JP2003517721A - マグネシウムをドープしたｉｉｉ―ｖ族窒化物及び方法 - Google Patents
マグネシウムをドープしたｉｉｉ―ｖ族窒化物及び方法Info
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Abstract
(57)【要約】
マグネシウムをドープした高品質ＩＩＩ―Ｖ族窒化物層及びそれを生成する方法。ｐ型窒化ガリウム、窒化インジウム又は窒化アルミニウム層（１２′）は、マグネシウムとＩＩＩ族金属（Ｇａ，Ｉｎ，Ａｌ）（１１）を含む金属供給混合物を利用するハライド気相成長法（ＨＶＰＥ）により、サファイヤ基板（５）上に生成される。低い転位密度を有し、例えば発光装置等の製造における利用に適したマグネシウムをドープしたＩＩＩ―Ｖ族窒化物基板を提供するために、窒化ガリウム層，窒化インジウム層又は窒化アルミニウム層はサファイヤ基板から取り除かれ得る。
Description
【０００１】
（発明の背景）
１．発明の分野
本発明はマグネシウムをドープした金属窒化物に関する。また、本発明はマグ
ネシウムをドープしたＰ型ＩＩＩ―Ｖ族窒化物を成長させる方法に関する。更に
、本発明はハライド気相成長法（ＨＶＰＥ）により成長されたマグネシウムをド
ープしたＩＩＩ族金属窒化物基板に関する。
ネシウムをドープしたＰ型ＩＩＩ―Ｖ族窒化物を成長させる方法に関する。更に
、本発明はハライド気相成長法（ＨＶＰＥ）により成長されたマグネシウムをド
ープしたＩＩＩ族金属窒化物基板に関する。
【０００２】
２．関連技術の背景
そのバンドギャップの性質のため、ＩＩＩ―Ｖ族窒化物（ガリウム、インジウ
ム及びアルミニウムの窒化物とその合金）は、可視スペクトルの短波長の発光装
置の製造をする上で非常に有望である。例えば、青紫色窒化物レーザーがプロト
タイプとして実施される一方、青色発光ダイオードには現在、ガリウム窒化物（
ＧａＮ）が利用されている。用語「ＩＩＩ族窒化物」の意味には、いくつかの又
はすべての陰性の配位子（他の陰性の配位子は、リン、ヒ素又はアンチモンを含
む）としての窒素原子により結合された陽性の配位子として一つ以上のＩＩＩ族
金属（アルミニウム、ガリウム及びインジウムを含む）から成る構造物を含む。
ＩＩＩ族金属窒化物の典型的な組成式は、Ｇａ1-x-yＡｌxＩｎyＮ1-a-b-cＰaＡ
ｓbＳｂc［０≦（ｘ，ｘ，ａ，ｂ，ｃ）≦１］である。
ム及びアルミニウムの窒化物とその合金）は、可視スペクトルの短波長の発光装
置の製造をする上で非常に有望である。例えば、青紫色窒化物レーザーがプロト
タイプとして実施される一方、青色発光ダイオードには現在、ガリウム窒化物（
ＧａＮ）が利用されている。用語「ＩＩＩ族窒化物」の意味には、いくつかの又
はすべての陰性の配位子（他の陰性の配位子は、リン、ヒ素又はアンチモンを含
む）としての窒素原子により結合された陽性の配位子として一つ以上のＩＩＩ族
金属（アルミニウム、ガリウム及びインジウムを含む）から成る構造物を含む。
ＩＩＩ族金属窒化物の典型的な組成式は、Ｇａ1-x-yＡｌxＩｎyＮ1-a-b-cＰaＡ
ｓbＳｂc［０≦（ｘ，ｘ，ａ，ｂ，ｃ）≦１］である。
【０００３】
しかし、従来技術の方法及び材料を使用することによる低抵抗Ｐ型ＧａＮ（ｐ
−ＧａＮ）の成長には問題があることがわかっている。ＧａＮにドープされる、
アクセプタ準位が最も低いマグネシウムでさえ、高い抵抗材料であるという結果
をもたらしている。過去１０年の間、ポストアニール処理及び電子ビーム照射技
術が、ドープされたマグネシウムから水素原子を脱着することにより比較的低い
抵抗であるマグネシウムドープｐ−ＧａＮの製造を可能にした。しかし、キャリ
ア濃度レベルはまだ約１０18ｃｍ-3であり、またオーム接触抵抗は従来のＩＩＩ
―Ｖ族半導体（例えば、ＧａＡｓ）装置のレベルに匹敵するほど十分に低い値で
はない。この高いオーム接触抵抗により、ｐｎ接合型発光ダイオード又はレーザ
ーダイオードの直列抵抗が高くなる。従って、これらの装置の低電圧作動は非常
に困難であった。特にレーザーダイオードの場合、これはより高い作動電流及び
より短い作動時間につながる。
−ＧａＮ）の成長には問題があることがわかっている。ＧａＮにドープされる、
アクセプタ準位が最も低いマグネシウムでさえ、高い抵抗材料であるという結果
をもたらしている。過去１０年の間、ポストアニール処理及び電子ビーム照射技
術が、ドープされたマグネシウムから水素原子を脱着することにより比較的低い
抵抗であるマグネシウムドープｐ−ＧａＮの製造を可能にした。しかし、キャリ
ア濃度レベルはまだ約１０18ｃｍ-3であり、またオーム接触抵抗は従来のＩＩＩ
―Ｖ族半導体（例えば、ＧａＡｓ）装置のレベルに匹敵するほど十分に低い値で
はない。この高いオーム接触抵抗により、ｐｎ接合型発光ダイオード又はレーザ
ーダイオードの直列抵抗が高くなる。従って、これらの装置の低電圧作動は非常
に困難であった。特にレーザーダイオードの場合、これはより高い作動電流及び
より短い作動時間につながる。
【０００４】
従来の方法によると、典型的には、ｐ型ＧａＮはサファイヤ基板上に有機金属
気相成長法（ＭＯＣＶＤ）により成長し、ビスシクロペンタジエニルマグネシウ
ム（ＣＰ2Ｍｇ）が、マグネシウムドーパント源として作用する。合成物ｐ−Ｇ
ａＮ中のマグネシウムドーパントが水素原子により不動態化されるため、窒素ガ
ス雰囲気におけるｐ−ＧａＮのポストアニール処理は、約１０18ｃｍ-3のキャリ
ア濃度を達成するため、不動態化水素を脱着する必要がある。従来のＭＯＣＶＤ
技術に対する更なる欠点は、金属組織源からの炭素原子がｐ−ＧａＮ膜に組み込
まれることにより、炭素に関する深いレベルがｐ型キャリア濃度を減少させる傾
向がみられることがある。加えて、ＭＯＣＶＤにより成長された従来技術のｐ−
ＧａＮ層は高い転位密度（サファイヤ基板上で約１０9ｃｍ-2）を有する。更に
、従来技術のＭＯＣＶＤシステムは、一部にはガスの取り扱いシステムに手間が
掛かり、有機金属に関する費用が高く及び有機金属源用恒温槽の利用に費用がか
かるのために、複雑で且つ高価である。
気相成長法（ＭＯＣＶＤ）により成長し、ビスシクロペンタジエニルマグネシウ
ム（ＣＰ2Ｍｇ）が、マグネシウムドーパント源として作用する。合成物ｐ−Ｇ
ａＮ中のマグネシウムドーパントが水素原子により不動態化されるため、窒素ガ
ス雰囲気におけるｐ−ＧａＮのポストアニール処理は、約１０18ｃｍ-3のキャリ
ア濃度を達成するため、不動態化水素を脱着する必要がある。従来のＭＯＣＶＤ
技術に対する更なる欠点は、金属組織源からの炭素原子がｐ−ＧａＮ膜に組み込
まれることにより、炭素に関する深いレベルがｐ型キャリア濃度を減少させる傾
向がみられることがある。加えて、ＭＯＣＶＤにより成長された従来技術のｐ−
ＧａＮ層は高い転位密度（サファイヤ基板上で約１０9ｃｍ-2）を有する。更に
、従来技術のＭＯＣＶＤシステムは、一部にはガスの取り扱いシステムに手間が
掛かり、有機金属に関する費用が高く及び有機金属源用恒温槽の利用に費用がか
かるのために、複雑で且つ高価である。
【０００５】
ｐ−ＧａＮを成長させるのに使用される別の従来技術は、ハライド気相成長法
（ＨＶＰＥ）である。ＨＶＰＥは、低転位密度（約１０7ｃｍ-2）が、高い成長
率での「バルク状態と同様の成長」による比較的簡易で低コストなシステムを利
用することで達成され得るとういう点において、ＭＯＣＶＤを上回る特定の利点
を有するより低い転位密度は、より信頼性があり高性能な、より長い使用できる
低閾値値電流のレーザーダイオード等の装置を製造することを可能にする。ＨＶ
ＰＥの別の利点は、原材料中に炭素が含まれてないことである。その結果、特に
ｐ−ＧａＮの場合、ドーパントのより高い活性効率が期待される。
（ＨＶＰＥ）である。ＨＶＰＥは、低転位密度（約１０7ｃｍ-2）が、高い成長
率での「バルク状態と同様の成長」による比較的簡易で低コストなシステムを利
用することで達成され得るとういう点において、ＭＯＣＶＤを上回る特定の利点
を有するより低い転位密度は、より信頼性があり高性能な、より長い使用できる
低閾値値電流のレーザーダイオード等の装置を製造することを可能にする。ＨＶ
ＰＥの別の利点は、原材料中に炭素が含まれてないことである。その結果、特に
ｐ−ＧａＮの場合、ドーパントのより高い活性効率が期待される。
【０００６】
本発明は、従来技術の装置及び方法に比べて、費用効率の高い方法で、より単
純な器具により、マグネシウムをドープしたｐ型ＩＩＩ―Ｖ族窒化物を成長させ
る改良型ＨＶＰＥシステムを提供する。
純な器具により、マグネシウムをドープしたｐ型ＩＩＩ―Ｖ族窒化物を成長させ
る改良型ＨＶＰＥシステムを提供する。
【０００７】
（発明の要約）
本発明の一つの態様によると、マグネシウムをドープするｐ型ＩＩＩ―Ｖ族窒
化物層又は基板を成長させる単純で費用効率の高い方法を提供する。第一試薬ガ
ス成分は、ＩＩＩ族金属（ガリウム，Ｇａ；インジウム，Ｉｎ；又は、アルミニ
ウム，Ａｌ）とマグネシウム（Ｍｇ）の混合物上にＨＣｌ原料ガスを通過させる
ことにより提供され得る。このタイプの金属混合物は、ＩＩＩ族／マグネシウム
金属混合物と呼ばれる。得られた試薬ガス（例えば、ＧａＣｌ）は、ＨＶＰＥシ
ステム内のアンモニアと反応して、ｐ型ＩＩＩ―Ｖ族窒化物層を形成し同窒化物
層は適切な基板上に配置される。この方法を利用することにより、従来技術の方
法を利用して形成される層に比べて、より低い転位密度を有し、組み込まれる炭
素原子がより少ないｐ−ＧａＮ層が形成され得る。低い転位密度は、マグネシウ
ムドーパントのより高い活性効率に繋がることが期待される。更に、本発明の技
術を利用することにより、ＨＶＰＥ成長の後にｐ−ＧａＮ層を取り除くことによ
りｐ−ＧａＮ基板が得られる。
化物層又は基板を成長させる単純で費用効率の高い方法を提供する。第一試薬ガ
ス成分は、ＩＩＩ族金属（ガリウム，Ｇａ；インジウム，Ｉｎ；又は、アルミニ
ウム，Ａｌ）とマグネシウム（Ｍｇ）の混合物上にＨＣｌ原料ガスを通過させる
ことにより提供され得る。このタイプの金属混合物は、ＩＩＩ族／マグネシウム
金属混合物と呼ばれる。得られた試薬ガス（例えば、ＧａＣｌ）は、ＨＶＰＥシ
ステム内のアンモニアと反応して、ｐ型ＩＩＩ―Ｖ族窒化物層を形成し同窒化物
層は適切な基板上に配置される。この方法を利用することにより、従来技術の方
法を利用して形成される層に比べて、より低い転位密度を有し、組み込まれる炭
素原子がより少ないｐ−ＧａＮ層が形成され得る。低い転位密度は、マグネシウ
ムドーパントのより高い活性効率に繋がることが期待される。更に、本発明の技
術を利用することにより、ＨＶＰＥ成長の後にｐ−ＧａＮ層を取り除くことによ
りｐ−ＧａＮ基板が得られる。
【０００８】
本発明を実施する際には、水素又は窒素がキャリアガスとして利用され得るが
、現行の好ましい実施形態によると、窒素がキャリアガスとして利用される。キ
ャリアガス中の水素を避ける根本的な理由は、水素キャリアガスの水素原子が成
長したＩＩＩ―Ｖ族窒化物膜にマグネシウムを不動態化し、それにより窒化物層
のｐ型キャリア濃度が低くなるためである。ＨＶＰＥの反応器における水素ガス
の量を最小化することにより、ＩＩＩ―Ｖ族窒化物層のより高いｐ型キャリア濃
度を可能にする。これは発光装置において利用されるＩＩＩ―Ｖ族窒化物に有利
である。
、現行の好ましい実施形態によると、窒素がキャリアガスとして利用される。キ
ャリアガス中の水素を避ける根本的な理由は、水素キャリアガスの水素原子が成
長したＩＩＩ―Ｖ族窒化物膜にマグネシウムを不動態化し、それにより窒化物層
のｐ型キャリア濃度が低くなるためである。ＨＶＰＥの反応器における水素ガス
の量を最小化することにより、ＩＩＩ―Ｖ族窒化物層のより高いｐ型キャリア濃
度を可能にする。これは発光装置において利用されるＩＩＩ―Ｖ族窒化物に有利
である。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態によると、ＩＩＩ族／マグネシウム金属混合物は６
６１℃より高い温度となる。 本発明の一つの特徴は、ハライド気相成長法によってマグネシウムをドープし
たｐ型ＩＩＩ族金属窒化物層を形成する方法を提供することである。本発明の別
の特徴は、マグネシウムドーパントは単体マグネシウム上にＨＣｌを通過させる
ことにより得られ、マグネシウムをドープしたｐ型ＩＩＩ族金属窒化物層を提供
することである。
６１℃より高い温度となる。 本発明の一つの特徴は、ハライド気相成長法によってマグネシウムをドープし
たｐ型ＩＩＩ族金属窒化物層を形成する方法を提供することである。本発明の別
の特徴は、マグネシウムドーパントは単体マグネシウム上にＨＣｌを通過させる
ことにより得られ、マグネシウムをドープしたｐ型ＩＩＩ族金属窒化物層を提供
することである。
【００１０】
本発明の一つの利点は、マグネシウムをドープしたｐ型ＩＩＩ族金属窒化物層
を形成するための単純で費用効率的な方法を提供することである。本発明の別の
利点は、マグネシウムドーパントの水素原子による不動態化が避けられるｐ型窒
化物層を形成する方法を提供することである。
を形成するための単純で費用効率的な方法を提供することである。本発明の別の
利点は、マグネシウムドーパントの水素原子による不動態化が避けられるｐ型窒
化物層を形成する方法を提供することである。
【００１１】
以上の及び他の目的、利点及び特徴は、ｐ型窒化物層を生成する方法ａ）反応
器を含むＨＶＰＥシステムを提供する工程と；ｂ）反応器内に基板を配置する工
程と；ｃ）第一試薬ガス成分を提供するためＨＣｌをマグネシウムを含む金属混
合物上を通過させる工程と；ｄ）アンモニア及び第一試薬ガス成分を反応器へ案
内する工程と；ｅ）基板上にマグネシウムをドープしたｐ型窒化物層を成長させ
る工程を含むｐ型窒化物層を提供することにより達成される。
器を含むＨＶＰＥシステムを提供する工程と；ｂ）反応器内に基板を配置する工
程と；ｃ）第一試薬ガス成分を提供するためＨＣｌをマグネシウムを含む金属混
合物上を通過させる工程と；ｄ）アンモニア及び第一試薬ガス成分を反応器へ案
内する工程と；ｅ）基板上にマグネシウムをドープしたｐ型窒化物層を成長させ
る工程を含むｐ型窒化物層を提供することにより達成される。
【００１２】
以上の及び他の目的、利点及び特徴はＨＶＰＥにより基板上に成長したｐ型窒
化物層を提供することにより、この場合、ｐ型窒化物層は、マグネシウムにより
ドープされたＩＩＩ族窒化物とから成り、ｐ型窒化物層は第一試薬ガス成分をア
ンモニアと反応させることにより形成され、第一試薬ガス成分はＩＩＩ族金属及
びマグネシウム金属上をＨＣｌを通過させることにより調製される。
化物層を提供することにより、この場合、ｐ型窒化物層は、マグネシウムにより
ドープされたＩＩＩ族窒化物とから成り、ｐ型窒化物層は第一試薬ガス成分をア
ンモニアと反応させることにより形成され、第一試薬ガス成分はＩＩＩ族金属及
びマグネシウム金属上をＨＣｌを通過させることにより調製される。
【００１３】
本発明による上記の及び他の目的、利点及び特徴は、以下の説明で部分的に示
され、以下を吟味すると当業者にとって部分的に明白になり、又は本発明の実施
から会得することも可能である。本発明の利点は、請求項で特に示されるように
実現され、達成され得る。
され、以下を吟味すると当業者にとって部分的に明白になり、又は本発明の実施
から会得することも可能である。本発明の利点は、請求項で特に示されるように
実現され、達成され得る。
【００１４】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
図示するために、本発明はｐ型ＧａＮのＨＶＰＥ成長に特に重点を置いて説明
される。しかし、本発明はＨＶＰＥによる他のＩＩＩ―Ｖ族窒化物のデポジショ
ン（堆積）に対しても応用される。
される。しかし、本発明はＨＶＰＥによる他のＩＩＩ―Ｖ族窒化物のデポジショ
ン（堆積）に対しても応用される。
【００１５】
図面を参照すると、図１は、従来技術のＭＯＣＶＤエピタキシャル成長システ
ム２０を概略的に示す。システム２０は、反応器又は成長チューブ２４の周囲に
配置された加熱炉コイル２２及び反応器入口２６を有する。基板５、例えばサフ
ァイヤ、は反応器２４内に配置される。試薬ガス及びキャリアガスは、以下の複
雑なチューブの配列を介して反応器２４に供給される。ガリウムは、第１バブラ
ー２８ａに存在するトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）等の有機金属化合物７を含
むガリウムから、水素３等のキャリアガスを利用して供給される。アンモニア２
は下部補助入口２６を介して試薬ガスとして供給される。水素３は、第２バブラ
ー２８ｂに収容されたビスシクロペンタジエンマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）等の
含マグネシウム化合物８のためのキャリアガスとしても利用される。化合物８は
マグネシウムのドープ処理に必要なマグネシウムを提供する。水素３は上部補助
入口２６ａを介して反応器２４に供給されることも記しておく。質量流量計が、
ガス流量速度を制御するために用いられる。反応器２４にＴＭＧａ７、アンモニ
ア２及びＣＰ2Ｍｇ８を供給する結果、ｐ−ＧａＮ１２は基板５上のウェーハと
して成長する。その後、ウェーハは、ドープされたマグネシウムから水素原子を
脱着するように窒素雰囲気においてアニールされる。ｐ−ＧａＮ層（１２）にお
ける結果的な正孔濃度は１０18ｃｍ-3以下である。
ム２０を概略的に示す。システム２０は、反応器又は成長チューブ２４の周囲に
配置された加熱炉コイル２２及び反応器入口２６を有する。基板５、例えばサフ
ァイヤ、は反応器２４内に配置される。試薬ガス及びキャリアガスは、以下の複
雑なチューブの配列を介して反応器２４に供給される。ガリウムは、第１バブラ
ー２８ａに存在するトリメチルガリウム（ＴＭＧａ）等の有機金属化合物７を含
むガリウムから、水素３等のキャリアガスを利用して供給される。アンモニア２
は下部補助入口２６を介して試薬ガスとして供給される。水素３は、第２バブラ
ー２８ｂに収容されたビスシクロペンタジエンマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）等の
含マグネシウム化合物８のためのキャリアガスとしても利用される。化合物８は
マグネシウムのドープ処理に必要なマグネシウムを提供する。水素３は上部補助
入口２６ａを介して反応器２４に供給されることも記しておく。質量流量計が、
ガス流量速度を制御するために用いられる。反応器２４にＴＭＧａ７、アンモニ
ア２及びＣＰ2Ｍｇ８を供給する結果、ｐ−ＧａＮ１２は基板５上のウェーハと
して成長する。その後、ウェーハは、ドープされたマグネシウムから水素原子を
脱着するように窒素雰囲気においてアニールされる。ｐ−ＧａＮ層（１２）にお
ける結果的な正孔濃度は１０18ｃｍ-3以下である。
【００１６】
ｐ型ＩＩＩ―Ｖ族窒化物層を形成する別の従来技術の方法は、ＨＶＰＥシステ
ムを利用するマグネシウムドープ処理である。図２は従来技術のＨＶＰＥ成長シ
ステム３０を概略的に示す。システム３０は、簡単に説明すると、反応器又は成
長チューブ３４を包囲する第一加熱炉３２ａを有する。反応器３４は、それぞれ
に第１，第２入口３６ａ，３６ｂ及び生成チャンバ３５を有する。生成チャンバ
３５は液体ＩＩＩ族窒化物９（Ｇａ，Ｉｎ，Ａｌ又はそれらの合金）の供給源を
収納している。試薬ガス（アンモニア２）及びキャリアガス（水素３）は第２入
口３６ｂを介して反応器３４に供給される。ＨＣｌ４（前駆体又は原料ガス）は
第１入口３６ａを介してチャンバ３５に供給され、チャンバ３５において、ＨＣ
ｌ４は金属９と反応し、ＧａＣｌ等の試薬ガスを生成する。
ムを利用するマグネシウムドープ処理である。図２は従来技術のＨＶＰＥ成長シ
ステム３０を概略的に示す。システム３０は、簡単に説明すると、反応器又は成
長チューブ３４を包囲する第一加熱炉３２ａを有する。反応器３４は、それぞれ
に第１，第２入口３６ａ，３６ｂ及び生成チャンバ３５を有する。生成チャンバ
３５は液体ＩＩＩ族窒化物９（Ｇａ，Ｉｎ，Ａｌ又はそれらの合金）の供給源を
収納している。試薬ガス（アンモニア２）及びキャリアガス（水素３）は第２入
口３６ｂを介して反応器３４に供給される。ＨＣｌ４（前駆体又は原料ガス）は
第１入口３６ａを介してチャンバ３５に供給され、チャンバ３５において、ＨＣ
ｌ４は金属９と反応し、ＧａＣｌ等の試薬ガスを生成する。
【００１７】
システム３０におけるマグネシウムドーパントの供給源は、ドーパントチャン
バ３８内に収納されたマグネシウム金属１０の形態である。ドーパントチャンバ
３８とマグネシウム１０は第２加熱炉３２ｂにより加熱される。システム３０は
、マグネシウム１０に対して別個の加熱炉を使用するため、一方ではドーパント
チャンバ３８の温度、他方では反応器３４及び生成チャンバの温度を別々に制御
することができる。しかし、この配置では、システム３０はより複雑であると同
時に、よりたくさんの費用がかかってしまう。
バ３８内に収納されたマグネシウム金属１０の形態である。ドーパントチャンバ
３８とマグネシウム１０は第２加熱炉３２ｂにより加熱される。システム３０は
、マグネシウム１０に対して別個の加熱炉を使用するため、一方ではドーパント
チャンバ３８の温度、他方では反応器３４及び生成チャンバの温度を別々に制御
することができる。しかし、この配置では、システム３０はより複雑であると同
時に、よりたくさんの費用がかかってしまう。
【００１８】
以上を鑑みると、ｐ型ＩＩＩ―Ｖ族窒化物層のＨＶＰＥ成長のための改良型シ
ステム及び方法が必要とされることが容易に理解され得る。図３Ａは、本発明の
一つの実施形態による、マグネシウムをドープしたｐ型窒化物層を成長させるの
に適したＨＶＰＥシステム４０を概略的に示す。システム４０には、それぞれに
第１，第２入口４６ａ，４６ｂを有する反応器４４を包囲する加熱炉４２が含ま
れる。第１入口４６ａは生成チャンバ４８に繋がる。サファイヤ等の基板５は反
応器４４内に配置される。
ステム及び方法が必要とされることが容易に理解され得る。図３Ａは、本発明の
一つの実施形態による、マグネシウムをドープしたｐ型窒化物層を成長させるの
に適したＨＶＰＥシステム４０を概略的に示す。システム４０には、それぞれに
第１，第２入口４６ａ，４６ｂを有する反応器４４を包囲する加熱炉４２が含ま
れる。第１入口４６ａは生成チャンバ４８に繋がる。サファイヤ等の基板５は反
応器４４内に配置される。
【００１９】
生成チャンバ４８は、マグネシウムの塩化物であってもよい（金属性の）単体
マグネシウムと共にＩＩＩ族金属（Ｇａ，Ｉｎ，又はＡｌ）の供給源を収納する
。好ましくは、ＩＩＩ族金属及びマグネシウム供給源はＩＩＩ族／Ｍｇ金属混合
物１１を形成するように結合される。混合物１１のマグネシウム成分はシステム
４０におけるマグネシウムドーパントの供給源として作用する。好ましくは、マ
グネシウムは混合物１１の比較的少ない成分であり、より好ましくは、混合物１
１のマグネシウム成分は１０ｐｐｍ〜１０，０００ｐｐｍの範囲内である。混合
物１１は、５００〜１０００℃の範囲の温度より好ましくは、６００〜９００℃
の範囲であり、最も好ましくは６５０〜７５０℃の温度まで加熱炉４２により加
熱される。
マグネシウムと共にＩＩＩ族金属（Ｇａ，Ｉｎ，又はＡｌ）の供給源を収納する
。好ましくは、ＩＩＩ族金属及びマグネシウム供給源はＩＩＩ族／Ｍｇ金属混合
物１１を形成するように結合される。混合物１１のマグネシウム成分はシステム
４０におけるマグネシウムドーパントの供給源として作用する。好ましくは、マ
グネシウムは混合物１１の比較的少ない成分であり、より好ましくは、混合物１
１のマグネシウム成分は１０ｐｐｍ〜１０，０００ｐｐｍの範囲内である。混合
物１１は、５００〜１０００℃の範囲の温度より好ましくは、６００〜９００℃
の範囲であり、最も好ましくは６５０〜７５０℃の温度まで加熱炉４２により加
熱される。
【００２０】
ＨＣｌ４は第１入口４６ａを介してチャンバ４８の中へ案内され、反応器４４
に搬送される第１試薬ガス成分を提供するように混合物１１と反応する。好まし
くは、第１試薬ガス成分は主として、ＧａＣｌ等のＧａ，Ｉｎ又はＡｌの塩化物
と、より少量のマグネシウムから成る。図３Ａに示される実施形態によると、第
２試薬ガス成分、即ちアンモニア２、がキャリアガスとしての水素を利用して第
二入口４６ｂを介して反応器４４に供給される。第１及び第２試薬ガス成分は、
反応器４４において反応し、基板５上に堆積される例えばＧａＮ等のｐ型窒化物
層１２′を形成する。
に搬送される第１試薬ガス成分を提供するように混合物１１と反応する。好まし
くは、第１試薬ガス成分は主として、ＧａＣｌ等のＧａ，Ｉｎ又はＡｌの塩化物
と、より少量のマグネシウムから成る。図３Ａに示される実施形態によると、第
２試薬ガス成分、即ちアンモニア２、がキャリアガスとしての水素を利用して第
二入口４６ｂを介して反応器４４に供給される。第１及び第２試薬ガス成分は、
反応器４４において反応し、基板５上に堆積される例えばＧａＮ等のｐ型窒化物
層１２′を形成する。
【００２１】
例えば、ｐ−ＧａＮの膜のような比較的厚い膜としての層１２′の成長の後、
層１２′はｐ−ＧａＮ基板を得るためサファイヤ基板５から取り除かれる。層１
２′は、５．０ミクロン〜５００ミクロンの範囲の厚さまで、より好ましくは１
００ミクロンの厚さまで成長し得る。
層１２′はｐ−ＧａＮ基板を得るためサファイヤ基板５から取り除かれる。層１
２′は、５．０ミクロン〜５００ミクロンの範囲の厚さまで、より好ましくは１
００ミクロンの厚さまで成長し得る。
【００２２】
本発明によると、システム４０は、マグネシウムをドープしたｐ型ＩＩＩ族窒
化物（例えば、ｐ−ＧａＮ）層の費用効率的な製造のために利用され得る。その
ような層は有機成分なしに形成され、その結果、窒化物層に組み込まれる炭素が
なくなる。炭素に関連する深いレベルのトラップは、キャリア濃度を減少する。
従って、高いキャリア濃度を可能にするという点で炭素の不在は従来のＭＯＣＶ
Ｄ技術にまさる重要な利点を示す。
化物（例えば、ｐ−ＧａＮ）層の費用効率的な製造のために利用され得る。その
ような層は有機成分なしに形成され、その結果、窒化物層に組み込まれる炭素が
なくなる。炭素に関連する深いレベルのトラップは、キャリア濃度を減少する。
従って、高いキャリア濃度を可能にするという点で炭素の不在は従来のＭＯＣＶ
Ｄ技術にまさる重要な利点を示す。
【００２３】
図３Ｂは、本発明の別の実施形態によるマグネシウムをドープしたｐ型ＩＩＩ
―Ｖ族窒化物層を成長させるのに適したＨＶＰＥシステム４０′を概略的に示す
。システム４０′は、図３Ａを参照して上記に説明されるシステム４０とほぼ同
じである。しかし、システム４０′では窒素ガス６が水素３（図３Ａ）の代わり
に、入口４６ｂにおけるアンモニア２のためのキャリアガスとして利用される。
水素３を排除するキャリアガスとしての窒素６を使用することにより、ｐ−Ｇａ
Ｎ膜１２″における水素原子によるマグネシウム原子の不動態化は著しく減少す
る。従って、水素３のキャリアガスのない状態では、不動態化は、アンモニア及
びＨＣｌの分解中に生成された比較的微量の水素に起因するものに制限される。
得られたｐ型膜１２″は、水素をキャリアガス（図１，２，３Ａ）として利用す
るシステム及び方法により成長した膜１２，１２′より低い抵抗率を示す。
―Ｖ族窒化物層を成長させるのに適したＨＶＰＥシステム４０′を概略的に示す
。システム４０′は、図３Ａを参照して上記に説明されるシステム４０とほぼ同
じである。しかし、システム４０′では窒素ガス６が水素３（図３Ａ）の代わり
に、入口４６ｂにおけるアンモニア２のためのキャリアガスとして利用される。
水素３を排除するキャリアガスとしての窒素６を使用することにより、ｐ−Ｇａ
Ｎ膜１２″における水素原子によるマグネシウム原子の不動態化は著しく減少す
る。従って、水素３のキャリアガスのない状態では、不動態化は、アンモニア及
びＨＣｌの分解中に生成された比較的微量の水素に起因するものに制限される。
得られたｐ型膜１２″は、水素をキャリアガス（図１，２，３Ａ）として利用す
るシステム及び方法により成長した膜１２，１２′より低い抵抗率を示す。
【００２４】
図４は、本発明の別の実施形態によるマグネシウムをドープしたｐ型金属窒化
物層を生成する方法に含まれる一連の工程を概略的に示す。工程５０はＨＶＰＥ
システムを提供することを含む。工程５０において提供されるＨＶＰＥシステム
は、例えば、図３Ａ及び図３Ｂのそれぞれを参照して上記に説明したシステム４
０、４０′のどちらであってもよい。工程５２はＨＶＰＥシステムの反応器の中
に基板を配置することを含む。工程５２において反応器内に配置される基板は、
好ましくは、サファイヤ基板である。
物層を生成する方法に含まれる一連の工程を概略的に示す。工程５０はＨＶＰＥ
システムを提供することを含む。工程５０において提供されるＨＶＰＥシステム
は、例えば、図３Ａ及び図３Ｂのそれぞれを参照して上記に説明したシステム４
０、４０′のどちらであってもよい。工程５２はＨＶＰＥシステムの反応器の中
に基板を配置することを含む。工程５２において反応器内に配置される基板は、
好ましくは、サファイヤ基板である。
【００２５】
工程５４は液体金属上にＨＣｌを含むガス原料を通過させることを含む。工程
５４においてＨＣｌが通過する液体金属には、マグネシウム又はマグネシウム原
料（塩化マグネシウム等の）、Ｇａ，Ｉｎ，Ａｌから成るグループから選択され
たＩＩＩ族金属及びＧａ，Ｉｎ、Ａｌの合金が含まれる。現行の好ましい実施形
態によると、（金属性の）単体マグネシウム及びＩＩＩ族金属は、ＩＩＩ族／マ
グネシウム金属混合物を形成するように結合され、ＨＣｌはＩＩＩ族／マグネシ
ウム金属混合物上を通過する。一般的には、マグネシウムはＩＩＩ族／マグネシ
ウム金属混合物中に比較的微量、例えば、１００ｐｍｍで存在するが、１ｐｐｂ
（ｐｐｂ＝１０億分の１）から１０，０００ｐｐｍ（ｐｐｍ＝１００万分の１）
までの範囲内にあればよい。好ましくは、ＩＩＩ族／マグネシウム金属混合物は
、６５０℃から９００℃の範囲の温度まで加熱される。工程５４の結果、第１試
薬ガスが形成される。この第１試薬ガス成分はマグネシウムと、例えば、ＧａＣ
ｌ又はＩｎＣｌ等のＩＩＩ族金属の塩化物とを含む。
５４においてＨＣｌが通過する液体金属には、マグネシウム又はマグネシウム原
料（塩化マグネシウム等の）、Ｇａ，Ｉｎ，Ａｌから成るグループから選択され
たＩＩＩ族金属及びＧａ，Ｉｎ、Ａｌの合金が含まれる。現行の好ましい実施形
態によると、（金属性の）単体マグネシウム及びＩＩＩ族金属は、ＩＩＩ族／マ
グネシウム金属混合物を形成するように結合され、ＨＣｌはＩＩＩ族／マグネシ
ウム金属混合物上を通過する。一般的には、マグネシウムはＩＩＩ族／マグネシ
ウム金属混合物中に比較的微量、例えば、１００ｐｍｍで存在するが、１ｐｐｂ
（ｐｐｂ＝１０億分の１）から１０，０００ｐｐｍ（ｐｐｍ＝１００万分の１）
までの範囲内にあればよい。好ましくは、ＩＩＩ族／マグネシウム金属混合物は
、６５０℃から９００℃の範囲の温度まで加熱される。工程５４の結果、第１試
薬ガスが形成される。この第１試薬ガス成分はマグネシウムと、例えば、ＧａＣ
ｌ又はＩｎＣｌ等のＩＩＩ族金属の塩化物とを含む。
【００２６】
工程５６は、試薬ガスをＨＶＰＥの反応器の中へ案内することを含む。反応器
の中へ案内される試薬ガスは、工程５４の結果形成された第１試薬ガス成分、及
び第２試薬ガス成分を含む。好ましくは、第２試薬ガス成分はアンモニアである
。第２試薬ガス成分はキャリアガスにより反応器の中に案内される。水素等の他
のガスも利用可能ではあるが、アンモニアを案内するためのキャリアガスは、好
ましくは、窒素である。上記に言及したように、水素ガスは窒素層におけるマグ
ネシウムドーパントの不動態化に繋がるため、窒素はキャリアガスとしては水素
より好ましい。
の中へ案内される試薬ガスは、工程５４の結果形成された第１試薬ガス成分、及
び第２試薬ガス成分を含む。好ましくは、第２試薬ガス成分はアンモニアである
。第２試薬ガス成分はキャリアガスにより反応器の中に案内される。水素等の他
のガスも利用可能ではあるが、アンモニアを案内するためのキャリアガスは、好
ましくは、窒素である。上記に言及したように、水素ガスは窒素層におけるマグ
ネシウムドーパントの不動態化に繋がるため、窒素はキャリアガスとしては水素
より好ましい。
【００２７】
工程５８は基板上にＩＩＩ族窒化物層を成長させることを含む。工程５８にお
いて成長するＩＩＩ族窒化物層は、アンモニアガスと第１試薬ガス成分との間の
気相反応によりもたらされる。例えば、ＩＩＩ族窒化物層は、少量のマグネシウ
ムが存在する状態で、ＧａＣｌとアンモニアとの反応により形成されるマグネシ
ウムをドープしたＧａＮ層であり得る。工程５８はＩＩＩ族窒化物層を３００ミ
クロン又はそれ以上の厚さまで成長させることを含み得る。工程５８において成
長するＩＩＩ族窒化物層の所望の厚さは、意図された層の用途等の要因によって
左右される。ＩＩＩ族窒化物層が所望の厚さまで成長した後、工程６０において
サファイヤ基板から取り除かれる。例えば、構造物の裏面を研磨することにより
、サファイヤ基板は取り除かれ得る。
いて成長するＩＩＩ族窒化物層は、アンモニアガスと第１試薬ガス成分との間の
気相反応によりもたらされる。例えば、ＩＩＩ族窒化物層は、少量のマグネシウ
ムが存在する状態で、ＧａＣｌとアンモニアとの反応により形成されるマグネシ
ウムをドープしたＧａＮ層であり得る。工程５８はＩＩＩ族窒化物層を３００ミ
クロン又はそれ以上の厚さまで成長させることを含み得る。工程５８において成
長するＩＩＩ族窒化物層の所望の厚さは、意図された層の用途等の要因によって
左右される。ＩＩＩ族窒化物層が所望の厚さまで成長した後、工程６０において
サファイヤ基板から取り除かれる。例えば、構造物の裏面を研磨することにより
、サファイヤ基板は取り除かれ得る。
【００２８】
図４の方法は、低い転位密度と高いキャリア濃度を有するマグネシウムをドー
プしたｐ型ＩＩＩ族窒化物基板を提供する。図４を参照して説明した上記の工程
は、マグネシウムをドープしたｐ型ＩＩＩ族窒化物を形成するための比較的単純
で費用効率的な方法を提供する。図４の方法において、有機原料物質は用いられ
ていない。従って、ＭＯＣＶＤにより形成された同類の材料と比較すると、特に
ｐ−ＧａＮの場合、ドーパントのより高い活性化効率が期待される。
プしたｐ型ＩＩＩ族窒化物基板を提供する。図４を参照して説明した上記の工程
は、マグネシウムをドープしたｐ型ＩＩＩ族窒化物を形成するための比較的単純
で費用効率的な方法を提供する。図４の方法において、有機原料物質は用いられ
ていない。従って、ＭＯＣＶＤにより形成された同類の材料と比較すると、特に
ｐ−ＧａＮの場合、ドーパントのより高い活性化効率が期待される。
【００２９】
システム４０及び４０′のＩＩＩ族／マグネシウム混合物１１の温度は約６６
０．４５℃を越える温度に維持されることが好ましい。この温度を規定する理論
的説明を以下に示す。ＩＩＩ―Ｖ族窒化物半導体に一般的に用いられるＩＩＩ族
金属は、ガリウム、アルミニウム及びインジウムであり、それぞれの融点は２９
．８℃、６６０．４５℃、１５６．６℃である。マグネシウムの融点が６５０℃
であるため、一般的なＩＩＩ族／マグネシウム混合物１１は、６６０．４５℃を
越える温度では液相状態である。この温度（６６０．４５℃）では、好ましくな
い合金（Ｍｇ3Ｇａ2等）がＩＩＩ族／マグネシウム金属供給源に存在しないため
、低抵抗のｐ型ＩＩＩ―Ｖ族窒化物を得るために十分なマグネシウムが膜１２′
／１２″中に組み込まれる。
０．４５℃を越える温度に維持されることが好ましい。この温度を規定する理論
的説明を以下に示す。ＩＩＩ―Ｖ族窒化物半導体に一般的に用いられるＩＩＩ族
金属は、ガリウム、アルミニウム及びインジウムであり、それぞれの融点は２９
．８℃、６６０．４５℃、１５６．６℃である。マグネシウムの融点が６５０℃
であるため、一般的なＩＩＩ族／マグネシウム混合物１１は、６６０．４５℃を
越える温度では液相状態である。この温度（６６０．４５℃）では、好ましくな
い合金（Ｍｇ3Ｇａ2等）がＩＩＩ族／マグネシウム金属供給源に存在しないため
、低抵抗のｐ型ＩＩＩ―Ｖ族窒化物を得るために十分なマグネシウムが膜１２′
／１２″中に組み込まれる。
【００３０】
前述の実施形態は単に例示的なものであり、本発明を制限するようには解釈さ
れない。本教示は他の種類の装置及び方法に応用され得る。本発明の説明は例証
を意図したもので、請求項の範囲を制限するものではない。多様な代替、改変及
び変更が、当業者には明らかである。
れない。本教示は他の種類の装置及び方法に応用され得る。本発明の説明は例証
を意図したもので、請求項の範囲を制限するものではない。多様な代替、改変及
び変更が、当業者には明らかである。
【図１】 従来技術におけるＭＯＣＶＤ成長システムを示す略図。
【図２】 従来技術におけるＨＶＰＥ成長システムを示す略図。
【図３Ａ】 本発明の別の実施形態によるマグネシウムをドープしたｐ型窒
化物層を成長させるのに適したＨＶＰＥシステムを示す略図。
化物層を成長させるのに適したＨＶＰＥシステムを示す略図。
【図３Ｂ】 本発明の一つの実施形態によるマグネシウムをドープしたｐ型
窒化物層を成長させるのに適したＨＶＰＥシステムを示す略図。
窒化物層を成長させるのに適したＨＶＰＥシステムを示す略図。
【図４】 本発明の別の実施形態によるｐ型金属窒化物層を生成する方法に
含まれる一連の工程を示す略図。
含まれる一連の工程を示す略図。
【手続補正書】
【提出日】平成１４年２月２７日（２００２．２．２７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 ソロモン、グレン エス．
アメリカ合衆国 94061 カリフォルニア
州 レッドウッド シティー ブランディ
ロック ウェイ 3689
(72)発明者 ミラー、デイビッド ジェイ．
アメリカ合衆国 94002 カリフォルニア
州 ベルモント ビレッジ ドライブ
1160
(72)発明者 上田 哲三
アメリカ合衆国 94025 カリフォルニア
州 メンロ パーク シャロン パーク
ドライブ 600 ナンバー エイ201
Ｆターム(参考） 4G077 AA03 BE15 DB05 EB01 ED06
FJ03 HA02 TB04 TC02 TK01
TK11
4K030 AA03 AA13 AA20 BA38 CA05
DA08 FA10 JA01 JA06 JA10
LA14
5F041 AA24 CA40 CA64
5F045 AA02 AB09 AB14 AC12 AC13
AD09 AD10 AD11 AD12 AD13
AD14 AF09 BB16 CA11
5F073 CA07 DA04 EA29
Claims (36)
- 【請求項１】 ｐ型窒化物層を生成する方法であって、 ａ）反応器を有するＨＶＰＥシステムを提供する工程と、 ｂ）前記反応器内に基板を配置する工程と、 ｃ）前記反応器の中へ試薬ガスを案内する工程とから成り、 前記試薬ガスは第１試薬ガス成分を含み、前記第１試薬ガス成分はＩＩＩ族金
属及びマグネシウム上にＨＣｌを通過させることにより調整される方法。 - 【請求項２】 前記ＩＩＩ族金属はＧａ，Ｉｎ，Ａｌ又はそれらの合金のう
ちの一つから成る請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記ＩＩＩ族金属及び前記マグネシウム上にＨＣｌを通過さ
せる前に、前記ＩＩＩ族金属及び前記マグネシウムは、ＩＩＩ族／マグネシウム
金属混合物を形成するように結合される請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記ＩＩＩ族／マグネシウム金属混合物のマグネシウムは単
体マグネシウムである請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 前記ＩＩＩ族／マグネシウム金属混合物は、少なくとも一つ
のＩＩＩ族金属及び単体マグネシウムから本質的に成る請求項３に記載の方法。 - 【請求項６】 前記ＩＩＩ族／マグネシウム金属混合物は、マグネシウム金
属の１ｐｐｂから１０，０００ｐｐｍを有する請求項３に記載の方法。 - 【請求項７】 前記試薬ガスはアンモニアを更に含み、前記アンモニアはキ
ャリアガスを介して前記反応器に搬送される請求項１に記載の方法。 - 【請求項８】 前記キャリアガスは水素を含まない請求項７に記載の方法。
- 【請求項９】 前記キャリアガスは、窒素及びヘリウムから構成されるグル
ープから選択されたガスである請求項７に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記第１試薬ガス成分はＩＩＩ族金属の窒化物とマグネシ
ウムとから成る請求項１に記載の方法。 - 【請求項１１】 前記第１試薬ガス成分はマグネシウムの塩化物を更に有す
る請求項１０に記載の方法。 - 【請求項１２】 前記ＩＩＩ族／マグネシウム金属混合物は６６０℃から９
００℃の温度まで加熱される請求項３に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記ＨＶＰＥシステムは更に生成チャンバを有し、前記Ｉ
ＩＩ族／マグネシウム金属混合物は前記生成チャンバ内に収納され、前記ＨＣｌ
は、ＩＩＩ族／マグネシウム金属混合物上を、前記生成チャンバの中へ通過され
る請求項３に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記ｐ型窒化物層はマグネシウムによりドープされ、前記
ｐ型窒化物層のマグネシウム成分は、水素原子により最小限に不動態化される請
求項１に記載の方法。 - 【請求項１５】 前記工程ｃ）は、アンモニア及び前記第１試薬ガス成分を
前記反応器の中へ案内することから成り、前記アンモニア及び前記第１試薬ガス
成分は、前記基板上にマグネシウムをドープしたｐ型ＩＩＩ族金属窒化物を形成
するように反応する請求項１に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記ｐ型窒化物層は、１０7／ｃｍ2より低い転位密度と０
．１オーム ｃｍより低い抵抗値を有する請求項１に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記ｐ型窒化物層は、基板上に５０ミクロンから５００ミ
クロンの厚さまで形成される請求項１に記載の方法。 - 【請求項１８】 ｐ型窒化物層はマグネシウムをドープしたｐ−ＧａＮから
成る請求項１に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記工程ｃ）の後に、前記工程ｂ）において配置された前
記基板から前記ｐ型窒化物層を取り除く工程ｄ）を更に含む請求項１に記載の方
法。 - 【請求項２０】 基板上でＨＶＰＥにより成長させるｐ型窒化物層であって
、前記ｐ型窒化物層はマグネシウムによりドープされたＩＩＩ族窒化物から成り
、前記ｐ型窒化物層は第１試薬ガス成分をアンモニアと反応させることにより形
成され、前記第１試薬ガス成分はＩＩＩ族金属及びマグネシウム金属上にＨＣｌ
を通過させることにより調製されるｐ型窒化物層。 - 【請求項２１】 前記ＩＩＩ族金属は、Ｇａ，Ｉｎ，Ａｌ又はそれらの合金
のうちの一つから成る請求項２０に記載のｐ型窒化物層。 - 【請求項２２】 前記ＩＩＩ族金属及び前記マグネシウムはＩＩＩ族／マグ
ネシウム金属混合物から成る請求項２０に記載のｐ型窒化物層。 - 【請求項２３】 前記ＩＩＩ族／マグネシウム金属混合物は、マグネシウム
金属の１ｐｐｂから１０，０００ｐｐｍで構成される請求項２２に記載のｐ型窒
化物層。 - 【請求項２４】 前記ＩＩＩ族／マグネシウム金属混合物は、マグネシウム
金属の１０億分の１から１００万分の１０，０００で構成される請求項２２に記
載のｐ型窒化物層。 - 【請求項２５】 前記ＩＩＩ族／マグネシウム金属混合物は、少なくとも一
つのＩＩＩ族金属及び単体マグネシウムから本質的に成る請求項２０に記載のｐ
型窒化物層。 - 【請求項２６】 前記第１試薬ガス成分はＩＩＩ族金属の塩化物と及びマグ
ネシウムから成る請求項２０に記載のｐ型窒化物層。 - 【請求項２７】 前記第１試薬ガスはマグネシウムの塩化物を更に有する請
求項２６に記載のｐ型窒化物層。 - 【請求項２８】 前記ＩＩＩ族／マグネシウム金属混合物は６６０℃から９
００℃の温度まで加熱される請求項２２に記載のｐ型窒化物層。 - 【請求項２９】 前記ｐ型窒化物層のマグネシウム成分は、水素原子により
最小限に不動態化される請求項２０に記載のｐ型窒化物層。 - 【請求項３０】 前記ｐ型窒化物層は、１０7／ｃｍ2より低い転位密度と０
．１オーム ｃｍより低い抵抗値を有する請求項２０に記載のｐ型窒化物層。 - 【請求項３１】 前記ｐ型窒化物層は、基板上に５０ミクロンから５００ミ
クロンの厚さまで形成される請求項２０に記載のｐ型窒化物層。 - 【請求項３２】 ｐ型窒化物層はマグネシウムをドープしたｐ−ＧａＮから
成る請求項２０に記載のｐ型窒化物層。 - 【請求項３３】 ａ）反応器を有するＨＶＰＥシステムを提供する工程と、 ｂ）前記反応器内に基板を配置する工程と、 ｃ）第１試薬ガス成分を提供するようにＨＣｌをマグネシウム金属を含む金属
混合物上に通過させる工程と、 ｄ）アンモニア及び前記第１試薬ガス成分を前記反応器の中へ案内する工程と
、 ｅ）マグネシウムをドープしたｐ型窒化物層を前記基板上で成長させる工程と
、 から成るｐ型窒化物層を生成する方法。 - 【請求項３４】 前記金属混合物は単体マグネシウム及びＩＩＩ族金属から
成り、前記ＩＩＩ族金属はＧａ，Ｉｎ及びＡｌから成るグループから選択される
請求項３３に記載の方法。 - 【請求項３５】 前記ＩＩＩ族／マグネシウム金属混合物は、マグネシウム
金属の１ｐｐｂから１０，０００ｐｐｍを有する請求項３３に記載の方法。 - 【請求項３６】 前記工程ｅ）の後に、前記基板から前記ｐ型窒化物層を取
り除く工程ｆ）を更に含む請求項３３に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US30729999A | 1999-05-07 | 1999-05-07 | |
| US09/307,299 | 1999-05-07 | ||
| PCT/US2000/010150 WO2000068470A1 (en) | 1999-05-07 | 2000-04-13 | Magnesium-doped iii-v nitrides & methods |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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| JP2007300120A (ja) * | 2006-04-27 | 2007-11-15 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 窒化物膜の製造方法及び窒化物構造物 |
| WO2021161613A1 (ja) * | 2020-02-14 | 2021-08-19 | 国立大学法人東海国立大学機構 | 窒化ガリウムの気相成長装置および製造方法 |
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| CN111681958A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-09-18 | 华南理工大学 | 一种新型异质结构镁扩散制备常关型hemt器件的方法 |
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2000
- 2000-04-13 JP JP2000617238A patent/JP2003517721A/ja active Pending
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