DE60133303T2

DE60133303T2 - Halbleitergrundmaterial und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE60133303T2
Application number: DE60133303T
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Itami-shi OKAGAWA; Kazuyuki Ube-shi TADATOMO; Yoichiro Itami-shi OUCHI; Takashi Itami-shi TSUNEKAWA
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2000-09-18
Filing date: 2001-09-17
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2021-09-18
Also published as: EP1328014A1; DE60133303D1; JP3556916B2; JP2002164296A; EP1947684B1; KR100567614B1; EP1947684A1; US7179667B2; EP1328014A4; WO2002023604A1; EP1328014B1; KR20030030019A; CA2422624A1; US20040048471A1

Description

Fachgebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Halbleiterkörper und ein Herstellungsverfahren für denselben. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Struktur, die brauchbar ist, wenn man ein Halbleitermaterial verwendet, das mit dem leichten Auftreten von Dislokationsdefekten verbunden ist, und auf ein Verfahren für die Bildung derselben.
Stand der Technik
Für das Kristallwachstum eines Materials der GaN-Gruppe wurde ein Substrat, dessen Gitter mit demjenigen dieses Materials nicht übereinstimmt, wie Saphir, SiC, Spinell und kürzlich Si und dergleichen, wegen des Fehlens eines Substrats, dessen Gitter mit dem der GaN-Gruppe übereinstimmt, verwendet. Ein hergestellter GaN-Film enthält jedoch Dislokationen bis zu 10¹⁰ Punkten/cm² wegen des Fehlens der Gitterübereinstimmung. Obwohl in den letzten Jahren lichtemittierende Dioden hoher Leuchtkraft, Halbleiterlaser und dergleichen realisiert wurden, ist eine Reduktion der Dislokationsdichte zur Verbesserung der Eigenschaften erwünscht.
Als ein Verfahren zur Reduktion der Dislokationsdichte, wenn z. B. ein Halbleitersubstrat der GaN-Gruppe und dergleichen auf einer Pufferschicht und einem GaN-Substrat durch Aufdampfen wachsen gelassen wird, wurde ein Verfahren vorgeschlagen, umfassend die Bildung einer partiellen Maske auf dem oben erwähnten Substrat und das selektive Wachstum, um ein Kristallwachstum in der seitlichen Richtung zu erreichen, um dadurch einen Kristall hoher Qualität mit einer reduzierten Dislokationsdichte zu ergeben (z. B. JP-A-10-312971 ).
Es wurde klargestellt, dass gemäß dem oben erwähnten Verfahren ein dahingehendes Problem auftritt, dass in einem Teil der Maskenschicht, wo das Wachstum in der seitlichen Richtung erfolgte, die C-Achse sich in einem geringen Maße zur Richtung des seitlichen Wachstums hin neigt, was wiederum ein neues Problem einer verschlechterten Kristallqualität verursacht (Abstracts G3.1 des MRS Meetings im Herbst 1998).
Dies kann durch Messung (Φ Scan) der Einfallorientierungsabhängigkeit in der Röntgen-Schwingkurvenmessung (XRC) bestätigt werden. D. h. die volle Breite bei halbem Maximum (FWHM) der Röntgen-Schwingkurve durch einfallende Röntgenstrahlung aus der Richtung des seitlichen Wachstums ist größer als der FWHM-Wert durch Röntgenstrahlung von einer Streifenrichtung einer Maskenschicht, was das Vorliegen einer Orientierungsabhängigkeit in der Mikroneigung der C-Achse bedeutet. Dies deutet auf die Möglichkeit hin, eine Anzahl von neuen Defekten in dem Verbindungsteil des seitlichen Wachstums auf der Maske einzuleiten.
Als Material der Maskenschicht wird im Allgemeinen SiO₂ verwendet. Es wurde jedoch ein dahingehendes Problem gefunden, dass, wenn eine Kristallwachstumsschicht darauf laminiert wird, die Si-Komponente in die Kristallwachstumsschicht übertragen wird, was das Problem einer Autodotierungs-Kontamination darstellt.
Wenn ein Al-haltiges Halbleitermaterial wie AlGaN auf einem Substrat mit einer SiO₂-Maskenschicht wachsen gelassen wird, erfolgt auch ein Kristallwachstum auf der Maskenschicht, wodurch ein effizientes selektives Wachstum an sich verhindert wird.
In einem Versuch zum Lösen derartiger Probleme wurde ein Verfahren vorgeschlagen, in dem eine Streifenrillen-Verarbeitung auf ein Substrat angewandt wird, das eine geformte Pufferschicht und eine GaN-Schicht auf einem SiC-Grundsubstrat aufweist, wobei die SiC-Schicht die Rille erreicht, um ein konvexes Teil zu bilden, und das Kristallwachstum ausgehend von der GaN-Schicht am oberen Teil dieses konvexen Teils beginnt (Abstracts G3.38 des MRS Meetings vom Herbst 1998). Gemäß diesem Verfahren ist ein selektives Wachstum ohne eine SiO₂-Maskenschicht möglich, wodurch verschiedene Probleme gelöst werden, die durch die Verwendung der oben erwähnten SiO₂-Maske verursacht werden.
Für das oben erwähnte Verfahren kann ein Saphir-Substrat als Grundsubstrat verwendet werden, und das Verfahren dafür wird auch offenbart (z. B. JP-A-11-191659 ). Das oben erwähnte Verfahren erfordert die Schritte des Kristallwachstums eines Pufferschicht-Materials und eines Materials der GaN-Gruppe auf einem Saphir-Grundsubstrat, des Herausnehmens des Substrats aus dem Wachstumsofen, um eine Rillen-Verarbeitung anzuwenden, und dann wiederum des Kristallwachstums, wodurch sich die neuen Schwierigkeiten eines komplizierten Produktionsverfahrens, einer erhöhten Anzahl von Schritten, höherer Kosten und dergleichen ergeben.
Zudem wurde ein Verfahren zum Unterdrücken des Fortschreitens der Dislokation durch Bildung konkav-konvexer Rillen auf einem Substrat und des Wachsenlassens eines Halbleiters der Galliumnitirid-Gruppe, während ein Hohlraum in dem konkaven Teil gebildet wurde, offenbart ( JP-A-2000-106455 ). Gemäß diesem Verfahren kann eine Fläche geringer Dislokationsdichte durch ein einziges Wachstum gebildet werden, es muss aber ein Hohlraum gebildet werden. Wenn somit ein lichtemittierendes Element und dergleichen hergestellt wird, ist es unzweckmäßig, wenn die in dem lichtemittierenden Teil gebildete Wärme zur Substratseite hin freigesetzt wird, wodurch problematischerweise die thermische Zersetzung der Laserdiode und dergleichen begünstigt wird. Da weiterhin dieses Verfahren das Fortschreiten der Dislokation nicht aktiv steuert, schreitet die Dislokation zum oberen Teil des konvexen Teils hin fort, wodurch problematischerweise die Reduktion der Dislokationsdichte ungenügend wird.
Offenbarung der Erfindung
In Anbetracht der oben erwähnten Probleme besteht daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, verschiedene Probleme zu vermeiden, die durch die Verwendung einer Maskenschicht verursacht werden, und den Produktionsschritt zu vereinfachen. Die Erfindung bezweckt zudem das Lösen des Problems des nicht erreichbaren selektiven Wachstums von AlGaN, das herkömmlicherweise schwierig ist. Darüber hinaus zielt die Erfindung darauf ab, das Austreten von Wärme zu vermeiden, die durch die Bildung von Hohlraumteilen verursacht wird.
Der Halbleiterkörper der vorliegenden Erfindung besteht aus einem Substrat und einem Halbleiterkristall, der auf dem Substrat durch Wachstum mittels Aufdampfen gebildet wird, wobei die Kristallwachstumsebene des oben erwähnten Substrats eine konkav-konvexe Fläche ist, und der oben erwähnte Halbleiterkristall vom konkaven Teil und/oder konvexen Teil aus wachsen gelassen wird, während eine Facettenstruktur gebildet wird, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.
In einer Streifenstruktur, die durch Unterziehen des oben erwähnten Substrats einer konkaven-konvexen Verarbeitung erhalten wird, ist es erwünscht, dass die Längsrichtung des Streifens parallel zur (11–20)-Ebene des oben erwähnten InGaAlN-Kristalls vorliegt und die Präzision derselben nicht größer als 1° ist. In einer bevorzugten Streifenstruktur ist die Gesamtheit (A + B) der Breite A des konvexen Teils und der Breite B des benachbarten konkaven Teils nicht größer als 20 μm, und die Tiefe H des oben erwähnten konkaven Teils ist nicht kleiner als 20% der größeren Breite von A oder B.
Es ist auch erwünscht, dass der Winkel, der durch die zunehmende Steigung des konvexen Teils, der durch die konkav-konvexe Verarbeitung des oben erwähnten Substrats gebildet wird, und einer Substratebene gebildet wird, nicht kleiner als 60° ist. Es ist auch möglich, einen gekrümmten Teil an der Unterseite des konkaven Teils vorzusehen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 stellt einen Querschnitt dar, um den Zustand des Kristallwachstums des Halbleiterkörpers der vorliegenden Erfindung zu erklären.
2 stellt einen Querschnitt dar, um den Zustand des Kristallwachstums des Halbleiterkörpers der vorliegenden Erfindung zu erklären.
3 stellt einen Querschnitt dar, um den Zustand des Kristallwachstums des Halbleiterkörpers der vorliegenden Erfindung zu erklären.
In jeder der Figuren ist 1 ein Substrat, ist 11 ein konvexer Teil, ist 12 ein konkaver Teil, ist 13 ein Hohlraumteil und ist 2 eine Halbleiterschicht.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine konkav-konvexe Fläche auf einem Substrat gebildet wird, bevor die Bildung sogar einer Pufferschicht und dergleichen erfolgt, wodurch eine Grundfläche bereitgestellt wird, auf der eine Facettenebene vom Beginn des Kristallwachstums an gebildet werden kann. D. h. durch Bereitstellen einer konkav-konvexen Fläche auf dem Substrat wird die konkave Ebene oder die konvexe Ebene, die durch Stufen getrennt sind, oder werden beide als Einheitsstandardfläche hergestellt, auf der eine Facettenstruktur durch Wachstum mittels Aufdampfen wachsen soll. Wenn sowohl die konkave Ebene als auch die konvexe Ebene als Ebenen hergestellt werden, die zum Wachstum der Facettenstruktur befähigt sind, erfolgt das Kristallwachstum in der Gesamtheit der Substratoberfläche im anfänglichen Stadium des Wachstums, so das sich ein Wachstum ergibt, das eine Facettenebene sowohl auf dem konvexen Teil als auch aus dem konkaven Teil umfasst. Wenn demgegenüber entweder die konkave Ebene oder die konvexe Ebene im Wesentlichen für ein Kristallwachstum unfähig ist, weil sie eine extrem geringe Breite und dergleichen hat, oder das Kristallwachstum selbst möglich ist, aber die Fläche desselben verarbeitet wird und im Wesentlichen für ein Kristallwachstum nicht befähigt ist, erfolgt das Wachstum der Facettenstruktur entweder vom konvexen Teil oder vom konkaven Teil her. In einigen Fällen erfolgt das Wachstum der Facettenstruktur entweder vom konvexen Teil oder vom konkaven Teil her, von der anderen Ebene her erfolgt aber das Wachstum einer Nicht-Facettenstruktur.
Als Ergebnis wird die Dislokationslinie, die sich vom Substrat in der C-Achsenrichtung erstreckt, zur seitlichen Richtung in der Facettenebene gebogen und kann sich nicht nach oben fortpflanzen. Das anschließende kontinuierliche Wachstum flacht die Wachstumsebene im Laufe der Zeit ab, und die Nachbarschaft der Oberfläche derselben wird eine Fläche mit geringer Dislokationsdichte aufgrund des Fehlens eines Fortschreitens der Dislokation vom Substrat. Mit anderen Worten: die Bildung einer Fläche mit geringer Dislokationsdichte wird erreicht, ohne dass wie in den konventionellen Fällen eine Maskenschicht verwendet wird und ohne dass eine Grundierungsschicht benötigt wird. Insbesondere kann das Problem der Wärmeableitung vermieden werden, da kein Bedürfnis zur Bildung eines Hohlraumteils besteht.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden auf der Grundlage der Zeichnungen ausführlicher erklärt.
Die 1(a) bis 1(c) zeigen Querschnittsansichten, um den Zustand des Kristallwachstums des Halbleiterkörpers der vorliegenden Erfindung zu erklären. In diesen Figuren ist 1 ein Substrat und 2 ist ein Halbleiterkristall, der durch Wachstum mittels Aufdampfen auf dem Substrat 1 gezüchtet wurde. Auf der Kristallwachstumsebene des Substrats 1 sind ein konvexer Teil 11 und ein konkaver Teil 12 ausgebildet, die die Grundflächen darstellen, auf denen eine Facettenebene von dem oben erwähnten konvexen Teil 11 und/oder konkaven Teil 12 her gebildet werden soll.
Das oben erwähnte Substrat 1 ist ein Grundsubstrat, auf dem verschiedene Halbleiterkristall-Schichten in dem Zustand vor der Bildung einer Pufferschicht und dergleichen für die Gitter-Übereinstimmung wachsen gelassen werden sollen. Als derartiges Substrat kann Saphir (C-Ebene, A-Ebene, R-Ebene), SiC (6H, 4H, 3C), GaN, AlN, Si, Spinell, ZnO, GaAs, NGO und dergleichen verwendet werden. Die Ebenenrichtung des Substrats ist nicht speziell eingeschränkt und kann ein einfaches Substrat oder ein solches mit einem anderen Winkel sein. Zusätzlich dazu kann ein Saphir-Substrat und dergleichen mit mehreren μm eines epiaxial darauf gewachsenen Halbleiters der GaN-Gruppe gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Als Halbleiterschicht, die auf dem Substrat 1 gezüchtet werden soll, können verschiedene Halbleitermaterialien verwendet werden. Beispiele für dieselben umfassen Al_xGa_1-x-yIn_yN(0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1), wobei die Zusammensetzungsverhältnisse von x und y variieren, wie GaN, Al_0,2Ga_0,8N, In_0,4Ga_0,6N und dergleichen.
Im Falle eines Halbleitermaterials, das Al enthält, wie AlGaN und dergleichen, ergibt die konventionelle Maskenmethode ein Wachstumsproblem auf einer SiO₂-Maskenschicht. Da die vorliegende Erfindung dieses Problem durch Eliminierung des Maskierens löst, kann nun eine herkömmlicherweise nicht erreichbare niedrige AlGaN-Dislokationsdichte erreicht werden, wodurch ein Filmwachstum hoher Qualität und geringer Dislokation dicht oberhalb des Substrats gewährleistet wird. Als Ergebnis wird die Lichtabsorption durch die GaN-Schicht – ein Problem bei einem Ultraviolettlicht-emittierenden Element und dergleichen – gelöst, was vom praktischen Standpunkt aus gesehen besonders bevorzugt ist.
Im Folgenden wird eine Grundfläche erklärt, die zur Bildung einer Facettenebene befähigt ist, wobei konkav-konvex geformte Teile 11 und 12 auf einer Kristallwachstumsebene des Substrats 1 gebildet werden.
Für das typische Wachstum von GaN wird ein Hochtemperatur-GaN-Film auf einem Saphir-C-Ebenen-Substrat durch eine Niedrigtemperatur-Pufferschicht durch das konventionelle MOVPE-Verfahren und dergleichen gezüchtet. Wenn ein Hochtemperatur-GaN auf einer Niedrigtemperatur-Pufferschicht gezüchtet wird, wird die Pufferschicht zu einem Kern, wobei sich dieser Kern mit dem Wachstum in der seitlichen Richtung verbindet und flach wird. Weil das Saphir-Substrat frei von einer Verarbeitung ist, schreitet an diesem Punkt das Wachstum unter Bildung einer stabilen C-Ebene fort, und GaN wird flach. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass die Wachstumsgeschwindigkeit in der seitlichen Richtung größer ist als diejenige der stabilen C-Ebene.
Wenn andererseits die Wachstumsgeschwindigkeit in der seitlichen Richtung unterdrückt wird und die Wachstumsgeschwindigkeit in der C-Achsenrichtung zunimmt, kann eine schräge Facette {1–101} und dergleichen gebildet werden. In der vorliegenden Erfindung wird die Wachstumsebene des Substrats einer konkav-konvexen Verarbeitung unterzogen, um das oben erwähnte Wachstum in der seitlichen Richtung zu unterdrücken.
In der vorliegenden Erfindung ist die Form des konkav-konvexen Teils keiner speziellen Einschränkung unterzogen, solange der oben erwähnte Effekt erreicht werden kann, und verschiedene Formen können verwendet werden.
Zur Bildung einer solchen konkav-konvexen Fläche können eingestreute konvexe Teile vom Inseltyp, konvexe Teile vom Streifentyp, die aus konvexen Linien bestehen, konvexe Teile vom Gittertyp, konvexe Teile, in denen die Linien, die dieselben bilden, Kurven sind und dergleichen verwendet werden.
Von diesen Arten des konvexen Teils wird eine bevorzugt, die aus konvexen Linien bestehende Streifen aufweist, weil die Herstellungsschritte derselben vereinfacht werden können und regelmäßige Muster leicht gebildet werden können. Obwohl die Längsrichtung des Streifens jede beliebige sein kann, wenn das Material, das auf dem Substrat gezüchtet werden soll, GaN ist, und diese Richtung die <11–20>-Richtung des Materials der GaN-Gruppe ist, kann das Wachstum in der seitlichen Richtung unterdrückt werden und schiefe {1–101}-Facetten und dergleichen leicht gebildet werden. Als Ergebnis ist die Dislokation, die sich in der C-Achsenrichtung von der Substratseite her ausbreitete, in dieser Facettenebene zur seitlichen Richtung hin gebogen und widersteht einer aufwärts gerichteten Fortpflanzung, was wiederum auf besonders vorteilhafte Weise eine Fläche mit geringer Dislokationsdichte bildet.
Selbst wenn die Streifenrichtung auf die <1–100>-Richtung eingestellt ist, können ähnliche Effekte wie die oben erwähnten durch Bestimmung der Wachstumsbedingungen, die eine leichte Bildung der Facettenebene ermöglichen, erhalten werden.
Die Richtung des Streifens, der durch die konkav-konvexe Verarbeitung des oben erwähnten Substrats gebildet wird, ist am meisten bevorzugt die <1–100>-Richtung oder die <11–20>-Richtung des InGaAlN-Kristalls. Weil sie mit einem Wachstumsphänomen verbunden ist, bei dem benachbarte Facetten verbunden und nivelliert werden, stimmt die Richtung möglicherweise jedoch nicht genau mit der oben erwähnten Richtung überein. Obwohl das Vorliegen eines kleinen Richtungsfehlers tolerierbar ist, ist es erwünscht, die Genauigkeit der Streifenrichtung so zu machen, dass sie nicht größer als 1° ist, besonders bevorzugt innerhalb von 0,2° liegt, bezogen auf die <11–20>-Richtung des InGaAlN-Kristalls.
In 1 – wie in (a) gezeigt ist – wird das Substrat 1 verwendet, wobei die Breite B eines konkaven Teils 11 und die Breite A eines konvexen Teils 12 identisch sind. In diesem Fall schreitet das Wachstum fort, während Facettenebenen sowohl im konvexen Teil 11 als auch im konkaven Teil 12 gebildet werden, wodurch die Kristalleinheiten 20 und 21 gebildet werden. Da im konkaven Teil 12 das Wachstum im Tal zwischen der Seitenwand und der Facettenebene erfolgt, wie in 1(b) gezeigt ist, ist ein verdecktes Tal eingeschlossen. Wenn sich das Kristallwachstum in dieser Situation fortsetzt, wachsen die Kristalleinheit 21 auf dem konvexen Teil 11 und die Kristalleinheit 21 auf dem konkaven Teil, Filme werden verbunden und die konkav-konvexe Fläche des Substrats 1 wird bedeckt, wie in 1(c) gezeigt ist. In diesem Fall wird eine geringe Dislokationsfläche auf dem oberen Teil gebildet, wo einst eine Facettenebene gebildet wurde, und der hergestellte Film erhält eine hohe Qualität.
In der Ausführungsform von 2 – nicht gemäß der Erfindung –, wie in (a) gezeigt ist, wird ein Substrat 1 verwendet, in dem die Breite A des konvexen Teils 11 enger ist als die Breite B des konkaven Teils. In diesem Fall schreitet das Wachstum im konvexen Teil 11 unter Bildung einer Facettenebene fort, und das Kristallwachstum erfolgt auch im konkaven Teil 12 (2(b)). Wenn in dieser Situation das Kristallwachstum fortschreitet, werden die Filme, die vom konvexen Teil 11 und vom konkaven Teil 12 her wachsen, verbunden, um die konkav-konvexe Fläche zu bedecken, wie in 2(c) gezeigt ist. Obwohl eine Fläche mit geringer Dislokation auf dem oberen Teil 11 gebildet wird, wo einst eine Facettenebene gebildet wurde, ist es in diesem Fall jedoch schwierig, die Facettenebene aus der Form des konkaven Teils 11 zu bilden, und der Effekt des Biegens der Dislokation zur seitlichen Richtung wird verringert. Obwohl der Effekt der Reduktion der Dislokationsdichte, verglichen mit der Ausführungsform von 1, gering ist, erreicht der hergestellte Film somit eine hohe Qualität.
Obwohl die Fläche, wo die Facettenebene gebildet wird, durch die Kombination der Breite B des konkaven Teils und der Breite A des konvexen Teils stark variiert, kann die Dislokationsfortpflanzung durch die Bildung von Facettenebenen gebogen werden, wodurch eine geringe Dislokationsdichte erreicht werden kann. Obwohl diese Facettenebene so lang sein kann wie die Dislokationsfortpflanzung gebogen wird, hat in einer bevorzugten Ausführungsform – wie in 1 gezeigt ist – die Kristalleinheit 20, die von einer Facettenstruktur-Wachstumsgrundebene her wachsen gelassen wird, demgemäß keinen flachen Teil auf ihrer oberen Ebene, sondern eine Winkelform, wo beide Facettenebenen sich vollständig am oberen Teil überkreuzen. Eine solche in 1 gezeigte Facettenebene wird bevorzugt, weil sie beinahe alle Dislokationslinien biegen kann, die von der oben erwähnten Grundebene her verlaufen, und sie kann zudem die Dislokationsdichte gerade oben reduzieren.
Die Fläche, wo die Facettenebene gebildet wird, kann nicht nur durch die Kombination der Breite, sondern auch durch die Änderung der Tiefe h des konkaven Teils (Höhe des konvexen Teils) gesteuert werden.
Wie oben erwähnt wurde, schließt die konkav-konvexe Kombination verschiedenartige Typen ein. Im Hinblick auf die Anwendung für ein lichtemittierendes Element sind die Breite des konkaven Teils 12 und des konvexen Teils 11 und die Tiefe h des konkaven Teils vorzugsweise derartig, dass die Gesamtheit (A + B) der Breite A des konvexen Teils und der Breite B des benachbarten konkaven Teils nicht größer als 20 μm ist, und die Tiefe h des oben erwähnten konkaven Teils ist nicht kleiner als 20% der größeren Breite von A oder B.
Wenn die zu bildende Facettenebene eine {1–101}-Facette ist, beträgt der Winkel der Facettenebene mit der Substratebene etwa 60°. Daher ist die Höhe, die für eine vollständige Bildung der Facette notwenig ist, in diesem Fall √3/2 (d. h. die Quadratwurzel von 3)/2), bezogen auf die Breite der unteren Fläche. Wenn die untere Fläche so angesehen wird, dass sie der Breite B des konkaven Teils oder der Breite A des konvexen Teils, die die Facetten bilden, entspricht, sollte A die Höhe B × √3/2 haben. Wenn A oder B 20 μm überschreiten, beträgt die notwendige Höhe etwa 17 μm, wobei sich häufig die Probleme des Auftretens einer Wölbung aufgrund eines dicken Substrats, einer langen Zeitspanne für das Wachstum und dergleichen ergeben. Als Ergebnis der Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung konnte – wenn A + B ≤ 20 μm – das Auftreten einer Wölbung reduziert werden, und für das Wachstum war keine große Zeitspanne erforderlich.
Die Tiefe h des konkaven Teils wurde auch auf die gleiche Weise wie oben in Betracht gezogen, und es wurde bestätigt, dass, wenn sie auf nicht weniger als 20% der größeren Breite von A oder B eingestellt wird, die Facetten gebildet werden und eine Reduktion der Dislokation gefördert werden kann.
Der Winkel, der durch die zunehmende Steigung des konvexen Teils 11, der durch die konkav-konvexe Verarbeitung des Substrats, und einer Substratebene gebildet wird, ist vorzugsweise nicht kleiner als 60°, besonders bevorzugt so nahe wie möglich an einem rechten Winkel. Wenn er kleiner als 60° ist, beginnt das Wachstum von der Steigung des konvexen Teils her, und es tritt das Problem der schwierigen Abflachung nach dem Facettenwachstum auf. Als Ergebnis der Untersuchungen der Erfinder der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, dass ein Winkel von nicht weniger als 60° – unter anderem eine zunehmende Steigung in der Nähe eines rechten Winkels – die Bildung von Facetten erlaubt und eine Abflachung danach im Wesentlichen nicht gehemmt wird. Falls es möglich ist, wird auch ein Steigungswinkel von mehr als 90° bevorzugt.
Es ist auch möglich, eine Krümmung auf der unteren Fläche des konkaven Teils 12, der konkav-konvex auf dem Substrat verarbeitet ist, bereitzustellen. Typischerweise eine Krümmung, die eine sanfte konkave Fläche aufweist, wenn sie in einem Querschnitt zwischen der ansteigenden Basis eines konvexen Teils 11 und der ansteigenden Basis des benachbarten konvexen Teils 11 betrachtet wird. Wenn eine solche Krümmung bereitgestellt wird, kann das Wachstum so gesteuert werden, dass das Wachstum von dem konkaven Teil 12 her langsam wird und das Wachstum vom konvexen Teil 11 dominant ist.
3 zeigt eine andere Ausführungsform – nicht gemäß der vorliegenden Erfindung. Die konkav-konvexe Bildung und dergleichen ist in 1 gezeigt, wie aber in 3(a) gezeigt ist, wird in dieser Ausführungsform eine Maskenschicht 3 auf dem konkaven Teil 12 des Substrats 1 gebildet, die ein wesentliches Kristallwachstum von der Fläche her verhindert. In diesem Fall erfolgt das Wachstum, während eine Facettenebene gebildet wird, nur vom konvexen Teil 11 her, die Kristalleinheit 20 wird gebildet (3(b)), und wenn das Kristallwachstum fortgesetzt wird, werden die Kristalleinheiten 20, die von jedem konvexen Teil 11 her wachsen, verbunden, um die konkav-konvexe Fläche zu bedecken, wie in 3(c) gezeigt ist. Wenn die Facettenebene gebildet ist, kann auch in dieser Ausführungsform die Dislokationsfortpflanzung gebogen werden, wodurch eine niedrige Dislokationsdichte erreicht werden kann.
In der oben erwähnten Ausführungsform kann als Maskenschicht 3 eine SiO₂-Maske und dergleichen verwendet werden. Die Verarbeitung ist frei von jeglicher Einschränkung, solange sie ein erhebliches Kristallwachstum verhindert, wie die Bildung eines dünnen Films und dergleichen. Indem man zusätzlich dazu entweder den konkaven Teil oder den konvexen Teil zu einem konkaven Teil mit einer winzigen Öffnung oder einem konvexen Teil mit einer winzigen Breite macht, die kein wesentliches Kristallwachstum verursachen können, kann bewirkt werden, dass das Wachstum der Facettenstruktur nur von einem dieser ausgeht.
Oben wurde eine Ausführungsform erklärt, bei der nur eine einzige Schicht der Halbleiterschicht 2 auf dem Substrat 1 gezüchtet wird. Um die Dislokationsdefekte weiterhin zu reduzieren, kann ein ähnlicher Schritt wiederholt werden. Weiterhin können ähnliche Schritte wiederholt werden, um mehrere Halbleiterschichten in einer Vielfalt zu bilden. Diese Anordnung kann allmählich die Dislokation reduzieren, die sich fortpflanzt, wenn die Schichten laminiert sind.
Ein konvexer Teil kann durch eine konventionelle Photolithographie-Technik gebildet werden, die die Musterbildung gemäß der Form des konvexen Teils und die Anwendung einer Ätzverarbeitung durch die RIE-Technik und dergleichen umfasst.
Als Verfahren zum Kristallwachstum einer Halbleiterschicht auf einem Substrat können HVPE, MOVPE, MBE und dergleichen durchgeführt werden. Wenn ein dicker Film hergestellt werden soll, wird das HVPE-Verfahren bevorzugt, wenn aber ein dünner Film hergestellt werden soll, werden das MOVPE- und MBE-Verfahren bevorzugt.
Die Bildung der Facettenebene kann durch die Wachstumsbedingungen (Art des Gases, Wachstumsdruck, Wachstumstemperatur und dergleichen) für das Kristallwachstum gesteuert werden. Im Falle des Dekompressionswachstums führt ein geringerer NH₃-Partialdruck zur leichten Bildung von Facetten in der <1–101>-Ebene, und das Wachstum bei normalem Druck führt zur leichten Bildung von Facettenebenen, verglichen mit einem reduzierten Druck.
Wenn die Wachstumstemperatur ansteigt, wird das Wachstum in der seitlichen Richtung gefördert, und das Wachstum bei einer niedrigen Temperatur verursacht ein schnelleres Wachstum in der C-Achsenrichtung als das Wachstum in der seitlichen Richtung, wodurch sich leicht eine Facettenebene bilden lässt.
Das Obige zeigt, dass die Facettenform durch die Wachstumsbedingungen gesteuert werden kann. Solange der Effekt der vorliegenden Erfindung gewährleistet ist, können andere Bedingungen gemäß dem Zweck verwendet werden.
Wenn die Facettenebene gebildet ist und die Dislokation in der seitlichen Richtung gebogen ist, werden die Wachstumsbedingungen vorzugsweise geändert, um das Wachstum in der seitlichen Richtung zu fördern, damit GaN abgeflacht wird. Um dies zu erreichen, können die Wachstumsbedingungen, unter denen sich die Facettenebene schwer bilden lässt, verwendet werden, entgegen dem oben Ausgeführten.
Beispiele
Beispiel 1
Ein Photoresist-Muster (Breite: 2 μm, Periode: 4 μm, Streifenrichtung: die Streifenausdehnungsrichtung ist die <1–100>-Richtung des Saphir-Substrats) wurde auf einem C-Ebenen-Saphirsubstrat hergestellt und zu einer Tiefe von 2 μm in einem quadratischen Querschnitt mit einer RIE(reaktives Ionenätzen)-Apparatur geätzt. Das Aspektverhältnis war dann 1. Nach dem Entfernen des Photoresists wurde das Substrat in eine MOVPE-Apparatur gelegt. Dann wurde die Temperatur unter einer Wasserstoffatmosphäre auf 1100°C erhöht, und das thermische Ätzen wurde durchgeführt. Die Temperatur wurde auf 500°C abgesenkt, und Trimethylgallium (nachstehend TMG) als Ausgangsmaterial der Gruppe III und Ammoniak als N-Ausgangsmaterial wurden strömen gelassen, um eine Niedrigtemperatur-GaN-Pufferschicht zu züchten. Dann wurde die Temperatur auf 1000°C erhöht, und TMG und Ammoniak als Ausgangsmaterialien und Silan als Dotiermittel wurde strömen gelassen, um eine GaN-Schicht vom n-Typ zu züchten. Die Zeit für das Wachstum war eine Zeitspanne, die derjenigen für ein konventionelles GaN-Wachstum von 2 μm ohne konkav-konvexen Teil entspricht.
Eine Beobachtung des Querschnitts nach dem Wachstum ergab ein Wachstum sowohl im konvexen Teil als auch im konkaven Teil, wie in 1(b) gezeigt ist.
Das Wachstum wurde gemäß einem ähnlichen Verfahren während einer Zeitspanne durchgeführt, die einem konventionellen GaN-Wachstum von 6 μm ohne konkav-konvexen Teil entspricht. Als Ergebnis wurde ein abgeflachter GaN-Film erhalten, der den konkav-konvexen Teil bedeckt.
Zur Messung der Dislokationsdichte wurde die oben erwähnte Probe in einer H₂SO₄:H₃PO₄-Lösung von 1:1 (250°C) 90 Minuten lang geätzt, und die Anzahl der geformten Vertiefungen wurde gezählt. Zusätzlich dazu wurde die Trägerdichte des erhaltenen Films durch Hall-Messung bestimmt. Weiterhin wurde auch die volle Breite beim halben Maximum der Röntgen-Schwingkurve gemessen.

Zum Vergleich wurden eine Wachstumsprobe auf einem Saphir-Substrat, das von einer konkav-konvexen Verarbeitung frei ist, und eine Probe, die 2 μm GaN umfasst, das auf einem Saphir-Substrat gezüchtet wurde, das frei von einer konkav-konvexen Verarbeitung ist, eine SiO₂-Maske, die in der gleichen wie oben erwähnten Streifenrichtung und -breite gebildet wurde, und ein GaN von 4 μm, das auf dem Substrat gezüchtet wurde, hergestellt. Die Bewertungsergebnisse für jede Probe sind in der Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1

Probe	Dislokationsdichte (cm^–2)	Trägerdichte (cm^–3)	FWHM von XRC (s)
Beispiel 1	1 × 10⁷	1 × 10¹⁶	170
konventionelles ELO	4 × 10⁷	5 × 10¹⁷	200–400
normales GaN	2 × 10⁹	1 × 10¹⁶	220

Es ist offensichtlich, dass die Dislokationsdichte in der Probe des Beispiels stärker reduziert wurde als in konventionellem ELO.
Es wird angenommen, dass dies auf das Auftreten einer Biegung der durchdringenden Dislokation auch im konkaven Teil zurückzuführen ist.
Demgegenüber war die Trägerdichte auf dem gleichen Niveau wie beim allgemeinen GaN-Wachstum. Das FWHM von XRC betrug 107 Sekunden, was den niedrigsten Wert darstellte, und der Film hatte bei der allgemeinen Bewertung eine hohe Qualität.
Beispiel 2 (nicht gemäß der Erfindung)
Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde befolgt, außer dass die Form des konkav-konvexen Teils wie folgt geändert wurde: (Breite: 2 μm, Periode: 6 μm, Streifenrichtung: <1–100> des Saphir-Substrats), und es wurde zu einer Tiefe von 0,5 μm durch die RIE-Apparatur in einem quadratischen Querschnitt geätzt.
Eine Beobachtung des Querschnitts nach dem Wachstum ergab einen abgeflachten Film, in dem der konkav-konvexe Teil wie im Beispiel 1 verdeckt war, was in 2(c) gezeigt wird. Zur Beobachtung der Dislokationsdichte wurden Vertiefungen gebildet, und die Anzahl derselben wurde auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 gezählt.
Vertiefungen, die einer Dislokation entsprechen, wurden auf dem oberen Teil des konvexen Teils kaum gefunden. Es wird angenommen, dass dies das Ergebnis des Wachstums ist, das sich auf dem konvexen Teil in dem Zustand fortsetzte, in dem die Facettenebene gebildet wurde, und die Dislokation war in der seitlichen Richtung gebogen.
Auf den konkaven Teilen zeigten solche, die nahe bei dem konvexen Teil vorlagen, nicht sehr viele Vertiefungen, aber eine Anzahl von Vertiefungen wurde in der Fläche (Breite 4 μm) in der Nähe des Mittelpunkts gefunden. Es wird angenommen, dass dies das Ergebnis der Dislokation ist, die sich aufgrund des Fehlens der Facettenebene in der Nähe des Mittelpunkts des konkaven Teils zur Oberfläche fortsetzte. Wenn jedoch der gesamte Wafer betrachtet wird, ist es klar, dass die Dislokationsdichte, verglichen mit dem Wachstum auf dem Substrat, das keine konkav-konvexe Verarbeitung aufweist, reduziert war.
Beispiel 3 (nicht gemäß der Erfindung)
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wurde befolgt, um GaN zu züchten, außer dass eine SiO₂-Maske auf dem konkaven Teil gebildet wurde. Die Beobachtung des Querschnitts des Films nach einem Wachstum, das 2 μm entsprach, zeigte, dass GaN mit einer Facettenebene gezüchtet wurde, die auf dem oberen Teil des konvexen Teils gebildet wurde, wie in 3(b) gezeigt ist. Es wurde jedoch kein Film in dem konkaven Teil gebildet.
Weiteres Wachstum ergab ein Verbinden der Facetten auf den oberen Teilen der benachbarten konvexen Teile. Danach wurde das Wachstum fortgesetzt, um den verbundenen Tal-Teil zu verdecken, und es wurde rechtzeitig ein GaN-Film erhalten, der einen Hohlraum auf dem oberen Teil des konkaven Teils aufweist.
Vertiefungen wurden durch Ätzen gebildet. Als Ergebnis wurde bestätigt, dass einige Vertiefungen, die der Dislokation entsprechen, im Zentrum des konkaven Teils vorliegen. Außer diesen wurden kaum Vertiefungen beobachtet.
Beispiel 4
Eine AlGaN-Auskleidungsschicht vom n-Typ, eine lichtemittierende InGaN-Schicht, eine AlGaN-Auskleidungsschicht vom p-Typ und eine GaN-Kontakschicht vom p-Typ wurden nacheinander auf dem Film, der im Beispiel 1 erhalten wurde, gebildet, um einen Ultraviolett-LED-Wafer mit einer lichtemittierenden Wellenlänge von 370 nm zu ergeben.
Dann wurden Elektroden gebildet, und das Element wurde abgetrennt, um ein LED-Element zu ergeben. Die mittlere Leistung und die Umkehrstrom-Charakteristik (Verluststrom nach dem Anlegen von –10 V) von LED-Chips, die aus dem ganzen Wafer gewonnen wurden, wurden bewertet. Zum Vergleich wurden Ultraviolett-LED-Chips, in denen die oben erwähnte Struktur durch eine konventionelle ELO-Technik hergestellt wurde, und Ultraviolett-LED-Chips, in denen die oben erwähnte Struktur unter Verwendung eines konventionellen Saphir-Substrats hergestellt wurde, gebildet. Die Bewertungsergebnisse derselben sind in der Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2

Probe Leistung (mW) (elektrischer Strom 20 mA) Verluststrom nach Anlegen von –10 V

Beispiel 4 1,7 10 (nA)

konventionelles ELO 1,5 50 (nA)

normales GaN 0,9 1 (μA)
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, zeigte die Probe, welche gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, eine höhere Leistung, verglichen mit dem konventionellen Beispiel, und es zeigte sich, dass eine LED hoher Qualität mit einem geringeren Verluststrom hergestellt werden konnte.
Beispiel 5
Die Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde befolgt, außer dass Trimethylaluminium (TMA) beim Wachsenlassen einer Halbleiterschicht zugegeben wurde.
Als Ergebnis wurde ein flacher Film von AlGaN (Al-Zusammensetzung: 0,2) so gezüchtet, dass der konkav-konvexe Teil bedeckt war. Vertiefungen wurden durch Ätzen gebildet. Als Ergebnis ergaben sich nicht viele Vertiefungen, die der Dislokation im oberen Teil des konkaven Teils entsprechen. Es wurde daher bestätigt, dass ein AlGaN-Film mit hoher Qualität (geringe Dislokationsdichte) gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden kann, der durch die konventionelle ELO-Technik nicht erreicht wurde.
Beispiel 6 (nicht gemäß der Erfindung)
Das Folgende zeigt eine Ausführungsform unter Verwendung von GaN als Substrat. Ein Photoresist-Muster (Breite: 2 μm, Periode: 4 μm, Streifenrichtung: <11–20> des GaN-Substrats) wurde auf einem GaN-Substrat hergestellt und zu einer Tiefe von 2 μm in einem quadratischen Querschnitt mit einer RIE-Apparatur geätzt. Nach dem Entfernen des Photoresists wurde das Substrat in eine MOVPE-Apparatur gelegt. Dann wurde die Temperatur unter einer Atmosphäre eines Stickstoff-Wasserstoff-Ammoniak-Gemisches auf 1000°C erhöht.
Danach wurden TMG-Ammoniak als Ausgangsmaterial und Silan als Dotiermittel strömen gelassen, um eine GaN-Schicht vom n-Typ zu züchten. Die Wachstumszeit entsprach dann 4 μm des konventionellen GaN-Wachstums ohne konkav-konvexen Teil.
Die Beobachtung des Querschnitts nach dem Wachstum ergab einen abgeflachten GaN-Film, der den konkav-konvexen Teil des Substrats bedeckte. Dann wurden die Vertiefungen in dem erhaltenen Film bewertet. Die Vertiefungsdichte von GaN, das als Substrat verwendet wurde, betrug 2 × 10⁶ cm^–2, das Wachstum in diesem Beispiel ergab aber eine Abnahme der Anzahl der Vertiefungen, wie sich durch 1 × 10⁶ cm^–2 im oberen Teil des konkaven Teils und durch 5 × 10⁴ cm^–2 im oberen Teil des konvexen Teils zeigte. Somit wurde bestätigt, dass ein weiterer Reduktionseffekt der Dislokationsdichte in einem Substrat mit weniger Dislokation erreicht wurde.
Beispiel 7
Unter Verwendung eines im Beispiel 1 hergestellten GaN-Kristalls als erstem Kristall wurde ein zweiter Kristall darauf wachsen gelassen. Ein Photoresist-Muster (Breite: 2 μm, Periode: 4 μm, Streifenrichtung: <11–20> des GaN-Substrats) wurde auf dem ersten GaN-Kristall hergestellt und zu einer Tiefe von 2 μm in einem quadratischen Querschnitt mit einer RIE-Apparatur geätzt. Die Musterbildung wurde so durchgeführt, dass der konkave Teil des ersten Kristalls auf dem konvexen Teil des Substrats angeordnet wurde. Nach dem Entfernen des Photoresists wurde das Substrat in eine MOVPE-Apparatur gelegt. Dann wurde die Temperatur unter einer Atmosphäre eines Stickstoff-Wasserstoff-Ammoniak-Gemisches auf 1000°C erhöht. Danach wurden TMG-Ammoniak als Ausgangsmaterial und Silan als Dotiermittel strömen gelassen, um eine GaN-Schicht vom n-Typ zu züchten. Die Wachstumszeit entsprach dann 4 μm des konventionellen GaN-Wachstums ohne konkav-konvexen Teil.
Die Beobachtung des Querschnitts nach dem Wachstum ergab einen abgeflachten GaN-Film, der den konkav-konvexen Teil des Substrats bedeckte. Dann wurden die Vertiefungen in dem erhaltenen Film bewertet. Als Ergebnis nahm die Anzahl der Vertiefungen auf 8 × 10⁵ cm^–2 ab. Somit wurde bestätigt, dass ein weiterer Redukti onseffekt der Dislokationsdichte durch Wiederholen dieses Beispiels erreicht werden konnte.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Gemäß dem oben beschriebenen Halbleiterkörper der vorliegenden Erfindung und dem Herstellungsverfahren für denselben kann eine Grundfläche, die eine Facettenebene bilden kann, vom Beginn des Kristallwachstums an ohne Verwendung einer Maskenschicht durch Verwendung der konkav-konvexen Verarbeitung des Substrats hergestellt werden. Daher können die Probleme des Auftretens neuer Defekte im Verbindungsteil des durch das seitliche Wachstum gebildeten Teils aufgrund der Mikroneigung der Achse, einer Autodotierung und eines fehlenden selektiven Wachstums von Al-haltigen Halbleitermaterialien, die auf die Bildung einer Maskenschicht zurückzuführen sind, gelöst werden. Da das Wachstum vom Wachstum einer Pufferschicht an bis zum Wachstum einer Halbleiterkristallschicht, wie eines lichtemittierenden Teils und dergleichen, weiterhin kontinuierlich in einem einzigen Wachstum nach der Bildung einer konkav-konvexen Fläche auf einem Substrat durchgeführt werden kann, kann das Produktionsverfahren vorteilhafterweise vereinfacht werden. Da insbesondere keine Notwendigkeit zur Bildung von Hohlraumteilen vorliegt, kann ein zusätzlicher Effekt, nämlich dass das Problem der Wärmeableitung vermieden werden kann und dergleichen, erreicht werden, wodurch die Erfindung für die Verbesserung von Eigenschaften und die Kostenreduktion sehr wertvoll wird.
Diese Anmeldung basiert auf den Patentanmeldungen Nr. 282047/2000 und 68067/2001 , die in Japan angemeldet wurden.

Claims

Halbleiterkörper, der ein Substrat und einen durch Aufdampfen auf dem Substrat gewachsenen Halbleiterkristall umfasst; dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ein Saphir-C-Ebenen-Substrat, ein Si-Substrat, ein ZnO-Substrat, ein GaAs-Substrat oder ein NGO-Substrat ist und das Substrat eine Kristallwachstumsebene hat, wobei die Kristallwachstumsebene eine durch Ätzverarbeitung gebildete konkav-konvexe Fläche aufweist und die konkav-konvexe Fläche eine konkave Ebene und eine konvexe Ebene umfasst, die parallel zur <11–20>-Richtung des Halbleiterkristalls angeordnet sind; es sich bei dem Halbleiterkristall um Al_xGa_1-x-yIn_yN(0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1) handelt, das flach wächst und dabei die konkav-konvexe Fläche bedeckt, und während des Wachstums des Halbleiterkristalls eine Kristalleinheit, bei der sich Facettenebenen am oberen Teil überkreuzen, sowohl auf der konkaven Ebene als auch auf der konvexen Ebene der konkav-konvexen Fläche entsteht, aufgrund derer sich eine in dem Halbleiterkristall existierende Dislokationslinie vom Substrat ausgehend in Richtung der C-Achse erstreckt und sich an der Facettenebene zur seitlichen Richtung hin biegt.
Halbleiterkörper gemäß Anspruch 1, wobei die Kristallwachstumsebene des Substrats eine konkav-konvexe Fläche, die eingestreute konvexe Teile des Inseltyps aufweist, eine konkav-konvexe Fläche, die aus konvexen Linien bestehende konvexe Teile des Streifentyps aufweist, oder eine konkav-konvexe Fläche, die gitterartige konvexe Teile aufweist, ist.
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterkristalls aus Al_xGa_1-x-yIn_yN(0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ x + y ≤ 1), dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren Folgendes umfasst: (i) einen Schritt des Herstellens eines Substrats zum Wachsenlassen des Halbleiterkristalls, wobei das Substrat ein Saphir-C-Ebenen-Substrat, ein Si-Substrat, ein ZnO-Substrat, ein GaAs-Substrat oder ein NGO-Substrat ist und das Substrat eine Kristallwachstumsebene hat, wobei die Kristallwachstumsebene eine durch Ätzverarbeitung gebildete konkav-konvexe Fläche aufweist und die konkav-konvexe Fläche eine konkave Ebene und eine konvexe Ebene umfasst, die parallel zur <11–20>-Richtung des Halbleiterkristalls angeordnet sind; (ii) einen Schritt des flachen Wachsenlassens des Halbleiterkristalls, so dass er die konkav-konvexe Fläche des Substrats bedeckt, umfassend das Wachsenlassen des Kristalls in einer solchen Weise, dass eine Kristalleinheit, bei der sich Facettenebenen am oberen Teil überkreuzen, sowohl auf der konkaven Ebene als auch auf der konvexen Ebene der konkav-konvexen Fläche entsteht, und dann des Wachsenlassens der Kristalleinheit, bis sie die konkav-konvexe Fläche flach bedeckt.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die Kristallwachstumsebene des Substrats eine konkav-konvexe Fläche, die eingestreute konvexe Teile des Inseltyps aufweist, eine konkav-konvexe Fläche, die aus konvexen Linien bestehende konvexe Teile des Streifentyps aufweist, oder eine konkav-konvexe Fläche, die gitterartige konvexe Teile aufweist, ist.