JP2001044126A - 窒化物系化合物半導体ウエハ、および窒化物系化合物半導体素子、ならびに窒化物系化合物半導体結晶の成長方法 - Google Patents
窒化物系化合物半導体ウエハ、および窒化物系化合物半導体素子、ならびに窒化物系化合物半導体結晶の成長方法Info
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- JP2001044126A JP2001044126A JP21846899A JP21846899A JP2001044126A JP 2001044126 A JP2001044126 A JP 2001044126A JP 21846899 A JP21846899 A JP 21846899A JP 21846899 A JP21846899 A JP 21846899A JP 2001044126 A JP2001044126 A JP 2001044126A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 再成長結晶の表面が平滑な窒化物系化合物半
導体ウエハと、これに基づいた半導体素子、およびこれ
らを得るための窒化物系化合物半導体結晶の成長方法を
提供する。 【解決手段】 サファイア１の上にＧａＮの成長層２を
成長させ、この成長層２の上にＧａＮ等の窒化物系化合
物半導体層を再成長させるに際して、成長層２上への原
料ガスの送り込みを窒化物系化合物半導体層の再成長温
度よりも低い温度から開始する。
導体ウエハと、これに基づいた半導体素子、およびこれ
らを得るための窒化物系化合物半導体結晶の成長方法を
提供する。 【解決手段】 サファイア１の上にＧａＮの成長層２を
成長させ、この成長層２の上にＧａＮ等の窒化物系化合
物半導体層を再成長させるに際して、成長層２上への原
料ガスの送り込みを窒化物系化合物半導体層の再成長温
度よりも低い温度から開始する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒化物系化合物半
導体ウエハ、および窒化物系化合物半導体素子、ならび
に窒化物系化合物半導体結晶の成長方法に関し、特に、
電気特性に優れた窒化物系化合物半導体ウエハおよび窒
化物系化合物半導体素子と、これらを得るための窒化物
系化合物半導体結晶の成長方法に関する。
導体ウエハ、および窒化物系化合物半導体素子、ならび
に窒化物系化合物半導体結晶の成長方法に関し、特に、
電気特性に優れた窒化物系化合物半導体ウエハおよび窒
化物系化合物半導体素子と、これらを得るための窒化物
系化合物半導体結晶の成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】窒化物系化合物半導体を成長させる方法
として、有機金属化学気相堆積法（Ｍｅｔａｌｏｒｇａ
ｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ。以下、ＭＯＣＶＤ法という）が知られてい
る。
として、有機金属化学気相堆積法（Ｍｅｔａｌｏｒｇａ
ｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ。以下、ＭＯＣＶＤ法という）が知られてい
る。
【０００３】リアクタ内で加熱状態にあるサファイア等
の結晶基板に、ＩＩＩ族およびＶ族の原料ガスを含むキ
ャリアガスを送り込み、このガスを結晶基板の上で熱分
解させることによって基板上に半導体結晶を成長させる
もので、ＩＩＩ族の原料ガスとしては、トリメチルガリ
ウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）およ
びトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）等が使用され、Ｉ
ＩＩ族原料としては、アンモニアガス等が使用される。
の結晶基板に、ＩＩＩ族およびＶ族の原料ガスを含むキ
ャリアガスを送り込み、このガスを結晶基板の上で熱分
解させることによって基板上に半導体結晶を成長させる
もので、ＩＩＩ族の原料ガスとしては、トリメチルガリ
ウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）およ
びトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）等が使用され、Ｉ
ＩＩ族原料としては、アンモニアガス等が使用される。
【０００４】このＭＯＣＶＤ法においては、たとえば、
結晶基板の上にＧａＮを成長させると、結晶基板のサフ
ァイアと成長ＧａＮの間に１４％もの格子定数不整合率
があるため、成長したＧａＮの中には、この格子不整合
に起因した欠陥である転移密度が最大１０9 ｃｍ-2の水
準で存在すると言われている。
結晶基板の上にＧａＮを成長させると、結晶基板のサフ
ァイアと成長ＧａＮの間に１４％もの格子定数不整合率
があるため、成長したＧａＮの中には、この格子不整合
に起因した欠陥である転移密度が最大１０9 ｃｍ-2の水
準で存在すると言われている。
【０００５】この欠陥を低減させる方法として、ＥＬＯ
（ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｌａｔｅｒａｌ ｏｖｅｒｇｒ
ｏｗｔｈ）と呼ばれる手法が知られている。ＭＯＣＶＤ
法により成長させた窒化物系化合物半導体結晶にＳｉＯ
2 などの絶縁マスクを形成し、その上に再び窒化物系化
合物半導体を成長させるもので、この方法により成長さ
せた窒化物結晶の最大の転移密度は、１０7 ｃｍ-2の水
準になり、サファイア基板上へ直接成長させた場合より
も２桁も転移密度が低減するようになる。
（ｅｐｉｔａｘｉａｌ ｌａｔｅｒａｌ ｏｖｅｒｇｒ
ｏｗｔｈ）と呼ばれる手法が知られている。ＭＯＣＶＤ
法により成長させた窒化物系化合物半導体結晶にＳｉＯ
2 などの絶縁マスクを形成し、その上に再び窒化物系化
合物半導体を成長させるもので、この方法により成長さ
せた窒化物結晶の最大の転移密度は、１０7 ｃｍ-2の水
準になり、サファイア基板上へ直接成長させた場合より
も２桁も転移密度が低減するようになる。
【０００６】しかし、基板上に形成された窒化物系化合
物半導体の成長層の上に窒化物系化合物半導体を再成長
させる方法は、安定的にこれを進めることが難しい。窒
化物系化合物半導体の再成長は、約１１００℃の温度の
もとに行われるが、基板上の窒化物系化合物半導体の成
長層は、この温度に昇温する過程において変質を招きや
すい性質を有している。即ち、昇温が進むのに伴い、基
板の上の成長層が熱分解して表面に金属Ｇａを析出させ
る傾向があり、このため、再成長させた結晶の表面が荒
れるようになる。
物半導体の成長層の上に窒化物系化合物半導体を再成長
させる方法は、安定的にこれを進めることが難しい。窒
化物系化合物半導体の再成長は、約１１００℃の温度の
もとに行われるが、基板上の窒化物系化合物半導体の成
長層は、この温度に昇温する過程において変質を招きや
すい性質を有している。即ち、昇温が進むのに伴い、基
板の上の成長層が熱分解して表面に金属Ｇａを析出させ
る傾向があり、このため、再成長させた結晶の表面が荒
れるようになる。
【０００７】また、再成長にＭＯＣＶＤ法を使用する場
合には、キャリアガスとして水素ガスが多く使用される
が、水素には、高温において窒化物系半導体に対してエ
ッチング作用を及ぼす性質があり、このため、基板を構
成する窒化物結晶の表面が荒らされ、この上に成長させ
られた再成長結晶の表面に凹凸を招く問題がある。
合には、キャリアガスとして水素ガスが多く使用される
が、水素には、高温において窒化物系半導体に対してエ
ッチング作用を及ぼす性質があり、このため、基板を構
成する窒化物結晶の表面が荒らされ、この上に成長させ
られた再成長結晶の表面に凹凸を招く問題がある。
【０００８】以上の問題を防ぐ方法として、再成長の雰
囲気に不活性ガスを使用する方法が知られている。この
方法によれば、特に、水素を使用するときのようなエッ
チング作用がないため、窒化物系化合物半導体の結晶成
長のための有効な方法として活用されている。
囲気に不活性ガスを使用する方法が知られている。この
方法によれば、特に、水素を使用するときのようなエッ
チング作用がないため、窒化物系化合物半導体の結晶成
長のための有効な方法として活用されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の窒化物
系化合物半導体の成長方法によると、先に述べた成長層
の熱分解を完全に解決することができないため、成長層
の表面に円錐状の突起が発生し、このため、この上に再
成長させた窒化物系化合物半導体の表面に凹凸を招くこ
とが多い。表面が凹凸化した半導体ウエハを使用して発
光素子等を構成することは、電気特性への影響が大き
く、良質の電子デバイスの構成を難しくする。
系化合物半導体の成長方法によると、先に述べた成長層
の熱分解を完全に解決することができないため、成長層
の表面に円錐状の突起が発生し、このため、この上に再
成長させた窒化物系化合物半導体の表面に凹凸を招くこ
とが多い。表面が凹凸化した半導体ウエハを使用して発
光素子等を構成することは、電気特性への影響が大き
く、良質の電子デバイスの構成を難しくする。
【００１０】従って、本発明の目的は、再成長結晶の表
面が平滑な窒化物系化合物半導体ウエハと、これに基づ
いた半導体素子、およびこれらを得るための半導体結晶
の成長方法を提供することにある。
面が平滑な窒化物系化合物半導体ウエハと、これに基づ
いた半導体素子、およびこれらを得るための半導体結晶
の成長方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、基板の上に形成された窒化物系化合物半
導体の成長層の上に窒化物系化合物半導体層をＭＯＣＶ
Ｄ法により再成長させた窒化物系化合物半導体ウエハに
おいて、前記成長層と前記窒化物系化合物半導体層の間
に、前記窒化物系化合物半導体層の成長温度より低温で
成長させた第２の窒化物系化合物半導体層を有すること
を特徴とする窒化物系化合物半導体ウエハを提供するも
のである。
達成するため、基板の上に形成された窒化物系化合物半
導体の成長層の上に窒化物系化合物半導体層をＭＯＣＶ
Ｄ法により再成長させた窒化物系化合物半導体ウエハに
おいて、前記成長層と前記窒化物系化合物半導体層の間
に、前記窒化物系化合物半導体層の成長温度より低温で
成長させた第２の窒化物系化合物半導体層を有すること
を特徴とする窒化物系化合物半導体ウエハを提供するも
のである。
【００１２】また、本発明は、上記の目的を達成するた
め、基板の上に形成された窒化物系化合物半導体の成長
層の上に窒化物系化合物半導体層をＭＯＣＶＤ法により
再成長させ、所定の個所に電極を形成した窒化物系化合
物半導体素子において、前記成長層と前記窒化物系化合
物半導体層の間に、前記窒化物系化合物半導体層より低
温で成長させた第２の窒化物系化合物半導体層を有する
ことを特徴とする窒化物系化合物半導体素子を提供する
ものである。
め、基板の上に形成された窒化物系化合物半導体の成長
層の上に窒化物系化合物半導体層をＭＯＣＶＤ法により
再成長させ、所定の個所に電極を形成した窒化物系化合
物半導体素子において、前記成長層と前記窒化物系化合
物半導体層の間に、前記窒化物系化合物半導体層より低
温で成長させた第２の窒化物系化合物半導体層を有する
ことを特徴とする窒化物系化合物半導体素子を提供する
ものである。
【００１３】さらに、本発明は、上記の目的を達成する
ため、基板の上に形成された窒化物系化合物半導体の成
長層の上に、窒化物系化合物半導体の結晶を不活性ガス
の雰囲気で再成長させるＭＯＣＶＤ法による窒化物系化
合物半導体結晶の成長方法において、前記成長層の上の
温度が前記窒化物系化合物半導体の結晶を再成長させる
ための所定の温度に達する前に、前記基板の上に原料ガ
スを送りむことを特徴とする窒化物系化合物半導体結晶
の成長方法を提供するものである。
ため、基板の上に形成された窒化物系化合物半導体の成
長層の上に、窒化物系化合物半導体の結晶を不活性ガス
の雰囲気で再成長させるＭＯＣＶＤ法による窒化物系化
合物半導体結晶の成長方法において、前記成長層の上の
温度が前記窒化物系化合物半導体の結晶を再成長させる
ための所定の温度に達する前に、前記基板の上に原料ガ
スを送りむことを特徴とする窒化物系化合物半導体結晶
の成長方法を提供するものである。
【００１４】上記の成長方法における原料ガスの送り込
みは、窒化物系化合物半導体の結晶の再成長温度が約１
１００℃に設定されているとき、基板の上の温度が８０
０℃よりも低い温度、たとえば、７６０℃程度の水準に
到達した時点から行うことが望ましい。８００℃に到達
してからこれを行うと、再成長させた結晶の表面に円錐
状の突起が生成するようになるので好ましくない。
みは、窒化物系化合物半導体の結晶の再成長温度が約１
１００℃に設定されているとき、基板の上の温度が８０
０℃よりも低い温度、たとえば、７６０℃程度の水準に
到達した時点から行うことが望ましい。８００℃に到達
してからこれを行うと、再成長させた結晶の表面に円錐
状の突起が生成するようになるので好ましくない。
【００１５】基板の上に形成される窒化物系化合物半導
体の成長層、およびこの上に再成長させる窒化物系化合
物半導体としては、式ＡｌX Ｇａ1-X Ｎ（０≦Ｘ≦１）
により表される半導体の使用が好ましく、具体的には、
ＡｌＧａＮあるいはＧａＮ等が挙げられる。
体の成長層、およびこの上に再成長させる窒化物系化合
物半導体としては、式ＡｌX Ｇａ1-X Ｎ（０≦Ｘ≦１）
により表される半導体の使用が好ましく、具体的には、
ＡｌＧａＮあるいはＧａＮ等が挙げられる。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明による窒化物系化合
物半導体ウエハ、および窒化物系化合物半導体素子、な
らびに窒化物系化合物半導体結晶の成長方法の実施の形
態を説明する。
物半導体ウエハ、および窒化物系化合物半導体素子、な
らびに窒化物系化合物半導体結晶の成長方法の実施の形
態を説明する。
【００１７】図１は、ＧａＮ結晶を本発明に基づいて再
成長させたときのプロフィルを示す。図２は、このとき
に使用された基板の構成を示したもので、サファイア基
板１の上にＭＯＣＶＤ法によりアンドープＧａＮの成長
層２を成長させている。
成長させたときのプロフィルを示す。図２は、このとき
に使用された基板の構成を示したもので、サファイア基
板１の上にＭＯＣＶＤ法によりアンドープＧａＮの成長
層２を成長させている。
【００１８】図１の場合には、成長層２上への原料ガス
（ＴＭＧとＮＨ3 ）の送り込みを７６０℃から開始し、
１１００までこれを続けた後、引き続きＧａＮの再成長
を行い、これにより所定のＧａＮ結晶体を製造した。窒
素ガスは、昇温当初より供給した。
（ＴＭＧとＮＨ3 ）の送り込みを７６０℃から開始し、
１１００までこれを続けた後、引き続きＧａＮの再成長
を行い、これにより所定のＧａＮ結晶体を製造した。窒
素ガスは、昇温当初より供給した。
【００１９】図３は、従来の再成長方法のプロフィルを
示す。再成長温度である１１００℃に到達するまでは、
成長層２上への原料ガスの送り込みを行わず、１１００
℃に到達してから原料ガスの供給を行った。
示す。再成長温度である１１００℃に到達するまでは、
成長層２上への原料ガスの送り込みを行わず、１１００
℃に到達してから原料ガスの供給を行った。
【００２０】図１および図３によって成長層２の上に再
成長させられたＧａＮ結晶の表面状態を光学顕微鏡を使
用して観察したところ、図３の場合が、再成長させられ
たＧａＮ結晶の所々に円錐状突起による凹凸が確認され
たのに対し、図１の場合には凹凸がなく平滑であり、両
者の間には明確な差が認められた。
成長させられたＧａＮ結晶の表面状態を光学顕微鏡を使
用して観察したところ、図３の場合が、再成長させられ
たＧａＮ結晶の所々に円錐状突起による凹凸が確認され
たのに対し、図１の場合には凹凸がなく平滑であり、両
者の間には明確な差が認められた。
【００２１】これは、図１の場合が、結晶再成長温度よ
りも遥かに低い７６０℃の段階から原料ガスが送り込ま
れたため、成長層２が熱分解を始める前に第２のＧａＮ
層が成長層２の上に形成され、さらに、再成長温度の１
１００℃に到達した後も引き続きＧａＮ層が成長するこ
とから、円錐状突起が生ずる余地のないことに起因する
ものと思われる。
りも遥かに低い７６０℃の段階から原料ガスが送り込ま
れたため、成長層２が熱分解を始める前に第２のＧａＮ
層が成長層２の上に形成され、さらに、再成長温度の１
１００℃に到達した後も引き続きＧａＮ層が成長するこ
とから、円錐状突起が生ずる余地のないことに起因する
ものと思われる。
【００２２】 図４および図５は、本発明の他の実施の形
態と参考例を示したもので、図４の場合が原料ガスの送
り込み開始温度を７６０℃に設定しているのに対し、図
５の場合が８００℃に設定している点で異なる。
態と参考例を示したもので、図４の場合が原料ガスの送
り込み開始温度を７６０℃に設定しているのに対し、図
５の場合が８００℃に設定している点で異なる。
【００２３】成長結晶を光学顕微鏡により観察したとこ
ろ、図５の成長プロフィルによって再成長させられたＡ
ｌＧａＮが、その表面の所々に円錐状突起による凹凸を
有していたのに対し、図４のプロフィルによって再成長
させられた結晶は、表面が平滑であり、図５との違いが
明確に認められた。再成長温度を１１００℃に設定する
とき、原料ガスの送り込み開始温度は、８００℃よりも
低い温度に設定することが好ましい。
ろ、図５の成長プロフィルによって再成長させられたＡ
ｌＧａＮが、その表面の所々に円錐状突起による凹凸を
有していたのに対し、図４のプロフィルによって再成長
させられた結晶は、表面が平滑であり、図５との違いが
明確に認められた。再成長温度を１１００℃に設定する
とき、原料ガスの送り込み開始温度は、８００℃よりも
低い温度に設定することが好ましい。
【００２４】図６（ａ）は、窒化物系化合物半導体ウエ
ハの構造を示し、サファイア１の上にＨＶＰＥ法により
ｎ型ＧａＮの成長層２を成長させ、その上に、ｎ型Ｇａ
Ｎ層３、ＩｎＧａＮ層４、ｐ型ＡｌＧａＮ層５およびｐ
型ＧａＮ層６を順次エピタキシャル成長させた構成を有
する。
ハの構造を示し、サファイア１の上にＨＶＰＥ法により
ｎ型ＧａＮの成長層２を成長させ、その上に、ｎ型Ｇａ
Ｎ層３、ＩｎＧａＮ層４、ｐ型ＡｌＧａＮ層５およびｐ
型ＧａＮ層６を順次エピタキシャル成長させた構成を有
する。
【００２５】以上の各結晶層の成長に必要な原料ガスを
準備し、これを図１および図３の成長プロフィルを応用
した方法によってＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成
長させ、図６（ａ）の構成の半導体ウエハを製作した。
準備し、これを図１および図３の成長プロフィルを応用
した方法によってＭＯＣＶＤ法によりエピタキシャル成
長させ、図６（ａ）の構成の半導体ウエハを製作した。
【００２６】図１のプロフィルに基づいて成長させられ
たウエハには、昇温が７６０℃に達した時点から原料ガ
スが送り込まれることによって成長させられた４′で示
される第２のｎ型ＧａＮ層３′が形成されているのに対
し、図３の従来の方法に基づくウエハには、この第２の
ｎ型ＧａＮ層３′は存在しない。
たウエハには、昇温が７６０℃に達した時点から原料ガ
スが送り込まれることによって成長させられた４′で示
される第２のｎ型ＧａＮ層３′が形成されているのに対
し、図３の従来の方法に基づくウエハには、この第２の
ｎ型ＧａＮ層３′は存在しない。
【００２７】図６の（ｂ）は、（ａ）の半導体ウエハを
エッチング加工し、ｐ型ＧａＮ層６の上面とｎ型ＧａＮ
層３の上面にそれぞれｐ型電極７とｎ型電極８を形成す
ることによって構成した発光ダイオードとしての半導体
素子を示す。
エッチング加工し、ｐ型ＧａＮ層６の上面とｎ型ＧａＮ
層３の上面にそれぞれｐ型電極７とｎ型電極８を形成す
ることによって構成した発光ダイオードとしての半導体
素子を示す。
【００２８】図１のプロフィルに基づいて製作された発
光ダイオードと、図３のプロフィルに基づいて製作され
た発光ダイオードの発光出力を比較したところ、図１に
基づく発光ダイオードは、図３に基づく発光ダイオード
に比べて倍近くの出力を示した。本発明の効果が明瞭に
現れている。
光ダイオードと、図３のプロフィルに基づいて製作され
た発光ダイオードの発光出力を比較したところ、図１に
基づく発光ダイオードは、図３に基づく発光ダイオード
に比べて倍近くの出力を示した。本発明の効果が明瞭に
現れている。
【００２９】図７は、高電子移動度トランジスタ用ウエ
ハの構成を示す。図２の成長層２の上にアンドープＧａ
Ｎ層９、アンドープＡｌＧａＮ層１０、ｐ型ＧａＮ層１
１およびアンドープＡｌＧａＮ層１２をＭＯＣＶＤ法に
よって順次成長させたものである。このウエハを図１お
よび図３を応用した方法によってそれぞれエピタキシャ
ル成長させ、その移動度をホール測定によって評価し
た。
ハの構成を示す。図２の成長層２の上にアンドープＧａ
Ｎ層９、アンドープＡｌＧａＮ層１０、ｐ型ＧａＮ層１
１およびアンドープＡｌＧａＮ層１２をＭＯＣＶＤ法に
よって順次成長させたものである。このウエハを図１お
よび図３を応用した方法によってそれぞれエピタキシャ
ル成長させ、その移動度をホール測定によって評価し
た。
【００３０】なお、図１を応用して成長させられたウエ
ハのアンドープＧａＮ層９の下方位置には、７６０℃の
昇温時から成長させられた第２のアンドープＧａＮ層
９′が設けられている。
ハのアンドープＧａＮ層９の下方位置には、７６０℃の
昇温時から成長させられた第２のアンドープＧａＮ層
９′が設けられている。
【００３１】移動度の評価の結果は、図３の従来の方法
に基づいて得られたものが、シートキャリア濃度１×１
０13ｃｍ-2において８００ｃｍ2 ／Ｖｓの移動度を示し
たのに対し、本発明による図１に基づく場合には、キャ
リア濃度１×１０13ｃｍ-3において１５００ｃｍ2 ／Ｖ
ｓの移動度を示した。図１のプロフィルを応用したウエ
ハには、明らかな移動度の向上が認められた。
に基づいて得られたものが、シートキャリア濃度１×１
０13ｃｍ-2において８００ｃｍ2 ／Ｖｓの移動度を示し
たのに対し、本発明による図１に基づく場合には、キャ
リア濃度１×１０13ｃｍ-3において１５００ｃｍ2 ／Ｖ
ｓの移動度を示した。図１のプロフィルを応用したウエ
ハには、明らかな移動度の向上が認められた。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による窒化
物系化合物半導体ウエハ、およびこれに基づいた窒化物
系化合物半導体素子、ならびにこれらを得るための窒化
物系化合物半導体結晶の成長方法によれば、窒化物系化
合物半導体の成長層の上に、ＭＯＣＶＤ法によって窒化
物系化合物半導体層を再成長させるとき、成長層の温度
が窒化物系化合物半導体層の再成長温度に到達する前に
原料ガスの送り込みを開始するため、成長層を構成する
窒化物系化合物半導体が再成長温度への昇温中に熱分解
することがなく、従って、再成長させた窒化物系化合物
半導体の表面が凹凸になる恐れがなくなり、良質の窒化
物系化合物半導体ウエハと、これに基づいた良質な半導
体素子を提供することができる。
物系化合物半導体ウエハ、およびこれに基づいた窒化物
系化合物半導体素子、ならびにこれらを得るための窒化
物系化合物半導体結晶の成長方法によれば、窒化物系化
合物半導体の成長層の上に、ＭＯＣＶＤ法によって窒化
物系化合物半導体層を再成長させるとき、成長層の温度
が窒化物系化合物半導体層の再成長温度に到達する前に
原料ガスの送り込みを開始するため、成長層を構成する
窒化物系化合物半導体が再成長温度への昇温中に熱分解
することがなく、従って、再成長させた窒化物系化合物
半導体の表面が凹凸になる恐れがなくなり、良質の窒化
物系化合物半導体ウエハと、これに基づいた良質な半導
体素子を提供することができる。
【図１】本発明による窒化物系化合物半導体結晶の成長
方法の実施の形態におけるＧａＮ層の再成長のプロフィ
ルを示す説明図。
方法の実施の形態におけるＧａＮ層の再成長のプロフィ
ルを示す説明図。
【図２】図１のＧａＮ層の再成長に使用された基板を示
す説明図。
す説明図。
【図３】従来の窒化物系化合物半導体結晶の成長方法に
おけるＧａＮ層の再成長のプロフィルを示す説明図。
おけるＧａＮ層の再成長のプロフィルを示す説明図。
【図４】本発明の他の実施の形態におけるＡｌＧａＮの
再成長のプロフィルを示す説明図。
再成長のプロフィルを示す説明図。
【図５】本発明の参考例におけるＡｌＧａＮの再成長の
プロフィルを示す説明図。
プロフィルを示す説明図。
【図６】窒化物系化合物半導体のウエハと素子の構成を
示し、（ａ）は半導体ウエハ、（ｂ）は発光ダイオード
を示す。
示し、（ａ）は半導体ウエハ、（ｂ）は発光ダイオード
を示す。
【図７】窒化物系化合物半導体による高電子移動度トラ
ンジスタ用ウエハの構成を示す説明図。
ンジスタ用ウエハの構成を示す説明図。
１ サファイャ ２ 成長層 ３ ｎ型ＧａＮ層 ３′ 第２のｎ型ＧａＮ層 ４ ＩｎＧａＮ層 ５ ｐ型ＡｌＧａＮ層 ６ ｐ型ＧａＮ ７ ｐ型電極 ８ ｎ型ｎ型電極 ９ アンドープＧａＮ層 ９′ 第２のアンドープＧａＮ層 １０ アンドープＡｌＧａＮ層 １１ ｐ型ＧａＮ層 １２ アンドープＡｌＧａＮ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木原 倫夫 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社アドバンスリサーチセンタ内 Ｆターム(参考） 5F041 AA40 CA34 CA40 CA46 CA65 CA67 5F045 AA04 AB14 AB17 AC08 AC12 AD11 AD12 AD13 AD14 AD15 AF09 BB07 BB16 CA07 CA10 DA52 EE18 EK28
Claims (5)
- 【請求項１】基板の上に形成された窒化物系化合物半導
体の成長層の上に窒化物系化合物半導体層を有機金属化
学気相堆積法により再成長させた窒化物系化合物半導体
ウエハにおいて、 前記成長層と前記窒化物系化合物半導体層の間に、前記
窒化物系化合物半導体層の成長温度より低温で成長させ
た第２の窒化物系化合物半導体層を有することを特徴と
する窒化物系化合物半導体ウエハ。 - 【請求項２】基板の上に形成された窒化物系化合物半導
体の成長層の上に窒化物系化合物半導体層を有機金属化
学気相堆積法により再成長させ、所定の個所に電極を形
成した窒化物系化合物半導体素子において、 前記成長層と前記窒化物系化合物半導体層の間に、前記
窒化物系化合物半導体層の成長温度より低温で成長させ
た第２の窒化物系化合物半導体層を有することを特徴と
する窒化物系化合物半導体素子。 - 【請求項３】基板の上に形成された窒化物系化合物半導
体の成長層の上に、窒化物系化合物半導体の結晶を不活
性ガスの雰囲気下で再成長させる有機金属化学気相堆積
法による窒化物系化合物半導体結晶の成長方法におい
て、 前記成長層の上の温度が前記結晶を再成長させるための
所定の温度に達する前に、前記成長層の上に原料ガスを
送り込むことを特徴とする窒化物系化合物半導体結晶の
成長方法。 - 【請求項４】前記成長層の上への前記原料ガスの送り込
みは、前記結晶の再成長が約１１００℃において行われ
るとき、前記基板の上の温度が８００に達しないときか
ら行うことを特徴とする請求項３項記載の窒化物系化合
物半導体結晶の成長方法。 - 【請求項５】前記成長層および前記結晶は、式ＡｌX Ｇ
ａ1-X Ｎ（０≦Ｘ≦１）により表される窒化物系化合物
半導体の結晶であることを特徴とする請求項３項あるい
は４項記載の窒化物系化合物半導体結晶の成長方法。
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100465356C (zh) * | 2001-06-08 | 2009-03-04 | 克利公司 | 高表面质量的GaN晶片及其生产方法 |
| JP4647723B2 (ja) * | 2009-03-06 | 2011-03-09 | パナソニック株式会社 | 窒化物半導体の結晶成長方法および半導体装置の製造方法 |
| JP2011181745A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化物電子デバイスを作製する方法 |
| JP2014209664A (ja) * | 2007-11-21 | 2014-11-06 | 三菱化学株式会社 | 窒化物半導体の結晶成長方法および窒化物半導体発光素子 |
| US8883615B1 (en) | 2014-03-07 | 2014-11-11 | Applied Materials, Inc. | Approaches for cleaning a wafer during hybrid laser scribing and plasma etching wafer dicing processes |
| JP5641506B2 (ja) * | 2009-04-03 | 2014-12-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 窒化物半導体の結晶成長方法および半導体装置の製造方法 |
| US9090817B2 (en) | 2005-01-20 | 2015-07-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Quantum dot phosphor for light emitting diode and method of preparing the same |
| US9355841B2 (en) | 2014-09-09 | 2016-05-31 | Mitsubishi Electric Corporation | Manufacturing method of high electron mobility transistor |
| JP2017208428A (ja) * | 2016-05-18 | 2017-11-24 | 富士電機株式会社 | 窒化物半導体装置の製造方法 |
| JP6509455B1 (ja) * | 2018-05-24 | 2019-05-08 | 三菱電機株式会社 | Ｉｉｉ―ｖ族化合物半導体装置の製造方法 |
| WO2023127572A1 (ja) * | 2021-12-27 | 2023-07-06 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 化合物半導体基板 |
-
1999
- 1999-08-02 JP JP21846899A patent/JP2001044126A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100465356C (zh) * | 2001-06-08 | 2009-03-04 | 克利公司 | 高表面质量的GaN晶片及其生产方法 |
| US9475984B2 (en) | 2005-01-20 | 2016-10-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Quantum dot phosphor for light emitting diode and method of preparing the same |
| US9090817B2 (en) | 2005-01-20 | 2015-07-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Quantum dot phosphor for light emitting diode and method of preparing the same |
| JP2014209664A (ja) * | 2007-11-21 | 2014-11-06 | 三菱化学株式会社 | 窒化物半導体の結晶成長方法および窒化物半導体発光素子 |
| JPWO2010100699A1 (ja) * | 2009-03-06 | 2012-09-06 | パナソニック株式会社 | 窒化物半導体の結晶成長方法および半導体装置の製造方法 |
| JP4647723B2 (ja) * | 2009-03-06 | 2011-03-09 | パナソニック株式会社 | 窒化物半導体の結晶成長方法および半導体装置の製造方法 |
| JP5641506B2 (ja) * | 2009-04-03 | 2014-12-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 窒化物半導体の結晶成長方法および半導体装置の製造方法 |
| JP2011181745A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化物電子デバイスを作製する方法 |
| US8883615B1 (en) | 2014-03-07 | 2014-11-11 | Applied Materials, Inc. | Approaches for cleaning a wafer during hybrid laser scribing and plasma etching wafer dicing processes |
| US9355841B2 (en) | 2014-09-09 | 2016-05-31 | Mitsubishi Electric Corporation | Manufacturing method of high electron mobility transistor |
| JP2017208428A (ja) * | 2016-05-18 | 2017-11-24 | 富士電機株式会社 | 窒化物半導体装置の製造方法 |
| JP6509455B1 (ja) * | 2018-05-24 | 2019-05-08 | 三菱電機株式会社 | Ｉｉｉ―ｖ族化合物半導体装置の製造方法 |
| WO2023127572A1 (ja) * | 2021-12-27 | 2023-07-06 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 化合物半導体基板 |
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