JP2003197541A

JP2003197541A - Ｉｉｉ族窒化物膜の製造方法

Info

Publication number: JP2003197541A
Application number: JP2001394093A
Authority: JP
Inventors: Tomohiko Shibata; 智彦柴田; Mitsuhiro Tanaka; 光浩田中; Keiichiro Asai; 圭一郎浅井
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2003-07-11
Anticipated expiration: 2021-12-26
Also published as: JP4331906B2

Abstract

(57)【要約】【課題】III族窒化物膜中における欠陥の発生割合を減
少させることが可能な、新規なIII族窒化物膜の製造方
法、及びこれに用いることのできるエピタキシャル基板
の製造方法を提供する。【解決手段】所定の単結晶材料からなる基材１上に、少
なくともＡｌを含み、Ｘ線ロッキングカーブの半値幅が
１００秒以下のIII族窒化物下地膜２を形成する。次い
で、下地膜２の主面２Ａを還元性の窒素を含む雰囲気中
で熱処理し、下地膜２の主面２Ａ上の表面欠陥を除去す
る。次いで、下地膜２の主面２Ａ上に、目的とするIII
族窒化物膜３を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、III族窒化物膜の
製造方法及びエピタキシャル基板の製造方法に関し、詳
しくは半導体発光素子、半導体受光素子、及び電子デバ
イスなどの半導体素子を構成するIII族窒化物膜を作製
する際に好適に用いることのできる、III族窒化物膜の
製造方法及びエピタキシャル基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】III族窒化物膜は、発光ダイオードの半
導体発光素子及び半導体受光素子などを構成する半導体
膜として用いられており、近年においては、高周波特性
に優れ、低消費電力型で高出力の電子デバイスなどを構
成する半導体膜としても注目を浴びている。

【０００３】このようなIII族窒化物膜を形成する基板
として、所定の基材上にエピタキシャル成長により形成
した下地膜を具える、いわゆるエピタキシャル成長基板
がある。そして、上記エピタキシャル成長基板を反応管
内に設けられたサセプタ上に設置した後、前記サセプタ
内外の加熱機構によって所定の温度に加熱する。次い
で、III族金属供給原料及び窒素供給原料、並びに必要
に応じて他の元素の供給原料をキャリアガスとともに前
記反応管内に導入するとともに、前記エピタキシャル成
長基板上に供給し、ＭＯＣＶＤ法などにしたがってIII
族窒化物膜を形成する。

【０００４】

【発明解決しようとする課題】しかしながら、上述した
ようにしてIII族窒化物膜を形成し、目的とする半導体
素子を作製した場合には、各III族窒化物膜中に比較的
多量の欠陥が発生する割合が増大する。この結果、半導
体素子を多量に生産する場合において、十分な歩留まり
を得ることができず、半導体素子の生産コストを増大さ
せてしまう原因となっていた。

【０００５】本発明は、III族窒化物膜中における欠陥
の発生割合を減少させることが可能な、新規なIII族窒
化物膜の製造方法、及びこれに用いることのできるエピ
タキシャル基板の製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく、
本発明は、所定の単結晶材料からなる基材上に、少なく
ともＡｌを含有し、Ｘ線ロッキングカーブの半値幅が１
００秒以下のIII族窒化物下地膜を形成する工程と、前
記III族窒化物下地膜の主面を還元性の窒素を含む雰囲
気中で熱処理する工程と、前記III族窒化物下地膜の前
記主面上において、III族窒化物膜を形成する工程とを
含むことを特徴とする、III族窒化物膜の製造方法（第
１のIII族窒化物膜の製造方法）に関する。

【０００７】また、本発明は、所定の単結晶材料からな
る基材上に、少なくともＡｌを含有し、Ｘ線ロッキング
カーブの半値幅が１００秒以下のIII族窒化物下地膜を
形成する工程と、前記III族窒化物下地膜の主面を還元
性の窒素を含む雰囲気中で熱処理する工程とを含むこと
を特徴とする、エピタキシャル成長基板の製造方法（第
１のエピタキシャル成長基板の製造方法）に関する。

【０００８】本発明者らは、前述したようなIII族窒化
物膜中における欠陥の発生原因について鋭意検討を行な
った。そして、前記III族窒化物膜の成膜条件や成膜環
境についても種々検討した。その結果、前記III族窒化
物膜の欠陥の発生有無には、使用するエピタキシャル成
長基板の状態、特にその表面状態が強く影響しているこ
とが判明した。

【０００９】すなわち、エピタキシャル成長基板の表面
は、それが置かれる環境雰囲気に影響を受け、種々のパ
ーティクルが付着したり、傷やピットなどが発生したり
する。さらには、前記環境雰囲気中における種々の反応
性ガスの影響を受けて、表面変質層が形成されたりす
る。したがって、このような状態のエピタキシャル成長
基板上にIII族窒化物膜を形成すると、前述したパーテ
ィクル及びピットなどの表面欠陥が前記III族窒化物膜
のエピタキシャル成長に影響し、前記III族窒化物膜中
には、前記表面欠陥に起因した多量の欠陥及び転位が形
成されるようになることを見出した。

【００１０】そこで、本発明者らは、前述したようなエ
ピタキシャル成長基板の表面欠陥を取り除くべく、目的
とするIII族窒化物膜を形成する以前に、前記エピタキ
シャル成長基板の、前記III族窒化物膜が形成されるべ
き下地膜主面に対して前処理を行ない、前述したような
表面欠陥を取り除くことを想到した。

【００１１】一方、本発明者らは、エピタキシャル成長
基板を構成する下地膜を、Ａｌ含有するととともに、Ｘ
線ロッキングカーブの半値幅が１００秒以下の窒化物か
ら構成し、このようなエピタキシャル成長基板上に種々
の窒化物膜を形成して所定の半導体素子を作製した場
合、その特性、例えば発光効率が向上することを見出し
た。したがって、このようなＡｌ含有窒化物からなる下
地膜に対して適切な前処理方法を見出すべくさらなる検
討を実施し、本発明をするに至ったものである。なお、
Ｘ線ロッキングカーブの半値幅は、Ａｌ含有窒化物膜の
（０００２）面における値である。

【００１２】このように、本発明の第１のIII族窒化物
膜の製造方法及び第１のエピタキシャル成長基板の製造
方法によれば、エピタキシャル成長基板の下地膜主面
は、前述したパーティクルなどの表面欠陥が取り除かれ
て清浄されているので、目的とするIII族窒化物膜を前
記エピタキシャル成長基板上に成長させた場合におい
て、前記III族窒化物膜中の、前記表面欠陥に起因した
欠陥の発生は著しく低減される。また、還元性の窒素を
含む雰囲気中で熱処理を行なうため、この熱処理中にお
いてピットなどの表面欠陥が発生することがない。さら
には、前記下地膜主面に形成された表面酸化膜を除去す
ることもできる。

【００１３】したがって、前記エピタキシャル成長基板
上に、１以上のIII族窒化物膜を形成して所定の半導体
素子を作製した場合において、その製造歩留まりを飛躍
的に向上させることができる。

【００１４】また、本発明は、所定の単結晶材料からな
る基材上に、少なくともＡｌを含有し、Ｘ線ローキング
カーブの半値幅が１００秒以下のIII族窒化物下地膜を
形成する工程と、前記III族窒化物下地膜の主面を還元
性の窒素を含む雰囲気中で熱処理する工程と、前記III
族窒化物下地膜の前記主面上において、III族窒化物か
らなる島状結晶部を形成する工程と、前記III族窒化物
下地膜の前記主面上において、所定のIII族窒化物膜を
前記島状結晶部を核としてエピタキシャル成長させて形
成する工程とを含むことを特徴とする、III族窒化物膜
の製造方法（第２のIII族窒化物膜の製造方法）に関す
る。

【００１５】さらに、本発明は、所定の単結晶材料から
なる基材上に、少なくともＡｌを含有し、Ｘ線ローキン
グカーブの半値幅が１００秒以下のIII族窒化物下地膜
を形成する工程と、前記III族窒化物下地膜の主面を還
元性の窒素を含む雰囲気中で熱処理する工程と、前記II
I族窒化物下地膜の前記主面上において、III族窒化物か
らなる島状結晶部を形成する工程とを含むことを特徴と
する、エピタキシャル成長基板の製造方法（第２のエピ
タキシャル成長基板の製造方法）に関する。

【００１６】本発明者らは、さらなる研究の過程におい
て、目的とするIII族窒化物膜を作製するに際し、エピ
タキシャル成長基板の下地膜上に直接的にIII族窒化物
を形成する場合と比較して、前記下地膜上に所定の窒化
物からなる島状結晶部を形成し、この島状結晶部を核と
して前記III族窒化物膜をエピタキシャル成長させるこ
とにより、前記III族窒化物膜の転位密度などの結晶品
質が向上することを見出した。

【００１７】この場合においても、エピタキシャル成長
基板の下地膜主面上に表面欠陥などが存在すると、前記
下地膜主面上に島状結晶部を形成した場合、その内部に
比較的多量の欠陥が生じてしまう場合があった。さらに
は、前記島状結晶部自体を形成することが困難になる場
合があった。

【００１８】そこで、上述した本発明の第２のIII族窒
化物膜の製造方法及び第２のエピタキシャル成長基板の
製造方法に従って、エピタキシャル成長基板を構成する
下地膜主面に対して前述したような熱処理を施すことに
より、上述した島状結晶部作製時の問題点を除去するこ
とができ、欠陥のない結晶品質に優れたIII族窒化物膜
を得ることができることを見出したものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を発明の実施の形態
に即して詳細に説明する。最初に、本発明の第１のIII
族窒化物膜の製造方法及び第１のエピタキシャル成長基
板の製造方法について説明する。

【００２０】図１及び図２は、本発明の第１のIII族窒
化物膜の製造方法及び第１のエピタキシャル成長基板の
製造方法を説明するための図である。

【００２１】最初に、図１に示すように、所定の単結晶
材料からなる基材１を準備し、この基材１上において、
少なくともＡｌを含有し、Ｘ線ロッキングカーブの半値
幅が１００秒以下のIII族窒化物下地膜２を形成する。
下地膜２は、ＭＯＣＶＤ法及びＨＶＰＥ法などを用いて
形成することができる。ＭＯＣＶＤ法による場合、下地
膜２の形成温度は１１００℃以上、さらには１１５０℃
以上であることが好ましい。これによって、下地膜２自
体の結晶性を高めることができ、後に形成すべきIII族
窒化物膜の結晶性をも向上させることができる。

【００２２】また、下地膜２の形成温度の上限は１２５
０℃であることが好ましい。これによって、下地膜２の
構成成分の熱拡散などを抑制して、下地膜２の主面の荒
れなどを効果的に抑制することができる。その結果、後
に形成すべきIII族窒化物膜中の、前記主面の荒れに起
因した欠陥などの発生を効果的に抑制することができ
る。なお、上記「形成温度」は、下地膜２を形成する際
の、基材１の設定温度である。

【００２３】下地膜２をＭＯＣＶＤ法により上記温度範
囲内で形成する場合、その厚さは０．５μｍ以上である
ことが好ましく、さらには１μｍ〜３μｍであることが
好ましい。これによってクラックの発生や剥離を抑制し
た状態において、下地膜２の結晶性をより効果的に高め
ることができる。

【００２４】次いで、下地膜２を含む基材１を所定の容
器内に入れ、この容器内に設けられたサセプタ上に設置
した後、所定温度にまで加熱する。その後、前記容器内
にアンモニア（ＮＨ_３）ガス、ヒドラジン（Ｎ_２Ｈ_４）
ガス、及びメチルヒドラジン（Ｎ_２Ｈ_３ＣＨ_３）ガスな
どの熱処理ガスを導入する。これらのガスは、加熱され
た下地膜２の主面２Ａに接触すると、熱分解して還元性
の窒素ガスを生成する。この還元性の窒素ガスは極めて
反応性に富むため、加熱された下地膜２の主面２Ａと還
元反応を生ぜしめて、主面２Ａ上に存在する表面欠陥を
除去する。この結果、目的とするエピタキシャル成長基
板５を得る。

【００２５】なお、前記加熱温度は５００〜１２００℃
であることが好ましく、さらには９００〜１２００℃で
あることが好ましい。これによって、上述したような熱
処理をより効果的に実施することができ、下地膜２の主
面２Ａにおける表面欠陥を効率よく除去することができ
る。上記加熱温度は下地膜２を含む基材１に対する設定
温度である。

【００２６】また、上述したＮＨ_３ガスなどの熱処理ガ
スを前記容器内に導入した後に、前記容器の壁面と前記
サセプタとの間に所定の電圧を印加する、又はＥＣＲプ
ラズマなどを導入することによって、前記熱処理ガスを
プラズマ化することもできる。

【００２７】次いで、図２に示すように、エピタキシャ
ル成長基板５の、表面欠陥の除去された下地膜２の主面
２Ａ上において目的とするIII族窒化物膜３を形成す
る。下地膜２の主面２Ａ上における表面欠陥は上述した
熱処理によって大部分が除去されているため、III族窒
化物膜３中にはほとんど欠陥が発生せず、その製造歩留
まりを大きく向上させることができる。なお、III族窒
化物膜３は、上述したようなＭＯＣＶＤ法、ＨＶＰＥ法
又はＭＢＥ法などによって作製することができる。

【００２８】また、上述した熱処理とIII族窒化物膜３
の作製とは、例えば、III族窒化物膜３を作製する際に
用いるＭＯＣＶＤ装置を用いて連続的に行なうこともで
きるし、別個の装置を用いて行なうこともできる。

【００２９】なお、基材１を構成する単結晶材料として
は、サファイア単結晶、ＺｎＯ単結晶、ＬｉＡｌＯ_２単
結晶、ＬｉＧａＯ_２単結晶、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４単結晶、Ｍ
ｇＯ単結晶などの酸化物単結晶、Ｓｉ単結晶、ＳｉＣ単
結晶などのIV族あるいはIV−IV族単結晶、ＧａＡｓ単結
晶、ＡｌＮ単結晶、ＧａＮ単結晶、及びＡｌＧａＮ単結
晶などのIII−Ｖ族単結晶、ＺｒＢ_２などのホウ化物単
結晶などを例示することができる。

【００３０】また、III族窒化物下地層２は、Ａｌの他
に、Ｇａ及びＩｎの少なくとも一つを含むことができ
る。さらに、必要に応じてＧｅ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂ
ｅ、Ｐ、及びＢなどの添加元素を含有することもでき
る。さらに、意識的に添加した元素に限らず、成膜条件
などに依存して必然的に取り込まれる微量元素、並びに
原料、反応管材質に含まれる微量不純物を含むこともで
きる。

【００３１】さらに、III族窒化物膜３は、目的に応じ
て任意の組成に設定する。

【００３２】次に、本発明の第２のIII族窒化物膜の製
造方法及び第２のエピタキシャル成長基板の製造方法に
ついて説明する。図３〜図６は、本発明の第２のIII族
窒化物膜の製造方法及び第２のエピタキシャル成長基板
の製造方法を説明するための図である。

【００３３】最初に、図３に示すように、所定の単結晶
材料からなる基材１１を準備し、この基材１１上におい
て、少なくともＡｌを含有し、Ｘ線ロッキングカーブの
半値幅が１００秒以下のIII族窒化物下地膜１２を形成
する。下地膜１２はＭＯＣＶＤ法又はＨＶＰＥ法などに
よって作製することができる。なお、ＭＯＣＶＤ法を用
いる場合の好ましい作製条件、及びそのときの好ましい
厚さについては、前述した第１のIII族窒化物膜の製造
方法及び第１のエピタキシャル成長基板の製造方法と同
様である。

【００３４】次いで、下地膜１２を含む基材１１を所定
の容器内に入れ、この容器内に設けられたサセプタ上に
設置した後、所定温度にまで加熱する。次いで、ＮＨ_３
ガスなどの熱処理ガスを前記容器内へ導入して、前述し
た第１のIII族窒化物膜の製造方法及び第１のエピタキ
シャル成長基板の製造方法と同様にして、下地膜１２の
主面１２に対して熱処理を行ない、表面欠陥を除去す
る。なお、この熱処理における加熱温度は、前述したよ
うに５００〜１２００℃であることが好ましく、さらに
は９００〜１２００℃であることが好ましい。

【００３５】また、このような熱処理に加えて、前述の
第１のIII族窒化物膜の製造方法及び第１のエピタキシ
ャル成長基板の製造方法で述べたようなプラズマ処理を
施すこともできる。

【００３６】次いで、図４に示すように、下地膜１２の
主面１２Ａ上において、所定のIII族窒化物からなる島
状結晶部１４を形成する。下地膜１２はＡｌを必須成分
として含有するので、その格子定数はＡｌを必須成分と
して含まない島状結晶部１４よりも大きくなっている。
この結果、島状結晶部を構成する前記III族窒化物を下
地膜１２上に堆積させて所定の膜を形成しようとする
と、この膜には下地膜１２より圧縮応力が加わり、ＳＫ
モードに従って成長するようになる。結果として、一様
な膜が形成されずに、互いに分離独立して存在する島状
結晶部１４が形成される。

【００３７】なお、基材１１、表面欠陥が除去された主
面１２Ａを有する下地膜１２、及び島状結晶部１４はエ
ピタキシャル成長基板１５を構成する。

【００３８】次いで、図５に示すように、エピタキシャ
ル成長基板１５の、表面欠陥の除去された下地膜１２の
主面１２Ａ上において、III族窒化物１３Ａを島状結晶
部１４を核としてエピタキシャル成長させ、図６に示す
ように、目的とするIII族窒化物膜１３を得る。

【００３９】下地膜１２の主面１２Ａ上における表面欠
陥は上述した熱処理、さらにはプラズマ処理によって大
部分が除去されているため、島状結晶部１４中にはほと
んど欠陥が発生しなくなる。その結果、島状結晶部１４
を核として成長させたIII族窒化物膜１３中にもほとん
ど欠陥が存在しなくなり、その製造歩留まりを大きく向
上させることができる。また、III族窒化物膜１３は、
島状結晶部１４を核としてエピタキシャル成長させたこ
とに起因して転位密度が低減され、結晶品質が向上す
る。

【００４０】III族窒化物膜１３は、前述したようにＭ
ＯＣＶＤ法、ＨＶＰＥ法又はＭＢＥ法などによって作製
することができる。

【００４１】また、上述した熱処理と島状結晶部１４の
作製、さらにIII族窒化物膜１３の作製とは、例えば、
島状結晶部１４及びIII族窒化物膜１３を作製する際に
用いるＭＯＣＶＤ装置を用いて連続的に行なうこともで
きるし、別個の装置を用いて行なうこともできる。

【００４２】なお、基材１１を構成する単結晶材料は、
上述した基材１を構成する単結晶材料と同じものを用い
ることができる。また、下地膜１２は、上述した下地膜
２と同様のＡｌ含有かつＸ線ロッキングカーブの半値幅
が１００秒以下のIII族窒化物から構成することができ
る。さらに、島状結晶部１４及びIII族窒化物膜１３
は、目的に応じて任意の組成のIII族窒化物から構成す
ることができる。

【００４３】

【実施例】（実施例１）Ｃ面サファイア単結晶からなる
基材を反応管内に設置されたサセプタ上に載置し、固定
した。次いで、基材を１２００℃に加熱し、トリメチル
アルミニウム（ＴＭＡ）ガス及びアンモニア（ＮＨ_３）
ガスを水素キャリアガスとともに圧力が２０Ｔｏｒｒと
なるようにして設定前記反応管内に導入するとともに、
前記基材上に供給して、下地膜としてのＡｌＮ膜を厚さ
１．０μｍに形成した。その後、前記ＡｌＮ膜を含む前
記基材を前記反応管より取り出した。前記ＡｌＮ膜のＸ
線ロッキングカーブにおける半値幅は６０秒であって極
めて結晶性に優れることが判明した。また、前記ＡｌＮ
膜の表面粗さＲａは２Åであって極めて表面平坦性に優
れることが判明した。

【００４４】次いで、再度ＡｌＮ下地膜を含む前記基材
を前記反応管内に設置し、ＮＨ_３ガス、水素キャリアガ
ス、及び窒素キャリアガスを導入するとともに、前記基
材を１０５０℃に設定し、圧力を大気圧とした後５分間
保持して、前記ＡｌＮ下地膜主面の表面欠陥を除去し、
エピタキシャル成長基板を得た。

【００４５】次いで、ＴＭＡガス、トリメチルガリウム
（ＴＭＧ）ガス、及びＮＨ_３ガスを、ＴＭＡ、ＴＭＧ、
及びＮＨ_３のモル比が１：９：１５０００となるように
前記エピタキシャル成長基板の、前記ＡｌＮ下地膜の主
面上に供給し、Ａｌ_０．１Ｇａ_０．９Ｎ膜を厚さ３μｍ
に形成した。

【００４６】同様の工程を１０回行ない、各工程毎に得
られたＡｌ_０．１Ｇａ_０ _．９Ｎ膜の１μｍ以上のピット
の密度からその欠陥性を評価した。その結果、１μｍ以
上のピット密度は、全サンプル平均１個／ｍｍ^２であっ
た。なお、合格規準にあるＡｌ_０．１Ｇａ_０．９Ｎ膜に
おける転位密度は約１×１０^８／ｃｍ^２であった。

【００４７】（実施例２）Ｃ面サファイア単結晶からな
る基材を用い、実施例１同様にしてＡｌＮ下地膜を厚さ
１μｍに形成するとともに、このＡｌＮ下地膜に対して
熱処理を行ない、前記ＡｌＮ下地膜の主面の表面欠陥を
除去した。

【００４８】次いで、ＡｌＮ下地膜を含む前記基材を１
０５０℃に設定し、ＴＭＧガス及びＮＨ_３ガスを、ＴＭ
Ｇ及びＮＨ_３ガスのモル比が１：１５００となるよよう
に前記ＡｌＮ下地膜の前記主面上に供給して、ＧａＮな
る組成の島状結晶部を形成し、エピタキシャル成長基板
を得た。なお、島状結晶部の上面の面積は５μｍ^２であ
った。

【００４９】次いで、エピタキシャル成長基板を１０５
０℃に設定し、ＴＭＧガス及びＮＨ_３ガスを、ＴＭＧ及
びＮＨ_３ガスのモル比が１：１５００となるよように、
前記エピタキシャル成長基板の、前記ＡｌＮ下地膜の前
記主面上に供給して、ＧａＮ膜を厚さ３μｍに形成し
た。

【００５０】同様の工程を１０回行ない、各工程毎に得
られたＧａＮ膜の１μｍ以上のピットの密度を評価し
た。その結果、１μｍ以上のピット密度は、全サンプル
中１個／ｍｍ^２であった。なお、合格規準にあるＧａＮ
膜における転位密度は約５×１０^７／ｃｍ^２であった。

【００５１】（比較例１）ＮＨ_３ガスを用いた熱処理に
よってＡｌＮ下地膜主面の表面欠陥の除去を行なわなか
った以外は、実施例１と同様にしてＡｌ_０．１Ｇａ
_０．９Ｎ膜を作製した。実施例１と同様の条件でピット
密度を評価したところ、１００個／ｍｍ^２であり、転位
密度が１×１０^９／ｃｍ^２であることが判明した。

【００５２】（比較例２）ＮＨ_３ガスを用いた熱処理に
よってＡｌＮ下地膜主面の表面欠陥の除去を行なわなか
った以外は、実施例２と同様にしてＧａＮ膜を作製し
た。実施例２と同様の条件で歩留まりを評価したとこ
ろ、ピット密度は１００個／ｍｍ^２であり、転位密度が
５×１０^８／ｃｍ^２であることが判明した。

【００５３】以上、実施例及び比較例から明らかなよう
に、本発明に従ってＡｌＮ下地膜の主面に対して熱処理
を行ない、その表面欠陥を除去した場合においては、目
的とするIII族窒化物膜を得る際の製造歩留まりが向上
していることが分かる。また、実施例１及び実施例２か
ら、島状結晶部を核としてエピタキシャル成長させたＧ
ａＮ膜の転位密度は低減され、結晶品質が向上している
ことが分かる。

【００５４】以上、具体例を挙げながら、発明の実施の
形態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明
は上記内容に限定されるものではなく、本発明の内容に
限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限
りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。

【００５５】例えば、上述においては、Ａｌ含有III族
窒化物下地膜上に所定のIII族窒化物からなる島状結晶
部を形成する場合について述べているが、本発明の方法
は前述のような島状結晶部を形成する場合に限られず、
前記下地膜上に他の形態のIII族窒化物、例えば、一様
なIII族窒化物膜を形成する場合にも好適に用いること
ができる。

【００５６】また、エピタキシャル成長基板を構成する
基材と下地膜との間、及び／又は下地膜上において、バ
ッファ層やひずみ超格子などの多層膜構造を形成し、目
的とするIII族窒化物膜の結晶性を向上させることもで
きる。さらに、また、上記実施例においては、島状結晶
以降の成長を大気圧下で行ない、横方向成長速度が大き
くなるようにして実施したが、減圧下で行なうこともで
きる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
本発明は、III族窒化物膜中における欠陥の発生割合を
減少させることが可能な、新規なIII族窒化物膜の製造
方法、及びこれに用いることのできるエピタキシャル基
板の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１のIII族窒化物膜の製造方法及び
第１のエピタキシャル成長基板の製造方法を説明するた
めの一工程図である。

【図２】図１に示す工程の次の工程を示す図である。

【図３】本発明の第２のIII族窒化物膜の製造方法及び
第２のエピタキシャル成長基板の製造方法を説明するた
めの一工程図である。

【図４】図３に示す工程の次の工程を示す図である。

【図５】図４に示す工程の次の工程を示す図である。

【図６】図５に示す工程の次の工程を示す図である。

【符号の説明】

１１基材、２，１２ III族窒化物下地膜、３，１３
III族窒化物膜、５，１５エピタキシャル成長基
板、１４島状結晶部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浅井圭一郎愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号日本碍子株式会社内Ｆターム(参考） 4G077 AA03 BE13 DB06 EA01 EA05 ED06 EF01 FE11 HA02 TA04 TB05 TC14 TK01 5F045 AA04 AB09 AB14 AC08 AC12 AC15 AD15 AD16 AE23 AE29 AF09 BB12 CA09 CA13 DA52 DA67

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の単結晶材料からなる基材上に、少な
くともＡｌを含有し、Ｘ線ロッキングカーブの半値幅が
１００秒以下のIII族窒化物下地膜を形成する工程と、前記III族窒化物下地膜の主面を還元性の窒素を含む雰
囲気中で熱処理する工程と、前記III族窒化物下地膜の前記主面上において、III族窒
化物膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする、II
I族窒化物膜の製造方法。
【請求項２】前記熱処理温度が、５００〜１２００℃で
あることを特徴とする、請求項１に記載のIII族窒化物
膜の製造方法。
【請求項３】所定の単結晶材料からなる基材上に、少な
くともＡｌを含有し、Ｘ線ローキングカーブの半値幅が
１００秒以下のIII族窒化物下地膜を形成する工程と、前記III族窒化物下地膜の主面を還元性の窒素を含む雰
囲気中で熱処理する工程と、前記III族窒化物下地膜の前記主面上において、III族窒
化物からなる島状結晶部を形成する工程と、前記III族窒化物下地膜の前記主面上において、所定のI
II族窒化物膜を前記島状結晶部を核としてエピタキシャ
ル成長させて形成する工程と、を含むことを特徴とす
る、III族窒化物膜の製造方法。
【請求項４】前記熱処理温度が、５００〜１２００℃で
あることを特徴とする、請求項３に記載のIII族窒化物
膜の製造方法。
【請求項５】所定の単結晶材料からなる基材上に、少な
くともＡｌを含有し、Ｘ線ロッキングカーブの半値幅が
１００秒以下のIII族窒化物下地膜を形成する工程と、前記III族窒化物下地膜の主面を還元性の窒素を含む雰
囲気中で熱処理する工程と、を含むことを特徴とする、
エピタキシャル成長基板の製造方法。
【請求項６】前記熱処理温度が、５００〜１２００℃で
あることを特徴とする、請求項５に記載のエピタキシャ
ル成長基板の製造方法。
【請求項７】所定の単結晶材料からなる基材上に、少な
くともＡｌを含有し、Ｘ線ローキングカーブの半値幅が
１００秒以下のIII族窒化物下地膜を形成する工程と、前記III族窒化物下地膜の主面を還元性の窒素を含む雰
囲気中で熱処理する工程と、前記III族窒化物下地膜の前記主面上において、III族窒
化物からなる島状結晶部を形成する工程と、を含むこと
を特徴とする、エピタキシャル成長基板の製造方法。
【請求項８】前記熱処理温度が、５００〜１２００℃で
あることを特徴とする、請求項７に記載のエピタキシャ
ル成長基板の製造方法。