(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板材料上に半導体の結晶層を積層した積層構造体を形成するための気相成長装置において、
１種または複数の気相成長原料を予め搬送用気体と混合させて流通させるための第１の原料供給流路と、
気相成長原料を、第１の原料供給流路に流通させずに個別に排気するための第１の排気系流路と、
第１の原料供給流路に流通させる混合された気相成長原料を、気相成長装置内の気相成長反応領域に導入するための第２の原料供給流路と、
第１の原料供給流路に流通させる混合された気相成長原料を気相成長反応領域を迂回して排気するための迂回排気流路と、
第１の排気系流路と迂回排気流路に流通する気体を排気する第２の排気系流路と、
第１の原料供給流路に流通される混合された気相成長原料を、第２の原料供給流路、または迂回排気流路を介した第２の排気系流路の何れかに切り替えて流通させるための流路切替機構と、
第２の原料供給流路および第２の排気系流路の内部圧力を均等とするために、第２の原料供給流路または第２の排気系流路に、第１の原料供給流路または第１の排気系流路を介さずに搬送用気体を流入する機構が備えられていることを特徴とする気相成長装置。
【請求項２】
第２の排気系流路が、第１の排気系流路および迂回排気流路を一括して排気する流路であることを特徴とする請求項１に記載の気相成長装置。
【請求項３】
流路切換機構が、第１の原料供給流路を４方バルブを用いて第２の原料供給流路に接続し、かつ第１の原料供給流路の４方バルブを経た流路を３方バルブを介して第２の排気系流路に接続した構造であることを特徴とする請求項１または２に記載の気相成長装置。
【請求項４】
第１の排気系流路および第２の排気系流路の内部圧力を等価とするために、排気系流路に搬送用気体を流入できる機構を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の気相成長装置。
【請求項５】
第１の原料供給流路または第２の原料供給流路と、排気系流路との間の差圧を測定する装置が備えられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の気相成長装置。
【請求項６】
第１の原料供給流路を２系列以上有し、各々の第１の原料供給流路は、その流路を第２の原料供給流路または排気系流路に切り換えるための流路切換機構を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の気相成長装置。
【請求項７】
ＩＩＩ族構成元素原料及びＶ族構成元素原料を供給する第１の原料供給流路を、それぞれ別の系列とすることを特徴とする請求項６に記載の気相成長装置。
【請求項８】
ＩＩＩ族構成元素原料及びＶ族構成元素原料を供給する原料供給流路を、気相成長領域に至るまで、それぞれ別の流路とすることを特徴とする請求項６または７に記載の気相成長装置。
【請求項９】
原料が、結晶層を構成する元素またはドーピングする元素を含むことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の気相成長装置。
【請求項１０】
気相成長原料に、第Ｖ族または第ＶＩ族元素の水素化物を含むことを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の気相成長装置。
【請求項１１】
第１の原料供給流路内で予め混合された気相成長原料の混合比率を一定とした後、該気相成長原料の流路を、排気系流路から第２の原料供給流路に切り換えることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の気相成長装置を用いた積層構造体の気相成長方法。
【請求項１２】
第１の原料供給流路内で予め混合された気相成長原料の流路を排気系流路より第２の原料供給流路に切り換えるに際し、第１の原料供給流路と第２の原料供給流路との間の差圧を５×１０２パスカル（Ｐａ）以下の状態として切り換えることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の気相成長装置を用いた積層構造体の気相成長方法。
【請求項１３】
有機金属熱分解気相成長方法に依り、積層構造体を形成することを特徴とする請求項１１または１２に記載の気相成長方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、半導体積層構造体を形成するための気相成長装置に関し、更に詳しくは、急峻な半導体ヘテロ（異種）接合界面組成を形成するのに適した気相成長装置に関する。また、本発明は、上記気相成長装置を用いた気相成長方法、該方法により形成された積層構造体、該積層構造体から構成された電界効果型トランジスタ、半導体ホール素子及び半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、シングルヘテロ（英略称：ＳＨ）或いはダブルヘテロ（英略称：ＤＨ）構造発光素子、或いは、２次元電子電界効果型トランジスタ（ＴＥＧＦＥＴ）用途のエピタキシャル（ｅｐｉｔａｘｉａｌ）積層構造体等は有機金属熱分解化学的堆積（ＭＯＣＶＤ）法等の気相成長手段に依り形成されている（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．，第４３巻（１９９９）、１５７７〜１５８９頁参照）。この場合、特に、ＴＥＧＦＥＴ用途積層構造体の形成では、２次元電子（ｔｗｏ−ｄｅｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｇａｓ：ＴＥＧ）による効果を効率よく発現させるためにヘテロ接合界面での組成変化の急峻性が要求されている（日本物理学会編、「半導体超格子の物理と応用」、初版第４刷、昭和６１年９月３０日、（株）培風館発行、１３９〜１４５頁参照）。
【０００３】
ＭＯＣＶＤ法により半導体結晶、例えば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層を気相成長させる従来の気相成長装置では、ＩＩＩ族構成元素の原料或いはＶ族構成元素の原料を、結晶層の成長に必要であるか否かに拘わらず、定常的に流通できる配管系は備えられてはいなかった（▲１▼Ｊ．Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ、第５５巻（１９８１）、６４〜７３頁、▲２▼同誌同巻、９２〜１０６頁、▲３▼同誌同巻、１６４〜１７２頁、及び▲４▼同誌同巻、２１３〜２２２頁参照）。即ち、従来の気相成長装置では、構成元素原料或いはドーピング源は、必要時にのみ気相反応領域に供給する配管構成となっており、結晶層の気相成長に一時的に不要となった原料気体は、バルブ操作により、一時的に供給を停止していた。
【０００４】
このような従来の気相成長装置の配管系では、原料気体が再び必要となった際には、バルブを開状態とし、再び、その原料気体を気相成長領域に流通させる必要がある。ところが、遮断された状態から再び、流通を開始した暫時において、バルブの開状態への移行に伴う配管系内の圧力変動により流量が過渡的に変動する不具合や、原料気体が配管内に封止或いは滞留していたことに伴う純度の低下が生じていた。このような原料気体の流量の過渡的変動や純度の低下は、結晶層を構成する元素間の組成変動を招き、組成の急峻性に優れた接合界面の形成を困難としていた。そのため、従来の配管系を用いた気相成長装置では、例えば急峻なヘテロ接合界面を必須とするＴＥＧＦＥＴ用途の積層構造体の気相成長には不適となっているのが現状であった。
【０００５】
このような気相成長装置の配管系の欠点を補完し、組成の急峻性に優れる半導体接合界面を形成するため、原料気体を常時流通でき、且つ気相成長領域に流入させる原料気体を瞬時に切換える機構を有する、ベント（ｖｅｎｔ）／ラン（ｒｕｎ）方式と呼称される原料気体の供給配管系が発案されている（▲１▼Ｊ．Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ、第６８巻（１９８４）、４１２〜４２１頁、▲２▼同誌同巻、４６６〜４７３頁、及び赤崎  勇編著、「ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体」（（株）培風館、１９９４年５月２０日発行初版）、６８〜７０頁参照）。ベント流路（排気系流路）は、目的とする結晶層の気相成長に必要、不要に拘わらず、原料ガスを気相反応領域の外部へ予め継続して流通し、原料気体の安定した流れを創出しておくために設けられる流路である。またラン流路（原料供給流路）は、目的とする結晶層の気相成長時に必要とされる原料気体を排気系流路から切換えて気相反応領域に直結する流路である。即ち、ベント／ラン方式は、従来の原料供給流路のみの配管系と異なり、原料気体を常時流通させるための排気系流路を設けた構成となっている。
【０００６】
図１にベント／ラン方式からなる原料気体供給配管系を例示する。気体原料或いは原料の蒸気を随伴する気体からなる原料気体１０、１１、１２を流通させるための原料気体流路１３、１４，１５は、原料気体１０〜１２の種別毎に配備されている。原料気体流路１３〜１５に流通する原料気体１０〜１２の流量は流量計１６、１７、１８によって調整される。原料気体に対応して設けた原料気体流路１３〜１５は従来では、２方バルブ（ｔｗｏ−ｗａｙ  ｖａｌｖｅ）１９〜２４を介して、原料供給流路２５と排気系流路２６とに接続されている。
２方バルブとは、単一の流路において流体を流通させるか遮断するかを弁体の開閉操作で行うものである。原料供給系２５は結晶層の堆積を行う気相反応領域に直結されている。また排気系流路２６は気相反応領域を迂回して排気処理を行う排気系に直結されている。
【０００７】
原料供給流路２５から排気系流路２６への原料気体１０〜１２の切換え、或いはその逆の切換えは、原料気体流路１３〜１５の各々に設置された流路切換え用弁１９〜２４の開閉操作により行われる。例えば、原料気体流路１３に流通される原料気体１０を、排気系流路２６より切換えて原料供給流路２５に流通させるには、２方バルブ２２を閉状態とするのに同期させて２方バルブ１９を開状態とすることにより行う。ここで、２方バルブ１９と２２は定常的に同時に開状態となる場合はなく、２方バルブ２０と２３、２１と２４においても同様である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のベント／ラン方式の供給系は唯一の原料供給流路２５と、唯一の排気系流路２６との組合わせからなる配管系から構成されている。例えば、この様な一組の組合わせからなるベント／ラン方式（単一ベント／ラン方式：ｓｉｎｇｌｅｖｅｎｔ−ｒｕｎ））において、排気系流路２６から変更して原料供給流路２５に瞬時に原料気体を流通させた後の暫時において、原料気体の流量に周期的な変動が発生する。この流量の変動は、原料気体が原料供給流路２５内を気相反応領域へと移送される間に緩和されるものの、依然として気相反応領域に於ける原料気体の供給量の変動は残存する。原料気体の供給量の変動は、結晶層の層厚の増加方向に於ける組成比率等の変動を引き起こし、また例えば、ヘテロ接合界面における組成の急峻的な変化を妨げる不具合を引き起こす。
【０００９】
具体的に従来の単一ベント／ラン方式の原料供給配管系の問題点を図１を利用して説明する。例えば、２種の気体原料１０、１１が原料気体流路１３，１４を介して既に安定な流量で原料供給流路２５に流通させて結晶層を気相成長させた後、継続して今度は３種の原料気体１０〜１２を利用した混晶層を気相成長させる場合を仮定する。この状態において、混晶層を成長させるには、更に原料気体１２を排気系流路２６から原料供給流路２５に２方バルブ２１，２４の開閉動作により流路を切換る必要がある。この切換えの瞬時において原料気体１２の流量は周期的に変動し不安定となる。この原料気体１２の流量の不安定性により原料気体１２に係わる混晶の構成元素の組成は不安定となる。特に、接合界面領域に於ける組成の急峻性を得るのに難を来しているのが現状である。
【００１０】
従来の単一ベント／ラン方式の原料供給配管系（図１参照）で３種類の原料気体１０〜１２を利用して混晶層を気相成長させるのに際し、原料気体１０〜１２の流路を排気系流路２６から原料供給流路２５に同時に切換えたとしても、原料供給流路２５の内部に流量変動を生ずる。これは、原料気体流路２５と２６との間において、圧力差を０にすることが困難だからである。このため、排気系流路から原料供給流路の切換えに伴い、原料供給流路２５内の各気体原料の流量が変動してしてしまう問題点がある。この様な流量変化を生じた原料気体を反応領域に供給したところで安定した混晶層の気相成長が実現できないという問題が生じている。
【００１１】
これらの問題点は、従来の単一ベント／ラン方式の原料供給系の流路の切換え時において、原料気体の流量の変動並びに原料気体の混合比の不安定性が発生することに起因する。これを解決することが本発明の目的である。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決すべく鋭意努力検討した結果、原料気体の混合比率が一定となった段階で、この混合された原料気体の流路を瞬時に切換えて気相成長領域に供給する配管構造とすれば、組成の急峻性に優れる接合界面を安定的に形成することが可能となることを見出し本発明を完成した。即ち本発明は、
［１］基板材料上に半導体の結晶層を積層した積層構造体を形成するための気相成長装置において、１種または複数の気相成長原料を予め搬送用気体に混合させて流通させるための第１の原料供給流路と、当該混合された気相成長原料を気相成長反応領域に導入するための第２の原料供給流路と、該気相成長反応領域を迂回して排気するための排気系流路とが少なくとも具備され、且つ、第１の原料供給流路に流通される前記の混合された気相成長原料の流路を、第２の原料供給流路または排気系流路の何れかに切り換るための流路切換機構が備えられていることを特徴とする気相成長装置、
［２］排気系流路が搬送用気体を流入させる機構を有するものである［１］に記載の気相成長装置、
［３］第１の原料供給流路が、第２の原料供給流路または排気系流路の何れかに切り換えるための流路切換機構を２系列以上有するものである［１］または［２］に記載の気相成長装置、
［４］第１の原料供給流路または第２の原料供給流路と、排気系流路との間の差圧を測定する装置が備えられていることを特徴とする［１］乃至［３］の何れか１項に記載の気相成長装置、
［５］気相成長原料に、第Ｖ族または第ＶＩ族元素の水素化物を含むことを特徴とする［１］乃至［４］の何れか１項に記載の気相成長装置、
［６］第１の原料供給流路内で予め混合された気相成長原料の混合比率を一定とした後、該気相成長原料の流路を、排気系流路から第２の原料供給流路に切り換えることを特徴とする［１］乃至［５］の何れか１項に記載の気相成長装置を用いた積層構造体の気相成長方法、
［７］第１の原料供給流路内で予め混合された気相成長原料の流路を排気系流路より第２の原料供給流路に切り換えるに際し、第１の原料供給流路と第２の原料供給流路との間の差圧を５×１０2パスカル（Ｐａ）以下の状態として切り換えることを特徴とする［１］乃至［５］の何れか１項に記載の気相成長装置を用いた積層構造体の気相成長方法、
［８］有機金属熱分解気相成長方法に依り、積層構造体を形成することを特徴とする［６］または［７］に記載の気相成長方法、
［９］［６］乃至［８］の何れか１項に記載の気相成長方法に依り形成されたことを特徴とする積層構造体、
［１０］積層構造体を、ヘテロ（異種）接合構造を有する多層積層構造体とすることを特徴とする［９］に記載の積層構造体、
［１１］積層構造体を、電界効果型トランジスタ用途の多層積層構造体とすることを特徴とする［１０］に記載の積層構造体、
［１２］電界効果型トランジスタ用途の多層積層構造体を、リン化ガリウム・インジウム（組成式ＧａXＩｎ1-XＰ：０≦Ｘ≦１）と砒化ガリウム・インジウム（組成式ＧａYＩｎ1-YＡｓ：０≦Ｙ≦１）とのヘテロ接合を有する多層構造体とすることを特徴とする［１１］に記載の積層構造体、
［１３］電界効果型トランジスタ用途の多層積層構造体を、砒化アルミニウム・インジウム（組成式ＡｌXＩｎ1-XＡｓ：０≦Ｘ≦１）と砒化ガリウム・インジウム（組成式ＧａYＩｎ1-YＡｓ：０≦Ｙ≦１）とのヘテロ接合を有する多層構造体とすることを特徴とする［１１］に記載の積層構造体、
［１４］積層構造体を、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ホール素子用途の多層構造体とすることを特徴とする［１０］に記載の積層構造体、
［１５］  積層構造体を、リン化インジウム（化学式：ＩｎＰ）と砒化ガリウム・インジウム（組成式ＧａYＩｎ1-YＡｓ：０≦Ｙ≦１）とのヘテロ接合を有する多層構造体とすることを特徴とする［１４］に記載の積層構造体、
［１６］積層構造体を、ＩＩＩ族窒化物半導体発光素子用途の多層構造体とする、ことを特徴とする［１０］に記載の積層構造体、
［１７］積層構造体を、窒化アルミニウム・ガリウム（組成式ＡｌXＧａ1-XＮ：０≦Ｘ≦１）と窒化アルミニウム・ガリウム・インジウム（組成式（ＡｌXＧａ1-X）YＩｎ1-YＮ：０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ＜１）とのヘテロ接合を有する多層構造体とすることを特徴とする［１６］に記載の積層構造体、
［１８］［１１］に記載の積層構造体を用いたことを特徴とする電界効果型トランジスタ、
［１９］砒化ガリウム・インジウム（組成式ＧａYＩｎ1-YＡｓ）を活性層として備えた積層構造体から構成したことを特徴とする［１８］に記載の電界効果型トランジスタ、
［２０］［１４］に記載の積層構造体を用いたことを特徴とするＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ホール素子、
［２１］［１５］に記載の積層構造体から構成したことを特徴とする［２０］に記載のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体ホール素子、
［２２］［１６］に記載の積層構造体を用いたことを特徴とするＩＩＩ族窒化物半導体発光素子、
［２３］［１７］に記載の積層構造体から構成したことを特徴とする［２２］に記載のＩＩＩ族窒化物半導体発光素子に関する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の構成からなる流路の例を図２に模式的に示す。本発明に係わる流路配管系の特徴は、第１及び第２の複数の原料供給流路（第１及び第２の原料供給流路）２７、２８と各々の原料供給流路２７、２８に対応して設けた第１及び第２の複数の排気系流路（第１及び第２の排気系流路）２９、２９ａから構成されていることにある。換言すれば、従来の単一のベント／ラン方式ではなく、二重のベント／ラン（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｖｅｎｔ−Ｒｕｎ）方式の機構を具備しているのが特徴である。本発明の配管機構に依れば、原料気体は２段階に組まれた原料供給流路２７、２８を介して気相反応領域３９に供給されることとなる。本発明に係わる二重のベント／ラン方式の機構は例えば、減圧或いは常圧（略大気圧）ＭＯＣＶＤ法やハロゲン（ｈａｌｏｇｅｎ）或いはハイドライド（ｈｙｄｒｉｄｅ）ＶＰＥ法によるＩＩＩ−Ｖ族またはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶等の気相成長装置に好適に用いることができる。また、珪素（元素記号：Ｓｉ）・ゲルマニウム（元素記号：Ｇｅ）混晶の気相成長装置にも好適に用いることができる。
【００１４】
第１の原料供給流路２７は、結晶層を構成する元素に係わる原料気体を予め一括して集合させて流通させるために設置する流路である。第１の原料供給流路２７には、例えば４方バルブ３０〜３２及びそれらと同期して動作する３方バルブ３３〜３５の開閉操作により第１の排気系流路２９より流路を切換えて、結晶層の気相成長に必要とされる全ての原料気体を予め流通させる。４方（ｆｏｕｒ−ｗａｙまたはｃｒｏｓｓ）バルブとは、２つの流路間での切り換えができるバルブである。弁体を開状態とすれば、一流路と別の流路とを導通でき、逆に、弁体を閉とすれば２つの流路を導通を遮断できるバルブである。３方（ｔｈｒｅｅ−ｗａｙ）バルブとは、所謂、三叉バルブであって、一方向に流通する流路へ流体を添加して流通できる機構を有するバルブである。開状態の３方バルブでは、一流路とそれに交差する流路とが導通されている。閉状態では、交差する流路内に流通している流体は一流路に流通されない。例えば、砒化アルミニウム・ガリウム混晶（組成式ＡｌXＧａ1-XＡｓ：０＜Ｘ＜１）を、例えばＭＯＣＶＤ法により気相成長させるに際し、構成元素であるアルミニウム（元素記号：Ａｌ）、ガリウム（元素記号：Ｇａ）、砒素（元素記号：Ａｓ）の原料気体１０、１１、１２を、所望のアルミニウム組成比（＝Ｘ）となる流量混合比をもって予め第１の原料供給流路２７に流通させる。この際、４方バルブ３０、３１、３２を開状態とし、３方バルブ３３、３４、３５を閉として第１の排気系系流路２９から第１の原料供給流路２７への流路の切換えに伴い流量の周期的変動が発生するが、この混合比が不安定な混合ガスは４方バルブ３６を閉とし、３方バルブ３７を閉として気相成長領域３９へは供給せずに第２の排気系流路２９ａへと導き排気処理設備４０によって排気する。
【００１５】
本発明では、予め混合された原料気体の流路２７を気相成長領域の流路２８から排気系流路２９ａへと切り換える機構が付加されているため、第１の原料供給流路２７内に一括して集合されて流通される各々の原料気体の流量変動等が解消された段階で、３方バルブ３７を閉とし、４方バルブ３６を開とし原料気体が流通する原料供給流路２７を第２の排気系流路２９ａから第２の原料供給流路２８へと切換え、原料気体を気相反応領域３９に供給できる。この切り換えに伴い、第１の原料供給流路２７に流通される原料気体の流量は瞬時に変動を被るが、本発明の第１の原料供給流路２７には既に混合比率の安定した原料気体が流通されているため、原料気体の全てが一括して等価に変動を被るに過ぎず、成膜される混晶の組成比の変動は引き起こさない。また、二重のベント／ラン方式に依れば、第２の原料供給流路の効用に依り、第１の原料供給流路に装着する順序に拘わりなく混合比率の安定した原料気体を気相成長領域３９に送出できる。好ましくは、沸点の高い原料程、気相成長領域３９への経路が短くなる原料供給流路の位置に原料を装着する。
【００１６】
上記の二重のベント／ラン方式の配管系を具備する気相成長装置は例えば、硫化セレン化亜鉛・マグネシウム（組成式ＺｎXＭｇ1-XＳ1-YＳｅY：０＜Ｘ，Ｙ＜１）等のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体結晶層の気相成長に利用することができる。特に、第ＶＩ族構成元素の原料気体として例えば、沸点が低く室温で気体のセレン化水素（分子式：Ｈ2Ｓｅ）や硫化水素（分子式：Ｈ2Ｓ）を利用すれば、配管系内での原料気体の凝縮を防止できるため、所望の組成比の混晶層を得るに好適に応用できる。
【００１７】
図２の中で、第１の排気系流路２９は結晶層の気相成長には不要の原料気体を流通させておくために、第１の原料供給流路２７に対応させて設置した排気用途の配管である。また、第２の排気系流路２９ａは、第１の排気系流路２９に一括して流通される気相成長には不要の原料気体を集合して排気するために、第２の原料供給流路２８に対応させて設置した排気用途の配管である。第２の原料供給流路２８は気相反応領域（容器）３９に直結させる。一方、第２の排気系流路２９ａは気相反応領域３９には接続されておらず、気相反応領域３９を迂回して直接、排気処理を行う設備４０に接続する構成とする。排気処理設備４０は、燃焼式或いは吸着式除害装置などから構成できる。第１の排気系流路２９と第２の排気系流路２９ａとを接続させる構成とすれば、双方の排気系流路２９、２９ａ内の圧力は均等となる。例えば、３方バルブ３８を開としておけば、排気系流路２９、２９ａ間の圧力差（差圧）を解消できる。また、第１または第２の排気系流路２９、２９ａの内部圧力と、第１または第２の原料供給流路２７、２８との内部圧力を相互に等価とするために、排気系流路に搬送用気体を流入できる機構を設けることが好ましい。例えば、図２において排気系流路２９ａに設けられた搬送用ガス配管４６、および排気系流路２９に設けられた搬送用ガス配管４２がこれにあたり、搬送用ガス配管４６から流入されるガス流量をガス流量計４８により調節して調節することにより、第２の原料供給流路２８及び第２の排気系流路２９ａの内部圧力を互いに均等とすることができ、第１の原料供給流路２７に流通された原料気体を第２の排気系流路２９ａから第２の原料供給流路２８へと流路を変更して流通させるに際し、流量の過渡的変動を抑制するのに効果が挙げられる。
【００１８】
本発明は上述したように、第１の原料供給流路２７を、上記の第２の原料供給流路２８から切り替えて、第２の排気系流路２９ａに接続させる機構を付加させることを特徴とする。第１の原料供給流路２７を第２の排気系流路２９ａに接続する構成とすれば、原料の不要時または原料の混合比が不安定な時に、原料気体を気相反応領域３９を通過させることなく、即ち、気相堆積反応に関与させることなく流通させておくことができる。従って、本発明の配管系統を用いることにより原料ガスの安定した流れを気相反応領域に流入させることができる利点がある。第１の原料供給流路２７の、第２の原料供給流路２８から第２の排気系流路２９ａへの、或いはその逆の流路の変更は、バルブ３６、３７の開閉により行う。バルブ３６を閉状態とし、バルブ３７を開状態とすれば、流路を第２の原料供給流路２８から第２の排気系流路２９ａへと切り換えられる。原料気体の「澱み」を少なくして流路を変更するには、例えば、第２の原料供給流路２８に係わるバルブ３６には圧空動作方式の４方バルブが好適に利用できる。また、第２の排気系流路２９ａに係わるバルブ３７、３８には、３方バルブが好適に利用できる。
【００１９】
本発明では、第１の原料供給流路２７及び第１の排気系流路２９の上流には、各流路２７、２９に個別に搬送ガスを流入させるための流路４１、４２を接続し、且つ、流入させる搬送ガスの流量を独立して制御するための流量制御装置４３、４４を設けて原料気体の供給配管系を構成する（図２参照）。第１の原料供給流路２７及び第１の排気系流路２９に各々、専用に制御された流量をもって搬送用途の気体（搬送ガス）を流入できる配管構成とすることにより、第１の原料供給流路２７と第１の排気系流路２９との間の内部圧力を均等とするに好都合となる。図２に示す配管構成を利用して説明する。例えば、第１の原料供給流路２７及び第１の排気系流路２９に専用に設けた流量計４３、４４により各流路に流通する搬送用途の気体の流量を独立に適宣、調整して両流路２７、２９間の内部の圧力を等価とできる。両流路間２７、２９の内部圧力の均衡を保持することにより、第１の原料供給流路２７から第１の排気系流路２９への、或いはその逆の流路変更時に於ける原料気体の過渡的変動が抑制できる。両流路間２７、２９の圧力差を５×１０2パスカル（Ｐａ）以下とすると過渡的変動を抑制するのに特に効果を奏する。搬送用途の気体は上記の原料の蒸気を随伴する気体と必ずしも同一種とする必要はない。搬送用途として利用できる気体には水素（分子式：Ｈ2）、窒素（分子式：Ｎ2）またはアルゴン（元素記号：Ａｒ）が例示できる。
【００２０】
また本発明では、第１の原料供給流路２７及び第１の排気系流路２９に加えて、第１の流路系統２７、２９に接続する第２の原料供給流路２８及び第２の排気系流路２９ａの上流にも各流路に個別に搬送ガスを流入するための流路４５、４６を接続し、且つ、流入させる搬送ガスの流量を独立して制御するための流量制御装置４７、４８を具備させることが好ましい。図２に例示する如く、第２の原料供給流路２８と第２の排気系流路２９ａとを各々、専用に設けられた流量計４７、４８をもって搬送ガスの流量を独立に調整し制御すれば、両流路間２８、２９ａの内部圧力をより安定させて等価とできる。
【００２１】
例えば、バルブ３６、３７の操作により、２７の流路が２９ａに接続され、４５の流路が２８に接続されている場合、両流路間２８、２９ａの内部圧力の差異を５×１０2パスカル（Ｐａ）以下に保てば、第２の流路２８、２９ａ間の切換え、即ち２７の流路を２８に、４５の流路を閉状態または２９ａに接続する際の、流量の過渡的変動を抑制するのに効果が奏される。搬送用途の気体は上記の原料の蒸気を随伴する気体並びに第１の流路系統とは必ずしも同一種とする必要はなく、水素（Ｈ2）、窒素（Ｎ2）またはアルゴン（Ａｒ）等が利用できる。
【００２２】
本発明の実施の形態をより詳しく例示する。図３にリン化ガリウム・インジウム（組成式ＧａXＩｎ1-XＰ：０≦Ｘ≦１）系結晶層のＭＯＣＶＤ成長に好都合であり、特に、２次元電子電界効果型トランジスタや高感度ホール素子等の高い電子移動度特性の発現に必須の急峻なヘテロ接合界面の形成に好適な原料供給配管系の構成を例示する。本構成例では、第ＩＩＩ族構成元素の原料である有機ＩＩＩ族化合物と第Ｖ族元素源の会合に因る複合体（ポリマー）化反応を回避する目的で、第ＩＩＩ族元素原料供給用途の配管系４９とは別にホスフィン（分子式：ＰＨ3）等の第Ｖ族元素源（図３に図示せず）を供給するための配管系５０を別個に配置している。第ＩＩＩ族及び第Ｖ族構成元素源に係わる配管系４９、５０は何れもベント／ラン方式により構成されている。第ＩＩＩ族源及び第Ｖ族源を別々に個別に供給配管系４９、５０を設置することにより各源相互の会合反応を回避できるに併せて、各原料気体を過渡的な流量の変動を抑制しつつ供給できる。これにより、組成変動が少なく、且つ表面粗さが小さく平滑な結晶層をもって、組成の急峻性に優れるエピタキシャルヘテロ接合構造の気相成長が達成される。本構成例に依ってもたらされるヘテロ接合界面の急峻性の良好さは、例えば、透過型電子顕微鏡（英略称：ＴＥＭ）を利用した電子線干渉フリンジ法（ＣＡＴ法）（外村  彰編、「電子顕微鏡技術」（丸善（株）、平成元年８月３１日発行）、８３〜９０頁参照）等の評価手段により測定することができる。
【００２３】
図３の原料供給配管系は、本発明の図２の原料供給配管系を２系列有する構造（Ｄｕｐｌｉｃａｔｅ  Ｖｅｎｔ−Ｒｕｎ構造）である。本発明に依るヘテロ接合界面を急峻とできる効果は、具備する原料供給配管系の数量により損なわれることはない。複数の原料供給配管系が具備されている場合であっても、本発明が記載するところの第２のベント／ラン機構により瞬時に原料気体の流路を変更できるからである。また、気相成長領域３９との相対的配置において、例えば、第ＩＩＩ族と第Ｖ族との元素原料供給用途の配管系の配置の順序に特に規定はない。ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層をＭＯＣＶＤ装置にあって、原料とする第ＩＩＩ族元素の有機金属化合物は第Ｖ族元素源とする第Ｖ族元素の水素化物に比較して融点、沸点が共に高い。例えば、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ3）3Ａｌ）の融点が約１５℃であるのに対し、アルシン（ＡｓＨ3）の融点は約−１１７℃である。従って、原料供給流路内での凝縮を抑制するためには、沸点のより高い原料を付帯する原料供給系を気相成長領域により近接して配置するのが好ましい。また、通常、室温あるいはそれ以上の温度に保持されるＩＩＩ−Ｖ族或いはＩＩ−ＶＩ族化合物半導体用途の気相成長装置の配管系にあって、第Ｖ族或いは第ＶＩ族の水素化物は沸点が室温より遙かに低いために、凝縮に因る供給量の低下或いは濃度減少を来さずに気相成長領域に効率的に送出できる。このため、第Ｖ族或いは第ＶＩ族元素の蒸発に因る化合物半導体結晶層の表面状態の劣化を防止するに効果が奏される。
【００２４】
図４は本発明の他の実施形態を示す原料供給配管系統の概略図である。本例の配管系の特徴は原料の種別、例えば、ＩＩＩ族元素原料とＶ族構成元素原料の種別に拘わらず、一括して集合して原料気体を反応領域３９に流入できることにある。第１の原料供給流路２７には、例えば、第ＩＩＩ族元素原料１０、１１と第Ｖ族元素原料５１とが一括して予め流通できる構成となっている。第１の原料供給流路２７に対応して、原料を排気するために第１の排気系流路２９が配備されている。第１の原料供給流路２７はその内部を流れる原料気体を一括して気相反応領域３９に供給するための第２の原料供給流路２８が接続されている。第１の排気系流路２９は第２の排気系流路２９ａに直接、接続されている。この配管系は例えば、原料相互の複合体化反応が比較的穏やかである砒化ガリウム・インジウム（組成式ＧａXＩｎ1-XＡｓ：０≦Ｘ≦１）等のアルシン（分子式：ＡｓＨ3）を砒素（Ａｓ）源とするＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体結晶層の気相成長に好適である。特に、界面急峻性に優れるヘテロ接合構造が要求される例えば、砒化アルミニウム・インジウム（組成式ＡｌXＩｎ1-XＡｓ：０≦Ｘ≦１）／ＧａXＩｎ1-XＡｓ（０≦Ｘ≦１）系ＴＥＧＦＥＴ用途のエピタキシャル積層構造体の気相成長に適する。
【００２５】
図５に示すのは、図４に例示した配管系の一変形例であって、特に、揮発性に富む構成元素を含む化合物半導体結晶層の気相成長に好適な配管系である。例えば、図５に例示する原料気体配管系には、図４の基本的な配管系に加えて、揮発性の高い構成元素源を第２の原料供給流路２８または第２の排気系流路２９ａに流通させるための配管系５２が新たに配備されている。第２の原料供給流路２８と第２の排気系流路２９ａと切換えはバルブ５３、５４の開閉操作により行う。例えば、原料気体を第１の原料供給流路２７及び第２の原料供給流路２８を介して流通して第１の結晶層の気相成長を終了させた後、原料気体の流路を第２の原料供給流路２８から第２の排気系流路２９ａへと変更する。然る後、第１の原料供給流路２７に第２の結晶層を気相成長させるに必要な原料気体を改めて集合させて流通させる。定常流となすために暫時、原料気体を第１の原料供給流路２７に流通させている間において、新たに設けた配管系５２を利用して揮発性構成元素の気体原料を第２の原料供給流路２８を介して気相成長反応領域３９に流入させる。第２の結晶層を気相成長させるための原料気体の流れが定常的になるのを見計らった後、揮発性構成元素の気体原料を第２の原料供給流路２８より第２の排気系流路２９ａに切換えるに合わせて、第２の結晶層を気相成長させるための原料気体を第１及び第２の原料供給流路２７、２８を介して気相反応領域に供給する。
【００２６】
これにより、第１の結晶層の気相成長終了後、第２の結晶層の気相成長が開始されるに至る間の第１の結晶層の表面からの揮発性構成元素の揮散を抑制する作用が発揮される。この作用により、第１の結晶層の表面状態は良好に保持され、しいては、その上層として表面状態に優れる第２の結晶層の気相成長が達成される効果が挙げられる。この様な作用、効果は例えば、約１０００℃近傍の高温での気相成長に因り窒素（元素記号：Ｎ）の揮散が顕著に発生する窒化ガリウム・インジウム（組成式ＧａXＩｎ1-XＮ：０≦Ｘ≦１）系結晶層の気相成長に好適に用いられる。
【００２７】
本発明に係わる気相成長装置及びその気相成長装置を用いる成膜方法に依れば、上述の如く組成の急峻性に優れる半導体接合界面がもたらされる。また、優れた組成急峻性をもって接合された半導体接合構造を内包する積層構造体からは優れた電気的特性を発揮する例えば、ショットキー（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）接合型電界効果型トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）やヘテロ接合バイポーラトランジスタ（ＨＢＴ）等の半導体素子が構成できる効果がある。
【００２８】
例えば、マイクロ波或いはミリ波帯域の高周波帯域で動作可能な高周波半導体素子の一例として、砒化アルミニウム・ガリウム（ＡｌXＧａ1-XＡｓ：一般には、０．２≦Ｘ≦０．４）からなるスペーサ層或いは電子供給層と、砒化ガリウム・インジウム（ＧａXＩｎ1-XＡｓ：一般には、０．７≦Ｘ≦０．９）からなるチャネル層とのヘテロ接合構造を内包する歪超格子型ＴＥＧＦＥＴがある。このプシュードモーフィック（ｐｓｅｕｄｏｍｏｒｐｈｉｃ）型ＴＥＧＦＥＴ用途の積層構造体を得るに際しても、本発明の気相成長装置及び成膜方法に依れば、アルミニウム（Ａｌ）組成並びにインジウム（Ｉｎ）組成が急峻に変化させられる。このため、ＡｌXＧａ1-XＡｓ／ＧａXＩｎ1-XＡｓヘテロ接合界面において、ＣＡＴ像上に電子線干渉縞（フリンジ）の曲折を発生させない急峻なヘテロ接合界面が形成できる。電子供給層或いはスペーサ層とチャネル層とのヘテロ接合界面の急峻性の向上は、同ヘテロ接合界面近傍の領域に於ける低次元電子の局在を促すと共に、高い電子移動度をもたらすに寄与できる。
【００２９】
本発明の手段に依る電子移動度の向上の効果は例えば、砒化アルミニウム・ガリウムと砒化ガリウムとの格子整合系ヘテロ接合構造を具備するＴＥＧＦＥＴ用途積層構造体においても顕現される。例えば、シートキャリア（ｓｈｅｅｔ  ｃａｒｒｉｅｒ）濃度を約１．２×１０12ｃｍ-3とする積層構造体の７７ケルビン（Ｋ；液体窒素温度）に於ける電子移動度は従来例では約７０，０００ｃｍ2／Ｖ・ｓから約１００，０００ｃｍ2／Ｖ・ｓの間で変動を来すのに対し、本発明に依れば、約１００，０００ｃｍ2／Ｖ・を越える高い２次元電子に係わる移動度が安定して顕現される。歪超格子積層系或いは格子整合積層系に拘わらず、高電子移動度を顕現できる急峻な例えば、スペーサ層等とチャネル層とのヘテロ接合界面構造を内包する積層構造体からは、例えば、相互コンダクタンス（ｇｍ）（古川  静二郎他著、「電子デバイス工学」（１９９５年１０月１６日、（株）森北出版発行、第１版第８刷）、７５〜７７頁参照）に優れ、従って、雑音指数の小さな低雑音電界効果型トランジスタが構成できる利点がある。
【００３０】
本発明の気相成長装置並びに成膜方法に依り安定的に達成される急峻なヘテロ接合界面を保有するＡｌXＧａ1-XＡｓ／ＧａＡｓ格子整合積層系、ＡｌXＩｎ1-XＡｓ／ＧａXＩｎ1-XＡｓ格子整合積層系またはＡｌXＧａ1-XＡｓ／ＧａXＩｎ1-XＡｓ歪超格子積層系からなるＦＥＴ用途積層構造体から構成される特に、雑音指数（英略称：ＮＦ）に優れる低雑音ＴＥＧＦＥＴは例えば、Ｌ帯（慣用的に１．０〜２．６ＧＨｚ帯）ローノイズ（ｌｏｗ−ｎｏｉｓｅ）増幅器、１２ギガヘルツ（ＧＨｚ）及び１８ＧＨｚ帯低雑音増幅器、また、４５ＧＨｚ帯ミリ波低雑音増幅器、１００ＧＨｚ帯基地局用ミリ波発信（局発）用の通信機器等を構成するに有効に利用することができる。また、本発明に依り達成されるヘテロ接合界面の急峻化に依って、ヘテロ室温において６、０００ｃｍ2／Ｖ・ｓを越え、また、液体窒素温度（７７Ｋ）で３０，０００ｃｍ2／Ｖ・ｓを越え、更に温度１．６Ｋにおいて１５０、０００ｃｍ2／Ｖ・ｓを越える高い電子移動度を発現する２次元電子雲（ｔｗｏ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｇａｓ）を内包するＧａXＩｎ1-XＰ／ＧａXＩｎ1-XＡｓ系積層構造体（Ｔｈｅ  Ｔｅｎｔｈ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｏｎ  Ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ（ＩＣＭＯＶＰＥーＸ）（Ｊｕｎｅ  ５−９，２０００）、Ｗｏｒｋｂｏｏｋ、Ｗｅ−Ｐ２０、２３６頁参照）から構成される低雑音或いは電力（ｐｏｗｅｒ）ＴＥＧＦＥＴは、例えば、Ｌ帯高周波低雑音増幅器或いはマイクロ波帯域及びミリ波帯域の高周波発信器を構成するに有効に利用できる。
【００３１】
また、本発明の気相成長装置並びに成膜方法を利用して形成した急峻なヘテロ接合界面を備え、高い電子移動度が付与されている積層構造体からは、例えば、高い積感度（ｐｒｏｄｕｃｔ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）を発現するホール（Ｈａｌｌ）素子が構成できる。例えば、リン化インジウム（化学式：ＩｎＰ）と砒化ガリウム・インジウム（Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ）との格子整合系単一ヘテロ接合構造を具備するホール素子において（Ｊ．Ｅｌｃｔｒｏｎ．Ｍａｔｅｒ．，Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．３（１９９６）、４０７〜４０９頁参照）、本発明の気相成長装置並びに成膜方法を利用すれば、ガリウム（Ｇａ）組成、砒素（Ａｓ）組成及びリン（Ｐ）組成が急峻に変化したヘテロ接合界面が構成できるため、室温において９、０００ｃｍ2／Ｖ・ｓを越える高い電子移動度が安定して顕現される。特に、ハロゲンＶＰＥ成長法やＭＢＥ成長法に比較して、リンを構成元素とするＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の成長に好適であるＭＯＣＶＤ法にあって、本発明に係わる気相成長装置並びに成膜方法を利用するＭＯＣＶＤ成長手段に依れば、高い電子移動度を安定して顕現できるヘテロ接合構造を得るに優位となる（１９９２年（平成４年）秋季第５３回応用物理学会学術講演会予稿集第１分冊（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ａｂｓｔｒａｃｔｓ（Ｔｈｅ  ５３ｒｄ  Ａｕｔｕｍｎ  Ｍｅｅｔｉｎｇ、１９９２）；Ｔｈｅ  Ｊａｐａｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｎｏ．１）（１９９２年９月１６日、（社）応用物理学会発行）、１８ａ−ＺＥ−３、２８３頁参照）。高い電子移動度が安定して獲得できることにより、室温に於ける積感度にして８００Ｖ／Ａ・Ｔ（ボルト／アンペア・テスラ）を越える高感度のＧａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ／ＩｎＰヘテロ接合ホール素子（上記のＪ．Ｅｌｃｔｒｏｎ．Ｍａｔｅｒ．，Ｖｏｌ．２５，（１９９６）参照）が安定してもたらされる利点がある
また、本発明の気相成長装置並びに成膜方法に依り安定的に達成される急峻なヘテロ接合界面の発現は接合界面近傍の領域に於けるキャリア（ｃａｒｒｉｅｒ）の局在化を促進させるに効果を奏する。局在化した電子（２次元電子）の高移動度特性を利用するホール素子、例えば、ＡｌXＧａ1-XＡｓ／ＧａＡｓ或いはＧａXＩｎ1-XＡｓ／ＩｎＰ格子整合積層系からなる２次元電子ホール素子からは、その高感度特性によって、例えば、磁場強度測定器、地磁気測定器、回転計、距離計などの磁電変換素子としてのホール素子の特徴を生かしたセンサー等が構成できる（ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖ．，ＥＤ−４１（３）（１９９４）、３１５頁参照）。特に、ヘテロ接合界面の急峻化が達成されてなるホール素子、例えば、Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ／ＩｎＰ系２次元電子ホール素子は、単位動作電流、単位磁場強度下においてホール（Ｈａｌｌ）電圧が大である、所謂、積感度が従来例の７６０Ｖ／Ａ・Ｔ（上記のＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｄｅｖ．、ＥＤ−４１（３）参照）に比較して改善されていることから（上記の▲１▼Ｊ．Ｅｌｃｔｒｏｎ．Ｍａｔｅｒ．，Ｖｏｌ．２５（１９９６）、４０７〜４０９頁参照）及び▲２▼Ｅｘｔｅｎｄｅｄ  Ａｂｓｔｒａｃｔｓ（Ｔｈｅ  ５３ｒｄ  Ａｕｔｕｍｎ  Ｍｅｅｔｉｎｇ、１９９２参照）、計測器の測定感度の向上が帰結され、高感度の計測器が提供できる効果がある。
【００３２】
また、本発明の気相成長装置並びに成膜方法を利用すれば、多重ヘテロ構造の接合構造を良好な急峻性をもって構成することができる。例えば、良好なインジウム（Ｉｎ）組成の急峻性をもって、窒化ガリウム（化学式：ＧａＮ）と窒化ガリウム・インジウム（組成式ＧａXＩｎ1-XＮ：０＜Ｘ＜１）との単一又は二重ヘテロ接合構造、歪超格子（ｓｔｒａｉｎｅｄ−ｌａｙｅｒ  ｓｕｐｅｒ−ｌａｔｔｉｃｅ）構造または単一（ｓｉｎｇｌｅ−）及び多重量子（ｍｕｌｔｉ−ｑｕａｎｔｕｍ  ｗｅｌｌ）構造が形成できる。例えば、ＧａXＩｎ1-XＮ／ＧａＮヘテロ接合構造からなる発光部を具備する窒化ガリウム・インジウム系発光ダイオード（英略称：ＬＥＤ）またはレーザーダイオード（英略称：ＬＤ）にあって、ヘテロ接合界面の急峻性は発光（出射光）の単色性に影響を及ぼす重要な因子である（特開平１０−１６８２４１号公報参照）。量子井戸（ｑｕａｎｔｕｍ  ｗｅｌｌ）構造にあって、井戸（ｗｅｌｌ）層と障壁（ｂａｒｒｉｅｒ）層とのヘテロ接合界面に於けるインジウム（Ｉｎ）組成の急峻性が良好であり、且つ急峻性が均一であると優れた単色性の発光を帰結するに寄与できる。本発明の気相成長装置及び成膜方法に依れば、単一量子井戸（英略称：ＳＱＷ）或いは多重量子井戸（英略称：ＭＱＷ）構造も良好なヘテロ接合界面の急峻性をもって安定して形成することができる。従って、これより、発光の単色性に優れる窒化ガリウム・インジウム系青色ＬＥＤや青色ＬＤが構成できる利点がある。
【００３３】
【実施例】
（実施例１）
リン化ガリウム・インジウム（組成式Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ）／Ｇａ0.80Ｉｎ0.20Ａｓヘテロ接合系高移動度電界効果型トランジスタ用途のエピタキシャル積層構造体の気相成長装置を例にして本発明を具体的に説明する。
【００３４】
本実施例に於ける配管系の概略を図６に示す。配管は２重のベント／ラン方式（Ｄｕａｌ  Ａｌｌｉｇｎ  Ｖｅｎｔ−Ｒｕｎ方式）を基本として構成されている。第１の原料供給流路２７には、ガリウム（Ｇａ）源１０としてトリメチルガリウム（分子式：（ＣＨ3）3Ｇａ）、及びインジウム（Ｉｎ）源１１としてトリメチルインジウム（分子式：（ＣＨ3）3Ｉｎ）が配備されている。上記の第ＩＩＩ族元素源１０〜１１には、それらの原料の蒸気を随伴して搬送するための水素ガスを供給するための配管が各原料１０〜１１に個別に設けられている。各原料１０〜１１の蒸気を随伴する水素ガスは必要に応じて第１の原料供給流路２７または第１の排気系流路２９かに選択されて流通される。第１の排気系流路２９は３方バルブ３８を介して第２の排気系流路２９ａに接続されている。
【００３５】
第１の原料供給流路２７には上記のＩＩＩ族原料に加えて砒素（Ａｓ）源５１とするアルシン（ＡｓＨ3）を流入できる構成としてある。また、アルシンを供給するための配管は中途で分岐させて（配管５２）、第２の原料供給流路２８または第２の排気系流路２９ａの何れかの流路に圧空動作式バルブ５３、５４の開閉操作により切換える。バルブ５３、５４へは電磁弁を介して圧縮ガスが送気され、弁体の開閉が操作される。第１の原料供給流路２７内に流通される原料気体は第２の原料供給流路２８、または第２の排気系流路２９ａの何れかにバルブ３６、３７の切換えにより流通できる構成となっている。第２の原料供給流路２８は気相成長領域３９に直結されている。第２の排気系流路２９ａの下流には原料気体を除害するための除害設備４０が配備されている。
【００３６】
第１の原料供給流路２７、排気系流路２９及び第２の原料供給流路２８、排気系流路２９ａの双方の配管系の上流側には、流路内部の圧力を同一となすための搬送ガス配管と電子式質量流量計（英略称：ＭＦＣ）４３、４４、４７、４８が配置してある。気相反応領域３９に原料気体を直接、流入させる第２の原料供給流路２８内の流量は、一般には、第１の原料供給流路２７内の流量よりも多量とする。また、原料供給流路２７、２８と排気系流路２９、２９ａとの差圧を解消して、気体原料の流路を変更時に両流路間の圧力差に起因して発生する原料気体の流量変動を抑制する目的で、第１の原料供給流路２７と第１の排気系流路２９との間の圧力差を計測するための差圧計５５を設ける。また、同一の目的で第２の原料供給流路２８と第２の排気系流路２９ａの間にも差圧計５６を配置する。
【００３７】
上記の配管を具備したＭＯＣＶＤ装置を利用してＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ／Ｇａ0.80Ｉｎ0.20Ａｓ２次元電子電界効果型トランジスタ用途のエピタキシャル積層構造体を気相成長させる場合を例にして配管系の操作手段を詳述する。先ず、第１の原料供給流路２７及び第１の排気系流路２９の内部圧力を略同等となすために、ＭＦＣ４３、４４により毎分３〜５リットル程度に流量を制御して水素ガスを流通させる。同じく第２の原料供給流路２８及び第２の排気系流路２９ａ間の差圧を解消すべく、各々の流路について毎分約５リットル〜約２０リットル程度の流量に独立に制御された水素ガスを予め流通させておく。原料供給流路２７、２８と排気系流路２９、２９ａとの差圧は差圧計５５、５６をもって約５×１０2パスカル（単位Ｐａ）、好ましくは約２×１０2Ｐａ以内に抑制しておく。この条件下において、気相反応炉内の気相成長反応領域３９に載置した｛１００｝２゜オフ砒化ガリウム（ＧａＡｓ）単結晶基板５９の表面に配管５２を利用してアルシンを供給しつつ、ＧａＡｓ単結晶基板５９の温度を約６００℃〜約７００℃程度のエピタキシャル成長温度に加熱する。
【００３８】
次に、基板５９をエピタキシャル温度に暫時、保持して基板５９の温度を安定させている間に、アンドープＧａＡｓからなる高抵抗の緩衝層６０を気相成長させるために必要な、水素ガスに随伴されるガリウム源（トリメチルガリウム）を第１の排気系配管２９に流通させておく。また、ＭＦＣにより所定の流量に制御された砒素源（アルシン）５１を第１の排気系配管２９に予め流通させておく。基板５９の温度が安定し、また、ガリウム源及び砒素源の流量が安定するのを見計らって、両原料気体の流路を第１の排気系配管２９に設けられいる３方バルブ３３、３４を閉状態とし、それに同期させて第１の原料供給流路２７の４方バルブ３０、３１を開状態とし、第１の原料供給流路２７へ流路を変更する。これより、ガリウム源及び砒素源を第１の反応流路２７を介して第２の排気系流路２９ａに流通させておく。次に、原料気体の流路を、第２の排気系流路２９ａに付属する３方バルブ３７を閉とし、同時に第２の原料供給流路２８に付属する４方バルブ３６を開とし、ＧａＡｓ緩衝層６０の気相成長を開始する。所定の層厚の緩衝層が気相成長する迄、気相反応領域への原料気体の供給を継続する。然る後、原料気体の流路をバルブ３６、３７の開閉状態を逆転させて第２の原料供給流路２８より第２の排気系流路２９ａへと変更して、ＧａＡｓ緩衝層６０の気相成長を終了する。
【００３９】
ＧａＡｓ緩衝層６０の成長終了後においても、ＧａＡｓ緩衝層６０の表面からの砒素の揮散を防止するために、アルシンガスは配管５２を介して継続して気相反応領域に供給し続けて、ＧａＡｓ緩衝層６０の表面状態を良好に保持する。その間に、Ｇａ0.80Ｉｎ0.20Ａｓ電子走行層（ｃｈａｎｎｅｌ層）６１を成長するために、予め第１の排気系流路２７に定常的に流通させていたトリメチルインジウムの蒸気を随伴する水素ガスをインジウム源１１用配管に専用に設けられた３方バルブ３４を閉とし、同期させて４方バルブ３１を開として第１の原料供給流路２７に流通させる。併せて、第１の原料供給流路２７に既に流通させているガリウムの原料気体の流量をガリウム組成比が０．８０となる様に調整し、制御する。所望の組成比に見合う様に流量比率を予め、制御された原料気体の混合気体を第１の原料供給流路２７を介して第２の排気系流路２９ａに流通させる。暫時、流通して安定な流通とした後、３方バルブ３７を閉とし、逆に４方バルブ３６を開として、流路を第２の原料供給流路２８に切換える。これより、Ｇａ0.80Ｉｎ0.20Ａｓチャネル層６１の気相成長を開始する。アンドープチャネル層６１の層厚が数十ナノメータ（ｎｍ）程度となった時点で、原料気体の流路を再び、第２の原料供給流路２８から第２の排気系流路２９ａに戻してチャネル層の気相成長を終了する。チャネル層６１の終了後も配管５２からアルシンガスの供給を継続して、砒素の揮散に因るチャネル層６１の表面状態を劣化を防止しておく。
【００４０】
砒素源を配管５２を利用して流通している間にガリウム源１０及びインジウム源１１の第１の原料供給流路２７に流通する流量をＭＦＣによりガリウム組成比を０．５１とするｎ形Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ層を成長できる流量をもって流通し始める。この混合した原料気体を第１の原料供給流路２７を介して第２の排気系流路２９ａに流通させる状態としておく。次に、配管５２を通しての砒素源（アルシン）の気相反応領域３９への供給を停止する。それと同時或いは数秒を経過した後に、別の配管５７を介してリン（Ｐ）源（図６に図示せず）とするホスフィン（ＰＨ3）を気相反応領域３９に供給し始める。所望の流量のリン源の過渡的な流量の変動が解消する迄暫時、経過させた後、原料気体の流路を第２の排気系流路２９ａより第２の原料供給流路２８に切換えて、ｎ形のＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ層を電子供給層６２として気相成長させる。ｎ形のＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ電子供給層の形成にあたり、珪素（Ｓｉ）等のドーピング源（図６に図示せず）を専用の配管５８を利用して供給する。ｎ形ドーピングガスの流量は一般には、電子供給層６２の室温近傍でのキャリア濃度が大凡、約１×１０18ｃｍ-3〜約３×１０18ｃｍ-3となる様に設定する。原料気体の流路を第２の排気流路２９ａから第２の原料供給流路２８に変更し、約２０ｎｍから約３０ｎｍ程度の層厚の電子供給層６２の成長を行う。成長終了後はリン源の供給を暫く継続してＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ電子供給層６２の表面からのリンの揮散を抑制して同層６２の表面を良好に保持する。
【００４１】
ｎ形Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ電子供給層６２の表面に更に、例えば、アンドープの高抵抗Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐからなるショットキー（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）ゲート（ｇａｔｅ）形成層やｎ形ＧａＡｓキャップ（ｃａｐ）層等を気相成長させる際にも、上記の流路変更手段に基づき同様に実行する。即ち、所望の結晶層を得るのに必要とされる原料気体を、一旦第１の反応流路２７に予め集合させた後、改めて第２の原料供給流路、排気系流路での流路の変更により、一括して気相反応領域に供給する手段をもって気相成長を果たす。図７は本発明に記載の手段に則り気相成長させたＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ／Ｇａ0.80Ｉｎ0.20Ａｓヘテロ接合系ＴＥＧＦＥＴ用途の積層構造体のチャネル層６１／電子供給層６２ヘテロ接合界面６４の急峻性の一例を示すＣＡＴ（ｃｏｎｔｒａｓｔ  ａｎｌｙｓｉｓ  ｂｙ  ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  ｆｒｉｎｇｅ）像の模写図である。図７に示する如く本発明に係わる２重のベント／ラン方式の配管系を具備する気相成長装置に依れば、界面急峻性に優れるヘテロ接合構造が得られる。
【００４２】
急峻化が果たされたＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ／Ｇａ0.80Ｉｎ0.20Ａｓヘテロ接合構造では、図８に例示する如くのホール（Ｈａｌｌ）電圧に関するシュブニコフ−ド・ハース（Ｓｈｕｂｎｉｋｏｖ−ｄｅ  Ｈａａｓ：ＳｄＨ）振動が観測される。また、本実施例に記載の手段により成長されたＴＥＧＦＥＴ用途の積層構造体では、例えば、室温でシート（ｓｈｅｅｔ）キャリア濃度（ｎs：単位ｃｍ-2）約１．４×１０12ｃｍ-2において約６，３００（ｃｍ2／Ｖ・ｓ）の高い移動度（μ：単位ｃｍ2／Ｖ・ｓ）が帰結される。また、７７ケルビン（Ｋ）ではｎs＝１．４×１０12ｃｍ-2でμ＝３１，６００ｃｍ2／Ｖ・ｓの高移動度が発現される。更に低温の１．６Ｋでは約２００，０００ｃｍ2／Ｖ・ｓの高電子移動度が得られる。従って、本発明に係わる構成からなる配管系を備えた気相成長装置に依れば、２次元電子を顕現できる接合界面の急峻性に優れるヘテロ接合エピタキシャル構造体を気相成長できる。
【００４３】
（比較例）
図１に例示する従来の単一のベント／ラン方式の配管系を具備したＭＯＣＶＤ装置により実施例と同一の流量条件でＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ／Ｇａ0.80Ｉｎ0.20Ａｓ電界効果型トランジスタ用途の積層構造体を形成した。図９にこの従来の流路の変更手段を利用した積層構造体のＣＡＴ像の模写図を掲示する。
【００４４】
本比較例に従来のベント／ラン方式により原料気体を流通させる方式では、上記の実施例の如く集合させて流通させている気体原料を気相反応領域に一遍に流通できない。新たに必要となった原料気体を単発的に原料供給流路にその都度、混入させる必要がある。このため、例えば、ＧａＡｓ緩衝層の気相成長後にＧａ0.80Ｉｎ0.20Ａｓチャネル層の気相成長を開始するために、新たにインジウム源を原料供給流路に混入させる必要がある。既に、定常的な流通となっているガリウム源及び砒素源に対し、新たに添加されたインジウム源の流量は過渡的に変動する。所定の流量に保持されたインジウム源を、予め排気系流路に流通しておき、原料供給流路に瞬時に流路を切換えたところで、流路の変更に伴う流量の周期的な変動を完全に回避できるのは極めて希有である。且つ、原料供給流路は気相成長流路に直結しているため、インジウム源の過渡的な流量の変動は、気相反応領域に於けるインジウム源とガリウム源との流量混合比を不安定とする。図９のＣＡＴ像のＧａＡｓ緩衝層６０とＧａ0.80Ｉｎ0.20Ａｓチャネル層６１とのヘテロ接合界面６３よりチャネル層６１側の内部に於ける電子線干渉縞６５上の曲折部の発生は、この原料気体相互の混合比率の不安定性により混晶組成に変動を来していることを示している。
【００４５】
Ｇａ0.80Ｉｎ0.20Ａｓチャネル層上にＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ電子供給層を成長させるに際しても従来の配管系では同様の流量の過渡的変動が発生する。この場合、ガリウム組成比を０．５１とするＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ層を得るべく所定の流量をもって混合されたガリウム源とインジウム源とを、気相反応領域に直結する原料供給流路に同時に流通させる必要がある。即ち、複数の構成元素の原料気体を同時に原料供給流路に導入させる必要が生ずる。第ＩＩＩ族構成元素の双方を唯一の原料供給流路に、しかも同一時期に導入すると、双方の気体原料の流量の変動は多大となる。このため、Ｇａ0.80Ｉｎ0.20Ａｓチャネル層／Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ電子供給層とのヘテロ接合界面に於ける組成の急峻性は尚一層、劣るものとなる。図９のＣＡＴ像には、緩衝層６０／チャネル層６１の接合界面６３に於けるよりも、チャネル層６１／電子供給層６２とのヘテロ接合界面６４に於ける組成の急峻性がより劣悪であることを如実に示している。
【００４６】
また、この様な急峻性に欠けるＧａ0.80Ｉｎ0.20Ａｓ／Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐヘテロ接合界面構造からは、例えば、図１０に例示する様に、量子ホール効果測定において２次元電子の実在を表すホール（Ｈａｌｌ）抵抗の振動はさして明瞭ではない。このため、得られる室温移動度も例えば、ｎs＝１．４×１０12ｃｍ-2において、平均して約４，０００ｃｍ2／Ｖ・ｓから約５，０００ｃｍ2／Ｖ・ｓ程度に留まってしまう。即ち、従来の配管構成からなる気相成長装置では、本発明に係わる気相成長装置に依る得られたような、ヘテロ接合界面の急峻性及び移動度特性に優れた積層構造体は得られない。
【００４７】
（実施例２）
本発明の気相成長装置を利用して得たリン化ガリウム・インジウム（Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ）／Ｇａ0.80Ｉｎ0.20Ａｓ系ヘテロ接合積層構造体から高移動度電界効果型トランジスタを構成する場合を例にして本発明を具体的に説明する。
【００４８】
本実施例に係わる２次元電子電界効果型トランジスタ（ＴＥＧＦＥＴ）６６の断面構造を図１１に模式的に示す。同図において実施例１に記載と同一の構成要素には同一の図番を付してその説明を省略する。
【００４９】
ＴＥＧＦＥＴ６６用途の積層構造体６７は、実施例１に記載の手法及び手順に従い構成した。本実施例では、キャリア濃度を５×１０15ｃｍ-3以下とし、層厚を１０ｎｍとするアンドープでｎ形Ｇａ0.80Ｉｎ0.20Ａｓ成長層をチャネル層６１とした。また、キャリア濃度を５×１０18ｃｍ-3とし、層厚を１５ｎｍとする珪素（Ｓｉ）ドープｎ形Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ成長層を電子供給層６２とした。更に、Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ電子供給層６２の表面上には、キャリア濃度を２×１０16ｃｍ-3とし、層厚を１０ｎｍとするアンドープＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ成長層をゲート（ｇａｔｅ）コンタクト層７２として積層した。同層７２の表面上には、キャリア濃度を３×１０18ｃｍ-3とし、層厚を４０ｎｍとするＳｉドープＧａＡｓ成長層をオーミックコンタクト層６８として積層した。
【００５０】
特に、Ｇａ0.80Ｉｎ0.20Ａｓチャネル層６１とＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ電子供給層６２とのヘテロ接合界面を確実に急峻となすために、チャネル層６１の成長終了後、電子供給層６２の成長を開始する以前に原料供給流路２７、２９間の差圧を改めて同一とする措置を施した（図６参照）。具体的には、第１の原料供給流路２７と第１の排気系流路２９との間の差圧計５５で計測される差圧を１×１０2Ｐａとした。また、第２の原料気体流路２８と第２の排気系流路２９ａとの差圧計５６で計測される差圧を同じく１×１０2Ｐａとした。第１の排気系流路２９と第２の排気系流路２９ａの内部圧力は、３方開閉バルブ３８を開状態として双方の流路２９，２９ａを導通させて同等としてある。これにより、同等の内部圧力の排気系流路２９、２９ａに対する、第１及び第２の原料供給流路２７、２８の差圧を上記の如く同一に設定することで、両原料供給流路２７，２８間の内部圧力は同一に保持した。
【００５１】
また、Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ電子供給層６２の成長にあたっては、第１の原料供給流路２７内に流通するガリウム源１０及びインジウム源１１の混合比率がインジウム組成比を０．４９とするＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ成長層を帰結するに充分な一定の混合比率に至る迄、待機した。混合比率は各々、流量計１６、１７により計測できるガリウム源１０及びインジウム源１１の流量の変動の消失をもって安定したとした。具体的には、第１の原料供給流路２７内へのガリウム源１０及びインジウム源１１の流量が安定する迄、５秒間に亘り双方の原料１０、１１の流通を継続した後、３方バルブ３７を閉とし、同時に４方バルブ３６を開状態として、第１の原料供給流路２７内で予め充分に混合させてある原料気体の流路を第２の排気系流路２９ａから第２の原料供給流路２８に切り換えてＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ電子供給層６２の成長を開始した。
【００５２】
積層構造体６７の形成を終了した後、通常のホール効果法により測定した。室温の移動度は６，３００ｃｍ2／Ｖ・ｓ（シートキャリア濃度＝１．３×１０12ｃｍ-2）、液体窒素温度（７７Ｋ）での移動度は３５，０００ｃｍ2／Ｖ・ｓの高値となった。また、ＣＡＴ法に依れば、Ｇａ0.80Ｉｎ0.20Ａｓチャネル層６１／Ｇａ0.51Ｉｎ0.49Ｐ電子供給層６２とのヘテロ接合界面に於ける干渉フリンジには緩慢な屈曲は認めらず、高い２次元電子移動度を与えるに充分な急峻な接合界面が形成されているのが示された。
【００５３】
最表層をなすオーミックコンタクト層６８上には、周知の真空蒸着及びフォトリソグラフィー（写真食刻）等の一般的なプロセス技術手段を利用してソース（ｓｏｕｒｃｅ）電極６９及びドレイン（ｄｒａｉｎ）電極７０を形成した。両オーミック電極６９、７０は、上表面を金（Ａｕ）層とする金・ゲルマニウム（Ａｕ・Ｇｅ）／ニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）の３層構造から構成した。ソース及びドレイン電極６９、７０の平面形状は何れも長さを１３０μｍとし、幅を４５０μｍとする長方形とした。次に、ソース電極６９及びドレイン電極７０の中間のゲート（ｇａｔｅ）電極７１を形成するための長さ約５μｍに亘る領域にあるＧａＡｓコンタクト層６８を周知のフォトリソグラフィー技術に依る選択パターニング技術及び湿式エッチング手段を利用して選択的に除去した。然る後、ＧａＡｓコンタククト層６８を除去した領域に露呈したＧａ0.51Ｉｎ0.49Ｐゲートコンタクト層７２の表層部を約２ｎｍ程度、塩酸（化学式：ＨＣｌ）系水溶液を用いて除去して、リセス（ｒｅｃｅｓｓ）構造となした。引き続き、周知の電子ビームフォトリソグラフィー技術を駆使してゲート電極７１部を選択的にパターニングした。次ぎに、電子ビーム蒸着手段等を利用して、ゲートコンタクト層７２に接する側から、チタン（元素記号：Ｔｉ）、モリブデン（元素記号：Ｍｏ）及び金（Ａｕ）を順次、蒸着した。その後、周知のリフトオフ（ｌｉｆｔ−ｏｆｆ）技法を利用して、ゲート長を約０．２５μｍとするＴｉ／Ｍｏ／Ａｕ３層構造からなるショットキー（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）ゲート電極７１を構成した。
【００５４】
ソース／ドレイン電極６９、７０間に２Ｖのドレイン電圧（略称：Ｖds）を印可した際のＴＥＧＦＥＴ６６の飽和ドレイン電流（略称：Ｉdss）は約７０ミリアンペア（ｍＡ）で、ゲートピンチオフ（ｇａｔｅ  ｐｉｎｃｈ−ｏｆｆ）電圧は約−０．８Ｖとなった。また、相互コンダクタンス（ｇm）は、電子移動度の高さを反映して約２５０ｍＳ／ｍｍ（ミリジーメンス／ミリメートル）となり、例えば、Ｌ帯からミリ波帯域で動作させる低雑音電界効果型トランジスタとして好適な性能を有するＧａＩｎＰ系ＴＥＧＦＥＴが提供された。
【００５５】
（実施例３）
砒化アルミニウム・インジウム（組成式Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ）／Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ格子整合系高移動度電界効果型トランジスタ用途のエピタキシャル積層構造体の気相成長装置を例にして本発明を具体的に説明する。
【００５６】
実施例１と同様の配管系（図６参照）を具備した図１２に示す常圧（略大気圧）ＭＯＶＰＥ装置を利用してＡｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ／Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓヘテロ接合系積層構造体７３を形成した。図１３に積層構造体７３の断面構造を模式的に示す。
【００５７】
配管系は本発明に係わる２重のベント／ラン（Ｄｕａｌ  Ｖｅｎｔ−Ｒｕｎ）方式から構成した。ガリウム（Ｇａ）源１０にはトリメチルガリウム（（ＣＨ3）3Ｇａ）、及びインジウム（Ｉｎ）源１１には結合価を１価とするシクロペンタジエニルインジウム（分子式：Ｃ5Ｈ5Ｉｎ）（▲１▼日本国特許第２０９８３８８号（特公平８−１７１６０号）、及び▲２▼Ｊ．Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｇｒｏｗｔｈ、１０７（１９９１）、３６０〜３６４頁参照）を用いた。また、アルミニウム（Ａｌ）源１２には、トリメチルアルミニウム（（ＣＨ3）3Ａｌ）を用いた。上記の第ＩＩＩ族元素源１０〜１２には、それらの原料の蒸気を随伴して搬送するための水素ガスを供給する配管を各原料１０〜１２に個別に設けた（図１２に図示せず）。各原料１０〜１２の蒸気を随伴する水素ガスは必要に応じて第１の原料供給流路２７または第１の排気系流路２９の何れかに選択して流通させた。第１の排気系流路２９は３方バルブ３８を開として第２の排気系流路２９ａに導通させた。
【００５８】
また、第１の原料供給流路２７または第１の排気系流路２９の何れかに砒素（Ａｓ）源５１とするアルシン（ＡｓＨ3）をバルブ３２、３５の開閉操作で流入できる構成とした。また、アルシン５１を供給するための配管の中途より配管系５２を分岐して設けて、圧空動作式バルブ５３、５４の開閉操作により、別途に第２の原料供給流路２８または第２の排気系流路２９ａの何れかの流通できる構成とした。第１の原料供給流路２７内で予め、混合した第ＩＩＩ族及び第Ｖ族の原料ガスの流路はバルブ３６、３７の切換えにより第２の原料供給流路２８、または第２の排気系流路２９ａの何れかに切り換えられる構成とした。第２の原料供給流路２８は常圧（略大気圧）ＭＯＶＰＥ成長を実施する気相成長領域３９に直結した。第２の排気系流路２９ａの下流には原料気体を除害するための除害設備４０を配備した。
【００５９】
第１の原料供給流路２７と第１の排気系流路２９との間には、圧力差（差圧）を計測するための差圧計５５を設けた。また、第２の原料供給流路２８と第２の排気系流路２９ａの間にも差圧計５６を配置した。第１のベント／ラン配管２７、２９及び第２のベント／ラン配管２８、２９ａの双方の配管系の上流側には流路間の差圧を解消するために通流する搬送ガスの流量を調整するための電子式質量流量計（英略称：ＭＦＣ）４３、４４、４７、４８を配置した。第１の原料供給流路２７及び第１の排気系流路２９の内部圧力を２×１０2Ｐａ以下となすために流量計（ＭＦＣ）４３、４４には毎分３〜５リットル程度の水素ガスを流通させた。また、第２の原料供給流路２８及び第２の排気系流路２９ａ間の差圧を２×１０2Ｐａ以下となすために、各々の流路について毎分約５リットル〜約８リットル程度の水素ガスを予め流通させた。
【００６０】
次に、気相成長反応領域３９に載置した、面方位を｛１００｝２゜オフ（ｏｆｆ）とする半絶縁性のリン化インジウム（ＩｎＰ）単結晶基板７４の表面に配管系５７を利用して５０ｃｃ／分の流量のホスフィンを供給しつつ、ＩｎＰ基板７４の温度を６４０℃のエピタキシャル成長温度に加熱した。
【００６１】
基板７４の温度を安定させている間に、アンドープのリン化インジウム（ＩｎＰ）からなる高抵抗の緩衝層７５の成長に備えて、水素ガスに随伴されるインジウム源１１の流量を流量計１７をもって６０ｃｃ／分に制御して第１の排気系流路２９に予め、流通させた。インジウム源１１は第１の原料供給流路２７を介して第２の排気系流路２９ａに流通させておいた。
【００６２】
基板７４の温度が安定した後、配管系５７に流通するホスフィンガスの流量を２５０ｃｃ／分に増量した。
【００６３】
次に、インジウム源１１を随伴する水素ガスの流路を第１の排気系配管２９に設けられいる３方バルブ３４を閉状態とし、それに同期させて第１の原料供給流路２７の４方バルブ３１を開状態とし、第１の原料供給流路２７へ流路を変更した。流路を変更して、３秒間待機した後、原料気体の流路を、第２の排気系流路２９ａに付属する３方バルブ３７を閉とし、同時に第２の原料供給流路２８に付属する４方バルブ３６を開として、ＩｎＰ緩衝層７５の成長を開始した。約１０ｎｍの層厚のＩｎＰ緩衝層７５の気相成長が終了する迄、気相反応領域３９へのインジウム源１１及びホスフィンの供給を継続した。然る後、インジウム源１１の流路をバルブ３６、３７の開閉状態を逆転させて第２の原料供給流路２８より第２の排気系流路２９ａへと変更してＩｎＰ緩衝層７５の成長を終了した。
【００６４】
ＩｎＰ緩衝層７５の成長終了後も、ホスフィンガスを配管系５７を介して継続して気相反応領域３９に供給し続けて、表面からのリン（Ｐ）の揮散に因る緩衝層７５の表面状態の劣化を抑制した。
【００６５】
次に、Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ電子走行層（ｃｈａｎｎｅｌ層）７６を成長するために、予め第１の排気系流路２９に定常的に流通させていたトリメチルガリウムの蒸気を随伴する水素ガスをガリウム源１０用途の配管系１３に専用に設けられた３方バルブ３３を閉とし、同期させて４方バルブ３０を開として第１の原料供給流路２７に流通させた。併せて、第１の原料供給流路２７に既に流通させているインジウム源１１の供給流量をインジウム組成比を０．５３とするＧａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ層が得られる様に調整した。また、流量計（図１２に図示せず）により２５０ｃｃ／分の流量に制御したアルシン５１を第１の原料供給流路２７に流通させた。予め、混合させておいた第ＩＩＩ族元素及び砒素の原料気体は第１の原料供給流路２７を介して第２の排気系流路２９ａに流通させた。
【００６６】
ホスフィン５７の流路を第１の原料供給流路２８から第２の排気系流路２９ａへ切り替えた。また、同時に配管系５２を利用して予め、第２の排気系流路２９ａに流通していた５０ｃｃ／分の流量のアルシン５１の流路を第２の原料供給流路２８へ切り換えた。
【００６７】
予め、混合させておいた上記の第ＩＩＩ族元素及び砒素の原料気体を第２の排気系流路２９ａに５秒間流通させて定常流となした後、３方バルブ３７を閉とし、逆に４方バルブ３６を開として、流路を第２の原料供給流路２８に切換えた。これより、Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓチャネル層７６の気相成長を開始した。アンドープのチャネル層７６の層厚が４００ｎｍとなった時点で、原料気体の流路を再び、第２の原料供給流路２８から第２の排気系流路２９ａに戻してチャネル層７６の気相成長を終了した。
【００６８】
チャネル層７６の終了後も配管系５２を利用してアルシンガス５１の気相成長領域３９への供給を継続して、砒素の揮散に因るチャネル層７６の表面状態を劣化を防止した。
【００６９】
次に、第１の排気系流路２９に以前より流通させていたアルミニウム源１２の蒸気を随伴する水素ガスの流路をバルブＡ２を閉とし、逆にバルブＡ１を開として第１の原料供給流路２７に変更した。その後、ｎ形砒化アルミニウム・インジウム混晶（組成式Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ）からなるスペーサ（ｓｐａｃｅｒ）層７７及び電子供給層７８の成長に備えて、水素ガスに随伴されるインジウム源１１及びアルミニウム源１２の供給流量を、上記の混晶比が得られる様に流量計１７、Ａ１８で調節し、第１の原料供給流路２７に流通させた。また、第１の原料供給流路２７に流通させるアルシン５１の流量を２００ｃｃ／分とした。スペーサ層７７の成長が開始される迄、予め混合した原料気体を第２の排気系流路２９ａに流通させた。
【００７０】
また、珪素のドーピング源５８として用いたジシラン−水素混合ガス（Ｓｉ2Ｈ6１０体積ｐｐｍー水素混合ガス）を第２の排気系流路２９ａに流通させておいた。
【００７１】
予め混合した原料気体の流路を第２の排気系流路２９ａに変更してから３秒間待機した後、第２の排気系流路２９ａに付属する３方バルブ３７を閉とし、同時に第２の原料供給流路２８に付属する４方バルブ３６を開として、アンドープのＡｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓからなるスペーサ層７７の成長を開始した。
【００７２】
アンドープＡｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層７７の層厚が４ｎｍに達した時点で、上記のジシランガス５８の流路を第２の排気系流路２９ａから第１の原料供給流路２８へ変更した。上記の第ＩＩＩ族及び砒素源に加えて、窒化物半導体気相成長領域３９へのジシランガスの供給をもって、Ｓｉドープｎ形Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層７８の成長を開始した。これより、キャリア濃度を２×１０18ｃｍ-3とするＳｉドープｎ形Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ層からなる電子供給層７８を成長した。層厚を１０ｎｍとする電子供給層７８の成長が終了する迄、気相反応領域３９への第ＩＩＩ族及び第Ｖ族原料気体並びにドーピング源５８の供給を継続した。然る後、原料気体の流路をバルブ３６、３７の開閉状態を逆転させて第２の原料供給流路２８より第２の排気系流路２９ａへと変更して、Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ電子供給層７８の成長を終了した。また、ジシランの流路を第２の原料供給流路２８から第２の排気系流路２９ａへ変更した。
【００７３】
その後、配管系５２を利用して気相成長領域３９にアルシンガス５１を供給して、電子供給層７８の表面からの砒素（Ａｓ）の揮散を抑制しつつ、ＩｎＰ基板７４の温度を降温した。
【００７４】
通常のホール効果法により測定された積層構造体７３の室温に於ける移動度は９、２００ｃｍ2／Ｖ・ｓとなった。室温でのシートキャリア濃度（ｎs）は７．４×１０11ｃｍ-2であった。また、液体窒素温度（７７Ｋ）に於ける移動度は６４、０００ｃｍ2／Ｖ・ｓでシートキャリア濃度は７．９×１０11ｃｍ-2であった。
【００７５】
また、温度４．２Ｋで測定した磁気抵抗（Ｒ）の２階微分値（ｄ2Ｒ／ｄＢ2）の磁場強度（Ｂ）の逆数（１／Ｂ）に対する依存性を図１４に例示する。図１４に示す如く、高い電子移動度が顕現されていることを反映して大きな振幅の磁気抵抗のシュブニコフ・ド  ハース（Ｓｈｕｂｎｉｋｏｖ  ｄｅ  Ｈａａｓ：ＳｄＨ）振動が観測され、本発明に依れば、２次元電子を局在させるに充分な急峻性を有するＧａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓチャネル層７６／Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓスペーサ層７７とのヘテロ接合界面が形成されることが示された。上記のｄ2Ｒ／ｄＢ2値のピーク（ｐｅａｋ）位置を利用して算出したシートキャリア濃度は７．６×１０11ｃｍ-2となり、上記の液体窒素温度に於けるシートキャリア濃度と良好な一致を示した。
【００７６】
図１５にフィリングファクター（ｆｉｌｌｉｎｇ  ｆａｃｔｏｒ：ｉ）と磁場強度（Ｂ：単位テスラ（Ｔ））の逆数（１／Ｂ）との相関を示す。フィリングファクターはサイクロトロン半径をｌcとして、ｎs・２π・ｌc2で与えられる。本発明の配管系を具備する気相成長装置によって形成されたＧａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ／Ａｌ0.48Ｉｎ0.52Ａｓ系ＴＥＧＦＥＴ用途の積層構造体７３にあっては、１／Ｂ（単位：１／Ｔ）＝０．０３２・ｉの関係が得られた。
【００７７】
また、図１６には、ホール電圧（ＲH）の磁場強度依存性を示す。ＳｄＨ振動の様相は、一種類の電子系によると思量されるＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓＴＥＧＦＥＴ用途ヘテロ接合構造体の場合とは異なり、より複雑な２次元電子系に起因するものと判断された。
【００７８】
（実施例４）
本実施例では、砒化ガリウム・インジウム（組成式Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ）／リン化インジウム（ＩｎＰ）ヘテロ接合構造を具備した積層構造体から高い積感度のホール（Ｈａｌｌ）素子を得る場合を例にして、本発明を説明する。
【００７９】
本実施例では、複合体化反応を生じ易い原料を用いてヘテロ接合構造を形成しているために、ＩＩＩ族構成元素原料及びＶ族構成元素原料を個別に供給できる図１７に示す多重のベント／ラン（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｖｅｎｔ−Ｒｕｎ）配管系を具備する気相成長装置を利用した。本実施例で使用した気相成長装置は図３に例示したと類似しているため、図３に示したと同一の構成要素には同一の符号を付して掲示する。配管系４９は第ＩＩＩ族構成元素原料の供給用の配管系である。原料気体流路１３−１はガリウム（Ｇａ）源１０とするトリメチルガリウム（（ＣＨ3）3Ｇａ）を供給するための配管系である。原料気体流路１４−１はインジウム（Ｉｎ）源１１とするトリメチルインジウム（（ＣＨ3）3Ｉｎ）を供給するための配管系である。原料気体流路１３−１、１４−１は、第１の原料供給流路２７−１または第１の排気系流路２９−１の何れかの流路に圧空動作式バルブ３０−１、３３−１及びバルブ３１−１、３４−１の開閉操作により切換えられる構成となっている。更に、第１の原料供給流路２７−１内で予め混合されて流通される原料気体は第２の原料供給流路２８−１、または第２の排気系流路２９ａの何れかにバルブ３６−１、３７−１の切換えにより流通できる構成となっている。第２の原料供給流路２７−１は、第Ｖ族原料用の第２の原料供給流路２７−２とは接続せずに別個に気相成長領域３９に直結されている。第ＩＩＩ族原料供給用途の配管系４９に於ける第１の排気系流路２９−１は、原料供給領域３９を迂回して除害設備４０に通ずる第２の排気系流路２９ａに合流にする構成としてある。第ＩＩＩ族原料供給用途の配管系４９には、第１の原料供給流路２７−１と第１の排気系流路２９−１（第１のベント／ラン配管系）流路内部の圧力を同一となすための搬送ガスの流量を制御する電子式質量流量計（英略称：ＭＦＣ）４３−１、４４−１を配置した。
【００８０】
また、本実施例の気相成長装置では、第Ｖ族構成元素原料を供給するための配管系５０を上記の第ＩＩＩ族原料用の配管系４９とは別個に設けた。原料気体流路１３−２は砒素（Ａｓ）源５１−１とするアルシン（ＡｓＨ3）を供給するための配管系である。原料気体流路１４−２はリン（Ｐ）源５１−２とするホスフィン（ＰＨ3）を供給するための配管系である。アルシン及びホスフィン原料ガスを供給するために利用した原料気体流路１３−２、１４−２は、第１の原料供給流路２７−２または第１の排気系流路２９−２の何れかの流路に圧空動作式４方バルブ３０−２、３１−２及び３方バルブ３３−２、３４−２の開閉操作により切換える構成とした。第１の原料供給流路２７−２内で予め混合されて流通される原料気体は第２の原料供給流路２８−２、または第２の排気系流路２９ａの何れかにバルブ３６−２、３７−２の切換えにより流通できる構成となっている。第２の原料供給流路２８−２は気相成長領域３９に直結した。また、第１の原料供給流路２７−２と第２の排気系流路２９−２（第２のベント／ラン配管系）の双方の配管系の上流側には、流路内部の圧力を同一となすための搬送ガスの流量を制御する電子式質量流量計（英略称：ＭＦＣ）４３−２、４４−２を配置した。
【００８１】
上記の配管を具備したＭＯＣＶＤ装置を利用して、鉄（元素記号：Ｆｅ）をドーピングした比抵抗を３×１０6Ω・ｃｍとする半絶縁性の（１００）−リン化インジウム（ＩｎＰ）単結晶基板７９上にアンドープのｎ形ＩｎＰ層を成長させた。ＩｎＰ層の成長にあたっては、先ず、第ＩＩＩ族及び第Ｖ族原料供給配管系４９、５０共々、第１の原料供給流路系２７−１，−２及び第１の排気系流路系２９−１、−２の内部圧力を略同等となすために、ＭＦＣ４３−１，４３−２、４４−１，４４−２により流量を制御した水素ガスを流通させた。同じく第２の原料供給流路系２８及び第２の排気系流路系２９ａ間の差圧を解消すべく、各々の流路について流量計４７−１，４７−２、４８で流量を制御した水素ガスを予め流通した。これより、第１の原料供給流路系２７−１，２７−２と第１の排気系流路２９−１，２９−２との差圧は差圧計５５−１、５５−２をもって各々、約５×１０2Ｐａ以内に抑制した。これより、第１の原料供給流路２７−１，２７−２と第１の排気系流路２９−１，２９−２の内部圧力を略同等とした。第１と第２の排気系流路２９−１，２９−２、２９ａとは開閉バルブ３８−１，３８−２を開状態として導通させ、第１と第２の排気系流路２９−１、２９−２、２９ａ内部の圧力を同等とした。従って、第１または第２の排気系流路２９−１，２９−２、２９ａに対する差圧を同等とすることにより、第１及び第２の原料供給流路２７−１，２７−２、２８の内部圧力を等価にした。
【００８２】
上記の設定条件下において、流量計１７−２によって４０ｃｃ／分の流量に制御されたリン（Ｐ）源５１−２のホスフィン（ＰＨ3１０体積％−Ｈ2９０体積％混合気体）をバルブ３１−２を開とし、３４−２を閉とした状態で気体原料流路１４−２を介して、第１の原料供給流路２７−２に流通し、流量計４３−２で毎分５リットルの流量に制御された搬送（キャリア）ガスの水素と合流させた。ホスフィンを含む水素キャリアガスはバルブ３６−２を開とし、バルブ３７−２を閉とする状態で第２の原料供給流路２８−２を介して略大気圧に保持されている気相反応炉内の気相成長反応領域３９に流通させた。気相成長反応領域３９内に載置したＩｎＰ単結晶基板７９の表面へホスフィンを含む水素ガスの供給を継続しつつ、ＩｎＰ基板７９の温度を６１０℃に加熱した。
【００８３】
ＩｎＰ単結晶基板７９の温度が安定する間に、第ＩＩＩ族原料供給用の配管系４９において、アンドープのｎ形ＩｎＰからなる緩衝層８０を気相成長させるためにインジウム源１１の蒸気を随伴する水素ガスをバルブ３１−１を開とし、バルブ３４−１を閉とした状態で第１の原料供給流路２７−１に流通させておく。本実施例では、４０℃の恒温に保持されたインジウム源１１の蒸気を随伴する水素ガスの流量は７０ｃｃ／分とした。流量計４３−１により毎分１リットルの流量に制御された水素搬送ガスと共に第１の原料供給流路２７−１内を流通するインジウム源１１の蒸気を随伴する水素ガスは、バルブ３６−１を閉とし、バルブ３７−１を開として第２の排気系流路２９ａに排出しておいた。
【００８４】
その後、第Ｖ族原料供給用の配管系５０において、上記の如く従前より第２の原料供給流路２７−２を介して流通させてあるホスフィンの流量を流量計１７−２により３２０ｃｃ／分に増量した。
【００８５】
インジウム源１１を随伴する水素ガスの流量が安定したのを確認して、バルブ３７−１を閉状態とし、それに同期させてバルブ３６−１を開状態とし、原料気体の流路を第２の排気系流路２９ａから第２の原料供給流路２８−１へと変更した。これより、１５ｎｍの層厚のＩｎＰ緩衝層８０の気相成長を終了する迄、気相反応領域３９への原料気体の供給を継続した。然る後、第ＩＩＩ族原料気体を流通させる流路をバルブ３６−１、３７−１の開閉状態を逆転させて第２の原料供給流路２８−１より第２の排気系流路２９ａへと変更して、ＩｎＰ緩衝層８０の気相成長を終了した。
【００８６】
ＩｎＰ緩衝層８０の成長終了後においても、ＩｎＰ緩衝層８０の表面からのリンの揮散を防止するために、ホスフィンガス５１−２は第２の原料供給流路２８−２を介して気相反応領域３９に供給し続けた。
【００８７】
その間に、アンドープｎ形Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ層８１の成長に備え、第ＩＩＩ族原料供給用途の配管系４９において、予め第１の排気系流路２９−１に定常的に流通させていたガリウム源１０の蒸気を随伴する水素ガスを、ガリウム源１０の原料気体流路１３−１に専用に設けられたバルブ３３−１を閉とし、同期させてバルブ３０−１を開として第１の原料供給流路２７−１に流通させた。これより、第１の原料供給流路２７−１に既に流通させているインジウム源１１の蒸気と予め混合させ、バルブ３６−１を閉状態とし、バルブ３７−１を開状態に維持したままで、混合気体を第１の原料供給流路２７−１を介して第２の排気系流路２９ａに排出しておいた。
【００８８】
一方、第Ｖ族原料の供給配管系５０にあっては、原料気体流路１４−２により流通させていたホスフィン５１−２の流路を、流路１４−２に係わるバルブ３１−２を閉とし、逆にバルブ３４−２を開として、第１の原料供給流路２７−２から第１の排気系流路２９−２へ切換えた。即ち、第１及び第２の原料供給流路２７−２、２８−２を介しての気相成長領域３９へのホスフィン５１−２の供給を停止した。代替に、原料気体流路１３−２に設けられた流量計１６−２で毎分２８０ｃｃの流量に制御された砒素源５１−１としたアルシン（ＡｓＨ3１０体積％−水素９０体積％）の流路をバルブ３０−２を開とし、バルブ３３−２を閉として第１の原料供給流路２７−２へ切り換えた。
【００８９】
直後に、第ＩＩＩ族元素の原料供給系４９において、第１の原料供給流路２７−１内で予め混合して流通していたガリウム源１０とインジウム源１１の混合ガスの流路を、バルブ３６−１を開とし、バルブ３７−１を閉として第２の排気系流路２９ａより第２の原料供給流路２７−１へと変更した。これより、第ＩＩＩ族元素の原料１０、１１を気相反応領域３９に供給して、層厚を約３００ｎｍとするアンドープｎ形Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ層８１の成長を開始した。第ＩＩＩ族元素の原料１０、１１の流路を第２の原料供給流路２８−１から第２の排気系流路２９ａと再び戻してＧａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ層８１の成長を終了させた。
【００９０】
その後、基板７９の温度を降下させた。アルシン（ＡｓＨ3）５１−１は基板７２の温度が約４５０℃に低下する迄、気相成長領域３９への流入を継続し、砒素（Ａｓ）の揮散に因るＧａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ層８１の表面状態の劣化を防止した。
【００９１】
半絶縁性ＩｎＰ基板７９上に上記の手段により形成されたアンドープＩｎＰ層８０とアンドープＧａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ層８１との単一ヘテロ接合を備えた積層構造体において、通常のホ−ル効果法に依り測定されるシートキャリア濃度は７．１×１０11ｃｍ-2であり、シート抵抗は７６７Ω／□であった。また、室温移動度は１１、５００ｃｍ2／Ｖ・ｓの高値となった。
【００９２】
また、図１７に記載の本実施例の気相成長装置により、半絶縁性ＩｎＰ基板７２上に上記と同様の手段により形成されたＩｎＰ／Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓとの単一ヘテロ接合を備えた積層構造体の室温移動度とキャリア濃度との関係を示す。本発明に依れば、１×１０16ｃｍ-3〜４×１０16ｃｍ-3のキャリア濃度の範囲で９、０００ｃｍ2／Ｖ・ｓを越える高い電子移動度を発現するヘテロ接合構造が安定して帰結されることが示されている。
【００９３】
（実施例５）
上記の実施例３に記載の手段に則り、半絶縁性ＩｎＰ基板７９上にアンドープＩｎＰ層８０とアンドープＧａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ層８１との単一ヘテロ接合を備えた積層構造体８２を形成した。
【００９４】
キャリア濃度を８．１×１０16ｃｍ-3とし、室温で１１、３００ｃｍ2／Ｖ・ｓの高移動度を呈する積層構造体８２を用いて、ＩｎＰ／Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓヘテロ接合ホール素子８３を形成した。形成したホール素子８３の断面模式図を図１８に示す。ホ−ル素子８３はアンドープＩｎＰ層８０とＧａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ８１を湿式エッチングによりメサ（ｍｅｓａ）型に加工した感磁部を利用して構成した（特開平７−９９３４９号公報参照）。動作電源入力用及びホール電圧出力用のオーミック電極８４は何れも金（元素記号：Ａｕ）−ゲルマニウム（元素記号：Ｇｅ）合金から構成した。
【００９５】
ホール素子８３の入力抵抗１４００Ωとなり、積感度は８８０Ｖ／Ａ・Ｔとなった。この積感度は、入力抵抗（ｉｎｐｕｔ  ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を２．５ｋΩ未満とする従来のＩｎＰ／Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓヘテロ接合ホ−ル素子の積感度（＝７６０Ｖ／Ａ・Ｔ）（上記のＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．ＥｌｅｃｔｒｏｎＤｅｖ．、ＥＤ−４１（３）参照）を約１５％を越えて上回る高値となった。
【００９６】
（実施例６）
実施例３に記載の成長手段に則り形成した種々のキャリア濃度及び移動度を有するＩｎＰ／Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ積層構造体に、実施例４と同様の加工を施して（特開平６−２６８２７７号公報参照）ヘテロ接合ホール素子８３を構成した。
【００９７】
キャリア濃度と移動度の各々が異なるために種々の入力抵抗を呈することとなったホ−ル素子８３を利用して磁界強度測定用途の測定子（プローブ：ｐｒｏｂｅ）を構成した。図１９に磁界強度測定用プローブ８４の平面模式図を示す。
【００９８】
図２０にはプローブの入力抵抗と積感度との相関を示す。また、同図には、比較のために感磁部をＧａＡｓとする従来のＧａＡｓホール素子（例えば、Ｓｅｎｃｏｒｓ  ａｎｄ  Ａｃｔｕａｔｏｒｓ  Ａ、３２（１９９２）、６５１〜６５５頁参照）を用いたプローブの感度を併せて例示する。
【００９９】
本発明に依るヘテロ接合ホール素子８３を用いたプローブ８４では、入力抵抗の如何に拘わらず、従来のＧａＡｓホール素子を用いたプローブに比較して高感度となっているのが明かとなった。従って、本発明に依れば、例えば、入力抵抗が５００Ωと同一であっても、従来のＧａＡｓホール素子に比較して約２．５倍の高い感度な磁界強度測定用のプローブが提供できる。
【０１００】
（実施例７）
本発明の気相成長装置を利用して得た窒化ガリウム・インジウム（ＧａＩｎＮ）／ＧａＮ系ダブルヘテロ接合構造の発光部を備えた積層構造体から短波長可視発光ダイオ−ド（ＬＥＤ）を構成する場合を例にして本発明を具体的に説明する。
【０１０１】
本実施例に係わるＧａＩｎＮ系ＬＥＤ８５の断面構造を図２１に模式的に示す。
【０１０２】
ＬＥＤ８５用途の積層構造体８６は、２重のベント／ラン（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｖｅｎｔ−Ｒｕｎ）方式の図２２に記載の気相成長装置を利用して形成した。本実施例で利用した気相成長装置は図１７に掲示した配管系に、図５に例示した如くの揮発性に富む第Ｖ族構成元素源を気相成長領域に随時供給できる配管系を付加した構成とした。
【０１０３】
窒素（元素記号：Ｎ）源５１−１にはアンモニア（分子式：ＮＨ3）を使用した。アンモニアガスを流通させる原料気体流路１３−２の中途には、流量計１６−２を介して、アンモニアガスを随時、第２の原料供給流路２８−２または第２の排気系流路２９ａの何れかに選択して流通させるための配管系５２を設けた。また、第Ｖ族構成元素源を供給するための配管系５０において、原料気体流路１４−２には、珪素（元素記号：Ｓｉ）のド−ピングガスとしてジシラン−水素混合ガス（Ｓｉ2Ｈ6５体積ｐｐｍ）５１−３を装着した。
【０１０４】
第ＩＩＩ族構成元素の原料を供給するための配管系４９には、ガリウム（Ｇａ）源１０としてトリメチルガリウム（（ＣＨ3）3Ｇａ）を、インジウム（Ｉｎ）源１１としてトリメチルインジウム（（ＣＨ3）3Ｉｎ）を各々、使用した。ＩＩＩ族元素源１０、１１は何れも水素ガスに随伴されて原料気体流路１３−１、１４−１を介して原料供給流路２７−１，２８−１または排気系流路２９−１、２９ａの何れかに流通できる構成とした。
【０１０５】
低温緩衝層８８を成長させる以前には、原料気体流路１３−２内に流通するアンモニアガス５１の流量を毎分０．５リットルに流量計１６−２で調整して第１の原料供給流路２７−２及び第２の原料供給流路２８−２を通じて、サファイア基板８１を載置した気相成長領域３９に供給しておいた。併せて、流量計１６−３により毎分０．５リットルの流量に調整されたアンモニアガス５１を配管系５２及び第１の原料供給流路２８−２を介して流通させた。第２の原料供給流路２８−２には、流量計４７−２により毎分５リットルの流量に調整された水素ガスを流通させておいた。また、第２の排気系流路２９ａ内には、差圧計５６で計測される第２の原料供給流路２８−２との差圧が２×１０2Ｐａ以下となる様に流量計４８で流量が調節された水素ガスを流通させた。水素ガスとアンモニアガスとを流通させた状態でサファイア基板８７の温度を４２０℃に上昇させた。
【０１０６】
基板８７の温度が±１℃の範囲で安定するを見計らった後、所定の流量をもって第１の排気系流路２９−１に予め流通していたトリメチルガリウム１０の蒸気を含む水素ガスの流路を第１の排気系流路２９−１から第１の原料供給流路２７−１へとバルブ３０−１、３３−１の開閉操作により切り替えた。引き続き、バルブ３６−１、３７−１の開閉操作により、ガリウム源１０の蒸気を含む水素ガスの流路を、第２の排気系流路２９ａから第２の原料供供給流路２８−１へと切り換えた。これより、８分間に亘り、気相成長領域３９へガリウム源１０とアンモニアガス５１−１の供給を継続して、層厚を１７ｎｍとするアンドープのＧａＮ低温緩衝層８８を成長した。本発明者の発明（日本国特許第３０３１２５５号参照）に記載の結晶組織構成を備えた低温緩衝層８８の成長は、ガリウム源１０を含むガスの流路を第２の原料供給流路２８−１から第２の排気系流路２９ａに変換して終了させた。
【０１０７】
第１の原料供給流路２７−２へのアンモニアガスの流通は、４方バルブ３０−２を閉とし、３方バルブ３３−２を閉として一旦、停止した。一方で、アンモニアガス５１−１は配管系５２を介して気相成長領域３９に通流し続けた。気相成長領域３９をアンモニアを含む雰囲気とした状態で、基板８７の温度を４２０℃から１０８０℃に約１分間で昇温した。
【０１０８】
基板８７の温度が１０８０℃に到達する間に、流路１３−２内を流通させるアンモニアガス５１−１の流量を流量計１６−２で毎分８リットルに調整し、第２の排気系流路２９ａに流入させておいた。
【０１０９】
また、基板８７の温度が１０８０℃±２℃の範囲に安定する間に、０℃の恒温に保持されたガリウム源１０を随伴するための水素ガスの流量を２０ｃｃ／分に増量して、第１の原料供給流路２７−１を介して第２の排気系流路２９ａに予め流通させた。
【０１１０】
また、ドーピングガス源５１−３より原料気体流路１４−２を経由して、流量計１７−２により毎分１０ｃｃに流量を調整されたジシランガスを第１の原料供給流路２７−２に流入した。
【０１１１】
アンモニア及びジシランを含む水素ガスの流路を第２の排気系流路２９ａから第２の原料供給流路２８−２へと変更した。約８×１０3Ｐａに減圧された気相成長領域８９に、第２の原料供給流路２８−２を介してアンモニアガス（流量８ｌ／ｍｉｎ．）とジシランガス（１０ｃｃ／ｍｉｎ．）と水素ガス（流量５ｌ／ｍｉｎ．）との混合ガスを流通させた状態で、上記のガリウム源１０を含む水素ガスの流路を第２の排気系流路２９ａより第２の原料系流路２８−１に変更して、低温緩衝層８８上にＳｉをドーピングしたｎ形のＧａＮからなる下部クラッド層８３を堆積した。下部クラッド層８９のキャリア濃度は３．２×１０18ｃｍー3とし、層厚は約３．０μｍとした。  ＧａＮ下部クラッド層８９の成長は、ガリウム源１０を含む原料気体の流路を第２の原料供給流路２８−１から第２の排気系流路２９ａへと変更して終了した。
【０１１２】
同時に、第２の原料供給流路２８−２を介して流通していたアンモニアガス（流量８ｌ／ｍｉｎ．）５１−１とジシランガス（１０ｃｃ／ｍｉｎ．）５１−３と水素ガス（流量５ｌ／ｍｉｎ．）との混合ガスの流路を第２の原料供給流路２８−２より第２の排気系流路２９ａへと切り換えた。次に、ジシランガスの流路を第１の原料供給流路２７−２から第１の排気系流路２９−２へと変更した。
【０１１３】
一方、アンモニアガス５１−１は配管系５２を通じて気相成長領域３９へ継続して流通させて、成長中断時に於けるＧａＮ層８９からの窒素（Ｎ）の蒸発を抑制した。同時にサファイア基板８７の温度を１０８０℃から８９０℃に約１分間で降温した。
【０１１４】
基板８７の温度を降温する間に、予め、第１の排気系流路２９−１に所定の流量をもって流通していたインジウム源１１の蒸気を随伴する水素ガスの流路を第１の原料供給流路２７−１へと変更した。これより、第１の原料供給流路２７−１の内部において、平均的なインジウム（Ｉｎ）組成比が０．１２の窒化ガリウム・インジウム（組成式Ｇａ0.88Ｉｎ0.12Ｎ）が得られる様にガリウム源１０とインジウム源１１とを予め混合させて流通させた。インジウム源１１の蒸気を随伴する水素ガスを第１の原料供給流路２７−１に合流させてから５秒を経過する迄、第２の排気系流路２９ａに通流し、混合比率の安定した定常流とした。
【０１１５】
また、アンモニアガス５１−１の流路を第１の排気系流路２９−２から第１の原料供給流路２７−２へと切り換えると共に、流量を８リットル／分に調整したアンモニアガス５１−１を第２の原料供給流路２８−２から再び気相成長領域３９に供給した。上記の予め混合された第ＩＩＩ族原料ガスの流路を第２の排気系流路２９ａから第２の原料供給流路２８−１に変更してＧａ0.88Ｉｎ0.12Ｎ発光層９０の成長を開始した。Ｇａ0.88Ｉｎ0.12Ｎ発光層９０の結晶組織構造は、本発明者の発明に開示されている、インジウム組成比を相違する複数の相（ｐｈａｓｅ）からなる多相（ｍｕｌｔｉｐｈａｓｅ）構造とした（▲１▼英国特許ＧＢ２３１６２２６Ｂ号、▲２▼米国特許ＵＳ５，８８６、３６７号、及び▲３▼中華民国（台湾）特許第０９９６７２号参照）。層厚を１０ｎｍとするＧａ0.88Ｉｎ0.12Ｎ発光層９０の成長を、ガリウム源１０とインジウム源１１との混合ガスの気相成長領域３９への供給を停止して終了した。
【０１１６】
アンモニアガス５１−１は第１の原料供給流路２７−２及び配管系５２より第２の原料供給流路２８−２を経由して気相成長領域３９へ流通し続けて、多相構造のＧａ0.88Ｉｎ0.12Ｎの昇華に因る発光層９０の損失を防止した。この状態でサファイア基板８７の温度を８９０℃から１０５０℃に昇温した。
【０１１７】
昇温中に、インジウム源１１の蒸気を随伴する水素ガスを、バルブ３１−１を開より閉とし、バルブ３４−１を閉から開状態として第１の排気系流路２９−１に排出させた。併せて、ガリウム源１０の蒸気を含む水素ガスの流量を変更して第１の原料供給流路２７−１より第２の排気系流路２９ａへと流通し始めた。また、原料気体流路１５−１を利用して、予め、第１の排気系流路２９−１及び第２の排気系流路２９ａを介して排出していたｐ形ドーパントとしてのビスシクロペンタジエニルインジウム（ｂｉｓ−（Ｃ5Ｈ5）2Ｍｇ）１２’を随伴した水素ガスの流路を３方バルブ３５−１を閉とし、４方バルブ３２−１を開として第１の排気系流路２９−１から第１の原料気体流路２７−１へ切り換えた。
【０１１８】
次に、第１の原料気体流路２７−１に予め、混合させて流通させておいた上記のガリウム源１０及びマグシウム（元素記号：Ｍｇ）源１２’の混合ガスの流路を第２の排気系流路２９ａから第２の原料供給流路２８−１へと変換した。これより、既に、第２の原料気体流路２８−２を介してアンモニアガス５１−１が供給されている気相成長領域３９へのガリウム源１０及びマグネシウム源１２’を供給し、Ｍｇドープｐ形ＧａＮ層９１の成長を開始した。所定の時間、原料ガスの流通を継続して、キャリア濃度を３×１０17ｃｍー3とし、層厚を１０ｎｍとするｐ形ＧａＮ層９１を成長させた。ｐ形ＧａＮ層９１の成長は、上記のガリウム源１０及びマグネシウム源１２’の流路を第２の原料供給流路２８−１から第２の排気系流路２９ａへ切り換えることをもって終了した。
【０１１９】
成長を終了して１分経過後、第２の原料供給流路２８−２を通して流通させていたアンモニアガス５１−１の流路を第２の排気系流路２９ａへ変更した。気相成長領域３９へは、配管系５２を通じて介してアンモニアガス５１−１の供給を継続しつつ、サファイア基板８７の温度を１０５０℃から９５０℃に毎分５０℃の速度で降温した。引き続き、６５０℃に毎分１５℃の速度で降温した。基板８７の温度が６５０℃未満となった時点で、バルブ３６−２を閉とし、バルブ３７−２を開として配管系５２を通じてのアンモニアガス５１−１の供給を停止した。その後、自然放冷により形成された積層構造体８６を室温迄、冷却した。
【０１２０】
積層構造体８６のダブルヘテロ接合構造からなる発光部８６ａは、上記のＳｉドープｎ形ＧａＮ層からなる下部クラッド層８９、インジウム組成に関する多相構造のＧａ0.88Ｉｎ0.12Ｎからなる発光層９０、及びＭｇドープｐ形ＧａＮ層からなる上部クラッド層９１とから構成した。一般的な２次イオン質量分析法（英略称：ＳＩＭＳ）に依れば、発光層９０と上部クラッド層９１との接合界面から上部クラッド層９１の内部方向へのインジウム原子濃度の遷移距離（特開平１１−１６８２４１号公報参照）は約１０ｎｍであり、本発明者の開示による高強度の短波長発光をもたらすに必要とされる組成急峻性を充分に満たすものとなった（上記の特開平１１−１６８２４１号公報参照）。
【０１２１】
また、多相構造の発光層９０を主体的に構成する母体相（ｍａｔｒｉｘ  ｐｈａｓｅ）はインジウム組成比の小ささから略ＧａＮで構成されるものとなり、従って、発光層９０と下部クラッド層８９とは、高強度の発光をもたらすために本発明者により開示されている伝導帯側のバンド不連続性或いは接合様式を満足するヘテロ接合構造となった（日本国特許第２９９２９３３号参照）。
【０１２２】
積層構造体８６の一部の領域に一般的なプラズマエッチング加工を施して、ｎ形オーミック電極９２を形成する予定の領域の上部クラッド層９１及び発光層９０を除去した。ｐ形オーミック電極９３は上部クラッド層９１の表面上に形成してＬＥＤ８５となした（特開平１０−１０７３１５号公報参照）。
【０１２３】
ＬＥＤ８５からは２０ｍＡの順方向電流の通流時に波長を約４６０ｎｍとする青色の発光が放射された。順方向電流を２０ｍＡとした際の順方向電圧は３．８Ｖとなった。図２３に発光スペクトルを示す。発光層９０と上部クラッド層９１との接合界面の急峻性を反映して、発光スペクトルの半値幅（ＦＷＨＭ）は１０ｎｍと優れたものとなった。ＬＥＤ８５のチップ（ｃｈｉｐ）を一般的な半導体素子封止用のエポキシ樹脂で封止した状態での発光輝度は約１．２カンデラ（ｃｄ）であった。本発明に依れば発光スペクトルの半値幅の狭い、即ち、発光の単色性に優れ、且つ、高発光強度のＧａＩｎＮ系発光素子が提供されることとなった。
【０１２４】
【発明の効果】
本発明の構成の原料供給流路を備えた気相成長装置に依れば、混合比の変動の少ない原料ガスを気相成長領域内へと導入できるため、組成の急峻性に優れる半導体接合界面をもたらすことができる。
【０１２５】
特に、排気系流路に搬送用気体を流入させる機構を設け、更に排気系流路と原料供給流路間に差圧計を設けた気相成長装置に依れば、原料供給流路と気相成長領域への流路間の圧力差を低減できるため、流路切り替え時の原料ガスの流量変動を減少させられ、急峻な半導体接合界面を安定して形成することができる。
【０１２６】
また、原料気体の流路を気相成長領域に直結する原料供給流路と排気系流路とに切り替える機構を２系列以上具備した気相成長装置に依れば、会合反応性の高い複雑な組み合わせの原料種とする場合にあっても、組成の安定性に優れ、且つ急峻性に優れる半導体接合界面が形成できる。
【０１２７】
特に、複数の原料供給配管系を具備した気相成膜装置にあって、沸点の低い第Ｖ族または第ＶＩ族元素の水素化物を原料気体とすれば、気相成長領域より遠方に第Ｖ族または第ＶＩ族源を配置しても配管系内での凝縮を回避できるため、組成が安定し、且つ急峻性に優れるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体混晶を成膜することができる。また、凝縮を回避できるため、揮発性に富む構成元素源を気相成長領域に安定して供給でき、表面状態に優れる成長層を得るに効果がある。
【０１２８】
本発明の気相成膜装置に依れば、急峻なヘテロ接合界面を備えた形成でき、高い電子移動度を顕現する積層構造体がもたらされるため、相互コンダクタンスに優れる例えば、ＧａＩｎＰ／ＧａＩｎＡｓ系２次元電子電界効果型トランジスタが得られる効果がある。また、高電子移動度が得られるＩｎＰ／ＧａＩｎＡｓ系ヘテロ接合積層構造体からは、積感度の大きな高感度のヘテロ接合系ホール素子がもたらされる効果がある。更に、本発明に係る積感度の高いＩｎＰ／ＧａＩｎＡｓ系ホール素子を利用すれば高感度の磁界強度定用の測定子（プローブ）が構成できる。
【０１２９】
また、本発明の成長方法により形成された急峻な接合界面を内包する積層構造体を利用すれば、発光の単色性に優れる発光素子が得られる効果がある。例えば、発光スペクトルが挟帯化されたＧａＩｎＮ系短波長可視ＬＥＤが構成できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の単一のベント／ラン方式の配管系の概略構成図を示す。バルブ１９と２２、２０と２３、２１と２４は、各々を同時に開状態とすることはない。
【図２】本発明に係わる配管系の概略構成図を示す。
【図３】本発明に係わる別の配管系の概略構成図を示す。
【図４】本発明に係わる他の配管系の概略構成図を示す。
【図５】図４に示す配管系の一変形例を示す模式図である。
【図６】実施例に記載の配管系を備えた気相成長装置の概略図である。
【図７】実施例に記載の手段により成長された積層構造体のＣＡＴ像である。
【図８】比較例に記載の手段により成長した積層構造体のホール抵抗の磁場強度依存性を示す図である。
【図９】比較例に記載の手段により成長された積層構造体のＣＡＴ像である。
【図１０】比較例に記載の手段により成長した積層構造体のホール抵抗の磁場強度依存性を示す図である。
【図１１】２次元電子電界効果型トランジスタ（ＴＥＧＦＥＴ）の断面模式図である。
【図１２】実施例３に記載の気相成長装置の配管系統を示す概略図である。
【図１３】実施例３に記載のＡｌＩｎＡｓ／ＧａＩｎＡｓ積層構造体の断面模式図である。
【図１４】磁気抵抗（２階微分値）の磁場強度依存性を示す図である。
【図１５】フィリングファクターと磁場強度の逆数値との相関を示す図である。
【図１６】ホール電圧の磁場強度依存性を示す図である。
【図１７】実施例４に記載の気相成長装置の配管系を示す概略図である。
【図１８】ＩｎＰ／ＧａＩｎＡｓヘテロ接合ホール素子の断面模式図である。
【図１９】磁界強度測定用のホール素子プローブの平面模式図である。
【図２０】ホール素子プローブの入力抵抗と積感度との相関を示す図である。英字ＧａＩｎＡｓは本発明に係わるＩｎＰ／ＧａＩｎＡｓホール素子を備えたプローブの、また英字ＧａＡｓは従来のＧａＡｓホール素子プローブを各々示す。
【図２１】ＧａＩｎＮ系ＬＥＤの断面模式図である。
【図２２】実施例７に記載の気相成長装置の配管系を示す概略図である。
【図２３】実施例７に記載のＧａＩｎＮ系ＬＥＤの発光スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
１０  第ＩＩＩ族構成元素源
１１  第ＩＩＩ族構成元素源
１２  第ＩＩＩ族構成元素源
１２’ドーピング用有機金属源
１３  原料気体流路
１３−１  原料気体流路
１３−２  原料気体流路
１４  原料気体流路
１４−１  原料気体流路
１４−２  原料気体流路
１５  原料気体流路
１６  流量計
１６−１  流量計
１６−２  流量計
１７  流量計
１７−１  流量計
１７−２  流量計
１８  流量計
１９  ２方バルブ
２０  ２方バルブ
２１  ２方バルブ
２２  ２方バルブ
２３  ２方バルブ
２４  ２方バルブ
２５  原料供給（ラン）流路
２６  排気系（ベント）流路
２７  第１の原料供給流路
２７−１  第１の原料供給流路
２７−２  第１の原料供給流路
２８  第２の原料供給流路
２８−１  第２の原料供給流路
２８−２  第２の原料供給流路
２９  第１の排気系流路
２９−１  第１の排気系流路
２９−２  第１の排気系流路
２９ａ  第２の排気系流路
３０  バルブ
３０−１  バルブ
３０−２  バルブ
３１  バルブ
３１−１  バルブ
３１−２  バルブ
３２  バルブ
３２−１    バルブ
３３  バルブ
３３−１  バルブ
３３−２  バルブ
３４  バルブ
３４−１  バルブ
３４−２  バルブ
３５  バルブ
３５−１  バルブ
３６  バルブ
３６−１  バルブ
３６−２  バルブ
３７  バルブ
３７−１  バルブ
３７−２  バルブ
３８  第１及び第２の排気系流路を接続するバルブ
３９  気相反応領域
４０  排気処理設備
４１  第１の原料供給流路上流の搬送ガス用配管
４２  第１の排気系流路上流の搬送ガス用配管
４３  第１の原料供給流路用流量計
４３−１  第１の原料供給流路用流量計
４３−２  第１の原料供給流路用流量計
４４  第１の排気系流路用流量計
４４−１  第１の排気系流路用流量計
４４−２  第１の排気系流路用流量計
４５  第２の原料供給流路上流の搬送ガス用配管
４６  第２の排気系流路上流の搬送ガス用配管
４７  第２の原料供給流路用流量計
４７−１  第２の原料供給流路用流量計
４７−２  第２の原料供給流路用流量計
４８  第２の排気系流路用流量計
４９  第ＩＩＩ族構成元素源供給用配管系
５０  第Ｖ族構成元素源供給用配管系
５１  第Ｖ族構成元素源
５１−１  第Ｖ族構成元素源
５１−２  第Ｖ族構成元素源
５１−３  ドーピング源
５２  揮発性構成元素供給用配管
５３  揮発性構成元素供給用配管に付帯するバルブ
５４  揮発性構成元素供給用配管に付帯するバルブ
５５  差圧計
５５−１  差圧計
５５−２  差圧計
５６  差圧計
５７  Ｖ族構成元素源用配管
５８  ドーピング源供給用配管
５９  ＧａＡｓ単結晶基板
６０  ＧａＡｓ緩衝層
６１  ＧａＩｎＡｓチャネル層
６２  ＧａＩｎＰ電子供給層
６３  緩衝層／チャネルヘテロ接合界面
６４  チャネル層／電子走行層ヘテロ接合界面
６５  電子線干渉縞
６６  ２次元電子電界効果型トランジスタ（ＴＥＧＦＥＴ）
６７  ＴＥＧＦＥＴ用途積層構造体
６８  オーミックコンタクト層
６９  ソース電極
７０  ドレイン電極
７１  ゲート電極
７２  ゲートコンタクト層
７３  ＡｌＩｎＡｓ／ＧａＩｎＡｓヘテロ接合系積層構造体
７４  ＩｎＰ単結晶基板
７５  高抵抗ＩｎＰ緩衝層
７６  ＧａＩｎＡｓ電子走行層
７７  ＡｌＩｎＡｓスペーサ層
７８  ＡｌＩｎＡｓ電子供給層
７９  ＩｎＰ単結晶基板
Ａ１  アルミニウム源流路用４方バルブ
Ａ２  アルミニウム源流路用３方バルブ
Ａ１８  アルミニウム源用流量計
８０  ｎ形ＩｎＰ緩衝層
８１  Ｇａ0.47Ｉｎ0.53Ａｓ層
８２  ＩｎＰ／ＧａＩｎＡｓ積層構造体
８３  ＩｎＰ／ＧａＩｎＡｓヘテロ接合ホール素子
８３ａ  オーミック電極
８４  ＩｎＰ／ＧａＩｎＡｓヘテロ接合ホール素子プローブ
８５  ＧａＩｎＮ系ＬＥＤ
８７  サファイア基板
８８  緩衝層
８９  ｎ形ＧａＮ下部クラッド層
９０  ＧａＩｎＮ発光層
９１  ｐ形ＧａＮ層上部クラッド層
【図１】
0003736322.tif 000002
【図２】
0003736322.tif 000003
【図３】
0003736322.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003736322.tif 000006
【図６】
0003736322.tif 000007
【図７】
0003736322.tif 000008
【図８】
0003736322.tif 000009
【図９】
0003736322.tif 000010
【図１０】
0003736322.tif 000011
【図１１】
0003736322.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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