JP2009238783A - Method for manufacturing semiconductor substrate, semiconductor substrate, light-emitting element and electronic element - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor substrate, semiconductor substrate, light-emitting element and electronic element Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor substrate capable of manufacturing a semiconductor substrate having no mismatch in symmetry of crystals at high throughput and low cost, and to provide a semiconductor substrate, a light-emitting element and an electronic element. <P>SOLUTION: A Si substrate is used, thereby remarkably reducing a manufacturing cost compared to the case where a sapphire substrate or a SiC substrate is used. A group XIII nitride is grown not on a (100) plane of a conventional Si substrate but on a (110) surface of the Si substrate, thereby solving the mismatch in symmetry of crystals. Further, since the group XIII nitride is grown by a pulse sputter deposition method, semiconductor devices can be manufactured even on a substrate with a large area of ≥12 inch at high throughput. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体基板の製造方法、半導体基板、発光素子及び電子素子に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor substrate, a semiconductor substrate, a light emitting element, and an electronic element.

13窒化物であるAlNやGaN、InNおよびその混晶相のPN接合を利用した短波長LEDやレーザなどの素子がこれまでに広く実用化されている。しかし、これらの素子は高価で欠陥の多い直径4インチ以下のサファイアやSiC基板の上にスループットの低い有機金属気相成長法(MOCVD法)を用いて作製されてきた。   Elements such as short-wavelength LEDs and lasers using PN junctions of AlN, GaN, InN, and their mixed crystal phases, which are 13 nitrides, have been widely used so far. However, these devices have been manufactured by using a low-throughput metal organic chemical vapor deposition method (MOCVD method) on a sapphire or SiC substrate having a diameter of 4 inches or less, which is expensive and has many defects.

一方、Si基板は安価且つ高品質であり、直径12インチの基板が安定に入手できる。また、Si基板を用いることで、Siの集積回路と窒化物化合物半導体素子を一枚のチップ上に混載し光電子集積回路を作製することが可能となる。このため、多くの研究機関がSi基板上に13族窒化物の半導体層を形成する技術開発を行ってきた。   On the other hand, the Si substrate is inexpensive and of high quality, and a substrate having a diameter of 12 inches can be obtained stably. Further, by using the Si substrate, it is possible to manufacture an optoelectronic integrated circuit by mixing Si integrated circuits and nitride compound semiconductor elements on one chip. For this reason, many research institutions have developed technology for forming a group 13 nitride semiconductor layer on a Si substrate.

通常のSiの素子を作製する(100)面上に六方晶の窒化物半導体の単結晶を成長することは結晶の対称性のミスマッチから困難であった。また、Siと13族窒化物の熱膨張係数や格子定数におけるミスマッチに起因するクラックの発生も深刻な問題となっていた。   It has been difficult to grow a hexagonal nitride semiconductor single crystal on the (100) plane on which a normal Si device is fabricated because of crystal symmetry mismatch. In addition, the generation of cracks due to mismatches in the thermal expansion coefficients and lattice constants of Si and Group 13 nitrides has been a serious problem.

また、結晶の対称性の観点から、Si上に13族窒化物を成長させる際には、通常Siの(111)面が使われてきた。しかしながら、(111)面上にMOS素子を形成しても、当該MOS素子の性能は低くなってしまい、光電子素子の作製は困難であった。近年、Si(110)にも高品質のMOS素子が作製可能という報告(例えば非特許文献1参照)があった。この(110)面上に13族窒化物を成長させることができれば性能の高い光電子素子が作製可能となる。
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20061213/125395/
Also, from the viewpoint of crystal symmetry, the Si (111) plane has usually been used when growing group 13 nitrides on Si. However, even if a MOS element is formed on the (111) plane, the performance of the MOS element is lowered, making it difficult to manufacture an optoelectronic element. In recent years, there has been a report that a high-quality MOS device can also be fabricated for Si (110) (see Non-Patent Document 1, for example). If a group 13 nitride can be grown on the (110) plane, a high-performance optoelectronic device can be manufactured.
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20061213/125395/

しかしながら、回路の形成されたSiの(110)面上に13族窒化物を成長させたという報告は無く、このような半導体基板の実現が求められている。また、工業的に利用する上で、高いスループットで製造可能であることが好ましい。   However, there is no report that a group 13 nitride is grown on the (110) plane of Si on which a circuit is formed, and realization of such a semiconductor substrate is required. Moreover, it is preferable that it can be manufactured with high throughput in industrial use.

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、結晶の対称性のミスマッチが無い半導体基板を高スループットかつ低コストで製造することが可能な半導体基板の製造方法、半導体基板、発光素子及び電子素子を提供することにある。   In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a semiconductor substrate manufacturing method, a semiconductor substrate, a light emitting element, and an electronic device capable of manufacturing a semiconductor substrate having no crystal symmetry mismatch at high throughput and low cost. It is to provide an element.

上記目的を達成するため、本発明に係る半導体基板の製造方法は、Si基板の(110)面に、パルススパッタ堆積法によって13族窒化物を含む半導体層を形成することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a method for manufacturing a semiconductor substrate according to the present invention is characterized in that a semiconductor layer containing a group 13 nitride is formed on a (110) surface of a Si substrate by a pulse sputter deposition method.

本発明によれば、Si基板を用いることにより、サファイア基板やSiC基板を用いる場合に比べて製造コストを格段に低下させることができる。また、従来のSi基板の(100)面ではなく、Si基板の(110)面に13族窒化物を成長させることにより、結晶の対称性のミスマッチを解消することができる。さらに、パルススパッタ堆積法によって13族窒化物を成長させるので、例えば12インチ以上の大面積の基板においても製造することができ、高いスループットで製造することができる。   According to the present invention, by using the Si substrate, the manufacturing cost can be significantly reduced as compared with the case of using the sapphire substrate or the SiC substrate. Further, by growing group 13 nitride on the (110) plane of the Si substrate instead of the (100) plane of the conventional Si substrate, the crystal symmetry mismatch can be eliminated. Furthermore, since the group 13 nitride is grown by the pulse sputter deposition method, it can be manufactured even on a substrate having a large area of, for example, 12 inches or more, and can be manufactured with high throughput.

上記の半導体基板の製造方法は、前記Si基板の(110)面に回路を形成し、前記回路の形成後、前記半導体層を形成することを特徴とする。
一般に、MOCVD法やMOVPE法によって13族窒化物を成長させる場合、例えば1150℃以上の高温下で成長させる必要がある。これに対して、Si基板に形成される回路は、例えばMOSトランジスタなどの電子回路の場合、1000℃以上の温度下になると機能が損なわれてしまう。他の回路においても、上記の高温下において機能が損なわれてしまう可能性は高い。よって、回路が形成されたSi基板上に直接13族窒化物を成長させることは困難である。
The semiconductor substrate manufacturing method is characterized in that a circuit is formed on a (110) surface of the Si substrate, and the semiconductor layer is formed after the circuit is formed.
In general, when a group 13 nitride is grown by MOCVD or MOVPE, it is necessary to grow at a high temperature of 1150 ° C. or higher, for example. On the other hand, in the case of an electronic circuit such as a MOS transistor, the function of the circuit formed on the Si substrate is impaired when the temperature is 1000 ° C. or higher. In other circuits, the function is likely to be impaired at the high temperature. Therefore, it is difficult to grow group 13 nitride directly on the Si substrate on which the circuit is formed.

一方で、パルススパッタ堆積法によって13族窒化物を成長させる場合、950℃以下の温度、例えば300℃〜700℃程度でも13族窒化物及び13族窒化物の混晶を成長させることができるため、回路の機能を損なうことなくSi基板上に直接成長させることができる。そこで、本発明では、Si基板の(110)面に回路を形成し、当該回路の形成後、上記パルススパッタ堆積法によって半導体層を形成することとした。これにより、例えば回路の形成と半導体層の形成とを、Si基板の一連の製造工程の中に組み込むことができる。加えて、従来のSi基板の製造過程を大きく変更することなく半導体基板を製造することができる。   On the other hand, when the group 13 nitride is grown by the pulse sputter deposition method, the mixed crystal of the group 13 nitride and the group 13 nitride can be grown even at a temperature of 950 ° C. or lower, for example, about 300 ° C. to 700 ° C. It is possible to grow directly on the Si substrate without impairing the function of the circuit. Therefore, in the present invention, a circuit is formed on the (110) plane of the Si substrate, and the semiconductor layer is formed by the pulse sputter deposition method after the circuit is formed. Thereby, for example, the formation of the circuit and the formation of the semiconductor layer can be incorporated into a series of manufacturing steps of the Si substrate. In addition, the semiconductor substrate can be manufactured without greatly changing the conventional manufacturing process of the Si substrate.

上記の半導体基板の製造方法は、前記13族窒化物は、AlN、GaN及びInNのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする。
本発明によれば、13族窒化物がAlN、GaN及びInNのうち少なくとも1つを含むこととしたので、電気的特性及び光学的特性の高い半導体基板を得ることができる。
In the semiconductor substrate manufacturing method, the group 13 nitride includes at least one of AlN, GaN, and InN.
According to the present invention, since the group 13 nitride includes at least one of AlN, GaN, and InN, a semiconductor substrate having high electrical characteristics and optical characteristics can be obtained.

上記の半導体基板の製造方法は、Si基板の(110)面に、Siを含む前記半導体層を形成することを特徴とする。
本発明によれば、Si基板の(110)面に、基板を構成する元素と同一の元素であるSiを含む半導体層を形成することとしたので、Si基板の(110)面と半導体層との間の格子不整合をより小さくすることができる。
The semiconductor substrate manufacturing method is characterized in that the semiconductor layer containing Si is formed on a (110) plane of a Si substrate.
According to the present invention, since the semiconductor layer containing Si, which is the same element as that constituting the substrate, is formed on the (110) plane of the Si substrate, the (110) plane of the Si substrate, the semiconductor layer, The lattice mismatch between can be made smaller.

上記の半導体基板の製造方法は、前記Si基板の(110)面に、パルススパッタ堆積法によってHfN及びZrNの少なくとも一方を含む第1半導体層を形成し、前記第1半導体層上に、13族窒化物の第2半導体層を形成することを特徴とする。
本発明によれば、Si基板の(110)面に、パルススパッタ堆積法によってHfN及びZrNの少なくとも一方を含む第1半導体層を形成し、当該第1半導体層上に、13族窒化物の第2半導体層を形成することとしたので、第1半導体層が第2半導体層の反射層として機能することとなる。これにより、光学的特性の高い半導体基板を得ることができる。
In the semiconductor substrate manufacturing method, a first semiconductor layer containing at least one of HfN and ZrN is formed on the (110) surface of the Si substrate by a pulse sputtering deposition method, and a group 13 is formed on the first semiconductor layer. A second semiconductor layer of nitride is formed.
According to the present invention, the first semiconductor layer containing at least one of HfN and ZrN is formed on the (110) surface of the Si substrate by pulse sputter deposition, and the group 13 nitride first layer is formed on the first semiconductor layer. Since the two semiconductor layers are formed, the first semiconductor layer functions as a reflective layer of the second semiconductor layer. Thereby, a semiconductor substrate having high optical characteristics can be obtained.

本発明に係る半導体基板は、(110)面に回路が設けられたSi基板と、前記Si基板の(110)面上に設けられ、13族窒化物を含む半導体層とを備えることを特徴とする。   A semiconductor substrate according to the present invention includes: a Si substrate having a circuit on a (110) plane; and a semiconductor layer provided on the (110) plane of the Si substrate and including a group 13 nitride. To do.

本発明によれば、(110)面に回路が設けられたSi基板と、当該Si基板の(110)面上に設けられ13族窒化物を含む半導体層とを備えることとしたので、電気的特性及び光学的特性の高い高性能の半導体基板を得ることができる。   According to the present invention, since the Si substrate provided with the circuit on the (110) plane and the semiconductor layer including the group 13 nitride provided on the (110) plane of the Si substrate are provided, A high-performance semiconductor substrate having high characteristics and optical characteristics can be obtained.

上記の半導体基板は、前記13族窒化物は、AlN、GaN及びInNのうち少なくとも1つを含むことを特徴とする。
本発明によれば、13族窒化物は、AlN、GaN及びInNのうち少なくとも1つを含むこととしたので、電気的特性及び光学的特性の高い半導体基板を得ることができる。
In the semiconductor substrate, the group 13 nitride includes at least one of AlN, GaN, and InN.
According to the present invention, since the group 13 nitride includes at least one of AlN, GaN, and InN, a semiconductor substrate having high electrical characteristics and optical characteristics can be obtained.

上記の半導体基板は、前記半導体層は、Siを含むことを特徴とする。
本発明によれば、半導体層が、基板を構成する元素と同一の元素であるSiを含むこととしたので、Si基板の(110)面と半導体層との間の格子不整合をより小さくすることができる。
In the semiconductor substrate described above, the semiconductor layer contains Si.
According to the present invention, since the semiconductor layer contains Si, which is the same element as that constituting the substrate, the lattice mismatch between the (110) plane of the Si substrate and the semiconductor layer is further reduced. be able to.

上記の半導体基板は、前記Si基板の(110)面上に設けられ、13族窒化物であるHfN及びZrNのうち少なくとも一方を含む第1半導体層と、前記第1半導体層上に設けられ、13族窒化物の第2半導体層を含む第2半導体層とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、Si基板の(110)面上に設けられ13族窒化物であるHfN及びZrNのうち少なくとも一方を含む第1半導体層と、当該第1半導体層上に設けられ13族窒化物の第2半導体層を含む第2半導体層とを備えることとしたので、第1半導体層が光反射層として機能することとなる。これにより、光学的特性の高い半導体基板を得ることができる。
The semiconductor substrate is provided on the (110) plane of the Si substrate, and is provided on the first semiconductor layer including a first semiconductor layer including at least one of HfN and ZrN that is a group 13 nitride, And a second semiconductor layer including a group 13 nitride second semiconductor layer.
According to the present invention, the first semiconductor layer including at least one of HfN and ZrN which is a group 13 nitride provided on the (110) plane of the Si substrate, and the group 13 nitride provided on the first semiconductor layer. Since the second semiconductor layer including the second semiconductor layer is provided, the first semiconductor layer functions as a light reflecting layer. Thereby, a semiconductor substrate having high optical characteristics can be obtained.

上記の半導体基板は、前記回路は、MOSトランジスタを含む電子回路であることを特徴とする。
本発明によれば、上記回路がMOSトランジスタを含む電子回路であることとしたので、高性能で汎用性が高い半導体基板を得ることができる。
In the semiconductor substrate, the circuit is an electronic circuit including a MOS transistor.
According to the present invention, since the circuit is an electronic circuit including a MOS transistor, a semiconductor substrate having high performance and high versatility can be obtained.

本発明に係る発光素子は、上記の半導体基板を備えることを特徴とする。
本発明によれば、電気的特性及び光学的特性の高い半導体基板を備えることとしたので、発光特性の高い発光素子を得ることができる。
A light-emitting element according to the present invention includes the above-described semiconductor substrate.
According to the present invention, since the semiconductor substrate having high electrical characteristics and optical characteristics is provided, a light emitting element having high light emission characteristics can be obtained.

本発明に係る電子素子は、上記の半導体基板を備えることを特徴とする。
本発明によれば、電気的特性及び光学的特性の高い半導体基板を備えることとしたので、高性能の電子素子を得ることができる。
An electronic device according to the present invention includes the semiconductor substrate described above.
According to the present invention, since a semiconductor substrate having high electrical characteristics and optical characteristics is provided, a high-performance electronic device can be obtained.

本発明によれば、Si基板を用いることにより、サファイア基板やSiC基板を用いる場合に比べて製造コストを格段に低下させることができる。また、従来のSi基板の(100)面ではなく、Si基板の(110)面に13族窒化物を成長させることにより、結晶の対称性のミスマッチを解消することができる。さらに、パルススパッタ堆積法によって13族窒化物を成長させるので、例えば12インチ以上の大面積の基板においても製造することができ、高いスループットで製造することができる。   According to the present invention, by using the Si substrate, the manufacturing cost can be significantly reduced as compared with the case of using the sapphire substrate or the SiC substrate. Further, by growing group 13 nitride on the (110) plane of the Si substrate instead of the (100) plane of the conventional Si substrate, the crystal symmetry mismatch can be eliminated. Furthermore, since the group 13 nitride is grown by the pulse sputter deposition method, it can be manufactured even on a substrate having a large area of, for example, 12 inches or more, and can be manufactured with high throughput.

本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図1は、本実施形態に係る半導体基板1の構成を示す図である。
同図に示すように、半導体基板1は、Si基板2上にバッファ層3が設けられ、当該バッファ層3上に機能層4が積層され、Si基板2と機能層4とが配線5によって接続された構成になっている。この半導体基板1は、LED、半導体レーザなどの発光素子や、半導体チップなどの電子素子などに用いられる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor substrate 1 according to the present embodiment.
As shown in the figure, the semiconductor substrate 1 is provided with a buffer layer 3 on a Si substrate 2, a functional layer 4 is laminated on the buffer layer 3, and the Si substrate 2 and the functional layer 4 are connected by a wiring 5. It has been configured. The semiconductor substrate 1 is used for light emitting elements such as LEDs and semiconductor lasers, and electronic elements such as semiconductor chips.

Si基板2は、図中上側に示す(110)面に例えばMOSトランジスタなどの電子回路2aが形成されている。回路2aは一部が露出した状態になっており、当該回路2aの露出部分に配線5が接続されている。   In the Si substrate 2, an electronic circuit 2a such as a MOS transistor is formed on the (110) plane shown in the upper side of the drawing. The circuit 2a is partially exposed, and the wiring 5 is connected to the exposed portion of the circuit 2a.

バッファ層3は、13族窒化物であるジルコニウムナイトライド(ZrN(111))からなる半導体層であり、Si基板2の(110)面上に形成されている。図2は、ジルコニウムナイトライドの光反射率を示すグラフである。グラフの横軸は波長、グラフの縦軸は光反射率を示している。図3は、ジルコニウムナイトライドの光反射率と当該光の波長との対応関係を示す表である。   The buffer layer 3 is a semiconductor layer made of zirconium nitride (ZrN (111)), which is a group 13 nitride, and is formed on the (110) plane of the Si substrate 2. FIG. 2 is a graph showing the light reflectance of zirconium nitride. The horizontal axis of the graph indicates the wavelength, and the vertical axis of the graph indicates the light reflectance. FIG. 3 is a table showing the correspondence between the light reflectance of zirconium nitride and the wavelength of the light.

図2及び図3に示すように、ジルコニウムナイトライドにおいて青色光の波長範囲である470nmでの光反射率は65.6%になっている。これをもとにすると、ジルコニウムナイトライドからなるバッファ層3においては、青色光を照射したときにはほぼ65%以上の光を反射することが可能であるといえる。   As shown in FIGS. 2 and 3, the light reflectance at 470 nm that is the wavelength range of blue light in zirconium nitride is 65.6%. Based on this, it can be said that the buffer layer 3 made of zirconium nitride can reflect almost 65% or more of light when irradiated with blue light.

機能層4は、例えば13族窒化物半導体からなる半導体層であり、発光素子の発光部又は電子素子の導電部として機能させることができるようになっている。13族窒化物としては、例えばGaN(ガリウムナイトライド)、AlN(アルミニウムナイトライド)、InN(インジウムナイトライド)などが挙げられ、一般式InGaAl1−X−YN(0≦X≦1、0≦Y≦1、0≦X+Y≦1)で表される。また、MgNなど、他の13族窒化物半導体からなる構成であっても構わない。 The functional layer 4 is a semiconductor layer made of, for example, a group 13 nitride semiconductor, and can function as a light emitting part of a light emitting element or a conductive part of an electronic element. The group 13 nitride, for example, GaN (gallium nitride), AlN (aluminum nitride), etc. InN (indium nitride), with the general formula In X Ga Y Al 1-X -Y N (0 ≦ X ≦ 1, 0 ≦ Y ≦ 1, 0 ≦ X + Y ≦ 1). Moreover, you may be the structure which consists of other group 13 nitride semiconductors, such as MgN.

図4は、上記の機能層4及びバッファ層3の製造装置であるスパッタ装置の構成を示す図である。
同図に示すように、スパッタ装置20は、チャンバ21と、基板加熱機構22と、基板保持部23と、スパッタガン24と、パルス電源25と、制御部26とを有している。このスパッタ装置20においては、基板2をチャンバ21内の基板保持部23上に保持させた状態で基板加熱機構22によって当該基板2を加熱することができるようになっている。また、基板2が基板保持部23上に保持された状態で、複数のスパッタガン24からスパッタビームが基板2へ向けて射出されるようになっている。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a sputtering apparatus which is a manufacturing apparatus for the functional layer 4 and the buffer layer 3 described above.
As shown in the figure, the sputtering apparatus 20 includes a chamber 21, a substrate heating mechanism 22, a substrate holding unit 23, a sputtering gun 24, a pulse power supply 25, and a control unit 26. In the sputtering apparatus 20, the substrate 2 can be heated by the substrate heating mechanism 22 in a state where the substrate 2 is held on the substrate holding part 23 in the chamber 21. Further, a sputter beam is emitted from the plurality of sputter guns 24 toward the substrate 2 while the substrate 2 is held on the substrate holding portion 23.

複数のスパッタガン24は、例えばGa及びGa合金のビームを射出するスパッタガン24a、Al及びAl合金のビームを射出するスパッタガン24b、In及びIn合金のビームを射出するスパッタガン24c、Si及びSi合金のビームを射出するスパッタガン24d、Zr及びZr合金のビームを射出するスパッタガン24eを有している。各スパッタガン24a〜24eからのビームを構成する金属の種類については、適宜交換することが可能になっている。したがって、上記以外の13族金属元素、例えばMgやHf及びこれらの金属からなるビームを射出できるように構成しても構わない。   The plurality of sputter guns 24 are, for example, a sputter gun 24a that emits a beam of Ga and Ga alloy, a sputter gun 24b that emits a beam of Al and Al alloy, a sputter gun 24c that emits a beam of In and In alloy, Si and Si A sputter gun 24d for injecting an alloy beam and a sputter gun 24e for injecting a Zr and Zr alloy beam are provided. About the kind of metal which comprises the beam from each sputter gun 24a-24e, it is possible to replace | exchange suitably. Therefore, a group 13 metal element other than those described above, for example, Mg or Hf, and a beam made of these metals may be emitted.

複数のスパッタガン24はそれぞれパルス電源25に接続されている。パルス電源25は、スパッタガン24へパルス電圧を印加する電源である。各スパッタガン24a〜24eに対応するパルス電源25a〜25eが設けられている。これらのパルス電源25a〜25eから出力されるパルス電圧の出力タイミングや出力期間、周波数、振幅などは、制御コンピュータなどの制御部26によって制御されるようになっている。   Each of the plurality of sputter guns 24 is connected to a pulse power source 25. The pulse power source 25 is a power source that applies a pulse voltage to the sputter gun 24. Pulse power sources 25a to 25e corresponding to the sputter guns 24a to 24e are provided. The output timing, output period, frequency, amplitude and the like of the pulse voltage output from these pulse power supplies 25a to 25e are controlled by a control unit 26 such as a control computer.

次に、上記のように構成された半導体基板1を製造する工程を説明する。
まず、図5に示すように、Si基板2の(110)面上に、公知の手法によってMOSトランジスタなどの電子回路2aを形成する。電子回路2aを形成した後、図6に示すように、電子回路2aの形成されたSi基板2の(110)面上に、電子回路2aの一部が露出するようにバッファ層3を形成する。
Next, a process for manufacturing the semiconductor substrate 1 configured as described above will be described.
First, as shown in FIG. 5, an electronic circuit 2a such as a MOS transistor is formed on the (110) surface of the Si substrate 2 by a known method. After forming the electronic circuit 2a, as shown in FIG. 6, the buffer layer 3 is formed on the (110) surface of the Si substrate 2 on which the electronic circuit 2a is formed so that a part of the electronic circuit 2a is exposed. .

バッファ層3は、上記のスパッタ装置20を用いて形成する。本実施形態では、基板−ターゲット間にパルス直流電圧を印加するPSD法(パルススパッタ堆積法)を例に挙げて説明する。特に本実施形態では、大面積化が可能なSi基板2上に半導体薄膜を形成するため、例えば製造コストが低下する点、スループットを向上することができる点など、PSD法を行う意義は大きいといえる。   The buffer layer 3 is formed using the sputtering apparatus 20 described above. In the present embodiment, a PSD method (pulse sputter deposition method) in which a pulse DC voltage is applied between the substrate and the target will be described as an example. In particular, in this embodiment, since the semiconductor thin film is formed on the Si substrate 2 capable of increasing the area, it is significant to perform the PSD method, for example, the manufacturing cost is reduced and the throughput can be improved. I can say that.

まず、チャンバ21内にアルゴンガス及び窒素ガスを供給する。アルゴンガス及び窒素ガスによってチャンバ21内が所定の圧力になった後、Si基板2を基板保持部23に保持する。Si基板2を基板保持部23に保持させた後、基板加熱機構22によって、Si基板2の周囲温度を調節する。Si基板2の周囲温度を調節したら、パルス電源25を駆動させ、スパッタガン24eからSi基板2の(110)面へ向けてZrのビームを射出する。   First, argon gas and nitrogen gas are supplied into the chamber 21. After the inside of the chamber 21 reaches a predetermined pressure by argon gas and nitrogen gas, the Si substrate 2 is held on the substrate holding part 23. After the Si substrate 2 is held by the substrate holder 23, the ambient temperature of the Si substrate 2 is adjusted by the substrate heating mechanism 22. When the ambient temperature of the Si substrate 2 is adjusted, the pulse power source 25 is driven, and a Zr beam is emitted from the sputter gun 24e toward the (110) plane of the Si substrate 2.

パルス電圧が印加されている間、射出されたZr原子は高エネルギーを有した状態でSi基板2上に供給される。Si基板2の表面では、チャンバ内の窒素が窒素ラジカルになっている。Si基板2の(110)面上には高エネルギーを有するZr原子が大量に供給され、当該Si基板2の表面は金属リッチの状態になる。   While the pulse voltage is applied, the ejected Zr atoms are supplied onto the Si substrate 2 with high energy. On the surface of the Si substrate 2, nitrogen in the chamber is nitrogen radicals. A large amount of Zr atoms having high energy is supplied onto the (110) plane of the Si substrate 2, and the surface of the Si substrate 2 is in a metal-rich state.

金属リッチの状態では、Zr原子は安定な格子位置にマイグレーションする。安定な格子位置にマイグレーションしたZr原子は、チャンバ21内で活性化した窒素ラジカルと反応して金属窒化物(ZrN)の結晶となる。パルス電圧が印加される毎に、結晶構造の安定したZrNが間欠的に堆積されることになる。   In a metal-rich state, Zr atoms migrate to stable lattice positions. Zr atoms migrated to a stable lattice position react with nitrogen radicals activated in the chamber 21 to form metal nitride (ZrN) crystals. Each time a pulse voltage is applied, ZrN having a stable crystal structure is intermittently deposited.

バッファ層3を形成した後、図7に示すように、当該バッファ層3上に同様の手法によって機能層4を形成し、電子回路2aの露出部分と機能層4との間を配線5によって接続する。
このようにして、半導体基板1が完成する。
After forming the buffer layer 3, as shown in FIG. 7, the functional layer 4 is formed on the buffer layer 3 by the same method, and the exposed portion of the electronic circuit 2a and the functional layer 4 are connected by the wiring 5. To do.
In this way, the semiconductor substrate 1 is completed.

本実施形態によれば、Si基板2を用いることにより、サファイア基板やSiC基板を用いる場合に比べて製造コストを格段に低下させることができる。また、従来のようなSi基板の(100)面ではなく、Si基板の(110)面に13族窒化物を成長させることにより、結晶の対称性のミスマッチを解消することができる。さらに、パルススパッタ堆積法によって13族窒化物を成長させるので、例えば12インチ以上の大面積の基板においても製造することができ、高いスループットで製造することができる。   According to the present embodiment, the use of the Si substrate 2 can significantly reduce the manufacturing cost compared to the case of using a sapphire substrate or a SiC substrate. Further, by growing group 13 nitride on the (110) plane of the Si substrate instead of the conventional (100) plane of the Si substrate, the crystal symmetry mismatch can be eliminated. Furthermore, since the group 13 nitride is grown by the pulse sputter deposition method, it can be manufactured even on a substrate having a large area of, for example, 12 inches or more, and can be manufactured with high throughput.

また、本実施形態では、Si基板2の(110)面に電子回路2aを形成し、当該電子回路2aの形成後、半導体層としてバッファ層3及び機能層4を形成することとしたので、例えば電子回路2aの形成とバッファ層3、機能層4の形成とを、Si基板2の一連の製造工程の中に組み込むことができる。加えて、従来のSi基板の製造過程を大きく変更することなく半導体基板を製造することができる。   In the present embodiment, the electronic circuit 2a is formed on the (110) plane of the Si substrate 2, and after the formation of the electronic circuit 2a, the buffer layer 3 and the functional layer 4 are formed as semiconductor layers. The formation of the electronic circuit 2a and the formation of the buffer layer 3 and the functional layer 4 can be incorporated into a series of manufacturing steps of the Si substrate 2. In addition, the semiconductor substrate can be manufactured without greatly changing the conventional manufacturing process of the Si substrate.

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態では、バッファ層3及び機能層4の両方をパルススパッタ堆積法によって形成しているが、機能層4についてはこれに限られることはなく、例えばPLD法(パルスレーザ堆積法)やPED法(パルス電子線堆積法)を含むPXD法(Pulsed Excitation Deposition:パルス励起堆積法)有機金属成長法、分子線エピタキシー法など、他の薄膜形成方法によって形成しても構わない。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, both the buffer layer 3 and the functional layer 4 are formed by the pulse sputter deposition method. However, the functional layer 4 is not limited to this. For example, the PLD method (pulse laser deposition method) Alternatively, it may be formed by other thin film forming methods such as a PXD method (Pulsed Excitation Deposition), an organic metal growth method, a molecular beam epitaxy method or the like including a PED method (Pulsed Electron Deposition Method).

また、上記実施形態では、Si基板2上にZrNからなるバッファ層3を形成することとしたが、これに限られることは無く、例えばHfNからなるバッファ層3を形成する構成であっても構わない。また、図8に示すように、バッファ層3を形成することなく、Si基板2の(110)面上に直接機能層4を成長させる構成であっても構わない。この場合、機能層4を上記のパルススパッタ堆積法によって形成することとなる。また、機能層4を積層する構成、例えばGaN層/AlN層/Si(110)とする構成などであっても構わない。   In the above embodiment, the buffer layer 3 made of ZrN is formed on the Si substrate 2, but the present invention is not limited to this. For example, the buffer layer 3 made of HfN may be formed. Absent. Further, as shown in FIG. 8, the functional layer 4 may be grown directly on the (110) plane of the Si substrate 2 without forming the buffer layer 3. In this case, the functional layer 4 is formed by the above-described pulse sputtering deposition method. Further, a configuration in which the functional layer 4 is stacked, for example, a configuration of GaN layer / AlN layer / Si (110) may be used.

また、上記実施形態では、電子回路2aの形成されたSi基板の(110)面上に13族窒化物の半導体層を形成する構成であったが、これに限られることは無く、例えば電子回路2aが形成されていないSi基板の(110)面に半導体層をパルススパッタ堆積法によって形成する場合であっても本発明が適用可能であることは言うまでもない。   In the above embodiment, the group 13 nitride semiconductor layer is formed on the (110) surface of the Si substrate on which the electronic circuit 2a is formed. However, the present invention is not limited to this. It goes without saying that the present invention is applicable even when a semiconductor layer is formed on the (110) surface of a Si substrate on which 2a is not formed by pulse sputtering deposition.

また、パルススパッタを行う際に13族窒化物にSiなどをドーピングしてビームを射出するようにしても構わない。この場合、例えばスパッタガン24aとスパッタガン24dとから同時にビームを射出するように制御する。基板と同一の材料であるSiをドーピングすることにより、形成される層とSi基板の(110)面との間の格子不整合をより小さくすることができる。   Further, when performing pulse sputtering, a beam may be emitted by doping a group 13 nitride with Si or the like. In this case, for example, control is performed so that the beam is simultaneously emitted from the sputter gun 24a and the sputter gun 24d. By doping Si, which is the same material as the substrate, the lattice mismatch between the layer to be formed and the (110) plane of the Si substrate can be further reduced.

次に、本発明に係る実施例1を説明する。本実施例では、Si基板を930℃で30minの間アニールした後、Si基板の(110)面上にAlNを成長させた。成長条件としては、成長温度が930℃、成長時の圧力5.0×10−3Torr、窒素ガス流量4.0sccm、アルゴンガス流量6.0sccm、パルス電圧のDuty比(1パルス内の電圧オンの時間の割合)5%、具体的にはオン時間5μsec、オフ時間95μsec、電圧650V、電流0.20Aとした。 Next, Example 1 according to the present invention will be described. In this example, the Si substrate was annealed at 930 ° C. for 30 minutes, and then AlN was grown on the (110) plane of the Si substrate. As growth conditions, the growth temperature is 930 ° C., the growth pressure is 5.0 × 10 −3 Torr, the nitrogen gas flow rate is 4.0 sccm, the argon gas flow rate is 6.0 sccm, the duty ratio of the pulse voltage (the voltage is turned on within one pulse). 5%, specifically, an on time of 5 μsec, an off time of 95 μsec, a voltage of 650 V, and a current of 0.20 A.

図9は、AlN層の[11−20]反射型高速電子線回折(RHEED)図である。また、図10は、AlN層の[10−10]RHEED図である。
これらの図に示すように、回折スポットが明瞭に現れていることがわかる。このことから、Si基板の(110)面上に良質のAlNの単結晶が成長しているといえる。
FIG. 9 is a [11-20] reflection high-energy electron diffraction (RHEED) diagram of the AlN layer. FIG. 10 is a [10-10] RHEED diagram of the AlN layer.
As shown in these figures, it can be seen that the diffraction spots clearly appear. From this, it can be said that a good quality AlN single crystal has grown on the (110) plane of the Si substrate.

図11は、AlN層及びSi基板の(110)面についてのEBSD極点図である。AlN層については、[0001]面、[11−20]面及び[10−10]面についてそれぞれ測定を行った。Si基板については、[110]面、[001]面及び[1−11]面についてそれぞれ測定を行った。同図から、(1)AlN[0001]とSi[110]とが平行になっており、(2)AlN[10−10]とSi[001]とが平行になることがわかる。   FIG. 11 is an EBSD pole figure for the (110) plane of the AlN layer and the Si substrate. For the AlN layer, measurements were performed on the [0001] plane, the [11-20] plane, and the [10-10] plane. For the Si substrate, the measurement was performed on the [110] plane, the [001] plane, and the [1-11] plane. From the figure, it can be seen that (1) AlN [0001] and Si [110] are parallel, and (2) AlN [10-10] and Si [001] are parallel.

このうち(1)の場合、格子不整合は0.7%程度と極めて小さい値になっている。したがって、Si基板の(110)面にAlNを形成した場合、格子不整合はほとんど見られず、好ましい態様であるといえる。   Among these, in the case of (1), the lattice mismatch is an extremely small value of about 0.7%. Therefore, when AlN is formed on the (110) plane of the Si substrate, almost no lattice mismatch is observed, which is a preferable mode.

次に、本発明に係る実施例2を説明する。本実施例では、FeをドーピングしたGaN基板上に、SiをドーピングしたGaNの半導体層(Siドーピング半導体層)をパルススパッタ堆積法によって形成した。また、SiをドーピングしたGaNの半導体層と、Siをドーピングせずに形成したGaNの半導体層(非ドーピング半導体層)とを比較した。   Next, a second embodiment according to the present invention will be described. In this example, a Si-doped GaN semiconductor layer (Si-doped semiconductor layer) was formed on a Fe-doped GaN substrate by a pulse sputtering deposition method. Further, a GaN semiconductor layer doped with Si was compared with a GaN semiconductor layer (undoped semiconductor layer) formed without doping Si.

パルススパッタの条件として、GaN用スパッタガンの電圧を600V、電流を0.045A、パルス周波数を10kHz、Duty比を5%とした。また、Si用スパッタガンの電圧を800V、電流を0.02A、パルス周波数を10kHz、Duty比を5%とした。   As conditions for the pulse sputtering, the voltage of the sputtering gun for GaN was 600 V, the current was 0.045 A, the pulse frequency was 10 kHz, and the duty ratio was 5%. The voltage of the Si sputtering gun was 800 V, the current was 0.02 A, the pulse frequency was 10 kHz, and the duty ratio was 5%.

図12は、形成した半導体層のRHEED図である。図12(a)が非ドーピング半導体層、図12(b)がSiドーピング半導体層のRHEED図をそれぞれ示している。また、図13は、形成した半導体層の表面の走査型電子顕微鏡(SEM)で撮像したときの写真図である。図13(a)が非ドーピング半導体層、図13(b)がSiドーピング半導体層のSEM写真をそれぞれ示している。   FIG. 12 is an RHEED diagram of the formed semiconductor layer. 12A shows an RHEED diagram of the undoped semiconductor layer, and FIG. 12B shows an RHEED diagram of the Si-doped semiconductor layer. Moreover, FIG. 13 is a photograph when the surface of the formed semiconductor layer is imaged with a scanning electron microscope (SEM). FIG. 13A shows an SEM photograph of the undoped semiconductor layer, and FIG. 13B shows an SEM photograph of the Si doped semiconductor layer.

図12に示すように、非ドーピング半導体層及びSiドーピング半導体層について、共に回折スポットが明瞭に現れていることがわかる。このことから、Siをドーピングした場合についても良質なAlNの単結晶を成長させることができる。また、図13に示すように、非ドーピング半導体層には凹凸がほとんど見られないのに対してSiドーピング半導体層の表面には若干の凹凸が見られた。   As shown in FIG. 12, it can be seen that diffraction spots clearly appear in both the undoped semiconductor layer and the Si doped semiconductor layer. From this, it is possible to grow a high-quality AlN single crystal even when Si is doped. In addition, as shown in FIG. 13, the unevenness was hardly observed in the non-doped semiconductor layer, whereas some unevenness was observed on the surface of the Si-doped semiconductor layer.

また、非ドーピング半導体層のチルト方向のEBSD半値幅が0.12°、ツイスト方向のEBSD半値幅が0.25°であったのに対して、Siドーピング半導体層のチルト方向のEBSD半値幅が0.12°、ツイスト方向のEBSD半値幅が0.24°であり、両者の間でほとんど差がなかった。これにより、Siをドーピングした場合であっても、非ドーピング半導体層と同様の良質な結晶が成長することがわかる。   The EBSD half-value width in the tilt direction of the undoped semiconductor layer was 0.12 ° and the EBSD half-value width in the twist direction was 0.25 °, whereas the EBSD half-value width in the tilt direction of the Si-doped semiconductor layer was The EBSD half width in the twist direction was 0.12 ° and 0.24 °, and there was almost no difference between the two. Thus, it can be seen that even when Si is doped, a high-quality crystal similar to the undoped semiconductor layer grows.

次に、本発明に係る実施例3を説明する。本実施例では、Si基板の(110)面上にAlGaNの半導体層を上記のスパッタ装置を用いたパルススパッタ堆積法によって形成した。半導体層の成長温度を300℃、成長時の圧力を20mTorrとした。また、Ga用のスパッタガンの電圧を607V、電流を0.05A、出力を30.4W、Duty比を5%、瞬間供給電流量を1.0Aとした。また、Al用のスパッタガンの電圧を412V、電流を0.10A、出力を41.2W、Duty比を5%、瞬間供給電流量を2.0Aとした。なお、両スパッタガンのパルス周波数を10kHzとした。この結果、本実施例では、組成がAl0.35Ga0.65Nの半導体層が得られた。このように、上記スパッタ装置において複数種類の13族元素を有する13族窒化物の薄膜を得ることができる。また、このときの半導体層の成長速度は100nm/hrであった。 Next, a third embodiment according to the present invention will be described. In this example, an AlGaN semiconductor layer was formed on the (110) surface of the Si substrate by pulse sputtering deposition using the above sputtering apparatus. The growth temperature of the semiconductor layer was 300 ° C., and the growth pressure was 20 mTorr. Further, the voltage of the Ga sputtering gun was 607 V, the current was 0.05 A, the output was 30.4 W, the duty ratio was 5%, and the instantaneous supply current amount was 1.0 A. The voltage of the Al sputtering gun was 412 V, the current was 0.10 A, the output was 41.2 W, the duty ratio was 5%, and the instantaneous supply current amount was 2.0 A. The pulse frequency of both sputter guns was 10 kHz. As a result, in this example, a semiconductor layer having a composition of Al 0.35 Ga 0.65 N was obtained. Thus, a thin film of a group 13 nitride having a plurality of types of group 13 elements can be obtained in the sputtering apparatus. At this time, the growth rate of the semiconductor layer was 100 nm / hr.

次に、本発明に係る実施例4を説明する。本実施例では、Si基板の(110)面上にAlNの半導体層を上記のスパッタ装置を用いたパルススパッタ堆積法によって形成した。本実施例では、半導体層の成長温度を700℃、1000℃とした。   Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described. In this example, an AlN semiconductor layer was formed on the (110) surface of the Si substrate by the pulse sputtering deposition method using the above sputtering apparatus. In this example, the growth temperature of the semiconductor layer was set to 700 ° C. and 1000 ° C.

図14は、本実施例によって形成された半導体層のRHEED図である。図14(a)は成長温度を700℃で成長させた場合、図14(b)は成長温度を1000℃で成長させた場合の図である。これらの図に示すように、成長温度700℃の場合及び成長温度1000℃の場合共に、回折スポットが明瞭に現れていることがわかる。このことから、700℃程度〜1000℃程度の比較的低温の成長温度であっても良質のAlN単結晶を成長させることができるといえる。   FIG. 14 is an RHEED diagram of a semiconductor layer formed according to this example. FIG. 14A shows a case where the growth temperature is 700 ° C., and FIG. 14B shows a case where the growth temperature is 1000 ° C. As shown in these figures, it can be seen that the diffraction spots clearly appear in both the growth temperature of 700 ° C. and the growth temperature of 1000 ° C. From this, it can be said that a good quality AlN single crystal can be grown even at a relatively low growth temperature of about 700 ° C. to 1000 ° C.

次に、本発明に係る実施例5を説明する。本実施例では、Si基板の(110)面上にAlNの半導体層を上記のスパッタ装置を用いたパルススパッタ堆積法によって形成した。本実施例では、上記のスパッタ装置内の窒素ガスとアルゴンガスとの分圧比が異なる場合についてそれぞれ半導体層を形成した。具体的には、N/Ar比が4.0の場合、0.83の場合、0.67の場合、0.43の場合、0.38の場合、0.25の場合のそれぞれについて、半導体層を形成した。本実施例では、半導体層の成長温度を900℃として形成した。 Next, a fifth embodiment according to the present invention will be described. In this example, an AlN semiconductor layer was formed on the (110) surface of the Si substrate by the pulse sputtering deposition method using the above sputtering apparatus. In this example, the semiconductor layers were formed when the partial pressure ratios of nitrogen gas and argon gas in the sputtering apparatus were different. Specifically, when the N 2 / Ar ratio is 4.0, 0.83, 0.67, 0.43, 0.38, and 0.25, respectively. A semiconductor layer was formed. In this example, the semiconductor layer was formed at a growth temperature of 900.degree.

図15は、本実施例によって得られた半導体層のRHEED図である。図15(a)はN/Ar比が4.0の場合、図15(b)はN/Ar比が0.83の場合、図15(c)はN/Ar比が0.67の場合、図15(d)はN/Ar比が0.43の場合、図15(e)はN/Ar比が0.38の場合、図15(f)はN/Ar比が0.25の場合のRHEED図である。 FIG. 15 is an RHEED diagram of the semiconductor layer obtained in this example. 15A shows a case where the N 2 / Ar ratio is 4.0, FIG. 15B shows a case where the N 2 / Ar ratio is 0.83, and FIG. 15C shows a case where the N 2 / Ar ratio is 0.8. for 67, FIG. 15 (d) if N 2 / Ar ratio of 0.43, FIG. 15 (e) if N 2 / Ar ratio of 0.38, FIG. 15 (f) is N 2 / Ar It is a RHEED figure in case a ratio is 0.25.

図15(a)及び図15(b)に示すように、回折スポットにリングパターンが確認できる。このことから、N/Ar比が4.0の場合及び0.83の場合では、半導体層が多結晶を含んでいることがわかる。また、図15(f)のようにN/Ar比が0.25の場合にはAlの析出が生じていることがわかる。これらの場合には良質な単結晶が形成されなかった。 As shown in FIGS. 15A and 15B, a ring pattern can be confirmed at the diffraction spot. This shows that the semiconductor layer contains polycrystals when the N 2 / Ar ratio is 4.0 and 0.83. Further, as shown in FIG. 15F, it can be seen that when the N 2 / Ar ratio is 0.25, precipitation of Al occurs. In these cases, a high-quality single crystal was not formed.

図15(c)〜図15(e)に示すように、回折スポットが明瞭に現れていることがわかる。このことから、N/Ar比が0.67の場合、0.43の場合、0.38の場合のそれぞれの場合においては、良質のAlN結晶が形成されているといえる。また、この3つの場合の間では、N分圧比が低い場合ほど平坦性が向上することがわかる。 As shown in FIGS. 15C to 15E, it can be seen that the diffraction spots clearly appear. From this, it can be said that a good quality AlN crystal is formed in each case where the N 2 / Ar ratio is 0.67, 0.43, and 0.38. Further, it can be seen that the flatness improves as the N 2 partial pressure ratio is lower between the three cases.

本発明の実施形態に係る半導体基板の構成を示す図。The figure which shows the structure of the semiconductor substrate which concerns on embodiment of this invention. ジルコニウムナイトライドの光反射率を示すグラフ。The graph which shows the light reflectivity of a zirconium nitride. ジルコニウムナイトライドの光反射率と反射波長の対応関係とを示す図。The figure which shows the light reflectance of a zirconium nitride, and the correspondence of a reflective wavelength. 本実施形態に係るスパッタ装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the sputtering device which concerns on this embodiment. 半導体基板の製造過程を示す工程図。Process drawing which shows the manufacture process of a semiconductor substrate. 同、工程図。The process drawing. 同、工程図。The process drawing. 本発明に係る半導体基板の他の構成を示す図。The figure which shows the other structure of the semiconductor substrate which concerns on this invention. 本発明の実施例1に係る半導体層のRHEED図。The RHEED figure of the semiconductor layer which concerns on Example 1 of this invention. 本実施例に係る半導体層のRHEED図。The RHEED figure of the semiconductor layer which concerns on a present Example. 本実施例に係る半導体層のEBSD極点図。The EBSD pole figure of the semiconductor layer concerning a present Example. 本発明の実施例2に係る半導体層のRHEED図。The RHEED figure of the semiconductor layer which concerns on Example 2 of this invention. 本実施例に係る半導体層のSEM写真。The SEM photograph of the semiconductor layer which concerns on a present Example. 本発明の実施例4に係る半導体層のRHEED図。The RHEED figure of the semiconductor layer which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例4に係る半導体層のRHEED図。The RHEED figure of the semiconductor layer which concerns on Example 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…半導体基板 2…Si基板 2a…電子回路 3…バッファ層 4…機能層 5…配線 20…スパッタ装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate 2 ... Si substrate 2a ... Electronic circuit 3 ... Buffer layer 4 ... Functional layer 5 ... Wiring 20 ... Sputtering device

Claims (12)

Si基板の(110)面に、パルススパッタ堆積法によって13族窒化物を含む半導体層を形成する
ことを特徴とする半導体基板の製造方法。
A method of manufacturing a semiconductor substrate, comprising: forming a semiconductor layer containing a group 13 nitride on a (110) surface of a Si substrate by pulse sputtering deposition.
前記Si基板の(110)面に回路を形成し、
前記回路の形成後、前記半導体層を形成する
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体基板の製造方法。
Forming a circuit on the (110) surface of the Si substrate;
The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the semiconductor layer is formed after forming the circuit.
前記13族窒化物は、AlN、GaN及びInNのうち少なくとも1つを含む
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体基板の製造方法。
The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein the group 13 nitride includes at least one of AlN, GaN, and InN.
前記Si基板の(110)面に、Siを含む前記半導体層を形成する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。
The method for manufacturing a semiconductor substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein the semiconductor layer containing Si is formed on a (110) plane of the Si substrate.
前記Si基板の(110)面に、パルススパッタ堆積法によってHfN及びZrNの少なくとも一方を含む第1半導体層を形成し、
前記第1半導体層上に、13族窒化物の第2半導体層を形成する
ことを特徴とする請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の半導体基板の製造方法。
Forming a first semiconductor layer containing at least one of HfN and ZrN on the (110) surface of the Si substrate by pulse sputtering deposition;
5. The method for manufacturing a semiconductor substrate according to claim 1, wherein a group 13 nitride second semiconductor layer is formed on the first semiconductor layer. 6.
(110)面に回路が設けられたSi基板と、
前記Si基板の(110)面上に設けられ、13族窒化物を含む半導体層と
を備えることを特徴とする半導体基板。
A Si substrate provided with a circuit on a (110) plane;
And a semiconductor layer including a group 13 nitride provided on a (110) plane of the Si substrate.
前記13族窒化物は、AlN、GaN及びInNのうち少なくとも1つを含む
ことを特徴とする請求項6に記載の半導体基板。
The semiconductor substrate according to claim 6, wherein the group 13 nitride includes at least one of AlN, GaN, and InN.
前記半導体層は、Siを含む
ことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の半導体基板。
The semiconductor substrate according to claim 6, wherein the semiconductor layer includes Si.
前記Si基板の(110)面上に設けられ、13族窒化物であるHfN及びZrNのうち少なくとも一方を含む第1半導体層と、
前記第1半導体層上に設けられ、13族窒化物の第2半導体層を含む第2半導体層と
を備えることを特徴とする請求項6から請求項8のうちいずれか一項に記載の半導体基板。
A first semiconductor layer provided on the (110) surface of the Si substrate and including at least one of HfN and ZrN which is a group 13 nitride;
The semiconductor according to any one of claims 6 to 8, further comprising: a second semiconductor layer provided on the first semiconductor layer and including a second semiconductor layer of a group 13 nitride. substrate.
前記回路は、MOSトランジスタを含む電子回路である
ことを特徴とする請求項6から請求項9のうちいずれか一項に記載の半導体基板。
The semiconductor circuit according to any one of claims 6 to 9, wherein the circuit is an electronic circuit including a MOS transistor.
請求項6から請求項10のうちいずれか一項に記載の半導体基板を備えることを特徴とする発光素子。   A light emitting device comprising the semiconductor substrate according to claim 6. 請求項6から請求項10のうちいずれか一向に記載の半導体基板を備えることを特徴とする電子素子。   An electronic device comprising the semiconductor substrate according to any one of claims 6 to 10.
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