JP2003530707A - 窒素を含有する半導体結晶材料を成長させる方法 - Google Patents
窒素を含有する半導体結晶材料を成長させる方法Info
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
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- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/403—AIII-nitrides
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Abstract
(57)【要約】
良好な再現性および低い製造コストを備えた窒素を含有する半導体結晶材料の初期成長の方法を提供する。初期成長の間に連続的な成長パラメータの変化を可能にする種々のランプ関数を使用し、サファイア、ＳｉＣ、またはＳｉ上で、ＡＸＢＹＣＺＮＶＭＷの形態の（Ａ、Ｂ、ＣはＩＩ−族またはＩＩＩ−族の元素、Ｎは窒素、ＭはＶ−族またはＶＩ−族の元素、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｖ、Ｗはこの結合のそれぞれの元素のモル分率を示す）窒素を含有する半導体結晶材料の初期成長の方法が説明されている。この新しい初期成長方法は、サファイア、ＳｉＣ、またはＳｉ上で、窒素を含有する半導体結晶材料の初期成長処理において、その後の高温成長に対して適合する組織を得るため成長組織を突然変更する必要がないということによって特徴づけられる。
Description
【０００１】
本発明は、例えばサファイア、ＳｉＣ、またはＳｉなどの成長基板のための中
間層を使用して、ＡＸＢＹＣＺＮＶＭＷの形態の窒素を含有する半導体結晶材料
を成長させる方法に関する。ここで、Ａ、Ｂ、ＣはＩＩ−族またはＩＩＩ−族の
元素、Ｎは窒素、ＭはＶ−族またはＶＩ−族の元素、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗはこの結合
のそれぞれの元素のモル分率を示す。
間層を使用して、ＡＸＢＹＣＺＮＶＭＷの形態の窒素を含有する半導体結晶材料
を成長させる方法に関する。ここで、Ａ、Ｂ、ＣはＩＩ−族またはＩＩＩ−族の
元素、Ｎは窒素、ＭはＶ−族またはＶＩ−族の元素、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗはこの結合
のそれぞれの元素のモル分率を示す。
【０００２】
サファイア、ＳｉＣ、またはＳｉ上での２元素、３元素または４元素結合半導
体のＡＸＢＹＣＺＮＶＭＷの形態のヘテロエピタキシー成長は、最初の成長がそ
の後継続する成長過程に決定的な影響を与えるので、高い空間格子欠陥性のため
に制御が困難な成長処理となる。ここでＡ、Ｂ、ＣはＩＩ−族またはＩＩＩ−族
の元素、Ｎは窒素、ＭはＶ−族またはＶＩ−族の元素、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗはこの結
合のそれぞれの元素のモル分率である。したがって、エピタキシー半導体の結晶
の品質は最初の成長に強く依存する。最初の成長の問題点を回避するため、既知
の方法と異なる初期成長手順を開発した。今日まで使用されてきた方法は２段階
初期成長過程に基づくもので、緩衝層成長として知られる低温成長段階およびそ
れに続く高温成長を併せて実施していた［ＪＰ／Ｂ２／９３］。この場合成長組
織の変化、すなわち立方晶の結晶構造から六方晶構造への移行が、両方の温度組
織間で成長を中断させる独特の要因であり、ここから高温緩衝層の再結晶化が開
始される［ＢＯＹ９８］、［ＭＴＦ＋９８］、［ＷＫＴ＋９６］。
体のＡＸＢＹＣＺＮＶＭＷの形態のヘテロエピタキシー成長は、最初の成長がそ
の後継続する成長過程に決定的な影響を与えるので、高い空間格子欠陥性のため
に制御が困難な成長処理となる。ここでＡ、Ｂ、ＣはＩＩ−族またはＩＩＩ−族
の元素、Ｎは窒素、ＭはＶ−族またはＶＩ−族の元素、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗはこの結
合のそれぞれの元素のモル分率である。したがって、エピタキシー半導体の結晶
の品質は最初の成長に強く依存する。最初の成長の問題点を回避するため、既知
の方法と異なる初期成長手順を開発した。今日まで使用されてきた方法は２段階
初期成長過程に基づくもので、緩衝層成長として知られる低温成長段階およびそ
れに続く高温成長を併せて実施していた［ＪＰ／Ｂ２／９３］。この場合成長組
織の変化、すなわち立方晶の結晶構造から六方晶構造への移行が、両方の温度組
織間で成長を中断させる独特の要因であり、ここから高温緩衝層の再結晶化が開
始される［ＢＯＹ９８］、［ＭＴＦ＋９８］、［ＷＫＴ＋９６］。
【０００３】
この２段階初期成長処理は、多様な成長パラメータの変更のため核形成層の再
現性に関して問題が多く、ウエハも不均一性になり易い。このため製造される部
品の特性は相当の影響を受ける。ＬＥＤの照度および色彩は２段階法では制御す
ることが困難である。ＦＥＴの直流電流および高周波特性は非常にばらつきが大
きい。
現性に関して問題が多く、ウエハも不均一性になり易い。このため製造される部
品の特性は相当の影響を受ける。ＬＥＤの照度および色彩は２段階法では制御す
ることが困難である。ＦＥＴの直流電流および高周波特性は非常にばらつきが大
きい。
【０００４】
例えばＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＡｓＮのような窒素を含有する
半導体材料、すなわちＡＸＢＹＣＺＮＶＭＷの形態の半導体（Ａ、Ｂ、ＣはＩＩ
−族またはＩＩＩ−族の元素、Ｎは窒素、ＭはＶ−族またはＶＩ−族の元素、Ｘ
、Ｙ、Ｚ、Ｗはこの結合のそれぞれの元素のモル分率を示す）の品質的価値の高
い材料の技術の現状に応じた製造は、しかし別の方法によって製造することがで
きる。
半導体材料、すなわちＡＸＢＹＣＺＮＶＭＷの形態の半導体（Ａ、Ｂ、ＣはＩＩ
−族またはＩＩＩ−族の元素、Ｎは窒素、ＭはＶ−族またはＶＩ−族の元素、Ｘ
、Ｙ、Ｚ、Ｗはこの結合のそれぞれの元素のモル分率を示す）の品質的価値の高
い材料の技術の現状に応じた製造は、しかし別の方法によって製造することがで
きる。
【０００５】
現状の技術によれば、最初の成長およびそれに続いて被膜を成長させる窒素を
含有する半導体層を製造する場合［ＷＦＴ＋９８］、［ＨＮＢ＋９７］、［ＧＮ
Ｌ９６］、最初に低温で層を堆積する。次に成長を中断し温度を高くする。この
時間の間に結晶構造の変化が生ずる。この過程の終了後に初めて次の成長を行な
うことができる。引き続き形成される層の品質および電気的、光学的特性は必要
な温度、圧力、中断などの維持によって極端な影響を受ける。
含有する半導体層を製造する場合［ＷＦＴ＋９８］、［ＨＮＢ＋９７］、［ＧＮ
Ｌ９６］、最初に低温で層を堆積する。次に成長を中断し温度を高くする。この
時間の間に結晶構造の変化が生ずる。この過程の終了後に初めて次の成長を行な
うことができる。引き続き形成される層の品質および電気的、光学的特性は必要
な温度、圧力、中断などの維持によって極端な影響を受ける。
【０００６】
本発明の課題は、成長組織を突然変更することなく、サファイア、ＳｉＣ、ま
たはＳｉのような基板上に、２次元のエピタキシー成長であるＡＸＢＹＣＺＮＶ ＭＷの形態の窒素を含有する半導体結晶材料を初期成長させる方法を提供するこ
とである。ここでＡ、Ｂ、ＣはＩＩ−族またはＩＩＩ−族の元素、Ｎは窒素、Ｍ
はＶ−族またはＶＩ−族の元素、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗはこの結合のそれぞれの元素の
モル分率である。
たはＳｉのような基板上に、２次元のエピタキシー成長であるＡＸＢＹＣＺＮＶ ＭＷの形態の窒素を含有する半導体結晶材料を初期成長させる方法を提供するこ
とである。ここでＡ、Ｂ、ＣはＩＩ−族またはＩＩＩ−族の元素、Ｎは窒素、Ｍ
はＶ−族またはＶＩ−族の元素、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗはこの結合のそれぞれの元素の
モル分率である。
【０００７】
この場合、既知の２段階層成長、すなわち、低い基板温度で緩衝層を成長させ
続いて高い温度でのこの緩衝層上に成長を行わせる２段階層成長に基づいた複雑
な製造処理は、回避される。この新規な方法の利点は部品に対する良好な再現性
および低い製造コストである。
続いて高い温度でのこの緩衝層上に成長を行わせる２段階層成長に基づいた複雑
な製造処理は、回避される。この新規な方法の利点は部品に対する良好な再現性
および低い製造コストである。
【０００８】
すなわち、初期成長における成長パラメータを最適に適合させ、成長組織を突
然変更することなく、半導体層と同等またはより良い結晶品質を有する迅速で強
靭な初期成長を達成し，また新しい部品に対する新たな技術的な可能性を開拓す
るものである。
然変更することなく、半導体層と同等またはより良い結晶品質を有する迅速で強
靭な初期成長を達成し，また新しい部品に対する新たな技術的な可能性を開拓す
るものである。
【０００９】
したがって新しい初期成長手順は２段階層成長を不要とし、多くの段階を必要
とする方法を回避する。その結果窒素を含有する半導体結晶層の製造期間および
コストを低減する。同時に改善された組織、電気的および光学的な特性が達成さ
れる。
とする方法を回避する。その結果窒素を含有する半導体結晶層の製造期間および
コストを低減する。同時に改善された組織、電気的および光学的な特性が達成さ
れる。
【００１０】
再結晶化（緩衝層成長後の加熱）後に発生する３次元のメサ構造は、その後の
高温成長にしたがって全体の層品質に決定的な影響を与えるので、この処理は初
期成長の重要な要素である。
高温成長にしたがって全体の層品質に決定的な影響を与えるので、この処理は初
期成長の重要な要素である。
【００１１】
したがって初期成長において、勾配（ｒａｍｐ）関数によってこの決定的な成
長効果をランプ関数と一体化させなければならない。これはＧａの流れに直接関
連する成長率を基板の加熱ランプ関数に適合させることによって行なう。全体の
流れおよび全体の圧力などその他の重要な処理のパラメータは、対応して調整す
る。別の言葉で言えば、成長率およびそれに伴なうＧａの流れを、成長が行なわ
れている間の本来の再結晶化の状態に選定しなければならない。
長効果をランプ関数と一体化させなければならない。これはＧａの流れに直接関
連する成長率を基板の加熱ランプ関数に適合させることによって行なう。全体の
流れおよび全体の圧力などその他の重要な処理のパラメータは、対応して調整す
る。別の言葉で言えば、成長率およびそれに伴なうＧａの流れを、成長が行なわ
れている間の本来の再結晶化の状態に選定しなければならない。
【００１２】
この場合サファイア、ＳｉＣ、またはＳｉ上での窒素を含有する半導体材料の
限界層厚さが、高温加熱処理による再結晶化が行なわれる前に限界層厚さに達し
ていることが必要である。
限界層厚さが、高温加熱処理による再結晶化が行なわれる前に限界層厚さに達し
ていることが必要である。
【００１３】
本発明の課題は、基板に最初の層を製造することである。この層はそれに続く
層に影響を与える。すなわち構成、ドーピングおよび層順序を確定するとともに
、さらに希望する下記の特性を考慮してそれに続く層と最適に適合することがで
きなければならない。この場合多くの段階を持つ複雑な製造処理を避けなければ
ならない。その結果製造期間および製造コストは低減される。
層に影響を与える。すなわち構成、ドーピングおよび層順序を確定するとともに
、さらに希望する下記の特性を考慮してそれに続く層と最適に適合することがで
きなければならない。この場合多くの段階を持つ複雑な製造処理を避けなければ
ならない。その結果製造期間および製造コストは低減される。
【００１４】
本発明の課題は請求項１の方法により解決される。請求項１による本発明は請
求項２ないし８で特定される事項によってより具体的にされる。本発明の課題は
連続的な成長処理によって解決される。請求項１の方法による有利な解決策の特
長によって、所定の層、界面、特に基板と活性領域との間の界面、積層構造又は
ヘテロ構造、及びこれらの半導体結晶材料を含む構造を作ることができる。これ
らの半導体結晶材料の電気的及び光学的特性は調整することができる。例えば結
合のＸ、Ｙ、Ｚ、Ｖ、Ｗの構成が０％〜１００％、固有電気的電子密度が１０２ ０ ｃｍ−３まで、および固有電気的孔密度が８ｘ１０１９ｃｍ−３までの範囲で
調整できる。
求項２ないし８で特定される事項によってより具体的にされる。本発明の課題は
連続的な成長処理によって解決される。請求項１の方法による有利な解決策の特
長によって、所定の層、界面、特に基板と活性領域との間の界面、積層構造又は
ヘテロ構造、及びこれらの半導体結晶材料を含む構造を作ることができる。これ
らの半導体結晶材料の電気的及び光学的特性は調整することができる。例えば結
合のＸ、Ｙ、Ｚ、Ｖ、Ｗの構成が０％〜１００％、固有電気的電子密度が１０２ ０ ｃｍ−３まで、および固有電気的孔密度が８ｘ１０１９ｃｍ−３までの範囲で
調整できる。
【００１５】
有利にＡＸＢＹＣＺＮＶＭＷ材料および層システム，ならびにドーピング層シ
ステムを作ることができる。
ステムを作ることができる。
【００１６】
有利に横方向への高い均一度を達成することができる。
【００１７】
有利に高い再現性を達成することができる。
【００１８】
有利に部品を製造することができる。
【００１９】
有利に量子井戸を製造することができる。
【００２０】
有利にｎおよびｐドーピングを同時に行なうことができる。
【００２１】
有利に異なったＸ、Ｙ、Ｚ、Ｖ、Ｗの構成、および異なった純度を有するＡＸ
ＢＹＣＺＮＶＭＷ材料の再現性のある製造を可能とすることができる。
【００２２】
有利に再現性を制約されることなく、調整可能な移行部プロファイルを有する
Ａ１ＸＢ１ＹＣ１ＺＮ１ＶＭ１Ｗ／Ａ２ＸＢ２ＹＣ２ＺＮ２ＶＭ２Ｗ層間の境界
面の製造を可能とすることができる。
Ａ１ＸＢ１ＹＣ１ＺＮ１ＶＭ１Ｗ／Ａ２ＸＢ２ＹＣ２ＺＮ２ＶＭ２Ｗ層間の境界
面の製造を可能とすることができる。
【００２３】
さらに有利に予め決定することができる特性は、半導体材料の表面形態である
。
。
【００２４】
さらに有利に予め決定することができる特性は、ウエハ表面の粒子密度および
不純物密度である。
不純物密度である。
【００２５】
別の利点は，ドーピング，層厚さ、構成およびその他の使用に関する重要な特
性を、再現性を備えかつ非常に一様な、または一定のＡＸＢＹＣＺＮＶＭＷ成分
を製造できることである。
性を、再現性を備えかつ非常に一様な、または一定のＡＸＢＹＣＺＮＶＭＷ成分
を製造できることである。
【００２６】
本発明は、初期成長の間に連続的な成長パラメーの変化を可能にする種々のラ
ンプ関数を使用し、サファイア、ＳｉＣ、またはＳｉ上で、ＡＸＢＹＣＺＮＶＭＷ の形態の（Ａ、Ｂ、ＣはＩＩ−族またはＩＩＩ−族の元素、Ｎは窒素、ＭはＶ
−族またはＶＩ−族の元素、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗはこの結合のそれぞれの元素のモル
分率を示す）窒素を含有する半導体結晶材料の初期成長の方法に関する。
ンプ関数を使用し、サファイア、ＳｉＣ、またはＳｉ上で、ＡＸＢＹＣＺＮＶＭＷ の形態の（Ａ、Ｂ、ＣはＩＩ−族またはＩＩＩ−族の元素、Ｎは窒素、ＭはＶ
−族またはＶＩ−族の元素、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｗはこの結合のそれぞれの元素のモル
分率を示す）窒素を含有する半導体結晶材料の初期成長の方法に関する。
【００２７】
この新規な初期成長方法の顕著な点は、サファイア、ＳｉＣ、またはＳｉ上で
、窒素を含有する半導体結晶材料の初期成長処理の最中に於いて、その後の高温
成長のために適した組織を得る目的で成長組織を突然変更する必要がない点であ
る。
、窒素を含有する半導体結晶材料の初期成長処理の最中に於いて、その後の高温
成長のために適した組織を得る目的で成長組織を突然変更する必要がない点であ
る。
【００２８】
初期成長の例
初期成長のため、Ａｌ２Ｏ３基板を３０分間水素雰囲気（１５０ｍｂａｒ）で
１２００℃に加熱する［ＫＷＨ＋９８］。この脱離段階の後で今後の成長を確実
にするため、基板温度を再現性のある初期状態である５３０℃に下げる。この温
度でＮＨ３を４５００ｓｃｃｍの流量で反応炉に導入する。この基板温度から出
発し通常の高い成長温度である１２００℃に到達させるため、線形ランプ関数（
８分の間に５３０℃から１２００℃に）を使用する。高温加熱の開始の瞬間に２
０ｓｃｃｍのＴＭＧａの僅かな流量を、低い成長率でＧａＮ成長を行なうため反
応炉に導入する。
１２００℃に加熱する［ＫＷＨ＋９８］。この脱離段階の後で今後の成長を確実
にするため、基板温度を再現性のある初期状態である５３０℃に下げる。この温
度でＮＨ３を４５００ｓｃｃｍの流量で反応炉に導入する。この基板温度から出
発し通常の高い成長温度である１２００℃に到達させるため、線形ランプ関数（
８分の間に５３０℃から１２００℃に）を使用する。高温加熱の開始の瞬間に２
０ｓｃｃｍのＴＭＧａの僅かな流量を、低い成長率でＧａＮ成長を行なうため反
応炉に導入する。
【００２９】
通常の成長温度に到達した後、低い成長率の層を４分間成長させる。それ以上
の３次元の成長を避けるため、ＴＭＧａの流量を高めるために再び線形ランプ関
数（１５分間でＴＭＧａｋの流量を２０ｓｃｃｍから８０ｓｃｃｍにする線形ラ
ンプ）を使用して、既知の成長率と一致する２μｍ／ｈの連続的な高い成長率を
達成する。この調整層の上に２μｍの厚さのＧａＮ層および５重のＭＱＷ Ｇａ
ＩｎＮ／ＧａＮを堆積させる。
の３次元の成長を避けるため、ＴＭＧａの流量を高めるために再び線形ランプ関
数（１５分間でＴＭＧａｋの流量を２０ｓｃｃｍから８０ｓｃｃｍにする線形ラ
ンプ）を使用して、既知の成長率と一致する２μｍ／ｈの連続的な高い成長率を
達成する。この調整層の上に２μｍの厚さのＧａＮ層および５重のＭＱＷ Ｇａ
ＩｎＮ／ＧａＮを堆積させる。
【００３０】
別の実施例：
既知の成長条件およびここで提案する技術を比較する。試験組織として下記の
層構成を使用する。
層構成を使用する。
【００３１】
５ｘ２ｎｍＩｎＧａＮ／１５ｎｍＧａＮ
２μｍＧａＮ：Ｓｉ緩衝層
２０ｎｍＧａＮ核形成層
４００μｍサファイア基板（０００１）
【００３２】
最も重要な成長パラメータの時間経過（反応炉温度、反応炉圧力，Ｎ２、Ｈ２
、ＴＭＧａ、ＴＭＩｎ、ＴＥＧａの各流量）をグラフ３に図示する。光学的特性
のを表１に示す。
のを表１に示す。
【００３３】
差異は最初の基板上における核形成層の成長である。既知の成長処理では、最
初の核形成層は５３０℃において９５０ｍｂａｒのＮ２雰囲気で８分間堆積する
。この場合層は立方体の成分であって凝集していない。層の堆積後に成長の中断
が行なわれ１１７０℃に加熱される。続いて２分間のアニールが行われる。この
とき立方晶相から六方晶相への再結晶化が行われる。ＧａＮ緩衝層の成長は１１
６０℃で実施される。ここで、本発明の新規な方法では、５３０℃から１１７０
℃の加熱において連続的に成長が行なわれ、成長は中断されず、また再結晶化を
引き起こすアニールもおこなわれない。成長はＨ２で２００ｍｂａｒ雰囲気で行
なわれる。表１において諸特性を比較すると、一定の発振波長において光効率が
高いことが分かる。
初の核形成層は５３０℃において９５０ｍｂａｒのＮ２雰囲気で８分間堆積する
。この場合層は立方体の成分であって凝集していない。層の堆積後に成長の中断
が行なわれ１１７０℃に加熱される。続いて２分間のアニールが行われる。この
とき立方晶相から六方晶相への再結晶化が行われる。ＧａＮ緩衝層の成長は１１
６０℃で実施される。ここで、本発明の新規な方法では、５３０℃から１１７０
℃の加熱において連続的に成長が行なわれ、成長は中断されず、また再結晶化を
引き起こすアニールもおこなわれない。成長はＨ２で２００ｍｂａｒ雰囲気で行
なわれる。表１において諸特性を比較すると、一定の発振波長において光効率が
高いことが分かる。
【００３４】
一般的な発明の思想に限定されることなく、実施例に基づいて、図面を参照し
つつ、本発明について述べる。図面が特に参照されるのは、明細書によってそれ
以上説明されない詳細の全てを開示するためであることに注意すべきである。
つつ、本発明について述べる。図面が特に参照されるのは、明細書によってそれ
以上説明されない詳細の全てを開示するためであることに注意すべきである。
【グラフ１】
時間の関数としての反射率および基板温度を示す。
【グラフ２】
得られたＰＬスペクトルを示す。
［ＪＰ／Ｂ２／９３］
日亜化学工業株式会社、中村修二による特許
日本特許庁、特許公告Ｂ２特許番号：２７７８４０５
［ＢＯＹ９８］
ケー・バラクリシュナン、エッチ・オクムラ、エス・ヨシダ
プラズマ支援ＭＢＥによるサファイア上における、六方晶ＧａＮの不均一エピタ
キシー成長の初期段階についての研究 Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｏｗｔｈ １８９／１９０，２４４−（１９９８） ［ＨＮＢ＋９７］ ジェー・ハン、テー・ビー・ング、アール・エム・ビーフェルド、エム・エッチ
・クラウフォードおよびデー・エム・フォルスタット ＧａＮ有機金属化学蒸気堆積間における形態の進化に対するＨ２の効果 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７１（２１）、３１１４−、（１９９７） ［ＭＴＦ＋９８］ エー・ムンクホルム、シーシー・トンプソン、シー・エム・フォスター、ジェー
・エー・イーストマン，オー・オウシーロ、ジー・ビー・ステフェンソン、ピー
・フィニィ、エス・ピー・デンバースおよびジェー・エス・スペック 分光Ｘ線散乱を使用したＧａＮ核形成層における立方晶から六方晶蒸留分の決定
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７２（２３）、２９７２−、（１９９８） ［ＯＭＡＢ９８］ ティー・オニツカ、ティー・マルヤマ、ケー・アキモトおよびワイ・バンドー 透過電子顕微鏡により調査したサファイア（０００１）上のＧａＮの界面組織 Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｏｗｔｈ １８９／１９０，２９５−，（１９９８） ［ＷＦＴ＋９８］ エックス・エッチ・ウー、ピー・フィニィ、イー・ジェー・ターサ、ビー・ヘー
イング、エス・ケラー、ユー・ケー・ミュシュラ、エス・ピー・デンバース、ジ
ェー・エス・スペック ＧａＮ不均一エピタキシーにおける転位の発生 Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｏｗｔｈ １８９／１９０，２３１−，（１９９８） ［ＷＫＹ＋９６］ エックス・エッチ・ウー、ディー・カポルネック、イー・ジェー・ターサ、ビー
・ヘーイング、エス・ケラー、ビー・ピー・ケラー、ユー・ケー・ミュシュラ、
エス・ピー・デンバース、ジェー・エス・スペック 有機金属化学蒸気堆積により成長したＧａＮ核形成層の進化 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６８（１０３）、１３７１−、（１９９６） ［ＫＷＨ＋９８］ ディー・ディー・コレスケ、エー・イー・ヴィッケンデン、アール・エル・ヘン
リー、エム・イー・トゥイッグ、ジェー・シー・カルバートソンおよびアール・
ジェー・ゴーマン 大気圧に近いＨ２における強化ＧａＮ還元 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７３（１４）、２０１８−、（１９９８） ［ＧＭＬ９６］ エヌ・グランドジーン、ジェー・マッシースおよびエム・レロウクス サファイアの窒化。ＧａＮエピタキシー被覆層の光学的特性に対する効果 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６９（１４）、２０７１−、（１９９６８）
キシー成長の初期段階についての研究 Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｏｗｔｈ １８９／１９０，２４４−（１９９８） ［ＨＮＢ＋９７］ ジェー・ハン、テー・ビー・ング、アール・エム・ビーフェルド、エム・エッチ
・クラウフォードおよびデー・エム・フォルスタット ＧａＮ有機金属化学蒸気堆積間における形態の進化に対するＨ２の効果 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７１（２１）、３１１４−、（１９９７） ［ＭＴＦ＋９８］ エー・ムンクホルム、シーシー・トンプソン、シー・エム・フォスター、ジェー
・エー・イーストマン，オー・オウシーロ、ジー・ビー・ステフェンソン、ピー
・フィニィ、エス・ピー・デンバースおよびジェー・エス・スペック 分光Ｘ線散乱を使用したＧａＮ核形成層における立方晶から六方晶蒸留分の決定
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７２（２３）、２９７２−、（１９９８） ［ＯＭＡＢ９８］ ティー・オニツカ、ティー・マルヤマ、ケー・アキモトおよびワイ・バンドー 透過電子顕微鏡により調査したサファイア（０００１）上のＧａＮの界面組織 Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｏｗｔｈ １８９／１９０，２９５−，（１９９８） ［ＷＦＴ＋９８］ エックス・エッチ・ウー、ピー・フィニィ、イー・ジェー・ターサ、ビー・ヘー
イング、エス・ケラー、ユー・ケー・ミュシュラ、エス・ピー・デンバース、ジ
ェー・エス・スペック ＧａＮ不均一エピタキシーにおける転位の発生 Ｊ．Ｃｒｙｓｔ．Ｇｒｏｗｔｈ １８９／１９０，２３１−，（１９９８） ［ＷＫＹ＋９６］ エックス・エッチ・ウー、ディー・カポルネック、イー・ジェー・ターサ、ビー
・ヘーイング、エス・ケラー、ビー・ピー・ケラー、ユー・ケー・ミュシュラ、
エス・ピー・デンバース、ジェー・エス・スペック 有機金属化学蒸気堆積により成長したＧａＮ核形成層の進化 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６８（１０３）、１３７１−、（１９９６） ［ＫＷＨ＋９８］ ディー・ディー・コレスケ、エー・イー・ヴィッケンデン、アール・エル・ヘン
リー、エム・イー・トゥイッグ、ジェー・シー・カルバートソンおよびアール・
ジェー・ゴーマン 大気圧に近いＨ２における強化ＧａＮ還元 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７３（１４）、２０１８−、（１９９８） ［ＧＭＬ９６］ エヌ・グランドジーン、ジェー・マッシースおよびエム・レロウクス サファイアの窒化。ＧａＮエピタキシー被覆層の光学的特性に対する効果 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６９（１４）、２０７１−、（１９９６８）
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年５月８日（２００２．５．８）
【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 ホイケン、マイケル
ドイツ国、52078 アーヘン、イム エル
ブ 12
(72)発明者 ストラウハ、ゲルト
ドイツ国、52072 アーヘン、ショーナウ
アー フリーデ 80
(72)発明者 ユルゲンセン、ホルガー
ドイツ国、52072 アーヘン、ラタウスス
トラッセ 43デー
Ｆターム(参考） 4G077 AA03 BE11 BE15 DB08 EA02
ED06 EF03 EF05 HA02 TA04
TB05 TK01 TK06
4K030 AA11 AA13 BA38 CA05 DA03
FA10 HA01 LA14
5F045 AA04 AB14 AB17 AC08 AC09
AC12 AC15 AD09 AD10 AD11
AD12 AD13 AD14 AD15 AD16
AF02 AF03 AF09 BB04 BB08
BB09 BB10 CA09 DA55 DA61
DA67 DC56 DC57 EE17 EK27
GB05 GB06 GB07 GB17 GB20
Claims (8)
- 【請求項１】 Ａ、Ｂ、ＣはＩＩ−族またはＩＩＩ−族の元素、Ｎは窒素、
ＭはＶ−族またはＶＩ−族の元素、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｖ、Ｗはこの結合のそれぞれの
元素のモル分率を示すとして、サファイア、ＳｉＣ、またはＳｉに、ＡＸＢＹＣＺ ＮＶＭＷの形態の窒素を含有する半導体結晶材料を初期成長のために堆積させ
るＭＯＣＶＤ方法において、 この半導体材料の堆積が、ウエハを覆う最初の瞬間から表面で品質的に価値の
高い層に到達するまで、連続的な成長処理で行われることを特徴とするＭＯＣＶ
Ｄ方法。 - 【請求項２】 迅速な再現性のある核形成のため、上記の材料およびガス流
が初期成長の間に勾配関数によって連続的に成長する間に、連続的に再組織化を
行なう目的で連続的に基板温度を変化させることを特徴とする請求項１記載のＭ
ＯＣＶＤ方法。 - 【請求項３】 初期成長の間に勾配関数による成長組織（六方晶組織または
立方晶組織）の連続的な変化、および全圧力の気相の濃度の変化または他の重要
な成長パラメータの連続的な変化によって、半導体層の欠陥密度を制御すること
を特徴とする請求項１または２の何れか記載のＭＯＣＶＤ方法。 - 【請求項４】 初期成長の間の勾配関数による成長組織（六方晶相及び立方
晶相）の連続的な変化によって、半導体結晶の張力密度を制御することを特徴と
する請求項１ないし３の何れか記載のＭＯＣＶＤ方法。 - 【請求項５】 連続的な温度変化が関数Ｔ（ｔ）： Ｔ（ｔ）＝ｔ０＋ａ１Ｔ＋ａ２ｔ２＋ａ３ｔ３＋・・・＋ａｎｔｎ によって表わすことができることを特徴とする請求項１ないし４の何れか記載の
ＭＯＣＶＤ方法。 - 【請求項６】 六方晶成長および立方晶成長に影響を与える処理パラメータ
または処理条件を連続的に変化させることを特徴とする請求項１ないし５の何れ
か記載のＭＯＣＶＤ方法。 - 【請求項７】 立方晶成長から六方晶成長への移行が連続的に行なわれるよ
う結晶内の転位密度を制御することを特徴とする請求項１ないし６の何れか記載
のＭＯＣＶＤ方法。 - 【請求項８】 温度変動および気相成分の変動に敏感ではない請求項１ない
し５記載の核形成層を有する光電子的部品、電子的部品およびその他の部品であ
って、特性、強度、電気的特性値および発振波長が改善された均一性を有するＬ
ＥＤまたはレーザのような、光電子的部品、電子的部品およびその他の部品を製
造することを特徴とする請求項１ないし７の何れか記載のＭＯＣＶＤ方法。
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