特許ウォッチ

公開番号2025159623
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-21
出願番号2024062341
出願日2024-04-08
発明の名称エピタキシャル膜の製造方法及び気相成長装置
出願人大陽日酸株式会社
代理人弁理士法人志賀国際特許事務所
主分類H01L 21/205 20060101AFI20251014BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】上流フローチャネル内でTMGa等の有機金属(有機ガリウム)が炭化水素と金属(Ga)へ分解することを抑制することが可能なエピタキシャル膜の製造方法及び気相成長装置を提供する。
【解決手段】反応管1を加熱するために電気炉が用いられるホットウォールMOVPE法において、反応管1内に配置された上流フローチャネル20の周りを囲うように、断熱材6を充填するための断熱ボックス5が設けられ、断熱ボックス5内に断熱材6が充填され、電気炉の上端部10aよりも断熱ボックス5の下端部5aが下流側に位置する条件で、β-Ga₂O₃エピタキシャル膜を成長させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
反応管を加熱するために電気炉が用いられるホットウォールＭＯＶＰＥ法において、前記反応管内に配置された上流フローチャネルの周りを囲うように、断熱材を充填するための断熱ボックスが設けられ、前記断熱ボックス内に前記断熱材が充填され、前記電気炉の上端部よりも前記断熱ボックスの下端部が下流側に位置する条件で、β－Ｇａ
２
Ｏ
３
エピタキシャル膜を成長させる、エピタキシャル膜の製造方法。
続きを表示（約 210 文字）【請求項２】
反応管を加熱するために電気炉が用いられるホットウォールＭＯＶＰＥ法において、前記反応管内に配置された上流フローチャネルの周りを囲うように、断熱材を充填するための断熱ボックスが設けられ、前記断熱ボックス内に前記断熱材が充填され、前記電気炉の上端部よりも前記断熱ボックスの下端部が下流側に位置する条件で、β－Ｇａ
２
Ｏ
３
エピタキシャル膜を成長させる、気相成長装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、エピタキシャル膜の製造方法及び気相成長装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
β－Ｇａ
２
Ｏ
３
は、大きなバンドギャップエネルギー（～４．５ｅＶ）を有し、高い絶縁破壊電界強度（＞７ＭＶ／ｃｍ）が推測されるため、次世代のパワーデバイス材料として注目されている。縦型デバイスの作製には、導電性制御されたｎ型の厚いドリフト層が必須で、これまでにハライド気相成長（ＨＶＰＥ）法が用いられてきた。一方、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法は、高精度の膜厚制御や混晶成長が可能である。
【０００３】
特許文献１の気相成長装置は、基板に到達する前の原料ガスが流路内で成膜されてしまうことを防ぐため、原料ガス流路を冷却装置で冷却している。また、特許文献１では、原料ガス流路と基板付近とを断熱板で区切って、基板付近と共に原料ガス流路が加熱されてしまうことを防止している。
非特許文献１では、ＭＯＶＰＥ法によりβ－Ｇａ
２
Ｏ
３
エピタキシャル膜を成膜したことが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第４５４２８６０号公報
【非特許文献】
【０００５】
Ｆ．Ａｌｅｍａ，Ｂ．Ｈｅｒｔｏｇ，Ａ．Ｏｓｉｎｓｋｙ，Ｐ．Ｍｕｋｈｏｐａｄｈｙａｙ，Ｍ．Ｔｏｐｏｒｋｏｖ，ａｎｄＷ．Ｖ．Ｓｃｈｏｅｎｆｅｌｄ，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｒｙｓｔａｌＧｒｏｗｔｈ第４７５巻，ｐｐ．７７－８２（２０１７年）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電気炉からの輻射熱により、ＴＭＧａ等の有機金属（有機ガリウム）が炭化水素と金属（Ｇａ）に分解され、上流フローチャネル内が炭化水素やＧａの堆積物で汚染されてしまう。
【０００７】
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであって、上流フローチャネル内でＴＭＧａ等の有機金属（有機ガリウム）が炭化水素と金属（Ｇａ）へ分解することを抑制することが可能なエピタキシャル膜の製造方法及び気相成長装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を採用した。
［１］反応管を加熱するために電気炉が用いられるホットウォールＭＯＶＰＥ法において、前記反応管内に配置された上流フローチャネルの周りを囲うように、断熱材を充填するための断熱ボックスが設けられ、前記断熱ボックス内に前記断熱材が充填され、前記電気炉の上端部よりも前記断熱ボックスの下端部が下流側に位置する条件で、β－Ｇａ
２
Ｏ
３
エピタキシャル膜を成長させる、エピタキシャル膜の製造方法。
［２］反応管を加熱するために電気炉が用いられるホットウォールＭＯＶＰＥ法において、前記反応管内に配置された上流フローチャネルの周りを囲うように、断熱材を充填するための断熱ボックスが設けられ、前記断熱ボックス内に前記断熱材が充填され、前記電気炉の上端部よりも前記断熱ボックスの下端部が下流側に位置する条件で、β－Ｇａ
２
Ｏ
３
エピタキシャル膜を成長させる、気相成長装置。
【発明の効果】
【０００９】
断熱ボックスを上流フローチャネルの周りに配置することで、電気炉からの熱輻射が低減され、上流フローチャネル内でＴＭＧａ等の有機金属（有機ガリウム）が炭化水素と金属（Ｇａ）へ分解することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態に係る気相成長装置の鉛直方向の断面図である。
実施形態に係る気相成長装置の水平方向の断面図である。
比較例と実施例１とを対比するグラフである。
実施例２～４を対比するグラフである。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許