JP2011216548A - ＧａＮ系半導体エピタキシャル基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反りのない優れた結晶性を有するＧａＮ系半導体をエピタキシャル成長させることができるＧａＮ系半導体エピタキシャル基板の製造方法を提供する。
【解決手段】希土類ペロブスカイト基板上１１に、ＡｌＮからなる低温保護層１２を成長させ、この低温保護層１２上に、Ａｌの組成ｘ１が０．４０≦ｘ１≦０．４５のＡｌ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ｎからなる第１ＡｌＧａＮ系半導体層を成長させる。そして、前記第１ＡｌＧａＮ系半導体層上に、Ａｌの組成ｘ２が０≦ｘ２≦０．４５のＡｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２Ｎからなる第２ＡｌＧａＮ系半導体層以降の成長層を積層させて、組成勾配層１３，１４とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、基板上に、窒化ガリウム（ＧａＮ）、又はＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０＜ｘ≦１）混晶をエピタキシャル成長させてなるＧａＮ系半導体エピタキシャル基板の製造方法に関し、特に、ハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ：：Hydride Vapor Phase Epitaxy）法により高い結晶性を有するＧａＮ系半導体膜を成長させる方法に関する。

近年、青色、紫色、さらに波長の短い紫外線の発光材料として、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＧａＮ（窒化ガリウム）又はこれらの混晶（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０＜ｘ＜１））等の窒化物系化合物半導体からなる半導体材料が注目されている。以下において、これらを総じてＧａＮ系半導体と称する。
従来、このようなＧａＮ系半導体材料は、大型の単結晶インゴットとして育成させることが困難なため、ＨＶＰＥ法などの気相成長法を利用して、他の材料からなる基板上にエピタキシャル成長させている。このとき、成長用基板には主にサファイアが用いられる。
成長用基板にサファイアを用いる場合、サファイアとＧａＮ又はＡｌＮとの間の格子不整合率が２０％を超えるため、良好なＧａＮ厚膜等をエピタキシャル成長させることは困難である。そのため、成長用基板に特殊なマスク等を予め形成した上で成長させるなど、何らかの複雑な工程を有する手法が提案されている（例えば非特許文献１〜３）。

非特許文献１において、碓井らは、サファイア上にＨＶＰＥ方によりＧａＮ厚膜を成長させている。具体的には、サファイア基板上にＳｉＯ２（酸化ケイ素）マスクにより｛１−１０１｝ファセットを形成し、その上からＧａＮ厚膜を成長させることで、６×１０^７／ｃｍ^２未満の転位密度を実現している。
非特許文献２において、木下らは、ＺｒＢ_２（ホウ化ジルコニウム）がＡｌＮ、ＧａＮと結晶構造が同じで格子定数が近い（ＡｌＮとの格子不整合率が１．９％、ＧａＮとの格子不整合率が０．５％）ため、ＧａＮ厚膜の成長用基板に好適であることを報告している。
非特許文献３において、若原らは、ＮｄＧａＯ_３（以下、ＮＧＯ）基板上に、ＨＶＰＥ法によりＧａＮを成長させている。ＮＧＯとＧａＮは結晶構造が異なるが、図６に示すようにＮＧＯの｛１０１｝面又は｛０１１｝面の原子配列上にＧａＮの｛０００１｝面の原子配列が重なり合う形になり、格子不整合率は１．７％以下である。このような原子配列の一致を擬格子整合と称する。これにより、良好な結晶性を有するＧａＮ厚膜を成長させることができ、１０^６／ｃｍ^２以下の転位密度を実現している。

Japanese Journal of Applied Physics 36 (1997) L889-L902 Japanese Journal of Applied Physics 40 (2001) L1280-L1282 Japanese Journal of Applied Physics 39 (2000) L2399-L2401

しかしながら、非特許文献１に記載の方法では、場合によっては得られたＧａＮ厚膜表面の一部に高転位領域が現れ、使用できない部分が存在する等の問題がある。また、サファイアとＧａＮの熱膨張係数が異なることから、結晶成長時の高い成長温度により発生する熱応力により成長後のＧａＮ系半導体エピタキシャルウェハには反りが発生する。
非特許文献２に記載の方法では、ＺｒＢ_２基板中のＢ（ホウ素）が結晶成長時にＧａＮ膜に多量に侵入し、半導体としての特性を著しく劣化させるという問題がある。
非特許文献３に記載の方法では、成長用基板にサファイアを用いる場合に比べて良好な結晶性をもつＧａＮ膜を成長させることができるが、格子不整合率がゼロではないので転位の出現は避けられない。また、ＮＧＯとＧａＮとの熱膨張係数の違いから、成長用基板にサファイアを用いた場合と同様に、成長後のＧａＮ系半導体エピタキシャル基板には反りが発生する。
従来の方法には上述した問題があるため、今後、デバイス特性の向上に向けて、さらに優れた結晶性（例えば転位密度１０^５／ｃｍ^２以下）を有し、反りの小さいＧａＮ厚膜が要求された場合に有効に対応することが困難となる。

本発明は、上記課題を解決すべくなされたもので、反りのない優れた結晶性を有するＧａＮ系半導体をエピタキシャル成長させることができるＧａＮ系半導体エピタキシャル基板の製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、希土類ペロブスカイト基板上に、ＡｌＮからなる低温保護層を成長させる第１工程と、
前記低温保護層上に、Ａｌの組成ｘ１が０．４０≦ｘ１≦０．４５のＡｌ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ｎからなる第１ＧａＮ系半導体層を成長させる第２工程と、
前記第１ＧａＮ系半導体層上に、Ａｌの組成ｘ２が０≦ｘ２≦０．４５のＡｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２Ｎからなる第２ＧａＮ系半導体層を成長させる第３工程と、
を備えることを特徴とするＧａＮ系半導体エピタキシャル基板の製造方法である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のＧａＮ系半導体エピタキシャル基板の製造方法において、前記第１ＧａＮ系半導体層上に、Ａｌの組成ｘ３を前記組成ｘ１から段階的に小さくなるように変化させたＡｌ_ｘ３Ｇａ_１−ｘ３Ｎからなる組成勾配層を成長させる工程を有し、
前記第３工程では、前記組成勾配層上に前記第２ＧａＮ系半導体層を成長させることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のＧａＮ系半導体エピタキシャル基板の製造方法において、ＨＶＰＥ法を利用して、Ｇａを含む１又は複数のＩＩＩ族元素の塩化物ガスとＮＨ_３を供給して反応させることにより、前記希土類ペロブスカイト基板上に前記第１及び第２ＧａＮ系半導体層をエピタキシャル成長させることを特徴とする。

本発明によれば、反りのない優れた結晶性を有するＧａＮ系半導体（ＧａＮ厚膜）をエピタキシャル成長させることができる。したがって、このＧａＮ系半導体エピタキシャル基板自体、又はＧａＮ系半導体エピタキシャル基板から得られる自立基板を利用して半導体デバイスを作製することで、デバイス特性の向上を図ることができる。

ＧａＮ、ＡｌＮ、及びＮＧＯの格子定数の温度依存性を示す図である。 ＮＧＯ基板上に成長させたＡｌＮ又はＡｌ_０．４Ｇａ_０．６Ｎが受ける熱応力について示す図である。 実施例に係るＧａＮエピタキシャル基板の積層構造を示す図である。 比較例１に係るＧａＮエピタキシャル基板の積層構造を示す図である。 比較例２に係るＧａＮエピタキシャル基板の積層構造を示す図である。 ＮＧＯ上のＧａＮの格子配列を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態では、ＨＶＰＥ法を利用して、希土類ペロブスカイトからなるＮＧＯ基板上に、ＧａＮ系半導体であるＧａＮをエピタキシャル成長させ、ＧａＮエピタキシャル基板を製造する場合について説明する。
このとき、ＮＧＯ基板上に、ＡｌＮからなる低温保護層を成長させ、この低温保護層上に、Ａｌ組成ｘ１が０．４０≦ｘ１≦０．４５のＡｌ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ｎからなる、ＮＧＯと高度に格子整合する第１ＧａＮ系半導体層を成長させ、その後、Ａｌの組成ｘ３を前記組成ｘ１から段階的に小さくなるように変化させたＡｌ_ｘ３Ｇａ_１−ｘ３Ｎからなる組成勾配層を成長させる。そして、組成勾配層上に目的の組成（Ａｌの組成ｘ２が０≦ｘ２≦０．４５）のＡｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２Ｎからなる第２ＧａＮ系半導体層を成長させる。

図１は、ＧａＮ、ＡｌＮ、及びＮＧＯの格子定数の温度依存性を示す図である。また、図１に示した各結晶の格子定数の温度変化から、ＧａＮの成長温度（約１０００℃）と室温において、ＡｌＮ及びＡｌ_０．４Ｇａ_０．６ＮをＮＧＯ基板上に原子配列を合わせた時にどの程度格子がずれているか（室温における格子定数差Δａ_１、成長温度における格子定数差Δａ_２）、そしてその差（Δａ_２−Δａ_１）を計算したものを表１に示す。

ＧａＮの成長温度でＡｌＮ層及びＡｌ_０．４Ｇａ_０．６Ｎ層を成長させた後、冷却されて室温に戻る時に各層が受ける熱応力は、成長温度と室温での格子ずれ値の差Δａ_２−Δａ_１（表１においてＡｌＮで−０．０３８、Ａｌ_０．４Ｇａ_０．６Ｎで０．０３９）に比例する。そのため、ＡｌＮとＡｌ_０．４Ｇａ_０．６Ｎではほぼ同じ大きさで逆向きの熱応力を受けることになる。
つまり、図２（ａ）に示すように、ＮＧＯ基板にＡｌ_０．４Ｇａ_０．６Ｎ層を直接成長させた場合、成長温度における格子のずれは少ない（表１において０．００１）が、室温で格子のずれが大きくなる（表１において０．０４０）ため、冷却時にその差（Δａ_２−Δａ_１＝０．０３９）に相当する引張応力を受けることになる。
そこで、図２（ｂ）に示すように、ＮＧＯ基板とＡｌ_０．４Ｇａ_０．６Ｎ層の間にＡｌＮ層を挟む構成にすると、ＡｌＮ層は圧縮応力を受け、Ａｌ_０．４Ｇａ_０．６Ｎ層は引張応力を受ける。したがって、この二つが相殺されるために、Ａｌ_０．４Ｇａ_０．６Ｎ層上にＧａＮ厚膜を成長させることで、反りの少ないＧａＮ厚膜を有するＧａＮエピタキシャル基板が作製される。特に、我々の鋭意開発により、ＡｌＮ層の上にＡｌ_０．４２Ｇａ_０．５８Ｎの組成層（第１ＧａＮ系半導体層）を成長させた場合に、ＧａＮ厚膜層（第２ＧａＮ系半導体層）が最も良い特性を示した。

［実施例］
実施例では、図２に示す積層構造を有するＧａＮエピタキシャル基板１を製造する。図２に示すように、実施例に係るＧａＮエピタキシャル基板１は、ＮＧＯ基板１１上に、ＡｌＮ低温保護層１２、ＡｌＧａＮ組成勾配層１３、ＧａＮ厚膜１４が順次形成されてなる。

まず、厚さ４５０ｎｍ、直径５０ｍｍのＮＧＯ（０１１）面を成長用基板１１とし、ＮＧＯ基板１１、Ｇａ原料、及びＡｌ原料をＨＶＰＥ装置内に設置した。そして、Ｇａ原料部の温度を８５０℃、Ａｌ原料部の温度を８００℃まで昇温した。
なお、Ｎ_２キャリアガスの流量は１２Ｌ／ｍｉｎとし、Ｇａ原料部へのＨＣｌライン、Ａｌ原料部へのＨＣｌライン、及びＮＨ_３ラインの流量は、Ｎ_２キャリアガスによる希釈後で、それぞれ１．４Ｌ／ｍｉｎ、１．４Ｌ／ｍｉｎ、１．６４Ｌ／ｍｉｎとなるように設定した。

次に、成長温度（ＮＧＯ基板の温度）を６００℃に固定して、ＡｌとＨＣｌにより生成された塩化物ガス（ＡｌＣｌ）をＡｌ原料ラインから供給するとともに、ＮＨ_３ラインからＮＨ_３を供給した。そして、ＮＧＯ基板１１上にＡｌＮからなる低温保護層１２を１００ｎｍ程度成長させた。その後、原料ガスの供給を停止して、成長温度を９８０℃に昇温した。

次に、Ａｌ原料ラインからＡｌＣｌを供給し、ＮＨ_３ラインからＮＨ_３を供給するとともに、ＧａとＨＣｌにより生成された塩化物ガス（ＧａＣｌ）をＧａ原料ラインから供給した。このとき、Ａｌの組成ｘが０．４２，０．３，０．２，０．１となるように流量を調節した。そして、ＡｌＮ低温保護層１２上に、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（ｘ＝０．４２，０．３，０．２，０．１）からなる組成勾配層１３を、それぞれ１００μｍ程度の厚さで成長させた。ここで、組成勾配層１３の最下層（Ａｌの組成ｘ＝０．４２）が、本発明における第１ＧａＮ系半導体層となる。

次に、Ａｌ原料ラインからの原料ガスの供給を停止し、Ｇａ原料ラインからＧａＣｌを供給するとともに、ＮＨ_３ラインからＮＨ_３を供給した。そして、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ組成勾配層１３上に、ｘ＝０．０のＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ膜、すなわちＧａＮ厚膜（第２ＧａＮ系半導体層）１４を１６００μｍ成長させた。
その後室温まで冷却した。この冷却プロセスにおいて、ＧａＮ厚膜１４はＮＧＯ基板１１からの引張応力を受けるが、ＡｌＮ低温保護層１２からは圧縮応力を受け相殺される形で熱応力の影響が緩和される。

得られたＧａＮ厚膜１４の表面をＸ線ディフラクトメータにより分析したところ、ＧａＮの（０００２）面、（０００４）面に対応する回折パターンが観察された。
また、ＧａＮ厚膜１４を研磨した後、カソードルミネッセンス（ＣＬ：Cathodoluminescence）測定を行ったところ、貫通転位の存在により現れるダークスポットが２５０μｍ×２５０μｍの観測面内に一つも観察されなかった。これより、貫通転位の転位密度は１．６×１０^３／ｃｍ^２と計算された。
また、ＧａＮ厚膜１４の面内の中心１点及び中心点を通る直交軸上の周縁部に位置する４点の計５点を測定点とし、［０００１］方向に対するオフ角を測定した。そして、５箇所の測定点におけるオフ角について、（最大値−最小値）／２によりオフ角分布を算出したところ、オフ角分布は±０．１°以下であった。
このように、実施例によれば、結晶性が極めて良好で、反りのない（オフ角分布の小さい）ＧａＮ厚膜を実現することができた。

［比較例１］
比較例１では、図３に示す積層構造を有するＧａＮエピタキシャル基板２を製造する。図３に示すように、比較例１に係るＧａＮエピタキシャル基板２は、ＮＧＯ基板２１上に、ＧａＮ低温保護層２２、ＧａＮ厚膜２４が順次形成されてなる。すなわち、実施例に係るＧａＮエピタキシャル基板１と比較すると、低温保護層２２をＧａＮで構成している点、及び組成勾配層１３を形成していない点が異なっている。

まず、厚さ４５０ｎｍ、直径５０ｍｍのＮＧＯ（０１１）面を成長用基板２１とし、ＮＧＯ基板２１及びＧａ原料をＨＶＰＥ装置内に設置した。そして、Ｇａ原料部の温度を８５０℃まで昇温した。
なお、Ｎ_２キャリアガスの流量は１２Ｌ／ｍｉｎとし、Ｇａ原料部へのＨＣｌライン、及びＮＨ_３ラインの流量は、Ｎ_２キャリアガスによる希釈後で、それぞれ１．４Ｌ／ｍｉｎ、１．６４Ｌ／ｍｉｎとなるように設定した。

次に、成長温度（ＮＧＯ基板の温度）を６００℃に固定して、Ｇａ原料ラインからＧａＣｌを供給するとともに、ＮＨ_３ラインからＮＨ_３を供給した。そして、ＮＧＯ基板２１上にＧａＮからなる低温保護層２２を１００ｎｍ程度成長させた。その後、原料ガスの供給を停止して、成長温度を９８０℃に昇温した。

次に、再びＧａ原料ラインからＧａＣｌを供給するとともに、ＮＨ_３ラインからＮＨ_３を供給し、ＧａＮ低温保護層２２上に、ＧａＮ厚膜２４を２０００μｍ成長させた。その後、室温まで冷却した。この冷却プロセスにおいて、ＧａＮ厚膜２４はＮＧＯ基板２１から引張応力を受けることとなる。

得られたＧａＮ厚膜２４の表面をＸ線ディフラクトメータにより分析したところ、ＧａＮの（０００２）面、（０００４）面に対応する回折パターンが観察された。また、ＧａＮ厚膜２４を研磨した後、ＣＬ測定を行ったところ、１０^５〜１０^８／ｃｍ^２程度の貫通転位が観測された。また、実施例と同様にオフ角分布を測定したところ、オフ角分布は±０．４°程度であった。
このように、比較例１で得られたＧａＮエピタキシャル基板２は、実施例で得られたＧａＮエピタキシャル基板１に比較すると、ＧａＮ厚膜２４の結晶性が低く、反りも大きくなった。

［比較例２］
比較例２では、図４に示す積層構造を有するＧａＮエピタキシャル基板３を製造する。図４に示すように、比較例２に係るＧａＮエピタキシャル基板３は、ＮＧＯ基板３１上に、ＡｌＧａＮ低温保護層３２、ＡｌＧａＮ組成勾配層３３、ＧａＮ厚膜３４が順次形成されてなる。すなわち、実施例に係るＧａＮエピタキシャル基板１と比較すると、低温保護層３２の構成が異なっている。

まず、厚さ４５０ｎｍ、直径５０ｍｍのＮＧＯ（０１１）面を成長用基板３１とし、ＮＧＯ基板３１、Ｇａ原料、及びＡｌ原料をＨＶＰＥ装置内に設置した。そして、Ｇａ原料部の温度を８５０℃、Ａｌ原料部の温度を８００℃まで昇温した。
なお、Ｎ_２キャリアガスの流量は１２Ｌ／ｍｉｎとし、Ｇａ原料部へのＨＣｌライン、Ａｌ原料部へのＨＣｌライン、及びＮＨ_３ラインの流量は、Ｎ_２キャリアガスによる希釈後で、それぞれ１．４Ｌ／ｍｉｎ、１．４Ｌ／ｍｉｎ、１．６４Ｌ／ｍｉｎとなるように設定した。

次に、成長温度（ＮＧＯ基板の温度）を６００℃に固定して、Ａｌ原料ラインからＡｌＣｌを供給し、Ｇａ原料ラインからＧａＣｌを供給するとともに、ＮＨ_３ラインからＮＨ_３を供給した。このとき、Ａｌの組成ｘが０．４２となるように流量を調節した。そして、ＮＧＯ基板３１上にＡｌ_０．４２Ｇａ_０．５８Ｎからなる低温保護層３２を１００ｎｍ程度成長させた。その後、原料ガスの供給を停止して、成長温度を９８０℃に昇温した。

次に、再びＡｌ原料ラインからＡｌＣｌを供給し、Ｇａ原料ラインからＧａＣｌを供給するとともに、ＮＨ_３ラインからＮＨ_３を供給した。このとき、Ａｌの組成ｘが０．４２，０．３，０．２，０．１となるように流量を調節した。そして、ＡｌＮ低温保護層３２上に、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（ｘ＝０．４２，０．３，０．２，０．１）からなる組成勾配層３３を、それぞれ１００μｍ程度の厚さで成長させた。

次に、Ａｌ原料ラインからの原料ガスの供給を停止し、Ｇａ原料ラインからＧａＣｌを供給するとともに、ＮＨ_３ラインからＮＨ_３を供給した。そして、Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ組成勾配層３３上に、ＧａＮ厚膜３４を１６００μｍ成長させた。
その後室温まで冷却した。この冷却プロセスにおいて、ＧａＮ厚膜３４がＮＧＯ基板３１から受ける引張応力は、相殺の効果が認められている実施例に比較すると大きくなる。

得られたＧａＮ厚膜３４の表面をＸ線ディフラクトメータにより分析したところ、ＧａＮの（０００２）面、（０００４）面に対応する回折パターンが観察された。また、ＧａＮ厚膜３４を研磨した後、ＣＬ測定を行ったところ、１０^３〜１０^５／ｃｍ^２程度の貫通転位が観測された。また、実施例と同様にオフ角分布を測定したところ、±０．５°程度であった。
このように、比較例２で得られたＧａＮエピタキシャル基板３は、実施例で得られたＧａＮエピタキシャル基板１に比較すると、ＧａＮ厚膜３４の結晶性は同等であったが、反りが大きくなった。

以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

実施形態ではＮＧＯ基板上にＧａＮ系半導体であるＧａＮを成長させる場合について説明したが、ＮＧＯ基板上にＡｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ（０＜ｘ≦１）からなるＧａＮ系半導体を成長させる場合にも本発明を適用することができる。
また、実施形態では、ＮＧＯ基板１１＼ＡｌＮ低温保護層１２＼Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ層（第１ＧａＮ系半導体層＋組成勾配層）１３＼ＧａＮ層（第２ＧａＮ系半導体層）１４という積層構造を有するＧａＮ系半導体エピタキシャル基板について説明したが、組成勾配層を省略して、ＮＧＯ基板１１＼ＡｌＮ低温保護層１２＼Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘＮ層（第１ＧａＮ系半導体層）１３＼ＧａＮ層（第２ＧａＮ系半導体層）１４という積層構造としてもよい。
また、実施形態ではＨＶＰＥ法を利用した場合について説明したが、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法や分子線エピタキシー（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）法を利用してＧａＮ系半導体をエピタキシャル成長させる場合に本発明を適用することができる。
また、成長用基板としてＮＧＯ基板以外の希土類ペロブスカイト基板（例えば、ＮｄＡｌＯ_３，ＮｄＩｎＯ_３等）を用いる場合にも適用できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ＧａＮエピタキシャル基板
１１ ＮＧＯ基板
１２ ＡｌＮ低温保護層
１３ ＡｌＧａＮ層（第１ＧａＮ系半導体層＋組成勾配層）
１４ ＧａＮ厚膜（第２ＧａＮ系半導体層）

Claims (3)

1. 希土類ペロブスカイト基板上に、ＡｌＮからなる低温保護層を成長させる第１工程と、
   前記低温保護層上に、Ａｌの組成ｘ１が０．４０≦ｘ１≦０．４５のＡｌ_ｘ１Ｇａ_１−ｘ１Ｎからなる第１ＧａＮ系半導体層を成長させる第２工程と、
   前記第１ＧａＮ系半導体層上に、Ａｌの組成ｘ２が０≦ｘ２≦０．４５のＡｌ_ｘ２Ｇａ_１−ｘ２Ｎからなる第２ＧａＮ系半導体層を成長させる第３工程と、
   を備えることを特徴とするＧａＮ系半導体エピタキシャル基板の製造方法。
2. 前記第１ＧａＮ系半導体層上に、Ａｌの組成ｘ３を前記組成ｘ１から段階的に小さくなるように変化させたＡｌ_ｘ３Ｇａ_１−ｘ３Ｎからなる組成勾配層を成長させる工程を有し、
   前記第３工程では、前記組成勾配層上に前記第２ＧａＮ系半導体層を成長させることを特徴とする請求項１に記載のＧａＮ系半導体エピタキシャル基板の製造方法。
3. ＨＶＰＥ法を利用して、Ｇａを含む１又は複数のＩＩＩ族元素の塩化物ガスとＮＨ_３を供給して反応させることにより、前記希土類ペロブスカイト基板上に前記第１及び第２ＧａＮ系半導体層をエピタキシャル成長させることを特徴とする請求項１又は２に記載のＧａＮ系半導体エピタキシャル基板の製造方法。

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