(57)【要約】      （修正有）【課題】ＭＦＣの流量を制御性の良い範囲に任意に設定することができる半導体ウェハの製造方法および半導体ウェハを提供する。【解決手段】第１元素を含む第１原料ガスと、第１元素と異なる第２元素を含む第２原料ガスと、第１元素および第２元素と異なる第３元素を含む第３原料ガスと、を供給して、基板の上に、第１、第２および第３元素を含み、第１元素および第２元素に対する第１元素の組成比が所定の比率である化合物半導体層形成工程を有し、第３原料ガス流量を所定流量に固定した状態で、第２原料ガスを供給せずに第１原料ガスを供給する第１工程と、第３原料ガス流量を所定流量に固定した状態で、第１原料ガスを供給せずに第２原料ガスを供給する第２工程と、を含むサイクルを所定回数行い、第１工程による第１元素供給量と第２工程による第２元素供給量との合計供給量に対する第１工程による第１元素供給量のモル比率を、所定の比率と等しくする。【選択図】図４
2015122455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に対して、第１元素を含む第１原料ガスと、前記第１元素と異なる第２元素を含む第２原料ガスと、前記第１元素および前記第２元素と異なる第３元素を含む第３原料ガスと、を供給して、前記基板の上に、前記第１元素、前記第２元素および前記第３元素を含み、前記第１元素および前記第２元素に対する前記第１元素の組成比が所定の比率である化合物半導体層を形成する化合物半導体層形成工程を有し、
前記化合物半導体層形成工程では、
前記第３原料ガスの流量を所定の流量に固定した状態で、前記第２原料ガスを供給せずに前記第１原料ガスを供給する第１工程と、
前記第３原料ガスの流量を前記所定の流量に固定した状態で、前記第１原料ガスを供給せずに前記第２原料ガスを供給する第２工程と、
を含むサイクルを所定回数行い、
１回の前記サイクルにおいて、
前記第１工程による前記第１元素の供給量と前記第２工程による前記第２元素の供給量との合計供給量に対する前記第１工程による前記第１元素の供給量のモル比率を、前記所定の比率と等しくなるように調整する
ことを特徴とする半導体ウェハの製造方法。
【請求項２】
前記第１工程での前記第１原料ガスのモル流量と、前記第２工程での前記第２原料ガスのモル流量と、は等しく、
１回の前記サイクルにおいて、
前記第１工程における時間と前記第２工程おける時間との合計供給量に対する前記第１工程における時間の比率を、前記所定の比率と等しくなるように調整する
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項３】
前記化合物半導体層は、所定の波長の光を反射するＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）層を構成する少なくとも一層であり、
１回の前記サイクルでの前記第１工程で形成される層の前記所定の波長の光に対する光学的層厚が前記所定の波長の１／４倍未満である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体ウェハの製造方法。
【請求項４】
前記第１元素は、III族元素のいずれか一つであり、
前記第２元素は、III族元素のうち前記第１元素と異なるいずれか一つであり、
前記第３元素は、Ｖ族元素のいずれか一つである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに半導体ウェハの製造方法。
【請求項５】
前記化合物半導体層形成工程では、
前記第１元素、前記第２元素および前記第３元素と異なる第４元素を含む第４原料ガスをさらに供給して、前記第１元素、前記第２元素、前記第３元素および前記第４元素を含む前記化合物半導体層を形成し、
前記第１工程および前記第２工程では、
前記第３原料ガスおよび前記第４原料ガスの流量をそれぞれ所定の流量に固定した状態で行う
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに半導体ウェハの製造方法。
【請求項６】
前記第１元素は、III族元素のいずれか一つであり、
前記第２元素は、III族元素のうち前記第１元素と異なるいずれか一つであり、
前記第３元素は、Ｖ族元素のいずれか一つであり、
前記第４元素は、III族元素のうち前記第１元素および前記第２元素と異なるいずれか一つである
ことを特徴とする請求項５に半導体ウェハの製造方法。
【請求項７】
基板と、
前記基板の上に設けられ、第１元素と、前記第１元素と異なる第２元素と、前記第１元素および前記第２元素と異なる第３元素と、を含み、前記第１元素および前記第２元素に対する前記第１元素の組成比が所定の比率である化合物半導体層と、
を有し、
前記化合物半導体層は、
前記第１元素および前記第３元素を含む第１層と、
前記第２元素および前記第３元素を含む第２層と、
を交互に積層して設けられ、
隣接する前記第１層および前記第２層における前記第１元素および前記第２元素に対する前記第１元素の組成比は、前記所定の比率と等しい
ことを特徴とする半導体ウェハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウェハの製造方法および半導体ウェハに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子などの製造工程では、例えば、複数の原料ガスを用いた有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ、Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法により、基板（半導体ウェハ）の上に複数の元素を含む様々な化合物半導体層が形成される（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３１６０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、複数の原料ガスを同時に供給し、各元素の組成比が所定の比率である化合物半導体層を形成する場合、各原料ガスの供給比を所定の比率となるように調整する必要がある。原料ガスの流量を制御するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）で供給可能な最大流量によっては、化合物半導体層における各元素の組成比を所定の比率に安定して調整することが困難となる可能性があった。
【０００５】
本発明の目的は、ＭＦＣの流量を制御性の良い範囲に任意に設定することができる半導体ウェハの製造方法および半導体ウェハを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、
基板に対して、第１元素を含む第１原料ガスと、前記第１元素と異なる第２元素を含む第２原料ガスと、前記第１元素および前記第２元素と異なる第３元素を含む第３原料ガスと、を供給して、前記基板の上に、前記第１元素、前記第２元素および前記第３元素を含み、前記第１元素および前記第２元素に対する前記第１元素の組成比が所定の比率である化合物半導体層を形成する化合物半導体層形成工程を有し、
前記化合物半導体層形成工程では、
前記第３原料ガスの流量を所定の流量に固定した状態で、前記第２原料ガスを供給せずに前記第１原料ガスを供給する第１工程と、
前記第３原料ガスの流量を前記所定の流量に固定した状態で、前記第１原料ガスを供給せずに前記第２原料ガスを供給する第２工程と、
を含むサイクルを所定回数行い、
１回の前記サイクルにおいて、
前記第１工程による前記第１元素の供給量と前記第２工程による前記第２元素の供給量との合計供給量に対する前記第１工程による前記第１元素の供給量のモル比率を、前記所定の比率と等しくなるように調整する
半導体ウェハの製造方法が提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、
前記第１工程での前記第１原料ガスのモル流量と、前記第２工程での前記第２原料ガスのモル流量と、は等しく、
１回の前記サイクルにおいて、
前記第１工程における時間と前記第２工程おける時間との合計供給量に対する前記第１工程における時間の比率を、前記所定の比率と等しくなるように調整する
第１の態様に記載の半導体ウェハの製造方法が提供される。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、
前記化合物半導体層は、所定の波長の光を反射するＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）層を構成する少なくとも一層であり、
１回の前記サイクルでの前記第１工程で形成される前記第１層の前記所定の波長の光に対する光学的層厚が前記所定の波長の１／４倍未満である
第１または第２の態様に記載の半導体ウェハの製造方法が提供される。
【０００９】
本発明の第４の態様によれば、
前記第１元素は、III族元素のいずれか一つであり、
前記第２元素は、III族元素のうち前記第１元素と異なるいずれか一つであり、
前記第３元素は、Ｖ族元素のいずれか一つである
第１〜第３の態様のいずれかに記載の半導体ウェハの製造方法が提供される。
【００１０】
本発明の第５の態様によれば、
前記化合物半導体層形成工程では、
前記第１元素、前記第２元素および前記第３元素と異なる第４元素を含む第４原料ガスをさらに供給して、前記第１元素、前記第２元素、前記第３元素および前記第４元素を含む前記化合物半導体層を形成し、
前記第１工程および前記第２工程では、
前記第３原料ガスおよび前記第４原料ガスの流量をそれぞれ所定の流量に固定した状態で行う
第１〜第４の態様のいずれかに記載の半導体ウェハの製造方法が提供される。
【００１１】
本発明の第６の態様によれば、
前記第１元素は、III族元素のいずれか一つであり、
前記第２元素は、III族元素のうち前記第１元素と異なるいずれか一つであり、
前記第３元素は、Ｖ族元素のいずれか一つであり、
前記第４元素は、III族元素のうち前記第１元素および前記第２元素と異なるいずれか一つである
第５の態様に記載の半導体ウェハの製造方法が提供される。
【００１２】
本発明の第７の態様によれば、
基板と、
前記基板の上に設けられ、第１元素と、前記第１元素と異なる第２元素と、前記第１元素および前記第２元素と異なる第３元素と、を含み、前記第１元素および前記第２元素に対する前記第１元素の組成比が所定の比率である化合物半導体層と、
を有し、
前記化合物半導体層は、
前記第１元素および前記第３元素を含む第１層と、
前記第２元素および前記第３元素を含む第２層と、
を交互に積層して設けられ、
隣接する前記第１層および前記第２層における前記第１元素および前記第２元素に対する前記第１元素の組成比は、前記所定の比率と等しい
半導体ウェハが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＭＦＣの流量を制御性の良い範囲に任意に設定することができる半導体ウェハの製造方法および半導体ウェハが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係る半導体製造装置の一部の横断面図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る半導体製造装置の一部の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る半導体製造装置の一部に係る概略構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る化合物半導体層形成工程を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態で用いられる第１化合物半導体層形成シーケンスにおける各部の動作タイミングを示す図であり、（ｂ）は、本発明の一実施形態で用いられる第２化合物半導体層形成シーケンスにおける各部の動作タイミングを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る半導体ウェハを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜本発明の一実施形態＞
（１）半導体製造装置の構成
まず、図１および図２を用い、本発明の一実施形態に係る半導体製造装置１０について説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係る半導体製造装置の一部の横断面図であり、図１（ｂ）は、本実施形態に係る半導体製造装置の一部の縦断面図である。図２は、本実施形態に係る半導体製造装置の一部に係る概略構成図である。
【００１６】
本実施形態に係る半導体製造装置１０は、例えば有機金属気相成長装置（ＭＯＶＰＥ装置、Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ装置）であり、基板１００の成長面側に化合物半導体層をエピタキシャル成長させるよう構成される。基板１００は、例えば、ＧａＡｓ基板、ＧａＮ基板、Ｓｉ基板、ＳｉＣ基板、またはサファイア基板である。ここでは、基板１００は、ＧａＡｓ基板であるとして説明する。なお、以下において、「基板」とは、例えば、化合物半導体層が成長される下地基板としての半導体ウェハ（ベアウェハ）のことである。
【００１７】
本実施形態に係る半導体製造装置１０は、具体的には、ガス流路となるフローチャネル（ＦＣ）４００と、フローチャネル４００内に基板１００を保持するサセプタ３００と、フローチャネル４００に接続され基板１００に対して第１元素を含む第１原料ガスを供給する第１ガス供給系と、フローチャネル４００に接続され基板１００に対して第１元素と異なる第２元素を含む第２原料ガスを供給する第２ガス供給系と、フローチャネル４００に接続され基板１００に対して第１元素および第２元素と異なる第３元素を含む第３原料ガスと、を供給する第３ガス供給系と、第１ガス供給系、第２ガス供給系、および第３ガス供給系を制御するコントローラ（制御部）２４０と、を有する。以下詳細を説明する。なお、以下において、半導体製造装置１０の「上方」および「下方」とは、例えば鉛直上方および鉛直下方のことをいう。
【００１８】
（ガス流路）
図１（ａ）および（ｂ）に示されているように、半導体製造装置１０は、例えば、ＳＵＳ製の処理容器（不図示）内に、ガス流路を構成するフローチャネル４００を有する。フローチャネル４００は、例えばガス導入方向に沿って３つの部分から構成され、後述するガス供給系の配管（２０１ｃ，２０１ｄ）が接続される導入口４１０を有する上流フローチャネル（上流ＦＣ）４２０と、反応炉としての中間フローチャネル（中間ＦＣ）４３０と、ガスを排出する下流フローチャネル（下流ＦＣ）４４０と、を有する。
【００１９】
また、半導体製造装置１０は、フローチャネル４００内に基板１００を保持する円形のサセプタ３００を有する。サセプタ３００には、例えば、高純度の炭素が用いられる。
【００２０】
例えば、複数の基板１００は、均熱板３１０とともにサセプタ３００に配置され、成長面が下方に向いた状態、すなわちフェイスダウンで、サセプタ３００に設けられた爪部（不図示）に係止される。中間ＦＣ４３０の上側には、サセプタ３００の直径よりも大きい直径を有する開口４３２が設けられる。サセプタ３００は、基板１００を保持した状態で開口４３２内を下降することにより、ガス流路上に基板１００の表面を配置することができるように構成される。
【００２１】
なお、サセプタ３００は、複数の基板１００を保持した状態で、ガス流路に対して垂直な方向を軸として周方向（サセプタ３００内の矢印方向）に回転するよう構成され、これにより、基板１００の成長面側には均一に化合物半導体層が形成される。このような反応炉は、ＭＯＶＰＥ装置の形態の一つとして、横型公転炉と呼ばれる。
【００２２】
また、フローチャネル４００の上側には、基板１００の表面（成長面）温度を後述する化合物半導体層の成長温度となるように、基板１００およびサセプタ３００を加熱するヒータ３６０が設けられる。加熱された基板１００の成長面で、混合された原料ガスが化学反応を起こすことにより、当該成長面側に化合物半導体層がエピタキシャル成長される。
【００２３】
主に、上流ＦＣ４２０、中間ＦＣ４３０および下流ＦＣ４４０により、基板１００の成長面側への化合物半導体層のエピタキシャル成長に係るガス流路が形成される。
【００２４】
なお、下流ＦＣ４４０の下流側には、ガス流路からガスを排出する排気系の排気管（不図示）が接続される。排気管には、上流側から順に、圧力センサ（不図示）、真空ポンプ（不図示）および除害装置（不図示）が接続されている。処理容器内の圧力は所定の圧力（真空度）となるよう真空排気される。また、除害装置は、中間ＦＣ４３０で反応しきれなかった原料ガスを各種トラップ（砒素（Ａｓ）トラップ、またはリン（Ｐ）トラップ：不図示）により吸着し、トラップに吸着されなかった原料ガスを除害剤（不図示）により有害物質を除去した後に半導体製造装置１０外に排気するよう構成される。
【００２５】
（ガス供給系）
次に、図２を用い、本実施形態の半導体製造装置１０のガス供給系について説明する。
【００２６】
（キャリアガス（パージガス）供給系）
図２に示されているように、フローチャネル４００の導入口４１０には、キャリアガスを供給するキャリアガス供給管２０１ｃが接続される。キャリアガス供給管２０１ｃには、上流側から順に、キャリアガス供給源（ボンベ）（不図示）、ガス流量を制御（調整）するマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２１１ｃ、バルブ２１２ｃが設けられる。キャリアガスは、例えば、水素（Ｈ２）ガスである。
【００２７】
主に、キャリアガス供給管２０１ｃ、ＭＦＣ２１１ｃ、バルブ２１２ｃにより、第１ガス供給系が構成される。なお、キャリアガス供給源をキャリアガス供給系に含めて考えても良い。
【００２８】
（第１ガス供給系）
キャリアガス供給管２０１ｃのバルブ２１２ｃよりも下流側には、第１元素を含む第１原料ガスを供給する第１ガス供給管２０３ａが接続される。第１原料ガスは、例えば、第１元素を含む第１液体原料を気化させることにより生成されたガスのことである。具体的には、第１元素は、例えば、III族元素のいずれか一つ、好ましくはインジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）のいずれか一つである。ここでは、第１元素は、例えば、Ｇａであり、第１液体原料は、例えば、有機金属であるトリメチルガリウム（ＴＭＧ）である。この場合、第１原料ガスを「ＴＭＧガス」と呼ぶ。
【００２９】
第１液体原料は、例えば、専用容器２２２ａ内に充填される。専用容器２２２ａは、第１原料ガスが所定の蒸気圧となるように所定の温度に温度制御された恒温槽２３０ａ内に設けられる。例えば、第１液体原料がＴＭＧである場合、専用容器２２２ａ内の圧力は８００Ｔｏｒｒであり、専用容器２２２ａの温度は、恒温槽２３０ａにより、例えば５℃に保たれる。
【００３０】
専用容器２２２ａには、当該専用容器２２２ａにキャリアガスを供給するキャリアガス供給管２０１ａが接続され、キャリアガス供給管２０１ａの下流端は第１液体原料内に挿入される。キャリアガス供給管２０１ａには、上流側から順に、キャリアガス供給源（ボンベ）（不図示）、ＭＦＣ２１１ａ、バルブ２１２ａが設けられる。なお、キャリアガス供給管２０１ａに供給されるキャリアガスは、例えば、例えば、水素（Ｈ２）ガスである。
【００３１】
本実施形態では、第１液体原料が充填された専用容器２２２ａにキャリアガスを供給するキャリアガス供給管２０１ａには、ＭＦＣ２１１ａが一つだけ設けられる。ＭＦＣ２１１ａで供給可能なキャリアガスの最大流量（流量の制御範囲）は、例えば、後述する第１化合物半導体層形成工程および第２化合物半導体層形成工程のうち、いずれかのＴＭＧガスのモル流量が多い工程に合わせて設定される。
【００３２】
一方、専用容器２２２ａには、ＴＭＧガスを送り出す第１ガス供給管２０３ａが接続され、第１ガス供給管２０３ａの上流端は第１液体原料の液面よりも上に配置される。第１ガス供給管２０３ａには、バルブ２１５ａが設けられる。
【００３３】
また、キャリアガス供給管２０１ａのＭＦＣ２１１ａよりも上流側と、第１ガス供給管２０３ａのバルブ２１５ａよりも下流側と、の間には、キャリアガスバイパス配管２０２ａが接続される。キャリアガスバイパス配管２０２ａには、上流側から順に、ＭＦＣ２１３ａ、バルブ２１４ａが設けられる。
【００３４】
以上のように、主に、キャリアガス供給管２０１ａ、ＭＦＣ２１１ａ、バルブ２１２ａ、専用容器２２２ａ、第１ガス供給管２０３ａ、バルブ２１５ａにより、第１ガス供給系が構成される。なお、キャリアガス供給源、キャリアガスバイパス配管２０２ａ、ＭＦＣ２１３ａ、バルブ２１４ａを第１ガス供給系に含めて考えても良い。
【００３５】
基板１００に対して第１原料ガスを供給する際、キャリアガスがキャリアガス供給管２０１ａに供給され、専用容器２２２ａ内の第１液体原料をバブリングすることにより第１液体原料の一部を気化させる。第１液体原料の一部が気化されることにより生成された第１原料ガスは、キャリアガスとともに、第１ガス供給管２０３ａおよびキャリアガス供給管２０１ｃを介してフローチャネル４００側に供給される。一方で、第１原料ガスをフローチャネル４００側に供給しない場合には、キャリアガスは、第１液体原料が充填された専用容器２２２ａを介さずにキャリアガスバイパス配管２０２ａを介してフローチャネル４００側に供給され、第１ガス供給管２０３ａ内に残留した第１原料ガスを押出す。
【００３６】
（第２ガス供給系）
キャリアガス供給管２０１ｃのバルブ２１２ｃよりも下流側には、第２元素を含む第２原料ガスを供給する第２ガス供給管２０３ｂが接続される。第２原料ガスは、例えば、第２元素を含む第２液体原料を気化させることにより生成されたガスのことである。具体的には、第２元素は、例えば、III族元素、好ましくはＩｎ、Ｇａ、Ａｌのうち、上記した第１元素と異なるいずれか一つである。ここでは、第２元素は、例えば、Ａｌであり、第２液体原料は、例えば、有機金属であるトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）である。この場合、第２原料ガスを「ＴＭＡガス」と呼ぶ。
【００３７】
第２液体原料は、例えば、専用容器２２２ｂ内に充填される。専用容器２２２ｂは、第２原料ガスが所定の蒸気圧となるように所定の温度に温度制御された恒温槽２３０ｂ内に設けられる。例えば、第２液体原料がＴＭＡである場合、専用容器２２２ｂ内の圧力は８００Ｔｏｒｒであり、専用容器２２２ｂの温度は、恒温槽２３０ｂにより、例えば３５℃に保たれる。
【００３８】
専用容器２２２ｂには、当該専用容器２２２ｂにキャリアガスを供給するキャリアガス供給管２０１ｂが接続され、キャリアガス供給管２０１ｂの下流端は第２液体原料内に挿入される。キャリアガス供給管２０１ｂには、上流側から順に、キャリアガス供給源（ボンベ）（不図示）、ＭＦＣ２１１ｂ、バルブ２１２ｂが設けられる。なお、キャリアガス供給管２０１ｂに供給されるキャリアガスは、例えば、例えば、水素（Ｈ２）ガスである。
【００３９】
本実施形態では、第２液体原料が充填された専用容器２２２ｂにキャリアガスを供給するキャリアガス供給管２０１ｂには、ＭＦＣ２１１ｂが一つだけ設けられる。ＭＦＣ２１１ｂで供給可能なキャリアガスの最大流量（流量の制御範囲）は、例えば、後述する第１化合物半導体層形成工程および第２化合物半導体層形成工程のうち、いずれかのＴＭＡガスのモル流量が多い工程に合わせて設定される。
【００４０】
一方、専用容器２２２ｂには、ＴＭＡガスを送り出す第２ガス供給管２０３ｂが接続され、第２ガス供給管２０３ｂの上流端は第２液体原料の液面よりも上に配置される。第２ガス供給管２０３ｂには、バルブ２１５ｂが設けられる。
【００４１】
また、キャリアガス供給管２０１ｂのＭＦＣ２１１ｂよりも上流側と、第２ガス供給管２０３ｂのバルブ２１５ｂよりも下流側と、の間には、キャリアガスバイパス配管２０２ｂが接続される。キャリアガスバイパス配管２０２ｂには、上流側から順に、ＭＦＣ２１３ｂ、バルブ２１４ｂが設けられる。
【００４２】
以上のように、主に、キャリアガス供給管２０１ｂ、ＭＦＣ２１１ｂ、バルブ２１２ｂ、専用容器２２２ｂ、第２ガス供給管２０３ｂ、バルブ２１５ｂにより、第２ガス供給系が構成される。なお、キャリアガス供給源、キャリアガスバイパス配管２０２ｂ、ＭＦＣ２１３ｂ、バルブ２１４ｂを第２ガス供給系に含めて考えても良い。
【００４３】
なお、第２ガス供給系におけるガスの流れは、上記した第１ガス供給系と同様である。
【００４４】
（第３ガス供給系）
フローチャネル４００の導入口４１０には、例えばキャリアガス供給系とは別に、第３元素を含む第３原料ガスを供給する第３ガス供給管２０１ｄが接続される。第３ガス供給管２０１ｄには、上流側から順に、第３ガス供給源（ボンベ）（不図示）、ＭＦＣ２１１ｄ、バルブ２１２ｄが設けられる。
【００４５】
第３元素は、例えば、Ｖ族元素のいずれか一つ、好ましくは窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）のいずれか一つである。ここでは、第３元素は、例えば、Ａｓであり、第３原料ガスは、例えば、アルシン（ＡｓＨ３）ガスである。
【００４６】
主に、第３ガス供給管２０１ｄ、ＭＦＣ２１１ｄ、バルブ２１２ｄにより、第３ガス供給系が構成される。なお、第３ガス供給源を第３ガス供給系に含めて考えても良い。
【００４７】
以上のように、主に、キャリアガス供給系、第１ガス供給系、第２ガス供給系、第３ガス供給系により、ガス供給系が構成される。
【００４８】
（制御部）
本実施形態に係る制御部（制御手段）としてのコントローラ２４０は、真空ポンプ、ＭＦＣ２１１ａ〜２１１ｄ，２１３ａ〜２１３ｂ、バルブ２１２ａ〜２１２ｄ，２１４ａ〜２１４ｂ、２１５ａ〜２１５ｂ、サセプタ３００、およびヒータ３６０に接続され、真空ポンプの起動・停止、ＭＦＣ２１１ａ〜２１１ｄ，２１３ａ〜２１３ｂによる各種ガスの流量制御動作、バルブ２１２ａ〜２１２ｄ，２１４ａ〜２１４ｂ、２１５ａ〜２１５ｂの開閉動作、サセプタ３００の昇降動作、ヒータ３６０による温度調整動作等を、それぞれ制御するように構成される。
【００４９】
（２）半導体ウェハの製造方法
次に、図３〜図５を用い、本実施形態に係る半導体ウェハの製造工程の一工程としての化合物半導体層形成工程について説明する。図３は、本実施形態に係る化合物半導体層形成工程を示すフローチャートである。図４（ａ）は、本実施形態で用いられる第１化合物半導体層形成シーケンスにおける各部の動作タイミングを示す図であり、図４（ｂ）は、本実施形態で用いられる第２化合物半導体層形成シーケンスにおける各部の動作タイミングを示す図である。なお、図４（ａ）および（ｂ）において、各原料ガスの動作タイミングとは、基板１００に対する各原料ガスの供給（モル流量または流量）のタイミングを示している。図５は、本実施形態に係る半導体ウェハを示す断面図である。
【００５０】
本実施形態に係る半導体ウェハの製造工程は、基板１００に対して、第１元素を含む第１原料ガスと、第１元素と異なる第２元素を含む第２原料ガスと、第１元素および第２元素と異なる第３元素を含む第３原料ガスと、を供給して、基板１００の上（成長面側）に、第１元素、第２元素および第３元素を含み、第１元素および第２元素に対する第１元素の組成比が所定の比率である化合物半導体層を形成する化合物半導体層形成工程を有する。化合物半導体層形成工程では、第３原料ガスの流量を所定流量に固定した状態で、第２原料ガスを供給せずに第１原料ガスを供給する第１工程と、第３原料ガスの流量を所定流量に固定した状態で、第１原料ガスを供給せずに第２原料ガスを供給する第２工程と、を含むサイクルを所定回数行い、１回のサイクルでの第１工程による第１元素の供給量と第２工程による第２元素の供給量との合計供給量に対する第１工程による第１元素の供給量のモル比率を、所定の比率と等しくなるように調整する。以下、詳細を説明する。なお、以下の説明において、半導体ウェハの製造工程の各工程は、コントローラ２４０の各部により制御される。
【００５１】
本実施形態では、上記した半導体製造装置１０を用い、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザダイオード（ＬＤ）などの半導体発光素子（半導体装置）を製造するための半導体ウェハ２０を製造する場合について説明する。ここでは、半導体ウェハの製造工程の一工程として、基板１００の上（成長面側）に、所定の波長の光を反射するＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ（ＤＢＲ）層１３０を構成する少なくとも一層である化合物半導体層を形成する化合物半導体層形成工程について考える。
【００５２】
まず、ＧａＡｓ基板である基板１００をサセプタ３００に保持した状態で、フローチャネル４００内に配置する。次に、処理容器内を真空ポンプにより真空排気する。次に、キャリアガス供給管２０１ｃのバルブ２１２ｃを開き、キャリアガスとしてのＨ２ガスをフローチャネル４００内に供給するとともに、処理容器内の圧力が所定の圧力となるように真空ポンプを調整する。次に、ヒータ３６０により、基板１００を化合物半導体層の成長温度まで加熱する。化合物半導体層がＡｌＧａＡｓからなる場合、化合物半導体層の成長温度は、例えば、６００℃以上８００℃以下である。以下の化合物半導体層形成工程は、処理容器内の圧力を所定の圧力（減圧）に保ちつつ、成長温度を所定の温度に保った状態で行われる。
【００５３】
（第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０）
図５に示されているように、以下のようにして、基板１００の上（成長面側）に、第１元素としてのＧａおよび第２元素としてのＡｌに対するＧａの組成比が第１比率である第１化合物半導体層１１０を形成する。
【００５４】
（第１工程Ｓ１１１）
図３に示されているように、まず、基板１００に対して、第３原料ガスとしてのＡｓＨ３ガスの流量を所定の流量に固定した状態で、第２原料ガスとしてのＴＭＡガスを供給せずに第１原料ガスとしてのＴＭＧガスを供給する第１工程Ｓ１１１が行われる。
【００５５】
図２および図４（ａ）に示されているように、第３ガス供給管２０１ｄのバルブ２１２ｄを開き、フローチャネル４００内の基板１００に対して第３原料ガスとしてのＡｓＨ３ガスを供給する。このとき、第３ガス供給管２０１ｄのＭＦＣ２１１ｄにより、第３原料ガスとしてのＡｓＨ３ガスの流量が所定の流量（ＶＡｓ）に調整される。
【００５６】
また、第１ガス供給管２０３ａのバルブ２１５ａを開きキャリアガスバイパス配管２０２ａのバルブ２１４ａを閉じた状態でキャリアガス供給管２０１ａのバルブ２１２ａを開くことにより、フローチャネル４００内の基板１００に対して第１原料ガスとしてのＴＭＧガスを供給する。このとき、第３原料ガスとしてのＡｓＨ３ガスの流量を所定流量（ＶＡｓ）に固定した状態で、第２原料ガスとしてのＴＭＡガスを供給せずに、第１原料ガスとしてのＴＭＧガスを供給する。また、キャリアガス供給管２０１ａのＭＦＣ２１１ａによって、専用容器２２２ａ内の第１液体原料をバブリングするキャリアガスの流量が調整されることにより、第１原料ガスとしてのＴＭＧガスのモル流量は所定のモル流量（ｎＧａ）（ｍｏｌ／ｍｉｎ）に調整される。第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０では、ＭＦＣ２１１ａは、ＴＭＧガスのモル流量が所定のモル流量ｎＧａとなる状態で固定される。
【００５７】
以上の第１工程Ｓ１１１は、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０の全工程時間よりも短い時間ΔｔＧ１（ｍｉｎ）、行われる。第１工程Ｓ１１１によって供給される第１元素としてのＧａの供給量（ｍｏｌ）については、詳細を後述する。
【００５８】
図５に示されているように、第１工程Ｓ１１１により、基板１００の上（成長面側）に、第１元素としてのＧａおよび第３元素としてのＡｓを含む第１層１１１が形成される。例えば、理想的には、ＧａおよびＡｌに対するＧａの組成比が１００％、すなわちＧａＡｓからなる第１層１１１が形成される。
【００５９】
（第２工程Ｓ１１２）
次に、図３に示されているように、基板１００に対して、ＡｓＨ３ガスの流量を所定の流量に固定した状態で、ＴＭＧガスを供給せずにＴＭＡガスを供給する第２工程Ｓ１１２が行われる。
【００６０】
図２および図４（ａ）に示されているように、キャリアガス供給管２０１ａのバルブ２１２ａを閉じ第１ガス供給管２０３ａのバルブ２１５ａを閉じることにより、第１原料ガスとしてのＴＭＧガスの供給を停止するとともに、キャリアガスバイパス配管２０２ａのバルブ２１４ａを開くことにより、第１ガス供給管２０３ａ内の残留したＴＭＧガスをキャリアガスで置換する。
【００６１】
同時に、第２ガス供給管２０３ｂのバルブ２１５ｂを開きキャリアガスバイパス配管２０２ｂのバルブ２１４ｂを閉じた状態でキャリアガス供給管２０１ｂのバルブ２１２ｂを開くことにより、フローチャネル４００内の基板１００に対して第２原料ガスとしてのＴＭＡガスを供給する。このとき、第３原料ガスとしてのＡｓＨ３ガスの流量を所定流量（ＶＡｓ）に固定した状態で、第１原料ガスとしてのＴＭＧガスを供給せずに、第２原料ガスとしてのＴＭＡガスを供給する。また、キャリアガス供給管２０１ｂのＭＦＣ２１１ｂによって、専用容器２２２ｂ内の第２液体原料をバブリングするキャリアガスの流量が調整されることにより、第２原料ガスとしてのＴＭＡガスのモル流量は所定のモル流量（ｎＡｌ）（ｍｏｌ／ｍｉｎ）に調整される。第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０では、ＭＦＣ２１１ｂは、ＴＭＡガスのモル流量が所定のモル流量ｎＡｌとなる状態で固定される。
【００６２】
このとき、第１ガス供給系のＭＦＣ２１１ａをＴＭＧガスのモル流量が所定のモル流量ｎＧａとなるように固定するとともに、第２ガス供給系のＭＦＣ２１１ｂをＴＭＡガスのモル流量が所定のモル流量ｎＡｌとなるように固定した状態で、上述のように、第１ガス供給系のバルブ２１２ａ，２１４ａ，２１５ａ、および第２ガス供給系のバルブ２１２ｂ，２１４ｂ，２１５ｂを開閉することにより、第１工程Ｓ１１１および第２工程Ｓ１１２のいずれか一方から他方に移行させる。これにより、ＭＦＣを調整することなく、第１工程Ｓ１１１および第２工程Ｓ１１２を素早く相互に切り替えることができる。
【００６３】
以上の第２工程Ｓ１１２は、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０の全工程時間よりも短く、第１工程Ｓ１１１の時間よりも長い時間ΔｔＡ１（ｍｉｎ）、行われる。第２工程Ｓ１１２によって供給される第２元素としてのＡｌの供給量（ｍｏｌ）については、詳細を後述する。
【００６４】
図５に示されているように、第２工程Ｓ１１２により、基板１００上に、第２元素としてのＡｌおよび第３元素としてのＡｓを含む第２層１１２が形成される。例えば、理想的には、ＧａおよびＡｌに対するＧａの組成比が０％、すなわちＡｌＡｓからなる第２層１１２が形成される。なお、第２層１１２の厚さは、第１層１１１の厚さよりも厚い。
【００６５】
（実施回数判定Ｓ１１３）
図３に示されているように、以上の第１工程Ｓ１１１および第２工程Ｓ１１２を含むサイクルを所定回数（ｋ１回）行ったか否かを判定する。
【００６６】
図５に示されているように、第１工程Ｓ１１１および第２工程Ｓ１１２を含むサイクルを所定回数（ｋ１回）行うことにより、第１層１１１および第２層１１２が交互に積層して設けられ、所定の厚さを有する第１化合物半導体層１１０が形成される。
【００６７】
例えば、第１化合物半導体層１１０の所定の波長の光に対する光学的層厚が所定の波長の１／４倍となるように、第１工程Ｓ１１１および第２工程Ｓ１１２を含むサイクルの所定回数ｋ１が設定される。すなわち、所定波長をλ、所定の波長における屈折率をｎとしたとき、第１化合物半導体層１１０の層厚がλ／４ｎとなるように設定される。これにより、第１化合物半導体層１１０は、所定の波長の光を反射するＤＢＲ層１３０を構成する少なくとも一層として形成される。
【００６８】
本実施形態では、第１化合物半導体層１１０は、ｋ１層の第１層１１１および第２層１１２を含むため、１回のサイクルでの第１工程Ｓ１１１で形成される第１層１１１の所定の波長の光に対する光学的層厚は、ＤＢＲ層１３０全体の光学的層厚よりも薄く、所定の波長の１／４倍未満である。なお、１回のサイクルでの第２工程Ｓ１１２で形成される第２層１１２の所定の波長の光に対する光学的層厚も、所定の波長の１／４倍未満である。
【００６９】
ここで、第１工程Ｓ１１１によって供給される第１元素としてのＧａの供給量（ｍｏｌ）、第２工程Ｓ１１２によって供給される第２元素としてのＡｌの供給量（ｍｏｌ）等の第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０のプロセス条件について説明する。
【００７０】
本実施形態では、ＧａおよびＡｌに対するＧａの組成比が所定の比率（第１比率）である第１化合物半導体層１１０を形成する場合、上記した１回のサイクルにおいて、第１工程Ｓ１１１によるＧａの供給量と、第２工程Ｓ１１２によるＡｌの供給量と、の合計供給量に対する第１工程Ｓ１１１によるＧａの供給量のモル比率を、所定の比率（第１比率）と等しくなるように調整する。以下、詳細を説明する。
【００７１】
第１工程Ｓ１１１における第１原料ガスとしてのＴＭＧガスのモル流量（ｎＧａ）（ｍｏｌ／ｍｉｎ）は、理想的には、以下の式（１）により求められる。
ｎＧａ＝ＰＧａＶＧａ／ＲＴ  ・・・（１）
ただし、ＰＧａは、恒温槽２３０ａで調整される温度における第１液体原料としてのＴＭＧの飽和蒸気圧（ａｔｍ）であり、ＶＧａは、ＭＦＣ２１１ａによって調整されるキャリアガスとしてのＨ２ガスの流量（ｓｌｍ：ｓｔａｎｄａｒｄ  ｌｉｔｅｒ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅｓ）であり、Ｒは、気体定数（０．０８２（ａｔｍ・ｌ）／（ｍｏｌ・Ｋ））であり、Ｔは温度（Ｋ）である。
【００７２】
また、第１工程Ｓ１１１によって供給されるＴＭＧガスに含まれる第１元素としてのＧａの（総）供給量（ｍｏｌ）は、第１工程Ｓ１１１における時間ΔｔＧ１（ｍｉｎ）のＴＭＧガスの積算モル流量に等しく、ｎＧａΔｔＧ１（ｍｏｌ）である。
【００７３】
一方、第２工程Ｓ１１２における第２原料ガスとしてのＴＭＡガスのモル流量（ｎＡｌ）（ｍｏｌ／ｍｉｎ）は、理想的には、以下の式（２）により求められる。
ｎＡｌ＝ＰＡｌＶＡｌ／ＲＴ  ・・・（２）
ただし、ＰＡｌは、恒温槽２３０ｂで調整される温度における第２液体原料としてのＴＭＡの飽和蒸気圧（ａｔｍ）であり、ＶＡｌは、ＭＦＣ２１１ｂによって調整されるキャリアガスとしてのＨ２ガスの流量（ｓｌｍ）である。
【００７４】
また、第２工程Ｓ１１２によって供給されるＴＭＡガスに含まれる第２元素としてのＡｌの（総）供給量（ｍｏｌ）は、第２工程Ｓ１１２における時間ΔｔＡ１のＴＭＡガスの積算モル流量に等しく、ｎＡｌΔｔＡ１（ｍｏｌ）である。
【００７５】
１回のサイクルにおいて、第１工程Ｓ１１１によるＧａの供給量と、第２工程Ｓ１１２によるＡｌの供給量と、の合計供給量に対する第１工程Ｓ１１１によるＧａの供給量のモル比率をｒ１としたとき、ｒ１は以下の式で与えられる。
ｒ１＝ｎＧａΔｔＧ１／（ｎＧａΔｔＧ１＋ｎＡｌΔｔＡ１）  ・・・（３）
【００７６】
供給したＴＭＧガスに含まれるＧａ原子と、ＴＭＡガスに含まれるＡｌ原子の全てが化合物半導体層１１０として取り込まれるわけではないが、ＡｓＨ３ガスの流量を所定の流量ＶＡｓに固定しているため、所定のガス流量のＡｓＨ３ガスに対して取り込まれるＧａ原子およびＡｌ原子の数は、各原料ガスに含まれる各元素の供給量に比例する。したがって、１回のサイクルによって層中に取り込まれるＡｌおよびＧａに対するＧａの組成比は、上記したｒ１と等しくなる。
【００７７】
また、第１工程Ｓ１１１および第２工程Ｓ１１２を含むサイクルを所定回数（ｋ１回）行うことにより形成される第１化合物半導体層１１０において、ＧａおよびＡｌに対するＧａの組成比をＲ１としたとき、Ｒ１は、各元素の総供給量の比率に等しくなり、以下の式で与えられる。
Ｒ１＝ΣｎＧａΔｔＧ１／（ΣｎＧａΔｔＧ１＋ΣｎＡｌΔｔＡ１）  ・・・（４）
【００７８】
第１工程Ｓ１１１および第２工程Ｓ１１２を含むサイクルの所定回数はｋ１回であることにより、
Ｒ１＝ｋ１ｎＧａΔｔＧ１／（ｋ１ｎＧａΔｔＧ１＋ｋ１ｎＡｌΔｔＡ１）  ・・・（５）
分母および分子におけるｋ１を相殺して、
Ｒ１＝ｎＧａΔｔＧ１／（ｎＧａΔｔＧ１＋ｎＡｌΔｔＡ１）  ・・・（６）
【００７９】
したがって、
Ｒ１＝ｒ１  ・・・（７）
すなわち、本実施形態では、第１化合物半導体層１１０におけるＧａおよびＡｌに対するＧａの組成比Ｒ１は、１回のサイクルにおける、第１工程Ｓ１１１によるＧａの供給量と、第２工程Ｓ１１２によるＡｌの供給量と、の合計供給量に対する第１工程Ｓ１１１によるＧａの供給量のモル比率ｒ１と等しい。
【００８０】
そこで、Ｇａの組成比Ｒ１が第１比率ＲＤ１である第１化合物半導体層１１０を形成する場合、上記した１回のサイクルにおける第１工程Ｓ１１１によるＧａの供給量のモル比率ｒ１を、第１比率ＲＤ１と等しくなるように調整する。そのうえで、第１工程Ｓ１１１および第２工程Ｓ１１２を含むサイクルを所定回数ｋ１行うことにより、全体としてＧａの組成比Ｒ１が第１比率ＲＤ１である第１化合物半導体層１１０が形成される。
【００８１】
また、このとき、式（３）および式（６）に示されているように、第１工程Ｓ１１１における時間ΔｔＧ１、および第２工程Ｓ１１２における時間ΔｔＡ１を調整することにより、目標とするＧａの組成比Ｒ１である第１比率ＲＤ１によらず、それぞれの原料ガスを供給するモル流量を任意に設定することができる。
【００８２】
ここで、第１工程Ｓ１１１において、Ｇａを含むＴＭＧガスのモル流量ｎＧａが大きいほど、ＭＦＣ２１１ａの最低流量付近を避けることができ、ＭＦＣ２１１ａの流量の制御性が低下することを抑制することができる。１回のサイクルにおける第１工程Ｓ１１１によるＧａの供給量のモル比率ｒ１を上記した第１比率ＲＤ１とするためには、第１工程Ｓ１１１の時間ΔｔＧ１を短く設定することにより、ＴＭＧガスのモル流量ｎＧａを大きくすることができる。また、第１工程Ｓ１１１の時間ΔｔＧ１を短く設定することにより、Ｇａの組成比Ｒ１が断面方向に均一な第１比率ＲＤ１であるＡｌＧａＡｓ層と同等の特性を有する第１化合物半導体層１１０が形成される。
【００８３】
本実施形態の１回のサイクルでの第１工程Ｓ１１１の時間ΔｔＧ１は、第１原料ガスとしてのＴＭＧガスを処理容器内に供給可能な最小時間以上である。ここでいう「ＴＭＧガスを処理容器内に供給可能な最小時間」とは、バルブ２１２ａ，２１５ａを開閉しキャリアガスを専用容器２２２ａ内に供給して第１液体原料であるＴＭＧをバブリングすることにより、ＴＭＧガスを処理容器内に供給することが可能な最小時間のことであり、具体的には、バルブの切り替え速度、液体原料の粘度などに依存する。組成比が低い元素であるＧａを含むＴＭＧガスの供給に係るＭＦＣ２１１ａを制御性の良い範囲に設定するためには、１回のサイクルでの第１工程Ｓ１１１の時間ΔｔＧ１は、ＴＭＧガスを処理容器内に供給可能な最小時間であることが好ましい。
【００８４】
本実施形態の第１工程Ｓ１１１における第１原料ガスとしてのＴＭＧのモル流量ｎＧａは、ＴＭＧガスの供給比を第１比率ＲＤ１としたときのＴＭＧガスのモル流量、すなわち、「所定の流量ＶＡｓのＡｓＨ３ガスに対してＴＭＧガスおよびＴＭＡを同時に供給し、ＴＭＧガスおよびＴＭＡガスの合計モル流量に対するＴＭＧガスのモル流量の比率を第１比率ＲＤ１となるように調整することにより、第１化合物半導体層を成長させたときのＴＭＧガスのモル流量」よりも大きい。これにより、ＭＦＣ２１１ａの制御性が低い領域で、ＴＭＧガスのモル流量が不安定となることが抑制される。なお、本実施形態の第２工程Ｓ１１２における第２原料ガスとしてのＴＭＡのモル流量ｎＡｌについても、上記と同様の関係が成り立つ。
【００８５】
また、本実施形態では、第１工程Ｓ１１１での第１層１１１の成長速度と、第２工程Ｓ１１２での第２層１１２の成長速度と、が等しくなるように、第１工程Ｓ１１１におけるＴＭＧガスのモル流量ｎＧａおよび第２工程Ｓ１１２におけるＴＭＡガスのモル流量ｎＡｌが調整されることが好ましい。例えば、第１工程Ｓ１１１でのＴＭＧガスのモル流量ｎＧａと、第２工程Ｓ１１２でのＴＭＡガスのモル流量ｎＡｌと、が等しくなるように、恒温槽２３０ａ，２３０ｂの設定温度、ＭＦＣ２１１ａ，２１１ｂの流量を調整する。これにより、上述の式（３）により、以下の式が求められる。
ｒ１＝ΔｔＧ１／（ΔｔＧ１＋ΔｔＡ１）  ・・・（７）
すなわち、１回のサイクルにおける第１工程Ｓ１１１によるＧａの供給量のモル比率ｒ１は、１回のサイクルの時間（ΔｔＧ１＋ΔｔＡ１）に対する第１工程Ｓ１１１での時間ΔｔＧ１の比率に等しくなる。したがって、１回のサイクルの時間（ΔｔＧ１＋ΔｔＡ１）に対する第１工程Ｓ１１１での時間ΔｔＧ１の比率を第１比率ＲＤ１と等しくなるように調整することにより、１回のサイクルにおける第１工程Ｓ１１１によるＧａの供給量のモル比率ｒ１を第１比率ＲＤ１と等しくなるように調整することができる。したがって、第１工程Ｓ１１１および第２工程Ｓ１１２の時間制御だけで、第１化合物半導体層１１０の組成比を容易に調整することができる。
【００８６】
以上のように、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０のプロセス条件が設定される。
【００８７】
具体的には、例えば、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０において、ＧａおよびＡｌに対するＧａの組成比が３％（すなわち、第１比率ＲＤ１＝３％）、すなわちＡｌ０．９７Ｇａ０．０３Ａｓからなる第１化合物半導体層１１０を形成する場合のプロセス条件は、以下のように設定される。
【００８８】
例えば、第１工程Ｓ１１１において、ＭＦＣ２１１ａによって調整されるＨ２ガスの流量ＶＧａは、１０９ｓｃｃｍであり、これにより、第１層１１１の成長速度は、０．８ｎｍ／秒となる。また、第１工程Ｓ１１１においてＴＭＧガスを供給する時間をΔｔＧ１は、「ＴＭＧガスを処理容器内に供給可能な最小時間」である０．１秒である。
【００８９】
また、例えば、第２工程Ｓ１１２において、ＡｓＨ３ガスの流量ＶＡｓは、第１工程Ｓ１１１と同じ値とし、ＭＦＣ２１１ｂによって調整されるＨ２ガスの流量ＶＡｌは、２４５ｓｃｃｍであり、これにより、第２層１１２の成長速度は、０．８ｎｍ／秒となる。また、第２工程Ｓ１１２においてＴＭＡガスを供給する時間をΔｔＡｌは、２．９秒である。
【００９０】
この場合、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０の１回のサイクルにおける第１工程Ｓ１１１によるＧａの供給量のモル比率ｒ１は、３％である。これにより、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０により、ＧａおよびＡｌに対するＧａの組成比が３％、すなわちＡｌ０．９７Ｇａ０．０３Ａｓからなる第１化合物半導体層１１０が形成される。
【００９１】
（第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０）
次に、図５に示されているように、以下のようにして、第１化合物半導体層１１０の上に、Ｇａの組成比が第１比率と異なる第２比率である第２化合物半導体層１２０を形成する。以下、第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０において、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０と異なるプロセスについてのみ説明し、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０で説明したプロセスと実質的に同一のプロセスには、その説明を省略する。
【００９２】
（第１工程Ｓ１２１）
図３に示されているように、第３原料ガスとしてのＡｓＨ３ガスの流量を所定の流量に固定した状態で、第２原料ガスとしてのＴＭＡガスを供給せずに、第１原料ガスとしてのＴＭＧガスを供給する第１工程Ｓ１２１が行われる。
【００９３】
図４（ｂ）に示されているように、第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０におけるＡｓＨ３ガスの流量は、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０における流量と等しい所定の流量（ＶＡｓ）に固定される。また、第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０の第１工程Ｓ１２１におけるＴＭＧガスのモル流量は、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０の第１工程Ｓ１１１におけるＴＭＧガスのモル流量と等しいモル流量（ｎＧａ）に調整される。
【００９４】
以上の第１工程Ｓ１２１は、第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０の全工程時間よりも短く、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０の第１工程Ｓ１１１の時間よりも長い時間ΔｔＧ２（ｍｉｎ）、行われる。第１工程Ｓ１２１によって供給される第１元素としてのＧａの供給量（ｍｏｌ）については、詳細を後述する。
【００９５】
図５に示されているように、第１工程Ｓ１２１により、第１化合物半導体層１１０上に、第１元素としてのＧａおよび第３元素としてのＡｓを含む第３層１２１が形成される。例えば、ＧａおよびＡｌに対するＧａの組成比が１００％、すなわちＧａＡｓからなる第３層１２１が形成される。なお、第３層１２１の厚さは、第１層１１１の厚さよりも厚い。
【００９６】
（第２工程Ｓ１１２）
次に、図３に示されているように、基板１００に対して、ＡｓＨ３ガスの流量を所定の流量に固定した状態で、ＴＭＧガスを供給せずにＴＭＡガスを供給する第２工程Ｓ１２２が行われる。
【００９７】
図４（ｂ）に示されているように、上述のように、第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０における第３原料ガスとしてのＡｓＨ３ガスの流量は、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０における流量と等しい所定の流量（ＶＡｓ）に固定されている。また、第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０の第２工程Ｓ１２２におけるＴＭＡガスのモル流量は、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０の第２工程Ｓ１１２におけるＴＭＡガスのモル流量と等しいモル流量（ｎＡｌ）に調整される。
【００９８】
以上の第２工程Ｓ１２２は、第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０の全工程時間よりも短く、第１工程Ｓ１２１の時間よりも短い時間ΔｔＡ２（ｍｉｎ）、行われる。第２工程Ｓ１２２によって供給される第２元素としてのＡｌの供給量（ｍｏｌ）については、詳細を後述する。
【００９９】
図５に示されているように、第２工程Ｓ１２２により、第３層１２１上に、第２元素としてのＡｌおよび第３元素としてのＡｓを含む第４層１２２が形成される。例えば、ＧａおよびＡｌに対するＧａの組成比が０％、すなわちＡｌＡｓからなる第４層１２２が形成される。なお、第４層１２２の厚さは、第３層１２１の厚さよりも薄い。
【０１００】
（実施回数判定Ｓ１２３）
図３に示されているように、以上の第１工程Ｓ１２１および第２工程Ｓ１２２を含むサイクルを所定回数（ｋ２回）行ったか否かを判定する。
【０１０１】
図５に示されているように、第２工程Ｓ１２１および第２工程Ｓ１２２を含むサイクルを所定回数（ｋ２回）行うことにより、第３層１２１および第４層１２２が交互に積層して設けられ、所定の厚さを有する第２化合物半導体層１２０が形成される。
【０１０２】
例えば、第２化合物半導体層１２０の所定の波長の光に対する光学的層厚が所定の波長の１／４倍となるように、第１工程Ｓ１２１および第２工程Ｓ１２２を含むサイクルの所定回数ｋ２が設定される。すなわち、第２化合物半導体層１２０の層厚がλ／４ｎとなるように設定される。これにより、第２化合物半導体層１２０は、第１化合物半導体層１１０とともに、所定の波長の光を反射するＤＢＲ層１３０を構成する少なくとも一層として形成される。
【０１０３】
ここで、本実施形態では、ＧａおよびＡｌに対するＧａの組成比Ｒ１が第１比率ＲＤ１と異なる第２比率（ＲＤ２とする）である第２化合物半導体層１２０を形成する場合、上記した１回のサイクルにおいて、第１工程Ｓ１２１によるＧａの供給量と、第２工程Ｓ１２２によるＡｌの供給量と、の合計供給量に対する第１工程Ｓ１２１によるＧａの供給量のモル比率（ｒ２とする）を、第２比率ＲＤ２と等しくなるように調整する。
【０１０４】
具体的には、例えば、第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０において、ＧａおよびＡｌに対するＧａの組成比が９７％（すなわち、第２比率ＲＤ２＝９７％）、すなわちＡｌ０．０３Ｇａ０．９７Ａｓからなる第２化合物半導体層１２０を形成する場合のプロセス条件は、以下のように設定される。
【０１０５】
例えば、第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０の第１工程Ｓ１２１において、ＡｓＨ３ガスの流量ＶＡｓ、ＴＭＧの飽和蒸気圧、ＭＦＣ２１１ａによって調整されるＨ２ガスの流量ＶＧａ等の条件は、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０の第１工程Ｓ１１１の条件と等しい。また、第１工程Ｓ１２１においてＴＭＧガスを供給する時間をΔｔＧ２は、２．９秒である。
【０１０６】
また、例えば、第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０の第２工程Ｓ１２２において、ＡｓＨ３ガスの流量ＶＡｓ、ＴＭＡの飽和蒸気圧、ＭＦＣ２１１ｂによって調整されるＨ２ガスの流量ＶＡｌ等の条件は、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０の第２工程Ｓ１１２の条件と等しい。また、第２工程Ｓ１２２においてＴＭＡガスを供給する時間をΔｔＡ２は、「ＴＭＡガスを処理容器内に供給可能な最小時間」である０．１秒である。
【０１０７】
この場合、第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０の１回のサイクルにおける第１工程Ｓ１２１によるＧａの供給量のモル比率ｒ２は、９７％である。これにより、第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０により、ＧａおよびＡｌに対するＧａの組成比が９７％、すなわちＡｌ０．０３Ｇａ０．９７Ａｓからなる第２化合物半導体層１２０が形成される。
【０１０８】
（化合物半導体層形成工程の実施回数判定Ｓ１３０）
図３に示されているように、以上の第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０および第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０を含むサイクルを所定回数（Ｋ回）行ったか否かを判定する。
【０１０９】
図５に示されているように、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０および第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０を含むサイクルを所定回数（Ｋ回）行うことにより、第１化合物半導体層１１０および第２化合物半導体層１２０が交互に積層して設けられ、所定の厚さ、および所定の波長の光に対する所定の反射率を有するＤＢＲ層１３０が形成される。
【０１１０】
図示されていないが、さらに、ＤＢＲ層１３０の上には、例えば、ｎ型のＡｌＧａＩｎＰクラッド層、ＡｌＧａＩｎＰのＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）からなる発光層（活性層）、ｐ型のＡｌＧａＩｎＰクラッド層、ｐ型のＧａＰ層が形成される。
【０１１１】
以上のように、半導体ウェハ２０が製造される。さらに、半導体ウェハ２０を分割し、電極を形成することにより、半導体発光素子（不図示）が製造される。
【０１１２】
（３）半導体ウェハの構成
以上のようにして製造された半導体ウェハ２０は、例えば以下のように構成される。
【０１１３】
図５に示されているように、半導体ウェハ２０は、基板１００と、基板１００の上（成長面側）に設けられ、Ａｌ０．９７Ｇａ０．０３Ａｓからなる第１化合物半導体層１１０と、Ａｌ０．０３Ｇａ０．９７Ａｓからなる第２化合物半導体層１２０と、を交互に積層して設けられたＤＢＲ層１３０と、ＤＢＲ層１３０の上に設けられ所定の波長の光を放出するＡｌＧａＩｎＰのＭＱＷからなる発光層（不図示）と、を有する。ＤＢＲ層１３０は、発光層が放出する所定の波長の光を反射するよう構成され、ＤＢＲ層１３０における第１化合物半導体層１１０および第２化合物半導体層１２０のそれぞれの所定の波長の光に対する光学的層厚は、所定の波長の１／４倍である。すなわち、第１化合物半導体層１１０および第２化合物半導体層１２０のそれぞれの層厚はλ／４ｎである。
【０１１４】
第１化合物半導体層１１０は、ＧａおよびＡｓを含む第１層１１１と、ＡｌおよびＡｓを含む第２層１１２と、を複数交互に積層して設けられる。隣接する第１層１１１および第２層１１２におけるＧａおよびＡｓに対するＧａの組成比は、第１比率ＲＤ１（＝０．０３）と等しい。なお、第１層１１１の所定の波長の光に対する光学的層厚は、所定の波長の１／４倍未満である。
【０１１５】
したがって、第１層１１１および第２層１１２の各層は、単層では、ＤＢＲ層を構成する反射層として所望の屈折率および所望の光学的層厚を有しておらず、第１層１１１および第２層１１２が交互に積層された第１化合物半導体層１１０が全体として所望の屈折率および所望の光学的層厚を有している。すなわち、第１層１１１および第２層１１２の各層は、単層ではＤＢＲ層１３０を構成する層として機能せず、第１層１１１および第２層１１２が交互に積層された第１化合物半導体層１１０が全体として所定の波長の光を反射するＤＢＲ層１３０を構成する層として機能する。
【０１１６】
また、本実施形態のように、ＤＢＲ層１３０が第１層１１１および第２層１１２が交互積層された第１化合物半導体層１１０を有していても、本実施形態のＤＢＲ層１３０の反射特性、キャリア輸送特性等は、通常のＤＢＲ層、すなわち第１層および第２層が交互に積層された反射層を有していないＤＢＲ層の各特性と変わらない。
【０１１７】
第１層１１１および第２層１１２の境界は、必ずしも界面が形成されていなくてもよい。すなわち、第１化合物半導体層１１０は、ＧａおよびＡｓに対するＧａの組成比が積層方向に周期的に分布した一つの層であってもよい。
【０１１８】
また、化合物半導体層における組成比の低い元素を有する層（例えば第１層１１１）の厚さは、１原子層未満であってもよい。すなわち、第１層１１１は、島状に形成されていてもよい。
【０１１９】
第１層１１１および第２層１１２等の積層構造、または第１化合物半導体層１１０等におけるＧａおよびＡｓに対するＧａの組成比の分布は、例えばＸＲＤ（Ｘ―ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）、ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）等により分析することができる。
【０１２０】
なお、第２化合物半導体層１２０は、ＧａおよびＡｓに対するＧａの組成比を除いて第１化合物半導体層１１０と同様の構成を有する。
【０１２１】
以上の構成を有する半導体ウェハ２０は、ＬＥＤまたはＬＤなどの半導体発光素子を製造するために用いられる。
【０１２２】
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態やその変形例によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
【０１２３】
（ａ）本実施形態によれば、基板１００に対して、ＴＭＧガス、ＴＭＡガス、およびＡｓＨ３ガスを供給して、基板１００の上（成長面側）にＧａおよびＡｌに対するＧａの組成比Ｒ１が所定の比率（第１比率ＲＤ１）である第１化合物半導体層１１０を形成する第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０を有する。第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０では、ＡｓＨ３ガスの流量を所定流量ＶＡｓに固定した状態で、ＴＭＡガスを供給せずにＴＭＧガスを供給する第１工程Ｓ１１１と、ＡｓＨ３ガスの流量を所定流量ＶＡｓに固定した状態で、ＴＭＧガスを供給せずにＴＭＡガスを供給する第２工程Ｓ１１２と、を含むサイクルを所定回数行う。このとき、１回のサイクルでの第１工程Ｓ１１１によるＧａの供給量と第２工程Ｓ１１２によるＡｌの供給量との合計供給量に対する第１工程Ｓ１１１によるＧａの供給量のモル比率ｒ１を、所定の比率（第１比率ＲＤ１）と等しくなるように調整する。
【０１２４】
ここで、比較例として、所定の流量ＶＡｓのＡｓＨ３ガスに対してＴＭＧガスおよびＴＭＡガスを同時に供給し、Ｇａの組成比が第１比率ＲＤ１である化合物半導体層を形成する場合について考える。比較例では、ＴＭＧガスおよびＴＭＡガスの合計モル流量に対するＴＭＧガスのモル流量の比率（すなわち、工程中の各原料ガスの供給比）を、第１比率ＲＤ１となるように調整する必要がある。
【０１２５】
具体的には、ＴＭＧおよびＴＭＡの専用容器圧力を８００Ｔｏｒｒ、それぞれの恒温槽の温度をそれぞれ５℃および３５℃とし、Ｇａの組成比が０．０３であるＡｌ０．９７Ｇａ０．０３Ａｓ層を成長速度が０．８ｎｍ／秒となるように形成する場合、ＴＭＧガスの供給に係るＭＦＣのキャリアガスの流量は３ｓｃｃｍ、ＴＭＡガスの供給に係るＭＦＣのキャリアガスの流量は２４０ｓｃｃｍに調整される必要がある。この場合、ＴＭＧガスの供給に係るＭＦＣをキャリアガスの流量が低い範囲で制御しなければならない。
【０１２６】
これに対して、本実施形態によれば、１回のサイクルにおける第１工程Ｓ１１１によるＧａの供給量のモル比率ｒ１で第１工程Ｓ１１１および第２工程Ｓ１１２を含むサイクルを所定回数ｋ１行うことにより、全体としてＧａの組成比Ｒ１が第１比率ＲＤ１である第１化合物半導体層１１０を形成することができる。
【０１２７】
また、本実施形態によれば、ＴＭＧガスを供給する第１工程Ｓ１１１と、ＴＭＡガスを供給する第２工程Ｓ１１２と、が分かれている。上述の式（３）および式（６）に示されているように、第１工程Ｓ１１１における時間ΔｔＧ１、および第２工程Ｓ１１２における時間ΔｔＡ１を調整することにより、目標とするＧａの組成比Ｒ１である第１比率ＲＤ１によらず、それぞれの原料ガスを供給するモル流量を任意に設定することができる。したがって、ＴＭＧガスの供給に係るＭＦＣ２１１ａのキャリアガスの流量を制御性の良い範囲に設定することができる。
【０１２８】
（ｂ）本実施形態によれば、第１工程Ｓ１１１における第１原料ガスとしてのＴＭＧのモル流量ｎＧａは、「所定の流量ＶＡｓのＡｓＨ３ガスに対してＴＭＧガスおよびＴＭＡを同時に供給し、ＴＭＧガスおよびＴＭＡガスの合計モル流量に対するＴＭＧガスのモル流量の比率を第１比率ＲＤ１となるように調整することにより、第１化合物半導体層を成長させたときのＴＭＧガスのモル流量」よりも大きい。これにより、ＭＦＣ２１１ａの制御性が低い領域で、ＴＭＧガスのモル流量が不安定となることが抑制される。
【０１２９】
ここで、上述した比較例において、例えば、ＴＭＧガスの供給に係るＭＦＣで供給可能なキャリアガスの最大流量が第２化合物半導体層形成工程のようにＴＭＧガスのモル流量が多い工程に合わせて設定される場合について考える。
【０１３０】
具体的には、第２化合物半導体層形成工程では、Ｇａの組成比が０．９７であるＡｌ０．０３Ｇａ０．９７Ａｓ層を成長速度が０．８ｎｍ／秒となるように形成する場合、ＴＭＧガスの供給に係るＭＦＣのキャリアガスの流量は１０５ｓｃｃｍ、ＴＭＡガスの供給に係るＭＦＣのキャリアガスの流量は７ｓｃｃｍに調整される必要がある。この場合、ＴＭＧガスの供給に係るＭＦＣで供給可能なキャリアガスの最大流量は、例えば、第２化合物半導体層形成工程に合わせて２００ｓｃｃｍに設定される。一方で、第１化合物半導体層形成工程において、ＴＭＧガスの供給に係るＭＦＣのキャリアガスの流量は上述のように３ｓｃｃｍである。
【０１３１】
一般に、ＭＯＶＰＥ装置等で用いられるＭＦＣは、キャリアガスの流量制御の精度が保証される最低流量を有する。例えば、ＭＦＣの最低流量は、ＭＦＣの最大流量の２％程度であり、ＭＦＣの流量をこの最低流量に調整するとき、ＭＦＣの流量の制御性は低下する傾向がある。
【０１３２】
上述した比較例では、ＭＦＣ２１１ａの最低流量は４ｓｃｃｍである。したがって、ＴＭＧガスの供給に係るＭＦＣの流量の調整マージンを含めて考えたとき、比較例の第１工程では、ＭＦＣの流量の制御性が低い状態で、ＴＭＧガスが供給される可能性がある。したがって、比較例では、化合物半導体層におけるＧａの組成比を所定の比率に安定して調整することが困難となる可能性がある。
【０１３３】
また、上述した比較例では、ＴＭＧガスの供給に係るキャリアガスの流量調整を一つのＭＦＣで制御することが困難であるため、少なくともＴＭＧガスの供給に係るキャリアガスの最大流量が異なるＭＦＣを増設する必要性が生じうる。
【０１３４】
これに対して、本実施形態によれば、ＴＭＧガスを供給する第１工程Ｓ１１１における時間と、ＴＭＡガスを供給する第２工程Ｓ１１２の時間と、が短くなる一方で、各原料ガスの供給比を固定した比較例における各原料ガスのモル流量よりも、各原料ガスのモル流量が増加する。特に、第１化合物半導体層１１０における組成比が小さい元素であるＧａを含むＴＭＧガスのモル流量を大きくすることができる。これにより、ＭＦＣ２１１ａの制御性が低い領域でＭＦＣ２１１ａを制御しなくてもよく、ＴＭＧガスのモル流量が不安定となることが抑制される。また、各原料ガスの供給に係るキャリアガスの流量調整を、異なる制御範囲のＭＦＣを有するガス供給系を増設することなく、それぞれ一つのＭＦＣで制御することができる。
【０１３５】
（ｃ）本実施形態によれば、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０では、１サイクルにおける第１工程Ｓ１１１によるＧａの供給量のモル比率ｒ１を第１比率ＲＤ１と等しくなるように調整し、第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０では、１サイクルにおける第１工程Ｓ１２１によるＧａの供給量のモル比率ｒ２を第１比率ＲＤ１と異なる第２比率ＲＤ２と等しくなるように調整する。このように、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０および第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０のそれぞれにおいて、１サイクルにおける第１工程によるＧａの供給量のモル比率を調整することにより、各原料ガスをそれぞれ一つのＭＦＣで制御して、Ｇａ組成比の異なる化合物半導体層を積層することができる。例えば、本実施形態のように、互いにＧａの組成比が大きく異なる２層（第１化合物半導体層１１０および第２化合物半導体層１２０）を交互に積層したＤＢＲ層１３０等を形成する際に、特に有効である。
【０１３６】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【０１３７】
上述の実施形態では、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０では、第１工程Ｓ１１１としてＴＭＧガスを供給する工程を行い、第１工程Ｓ１１１の後に第２工程Ｓ１１２としてＴＭＡガスを供給する工程を行う場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。第１工程としてＴＭＡガスを供給する工程を行い、第１工程の後に第２工程としてＴＭＧガスを供給する工程を行ってもよい。なお、第２化合物半導体層形成工程についても、第１化合物半導体層形成工程と同様である。
【０１３８】
また、上述の実施形態では、第１化合物半導体層形成工程Ｓ１１０および第２化合物半導体層形成工程Ｓ１２０のそれぞれにおいて、第１工程および第２工程を含むサイクルを所定回数行う場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。第１化合物半導体層形成工程および第２化合物半導体層形成工程の少なくともいずれか一方において、第１工程および第２工程を含むサイクルを所定回数行うことにより、上述の効果を得ることができる。
【０１３９】
また、上述の実施形態では、化合物半導体層（第１化合物半導体層１１０または第２化合物半導体層１２０）は、所定の波長の光を反射するＤＢＲ層１３０を構成する少なくとも一層である場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。化合物半導体層は、ＤＢＲ層以外の化合物半導体層であってもよく、例えばＭＱＷ層を構成する少なくとも一層であってもよい。
【０１４０】
また、上述の実施形態では、化合物半導体層がＡｌＧａＡｓである場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。化合物半導体層は、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＧａＮ、またはＩｎＧａＮであってもよい。
【０１４１】
また、上述の実施形態では、化合物半導体層が３つの元素からなる場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。化合物半導体層は４つの元素を含んでいてもよい。
【０１４２】
この場合、化合物半導体層形成工程では、第１元素、第２元素および第３元素と異なる第４元素を含む第４原料ガスをさらに供給して、第１元素、第２元素、第３元素および第４元素を含む化合物半導体層を形成し、第１工程および第２工程では、第３原料ガスおよび第４原料ガスの流量をそれぞれ所定の流量に固定した状態で行う。
【０１４３】
また、例えば、第１元素は、III族元素のいずれか一つであり、第２元素は、III族元素のうち第１元素と異なるいずれか一つであり、第３元素は、Ｖ族元素のいずれか一つであり、第４元素は、III族元素のうち第１元素および第２元素と異なるいずれか一つである。具体的には、例えば、化合物半導体層は、（Ａｌ０．０３Ｇａ０．９７）Ｉｎ０．５Ｐである。このとき、理想的には、第１層は、Ｇａ０．５Ｉｎ０．５Ｐであり、第２層は、Ａｌ０．５Ｉｎ０．５Ｐである。
【符号の説明】
【０１４４】
１０    半導体製造装置
２０    半導体ウェハ
１００  基板
１１０  第１化合物半導体層
１２０  第２化合物半導体層
２０１ａ〜２０１ｄ  キャリアガス供給管
２０２ａ〜２０２ｂ  キャリアガスバイパス配管
２０３ａ  第１ガス供給管
２０３ｂ  第２ガス供給管
２１１ａ〜２１１ｄ，２１３ａ〜２１３ｂ  ＭＦＣ
２１２ａ〜２１２ｄ，２１３ａ〜２１３ｂ，２１５ａ〜２１５ｂ  バルブ
３００  サセプタ
３６０  ヒータ
４００  フローチャネル
２４０  コントローラ（制御部）
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１】
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【図２】
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