JPH10326912A

JPH10326912A - 無転位ＧａＮ基板の製造方法及びＧａＮ基材

Info

Publication number: JPH10326912A
Application number: JP35070197A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Hiramatsu; 和政平松; Kazuyuki Tadatomo; 一行只友; Hiroaki Okagawa; 広明岡川; Yoichiro Ouchi; 洋一郎大内
Original assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date: 1997-03-25
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1998-12-08

Abstract

(57)【要約】【課題】厚膜のＧａＮ半導体材料の成長が可能で、し
かも転位欠陥を内包しない無転位ＧａＮ基板の製造方法
及びＧａＮ基材を提供すること。【解決手段】ベース基板１の表面を、それ自身の表面
からは実質的に結晶成長し得ない材料からなる第一のマ
スク層２で部分的に覆い、次いでベース基板表面の非マ
スク部１１を出発点として第一のマスク層２上を覆うま
で第一のＧａＮ層３を成長させてＧａＮ母材Ｍを得る。
このＧａＮ母材Ｍ表面を前記の工程におけるベース基板
１表面とみなして、同様に第二のマスク層２１を形成
し、さらに第二のＧａＮ層３１の成長を行なう。ここで
第二のマスク層２１は非マスク部１１上を覆うように形
成する。これにより、第二のＧａＮ層３１を無転位の半
導体層と出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＧａＮ系発
光素子の製造に好適な無転位ＧａＮ基板の製造方法及び
ＧａＮ基材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的なＧａＮ半導体材料の厚膜成長手
段としては、サファイア基板上にＺｎＯ等のバッファ層
を形成し、その上にＨＶＰＥ法でＧａＮ半導体材料を成
長させる方法がある。また、その改良技術として、サフ
ァイア基板に代え、スピネル、ＬＧＯ、ＬＡＯ、Ｚｎ
Ｏ、ＳｉＣ等の基板を用いたり、易劈開性の基板を用い
たり、或いは基板表面にマスクを設けその上に選択成長
させる方法等がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＧａＮ
半導体材料を厚膜成長させると、ＧａＮとサファイア基
板との格子定数及び熱膨張係数の違いから界面に多大の
ストレスが掛かり、ＧａＮが割れ大型基板が得られない
といった問題点があった。また、転位密度が極めて大き
い（１×１０⁹cm^-2〜１×１０¹⁰cm^-2）基板しか得られ
ないといった問題点があった。ここで転位とは、基板上
に半導体層を成長させるときに、格子定数が合致してい
ない（格子不整合）状態で成長させた場合に発生する欠
陥であり、これら転位は結晶欠陥であるため非発光再結
合中心として働いたり、そこが電流のパスとして働き漏
れ電流の原因になるなど、当該ＧａＮ半導体材料を発光
素子に用いた場合に発光特性や寿命特性を低下させる原
因となる。

【０００４】従って本発明は、厚膜のＧａＮ半導体材料
の成長が可能で、しかも転位欠陥を内包しない無転位Ｇ
ａＮ基板の製造方法及びＧａＮ基材を提供することを目
的とする。

【０００５】

【発明を解決するための手段】本発明の無転位ＧａＮ基
板の製造方法は、ベース基板の表面を、それ自身の表面
からは実質的に結晶成長し得ない材料からなるマスク層
で部分的に覆い、次いでベース基板表面の非マスク部を
出発点として前記マスク層上を覆うまでＧａＮ層を成長
させてＧａＮ母材を得る第一の工程と、該ＧａＮ母材表
面を前記第一の工程におけるベース基板表面とみなし
て、同様にマスク層形成及びＧａＮ層の成長を行う第二
の工程とからなることを特徴とするものである。

【０００６】また、本発明のＧａＮ基材は、ベース基板
と、このベース基板の表面を部分的に覆う第一のマスク
層と、その上に成長され、ベース基板表面の非マスク部
と直接接触する部位を有すると共に前記マスク層上を覆
う第一のＧａＮ層とからなるＧａＮ母材部分と、該Ｇａ
Ｎ母材の表面を部分的に覆う第二のマスク層と、その上
に成長され、ＧａＮ母材表面の非マスク部と直接接触す
る部位を有し前記第二のマスク層上を覆う第二のＧａＮ
層とからなる無転位ＧａＮ部分とを具備することを特徴
とするものである。

【０００７】

【作用】本明細書では、ＧａＮ系結晶やサファイア基板
などの六方格子結晶の格子面を４つのミラー指数（ｈｋ
ｉｌ）によって指定する場合があれば、記載の便宜上、
指数が負のときには、その指数の前にマイナス記号を付
けて表記するものとし、この負の指数に関する表記方法
以外は、一般的なミラー指数の表記方法に準じる。従っ
て、ＧａＮ系結晶の場合では、Ｃ軸に平行なプリズム面
（特異面）は６面あるが、例えば、その１つの面は（１
−１００）と表記し、６面を等価な面としてまとめる場
合には｛１−１００｝と表記する。また、前記｛１−１
００｝面に垂直でかつＣ軸に平行な面を等価的にまとめ
て｛１１−２０｝と表記する。また、（１−１００）面
に垂直な方向は〔１−１００〕、それと等価な方向の集
合を〈１−１００〉とし、（１１−２０）面に垂直な方
向は〔１１−２０〕、それと等価な方向の集合を〈１１
−２０〉と表記する。但し、図面にミラー指数を記入す
る場合があれば、指数が負のときには、その指数の上に
マイナス記号を付けて表記し、ミラー指数の一般的な表
記方法に全て準じる。本発明でいう結晶方位は、全て、
ベース基板上にＣ軸を厚み方向として成長したＧａＮの
結晶を基準とする方位である。

【０００８】本明細書でいう「無転位」とは、転位が全
く存在しない理想的な状態（理論上存在する状態）だけ
を意味するのではなく、サファイア基板上にバッファー
層を介してＧａＮ系結晶を成長させた場合における通常
の転位密度に比べて、産業上その転位の影響を無視し得
る程十分に低い転位密度とされた状態を意味する。

【０００９】本発明者らは、先にＧａＮとサファイア基
板との格子定数及び熱膨張係数の違いに起因するＧａＮ
層のクラック対策として、図５に示すように、ベース基
板１上に格子状にパターニングしたマスク層２を施し、
基板露出部へ点在的にチップサイズのＧａＮ層３０を成
長させることを提案している（特開平７−２７３３６７
号公報）。

【００１０】その後本発明者らがさらに研究を重ねた結
果、点在的に成長させたＧａＮ層３０をさらに成長させ
ると、図１に示す如く厚さ方向だけでなく、各ＧａＮ層
３０からマスク層２上へ向けての横方向へも成長が行わ
れることが確認された。しかも、成長条件によっては結
晶方位依存性を有することが判明した。

【００１１】さらに、前述の結晶中に存在する転位は、
基板を含む下地から継承するか、何れかの成長界面で発
生し、結晶成長と共に成長する特性がある。非マスク部
を出発点としマスク層を覆うまでＧａＮ結晶を成長させ
た場合、マスク層を覆うのに要する厚み、低転位領域の
形成される場所は、マスク層の方向（マスク層と非マス
ク部との境界線の方向）・ＧａＮ結晶を成長させる時の
ガス雰囲気により変化することを見いだした。また、上
述の横方向の成長をさらに進めると、図２に示すよう
に、マスク層２を完全に埋め込み、非常に欠陥の少ない
平坦でクラックの無い大型且つ厚膜のＧａＮ層３が得ら
れる事を見出した。クラックが発生しないのは、マスク
層２界面とＧａＮ層３との界面が分離しているためにス
トレスが緩和されていることが原因と思われる。

【００１２】しかしながら、図２に示すように、この状
態ではマスク層２の上には低転位領域が形成されるもの
の、それ以外の領域では転位は低減されない。そこで本
発明は図３に示すように、このような積層体を母材Ｍと
し、その上に同様にしてマスク層２１を形成することで
転位線の延伸を遮断し、さらにその上にＧａＮ層２２を
成長させることで、より無転位状態に近いＧａＮ基板を
得るものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、本発明
の実施の形態につき説明する。図１〜図３は、本発明に
かかる無転位ＧａＮ基板の製造方法のプロセスの一例を
示す断面図である。同図では、転位が上層側へ伝搬する
態様のうち、非マスク部から上方に向かって直線的に伝
搬する場合の例を模式的に示している。図１、図２にお
いて、１はベース基板、２は該ベース基板１の表面を部
分的に覆うマスク層（第一のマスク層）、３はベース基
板１の非マスク部１１と直接接触する部位を有すると共
に前記マスク層２上を覆うＧａＮ層（第一のＧａＮ層）
である。なお、この第一のＧａＮ層３は、図１に示す点
在状のＧａＮ層３０をさらに成長させて形成されるもの
である。

【００１４】そして上記で得られた積層体をＧａＮ母材
Ｍとして、次段のＧａＮ層の形成が行われる。即ち、Ｇ
ａＮ母材Ｍの表面を前工程におけるベース基板とみなし
て同様の工程、つまり第一のＧａＮ層３の表面に、該表
面を部分的に覆う第二のマスク層２１を設け、その上に
第二のＧａＮ層３１を成長させるものである。

【００１５】本発明で用いるベース基板１としては特に
制限はなく、従来からＧａＮ層を成長させる際に汎用さ
れている、例えばサファイア、水晶、ＳｉＣ等を用いる
ことができる。なかでも、サファイアのＣ面、Ａ面、６
Ｈ−ＳｉＣ基板、特にＣ面サファイア基板が好ましい。
またこれら材料の表面に、ＧａＮ層との格子定数や熱膨
張係数の違いを緩和するためのＺｎＯ、ＭｇＯやＡｌＮ
等のバッファ層を設けたものであっても良い。

【００１６】特に、後に成長させるＧａＮ結晶となるべ
く格子定数が近く、且つ熱膨張係数ができるだけ近いも
のを選択することが、転位などの欠陥を本来的に少なく
する点及びクラック等をより生じにくくする点で望まし
い。また、後述するマスク層２の薄膜形成の際における
高熱やエッチングに対する耐性に優れることが好まし
い。このようなベース基板１として、少なくともその表
層（ＧａＮ層３が成長される側の面の表層）がＩｎ_XＧ
ａ_YＡｌ_ZＮ（０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１，０≦Ｚ≦１，
Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）からなるものが挙げられる。具体的に
は、比較的厚肉のサファイア基板上に、ＭＯＶＰＥ法に
よりＺｎＯやＡｌＮ等のバッファ層、及びＧａＮ又はＧ
ａＡｌＮの薄層を順次成膜したものが好適に用い得る。

【００１７】上記第一、第二のマスク層２、２１は、ベ
ース基板１表面における第一のＧａＮ層３の成長可能領
域、及び第一のＧａＮ層３表面における第二のＧａＮ層
３０の成長可能領域を実質的に制限することを目的とす
る層であるので、該マスク層を構成する材料としては、
それ自身の表面からは実質的に結晶が成長し得ないもの
であることが必要である。このような材料として例えば
非晶質体が例示され、さらにこの非晶質体としてＳｉ、
Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ等の窒化物や酸化物、即ち、Ｓｉ
Ｏ₂、ＳｉＮ_X、ＳｉＯ_1-XＮ_X、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂
等が例示される。とりわけ、耐熱性に優れると共に成膜
及びエッチング除去が比較的容易なＳｉＯ₂、Ｓｉ
Ｎ_X、ＳｉＯ_1-XＮ_Xが適しており、またこれら材料の
多層構造でもよい。

【００１８】該マスク層２、２１は、例えばＭＯＶＰ
Ｅ、スパッタ、ＣＶＤ等の方法により基板全表面を覆う
ように形成した後、通常のフォトリソグラフィー技術に
よって光感光性レジストのパターニングを行い、エッチ
ングによって基板の一部を露出させる等の手段で形成さ
れる。

【００１９】マスク層２、２１の形成パターンについて
は特に限定はなく、格子状、ストライプ状、ドット状等
であって良いが、格子状とすればベース基板１表面積を
有効に使用できるため好ましい。格子状マスキングを採
用する場合、ベース基板１の露出パターンの形状は四角
形、その他多角形、円形でも構わない。しかし、横方向
の結晶成長速度はＧａＮ層の〈１−１００〉方向よりも
ＧａＮ層の〈１１−２０〉方向が速いという性質がある
ため、図４に示すようにＧａＮ層の〈１１−２０〉方向
の格子幅ＡとＧａＮ層の〈１−１００〉方向の格子幅Ｂ
とを、０≦Ａ≦Ｂの関係とし、マスク上の結晶性が良好
である特徴を最大限生かすようにすることが望ましい。
なお、格子の幅は１μｍ〜２ｍｍ程度、露出パターンは
四角形の場合は１μｍ〜２ｍｍ角程度とするのが好まし
い。

【００２０】本発明においては、マスク層２で部分的に
覆われたベース基坂１の上には、第一のＧａＮ層３が結
晶成長によって形成される。この場合、ＧａＮ結晶はベ
ース基板１の非マスク部のみが出発点となって成長が始
まる。即ち、ＧａＮ層３とベース基板１との直接接触部
位は、非マスク部のみとなる。さらに成長を続けると、
マスク層２の非マスク部キャビティを完全に埋め、ほど
なくマスク層２上に膨出する。なお成長を行うと、Ｇａ
Ｎ結晶は厚さ方向だけでなく、前記膨出部の側面を出発
点として横方向への成長が始まり、やがて他の非マスク
部を出発点とする成長結晶と合流し、ついにはマスク層
２上を完全に覆うと共に厚さ方向への成長が継続して行
き、第一のＧａＮ層３が形成されるものである。

【００２１】このようにしてＧａＮ層が非マスク部を出
発点として結晶成長しマスク層を覆うまでに要する厚
み、低転位領域が形成される場所は、マスク層の方向
（マスク層と非マスク部との境界線の方向）・ＧａＮ結
晶を成長させる時のガス雰囲気により変化する。マスク
層の長手方向を〈１１−２０〉方向にした場合、横方向
成長速度に対しＣ軸方向の成長速度が早いため、｛１−
１０１｝面などの斜めファセットが形成され易い。よっ
て、ピラミッド状の形状が先ず形成されてから平坦化す
る。このため平坦に埋め込むにはある程度の厚みが必要
となる。一方、マスク層の長手方向を〈１−１００〉方
向にした場合、横方向成長速度が速くなるため｛１−１
０１｝面などの斜めファセットは形成され難い。この結
果、平坦に埋め込むのが〈１１−２０〉に比べて薄くて
済む。

【００２２】ＧａＮ層を非マスク部を出発点としてマス
ク層上を覆うように成長させる時の成長雰囲気ガスは、
水素・窒素・アルゴン・ヘリウム等が挙げられるが、形
状等を制御する上で水素・窒素が望ましい。水素と窒素
では、Ｃ軸方向と横方向の速度比が変動するため、目的
に応じ適時使い分けると素子設計の幅が広がる。基板−
成長層界面を起点とし上に伝搬する転位線（貫通転位）
の形成のされ方は、マスク層の開口部上に｛１−１０
１｝面などの斜めファセットが出る場合、この面で曲げ
られるため、マスク層上に転位が形成され、この結果、
非マスク部（開口部）の上方が低転位領域となる。一
方、横方向成長速度が速く、｛１−１０１｝面などの斜
めファセットが形成され難い場合は、転位線はＣ軸方向
に伝搬する。この場合、マスク層の上方が低転位領域と
なる。この様に、成長条件を変化させることで、マスク
層を埋め込むまでに要する厚さ・低転位領域の位置を制
御できるために、デバイス設計の自由度が上がる。ま
た、ＧａＮ層とベース基板との直接接触部位は非マスク
部のみで接触面積は小さく、両者の熱膨張係数の相違の
影響をあまり受けないことから、厚肉のＧａＮ層が容易
に成長させ得るという利点もある。

【００２３】しかし、上記のように、非マスク部１１か
ら第一のＧａＮ層３内には転位等の欠陥が継承されるこ
とがあるために、この第一のＧａＮ層３は完全な無転位
結晶とは言えない。そこで、第一のＧａＮ層３の上に第
二のマスク層２１を設け、この第二のマスク層２１によ
って第一のＧａＮ層３内を伝搬してきた転位線（残留転
位線）を止めることによって該転位線の延伸を遮断した
状態とし、その上に第二のＧａＮ層３１を成長させるこ
とで、より無転位結晶に近いＧａＮ結晶を得んとするも
のである。従って、この第二のＧａＮ層３１の上に同様
にしてマスク層及びＧａＮ層を形成する工程をさらに繰
り返す程、完全無転位結晶に近いＧａＮ結晶を得ること
ができる。

【００２４】また、転位線が第一のＧａＮ層３内を非マ
スク部の上方へ直線的に伝搬する場合には、第二のマス
ク層２１を、第一の工程において非マスク部１１とされ
た部位の直上をカバーするようにして、ＧａＮ母材Ｍの
表面部位に形成すれば、前記残留転位線の遮断を効果的
に行うことができるので、マスク層及びＧａＮ層を形成
する工程を何回も操り返さずとも高品質なＧａＮ結晶を
得ることが可能となるという利点がある。

【００２５】ＧａＮ層３、３１の形成材料としては、Ｇ
ａＮだけでなく、ＧａＮ系半導体材料も使用でき、例え
ば式Ｉｎ_XＧａ_YＡｌ_ZＮ（０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦１，
０≦Ｚ≦１，Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１）で示される材料を使用で
きる。かかるＧａＮ層３の成長方法については制限はな
く、ＨＶＰＥ法、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法等などがよ
い。Ｃ軸方向に高速に成長させて厚膜を形成する場合は
ＨＶＰＥ法が好ましいが、薄膜を形成する場合はＭＯＣ
ＶＤ法が好ましい。

【００２６】本発明により得られた無転位ＧａＮ基板、
即ち厚肉に成長させた第二のＧａＮ層３１を基板とし
て、その上にクラッド層と活性層とからなる発光部等及
び電極を形成することで、ＬＥＤやＬＤ等の発光素子を
製造することができる。

【００２７】

【実施例】

（実施例１）直径２インチ、厚さ３３０μｍ、Ｃ面サフ
ァイア基板上に、ＭＯＶＰＥ装置を使って、厚さ２０ｎ
ｍのＡｌＮバッファ層を低温成長させ、続いて１．５μ
ｍのＧａＮ薄層を成長させ、ベース基板とした。このベ
ース基板の表面にマスク材料としてＳｉＯ₂薄膜をスパ
ッタリング法で形成し、さらにエッチングによって、線
幅１００μｍで２００μｍピッチの格子状のパターンの
マスク層とした。即ち、１００μｍ角の正方形の露出部
分が１００μｍ間隔で並ぶ形状となる。これを新たな基
板としてＨＶＰＥ装置に装填し、３００μｍの第一のｎ
型ＧａＮ層を成長させた。マスク層は完全に埋め込ま
れ、表面の平坦性は良好であり、２インチ径のｎ型Ｇａ
Ｎ母材が得られた。

【００２８】このｎ型ＧａＮ母材の表面に、同機にマス
ク材料としてＳｉＯ₂薄膜をスパッタリング法で形成
し、線幅１００μｍで２００μｍピッチの格子状のパタ
ーンにマスク材料を残し第二のマスク層を形成した。な
お、このマスクパターンニングは、先の工程で非マスク
部とした部位の直上をカバーするものとした。そしてこ
れをＨＶＰＥ装置に装填し、３００μｍの第二のｎ型Ｇ
ａＮ層を成長させた。得られたｎ型ＧａＮ基材の第二の
ｎ型ＧａＮ層をＴＥＭで評価した結果、転位密度は１×
１０²cm^-2以下であった。

【００２９】（実施例２）実施例１で作製したベース基
板の表面にマスク材料として厚さ５００ｎｍのＳｉＯ₂
薄膜をスパッタリング法で形成し、線幅２００μｍの直
線状パターンが４００μｍピッチで並ぶストライプ状の
パターンにマスク材料を残しマスク層とした。即ち、２
００μｍ幅の直線の露出部分が、２００μｍ間隔で並ぶ
形状となる。ストライプの方向はＧａＮ層の〈１−１０
０〉方向とした。これを新たな基板としてＨＶＰＥ装置
に装填し、３００μｍのｎ型ＧａＮ層を成長させた。マ
スク材料は完全に埋め込まれ、クラックの発生は見られ
ず、表面の平坦性の良好な２インチ径のｎ型ＧａＮ母材
が得られた。

【００３０】このｎ型ＧａＮ母材の表面に、同様にマス
ク材料としてＳｉＯ₂薄膜をスパッタリング法で形成
し、同じパターンにマスク材料を残し第二のマスク層を
形成した。なお、このマスクパターンニングは、先の工
程で非マスク部とした部位の直上をカバーするものとし
た。そしてこれをＨＶＰＥ装置に装填し、３００μｍの
第二のｎ型ＧａＮ層を成長させ、ＧａＮ基材を得た。

【００３１】（実施例３）結晶構造が６Ｈ型であるＳｉ
Ｃ基板（０００１）上に、マスク材料として厚さ１５０
ｎｍのＳｉＯ₂薄膜を熱ＣＶＤ法で形成し、１０μｍ径
の円形の露出部分が１００μｍピッチで並ぶドット状の
パターンにマスク材料を残しマスク層とした。即ち、１
００μｍ間隔の格子点上に上記の円形露出部分が並んだ
形状となる。これを新たな基板としてＨＶＰＥ装置に装
填し、３００μｍのｎ型ＧａＮ層を成長させた。マスク
材料は完全に埋め込まれ、クラックの発生は見られず、
表面の平坦性の良好な２インチ径のｎ型ＧａＮ母材が得
られた。

【００３２】このｎ型ＧａＮ母材の表面に、同様にマス
ク材料としてＳｉＯ₂薄膜をスパッタリング法で形成
し、同じパターンにマスク材料を残し第二のマスク層を
形成した。なお、このマスクパターンニングは、先の工
程で非マスク部とした部位の直上をカバーするものとし
た。そしてこれをＨＶＰＥ装置に装填し、３５０μｍの
第二のｎ型ＧａＮ層を成長させ、ＧａＮ基材を得た。

【００３３】（実施例４）マスク層の仕様およびＧａＮ
層の形成方法を次のようにしたこと以外は、実施例１と
同様に第一のｎ型ＧａＮ層を成長させた。マスク層は、
材料をＳｉＯ₂とし、形成パターンをストライプ状とし
た。該ストライプは長手方向をＧａＮ層の〈１−１０
０〉方向とし、帯状のマスク層の幅、非マスク部の幅
（マスク層同士の隙間）を共に４μｍとした。ＧａＮ層
の成長は、ＭＯＣＶＤ法を用い、雰囲気ガスは水素とし
た。

【００３４】非マスク部を結晶成長の出発点として、マ
スク層を覆って上面が平坦になるまでＧａＮを結晶成長
させたところ、上面が平坦になった時点でのＧａＮ層の
厚みは３μｍであった。このとき低転位領域はマスク層
の上方に位置していた。また、ＧａＮ層の表面の平坦性
は良好であり、２インチ径のＧａＮ基材が得られた。

【００３５】得られたＧａＮ基材を新たな基板とし、そ
の表面に、ＧａＮ層の〈１−１００〉方向を長手方向と
するストライプ状の形成パターンにて、かつ下層側の非
マスク部上にマスク層が位置するように、第二のマスク
層を形成した。

【００３６】非マスク部を結晶成長の出発点とし、第二
のマスク層を覆って上面が平坦になるまで第二のＧａＮ
層を成長させたところ、上面が平坦になった時点でのＧ
ａＮ層の厚みは３μｍであった。最初の基板から伝搬し
ていた転位線は第二のマスク層によって遮られており、
結果として総厚６μｍのＧａＮ層の成長によって、表面
全体が低転位なＧａＮ基材が得られた。

【００３７】

【発明の効果】以上説明した通りの本発明の無転位Ｇａ
Ｎ基板の製造方法及びＧａＮ基材によれば、厚膜のＧａ
Ｎ半導体材料の成長が可能で、しかも転位欠陥を実質的
に内包しない無転位ＧａＮ基板の作成が可能となる。従
って本発明で得られたＧａＮ基板を発光素子の構成材料
として用いた場合、無転位であるので非発光再結合中心
の生成や漏れ電流の発生の問題は生じず、当該発光素子
の発光特性や寿命特性を低下させることがないという優
れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＧａＮ基材の成長途中の状態を示
す断面図である。

【図２】本発明に係るＧａＮ基材の次段階の成長途中の
状態を示す断面図である。

【図３】本発明に係るＧａＮ基材を示す断面図である。

【図４】本発明におけるマスク層パターンの一例を示す
上面図である。

【図５】従来のＧａＮ基材を示す断面図である。

【符号の説明】

１ベース基板１１非マスク部２第一のマスク層２１第二のマスク層３第一のＧａＮ層３１第二のＧａＮ層ＭＧａＮ母材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大内洋一郎兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地三菱電線工業株式会社伊丹製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベース基板の表面を、それ自身の表面か
らは実質的に結晶成長し得ない材料からなるマスク層で
部分的に覆い、次いでベース基板表面の非マスク部を出
発点として前記マスク層上を覆うまでＧａＮ層を成長さ
せてＧａＮ母材を得る第一の工程と、該ＧａＮ母材表面を前記第一の工程におけるベース基板
表面とみなして、同様にマスク層形成及びＧａＮ層の成
長を行う第二の工程とからなることを特徴とする無転位
ＧａＮ基板の製造方法。
【請求項２】上記第二の工程の終了後、さらに同様な
工程を所要回数繰り返すことを特徴とする請求項１記載
の無転位ＧａＮ基板の製造方法。
【請求項３】上記第二の工程で形成されるマスク層
は、第一の工程において非マスク部とされた部位に対応
するＧａＮ母材の表面部位に形成されることを特徴とす
る請求項１記載の無転位ＧａＮ基坂の製造方法。
【請求項４】ＧａＮ層の成長が、ＨＶＰＥ法、ＭＯＣ
ＶＤ法、ＭＢＥ法のいずれかによって行われることを特
徴とする請求項１記載の無転位ＧａＮ基板の製造方法。
【請求項５】ベース基板と、このベース基板の表面を
部分的に覆う第一のマスク層と、その上に成長され、ベ
ース基板表面の非マスク部と直接接触する部位を有する
と共に前記マスク層上を覆う第一のＧａＮ層とからなる
ＧａＮ母材部分と、該ＧａＮ母材の表面を部分的に覆う第二のマスク層と、
その上に成長され、ＧａＮ母材表面の非マスク部と直接
接触する部位を有し前記第二のマスク層上を覆う第二の
ＧａＮ層とからなる無転位ＧａＮ部分とを具備すること
を特徴とするＧａＮ基材。
【請求項６】上記無転位ＧａＮ部分が、複数層形成さ
れていることを特徴とする請求項５記載のＧａＮ基材。