JP2012171816A - 窒化物半導体薄膜およびその成長方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ミスカットを有するGaN基板101のステップフロー成長(工程1)により制限領域内に形成されたテラス202に、工程1よりもキャリアガスに含まれる水素の組成を少なくして、トリメチルガリウム(TMG)又はトリエチルガリウム(TEG)を供給し、テラス202の上にGaNの2次元核301を1個以上100個以下発生させる(工程2)。次に、工程2よりもキャリアガスに含まれる水素の組成を多くする(工程3)。これにより、複数の2次元核301が横方向成長して1分子層の厚さの連続的なGaN薄膜302となる。工程2と工程3を交互に繰り返すことにより、2分子層以上の厚さのGaN薄膜303を成長させる。
【選択図】図3
Description
102 制限領域
103 マスク材
104 メサ
201 GaNの分子層ステップ
202 ステップの一番上流側の(0001)面のテラス
301 GaNの2次元核
302 1分子層の厚さの連続的なGaN薄膜
303 2分子層以上の厚さのGaN薄膜
Claims (5)
- ミスカットを有する窒化物半導体基板の主方位面上に、表面積が30平方マイクロメートル以上1,000,000平方マイクロメートル以下である制限領域を形成する工程と、
アンモニアガス雰囲気中において、キャリアガスとして水素ガス又は水素の割合が60%以上100%未満の水素と窒素の混合ガスを用いてIII族原料を供給し、前記制限領域内で前記窒化物半導体基板の分子層ステップをステップフロー成長させ、前記制限領域内にテラスを形成する第1の成長工程と、
前記キャリアガスを窒素ガス又は水素の割合が0%超40%以下の水素と窒素の混合ガスに変えて、1平方メートル当たり毎秒109個以上の核生成頻度で、前記制限領域内の前記テラス上に複数の2次元核を形成する第2の成長工程と、
前記キャリアガスを水素ガス又は水素の割合が60%以上100%未満の水素と窒素の混合ガスに変えて、前記テラス上の前記複数の2次元核を横方向成長により互いにつなげ、1分子層の厚さの連続的な窒化物半導体薄膜にする第3の成長工程と
を含むことを特徴とする窒化物半導体薄膜の成長方法。 - 前記第2の成長工程および前記第3の成長工程を交互に繰り返して、2分子層以上の厚さの窒化物半導体薄膜を形成することを特徴とする請求項1に記載の成長方法。
- 前記窒化物半導体基板および前記窒化物半導体薄膜がGaNであり、前記第1から第3の成長工程における基板温度がそれぞれ700℃以上1200℃以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の成長方法。
- 前記第1の成長工程で形成される前記テラスの表面積は、前記制限領域の表面積の80%以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の成長方法。
- 請求項1から4のいずれかに記載の成長方法により作製されたことを特徴とする窒化物半導体薄膜。
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