JP2011042542A - Method for producing group iii nitride substrate, and group iii nitride substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、III族窒化物基板の製造方法およびIII族窒化物基板に関する。 The present invention relates to a method for producing a group III nitride substrate and a group III nitride substrate.
近年、窒化ガリウム(GaN)基板を用いた高輝度発光ダイオード(LED)やレーザダイオード(LD)の実用化に伴い、良好な結晶品質を持つ窒化ガリウム基板の開発が望まれている。GaN基板は、たとえばサファイア基板を下地基板として使用し、有機金属気相成長(MOVPE:Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy)法によりこのサファイア基板上にGaN結晶をヘテロエピタキシャル成長させることで作製される。最終的に、サファイア基板をGaN結晶から剥離することでGaN基板が形成される。ただし、サファイアとGaNとの間には格子不整合や熱膨張係数差が存在するので、サファイア基板上に直接GaN結晶を成長させることは難しい。そこで、サファイア基板のc面上に、比較的低温で窒化アルミニウム(AlN)やGaNからなるバッファ層を堆積し、その後、このバッファ層上にGaN結晶を高温で成長させる技術が開発された。この種のGaN基板の製造方法は、たとえば、特許文献1(特開2002−284600号公報)に開示されている。 In recent years, with the practical application of high-intensity light-emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs) using gallium nitride (GaN) substrates, development of gallium nitride substrates with good crystal quality is desired. The GaN substrate is produced, for example, by using a sapphire substrate as a base substrate and heteroepitaxially growing a GaN crystal on the sapphire substrate by metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE). Finally, a GaN substrate is formed by peeling the sapphire substrate from the GaN crystal. However, since there is a lattice mismatch and a difference in thermal expansion coefficient between sapphire and GaN, it is difficult to grow a GaN crystal directly on the sapphire substrate. Therefore, a technique has been developed in which a buffer layer made of aluminum nitride (AlN) or GaN is deposited on the c-plane of the sapphire substrate at a relatively low temperature, and then a GaN crystal is grown on the buffer layer at a high temperature. A method for manufacturing this type of GaN substrate is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-284600.
六方晶系のIII−V族窒化物半導体はそのc軸を分極軸とする分極物質であるため、c軸に沿った自発分極を有する。さらに、異種のIII-V族窒化物半導体から成る積層構造を作製すると、格子定数の差に起因した結晶構造の歪みによる圧電分極が生じ、この圧電分極によりGaNのc軸方向に強い内部電界が生ずる。この内部電界は、発光デバイスの発光層に注入される電子と正孔を空間的に分離させ、再結合確率を低下させ、ひいては内部量子効率を低下させる。更に、発光波長が圧電分極によって長波長側に遷移し、発光波長の短波長化が困難になるという問題もある。 Since the hexagonal group III-V nitride semiconductor is a polarization substance having the c-axis as a polarization axis, it has spontaneous polarization along the c-axis. Furthermore, when a laminated structure composed of different types of group III-V nitride semiconductors is produced, piezoelectric polarization due to distortion of the crystal structure due to the difference in lattice constant occurs, and this piezoelectric polarization causes a strong internal electric field in the c-axis direction of GaN. Arise. This internal electric field spatially separates electrons and holes injected into the light emitting layer of the light emitting device, lowers the recombination probability, and consequently reduces the internal quantum efficiency. Further, there is a problem that the emission wavelength is shifted to the longer wavelength side due to piezoelectric polarization, and it becomes difficult to shorten the emission wavelength.
これに対し、六方晶のa面やm面は無極性面であるため、前述の自発分極や圧電分極に起因する問題を回避することができる。無極性面GaNを形成する技術は、たとえば、特許文献2(特開2005−320237号公報)、特許文献3(特開2000−216497号公報)あるいは特許文献4(特開2008−053640号公報)に開示されている。しかしながら、無極性面上に、転位密度や積層欠陥密度の低いGaN結晶をエピタキシャル成長させることは難しい。 On the other hand, since the a-plane and m-plane of hexagonal crystal are nonpolar planes, problems due to the above-described spontaneous polarization and piezoelectric polarization can be avoided. For example, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-320237), Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-216497), or Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-053640) discloses a technique for forming nonpolar plane GaN. Is disclosed. However, it is difficult to epitaxially grow a GaN crystal having a low dislocation density or stacking fault density on a nonpolar surface.
一方、c面に対して傾きを持った半極性面でもc面に比べて分極電界が低減する。デバイス性能の理論的な観点からは無極性面を成長面とするほうが優れているが、実際のデバイス形成時の加工工程などを考慮すると、若干の極性成分を有する半極性面に優位性があると考えられる。とりわけ{11-22}面GaNは実用上優れていることが非特許文献1(Applied Physics Letters 85(2004)31122.)などに示されており、この{11-22}面GaN薄膜を形成する技術が、たとえば特許文献5(特開平10−341060号公報)、特許文献6(特開2008−266113)、特許文献7(特表2008−533723号公報)、非特許文献2(Japanese Journal of Applied Physics 45(2006)L154-157)、非特許文献3(Japanese Journal of Applied Physics 46(2007)4089-4095.)、非特許文献4(physica status solidi (c) 5(2008)1815-1817.)などに開示されている。特許文献5では下地サファイア基板上に温度400〜700℃で形成するAlxGa(1-x)Nバッファ層が利用されている。特許文献6では下地基板としてZnOが利用されている。特許文献7では下地サファイア基板を低温で窒化する方法が開示されている。 On the other hand, the polarization electric field is reduced even in a semipolar plane inclined with respect to the c-plane as compared with the c-plane. From the theoretical point of view of device performance, it is better to use the nonpolar surface as the growth surface, but considering the processing steps during actual device formation, the semipolar surface with some polar components is superior. it is conceivable that. In particular, it is shown in Non-Patent Document 1 (Applied Physics Letters 85 (2004) 31122.) that {11-22} plane GaN is practically superior, and this {11-22} plane GaN thin film is formed. For example, Patent Literature 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 10-34160), Patent Literature 6 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-266113), Patent Literature 7 (Japanese Patent Publication No. 2008-533723), Non-Patent Literature 2 (Japanese Journal of Applied). Physics 45 (2006) L154-157), Non-Patent Document 3 (Japanese Journal of Applied Physics 46 (2007) 4089-4095.), Non-Patent Document 4 (physica status solidi (c) 5 (2008) 1815-1817.) And the like. In Patent Document 5, an Al x Ga (1-x) N buffer layer formed on a base sapphire substrate at a temperature of 400 to 700 ° C. is used. In Patent Document 6, ZnO is used as a base substrate. Patent Document 7 discloses a method of nitriding a base sapphire substrate at a low temperature.
しかしながら、半極性{11-22}面GaN層の成長は容易ではなく、デバイス実用上十分な結晶品質を兼ね備える方法は未だ確立されていない。
たとえば、非特許文献2〜4に開示されている{11−22}面GaNの厚みは数μm〜数十μm程度で、X線ロッキングカーブの半値幅は700〜1600arcsec(0.19〜0.44o)程度にとどまっている。
However, it is not easy to grow a semipolar {11-22} plane GaN layer, and a method that combines crystal quality sufficient for practical use of devices has not been established yet.
For example, the thickness of the {11-22} plane GaN disclosed in Non-Patent Documents 2 to 4 is about several μm to several tens of μm, and the half width of the X-ray rocking curve is 700 to 1600 arcsec (0.19 to 0. 44o) only.
本発明によれば、
サファイア基板を用意する工程と、
前記サファイア基板上に、アルミニウムと窒素とを含む中間層を、1100℃以上1300℃以下の成長温度で気相成長法により形成する工程と、
前記中間層の上にIII族窒化物層を成長する工程と
を含み、
前記サファイア基板は、前記中間層を成長させる主面が、当該サファイア基板のm軸と垂直、あるいは、当該サファイア基板のm軸に対し傾斜しているIII族窒化物基板の製造方法が提供される。
According to the present invention,
Preparing a sapphire substrate;
Forming an intermediate layer containing aluminum and nitrogen on the sapphire substrate at a growth temperature of 1100 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower by a vapor phase growth method;
Growing a group III nitride layer on the intermediate layer,
The sapphire substrate is provided with a method for manufacturing a group III nitride substrate in which a main surface on which the intermediate layer is grown is perpendicular to the m-axis of the sapphire substrate or inclined with respect to the m-axis of the sapphire substrate. .
この発明によれば、欠陥密度が低く高品質な半極性面III族窒化物基板を提供することができる。
すなわち、本発明によれば、上述した製造方法により製造されたIII族窒化物基板であって、
成長面が半極性面であり、
当該III族窒化物基板のIII族窒化物層の厚さT(nm)が、
10μm≦T≦3000μm
であり、
{11-22}面を回折面として、この{11-22}面に垂直かつm軸に平行な面と平行な方向から入射するX線に対して得られるX線回折強度の角度依存性の半値幅が、0.28°以下であることを特徴とするIII族窒化物基板が提供できる。
According to the present invention, a high-quality semipolar plane group III nitride substrate having a low defect density can be provided.
That is, according to the present invention, a group III nitride substrate manufactured by the above-described manufacturing method,
The growth surface is a semipolar surface,
The thickness T (nm) of the group III nitride layer of the group III nitride substrate is
10μm ≦ T ≦ 3000μm
And
Using the {11-22} plane as the diffraction plane, the angle dependence of the X-ray diffraction intensity obtained for X-rays incident on the X-ray incident from the direction perpendicular to the {11-22} plane and parallel to the m-axis A group III nitride substrate having a full width at half maximum of 0.28 ° or less can be provided.
本発明によれば、欠陥密度が低く高品質な半極性面III族窒化物基板を製造できる製造方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method which can manufacture a semipolar surface group III nitride board | substrate with a low defect density and high quality is provided.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しつつ説明する。
本発明に係る実施形態のIII族窒化物基板の製造方法は、図1(A)〜図1(D)に示されるように、
(A)サファイア基板10(以下、下地サファイア基板10という場合もある)を用意する工程と、
(B)サファイア基板10上に、アルミニウムと窒素とを含む中間層11を、1100℃以上1300℃以下の成長温度で気相成長法により形成する工程と(図1(A))、
(C)前記中間層11の上にIII族窒化物層12を成長する工程と(図1(B)、(C))
を含む。
サファイア基板10は、中間層11を成長させる主面が、当該サファイア基板10のm軸と垂直、あるいは、当該サファイア基板10のm軸に対し傾斜している。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1 (A) to FIG. 1 (D), a method for manufacturing a group III nitride substrate according to an embodiment of the present invention is as follows.
(A) preparing a sapphire substrate 10 (hereinafter also referred to as a base sapphire substrate 10);
(B) forming an
(C) a step of growing a group III
including.
In the
図1を参照しつつ、本実施形態の製造方法を以下に詳細に説明する。
まず、下地サファイア基板10を用意する。下地サファイア基板10の中間層11を成長させる主面は六方晶系のm面({10-10}面)と平行である、あるいは、m面に対して傾斜している。
サファイア基板10の主面がm面である場合には、m面が露出した図8に示すような基板となる(図8中、符号Sは、サファイア基板10の主面を示す)。
一方、サファイア基板10の主面Sが、サファイア基板10のm面に対し、傾斜している場合には、図9(A)に示すような基板となる。微視的にみた場合、たとえば、図9(B)に示すように、サファイア基板10が階段状に形成されており、テラス部分100がm面であってもよい。また、これに限られず、サファイア基板10表面にm面が露出していなくてもよく、サファイア基板10の主面Sが、サファイア基板のm面に対し、傾斜していればよい。
なお、微視的にみた場合とは、原子間力顕微鏡(AFM)等を使用して基板を見る場合をいう。
The manufacturing method of this embodiment will be described in detail below with reference to FIG.
First, the
When the main surface of the
On the other hand, when the main surface S of the
Note that the microscopic case means a case where the substrate is viewed using an atomic force microscope (AFM) or the like.
なかでも、サファイア基板10の前記主面Sがサファイア基板10のm軸に対し傾斜しており、前記主面Sとm軸とがなす角度のうち、小さい方の角度が80°以上(すなわち、主面と、m面とがなす角度のうち、小さい方の角度が10°以下)であることが好ましい。このように主面Sがm軸に対して傾斜しているサファイア基板を使用することで、III族窒化物層12の結晶性を良好なものとすることができる。
ここで、主面Sとは、肉眼で巨視的に直接見た場合に把握できる面であり、サファイア基板10に対する法線ベクトルに対し垂直な平坦面である。換言すると、サファイア基板10に対する法線ベクトルとは、中間層11、III族窒化物層12の積層方向に沿ったベクトルである。
In particular, the main surface S of the
Here, the main surface S is a surface that can be grasped when viewed macroscopically directly with the naked eye, and is a flat surface perpendicular to the normal vector with respect to the
サファイア基板10の主面Sがm面である場合、後述する中間層11との格子整合性が良好であり、中間層11がバッファ層として作用し、III族窒化物層12の結晶性を良好なものとすることができる。同様に、サファイア基板10の主面がm面から傾斜した場合、特に、前記主面と、m面とがなす角度が10°以下の場合には、III族窒化物層12の結晶性を良好なものとすることができる。
また、サファイア基板の主面Sは、サファイア基板10のm軸に対してc軸方向に傾斜していることが好ましい。
このようにすることで、半極性面が横方向に拡大する際に隣接する結晶島同士の干渉が緩和されるという理由により、III族窒化物半導体層の結晶性を高めることができるという効果がある。
When the main surface S of the
The main surface S of the sapphire substrate is preferably inclined in the c-axis direction with respect to the m-axis of the
By doing so, the effect that the crystallinity of the group III nitride semiconductor layer can be improved due to the fact that interference between adjacent crystal islands is relaxed when the semipolar plane expands in the lateral direction. is there.
次に、サファイア基板10上に中間層11を直接形成する。中間層11は、窒素とアルミニウムを含む層であり、本実施形態では、窒化アルミニウム(AlN)層である。
なお、窒化アルミニウムに限らず、中間層11は、AlGaN層であってもよい。すなわち、中間層11は、AlxGayN(x>0、y≧0、x+y=1)であることが好ましい。
中間層11は、トリメチルアルミニウム(TMA:Tri-Methyl-Aluminum)などの有機アルミニウムガスを含む原料ガスを用いた有機金属気相成長法(MOVPE法)により形成すればよい。MOVPE法を使用することで、膜厚制御された良質な窒化アルミニウム層を形成できるだけでなく、中間層11の形成工程(図1(A))、およびIII族窒化物半導体層12の形成工程(図1(B)、(C))を、1つの装置内で連続的に実行することができる。
なお、中間層11は、HVPE法により形成してもよい。
Next, the
The
The
The
中間層11の成膜温度は、1100℃以上、1300℃以下の範囲内、特に好ましくは1150℃以上に調整すればよい。中間層11の成膜温度を1100℃以上、特に1150℃とすることで、III族窒化物層12の配向面として好適な半極性面、特に{11-22}面を確実に出現させることができる。
中間層11の成膜温度を1100℃よりも低くすると、III族窒化物層12の配向面として好適な半極性面だけでなく、{10-13}面などが出現する場合があり得る。この理由は、1100℃未満では{11-22}面の成長速度がc面やa面などの他の面方位に比べて相対的に遅いため、{11-22}面上で原料原子が相互に凝集して他の配向性を有する原子集団を形成する危険性が増すからである。
一方、中間層11の成膜温度を1300℃以下とすることで、サファイア基板10や、中間層11の分解や劣化を抑制することができる。
より安定的に中間層11を形成するためには、成膜温度は、1200℃以下であることが好ましい。
このように成膜温度等を適宜調整することで、中間層11は、半極性面成長し、半極性面が露出した層となる。
The film forming temperature of the
When the deposition temperature of the
On the other hand, by setting the film forming temperature of the
In order to form the
By appropriately adjusting the film formation temperature and the like in this manner, the
中間層11の膜厚は、10nm以上、100nm以下、好ましくは、20nm〜60nmの範囲内に調整することが好ましい。
中間層11の膜厚を10nm以上とすることで、下地サファイア基板10の表面を完全に被覆することができる。
また、中間層の成長速度はたとえば窒化ガリウム(GaN)などの他のIII族窒化物に比べて遅いため、実用的なスループットを確保するためには成長時間の制約を受けるため、中間層11の膜厚を100nm以下とすることが好ましい。
The film thickness of the
By setting the thickness of the
Further, since the growth rate of the intermediate layer is slower than that of other group III nitrides such as gallium nitride (GaN), for example, the growth time of the
次に、中間層11の上に半極性面を成長面としたIII族窒化物層12をエピタキシャル成長させる(図1(B)、(C))。III族窒化物層12は、およそ1000〜1100℃の温度範囲で、中間層11と同じくMOVPE法や、もしくはHVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy)法などの気相成長法により形成することができる。
III族窒化物層12としては、GaN層が好ましい。このIII族窒化物層12は、半極性面成長することとなる。III族窒化物層12の厚みは、結晶性の観点から、10μm以上確保することが望ましい。また、III族窒化物層12の厚みは工程時間の節約の観点から3000μm以下であることが好ましい。
Next, a group
The group
III族窒化物層12は単一の工程で形成する必要は無く、2段階以上の成長工程を経て形成することも可能である。
たとえばMOVPE法で第1の薄膜層(第1のIII族窒化物層)12aを形成した後にHVPE法で第1の薄膜層よりも厚い第2の厚膜層(第2のIII族窒化物層12bを追加成長してもよい(図1(C))。なお、第1の薄膜層と、第2の厚膜層とは同じ材料で構成される。
さらに、図6(A)に示すように、第1の薄膜層12aの上に、開口部が形成されたマスク14を形成し、図6(B)に示すように、マスク14上に第2の厚膜層12bを形成することにより第1の薄膜層と第2の厚膜層の間の固着力を低下させ、サファイア基板10を剥離し、III族窒化物層12を自立化する工程を容易にすることも可能である。III族窒化物層12の成長中には転位の屈曲などの効果により結晶欠陥の低減が起こるため、厚みの増加とともに結晶品質の改善が期待される。かかる観点から、III族窒化物層12の厚みは10μm以上確保することが望ましい。
さらに、III族窒化物層12を形成する工程では、厚さ50μm以下の第1のIII族窒化物層12aを形成する成長工程と、第1のIII族窒化物層12aの成長工程よりも速い成長速度で第1のIII族窒化物層12aの上に第2のIII族窒化物層12bを形成してもよい。
このようにすることで所望の厚さの層を結晶性を損ねることなく短時間で形成できるという効果がある。
The group
For example, after forming the first thin film layer (first group III nitride layer) 12a by the MOVPE method, the second thick film layer (second group III nitride layer thicker than the first thin film layer by the HVPE method). 12b may be additionally grown (FIG. 1C) The first thin film layer and the second thick film layer are made of the same material.
Further, as shown in FIG. 6A, a
Furthermore, the step of forming the group
By doing in this way, there exists an effect that the layer of desired thickness can be formed in a short time, without impairing crystallinity.
図1(D)の剥離工程では、下地基板10とIII族窒化物層12との間の熱膨張係数の差により生ずる応力を利用して剥離を生じさせるので、III族窒化物層12を厚くして十分な応力を確保する必要がある。かかる観点からは、III族窒化物層12の厚みは50μm以上とすることが好ましい。
反対に、剥離を行わずに積層構造のまま基板として使用する場合には、III族窒化物層12の厚みは50μm未満とすれば良い。同様に、III族窒化物層12を2段階以上の成長工程を経て形成する場合にも、第1の層12aの厚みは剥離を防止するために10〜50μmとすればよい。
In the peeling process of FIG. 1D, peeling is caused by using stress generated by the difference in thermal expansion coefficient between the
On the contrary, when the laminated structure is used as a substrate without peeling, the thickness of the group
III族窒化物層12の形成工程で、シリコンや酸素をn型不純物としてIII族窒化物層12にドーピングしてもよい。シリコンをドーピングする場合は、たとえば、ジクロロシラン(Si2H2Cl2)ガスを原料ガスに含めればよい。あるいは、酸素をドーピングする場合は、酸素ガスまたは酸素含有混合ガスを原料ガスに含めればよい。III族窒化物半導体層13の成長面であるm面を通じてn型不純物を、5×1017cm−3〜5×1019/cm−3のドーピング濃度でIII族窒化物層12に導入することが可能である。
In the step of forming the group
図1(c)の剥離工程では、下地サファイア基板10、中間層11およびIII族窒化物層12のうち、少なくとも下地基板10および中間層11を冷却して下地基板10を剥離することが好ましい。前述の通り、III族窒化物層12を2段階以上の成長工程を経て形成することで固着力の低い面を設ければ、下地基板10とIII族窒化物層12とを冷却することで、下地基板10とIII族窒化物層12との間の熱膨張係数の差により生ずる応力を利用して、下地基板10を容易に剥離することができる。
このような製造方法により、III族窒化物半導体層12を形成することで、
成長面が{11-22}面、あるいは、{11-22}面となす角度が10°以下の半極性面であり、
厚さT(nm)が、
10μm≦T≦3000μmであり、
{11-22}面を回折面として、この{11-22}面に垂直かつm軸に平行な面と平行な方向から入射するX線に対して得られるX線回折強度の角度依存性の半値幅が、0.28°以下であるIII族窒化物半導体層12を得ることができ、非常に結晶性が高いものを得ることができる。
なかでも、結晶性を考慮すると、Tは25μm以上であることが好ましい。
In the peeling step of FIG. 1C, it is preferable to cool at least the
By forming the group III
The growth plane is a {11-22} plane, or a semipolar plane with an angle of 10 ° or less with the {11-22} plane,
Thickness T (nm) is
10 μm ≦ T ≦ 3000 μm,
Using the {11-22} plane as the diffraction plane, the angle dependence of the X-ray diffraction intensity obtained for X-rays incident on the X-ray incident from the direction perpendicular to the {11-22} plane and parallel to the m-axis The group III
Among these, in consideration of crystallinity, T is preferably 25 μm or more.
以下、自立基板13の好適な製造方法を以下に詳細に説明する。先ず、下地基板10として、たとえば、3インチφのm面サファイア(Al2O3)基板を用意する。次に、このサファイア基板10を炉内に配置し、炉内温度を1150℃程度に設定してサファイア基板10のサーマルクリーニングを約10分間行う。
Hereinafter, a preferred method for manufacturing the self-supporting
(中間層11の形成工程)
次に、TMAおよびアンモニア(NH3)を原料ガスとするMOVPE法により、このサファイア基板10上に窒化アルミニウム層11を堆積する(図1(A))。このとき供給される原料ガスは、TMA、NH3ガスおよび水素(H2)ガスとし、成膜温度は1100℃〜1300℃、成膜時間は10分〜100分、窒化アルミニウム層11の膜厚は10nm〜100nmとすればよい。
キャリアガスとしては、水素ガスおよび窒素ガスのうちの少なくとも一方を使用すればよいが、これに限定されるものではなく、水素、窒素、アルゴンなどの、TMAと反応し難いガスをキャリアガスとして選択すればよい。
(Formation process of intermediate layer 11)
Next, an
The carrier gas may be at least one of hydrogen gas and nitrogen gas, but is not limited to this, and a gas that does not easily react with TMA, such as hydrogen, nitrogen, or argon, is selected as the carrier gas. do it.
(第1のIII族窒化物層12aをエピタキシャル成長させる工程)
次に、図1(B)に示すように、MOVPE法により、1000℃〜1100℃で、中間層11上にGaN層12aをエピタキシャル成長させる。このとき供給される原料ガスは、TMG、H2ガス、N2ガスおよびNH3ガスからなる混合ガスとし、GaN層12aの膜厚は50μm以下とすればよい。GaN層12aの形成は、MOVPE装置内で中間層11を形成する工程から連続して行うことができる。
(Step of epitaxially growing the first group
Next, as shown in FIG. 1B, the
(第2のIII族窒化物半導体層12bをエピタキシャル成長させる工程)
次に、図1(C)に示すように、HVPE法またはMOVPE法により、1000℃〜1100℃で、第1層12a上にIII族窒化物半導体層12bをエピタキシャル成長させる。このとき、成膜時間は6分〜1800分、III族窒化物半導体層13の膜厚は10μm〜3000μmとすればよい。HVPE法を使用すれば、比較的大面積でのエピタキシャル成長を容易に行うことができる。
HVPE装置(図示せず)を使用する場合、HVPE装置は、当該HVPE装置内に配置されたGaソースに対してHClガスを供給してGaソースをHClガスと反応させ、これによりGaClガスを生成する。このGaClガスとNH3ガスとがサファイア基板10上に輸送され反応することによりGaN結晶が成長する。
(Step of epitaxially growing the second group III
Next, as shown in FIG. 1C, a group III
When an HVPE apparatus (not shown) is used, the HVPE apparatus supplies HCl gas to a Ga source disposed in the HVPE apparatus, and reacts the Ga source with HCl gas, thereby generating GaCl gas. To do. The GaCl gas and NH 3 gas are transported and reacted on the
(サファイア基板10の剥離工程)
次に、HVPE装置またはMOVPE装置の炉内温度を常温まで低下させてサファイア基板10〜GaN層12を冷却する。この結果、図1(D)に示すように、サファイア基板10がIII族窒化物半導体層12から剥離されて、III族窒化物半導体基板13が生成される。すなわち、サファイア基板10とIII族窒化物層12との間の熱膨張係数の違いに起因して、中間層11、III族窒化物層12からなる積層体に応力が生じ、これによりサファイア基板10がIII族窒化物半導体層12から剥離されることとなる。
その後、III族窒化物基板13の表面および裏面をそれぞれ研磨することで、平坦化された自立基板であるGaN基板を作製することができる。
(Peeling process of sapphire substrate 10)
Next, the in-furnace temperature of the HVPE apparatus or MOVPE apparatus is lowered to room temperature to cool the
Thereafter, the front surface and the back surface of the group
上記実施形態が奏する作用効果は以下の通りである。
上記製造方法では、下地基板10上に窒素とアルミニウムとを含む中間層11が形成され(図1(A))、この中間層11上に、六方晶系の半極性面である({11-22}面あるいは、{11-22}面となす角度が10°以下の半極性面を成長面とするIII族窒化物層12がエピタキシャル成長される(図1(C),(D))。これにより、半極性面を主面とするIII族窒化物層12を形成することができる。これにより、欠陥密度の低い高品質な半極性面III族窒化物半導体基板13を作製することができる。
The effect which the said embodiment show | plays is as follows.
In the manufacturing method, an
また、上述の通り、第一の薄膜層12aの上にマスク14を形成してから第2の厚膜層12bを形成することにより第一の薄膜層12aと第2の厚膜層12bの間の結合強度を低下させ、比較的小さな応力で下地基板10を容易に剥離し、III族窒化物層12の自立基板を得ることができる。
Further, as described above, the
以上、図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の例示であり、上記以外の様々な形態を採用することもできる。
たとえば、上記実施形態では、中間層11は、TMAを含む原料ガスを用いたMOVPE法により好適に形成されるが、これに限定されるものではない。中間層11を形成する方法として、真空蒸着装置やスパッタリング装置などの薄膜形成装置を利用して下地基板10上に窒化アルミニウム膜を形成する方法(物理気相成長法)、下地基板10を加熱しつつNH3ガスを流動させて表面を窒化する方法、または窒素ガスと一酸化炭素ガスの混合雰囲気中で下地基板10を加熱して窒化する方法などを使用してもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described with reference to drawings, the said embodiment is an illustration of this invention and can also employ | adopt various forms other than the above.
For example, in the above embodiment, the
また、前記実施形態では、III族窒化物半導体基板13を得る工程までを述べているが、上記III族窒化物半導体基板13上にIII族窒化物系素子構造を形成してLEDやLDなどの発光素子を作製してもよい。トランジスタなどの電子デバイスを作製するためにIII族窒化物半導体基板13を使用することも可能である。
さらに、前記実施形態では、III族窒化物層12としてGaNをあげたが、これに限られるものではなく、III族窒化物層12は、AlGaN,InGaN、AlInGaN、AlN、InNであってもよい。すなわち、III族窒化物層12はAlaInbGacN(a+b+c=1、a≧0、b≧0、c≧0)であることが好ましい。
In the above embodiment, the process up to obtaining the group III
Furthermore, in the above-described embodiment, GaN is used as the group
次に、上記実施形態の種々の実施例について説明する。
(実施例1)
前記実施形態と同様の方法でGaN層(GaN基板)の製造を行った。なお、サファイア基板10の剥離工程は実施していない。
サファイア基板10としては、中間層11を形成する主面がサファイア基板10のm面と平行である基板(主面がm軸と直交する)を使用した。
サファイア基板10をMOVPE装置の反応炉内に配置し、炉内温度を約1150℃に設定してサファイア基板10のサーマルクリーニングを約10分間行った。次に、炉内温度を1150℃に保った状態で、サファイア基板10のm面上に成膜時間40分で膜厚40nmの窒化アルミニウム中間層11を堆積した(図1(A))。ここで、原料ガスとして、TMA(供給量9μmol/min)、H2キャリアガス(流量20sccm)、およびNH3ガス(流量1.5リットル/分)が供給された。
Next, various examples of the above embodiment will be described.
Example 1
A GaN layer (GaN substrate) was manufactured in the same manner as in the previous embodiment. In addition, the peeling process of the
As the
The
その後、炉内温度を1050℃に下げた状態で、中間層11上に成膜時間25分で膜厚0.5μmのGaN層12aを形成した(図1(B))。ここで、原料ガスとして、TMG(供給量78μmol/min)、H2キャリアガス(流量30sccm)、N2ガス(流量4sccm)およびNH3ガス(流量6.0リットル/分)が供給された。
その後、図1(B)に示す積層体をMOVPE反応炉から取り出し、これをHVPE反応炉内に配置してエピタキシャル成長させることにより、GaN層12aの上に膜厚20μmのGaN層12bを形成し、基板を得た(図1(C))。ここで、成膜温度は1050℃とし、成膜時間は12分とした。HVPE装置では、GaClガスの流量は80sccm、NH3ガスの流量は1.2リットル/分とされた。GaN層12bの成長速度は、GaN層12aよりも速い。
Thereafter, with the furnace temperature lowered to 1050 ° C., a 0.5 μm-
Thereafter, the laminate shown in FIG. 1B is taken out of the MOVPE reactor, and placed in the HVPE reactor and epitaxially grown to form a
(比較例1)
窒化アルミニウム層11の形成工程を省略した。他の点は、実施例1と同じ条件で積層体を作製し、これを比較例1とした。比較例1の積層体(基板)では、サファイア基板10のm面上にGaN層12が直接形成されている。
(Comparative Example 1)
The step of forming the
(比較例2)
窒化アルミニウム層11の形成温度を600℃とした。他の点は、実施例1と同じ条件で積層体を作製し、これを比較例2とした。
(Comparative Example 2)
The formation temperature of the
(実施例1,比較例1,2の評価)
図2(A)は、実施例1の積層体のGaN結晶の{11−22}面に対するX線回折強度分布に基づく極点図であり、図2(B)は、比較例1の積層体のGaN結晶の{11−22}面に対するX線回折強度分布に基づく極点図であり、図2(C)は、比較例2の積層体のGaN結晶の{11−22}面に対するX線回折強度分布に基づく極点図である。
実施例1の積層体では、図2(A)に示される通り、GaN層12を構成するGaN結晶の{11−22}面に対応する1本の回折ピークが明瞭に確認される。一方、比較例1および比較例2の積層体では、図2(B)と図2(C)に示される通り、不規則な回折ピークが認められるので、GaN結晶が{11−22}面配向していないことが分かる。
(Evaluation of Example 1, Comparative Examples 1 and 2)
2A is a pole figure based on the X-ray diffraction intensity distribution with respect to the {11-22} plane of the GaN crystal of the laminate of Example 1, and FIG. 2B is the pole of the laminate of Comparative Example 1. FIG. 2C is a pole figure based on the X-ray diffraction intensity distribution with respect to the {11-22} plane of the GaN crystal, and FIG. 2C shows the X-ray diffraction intensity with respect to the {11-22} plane of the GaN crystal of the laminate of Comparative Example 2. It is a pole figure based on distribution.
In the stacked body of Example 1, one diffraction peak corresponding to the {11-22} plane of the GaN crystal constituting the
図3に模式的に示すように、実施例1の積層体では、サファイア基板10の主面に平行なサファイアのa軸方向(〈11-20〉方向)は、AlN結晶11またはGaN結晶12のm軸方向(〈10-10〉方向)に平行であると考えられる。サファイア(Al2O3)、窒化アルミニウム(AlN)およびGaNはともに六方晶系の同一結晶構造を有している。サファイア基板の主面(m面)に直接GaNが成長した場合、サファイアのa軸方向の格子ミスマッチは16.1%であるが、実施例1のように、サファイア基板主面(m面)上にAlNが成長する場合は、サファイアのa軸方向の格子ミスマッチは13.2%に低減される。さらに、AlNとGaNのm軸方向の格子ミスマッチは2.5%と小さい。したがって、サファイア基板10とGaN層12との間では中間層に窒化アルミニウム層を導入することで良好な格子整合性が構築されているといえる。
As schematically shown in FIG. 3, in the laminated body of Example 1, the a-axis direction (<11-20> direction) of sapphire parallel to the main surface of the
図4は実施例1の積層体におけるGaN層12のGaN{11−22}X線回折ロッキングカーブを示している。図4(A)のように、GaNのm軸方向(〈10-10〉方向)に対して垂直にX線を入射して(以下、m軸垂直入射という)測定した結果と、GaNの{11−22}面に垂直であり、かつ、GaNのm軸方向に平行にX線を入射して(以下、m軸平行入射という)測定した結果を示している。
ロッキングカーブの半値幅はm軸垂直入射の場合516arcsec(0.14°)、m軸平行入射の場合1786arcsec(0.50°)であり(図4(B))、とくにm軸垂直入射の場合には従来技術に比較して良好な結晶性を示している。
FIG. 4 shows the GaN {11-22} X-ray diffraction rocking curve of the
The full width at half maximum of the rocking curve is 516 arcsec (0.14 °) for m-axis normal incidence and 1786 arcsec (0.50 °) for m-axis parallel incidence (Fig. 4 (B)), especially for m-axis normal incidence. Shows better crystallinity than the prior art.
(実施例2〜3)
下地サファイア基板10の主面がm面に対して傾斜している(主面がm軸に対して傾斜している)点を除いて、実施例1と同様に、実施例2および実施例3において、GaN層を作製した。
実施例2の下地サファイア基板の主面はサファイア基板のm面に対してc軸方向に2°傾斜している。
実施例3の下地サファイア基板の主面はサファイア基板のm面に対してa軸方向に1°傾斜している。図5は実施例1、実施例2、実施例3の積層体における{11−22}面GaN層12のX線ロッキングカーブ半値幅をまとめたものである。実施例2のロッキングカーブ半値幅はm軸垂直入射の場合451arcsec(0.13°)、m軸平行入射の場合1234arcsec(0.34°)であり、他にくらべて良好であり、サファイア基板の主面をc軸方向へ傾斜させることが好適であることがわかる。
種々の実験の結果、傾斜角度が10°を超えると{11−22}面以外の配向面が出現する危険性があることがわかったため、傾斜角度は10°以内とすることが望ましい。なお、下地基板のm面が傾斜していることに対応して、その上に成長する{11−22}面GaNの成長面も基板主面に対して10°以内の傾斜を持つことになる。
また、種々の実験の結果、中間層11の膜厚は、10nm以上、100nm以下であることが望ましいことがわかった。
(Examples 2-3)
Example 2 and Example 3 are the same as Example 1 except that the main surface of the
The main surface of the base sapphire substrate of Example 2 is inclined by 2 ° in the c-axis direction with respect to the m-plane of the sapphire substrate.
The main surface of the base sapphire substrate of Example 3 is inclined by 1 ° in the a-axis direction with respect to the m-plane of the sapphire substrate. FIG. 5 summarizes the half width of the X-ray rocking curve of the {11-22}
As a result of various experiments, it has been found that there is a risk that an orientation plane other than the {11-22} plane appears when the tilt angle exceeds 10 °. Therefore, the tilt angle is preferably within 10 °. Corresponding to the inclination of the m-plane of the base substrate, the growth surface of {11-22} plane GaN grown thereon also has an inclination of 10 ° or less with respect to the main surface of the substrate. .
As a result of various experiments, it was found that the film thickness of the
(実施例4)
GaN層12a上にストライプ状のSiO2マスク14を形成したことを除いて(図6(A)参照)、実施例1と同様にGaN層を作製した。
SiO2マスクはフォトリソグラフィーとフッ酸(HF)エッチングにより形成した。SiO2マスク形状は図6(A)に示されたとおりGaN〈10−10〉m軸方向に延びた角型棒状であり、高さは約0.1μm、幅は約5μmであり、ストライプの間隔周期は10μmとした。図は高さ方向を強調してある。
マスク形成後、HVPE法により厚さ20μmのGaN層12bを形成した(図6(B))。このGaN層の{11−22}面のX線ロッキングカーブを測定したところ、その半値幅はm軸垂直入射の場合889arsec(0.25°)、m軸平行入射の場合527arcsec(0.15°)であり、実施例1に比較してm軸平入射の半値幅が大幅に改善し、入射方向による異方性も改善されており、良好な結晶性を示した。
Example 4
A GaN layer was fabricated in the same manner as in Example 1 except that a striped SiO 2 mask 14 was formed on the
The SiO 2 mask was formed by photolithography and hydrofluoric acid (HF) etching. As shown in FIG. 6 (A), the SiO 2 mask shape is a square rod extending in the GaN <10-10> m-axis direction, the height is about 0.1 μm, the width is about 5 μm, and the stripe shape is The interval period was 10 μm. The figure highlights the height direction.
After forming the mask, a
(実施例5〜6)
実施例5では、GaN層12bの厚みを1200μmに増加させた点を除いて、実施例2と同様の製造方法で、下地サファイア基板10、中間層11、第1のGaN層12aを有する構造体を作成した。
さらに、実施例6では、GaN層12bの厚みを1200μmに増加させた点を除いて、実施例4と同様の製造方法で積層体を作成した。実施例5,6では、HVPEの成膜時間は500分に延長した。
実施例5のHVPE成長後、温度を常温まで低下させてサファイア基板10および中間層11を冷却した。その後、サファイア基板10を研削とエッチングにより除去し、GaN層13を分離した。図7は、分離したGaN層13の表面を鏡面研磨して得た自立基板の{11−22}GaNのX線極点図である。一本の鋭いピークが明瞭にみられ、配向性が良好であることがわかる。X線ロッキングカーブの半値幅は、m軸垂直入射の場合778arcsec(0.22°)、m軸平行入射の場合996arcsec(0.28°)であり、厚みが厚いにもかかわらず、良好な結晶性を持つといえる。
実施例6では、HVPE成長後、温度を常温まで低下させてサファイア基板10および中間層11を冷却したところ、マスクとGaN層12bの界面付近に熱応力が集中し、サファイア基板10はGaN層から容易に全面剥離され、自立化したGaN層を得ることができた。
(Examples 5-6)
In Example 5, a structure having the
Furthermore, in Example 6, a laminate was formed by the same manufacturing method as Example 4 except that the thickness of the
After the HVPE growth of Example 5, the temperature was lowered to room temperature, and the
In Example 6, when the
(実施例7〜9)
実施例7では、窒化アルミニウム中間層11を形成する際の温度を1100℃とした。炉内温度を1100℃に保った状態で、サファイア基板10のm面上に成膜時間40分で膜厚40nmの窒化アルミニウム中間層11を堆積した。他の点は、実施例1と同じである。
実施例8では、窒化アルミニウム中間層11を形成する際の温度を1190℃とした。炉内温度を1190℃に保った状態で、サファイア基板10のm面上に成膜時間40分で膜厚40nmの窒化アルミニウム中間層11を堆積した。他の点は、実施例1と同じである。
実施例9では、窒化アルミニウム中間層11を形成する際の温度を1300℃とした。炉内温度を1300℃に保った状態で、サファイア基板10のm面上に成膜時間40分で膜厚40nmの窒化アルミニウム中間層11を堆積した。他の点は、実施例1と同じである。
実施例7〜9において、GaNのm軸方向(〈10-10〉方向)に対して垂直にX線を入射して(以下、m軸垂直入射という)測定した結果と、GaNの{11−22}面に垂直であり、かつ、GaNのm軸方向に平行にX線を入射して(以下、m軸平行入射という)測定した結果を表1に示す。
(Examples 7 to 9)
In Example 7, the temperature at which the aluminum nitride
In Example 8, the temperature at which the aluminum nitride
In Example 9, the temperature at which the aluminum nitride
In Examples 7 to 9, the measurement result of X-ray incidence perpendicular to the m-axis direction (<10-10> direction) of GaN (hereinafter referred to as m-axis normal incidence) and the {11− Table 1 shows the results of measurement with X-rays incident perpendicularly to the 22} plane and parallel to the m-axis direction of GaN (hereinafter referred to as m-axis parallel incidence).
S 主面
10 サファイア基板
11 中間層
12 III族窒化物半導体層
12a 第1のIII族窒化物層(第一の薄膜層)
12b 第2のIII族窒化物層(第二の厚膜層)
13 III族窒化物半導体基板
14 マスク
100 テラス部分
S Main surface 10
12b Second group III nitride layer (second thick film layer)
13 Group III
Claims (14)
前記サファイア基板上に、アルミニウムと窒素とを含む中間層を、1100℃以上1300℃以下の成長温度で気相成長法により形成する工程と、
前記中間層の上にIII族窒化物層を成長させる工程と
を含み、
前記サファイア基板は、前記中間層を成長させる主面が、当該サファイア基板のm軸と垂直、あるいは、当該サファイア基板のm軸に対し傾斜しているIII族窒化物基板の製造方法。 Preparing a sapphire substrate;
Forming an intermediate layer containing aluminum and nitrogen on the sapphire substrate at a growth temperature of 1100 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower by a vapor phase growth method;
Growing a group III nitride layer on the intermediate layer,
The sapphire substrate is a method for producing a group III nitride substrate in which a main surface on which the intermediate layer is grown is perpendicular to the m-axis of the sapphire substrate or inclined with respect to the m-axis of the sapphire substrate.
III族窒化物層を成長させる前記工程では、III族窒化物層の半極性面を成長面として成長させるIII族窒化物基板の製造方法。 In the manufacturing method of the group III nitride substrate according to claim 1,
In the step of growing a group III nitride layer, a method for producing a group III nitride substrate, wherein the semipolar surface of the group III nitride layer is grown as a growth surface.
前記中間層を形成する工程では、
前記中間層の厚さを10nm以上、100nm以下とするIII族窒化物基板の製造方法。 A method for producing a group III nitride substrate according to claim 1 or 2,
In the step of forming the intermediate layer,
A method for producing a group III nitride substrate, wherein the thickness of the intermediate layer is 10 nm or more and 100 nm or less.
前記中間層の上にIII族窒化物層を成長させる前記工程では、
前記III族窒化物層の厚みを10μm以上、3000μm以下とするIII族窒化物基板の製造方法。 A method for producing a group III nitride substrate according to any one of claims 1 to 3,
In the step of growing a group III nitride layer on the intermediate layer,
A method for producing a group III nitride substrate, wherein the thickness of the group III nitride layer is 10 μm or more and 3000 μm or less.
前記中間層を形成する工程では、AlN層を形成するIII族窒化物基板の製造方法。 In the manufacturing method of the group III nitride substrate according to any one of claims 1 to 4,
In the step of forming the intermediate layer, a Group III nitride substrate manufacturing method of forming an AlN layer.
前記サファイア基板は、前記中間層を成長させる主面が、当該サファイア基板のm軸に対し傾斜しており、サファイア基板のm面と主面とがなす傾斜角度が10°以下であるIII族窒化物基板の製造方法。 A method for producing a group III nitride substrate according to any one of claims 1 to 5,
In the sapphire substrate, the main surface on which the intermediate layer is grown is inclined with respect to the m-axis of the sapphire substrate, and the inclination angle formed by the m surface of the sapphire substrate and the main surface is 10 ° or less. Manufacturing method of physical substrate.
前記中間層を形成する工程では、ハイドライド気相成長(HVPE)法、または、有機金属気相成長(MOVPE)法により中間層を成長させ、
前記III族窒化物層を成長させる工程では、ハイドライド気相成長(HVPE)法、または、有機金属気相成長(MOVPE)法により、III族窒化物層を成長させるIII族窒化物基板の製造方法。 A method for producing a group III nitride substrate according to any one of claims 1 to 6,
In the step of forming the intermediate layer, the intermediate layer is grown by a hydride vapor phase epitaxy (HVPE) method or a metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) method,
In the step of growing the group III nitride layer, a method of manufacturing a group III nitride substrate in which the group III nitride layer is grown by a hydride vapor phase epitaxy (HVPE) method or a metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE) method .
前記サファイア基板の主面が、サファイア基板のm面に対してc軸方向に傾斜しているIII族窒化物基板の製造方法。 A method for producing a group III nitride substrate according to any one of claims 1 to 7,
A method for producing a group III nitride substrate, wherein a main surface of the sapphire substrate is inclined in a c-axis direction with respect to an m-plane of the sapphire substrate.
前記中間層を形成する工程では、
前記中間層の成長温度を1150℃以上とするIII族窒化物基板の製造方法。 A method for producing a group III nitride substrate according to any one of claims 1 to 8,
In the step of forming the intermediate layer,
A method for producing a group III nitride substrate, wherein the growth temperature of the intermediate layer is 1150 ° C. or higher.
III族窒化物層を成長させる前記工程では、
前記III族窒化物層を少なくとも2段階で成長させ、
III族窒化物層を成長する前記工程は、
厚さ50μm以下の第1のIII族窒化物層を形成する工程と、
前記第1のIII族窒化物層の成長工程よりも速い成長速度で第1のIII族窒化物層の上に第2のIII族窒化物層を形成する工程とを含むIII族窒化物基板の製造方法。 A method for producing a group III nitride substrate according to any one of claims 1 to 9,
In the step of growing the group III nitride layer,
Growing said group III nitride layer in at least two stages;
Said step of growing a group III nitride layer comprises:
Forming a first group III nitride layer having a thickness of 50 μm or less;
Forming a second group III nitride layer on the first group III nitride layer at a growth rate faster than the first group III nitride layer growth step. Production method.
第1のIII族窒化物層を形成する工程の完了後、
前記第1のIII族窒化物層表面に開口部が形成されたマスクを形成し、
第2のIII族窒化物層を形成する工程では、前記マスクの上に前記第2のIII族窒化物層を形成するIII族窒化物基板の製造方法。 A method for producing a group III nitride substrate according to claim 10,
After completing the step of forming the first group III nitride layer,
Forming a mask having an opening formed on the surface of the first group III nitride layer;
In the step of forming a second group III nitride layer, a method of manufacturing a group III nitride substrate, wherein the second group III nitride layer is formed on the mask.
前記III族窒化物層から前記サファイア基板を剥離させて前記III族窒化物層を含むIII族窒化物基板を得る工程を含む、III族窒化物基板の製造方法。 A method for producing a group III nitride substrate according to any one of claims 1 to 11,
A method for producing a group III nitride substrate, comprising: removing the sapphire substrate from the group III nitride layer to obtain a group III nitride substrate including the group III nitride layer.
前記III族窒化物層を成長させる前記工程では、
前記III属窒化物層に酸素のn型不純物をドーピングし、当該n型不純物のドーピング濃度を5×1017cm−3以上5×1019/cm−3以下とする、III族窒化物基板の製造方法。 A method for producing a group III nitride substrate according to any one of claims 1 to 12,
In the step of growing the group III nitride layer,
The group III nitride substrate is doped with an n-type impurity of oxygen, and the doping concentration of the n-type impurity is set to 5 × 10 17 cm −3 or more and 5 × 10 19 / cm −3 or less. Production method.
成長面が半極性面であり、
当該III族窒化物基板のIII族窒化物層の厚さT(nm)が、
10μm≦T≦3000μm
であり、
{11-22}面を回折面として、この{11-22}面に垂直かつm軸に平行な面と平行な方向から入射するX線に対して得られるX線回折強度の角度依存性の半値幅が、0.28°以下であることを特徴とするIII族窒化物基板。 A group III nitride substrate manufactured by the manufacturing method according to claim 1,
The growth surface is a semipolar surface,
The thickness T (nm) of the group III nitride layer of the group III nitride substrate is
10μm ≦ T ≦ 3000μm
And
Using the {11-22} plane as the diffraction plane, the angle dependence of the X-ray diffraction intensity obtained for X-rays incident on the X-ray incident from the direction perpendicular to the {11-22} plane and parallel to the m-axis A group III nitride substrate having a full width at half maximum of 0.28 ° or less.
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