JP2005206424A - 単結晶窒化ガリウム基板を製造する方法、窒化ガリウム基板、および窒化物半導体エピタクシャル基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】単結晶窒化ガリウム基板を製造する方法は、(a)気相成長法によって成長された窒化ガリウム単結晶のインゴット1を所定の平面S1、S2、S3に沿って切断して一または複数の単結晶窒化ガリウム基板7を作製する。単結晶窒化ガリウム基板7の主面は鏡面仕上げされており、窒化ガリウム基板7の主面は、窒化ガリウム基板7のエッジから3ミリメートル以内の第1の領域と、第1の領域に囲まれた第2の領域とを有する。基板1の主面に直交する軸と窒化ガリウム基板のC軸との成すオフ角度は、第1の領域内の第1の点で最小値をとる。この方法によれば、インゴット1を所定の平面S1、S2、S3に沿って切断して、オフ角度が主面の第1の領域内の第1の点で最小値をとる単結晶窒化ガリウム基板が作製される。
【選択図】 図2
Description
図1(A)は、単結晶窒化ガリウム基板を製造する方法を示す図面である。図1(B)は、III−V化合物半導体基板を示す図面である。図1(C)は、図1(A)に示されたI−I線に沿ってとられた断面図を示す。
Angle=L/R
と表される。図8は、基準点からの距離と、オフ角との関係を示す図面である。図8では、曲率半径に関していくつかのラインL1、L2、L3、L4、L5、L6が描かれており、これらのラインは、インゴットのC面の曲率半径に対応する。ラインL1、L2、L3、L4、L5、L6は、それぞれ、曲率半径1メートル、1.5メートル、2メートル、2.5メートル、3メートル、5メートルを示す。2インチサイズの基板において、オフ角をゼロより大きく2度以下の範囲にするためには、曲率半径は1.5メートル以上である。また、図5に示されたオフ角の分布を有する基板は、曲率半径は7.5メートルであるインゴットを用いて作製される。
図9(A)〜図9(C)、図10(A)および図10(B)は、本実施の形態に係る窒化物半導体エピタクシャル基板を形成する方法及び窒化ガリウム系半導体デバイスを製造する方法を示す図面である。
n型GaN基板の厚さ:400マイクロメートル、
n型GaN膜の厚さ:1マイクロメートル、
アンドープIn0.15Ga0.85N井戸層:2ナノメートル、
アンドープIn0.01Ga0.99N障壁層:15ナノメートル、
p型AlGaN層:20ナノメートル、
p型GaN層:50ナノメートル、
である。
Claims (17)
- 単結晶窒化ガリウム基板を製造する方法であって、
気相成長法によって所定の軸の方向に成長された窒化ガリウム単結晶のインゴットを、前記所定の軸に対して傾斜する所定の平面に沿って切断して、一または複数の単結晶窒化ガリウム基板を作製する工程を備え、
前記単結晶窒化ガリウム基板の主面は鏡面仕上げされており、
前記窒化ガリウム基板の前記主面は、前記窒化ガリウム基板のエッジから3ミリメートル以内の第1の領域と、前記第1の領域に囲まれた第2の領域とを有しており、
前記主面に直交する軸と前記窒化ガリウム基板のC軸との成すオフ角度は、前記単結晶窒化ガリウム基板の前記主面上の前記第1の領域にある第1の点で最小値をとる、方法。 - 単結晶窒化ガリウム基板を製造する方法であって、
気相成長法によって成長された窒化ガリウム単結晶のインゴットを所定の平面に沿ってスライスして一または複数の単結晶GaNスライスを作製する工程と、
前記単結晶GaNスライスのスライス面の研磨および研削の少なくとも一方を行うことによって加工された主面を有する単結晶窒化ガリウム基板を形成する工程と
を備え、
前記窒化ガリウム基板の前記主面は、前記窒化ガリウム基板のエッジから3ミリメートル以内の第1の領域と、前記第1の領域に囲まれた第2の領域とを有しており、
前記主面に直交する軸と前記窒化ガリウム基板のC軸との成すオフ角度は、前記単結晶窒化ガリウム基板の前記主面上の前記第1の領域にある第1の点で最小値をとる、方法。 - 前記窒化ガリウム基板の主面に直交する軸は、前記第1および第2の領域において前記窒化ガリウム基板のC軸とゼロより大きい角度を成す、請求項1また請求項2に記載された方法。
- 前記オフ角度は、前記窒化ガリウム基板の前記主面上の第2の点で最大値をとり、
前記オフ角度は、前記第1の点と前記第2の点とを結ぶ線分上において実質的に単調に変化する、請求項1から請求項3のいずれかに記載された方法。 - 前記オフ角度は、前記窒化ガリウム基板の前記主面上の閉じない曲線上においてゼロより大きいある値であり、
前記曲線は、前記主面のエッジにおいて終端している、請求項1から請求項4のいずれかに記載された方法。 - 単結晶の窒化ガリウムから成り主面を有する窒化ガリウム基板であって、
前記主面に直交する軸と前記窒化ガリウム基板のC軸との成すオフ角度は、第1および第2の領域を有する主面にわたってゼロより大きい、窒化ガリウム基板。 - 単結晶の窒化ガリウムから成り主面を有する窒化ガリウム基板であって、
前記窒化ガリウム基板の前記主面は、前記窒化ガリウム基板のエッジから3ミリメートル以内の第1の領域と、前記第1の領域と異なる第2の領域とを有しており、
前記主面に直交する軸と前記窒化ガリウム基板のC軸との成すオフ角度は、前記主面の前記第2の領域にわたってゼロより大きい、窒化ガリウム基板。 - 前記オフ角度の最小値は、前記単結晶窒化ガリウム基板の前記主面上の前記第1の領域にある、請求項6または請求項7に記載された窒化ガリウム基板。
- 前記オフ角度は、前記窒化ガリウム基板の前記主面上の閉じない曲線上においてゼロより大きいある値であり、
前記曲線は、前記主面のエッジにおいて終端している、請求項6から請求項8のいずれか一項に記載された窒化ガリウム基板。 - 前記窒化ガリウム基板のエッジ上の一点と前記窒化ガリウム基板のエッジ上の別の点との距離の最大値は10ミリメートル以上である、請求項6から請求項9のいずれか一項に記載された窒化ガリウム基板。
- 前記窒化ガリウム基板の前記主面の面積は、直径2インチの円の面積以上である、請求項6から請求項9のいずれか一項に記載された窒化ガリウム基板。
- 前記オフ角度は、前記主面の前記第2の領域にわたって0.15度以上である、請求項6から請求項11のいずれか一項に記載された窒化ガリウム基板。
- 前記オフ角度は、前記主面の前記第2の領域にわたって0.3度以上である、請求項6から請求項12のいずれか一項に記載された窒化ガリウム基板。
- 前記オフ角度は、前記主面の前記第2の領域にわたって2度未満である、請求項6から請求項13のいずれか一項に記載された窒化ガリウム基板。
- 前記オフ角度は、前記主面の前記第2の領域にわたって0.7度以下である、請求項6から請求項14のいずれか一項に記載された窒化ガリウム基板。
- 請求項6から請求項15のいずれか一項に記載された窒化ガリウム基板と、
前記窒化ガリウム基板上に設けられた一または複数のIII族窒化物半導体膜と
を備える、窒化物半導体エピタクシャル基板。 - 請求項6から請求項15のいずれか一項に記載された窒化ガリウム基板と、
前記窒化ガリウム基板上に設けられた第1導電型AlX1GaY1In1−X1−Y1N(0≦X1≦1、0≦Y1≦1、0≦X1+Y1≦1)膜と、
前記窒化ガリウム基板上に設けられたAlX2GaY2In1−X2−Y2N(0≦X2≦1、0≦Y2≦1、0≦X2+Y2≦1)膜を含む活性領域と、
前記窒化ガリウム基板上に設けられた第2導電型AlX3GaY3In1−X3−Y3N(0≦X3≦1、0≦Y3≦1、0≦X3+Y3≦1)膜と
を備える、窒化物半導体エピタクシャル基板。
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