JP2007254258A - 窒化物半導体基板とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 転位を集結した部分から転位が再び解き放たれず転位終結部以外の部分が低転位密度であり低転位である部分の面積を広くできるような窒化物半導体基板の製造方法と基板を提供すること。
【解決手段】下地基板の上に被覆部Υが閉曲線をなすマスクを付け窒化物半導体を気相成長させ、露呈部Πにファセット面で取り囲まれる凸型のファセット丘を形成し、露呈部Πの輪郭線をなす被覆部Υは窪みとし、露呈部Πのファセット丘と被覆部Υの窪みを維持しながら結晶成長させ転位をファセット面の作用で外側へ追い出して輪郭線である被覆部Υへ集結させ被覆部Υの上に欠陥集合領域Hを生成し露呈部Πの上ファセットの下には低欠陥単結晶領域Zを形成する。デバイスを製作したのち加熱したKOH、NaOHで欠陥集合領域Hを溶かし多角形のチップに分離できる。
【選択図】図1
Description
7(1)と図8(2)はその状態を示す。ファセット丘Σのなかで、転位Dが上向きに延びている。
下地基板を準備する。GaAs(111)A面基板、SiC単結晶基板、スピネル単結晶基板、Si単結晶基板、サファイヤ単結晶基板などを下地基板とすることができる。
下地基板の上に幅Tをもつ閉曲線被覆をもつ網目状のマスクを形成する。網目状だから被覆部Υは連続しており一体である。しかも被覆部Υ面積S1が露呈部Π面積S2より小さい。S1<S2である。この関係はファセット成長法ではかならず成り立つ関係である。ELOはS1>S2であり関係が反対である。
Ga原料として金属Gaを用いる。窒素原料はアンモニアである。ホットウオール型の反応炉の下方にサセプタがある。サセプタの上に下地基板を置き加熱する。反応炉の上方にGaボート(Ga溜)があり加熱し融液としておく。上方から水素ガス+HClガスをGa融液に吹き付けてGaClを生成する。これが水素ガスとともに下方へながれ加熱された下地基板の近くでアンモニアと反応しGaNを生成しそれが下地基板の上に堆積する。これは成長速度が速いという長所があり厚膜形成に適した方法である。また炭素が混入しにくいという利点もある。
GaN薄膜成長法として最も普通に用いられている方法である。コールドウオール型の反応炉において、TMG(トリメチルガリウム)、TEG(トリエチルガリウム)などGa有機金属と、アンモニアガスを水素をキャリヤガスとして、加熱された下地基板へ吹き付ける。GaNが反応生成物として下地基板の上に堆積する。これは成長速度が遅く膜厚制御が容易で薄膜形成に向いた方法である。InやAlを含む窒化物半導体の場合は、TMI(トリメチルインジウム)、TMA(トリメチルアルミニウム)などを原料として用いる。
Ga原料としてTMGなど有機金属を用いる。窒素原料としてアンモニアを用いる。そこはMOCVD法と同じであるが、直接にTMGとアンモニアを反応させない。ホットウオール型反応炉で、まずTMGとHClを反応させてGaClを生成する。GaClとアンモニアを反応させてGaNとしそれを下地基板の上に堆積する。
これは多結晶のGaNを原料とする。反応炉の中に原料の多結晶GaNと下地基板を別異の場所において多結晶GaNを加熱し多結晶と下地基板の間に温度勾配を形成する。多結晶が気化して移動し下地基板の上にGaN薄膜が堆積する。
露呈部Π(S2)で孤立した結晶核が形成され露呈部Πで結晶成長が先に始まる。結晶核が互いに接触し結合され膜となる。転位をたくさん含む膜となる。転位は成長とともに成長方向に糸のように伸び簡単には消滅しない。ELOに比べ露呈部Πが広いので、露呈部Π(S2)を埋め尽くすのに時間が掛かる。被覆部Υでは結晶成長がなかなか始まらない。だから露呈部Πに結晶の丘ができる。
ミラーウエハ−はガラスのように透明であり肉眼では、網目構造は見えない。しかしカソードルミネッセンス(CL)法で見ると網目構造が見える。それを図17に示す。正六角形ネット状に欠陥集合領域Hがあるそれに囲まれて低欠陥単結晶領域Zがある。低欠陥単結晶領域Zの中心にC面成長領域Yがある。C面成長領域Yがない場合もある。
そのように製造した半導体ウエハー上に、MOCVD法で通常のAlGaInN系のLED構造を作製し、水酸化ナトリウム水溶液(NaOH:1規定以上の濃度)に浸すと、欠陥集合領域Hのみがエッチングされて、低欠陥単結晶領域Z+C面成長領域Y(ともに低欠陥領域)のみが分離できる。しかもMOCVD法で作製した活性層に欠陥が増殖されていないことをカソードルミネッセンス(CL)評価で確認した。
特許文献3と本発明の相違点は、この欠陥集合領域Hを1次元の直線状でなく、2次元の多角形状に配置することである。このように欠陥集合領域Hを配置することによって、C面成長領域Yが少なくなり、ストライプ状に配置した場合に比べて格段に欠陥を少なくすることが可能である。その理由は次に示すとおりである。
成長は、気相(ガス)反応を用いているため、ガスが入り込めない領域で成長は起こらない。成長中に出現するファセット面は、約45゜と決まっているため、欠陥集合領域Hが直線状に配置された構造(特許文献3:ストライプ型)では、表面の凹凸(溝深さ)は、パターンのピッチサイズによって決定される。例えば最大2mmのピッチでは、ファセットの角度を45゜と仮定すると、最表面から谷底までの深さは約1mm近くになる。谷はウエハ−に一方向に出現するため、ウエハ−中央部では原料ガスが入り込めない、ガスが抜けないなど均一な結晶成長にとり悪条件となる。
このように大面積(最大で20cm2)で低欠陥(最小で1×104cm−2以下)を持つ、窒化物半導体ウエハ−を製造すると、次のような用途で、より高品質な素子が作製可能となる。
下地基板として、MOCVD法によって2〜5μm程度のGaN薄膜を堆積させた2インチ径のサファイヤ基板を用いた。これをサファイヤテンプレートと呼ぶ。サファイヤテンプレートの上にスパッタリングによって100nm厚みのSiO2膜を堆積させた。通常のフォトリソグラフィとエッチングによってSiO2のマスクパターンを作製した。だからここでの層構造は下から順にSiO2/GaN/サファイヤとなる。パターンの一つの単位を図11〜図15に示す。それらは一つの単位しか描いていないが実際には縦横の同じ寸法形状のものがくまなく繰り返しているのである。
図11は正三角形のマスクパターンである。これは一つしか示していないが実際には同じ正三角形が隙間なく縦横に並ぶ繰り返しパターンである。一辺が<10−10>方向に平行になるようにしている。GaNは三回対称性のある六方晶系の結晶であるから等価な方向が120゜の方向に存在する。だから正三角形の辺は全て<10−10>に平行なのである。方向の個別表現は鍵括弧[…]で、集合表現は角括弧<…>で示す。だから上の3辺はそれぞれ異なる[10−10]、[01−10]、[−1100]方向に平行であるわけである。集合表現の<10−10>、<01−10>、<−1100>方向はすべて上の3つの方向を含み同じものを表しているのである。
パターンA 0.35mm 0.4mm 0.002mm
パターンB 0.35mm 0.4mm 0.05mm
パターンC 0.9mm 1mm 0.1mm
パターンD 4.4mm 5mm 0.1mm
パターンE 4.4mm 5mm 0.3mm
図12のように正方形被覆部Υを繰り返し設けたパターンをFとする。一辺Hを<10−10>方向の長さとする。他の一辺Wは<11−20>方向に平行である。パターンFの寸法は以下のようである。
パターンF 1mm 1mm 0.05mm
これが被覆部Υの寸法で被覆部Υの上に欠陥集合領域Hができる。被覆部Υで囲まれた内部の0.9mm×0.9mmの正方形が露出部である。露出部の上に低欠陥単結晶領域Zができる。C面成長領域Yができることもある。
図13のように菱形被覆部Υを繰り返し設けたパターンをGとする。角度が90゜の菱形であるから正方形なのであるが、<10−10>方向にも<>方向にも平行でなく45゜の角度をなすようなパターンとしている。だから菱形と言える。この場合寸法の定義が先ほどとすこし違う。<11−20>方向の対角線長をWとする。<10−10>方向の対角線長をHとする。だから1辺はそれにcos45゜を掛けたものである。パターンGの寸法は以下のようである。
W H T
パターンG 1mm 1mm 0.05mm
図14のように正六角形被覆部Υを繰り返し設けたパターンをH,Iとする。正六角形だから辺の長さで寸法を表現することもできるがここでは直径(対角線)の長さをHとしており、平行対辺の距離をWとしている。幅がTであるのはこれまでと同じである。パターンH,Iの寸法は以下のようである。
パターンH 0.1mm 0.09mm 0.05mm
パターンI 2mm 2.3mm 0.05mm
図15のように不等六角形被覆部Υを繰り返し設けたパターンをJとする。120゜の内角をもち4辺は短く平行2辺が長くなっている。長辺は<10−10>方向に平行である。長い方の直径をHとして、短い方の直径をWとしている。パターンJの寸法は以下のようである。
パターンJ 0.4mm 20mm 0.05mm
MOCVD法
基板温度=1030℃
NH3/Ga=2000
成長時間=30時間
HVPE法
Ga溜め温度=800℃、
基板温度=1050℃
NH3分圧2.5×10−2atm(2.5kPa)
HCl分圧0.02atm
正三角形マスクパターンCの上にHVPE法でGaN薄膜を成長させた。欠陥集合領域Hが発生し転位低減効果は膜厚が2mmまで持続した。それは、試料Bより被覆部Υが広い(0.1mm)からである。
正三角形マスクパターンDの上にHVPE法でGaN薄膜を成長させた。欠陥集合領域Hが発生し転位低減効果は膜厚が5mmまで持続した。それは、試料B、Cより露出部が広い(H=5mm)からである。
正三角形マスクパターンEの上にHVPE法でGaN薄膜を成長させた。欠陥集合領域Hが発生し転位低減効果は膜厚が5mmまで持続した。しかし欠陥集合領域Hは反転層でなく多結晶であった。試料Dと比べて欠陥集合領域Hが多結晶になったのは被覆部Υ幅Tが大きい(0.3mm)からだと思われる。
<10−10>、<11−20>に平行辺をもつ四角形マスクパターンFの上にHVPE法でGaN薄膜を成長させた。膜厚が1mmまで、欠陥集合領域Hは一部反転層で一部は消失した。膜厚が2mm以上で欠陥集合領域Hは消失した。それとともに転位低減効果もなくなり膜厚とともに転位は増加した。
<10−10>、<11−20>に45゜の角度をなす辺をもつ四角形マスクパターンFの上にHVPE法でGaN薄膜を成長させた。膜厚が1mmまで、欠陥集合領域Hは反転層で転位低減効果がある。膜厚が2mm以上で欠陥集合領域Hは消失し、転位低減効果もなくなり膜厚とともに転位は増加した。
正六角形マスクパターンHの上にHVPE法でGaN薄膜を成長させた。膜厚が1mmまで、欠陥集合領域Hは反転層として存在し転位低減効果があった。2mmで欠陥集合領域Hが消失し転位は増加に転ずる。
正六角形マスクパターンIの上にHVPE法でGaN薄膜を成長させた。膜厚が1mmまで、欠陥集合領域Hは反転層として存在し転位低減効果があった。2mmで欠陥集合領域Hが消失し転位は増加に転じた。
長六角形マスクパターンJの上にHVPE法でGaN薄膜を成長させた。細長比は50倍である。膜厚が5mmまで、欠陥集合領域Hは反転層として存在し転位低減効果があった。
下地基板をサファイヤテンプレートでなく、GaAs(111)A(試料K)、Si(試料L)、SiC(試料M)、サファイヤ(試料N)下地基板などにした。下地基板の上にマスクを付け、GaNを成長させて欠陥集合領域Hの発生の様子を調べた。
パターンK(GaAs下地基板) 1 1.2 0.05
パターンL(Si下地基板) 1 1.2 0.05
パターンM(6h−SiC) 1 1.2 0.05
パターンN(サファイヤ) 1 1.2
0.05
低温HVPE法 Ga温度 800℃
下地基板温度 490℃
NH3分圧 0.2atm(20kPa)
HCl分圧 2.0×10−3atm(200Pa)
成長時間 15分
GaN膜厚 50nm
高温HVPE法 Ga温度 800℃
下地基板温度 1010℃
NH3分圧 0.2atm(20kPa)
HCl分圧 2.5×10−2atm(2.5kPa)
成長時間 11時間
試料LではSi下地基板上の正六角形マスクパターンLの上にHVPE法でGaN薄膜を成長させた。被覆部Υ上の閉じられた欠陥集合領域Hははじめから存在しないが被覆部Υによる転位減効果はあった。Siは欠陥集合領域Hを作る事ができず下地基板としてはあまり良くないということである。
試料Mでは6h−SiC下地基板上の正六角形マスクパターンMの上にHVPE法でGaN薄膜を成長させた。「6h−」というのは六方晶ということである。欠陥集合領域Hは反転層として1mm膜厚まで存在したが、2mmで消失した。露呈部Π中央は遅延効果があるので膜厚2mmまで転位密度が減少し続けた。6h−SiCは下地基板として欠陥集合領域Hを作ることができる。下地基板としての適性は、GaAsとSiの中間程度である。
試料Nではサファイヤ下地基板上の正六角形マスクパターンNの上にHVPE法でGaN薄膜を成長させた。試料A〜Jも下地基板はサファイヤを含むが、サファイヤの上に2μm厚みのGaN薄膜を成長させたテンプレート基板である。試料Nの下地基板はGaN薄膜のないサファイヤ下地基板の上にマスクをつけGaNを成長させたものである。欠陥集合領域Hは反転層として1mm膜厚まで存在したが、2mmで消失した。露呈部Π中央は遅延効果があるので膜厚2mmまで転位密度が減少し続けた。サファイヤは下地基板として欠陥集合領域Hを作ることができる。下地基板としての適性は、GaAs、SiC、Siよりすぐれているようである。
パターンはいずれも同じであるが、マスクの材質だけを変えた。SiO2マスク(試料O)、Si3N4マスク(試料P)、Ptマスク(試料Q)、Wマスク(試料R)の材料を用いた。マスク厚みはいずれも100nmである。
パターンO(SiO2) 1mm 1.2mm 0.05mm
パターンP(Si3N4)1mm 1.2mm 0.05mm
パターンQ(Pt) 1mm 1.2mm 0.05mm
パターンR(W) 1mm 1,2mm 0.05mm
低温HVPE法 Ga温度 800℃
下地基板温度 490℃
NH3分圧 0.2atm(20kPa)
HCl分圧 2.0×10−3atm(200Pa)
成長時間 15分
GaN膜厚 50nm
高温HVPE法 Ga温度 800℃
下地基板温度 1010℃
NH3分圧 0.2atm(20kPa)
HCl分圧 2.5×10−2atm(2.5kPa)
成長時間 11時間
実施例3の試料O〜Rでは下地基板はGaAs(111)A面単結晶であるが、マスクの材料がSiO2、Si3N4、Pt、Wとしている。
試料OではGaAs下地基板上の正六角形SiO2マスクパターンOの上にHVPE法でGaN薄膜を成長させた。 欠陥集合領域Hは反転層として1mm膜厚まで存在したが、2mmで消失した。露呈部Π中央は遅延効果があるので膜厚2mmまで転位密度が減少し続けた。
試料PではGaAs下地基板上の正六角形Si3N4マスクパターンPの上にHVPE法でGaN薄膜を成長させた。欠陥集合領域Hははじめから発生しなかった。しかしファセット丘Σは形成され被覆部Υへ転位を運び込む作用はあるので転位をある程度減らすことができる。
試料QではGaAs下地基板上の正六角形PtマスクパターンQの上にHVPE法でGaN薄膜を成長させた。欠陥集合領域Hは多結晶層として2mm膜厚まで存在した。多結晶欠陥集合領域Hの作用で露呈部Π中央、端ともに結晶成長とともに(膜厚が増えるに従って)転位が減少した。
試料RではGaAs下地基板上の正六角形WマスクパターンRの上にHVPE法でGaN薄膜を成長させた。欠陥集合領域Hは多結晶層として2mm膜厚まで存在した。多結晶欠陥集合領域Hの作用で露呈部Π中央、端ともに結晶成長とともに(膜厚が増えるに従って)転位が減少した。
これまでは全て窒化ガリウム(GaN)の基板を作ることを目的としてきた。窒化ガリウム以外にAlを含む窒化物基板(試料T)、Inを含む窒化物基板(試料U)をこの方法を利用して作製することを試みた。
試料S(GaN下地基板K) 1mm 1.2mm 0.05mm
試料T(GaN下地基板K) 1mm 1.2mm 0.05mm
試料U(GaN下地基板K) 1mm 1.2mm 0.05mm
つまり実施例4の試料S〜Wは、実施例2の方法で作製した試料KのGaN結晶をスライス、研磨したウエハ−を下地基板とし、マスクは付けていない。試料SはGaN下地基板にGaNを成長させ、試料TはGaN下地基板の上にAlGaNを成長させ、試料UはGaN下地基板の上にInGaNを成長させたものである。
高温HVPE法 Ga温度
800℃
GaCl (←Ga+HCl)
下地基板温度 1050℃
NH3分圧 2.5×10−2atm(2.5kPa)
HCl分圧 0.02atm(2kPa)
成長時間 30時間
高温HVPE法 Ga温度
800℃
GaCl (←Ga+HCl)
AlCl3 (←Al+HCl)
下地基板温度 1050℃
NH3分圧 2.5×10−2atm(2.5kPa)
HCl分圧 0.02atm(2kPa)
成長時間 30時間
高温HVPE法 Ga温度 800℃
GaCl (←Ga+HCl)
InCl3 (←In+HCl)
下地基板温度 1050℃
NH3分圧 2.5×10−2atm(2.5kPa)
HCl分圧 0.02atm(2kPa)
成長時間 30時間
試料Sでは試料Kでつくられ網目状欠陥集合領域Hと低欠陥単結晶領域ZをもつGaAs下地基板の上にHVPE法でGaN薄膜を成長させた。マスクは存在しない。それでも欠陥集合領域Hが下地基板の欠陥集合領域Hの上に生成し、低欠陥単結晶領域Zが下地基板の低欠陥単結晶領域Zの上に生成した。つまり下地基板のGaN基板を転写したようなGaN結晶ができた。欠陥集合領域Hは反転層として1mm膜厚まで存在し2mmでは消失した。
試料Tでは試料Kでつくられ網目状欠陥集合領域Hと低欠陥単結晶領域ZをもつGaAs下地基板の上にHVPE法でAlGaN混晶薄膜を成長させた。マスクは存在しない。それでもAlGaNの欠陥集合領域Hが、GaN下地基板の欠陥集合領域Hの上に生成し、AlGaN低欠陥単結晶領域Zが、GaN下地基板の低欠陥単結晶領域Zの上に生成した。つまり下地基板のGaN基板を転写したようなAlGaN混晶結晶ができた。欠陥集合領域Hは反転層として0.5mm膜厚まで存在し1mmでは消失した。
試料Uでは試料Kでつくられ網目状欠陥集合領域Hと低欠陥単結晶領域ZをもつGaAs下地基板の上にHVPE法でInGaN混晶薄膜を成長させた。マスクは存在しない。それでもInGaNの欠陥集合領域Hが、GaN下地基板の欠陥集合領域Hの上に生成し、InGaN低欠陥単結晶領域Zが、GaN下地基板の低欠陥単結晶領域Zの上に生成した。つまり下地基板のGaN基板を転写したようなInGaN混晶結晶ができた。欠陥集合領域Hは反転層として1mm膜厚まで存在し2mmでは消失した。
試料Vでは試料Kでつくられ網目状欠陥集合領域Hと低欠陥単結晶領域ZをもつGaAs結晶を(10−10)面で切断したものを下地基板としてGaNを再び成長させたものである。この面の上にGaNを成長させると欠陥集合領域Hが消滅してしまう。この面方位では本発明の転位減少機構は働かないようである。
試料Wでは試料Kでつくられ網目状欠陥集合領域Hと低欠陥単結晶領域ZをもつGaAs結晶を(11−22)面で切断したものを下地基板としてGaNを再び成長させたものである。この面の上にGaNを成長させると欠陥集合領域Hが多結晶として出現する。多結晶欠陥集合領域Hのために、転位減少効果がある。
同一の多角形が繰り返すマスクを下地基板の上に形成してその上にGaN結晶を成長させ、マスクの上に転位を集中させ欠陥集合領域Hを形成し、マスク以外の部分に低欠陥の領域を作るというのが本発明の本質である。そのままのGaN結晶を使うとどこかに欠陥集合領域Hが存在することになる。これまで述べたものはそのような例である。
2インチ径のC面(0001)サファイヤ基板の上にMOCVD法によって2μm程度の厚みのGaN層を成長させた。これをテンプレートと呼ぶ。下地基板が炭化珪素(SiC:(0001)面)の場合には、MOCVD法によってAlNを薄く(20nm程度)成長させてから、GaN層を1μm程度の厚さで成長させることによってテンプレートとすることができる。シリコン(111)面の下地基板の場合も、AlNを20nm程度成長させてからGaN層を1μm程度の厚さに成長させてテンプレートとすることができる。
n=2でΘ=58.4゜
n=3でΘ=47.3゜
n=4でΘ=39.1゜
n=5でΘ=33.0゜
S1=(11−25) 33.0゜
T2=(−12−12) 58.4゜
S3=(−2115) 33.0゜
T4=(−1−122) 58.4゜
S5=(1−215) 33.0゜
T6=(2−1−12) 58.4゜
というようになっている。
沿辺ファセットT2、T4、T6の水平(C面)に対する傾斜角は58゜であったので{−1−122}(n=2)ファセットだということが分る。中間ファセットS1、S3、S5の傾斜角は33゜であったので、{1−215}(n=5)ファセットだということが分かる。
沿辺ファセットT2、T4、T6の辺から内部の端までの水平距離が前記(図35)の半径にあたる。r=1.08mmである。臨界高さQc=1.08×2/sin116.8=2.4mmである。
T’2=(−12−13) 47.3゜
T’4=(−1−123) 47.3゜
T’6=(2−1ー13) 47.3゜
又は
T’4=(−1−124) 39.1゜
T’6=(2−1−14) 39.1゜
GaAs基板(111)A面を下地基板として用いた。A面というのはGa面ということである。正確にはGa面は(111)でAs面は(−1−1−1)である。ところが混用されてAs面を(111)B面と書く事もある。Ga面だと言う事を明らかにするため(111)A面という。
2インチ径(50mm直径)のGaAs(111)A面基板上に通常のフォトリソグラフィ技術で幅300μm、一辺20mmのSiO2による菱形マスクのパターンを作製した。ここで菱形の辺がGaAs基板の<1−10>方向と垂直になるように菱形の方向を決めた。その上に、真空蒸着法でニッケル(Ni)を100nm堆積させ、リフトオフ法でGaAs基板上にパターンを転写した。
T1=(11−22)
S2=(−12−15)
T3=(−2112)
F10=(−101n’)
T4=(−1−122)
S5=(1−215)
T6=(2−1−12)
F7=(10−1n’)
というようになる。
n’=2でΘ=43.1゜
n’=3でΘ=32.0゜
n’=4でΘ=25.1゜
n’=5でΘ=20.6゜
T1=(11−22) 58.4゜
S2=(−12−15) 33.0゜
T3=(−2112) 58.4゜
F10=(−1015) 20.6゜
T4=(−1−122) 58.4゜
S5=(1−215) 33.0゜
T6=(2−1−12) 58.4゜
F7=(10−15) 20.6゜
というようになる。
T1’=(11−23) 47.3゜
T3’=(−2113) 47.3゜
T4’=(−1−123) 47.3゜
T6’=(2−1−13) 47.3゜
又は
T1’=(11−24) 39.1゜
T3’=(−2114) 39.1゜
T4’=(−1−124) 39.1゜
T6’=(2−1−14) 39.1゜
その場合、ファセットの半径はr=8.66mmとなるので、上のn=3の場合は臨界高さがQc=2×8.66/sin94.6゜=17.4mmとなる。下のn=4の場合は、臨界高さがQc=2×8.66/sin78.2゜=17.7mmとなる。中間ファセットが生じたときよりずっと臨界高さが低くなる。
GaN基板(0001)面を下地基板として用いた。(0001)面というのはGa面である。N面は(000−1)面である。(000−1)面は(0001)N面と表現することもある。ここではGa面を使う。念を入れてGaN(0001)A面ということもできる。
4インチ径(100mm直径)の(0001)面GaN基板上に通常のフォトリソグラフィ技術によって、幅1mm、一辺50mmの正六角形マスクパターンを形成した。正六角形の一辺が<1−100>方向と平行になるように方位を決めた。マスクパターンとGaN基板面にEB蒸着法でTi層を100nmの厚みで堆積させ、リフトオフ法でGaN基板上へパターンを転写した。
T1=(11−22) 58.4゜
F8=(01−15) 20.6゜
T2=(−12−12) 58.4゜
F9=(−1105) 20.6゜
T3=(−2112) 58.4゜
F10=(−1015) 20.6゜
T4=(−1−122) 58.4゜
F11=(0−115) 20.6゜
T5=(1−212) 58.4゜
F12=(1−105) 20.6゜
T6=(2−1−12) 58.4゜
F7=(10−15) 20.6゜
というようになる。
T1’=(11−23) 47.3゜
T2’=(−12−13) 47.3゜
T3’=(−2113) 47.3゜
T4’=(−1−123) 47.3゜
T5’=(1−213) 47.3゜
T6’=(2−1−13) 47.3゜
又は
T1’=(11−24) 39.1゜
T2’=(−12−14) 39.1゜
T3’=(−2114) 39.1゜
T4’=(−1−124) 39.1゜
T5’=(1−214) 39.1゜
T6’=(2−1−14) 39.1゜
である。
図38は、本発明の基板の上に3族窒化物半導体層をエピタキシャル成長させることによってLEDを作製したもののチップ構造をしめす。本発明の方法で作った多角形(ZH、ZHY)構造をもつn型GaN基板60の上に、AlGaN層62、多重量子井戸MQW63、p型AlGaN層64、p型GaN層65をエピタキシャル成長させ、p型GaN層65にp型電極66を形成し、n型GaN基板60の裏面にn電極67を作製したものである。
図39は、本発明の基板の上に3族窒化物半導体層をエピタキシャル成長させることによってHEMT(High Electron Mobility Transistor)を作製したもののチップ構造を示す。本発明の方法で作った多角形(ZH、YZH)構造をもつn型GaN基板70の上に、i−GaN層72、i−AlGaN73をエピタキシャル成長させ、i−AlGaN層73にソース電極74、ドレイン電極75、ゲート電極76を形成したものである。ソース、ドレイン電極はTi/Al/Ti/Auよりなる。ゲート電極76はAuよりなる。平面形状は正六角形、正三角形、菱形などである。
図40は、本発明の基板の上に3族窒化物半導体層をエピタキシャル成長させることによってSBD(Schottky Barrier Diode)を作製したもののチップ構造をしめす。本発明の方法で作った多角形(ZH、YZH)構造をもつn−GaN基板80の上に、nー−GaN層82をエピタキシャル成長させ、n−−GaN層82にショットキー電極83を、n−GaN基板80の裏面にオーミック電極84を形成したものである。裏面のオーミック電極84はTi/Al/Ti/Auよりなる。ショットキー電極83はAuよりなる。平面形状は正六角形、正三角形、菱形などである。
図41は、本発明の基板の上に3族窒化物半導体層をエピタキシャル成長させることによって縦型MISトランジスタ(Metal Insulator Transistor)を作製したもののチップ構造を示す。本発明の方法で作った多角形(ZH、YZH)構造をもつn−GaN基板90の上に、nー−GaN層92をエピタキシャル成長させ、n−−GaN層92の両側にp型ドーパントを拡散してp領域93を作っている。p領域93の上からn+−領域95を拡散によって設けている。n−−GaN92とp−領域93を覆うように絶縁層98が設けてある。絶縁層98を介しn−GaN92の直上にはゲート電極99を形成してある。n+−領域95にはソース電極97を形成している。n−GaN基板90の裏面にドレイン電極94を形成したものである。裏面のドレイン電極94、表面のソース電極97はTi/Al/Ti/Auよりなる。ゲート電極99はAuよりなる。平面形状は正六角形、正三角形、菱形などである。とくに対称性のたかい正六角形のチップであると大電流を制御する事ができ極めて有用である。
図42は、本発明の基板の上に3族窒化物半導体層をエピタキシャル成長させることによって作製した面発光型レーザダイオード一チップの斜視図をしめす。図43は一チップの縦断面図をしめす。図44はレーザダイオードチップ一部に内蔵される2次元回折格子の平面図である。本発明の方法で作った正六角形角形(ZH、YZH)構造をもつn−GaN基板40の上に、n型クラッド層42、活性層43、p型クラッド層44をこの順にエピタキシャル成長してある。p型クラッド層44の上には正三角形を敷き詰めた頂点の位置に低屈折率材料(SiO2など)ドット50を持つ。それらを囲むようにp型クラッド層45がある。その上にさらにp型GaNクラッド層46、p型コンタクト層47をエピタキシャル成長してある。p型コンタクト層47の上にp電極48が設けられる。n型GaN基板40の裏面にはn型電極49が形成される。
図46に1ZYエリアが正六角形で素子単位が平行四辺形の場合の、アレイをしめす。m=3のアレイである。正六角形の1辺の長さをgとし電極の直径をeとする。たとえばg=0.3mm、e=0.1mm、H=0.6mmである。
例えば発光ダイオード(LED)アレイ、レーザダイオード(LD)アレイ、整流器アレイ、バイポーラトランジスタアレイ、電界効果トランジスタアレイ、高電子移動度トランジスタ(HEMT)アレイ、温度センサアレイ、圧力センサアレイ、加速度センサアレイ、放射センサアレイ等を作製することができる。
図47に1ZYエリアが正六角形で素子単位が正三角形の場合の、アレイをしめす。m=6である。正六角形の1辺の長さをgとし電極の直径をeとする。たとえばg=0.5mm、e=0.2mm、H=1.0mmである。
図48に1ZYエリアが正六角形で素子単位が正三角形の場合の、アレイをしめす。中心部に余分の素子分を設けている。だからm=7である。正六角形の1辺の長さをgとし電極の直径をeとする。たとえばg=0.5mm、e=0.2mm、H=1.0mmである。
これも例えば発光ダイオード(LED)アレイ、レーザダイオード(LD)アレイ、整流器アレイ、バイポーラトランジスタアレイ、電界効果トランジスタアレイ、高電子移動度トランジスタ(HEMT)アレイ、温度センサアレイ、圧力センサアレイ、加速度センサアレイ、放射センサアレイ等を作製することができる。
Z 低欠陥単結晶領域
Y C面成長領域
K 境界
D 転位
M マスク
Υ マスク被覆部
Π 露呈部
W マスク単位パターン長さ
H マスク単位パターン高さ
T マスクパターン幅
S 下地基板
ELO エピタキシャルラテラルオーバーグロース法
Φ ファセット
Σ ファセット丘
C面 (0001)面
T1(11−22)
T2(−12−12)
T3(−2112)
T4(−1−122)
T5(1−212)
T6(2−1−12)
F7(10−15)
F8(01−15)
F9(−1105)
F10(−1015)
F11(0−115)
F12(1−105)
Qc臨界高さ(2r/sin2Θ)
S1=(11−25)
S2=(−12−15)
S3=(−2115)
S4=(−1−125)
S5=(1−215)
S6=(2−1−15)
60 n型GaN基板
62 AlGaN層
63 MQW
64 p型AlGaN層
65 p型GaN層
66 p電極
70 GaN基板
72 i−GaN
73 i−AlGaN
74、97 ソース電極
76、99 ゲート電極
80、90 n−GaN基板
82、92 n− −GaN
83 ショットキー電極
90 n−GaN基板
94 ドレイン電極
Claims (62)
- 表面と裏面を有し、幅T´の網目状に繰り返し連続して設けられ横方向に閉曲線である境界K、Kで仕切られ表面から裏面に貫通する欠陥の集合した欠陥集合領域Hと、閉曲線をなす欠陥集合領域Hの境界Kによって包囲され低欠陥で単結晶であり表面から裏面に至る低欠陥単結晶領域Zとを含むことを特徴とする窒化物半導体基板。
- 表面と裏面を有し、幅T´の網目状に繰り返し連続して設けられ横方向に閉曲線である境界K、Kで仕切られ表面から裏面に貫通する欠陥の集合した欠陥集合領域Hと、閉曲線をなす欠陥集合領域Hの境界Kによって包囲され低欠陥で単結晶であり表面から裏面に至る低欠陥単結晶領域Zと、低欠陥単結晶領域Zの中央部にあり低欠陥単結晶領域Zと同じ方位の単結晶で低欠陥であるC面成長したC面成長領域Yとを含むことを特徴とする窒化物半導体基板。
- 低欠陥単結晶領域Zの最大直径が0.1mm〜20mmであり、欠陥集合領域Hの幅T´が0.03mm〜0.2mmであることを特徴とする請求項1または2に記載の窒化物半導体基板。
- 閉曲線である境界Kで囲まれた低欠陥単結晶領域Zが多角形であり、欠陥集合領域Hが連続する多角形の網目状輪郭線であって、欠陥集合領域Hによって分離された複数の低欠陥単結晶領域Zが繰り返し存在することを特徴とする請求項1または3に記載の窒化物半導体基板。
- 閉曲線である境界Kで囲まれた低欠陥単結晶領域Zが多角形であり、欠陥集合領域Hが連続する多角形の網目状輪郭線であって、欠陥集合領域Hによって分離された複数の低欠陥単結晶領域ZおよびC面成長領域Yが繰り返し存在することを特徴とする請求項2または3に記載の窒化物半導体基板。
- 欠陥集合領域Hが、周囲の低欠陥単結晶領域Zの結晶方位と反対の方位を持つ単結晶であることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の窒化物半導体基板。
- 欠陥集合領域Hが、多結晶であることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の窒化物半導体基板。
- 多角形である低欠陥単結晶領域Zの重心から低欠陥単結晶領域Zを囲む閉曲線までの最短距離L1と最長距離L2の比率L2/L1が5以下であることを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載の窒化物半導体基板。
- 欠陥集合領域Hおよび境界Kが正多角形状であり、正多角形境界Kの最大直径が0.1mm〜5mmであり、欠陥集合領域Hの幅Tが0.01mm〜0.1mmであることを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載の窒化物半導体基板。
- 欠陥集合領域Hおよび境界Kが120゜の内角をもつ六角形状であり、六角形の辺が<10−10>方向に平行であることを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の窒化物半導体基板。
- 欠陥集合領域Hおよび境界Kが120゜の内角をもつ六角形状であり、六角形の辺が<11−20>方向に平行であることを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の窒化物半導体基板。
- 欠陥集合領域Hおよび境界Kが90゜の内角をもつ四角形状であり、四角形の辺が<10−10>方向に平行或いは垂直であることを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の窒化物半導体基板。
- 欠陥集合領域Hおよび境界Kが90゜の内角をもつ四角形状であり、四角形の辺が<10−10>方向に対し45゜をなすものであることを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の窒化物半導体基板。
- 欠陥集合領域Hおよび境界Kが正三角形状であり、正三角形の辺が<10−10>方向に平行であることを特徴とする請求項1〜9の何れかに記載の窒化物半導体基板。
- 窒化物半導体はAlxInyGa1−x−yN(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y≦1)であることを特徴とする請求項1〜14の何れかに記載の窒化物半導体基板。
- 低欠陥単結晶領域ZのX線回折による(0004)面のピーク半値幅が30秒以下であることを特徴とする請求項1〜15の何れかに記載の窒化物半導体基板。
- 低欠陥単結晶領域Zにおいて、転位密度が1×106cm−2以下であることを特徴とする請求項1〜16の何れかに記載の窒化物半導体基板。
- 単結晶下地基板の上に0.05mm〜0.3mm幅の被覆部を持ち最大直径が0.1mm〜20mmの閉曲線網目状マスクを形成し、窒化物半導体結晶を気相成長させ、マスクで覆われない下地基板露呈部に閉曲線で包囲されたファセット面よりなる凸型のファセット丘を形成し、結晶成長しにくい被覆部は閉曲線に沿う凹部とし、ファセットを埋め込まないで結晶成長させ、露呈部上の結晶に含まれる転位を成長の進行と共にファセット傾斜に沿って追い出し外側のマスク被覆部の上へ転位を集結させ、マスク被覆部の上には両側に境界K、Kをもち転位が集合した欠陥集合領域Hを形成し、マスク露呈部上のファセット丘の部分は転位の低い単結晶である低欠陥単結晶領域Zとし、欠陥集合領域Hは低欠陥単結晶領域Zとは方位が反転した単結晶あるいは多結晶とし、マスク露呈部の上のファセット丘とマスク被覆部の上の凹部を維持しながら結晶を成長させ、マスク露呈部上のファセット丘の低欠陥単結晶領域Zを低転位化し、網目状の欠陥集合領域Hと欠陥集合領域Hに包囲された低欠陥単結晶領域Zを含む、凹凸ある窒化物半導体結晶を成長させ、窒化物半導体結晶をスライスして、研磨することを特徴とする窒化物半導体基板の製造方法。
- 低欠陥単結晶領域Zの内部にC面成長する結晶部分であるC面成長領域Yが存在しないことを特徴とする請求項18に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- 低欠陥単結晶領域Zの中心にC面成長する結晶部分であるC面成長領域Yがさらに存在することを特徴とする請求項18に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- マスク材料がSiO2、SiN、Pt、W、Tiの何れかであることを特徴とする請求項18または19に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- 下地基板が、GaAs(111)単結晶基板、6h−SiC単結晶基板、Si(111)単結晶基板の何れかであることを特徴とする請求項18または19に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- 網目状被覆部の形状を決める閉曲線が正三角形、正方形、長方形、ひし形、平行四辺形、120度内角の六角形のいずれかの多角形であることを特徴とする請求項18〜22の何れかに記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- 網目状被覆部の形状を決める閉曲線が正三角形、正方形、正六角形のいずれかであって、最大直径が0.4mm〜2.3mmであることを特徴とする請求項18〜22の何れかに記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- マスク露呈部上に生ずるファセット丘のファセットが{11−22}、{10−11}、{−1−122}、{−1011}、{11−21}、{10−12}、{−1−121}、{−1012}のいずれかであることを特徴とする請求項18〜23の何れかに記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- 下地基板の上に50μm〜3mmの幅の被覆部を持ち最大直径が5mm〜100mmの正三角形、菱形、平行四辺形、等角六角形のいずれかの閉曲線よりなる網目状のマスクを一つ或いは複数個形成し、窒化物半導体結晶を気相成長させ、マスクで覆われない下地基板露呈部に閉曲線で包囲されたファセット面よりなる凸型のファセット丘を形成し、結晶成長しにくい被覆部は閉曲線に沿う凹部として、ファセットを埋め込まないで結晶成長させ、露呈部上の結晶に含まれる転位を成長の進行とともにファセット傾斜に沿って追い出し外側のマスク被覆部に転位を集結させ、マスク被覆部の上には両側に境界K、Kを持ち転位が集合した欠陥集合領域Hを形成し、マスク露呈部の上のファセット丘の部分は転位の低い単結晶である低欠陥単結晶領域Zとし、欠陥集合領域Hは低欠陥単結晶領域Zとは方位が反転した単結晶或いは多結晶とし、マスク露呈部の上のファセット丘とマスク被覆部の上の凹部を維持しながら結晶を成長させ、マスク露呈部のファセット丘の低欠陥単結晶領域Zを低転位化し、欠陥集合領域Hよりなる閉曲線で囲まれたマスク露呈部の上に低欠陥単結晶領域Zを含む凹凸ある窒化物半導体結晶を成長させ、マスク露呈部多角形閉曲線に内接する極低欠陥単結晶内接円を想定し、極低欠陥単結晶内接円の内部の結晶だけを切り取り、欠陥集合領域Hを含まない、柱状の凹凸ある結晶とし、マスク露呈部多角形が含むファセットの半径をrとし、ファセット面のC面に対する傾斜角をΘとして、Qc=2rcosec2Θによってすべてのファセットの臨界高さをもとめその最大臨界高さQcmaxを求め、下地基板と窒化物半導体結晶の境界から最大臨界高さQcmaxより以上の高さh(h>Qcmax)で柱状の凹凸ある結晶を平行2面で切って薄片の結晶にし欠陥集合領域Hを含まない基板とすることを特徴とする窒化物半導体基板の製造方法。
- 下地基板が(111)面AのGaAs単結晶であり、<11−2>方向に平行辺を持つような正三角形、菱形、平行四辺形、等角六角形の閉曲線よりなる網目状のマスクを形成し、多角形の辺に沿って、{11−2n}のファセット(nは正整数)を生成する事を特徴とする請求項26に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- 下地基板が(111)A面のGaAs単結晶であり、<10−1>方向に平行辺を持つような正三角形、菱形、平行四辺形、等角六角形の閉曲線よりなる網目状のマスクを形成し、多角形の辺に沿って、{10−1n}のファセット(nは正整数)を生成する事を特徴とする請求項26に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- 下地基板が(0001)面のGaN単結晶であり、<1−100>方向に平行辺を持つような正三角形、菱形、平行四辺形、等角六角形の閉曲線よりなる網目状のマスクを形成し、多角形の辺に沿って、{11−2n}のファセット(nは正整数)を生成する事を特徴とする請求項26に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- 下地基板が(0001)面のGaN単結晶であり、<11−20>方向に平行辺を持つような正三角形、菱形、平行四辺形、等角六角形の閉曲線よりなる網目状のマスクを形成し、多角形の辺に沿って、{10−1n}のファセット(nは正整数)を生成する事を特徴とする請求項26に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- 下地基板が(0001)面のサファイヤ単結晶であり、<11−20>方向に平行辺を持つような正三角形、菱形、平行四辺形、等角六角形の閉曲線よりなる網目状のマスクを形成し、多角形の辺に沿って、{11−2n}のファセット(nは正整数)を生成する事を特徴とする請求項26に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- 下地基板が(0001)面のサファイヤ単結晶であり、<10−10>方向に平行辺を持つような正三角形、菱形、平行四辺形、等角六角形の閉曲線よりなる網目状のマスクを形成し、多角形の辺に沿って、{10−1n}のファセット(nは正整数)を生成する事を特徴とする請求項26に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- マスクの閉曲線形状が正三角形であって、{11−2n}(nは正整数)の等価な3面だけのファセット(11−2n)、(−211n)、(1−21n)の組だけ、あるいは(−1−12n)、(2−1−1n)、(−12−1n)がマスク辺に沿って出現し、C面が消滅するようにしたことを特徴とする請求項27、29或いは31に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- マスクの閉曲線形状が正三角形であって、{1−10n}(nは正整数)の等価な3面だけのファセット(1−10n)、(01−1n)、(−101n)の組だけ、あるいは(−110n)、(0−11n)、(10−1n)がマスク辺に沿って出現し、C面が消滅するようにしたことを特徴とする請求項28、30或いは32に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- マスクの閉曲線形状が正三角形であって、{11−2n}(nは正整数)の等価な3面のファセット(11−2n)、(−211n)、(1−21n)の組がマスク辺に出現し、等価な別の3面のファセット(11−2n’)、(−211n’)、(1−21n’)が多角形の角或いは前記ファセットの稜線の途中から発生し(n’>n)、C面が残存するようにしたことを特徴とする請求項27、29或いは31に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- マスクの閉曲線形状が正三角形であって、{1−10n}(nは正整数)の等価な3面のファセット(1−10n)、(01−1n)、(−101n)の組がマスク辺に出現し、等価な別の3面のファセット(−110n)、(0−11n)、(10−1n)が多角形の角あるいは前記ファセットの稜線の途中から発生し(n’>n)、C面が残存するようにしたことを特徴とする請求項28、30或いは32に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- マスクの閉曲線形状が平行四辺形あるいは菱形であって、{11−2n}(nは正整数)の等価な2面のファセット(11−2n)、(−211n)と別の等価な2面のファセット(−1−12n)、(2−1−1n)の合計4面だけがマスク辺に沿って出現し、C面が消滅するようにしたことを特徴とする請求項27、29或いは31に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- マスクの閉曲線形状が平行四辺形あるいは菱形であって、{1−10n}(nは正整数)の等価な2面のファセット(1−10n)、(01−1n)と別の等価な2面のファセット(−110n)、(0−11n)の合計4面だけがマスク辺に沿って出現し、C面が消滅するようにしたことを特徴とする請求項28、30或いは32に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- マスクの閉曲線形状が平行四辺形あるいは菱形であって、{11−2n}(nは正整数)の等価な2面のファセット(11−2n)、(−211n)と別の等価な2面だけのファセット(−1−12n)、(2−1−1n)がマスク辺に沿って出現し、多角形の角或いは前記ファセットの稜線の途中から別のファセット(−101n’)、(10−1n’)とが発生し(n’>n)、C面が残存するようにしたことを特徴とする請求項27、29或いは31に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- マスクの閉曲線形状が平行四辺形或いは菱形であって、{1−10n}(nは正整数)の等価な2面のファセット(1−10n)、(01−1n)と別の等価な2面だけのファセット(−110n)、(0−11n)がマスク辺に沿って出現し、多角形の角或いは前記ファセットの稜線の途中から別のファセット(−12−1n’)、(1−21n’)が発生し(n’>n)、C面が残存するようにしたことを特徴とする請求項28、30或いは32に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- マスクの閉曲線形状が正六角形であって、{11−2n}(nは正整数)の等価な3面のファセット(11−2n)、(−211n)、(1−21n)と別の等価な3面のファセット(−1−12n)、(2−1−1n)、(−12−1n)の合計6面だけがマスク辺に沿って出現し、C面が消滅するようにしたことを特徴とする請求項27、29或いは31に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- マスクの閉曲線形状が正六角形であって、{1−10n}(nは正整数)の等価な3面のファセット(1−10n)、(01−1n)、(−101n)と別の等価な3面のファセット(−110n)、(0−11n)、(10−1n)の合計6面だけがマスク辺に沿って出現し、C面が消滅するようにしたことを特徴とする請求項28、30或いは32に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- マスクの閉曲線形状が等角六角形であって、{11−2n}(nは正整数)の等価な3面のファセット(11−2n)、(−211n)、(1−21n)と別の等価な3面のファセット(−1−12n)、(2−1−1n)、(−12−1n)がマスク辺に沿って出現し、多角形の角或いは前記ファセットの稜線の途中から別のファセット(−101n’)、(1−10n’)、(01−1n’)、(10−1n’)、(−110n’)、(0−11n’)とが発生し(n’>n)、C面が残存するようにしたことを特徴とする請求項27、29或いは31に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- マスクの閉曲線形状が等角六角形であって、{1−10n}(nは正整数)の等価な3面のファセット(1−10n)、(01−1n)、(−101n)と別の等価な3面のファセット(−110n)、(0−11n)、(10−1n)がマスク辺に沿って出現し、多角形の角或いは前記ファセットの稜線の途中から別のファセット(−12−1n’)、(−1−12n’)、(2−1−1n’)、(1−21n’)、(11−2n’)、(−211n’)が発生し(n’>n)、C面が残存するようにしたことを特徴とする請求項28、30或いは32に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
- 前記請求項1〜17のいずれかに記載の窒化物半導体基板上に半導体窒化物薄膜をエピタキシャル成長させ、電極を形成して、閉曲線で囲まれた部分にひとつの半導体デバイスを作製したことを特徴とする窒化物半導体デバイスの製造方法。
- 前記請求項1〜17のいずれかに記載の窒化物半導体基板上に半導体窒化物薄膜をエピタキシャル成長させ、電極を形成して、閉曲線で囲まれた部分に複数単位の半導体デバイスを作製したことを特徴とする窒化物半導体デバイスアレイの製造方法。
- 前記請求項18〜44のいずれかに記載の方法により製造された窒化物半導体基板上に半導体窒化物薄膜をエピタキシャル成長させ、電極を形成して、閉曲線で囲まれた部分にひとつの半導体デバイスを作製したことを特徴とする窒化物半導体デバイスの製造方法。
- 前記請求項18〜44のいずれかに記載の方法により製造された窒化物半導体基板上に半導体窒化物薄膜をエピタキシャル成長させ、電極を形成して、閉曲線で囲まれた部分に複数単位の半導体デバイスを作製したことを特徴とする窒化物半導体デバイスアレイの製造方法。
- 前記請求項1〜17のいずれかに記載の窒化物半導体基板上に半導体窒化物薄膜をエピタキシャル成長させ、電極を形成して、閉曲線で囲まれた部分に半導体デバイス単数もしくは複数単位を作製し、複数の閉曲線で囲まれた領域で1つのアレイを構成することを特徴とする窒化物半導体デバイスアレイの製造方法。
- 前記請求項18〜44のいずれかに記載の方法により製造された窒化物半導体基板上に半導体窒化物薄膜をエピタキシャル成長させ、電極を形成して、閉曲線で囲まれた部分に複数単位の半導体デバイスを作製し、複数の閉曲線で囲まれた領域で1つのアレイを構成することを特徴とする窒化物半導体デバイスアレイの製造方法。
- 閉曲線で囲まれた領域が正六角形であり、その中に素子単位が3、6或いは7個含まれることを特徴とする請求項45または請求項47に記載の半導体デバイスの製造方法。
- 閉曲線で囲まれた領域が正六角形であり、その中に素子単位が3、6或いは7個含まれることを特徴とする請求項46,48、49、50のいずれかに記載の半導体デバイスアレイの製造方法。
- 前記請求項45、47、51のいずれかに記載の方法で製作された窒化物半導体デバイスを加熱したNaOH或いはKOHに浸漬し、閉曲線である結晶欠陥集合領域Hを選択的に溶解し、閉曲線の輪郭を持つ半導体デバイスチップに分離し、基板部分が結晶欠陥集合領域Hを含まないことを特徴とする窒化物半導体デバイスの製造方法。
- 前記請求項46、48、49、50、52のいずれかに記載の方法で製作された窒化物半導体デバイスアレイを加熱したNaOH或いはKOHに浸漬し、閉曲線である結晶欠陥集合領域Hを選択的に溶解し、閉曲線の輪郭を持つ半導体デバイスチップに分離し、基板部分が結晶欠陥集合領域Hを含まないことを特徴とする窒化物半導体デバイスアレイの製造方法。
- 半導体デバイスが、発光ダイオード(LED)あるいはレーザダイオード(LD)であることを特徴とする請求項45、47、51,53のいずれかに記載の窒化物半導体デバイスの製造方法。
- 半導体デバイスアレイが、発光ダイオード(LED)あるいはレーザダイオード(LD)であることを特徴とする請求項46、48、49、50、52、54のいずれかに記載の窒化物半導体デバイスアレイの製造方法。
- 半導体デバイスが、整流器、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、高電子移動度トランジスタ(HEMT)の何れかであることを特徴とする請求項45,47、51、53のいずれかに記載の窒化物半導体デバイスの製造方法。
- 半導体デバイスアレイが、整流器、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、高電子移動度トランジスタ(HEMT)の何れかであることを特徴とする請求項46,48、49、50、52、54のいずれかに記載の窒化物半導体デバイスアレイの製造方法。
- 半導体デバイスが、温度センサ、圧力センサ、加速度センサ、放射センサ、可視-紫外検出器の何れかであることを特徴とする請求項45,47、51、53のいずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
- 半導体デバイスアレイが、温度センサ、圧力センサ、加速度センサ、放射センサ、可視-紫外検出器の何れかであることを特徴とする請求項46,48、49、50、52、54のいずれかに記載の半導体デバイスアレイの製造方法。
- 半導体デバイスが圧電振動子、圧電アクチュエータ、表面弾性波素子(SAW)の何れかであることを特徴とする請求項45,47、51、53のいずれかに記載の窒化物半導体デバイス。
- 半導体デバイスアレイが圧電振動子、圧電アクチュエータ、表面弾性波素子(SAW)の何れかであることを特徴とする請求項46,48、49、50、52、54のいずれかに記載の半導体デバイスアレイの製造方法
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Cited By (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008177528A (ja) * | 2006-12-21 | 2008-07-31 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子用基板の製造方法及びそれを用いた半導体発光素子 |
WO2009072631A1 (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-11 | Rohm Co., Ltd. | 窒化物半導体素子の製造方法および窒化物半導体素子 |
JP2009170542A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | エピタキシャルウエハを作製する方法、及びエピタキシャルウエハ |
WO2009107567A1 (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | 住友電気工業株式会社 | 窒化物半導体ウエハーの加工方法と窒化物半導体ウエハー及び窒化物半導体デバイスの製造方法並びに窒化物半導体デバイス |
JP2009280482A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-12-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Iii族窒化物単結晶自立基板およびそれを用いた半導体デバイスの製造方法 |
JP2010010705A (ja) * | 2008-02-27 | 2010-01-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化物半導体ウエハー及び窒化物半導体デバイスの製造方法並びに窒化物半導体デバイス |
WO2011111853A1 (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-15 | 国立大学法人千葉大学 | 光電変換装置及びその特性検査方法 |
JP2012066983A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | GaN結晶の成長方法およびGaN結晶基板 |
JP2012197194A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Ricoh Co Ltd | 13族窒化物結晶の製造方法、13族窒化物結晶基板の製造方法、13族窒化物結晶および13族窒化物結晶基板 |
WO2013058352A1 (ja) * | 2011-10-21 | 2013-04-25 | 三菱化学株式会社 | Iii族窒化物半導体結晶 |
JP2013084832A (ja) * | 2011-10-12 | 2013-05-09 | Sharp Corp | 窒化物半導体構造の製造方法 |
JP2014099623A (ja) * | 2009-11-06 | 2014-05-29 | Ngk Insulators Ltd | 半導体素子用エピタキシャル基板、半導体素子、および半導体素子用エピタキシャル基板の製造方法 |
KR20140097423A (ko) * | 2012-01-11 | 2014-08-06 | 고꾸리쯔 다이가꾸 호우징 오사까 다이가꾸 | Iii족 질화물 결정의 제조 방법, iii족 질화물 결정 및 반도체 장치 |
WO2016136552A1 (ja) * | 2015-02-23 | 2016-09-01 | 三菱化学株式会社 | C面GaN基板 |
WO2016147786A1 (ja) * | 2015-03-18 | 2016-09-22 | 住友化学株式会社 | 窒化物半導体成長用基板及びその製造方法、並びに半導体デバイス及びその製造方法 |
KR20170119739A (ko) * | 2014-03-31 | 2017-10-27 | 엔지케이 인슐레이터 엘티디 | 다결정 질화갈륨 자립 기판 및 그것을 이용한 발광 소자 |
US9806232B2 (en) | 2014-05-30 | 2017-10-31 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor element and method for manufacturing the same |
JP2017197397A (ja) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | 三菱ケミカル株式会社 | GaNウエハの製造方法 |
JP6232150B1 (ja) * | 2017-01-10 | 2017-11-15 | 古河機械金属株式会社 | Iii族窒化物半導体基板、及び、iii族窒化物半導体基板の製造方法 |
JPWO2016136547A1 (ja) * | 2015-02-23 | 2017-12-07 | 三菱ケミカル株式会社 | C面GaN基板 |
JP2018024538A (ja) * | 2016-08-08 | 2018-02-15 | 三菱ケミカル株式会社 | GaN単結晶およびGaN単結晶製造方法 |
EP3312891A1 (en) | 2016-10-24 | 2018-04-25 | Stanley Electric Co., Ltd. | Reflector, vertical cavity light-emitting device, and method of producing the same |
KR20180077433A (ko) * | 2016-12-29 | 2018-07-09 | 주식회사 루미스탈 | 질화물 반도체 소자 및 이의 제조 방법 |
JP2018115095A (ja) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 株式会社サイオクス | 窒化物結晶基板および窒化物結晶基板の製造方法 |
JPWO2018030311A1 (ja) * | 2016-08-08 | 2019-06-20 | 三菱ケミカル株式会社 | 導電性C面GaN基板 |
JP2021008399A (ja) * | 2020-10-07 | 2021-01-28 | 三菱ケミカル株式会社 | GaN単結晶およびGaN単結晶製造方法 |
WO2021210397A1 (ja) * | 2020-04-14 | 2021-10-21 | 学校法人関西学院 | 半導体基板の製造方法、半導体基板及び成長層への転位の導入を抑制する方法 |
WO2021210398A1 (ja) * | 2020-04-14 | 2021-10-21 | 学校法人関西学院 | 窒化アルミニウム基板の製造方法、窒化アルミニウム基板及び窒化アルミニウム成長層への転位の導入を抑制する方法 |
JP2022050535A (ja) * | 2020-10-07 | 2022-03-30 | 三菱ケミカル株式会社 | GaN単結晶およびGaN単結晶製造方法 |
JP7243899B1 (ja) | 2022-04-27 | 2023-03-22 | 信越半導体株式会社 | 発光素子及びその製造方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000223417A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-08-11 | Sony Corp | 半導体の成長方法、半導体基板の製造方法および半導体装置の製造方法 |
JP2000323417A (ja) * | 1999-05-10 | 2000-11-24 | Toyoda Gosei Co Ltd | Iii族窒化物半導体の製造方法及びiii族窒化物半導体発光素子 |
JP2003183100A (ja) * | 2001-10-09 | 2003-07-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 単結晶窒化ガリウム基板と単結晶窒化ガリウムの結晶成長方法および単結晶窒化ガリウム基板の製造方法 |
JP2004335645A (ja) * | 2003-05-06 | 2004-11-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | GaN基板 |
-
2006
- 2006-05-26 JP JP2006146191A patent/JP5024722B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000223417A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-08-11 | Sony Corp | 半導体の成長方法、半導体基板の製造方法および半導体装置の製造方法 |
JP2000323417A (ja) * | 1999-05-10 | 2000-11-24 | Toyoda Gosei Co Ltd | Iii族窒化物半導体の製造方法及びiii族窒化物半導体発光素子 |
JP2003183100A (ja) * | 2001-10-09 | 2003-07-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 単結晶窒化ガリウム基板と単結晶窒化ガリウムの結晶成長方法および単結晶窒化ガリウム基板の製造方法 |
JP2004335645A (ja) * | 2003-05-06 | 2004-11-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | GaN基板 |
Cited By (61)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008177528A (ja) * | 2006-12-21 | 2008-07-31 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子用基板の製造方法及びそれを用いた半導体発光素子 |
WO2009072631A1 (ja) * | 2007-12-05 | 2009-06-11 | Rohm Co., Ltd. | 窒化物半導体素子の製造方法および窒化物半導体素子 |
JP2009170542A (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | エピタキシャルウエハを作製する方法、及びエピタキシャルウエハ |
JP2009231814A (ja) * | 2008-02-27 | 2009-10-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化物半導体ウエハ−加工方法 |
JP2010010705A (ja) * | 2008-02-27 | 2010-01-14 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 窒化物半導体ウエハー及び窒化物半導体デバイスの製造方法並びに窒化物半導体デバイス |
US7872331B2 (en) | 2008-02-27 | 2011-01-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Nitride semiconductor wafer |
US8101523B2 (en) | 2008-02-27 | 2012-01-24 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of processing of nitride semiconductor wafer, nitride semiconductor wafer, method of producing nitride semiconductor device and nitride semiconductor device |
US8183669B2 (en) | 2008-02-27 | 2012-05-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Nitride semiconductor wafer having a chamfered edge |
WO2009107567A1 (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | 住友電気工業株式会社 | 窒化物半導体ウエハーの加工方法と窒化物半導体ウエハー及び窒化物半導体デバイスの製造方法並びに窒化物半導体デバイス |
US8501592B2 (en) | 2008-04-25 | 2013-08-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Freestanding III-nitride single-crystal substrate and method of manufacturing semiconductor device utilizing the substrate |
JP2009280482A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-12-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Iii族窒化物単結晶自立基板およびそれを用いた半導体デバイスの製造方法 |
JP2014099623A (ja) * | 2009-11-06 | 2014-05-29 | Ngk Insulators Ltd | 半導体素子用エピタキシャル基板、半導体素子、および半導体素子用エピタキシャル基板の製造方法 |
WO2011111853A1 (ja) * | 2010-03-12 | 2011-09-15 | 国立大学法人千葉大学 | 光電変換装置及びその特性検査方法 |
JP5892607B2 (ja) * | 2010-03-12 | 2016-03-23 | 国立大学法人 千葉大学 | 光電変換装置及びその特性検査方法 |
JPWO2011111853A1 (ja) * | 2010-03-12 | 2013-06-27 | 国立大学法人 千葉大学 | 光電変換装置及びその特性検査方法 |
JP2012066983A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-04-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | GaN結晶の成長方法およびGaN結晶基板 |
JP2012197194A (ja) * | 2011-03-18 | 2012-10-18 | Ricoh Co Ltd | 13族窒化物結晶の製造方法、13族窒化物結晶基板の製造方法、13族窒化物結晶および13族窒化物結晶基板 |
JP2013084832A (ja) * | 2011-10-12 | 2013-05-09 | Sharp Corp | 窒化物半導体構造の製造方法 |
WO2013058352A1 (ja) * | 2011-10-21 | 2013-04-25 | 三菱化学株式会社 | Iii族窒化物半導体結晶 |
KR20140097423A (ko) * | 2012-01-11 | 2014-08-06 | 고꾸리쯔 다이가꾸 호우징 오사까 다이가꾸 | Iii족 질화물 결정의 제조 방법, iii족 질화물 결정 및 반도체 장치 |
JPWO2013105618A1 (ja) * | 2012-01-11 | 2015-05-11 | 国立大学法人大阪大学 | Iii族窒化物結晶の製造方法、iii族窒化物結晶および半導体装置 |
KR101668541B1 (ko) * | 2012-01-11 | 2016-10-21 | 고꾸리쯔 다이가꾸 호우징 오사까 다이가꾸 | Iii족 질화물 결정의 제조 방법, iii족 질화물 결정 및 반도체 장치 |
US9834859B2 (en) | 2012-01-11 | 2017-12-05 | Osaka University | Method for producing group III nitride crystal, group III nitride crystal, and semiconductor device |
KR102132313B1 (ko) | 2014-03-31 | 2020-07-09 | 엔지케이 인슐레이터 엘티디 | 다결정 질화갈륨 자립 기판 및 그것을 이용한 발광 소자 |
KR20170119739A (ko) * | 2014-03-31 | 2017-10-27 | 엔지케이 인슐레이터 엘티디 | 다결정 질화갈륨 자립 기판 및 그것을 이용한 발광 소자 |
US10263152B2 (en) | 2014-05-30 | 2019-04-16 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor element and method for manufacturing the same |
US9806232B2 (en) | 2014-05-30 | 2017-10-31 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor element and method for manufacturing the same |
JPWO2016136547A1 (ja) * | 2015-02-23 | 2017-12-07 | 三菱ケミカル株式会社 | C面GaN基板 |
US10177217B2 (en) | 2015-02-23 | 2019-01-08 | Mitsubishi Chemical Corporation | C-plane GaN substrate |
KR20170121176A (ko) * | 2015-02-23 | 2017-11-01 | 미쯔비시 케미컬 주식회사 | C 면 GaN 기판 |
JPWO2016136552A1 (ja) * | 2015-02-23 | 2018-01-25 | 三菱ケミカル株式会社 | C面GaN基板 |
KR102523231B1 (ko) | 2015-02-23 | 2023-04-18 | 미쯔비시 케미컬 주식회사 | C 면 GaN 기판 |
WO2016136552A1 (ja) * | 2015-02-23 | 2016-09-01 | 三菱化学株式会社 | C面GaN基板 |
JPWO2016147786A1 (ja) * | 2015-03-18 | 2018-02-01 | 住友化学株式会社 | 窒化物半導体成長用基板及びその製造方法、並びに半導体デバイス及びその製造方法 |
WO2016147786A1 (ja) * | 2015-03-18 | 2016-09-22 | 住友化学株式会社 | 窒化物半導体成長用基板及びその製造方法、並びに半導体デバイス及びその製造方法 |
JP2017197397A (ja) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | 三菱ケミカル株式会社 | GaNウエハの製造方法 |
JP7156027B2 (ja) | 2016-08-08 | 2022-10-19 | 三菱ケミカル株式会社 | 導電性C面GaN基板 |
US11810782B2 (en) | 2016-08-08 | 2023-11-07 | Mitsubishi Chemical Corporation | Conductive C-plane GaN substrate |
JP7347555B2 (ja) | 2016-08-08 | 2023-09-20 | 三菱ケミカル株式会社 | 導電性C面GaN基板 |
JP2022058801A (ja) * | 2016-08-08 | 2022-04-12 | 三菱ケミカル株式会社 | 導電性C面GaN基板 |
JP2018024538A (ja) * | 2016-08-08 | 2018-02-15 | 三菱ケミカル株式会社 | GaN単結晶およびGaN単結晶製造方法 |
JPWO2018030311A1 (ja) * | 2016-08-08 | 2019-06-20 | 三菱ケミカル株式会社 | 導電性C面GaN基板 |
US10483721B2 (en) | 2016-10-24 | 2019-11-19 | Stanley Electric Co., Ltd. | Reflector, vertical cavity light-emitting device, and method of producing the same |
EP3312891A1 (en) | 2016-10-24 | 2018-04-25 | Stanley Electric Co., Ltd. | Reflector, vertical cavity light-emitting device, and method of producing the same |
KR20180077433A (ko) * | 2016-12-29 | 2018-07-09 | 주식회사 루미스탈 | 질화물 반도체 소자 및 이의 제조 방법 |
CN110168701A (zh) * | 2017-01-10 | 2019-08-23 | 古河机械金属株式会社 | Iii族氮化物半导体基板及iii族氮化物半导体基板的制造方法 |
US11011374B2 (en) | 2017-01-10 | 2021-05-18 | Furukawa Co., Ltd. | Group III nitride semiconductor substrate and method for manufacturing group III nitride semiconductor substrate |
WO2018131455A1 (ja) * | 2017-01-10 | 2018-07-19 | 古河機械金属株式会社 | Iii族窒化物半導体基板、及び、iii族窒化物半導体基板の製造方法 |
CN110168701B (zh) * | 2017-01-10 | 2023-10-20 | 古河机械金属株式会社 | Iii族氮化物半导体基板及iii族氮化物半导体基板的制造方法 |
JP2018113297A (ja) * | 2017-01-10 | 2018-07-19 | 古河機械金属株式会社 | Iii族窒化物半導体基板、及び、iii族窒化物半導体基板の製造方法 |
JP6232150B1 (ja) * | 2017-01-10 | 2017-11-15 | 古河機械金属株式会社 | Iii族窒化物半導体基板、及び、iii族窒化物半導体基板の製造方法 |
JP2018115095A (ja) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 株式会社サイオクス | 窒化物結晶基板および窒化物結晶基板の製造方法 |
WO2021210397A1 (ja) * | 2020-04-14 | 2021-10-21 | 学校法人関西学院 | 半導体基板の製造方法、半導体基板及び成長層への転位の導入を抑制する方法 |
WO2021210398A1 (ja) * | 2020-04-14 | 2021-10-21 | 学校法人関西学院 | 窒化アルミニウム基板の製造方法、窒化アルミニウム基板及び窒化アルミニウム成長層への転位の導入を抑制する方法 |
JP7006751B2 (ja) | 2020-10-07 | 2022-01-24 | 三菱ケミカル株式会社 | GaN単結晶およびGaN単結晶製造方法 |
JP7327532B2 (ja) | 2020-10-07 | 2023-08-16 | 三菱ケミカル株式会社 | GaN単結晶およびGaN単結晶製造方法 |
JP2022050535A (ja) * | 2020-10-07 | 2022-03-30 | 三菱ケミカル株式会社 | GaN単結晶およびGaN単結晶製造方法 |
JP2021008399A (ja) * | 2020-10-07 | 2021-01-28 | 三菱ケミカル株式会社 | GaN単結晶およびGaN単結晶製造方法 |
JP7243899B1 (ja) | 2022-04-27 | 2023-03-22 | 信越半導体株式会社 | 発光素子及びその製造方法 |
WO2023210494A1 (ja) * | 2022-04-27 | 2023-11-02 | 信越半導体株式会社 | 発光素子及びその製造方法 |
JP2023163011A (ja) * | 2022-04-27 | 2023-11-09 | 信越半導体株式会社 | 発光素子及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5024722B2 (ja) | 2012-09-12 |
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