III族氮化物晶体的制造装置及制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供制造高品质的III族氮化物晶体的制造装置及制造方法。本发明专利技术提供一种III族氮化物晶体制造装置，其具备：腔室；向所述腔室内供给含氮元素气体的含氮元素气体供给口；将III族元素的化合物气体向所述腔室内供给以使其与所述含氮元素气体混合的化合物气体供给口；将混合后的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；用于在所述化合物气体与所述含氮元素气体的混合点的下游侧、并且在所述排出口的上游侧保持种基板的支持物；加热所述种基板的第一加热器；和对从所述混合点到所述种基板的空间以比所述第一加热器高的温度进行加热的第二加热器。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及III族氮化物晶体的制造装置及制造方法。
技术介绍
作为III族氮化物晶体的制造装置，可以考虑以III族氧化物作为原料的制造方法(例如专利文献1)。对该制造方法的反应体系进行说明。加热Ga2O3，在该状态下，导入氢气。被导入的氢气与Ga2O3反应，生成Ga2O气体(下述式(I))。使所生成的Ga2O气体与氨气反应，在种基板上生成GaN晶体(下述式(II))。Ga2O3+2H2→Ga2O+2H2O(I)Ga2O+2NH3→2GaN+H2O+2H2(II)现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009－234800号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而，在上述以往的方法中，在种基板以外的场所中也发生式(II)的反应，有GaN晶体析出的情况。特别是，在气体的流路的上游侧析出的晶体有时随气体的流动而移动并附着于种基板上，成为导致所生成的GaN晶体的品质降低的原因。因而，本公开的目的在于，提供可以生成高品质的晶体的III族氮化物晶体的制造装置及制造方法。用于解决问题的方法为了达成上述目的，本公开的III族氮化物晶体的制造装置的特征在于，具备：腔室；向所述腔室内供给含氮元素气体的含氮元素气体供给口；将III族元素的化合物气体向所述腔室内供给以使其与所述含氮元素气体混合的化合物气体供给口；将混合后的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；用于在所述化合物气体与所述含氮元素气体的混合点的下游侧、并且在所述排出口的上游侧保持种基板的支持物；加热所述种基板的第一加热器；对从所述混合点到所述种基板的空间以比所述第一加热器高的温度进行加热的第二加热器。另外，为了达成上述目的，本公开的制造方法的特征在于，使用本公开的III族氮化物晶体的制造装置。专利技术效果利用本公开的III族氮化物晶体的制造装置及制造方法，可以制造高品质的晶体。附图说明图1是本实施方式的制造装置的示意性剖面图。图2是本实施方式的制造装置的另一个示意性剖面图。图3是本实施方式的制造装置的变形例的示意图。图4是本实施方式的制造装置的另一个变形例的示意图。具体实施方式本公开的第一方式的III族氮化物晶体的制造装置具备：腔室、向所述腔室内供给含氮元素气体的含氮元素气体供给口、将III族元素的化合物气体向所述腔室内供给以使其与所述含氮元素气体混合的化合物气体供给口、将混合后的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、用于在所述化合物气体与所述含氮元素气体的混合点的下游侧、并且在所述排出口的上游侧保持种基板的支持物、加热所述种基板的第一加热器、和对从所述混合点到所述种基板的空间以比所述第一加热器高的温度进行加热的第二加热器。第二方式的III族氮化物晶体的制造装置也可以在上述第一方式中，具备包围所述种基板及所述支持物的环，所述第二加热器将所述环加热。第三方式的III族氮化物晶体的制造装置也可以在上述第二方式中，在所述支持物与所述环之间具备空气层。第四方式的III族氮化物晶体的制造装置也可以在上述第一方式到第三方式的任意一个方式中，所述第二加热器以所述化合物气体与所述含氮元素气体的反应物不会析出的温度进行加热，所述第一加热器以所述化合物气体与所述含氮元素气体的反应物析出的温度进行加热。第五方式的III族氮化物晶体的制造装置也可以在上述第一方式到第四方式的任意一个方式中，从所述混合点到所述种基板的距离为40mm以上且为50mm以下。第六方式的III族氮化物晶体的制造装置也可以在上述第一方式到第五方式的任意一个方式中，所述第一加热器与所述第二加热器的温度差为50℃以上且为100℃以下。第七方式的III族氮化物晶体的制造方法使用上述第一方式到第六方式的III族氮化物晶体的制造装置制造III族氮化物晶体。第八方式的III族氮化物晶体的制造方法也可以在上述第七方式中，所述化合物气体为所述III族元素的氧化物气体。第九方式的III族氮化物晶体的制造方法也可以在上述第八方式中，所述化合物气体通过将含有所述III族元素的物质氧化或还原而生成。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。(实施方式)图1中，表示出本实施方式的III族氮化物晶体的制造装置的示意性剖面图。同图中，为了容易理解，各构成构件的大小、比率等与实际不同。本制造装置在腔室101内配置有作为III族氧化物的还原物气体供给口发挥作用的石英管115。石英管115的右侧被固定于腔室101的内壁，从还原性气体导入管111导入还原性气体。另外，在石英管115的内部具有III族氧化物原料载放部105。对于III族氧化物原料的形状，为了促进反应，优选与通过的还原性气体的接触面积大的形状。此处作为III族氧化物原料例如使用纯度4N以上的Ga2O3的粉末。作为还原性气体，有一氧化碳气体、甲烷气体、乙烷气体等烃系气体、氢气、硫化氢气体、或二氧化硫气体。此处，还原性气体采用氢气。另外，虽然气体优选被加热后向腔室101内供给，然而也可以是常温。气体的流量根据种基板102的尺寸而变更。此外，在石英管115的周围设有原料加热机构104，在该石英管115内进行上述的反应式(I)的反应。由此，从石英管115将III族氧化物的还原物气体向腔室101内供给。即，石英管115的头端部115a作为向腔室101内供给III族氧化物的还原物气体的还原物气体供给口发挥作用。另一方面，在腔室101内，在支持物109处载放有种基板102。支持物109也可以具备基板旋转机构。如果使种基板102以10～100rpm的转速旋转，则可以提高所生长的晶体的平坦性。在腔室101的外部，配置有加热种基板102的基板加热加热器112(第一加热器)、以及将种基板102的上游侧的空间、或者以包围种基板102及支持物109的方式配置的环116加热的基板上游部加热加热器113(第二加热器)。基板上游部加热加热器113将从头端部115a到环116的范围的空间加热。含氮元素气体被从含氮元素气体供给口100导入腔室101内。作为含氮元素气体，有氨气、肼气、烷基胺气体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种III族氮化物晶体的制造装置，具备：腔室、向所述腔室内供给含氮元素气体的含氮元素气体供给口、将III族元素的化合物气体向所述腔室内供给以使其与所述含氮元素气体混合的化合物气体供给口、将混合后的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、用于在所述化合物气体与所述含氮元素气体的混合点的下游侧、并且在所述排出口的上游侧保持种基板的支持物、加热所述种基板的第一加热器、以及对从所述混合点到所述种基板的空间以比所述第一加热器高的温度进行加热的第二加热器。

【技术特征摘要】
2014.09.25 JP 2014-195427;2015.06.29 JP 2015-130221.一种III族氮化物晶体的制造装置，具备：
腔室、
向所述腔室内供给含氮元素气体的含氮元素气体供给口、
将III族元素的化合物气体向所述腔室内供给以使其与所述含氮元素
气体混合的化合物气体供给口、
将混合后的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、
用于在所述化合物气体与所述含氮元素气体的混合点的下游侧、并且
在所述排出口的上游侧保持种基板的支持物、
加热所述种基板的第一加热器、以及
对从所述混合点到所述种基板的空间以比所述第一加热器高的温度
进行加热的第二加热器。
2.根据权利要求1所述的III族氮化物晶体的制造装置，其具备包围所述
种基板及所述支持物的环，
所述第二加热器将所述环加热。
3.根据权利要求2所述的III族氮化物晶体的制造装置，其中，
在所述支持物与...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈山芳央，桑原凉，山下富生，森勇介，今出完，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP