JP2008056517A - エピタキシャル基板及び気相成長方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体成長用基板と、該半導体成長用基板の主面上に形成された第1の窒化ガリウム層と、該第1の窒化ガリウム層上に形成された第2の窒化ガリウム層とを有するエピタキシャル基板において、上記第1の窒化ガリウム層のa面またはm面が上記半導体成長用基板の主面に平行であって、上記第1の窒化ガリウム層と第2の窒化ガリウム層との界面は上記半導体成長用基板の主面に対して非平行であること。
【選択図】図1
Description
Japanese Journal of Applied Physics,Vol.44,No.10,2005,pp.7418−7420
成長方法にはMOVPE法を用い、半導体成長用基板11としてr面サファイア基板上に、まず第1のGaN層12を、基板温度を950℃、成長圧力を70kPa、15minで、高さ100nmの凹凸形状が形成し、引き続き、第2のGaN層13を基板温度950℃、成長圧力5kPa、60minで形成することで、本発明の実施例である試料3に示すエピタキシャル基板1を得た。X線回折により第2のGaN層13がa軸配向していることが確認され、断面透過型電子顕微鏡観察により、転位密度が2×108cm−2以下で有良好な結果を得た。エピタキシャル基板11の表面平坦性も3nmと良好であった。N数100で同じ実験を行ったところ、歩留まりは85%以上であり良好な再現性を有していた。
4 本発明のエピタキシャル基板
8 エピタキシャル基板(従来例)
11 半導体成長用基板
11b 半導体成長用基板のr軸
11c 半導体成長用基板のc軸
12 第1のGaN層
12a 界面
13 第2のGaN層
13a 窒化物系半導体層のa軸
13b 窒化物系半導体層のc軸
14 無極性面
15 GaN層のc面
16 GaN層の(01−11)面
21 垂直に延びる転位
22 屈曲した転位
31 GaN層のa面
32 GaN層のc面
33 GaN層の(10−11)面
34 GaN層の(01−11)面
42 第1のGaN層
43 第2のGaN層
44 第3のGaN層
45 第4のGaN層
51 サファイアの単位胞
52 サファイア基板のr面
53 サファイア基板のc軸
54 サファイア基板のr軸
61 層
61a ヘテロ接合界面
62 層
63 サファイア基板のc軸
82 AlN下地層
83 AlGaN中間層
84 GaN層
Claims (9)
- 半導体成長用基板と、
該半導体成長用基板の主面上に形成された第1の窒化ガリウム層と、
該第1の窒化ガリウム層上に形成された第2の窒化ガリウム層とを有するエピタキシャル基板において、
上記第1の窒化ガリウム層のa面またはm面が上記半導体成長用基板の主面に平行であって、
上記第1の窒化ガリウム層と第2の窒化ガリウム層との界面は上記半導体成長用基板の主面に対して非平行である
ことを特徴とするエピタキシャル基板。 - 上記半導体成長用基板がサファイア基板であって、該サファイア基板の主面がr面であることを特徴とする請求項1記載のエピタキシャル基板。
- 上記半導体成長用基板が炭化珪素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、窒化硼素、酸化亜鉛、珪素、ゲルマニウム、アルミン酸リチウム、ニオブ酸リチウムのいずれかである
ことを特徴とする請求項1または2に記載のエピタキシャル基板。 - 上記界面がc面または{10−11}面からなる
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のエピタキシャル基板。 - 上記界面の高低差が10nm〜200nmである
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のエピタキシャル基板。 - 請求項1〜5のいずれかに記載のエピタキシャル基板であって、
上記第1の窒化ガリウム層と第2の窒化ガリウム層が交互に積層された
ことを特徴とするエピタキシャル基板。 - 請求項1〜6のいずれかに記載のエピタキシャル基板への気相成長方法であって、
上記第1の窒化ガリウム層と第2の窒化ガリウム層とをそれぞれ異なる圧力と温度で気相成長させて積層する
ことを特徴とする気相成長方法。 - 上記第1の窒化ガリウム層を40kPa以上105kPa以下の圧力で成長させる第一気相成長工程と、
上記第2の窒化ガリウム層を1kPa以上11kPa以下の圧力で成長させる第二気相成長工程とを有する
ことを特徴とする請求項7に記載の気相成長方法。 - 上記第1気相成長工程における窒化ガリウム層の成長温度を900℃以上1000℃以下とする
ことを特徴とする請求項7または8に記載の気相成長方法。
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