【手続補正書】
【提出日】平成27年11月9日(2015.11.9)
【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】
第１のＩＩＩ族窒化物合金を含む第１のエピタキシャル層と、
前記第１のエピタキシャル層の上にあり接触し、インジウムリッチな合金である第２のＩＩＩ族窒化物合金を含む第２のエピタキシャル層と
前記第２のエピタキシャル層の上にあり接触する第３のＩＩＩ族窒化物合金を含む第３のエピタキシャル層と
を備える熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造であって、
前記第２のＩＩＩ族窒化物合金は、前記第１及び第３のＩＩＩ族窒化物合金が大気圧で堆積する最低温度において、大気圧で分解する合金であり、
前記第１及び第３のＩＩＩ族窒化物合金は、超大気圧、および前記第２のＩＩＩ族窒化物合金が堆積する温度では分解しない合金であり、
前記第２のエピタキシャル層は、０．３５を超えるインジウムのモル分率を有し、
前記熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造は、超大気圧で形成されるものであり、かつ構造品質を有し、
前記熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造の前記構造品質は、前記第１、第２及び第３エピタキシャル層を含み超大気圧で形成されない比較半導体ヘテロ構造よりも優れたものである、熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
【請求項２】
前記第１のＩＩＩ族窒化物合金が、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、または窒化インジウムである、請求項１に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
【請求項３】
前記第３のＩＩＩ族窒化物合金が、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、または窒化インジウムである、請求項１に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
【請求項４】
前記第１及び第３のＩＩＩ族窒化物合金が、Ｉｎ１−ｘＧａｘＮ、Ｉｎ１−ｘＡｌｘＮ、またはＩｎ１−ｘ−ｙＡｌｘＧａｙＮのいずれかである、請求項１に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
【請求項５】
請求項１に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造の製造に用いられる反応器装置であって、前記反応器装置は、
最大約１００ｂａｒの圧力を閉じ込めることができる囲包体と、
フローチャネル成長反応器内部で反応領域内に基板を保持するように適合されている基板キャリアと、
前記エピタキシャル層を成長させるための前記基板上の成長表面と、
第１の組の反応性流体の流れを、前記成長表面の上方の第１の流れ方向に沿って向けるように適合されているフローチャネルと、
前記反応領域に隣接する注入器と
を備え、前記注入器が、前記反応領域内に第２の組の反応性流体を注入するように適合され、それにより、前記第２の組の反応性流体が前記第１の組の反応性流体と反応するか、または分解して反応生成物の被膜を前記成長表面上に堆積する
反応器装置。
【請求項６】
前記基板キャリアが、前記第１の流れ方向に実質的に平行な第１の平面内で前記基板を保持するように適合されている、請求項５に記載の反応器装置。
【請求項７】
前記注入器が、前記成長表面全体にわたって前記第２の反応性流体を一様に分散させるように適合されている、請求項５に記載の反応器装置。
【請求項８】
前記注入器が多孔質材料を備える、請求項５に記載の反応器装置。
【請求項９】
前記注入器が、貫通する複数の管路を有する分散ブロックを備える、請求項５に記載の反応器装置。
【請求項１０】
前記注入器が、前記反応領域または前記成長表面に反応性流体を向けるように適合されている、請求項５に記載の反応器装置。
【請求項１１】
前記注入器が、反応性流体を、前記第１の流れ方向に実質的に垂直な方向で前記反応器に向けるように適合されている、請求項５に記載の反応器装置。
【請求項１２】
前記注入器または前記フローチャネルの一方が、Ｖ族反応性流体源に流体接続される、請求項５に記載の反応器装置。
【請求項１３】
前記注入器または前記フローチャネルの他方が、ＩＩＩ族反応性流体源に流体接続される、請求項１２に記載の反応器装置。
【請求項１４】
前記反応領域への輸送のためにキャリアガスの連続供給流にパルスとして反応性流体を入れ込むように適合されている制御装置をさらに備え、前記パルスが、前記連続供給流の中での前記反応性流体の分布を時間的および空間的に集中させる、請求項５に記載の反応器装置。
【請求項１５】
前記基板キャリアを回転させるように適合されているデバイスをさらに備える、請求項５に記載の反応器装置。
【請求項１６】
前記注入器が、前記第２の組の反応性流体を、前記第１の流れ方向に実質的に垂直な方向で前記反応器内に注入するように構成される、請求項５に記載の反応器装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造を製造する方法であって、前記方法は、
２ｂａｒ〜１００ｂａｒの圧力を有する反応領域内に成長表面を提供するステップと、
第１の組の反応性流体を、前記成長表面に実質的に平行な第１の流れ方向で前記反応領域内へ前記成長表面全体にわたって供給するステップと、
第２の組の反応性流体を、第２の流れ方向で前記反応領域内へ、前記成長表面上に供給するステップであって、前記第２の流れ方向が、前記第１の流れ方向に対して角度をずらされるステップと、
前記成長表面上で前記エピタキシャル層を形成するために、前記第１の組の反応性流体と前記第２の組の反応性流体とを前記反応領域内で反応させる又は分解するステップと
を含む方法。
【請求項１８】
前記反応領域内で前記成長表面を回転させるステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の組の反応性流体と前記第２の組の反応性流体とが実質的に同時に前記反応領域内に存在するように、第１の時点で前記第１の組の反応性流体を前記反応器に注入するステップと、第２の時点で前記第２の組の反応性流体を前記反応器に注入するステップとをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記反応領域を通る総体積流量を維持するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の組の反応性流体と前記第２の組の反応性流体が、１組のＩＩＩ族反応性流体と１組のＶ族反応性流体とを交互に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記反応領域内での気体成分の組成的および空間的分布をリアルタイムで監視および制御するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
請求項１に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造の製造に用いられる制御システムであって、前記制御システムは、
超大気圧反応器にキャリアガスを供給するように適合されているキャリアガス源と、
前記超大気圧反応器に複数の反応性流体を供給するように適合されている複数の反応性流体源であって、前記超大気圧反応器に第１の組の反応性流体を供給するように適合されている第１の反応性流体源と、前記超大気圧反応器に第２の組の反応性流体を供給するように適合されている第２の反応性流体源とを含む複数の反応性流体源と、
前記第１の組の反応性流体の前記超大気圧反応器への流れを開始、停止、または変調するための第１のアクチュエータと、前記第２の組の反応性流体の前記超大気圧反応器への流れを開始、停止、または変調するための第２のアクチュエータとを含む複数のアクチュエータと、
前記超大気圧反応器内部にある成長表面を備える反応領域と、
前記反応領域内での実質的に一定の圧力と、前記反応領域を通る総体積流量とを維持しながら、前記第１の組の反応性流体と前記第２の組の反応性流体とを前記キャリアガスに挿入するために前記複数のアクチュエータを制御するように構成された制御装置と
を備える制御システム。
【請求項２４】
前記制御システムが、非反応段階で、キャリアガスを第１の一定の体積流量で前記反応領域を通して供給するように構成され、前記第１の一定の体積流量が、前記総体積流量に実質的に等しい、請求項２３に記載の制御システム。
【請求項２５】
前記第１の組の反応性流体と前記第２の組の反応性流体とが、１組のＩＩＩ族反応性流体と１組のＶ族反応性流体とを交互に含む、請求項２３に記載の制御システム。
【請求項２６】
前記反応領域内で２ｂａｒ〜１００ｂａｒの圧力を維持するように構成された、請求項２３に記載の制御システム。
【請求項２７】
前記第２のＩＩＩ族窒化物合金がＩｎ１−ｘＧａｘＮ、Ｉｎ１−ｘＡｌｘＮ、またはＩｎ１−ｘ−ｙＡｌｘＧａｙＮである、請求項１に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
【請求項２８】
ｘ及びｙが０．５０未満である、請求項２７に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
【請求項２９】
ｘ及びｙが０．３５未満である、請求項２７に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
【請求項３０】
ｘ及びｙが０．２５未満である、請求項２７に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
【請求項３１】
ｘ及びｙが０．１５未満である、請求項２７に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
【請求項３２】
ｘ及びｙが０．１０未満である、請求項２７に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。
【請求項３３】
前記第３のＩＩＩ族窒化物合金がＩｎ１−ｘＧａｘＮ、Ｉｎ１−ｘＡｌｘＮ、またはＩｎ１−ｘ−ｙＡｌｘＧａｙＮである、請求項１に記載の熱力学的に安定な半導体ヘテロ構造。