DE60037996T2 - Herstellungsverfahren für eine III-V Nitridschicht und für ein Substrat - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die folgende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht, die ein Gruppe-III-Element und Stickstoff (N) als ein Gruppe-V-Element beinhaltet und ein, das Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht einsetzendes, Verfahren zur Herstellung eines Substrats.
  • 2. Beschreibung verwandten Standes der Technik
  • In den letzten Jahren ist der Bedarf an Hochdichte- oder Hochauflösungs-Aufzeichnung/Reproduktion bei optischen Scheiben und magnetooptischen Disks gewachsen. Um diesen Bedarf zu befriedigen, ist aktiv Forschung an Halbleitervorrichtungen durchgeführt worden, die zum Emittieren von Lichtern in einem Kurzwellenlängenbereich innerhalb eines Ultraviolettspektrums oder Grünwellenlängenspektrums in der Lage sind. Als geeignete, solch eine Halbleitervorrichtung konstituierende Materialien, die zum Emittieren von Lichtern im Kurzwellenlängenbereich fähig sind, sind Nitrid-System-III-V-Verbindungshalbleiter wie etwa GaN, AlGaN-Mischkristall oder GaInN-Mischkristall bekannt (Jpn. J. Appl. Phys., 30(1991), L1998).
  • Allgemein werden lichtemittierende Vorrichtungen, die den Nitrid-System-III-V-Verbindungshalbleiter verwenden, durch sequenzielles Aufwachsenlassen von Schichten, die aus dem Nitrid-System-III-V-Verbindungshalbleiter gemacht sind, auf ein Substrat unter Verwendung eines metallorganischen chemischen Zerstäubungsverfahrens (MOCVD) oder eines epitaktischen Molekularstrahl-Verfahrens (MBE) hergestellt. Als Substrat wird im Allgemeinen ein Saphir-Substrat (Al2O3) oder ein Siliziumkarbid-Substrat (SiC) verwendet.
  • Jedoch unterscheiden sich eine Gitterkonstante und ein thermischer Ausdehnungskoeffizient von Saphir und Siliziumkarbid und jene des Nitrid-System-III-V-Verbindungshalbleiters, so dass ein Problem damit gibt, dass Defekte oder Risse in einer aufgewachsenen Nitrid-System-III-V-Verbindungshalbleiterschicht auftreten. Weiterhin, wenn eine Halbleiter-Laserdiode (LD) als ein halbleiter-lichtemittierende Vorrichtung hergestellt wird, ist es schwierig, eine Spaltung durchzuführen, um Endflächen eines Resonators auszubilden.
  • Diese Probleme werden durch die Verwendung eines aus Nitrid-System-III-V-Verbindungen hergestellten Substrats als gelöst angesehen. In einem Fall, bei dem die Nitrid-System-III-V-Verbindungshalbleiterschicht auf dem aus der Nitrid-System-III-V-Verbindung hergestellten Substrat aufwachst, wird das Auftreten von Defekten oder Rissen unterdrückt, weil ihre Gitterkonstanten und thermischen Ausdehnungskoeffizienten fast identisch sind. Weiterhin wird bei der Herstellung eines Halbleiterlasers zur Ausbildung von Endflächen eines Resonators die Spaltung leicht durchgeführt. Dementsprechend wird angenommen, dass eine hochzuverlässige lichtemittierende Halbleiter-Vorrichtung bei exzellenter Ausbeute hergestellt wird.
  • Die Nitrid-System-III-V-Verbindung hat einen hochgesättigten Dampfdruck. Somit kann ein Herstellungsverfahren, das allgemein bei der Herstellung eines aus Silizium (Si) hergestellten Substrats oder eines aus Galliumarsenid (GaAs) hergestellten Substrates nicht für die Herstellung des aus der Nitrid-System-III-V-Verbindung hergestellten Substrats verwendet werden. Bislang ist ein bekanntes Verfahren zur Herstellung des aus der Nitrid-System-III-V-Verbindung hergestellten Substrats ein Verfahren, das die Nitrid-System-III-V-Verbindung auf einer Wachstumsbasis, die aus Saphir oder Galliumarsenid hergestellt ist, wachsengelassen wird, um eine vorgegebene Dicke zu erzielen, unter Verwendung eines MOCVD-Verfahrens, MBE-Verfahrens oder epitaktischen Hydriddampfphasen-Verfahrens (HVPE), in dem Hydrid als Ausgangsmaterial verwendet wird. Mit der Verwendung des epitaktischen Hydriddampfphasen-Verfahrens (HVPE) unter diesem Verfahren kann die Nitrid-System-III-V-Verbindung um mehrere Mikrometer bis einige hundert Mikrometer pro Stunde aufwachsen gelassen werden, somit kann die Nitrid-System-III-V-Verbindung wachsengelassen werden, um eine brauchbare Dicke als Substrat über einen kurzen Zeitraum zu erzielen. Es ist als solch ein unter Verwendung des HVPE-Verfahrens hergestelltes Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat ein durch Aufwachsenlassen von GaN auf der zuvor erwähnten Wachstumsbasis hergestelltes Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat berichtet worden.
  • Weiterhin ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine Pufferschicht, wie etwa eine Niedertemperatur-Pufferschicht, auf einer Wachstumsbasis vorgesehen wird und eine Nitrid-System-III-V-Verbindung auf der Pufferschicht wachsengelassen wird, wodurch das Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat hergestellt wird.
  • Jedoch ist beim Verfahren des Aufwachsenlassens des Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrats direkt auf der Wachstumsbasis der Zustand der Oberfläche nach Wachstum schlecht und weiterhin ist die Qualität für die Verwendung als ein Substrat zum Aufwachsenlassen eines qualitativ hochwertigen Nitrid-System-III-V-Verbindungshalbleiters nicht hinreichend.
  • Darüber hinaus ist beim Verfahren zum Aufwachsenlassen der Nitrid-System-III-V-Verbindung auf einer Wachstumsbasis mit der Pufferschicht dazwischen ein Extraschritt zur Bereitstellung der Pufferschicht notwendig, was die Produktivität senkt. Spezifisch, wenn eine Niedertemperatur-Pufferschicht als Pufferschicht vorgesehen wird, muss nach Durchführen der Reinigung oder dergleichen auf der Wachstumsbasis in der Hochtemperaturumgebung eine Temperatur einmal gesenkt werden, was die Produktivität weiter verringert.
  • US 5,602,418 beschreibt die Ausbildung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht auf einem Substrat als eine Komponentenschicht einer Halbleitervorrichtung. Die Verbindungsschicht wächst in zwei Stufen, einer ersten Wachstumsstufe bei einer Wachstumsrate von etwa 0,432 μm/Stunde und einer zweiten Wachstumsstufe, die eine Wachstumsrate von etwa 0,360 μm/Stunde involviert. Es wird gesagt, dass eine Verbindungsschicht adäquater Glätte und Qualität erhalten wird durch Beschränken der Gitterfehlpassung zwischen dem Substrat und der III-V-Verbindung, indem die Wachstumsrate der Verbindungsschicht beschränkt wird und indem die Dicke der Verbindungsschicht beschränkt wird.
  • Die Mitteilung "Large Free-Standing GaN-Substrates by Hybrid Vapour Phase Epitaxy and Laser-Induced Liftoff" von Kelly et al. (Japan Journal of Applied Physics, Band 38 (1999), Nr. 3A, Seiten L217–L219) beschreibt ein Verfahren zur Ausbildung von GaN-Substraten. Es wird ein epitaktischer Hydriddampfphasen-Prozess (HVPE) verwendet, um rasch eine relativ dicke GaN-Schicht (200–300 μm) direkt auf einer Wachstumsplatte aufwachsen zu lassen bei einer Wachstumsrate von 1,00 μm/Stunde. Nachdem das GaN-Substrat aufgewachsen ist, wird seine Oberfläche durch Polieren geglättet.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obigen Probleme gemacht worden. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht bereitzustellen, welche die Qualität verbessert und den Herstellungsprozess erleichtert, und ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats, welches das Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht einsetzt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht einschließlich zumindest einer, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus Gallium (Ga), Aluminium (Al), Bor (B) und Indium (In) als einem Gruppe-III-Element und zumindest Stickstoff (N) als einem Gruppe-V-Element besteht, einen ersten Wachstumsschritt zum Wachsenlassen einer ersten Wachstumsschicht, die eine Nitrid-System-III-V-Verbindung enthält, bei einer ersten Wachstumsrate in einer Richtung vertikal zur. Wachstumsoberfläche größer als 10 μm/Stunde, weiterhin gekennzeichnet durch Umfassen eines zweiten Wachstumsschritts zum Wachsenlassen einer zweiten Wachstumsschicht, welche die Nitrid-System-III-V-Verbindung enthält, auf der rauhen Oberfläche der in dem ersten Wachstumsschritt ausgebildeten ersten Wachstumsschicht bei einer zweiten Wachstumsrate, welche niedriger als die erste Wachstumsrate ist, wobei während des zweiten Wachstumsschritts die zweite Wachstumsschicht lateral wächst, um dadurch Vertiefungen in der Oberfläche der ersten Wachstumsschicht aufzufüllen und Gitterfehlstellen dazu zu veranlassen, sich zu biegen.
  • Gemäß der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines aus einer Nitrid-System-III-V-Verbindung, die zumindest eines aus der Gruppe enthält, die besteht aus einem aus Gallium (Ga), Aluminium (Al), Bor (B) und Indium (In) als einem Gruppe-III-Element, und zumindest Stickstoff (N) als einem Gruppe-V-Element hergestellten Substrat besteht, einen ersten Wachstumsschritt zum Wachsenlassen einer ersten Wachstumsschicht, die eine Nitrid-System-III-V-Verbindung enthält, bei einer ersten Wachstumsrate in einer Richtung vertikal zur Wachstumsoberfläche größer als 10 μm/Stunde, weiterhin gekennzeichnet durch Umfassen eines zweiten Wachstumsschritts zum Wachsenlassen einer zweiten Wachstumsschicht, welche die Nitrid-System-III-V-Verbindung enthält, auf der rauhen Oberfläche der ersten Wachstumsschicht, die im ersten Wachstumsschritt ausgebildet worden ist, bei einer zweiten Wachstumsrate, welche niedriger als die erste Wachstumsrate ist, wobei während des zweiten Wachstumsschritts die zweite Wachstumsschicht lateral wachst, um so Vertiefungen in der Oberfläche der ersten Wachstumsschicht aufzufüllen und Gitterfehlstellen dazu zu veranlassen, sich zu biegen.
  • Beim Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht der Erfindung und beim Verfahren zur Herstellung eines Substrates der Erfindung wird die erste Wachstumsschicht bei der ersten Wachstumsrate wachsengelassen und die zweite Wachstumsschicht wird bei der zweiten Wachstumsrate wachsengelassen, die niedriger ist als die erste Wachstumsrate.
  • Andere und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung vollständiger erscheinen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1A und 1B sind Querschnitte eines Herstellschrittes eines Verfahrens zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
  • 2A und 2B sind Querschnitte eines Herstellungsschritts nachfolgend dem Schritt von 1A und 1B;
  • 3 ist eine Mikrofotografie, welche die Struktur einer Oberfläche einer ersten Wachstumsschicht zeigt, die in einem Herstellschritt des Verfahrens zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht gemäß der Ausführungsform der Erfindung ausgebildet wird;
  • 4 ist eine Mikrofotografie, welche die Struktur einer Oberfläche einer zweiten Wachstumsschicht zeigt, die in einem Herstellschritt des Verfahrens zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht gemäß der Ausführungsform der Erfindung ausgebildet wird;
  • 5A bis 5C sind Querschnitte von Herstellschritten eines Verfahrens zur Herstellung eines Substrat gemäß der Ausführungsform der Erfindung;
  • 6A und 6B sind Querschnitte von Herstellschritten, welche den Schritten der 5A bis 5C folgen;
  • 7 ist ein Querschnitt einer Modifikation des Verfahrens zur Herstellung eines Substrats gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unten im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht, die zumindest eines enthält ausgewählt aus der Gruppe, die aus Gallium (Ga), Aluminium (Al), Bor (B) und Indium (In) besteht, als ein Gruppe-III-Element, und zumindest Stickstoff (N) als ein Gruppe-V-Element. Beispiele solch einer Nitrid-System-III-V-Verbindung sind GaN, InN, MN, AlGaN-Mischkristall, GaInN-Mischkristall oder AlGaInN-Mischkristall. Diese Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht kann n-Typ-Störstellen oder p-Typ-Störstellen nach Bedarf enthalten.
  • Die 1A bis 2B zeigen Herstellschritte des Verfahrens zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht gemäß der vorliegenden Erfindung. Die 1B und 2B zeigen Teile von 1A bzw. 2A.
  • Bei der Ausführungsform, wie in den 1A und 1B gezeigt, wird eine Wachstumsbasis 10, die beispielsweise aus Saphir (Al2O3), Siliziumkarbid (SiC) oder Spinell (MgAl2O4) hergestellt ist, vorbereitet und mit z. B. einem organischen Lösungsmittel gereinigt.
  • Nachfolgend wird, nach Durchführen der thermischen Reinigung auf der Wachstumsbasis 10 mittels Erhitzen, beispielsweise die vorstehend erwähnte Nitrid-System-III-V-Verbindung auf der Wachstumsbasis 10 (beispielsweise auf der C-Ebene, wenn die Wachstumsbasis 10 aus Saphir gemacht ist) wachsengelassen, um eine gewünschte Dicke (z. B. 200 μm) zu erzielen, unter Verwendung z. B. eines epitaktischen Hydriddampfphasen-Verfahrens (VPE), somit wird eine erste Wachstumsschicht 21 ausgebildet (erster Wachstumsschritt). Zu diesem Zeitpunkt ist eine Wachstumsrate in einer vertikalen Richtung zur Wachstumsoberfläche (der Oberfläche der Wachstumsbasis 10) beispielsweise über 10 μm/h. Vorzugsweise wird das Wachstum so durchgeführt, dass die Wachstumsrate so hoch als möglich gemacht wird, solang wie sie nicht einen nachteiligen Effekt auf die Basis 10 ausübt. Um die bevorzugte Kristallinität der ersten Wachstumsschicht 21 zu erzielen, beträgt die Wachstumsrate in einer vertikalen Richtung zur Wachstumsoberfläche vorzugsweise unter 100 μm/h. Hier bezeichnet das HVPE-Verfahren ein Dampfphasen-Wachstumsverfahren, das Halogenid oder Hydrid als Quellgas verwendet.
  • Spezifisch wird die erste Wachstumsschicht 21 durch Wachsenlassen von GaN beispielsweise in der folgenden Weise ausgebildet. Zuerst wird die Wachstumsbasis 10 mittels eines Heizmittels (nicht gezeigt), z. B. einem elektrischen Ofen, auf etwa 1000°C erhitzt. Dann wird auf die Wachstumsbasis 10 ein Ammoniakgas (NH3) als Stickstoffquelle bei einer Flussrate von 1 Liter/Minute zugeführt und ein Galliumchloridgas (GaCl), das durch Durchströmen von Wasserstoffchloridgas (HCl) bei einer Flussrate von 0,03 L/min. (30 ccm) über eine einfache Substanz von Gallium (Galliummetall), das auf ungefähr 850°C erhitzt wird, als eine Galliumquelle, erhalten wird. Als Trägergas wird Stickstoffgas (N2) verwendet und die Flussrate ist 1 L/min.
  • In diesem Fall wird die Wachstumsrate der Nitrid-System-III-V-Verbindung durch Einstellen einer Zufuhr des Wasserstoffchloridgases gesteuert. Auf diese Weise wird das Wachstum beispielsweise für ein paar Stunden durchgeführt. Somit wird die erste Wachstumsschicht 21, die aus GaN mit einer Dicke von etwa 200 μm hergestellt ist, ausgebildet.
  • 3 ist eine Mikrofotografie der Oberfläche der ersten Wachstumsschicht 21, die von einem elektrischen Mikroskop aufgenommen worden ist, nachdem die erste Wachstumsschicht 21 durch Wachsenlassen von GaN unter der obigen Bedingung ausgebildet ist. Wie aus 3 ersichtlich, ist die Oberfläche der ersten Wachstumsschicht 21 beispielsweise rauh mit bergförmigen Projektionen. Wie in einer schlanken Linie in 1B angezeigt, tritt eine sich in Längsrichtung des Stapelns mit einer hohen Dichte (z. B. ungefähr 109–1010 pro cm2) erstreckenden Gitterfüllstelle D der ersten Wachstumsschicht 21 auf.
  • Die obige Beschreibung wird durch Verwenden von GaN als spezifisches Beispiel gegeben. Wenn jedoch eine andere Nitrid-System-III-V-Verbindung einem Wachstum unterliegt, werden beispielsweise die folgenden Ausgangsmaterialien verwendet; eine gediegene Substanz von Aluminium für Aluminium, eine gediegene Substanz von Bor für Bor und eine gediegene Substanz von Indium für Indium.
  • Nach Ausbilden beispielsweise der ersten Wachstumsschicht 21, wie in den 2A und 2B gezeigt, wird dieselbe Gruppe III-V-Nitridverbindung wie die Nitrid-System-III-V-Verbindung, welche die erste Wachstumsschicht 21 bildet, auf der ersten Wachstumsschicht 21 bei einer niedrigeren Wachstumsrate als der wachsengelassen, die verwendet wurde, als die erste Wachstumsschicht 21 wachsengelassen wurde, wodurch eine zweite Wachstumsschicht 22 ausgebildet wird (zweiter Wachstumsprozess). Für die Ausbildung der zweiten Wachstumsschicht 22 beträgt die Wachstumsrate in einer vertikalen Richtung zur Wachstumsoberfläche beispielsweise unter 10 μm/h. Um die Nitrid-System-III-V-Verbindung mit bevorzugter Kristallinität wachsenzulassen, beträgt die Wachstumsrate in einer vertikalen Richtung zur Wachstumsoberfläche vorzugsweise etwa 5 μm/h.
  • Die zweite Wachstumsschicht 22 wird durch Wachsenlassen der Nitrid-System-III-V-Verbindung beispielsweise unter Verwendung des HVPE-Verfahrens oder des MOCVD-Verfahrens oder des MBE-Verfahrens ausgebildet.
  • Wenn das HVPE-Verfahren verwendet wird, wird GaN unter Verwendung derselben Ausgangsmaterialien wie jener wachsengelassen, die für die Ausbildung der ersten Wachstumsschicht 21 bei der Flussrate von Hydridchloridgas verwendet werden, beispielsweise 0,003 L/min. (3 ccm).
  • GaN wird beispielsweise unter Verwendung des MOCVD-Verfahrens wie folgt wachsengelassen: Erstens wird die Wachstumsbasis 10 in ein Reaktionsrohr in einem MOCVD-Apparat (nicht gezeigt) gesetzt; Ammoniak als Stickstoffquelle und ein Mischgas von Wasserstoffgas (H2) und Stickstoffgas (N2) als ein Trägergas werden in das Reaktionsrohr eingeleitet und gleichzeitig wird die Wachstumsbasis auf 1050°C erhitzt; und nachfolgend wird eine Galliumquelle daran zugeführt, wodurch GaN wachsengelassen wird. Als Galliumquelle wird beispielsweise Trimethylgallium (TMG; (CH3)3Ga) oder Triethylgallium (TEG; (C2H5)3Ga) verwendet. Wenn eine andere Nitrid-System-III-V-Verbindung dem Wachstum unterworfen wird, werden beispielsweise die folgenden Ausgangsmaterialien verwendet: Trimethylaluminium ((CH3)3Al) für Aluminium, Triethylbor ((C2H5)3B) für Bor und Trimethylindium ((CH3)3In) für Indium.
  • Wenn GaN unter Verwendung des MBE-Verfahrens wachsengelassen wird, wird die Wachstumsbasis 10 innerhalb beispielsweise einer Kammer in einem (nicht gezeigten) MBE-Apparat gesetzt. Nachfolgend wird die Wachstumsbasis 10 auf beispielsweise 750°C in Anwesenheit von Stickstoffplasma als einer Stickstoffquelle erhitzt und dann wird ein Gallium-Atomstrahl als eine Galliumquelle zugeführt, um GaN wachsenzulassen. Ammoniak kann direkt als Stickstoffquelle zugeführt werden. Hier werden beispielsweise Aluminium-Atomstrahlen als eine Aluminiumquelle und Bor-Atomstrahlen als eine Borquelle verwendet. Als eine Indiumquelle werden beispielsweise Indium-Atomstrahlen verwendet.
  • Mit der Verwendung irgendeines der oben beschriebenen Verfahren findet ein Wachstum lateral statt, um so die Vertiefungen auf der Oberfläche der ersten Wachstumsschicht 21 aufzufüllen. Somit biegt sich die Gitterfehlstelle D, die sich von der ersten Wachstumsschicht 21 erstreckt, lateral, wie in 2B illustriert, so dass die Dichte der zur Oberfläche der zweiten Wachstumsschicht 22 propagierenden Gitterfehlstelle beispielsweise stark zur Größenordnung von 106 pro cm2 abgesenkt werden kann.
  • Wie oben beschrieben, werden die Vertiefungen der Oberfläche der ersten Wachstumsschicht 21 aufgefüllt und die Nitrid-System-III-V-Verbindung wird für einen gewissen Zeitraum wachsengelassen, um so die Oberfläche der zweiten Wachstumsschicht 22 flach zu machen. Wie in 4 gezeigt, wird die zweite Wachstumsschicht 22 mit der flachen Oberfläche ausgebildet, wodurch eine Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht 20 (2), die aus der ersten Wachstumsschicht 21 und der zweiten Wachstumsschicht 22 besteht, ausgebildet wird. 4 ist eine Mikrografie der Oberfläche der zweiten Wachstumsschicht 22, die mittels einem elektrischen Mikroskop aufgenommen worden ist, nachdem die zweite Wachstumsschicht 22 durch Wachsenlassen von GaN unter dem zuvor erwähnten Zustand unter Verwendung des HVPE-Verfahrens ausgebildet wird.
  • Alternativ kann eine n-Typ- oder p-Typ-Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht 20 durch Dotieren von n-Typ oder p-Typ-Verunreinigungen in der ersten Wachstumsschicht 21 und/oder der zweiten Wachstumsschicht 22 hergestellt werden. Als n-Typ-Verunreinigungen wird vorzugsweise zumindest ein Element, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Kohlenstoff (C), Silizium (Si), Germanium (Ge), Zinn (Sn), Schwefel (S), Selen (Se) und Tellur (Te) eingeschlossen, wobei Kohlenstoff, Silizium, Germanium und Zinn Gruppe-IV-Elemente umfassen und Schwefel, Selen und Tellur Gruppe-VI-Elemente umfassen. Als p-Typ-Verunreinigung wird vorzugsweise zumindest ein Element beinhaltet, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Beryll (Be), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Zink (Zn), Kadmium (Cd) und Kohlenstoff, Silizium, Germanium und Zinn besteht, wobei Beryll, Magnesium, Kalzium, Zink und Kadmium Gruppe-II-Elemente umfassen und Kohlenstoff, Silizium, Germanium und Zinn Gruppe-IV-Elemente umfassen.
  • Wenn die erste Wachstumsrate 21 oder die zweite Wachstumsrate 22, die mit Verunreinigungen dotiert ist, unter Verwendung des HVPE-Verfahrens wachsengelassen wird, werden beispielsweise die folgenden Ausgangsmaterialien verwendet: Methan (C2H6) als Kohlenstoffquelle, Silan (SiH4) oder Siliziumchlorid (SiCl4) als Siliziumquelle, German (GeH4) als Germaniumquelle, Dimethyltellur ((CH3)2Te) als Tellurquelle, Bis-Cyclopentadienylmagnesium ((C5H5)2Mg) als Magnesiumquelle, Monomethylkalzium als Kalziumquelle, Dimethylzink ((CH3)2Zn) als Zinkquelle und Dimethylkadmium ((CH3)2Cd) als Kadmiumquelle.
  • Unter Bezugnahme auf die 5A bis 6B wird später hierin ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats, das das oben beschriebene Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht einsetzt, beschrieben. Hier wird die detaillierte Beschreibung derselben Schritte wie innerhalb des Verfahrens zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht weggelassen.
  • Wie in 5A gezeigt, wird die Wachstumsbasis 10 hergestellt und z. B. mit einem organischen Lösungsmittel gereinigt. Nach Durchführen einer thermischen Reinigung auf der Wachstumsbasis 10 wird beispielsweise die Nitrid-System-III-V-Verbindung, wie etwa GaN auf der Wachstumsbasis 10 wachsengelassen, um eine gewünschte Dicke (z. B. 200 μm) unter Verwendung z. B. eines HVPE-Verfahrens zu erzielen, so dass eine erste Wachstumsschicht 31 ausgebildet wird (erster Wachstumsschritt). Zu diesem Zeitpunkt beträgt beispielsweise die Wachstumsrate in einer vertikalen Richtung der Wachstumsoberfläche über 10 μm/Stunde. Die Gitterfehlstelle mit hoher Dichte tritt in der ersten Wachstumsschicht 31 ähnlich der ersten Wachstumsschicht 21 auf, obwohl sie in der Zeichnung nicht gezeigt wird.
  • Nach dem ersten Wachstumsschritt wird beispielsweise dieselbe Nitrid-System-III-V-Verbindung, wie diejenige, die die erste Wachstumsschicht 31 bildet, auf der ersten Wachstumsschicht 31 unter Verwendung eines HVPE-Verfahrens, eines MOCVD-Verfahrens oder eines MBE-Verfahrens bei der Wachstumsrate wachsengelassen, die niedriger ist als diejenige, die beim Wachsenlassen der ersten Wachstumsschicht 31 verwendet wird, somit wird eine zweite Wachstumsschicht 32 mit einer flachen Oberfläche ausgebildet, wie in 5B gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Wachstumsrate in einer vertikalen Richtung zur Wachstumsoberfläche z. B. unter 10 μm/h. Somit wird ein aus der ersten Wachstumsschicht 31 und der zweiten Wachstumsschicht 32 bestehendes Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat 30 hergestellt. Hier findet ein Wachstum lateral statt, um so die Vertiefungen auf der Oberfläche der ersten Wachstumsschicht 31 aufzufüllen, ähnlich zum Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht. Somit biegt sich die sich von der ersten Wachstumsschicht 31 erstreckende Gitterfehlstelle (nicht gezeigt), so dass die Dichte der Gitterfehlstelle, die sich zur Oberfläche der zweiten Wachstumsschicht 32 fortsetzt, beachtlich abgesenkt wird.
  • Nach Ausbilden der zweiten Wachstumsschicht 32, wie in 5C gezeigt, wird ein Schutzfilm 40, der aus Siliziumdioxid (SiO2) hergestellt wird, ausgebildet, um so die Oberfläche der zweiten Wachstumsschicht 32 unter Verwendung z. B. eines chemischen Dampfabscheidungsverfahrens (CVD) abzudecken. Der Schutzfilm 40 schützt das Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat 30 (die zweite Wachstumsschicht 32) im Schritt des Entfernens der Wachstumsbasis, die später beschrieben werden soll.
  • Nach Ausbildung des Schutzfilms 40, wie in 6A gezeigt, wird eine Nassätzung bei einer Temperatur von 285°C unter Verwendung eines Ätzmittels durchgeführt, das 1:1 (Volumenverhältnis) von beispielsweise Phosphorsäure (H3PO4) und Schwefelsäure (H2SO4) enthält. So wird die Wachstumsbasis entfernt. Zu diesem Zeitpunkt wird die zweite Wachstumsschicht 32 kaum beschädigt oder kontaminiert, da die zweite Wachstumsschicht 32 mit der Schutzschicht 40 abgedeckt ist.
  • Alternativ kann die Entfernung der Wachstumsbasis 10 mittels Trockenätzung oder Ablappen durchgeführt werden. Wenn zur Entfernung eine Trockenätzung durchgeführt wird, wird beispielsweise Chlorgas (Cl2) als Ätzgas verwendet. Wenn zum Entfernen ein Abläppen durchgeführt wird, wird beispielsweise Diamantenpolierpulver verwendet.
  • Weiterhin kann durch Durchführen von Heizen und Kühlen auf der Wachstumsbasis, in der das Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat 30 ausgebildet wird, das Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat 30 von der Wachstumsbasis 10 entfernt werden. Bei diesem Verfahren wird durch die Differenz im thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Wachstumsbasis 10 und dem Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat 30 verursachter Stress ausgenutzt. Spezifisch wird beispielsweise die Wachstumsrate 10 innerhalb des Reaktionsrohrs eines Infrarotofens platziert und die Wachstumsbasis 10 wird beispielsweise auf 800°C erhitzt und dann abgekühlt. Somit wird die Wachstumsbasis 10 vom Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat 30 entfernt. Zu diesem Zeitpunkt kann die Entfernung zusammen mit Ablappen oder ähnlichem durchgeführt werden. Als Heizmittel kann ein Erhitzen mit einem Heizer oder einem Hochfrequenz-Induktionsheizen zusätzlich zum Heizen unter Verwendung des Infrarotofens angewendet werden.
  • Nach Entfernen der Wachstumsbasis 10, wie in 6B gezeigt, wird der Schutzfilm 40 unter Verwendung eines Ätzmittels, das beispielsweise Fluor (HF) enthält, entfernt. Danach wird die Oberfläche der zweiten Wachstumsschicht 32 nach Bedarf abgeflacht. Spezifisch wird die Oberfläche der zweiten Wachstumsschicht 32 durch Ätzen der Oberfläche unter Verwendung eines Dampfphasen-Ätzverfahrens oder Flüssigphasen-Chemikalienaätzverfahrens abgeflacht oder durch Polieren der Oberfläche unter Verwendung beispielsweise eines maschinen-chemischen Polierverfahrens. Durch diese Behandlung wird die Oberfläche fein abgeflacht und eine Nitrid-System-III-V-Verbindungshalbleiterschicht mit großer Kristallinität wird auf dem Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat wachsengelassen. Darüber hinaus können die Eigenschaften des Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrats 30, wie etwa die thermische Verteilung, eingestellt werden.
  • Das Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat 30, das oben hergestellt wurde, wird als ein Substrat verwendet, wenn lichtemittierende Halbleiter-Vorrichtungen oder Transistoren ausgebildet werden, indem darauf sequentiell Nitrid-System-III-V-Verbindungshalbleiterschichten wachsengelassen werden. Mit dieser Art von lichtemittierender Halbleiter-Vorrichtung wird allgemein ein Paar von Elektroden auf der Frontfläche eines Substrats vorgesehen. Jedoch kann beim Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat 30 der Ausführungsform das Substrat durch Dotieren mit Verunreinigungen als ein p-Typ-Substrat oder ein n-Typ-Substrat hergestellt werden, so dass sich der Vorteil ergibt, dass solch ein Paar von Elektroden auf den Front- bzw. Rückoberflächen des Substrats vorgesehen werden kann. In einem Fall, bei dem ein Halbleiterlaser als die lichtemittierende Halbleiter-Vorrichtung hergestellt wird, werden, da leicht eine Spaltung auftritt, Endflächen eines Resonators einfach geformt. Das heißt, mit der Verwendung des Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrats 30 der Ausführungsform können hochzuverlässige Halbleitervorrichtungen bei exzellenter Ausbeute hergestellt werden.
  • Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht der Ausführungsform und dem Verfahren zur Herstellung eines Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrats der Ausführungsform werden die zweiten Wachstumsschichten 22 und 32 bei einer niedrigeren Wachstumsrate als derjenigen wachsengelassen, die für das Wachstum der ersten Wachstumsschichten 21 und 31 verwendet wird, so dass die Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht 20 guter Qualität und das Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat 30 bei hoher Produktivität hergestellt werden.
  • Genauer gesagt, sind die Oberflächen der ersten Wachstumsschichten 21 und 31, die bei einer hohen Wachstumsrate wachsengelassen werden, rauh, aber die Oberflächen der zweiten Wachstumsschichten 22 und 32 sind durch Wachsenlassen der zweiten Wachstumsschichten 22 und 32 bei einer niedrigeren Wachstumsrate als derjenigen, die für das Wachstum der ersten Wachstumsschichten 21 und 31 verwendet wird, flach, um die Vertiefungen der Oberflächen der ersten Wachstumsschichten 21 und 31 aufzufüllen. Weiterhin findet Wachstum lateral statt, um so die Vertiefungen der Oberfläche der ersten Wachstumsschichten 21 und 31 aufzufüllen. Daher biegt sich die Gitterfehlstelle D, die sich von den ersten Wachstumsschichten 21 und 31 lateral erstreckt, wodurch die Dichte der Gitterfehlstelle D, die sich zur Oberfläche der zweiten Wachstumsschichten 22 und 32 ausbreitet, sinkt. Somit hat die Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht 20 (oder das Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat 30) eine solche großartige Eigenschaft, dass der Nitrid-System-III-V-Verbindungshalbleiter bei exzellenter Kristallinität darauf wachsengelassen werden kann.
  • Das Wachstum der ersten Wachstumsschichten 21 und 31 wird so durchgeführt, dass die Wachstumsrate in einer vertikalen Richtung zur Wachstumsoberfläche ungefähr 10 μm/h ist. Somit kann eine vorgegebene Dicke durch Wachsenlassen dieser Schichten nur für einen kurzen Zeitraum erzielt werden. Weiterhin muss keine Pufferschicht zwischen der Wachstumsbasis 10 und der Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht 20 (oder dem Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat 30) vorgesehen sein, wodurch der Herstellungsprozess erleichtert wird. Spezifisch muss, im Vergleich zu dem Fall, wo eine Niedertemperatur-Pufferschicht als Pufferschicht vorgesehen wird, die Wachstumstemperatur nicht drastisch geändert werden, wodurch die Herstellungszeit verringert wird.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung oben durch Exemplifizieren der Ausführungsform beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt und verschiedene Modifikationen sind möglich. Beispielsweise werden in der obigen Ausführungsform dieselben Nitrid-System-III-V-Verbindungen wachsengelassen, um die ersten Wachstumsschichten 21 und 31 und die zweiten Wachstumsschichten 22 und 32 zu bilden, aber unterschiedliche Nitrid-System-III-V-Verbindungsschichten können wachsengelassen werden.
  • In der obigen Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, wo die ersten Wachstumsschichten 21 und 31 und die zweiten Wachstumsschichten 22 und 23 wachsengelassen werden, um die Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht 20 (oder das Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat 30) zu bilden. Jedoch ist es beispielsweise, wie in 7 gezeigt, möglich, dass nach dem Wachstum der zweiten Wachstumsschichten 22 und 32 eine dritte Wachstumsschicht 33 auf den zweiten Wachstumsschichten 22 und 32 bei einer hohen Wachstumsrate ähnlich zu derjenigen wachsen gelassen wird, die verwendet wird, wenn die ersten Wachstumsschichten 21 und 31 wachsengelassen werden und weiterhin wird eine vierte Wachstumsschicht 34 bei einer Wachstumsrate wachsengelassen, die der ähnelt, die verwendet wird, wenn die zweiten Wachstumsschichten 22 und 32 wachsengelassen werden. Durch die Bereitstellung der dritten Wachstumsschicht 33 und der vierten Wachstumsschicht 34 wird die Dichte der Gitterfehlstelle D weiter gesenkt. Weiterhin kann, wenn eine andere Nitrid-System-III-V-Verbindung auf der vierten Wachstumsschicht 34 bei einer anderen Wachstumsrate wachsengelassen wird, die Dichte der Gitterfehlstelle weiter vermindert werden.
  • In der obigen Ausführungsform wird das HVPE-Verfahren unter Verwendung von Ammoniak als Stickstoffquelle durchgeführt, jedoch kann ein Ausgangsmaterial des Hydrazin-Systems, das durch die chemische Formel N2R4 (R bezeichnet ein Wasserstoffatom und eine Alkylgruppe) ausgedrückt wird, oder organisches Amin als Stickstoffquelle verwendet werden. Beispiele des Quellmaterials des Hydrazin- Systems, das durch N2R4 ausgedrückt wird, sind Hydrazin, Monomethylhydrazin und Dimethylhydrazin. Beispiele des organischen Amins sind Propylamin, Isopropylamin, Butylamin, Isobutylamin, T-Butylamin oder sekundäres Butylamin, die das primäre Amin sind, Dipropylamin, Diisopropylamin, Dibutylamin, Diisobutylamin, Di-t-Butylamin oder Di-Sekundärbutylamin, welche das sekundäre Amin sind, und Tripropylamin, Triisopropylamin, Tributylamin, Triisobutylamin, Tri-t-Butylamin, sekundäres Tri-Butylamin, Triallylamin, Triethylamin, Diisopropylmethylamin, Dipropylmethylamin, Dibutylmethylamin, Diisobutylmethylamin, Di-sekundäres-butylmethylamin oder Di-t-Butylmethylamin, die das tertiäre Amin sind.
  • In der obigen Ausführungsform wird das HVPE-Verfahren unter Verwendung von Wasserstoffchlorid als Hydrid verwendet, aber es können Wasserstofffluorid (HF), Wasserstoffbromid (HBr) oder Wasserstoffjodid (HI) als Hydrid verwendet werden.
  • In der obigen Ausführungsform wird der Schutzfilm 40 aus Siliziumdioxid gebildet, kann aber aus Siliziumnitrid (SixNy) ausgebildet werden.
  • In der obigen Ausführungsform wird das HVPE-Verfahren unter Verwendung von Stickstoffgas als ein Trägergas durchgeführt. Jedoch kann ein Inertgas, wie etwa Heliumgas (He) oder Argongas (Ar) als Trägergas verwendet werden. Weiterhin kann auch Wasserstoffgas (H2) oder Mischgas, das Wasserstoffgas enthält, nach Bedarf verwendet werden.
  • In der obigen Ausführungsform ist ein Fall beschrieben, wo die Wachstumsbasis 10 aus dem Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat 30 entfernt wird, indem Erhitzen und Abkühlen durchgeführt wird, aber die Wachstumsbasis 10 kann aus dem Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat 30 entfernt werden, indem nur das Erhitzen durchgeführt wird.
  • Darüber hinaus ist in der obigen Ausführungsform, wenn die Wachstumsbasis 10 aus Saphir gemacht ist, die Nitrid-System-III-V-Verbindung auf der C-Ebene von Saphir wachsengelassen worden, kann aber auf Ebenen anderer Orientierung wachsengelassen werden.
  • Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht und dem Verfahren zur Herstellung eines Substrates der vorliegenden Erfindung werden der erste Wachstumsschritt zum Wachsenlassen der ersten Wachstumsschicht bei der ersten Wachstumsrate und der zweite Wachstumsschritt zum Wachsenlassen der zweiten Wachstumsschicht bei der zweiten Wachstumsrate, niedriger als der ersten Wachstumsrate, bereitgestellt. Somit ist die Oberfläche der ersten Wachstumsschicht rauh, aber die zweite Wachstumsschicht wird so wachsengelassen, dass sie die rauhe Oberfläche im zweiten Wachstumsschritt einebnet. Weiterhin wird im zweiten Wachstumsschritt, um die rauhe Oberfläche abzuflachen, die zweite Wachstumsschicht auch in einer anderen Richtung als im ersten Schritt wachsengelassen. Daher wird selbst in einem Fall, wo Defekte, wie etwa eine Gitterfehlstelle im ersten Wachstumsschritt auftreten und der zweite Wachstumsschritt durch die Defekte beeinträchtigt ist, die Dichte von Defekten auf der Oberfläche im zweiten Wachstumsschritt gesenkt. Dementsprechend kann eine Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht oder ein Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat mit hohen Eigenschaften, auf denen Nitrid-System-III-V-Verbindungshalbleiter mit exzellenter Kristallinität wachsengelassen werden kann, erhalten werden.
  • Weiterhin, anders als bei konventionellen Verfahren, muss keine Pufferschicht zwischen der Wachstumsbasis und der Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht oder dem Nitrid-System-III-V-Verbindungssubstrat vorgesehen sein, so dass das Herstellverfahren vereinfacht werden kann.
  • Gemäß dem Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht und dem Verfahren zum Herstellen eines Substrats wird in einem Aspekt der Erfindung die erste Wachstumsschicht bei einer Wachstumsrate in vertikaler Richtung zur Wachstumsoberfläche wachsengelassen, die größer ist als 10 μm/h, im ersten Wachstumsschritt, so dass sie eine vorgegebene Dicke durch Aufwachsenlassen für kurze Zeit erzielen kann. Somit wird die Herstellzeit reduziert.
  • Gemäß dem Verfahren zur Herstellung eines Substrates nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird in zumindest dem ersten Wachstumsschritt und/oder dem zweiten Wachstumsschritt die erste Wachstumsschicht oder die zweite Wachstumsschicht nach Dotieren mit Verunreinigungen wachsengelassen. Somit können bei der Herstellung einer Vorrichtung unter Verwendung dieses Substrats Elektroden auf den Vorder- und Rückseiten des Substrats vorgesehen werden.
  • Offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen Lehren möglich. Es soll daher verstanden werden, dass innerhalb des Umfangs der anhängenden Ansprüche die Erfindung anders als spezifisch beschrieben, praktiziert werden kann.

Claims (17)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht, einschließlich zumindest einem, das ausgewählt ist aus der Gruppe, welche aus Gallium (Ga), Aluminium (Al), Bor (B) und Indium (In) als ein Gruppe-III-Element und zumindest Stickstoff (N) als ein Gruppe-V-Element besteht, wobei das Verfahren umfasst: einen ersten Wachstumsschritt zum Wachsenlassen einer ersten Wachstumsschicht (21), die eine Nitrid System-III-V-Verbindung enthält, bei einer ersten Wachstumsrate in einer Richtung vertikal zur Wachstumsoberfläche, größer als 10μm/h, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter umfasst einen zweiten Wachstumsschritt zum Wachsenlassen einer zweiten Wachstumsschicht (22), welche die Nitrid-System-III-V-Verbindung enthält, auf der rauen Oberfläche der in dem ersten Wachstumsschritt gebildeten ersten Wachstumsschicht bei einer zweiten Wachstumsrate, welche niedriger als die erste Wachstumsrate ist, wobei während des zweiten Wachstumsschritts die zweite Wachstumsschicht lateral wächst, um Vertiefungen in der Oberfläche der ersten Wachstumsschicht aufzufüllen, und Gitterfehlstellen dazu zu veranlassen, sich zu biegen.
  2. Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Wachstumsschicht (22) bei einer Wachstumsrate in einer Richtung vertikal zur Wachstumsoberfläche wächst, die kleiner als 10 μm/h ist, im zweiten Wachstumsschritt.
  3. Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht gemäß Anspruch 1, wobei die erste Wachstumsschicht (21) unter Verwendung von Hydrid als Quellgas mit einem dampfphasen-epitaktischen Verfahren im ersten Wachstumsschritt wachsengelassen wird.
  4. Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht gemäß Anspruch 3, wobei die zweite Wachstumsschicht (22) unter Verwendung von Hydrid als Quellgas wachsengelassen wird, mit einem epitaktischen Zerstäubungsphasenverfahren, einem chemischen metallorganischen Zerstäubungsabscheidungsverfahren oder einem epitaktischen Molekularstrahlverfahren, im zweiten Wachstumsschritt.
  5. Verfahren zur Herstellung einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht gemäß Anspruch 1, wobei die erste Wachstumsschicht (21) und die zweite Wachstumsschicht (22) auf einer Wachstumsbasis wachsengelassen werden, die Saphir (Al2O3), Siliziumcarbid (SiC) oder Spinell (MgAlO4) enthält.
  6. Verfahren zum Herstellen einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht gemäß Anspruch 1, wobei Gallium-Nitrid (GaN) im ersten Wachstumsschritt und/oder im zweiten Wachstumsschritt wachsengelassen wird.
  7. Verfahren zum Herstellen einer Nitrid-System-III-V-Verbindungsschicht gemäß Anspruch 1, wobei die erste Wachstumsschicht (21) oder die zweite Wachstumsschicht (22) nach Dotierung mit Verunreinigungen wachsengelassen wird.
  8. Verfahren zum Herstellen eines aus einer Nitrid-System-III-V-Verbindung gemachten Substrates, einschließlich zumindest einem, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Gallium (Ga), Aluminium (Al), Bor (B) und Indium (In) als Gruppe-III-Element und zumindest Stickstoff (N) als Gruppe-V-Element besteht, wobei das Verfahren umfasst einen ersten Wachstumsschritt zum Wachsenlassen einer ersten Wachstumsschicht (21), die eine Nitrid System-III-V-Verbindung enthält, bei einer ersten Wachstumsrate in einer Richtung vertikal zur Wachstumsoberfläche, größer als 10 μm/h, dadurch gekennzeichnet, dass es weiter umfasst einen zweiten Wachstumsschritt zum Wachsenlassen einer zweiten Wachstumsschicht (22), welche die Nitrid-System-III-V-Verbindung enthält, auf der rauen Oberfläche der in dem ersten Wachstumsschritt gebildeten ersten Wachstumsschicht bei einer zweiten Wachstumsrate, welche niedriger als die erste Wachstumsrate ist, wobei während des zweiten Wachstumsschritts die zweite Wachstumsschicht lateral wachst, um Vertiefungen in der Oberfläche der ersten Wachstumsschicht aufzufüllen, und Gitterfehlstellen dazu zu veranlassen, sich zu biegen.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß Anspruch 8, wobei die zweite Wachstumsschicht (32) bei einer Wachstumsrate wachsengelassen wird in einer Richtung vertikal zur Wachstumsoberfläche, die kleiner als 10 μm/h im zweiten Wachstumsschritt ist.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß Anspruch 8, weiterhin umfassend einen Schritt zur Herstellung eines Substrats durch Wachsenlassen der ersten Wachstumsschicht und der zweiten Wachstumsschicht auf einer Wachstumsbasis (10) und dann Entfernen der Wachstumsbasis (10) davon.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß Anspruch 10, wobei die Wachstumsbasis (10) mittels Ätzen oder Schleifen entfernt wird.
  12. Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß Anspruch 10, wobei die Wachstumsbasis (10) mittels Erhitzen entfernt wird.
  13. Verfahren zur Herstellung eines Substrates gemäß Anspruch 10, weiter umfassend einen Schritt zur Ausbildung eines Schutzfilms (40), um eine Oberfläche der zweiten Wachstumsschicht (32) vor dem Schritt des Entfernen der Wachstumsbasis (10) abzudecken.
  14. Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß Anspruch 8, weiterhin umfassend einen Schritt zum Abflachen einer Oberfläche der zweiten Wachstumsschicht (32) nach dem zweiten Wachstumsschritt.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß Anspruch 8, wobei Galliumnitrid (GaN) im ersten Wachstumsschritt und/oder im zweiten Wachstumsschritt wachsengelassen wird.
  16. Verfahren zur Herstellung eines Substrates gemäß Anspruch 8, wobei die erste Wachstumsschicht (31) und/oder die zweite Wachstumsschicht (32) nach Dotieren mit Verunreinigungen wachsengelassen wird.
  17. Verfahren zur Herstellung eines Substrats gemäß Anspruch 16, wobei zumindest eines, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kohlenstoff (C), Silizium (Si), Germanium (Ge), Zinn (Sn), Schwefel (S), Selen (Se), Tellur (Te), Beryll (Be), Magnesium (Mg), Kalzium (Ca), Zink (Zn) und Kadmium (Cd) als die Verunreinigung dotiert wird.
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