JP2006114845A - アルミニウム系iii族窒化物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 三塩化アルミニウムなどのハロゲン化アルミニウムを含むIII族ハロゲン化物ガスと窒素源ガスとを反応域に保持された基板上で反応させることにより、基板上に気相成長させてアルミニウム系III族窒化物を製造する方法において、該III族ハロゲン化物ガスと窒素源ガスとの間にアルゴンなどのバリアガスを介在させて両反応ガスを反応域に流出せしめ、次いで基板上で両反応ガスを接触させて反応させる。
【選択図】 なし
Description
図2に示される横断面のようにバリアノズル16を同心円状に設置した構造の反応管を用いた。III族ハロゲン化物の供給方法は、特開2003−303774号に従い、金属アルミニウムと塩化水素ガスを反応させることにより三塩化アルミニウムガスを発生させた。したがって、加熱装置にはホットウォールタイプの抵抗加熱装置を用いており、先の三塩化アルミニウムガスを発生させる温度領域と、発生した三塩化アルミニウムガスと窒素源ガスを反応させて窒化アルミニウムを反応させる温度領域の2ゾーンの温度制御が可能な加熱装置を用いた。
成長時間を30分とした以外は、実施例1と全て同じ手順と条件で成長した。その結果、平均膜厚は43μmであった。成長後のハロゲン化物ガス供給ノズルの先端を観察したところ、実施例1と同様に窒化アルミニウムを付着はほとんど存在しなかった。
成長時間を60分とした以外は、実施例1と全て同じ手順と条件で成長した。その結果、平均膜厚は83μmであった。成長後のハロゲン化物ガス供給ノズルの先端を観察したところ、若干の窒化アルミニウムの付着が認められたが、ノズルの閉塞には程遠く、さらに長時間の成長が可能であると判断された。
成長時間を120分とした以外は、実施例1と全て同じ手順と条件で成長した。その結果、平均膜厚は197μmと計算された。成長後のハロゲン化物ガス供給ノズルの先端を観察したところ、実施例3より若干窒化アルミニウムの付着が認められたが、ノズルの閉塞には程遠く、さらに長時間の成長が可能であると判断された。
バリアノズルに供給するバリアガス流量を減らした場合に相当し、バリアノズルにはハロゲン化物ガスの線速度に対して0.37倍になるように窒素ガスを供給した。また、反応管内に総流量1650SCCMのガスを供給した以外は実施例1〜4と同様の手順と条件で成長した。成長時間を30分、60分と変化させた場合の平均膜厚は30分成長で48μm、60分成長で90μmであった。成長後のハロゲン化物ガス供給ノズルの先端を観察したところ、バリアノズルの線速度をハロゲン化物ガスの線速度に対して0.6倍としたときに比較して若干付着の増加が観察されたが、成長膜厚は成長時間に対してほぼ比例しており、さらに長時間の成長も可能であった。
横から見た反応管が図1に示すような形状を持つ同心円状のIII族ハロゲン化物ガス供給ノズルを用いて、反応ガスのみを反応管内に供給する比較実験である。III族ハロゲン化物ガスの供給方法、成長手順は実施例1〜5と同様であり、三塩化アルミニウムの供給分圧は2×10−3atm、アンモニアガスの供給分圧を1×10−2atmとし、反応管内に総流量1000SCCMのガスを供給した。成長時間を15分、60分、180分と変化させた。
反応管が図2に示される構造において、バリアノズルに供給するバリアガスに水素ガスを用いた場合に相当し、バリアノズルにはハロゲン化物ガスの線速度に対して0.45倍になるように水素ガスを供給した。また、反応管内に総流量1650SCCMのガスを供給した以外は実施例1〜4と同様の手順と条件で成長した。三塩化アルミニウムを30分間供給して基板上に窒化アルミニウムを成長したが、平均膜厚は3.8μmであり、バリアガスに窒素ガスを用いた場合に比べて成長速度が格段に遅かった。また、成長後のハロゲン化物ガス供給ノズルの先端を観察したところ、ハロゲン化物ガス供給ノズルばかりでなく、バリアノズルにも窒化アルミニウムが付着していた。このように、バリアガスに水素ガスのような質量の軽い物質を用いた場合、本発明が掲げる効果は得られなかった。
2 加熱装置
3 サセプタ
4 基板
5 ハロゲン化物ガス供給ノズル
11 反応管
12 加熱装置
13 サセプタ
14 基板
15 ハロゲン化物ガス供給ノズル
16 バリアノズル
Claims (6)
- ハロゲン化アルミニウムを含むIII族ハロゲン化物ガスと窒素源ガスとを反応域に保持された基板上で反応させることにより、基板上に気相成長させてアルミニウム系III族窒化物を製造する方法において、該III族ハロゲン化物ガスと窒素源ガスとの間にバリアガスを介在させて両反応ガスを反応域に流出せしめ、次いで基板上で両反応ガスを接触させて反応させることを特徴とするアルミニウム系III族窒化物の製造方法。
- III族ハロゲン化物ガスを包囲するようにバリアガスを介在させて反応域に流出せしめることを特徴とする請求項1記載のアルミニウム系III族窒化物の製造方法。
- バリアガスが、窒素ガスおよび/またはアルゴンガスを含むガスである請求項1または2記載のアルミニウム系III族窒化物の製造方法。
- アルミニウム系III族窒化物が、窒化アルミニウムである請求項1〜3記載のアルミニウム系III族窒化物の製造方法
- アルミニウム系III族窒化物が、窒化アルミニウム、並びに窒化ガリウムおよび/または窒化インジウムからなる混晶であって、窒化アルミニウムの組成比が20モル%以上である請求項1〜3記載のアルミニウム系III族窒化物の製造方法。
- 請求項1〜5記載の製造法によって得られることを特徴とするアルミニウム系III族窒化物積層基板。
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