JP2008010543A - Iii族窒化物系化合物半導体の製造方法 - Google Patents
Iii族窒化物系化合物半導体の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】サファイア基板にIII族窒化物系化合物半導体をエピタキシャル成長させる際、V族元素の供給量とIII族元素の供給量の比であるV/III比を適正な値よりも小さいρ1と大きいρ2とで交互に行う。V/III比を適正な値よりも小さいρ1のみで行うと、c軸方向の不連続(m軸方向に延びた凹部等の非平滑部)が表面に表れる(5.A〜5.D)。エピタキシャル膜のA面内でm軸指向の成長が生じるからである。V/III比ρを適正な値よりも大きいρ2のみで行うと、m軸方向の不連続(c軸方向に延びた凹部等の非平滑部)が表面に表れる(5.E〜5.H)。エピタキシャル膜のA面内でc軸指向の成長が生じるからである。そこでV/III比を当該ρ1とρ2とで交互に切り替える。
【選択図】図5
Description
一方、良く知られているように、サファイア基板のR面を主面としてIII族窒化物系化合物半導体をエピタキシャル成長させると、そのエピタキシャル膜は、厚さ方向がa軸方向となり、表面がA面となる。しかし、一般にそのようなエピタキシャル膜表面は平坦性が悪いとされていた。
成長温度1140℃。
成長速度2.5、5、10μm/h。
トリメチルガリウム(TMG)の流量は、TMGを飽和させたH2流量で50、100、200sccm/min。
III族原料側のキャリアは5L/min窒素と2L/minの水素。
V族原料側は、キャリアである窒素とV族原料であるアンモニアの流量の合計を10L/minの一定とし、NH3の流量比を変えてV/III比ρ(モル比/分圧の比)を変化させてエピタキシャル成長を行った。
10≦ρ1≦292、1168≦ρ2≦40000、成長速度2.5μm/h、−0.25≦α≦0.5において、本願発明が適用できた。
10≦ρ1≦73、292≦ρ2≦40000、成長速度5μm/h、−0.25≦α≦0.5において、本願発明が適用できた。
10≦ρ1≦36.5、608≦ρ2≦40000、成長速度10μm/h、−0.25≦α≦0.25において、本願発明が適用できた。
尚、V/III比ρを10以上40000以下としたのは、当業者の常識的な範囲において、V/III比ρがその範囲外であると、1〜十数インチ程度のウエハ上に厚さの均一なエピタキシャル成長が望めないことによる。
α:オフ角、r軸からc軸に近づく側を正とし、単位は度
Claims (6)
- サファイア基板のR面にIII族窒化物系化合物半導体をエピタキシャル成長させるIII族窒化物系化合物半導体の製造方法において、
1つの半導体層をエピタキシャル成長させる工程で、
V族元素の供給量とIII族元素の供給量の比であるV/III比ρは、ρ1<ρ2であるρ1とρ2の間に、平滑なエピタキシャル膜を成長させうるV/III比があり、
ρ1以下の値とρ2以上の値とが交互に複数回ずつ生じるようにV/III比ρを変化させることを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体の製造方法。 - 前記ρ1とρ2は、比ρ2/ρ1が2以上20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ρ1とρ2は、比ρ2/ρ1が3以上10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。
- V/III比ρを変化させる間、III族原料の供給量を一定とすることで、厚さ方向のエピタキシャル成長の速度を実質的に一定とすることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のIII族窒化物系化合物半導体の製造方法。
- 厚さ方向のエピタキシャル成長の速度を1μm/h以上10μm/h以下とすることを特徴とする請求項4に記載のIII族窒化物系化合物半導体の製造方法。
- アンモニアとIII族元素の有機金属化合物を用いることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか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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