JP2002371361A - 気相成長装置及び気相成長方法 - Google Patents
気相成長装置及び気相成長方法Info
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- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 横形反応管を用いる気相成長において、大型
の基板の気相成長あるいは複数枚の基板の同時気相成長
を行なう場合であっても、気相成長温度を高温度に設定
して気相成長を行なう場合であっても、基板上に均一で
結晶性が良好な半導体膜を効率よく気相成長させること
ができる気相成長装置あるいは気相成長方法を提供す
る。 【解決手段】 基板と対向する反応管壁部に押圧ガス導
入部を備え、この押圧ガス導入部の原料ガス流路上流側
部分の少なくとも一部が、押圧ガスを原料ガス流路の下
流側方向へ向かって斜め下方向または水平方向に供給す
るように構成された気相成長装置とする。また、前記気
相成長装置の横形反応管内に、原料ガスを含むガスを供
給するとともに押圧ガスを供給して気相成長させる。
の基板の気相成長あるいは複数枚の基板の同時気相成長
を行なう場合であっても、気相成長温度を高温度に設定
して気相成長を行なう場合であっても、基板上に均一で
結晶性が良好な半導体膜を効率よく気相成長させること
ができる気相成長装置あるいは気相成長方法を提供す
る。 【解決手段】 基板と対向する反応管壁部に押圧ガス導
入部を備え、この押圧ガス導入部の原料ガス流路上流側
部分の少なくとも一部が、押圧ガスを原料ガス流路の下
流側方向へ向かって斜め下方向または水平方向に供給す
るように構成された気相成長装置とする。また、前記気
相成長装置の横形反応管内に、原料ガスを含むガスを供
給するとともに押圧ガスを供給して気相成長させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体膜の気相成
長装置及び気相成長方法に関し、さらに詳細には、原料
ガスの反応管内への供給方向が基板に実質的に平行とな
るように配置された横形反応管のガス導入部から原料ガ
スを導入して、加熱された基板上に均一で結晶性の良好
な半導体膜を効率よく気相成長させる気相成長装置及び
気相成長方法に関する。
長装置及び気相成長方法に関し、さらに詳細には、原料
ガスの反応管内への供給方向が基板に実質的に平行とな
るように配置された横形反応管のガス導入部から原料ガ
スを導入して、加熱された基板上に均一で結晶性の良好
な半導体膜を効率よく気相成長させる気相成長装置及び
気相成長方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、窒化ガリウム系化合物半導体が、
発光ダイオードやレーザーダイオード等の素子として、
光通信分野を中心に急速に需要が高まっている。窒化ガ
リウム系化合物半導体の製造方法としては、例えばトリ
メチルガリウム、トリメチルインジウム、またはトリメ
チルアルミニウム等の有機金属ガスをIII族金属源とし
て、アンモニアを窒素源として用い、あらかじめ反応管
内にセットされたサファイヤ等の基板上に窒化ガリウム
系化合物の半導体膜を気相成長させて成膜する方法が知
られている。
発光ダイオードやレーザーダイオード等の素子として、
光通信分野を中心に急速に需要が高まっている。窒化ガ
リウム系化合物半導体の製造方法としては、例えばトリ
メチルガリウム、トリメチルインジウム、またはトリメ
チルアルミニウム等の有機金属ガスをIII族金属源とし
て、アンモニアを窒素源として用い、あらかじめ反応管
内にセットされたサファイヤ等の基板上に窒化ガリウム
系化合物の半導体膜を気相成長させて成膜する方法が知
られている。
【0003】また、前記窒化ガリウム系化合物半導体を
製造するための装置としては、基板を載せるためのサセ
プタ、基板を加熱するためのヒーター、原料ガスの反応
管内への供給方向が基板に平行となるように配置された
原料ガス導入部、及び反応ガス排出部を備えた横形反応
管からなる気相成長装置がある。この横形反応管を有す
る気相成長装置においては、基板を反応管内のサセプタ
に載せ、ヒーターで加熱した後、基板に平行な方向から
原料を含むガスを供給することにより、基板上に半導体
膜を気相成長させて成膜する構成となっている。
製造するための装置としては、基板を載せるためのサセ
プタ、基板を加熱するためのヒーター、原料ガスの反応
管内への供給方向が基板に平行となるように配置された
原料ガス導入部、及び反応ガス排出部を備えた横形反応
管からなる気相成長装置がある。この横形反応管を有す
る気相成長装置においては、基板を反応管内のサセプタ
に載せ、ヒーターで加熱した後、基板に平行な方向から
原料を含むガスを供給することにより、基板上に半導体
膜を気相成長させて成膜する構成となっている。
【0004】このような横形反応管においては、基板付
近の熱対流により原料ガスが拡散し効率よく基板に到達
しないため、均一で結晶性が良好な半導体膜が得られな
い、あるいは成長速度が遅いという問題点があった。し
かし、近年において、基板と対向する反応管壁に押圧ガ
ス導入部を設けて、キャリアガス等の反応に影響を与え
ない押圧ガスを基板と垂直方向に反応管内に供給し、原
料ガスの流れを基板に吹付ける方向に変更させた気相成
長装置あるいは気相成長方法が開発されている。これに
よると、押圧ガスの流量を、原料ガスの種類及び流量、
基板の加熱温度等に応じて適宜制御することにより、結
晶性の良好な半導体膜が得られるとされている。
近の熱対流により原料ガスが拡散し効率よく基板に到達
しないため、均一で結晶性が良好な半導体膜が得られな
い、あるいは成長速度が遅いという問題点があった。し
かし、近年において、基板と対向する反応管壁に押圧ガ
ス導入部を設けて、キャリアガス等の反応に影響を与え
ない押圧ガスを基板と垂直方向に反応管内に供給し、原
料ガスの流れを基板に吹付ける方向に変更させた気相成
長装置あるいは気相成長方法が開発されている。これに
よると、押圧ガスの流量を、原料ガスの種類及び流量、
基板の加熱温度等に応じて適宜制御することにより、結
晶性の良好な半導体膜が得られるとされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
気相成長装置あるいは気相成長方法においては、直交す
るガス流、すなわち原料を含むガスと押圧ガスが基板上
で混合されるため、ガス流に乱れが生じやすく制御が困
難な場合があった。例えば、大型の基板の気相成長ある
いは複数枚の基板の同時気相成長を行なう場合は、基板
上の広範囲にわたって均一な濃度で原料ガスを供給する
ことは困難であった。また、前述のトリメチルガリウ
ム、トリメチルインジウム、またはトリメチルアルミニ
ウムを原料として用いた気相成長においても、基板の加
熱温度として1000℃以上の高温が必要であるため、
基板上では複雑なガス流となりこれを制御することは難
しかった。
気相成長装置あるいは気相成長方法においては、直交す
るガス流、すなわち原料を含むガスと押圧ガスが基板上
で混合されるため、ガス流に乱れが生じやすく制御が困
難な場合があった。例えば、大型の基板の気相成長ある
いは複数枚の基板の同時気相成長を行なう場合は、基板
上の広範囲にわたって均一な濃度で原料ガスを供給する
ことは困難であった。また、前述のトリメチルガリウ
ム、トリメチルインジウム、またはトリメチルアルミニ
ウムを原料として用いた気相成長においても、基板の加
熱温度として1000℃以上の高温が必要であるため、
基板上では複雑なガス流となりこれを制御することは難
しかった。
【0006】従って、本発明が解決しようとする課題
は、横形反応管を用いる気相成長において、大型の基板
の気相成長あるいは複数枚の基板の同時気相成長を行な
う場合であっても、気相成長温度を高温度に設定して気
相成長を行なう場合であっても、基板上に均一で結晶性
が良好な半導体膜を効率よく気相成長させることができ
る気相成長装置あるいは気相成長方法を提供することで
ある。
は、横形反応管を用いる気相成長において、大型の基板
の気相成長あるいは複数枚の基板の同時気相成長を行な
う場合であっても、気相成長温度を高温度に設定して気
相成長を行なう場合であっても、基板上に均一で結晶性
が良好な半導体膜を効率よく気相成長させることができ
る気相成長装置あるいは気相成長方法を提供することで
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、これらの
課題を解決すべく鋭意検討した結果、押圧ガス導入部の
原料ガス流路上流側部分から供給される押圧ガスの少な
くとも一部を、原料ガス流路の下流側方向へ向かって斜
め下方向または水平方向に供給することにより、原料を
含むガスと押圧ガスが基板上で混合されることによるガ
ス流の乱れを緩和できることを見い出し本発明に到達し
た。
課題を解決すべく鋭意検討した結果、押圧ガス導入部の
原料ガス流路上流側部分から供給される押圧ガスの少な
くとも一部を、原料ガス流路の下流側方向へ向かって斜
め下方向または水平方向に供給することにより、原料を
含むガスと押圧ガスが基板上で混合されることによるガ
ス流の乱れを緩和できることを見い出し本発明に到達し
た。
【0008】すなわち本発明は、基板を載せるためのサ
セプタ、該基板を加熱するためのヒーター、原料ガスの
反応管内への供給方向が該基板に実質的に平行となるよ
うに配置された原料ガス導入部、及び反応ガス排出部を
有するとともに、該基板と対向する反応管壁部に押圧ガ
ス導入部を備えた横形反応管からなる半導体膜の気相成
長装置であって、該押圧ガス導入部の原料ガス流路上流
側部分の少なくとも一部が、押圧ガスを原料ガス流路の
下流側方向へ向かって斜め下方向または水平方向に供給
する構成であることを特徴とする気相成長装置である。
セプタ、該基板を加熱するためのヒーター、原料ガスの
反応管内への供給方向が該基板に実質的に平行となるよ
うに配置された原料ガス導入部、及び反応ガス排出部を
有するとともに、該基板と対向する反応管壁部に押圧ガ
ス導入部を備えた横形反応管からなる半導体膜の気相成
長装置であって、該押圧ガス導入部の原料ガス流路上流
側部分の少なくとも一部が、押圧ガスを原料ガス流路の
下流側方向へ向かって斜め下方向または水平方向に供給
する構成であることを特徴とする気相成長装置である。
【0009】また、本発明は、基板を横形反応管内のサ
セプタに載せ、該基板をヒーターで加熱し、該基板に実
質的に平行な方向から原料を含むガスを供給するととも
に、該基板と対向する反応管壁部に備えた押圧ガス導入
部から押圧ガスを供給して、該基板に半導体膜を気相成
長させる方法であって、該押圧ガス導入部の原料ガス流
路上流側部分から供給される少なくとも一部の押圧ガス
を、原料ガス流路の下流側方向へ向かって斜め下方向ま
たは水平方向に供給して気相成長させることを特徴とす
る気相成長方法でもある。
セプタに載せ、該基板をヒーターで加熱し、該基板に実
質的に平行な方向から原料を含むガスを供給するととも
に、該基板と対向する反応管壁部に備えた押圧ガス導入
部から押圧ガスを供給して、該基板に半導体膜を気相成
長させる方法であって、該押圧ガス導入部の原料ガス流
路上流側部分から供給される少なくとも一部の押圧ガス
を、原料ガス流路の下流側方向へ向かって斜め下方向ま
たは水平方向に供給して気相成長させることを特徴とす
る気相成長方法でもある。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の気相成長装置及び気相成
長方法は、基板を横形反応管内のサセプタに載せ、ヒー
ターで加熱した後、基板に平行な方向から原料ガスを含
むガスを供給するとともに、基板と対向する反応管壁部
に備えた押圧ガス導入部から押圧ガスを供給することに
より、基板上に半導体膜を気相成長させて成膜する気相
成長装置及び気相成長方法に適用される。
長方法は、基板を横形反応管内のサセプタに載せ、ヒー
ターで加熱した後、基板に平行な方向から原料ガスを含
むガスを供給するとともに、基板と対向する反応管壁部
に備えた押圧ガス導入部から押圧ガスを供給することに
より、基板上に半導体膜を気相成長させて成膜する気相
成長装置及び気相成長方法に適用される。
【0011】本発明の気相成長装置は、押圧ガス導入部
の原料ガス流路上流側部分の少なくとも一部が、押圧ガ
スを原料ガス流路の下流側方向へ向かって斜め下方向ま
たは水平方向に供給する構成の気相成長装置である。ま
た、本発明の気相成長方法は、押圧ガス導入部の原料ガ
ス流路上流側部分から供給される少なくとも一部の押圧
ガスを、原料ガス流路の下流側方向へ向かって斜め下方
向または水平方向に供給して気相成長させる気相成長方
法である。
の原料ガス流路上流側部分の少なくとも一部が、押圧ガ
スを原料ガス流路の下流側方向へ向かって斜め下方向ま
たは水平方向に供給する構成の気相成長装置である。ま
た、本発明の気相成長方法は、押圧ガス導入部の原料ガ
ス流路上流側部分から供給される少なくとも一部の押圧
ガスを、原料ガス流路の下流側方向へ向かって斜め下方
向または水平方向に供給して気相成長させる気相成長方
法である。
【0012】本発明の気相成長装置及び気相成長方法に
おいては、基板の種類、大きさ、数量、あるいは原料ガ
スの種類、流量等には特に限定されることはない。しか
し、基板については、特に4inch以上の大型基板の
気相成長あるいは6枚の基板の同時気相成長等を行なう
場合に、基板上の広範囲にわたって熱対流によるガスの
乱れ及び原料ガスの拡散を軽減できる点で本発明の効果
を充分に発揮させることができる。尚、基板の種類とし
ては、サファイヤ、SiC、バルクガリウムナイトライ
ド等を例示することができる。
おいては、基板の種類、大きさ、数量、あるいは原料ガ
スの種類、流量等には特に限定されることはない。しか
し、基板については、特に4inch以上の大型基板の
気相成長あるいは6枚の基板の同時気相成長等を行なう
場合に、基板上の広範囲にわたって熱対流によるガスの
乱れ及び原料ガスの拡散を軽減できる点で本発明の効果
を充分に発揮させることができる。尚、基板の種類とし
ては、サファイヤ、SiC、バルクガリウムナイトライ
ド等を例示することができる。
【0013】また、原料ガスの種類については、特に基
板の加熱温度を1000℃以上とする必要がある気相成
長を行なう場合に、基板上の急激な熱対流によるガスの
乱れ及び原料ガスの拡散を軽減できる点で本発明の効果
を充分に発揮させることができる。このような原料を使
用する気相成長としては、トリメチルガリウム、トリエ
チルガリウム、トリメチルインジウム、トリエチルイン
ジウム、トリメチルアルミニウム、またはトリエチルア
ルミニウムをIII族金属源とし、アンモニア、モノメチ
ルヒドラジン、ジメチルヒドラジン、tert-ブチル
ヒドラジン、またはトリメチルアミンを窒素源とする窒
化ガリウム系化合物半導体の気相成長を例示することが
できる。
板の加熱温度を1000℃以上とする必要がある気相成
長を行なう場合に、基板上の急激な熱対流によるガスの
乱れ及び原料ガスの拡散を軽減できる点で本発明の効果
を充分に発揮させることができる。このような原料を使
用する気相成長としては、トリメチルガリウム、トリエ
チルガリウム、トリメチルインジウム、トリエチルイン
ジウム、トリメチルアルミニウム、またはトリエチルア
ルミニウムをIII族金属源とし、アンモニア、モノメチ
ルヒドラジン、ジメチルヒドラジン、tert-ブチル
ヒドラジン、またはトリメチルアミンを窒素源とする窒
化ガリウム系化合物半導体の気相成長を例示することが
できる。
【0014】以下、本発明の気相成長装置を、図1乃至
図3に基づいて詳細に説明するが、本発明がこれらによ
り限定されるものではない。図1は本発明の気相成長装
置の一例を示す垂直断面図である。本発明の気相成長装
置は図1のように、基板2、基板を保持し回転させるた
めのサセプタ3、基板を加熱するためのヒーター4、原
料ガスの反応管内への供給方向が基板に実質的に平行と
なるように配置された原料ガス導入部5、及び反応ガス
排出部6を有するとともに、基板と対向する反応管壁部
に押圧ガス導入部7を備えた横形反応管1からなり、押
圧ガス導入部7の原料ガス流路上流側部分の少なくとも
一部(9)が、原料ガス流路の下流側方向へ向かって斜
め下方向または水平方向に押圧ガスが供給されるように
設定された気相成長装置である。
図3に基づいて詳細に説明するが、本発明がこれらによ
り限定されるものではない。図1は本発明の気相成長装
置の一例を示す垂直断面図である。本発明の気相成長装
置は図1のように、基板2、基板を保持し回転させるた
めのサセプタ3、基板を加熱するためのヒーター4、原
料ガスの反応管内への供給方向が基板に実質的に平行と
なるように配置された原料ガス導入部5、及び反応ガス
排出部6を有するとともに、基板と対向する反応管壁部
に押圧ガス導入部7を備えた横形反応管1からなり、押
圧ガス導入部7の原料ガス流路上流側部分の少なくとも
一部(9)が、原料ガス流路の下流側方向へ向かって斜
め下方向または水平方向に押圧ガスが供給されるように
設定された気相成長装置である。
【0015】本発明の気相成長装置において、押圧ガス
導入部7は、原料ガスを含むガスの流れがヒーターによ
る熱の影響を受ける位置に設定される。従って、押圧ガ
ス導入部7の設置位置は、原料ガスを含むガスの流量、
ヒーターの位置、気相成長温度、横形反応管の大きさ、
形状等により一概に限定することはできないが、通常は
押圧ガス導入部の中心が、サセプタの中心に対応する位
置12の近辺となるように設けられる。また、押圧ガス
導入部の表面(あるいは原料ガス流路方向における断
面)は、通常は円形または楕円形であり、その面積はサ
セプタの原料ガス流路方向における断面積の0.5〜5
倍程度である。
導入部7は、原料ガスを含むガスの流れがヒーターによ
る熱の影響を受ける位置に設定される。従って、押圧ガ
ス導入部7の設置位置は、原料ガスを含むガスの流量、
ヒーターの位置、気相成長温度、横形反応管の大きさ、
形状等により一概に限定することはできないが、通常は
押圧ガス導入部の中心が、サセプタの中心に対応する位
置12の近辺となるように設けられる。また、押圧ガス
導入部の表面(あるいは原料ガス流路方向における断
面)は、通常は円形または楕円形であり、その面積はサ
セプタの原料ガス流路方向における断面積の0.5〜5
倍程度である。
【0016】本発明のような横形反応管を用いて半導体
膜の気相成長を行なう際は、押圧ガス導入部から反応管
内に押圧ガスを供給することが好ましいが、押圧ガスの
流量が少ない場合は、基板付近の熱対流による原料ガス
の拡散を防止する効果が少なくなり、押圧ガスの流量が
多い場合は、基板上の半導体膜の気相成長に悪影響を与
える虞があった。しかし、本発明においては、原料ガス
流路上流側部分の押圧ガスを原料ガス流路の下流側方向
へ向かって斜め下方向または水平方向に供給するので、
前記のような虞が解消され、基板上に均一で結晶性が良
好な半導体膜を効率よく気相成長させることができる。
膜の気相成長を行なう際は、押圧ガス導入部から反応管
内に押圧ガスを供給することが好ましいが、押圧ガスの
流量が少ない場合は、基板付近の熱対流による原料ガス
の拡散を防止する効果が少なくなり、押圧ガスの流量が
多い場合は、基板上の半導体膜の気相成長に悪影響を与
える虞があった。しかし、本発明においては、原料ガス
流路上流側部分の押圧ガスを原料ガス流路の下流側方向
へ向かって斜め下方向または水平方向に供給するので、
前記のような虞が解消され、基板上に均一で結晶性が良
好な半導体膜を効率よく気相成長させることができる。
【0017】図2は、本発明の気相成長装置において、
押圧ガスを原料ガス流路の下流側方向へ向かって斜め下
方向または水平方向に供給するように設定された押圧ガ
ス導入部9の構成例を示す断面図である。本発明におい
ては、押圧ガスを斜め下方向または水平方向に供給する
ために用いられる器具、押圧ガス導入部のガス吹出し口
の構造等について特に制限されることはないが、例えば
図2(A)(B)に示すようにガス吹出し口に器具13
を装着したり、図2(C)に示すようなガス吹出し口の
構造とされる。尚、押圧ガス導入部9においては、ガス
吹出し口は全て押圧ガスを斜め下方向または水平方向に
供給する構成とする必要はなく、例えば図2(D)に示
すように押圧ガスを基板に向かって下方向に供給するガ
ス吹出し口と併せて設定することもできる。
押圧ガスを原料ガス流路の下流側方向へ向かって斜め下
方向または水平方向に供給するように設定された押圧ガ
ス導入部9の構成例を示す断面図である。本発明におい
ては、押圧ガスを斜め下方向または水平方向に供給する
ために用いられる器具、押圧ガス導入部のガス吹出し口
の構造等について特に制限されることはないが、例えば
図2(A)(B)に示すようにガス吹出し口に器具13
を装着したり、図2(C)に示すようなガス吹出し口の
構造とされる。尚、押圧ガス導入部9においては、ガス
吹出し口は全て押圧ガスを斜め下方向または水平方向に
供給する構成とする必要はなく、例えば図2(D)に示
すように押圧ガスを基板に向かって下方向に供給するガ
ス吹出し口と併せて設定することもできる。
【0018】図3は、本発明の気相成長装置の押圧ガス
導入部において、押圧ガスを斜め下方向または水平方向
に供給するガス吹出し口が設けられる部分の例を示す図
である。(図3において原料ガスの流通方向は左から右
方向である。)本発明の気相成長装置において、前述の
ように設定されたガス吹出し口の設定部分は、図3
(A)に示すように押圧ガス導入部を上流側と下流側に
二等分した半円形うちの斜線部分のほか、例えば図3
(B)のように弓形、(C)のように扇形、(D)のよ
うに凸レンズ形、または(E)のように三日月形の形状
の斜線で示される部分とすることもできる。
導入部において、押圧ガスを斜め下方向または水平方向
に供給するガス吹出し口が設けられる部分の例を示す図
である。(図3において原料ガスの流通方向は左から右
方向である。)本発明の気相成長装置において、前述の
ように設定されたガス吹出し口の設定部分は、図3
(A)に示すように押圧ガス導入部を上流側と下流側に
二等分した半円形うちの斜線部分のほか、例えば図3
(B)のように弓形、(C)のように扇形、(D)のよ
うに凸レンズ形、または(E)のように三日月形の形状
の斜線で示される部分とすることもできる。
【0019】また、図3(F)のように、押圧ガスの供
給方向を上流側から下流側に向かって水平方向から垂直
方向に段階的に変えた分布や連続的に変えた分布とする
こともできる。さらに、押圧ガスを斜め下方向または水
平方向に供給するガス吹出し口の割合を、段階的に変え
た分布や連続的に変えた分布とすることもできる。この
ように設定することにより、原料ガス流路の上流側から
下流側へ向かって、押圧ガスの供給方向を、水平方向か
ら下方向に滑らかに変更させることが可能である。
給方向を上流側から下流側に向かって水平方向から垂直
方向に段階的に変えた分布や連続的に変えた分布とする
こともできる。さらに、押圧ガスを斜め下方向または水
平方向に供給するガス吹出し口の割合を、段階的に変え
た分布や連続的に変えた分布とすることもできる。この
ように設定することにより、原料ガス流路の上流側から
下流側へ向かって、押圧ガスの供給方向を、水平方向か
ら下方向に滑らかに変更させることが可能である。
【0020】尚、本発明の気相成長装置においては、通
常は図1に示すように、押圧ガスを斜め下方向または水
平方向に供給する押圧ガス導入部9は、押圧ガスを基板
に向かって下方向に供給する押圧ガス導入部8と隣接し
て設けられるが、これに限定されることがなく、例えば
押圧ガスを斜め下方向または水平方向に供給する押圧ガ
ス導入部9を押圧ガスを基板に向かって下方向に供給す
る押圧ガス導入部8と分離して、1〜5cm原料ガス流
路の上流側に設けることもできる。
常は図1に示すように、押圧ガスを斜め下方向または水
平方向に供給する押圧ガス導入部9は、押圧ガスを基板
に向かって下方向に供給する押圧ガス導入部8と隣接し
て設けられるが、これに限定されることがなく、例えば
押圧ガスを斜め下方向または水平方向に供給する押圧ガ
ス導入部9を押圧ガスを基板に向かって下方向に供給す
る押圧ガス導入部8と分離して、1〜5cm原料ガス流
路の上流側に設けることもできる。
【0021】また、本発明の気相成長装置における押圧
ガス導入部の構成材料としては、特に制限されることは
ないが、通常は原料ガスの分解生成物または反応生成物
が析出しにくい石英製の微多孔板が使用される。微多孔
の孔径は特に制限されることはないが、目が粗い場合に
は微多孔部からのガスの流出が均一に行われない虞があ
り、一方細かすぎる場合には圧力損失が大となり所望の
ガス流量が得られないことから、通常は0.1〜3mm
程度の範囲内であり、好ましくは0.3〜2mm程度の
範囲内である。
ガス導入部の構成材料としては、特に制限されることは
ないが、通常は原料ガスの分解生成物または反応生成物
が析出しにくい石英製の微多孔板が使用される。微多孔
の孔径は特に制限されることはないが、目が粗い場合に
は微多孔部からのガスの流出が均一に行われない虞があ
り、一方細かすぎる場合には圧力損失が大となり所望の
ガス流量が得られないことから、通常は0.1〜3mm
程度の範囲内であり、好ましくは0.3〜2mm程度の
範囲内である。
【0022】本発明における押圧ガス導入部の構成は、
原料ガス導入部のガス供給口が一つである構成の気相成
長装置、あるいは原料ガス導入部のガス流路が、仕切板
またはノズルにより上下方向に区切られた構成である気
相成長装置のいずれにも適用することができる。仕切板
またはノズルにより上下方向に区切られた構成の例とし
ては、原料ガス導入部の上部ガス流路が、トリメチルガ
リウム、トリエチルガリウム、トリメチルインジウム、
トリエチルインジウム、トリメチルアルミニウム、また
はトリエチルアルミニウムを含むガスを供給するための
流路で、下部ガス流路が、アンモニア、モノメチルヒド
ラジン、ジメチルヒドラジン、tert-ブチルヒドラ
ジン、またはトリメチルアミンを供給するための流路で
ある気相成長装置を挙げることができる。
原料ガス導入部のガス供給口が一つである構成の気相成
長装置、あるいは原料ガス導入部のガス流路が、仕切板
またはノズルにより上下方向に区切られた構成である気
相成長装置のいずれにも適用することができる。仕切板
またはノズルにより上下方向に区切られた構成の例とし
ては、原料ガス導入部の上部ガス流路が、トリメチルガ
リウム、トリエチルガリウム、トリメチルインジウム、
トリエチルインジウム、トリメチルアルミニウム、また
はトリエチルアルミニウムを含むガスを供給するための
流路で、下部ガス流路が、アンモニア、モノメチルヒド
ラジン、ジメチルヒドラジン、tert-ブチルヒドラ
ジン、またはトリメチルアミンを供給するための流路で
ある気相成長装置を挙げることができる。
【0023】次に、本発明の気相成長方法について詳細
に説明する。本発明の気相成長方法は、前述の本発明の
気相成長装置を用いて、基板に実質的に平行な方向から
原料を含むガスを供給するとともに、基板と対向する反
応管壁部に備えた押圧ガス導入部から押圧ガスを供給し
て、基板に半導体膜を気相成長させる方法であり、押圧
ガス導入部の原料ガス流路上流側部分から供給される少
なくとも一部の押圧ガスを、原料ガス流路の下流側方向
へ向かって斜め下方向または水平方向に供給して気相成
長させる気相成長方法である。
に説明する。本発明の気相成長方法は、前述の本発明の
気相成長装置を用いて、基板に実質的に平行な方向から
原料を含むガスを供給するとともに、基板と対向する反
応管壁部に備えた押圧ガス導入部から押圧ガスを供給し
て、基板に半導体膜を気相成長させる方法であり、押圧
ガス導入部の原料ガス流路上流側部分から供給される少
なくとも一部の押圧ガスを、原料ガス流路の下流側方向
へ向かって斜め下方向または水平方向に供給して気相成
長させる気相成長方法である。
【0024】本発明の気相成長方法において、押圧ガス
導入部から供給される押圧ガスの流量は、基板付近の熱
対流による原料ガスの拡散を抑制することができるとと
もに、基板上の半導体膜の気相成長に悪影響を与えない
ように制御されるが、好ましくは原料ガス導入部から供
給された原料ガスを含むガスの方向が変更されることな
く基板上を通過するように制御される。従って、押圧ガ
スの供給方向及び流量は、ヒーターの位置、気相成長温
度、横形反応管の大きさ、形状等により一概に限定する
ことはできないが、通常、押圧ガスの原料ガス流路上流
側部分の平均供給方向は、原料ガス流路方向に対して1
5〜75度であり、押圧ガス流量は基板面の面積に等し
い大きさ当たりの平均流量として、原料を含むガスの流
量の1/30〜1/3、好ましくは1/10〜1/4程
度である。ここで基板面とは、気相成長操作中に基板の
端面が描く最外側の軌跡に囲まれた面積を意味するもの
である。尚、本発明の気相成長方法で使用される押圧ガ
スとしては、気相成長反応に影響がないものであれば特
に制限されることがなく、ヘリウム、アルゴン等の不活
性ガスのほか、水素、窒素等も使用し得る。
導入部から供給される押圧ガスの流量は、基板付近の熱
対流による原料ガスの拡散を抑制することができるとと
もに、基板上の半導体膜の気相成長に悪影響を与えない
ように制御されるが、好ましくは原料ガス導入部から供
給された原料ガスを含むガスの方向が変更されることな
く基板上を通過するように制御される。従って、押圧ガ
スの供給方向及び流量は、ヒーターの位置、気相成長温
度、横形反応管の大きさ、形状等により一概に限定する
ことはできないが、通常、押圧ガスの原料ガス流路上流
側部分の平均供給方向は、原料ガス流路方向に対して1
5〜75度であり、押圧ガス流量は基板面の面積に等し
い大きさ当たりの平均流量として、原料を含むガスの流
量の1/30〜1/3、好ましくは1/10〜1/4程
度である。ここで基板面とは、気相成長操作中に基板の
端面が描く最外側の軌跡に囲まれた面積を意味するもの
である。尚、本発明の気相成長方法で使用される押圧ガ
スとしては、気相成長反応に影響がないものであれば特
に制限されることがなく、ヘリウム、アルゴン等の不活
性ガスのほか、水素、窒素等も使用し得る。
【0025】本発明の気相成長方法により気相成長を行
なう際は、基板上に均一な半導体膜を効率よく気相成長
させるために、基板を自転及び/または公転させること
が好ましい。また、本発明の気相成長方法は、基板の最
高加熱温度が600℃程度の比較的低い温度の気相成長
から1000℃以上の比較的高い温度の気相成長まで幅
広く適用することができる。本発明の気相成長方法にお
ける横形反応管内の圧力は、常圧のほか、減圧乃至0.
1MPa/cm2Gのような加圧下とすることも可能で
ある。
なう際は、基板上に均一な半導体膜を効率よく気相成長
させるために、基板を自転及び/または公転させること
が好ましい。また、本発明の気相成長方法は、基板の最
高加熱温度が600℃程度の比較的低い温度の気相成長
から1000℃以上の比較的高い温度の気相成長まで幅
広く適用することができる。本発明の気相成長方法にお
ける横形反応管内の圧力は、常圧のほか、減圧乃至0.
1MPa/cm2Gのような加圧下とすることも可能で
ある。
【0026】本発明において原料ガスとは、結晶成長の
際に、結晶構成元素として結晶中に取り込まれる元素の
供給源となるガスを意味するものである。このような気
相成長用の原料ガスとしては、目的とする半導体膜によ
って異なり、例えばアルシン、ホスフィン、シラン等の
金属水素化物、トリメチルガリウム、トリメチルインジ
ウム、トリメチルアルミニウム等の有機金属化合物、ア
ンモニア、ヒドラジン、アルキルアミン等が用いられ
る。また、原料ガスを含むガスとしては、上記原料ガス
が水素、ヘリウム、アルゴン、窒素などのガスによって
希釈されて供給されるガスを用いることができる。
際に、結晶構成元素として結晶中に取り込まれる元素の
供給源となるガスを意味するものである。このような気
相成長用の原料ガスとしては、目的とする半導体膜によ
って異なり、例えばアルシン、ホスフィン、シラン等の
金属水素化物、トリメチルガリウム、トリメチルインジ
ウム、トリメチルアルミニウム等の有機金属化合物、ア
ンモニア、ヒドラジン、アルキルアミン等が用いられ
る。また、原料ガスを含むガスとしては、上記原料ガス
が水素、ヘリウム、アルゴン、窒素などのガスによって
希釈されて供給されるガスを用いることができる。
【0027】
【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明がこれらにより限定されるものではない。
るが、本発明がこれらにより限定されるものではない。
【0028】実施例1 (気相成長装置の製作)図1に示す気相成長装置と同様
の構成であって、石英製の横形反応管(内寸法で、幅2
80mm(押圧ガス導入部)、高さ20mm、長さ15
00mm)からなる気相成長装置を製作した。サセプタ
及びヒーターは、外径260mmの円形状で、直径2イ
ンチの基板1枚をサセプタの中心部、5枚をサセプタの
周辺部に等間隔でセットして、6枚を同時に処理できる
ものとした。
の構成であって、石英製の横形反応管(内寸法で、幅2
80mm(押圧ガス導入部)、高さ20mm、長さ15
00mm)からなる気相成長装置を製作した。サセプタ
及びヒーターは、外径260mmの円形状で、直径2イ
ンチの基板1枚をサセプタの中心部、5枚をサセプタの
周辺部に等間隔でセットして、6枚を同時に処理できる
ものとした。
【0029】また、表面が円形の押圧ガス導入部とし
て、図2(B)に示すような弓形部分が押圧ガスを水平
方向に供給するように構成された石英ガラス焼結体から
なるもの(弓形部分の面積は押圧ガス導入部全体の1/
10)を製作した。尚、押圧ガス導入部の単位面積当り
の押圧ガス供給量は、いずれの個所においても均等にな
るように設定した。また、押圧ガス導入部の微多孔部の
面積は、基板面の面積の2倍であった。
て、図2(B)に示すような弓形部分が押圧ガスを水平
方向に供給するように構成された石英ガラス焼結体から
なるもの(弓形部分の面積は押圧ガス導入部全体の1/
10)を製作した。尚、押圧ガス導入部の単位面積当り
の押圧ガス供給量は、いずれの個所においても均等にな
るように設定した。また、押圧ガス導入部の微多孔部の
面積は、基板面の面積の2倍であった。
【0030】(気相成長実験)この装置を用いて、以下
のように直径2インチのサファイヤ基板上にGaNの結
晶成長を行なった。サファイヤ基板をサセプタ上にセッ
トし、反応管内を水素ガスで置換した後、原料ガス導入
部の上部ガス流路から水素65L/minを供給すると
ともに、押圧ガス導入部の微多孔部を介して水素ガス2
0L/minを供給しながら基板を1150℃に加熱
し、基板の熱処理を10分間行なった。
のように直径2インチのサファイヤ基板上にGaNの結
晶成長を行なった。サファイヤ基板をサセプタ上にセッ
トし、反応管内を水素ガスで置換した後、原料ガス導入
部の上部ガス流路から水素65L/minを供給すると
ともに、押圧ガス導入部の微多孔部を介して水素ガス2
0L/minを供給しながら基板を1150℃に加熱
し、基板の熱処理を10分間行なった。
【0031】次に、基板の反応温度を500℃に下げ安
定するまで放置した。続いてガス導入部の下部ガス流路
からはアンモニアと水素の混合ガス(アンモニア40L
/min、水素10L/min)を供給し、上部ガス流
路からはトリメチルガリウムを含む水素ガス(トリメチ
ルガリウム240μmol/min、水素50L/mi
n)を供給した。また、同時に押圧ガス導入部を介して
窒素ガス50L/minを供給し、GaNの低温気相成
長を5分間行なった。
定するまで放置した。続いてガス導入部の下部ガス流路
からはアンモニアと水素の混合ガス(アンモニア40L
/min、水素10L/min)を供給し、上部ガス流
路からはトリメチルガリウムを含む水素ガス(トリメチ
ルガリウム240μmol/min、水素50L/mi
n)を供給した。また、同時に押圧ガス導入部を介して
窒素ガス50L/minを供給し、GaNの低温気相成
長を5分間行なった。
【0032】低温成長層形成後、トリメチルガリウムの
供給を停止し温度を1100℃まで上げて安定するまで
放置した。次に上部ガス流路から再度トリメチルガリウ
ムを含む水素ガス(トリメチルガリウム240μmol
/min、水素50L/min)を供給するとともに、
引続き微多孔部を介して窒素ガス50L/minを供給
し、GaNの気相成長を60分間行なった。この間、サ
セプタを毎分12回転させるとともに基板も毎分36回
転させた。このようにして、気相成長を5回繰り返し
た。
供給を停止し温度を1100℃まで上げて安定するまで
放置した。次に上部ガス流路から再度トリメチルガリウ
ムを含む水素ガス(トリメチルガリウム240μmol
/min、水素50L/min)を供給するとともに、
引続き微多孔部を介して窒素ガス50L/minを供給
し、GaNの気相成長を60分間行なった。この間、サ
セプタを毎分12回転させるとともに基板も毎分36回
転させた。このようにして、気相成長を5回繰り返し
た。
【0033】(GaN膜の評価等)気相成長終了後、基
板と対向する反応管壁に固形物の付着があるか否か調査
した。その結果、固形物の付着は認められなかった。ま
た、基板を取り出しGaNの膜厚分布を測定して均一性
を評価した。気相成長中基板は自転しているので、膜厚
分布は基板の中心から端に向かう分布を測定した。サセ
プタの中心部に設置した1枚の基板及び周辺部に設置し
た5枚の基板について膜厚及びその変動幅((最大値−
最小値)/平均値)を測定した結果を表1に示す。さら
に、成長した膜の結晶品質及び電気的特性を評価するた
めに、6枚の基板についてX線回析((002)面の半
値幅)及びホール測定(移動度)を行なった結果を表1
に示す。尚、周辺部の基板の数値は5枚の平均値であ
り、実施例2以降もこれと同様である。
板と対向する反応管壁に固形物の付着があるか否か調査
した。その結果、固形物の付着は認められなかった。ま
た、基板を取り出しGaNの膜厚分布を測定して均一性
を評価した。気相成長中基板は自転しているので、膜厚
分布は基板の中心から端に向かう分布を測定した。サセ
プタの中心部に設置した1枚の基板及び周辺部に設置し
た5枚の基板について膜厚及びその変動幅((最大値−
最小値)/平均値)を測定した結果を表1に示す。さら
に、成長した膜の結晶品質及び電気的特性を評価するた
めに、6枚の基板についてX線回析((002)面の半
値幅)及びホール測定(移動度)を行なった結果を表1
に示す。尚、周辺部の基板の数値は5枚の平均値であ
り、実施例2以降もこれと同様である。
【0034】実施例2 実施例1の気相成長装置における押圧ガス導入部を、図
2(D)に示すような凸レンズ形部分が押圧ガスを水平
方向に供給するように構成された石英ガラス焼結体から
なるもの(凸レンズ形部分は、押圧ガス導入部の円周の
外側に中心を持つ押圧ガス導入部と同じ大きさの円の軌
跡と、押圧ガス導入部の円周で囲まれた形状、凸レンズ
形部分の面積は押圧ガス導入部全体の1/10)に替え
たほかは実施例1と同様な気相成長装置を製作した。こ
の気相成長装置を使用したほかは実施例1と同様にして
気相成長実験及びGaN膜の評価等を行なった。その結
果を表1に示す。
2(D)に示すような凸レンズ形部分が押圧ガスを水平
方向に供給するように構成された石英ガラス焼結体から
なるもの(凸レンズ形部分は、押圧ガス導入部の円周の
外側に中心を持つ押圧ガス導入部と同じ大きさの円の軌
跡と、押圧ガス導入部の円周で囲まれた形状、凸レンズ
形部分の面積は押圧ガス導入部全体の1/10)に替え
たほかは実施例1と同様な気相成長装置を製作した。こ
の気相成長装置を使用したほかは実施例1と同様にして
気相成長実験及びGaN膜の評価等を行なった。その結
果を表1に示す。
【0035】実施例3 実施例1の気相成長装置における押圧ガス導入部を、弓
形部分の面積が2倍であるとともに、押圧ガスを水平方
向に対して45度に供給するように構成された石英ガラ
ス焼結体からなるものに替えたほかは実施例1と同様な
気相成長装置を製作した。この気相成長装置を使用した
ほかは実施例1と同様にして気相成長実験及びGaN膜
の評価等を行なった。その結果を表1に示す。
形部分の面積が2倍であるとともに、押圧ガスを水平方
向に対して45度に供給するように構成された石英ガラ
ス焼結体からなるものに替えたほかは実施例1と同様な
気相成長装置を製作した。この気相成長装置を使用した
ほかは実施例1と同様にして気相成長実験及びGaN膜
の評価等を行なった。その結果を表1に示す。
【0036】実施例4 実施例1の気相成長装置における押圧ガス導入部を、図
2(F)に示すように押圧ガスの供給方向を上流側から
下流側に向かって水平方向から垂直方向に段階的に変え
て供給するように構成された石英ガラス焼結体からなる
もの(押圧ガスの供給方向は各々水平方向に対して60
度、30度、面積は各々押圧ガス導入部全体の1/1
0)に替えたほかは実施例1と同様な気相成長装置を製
作した。この気相成長装置を使用したほかは実施例1と
同様にして気相成長実験及びGaN膜の評価等を行なっ
た。その結果を表1に示す。
2(F)に示すように押圧ガスの供給方向を上流側から
下流側に向かって水平方向から垂直方向に段階的に変え
て供給するように構成された石英ガラス焼結体からなる
もの(押圧ガスの供給方向は各々水平方向に対して60
度、30度、面積は各々押圧ガス導入部全体の1/1
0)に替えたほかは実施例1と同様な気相成長装置を製
作した。この気相成長装置を使用したほかは実施例1と
同様にして気相成長実験及びGaN膜の評価等を行なっ
た。その結果を表1に示す。
【0037】比較例1 実施例1の気相成長装置における押圧ガス導入部を、全
体にわたり押圧ガスを基板に向かって下方向に供給する
ように構成された石英ガラス焼結体からなるものに替え
たほかは実施例1と同様な気相成長装置を製作した。こ
の気相成長装置を使用したほかは実施例1と同様にして
気相成長実験及びGaN膜の評価等を行なった。その結
果を表1に示す。
体にわたり押圧ガスを基板に向かって下方向に供給する
ように構成された石英ガラス焼結体からなるものに替え
たほかは実施例1と同様な気相成長装置を製作した。こ
の気相成長装置を使用したほかは実施例1と同様にして
気相成長実験及びGaN膜の評価等を行なった。その結
果を表1に示す。
【0038】
【表1】
【0039】以上の結果から、本発明の気相成長装置及
び気相成長方法により、1000℃以上の温度を必要と
するGaNの気相成長において、サセプタの中心部また
は周辺部による位置に影響されることなく、均一で優れ
た電気的特性を有するGaN膜が得られていることが認
められた。
び気相成長方法により、1000℃以上の温度を必要と
するGaNの気相成長において、サセプタの中心部また
は周辺部による位置に影響されることなく、均一で優れ
た電気的特性を有するGaN膜が得られていることが認
められた。
【0040】
【発明の効果】本発明の気相成長装置及び気相成長方法
により、横形反応管を用いる気相成長において、大型の
基板の気相成長あるいは複数枚の基板の同時気相成長を
行なう場合であっても、高温度で気相成長を行なう場合
であっても、基板上に均一で結晶性が良好な半導体膜を
効率よく気相成長させることが可能となった。
により、横形反応管を用いる気相成長において、大型の
基板の気相成長あるいは複数枚の基板の同時気相成長を
行なう場合であっても、高温度で気相成長を行なう場合
であっても、基板上に均一で結晶性が良好な半導体膜を
効率よく気相成長させることが可能となった。
【図1】本発明の気相成長装置の一例を示す垂直断面図
【図2】押圧ガスを斜め下方向または水平方向に供給す
る押圧ガス導入部の構成例を示す垂直断面図
る押圧ガス導入部の構成例を示す垂直断面図
【図3】押圧ガスを斜め下方向または水平方向に供給す
る押圧ガス導入部と押圧ガスを基板に向かって下方向に
供給する押圧ガス導入部の分布例を示す水平面図
る押圧ガス導入部と押圧ガスを基板に向かって下方向に
供給する押圧ガス導入部の分布例を示す水平面図
1 横形反応管 2 基板 3 サセプタ 4 ヒーター 5 原料ガス導入部 6 反応ガス排出部 7 押圧ガス導入部 8 押圧ガスを基板に向かって下方向に供給する押圧ガ
ス導入部 9 押圧ガスを斜め下方向または水平方向に供給する押
圧ガス導入部 9a 押圧ガスを水平に近い方向に供給する押圧ガス導
入部 9b 押圧ガスを斜め下方向に供給する押圧ガス導入部 10 押圧ガス供給管 11 仕切板 12 サセプタの中心に対応する位置 13 押圧ガスを斜め下方向または水平方向に供給する
ための器具 14 押圧ガス吹出し口
ス導入部 9 押圧ガスを斜め下方向または水平方向に供給する押
圧ガス導入部 9a 押圧ガスを水平に近い方向に供給する押圧ガス導
入部 9b 押圧ガスを斜め下方向に供給する押圧ガス導入部 10 押圧ガス供給管 11 仕切板 12 サセプタの中心に対応する位置 13 押圧ガスを斜め下方向または水平方向に供給する
ための器具 14 押圧ガス吹出し口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 勇次 神奈川県平塚市田村5181番地 日本パイオ ニクス株式会社平塚工場内 (72)発明者 ワンホンシン 徳島県徳島市南常三島町2番1号 徳島大 学工学部内 (72)発明者 小宮 由直 神奈川県平塚市田村5181番地 日本パイオ ニクス株式会社平塚工場内 (72)発明者 呉羽 れいじ 神奈川県平塚市田村5181番地 日本パイオ ニクス株式会社平塚工場内 (72)発明者 石濱 義康 神奈川県平塚市田村5181番地 日本パイオ ニクス株式会社平塚研究所内 (72)発明者 網島 豊 神奈川県平塚市田村5181番地 日本パイオ ニクス株式会社平塚研究所内 (72)発明者 鈴木 善己 神奈川県平塚市田村5181番地 日本パイオ ニクス株式会社平塚工場内 (72)発明者 佐々木 幸次 徳島県徳島市南常三島町2番1号 徳島大 学工学部内 Fターム(参考) 4K030 AA09 AA11 AA13 BA08 BA38 CA05 CA11 EA05 EA06 FA10 GA02 JA10 KA09 5F041 AA40 CA40 CA46 CA65 5F045 AA04 AB14 AC08 AC09 AC12 BB02 BB03 CA10 CA12 DP04 DQ06 EB02 EF01 EF13 EM02 5F073 CA02 CB02 CB05 DA05
Claims (10)
- 【請求項1】 基板を載せるためのサセプタ、該基板を
加熱するためのヒーター、原料ガスの反応管内への供給
方向が該基板に実質的に平行となるように配置された原
料ガス導入部、及び反応ガス排出部を有するとともに、
該基板と対向する反応管壁部に押圧ガス導入部を備えた
横形反応管からなる半導体膜の気相成長装置であって、
該押圧ガス導入部の原料ガス流路上流側部分の少なくと
も一部が、押圧ガスを原料ガス流路の下流側方向へ向か
って斜め下方向または水平方向に供給する構成であるこ
とを特徴とする気相成長装置。 - 【請求項2】 押圧ガス導入部の表面が、円形または楕
円形の形状で形成される請求項1に記載の気相成長装
置。 - 【請求項3】 押圧ガスを原料ガス流路の下流側方向へ
向かって斜め下方向または水平方向に供給する押圧ガス
導入部の上流側部分が、半円形、弓形、扇形、凸レンズ
形、または三日月形の形状で形成される部分である請求
項1に記載の気相成長装置。 - 【請求項4】 サセプタが複数枚の基板を載せる構成で
ある請求項1に記載の気相成長装置。 - 【請求項5】 サセプタが4inch以上の大型基板を
載せる構成である請求項1に記載の気相成長装置。 - 【請求項6】 原料ガス導入部のガス流路が、仕切板ま
たはノズルにより上下方向に区切られた構成である請求
項1に記載の気相成長装置。 - 【請求項7】 原料ガス導入部の上部ガス流路が、トリ
メチルガリウム、トリエチルガリウム、トリメチルイン
ジウム、トリエチルインジウム、トリメチルアルミニウ
ム、またはトリエチルアルミニウムを含むガスを供給す
るための流路で、下部ガス流路が、アンモニア、モノメ
チルヒドラジン、ジメチルヒドラジン、tert-ブチ
ルヒドラジン、またはトリメチルアミンを供給するため
の流路である請求項1に記載の気相成長装置。 - 【請求項8】 基板を横形反応管内のサセプタに載せ、
該基板をヒーターで加熱し、該基板に実質的に平行な方
向から原料を含むガスを供給するとともに、該基板と対
向する反応管壁部に備えた押圧ガス導入部から押圧ガス
を供給して、該基板に半導体膜を気相成長させる方法で
あって、該押圧ガス導入部の原料ガス流路上流側部分か
ら供給される少なくとも一部の押圧ガスを、原料ガス流
路の下流側方向へ向かって斜め下方向または水平方向に
供給して気相成長させることを特徴とする気相成長方
法。 - 【請求項9】 基板の最高加熱温度が1000℃以上で
ある請求項8に記載の気相成長方法。 - 【請求項10】 気相成長が、トリメチルガリウム、ト
リエチルガリウム、トリメチルインジウム、トリエチル
インジウム、トリメチルアルミニウム、またはトリエチ
ルアルミニウムをIII族金属源とし、アンモニア、モノ
メチルヒドラジン、ジメチルヒドラジン、tert-ブ
チルヒドラジン、またはトリメチルアミンを窒素源とす
る窒化ガリウム系化合物半導体の気相成長である請求項
8に記載の気相成長方法。
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