JP2002164571A - 窒化ガリウム系化合物半導体およびその製造方法 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】アニーリング処理をしないで、低抵抗のｐ型Ａ
ｌＧａＮを形成できる製造効率に優れた方法を得るこ
と。 【解決手段】凸部の大きさが３０ナノメーター以上、２
００ナノメーター以下である微細な凹凸を有するサファ
イア基板上に有機金属気相成長法で、アルミニウム、ガ
リウムの有機金属原料にＩｎ有機金属原料の存在下で、
ｎ型不純物をドープしたｎ型ＡｌＧａＮ、ついでＧａＩ
ｎＮを成膜した後、アルミニウム、ガリウムの有機金属
原料にＩｎ有機金属原料の存在下で、ｐ型不純物をドー
プしたＡｌＧａＮを成長させ、窒素ガス、アンモニアガ
スを流した状態で冷却する。
ｌＧａＮを形成できる製造効率に優れた方法を得るこ
と。 【解決手段】凸部の大きさが３０ナノメーター以上、２
００ナノメーター以下である微細な凹凸を有するサファ
イア基板上に有機金属気相成長法で、アルミニウム、ガ
リウムの有機金属原料にＩｎ有機金属原料の存在下で、
ｎ型不純物をドープしたｎ型ＡｌＧａＮ、ついでＧａＩ
ｎＮを成膜した後、アルミニウム、ガリウムの有機金属
原料にＩｎ有機金属原料の存在下で、ｐ型不純物をドー
プしたＡｌＧａＮを成長させ、窒素ガス、アンモニアガ
スを流した状態で冷却する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、青、緑色発光ダイ
オード、青色レーザーダイオード等に使用される窒化ガ
リウム系化合物半導体およびその製造方法に関する。
オード、青色レーザーダイオード等に使用される窒化ガ
リウム系化合物半導体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ｐ型の窒化アルミニウムガリウム化合物
半導体（ＡｌｙＧａ１−ｙＮ（ただし０≦ｙ≦１）、Ａ
ｌＧａＮと記す。）の製造方法として、Ｍｇ等のｐ型不
純物をドープしながらＡｌＧａＮを基板上に有機金属気
相成長法（ＭＯＣＶＤ法、以下ＭＯＣＶＤ法と記す。）
で成長させたのち、窒素雰囲気中でアニーリングする方
法が行われている。しかし、アニーリング処理には気相
成長終了後、雰囲気ガスを置換して再度高温に加熱し、
保持する必要があり、製造効率が劣る問題があった。
半導体（ＡｌｙＧａ１−ｙＮ（ただし０≦ｙ≦１）、Ａ
ｌＧａＮと記す。）の製造方法として、Ｍｇ等のｐ型不
純物をドープしながらＡｌＧａＮを基板上に有機金属気
相成長法（ＭＯＣＶＤ法、以下ＭＯＣＶＤ法と記す。）
で成長させたのち、窒素雰囲気中でアニーリングする方
法が行われている。しかし、アニーリング処理には気相
成長終了後、雰囲気ガスを置換して再度高温に加熱し、
保持する必要があり、製造効率が劣る問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】アニーリング処理が必
要なく、低抵抗のｐ型ＡｌＧａＮを形成でき、製造効率
に優れた方法を得ることを目的とする。
要なく、低抵抗のｐ型ＡｌＧａＮを形成でき、製造効率
に優れた方法を得ることを目的とする。
【０００４】
【問題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明は凸部の大きさが３０ナノメーター（ｎ
ｍ）以上、２００ｎｍ以下である微細な凹凸を有するサ
ファイア基板上に、ＭＯＣＶＤ法で成長させたｎ型Ａｌ
ＧａＮと、該ｎ型ＡｌＧａＮ上に成長させたＧａＩｎＮ
と、さらに該ＧａＩｎＮ上に成長させたｐ型不純物をド
ープしたＡｌＧａＮ層からなる積層構造の半導体とし
た。また、本発明の化合物半導体の製造方法は、凸部に
大きさが３０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下である微細な凹
凸を有するサファイア基板上にＭＯＣＶＤ法でＩｎ有機
金属原料存在下でｎ型ＡｌＧａＮを成長させ、ついで該
ｎ型ＡｌＧａＮ上にＧａＩｎＮを成長させ、さらに該Ｇ
ａＩｎＮ層の上にＡｌ、Ｇａの有機金属原料からＩｎ有
機金属原料の存在下で、ｐ型不純物をドープしたＡｌＧ
ａＮ層を成長させ、成長後窒素ガス、アンモニアガスを
流しながら冷却させる方法を採用した。
めに、本発明は凸部の大きさが３０ナノメーター（ｎ
ｍ）以上、２００ｎｍ以下である微細な凹凸を有するサ
ファイア基板上に、ＭＯＣＶＤ法で成長させたｎ型Ａｌ
ＧａＮと、該ｎ型ＡｌＧａＮ上に成長させたＧａＩｎＮ
と、さらに該ＧａＩｎＮ上に成長させたｐ型不純物をド
ープしたＡｌＧａＮ層からなる積層構造の半導体とし
た。また、本発明の化合物半導体の製造方法は、凸部に
大きさが３０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下である微細な凹
凸を有するサファイア基板上にＭＯＣＶＤ法でＩｎ有機
金属原料存在下でｎ型ＡｌＧａＮを成長させ、ついで該
ｎ型ＡｌＧａＮ上にＧａＩｎＮを成長させ、さらに該Ｇ
ａＩｎＮ層の上にＡｌ、Ｇａの有機金属原料からＩｎ有
機金属原料の存在下で、ｐ型不純物をドープしたＡｌＧ
ａＮ層を成長させ、成長後窒素ガス、アンモニアガスを
流しながら冷却させる方法を採用した。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明は、凸部の大きさが（概略
直径）３０ナノメーター以上、２００ナノメーター以下
である微細な凹凸を有するサファイア基板上にＭＯＣＶ
Ｄ法により、Ｉｎ有機金属原料存在下で、Ａｌ、Ｇａの
有機金属原料から、ＡｌＧａＮを成長させることで、ア
ニーリング処理の必要ない低抵抗のｐ型ＡｌＧａＮを形
成できる。すなわち、ａｓ−ｇｒｏｗｎの状態でｐ型Ａ
ｌＧａＮを形成できる。
直径）３０ナノメーター以上、２００ナノメーター以下
である微細な凹凸を有するサファイア基板上にＭＯＣＶ
Ｄ法により、Ｉｎ有機金属原料存在下で、Ａｌ、Ｇａの
有機金属原料から、ＡｌＧａＮを成長させることで、ア
ニーリング処理の必要ない低抵抗のｐ型ＡｌＧａＮを形
成できる。すなわち、ａｓ−ｇｒｏｗｎの状態でｐ型Ａ
ｌＧａＮを形成できる。
【０００６】ナノレベルで制御された凹凸を有するサフ
ァイア基板はは化学的、物理的方法で作成する。化学的
方法としては、サファイア基板表面をリン酸、ピロリン
酸でエッチングするか、スプレー法、ゾルゲル法でサフ
ァイア基板表面にサファイアの結晶格子定数に近い格子
定数を持つ材料を付加する方法がある。又ゾルゲル法で
付加した後、リン酸、ピロリン酸でエッチングするか、
或いは水素でエッチングするという組み合わせた方法も
ある。物理的方法としては、真空蒸着、イオンプレーテ
ィング、スパッター、プラズマ法でサファイア基板表面
にサファイアの結晶格子定数に近い格子定数を持つ材料
を付加する方法がある。これらの物理的方法に、薬液、
水素ガス処理を組み合わせても良い。
ァイア基板はは化学的、物理的方法で作成する。化学的
方法としては、サファイア基板表面をリン酸、ピロリン
酸でエッチングするか、スプレー法、ゾルゲル法でサフ
ァイア基板表面にサファイアの結晶格子定数に近い格子
定数を持つ材料を付加する方法がある。又ゾルゲル法で
付加した後、リン酸、ピロリン酸でエッチングするか、
或いは水素でエッチングするという組み合わせた方法も
ある。物理的方法としては、真空蒸着、イオンプレーテ
ィング、スパッター、プラズマ法でサファイア基板表面
にサファイアの結晶格子定数に近い格子定数を持つ材料
を付加する方法がある。これらの物理的方法に、薬液、
水素ガス処理を組み合わせても良い。
【０００７】ＡｌＧａＮが二次元成長するために、付加
される物はサファイア基板の方位に対して一定の関係が
ある方位であることが必要であり、同じ方位であること
が好ましい。このために、サファイアの結晶格子定数に
近い格子定数を持つ材料がよい。サファイアと同じ材質
のＡｌ２Ｏ３，あるいは格子定数が近いＭｇＡｌ
２Ｏ４、ＺｎＯが好ましい。
される物はサファイア基板の方位に対して一定の関係が
ある方位であることが必要であり、同じ方位であること
が好ましい。このために、サファイアの結晶格子定数に
近い格子定数を持つ材料がよい。サファイアと同じ材質
のＡｌ２Ｏ３，あるいは格子定数が近いＭｇＡｌ
２Ｏ４、ＺｎＯが好ましい。
【０００８】サファイア基板の凸部の平均的大きさ（概
略直径）は３次元表面構造解析顕微鏡で測定し、３０ｎ
ｍから２００ｎｍで、特に５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下
が好ましい。高さは凸部上でのＡｌＧａＮの横方向成長
が凹部から成長してきたＡｌＧａＮに阻害されない高さ
が好ましく、ほぼ同じ高さが好ましい。高さはＡｌＧａ
Ｎの成長速度、凸部の密度により決まる。大きさが約１
００ｎｍの場合で、高さは３次元表面構造解析顕微鏡で
約５０ｎｍ程度である。凹凸の存在状態は、凸部が粒界
で接する或いはつながった状態よりは、凸部がひとつひ
とつ島状的に分離され、高密度に存在する状態が好まし
い。凸部の密度は、大きさが１００ｎｍであれば、サフ
ァイア基板１ｃｍ３当たり１０１０以下、大きさが３０
ｎｍであれば１ｃｍ２当たり１０１１程度以下が好まし
い。
略直径）は３次元表面構造解析顕微鏡で測定し、３０ｎ
ｍから２００ｎｍで、特に５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下
が好ましい。高さは凸部上でのＡｌＧａＮの横方向成長
が凹部から成長してきたＡｌＧａＮに阻害されない高さ
が好ましく、ほぼ同じ高さが好ましい。高さはＡｌＧａ
Ｎの成長速度、凸部の密度により決まる。大きさが約１
００ｎｍの場合で、高さは３次元表面構造解析顕微鏡で
約５０ｎｍ程度である。凹凸の存在状態は、凸部が粒界
で接する或いはつながった状態よりは、凸部がひとつひ
とつ島状的に分離され、高密度に存在する状態が好まし
い。凸部の密度は、大きさが１００ｎｍであれば、サフ
ァイア基板１ｃｍ３当たり１０１０以下、大きさが３０
ｎｍであれば１ｃｍ２当たり１０１１程度以下が好まし
い。
【０００９】微細な凹凸を有するファイア基板上の成膜
はＭＯＣＶＤ法で行う。ｎ型ＡｌＧａＮを成長する温度
範囲は８００℃から１２００℃である。２次元的成長が
しやすい９００℃以上が好ましく、又１１５０℃以上で
は、ＡｌＧａＮの分解が激しくなるので１１５０℃以下
が好ましい。ｎ型ＡｌＧａＮは水素或いは窒素キャリヤ
ーガス雰囲気中でＩｎ有機金属原料の存在下、ＡｌとＧ
ａの有機金属原料から成長させるが、上記の温度範囲で
はＩｎは結晶内には殆ど取り込まれず、Ｘ線回折パター
ンはＡｌＧａＮのを示す。９００℃前後の温度までは、
Ｉｎは結晶内部に大幅に取り込まれない。従って、ｎ型
ＡｌＧａＮは１１００℃で成長後、ＧａＩｎＮ活性層成
長温度までの降下過程の９００℃前後までＩｎ有機原料
を流しながら成長させても良い。ＡｌＧａＮの成長中に
トリメチルガリウム（ＴＭＧａ、以下ＴＭＧと記
す。）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ、以下ＴＭ
Ａと記す。）等の原料の供給を制御して、膜の組成、成
長速度を成膜中に変えてもよい。例えば、成膜初期には
ＡｌＮを０．５ミクロン／時の成長速度で０．０３ミク
ロン積み、ついでＡｌＧａＮを１．５ミクロン／時の成
長速度で２ミクロン積む例である。ｎ型ドーパントはシ
ラン、ジシラン等を使用する。
はＭＯＣＶＤ法で行う。ｎ型ＡｌＧａＮを成長する温度
範囲は８００℃から１２００℃である。２次元的成長が
しやすい９００℃以上が好ましく、又１１５０℃以上で
は、ＡｌＧａＮの分解が激しくなるので１１５０℃以下
が好ましい。ｎ型ＡｌＧａＮは水素或いは窒素キャリヤ
ーガス雰囲気中でＩｎ有機金属原料の存在下、ＡｌとＧ
ａの有機金属原料から成長させるが、上記の温度範囲で
はＩｎは結晶内には殆ど取り込まれず、Ｘ線回折パター
ンはＡｌＧａＮのを示す。９００℃前後の温度までは、
Ｉｎは結晶内部に大幅に取り込まれない。従って、ｎ型
ＡｌＧａＮは１１００℃で成長後、ＧａＩｎＮ活性層成
長温度までの降下過程の９００℃前後までＩｎ有機原料
を流しながら成長させても良い。ＡｌＧａＮの成長中に
トリメチルガリウム（ＴＭＧａ、以下ＴＭＧと記
す。）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ、以下ＴＭ
Ａと記す。）等の原料の供給を制御して、膜の組成、成
長速度を成膜中に変えてもよい。例えば、成膜初期には
ＡｌＮを０．５ミクロン／時の成長速度で０．０３ミク
ロン積み、ついでＡｌＧａＮを１．５ミクロン／時の成
長速度で２ミクロン積む例である。ｎ型ドーパントはシ
ラン、ジシラン等を使用する。
【００１０】ＧａＩｎＮ活性層は窒素キャリヤーガス雰
囲気中で、温度は結晶性を良くするために６００℃以
上、分解を防止するために８００℃以下で成長させる。
ドーピングしないか、ｎ型にするのがｐｎ接合の点で好
ましい。
囲気中で、温度は結晶性を良くするために６００℃以
上、分解を防止するために８００℃以下で成長させる。
ドーピングしないか、ｎ型にするのがｐｎ接合の点で好
ましい。
【００１１】ｐ型ＡｌＧａＮは９００℃から１１００℃
の温度範囲で、窒素が主成分となるキャリヤーガス雰囲
気中で、Ｉｎ有機金属原料をＡｌ、Ｇａの有機金属原料
と同時に流しながら成長させる。ｎ型より成長温度が低
いのは、活性層の分解を防止するためである。ｐ型不純
物はＭｇ、Ｚｎ、Ｂｅ等にアルキル基等の有機基を有す
る化合物、キレート化合物を用いるが、活性化効率の点
ではシクロペンタジエニルＭｇ（Ｃｐ２Ｍｇ）、ビスエ
チルシクロペンタジエニルＭｇ（（ＥｔＣｐ）２Ｍｇ）
等のＭｇ化合物が好ましい。
の温度範囲で、窒素が主成分となるキャリヤーガス雰囲
気中で、Ｉｎ有機金属原料をＡｌ、Ｇａの有機金属原料
と同時に流しながら成長させる。ｎ型より成長温度が低
いのは、活性層の分解を防止するためである。ｐ型不純
物はＭｇ、Ｚｎ、Ｂｅ等にアルキル基等の有機基を有す
る化合物、キレート化合物を用いるが、活性化効率の点
ではシクロペンタジエニルＭｇ（Ｃｐ２Ｍｇ）、ビスエ
チルシクロペンタジエニルＭｇ（（ＥｔＣｐ）２Ｍｇ）
等のＭｇ化合物が好ましい。
【００１２】窒化ガリウム系化合物半導体を成膜後は気
相成長させた状態でアンモニア、キャリアーガスの窒素
を流しながら冷却するか、アンモニアとキャリアーガス
窒素の比率を成膜時と同じか小さくして、総量を減らし
ても良い。
相成長させた状態でアンモニア、キャリアーガスの窒素
を流しながら冷却するか、アンモニアとキャリアーガス
窒素の比率を成膜時と同じか小さくして、総量を減らし
ても良い。
【００１３】ａｓ−ｇｒｏｗｎの膜で低抵抗のｐ型Ａｌ
ＧａＮが得られる理由は不明だが、微細な凹凸を有する
サファイア基板上に、Ｉｎ有機金属原料の存在下でＡｌ
ＧａＮを成長させると、ｎ型ＡｌＧａＮとｐ型ＡｌＧａ
Ｎの結晶性が向上し、ｐ型不純物の活性化率が上がり、
キャリアー濃度が増加することによると考えている。
ＧａＮが得られる理由は不明だが、微細な凹凸を有する
サファイア基板上に、Ｉｎ有機金属原料の存在下でＡｌ
ＧａＮを成長させると、ｎ型ＡｌＧａＮとｐ型ＡｌＧａ
Ｎの結晶性が向上し、ｐ型不純物の活性化率が上がり、
キャリアー濃度が増加することによると考えている。
【００１４】
【実施例１】アルミナ成分の濃度が２０％のアルミナゾ
ルに、アルミナのシード成分を加え、攪拌機で混合し、
粘度を１０センチポアズにした。アルミナのシード成分
の作製方法は次のように行った。アルミナのポットミル
に高純度のアルミナボールと純水を入れ、３日間回転さ
せた後、液体を１．５万ｒｐｍの遠心分離器にかけた。
そしてその上澄み液をアルミナのシード成分として用い
た。シードを加えたアルミナゾルをｃ面の平滑なサファ
イア基板上に、スピンコーターで１５秒間、１５００ｒ
ｐｍの条件で薄く塗布した。これを加熱炉に入れ７０℃
で５時間、１２０℃で５時間、２５０℃で３時間、３５
０℃で５時間、４５０℃で５時間、６５０℃で３時間、
７５０℃で３時間順次加熱処理し、ついで焼結のため
に、この基板を１２００℃の温度の加熱炉に３分間保持
するように、急速加熱し、２００℃／分で急速冷却し
た。炉から取りだし、１１０℃に加熱した混酸（硫酸：
リン酸＝３：１）中で３０分処理し、ついで２３０℃の
リン酸に１５分間侵せき後、純水で良く水洗し乾燥し
た。凸部の平均的大きさは約７５ｎｍ、高さは４０ｎｍ
であり、ほぼ六角形状で島状的であった。
ルに、アルミナのシード成分を加え、攪拌機で混合し、
粘度を１０センチポアズにした。アルミナのシード成分
の作製方法は次のように行った。アルミナのポットミル
に高純度のアルミナボールと純水を入れ、３日間回転さ
せた後、液体を１．５万ｒｐｍの遠心分離器にかけた。
そしてその上澄み液をアルミナのシード成分として用い
た。シードを加えたアルミナゾルをｃ面の平滑なサファ
イア基板上に、スピンコーターで１５秒間、１５００ｒ
ｐｍの条件で薄く塗布した。これを加熱炉に入れ７０℃
で５時間、１２０℃で５時間、２５０℃で３時間、３５
０℃で５時間、４５０℃で５時間、６５０℃で３時間、
７５０℃で３時間順次加熱処理し、ついで焼結のため
に、この基板を１２００℃の温度の加熱炉に３分間保持
するように、急速加熱し、２００℃／分で急速冷却し
た。炉から取りだし、１１０℃に加熱した混酸（硫酸：
リン酸＝３：１）中で３０分処理し、ついで２３０℃の
リン酸に１５分間侵せき後、純水で良く水洗し乾燥し
た。凸部の平均的大きさは約７５ｎｍ、高さは４０ｎｍ
であり、ほぼ六角形状で島状的であった。
【００１５】このナノメーターレベルの凹凸のあるサフ
ァイア基板を横型のＭＯＣＶＤ装置内部の基板ホルダに
設置し、水素を流しながら、ヒーターで温度を１１００
℃まで昇温し、５分間保持しながら基板のクリーニング
を行なった。
ァイア基板を横型のＭＯＣＶＤ装置内部の基板ホルダに
設置し、水素を流しながら、ヒーターで温度を１１００
℃まで昇温し、５分間保持しながら基板のクリーニング
を行なった。
【００１６】次に温度を１０５０℃まで下げ、主キャリ
アーガスとして水素１６リットル／分、アンモニアを
０．５リットル／分流しながら、ＴＭＡ用のキャリアガ
スを１０ｃｃ／分流し３分保持した。ついで、主キャリ
アーガスとして水素１６リットル／分、アンモニアを１
リットル／分を流しながら、ＴＭＧ用キャリアガスを４
０ｃｃ／分、ＴＭＡ用のキャリアガスを２０ｃｃ／分、
トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ、以下ＴＭＩと記
す。）用のキャリアガスを１０ｃｃ／分、水素ガスで希
釈した１０ｐｐｍのシランガスを３ｃｃ／分流し６０分
保持し、１．５ミクロンの厚みの膜を得た。
アーガスとして水素１６リットル／分、アンモニアを
０．５リットル／分流しながら、ＴＭＡ用のキャリアガ
スを１０ｃｃ／分流し３分保持した。ついで、主キャリ
アーガスとして水素１６リットル／分、アンモニアを１
リットル／分を流しながら、ＴＭＧ用キャリアガスを４
０ｃｃ／分、ＴＭＡ用のキャリアガスを２０ｃｃ／分、
トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ、以下ＴＭＩと記
す。）用のキャリアガスを１０ｃｃ／分、水素ガスで希
釈した１０ｐｐｍのシランガスを３ｃｃ／分流し６０分
保持し、１．５ミクロンの厚みの膜を得た。
【００１７】ｎ型ＡｌＧａＮ成長後、温度を７５０℃に
して、キャリアーガスを窒素ガスに切り替え、窒素ガス
を８リットル／分、アンモニアを４リットル／分、ＴＭ
Ｇ用のキャリアガスを５ｃｃ／分、ＴＭＩ用のキャリア
ガスを１５０ｃｃ／分流しながら、アンドープＧａＩｎ
Ｎを３分間成長させた。
して、キャリアーガスを窒素ガスに切り替え、窒素ガス
を８リットル／分、アンモニアを４リットル／分、ＴＭ
Ｇ用のキャリアガスを５ｃｃ／分、ＴＭＩ用のキャリア
ガスを１５０ｃｃ／分流しながら、アンドープＧａＩｎ
Ｎを３分間成長させた。
【００１８】ついで温度を１０５０℃まで上げ、主キャ
リアーガスとして窒素ガスを１２リットル／分、アンモ
ニアを１リットル／分流しながら、ＴＭＧ用のキャリア
ガスを４０ｃｃ／分、ＴＭＡ用のキャリアガスを２０ｃ
ｃ／分、ＴＭＩ用のキャリアガスを１０ｃｃ／分、Ｃｐ
２Ｍｇ用のキャリアガスを７０ｃｃ／分流し６０分保持
した。その後、ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＴＭＩ、Ｃｐ２Ｍｇ用
のキャリアガスを流すのを止め、キャリアーガスの窒素
ガス、アンモニアをそのまま流しながら冷却した。厚み
は１．５ミクロンであった。
リアーガスとして窒素ガスを１２リットル／分、アンモ
ニアを１リットル／分流しながら、ＴＭＧ用のキャリア
ガスを４０ｃｃ／分、ＴＭＡ用のキャリアガスを２０ｃ
ｃ／分、ＴＭＩ用のキャリアガスを１０ｃｃ／分、Ｃｐ
２Ｍｇ用のキャリアガスを７０ｃｃ／分流し６０分保持
した。その後、ＴＭＧ、ＴＭＡ、ＴＭＩ、Ｃｐ２Ｍｇ用
のキャリアガスを流すのを止め、キャリアーガスの窒素
ガス、アンモニアをそのまま流しながら冷却した。厚み
は１．５ミクロンであった。
【００１９】冷却後、ＭＯＣＶＤ装置から、ウエーハを
取り出し、ホール測定を行うと、ｐ型を示し、キャリア
ー濃度は約８×１０１７／ｃｍ２、抵抗率は約１Ω・ｃ
ｍであった。
取り出し、ホール測定を行うと、ｐ型を示し、キャリア
ー濃度は約８×１０１７／ｃｍ２、抵抗率は約１Ω・ｃ
ｍであった。
【００２０】
【実施例２】実施例１のアルミナゾルに硝酸を添加し、
ゾルの粘度を２０センチポイズにした。これを実施例１
において述べたものと同等の方法で、凸部のあるサファ
イア基板を作製した。凸部が一部つながった状態であ
り、平均的大きさは約２００ｎｍ、高さは約６０ｎｍで
あった。
ゾルの粘度を２０センチポイズにした。これを実施例１
において述べたものと同等の方法で、凸部のあるサファ
イア基板を作製した。凸部が一部つながった状態であ
り、平均的大きさは約２００ｎｍ、高さは約６０ｎｍで
あった。
【００２１】ついで、実施例１において述べたものと同
等の方法で、成膜、冷却を行った。すなわち、上記処理
したサファイア基板を横型のＭＯＣＶＤ装置内部に設置
し、水素でクリーニング、ｎ型ＡｌＧａＮ、ｎ型ＧａＩ
ｎＮ、ついでｐ型ＡｌＧａＮを積んだ。成膜後アンモニ
ア、キャリアーガスの窒素を流しながら冷却した。冷却
後、ＭＯＣＶＤ装置から、ウエーハを取り出し、ホール
測定を行うと、ｐ型を示し、キャリアー濃度は約１×１
０１７／ｃｍ２、抵抗率は約５Ω・ｃｍであった。
等の方法で、成膜、冷却を行った。すなわち、上記処理
したサファイア基板を横型のＭＯＣＶＤ装置内部に設置
し、水素でクリーニング、ｎ型ＡｌＧａＮ、ｎ型ＧａＩ
ｎＮ、ついでｐ型ＡｌＧａＮを積んだ。成膜後アンモニ
ア、キャリアーガスの窒素を流しながら冷却した。冷却
後、ＭＯＣＶＤ装置から、ウエーハを取り出し、ホール
測定を行うと、ｐ型を示し、キャリアー濃度は約１×１
０１７／ｃｍ２、抵抗率は約５Ω・ｃｍであった。
【００２２】
【実施例３】実施例１のシードを入れたアルミナゾルに
硝酸を添加し、ゾルの粘度を５センチポイズにした。焼
結温度を実施例１の１２００℃から１１５０℃に変更し
た以外は実施例１において述べたものと同等の方法で、
凸部のあるサファイア基板を作製した。凸部の平均的大
きさは約３０ｎｍで粒界で接する状態であった。
硝酸を添加し、ゾルの粘度を５センチポイズにした。焼
結温度を実施例１の１２００℃から１１５０℃に変更し
た以外は実施例１において述べたものと同等の方法で、
凸部のあるサファイア基板を作製した。凸部の平均的大
きさは約３０ｎｍで粒界で接する状態であった。
【００２３】ついで、実施例１において述べたものと同
等の方法で、成膜、冷却を行った。冷却後、ＭＯＣＶＤ
装置から、ウエーハを取り出し、ホール測定を行うと、
ｐ型を示し、キャリアー濃度は約１×１０１７／ｃ
ｍ２、抵抗率は約５Ω・ｃｍであった。
等の方法で、成膜、冷却を行った。冷却後、ＭＯＣＶＤ
装置から、ウエーハを取り出し、ホール測定を行うと、
ｐ型を示し、キャリアー濃度は約１×１０１７／ｃ
ｍ２、抵抗率は約５Ω・ｃｍであった。
【００２４】
【比較例１】平滑なサファイア基板を用いて、実施例１
と同等の方法で成膜を行った。すなわち、サファイア基
板を横型のＭＯＣＶＤ装置内部に設置し、水素でクリー
ニング、ｎ型ＡｌＧａＮ、アンドープＧａＩｎＮ、つい
でＭｇドープＡｌＧａＮを積んだ。成膜後キャリアーガ
スの窒素、アンモニアを流しながら冷却した。
と同等の方法で成膜を行った。すなわち、サファイア基
板を横型のＭＯＣＶＤ装置内部に設置し、水素でクリー
ニング、ｎ型ＡｌＧａＮ、アンドープＧａＩｎＮ、つい
でＭｇドープＡｌＧａＮを積んだ。成膜後キャリアーガ
スの窒素、アンモニアを流しながら冷却した。
【００２５】得られたＭｇドープＡｌＧａＮはｐ型にな
らず、抵抗率は１０５Ω・ｃｍ以上の高抵抗な半絶縁材
料となってしまった。
らず、抵抗率は１０５Ω・ｃｍ以上の高抵抗な半絶縁材
料となってしまった。
【００２６】
【比較例２】実施例１のシード入りのアルミナゾルに硝
酸を添加し、ゾルの粘度を３０センチポイズにした。こ
れを実施例１において述べたものと同等の方法で、凸部
のあるサファイア基板を作製した。凸部が一部つながっ
た状態であり、平均的大きさは約３００ｎｍであった。
酸を添加し、ゾルの粘度を３０センチポイズにした。こ
れを実施例１において述べたものと同等の方法で、凸部
のあるサファイア基板を作製した。凸部が一部つながっ
た状態であり、平均的大きさは約３００ｎｍであった。
【００２７】ついで、実施例１において述べたものと同
等の方法で成膜、冷却を行った。冷却後、ＭＯＣＶＤ装
置から、ウエーハを取り出し、ホール測定を行うと、得
られたＭｇドープＡｌＧａＮはｐ型にならず、抵抗率は
１０５Ω・ｃｍ以上の高抵抗な半絶縁材料となってしま
った。
等の方法で成膜、冷却を行った。冷却後、ＭＯＣＶＤ装
置から、ウエーハを取り出し、ホール測定を行うと、得
られたＭｇドープＡｌＧａＮはｐ型にならず、抵抗率は
１０５Ω・ｃｍ以上の高抵抗な半絶縁材料となってしま
った。
【００２８】
【比較例３】実施例１において述べたものと同等の方法
で、凸部のあるサファイア基板を作製した。 ＡｌＧａ
Ｎの成膜時にＩｎ有機金属原料を流さない状態以外は、
実施例１において述べたものと同等の方法で、成膜、冷
却を行った。
で、凸部のあるサファイア基板を作製した。 ＡｌＧａ
Ｎの成膜時にＩｎ有機金属原料を流さない状態以外は、
実施例１において述べたものと同等の方法で、成膜、冷
却を行った。
【００２９】得られたＭｇドープＡｌＧａＮはｐ型にな
らず、抵抗率は１０５Ω・ｃｍ以上の高抵抗な半絶縁材
料となってしまった。。
らず、抵抗率は１０５Ω・ｃｍ以上の高抵抗な半絶縁材
料となってしまった。。
【００３０】
【発明の効果】本発明の成長方法によると、アニーリン
グ処理が必要なく、低抵抗のｐ型ＡｌＧａＮを形成で
き、製造効率に優れる方法を得ることができる。
グ処理が必要なく、低抵抗のｐ型ＡｌＧａＮを形成で
き、製造効率に優れる方法を得ることができる。
Claims (3)
- 【請求項１】微細な凹凸を有するサファイア基板上に成
膜されたｎ型ＡｌＧａＮ、該ｎ型ＡｌＧａＮ上に成膜さ
れたＧａＩｎＮ、さらに該ＧａＩｎＮ上に成膜されたｐ
型ＡｌＧａＮの積層構造からなる窒化ガリウム系化合物
半導体。 - 【請求項２】微細な凹凸の凸部の大きさが３０ナノメー
ター以上、２００ナノメーター以下であることを特徴と
する請求項１に記載の窒化ガリウム系化合物半導体。 - 【請求項３】有機金属気相成長方法で、Ｉｎ有機金属原
料の存在下で、アルミニウム或いはガリウムの有機金属
原料から、ｎ型またはｐ型のＡｌＧａＮを９００℃〜１
２００℃で成長させることを特徴とする窒化ガリウム系
化合物半導体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000396232A JP2002164571A (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 窒化ガリウム系化合物半導体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000396232A JP2002164571A (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 窒化ガリウム系化合物半導体およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002164571A true JP2002164571A (ja) | 2002-06-07 |
Family
ID=18861560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000396232A Pending JP2002164571A (ja) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | 窒化ガリウム系化合物半導体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002164571A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003318441A (ja) * | 2001-07-24 | 2003-11-07 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子 |
| CN108352324A (zh) * | 2015-12-28 | 2018-07-31 | 德州仪器公司 | 用于族iiia-n装置的非蚀刻性气体冷却外延堆叠 |
-
2000
- 2000-11-22 JP JP2000396232A patent/JP2002164571A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8796721B2 (en) | 2001-07-24 | 2014-08-05 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting device |
| US8148744B2 (en) | 2001-07-24 | 2012-04-03 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting device |
| US8227280B2 (en) | 2001-07-24 | 2012-07-24 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting device |
| US8299486B2 (en) | 2001-07-24 | 2012-10-30 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting device |
| US8344403B2 (en) | 2001-07-24 | 2013-01-01 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting device |
| US8344402B2 (en) | 2001-07-24 | 2013-01-01 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting device |
| JP2003318441A (ja) * | 2001-07-24 | 2003-11-07 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子 |
| US9368681B2 (en) | 2001-07-24 | 2016-06-14 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting device |
| US9865773B2 (en) | 2001-07-24 | 2018-01-09 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting device |
| US10396242B2 (en) | 2001-07-24 | 2019-08-27 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting device |
| US10593833B2 (en) | 2001-07-24 | 2020-03-17 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting device |
| CN108352324A (zh) * | 2015-12-28 | 2018-07-31 | 德州仪器公司 | 用于族iiia-n装置的非蚀刻性气体冷却外延堆叠 |
| CN108352324B (zh) * | 2015-12-28 | 2022-08-09 | 德州仪器公司 | 用于族iiia-n装置的非蚀刻性气体冷却外延堆叠 |
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