(57)【要約】  ハイドライド気相成長法を利用した場合でもＧａＮ単結晶の膜厚を正確に制御可能なＧａＮ単結晶の製造方法、特性の良いＧａＮ厚膜を成長させるのに適したＧａＮ薄膜テンプレート基板、及びＧａＮ単結晶成長装置を提供する。  所定の温度で加熱溶解したＧａ（ガリウム）にＨＣｌ（塩化水素）を吹き付けて生成されたＧａＣｌ（塩化ガリウム）と、水素化物ガスであるＮＨ3（アンモニア）ガスと、を基板上で反応させてＧａＮ薄膜を形成するハイドライド気相成長法によるＧａＮ単結晶の製造方法において、前記ＮＨ3ガスをノズルを介して基板近傍（例えば、基板から基板の径の０．７〜４．０倍だけ離れた位置）に供給するようにした。また、基板として、ＧａＮと格子定数が近いＮＧＯ（０１１）基板を用いるようにした。
2008035632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の温度で加熱溶解したＧａ（ガリウム）にＨＣｌ（塩化水素）を吹き付けて生成されたＧａＣｌ（塩化ガリウム）と、ＮＨ3（アンモニア）ガスと、を基板上で反応させてＧａＮ薄膜を形成するハイドライド気相成長法によるＧａＮ単結晶の製造方法において、
前記ＮＨ3ガスをノズルを介して基板近傍に供給することを特徴とするＧａＮ単結晶の製造方法。
【請求項２】
前記基板から基板の径の０．７〜４．０倍だけ離れた位置に前記ＮＨ3ガスを供給することを特徴とする請求項１に記載のＧａＮ単結晶の製造方法。
【請求項３】
前記基板は、ＮＧＯ（０１１）基板であることを特徴とする請求項１又は２に記載のＧａＮ単結晶の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の製造方法によって得られるＧａＮ薄膜テンプレートであって、ＸＲＤ測定による半値幅が１０００秒以下であることを特徴とするＧａＮ薄膜テンプレート基板。
【請求項５】
ＸＲＤ測定による半値幅が５００秒以下であることを特徴とする請求項４に記載のＧａＮ薄膜テンプレート基板。
【請求項６】
ＸＲＤ測定による半値幅が２００秒以下であることを特徴とする請求項５に記載のＧａＮ薄膜テンプレート基板。
【請求項７】
密閉された反応炉と、
反応炉の外周に設けられた抵抗加熱ヒータと、
ＩＩＩ族原料ガスとしてのＧａＣｌガスを供給口から反応炉内に供給するＧａＣｌガス供給部と、
Ｖ族原料ガスとしてのＮＨ3ガスを供給ノズルから反応炉内に供給するＮＨ3ガス供給部と、
Ｎ2ガスを反応炉内に供給するＮ2ガス供給部と、
ガス排出部と、
基板を載置する基板ホルダと、を備え、
前記供給ノズルの先端は、前記ＧａＣｌガス供給部の供給口よりも基板に近い側にあることを特徴とするＧａＮ単結晶成長装置。
【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法を利用したＧａＮ単結晶の製造方法及びＧａＮ単結晶成長装置、青色ＬＥＤ等の発光デバイスの作製に用いられるＧａＮ薄膜テンプレート基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、結晶成長法の一つとして、加熱した金属原料と塩化水素を反応させて生成した金属塩化物を原料ガスとして用い、この塩化物ガスと非金属材料の水素化物ガスから結晶を成長させるハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ：Hydride Vapor Phase Epitaxy）が知られている。【０００３】
図３は、従来の気相成長装置（ＨＶＰＥ装置）の構造を示す概略構成図である。
ＨＶＰＥ装置１００は、密閉された反応炉１と、反応炉１の外周に設けられた抵抗加熱ヒータ２と、で構成される。反応炉１には、ＩＩＩ族原料ガスを生成するためのＨＣｌガスを供給するＨＣｌガス供給管６と、ＮＨ3ガス等のＶ族原料ガスを反応炉内に供給するＶ族原料ガス供給管７と、Ｎ2ガスを反応炉内に供給するＮ2ガス供給管８と、ガス排出管３と、基板１１を載置する基板ホルダ４と、が設けられている。【０００４】
また、ＨＣｌガス供給管６には原料載置部１０が設けられ、この部分にＩＩＩ族原料ガスを生成するための金属原料９が配置される。また、ＨＣｌガスと金属原料９とが反応して生成されるＩＩＩ族原料ガスは供給ノズル１２を介して基板１１に吹き付けられる。【０００５】
有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）では、基板周辺のみを直接加熱し、反応炉壁の温度は上昇しないコールドウォール型の加熱方式が採用されるのに対して、図３に示すように、ＨＶＰＥ装置１００では反応炉全体を加熱するホットウォール型の加熱方式が採用される。つまり、ＨＶＰＥ法では、金属原料が設置されている原料部から原料ガスが混合される混合部、反応が進行し結晶が成長する成長部までが加熱されるようにしている。このＨＶＰＥ法では、原料ガスを大量に供給することで比較的高速で結晶を成長させることができるという利点がある。【０００６】
一般に、ＨＶＰＥ法を利用して窒化ガリウム(ＧａＮ)を結晶成長させる場合、ＩＩＩ族原料には金属ガリウム（Ｇａ）と塩化水素（ＨＣｌ）の反応で生成される塩化ガリウム（ＧａＣｌ）が用いられ、Ｖ族原料にはアンモニア（ＮＨ3）が用いられている。ここで、アンモニアは熱分解率が数％と言われており、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）を結晶成長させるときにＶ族原料として用いられるアルシン（ＡｓＨ3）や、インジウムリン（ＩｎＰ）を結晶成長させるときにＶ族原料として用いられるホスフィン（ＰＨ3）に比べて熱分解率が低い。そのため、ＧａＮ単結晶を結晶成長させるときには、Ｖ族原料とＩＩＩ族原料の供給比であるＶ／ＩＩＩ比を必然的に大きくする必要がある。【０００７】
そこで、ＨＶＰＥ法を利用してＧａＮ単結晶を結晶成長させるときは、図３に示すように、Ｖ族原料ガス供給管７から大量のＮＨ3を反応炉全体に層流となるように緩やかに供給するとともに、ＨＣｌとＧａメタル９の反応により生成された少量のＧａＣｌを成長部の基板１１にノズル１２で吹き付ける反応管構成がとられる。【０００８】
また、特許文献１〜５には、ＧａＮ系化合物半導体単結晶の成長用基板として、希土類３Ｂ族ペロブスカイト基板、特に、ＮＧＯ基板が有用であることが開示されている。
【特許文献１】特開平８−１８６３２９号公報
【特許文献２】特開平８−１８６０７８号公報（特許第３２６３８９１号）
【特許文献３】特開平８−２０８３８５号公報（特許第３５６４６４５号）
【特許文献４】特許第３２９３０３５号
【特許文献５】特開平９−０７１４９６号公報（特許第３６９２４５２号）
【非特許文献１】Journal of Crystal Growth 246(2002)215-222
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、従来のＨＶＰＥ法によるＧａＮ単結晶の結晶成長においては、大量のＮＨ3を反応管全体に層流となるように緩やかに供給する。そのため、結晶成長を終了させるために原料ガスの供給を停止しても、しばらくはＧａ表面からＧａＣｌが流出し続け、反応管内に残留するＮＨ3と反応してＧａＮが生成されてしまうことからＧａＮ単結晶の膜厚や組成を正確に制御することが難しい。なお、真空ポンプ等を用いて原料部を排気することで、ＨＶＰＥ法でもＧａＮ単結晶の膜厚や組成を正確に制御することが可能となるが、この場合は装置が非常に複雑になってしまう。【００１０】
このように、ＨＶＰＥ法では成長させるＧａＮ単結晶の膜厚や組成を正確に制御することは困難であるため、膜厚の均一性や高い結晶品質を要求されるＧａＮ薄膜テンプレート基板の作製には適さないとされている。そのため、現在市販されているＧａＮ薄膜テンプレート基板は、ＭＢＥ法またはＭＯＶＰＥ法で作製されているものが主である。【００１１】
ところで、上述のＭＢＥ法やＭＯＣＶＤ法でＧａＮ薄膜テンプレート基板を作製する場合、基板結晶にはＧａＮと格子定数が大きく異なるサファイア等が用いられる。この場合、サファイア基板上に低温バッファ層と呼ばれるＧａＮ多結晶を５００〜６００℃で１００ｎｍ程度成長させた後、テンプレート層として数ミクロンのＧａＮ単結晶を１０００℃程度で成長させることで、ＧａＮ薄膜テンプレート基板を作製するようにしている。
しかしながら、上記低温バッファ層は多結晶であるためＸＲＤ測定できないものが多い。また、評価できたものでも半値幅は数万秒である（非特許文献１）。【００１２】
本発明は、ハイドライド気相成長法を利用した場合でもＧａＮ単結晶の膜厚や組成を正確に制御可能なＧａＮ単結晶の製造方法、特性の良いＧａＮ厚膜を成長させるのに適したＧａＮ薄膜テンプレート基板、及びＧａＮ単結晶成長装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記目的を解決するためになされたもので、所定の温度で加熱溶解したＧａ（ガリウム）にＨＣｌ（塩化水素）を吹き付けて生成されたＧａＣｌ（塩化ガリウム）と、水素化物ガスであるＮＨ3（アンモニア）と、を基板上で反応させてＧａＮ薄膜を形成するハイドライド気相成長法によるＧａＮ単結晶の製造方法において、前記ＮＨ3をノズルを介して基板近傍に供給するようにした。ここで、ノズルとは、流体を高速で噴出させるための部材を意味し、その形状は特に制限されない。一般には、先端を細くした筒状のもの等が利用される。【００１４】
すなわち、Ｖ族原料であるＮＨ3をノズルで供給する構成にすることで、ＮＨ3の供給開始と停止を瞬時に行えるようにし、ＮＨ3の供給を停止した後に反応炉内に残留するＮＨ3を低減するようにした。【００１５】
具体的には、基板から基板の径の０．７〜４．０倍だけ離れた位置にＮＨ3ガスを供給するようにした。つまり、ＮＨ3ガスを供給するノズルは、基板とノズル先端とが基板の径の０．７〜４．０倍離間するように設置される。【００１６】
また、前記基板として、ＧａＮと格子定数が近いＮＧＯ（０１１）基板を用いるようにした。これにより、高品質で、例えば、ＸＲＤ測定による半値幅が１０００秒以下、望ましくは５００秒以下、さらに望ましくは２００秒以下のＧａＮ単結晶を成長させることができる。【００１７】
また、本発明に係るＧａＮ単結晶成長装置（１００）は、密閉された反応炉（１）と、反応炉の外周に設けられた抵抗加熱ヒータ（２）と、ＩＩＩ族原料ガスとしてのＧａＣｌガスを供給口から反応炉内に供給するＧａＣｌガス供給部（７，１０）と、Ｖ族原料ガスとしてのＮＨ3ガスを供給ノズルから反応炉内に供給するＮＨ3ガス供給部（５，６）と、Ｎ2ガスを反応炉内に供給するＮ2ガス供給部（８）と、ガス排出部（３）と、基板を載置する基板ホルダ（４）と、を備え、前記供給ノズルの先端は、前記ＩＩＩ族原料ガス供給部の供給口よりも基板に近い側にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＮＧＯ（０１１）基板上にＧａＮ単結晶を成長させた後、原料ガスの供給は瞬時に停止され、余分なＮＨ3が反応炉内に残留するのを防止できるので、原料ガスの供給停止後に、Ｇａ原料の表面からＧａＣｌが流出してもＮＨ3との反応は起こらない。したがって、ＧａＮ単結晶の成長が進行するのを確実に防止でき、ＨＶＰＥ法でもＧａＮ単結晶の膜厚を極めて正確に（例えば、ナノメートルオーダー）制御することが可能となる。また、ＨＶＰＥ法を用いるので、比較的高速でＧａＮ単結晶を成長させることが可能であり、ＧａＮ単結晶の製造コストの低減を図ることができる。【００１９】
また、上述した製造方法によって得られるＧａＮ薄膜テンプレートは、ＸＲＤ測定による半値幅が１０００秒以下となるので、ＧａＮ単結晶の一般的な成長温度である１０００℃程度に昇温しても安定に存在することができる。その結果、このＧａＮ薄膜テンプレートを用いることにより高品質のＧａＮ厚膜を形成することができ、優れた特性を有する青色ＬＥＤ等の発光デバイスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係る気相成長装置（ＨＶＰＥ装置）の構造を示す概略構成図である。
【図２】薄膜テンプレート基板のＸＲＤ特性とＧａＮ厚膜のＸＲＤ特性の関係を示す説明図である。
【図３】従来の気相成長装置（ＨＶＰＥ装置）の構造を示す概略構成図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る気相成長装置（ＨＶＰＥ装置）の構造を示す概略構成図である。
ＨＶＰＥ装置１００は、密閉された反応炉１と、反応炉１の外周に設けられた抵抗加熱ヒータ２と、で構成される。反応炉１には、ＩＩＩ族原料ガスを生成するためのＨＣｌガスを供給するＨＣｌガス供給管７と、ＮＨ3ガス等のＶ族原料ガスを反応炉内に供給するＶ族原料ガス供給管６と、Ｎ2ガスを反応炉内に供給するＮ2ガス供給管８と、ガス排出管３と、基板１１を載置する基板ホルダ４と、が設けられている。【００２２】
ＨＣｌガス供給管６には原料載置部１０が設けられ、この部分にＩＩＩ族原料ガスを生成するための金属原料９が配置される。また、本実施形態では、Ｖ族原料ガス供給管６の先端には供給ノズル５が設けられており、ＮＨ3ガスは、この供給ノズル５を介して基板１１に吹き付けられるようにされている。【００２３】
ここで、供給ノズル５は、その先端が原料載置部１０に設けられた供給口よりも基板に近く、例えば、基板と供給ノズル５の先端とが基板の径の０．７〜４．０倍離間するように設けられている。【００２４】
次に、上述したＨＶＰＥ装置１００を用いて、ＧａＮ単結晶を成長させる場合について具体的に説明する。
本実施例では、結晶成長用基板としては、ＧａＮと格子定数が近いＮＧＯ（０１１）を用いた。また、ＧａメタルとＨＣｌから生成されるＧａＣｌをＩＩＩ族原料ガスとし、ＮＨ3をＶ族原料ガスとした。また、ＨＶＰＥ装置１００において、供給ノズル５と基板１１との距離は１００ｍｍ（基板径の１．９７倍）とした。
まず、ＮＧＯ（０１１）のインゴットをスライスして結晶成長用の基板とした。このとき、ＮＧＯ基板の大きさは２インチ径で、厚さは３５０μｍとした。【００２５】
次に、ＮＧＯ基板を鏡面研磨し、さらに必要に応じて以下の手順で表面を処理した。すなわち、アセトン、次いでメタノールでそれぞれ５分間超音波洗浄し、その後、窒素ガスでブローして液滴を吹き飛ばしてから自然乾燥し、さらに硫酸系エッチャント（例えば、燐酸：硫酸＝１：３（容積比）、８０℃）で５分間エッチングした。【００２６】
次に、このＮＧＯ基板１１を基板ホルダ４の所定部位に配置した後、Ｎ2ガス供給管８からＮ2ガスを導入しながら基板温度を６００℃まで昇温した。その後、ＨＣｌガス供給管６からＨＣｌガスを導入し、Ｇａメタル９とＨＣｌを反応させてＧａＣｌを生成し、これをＮＧＯ基板１１上に供給した。また、ＮＨ3ガス供給管７から、ＮＨ3ガスを供給ノズル５を介してＮＧＯ基板１１上に供給した。このとき、キャリアガスとしてＮ2ガスを用いた。【００２７】
そして、ＧａＣｌ分圧が０．００２ａｔｍ、ＮＨ3分圧が０．０６６ａｔｍとなるようにそれぞれのガス導入量を制御しながら約０．７２μｍ／ｈの成長速度で５分間ＧａＮ化合物半導体結晶を成長させた。【００２８】
本実施形態では、ＮＧＯ（０１１）基板１１の近傍にノズルを介してＶ族原料ガス（ＮＨ3）を供給するので、ＧａＮ単結晶の成長が終了した後、瞬時に原料ガスの供給を停止することができる。これにより、原料ガスの供給を停止した後にＮＨ3が反応炉内に残留するのを防止でき、Ｇａ原料の表面からＧａＣｌが流出しても反応は起こらないので、原料ガスの供給停止後にＧａＮ単結晶の成長が進行するのを確実に防止できる。【００２９】
逆に、従来の装置構成（図３参照）では、基板直近にノズルで供給されるＧａＣｌは原料ガス（ＨＣｌ）を停止しても、流量が小さいため、ノズル内の残留ＧａＣｌの流出がしばらく続き、成長を直ちに停止することが難しい。【００３０】
表１，２は、上述した製造方法により得られたＧａＮ単結晶薄膜について、ウェハ面内の５点で膜厚とＸＲＤ（Ｘ線回折）による半値幅を測定した結果である。なお、表１は膜厚を６０ｎｍに制御して成長させたＧａＮ単結晶Ａに関する測定結果で、表２は膜厚を６５ｎｍに制御して成長させたＧａＮ単結晶Ｂに関する測定結果である。【００３１】
表１より、ＧａＮ単結晶Ａでは、最大膜厚と最小膜厚の差は４．２９８ｎｍであり、制御膜厚との誤差は１．６７７〜２．６２１ｎｍであった。また、表２より、ＧａＮ単結晶Ｂでは、最大膜厚と最小膜厚の差は３．３４０ｎｍであり、制御膜厚との誤差は２.３６５〜０．９７５ｎｍであった。これらの結果から、ＨＶＰＥ法を利用した製造方法において、ＧａＮ単結晶の膜厚を正確かつ均一に制御できることが確認された。【００３２】
また、ＧａＮ単結晶Ａ，Ｂの何れもＸＲＤによる半値幅は２００秒以下となった。これより、ＮＧＯ（０１１）基板上に成長させたＧａＮ単結晶薄膜は非常に結晶性に優れているといえ、ＧａＮ厚膜を成長させるためのＧａＮ薄膜テンプレート基板として非常に有効である。【００３３】
このように、本実施形態では、ＧａＮと格子定数の近いＮＧＯ（０１１）基板を用いるので、高品質のＧａＮ単結晶を成長させることができる。また、ＮＧＯ基板上にＧａＮ単結晶を成長させ、原料ガスの供給を停止した後に、反応炉内にＮＨ3が残留するのを防止できるので、Ｇａ原料の表面からＧａＣｌが流出しても反応は起こらない。したがって、原料ガスの停止後にＧａＮ単結晶の成長が進行するのを確実に防止でき、ＨＶＰＥ法でもＧａＮ単結晶の膜厚を極めて正確に制御することが可能となる。【００３４】
【表１】
2008035632.tif 000003
【００３５】
【表２】
2008035632.tif 000004
【００３６】
次に、上記ＧａＮ単結晶Ａ（Ｂ）をＧａＮ薄膜テンプレート基板として用い、この基板上に、例えば、ＨＶＰＥ法によりＧａＮ厚膜を５００μｍ成長させた。表３は、ＧａＮ薄膜テンプレート基板上に形成したＧａＮ厚膜のＸＲＤ特性である。【００３７】
表３より、本実施形態に係る製造方法により得られたＧａＮ薄膜テンプレート基板を用いることで、成長させたＧａＮ厚膜のＸＲＤによる半値幅を２００秒以下とすることができた。このようなＸＲＤ特性を有するＧａＮ厚膜によれば、優れた特性を有する青色ＬＥＤ等の発光デバイスを実現することができる。【００３８】
【表３】
2008035632.tif 000005
【００３９】
図２に薄膜テンプレート基板のＸＲＤ特性とＧａＮ厚膜のＸＲＤ特性の関係を示す。図２よりＧａＮ厚膜の特性は、薄膜テンプレート基板の特性に影響を受けることがわかった。
具体的には、高品質（例えば、ＸＲＤ半値幅１０００秒以下）のＧａＮ厚膜を得る為には、薄膜テンプレート基板の半値幅が１０００秒以下であることが必要である。好ましくは、薄膜テンプレート基板の半値幅が５００秒以下であればＧａＮ厚膜のＸＲＤ半値幅を２５０秒以下とすることができ、さらに好ましくは薄膜テンプレート基板のＸＲＤ半値幅を２００秒以下とすることでＧａＮ厚膜のＸＲＤ半値幅を１５０秒以下とすることができる。【００４０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。
例えば、上記実施例では、供給ノズル５と基板１１との距離を１００ｍｍ（基板径の１．９７倍）としているが、供給ノズル５と基板１１との距離を基板の径の０．７〜４．０倍とすることで同様の効果を得ることができる。【００４１】
また、ＧａＮ単結晶を成長させる場合に制限されず、ＨＶＰＥ法を利用したＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体単結晶を成長させる場合にも適用することができる。【００４２】
また、成長用基板はＮＧＯ基板に制限されず、例えば、ＮｄＡｌＯ3，ＮｄＩｎＯ3等の希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト結晶を基板として利用できる可能性がある。【００４３】
また、上記実施形態では、横型のＨＶＰＥ装置について説明したが、縦型のＨＶＰＥ装置においても、ノズルを介してＩＩＩ族原料ガス（例えば、ＧａＣｌ）を供給することで同様の効果を得ることができる。
【図１】
2008035632.tif 000006
【図２】
2008035632.tif 000007
【図３】
2008035632.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成20年7月3日(2008.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の温度で加熱溶融したＧａ（ガリウム）にＨＣｌ（塩化水素）を吹き付けて生成されたＧａＣｌ（塩化ガリウム）と、ＮＨ３（アンモニア）ガスと、を基板上で反応させてＧａＮ薄膜を形成するハイドライド気相成長法によるＧａＮ薄膜テンプレート基板の製造方法であって、
前記ＧａＣｌを含む雰囲気中において、前記基板の上流側に基板の径の０．７〜４．０倍だけ離れた位置にノズルを介して前記ＮＨ３ガスを供給することにより、膜厚をナノメートルオーダーで制御することを特徴とするＧａＮ薄膜テンプレート基板の製造方法。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記基板は、ＮＧＯ（０１１）基板であることを特徴とする請求項１に記載のＧａＮ薄膜テンプレート基板の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は３に記載の製造方法によって得られるＧａＮ薄膜テンプレート基板であって、ＸＲＤ測定による半値幅が１０００秒以下であることを特徴とするＧａＮ薄膜テンプレート基板。
【請求項５】
ＸＲＤ測定による半値幅が５００秒以下であることを特徴とする請求項４に記載のＧａＮ薄膜テンプレート基板。
【請求項６】
ＸＲＤ測定による半値幅が２００秒以下であることを特徴とする請求項５に記載のＧａＮ薄膜テンプレート基板。
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
請求項４から６の何れか一項に記載のＧａＮ薄膜テンプレート基板を基板としてエピタキシャル成長させたＧａＮ厚膜単結晶であって、ＸＲＤ測定による半値幅が１０００秒以下であることを特徴とするＧａＮ厚膜単結晶。
【請求項９】
ＸＲＤ測定による半値幅が２５０秒以下であることを特徴とする請求項８に記載のＧａＮ厚膜単結晶。
【請求項１０】
ＸＲＤ測定による半値幅が１５０秒以下であることを特徴とする請求項９に記載のＧａＮ厚膜単結晶。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
技術分野
［０００１］
本発明は、ハイドライド気相成長法を利用したＧａＮ薄膜テンプレート基板の製造方法、青色ＬＥＤ等の発光デバイスの作製に用いられるＧａＮ薄膜テンプレート基板、及びＧａＮ厚膜単結晶に関する。
背景技術
［０００２］
従来、結晶成長法の一つとして、加熱した金属原料と塩化水素を反応させて生成した金属塩化物を原料ガスとして用い、この塩化物ガスと非金属材料の水素化物ガスから結晶を成長させるハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ：Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）が知られている。
［０００３］
図３は、従来の気相成長装置（ＨＶＰＥ装置）の構造を示す概略構成図である。
ＨＶＰＥ装置１００は、密閉された反応炉１と、反応炉１の外周に設けられた抵抗加熱ヒータ２と、で構成される。反応炉１には、ＩＩＩ族原料ガスを生成するためのＨＣｌガスを供給するＨＣｌガス供給管６と、ＮＨ３ガス等のＶ族原料ガスを反応炉内に供給するＶ族原料ガス供給管７と、Ｎ２ガスを反応炉内に供給するＮ２ガス供給管８と、ガス排出管３と、基板１１を載置する基板ホルダ４と、が設けられている。
［０００４］
また、ＨＣｌガス供給管６には原料載置部１０が設けられ、この部分にＩＩＩ族原料ガスを生成するための金属原料９が配置される。また、ＨＣｌガスと金属原料９とが反応して生成されるＩＩＩ族原料ガスは供給ノズル１２を介して基板１１に吹き付けられる。
［０００５］
有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）では、基板周辺のみを直接加熱し、反応炉壁の温度は上昇しないコールドウォール型の加熱方式が採用されるのに対して、図３に示すように、ＨＶＰＥ装置１００では反応炉全体を加熱するホットウォール型の加熱方式が採用される。つまり、ＨＶＰＥ法では、金属原料が設置されている原料部から原料ガスが混合される混合部、反応が進行し結晶が成長する成長部までが加熱されるようにしている。このＨＶＰＥ法では、原料ガスを大量に供給することで比較的高速で結
【国際調査報告】
2008035632.tif 000009
2008035632.tif 000010