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特開2023-93304ＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜の蒸着方法、蒸着装置、および、これを用いて得られたＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着基板
(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】P2023093304
(43)【公開日】2023-07-04
(54)【発明の名称】ＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜の蒸着方法、蒸着装置、および、これを用いて得られたＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着基板
(51)【国際特許分類】
C30B 29/16 20060101AFI20230627BHJP
C30B 25/20 20060101ALI20230627BHJP
C23C 16/40 20060101ALI20230627BHJP
H01L 21/365 20060101ALI20230627BHJP
【ＦＩ】
C30B29/16
C30B25/20
C23C16/40
H01L21/365
【審査請求】有
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022125784
(22)【出願日】2022-08-05
(31)【優先権主張番号】10-2021-0185166
(32)【優先日】2021-12-22
(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】100121382
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 託嗣
(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 ゴン
【テーマコード（参考）】
4G077
4K030
5F045
【Ｆターム（参考）】
4G077AA03
4G077BB10
4G077DB05
4G077EA02
4G077EA06
4G077ED04
4G077ED05
4G077ED06
4G077EE01
4G077HA12
4G077TA04
4G077TA07
4G077TB04
4G077TH01
4G077TJ03
4G077TK13
4K030AA03
4K030AA18
4K030BA08
4K030BA42
4K030BB02
4K030CA04
4K030CA12
4K030DA02
4K030EA01
4K030JA05
4K030JA06
4K030JA10
5F045AA03
5F045AB40
5F045AC03
5F045AC11
5F045AC13
5F045AC15
5F045AD12
5F045AD13
5F045AD14
5F045AD15
5F045AD16
5F045AF11
5F045AF13
5F045DP14
5F045EE12
(57)【要約】
【課題】蒸着方向を多様にすることができ、表面欠陥を最小化することができるＧａ２Ｏ３のエピタキシャル技術開発が要求される。
【解決手段】本発明は、ＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜の蒸着方法、蒸着装置、および、これを用いたＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着基板に関し、本発明の一態様によれば、半導体単結晶基板上に中央供給路を通じてＧａＣｌガスを供給する第１段階と、前記ＧａＣｌガスが供給される前記半導体単結晶基板上に酸素およびＨＣｌガスを供給する第２段階と、を含むＧａ２Ｏ３結晶膜の蒸着方法を提供する。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、ＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜の蒸着方法、蒸着装置、および、これを用いたＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着基板に関し、本発明の一態様によれば、半導体単結晶基板上に中央供給路を通じてＧａＣｌガスを供給する第１段階と、前記ＧａＣｌガスが供給される前記半導体単結晶基板上に酸素およびＨＣｌガスを供給する第２段階と、を含むＧａ２Ｏ３結晶膜の蒸着方法を提供する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体単結晶基板上に中央供給路を通じてＧａＣｌガスを供給する第１段階と、
前記ＧａＣｌガスが供給される前記半導体単結晶基板上に酸素およびＨＣｌガスを供給する第２段階と、を含む、ＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着方法。
前記ＧａＣｌガスが供給される前記半導体単結晶基板上に酸素およびＨＣｌガスを供給する第２段階と、を含む、ＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着方法。
【請求項2】
前記ＨＣｌガスは、前記中央供給路から区分される迂回供給路を通じて供給されることを特徴とする請求項１に記載のＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着方法。
【請求項3】
前記ＨＣｌガスは、窒素とともに供給されることを特徴とする請求項２に記載のＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着方法。
【請求項4】
前記ＨＣｌガスは、１０ｓｃｃｍ以上の流量で供給されることを特徴とする請求項２に記載のＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着方法。
【請求項5】
前記ＨＣｌガスと前記ＧａＣｌガスとの気体分圧の比率は、１：５と同じか大きいことを特徴とする請求項１に記載のＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着方法。
【請求項6】
前記ＨＣｌガスと前記ＧａＣｌガスとの気体分圧の比率は、２：５と同じか大きいことを特徴とする請求項５に記載のＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着方法。
【請求項7】
前記ＧａＣｌガスと前記ＨＣｌガスとの気体分圧の比率は、５：４より大きいことを特徴とする請求項６に記載のＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着方法。
【請求項8】
前記第１段階は、
ガリウムにガリウム反応用ＨＣｌガスを５０ｓｃｃｍ以上３００ｓｃｃｍ以下の流量で供給する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着方法。
ガリウムにガリウム反応用ＨＣｌガスを５０ｓｃｃｍ以上３００ｓｃｃｍ以下の流量で供給する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着方法。
【請求項9】
ＧａＣｌガスが供給され、反応部と連結される中央供給路と、
前記中央供給路と区分され、酸素およびＨＣｌガスが供給され、反応部と連結される迂回供給路と、
Ｇａ２Ｏ３基板が装着される前記反応部を含むＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着装置。
前記中央供給路と区分され、酸素およびＨＣｌガスが供給され、反応部と連結される迂回供給路と、
Ｇａ２Ｏ３基板が装着される前記反応部を含むＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着装置。
【請求項10】
前記中央供給路および前記迂回供給路は、４５０℃以上９００℃以下に制御されることを特徴とする請求項９に記載のＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着装置。
【請求項11】
前記中央供給路および前記迂回供給路は、入口から前記ＧａＣｌガスが蒸発して移動する区域まで、順次に温度が高まるように制御されることを特徴とする請求項１０に記載のＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着装置。
【請求項12】
前記中央供給路および前記迂回供給路は、前記入口から前記ＧａＣｌカスが蒸発して移動する区域まで、注入部、蒸発部、及び移送部に区分され、
前記注入部は、４５０℃以上６５０℃以下に制御され、
前記蒸発部は、５５０℃以上７５０℃以下に制御され、
前記蒸発部は、７５０℃以上９００℃以下に制御されることを特徴とする請求項１１に記載のＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着装置。
前記注入部は、４５０℃以上６５０℃以下に制御され、
前記蒸発部は、５５０℃以上７５０℃以下に制御され、
前記蒸発部は、７５０℃以上９００℃以下に制御されることを特徴とする請求項１１に記載のＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着装置。
【請求項13】
前記反応部は、８５０℃以上１１５０℃以下に制御されることを特徴とする請求項９に記載のＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着装置。
【請求項14】
前記反応部は、前記中央供給路および前記迂回供給路に近い区域から反応気体が放出される区域まで、移入部、蒸着部、及び放出部に区分され、
前記移入部は、９５０℃以上１１５０℃以下に制御され、
前記蒸着部は、９００℃以上１０５０℃以下に制御され、
前記放出部は、８５０℃以上９５０℃以下に制御されることを特徴とする請求項１３に記載のＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着装置。
前記移入部は、９５０℃以上１１５０℃以下に制御され、
前記蒸着部は、９００℃以上１０５０℃以下に制御され、
前記放出部は、８５０℃以上９５０℃以下に制御されることを特徴とする請求項１３に記載のＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着装置。
【請求項15】
成長した（Ａｓ ｇｒｏｗｎ）状態で基板表面に発見される欠陥の密度が４．５７×１０４／ｃｍ２以下であることを特徴とするＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着基板。
【請求項16】
前記基板表面は、１００ｇ／ｃｍ２の圧力で１８０分以下の時間で表面をＣＭＰ技術で研磨した際、基板表面の欠陥が全て研磨されることを特徴とする請求項１５に記載のＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着基板。
【請求項17】
前記基板表面は、（００２）および（－４０２）面のＦＷＨＭ（Ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕ ｍ）の値が１００ａｒｃｓｅｃ以下であり、表面粗さＲａが２５４．９ｎｍ以下であり、Ｒｔが２３１２ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１５に記載のＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着基板。
【請求項18】
前記基板表面は、欠陥の密度が２．２９×１０４／ｃｍ２以下であり、（００２）および（－４０２）の面の半値全幅の値が９０ａｒｃｓｅｃ以下であり、Ｒａが７１．５ｎｍ以下であり、Ｒｔが１１５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１５に記載のＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着基板。
【請求項19】
前記基板表面は、欠陥の密度が１．１４×１０４／ｃｍ２以下であり、（００２）および（－４０２）の面の半値全幅の値が３０ａｒｃｓｅｃ以下であり、表面粗さＲａが１１．４２ｎｍ以下、Ｒｔが２０３．２０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１５に記載のＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＨＶＰＥ法(ハイドライド気相成長法; Hydride Vapor Phase Epitaxy)によるＧａ２Ｏ３結晶膜の蒸着方法、蒸着装置、および、これを用いて得られたＧａ２Ｏ３結晶膜蒸着基板に関し、より詳細には、表面欠陥を最小化したＧａ２Ｏ３結晶膜の蒸着方法、蒸着装置、および、これを用いて得られた結晶膜蒸着基板に関する。
【背景技術】
【0002】
従来のＳｉベース電力半導体素子は、本質的な物性の限界に起因して技術発展に比べて性能改善の限界に到達して、ＷＢＧ（Ｗｉｄｅ ｂａｎｄｇａｐ; ワイドバンドギャップ）とＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ－ｗｉｄｅ ｂａｎｄｇａｐ; 超ワイドバンドギャップ）特性を有する電力半導体素材の産業的必要性がますます拡大している。
【0003】
ＵＷＢ(超ワイドバンドギャップ)のＧａ２Ｏ３素材は、ＧａＮまたはＳｉＣに比べて、製造費用が略１／３～１／５の水準と安いため、価格競争力を備えた次世代電力半導体用のウェハーである。
【0004】
特に、ＵＷＢのＧａ２Ｏ３素材は、バンドギャップ（Ｂａｎｄｇａｐ）による耐降伏電圧特性によって同じ降伏電圧を有するようにするために、薄膜の厚さを略１／３の程度と薄く成長することができるだけでなく、高温成長ではないので、これに伴う費用を節減することができる。
【0005】
Ｇａ２Ｏ３のエピタキシャル技術は、β－Ｇａ２Ｏ３基板の上に同種のβ－Ｇａ２Ｏ３単結晶層を成長させるか、サファイアなどの異種基板の上にα－Ｇａ２Ｏ３単結晶層を成長させる技術であって、高品位の単結晶層を得るための技術と、ｎタイプ（ｎ－ｔｙｐｅ）特性を得るためのドーピング技術とを含む。
【0006】
Ｇａ２Ｏ３物質は、最も安定した形態であるβ－Ｇａ２Ｏ３を基本とし、その他に４種類（α、β、δ、ε）の相として存在する。
【0007】
β－Ｇａ２Ｏ３は、高温で最も安定した構造であって、インゴット成長が容易であり、α－Ｇａ２Ｏ３相は、５００℃以下の低温領域で相対的に安定した構造であり、残りの相は、いずれも、準安定（Ｍｅｔａ－ｓｔａｂｌｅ）構造であり、不安定な状態で存在する。
【0008】
β－Ｇａ２Ｏ３物質は、略４．８～４．９ｅＶのバンドギャップを有していて、単斜晶系構造であり、蒸着時に表面欠陥が大きく、劈開特性を有していることから、表面加工に困難性がある。これによって、成長したエピタキシャル層の表面欠陥を減少させるＧａ２Ｏ３のエピタキシャル技術開発が行われている。
【0009】
最近、日本国特許登録６７４４５２３号公報（２０２０．０８．０４．公告）には、ＨＶＰＥ（Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法を用いて、表面欠陥が最小となる成長方向に成長する方法に対する発明が提案された。
【0010】
しかし、このような方法は、蒸着方向を特定方向に限定するので、多様な結晶方向の蒸着面を作ることができないという問題がある。
【0011】
これによって、蒸着方向を多様にすることができ、表面欠陥を最小化することができるＧａ２Ｏ３のエピタキシャル技術開発が要求される。
【0012】
なお、前述した背景技術は、必ずしも、本発明の出願前に一般公衆に公開された公知技術とはいえない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【特許文献1】日本国特許登録６７４４５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明の一実施例は、成長方向を多様化することができるので、Ｇａ２Ｏ３結晶膜の成長の自由度が高く、欠陥の数字と深さを最小化することができる、ＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜の蒸着方法、蒸着装置、および、これを用いたＧａ２Ｏ３結晶膜の蒸着基板を提供することに目的がある。
【課題を解決するための手段】
【0015】
前述のような技術的課題を達成するための技術的手段として、本発明の一態様によれば、ＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜の蒸着方法は、半導体単結晶基板上に、中央供給路を通じてＧａＣｌガスを供給する第１段階と、前記ＧａＣｌガスが供給される前記半導体単結晶基板上に、酸素およびＨＣｌガスを供給する第２段階と、を含む。
【0016】
本発明の一態様によると、前記ＨＣｌガスは、中央供給路と区分される迂回供給路を通じて供給されうる。
【0017】
本発明の一態様によれば、前記ＨＣｌガスは、窒素とともに供給されうる。
【0018】
本発明の一態様によれば、前記ＨＣｌガスは、１０ｓｃｃｍ以上の流量で投入されうる。
【0019】
本発明の一態様によれば、前記ＨＣｌガスと前記ＧａＣｌガスとの気体分圧は、１：５と同じか、大きくてもよい。
【0020】
本発明の一態様によれば、前記ＨＣｌガスと前記ＧａＣｌガスとの気体分圧は、２：５と同じか、大きくてもよい。
【0021】
本発明の一態様によれば、前記ＧａＣｌガスと前記ＨＣｌガスとの気体分圧は、５：４より大きくてもよい。
【0022】
本発明の一態様によれば、前記第１段階は、ガリウムに、ガリウム反応用ＨＣｌガスを５０ｓｃｃｍ以上３００ｓｃｃｍ以下の流量で供給する段階を含んでもよい。
【0023】
本発明の他の態様によれば、Ｇａ２Ｏ３結晶膜の蒸着装置は、ＧａＣｌガスが供給され、反応部と連結される中央供給路と、前記中央供給路から区分され、酸素およびＨＣｌガスが供給され、反応部に連結される迂回供給路と、Ｇａ２Ｏ３基板が装着される前記反応部と、を含む。
【0024】
本発明の他の態様によれば、前記中央供給路および前記迂回供給路は、４５０℃以上９００℃以下に制御されうる。
【0025】
本発明の他の態様によれば、前記中央供給路および前記迂回供給路は、入口から前記ＧａＣｌガスが蒸発して移動する区域まで、順次に温度が高まるように制御されうる。
【0026】
本発明の他の態様によれば、前記中央供給路および前記迂回供給路は、前記入口から前記ＧａＣｌガスが蒸発して移動する区域まで、注入部、蒸発部、及び移送部に区分され、前記注入部は、４５０℃以上６５０℃以下に制御され、前記蒸発部は、５５０℃以上７５０℃以下に制御され、前記移送部は、７５０℃以上９００℃以下の温度に制御されうる。
【0027】
本発明の他の態様によれば、前記反応部は、８５０℃以上１１５０℃以下に制御されうる。
【0028】
本発明の他の態様によれば、前記反応部は、前記中央供給路および前記迂回供給路に近い区域から反応器体が放出される区域まで、移入部、蒸着部、及び放出部に区分され、前記移入部は、９５０℃以上１１５０℃以下に制御され、前記蒸着部は、９００℃以上１０５０℃以下に制御され、前記放出部は、８５０℃以上９５０℃以下に制御されうる。
【0029】
本発明のさらに他の一態様によれば、Ｇａ２Ｏ３薄膜蒸着基板は、成長した（ａｓ ｇｒｏｗｎ）状態で基板の表面に発見される欠陥の密度が４．５７×１０４／ｃｍ２以下であってもよい。
【0030】
本発明のさらに他の一態様によれば、前記薄膜蒸着基板は、１００ｇ／ｃｍ２の圧力にて１８０分以下の時間で表面をＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing)技術で研磨した際、基板表面の欠陥が全て研磨されうる。この際、例えば、シリカスラリー、ナノセリアスラリーなどをCMPスラリーとして用いることができる。
【0031】
本発明のさらに他の一態様によれば、前記薄膜蒸着基板は、（００２）および（－４０２）の面の半値全幅（ＦＷＨＭ；Ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ）の値が１００ａｒｃｓｅｃ(秒角)以下であり、算術平均粗さＲａが３００ｎｍ以下であり、最大断面高さＲｔが２５００ｎｍ以下であってもよい（JJIS B 0601-2001）。
【0032】
本発明のさらに他の一態様によれば、前記薄膜蒸着基板は、欠陥の密度が２．２９×１０４／ｃｍ２以下であり、（００２）および（－４０２）の面の半値全幅（ＦＷＨＭ；Ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ）の値が１００ａｒｃｓｅｃ以下であり、表面粗さＲａが７１ｎｍ以下であり、Ｒｔが１１５０ｎｍ以下であってもよい。
【0033】
本発明のさらに他の一態様によれば、前記薄膜蒸着基板は、欠陥の密度が１．１４×１０４／ｃｍ２以下であり、（００２）および（－４０２）の面の半値全幅（ＦＷＨＭ；Ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｈａｌｆ ｍａｘｉｍｕｍ）の値が３０ａｒｃｓｅｃ以下であり、表面粗さＲａが１１．４２ｎｍ以下であり、Ｒｔが２０３．２０ｎｍ以下であってもよい。
【発明の効果】
【0034】
前述した本発明の課題解決手段のうちの、いずれか一つによれば、本発明の一実施例は、蒸着方向と関係なく、表面欠陥が最小化した蒸着表面を有するＧａ２Ｏ３蒸着基板を提供することができる。
【0035】
前述した本発明の課題解決手段のうちの、いずれか一つによれば、本発明の一実施例は、製品蒸着後、表面研磨（ｃｈｅｍｉｃａｌ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；ＣＭＰ）にかかる時間が最小化される基板を製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】本発明の一実施例によるＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３蒸着方法のフローチャートである。
【図2】本発明の一実施例によるＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３蒸着方法を行うための蒸着装置および反応過程を示す概念図である。
【図5】本文の表１と２の比較例および実施例に対する表面に対する光学顕微鏡の５０倍、２００倍、５００倍の表面写真を羅列した表である。
【図6a】迂回供給路に供給したＨＣｌガスの流量と（００２）面と（－４０２）面の半値全幅（ＦＷＨＭ）を示すグラフである。
【図6b】迂回供給路に供給したＨＣｌガスの流量とこれによる成長表面の粗さ（Ｒａ、Ｒｔ）を示すグラフである。
【図7】表面研磨の前後に表面を観察した、光学顕微鏡の５０倍の表面写真である。
【図8】中央供給路に過量のＨＣｌガスを投入するとき、Ｇａ２Ｏ３蒸着装置の反応過程を示す概念図である。
【図9a】中央供給路に投入されたＨＣｌガスの量とＧａ２Ｏ３の成長速度を示すグラフである。
【図9b】中央供給路に供給したＨＣｌガスの流量と（００２）面及び（－４０２）面の半値全幅を示すグラフである。
【図10a】Ｘ方向とＹ方向を定義するために、蒸着面にＸとＹを表示した表面の写真である。
【図10b】Ｘ方向の表面の粗さＲａおよびＲｔを中央供給路に供給されたＨＣｌガスの流量と比較したグラフである。
【図10c】Ｙ方向の表面の粗さＲａおよびＲｔを中央供給路に供給されたＨＣｌガスの流量と比較したグラフである。
【図11】本発明の一実施例によるＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３蒸着方法の一例と比較例を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【0037】
以下では、添付の図面を参照して本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施することができるように本発明の実施例を詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態で具現されることができ、ここで説明する実施例に限定されない。また、図面において本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は省略し、明細書全般において類似の部分に対しては、類似の図面符号を付けた。
【0038】
明細書全般において、任意の部分が他の部分と「連結」されているというとき、これは、「直接的に連結」されている場合だけでなく、その中間に他の素子を間に置いて「間接的に連結」されている場合も含む。また、任意の部分がある構成要素を「含む」というとき、これは、特に反対になる記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいことを意味する。
【0039】
以下、添付の図面を参照して本発明を詳細に説明することとする。
【0040】
図１は、本発明の一実施例によるＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３蒸着方法のフローチャートであり、図２は、本発明の一実施例によるＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３蒸着方法を行うための蒸着装置および反応過程を示す概念図である。図３は、本発明の一実施例による図２の蒸着装置のライン別の気体投入流量を示すグラフである。図４は、図２の蒸着装置において、ブロック別の制御温度を示すグラフである。
【0041】
【0042】
ＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３結晶膜の蒸着方法は、半導体単結晶基板上に中央供給路を通じてＧａＣｌガスを供給する第１段階と、前記ＧａＣｌガスが供給される前記半導体単結晶基板上に酸素およびＨＣｌガスを供給する第２段階と、を含む。
【0043】
ここで、ＨＣｌガスは、窒素とともに供給されることができる。
【0044】
ＨＣｌガスは、蒸着が行われるとき、蒸着面の表面エネルギーの高い部分をエッチングする役割をすることができる。この場合、曲率の大きい部分の表面エネルギーが高いので、曲率の高い部分が選択的にエッチングされる。したがって、蒸着が行われる際、ＨＣｌガスを追加することによって、曲率の高い部分が最小化されて蒸着面が形成されることができ、表面粗さが低減することができる。
【0045】
ＨＶＰＥ法において原料のガリウムを気化する原料は、ＨＣｌガスである。ＨＣｌガスは、酸化力を有する物質であるから、蒸着が行われる際、同一の物質であるＨＣｌガスを追加することができる。
【0046】
ＧａＣｌガスが酸素と反応する際、ＨＣｌガスと反応気体の割合が厳格に維持されなければならないので、ＨＣｌガスは、ＧａＣｌガスが供給される中央供給路と区分される迂回供給路に供給されることができる。具体的に、ＨＣｌガスは、１０ｓｃｃｍ以上の流量で供給されうる。
【0047】
ここで、ＨＣｌガスとＧａＣｌガスとの気体分圧の比率は、１：５と同じか大きい値であってもよく、好ましくは、２：５と同じか、これより大きい値であってもよい。この値が効率的な理由は、図５および［表１］を参照して後述する。
【0048】
ＧａＣｌガスとＨＣｌガスとの気体分圧の比率が５：４より小さければ、蒸着速度が過度に低くなるので、５：４より大きいことが好ましい。
【0049】
本制御方法は、図２に示されたＧａ２Ｏ３結晶膜の蒸着装置で行われてもよい。
【0050】
図２に示されたように、本発明によるＧａ２Ｏ３結晶膜の蒸着装置は、ＧａＣｌガスが供給され、反応部と連結される中央供給路２００と、中央供給路２００から区分され、酸素およびＨＣｌガスが供給され、反応部２２０と連結される迂回供給路２１０と、Ｇａ２Ｏ３基板が装着される反応部２２０と、を含み、反応部位別温度を制御する加熱器２３３、２３５、２３７、２４３、２４５、２４７をさらに含む。
【0051】
本発明の一実施例によるＧａ２Ｏ３結晶膜の蒸着装置は、ソースと反応気体を別途の供給路に供給し、特に、ＨＣｌガスを別途の迂回供給路２１０を通じてさらに供給するという特徴を有する。
【0052】
具体的に、中央供給路２００と迂回供給路２１０に供給されるガスについての成分別の流量を示す図３のグラフを参照して説明する。
【0053】
各列の内容を説明すると、「個別ライン（Ｌｉｎｅ）」は、ライン別に供給される原料の種類を示す。各ライン別に供給される気体流量の単位は、ｓｃｃｍ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｃｕｂｉｃ Ｃｅｎｔｉｍｅｔｅｒ ｐｅｒ Ｍｉｎｕｔｅ）である。「Ｒａｔｉｏ ｏｆ Ｆｌｏｗ（Ｇ１）」は、実際に蒸着反応が起こるＧ１段階における、全体の気体供給流量に対する分圧を示す。
【0054】
「Ｔｏｔａｌ Ｆｏｌｗ」には、段階別の総流量が記載されていて、ＨＶＰＥ蒸着工程で一般に行われる装着（ｌｏａｄｉｎｇ）、維持（ｈｏｌｄｉｎｇ）、基板表面酸化（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）、ＧａＣｌガス準備（Ｇａ－Ｔ）、蒸着（Ｇ１）、及び終了（ｕｎｌｏａｄｉｎｇ）の６つの段階にわたる各ラインの気体圧力を示す。
【0055】
各ライン別の気体供給挙動を説明すれば、以下の通りである。
【0056】
バックグラウンド窒素ライン（ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ Ｎ２：ＢＧ＿Ｎ２）３０１は、反応中に起こる気体分圧の急変や渦流の形成にもかかわらず、気体が逆流せず、一定の割合が維持されるようにバックグラウンド窒素を供給する。不活性気体である窒素が５０％以上の割合で中央供給路２００と迂回供給路２１０の両方ともに供給されることができる。バックグラウンド窒素ライン３０１は、６つの段階の間にわたって、一定の値を維持することができる。
【0057】
不活性気体である窒素は、中央供給路２００にさらに供給されることができる。バランス窒素ライン（ｂａｌａｎｃｅ Ｎ２）３０３は、内圧の微細調整のために、バランス窒素を供給することができる。バランス窒素は、蒸着表面品質の微細調整のために、さらに供給されうる。バランス窒素は、６つの段階の間にわたって、一定の値を維持し、必要に応じて調整されたまま、蒸着工程を行うことができる。
【0058】
迂回供給窒素ライン（Ｏ２＿Ｎ２）３１１は、迂回供給路２１０に窒素を供給することができる。迂回供給路２１０は、酸素が供給されるための供給路であるが、酸素だけが供給される場合、反応速度をすべての領域で均一に維持しにくいという問題がある。不活性気体である窒素を酸素と混入することで、酸素を希釈して供給することができる。迂回供給路２１０に供給される窒素も、６つの段階の間にわたって、一定の値を維持することができる。
【0059】
中央供給窒素ライン（Ｇａ＿ＨＣｌ＿Ｎ２）３０５は、中央供給路２００に窒素を供給することができる。中央供給路２００は、ＨＣｌガスがガリウムと反応してＧａＣｌガスを形成する反応区間である。ここで、反応速度を制御するために、ＨＣｌガスを希釈する必要があり、このために、不活性気体がさらに供給される。供給される窒素は、供給されるＨＣｌガスの１０倍内外であってもよい。中央供給窒素ライン３０５は、６つの段階の間にわたって、窒素の供給流量を一定の値に維持することができる。
【0060】
実際反応気体は、各段階別に相異に制御される。基板を装着し、気体フローを維持する区間（ｌｏａｄｉｎｇ，ｈｏｌｄｉｎｇ）には、反応気体であるＧａＣｌガスおよび酸素を供給しない。基板表面酸化（Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）段階の間は、迂回供給路２１０に酸素のみを供給する。ＧａＣｌガス準備（Ｇａ－Ｔ）段階には、中央供給路２００にハロゲン酸であるＨＣｌガスを供給してＧａＣｌガスが均一に流れるように維持する。以後、反応が起こる蒸着（Ｇ１）段階にて、迂回供給路２１０に酸素およびＨＣｌガスを供給し、中央供給路２００にＧａＣｌガスを続いて供給して蒸着を起こす。以後、終了（ｕｎｌｏａｄｉｎｇ）段階にて、すべての反応ガスの供給を中止する。
【0061】
これを各反応気体の供給ライン別に工程を確認すると、以下の通りである。
【0062】
基板の表面を酸化させる酸化区間（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）と反応が起こる蒸着するＧ１期間に酸素ライン（Ｏ２）３１５は、酸素を迂回供給路２１０に供給し、残りの期間には、酸素の供給を中止することができる。基板の種類によって異なるが、蒸着直前に表面研磨工程を行った場合、表面の酸化膜が除去されて、表面蒸着が難しくなりうる。Ｇ１期間の前に酸化区間（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）を置いて、一定時間、酸素を基板の上に供給する。酸素が供給されると、基板表面に酸化膜が形成されうる。以後、酸素の供給を中止する。
【0063】
基板の酸化が終わった後、ＧａＣｌガス準備段階で中央供給塩酸ライン（Ｇａ＿ＨＣｌ）３０７は、中央供給路２００にＨＣｌガスを供給することができる。ＨＣｌガスとガリウムの初期反応が起こる時間の不均一を回避するための段階であるから、ＨＣｌガスは、蒸着時に投入されるＧａＣｌガスの量より少ない量を供給しても関係ない。
【0064】
蒸着段階（Ｇ１）で中央供給塩酸ライン３０７は、中央供給路２００にＨＣｌガスの供給を持続し、必要に応じて供給流量を増大させることができる。また、酸素供給ライン３１５は、酸素をさらに供給する。酸素の供給が不十分である場合、ＧａＣｌガスが酸素と十分に反応せず、ＧａＣｌガスがそのまま排気されうる。ガリウム原料の無駄を防ぐために、酸素は、ＧａＣｌガスに比べて過量で供給されうる。中央供給塩酸ライン３０７に供給されるＨＣｌガスは、酸素に比べて５％内外の分圧で供給されることができる。
【0065】
反応が起こるＧ１期間に迂回供給路２１０にＨＣｌガスがさらに供給される。ＨＣｌガスは、ガリウムをハロゲン化するのに用いられる原料にもなるので、単一のソースとして活用できる長所がある。迂回供給塩酸ライン（ＨＣｌ）３１３は、Ｇ１段階で供給される酸素と比較して１％以上の割合でＨＣｌガスを供給することができ、中央供給塩酸ライン３０７に供給されるＨＣｌガス(Ga_HCl)の量に比べて２０％以上の割合でＨＣｌガス(Side_HCl)を供給することができる。迂回供給塩酸ライン３１３は、Ｇ１段階にのみ供給され、残りの期間には、ＨＣｌガスの供給を中止することができる。
【0066】
以上のように、中央供給路２００に供給されたＧａＣｌガスと、迂回供給路２１０を用いて供給されたＨＣｌガスとの比を精密に制御して、表面の欠陥が低減された結晶膜蒸着工程を行うことができる。
【0067】
【0068】
図２に示されたように、中央供給路２００と迂回供給路２１０の後端（下流端）は、反応部２２０と連結される。
【0069】
中央供給路２００では、ＨＣｌガスがガリウムと反応してＧａＣｌガスを生成し、反応部２２０では、ＧａＣｌガスと酸素が反応する。中央供給路２００と迂回供給路２１０に供給された原料は、類似した温度（反応温度）で反応部２２０に供給されなければならないので、これら供給路２００，２１０がまとめて共に加熱されることが好ましい。
【0070】
中央供給路２００と迂回供給路２１０は、ＨＣｌガスとガリウムの反応のための適正温度である４５０℃以上９００℃以下に制御されることが好ましい。反応部２２０は、塩化ガリウムガスが酸素と反応し、蒸着時に欠陥を最小化するようにするために、高い温度に制御されることが好ましい。具体的に、８５０℃以上１１５０℃以下に制御されることが好ましい。中央供給路２００と迂回供給路２１０の制御温度よりも、反応部２２０の制御温度がさらに高いので、中央供給路２００および迂回供給路２１０と反応部２２０との間の領域にて、順次に温度が上昇することが好ましい。
【0071】
したがって、中央供給路２００と迂回供給路２１０は、入口から、ＧａＣｌガスが蒸発して移動する区域まで、順次に温度が高まるように制御されることが好ましい。
【0072】
具体的に、中央供給路２００および迂回供給路２１０は、入口からＧａＣｌガスが蒸発して移動する区域まで、注入部２３３、蒸発部２３５、及び移送部２３７に区分され、注入部２３３は、４５０℃以上６５０℃以下に制御され、蒸発部２３５は、５５０℃以上７５０℃以下に制御され、移送部２３７は、７５０℃以上９００℃以下の温度に制御されうる。
【0073】
反応部２２０も、中央供給路２００および迂回供給路２１０に近い区域から、反応気体が放出される区域まで、移入部２４３、蒸着部２４５、及び放出部２４７に区分され、移入部２４３は、９５０℃以上１１５０℃以下に制御され、蒸着部２４５は、９００℃以上１０５０℃以下に制御され、放出部２４７は、８５０℃以上９５０℃以下に制御されうる。
【0074】
図５は、本文の表１及び２における比較例および実施例についての表面に対する、光学顕微鏡による５０倍、２００倍、及び５００倍の表面写真を羅列した表である。
【0075】
Ｎｏ．１は、迂回供給路にＨＣｌガス(Side_HCl)を追加しない場合の基板であり、Ｎｏ．２は、２０ｓｃｃｍの流量でＨＣｌガスを迂回供給路に供給して蒸着した基板であり、Ｎｏ．３は、４０ｓｃｃｍの流量でＨＣｌガスを迂回供給路に供給して蒸着した基板であり、Ｎｏ．４は、６０ｓｃｃｍの流量でＨＣｌガスが迂回供給路に供給して蒸着した基板である。本実験は、図３および図４の制御グラフで、迂回供給路に供給するＨＣｌガスの流量のみを変因として変化させて成長させた実験結果である。
【0076】
それぞれの成長条件および表面物性の測定結果は、［表１］に示された通りである。
【0077】
【表1】
【0078】
ここで、粗さ(Ra, Rt)は、Ｄｅｋｔａｋ １５０表面検査装置（株式会社アルバックの触針式表面形状測定器）を用いて測定したのであり、ロッキングカーブの半値全幅（ＦＷＨＭ of RC；単位が秒角(arc-sec)）は、各結晶面（002, -402）についてのＰａｎａｌｙｔｉｃａｌ社のＸ’ｐｅｒｔ Ｐｒｏ ＭＲＤ（高分解能X線回折装置）を用いて測定した。
【0079】
比較例Ｎｏ．１と実施例Ｎｏ．２～Ｎｏ．４を比較してみると、添加されるＨＣｌガスの流量が増えるほど表面粗さが減少し、半値全幅も減少することを確認することができる。したがって、ＧａＣｌガスを供給し、これを酸化して蒸着する（比較例Ｎｏ．１）よりも、反応性の高いガスをさらに供給し、酸化雰囲気を作った状態にてＧａＣｌガスを酸化および蒸着した方（実施例Ｎｏ．２～Ｎｏ．４）が、粗さの低減および結晶性の向上に役に立つことが分かる。
【0080】
平均粗さの場合、中央供給路に供給されるＨＣｌガス(Ga_HCl)の量と、迂回供給路に供給されるＨＣｌガス(Side_HCl)の量との比が５：１になるとき（Ｎｏ．２）から大きく低下し、ＦＷＨＭも小さくなって、結晶性が向上する効果があることが分かる。中央供給路に供給されるＨＣｌガスの量と迂回供給路に供給されるＨＣｌガスの量の比が５：２（Ｎｏ．３）を超える場合、最大粗さＲｔも大きく低下するという効果がある。また、中央供給路に供給されるＨＣｌガスの量と、迂回供給路に供給されるＨＣｌガスの量との比が５：３（Ｎｏ．４）を超える場合、結晶性が向上し、最大粗さおよび平均粗さが全て大きく低くなるという効果がある。
【0081】
図６ａは、迂回供給路に供給したＨＣｌガスの流量と、（００２）面と（－４０２）面の半値全幅（ＦＷＨＭ）を示すグラフであり、図６ｂは、迂回供給路に供給したＨＣｌガスの流量と、これによる成長表面の粗さＲａ、Ｒｔを示すグラフである。
【0082】
図６ａおよび図６bは、前記［表１］の記載内容を示すグラフである。前記［表１］から分かるように、迂回供給路に印加するＨＣｌガスの流量が１０ｓｃｃｍを超える場合、結晶性が大きく向上し、表面粗さも大きく減少することを確認することができる。
【0083】
具体的に、２０ｓｃｃｍ以上のＨＣｌガスを迂回供給路に供給する場合（すなわち迂回供給路に供給するＨＣｌガス(Side_HCl)と中央供給路に供給するＨＣｌガス(Ga_HCl)との比が１：５以上である場合）、Ｒａの値は３００ｎｍ以下に制御することができ、ＦＷＨＭ値は１００ａｒｃｓｅｃ以下に維持することができることが分かる。
【0084】
また、Ｎｏ．３のように、４０ｓｃｃｍ以上のＨＣｌガスを迂回供給路に供給する場合（すなわち迂回供給路に供給するＨＣｌガス(Side_HCl)と中央供給路に供給するＨＣｌガス(Ga_HCl)との比が２：５以上である場合）、Ｒｔの値は１１５０ｎｍ以下に維持することができることを確認することができる。
【0085】
また、Ｎｏ．４のように、６０ｓｃｃｍ以上のＨＣｌガスを迂回供給路に供給する場合、ＦＷＨＭの値は３０ａｒｃｓｅｃ以下であり、表面粗さＲａは１１．４２ｎｍ以下、Ｒｔは２０３．２０ｎｍ以下に維持することができる。
【0086】
前記［表１］および図５のＮｏ．１～Ｎｏ．４の写真を通じて分かるように、迂回供給路に供給されるＨＣｌガスの流量が増えるほど表面粗さが減少する傾向を示し、全く入れなかった場合（図５のＮｏ．１）と比較して、大きく粗さが減少する姿を確認することができる。
【0087】
具体的に、Ｇａ２Ｏ３を蒸着した場合、成長のための原料ガスが通る方向に屈曲が生成される。ここで、表面に発生する線状のくぼみをピートという。
【0088】
このピートの個数を、５００倍に拡大した光学写真にて計数するという方式で、粗さを定義することもできる。具体的に、２４１．４μｍ×１８１．１μｍを撮影した光学写真にてピートの個数を計数し、単位面積当たりのピートの個数を示すと、［表２］の通りである。
【0089】
【表2】
【0090】
実施例のうち最もピートが多く発生したＮｏ．２は、比較例Ｎｏ．１に比べてピートの発生数が２０％以下と少なくなり、そのため、容易に研磨できるという効果がある。ピートの密度が４．５７×１０４／ｃｍ２より小さい場合、さらに小さい研磨でも表面欠陥を除去することができる。
【0091】
好ましくは、中央供給路と迂回供給路に供給するＨＣｌガスの比は、１０：４以下１０：６以上の値であってもよい。この場合、図６に示されたように、Ｒｔの値は、１１５０ｎｍ以下であり、ピートの密度は、２．２９×１０４／ｃｍ２以下に維持することができる。
【0092】
また、中央供給路と迂回供給路とに供給するＨＣｌガスの比が１０：６以上である場合、ピートの密度を１．１４×１０４／ｃｍ２以下の値に維持することができ、（００２）および（－４０２）の面の半値全幅の値について３０ａｒｃｓｅｃ以下に維持することができる。また、表面粗さＲａは１１．４２ｎｍ以下、Ｒｔは２０３．２０ｎｍ以下に維持することができる。
【0093】
図７は、表面研磨の前後に表面を観察した光学顕微鏡による５０倍の表面写真である。
【0094】
表面蒸着直後（Ａｓ ｇｒｏｗｎ）の基板表面が粗いため、表面の欠陥がすべてなくなるまで研磨する場合にのみ、後続の蒸着工程を行うことができる。ここで、必要な表面研磨の程度は、欠陥の深さによって決定される。言い換えれば、表面に形成された粗い屈曲は、最も深い屈曲まで全部研磨される場合にのみ、後続の蒸着の表面として用いられ得る。
【0095】
図７に示された基板の研磨は、シリカスラリー(ｓｉｌｉｃａ ｓｌｕｒｒｙ)を研磨剤として、１００ｇ／ｃｍ２の圧力で均一に加圧して研磨した。
【0096】
Ｎｏ．２は、１８０分間研磨した後に蒸着が可能な程度に研磨される。
【0097】
Ｎｏ．３は、１２０分間研磨した後に蒸着が可能な程度に研磨される。
【0098】
Ｎｏ．４は、６０分間研磨した後に蒸着が可能な程度に研磨される。
【0099】
比較例Ｎｏ．１の場合、同じ条件で１８０分以上研磨しても、蒸着が可能な程度に（ｅｐｉ－ｒｅａｄｙ）研磨されないのに対し、実施例は、必要な研磨時間を大幅に低減するという効果がある。
【0100】
研磨は、屈曲が全て消えるまで行われなければならないので、Ｒｔ（最大粗さ）値に比例する。しかし、最大粗さが大きいとしても、粗さの様相によって必要な研磨時間が異なりうる。本発明による粗さ低減の効果は、ピートの密度を低減するだけでなく、必要な研磨時間を低減する効果がある。
【0101】
【0102】
図８は、中央供給路に過量のＨＣｌガスを投入するとき、Ｇａ２Ｏ３蒸着装置の反応過程を示す概念図である。
【0103】
構成と加熱方式は、図２の内容と同一であるが、迂回供給路２１０に供給するＨＣｌガスの流量でなく、中央供給路２００に投入されるＨＣｌガスの量を変化させ、基板の粗さを最小化する。
【0104】
図９ａは、中央供給路に投入されたＨＣｌガスの量と、Ｇａ２Ｏ３の成長速度を示すグラフであり、図９ｂは、中央供給路に供給したＨＣｌガスの流量と、（００２）面及び（－４０２）面の半値全幅を示すグラフである。半値全幅の単位は、ａｒｃｓｅｃである。
【0105】
結晶膜を成長させる際、中央供給路２００に供給するＨＣｌガスの流量は、５０ｓｃｃｍより大きく、２５０ｓｃｃｍと同じか、これより小さいことが好ましい。
【0106】
中央供給路２００に供給されるＨＣｌガスが大幅に増大すると、ほとんどのＨＣｌガスがガリウムと反応してＧａＣｌガスを生成しうる。このＧａＣｌガスは、過量の酸素と反応して蒸着される。したがって、図９ａに示されたように、成長速度が大幅に増大する。特に中央供給路２００にＨＣｌガスが２５０ｓｃｃｍ以上で供給された場合、酸化ガリウムの蒸着速度が大幅に改善される。
【0107】
半値全幅が増大することは、多様な結晶構造が混在していることを意味する。図９ｂを参照すると、成長速度が増大する２５０ｓｃｃｍ以上で、中央供給路２００にＨＣｌガスが供給されるとき、結晶の品質が急激に低下することを確認することができる。
【0108】
また、図９ｂを参照すると、５０ｓｃｃｍのＨＣｌガスを供給することよりも、１００ｓｃｃｍのＨＣｌガスを供給した方が、半値全幅の値がさらに小さいことを確認できる。したがって、５０ｓｃｃｍより１００ｓｃｃｍ以上ＨＣｌガスを中央供給路２００に供給した方が、結晶性の向上に役に立つ。したがって、結晶膜を成長させる際、中央供給路２００に供給するＨＣｌガスの流量は、５０ｓｃｃｍより大きく、２５０ｓｃｃｍに比べて同じか、より小さいことが好ましい。
【0109】
図１０ａは、Ｘ方向とＹ方向を定義するために、蒸着面にＸとＹを表示した表面の写真であり、図１０ｂは、Ｘ方向の表面の粗さＲａおよびＲｔを、中央供給路２００に供給されたＨＣｌガスの流量と比較したグラフであり、図１０ｃは、Ｙ方向の表面の粗さＲａおよびＲｔを、中央供給路２００に供給されたＨＣｌガスの流量と比較したグラフである。各図面において、横軸は、供給されたＨＣｌガスの流量であり、単位は、ｓｃｃｍである。
【0110】
図１０ａのように、蒸着気体の供給方向と同じ方向をＹ、蒸着気体の供給方向に垂直な方向をＸと定義する。
【0111】
結晶膜を成長させるとき、Ｘ軸方向に粗さを最小化できる中央供給路２００に供給するＨＣｌガスの流量は、５０ｓｃｃｍより大きく、２５０ｓｃｃｍと比べて同じか、より小さいことが好ましい。
【0112】
図１０ｂを参照すると、中央供給路２００にＨＣｌガスを供給した流量が２５０ｓｃｃｍになるという点を基点に、これより小さい場合、Ｘ軸方向の粗さが大きく小さくなることを確認することができる。また、５０ｓｃｃｍより大きい場合、粗さが一時的に低減することも確認することができる。したがって、中央供給路２００に供給するＨＣｌガスの流量を５０ｓｃｃｍより大きく、２５０ｓｃｃｍより同じか小さく維持すると、Ｘ軸方向の粗さを最小化することができる。
【0113】
また、結晶膜を成長させるとき、Ｙ軸方向の粗さを最小化できる中央供給路２００に供給するＨＣｌガスの流量は、２５０ｓｃｃｍと比べて同じか、より小さいことが好ましい。
【0114】
図１０ｃを参照すると、中央供給路２００にＨＣｌガスを供給する流量が２５０ｓｃｃｍになるという点を基点に、これより小さい場合、Ｙ軸方向の粗さが大幅に小さくなることを確認することができる。したがって、中央供給路２００に供給するＨＣｌガスの流量を２５０ｓｃｃｍより同じか小さく維持すると、Ｙ軸方向の粗さを最小化することができる。
【0115】
図１１は、本発明の一実施例による、ＨＶＰＥ法によるＧａ２Ｏ３蒸着方法の一例と比較例を示した表である。一番目の列に羅列された連番は、実験番号である。
【0116】
中央供給路に供給されるＨＣｌガスの流量は、１００より同じか大きく、２００より同じか小さいことが好ましい。蒸着において結晶性と欠陥を決定する最も支配的な要素は、蒸着速度であり、蒸着速度は、中央供給路に供給されるＨＣｌガスの量に左右される。本表の実験番号２、４、６、９、１１の実験を参照すると、迂回供給路に、ＨＣｌガスを２０ｓｃｃｍで同一に投入する場合、中央供給路に供給されるＨＣｌガスに対する、蒸着面の結晶性および粗さを比較することができる。
【0117】
中央供給路に供給されるＨＣｌガスの流量が２００ｓｃｃｍと比べて同じか、より小さい場合、蒸着表面の結晶度および粗さの変化が殆どなしに維持され、３００ｓｃｃｍを超える場合、結晶度が大幅に減少し、粗さが大きく増大することを確認することができる。
【0118】
また、迂回供給路にＨＣｌガスをさらに供給しない場合、結晶度が低く、粗さが非常に高い。
【0119】
したがって、蒸着工程で中央供給路に印加するＨＣｌガスの流量は、３００ｓｃｃｍより小さいことが好ましく、迂回供給路にＨＣｌガスをさらに供給することが好ましい。
【0120】
本発明によれば、中央供給路にＧａＣｌガスを印加し、蒸着される基板上に酸素とＨＣｌガスを供給することによって、蒸着面の結晶性を向上し、欠陥を低減することができる。
【0121】
本発明によれば、ＧａＣｌガスとＨＣｌガスとの比を５：１から５：４の間に維持することによって、蒸着面の欠陥を極小化しつつ、成長速度を維持することができる。
【0122】
本発明によれば、ＧａＣｌガスにＨＣｌガスを、迂回供給路を通じて供給することによって、蒸着される基板上のＧａＣｌガスとＨＣｌガスとの比を精密に制御することができる。
【0123】
本発明によれば、成長した（Ａｓ ｇｒｏｗｎ）状態で、蒸着面の欠陥密度を４．５７×１０４／ｃｍ２以下に形成することによって、欠陥除去のための研磨時間を最小化することができる。
【0124】
本発明の範囲は、前記詳細な説明よりは、後述する特許請求範囲によって示され、特許請求範囲の意味および範囲そしてその均等概念から導き出されるすべての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈されなければならない。
【符号の説明】
【0125】
２００ 中央供給路
２１０ 迂回供給路
２２０ 反応部
２３３ 注入部
２３５ 蒸発部
２３７ 移送部
２４３ 移入部
２４５ 蒸着部
２４７ 放出部
３０１ バックグラウンド窒素ライン
３０３ バランス窒素ライン
３０５ 中央供給窒素ライン
３０７ 中央供給塩酸ライン
３１１ 迂回供給窒素ライン
３１３ 迂回供給塩酸ライン
３１５ 酸素ライン
２１０ 迂回供給路
２２０ 反応部
２３３ 注入部
２３５ 蒸発部
２３７ 移送部
２４３ 移入部
２４５ 蒸着部
２４７ 放出部
３０１ バックグラウンド窒素ライン
３０３ バランス窒素ライン
３０５ 中央供給窒素ライン
３０７ 中央供給塩酸ライン
３１１ 迂回供給窒素ライン
３１３ 迂回供給塩酸ライン
３１５ 酸素ライン
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6a】
【図6b】
【図7】
【図8】
【図9a】
【図9b】
【図10a】
【図10b】
【図10c】
【図11】
