JP2000228539A - Manufacture of nitrogen compound semiconductor - Google Patents

Manufacture of nitrogen compound semiconductor

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JP2000228539A
JP2000228539A JP3066999A JP3066999A JP2000228539A JP 2000228539 A JP2000228539 A JP 2000228539A JP 3066999 A JP3066999 A JP 3066999A JP 3066999 A JP3066999 A JP 3066999A JP 2000228539 A JP2000228539 A JP 2000228539A
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JP
Japan
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compound semiconductor
nitrogen compound
substrate
temperature
amorphous
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JP3066999A
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Japanese (ja)
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Takayuki Yuasa
貴之 湯浅
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Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the density defect of a nitrogen compound semiconductor by epitaxially growing an amorphous nitrogen compound semiconductor layer on a substrate, and then providing a hole in the amorphous nitrogen compound semiconductor layer between the substrate and the nitrogen compound semiconductor subjected to epitaxial growth. SOLUTION: A substrate 101 is introduced into a crystal growing apparatus, and an amorphous nitrogen compound semiconductor layer 102 is formed on the substrate 101 at a temperature lower than that at which a nitrogen compound semiconductor epitaxially grows. Then, the temperature is raised to carry out crystal growth of an epitaxial film 103 of the nitrogen compound semiconductor at the growing temperature of the nitrogen compound semiconductor. After the crystal growth is terminated, the temperature is lowered and it is taken out from the crystal growing apparatus, and a hole 104 is naturally provided in the amorphous nitrogen compound semiconductor layer 102 between the substrate 101 and the nitrogen compound semiconductor subjected to epitaxial growth.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、良質の窒素化合物
半導体膜を得るための製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a high quality nitride semiconductor film.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、窒素化合物半導体は発光素子
や、ハイパワーデバイスとして、利用または研究されて
おり、その構成する組成を調節することにより、例え
ば、発光素子の場合、技術的には青色から燈色までの幅
の広い発光素子として、利用することができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a nitrogen compound semiconductor has been used or studied as a light emitting element or a high power device. It can be used as a light emitting element having a wide range from light to light.

【0003】ここで、特性の優れた信頼性の高い窒素化
合物半導体素子を実現するために、その結晶中の貫通転
位やクラックを低減する必要があることが知られてい
る。
Here, in order to realize a highly reliable nitrogen compound semiconductor device having excellent characteristics, it is known that it is necessary to reduce threading dislocations and cracks in the crystal.

【0004】この、クラックや貫通転位は、通常は、ヘ
テロ成長を行う際に、基板と成長する窒素化合物半導体
の格子不整合に起因し、基板と成長する窒素化合物半導
体の界面から発生し、消滅することなく、成長した窒素
化合物半導体の表面まで到達する。
The cracks and threading dislocations usually occur at the interface between the substrate and the growing nitrogen compound semiconductor due to the lattice mismatch between the substrate and the growing nitrogen compound semiconductor during hetero growth, and disappear. Without reaching the surface of the grown nitrogen compound semiconductor.

【0005】そのため、クラックや貫通転位の低減のた
めに、種々の基板による検討が行われてきた。
For this reason, various substrates have been studied to reduce cracks and threading dislocations.

【0006】例えば、サファイア基板上に薄いGaN膜
を成長し、その上をストライプ状のSiO2マスクやタ
ングステンマスクで被覆し、次にその上に再度GaN膜
を選択成長し、GaN結晶の基板に対する横方向の成長
を促進させて、成長膜同士を結合させ、平坦な膜とし、
マスク部分で歪みや欠陥の緩和を行ったりする方法や、
サファイア基板上に厚膜のGaN膜を成長し、サファイ
ア基板を研磨して除去し、残った厚膜を新たな基板とし
て使用する方法が提案されている。
For example, a thin GaN film is grown on a sapphire substrate, and the GaN film is coated thereon with a stripe-shaped SiO 2 mask or tungsten mask, and then a GaN film is selectively grown thereon. Promote lateral growth, combine growth films with each other to form a flat film,
How to relieve distortion and defects in the mask part,
There has been proposed a method of growing a thick GaN film on a sapphire substrate, polishing and removing the sapphire substrate, and using the remaining thick film as a new substrate.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、たとえ
ば、選択成長を行う場合、GaNの成長を行い、その
後、選択成長用のマスクを形成し、更にその上に選択成
長でGaNを形成するという工程が必要となる。
However, for example, in the case of performing selective growth, a process of growing GaN, forming a mask for selective growth, and further forming GaN thereon by selective growth is performed. Required.

【0008】また、厚膜のGaN膜を形成し、サファイ
ア基板を除去する場合、長時間かけて、厚い膜を形成す
るか、或いは、目的として使用するGaN膜の形成方法
とは異なる方法で、厚いGaN膜を形成しなけれがなら
なかったり、厚膜故に成長する高い温度から、室温に降
温する際に、作製した厚膜が、基板との熱膨張の差で、
割れたりした。
When a thick GaN film is formed and the sapphire substrate is removed, a thick film is formed over a long period of time, or a method different from the GaN film forming method used for the purpose is used. When a thick GaN film must be formed, or when the temperature is lowered from a high temperature at which the film grows to a room temperature to room temperature, the produced thick film has a difference in thermal expansion from the substrate.
It was cracked.

【0009】更に厚膜を基板として使用する場合、クラ
ックや歪みの低減のために、サファイア基板を除去する
工程も必要な場合がある。
Further, when a thick film is used as a substrate, a step of removing the sapphire substrate may be necessary in order to reduce cracks and distortion.

【0010】本発明は、上記の欠点を解消するためにな
されたものであり、その目的とするところは、窒素化合
物半導体の欠陥密度を低減するにあたって工程を簡略化
することができる窒素化合物半導体の製造方法を提供す
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks, and an object of the present invention is to reduce the defect density of a nitrogen compound semiconductor by simplifying the steps. It is intended to provide a manufacturing method.

【0011】本発明の他の目的は、工程を簡略化して発
光素子を製造することができる発光素子の製造方法を提
供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light emitting device, which can manufacture a light emitting device by simplifying the steps.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
基板上に窒素化合物半導体を形成する方法であって、窒
素化合物半導体のエピタキシャル成長が行われる温度よ
りも低い温度で、基板上にアモルファス状の窒素化合物
半導体層を形成する工程、その後昇温し、窒素化合物半
導体のエピタキシャル成長を行う工程、及び該窒素化合
物半導体を成長後、降温することにより、基板とエピタ
キシャル成長を行った窒素化合物半導体の間のアモルフ
ァス状の窒素化合物半導体層に空孔を設ける工程、を包
含し、そのことにより上記目的が達成される。
According to the first aspect of the present invention,
A method for forming a nitride compound semiconductor on a substrate, the method comprising: forming an amorphous nitride compound semiconductor layer on a substrate at a temperature lower than a temperature at which epitaxial growth of the nitride compound semiconductor is performed; Includes a step of epitaxially growing a compound semiconductor, and a step of forming a hole in an amorphous nitrogen compound semiconductor layer between the substrate and the nitrided semiconductor by epitaxial growth by lowering the temperature after growing the nitrogen compound semiconductor. Thus, the above object is achieved.

【0013】一つの実施態様においては、前記基板とエ
ピタキシャル成長した窒素化合物半導体を剥離する工
程、をさらに包含する。
In one embodiment, the method further includes a step of removing the nitride compound semiconductor epitaxially grown from the substrate.

【0014】一つの実施態様においては、前記アモルフ
ァス状の窒素化合物半導体層の形成する温度が、600
℃以下であり、V族原料の III族原料に対する供給比率
が、原料のモル比換算で、1000以下である。
In one embodiment, the temperature at which the amorphous nitrogen compound semiconductor layer is formed is 600 ° C.
° C or less, and the supply ratio of the Group V raw material to the Group III raw material is 1000 or less in terms of the molar ratio of the raw materials.

【0015】一つの実施態様においては、バッファー層
となるアモルファス状の窒素化合物半導体層の成長速度
が5Onm/分以上であり、かつ、該バッファー層の厚さが
50nm以上である。
In one embodiment, the growth rate of the amorphous nitrogen compound semiconductor layer serving as a buffer layer is 5 Onm / min or more, and the thickness of the buffer layer is
It is 50 nm or more.

【0016】請求項4記載の発明は、基板上に窒素化合
物半導体を形成する方法であって、V族原料のIII族原
料に対する供給比率が、原料のモル比換算で、10以下
で、バッファー層となる窒素化合物半導体を成長する工
程、その後、V族原料の供給比率を上げ、V族原料/II
I族原料の供給比率が20以上で、窒素化合物半導体の
エピタキシャル成長を行う工程、及び該窒素化合物半導
体を成長後、降温し、基板と成長を行った窒素化合物半
導体の間に空孔を設ける工程、を包含し、そのことによ
り上記目的が達成される。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of forming a nitrogen compound semiconductor on a substrate, wherein a supply ratio of a group V source to a group III source is 10 or less in terms of a molar ratio of the source, and a buffer layer is formed. A nitrogen compound semiconductor to be grown, and then increase the supply ratio of group V raw material to group V raw material / II
A step of performing epitaxial growth of a nitrogen compound semiconductor at a supply ratio of the group I raw material of 20 or more, and a step of providing a hole between the substrate and the grown nitrogen compound semiconductor after cooling the nitrogen compound semiconductor, Which achieves the above object.

【0017】一つの実施態様においては、前記基板とエ
ピタキシャル成長した窒素化合物半導体を剥離する工
程、をさらに包含する。
In one embodiment, the method further includes a step of separating the nitride compound semiconductor epitaxially grown from the substrate.

【0018】前記バッファー層の成長速度が100nm/
分以上であり、かつ、該バッファー層の厚さが、100
nm以上である。
The growth rate of the buffer layer is 100 nm /
Minutes or more, and the thickness of the buffer layer is 100
nm or more.

【0019】請求項7記載の発明は、上記方法によって
得られた窒素化合物半導体を用いて、発光素子を製造す
る事を特徴とする発光素子の製造方法である。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a light emitting device, wherein the light emitting device is manufactured using the nitrogen compound semiconductor obtained by the above method.

【0020】本発明の作用は以下の通りである。The operation of the present invention is as follows.

【0021】基板と成長した窒素化合物半導体との間
に、アモルファス状のバッファ層を形成し、窒素化合物
半導体の成長及び降温工程を加えることにより、該バッ
ファ層中に空孔を発生させるか、あるいはバッファ層部
分で剥離を生じさせ、エピタキシャル成長を行った窒素
化合物半導体の歪みを低減し、欠陥密度を低減すること
ができる。
[0021] An amorphous buffer layer is formed between the substrate and the grown nitride compound semiconductor, and a growth step of the nitride compound semiconductor and a temperature lowering step are performed to generate vacancies in the buffer layer. Separation is caused in the buffer layer portion, the strain of the nitride compound semiconductor that has been epitaxially grown can be reduced, and the defect density can be reduced.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】まず本発明の原理について説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the principle of the present invention will be described.

【0023】本発明においては、単結晶の窒素化合物半
導体の成長を、有機金属気相成長法(MOCVD法)、ハイド
ライド気相成長法(HVPE法)、分子線エピタキシャル成長
法(MBE法)等、通常良く用いられているエピタキシャル
成長技術を行う際に、窒化物半導体の結晶成長の初期過
程において、まず、エピタキシャル成長が行われる温度
よりも低い温度で、アモルファス状の窒素化合物半導体
層を形成し、その後、昇温し、窒素化合物半導体のエピ
タキシャル成長を行い、その後、降温することにより、
先に形成したアモルファス状窒素化合物半導体層に空孔
を形成させることができ、エピタキシャル成長を行った
窒素化合物半導体の歪みを低減し、欠陥密度を低減する
ことができる。
In the present invention, the growth of a single crystal nitrogen compound semiconductor is usually carried out by a metalorganic vapor phase epitaxy (MOCVD), a hydride vapor phase epitaxy (HVPE), a molecular beam epitaxy (MBE) or the like. When performing a well-used epitaxial growth technique, an amorphous nitrogen compound semiconductor layer is first formed at a temperature lower than the temperature at which epitaxial growth is performed in the initial stage of crystal growth of a nitride semiconductor, and then the temperature is increased. Temperature, epitaxial growth of a nitrogen compound semiconductor, and then
Voids can be formed in the previously formed amorphous nitrogen compound semiconductor layer, and the strain of the nitride compound semiconductor that has been epitaxially grown can be reduced, and the defect density can be reduced.

【0024】本空孔は、低い温度で形成したアモルファ
ス状の窒素化合物半導体層が、高温でのエピタキシャル
成長を行う際、あるいはエピタキシャル成長を行うまで
の昇温期間中に、該アモルファス状窒素化合物半導体層
が熱により、微結晶に結晶化する際に形成される。
The pores are formed when the amorphous nitrogen compound semiconductor layer formed at a low temperature undergoes epitaxial growth at a high temperature or during a temperature rising period until the epitaxial growth is performed. Formed when crystallized into microcrystals by heat.

【0025】図1Aに本実施例による窒素化合物半導体
の製造方法の一例を示す。
FIG. 1A shows an example of a method for manufacturing a nitride semiconductor according to the present embodiment.

【0026】基板(101)を結晶成長装置内に導入し、そ
の上に、本来、窒素化合物半導体をエピタキシャル成長
する温度よりも低い温度で、アモルファス状窒素化合物
半導体層(102)を形成する(図1A(b))。その後、温
度を上げ、本来の窒素化合物半導体の成長温度で窒素化
合物半導体のエピタキシャル膜(103)の結晶成長を行
い、終了後、降温し、結晶成長装置から取り出す。
The substrate (101) is introduced into a crystal growth apparatus, and an amorphous nitrogen compound semiconductor layer (102) is formed thereon at a temperature lower than the temperature at which a nitride semiconductor is originally epitaxially grown (FIG. 1A). (B)). Thereafter, the temperature is increased, the crystal growth of the epitaxial film (103) of the nitrogen compound semiconductor is performed at the original growth temperature of the nitrogen compound semiconductor, and after completion, the temperature is lowered and taken out from the crystal growth apparatus.

【0027】図1A(c)に示すように、形成した窒素
化合物半導体(103)と基板(101)の界面には、自然と空孔
(104)が形成され、場合により、窒素化合物半導体(103)
と基板(101)の剥離(105)が生じる場合もある。空孔(10
4)あるいは剥離が生じることにより、エピタキシャル成
長した窒素化合物半導体(103)内の内部応力が緩和さ
れ、かつ、結晶欠陥(106)が低減される。
As shown in FIG. 1C, the interface between the formed nitrogen compound semiconductor (103) and the substrate (101) naturally has pores.
(104) is formed, optionally a nitride semiconductor (103)
And peeling (105) of the substrate (101) may occur. Vacancy (10
4) Or, due to the separation, the internal stress in the epitaxially grown nitrogen compound semiconductor (103) is reduced, and the crystal defects (106) are reduced.

【0028】図1Bに我々が行った実験で得られた、空
孔の占有率と結晶内の欠陥密度の相対的な関係を表すグ
ラフを示す。
FIG. 1B is a graph showing the relative relationship between the occupancy of vacancies and the density of defects in a crystal, obtained in an experiment conducted by us.

【0029】図に示されているように、結晶成長した窒
素化合物半導体(103)内の欠陥密度は、基板界面に存在
する空孔の占有率が増加するに従い、減少している。
As shown in the figure, the defect density in the crystal-grown nitrogen compound semiconductor (103) decreases as the occupancy of the vacancies existing at the substrate interface increases.

【0030】特に、上記アモルファス状の窒素化合物半
導体層を形成する際、その形成する温度が、600℃以
下であり、かつ、V族原料とIII族原料の供給モル比(V/
III)が、1000以下である場合、空孔の形成が容易であ
り、エピタキシャル成長を行った窒素化合物半導体の歪
みの低減と、欠陥密度の低減が効果的に起こり、場合に
より、サファイア基板とエピタキシャル成長を行った窒
素化合物半導体の剥離が自然に生じる。
In particular, when the amorphous nitrogen compound semiconductor layer is formed, the temperature at which the amorphous nitrogen compound semiconductor layer is formed is 600 ° C. or less, and the supply molar ratio (V /
III) is 1000 or less, the formation of vacancies is easy, the reduction of the strain and the reduction of the defect density of the nitrided semiconductor that has been epitaxially grown occur effectively, and in some cases, the epitaxial growth with the sapphire substrate. The performed separation of the nitride semiconductor occurs spontaneously.

【0031】また、特に上記アモルファス状の窒素化合
物半導体層を形成する際の成長速度が50nm/分以上で
あり(特に、70〜200nm/分が望ましい)、かつ該
アモルファス状の窒素化合物半導体層の厚さが50nm以
上(特に、100〜300nmが望ましい)である場合、
空孔の形成が容易であり、エピタキシャル成長を行った
窒素化合物半導体の歪みの低減と、欠陥密度の低減が効
果的に起こり、場合により、サファイア基板とエピタキ
シャル成長を行った窒素化合物半導体の剥離が自然に生
じる。また、本発明においては、単結晶の窒素化合物半
導体の成長を、有機金属気相成長法(MOCVD法)、ハイド
ライド気相成長法(HVPE法)、分子線エピタキシャル成長
(MBE法)等、通常良く用いられているエピタキシャル成
長技術を行う際に、V族原料の供給量が、原料のモル比
換算で、III族原料の供給量(V族原料のIII族原料に対
する供給比率)の10倍以下で、バッファー層となる窒
素化合物半導体を成長し、その後V族原料の供給比率を
上げ、V族原料/III族原料の供給比率が20倍以上で
窒素化合物半導体のエピタキシャル成長を行い、その
後、降温することにより、先に形成したアモルファス状
窒素化合物半導体層部分に空孔を形成させることによ
り、エピタキシャル成長を行った窒素化合物半導体の歪
みを低減し、欠陥密度を低減することを特徴としてい
る。
In particular, the growth rate when forming the amorphous nitrogen compound semiconductor layer is 50 nm / min or more (especially preferably 70 to 200 nm / min), and the amorphous nitrogen compound semiconductor layer is When the thickness is 50 nm or more (especially 100 to 300 nm is desirable),
It is easy to form vacancies, effectively reducing the strain of the epitaxially grown nitrogen compound semiconductor and reducing the defect density, and in some cases, the separation of the epitaxially grown nitrogen compound semiconductor from the sapphire substrate naturally occurs. Occurs. Further, in the present invention, the growth of a single crystal nitrogen compound semiconductor is performed by metalorganic vapor phase epitaxy (MOCVD), hydride vapor phase epitaxy (HVPE), molecular beam epitaxy.
When performing a commonly used epitaxial growth technique such as (MBE method), the supply amount of the group V raw material is converted into the supply amount of the group III raw material (the supply amount of the group V raw material to the group III raw material in terms of the molar ratio of the raw material). The nitrogen compound semiconductor to be a buffer layer is grown at a ratio of 10 times or less, and then the supply ratio of the group V material is increased. When the supply ratio of the group V material / group III material is 20 times or more, epitaxial growth of the nitrogen compound semiconductor is performed. Then, by lowering the temperature, voids are formed in the previously formed amorphous nitride compound semiconductor layer, thereby reducing the strain of the nitride compound semiconductor grown epitaxially and reducing the defect density. And

【0032】本空孔は、バッファー層を形成する際、低
いV族原料/III族原料の供給比率により、バッファー
層となる窒素化合物半導体のIII族元素の構成する割合
が増加し、その後、V族原料/III族原料の供給比率が
20倍以上で.窒素化合物半導体のエピタキシャル成長
を行う際に、エピタキシャル成長を行っている際の熱の
影響と、多量のV族元素のバッファー層への拡散によ
り、バッファー層の再結晶化が促進され、形成される。
When the buffer layer is formed, the proportion of the group III element of the nitrogen compound semiconductor that forms the buffer layer increases due to the low supply ratio of the group V source / group III source. When the supply ratio of the group III raw material / the group III raw material is 20 times or more. When performing epitaxial growth of the nitrogen compound semiconductor, due to the influence of heat during the epitaxial growth and diffusion of a large amount of group V elements into the buffer layer, Recrystallization of the buffer layer is promoted and formed.

【0033】特に、上記バッファー層となる窒素化合物
半導体を形成する際の成長速度が100nm/分以上(特
に、300〜1000nm/分が望ましい)であり、かつ、該バ
ッファー層となる窒素化合物半導体の膜の厚さが、10
0nm以上(特に、200〜2000nmが望ましい)である場
合、空孔の形成が容易であり、エピタキシャル成長を行
った窒素化合物半導体の歪みの低減と、欠陥密度の低減
が効果的に起こり、場合により、サファイア基板とエピ
タキシャル成長を行った窒素化合物半導体の剥離が自然
に生じる。
In particular, the growth rate when forming the nitrogen compound semiconductor serving as the buffer layer is 100 nm / min or more (especially preferably 300 to 1000 nm / min), and the growth rate of the nitrogen compound semiconductor serving as the buffer layer is high. If the film thickness is 10
When the thickness is 0 nm or more (especially, preferably 200 to 2000 nm), vacancies are easily formed, and the strain and the defect density of the nitride compound semiconductor that has been epitaxially grown are effectively reduced. Separation of the nitride compound semiconductor that has been epitaxially grown from the sapphire substrate occurs spontaneously.

【0034】[0034]

【実施例】(実施例1)本実施例では、(O001)面を有す
るサファイア基板に有機金属気相成長法(MOCVD)によ
り、GaN膜を製造した例について記述する。
(Embodiment 1) In this embodiment, an example in which a GaN film is manufactured on a sapphire substrate having a (O001) plane by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) will be described.

【0035】図2に本製造に使用したMOCVD装置の概略
図を示す。
FIG. 2 is a schematic view of the MOCVD apparatus used in the present production.

【0036】図中、符号201は本実施例で使用する(0
001)面を有するサファイア基板であり、本基板(201)は
カーボンでできたサセプタ(202)上に配置されている。
サセプタ(202)の中には、やはりカーボンでできた抵抗
加熱用のヒーターが配置されており、熱電対により基板
温度を制御することができる。符号203は、二重の石
英でできた反応管であり、水冷されている。V族原料と
しては、アンモニア(206)を使用し、III族原料とし
ては、トリメチルガリウム(TMG)(207)を窒素ガスで
バブリングして使用した。各原料は、マスフローコント
ローラ(208)で正確に流量を制御して、原料入り口
(204)より反応管(203)に導入されて、排ガス出口
(205)より排出される。
In the figure, reference numeral 201 is used in this embodiment (0
This substrate is a sapphire substrate having a (001) plane, and the substrate (201) is disposed on a susceptor (202) made of carbon.
In the susceptor (202), a heater for resistance heating, also made of carbon, is arranged, and the substrate temperature can be controlled by a thermocouple. Reference numeral 203 denotes a reaction tube made of double quartz, which is water-cooled. Ammonia (206) was used as a group V raw material, and trimethylgallium (TMG) (207) was used as a group III raw material by bubbling with nitrogen gas. Each raw material is precisely controlled in flow rate by a mass flow controller (208), introduced into a reaction tube (203) through a raw material inlet (204), and discharged from an exhaust gas outlet (205).

【0037】窒素化合物の製造は以下の手順で行った。The production of the nitrogen compound was performed according to the following procedure.

【0038】まず、反応管(203)を窒素ガスで充満し、
窒素ガスを10リットル/分の流量で供給しながら、基
板(201)を乗せたサセプタ(202)の温度を500℃まで昇
温する。その後、V族原料であるNH3を0.3リット
ル/分の流量で導入し、続いて、III族原料であるTM
Gを30μmol/分で導入し、基板(201)上にバッファー
層となるアモルファス状のGaNを70nmの厚さになる
ように成長する。アモルファス状のGaNの成長が終了
した後、サセプタ(202)の温度を1000℃まで昇温
し、続いてGaNのエピタキシャル成長を行う。
First, the reaction tube (203) is filled with nitrogen gas,
The temperature of the susceptor (202) on which the substrate (201) is mounted is raised to 500 ° C. while supplying nitrogen gas at a flow rate of 10 liter / min. Thereafter, NH 3 which is a Group V raw material is introduced at a flow rate of 0.3 liter / min.
G is introduced at a rate of 30 μmol / min, and amorphous GaN serving as a buffer layer is grown on the substrate (201) so as to have a thickness of 70 nm. After the growth of the amorphous GaN is completed, the temperature of the susceptor (202) is raised to 1000 ° C., and then the GaN is epitaxially grown.

【0039】エピタキシャル成長を行う際のNH3供給
量は、3リットル/分であり、TMGの供給量は30μmol/
分である。GaNをエピタキシャル成長した後に、サセ
プタ(202)中のヒーターの電源をきり、室温まで降温
し、製造したGaNを基板から(201)と取り出し、Ga
N膜の製造を終了する。
The NH 3 supply rate during epitaxial growth is 3 liters / minute, and the TMG supply rate is 30 μmol / min.
Minutes. After epitaxially growing GaN, the power of the heater in the susceptor (202) was turned off, the temperature was lowered to room temperature, the manufactured GaN was taken out from the substrate as (201), and Ga was removed.
The manufacture of the N film is completed.

【0040】製造したGaN膜を劈開し、その断面を観
察すると基板の界面には、多数の空孔が存在し、基板の
端面では、製造したGaN膜が、サファイア基板から剥
離している箇所も存在していた。また、透過電子顕微鏡
(TEM)による観察では、空孔が形成されない条件で製造
したGaN膜中には、1×1010個/cm2の欠陥が存在
していたが、上記実施例で示す方法で、空孔を形成して
製造したGaN膜中には、5×108個/cm2の欠陥しか
存在していなかった。
When the manufactured GaN film is cleaved and its cross section is observed, a large number of vacancies are present at the interface of the substrate, and at the end face of the substrate, there are places where the manufactured GaN film is separated from the sapphire substrate. Existed. Also, a transmission electron microscope
Observation by (TEM) showed that 1 × 10 10 defects / cm 2 were present in the GaN film manufactured under the condition that no holes were formed. Only 5 × 10 8 defects / cm 2 were present in the formed GaN film.

【0041】(実施例2)本実施例では、実施例1に示す
方法で、GaN膜を製造する際、バッファー層となるア
モルファス状のGaN膜の成長条件を変えて、製造した
例について幾つか記述する。
(Embodiment 2) In this embodiment, when manufacturing a GaN film by the method shown in Embodiment 1, the growth conditions of an amorphous GaN film serving as a buffer layer are changed, and there are some examples of manufacturing. Describe.

【0042】まず、バッファー層の成長温度を600℃
以上で成長した場合、バッファー層上にエピタキシャル
成長した窒素化合物半導体は、表面に多数の六角形状の
突起が現れ、かつ、バッファー層部分には空孔は発生し
ていなかった。
First, the growth temperature of the buffer layer was set to 600 ° C.
When grown as described above, the nitrogen compound semiconductor epitaxially grown on the buffer layer had many hexagonal projections on the surface, and no voids were generated in the buffer layer portion.

【0043】次に、バッファー層の製造温度を550℃
に固定して、V族原料とIII族原料の供給比率を変え
て、窒素化合物半導体を製造した。
Next, the manufacturing temperature of the buffer layer was set to 550 ° C.
, And the supply ratio of the group V raw material to the group III raw material was changed to produce a nitrogen compound semiconductor.

【0044】III族原料であるTMGの供給量を30μmol/
分と50μmol/分で固定し、V族原料であるNH3の供
給量をTMG供給量に比べて、モル比で50から2000にな
るように変化させ、バッファー層の厚みが70nmなるよ
うにして製造し、空孔の発生する割合を調査した。その
結果を図3に示す。
The supply amount of TMG, which is a Group III raw material, is 30 μmol /
Min and 50 μmol / min, and the supply amount of NH 3 , which is a group V raw material, is changed from 50 to 2,000 in molar ratio compared to the supply amount of TMG so that the thickness of the buffer layer becomes 70 nm. It was manufactured and the proportion of vacancies generated was investigated. The result is shown in FIG.

【0045】図3からわかるように、バッファー層の単
位面積当たりに占める空孔の発生する割合は、V族原料
とIII族原料の供給比率が小さくなるほど増加し、V/I
II供給比率が、TMG供給量が30μmol/分の場合でも、50
μmol/分の場合でも、1O00以上になると殆ど無くなっ
てしまう結果が得られた。
As can be seen from FIG. 3, the ratio of vacancies occupying per unit area of the buffer layer increases as the supply ratio of the group V raw material and the group III raw material decreases, and V / I
II Even if the supply rate of TMG is 30 μmol / min,
Even in the case of μmol / min, a result was obtained that almost disappeared at 100000 or more.

【0046】また、特に、V族原料/III族原料の供給
比率が200以下の場合、基板と、成長したGaN膜の剥
離が頻繁に生じた。
In particular, when the supply ratio of the group V material / group III material was 200 or less, the substrate and the grown GaN film were frequently peeled off.

【0047】(実施例3)本実施例では、実施例1に示す
方法で、バッファー層となるアモルファス状のGaN膜
の成長速度の検討を行った例について記述する。
(Embodiment 3) In this embodiment, an example in which the growth rate of an amorphous GaN film serving as a buffer layer is examined by the method shown in Embodiment 1 will be described.

【0048】アモルファス状のバッファー層の成長温度
を550℃に固定し、TMG供給量を5〜50μmo1/分で
変化させ、NH3の供給量がV族原料/III族原料比率で
500になるように調節し、アモルファス状のバッファ
ー層の成長速度を調節した。この条件で、バッファー層
の膜厚を成長時間で変化させ、空孔の発生する割合を調
査した結果を図4に示す。
The growth temperature of the amorphous buffer layer is fixed at 550 ° C., and the supply amount of TMG is changed at 5 to 50 μmol / min so that the supply amount of NH 3 becomes 500 in the group V material / group III material ratio. The growth rate of the amorphous buffer layer was adjusted. Under these conditions, the thickness of the buffer layer was changed with the growth time, and the result of investigating the ratio of vacancies generated is shown in FIG.

【0049】図4からわかるように、バッファー層とな
るアモルファス状のGaN膜の成長速度が、50nm/分
以上の場合、かつ、バッファー層の膜厚が50nm以上の
場合、明らかに空孔の発生する割合が多くなっている事
がわかる。
As can be seen from FIG. 4, when the growth rate of the amorphous GaN film serving as the buffer layer is 50 nm / min or more, and when the thickness of the buffer layer is 50 nm or more, the generation of voids is apparent. It can be seen that the rate of doing is increasing.

【0050】(実施例4)本実施例では、低温でアモルフ
ァス状の窒素化合物半導体を成長することなく、図5に
示すように、V族原料の供給比率を少なくして製造した
第1層をバッファー層として、その上に、V族原料の供
給比率を増加させて第2層目を製造し、第1層内に、空
孔を発生させた例について記述する。
Embodiment 4 In this embodiment, without growing an amorphous nitrogen compound semiconductor at a low temperature, as shown in FIG. A description will be given of an example in which a second layer is manufactured as a buffer layer by increasing the supply ratio of a group V raw material and holes are generated in the first layer.

【0051】本実施例では、ハイドライド気相成長法(H
-VPE法)を用いて製造を行った。
In this embodiment, the hydride vapor phase epitaxy (H
-VPE method).

【0052】使用したH-VPE装置の概略図を図6に示
す。基板(501)は、カーボン製のサセプタ(502)で保持さ
れており、石英製の反応管(503)の中に納められてい
る。原料ガスであるNH3(507)は、マスフローコントロ
ーラ(509)で精密に流量を調整され、反応管に導入さ
れ、専用の配管(504-a)を通じて基板(501)に到達する。
また、塩酸(HCl)(508)も、マスフローコントローラ
(509)で流量を調節され、途中、N2ガスまたはH2ガス
で希釈を行い、専用の配管(504-b)を通じて、ガリウム
メタル(506)上を通過し(ここで殆とが塩化ガリウム(GaC
l)に変化する)、基板(501)に到達する。反応管(503)全
体は、ヒーター(510)で加熱される。基板(501)上では、
NH3とGaClとの反応で、GaNが製造される。
FIG. 6 shows a schematic diagram of the H-VPE apparatus used. The substrate (501) is held by a carbon susceptor (502) and housed in a quartz reaction tube (503). NH 3 (507), which is a source gas, is precisely adjusted in flow rate by a mass flow controller (509), introduced into a reaction tube, and reaches a substrate (501) through a dedicated pipe (504-a).
Hydrochloric acid (HCl) (508) is also a mass flow controller.
The flow rate was adjusted in (509), and the gas was diluted with N 2 gas or H 2 gas on the way, passed through gallium metal (506) through a dedicated pipe (504-b) (here, almost all gallium chloride (GaC
l)), and reaches the substrate (501). The entire reaction tube (503) is heated by a heater (510). On the substrate (501)
GaN is produced by the reaction between NH 3 and GaCl.

【0053】以下、GaN膜を製造する手順を説明す
る。
Hereinafter, a procedure for manufacturing a GaN film will be described.

【0054】まず、HClガスの希釈ラインから、窒素
を導入しながら、反応管(503)を加熱し、Gaメタルの領
域の温度を800℃〜900℃程度になるように制御し、基板
(501)の温度が1000℃から11OO℃になるように制御す
る。温度が落ちついた後、一定量のNH3及びHClを
導入することにより、GaNの製造を開始する。
First, while introducing nitrogen from the HCl gas dilution line, the reaction tube (503) is heated to control the temperature of the Ga metal region to about 800 ° C. to 900 ° C.
Control is performed so that the temperature of (501) becomes 1000 ° C to 110 ° C. After the temperature has settled, the production of GaN is started by introducing a certain amount of NH 3 and HCl.

【0055】本実施例では、成長条件として、まず、反
応管(503)にH2を3000cc、NH3を50cc、HClを2
0cc導入し、基板(501)上に第1層となるGaNを成長
した。本条件でのGaN膜の成長速度は、300nm/分で
あった。この条件で、1分間、GaNを成長した後、H
2流量の減少(2050cc)とNH3量の増加(1000ccに)を行
い、1時間成長を行った。得られたGaN膜の厚みは6
0μmであった。本方法で製造した膜の内、約80%は
製造後の冷却工程の間に、サファイア基板と剥離し、残
りの約20%の製造膜も基板との間に、占有率が60%
以上の面積で空孔が生じていた。GaN膜中の欠陥の割
合も、本方法を使用しない場合と比較すると、1/10〜1
/1OO以下に低減していた。
In this embodiment, as growth conditions, first, 3000 cc of H 2 , 50 cc of NH 3 , and 2 cc of HCl were placed in the reaction tube (503).
0 cc was introduced, and GaN as the first layer was grown on the substrate (501). The growth rate of the GaN film under these conditions was 300 nm / min. After growing GaN under these conditions for 1 minute, H
2 flow reduction of (2050Cc) and increased amount of NH 3 performs (in 1000 cc), was carried out for 1 hour growth. The thickness of the obtained GaN film is 6
It was 0 μm. Approximately 80% of the films manufactured by this method are peeled off from the sapphire substrate during the cooling step after manufacturing, and the remaining about 20% of the manufactured films have a 60% occupancy ratio with the substrate.
Voids were formed in the above area. The ratio of defects in the GaN film was 1/10 to 1 in comparison with the case where this method was not used.
/ 100 or less.

【0056】本実施例に記載された方法で、バッファー
層を製造する際のHCl投入量を20cc及び30ccに固
定し、NH3の投入量を変えて、空孔の発生する割合を
調査した。製造の条件は、NH3投入量を0から400ccま
で変化させ、H2投入量と、NH3投入量の合計が3050cc
になるように調整した。この方法で製造したGaN膜と
サファイア基板との間に発生した空孔の占有率を図7に
示す。図から分かるように、V族原料となるNH3供給
量とIII族原料に変化するHCl供給量の供給比率が、
いずれの場合も10以下の場合、空孔の発生率が多かっ
た。また、上記製造条件で第1層を製造した後、第2層
をその上に製造する際、V族原料となるHClの供給量
が20以下の場合、膜表面は凹凸が激しく、平坦な状態
のGaN膜の製造ができなかった。
According to the method described in the present embodiment, the injection amount of HCl was fixed at 20 cc and 30 cc when the buffer layer was manufactured, and the injection ratio of NH 3 was changed to investigate the ratio of vacancies generated. The manufacturing conditions were such that the NH 3 input was changed from 0 to 400 cc, and the total of the H 2 input and the NH 3 input was 3050 cc.
It was adjusted to become. FIG. 7 shows the occupation ratio of holes generated between the GaN film manufactured by this method and the sapphire substrate. As can be seen from the figure, the supply ratio of the supply amount of NH 3 , which is a Group V source material, and the supply amount of HCl, which is changed to a Group III material,
In any case, when it was 10 or less, the rate of vacancy generation was high. Further, when the first layer is manufactured under the above manufacturing conditions and then the second layer is manufactured thereon, when the supply amount of HCl serving as a group V raw material is 20 or less, the film surface is extremely uneven and flat. Could not be manufactured.

【0057】(実施例5)本実施例では、実施例4に示す
方法を用い、バッファー層となる第1層の成長速度と、
膜厚を変え、空孔の発生する割合を調査した結果を示
す。
(Embodiment 5) In this embodiment, the growth rate of the first layer serving as the buffer layer is
The results of examining the ratio of vacancies generated by changing the film thickness are shown.

【0058】GaN膜の成長速度は、III族原料の供給
量でほぼ決定するため、HCl投入量を変え、成長速度
の調整を行い、第1層の膜厚が300nmになるまで成長を
行った。その際、V族原料とIII族原料の供給比率が変
わらないように、一定の比率で供給を行った。また、そ
の上に成長する第2層は、HCl量が20cc、NH3
が1000cc、H2量が2050ccの一定条件で成長した、種々
の成長速度で得られた空孔の占有率を図8に示す。
Since the growth rate of the GaN film is substantially determined by the supply amount of the group III raw material, the growth rate was adjusted by changing the amount of HCl supplied, and the growth was performed until the thickness of the first layer became 300 nm. . At that time, the supply was performed at a constant ratio so that the supply ratio between the group V raw material and the group III raw material did not change. Further, the second layer grown thereon shows the occupancy of vacancies obtained at various growth rates, grown under constant conditions of 20 cc of HCl, 1000 cc of NH 3 , and 2050 cc of H 2 . FIG.

【0059】図8から分かるように、第1層の成長速度
が300nm/分以上で、明らかに空孔の占有する割合が増
加している。欠に、バッファー層となる第1層の成長の
条件をHCl投入量を20cc、NH3投入量を50cc、H2
の投入量を3000ccに固定して、第1層の膜厚と空孔の占
有する割合を調査した。その結果を図9に示す。
As can be seen from FIG. 8, when the growth rate of the first layer is 300 nm / min or more, the occupation ratio of the voids is clearly increased. In short, the conditions for growing the first layer to be the buffer layer were as follows: HCl input amount: 20 cc, NH 3 input amount: 50 cc, H 2 O
Was fixed at 3000 cc, and the film thickness of the first layer and the proportion occupied by holes were examined. FIG. 9 shows the result.

【0060】図9から解るように、第1層の膜厚が1OOn
m以上の場合に、空孔の占有する割合が大きい事が解
る。
As can be seen from FIG. 9, the thickness of the first layer is 1 OOn
It can be seen that the occupation ratio of the vacancies is large when it is not less than m.

【0061】(実施例6)本実施例では、基板と窒素化合
物半導体の成長層との界面に空孔を設ける方法を用い
て、GaN膜を成長し、その上に発光素子を製造した例
として、レーザダイオード(LD)を形成した例について記
述する。
(Embodiment 6) In this embodiment, a GaN film is grown using a method of providing holes at the interface between a substrate and a growth layer of a nitride compound semiconductor, and a light emitting device is manufactured thereon. An example in which a laser diode (LD) is formed will be described.

【0062】まず、実施例1または実施例4に示す方法
で、空孔を有するGaN膜を20μmの厚さに成長し、そ
の上に順次、n型のAl0.15GaO.85N、n型のGa
N、InO.15GaO.85NとIn0.05GaO.95Nよりなる5層の量
子井戸(MQW)、P型のGaN,p型のAl0.15Ga
0.85N、p型のGaNを形成する。
First, a GaN film having vacancies is grown to a thickness of 20 μm by the method shown in Example 1 or Example 4, and n-type Al0.15GaO.85N and n-type Ga
N, InO.15GaO.85N and In0.05GaO.95N, five-layer quantum well (MQW), P-type GaN, p-type Al0.15Ga
0.85 N, p-type GaN is formed.

【0063】本実施例では、MOCVD法を用いて形成
した。Al原料としては、トリメチルアルミニウム(TM
A)、In原料としてはトリメチルインジウム(TMI)を使
用した。また、n型のドーピング原料としては、シラン
(SiH4)を、P型のドーピング原料としてはビスシクロ
ペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)を用いた。
In this embodiment, the film is formed by using the MOCVD method. As the Al raw material, trimethyl aluminum (TM
A), Trimethyl indium (TMI) was used as the In raw material. Further, silane is used as an n-type doping material.
(SiH 4 ) was used, and biscyclopentadienyl magnesium (Cp2Mg) was used as a P-type doping material.

【0064】本実施例で作製したLDの概略図を図10
に示す。
FIG. 10 is a schematic view of an LD manufactured in this embodiment.
Shown in

【0065】図中、(001)はサファイヤ基板、(002)はバ
ッファー層、(003)はn型GaN膜、(O04)はn型A1O.15Ga
0.85N膜、(005)はn型GaN膜、(006)は1nO.15GaO.85N
とInO.05GaO.95Nよりなる5層の量子井戸(MQW)、(O07)
はp型のGaN膜、(008)はp型のAl0.15Ga0.85N膜、(00
9)はp型のGaN膜である。
In the figure, (001) is a sapphire substrate, (002) is a buffer layer, (003) is an n-type GaN film, and (O04) is an n-type A10.15Ga.
0.85N film, (005) is n-type GaN film, (006) is 1nO.15GaO.85N
-Layer quantum well (MQW) composed of InO.05GaO.95N and (O07)
Is a p-type GaN film, (008) is a p-type Al0.15Ga0.85N film, (00
9) is a p-type GaN film.

【0066】各層を成長後、反応性イオンエッチング
(RIE)法によりエッチングを行い、部分的にn型G
aNを露出し、オーミック電極(012)を蒸着法により形
成し、光り閉じ込めを行うためのリッジをRIEにより
形成し、リッジ部分に選択的にオーミック電極(011)を
形成するために、絶縁物であるSiO2をスッパッタリ
ング法等で被覆して窓部を開口している。
After each layer is grown, etching is performed by a reactive ion etching (RIE) method to partially
aN is exposed, an ohmic electrode (012) is formed by a vapor deposition method, a ridge for confining light is formed by RIE, and an insulator is used to selectively form an ohmic electrode (011) on the ridge portion. A window is opened by coating a certain SiO 2 by a sputtering method or the like.

【0067】図中、(010)は、SiO2よりなる絶縁層、
(O14)はn型GaNを形成するために、RIEによりエッチ
ングした端面であり、(015)はリッジを形成するために
RIEによりエッチングを行った跡である。また、(O13)は
空孔であり、この空孔(013)をバッファ層(002)に形成す
ることにより、同様の構造で空孔を形成せずに作製した
LD素子中の欠陥密度が約2桁低減された。この効果に
より、LDの寿命が約10倍長くなった。
In the figure, (010) is an insulating layer made of SiO 2 ,
(O14) is an end face etched by RIE to form n-type GaN, and (015) is an end face to form a ridge.
This is the trace of etching by RIE. Further, (O13) is a hole, and by forming the hole (013) in the buffer layer (002), the defect density in an LD element manufactured without forming a hole with the same structure is reduced to about It has been reduced by two orders of magnitude. Due to this effect, the life of the LD is increased about 10 times.

【0068】図11は、本実施例で作製したLDの1例
であり、空孔部から、GaN(003)と基板(001)が剥離し
ているものである。このLDは、RIEを用いてn型層を露
出することなく、基板を剥離し(図11a)、次いで界面
を研磨し(図11b)、その後電極(012)を蒸着して(図1
1c)して製造することができる。
FIG. 11 shows an example of the LD manufactured in this embodiment, in which GaN (003) and the substrate (001) are separated from the hole. In this LD, the substrate was peeled off without exposing the n-type layer using RIE (FIG. 11a), the interface was polished (FIG. 11b), and then the electrode (012) was deposited (FIG. 1).
1c).

【0069】[0069]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、基板と成長を行った窒素化合物半導体の間の
アモルファス状窒素化合物半導体層に、空孔を設けるこ
とにより、該窒素化合物半導体の欠陥密度を低減するこ
とができる。また、本発明は発光素子を形成する上で、
好適に用いることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, by providing vacancies in the amorphous nitrogen compound semiconductor layer between the substrate and the grown nitrogen compound semiconductor, the nitrogen compound The defect density of a semiconductor can be reduced. Further, the present invention relates to forming a light emitting element,
It can be suitably used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1A】本発明により製造された窒素化合物半導体の
製造方法の一例である。
FIG. 1A is an example of a method for manufacturing a nitrogen compound semiconductor manufactured according to the present invention.

【図1B】空孔の占有率と結晶内の欠陥密度の相対的な
関係を表すグラフである。
FIG. 1B is a graph showing the relative relationship between the occupancy of vacancies and the defect density in a crystal.

【図2】実施例1で用いられた結晶成長装置の概略図で
ある。
FIG. 2 is a schematic diagram of a crystal growth apparatus used in Example 1.

【図3】V族原料とIII族原料の供給比率を変えた場合
の、空孔の占有率を表すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the occupation ratio of vacancies when the supply ratio of a group V material and a group III material is changed.

【図4】バッファー層の成長速度及び膜厚と、空孔占有
率の関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship between a growth rate and a film thickness of a buffer layer and a hole occupancy.

【図5】実施例4により製造された窒素化合物半導体の
製造方法の一例である。
FIG. 5 is an example of a method for manufacturing a nitrogen compound semiconductor manufactured according to Example 4.

【図6】実施例4で用いられた結晶成長装置の概略図で
ある。
FIG. 6 is a schematic diagram of a crystal growth apparatus used in Example 4.

【図7】HCl及びNH3投入量と、空孔の占有率の関
係を表すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the amounts of HCl and NH 3 charged and the occupancy of holes.

【図8】第1層の成長速度と空孔の占有率を表すグラフ
である。
FIG. 8 is a graph showing the growth rate of the first layer and the occupancy rate of holes.

【図9】第1層の膜厚と空孔の占有率を表すグラフであ
る。
FIG. 9 is a graph showing the film thickness of the first layer and the occupation ratio of holes.

【図10】本発明により製造された発光素子の一例であ
る。
FIG. 10 is an example of a light emitting device manufactured according to the present invention.

【図11】本発明により製造された発光素子の一例であ
る。
FIG. 11 is an example of a light emitting device manufactured according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

l01 基板 102 アモルファス状窒素化合物半導体層 103 窒素化合物半導体のエピタキシャル成長膜 l01 Substrate 102 Amorphous nitrogen compound semiconductor layer 103 Epitaxially grown film of nitrogen compound semiconductor

フロントページの続き Fターム(参考) 5F041 AA40 CA05 CA34 CA40 CA46 CA49 CA57 CA65 CA74 5F045 AA04 AB14 AB17 AC08 AC12 AC13 AD09 AD10 AD14 AF09 AF13 BB12 CA10 CA12 DA53 DA55 DP03 DQ04 DQ06 DQ08 EC02 EE12 EJ04 EK27 Continued on front page F-term (reference) 5F041 AA40 CA05 CA34 CA40 CA46 CA49 CA57 CA65 CA74 5F045 AA04 AB14 AB17 AC08 AC12 AC13 AD09 AD10 AD14 AF09 AF13 BB12 CA10 CA12 DA53 DA55 DP03 DQ04 DQ06 DQ08 EC02 EE12 EJ04 EK27

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に窒素化合物半導体を形成する方
法であって、 窒素化合物半導体のエピタキシャル成長が行われる温度
よりも低い温度で、基板上にアモルファス状の窒素化合
物半導体層を形成する工程、 その後昇温し、窒素化合物半導体のエピタキシャル成長
を行う工程、及び該窒素化合物半導体を成長後、降温す
ることにより、基板とエピタキシャル成長を行った窒素
化合物半導体の間のアモルファス状の窒素化合物半導体
層に空孔を設ける工程、 を包含する窒素化合物半導体の製造方法。
1. A method for forming a nitrogen compound semiconductor on a substrate, comprising: forming an amorphous nitrogen compound semiconductor layer on the substrate at a temperature lower than a temperature at which epitaxial growth of the nitrogen compound semiconductor is performed; Raising the temperature and performing a step of epitaxially growing the nitride compound semiconductor; and, after growing the nitride compound semiconductor, by lowering the temperature to form holes in the amorphous nitride compound semiconductor layer between the substrate and the nitride compound semiconductor that has been epitaxially grown. Providing a nitrogen compound semiconductor.
【請求項2】 アモルファス状の窒素化合物半導体層の
形成する温度が、600℃以下であり、V族原料の III
族原料に対する供給比率が、原料のモル比換算で、1000
以下である請求項1に記載の窒素化合物半導体の製造方
法。
2. The temperature at which an amorphous nitrogen compound semiconductor layer is formed is at most 600 ° C.
Supply ratio to the group material is 1000
The method for producing a nitrogen compound semiconductor according to claim 1, wherein:
【請求項3】 バッファー層となるアモルファス状の窒
素化合物半導体層の成長速度が50nm/分以上であり、か
つ、該バッファー層の厚さが50nm以上であることを特徴
とする請求項1に記載の窒素化合物半導体の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the growth rate of the amorphous nitrogen compound semiconductor layer serving as the buffer layer is 50 nm / min or more, and the thickness of the buffer layer is 50 nm or more. Method for producing a nitrogen compound semiconductor.
【請求項4】 基板上に窒素化合物半導体を形成する方
法であって、 V族原料のIII族原料に対する供給比率が、原料のモル
比換算で、10以下で、バッファー層となる窒素化合物
半導体を成長する工程、 その後、V族原料の供給比率を上げ、V族原料/III族
原料の供給比率が20以上で、窒素化合物半導体のエピ
タキシャル成長を行う工程、及び該窒素化合物半導体を
成長後、降温し、基板と成長を行った窒素化合物半導体
の間に空孔を設ける工程、 を包含する窒素化合物半導体の製造方法。
4. A method for forming a nitrogen compound semiconductor on a substrate, wherein a supply ratio of a group V material to a group III material is 10 or less in terms of a molar ratio of the material, and the nitrogen compound semiconductor serving as a buffer layer is formed. Growing step, thereafter, increasing the supply ratio of the group V raw material, performing a epitaxial growth of the nitrogen compound semiconductor when the supply ratio of the group V raw material / group III raw material is 20 or more, and lowering the temperature after growing the nitrogen compound semiconductor. Providing a hole between the substrate and the grown nitrogen compound semiconductor.
【請求項5】 前記基板とエピタキシャル成長した窒素
化合物半導体を剥離する工程、をさらに包含する請求項
1又は2に記載の窒素化合物半導体の製造方法。
5. The method for producing a nitride semiconductor according to claim 1, further comprising a step of separating the nitride semiconductor grown epitaxially from the substrate.
【請求項6】 前記バッファー層の成長速度が100nm
/分以上であり、かつ、該バッファー層の厚さが100
nm以上である請求項4に記載の窒素化合物半導体の製造
方法。
6. The growth rate of said buffer layer is 100 nm.
/ Min or more, and the thickness of the buffer layer is 100
The method for producing a nitrogen compound semiconductor according to claim 4, wherein the thickness is not less than nm.
【請求項7】 請求項1または請求項4に記載されてい
る方法によって得られた窒素化合物半導体を用いて、発
光素子を製造する事を特徴とする発光素子の製造方法。
7. A method for manufacturing a light-emitting device, comprising manufacturing a light-emitting device using the nitride semiconductor obtained by the method according to claim 1.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002299254A (en) * 2001-03-30 2002-10-11 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Manufacturing method for semiconductor wafer and semiconductor device
JP2003178984A (en) * 2001-03-27 2003-06-27 Nec Corp Iii group nitride semiconductor substrate, and method for manufacturing it
US6806109B2 (en) 2001-12-20 2004-10-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of fabricating nitride based semiconductor substrate and method of fabricating nitride based semiconductor device
JP2005502193A (en) * 2001-09-05 2005-01-20 クリー インコーポレイテッド Independent (Al, Ga, In) N and splitting method for forming the same
US7189588B2 (en) 2002-07-02 2007-03-13 Nec Corporation Group III nitride semiconductor substrate and its manufacturing method
JP2007176790A (en) * 2005-12-27 2007-07-12 Samsung Corning Co Ltd Method of fabricating multiple-freestanding gallium nitride substrate
JP2008162887A (en) * 2008-01-17 2008-07-17 Nec Corp Group iii nitride semiconductor substrate
US7794542B2 (en) 1994-01-27 2010-09-14 Cree, Inc. Bulk single crystal gallium nitride and method of making same
JP2011134948A (en) * 2009-12-25 2011-07-07 Nichia Corp Method of growing nitride semiconductor
US8236672B2 (en) 2008-12-24 2012-08-07 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
EP2595202A2 (en) 2011-11-17 2013-05-22 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing semiconductor light-emitting device
US8530256B2 (en) 2011-03-11 2013-09-10 Stanley Electric Co., Ltd. Production process for semiconductor device
US8664028B2 (en) 2011-03-11 2014-03-04 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor device production process
US8772808B2 (en) 2011-03-22 2014-07-08 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light emitting element and manufacturing method thereof

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7794542B2 (en) 1994-01-27 2010-09-14 Cree, Inc. Bulk single crystal gallium nitride and method of making same
US6924159B2 (en) 2001-03-27 2005-08-02 Nec Corporation Semiconductor substrate made of group III nitride, and process for manufacture thereof
JP2003178984A (en) * 2001-03-27 2003-06-27 Nec Corp Iii group nitride semiconductor substrate, and method for manufacturing it
JP2002299254A (en) * 2001-03-30 2002-10-11 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Manufacturing method for semiconductor wafer and semiconductor device
JP2008273825A (en) * 2001-09-05 2008-11-13 Cree Inc Free-standing (al, ga, in)n and parting method for forming the same
JP2012051792A (en) * 2001-09-05 2012-03-15 Cree Inc Free-standing (al, ga, in)n and parting method for forming the same
JP2005502193A (en) * 2001-09-05 2005-01-20 クリー インコーポレイテッド Independent (Al, Ga, In) N and splitting method for forming the same
US6806109B2 (en) 2001-12-20 2004-10-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of fabricating nitride based semiconductor substrate and method of fabricating nitride based semiconductor device
US7189588B2 (en) 2002-07-02 2007-03-13 Nec Corporation Group III nitride semiconductor substrate and its manufacturing method
JP2007176790A (en) * 2005-12-27 2007-07-12 Samsung Corning Co Ltd Method of fabricating multiple-freestanding gallium nitride substrate
JP2008162887A (en) * 2008-01-17 2008-07-17 Nec Corp Group iii nitride semiconductor substrate
US8236672B2 (en) 2008-12-24 2012-08-07 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device
JP2011134948A (en) * 2009-12-25 2011-07-07 Nichia Corp Method of growing nitride semiconductor
US8530256B2 (en) 2011-03-11 2013-09-10 Stanley Electric Co., Ltd. Production process for semiconductor device
US8664028B2 (en) 2011-03-11 2014-03-04 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor device production process
US8772808B2 (en) 2011-03-22 2014-07-08 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light emitting element and manufacturing method thereof
EP2595202A2 (en) 2011-11-17 2013-05-22 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing semiconductor light-emitting device
KR20130054930A (en) 2011-11-17 2013-05-27 스탄레 덴끼 가부시키가이샤 Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing semiconductor light-emitting device
US9202998B2 (en) 2011-11-17 2015-12-01 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device and method for manufacturing semiconductor light-emitting device

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