(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応炉内に設置された基板に原料ガスを供給して前記基板への成膜処理を行う半導体製造装置であって、
前記反応炉内に配置され、前記原料ガスの基になる金属原料を収容する格納容器と、
前記反応炉内における前記格納容器の上方側に配置され、前記金属原料の投入口を有した有底容器である補助容器と、
前記補助容器に形成された前記金属原料の流出口を前記格納容器内と連通させる接続管と、
前記流出口を開閉可能に封止する封止栓と、
前記反応炉内を、前記補助容器内の前記金属原料および前記格納容器内の前記金属原料を溶融させ、かつ、前記基板への成膜処理に必要となる所定温度に加熱するヒータ部と、
を備える半導体製造装置。
【請求項２】
前記流出口は、前記補助容器の底部に形成されている
請求項１記載の半導体製造装置。
【請求項３】
前記反応炉は、開閉自在に構成された前記基板の搬出入口を有しており、
前記補助容器は、前記搬出入口の近傍または基板搬出入時にアクセス可能な場所に配置されている
請求項１または２記載の半導体製造装置。
【請求項４】
前記補助容器は、前記投入口を閉塞する蓋体を有する
請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
【請求項５】
前記蓋体は、前記封止栓による前記流出口の開閉動作を案内するガイド孔を有する
請求項４記載の半導体製造装置。
【請求項６】
前記反応炉内における前記補助容器の周囲に不活性ガスを供給するパージ処理部を備える
請求項４または５記載の半導体製造装置。
【請求項７】
前記蓋体は、前記不活性ガスを通過させる貫通孔を有する
請求項６記載の半導体製造装置。
【請求項８】
金属原料を収容する格納容器を内包した前記反応炉内の所定箇所に基板を設置する工程と、
前記反応炉内における前記格納容器の上方側に配置され、前記格納容器内と接続管を介して連通する前記金属原料の流出口および前記金属原料の投入口を有した有底容器である補助容器に対して、前記流出口を開閉可能に封止する封止栓が当該流出口を封止している状態で、前記投入口から前記金属原料を投入する工程と、
前記反応炉内を、前記補助容器内の前記金属原料および前記格納容器内の前記金属原料を溶融させ、かつ、前記基板に対する成膜処理に必要となる所定温度に加熱する工程と、
前記格納容器内にガスを供給して、当該ガスと前記金属原料とを反応させて原料ガスを生成し、当該原料ガスを前記格納容器内から排出して前記基板に供給することで、当該基板への成膜処理を行う工程と、
前記成膜処理を行った後の前記基板を前記反応炉内から搬出する工程と、
前記流出口を封止している前記封止栓を開状態にして、前記補助容器内の前記金属原料を前記流出口および前記接続管を通じて前記格納容器内に補充する工程と、
を備える半導体製造方法。
【請求項９】
前記補助容器の前記投入口から投入される前記金属原料は、固化物である
請求項８記載の半導体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば窒化物半導体の結晶成長に用いられる半導体製造装置および半導体製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）等の窒化物半導体は、赤色から紫外の発光が可能な発光素子材料として注目を集めている。これらの窒化物半導体の結晶成長法の一つに、ハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ：Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法がある。ＨＶＰＥ法は、高温で気体状の金属塩化物ガスから結晶を成長させる方法であり、詳しくはＩＩＩ族元素の塩化物を含む金属塩化物ガスであるＩＩＩ族原料ガスと、Ｖ族元素の水素化物を含むＶ族原料ガスとを、反応管内の基板に対して供給し、その基板上にＩＩＩ−Ｖ族半導体結晶を成長させる方法である。例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）等のガリウム（Ｇａ）系化合物半導体であれば、高温（３００〜８００℃程度）のＧａに塩化水素（ＨＣｌ）ガスまたは塩素（Ｃｌ２）ガスを接触させて作り出される塩化ガリウム（ＧａＣｌ）ガスまたは三塩化ガリウム（ＧａＣｌ３）ガスをＩＩＩ族原料ガスとして用い、またアンモニア（ＮＨ３）ガス、アルシン（ＡｓＨ３）ガスまたはホスフィン（ＰＨ３）ガスをＶ族原料ガスとして用いることで、効率良く結晶成長させることが可能となる。
【０００３】
ＨＶＰＥ法による結晶成長を行う半導体製造装置（以下「ＨＶＰＥ装置」と称すこともある。）としては、例えば図７に示すような構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、ＨＶＰＥ装置１００は、図７（ａ）に示すように、円筒状の反応炉１０１を備えるとともに、その反応炉１０１内に原料部１０１ａおよび成長部１０１ｂを有して構成されている。反応炉１０１内の原料部１０１ａおよび成長部１０１ｂは、それぞれヒータ部１０２によって加熱される。反応炉１０１内の成長部１０１ｂには、処理対象となる基板１０３が設置される。一方、反応炉１０１内の原料部１０１ａには、金属原料（例えばＧａ）１０４を収容する格納容器１０５が配置される。格納容器１０５には、塩素系ガスを格納容器１０５内に供給するための配管１０６と、金属原料１０４と塩素系ガスが反応して生成される金属塩化物ガスを格納容器１０５内から排出しＩＩＩ族原料ガスとして成長部１０１ｂに案内するための配管１０７と、が接続されている。また、これらの配管１０６，１０７とは別に、反応炉１０１内には、Ｖ族原料ガスを成長部１０１ｂに案内するための配管１０８も設けられている。そして、ＩＩＩ族原料ガスとＶ族原料ガスとを成長部１０１ｂで合流させることで、成長部１０１ｂに設置された基板１０３上にＩＩＩ−Ｖ族半導体結晶を成長させるようになっている。なお、これらの各原料ガスが成長部１０１ｂに達する前に混ざると、その混合位置で半導体結晶が析出し、そのためにＨＶＰＥ装置１００が破損してしまうおそれがあるため、格納容器１０５は、容器内で生成された金属塩化物ガスの漏れが生じない構造を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２５６４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した構成のＨＶＰＥ装置１００において、基板に対する結晶成長処理を繰り返して行った場合には、格納容器１０５内に収容されている金属原料１０４が減少するため、金属原料１０４を格納容器１０５内に補充する必要が生じる。
【０００６】
格納容器１０５が収容する金属原料１０４は、例えば加熱時の反応炉内温度のように当該金属原料１０４の融点を超える温度であれば、流動性を有した状態で存在する。ところが、常温（室温）環境下では、例えば粒状や直方体状のインゴットのような固化物として存在する。このような固化物を格納容器１０５内に直接投入して当該格納容器１０５内の金属原料１０４を補充することは現実的でない。なぜならば、格納容器１０５は、上述したようにガス漏れが生じないように構成する必要があり、粒状や直方体状のインゴット等を投入可能な大きさの開口部を格納容器１０５に設けることが非常に困難だからである。
【０００７】
そのため、格納容器１０５内への金属原料１０４の補充は、以下に述べる手順で行うことが一般的である。先ず、ＨＶＰＥ装置１００とは別に図示しない電気炉等の加熱装置を用意し、その加熱装置を用いて金属原料の固化物を融点以上の温度に加熱して液化する。固化物を液化したら、図７（ｂ）に示すように、その液化後の金属原料１０４を注射器等の専用器具１０９に充填するとともに、例えば配管１０６，１０８が配された側のフランジ１１０を取り外して反応炉１０１の一端側を開放された状態にしておく。その後、反応炉１０１の開放端側から、耐熱チューブ等の専用連結管１１１を介して、専用器具１０９を格納容器１０５に接続する。このとき、専用連結管１１１の先端は、配管１０６を取り外した後に現れる格納容器１０５の開口部１０５ａに接続される。そして、専用器具１０９を格納容器１０５に接続したら、その状態で専用器具１０９に充填されている金属原料１０４を格納容器１０５内に注入する。このようにして、格納容器１０５内に対して金属原料１０４を補充する。
【０００８】
しかしながら、上述した補充手順では、格納容器１０５内への金属原料１０４の補充に際して、格納容器１０５に接続する配管１０６を当該格納容器１０５から取り外す分解作業を行わなければならない。そして、金属原料１０４の補充後には、取り外した配管１０６を格納容器１０５に接続する再組立作業が必要になるとともに、補充した金属原料１０４から不純物等を取り除く純化処理（例えば長時間の高温加熱処理）や、それに引き続く成長再現性の確認処理が必要となる。さらには、格納容器１０５内への金属原料１０４の補充を行うために、電気炉等の加熱装置を用意する必要がある。つまり、上述した補充手順では、格納容器１０５内への金属原料１０４の補充を行うために、多くの手間や時間等を要してしまい、さらには加熱装置等の別装置を用意しなければならない、という難点がある。
【０００９】
そこで、本発明は、反応炉内に配置された格納容器内への金属原料の補充を簡便に行うことができる半導体製造装置および半導体製造方法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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、次のように構成されている。
本発明の一態様によれば、
反応炉内に設置された基板に原料ガスを供給して前記基板への成膜処理を行う半導体製造装置であって、
前記反応炉内に配置され、前記原料ガスの基になる金属原料を収容する格納容器と、
前記反応炉内における前記格納容器の上方側に配置され、前記金属原料の投入口を有した有底容器である補助容器と、
前記補助容器に形成された前記金属原料の流出口を前記格納容器内と連通させる接続管と、
前記流出口を開閉可能に封止する封止栓と、
前記反応炉内を、前記補助容器内の前記金属原料および前記格納容器内の前記金属原料を溶融させ、かつ、前記基板への成膜処理に必要となる所定温度に加熱するヒータ部と、
を備える半導体製造装置が提供される。
【００１１】
本発明の他の態様によれば、
金属原料を収容する格納容器を内包した前記反応炉内の所定箇所に基板を設置する工程と、
前記反応炉内における前記格納容器の上方側に配置され、前記格納容器内と接続管を介して連通する前記金属原料の流出口および前記金属原料の投入口を有した有底容器である補助容器に対して、前記流出口を開閉可能に封止する封止栓が当該流出口を封止している状態で、前記投入口から前記金属原料を投入する工程と、
前記反応炉内を、前記補助容器内の前記金属原料および前記格納容器内の前記金属原料を溶融させ、かつ、前記基板に対する成膜処理に必要となる所定温度に加熱する工程と、
前記格納容器内にガスを供給して、当該ガスと前記金属原料とを反応させて原料ガスを生成し、当該原料ガスを前記格納容器内から排出して前記基板に供給することで、当該基板への成膜処理を行う工程と、
前記成膜処理を行った後の前記基板を前記反応炉内から搬出する工程と、
前記流出口を封止している前記封止栓を開状態にして、前記補助容器内の前記金属原料を前記流出口および前記接続管を通じて前記格納容器内に補充する工程と、
を備える半導体製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、反応炉内に配置された格納容器内への金属原料の補充を簡便に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明が適用されたＨＶＰＥ装置の要部構成例を示す説明図である。
【図２】ＨＶＰＥ法による結晶成長を利用して行う成膜処理の基本的な手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明が適用されたＨＶＰＥ装置での補助容器に関する準備処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図４】図３に示す準備処理を行う際のＨＶＰＥ装置の状態の一例を示す説明図である。
【図５】本発明が適用されたＨＶＰＥ装置での格納容器内への金属原料の補充処理の手順の一例を示すフローチャートである。
【図６】図５に示す補充処理を行う際のＨＶＰＥ装置の状態の一例を示す説明図である。
【図７】従来におけるＨＶＰＥ装置の要部構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に基づき本発明に係る半導体製造装置および半導体製造方法について説明する。
【００１５】
（１）半導体製造装置の構成
先ず、本発明に係る半導体製造装置の構成について具体例を挙げて説明する。ここでは、半導体製造装置として、ＨＶＰＥ法による結晶成長を利用して処理対象となる基板上に薄膜を成膜するＨＶＰＥ装置を例に挙げて説明する。
【００１６】
図１は、本発明が適用されたＨＶＰＥ装置の要部構成例を示す説明図であり、（ａ）は反応炉内の概略構成を模式的に示す図、（ｂ）は特徴的構成である補助容器の概略構成を模式的に示す図である。
【００１７】
（反応炉）
図１（ａ）に示すように、ＨＶＰＥ装置１は、石英ガラス等の耐熱性材料によって例えば円筒状に形成された反応炉１０を備えている。反応炉１０は、ステンレス材等の金属材料で形成されたフランジ部１１ａ，１１ｂによって、その両端縁が閉塞されている。なお、フランジ部１１ａ，１１ｂは、反応炉１０に対して、必要に応じて着脱し得るように装着される。そして、フランジ部１１ａ，１１ｂが着脱し得ることによって、反応炉１０は、その端縁における開口部分が開閉自在となる。開口部分のうちの一つは、後述するように基板３０の搬出入口として機能する。
【００１８】
また、反応炉１０は、その内部に原料部１２および成長部１３を有して構成されている。さらに具体的には、反応炉１０内は、後述するガス流の上流側に位置する原料部１２と、当該ガス流れ方向の下流側に位置する成長部１３とに分かれている。
【００１９】
反応炉１０の外周側には、反応炉１０内を加熱するためのヒータ部１４が設けられている。ヒータ部１４は、反応炉１０内の原料部１２と成長部１３とをそれぞれ別々に加熱し得るように構成されている。これにより、ヒータ部１４は、例えば、原料部１２を８５０℃程度まで加熱し、成長部１３を１０００℃程度まで加熱する、といったことを行い得る。
【００２０】
（成長部）
反応炉１０内の成長部１３には、処理対象となる基板３０を支持するトレー部３１が配置されている。トレー部３１は、反応炉１０の円筒軸方向に沿って延びる回転軸を中心にして所定速度で回転させ得るように、基板３０を支持するものである。なお、トレー部３１は、反応炉１０内がヒータ部１４によって加熱されることから、耐熱性材料である石英やカーボン等によって形成されている。
【００２１】
トレー部３１に支持される基板３０としては、例えば平坦なサファイア基板を用いる。ただし、基板３０には、成膜しようとする薄膜とは別の薄膜が既に表面に形成されているものであってもよい。このような基板３０に対して、後述するような成膜処理を行うことで、半導体発光素子等の半導体装置が構成されることになる。
【００２２】
また、トレー部３１は、その回転軸が成長部１３側に位置するフランジ部１１ｂを貫通するように構成されている。これにより、トレー部３１に支持される基板３０は、反応炉１０に対するフランジ部１１ｂの着脱に伴って、反応炉１０内に設置したり反応炉１０内から取り出したりすることが可能となる。つまり、フランジ部１１ｂを取り外した状態の反応炉１０の端縁の開口部分が、基板３０の搬出入口として機能するのである。そして、フランジ部１１ｂを反応炉１０から取り外した際には、そのフランジ部１１ｂを貫通するトレー部３１から基板３０を取り外したり、そのトレー部３１に基板３０を支持させたりすることが可能となる。
【００２３】
（原料部）
反応炉１０内の原料部１２には、金属原料２０を収容する格納容器２１が配置される。格納容器２１は、後述する配管２２，２３および接続管４１を除き、ガス漏れ等が生じない密閉容器として構成されており、その密閉容器内に金属原料２０を収容する構造となっている。なお、格納容器２１は、反応炉１０内に配置されることから耐熱性材料によって形成されており、また収容する金属原料２０の残量確認等のために光透過性（視認性）を有した材料によって形成されている。このような材料として、例えば石英ガラスを用いることが考えられる。
【００２４】
格納容器２１が収容する金属原料２０は、ＩＩＩ族原料ガスの基になるものである。具体的には、金属原料２０として、例えばＩＩＩ族元素の一つであるガリウム（Ｇａ）を用いる。なお、Ｇａは、融点が２９．８℃と比較的低いため、格納容器２１内においては、溶融された状態（すなわち液体状）で存在することになる。
【００２５】
格納容器２１には、フランジ部１１ａを貫通して延びる配管２２の一端が接続されている。配管２２の他端は、図示しない塩素系ガスの供給源に接続されている。この配管２２は、塩素系ガスを格納容器２１内に供給するためのものである。
【００２６】
配管２２から供給される塩素系ガスとしては、例えば塩化水素（ＨＣｌ）ガスを用いる。例えば、格納容器２１内に金属原料２０としてＧａが収容されている場合に、配管２２から塩素系ガスとしてＨＣｌガスを供給すると、その格納容器２１内では、ＧａとＨＣｌガスとが反応して、金属塩化物ガスである塩化ガリウム（ＧａＣｌ）ガスが生成される。このＧａＣｌガスは、後述するようにＩＩＩ族原料ガスとして基板３０に対する成膜処理に供されることになる。
【００２７】
また、格納容器２１には、成長部１３に向けて延びる配管２３が接続されている。この配管２３は、格納容器２１内で生成された金属塩化物ガスを格納容器２１内から排出して、ＩＩＩ族原料ガスとして成長部１３に案内するためのものである。
【００２８】
さらに、これらの配管２２，２３とは別に、反応炉１０内の原料部１２には、Ｖ族原料ガスを成長部１３に案内するための配管２４も設けられている。この配管２４は、格納容器２１を経ることなく、フランジ部１１ａを貫通して延びるように構成されている。そして、その一端は、配管２３の一端と同様に、成長部１３に設置された基板３０に面するように配されている。また、他端は、図示しないＶ族原料ガスの供給源に接続されている。
【００２９】
配管２４から供給されるＶ族原料ガスとしては、例えばアンモニア（ＮＨ３）ガスを用いる。
【００３０】
これらの配管２２，２３，２４は、反応炉１０内に配置されることから、いずれも石英ガラス等の耐熱性材料によって形成されている。
【００３１】
これらの配管２２，２３，２４を備えることによって、反応炉１０内には、原料部１２から成長部１３に向けたガス流が形成されることになる。なお、反応炉１０内におけるガス流の形成を確実なものとすべく、ガス流の下流側に位置するフランジ部１１ｂには、反応炉１０内のガスを排気するための排気口が設けられているものとする。
【００３２】
（補助容器）
反応炉１０内には、格納容器２１とは別に、補助容器４０が設けられている。補助容器４０は、金属原料２０を収容する格納容器２１の予備（サブ）タンクとして機能するものである。そのために、補助容器４０は、金属原料２０を貯留し得るように構成されている。そして、貯留している金属原料２０を反応炉１０内に補充し得るようにすべく、補助容器４０は、格納容器２１の上方側に配置されているとともに、その底部が接続管４１を通じて格納容器２１と接続されている。
【００３３】
以下、この補助容器４０の構成について、詳しく説明する。
図１（ｂ）に示すように、補助容器４０は、上方側に開口を有した有底容器である貯留容器部４２と、貯留容器部４２の開口を閉塞する蓋体４３と、を備えて構成されている。
【００３４】
貯留容器部４２の底部には、金属原料２０の流出口４２ａが形成されている。流出口４２ａには、管状に形成された接続管４１の上端が接続されている。なお、接続管４１の下端は、格納容器２１の天井部に接続されている。これにより、接続管４１は、貯留容器部４２における流出口４２ａを格納容器２１内と連通させるようになっている。
【００３５】
また、流出口４２ａには、封止栓４４が着脱可能に装着されている。封止栓４４は、下方に向けて先細りとなるテーパ状の栓部４４ａと、その栓部４４ａから上方に延びる棒状の棹部４４ｂとを有している。そして、栓部４４ａが流出口４２ａに挿入されると、流出口４２ａを閉状態にする一方で、棹部４４ｂを持って上方に持ち上げられると、流出口４２ａを開状態にするように構成されている。つまり、封止栓４４は、流出口４２ａを開閉可能に封止するものである。
【００３６】
貯留容器部４２が有する上方側の開口は、貯留容器部４２内に金属原料２０を投入し得るようにするための投入口４２ｂとして機能する。ここで、金属原料２０は、液体状態で投入しても良いが、固化物として投入するのが溶解の手間が省略できるので好ましい。金属原料２０の固化物とは、金属原料２０が溶融せずに固体状で存在しているものをいい、具体的には例えば粒状または直方体状のインゴットのようなものが該当する。このような固化物を投入するために、投入口４２ｂは、当該固化物よりも大きい開口によって形成されている。
【００３７】
投入口４２ｂを閉塞する蓋体４３は、投入口４２ｂに対して着脱可能に装着される。蓋体４３には、封止栓４４の上下動を案内するために、棹部４４ｂが挿入されるガイド孔４３ａが設けられている。また、蓋体４３には、補助容器４０の内外でガスを通過させる貫通孔４３ｂが設けられている。なお、ガイド孔４３ａと貫通孔４３ｂとは、それぞれを別個に設けても良いし、一つの孔を共用するようにしても良い。
【００３８】
このような構成の補助容器４０は、基板３０の搬出入口として機能する反応炉１０の端縁の開口部分の近傍に配置されている。つまり、補助容器４０は、反応炉１０内の成長部１３に配置されている。そのため、格納容器２１内と補助容器４０内を連通させる接続管４１は、原料部１２と成長部１３との間に渡って延びるように形成されている。
【００３９】
なお、補助容器４０、接続管４１および封止栓４４は、いずれも格納容器２１内に配置されるものであることから、それぞれが例えば石英ガラスのような耐熱性材料によって形成されている。
【００４０】
（パージ処理部）
反応炉１０には、図１（ａ）に示すように、パージ管５０が設けられている。パージ管５０の一端は、反応炉１０内における補助容器４０の近傍に位置している。また、パージ管５０の他端は、図示しない不活性ガスの供給源に接続されている。このようなパージ管５０を備えることによって、反応炉１０内における補助容器４０の周囲に不活性ガスを供給するパージ処理部が構成される。なお、パージ処理部が供給する不活性ガスとしては、例えば窒素（Ｎ２）ガスを用いることが考えられるが、Ｎ２ガスの他にヘリウム（Ｈｅ）ガス、ネオン（Ｎｅ）ガス、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスを用いてもよい。
【００４１】
（２）半導体製造方法の手順
次に、上述した構成のＨＶＰＥ装置１における処理動作の手順、すなわち本発明に係る半導体製造方法の一具体例の手順について説明する。ここでは、半導体装置の一種である半導体発光素子を構成するために、反応炉１０内に設置されたサファイア基板３０に対してＩＩＩ族原料ガスであるＧａＣｌガスとＶ族原料ガスであるＮＨ３ガスとを供給して、そのサファイア基板３０上に窒化ガリウム（ＧａＮ）の薄膜の成膜処理を行う場合を例に挙げて説明する。
【００４２】
（成膜処理の基本的な手順）
ここで、先ず、ＨＶＰＥ装置１における成膜処理の基本的な手順について説明する。
図２は、ＨＶＰＥ法による結晶成長を利用して行う成膜処理の基本的な手順の一例を示すフローチャートである。
【００４３】
ＨＶＰＥ装置１を用いて成膜処理を行う場合には、先ず、基板搬入工程（ステップ１１、以下ステップを「Ｓ」と略す。）を行う。基板搬入工程（Ｓ１１）では、処理対象となる基板３０をトレー部３１に支持させ、そのトレー部３１が貫通するフランジ部１１ｂを反応炉１０に取り付けることで、反応炉１０内の所定箇所に基板３０を設置する。このとき、反応炉１０に内包される格納容器２１には、既に金属原料２０であるＧａが収容されているものとする。
【００４４】
基板搬入工程（Ｓ１１）で反応炉１０内に基板３０を設置したら、例えば不活性ガスの供給により反応炉１０内から大気を追い出した後に、昇温工程（Ｓ１２）を行う。昇温工程（Ｓ１２）では、ヒータ部１４が反応炉１０内を所定温度に加熱する。具体的には、ヒータ部１４は、例えば、原料部１２を８５０℃程度まで加熱し、成長部１３を１０００℃程度まで加熱する。成長部１３における１０００℃程度という温度は、基板３０に対する成膜処理に必要となる温度である。また、原料部１２および成長部１３に対する加熱温度は、いずれも、金属原料２０であるＧａの融点を超える温度であり、当該Ｇａを溶融された状態とする温度である。
【００４５】
昇温工程（Ｓ１２）で反応炉１０内を所定温度に加熱した後は、その所定温度を保ちつつ、次に、成膜処理工程（Ｓ１３）を行う。成膜処理工程（Ｓ１３）では、配管２２を通じて格納容器２１内に塩素系ガスとしてのＨＣｌガスを供給する。ＨＣｌガスを供給すると、格納容器２１内では、ＧａとＨＣｌガスとが反応して、金属塩化物ガスであるＧａＣｌガスが生成される。そして、ＧａＣｌガスは、格納容器２１内から配管２３を通じて成長部１３へ案内され、ＩＩＩ族原料ガスとして成長部１３に設置された基板３０に対して供給されることになる。また、成膜処理工程（Ｓ１３）では、配管２４を通じてＶ族原料ガスとしてのＮＨ３ガスを成長部１３に設置された基板３０に対して供給する。これにより、成長部１３では、ＩＩＩ族原料ガスであるＧａＣｌガスとＶ族原料ガスであるＮＨ３ガスとが合流し、基板３０上にてＧａＮの結晶が成長することになる。これを所定時間継続して行うことで、基板３０上には、所定膜厚のＧａＮ層が成膜される。
【００４６】
なお、成膜処理工程（Ｓ１３）において、成長部１３に設置された基板３０に対してＧａＣｌガスおよびＮＨ３ガスを供給する際には、キャリアガスまたは希釈ガスとしてＨ２ガスもしくはＮ２ガス等の不活性ガスまたはこれらの混合ガスを、配管２２，２３，２４を通じて併せて供給するようにしても構わない。また、基板３０に対してＧａＣｌガスおよびＮＨ３ガスを供給する際には、パージ管５０から補助容器４０の周囲に対してＮ２ガス等の不活性ガスを供給することが好ましい。
【００４７】
成膜処理工程（Ｓ１３）で基板３０上に所定膜厚のＧａＮ層を成膜した後は、次に、降温工程（Ｓ１４）を行う。降温工程（Ｓ１４）では、ヒータ部１４による加熱を停止し、反応炉１０内の温度を自然降下させる。
【００４８】
降温工程（Ｓ１４）で反応炉１０内を例えば常温となるまで降下させたら、続いて、基板搬出工程（Ｓ１５）を行う。基板搬出工程（Ｓ１５）では、トレー部３１が貫通するフランジ部１１ｂを反応炉１０から取り外し、そのトレー部３１が支持する基板３０を取り出す。これにより、成膜処理済みの基板３０が得られるとともに、新たな基板３０について基板搬入工程（Ｓ１１）から始まる一連の成膜処理を行うことが可能となる。
【００４９】
以上のような各工程（Ｓ１１〜Ｓ１５）を経ることで、基板３０上に例えばＧａＮ層が成膜されて、半導体装置が構成されることになる。このようにして製造される半導体装置としては、例えば、サファイア基板上にＡｌＮバッファ層が形成され、さらにその上にＧａＮ層が積層されてなる窒化物半導体装置がある。ただし、ここで挙げた窒化物半導体装置は単なる一例に過ぎず、他の積層構造を有する半導体装置についても、上述した手順の成膜処理を適用することは可能である。
【００５０】
（補助容器に関する準備処理の手順）
ところで、本実施形態で説明するＨＶＰＥ装置１においては、上述した各工程（Ｓ１１〜Ｓ１５）を備える成膜処理の開始にあたり、予め補助容器４０に関する準備処理が行われているものとする。ここでいう「準備処理」には、補助容器４０内への金属原料２０の固化物の投入処理が含まれる。
【００５１】
以下に、補助容器４０内への金属原料２０の固化物の投入処理について説明する。
図３は、本発明が適用されたＨＶＰＥ装置での補助容器に関する準備処理の手順の一例を示すフローチャートである。図４は、図３に示す準備処理を行う際のＨＶＰＥ装置の状態の一例を示す説明図である。
【００５２】
ＨＶＰＥ装置１においては、遅くとも上述した基板搬入工程（Ｓ１１）が完了するまでの間に、補助容器４０に関する準備処理として、当該補助容器４０内への金属原料２０の固化物の投入処理が行われる。
【００５３】
具体的には、先ず、図３に示すように、補助容器４０が空であるか否かが判断される（Ｓ２１）。この判断は、図４に示すように、基板搬入工程（Ｓ１１）にてフランジ部１１ｂが反応炉１０から取り外されている状態で、その反応炉１０の端縁開口（すなわち基板３０の搬出入口）の近傍に配置された補助容器４０を、ＨＶＰＥ装置１の利用者が目視で確認することによって行えばよい。この確認を容易に行うために、補助容器４０は、石英ガラス等の光透過性（視認性）を有した材料によって形成されていることが好ましい。
【００５４】
その結果、補助容器４０が空であるか、または補助容器４０内における貯留量が所定量（次の補充処理（後述）に必要な量）より少なく空であると見做せる状態であれば、続いて、図３に示すように、補助容器４０内への金属原料２０の固化物の投入が行われる（Ｓ２２）。詳しくは、図４に示すように、補助容器４０の蓋体４３が取り外された状態で、その補助容器４０内に金属原料２０の固化物２０ａが、ＨＶＰＥ装置１の利用者によって投入されることになる。
【００５５】
投入される金属原料２０の固化物２０ａは、例えばＧａの粒状または直方体状のインゴットのようなものである。このような固化物２０ａを投入するために、補助容器４０の貯留容器部４２における投入口４２ｂは、当該固化物２０ａを溶融させなくても投入し得る大きさを有している。具体的には、投入口４２ｂは、角型や丸型等のいずれであってもよく、その形状が特に限定されるものではないが、固化物２０ａよりも大きい開口（例えば、一般的なインゴットより大きいφ２ｃｍ以上の大きさの開口）によって形成されている。
【００５６】
ただし、補助容器４０内への固化物２０ａの投入時には、当該補助容器４０を構成する貯留容器部４２の底部に形成された流出口４２ａが、封止栓４４によって封止された状態であるものとする。また、補助容器４０内への固化物２０ａの投入後は、補助容器４０の貯留容器部４２における投入口４２ｂが蓋体４３によって閉塞されるものとする。
【００５７】
なお、補助容器４０が空でなく、また空と見做せる状態でもなければ、補助容器４０内への金属原料２０の固化物の投入を行うことなく、補助容器４０に関する準備処理が終了する。
【００５８】
このようにして補助容器４０に関する準備処理（Ｓ２１，Ｓ２２）が終了し、かつ、基板搬入工程（Ｓ１１）が完了した後は、続いて、上述した昇温工程（Ｓ１２）が行われる。昇温工程（Ｓ１２）が行われると、補助容器４０内に投入された金属原料２０の固化物２０ａは、融点を超える温度（例えば１０００℃）に加熱される。そして、降温工程（Ｓ１４）の開始まで、加熱後の温度状態が維持される。これにより、補助容器４０内においては、金属原料２０が溶融されて液化した状態で、かつ、その金属原料２０から不純物等を除去する純化処理がされた状態で、当該金属原料２０が補助容器４０内に貯留されることになる。このとき、投入口４２ｂが蓋体４３によって閉塞されていれば、例えば１０００℃という高温状態が維持されても、補助容器４０内から金属原料２０が蒸発して反応炉１０内に拡散してしまうのを抑制し得るようになる。
【００５９】
補助容器４０内での金属原料２０の貯留状態は、その後に行われる成膜処理工程（Ｓ１３）においても継続される。成膜処理工程（Ｓ１３）では、上述したように、反応炉１０内の成長部１３にＧａＣｌガスおよびＮＨ３ガスが供給される。このとき、パージ管５０から不活性ガスを供給すれば、補助容器４０の周囲にＧａＣｌガスまたはＮＨ３ガスが到達して不必要な反応副生成物等が生成されてしまうのを抑制し得る。また、パージ管５０から不活性ガスを供給することで、蓋体４３に形成された貫通孔４３ｂを通じて補助容器４０内の大気が不活性ガスに置換され得るようになるので、補助容器４０内の金属原料２０の酸化等を抑制することも実現可能となる。
【００６０】
（格納容器内への金属原料の補充処理の手順）
ところで、ＨＶＰＥ装置１においては、成膜処理工程（Ｓ１３）を行うと、格納容器２１内に収容されている金属原料２０が減少する。
金属原料２０が減少すると、格納容器２１内では、その金属原料２０の液面高さが下降してしまう。格納容器２１内における金属原料２０の液面高さに変化が生じると、その変化後に行う成膜処理工程（Ｓ１３）においては、液面高さの変化の影響で成膜条件等が変わってしまい、その結果として所望通りの成膜処理が行えないといったことが起こり得る。
したがって、ＨＶＰＥ装置１において基板３０に対する成膜処理を繰り返し行う場合には、金属原料２０が減少して格納容器２１内が空になるのを防止するためのみならず、その格納容器２１内における金属原料２０の液面高さを極力一定に保つようにするためにも、格納容器２１内への金属原料２０の補充を定期的に行うべきである。
【００６１】
本実施形態で説明するＨＶＰＥ装置１においては、格納容器２１内への金属原料２０の補充を、以下のような手順で行う。
図５は、本発明が適用されたＨＶＰＥ装置での格納容器内への金属原料の補充処理の手順の一例を示すフローチャートである。図６は、図５に示す補充処理を行う際のＨＶＰＥ装置の状態の一例を示す説明図である。
【００６２】
ＨＶＰＥ装置１においては、基板搬出工程（Ｓ１５）の開始後から、次に新たな基板３０について行う基板搬入工程（Ｓ１１）が完了するまでの間に、格納容器２１内への金属原料２０の補充処理が行われる。なお、ＨＶＰＥ装置１では、格納容器２１内への金属原料２０の補充処理の前提として、既に補助容器４０に関する準備処理が完了しており、当該補助容器４０内に金属原料２０が溶融され液化した状態で貯留されているものとする。
【００６３】
具体的には、先ず、図５に示すように、格納容器２１内への金属原料２０の補充が必要であるか否かが判断される（Ｓ３１）。この判断は、格納容器２１内にどの程度の量の金属原料２０が収容されているかについて、ＨＶＰＥ装置１の利用者が目視で確認することによって行えばよい。この確認を容易に行うために、格納容器２１およびこれを内包する反応炉１０は、石英ガラス等の光透過性（視認性）を有した材料によって形成されていることが好ましい。
【００６４】
その結果、金属原料２０の補充が必要ないと判断されると、格納容器２１内への金属原料２０の補充を行うことなく、当該格納容器２１に対する金属原料２０の補充処理が終了する。
一方、金属原料２０の補充が必要であると判断された場合には、続いて、補助容器４０に対して、封止栓４４による流出口４２ａの封止状態の解除が行われる（Ｓ３２）。詳しくは、図６に示すように、基板搬出工程（Ｓ１５）または基板搬入工程（Ｓ１１）のいずれかにてフランジ部１１ｂが反応炉１０から取り外されている状態で、その反応炉１０の端縁開口（すなわち基板３０の搬出入口）の近傍に配置された補助容器４０に対してＨＶＰＥ装置１の利用者が手を伸ばして封止栓４４における棹部４４ｂを上方に持ち上げ、その封止栓４４の栓部４４ａによって封止されていた流出口４２ａを開状態にすることによって、当該流出口４２ａの封止解除を行えばよい。
【００６５】
このとき、補助容器４０内には、金属原料２０が溶融され液化した状態で貯留されている。また、補助容器４０は、格納容器２１の上方側に配置されているとともに、その底部に形成された流出口４２ａが接続管４１を介して格納容器２１内と連通している。したがって、封止栓４４による流出口４２ａの封止を解除して当該流出口４２ａを開状態にすると、補助容器４０からは、液化した状態の金属原料２０がその重力によって流出口４２ａから接続管４１内を通って格納容器２１内へ流れ込む。このとき、蓋体４３に設けられたガイド孔４３ａまたは貫通孔４３ｂの少なくとも一方が空気抜け穴として機能することで、重力による金属原料２０の流れが円滑に形成される。このようにして、補助容器４０内から格納容器２１内への金属原料２０の補充が開始されることになる。
【００６６】
補助容器４０内から格納容器２１内への金属原料２０の補充開始後は、続いて、図５に示すように、格納容器２１内への金属原料２０の補充が完了したか否かが判断される（Ｓ３３）。この判断は、格納容器２１内における金属原料２０の収容量が予め設定されている所定基準量に到達したか否かについて、ＨＶＰＥ装置１の利用者が目視で確認することによって行えばよい。この確認についても、反応炉１０および格納容器２１が石英ガラス等の光透過性（視認性）を有した材料によって形成されていれば、容易に行うことが可能である。
【００６７】
その結果、金属原料２０の収容量が所定基準量に到達すれば、それを契機に封止栓４４により流出口４２ａを封止して、補助容器４０内から格納容器２１内への金属原料２０の補充を終了する（Ｓ３４）。詳しくは、フランジ部１１ｂが反応炉１０から取り外されている状態で、ＨＶＰＥ装置１の利用者が持ち上げていた封止栓４４の棹部４４ｂを下方に降ろし、その封止栓４４の栓部４４ａによって流出口４２ａを封止して閉状態にすることによって、金属原料２０の補充を終了すればよい。
【００６８】
ＨＶＰＥ装置１では、以上のような手順（Ｓ３１〜Ｓ３４）を経て格納容器２１内への金属原料２０の補充を行う。つまり、格納容器２１とその上方側に配置された補助容器４０との間を接続管４１によって連通させるとともに、その接続管４１が接続される流出口４２ａを封止栓４４によって開閉することで、格納容器２１内への金属原料２０の補充を開始したり終了したりするのである。
【００６９】
このような手順で補助容器４０から格納容器２１への金属原料２０の補充を行う場合には、一度の補充で補助容器４０内に貯留されている金属原料２０の全てを流すのではなく、補助容器４０の底部に金属原料２０を残留させるようにすれば、補助容器４０の側から格納容器２１の側への大気流入を防止できる。さらには、補助容器４０の底部に金属原料２０を残留させることで、フランジ部１１ｂの開放時に生じ得る、補助容器４０内の金属原料２０の表面に形成される酸化膜が、格納容器２１の側へ流入してしまうことも防止できる。つまり、補助容器４０の底部に金属原料２０を残留させつつ格納容器２１への金属原料２０の補充を行うことで、大気や酸化膜等の流入を防止できるので、格納容器２１内においては、補充された金属原料２０の純度が確保されることになり、補充直後から高純度の結晶成長を行うことが実現可能となる。
【００７０】
以上のことから、補助容器４０については、格納容器２１内へ必要量の金属原料２０を補充しても底部に金属原料２０を残留させるようにすべく、反応炉１０内への基板３０の設置を阻害することなく、かつ、反応炉１０内に収まる範囲で、極力大容量に形成することが好ましい。補助容器４０が大容量に形成されていれば、貯留する金属原料２０の熱容量も十分に確保し得るようになることから、降温工程（Ｓ１４）を経ても液化した状態から固化した状態に遷移し難くなり、その点でも好ましいと言える。
【００７１】
また、補助容器４０については、反応炉１０の端縁開口（すなわち基板３０の搬出入口）の近傍に配置されていれば、当該補助容器４０内への固化物２０ａの投入や封止栓４４による流出口４２ａの封止または封止解除等を行い易くなる。つまり、反応炉１０内における補助容器４０の位置は、ＨＶＰＥ装置１の利用者にとって扱い易くなるようにすべく、基板３０の搬出入口の近傍、または、利用者が基板搬入出時に容易にアクセス可能な場所であることが好ましい。さらに、反応炉１０内における補助容器４０の位置は、補助容器４０内の固化物２０ａが溶融し得る温度となる位置で、かつ、溶融状態の金属原料２０が重力を利用して格納容器２１内へ流れ込むように格納容器２１の上方側であるものとする。
【００７２】
このような補助容器４０において、その底部には、封止栓４４によって開閉される流出口４２ａが形成されている。流出口４２ａが補助容器４０の底部に形成されていれば、その流出口４２ａを封止栓４４が封止している状態では、流出口４２ａおよび封止栓４４が補助容器４０内に貯留されている金属原料２０によって液封されることになる。つまり、流出口４２ａが閉状態であれば、その流出口４２ａが金属原料２０によって液封されるので、接続管４１を介して補助容器４０と連通する格納容器２１内の気密性が確保される。そのため、格納容器２１と補助容器４０とを連通させるように構成しても、格納容器２１内で生成された金属塩化物ガス等のガス漏れが生じることはない。
【００７３】
また、流出口４２ａが補助容器４０の底部に形成されていれば、金属原料２０の補充を開始または終了するための流出口４２ａの開閉を、格納容器２１の側ではなく、補助容器４０の側で行うことになる。そのため、封止栓４４の封止により流出口４２ａが閉じている状態では、格納容器２１と補助容器４０とを連通させる接続管４１の管内に金属原料２０が残留しない。接続管４１の管内に金属原料２０が残留していると、例えば降温工程（Ｓ１４）を経た後に管内の金属原料２０が固化した場合に、これに伴う金属原料２０の体積変動によって接続管４１が破損してしまうおそれが生じる。ところが、流出口４２ａを補助容器４０の底部に形成して、接続管４１の管内に金属原料２０が残留しないようにすれば、その接続管４１が破損してしまうおそれを排除することが可能となる。
【００７４】
なお、補助容器４０における流出口４２ａの開閉は、封止栓４４を上方に持ち上げたり下方に降ろしたりすることで行われる。このとき、補助容器４０の蓋体４３にガイド孔４３ａが設けられていれば、そのガイド孔４３ａに封止栓４４の棹部４４ｂが挿入され、これにより封止栓４４の上下動が案内される。つまり、蓋体４３のガイド孔４３ａによって封止栓４４の上下動が案内されるので、その上下動の際に封止栓４４の倒れ等が発生するのが抑制され、その封止栓４４による流出口４２ａの開閉動作が円滑かつ簡便に行われることになる。
【００７５】
（３）本実施形態の効果
本実施形態によれば、以下に述べる１つまたは複数の効果を奏する。
【００７６】
（ａ）本実施形態においては、金属原料２０を貯留している補助容器４０が格納容器２１の上方側に配置されており、格納容器２１内へ金属原料２０を補充する必要が生じても、封止栓４４によって封止された流出口４２ａを開状態にするだけで、補助容器４０と格納容器２１とを連通させる接続管４１を通じて、補助容器４０内から格納容器２１内に対して金属原料２０が補充される。しかも、金属原料２０を貯留する補助容器４０は、金属原料２０の投入口４２ｂとして、金属原料２０の固化物２０ａを投入し得る大きさの開口を有していることから、金属原料２０が液体状態の場合のみならず、金属原料２０が固化物２０ａである場合でも、当該固化物２０ａをそのまま投入することができる。また、補助容器４０は、固化物２０ａをそのまま投入しても、ヒータ部１４によって金属原料２０の融点を超える温度に加熱される箇所に配置されるので、投入された固化物２０ａを液化した状態で貯留する。
したがって、本実施形態によれば、格納容器２１内への金属原料２０の補充に際して、格納容器２１に接続する配管２２を当該格納容器２１から取り外す分解作業や、取り外した配管２２を格納容器２１に接続する再組立作業等が必要になることがない。また、補助容器４０に金属原料２０の固化物２０ａをそのまま投入できるので、電気炉等の加熱装置を別途用意する必要もない。さらには、ヒータ部１４による加熱を利用することで、補助容器４０内の固化物２０ａを溶融させて液化するのみならず、液化した金属原料２０から不純物等を取り除く純化処理（例えば長時間の高温加熱処理）まで行うことが可能であり、補充する金属原料２０の成長再現性の確認処理が不要となる。
つまり、本実施形態では、格納容器２１内への金属原料２０の補充を行う場合であっても、従来のように配管分解作業や再組立作業等を必要とする場合とは異なり、多くの手間や時間等を要してしまうことがなく、さらには加熱装置等の別装置を用意する必要もない。そのため、反応炉１０内に配置された格納容器２１内への金属原料２０の補充を簡便に行うことができ、当該補充のために要する手間や時間等を従来に比べて大幅に削減することができる。
【００７７】
（ｂ）本実施形態によれば、上述したように格納容器２１内への金属原料２０の補充に要する手間や時間等を大幅に削減することができる。そのため、従来に比べて格納容器２１内への金属原料２０の補充頻度を高めることが容易である。金属原料２０の補充頻度が高まれば、格納容器２１内における金属原料２０の液面高さを極力一定に保つことが実現可能となり、その液面高さの変化が成膜条件等に影響を及ぼすこと（すなわち、所望通りの成膜処理が行えなくなるおそれ）を回避し得るようになる。
【００７８】
（ｃ）本実施形態によれば、補助容器４０から格納容器２１への金属原料２０の補充を、これらの間を連通させる接続管４１を用いつつ、金属原料２０に作用する重力を利用して行っている。また、金属原料２０の補充を開始または終了するための流出口４２ａの開閉を、その流出口４２ａを封止する封止栓４４の上下動を利用して行っている。つまり、金属原料２０の補充に必要となる構成は、補助容器４０、接続管４１、封止栓４４等といった非常に簡素なものであり、バルブや駆動源等の複雑な構成を必要としない。しかも、補助容器４０、接続管４１、封止栓４４等は、いずれも石英ガラス等の耐熱性材料によって形成されている。したがって、反応炉１０内が８５０℃〜１０００℃程度の高温に加熱される場合であっても、その反応炉１０内に補助容器４０、接続管４１、封止栓４４等、すなわち金属原料２０の補充に必要となる構成を配置することが可能である。
【００７９】
（ｄ）本実施形態によれば、金属原料２０の流出口４２ａが補助容器４０の底部に形成されているので、流出口４２ａが閉状態であれば、その流出口４２ａが補助容器４０内の金属原料２０によって液封される。そのため、格納容器２１と補助容器４０とを連通させるように構成しても、流出口４２ａが閉状態のときには格納容器２１内の気密性が確保され、格納容器２１内で生成された金属塩化物ガス等のガス漏れが生じることはない。また、金属原料２０の流出口４２ａが補助容器４０の底部に形成されているので、流出口４２ａの開閉を補助容器４０の側で行うことになり、封止栓４４の封止により流出口４２ａが閉じている状態では、接続管４１の管内に金属原料２０が残留しない。そのため、例えば金属原料２０が固化するような温度変化があった場合でも、これに伴う金属原料２０の体積変動によって接続管４１が破損してしまうことがない。
【００８０】
（ｅ）本実施形態によれば、補助容器４０が反応炉１０の端縁開口（すなわち基板３０の搬出入口）の近傍、または、利用者が基板搬出入時に容易にアクセス可能な場所に配置されているので、補助容器４０内への固化物２０ａの投入や封止栓４４による流出口４２ａの封止または封止解除等を容易に行うことができ、ＨＶＰＥ装置１の利用者にとっては扱い易いものとなる。
【００８１】
（ｆ）本実施形態によれば、補助容器４０の投入口４２ｂが蓋体４３によって閉塞されるので、反応炉１０内において高温状態が維持される場合であっても、補助容器４０内から金属原料２０が蒸発して反応炉１０内に拡散してしまうのを抑制し得るようになる。つまり、金属原料２０の蒸発に起因する不必要な反応が反応炉１０内で生じてしまうのを抑制でき、これにより反応炉１０内の成長部１３における成膜処理の良好な品質を担保し得るようになる。
【００８２】
（ｇ）本実施形態によれば、補助容器４０の投入口４２ｂを閉塞する蓋体４３に、封止栓４４による流出口４２ａの開閉動作を案内するガイド孔４３ａが形成されている。そのため、封止栓４４の上下動の際に当該封止栓４４の倒れ等が発生するのが抑制され、その封止栓４４による流出口４２ａの開閉動作が円滑かつ簡便に行われる。
【００８３】
（ｈ）本実施形態によれば、パージ管５０を備えるパージ処理部が、そのパージ管５０を通じて、反応炉１０内における補助容器４０の周囲に不活性ガスを供給する。そのため、成膜処理工程（Ｓ１３）を経ても、補助容器４０の周囲にＧａＣｌガスまたはＮＨ３ガスが到達してしまうのを抑制することができ、その結果として補助容器４０の周囲に不必要な反応副生成物等が生成されてしまうのを抑制し得るようになる。
【００８４】
（ｉ）本実施形態によれば、補助容器４０の投入口４２ｂを閉塞する蓋体４３に、不活性ガスを通過させる貫通孔４３ｂが形成されている。そのため、パージ管５０から補助容器４０の周囲に不活性ガスを供給すると、その不活性ガスが貫通孔４３ｂを通過して補助容器４０内に侵入することで、その補助容器４０内の大気が不活性ガスに置換され得るようになる。つまり、蓋体４３に形成された貫通孔４３ｂを通じて補助容器４０内の大気が不活性ガスに置換され得るので、補助容器４０内の金属原料２０の酸化等を抑制することが実現可能となる。
【００８５】
（４）変形例等
以上に、本発明の好適な実施形態について説明したが、上記の開示内容は、本発明の例示的な実施形態の一つを示すものである。すなわち、本発明の技術的範囲は、上記の例示的な実施形態に限定されるものではない。
【００８６】
例えば、本実施形態では、格納容器２１内に収容される金属原料２０がＧａであり、その格納容器２１内に塩素系ガスとしてのＨＣｌガスを供給し、ＧａとＨＣｌガスとが反応して生成される金属塩化物ガスであるＧａＣｌガスを成長部１３へ供給する場合を例に挙げたが、本発明がこれに限定されることはなく、他の金属原料２０に適用することも可能である。他の金属原料２０としては、例えばインジウム（Ｉｎ）や水銀（Ｈｇ）等に適用することが考えられる。
【００８７】
また、例えば、本実施形態では、半導体製造装置として、ＨＶＰＥ法による結晶成長を利用して処理対象となる基板上に薄膜を成膜するＨＶＰＥ装置１を例に挙げたが、本発明がこれに限定されることはなく、他の成長方法による半導体製造装置に適用することも可能である。
【００８８】
また、例えば、本実施形態では、半導体装置の一種である半導体発光素子を構成するための製造方法の手順について説明したが、本発明がこれに限定されることはなく、原料ガスを供給して行う成膜処理を経て構成されるものであれば、他の種類の半導体装置の製造方法に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００８９】
１…ＨＶＰＥ装置、１０…反応炉、１４…ヒータ部、２０…金属原料、２０ａ…固化物、２１…格納容器、３０…基板、４０…補助容器、４１…接続管、４２…貯留容器部、４２ａ…流出口、４２ｂ…投入口、４３…蓋体、４３ａ…ガイド孔、４３ｂ…貫通孔、５０…パージ管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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