JP2008124151A - 単結晶基板及び窒化物半導体単結晶の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 AlxGayN(x,y≧0、x+y=1)の一般式からなる窒化物半導体単結晶2を積層させるために用いられる単結晶基板1bであって、一方の主面4aが凸面として形成されており、さらに当該凸面が鏡面に研磨されていることを特徴とする単結晶基板1bと、それを用いた窒化物半導体単結晶2の製造方法である。
【選択図】 図5
Description
本発明に係る単結晶基板1a,1bは、例えば図2に示すように、AlxGayN(x,y≦0、x+y=1)の一般式からなる窒化物半導体単結晶2を積層させるために用いられる単結晶基板1aであって、一方の主面4aが凸面として形成されており、さらにその凸面が鏡面に研磨されていることを特徴とする。
単結晶基板1a,1bの一方の主面4aを凸面として形成することで、一方の主面4aに中間層3aを成膜する際に、単結晶基板1a,1bと中間層3aとの格子定数の差に起因して、中間層3aに引張応力が生じるとともに、単結晶基板1a,1bにも圧縮応力が生じる。これら引張応力及び圧縮応力によって単結晶基板1a,1bに反りが生じ、この反りと上述の凸面の高低差Δhaとが相殺されて、成膜した中間層3aの表面が平坦になる。そのため、中間層3aの上に成膜した窒化物半導体単結晶2の膜厚の偏りが低減されるとともに、成膜した窒化物半導体単結晶2におけるAl比率のバラツキは抑えられる。
本実施例に係る単結晶基板1bは、一方の主面4aには凸面を形成し、他方の主面4bには凹面を形成したものである。単結晶基板1bとしては、一方の主面4aは鏡面を有する、直径2インチのサファイヤ基板を用いた。ここで、凸面及び凹面の高低差Δha,Δhbは、ともに5μmである。このサファイヤ基板をCVD装置10のサセプタ14に載せ、550℃まで加熱してGaNからなる厚さ25〜30nmの低温バッファー層(図示せず)を形成した後、サファイヤ基板を1050℃まで加熱してその一方の主面4aに厚さ3μmのGaNからなる中間層3aを成膜した。続いて、サファイヤ基板を1070℃まで加熱してAl0.3Ga0.7Nからなる窒化物半導体単結晶2を50nm成膜した。このとき、成膜した窒化物半導体単結晶2の膜厚の偏りは2.5%となり、窒化物半導体単結晶2におけるAl比率のバラツキは0.5%以下となった。
一方、上述した具体例の比較例に係る単結晶基板は、一方の主面及び他方の主面に平坦な面を形成したものである。単結晶基板としては、一方の主面に鏡面を有する、直径2インチのサファイヤ基板を用いた。このサファイヤ基板をCVD装置10のサセプタ14に載せて、実施例1と同様の条件でGaNからなる低温バッファー層(図示せず)及び中間層3aと、Al0.27Ga0.73Nからなる窒化物半導体単結晶2を50nm成膜した。このとき、成膜した窒化物半導体単結晶2の膜厚の偏りは5%であり、窒化物半導体単結晶2におけるAl比率のバラツキは3%であった。
2 窒化物半導体単結晶
3、3a 中間層
4a 一方の主面
4b 他方の主面
10 CVD装置
11 反応管
12 ガス供給源
13 ガス噴出ノズル
14 サセプタ
Claims (6)
- AlxGayN(x,y≧0、x+y=1)の一般式からなる窒化物半導体単結晶を成膜するために用いられる単結晶基板であって、
一方の主面が凸面として形成されており、
さらに当該凸面が鏡面に研磨されていることを特徴とする単結晶基板。 - 他方の主面が凹面として形成されていることを特徴とする、請求項1記載の単結晶基板。
- 当該一方の主面が、一定の曲率半径を有した曲面であることを特徴とする、請求項1又は2記載の単結晶基板。
- 当該他方の主面が、当該一方の主面と略同一の曲率半径を有した凹面であることを特徴とする、請求項3記載の単結晶基板。
- 当該曲率半径が、2.1×104〜1.6×105mmであることを特徴とする、請求項3又は4記載の単結晶基板。
- 請求項1〜5記載の単結晶基板を用いて、
当該単結晶基板の一方の主面にGaNからなる中間層を成膜した後で、
当該中間層にAlxGayN(x,y≧0、x+y=1)の一般式からなる窒化物半導体単結晶を成膜することを特徴とする、窒化物半導体単結晶の製造方法。
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