JPH111396A - 窒化物系化合物半導体の製造方法 - Google Patents
窒化物系化合物半導体の製造方法Info
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- JPH111396A JPH111396A JP16655697A JP16655697A JPH111396A JP H111396 A JPH111396 A JP H111396A JP 16655697 A JP16655697 A JP 16655697A JP 16655697 A JP16655697 A JP 16655697A JP H111396 A JPH111396 A JP H111396A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 反応管内の材質をｐＢＮとすることにより、
所望波長にのみ単一発光ピークが存在するＰＬ特性を備
えるエピタキシャル成長層を得ること。 【解決手段】本発明では、石英を基材とする反応管
（１）において、窒素（Ｎ）含有原料ガス（ＮＨ3 ）が
高温状態で接触するおそれがある内面、つまり、側壁の
内面及びノズル（３１）の内面がｐＢＮ被覆（１Ｃ，３
Ｃ）で構成される。そして、原料ガス（ＮＨ3 ）が反応
管（１）内に導入され、ＭＯＣＶＰＥ法やＨＶＰＥ法等
のホットウォール法によって、窒化物系化合物半導体
（ＧａＮ）が基板の上にエピタキシャル成長させられ
る。その際、所定部位のｐＢＮ化（１Ｃ，３Ｃ）によっ
て、原料ガスと石英との反応が回避され、エピタキシャ
ル成長層には、所望波長にのみ単一の発光ピークが存在
するＰＬ特性が得られる。
所望波長にのみ単一発光ピークが存在するＰＬ特性を備
えるエピタキシャル成長層を得ること。 【解決手段】本発明では、石英を基材とする反応管
（１）において、窒素（Ｎ）含有原料ガス（ＮＨ3 ）が
高温状態で接触するおそれがある内面、つまり、側壁の
内面及びノズル（３１）の内面がｐＢＮ被覆（１Ｃ，３
Ｃ）で構成される。そして、原料ガス（ＮＨ3 ）が反応
管（１）内に導入され、ＭＯＣＶＰＥ法やＨＶＰＥ法等
のホットウォール法によって、窒化物系化合物半導体
（ＧａＮ）が基板の上にエピタキシャル成長させられ
る。その際、所定部位のｐＢＮ化（１Ｃ，３Ｃ）によっ
て、原料ガスと石英との反応が回避され、エピタキシャ
ル成長層には、所望波長にのみ単一の発光ピークが存在
するＰＬ特性が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒化物系化合物半
導体の製造方法、より詳細には、窒化ガリウム（Ｇａ
Ｎ）等の窒化物系化合物半導体をエピタキシャル成長さ
せるための製造方法に関する。
導体の製造方法、より詳細には、窒化ガリウム（Ｇａ
Ｎ）等の窒化物系化合物半導体をエピタキシャル成長さ
せるための製造方法に関する。
【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、Ｇ
ａＮ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ＧａＮ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
に設けらるものである。
ア基板ＳＢと、基板ＳＢ上に形成されたＧａＮ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、Ｇ
ａＮ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ＧａＮ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
に設けらるものである。
【０００４】また、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
う試みもなされている。すなわち、ＭＯＣＶＰＥ法（me
talorganic 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ＧａＡｓ
（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（organo
metallic vapor phase epitaxy：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。
に代えて、導電性のＧａＡｓを基板として使用するとい
う試みもなされている。すなわち、ＭＯＣＶＰＥ法（me
talorganic 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ＧａＡｓ
（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（organo
metallic vapor phase epitaxy：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。
【０００５】このＭＯＣＶＰＥ法は、周期表の III族原
料Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎを塩化物（クロライド化合物）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。このＭＯＣＶＰＥ方法の
一つとして、本出願人は、平成６年１２月２６日の特許
出願「エピタキシャルウェハおよびその製造方法」（特
開平８−１８１０７０号）等で既に提案しているが、こ
の方法では、例えば、周期表の III族原料を含む有機金
属原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧａ：C3H9Ga）
を用い、このＴＭＧａと塩化水素（ＨＣｌ）から塩化ガ
リウム（ＧａＣｌ）を合成し、これらの塩化物にＶ族原
料であるアンモニアガス（ＮＨ3 ）を反応させてＧａＡ
ｓ等の基板上にＧａＮを成長させている。
料Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎを塩化物（クロライド化合物）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。このＭＯＣＶＰＥ方法の
一つとして、本出願人は、平成６年１２月２６日の特許
出願「エピタキシャルウェハおよびその製造方法」（特
開平８−１８１０７０号）等で既に提案しているが、こ
の方法では、例えば、周期表の III族原料を含む有機金
属原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧａ：C3H9Ga）
を用い、このＴＭＧａと塩化水素（ＨＣｌ）から塩化ガ
リウム（ＧａＣｌ）を合成し、これらの塩化物にＶ族原
料であるアンモニアガス（ＮＨ3 ）を反応させてＧａＡ
ｓ等の基板上にＧａＮを成長させている。
【０００６】このような方法により製造されるエピタキ
シャルウェハは、図２に示されるように、例えば、砒化
ガリウム（ＧａＡｓ）等の基板２Ａ上に、ＧａＮ（窒化
ガリウム）バッファ層２Ｂが形成され、このＧａＮバッ
ファ層２Ｂ上に、さらに、ＧａＮエピタキシャル層２Ｃ
が形成された高品質のエピタキシャルウェハであって、
工業的に十分に製造可能である。
シャルウェハは、図２に示されるように、例えば、砒化
ガリウム（ＧａＡｓ）等の基板２Ａ上に、ＧａＮ（窒化
ガリウム）バッファ層２Ｂが形成され、このＧａＮバッ
ファ層２Ｂ上に、さらに、ＧａＮエピタキシャル層２Ｃ
が形成された高品質のエピタキシャルウェハであって、
工業的に十分に製造可能である。
【０００７】そして、このようなＧａＮエピタキシャル
ウェハを製造するための気相成長装置には、例えば、図
３に示されるような構造の反応管が用いられる。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Ｒ
Ｃに対して、キャリアガスＣＧと共にアンモニア（ＮＨ
3 ）ガスを導入するための第１のガス導入口ＭＩ１、キ
ャリアガスＣＧと共にトリメチルガリウムＴＭＧａ（tr
imethylGallium；Ｃ3Ｈ9 Ｇａ）ガスを導入するための
第２のガス導入口ＭＩ２、及び、キャリアガスＣＧと共
に塩化水素（ＨＣｌ）ガスを導入するための第３のガス
導入口ＭＩ３等の導入口や、ガス排気口ＧＯ等を備えて
いる。
ウェハを製造するための気相成長装置には、例えば、図
３に示されるような構造の反応管が用いられる。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Ｒ
Ｃに対して、キャリアガスＣＧと共にアンモニア（ＮＨ
3 ）ガスを導入するための第１のガス導入口ＭＩ１、キ
ャリアガスＣＧと共にトリメチルガリウムＴＭＧａ（tr
imethylGallium；Ｃ3Ｈ9 Ｇａ）ガスを導入するための
第２のガス導入口ＭＩ２、及び、キャリアガスＣＧと共
に塩化水素（ＨＣｌ）ガスを導入するための第３のガス
導入口ＭＩ３等の導入口や、ガス排気口ＧＯ等を備えて
いる。
【０００８】第１のガス導入口ＭＩ１は、管中央に位置
し基板サセプタＳＳの上部に至るノズルＮに連通してお
り、第２及び第３のガス導入口ＭＩ２，ＭＩ３は、管路
Ｐ２に通じている。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。
し基板サセプタＳＳの上部に至るノズルＮに連通してお
り、第２及び第３のガス導入口ＭＩ２，ＭＩ３は、管路
Ｐ２に通じている。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。
【０００９】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、例えば、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、例えば、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。
【００１０】この状態で、第２のガス導入口ＭＩ２から
のＴＭＧａガス及び第３のガス導入口ＭＩ３からのＨＣ
ｌガスは、管路Ｐを経て互いに混合され反応して塩化ガ
リウム（ＧａＣｌ）となって反応管内に導入される。一
方、第１のガス導入口ＭＩ１からは、ＮＨ3 ガスがキャ
リアガスＣＧによって、ノズルＮを通して導入されるの
で、ＧａＡｓ基板２Ａの上では、ＧａＣｌガス及びＮＨ
3 ガスが反応する。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ＧａＮバッ
ファ層２Ｂが基板２Ａ上に形成される。
のＴＭＧａガス及び第３のガス導入口ＭＩ３からのＨＣ
ｌガスは、管路Ｐを経て互いに混合され反応して塩化ガ
リウム（ＧａＣｌ）となって反応管内に導入される。一
方、第１のガス導入口ＭＩ１からは、ＮＨ3 ガスがキャ
リアガスＣＧによって、ノズルＮを通して導入されるの
で、ＧａＡｓ基板２Ａの上では、ＧａＣｌガス及びＮＨ
3 ガスが反応する。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ＧａＮバッ
ファ層２Ｂが基板２Ａ上に形成される。
【００１１】次に、このようにＧａＮ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、再び、
ＴＭＧａガス、ＨＣｌガス及びＮＨ3 ガスを導入して、
所定の時間、エピタキシャル成長させる。その結果、Ｇ
ａＮバッファ層２Ｂ上にＧａＮエピタキシャル層２Ｃを
形成される。
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、再び、
ＴＭＧａガス、ＨＣｌガス及びＮＨ3 ガスを導入して、
所定の時間、エピタキシャル成長させる。その結果、Ｇ
ａＮバッファ層２Ｂ上にＧａＮエピタキシャル層２Ｃを
形成される。
【００１２】しかしながら、このようにして得られたエ
ピタキシャルウェハについては、レーザ光を照射して発
光させ、絶対温度 4.2ＫにおけるＰＬ（photo luminesc
ence：光ルミネセンス）特性を観測しそのプロファイル
を見ると、図４に示すように、所望波長 357ｎｍのバン
ド端のピークの他に、 550ｎｍ付近にも発光のピークが
見られ、必ずしも良好な特性が得られるとはいい難い。
つまり、この長波長領域でのピークは、このエピタキシ
ャルウェハを光デバイスに使用する場合、光デバイスの
単色性を阻害する要因となるので、好ましくない。ま
た、このように不要ピークが派生するという問題点は、
上述の成長装置によるＭＯＣＶＰＥ法だけでなく、従来
のＯＭＶＰＥ法においても、指摘されていた。
ピタキシャルウェハについては、レーザ光を照射して発
光させ、絶対温度 4.2ＫにおけるＰＬ（photo luminesc
ence：光ルミネセンス）特性を観測しそのプロファイル
を見ると、図４に示すように、所望波長 357ｎｍのバン
ド端のピークの他に、 550ｎｍ付近にも発光のピークが
見られ、必ずしも良好な特性が得られるとはいい難い。
つまり、この長波長領域でのピークは、このエピタキシ
ャルウェハを光デバイスに使用する場合、光デバイスの
単色性を阻害する要因となるので、好ましくない。ま
た、このように不要ピークが派生するという問題点は、
上述の成長装置によるＭＯＣＶＰＥ法だけでなく、従来
のＯＭＶＰＥ法においても、指摘されていた。
【００１３】この 550ｎｍ付近のピークは、“yellow b
and ”とも呼ばれており、その生成原因は、はっきりと
は分かっておらず、一説によると、窒素（Ｎ）の空格子
点（vacancy ）のような格子欠陥によるものであるとさ
れているが、不純物に起因するともいわれている。何れ
にしても、このような不所望の長波長領域ピークが存在
しない所望バンド端のみで発光する特性を得ることがで
きるエピタキシャルウェハの製造方法を実現することが
望まれている。
and ”とも呼ばれており、その生成原因は、はっきりと
は分かっておらず、一説によると、窒素（Ｎ）の空格子
点（vacancy ）のような格子欠陥によるものであるとさ
れているが、不純物に起因するともいわれている。何れ
にしても、このような不所望の長波長領域ピークが存在
しない所望バンド端のみで発光する特性を得ることがで
きるエピタキシャルウェハの製造方法を実現することが
望まれている。
【００１４】それ故、図３のような成長装置を用いる窒
化物系の化合物半導体の製造方法について検討したとこ
ろ、このような製造方法では反応管の材料に石英（Ｓｉ
Ｏ2：二酸化ケイ素）が用いられていることが原因にな
っていることが分かった。つまり、このような石英製の
成長装置では、例えば、反応管（ＲＣ）の外壁、内壁及
びノズル（Ｎ）等の反応管内の主たる構成部品がすべて
石英製であって、この石英は、高温状態で、窒素（Ｎ）
を含む原料ガスとの間で、次式（１）で示される反応を
生起する： ＳｉＯ2 ＋ ＮＨ3 → Ｓｉ3 Ｎ4 ＋ Ｈ2 Ｏ （１） そして、この反応（１）による反応生成物（即ち、窒化
ケイ素Ｓｉ3 Ｎ4 及び水蒸気Ｈ2 Ｏ、特に、水蒸気Ｈ2
Ｏ）が原因になって、反応管の内壁だけでなく、基板２
Ａに不純物が付着されたり、空格子点が生成されたりし
ているものと考えられるのである。
化物系の化合物半導体の製造方法について検討したとこ
ろ、このような製造方法では反応管の材料に石英（Ｓｉ
Ｏ2：二酸化ケイ素）が用いられていることが原因にな
っていることが分かった。つまり、このような石英製の
成長装置では、例えば、反応管（ＲＣ）の外壁、内壁及
びノズル（Ｎ）等の反応管内の主たる構成部品がすべて
石英製であって、この石英は、高温状態で、窒素（Ｎ）
を含む原料ガスとの間で、次式（１）で示される反応を
生起する： ＳｉＯ2 ＋ ＮＨ3 → Ｓｉ3 Ｎ4 ＋ Ｈ2 Ｏ （１） そして、この反応（１）による反応生成物（即ち、窒化
ケイ素Ｓｉ3 Ｎ4 及び水蒸気Ｈ2 Ｏ、特に、水蒸気Ｈ2
Ｏ）が原因になって、反応管の内壁だけでなく、基板２
Ａに不純物が付着されたり、空格子点が生成されたりし
ているものと考えられるのである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の主た
る目的は、反応室の内壁を構成する材料を考慮すること
により石英がこのような反応を生じことがないようにし
て、長波長領域での不要ピークの派生がなく所望のピー
クのみを有するＰＬ特性を備えることができるＧａＮ等
の窒化物系化合物半導体を基板の上に形成するための製
造方法を提供することにある。
る目的は、反応室の内壁を構成する材料を考慮すること
により石英がこのような反応を生じことがないようにし
て、長波長領域での不要ピークの派生がなく所望のピー
クのみを有するＰＬ特性を備えることができるＧａＮ等
の窒化物系化合物半導体を基板の上に形成するための製
造方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明によると、少なく
とも窒素（Ｎ）を含む原料ガスを反応管内に導入して、
ＭＯＣＶＰＥ法やＨＶＰＥ（hydride vapor phase epit
axy ）法等のホットウォール（hot wall）法によって、
窒化物系化合物半導体を基板の上にエピタキシャル成長
させる窒化物系化合物半導体の製造方法において、少な
くとも前記原料ガスが高温状態で接触するおそれがある
反応管内の壁面を、ｐＢＮ（pyroliticboron nitride
：熱分解窒化ホウ素）で構成するようにした窒化物系
化合物半導体の製造方法が提供される。
とも窒素（Ｎ）を含む原料ガスを反応管内に導入して、
ＭＯＣＶＰＥ法やＨＶＰＥ（hydride vapor phase epit
axy ）法等のホットウォール（hot wall）法によって、
窒化物系化合物半導体を基板の上にエピタキシャル成長
させる窒化物系化合物半導体の製造方法において、少な
くとも前記原料ガスが高温状態で接触するおそれがある
反応管内の壁面を、ｐＢＮ（pyroliticboron nitride
：熱分解窒化ホウ素）で構成するようにした窒化物系
化合物半導体の製造方法が提供される。
【００１７】本発明の好適な実施態様に従うと、反応管
の所定の内部壁面をｐＢＮで構成して窒化物系化合物半
導体を製造する方法において、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）、サファイア、窒化
アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、炭
化ケイ素（ＳｉＣ）、スピネル等の材料から成る基板の
上に、窒化物系化合物半導体がエピタキシャル成長させ
られる。
の所定の内部壁面をｐＢＮで構成して窒化物系化合物半
導体を製造する方法において、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）、サファイア、窒化
アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、炭
化ケイ素（ＳｉＣ）、スピネル等の材料から成る基板の
上に、窒化物系化合物半導体がエピタキシャル成長させ
られる。
【００１８】本発明のさらに好適な実施態様において
は、反応管の所定の内部壁面をｐＢＮで構成して窒化物
系化合物半導体を製造する方法において、砒化ガリウ
ム、燐化ガリウム、砒化インジウム及び燐化インジウム
からなる群から選ばれた材料から成る基板を反応管内に
設置するステップ、外部から反応管内全体を加熱しなが
ら、ガリウム（Ｇａ）を含んだ有機金属原料及び塩化水
素（ＨＣｌ）を含む第１のガス並びにアンモニア（ＮＨ
3 ）を含む第２のガスを反応管内に導入して、第１の温
度で、窒化ガリウム（ＧａＮ）から成るバッファ層を基
板上に形成するステップ、及び、外部から反応管内全体
を加熱しながら、ガリウム（Ｇａ）を含んだ有機金属原
料及び塩化水素（ＨＣｌ）を含む第１のガス並びにアン
モニア（ＮＨ3 ）を含む第２のガスを反応管内に導入し
て、第１の温度より高い第２の温度で、窒化ガリウム
（ＧａＮ）から成るエピタキシャル層をバッファ層上に
形成するステップが備えられる。
は、反応管の所定の内部壁面をｐＢＮで構成して窒化物
系化合物半導体を製造する方法において、砒化ガリウ
ム、燐化ガリウム、砒化インジウム及び燐化インジウム
からなる群から選ばれた材料から成る基板を反応管内に
設置するステップ、外部から反応管内全体を加熱しなが
ら、ガリウム（Ｇａ）を含んだ有機金属原料及び塩化水
素（ＨＣｌ）を含む第１のガス並びにアンモニア（ＮＨ
3 ）を含む第２のガスを反応管内に導入して、第１の温
度で、窒化ガリウム（ＧａＮ）から成るバッファ層を基
板上に形成するステップ、及び、外部から反応管内全体
を加熱しながら、ガリウム（Ｇａ）を含んだ有機金属原
料及び塩化水素（ＨＣｌ）を含む第１のガス並びにアン
モニア（ＮＨ3 ）を含む第２のガスを反応管内に導入し
て、第１の温度より高い第２の温度で、窒化ガリウム
（ＧａＮ）から成るエピタキシャル層をバッファ層上に
形成するステップが備えられる。
【００１９】本発明の方法によると、少なくとも窒素
（Ｎ）含有ガスが高温状態で接触する反応管内壁面の材
質がｐＢＮから成る窒化物で構成され、このように構成
された反応管内に、少なくとも窒素（Ｎ）を含む原料ガ
スが導入されて、比較的高温の下で窒化物系化合物半導
体がエピタキシャル成長させられ、このｐＢＮによって
良好なピーク特性を達成することができる。即ち、本発
明の方法によれば、反応管の所定の内部壁面を石英から
ｐＢＮに変更することによって、単色性に優れたエピタ
キシャル成長層を得ることができるという大きな効果が
得られることが確認された。
（Ｎ）含有ガスが高温状態で接触する反応管内壁面の材
質がｐＢＮから成る窒化物で構成され、このように構成
された反応管内に、少なくとも窒素（Ｎ）を含む原料ガ
スが導入されて、比較的高温の下で窒化物系化合物半導
体がエピタキシャル成長させられ、このｐＢＮによって
良好なピーク特性を達成することができる。即ち、本発
明の方法によれば、反応管の所定の内部壁面を石英から
ｐＢＮに変更することによって、単色性に優れたエピタ
キシャル成長層を得ることができるという大きな効果が
得られることが確認された。
【００２０】本発明では、反応管の少なくとも内壁の材
質として、石英（ＳｉＯ2 ）に替えて、成長物質と同じ
窒化物であり、且つ、原料物質との反応性が低いｐＢＮ
が用いられる。このようなｐＢＮの機能によって、先
ず、従来例に見られる（１）式のような反応が生起され
ることがなく、特に、水蒸気Ｈ2 Ｏの発生を防止するこ
とができ、これが不純物として、エピタキシャル成長層
内に混入するのを防止することができる。
質として、石英（ＳｉＯ2 ）に替えて、成長物質と同じ
窒化物であり、且つ、原料物質との反応性が低いｐＢＮ
が用いられる。このようなｐＢＮの機能によって、先
ず、従来例に見られる（１）式のような反応が生起され
ることがなく、特に、水蒸気Ｈ2 Ｏの発生を防止するこ
とができ、これが不純物として、エピタキシャル成長層
内に混入するのを防止することができる。
【００２１】またさらに、1000℃以上の高温になると、
ＳｉＯ2 のＳｉがエピタキシャル膜内にも、混入するこ
とが判っており、この点、ｐＢＮを使用した場合、Ｓｉ
の不純物がエピタキシャル膜内への混入がないことも判
明した。
ＳｉＯ2 のＳｉがエピタキシャル膜内にも、混入するこ
とが判っており、この点、ｐＢＮを使用した場合、Ｓｉ
の不純物がエピタキシャル膜内への混入がないことも判
明した。
【００２２】さらには、ＡｌＧａＮのようなＡｌを含む
窒化物のエピタキシャル成長においては、成長プロセス
中に、原料ガスであるトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）
や、三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3 ）から分解したＡ
ｌが、反応管内壁の石英（ＳｉＯ2 ）と反応してＳｉＯ
2 を還元し、結局、ＳｉがＡｌＧａＮ中に混入するとい
う問題があったが、ｐＢＮを使用することによって、こ
の点をも解決することことができる。
窒化物のエピタキシャル成長においては、成長プロセス
中に、原料ガスであるトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）
や、三塩化アルミニウム（ＡｌＣｌ3 ）から分解したＡ
ｌが、反応管内壁の石英（ＳｉＯ2 ）と反応してＳｉＯ
2 を還元し、結局、ＳｉがＡｌＧａＮ中に混入するとい
う問題があったが、ｐＢＮを使用することによって、こ
の点をも解決することことができる。
【００２３】また、石英（ＳｉＯ2 ）に替えて用いられ
るｐＢＮは、窒化物であって触媒効果を有していること
から、本発明では、原料ガスと反応管内壁面との間で触
媒効果が得られ、これによって、原料ガスの分解及び分
解された成分の間の反応を促進させ、反応系に変化を生
じて不純物の取込み量を減少させる結果、ＰＬ特性及び
電気特性に好ましい影響を与えることができる。
るｐＢＮは、窒化物であって触媒効果を有していること
から、本発明では、原料ガスと反応管内壁面との間で触
媒効果が得られ、これによって、原料ガスの分解及び分
解された成分の間の反応を促進させ、反応系に変化を生
じて不純物の取込み量を減少させる結果、ＰＬ特性及び
電気特性に好ましい影響を与えることができる。
【００２４】本発明による製造方法は、これらの観点か
ら反応管の材質の変更を試みた結果得られたものであ
り、本発明に従って石英（ＳｉＯ2 ）からｐＢＮに反応
管材質を変更するに当たっては、次の２点に留意すべき
である： 〔１〕反応管構成部品の内部にまで材質変更を行う必要
はなく、ＮＨ3 原料系ガスが接触する表面のみに施すだ
けでもよい。即ち、ｐＢＮは、石英（ＳｉＯ2 ）等の別
種材質製の構成部品の表面にｐＢＮを被覆するなどの方
法によって、反応管構成部品の表面層のみをｐＢＮ化す
るだけでも十分に効果がある。もちろん、製造上の問題
や原材料の入手事情等の理由によっては、内部までｐＢ
Ｎで構成してもよい。 〔２〕材質変更は、また、反応管構成部品の全てに適用
する必要はなく、特に、窒化物系化合物半導体の成長に
大きな影響を及ぼすおそれのある箇所のみ、例えば、成
長のための反応が行われる空間の近傍部分、及び、高温
のＮＨ3 原料系ガスが接触するおそれのある部分をｐＢ
Ｎ化するだけでも効果がある。もちろん、製造上の問題
や原材料の入手事情等の理由によっては、全ての部位を
ｐＢＮ化して構成してもよい。
ら反応管の材質の変更を試みた結果得られたものであ
り、本発明に従って石英（ＳｉＯ2 ）からｐＢＮに反応
管材質を変更するに当たっては、次の２点に留意すべき
である： 〔１〕反応管構成部品の内部にまで材質変更を行う必要
はなく、ＮＨ3 原料系ガスが接触する表面のみに施すだ
けでもよい。即ち、ｐＢＮは、石英（ＳｉＯ2 ）等の別
種材質製の構成部品の表面にｐＢＮを被覆するなどの方
法によって、反応管構成部品の表面層のみをｐＢＮ化す
るだけでも十分に効果がある。もちろん、製造上の問題
や原材料の入手事情等の理由によっては、内部までｐＢ
Ｎで構成してもよい。 〔２〕材質変更は、また、反応管構成部品の全てに適用
する必要はなく、特に、窒化物系化合物半導体の成長に
大きな影響を及ぼすおそれのある箇所のみ、例えば、成
長のための反応が行われる空間の近傍部分、及び、高温
のＮＨ3 原料系ガスが接触するおそれのある部分をｐＢ
Ｎ化するだけでも効果がある。もちろん、製造上の問題
や原材料の入手事情等の理由によっては、全ての部位を
ｐＢＮ化して構成してもよい。
【００２５】本発明は、窒素（Ｎ）を含む原料ガスが、
反応管内に原料ガスの一つとして導入され、ＭＯＣＶＰ
Ｅ法やＨＶＰＥ法等のホットウォール法などのように、
比較的高温の下で反応させられて、窒化物系化合物半導
体を基板の上にエピタキシャル成長させられる種々の製
造方法に適用することができる。従って、本発明におい
ては、このような製造方法であれば、例えば、図３のよ
うな装置によって図２に示される構造のＧａＡｓ基板２
Ａを用いてエピタキシャルウェハを製造することはもち
ろん、さらに、ＧａＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＳｉＣ等の
半導体基板の他に、サファイア、ＡｌＮ、ＧａＮ等の基
板を使用することができる。本発明においては、また、
これらの基板の上にピタキシャル成長させる窒化物を、
ＧａＮの他、ＩｎＮやＩｎＧａＮ等の種々の窒化物系化
合物半導体とすることもできる。
反応管内に原料ガスの一つとして導入され、ＭＯＣＶＰ
Ｅ法やＨＶＰＥ法等のホットウォール法などのように、
比較的高温の下で反応させられて、窒化物系化合物半導
体を基板の上にエピタキシャル成長させられる種々の製
造方法に適用することができる。従って、本発明におい
ては、このような製造方法であれば、例えば、図３のよ
うな装置によって図２に示される構造のＧａＡｓ基板２
Ａを用いてエピタキシャルウェハを製造することはもち
ろん、さらに、ＧａＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＰ、ＳｉＣ等の
半導体基板の他に、サファイア、ＡｌＮ、ＧａＮ等の基
板を使用することができる。本発明においては、また、
これらの基板の上にピタキシャル成長させる窒化物を、
ＧａＮの他、ＩｎＮやＩｎＧａＮ等の種々の窒化物系化
合物半導体とすることもできる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を種々の実施例につ
いて更に詳しく説明するが、以下の開示は、本発明の単
なる実施例に過ぎず、本発明の技術的な範囲を何ら限定
するものではない。
いて更に詳しく説明するが、以下の開示は、本発明の単
なる実施例に過ぎず、本発明の技術的な範囲を何ら限定
するものではない。
【００２７】図５には、ＧａＡｓ基板の上に窒化物系化
合物半導体としてＧａＮをエピタキシャル成長させる本
発明の製造方法の一実施例に好適な製造装置が示されて
いる。この製造装置は、外観的には図３の製造装置とほ
ぼ同様の構造を呈しており、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３のガス導入口３〜５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、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１２が設けられており、底部にはガス排
気口６が設けられている。
合物半導体としてＧａＮをエピタキシャル成長させる本
発明の製造方法の一実施例に好適な製造装置が示されて
いる。この製造装置は、外観的には図３の製造装置とほ
ぼ同様の構造を呈しており、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３のガス導入口３〜５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、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１２が設けられており、底部にはガス排
気口６が設けられている。
【００２８】第１のガス導入口３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、第
１のガス導入口３に連通するノズル３１が反応チャンバ
ー１のほぼ中心軸に沿って配置されている。このノズル
３１は、基板サセプタ２の上で開口する。
ンモニア（ＮＨ3 ）ガスを導入するために設けられ、第
１のガス導入口３に連通するノズル３１が反応チャンバ
ー１のほぼ中心軸に沿って配置されている。このノズル
３１は、基板サセプタ２の上で開口する。
【００２９】第２のガス導入口４は、 III族原料として
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３のガス
導入口５は、塩化水素（ＨＣｌ）ガスを導入するために
設けられる。両ガス導入口４，５に連通する管路４１は
チャンバー１内の上部に開口している。
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３のガス
導入口５は、塩化水素（ＨＣｌ）ガスを導入するために
設けられる。両ガス導入口４，５に連通する管路４１は
チャンバー１内の上部に開口している。
【００３０】この製造装置は、反応チャンバー１を構成
するほとんど全ての部品が石英を基材として構成され
る。しかしながら、所定の構成部品には、本発明の第１
の特徴に沿ってｐＢＮ化処理が施されている。つまり、
反応チャンバー１の側壁の内面及びノズル３１の内面に
は、ＧａＮ成長のための反応が行われる空間の近傍部
分、及び、高温のＮＨ3 原料ガスが接触するおそれのあ
る部分として、基材となる石英上にｐＢＮ被覆１Ｃ，３
Ｃがコーティングされている。
するほとんど全ての部品が石英を基材として構成され
る。しかしながら、所定の構成部品には、本発明の第１
の特徴に沿ってｐＢＮ化処理が施されている。つまり、
反応チャンバー１の側壁の内面及びノズル３１の内面に
は、ＧａＮ成長のための反応が行われる空間の近傍部
分、及び、高温のＮＨ3 原料ガスが接触するおそれのあ
る部分として、基材となる石英上にｐＢＮ被覆１Ｃ，３
Ｃがコーティングされている。
【００３１】さて、このように構成された装置を使用し
本発明に従う製造方法の一実施例を説明しよう。なお、
以下に説明される工程は、工程操作要件がより具体的に
説明されているだけで、図４に示されるＰＬ特性を得た
場合と実質的に同一の内容であるが、反応チャンバー１
内の所定の内壁にｐＢＮ被覆１Ｃ，３Ｃを設けた状態で
成長が行われる点において、従来方法と大きく異なる。
本発明に従う製造方法の一実施例を説明しよう。なお、
以下に説明される工程は、工程操作要件がより具体的に
説明されているだけで、図４に示されるＰＬ特性を得た
場合と実質的に同一の内容であるが、反応チャンバー１
内の所定の内壁にｐＢＮ被覆１Ｃ，３Ｃを設けた状態で
成長が行われる点において、従来方法と大きく異なる。
【００３２】先ず、基板サセプタ２には、基板２Ａ、例
えば、硫酸（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[(100)基板或いは (111)
Ａ面] のような基板２Ａが設置される。抵抗加熱ヒータ
１２により外部からチャンバー１内全体を加熱すること
によって、この基板２Ａは、比較的低い第１の所定温
度、例えば、 400℃〜 600℃に 470℃に加熱され、好適
には、 470℃に加熱され、この第１の温度状態に保持さ
れる。
えば、硫酸（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[(100)基板或いは (111)
Ａ面] のような基板２Ａが設置される。抵抗加熱ヒータ
１２により外部からチャンバー１内全体を加熱すること
によって、この基板２Ａは、比較的低い第１の所定温
度、例えば、 400℃〜 600℃に 470℃に加熱され、好適
には、 470℃に加熱され、この第１の温度状態に保持さ
れる。
【００３３】この温度状態で、第１のガス導入口３から
ノズル３１を通して、水素（Ｈ2 ）ガスをキャリアガス
として、Ｖ族原料としてＮＨ3 ガスが、所定の温度及び
分圧、例えば、 280℃， 1.6×10-1atm で反応空間１１
に導入される。一方、第２及び第３のガス導入口４，５
からは、同様にＨ2 ガスをキャリアガスとして、 III属
原料としてのＴＭＧａ及びＨＣｌガスが、それぞれ所定
の分圧、例えば、 6.4×10-4atm で、管路４１を介して
導入される。これらの分圧は、ガスの温度による飽和蒸
気圧と流量により管理される。そして、ＴＭＧａ及びＨ
Ｃｌは互いに反応して塩化ガリウム（ＧａＣｌ）となっ
て反応空間１１に導入される。
ノズル３１を通して、水素（Ｈ2 ）ガスをキャリアガス
として、Ｖ族原料としてＮＨ3 ガスが、所定の温度及び
分圧、例えば、 280℃， 1.6×10-1atm で反応空間１１
に導入される。一方、第２及び第３のガス導入口４，５
からは、同様にＨ2 ガスをキャリアガスとして、 III属
原料としてのＴＭＧａ及びＨＣｌガスが、それぞれ所定
の分圧、例えば、 6.4×10-4atm で、管路４１を介して
導入される。これらの分圧は、ガスの温度による飽和蒸
気圧と流量により管理される。そして、ＴＭＧａ及びＨ
Ｃｌは互いに反応して塩化ガリウム（ＧａＣｌ）となっ
て反応空間１１に導入される。
【００３４】このような条件の下で、ＧａＡｓ基板２Ａ
の上でＧａＣｌ及びＮＨ3 を反応させて、所定の時間、
例えば、15分間、窒化ガリウム（ＧａＮ）をエピタキシ
ャル成長を行わせることによって、図２に示されるＧａ
Ｎ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。
の上でＧａＣｌ及びＮＨ3 を反応させて、所定の時間、
例えば、15分間、窒化ガリウム（ＧａＮ）をエピタキシ
ャル成長を行わせることによって、図２に示されるＧａ
Ｎ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。
【００３５】次に、このようにしてＧａＮバッファ層２
Ｂを形成した後、ＮＨ3 ガス、ＴＭＧａ及びＨＣｌの導
入を一旦停止し、ＧａＮ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
て比較的高い第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 870℃に加熱され、この
第２の温度状態に保持される。
Ｂを形成した後、ＮＨ3 ガス、ＴＭＧａ及びＨＣｌの導
入を一旦停止し、ＧａＮ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
て比較的高い第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 870℃に加熱され、この
第２の温度状態に保持される。
【００３６】このようにして基板２Ａを 870℃にまで昇
温した状態で、第１乃至第３のガス導入口３〜５から、
同様の条件でＨ2 キャリアガスによって、再度、ＮＨ
3 、ＴＭＧａ及びＨＣｌが導入される。これによって、
所定の時間、例えば、60分間、反応空間１１においてＧ
ａＣｌ及びＮＨ3 を反応させ、ＧａＮバッファ層２Ｂ上
には、ＧａＮをエピタキシャル成長させる。
温した状態で、第１乃至第３のガス導入口３〜５から、
同様の条件でＨ2 キャリアガスによって、再度、ＮＨ
3 、ＴＭＧａ及びＨＣｌが導入される。これによって、
所定の時間、例えば、60分間、反応空間１１においてＧ
ａＣｌ及びＮＨ3 を反応させ、ＧａＮバッファ層２Ｂ上
には、ＧａＮをエピタキシャル成長させる。
【００３７】その結果、バッファ層２Ｂ上には、図２に
示されるＧａＮエピタキシャル層２Ｃが、エピタキシャ
ル成長面にムラや不均一性がなく、μｍオーダの所定の
膜厚で形成されていることが確認された。このようにし
て得られた鏡面状の高品質なエピタキシャル層２Ｃは、
Ｘ線回折測定によると、ＧａＡｓ(111) Ａ面上に成長し
た場合六方晶となり、ＧａＡｓ(100) 面上に成長した場
合立方晶を示した。光共振器として使用するための劈開
に適した立方晶構造は、レーザダイオードを製造するの
に好適である。
示されるＧａＮエピタキシャル層２Ｃが、エピタキシャ
ル成長面にムラや不均一性がなく、μｍオーダの所定の
膜厚で形成されていることが確認された。このようにし
て得られた鏡面状の高品質なエピタキシャル層２Ｃは、
Ｘ線回折測定によると、ＧａＡｓ(111) Ａ面上に成長し
た場合六方晶となり、ＧａＡｓ(100) 面上に成長した場
合立方晶を示した。光共振器として使用するための劈開
に適した立方晶構造は、レーザダイオードを製造するの
に好適である。
【００３８】また、図６には、本発明の上記実施例によ
り得られたエピタキシャルウェハについて、レーザ光を
照射して発光させることにより観測されたＰＬ特性のプ
ロファイルが、図４の従来方法による特性と対照的に示
されている。この図に示されるように、反応管１の所定
の内壁にｐＢＮ被覆１Ｃ，３Ｃを設けてエピタキシャル
成長を行った場合には、 550ｎｍ付近の長波長領域にあ
った発光はもはや観測されず消滅している（ｂ）。つま
り、所望波長 357ｎｍのバンド端にのみピークを有し
（ａ）単色性が著しく改善されたＰＬ特性を得ることが
できることが分かる。
り得られたエピタキシャルウェハについて、レーザ光を
照射して発光させることにより観測されたＰＬ特性のプ
ロファイルが、図４の従来方法による特性と対照的に示
されている。この図に示されるように、反応管１の所定
の内壁にｐＢＮ被覆１Ｃ，３Ｃを設けてエピタキシャル
成長を行った場合には、 550ｎｍ付近の長波長領域にあ
った発光はもはや観測されず消滅している（ｂ）。つま
り、所望波長 357ｎｍのバンド端にのみピークを有し
（ａ）単色性が著しく改善されたＰＬ特性を得ることが
できることが分かる。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
少なくとも窒素（Ｎ）を含む原料ガスを反応管内に導入
して、ＭＯＣＶＰＥ法やＨＶＰＥ法等のホットウォール
法によって、窒化物系化合物半導体を基板の上にエピタ
キシャル成長させる窒化物系化合物半導体の製造方法に
おいて、少なくとも窒素（Ｎ）含有原料ガスが高温状態
で接触する反応管内の壁面をｐＢＮで構成した上で、窒
化物系化合物半導体をエピタキシャル成長させるように
している。従って、ｐＢＮのもつ低反応性及び触媒効果
によって、高温状態の窒素（Ｎ）含有原料ガスと石英と
の反応による不純物の混入を回避すると共に、不純物の
取込み効率を低下させるような反応系の変化を生じる。
その結果、不純物の混入等に起因する不要吸収ピークが
派生することなく所望波長のバンド端にのみ単一の発光
ピークが存在するＰＬ特性を備えるエピタキシャル成長
層を得ることができる。
少なくとも窒素（Ｎ）を含む原料ガスを反応管内に導入
して、ＭＯＣＶＰＥ法やＨＶＰＥ法等のホットウォール
法によって、窒化物系化合物半導体を基板の上にエピタ
キシャル成長させる窒化物系化合物半導体の製造方法に
おいて、少なくとも窒素（Ｎ）含有原料ガスが高温状態
で接触する反応管内の壁面をｐＢＮで構成した上で、窒
化物系化合物半導体をエピタキシャル成長させるように
している。従って、ｐＢＮのもつ低反応性及び触媒効果
によって、高温状態の窒素（Ｎ）含有原料ガスと石英と
の反応による不純物の混入を回避すると共に、不純物の
取込み効率を低下させるような反応系の変化を生じる。
その結果、不純物の混入等に起因する不要吸収ピークが
派生することなく所望波長のバンド端にのみ単一の発光
ピークが存在するＰＬ特性を備えるエピタキシャル成長
層を得ることができる。
【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】本発明による成長方法によって得られる化合物
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。
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】従来技術における反応管の概略構成を示す図で
ある。
ある。
【図４】従来技術による成長方法により得られるエピタ
キシャル成長層のＰＬ特性を示す図である。
キシャル成長層のＰＬ特性を示す図である。
【図５】本発明の一実施例による方法を実施するのに使
用される反応管を概略的に示す図である。
用される反応管を概略的に示す図である。
【図６】本発明の一実施例による方法により得られるエ
ピタキシャル成長層のＰＬ特性を示す図である。
ピタキシャル成長層のＰＬ特性を示す図である。
１：内部に反応空間１１が形成される反応チャンバー、 １Ｃ：チャンバー側壁の内面にコーティングされたｐＢ
Ｎ被覆、 ２：基板サセプタ、 ２Ａ：ＧａＡｓ基板、 ２Ｂ：ＧａＮバッファ層、 ２Ｃ：ＧａＮエピタキシャル層、 ３：第１のガス導入口、 ３１：内面がｐＢＮ被覆３Ｃでコーティングされたノズ
ル、 ４，５：第２及び第３のガス導入口、 ６：ガス排出口。
Ｎ被覆、 ２：基板サセプタ、 ２Ａ：ＧａＡｓ基板、 ２Ｂ：ＧａＮバッファ層、 ２Ｃ：ＧａＮエピタキシャル層、 ３：第１のガス導入口、 ３１：内面がｐＢＮ被覆３Ｃでコーティングされたノズ
ル、 ４，５：第２及び第３のガス導入口、 ６：ガス排出口。
Claims (3)
- 【請求項１】少なくとも窒素（Ｎ）を含む原料ガスを反
応管内に導入して、ＭＯＣＶＰＥ法やＨＶＰＥ法等のホ
ットウォール法によって、窒化物系化合物半導体を基板
の上にエピタキシャル成長させる窒化物系化合物半導体
の製造方法において、少なくとも前記原料ガスが高温状
態で接触するおそれのある反応管内の壁面の材質を、ｐ
ＢＮから成る窒化物で構成することを特徴とする窒化物
系化合物半導体の製造方法。 - 【請求項２】前記基板は、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）、
燐化ガリウム（ＧａＰ）、砒化インジウム（ＩｎＡ
ｓ）、燐化インジウム（ＩｎＰ）、サファイア、窒化ア
ルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、炭化
ケイ素（ＳｉＣ）、スピネル等の材料から成り、窒化物
系化合物半導体をこの基板の上にエピタキシャル成長さ
せることを特徴とする請求項１に記載の窒化物系化合物
半導体の製造方法。 - 【請求項３】砒化ガリウム（ＧａＡｓ）、燐化ガリウム
（ＧａＰ）、砒化インジウム（ＩｎＡｓ）及び燐化イン
ジウム（ＩｎＰ）からなる群から選ばれた材料から成る
基板を反応管内に設置するステップ、 外部から反応管内全体を加熱しながら、ガリウム（Ｇ
ａ）を含んだ有機金属原料及び塩化水素（ＨＣｌ）を含
む第１のガス並びにアンモニア（ＮＨ3 ）を含む第２の
ガスを反応管内に導入して、第１の温度で、窒化ガリウ
ム（ＧａＮ）から成るバッファ層を前記基板上に形成す
るステップ、及び、 外部から反応管内全体を加熱しながら、ガリウム（Ｇ
ａ）を含んだ有機金属原料及び塩化水素（ＨＣｌ）を含
む第１のガス並びにアンモニア（ＮＨ3 ）を含む第２の
ガスを反応管内に導入して、第１の温度より高い第２の
温度で、窒化ガリウム（ＧａＮ）から成るエピタキシャ
ル層を前記バッファ層上に形成するステップを具備する
ことを特徴とする請求項１に記載の窒化物系化合物半導
体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16655697A JPH111396A (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | 窒化物系化合物半導体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16655697A JPH111396A (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | 窒化物系化合物半導体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH111396A true JPH111396A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15833458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16655697A Withdrawn JPH111396A (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | 窒化物系化合物半導体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH111396A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001044128A (ja) * | 1999-05-10 | 2001-02-16 | Sumitomo Chem Co Ltd | 半導体製造装置用部材と半導体製造装置および３−５族化合物半導体とそれを用いた発光素子 |
| JP2007223878A (ja) * | 2006-02-27 | 2007-09-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Ｉｉｉ族窒化物結晶の製造方法およびｉｉｉ族窒化物結晶基板 |
| CN100466176C (zh) * | 2004-08-04 | 2009-03-04 | 住友电气工业株式会社 | 氮化物半导体单晶基材及其合成方法 |
| JP2011256082A (ja) * | 2010-06-10 | 2011-12-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ＧａＮ結晶自立基板およびその製造方法 |
| WO2012042961A1 (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | 住友電気工業株式会社 | ＧａＮ結晶の成長方法およびＧａＮ結晶基板 |
| WO2012143262A1 (de) * | 2011-04-18 | 2012-10-26 | Aixtron Se | Vorrichtung und verfahren zum grossflächigen abscheiden von halbleiterschichten mit gasgetrennter hcl-einspeisung |
-
1997
- 1997-06-09 JP JP16655697A patent/JPH111396A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001044128A (ja) * | 1999-05-10 | 2001-02-16 | Sumitomo Chem Co Ltd | 半導体製造装置用部材と半導体製造装置および３−５族化合物半導体とそれを用いた発光素子 |
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| US9153742B2 (en) | 2010-06-10 | 2015-10-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | GaN-crystal free-standing substrate and method for producing the same |
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| WO2012143262A1 (de) * | 2011-04-18 | 2012-10-26 | Aixtron Se | Vorrichtung und verfahren zum grossflächigen abscheiden von halbleiterschichten mit gasgetrennter hcl-einspeisung |
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