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JP7269190B2 - 窒化物結晶、光学装置、半導体装置、窒化物結晶の製造方法 - Google Patents

窒化物結晶、光学装置、半導体装置、窒化物結晶の製造方法 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、窒化物結晶、光学装置、半導体装置、窒化物結晶の製造方法に関する。
窒化物結晶は光学装置または半導体装置などに利用される。窒化物結晶において、特性の向上が望まれる。
特開２００６－１３５００１号公報
本発明の実施形態は、特性の向上が可能な窒化物結晶、光学装置、半導体装置、窒化物結晶の製造方法を提供する。
本発明の実施形態によれば、窒化物結晶は、第１窒化物結晶領域、第２窒化物結晶領域、及び、第３窒化物結晶領域を含む。前記第３窒化物結晶領域は、Ａｌを含み、前記第１窒化物結晶領域と前記第２窒化物結晶領域との間に設けられる。前記第３窒化物結晶領域における第３酸素濃度は、前記第１窒化物結晶領域における第１酸素濃度よりも高く、前記第２窒化物結晶領域における第２酸素濃度よりも高い。前記第３窒化物結晶領域における第３炭素濃度は、前記第１窒化物結晶領域における第１炭素濃度よりも高く、前記第２窒化物結晶領域における第２炭素濃度よりも高い。前記第１窒化物結晶領域の＜０００１＞方向は、前記第２窒化物結晶領域から前記第１窒化物結晶領域への第１向き、及び、前記第１窒化物結晶領域から前記第２窒化物結晶領域への第２向きの一方である。前記第２窒化物結晶領域の＜０００１＞方向は、前記第１向き、及び、前記第２向きの他方である。
図１は、第１実施形態に係る窒化物結晶を例示する模式的断面図である。 図２は、第１実施形態に係る窒化物結晶を例示する模式的断面図である。 図３は、第１実施形態に係る窒化物結晶を例示する電子顕微鏡像である。 図４（ａ）～図４（ｄ）は、第１実施形態に係る窒化物結晶を例示する模式図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１実施形態に係る窒化物結晶を例示するグラフ図である。 図６は、第１実施形態に係る窒化物結晶を例示する模式的断面図である。 図７（ａ）～図７（ｅ）は、第１実施形態に係る窒化物結晶の製造方法を例示する模式的断面図である。 図８は、第１実施形態に係る窒化物結晶を例示する模式的断面図である。 図９は、第２実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。 図１０は、第２実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。 図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第３実施形態に係る光学装置を例示する模式図である。 図１２は、第４実施形態に係る窒化物結晶の製造方法を例示するフローチャートである。
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る窒化物結晶を例示する模式的断面図である。
図１に示すように、実施形態に係る窒化物結晶１１０は、第１窒化物結晶領域１０、第２窒化物結晶領域２０及び第３窒化物結晶領域３０を含む。
第３窒化物結晶領域３０は、第１窒化物結晶領域１０と第２窒化物結晶領域２０との間に設けられる。第３窒化物結晶領域３０は、Ａｌを含む。例えば、第３窒化物結晶領域３０は、ＡｌＮまたはＡｌＧａＮを含む。
例えば、第１窒化物結晶領域１０から第２窒化物結晶領域２０への方向を、Ｚ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
この例では、窒化物結晶１１０は、基板５０ｓ及び窒化物部材５５を含む。第１窒化物結晶領域１０は、基板５０ｓと第２窒化物結晶領域２０との間にある。第１窒化物結晶領域１０は、基板５０ｓと第３窒化物結晶領域３０との間にある。窒化物部材５５は、基板５０ｓと第１窒化物結晶領域１０との間に設けられる。１つの例において、窒化物部材５５は、例えば、Ａｌ及びＮを含む。窒化物部材５５は、例えば、Ｇａ及びＮを含んでも良い。窒化物部材５５は、例えば、低温成長の窒化物半導体である。
第３窒化物結晶領域３０における酸素の濃度（第３酸素濃度）は、第１窒化物結晶領域１０における酸素の濃度（第１酸素濃度）よりも高く、第２窒化物結晶領域２０における酸素の濃度（第２酸素濃度）よりも高い。第３窒化物結晶領域３０における炭素の濃度（第３炭素濃度）は、第１窒化物結晶領域１０における炭素の濃度（第１炭素濃度）よりも高く、第２窒化物結晶領域２０における炭素の濃度（第２炭素濃度）よりも高い。
第１窒化物結晶領域１０の＜０００１＞方向は、第２窒化物結晶領域２０から第１窒化物結晶領域１０への第１向き、及び、第１窒化物結晶領域１０から第２窒化物結晶領域２０への第２向きの一方である。第２窒化物結晶領域２０の＜０００１＞方向は、上記の第１向き、及び、第２向きの他方である。
図１の例では、第１窒化物結晶領域１０の＜０００１＞方向は、第１向き（例えば－Ｚ方向）であり、第２窒化物結晶領域２０の＜０００１＞方向は、第２向き（例えば＋Ｚ方向）である。
図２は、第１実施形態に係る窒化物結晶を例示する模式的断面図である。
図２に示すように、実施形態に係る窒化物結晶１１１も、第１窒化物結晶領域１０、第２窒化物結晶領域２０及び第３窒化物結晶領域３０を含む。窒化物結晶１１１においては、第１窒化物結晶領域１０の＜０００１＞方向は、第２向き（例えば＋Ｚ方向）であり、第２窒化物結晶領域２０の＜０００１＞方向は、第１向き（例えば－Ｚ方向）である。
第１窒化物結晶領域１０の＜０００１＞方向が、上記の第１向き（例えば－Ｚ方向）であるとき、第１窒化物結晶領域１０の極性は、Ｖ族極性（例えば窒素極性）である。第２窒化物結晶領域２０の＜０００１＞方向が、上記の第２向き（例えば＋Ｚ方向）であるとき、第２窒化物結晶領域２０の極性は、III族極性（例えばＡｌ極性またはＧａ極性）である。
第１窒化物結晶領域１０の＜０００１＞方向が、上記の第２向き（例えば＋Ｚ方向）であるとき、第１窒化物結晶領域１０の極性は、III族極性（例えばＡｌ極性またはＧａ極性）である。第２窒化物結晶領域２０の＜０００１＞方向が、上記の第１向き（例えば－Ｚ方向）であるとき、第２窒化物結晶の極性は、Ｖ族極性（例えば窒素極性）である。
このように、実施形態に係る窒化物結晶（窒化物結晶１１０または窒化物結晶１１１）においては、第１窒化物結晶領域１０の＜０００１＞方向は、上記の第１向き、及び、上記の第２向きの一方である。第２窒化物結晶領域２０の＜０００１＞方向は、上記の第１向き、及び、上記の第２向きの他方である。
実施形態に係る窒化物結晶（窒化物結晶１１０または窒化物結晶１１１）においては、第１窒化物結晶領域１０の極性は、第２窒化物結晶領域２０の極性に対して、逆である。
第１窒化物結晶領域１０の＜０００１＞方向が、上記の第１向き（例えば－Ｚ方向）であるとき、第１窒化物結晶領域１０の第３窒化物結晶領域３０の側の面は、Ｖ族面（例えば窒素面）である。第２窒化物結晶領域２０の＜０００１＞方向が、上記の第２向き（例えば＋Ｚ方向）であるとき、第２窒化物結晶領域２０の第３窒化物結晶領域３０と反対側の面は、III族面（例えばＡｌ面またはＧａ面）である。
第１窒化物結晶領域１０の＜０００１＞方向が、上記の第２向き（例えば＋Ｚ方向）であるとき、第１窒化物結晶領域１０の第３窒化物結晶領域３０の側の面は、III族面（例えばＡｌ面またはＧａ面）である。第２窒化物結晶領域２０の＜０００１＞方向が、上記の第１向き（例えば－Ｚ方向）であるとき、第２窒化物結晶領域２０の第３窒化物結晶領域３０と反対側の面は、Ｖ族面（例えば窒素面）である。
第１窒化物結晶領域１０の第３窒化物結晶領域３０の側の面が、Ｖ族面（例えば窒素面）であるとき、第１窒化物結晶領域１０の極性は、Ｖ族極性（例えば窒素極性）である。第２窒化物結晶領域２０の第３窒化物結晶領域３０と反対側の面が、III族面（例えばＡｌ面またはＧａ面）であるとき、第２窒化物結晶領域２０の極性は、III族極性（例えばＡｌ極性またはＧａ極性）である。「Ｖ族面」（例えば窒素面）は、「Ｖ族極性面」（例えば窒素極性面）に対応する。「III族面」（例えばＡｌ面またはＧａ面）は、「III族極性面」（例えばＡｌ極性面またはＧａ極性面）に対応する。
第１窒化物結晶領域１０の第３窒化物結晶領域３０の側の面が、III族面（例えばＡｌ面またはＧａ面）であるとき、第１窒化物結晶領域１０の極性は、III族極性（例えばＡｌ極性またはＧａ極性）である。第２窒化物結晶領域２０の第３窒化物結晶領域３０と反対側の面が、Ｖ族面（例えば窒素面）であるとき、第２窒化物結晶領域２０の極性は、Ｖ族極性（例えば窒素極性）である。
実施形態に係る窒化物結晶において、上記のような第３窒化物結晶領域３０が設けられることで、第２窒化物結晶領域２０の結晶方位を、第１窒化物結晶領域１０の結晶方位と、逆にすることができることがわかった。上記のような第３窒化物結晶領域３０が設けられることで、第２窒化物結晶領域２０の結晶の極性を、第１窒化物結晶領域１０の結晶の極性と、逆にすることができることがわかった。
実施形態に係る窒化物結晶は、例えば、第１窒化物結晶領域１０となる層を、酸素を含む雰囲気で処理し、その後、その層の上に、比較的低温で、第３窒化物結晶領域３０となる層を形成し、さらに、その層の上に第２窒化物結晶領域２０となる層を形成することで得られる。以下、このような方法で作製された窒化物結晶１１０の試料の分析結果の例について説明する。実施形態に係る窒化物結晶の製造方法の例については、後述する。
図３は、第１実施形態に係る窒化物結晶を例示する電子顕微鏡像である。
図３は、実施形態に係る窒化物結晶１１０の試料の透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope）像の例である。この試料において、第１窒化物結晶領域１０及び第２窒化物結晶領域２０は、ＧａＮであり、第３窒化物結晶領域３０は、ＡｌＮである。図３に示すように、第１窒化物結晶領域１０と第２窒化物結晶領域２０との間に第３窒化物結晶領域３０がある。
図４（ａ）～図４（ｄ）は、第１実施形態に係る窒化物結晶を例示する模式図である。 図４（ａ）及び図４（ｃ）は、実施形態に係る窒化物結晶１１０の試料の角度制御環状明視野―走査透過電子顕微鏡法（ＡＢＦ－ＳＴＥＭ）による像である。図４（ａ）は、第２窒化物結晶領域２０に対応する。図４（ｃ）は、第１窒化物結晶領域１０に対応する。図４（ｂ）は、第２窒化物結晶領域２０における原子の配列を模式的に示す。図４（ｄ）は、第１窒化物結晶領域１０における原子の配列を模式的に示す。
図４（ａ）～図４（ｄ）に示すように、第２窒化物結晶領域２０の結晶方位は、第１窒化物結晶領域１０の結晶方位に対して逆である。
実施形態に係る窒化物結晶１１１においては、第１窒化物結晶領域１０の結晶方位及び第２窒化物結晶領域２０の結晶方位が、窒化物結晶１１０におけるそれらと逆になる。
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１実施形態に係る窒化物結晶を例示するグラフ図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、実施形態に係る窒化物結晶１１０の試料のＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectrometry）の結果を例示している。これらの図の横軸は、Ｚ軸方向における位置ｐＺである。図５（ａ）の縦軸は、酸素（Ｏ）の濃度Ｃ０、または、炭素（Ｃ）の濃度Ｃ０である。図５（ｂ）の左側の縦軸は、シリコン（Ｓｉ）の濃度Ｃ０である。図５（ｂ）の右側の縦軸は、アルミニウム（Ａｌ）の検出の強度Ｉｎｔ１である。
図５（ａ）に示すように、第３窒化物結晶領域３０における酸素の濃度Ｃ０（第３酸素濃度ＣＯ３）は、第１窒化物結晶領域１０における酸素の濃度Ｃ０（第１酸素濃度ＣＯ１）よりも高い。第３酸素濃度ＣＯ３は、第２窒化物結晶領域２０における酸素の濃度Ｃ０（第２酸素濃度ＣＯ２）よりも高い。
図５（ａ）に示すように、第３窒化物結晶領域３０における炭素の濃度Ｃ０（第３炭素濃度ＣＣ３）は、第１窒化物結晶領域１０における炭素の濃度Ｃ０（第１炭素濃度ＣＣ１）よりも高い。第３炭素濃度ＣＣ３は、第２窒化物結晶領域２０における炭素の濃度Ｃ０（第２炭素濃度ＣＣ２）よりも高い。
実施形態において、例えば、第１酸素濃度ＣＯ１は、第３酸素濃度ＣＯ３の１／１０００以下である。例えば、第２酸素濃度ＣＯ２は、第３酸素濃度ＣＯ３の１／１０００以下である。
実施形態において、例えば、第１炭素濃度ＣＣ１は、第３炭素濃度ＣＣ３の１／１００以下である。例えば、第２炭素濃度ＣＣ２は、第３炭素濃度ＣＣ３の１／１００以下である。
例えば、第３酸素濃度ＣＯ３は、１×１０２０／ｃｍ３以上である。第３酸素濃度ＣＯ３は、１×１０２１／ｃｍ３以上でも良い。第３酸素濃度ＣＯ３が１×１０２０／ｃｍ３以上であるとき、第２窒化物結晶領域２０の結晶方位は、第１窒化物結晶領域１０の結晶方位と逆になりやすい。第３酸素濃度ＣＯ３が１×１０２１／ｃｍ３以上であることがより好ましい。第３酸素濃度ＣＯ３が１×１０２１／ｃｍ３以上である場合、例えば、第２窒化物結晶領域２０の結晶方位における結晶方位の均一性が向上し易い。
例えば、第３酸素濃度ＣＯ３は、１×１０２３／ｃｍ３以下であることが好ましい。第３酸素濃度ＣＯ３が１×１０２３／ｃｍ３よりも高くなると、第２窒化物結晶領域２０における結晶方位の均一性が低下する場合がある。第３酸素濃度ＣＯ３が１×１０２３／ｃｍ３よりも高くなると、例えば、第２窒化物結晶領域２０における結晶の品質（例えば、結晶性）が低下する場合がある。
例えば、第３炭素濃度ＣＣ３は、５×１０１８／ｃｍ３以上である。第３炭素濃度ＣＣ３は、１×１０１９／ｃｍ３以上でも良い。第３炭素濃度ＣＣ３が５×１０１８／ｃｍ３以上であるとき、第２窒化物結晶領域２０の結晶方位は、第１窒化物結晶領域１０の結晶方位と逆になりやすい。第３炭素濃度ＣＣ３が１×１０１９／ｃｍ３以上であることがより好ましい。第３炭素濃度ＣＣ３が１×１０１９／ｃｍ３以上である場合、例えば、第２窒化物結晶領域２０の結晶方位における結晶方位の均一性が向上し易い。
例えば、第３炭素濃度ＣＣ３は、１×１０２１／ｃｍ３以下であることが好ましい。第３炭素濃度ＣＣ３が１×１０２１／ｃｍ３よりも高くなると、第３窒化物結晶領域３０と第２窒化物結晶領域２０の界面で欠陥（例えば、転位）が生じる場合がある。第３炭素濃度ＣＣ３が１×１０２１／ｃｍ３よりも高くなると、第２窒化物結晶領域２０における結晶の品質（例えば、結晶性）が低下する場合がある。
酸素の濃度Ｃ０及び炭素の濃度Ｃ０が高い第３窒化物結晶領域３０を設けることで、結晶方位を反転できる。第３窒化物結晶領域３０において、例えば、Ａｌ－Ｃ－Ｏ－Ａｌ、または、Ｏ－Ａｌ－Ｏなどの結合が形成される。これにより、結晶の方位が反転すると考えられる。第３窒化物結晶領域３０において、例えば、Ｇａ－Ｃ－Ｏ－Ｇａ、または、Ｏ－Ｇａ－Ｏなどの結合が形成される。これにより、結晶の方位が反転すると考えられる。
図５（ａ）に示すように、この例では、第１酸素濃度ＣＯ１は、第２酸素濃度ＣＯ２よりも高い。第１炭素濃度ＣＣ１は、第２炭素濃度ＣＣ２よりも低い。このような濃度の関係のときに、例えば、第１窒化物結晶領域１０の＜０００１＞方向は、第１向き（例えば－Ｚ方向）になり易い。例えば、第２窒化物結晶領域２０の＜０００１＞方向は、第２向き（例えば＋Ｚ方向）になり易い。
実施形態において、第１酸素濃度ＣＯ１は、第２酸素濃度ＣＯ２よりも低く、第１炭素濃度ＣＣ１は、第２炭素濃度ＣＣ２よりも高くても良い。このような濃度の関係のときに、例えば、第１窒化物結晶領域１０の＜０００１＞方向は、第２向き（例えば＋Ｚ方向）になり易い。例えば、第２窒化物結晶領域２０の＜０００１＞方向は、第１向き（例えば－Ｚ方向）になり易い。
図５（ｂ）に示すように、この例では、第１窒化物結晶領域１０及び第２窒化物結晶領域２０におけるＡｌの組成比は、第３窒化物結晶領域３０におけるＡｌの組成比よりも低い。例えば、Ａｌの濃度が、ピーク値の１／３となる位置を、第１窒化物結晶領域１０と第３窒化物結晶領域３０との境界、または、第２窒化物結晶領域２０と第３窒化物結晶領域３０との境界としても良い。
図５（ｂ）に示すように、第３窒化物結晶領域３０は、シリコン（Ｓｉ）を含んでも良い。例えば、第１窒化物結晶領域１０及び第２窒化物結晶領域２０はシリコンを含まない。または、第１窒化物結晶領域１０及び第２窒化物結晶領域２０におけるシリコンの濃度Ｃ０は、第３窒化物結晶領域３０におけるシリコンの濃度Ｃ０よりも低い。例えば、ＳＩＭＳにおいて、シリコンの濃度Ｃ０が検出下限以下（例えば、バックグラウンドレベル以下）の状態は、実用的に、「シリコンを含まない状態」に対応しても良い。
第３窒化物結晶領域３０がシリコンを含むことで、第３窒化物結晶領域３０の上に設けられる層（第２窒化物結晶領域２０など）における転位の密度を低くすることができる。
例えば、第３窒化物結晶領域３０におけるシリコンの濃度Ｃ０は、１×１０１８／ｃｍ３以上１×１０２０／ｃｍ３以下であることが好ましい。第３窒化物結晶領域３０におけるシリコンの濃度Ｃ０が１×１０１８／ｃｍ３以上であることで、例えば、転位の密度を効果的に低減できる。第３窒化物結晶領域３０におけるシリコンの濃度Ｃ０が１×１０２０／ｃｍ３以下であることで、不要な導電性が生じ難くなる。
第３窒化物結晶領域３０におけるＭｇの濃度は、１×１０１６／ｃｍ３未満であることが好ましい。これにより、例えば、不要な導電性が生じ難くなる。
例えば、窒化物半導体の表面は、２種類の極性を有することができる。１つの極性は、III族極性である。別の極性は、Ｖ族極性（窒素極性）である。窒化物半導体は、極性に応じて、異なる特性を示す。窒化物半導体が、２種類の極性（III族極性及びＶ族極性（窒素極性））を有する積層構造において、２種類の極性のそれぞれの特長を活用できると考えられる。例えば、窒化物半導体の高機能化または高性能化が容易になる。
例えば、窒素極性におけるＩｎの取り込み効率は、III族極性におけるＩｎの取り込み効率よりも高い。極性を適切に制御することで、例えば、高いＩｎ組成比の高品質なＩｎＧａＮ層の形成が可能になる。
実施形態においては、上記のような第３窒化物結晶領域３０を設けることで、極性を変化することができる。実施形態によれば、特性の向上が可能な窒化物結晶を提供できる。
実施形態において、第３窒化物結晶領域３０は、例えば、Ａｌｘ３Ｇａ１－ｘ３Ｎ（０＜ｘ３≦１）を含む。第３窒化物結晶領域３０は、例えば、ＡｌＮを含んでも良い。
実施形態において、第１窒化物結晶領域１０は、Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０≦ｘ１≦１）を含む。第２窒化物結晶領域２０は、Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（０≦ｘ２≦１）を含む。
１つの例において、第３窒化物結晶領域３０は、例えば、ＡｌＮを含み、第１窒化物結晶領域１０及び第２窒化物結晶領域２０は、ＡｌＮを含んでも良い。１つの例において、第３窒化物結晶領域３０は、例えば、ＡｌＮを含み、第１窒化物結晶領域１０及び第２窒化物結晶領域２０は、ＡｌＧａＮを含んでも良い。１つの例において、第３窒化物結晶領域３０は、例えば、ＡｌＮを含み、第１窒化物結晶領域１０及び第２窒化物結晶領域２０は、ＧａＮを含んでも良い。
例えば、第３窒化物結晶領域３０は、Ａｌｘ３Ｇａ１－ｘ３Ｎ（０．９≦ｘ３≦１）を含む。このとき、第１窒化物結晶領域１０は、例えば、Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜０．９）を含む。このとき、第２窒化物結晶領域２０は、例えば、Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（０≦ｘ２＜０．９）を含む。
図１または図２に示すように、第３窒化物結晶領域３０は、厚さｔ３０を有する。厚さｔ３０は、例えば、Ｚ軸方向に沿う長さである。厚さｔ３０は、例えば、＜０００１＞方向に沿う長さである。
実施形態において、厚さｔ３０は、例えば、６ｎｍ以上であることが好ましい。厚さｔ３０が６ｎｍ以上であるとき、例えば、第２窒化物結晶領域２０の結晶方位が第１窒化物結晶領域１０の結晶方位と逆になりやすい。厚さｔ３０は、１０ｎｍ以上でも良い。厚さｔ３０が、１０ｎｍ以上であることがより好ましい。これにより、例えば、第２窒化物結晶領域２０の結晶方位における結晶方位の均一性が向上し易い。
厚さｔ３０は、例えば、７０ｎｍ以下であることが好ましい。厚さｔ３０が７０ｎｍを大きく越えると、例えば、第３窒化物結晶領域３０において、結晶の方位が再度反転し、第２窒化物結晶領域２０の結晶方位が第１窒化物結晶領域１０の結晶方位と同じになる場合がある。厚さｔ３０は、例えば、５０ｎｍ以下であることがより好ましい。厚さｔ３０が５０ｎｍを越えると、例えば、第３窒化物結晶領域３０と第２窒化物結晶領域２０の界面で欠陥（例えば、転位）が生じ易くなる場合がある。厚さｔ３０が５０ｎｍを越えると、例えば、第２窒化物結晶領域２０における結晶の品質（例えば、結晶性）が低下し易くなる場合がある。
図６は、第１実施形態に係る窒化物結晶を例示する模式的断面図である。
図６に示すように、実施形態に係る窒化物結晶１１２は、第１窒化物結晶領域１０、第２窒化物結晶領域２０及び第３窒化物結晶領域３０に加えて、窒化物半導体層５０Ｌを含む。窒化物半導体層５０Ｌは、例えば、第２窒化物結晶領域２０の上に設けられる。窒化物半導体層５０Ｌは、例えば、機能層でも良い。窒化物結晶１１２によっても、特性の向上が可能な窒化物結晶が提供できる。
窒化物結晶１１２は、実施形態に係る半導体装置２１０に含まれても良い。半導体装置２１０によって特性の向上が可能な半導体装置が提供できる。
以下、実施形態に係る窒化物結晶１１２の製造方法の例について説明する。
図７（ａ）～図７（ｅ）は、第１実施形態に係る窒化物結晶の製造方法を例示する模式的断面図である。
図７（ａ）に示すように、基板５０ｓの上に、窒化物部材５５が設けられている。窒化物部材５５は、例えば、バッファ層である。窒化物部材５５の上に、第１窒化物結晶領域１０となる第１窒化物結晶層１０Ｌが設けられる。第１窒化物結晶層１０Ｌは、エピタキシャル成長により形成されても良い。１つの例において、第１窒化物結晶層１０Ｌは、ＧａＮである。例えば、第１窒化物結晶層１０Ｌの上面（基板５０ｓと反対側の面）は、例えば、Ｖ族面（例えば窒素面）である。例えば、基板５０ｓの表面が窒化されることで、第１窒化物結晶層１０Ｌの上面は、Ｖ族面（例えば窒素面）になる。例えば、基板５０ｓがＶ族原料ガスを含む雰囲気で処理された後に、Ｖ族原料ガス及びIII族原料ガスを用いた成長により、基板５０ｓの上に窒化物部材５５が形成される。Ｖ族原料ガスは、例えば、アンモニアを含む。III族原料ガスは、例えば、ＴＭＧａ（トリメチルガリウム）を含む。
例えば、基板５０ｓの表面の原子がIII族原子となることで、第１窒化物結晶層１０Ｌの上面（基板５０ｓと反対側の面）は、例えば、III族面になる。例えば、基板５０ｓがIII族原料ガスを含む雰囲気で処理された後に、Ｖ族原料ガス及びIII族原料ガスを用いた成長により、窒化物部材５５が形成される。以下では、第１窒化物結晶層１０Ｌの上面がＶ族面（例えば窒素面）である場合について説明する。
図７（ａ）に例示する第１窒化物結晶層１０Ｌを、酸素を含む雰囲気で処理する。これにより、例えば、図７（ｂ）に示すように、第１窒化物結晶層１０Ｌの表面（上面）に酸素１０Ｘが吸着する。酸素を含む雰囲気での処理は、例えば、オゾン雰囲気中での処理を含む。酸素を含む雰囲気での処理は、例えば、第１窒化物結晶層１０Ｌを含む構造体を、空気中に置くことを含んでも良い。酸素を含む雰囲気での処理は、例えば、酸素を含む雰囲気での熱処理を含んでも良い。この場合、基板５０ｓの温度は、例えば、２００℃以上４００℃以下である。
図７（ｃ）に示すように、上記の処理後の第１窒化物結晶層１０Ｌの上に、第３窒化物結晶層３０Ｌを形成する。１つの例において、第３窒化物結晶層３０Ｌは、ＡｌＮである。第３窒化物結晶層３０Ｌは、例えば、Ｖ族原料ガス及びIII族原料ガスを用いて形成される。Ｖ族原料ガスは、例えば、アンモニアを含む。III族原料ガスは、例えば、ＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）を含む。
第３窒化物結晶層３０Ｌの形成において、温度は、４５０℃以下である。例えば、基板５０ｓの温度が３５０℃以上４５０℃以下とされる。このような低い温度で第３窒化物結晶層３０Ｌを形成することで、第３窒化物結晶層３０Ｌ中に炭素が取り込まれ易くなる。
第３窒化物結晶層３０Ｌの形成において、Ｖ族／III族比は、例えば、２００００以上である。例えば、Ｖ族／III族比は、２００００以上１０００００以下とされる。このようなＶ族／III族比により、第３窒化物結晶層３０Ｌ中に酸素が取り込まれ易くなる。第３窒化物結晶層３０Ｌにおいて、結晶の極性が変化（例えば反転）する。
図７（ｄ）に示すように、第３窒化物結晶層３０Ｌの上に第２窒化物結晶層２０Ｌを形成する。１つの例において、第２窒化物結晶層２０Ｌは、ＧａＮである。第２窒化物結晶層２０Ｌの結晶方位は、第１窒化物結晶層１０Ｌの結晶方位に対して反転する。例えば、第２窒化物結晶層２０Ｌの上面（例えば表面）は、III族面（例えばＧａ面）になる。
図７（ｅ）に示すように、第２窒化物結晶層２０Ｌの上に、窒化物半導体層５０Ｌをさらに形成しても良い。窒化物半導体層５０Ｌは、例えば、機能層でも良い。窒化物半導体層５０Ｌの極性は、第２窒化物結晶層２０Ｌの極性と同じである。
第１窒化物結晶層１０Ｌの少なくとも一部が第１窒化物結晶領域１０となる。第３窒化物結晶層３０Ｌの少なくとも一部が第３窒化物結晶領域３０となる。第２窒化物結晶層２０Ｌの少なくとも一部が第２窒化物結晶領域２０となる。
上記の第１窒化物結晶層１０Ｌは、以下のように形成されても良い。例えば、基板５０ｓ（例えばサファイア基板）がＭＯＣＶＤ装置の処理室に導入される。基板５０ｓの温度が上昇される。基板５０ｓの温度が１１００℃である状態において、水素雰囲気中で熱処理が行われる。例えば、サーマルクリーニングが行われる。この後、処理室にアンモニアが導入され、基板５０ｓの温度が１１００℃である状態において、基板５０ｓの表面が窒化される。
この後、基板５０ｓの温度が４７０℃に設定され、水素雰囲気中で、ＴＭＧａ（トリメチルガリウム）及びアンモニアを供給することで、ＧａＮ層（窒化物部材５５）が形成される。窒化物部材５５は、バッファ層である。窒化物部材５５の厚さは、例えば、約７ｎｍである。
この後、基板５０ｓの温度が１０５０℃に設定され、水素雰囲気中で、ＴＭＧａ及びアンモニアを供給することで、ＧａＮ層（第１窒化物結晶層１０Ｌ）が形成される。第１窒化物結晶層１０Ｌの厚さは、例えば、３００ｎｍである。
この後、基板５０ｓの温度が室温まで下げられる。第１窒化物結晶層１０Ｌを含む構造体に、酸素雰囲気中でエキシマ光が照射される。これにより、第１窒化物結晶層１０Ｌの表面に酸素が吸着される。
この後、窒素雰囲気中で、基板５０ｓの温度が４００℃に上昇される。この状態で、ＴＭＡｌ及びアンモニアが供給され、ＡｌＮ（第３窒化物結晶層３０Ｌ）が形成される。このとき、Ｖ族／III族比は、例えば、１８０００である。
この後、基板５０ｓの温度が１１００℃に設定され、水素雰囲気中で、ＴＭＧａ及びアンモニアが供給される。これにより、ＧａＮ層（第２窒化物結晶層２０Ｌ）が形成される。第２窒化物結晶層２０Ｌの厚さは、例えば、約３００ｎｍである。
図８は、第１実施形態に係る窒化物結晶を例示する模式的断面図である。
図８に示すように、実施形態に係る窒化物結晶１１３においては、第３窒化物結晶領域３０が複数の領域を含む。窒化物結晶１１３におけるこれ以外は、窒化物結晶１１２と同様で良い。
図８に示すように、第３窒化物結晶領域３０は、第１部分領域３１、第２部分領域３２、及び、第３部分領域３３を含む。第１部分領域３１は、Ａｌｙ１Ｇａ１－ｙ１Ｎ（０＜ｙ１≦１）を含む。第２部分領域３２は、第１部分領域３１と第２窒化物結晶領域２０との間に設けられる。第２部分領域３２は、Ａｌｙ２Ｇａ１－ｙ２Ｎ（０＜ｙ２≦１）を含む。第３部分領域３３は、第１部分領域３１と第２部分領域３２との間に設けられる。第３部分領域３３は、Ａｌｙ３Ｇａ１－ｙ３Ｎ（０≦ｙ３＜１、ｙ３＜ｙ１、ｙ３＜ｙ２）を含む。
１つの例において、第１部分領域３１及び第２部分領域３２は、例えば、ＡｌＮを含み、第３部分領域３３は、ＧａＮを含む。このような第３窒化物結晶領域３０においても、極性を変化させること（例えば、反転）ができる。Ａｌの組成比が異なる領域を含む第３窒化物結晶領域３０により、転位の密度を低減できる。
１つの例において、第１部分領域３１及び第２部分領域３２は、ＡｌＮを含み、第３部分領域３３は、ＡｌＧａＮを含む。このような第３窒化物結晶領域３０においても、極性を変化させること（例えば、反転）ができる。Ａｌの組成比が異なる領域を含む第３窒化物結晶領域３０により、例えば、転位の密度を低減できる。
例えば、上記の窒化物結晶１１２（図６参照）においては、第３窒化物結晶領域３０におけるＡｌの組成比は実質的に一定である。窒化物結晶１１２における貫通転位密度は、約１．２×１０８／ｃｍ２である。
一方、上記の窒化物結晶１１３においては、第３窒化物結晶領域３０は、Ａｌの組成比が互いに異なる複数の領域を含む。窒化物結晶１１３における貫通転位密度は、約６．０×１０７／ｃｍ２である。
窒化物結晶１１３は、実施形態に係る半導体装置２１１に含まれても良い。半導体装置２１１によって特性の向上が可能な半導体装置が提供できる。
実施形態に係る別の例において、第１窒化物結晶領域１０がＡｌＮで、第３窒化物結晶領域３０がＡｌＮで、第２窒化物結晶領域２０がＡｌＮである。第１窒化物結晶領域１０の上面（第３窒化物結晶領域３０側の面）は、窒素面である。第２窒化物結晶領域２０の上面（第３窒化物結晶領域３０側の面）は、Ａｌ面である。この場合、第１窒化物結晶領域１０の極性は、窒素極性である。第２窒化物結晶領域２０の極性は、III族極性（Ａｌ極性）である。
実施形態に係る別の例において、第１窒化物結晶領域１０がＧａＮで、第３窒化物結晶領域３０がＡｌＮで、第２窒化物結晶領域２０がＧａＮである。第１窒化物結晶領域１０の上面（第３窒化物結晶領域３０側の面）は、Ｇａ面である。第２窒化物結晶領域２０の上面は、窒素面である。この場合、第１窒化物結晶領域１０の極性は、III族極性（Ｇａ極性）である。第２窒化物結晶領域２０の極性は、窒素極性である。
実施形態に係る別の例において、第１窒化物結晶領域１０がＡｌＮで、第３窒化物結晶領域３０がＡｌＮで、第２窒化物結晶領域２０がＡｌＮである。第１窒化物結晶領域１０の上面（第３窒化物結晶領域３０側の面）は、Ａｌ面である。第２窒化物結晶領域２０の上面（第３窒化物結晶領域３０側の面）は、窒素面である。この場合、第１窒化物結晶領域１０の極性は、III族極性（Ａｌ極性）である。第２窒化物結晶領域２０の極性は、窒素極性である。
実施形態に係る別の例において、第１窒化物結晶領域１０がＧａＮで、第３窒化物結晶領域３０がＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎで、第２窒化物結晶領域２０がＧａＮである。第１窒化物結晶領域１０の上面（第３窒化物結晶領域３０側の面）は、窒素面である。第２窒化物結晶領域２０の上面（第３窒化物結晶領域３０と反対側の面）は、Ｇａ面である。この場合、第１窒化物結晶領域１０の極性は、窒素極性である。第２窒化物結晶領域２０の極性は、III族極性（Ｇａ極性）である。
実施形態に係る別の例において、第１窒化物結晶領域１０がＧａＮで、第３窒化物結晶領域３０がＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎで、第２窒化物結晶領域２０がＧａＮである。第１窒化物結晶領域１０の上面（第３窒化物結晶領域３０側の面）は、Ｇａ面である。第２窒化物結晶領域２０の上面（第３窒化物結晶領域３０と反対側の面）は、窒素面である。個の場合、第１窒化物結晶領域１０の極性は、III族極性（Ｇａ極性）である。第２窒化物結晶領域２０の極性は、窒素極性である。
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図９に示すように、実施形態に係る半導体装置２２０は、第１実施形態に係る窒化物結晶と、窒化物半導体層５０Ｌと、を含む。窒化物半導体層５０Ｌは、窒化物結晶の上に設けられる。この例では、上記の窒化物結晶として、窒化物結晶１１２が用いられる。
この例では、窒化物半導体層５０Ｌは、第１領域５１及び第２領域５２を含む。第１領域５１は、窒化物結晶１１２と第２領域５２との間にある。第１領域５１は、Ａｌｚ１Ｇａ１－ｚ１Ｎ（０≦ｚ１＜１）を含む。第２領域５２は、Ａｌｚ２Ｇａ１－ｚ２Ｎ（ｚ１＜ｚ２≦１）を含む。
この例では、半導体装置２２０は、第１電極７１、第２電極７２、第３電極７３、及び、絶縁部材７５を含む。この例では、第３電極７３のＸ軸方向における位置は、第１電極７１のＸ軸方向における位置と、第２電極７２のＸ軸方向における位置と、の間にある。第１電極７１は、窒化物半導体層５０Ｌの一部と電気的に接続される。第２電極７２は、窒化物半導体層５０Ｌの別の一部と電気的に接続される。第３電極７３と窒化物半導体層５０Ｌとの間に絶縁部材７５が設けられる。第３電極７３の電位により、第１電極７１と第２電極７２との間に流れる電流を制御できる。半導体装置２２０は、例えば、ＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）である。
半導体装置２２０においては、反転した極性を有する窒化物結晶１１２を含む。半導体装置２２０において、例えば、基板５０ｓに近い側の領域の上面（基板５０ｓと反対側の面）は、窒素面である。例えば、基板５０ｓに近い側の領域の＜０００１＞方向は、－Ｚ方向である。これにより、例えば、低い転位密度が得られる。基板５０ｓから遠い側の領域の上面（基板５０ｓと反対側の面）は、例えば、III族面（例えば、Ｇａ面）である。例えば、基板５０ｓから遠い側の領域の＜０００１＞方向は、＋Ｚ方向である。これにより、例えば、高い移動度が得られる。例えば、高い信頼性が得易くなる。半導体装置２２０によれば、特性の向上が可能な半導体装置を提供できる。
図１０は、第２実施形態に係る半導体装置を例示する模式的断面図である。
図１０に示すように、実施形態に係る半導体装置２２１は、第１実施形態に係る窒化物結晶１１２と、窒化物半導体層５０Ｌと、を含む。この例では、窒化物半導体層５０Ｌは、第１領域５１、第２領域５２、及び、第３領域５３を含む。
第１領域５１は、窒化物結晶１１２と第２領域５２との間にある。第３領域５３は、第１領域５１と第２領域５２との間にある。第１領域５１は、第１導電形（例えばｎ形）である。第２領域５２は、第２導電形（例えばｐ形）である。
第３領域５３は、第１領域５１におけるＩｎ濃度よりも高いＩｎ濃度、及び、第１領域５１におけるＡｌの濃度よりも低いＡｌの濃度の少なくともいずれかを含む。第３領域５３は、第２領域５２におけるＩｎ濃度よりも高いＩｎ濃度、及び、第２領域５２におけるＡｌの濃度よりも低いＡｌの濃度の少なくともいずれかを含む。第３領域５３は、例えば井戸層を含む。第３領域５３は、例えば発光領域である。第１電極７１は、第１領域５１と電気的に接続される。第２電極７２は、第２領域５２と電気的に接続される。半導体装置２２１は、例えば、発光装置である。
半導体装置２２１は、反転した極性を有する窒化物結晶１１２を含む。半導体装置２２１において、例えば、基板５０ｓに近い側の領域の上面（基板５０ｓと反対側の面）は、窒素面である。例えば、基板５０ｓに近い側の領域の＜０００１＞方向は、－Ｚ方向である。半導体装置２２１において、例えば、低い転位密度が得られる。基板５０ｓから遠い側の領域の上面（基板５０ｓと反対側の面）は、例えば、III族面（例えば、Ｇａ面）である。例えば、基板５０ｓから遠い側の領域の＜０００１＞方向は、＋Ｚ方向である。半導体装置２２１において、例えば、高い発光効率が得られる。
（第３実施形態）
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第３実施形態に係る光学装置を例示する模式図である。
図１１（ａ）は、斜視図である。図１１（ｂ）は、断面図である。
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、実施形態に係る光学装置３１０は、第１実施形態に係る窒化物結晶（例えば、窒化物結晶１１０）を含む。例えば、窒化物結晶１１０の側面に第１光Ｌ１が入射する。窒化物結晶１１０の別の側面から第２光Ｌ２が出射する。窒化物結晶１１０においては、第２窒化物結晶領域２０の極性は、第１窒化物結晶領域１０の極性の逆である。これにより、第２光Ｌ２は、第１光Ｌ１の第２高調波となる。第２光Ｌ２の波長は、第１光Ｌ１の波長の１／２である。光学装置３１０は、例えば、波長変換装置として機能する。
例えば、第１光Ｌ１の波長は、８１０ｎｍである。第２光Ｌ２の波長は、４０５ｎｍである。実施形態に係る光学装置３１０においては、簡単な構成で、波長変換装置が得られる。実施形態によれば、特性の向上が可能な光学装置を提供できる。
（第４実施形態）
図１２は、第４実施形態に係る窒化物結晶の製造方法を例示するフローチャートである。
図１２に示すように、実施形態に係る製造方法は、第１窒化物結晶層１０Ｌを、酸素を含む雰囲気で処理すること（ステップＳ１１０）を含む。製造方法は、処理後の第１窒化物結晶層１０Ｌの上に、Ｖ族／III族比が２００００以上で、４５０℃以下の温度で第３窒化物結晶層３０Ｌを形成すること（ステップＳ１２０）を含む。製造方法は、第３窒化物結晶層３０Ｌの上に第２窒化物結晶層２０Ｌを形成すること（ステップＳ１３０）を含む。例えば、図７（ｂ）～図７（ｄ）に関して説明した処理が行われる。実施形態によれば、特性の向上が可能な窒化物結晶の製造方法が提供できる。
実施形態において、例えば、第３窒化物結晶層３０Ｌにおける第３酸素濃度ＣＯ３は、第１窒化物結晶層１０Ｌにおける第１酸素濃度ＣＯ１よりも高く、第２窒化物結晶層２０Ｌにおける第２酸素濃度ＣＯ２よりも高い。例えば、第３窒化物結晶層３０Ｌにおける第３炭素濃度ＣＣ３は、第１窒化物結晶層１０Ｌにおける第１炭素濃度ＣＣ１よりも高く、第２窒化物結晶層２０Ｌにおける第２炭素濃度ＣＣ２よりも高い。
実施形態において、基板５０ｓは、例えば、シリコン基板でも良い。基板５０ｓは、例えば、サファイア基板でも良い。基板５０ｓは、例えば、ＳｉＣ基板でも良い。基板５０ｓは、例えば、ＧａＮ基板でも良い。基板５０ｓは、例えば、ＡｌＮ基板でも良い。
実施形態において、窒化物部材５５は、例えば、ＡｌＮを含んでも良い。窒化物部材５５は、例えば、複数のＡｌＧａＮが積層された積層体を含んでも良い。窒化物部材５５は、例えば、ＧａＮとＡｌＮとが交互に積層された超格子構造を含んでも良い。
実施形態において「窒化物半導体」は、ＢｘＩｎｙＡｌｚＧａ１－ｘ－ｙ－ｚＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１，ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）なる化学式において組成比ｘ、ｙ及びｚをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含む。上記化学式において、Ｎ（窒素）以外のＶ族元素もさらに含むもの、導電形などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むもの、及び、意図せずに含まれる各種の元素をさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれる。
実施形態によれば、特性の向上が可能な窒化物結晶、光学装置、半導体装置、窒化物結晶の製造方法が提供できる。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体装置に含まれる導電部、半導体領域、絶縁部及び配線などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した窒化物結晶、光学装置、半導体装置、窒化物結晶の製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての窒化物結晶、光学装置、半導体装置、窒化物結晶の製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１０…第１窒化物結晶領域、 １０Ｌ…第１窒化物結晶層、 １０Ｘ…酸素、 ２０…第２窒化物結晶領域、 ２０Ｌ…第２窒化物結晶層、 ３０…第３窒化物結晶領域、 ３０Ｌ…第３窒化物結晶層、 ３１～３３…第１～第３部分領域、 ５０Ｌ 窒化物半導体層、 ５０ｓ 基板、 ５１～５３…第１～第３領域、 ５５…窒化物部材、 ７１～７３…第１～第３電極、 ７５…絶縁部材、 １１０～１１３…窒化物結晶、 ２１０、２１１、２２０、２２１…半導体装置、 ３１０…光学装置、 ＣＣ１～ＣＣ３…第１～第３炭素濃度、 Ｃ０…濃度、 ＣＯ１～ＣＯ３…第１～第３酸素濃度、 Ｉｎｔ１…強度、 Ｌ１、Ｌ２…第１、第２光、 ｐＺ…位置、 ｔ３０…厚さ

Claims (21)

  1. 第１窒化物結晶領域と、
    第２窒化物結晶領域と、
    Ａｌを含み前記第１窒化物結晶領域と前記第２窒化物結晶領域との間に設けられた第３窒化物結晶領域と、
    を備え、
    前記第３窒化物結晶領域における第３酸素濃度は、前記第１窒化物結晶領域における第１酸素濃度よりも高く、前記第２窒化物結晶領域における第２酸素濃度よりも高く、
    前記第３窒化物結晶領域における第３炭素濃度は、前記第１窒化物結晶領域における第１炭素濃度よりも高く、前記第２窒化物結晶領域における第２炭素濃度よりも高く、
    前記第１窒化物結晶領域の＜０００１＞方向は、前記第２窒化物結晶領域から前記第１窒化物結晶領域への第１向き、及び、前記第１窒化物結晶領域から前記第２窒化物結晶領域への第２向きの一方であり、
    前記第２窒化物結晶領域の＜０００１＞方向は、前記第１向き、及び、前記第２向きの他方であり、
    前記第１酸素濃度は、前記第３酸素濃度の１／１０００以下であり、
    前記第２酸素濃度は、前記第３酸素濃度の１／１０００以下であり、
    前記第１炭素濃度は、前記第３炭素濃度の１／１００以下であり、
    前記第２炭素濃度は、前記第３炭素濃度の１／１００以下である、窒化物結晶。
  2. 前記第３酸素濃度は、１×１０２０／ｃｍ３以上であり、
    前記第３炭素濃度は、５×１０１８／ｃｍ３以上である、請求項１記載の窒化物結晶。
  3. 前記第１酸素濃度は、前記第２酸素濃度よりも高く、
    前記第１炭素濃度は、前記第２炭素濃度よりも低い、請求項１または２に記載の窒化物結晶。
  4. 前記第１窒化物結晶領域の＜０００１＞方向は、前記第１向きであり、
    前記第２窒化物結晶領域の＜０００１＞方向は、前記第２向きである、請求項３記載の窒化物結晶。
  5. 前記第１酸素濃度は、前記第２酸素濃度よりも低く、
    前記第１炭素濃度は、前記第２炭素濃度よりも高い、請求項１または２に記載の窒化物結晶。
  6. 前記第１窒化物結晶領域の＜０００１＞方向は、前記第２向きであり、
    前記第２窒化物結晶領域の＜０００１＞方向は、前記第１向きである、請求項５記載の窒化物結晶。
  7. 前記第３窒化物結晶領域は、シリコンを含み、
    前記第１窒化物結晶領域及び前記第２窒化物結晶領域はシリコンを含まない、または、前記第１窒化物結晶領域及び前記第２窒化物結晶領域におけるシリコンの濃度は、前記第３窒化物結晶領域におけるシリコンの濃度よりも低い、請求項１～６のいずれか１つに記載の窒化物結晶。
  8. 前記第３窒化物結晶領域におけるシリコンの前記濃度は、１×１０１８／ｃｍ３以上１×１０２０／ｃｍ３以下である、請求項７記載の窒化物結晶。
  9. 前記第３窒化物結晶領域におけるＭｇの濃度は、１×１０１６／ｃｍ３未満である、請求項１～８のいずれか１つに記載の窒化物結晶。
  10. 前記第３窒化物結晶領域は、Ａｌｘ３Ｇａ１－ｘ３Ｎ（０＜ｘ３≦１）を含む、請求項１～９のいずれか１つに記載の窒化物結晶。
  11. 前記第１窒化物結晶領域は、Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０≦ｘ１≦１）を含み、
    前記第２窒化物結晶領域は、Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（０≦ｘ２≦１）を含む、請求項１０記載の窒化物結晶。
  12. 前記第３窒化物結晶領域は、Ａｌｘ３Ｇａ１－ｘ３Ｎ（０．９≦ｘ３≦１）を含む、
    前記第１窒化物結晶領域は、Ａｌｘ１Ｇａ１－ｘ１Ｎ（０≦ｘ１＜０．９）を含み、
    前記第２窒化物結晶領域は、Ａｌｘ２Ｇａ１－ｘ２Ｎ（０≦ｘ２＜０．９）を含む、請求項１～９のいずれか１つに記載の窒化物結晶。
  13. 前記第３窒化物結晶領域は、
    Ａｌｙ１Ｇａ１－ｙ１Ｎ（０＜ｙ１≦１）を含む第１部分領域と、
    前記第１部分領域と前記第２窒化物結晶領域との間に設けられＡｌｙ２Ｇａ１－ｙ２Ｎ（０＜ｙ２≦１）を含む第２部分領域と、
    前記第１部分領域と前記第２部分領域との間に設けられＡｌｙ３Ｇａ１－ｙ３Ｎ（０≦ｙ３＜１、ｙ３＜ｙ１、ｙ３＜ｙ２）を含む第３部分領域と、
    を含む、請求項１～９のいずれか１つに記載の窒化物結晶。
  14. 基板をさらに備え、
    前記第１窒化物結晶領域は、前記基板と前記第２窒化物結晶領域との間にある、請求項１～１３のいずれか１つに記載の窒化物結晶。
  15. 前記第３窒化物結晶領域の厚さは、６ｎｍ以上７０ｎｍ以下である、請求項１～１４のいずれか１つに記載の窒化物結晶。
  16. 請求項１～１５のいずれか１つに記載の窒化物結晶を含む光学装置。
  17. 請求項１～１５のいずれか１つに記載の窒化物結晶と、
    窒化物半導体層と、
    を備えた半導体装置。
  18. 前記窒化物半導体層は、第１領域及び第２領域を含み、
    前記第１領域は、前記窒化物結晶と前記第２領域との間にあり、
    前記第１領域は、Ａｌｚ１Ｇａ１－ｚ１Ｎ（０≦ｚ１＜１）を含み、
    前記第２領域は、Ａｌｚ２Ｇａ１－ｚ２Ｎ（ｚ１＜ｚ２≦１）を含む、請求項１７記載の半導体装置。
  19. 前記窒化物半導体層は、第１領域、第２領域及び第３領域を含み、
    前記第１領域は、前記窒化物結晶と前記第２領域との間にあり、
    前記第３領域は、前記第１領域と前記第２領域との間にあり、
    前記第１領域は、第１導電形であり、
    前記第２領域は、第２導電形である、
    前記第３領域は、第１領域におけるＩｎ濃度よりも高いＩｎ濃度、及び、第１領域におけるＡｌの濃度よりも低いＡｌの濃度の少なくともいずれかを含む、請求項１７記載の半導体装置。
  20. 第１窒化物結晶層を、酸素を含む雰囲気で処理し、
    前記処理後の前記第１窒化物結晶層の上に、Ｖ族／III族比が２００００以上で、４５０℃以下の温度で第３窒化物結晶層を形成し、
    前記第３窒化物結晶層の上に第２窒化物結晶層を形成する、
    ことで窒化物結晶を製造し、
    前記窒化物結晶は、
    第１窒化物結晶領域と、
    第２窒化物結晶領域と、
    Ａｌを含み前記第１窒化物結晶領域と前記第２窒化物結晶領域との間に設けられた第３窒化物結晶領域と、
    を含み、
    前記第３窒化物結晶領域における第３酸素濃度は、前記第１窒化物結晶領域における第１酸素濃度よりも高く、前記第２窒化物結晶領域における第２酸素濃度よりも高く、
    前記第３窒化物結晶領域における第３炭素濃度は、前記第１窒化物結晶領域における第１炭素濃度よりも高く、前記第２窒化物結晶領域における第２炭素濃度よりも高く、
    前記第１窒化物結晶領域の＜０００１＞方向は、前記第２窒化物結晶領域から前記第１窒化物結晶領域への第１向き、及び、前記第１窒化物結晶領域から前記第２窒化物結晶領域への第２向きの一方であり、
    前記第２窒化物結晶領域の＜０００１＞方向は、前記第１向き、及び、前記第２向きの他方であり、
    前記第１酸素濃度は、前記第３酸素濃度の１／１０００以下であり、
    前記第２酸素濃度は、前記第３酸素濃度の１／１０００以下であり、
    前記第１炭素濃度は、前記第３炭素濃度の１／１００以下であり、
    前記第２炭素濃度は、前記第３炭素濃度の１／１００以下である、窒化物結晶の製造方法。
  21. 前記第３窒化物結晶層における前記第３酸素濃度は、前記第１窒化物結晶層における前記第１酸素濃度よりも高く、前記第２窒化物結晶層における前記第２酸素濃度よりも高く、
    前記第３窒化物結晶層における前記第３炭素濃度は、前記第１窒化物結晶層における前記第１炭素濃度よりも高く、前記第２窒化物結晶層における前記第２炭素濃度よりも高い、請求項２０記載の窒化物結晶の製造方法。
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