(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイドライド気相成長において、III族塩化物ガスの供給を迅速にＯＮ／ＯＦＦ制御可能な窒化物半導体の製造装置および窒化物半導体の製造方法を提供する。【解決手段】III族原料とＨＣｌガスが反応して生成されるIII族塩化物ガスを導入するIII族塩化物ガス導入管７，３３に、真空を利用して弁体２２が作動し、基板へのIII族塩化物ガスの供給のＯＮ／ＯＦＦが切り替わる石英製の弁２０が設けられる。真空管路２６が真空に引かれていないときには、弁体２２は自重で下降し、反応室３へのＧａＣｌガスの供給が遮断される（ａ）。一方、真空管路２６が真空に引かれたときには、弁体２２は真空管路２６に接続された管３２側に吸引されて上昇し、管３１と管３３とが連通接続されて、ＧａＣｌガス導入管７側から管３３を通って反応室３へとＧａＣｌガスの供給が行われるようになる（ｂ）。【選択図】図２
2010285298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイドライド気相成長を用いて窒化物半導体を基板上に成長させる窒化物半導体の製造装置において、
III族原料とＨＣｌガスが反応して生成されるIII族塩化物ガスを導入するIII族塩化物
ガス導入管に、真空を利用して弁体が作動し、前記基板へのIII族塩化物ガスの供給のＯ
Ｎ・ＯＦＦが切り替わる石英製の弁が設けられていることを特徴とする窒化物半導体の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載の窒化物半導体の製造装置において、真空を利用して作動される前記弁は、真空に引かないときは前記弁体が下降して前記III族塩化物ガスの供給が停止し、真
空に引いたときは真空により前記弁体が上昇して前記III族塩化物ガスの供給が行われる
ことを特徴とする窒化物半導体の製造装置。
【請求項３】
ハイドライド気相成長を用いて窒化物半導体を基板上に成長させる窒化物半導体の製造装置において、
III族原料とＨＣｌガスが反応して生成されるIII族塩化物ガスが流れるIII族塩化物ガ
ス導入管に、供給ガスのガス圧によって弁体が作動し、前記基板へのIII族塩化物ガスの
供給のＯＮ・ＯＦＦが切り替わる石英製の弁が設けられていることを特徴とする窒化物半導体の製造装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の窒化物半導体の製造装置において、III族原料を収容
するIII族原料収容部を有する前記III族塩化物ガス導入管に、排気ラインへと繋がるベントラインが設けられていることを特徴とする窒化物半導体の製造装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の窒化物半導体の製造装置において、III族原料とＨＣ
ｌガスとを反応させてIII族塩化物ガスを生成する反応生成部を含む原料室と、III族塩化物ガスとＶ族原料ガスとが反応して前記基板上に窒化物半導体が成長される反応室との２室を有し、前記弁は前記原料室にあり、且つ前記反応生成部よりも前記反応室側の前記III族塩化物ガス導入管に設置されていることを特徴とする窒化物半導体の製造装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の窒化物半導体の製造装置において、ＨＣｌガスと共に、希釈ガスとしてＨ２、Ｎ２がIII族原料へと供給されることを特徴とする窒化物半導体
の製造装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の窒化物半導体の製造装置において、III族原料には、
Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎのうち、少なくとも１つが用いられることを特徴とする窒化物半導体の製造装置。
【請求項８】
III族塩化物ガスとＶ族原料ガスとを供給して基板上に窒化物半導体を成長させる窒化
物半導体の製造方法において、
III族原料とＨＣｌガスが反応して生成されるIII族塩化物ガスが流れるIII族塩化物ガ
ス導入管に、真空又は供給ガスのガス圧を利用して作動する弁体を有する石英製の弁を設け、前記弁の作動により、前記基板へのIII族塩化物ガスの供給・停止を制御することを
特徴とする窒化物半導体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイドライド気相成長を用いた窒化物半導体の製造装置および窒化物半導体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体の製造には、ＨＶＰＥ（Hydride Vapor Phase Epitaxy：ハイドライド気
相成長）装置が多く用いられている。図４に従来のＨＶＰＥ装置の概略的な構成図を示す。図４のＨＶＰＥ装置はＧａＮ成長用の装置の一例である。
図４に示すように、ＨＶＰＥ装置は成長容器（筐体、石英管）１０１を備え、成長容器１０１内は、III族原料のＧａが設置される原料室１０２と、Ｖ族原料ガスのＮＨ３ガス
とIII族原料ガスのＧａＣｌガスとが混合し窒化物半導体であるＧａＮが成長する反応室
１０３との２室に分かれている。図４において、成長容器１０１内を左右に分ける鎖線Ｌの左側が原料室１０２であり、鎖線Ｌの右側が反応室１０３である。成長容器１０１の原料室１０２部分の外周と反応室１０３部分の外周には、それぞれヒータ１０４、ヒータ１０５が設けられている。
【０００３】
原料室１０２には、ＮＨ３ガスを反応室１０３へと供給するＮＨ３ガス導入管１０６と、ＧａＣｌガスを反応室１０３へと供給するＧａＣｌガス導入管１０７とが配置されている。ＧａＣｌガス導入管１０７の途中には、Ｇａ１０９を収容するＧａ溜１０８が設けられている。
ＮＨ３ガス導入管１０６には、水素ガスボンベ１１２、窒素ガスボンベ１１３及びＮＨ３ガスボンベ１１４が接続され、キャリアガスＮ２ガスおよびＨ２ガスと共にＮＨ３ガスがＮＨ３ガス導入管１０６に供給される。また、ＧａＣｌガス導入管１０７には、水素ガスボンベ１１２、窒素ガスボンベ１１３及びＨＣｌガスボンベ１１５が接続され、キャリアガスＮ２ガスおよびＨ２ガスと共にＨＣｌガスがＧａＣｌガス導入管１０７に供給される。ＧａＣｌガス導入管１０７に供給されたＨＣｌガスは、Ｇａ溜１０８のＧａ１０９と反応してＧａＣｌガスが生成される。
【０００４】
ＮＨ３ガス導入管１０６から反応室１０３にＮＨ３ガス、Ｎ２ガス及びＨ２ガスが導入され、ＧａＣｌガス導入管１０７から反応室１０３にＧａＣｌガス、ＨＣｌガス、Ｎ２ガス及びＨ２ガスが導入される。これら導入されたガスは、反応室１０３で合流して混合され、混合されたＮＨ３ガスとＧａＣｌガスは、サセプタ１１１に保持されたサファイア等からなる基板１１０上で反応してＧａＮが成長し、基板１１０上にＧａＮ膜が形成される。
【０００５】
ＨＶＰＥ装置は、ＨＣｌガスを供給し且つ高温で成長するという特徴から、ＭＯＶＰＥ（Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy：有機金属気相成長）やＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy：分子線エピタキシー）による半導体装置のように、反応室１０３の成長容器（
筐体）１０１の材料にステンレス鋼（ＳＵＳ）を用いることができない。原料室１０２、反応室１０３の成長容器１０１の材質は石英を用いることが一般的である。そして、原料室１０２、反応室１０３は石英管等の成長容器１０１でつながっていて、両室間にはバルブ等が設けられていないため、原料のＯＮ、ＯＦＦ制御が難しい装置である。
【０００６】
反応ガスを生成する反応ガス生成部（原料室）と反応部（反応室、反応炉）との間に、反応ガス生成部で生成したＧａＣｌ等の反応ガスを反応部に供給する反応ガス供給路（配管）を設けると共に、反応ガス生成部で生成したＧａＣｌ等の反応ガスを反応ガス供給路（配管）から排気する排気経路（配管）を設け、ＧａＣｌ等の反応ガスの流路を、反応ガ
ス供給路または排気経路に切り替える切り替え手段（バルブ）を備えたハイドライド気相成長を行う気相成長装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１の気相成長装置では、反応部（反応炉）へのＧａＣｌ等のIII族塩化物
ガスの供給・停止を、反応ガス供給路（配管）の切り替え手段であるバルブのＯＮ・ＯＦＦで制御し、ＧａＮ膜等のIII族窒化物半導体の膜質・膜圧の向上を企図している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３９２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、ＨＶＰＥ装置は、ＨＣｌガスを供給し且つ高温成長を行うことから、ステンレス鋼（ＳＵＳ）によって筐体（成長容器１０１）、導入管（ガス導入管１０６，１０７）等を作製することができない。ＨＣｌと酸素が反応してＳＵＳを腐食させる可能性が非常に高いためである。従って、筐体、導入管等は石英で作製されることが一般的である。まして、ＧａＣｌガス導入管１０７中に通常のバルブを設置することは無理である。上記特許文献１の気相成長装置は、反応ガス生成部で生成したＧａＣｌ等のIII族塩化
物ガス（反応ガス）の供給・停止の制御を反応ガス供給路（配管）に設けたバルブで行う構成となっているが、バルブ設置は困難であって、実現性がない。
【０００９】
このように、従来のＨＶＰＥ装置では、ＭＯＶＰＥやＭＢＥと言った半導体製造装置のようにバルブを設置してIII族塩化物ガスの供給・停止を迅速に行うことができなかった
。すなわち、従来のＨＶＰＥ装置はＧａＣｌガス等のIII族塩化物ガスをある時点で直ち
に供給したくても、ＨＣｌガスが石英ボート等のＧａ溜１０８内に満たされた後、Ｇａとの反応で生成されたＧａＣｌがＧａＣｌガス導入管１０７から反応室１０３へ供給されるので、大きな供給時間のタイムロスが発生する。更に、供給開始の直後には微量のＧａＣｌが供給され、ある一定時間が経過した後に、供給したい量のＧａＣｌガスが供給されるので、基板１１０上の初期成長が非常に不安定である。また、ＧａＣｌの供給を直ぐに停止したくても、石英ボート等のＧａ溜１０８内に残留したＨＣｌガスがすべてなくなるまではＧａＣｌは流れ続けるため、ＧａＮ薄膜等の膜厚コントロールが非常に難しいといった問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決し、III族塩化物ガスの供給を迅速にＯＮ／ＯＦＦ制御可
能な窒化物半導体の製造装置および窒化物半導体の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様は、ハイドライド気相成長を用いて窒化物半導体を基板上に成長させる窒化物半導体の製造装置において、III族原料とＨＣｌガスが反応して生成されるIII族塩化物ガスを導入するIII族塩化物ガス導入管に、真空を利用して弁体が作動し、前記
基板へのIII族塩化物ガスの供給のＯＮ・ＯＦＦが切り替わる石英製の弁が設けられてい
る窒化物半導体の製造装置である。
【００１２】
本発明の第２の態様は、第１の態様の窒化物半導体の製造装置において、真空を利用して作動される前記弁は、真空に引かないときは前記弁体が下降して前記III族塩化物ガス
の供給が停止し、真空に引いたときは真空により前記弁体が上昇して前記III族塩化物ガ
スの供給が行われる。
【００１３】
本発明の第３の態様は、ハイドライド気相成長を用いて窒化物半導体を基板上に成長させる窒化物半導体の製造装置において、III族原料とＨＣｌガスが反応して生成されるIII
族塩化物ガスが流れるIII族塩化物ガス導入管に、供給ガスのガス圧によって弁体が作動
し、前記基板へのIII族塩化物ガスの供給のＯＮ・ＯＦＦが切り替わる石英製の弁が設け
られている窒化物半導体の製造装置である。
【００１４】
本発明の第４の態様は、第１〜第３の態様のいずれかの窒化物半導体の製造装置において、III族原料を収容するIII族原料収容部を有する前記III族塩化物ガス導入管に、排気
ラインへと繋がるベントラインが設けられている。
【００１５】
本発明の第５の態様は、第１〜第４の態様のいずれかの窒化物半導体の製造装置において、III族原料とＨＣｌガスとを反応させてIII族塩化物ガスを生成する反応生成部を含む原料室と、III族塩化物ガスとＶ族原料ガスとが反応して前記基板上に窒化物半導体が成
長される反応室との２室を有し、前記弁は前記原料室にあり、且つ前記反応生成部よりも前記反応室側の前記III族塩化物ガス導入管に設置されている。
【００１６】
本発明の第６の態様は、第１〜第５の態様のいずれかの窒化物半導体の製造装置において、ＨＣｌガスと共に、希釈ガスとしてＨ２、Ｎ２がIII族原料へと供給される。
【００１７】
本発明の第７の態様は、第１〜第６の態様のいずれかの窒化物半導体の製造装置において、III族原料には、Ｇａ、Ａｌ、Ｉｎのうち、少なくとも１つが用いられる。
【００１８】
本発明の第８の態様は、III族塩化物ガスとＶ族原料ガスとを供給して基板上に窒化物
半導体を成長させる窒化物半導体の製造方法において、III族原料とＨＣｌガスが反応し
て生成されるIII族塩化物ガスが流れるIII族塩化物ガス導入管に、真空又は供給ガスのガス圧を利用して作動する弁体を有する石英製の弁を設け、前記弁の作動により、前記基板へのIII族塩化物ガスの供給・停止を制御する窒化物半導体の製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、III族塩化物ガスの供給を迅速にＯＮ／ＯＦＦ制御することができる
。この結果、窒化物半導体の薄膜成長が可能になる。また、窒化物半導体の成長には、通常、窒化物半導体とは格子定数の異なるサファイア基板やＳｉＣ基板等の異種基板が用いられるが、これら異種基板上に成長される窒化物半導体の初期核の形状や大きさを、コントロール若しくは再現性良く成長することが可能となり、窒化物半導体エピタキシャル層の貫通転位の低減、転位密度の低減ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る窒化物半導体の製造装置の一実施形態を示す概略的な構成図である。
【図２】図１に用いられた弁を拡大してその動作を説明する図である。
【図３】本発明の窒化物半導体の製造装置に用いられる、他の実施形態に係る弁の動作を説明する図である。
【図４】従来のＨＶＰＥ装置の概略的な構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明に係る窒化物半導体の製造装置および窒化物半導体の製造方法の実施形態を図面を用いて説明する。
【００２２】
図１に、本発明の一実施形態に係る窒化物半導体の製造装置の概略的な構成を示す。図１の窒化物半導体の製造装置は、ＧａＮを成長する製造装置である。
図１に示すように、窒化物半導体の製造装置は、石英製の成長容器１を備え、成長容器１内は、図中、概ね鎖線Ｌで左右に分けられ、鎖線Ｌの左側が原料室２となり、鎖線Ｌの
右側が反応室３となっている。原料室２部分の外周にはヒータ４が設けられ、また反応室３部分の外周にはヒータ５が設けられている。原料室２は、III族原料であるＧａとＨＣ
ｌガスとを反応させてIII族塩化物ガスであるＧａＣｌガスを生成する反応生成部として
のＧａ溜（石英ボート、III族原料収容部）８を有し、成長時には６００℃〜９００℃に
加熱される領域（空間）である。また、反応室３は、III族塩化物ガスであるＧａＣｌガ
スとＶ族原料ガスであるＮＨ３ガスとが反応して、１０００℃付近に加熱された基板１０上に窒化物半導体であるＧａＮが成長する領域（空間）である。基板１０はその成長面を垂直にしてサセプタ１１に保持されている。成長容器１の反応室３側には、排気ライン１６が接続されている。
【００２３】
原料室２には、ＮＨ３ガスを反応室３へと供給するＮＨ３ガス導入管６と、ＧａＣｌガスを反応室３へと供給するIII族塩化物ガス導入管であるＧａＣｌガス導入管７とが配置
されている。ＮＨ３ガス導入管６、ＧａＣｌガス導入管７は石英からなる。ＧａＣｌガス導入管７の途中には、Ｇａ９を収容するＧａ溜（石英ボート）８が設けられている。
ＮＨ３ガス導入管６には、水素ガスボンベ１２、窒素ガスボンベ１３及びＮＨ３ガスボンベ１４が接続され、キャリアガスＮ２ガスおよびＨ２ガスと共にＮＨ３ガスがＮＨ３ガス導入管６に供給される。また、ＧａＣｌガス導入管７には、水素ガスボンベ１２、窒素ガスボンベ１３及びＨＣｌガスボンベ１５が接続され、キャリアガスＮ２ガスおよびＨ２ガスと共にＨＣｌガスがＧａＣｌガス導入管７に供給される。ＧａＣｌガス導入管７に供給されたＨＣｌガスは、ＧａＣｌガス導入管７の中間部に形成されたＧａ溜８のＧａ９と反応してＧａＣｌガスが生成される。
【００２４】
Ｇａ溜８で生成されたＧａＣｌガスは、Ｇａ溜８より下流側のＧａＣｌガス導入管７を通じて反応室３へと供給されるが、このＧａＣｌガスの供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する弁２０がＧａＣｌガス導入管に設けられている。弁２０は原料室２内にあり、且つＧａ溜８よりも反応室３側のＧａＣｌガス導入管に設置されている。弁２０は真空を利用して開閉されるもので、原料室２には弁２０を作動するための真空管路２６が設けられている。
【００２５】
弁２０は、図２に示すように、Ｔ字管を構成する３つの管３１，３２，３３のの交差部に設けられている。管３１はＧａＣｌガス導入管７に接続され、管３２は真空管路２６に接続されている。管３３は反応室３側に延出され、ＧａＣｌガスを反応室３へと導入するＧａＣｌガス導入管となっている。弁２０は、石英製の球殻状の弁箱（弁本体）２１と、弁箱２１内に設けられる石英製の球状の弁体２２とを有する。Ｔ字管の管３１，３２，３３と弁箱２１との接続部には、開口（ポート）２３ａ、２３ｂ、２３ｃが形成されている。
管３１，３２は鉛直方向に配置されており、真空管路２６が真空に引かれていないときには、図２（ａ）に示すように、弁体２２は自重で下降し、ＧａＣｌガス導入管７に接続された管３１と弁箱２１とを連通する開口２３ａを弁体２２が塞ぎ、反応室３へのＧａＣｌガスの供給が遮断される。一方、真空管路２６が真空に引かれたときには、図２（ｂ）に示すように、弁体２２は真空管路２６に接続された管３２側に吸引されて上昇し、管３２と弁箱２１とを連通する開口２３ｂを弁体２２が塞ぎ、管３１と管３３とが連通接続されて、ＧａＣｌガス導入管７側から管３３を通って反応室３へとＧａＣｌガスの供給が行われるようになる。
【００２６】
真空管路２６には真空ライン２７が接続され、真空ライン２７は排気ライン１６に接続されている。真空ライン２７には、バルブ３６及び真空ポンプ２８が設けられている。また、Ｇａ溜８には、ＧａＣｌガス等によってＧａ溜８内の圧力が所定の陽圧以上となったときに、ＧａＣｌガス等をＧａ溜８から外部に逃がすベントライン２９が接続されている。ベントライン２９は、排気ライン１６に接続されている。ベントライン２９にはバルブ３０が設けられると共に、窒素ガスボンベ１３から窒素ガスをベントライン２９に供給す
る窒素ガス供給ライン３５が接続されている。なお、図１においては、真空ライン２７及びベントライン２９にのみバルブ３６、３０を示したが、他の配管のボンベ出口やポンプ後段などにもバルブ（図示省略）は設けられており、適宜バルブの開閉が行われる。
【００２７】
次に、上記の窒化物半導体の製造装置の動作を説明する。
ＧａＣｌガスを反応室３に供給しないときには、真空ライン２７のバルブ３６を閉じ、真空管路２６の真空吸引を停止し、図２（ａ）に示すように、ＧａＣｌガス導入管７側の管３１と弁箱２１とを連通する開口２３ａを弁体２２で塞ぎ、反応室３へのＧａＣｌガスの供給を遮断する。また、ＧａＣｌガスを反応室３に供給しないが、ＧａＣｌガスでＧａ溜８内を飽和状態にしておきたいときには、弁体２２によってＧａＣｌガス導入管７側が塞がれている間、Ｇａ溜８内の圧力が上昇し陽圧となって弁体２２が押し開けられて、ＧａＣｌガスが反応室３に流れないように、ベントライン２９のバルブ３０を開放状態とし、Ｇａ溜８内のＧａＣｌガス等がベントライン２９に逃げられるようにする。このとき、Ｇａ溜８内が飽和状態とならないうちに、Ｇａ溜８内のＧａＣｌガスがベントライン２９を通じて排気ライン１６に流れ出さないように、窒素ガスボンベ１３からベントライン２９に所定流量の窒素ガスを流す。
【００２８】
ＧａＣｌガスを供給するときには、ベントライン２９のバルブ３０を閉じると共に、真空ライン２７のバルブ３６を開いて真空ポンプ２８により真空管路２６を真空引きする。これにより、図２（ｂ）に示すように、弁体２２が吸引されて上昇し、真空管路２６側の管３２と弁箱２１とを連通する開口２３ｂを弁体２２が塞ぎ、ＧａＣｌガス導入管７側から管３３を通って反応室３へとＧａＣｌガスの供給がなされる。
このとき、ＮＨ３ガス導入管６から反応室３に予め導入されていたＮＨ３ガス、Ｎ２ガス及びＨ２ガスと、Ｔ字管の管３３から反応室３に導入されたＧａＣｌガス、ＨＣｌガス、Ｎ２ガス及びＨ２ガスとが、反応室３で合流して混合される。混合されたＮＨ３ガスとＧａＣｌガスは、サセプタ１１に保持されたサファイア、ＳｉＣ等からなる基板１０上で反応してＧａＮが成長する。これにより、基板１０上にＧａＮ膜が形成される。
【００２９】
従来、一般的に、ガス供給のＯＮ・ＯＦＦはＳＵＳで出来たエアーバルブ・電磁弁等が用いられるが、上記製造装置のＧａＣｌガス導入管７，３１，３３部にはＨＣｌガスが流れ且つ高温状態にあるので、ＳＵＳで出来たエアーバルブ・電磁弁等では腐食などの問題があって用いることができない。
そこで、本実施形態では、ＧａＣｌガス導入管に、真空を利用してＧａＣｌガス供給のＯＮ／ＯＦＦを切り替える石英製の弁２０を設けて、ＧａＣｌガスの供給を迅速にＯＮ／ＯＦＦ制御することができるようにしている。このため、基板１０上にＧａＮ薄膜を所望の膜厚で形成できると共に、基板１０上にＧａＮ膜を厚く形成することでＧａＮ基板を作製できる。弁２０は真空を利用して弁体２２が作動する簡易な構造の弁であり、原料室２に設置するのに適している。
また、ＧａＣｌガスを反応室３に供給しないときにＧａＣｌガスをＧａ溜８内を飽和状態に溜めておき、その後、真空を利用して弁２０の弁体２２を作動させてＧａＣｌガスを反応室３へ供給することができるので、供給開始の直後から一定した流量のＧａＣｌを供給でき、基板１０上の成長が安定となる。
【００３０】
なお、図１に示す上記実施形態の窒化物半導体の製造装置は、ＧａＮを成長する製造装置であるが、Ｇａ溜８をＡｌ溜、Ｉｎ溜に変更することで、ＡｌＮ、ＩｎＮを成長させる製造装置とすることができる。また、例えば、Ｇａ溜８、弁２０を備えたＧａＣｌガス導入管に加えて、Ｇａ溜８、弁２０を備えたＧａＣｌガス導入管と同一の構造のＡｌＣｌガス導入管、ＩｎＣｌガス導入管を原料室２に設けることにより、基板１０上にＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＩｎＮなどの膜を形成することが可能となる。
また、III族塩化物ガスの供給を迅速にＯＮ／ＯＦＦ制御することができるため、基板
上に成長される窒化物半導体の初期核の形状や大きさをコントロールでき、若しくは再現性良く成長することが可能となる。従って、窒化物半導体エピタキシャル層の貫通転位の低減、転位密度の低減ができる。
【００３１】
なお、図１に示す上記実施形態の窒化物半導体の製造装置では、ＧａＣｌガス導入管に真空を利用して作動する石英製の弁２０を設けたが、図３に示すようなガス供給によって作動する弁４０を用いて、ＧａＣｌガスの供給をＯＮ・ＯＦＦするようにしてもよい。
弁４０は、例えば、図３に示すように、Ｇａ溜８よりも反応室３側のＧａＣｌガス導入管７に設けて、ＧａＣｌガス導入管７を開閉する。弁４０は石英製で、円筒状の弁箱（弁本体）４１と、弁箱４１内を気密性を保って摺動する円柱状の弁体４２とを有する。円柱状の弁体４２には、その中心軸に垂直であって円柱側面を貫通する貫通孔４３が形成されている。また、円筒状の弁箱４１は、一端側が閉じられ、他端側からＮ２ガスが供給できるようになっている。
ＧａＣｌガス導入管７を通じて反応室にＧａＣｌガスを含むガスを供給させないときには、図３（ａ）に示すように、弁箱４１にＮ２ガスを供給せず、弁体４２でＧａＣｌガス導入管７の管路を塞ぐ。一方、ＧａＣｌガス導入管７を通じて反応室にＧａＣｌガスを含むガスを供給するときには、図３（ｂ）に示すように、弁箱４１にＮ２ガスを供給し、Ｎ２ガスのガス圧（正圧、陽圧）により弁体４２を弁箱４１の閉じられた端部側へと摺動移動させる。これにより、弁体４２の貫通孔４３がＧａＣｌガス導入管７に一致するようになり、ＧａＣｌガス導入管７の管路が開かれ、ＧａＣｌガス等が反応室へと供給される。
なお、図３に示す構造の弁４０を、図２に示す弁２０のように、真空を利用して動作させることも勿論可能である。
【００３２】
なお、III族塩化物ガスの供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する上記弁２０，４０は、いずれも
石英製であるが、石英に限らず、耐酸性、耐アンモニア性を有し、高温に耐え得る材質で弁を作製してもよい。
また、図１に示す上記実施形態の窒化物半導体の製造装置では、基板１０を垂直に保持したが、基板１０を水平に保持するようにしてもよい。更に、ＧａＣｌ、ＮＨ３などの反応ガスを鉛直方向に流す縦型の窒化物半導体の製造装置にも適用することができる。
また、原料室容器と反応室容器とをそれぞれ形成し、原料室容器と反応室容器とをIII
族塩化物ガス導入管で連結し、III族塩化物ガス導入管にIII族塩化物ガスの供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する弁を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  成長容器
２  原料室
３  反応室
４  ヒータ
５  ヒータ
６  ＮＨ３ガス導入管
７  ＧａＣｌガス導入管（III族塩化物ガス導入管）
８  Ｇａ溜（III族原料収容部）
９  Ｇａ（III族原料）
１０  基板
１１  サセプタ
１２  水素ガスボンベ
１３  窒素ガスボンベ
１４  ＮＨ３ガスボンベ
１５  ＨＣｌガスボンベ
１６  排気ライン
２０  弁
２１  弁箱
２２  弁体
２６  真空管路
２７  真空ライン
２８  ポンプ
２９  ベントライン
４０  弁
４１  弁箱
４２  弁体
４３  貫通孔
【図１】
2010285298.tif 000003
【図２】
2010285298.tif 000004
【図３】
2010285298.tif 000005
【図４】
2010285298.tif 000006