DE112014004744B4 - Vertikales Nitrid-Halbleiterbauelement und laminierter Körper - Google Patents

Vertikales Nitrid-Halbleiterbauelement und laminierter Körper Download PDF

Info

Publication number
DE112014004744B4
DE112014004744B4 DE112014004744.9T DE112014004744T DE112014004744B4 DE 112014004744 B4 DE112014004744 B4 DE 112014004744B4 DE 112014004744 T DE112014004744 T DE 112014004744T DE 112014004744 B4 DE112014004744 B4 DE 112014004744B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
single crystal
aluminum nitride
nitride single
layer
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE112014004744.9T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112014004744T5 (de
Inventor
Toru Kinoshita
Toshiyuki Obata
Toru Nagashima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokuyama Corp filed Critical Tokuyama Corp
Publication of DE112014004744T5 publication Critical patent/DE112014004744T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112014004744B4 publication Critical patent/DE112014004744B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • C30B25/20—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate the substrate being of the same materials as the epitaxial layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C30B29/403—AIII-nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02387—Group 13/15 materials
    • H01L21/02389—Nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02455—Group 13/15 materials
    • H01L21/02458—Nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02538—Group 13/15 materials
    • H01L21/0254—Nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/0257—Doping during depositing
    • H01L21/02573—Conductivity type
    • H01L21/02576—N-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02587—Structure
    • H01L21/0259—Microstructure
    • H01L21/02598—Microstructure monocrystalline
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/04—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L29/2003—Nitride compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L29/201—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds including two or more compounds, e.g. alloys
    • H01L29/205—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds including two or more compounds, e.g. alloys in different semiconductor regions, e.g. heterojunctions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/20—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds
    • H01L29/207—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only AIIIBV compounds further characterised by the doping material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/30—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface
    • H01L29/32—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by physical imperfections; having polished or roughened surface the imperfections being within the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/36—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the concentration or distribution of impurities in the bulk material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/47—Schottky barrier electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66083—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by variation of the electric current supplied or the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. two-terminal devices
    • H01L29/6609—Diodes
    • H01L29/66143—Schottky diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861—Diodes
    • H01L29/872—Schottky diodes

Abstract

Vertikales Nitrid-Halbleiterbauelement, umfassend Elektrodenschichten (2, 3) oben und unten auf Hauptebenen eines n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats (1), in dem der Si-Gehalt 3 × 10bis 1 × 10cmbeträgt, die Versetzungsdichte 10cmoder weniger beträgt und dessen Dicke 50 bis 500 µm beträgt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein mit Si dotiertes n-leitfähiges Einkristall-Aluminiumnitridsubstrat (n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat) und ein vertikales Nitrid-Halbleiterbauelement, das das Substrat verwendet.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Aluminiumnitrid weist ausgezeichnete Eigenschaften auf, wie etwa eine, verglichen mit Galliumnitrid oder Siliziumcarbid, das als Halbleiter mit breiter Bandlücke bekannt ist, etwa zweimal so große Bandlücke (6,2 eV), eine hohe dielektrische Durchschlagsspannung (12 MV/cm) und eine hohe Wärmeleitfähigkeit (3,0 Wcm-1K-1) oder dergleichen, und es wird erwartet, dass dieses Material geeignet sei, daraus ein Leistungsbauelement mit noch höheren Spannungsfestigkeitseigenschaften als bei der Verwendung der oben genannten Materialien herzustellen.
  • Als Bauelementaufbau zum Erzielen hoher Leistungen (hoher Kapazität und hoher Spannungsfestigkeit) wird im Falle der Verwendung eines Bauelements, das Galliumnitrid und Siliziumcarbid verwendet, der vertikale Aufbau des Halbleiterbauelements vorgeschlagen, bei dem das leitfähige Substrat als Trägersubstrat verwendet ist, in dem zwischen der Oberfläche des Bauelements und der Rückseite der elektrische Strom fließt oder die Spannung angelegt ist (siehe die Patentschriften 1 bis 3).
  • Durch das Verwenden des vertikalen Aufbaus kann die Spannungsfestigkeitseigenschaft verbessert sein, die Gegenstand eines Bauelements des horizontalen Typs war, das heißt, des Bauelements, bei dem der Stromfluss zum Ansteuern des Bauelements in horizontaler Richtung verläuft. Weiter kann durch das Verwenden des vertikalen Aufbaus das Bauelement mit einer größeren elektrischen Leistung beaufschlagt werden. Um den vertikalen Aufbau des Bauelements zu verwirklichen, wie er im Obigen beschrieben ist, ist es erforderlich, das leitfähige Substrat zu verwenden. Bezüglich des leitfähigen Aluminiumnitrids ist das Verfahren des Ausbildens einer n-leitfähigen Kristallschicht bekannt, die nach einer metallorganischen Dampfphasenepitaxie (MOVPE) oder einer Hydrid-Dampfphasenepitaxie (HVPE) oder dergleichen mit Si dotiert wird (Patentschriften 4 und 5).
  • Jedoch wird in den Patentschriften 4 und 5 die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht auf einem Fremdsubstrat ausgebildet, wie etwa einem SiC-Substrat; daher war es schwierig, eine Einkristallschicht hoher Kristallqualität herzustellen. Insbesondere gab es Raum für Verbesserung bei der Herstellung einer hohen Kristallqualität und einer dicken-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht.
  • Um die oben genannten Aufgaben zu lösen, wurde das Verfahren des Züchtens der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht auf einem Basissubstrat aus demselben Material wie das der Aluminiumnitrid-Einkristallschicht entwickelt (siehe Patenschrift 6.)
  • Stand der Technik
    • Patentschrift 1: JP 2003-086816 A
    • Patentschrift 2: JP 2006-100801 A
    • Patentschrift 3: JP 2009-059912 A
    • Patentschrift 4: JP 2000-091234 A
    • Patentschrift 5: JP 2003-273398 A
    • Patentschrift 6: JP 5 234 968 B2
  • In der US 2009/0 127 662 A1 ist zudem ein Halbleiterbauelement beschrieben, bei dem eine Driftschicht auf einem Gruppe-III-Nitrid-Halbleiterkristallsubstrat ausgebildet ist. Weiterhin ist eine Schottky-Elektrode auf der besagten Driftschicht ausgebildet.
  • Die US 2008/0 087 914 A1 offenbart einen laminierten Körper, bei dem eine AlXGa1-XN-Schicht auf einer AIN-Epilayer-Vorlage gestapelt ist, wobei die AIN-Epilayer-Vorlage ungedopt ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösende Aufgabe
  • Gemäß dem in der Patentschrift 6 offenbarten Verfahren kann nach dem Herstellen des eigenständigen Aluminiumnitridsubstrats mit einer Dichte durchfädelnder Versetzungen von etwa 105 cm-2 nach dem in der JP 2005-252248 A offenbarten Verfahren die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht auf einem eigenständigen Aluminiumnitridsubstrat ausgebildet werden. Dann kann gemäß diesem Verfahren die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht mit der Versetzungsdichte von etwa 5 × 109 cm-2 erzielt werden.
  • Jedoch erzeugte das Verfahren nach der Patentschrift 6 nur eine dünne n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht mit der Schichtdicke von 10 µm oder weniger, und es gibt kein bestimmtes Beispiel zum Ausbilden der Elektroden. Das heißt, der Stand der Technik hat immer noch nicht ein vertikales Halbleiterbauelement mit einer derartigen Dicke verwirklicht, dass die n-Schicht als eigenständiges Substrat benutzt werden kann, und das einen n-leitenden Aluminiumnitrid-Einkristall hoher Qualität benutzt.
  • Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht dieser Situation entwickelt, und die Aufgabe ist es, ein vertikales Halbleiterbauelement zu schaffen, das das mit Si dotierte n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat verwendet.
  • Mittel zum Lösen der Aufgabe
  • Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung erzeugten das n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat gemäß dem in der Patentschrift 6 offenbarten Verfahren und überprüften verschiedene Eigenschaften durch ein tatsächliches Ausbilden der Elektroden. Dann stellten die Erfinder der vorliegenden Anmeldung fest, dass bei dem n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat die Spannungsfestigkeit in der Sperrrichtung in einigen Fällen bedeutend niedrig war, und dass dies durch die Versetzungsdichte der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht verursacht war. Als Ergebnis stellten die Erfinder der vorliegenden Anmeldung fest, dass zum Herstellen eines Bauelements hoher Leistungsfähigkeit ein hochwertiges n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat mit noch niedrigerer Versetzungsdichte notwendig ist; dadurch wurde die vorliegende Erfindung erzielt.
  • Die erste Erfindung betrifft ein vertikales Nitrid-Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 1, das Elektrodenschichten auf der oberen und der unteren Hauptebene des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats umfasst. In diesem vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelement ist vorzugsweise die Elektrodenschicht auf einer der Hauptebenen eine ohmsche Elektrodenschicht. Auch kann durch ein Vorsehen einer ohmschen Elektrodenschicht an einer der Hauptebenen des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats und einer Schottky-Elektrodenschicht an der anderen Hauptebene dieses vertikale Nitrid-Halbleiterbauelement geeignet als die vertikale Schottky-Diode benutzt werden.
  • Die zweite Erfindung betrifft einen laminierten Körper gemäß Anspruch 3.
  • Offenbart wird weiterhin ein vertikales Nitrid-Halbleiterbauelement, umfassend Elektrodenschichten auf der oberen und der unteren Hauptebene des laminierten Körpers. In diesem vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelement ist die Elektrodenschicht auf der durch AlXGa1-XN gebildeten Schicht (wobei X eine rationale Zahl ist, die 0,3 ≤ X ≤ 0,8 erfüllt) vorzugsweise eine ohmsche Elektrodenschicht. Auch kann durch das Ausbilden einer Elektrodenschicht auf dem n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat als Schottky-Elektrodenschicht dieses vertikale Nitrid-Halbleiterbauelement als vertikale Schottky-Diode benutzt werden.
  • Vorteilhafterweise wird das Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat mit einer Versetzungsdichte von 104 cm-2 oder weniger zur Herstellung des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats verwendet.
  • Wirkung der vorliegenden Erfindung
  • Gemäß der besagten ersten Erfindung ist das vertikale Halbleiterbauelement unter Verwendung des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats vorgesehen, und eine hohe Spannungsfestigkeitseigenschaft kann verwirklicht sein, indem die Versetzungsdichte des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats auf 106 cm-2 oder weniger reduziert wird, was nach dem Stand der Technik nicht erreicht wurde.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein schematischer Schnitt, der eine Ausführungsform (das erste Ausführungsbeispiel) des vertikalen Nitridbauelements nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 2 ist ein schematischer Schnitt, der eine Ausführungsform (das zweite Ausführungsbeispiel) des vertikalen Nitridbauelements nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 3 ist ein schematischer Schnitt, der eine Ausführungsform des Herstellungsverfahrens des vertikalen Nitridbauelements (des ersten Ausführungsbeispiels) nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 4 ist eine schematische Zeichnung, die eine Ausführungsform des Herstellungsverfahrens des vertikalen Nitridbauelements (des zweiten Ausführungsbeispiels) nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 5 ist eine schematische Zeichnung, die eine weitere Ausführungsform des Herstellungsverfahrens des vertikalen Nitridbauelements (des zweiten Ausführungsbeispiels) nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 6 ist ein Diagramm, das die Strom-/Spannungskennlinie der in dem vorliegenden Beispiel hergestellten vertikalen Schottky-Diode zeigt.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In der vorliegenden Erfindung weist das vertikale Nitrid-Halbleiterbauelement einen Aufbau auf, bei dem die Arbeitselektroden auf der oberen und der unteren Ebene des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats ausgebildet sind, und es kann geeignet für verschiedene Halbleiterbauelemente verwendet werden, wie etwa als Schottky-Diode, Transistor, Leuchtdiode und Laserdiode oder dergleichen, innerhalb des Bereichs, der den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung nicht überschreitet.
  • Das vertikale Nitrid-Halbleiterbauelement nach der vorliegenden Erfindung ist ein vertikales Nitrid-Halbleiterbauelement, das Elektrodenschichten auf der oberen und der unteren Fläche des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats umfasst. Weiter ist es gekennzeichnet durch einen bestimmten Bereich des Si-Gehalts, eine Versetzungsdichte und eine Dicke des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats.
  • In der vorliegenden Erfindung kann das n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat eine einzelne Schicht mit einem konstanten Si-Gehalt oder eine Vielzahl von Schichten mit verschiedenem Si-Gehalt sein. Es kann auch eine Aluminiumnitrid-Einkristallschicht umfassen, in der sich der Si-Gehalt kontinuierlich ändert. Als Nächstes ist der spezielle Aufbau unter Verwendung der Figuren beschrieben.
  • Aufbau des vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelements: erstes Ausführungsbeispiel
  • Zuerst wird die Aluminiumnitrid-Einkristallschicht beschrieben, in der die Einzelschicht einen konstanten Si-Gehalt aufweist, dann die Aluminiumnitrid-Einkristallschicht, in der sich der Si-Gehalt allmählich ändert. In 1 ist der vertikale Schottky-Dioden-Aufbau als ein typisches Beispiel gezeigt.
  • Wie in 1 gezeigt, umfasst das vertikale Nitrid-Halbleiterbauelement ein n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 1, und Arbeitselektrodenschichten 2 und 3 sind auf der oberen und der unteren Ebene ausgebildet (der Hauptebene, d.h. nicht der Seitenebene, sondern der Ebene, wo die Elektroden ausgebildet sind, und der Ebene, wo die andere Schicht aufwächst) des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats 1. Falls das vertikale Nitrid-Halbleiterbauelement nach der vorliegenden Erfindung als vertikale Schottky-Diode verwendet ist, ist die Elektrode auf einer Fläche die ohmsche Elektrodenschicht 3, und die Elektrode auf der anderen Fläche ist die Schottky-Elektrodenschicht 2. Als Nächstes ist jeder Bestandteil beschrieben.
  • n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat
  • Das n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 1 weist eine Versetzungsdichte von 106 cm-2 oder weniger auf und umfasst Si in einem Bereich von 3 × 1017 bis 1 × 1020 cm-3. Zu beachten ist, dass sich diese Versetzungsdichte auf die Versetzungsdichte der äußersten Ebene des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats bezieht.
  • Die Versetzung im n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat wird zur Leckagequelle des Stroms, wenn das vertikale Bauelement in Betrieb ist, was eine Ursache zum Verschlechtern der anfänglichen Spannungsfestigkeitseigenschaft sein könnte, und auch im Falle seiner Verwendung über einen langen Zeitraum kann die Diffusion der Verunreinigungen über die Versetzung gefördert sein, wodurch sich die Eigenschaft des Bauelements allmählich verschlechtert. Auch verursacht die Versetzung das Streuen der Elektronen, die der n-Ladungsträger sind. Weiter sinkt die Beweglichkeit von Elektronen, wenn viele Versetzungen in dem n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat vorhanden sind; als Ergebnis neigt die n-Leitfähigkeitseigenschaft dazu zu sinken. Um das Verschlechtern dieser Bauelementeigenschaft und n-Leitfähigkeitseigenschaft zu unterdrücken, beträgt die Versetzungsdichte im n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 106 cm-2 oder weniger, oder noch mehr vorzuziehen 104 cm-2 oder weniger. Der vorzuziehende untere Grenzwert der Versetzungsdichte beträgt 0 cm-2, jedoch vom Gesichtspunkt der industriellen Herstellbarkeit liegt er bei 102 cm-2. Die Messung der Versetzungsdichte kann durch eine Betrachtung eines Transmissions-Elektronenmikroskops(TEM)-Bildes oder einfach durch eine Betrachtung der Ätzgrubendichte nach dem Eintauchen in die alkalische Lösung ausgeführt werden. Zu beachten ist, dass in der vorliegenden Erfindung die Ätzgrubendichte als die Versetzungsdichte angesetzt war.
  • Auch beträgt der im n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 1 enthaltene Si-Gehalt 3 × 1017 bis 1 × 1020 cm-3. Falls der Si-Gehalt geringer als 3 × 1017 cm-3 ist, verringert sich die Leitfähigkeit, weil sich die n-Ladungsträgerkonzentration verringert, und der Widerstandswert des Bauelements erhöht sich; somit ist dies nicht zu empfehlen. Wenn er andererseits 1 × 1020 cm-3 oder mehr beträgt, ergeben sich Gefahren, dass Probleme verursacht werden, wie etwa die Erzeugung von Rissen und die Erhöhung der Fremdstoffkonzentration außer Si, wie etwa Sauerstoff oder dergleichen, zusammen mit dem Aufrauen der Wachstumsfläche oder dergleichen; somit ist dies nicht empfehlenswert. Zu beachten ist, dass, wie im Obigen erwähnt, wenn der Si-Gehalt in dem besagten Bereich liegt, eine gewisse Menge im n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat enthalten sein kann. Auch kann, solange der obere Grenzwert und der untere Grenzwert des Si-Gehalts in dem besagten Bereich liegen, der Si-Gehalt zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert variieren.
  • Für diesen Si-Gehalt kann der optimale Wert in dem besagten Bereich so festgelegt werden, dass demgemäß die gewünschte n-Leitfähigkeitseigenschaft vorliegen kann. Falls beispielsweise eine hohe Leitfähigkeitseigenschaft gefordert ist, beträgt der Si-Gehalt vorzugsweise 1 × 1018 bis 8 × 1019 cm-3, noch mehr vorzuziehen 5 × 1018 bis 5 × 1019 cm-3.
  • Auch kann Kohlenstoff, da er ein Akzeptor-Fremdstoff ist, durch ein Kompensieren von Si ein Verringern der n-Leitfähigkeit verursachen. Daher muss, um eine n-Leitfähigkeit zu erzielen, die Kohlenstoffkonzentration unter den Si-Gehalt gedrückt sein. Die Konzentration von im n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 1 enthaltenem Akzeptor-Fremdstoff (Kohlenstoff) beträgt vorzugsweise 2 × 1017 cm-3 oder weniger, noch mehr vorzuziehen 1 × 1017 cm-3. Der untere Grenzwert des bevorzugten Bereichs der Akzeptor-Fremdstoffkonzentration beträgt 0 cm-3; jedoch liegt er bei 1 × 1015 cm-3 oder dergleichen in Anbetracht des unteren Erfassungsgrenzwerts des bekannten Analyseverfahrens, das nachstehend beschrieben ist.
  • Zu beachten ist, dass die Messung des Si-Gehalts und des Akzeptor-Fremdstoffs (Kohlenstoff) nach einer bekannten Technik ausgeführt werden kann, wie etwa Sekundärionen-Massenspektroskopie (SIMS) oder dergleichen.
  • Auch kann die n-Leitfähigkeit mit der bekannten Hall-Effektmessung, der Cyclovoltammetrie oder dergleichen gemessen werden.
  • Die Dicke des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats 1 liegt im Bereich von 50 bis 500 µm, und sie kann demgemäß in dem oben genannten Bereich je nach dem gewünschten Zweck oder Entwurf bestimmt werden. Wenn die Dicke des Substrats unter dem oben genannten unteren Grenzwert liegt, wird es schwierig, die Eigenständigkeitseigenschaft als Substrat sicherzustellen, und weiter kann sie die Ursache eines Bruchs während des Bauelemente-Herstellungsprozesses sein, der eine Verringerung der Produktionsausbeute verursacht, und daher ist dies nicht empfehlenswert. Wenn andererseits die Dicke des Substrats den oben genannten Bereich überschreitet, kann sie zusätzlich zu einer Verringerung der Produktivität aufgrund der Herstellzeit des nachstehend beschriebenen n-Aluminiumnitridsubstrats zur Ursache der Erhöhung des Widerstandswerts in der vertikalen Richtung für die charakteristische Ebene des Bauelements werden.
  • Zu beachten ist, dass die Ebenenorientierung der Hauptebenen (der Ebene, die nicht die Seitenebene, sondern die Ebene ist, wo die Elektrodenschichten oder eine andere Schicht auf der Schicht ausgebildet sind) des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats 1 die C-Ebene (die Al-Polaritätsebene) und die -C-Ebene (die N-Polaritätsebene) sind. Auch beträgt als anderes Merkmal des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats 1 die Halbwertsbreite bei der Messung der Röntgen-Schwenkkurve der (002)- und der (101)-Reflektion vorzugsweise 100 Sekunden oder weniger.
  • Elektrodenschichten
  • In der vorliegenden Erfindung können die Elektrodenschichten demgemäß je nach dem Verwendungszweck festgelegt werden. Zum Beispiel können bei Verwendung des vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelements nach der vorliegenden Erfindung für einen vertikalen Transistor die Gate-Elektrode, die Source-Elektrode, die Drain-Elektrode oder dergleichen auf den beiden Hauptebenen des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats ausgebildet sein. Auch ist bei Verwendung des vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelements nach der vorliegenden Erfindung für eine Leuchtdiode die ohmsche n-Elektrodenschicht auf dem n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat ausgebildet, und die ohmsche p-Elektrodenschicht ist auf der anderen Ebene ausgebildet. Insbesondere bei Verwendung des vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelements nach der vorliegenden Erfindung als Schottky-Diode sind vorzugsweise die ohmsche Elektrodenschicht und die Schottky-Elektrodenschicht ausgebildet.
  • Ohmsche Elektrodenschicht des ersten Ausführungsbeispiels
  • Als Nächstes wird die ohmsche Elektrodenschicht 3 beschrieben. Für diese ohmsche Elektrodenschicht 3 kann das bekannte ohmsche Elektrodenmaterial verwendet werden. Genauer ist es, solange es ein Material ist, das den Kontaktwiderstandswert gegen das n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat reduzieren kann, nicht besonders eingeschränkt, und beispielsweise ist vorzugsweise das Elektrodenmaterial verwendet, das Ti und Al enthält, wie in der JP 2011-547604 A offenbart. Um den Kontaktwiderstandswert zu reduzieren, ist es vorzuziehen, diese Elektrodenmaterialien unter einer Inertgasatmosphäre zu tempern, wie etwa Argon oder Stickstoff, nachdem die Elektrode ausgebildet ist. Die Temper-Temperatur ist nicht besonders eingeschränkt; jedoch liegt sie vorzugsweise zwischen 700 und 1100°C. Auch ist die Dicke der ohmschen Elektrodenschicht 3 nicht besonders eingeschränkt, und die Dicke jeder Schicht kann demgemäß in dem Bereich festgelegt sein, der imstande ist, den Kontaktwiderstandswert nach dem Tempern zu reduzieren; jedoch liegt im Hinblick auf die Produktivität der Elektrodenschicht die Gesamtdicke vorzugsweise innerhalb von 50 bis 500 nm.
  • Auch ist die Ebenenorientierung der n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstratfläche, auf der die ohmsche Elektrodenschicht ausgebildet wird, nicht besonders eingeschränkt, und sie kann demgemäß je nach dem Aufbau des Bauelements festgelegt sein. Unter diesen ist sie im Fall der Verwendung für eine vertikale Schottky-Diode, die wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, vorzugsweise die C-Ebene (die Al-Polaritätsebene).
  • Schottky-Elektrodenschicht des ersten Ausführungsbeispiels
  • Das vertikale Nitrid-Halbleiterbauelement nach der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise mit der Schottky-Elektrodenschicht 2 auf dem n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 1 ausgebildet.
  • Das Material der Schottky-Elektrodenschicht 2 ist nicht besonders eingeschränkt, solange es das Material ist, das die Schottky-Barriere für das n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat ausbildet, und beispielsweise kann das Material mit relativ großer Austrittsenergie, wie etwa Ni, Pt, Pd, Au oder dergleichen, verwendet werden. Weiter kann sie eine Einzelschicht aus diesen Materialien oder eine Vielzahl von Schichten sein. Auch ist die Dicke nicht besonders eingeschränkt; jedoch liegt sie im Allgemeinen im Bereich von 10 bis 500 nm.
  • Auch ist die Ebenenorientierung der n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstratfläche, an der die Schottky-Elektrodenschicht 2 ausgebildet ist, vorzugsweise entgegengesetzt zur Ebenenorientierung, an der die oben beschriebene ohmschen Elektrodenschicht 3 ausgebildet ist, das heißt, vorzugsweise die -C-Ebene (die N-Polaritätsebene).
  • Durch das Herstellen des vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelements nach der Ausführungsform, wie sie im Obigen beschrieben ist, kann ein vertikales Nitrid-Halbleiterbauelement produziert werden, das hervorragende Eigenschaften zeigt, wie etwa einen Stromfluss von 10-6 Acm-2 oder weniger, wenn die Rückspannung 100 V beträgt.
  • Als Nächstes wird die in 2 gezeigte Ausführungsform beschrieben, das heißt der laminierte Körper nach der vorliegenden Erfindung und das mit der Elektrodenschicht auf dem laminierten Körper ausgebildete vertikale Nitrid-Halbleiterbauelement.
  • Aufbau des vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelements: zweites Ausführungsbeispiel
  • Als zweite Ausführungsform umfasst der laminierte Körper eine n-AlXGa1-XN-Schicht 4 mit Si, die auf dem n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat ausgebildet ist. Diese n-AlXGa1-XN-Schicht 4 ist nicht besonders eingeschränkt, jedoch ist, wie in 2 gezeigt, die n-AlXGa1-XN-Schicht 4 mit Si zwischen dem n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 1 und der ohmschen Elektrodenschicht 3 ausgebildet. Zu beachten ist, dass im zweiten Ausführungsbeispiel das n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 1, die ohmsche Elektrodenschicht 3 und die Schottky-Elektrodenschicht 2 dasselbe Substrat und die Schichten sind wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Laminierter Körper
  • In der vorliegenden Erfindung ist der laminierte Körper mit einer n-AlXGa1-XN-Schicht auf mindestens einer Hauptebene des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats laminiert. Unter diesen ist die n-AlXGa1-XN-Schicht vorzugsweise an der Seite der Al-Polaritätsebene 1b des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats ausgebildet.
  • Der Si-Gehalt dieser n-AlXGa1-XN-Schicht beträgt vorzugsweise 1 × 1018 bis 5 × 1019 cm-3. Der Si-Gehalt ist nicht besonders eingeschränkt, solange er in dem Bereich liegt; um jedoch den oben genannten Kontaktwiderstandswert weiter zu reduzieren, beträgt er vorzugsweise 5 × 1018 bis 4 × 1019 cm-3, noch mehr vorzuziehen 8 × 1018 bis 3 × 1019 cm-3.
  • Die AI-Zusammensetzung X der n-AlXGa1-XN-Schicht kann demgemäß je nach Typ und Zweck des Halbleiterbauelements festgelegt sein, jedoch beträgt sie vorzugsweise 0,3 ≤ X ≤ 0,8. Zum Beispiel kann bei einer Anwendung als Schottky-Diode, wie in 2 gezeigt, die optimale Zusammensetzung im Hinblick auf den Kontaktwiderstand und die Spannungsfestigkeit des Elements festgelegt sein, und sie beträgt vorzugsweise 0,4 ≤ X ≤ 0,75, noch mehr vorzuziehen 0,5 ≤ X ≤ 0,7.
  • Auch die Dicke der n-AlXGa1-XN-Schicht ist nicht besonders eingeschränkt, ähnlich wie beim n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat, und sie kann auf Grundlage des gewünschten Verwendungszwecks und Entwurfs festgelegt sein. Bei Verwendung von n-AlXGa1-XN-beispielsweise als Kontaktfläche der Schottky-Diode, beträgt die Dicke der n-AlXGa1-XN vorzugsweise 20 bis 500 nm.
  • Ein solcher laminierter Körper, bei dem die n-AlXGa1-XN-Schicht 4 auf dem n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 1 gestapelt ist, kann die Elektrodenschicht an der Oberfläche der n-AlXGa1-XN-Schicht und an der Oberfläche des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats haben, je nach gewünschter Anwendung.
  • Insbesondere bei Verwendung des laminierten Körpers als vertikale Schottky-Diode ist die ohmsche Elektrodenschicht 3 auf der n-AlXGa1-XN-Schicht ausgebildet, und vorzugsweise auf der Al-Polaritätsebene der n-AlXGa1-XN-Schicht; und die Schottky-Elektrodenschicht 2 ist auf der Oberfläche des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats, und vorzugsweise auf der N-Polaritätsebene 1a des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats ausgebildet. Durch das Ausbilden der n-AlXGa1-XN-Schicht 4 zwischen dem n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 1 und der ohmschen Elektrodenschicht 3 bildet die n-AlXGa1-XN-Schicht 4 die Kontaktschicht gegen die ohmsche Elektrodenschicht 3; daher kann der Kontaktwiderstandswert zwischen der ohmschen Elektrodenschicht 3 und der Kristallschicht (der n-AlXGa1-XN-Schicht 4 und dem n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 1) weiter reduziert sein, verglichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Zu beachten ist, dass als diese ohmsche Elektrodenschicht 3 und die Schottky-Elektrodenschicht 2 ebenso die im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen verwendet werden können.
  • Herstellungsverfahren des vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelements
  • Als Nächstes wird das Herstellungsverfahren des vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelements beschrieben. Das Herstellungsverfahren des vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelements nach dem oben beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist nicht besonders eingeschränkt. Insbesondere ist es vorzuziehen, das Verfahren des Züchtens der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht mit dem Si-Gehalt von 3 × 1017 bis 1 × 1020 cm-3 auf dem Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat mit der Versetzungsdichte von 104 cm-2 oder weniger zu verwenden und dann diese n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht abzutrennen und dadurch als das n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat zu verwenden. Das heißt, durch das Verwenden des Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrats mit extrem niedriger Versetzungsdichte (der Versetzungsdichte von 104 cm-2 oder weniger) kann leicht das n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat mit dem Si-Gehalt von 3 × 1017 bis 1 × 1020 cm-3 und der Versetzungsdichte von 106 cm-2 oder weniger erhalten werden.
  • Für das herkömmliche Verfahren, wie in der Patentschrift 6 beschrieben, wurde das Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat mit der Versetzungsdichte von etwa 105 cm-2 verwendet, und die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht wurde darauf gezüchtet; jedoch wurde in diesem Fall bestenfalls die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht mit der Versetzungsdichte von 5 × 109 cm-2 erzielt. In der vorliegenden Erfindung wurde das n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat mit höherer Qualität als die herkömmlichen verwendet. Um ein solches n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat zu erhalten, wird das Ausgangssubstrat zum Herstellen der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht (des Substrats) wichtig. Es wird vorzugsweise nach dem folgenden Verfahren hergestellt. Es wird schrittweise beschrieben.
  • Herstellungsverfahren des vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelements nach dem
  • ersten Ausführungsbeispiel
  • Ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens des vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelements nach dem ersten Ausführungsbeispiel wird unter Verwendung von 3 erläutert.
  • Zuerst wird das zum Herstellen des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats verwendete Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat 5 erstellt. Dieses Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat wird als Erstes beschrieben.
  • Erstellen des Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrats
  • Nachdem die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' auf dem Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat 5 ausgebildet ist, erhält man das n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 1 durch das Separieren der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' und des Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrats 5.
  • Die Versetzungsdichte des Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrats 5 beträgt vorzugsweise 104 cm-2 oder weniger, und noch mehr vorzuziehen 103 cm-2 oder weniger. Falls die Versetzungsdichte 104 cm-2 überschreitet, sammeln sich, wenn die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' auf dem Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat 5 ausgebildet wird, die Spannungen in der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht; somit neigen, wenn die Schichtdicke der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' dicker wird, die Risse leichter dazu aufzutreten. Auch wird es, falls die Versetzungsdichte 104 cm-2 überschreitet, schwieriger zu erreichen, dass die Versetzungsdichte der erhaltenen n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' (des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats 1) 106 cm-2 oder weniger beträgt.
  • Zu beachten ist, dass der untere Grenzwert der Versetzungsdichte des Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrats 0 cm-2 beträgt, jedoch vom Gesichtspunkt der industriellen Herstellbarkeit liegt er vorzugsweise bei 102 cm-2. Die Messung der Versetzungsdichte kann durch die Betrachtung eines Transmissions-Elektronenmikroskop(TEM)-Bildes oder einfach durch eine Betrachtung der Ätzgrubendichte nach einem Eintauchen in die alkalische Lösung ausgeführt werden. Zu beachten ist, dass in der vorliegenden Erfindung die Versetzungsdichte die Ätzgrubendichte ist.
  • Ein solches Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat 5 mit niedriger Versetzungsdichte kann nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Weiter ist dieses Verfahren nicht besonders eingeschränkt, solange die oben angegebenen Eigenschaften erzielt werden können; jedoch kann ein Sublimationsverfahren (wie beispielsweise im Journal of Crystal Growth. 312.2519 beschrieben) oder das in der JP 2010-89971 A vorgeschlagene Verfahren verwendet werden.
  • In dem Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat 5 ist die Hauptebene, auf der die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' gebildet ist, vorzugsweise die C-Ebene (die Al-Polaritätsebene). Weiter ist die Oberflächenrauheit der Hauptebene vorzugsweise auf Atomschichtniveau glatt, um das Verringern der Kristallqualität der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht zu verhindern. Genauer beträgt in der gesamten Ebene der Hauptebene des Ausgangssubstrats die Oberflächenrauheit vorzugsweise 0,2 nm oder weniger in einer quadratischen Rauheit. Falls die Oberflächenrauheit den oben genannten Bereich überschreitet, oder wenn Defekte aufgrund des Polierens auf der Hauptebene des Ausgangssubstrats vorhanden sind, ebenso wie im Falle des Vorhandenseins hoher Versetzungsdichte, treten Risse leicht an der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' auf.
  • Vorzugsweise ist die Ebenenorientierung der Hauptebene, auf der die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' gewachsen ist, die C-Ebene. Die Neigung der C-Ebene (der Abweichungswinkel) ist nicht besonders eingeschränkt und beträgt vorzugsweise 0 bis 3°.
  • Auch die Dicke des Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrats 5 ist nicht besonders eingeschränkt, jedoch beträgt sie gewöhnlich 0,3 bis 1,0 mm oder dergleichen. Durch ein Erstellen eines solchen Ausgangssubstrats kann die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' mit hoher Kristallqualität ausgebildet werden.
  • Als Nächstes wird das Züchtungsverfahren der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' beschrieben, die auf diesem Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat 5 gezüchtet wird.
  • Züchtungsverfahren der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1'
  • Ein Züchtungsverfahren der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' wird beschrieben, die auf dem oben beschriebenen Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat 5 gezüchtet wird. Die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' wird nach bekannten Verfahren, wie etwa HVPE, MOVPE, der Molekularstrahlepitaxie (MBE) oder dergleichen hergestellt. Genauer ist vom Gesichtspunkt der Produktivität zum Erreichen einer relativ hohen Wachstumsrate HVPE oder MOVPE vorzuziehen, und HVPE ist vom Gesichtspunkt des Erzielens der höchsten Wachstumsrate am ehesten vorzuziehen.
  • Beim Verwenden von HVPE, wie in der JP 3 803 788 B2 oder in der JP 3 936 277 B2 offenbart, werden halogeniertes Aluminium und Ammoniumhydroxid auf das Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat 5 zusammen mit dem Trägergas, wie etwa Wasserstoff oder Stickstoff oder dergleichen, gegeben; dadurch wird vorzugsweise die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' gezüchtet. Die Temperatur des Ausgangssubstrats 5 zum Züchten der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' beträgt vorzugsweise 1100 bis 1800°C, noch mehr vorzuziehen 1250 bis 1600°C und äußerst vorzuziehen 1400 bis 1550°C. Im Allgemeinen werden beim Züchten der n-Nitrid-Halbleiterschicht durch ein Dotieren von Si während des Wachstums Spannungen in der Si-Dotierschicht angesammelt, und es ist bekannt, dass Risse oder dergleichen, auftreten. Jedoch kann durch ein Züchten der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht wie im Obigen beschrieben bei der hohen Temperatur von 1100°C oder höher, vorzugsweise 1250°C oder höher, besonders vorzuziehen 1400°C oder höher, sogar wenn die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht mit der Schichtdicke von 50 µm oder mehr gezüchtet wird, das Auftreten einer neuen Versetzung und Risse während des Züchtens bedeutend reduziert werden. Weiter beträgt das Mol-Verhältnis zwischen dem Stickstoffatom und dem Aluminiumatom (Verhältnis V/III) vorzugsweise 0,5 bis 100 und weiter vorzugsweise 2 bis 20, obwohl es von dem verwendeten Kristallzüchtungsreaktor abhängt.
  • Für das Verfahren zum Dotieren von Si während des Züchtens der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1', wie beispielsweise in der JP 5 234 968 B2 beschrieben, ist es vorzuziehen, ein Dotierungsverfahren unter Verwendung von SiHαCl4-α (α ist eine ganze Zahl von 0 bis 3) als Si-Quelle zu verwenden. Falls die Si-Konzentration in der Dickenrichtung konstant gemacht wird, kann die Durchflussmenge von
    SiHαCl4-α während des Züchtens des n-Aluminiumnitrids konstant gehalten werden.
  • Auch kann als anderes Verfahren zum Dotieren von Si freigesetztes Si, das von Si-Quellmaterial stammt, das Si enthält, wie etwa Quarz und Si oder dergleichen, das um den Suszeptor gepackt ist, der das Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat erwärmt, verwendet werden. Der Si-Gehalt kann demgemäß durch ein Regeln der Abgabemenge von
    SiHαCl4-α-Gas und der Menge des Si-Quellmaterials festgelegt werden.
  • Bei Verwendung von MOVPE, wie es beispielsweise in Applied Physics Letters. 85.4672 offenbart ist, können Trimethylaluminium und Ammoniumhydroxid als Quellmaterial der Aluminiumnitrid-Einkristallschicht verwendet werden. Als Si-Quellmaterial kann zusätzlich zu dem im obigen Artikel offenbarten Silan-Gas bekanntes Material, wie etwa Tetraethylsilan oder dergleichen, verwendet werden. Auch die Züchtungstemperatur kann demgemäß durch ein Auswerten der Eigenschaft als gewachsene n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht durch die Röntgen-Schwenkkurve in dem Bereich festgelegt werden, der in der Lage ist, eine hohe Kristallqualität zu erzielen; jedoch beträgt sie gewöhnlich 1100 bis 1300°C oder dergleichen.
  • Durch ein Verwenden des im Obigen beschriebenen Verfahrens kann die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' mit dem Si-Gehalt von 3 × 1017 bis 1 × 1020 cm-3 und der Versetzungsdichte von 106 cm-2 oder weniger auf dem Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat 5 gezüchtet werden. Für das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung wird das Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat 5 mit niedriger Versetzungsdichte, genauer von 104 cm-2 oder weniger verwendet; daher kann die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' mit hohem Si-Gehalt und niedriger Versetzungsdichte leicht gezüchtet werden. Die Dicke der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' ist nicht besonders eingeschränkt; jedoch wird sie dicker gemacht als das gewünschte n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 1. Daher beträgt die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' vorzugsweise 50 bis 600 µm.
  • Als Nächstes werden die wie im Obigen beschrieben gezüchtete n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' und das Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat 5 getrennt; dadurch wird das n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 1 hergestellt. Das Verfahren zu diesem Schritt ist beschrieben.
  • Erstellen des n-Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrats (Produktionsverfahren)
  • Als Nächstes wird das Verfahren zum Herstellen des laminierten Substrats, mit der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' auf dem Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat 5 gemäß dem oben beschriebenen Verfahren, und zum anschließenden Trennen des Ausgangssubstrats 5 und der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' beschrieben.
  • Das Trennverfahren ist nicht besonders eingeschränkt, und die bekannte Technik, wie sie nachstehend als Beispiel gezeigt ist, kann verwendet werden. Zum Beispiel sind zu nennen das Verfahren des Herstellens des laminierten Substrats und dann Ausführens des mechanischen Polierens des Ausgangssubstratteils, das Verfahren des Lösens nur des Ausgangssubstratteils durch Eintauchen in eine alkalische Lösung, wie etwa Kaliumhydroxid oder dergleichen, das Verfahren des Trennens durch ein Bestrahlen mit Laserlicht, wie in der JP 2003-168820 A oder dergleichen vorgeschlagen. Dadurch kann das eigenständige
    n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 1 erhalten werden. Die Ebene, in der das Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat 5 gemäß dem oben beschriebenen Verfahren getrennt wurde, und seine gegenüberliegende Ebene (die Wachstumsfläche), entfernen die durch das mechanische Polieren und/oder die Oberflächenoxidation nach dem Züchten verursachte beschädigte Schicht durch die Ausführung des chemisch-mechanischen Polierens (CMP); dadurch wird die Glattheit verbessert. Zu beachten ist, dass die Reihenfolge des Ausführens des CMP der Wachstumsfläche nicht auf die Zeit nach dem Trennen beschränkt ist, sondern sie kann geeignet festgelegt werden; beispielsweise kann es nach dem Züchten der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' ausgeführt werden.
  • Zu beachten ist, dass, falls die Züchtungsebene des Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrats 5 die C-Ebene ist, die Ebene, an der das Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat 5 getrennt wurde, die N-Polaritätsebene 1a ist und die gegenüberliegende Ebene davon (die Wachstumsfläche) die Al-Polaritätsebene 1b ist.
  • Als Nächstes werden für das als solches erhaltene n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 1 die Arbeitselektroden auf beiden Seiten des Substrats ausgebildet. Hier ist der Fall des Ausbildens der ohmschen Elektrodenschicht 3 auf der Al-Polaritätsebene 1b und des Ausbildens der Schottky-Elektrodenschicht 2 auf der N-Polaritätsebene 1b beschrieben.
  • Ausbildungsverfahren der ohmschen Elektrodenschicht und der Schottky-Elektrodenschicht
  • Bei der Herstellung der Schottky-Diode unter Verwendung des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats ist es vorzuziehen, die ohmsche Elektrodenschicht 3 auf der Al-Polaritätsebene 1b des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats 1 gemäß den bekannten Schichtaufbringungsverfahren auszubilden, wie etwa einem Unterdruck-Aufdampfen, einem Spritzverfahren oder dergleichen. Die ohmsche n-Elektrodenschicht 3 wird ausgebildet durch ein Stapeln des Metalls, wie etwa Ti oder Al oder dergleichen in einer vorgegebenen Dicke und in der vorgegebenen Stapelreihenfolge. Nach dem Ausbilden der ohmschen Elektrode ist zu empfehlen, dass die ohmsche Elektrode unter einer Inertgasatmosphäre getempert wird, wie etwa Stickstoff, Argon oder dergleichen. Dadurch kann der Kontaktwiderstandswert zwischen der ohmschen Elektrodenschicht und dem n-Aluminiumnitrid-Einkristall (dem Substrat) reduziert werden. Die Dicke jeder Schicht und die Schichtzusammensetzung sind dieselben wie bei der ohmschen Elektrodenschicht des ersten Ausführungsbeispiels.
  • Als Nächstes wird gemäß denselben Verfahren wie die ohmsche Elektrode 3 die Schottky-Elektrodenschicht 2, wie etwa Ni, Pt, Pd, Au oder dergleichen, auf der N-Polaritätsebene 1a ausgebildet. Die Dicke jeder Schicht und die Schichtzusammensetzung der Schottky-Elektrodenschicht sind dieselben wie bei der Schottky-Elektrodenschicht des ersten Ausführungsbeispiels.
  • Das erste vertikale Nitrid-Halbleiterbauelement kann gemäß dem im Obigen beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
  • Als Nächstes wird das Herstellungsverfahren des vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelements nach der zweiten Ausführungsform auf Grundlage von 4 bis 5 beschrieben.
  • Herstellungsverfahren des vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelements nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
  • In 4 ist das Verfahren zum Ausbilden der n-AlXGa1-XN-Schicht 4 auf der N-Polaritätsebene der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1 gezeigt. In einem solchen Fall ist das Herstellungsverfahren dasselbe wie beim vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelement nach dem ersten Ausführungsbeispiel bis zum Herstellen des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats 1.
  • Als Nächstes wird auf der N-Polaritätsebene 1a des erhaltenen n-Nitrid-Einkristallsubstrats 1 die n-AlXGa1-XN-Schicht 4 gezüchtet.
  • Züchtungsbedingung der n-AlXGa1-XN-Schicht: Herstellungsverfahren des laminierten Körpers
  • Die n-AlXGa1-XN-Schicht kann nach einem bekannten Kristallzüchtungsverfahren ausgebildet werden, wie etwa HVPE, MOVPE oder MBE oder dergleichen; jedoch ist vom Gesichtspunkt leichter Steuerung der Zusammensetzung und der Schichtdicke MOVPE das günstigste.
  • Das n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat 1 wird in den Züchtungsreaktor gelegt, und die n-AlXGa1-XN-Schicht 4 wird unter den nachstehend als Beispiel gezeigten Züchtungsbedingungen ausgebildet. Die Ebenenorientierung der Hauptebene des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats 1, auf dem die n-AlXGa1-XN-Schicht 4 ausgebildet wird, ist die N-Polaritätsebene. Auch kann die Polarität der Wachstumsfläche der n-AlXGa1-XN-Schicht 4 nach dem Züchten dieselbe wie beim Substrat sein, oder die Polarität kann umgekehrt sein. Insbesondere wenn die n-AlXGa1-XN-Schicht 4 auf der N-Polaritätsebene des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats 1 ausgebildet wird, ist die Polarität der n-AlXGa1-XN-Schicht 4 umgekehrt, und die Polarität der Wachstumsfläche (der äußersten Fläche der n-AlXGa1-XN-Schicht 4) ist vorzugsweise die Al-Polaritätsebene.
  • Beim Herstellen der n-AlXGa1-XN-Schicht 4 nach MOCVD, wie beispielsweise in Applied Physics Letters. 81.1038 offenbart, kann die n-AlXGa1-XN-Schicht 4 unter Verwendung von Trimethylaluminium, Trimethylgallium, Ammoniumhydroxid und Silan als Quellmaterial ausgebildet werden. Auch kann als Si-Material zusätzlich zu dem im obigen Artikel offenbarten Silan-Gas bekanntes Material, wie etwa Tetraethylsilan oder dergleichen, verwendet werden. Auch die Züchtungstemperatur kann demgemäß in dem Bereich festgelegt werden, der in der Lage ist, die gewünschte Leitfähigkeitseigenschaft der n-AlXGa1-XN-Schicht 4 zu erzielen, jedoch beträgt sie gewöhnlich 1050 bis 1100°C oder dergleichen.
  • Nach dem Züchten der n-AlXGa1-XN-Schicht 4 als solcher wird die ohmsche Elektrodenschicht 3 auf der n-AlXGa1-XN-Schicht 4 ausgebildet (vorzugsweise auf der Al-Polaritätsebene), und die Schottky-Elektrodenschicht 2 wird auf der Oberfläche (vorzugsweise auf der N-Polaritätsebene) der Seite des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats 1 ausgebildet. Als Verfahren zum Ausbilden dieser Elektrodenschichten kann dasselbe Verfahren wie das bei dem Verfahren zum Ausbilden der oben genannten ohmschen Elektrodenschicht und der Schottky-Elektrodenschicht beschriebene Verfahren verwendet werden.
  • Auch ist in 5 ein Verfahren zum Züchten der n-AlXGa1-XN-Schicht 4 auf der Wachstumsfläche (auf der Al-Polaritätsebene 1b) der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht 1' gezeigt. In einem solchen Fall können für das Trennen des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats 1, das Züchtungsverfahren der n-AlXGa1-XN-Schicht 4, das Verfahren zum Ausbilden der ohmschen Elektrodenschicht 3 und der Schottky-Elektrode 2 dieselben, im Obigen beschriebenen Verfahren verwendet werden. Auch wird in 5 die Züchtung der n-AlXGa1-XN-Schicht 4 vor dem Trennen des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats durchgeführt, jedoch kann dies nach dem Trennen ausgeführt werden.
  • Verwendung des vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelements und der anderen
  • Vorstehend wurde das Herstellungsverfahren der vertikalen Schottky-Diode beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt, und innerhalb des Bereichs, der den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung nicht überschreitet, kann sie auf verschiedene Bauelemente angewendet werden, wie etwa eine vertikale Bauform einer Leuchtdiode, eines Bipolartransistors, eines Unipolartransistors oder dergleichen. Zum Beispiel werden im Falle des Herstellens des vertikalen Transistors nach Bedarf die n- und p-AlYGa1-YN-Schichten (zu beachten ist, dass Y eine rationale Zahl ist, die 0,0 ≤ Y ≤ 1,0 erfüllt) auf der Seite der Al-Polaritätsebene 1b des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats gestapelt, und dann kann die Source-Elektrode, die Gate-Elektrode oder dergleichen ausgebildet werden. Die n- und p-AlYGa1-YN-Schicht werden vorzugsweise mit MOVPE gezüchtet, und die Zusammensetzung und die Schichtdicke oder dergleichen der AlYGa1-YN-Schichten können demgemäß je nach Entwurf des Transistors festgelegt werden. Auch ist es in diesem Fall vorzuziehen, die ohmsche Elektrode (die Drain-Elektrode) auf der Seite der N-Polaritätsebene des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats auszubilden.
  • Beispiele
  • Nachstehend ist die vorliegende Erfindung unter Verwendung von Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
  • Beispiel 1
  • Für das Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat zum Herstellen des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats nach der vorliegenden Erfindung wurde C-Ebenen-Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat (□ 15 mm x Dicke 500 µm) verwendet. Die Versetzungsdichte (die Ätzgrubendichte) dieses Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrats betrug 1 × 104 cm-2. Zu beachten ist, dass diese Versetzungsdichte nach demselben Verfahren erhalten wurde wie das Messverfahren der Versetzungsdichte des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats, wie im Folgenden beschrieben.
  • Nachdem dieses Ausgangssubstrat auf den Suszeptor aus pyrolytischem Bornitrid in dem HVPE-Reaktor gesetzt wurde, wurde der Druck im HVPE-Reaktor auf 750 Torr eingestellt; dann wurde das Ausgangssubstrat unter einem gemischten Trägergas aus Wasserstoff-und Stickstoffatmosphäre auf 1450°C erwärmt. Hier wurde Ammoniumhydroxidgas zugeführt, sodass es 0,5 Vol.-% bezüglich der gesamten Trägergasstrommenge (10 slm) ausmacht. Als Nächstes wurde Aluminiumchloridgas zugeführt, das durch die Reaktion zwischen auf 450°C erwärmtem Aluminiummetall und Chlorwasserstoffgas erhalten wird, sodass es 0,05 Vol.-% bezüglich der gesamten Trägergas-Zufuhrmenge ausmacht. Dadurch wurde 300 µm dick die n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht auf dem Ausgangssubstrat ausgebildet. Dabei wurde ein Stück Quarz (□ 3 mm x Dicke 1 mm) auf den Suszeptor gelegt; dadurch wurde Si durch Verwendung des natürlichen Freigabevorgangs des Quarzes, der während des Wachstums auftritt, in die Aluminiumnitrid-Einkristallschicht dotiert.
  • Nachdem das mit der daran ausgebildeten n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht laminierte Substrat aus dem HVPE-Reaktor genommen wurde, wurde die Röntgen-Schwenkkurvenmessungen für die (002)- und die (101)-Reflexion der n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht unter den Bedingungen einer Beschleunigungsspannung von 45 kV und eines Beschleunigungsstroms von 40 mA durch Verwendung einer hochauflösenden Röntgenbeugungsvorrichtung (X'Pert, hergestellt von der Spectris-Firma PANalytical B.V.) ausgeführt. Die Halbwertsbreite der Röntgen-Schwenkkurve betrug 22 bzw. 15 arcsec.
  • Dann wurde die N-Polaritätsebene der durch HVPE gezüchteten n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht durch Entfernen des Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat-Teils durch mechanisches Polieren freigelegt. Als Nächstes wurde die Wachstumsfläche (die Al-Polaritätsebene) durch ein chemischmechanisches Polieren (CMP) geglättet. Die Dicke des als solches erhaltenen n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats betrug 150 µm.
  • Dann wurde das erhaltene n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat in eine quadratische Form von 5 mm im Quadrat oder dergleichen geschnitten. (Vier n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrate mit einer quadratischen Form von 5 mm im Quadrat oder dergleichen wurden hergestellt.)
  • Für eins der Substrate nach dem Schnitt wurde durch SIMS unter Verwendung von Cäsium-Ion als primäres Ion die quantitative Analyse von Si und Kohlenstoff von den beiden Ebenenseiten der Al-Polaritätsebene und der N-Polaritätsebene aus ausgeführt. Die Konzentration wurde auf Grundlage der Stickstoff-Sekundärionenintensität des Aluminiumnitrid-Standardmusters quantifiziert. Die Si-Konzentration betrug 3 × 1017 cm-3 für beide Seiten der Al-Polaritätsebene und der N-Polaritätsebene. Auch betrug die Kohlenstoffkonzentration 1 × 1017 cm-3 (die untere Erfassungsgrenze der ausgeführten Messung). Weiter wurde dasselbe Substrat 5 min lang in eine auf 300°C erwärmte Mischlösung aus Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid getaucht, und dann wurden unter Verwendung eines differentiellen Interferenzmikroskops willkürliche 10 Sichtfelder im Sichtbereich von 100 µm im Quadrat betrachtet; dadurch wurde die Ätzgrubendichte (die Versetzungsdichte) betrachtet. Die berechnete Ätzgrubendichte (die Versetzungsdichte) betrug 2 × 105 cm-2.
  • Bei weiteren drei Substraten wurde die Oberfläche in auf 40°C erwärmter Salzsäure gereinigt. Dann wurde unter Verwendung eines der Substrate davon eine Elektrode mit Ti (20 nm) / Al (100 nm) / Ti (20 nm) / Au (50 nm) auf der gesamten Ebene der Al-Polaritätsfläche als ohmsche Elektrodenschicht durch Unterdruck-Aufdampfung ausgebildet; und dann wurde die Wärmebehandlung bei 1000°C in der Stickstoffatmosphäre ausgeführt. Dann wurde ein Schutzfilm durch ein Beschichten mit Abdecklack auf den Elektroden-Ausbildungsebenen ausgebildet, und wieder wurde die Oberfläche mit auf 40°C erwärmter Salzsäure gereinigt. Als Nächstes wurde auf der Seite der N-Polaritätsebene des erhaltenen Substrats eine Elektrode von 300 µm aus Ni (20 nm) / Au (50 nm) als die Schottky-Elektrode ausgebildet. Der Abdecklack wurde durch ein Tauchen des Substrats, an dem die Elektroden ausgebildet waren, in Azeton abgelöst; dadurch wurde die vertikale Schottky-Diode unter Verwendung des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats hergestellt.
  • 6 zeigt die Strom-/Spannungskennlinie zwischen der Schottky-Elektrodenschicht und der ohmschen Elektrodenschicht der erhaltenen vertikalen Schottky-Diode. Die Schottky-Dioden-Eigenschaft von 3 V Schaltspannung wurde eingehalten. Auch betrug der Strom 5 × 10-7 Acm-2, wenn die Rückspannung 100 V betrug.
  • Beispiel 2
  • Wie im Beispiel 1 wurde eine vertikale Schottky-Diode hergestellt und die Auswertung ausgeführt, durch Verwenden eines der anderen Substrate, deren Oberfläche im Beispiel 1 in der auf 40°C erwärmten Salzsäure gewaschen wurde, außer dass die ohmsche Elektrodenschicht auf der Seite der N-Polaritätsebene ausgebildet wurde und die Schottky-Elektrodenschicht auf der Al-Polaritätsebene ausgebildet wurde. Die Strom-/Spannungskennlinie ist in 6 gezeigt. Die Schottky-Dioden-Eigenschaft mit einer Schaltspannung von 10 V oder dergleichen wurde eingehalten. Auch betrug, ähnlich wie im Beispiel 1, der Strom 5 × 10-7 Acm-2, wenn die Rückspannung 100 V betrug.
  • Beispiel 3
  • Wie im Beispiel 1 wurde eine vertikale Schottky-Diode hergestellt und die Auswertung ausgeführt, durch Verwenden eines der anderen Substrate, deren Oberfläche im Beispiel 1 in der auf 40°C erwärmten Salzsäure gewaschen wurde, außer dass eine 30 nm dicke n-Al0.7Ga0.3N-Schicht auf der Seite der Al-Polaritätsebene des Substrats mit MOVPE bei 1080°C gezüchtet wurde und die ohmsche Elektrodenschicht auf der Seite der Al-Polaritätsebene der n-Al0.7Ga0.3N-Schicht ausgebildet wurde und die Schottky-Elektrodenschicht auf der N-Polaritätsebene des Substrats ausgebildet wurde. Zu beachten ist, dass die durch SIMS-Analyse gemessene Si-Konzentration in der n-Al0.7Ga0.3N-Schicht 1 × 1019 cm-3 betrug. Die elektrische Strom-/Spannungskennlinie ist in 6 gezeigt. Die Schottky-Dioden-Eigenschaft mit einer Schaltspannung von 3 V oder dergleichen wurde eingehalten. Auch betrug, ähnlich wie im Beispiel 1, der Strom 5 × 10-7 Acm-2, wenn die Rückspannung 100 V betrug.
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Ein eigenständiges Aluminiumnitrid-Substrat, das zum Ausgangssubstrat wird, wurde nach dem im Beispiel 3 der Patentschrift 6 offenbarten Verfahren hergestellt. Die Ätzgrubendichte (die Versetzungsdichte) des erhaltenen eigenständigen Substrats betrug 2 × 106 cm-2. Eine 300 µm dicke n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht wurde ebenso wie im Beispiel 1 ausgebildet, außer der Verwendung dieses eigenständigen Substrats als das Ausgangssubstrat und des Züchtens bei 1300°C. Risse wurden in der aus dem Reaktor genommenen n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht erzeugt, und die Schottky-Diode konnte nicht ausgebildet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat
    1a
    N-Polaritätsebene
    1b
    Al-Polaritätsebene
    2
    Schottky-Elektrodenschicht (Elektrodenschicht)
    3
    Ohmsche Elektrodenschicht (Elektrodenschicht)
    4
    n-AlXGa1-XN-Schicht
    5
    Aluminiumnitrid-Einkristall-Ausgangssubstrat
    1'
    n-Aluminiumnitrid-Einkristallschicht

Claims (7)

  1. Vertikales Nitrid-Halbleiterbauelement, umfassend Elektrodenschichten (2, 3) oben und unten auf Hauptebenen eines n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats (1), in dem der Si-Gehalt 3 × 1017 bis 1 × 1020 cm-3 beträgt, die Versetzungsdichte 106 cm-2 oder weniger beträgt und dessen Dicke 50 bis 500 µm beträgt.
  2. Vertikale Schottky-Diode, umfassend eine ohmsche Elektrodenschicht (3) auf einer Hauptebenenseite und eine Schottky-Elektrodenschicht (2) auf der anderen Hauptebene des n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats (1) eines vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelements gemäß Anspruch 1.
  3. Laminierter Körper, gestapelt mit einer durch AlXGa1-XN gebildeten Schicht (4), wobei X eine rationale Zahl ist, die 0,3 ≤ X ≤ 0,8 erfüllt, mit einem Si-Gehalt von 1 × 1018 bis 5 × 1019 cm-3 auf mindestens einer Hauptebene eines n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrats (1), bei dem der Si-Gehalt 3 × 1017 bis 1 × 1020 cm-3 beträgt, die Versetzungsdichte 106 cm-2 oder weniger beträgt und dessen Dicke 50 bis 500 µm beträgt.
  4. Vertikales Nitrid-Halbleiterbauelement, umfassend Elektrodenschichten (2, 3) oben und unten auf Hauptebenen eines laminierten Körpers gemäß Anspruch 3.
  5. Vertikales Nitrid-Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 4, wobei eine Elektrodenschicht (3) auf der durch AlXGa1-XN gebildeten Schicht eine ohmsche Elektrodenschicht (3) ist, wobei X eine rationale Zahl ist, die 0,3 ≤ X ≤ 0,8 erfüllt.
  6. Vertikale Schottky-Diode, wobei eine Elektrodenschicht (2) auf dem n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat (1) eines vertikalen Nitrid-Halbleiterbauelement gemäß Anspruch 5 eine Schottky-Elektrodenschicht (2) ist.
  7. Vertikale Schottky-Diode gemäß Anspruch 2 oder 6, wobei eine Stromdichte 10-6 Acm-2 oder weniger beträgt, wenn eine Rückspannung 100 V beträgt.
DE112014004744.9T 2013-10-15 2014-10-15 Vertikales Nitrid-Halbleiterbauelement und laminierter Körper Active DE112014004744B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-214435 2013-10-15
JP2013214435A JP5818853B2 (ja) 2013-10-15 2013-10-15 ｎ型窒化アルミニウム単結晶基板を用いた縦型窒化物半導体デバイス
PCT/JP2014/077442 WO2015056714A1 (ja) 2013-10-15 2014-10-15 ｎ型窒化アルミニウム単結晶基板、および縦型窒化物半導体デバイス

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112014004744T5 DE112014004744T5 (de) 2016-10-27
DE112014004744B4 true DE112014004744B4 (de) 2020-05-07

Family

ID=52828156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112014004744.9T Active DE112014004744B4 (de) 2013-10-15 2014-10-15 Vertikales Nitrid-Halbleiterbauelement und laminierter Körper

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9748410B2 (de)
JP (1) JP5818853B2 (de)
KR (1) KR102171509B1 (de)
CN (1) CN105658848B (de)
DE (1) DE112014004744B4 (de)
WO (1) WO2015056714A1 (de)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112015003542B4 (de) 2014-08-01 2022-09-15 Tokuyama Corporation n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat und dessen Verwendung für vertikale Nitrid-Halbleiterbauelemente
WO2016039116A1 (ja) 2014-09-11 2016-03-17 株式会社トクヤマ 窒化アルミニウム単結晶基板の洗浄方法および積層体
CN105483833A (zh) * 2015-11-24 2016-04-13 北京华进创威电子有限公司 一种氮化铝单晶的位错腐蚀方法
US10665753B2 (en) 2016-03-01 2020-05-26 Stanley Electric Co., Ltd. Vertical-type ultraviolet light-emitting diode
JP7118427B2 (ja) 2016-06-20 2022-08-16 スージョウ レキン セミコンダクター カンパニー リミテッド 半導体素子
US10340415B2 (en) * 2016-09-01 2019-07-02 Lg Innotek Co., Ltd. Semiconductor device and semiconductor device package including the same
EP3511990B1 (de) 2016-09-10 2023-12-13 Suzhou Lekin Semiconductor Co., Ltd. Halbleiterbauelement
JP7403797B2 (ja) 2016-09-13 2023-12-25 スージョウ レキン セミコンダクター カンパニー リミテッド 半導体素子およびこれを含む半導体素子パッケージ
US10903395B2 (en) 2016-11-24 2021-01-26 Lg Innotek Co., Ltd. Semiconductor device having varying concentrations of aluminum
JP6994835B2 (ja) 2017-03-03 2022-01-14 株式会社サイオクス 窒化物半導体基板の製造方法および窒化物半導体基板
US10411108B2 (en) * 2017-03-29 2019-09-10 QROMIS, Inc. Vertical gallium nitride Schottky diode
CN107170680A (zh) * 2017-05-23 2017-09-15 中国电子科技集团公司第十三研究所 一种准垂直结构的GaN基肖特基二极管制备方法
KR102390828B1 (ko) 2017-08-14 2022-04-26 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자
CN107516630B (zh) * 2017-08-18 2019-11-01 广东省半导体产业技术研究院 一种AlN外延层及其制备方法
CN114303249A (zh) * 2019-09-12 2022-04-08 苏州晶湛半导体有限公司 垂直型器件的制作方法
CN117038569B (zh) * 2023-10-08 2023-12-15 深圳市固得沃克电子有限公司 一种二极管生产酸洗装置

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091234A (ja) 1998-09-07 2000-03-31 Nec Corp 窒化物系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の製造方法
JP2003086816A (ja) 2001-09-07 2003-03-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd ＳｉＣ基板、ＳｉＣ半導体素子及びその製造方法
JP2003168820A (ja) 2001-12-03 2003-06-13 Sony Corp 剥離方法、レーザー光の照射方法及びこれらを用いた素子の製造方法
JP2003273398A (ja) 2002-03-20 2003-09-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体材料およびそれを用いた半導体装置
JP2005252248A (ja) 2004-02-05 2005-09-15 Nokodai Tlo Kk ＡｌＮエピタキシャル層の成長方法及び気相成長装置
JP2006016294A (ja) * 2004-05-31 2006-01-19 Sumitomo Electric Ind Ltd Ｉｉｉ族窒化物結晶の成長方法、ｉｉｉ族窒化物結晶基板および半導体デバイス
JP2006100801A (ja) 2004-09-01 2006-04-13 Sumitomo Electric Ind Ltd エピタキシャル基板および半導体素子
JP3803788B2 (ja) 2002-04-09 2006-08-02 農工大ティー・エル・オー株式会社 Ａｌ系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の気相成長方法、Ａｌ系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法ならびに製造装置
JP3936277B2 (ja) 2002-11-11 2007-06-27 沖電気工業株式会社 ゲートウェイ
US20080087914A1 (en) 2006-10-04 2008-04-17 Iii-N Technology, Inc. Extreme Ultraviolet (EUV) Detectors Based Upon Aluminum Nitride (ALN) Wide Bandgap Semiconductors
JP2009059912A (ja) 2007-08-31 2009-03-19 Sumitomo Electric Ind Ltd ショットキーバリアダイオード
US20090127662A1 (en) 2007-11-20 2009-05-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Group iii nitride semiconductor crystal substrate and semiconductor device
JP2010089971A (ja) 2008-10-03 2010-04-22 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology 窒化アルミニウム単結晶基板、積層体、およびこれらの製造方法
JP5234968B2 (ja) 2007-02-07 2013-07-10 国立大学法人東京農工大学 ｎ型導電性窒化アルミニウム半導体結晶及びその製造方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5146204A (ja) 1974-10-14 1976-04-20 Konishiroku Photo Ind Kankoseisoseibutsu
US7638346B2 (en) * 2001-12-24 2009-12-29 Crystal Is, Inc. Nitride semiconductor heterostructures and related methods
KR20030086816A (ko) 2002-05-07 2003-11-12 주식회사 금홍팬시 발성 및 회화연습용 헬멧
US7751455B2 (en) * 2004-12-14 2010-07-06 Palo Alto Research Center Incorporated Blue and green laser diodes with gallium nitride or indium gallium nitride cladding laser structure
JP2006193348A (ja) * 2005-01-11 2006-07-27 Sumitomo Electric Ind Ltd Ｉｉｉ族窒化物半導体基板およびその製造方法
CN100555657C (zh) * 2005-03-04 2009-10-28 住友电气工业株式会社 垂直氮化镓半导体器件和外延衬底
KR100703324B1 (ko) 2005-03-18 2007-04-03 삼성전자주식회사 귀 밑 착용형 이어셋
US7678195B2 (en) 2005-04-07 2010-03-16 North Carolina State University Seeded growth process for preparing aluminum nitride single crystals
JP4656410B2 (ja) * 2005-09-05 2011-03-23 住友電気工業株式会社 窒化物半導体デバイスの製造方法
KR20070044099A (ko) * 2005-10-24 2007-04-27 김성진 질화물 반도체 발광 다이오드 및 그 제조방법
JP5374872B2 (ja) 2006-03-29 2013-12-25 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物単結晶の成長方法
JP2008013390A (ja) * 2006-07-04 2008-01-24 Sumitomo Electric Ind Ltd ＡｌＮ結晶基板の製造方法、ＡｌＮ結晶の成長方法およびＡｌＮ結晶基板
JP5237565B2 (ja) 2007-02-09 2013-07-17 株式会社ブリヂストン 光硬化性液状ゴム組成物
JP5045388B2 (ja) * 2007-11-20 2012-10-10 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体結晶の成長方法およびｉｉｉ族窒化物半導体結晶基板の製造方法
KR20090059912A (ko) 2007-12-07 2009-06-11 현대자동차주식회사 다이캐스팅 금형 냉각용 보어 핀
JP5324110B2 (ja) * 2008-01-16 2013-10-23 国立大学法人東京農工大学 積層体およびその製造方法
CN101918624A (zh) * 2008-01-16 2010-12-15 国立大学法人东京农工大学 具有a1系ⅲ族氮化物单晶层的层叠体的制造方法、通过该制法制得的层叠体、使用该层叠体的a1系ⅲ族氮化物单晶基板的制造方法及氮化铝单晶基板
JP5303941B2 (ja) 2008-01-31 2013-10-02 住友電気工業株式会社 ＡｌｘＧａ１−ｘＮ単結晶の成長方法
WO2010056952A1 (en) * 2008-11-14 2010-05-20 S.O.I.Tec Silicon On Insulator Technologies Methods for improving the quality of structures comprising semiconductor materials
JP2011049488A (ja) * 2009-08-28 2011-03-10 Sumitomo Electric Ind Ltd Ｉｉｉ族窒化物半導体積層ウェハ及びｉｉｉ族窒化物半導体デバイス
EP2518758B1 (de) 2009-12-22 2015-09-16 Tokuyama Corporation Herstellungsverfahren einer n-kontaktelektrode mit einem gruppe-iii-nitrid-halbleiter
JP5146702B2 (ja) * 2010-11-17 2013-02-20 住友電気工業株式会社 窒化物半導体デバイス
JP5929434B2 (ja) 2012-04-03 2016-06-08 住友電気工業株式会社 ＡｌＮ系膜の製造方法およびそれに用いられる複合基板
US9748409B2 (en) * 2013-03-14 2017-08-29 Hexatech, Inc. Power semiconductor devices incorporating single crystalline aluminum nitride substrate

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000091234A (ja) 1998-09-07 2000-03-31 Nec Corp 窒化物系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体の製造方法
JP2003086816A (ja) 2001-09-07 2003-03-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd ＳｉＣ基板、ＳｉＣ半導体素子及びその製造方法
JP2003168820A (ja) 2001-12-03 2003-06-13 Sony Corp 剥離方法、レーザー光の照射方法及びこれらを用いた素子の製造方法
JP2003273398A (ja) 2002-03-20 2003-09-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体材料およびそれを用いた半導体装置
JP3803788B2 (ja) 2002-04-09 2006-08-02 農工大ティー・エル・オー株式会社 Ａｌ系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の気相成長方法、Ａｌ系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法ならびに製造装置
JP3936277B2 (ja) 2002-11-11 2007-06-27 沖電気工業株式会社 ゲートウェイ
JP2005252248A (ja) 2004-02-05 2005-09-15 Nokodai Tlo Kk ＡｌＮエピタキシャル層の成長方法及び気相成長装置
JP2006016294A (ja) * 2004-05-31 2006-01-19 Sumitomo Electric Ind Ltd Ｉｉｉ族窒化物結晶の成長方法、ｉｉｉ族窒化物結晶基板および半導体デバイス
JP2006100801A (ja) 2004-09-01 2006-04-13 Sumitomo Electric Ind Ltd エピタキシャル基板および半導体素子
US20080087914A1 (en) 2006-10-04 2008-04-17 Iii-N Technology, Inc. Extreme Ultraviolet (EUV) Detectors Based Upon Aluminum Nitride (ALN) Wide Bandgap Semiconductors
JP5234968B2 (ja) 2007-02-07 2013-07-10 国立大学法人東京農工大学 ｎ型導電性窒化アルミニウム半導体結晶及びその製造方法
JP2009059912A (ja) 2007-08-31 2009-03-19 Sumitomo Electric Ind Ltd ショットキーバリアダイオード
US20090127662A1 (en) 2007-11-20 2009-05-21 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Group iii nitride semiconductor crystal substrate and semiconductor device
JP2010089971A (ja) 2008-10-03 2010-04-22 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology 窒化アルミニウム単結晶基板、積層体、およびこれらの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015056714A1 (ja) 2015-04-23
CN105658848B (zh) 2018-03-09
US9748410B2 (en) 2017-08-29
JP5818853B2 (ja) 2015-11-18
JP2015078076A (ja) 2015-04-23
US20160254391A1 (en) 2016-09-01
CN105658848A (zh) 2016-06-08
DE112014004744T5 (de) 2016-10-27
KR20160070743A (ko) 2016-06-20
KR102171509B1 (ko) 2020-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112014004744B4 (de) Vertikales Nitrid-Halbleiterbauelement und laminierter Körper
DE10392313B4 (de) Auf Galliumnitrid basierende Vorrichtungen und Herstellungsverfahren
DE112006001084B4 (de) Licht emittierende Bauelemente mit aktiven Schichten, die sich in geöffnete Grübchen erstrecken
DE112016005028T5 (de) Epitaxialsubstrat für halbleiterelemente, halbleiterelement und produktionsverfahren für epitaxialsubstrate für halbleiterelemente
DE69636088T2 (de) Halbleitervorrichtung aus einer Nitridverbindung
DE112016004194T5 (de) Epitaxiales substrat aus siliciumcarbid und siliciumcarbid-halbleitereinrichtung
DE69936564T2 (de) Züchtungsverfahren für einen III-V-Nitridverbindungshalbleiter und Herstellungsverfahren für ein Halbleiterbauelement
DE112014003533T5 (de) Halbleiterwafer und Verfahren zur Herstellung des Halbleiterwafers
DE102006040479A1 (de) Gruppe III-Nitrid Halbleiterdünnfilm, Verfahren zu dessen Herstellung sowie Gruppe III-Nitrid Halbleiterleuchtvorrichtung
DE112017007060T5 (de) Leistungshalbleitereinheit
DE112012001920B4 (de) Strahlung emittierender Halbleiterchip mit integriertem ESD-Schutz
EP2248192A1 (de) Optoelektronischer halbleiterkörper mit tunnelübergang und verfahren zur herstellung eines solchen
DE102015216064A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Siliziumkarbid-Epitaxiesubstrats, Siliziumkarbid-Epitaxiesubstrat und Siliziumkarbid-Halbleitervorrichtung
DE102011004247A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Siliziumkarbid-Substrats
DE102010056409A1 (de) Gruppe-III-Nitrid basierte Schichtenfolge, Halbleiterbauelement, umfassend eine Gruppe-III-Nitrid basierte Schichtenfolge und Verfahren zur Herstellung
DE112013002033T5 (de) Epitaxialsubstrat, Halbleitervorrichtung, und Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
DE112015003542B4 (de) n-Aluminiumnitrid-Einkristallsubstrat und dessen Verwendung für vertikale Nitrid-Halbleiterbauelemente
DE102019129273B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines SiC-Epitaxiewafers
DE102009019281A1 (de) Oberflächenbehandlungsverfahren für Gruppe-III-Nitrid-Halbleiter, Gruppe-III-Nitrid-Halbleiter, Verfahren zum Herstellen desselben sowie Gruppe-III-Nitrid-Halbleiterstruktur
DE112016005025T5 (de) Epitaxialsubstrat für halbleiterelemente, halbleiterelement und produktionsverfahren für epitaxialsubstrate für halbleiterelemente
DE102011114670A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips und optoelektronischer Halbleiterchip
DE2534945A1 (de) Leuchtdiode und verfahren zu ihrer herstellung
DE112014002691B4 (de) Anregungsbereich, der Nanopunkte (auch als &#34;Quantenpunkte&#34; bezeichnet) in einem Matrixkristall umfasst, der auf Si-Substrat gezüchtet wurde und aus AlyInxGa1-y-xN-Kristall (y ≧ 0, x &gt; 0) mit Zinkblendestruktur (auch als &#34;kubisch&#34; bezeichnet) besteht, und lichtemittierende Vorrichtung (LED und LD), die unter Verwendung desselben erhalten wurde
DE112019006575T5 (de) Lichtemittierendes Halbleiterelement und Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden Halbleiterelements
DE112007002539T5 (de) ZnO-Schicht und lichtemittierende Halbleitervorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: C30B0029380000

Ipc: H01L0029200000

R082 Change of representative

Representative=s name: PATENTANWAELTE CANZLER & BERGMEIER PARTNERSCHA, DE

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final