JP2005056979A - Iii族窒化物系化合物半導体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】GaNから成る半導体基板1の結晶成長面σでは、結晶欠陥の少ない平坦で結晶品質の良好な領域と、結晶欠陥集中領域とがa軸方向において、略一定の周期Λ(≒400μm)で繰り返し現れる。即ち、ストライプ状の特異領域Sは、結晶欠陥集中領域で構成されており、そのストライプ幅dは約50μmである。したがって、隣り合う各ストライプの間隔Lはおよそ350μm程度である。このストライプ状の特異領域Sの上には、窒化ガリウム(GaN)から形成する目的の成長層2が、非常に結晶成長し難い。
一方、各ストライプの間に位置する幅Lの結晶成長面では、良好なオフ角θ(:θ2 =θ1 2 +θ2 2 )の設定によりステップフロー成長が順調進むため、良質かつ平坦な成長層2が得られる。オフ角は、「θ1 =0.01°,θ2 =0.24°」等とした。
【選択図】図3
Description
(オフ角θ)
θ2 =θ1 2 +θ2 2 …(1)
θ1 :a軸方向へのオフ角(被研磨面σのc面に対するm軸回りの回転角)
θ2 :m軸方向へのオフ角(被研磨面σのc面に対するa軸回りの回転角)
本図1ではc面成長の場合に付いて具体的に例示したが、勿論、a面成長やm面成長の場合についても、その主旨は全く変わらない。
〔規範例:図4−A〕
θ1 =0.01°,
θ2 =0.24° …(2)
〔比較例:図4−B〕
θ1 =0.23°,
θ2 =0.01° …(3)
〔比較例:図4−C〕
θ1 =0.04°,
θ2 =0.03° …(4)
上記のオフ角に付いては、規範例(図4−A)の顕微鏡写真のものだけが、次式(5)を満たしている。
(望ましいオフ角の設定条件)
θ2 ≒θ2 2 (θ1 ≪θ2 <1°),
0.2°≦θ≦0.35° …(5)
即ち、本実施例2の規範例(図4−A)に例示される結晶成長の条件は、本発明の請求項1〜請求項7までの条件をそれぞれ満たしており、その結果、非常に平坦で結晶性の良質な成長層2を得ることができたものと考えられる。このことは、本実施例2の規範例(図4−A)において、本発明の請求項1〜請求項7までのそれぞれの作用・効果が全て具現されたものと考えることができる。
2 : 成長層( III族窒化物系化合物半導体)
σ : 結晶成長基板1の被研磨面
θ : オフ角(被研磨面σの法線ベクトルのずれ角)
θ1 : a軸方向へのオフ角(m軸回りの回転角)
θ2 : m軸方向へのオフ角(a軸回りの回転角)
y′: 成長層2の結晶成長面に現れる段差部(高さは1〜数原子層分)
S : 被研磨面σに形成されたストライプ状の特異領域
f : 脈部
L : 特異領域Sの間隔
d : 特異領域Sのストライプ幅
Λ : 特異領域Sの設定周期
y : 被研磨面σに形成された段差部(高さは1〜数原子層分)
Y : 巨大段差
Claims (9)
- III族窒化物系化合物半導体から成る半導体基板の被研磨面に、 III族窒化物系化合物半導体を結晶成長させる方法であって、
前記被研磨面を、
前記半導体基板のa面、c面またはm面に対して、
0.15°以上、0.6°以下の範囲のオフ角θを有する傾斜面とした
ことを特徴とする III族窒化物系化合物半導体の製造方法。 - 前記被研磨面は、c面を主面とし、
前記オフ角θは、0.2°以上、0.35°以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の III族窒化物系化合物半導体の製造方法。 - 前記半導体基板の前記被研磨面は、
III族窒化物系化合物半導体が表面に結晶成長し難い材料から構成されたストライプ状の特異領域を有し、
前記特異領域は、
前記オフ角θの設定に伴って前記被研磨面に原子層単位の高さで形成される段差部の長手方向に対して、前記特異領域の長手方向が交差する様に、
前記被研磨面に配置されている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の III族窒化物系化合物半導体の製造方法。 - ストライプ状の前記特異領域は、非晶質のマスク材料から形成されている
ことを特徴とする請求項3に記載の III族窒化物系化合物半導体の製造方法。 - 前記半導体基板の前記被研磨面は、
III族窒化物系化合物半導体が表面に結晶成長する速度が相対的に遅い構造部分から構成されたストライプ状の特異領域を有し、
前記特異領域は、
前記オフ角θの設定に伴って前記被研磨面に原子層単位の高さで形成される段差部の長手方向に対して、前記特異領域の長手方向が交差する様に、
前記被研磨面に配置されている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の III族窒化物系化合物半導体の製造方法。 - ストライプ状の前記特異領域は、 III族窒化物系化合物半導体の結晶欠陥が局所的に高密度に集中した結晶欠陥集中領域から構成されている
ことを特徴とする請求項5に記載の III族窒化物系化合物半導体の製造方法。 - ストライプ状の前記特異領域が、前記被研磨面に複数本互いに略平行に形成されている
ことを特徴とする請求項3乃至請求項6の何れか1項に記載の III族窒化物系化合物半導体の製造方法。 - 前記オフ角θの設定に伴って前記被研磨面に、原子層単位の高さで形成される段差部を有し、
前記段差部の長手方向と、ストライプ状の前記特異領域の長手方向とは略直交していることを特徴とする請求項3乃至請求項7の何れか1項に記載の III族窒化物系化合物半導体の製造方法。 - ストライプ状の前記特異領域の長手方向は、前記半導体基板のm軸方向に伸びている
ことを特徴とする請求項3乃至請求項8の何れか1項に記載の III族窒化物系化合物半導体の製造方法。
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