JP2001345281A - Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 - Google Patents
Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子Info
- Publication number
- JP2001345281A JP2001345281A JP2001100931A JP2001100931A JP2001345281A JP 2001345281 A JP2001345281 A JP 2001345281A JP 2001100931 A JP2001100931 A JP 2001100931A JP 2001100931 A JP2001100931 A JP 2001100931A JP 2001345281 A JP2001345281 A JP 2001345281A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compound semiconductor
- iii nitride
- group iii
- layer
- based compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】貫通転位を抑制したIII族窒化物系化合物半導
体を提供すること。 【解決手段】GaN層３１を基板面から遠ざかるにしたが
ってその水平断面積が０に近づくよう、点状、ストライ
プ状又は格子状等の島状態にエッチングする。GaN層３
１上全体にエッチ可能なマスク４を形成し、次いでマス
ク４をエッチして島状態のGaN層３１の頂上部Ｔのみを
露出させる。マスク４から露出したGaN層３１の頂上部
Ｔを核として、GaN層３２を縦及び横方向エピタキシャ
ル成長させれば、GaN層３１からの貫通転位の伝播が著
しく抑えられる。
体を提供すること。 【解決手段】GaN層３１を基板面から遠ざかるにしたが
ってその水平断面積が０に近づくよう、点状、ストライ
プ状又は格子状等の島状態にエッチングする。GaN層３
１上全体にエッチ可能なマスク４を形成し、次いでマス
ク４をエッチして島状態のGaN層３１の頂上部Ｔのみを
露出させる。マスク４から露出したGaN層３１の頂上部
Ｔを核として、GaN層３２を縦及び横方向エピタキシャ
ル成長させれば、GaN層３１からの貫通転位の伝播が著
しく抑えられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、III族窒化物系化
合物半導体の製造方法に関する。特に、横方向エピタキ
シャル成長（ＥＬＯ）を用いる、III族窒化物系化合物
半導体の製造方法に関する。尚、III族窒化物系化合物
半導体とは、例えばAlN、GaN、InNのような２元系、Alx
Ga1-xN、AlxIn1-xN、GaxIn1-xN（いずれも0＜x＜1）の
ような３元系、AlxGayIn1-x-yN（0＜x＜1, 0＜y＜1, 0
＜x+y＜1）の４元系を包括した一般式AlxGayIn1-x-yN
（0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦x+y≦1）で表されるものがあ
る。なお、本明細書においては、特に断らない限り、単
にIII族窒化物系化合物半導体と言う場合は、伝導型を
ｐ型あるいはｎ型にするための不純物がドープされたII
I族窒化物系化合物半導体をも含んだ表現とする。
合物半導体の製造方法に関する。特に、横方向エピタキ
シャル成長（ＥＬＯ）を用いる、III族窒化物系化合物
半導体の製造方法に関する。尚、III族窒化物系化合物
半導体とは、例えばAlN、GaN、InNのような２元系、Alx
Ga1-xN、AlxIn1-xN、GaxIn1-xN（いずれも0＜x＜1）の
ような３元系、AlxGayIn1-x-yN（0＜x＜1, 0＜y＜1, 0
＜x+y＜1）の４元系を包括した一般式AlxGayIn1-x-yN
（0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦x+y≦1）で表されるものがあ
る。なお、本明細書においては、特に断らない限り、単
にIII族窒化物系化合物半導体と言う場合は、伝導型を
ｐ型あるいはｎ型にするための不純物がドープされたII
I族窒化物系化合物半導体をも含んだ表現とする。
【０００２】III族窒化物系化合物半導体は、例えば発
光素子とした場合、発光スペクトルが紫外から赤色の広
範囲に渡る直接遷移型の半導体であり、発光ダイオード
(LED)やレーザダイオード(LD)等の発光素子に応用され
ている。また、そのバンドギャップが広いため、他の半
導体を用いた素子よりも高温において安定した動作を期
待できることから、ＦＥＴ等トランジスタへの応用も盛
んに開発されている。また、ヒ素(As)を主成分としてい
ないことで、環境面からも様々な半導体素子一般への開
発が期待されている。このIII族窒化物系化合物半導体
では、通常、サファイアを基板として用い、その上に形
成している。
光素子とした場合、発光スペクトルが紫外から赤色の広
範囲に渡る直接遷移型の半導体であり、発光ダイオード
(LED)やレーザダイオード(LD)等の発光素子に応用され
ている。また、そのバンドギャップが広いため、他の半
導体を用いた素子よりも高温において安定した動作を期
待できることから、ＦＥＴ等トランジスタへの応用も盛
んに開発されている。また、ヒ素(As)を主成分としてい
ないことで、環境面からも様々な半導体素子一般への開
発が期待されている。このIII族窒化物系化合物半導体
では、通常、サファイアを基板として用い、その上に形
成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サファ
イア基板上にIII族窒化物系化合物半導体を形成する
と、サファイアとIII族窒化物系化合物半導体との格子
定数のミスフィットにより転位が発生し、このため素子
特性が良くないという問題がある。このミスフィットに
よる転位は半導体層を縦方向（基板面に垂直方向）に貫
通する貫通転位であり、III族窒化物系化合物半導体中
に109cm-2程度の転位が伝搬してしまうという問題があ
る。これは組成の異なるIII族窒化物系化合物半導体各
層を最上層まで伝搬する。これにより例えば発光素子の
場合、ＬＤの閾値電流、ＬＤ及びＬＥＤの素子寿命など
の素子特性が良くならないという問題があった。また、
他の半導体素子としても、欠陥により電子が散乱するこ
とから、移動度（モビリティ）の低い半導体素子となる
にとどまっていた。これらは、他の基板を用いる場合も
同様であった。
イア基板上にIII族窒化物系化合物半導体を形成する
と、サファイアとIII族窒化物系化合物半導体との格子
定数のミスフィットにより転位が発生し、このため素子
特性が良くないという問題がある。このミスフィットに
よる転位は半導体層を縦方向（基板面に垂直方向）に貫
通する貫通転位であり、III族窒化物系化合物半導体中
に109cm-2程度の転位が伝搬してしまうという問題があ
る。これは組成の異なるIII族窒化物系化合物半導体各
層を最上層まで伝搬する。これにより例えば発光素子の
場合、ＬＤの閾値電流、ＬＤ及びＬＥＤの素子寿命など
の素子特性が良くならないという問題があった。また、
他の半導体素子としても、欠陥により電子が散乱するこ
とから、移動度（モビリティ）の低い半導体素子となる
にとどまっていた。これらは、他の基板を用いる場合も
同様であった。
【０００４】これについて、図１２の模式図で説明す
る。図１２は、基板９１と、その上に形成されたバッフ
ァ層９２と、更にその上に形成されたIII族窒化物系化
合物半導体層９３を示したものである。基板９１として
はサファイアなど、バッファ層９２としては窒化アルミ
ニウム(AlN)などが従来用いられている。窒化アルミニ
ウム(AlN)のバッファ層９２は、サファイア基板９１とI
II族窒化物系化合物半導体層９３とのミスフィットを緩
和させる目的で設けられているものであるが、それでも
転位の発生を０とすることはできない。この転位発生点
９００から、縦方向（基板面に垂直方向）に貫通転位９
０１が伝播し、それはバッファ層９２、III族窒化物系
化合物半導体層９３をも貫いていく。こうして、III族
窒化物系化合物半導体層９３の上層に、所望の様々なII
I族窒化物系化合物半導体を積層して半導体素子を形成
しようとすると、III族窒化物系化合物半導体層９３の
表面に達した転位９０２から、半導体素子を貫通転位が
更に縦方向に伝搬していくこととなる。このように、従
来の技術では、III族窒化物系化合物半導体層を形成す
る際、転位の伝搬を阻止できないという問題があった。
る。図１２は、基板９１と、その上に形成されたバッフ
ァ層９２と、更にその上に形成されたIII族窒化物系化
合物半導体層９３を示したものである。基板９１として
はサファイアなど、バッファ層９２としては窒化アルミ
ニウム(AlN)などが従来用いられている。窒化アルミニ
ウム(AlN)のバッファ層９２は、サファイア基板９１とI
II族窒化物系化合物半導体層９３とのミスフィットを緩
和させる目的で設けられているものであるが、それでも
転位の発生を０とすることはできない。この転位発生点
９００から、縦方向（基板面に垂直方向）に貫通転位９
０１が伝播し、それはバッファ層９２、III族窒化物系
化合物半導体層９３をも貫いていく。こうして、III族
窒化物系化合物半導体層９３の上層に、所望の様々なII
I族窒化物系化合物半導体を積層して半導体素子を形成
しようとすると、III族窒化物系化合物半導体層９３の
表面に達した転位９０２から、半導体素子を貫通転位が
更に縦方向に伝搬していくこととなる。このように、従
来の技術では、III族窒化物系化合物半導体層を形成す
る際、転位の伝搬を阻止できないという問題があった。
【０００５】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、貫通転位の発生を抑制し
たIII族窒化物系化合物半導体を製造することである。
れたものであり、その目的は、貫通転位の発生を抑制し
たIII族窒化物系化合物半導体を製造することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、基板上にIII族窒化物系
化合物半導体をエピタキシャル成長により得るIII族窒
化物系化合物半導体の製造方法において、少なくとも１
層のIII族窒化物系化合物半導体から成り、最上層を第
１のIII族窒化物系化合物半導体とする基底層をエッチ
ングにより、基板面から遠ざかるにしたがってその水平
断面積が０に近づくよう、点状、ストライプ状又は格子
状等の島状態とする工程と、島状態の第１のIII族窒化
物系化合物半導体の頂上付近のみを露出させるようマス
クを形成する工程と、マスクから露出した第１のIII族
窒化物系化合物半導体の頂上付近を核として、第２のII
I族窒化物系化合物半導体を縦及び横方向エピタキシャ
ル成長させる工程とを有することを特徴とする。尚、本
明細書で基底層とは、単層のIII族窒化物系化合物半導
体層の場合と、III族窒化物系化合物半導体層を少なく
とも１層含む多重層を一括して表現するために用いる。
また、ここで島状態とは、エッチングにより形成された
段差の上段の様子を概念的に言うものであって、必ずし
も各々が分離した領域を言うものでなく、ウエハ上全体
をストライプ状又は格子状に形成するなどのように極め
て広い範囲において段差の頂上部が連続していても良い
ものとする。また、段差の側面とは必ずしも基板面及び
III族窒化物系化合物半導体表面に対して斜面となるも
のを言うものでなく、一部垂直の面があっても、または
曲面でも良い。この際、段差の底部に底面の無い、断面
がＶ字状のものでも良い。基板面から遠ざかるにしたが
ってその水平断面積が０に近づくとは、以下に具体例を
挙げるが、頂上部から高さが低くなるにしたがって水平
断面積が太くなっていれば形状は任意である。これらは
特に言及されない限り以下の請求項でも同様とする。
め、請求項１に記載の発明は、基板上にIII族窒化物系
化合物半導体をエピタキシャル成長により得るIII族窒
化物系化合物半導体の製造方法において、少なくとも１
層のIII族窒化物系化合物半導体から成り、最上層を第
１のIII族窒化物系化合物半導体とする基底層をエッチ
ングにより、基板面から遠ざかるにしたがってその水平
断面積が０に近づくよう、点状、ストライプ状又は格子
状等の島状態とする工程と、島状態の第１のIII族窒化
物系化合物半導体の頂上付近のみを露出させるようマス
クを形成する工程と、マスクから露出した第１のIII族
窒化物系化合物半導体の頂上付近を核として、第２のII
I族窒化物系化合物半導体を縦及び横方向エピタキシャ
ル成長させる工程とを有することを特徴とする。尚、本
明細書で基底層とは、単層のIII族窒化物系化合物半導
体層の場合と、III族窒化物系化合物半導体層を少なく
とも１層含む多重層を一括して表現するために用いる。
また、ここで島状態とは、エッチングにより形成された
段差の上段の様子を概念的に言うものであって、必ずし
も各々が分離した領域を言うものでなく、ウエハ上全体
をストライプ状又は格子状に形成するなどのように極め
て広い範囲において段差の頂上部が連続していても良い
ものとする。また、段差の側面とは必ずしも基板面及び
III族窒化物系化合物半導体表面に対して斜面となるも
のを言うものでなく、一部垂直の面があっても、または
曲面でも良い。この際、段差の底部に底面の無い、断面
がＶ字状のものでも良い。基板面から遠ざかるにしたが
ってその水平断面積が０に近づくとは、以下に具体例を
挙げるが、頂上部から高さが低くなるにしたがって水平
断面積が太くなっていれば形状は任意である。これらは
特に言及されない限り以下の請求項でも同様とする。
【０００７】また、請求項２に記載の発明は、基板面か
ら遠ざかるにしたがってその水平断面積が０に近づくよ
うな島状態が、三角柱を横倒しして多数並べた状態であ
ることを特徴とする。一例は図３の（ｃ）であるが本発
明はこれに限定されない。
ら遠ざかるにしたがってその水平断面積が０に近づくよ
うな島状態が、三角柱を横倒しして多数並べた状態であ
ることを特徴とする。一例は図３の（ｃ）であるが本発
明はこれに限定されない。
【０００８】また、請求項３に記載の発明は、基板面か
ら遠ざかるにしたがってその水平断面積が０に近づくよ
うな島状態が、錐状の島を多数形成した状態であること
を特徴とする。一例は角錐で図３の（ｄ）であるが、本
発明はこれに限定されない。
ら遠ざかるにしたがってその水平断面積が０に近づくよ
うな島状態が、錐状の島を多数形成した状態であること
を特徴とする。一例は角錐で図３の（ｄ）であるが、本
発明はこれに限定されない。
【０００９】また、請求項４に記載の発明は、第１のII
I族窒化物系化合物半導体と第２のIII族窒化物系化合物
半導体とが同組成であることを特徴とする。尚、ここで
同組成とは、ドープ程度の差（モル比１パーセント未満
の差）は無視するものとする。
I族窒化物系化合物半導体と第２のIII族窒化物系化合物
半導体とが同組成であることを特徴とする。尚、ここで
同組成とは、ドープ程度の差（モル比１パーセント未満
の差）は無視するものとする。
【００１０】また、請求項５に記載の発明は、マスクが
タングステン(W)その他の導電性の金属であることを特
徴とする。
タングステン(W)その他の導電性の金属であることを特
徴とする。
【００１１】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
乃至請求項５のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化
合物半導体の製造方法により製造したIII族窒化物系化
合物半導体層上に形成されたことを特徴とするIII族窒
化物系化合物半導体素子である。
乃至請求項５のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化
合物半導体の製造方法により製造したIII族窒化物系化
合物半導体層上に形成されたことを特徴とするIII族窒
化物系化合物半導体素子である。
【００１２】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
乃至請求項５のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化
合物半導体の製造方法により製造したIII族窒化物系化
合物半導体層上に、異なるIII族窒化物系化合物半導体
層を積層することにより得られることを特徴とするIII
族窒化物系化合物半導体発光素子である。
乃至請求項５のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化
合物半導体の製造方法により製造したIII族窒化物系化
合物半導体層上に、異なるIII族窒化物系化合物半導体
層を積層することにより得られることを特徴とするIII
族窒化物系化合物半導体発光素子である。
【００１３】また、請求項８に記載の発明は、請求項１
乃至請求項５のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化
合物半導体の製造方法に加えて、基板からマスクまでの
略全部除去することにより、III族窒化物系化合物半導
体基板を得ることを特徴とするIII族窒化物系化合物半
導体基板の製造方法である。
乃至請求項５のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化
合物半導体の製造方法に加えて、基板からマスクまでの
略全部除去することにより、III族窒化物系化合物半導
体基板を得ることを特徴とするIII族窒化物系化合物半
導体基板の製造方法である。
【００１４】
【作用及び発明の効果】本発明のIII族窒化物系化合物
半導体の製造方法の概略を図１及び図２を参照しながら
説明する。尚、図１及び図２では、理解を助けるため基
板１及びバッファ層２を有する図を示しているが、本発
明は、縦方向に貫通転位を有するIII族窒化物系化合物
半導体から、縦方向の貫通転位の軽減された領域を有す
るIII族窒化物系化合物半導体層を得るものであり、基
板１及びバッファ層２は本発明に必須の要素ではない。
以下、基板１面上に、バッファ層２を介して形成され
た、縦方向（基板面に垂直方向）に貫通転位を有する第
１のIII族窒化物系化合物半導体層３１を用いて本発明
を適用する例で、本発明の作用効果の要部を説明する。
半導体の製造方法の概略を図１及び図２を参照しながら
説明する。尚、図１及び図２では、理解を助けるため基
板１及びバッファ層２を有する図を示しているが、本発
明は、縦方向に貫通転位を有するIII族窒化物系化合物
半導体から、縦方向の貫通転位の軽減された領域を有す
るIII族窒化物系化合物半導体層を得るものであり、基
板１及びバッファ層２は本発明に必須の要素ではない。
以下、基板１面上に、バッファ層２を介して形成され
た、縦方向（基板面に垂直方向）に貫通転位を有する第
１のIII族窒化物系化合物半導体層３１を用いて本発明
を適用する例で、本発明の作用効果の要部を説明する。
【００１５】図１の（ａ）のように、第１のIII族窒化
物系化合物半導体層３１を点状、ストライプ状又は格子
状等の島状態にエッチングし、基板１面から遠ざかるに
したがってその水平断面積が０に近づく形状に形成す
る。次に、第１のIII族窒化物系化合物半導体層３１上
にエッチ可能なマスク４を形成する（図１の（ｂ））。
次に、マスク４の、第１のIII族窒化物系化合物半導体
層３１の頂上部Ｔを覆う部分のみを選択エッチして、第
１のIII族窒化物系化合物半導体層３１の頂上部Ｔを露
出させる（図１の（ｃ））。次に露出した第１のIII族
窒化物系化合物半導体層３１の頂上部Ｔを核として、第
２のIII族窒化物系化合物半導体３２を縦及び横方向エ
ピタキシャル成長させる（図２の（ｄ）、（ｅ））。こ
のとき第２のIII族窒化物系化合物半導体３２には、露
出した第１のIII族窒化物系化合物半導体層３１の頂上
部Ｔ部分に伝播している貫通転位のみを伝播するので、
その貫通転位の密度を小さくすることができる。さら
に、初期のエピタキシャル成長面が基板に対して斜面と
なっているならば（例えば図２の（ｄ）のように）、貫
通転位はその伝播方向が基板面に垂直ではなくなるの
で、第２のIII族窒化物系化合物半導体３２の上の部分
には実質的に貫通転位の伝播を遮断できる。
物系化合物半導体層３１を点状、ストライプ状又は格子
状等の島状態にエッチングし、基板１面から遠ざかるに
したがってその水平断面積が０に近づく形状に形成す
る。次に、第１のIII族窒化物系化合物半導体層３１上
にエッチ可能なマスク４を形成する（図１の（ｂ））。
次に、マスク４の、第１のIII族窒化物系化合物半導体
層３１の頂上部Ｔを覆う部分のみを選択エッチして、第
１のIII族窒化物系化合物半導体層３１の頂上部Ｔを露
出させる（図１の（ｃ））。次に露出した第１のIII族
窒化物系化合物半導体層３１の頂上部Ｔを核として、第
２のIII族窒化物系化合物半導体３２を縦及び横方向エ
ピタキシャル成長させる（図２の（ｄ）、（ｅ））。こ
のとき第２のIII族窒化物系化合物半導体３２には、露
出した第１のIII族窒化物系化合物半導体層３１の頂上
部Ｔ部分に伝播している貫通転位のみを伝播するので、
その貫通転位の密度を小さくすることができる。さら
に、初期のエピタキシャル成長面が基板に対して斜面と
なっているならば（例えば図２の（ｄ）のように）、貫
通転位はその伝播方向が基板面に垂直ではなくなるの
で、第２のIII族窒化物系化合物半導体３２の上の部分
には実質的に貫通転位の伝播を遮断できる。
【００１６】基板面から遠ざかるにしたがってその水平
断面積が０に近づくような島状態として、三角柱を横倒
しして多数並べたもの（例えば図３の（ｃ））は、テー
パエッチングにより容易に形成可能である（請求項
２）。また、基板面から遠ざかるにしたがってその水平
断面積が０に近づくような島状態として、錐状の島を多
数形成した状態（例えば図３の（ｄ））であるならば、
露出した第１のIII族窒化物系化合物半導体層３１の頂
上部Ｔ部分の基板面に対する面積は極めて小さいものと
することができる（請求項３）。
断面積が０に近づくような島状態として、三角柱を横倒
しして多数並べたもの（例えば図３の（ｃ））は、テー
パエッチングにより容易に形成可能である（請求項
２）。また、基板面から遠ざかるにしたがってその水平
断面積が０に近づくような島状態として、錐状の島を多
数形成した状態（例えば図３の（ｄ））であるならば、
露出した第１のIII族窒化物系化合物半導体層３１の頂
上部Ｔ部分の基板面に対する面積は極めて小さいものと
することができる（請求項３）。
【００１７】また、第１のIII族窒化物系化合物半導体
と第２のIII族窒化物系化合物半導体とが同組成である
ならば、速いエピタキシャル成長は容易に実現可能であ
る（請求項４）。
と第２のIII族窒化物系化合物半導体とが同組成である
ならば、速いエピタキシャル成長は容易に実現可能であ
る（請求項４）。
【００１８】マスクが導電性の金属で形成されていれ
ば、第１のIII族窒化物系化合物半導体と第２のIII族窒
化物系化合物半導体が共に導電性であるとき、第１のII
I族窒化物系化合物半導体から導電性のマスクをとして
第２のIII族窒化物系化合物半導体への導通が可能とな
る（請求項５）。
ば、第１のIII族窒化物系化合物半導体と第２のIII族窒
化物系化合物半導体が共に導電性であるとき、第１のII
I族窒化物系化合物半導体から導電性のマスクをとして
第２のIII族窒化物系化合物半導体への導通が可能とな
る（請求項５）。
【００１９】上記の工程で得られたIII族窒化物系化合
物半導体層に素子を形成することで、欠陥の少ない、移
動度の大きい層を有する半導体素子とすることができる
（請求項６）。上記の工程で得られたIII族窒化物系化
合物半導体層の上層に発光素子を形成することで、素子
寿命、或いはＬＤの閾値の改善された発光素子とするこ
とができる（請求項７）。
物半導体層に素子を形成することで、欠陥の少ない、移
動度の大きい層を有する半導体素子とすることができる
（請求項６）。上記の工程で得られたIII族窒化物系化
合物半導体層の上層に発光素子を形成することで、素子
寿命、或いはＬＤの閾値の改善された発光素子とするこ
とができる（請求項７）。
【００２０】また、上記の工程で得られたIII族窒化物
系化合物半導体層の、横方向エピタキシャル成長した部
分３２のみをその他の層から分離することで、転位等結
晶欠陥の著しく抑制された結晶性の良いIII族窒化物系
化合物半導体を得ることができる（請求項８）。尚「略
全部除去」とは、製造上の簡便さから、一部貫通転位の
残った部分を含んでいたとしても本発明に包含されるこ
とを示すものである。
系化合物半導体層の、横方向エピタキシャル成長した部
分３２のみをその他の層から分離することで、転位等結
晶欠陥の著しく抑制された結晶性の良いIII族窒化物系
化合物半導体を得ることができる（請求項８）。尚「略
全部除去」とは、製造上の簡便さから、一部貫通転位の
残った部分を含んでいたとしても本発明に包含されるこ
とを示すものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１及び図２に本発明のIII族窒
化物系化合物半導体の製造方法の実施の形態の一例の概
略を示す。基板１と、バッファ層２と、第１のIII族窒
化物系化合物半導体層３１とを形成し、テーパ状にエッ
チングをする（図１の（ａ））。頂上部Ｔの頂角は小さ
いほど良い。次に、第１のIII族窒化物系化合物半導体
層３１上にエッチ可能なマスク４を例えばスパッタによ
り形成する（図１の（ｂ））。次に、マスク４の、第１
のIII族窒化物系化合物半導体層３１の頂上部Ｔを覆う
部分のみを選択エッチして、第１のIII族窒化物系化合
物半導体層３１の頂上部Ｔを露出させる（図１の
（ｃ））。頂上部Ｔを露出させる方法はマスク４の選択
エッチングの他、リフトオフ法により頂上部Ｔのマスク
４を除去する方法が採用できる。その他、別のマスクを
用いた蒸着により頂上部Ｔにマスク４が存在しない様形
成しても良い。次に露出した第１のIII族窒化物系化合
物半導体層３１の頂上部Ｔを核として、第２のIII族窒
化物系化合物半導体３２を縦及び横方向エピタキシャル
成長させる（図２の（ｄ）、（ｅ））。このとき第２の
III族窒化物系化合物半導体３２には、露出した第１のI
II族窒化物系化合物半導体層３１の頂上部Ｔ部分に伝播
している貫通転位のみを伝播する。即ち、第２のIII族
窒化物系化合物半導体３２に伝播する貫通転位は第１の
III族窒化物系化合物半導体層３１の頂上部Ｔ部分に伝
播している貫通転位のみであり、その密度は極めて小さ
くなる。これは、基板面の面積と、第１のIII族窒化物
系化合物半導体層３１の頂上部Ｔの面積（基板面に垂直
投影したときの正射影の面積）との比で決まる。即ち、
頂上部Ｔの面積（基板面に垂直投影したときの正射影の
面積）が小さいほど第２のIII族窒化物系化合物半導体
３２に伝播する貫通転位は減少する。また、頂上部Ｔの
頂角が小さいほど、頂上部Ｔの面積（基板面に垂直投影
したときの正射影の面積）は容易に小さくすることがで
きる。
化物系化合物半導体の製造方法の実施の形態の一例の概
略を示す。基板１と、バッファ層２と、第１のIII族窒
化物系化合物半導体層３１とを形成し、テーパ状にエッ
チングをする（図１の（ａ））。頂上部Ｔの頂角は小さ
いほど良い。次に、第１のIII族窒化物系化合物半導体
層３１上にエッチ可能なマスク４を例えばスパッタによ
り形成する（図１の（ｂ））。次に、マスク４の、第１
のIII族窒化物系化合物半導体層３１の頂上部Ｔを覆う
部分のみを選択エッチして、第１のIII族窒化物系化合
物半導体層３１の頂上部Ｔを露出させる（図１の
（ｃ））。頂上部Ｔを露出させる方法はマスク４の選択
エッチングの他、リフトオフ法により頂上部Ｔのマスク
４を除去する方法が採用できる。その他、別のマスクを
用いた蒸着により頂上部Ｔにマスク４が存在しない様形
成しても良い。次に露出した第１のIII族窒化物系化合
物半導体層３１の頂上部Ｔを核として、第２のIII族窒
化物系化合物半導体３２を縦及び横方向エピタキシャル
成長させる（図２の（ｄ）、（ｅ））。このとき第２の
III族窒化物系化合物半導体３２には、露出した第１のI
II族窒化物系化合物半導体層３１の頂上部Ｔ部分に伝播
している貫通転位のみを伝播する。即ち、第２のIII族
窒化物系化合物半導体３２に伝播する貫通転位は第１の
III族窒化物系化合物半導体層３１の頂上部Ｔ部分に伝
播している貫通転位のみであり、その密度は極めて小さ
くなる。これは、基板面の面積と、第１のIII族窒化物
系化合物半導体層３１の頂上部Ｔの面積（基板面に垂直
投影したときの正射影の面積）との比で決まる。即ち、
頂上部Ｔの面積（基板面に垂直投影したときの正射影の
面積）が小さいほど第２のIII族窒化物系化合物半導体
３２に伝播する貫通転位は減少する。また、頂上部Ｔの
頂角が小さいほど、頂上部Ｔの面積（基板面に垂直投影
したときの正射影の面積）は容易に小さくすることがで
きる。
【００２２】また、基底層として基板上に形成されたバ
ッファ層、及びこのバッファ層上にエピタキシャル成長
したIII族窒化物系化合物半導体層を１周期として、複
数周期形成された層を使用するものでも良い。いずれも
頂上部Ｔからのエピタキシャル成長により形成されるII
I族窒化物系化合物半導体層３２は、縦方向に伝搬する
貫通転位の抑制された領域とすることができる。
ッファ層、及びこのバッファ層上にエピタキシャル成長
したIII族窒化物系化合物半導体層を１周期として、複
数周期形成された層を使用するものでも良い。いずれも
頂上部Ｔからのエピタキシャル成長により形成されるII
I族窒化物系化合物半導体層３２は、縦方向に伝搬する
貫通転位の抑制された領域とすることができる。
【００２３】上記の発明の実施の形態としては、次の中
からそれぞれ選択することができる。
からそれぞれ選択することができる。
【００２４】基板上にIII族窒化物系化合物半導体を順
次積層を形成する場合は、基板としてはサファイア、シ
リコン(Si)、炭化ケイ素(SiC)、スピネル(MgAl2O4)、Zn
O、MgOその他の無機結晶基板、リン化ガリウム又は砒化
ガリウムのようなIII-V族化合物半導体あるいは窒化ガ
リウム(GaN)その他のIII族窒化物系化合物半導体等を用
いることができる。
次積層を形成する場合は、基板としてはサファイア、シ
リコン(Si)、炭化ケイ素(SiC)、スピネル(MgAl2O4)、Zn
O、MgOその他の無機結晶基板、リン化ガリウム又は砒化
ガリウムのようなIII-V族化合物半導体あるいは窒化ガ
リウム(GaN)その他のIII族窒化物系化合物半導体等を用
いることができる。
【００２５】III族窒化物系化合物半導体層を形成する
方法としては有機金属気相成長法（MOCVD又はMOVPE）が
好ましいが、分子線気相成長法（MBE）、ハライド気相
成長法（Halide VPE）、液相成長法（LPE）等を用いて
も良く、各層を各々異なる成長方法で形成しても良い。
方法としては有機金属気相成長法（MOCVD又はMOVPE）が
好ましいが、分子線気相成長法（MBE）、ハライド気相
成長法（Halide VPE）、液相成長法（LPE）等を用いて
も良く、各層を各々異なる成長方法で形成しても良い。
【００２６】例えばサファイア基板上にIII族窒化物系
化合物半導体積層する際、結晶性良く形成させるため、
サファイア基板との格子不整合を是正すべくバッファ層
を形成することが好ましい。他の基板を使用する場合も
バッファ層を設けることが望ましい。バッファ層として
は、低温で形成させたIII族窒化物系化合物半導体AlxGa
yIn1-x-yN（0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦x+y≦1）、より好ま
しくはAlxGa1-xN（0≦x≦1）が用いられる。このバッフ
ァ層は単層でも良く、組成等の異なる多重層としても良
い。バッファ層の形成方法は、380〜420℃の低温で形成
するものでも良く、逆に1000〜1180℃の範囲で、ＭＯＣ
ＶＤ法で形成しても良い。また、ＤＣマグネトロンスパ
ッタ装置を用いて、高純度金属アルミニウムと窒素ガス
を原材料として、リアクティブスパッタ法によりAlNか
ら成るバッファ層を形成することもできる。同様に一般
式AlxGayIn1-x-yN（0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦x+y≦1、組
成比は任意）のバッファ層を形成することができる。更
には蒸着法、イオンプレーティング法、レーザアブレー
ション法、ＥＣＲ法を用いることができる。物理蒸着法
によるバッファ層は、200〜600℃で行うのが望ましい。
さらに望ましくは300〜500℃であり、さらに望ましくは
350〜450℃である。これらのスパッタリング法等の物理
蒸着法を用いた場合には、バッファ層の厚さは、100〜3
000Åが望ましい。さらに望ましくは、100〜400Åが望
ましく、最も望ましくは、100〜300Åである。多重層と
しては、例えばAlxGa1-xN（0≦x≦1）から成る層とGaN
層とを交互に形成する、組成の同じ層を形成温度を例え
ば600℃以下と1000℃以上として交互に形成するなどの
方法がある。勿論、これらを組み合わせても良く、多重
層は３種以上のIII族窒化物系化合物半導体AlxGayIn
1-x-yN（0≦x≦1, 0≦y≦1,0≦x+y≦1）を積層しても良
い。一般的には緩衝層は非晶質であり、中間層は単結晶
である。緩衝層と中間層を１周期として複数周期形成し
ても良く、繰り返しは任意周期で良い。繰り返しは多い
ほど結晶性が良くなる。
化合物半導体積層する際、結晶性良く形成させるため、
サファイア基板との格子不整合を是正すべくバッファ層
を形成することが好ましい。他の基板を使用する場合も
バッファ層を設けることが望ましい。バッファ層として
は、低温で形成させたIII族窒化物系化合物半導体AlxGa
yIn1-x-yN（0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦x+y≦1）、より好ま
しくはAlxGa1-xN（0≦x≦1）が用いられる。このバッフ
ァ層は単層でも良く、組成等の異なる多重層としても良
い。バッファ層の形成方法は、380〜420℃の低温で形成
するものでも良く、逆に1000〜1180℃の範囲で、ＭＯＣ
ＶＤ法で形成しても良い。また、ＤＣマグネトロンスパ
ッタ装置を用いて、高純度金属アルミニウムと窒素ガス
を原材料として、リアクティブスパッタ法によりAlNか
ら成るバッファ層を形成することもできる。同様に一般
式AlxGayIn1-x-yN（0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦x+y≦1、組
成比は任意）のバッファ層を形成することができる。更
には蒸着法、イオンプレーティング法、レーザアブレー
ション法、ＥＣＲ法を用いることができる。物理蒸着法
によるバッファ層は、200〜600℃で行うのが望ましい。
さらに望ましくは300〜500℃であり、さらに望ましくは
350〜450℃である。これらのスパッタリング法等の物理
蒸着法を用いた場合には、バッファ層の厚さは、100〜3
000Åが望ましい。さらに望ましくは、100〜400Åが望
ましく、最も望ましくは、100〜300Åである。多重層と
しては、例えばAlxGa1-xN（0≦x≦1）から成る層とGaN
層とを交互に形成する、組成の同じ層を形成温度を例え
ば600℃以下と1000℃以上として交互に形成するなどの
方法がある。勿論、これらを組み合わせても良く、多重
層は３種以上のIII族窒化物系化合物半導体AlxGayIn
1-x-yN（0≦x≦1, 0≦y≦1,0≦x+y≦1）を積層しても良
い。一般的には緩衝層は非晶質であり、中間層は単結晶
である。緩衝層と中間層を１周期として複数周期形成し
ても良く、繰り返しは任意周期で良い。繰り返しは多い
ほど結晶性が良くなる。
【００２７】バッファ層及び上層のIII族窒化物系化合
物半導体は、III族元素の組成の一部は、ボロン(B)、タ
リウム(Tl)で置き換えても、また、窒素(N)の組成一部
をリン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)
で置き換えても本発明を実質的に適用できる。また、こ
れら元素を組成に表示できない程度のドープをしたもの
でも良い。例えば組成にインジウム(In)、ヒ素(As)を有
しないIII族窒化物系化合物半導体であるAlxGa1-xN（0
≦x≦1）に、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)よりも原
子半径の大きなインジウム(In)、又は窒素(N)よりも原
子半径の大きなヒ素(As)をドープすることで、窒素原子
の抜けによる結晶の拡張歪みを圧縮歪みで補償し結晶性
を良くしても良い。この場合はアクセプタ不純物がIII
族原子の位置に容易に入るため、ｐ型結晶をアズグロー
ンで得ることもできる。このようにして結晶性を良くす
ることで本願発明と合わせて更に貫通転位を１００乃至
１０００分の１程度にまで下げることもできる。バッフ
ァ層とIII族窒化物系化合物半導体層とが２周期以上で
形成されている基底層の場合、各III族窒化物系化合物
半導体層に主たる構成元素よりも原子半径の大きな元素
をドープすると更に良い。なお、発光素子として構成す
る場合は、本来III族窒化物系化合物半導体の２元系、
若しくは３元系を用いることが望ましい。
物半導体は、III族元素の組成の一部は、ボロン(B)、タ
リウム(Tl)で置き換えても、また、窒素(N)の組成一部
をリン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)
で置き換えても本発明を実質的に適用できる。また、こ
れら元素を組成に表示できない程度のドープをしたもの
でも良い。例えば組成にインジウム(In)、ヒ素(As)を有
しないIII族窒化物系化合物半導体であるAlxGa1-xN（0
≦x≦1）に、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)よりも原
子半径の大きなインジウム(In)、又は窒素(N)よりも原
子半径の大きなヒ素(As)をドープすることで、窒素原子
の抜けによる結晶の拡張歪みを圧縮歪みで補償し結晶性
を良くしても良い。この場合はアクセプタ不純物がIII
族原子の位置に容易に入るため、ｐ型結晶をアズグロー
ンで得ることもできる。このようにして結晶性を良くす
ることで本願発明と合わせて更に貫通転位を１００乃至
１０００分の１程度にまで下げることもできる。バッフ
ァ層とIII族窒化物系化合物半導体層とが２周期以上で
形成されている基底層の場合、各III族窒化物系化合物
半導体層に主たる構成元素よりも原子半径の大きな元素
をドープすると更に良い。なお、発光素子として構成す
る場合は、本来III族窒化物系化合物半導体の２元系、
若しくは３元系を用いることが望ましい。
【００２８】ｎ型のIII族窒化物系化合物半導体層を形
成する場合には、ｎ型不純物として、Si、Ge、Se、Te、
C等IV族元素又はVI族元素を添加することができる。ま
た、ｐ型不純物としては、Zn、Mg、Be、Ca、Sr、Ba等II
族元素又はIV族元素を添加することができる。これらを
複数或いはｎ型不純物とｐ型不純物を同一層にドープし
ても良い。
成する場合には、ｎ型不純物として、Si、Ge、Se、Te、
C等IV族元素又はVI族元素を添加することができる。ま
た、ｐ型不純物としては、Zn、Mg、Be、Ca、Sr、Ba等II
族元素又はIV族元素を添加することができる。これらを
複数或いはｎ型不純物とｐ型不純物を同一層にドープし
ても良い。
【００２９】基板上に積層するIII族窒化物系化合物半
導体層の結晶軸方向が予想できる場合は、III族窒化物
系化合物半導体層のａ面（｛１１−２０｝面）又はｍ面
（｛１−１００｝面）に垂直となるようストライプ状に
マスク或いはエッチングを施すことも有用となる。これ
により成長面を予想することも可能となる。なお、島
状、格子状等に、上記ストライプ及びマスクを任意に設
計して良い。
導体層の結晶軸方向が予想できる場合は、III族窒化物
系化合物半導体層のａ面（｛１１−２０｝面）又はｍ面
（｛１−１００｝面）に垂直となるようストライプ状に
マスク或いはエッチングを施すことも有用となる。これ
により成長面を予想することも可能となる。なお、島
状、格子状等に、上記ストライプ及びマスクを任意に設
計して良い。
【００３０】III族窒化物系化合物半導体のエッチング
のためのマスクは、多結晶シリコン、多結晶窒化物半導
体等の多結晶半導体、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(Si
Nx)、酸化チタン(TiOX)、酸化ジルコニウム(ZrOX)等の
酸化物、窒化物、チタン(Ti)、タングステン(W)のよう
な高融点金属、これらの多層膜をもちいることができ
る。これらの成膜方法は蒸着、スパッタ、ＣＶＤ等の気
相成長法の他、任意である。
のためのマスクは、多結晶シリコン、多結晶窒化物半導
体等の多結晶半導体、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(Si
Nx)、酸化チタン(TiOX)、酸化ジルコニウム(ZrOX)等の
酸化物、窒化物、チタン(Ti)、タングステン(W)のよう
な高融点金属、これらの多層膜をもちいることができ
る。これらの成膜方法は蒸着、スパッタ、ＣＶＤ等の気
相成長法の他、任意である。
【００３１】III族窒化物系化合物半導体のエッチング
エッチングをする場合は反応性イオンビームエッチング
（ＲＩＢＥ）が望ましいが、任意のエッチング方法を用
いることができる。基板面に垂直な側面を有する段差を
形成するのでないものとして、異方性エッチングにより
例えば段差の底部に底面の無い、断面がＶ字状のものを
形成しても良い。これには、ハードベークレジストの形
状により、ハードベークレジスト下部にも反応性イオン
ビームエッチング（ＲＩＢＥ）が及ぶ性質（アンダーカ
ット）を利用できる。
エッチングをする場合は反応性イオンビームエッチング
（ＲＩＢＥ）が望ましいが、任意のエッチング方法を用
いることができる。基板面に垂直な側面を有する段差を
形成するのでないものとして、異方性エッチングにより
例えば段差の底部に底面の無い、断面がＶ字状のものを
形成しても良い。これには、ハードベークレジストの形
状により、ハードベークレジスト下部にも反応性イオン
ビームエッチング（ＲＩＢＥ）が及ぶ性質（アンダーカ
ット）を利用できる。
【００３２】導電性金属のマスクのエッチングをする場
合は、硝酸系溶液によるメタルエッチを用いることがで
きる。その他、レジストをIII族窒化物系化合物半導体
の頂上部のみに形成し、導電性金属のマスクを蒸着させ
たのちレジストごとリフトオフにより導電性金属のマス
クを部分的に除き、III族窒化物系化合物半導体の頂上
部のみ露出させても良い。
合は、硝酸系溶液によるメタルエッチを用いることがで
きる。その他、レジストをIII族窒化物系化合物半導体
の頂上部のみに形成し、導電性金属のマスクを蒸着させ
たのちレジストごとリフトオフにより導電性金属のマス
クを部分的に除き、III族窒化物系化合物半導体の頂上
部のみ露出させても良い。
【００３３】上記の貫通転位の抑制されたIII族窒化物
系化合物半導体にＦＥＴ、発光素子等の半導体素子を形
成することができる。発光素子の場合は、発光層は多重
量子井戸構造（ＭＱＷ）、単一量子井戸構造（ＳＱＷ）
の他、ホモ構造、ヘテロ構造、ダブルヘテロ構造のもの
が考えられるが、ｐｉｎ接合或いはｐｎ接合等により形
成しても良い。
系化合物半導体にＦＥＴ、発光素子等の半導体素子を形
成することができる。発光素子の場合は、発光層は多重
量子井戸構造（ＭＱＷ）、単一量子井戸構造（ＳＱＷ）
の他、ホモ構造、ヘテロ構造、ダブルヘテロ構造のもの
が考えられるが、ｐｉｎ接合或いはｐｎ接合等により形
成しても良い。
【００３４】上述の、貫通転位の抑制された第２のIII
族窒化物系化合物半導体３２を、例えば基板１、バッフ
ァ層２、及び第１のIII族窒化物系化合物半導体３１、
マスク４から分離してIII族窒化物系化合物半導体基板
とすることができる。この基板上にIII族窒化物系化合
物半導体素子を形成することが可能であり、或いはより
大きなIII族窒化物系化合物半導体結晶を形成するため
の基板として用いることができる。除去方法としては、
メカノケミカルポリッシングの他、任意である。
族窒化物系化合物半導体３２を、例えば基板１、バッフ
ァ層２、及び第１のIII族窒化物系化合物半導体３１、
マスク４から分離してIII族窒化物系化合物半導体基板
とすることができる。この基板上にIII族窒化物系化合
物半導体素子を形成することが可能であり、或いはより
大きなIII族窒化物系化合物半導体結晶を形成するため
の基板として用いることができる。除去方法としては、
メカノケミカルポリッシングの他、任意である。
【００３５】以下、発明の具体的な実施例に基づいて説
明する。実施例として発光素子をあげるが、本発明は下
記実施例に限定されるものではなく、任意の素子に適用
できるIII族窒化物系化合物半導体の製造方法を開示し
ている。
明する。実施例として発光素子をあげるが、本発明は下
記実施例に限定されるものではなく、任意の素子に適用
できるIII族窒化物系化合物半導体の製造方法を開示し
ている。
【００３６】本発明のIII族窒化物系化合物半導体は、
有機金属化合物気相成長法（以下「MOVPE」と示す）に
よる気相成長により製造された。用いられたガスは、ア
ンモニア(NH3)とキャリアガス(H2又はN2)とトリメチル
ガリウム（Ga(CH3)3，以下「TMG」と記す）とトリメチ
ルアルミニウム（Al(CH3)3，以下「TMA」と記す）、ト
リメチルインジウム（In(CH3)3，以下「TMI」と記
す）、シクロペンタジエニルマグネシウム（Mg(C
5H5)2、以下「Cp2Mg」と記す）である。
有機金属化合物気相成長法（以下「MOVPE」と示す）に
よる気相成長により製造された。用いられたガスは、ア
ンモニア(NH3)とキャリアガス(H2又はN2)とトリメチル
ガリウム（Ga(CH3)3，以下「TMG」と記す）とトリメチ
ルアルミニウム（Al(CH3)3，以下「TMA」と記す）、ト
リメチルインジウム（In(CH3)3，以下「TMI」と記
す）、シクロペンタジエニルマグネシウム（Mg(C
5H5)2、以下「Cp2Mg」と記す）である。
【００３７】〔第１実施例〕本実施例の工程を図１及び
図２に示す。有機洗浄及び熱処理により洗浄したａ面を
主面とし、単結晶のサファイア基板１上に、温度を400
℃まで低下させて、H 2を10L/min、NH3を5L/min、TMAを2
0μmol/minで約3分間供給してAlNのバッファ層２を約40
nmの厚さに形成した。次に、サファイア基板１の温度を
1000℃に保持し、H2を20L/min、NH3を10L/min、TMGを30
0μmol/minで導入し、膜厚約2μmのGaN層３１を形成し
た。
図２に示す。有機洗浄及び熱処理により洗浄したａ面を
主面とし、単結晶のサファイア基板１上に、温度を400
℃まで低下させて、H 2を10L/min、NH3を5L/min、TMAを2
0μmol/minで約3分間供給してAlNのバッファ層２を約40
nmの厚さに形成した。次に、サファイア基板１の温度を
1000℃に保持し、H2を20L/min、NH3を10L/min、TMGを30
0μmol/minで導入し、膜厚約2μmのGaN層３１を形成し
た。
【００３８】次に、反応性イオンビームエッチング（Ｒ
ＩＢＥ）を用いた選択ドライエッチングにより、GaN層
３１を断面の底辺2μm、断面の高さ2μmの横倒し三角柱
を並べた状態にエッチングした（図１の（ａ））。この
時、三角柱の断面の角は約60度であった。底辺の角度は
10度から80度が望ましく、更には30度から70度が好まし
い。次に、タングステン(W)を全面にスパッタリング
し、マスク４を形成した（図１の（ｂ））。
ＩＢＥ）を用いた選択ドライエッチングにより、GaN層
３１を断面の底辺2μm、断面の高さ2μmの横倒し三角柱
を並べた状態にエッチングした（図１の（ａ））。この
時、三角柱の断面の角は約60度であった。底辺の角度は
10度から80度が望ましく、更には30度から70度が好まし
い。次に、タングステン(W)を全面にスパッタリング
し、マスク４を形成した（図１の（ｂ））。
【００３９】次に、断面の底辺2μm、断面の高さ2μmの
横倒し三角柱状の頂上部Ｔのみを露出させるため、タン
グステン(W)から成るマスク４を硝酸系メタルエッチン
グ液により選択エッチングした（図１の（ｃ））。こう
して、高さ0.5μmのGaN層３１の頂上部Ｔが露出した。
尚、GaN層３１の頂上部Ｔにレジストを形成した後、金
属マスクを蒸着させ、レジストごと頂上部Ｔ付近のみ金
属マスクをリフトオフにより除去して、GaN層３１の頂
上部Ｔのみを露出させても良い。
横倒し三角柱状の頂上部Ｔのみを露出させるため、タン
グステン(W)から成るマスク４を硝酸系メタルエッチン
グ液により選択エッチングした（図１の（ｃ））。こう
して、高さ0.5μmのGaN層３１の頂上部Ｔが露出した。
尚、GaN層３１の頂上部Ｔにレジストを形成した後、金
属マスクを蒸着させ、レジストごと頂上部Ｔ付近のみ金
属マスクをリフトオフにより除去して、GaN層３１の頂
上部Ｔのみを露出させても良い。
【００４０】次に、サファイア基板１の温度を1150℃に
保持し、H2を20L/min、NH3を10L/min、TMGを2μmol/min
で導入し、GaN層３１の高さ0.5μmの頂上部Ｔを核とし
てGaN層３２を横方向エピタキシャル成長により形成し
た（図２の（ｄ））。こうして横方向エピタキシャル成
長によりマスク４上方もGaN層３２に覆われ、表面が平
坦となった（図２の（ｅ））。こののち、H2を20L/mi
n、NH3を10L/min、TMGを300μmol/minで導入し、GaN層
３２を成長させ、GaN層３１とGaN層３２とを合計3μmの
厚さとした。GaN層３２は、GaN層３１に比して貫通転位
が著しく抑えられた。
保持し、H2を20L/min、NH3を10L/min、TMGを2μmol/min
で導入し、GaN層３１の高さ0.5μmの頂上部Ｔを核とし
てGaN層３２を横方向エピタキシャル成長により形成し
た（図２の（ｄ））。こうして横方向エピタキシャル成
長によりマスク４上方もGaN層３２に覆われ、表面が平
坦となった（図２の（ｅ））。こののち、H2を20L/mi
n、NH3を10L/min、TMGを300μmol/minで導入し、GaN層
３２を成長させ、GaN層３１とGaN層３２とを合計3μmの
厚さとした。GaN層３２は、GaN層３１に比して貫通転位
が著しく抑えられた。
【００４１】〔第２実施例〕本実施例では、多重層から
成る基底層を用いた。有機洗浄及び熱処理により洗浄し
たａ面を主面とし、単結晶のサファイア基板１上に、温
度を400℃まで低下させて、H2を10L/min、NH3を5L/mi
n、TMAを20μmol/minで約3分間供給して第１のAlN層
（第１の緩衝層）２１を約40nmの厚さに形成した。次
に、サファイア基板１の温度を1000℃に保持し、H2を20
L/min、NH3を10L/min、TMGを300μmol/minで導入し、膜
厚約0.3μmのGaN層（中間層）２２を形成した。次に温
度を400℃まで低下させて、H2を10L/min、NH3を5L/mi
n、TMAを20μmol/minで約3分間供給して第２のAlN層
（第２の緩衝層）２３を約40nmの厚さに形成した。次
に、サファイア基板１の温度を1000℃に保持し、H2を20
L/min、NH3を10L/min、TMGを300μmol/minで導入し、膜
厚約1.5μmのGaN層３１を形成した。こうして、膜厚約4
0nmの第１のAlN層（第１の緩衝層）２１、膜厚約0.3μm
のGaN層（中間層）２２、膜厚約40nmの第２のAlN層（第
２の緩衝層）２３、膜厚約1.5μmのGaN層３１から成る
基底層２０を形成した。一般的には緩衝層は非晶質であ
り、中間層は単結晶である。緩衝層と中間層を１周期と
して複数周期形成しても良く、繰り返しは任意周期で良
い。繰り返しは多いほど結晶性が良くなる。
成る基底層を用いた。有機洗浄及び熱処理により洗浄し
たａ面を主面とし、単結晶のサファイア基板１上に、温
度を400℃まで低下させて、H2を10L/min、NH3を5L/mi
n、TMAを20μmol/minで約3分間供給して第１のAlN層
（第１の緩衝層）２１を約40nmの厚さに形成した。次
に、サファイア基板１の温度を1000℃に保持し、H2を20
L/min、NH3を10L/min、TMGを300μmol/minで導入し、膜
厚約0.3μmのGaN層（中間層）２２を形成した。次に温
度を400℃まで低下させて、H2を10L/min、NH3を5L/mi
n、TMAを20μmol/minで約3分間供給して第２のAlN層
（第２の緩衝層）２３を約40nmの厚さに形成した。次
に、サファイア基板１の温度を1000℃に保持し、H2を20
L/min、NH3を10L/min、TMGを300μmol/minで導入し、膜
厚約1.5μmのGaN層３１を形成した。こうして、膜厚約4
0nmの第１のAlN層（第１の緩衝層）２１、膜厚約0.3μm
のGaN層（中間層）２２、膜厚約40nmの第２のAlN層（第
２の緩衝層）２３、膜厚約1.5μmのGaN層３１から成る
基底層２０を形成した。一般的には緩衝層は非晶質であ
り、中間層は単結晶である。緩衝層と中間層を１周期と
して複数周期形成しても良く、繰り返しは任意周期で良
い。繰り返しは多いほど結晶性が良くなる。
【００４２】次に第１実施例と同様に断面の底辺2μm、
断面の高さ1.8μmの横倒し三角柱状に基底層２０をエッ
チングし（図４の（ａ））、タングステンマスク４をス
パッタリングにより形成した（図４の（ｂ））後、タン
グステンマスクの選択エッチングによりGaN層３１の高
さ0.5μmの頂上部のみを露出させた（図４の（ｃ））。
断面の高さ1.8μmの横倒し三角柱状に基底層２０をエッ
チングし（図４の（ａ））、タングステンマスク４をス
パッタリングにより形成した（図４の（ｂ））後、タン
グステンマスクの選択エッチングによりGaN層３１の高
さ0.5μmの頂上部のみを露出させた（図４の（ｃ））。
【００４３】次に、サファイア基板１の温度を1150℃に
保持し、H2を20L/min、NH3を10L/min、TMGを2μmol/min
で導入し、GaN層３１の高さ0.5μmの高さの頂上部を核
としてGaN層３２を横方向エピタキシャル成長により形
成し（図５の（ｄ））、GaN層３１とGaN層３２とを合計
3μmの厚さとした（図５の（ｅ））。GaN層３２は、GaN
層３１に比して貫通転位が著しく抑えられた。
保持し、H2を20L/min、NH3を10L/min、TMGを2μmol/min
で導入し、GaN層３１の高さ0.5μmの高さの頂上部を核
としてGaN層３２を横方向エピタキシャル成長により形
成し（図５の（ｄ））、GaN層３１とGaN層３２とを合計
3μmの厚さとした（図５の（ｅ））。GaN層３２は、GaN
層３１に比して貫通転位が著しく抑えられた。
【００４４】〔第３実施例〕本実施例では、第１実施例
において、GaN層３１を形成する際、TMIをドープしてGa
N:In層３１とした。インジウム(In)のドープ量は約1×1
016/cm3とした。こののち、第１実施例とほぼ同様にエ
ッチング、タングステンマスク４形成及び選択エッチン
グによりGaN:In層３１の頂上部を露出させ、GaNの横方
向エピタキシャル成長を行った。GaN:In層３１を核とし
て横方向成長したGaN層３２は第１実施例のそれよりも
貫通転位がやや小さくなった。
において、GaN層３１を形成する際、TMIをドープしてGa
N:In層３１とした。インジウム(In)のドープ量は約1×1
016/cm3とした。こののち、第１実施例とほぼ同様にエ
ッチング、タングステンマスク４形成及び選択エッチン
グによりGaN:In層３１の頂上部を露出させ、GaNの横方
向エピタキシャル成長を行った。GaN:In層３１を核とし
て横方向成長したGaN層３２は第１実施例のそれよりも
貫通転位がやや小さくなった。
【００４５】〔第４実施例〕第１実施例と同様に形成し
たウエハ上に、次のようにして図６に示すレーザダイオ
ード（ＬＤ）１００を形成した。但し、GaN層３２の形
成の際、シラン（SiH 4）を導入して、GaN層３２をシリ
コン(Si)ドープのｎ型GaNから成る層とした。尚、図を
簡略とするため、GaN層３１、タングステンマスク４及
びGaN層３２を合わせて単にGaN層１０３と記載する。
たウエハ上に、次のようにして図６に示すレーザダイオ
ード（ＬＤ）１００を形成した。但し、GaN層３２の形
成の際、シラン（SiH 4）を導入して、GaN層３２をシリ
コン(Si)ドープのｎ型GaNから成る層とした。尚、図を
簡略とするため、GaN層３１、タングステンマスク４及
びGaN層３２を合わせて単にGaN層１０３と記載する。
【００４６】サファイア基板１０１、AlNから成るバッ
ファ層１０２、GaN層とタングステンマスクとｎ型GaN層
の積層したGaN層１０３から成るウエハ上に、シリコン
(Si)ドープのAl0.08Ga0.92Nから成るｎクラッド層１０
４、シリコン(Si)ドープのGaNから成るｎガイド層１０
５、ＭＱＷ構造の発光層１０６、マグネシウム(Mg)ドー
プのGaNから成るｐガイド層１０７、マグネシウム(Mg)
ドープのAl0.08Ga0.92Nから成るｐクラッド層１０８、
マグネシウム(Mg)ドープのGaNから成るｐコンタクト層
１０９を形成した。次にｐコンタクト層１０９上に金(A
u)から成る電極１１０Ａを、GaN層とｎ型GaN層の２段の
GaN層１０３が露出するまで一部エッチングしてアルミ
ニウム(Al)から成る電極１１０Ｂを形成した。レーザダ
イオード（ＬＤ）１００の素子部の要部は、GaN層１０
３の横方向エピタキシャル成長領域の上部である、貫通
転位の抑制された領域に形成した。このようにして形成
したレーザダイオード（ＬＤ）１００は素子寿命及び発
光効率が著しく向上した。
ファ層１０２、GaN層とタングステンマスクとｎ型GaN層
の積層したGaN層１０３から成るウエハ上に、シリコン
(Si)ドープのAl0.08Ga0.92Nから成るｎクラッド層１０
４、シリコン(Si)ドープのGaNから成るｎガイド層１０
５、ＭＱＷ構造の発光層１０６、マグネシウム(Mg)ドー
プのGaNから成るｐガイド層１０７、マグネシウム(Mg)
ドープのAl0.08Ga0.92Nから成るｐクラッド層１０８、
マグネシウム(Mg)ドープのGaNから成るｐコンタクト層
１０９を形成した。次にｐコンタクト層１０９上に金(A
u)から成る電極１１０Ａを、GaN層とｎ型GaN層の２段の
GaN層１０３が露出するまで一部エッチングしてアルミ
ニウム(Al)から成る電極１１０Ｂを形成した。レーザダ
イオード（ＬＤ）１００の素子部の要部は、GaN層１０
３の横方向エピタキシャル成長領域の上部である、貫通
転位の抑制された領域に形成した。このようにして形成
したレーザダイオード（ＬＤ）１００は素子寿命及び発
光効率が著しく向上した。
【００４７】〔第５実施例〕第１実施例と同様に形成し
たウエハ上に、次のようにして図７に示す発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）２００を形成した。但し、GaN層３２の形
成の際、シラン（SiH 4）を導入して、GaN層３２をシリ
コン(Si)ドープのｎ型GaNから成る層とした。尚、図を
簡略とするため、GaN層３１、タングステンマスク４及
びGaN層３２を合わせて単にGaN層２０３と記載する。
たウエハ上に、次のようにして図７に示す発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）２００を形成した。但し、GaN層３２の形
成の際、シラン（SiH 4）を導入して、GaN層３２をシリ
コン(Si)ドープのｎ型GaNから成る層とした。尚、図を
簡略とするため、GaN層３１、タングステンマスク４及
びGaN層３２を合わせて単にGaN層２０３と記載する。
【００４８】サファイア基板２０１、AlNから成るバッ
ファ層２０２、GaN層とタングステンマスクとｎ型GaN層
の積層したGaN層２０３から成るウエハ上に、シリコン
(Si)ドープのAl0.08Ga0.92Nから成るｎクラッド層２０
４、発光層２０５、マグネシウム(Mg)ドープのAl0.08Ga
0.92Nから成るｐクラッド層２０６、マグネシウム(Mg)
ドープのGaNから成るｐコンタクト層２０７を形成し
た。次にｐコンタクト層２０７上に金(Au)から成る電極
２０８Ａを、GaN層とｎ型GaN層の２段のGaN層２０３が
露出するまで一部エッチングしてアルミニウム(Al)から
成る電極２０８Ｂを形成した。このようにして形成した
発光ダイオード（ＬＥＤ）２００は素子寿命及び発光効
率が著しく向上した。
ファ層２０２、GaN層とタングステンマスクとｎ型GaN層
の積層したGaN層２０３から成るウエハ上に、シリコン
(Si)ドープのAl0.08Ga0.92Nから成るｎクラッド層２０
４、発光層２０５、マグネシウム(Mg)ドープのAl0.08Ga
0.92Nから成るｐクラッド層２０６、マグネシウム(Mg)
ドープのGaNから成るｐコンタクト層２０７を形成し
た。次にｐコンタクト層２０７上に金(Au)から成る電極
２０８Ａを、GaN層とｎ型GaN層の２段のGaN層２０３が
露出するまで一部エッチングしてアルミニウム(Al)から
成る電極２０８Ｂを形成した。このようにして形成した
発光ダイオード（ＬＥＤ）２００は素子寿命及び発光効
率が著しく向上した。
【００４９】〔第６実施例〕本実施例では基板としてｎ
型シリコン(Si)基板を用いた。ｎ型シリコン(Si)基板３
０１上に温度1150℃で、H2を10L/min、NH3を10L/min、T
MGを100μmol/min、TMAを10μmol/min、H2ガスにより0.
86ppmに希釈されたシラン(SiH4)を0.2μmol/minで供給
し、膜厚2μmのシリコン(Si)ドープのAl0.15Ga0.85Nか
ら成る層３０２１を形成した。次に、反応性イオンビー
ムエッチング（ＲＩＢＥ）を用いた選択ドライエッチン
グにより、断面の底辺の幅2μm、高さ2μmの横倒し三角
柱状にエッチングした（図８の（ａ））。この後、第１
実施例同様タングステンマスク４の形成（図８の
（ｂ））、選択エッチングにより、Al0.15Ga0.85Nから
成る層３０２１の高さ0.5μmの頂上部を露出させた（図
８の（ｃ））。
型シリコン(Si)基板を用いた。ｎ型シリコン(Si)基板３
０１上に温度1150℃で、H2を10L/min、NH3を10L/min、T
MGを100μmol/min、TMAを10μmol/min、H2ガスにより0.
86ppmに希釈されたシラン(SiH4)を0.2μmol/minで供給
し、膜厚2μmのシリコン(Si)ドープのAl0.15Ga0.85Nか
ら成る層３０２１を形成した。次に、反応性イオンビー
ムエッチング（ＲＩＢＥ）を用いた選択ドライエッチン
グにより、断面の底辺の幅2μm、高さ2μmの横倒し三角
柱状にエッチングした（図８の（ａ））。この後、第１
実施例同様タングステンマスク４の形成（図８の
（ｂ））、選択エッチングにより、Al0.15Ga0.85Nから
成る層３０２１の高さ0.5μmの頂上部を露出させた（図
８の（ｃ））。
【００５０】次に、ｎ型シリコン基板３０１の温度を11
50℃に保持し、H2を20L/min、NH3を10L/min、TMGを2μm
ol/min、TMAを0.2μmol/min、H2ガスにより希釈された
シラン(SiH4)を4nmol/minで供給し、n-Al0.15Ga0.85N層
３０２１の高さ0.5μmの頂上部を核としてn-Al0.15Ga
0.85N層３０２２を横方向エピタキシャル成長により形
成した（図９の（ｄ））。こうして横方向エピタキシャ
ル成長によりタングステンマスク４上部も覆われ、表面
が平坦となったのち、H2を10L/min、NH3を10L/min、TMG
を100μmol/min、TMAを10μmol/min、H2ガスにより希釈
されたシラン(SiH 4)を0.2μmol/minで供給し、n-Al0.15
Ga0.85N層３０２２を成長させ、n-Al0.15Ga0.85N層３０
２１とn-Al0.15Ga0.85N層３０２２を合計3μmの厚さと
した（図９の（ｅ））。以下、3μmの厚さの、n-Al0.15
Ga0.85N層３０２１とタングステンマスク４とn-Al0.15G
a0.85N層３０２２とを合わせてn-Al0.15Ga0.85N層３０
２と記載する。
50℃に保持し、H2を20L/min、NH3を10L/min、TMGを2μm
ol/min、TMAを0.2μmol/min、H2ガスにより希釈された
シラン(SiH4)を4nmol/minで供給し、n-Al0.15Ga0.85N層
３０２１の高さ0.5μmの頂上部を核としてn-Al0.15Ga
0.85N層３０２２を横方向エピタキシャル成長により形
成した（図９の（ｄ））。こうして横方向エピタキシャ
ル成長によりタングステンマスク４上部も覆われ、表面
が平坦となったのち、H2を10L/min、NH3を10L/min、TMG
を100μmol/min、TMAを10μmol/min、H2ガスにより希釈
されたシラン(SiH 4)を0.2μmol/minで供給し、n-Al0.15
Ga0.85N層３０２２を成長させ、n-Al0.15Ga0.85N層３０
２１とn-Al0.15Ga0.85N層３０２２を合計3μmの厚さと
した（図９の（ｅ））。以下、3μmの厚さの、n-Al0.15
Ga0.85N層３０２１とタングステンマスク４とn-Al0.15G
a0.85N層３０２２とを合わせてn-Al0.15Ga0.85N層３０
２と記載する。
【００５１】上記のようにｎ型シリコン基板３０１に形
成されたn-Al0.15Ga0.85N層３０２上にシリコン(Si)ド
ープのGaNから成るｎガイド層３０３、ＭＱＷ構造の発
光層３０４、マグネシウム(Mg)ドープのGaNから成るｐ
ガイド層３０５、マグネシウム(Mg)ドープのAl0.08Ga
0.92Nから成るｐクラッド層３０６、マグネシウム(Mg)
ドープのGaNから成るｐコンタクト層３０７を形成し
た。次にｐコンタクト層３０７上に金(Au)から成る電極
３０８Ａを、シリコン基板３０１裏面にアルミニウム(A
l)から成る電極３０８Ｂを形成した（図１０）。レーザ
ダイオード（ＬＤ）３００の素子部の要部は、n-Al0.15
Ga0.85N層３０２の横方向エピタキシャル成長領域の上
部である、貫通転位の抑制された領域に形成した。この
ようにして形成したレーザダイオード（ＬＤ）３００は
素子寿命及び発光効率が著しく向上した。
成されたn-Al0.15Ga0.85N層３０２上にシリコン(Si)ド
ープのGaNから成るｎガイド層３０３、ＭＱＷ構造の発
光層３０４、マグネシウム(Mg)ドープのGaNから成るｐ
ガイド層３０５、マグネシウム(Mg)ドープのAl0.08Ga
0.92Nから成るｐクラッド層３０６、マグネシウム(Mg)
ドープのGaNから成るｐコンタクト層３０７を形成し
た。次にｐコンタクト層３０７上に金(Au)から成る電極
３０８Ａを、シリコン基板３０１裏面にアルミニウム(A
l)から成る電極３０８Ｂを形成した（図１０）。レーザ
ダイオード（ＬＤ）３００の素子部の要部は、n-Al0.15
Ga0.85N層３０２の横方向エピタキシャル成長領域の上
部である、貫通転位の抑制された領域に形成した。この
ようにして形成したレーザダイオード（ＬＤ）３００は
素子寿命及び発光効率が著しく向上した。
【００５２】〔第７実施例〕本実施例でも基板としてｎ
型シリコン(Si)基板を用いた。第６実施例のｎ型シリコ
ン基板３０１に形成されたn-Al0.15Ga0.85N層３０２と
同様に、ｎ型シリコン基板４０１に形成されたn-Al0.15
Ga0.85N層４０２のウエハを用意し、発光層４０３、マ
グネシウム(Mg)ドープのAl0.15Ga0.85Nから成るｐクラ
ッド層４０４を形成した。次にｐクラッド層４０４上に
金(Au)から成る電極４０５Ａを、シリコン基板４０１裏
面にアルミニウム(Al)から成る電極４０５Ｂを形成した
（図１１）。このようにして形成した発光ダイオード
（ＬＥＤ）４００は素子寿命及び発光効率が著しく向上
した。
型シリコン(Si)基板を用いた。第６実施例のｎ型シリコ
ン基板３０１に形成されたn-Al0.15Ga0.85N層３０２と
同様に、ｎ型シリコン基板４０１に形成されたn-Al0.15
Ga0.85N層４０２のウエハを用意し、発光層４０３、マ
グネシウム(Mg)ドープのAl0.15Ga0.85Nから成るｐクラ
ッド層４０４を形成した。次にｐクラッド層４０４上に
金(Au)から成る電極４０５Ａを、シリコン基板４０１裏
面にアルミニウム(Al)から成る電極４０５Ｂを形成した
（図１１）。このようにして形成した発光ダイオード
（ＬＥＤ）４００は素子寿命及び発光効率が著しく向上
した。
【００５３】〔エッチングの変形〕図３の（ａ）のよう
に、エッチングは底部が平面であっても良い。また、図
３の（ｂ）のように頂上部その他の壁面が曲面で形成さ
れていても良い。
に、エッチングは底部が平面であっても良い。また、図
３の（ｂ）のように頂上部その他の壁面が曲面で形成さ
れていても良い。
【図１】本発明の第１の実施例に係るIII族窒化物系化
合物半導体の製造工程の前半を示す断面図。
合物半導体の製造工程の前半を示す断面図。
【図２】本発明の第１の実施例に係るIII族窒化物系化
合物半導体の製造工程の後半を示す断面図。
合物半導体の製造工程の後半を示す断面図。
【図３】本発明のエッチング状態の他の例を示す断面図
（ａ）及び（ｂ）、斜視図（ｃ）、（ｄ）。
（ａ）及び（ｂ）、斜視図（ｃ）、（ｄ）。
【図４】本発明の第２の実施例に係るIII族窒化物系化
合物半導体の製造工程の前半を示す断面図。
合物半導体の製造工程の前半を示す断面図。
【図５】本発明の第２の実施例に係るIII族窒化物系化
合物半導体の製造工程の後半を示す断面図。
合物半導体の製造工程の後半を示す断面図。
【図６】本発明の第４の実施例に係るIII族窒化物系化
合物半導体発光素子の構造を示す断面図。
合物半導体発光素子の構造を示す断面図。
【図７】本発明の第５の実施例に係るIII族窒化物系化
合物半導体発光素子の構造を示す断面図。
合物半導体発光素子の構造を示す断面図。
【図８】本発明の第６の実施例に係るIII族窒化物系化
合物半導体の製造工程の前半を示す断面図。
合物半導体の製造工程の前半を示す断面図。
【図９】本発明の第６の実施例に係るIII族窒化物系化
合物半導体の製造工程の後半を示す断面図。
合物半導体の製造工程の後半を示す断面図。
【図１０】本発明の第６の実施例に係るIII族窒化物系
化合物半導体発光素子の構造を示す断面図。
化合物半導体発光素子の構造を示す断面図。
【図１１】本発明の第７の実施例に係るIII族窒化物系
化合物半導体発光素子の構造を示す断面図。
化合物半導体発光素子の構造を示す断面図。
【図１２】III族窒化物系化合物半導体を伝搬する貫通
転位を示す断面図。
転位を示す断面図。
１、１０１、２０１、３０１、４０１ 基板 ２、１０２、２０２ バッファ層 ３１ 第１のIII族窒化物系化合物半導体（層） ３２ 第２のIII族窒化物系化合物半導体（層） ４ マスク １０３、２０３ n-GaN層 １０４、２０４、３０２、４０２ n-AlGaNクラッド層 １０５、３０３ n-GaNガイド層 １０６、２０５、３０４、４０３ 発光層 １０７、３０５ p-GaNガイド層 １０８、２０６、３０６、４０４ p-AlGaNクラッド層 １０９、２０７、３０７ p-GaN層 １１０Ａ、２０８Ａ、３０８Ａ、４０５Ａ ｐ電極 １１０Ｂ、２０８Ｂ、３０８Ｂ、４０５Ｂ ｎ電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 敏夫 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 永井 誠二 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
Claims (8)
- 【請求項１】 基板上にIII族窒化物系化合物半導体を
エピタキシャル成長により得るIII族窒化物系化合物半
導体の製造方法において、 少なくとも１層のIII族窒化物系化合物半導体から成
り、最上層を第１のIII族窒化物系化合物半導体とする
基底層をエッチングにより、基板面から遠ざかるにした
がってその水平断面積が０に近づくよう、点状、ストラ
イプ状又は格子状等の島状態とする工程と、 島状態の第１のIII族窒化物系化合物半導体の頂上付近
のみが露出するようなマスクを形成する工程と、 前記マスクから露出した第１のIII族窒化物系化合物半
導体の頂上付近を核として、第２のIII族窒化物系化合
物半導体を縦及び横方向エピタキシャル成長させる工程
とを有することを特徴とするIII族窒化物系化合物半導
体の製造方法。 - 【請求項２】 基板面から遠ざかるにしたがってその水
平断面積が０に近づくような島状態が、三角柱を横倒し
して多数並べた状態であることを特徴とする請求項１に
記載のIII族窒化物系化合物半導体の製造方法。 - 【請求項３】 基板面から遠ざかるにしたがってその水
平断面積が０に近づくような島状態が、錐状の島を多数
形成した状態であることを特徴とする請求項１に記載の
III族窒化物系化合物半導体の製造方法。 - 【請求項４】 前記第１のIII族窒化物系化合物半導体
と前記第２のIII族窒化物系化合物半導体とが同組成で
あることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
１項に記載のIII族窒化物系化合物半導体の製造方法。 - 【請求項５】 前記マスクがタングステン(W)その他の
導電性の金属であることを特徴とする請求項１乃至請求
項４のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化合物半導
体の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に
記載のIII族窒化物系化合物半導体の製造方法により製
造したIII族窒化物系化合物半導体層上に形成されたこ
とを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体素子。 - 【請求項７】 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に
記載のIII族窒化物系化合物半導体の製造方法により製
造したIII族窒化物系化合物半導体層上に、異なるIII族
窒化物系化合物半導体層を積層することにより得られる
ことを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体発光素
子。 - 【請求項８】 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に
記載のIII族窒化物系化合物半導体の製造方法に加え
て、前記基板から前記マスクまでの略全部除去すること
により、III族窒化物系化合物半導体基板を得ることを
特徴とするIII族窒化物系化合物半導体基板の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001100931A JP3680751B2 (ja) | 2000-03-31 | 2001-03-30 | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000099948 | 2000-03-31 | ||
| JP2000-99948 | 2000-03-31 | ||
| JP2001100931A JP3680751B2 (ja) | 2000-03-31 | 2001-03-30 | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001345281A true JP2001345281A (ja) | 2001-12-14 |
| JP3680751B2 JP3680751B2 (ja) | 2005-08-10 |
Family
ID=26589294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001100931A Expired - Fee Related JP3680751B2 (ja) | 2000-03-31 | 2001-03-30 | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3680751B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006510227A (ja) * | 2002-12-16 | 2006-03-23 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | ハイドライド気相成長方法による転位密度の低い無極性窒化ガリウムの成長 |
| JP2006324680A (ja) * | 2006-06-08 | 2006-11-30 | Sony Corp | 結晶膜、結晶基板および半導体装置 |
| JP2008523635A (ja) * | 2004-12-14 | 2008-07-03 | オプトガン オイ | 半導体基板、半導体装置、および半導体基板の製造方法 |
| US7399687B2 (en) * | 2003-03-07 | 2008-07-15 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Substrate of gallium nitride single crystal and process for producing the same |
| KR100860102B1 (ko) * | 2001-03-09 | 2008-09-25 | 소니 가부시키가이샤 | 표시장치 및 그 제조방법 |
| EP2171748A1 (en) * | 2007-07-26 | 2010-04-07 | S.O.I.Tec Silicon on Insulator Technologies | Epitaxial methods and templates grown by the methods |
| JP2011009417A (ja) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Sharp Corp | 窒化物半導体ウェハ、窒化物半導体発光素子および窒化物半導体発光素子の製造方法 |
| JP2017095343A (ja) * | 2015-10-22 | 2017-06-01 | 隆達電子股▲ふん▼有限公司 | 化合物半導体膜構造 |
| CN113628953A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-11-09 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 氮化物材料的制备方法及氮化物半导体器件 |
-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001100931A patent/JP3680751B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100860102B1 (ko) * | 2001-03-09 | 2008-09-25 | 소니 가부시키가이샤 | 표시장치 및 그 제조방법 |
| JP2006510227A (ja) * | 2002-12-16 | 2006-03-23 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア | ハイドライド気相成長方法による転位密度の低い無極性窒化ガリウムの成長 |
| US7847293B2 (en) | 2002-12-16 | 2010-12-07 | The Regents Of The University Of California | Growth of reduced dislocation density non-polar gallium nitride |
| US7399687B2 (en) * | 2003-03-07 | 2008-07-15 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Substrate of gallium nitride single crystal and process for producing the same |
| JP2008523635A (ja) * | 2004-12-14 | 2008-07-03 | オプトガン オイ | 半導体基板、半導体装置、および半導体基板の製造方法 |
| JP2006324680A (ja) * | 2006-06-08 | 2006-11-30 | Sony Corp | 結晶膜、結晶基板および半導体装置 |
| EP2171748A1 (en) * | 2007-07-26 | 2010-04-07 | S.O.I.Tec Silicon on Insulator Technologies | Epitaxial methods and templates grown by the methods |
| JP2011009417A (ja) * | 2009-06-25 | 2011-01-13 | Sharp Corp | 窒化物半導体ウェハ、窒化物半導体発光素子および窒化物半導体発光素子の製造方法 |
| JP2017095343A (ja) * | 2015-10-22 | 2017-06-01 | 隆達電子股▲ふん▼有限公司 | 化合物半導体膜構造 |
| US10229976B2 (en) | 2015-10-22 | 2019-03-12 | Lextar Electronics Corporation | Compound semiconductor film structure |
| CN113628953A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-11-09 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 氮化物材料的制备方法及氮化物半导体器件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3680751B2 (ja) | 2005-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4432180B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法、ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体 | |
| TW518767B (en) | Production method of III nitride compound semiconductor and III nitride compound semiconductor element | |
| US6830948B2 (en) | Method for producing group III nitride compound semiconductor and group III nitride compound semiconductor device | |
| JP2001313259A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体基板の製造方法及び半導体素子 | |
| JP4055304B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法 | |
| JP2001267242A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体及びその製造方法 | |
| JP2000106455A (ja) | 窒化物半導体構造とその製法および発光素子 | |
| JPH11145516A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法 | |
| JP3384782B2 (ja) | 窒化物系半導体素子およびその製造方法 | |
| JP2002280314A (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法、及びそれに基づくｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 | |
| JP4406999B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 | |
| JP3680751B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 | |
| JP4051892B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 | |
| JP4523097B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体レーザダイオード | |
| JP3753948B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 | |
| JP4381397B2 (ja) | 窒化物系半導体素子および窒化物系半導体の形成方法 | |
| JP4016566B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 | |
| JP2007134741A (ja) | 窒化物半導体構造とその製造方法および発光素子 | |
| JP4698053B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法 | |
| JP4140595B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体 | |
| JP4172444B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法 | |
| JP5080820B2 (ja) | 窒化物半導体構造とその製造方法および発光素子 | |
| JP4487654B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子 | |
| JP4055763B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体及び半導体基板 | |
| JP2007134742A (ja) | 窒化物半導体構造とその製造方法および発光素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040924 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050419 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050426 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050509 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080527 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090527 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100527 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100527 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110527 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110527 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120527 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130527 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140527 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |