JP2004284942A

JP2004284942A - ＧａＮ基板作製方法

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Publication number: JP2004284942A
Application number: JP2003421181A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Yao; 隆文八百; Takuma Suzuki; 拓馬鈴木; Hang-Ju Ko; 恒柱高; Agus Setiawan; セティアワンアグス
Original assignee: Tohoku Techno Arch Co Ltd
Current assignee: Tohoku Techno Arch Co Ltd
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2003-12-18
Publication date: 2004-10-14
Anticipated expiration: 2023-03-19
Also published as: JP3700786B2

Abstract

【課題】極性を制御してＧａＮ基板を作製する方法の提供
【解決手段】高品質基板１１０上に、ＭｇＯのバッファ層１２０を形成し、アニール処理をした後、ＺｎＯ単結晶膜１３０を形成する。その後、ＺｎＯ膜１３０の表面の初期窒化を防ぐ処理する（ｅ）ことで、その上に単結晶膜を成長させるＧａＮ１４０の結晶極性をＧａ極性とする（ｆ）。ＧａＮの単結晶膜１４０を成長させた後、ＺｎＯを溶かしてＧａＮ単結晶基板を剥離する（ｇ）。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＧａＮ基板の作製方法に関する。

これまで試みられてきたＧａＮ基板の作製法は、大別して４つに分けられる。一つは融液成長法である。これは、ＧａＮ融液から高圧化でＧａＮのバルク結晶を成長させる方法であり、未だ技術的に確立されていない。将来的に、１インチ以上の大型結晶基板の成長が可能かどうか不明である。
第２に溶液成長法である。これは、適当な溶媒（例えばナトリウム）中にＧａＮを溶かして溶液を作製し、そこからバルク結晶を成長させる方法であり、これも未だ技術的に確立されていない。

第３は、サファイヤ基板上にＣＶＤあるいはＭＯＣＶＤ法によってＧａＮ厚膜を成長させ、その後、ＧａＮ膜を、レーザを用いたリフトオフ法によって剥離させる方法である。この方法によれば、基板サイズはサファイヤ基板で決まるため、大型基板形成が可能であるが、歩留まりが悪いことがネックになっている。
第４は、ＧａＡｓ基板上にＣＶＤあるいはＭＯＣＶＤ法によってＧａＮ厚膜を成長させ、その後にＧａＡｓ基板を酸等で溶かしてＧａＮ基板を作製する方法である。これも大型基板形成が可能であるが、コストが高いことがネックになっている。

第５は、サファイヤ基板上にＺｎＯ層を形成した後、ＺｎＯ層の上にＧａＮ層を生成する。そして、ＺｎＯ層を溶かしてＧａＮ基板を取り出すことも行なわれている。
このときに、サファイヤ上にＭｇＯのバッファ層を用いることで、バッファ層上に成長したＺｎＯ層の表面形状の改良に効果があることが分かっている（非特許文献１，２参照）。

Chen Y, Ko HJ, Hong SK, and Yao T. Layer-by- layer growth of ZnO epilayer on Al2O3(0001) by using a MgO buffer layer., Appl. Phys. Lett., 2000; 76: 559. Chen Y, Hong SK, Ko HJ, Kirshner V, Wenisch H, Yao T, Inaba K, and Segawa Y. Effects of an extremely thin buffer on heteroepitaxy with large lattice mismatch., Appl Phys Lett, 2001;78:3352.

本発明の目的は、安価な大型・高品質ＧａＮ基板の作製方法を提供しようとするものである。

上述の目的を達成するために、本発明は、高品質基板上にＭｇＯのバッファ層を形成し、該ＭｇＯのバッファ層をアニールして、Ｚｎ極性のＺｎＯ層を成長させ、該ＺｎＯ層の表面の窒化を防いで、Ｇａ極性のＧａＮ層を成長させ、前記ＺｎＯ膜を溶解させることで、ＧａＮ基板を作製することを特徴とする。
前記ＧａＮ層は、低温ＧａＮバッファ層を作製してから、高温ＧａＮを成長させてもよい。

本発明の製法により、高品質のＧａＮ基板を得ることができる。

本発明は、高品質基板上にＭｇＯバッファを成長させ、その上にＺｎＯ単結晶膜を形成し、その上にＧａＮの単結晶膜を成長させるが、極性制御してＧａＮの単結晶膜を成長させて、ＺｎＯを溶かしてＧａＮ単結晶基板を剥離する。
これにより、Ｇａ極性の高品質なＧａＮ単結晶を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。

例として、高品質基板としてサファイヤ基板を用いたＧａＮ基板作成法手順を、図１，２を参照して以下に詳しく説明する。
（１）サファイヤ基板（Ｃ面またはＡ面）１１０を清浄化する。清浄化の手法は、よく知られている手法でよい（図１（ａ）参照）。
（２）膜厚が２ｎｍ以下のＭｇＯ単結晶薄膜（バッファ層）１２０を堆積する。この成長条件は、基板温度：３００〜８００℃、成長速度：毎分１０ｎｍ以下であり、後で説明する実施例ではＭＢＥ法で行なったが、成長法はＨＶＰＥ法、ＭＯＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法のいずれでも良い（図１（ｂ）参照）。
（３）酸素雰囲気または酸素プラズマ雰囲気または超高真空下でＭｇＯバッファ層を８００℃以上１２００℃以下の温度範囲で２５分以上アニールする。（図１（ｃ）参照）。
（４）ＺｎＯ１３０を膜厚０．１μｍ以上成長する。後で説明する実施例ではＭＢＥ法で行なったが、成長法はＨＶＰＥ法、ＭＯＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法のいずれでも良い（図２（ｄ）参照）。
（５）ＺｎＯ表面に、初期窒化を防いでＧａＮを成長させる。つまり、ＺｎＯ表面をアンモニアや窒素プラズマなどに３０秒以上暴露させないで、ＧａＮの成長を開始する（図２（ｅ）参照）。このために、例えば不活性ガスの雰囲気としてもよい。
（６）ＧａＮを所定の厚さだけ成長する（図２（ｆ）参照）。実施例ではＭＢＥ法で行なったが、成長法はＨＶＰＥ法、ＭＯＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法のいずれでも良い。
（７）塩酸等の酸溶液中に浸漬することでＧａＮ膜が剥離されて自立基板が形成される（図２（ｇ）参照）。実施例では塩酸を８０度に熱して行なった。しかし、硫酸やバッファー弗酸などのようなどんな酸でも可能である。また、フッ化アンモニウムのようなどんなアルカリでもよい。

上記工程上のポイントは、（３）のアニール処理と、（５）のＧａＮの成長開始である。まず、ＭｇＯバッファ層のアニール処理によって、その上に成長するＺｎＯ膜の極性はＺｎ極性となり、さらにＺｎＯ膜の表面を初期窒化を防いでＧａＮを成長させると、その上のＧａＮもＧａ極性となり、高品質ＧａＮが成長する。なお、アニール処理をしないとＺｎＯ膜は、Ｏ極性になる。
ＺｎＯ膜の表面を、Ｏ−プラズマや酸素・オゾンに曝したり、ＮＨ_３や窒素プラズマに暴露すると、その上に成長するＧａＮはＧａ極性やＮ極性となる。これにより結晶極性を制御することが可能になる。この結晶極性の制御については、後で詳しく説明する。
また、上記工程（６）で、低温ＧａＮ（ＬＴ−ＧａＮ）の薄いバッファ層（例えば１００ｎｍ程度）をまず成長させてから、高温ＧａＮを成長させることで、結晶性を改善させることもできる。これも後で詳しく説明する。
ＭｇＯバッファ層に対するアニール処理による効果は、ＺｎＯ層中の欠陥密度の減少と高品質化にもある。欠陥密度が低いＺｎＯ層の上に成長したＧａＮ層の欠陥密度は、当然に減少する。

まず、アニール処理によるＺｎＯ層の欠陥密度の減少と高品質化について以下に、図３〜図５を用いて説明する。
＜アニール処理＞
ＺｎＯ層は、ｃ−サファイヤ上にＰ−ＭＢＥにより、ＬＴ−ＭｇＯ（低温酸化マグネシューム）バッファ層又はアニールしたＬＴ−ＭｇＯバッファ層上に成長させた。基板は、アセトンとメタノールにより超音波洗浄器で洗浄した後、Ｈ_２ＳＯ_４（９６％）：Ｈ_３ＰＯ_４（８５％）＝３：１溶液中で化学的に、１６０℃で１５分間エッチングした。
成長前に、基板は準備室内で１時間７５０℃で熱的に洗浄した。その後、基板は、酸素終端ｃ−サファイヤ表面を作成するために、酸素プラズマにより成長室で６５０℃で３０分間処理された。
作成された試料の構成は、次の通りである。まず、ＭｇＯバッファ層が、洗浄されたｃ−サファイヤ上に７００℃と４９０℃で連続的に作成される。つぎに、ＬＴ−ＺｎＯバッファ層が４９０℃で成長後、７５０℃で３分間アニーリングされる。この後、ＨＴ−ＺｎＯ層を７００℃で成長させる。アニールされたＭｇＯバッファ上に成長させたＺｎＯ層の場合は、ＬＴ−ＭｇＯバッファ層は８００℃で２５分間アニールされる。ＨＴ−ＺｎＯ層の厚さは約８００ｎｍである。

図３は、（ａ）ＬＴ−ＭｇＯバッファ上に成長したＺｎＯ層と、（ｂ）アニールされたＬＴ−ＭｇＯバッファ上に成長したＺｎＯ層の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope）による写真を示す。２．５μｍ×２．５μｍのスキャン領域内の粗さの２乗平均（ｒｍｓ）の値は、それぞれ（ａ）１．１ｎｍと（ｂ）０．７６ｎｍである。段の高さ（段丘（terrace）の大きさ）の平均は、それぞれ（ａ）０．２１ｎｍ（９４ｎｍ）と（ｂ）０．２５ｎｍ（２４５ｎｍ）である。これらの写真は、ＬＴ−ＭｇＯバッファに対する高温のアニーリングにより、吸着原子の表面移動を増大させ、表面上のより大きい段丘の形成及びより滑らかな表面形態を得ることができる。

図４に示しているように、(0002)ωと(10-11)ωのオメガスキャンの半波高全幅値（ＦＷＨＭ：Full Width at Half Maximum）（アーク秒）は、ＬＴ−ＭｇＯバッファ上と、アニールされたＬＴ−ＭｇＯバッファ上とで成長したＺｎＯ層に対して、それぞれ１８（１０７９）と２２（８４３）である。即ち、（0002)ωスキャンの２つの試料に対する同様の低いＦＷＨＭ値は、両方とも低い螺旋転位（screw dislocation）密度であることを示している。（0002)ωに比較すると、（10-11)ω反射の有意な広がりは、エッジ型転位（edge-type dislocation)の大きい密度の存在を示している。すべてのタイプの転位（エッジ，螺旋，混合）が（10-11)反射を広げることはない。（0002)反射は、螺旋および混合型の転位のみに敏感である。そのほか、アニールされたＭｇＯバッファ上に成長したＺｎＯ層の（10-11)オメガスキャンのＦＷＨＭ値は、ＬＴ−ＭｇＯバッファ上に成長したものより小さいが、これはもっと小さいエッジ型転位密度を示している。

転位の型や密度は、明視野２ビーム断面透過型電子顕微鏡（bright-field two-beam cross-sectional TEM）の写真により分かるので、図５にその写真を示す。図５（ａ），（ｂ）は、ＬＴ−ＭｇＯバッファ上に成長したＺｎＯ層である。織り込まれている転位は、１５％の螺旋型（Burgers vectors b=[0001])，６７％のエッジ型（Burgers vectors b=1/3<11-20>)，および１８％の混合型（Burgers vectors b=1/3<11-23>)として分布している。図５（ｃ），（ｄ）は、アニールしたＬＴ−ＭｇＯバッファ上に成長したＺｎＯ層である。織り込まれている転位は、９０％のエッジ型と１０％の螺旋型として分布している。ここで、ｃ軸に沿って織り込まれている大多数の転位は、両方のＺｎＯ試料中とも、エッジ型転位である。エッジ型転位はアニールしたＬＴ−ＭｇＯバッファにより、大きく減少させることができる。全ての転位密度は、ＬＴ−ＭｇＯ及びアニールしたＬＴ−ＭｇＯのバッファ上成長したＺｎＯ層に対して、それぞれ１．５×１０^９ｃｍ^−２及び５．２×１０^８ｃｍ^−２である。透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の結果により、ＺｎＯ層の転位密度がＬＴ−ＭｇＯバッファ層のアニーリングにより減少することが確認される。これらの結果は上述のＨＲＸＲＤと一致している。
上述のように、この様にして作製したＺｎＯ層の転位密度は、ＭｇＯのバッファ層を用いない場合と比較すると減少させることができる。このＺｎＯ層上に成長したＧａＮ層は、同程度の転位密度が得られ、転位密度を減少させることができる。

＜結晶極性制御＞
次に、ＺｎＯ層上のＧａＮ成長開始による結晶極性制御について説明する。これについて、図６〜図９を用いて詳しく説明する。
まず、実際に使用したＧａＮ層の生成方法を以下に説明する。
ＧａＮのエピ層（epilayer）の成長は、Ｐ−ＭＢＥで成長させたＺｎＯ（〜１．３μｍ）／ＭｇＯ（〜３ｎｍ）／ｃ−サファイヤ・テンプレート上に、アンモニア補助のＭＢＥにより行なわれた。ただし、ＭｇＯは高温アニールを行なっていない。固体ＧａとＮＨ_３ガスがＧａとＮの供給源としてそれぞれ使用された。なお、Ｎの供給源として、窒素プラズマを用いた場合も同様の結果を得た。ＧａＮ成長のための基板温度は８００℃である。ＧａＮ成長速度は１μｍ／ｈで、そのときのＧａビーム圧力は２．８×１０^−７Torr（３．７×１０^−５Ｐａ）であり、ＮＨ_３の流れ速度は１０ｓｃｃｍである。
ＧａＮの成長の直前に異なる処理を行なった２組の試料を用意した。
・試料１：Ｏ−プラズマに予め暴露したＺｎＯテンプレート上に成長させたＧａＮエピ層
・試料２：ＮＨ_３に予め暴露したＺｎＯテンプレート上に成長させたＧａＮ
これらのＺｎＯ薄膜は、ｃ−サファイヤ（Ａｌ_２Ｏ_３（０００１））基板上にＰ−ＭＢＥにより成長させた。ＺｎＯテンプレートの成長後、ＺｎＯ層の反射型高エネルギー電子回折（ＲＨＥＥＤ）によるパターンは、鏡面反射点により縞状になっており、これは滑らかな表面を示唆している。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ：Atomic Force Microscope）により行なわれた表面の粗さの２乗平均（ｒｍｓ）の測定値は、５μｍ×５μｍの面積に対して１ｎｍより少ない。

ＺｎＯテンプレートの極性を確認するために、ＣＢＥＤ（収束電子線回析）を使用した。ＣＢＥＤパターンは、２０ｎｍプローブにより、試料のいくつかの部分で得られた。
図６は、Ｏ−プラズマに予め暴露したＺｎＯ上に成長させたＧａＮ（試料１）表面のＡＦＭ像（ａ）と、ＮＨ_３に予め暴露したＺｎＯ上に成長させたＧａＮ（試料２）表面のＡＦＭ像（ｂ）を示している。試料１と試料２の２乗平均の粗さの値は、それぞれ９７．６ｎｍと２３．８ｎｍである。この値は、ＮＨ_３に予め暴露したＺｎＯ上に成長させたＧａＮがより滑らかな表面を有していることを示している。ＡＦＭによる表面形態の観察により、滑らかな表面がＧａ極性のＧａＮ層上に得られるが、六角形の隆起による粗い表面がＮ極性のＧａＮ表面に観察されていることが報告されている。２つのＧａＮ試料に対するエッチングが、０．５ＭＫＯＨ（１０％）溶液中で行なわれた。試料１及び試料２のエッチング速度は、それぞれ３．９ｎｍ／ｍｉｎと０．１ｎｍ／ｍｉｎ以下である。Ｇａ極性のＧａＮ層へのエッチング速度は、Ｎ極性ＧａＮ層へのエッチング速度と比較すると、大変低いことが分かっている。これらの結果は、試料１即ちＯ−プラズマに予め暴露したＺｎＯ上に成長させたＧａＮ層はＮ極性を有し、試料２即ちＮＨ_３に予め暴露したＺｎＯ上に成長させたＧａＮはＧａ極性を有していることを示唆している。

ＣＢＥＤ技術は、ウルツ構造の材料の極性を判断するのに広く使用されている。極性が変化するとき、ＣＢＥＤパターンのｃ軸に対する対称性が反転する。図７（ａ）と（ｂ）は、（ａ）厚さ２８ｎｍのＯ極性ＺｎＯに対して求めた場合、（ｂ）厚さ５８ｎｍのＮ極性ＧａＮに対して求めた場合における、ゾーン軸［１０−１０］でのシミュレーションによるＣＢＥＤパターンを示している。図７（ｃ）と（ｄ）は、試料１の（ｃ）ＺｎＯテンプレートと（ｄ）ＧａＮ層のゾーン軸[１０−１０]に対する測定されたＣＢＥＤパターンを示している。図７（ａ），（ｃ）に示されているように、シミュレーションによるＯ極性ＺｎＯのＣＢＥＤパターンは測定されたものと同様であり、これは、ＺｎＯテンプレートはＯ極性を有していることを示している。図７（ｂ），（ｄ）に示されているように、シミュレーションによるＮ極性ＧａＮのＣＢＥＤパターンは測定されたものとよく似ている。これは、Ｏ−プラズマ処理をしたＺｎＯ上に成長させたＧａＮ層はＮ極性を有していることを示している。Ｏ極性ＺｎへのＯ−プラズマ暴露は、Ｏ極性ＺｎＯ（陰イオン極性）表面を保持し、Ｎ極性ＧａＮ（陰イオン極性）の成長を助けることができると思われる。

図８（ａ）と（ｂ）は、厚さ２６ｎｍの（ａ）Ｏ極性ＺｎＯに対して求めた場合、（ｂ）Ｎ極性ＧａＮに対して求めた場合における、ゾーン軸［１１−２０］でのシミュレーションによるＣＢＥＤパターンを示している。図８（ｃ）と（ｇ）は、試料２の（ｃ）ＺｎＯテンプレートと（ｄ）ＧａＮ層の同じゾーン軸に対する測定されたＣＢＥＤパターンを示している。シミュレーションによるＯ極性ＺｎＯのＣＢＥＤパターン（図８（ａ））と測定されたもの（図８（ｃ））とを比較すると、試料２のＺｎＯテンプレートはＯ極性を有している。図８（ｄ）に示されている測定されたＧａＮのＣＢＥＤパターンは、図８（ｂ）に示されているシミュレーションによるＮ極性ＧａＮのＣＢＥＤパターンと比較すると、ｃ軸に沿って反転していると結論される。この反転したＣＢＥＤパターンは、ＮＨ_３に暴露されたＯ極性ＺｎＯテンプレート上に成長したＧａＮ層が、Ｇａ極性を有していることを示している。即ち、陰イオン極性ＺｎＯテンプレートへのＮＨ_３の暴露は、陰イオン極性から陽イオン極性へ極性を反転される。

上述のことから分かった、ＧａＮ／Ｏ極性ＺｎＯの界面における結合シーケンスを説明する。図９は界面における概略図を示す。図９（ａ）はＯ−プラズマに予め暴露したＺｎＯ上に成長したＧａＮ層を示しており、図９（ｂ）はＮＨ_３に予め暴露したＺｎＯ上に成長したＧａＮ層を示している。Ｏ極性ＺｎにＯ−プラズマを暴露した後、ＺｎＯの表面はＯ終端が形成される。陰イオンで終端されたＺｎＯ表面上にＧａＮの成長が開始するとき、Ｇａ（陽イオン）吸着原子が安定的に定着し、その後、Ｎ（陰イオン）吸着原子がＧａに結合する。結合シーケンスは、図９（ａ）に示すように、ＧａＮ／Ｏ−プラズマ暴露／Ｏ極性ＺｎＯの界面では、…−Ｚｎ−Ｏ−Ｇａ−Ｎ−…である。ＮＨ_３暴露のＯ極性ＺｎＯ上に成長したＧａＮの場合、Ｚｎ表面は、Ｚｎ_２Ｎ_３のような界面層を形成するように変更される。Ｚｎ_２Ｎ_３は、格子定数０．９７８ｎｍの立方構造（Ｉａ３）であり、反転対称を有している。このような反転対称を有する界面層は、結晶極性を反転させることができる。（１１１）Ｚｎ_３Ｎ_３面はＺｎ原子で構成されている。Ｚｎ_２Ｎ_３の[１１１]沿いのＺｎ面間の空間は０．３３９ｎｍである。Ｚｎ表面は、Ｇａ極性ＧａＮのＮとＯ極性ＺｎのＯを結合させることができ、結合シーケンスを、…−Ｚｎ−Ｏ−（Ｚｎ−Ｚｎ_２Ｎ_３−Ｚｎ）−Ｎ−Ｇａ−…に導く。これにより、結晶極性を陰イオン極性から陽イオン極性に反転する。
なお、上述では、Ｏ−プラズマとＮＨ_３で、極性制御することを説明したが、Ｏ−プラズマの代わりに酸素やオゾンに暴露したり、ＮＨ_３の代わりにＮ−プラズマに暴露することでも、極性制御ができる。

＜低温ＧａＮバッファ＞
ＺｎＯ膜の上にＧａＮを成長させるときに、低温ＧａＮバッファを成長させてから高温でＧａＮを成長させることにより、低欠陥のＧａＮを得ることができる。以下に図１０を用いて説明する。
まず、ＺｎＯ上にＧａＮを低温で成長させる。図１０は、基板温度５００度Ｃで成長したＧａＮ上に８００度でＧａＮを高温成長させたＧａＮと、低温ＧａＮ層が無しで成長したＧａＮ層のＸＲＤ（０００２）オメガ・ロッキング・カーブの比較である。ＬＴ−ＧａＮが無い時のＦＷＨＭは２３．１arcmin，ＬＴ−ＧａＮがある場合は１１．９arcminとほぼ半減する。
このように、低温のＧａＮをＺｎＯ上の成長させてから、高温でＧａＮを成長させることで、高品質なＧａＮを得ることができる。

＜他の実施形態＞
上述のＧａＮ作成法（１）〜（７）の拡張として、以下のことも可能である。
（５）の段階で、ＧａＮ膜厚を１０μｍ程度作製する。その上に１００ｎｍ程度ＳｉＯ_２を堆積する。このＳｉＯ_２層に対して、リソグラフィー技術を使って、ＳｉＯ_２膜をライン・アンド・ストライプにパターニングする。ストライプのところのＳｉＯ_２はエッチングで除去する。このとき、ラインの方向はＧａＮ結晶の＜１１−２０＞方向または＜１−１００＞方向に整列させる。次にＨＶＰＥ、ＭＯＣＶＤでＧａＮを成長させる。ここで成長条件をうまく選ぶことで、欠陥密度の小さい高品質ＧａＮ膜が成長する。
ＧａＮを成長させる基板として、シリコン基板を用いた実施形態を以下に説明する。この場合、バッファ層は、ＣａＦ_２を用いる。
（１）シリコン基板を清浄化し、その上にＣａＦ_２薄膜を成長する。
このことは、既に確立した技術で行なうことができる。
（２）ＣａＦ_２上に電子線を照射して、表面のＦ原子を除去する。
（３）次にＺｎＯを成長させる。ここが上述のサファイヤ基板を用いたＧａＮ基板作成法手順における（４）に相当する。この後は上述の（５）以下の手順により、ＧａＮ基板を作製することができる。
なお、上記（２）の代わりに、温度５００℃以上で、ＣａＦ_２表面に水素処理を行なうことも可能である。水素中、水素プラズマ照射、原子状水素照射のいずれでもよい。電子ビーム処理との併用も可能である。
また、上記（２）の代わりに、温度５００℃以上でＣａＦ_２表面に酸素プラズマ処理を行なってもよい。電子ビーム処理との併用することもできる。

上述したＭｇＯバッファのアニール処理，ＺｎＯの表面処理によるＧａＮの極性制御，低温ＧａＮバッファによるＧａＮの低欠陥化等は、それぞれ独立して、ＧａＮ基板作製に対して適用することが可能で、独立して適用することにより、それぞれの効果を得ることができる。
なお、本発明のＧａＮ基板作製方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、高品質基板として、上述の実施形態では、サファイヤ基板やシリコン基板を用いているが、例えば、ＳｉＣ，ＣａＦ_２，ＧａＡｓ，ＭｇＯ，ＭｇＡｌ_２Ｏ_４等を用いてもよい。

ＧａＮ基板の作成方法を示す図である。図１のＧａＮ基板の作成方法の続きを示す図である。アニール処理の効果を説明するためのＡＦＭ写真である。オメガ・スキャンによる結果を示す図である。転位分布を示すＺｎＯ層の透過型電子顕微鏡写真である。Ｏプラズマ処理（試料１）（ａ）とＮＨ_３処理（試料２）（ｂ）のＺｎＯ層表面のＡＭＦ写真である。試料１のＣＢＥＤパターンの計測したものとシミュレーションを比較する図である。試料２のＣＢＥＤパターンの計測したものとシミュレーションを比較する図である。ＧａＮの結晶極性を説明する図である。低温ＧａＮバッファ層の効果を説明する図である。

Claims

高品質基板上にＭｇＯのバッファ層を形成し、
該ＭｇＯのバッファ層をアニールして、Ｚｎ極性のＺｎＯ層を成長させ、
該ＺｎＯ層の表面の窒化を防いで、Ｇａ極性のＧａＮ層を成長させ、
前記ＺｎＯ膜を溶解させる
ことで、ＧａＮ基板を作製することを特徴とするＧａＮ基板作製方法。
請求項１に記載のＧａＮ基板作製方法において、
前記ＧａＮ層は、低温ＧａＮバッファ層を作製してから、高温ＧａＮを成長させることを特徴とするＧａＮ基板作製方法。