JP2005225681A5

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Publication number: JP2005225681A5
Application number: JP2004012415A
Authority: JP
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2007-03-08
Anticipated expiration: 2024-01-20

Description

また、別の方法として、昇華法によりサファイア基板上にＧａＮ種結晶基板を作製する方法の一例について説明する。耐圧チャンバーの中に、坩堝を配置し、この中にＧａＮ原料を充填する。ＧａＮ原料にはＧａＮ粉末などが用いられる。坩堝の上方の結晶生成領域には、サファイア基板を配置する。坩堝内のＧａＮ粉末は、原料ヒータにより加熱され、キャリアガスである窒素ガスを用いて、結晶生成領域に供給する。結晶生成領域にある基板の表面には、反応ガスであるアンモニアがフローされ、基板上で反応ガスと原料であるＧａが反応して、基板上にＧａＮ結晶が成長する。耐圧チャンバー内にはＮＨ₃とＮ₂の混合ガスを導入し、５気圧（５×１．０１３×１０⁵Ｐａ）の加圧状態として、ＧａＮシード層を育成する。原料温度1150℃、基板温度を1000℃で形成した。成長レートは、100μｍ／ｈで高速成長であった。30minの成長時間に対して、50μｍの厚膜をサファイア上に短時間で形成することができる。得られたＧａＮ半導体層の結晶性を評価したところ、Ｘ線解析装置を用いたωスキャン測定によって得られたロッキングカーブ半値全幅が、0.2度であった。

Claims

（ｉ）基板上に、２結晶法Ｘ線ロッキングカーブの半値全幅が０．１度以上である組成式Ａｌ _u Ｇａ _v Ｉｎ _1-u-v Ｎ（ただし０≦ｕ≦１、０≦ｖ≦１）で表される半導体からなる半導体層を形成する工程と、
（ｉｉ）窒素を含む雰囲気中において、ガリウム、アルミニウムおよびインジウムから選ばれる少なくとも１つのIII族元素とアルカリ金属とを含む融液に前記半導体層を接触させることによって、前記半導体層上にIII族窒化物結晶を成長させる工程とを含むIII族窒化物基板の製造方法。
前記工程（ｉ）において、２結晶法Ｘ線ロッキングカーブの半値全幅が０．３度以上である請求項１記載のIII族窒化物基板の製造方法。
前記工程（ｉ）において、２結晶法Ｘ線ロッキングカーブの半値全幅が１度以上である請求項１記載のIII族窒化物基板の製造方法。
前記工程（ｉ）が、組成式Ａｌ _u Ｇａ _v Ｉｎ _1-u-v Ｎ（ただし０≦ｕ≦１、０≦ｖ≦１）で表される半導体からなる半導体層を、Ｔ±１０℃（ただし、５００≦Ｔ≦１１００）の一定の温度範囲下で形成する工程である請求項１から３のいずれか一項に記載のIII族窒化物基板の製造方法。
前記工程（ｉ）が、基板上にスパッタリング法によってＡｌＮ層を形成する工程であり、
前記工程（ｉｉ）が、窒素を含む雰囲気中において、ガリウムおよびアルミニウムから選ばれる少なくとも１つのIII族元素とアルカリ金属とを含む融液に前記半導体層を接触させることによって、組成式Ａｌ _x Ｇａ _1-x Ｎ（ただし、０≦ｘ≦１）で表されるIII族窒化物結晶を前記ＡｌＮ層上に成長させる工程である請求項１から３のいずれか一項に記載のIII族窒化物基板の製造方法。
前記工程（ｉ）が、III族窒化物結晶の原料を加熱し、昇華法によって組成式Ａｌ _u Ｇａ _v Ｉｎ _1-u-v Ｎ（ただし０≦ｕ≦１、０≦ｖ≦１）で表される半導体からなる半導体層を形成する工程である請求項１から３のいずれか一項に記載のIII族窒化物基板の製造方法。
前記窒素を含む雰囲気が加圧雰囲気である請求項１から６のいずれか一項に記載のIII族窒化物基板の製造方法。
前記基板が、表面が（１１１）面であるＧａＡｓ基板、表面が（１１１）面であるＳｉ基板、表面が（０００１）面であるサファイア基板、または表面が(０００１)面であるＳｉＣ基板のいずれかである請求項１から７のいずれか一項に記載のIII族窒化物基板の製造方法。
前記融液がアルカリ土類金属をさらに含む請求項１から８のいずれか一項に記載のIII族窒化物基板の製造方法。
請求項１から９のいずれか一項に記載の製造方法により製造されたIII族窒化物基板。
基板と、前記基板上に形成された半導体素子とを備える半導体装置であって、
前記基板が、請求項１０に記載のIII族窒化物基板である半導体装置。
前記半導体素子が、レーザダイオードまたは発光ダイオードである請求項１１に記載の半導体装置。