JP2000261033A - GaN-BASED SEMICONDUCTOR DEVICE - Google Patents

GaN-BASED SEMICONDUCTOR DEVICE

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JP2000261033A
JP2000261033A JP6020699A JP6020699A JP2000261033A JP 2000261033 A JP2000261033 A JP 2000261033A JP 6020699 A JP6020699 A JP 6020699A JP 6020699 A JP6020699 A JP 6020699A JP 2000261033 A JP2000261033 A JP 2000261033A
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gan
based semiconductor
tin
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潤 伊藤
Naoki Shibata
直樹 柴田
Toshiaki Sendai
敏明 千代
Shizuyo Noiri
静代 野杁
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Toyoda Gosei Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To surely prevent reaction of a Ti layer with a Si substrate in advance and to improve crystallinity of a GaN-based semiconductor layer, by interposing a heat-resistant layer between the Si substrate and the Ti layer and keeping state of separation for the Si substrate from the Ti layer at a forming temperature of the GaN-based semiconductor layer. SOLUTION: An Al layer 12 formed on a Si(111) face is grown epitaxially by a general-purpose evaporation method. A TiN layer 13n and Ti layer 4 are formed by a general-purpose reactive sputtering method. Thereafter, a Ti/TiN/Al/Si sample is moved from a sputtering unit into the chamber of a MOCVD unit. The chamber is evacuated, and then the sample is heated to 650 deg.C and held for five minutes. Thereafter, a buffer layer 15 made of AlGaN is grown at a growth temperature of 350 deg.C and is heated up to 1,000 deg.C to form an n-clad layer 15 and the like in accordance with a conventional method. Crystallinity of the GaN-based semiconductor layer formed in this manner is satisfactory.

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】この発明はGaN系の半導体
素子に関する。更に詳しくは、GaN系の半導体層の下
地層の改良に関する。
The present invention relates to a GaN-based semiconductor device. More specifically, the present invention relates to improvement of an underlayer of a GaN-based semiconductor layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】GaN系の半導体は例えば青色発光素子
として利用できることが知られている。かかる発光素子
では、基板として一般的にサファイアが用いられる。
2. Description of the Related Art It is known that a GaN-based semiconductor can be used, for example, as a blue light emitting device. In such a light emitting device, sapphire is generally used as a substrate.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このサファイア製の基
板において解決すべき課題の一つとして次のものがあ
る。即ちサファイア基板は透明であるため、本来素子の
上面から取り出したい発光素子の光が素子下面のサファ
イア基板を透過してしまう。そのため、発光素子で発光
させた光が有効に利用できない。
One of the problems to be solved in this sapphire substrate is as follows. That is, since the sapphire substrate is transparent, light of the light emitting element that is originally desired to be extracted from the upper surface of the element passes through the sapphire substrate on the lower surface of the element. Therefore, the light emitted by the light emitting element cannot be used effectively.

【0004】サファイア基板はまた高価である。更に
は、サファイア基板は絶縁体であるため同一面側に電極
を形成する必要があり、半導体層の一部をエッチングし
なければならず、それに応じてボンディングの工程も2
倍となる。また、同一面側にn、p両電極を形成するた
め、素子サイズの小型化にも制限があった、加えて、チ
ャージアップの問題もあった。
[0004] Sapphire substrates are also expensive. Further, since the sapphire substrate is an insulator, it is necessary to form an electrode on the same surface side, a part of the semiconductor layer must be etched, and the bonding step is accordingly performed in two steps.
Double. In addition, since both n and p electrodes are formed on the same surface side, there is a limitation in miniaturizing the element size, and there is also a problem of charge-up.

【0005】また、サファイア基板の代わりにSi(シ
リコン)基板の使用が考えられるが、本発明者の検討に
よれば、Si基板の上にGaN系の半導体層を成長させ
ることは非常に困難であった。その原因の一つとして、
SiとGaN系の半導体の熱膨張率の差がある。Siの
線膨張係数が4.7 X 10−6/Kであるのに対しG
aNの線膨張係数は5.59 X 10−6/Kであり、
前者が後者より小さい。従って、GaN系の半導体層を
成長させる際に加熱をすると、Si基板が伸長されGa
N系の半導体層側が圧縮するように素子が変形する。こ
のとき、GaN系の半導体層内に引っ張り応力が生じ、
その結果クラックの発生するおそれがある。また、クラ
ックが生じないまでも格子に歪みが生じる。従って、G
aN系の半導体素子がその本来の機能を発揮できなくな
る。
[0005] Further, use of a Si (silicon) substrate instead of a sapphire substrate is conceivable. However, according to the study of the present inventors, it is very difficult to grow a GaN-based semiconductor layer on a Si substrate. there were. As one of the causes,
There is a difference in the coefficient of thermal expansion between Si and GaN-based semiconductors. While the linear expansion coefficient of Si is 4.7 X 10-6 / K,
The linear expansion coefficient of aN is 5.59 X 10-6 / K,
The former is smaller than the latter. Therefore, when heating is performed when growing a GaN-based semiconductor layer, the Si substrate is elongated and Ga
The element is deformed such that the N-type semiconductor layer side is compressed. At this time, tensile stress occurs in the GaN-based semiconductor layer,
As a result, cracks may occur. In addition, even if cracks do not occur, the lattice is distorted. Therefore, G
The aN-based semiconductor element cannot exhibit its original function.

【0006】この発明はこのような課題に鑑みて、新規
な構成のGaN系の半導体素子を提供することを目的と
する。この発明の他の目的はGaN系の半導体素子の中
間体となる新規な構成の積層体を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a GaN-based semiconductor device having a novel configuration. Another object of the present invention is to provide a laminate having a novel structure, which is an intermediate of a GaN-based semiconductor device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らはG
aN系の半導体層を成長させるのに適した新規な基板を
見いだすべく鋭意検討した。その結果、特願平9−29
3465号(出願人整理番号970152/代理人整理
番号P0060)において、以下の事項に想到し、これ
を開示した。即ち、基板の上にGaN系の半導体をヘテ
ロエピタキシャル成長させるには、基板は下記の要件
〜のうちの少なくとも2つを満足する必要があると考
るに至った。 GaN系の半導体と基板との密着性が良好なこと GaN系の半導体の熱膨張係数と基板の熱膨張係数
とが近いこと 基板の弾性率が低いこと 基板の結晶構造がGaN系の半導体と同じであるこ
と |基板の格子定数−GaN系の半導体の格子定数|
/GaN系の半導体の格子定数 ≦ 0.05である
(即ち、基板の格子定数とGaN系の半導体層の格子定
数との差が±5%以下である)こと、 勿論、好ましくは上記の要件のうちの少なくとも3つ、
更に好ましくは上記要件のうち少なくとも4つ、そし
て、最も好ましくは、5つの要件の全てを満足する。
The present inventors have proposed G
The present inventors have conducted intensive studies to find a new substrate suitable for growing an aN-based semiconductor layer. As a result, 9-29
In Japanese Patent No. 3465 (Applicant Reference Number 970152 / Attorney Reference Number P0060), the following items were conceived and disclosed. That is, in order to heteroepitaxially grow a GaN-based semiconductor on a substrate, it has been considered that the substrate must satisfy at least two of the following requirements. Good adhesion between the GaN-based semiconductor and the substrate The thermal expansion coefficient of the GaN-based semiconductor is close to that of the substrate The elastic modulus of the substrate is low The crystal structure of the substrate is the same as that of the GaN-based semiconductor | Lattice constant of substrate-Lattice constant of GaN-based semiconductor |
/ Lattice constant of GaN-based semiconductor ≦ 0.05 (that is, the difference between the lattice constant of the substrate and the lattice constant of the GaN-based semiconductor layer is ± 5% or less). At least three of the
More preferably, at least four, and most preferably, all five of the above requirements are satisfied.

【0008】このような条件を満足する材料として、既
述の先の出願特願平9−293465号ではいくつかの
金属材料に注目している。その中の一つとしてTiが開
示されている。また、当該先の出願によれば基板は少な
くともその表面、即ちGaN系の半導体層に接する面に
おいて上記の要件を満足しておればよい。従って、基板
の基体部分を任意の材料で形成して基板の表面部分を上
記の要件を満足する材料で形成することもできる。サフ
ァイア基板の場合と同様に、半導体層と基板との間にA
lNやGaNのようなAlaInbGa1−a−bN
(a=0、b=0、a=b=0を含む)からなるバッフ
ァ層を介在させることができる。
As a material satisfying such a condition, some of the metal materials are noted in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 9-293465. Ti is disclosed as one of them. According to the earlier application, the substrate only needs to satisfy the above requirements at least on its surface, that is, the surface in contact with the GaN-based semiconductor layer. Therefore, the base portion of the substrate can be formed of any material, and the surface portion of the substrate can be formed of a material satisfying the above requirements. As in the case of the sapphire substrate, A is applied between the semiconductor layer and the substrate.
AlaInbGa1-a-bN such as 1N or GaN
(Including a = 0, b = 0 and a = b = 0) can be interposed.

【0009】一方、特願平9−293463号(出願人
整理番号970136/代理人整理番号P0057)に
よれば、Si基板とGaN系の半導体層との間に応力緩
衝用の為のバッファ層が介在される構成の半導体素子が
開示されている。この応力緩衝用バッファ層を構成する
材料として当該先の出願特願平9−293465号では
いくつかの金属材料に注目しているが、その中の一つと
してTiが開示されている。即ち、Si基板上にTi層
が形成され、その上にGaN系の半導体層が形成される
構成の半導体素子が開示されている。
On the other hand, according to Japanese Patent Application No. 9-293463 (Applicant's reference number 970136 / Attorney's reference number P0057), a buffer layer for stress buffering is provided between the Si substrate and the GaN-based semiconductor layer. A semiconductor device having an interposed structure is disclosed. As a material constituting the buffer layer for stress buffering, Japanese Patent Application No. 9-293465 has focused on several metal materials, and disclosed Ti as one of them. That is, a semiconductor element having a configuration in which a Ti layer is formed on a Si substrate and a GaN-based semiconductor layer is formed thereon is disclosed.

【0010】Si基板を用いるとき、GaN系の半導体
層の下地層としてかかるTi層が好ましいものであるこ
とは、特願平10−287485号(出願人整理番号:
98112、代理人整理番号:P0105)において更
に詳しく述べられている。本発明者はSi基板の上にT
i層を積層し、これを下地層としてこの上にGaN系の
半導体層を成長させる技術について更に検討を重ねてき
た。その結果、Ti/Siなる基板が700℃以上の環
境にさらされると、Ti層表面のモフォロジー及びその
結晶性が低下することを見出した。これは、かかる温度
になるとTiとSiとが反応してしまうためであると考
えられる。なお、通常GaN系の半導体層は1000℃
前後の温度で成長されるので、当該TiとSiの反応が
GaN系の半導体層の結晶性に悪影響を及ぼす可能性が
ある。
When a Si substrate is used, it is preferable that such a Ti layer be used as an underlayer of a GaN-based semiconductor layer as disclosed in Japanese Patent Application No. 10-287485 (Applicant's reference number:
98112, agent reference number: P0105). The present inventor has proposed that T
Further studies have been made on a technique of laminating an i-layer and using this as a base layer to grow a GaN-based semiconductor layer thereon. As a result, they have found that when the substrate made of Ti / Si is exposed to an environment of 700 ° C. or more, the morphology of the surface of the Ti layer and its crystallinity are reduced. This is considered to be because Ti and Si react at such a temperature. Normally, a GaN-based semiconductor layer has a temperature of 1000 ° C.
Since the growth is performed at the temperature before and after, there is a possibility that the reaction between the Ti and Si adversely affects the crystallinity of the GaN-based semiconductor layer.

【0011】この発明は、本発明者により見出されたか
かる課題を解決するものであり、その構成は次のとおり
である。即ち、Si製の基板と、該基板の上に形成され
たTi層と、該Ti層の上に形成されたGaN系の半導
体層と、前記基板と前記Ti層との間に介在され両者を
分離する耐熱層であって、前記GaN系の半導体層の成
形温度の下で前記基板と前記Ti層との分離状態を維持
する耐熱層と、を備えてなるGaN系の半導体素子。
The present invention solves such a problem found by the present inventor, and has the following configuration. That is, a Si substrate, a Ti layer formed on the substrate, a GaN-based semiconductor layer formed on the Ti layer, and both interposed between the substrate and the Ti layer. A GaN-based semiconductor device, comprising: a heat-resistant layer to be separated; and a heat-resistant layer that maintains a separation state between the substrate and the Ti layer at a molding temperature of the GaN-based semiconductor layer.

【0012】このように構成された本発明の半導体素子
によれば、Ti層とSi基板の間に耐熱層が介在される
ので、Ti層とSi基板との反応が未然にかつ確実に防
止される。その結果GaN系の半導体層の結晶性が向上
する。結晶性の好ましいGaN系の半導体層から構成さ
れる素子は好適な動作を奏する。
According to the semiconductor device of the present invention thus configured, since the heat-resistant layer is interposed between the Ti layer and the Si substrate, the reaction between the Ti layer and the Si substrate is prevented beforehand and surely. You. As a result, the crystallinity of the GaN-based semiconductor layer is improved. An element including a GaN-based semiconductor layer having favorable crystallinity performs a suitable operation.

【0013】(Si基板)上記において、Si基板はそ
の(111)面を利用し、その上に耐熱層等を順に成長
させることが好ましい。
(Si Substrate) In the above, it is preferable that the (111) plane is used for the Si substrate, and a heat-resistant layer or the like is grown thereon in order.

【0014】(耐熱層)耐熱層はGaN系の半導体層の
成形温度の下でSi基板とTi層との分離状態を維持す
るものであれば特に限定されない。例えば、Ti、A
l、Co及びNiなどのシリサイド、Ta及びMoなど
の高融点金属、TiN、ZrN、HfN及び窒化タンタ
ルなどの金属窒化物を利用できる。上記において、シリ
サイドは各金属をSi基板上に成膜し、熱処理すること
により形成する。高融点金属や金属窒化物はプラズマC
VD、熱CVD、光CVD、MOCVD等のCVD(C
hemical Vapour Depositio
n)、スパッタ、リアクティブスパッタ、レーザアブレ
ーション、イオンプレーティング、蒸着、ECR等のP
VD(Physical Vapour Deposi
tion)等の方法で形成する。耐熱層の厚さも、Si
基板及びTi層の各材料が反応することを阻止できるも
のであれば特に限定されない。例えば、TiNを耐熱層
に用いるとき、その厚さは50〜10000Åとする。
(Heat-Resistant Layer) The heat-resistant layer is not particularly limited as long as it maintains the separated state of the Si substrate and the Ti layer under the forming temperature of the GaN-based semiconductor layer. For example, Ti, A
l, silicides such as Co and Ni, refractory metals such as Ta and Mo, and metal nitrides such as TiN, ZrN, HfN and tantalum nitride can be used. In the above, silicide is formed by forming a film of each metal on a Si substrate and performing heat treatment. Refractory metals and metal nitrides are plasma C
VD, thermal CVD, optical CVD, MOCVD and other CVD (C
chemical Vapor Deposition
n), P for sputtering, reactive sputtering, laser ablation, ion plating, vapor deposition, ECR, etc.
VD (Physical Vapor Deposi)
)). The thickness of the heat-resistant layer is
There is no particular limitation as long as the materials of the substrate and the Ti layer can be prevented from reacting. For example, when TiN is used for the heat-resistant layer, its thickness is set to 50 to 10000 °.

【0015】この耐熱層は導電性の材料とすることが好
ましい。Si基板及びTi層も導電性を有するので、そ
の結果、半導体素子の両面に電極を形成することがで
き、基板へアースを取ることによりチャージアップの問
題も容易に解決される。
This heat-resistant layer is preferably made of a conductive material. Since the Si substrate and the Ti layer also have conductivity, electrodes can be formed on both surfaces of the semiconductor element, and the problem of charge-up can be easily solved by grounding the substrate.

【0016】TiNを耐熱層に用いるとき、Si基板と
当該TiNの間にAl層若しくはAg層を介在させるこ
とが好ましい。これらの層の厚さは特に限定されない
が、50〜250Åとする。このAl、Ag層は例えば
蒸着やスパッタ法より形成する。
When TiN is used for the heat-resistant layer, an Al layer or an Ag layer is preferably interposed between the Si substrate and the TiN. The thickness of these layers is not particularly limited, but is set to 50 to 250 °. The Al and Ag layers are formed, for example, by vapor deposition or sputtering.

【0017】(Ti層)Ti層も記述のCVDやPVD
等の方法で形成される。本発明者らの検討によれば、ほ
ぼ250Åを超えてTi層を厚くすると、Ti層の剥離
が発生するおそれがあった。そのため、Ti層の厚さを
250Å以下とすることが好ましい。しかしながら、T
i層を薄くした場合には、Ti層に期待される緩衝作
用、即ちSi基板とGaN系の半導体との間の熱膨張係
数の差に起因する内部応力の緩衝作用、が充分発揮され
ないおそれがある。そこでこの発明では、耐熱層とTi
層(250Å以下のもの)とを繰り返し積層し、それぞ
れのTi層において上記緩衝作用を負担させる。これに
より、Ti層の剥離を確実に防止しつつ、Ti層による
緩衝作用を確保しGaN系の半導体層にクラックや歪が
入ることを未然に防止できる。耐熱層とTi層との繰返
し数は特に限定されないが、例えば2〜10とする。
(Ti layer) The Ti layer is also described by CVD or PVD.
And the like. According to the study of the present inventors, when the thickness of the Ti layer exceeds approximately 250 °, peeling of the Ti layer may occur. Therefore, the thickness of the Ti layer is preferably set to 250 ° or less. However, T
When the i-layer is made thin, the buffering function expected from the Ti layer, that is, the buffering function for internal stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the Si substrate and the GaN-based semiconductor may not be sufficiently exhibited. is there. Therefore, in the present invention, the heat-resistant layer and the Ti
Layers (thickness of 250 ° or less) are repeatedly laminated so that each Ti layer bears the above-mentioned buffering action. Thereby, while reliably preventing peeling of the Ti layer, the buffering action of the Ti layer can be ensured, and cracks and strains can be prevented from entering the GaN-based semiconductor layer. The number of repetitions of the heat-resistant layer and the Ti layer is not particularly limited, but is, for example, 2 to 10.

【0018】このようにしてTi層を形成した後、Ti
層/耐熱層/Si基板を熱処理することが好ましい。熱
処理温度は600〜1200℃、好ましくは800〜1
200℃である。熱処理の雰囲気は真空若しくは水素流
通下とする。
After forming the Ti layer in this manner, the Ti layer
It is preferable to heat-treat the layer / heat-resistant layer / Si substrate. The heat treatment temperature is 600 to 1200 ° C, preferably 800 to 1
200 ° C. The atmosphere for the heat treatment is under vacuum or under hydrogen flow.

【0019】Ti層とGaN系の半導体層との間にはバ
ッファ層を介在させることが好ましい。バッファ層には
AlGa1−aN(a=0.85〜0.95)が好ま
しく、更に好ましくは、AlGa1−aN(aはほぼ
0.9)である。
It is preferable to interpose a buffer layer between the Ti layer and the GaN-based semiconductor layer. Preferably Al a Ga 1-a N ( a = 0.85~0.95) the buffer layer, more preferably, Al a Ga 1-a N (a nearly 0.9) is.

【0020】(GaN系の半導体層)ここにGaN系の
半導体とはIII族窒化物半導体であって、一般的にはA
GaIn1ーXーYN(0≦X≦1、0≦Y≦
1、0≦X+Y≦1)で表される。また、任意のドーパ
ントを含むものであっても良い。GaN系の半導体層の
形成方法は特に限定されないが、例えば、周知の有機金
属化合物気相成長法(以下、「MOCVD法」とい
う。)により形成される。また、周知の分子線結晶成長
法(MBE法)によっても形成することができる。
(GaN-based semiconductor layer) Here, the GaN-based semiconductor is a group III nitride semiconductor.
l X Ga Y In 1-XY N (0 ≦ X ≦ 1, 0 ≦ Y ≦
1, 0 ≦ X + Y ≦ 1). Further, it may contain an arbitrary dopant. The method of forming the GaN-based semiconductor layer is not particularly limited, but is formed by, for example, a well-known metalorganic compound vapor deposition method (hereinafter, referred to as “MOCVD method”). Also, it can be formed by a well-known molecular beam crystal growth method (MBE method).

【0021】発光素子及び受光素子では、周知のよう
に、発光層が異なる導電型のGaN系の半導体層(クラ
ッド層)で挟まれる構成であり、発光層には超格子構造
やダブルヘテロ構造等が採用される。FET構造に代表
される電子デバイスをGaN系の半導体で形成すること
もできる。このように、Ti層の上に形成されるGaN
系の半導体層は複数の層が相互に作用して所望の機能を
奏するものとなる。
As is well known, the light emitting element and the light receiving element have a structure in which the light emitting layer is sandwiched between GaN-based semiconductor layers (cladding layers) of different conductivity types, and the light emitting layer has a super lattice structure, a double hetero structure, or the like. Is adopted. An electronic device represented by an FET structure can also be formed of a GaN-based semiconductor. Thus, the GaN formed on the Ti layer
In the system semiconductor layer, a plurality of layers interact with each other to achieve a desired function.

【0022】(試験例)以下、試験例について説明す
る。 試験例1 層 厚さ TiN 3000Å Al 100Å Si基板(111) 300μm Si基板の(111)面にAl層(膜厚:約100Å)
を蒸着する。このAl層上にリアクティブスパッタ法に
より窒化チタン(膜厚:約3000Å)を形成し、これ
を真空中で5分間、950℃に加熱した後のX線回折
(φ(PHI)スキャン)の結果を図1に示す。X線回
折装置としてフィリップス社製の4軸型単結晶回折計
(製品名:X-pert)を用いた(以下の試験例も同じ)。
φ(PHI)スキャンについてはJournal of Electroni
c Materials, Vol. 25, No. 11, pp.1740-1747, 1996を
参照されたい。φ(PHI)スキャンでは、サンプルを
360度回転させたときに結晶面に対応するピークが得
られる。図1の縦軸の値が大きいほど良好な結晶が得ら
れていると考えられる。TiNの結晶性が良好であれ
ば、その上に成長されるTi層の結晶性、ひいてはGa
N系の半導体層の結晶性もまた良好になると考えられ
る。図1の結果から、上記のように製作したTiN結晶
の結晶性は好ましいものであることがわかる。
(Test Example) Hereinafter, test examples will be described. Test Example 1 Layer thickness TiN 3000 Al 100 Si substrate (111) 300 μm Al layer on (111) plane of Si substrate (film thickness: about 100 °)
Is deposited. X-ray diffraction (φ (PHI) scan) after titanium nitride (thickness: about 3000 °) was formed on this Al layer by reactive sputtering and heated to 950 ° C. for 5 minutes in a vacuum. Is shown in FIG. A 4-axis single crystal diffractometer (product name: X-pert) manufactured by Philips was used as an X-ray diffractometer (the same applies to the following test examples).
Journal of Electroni for φ (PHI) scan
c Materials, Vol. 25, No. 11, pp. 1740-1747, 1996. In the φ (PHI) scan, a peak corresponding to the crystal plane is obtained when the sample is rotated by 360 degrees. It is considered that the larger the value on the vertical axis in FIG. 1, the better the crystal is obtained. If the crystallinity of TiN is good, the crystallinity of the Ti layer grown thereon, and hence Ga
It is considered that the crystallinity of the N-based semiconductor layer is also improved. From the results shown in FIG. 1, it can be seen that the crystallinity of the TiN crystal manufactured as described above is preferable.

【0023】試験例2 層 厚さ TiN 3000Å Ag 100Å Si基板(111) 300μm 図2は、試験例1において、Al層をAg層(膜厚:約
100Å)に代えたときの、φ(PHI)スキャンの結
果である。この場合も良好な結晶性のTiN層が得られ
た。
Test Example 2 Layer thickness TiN 3000NAg 100Å Si substrate (111) 300 μm FIG. 2 shows φ (PHI) when Test Example 1 was replaced with an Ag layer (film thickness: about 100Å). This is the result of the scan. Also in this case, a TiN layer having good crystallinity was obtained.

【0024】試験例3 層 厚さ Ti 15000Å TiN 5000Å Al 100Å Si基板(111) 300μm 図3は試験例1のTiN(但し膜厚:約5000Å)の
上にTiを成長させ、このTiについての結晶性を評価
したφ(PHI)スキャンの結果である。良好なTi層
が得られた。
Test Example 3 Layer Thickness Ti 15000ÅTiN 5000ÅAl 100ÅSi substrate (111) 300 μm FIG. 3 shows a case where Ti is grown on TiN of Test Example 1 (thickness: about 50005), and a crystal of this Ti is formed. It is the result of φ (PHI) scan for evaluating the performance. A good Ti layer was obtained.

【0025】試験例4 層 厚さ TiN 3000Å Ti 1000Å TiN 100Å Al 100Å Si基板(111) 300μm この試験例では、試験例1において最初のTiN層の厚
さを100Åとし、その後1000ÅのTi層と300
0Åの第2のTiN層を連続的にリアクティブスパッタ
法により形成した。図4はTiN層の結晶性を評価した
φ(PHI)スキャンの結果である。この場合も良好な
結晶性のTiN層が得られた。
Test Example 4 Layer Thickness TiN 3000 Ti 1000ÅTiN 100ÅAl 100ÅSi substrate (111) 300 μm In this test example, the thickness of the first TiN layer in Test Example 1 was set to 100Å, and then the thickness of the TiÅ layer and the thickness of 1000Å were increased to 300Å.
A second TiN layer of 0 ° was continuously formed by a reactive sputtering method. FIG. 4 shows the result of a φ (PHI) scan for evaluating the crystallinity of the TiN layer. Also in this case, a TiN layer having good crystallinity was obtained.

【0026】 試験例5 層 厚さ TiN(100Å)/Ti(250Å)の繰り返し(繰返し数:10) TiN 3000Å Al 100Å Si基板(111) 300μm この試験例では、試験例1において最初のTiN層の厚
さを3000Åとし、その後250ÅのTi層と100
ÅのTiN層を交互に10回繰返して形成した。各Ti
N層及びTi層は連続的にリアクティブスパッタ法によ
り形成した。図5はTiN層の結晶性を評価したφ(P
HI)スキャンの結果である。この場合も良好な結晶性
のTiN層が得られた。
Test Example 5 Layer thickness TiN (100 °) / Ti (250 °) repetition (number of repetitions: 10) TiN 3000 {Al 100} Si substrate (111) 300 μm In this test example, the first TiN layer in test example 1 was used. The thickness is 3000Å, then 250 そ の 後 Ti layer and 100100
Ti TiN layers were alternately formed 10 times. Each Ti
The N layer and the Ti layer were continuously formed by a reactive sputtering method. FIG. 5 shows the evaluation of the crystallinity of the TiN layer by φ (P
HI) The result of the scan. Also in this case, a TiN layer having good crystallinity was obtained.

【0027】 試験例6 層 厚さ TiN(600Å)/Ti(50Å)の繰り返し(繰返し数:4) TiN 600Å Al 100Å Si基板(111) 300μm この試験例では、試験例1において最初のTiN層の厚
さを600Åとし、その後50ÅのTi層と600Åの
TiN層を交互に4回繰返して形成した。各TiN層及
びTi層は連続的にリアクティブスパッタ法により形成
した。図6はTiN層の結晶性を評価したφ(PHI)
スキャンの結果である。この場合も良好な結晶性のTi
N層が得られた。
Test Example 6 Layer thickness TiN (600 °) / Ti (50 °) repetition (number of repetitions: 4) TiN 600 {Al 100} Si substrate (111) 300 μm In this test example, the first TiN layer in Test Example 1 was used. The thickness was set to 600 °, and thereafter, a 50 ° Ti layer and a 600 ° TiN layer were alternately formed four times. Each TiN layer and Ti layer were continuously formed by a reactive sputtering method. FIG. 6 shows φ (PHI) in which the crystallinity of the TiN layer was evaluated.
This is the result of the scan. Also in this case, good crystalline Ti
An N layer was obtained.

【0028】試験例7 層 厚さ Ti 15000Å Alシリサイド 100Å Si基板(111) 300μm Si基板の(111)面にAl層(膜厚:約100Å)
を常温で蒸着する。そしてこれを真空環境下、950
℃、5分間加熱し、AlとSiとを積極的に反応させて
反応層を形成する。その後、スパッタによりTi層(膜
厚:15000Å)形成した。図7は当該Ti層(15
000Å)の結晶性を評価したφ(PHI)スキャンの
結果である。この場合、良好な結晶性のTi層が得られ
た。
Test Example 7 Layer thickness Ti 15000 {Al silicide 100} Si substrate (111) 300 μm Al layer on (111) plane of Si substrate (film thickness: about 100 °)
Is deposited at room temperature. And this is 950 under vacuum environment
At 5 ° C. for 5 minutes, Al and Si are positively reacted to form a reaction layer. Thereafter, a Ti layer (film thickness: 15000 °) was formed by sputtering. FIG. 7 shows the Ti layer (15
9 shows the results of a φ (PHI) scan for evaluating the crystallinity of 000 °). In this case, a Ti layer having good crystallinity was obtained.

【0029】試験例8 層 厚さ Ti 15000Å Tiシリサイド 50Å Si基板(111) 300μm Si基板の(111)面にTi層(膜厚:約50Å)を
常温で蒸着する。そしてこれを真空環境下、950℃、
5分間加熱し、TiとSiとを積極的に反応させてTi
シリサイド層を形成する。その後、スパッタによりTi
層(膜厚:15000Å)形成した。図8は当該Ti層
(15000Å)の結晶性を評価したφ(PHI)スキ
ャンの結果である。この場合、6つのピークが明確に確
認できる。よって、Ti層の結晶性が良好であることが
わかる。
Test Example 8 Layer Thickness Ti 15000 {Ti silicide 50} Si substrate (111) 300 μm A Ti layer (thickness: about 50 °) is deposited on the (111) plane of a Si substrate at room temperature. Then, put this in a vacuum environment at 950 ° C,
Heat for 5 minutes to make Ti and Si react positively,
A silicide layer is formed. After that, the Ti
A layer (film thickness: 15000 °) was formed. FIG. 8 shows the results of a φ (PHI) scan for evaluating the crystallinity of the Ti layer (15000 °). In this case, six peaks can be clearly confirmed. Therefore, it can be seen that the crystallinity of the Ti layer is good.

【0030】試験例9 層 厚さ Ti 15000Å Coシリサイド 100Å Si基板(111) 300μm Si基板の(111)面にCo層(膜厚:約100Å)
を常温で蒸着する。そしてこれを真空環境下、600
℃、5分間加熱し、CoとSiとを積極的に反応させて
Coシリサイド層を形成する。その後、スパッタにより
Ti層(膜厚:15000Å)形成した。図9は当該T
i層(15000Å)の結晶性を評価したφ(PHI)
スキャンの結果である。この場合、6つのピークが判別
できるので、Ti層の単結晶成長が確認できる。
Test Example 9 Layer thickness Ti 15000 {Co silicide 100} Si substrate (111) 300 μm Co layer on (111) plane of Si substrate (film thickness: about 100 °)
Is deposited at room temperature. And this is vacuum environment, 600
C. for 5 minutes to positively react Co and Si to form a Co silicide layer. Thereafter, a Ti layer (film thickness: 15000 °) was formed by sputtering. FIG. 9 shows the T
φ (PHI) for evaluating the crystallinity of the i-layer (15000 °)
This is the result of the scan. In this case, since six peaks can be determined, single crystal growth of the Ti layer can be confirmed.

【0031】試験例10 層 厚さ Ti 15000Å Niシリサイド 100Å Si基板(111) 300μm Si基板の(111)面にNi層(膜厚:約100Å)
を常温で蒸着する。そしてこれを真空環境下、800
℃、5分間加熱し、NiとSiとを積極的に反応させて
Niシリサイド層を形成する。その後、スパッタにより
Ti層(膜厚:15000Å)形成した。図10は当該
Ti層(15000Å)の結晶性を評価したφ(PH
I)スキャンの結果である。この場合、6つのピークが
判別できるので、Ti層の単結晶成長が確認できる。
Test Example 10 Layer thickness Ti 15000 {Ni silicide 100} Si substrate (111) 300 μm Ni layer (film thickness: about 100) on the (111) plane of the Si substrate
Is deposited at room temperature. And this is 800 under vacuum environment
At 5 ° C. for 5 minutes, Ni and Si are positively reacted to form a Ni silicide layer. Thereafter, a Ti layer (film thickness: 15000 °) was formed by sputtering. FIG. 10 shows φ (PH) for evaluating the crystallinity of the Ti layer (15000 °).
I) The result of the scan. In this case, since six peaks can be determined, single crystal growth of the Ti layer can be confirmed.

【0032】試験例11 層 厚さ TiN 10000Å Alシリサイド 100Å Si基板(111) 300μm Si基板の(111)面にAl層(膜厚:約100Å)
を常温で蒸着する。そしてこれを真空環境下、950
℃、5分間加熱し、AlとSiとを積極的に反応させて
Alシリサイド層を形成する。その後、スパッタにより
TiN層(膜厚:10000Å)形成した。図11は当
該TiN層(10000Å)の結晶性を評価したφ(P
HI)スキャンの結果である。この場合、良好な結晶性
のTiN層が得られた。
Test Example 11 Layer thickness TiN 10000 {Al silicide 100} Si substrate (111) 300 μm Al layer on (111) plane of Si substrate (film thickness: about 100 °)
Is deposited at room temperature. And this is 950 under vacuum environment
At 5 ° C. for 5 minutes, Al and Si are positively reacted to form an Al silicide layer. Thereafter, a TiN layer (film thickness: 10000 °) was formed by sputtering. FIG. 11 shows φ (P) obtained by evaluating the crystallinity of the TiN layer (10000 °).
HI) The result of the scan. In this case, a TiN layer having good crystallinity was obtained.

【0033】試験例12 層 厚さ TiN 10000Å Tiシリサイド 50Å Si基板(111) 300μm Si基板の(111)面にTi層(膜厚:約50Å)を
常温で蒸着する。そしてこれを真空環境下、950℃、
5分間加熱し、TiとSiとを積極的に反応させてTi
シリサイド層を形成する。その後、スパッタによりTi
N層(膜厚:10000Å)形成した。当該TiN層
(10000Å)の結晶性を評価したφ(PHI)スキ
ャンをみると6つのピークが明確に確認できる。よっ
て、TiN層が単結晶成長していることがわかる。
Test Example 12 Layer Thickness TiN 10,000 {Ti silicide 50} Si substrate (111) 300 μm A Ti layer (thickness: about 50 °) is deposited on the (111) plane of a Si substrate at room temperature. Then, this is placed in a vacuum environment at 950 ° C.
Heat for 5 minutes to make Ti and Si react positively,
A silicide layer is formed. After that, the Ti
An N layer (film thickness: 10000 °) was formed. Looking at the φ (PHI) scan for evaluating the crystallinity of the TiN layer (10000 °), six peaks can be clearly confirmed. Therefore, it can be seen that the TiN layer is growing as a single crystal.

【0034】試験例13 層 厚さ TiN 3000Å サファイア基板a面 300μm サファイア基板のa面にTiN(3000Å)をリアク
ティブスパッタ法により形成する。X線回折(φ(PH
I)スキャン)の結果を図12に示す。図12の結果よ
り、サファイア基板上にも好ましい結晶性のTiNが形
成されることがわかる。同様にc面サファイア基板上に
も好ましい結晶性のTiNが形成される。さらに、80
0℃以上の高温熱処理を実施することにより、TiNの
結晶性は格段と良くなる。当該TiNの上へ更にTiを
形成し、その上にGaN系の半導体層を形成することが
できる。Ti/TiNの積層体を繰返すこともできる。
この場合の繰返し数及び各層の厚さは特に限定されな
い。
Test Example 13 Layer Thickness TiN 3000 a-plane of sapphire substrate 300 μm TiN (3000Å) is formed on the a-plane of a sapphire substrate by a reactive sputtering method. X-ray diffraction (φ (PH
FIG. 12 shows the results of (I) scan). From the results shown in FIG. 12, it can be seen that preferable crystalline TiN is also formed on the sapphire substrate. Similarly, preferable crystalline TiN is formed on the c-plane sapphire substrate. In addition, 80
By performing a high-temperature heat treatment at 0 ° C. or higher, the crystallinity of TiN is significantly improved. Ti can be further formed on the TiN, and a GaN-based semiconductor layer can be formed thereon. The laminate of Ti / TiN can be repeated.
In this case, the number of repetitions and the thickness of each layer are not particularly limited.

【0035】試験例14 層 厚さ TiN 3000Å GaN 400μm AlNバッファ層 160Å サファイアa面 300μm GaN上にTiN(3000Å)をリアクティブスパッ
タ法により形成する。X線回折(φ(PHI)スキャ
ン)の結果を図13に示す。図13の結果より、GaN
上にも好ましい結晶性のTiNが形成されることがわか
る。
Test Example 14 Layer thickness TiN 3000N GaN 400 μm AlN buffer layer 160Å Sapphire a-plane 300 μm TiN (3000Å) is formed on GaN by reactive sputtering. FIG. 13 shows the result of X-ray diffraction (φ (PHI) scan). From the results of FIG.
It can be seen that preferred crystalline TiN is also formed thereon.

【0036】試験例15 層 厚さ Ti 15000Å TiN 3000Å GaN 400μm AlNバッファ層 160Å サファイアa面 300μm 試験例15のサンプル(熱処理前のもの)のTiN上に
更にTiをスパッタ法により成長させる。X線回折(φ
(PHI)スキャン)の結果を図14に示す。図14の
結果より、TiN/GaN上に形成されるTi層はその
結晶性が好ましいものであることがわかる。
Test Example 15 Layer Thickness Ti 15000ÅTiN 3000ÅGaN 400 μm AlN buffer layer 160 フ ァ イ Sapphire a-plane 300 μm Ti is further grown on TiN of the sample of Test Example 15 (before heat treatment) by sputtering. X-ray diffraction (φ
(PHI) scan) is shown in FIG. From the results in FIG. 14, it is understood that the Ti layer formed on TiN / GaN has a preferable crystallinity.

【0037】次に、この発明の実施例について説明す
る。
Next, an embodiment of the present invention will be described.

【0038】(第1実施例)この実施例は発光ダイオー
ド10であり、その構成を図15に示す。
(First Embodiment) This embodiment is a light emitting diode 10, and the structure is shown in FIG.

【0039】各層のスペックは次の通りである。 層 : 組成:ドーパント (膜厚) pクラッド層 18 : p−GaN:Mg (0.3μm) 発光層 17 : 超格子構造 量子井戸層 : In0.15Ga0.85N (35Å) バリア層 : GaN (35Å) 量子井戸層とバリア層の繰り返し数:1〜10 nクラッド層 16 : n−GaN:Si (4μm) バッファ層 15 : Al0.9Ga0.1N (150Å) Ti層 14 : Ti結晶 (250Å) TiN層 13 : TiN結晶 (3000Å) Al層 12 : Al (100Å) 基板 11 : Si(111) (300μm)The specifications of each layer are as follows. Layer: Composition: Dopant (thickness) P-cladding layer 18: p-GaN: Mg (0.3 μm) Emitting layer 17: Superlattice structure Quantum well layer: In 0.15 Ga 0.85 N (35 °) Barrier layer: GaN (35 °) Number of repetitions of quantum well layer and barrier layer: 1 to 10 n cladding layer 16: n-GaN: Si (4 μm) buffer layer 15: Al 0.9 Ga 0.1 N (150 °) Ti layer 14: Ti Crystal (250 mm) TiN layer 13: TiN crystal (3000 mm) Al layer 12: Al (100 mm) Substrate 11: Si (111) (300 μm)

【0040】nクラッド層16は発光層17側の低電子
濃度n-層とバッファ層15側の高電子濃度n+層とか
らなる2層構造とすることができる。発光層17は超格
子構造のものに限定されず、シングルへテロ型、ダブル
へテロ型及びホモ接合型のものなどを用いることができ
る。発光層17とpクラッド層18との間にマグネシウ
ム等のアクセプタをドープしたバンドギャップの広いA
InGa1−X−YN(X=0,Y=0,X=Y=0を含む)
層を介在させることができる。これは発光層17中に注
入された電子がpクラッド層18に拡散するのを防止す
るためである。pクラッド層18を発光層17側の低ホ
ール濃度p−層と電極側の高ホール濃度p+層とからな
る2層構造とすることができる。
The n-cladding layer 16 can have a two-layer structure including a low electron concentration n− layer on the light emitting layer 17 side and a high electron concentration n + layer on the buffer layer 15 side. The light emitting layer 17 is not limited to the superlattice structure, but may be a single hetero type, a double hetero type, a homo junction type, or the like. A wide band gap A doped with an acceptor such as magnesium between the light emitting layer 17 and the p cladding layer 18
l X In Y Ga 1-X -Y N ( including X = 0, Y = 0, X = Y = 0)
Layers can be interposed. This is to prevent electrons injected into the light emitting layer 17 from diffusing into the p clad layer 18. The p-cladding layer 18 may have a two-layer structure including a low hole concentration p− layer on the light emitting layer 17 side and a high hole concentration p + layer on the electrode side.

【0041】実施例の発光ダイオード10においてTi
層14より上の発光体構造は周知の構成であり、従っ
て、その形成方法も周知の方法が採用できる。以下、詳
述する。Si(111)面に形成されるAl層12は汎
用的な蒸着方法によりエピタキシャル成長する。TiN
層13及びTi層14は汎用的なリアクティブスパッタ
法により形成する。その後、Ti/TiN/Al/Si
サンプルをスパッタ装置からMOCVD装置のチャンバ
内へ移し変える。このチャンバ内を真空引き(2×10
−3Pa)し、その状態で当該サンプルを650℃まで
昇温させて5分間維持する。この処理により、Tiの平
坦性が上がる。
In the light emitting diode 10 of the embodiment, Ti
The illuminant structure above the layer 14 has a well-known structure, and therefore, a well-known method can be adopted for the formation method. The details will be described below. The Al layer 12 formed on the Si (111) surface is epitaxially grown by a general-purpose deposition method. TiN
The layer 13 and the Ti layer 14 are formed by a general reactive sputtering method. Then, Ti / TiN / Al / Si
The sample is transferred from the sputtering apparatus into the chamber of the MOCVD apparatus. The chamber is evacuated (2 × 10
−3 Pa), and in this state, the sample is heated to 650 ° C. and maintained for 5 minutes. This process improves the flatness of Ti.

【0042】その後、350℃の成長温度でAlGaN
製のバッファ層15を成長させ、更に温度を1000℃
まで昇温してnクラッド層16以降を常法(MOCVD
法)に従い形成する。この成長法においては、アンモニ
アガスとIII族元素のアルキル化合物ガス、例えばトリ
メチルガリウム(TMG)、トリメチルアルミニウム
(TMA)やトリメチルインジウム(TMI)とを適当
な温度に加熱された基板上に供給して熱分解反応させ、
もって所望の結晶を基板の上に成長させる。このように
して形成された本実施例のGaN系の半導体層の結晶性
は好ましいものである。
Thereafter, at a growth temperature of 350 ° C., the AlGaN
A buffer layer 15 made of
The temperature is raised to the n-cladding layer 16 and thereafter by the usual method (MOCVD
Method). In this growth method, ammonia gas and an alkyl compound gas of a group III element, for example, trimethylgallium (TMG), trimethylaluminum (TMA) or trimethylindium (TMI) are supplied onto a substrate heated to an appropriate temperature. Thermal decomposition reaction,
Thus, a desired crystal is grown on the substrate. The crystallinity of the GaN-based semiconductor layer of the present embodiment thus formed is preferable.

【0043】透光性電極19は金を含む薄膜であり、p
クラッド層18の上面の実質的な全面を覆って積層され
る。p電極9も金を含む材料で構成されており、蒸着に
より透光性電極19の上に形成される。なお、Si基板
層11がn電極となる。そしてその所望の位置にワイヤ
ーがボンディングされる。
The translucent electrode 19 is a thin film containing gold.
The cladding layer 18 is laminated so as to cover substantially the entire upper surface. The p-electrode 9 is also made of a material containing gold, and is formed on the translucent electrode 19 by vapor deposition. Note that the Si substrate layer 11 becomes an n-electrode. Then, a wire is bonded at the desired position.

【0044】(第2実施例)図16にこの発明の第2の
実施例の半導体素子を示す。この実施例の半導体素子は
発光ダイオード20である。なお、図16と同一の要素
には同一の符号を付してその説明を省略する。各層のス
ペックは次の通りである。 層 : 組成:ドーパント (膜厚) nクラッド層 28 : n−GaN:Si (0.3μm) 発光層 17 : 超格子構造 量子井戸層 : In0.15Ga0.85N (35Å) バリア層 : GaN (35Å) 量子井戸層とバリア層の繰り返し数:1〜10 pクラッド層 26 : p−GaN:Mg (4μm) バッファ層 15 : Al0.9Ga0.1N (150Å) Ti層 14b : Ti結晶 (250Å) TiN層13b : TiN結晶 (100Å) Ti層 14a : Ti結晶 (250Å) TiN層13a : TiN結晶 (100Å) Al層 12 : Al (100Å) 基板 11 : Si(111) (300μm)
(Second Embodiment) FIG. 16 shows a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. The semiconductor element of this embodiment is a light emitting diode 20. The same elements as those in FIG. 16 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The specifications of each layer are as follows. Layer: Composition: Dopant (thickness) n-cladding layer 28: n-GaN: Si (0.3 μm) Light-emitting layer 17: superlattice structure Quantum well layer: In 0.15 Ga 0.85 N (35 °) Barrier layer: GaN (35 °) Number of repetitions of quantum well layer and barrier layer: 1 to 10 p cladding layer 26: p-GaN: Mg (4 μm) buffer layer 15: Al 0.9 Ga 0.1 N (150 °) Ti layer 14 b: Ti Crystal (250 °) TiN layer 13b: TiN crystal (100 °) Ti layer 14a: Ti crystal (250 °) TiN layer 13a: TiN crystal (100 °) Al layer 12: Al (100 °) Substrate 11: Si (111) (300 μm)

【0045】上記のように、この実施例では、Ti/T
iNの積層体が繰返し形成されている。Ti/TiNの
積層体の繰返し数は特に限定されるものではない。ま
た、各層の厚さも特に限定されないが、剥離を確実に防
止する見地からTi層の厚さは250Å以下とすること
が好ましい。この実施例の製造方法は実施例1と同様で
ある。
As described above, in this embodiment, Ti / T
A stacked body of iN is repeatedly formed. The number of repetitions of the Ti / TiN laminate is not particularly limited. The thickness of each layer is not particularly limited, but the thickness of the Ti layer is preferably 250 ° or less from the viewpoint of reliably preventing peeling. The manufacturing method of this embodiment is the same as that of the first embodiment.

【0046】この実施例では、バッファ層15の上にp
クラッド層26、発光層17及びnクラッド層28を順
に成長させて発光ダイオード20が構成される。この素
子20の場合、抵抗値の低いnクラッド層28が最上面
となるのでここの透光性電極(図15の符号19参照)
を省略することが可能となる。図の符号30はn電極で
ある。Si基板11はそのままp電極として利用でき
る。
In this embodiment, p
The light emitting diode 20 is formed by sequentially growing the clad layer 26, the light emitting layer 17, and the n clad layer 28. In the case of this element 20, the n-cladding layer 28 having a low resistance value is the uppermost surface, so that the translucent electrode here (see reference numeral 19 in FIG. 15)
Can be omitted. Reference numeral 30 in the figure denotes an n-electrode. The Si substrate 11 can be used as it is as a p-electrode.

【0047】なお、本発明が適用される素子は上記の発
光ダイオードに限定されるものではなく、受光ダイオー
ド、レーザダイオード等の光素子の他、FET構造の電
子デバイスにも適用できる。また、これらの素子の中間
体としての積層体にも本発明は適用されるものである。
The element to which the present invention is applied is not limited to the light emitting diode described above, but can be applied to an electronic device having an FET structure in addition to an optical element such as a light receiving diode and a laser diode. The present invention is also applicable to a laminate as an intermediate of these elements.

【0048】この発明は上記発明の実施の形態及び実施
例の記載に何ら限定されるものではなく、特許請求の範
囲を逸脱しない範囲で当業者が想到し得る種々の変形態
様を包含する。
The present invention is not limited to the description of the above-described embodiments and examples, and includes various modifications that can be made by those skilled in the art without departing from the scope of the claims.

【0049】以下、次の事項を開示する (11) Si製の基板と、該基板の上に形成されたT
i層と、該Ti層の上に形成されたGaN系の半導体層
と、前記基板と前記Ti層との間に介在され両者を分離
する耐熱層であって、前記GaN系の半導体層の成形温
度の下で前記基板と前記Ti層との分離状態を維持する
耐熱層と、を備えてなる積層体。 (12) 前記耐熱層はシリサイド、高融点金属若しく
は金属窒化物である、ことを特徴とする(11)に記載
の積層体。 (13) 前記シリサイドはTiシリサイド、Alシリ
サイド、Coシリサイド若しくはNiシリサイドであ
り、前記高融点金属はTa若しくはMoであり、前記金
属窒化物はTiN、ZrN、HfN若しくは窒化タンタ
ルである、ことを特徴とする(12)に記載の積層体。 (14) 前記基板はその(111)面上に前記耐熱層
が形成される、ことを特徴とする(11)〜(13)の
いずれかに記載の積層体。 (15) 前記Ti層と前記耐熱層とが繰り返して積層
されている、ことを特徴とする(11)〜(14)のい
ずれかに記載の積層体。 (16) 前記Ti層の厚さは10〜250Åである、
ことを特徴とする(15)に記載の積層体。 (17) 基板と、該基板の上に形成されるTi層と耐
熱層との繰り返しからなる層と、該繰り返し層の上に形
成されるGaN系の半導体層と、を備えてなり、前記耐
熱層は前記GaN系の半導体層の成形温度より実質的に
高い融点を持つ、ことを特徴とする積層体。 (18) 前記Ti層の厚さは10〜250Åである、
ことを特徴とする(17)に記載の積層体。
The following is disclosed below: (11) Si substrate and T substrate formed on the substrate
an i-layer, a GaN-based semiconductor layer formed on the Ti layer, and a heat-resistant layer interposed between the substrate and the Ti layer for separating the two, and forming the GaN-based semiconductor layer. A laminate comprising: a heat-resistant layer that maintains a separation state between the substrate and the Ti layer at a temperature. (12) The laminate according to (11), wherein the heat-resistant layer is a silicide, a high-melting metal, or a metal nitride. (13) The silicide is Ti silicide, Al silicide, Co silicide or Ni silicide, the refractory metal is Ta or Mo, and the metal nitride is TiN, ZrN, HfN or tantalum nitride. (12). (14) The laminate according to any one of (11) to (13), wherein the heat-resistant layer is formed on a (111) plane of the substrate. (15) The laminate according to any one of (11) to (14), wherein the Ti layer and the heat-resistant layer are repeatedly laminated. (16) The thickness of the Ti layer is 10 to 250 °,
The laminate according to (15), wherein (17) a substrate, a layer formed by repeating a Ti layer and a heat-resistant layer formed on the substrate, and a GaN-based semiconductor layer formed on the repeated layer; The layered body, wherein the layer has a melting point substantially higher than a forming temperature of the GaN-based semiconductor layer. (18) The thickness of the Ti layer is 10 to 250 °,
The laminate according to (17), wherein:

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

【図1】図1は試験例1のφ(PHI)スキャンの結果
を示す。
FIG. 1 shows the results of a φ (PHI) scan of Test Example 1.

【図2】図2は試験例2のφ(PHI)スキャンの結果
を示す。
FIG. 2 shows the results of a φ (PHI) scan of Test Example 2.

【図3】図3は試験例3のφ(PHI)スキャンの結果
を示す。
FIG. 3 shows the results of a φ (PHI) scan of Test Example 3.

【図4】図4は試験例4のφ(PHI)スキャンの結果
を示す。
FIG. 4 shows the results of a φ (PHI) scan of Test Example 4.

【図5】図5は試験例5のφ(PHI)スキャンの結果
を示す。
FIG. 5 shows the results of a φ (PHI) scan of Test Example 5.

【図6】図6は試験例6のφ(PHI)スキャンの結果
を示す。
FIG. 6 shows the results of a φ (PHI) scan of Test Example 6.

【図7】図7は試験例7のφ(PHI)スキャンの結果
を示す。
FIG. 7 shows the results of a φ (PHI) scan of Test Example 7.

【図8】図8は試験例8のφ(PHI)スキャンの結果
を示す。
FIG. 8 shows the results of a φ (PHI) scan of Test Example 8.

【図9】図9は試験例9のφ(PHI)スキャンの結果
を示す。
FIG. 9 shows the results of a φ (PHI) scan of Test Example 9.

【図10】図10は試験例10のφ(PHI)スキャン
の結果を示す。
FIG. 10 shows the results of a φ (PHI) scan of Test Example 10.

【図11】図11は試験例11のφ(PHI)スキャン
の結果を示す。
FIG. 11 shows the results of a φ (PHI) scan of Test Example 11.

【図12】図12は試験例13のφ(PHI)スキャン
の結果を示す。
FIG. 12 shows the results of a φ (PHI) scan of Test Example 13.

【図13】図13は試験例14のφ(PHI)スキャン
の結果を示す。
FIG. 13 shows the results of a φ (PHI) scan of Test Example 14.

【図14】図14は試験例15のφ(PHI)スキャン
の結果を示す。
FIG. 14 shows the results of a φ (PHI) scan of Test Example 15.

【図15】図15は実施例1の発光ダイオードの構成を
示す。
FIG. 15 shows a configuration of the light emitting diode of the first embodiment.

【図16】図16は実施例2の発光ダイオードの構成を
示す。 10、20 	発光ダイオード 11 基板 13 耐熱層 14 Ti層 15 	バッファ層 16、26 クラッド層 17 発光層 18、28 クラッド層 19 透光性電極 20 	発光ダイオード
FIG. 16 illustrates a configuration of a light emitting diode according to a second embodiment. 10, 20 	 light emitting diode 11 substrate 13 heat resistant layer 14 Ti layer 15 	 buffer layer 16, 26 cladding layer 17 light emitting layer 18, 28 cladding layer 19 translucent electrode 20 	 light emitting diode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/812 (72)発明者 千代 敏明 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 野杁 静代 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 Fターム(参考) 5F041 AA40 CA04 CA05 CA23 CA33 CA34 CA40 CA46 CA65 CA66 CA67 5F045 AA04 AB14 AB17 AB18 AB30 AB31 AC08 AC12 AD07 AD14 AF03 AF13 CA10 CA12 CA13 DA53 DA54 5F049 MA01 MB07 NA13 PA04 PA07 SS03 SS07 SS09 WA03 5F073 AA73 AA74 CA07 CB04 CB05 CB07 DA05 DA06 DA07 EA07 5F102 GB01 GC01 GD01 GJ03 GK08 GK09 GL04 GR01 HC01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/812 (72) Inventor Toshiaki Chiyo 1 Kasugamachi, Kasuga-cho, Nishikasugai-gun, Aichi 1 No. 1 Nagahata Toyoda Gosei Co., Ltd. (72) Inventor Shizuyo Nori 1 Ogatachi Nagahata, Kasuga-cho, Nishi-Kasugai-gun, Aichi F-term (reference) 5F041 AA40 CA04 CA05 CA23 CA33 CA34 CA40 CA46 CA65 CA66 CA67 5F045 AA04 AB14 AB17 AB18 AB30 AB31 AB31 AC08 AC12 AD07 AD14 AF03 AF13 CA10 CA12 CA13 DA53 DA54 5F049 MA01 MB07 NA13 PA04 PA07 SS03 SS07 SS09 WA03 5F073 AA73 AA74 CA07 CB04 CB05 CB07 DA05 DA06 DA07 EA07 5F102 GB01 GC01 GD01 GJ03 GK08 GK09 GL04 GR01

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Si製の基板と、 該基板の上に形成されたTi層と、 該Ti層の上に形成されたGaN系の半導体層と、 前記基板と前記Ti層との間に介在され両者を分離する
耐熱層であって、前記GaN系の半導体層の成形温度の
下で前記基板と前記Ti層との分離状態を維持する耐熱
層と、 を備えてなるGaN系の半導体素子。
1. A substrate made of Si, a Ti layer formed on the substrate, a GaN-based semiconductor layer formed on the Ti layer, and interposed between the substrate and the Ti layer. A GaN-based semiconductor device, comprising: a heat-resistant layer that separates the two from each other, the heat-resistant layer maintaining a separation state between the substrate and the Ti layer at a molding temperature of the GaN-based semiconductor layer.
【請求項2】 前記耐熱層はシリサイド、高融点金属若
しくは金属窒化物である、ことを特徴とする請求項1に
記載の半導体素子。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said heat-resistant layer is made of a silicide, a refractory metal or a metal nitride.
【請求項3】 前記シリサイドはTiシリサイド、Al
シリサイド、Coシリサイド若しくはNiシリサイドで
あり、前記高融点金属はTa若しくはMoであり、前記
金属窒化物はTiN、ZrN、HfN若しくは窒化タン
タルである、ことを特徴とする請求項2に記載の半導体
素子。
3. The silicide is Ti silicide, Al
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the refractory metal is Ta or Mo, and the metal nitride is TiN, ZrN, HfN, or tantalum nitride. 4. .
【請求項4】 前記基板はその(111)面上に前記耐
熱層が形成される、ことを特徴とする請求項1〜3のい
ずれかに記載の半導体素子。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the heat-resistant layer is formed on a (111) plane of the substrate.
【請求項5】 前記Ti層と前記耐熱層とが繰り返して
積層されている、ことを特徴とする請求項1〜4のいず
れかに記載の半導体素子。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein said Ti layer and said heat-resistant layer are repeatedly laminated.
【請求項6】 前記Ti層の厚さは10〜250Åであ
る、ことを特徴とする請求項5に記載の半導体素子。
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein the thickness of the Ti layer is 10 to 250 °.
【請求項7】 基板と、 該基板の上に形成されるTi層と耐熱層との繰り返しか
らなる層と、 該繰り返し層の上に形成されるGaN系の半導体層と、
を備えてなり、 前記耐熱層は前記GaN系の半導体層の成形温度より実
質的に高い融点を持つ、ことを特徴とするGaN系の半
導体素子。
7. A substrate, a layer formed by repeating a Ti layer and a heat-resistant layer formed on the substrate, a GaN-based semiconductor layer formed on the repetitive layer,
Wherein the heat-resistant layer has a melting point substantially higher than the forming temperature of the GaN-based semiconductor layer.
【請求項8】 前記Ti層の厚さは10〜250Åであ
る、ことを特徴とする請求項7に記載の半導体素子。
8. The semiconductor device according to claim 7, wherein said Ti layer has a thickness of 10 to 250 °.
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