特開 2023-91382 窒化ガリウム層製造装置および窒化ガリウム層の製造方法

(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】P2023091382

(43)【公開日】2023-06-30

(54)【発明の名称】窒化ガリウム層製造装置および窒化ガリウム層の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C30B 29/38 20060101AFI20230623BHJP

   C30B 25/14 20060101ALI20230623BHJP

   H01L 21/20 20060101ALI20230623BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20230623BHJP

【ＦＩ】

C30B29/38 D

C30B25/14

H01L21/20

H01L21/205

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021206096

(22)【出願日】2021-12-20

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(71)【出願人】

【識別番号】504139662

【氏名又は名称】国立大学法人東海国立大学機構

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】原 一都

(72)【発明者】

【氏名】小澤 基

(72)【発明者】

【氏名】山本 栄蔵

(72)【発明者】

【氏名】恩田 正一

(72)【発明者】

【氏名】小島 淳

(72)【発明者】

【氏名】笹岡 千秋

【テーマコード（参考）】

4G077

5F045

5F152

【Ｆターム（参考）】

4G077AA03

4G077BE15

4G077DB05

4G077DB11

4G077DB22

4G077EB10

4G077ED06

4G077EG14

4G077EG24

4G077TG06

4G077TH01

4G077TH05

4G077TH13

5F045AA03

5F045AB14

5F045AC03

5F045AC12

5F045AC13

5F045AC15

5F045AD14

5F045AD15

5F045AD16

5F045AD17

5F045BB11

5F045DP03

5F045DP28

5F152LL03

5F152LN02

5F152MM18

5F152NN09

5F152NQ09

(57)【要約】

【課題】ＧａＮ層が歪むことを抑制しつつ、ＧａＮ層の特性が変化することを抑制する。
【解決手段】種基板１２１上に、ガリウム系ガス、アンモニア系ガス、ドーパントガスを供給することで不純物がドープされたドープＧａＮ層１２２ａを成長させた後、ドープＧａＮ層と異なるＧａＮ層１２２ｂを成長させる前に、エッチングガス用供給配管３１０、３５０からエッチングガスを成長装置１０へ供給して成長装置１０に付着している異物を除去することを行う。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

窒化ガリウムで構成される種基板（１２１）上にガリウム系ガスおよびアンモニア系ガスを供給することで窒化ガリウム層（１２２）を成長させる窒化ガリウム層製造装置であって、
反応室を構成する中空部（１０１ａ）で前記窒化ガリウム層が成長させられる筒状の成長用容器（１００）を有する成長装置（１０）と、
前記成長用容器の前記中空部内に配置され、前記窒化ガリウム層が成長させられる前記種基板が配置される台座（１２０）と、
前記成長装置に備えられ、前記成長装置へ前記窒化ガリウム層を成長させるための前記ガリウム系ガスを供給する第１供給配管（３１０）と、
前記成長装置に備えられ、前記窒化ガリウム層を成長させるためのアンモニア系ガスを供給する第２供給配管（３２０）と、
前記成長装置に備えられ、前記成長装置へドーパントガスを供給する第３供給配管（３３０）と、
前記成長装置に備えられ、前記成長装置へエッチングガスを供給するエッチングガス用供給配管（３１０、３５０）と、を備え、
前記種基板上に、前記ガリウム系ガス、前記アンモニア系ガス、前記ドーパントガスを供給することで不純物がドープされたドープ窒化ガリウム層（１２２ａ）を成長させた後、前記ドープ窒化ガリウム層と異なる窒化ガリウム層（１２２ｂ）を成長させる前に、前記エッチングガス用供給配管から前記エッチングガスを前記成長装置へ供給して前記成長装置に付着している異物を除去することを行う窒化ガリウム層製造装置。

【請求項2】

前記異物を除去することを行う際、前記第２供給配管から前記アンモニア系ガスが供給されるようにする請求項１に記載の窒化ガリウム層製造装置。

【請求項3】

前記台座を回転させる回転機構（１３２）を備え、
前記回転機構は、前記異物を除去することを行う際、前記窒化ガリウム層を成長させる際よりも前記台座の回転数が少なくするようにする請求項１または２に記載の窒化ガリウム層製造装置。

【請求項4】

前記第１～第３供給配管および前記エッチングガス用供給配管は、前記成長用容器における一端部側に備えられ、
前記成長用容器には、前記一端部側と反対側の他端部側に第１排気口（１０４ａ）が備えられると共に、前記一端部側に第２排気口（１０４ｂ）が備えられ、
前記窒化ガリウム層を成長させる際には、前記第１排気口から排気ガスが排気され、前記異物を除去することを行う際には、前記第２排気口から排気ガスが排気されるようにする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の窒化ガリウム層製造装置。

【請求項5】

前記成長用容器には、変位可能とされた遮蔽板（１５０）が備えられ、
前記異物を除去することを行う際、前記種基板と前記エッチングガス用供給配管との間に前記遮蔽板が配置されるようにする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の窒化ガリウム層製造装置。

【請求項6】

前記エッチングガス用供給配管は、前記第１供給配管とは別に備えられ、
前記第１供給配管に切替部（４００）を介してキャリアガスを供給する第６供給配管（３６０）が備えられ、前記切替部が調整されることにより、前記成長装置へ前記ガリウム系ガスの供給と前記キャリアガスの供給とを選択できるようになっており、
前記異物を除去することを行う際には、前記切替部が調整されることにより、前記成長装置へ前記キャリアガスが供給されるようにする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の窒化ガリウム層製造装置。

【請求項7】

複数の前記種基板を収容する収容室（３０）と、
前記成長装置と前記収容室との間に配置された搬送通路（４０）と、を有し、
前記成長装置と前記収容室との間は、前記搬送通路に備えられた開閉可能な仕切扉（４１）で区画され、
前記収容室は、前記窒化ガリウム層を成長させる際の前記種基板の周囲の温度と同じ温度になるように調整されると共にアンモニア系ガスが供給されるようになっており、
前記成長装置に配置された前記種基板上に前記窒化ガリウム層を成長させた後、前記成長装置に配置されている前記種基板を前記収容室に収容すると共に前記収容室から新たな前記種基板を前記成長装置に配置し、新たな前記種基板に対して再び前記窒化ガリウム層を成長させる請求項１ないし６のいずれか１つに記載の窒化ガリウム層製造装置。

【請求項8】

窒化ガリウムで構成される種基板（１２１）上にガリウム系ガスおよびアンモニア系ガスを供給することで窒化ガリウム層（１２２）を成長させる窒化ガリウム層の製造方法であって、
反応室を構成する中空部（１０１ａ）で前記窒化ガリウム層が成長させられる筒状の成長用容器（１００）を有する成長装置（１０）と、
前記成長用容器の前記中空部内に配置され、前記窒化ガリウム層が成長させられる前記種基板が配置される台座（１２０）と、
前記成長装置に備えられ、前記成長装置へ前記窒化ガリウム層を成長させるための前記ガリウム系ガスを供給する第１供給配管（３１０）と、
前記成長装置に備えられ、前記窒化ガリウム層を成長させるためのアンモニア系ガスを供給する第２供給配管（３２０）と、
前記成長装置に備えられ、前記成長装置へドーパントガスを供給する第３供給配管（３３０）と、
前記成長装置に備えられ、前記成長装置へエッチングガスを供給するエッチングガス用供給配管（３１０、３５０）と、を備える窒化ガリウム層製造装置を用意することと、
前記種基板上に、前記ガリウム系ガス、前記アンモニア系ガス、および前記ドーパントガスを供給することで不純物がドープされたドープ窒化ガリウム層（１２２ａ）を成長させることと、
前記ドープ窒化ガリウム層を成長させることの後、前記エッチングガスを前記成長装置へ供給して前記成長装置に付着している異物を除去することと、
前記異物を除去することの後、前記ドープ窒化ガリウム層と異なる窒化ガリウム層（１２２ｂ）を成長させることと、を行う窒化ガリウム層の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、窒化ガリウム（以下では、単にＧａＮともいう）で構成される種基板上にＧａＮ層を成長させるＧａＮ層製造装置およびＧａＮ層の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、ＧａＮで構成される種基板上に、不純物がドープされたドープＧａＮ層と、不純物がドープされていないアンドープＧａＮ層とを順に成長させてウェハを構成する製造方法が提案されている。具体的には、この製造方法では、ドープＧａＮ層を成長させる際には、成長用容器内に、ガリウム系ガスおよびアンモニア系ガスを供給すると共に不純物を含むドーパントガスを供給してドープＧａＮ層を成長させる。また、アンドープＧａＮ層を成長させる際には、成長用容器内に、不純物を含むドーパントガスを供給せず、ガリウム系ガスおよびアンモニア系ガスを供給することでアンドープＧａＮ層を成長させる。

【0003】

この場合、ドープＧａＮ層を成長させた際には、成長用容器に不純物に起因する異物が付着する可能性がある。このため、ドープＧａＮ層を成長させた後にそのままアンドープＧａＮ層を成長させようとすると、成長用容器に付着している異物（すなわち、不純物）がアンドープＧａＮ層に混入する可能性がある。

【0004】

したがって、例えば、特許文献１には、ドープＧａＮ層とアンドープＧａＮ層との間に、インジウム（Ｉｎ）を含む吸着層を配置することが提案されている。これによれば、吸着層を形成する際に成長用容器に付着している異物を吸着層に吸着させることができる。このため、アンドープＧａＮ層を成長させる際、アンドープＧａＮ層に不要な異物が混入することを抑制できる。つまり、ＧａＮ層の特性が変化することを抑制できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１４－９６５６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、ドープＧａＮ層とアンドープＧａＮ層との間にインジウムを含む吸着層を配置することにより、吸着層と、ドープＧａＮ層およびアンドープＧａＮ層との間で格子不整合が発生し易くなる。このため、上記のような方法では、ＧａＮ層が歪んでしまう可能性がある。

【0007】

本発明は上記点に鑑み、ＧａＮ層が歪むことを抑制しつつ、ＧａＮ層の特性が変化することを抑制できるＧａＮ層製造装置およびＧａＮ層の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】

【0008】

上記目的を達成するための請求項１では、ＧａＮで構成される種基板（１２１）上にガリウム系ガスおよびアンモニア系ガスを供給することでＧａＮ層（１２２）を成長させるＧａＮ層製造装置であって、反応室を構成する中空部（１０１ａ）でＧａＮ層が成長させられる筒状の成長用容器（１００）を有する成長装置（１０）と、成長用容器の中空部内に配置され、ＧａＮ層が成長させられる種基板が配置される台座（１２０）と、成長装置に備えられ、成長装置へＧａＮ層を成長させるためのガリウム系ガスを供給する第１供給配管（３１０）と、成長装置に備えられ、ＧａＮ層を成長させるためのアンモニア系ガスを供給する第２供給配管（３２０）と、成長装置に備えられ、成長装置へドーパントガスを供給する第３供給配管（３３０）と、成長装置に備えられ、成長装置へエッチングガスを供給するエッチングガス用供給配管（３１０、３５０）と、を備え、種基板上に、ガリウム系ガス、アンモニア系ガス、ドーパントガスを供給することで不純物がドープされたドープＧａＮ層（１２２ａ）を成長させた後、ドープＧａＮ層と異なるＧａＮ層（１２２ｂ）を成長させる前に、エッチングガス用供給配管からエッチングガスを成長装置へ供給して成長装置に付着している異物を除去することを行う。

【0009】

これによれば、異物を除去することを行うため、ドープＧａＮ層を成長させた後に当該ドープＧａＮ層と異なるＧａＮ層を成長させる際、異なるＧａＮ層に異物が混入してしまうことを抑制でき、ＧａＮ層の特性が変化することを抑制できる。また、これによれば、吸着層等を配置する必要がないため、吸着層を配置することによる格子不整合等が発生し難くなり、成長させたＧａＮ層が歪むことを抑制できる。

【0010】

また、請求項８は、請求項１に記載のＧａＮ層製造装置を用いたＧａＮ層の製造方法であり、請求項１に記載のＧａＮ層製造装置を用意することと、種基板上に、ガリウム系ガス、アンモニア系ガス、ドーパントガスを供給することで不純物がドープされたドープＧａＮ層（１２２ａ）を成長させることと、ドープＧａＮ層を成長させることの後、エッチングガスを成長装置へ供給して成長装置に付着している異物を除去することと、異物を除去することの後、ドープＧａＮ層と異なるＧａＮ層（１２２ｂ）を成長させることと、を行う。

【0011】

これによれば、異物を除去することを行うため、ドープＧａＮ層を成長させた後に当該ドープＧａＮ層と異なるＧａＮ層を成長させる際、異なるＧａＮ層に異物が混入してしまうことを抑制でき、ＧａＮ層の特性が変化することを抑制できる。また、これによれば、吸着層等を配置する必要がないため、吸着層を配置することによる格子不整合等が発生し難くなり、成長させたＧａＮ層が歪むことを抑制できる。

【0012】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態におけるＧａＮ層製造装置の断面模式図である。

【図2】第１実施形態で種基板上に成長させられるＧａＮ層を示す模式図である。

【図3】第２実施形態におけるＧａＮ層製造装置の断面模式図である。

【図4】第３実施形態におけるＧａＮ層製造装置の断面模式図である。

【図5】第４実施形態におけるＧａＮ層製造装置の断面模式図である。

【図6】第５実施形態におけるＧａＮ層製造装置の断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

【0015】

（第１実施形態）
第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。まず、ＧａＮ層製造装置の構成について、図１を参照しつつ説明する。なお、図１に示されるＧａＮ層製造装置は、図１の紙面上下方向を天地方向として設置され、種基板１２１上にＧａＮ層１２２を成長させるものである。

【0016】

図１に示されるように、ＧａＮ層製造装置は、ＧａＮ層１２２を成長させる成長装置１０、およびＧａＮ層１２２を成長させるための原料ガスとしての三塩化ガリウムガスを生成する生成装置２０を備えている。また、ＧａＮ層製造装置は、ＧａＮ層１２２を成長させるための各種のガスを成長装置１０へ供給する第１～第５供給配管３１０～３５０等を備えている。

【0017】

成長装置１０は、成長用容器１００、加熱容器１１０、台座１２０、シャフト１３１、回転変位機構１３２、加熱装置１４０等を有している。

【0018】

成長用容器１００は、反応室を構成する中空部１０１ａを備えた筒状の筒部１０１と、筒部１０１に備えられて中空部１０１ａを閉塞する第１蓋部１０２および第２蓋部１０３とを有している。筒部１０１は、石英ガラス等で構成され、本実施形態では、円筒状とされている。第１蓋部１０２および第２蓋部１０３は、ＳＵＳ等で構成されており、第１蓋部１０２が筒部１０１のうちの天側となる一端部に備えられ、第２蓋部１０３が筒部１０１のうちの地側となる他端部に備えられている。そして、成長用容器１００は、ＧａＮ層１２２を成長させるための他の構成要素が中空部１０１ａ内に配置され、この中空部１０１ａの圧力を真空引きすることによって減圧できる構造とされている。

【0019】

また、成長用容器１００には、ＧａＮ層１２２を成長させるための各種のガスを供給する第１～第５供給配管３１０～３５０が備えられている。本実施形態では、第１蓋部１０２に第１～第５供給配管３１０～３５０が備えられている。具体的には、第１蓋部１０２には、生成装置２０で生成されたＧａＮ層１２２を成長させるためのガリウム系ガスとして、三塩化ガリウムガスを成長用容器１００内に供給する第１供給配管３１０が備えられている。第１蓋部１０２には、三塩化ガリウムガスと共にＧａＮ層１２２を成長させるためのアンモニア系ガスとして、アンモニアガスを成長用容器１００内に供給する第２供給配管３２０が備えられている。第１蓋部１０２には、ドーパントガスを成長用容器１００内に供給する第３供給配管３３０が備えられている。第１蓋部１０２には、キャリアガスとしての窒素ガスを成長用容器１００内に供給する第４供給配管３４０が備えられている。なお、本実施形態の第４供給配管３４０には、キャリアガスとしての窒素ガスと共に、水素ガスも供給される。さらに、第１蓋部１０２には、エッチングガスとしての塩素ガスを成長用容器１００内に供給する第５供給配管３５０が備えられている。なお、塩素ガスが供給される第５供給配管３５０は、例えば、耐腐食性を有するフッ素コーティングが施された配管で構成される。また、本実施形態では、後述するように第１供給配管３１０にも塩素ガスが供給されるため、第１供給配管３１０も耐腐食性を有するフッ素コーティングが施された配管で構成される。そして、本実施形態では、第１供給配管３１０および第５供給配管３５０がエッチングガス用供給配管に相当する。

【0020】

本実施形態の第１～第５供給配管３１０～３５０は、一端部が後述の加熱容器１１０内に位置するように配置されている。但し、第４、第５供給配管３３０は、一端部が第１～第３供給配管３１０～３３０の一端部よりも第１蓋部１０２側に位置するように配置されている。言い換えると、第４供給配管３４０は、第１～第３供給配管３１０～３３０から供給されたガスが、第４供給配管３４０から供給されたガスによって下方（すなわち、後述の種基板１２１側）に流動し易くなるように、配置されている。また、第５供給配管３５０は、第１蓋部１０２側にも塩素ガスが到達し易くなるように、配置されている。

【0021】

なお、第１供給配管３１０は、成長装置１０側の一端部と反対側の他端部側が生成装置２０に備えられている。つまり、第１供給配管３１０は、成長装置１０と生成装置２０とを繋ぐように配置されている。また、第１供給配管３１０は、後述する生成用容器２００よりもガスの流れ方向を法線方向とする断面積が小さくされている。そして、第２～第５供給配管３２０～３５０は、特に図示しないが、成長装置１０の一端部と反対側の他端部がそれぞれのガス供給源と接続されている。

【0022】

さらに、成長用容器１００には、ＧａＮ層１２２の成長に寄与しなかった未反応ガス等を含む排気ガスを排出する排気口１０４が備えられている。本実施形態では、成長用容器１００のうちの第２蓋部１０３側の部分に排気口１０４が備えられている。

【0023】

加熱容器１１０は、例えば、アルミナ、ジルコニア、熱分解炭素、黒鉛（グラファイト）等で構成されており、中空部１１０ａを有する円筒状に形成されている。そして、加熱容器１１０は、第１～第５供給配管３１０～３５０からの各種のガスが中空部１１０ａ内に供給されるように、第１蓋部１０２に備えられている。

【0024】

台座１２０は、ＧａＮ層１２２を成長させるためのＧａＮで構成される種基板１２１が配置される部材であり、加熱容器１１０よりも下方に配置されている。台座１２０は、熱エッチングされ難い材料で構成され、例えば、表面をＰｂＮ、ＳｉＣ、ＴａＣやＮｂＣ等の高融点金属炭化物にてコーティングした黒鉛等で構成されている。そして、この台座１２０のうち第１～第５供給配管３１０～３５０側に位置する一面１２０ａに種基板１２１が貼り付けられ、種基板１２１の表面にＧａＮ層１２２が成長させられる。

【0025】

なお、本実施形態では、後述するように、種基板１２１上に一塩化ガリウムガスおよびアンモニアガスが供給されることでＧａＮ層１２２が成長させられる。ここで、ＧａＮ層１２２を成長させる際に一塩化ガリウムガスを用いた場合、ＧａＮ層１２２は、種基板１２１の成長面が窒素面であってもガリウム面であっても成長し易いことが報告されている。したがって、本実施形態では、種基板１２１は、ＧａＮ層１２２の成長面として所望の面を選択することができる。

【0026】

但し、種基板１２１上に三塩化ガリウムガスおよびアンモニアガスが供給されることでＧａＮ層１２２が成長させられるようにしてもよい。この場合、ＧａＮ層１２２を成長させる際に三塩化ガリウムガスを用いると、ＧａＮ層１２２は、種基板１２１の成長面が窒素面であると成長し易く、種基板１２１の成長面がガリウム面であると成長し難いことが報告されている。したがって、種基板１２１上に三塩化ガリウムガスおよびアンモニアガスが供給されることでＧａＮ層１２２を成長させる場合には、種基板１２１は、ＧａＮ層１２２の成長面が窒素面となるようにして配置されるのが好ましい。言い換えると、種基板１２１は、台座１２０と反対側の面が窒素面となるようにして配置されることが好ましい。

【0027】

また、台座１２０は、種基板１２１が配置される面と反対側の面にシャフト１３１が連結されている。そして、台座１２０は、シャフト１３１の回転に伴って回転させられると共に、シャフト１３１が成長用容器１００の軸方向（すなわち、図１中紙面上下方向）に沿って変位することで共に変位する構成とされている。なお、シャフト１３１は、台座１２０と同様に、熱エッチングされ難い材料で構成され、例えば、表面をＰｂＮ、ＳｉＣ、ＴａＣやＮｂＣ等の高融点金属炭化物にてコーティングした黒鉛等で構成されている。

【0028】

回転変位機構１３２は、ギアやモータ等を含んで構成され、シャフト１３１と接続されてシャフト１３１を回転させると共にシャフト１３１を変位させる部材である。なお、回転変位機構１３２は、シャフト１３１を変位させる際には、ＧａＮ層１２２の成長に伴って当該ＧａＮ層１２２における成長表面の温度が成長に適した温度となるようにシャフト１３１（すなわち、種基板１２１）を変位させる。また、本実施形態の回転変位機構１３２は、ＧａＮ層１２２を成長させる際には、特に限定されるものではないが、台座１２０が１分間に２００回転以上の回転となるようにシャフト１３１を回転させる。そして、本実施形態では、回転変位機構１３２が回転機構に相当する。

【0029】

加熱装置１４０は、加熱容器１１０や成長用容器１００内を加熱するものであり、例えば、誘導加熱用コイルや直接加熱用コイル等の加熱コイルによって構成され、成長用容器１００の周囲を囲むように配置されている。そして、本実施形態の加熱装置１４０は、ＧａＮ層１２２を成長させる際には、種基板１２１の周囲が１０００～１３００℃程度となり、加熱容器１１０内の温度が７００℃以上となるように駆動される。

【0030】

生成装置２０は、生成用容器２００および加熱装置２４０等を有している。生成用容器２００は、中空部２０１ａを有する筒状の筒部２０１と、筒部２０１に備えられて中空部２０１ａを閉塞する第１蓋部２０２および第２蓋部２０３とを有している。筒部２０１は、石英ガラス等で構成され、本実施形態では、円筒状とされている。第１蓋部２０２および第２蓋部２０３は、ＳＵＳ等で構成されている。第１蓋部２０２は、筒部２０１のうちの第１供給配管３１０が接続される側と反対側の端部に備えられ、第２蓋部２０３は、筒部２０１のうちの第１供給配管３１０が接続される側の端部に備えられている。なお、生成用容器２００は、成長用容器１００と同様に、中空部２０１ａの圧力を真空引きすることによって減圧できる構造とされている。

【0031】

生成用容器２００には、中空部２０１ａを、第１蓋部２０２側の第１空間２１１と、第２蓋部２０３側の第２空間２１２とに区画する区画壁２１３が備えられている。但し、この区画壁２１３は、第１空間２１１と第２空間２１２との連通が維持されるように形成されている。言い換えると、区画壁２１３は、第１空間２１１と第２空間２１２とを完全に区画しないように備えられている。

【0032】

そして、第１空間２１１には、金属ガリウム２２０が配置されている。第２空間２１２には、本実施形態では、後述するように第１空間２１１で生成された一塩化ガリウムガスおよび塩素ガスと接触する壁面を増加させるための仕切壁２１４が備えられている。

【0033】

また、生成用容器２００には、塩素ガスを生成用容器２００内に誘導する第１誘導配管２３１および第２誘導配管２３２が備えられている。本実施形態では、第１誘導配管２３１は、第１空間２１１に塩素ガスを誘導できるように、第１蓋部２０２に備えられている。第２誘導配管２３２は、第２空間２１２に塩素ガスを誘導できるように、筒部２０１に備えられている。なお、本実施形態では、第１誘導配管２３１および第２誘導配管２３２から生成用容器２００内にキャリアガスとしての窒素ガスも誘導される。

【0034】

加熱装置２４０は、生成用容器２００内を加熱するものであり、例えば、抵抗加熱式ヒータ等で構成され、生成用容器２００の周囲に配置されている。本実施形態では、加熱装置２４０は、生成用容器２００のうちの第１空間２１１を構成する部分を囲むように配置される。そして、加熱装置２４０は、ＧａＮ層１２２を成長させる際には、第１空間２１１が８００～９００℃程度となり、第２空間２１２のうちの第２蓋部２０３側の温度が第１空間２１１からの伝熱によって１５０℃程度となるように、駆動される。なお、本実施形態の第２空間２１２は、第１空間２１１からの伝熱によって加熱されるため、第１空間２１１側の部分から第２蓋部２０３側に向かって温度が徐々に低くなる温度勾配となる。

【0035】

そして、生成装置２０には、第２蓋部２０３に第１供給配管３１０の他端部が備えられている。なお、特に図示しないが、第１供給配管３１０の周囲にも加熱装置が配置される。そして、第１供給配管３１０は、ＧａＮ層１２２を成長させる際には、例えば、１５０℃程度に加熱されるようになっている。

【0036】

以上が本実施形態におけるＧａＮ層製造装置の構成である。次に、上記ＧａＮ層製造装置を用いたＧａＮ層１２２の製造方法について説明する。

【0037】

まず、上記ＧａＮ層製造装置を用意し、台座１２０の一面１２０ａに種基板１２１を配置する。そして、回転変位機構１３２により、シャフト１３１を介して台座１２０を回転させると共に、台座１２０の位置を調整する。なお、ＧａＮ層１２２を成長させている際には、ＧａＮ層１２２の成長レートに合せて台座の高さを調整する。これにより、ＧａＮ層の成長表面の高さがほぼ一定に保たれ、成長表面温度の温度分布を効果的に制御することが可能となる。

【0038】

次に、各加熱装置１４０、２４０を駆動する。具体的には、成長用容器１００内に配置された種基板１２１の周囲が１０００～１３００℃程度となると共に加熱容器１１０内の温度が７００℃以上となるように、加熱装置１４０を駆動する。また、生成用容器２００における第１空間２１１が８００～９００℃程度となり、第２空間２１２のうちの第２蓋部２０３側の部分が１５０℃程度となるように加熱装置２４０を駆動する。さらに、図示を省略しているが、第１供給配管３１０も１５０℃程度なるように、これらの周囲に配置される加熱装置を駆動する。

【0039】

続いて、生成装置２０内に、第１誘導配管２３１および第２誘導配管２３２から、塩素ガスおよびキャリアガスとしての窒素ガスを誘導する。これにより、第１空間２１１では、下記化学式１で示されるように、金属ガリウム２２０と塩素ガスとが反応し、一塩化ガリウムガスが生成される。

【0040】

（化１）Ｇａ＋１／２Ｃｌ_２→ＧａＣｌ
また、この一塩化ガリウムガスが第２空間２１２に流動することにより、下記化学式２で示されるように、一塩化ガリウムガスが第２空間２１２に誘導されている塩素ガスと反応して三塩化ガリウムガスが生成される。

【0041】

（化２）ＧａＣｌ＋Ｃｌ_２→ＧａＣｌ_３
この際、第１供給配管３１０から誘導される塩素ガスよりも第２供給配管３２０から誘導される塩素ガスの量を多くすることにより、一塩化ガリウムが残存することを抑制できる。特に限定されるものではないが、例えば、第１供給配管３１０から１００ｓｃｃｍ程度の塩素ガスが誘導され、第２供給配管３２０から２００ｓｃｃｍ程度の塩素ガスが誘導される。なお、窒素ガスは、例えば、１ｓｌｍ程度が誘導される。

【0042】

そして、三塩化ガリウムガスが第１供給配管３１０を介して成長装置１０に供給される。この場合、本実施形態の第２空間２１２には、仕切壁２１４が備えられている。このため、第２空間２１２に誘導されたガスは、高温部分としての仕切壁２１４に衝突し易くなると共に流動距離が長くなる。したがって、一塩化ガリウムガスが塩素ガスと反応されずに残存することを抑制できる。なお、三塩化ガリウムは、一塩化ガリウムよりも沸点が低い材料であり、三塩化ガリウムガスは、一塩化ガリウムガスよりも固化し難いガスである。このため、このように三塩化ガリウムガスを第１供給配管３１０から成長装置１０へ供給することにより、第１供給配管３１０内で一塩化ガリウムガスが固化して第１供給配管３１０が閉塞されることを抑制できる。

【0043】

そして、第２供給配管３２０からアンモニアガスを成長用容器１００に供給すると共に、第４供給配管３４０から窒素ガスおよび水素ガスを成長用容器１００に供給する。この際、加熱容器１１０内では、下記化学式３によって一塩化ガリウムが生成される。

【0044】

（化３）ＧａＣｌ_３＋Ｈ_２→ＧａＣｌ＋２ＨＣｌ
その後、アンモニアガスおよび一塩化ガリウムガスが流動して種基板１２１に供給され、下記化学式４に示されるように、種基板１２１の表面にＧａＮ層１２２が成長させられる。

【0045】

（化４）ＧａＣｌ＋ＮＨ_３→ＧａＮ＋ＨＣｌ＋Ｈ_２
なお、アンモニアガスの供給は、加熱装置１４０を駆動した後であって、窒素抜けを防止するために、種基板１２１の周囲の温度が５００℃以下である状態で開始することが好ましい。また、アンモニアガスは、例えば、１～５ｓｌｍ程度が供給される。キャリアガスとしての窒素ガスは、例えば、１～１０ｓｌｍ程度が供給される。水素ガスは、例えば、５０～５００ｓｃｃｍが供給される。

【0046】

ここで、本実施形態では、図２に示されるように、種基板１２１上に、ＧａＮ層１２２として、ｎ型不純物がドープされたｎ－ＧａＮ層１２２ａ、不純物がドープされていないアンドープのｕ－ＧａＮ層１２２ｂ、ｐ型不純物がドープされたｐ－ＧａＮ層１２２ｃを順に成長させる。

【0047】

この場合、ｎ－ＧａＮ層１２２ａは、上記の化学式４の反応によって成長させられる際、一塩化ガリウムガスおよびアンモニアガスに加え、第３供給配管３３０からｎ型不純物を含むドーパントガスが成長装置１０に供給されることで成長させられる。同様に、ｐ－ＧａＮ層１２２ｃは、上記の化学式４の反応によって成長させられる際、一塩化ガリウムガスおよびアンモニアガスに加え、第３供給配管３３０からｐ型不純物を含むドーパントガスが成長装置１０に供給されることで成長させられる。なお、ｎ型不純物を含むドーパントガスとしては、（（Ｃ_２Ｈ_５）_３ＳｉＨ）等を含むガスが挙げられ、ｐ型不純物を含むドーパントガスは、Ｍｇ、Ｃｐ_２Ｍｇ、またはＭｇＣｌ_２等を含むガスが挙げられる。

【0048】

また、ｕ－ＧａＮ層１２２ｂは、一塩化ガリウムガスおよびアンモニアガスが種基板１２１に供給されつつ、第３供給配管３３０からのドーパントガスの供給が停止されることで成長させられる。

【0049】

そして、上記のように、ドープＧａＮ層であるｎ－ＧａＮ層１２２ａを成長させると、成長用容器１００の内壁面等に不純物に起因する異物が付着する可能性がある。このため、ｎ－ＧａＮ層１２２ａの後にアンドープＧａＮ層であるｕ－ＧａＮ層１２２ｂを成長させると、ｕ－ＧａＮ層１２２ｂ中に不純物が混入してしまう可能性がある。

【0050】

したがって、本実施形態では、ｎ－ＧａＮ層１２２ａを成長させた後、成長装置１０の内壁面等に付着している異物を除去する異物除去工程を行う。具体的には、まず、第１供給配管３１０から三塩化ガリウムガスが成長用容器１００内に供給されないようにする。本実施形態では、生成装置２０において、第１誘導配管２３１から誘導されていた塩素ガスを停止する。これにより、生成装置２０の第１空間２１１では、一塩化ガリウムガスが生成されないため、第１供給配管３１０から三塩化ガリウムガスが成長用容器１００内に供給されなくなる。

【0051】

次に、成長装置１０内に塩素ガスを供給する。本実施形態では、生成装置２０の第２空間２１２に誘導されていた塩素ガスを誘導し続け、第１供給配管３１０から成長装置１０に塩素ガスを誘導する。また、本実施形態では、第５供給配管３５０からも塩素ガスを成長装置１０内へ供給する。これにより、塩素ガスがエッチングガスであるため、成長用容器１００の内壁面に付着している異物を除去できる。なお、第１供給配管３１０から成長装置１０に塩素ガスを誘導することにより、第１供給配管３１０に付着し得る一塩化ガリウム等も除去できる。

【0052】

また、本実施形態では、異物除去工程を行う際、第２供給配管３２０からアンモニアガスの供給をそのまま継続する。これにより、異物除去工程を行う前に成長させたＧａＮ層１２２上にアンモニアガスが存在する状態となり、塩素ガスが当該ＧａＮ層１２２に到達し難くなる。したがって、塩素ガスによって成長させたＧａＮ層１２２がエッチングされてしまうことを抑制できる。

【0053】

さらに、本実施形態では、異物除去工程を行う際、ＧａＮ層１２２を成長させる際よりも台座１２０（すなわち、種基板１２１）の回転数が少なくなるようにする。例えば、異物除去工程を行う際には、台座１２０が１分間に数十回転となるようにシャフト１３１を回転させる。これにより、台座１２０の周囲に塩素ガスが引き込まれ難くなり、塩素ガスがＧａＮ層１２２に到達し難くなる。したがって、塩素ガスによって成長させたＧａＮ層１２２がエッチングされてしまうことを抑制できる。

【0054】

そして、ｕ－ＧａＮ層１２２ｂは、異物除去工程を行った後に成長させる。これにより、ｕ－ＧａＮ層１２２ｂを成長させる際、ｎ－ＧａＮ層１２２ａを成長させる際の不純物がｕ－ＧａＮ層１２２ｂに混入することを抑制できる。

【0055】

なお、ｐ－ＧａＮ層１２２ｃは、ｕ－ＧａＮ層１２２ｂを成長させる際にドーパントガスを供給しないため、ｕ－ＧａＮ層１２２ｂを成長した後にそのまま成長させられる。

【0056】

以上説明した本実施形態によれば、ＧａＮ層１２２として、ドープＧａＮ層を成長させた後にアンドープＧａＮ層を成長させる場合、アンドープＧａＮ層を成長させる前に異物除去工程を行うようにしている。このため、アンドープＧａＮ層に異物が混入してしまうことを抑制でき、ＧａＮ層１２２の特性が変化することを抑制できる。

【0057】

また、異物除去工程を行うことでアンドープＧａＮ層に不純物が混入することを抑制しており、ドープＧａＮ層とアンドープＧａＮ層との間に吸着層等を配置する必要がない。このため、吸着層を配置することによる格子不整合等が発生し難くなり、成長させたＧａＮ層１２２が歪むことを抑制できる。

【0058】

なお、本実施形態では、ドープＧａＮ層としてのｎ－ＧａＮ層１２２ａを成長させた後に、アンドープＧａＮ層としてのｕ－ＧａＮ層１２２ｂを成長させる例について説明した。しかしながら、本実施形態の製造装置および製造方法は、以下のような場合にも適用可能である。例えば、ドープＧａＮ層として、高不純物濃度のｎ型の第１ＧａＮ層を成長させた後に低不純物濃度のｎ型の第２ＧａＮ層を成長させる場合、第１ＧａＮ層を成長させた後にそのまま第２ＧａＮ層を成長させると、成長装置１０に付着している異物が混入されることで第２ＧａＮ層の不純物濃度が変化してしまう可能性がある。このため、第１ＧａＮ層を成長させた後、異物除去工程を行ってから第２ＧａＮ層を成長させることにより、第２ＧａＮ層の不純物濃度が変化することを抑制できる。すなわち、本実施形態の製造装置および製造方法は、不純物の種類や不純物濃度が異なるＧａＮ層を順に成長させる場合に適用でき、後のＧａＮ層を成長させる前に異物除去工程を行うことでＧａＮ層の特性が変化することを抑制できる。

【0059】

（１）本実施形態では、異物除去工程を行う際には、第２供給配管３２０からアンモニアガスの供給を継続している。このため、塩素ガスが成長させたＧａＮ層１２２に到達し難くなり、ＧａＮ層１２２がエッチングされることを抑制できる。

【0060】

（２）本実施形態では、異物除去工程を行う際には、ＧａＮ層１２２を成長させる際よりも台座１２０（すなわち、種基板１２１）の回転数が少なくなるようにしている。このため、台座１２０の周囲に塩素ガスが引き込まれ難くなり、塩素ガスがＧａＮ層１２２に到達し難くなる。したがって、塩素ガスによってＧａＮ層１２２がエッチングされることを抑制できる。

【0061】

（第１実施形態の変形例）
上記第１実施形態では、異物除去工程を行う際、第１供給配管３１０および第５供給配管３５０から成長装置１０に塩素ガスを供給する例について説明したが、いずれか一方のみから塩素ガスを供給するようにしてもよい。なお、第１供給配管３１０のみから成長装置１０に塩素ガスを誘導するようにした場合には、第５供給配管３５０は備えられていなくてもよい。

【0062】

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、排気口１０４を追加したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0063】

本実施形態のＧａＮ層製造装置では、図３に示されるように、排気口１０４が成長用容器１００のうちの第１蓋部１０２側の部分にも備えられている。以下、排気口１０４において、第２蓋部１０３側に備えられているものを下部排気口１０４ａとし、第１蓋部１０２側に備えられているものを上部排気口１０４ｂとして説明する。なお、本実施形態では、下部排気口１０４ａが第１排気口に相当し、上部排気口１０４ｂが第２排気口に相当している。

【0064】

また、本実施形態では、下部排気口１０４ａに図示しない下部開閉部が備えられていると共に、上部排気口１０４ｂに図示しない上部開閉部が備えられている。下部開閉部および上部開閉部は、それぞれバルブ等で構成されており、開状態とされることで成長用容器１００内と外部とを連通状態とし、閉状態とされることで成長用容器１００内と外部との連通状態を遮断する。

【0065】

以上が本実施形態におけるＧａＮ層製造装置の構成である。次に、上記ＧａＮ層製造装置を用いたＧａＮ層１２２の製造方法について説明する。

【0066】

本実施形態では、ＧａＮ層１２２を成長させる際には、下部開閉部を開状態にすると共に上部開閉部を閉状態とする。つまり、下部排気口１０４ａを通じて成長装置１０内と外部とが連通状態となり、上部排気口１０４ｂを通じて成長装置１０内と外部とが連通状態とならないようにする。これにより、ＧａＮ層１２２を成長させる際の排気ガスは、下部排気口１０４ａから排気される。

【0067】

一方、異物除去工程を行う際には、下部開閉部を閉状態にすると共に上部開閉部を開状態にする。つまり、上部排気口１０４ｂを通じて成長装置１０内と外部とが連通状態となり、下部排気口１０４ａを通じて成長装置１０内と外部とが連通状態とならないようにする。これにより、異物除去工程を行う際の排気ガス（すなわち、塩素ガス）は、上部排気口１０４ｂから排気される。このため、種基板１２１より第１蓋部１０２側に位置する異物を効率的に除去できる。言い換えると、種基板１２１上に到達し得る異物を効率的に除去できる。したがって、異物除去工程を行った後にＧａＮ層１２２を成長させる際、異物がＧａＮ層１２２に混入することをさらに抑制できる。

【0068】

以上説明した本実施形態によれば、吸着層を備えずに異物除去工程を行うため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0069】

（１）本実施形態では、上部排気口１０４ｂが備えられている。そして、異物除去工程を行う際には、排気ガスが上部排気口１０４ｂから排気されるようにしている。このため、種基板１２１より第１蓋部１０２側に位置する異物を効率的に除去でき、異物除去工程を行った後にＧａＮ層１２２を成長させる際、異物がＧａＮ層１２２に混入することをさらに抑制できる。

【0070】

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、遮蔽板を追加したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0071】

本実施形態のＧａＮ層製造装置では、図４に示されるように、成長装置１０に変位可能な遮蔽板１５０が備えられている。具体的には、遮蔽板１５０は、加熱容器１１０と種基板１２１との間に配置される変位状態と、加熱容器１１０と種基板１２１との間と異なる位置に配置される格納状態との切り替えを行うことができるように備えられている。なお、変位状態とは、言い換えると、第１、第５供給配管３１０、３５０の一端部と種基板１２１との間に遮蔽板１５０が配置される状態のことである。また格納状態とは、言い換えると、加熱容器１１０と種基板１２１との間に遮蔽板１５０が配置されない状態のことである。そして、図４では、遮蔽板１５０が変位状態である際の図を示している。

【0072】

以上が本実施形態におけるＧａＮ層製造装置の構成である。次に、上記ＧａＮ層製造装置を用いたＧａＮ層１２２の製造方法について説明する。

【0073】

本実施形態では、ＧａＮ層１２２を成長させる際には、遮蔽板１５０を格納状態となるように配置する。これにより、加熱容器１１０内に供給された各ガスの流れが遮蔽板１５０によって妨げられることを抑制できる。

【0074】

そして、異物除去工程を行う際には、遮蔽板１５０を変位状態とする。つまり、異物除去工程を行う際には、第１、第５供給配管３１０、３５０と種基板１２１との間に遮蔽板１５０が配置されるようにする。これにより、塩素ガスがＧａＮ層１２２に到達することを抑制でき、ＧａＮ層１２２がエッチングされることを抑制できる。なお、本実施形態では、遮蔽板１５０によって塩素ガスがＧａＮ層１２２に到達し難くなる。このため、異物除去工程を行う際、第２供給配管３２０からアンモニアガスが供給されていなくてもよい。また、異物除去工程を行う際、台座１２０の回転数が少なくなるようにしなくてもよい。

【0075】

以上説明した本実施形態によれば、吸着層を備えずに異物除去工程を行うため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0076】

（１）本実施形態では、遮蔽板１５０が備えられており、異物除去工程を行う際には、遮蔽板１５０を変位状態とする。これにより、塩素ガスがＧａＮ層１２２に到達することを抑制でき、ＧａＮ層１２２がエッチングされることを抑制できる。

【0077】

（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、第１供給配管３１０に第６供給配管を連結したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0078】

本実施形態のＧａＮ層製造装置では、図５に示されるように、第１供給配管３１０に、バルブ等で構成される切替部４００を介して第６供給配管３６０が備えられている。なお、第６供給配管３６０は、切替部４００と反対側の端部が図示しないガス供給源と接続され、キャリアガスとしての窒素ガスが供給されるようになっている。そして、成長装置１０には、切替部４００が調整されることにより、生成装置２０から三塩化ガリウムガスが供給されるか、または第６供給配管３６０から窒素ガスが供給される。

【0079】

以上が本実施形態におけるＧａＮ層製造装置の構成である。次に、上記ＧａＮ層製造装置を用いたＧａＮ層１２２の製造方法について説明する。

【0080】

本実施形態では、ＧａＮ層１２２を成長させる際には、切替部４００を調整し、生成装置２０から三塩化ガリウムガスが成長装置１０へ供給されるようにする。

【0081】

一方、異物除去工程を行う際には、第５供給配管３５０から成長装置１０へ塩素ガスを供給し、第１供給配管３１０を介して生成装置２０から成長装置１０へ塩素ガスが供給されないようにする。この際、第１供給配管３１０から成長装置１０へのガスの供給を停止すると、成長装置１０内のガスの量や流れが変化し、その後のＧａＮ層１２２の成長が行い難くなる可能性がある。このため、本実施形態では、異物除去工程を行う際には、切替部４００を調整し、成長装置１０へ第６供給配管３６０から窒素ガスが供給されるようにする。これにより、成長装置１０内のガスの量や流れが変化することを抑制できる。

【0082】

以上説明した本実施形態によれば、吸着層を備えずに異物除去工程を行うため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0083】

（１）本実施形態では、異物除去工程を行う際には、第５供給配管３５０から成長装置１０へ塩素ガスを供給し、第１供給配管３１０を介して生成装置２０から成長装置１０へ塩素ガスが供給されないようにする。また、異物除去工程を行う際には、切替部４００を調整し、成長装置１０へ第６供給配管３６０から窒素ガスが供給されるようにする。これにより、成長装置１０内のガスの量や流れが変化することを抑制でき、その後のＧａＮ層１２２の成長が行い難くなることを抑制できる。

【0084】

（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、収容室を追加したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0085】

本実施形態のＧａＮ層製造装置は、図６に示されるように、成長装置１０および生成装置２０に加え、収容室３０が備えられている。収容室３０は、種基板１２１や、種基板１２１上にＧａＮ層１２２を成長させたウェハを収容するものであり、成長用容器１００と同様に、石英ガラス等で構成され、箱状とされている。

【0086】

収容室３０の周囲には、例えば、誘導加熱用コイルや直接加熱用コイル等の加熱コイルによって構成され、成長用容器１００の周囲を囲むように配置された加熱装置３１が配置されている。そして、本実施形態の加熱装置３１は、収容室３０内が１０００～１３００℃程度となるように駆動される。言い換えると、加熱装置３１は、収容室３０内がＧａＮ層１２２を成長させる際の種基板１２１の周囲の温度と同じ温度となるように駆動される。なお、本実施形態における収容室３０が種基板１２１の周囲の温度と同じ温度とは、誤差を含むものであり、例えば、ＧａＮ層１２２を成長させる際の種基板１２１の周囲の温度に対して収容室３０の温度が±２０％程度の温度となっている場合も含んでいる。

【0087】

また、収容室３０には、収容室３０内にアンモニアガスを供給するための供給配管３２が備えられていると共に排気用の排気口３３が備えられている。

【0088】

収容室３０は、搬送通路４０を介して成長装置１０と連結されている。また、搬送通路４０には、開閉可能な仕切扉４１が備えられている。そして、成長装置１０と収容室３０とは、仕切扉４１が開状態である際に連通状態となり、仕切扉４１が閉状態である際に分離された状態となる。

【0089】

さらに、本実施形態のＧａＮ層製造装置は、特に図示しないが、搬送通路４０を通過して成長装置１０と収容室３０との間で種基板１２１を搬送可能な搬送部が備えられている。そして、搬送部により、収容室３０内から種基板１２１を成長装置１０内へ搬送すると共に、成長装置１０内からＧａＮ層１２２を成長させた種基板１２１を収容室３０内へ搬送可能となっている。

【0090】

以上が本実施形態におけるＧａＮ層製造装置の構成である。次に、上記ＧａＮ層製造装置を用いたＧａＮ層１２２の製造方法について説明する。

【0091】

本実施形態では、ＧａＮ層１２２を成長させる工程および異物除去工程を適宜行い、種基板１２１上にＧａＮ層１２２を成長させる。なお、ＧａＮ層１２２を成長させる際には、仕切扉４１が閉状態となっている。また、収容室３０は、加熱装置３１によって１０００～１３００℃程度に加熱されると共にアンモニアガスが充満された状態となるように調整されている。

【0092】

そして、ＧａＮ層１２２を成長させた後には、仕切扉４１を開状態とし、ＧａＮ層１２２を成長させた種基板１２１を収容室３０に搬送して収容すると共に、収容室３０から新たな種基板１２１を成長装置１０内へ搬送して台座１２０上に載置する。この際、本実施形態では、収容室３０が１０００～１３００℃程度に加熱されていると共にアンモニアガスが充満された状態となっている。このため、仕切扉４１を開状態にした際、成長装置１０内の状態が大きく変化することを抑制でき、その後のＧａＮ層１２２の成長を行い易くできる。

【0093】

以上説明した本実施形態によれば、吸着層を備えずに異物除去工程を行うため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0094】

（１）本実施形態では、収容室３０を備え、収容室３０は、搬送通路４０を介して成長装置１０と連結されている。そして、ＧａＮ層１２２を成長させた種基板１２１を収容室３０に搬送して収容すると共に、収容室３０から新たな種基板１２１を成長装置１０内へ搬送して台座１２０上に載置し、異なる種基板１２１上にＧａＮ層１２２を連続して成長させる。このため、複数の異なる種基板１２１にＧａＮ層１２２を製造する際、製造時間の短縮化を図ることができる。

【0095】

また、収容室３０は、１０００～１３００℃程度に加熱されていると共にアンモニアガスが充満された状態となるように調整される。このため、種基板１２１を搬送する際、成長装置１０内の状態が大きく変化することを抑制でき、その後のＧａＮ層１２２の成長を行い易くできる。

【0096】

（他の実施形態）
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【0097】

上記各実施形態において、成長装置１０の構成は適宜変更である。例えば、上記各実施形態では、台座１２０の回転および変位を行う回転変位機構１３２を備える例を説明したが、台座１２０の回転のみを行って変位を行わないようにしてもよい。

【0098】

また、上記各実施形態において、第２空間２１２に仕切壁２１４が備えられていなくてもよい。

【0099】

さらに、上記第１実施形態において、異物除去工程を行う際、アンモニアガスの供給を継続することと、台座１２０の回転数を少なくすることは、いずれか一方のみを行うようにしてもよい。また、上記第１実施形態において、異物除去工程を行う際、アンモニアガスの供給を継続することと、台座１２０の回転数を少なくすることは、行わないようにしてもよい。

【0100】

また、上記各実施形態において、第１供給配管３１０の他端部を生成装置２０と異なるガス供給源と接続し、このガス供給源からガリウム系ガスが成長装置１０へ供給されるようにしてもよい。

【0101】

さらに、上記各実施形態において、第４供給配管３４０から水素ガスが供給されず、三塩化ガリウムガスが種基板１２１に供給されるようにしてもよい。これによれば、三塩化ガリウムガスがアンモニアガスと反応してＧａＮ層１２２が成長させられる。

【0102】

そして、上記各実施形態を適宜組み合わせることもできる。例えば、上記第２実施形態を上記第３～第５実施形態に組み合わせ、上部排気口１０４ｂを備えるようにしてもよい。上記第３実施形態を上記第４、第５実施形態に組み合わせ、遮蔽板１５０を備えるようにしてもよい。上記第４実施形態を上記第５実施形態に組み合わせ、第６供給配管３６０を備えるようにしてもよい。さらに、上記各実施形態を組み合わせたもの同士をさらに組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0103】

１０ 成長装置
１０１ａ 中空部
１００ 成長用容器
１２０ 台座
１２１ 種基板
１２２ ＧａＮ層
２３１ 第１誘導配管
２３２ 第２誘導配管
３１０ 第１供給配管
３２０ 第２供給配管
３３０ 第３供給配管
３５０ 第５供給配管（エッチングガス用供給配管）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】