水素化物気相エピタキシー

水素化物気相成長法（HVPE）は、GaN、GaAs、InPなどの半導体やその関連化合物の製造によく使用されるエピタキシャル成長技術であり、塩化水素を高温でIII族金属と反応させてガス状の金属塩化物を生成し、次にアンモニアと反応させてIII族窒化物を生成します。一般的に使用されるキャリアガスには、アンモニア、水素、さまざまな塩化物があります。

HVPE技術は、最も一般的な有機金属化合物の蒸着法（MOCVD）と比較して、生産コストを大幅に削減できます。^{[1]コスト削減は、MOCVDよりも安価な原料であるNH} ₃の消費量を大幅に削減し、高い成長率により資本設備コストを削減することで実現します。

1960 年代に開発され、単一の GaN 結晶の製造に使用された最初のエピタキシャル法でした。

水素化物気相エピタキシー (HVPE) は、平衡に近い状態で動作する唯一の III-V および III-N 半導体結晶成長プロセスです。これは、凝縮反応が高速な速度を示すことを意味します。凝縮に向かう気相過飽和の増加に対する即時の反応が観察されます。この特性は、脱塩素化頻度が十分に高いため、速度遅延がない塩化物蒸気前駆体 GaCl および InCl の使用によるものです。気相過飽和の関数として、1 時間あたり 1 ～ 100 マイクロメートルの広範囲の成長速度を設定できます。HVPE のもう 1 つの特徴は、成長が表面速度によって制御されることです。気体前駆体の吸着、吸着種の分解、分解生成物の脱着、キンク サイトへの表面拡散です。この特性は、3D 形態を示す物体や構造を合成するためのパターン化された基板上での選択的成長に関して有益です。形態は、結晶の固有の成長異方性にのみ依存します。温度と気相の組成の実験的成長パラメータを設定することにより、この異方性を制御できます。成長速度は桁違いに変化するため、異方性は非常に高くなる可能性があります。したがって、さまざまな新しいアスペクト比の構造を形成できます。成長形態の正確な制御は、GaN 準基板、マイクロメートルおよびサブマイクロメートル スケールの GaAs および GaN 構造のアレイ、ローカル スピン注入用の GaAs チップの作成に使用されました。高速脱塩素化特性は、並外れた長さの GaAs および GaN ナノワイヤの VLS 成長にも使用されます。