JP2005057064A - Iii族窒化物半導体層およびその成長方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】GaN成長層に貫通転位が生じることを効果的に防ぐことができ、工程数を大にすることなく高品質のGaN結晶を得ることのできるIII族窒化物半導体層およびその成長方法を提供する。
【解決手段】第1のGaN層5Cの凸凹表面に、Siを含む薄膜5Dを設ける。Siを含む薄膜5Dは、リアクタにNH3を供給しながらSiH4を供給し、1050℃の成長温度で第1のGaN層5Cの凸凹表面に1原子層〜数原子層程度の厚さとなるように成長させる。このように第1のGaN層5Cの凸凹表面に形成されたSiを含む薄膜5Dが、微小マスクとして貫通転位の伝搬を抑える。即ち、Siを含む薄膜5Dは貫通した多数の空隙を有する。
【選択図】 図2
【解決手段】第1のGaN層5Cの凸凹表面に、Siを含む薄膜5Dを設ける。Siを含む薄膜5Dは、リアクタにNH3を供給しながらSiH4を供給し、1050℃の成長温度で第1のGaN層5Cの凸凹表面に1原子層〜数原子層程度の厚さとなるように成長させる。このように第1のGaN層5Cの凸凹表面に形成されたSiを含む薄膜5Dが、微小マスクとして貫通転位の伝搬を抑える。即ち、Siを含む薄膜5Dは貫通した多数の空隙を有する。
【選択図】 図2
Description
本発明はIII族窒化物半導体層およびその成長方法に関し、特に、転位を低減させることのできるIII族窒化物半導体層およびその成長方法に関する。
従来、青色や短波長領域の発光素子の材料としてGaN系の化合物半導体(以下、「III族窒化物半導体」という。)を用いたものが知られている。III属窒化物半導体は、直接遷移型であることから発光効率が高いこと、また、光の3原色の1つである青色を発光色とすること等から注目されている。
GaNは融点が極めて高く、また窒素の平衡蒸気圧が極めて高いことにより、高品質、大面積でバルク状のGaN単結晶基板を製造することが難しいという問題がある。このため、GaN半導体はサファイアや炭化ケイ素(SiC)を基板上として用いてヘテロエピタキシャル成長によって形成されているが、この場合、格子・熱的不整合を起因としてエピタキシャル薄膜中に貫通転位が多数発生することが知られている。この貫通転位は、光・電子デバイス特性に影響を及ぼすことから、低転位化を実現する種々の試みがなされている。
低転位のGaN基板を作製するものとして、例えば、サファイア等の基板上に窓を有するマスクを設け、この窓を通してGaNを気相成長させるようにしたものがある(例えば、特許文献1参照。)。
図4は、特許文献1に記載された単結晶GaN基板の製造方法を示す図である。
この製造方法によると、図4(a)に示すようにサファイア等からなる基板10の表面に窓11Aを有するマスク11を付け、窓11Aを通してGaN12を気相成長させることにより、図4(b)に示すように多数のファセット面12Aが現れた凹凸状の表面を有するGaN12が気相成長する。このようにして得られたGaN12の凹凸表面を研削加工および研磨加工することにより、図4(c)に示すように平坦平滑な表面とすることにより、貫通転位の少ないGaN12/基板10の2重構造の基板が得られる。
特開2001−102307号公報(第18図)
しかし、特許文献1に記載された半導体基板製造方法によると、窓を通過する貫通転位の伝搬を抑えて結晶品質を向上させるにはマスクを幾層にも設ける必要があるため、GaN単結晶を形成する工程数が大になって基板製造コストが大になるという問題がある。更に、窓を有するマスクを設けるため、窓を形成するエッチング工程が必要になる。
従って、本発明の目的は、GaN成長層に貫通転位が生じることを効果的に防ぐことができ、工程数を大にすることなく高品質のGaN結晶を得ることのできるIII族窒化物半導体層およびその成長方法を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するため、所定の転位密度を有する第1のIII族窒化物半導体層と、前記第1のIII族窒化物半導体層の表面に形成された複数の空隙を有するSiを含む薄膜と、前記Siを含む薄膜の前記複数の空隙を介して前記第1のIII族窒化物半導体層から成長し、前記所定の転位密度より小なる転位密度を有する第2のIII族窒化物半導体層を含むことを特徴とするIII族窒化物半導体層を提供する。
前記第1のIII族窒化物半導体層は、表面が複数の凹部を有していても良い。
前記第1のIII族窒化物半導体層は、基板上に形成されたバッファ層、あるいは前記バッファ層上に形成されたIII族窒化物半導体層であっても良い。
前記第1のIII族窒化物半導体層は、GaN、AlGaN、GaInN、あるいはAlGaInNのひとつであっても良い。
前記第2のIII族窒化物半導体層は、GaN、AlGaN、GaInN、あるいはAlGaInNのひとつであっても良い。
前記第2のIII族窒化物半導体層は、発光素子形成用半導体基板、あるいは発光素子用半導体層であっても良い。
また、本発明は、上記目的を達成するため、所定の転位密度を有する第1のIII族窒化物半導体層を形成する第1のステップと、前記第1のIII族窒化物半導体層の表面に複数の空隙を有するSiを含む薄膜を形成する第2のステップと、前記Siを含む薄膜の表面に前記複数の空隙を介して前記第1のIII族窒化物半導体層から成長し、前記所定の転位密度より小なる転位密度を有する第2のIII族窒化物半導体層を形成する第3のステップとを有することを特徴とするIII族窒化物半導体層の形成方法を提供する。
前記第1および第3のステップは、MOVPEあるいはHVPEによって実行することができる。
前記第1のステップは、前記第1のIII族窒化物半導体層の成長速度と成長温度を制御してその表面に複数の凹部を形成するようにしても良い。
前記第1のステップは、エッチングによって下地層に溝部を形成することによりその表面に複数の凹部を形成するようにしても良い。
前記第1のステップは、前記第1のIII族窒化物半導体層として基板上にバッファ層を形成し、あるいは、前記バッファ層上にIII族窒化物半導体層を形成することもできる。
前記第1および第3のステップは、前記第1および第2のIII族窒化物半導体層としてGaN、AlGaN、GaInN、あるいはAlGaInNを形成することもできる。
本発明のIII族窒化物半導体層およびその成長方法によれば、基礎となるIII族窒化物半導体層の表面に複数の空隙を有したSiを含む薄膜を形成し、その複数の空隙を介してIII族窒化物半導体層から目的物としてのIII族窒化物半導体層を成長させたため、転位密度の少ない高品質のIII族窒化物半導体層を得ることができる。このIII族窒化物半導体層は発光素子形成用基板、あるいは発光素子用半導体層として利用される。
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係るIII族窒化物半導体層の製造装置の概略構成図である。この製造装置1は、ハイドライド気相成長法(HVPE:Hydride Vapor Phase Epitaxy)に基づいてGaNを気相成長させるものであり、リアクタ2と、リアクタ2内に設けられるサセプタ3と、リアクタ2内に配管4A〜4Eを介して原料ガスおよびキャリアガスを供給する構成を有する。なお、以下の実施例では、MOVPE装置も使用されるが、図示は省略している。
リアクタ2は、サセプタ3上に配置されるSi基板5に対してキャリアガスによって供給される原料ガスに基づく気相成長を行う。
図1のHVPE装置において、配管4A、4BはキャリアガスとしてのH2あるいはN2を供給するものであり、H2あるいはN2は何れか一方又は同時に選択的に使用される。配管4C、4Dは、N源としてのアンモニアとSi源としてのシランを供給するものである。配管4Eは、ハライド材料としてのHClを供給するものであり、金属Ga部4F上にHClを供給して反応させてリアクタ2にGaClを供給する。
なお、本発明において、AlGaN、GaInN、あるいはAlGaInNを成長させるときは、Al源として金属Al、In源として金属Inが使用されることになるが、ここでは説明を省略する。
以下、本発明の実施例について説明する。
図2(a)から(g)は、実施例1に係るIII族窒化物半導体層の製造工程を示す。
実施例1によるIII族窒化物半導体層の製造は、AlGaN下地層成長工程と、GaNバッファ層成長工程と、第1のGaN層成長工程と、エッチング工程と、Siを含む薄膜成長工程と、第2のGaN層成長工程とに基づいて行われる。なお、以下の説明におけるSiを含む薄膜とは、Siを高濃度で含む層でSiや、Siの窒化物や、SiとGaNとの化合物からなる層をいう。
図2(a):AlGaN下地層成長工程
まず、図示しないMOVPE装置のサセプタに表面洗浄されたSi基板5を搭載する。次に、図示しないMOVPE装置に基づいてSi基板5上にAlGaN下地層5Aを形成する。AlGaN下地層5Aは、リアクタにNH3を供給しながらTMAおよびTMGを供給し、下地Si基板5上にAl組成20%、厚さ0.3μmとなるように成長させる。
まず、図示しないMOVPE装置のサセプタに表面洗浄されたSi基板5を搭載する。次に、図示しないMOVPE装置に基づいてSi基板5上にAlGaN下地層5Aを形成する。AlGaN下地層5Aは、リアクタにNH3を供給しながらTMAおよびTMGを供給し、下地Si基板5上にAl組成20%、厚さ0.3μmとなるように成長させる。
図2(b):GaN下地層成長工程
次に、図示しないMOVPE装置に基づいてGaN下地層5Bを形成する。GaN下地層5Bは、図示しないMOVPE装置にNH3を供給しながらTMGを供給し、AlGaN下地層5A上に厚さ0.5μmとなるように成長させる。この成長品は図1のHVPE装置へ移送される。
次に、図示しないMOVPE装置に基づいてGaN下地層5Bを形成する。GaN下地層5Bは、図示しないMOVPE装置にNH3を供給しながらTMGを供給し、AlGaN下地層5A上に厚さ0.5μmとなるように成長させる。この成長品は図1のHVPE装置へ移送される。
図2(c):第1のGaN層成長工程
次に、図1に示したHVPE装置に基づいて第1のGaN層5Cを形成する。第1のGaN層5Cは、リアクタ2にNH3を供給しながら配管4Eの途中に設けられた金属Ga部4FのGaと配管4EのHClの反応によって形成されたGaClを供給することにより、900℃の成長温度でGaN下地層5B上に厚さ200μmとなるように成長させる。この第1のGaN層5Cは、表面に凸凹を有するように成長する。この凸凹は、900℃の成長温度と原料のV族/III族比を50にするなどして成長速度を制御することによって形成される。
次に、図1に示したHVPE装置に基づいて第1のGaN層5Cを形成する。第1のGaN層5Cは、リアクタ2にNH3を供給しながら配管4Eの途中に設けられた金属Ga部4FのGaと配管4EのHClの反応によって形成されたGaClを供給することにより、900℃の成長温度でGaN下地層5B上に厚さ200μmとなるように成長させる。この第1のGaN層5Cは、表面に凸凹を有するように成長する。この凸凹は、900℃の成長温度と原料のV族/III族比を50にするなどして成長速度を制御することによって形成される。
図2(d):エッチング工程
次に、サセプタ3に搭載されたSi基板5に対して図示しないエッチング機構に基づいてエッチングガスを供給し、第1のGaN層5Cを残してSi基板5、AlGaN下地層5A、およびGaN下地層5Bをエッチングにより除去する。
次に、サセプタ3に搭載されたSi基板5に対して図示しないエッチング機構に基づいてエッチングガスを供給し、第1のGaN層5Cを残してSi基板5、AlGaN下地層5A、およびGaN下地層5Bをエッチングにより除去する。
図2(e):Siを含む薄膜成長工程
次に、第1のGaN層5Cの凸凹表面に、Siを含む薄膜5Dを設ける。Siを含む薄膜5Dは、リアクタ2にNH3を供給しながらSiH4を供給し、1050℃の成長温度で第1のGaN層5Cの凸凹表面に1原子層〜数原子層程度の厚さとなるように成長させる。このように第1のGaN層5Cの凸凹表面に形成されたSiを含む薄膜5Dが、微小マスクとして貫通転位の伝搬を抑える。即ち、Siを含む薄膜5Dは貫通した多数の空隙を有する。
次に、第1のGaN層5Cの凸凹表面に、Siを含む薄膜5Dを設ける。Siを含む薄膜5Dは、リアクタ2にNH3を供給しながらSiH4を供給し、1050℃の成長温度で第1のGaN層5Cの凸凹表面に1原子層〜数原子層程度の厚さとなるように成長させる。このように第1のGaN層5Cの凸凹表面に形成されたSiを含む薄膜5Dが、微小マスクとして貫通転位の伝搬を抑える。即ち、Siを含む薄膜5Dは貫通した多数の空隙を有する。
図2(f):第2のGaN層成長工程
次に、HVPE装置に基づいて第2のGaN層5Eを形成する。第2のGaN層5Eは、リアクタ2にNH3を供給しながら第1のGaN層5Cと同じようにGaClを供給し、1075℃の成長温度でSiを含む薄膜5D上に厚さ50μmとなるように成長させる。このようにして低転位のGaN結晶部からなるIII族窒化物半導体層が形成される。
次に、HVPE装置に基づいて第2のGaN層5Eを形成する。第2のGaN層5Eは、リアクタ2にNH3を供給しながら第1のGaN層5Cと同じようにGaClを供給し、1075℃の成長温度でSiを含む薄膜5D上に厚さ50μmとなるように成長させる。このようにして低転位のGaN結晶部からなるIII族窒化物半導体層が形成される。
上記した実施例1のGaN結晶について、Siを含む薄膜5D上に形成された第2のGaN層5Eを観測したところ、転位密度は1×106cm-2であった。また、実施例1においてSiを含む薄膜5Dを形成しなかったものについては転位密度が3×107cm-2であり、Siを含む薄膜5Dが貫通転位の伝搬を抑えることに有効であることが確認された。
なお、実施例1では、第1のGaN層5Cの凸凹表面にSiを含む薄膜5Dを設ける構成としたが、例えば、図2(g)に示すようにGaN下地層5Bの表面にSiを含む薄膜5Dを設け、その上に第1のGaN層5Cを気相成長させるようにしても良い。
また、実施例1では、エッチングによってAlGaN下地層5A、およびGaN下地層5Bを除去するようにしたが、AlGaN下地層5A、およびGaN下地層5Bを除去しないものとしても良い。また、表面エネルギーの関係でSiは凹部に集まり易い傾向があり、貫通した空隙は、貫通転位の比較的少ない凸部にでき易い、このため、より効率良く貫通転位を低減することができる。
実施例1において、図2(e)に示す第1のGaN層5Cの凹部Aに転位が集中する傾向がある。従って、その上にSiを含む薄膜5Dを形成すると、Siを含む薄膜5Dの空隙から縦方向に第2のGaN層5Eが成長する。第1のGaN層5Cの凹部A以外に位置するSiを含む薄膜5Dの空隙から縦方向に成長する第2のGaN層5Eは、転位密度が減少する。このため、第2のGaN層5Eの縦方向成長部から横方向に成長する部分は転位密度が減少する。
図3(a)から(g)は、実施例2に係るIII族窒化物半導体層の製造工程を示す。
実施例2によるIII族窒化物半導体層の製造は、AlNバッファ層成長工程と、第1のGaN層成長工程と、基板加工工程と、第2のGaN層成長工程と、Siを含む薄膜成長工程と、第3のGaN層成長工程と、GaN層分離工程に基づいて行われる。
図3(a):AlNバッファ層成長工程
まず、図示しないMOVPE装置のサセプタに表面洗浄されたサファイア基板6を搭載する。次に、図示しないMOVPE装置に基づいてAlNバッファ層6Aを形成する。AlNバッファ層6Aは、図示しないMOVPE装置のリアクタにNH3を供給しながらTMAを供給し、400℃の成長温度でサファイア基板6上に厚さ0.02μmとなるように成長させる。
まず、図示しないMOVPE装置のサセプタに表面洗浄されたサファイア基板6を搭載する。次に、図示しないMOVPE装置に基づいてAlNバッファ層6Aを形成する。AlNバッファ層6Aは、図示しないMOVPE装置のリアクタにNH3を供給しながらTMAを供給し、400℃の成長温度でサファイア基板6上に厚さ0.02μmとなるように成長させる。
図3(b):第1のGaN層成長工程
次に、図示しないMOVPE装置に基づいて第1のGaN層6Bを形成する。第1のGaN層6Bは、図示しないMOVPE装置のリアクタにNH3を供給しながらTMGを供給し、1000℃の成長温度でAlNバッファ層6A上に厚さ1.5μmとなるように成長させる。
次に、図示しないMOVPE装置に基づいて第1のGaN層6Bを形成する。第1のGaN層6Bは、図示しないMOVPE装置のリアクタにNH3を供給しながらTMGを供給し、1000℃の成長温度でAlNバッファ層6A上に厚さ1.5μmとなるように成長させる。
図3(c):基板加工工程
次に、AlNバッファ層6Aおよび第1のGaN層6Bを設けられたサファイア基板6に対し、エッチング加工によりAlNバッファ層6Aおよび第1のGaN層6Bをストライプ状に加工する。なお、エッチング加工はドライエッチングで行うことが好ましい。この基板加工は、シードとなる第1のGaN層6Bの幅が5μm、隣接するシードとの間に形成される溝部6aが15μm、サファイア基板6のエッチング深さが0.1μmとなるように加工される。
次に、AlNバッファ層6Aおよび第1のGaN層6Bを設けられたサファイア基板6に対し、エッチング加工によりAlNバッファ層6Aおよび第1のGaN層6Bをストライプ状に加工する。なお、エッチング加工はドライエッチングで行うことが好ましい。この基板加工は、シードとなる第1のGaN層6Bの幅が5μm、隣接するシードとの間に形成される溝部6aが15μm、サファイア基板6のエッチング深さが0.1μmとなるように加工される。
図3(d):第2のGaN層成長工程
次に、図1のHVPE装置に基づいて第2のGaN層6Cを形成する。第2のGaN層6Cは、リアクタ2にNH3を供給しながら、実施例1と同じようにGaClを供給し、900℃の成長温度で第1のGaN層6B上に厚さ100μmとなるように成長させる。この第2のGaN層6Cは横方向成長に基づいて成長し、そのことによって溝部6aの部分に対応する位置に凹部6bが形成される。また、溝部6aのサファイアが露出している部分についてはGaNが成長せずに空洞となる。
次に、図1のHVPE装置に基づいて第2のGaN層6Cを形成する。第2のGaN層6Cは、リアクタ2にNH3を供給しながら、実施例1と同じようにGaClを供給し、900℃の成長温度で第1のGaN層6B上に厚さ100μmとなるように成長させる。この第2のGaN層6Cは横方向成長に基づいて成長し、そのことによって溝部6aの部分に対応する位置に凹部6bが形成される。また、溝部6aのサファイアが露出している部分についてはGaNが成長せずに空洞となる。
図3(e):Siを含む薄膜成長工程
次に、第2のGaN層6Cの表面に、図1のHVPE装置に基づいてSiを含む薄膜6Dを設ける。Si堆積層6Dは、リアクタ2にNH3を供給しながらSiH4を供給し、
1050℃の成長温度で第2のGaN層6Cの表面に1原子層〜数原子層程度の厚さとなるように設けられる。このようなSiを含む薄膜が第2のGaN層6Cの凸凹表面において貫通する多数の微小な空隙を有するSiのマスクとして作用することにより貫通転位の伝搬を抑える。
次に、第2のGaN層6Cの表面に、図1のHVPE装置に基づいてSiを含む薄膜6Dを設ける。Si堆積層6Dは、リアクタ2にNH3を供給しながらSiH4を供給し、
1050℃の成長温度で第2のGaN層6Cの表面に1原子層〜数原子層程度の厚さとなるように設けられる。このようなSiを含む薄膜が第2のGaN層6Cの凸凹表面において貫通する多数の微小な空隙を有するSiのマスクとして作用することにより貫通転位の伝搬を抑える。
図3(f):第3のGaN層成長工程
次に、図1のHVPE装置に基づいて第3のGaN層6Eを形成する。第3のGaN層6Eは、リアクタ2にNH3を供給しながら第2のGaN層と同じようにGaClを供給し、1050℃の成長温度でSiを含む薄膜6D上に厚さ300μmとなるように成長させる。
次に、図1のHVPE装置に基づいて第3のGaN層6Eを形成する。第3のGaN層6Eは、リアクタ2にNH3を供給しながら第2のGaN層と同じようにGaClを供給し、1050℃の成長温度でSiを含む薄膜6D上に厚さ300μmとなるように成長させる。
図3(g):GaN層分離工程
上記した手順によるGaNの気相成長後、降温時にGaNとサファイアとの熱膨張係数の違いによって生じる歪に基づいてサファイア基板6とGaN結晶部とを分離する。この分離は、溝部6aの存在により、応力がそれ以外の部分に集中するために実現する。このようにして低転位のGaN結晶からなるIII族窒化物半導体層が形成される。
上記した手順によるGaNの気相成長後、降温時にGaNとサファイアとの熱膨張係数の違いによって生じる歪に基づいてサファイア基板6とGaN結晶部とを分離する。この分離は、溝部6aの存在により、応力がそれ以外の部分に集中するために実現する。このようにして低転位のGaN結晶からなるIII族窒化物半導体層が形成される。
上記した実施例2のIII族窒化物半導体層では、サファイア基板6にAlNバッファ層6Aおよび第1のGaN層6Bを成長させた後、GaNを成長させることにより、表面に凹部6bが形成される。この凹部6bに転位が減少することから、凹部6b以外の部分に局所的にSiを堆積することによって貫通転位の伝搬をより効果的に抑制することができる。この実施例2における第3のGaN層6Eの転位密度は1×106cm-2と実施例1と同等であることが確認された。
実施例2において、溝部6a上の第2のGaN層6Cは、横方向成長によって形成されるので、転位密度は減少する。従って、凹部6bに局所的にSiを含む薄膜6Dがされると、それ以外の空隙部から第3のGaN層6Eが成長し、その縦方向成長部から更に横方向成長が行われる。このため、横方向成長によって転位は凹部6bに集中し、第3のGaN層6Eの横方向成長部の転位密度は更に減少する。
本発明者は、上記したような貫通転位を低減する層を設けたLEDを作製したところ、貫通転位を低減する層を設けないLEDと比較して光出力が向上したことを確認している。また、Siを含む薄膜6Dは、第1のGaN層6Bの途中に10〜100μmの間隔で複数層形成することにより、更に転位密度を低減することができる。
本発明のIII族窒化物半導体層は、半導体レーザや発光ダイオード等の半導体発光素子および半導体受光素子にも適用できる。
1、半導体製造装置
2、リアクタ
3、サセプタ
4A、水素供給管
4B、窒素供給管
4C、アンモニア供給管
4D、シランガス供給管
4E、HCl供給部
4F、金属Ga部
5、Si基板
5A、AlGaN下地層
5B、GaN下地層
5C、第1のGaN層
5D、Siを含む薄膜
5E、第2のGaN層
6、サファイア基板
6A、AlNバッファ層
6B、第1のGaN層
6C、第2のGaN層
6D、Siを含む薄膜
6E、第3のGaN層
6a、溝部
6b、凹部
10、基板
11、マスク
11A、窓
12、GaN
12A、ファセット面
2、リアクタ
3、サセプタ
4A、水素供給管
4B、窒素供給管
4C、アンモニア供給管
4D、シランガス供給管
4E、HCl供給部
4F、金属Ga部
5、Si基板
5A、AlGaN下地層
5B、GaN下地層
5C、第1のGaN層
5D、Siを含む薄膜
5E、第2のGaN層
6、サファイア基板
6A、AlNバッファ層
6B、第1のGaN層
6C、第2のGaN層
6D、Siを含む薄膜
6E、第3のGaN層
6a、溝部
6b、凹部
10、基板
11、マスク
11A、窓
12、GaN
12A、ファセット面
Claims (12)
- 所定の転位密度を有する第1のIII族窒化物半導体層と、
前記第1のIII族窒化物半導体層の表面に形成された複数の空隙を有するSiを含む薄膜と、
前記Siを含む薄膜の前記複数の空隙を介して前記第1のIII族窒化物半導体層から成長し、前記所定の転位密度より小なる転位密度を有する第2のIII族窒化物半導体層を含むことを特徴とするIII族窒化物半導体層。 - 前記第1のIII族窒化物半導体層は、表面が複数の凹部を有することを特徴とする請求項1記載のIII族窒化物半導体層。
- 前記第1のIII族窒化物半導体層は、基板上に形成されたバッファ層あるいは下地層、あるいは前記バッファ層上あるいは前記下地層上に形成されたIII族窒化物半導体層であることを特徴とする請求項1記載のIII族窒化物半導体層。
- 前記第1のIII族窒化物半導体層は、GaN、AlGaN、GaInN、あるいはAlGaInNのひとつであることを特徴とする請求項1記載のIII族窒化物半導体層。
- 前記第2のIII族窒化物半導体層は、GaN、AlGaN、GaInN、あるいはAlGaInNのひとつであることを特徴とする請求項1記載のIII族窒化物半導体層。
- 前記第2のIII族窒化物半導体層は、発光素子形成用半導体基板、あるいは発光素子用半導体層であることを特徴とする請求項1記載のIII族窒化物半導体層。
- 所定の転位密度を有する第1のIII族窒化物半導体層を形成する第1のステップと、
前記第1のIII族窒化物半導体層の表面に複数の空隙を有するSiを含む薄膜を形成する第2のステップと、
前記Siを含む薄膜の表面に前記複数の空隙を介して前記第1のIII族窒化物半導体層から成長し、前記所定の転位密度より小なる転位密度を有する第2のIII族窒化物半導体層を形成する第3のステップとを有することを特徴とするIII族窒化物半導体層の形成方法。 - 前記第1および第3のステップは、MOVPEあるいはHVPEによって実行されることを特徴とする請求項7記載のIII族窒化物半導体層の形成方法。
- 前記第1のステップは、前記第1のIII族窒化物半導体層の成長速度と成長温度を制御してその表面に複数の凹部を形成することを特徴とする請求項7記載のIII族窒化物半導体層の形成方法。
- 前記第1のステップは、エッチングによって前記第1のIII族窒化物半導体層の表面に複数の凹部を形成することを特徴とする請求項7記載のIII族窒化物半導体層の形成方法。
- 前記第1のステップは、前記第1のIII族窒化物半導体層として基板上にバッファ層を形成し、あるいは、前記バッファ層上にIII族窒化物半導体層を形成することを特徴とする請求項7記載のIII族窒化物半導体層の形成方法。
- 前記第1および第3のステップは、前記第1および第2のIII族窒化物半導体層としてGaN、AlGaN、GaInN、あるいはAlGaInNを形成することを特徴とする請求項7記載のIII族窒化物半導体層の形成方法。
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JP2003286546A JP2005057064A (ja) | 2003-08-05 | 2003-08-05 | Iii族窒化物半導体層およびその成長方法 |
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---|---|
JP (1) | JP2005057064A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007220927A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | AlGaN三元混晶結晶の製造方法及び気相成長装置 |
JP2009295685A (ja) * | 2008-06-03 | 2009-12-17 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 成膜装置 |
KR101178505B1 (ko) | 2009-11-03 | 2012-09-07 | 주식회사루미지엔테크 | 반도체 기판과 이의 제조 방법 |
US9299561B2 (en) | 2013-06-14 | 2016-03-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for fabricating nitride semiconductor thin film and method for fabricating nitride semiconductor device using the same |
JP2018088528A (ja) * | 2013-06-27 | 2018-06-07 | 株式会社東芝 | 窒化物半導体素子、窒化物半導体ウェーハ及び窒化物半導体層の形成方法 |
-
2003
- 2003-08-05 JP JP2003286546A patent/JP2005057064A/ja active Pending
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