知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023075880
(43)【公開日】2023-05-31
(54)【発明の名称】窒化物膜の成長方法
(51)【国際特許分類】
C30B 29/38 20060101AFI20230524BHJP
C30B 25/18 20060101ALI20230524BHJP
C23C 16/34 20060101ALI20230524BHJP
H01L 21/205 20060101ALI20230524BHJP
【ＦＩ】
C30B29/38 D
C30B25/18
C23C16/34
H01L21/205
【審査請求】有
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021210214
(22)【出願日】2021-12-24
(31)【優先権主張番号】10-2021-0160047
(32)【優先日】2021-11-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】512272731
【氏名又は名称】ルミジエヌテック カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】イ ヘヨン
(72)【発明者】
【氏名】チェ ヨンジュン
(72)【発明者】
【氏名】オ ヘコン
【テーマコード（参考）】
4G077
4K030
5F045
【Ｆターム（参考）】
4G077AA03
4G077AB02
4G077BE13
4G077BE15
4G077DB02
4G077DB04
4G077DB12
4G077EC09
4G077ED04
4G077ED06
4G077EE03
4G077FG12
4G077GA10
4G077HA12
4G077TB02
4G077TK01
4G077TK04
4G077TK06
4G077TK10
4K030AA03
4K030AA13
4K030AA14
4K030AA17
4K030BA02
4K030BA08
4K030BA38
4K030BB02
4K030CA04
4K030CA05
4K030CA17
4K030DA02
4K030FA10
4K030JA01
4K030JA06
4K030LA14
5F045AA03
5F045AB14
5F045AC11
5F045AC12
5F045AC13
5F045AC15
5F045AD08
5F045AD09
5F045AD10
5F045AD12
5F045AD14
5F045AD15
5F045AF09
5F045BB09
5F045DP04
5F045EE12
5F045EE17
5F045EE18
5F045EF02
5F045EF09
5F045EK06
5F045EK22
5F045EK27
(57)【要約】
【課題】窒化物膜の成長方法を提供する。
【解決手段】本発明の実施形態に係る窒化物膜の成長方法は、成長空間に基板を装入する手順及び基板窒化物膜を成長させる手順を含み、窒化物膜を成長させる手順は、第１の反応ガスとソース原料とを反応させて生成されたガスを成長空間に供給する手順と、第２の反応ガスを成長空間に供給する手順及び成長空間に含酸素ガス及び含水素ガスを供給する手順を含んでいてもよい。したがって、本発明の実施形態によれば、たとえ薄肉に窒化物膜を形成するとしても、前記窒化物膜の上部面を平坦化させることができる。したがって、上部面が平坦化されるまで窒化物膜を成長または形成するのにかかる工程時間を短縮することができ、これにより、生産効率が向上するという効果が奏される。
【選択図】図９
【解決手段】本発明の実施形態に係る窒化物膜の成長方法は、成長空間に基板を装入する手順及び基板窒化物膜を成長させる手順を含み、窒化物膜を成長させる手順は、第１の反応ガスとソース原料とを反応させて生成されたガスを成長空間に供給する手順と、第２の反応ガスを成長空間に供給する手順及び成長空間に含酸素ガス及び含水素ガスを供給する手順を含んでいてもよい。したがって、本発明の実施形態によれば、たとえ薄肉に窒化物膜を形成するとしても、前記窒化物膜の上部面を平坦化させることができる。したがって、上部面が平坦化されるまで窒化物膜を成長または形成するのにかかる工程時間を短縮することができ、これにより、生産効率が向上するという効果が奏される。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
成長空間に基板を装入する手順と、
前記基板の上に窒化物膜を成長させる手順と、
を含み、
前記窒化物膜を成長させる手順は、
第１の反応ガスとソース原料とを反応させて生成されたガスを前記成長空間に供給する手順と、
第２の反応ガスを前記成長空間に供給する手順と、
前記成長空間に含酸素ガス及び含水素ガスを供給する手順と、
を含む、窒化物膜の成長方法。
前記基板の上に窒化物膜を成長させる手順と、
を含み、
前記窒化物膜を成長させる手順は、
第１の反応ガスとソース原料とを反応させて生成されたガスを前記成長空間に供給する手順と、
第２の反応ガスを前記成長空間に供給する手順と、
前記成長空間に含酸素ガス及び含水素ガスを供給する手順と、
を含む、窒化物膜の成長方法。
【請求項2】
前記成長空間に基板を装入する前に、前記成長空間の内部の温度を調節する手順と、
前記窒化物膜を成長させる手順前に、前記成長空間に前記第２の反応ガスを第１の供給量にて供給して前記基板を窒化処理する手順と、
を含む、請求項１に記載の窒化物膜の成長方法。
前記窒化物膜を成長させる手順前に、前記成長空間に前記第２の反応ガスを第１の供給量にて供給して前記基板を窒化処理する手順と、
を含む、請求項１に記載の窒化物膜の成長方法。
【請求項3】
前記第１の反応ガスとソース原料とを反応させるに際して、前記成長空間の一方の側に配設され、前記ソース原料が収められている収容部の内部に前記第１の反応ガスを供給し、
前記窒化物膜を成長させる前に、前記収容部に第１の反応ガスを第１の供給量にて供給する手順を含む、請求項２に記載の窒化物膜の成長方法。
前記窒化物膜を成長させる前に、前記収容部に第１の反応ガスを第１の供給量にて供給する手順を含む、請求項２に記載の窒化物膜の成長方法。
【請求項4】
前記窒化物膜を成長させる手順における前記収容部に第１の反応ガスを供給する手順は、
前記第１の供給量に比べて多い第２の供給量にて第１の反応ガスを供給する手順と、
前記第２の供給量に比べて多い第３の供給量にて第１の反応ガスを供給する手順と、
を含む、請求項３に記載の窒化物膜の成長方法。
前記第１の供給量に比べて多い第２の供給量にて第１の反応ガスを供給する手順と、
前記第２の供給量に比べて多い第３の供給量にて第１の反応ガスを供給する手順と、
を含む、請求項３に記載の窒化物膜の成長方法。
【請求項5】
前記窒化物膜を成長させる手順における前記成長空間に第２の反応ガスを供給する手順は、
前記第１の供給量に比べて少ない第２の供給量にて第２の反応ガスを供給する手順と、
前記第１の供給量に比べて少なく、かつ、前記第２の供給量に比べて多い第３の供給量にて第２の反応ガスを供給する手順と、
を含む、請求項２に記載の窒化物膜の成長方法。
前記第１の供給量に比べて少ない第２の供給量にて第２の反応ガスを供給する手順と、
前記第１の供給量に比べて少なく、かつ、前記第２の供給量に比べて多い第３の供給量にて第２の反応ガスを供給する手順と、
を含む、請求項２に記載の窒化物膜の成長方法。
【請求項6】
前記成長空間に含酸素ガスを供給するに際して、
前記成長空間に供給されるガスの全体の体積のうち、前記含酸素ガスの体積比が０．０１ｖｏｌ％～０．１ｖｏｌ％になるように供給する、請求項２に記載の窒化物膜の成長方法。
前記成長空間に供給されるガスの全体の体積のうち、前記含酸素ガスの体積比が０．０１ｖｏｌ％～０．１ｖｏｌ％になるように供給する、請求項２に記載の窒化物膜の成長方法。
【請求項7】
前記成長空間に含酸素ガスを供給するに際して、
前記成長空間に基板を装入してから前記窒化物膜の成長が終わる時点まで供給する、請求項６に記載の窒化物膜の成長方法。
前記成長空間に基板を装入してから前記窒化物膜の成長が終わる時点まで供給する、請求項６に記載の窒化物膜の成長方法。
【請求項8】
前記成長空間に含酸素ガスを供給するに際して、
前記成長空間に基板を装入してから前記窒化物膜の成長が終わる時点まで同量にて供給する、請求項７に記載の窒化物膜の成長方法。
前記成長空間に基板を装入してから前記窒化物膜の成長が終わる時点まで同量にて供給する、請求項７に記載の窒化物膜の成長方法。
【請求項9】
前記成長空間に含水素ガスを供給するに際して、
前記成長空間に供給されるガスの全体の体積のうち、前記含水素ガスの体積比が０．７ｖｏｌ％～７ｖｏｌ％になるように供給する、請求項２に記載の窒化物膜の成長方法。
前記成長空間に供給されるガスの全体の体積のうち、前記含水素ガスの体積比が０．７ｖｏｌ％～７ｖｏｌ％になるように供給する、請求項２に記載の窒化物膜の成長方法。
【請求項10】
前記成長空間に含水素ガスを供給するに際して、
前記成長空間に第２の反応ガスを第３の供給量に供給するとき、前記成長空間に含水素ガスを供給する、請求項５に記載の窒化物膜の成長方法。
前記成長空間に第２の反応ガスを第３の供給量に供給するとき、前記成長空間に含水素ガスを供給する、請求項５に記載の窒化物膜の成長方法。
【請求項11】
前記基板を設ける手順は、
ベース及び前記ベースの上部に突き出た複数の突出部を備える基板を製造する手順を含み、
前記ベースとは反対側の面である前記突出部の上部面は、０を超える長さを有する、請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の窒化物膜の成長方法。
ベース及び前記ベースの上部に突き出た複数の突出部を備える基板を製造する手順を含み、
前記ベースとは反対側の面である前記突出部の上部面は、０を超える長さを有する、請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の窒化物膜の成長方法。
【請求項12】
前記基板を設ける手順は、
ベース、前記ベースの上部において互いに離れるように配置されている複数本の孔及び前記ベースの上部において前記複数本の孔同士の間を埋め込むように設けられた突出部を備える基板を製造する手順を含み、
前記ベースとは反対側の面である前記突出部の上部面において、少なくとも前記孔と孔との間の長さは０を超える、請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の窒化物膜の成長方法。
ベース、前記ベースの上部において互いに離れるように配置されている複数本の孔及び前記ベースの上部において前記複数本の孔同士の間を埋め込むように設けられた突出部を備える基板を製造する手順を含み、
前記ベースとは反対側の面である前記突出部の上部面において、少なくとも前記孔と孔との間の長さは０を超える、請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の窒化物膜の成長方法。
【請求項13】
前記窒化物膜は、ＡｌＮ及びＧａＮ膜のうちのどちらか一方を備え、
前記第１の反応ガスはＨＣｌを含有し、前記第２の反応ガスはＮＨ３を含有し、
前記ソース原料は、Ａｌを含む金属及びＧａを含む金属のうちのどちらか一方を含む、請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の窒化物膜の成長方法。
前記第１の反応ガスはＨＣｌを含有し、前記第２の反応ガスはＮＨ３を含有し、
前記ソース原料は、Ａｌを含む金属及びＧａを含む金属のうちのどちらか一方を含む、請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の窒化物膜の成長方法。
【請求項14】
前記窒化物膜の厚さを２μｍ～４．５μｍに成長させる、請求項１～請求項１０のいずれか１項に記載の窒化物膜の成長方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、窒化物膜の成長方法に係り、突出部を有する基板、すなわち、パターン化サファイア基板（ＰＳＳ：Patterned sapphire substrate）の上に窒化物膜を薄肉に成長させながらも、上部面を平坦化させることのできる窒化物膜の成長方法に関する。
【背景技術】
【0002】
窒化物系発光ダイオードは、サファイア（sapphire）基板の上に窒化物半導体薄膜、例えば、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜を成長させて製造される。このとき、外部に排出される光取出し効率を向上させるために、複数本の突出部を備える基板、いわゆるパターン化サファイア基板（ＰＳＳ：Patterned sapphire substrate）を用い、このような基板の上にＡｌＮ膜を成長させる。
【0003】
一方、発光ダイオードの品質または発光効率を向上させるためには、基板の上に形成されるＡｌＮ膜の上部面が平坦化される必要がある。ところが、ＡｌＮ膜が成長する基板は、複数の突出部を備えるように設けられるが故に、上部面が平坦化されるためにはＡｌＮ膜を厚肉に形成することを余儀なくされる。すなわち、上部面の平坦化のためにＡｌＮ膜を厚肉に形成せざるを得ない。これにより、ＡｌＮ膜を成長させるのに長時間がかかってしまうという不都合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】大韓民国特許公開第１０－２０１６－０１２２１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、窒化物膜の成長時間を短縮することのできる窒化物膜の成長方法を提供する。
【0006】
本発明は、突出部を有する基板、すなわち、パターン化サファイア基板（ＰＳＳ：Patterned sapphire substrate）の上に窒化物膜を薄肉に成長させながらも、上部面を平坦化させることのできる窒化物膜の成長方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の実施形態に係る窒化物膜の成長方法は、成長空間に基板を装入する手順と、前記基板の上に窒化物膜を成長させる手順と、を含み、前記窒化物膜を成長させる手順は、第１の反応ガスとソース原料とを反応させて生成されたガスを前記成長空間に供給する手順と、第２の反応ガスを前記成長空間に供給する手順と、前記成長空間に含酸素ガス及び含水素ガスを供給する手順と、を含んでいてもよい。
【0008】
前記窒化物膜の成長方法は、前記成長空間に基板を装入する前に、前記成長空間の内部の温度を調節する手順と、前記窒化物膜を成長させる手順前に、前記成長空間に前記第２の反応ガスを第１の供給量にて供給して前記基板を窒化処理する手順と、を含んでいてもよい。
【0009】
前記窒化物膜の成長方法は、前記第１の反応ガスとソース原料とを反応させるに際して、前記成長空間の一方の側に配設され、前記ソース原料が収められている収容部の内部に前記第１の反応ガスを供給し、前記窒化物膜を成長させる前に、前記収容部に第１の反応ガスを第１の供給量にて供給する手順を含んでいてもよい。
【0010】
前記窒化物膜を成長させる手順における前記収容部に第１の反応ガスを供給する手順は、前記第１の供給量に比べて多い第２の供給量にて第１の反応ガスを供給する手順と、前記第２の供給量に比べて多い第３の供給量にて第１の反応ガスを供給する手順と、を含んでいてもよい。
【0011】
前記窒化物膜を成長させる手順における前記成長空間に第２の反応ガスを供給する手順は、前記第１の供給量に比べて少ない第２の供給量にて第２の反応ガスを供給する手順と、前記第１の供給量に比べて少なく、かつ、前記第２の供給量に比べて多い第３の供給量にて第２の反応ガスを供給する手順と、を含んでいてもよい。
【0012】
前記成長空間に含酸素ガスを供給するに際して、前記成長空間に供給されるガスの全体の体積のうち、前記含酸素ガスの体積比が０．０１ｖｏｌ％～０．１ｖｏｌ％になるように供給してもよい。
【0013】
前記成長空間に含酸素ガスを供給するに際して、前記成長空間に基板を装入してから前記窒化物膜の成長が終わる時点まで供給してもよい。
【0014】
前記成長空間に含酸素ガスを供給するに際して、前記成長空間に基板を装入してから前記窒化物膜の成長が終わる時点まで同量にて供給してもよい。
【0015】
前記成長空間に含水素ガスを供給するに際して、前記成長空間に供給されるガスの全体の体積のうち、前記含水素ガスの体積比が０．７ｖｏｌ％～７ｖｏｌ％になるように供給してもよい。
【0016】
前記成長空間に含水素ガスを供給するに際して、前記成長空間に第２の反応ガスを第３の供給量に供給するとき、前記成長空間に含水素ガスを供給してもよい。
【0017】
前記基板を設ける手順は、ベース及び前記ベースの上部に突き出た複数の突出部を備える基板を製造する手順を含み、前記ベースとは反対側の面である前記突出部の上部面は、０を超える長さを有していてもよい。
【0018】
前記基板を設ける手順は、ベース、前記ベースの上部において互いに離れるように配置されている複数本の孔及び前記ベースの上部において前記複数本の孔同士の間を埋め込むように設けられた突出部を備える基板を製造する手順を含み、前記ベースとは反対側の面である前記突出部の上部面において、少なくとも前記孔と孔との間の長さは、０を超えてもよい。
【0019】
前記窒化物膜は、ＡｌＮ及びＧａＮ膜のうちのどちらか一方を備え、前記第１の反応ガスはＨＣｌを含有し、前記第２の反応ガスはＮＨ３を含有し、前記ソース原料は、Ａｌを含む金属及びＧａを含む金属のうちのどちらか一方を含んでいてもよい。
【0020】
前記窒化物膜の厚さを２μｍ～４．５μｍに成長させてもよい。
【発明の効果】
【0021】
本発明の実施形態によれば、たとえ薄肉に窒化物膜を形成するとしても、前記窒化物膜の上部面を平坦化させることができる。したがって、上部面が平坦化されるまで窒化物膜を成長または形成するのにかかる工程時間を短縮することができ、これにより、生産率が向上するという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る基板を示す立体図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ－Ａ’に沿って切り取った断面図である。
【図2】本発明の第１の実施形態に係る基板の断面を撮影した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：scanning electron microscope）写真である。
【図3】本発明の第１の実施形態に係る基板の上に窒化物膜が成長する手順を説明するための図である。
【図4】本発明の第１の実施形態に係る基板の上に窒化物膜が成長された状態の断面を撮影した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：scanning electron microscope）写真である。
【図5】（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る基板を示す立体図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ－Ｂ’に沿って切り取った断面図である。
【図6】（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る基板の断面を撮影した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：scanning electron microscope）写真であり、（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る基板を上側から撮影した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：scanning electron microscope）写真である。
【図7】本発明の実施形態に係る方法で基板の上に窒化物膜を成長させる成長装置を示す図である。
【図8】本発明の実施形態に係る方法で基板の上に窒化物膜を成長させるとき、チャンバーの内部の複数のゾーンのそれぞれの温度を示すグラフである。
【図9】本発明の実施形態に係る方法で基板の上に窒化物膜を成長させる方法を示す手順図である。
【図10】本発明の実施形態に係る方法でチャンバーの内部にガスを供給する方法を概念的に示す図である。
【図11】（ａ）は、第１～第５の実験例に係るＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜の厚さを示すグラフであり（ｂ）は、第１～第５の実験例に係るＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜の半値全幅（ＦＷＨＭ：full width at half maximum）を示すグラフである。
【図12】（ａ）は、第６～第１０の実験例に係るＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜の厚さを示すグラフであり、（ｂ）は、第６～第１０の実験例に係るＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜の半値全幅（ＦＷＨＭ：full width at half maximum）を示すグラフである。
【図13】（ａ）は、第１１～第１５の実験例に係るＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜の厚さを示すグラフであり、（ｂ）は、第１１～第１５の実験例に係るＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜の半値全幅（ＦＷＨＭ：full width at half maximum）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施形態をより詳しく説明する。しかしながら、本発明は以下に開示される実施形態に何ら限定されるものではなく、異なる様々な形態に具体化され、単にこれらの実施形態は本発明の開示を完全たるものにし、通常の知識を有する者に発明の範囲を完全に知らせるために提供されるものである。本発明を説明するに当たって、同じ構成要素に対しては同じ参照符号を付し、図面は、本発明の実施形態を正確に説明するために大きさが部分的に誇張されてもよく、図中、同じ符号は、同じ構成要素を指し示す。
【0024】
図１の（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る基板を示す立体図である。図１の（ｂ）は、図１の（ａ）のＡ－Ａ’に沿って切り取った断面図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る基板の断面を撮影した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：scanning electron microscope）写真である。図３は、本発明の第１の実施形態に係る基板の上に窒化物膜が成長する手順を説明するための図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る基板の上に窒化物膜が成長された状態の断面を撮影した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：scanning electron microscope）写真である。
【0025】
本発明の第１の実施形態に係る基板１０は、サファイア（sapphire）基板であってもよい。また、基板１０は、複数の突出部１２を備え、前記複数の突出部１２が少なくとも一方向に並べられてパターン（pattern）をなす基板であってもよい。すなわち、第１の実施形態に係る基板１０は、いわゆる「パターン化サファイア基板（ＰＳＳ：Patterned sapphire substrate）」と呼ばれる基板であってもよい。
【0026】
このような板１０は、図１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、所定の面積及び厚さを有するベース１１と、ベース１１の上部面から上側に向かって突き出るように設けられた複数の突出部１２と、を備える。
【0027】
このように、ベース１１及びベース１１から突き出るように形成された突出部１２を備える基板１０は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）を含むまたはサファイア（Ａｌ２Ｏ３）からなる母材を用いて設けられたものであってもよい。
【0028】
母材を用いて基板１０を設ける方法については、再び後述する。以下、説明のしやすさのために、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）を含むまたはサファイア（Ａｌ２Ｏ３）からなる母材を「サファイア母材」と称する。
【0029】
ベース１１は、例えば、図１に示すように、その横断面の形状が四角形状であってもよい。すなわち、ベース１１は、水平方向である第１の方向（Ｘ軸方向）及び第２の方向（Ｙ軸方向）に延び、上下方向である第３の方向（Ｚ軸方向）に延びた形状であってもよい。とりもなおさず、ベース１１は、第１の方向（Ｘ軸方向）への長さ、前記第１の方向（Ｘ軸方向）と交差もしくは直交する第２の方向（Ｙ軸方向）への長さ及び上下方向である第３の方向（Ｚ軸方向）への長さを有する四角形状の板（plate）または六面体の形状であってもよい。いうまでもなく、ベース１１の形状は、上述した例に何ら限定されるものではなく、円形状、楕円形状、四角未満の多角形状または四角以上の多角形状に設けられてもよい。
【0030】
ベース１１は、サファイア母材により設けられたものであるため、ベース１１は、母材の材料と同じであってもよい。すなわち、ベース１１は、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）を含んでいてもよく、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）から形成されていてもよい。なお、突出部１２が形成されるベース１１の上部面は、（０００１）面であってもよい。
【0031】
突出部１２は、ベース１１の一方の面、例えば、上部面から上側に向かって突き出るように設けられる。このような突出部１２は、所定の面積及び高さを有するようにベース１１の上部面に設けられてもよい。より具体的に、突出部１２は、ベース１１の上部面と接触または接続された下部面１２ｂ、下部面１２ｂの上側に位置する上部面１２ａ及び下部面１２ｂと上部面１２ａとを接続する側面１２ｃを備えていてもよい。
【0032】
そして、このような突出部１２は、例えば、図１の（ａ）に示すように、円筒（cylinder）の形状であってもよい。このため、突出部１２は、その上部面１２ａ及び下部面１２ｂの形状が円形状であり、側面１２ｃは、上部面１２ａ及び下部面１２ｂの周りに沿って延びるように曲面状に設けられてもよい。
【0033】
突出部１２の上部面１２ａは、所定の面積を有する平面状に設けられてもよい。すなわち、突出部１２は、その上部面１２ａがベース１１の上部面と並ぶような平面状に設けられてもよい。ここで、突出部１２の上部面１２ａが所定の面積を有するように設けられることを他の言葉で言い換えると、上部面１２ａの長さａが０を超える（ａ＞０）という意味であってもよい。
【0034】
より具体的に説明すれば、突出部１２の上部面１２ａは、第１の方向（Ｘ軸方向）及び第２の方向（Ｙ軸方向）のそれぞれの長さが０を超えるように設けられてもよい。このとき、突出部１２が円筒（cylinder）の形状である場合、上部面１２ａは、円形の形状であるため、前記上部面１２ａの第１の方向（Ｘ軸方向）及び第２の方向（Ｙ軸方向）は、直径方向であると説明することができ、第１の方向（Ｘ軸方向）及び第２の方向（Ｙ軸方向）の長さａが同じであると説明することができる。
【0035】
また、突出部１２の上部面１２ａの長さａは、０．１μｍ～２μｍ（０．１μｍ以上、かつ、２μｍ以下）であってもよい。より好ましくは、突出部の上部面１２ａの長さａは、１．３μｍ～１．６μｍであってもよい。さらに具体的に説明すれば、突出部１２の上部面１２ａにおける第１の方向（Ｘ軸方向）の長さａ及び第２の方向（Ｙ軸方向）の長さａのそれぞれは、０．１μｍ～２μｍであってもよく、より好ましくは、１．３μｍ～１．６μｍであってもよい。
【0036】
このように、上部面１２ａの長さａが０を超えるように突出部１２を設けるということは、窒化物膜が成長するべき突出部１２の上部面１２ａに（０００１）面を持たせるためである。
【0037】
一方、例えば、突出部が円錐（cone）状に設けられる場合、突出部の上部面は、長さ及び面積を有さない（ａ＝０）。すなわち、突出部の最頂部が面積を有する面（face）の形状に存在しない。したがって、円錐（cone）状の突出部は、（０００１）面を有することができない。このように、（０００１）面を有さない突出部を備える基板の上に窒化物膜を成長させる場合、上部面の平坦化のために窒化物膜を厚肉に成長させなければならない。すなわち、ベースの上部面とは反対の面である窒化物膜の上部面が平坦化されるためには、窒化物膜を厚肉に成長させなければならず、このとき、所要の窒化物膜の厚さは、８μｍ以上であってもよい。
【0038】
しかしながら、本発明においては、上部面１２ａの長さａが０を超えるように突出部１２を設ける。このため、突出部は、（０００１）面である上部面１２ａを有することになる。このような突出部１２を備える基板１０の上に窒化物膜を成長させる場合、円錐（cone）状の突出部（ａ＝０）が設けられた基板１０の上に成長させる場合に比べて、窒化物膜の厚さを薄肉にしながらその上部面を平坦化させることができる。すなわち、本発明は、たとえ窒化物膜の厚さを２μｍ～４．５μｍと薄肉に形成するとしても、前記窒化物膜の上部面を平坦化させることができる。
【0039】
突出部１２は、上述したように、上部面１２ａと、下部面１２ｂ及び側面１２ｃを備える円筒の形状に設けられてもよいが、このとき、下部面１２ｂから上部面１２ａに向かって進むにつれてその直径が縮径される円筒の形状に設けられてもよい。このため、上部面１２ａの長さａは、下部面１２ｂの長さｂに比べて短くてもよい。これを他の言葉で言い換えると、下部面１２ｂの長さｂは、上部面１２ａの長さａに比べて長くてもよい。
【0040】
このとき、突出部１２の下部面１２ｂの長さｂは、０．１μｍ超え、かつ、２μｍ以下であってもよく、前記範囲（０．１μｍ超え、かつ、２μｍ以下）において上部面１２ａの長さａに比べて長くてもよい。このため、突出部１２の断面の形状は、図１の（ｂ）に示すように、台形の形状であってもよい。
【0041】
以上においては、突出部１２が、その上部面１２ａの長さａに比べて下部面１２ｂの長さｂの方がさらに長い場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、突出部１２は、その上部面１２ａの長さａと下部面１２ｂの長さｂとが同じくなるように設けられてもよい。このとき、突出部１２の下部面１２ｂの長さは、０．１μｍ～２μｍ（０．１μｍ以上、かつ、２μｍ以下）であってもよい。
【0042】
このような突出部１２は、複数設けられる。そして、複数の突出部１２は、図１の（ａ）に示すように、ベース１１の延在方向に並べられて互いに離れるように形成される。すなわち、突出部１２は、ベース１１の第１の方向（Ｘ軸方向）及び第２の方向（Ｙ軸方向）に並べられ、互いに離れるように形成されてもよい。このため、複数の突出部１２のそれぞれの上部面１２ａは、図１に示すように、互いに離間もしくは分離されていてもよい。
【0043】
以下、図１の（ａ）及び（ｂ）に示す第１の実施形態に係る基板を設ける方法について簡略に説明する。このとき、実施形態においては、フォトリソグラフィ（Photolithography）方法で基板を設ける方法について説明する。
【0044】
まず、サファイア母材を設ける。そして、母材の上部面にフォトレジスト（ＰＲ：photo resist）を塗布する。次いで、フォトレジストが塗布された母材の上側にシャドウマスクを配置する。このとき、シャドウマスクは、例えば、母材上において突出部を形成すべき部分が閉止（close）されており、残りの部分が開放（open）されている形状であってもよい。
【0045】
そして、シャドウマスクにおいて閉止された領域の形状は、円形状であってもよい。続けて、シャドウマスクの上側において露光を行った後、フォトレジストをエッチングする。このとき、シャドウマスクの開放領域に露出されて露光されたフォトレジストがエッチングされ、閉止された領域と向かい合っていたフォトレジストが残留することになる。すなわち、母材の上部面のうち、突出部を形成すべき部分にフォトレジストが残っているようにパターニングされる。次いで、母材をドライエッチングする。このとき、フォトレジストパターンにより遮られていない母材の領域がエッチングされる。次いで、フォトレジストパターンを除去（strip）する。
【0046】
これにより、図１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、複数の突出部を備える基板が設けられる。すなわち、ベース１１及びそれぞれが前記ベース１１の上部面１２ａから上側に向かって突き出、かつ、互いに離れるように並べられた複数の突出部１２を備える基板１０が設けられる。
【0047】
このようにして設けられた基板１０の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：scanning electron microscope）を用いて撮像すれば、例えば、図２に示すような写真が得られる。図２に示すように、ベース１１の上部面に複数の突出部１２が設けられており、突出部１２の上部面１２ａの長さａは０を超える（ａ＞０）。なお、例えば、突出部１２の上部面１２ａの長さは、下部面１２ｂの長さに比べて長くてもよく、このため、突出部１２の断面の形状は、図２に示すように、台形の形状であってもよい。
【0048】
このように、上部面１２ａが所定の面積を有するように、または、上部面１２ａの第１及び第２の方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）の長さが０を超えるように突出部１２を設けることは、シャドウマスクの形状、フォトレジストの種類、露光時間及び光量、フォトレジストパターンが形成された状態での母材のエッチング条件（エッチング材料、時間など）のうちの少なくともいずれか一つを調節することにより成し遂げることができる。
【0049】
基板１０が設けられれば、前記基板１０の上に窒化物膜、例えば、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜を成長させる。より具体的に、Ａｌを含有するソース原料、ＨＣｌを含有する第１の反応ガス、ＮＨ３を含有する第２の反応ガス、含酸素（Ｏ２）ガス及び含水素（Ｈ２）ガスを用いて、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜を成長させる。このとき、イドライド気相エピタキシー（ＨＶＰＥ：Hydride Vapor Phase Epitaxy）成長装置を用いて成長させてもよく、これを用いた成長方法については後述する。
【0050】
複数の突出部１２を備える基板１０が設けられれば、上述したように、Ａｌを含有するソース原料、ＨＣｌを含有する第１の反応ガス、ＮＨ３を含有する第２の反応ガス、含酸素（Ｏ２）ガス及び含水素（Ｈ２）ガスを用いて、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜を基板１０の上に成長させる。
【0051】
このとき、図３の（ａ）に示すように、ベース１１の上部面及び突出部１２の上部面１２ａと突出部１２の側面１２ｃのそれぞれにおいて成長が起こる。なお、成長時間が経つにつれて、窒化物膜２０が次第に厚くなる。
【0052】
このとき、窒化物膜２０が成長する手順において、図３の（ｂ）及び図３の（ｃ）に示すように、窒化物膜の上部面が平らではなくてもよい。しかしながら、窒化物膜２０をさらに成長させると、その上部面が図３の（ｄ）及び図４に示すように平坦化される。このように、窒化物膜の上部面が平坦化される厚さ（以下、平坦化厚さと称する。）は、４．５μｍ以下、より具体的には、２μｍ～４．５μｍ（２μｍ以上、かつ、４．５μｍ以下）であってもよい。ここで、窒化物膜２０の厚さ、すなわち、平坦化厚さとは、ベース１１の上部面から窒化物膜２０上部面までの長さのことをいう。
【0053】
このように、４．５μｍ以下の厚さに窒化物膜２０を成長させて前記窒化物膜２０の上部面を平坦化させることができる理由は、突出部１２の上部面１２ａの長さａが０を超えるように設けられて前記突出部が（０００１）面である上部面１２ａを有するように設けられることにより、窒化物膜２０が（０００１）面の上において成長するためである。
【0054】
図５の（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る基板を示す立体図である。図５の（ｂ）は、図５の（ａ）のＢ－Ｂ’に沿って切り取った断面図である。図６の（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る基板の断面を撮影した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：ｓcanning electron microscope）写真である。図６の（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る基板を上側から撮影した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：scanning electron microscope）写真である。
【0055】
上述した第１の実施形態においては、複数の突出部１２が互いに離れるように設けられて、突出部１２の上部面１２ａが互いに離間もしくは分離される基板１０について説明した。しかしながら、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、図５の（ａ）に示す第２の実施形態のように、突出部１２の上部面１２ａが互いにつながるように設けられてもよい。
【0056】
図５の（ａ）及び（ｂ）に基づいて、第２の実施形態に係る基板１０についてより具体的に説明すれば、基板１０は、所定の面積と厚さを有するベース１１と、ベース１１の上側に設けられ、互いに離れるように配置されている複数本の孔１３及びベース１１の上部面の上において複数本の孔１３同士の間を埋め込むように設けられた突出部１２を備えていてもよい。
【0057】
孔１３は、その横断面の形状が円形の形状であってもよい。また、孔１３は、図５の（ｂ）に示すように、下側に向かって進むにつれてその長さまたは直径が次第に小さくなる形状に設けられてもよい。
【0058】
このような孔１３は、母材の一部をエッチングして設けられたものであり、突出部１２は、ベース１１の上側から孔１３を取り囲んでいる部位を意味することもある。このため、複数本の孔１３のそれぞれは、その周りが突出部により取り囲まれているものであると説明することができる。
【0059】
突出部１２は、ベース１１の上部において孔１３を取り囲むように設けられる。このため、突出部１２は、所定の面積及び厚さを有するように設けられる。このような突出部１２は、ベース１１の上部面と接触または接続された下部面１２ｂと、下部面１２ｂの上側に位置する上部面１２ａ及び下部面１２ｂと上部面１２ａとを接続する側面１２ｃを備えていてもよい。
【0060】
このとき、突出部１２の下部面は、孔１３の下端部と同じ高さの面であってもよく、突出部１２の上部面１２ａは、孔１３の上端部と同じ高さの面であってもよい。また、突出部１２の側面１２ｃにより孔１３が画成されるが、孔１３が、上述したように、下側に向かって進むにつれてその長さまたは直径が次第に小さくなるように設けられた形状であってもよい。このため、孔に面する突出部１２の側面１２ｃは、図５の（ｂ）に示すように、曲面状に設けられてもよい。
【0061】
そして、突出部１２の上部面１２ａは、所定の面積を有する平面であってもよい。すなわち、突出部１２は、その上部面１２ａがベース１１の上部面と並ぶような平面状に設けられてもよく、上部面の長さａが０を超え（ａ＞０）てもよい。
【0062】
ここで、突出部１２の上部面１２ａの長さａとは、少なくとも孔１３と孔１３との間の長さのことを意味することもある。このため、突出部１２の上部面１２ａの長さａが０を超えるということは、突出部１２の上部面の上において孔１３と孔１３との間の長さが０を超えるということを意味することもある。
【0063】
突出部１２の上部面の上において孔１３と孔１３との間の領域は、所定の面積を有するように設けられる。とりもなおさず、突出部１２の上部面の上において孔１３と孔１３との間の領域は、第１の方向（Ｘ軸方向）及び第２の方向（Ｙ軸方向）のそれぞれの長さａが０を超えるように設けられる。より具体的に、突出部１２の上部面１２ａの上において孔１３と孔１３との間の領域は、第１の方向（Ｘ軸方向）の長さａ及び第２の方向（Ｙ軸方向）の長さａのそれぞれが０．１μｍ～２μｍ（０．１μｍ以上、かつ、２μｍ以下）であってもよく、より好ましくは、０．１μｍ～０．５μｍであってもよい。
【0064】
このように、突出部１２の上部面１２ａにおいて、孔１３と孔１３との間の長さａが０を超えるように設けられることにより、窒化物膜が成長するべき突出部１２の上部面が（０００１）面を有することになる。したがって、このような突出部１２を有する基板１０の上に窒化物膜を成長させる場合、たとえその厚さを２μｍ～４．５μｍと薄く形成するとしても、前記窒化物膜の上部面を平坦化させることができる。
【0065】
孔１３は、上述したように、下側に向かって進むにつれてその直径が次第に縮径されるように設けられてもよく、このため、突出部１２の下部面における孔１３と孔１３との間の長さｂは、上部面１２ａの孔１３と孔１３との間の長さａに比べて大きくてもよい。例えば、突出部１２の下部面１２ｂにおける孔１３と孔１３との間の長さｂは、０．１μｍ超え、かつ、２μｍ以下であってもよく、前記範囲（０．１μｍ超え、かつ、２μｍ以下）において上部面１２ａの長さａに比べて大きくてもよい。
【0066】
このように、第２の実施形態に係る基板１０は、ベース１１の上部面１２ａの上において複数本の孔１３同士の間を埋め込むように設けられた突出部１２を備える。このため、突出部１２は、その上部面１２ａが、図５の（ａ）及び図６の（ｂ）に示すように、少なくとも孔１３と孔１３との間の領域が分離されておらず、つながっている。より具体的に、突出部１２は、孔１３が形成された領域を除いて、第１の方向（Ｘ軸方向）及び第２の方向（Ｙ軸方向）に分離されずに連続するように設けられたものであると説明され得る。このため、突出部１２は、一つの団塊状のものであると説明され得る。
【0067】
このような基板は、第１の実施形態において説明したように、フォトリソグラフィ（Photolithography）方法によるものであると説明することができる。
【0068】
ただし、第２の実施形態に係る基板の場合、第１の実施形態に係る基板を設けるときとは異なるシャドウマスクを用いてもよい。すなわち、シャドウマスクは、例えば、母材の上において孔を形成すべき部分が開放されており、残りの部分が閉止（close）されている形状であってもよい。なお、シャドウマスクにおいて開放された領域の形状は、円形状であってもよい。
【0069】
これにより、図５の（ａ）及び（ｂ）に示すように、複数本の孔１３及び孔１３の間を埋め込むように設けられた突出部１２を備える基板１０が設けられる。
【0070】
このようにして設けられた基板１０の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：scanning electron microscope）を用いて撮像すれば、例えば、図６に示すようになる。図６の（ａ）を参照すると、孔１３の周りを埋め込むように突出部１２が設けられており、突出部１２の上部面１２ａ、すなわち、孔１３と孔１３との間は、所定の面積を有する平面状に設けられる。すなわち、孔１３と孔１３との間に相当する突出部１２の上部面１２ａの長さは０を超え、０．１μｍ～０．５μｍであってもよい。なお、突出部１２の上部面において、図６の（ｂ）に示すように、孔と孔との間の領域が分離されておらず、つながっている。
【0071】
図７は、本発明の実施形態に係る方法で基板の上に窒化物膜を成長させる成長装置を示す図である。図８は、本発明の実施形態に係る方法で基板の上に窒化物膜を成長させるとき、チャンバーの内部の複数のゾーンのそれぞれの温度を示すグラフである。
【0072】
成長装置は、例えば、イドライド気相エピタキシー（ＨＶＰＥ：Hydride Vapor Phase Epitaxy）成長装置であってもよい。このような成長装置は、図７に示すように、反応空間を有するチャンバー１００と、チャンバー１００の内部に配設され、固体の状態のソース原料を収める内部空間を有する収容部２００と、チャンバー１００の内部において収容部２００の前方に配置され、基板１０が載置可能な支持台６００と、収容部２００に第１の反応ガスを供給するように前記収容部２００の一方の端に連結された第１の配管３１１と、収容部２００において発生されたガスを与えられるように前記収容部２００の他方の端に連結された第２の配管３１２と、チャンバー１００の内部に第２の反応ガスを供給できるように前記チャンバー１００に配設された第３の配管３１３と、チャンバー１００の内部に含酸素（Ｏ２）ガスを供給できるように前記チャンバー１００に配設された第４の配管３１４と、チャンバー１００の内部に含水素（Ｈ２）ガスを供給できるように前記チャンバー１００に配設された第５の配管３１５と、を備えていてもよい。
【0073】
また、成長装置は、チャンバー１００の外側において前記チャンバー１００を取り囲むように配設された第１及び第２の加熱部５１０ａ、５１０ｂを備えていてもよい。
【0074】
まず、第１及び第２の加熱部５１０ａ、５１０ｂについて説明する。第１及び第２の加熱部５１０ａ、５１０ｂは、チャンバー１００の内部を加熱する手段であって、第１及び第２の加熱部５１０ａ、５１０ｂのそれぞれは、チャンバー１００を取り囲むように配設される。
【0075】
そして、第１の加熱部５１０ａと第２の加熱部５１０ｂは、図７に示すように、チャンバー１００の延在方向に並べられて配設され、第１の加熱部５１０ａと第２の加熱部５１０ｂは、それぞれ別々に駆動されてもよい。
【0076】
また、第１及び第２の加熱部５１０ａ、５１０ｂのそれぞれは、複数の発熱体を備えるように設けられる。すなわち、第１の加熱部５１０ａは、チャンバー１００の延在方向に並べられて配設された複数の発熱体を備え、複数の発熱体は、それぞれ別々に駆動されてもよい。このとき、第１の加熱部５１０ａの発熱体は４個設けられてもよく、４個の発熱体５１１～５１４がチャンバー１００の延在方向に並べられて配設されてもよい。また、第２の加熱部５１０ｂは、チャンバー１００の延在方向に並べられて配設された複数の発熱体を備え、複数の発熱体は、それぞれ別々に駆動されてもよい。このとき、第２の加熱部５１０ｂの発熱体は、例えば、３個設けられてもよく、３個の発熱体５１５～５１７が第１の加熱部５１０ａの一方の側においてチャンバー１００の延在方向に並べられて配設されてもよい。
【0077】
以下、説明のしやすさのために、第１の加熱部５１０ａが４個の発熱体５１１～５１４を備え、第２の加熱部５１０ｂが３個の発熱体５１５～５１７を備える場合を例にとって説明する。また、第１の加熱部５１０ａの４個の発熱体５１１～５１４を第１～第４の発熱体５１１～５１４と称し、第２の加熱部５１０ｂの３個の発熱体５１５～５１７を第５～第７の発熱体５１５～５１７と称する。
【0078】
このように、チャンバー１００の延在方向に並べられて配設された第１の加熱部５１０ａと第２の加熱部５１０ｂの配設位置を用いて、チャンバー１００の内部を２つの区域に仕切ることができる。すなわち、チャンバー１００の内部は、第１の加熱部５１０ａにより取り囲まれた第１の区域１１０ａと、第１の区域１１０ａの一方の側の領域であり、第２の加熱部５１０ｂにより取り囲まれた第２の区域１１０ｂとに仕切られてもよい。このとき、チャンバー１００の内部の第１の区域１１０ａと第２の区域１１０ｂは、物理的に分離される空間ではなく、互いに連通される、または互いに連続している空間である。
【0079】
そして、第１の加熱部５１０ａは、上述したように、チャンバー１００の延在方向に並べられた第１～第４の発熱体５１１～５１４を備える。このため、チャンバー１００の内部の第１の区域１１０ａは、第１～第４の発熱体５１１～５１４の位置を基準として複数の区域（以下、ゾーン（zone）と称する。）に仕切られてもよい。すなわち、チャンバー１００の内部の第１の区域１１０ａは、第１の発熱体５１１により取り囲まれた第１のゾーン１１１と、第２の発熱体５１２により取り囲まれた第２のゾーン１１２と、第３の発熱体５１３により取り囲まれた第３のゾーン１１３と、第４の発熱体５１４により取り囲まれた第４のゾーン１１４と、に仕切られてもよい。
【0080】
また、第２の加熱部５１０ｂは、チャンバー１００の延在方向に並べられた第５～第７の発熱体５１５～５１７を備える。このため、チャンバー１００の内部の第２の区域１１０ｂは、第５の発熱体５１５により取り囲まれた第５のゾーン１１５と、第６の発熱体５１６により取り囲まれた第６のゾーン１１６と、第７の発熱体５１７により取り囲まれた第７のゾーン１１７と、に仕切られてもよい。
【0081】
このような第１及び第２の加熱部５１０ａ、５０１０ｂを備える成長装置を用いて基板１０の上に窒化物膜２０を成長させるに際して、上述した複数のゾーン１１１～１１７に応じてその温度を調節する。
【0082】
例えば、第１の加熱部５１０ａを用いてチャンバー１００の内部の第１の区域１１０ａは４３０℃～８７０℃に調節する。このとき、第１の区域１１０ａは、図８に示すように、第１のゾーン１１１から第４のゾーン１１４に向かって進むにつれて温度が次第に上がるように調節されてもよい。例えば、第１のゾーン１１１は４３０℃～４７０℃、第２のゾーン１１２は５３０℃～５７０℃、第３のゾーン１１３は６３０℃～６７０℃、第４のゾーン１１４は８３０℃～８７０℃に調節されてもよい。
【0083】
そして、第２の区域１１０ｂは、第１の区域１１０ａに比べて高い温度に調節されてもよく、１０３０℃～１１７０℃の温度に調節されてもよい。このとき、図８に示すように、第２の区域１１０ｂの第５のゾーン１１５と第６のゾーン１１６は同じ温度に調節されてもよく、第７のゾーン１１７は、第５及び第６のゾーン１１５、１１６に比べて低い温度になるように調節されてもよい。例えば、第５のゾーン１１５及び第６のゾーン１１６は１１３０℃～１１７０℃、第７のゾーン１１７は１０３０℃～１０７０℃の温度に調節されてもよい。
【0084】
このようなチャンバー１００の内部空間において、第２の区域１１０ｂにおいては基板１０の上に窒化物膜が成長するため、基板１０が位置している前記第２の区域１１０ｂは成長空間と称することができる。
【0085】
図７に戻り、成長装置の残りの構成要素について説明する。
【0086】
支持台６００は、基板１０を支持する手段であって、図７に示すように、チャンバー１００の内部の第２の区域１１０ｂに位置するように配設されてもよい。より具体的な例を挙げると、支持台６００は、一部が第５のゾーン１１５に位置し、残りが第６のゾーン１１６に位置するように配設されてもよく、支持台６００の全体が第５のゾーン１１５または第６のゾーン１１６に位置するように配設されてもよい。
【0087】
収容部２００は、その内部にソース原料Ｓを収める手段であって、第１の配管３１１に面する一方の端と支持台６００に面する他方の端が開口されている筒状であってもよい。このため、第１の配管３１１から与えられたガスは、収容部２００の一方の端に設けられた開口を介して流れ込み、収容部２００の内部のガスは、他方の端に設けられた開口を介して第２の配管３１２に流れ込む。このような収容部２００は、図７に示すように、第１の区域１１０ａに位置するように配設されてもよい。より具体的な例を挙げると、収容部２００は、第２のゾーン１１２に位置するように配設されてもよい。いうまでもなく、収容部２００は、これに何ら限定されるものではなく、その一部が第２のゾーン１１２に位置し、残りが第３のゾーン１１３に位置するように配設されてもよい。
【0088】
第１～第５の配管３１１～３１５のそれぞれは、内部にガスが通過可能なパイプ（pipe）であってもよい。
【0089】
第１の配管３１１は、チャンバー１００の延在方向に延びるように設けられて、チャンバー１００の内部の第１の区域１１０ａに位置するように配設されてもよい。このとき、第１の配管３１１の一方の端は、例えば、チャンバー１００の外に突き出るように設けられてもよく、前記一方の端は、例えば、第１の反応ガス貯留部と連結されてもよい。そして、第１の配管３１１の他方の端は、収容部２００の一方の端と連結されてもよい。このため、第１の反応ガス貯留部から与えられた第１の反応ガス、例えば、含ＨＣｌガスは、第１の配管３１１の一方の端の開口を介して流れ込んで第１の配管３１１の内部を通過した後、他方の端開口を介して収容部２００の内部に供給されてもよい。このように、第１の配管３１１に第１の反応ガスを供給するとき、キャリアガス、例えば、窒素ガスを一緒に供給してもよい。
【0090】
第２の配管３１２は、チャンバー１００の延在方向に延びるように設けられ、その一方の端が収容部２００の他方の端と連結され、他方の端が第２の区域１１０ｂに面するように配設されてもよい。このとき、第２の配管３１２は、その他方の端が、例えば、第２の区域１１０ｂの第５のゾーン１１５に位置するように配設されてもよい。いうまでもなく、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、第２の配管３１２は、その他方の端が第４のゾーン１１４と第５のゾーン１１５との境界に位置するように配設されてもよい。
【0091】
第３の配管３１３は、第１の配管３１１と、収容部２００及び第２の配管３１２が並べられて配置された方向に延びるように設けられてもよい。このような第３の配管３１３は、その一方の端がチャンバー１００の外に突き出るように設けられてもよく、前記一方の端は、第２の反応ガス貯留部と連結されてもよい。また、第３の配管は、その他方の端が、例えば、第２の区域１１０ｂの第５のゾーン１１５に位置するように配設されてもよい。いうまでもなく、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、第３の配管３１３は、その他方の端が第４のゾーン１１４と第５のゾーン１１５との境界に位置するように配設されてもよい。このため、第２の反応ガス貯留部から与えられた第２の反応ガス、例えば、含ＮＨ３ガスは、第３の配管３１３の一方の端の開口を介して流れ込んで第３の配管３１３の内部を通過した後、他方の端の開口を介して第２の区域１１０ｂに排出されてもよい。このように、第３の配管３１３に第２の反応ガスを供給するとき、キャリアガス、例えば、窒素ガスを一緒に供給してもよい。
【0092】
このような第３の配管３１３は、複数本設けられてもよく、図７に示すように、第１の配管３１１または収容部２００または第２の配管３１２を間に挟んで離れるように配設されてもよい。
【0093】
第４の配管３１４は、含酸素ガスをチャンバー１００の内部に与える手段であって、第３の配管３１３の延在方向に延びるように設けられてもよい。そして、第４の配管３１４の一方の端は、チャンバー１００の外に突き出て含酸素ガス貯留部と連結されてもよい。また、第４の配管３１４は、その他方の端が、例えば、第２の区域１１０ｂの第５のゾーン１１５に位置したり、第４のゾーン１１４と第５のゾーン１１５との境界に位置したりするように配設されてもよい。
【0094】
第５の配管３１５は、含水素ガスをチャンバーの内部に与える手段であって、第４の配管３１４の延在方向に延びるように設けられてもよい。そして、第５の配管３１５の一方の端は、チャンバー１００の外に突き出て含水素ガス貯留部と連結されてもよい。また、第５の配管３１５は、その他方の端が、例えば、第２の区域１１０ｂの第５のゾーン１１５に位置したり、第４のゾーン１１４と第５のゾーン１１５との境界に位置したりするように配設されてもよい。
【0095】
本発明の実施形態においては、基板の上に窒化物膜を成長させるに際して、ソースガスと、第１及び第２の反応ガス及びキャリアガスの他に、含酸素ガスと含水素ガスをさらに用いる。
【0096】
このとき、チャンバー１００の内部に供給される全体のガスのうち、含酸素ガスの体積比及び含水素ガスの体積比を調節する。すなわち、チャンバー１００の内部に供給される全体のガスのうち、含酸素ガスの体積比が０．０１ｖｏｌ％～０．１ｖｏｌ％、好ましくは、０．０３ｖｏｌ％～０．０７ｖｏｌ％になるように供給する。さらに好ましくは、含酸素ガスの体積比が０．０４ｖｏｌ％～０．０６ｖｏｌ％になるように供給する。また、チャンバー１００の内部に供給される全体のガスのうち、含水素ガスの体積比が０．７ｖｏｌ％～７ｖｏｌ％、好ましくは、３．５ｖｏｌ％～７ｖｏｌ％になるように供給する。さらに好ましくは、含水素ガスの体積比が４．５ｖｏｌ％～５．５ｖｏｌ％になるように供給する。
【0097】
このように、チャンバー１００の内部に供給される含酸素ガス及び含水素ガスのそれぞれの比率を調節することにより、たとえ２μｍ～４．５μｍといったように薄肉に窒化物膜を形成するとしても、前記窒化物膜の上部面を平坦化させることができる。
【0098】
【0099】
【0100】
まず、チャンバー１００の内部に不活性ガス、例えば、窒素ガスを供給する。すなわち、第１の反応ガス、第２の反応ガスの供給に際して、キャリアガスとして供給される窒素ガスとは別途に、チャンバー１００の内部に窒素ガスを供給する。このとき、チャンバー１００の内部から収容部２００、第１～第５の配管３１１～３１５の外側に向かって窒素ガスを供給することが好ましい。そして、このような窒素ガスの供給は、成長装置が動作する間に連続して行われてもよい。
【0101】
次いで、チャンバー１００の内部の温度を調節する（Ｓ１０）。すなわち、第１の加熱部５１０ａの第１～第４の発熱体５１１～５１４と第２の加熱部５１０ｂの第５～第７の発熱体５１５～５１７のそれぞれをそれぞれ別々に動作させて、チャンバー１００の内部の第１～第７のゾーン１１１～１１７の温度をそれぞれ別々に調節する。このとき、例えば、図８に示すように、第１の区域１１０ａの第１のゾーン１１１は４３０℃～３７０℃、第２のゾーン１１２は５３０℃～５７０℃、第３のゾーン１１３は６３０℃～６７０℃、第４のゾーン１１４は８３０℃～８７０℃に調節してもよい。また、第５のゾーン１１５及び第６のゾーン１１６は１１３０℃～１１７０℃、第７のゾーン１１７は１０３０℃～１０７０℃の温度に調節してもよい。
【0102】
チャンバー１００の内部の温度の調節が終わると、チャンバー１００の第２の区域１１０ｂに基板１０を装入する（Ｓ２０）。すなわち、第２の区域１１０ｂの第５のゾーン１１５及び第６のゾーン１１６にまたがって配置された支持台６００の上に基板１０を載置する。
【0103】
チャンバー１００の内部に基板１０が装入されれば、チャンバー１００の内部への含酸素ガスの供給を開始する（Ｓ３０）。このために、第４の配管３１４に含酸素ガスを流れ込ませると、前記含酸素ガスは、第４の配管３１４を介して移動して第２の区域１１０ｂ、例えば、第５のゾーン１１５に排出される。第５のゾーン１１５に排出された含酸素ガスは、少なくとも第２の区域１１０ｂの第５～第７のゾーン５１５～５１７に行き渡ることができる。このように、チャンバー１００の第２の区域１１０ｂに含酸素ガスを供給するということは、チャンバー１００の内部に基板１０が装入されてから窒化物膜の成長（Ｓ６０）が終わる時点まで行ってもよい。他の例によれば、窒化物膜を成長させる間（Ｓ６０：Ｓ６１、Ｓ６２）にのみ含酸素ガスを供給してもよい。
【0104】
また、チャンバー１００の内部に供給される全体のガスの体積において、含酸素ガスの体積比（Ｖｏｌ％）が０．０１ｖｏｌ％～０．１ｖｏｌ％、好ましくは、０．０３ｖｏｌ％～０．０７ｖｏｌ％、さらに好ましくは、０．０４ｖｏｌ％～０．０６ｖｏｌ％になるように供給する。
【0105】
次いで、基板１０を窒化処理する（Ｓ４０）。このために、第３の配管３１３に含ＮＨ３ガス、すなわち、第２の反応ガスを流れ込ませる。
【0106】
第３の配管３１３に流れ込んだ含ＮＨ３ガス（第２の反応ガス）は、前記第３の配管３１３の内部を通過した後、第２の区域１１０ｂの第５のゾーン１１５に排出される。このとき、第２の区域１１０ｂに排出された第２の反応ガス、すなわち、含ＮＨ３ガスにより基板１０が窒化処理される。基板１０の窒化処理の際に供給される第２の反応ガスの供給量（以下、第１の供給量Ｂ－１または体積比と称する。）は、後続して窒化物膜の成長の際に供給される第２及び第３の供給量Ｂ－２、Ｂ－３に比べて多い量にて供給されてもよい。
【0107】
基板１０の窒化処理が終わると、第２の反応ガスの供給を止める。そして、含ＨＣｌガス、すなわち、第１の反応ガスを供給する（Ｓ５０）。このために、第１の配管３１１に第１の反応ガスを流れ込ませると、前記第１の反応ガスは、第１の配管３１１を介して移動して収容部２００の内部に流れ込む。収容部２００の内部に流れ込んだ第１の反応ガスは、ソース原料Ｓ、すなわち、Ａｌ金属と反応し、この反応によりＡｌＣｌ３ガスが生成される（反応式１を参照されたい）。収容部２００の内部において生成されたＡｌＣｌ３ガスは、前記収容部２００に連結された第２の配管３１２を介して第２の区域１１０ｂの第５のゾーン１１５に排出される。
【0108】
第１の反応ガスの供給が開始されてから所定の時間の間に第２の反応ガスは供給されず、このときに供給される第１の反応ガスの供給量を第１の供給量Ａ－１と称する。
【0109】
反応式１：Ａｌ（Ｓ）＋３ＨＣｌ（ｇ）－→ＡｌＣｌ３（ｇ）＋３／２Ｈ２（ｇ）
【0110】
所定の時間の間に第１の供給量Ａ－１にて第１の反応ガスが供給されてから、第２の反応ガスの供給を開始して基板１０の上に窒化物膜２０を成長させる（Ｓ６０）。より具体的に説明すれば、所定の時間の間に第１の供給量Ａ－１にて第１の反応ガスが供給された後に、第１の反応ガスの供給量を第１の供給量Ａ－１に比べて多い第２の供給量Ａ－２まで増やす（図１０におけるＳ６１を参照されたい）。そして、第１の反応ガスが第２の供給量Ａ－２にて供給され始めると、第２の反応ガスの供給を開始する（図１０におけるＳ６１を参照されたい）。このとき、第２の反応ガスは、基板１０の窒化処理（Ｓ４０）の際に供給された第１の供給量Ｂ－１に比べて少ない第２の供給量Ｂ－２にて供給されてもよい。また、所定の時間の間に第１及び第２の反応ガスのそれぞれが第２の供給量Ａ－２、Ｂ－２にて供給されてから、第１及び第２の反応ガスの供給量を第２の供給量Ａ－２、Ｂ－２に比べて多い第３の供給量Ａ－３、Ｂ－３まで増やす（図１０におけるＳ６２を参照されたい）。
【0111】
このように、第１の反応ガスと第２の反応ガスとが同時に供給される間に（Ｓ６０：Ｓ６１、Ｓ６２）、基板１０の上に窒化物膜２０、すなわち、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜を成長させる。すなわち、収容部２００において生成されたＡｌＣｌ３ガスは、第２の配管３１２を介して第２の区域１１０ｂに排出され、ＮＨ３を含有する第２の反応ガスは、第３の配管３１３を介して第２の区域１１０ｂに排出される。このため、第２の区域１１０ｂにおけるＡｌＣｌ３とＮＨ３との間の反応によりＡｌＮｇが生成され（反応式２を参照されたい）、生成されたＡｌＮが基板１０の上に成膜される。
【0112】
反応式２：ＡｌＣｌ３（ｇ）＋ＮＨ３（ｇ）－→ＡｌＮ（ｇ）＋３ＨＣｌ
【0113】
このように、第１の反応ガスと第２の反応ガスを供給する間に、第５の配管３１５を介して含水素（Ｈ２）ガスをチャンバー１００の第２の区域１１０ｂに供給する（Ｓ７０）。このとき、チャンバー１００の内部に供給される全体のガスの体積のうち、含水素ガスの体積比が０．７ｖｏｌ％～７ｖｏｌ％、好ましくは、３．５ｖｏｌ％～７ｖｏｌ％、さらに好ましくは、４．５ｖｏｌ％～５．５ｖｏｌ％になるように供給する。
【0114】
また、含水素ガスの供給は、基板１０の上に窒化物膜が成長する間に一部の区間においてのみ行われてもよい。とりもなおさず、第１の反応ガスと第２の反応ガスが同時に供給される区間（Ｓ６０：Ｓ６１、Ｓ６２）のうち、一部の区間においてのみ含水素ガスを供給してもよい。例えば、第１及び第２の反応ガスを第２の供給量Ａ－２、Ｂ－２にて供給する間（Ｓ６１）には含水素ガスを供給せず、第１及び第２の反応ガスを第３の供給量Ａ－３、Ｂ－３にて供給する間（Ｓ６２）に含水素ガスを供給してもよい。いうまでもなく、逆に、第１及び第２の反応ガスを第２の供給量Ａ－２、Ｂ－２にて供給する間（Ｓ６１）に含水素ガスを供給し、第１及び第２の反応ガスを第３の供給量Ａ－３、Ｂ－３にて供給する間（Ｓ６２）に含水素ガスを供給しないこともある。他の例を挙げると、第１及び第２の反応ガスを第２の供給量Ａ－２、Ｂ－２及び第３の供給量Ａ－３、Ｂ－３にて供給する間（Ｓ６１、Ｓ６２）に含水素ガスを供給し続けてもよい。
【0115】
第２の供給量Ａ－２、Ｂ－２にて第１及び第２の反応ガスが供給され始める時点からすでに設定された時間が経つと、第１及び第２の反応ガス、含水素ガスの供給を止め、成長を終える。このとき、すでに設定された時間は、基板１０のベース１１の上に形成される窒化物膜２０の目標厚さに応じて決定されてもよい。そして、目標厚さは４．５μｍ以下、より具体的には、２μｍ～４．５μｍであってもよい。
【0116】
このため、第２の供給量Ａ－２、Ｂ－２にて第１及び第２の反応ガスが供給され始める時点からすでに設定された時間が経つと、第１及び第２の反応ガス、含水素ガスの供給を止め、基板１０をチャンバー１００の外部に搬出する（Ｓ８０）。
【0117】
このようにして窒化物膜の成長が終わると、化学機械的な研磨（ＣＭＰ：Chemical Mechanical Polishing）方法で前記窒化物膜の上部面を研磨する。
【0118】
研磨加工が終わった窒化物膜に対する貫通電位密度（ＴＤＤ：Threading Dislocation Density）は、５＊１０８以下である。すなわち、実施形態に係る基板を用いて、実施形態に係る成長方法で成長させた窒化物膜を研磨したとき、窒化物膜の貫通電位密度（ＴＤＤ）は、５＊１０８以下と低い。
【0119】
以上においては、基板１０の上に窒化物膜を形成するに際してＡｌＮ膜を形成することについて説明したが、本発明はこれに何ら限定されるものではなく、種々の窒化物膜を形成することができる。例えば、ＧａＮ（窒化ガリウム）膜を形成してもよい。この場合、収容部２００に装入されるソース原料は、Ｇａ金属であってもよい。
【0120】
図１１の（ａ）は、第１～第５の実験例に係るＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜の厚さを示すグラフであり、図１１の（ｂ）は、第１～第５の実験例に係るＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜の半値全幅（ＦＷＨＭ：full width at half maximum）を示すグラフである。
【0121】
第１～第５の実験例は、突出部１２及び孔１３を有さない平坦基板（Plain substrate）の上にＡｌＮ膜を成長させた場合である。また、第１～第５の実験例においては、チャンバー１００の内部にＨＣｌを含有する第１の反応ガスとＮＨ３を含有する第２の反応ガスを供給し、含水素ガスは供給しなかった。そして、第１の実験例においては、含酸素ガスを供給せず、第２～第５の実験例のそれぞれにおいては、含酸素ガスを供給してＡｌＮ膜を形成した。このとき、チャンバー１００内に供給された複数類のガスのうち、含酸素ガスが占める体積比（ｖｏｌ％）において、第２の実験例は０．０１５ｖｏｌ％（２ｓｃｃｍ）、第３の実験例は０．０３７ｖｏｌ％（５ｓｃｃｍ）、第４の実験例は０．０５２ｖｏｌ％（７ｓｃｃｍ）、第５の実験例は０．０６７ｖｏｌ％（９ｓｃｃｍ）になるように供給してＡｌＮ膜を形成した。
【0122】
図１１の（ａ）において、第１～第５の実験例に係るＡｌＮ膜の厚さは、ＡｌＮ膜の上部面の上部の表面が平坦化される厚さである。また、突出部１２及び孔１３を有さない基板の上部面からＡｌＮ膜の上部面までの距離を厚さとして測定した。
【0123】
図１１の（ｂ）において、半値全幅は、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ：X-Ray Differactometer）を用いて測定した第１～第５の実験例に係るＡｌＮ膜の（１０２）結晶面に対する半値全幅（ＦＷＨＭ）（arcsec）である。すなわち、Ｘ線回折スペクトルにおける（１０２）面に対するピーク（peak）幅の半分（１／２）が半値全幅（ＦＷＨＭ）である。半値全幅が小さくなれば小さくなるほど、貫通電位密度（ＴＤＤ：Threading Dislocation Density）が小さく、しかも、窒化物膜の結晶性に優れていると解釈され得る。
【0124】
図１１の（ａ）を参照すると、第１の実験例に比べて、第２～第５の実験例に係るＡｌＮ膜の厚さが薄い。換言すれば、含酸素ガスを用いなかった第１の実験例のＡｌＮ膜が平坦化された厚さに比べて、含酸素ガスを用いた第２～第５の実験例のＡｌＮ膜が平坦化された厚さの方が薄い。
【0125】
また、図１１の（ｂ）を参照すると、第１の実験例に係るＡｌＮ膜に対する半値全幅に比べて、第２～第５の実験例に係るＡｌＮ膜の半値全幅の方が小さい。すなわち、含酸素ガスを用いなかった第１の実験例（ＡｌＮ膜）に比べて、含酸素ガスを用いた第２～第５の実験例（ＡｌＮ膜）の方の貫通電位密度が小さく、しかも、窒化物膜の結晶性に優れている。
【0126】
このような実験結果から、第１及び第２の反応ガスと一緒に含酸素ガスを供給する場合、たとえ窒化物膜、すなわち、ＡｌＮ膜を薄く形成するとしても、上部面を平坦化させることができるということがわかる。すなわち、含酸素ガスを用いない場合に比べて、含酸素ガスを用いる場合、ＡｌＮ膜の平坦化厚さを薄くすることができるということがわかる。また、含酸素ガスを用いない場合に比べて、含酸素ガスを用いる場合、ＡｌＮ膜の貫通電位密度が小さく、しかも、窒化物膜の結晶性がさらに良好になるということがわかる。
【0127】
図１２の（ａ）は、第６～第１０の実験例に係るＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜の厚さを示すグラフであり、図１２の（ｂ）は、第６～第１０の実験例に係るＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜の半値全幅（ＦＷＨＭ：full width at half maximum）を示すグラフである。
【0128】
第６～第１０の実験例は、第１～第５の実験例と同様に、突出部１２及び孔１３を有さない平坦基板（Plain substrate）の上にＡｌＮ膜を成長させた場合である。
【0129】
また、第６～第１０の実験例においては、チャンバー１００の内部にＨＣｌを含有する第１の反応ガスとＮＨ３を含有する第２の反応ガスを供給し、これとともに、含酸素ガス及び含水素ガスを供給してＡｌＮ膜を形成した。
【0130】
このとき、第６～第１０の実験例において含酸素ガスを同じ量にて供給し、含水素ガスの供給量が異なるように調節した。すなわち、第６～第１０の実験例においては、チャンバーの内部に供給される全体のガスのうち、含酸素ガスの体積比が０．０５２ｖｏｌ％になるように供給した。そして、チャンバー内に供給された複数種のガスのうち、含水素ガスが占める体積比（Ｖｏｌ％）において、第６の実験例は０．７４ｖｏｌ％（１００ｓｃｃｍ）、第７の実験例は２．２２ｖｏｌ％（３００ｓｃｃｍ）、第８の実験例は３．７０ｖｏｌ％（５００ｓｃｃｍ）、第９の実験例は５．１８ｖｏｌ％（７００ｓｃｃｍ）、第１０の実験例は６．６６ｖｏｌ％（９００ｓｃｃｍ）になるように供給してＡｌＮ膜を形成した。
【0131】
図１２の（ａ）におけるＡｌＮ膜の厚さは、図１１の（ａ）において説明したように、ＡｌＮ膜の上部面の上部の表面が平坦化される厚さである。また、図１２の（ｂ）における半値全幅は、図１１の（ｂ）において説明した方法と同じ方法で測定したものである。
【0132】
図１２の（ａ）を参照すると、含水素ガスの体積比が上がれば上がるほど、ＡｌＮ膜が平坦化される厚さが次第に薄くなる。すなわち、第６の実験例から第１０の実験例に向かって進むにつれて、ＡｌＮ膜の平坦化厚さが減る。
【0133】
また、図１２の（ｂ）に示すように、５．１８ｖｏｌ％（７００ｓｃｃｍ）以下の範囲において含水素ガスの体積比が上がれば上がるほど、半値全幅（arcsec）が小さくなる。とりもなおさず、５．１８ｖｏｌ％（７００ｓｃｃｍ）以下の範囲において含水素ガスの体積比が上がれば上がるほど、ＡｌＮ膜の貫通電位密度が小さく、しかも、結晶性に優れている。そして、第１０の実験例の場合、第９の実験例に比べて半値全幅が大きいものの、第６～第８の実験例に比べて小さい。
【0134】
これより、含水素ガスの体積比、すなわち、供給量を調節することにより、ＡｌＮ膜が平坦化される厚さ、貫通電位密度及び結晶性を調節することができるということがわかる。
【0135】
図１３の（ａ）は、第１１～第１５の実験例に係るＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜の厚さを示すグラフであり、図１３の（ｂ）は、第１１～第１５の実験例に係るＡｌＮ（窒化アルミニウム）膜の半値全幅（ＦＷＨＭ：full width at half maximum）を示すグラフである。
【0136】
第１１～第１５の実験例は、図１の（ａ）及び（ｂ）に示す第１の実施形態に係る基板の上にＡｌＮ膜を成長させた場合である。すなわち、第１１～第１５の実験例に供された基板は、図１に示すように、ベース１１及びベース１１の上部面から突き出た複数の突出部１２を備える。そして、突出部１２の上部面の長さａは、０を超える（ａ＞０）。とりもなおさず、突出部１２の上部面１２ａは、第１の方向（Ｘ軸方向）及び第２の方向（Ｙ軸方向）のそれぞれの長さａが０を超える。このため、突出部１２の上部面は所定の面積を有し、これにより、突出部１２の上部面は（０００１）面を有する。
【0137】
そして、第１１～第１５の実験例においては、上述した第６～第１０の実験例と同じ条件下でガスを供給してＡｌＮ膜を形成した。もう一回説明すれば、第１１～第１５の実験例においては、チャンバーの内部にＨＣｌを含有する第１の反応ガスとＮＨ３を含有する第２の反応ガスを供給し、これとともに含酸素ガス及び含水素ガスを供給してＡｌＮ膜を形成した。
【0138】
このとき、第１１～第１５の実験例においては、チャンバーの内部に供給される全体のガスのうち、含酸素ガスの体積比が０．０５２ｖｏｌ％になるように同一に供給し、含水素ガスの体積比が異なるように調節した。すなわち、含水素ガスの体積比が第１１の実験例は０．７４ｖｏｌ％（１００ｓｃｃｍ）、第１２の実験例は２．２２ｖｏｌ％（３００ｓｃｃｍ）、第１３の実験例は３．７０ｖｏｌ％（５００ｓｃｃｍ）、第１４の実験例は５．１８ｖｏｌ％（７００ｓｃｃｍ）、第１５の実験例は６．６６ｖｏｌ％（９００ｓｃｃｍ）になるように供給してＡｌＮ膜を形成した。
【0139】
そして、第１１～第１５の実験例に係るＡｌＮ膜のそれぞれに対して、平坦化される厚さ及び半値全幅を測定した。このとき、ＡｌＮ膜の厚さは、ベースの上部面からＡｌＮ膜の上部面までの距離である。
【0140】
図１３の（ａ）を参照すると、第１１及び第１２の実験例に比べて、第１３～第１５の実験例に係るＡｌＮ膜の平坦化厚さが薄い。すなわち、含水素ガスが３．５ｖｏｌ％未満にて供給される第１１及び第１２の実験例に比べて、含水素ガスが３．５ｖｏｌ％以上にて供給される第１３～第１５の実験例の平坦化厚さが薄い。
【0141】
そして、図１３の（ｂ）を参照すると、第１１～第１５の実験例の半値全幅は、５７０ａｒｃｓｅｃ以下、すなわち、４３０ａｒｃｓｅｃ～５７０ａｒｃｓｅｃと小さい。また、第１１及び第１２の実験例に比べて、第１３～第１５の実験例に係るＡｌＮ膜の半値全幅が小さい。すなわち、含水素ガスが３．５ｖｏｌ％未満にて供給される第１１及び第１２の実験例に比べて、含水素ガスが３．５ｖｏｌ％以上にて供給される第１３～第１５の実験例の半値全幅が小さい。これより、含水素ガスの体積比が０．７ｖｏｌ％～７ｖｏｌ％になるように供給するに際して、３．５ｖｏｌ％以上、かつ、７ｖｏｌ％以下にて供給することがさらに好ましいということがわかる。すなわち、含水素ガスの体積比が０．７ｖｏｌ％～７ｖｏｌ％になるように供給する場合に比べて、３．５ｖｏｌ％以上、かつ、７ｖｏｌ％以下にて供給する場合に、貫通電位密度をさらに効率よく低減することができ、しかも、結晶性を向上させることができるということがわかる。
【0142】
このように、本発明の実施形態によれば、上部面１２ａの長さａが０を超える突出部１２を有するように基板１０を設ける。すなわち、突出部１２を備える基板１０を設けるが、上部面１２ａが所定の面積を有する突出部１２を設ける。そして、このような基板１０の上に窒化物膜２０を形成するに際して、ソース原料、第１及び第２の反応ガスの他に含酸素ガス及び含水素ガスをさらに供給して窒化物膜を形成する。
【0143】
これにより、たとえ窒化物膜２０の厚さを２μｍ～４．５μｍと薄く形成するとしても、窒化物膜の上部面を平坦化させることができる。すなわち、たとえ薄肉に窒化物膜を形成するとしても、半値全幅が５７０ａｒｃｓｅｃ以下になるように前記窒化物膜の上部面を平坦化させることができる。したがって、上部面が平坦化されるまで窒化物膜を成長または形成するのにかかる工程時間を短縮することができ、これにより、生産効率が向上するという効果が奏される。
【符号の説明】
【0144】
１０：基板
１１：ベース
１２：突出部
１２ａ：突出部の上部面
１３：孔
１１：ベース
１２：突出部
１２ａ：突出部の上部面
１３：孔
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
