JP2005281067A

JP2005281067A - Ｉｉｉ族窒化物結晶基板およびその製造方法ならびにｉｉｉ族窒化物半導体デバイス

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Publication number: JP2005281067A
Application number: JP2004098057A
Authority: JP
Inventors: Takatomo Sasaki; 孝友佐々木; Yusuke Mori; 勇介森; Masashi Yoshimura; 政志吉村; Shiro Kawamura; 史朗川村; Seiji Nakahata; 成二中畑; Tatsu Hirota; 龍弘田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】転位密度が低いＩＩＩ族窒化物結晶基板およびその製造方法、ならびに発光強度の大きい半導体デバイスを提供する。
【解決手段】凹凸表面が形成されたＩＩＩ族窒化物結晶層１ａを少なくとも有する下地基板１を準備し、下地基板１の凹凸表面上に液相法によりＩＩＩ族窒化物結晶２を成長させる工程を含むＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法。ここで、凹凸表面における表面粗さＲ_P-Vは０．０１μｍ〜５０μｍであることが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、液相法により得られる転位密度の低いＩＩＩ族窒化物結晶基板およびその製造方法に関し、さらにこのＩＩＩ族窒化物結晶基板に少なくとも１のＩＩＩ族窒化物結晶半導体層が形成されたＩＩＩ族窒化物半導体デバイスに関する。

発光ダイオード（Light Emitting Diode；以下ＬＥＤという）またはレーザダイオード（Laser Diode；以下ＬＤという）などの半導体デバイスの基板として、サファイア基板、ＧａＮ基板などが用いられている。

しかし、サファイア基板は絶縁性が高いため、サファイア基板の裏面（基板上に発光層を有する半導体層が形成されていない面をいう、以下同じ）に電極を設けることができないため、サファイア基板上に形成した半導体層（たとえば、ｎ型ＧａＮ層）上に電極を形成する必要があり、電流が厚みの小さい半導体層を通過することにより半導体デバイスの駆動電圧が高くなるという問題点があった。

これに対して、ＧａＮ基板は、ＧａＮ基板の裏面に電極を設けることができるため、半導体デバイスの駆動電圧を低減することができるが、転位密度が高く、ＬＥＤなどにおいて発光の一部が転位密度の高いＧａＮ基板に吸収され、発光強度を低下させるという問題があった。ＧａＮ結晶基板の転位密度を低減するため、フラックス法などの液相法を用いたＧａＮ結晶基板の成長方法が提案されている（たとえば、非特許文献１を参照）。しかし、かかる成長方法によって得られたＧａＮ結晶基板も、ＬＥＤなどの半導体デバイス用の基板としては転位密度が高く、発光強度の大きい半導体デバイスが得られにくいという問題があった。

そこで、半導体デバイスに用いることができる低転位密度のＩＩＩ族窒化物結晶基板の開発が望まれていた。
山根久典、他２名，「フラックス法によるＧａＮ単結晶の育成」，応用物理，社団法人応用物理学会，２００２年，第７１巻，第５号，ｐ．５４８−５５２

本発明は、転位密度が低いＩＩＩ族窒化物結晶基板およびその製造方法、ならびに発光強度の大きい半導体デバイスを提供することを目的とする。

本発明は、凹凸表面が形成されたＩＩＩ族窒化物結晶層を少なくとも有する下地基板を準備し、下地基板の凹凸表面上に液相法によりＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる工程を含むＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法である。ここで、凹凸表面における表面粗さＲ_P-Vは０．０１μｍ〜５０μｍであることが好ましい。

本発明にかかるＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法において、下地基板のＩＩＩ族窒化物結晶層に、機械的加工、気相エッチング法または液相エッチング法により凹凸表面を形成することができる。

また、本発明は、上記のＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法によって製造されたＩＩＩ族窒化物結晶基板であって、転位密度が５×１０⁷ｃｍ^-2以下であるＩＩＩ族窒化物結晶基板である。

さらに、本発明は、上記のＩＩＩ族窒化物結晶基板上に、少なくとも１つのＩＩＩ族窒化物結晶半導体層を形成したＩＩＩ族窒化物半導体デバイスである。

上記のように、本発明によれば、転位密度が低いＩＩＩ族窒化物結晶基板およびその製造方法、ならびに発光強度の大きい半導体デバイスを提供することができる。

本発明にかかる一のＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法は、図１を参照して、図１（ｂ）に示すように、凹凸表面が形成されたＩＩＩ族窒化物結晶層１ａを少なくとも有する下地基板１を準備し、図１（ｃ）に示すように、下地基板１の凹凸表面上に液相法によりＩＩＩ族窒化物結晶２を成長させる工程を含む。凹凸表面上にＩＩＩ族窒化物結晶を成長させることにより、転位密度の低いＩＩＩ族窒化物結晶を得ることができる。

ここで、本発明にかかるＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法において転位密度の低いＩＩＩ族窒化物結晶が得られる理由を、従来の液相法におけるＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法と対比させて説明する。

従来の液相法におけるＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法は、図２を参照して、図２（ａ）に示すようなＩＩＩ族窒化物結晶層１ａを少なくとも有する下地基板１のＩＩＩ族窒化物結晶層１ａの表面上に、図２（ｂ）に示すように液相法によりＩＩＩ族窒化物結晶２を成長させるものである。ここで、ＩＩＩ族窒化物結晶層１ａ内に存在する転位１ｄは結晶の成長方向（図２において水平面１ｐに対して垂直方向）に進行するものであるから、ＩＩＩ族窒化物結晶層１ａの水平面１ｐに達する転位１ｄは、ＩＩＩ族窒化物結晶２の成長とともに転位２ｄとして進行する。このため、下地基板１上に形成されるＩＩＩ族窒化物結晶２は、下地基板１の転位をそのまま引き継ぐため、転位密度を低減することができない。

これに対して、本発明にかかるＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法においては、図１を参照して、図１（ｂ）に示すように、下地基板１のＩＩＩ族窒化物結晶層１ａに凹凸平面が形成されていることから、水平面１ｐに達する転位１ｄと斜面１ｖに達する転位１ｅとが存在する。ＩＩＩ族窒化物結晶層１ａの斜面１ｖ上では、ＩＩＩ族窒化物結晶２は、図１において水平面１ｐに対して垂直方向ではなく水平方向に結晶成長する。このため、下地基板１上に形成されるＩＩＩ族窒化物結晶２においては、ＩＩＩ族窒化物結晶層１ａの斜面１ｖに達する転位１ｅは、水平方向に進行し結晶内に閉じ込められて、垂直方向に転位を引き継ぐことがないため、転位密度を低減することができる。

図１を参照して、下地基板１とは、本発明においてＩＩＩ族窒化物結晶を成長させるための基板をいい、凹凸表面が形成されたＩＩＩ族窒化物結晶層１ａを少なくとも有する。すなわち、下地基板１全体がＩＩＩ族窒化物結晶層１ａからなるもの、サファイア基板、ＳｉＣ基板などの異種基板上にＩＩＩ族窒化物結晶層１ａが形成されていてもよい。また、下地基板１におけるＩＩＩ族窒化物結晶層１ａは、成長させようとするＩＩＩ族窒化物結晶と同種であることが好ましい。ＩＩＩ下地基板１とＩＩＩ族窒化物結晶２との格子不整合を無くして、転位をさらに抑制することができる。また、ＩＩＩ族窒化物結晶層１ａの厚さは、特に制限はないが、０．０１μｍ以上であることが好ましい。ＩＩＩ族窒化物結晶層１ａの厚さが０．０１μｍ未満であると、凹凸表面の形成およびその制御が難しくなる。

また、液相法とは、液相からＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる方法をいい、フラックス法、高窒素圧溶液法などが好ましく用いられる。フラックス法とは、６００℃〜９００℃程度、０．３ＭＰａ〜１０ＭＰａ程度の雰囲気下で、ＩＩＩ族元素とフラックス（アルカリ金属元素および／またはアルカリ土類金属元素）とを含有する融液に窒素元素を溶存させてＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる方法をいう。また、高窒素圧溶液法とは、約１５００℃、１ＧＰａ〜２ＧＰａ程度の雰囲気下で、ＩＩＩ族元素を含有する融液に窒素元素を溶存させてＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる方法をいう。

本発明にかかるＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法において、上記凹凸表面における表面粗さＲ_P-Vは０．０１μｍ〜５０μｍであることが好ましい。表面粗さＲ_P-Vが０．０１μｍ未満の凹凸表面を形成することは難しく、またＩＩＩ族窒化物結晶２が水平方向に結晶成長する距離が短くなり転位密度の低減効果が小さくなる。一方、表面粗さＲ_P-Vが５０μｍを超えると、凹凸のない平坦なＩＩＩ族窒化物結晶を得ることが困難となる。上記の点から、凹凸表面における表面粗さＲ_P-Vは０．５μｍ〜１０μｍであることがより好ましい。ここで、表面粗さＲ_P-Vとは、図１に示すように、凹凸表面における凸部と凹部との高低差距離の最大値をいう。

本発明にかかるＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法において、図１を参照して、下地基板１のＩＩＩ族窒化物結晶層１ａに、機械的加工により凹凸表面を形成することが好ましい。機械的加工により、容易に凹凸表面が得られる。ここで、機械的加工とは、特に制限はなく、砥石を用いた研削、砥粒を用いた研磨などが挙げられる。凹凸表面の表面粗さＲ_P-Vを０．０１μｍ〜５０μｍとする点から、研削に用いる砥石に使用される砥粒の粒子径は３μｍ〜８０μｍが好ましく、研磨に用いる砥粒の粒子径は０．３μｍ〜６０μｍが好ましい。

本発明にかかるＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法において、図１を参照して、下地基板１のＩＩＩ族窒化物結晶層１ａに、気相エッチング法により凹凸表面を形成することが好ましい。気相エッチング法により、容易に凹凸表面が得られる。ここで、気相エッチング法とは、エッチングガスをＩＩＩ族窒化物結晶層１ａの表面に吹きつけて凹凸表面を形成する方法をいい、ＨＣｌガス、Ｃｌ₂ガス、ＢＣｌ₃ガスなどのハロゲン含有ガスが好ましく用いられる。

本発明にかかるＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法において、図１を参照して、下地基板１のＩＩＩ族窒化物結晶層１ａに、液相エッチング法により凹凸表面を形成することが好ましい。液相エッチング法により、容易に凹凸表面が得られる。ここで、液相エッチング法とは、エッチング溶液をＩＩＩ族窒化物結晶層１ａの表面に接触させて凹凸表面を形成する方法をいい、リン酸水溶液、リン酸と硫酸との混酸の水溶液、水酸化カリウム水溶液などが好ましく用いられる。

本発明にかかる一のＩＩＩ族窒化物結晶基板は、上記の製造方法によって製造された転位密度が５×１０⁷ｃｍ^-2以下のＩＩＩ族窒化物結晶基板である。上記製造方法により、下地基板の転位の引き継ぎを少なくして転位密度が５×１０⁷ｃｍ^-2以下のＩＩＩ族窒化物結晶基板を得ることができる。半導体デバイスの特性を向上させる点から、転位密度は３×１０⁷ｃｍ^-2以下が好ましく、１×１０⁷ｃｍ^-2以下がより好ましい。

本発明にかかる一のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスは、図３を参照して、上記ＩＩＩ族窒化物結晶基板であるＧａＮ基板３０上に、ＩＩＩ族窒化物結晶半導体層としてｎ型ＧａＮ層３１、Ｉｎ_0.2Ｇａ_0.8Ｎ層３２、Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎ層３３、ｐ型ＧａＮ層３４が順次形成され、ｐ型ＧａＮ層３４の上面にｐ側電極３５が形成され、ＧａＮ基板３０の下面中央部上にｎ側電極３６が形成されたＬＥＤであり、発光４０を発する。上記のような転位密度が５×１０⁷ｃｍ^-2以下のＩＩＩ族窒化物結晶基板を用いたＩＩＩ族窒化物半導体デバイスは、その発光強度が向上する。

（実施例１）
図１を参照して、図１（ａ）に示すように、下地基板１としてサファイア基板上にＩＩＩ族窒化物結晶層１ａとなる１００μｍのＧａＮ層をＨＶＰＥ（Hydride Vapor Phase Epitaxy；ハイドライド気相成長法）法により成長させた。次に、図１（ｂ）に示すように、ＩＩＩ族窒化物結晶層１ａであるＧａＮ層の表面を、８０μｍの砥粒が埋め込まれた砥石を用いて１０分間研削を行ない、凹凸表面を形成した。レーザ干渉計を用いてＩＩＩ族窒化物結晶層の凹凸表面の表面粗さＲ_P-Vを測定したところ、５０μｍであった。

次に、下地基板１の凹凸表面上にフラックス法により１００時間ＧａＮ結晶を成長させた。ここでＧａＮ結晶の成長条件は、フラックスとしての金属Ｎａ（５０モル％）、ＩＩＩ族元素原料としての金属Ｇａ（５０モル％）を用いて形成した８００℃のＧａ-Ｎａ融液に、窒素原料として５ＭＰａのＮ₂ガスを溶解させた。厚さ５２０μｍの平坦なＧａＮ結晶が得られた。このＧａＮ結晶を取り出して切り出し表面を研磨することによってＩＩＩ族窒化物結晶基板として１０ｍｍ×１０ｍｍ×厚さ４５０μｍのＧａＮ基板が得られた。ＣＬ（Cathode-Luminescence；カソードルミネッセンス）を用いてこのＧａＮ基板の転位密度を測定したところ、３×１０⁷ｃｍ^-2であった。

さらに、図３を参照して、上記ＧａＮ基板３０上に、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition；有機金属化学気相堆積）法により厚さ５μｍのｎ型ＧａＮ層３１、厚さ３ｎｍのＩｎ_0.2Ｇａ_0.8Ｎ層３２、厚さ６０ｎｍのＡｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎ層３３、厚さ１５０ｎｍのｐ型ＧａＮ層３４を順次形成し、ＧａＮ基板３０の下面の中央部に直径８０μｍのｎ側電極３６を、ｐ型ＧａＮ層３４の上面にｐ側電極３５を形成して、ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスとしてのＬＥＤを得た。分光光度計を用いてこのＬＥＤの発光スペクトルを測定したところ、４７０ｎｍにピークを有する発光スペクトルが得られた。後述する比較例１におけるＬＥＤの発光スペクトルピークの強度を１として、本実施例におけるＬＥＤの発光スペクトルピークの相対強度は１．４であった。結果を表１にまとめた。

（実施例２）
ＩＩＩ族窒化物結晶層１ａであるＧａＮ層の表面を粒径２５μｍの砥粒を用いて３０分間研磨を行ない、凹凸表面を形成したこと以外は、実施例１と同様にしてＩＩＩ族窒化物結晶基板としてのＧａＮ基板とＩＩＩ族窒化物半導体デバイスとしてのＬＥＤを作製した。本実施例において、下地基板の凹凸表面の表面粗さＲ_P-Vは１０μｍであり、ＧａＮ基板の転位密度は１×１０⁷ｃｍ^-2であり、ＬＥＤの発光スペクトルピークの相対強度は１．４であった。結果を表１にまとめた。

（実施例３）
ＩＩＩ族窒化物結晶層１ａであるＧａＮ層の表面を大気圧（１０１３ｈＰａ）で流量１０ｓｃｃｍ（ｓｃｃｍは、標準状態（１０１３ｈＰａ、２７３℃）で１分間に１ｃｍ³の流量を示す単位である）のＨＣｌガスを用いて７００℃で５分間気相エッチングを行ない、凹凸表面を形成したこと以外は、実施例１と同様にしてＩＩＩ族窒化物結晶基板としてのＧａＮ基板とＩＩＩ族窒化物半導体デバイスとしてのＬＥＤを作製した。本実施例において、下地基板の凹凸表面の表面粗さＲ_P-Vは０．３μｍであり、ＧａＮ基板の転位密度は６×１０⁶ｃｍ^-2であり、ＬＥＤの発光スペクトルピークの相対強度は１．８であった。結果を表１にまとめた。

（実施例４）
ＩＩＩ族窒化物結晶層１ａであるＧａＮ層の表面を大気圧（１０１３ｈＰａ）で流量１０ｓｃｃｍのＨＣｌガスを用いて７００℃で１０分間気相エッチングを行ない、凹凸表面を形成したこと、および、ＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる際に、フラックスとしての金属Ｎａ（４０モル％）および金属Ｃａ（１０モル％）、ＩＩＩ族元素原料としての金属Ｇａ（５０モル％）を用いて形成した８３０℃のＧａ-Ｎａ−Ｃａ融液に、窒素原料として４ＭＰａのＮ₂ガスを溶解させたこと以外は、実施例１と同様にしてＩＩＩ族窒化物結晶基板としてのＧａＮ基板とＩＩＩ族窒化物半導体デバイスとしてのＬＥＤを作製した。本実施例において、下地基板の凹凸表面の表面粗さＲ_P-Vは０．５μｍであり、ＧａＮ基板の転位密度は６×１０⁶ｃｍ^-2であり、ＬＥＤの発光スペクトルピークの相対強度は１．７であった。結果を表１にまとめた。

（実施例５）
ＩＩＩ族窒化物結晶層１ａであるＧａＮ層の表面を分圧０．１ＰａのＣｌ₂ガスを用いて５分間気相プラズマエッチングを行ない、凹凸表面を形成したこと、および、ＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる際に、フラックスとしての金属Ｎａ（４０モル％）および金属Ｌｉ（１０モル％）、ＩＩＩ族元素原料としての金属Ｇａ（５０モル％）を用いて形成した８３０℃のＧａ-Ｎａ−Ｌｉ融液に、窒素原料として４ＭＰａのＮ₂ガスを溶解させたこと以外は、実施例１と同様にしてＩＩＩ族窒化物結晶基板としてのＧａＮ基板とＩＩＩ族窒化物半導体デバイスとしてのＬＥＤを作製した。本実施例において、下地基板の凹凸表面の表面粗さＲ_P-Vは０．０２μｍであり、ＧａＮ基板の転位密度は１×１０⁶ｃｍ^-2であり、ＬＥＤの発光スペクトルピークの相対強度は１．９であった。結果を表１にまとめた。

（実施例６）
下地基板１としてＧａＮ基板を用いたこと、下地基板１の表面を分圧０．１ＰａのＢＣｌ₃ガスを用いて１５分間気相プラズマエッチングを行ない、凹凸表面を形成したこと、および、ＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる際に、フラックスとしての金属Ｎａ（６０モル％）、ＩＩＩ族元素原料としての金属Ｇａ（４０モル％）を用いて形成した７５０℃のＧａ-Ｎａ融液に、窒素原料として３ＭＰａのＮＨ₃ガスを溶解させたこと以外は、実施例１と同様にしてＩＩＩ族窒化物結晶基板としてのＧａＮ基板とＩＩＩ族窒化物半導体デバイスとしてのＬＥＤを作製した。本実施例において、下地基板の凹凸表面の表面粗さＲ_P-Vは０．１μｍであり、ＧａＮ基板の転位密度は６×１０⁶ｃｍ^-2であり、ＬＥＤの発光スペクトルピークの相対強度は１．７であった。結果を表１にまとめた。

（実施例７）
ＩＩＩ族窒化物結晶層１ａであるＧａＮ層の表面を１モル／リットルのＫＯＨ水溶液を用いて室温（２５℃）で６０分間液相エッチングを行ない、凹凸表面を形成したこと以外は、実施例１と同様にしてＩＩＩ族窒化物結晶基板としてのＧａＮ基板とＩＩＩ族窒化物半導体デバイスとしてのＬＥＤを作製した。本実施例において、下地基板の凹凸表面の表面粗さＲ_P-Vは０．０３μｍであり、ＧａＮ基板の転位密度は９×１０⁵ｃｍ^-2であり、ＬＥＤの発光スペクトルピークの相対強度は２．１であった。結果を表１にまとめた。

（実施例８）
ＩＩＩ族窒化物結晶層１ａであるＧａＮ層の表面を１モル／リットルのＨ₃ＰＯ₄水溶液を用いて２００℃で１０分間液相エッチングを行ない、凹凸表面を形成したこと以外は、実施例１と同様にしてＩＩＩ族窒化物結晶基板としてのＧａＮ基板とＩＩＩ族窒化物半導体デバイスとしてのＬＥＤを作製した。本実施例において、下地基板の凹凸表面の表面粗さＲ_P-Vは０．０２μｍであり、ＧａＮ基板の転位密度は１×１０⁷ｃｍ^-2であり、ＬＥＤの発光スペクトルピークの相対強度は１．４であった。結果を表１にまとめた。

（実施例９）
ＩＩＩ族窒化物結晶層１ａであるＧａＮ層の表面を１モル／リットルのＨ₃ＰＯ₄および１モル／リットルのＨ₂ＳＯ₄を含有する水溶液を用いて２００℃で１０分間液相エッチングを行ない、凹凸表面を形成したこと以外は、実施例１と同様にしてＩＩＩ族窒化物結晶基板としてのＧａＮ基板とＩＩＩ族窒化物半導体デバイスとしてのＬＥＤを作製した。本実施例において、下地基板の凹凸表面の表面粗さＲ_P-Vは０．０４μｍであり、ＧａＮ基板の転位密度は２×１０⁷ｃｍ^-2であり、ＬＥＤの発光スペクトルピークの相対強度は１．４であった。結果を表１にまとめた。

（比較例１）
下地基板１のＩＩＩ族窒化物結晶層１ａであるＧａＮ層に凹凸面を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にしてＩＩＩ族窒化物結晶基板としてのＧａＮ基板とＩＩＩ族窒化物半導体デバイスとしてのＬＥＤを作製した。本実施例において、下地基板の凹凸表面の表面粗さＲ_P-Vは０．００３μｍであり、ＧａＮ基板の転位密度は３×１０⁸ｃｍ^-2であった。実施例１で述べたように、ＬＥＤの発光スペクトルピークの相対強度を１．０として、各実施例におけるＬＥＤの発光スペクトルピークの相対強度を評価した。結果を表１にまとめた。

表１から明らかなように、表面粗さＲ_P-Vが０．０１μｍ〜５０μｍの凹凸表面が形成されたＩＩＩ族窒化物結晶層を少なくとも有する下地基板の凹凸表面上に形成されたＩＩＩ族窒化物結晶基板の転位密度は５×１０⁷ｃｍ^-2以下に低減することができた。また、凹凸表面を有さない下地基板を用いて製作したＩＩＩ族窒化物結晶基板を用いたＬＥＤの発光ピークの相対強度を１．０とするとき、上記凹凸表面を有する下地基板を用いて作製したＩＩＩ族窒化物結晶基板を用いたＬＥＤの発光ピークの相対強度は１．４以上と大きくなった。

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。

上記のように、本発明は、転位密度の低いＩＩＩ族窒化物結晶基板およびその製造方法ならびにＩＩＩ族窒化物半導体デバイスに広く利用することができる。

本発明にかかる一のＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法を示す断面模式図である。ここで、（ａ）は下地基板を示し、（ｂ）は下地基板における凹凸表面の形成を示し、（ｃ）は下地基板の凹凸平面上におけるＩＩＩ族窒化物結晶の成長を示す。従来のＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法を示す断面模式図である。ここで、（ａ）は下地基板を示し、（ｂ）は下地基板上におけるＩＩＩ族窒化物結晶の成長を示す。本発明にかかる一のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスを示す断面模式図である。

符号の説明

１下地基板、１ａＩＩＩ族窒化物結晶層、１ｄ，１ｅ，２ｄ転位、１ｐ水平面、１ｖ斜面、２ＩＩＩ族窒化物結晶、３０ＧａＮ基板、３１ｎ型ＧａＮ層、３２Ｉｎ_0.2Ｇａ_0.8Ｎ層、３３Ａｌ_0.2Ｇａ_0.8Ｎ層、３４ｐ型ＧａＮ層、３５ｐ側電極、３６ｎ側電極、４０発光。

Claims

凹凸表面が形成されたＩＩＩ族窒化物結晶層を少なくとも有する下地基板を準備し、前記下地基板の前記凹凸表面上に液相法によりＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる工程を含むＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法。
前記凹凸表面における表面粗さＲ_P-Vが０．０１μｍ〜５０μｍである請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法。
前記下地基板の前記ＩＩＩ族窒化物結晶層に、機械的加工により前記凹凸表面を形成す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族窒化物結晶基板の製造方法。
前記下地基板の前記ＩＩＩ族窒化物結晶層に、気相エッチング法により前記凹凸平面を形成す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族窒化物結晶基板の製造方法。
前記下地基板の前記ＩＩＩ族窒化物結晶層に、液相エッチング法により前記凹凸平面を形成す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族窒化物結晶基板の製造方法。
請求項１〜請求項５のいずれかに記載のＩＩＩ族窒化物結晶基板の製造方法によって製造されたＩＩＩ族窒化物結晶基板であって、転位密度が５×１０⁷ｃｍ^-2以下であるＩＩＩ族窒化物結晶基板。
請求項６に記載のＩＩＩ族窒化物結晶基板上に、少なくとも１つのＩＩＩ族窒化物結晶半導体層を形成したＩＩＩ族窒化物半導体デバイス。