JP2016204748A - 窒化ガリウム系膜ならびにその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)結晶相が六方晶構造であり、(002)面と(101)面のピーク強度比I(002)/I(101)が150以上であり、最低酸素含有量が5×1021atm/cm3以下であることを特徴とする窒化ガリウム系膜。
(2)(002)面の2θ/θスキャンの測定ピークの半価幅が0.3°以下であることを特徴とする(1)に記載の窒化ガリウム系膜。
(3)(002)面のωスキャンの測定ピークの半価幅が2°以下であることを特徴とする(1)または(2)に記載の窒化ガリウム系膜。
(4)スパッタ法で窒化ガリウム系膜を製造する方法であって、窒化ガリウムを主成分とする、酸素含有量が5atm%以下であるスパッタリングターゲットを用いて、成膜時のスパッタガス圧を0.3Pa未満とすることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の窒化ガリウム系膜の成膜方法。
(5)到達真空度を3×10−5Pa以下とすることを特徴とする(4)に記載の窒化ガリウム系膜の製造方法。
(6)基板加熱温度を100℃以上800℃以下とすることを特徴とする(4)又は(5)に記載の窒化ガリウム系膜の製造方法。
(7)(1)〜(3)のいずれかに記載の窒化ガリウム系膜と基板を含んでなる積層基材。
(8)(7)に記載の積層基材を用いることを特徴とする半導体素子。
(9)(8)に記載の半導体素子を含むことを特徴とする電子機器。
通常の測定は一般的な粉末X線回折装置(装置名:UltimaIII、リガク社製)を用いた。XRD測定の条件は以下のとおりである。
線源 : CuKα線(λ=0.15418nm)
測定モード : 2θ/θスキャン
測定間隔 : 0.01°
発散スリット: 0.5deg
散乱スリット: 0.5deg
受光スリット: 0.3mm
計測時間 : 1.0秒
測定範囲 : 2θ=20°〜80°
XRDパターンの同定分析には、XRD解析ソフトウェア(商品名:JADE7、MID社製)を用いた。六方晶はJCPDSNo.00−050−0792を参考として窒化ガリウム結晶面を確認し、(002)面についてその半価幅を測定し、強度比はI(002)とI(101)について下記の式を用いて算出する。
強度比=I(002)/I(101)
(101)面と思われるピークが検出されない場合は、36〜37°のバックグラウンドピーク強度をI(101)とみなし計算を実施する。
線源 : CuKα線(λ=0.15418nm)
測定モード : ωスキャン
測定間隔 : 0.01°(半価幅が0.1°以下の場合は0.0005°)
計測時間 : 0.5秒
測定範囲 : ω=0°〜35°。
膜中の酸素含有量はSIMS(二次イオン質量分析計)を用いて測定した。膜の深さ方向に対し酸素の含有量を測定し、基板と想定される場所に対して、その界面から30nmの間の最低含有量を算出した。
対象物を熱分解させ、酸素・窒素・水素分析装置(Leco社製)を用いて酸素含有量を熱伝導度法により測定した。
窒化ガリウムスパッタリングターゲットを用いて、マグネトロンスパッタ装置で表1の条件にてスパッタ成膜試験を実施した。
表1に示す方法にて成膜を実施したところ、表2に示される通り、求める窒化ガリウム膜を得ることはできなかった。
Claims (9)
- 結晶相が六方晶構造であり、(002)面と(101)面のピーク強度比I(002)/I(101)が150以上であり、最低酸素含有量が5×1021atm/cm3以下であることを特徴とする窒化ガリウム系膜。
- (002)面の2θ/θスキャンの測定ピークの半価幅が0.3°以下であることを特徴とする請求項1に記載の窒化ガリウム系膜。
- (002)面のωスキャンの測定ピークの半価幅が2°以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の窒化ガリウム系膜。
- スパッタ法で窒化ガリウム系膜を製造する方法であって、窒化ガリウムを主成分とする、酸素含有量が5atm%以下であるスパッタリングターゲットを用いて、成膜時のスパッタガス圧を0.3Pa未満とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の窒化ガリウム系膜の成膜方法。
- 到達真空度を3×10−5Pa以下とすることを特徴とする請求項4に記載の窒化ガリウム系膜の製造方法。
- 基板加熱温度を100℃以上800℃以下とすることを特徴とする請求項4又は5に記載の窒化ガリウム系膜の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の窒化ガリウム系膜と基板を含んでなる積層基材。
- 請求項7に記載の積層基材を用いることを特徴とする半導体素子。
- 請求項8に記載の半導体素子を含むことを特徴とする電子機器。
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