3 ）、三塩化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）蒸気及びガリ
ウム化合物ガス（ＧａＣｌ）の各原料ガスを、ＧａＡｓ
基板（２Ａ）の近傍まで、個別的に導入するための通路
として形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、化合物半導体の製
造装置、より詳細には、窒化インジウムガリウム（Ｉｎ
x Ｇａ1-x Ｎ、ただし、０＜ｘ＜１）を気相成長させる
ための製造装置に関する。
造装置、より詳細には、窒化インジウムガリウム（Ｉｎ
x Ｇａ1-x Ｎ、ただし、０＜ｘ＜１）を気相成長させる
ための製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１は、現在市販されているサファイア
基板を用いた窒化ガリウム（ＧａＮ）系の青色および緑
色の発光素子（ＬＥＤ）の構造を示す断面図を示してい
るが、このような発光素子は、例えば、「日経サイエン
ス」1994年10月号、第44〜55頁に記載されている。
基板を用いた窒化ガリウム（ＧａＮ）系の青色および緑
色の発光素子（ＬＥＤ）の構造を示す断面図を示してい
るが、このような発光素子は、例えば、「日経サイエン
ス」1994年10月号、第44〜55頁に記載されている。
【０００３】この青色および緑色発光素子は、サファイ
ア基板ＳＢと、基板ＳＢ上に形成されたＧａＮ（窒化ガ
リウム）バッファ層ＢＦと、ＧａＮバッファ層ＢＦ上に
形成された六方晶のＧａＮエピタキシャル層ＥＰ１とか
ら構成されたエピタキシャルウェハを備えている。この
青色および緑色発光素子は、さらに、このエピタキシャ
ルウェハの上に、クラッド層ＣＬ１、発光層ＬＥ、クラ
ッド層ＣＬ２およびＧａＮエピタキシャル層ＥＰ２が、
順次形成され、ＧａＮエピタキシャル層ＥＰ１，ＥＰ２
上には、オーミック電極ＥＲ１，ＥＲ２がそれぞれ形成
されている。また、ＧａＮバッファ層ＢＦは、この青色
および緑色発光素子において、サファイア基板ＳＢとＧ
ａＮエピタキシャル層ＥＰ１との格子定数の差による歪
を緩和するために設けられるものである。
ア基板ＳＢと、基板ＳＢ上に形成されたＧａＮ（窒化ガ
リウム）バッファ層ＢＦと、ＧａＮバッファ層ＢＦ上に
形成された六方晶のＧａＮエピタキシャル層ＥＰ１とか
ら構成されたエピタキシャルウェハを備えている。この
青色および緑色発光素子は、さらに、このエピタキシャ
ルウェハの上に、クラッド層ＣＬ１、発光層ＬＥ、クラ
ッド層ＣＬ２およびＧａＮエピタキシャル層ＥＰ２が、
順次形成され、ＧａＮエピタキシャル層ＥＰ１，ＥＰ２
上には、オーミック電極ＥＲ１，ＥＲ２がそれぞれ形成
されている。また、ＧａＮバッファ層ＢＦは、この青色
および緑色発光素子において、サファイア基板ＳＢとＧ
ａＮエピタキシャル層ＥＰ１との格子定数の差による歪
を緩和するために設けられるものである。
【０００４】上述した青色および緑色発光素子は、基板
ＳＢとして絶縁性のサファイアを用いており、また、電
極を形成して素子を作成する際には、２種の電極を同一
面側に形成する必要があることから、フォトリソグラフ
ィによるパターニングが２回以上必要になり、さらに反
応性イオンエッチングによる窒化物のエッチングを行う
必要もあり、複雑な工程を要していた。
ＳＢとして絶縁性のサファイアを用いており、また、電
極を形成して素子を作成する際には、２種の電極を同一
面側に形成する必要があることから、フォトリソグラフ
ィによるパターニングが２回以上必要になり、さらに反
応性イオンエッチングによる窒化物のエッチングを行う
必要もあり、複雑な工程を要していた。
【０００５】また、サファイアは硬度が高いため、素子
分離の際に切断しにくいという問題もある。この発光素
子の応用について考えると、このサファイアは劈開する
ことができないので、劈開端面を光共振器とするレーザ
ーダイオードに適用できないという応用上の問題もあっ
た。
分離の際に切断しにくいという問題もある。この発光素
子の応用について考えると、このサファイアは劈開する
ことができないので、劈開端面を光共振器とするレーザ
ーダイオードに適用できないという応用上の問題もあっ
た。
【０００６】そこで、このような欠点を有するサファイ
アに代えて、導電性のＧａＡｓを基板として使用すると
いう試みがなされている。すなわち、ＭＯＣＶＰＥ法
（metal organic chloride vapor phase epitaxy：有機
金属クロライド気相エピタキシャル法）を用いてＧａＡ
ｓ（砒化ガリウム）基板上にＧａＮを成長させる方法で
あって、ＧａＮの成長速度を従来のＯＭＶＰＥ法（orga
nometallic vapor phaseepitaxy：有機金属気相エピタ
キシャル法）での成長速度と比べても十分に早いもので
あるものが検討されている。それは、III 族原料を塩化
物として供給し、ＧａＮの高速成長を可能とし、発光素
子の活性層となるＩｎＧａＮ（窒化インジウムガリウ
ム）の成長をも可能としたものである。
アに代えて、導電性のＧａＡｓを基板として使用すると
いう試みがなされている。すなわち、ＭＯＣＶＰＥ法
（metal organic chloride vapor phase epitaxy：有機
金属クロライド気相エピタキシャル法）を用いてＧａＡ
ｓ（砒化ガリウム）基板上にＧａＮを成長させる方法で
あって、ＧａＮの成長速度を従来のＯＭＶＰＥ法（orga
nometallic vapor phaseepitaxy：有機金属気相エピタ
キシャル法）での成長速度と比べても十分に早いもので
あるものが検討されている。それは、III 族原料を塩化
物として供給し、ＧａＮの高速成長を可能とし、発光素
子の活性層となるＩｎＧａＮ（窒化インジウムガリウ
ム）の成長をも可能としたものである。
【０００７】しかし、一方では高いＩｎ（インジウム）
組成を有するＩｎＧａＮを用いた波長純度の良い青色の
発光素子の出現が要望されているのである。しかしなが
ら、ＩｎＧａＮのＩｎ組成を高くするためには、成長温
度を低くする必要があり、その結果、成長速度が小さく
なり、また、成長したＩｎＧａＮ層の結晶性が悪くなる
という問題点があった。
組成を有するＩｎＧａＮを用いた波長純度の良い青色の
発光素子の出現が要望されているのである。しかしなが
ら、ＩｎＧａＮのＩｎ組成を高くするためには、成長温
度を低くする必要があり、その結果、成長速度が小さく
なり、また、成長したＩｎＧａＮ層の結晶性が悪くなる
という問題点があった。
【０００８】また、Kristall und Technik vol.12 No6
(1977) p.541〜545 には、Ｉｎ原料としてクロライド化
合物ＩｎＣｌ3 （三塩化インジウム）を用い、Ｖ族原料
にＮＨ3 （アンモニアガス）を用いてサファイア基板上
への六方晶のＩｎＮ結晶の成長が報告されている。しか
し、ＧａＡｓ基板等への成長については検討されておら
ず、レーザーダイオードを製造するに適している立方晶
のＩｎＮおよびＩｎＧａＮは得られていないのである。
(1977) p.541〜545 には、Ｉｎ原料としてクロライド化
合物ＩｎＣｌ3 （三塩化インジウム）を用い、Ｖ族原料
にＮＨ3 （アンモニアガス）を用いてサファイア基板上
への六方晶のＩｎＮ結晶の成長が報告されている。しか
し、ＧａＡｓ基板等への成長については検討されておら
ず、レーザーダイオードを製造するに適している立方晶
のＩｎＮおよびＩｎＧａＮは得られていないのである。
【０００９】周期表のIII 族のＡｌ、Ｇａ、Ｉｎを塩化
物即ちクロライド化合物として供給する従来のＭＯＣＶ
ＰＥ法（有機金属クロライド気相エピタキシャル法）で
は、III 族原料を含む有機金属原料として、例えば、ト
リメチルインジウム（ＴＭＩｎ：C3H9In）及びトリメチ
ルガリウム（ＴＭＧａ：C3H9Ga）を用い、これらの原料
と塩化水素（ＨＣｌ）から塩化インジウム（ＩｎＣｌ）
から塩化インジウム（ＩｎＣｌ）を合成し、これらの塩
化物とアンモニアガス（ＮＨ3 ）を反応させてＧａＡｓ
等の基板上にＩｎＮ及びＩｎＧａＮを成長させている。
しかし、この方法ではＧａＡｓ等の基板上への成長速度
が小さく、ＩｎＧａＮの組成の再現性がない。また、結
晶中へＩｎが取り込まれにくくなるために、高いＩｎ組
成のＩｎＧａＮの成長が困難である。
物即ちクロライド化合物として供給する従来のＭＯＣＶ
ＰＥ法（有機金属クロライド気相エピタキシャル法）で
は、III 族原料を含む有機金属原料として、例えば、ト
リメチルインジウム（ＴＭＩｎ：C3H9In）及びトリメチ
ルガリウム（ＴＭＧａ：C3H9Ga）を用い、これらの原料
と塩化水素（ＨＣｌ）から塩化インジウム（ＩｎＣｌ）
から塩化インジウム（ＩｎＣｌ）を合成し、これらの塩
化物とアンモニアガス（ＮＨ3 ）を反応させてＧａＡｓ
等の基板上にＩｎＮ及びＩｎＧａＮを成長させている。
しかし、この方法ではＧａＡｓ等の基板上への成長速度
が小さく、ＩｎＧａＮの組成の再現性がない。また、結
晶中へＩｎが取り込まれにくくなるために、高いＩｎ組
成のＩｎＧａＮの成長が困難である。
【００１０】従来、Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎを備えるエピタキ
シャルウェハを製造するのに用いられる気相成長製造装
置には、例えば、図３に示されるような反応管が採用さ
れる。
シャルウェハを製造するのに用いられる気相成長製造装
置には、例えば、図３に示されるような反応管が採用さ
れる。
【００１１】この反応管は、基板サセプタＳＳを内蔵す
る反応チャンバーＲＣに対して、不活性キャリアガスＩ
Ｇと共に三塩化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）の蒸気を導入
するための第１のガス導入口ＭＩ１、同様のキャリアガ
スＩＧと共にアンモニア（ＮＨ3 ）ガスを導入するため
の第２のガス導入口ＭＩ２、キャリアガスＩＧと共にト
リメチルガリウムＴＭＧａ（trimethylgallium；Ｃ3 Ｈ
9 Ｇａ）ガスを導入するための第３のガス導入口ＭＩ
３、及び、キャリアガスＩＧと共に塩化水素（ＨＣｌ）
ガスを導入するための第４のガス導入口ＭＩ４等の導入
口や、排気口ＧＯ等が設けられている。反応チャンバー
ＲＣには、また、外部に抵抗加熱ヒータＲＨが備えられ
ている。
る反応チャンバーＲＣに対して、不活性キャリアガスＩ
Ｇと共に三塩化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）の蒸気を導入
するための第１のガス導入口ＭＩ１、同様のキャリアガ
スＩＧと共にアンモニア（ＮＨ3 ）ガスを導入するため
の第２のガス導入口ＭＩ２、キャリアガスＩＧと共にト
リメチルガリウムＴＭＧａ（trimethylgallium；Ｃ3 Ｈ
9 Ｇａ）ガスを導入するための第３のガス導入口ＭＩ
３、及び、キャリアガスＩＧと共に塩化水素（ＨＣｌ）
ガスを導入するための第４のガス導入口ＭＩ４等の導入
口や、排気口ＧＯ等が設けられている。反応チャンバー
ＲＣには、また、外部に抵抗加熱ヒータＲＨが備えられ
ている。
【００１２】第１のガス導入口ＭＩ１は第１の管路ＦＰ
に連通しており、第２のガス導入口ＭＩ２は、基板サセ
プタＳＳの上部に至る第２の管路、つまり、内側管ＩＰ
に連通しており、そして、第３のガス導入口ＭＩ３及び
第４のガス導入口ＭＩ４は、第３の管路ＴＰに連通して
いる。第１及び第３の管路ＦＰ，ＴＰの出口は、反応管
の上部に導かれている。
に連通しており、第２のガス導入口ＭＩ２は、基板サセ
プタＳＳの上部に至る第２の管路、つまり、内側管ＩＰ
に連通しており、そして、第３のガス導入口ＭＩ３及び
第４のガス導入口ＭＩ４は、第３の管路ＴＰに連通して
いる。第１及び第３の管路ＦＰ，ＴＰの出口は、反応管
の上部に導かれている。
【００１３】このような装置における製造工程の一例を
示すと、先ず、反応チャンバーＲＣ内の底部に設けられ
た基板サセプタＳＳに、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）製の
基板２Ａが設置され、この基板２Ａは、抵抗加熱ヒータ
ーＲＨからのチャンバーＲＣ内の加熱によって第１の所
定温度に保持される。
示すと、先ず、反応チャンバーＲＣ内の底部に設けられ
た基板サセプタＳＳに、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）製の
基板２Ａが設置され、この基板２Ａは、抵抗加熱ヒータ
ーＲＨからのチャンバーＲＣ内の加熱によって第１の所
定温度に保持される。
【００１４】この状態で、第１のガス導入口ＭＩ１から
は、加熱されたＩｎＣｌ3 蒸気がキャリアガスＩＧによ
り第１の管路ＦＰを通してチャンバーＲＣ内に導入され
る一方、第２のガス導入口ＭＩ２からは、ＮＨ3 ガスが
キャリアガスＩＧによって内側管ＩＰを通して導入され
るので、ＧａＡｓ基板２Ａの上では、ＩｎＣｌ3 及びＮ
Ｈ3 が反応する。所定の時間、このエピタキシャル成長
を行わせることによって、図２に示されるＩｎＮバッフ
ァ層２Ｂが形成される。
は、加熱されたＩｎＣｌ3 蒸気がキャリアガスＩＧによ
り第１の管路ＦＰを通してチャンバーＲＣ内に導入され
る一方、第２のガス導入口ＭＩ２からは、ＮＨ3 ガスが
キャリアガスＩＧによって内側管ＩＰを通して導入され
るので、ＧａＡｓ基板２Ａの上では、ＩｎＣｌ3 及びＮ
Ｈ3 が反応する。所定の時間、このエピタキシャル成長
を行わせることによって、図２に示されるＩｎＮバッフ
ァ層２Ｂが形成される。
【００１５】次の第二工程では、このようにＩｎＮから
なるバッファ層２Ｂが形成された基板２Ａの温度を、抵
抗加熱ヒーターＲＨにより第２の所定温度にまで昇温し
た後、ＩｎＣｌ3 及びＮＨ3 に加えて、ＴＭＧａ及びＨ
Ｃｌが第３及び第４のガス導入口ＭＩ３からキャリアガ
スＩＧによって導入される。これらのガスは、互いに反
応してＧａＣｌとなった後、キャリアガスによって、Ｇ
ａＡｓ基板２Ａの上に導入される。そして、所定の時
間、エピタキシャル成長が行われる。その結果、バッフ
ァ層２上には、図２に示されるように、Ｉｎx Ｇａ1-x
Ｎ（ただし、０＜ｘ＜１）エピタキシャル層２Ｃが形成
される。
なるバッファ層２Ｂが形成された基板２Ａの温度を、抵
抗加熱ヒーターＲＨにより第２の所定温度にまで昇温し
た後、ＩｎＣｌ3 及びＮＨ3 に加えて、ＴＭＧａ及びＨ
Ｃｌが第３及び第４のガス導入口ＭＩ３からキャリアガ
スＩＧによって導入される。これらのガスは、互いに反
応してＧａＣｌとなった後、キャリアガスによって、Ｇ
ａＡｓ基板２Ａの上に導入される。そして、所定の時
間、エピタキシャル成長が行われる。その結果、バッフ
ァ層２上には、図２に示されるように、Ｉｎx Ｇａ1-x
Ｎ（ただし、０＜ｘ＜１）エピタキシャル層２Ｃが形成
される。
【００１６】図３の製造装置によると、このような工程
の結果、ＧａＡｓ基板２Ａ上に、次式（１），（２）で
示される基本的な所望の反応機構に従って、高品質のＩ
ｎＮバッファ層２Ｂ及びＩｎx Ｇａ1-x Ｎ（ただし、０
＜ｘ＜１）エピタキシャル層２Ｃを順次形成することが
できる。 ＩｎＣｌ3 ＋ＮＨ3 → ＩｎＮ （１） ＧａＣｌ ＋ＮＨ3 → ＧａＮ （２）
の結果、ＧａＡｓ基板２Ａ上に、次式（１），（２）で
示される基本的な所望の反応機構に従って、高品質のＩ
ｎＮバッファ層２Ｂ及びＩｎx Ｇａ1-x Ｎ（ただし、０
＜ｘ＜１）エピタキシャル層２Ｃを順次形成することが
できる。 ＩｎＣｌ3 ＋ＮＨ3 → ＩｎＮ （１） ＧａＣｌ ＋ＮＨ3 → ＧａＮ （２）
【００１７】しかしながら、図３のような製造装置で
は、第二工程において、所望の反応機構に対して、ＴＭ
Ｇａ及びＩｎＣｌ3 が反応チャンバーＲＣの上部で、次
式（３）に従った反応が併発される。 ＩｎＣｌ3 ＋ＴＭＧａ→ＩｎＣｌ＋ＧａＣｌ （３） このため、インジウム（Ｉｎ）とガリウム（Ｇａ）の供
給比を制御するのが非常に困難になり、所望のＩｎ組成
「ｘ」を有するＩｎx Ｇａ1-x Ｎ（ただし、０＜ｘ＜
１）エピタキシャル層を得ることが困難になってしま
う。
は、第二工程において、所望の反応機構に対して、ＴＭ
Ｇａ及びＩｎＣｌ3 が反応チャンバーＲＣの上部で、次
式（３）に従った反応が併発される。 ＩｎＣｌ3 ＋ＴＭＧａ→ＩｎＣｌ＋ＧａＣｌ （３） このため、インジウム（Ｉｎ）とガリウム（Ｇａ）の供
給比を制御するのが非常に困難になり、所望のＩｎ組成
「ｘ」を有するＩｎx Ｇａ1-x Ｎ（ただし、０＜ｘ＜
１）エピタキシャル層を得ることが困難になってしま
う。
【００１８】さらに、このような供給比制御の困難性に
加えて、上式（３）に伴ってＨ2 が発生されると想定さ
れ、このＨ2 によりＩｎＣｌ3 の熱分解が生じる傾向が
あるので、必要なＩｎの取り込みが難かしくなって、Ｉ
ｎx Ｇａ1-x Ｎの成長を困難にするという不都合をも招
くと考えられる。そして、このような傾向は、特に、Ｉ
ｎＣｌ3 を用いて高温成長を行う場合にＩｎＣｌ3 の分
解が促進されるため、ＩｎＣｌ3 を用い比較的高温で高
速成長させようとする上記気相成長方法にとっては大き
な問題である。
加えて、上式（３）に伴ってＨ2 が発生されると想定さ
れ、このＨ2 によりＩｎＣｌ3 の熱分解が生じる傾向が
あるので、必要なＩｎの取り込みが難かしくなって、Ｉ
ｎx Ｇａ1-x Ｎの成長を困難にするという不都合をも招
くと考えられる。そして、このような傾向は、特に、Ｉ
ｎＣｌ3 を用いて高温成長を行う場合にＩｎＣｌ3 の分
解が促進されるため、ＩｎＣｌ3 を用い比較的高温で高
速成長させようとする上記気相成長方法にとっては大き
な問題である。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、反応管内部に新規な構造を採用してことにより、上
述の諸問題点を解決すること、つまり、Ｉｎx Ｇａ1-x
Ｎ（ただし、０＜ｘ＜１）エピタキシャル層のＩｎ組成
「ｘ」の制御性を改善して、所望のＩｎ組成比「ｘ」を
もつＩｎx Ｇａ1-x Ｎエピタキシャル層を容易に得るこ
とができる製造装置を提供することにある。
は、反応管内部に新規な構造を採用してことにより、上
述の諸問題点を解決すること、つまり、Ｉｎx Ｇａ1-x
Ｎ（ただし、０＜ｘ＜１）エピタキシャル層のＩｎ組成
「ｘ」の制御性を改善して、所望のＩｎ組成比「ｘ」を
もつＩｎx Ｇａ1-x Ｎエピタキシャル層を容易に得るこ
とができる製造装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明による化合物半導
体の製造装置は、Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ（ただし、０＜ｘ＜
１）の気相成長させるのに、三重管構造の反応管が採用
される。つまり、本発明によると、インジウム（Ｉｎ）
原料として三塩化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）を用いて基
板の上に窒化インジウムガリウム（Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ、
ただし、０＜ｘ＜１）を気相成長させるための化合物半
導体の製造装置において、内側管、中間管及び外側管が
ほぼ同心状に設けられ、これらの管により形成される空
間が、少なくとも、三塩化インジウムを含むガス、ガリ
ウム化合物を含むガス及び窒素化合物を含むガスを前記
基板の近傍まで個別的に導入するための通路として構成
される。
体の製造装置は、Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ（ただし、０＜ｘ＜
１）の気相成長させるのに、三重管構造の反応管が採用
される。つまり、本発明によると、インジウム（Ｉｎ）
原料として三塩化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）を用いて基
板の上に窒化インジウムガリウム（Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ、
ただし、０＜ｘ＜１）を気相成長させるための化合物半
導体の製造装置において、内側管、中間管及び外側管が
ほぼ同心状に設けられ、これらの管により形成される空
間が、少なくとも、三塩化インジウムを含むガス、ガリ
ウム化合物を含むガス及び窒素化合物を含むガスを前記
基板の近傍まで個別的に導入するための通路として構成
される。
【００２１】本発明による化合物半導体の製造装置にお
いては、ＩｎＣｌ3 を含むガス及びガリウム化合物を含
むガスが、独立した案内路を通して基板の近傍まで個別
的に導入されるので、ＩｎＣｌ3 とガリウム化合物との
反応を抑制することができ、ＩｎＣｌ3 の熱分解を抑制
することができる。従って、本発明によると、Ｉｎ組成
の制御性が改善され、所望のＩｎ組成「ｘ」を有する高
品質のＩｎx Ｇａ1-xＮ（ただし、０＜ｘ＜１）エピタ
キシャル層を容易に且つ再現性よく得ることができる。
いては、ＩｎＣｌ3 を含むガス及びガリウム化合物を含
むガスが、独立した案内路を通して基板の近傍まで個別
的に導入されるので、ＩｎＣｌ3 とガリウム化合物との
反応を抑制することができ、ＩｎＣｌ3 の熱分解を抑制
することができる。従って、本発明によると、Ｉｎ組成
の制御性が改善され、所望のＩｎ組成「ｘ」を有する高
品質のＩｎx Ｇａ1-xＮ（ただし、０＜ｘ＜１）エピタ
キシャル層を容易に且つ再現性よく得ることができる。
【００２２】本発明の好適な実施例に従うと、３つの管
によって内側管内、内側管と中間管との間及び中間管と
外側管との間の各空間が、それぞれ、窒素化合物を含む
ガス、三塩化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）を含むガス及び
ガリウム化合物を含むガスを前記基板の近傍まで個別的
に導入するための通路として構成され、内側管及び中間
管は、前記基板を設置するための手段に向かって開口し
ており、外側管はこの手段を包囲するように延びてお
り、外側管の周りの外部には、前記基板を加熱するため
の手段が設けられる。
によって内側管内、内側管と中間管との間及び中間管と
外側管との間の各空間が、それぞれ、窒素化合物を含む
ガス、三塩化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）を含むガス及び
ガリウム化合物を含むガスを前記基板の近傍まで個別的
に導入するための通路として構成され、内側管及び中間
管は、前記基板を設置するための手段に向かって開口し
ており、外側管はこの手段を包囲するように延びてお
り、外側管の周りの外部には、前記基板を加熱するため
の手段が設けられる。
【００２３】本発明による化合物半導体の製造装置を使
用するに当たっては、キャリアガスとして用いられる不
活性ガスＩＧには、窒素（Ｎ2 ）ガス或いはヘリウム
（Ｈｅ）ガスを用いるのが好適であり、これらのガス
は、例えば、特に廉価性が追及されるときにはＮ2 を採
用し、特に組成及び膜厚の均一性が追及されるときには
Ｈｅを採用するというように、必要に応じて選択され
る。また、基板の材料には、砒化ガリウム（ＧａＡ
ｓ）、燐化ガリウム（ＧａＰ）、砒化インジウム（Ｉｎ
Ａｓ）、燐化インジウム（ＩｎＰ）および炭化珪素（Ｓ
ｉＣ）からなる群から選ばれる。
用するに当たっては、キャリアガスとして用いられる不
活性ガスＩＧには、窒素（Ｎ2 ）ガス或いはヘリウム
（Ｈｅ）ガスを用いるのが好適であり、これらのガス
は、例えば、特に廉価性が追及されるときにはＮ2 を採
用し、特に組成及び膜厚の均一性が追及されるときには
Ｈｅを採用するというように、必要に応じて選択され
る。また、基板の材料には、砒化ガリウム（ＧａＡ
ｓ）、燐化ガリウム（ＧａＰ）、砒化インジウム（Ｉｎ
Ａｓ）、燐化インジウム（ＩｎＰ）および炭化珪素（Ｓ
ｉＣ）からなる群から選ばれる。
【００２４】
【発明の実施の形態】図４には、本発明の一実施例によ
るＩｎx Ｇａ1-x Ｎの製造装置が示されており、この製
造装置は、石英からなる反応チャンバー１内の下部のほ
ぼ中央に基板サセプタ２を内蔵し、上部には第１乃至第
４のガス導入口３〜６を備えている。反応チャンバー１
内には、基板サセプタ２の周辺に反応空間１１が形成さ
れ、さらに、底部には排気口１２が設けられ、外部には
チャンバー内全体を加熱するための抵抗加熱ヒータ１３
が設けられている。
るＩｎx Ｇａ1-x Ｎの製造装置が示されており、この製
造装置は、石英からなる反応チャンバー１内の下部のほ
ぼ中央に基板サセプタ２を内蔵し、上部には第１乃至第
４のガス導入口３〜６を備えている。反応チャンバー１
内には、基板サセプタ２の周辺に反応空間１１が形成さ
れ、さらに、底部には排気口１２が設けられ、外部には
チャンバー内全体を加熱するための抵抗加熱ヒータ１３
が設けられている。
【００２５】第１のガス導入口３の内部側には III族原
料として三塩化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）を収納するた
めのリザーバー３１が設けられ、リザーバー３１の外部
には三塩化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）の蒸気圧を制御す
るためのリザーバー用抵抗加熱ヒータ３２が設けられ
る。このＩｎＣｌ3 蒸気を反応空間１１に搬送するため
に、第１のガス導入口３には、例えば、窒素（Ｎ2 ）ガ
スやヘリウム（Ｈｅ）ガスのような不活性キャリアガス
ＩＧが導入されるようになっている。また、第２のガス
導入口４は、Ｖ族原料としてアンモニア（ＮＨ3 ）ガス
を導入するために設けられ、反応管のほぼ中心軸に沿う
内側管７に連通している。内側管７は基板サセプタ１１
の上で開口し、この内側管７の周りを中間管８が取巻い
ている。この中間管８は、上部が管路３３を介してリザ
ーバー３１に連通しており、下部が反応空間１１の上部
で開口しており、内側管７との間に中間通路８１を形成
している。これらの管７，８は石英で作製される。
料として三塩化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）を収納するた
めのリザーバー３１が設けられ、リザーバー３１の外部
には三塩化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）の蒸気圧を制御す
るためのリザーバー用抵抗加熱ヒータ３２が設けられ
る。このＩｎＣｌ3 蒸気を反応空間１１に搬送するため
に、第１のガス導入口３には、例えば、窒素（Ｎ2 ）ガ
スやヘリウム（Ｈｅ）ガスのような不活性キャリアガス
ＩＧが導入されるようになっている。また、第２のガス
導入口４は、Ｖ族原料としてアンモニア（ＮＨ3 ）ガス
を導入するために設けられ、反応管のほぼ中心軸に沿う
内側管７に連通している。内側管７は基板サセプタ１１
の上で開口し、この内側管７の周りを中間管８が取巻い
ている。この中間管８は、上部が管路３３を介してリザ
ーバー３１に連通しており、下部が反応空間１１の上部
で開口しており、内側管７との間に中間通路８１を形成
している。これらの管７，８は石英で作製される。
【００２６】第３のガス導入口５は、トリメチルガリウ
ムＴＭＧａ（trimethylgallium；Ｃ3 Ｈ9 Ｇａ）ガスを
導入するために設けられ、第４のガス導入口６は、塩化
水素（ＨＣｌ）ガスを導入するために設けられる。両導
入口５，６に連通する管路５１は、これらのガスを混合
してチャンバー上部に導入するために、反応チャンバー
１内の上部で開口している。
ムＴＭＧａ（trimethylgallium；Ｃ3 Ｈ9 Ｇａ）ガスを
導入するために設けられ、第４のガス導入口６は、塩化
水素（ＨＣｌ）ガスを導入するために設けられる。両導
入口５，６に連通する管路５１は、これらのガスを混合
してチャンバー上部に導入するために、反応チャンバー
１内の上部で開口している。
【００２７】反応チャンバー１内の側部には外側管９が
設けられる。外側管９は、管路５１から導入された混合
ガスを案内する下り側部通路９１を形成すると共に、基
板サセプタ２の近傍に基本的な反応機構を生起するため
の反応空間１１を形成するために設けられ、中間管８、
内側管７及び基板サセプタ２を取り囲んで管の底部に達
している。
設けられる。外側管９は、管路５１から導入された混合
ガスを案内する下り側部通路９１を形成すると共に、基
板サセプタ２の近傍に基本的な反応機構を生起するため
の反応空間１１を形成するために設けられ、中間管８、
内側管７及び基板サセプタ２を取り囲んで管の底部に達
している。
【００２８】この例では、反応空間１１でのガスの混合
乃至反応の均一性を向上するために、反応チャンバー１
の底部の周縁には別のキャリアガス導入口１４が設けら
れ、ここからも不活性キャリアガスＩＧを導入すること
ができるようになっている。このキャリアガス導入口１
４は、反応チャンバー１の側壁１５と外側管９と間に形
成された上り側部通路１６を通り、外側管の上端の開口
部を経た上、中間管８と外側管９と間に形成された下り
側部通路９１を通り、反応空間１１の上部に連通してい
る。
乃至反応の均一性を向上するために、反応チャンバー１
の底部の周縁には別のキャリアガス導入口１４が設けら
れ、ここからも不活性キャリアガスＩＧを導入すること
ができるようになっている。このキャリアガス導入口１
４は、反応チャンバー１の側壁１５と外側管９と間に形
成された上り側部通路１６を通り、外側管の上端の開口
部を経た上、中間管８と外側管９と間に形成された下り
側部通路９１を通り、反応空間１１の上部に連通してい
る。
【００２９】このように、この製造装置では、三重管構
造の反応管が採用されている。つまり、第１のガス導入
口３から導入される不活性キャリアガスＩＧによって、
リザーバー３１からのＩｎＣｌ3 蒸気が、中間管８によ
る中間通路８１を介して基板サセプタ２の近傍に形成さ
れる反応空間１１に導入されるようになっている。ま
た、第２のガス導入口４から導入されるＮＨ3 ガスは、
内側管７を介して反応空間１１に導入することができる
ようになっている。そして、第３のガス導入口５からの
ＴＭＧａガス及び第４のガス導入口６からのＨＣｌガス
は、互いに混合され反応して塩化ガリウム（ＧａＣｌ）
となった後、外側管９による下り側部通路９１を介し
て、反応空間１１に導入することができるようになって
いる。
造の反応管が採用されている。つまり、第１のガス導入
口３から導入される不活性キャリアガスＩＧによって、
リザーバー３１からのＩｎＣｌ3 蒸気が、中間管８によ
る中間通路８１を介して基板サセプタ２の近傍に形成さ
れる反応空間１１に導入されるようになっている。ま
た、第２のガス導入口４から導入されるＮＨ3 ガスは、
内側管７を介して反応空間１１に導入することができる
ようになっている。そして、第３のガス導入口５からの
ＴＭＧａガス及び第４のガス導入口６からのＨＣｌガス
は、互いに混合され反応して塩化ガリウム（ＧａＣｌ）
となった後、外側管９による下り側部通路９１を介し
て、反応空間１１に導入することができるようになって
いる。
【００３０】このように構成された本発明の一実施例に
よる装置における製造工程の一例を説明しよう。先ず、
石英からなる反応チャンバー１内の基板サセプタ２に、
導電性の化合物半導体製基板２Ａ、例えば、硫黄（Ｈ2
ＳＯ4 ）系の通常のエッチング液で前処理した砒化ガリ
ウムＧａＡｓのような基板２Ａが設置される。抵抗加熱
ヒーター１３により外部からチャンバーＲＣ内全体を加
熱することによって、この基板２Ａは、第１の所定温
度、例えば、 300〜500 ℃、特に好適な態様として、こ
の例では 400℃に加熱され、この第１の温度状態に保持
される。一方、リザーバー３１は III族原料のＩｎＣｌ
3 が収納され、抵抗加熱ヒータ３２でＩｎＣｌ3 の気化
温度にまで、例えば、 350℃に、加熱される。
よる装置における製造工程の一例を説明しよう。先ず、
石英からなる反応チャンバー１内の基板サセプタ２に、
導電性の化合物半導体製基板２Ａ、例えば、硫黄（Ｈ2
ＳＯ4 ）系の通常のエッチング液で前処理した砒化ガリ
ウムＧａＡｓのような基板２Ａが設置される。抵抗加熱
ヒーター１３により外部からチャンバーＲＣ内全体を加
熱することによって、この基板２Ａは、第１の所定温
度、例えば、 300〜500 ℃、特に好適な態様として、こ
の例では 400℃に加熱され、この第１の温度状態に保持
される。一方、リザーバー３１は III族原料のＩｎＣｌ
3 が収納され、抵抗加熱ヒータ３２でＩｎＣｌ3 の気化
温度にまで、例えば、 350℃に、加熱される。
【００３１】この状態で、第１のガス導入口３からは、
加熱されたリザーバー３１に、不活性キャリアガスＩ
Ｇ、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）ガスが導入され、これに
より、リザーバー３１内のＩｎＣｌ3 は、管路３３及び
中間通路８１を通して所定の分圧にて反応空間１１に所
定の分圧、例えば１×10-4atm （気圧）で導入される。
一方、第２のガス導入口２からは、Ｖ族原料としてアン
モニアガス（ＮＨ3 ）が内側管７を通して所定の分圧、
例えば３×10-1atm で反応空間１１に導入される。各ガ
スの分圧は、ガスの温度による飽和蒸気圧と流量により
管理される。このような条件の下で、ＧａＡｓ基板２Ａ
の上でＩｎＣｌ3 及びＮＨ3 を前述の基本的反応機構の
式（１）に従って反応させ、所定の時間、エピタキシャ
ル成長を行わせることによって、図２に示されるＩｎＮ
バッファ層２Ｂが数十ｎｍオーダの所定の厚さで形成さ
れる。
加熱されたリザーバー３１に、不活性キャリアガスＩ
Ｇ、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）ガスが導入され、これに
より、リザーバー３１内のＩｎＣｌ3 は、管路３３及び
中間通路８１を通して所定の分圧にて反応空間１１に所
定の分圧、例えば１×10-4atm （気圧）で導入される。
一方、第２のガス導入口２からは、Ｖ族原料としてアン
モニアガス（ＮＨ3 ）が内側管７を通して所定の分圧、
例えば３×10-1atm で反応空間１１に導入される。各ガ
スの分圧は、ガスの温度による飽和蒸気圧と流量により
管理される。このような条件の下で、ＧａＡｓ基板２Ａ
の上でＩｎＣｌ3 及びＮＨ3 を前述の基本的反応機構の
式（１）に従って反応させ、所定の時間、エピタキシャ
ル成長を行わせることによって、図２に示されるＩｎＮ
バッファ層２Ｂが数十ｎｍオーダの所定の厚さで形成さ
れる。
【００３２】次に、このようにＩｎＮからなるバッファ
層２Ｂが形成された基板２Ａの温度を、抵抗加熱ヒータ
ー１３によって第２の所定温度、例えば 800℃以上、特
に好適な態様として、この例では 800℃に加熱され、こ
の第２の温度状態に保持される。このようにして基板２
Ａを 800℃にまで昇温した後、ＩｎＣｌ3 及びＮＨ3に
加えて、さらに、ＴＭＧａ及びＨＣｌが第３及び第４の
ガス導入口５，６からＨｅキャリアガスＩＧによって導
入される。なお、インジウム（Ｉｎ）及びガリウム（Ｇ
ａ）の総気相（Ｉｎ＋Ｇａ）に対するインジウム（Ｉ
ｎ）気相の比は、0.85であり、Ｇａ分圧は３×10-5atm
、総流量は2800sccm（standard cubic centimeter per
minute：標準状態での１分当たり流量）であった。
層２Ｂが形成された基板２Ａの温度を、抵抗加熱ヒータ
ー１３によって第２の所定温度、例えば 800℃以上、特
に好適な態様として、この例では 800℃に加熱され、こ
の第２の温度状態に保持される。このようにして基板２
Ａを 800℃にまで昇温した後、ＩｎＣｌ3 及びＮＨ3に
加えて、さらに、ＴＭＧａ及びＨＣｌが第３及び第４の
ガス導入口５，６からＨｅキャリアガスＩＧによって導
入される。なお、インジウム（Ｉｎ）及びガリウム（Ｇ
ａ）の総気相（Ｉｎ＋Ｇａ）に対するインジウム（Ｉ
ｎ）気相の比は、0.85であり、Ｇａ分圧は３×10-5atm
、総流量は2800sccm（standard cubic centimeter per
minute：標準状態での１分当たり流量）であった。
【００３３】ガスＴＭＧａ，ＨＣｌは、管路５１を介し
て互いに反応してＧａＣｌとなり、ＩｎＣｌ3 と式
（３）のような反応を生起することがない。このＧａＣ
ｌは、キャリアガス導入口１４からのＨｅキャリアガス
ＩＧと共に下り側部通路９１を通り、内側管７及び中間
通路８１からのＩｎＣｌ3 及びＮＨ3 と共に、反応空間
１１に導入される。そして、ＩｎＮバッファ層２Ｂが形
成されたＧａＡｓ基板２Ａの上で、ＩｎＣｌ3 及びＮＨ
3 並びにＧａＣｌ及びＮＨ3 を前述の基本的反応機構の
式（１），（２）に従って反応させ、所定の時間、例え
ば９分間、エピタキシャル成長が行われる。
て互いに反応してＧａＣｌとなり、ＩｎＣｌ3 と式
（３）のような反応を生起することがない。このＧａＣ
ｌは、キャリアガス導入口１４からのＨｅキャリアガス
ＩＧと共に下り側部通路９１を通り、内側管７及び中間
通路８１からのＩｎＣｌ3 及びＮＨ3 と共に、反応空間
１１に導入される。そして、ＩｎＮバッファ層２Ｂが形
成されたＧａＡｓ基板２Ａの上で、ＩｎＣｌ3 及びＮＨ
3 並びにＧａＣｌ及びＮＨ3 を前述の基本的反応機構の
式（１），（２）に従って反応させ、所定の時間、例え
ば９分間、エピタキシャル成長が行われる。
【００３４】その結果、バッファ層２Ｂ上には、図２に
示されるように、鏡面状の高品質Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ（こ
こで、ｘ＝0.2 ）エピタキシャル層２Ｃがμｍオーダま
で所定の膜厚で形成されていることが確認された。
示されるように、鏡面状の高品質Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ（こ
こで、ｘ＝0.2 ）エピタキシャル層２Ｃがμｍオーダま
で所定の膜厚で形成されていることが確認された。
【００３５】実際に、本発明に従って三重管構造とした
場合、及び、従来技術のように二重管構造とした場合
に、成長温度 500℃及び 800℃ではインジウムの供給比
に対してインジウム窒素組成比がどのようになるのかを
実験してみると、図５に示すような特性が得られた。こ
の図に示すように、従来技術の二重管構造では、Ｉｎ供
給の気相比〔Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ）〕の値に拘わらずＩ
ｎ組成が全然得られないのに対して、本発明に従って三
重管構造とした場合には、Ｉｎ供給気相比が増大するに
つれて、Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎに対する（ＩｎＮ）x の固相
組成比、つまり、「ｘ」が比例的に増大することが分か
る。従って、本発明の製造装置によりＩｎ組成の制御性
を向上するという効果が確認される。
場合、及び、従来技術のように二重管構造とした場合
に、成長温度 500℃及び 800℃ではインジウムの供給比
に対してインジウム窒素組成比がどのようになるのかを
実験してみると、図５に示すような特性が得られた。こ
の図に示すように、従来技術の二重管構造では、Ｉｎ供
給の気相比〔Ｉｎ／（Ｉｎ＋Ｇａ）〕の値に拘わらずＩ
ｎ組成が全然得られないのに対して、本発明に従って三
重管構造とした場合には、Ｉｎ供給気相比が増大するに
つれて、Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎに対する（ＩｎＮ）x の固相
組成比、つまり、「ｘ」が比例的に増大することが分か
る。従って、本発明の製造装置によりＩｎ組成の制御性
を向上するという効果が確認される。
【００３６】このように、図４に例示されるように本発
明に従って三重管構造を採用する化合物半導体の製造装
置によると、高品質のＩｎx Ｇａ1-x Ｎ（ただし、０＜
ｘ＜１）エピタキシャル層２Ｃが形成されるだけでな
く、Ｉｎ気相比と対応性のよいＩｎ組成「ｘ」が得ら
れ、図３に示される二重管型の製造装置によるものに比
べて、Ｉｎ気相比に対するＩｎ組成「ｘ」の制御性が著
しく改善され、所望のＩｎ組成比「ｘ」をもつＩｎx Ｇ
ａ1-x Ｎエピタキシャル層を容易に且つ再現性よく得る
ことができる。
明に従って三重管構造を採用する化合物半導体の製造装
置によると、高品質のＩｎx Ｇａ1-x Ｎ（ただし、０＜
ｘ＜１）エピタキシャル層２Ｃが形成されるだけでな
く、Ｉｎ気相比と対応性のよいＩｎ組成「ｘ」が得ら
れ、図３に示される二重管型の製造装置によるものに比
べて、Ｉｎ気相比に対するＩｎ組成「ｘ」の制御性が著
しく改善され、所望のＩｎ組成比「ｘ」をもつＩｎx Ｇ
ａ1-x Ｎエピタキシャル層を容易に且つ再現性よく得る
ことができる。
【００３７】図４の製造装置の例では、不活性キャリア
ガスＩＧを独立的に導入するためのキャリアガス導入口
１４が設けられ、これらのキャリアガスの通路にも工夫
がなされているので、キャリアガスの流入制御を効果的
に行うことができ、しかも、反応空間１１における原料
ガスの均一な混合を促進することができる。そして、導
入口１４からのキャリアガス導入は必要に応じて行うこ
とができる。
ガスＩＧを独立的に導入するためのキャリアガス導入口
１４が設けられ、これらのキャリアガスの通路にも工夫
がなされているので、キャリアガスの流入制御を効果的
に行うことができ、しかも、反応空間１１における原料
ガスの均一な混合を促進することができる。そして、導
入口１４からのキャリアガス導入は必要に応じて行うこ
とができる。
【００３８】なお、図４の製造装置の例のように不活性
キャリアガスＩＧを独立的に導入するために設けられた
キャリアガス導入口１４は、必要に応じて、省略し或い
は増設することができる。この場合、例えば、外側キャ
リアガス導入口１４を省略した構造では、外側管９は反
応チャンバー１の側壁１５として兼用することができる
というように、任意の設計変更が可能である。
キャリアガスＩＧを独立的に導入するために設けられた
キャリアガス導入口１４は、必要に応じて、省略し或い
は増設することができる。この場合、例えば、外側キャ
リアガス導入口１４を省略した構造では、外側管９は反
応チャンバー１の側壁１５として兼用することができる
というように、任意の設計変更が可能である。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ（ただし、０＜ｘ＜１）気相成長させ
るのに三重管構造の反応管を採用するので、Ｉｎx Ｇａ
1-x Ｎエピタキシャル層のＩｎ組成「ｘ」の制御性を改
善して、所望のＩｎ組成比「ｘ」をもつ高品質のＩｎx
Ｇａ1-x Ｎエピタキシャル層を容易に且つ再現性よく作
製することができる製造装置を提供することができる。
Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ（ただし、０＜ｘ＜１）気相成長させ
るのに三重管構造の反応管を採用するので、Ｉｎx Ｇａ
1-x Ｎエピタキシャル層のＩｎ組成「ｘ」の制御性を改
善して、所望のＩｎ組成比「ｘ」をもつ高品質のＩｎx
Ｇａ1-x Ｎエピタキシャル層を容易に且つ再現性よく作
製することができる製造装置を提供することができる。
【図１】青色および緑色の発光素子の一例の構造を示す
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明による化合物半導体の製造装置によって
作製される化合物半導体エピタキシャルウェハの構造例
を示す断面図である。
作製される化合物半導体エピタキシャルウェハの構造例
を示す断面図である。
【図３】従来技術における化合物半導体の製造装置の概
略構成を示す図である。
略構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施例による化合物半導体の製造装
置を概略的に示す図である。
置を概略的に示す図である。
【図５】本発明に従う三重管構造及び従来技術の二重管
構造におけるインジウムの供給比とインジウム窒素組成
比の対応関係のグラフを示す図である。
構造におけるインジウムの供給比とインジウム窒素組成
比の対応関係のグラフを示す図である。
２Ａ：ＧａＡｓ基板、 ２Ｂ：ＩｎＮ基板、 ２Ｃ：Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎエピタキシャル層： １：反応チャンバー、 ２：基板サセプタ、 ３〜６：第１乃至第４のガス導入口、 ７：内側管、 ８：中間管、 ９：外側管。
Claims (5)
- 【請求項１】インジウム（Ｉｎ）原料として三塩化イン
ジウム（ＩｎＣｌ3 ）を用いて基板の上に窒化インジウ
ムガリウム（Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ、ただし、０＜ｘ＜１）
を気相成長させるための化合物半導体の製造装置におい
て、内側管、中間管及び外側管がほぼ同心状に設けら
れ、これらの管により形成される空間が、少なくとも、
三塩化インジウムを含むガス、ガリウム化合物を含むガ
ス及び窒素化合物を含むガスを前記基板の近傍まで個別
的に導入するための通路として構成されることを特徴と
する化合物半導体の製造装置。 - 【請求項２】内側管内、内側管と中間管との間及び中間
管と外側管との間の各空間が、それぞれ、窒素化合物を
含むガス、三塩化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）を含むガス
及びガリウム化合物を含むガスを前記基板の近傍まで個
別的に導入するための通路として構成されることを特徴
とする請求項１に記載の化合物半導体の製造装置。 - 【請求項３】内側管及び中間管は、前記基板を設置する
ための手段に向かって開口しており、外側管はこの手段
を包囲するように延びており、外側管の周りの外部に
は、前記基板を加熱するための手段が設けられることを
特徴とする請求項１又は２に記載の化合物半導体の製造
装置。 - 【請求項４】三塩化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）を含むガ
スを導入するための通路は、外部加熱手段を有する三塩
化インジウム（ＩｎＣｌ3 ）収納手段に連通しているこ
とを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の化合
物半導体の製造装置。 - 【請求項５】前記基板の材料は、ＧａＡｓ、ＧａＰ、Ｉ
ｎＡｓ、ＩｎＰおよびＳｉＣからなる群から選ばれ、前
記ガスを搬送するためのキャリアガスは、窒素（Ｎ2 ）
ガス又はヘリウム（Ｈｅ）ガス等の不活性ガスからなる
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の化
合物半導体の製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16940597A JP3991393B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 化合物半導体の製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16940597A JP3991393B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 化合物半導体の製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH111391A true JPH111391A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3991393B2 JP3991393B2 (ja) | 2007-10-17 |
Family
ID=15885999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16940597A Expired - Fee Related JP3991393B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 化合物半導体の製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3991393B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4677630A (en) * | 1983-11-18 | 1987-06-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Oscillation frequency stabilized semiconductor laser |
| US4773077A (en) * | 1985-06-18 | 1988-09-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Internal reflection interferometric semiconductor laser apparatus |
| US4803695A (en) * | 1985-06-14 | 1989-02-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser apparatus having an external reflecting means |
| US4860305A (en) * | 1987-02-27 | 1989-08-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | External cavity type semiconductor laser apparatus |
| US4864585A (en) * | 1987-03-19 | 1989-09-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | External cavity type semiconductor laser apparatus |
| JP2000036620A (ja) * | 1998-06-05 | 2000-02-02 | Hewlett Packard Co <Hp> | 窒化物エピタキシのための多層インジウム含有窒化物緩衝層 |
| JP2008001593A (ja) * | 1999-06-09 | 2008-01-10 | Ricoh Co Ltd | 結晶製造装置 |
| US20080213543A1 (en) * | 2007-03-02 | 2008-09-04 | Freiberger Compound Materials Gmbh | Method and device for manufacturing semiconductor compound materials by means of vapour phase epitaxy |
| JP2011073968A (ja) * | 1999-06-09 | 2011-04-14 | Ricoh Co Ltd | 結晶製造装置 |
| WO2017043411A1 (ja) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | 株式会社豊田中央研究所 | 窒化ガリウム結晶及びその製造方法、並びに、結晶成長装置 |
| CN115995380A (zh) * | 2023-03-22 | 2023-04-21 | 雅安宇焜芯材材料科技有限公司 | 一种制造半导体的系统 |
-
1997
- 1997-06-11 JP JP16940597A patent/JP3991393B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4677630A (en) * | 1983-11-18 | 1987-06-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Oscillation frequency stabilized semiconductor laser |
| US4803695A (en) * | 1985-06-14 | 1989-02-07 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser apparatus having an external reflecting means |
| US4773077A (en) * | 1985-06-18 | 1988-09-20 | Sharp Kabushiki Kaisha | Internal reflection interferometric semiconductor laser apparatus |
| US4860305A (en) * | 1987-02-27 | 1989-08-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | External cavity type semiconductor laser apparatus |
| US4864585A (en) * | 1987-03-19 | 1989-09-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | External cavity type semiconductor laser apparatus |
| JP2000036620A (ja) * | 1998-06-05 | 2000-02-02 | Hewlett Packard Co <Hp> | 窒化物エピタキシのための多層インジウム含有窒化物緩衝層 |
| JP2011073968A (ja) * | 1999-06-09 | 2011-04-14 | Ricoh Co Ltd | 結晶製造装置 |
| JP2008001593A (ja) * | 1999-06-09 | 2008-01-10 | Ricoh Co Ltd | 結晶製造装置 |
| JP2015017038A (ja) * | 1999-06-09 | 2015-01-29 | 株式会社リコー | 結晶製造装置 |
| US20080213543A1 (en) * | 2007-03-02 | 2008-09-04 | Freiberger Compound Materials Gmbh | Method and device for manufacturing semiconductor compound materials by means of vapour phase epitaxy |
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