Iii族氮化物晶体的制造方法及制造装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及III族氮化物晶体的制造方法及制造装置。
【背景技术】
[0002] III族氮化物晶体被用于功率半导体领域等的异质结高速电子器件或LED、激光 领域等的光电子器件中。作为III族氮化物晶体的制造方法，可以考虑以III族氧化物作 为原料的氧化物气相生长法（例如参照专利文献1)。
[0003] 该氧化物气相生长法的反应体系如下所示。加热Ga203，在该状态下，导入氢气。被 导入的氢气（?)与Ga203反应，生成Ga20气体（下述式（I))。此后，导入氨气，使之与所生 成的Ga20气体反应，在种基板上生成GaN晶体（下述式（II))。
[0004] Ga203+2H2-Ga2〇+2H20 (I)
[0005] Ga20+2NH3-2GaN+H20+2H2 (II)
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开2009 - 234800号公报
【发明内容】
[0009] 发明所要解决的问题
[0010] 然而，以往，氨气之类的含氮元素气体在导入过程中有发生热分解的情况。于是， 在反应式（II)中，就会因热分解而产生作为含氮元素气体的氨气的不足，作为III族氮化 物晶体的GaN的生成量减少，从而会有生产率降低的问题。
[0011] 因而，本公开的目的在于，提供可以提高生产率的III族氮化物晶体的制造方法 及制造装置。
[0012] 用于解决问题的方法
[0013] 为了达成上述目的，本公开的III族氮化物晶体制造装置具备：
[0014]腔室、
[0015] 用于向所述腔室内导入含氮元素气体的含氮元素气体导入管、
[0016] 用于保持III族元素的氧化物或金属的保持部、
[0017] 加热所述保持部的第一加热器、
[0018] 向所述III族元素的所述氧化物或所述金属供给反应性气体的反应性气体导入 管、
[0019] 将利用所述反应性气体反应而得的所述III族元素的化合物气体向所述腔室内 供给的化合物气体供给口、
[0020] 将所述化合物气体和所述含氮元素气体向所述腔室外排出的排出口、以及
[0021] 加热所述腔室内的种基板的第二加热器，
[0022] 所述保持部与所述第一加热器的距离比所述含氮元素气体导入管与所述第一加 热器的距离近。
[0023] 另外，本公开的III族氮化物晶体的制造方法具有：
[0024] 使III族元素的氧化物或金属在加热气氛下反应，生成所述III族元素的化合物 气体的工序；
[0025] 将比所述化合物气体温度低的含氮元素气体与所述化合物气体混合的工序；以及
[0026] 使混合了的所述含氮元素气体与所述化合物气体反应，生成III族氮化物晶体的 工序。
[0027] 发明效果
[0028] 如上所述，本公开的III族氮化物晶体制造装置及方法通过使气体温度低温化而 抑制热分解量，可以在种基板上游的气体混合区域中不产生含氮元素气体不足，其结果是， 可以提尚III族氣化物晶体的生广率。
【附图说明】
[0029] 图1是表示实施方式1的III族氮化物晶体制造装置的构成的一例的图。
[0030] 图2是剪切图1的III族氮化物晶体制造装置的腔室的上部而从上面看到的平面 透视图。
[0031] 图3是表示变形例1的III族氮化物晶体制造装置的构成的一例的图。
[0032] 图4是表示变形例2的III族氮化物晶体制造装置的构成的一例的图。
[0033] 图5是表示变形例3的III族氮化物晶体制造装置的构成的一例的图。
【具体实施方式】
[0034] 本公开的第一方式的III族氮化物晶体制造装置具备：
[0035]腔室、
[0036] 用于向所述腔室内导入含氮元素气体的含氮元素气体导入管、
[0037] 用于保持III族元素的氧化物或金属的保持部、
[0038] 加热所述保持部的第一加热器、
[0039] 向所述III族元素的所述氧化物或所述金属供给反应性气体的反应性气体导入 管、
[0040] 将利用所述反应性气体反应而得的所述III族元素的化合物气体向所述腔室内 供给的化合物气体供给口、
[0041] 将所述化合物气体和所述含氮元素气体向所述腔室外排出的排出口、以及
[0042] 加热所述腔室内的种基板的第二加热器，
[0043] 所述保持部与所述第一加热器的距离比所述含氮元素气体导入管与所述第一加 热器的距离近。
[0044] 第二方式的III族氮化物晶体制造装置也可以在上述第一方式中，所述含氮元素 气体导入管由绝热材料覆盖。
[0045] 第三方式的III族氮化物晶体制造装置也可以在上述第一或第二方式中，在所述 含氮元素气体导入管与所述保持部之间，具备不活泼气体导入管。
[0046] 第四方式的III族氮化物晶体制造方法具有：使III族元素的氧化物或金属在加 热气氛下反应，生成所述III族元素的化合物气体的工序、
[0047] 将比所述化合物气体温度低的含氮元素气体与所述III族氧化物的还原物气体 混合的工序、以及
[0048] 使混合了的所述含氮元素气体与所述III族氧化物的还原物气体反应，生成III 族氮化物晶体的工序。
[0049] 第五方式的III族氮化物晶体制造方法也可以在上述第四方式中，实施利用比所 述化合物气体温度低、并且比所述含氮元素气体温度高的不活泼气体，将所述化合物气体 和所述含氮元素气体移送后，进行所述混合的工序。
[0050] 第六方式的III族氮化物晶体制造方法也可以在上述第四或第五方式中，所述化 合物气体与所述含氮元素气体的温度差为150°C以下。
[0051] 第七方式的III族氮化物晶体制造方法也可以在上述第四到第六的任意一个方 式中，所述化合物气体为Ga20,含氮元素气体为氨气。
[0052] 第八方式的III族氮化物晶体制造方法也可以在上述第四到第六的任意一个方 式中，所述化合物气体是使所述III族元素的金属与氧化剂反应而生成。
[0053] 以下，在参照附图的同时，对本公开的实施方式的III族氮化物晶体的制造装置 及III族氮化物晶体的制造方法进行详细说明。而且，对于图中实质上相同的构件使用相 同的符号。
[0054](实施方式1)
[0055] 图1是表示实施方式1的III族氮化物晶体制造装置的构成的一例的图。而且， 图1中，各构成构件的大小、比率等有时与实际不同。实施方式1的ΠΙ族氮化物晶体制造 装置具备：腔室101、用于向腔室101内导入含氮元素气体的含氮元素气体导入管100、用于 保持III族氧化物的作为保持部的III族氧化物原料载放部105、加热III族氧化物原料载 放部105的作为第一加热器的原料加热机构104、向III族氧化物供给还原性气体的还原 性气体导入管111、将利用还原性气体还原了的所述III族氧化物的还原物气体向腔室101 内供给的作为还原物气体供给口发挥作用的石英管115、将III族氧化物的还原物气体和 含氮元素气体向腔室101外排出的作为排出口发挥作用的排气口 108、和加热腔室101内的 种基板102的作为第二加热器的基板加热加热器112。
[0056] 该III族氮化物晶体制造装置中，III族氧化物原料载放部105位于含氮元素气 体导入