JP2017001907A - β-Ga2O3 SUBSTRATE, SEMICONDUCTOR MULTILAYER STRUCTURE, AND SEMICONDUCTOR ELEMENT - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、β−Ga2O3基板、半導体積層構造体、及び半導体素子に関する。 The present invention relates to a β-Ga 2 O 3 substrate, a semiconductor multilayer structure, and a semiconductor element.
従来、主面である(−201)面のX線回折のロッキングカーブの半値幅が約17秒であるβ−Ga2O3基板が知られている(例えば、非特許文献1参照)。 Conventionally, a β-Ga 2 O 3 substrate in which the half-value width of the rocking curve of X-ray diffraction of the (−201) plane which is the main surface is about 17 seconds is known (see, for example, Non-Patent Document 1).
X線ロッキングカーブの半値幅は結晶の配向性の指標となり、半値幅が小さいほど、基板上のX線照射領域における結晶の配向性がよいことを示す。 The full width at half maximum of the X-ray rocking curve is an index of crystal orientation. The smaller the full width at half maximum, the better the crystal orientation in the X-ray irradiation region on the substrate.
通常、X線ロッキングカーブは主面の中心点において測定され、主面の中心点におけるX線ロッキングカーブの半値幅が、その基板のX線ロッキングカーブの半値幅として扱われる。 Usually, the X-ray rocking curve is measured at the center point of the main surface, and the half width of the X-ray rocking curve at the center point of the main surface is treated as the half width of the X-ray rocking curve of the substrate.
本発明の目的は、主面の中心点のみならず、中心点を含むより広い領域において結晶の配向性に優れるβ−Ga2O3基板、並びにそのβ−Ga2O3基板を含む半導体積層構造体及び半導体素子を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a β-Ga 2 O 3 substrate having excellent crystal orientation in a wider region including the center point as well as the center point of the main surface, and a semiconductor laminate including the β-Ga 2 O 3 substrate The object is to provide a structure and a semiconductor element.
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、[1]、[2]のβ−Ga2O3基板を提供する。また、本発明の他の態様は、上記目的を達成するために、[3]の半導体積層構造体を提供する。また、本発明の他の態様は、上記目的を達成するために、[4]の半導体素子を提供する。 One embodiment of the present invention provides a β-Ga 2 O 3 substrate of [1] and [2] in order to achieve the above object. Moreover, in order to achieve the above object, another aspect of the present invention provides a semiconductor laminated structure according to [3]. Moreover, in order to achieve the above object, another aspect of the present invention provides the semiconductor element of [4].
[1](−201)面又は(101)面を主面とし、前記主面の中心における、[010]方向の幅2.3mm、[010]方向に垂直な方向の幅10mmの長方形の領域に、前記主面上への正射影の方向が[010]方向である方向からX線を照射して得られる前記主面のX線ロッキングカーブの半値幅が100arcsec以下であり、前記主面の中心における、[010]方向の幅0.5mm、[010]方向に垂直な方向の幅0.15mmの長方形の領域に、前記主面上への正射影の方向が[010]方向である方向からX線を照射して得られる前記主面のX線ロッキングカーブの半値幅が50arcsec以下である、β−Ga2O3基板。 [1] A rectangular region having a (−201) plane or a (101) plane as a main surface and having a width of 2.3 mm in the [010] direction and a width of 10 mm in the direction perpendicular to the [010] direction at the center of the main surface In addition, the half width of the X-ray rocking curve of the main surface obtained by irradiating X-rays from the direction in which the orthogonal projection onto the main surface is the [010] direction is 100 arcsec or less, A direction in which the orthogonal projection direction on the main surface is the [010] direction in a rectangular region having a width of 0.5 mm in the [010] direction and a width of 0.15 mm in the direction perpendicular to the [010] direction at the center A β-Ga 2 O 3 substrate in which the half width of the X-ray rocking curve of the main surface obtained by irradiating X-rays from 50 to 50 arcsec or less.
[2]前記主面内の[010]方向に垂直な、前記主面の中心を通る線分上の、前記主面の[010]方向へのオフセット角度の分布の、最大値と最小値の差が0.16°以下である、前記[1]に記載のβ−Ga2O3基板。 [2] Maximum value and minimum value of the offset angle distribution in the [010] direction of the main surface on a line segment passing through the center of the main surface perpendicular to the [010] direction in the main surface The β-Ga 2 O 3 substrate according to [1], wherein the difference is 0.16 ° or less.
[3]前記[1]又は[2]に記載のβ−Ga2O3基板と、前記β−Ga2O3基板上に形成された、AlxGayN(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y=1)を主成分とするバッファ層と、前記バッファ層を介して前記β−Ga2O3基板上に形成された、AlxGayInzN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z=1)結晶を主成分とする窒化物半導体層と、を有する、半導体積層構造体。 [3] The β-Ga 2 O 3 substrate according to [1] or [2], and Al x Ga y N (0 ≦ x ≦ 1, 0) formed on the β-Ga 2 O 3 substrate. ≦ y ≦ 1, x + y = 1) as a main component, and Al x Ga y In z N (0 ≦ x ≦) formed on the β-Ga 2 O 3 substrate via the buffer layer. 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, x + y + z = 1) a nitride semiconductor layer having a crystal as a main component.
[4]前記[3]に記載の半導体積層構造体を含む、半導体素子。 [4] A semiconductor element including the semiconductor multilayer structure according to [3].
本発明によれば、主面の中心点のみならず、中心点を含むより広い領域において結晶の配向性に優れるβ−Ga2O3基板、並びにそのβ−Ga2O3基板を含む半導体積層構造体及び半導体素子を提供することができる。 According to the present invention, not only the central point of the main surface but also a β-Ga 2 O 3 substrate excellent in crystal orientation in a wider region including the central point, and a semiconductor laminate including the β-Ga 2 O 3 substrate A structure and a semiconductor element can be provided.
〔第1の実施の形態〕
(半導体積層構造体の構造)
図1は、第1の実施の形態に係る半導体積層構造体1の垂直断面図である。半導体積層構造体1は、β−Ga2O3基板2と、β−Ga2O3基板2の主面2a上に形成されたバッファ層3と、バッファ層3を介してβ−Ga2O3基板2の主面2a上に形成された窒化物半導体層4とを有する。
[First Embodiment]
(Structure of semiconductor laminated structure)
FIG. 1 is a vertical sectional view of a semiconductor multilayer structure 1 according to the first embodiment. Semiconductor laminated
β−Ga2O3基板2は、β−Ga2O3結晶からなる。β−Ga2O3基板2は、Si、Sn等の導電型不純物を含んでもよい。β−Ga2O3基板2の厚さは、例えば、700μmである。また、β−Ga2O3基板2は、例えば、直径2インチの円形基板である。 The β-Ga 2 O 3 substrate 2 is made of β-Ga 2 O 3 crystal. The β-Ga 2 O 3 substrate 2 may contain conductive impurities such as Si and Sn. The thickness of the β-Ga 2 O 3 substrate 2 is, for example, 700 μm. Further, the β-Ga 2 O 3 substrate 2 is, for example, a circular substrate having a diameter of 2 inches.
β−Ga2O3基板2の主面2aは、(−201)面又は(101)面である。(−201)面と(101)面は、ともに[010]方向に平行な面である。(−201)面内では、[102]方向が[010]方向に直交し、(101)面内では、[10−1]方向が[010]方向に直交する。
The
β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における、[010]方向の幅2.3mm、[010]方向に垂直な方向の幅10mmの長方形の領域に、主面2a上への正射影の方向が[010]方向である方向からX線を照射して得られる主面2aのX線ロッキングカーブの半値幅は、100arcsec以下である。
In the center of the
以下、β−Ga2O3基板2の[010]方向の幅2.3mm、[010]方向に垂直な方向の幅10mmの長方形の領域に、主面2a上への正射影の方向が[010]方向である方向からX線を照射して得られるX線ロッキングカーブの半値幅を第1のXRC半値幅と呼ぶ。すなわち、β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における、主面2aの第1のXRC半値幅は、100arcsec以下である。
Hereinafter, the direction of the orthogonal projection on the
この第1のXRC半値幅を100arcsec以下とすることにより、半導体積層構造体1を用いて製造される半導体素子のリーク特性を良好にし、歩留まりを良好にすることができる。 By setting the first XRC half-width to 100 arcsec or less, the leakage characteristics of the semiconductor element manufactured using the semiconductor multilayer structure 1 can be improved, and the yield can be improved.
また、β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における、[010]方向の幅0.5mm、[010]方向に垂直な方向の幅0.15mmの長方形の領域に、主面2a上への正射影の方向が[010]方向である方向からX線を照射して得られる主面2aのX線ロッキングカーブの半値幅は、50arcsec以下である。
Further, in the center of the
以下、β−Ga2O3基板2の[010]方向の幅0.5mm、[010]方向に垂直な方向の幅0.15mmの長方形の領域に、主面2a上への正射影の方向が[010]方向である方向からX線を照射して得られるX線ロッキングカーブの半値幅を第2のXRC半値幅と呼ぶ。すなわち、β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における、主面2aの第2のXRC半値幅は、50arcsec以下である。
Hereinafter, the direction of orthogonal projection onto the
この第2のXRC半値幅を50arcsec以下とすることにより、半導体積層構造体1を用いて製造される半導体素子のリーク特性を良好にすることができる。 By setting the second XRC half-value width to 50 arcsec or less, the leakage characteristics of the semiconductor element manufactured using the semiconductor multilayer structure 1 can be improved.
また、β−Ga2O3基板2の主面2a内の[010]方向に垂直な、主面2aの中心を通る線分上の、主面2aの[010]方向へのオフセット角度の分布の、最大値と最小値の差が0.16°以下であることが好ましい。
Further, the distribution of the offset angle in the [010] direction of the
バッファ層3は、AlxGayN(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y=1)、例えば、AlNを主成分とする。バッファ層3は、Si等の導電型不純物を含んでもよい。バッファ層3の厚さは、例えば、1〜96nmである。
The
バッファ層3は、例えば、β−Ga2O3基板2の主面2a上に450〜530℃の成長温度でAlNを成長させることにより、形成される。
The
窒化物半導体層4は、窒化物半導体、すなわちAlxGayInzN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z=1)の結晶からなり、特に、高い品質の結晶が得られやすいGaN結晶(y=1、x=z=0)からなることが好ましい。窒化物半導体層4の厚さは、例えば、5μmである。窒化物半導体層4は、Si等の導電型不純物を含んでもよい。 The nitride semiconductor layer 4 is made of a nitride semiconductor, that is, a crystal of Al x Ga y In z N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, x + y + z = 1), and is particularly high. It is preferably made of a GaN crystal (y = 1, x = z = 0) from which a quality crystal can be easily obtained. The thickness of the nitride semiconductor layer 4 is, for example, 5 μm. The nitride semiconductor layer 4 may contain a conductivity type impurity such as Si.
窒化物半導体層4は、例えば、β−Ga2O3基板2の主面2a上にバッファ層3を介して、1000℃の成長温度でAlxGayInzN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z=1)結晶をエピタキシャル成長させることにより、形成される。窒化物半導体層4の主面4aは、(0001)面である。
The nitride semiconductor layer 4 is, for example, Al x Ga y In z N (0 ≦ x ≦ 1, at a growth temperature of 1000 ° C. via the
(β−Ga2O3基板の製造方法)
以下に、β−Ga2O3基板2の製造方法の一例を具体的に説明する。
(Manufacturing method of a β-Ga 2 O 3 substrate)
The following specifically describes an example of a β-Ga 2 O 3
図2は、第1の実施の形態に係るEFG(Edge Defined Film Fed Growth)結晶製造装置10の垂直断面図である。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of an EFG (Edge Defined Film Fed Growth)
EFG結晶製造装置10は、石英管18内に設置されたGa2O3融液30を受容するルツボ11と、このルツボ11内に設置されたスリット12aを有するダイ12と、ダイ12の開口部12bを含む上面を露出させるようにしてルツボ11の開口部を閉塞する蓋13と、種結晶31を保持する種結晶保持具14と、種結晶保持具14を昇降可能に支持するシャフト15と、ルツボ11を載置するための支持台16と、石英管18の内壁に沿って設けられた断熱材17と、石英管18の周囲に設けられた高周波誘導加熱用の高周波コイル19と、石英管18及び断熱材17を支持する基部22と、基部22に取り付けられた脚部23とを有する。
The EFG
EFG結晶製造装置10は、さらに、ルツボ11上のβ−Ga2O3単結晶32が育成される領域を囲むように設けられたIr等からなるアフターヒーター20と、アフターヒーター20上に蓋のように設けられたIr等からなる反射板21を有する。アフターヒーター20及び反射板21は、EFG結晶製造装置10から自由に着脱することができる。
The EFG
ルツボ11は、Ga2O3原料を溶解させて得られたGa2O3融液30を収容する。ルツボ11は、Ga2O3融液30を収容し得るIr等の高い耐熱性を有する材料からなる。
The
ダイ12は、ルツボ11内のGa2O3融液30を毛細管現象により上昇させるためのスリット12aを有する。ダイ12は、ルツボ11と同様に、Ir等の高い耐熱性を有する材料からなる。
The
蓋13は、ルツボ11から高温のGa2O3融液30が蒸発することを防止し、蒸発物がルツボ11外の部材に付着することを防ぐ。
The
高周波コイル19は、石英管18の周囲に螺旋状に配置され、図示しない電源から供給される高周波の電流により、ルツボ11及びアフターヒーター20を誘導加熱する。これにより、ルツボ内のGa2O3原料が溶解してGa2O3融液30が得られる。
The high-frequency coil 19 is helically disposed around the quartz tube 18 and induction-heats the
断熱材17は、ルツボ11の周囲に所定の間隔を有して設けられている。断熱材17は、保温性を有し、誘導加熱されたルツボ11等の急激な温度変化を抑制することができる。
The heat insulating material 17 is provided around the
アフターヒーター20は、誘導加熱により発熱し、反射板21は、アフターヒーター20及びルツボ11から発せられた熱を下方に反射する。アフターヒーター20は、ホットゾーンの径方向(水平方向)の温度勾配を低減することができ、反射板21は、ホットゾーンの結晶成長方向の温度勾配を低減することができることが、本願発明者により確認されている。
The after
アフターヒーター20及び反射板21をEFG結晶製造装置10に設けることにより、β−Ga2O3単結晶32の結晶配向性を広い範囲で向上させることができる。このため、上記の主面2aの第1のXRC半値幅が100arcsec以下であり、かつ主面2aの第2のXRC半値幅が50arcsec以下であるβ−Ga2O3基板2をβ−Ga2O3単結晶32から得るためには、アフターヒーター20及び反射板21を用いることが重要である。
By providing the after
図3は、第1の実施の形態に係るβ−Ga2O3単結晶32の成長中の様子を表す斜視図である。図3においては、β−Ga2O3単結晶32の周囲の部材の図示を省略する。
FIG. 3 is a perspective view showing a state during growth of the β-Ga 2 O 3
β−Ga2O3単結晶32を育成するには、まず、ルツボ11内のGa2O3融液30をダイ12のスリット12aを通してダイ12の開口部12bまで上昇させ、種結晶31をダイ12の開口部12bにあるGa2O3融液30に接触させる。次に、Ga2O3融液30に接触させた種結晶31を鉛直方向に引き上げ、β−Ga2O3単結晶32を成長させる。
In order to grow the β-Ga 2 O 3
種結晶31は、双晶面を含まない、又はほぼ含まないβ−Ga2O3単結晶である。種結晶31は、育成するβ−Ga2O3単結晶32と幅及び厚さがほぼ等しい。このため、幅方向W及び厚さ方向Tに肩を広げることなく、β−Ga2O3単結晶32を育成することができる。
The
β−Ga2O3単結晶32の育成は幅方向Wに肩を広げる工程を含まないため、β−Ga2O3単結晶32の双晶化が抑えられる。なお、厚さ方向Tへの肩広げは、幅方向Wの肩広げと異なり、双晶が生じにくいため、β−Ga2O3単結晶32の育成は厚さ方向Tに肩を広げる工程を含んでもよいが、厚さ方向Tへの肩広げを行わない場合は、β−Ga2O3単結晶32のほぼ全体が基板を切り出すことのできる平板状の領域となり、基板製造のコストを低減することができるため、図3に示されるように、β−Ga2O3単結晶32の厚さを確保するために厚さの大きい種結晶31を用いて、厚さ方向Tへの肩広げを行わないことが好ましい。
Since the growth of the β-Ga 2 O 3
また、β−Ga2O3単結晶を肩を広げて育成する場合、肩広げの角度によって結晶の配向性の劣化や転位の増加が起こるおそれがあるが、β−Ga2O3単結晶32の育成は少なくとも幅方向Wに肩を広げる工程を含まないため、肩広げに起因する結晶の配向性の劣化や転位の増加を抑えることができる。
Further, when a β-Ga 2 O 3 single crystal is grown with its shoulders widened, the orientation of the crystal may be deteriorated or dislocations may be increased depending on the angle of shoulder expansion, but the β-Ga 2 O 3
種結晶31の水平方向に向いた面33の面方位と、β−Ga2O3単結晶32の主面34の面方位が一致する。このため、例えば、β−Ga2O3単結晶32から主面4の面方位が(−201)であるβ−Ga2O3基板2を切り出す場合は、種結晶31の面33の面方位が(−201)である状態でβ−Ga2O3単結晶32を育成する。
The plane orientation of the
次に、β−Ga2O3単結晶32と同等の幅を有する幅広の種結晶31を四角柱状の幅の小さい種結晶を用いて形成する方法について述べる。
Next, a method for forming a
図4は、種結晶31を切り出すためのβ−Ga2O3単結晶36を育成する様子を表す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing a state in which a β-Ga 2 O 3
種結晶31は、β−Ga2O3単結晶36の双晶面を含まない、又はほとんど含まない領域から切り出される。このため、β−Ga2O3単結晶36の幅(幅方向Wの大きさ)は、種結晶31の幅よりも大きい。
The
また、β−Ga2O3単結晶36の厚さ(厚さ方向Tの大きさ)は、種結晶31の厚さより小さくてもよいが、その場合は、β−Ga2O3単結晶36から直接種結晶31を切り出すのではなく、β−Ga2O3単結晶36から切り出した種結晶を用いて厚さ方向Tに肩を広げて育成したβ−Ga2O3単結晶から種結晶31を切り出す。
Further, the thickness of the β-Ga 2 O 3 single crystal 36 (the size in the thickness direction T) may be smaller than the thickness of the
β−Ga2O3単結晶36の育成には、β−Ga2O3単結晶32の育成に用いられるEFG結晶製造装置10とほぼ同じ構造のEFG結晶製造装置100を用いることができる。ただし、β−Ga2O3単結晶36の幅、又は幅と厚さがβ−Ga2O3単結晶32と異なるため、EFG結晶製造装置100のダイ112の幅、又は幅と厚さは、EFG結晶製造装置10のダイ12と異なる。ダイ112の開口部112bの大きさは、ダイ12の開口部12bと通常は等しいが、等しくなくてもよい。
For the growth of the β-Ga 2 O 3
種結晶35は、育成するβ−Ga2O3単結晶36よりも幅の小さい四角柱状のβ−Ga2O3単結晶である。
The
β−Ga2O3単結晶36を育成するには、まず、ルツボ11内のGa2O3融液30をダイ112のスリットを通してダイ112の開口部112bまで上昇させ、種結晶35の水平方向の位置がダイ12の幅方向Wの中心から幅方向Wにずれた状態で、種結晶35をダイ112の開口部112bにあるGa2O3融液30に接触させる。このとき、より好ましくは、種結晶35の水平方向の位置がダイ112の幅方向Wの端の上にある状態で、種結晶35をダイ112の上面を覆うGa2O3融液30に接触させる。
In order to grow the β-Ga 2 O 3
次に、Ga2O3融液30に接触させた種結晶35を鉛直方向に引き上げ、β−Ga2O3単結晶36を成長させる。
Next, the
上述のように、β−Ga2O3単結晶は、(100)面における劈開性が強く、結晶成長の肩広げの過程で(100)面を双晶面(対称面)とする双晶が生じやすい。そのため、β−Ga2O3単結晶32からなるべく大きな双晶を含まない結晶を切り出すために、(100)面がβ−Ga2O3単結晶32の成長方向に平行になるような方向、例えばb軸方向やc軸方向、にβ−Ga2O3単結晶32を成長させることが好ましい。
As described above, the β-Ga 2 O 3 single crystal has a strong cleavage in the (100) plane, and a twin crystal having the (100) plane as a twin plane (symmetric plane) in the process of crystal growth shoulder expansion. Prone to occur Therefore, β-Ga 2 O 3 in order to cut out as much as possible crystal containing no large twin monocrystalline 32, (100) plane direction such as to be parallel to the growth direction of the β-Ga 2 O 3
特に、β−Ga2O3単結晶はb軸方向へ成長しやすい性質を有するため、β−Ga2O3単結晶32をb軸方向に成長させることがより好ましい。
In particular, since the β-Ga 2 O 3 single crystal has the property of easily growing in the b-axis direction, it is more preferable to grow the β-Ga 2 O 3
また、育成するβ−Ga2O3単結晶が幅方向への肩広げ工程において双晶化するときは、種結晶に近い領域に双晶面が生じやすく種結晶から離れた位置では双晶面が生じにくい。 In addition, when the β-Ga 2 O 3 single crystal to be grown twins in the shoulder expansion process in the width direction, twin planes are likely to be generated in a region close to the seed crystal, and the twin plane is separated from the seed crystal. Is unlikely to occur.
本実施の形態のβ−Ga2O3単結晶36の育成方法は、このようなβ−Ga2O3単結晶の双晶化の性質を利用したものである。本実施の形態によれば、種結晶35の水平方向の位置がダイ12の幅方向Wの中心から幅方向Wにずれた状態でβ−Ga2O3単結晶36を成長させるため、種結晶35の水平方向の位置がダイ12の幅方向Wの中心にある状態でβ−Ga2O3単結晶36を成長させる場合と比較して、種結晶35からの距離が大きい領域がβ−Ga2O3単結晶36中に生じる。このような領域には双晶面が生じにくいため、幅広の種結晶31を切り出すことができる。
The method for growing the β-Ga 2 O 3
なお、上記の種結晶35を用いたβ−Ga2O3単結晶36の育成、及びβ−Ga2O3単結晶36からの種結晶の切り出しには、特開2014−221707に開示された技術を適用することができる。
Note that the cut-out of the seed crystal from the β-Ga 2 O 3
次に、育成したβ−Ga2O3単結晶32からβ−Ga2O3基板2を切り出す方法の一例について述べる。
Next, an example of a method of cutting the β-Ga 2 O 3 substrate 2 from the grown β-Ga 2 O 3
まず、例えば、厚さが18mmのβ−Ga2O3単結晶32を育成した後、単結晶育成時の熱歪緩和と電気特性の向上を目的とするアニールを行う。このアニールは、例えば、窒素等の不活性雰囲気において、1400〜1600℃の温度を6〜10時間保持することにより行われる。
First, for example, after a β-Ga 2 O 3
次に、種結晶31とβ−Ga2O3単結晶32の分離を行うため、ダイヤモンドブレードを用いて切断を行う。まず、カーボン系のステージに熱ワックスを介してβ−Ga2O3単結晶32を固定する。切断機にステージに固定されたβ−Ga2O3単結晶32をセッティングし、切断を行う。ブレードの粒度は#200〜#600(JISB4131による規定)程度であることが好ましく、切断速度は毎分6〜10mmくらいが好ましい。切断後は、熱をかけてカーボン系ステージからβ−Ga2O3単結晶32を取外す。
Next, in order to separate the
次に、超音波加工機やワイヤー放電加工機を用いてβ−Ga2O3単結晶32の縁を円形に加工する。また、円形に加工されたβ−Ga2O3単結晶32の縁にオリエンテーションフラットを形成してもよい。
Next, the edge of the β-Ga 2 O 3
次に、マルチワイヤーソーにより、円形に加工されたβ−Ga2O3単結晶32を1mm程度の厚さにスライスし、β−Ga2O3基板2を得る。この工程において、所望のオフセット角をつけてスライスを行うことができる。ワイヤーソーは固定砥粒方式のものを用いることが好ましい。スライス速度は毎分0.125〜0.3mm程度が好ましい。
Next, the β-Ga 2 O 3
次に、加工歪緩和、及び電気特性向上、透過性向上を目的とするアニールをβ−Ga2O3基板2に施す。昇温時には酸素雰囲気でのアニールを行い、昇温後に温度を保持する間は窒素雰囲気等の不活性雰囲気に切替えてアニールを行う。保持温度は1400〜1600℃が好ましい。 Next, the β-Ga 2 O 3 substrate 2 is subjected to annealing for the purpose of relaxing processing strain, improving electrical characteristics, and improving transparency. Annealing is performed in an oxygen atmosphere when the temperature is raised, and the annealing is performed while switching to an inert atmosphere such as a nitrogen atmosphere while the temperature is maintained after the temperature is raised. The holding temperature is preferably 1400 to 1600 ° C.
次に、β−Ga2O3基板2のエッジに所望の角度にて面取り(べベル)加工を施す。 Next, chamfering (beveling) is performed on the edge of the β-Ga 2 O 3 substrate 2 at a desired angle.
次に、ダイヤモンドの研削砥石を用いて、所望の厚さになるまでβ−Ga2O3基板2を研削する。砥石の粒度は#800〜1000(JISB4131による規定)程度であることが好ましい。 Next, the β-Ga 2 O 3 substrate 2 is ground to a desired thickness using a diamond grinding wheel. The particle size of the grindstone is preferably about # 800 to 1000 (specified by JISB4131).
次に、研磨定盤とダイヤモンドスラリーを用いて、所望の厚さになるまでβ−Ga2O3単結晶基板を研磨する。研磨定盤は金属系やガラス系の材質のものが好ましい。ダイヤモンドスラリーの粒径は0.5μm程度が好ましい。 Next, the β-Ga 2 O 3 single crystal substrate is polished using a polishing platen and diamond slurry until a desired thickness is obtained. The polishing surface plate is preferably made of a metal or glass material. The particle size of the diamond slurry is preferably about 0.5 μm.
次に、ポリッシングクロスとCMP(Chemical Mechanical Polishing)用のスラリーを用いて、原子レベルの平坦性が得られるまでβ−Ga2O3基板2を研磨する。ポリッシングクロスはナイロン、絹繊維、ウレタン等の材質のものが好ましい。スラリーにはコロイダルシリカを用いることが好ましい。CMP工程後のβ−Ga2O3基板2の主面の平均粗さはRa0.05〜0.1nmくらいである。 Next, using a polishing cloth and a slurry for CMP (Chemical Mechanical Polishing), the β-Ga 2 O 3 substrate 2 is polished until flatness at the atomic level is obtained. The polishing cloth is preferably made of nylon, silk fiber, urethane or the like. It is preferable to use colloidal silica for the slurry. The average roughness of the main surface of the β-Ga 2 O 3 substrate 2 after the CMP process is about Ra 0.05 to 0.1 nm.
さらに、CMP工程後、β−Ga2O3基板2に塩素系ガス等を用いたドライエッチングを施す。このドライエッチングにより、CMPによりβ−Ga2O3基板2の表面に生じた研磨ダメージを除去し、主面2a結晶配向性を広い範囲で向上させることができる。このため、上記の主面2aの第1のXRC半値幅が100arcsec以下であり、かつ主面2aの第2のXRC半値幅が50arcsec以下であるβ−Ga2O3基板2をβ−Ga2O3単結晶32から得るためには、CMP工程後にこのドライエッチングを実施することが重要である。
Further, after the CMP process, the β-Ga 2 O 3 substrate 2 is subjected to dry etching using a chlorine-based gas or the like. By this dry etching, polishing damage caused on the surface of the β-Ga 2 O 3 substrate 2 by CMP can be removed, and the crystal orientation of the
〔第2の実施の形態〕
(半導体素子の構造)
第2の実施の形態は、第1の実施の形態の半導体積層構造体1を含む半導体素子についての形態である。以下に、その半導体素子の一例として、LED素子について説明する。
[Second Embodiment]
(Structure of semiconductor element)
2nd Embodiment is a form about the semiconductor element containing the semiconductor laminated structure 1 of 1st Embodiment. Hereinafter, an LED element will be described as an example of the semiconductor element.
図5は、第2の実施の形態に係るLED素子40の垂直断面図である。LED素子40は、β−Ga2O3基板41と、β−Ga2O3基板41上のバッファ層42と、バッファ層42上のn型クラッド層43と、n型クラッド層43上の発光層44と、発光層44上のp型クラッド層45と、p型クラッド層45上のコンタクト層46と、コンタクト層46上のp側電極47と、β−Ga2O3基板41のバッファ層42と反対側の面上のn側電極48とを有する。
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view of the
また、バッファ層42、n型クラッド層43、発光層44、p型クラッド層45、及びコンタクト層46から構成される積層体の側面は、絶縁膜49に覆われる。
In addition, the side surface of the stacked body including the buffer layer 42, the n-type cladding layer 43, the light emitting layer 44, the p-type cladding layer 45, and the contact layer 46 is covered with an insulating
ここで、β−Ga2O3基板41、バッファ層42、及びn型クラッド層43は、第1の実施の形態の半導体積層構造体1を構成するβ−Ga2O3基板2、バッファ層3、及び窒化物半導体層4からそれぞれ構成される。β−Ga2O3基板41、バッファ層42、及びn型クラッド層43の厚さは、例えば、それぞれ700μm、5nm、5μmである。 Here, the β-Ga 2 O 3 substrate 41, the buffer layer 42, and the n-type cladding layer 43 are the β-Ga 2 O 3 substrate 2 and the buffer layer that constitute the semiconductor multilayer structure 1 of the first embodiment. 3 and the nitride semiconductor layer 4. The thicknesses of the β-Ga 2 O 3 substrate 41, the buffer layer 42, and the n-type cladding layer 43 are, for example, 700 μm, 5 nm, and 5 μm, respectively.
発光層44は、例えば、3層の多重量子井戸構造と、その上の厚さ10nmのGaN結晶膜からなる。各多重量子井戸構造は、厚さ8nmのGaN結晶膜と厚さ2nmのInGaN結晶膜からなる。発光層44は、例えば、成長温度750℃で各結晶膜をn型クラッド層43上にエピタキシャル成長させることにより形成される。 The light emitting layer 44 is composed of, for example, a three-layer multiple quantum well structure and a GaN crystal film having a thickness of 10 nm thereon. Each multiple quantum well structure includes a GaN crystal film having a thickness of 8 nm and an InGaN crystal film having a thickness of 2 nm. The light emitting layer 44 is formed, for example, by epitaxially growing each crystal film on the n-type cladding layer 43 at a growth temperature of 750 ° C.
p型クラッド層45は、例えば、厚さ150nmの、濃度5.0×1019/cm3のMgを含むGaN結晶膜である。p型クラッド層45は、例えば、成長温度1000℃でMgを含むGaN結晶を発光層44上にエピタキシャル成長させることにより形成される。 The p-type cladding layer 45 is, for example, a GaN crystal film having a thickness of 150 nm and containing Mg having a concentration of 5.0 × 10 19 / cm 3 . The p-type cladding layer 45 is formed, for example, by epitaxially growing a GaN crystal containing Mg on the light emitting layer 44 at a growth temperature of 1000 ° C.
コンタクト層46は、例えば、厚さ10nmの、濃度1.5×1020/cm3のMgを含むGaN結晶膜である。コンタクト層46は、例えば、成長温度1000℃でMgを含むGaN結晶をp型クラッド層45上にエピタキシャル成長させることにより形成される。 The contact layer 46 is, for example, a GaN crystal film having a thickness of 10 nm and containing Mg having a concentration of 1.5 × 10 20 / cm 3 . The contact layer 46 is formed, for example, by epitaxially growing a GaN crystal containing Mg at a growth temperature of 1000 ° C. on the p-type cladding layer 45.
バッファ層42、n型クラッド層43、発光層44、p型クラッド層45、及びコンタクト層46の形成においては、Ga原料としてTMG(トリメチルガリウム)ガス、In原料としてTMI(トリメチルインジウム)ガス、Si原料としてMtSiH3(モノメチルシラン)ガス、Mg原料としてCp2Mg(ビスシクロペンタジエニルマグネシウム)ガス、N原料としてNH3(アンモニア)ガスを用いることができる。 In the formation of the buffer layer 42, the n-type cladding layer 43, the light emitting layer 44, the p-type cladding layer 45, and the contact layer 46, TMG (trimethylgallium) gas as the Ga material, TMI (trimethylindium) gas as the In material, Si MtSiH 3 (monomethylsilane) gas can be used as the raw material, Cp 2 Mg (biscyclopentadienyl magnesium) gas can be used as the Mg raw material, and NH 3 (ammonia) gas can be used as the N raw material.
絶縁膜49は、SiO2等からなる絶縁材料からなり、例えば、スパッタリングにより形成される。
The insulating
p側電極47及びn側電極48は、それぞれコンタクト層46及びβ−Ga2O3基板41にオーミック接合する電極であり、例えば、蒸着により形成される。 The p-side electrode 47 and the n-side electrode 48 are electrodes that are in ohmic contact with the contact layer 46 and the β-Ga 2 O 3 substrate 41, respectively, and are formed by vapor deposition, for example.
LED素子40は、ウエハ状態のβ−Ga2O3基板41上に、バッファ層42、n型クラッド層43、発光層44、p型クラッド層45、コンタクト層46、p側電極47、及びn側電極48を形成した後、これらをダイシングによって、例えば、1mm角のチップサイズに分離することにより得られる。
The
LED素子40は、例えば、β−Ga2O3基板41側から光を取り出すLEDチップであり、キャンタイプのステムにAgペーストを用いて実装される。
The
LED素子40は、LED素子40は、第1の実施の形態に係るβ−Ga2O3基板2を含む半導体積層構造体1を用いて製造されるため、リーク特性に優れる。
Since the
(実施の形態の効果)
第1の実施の形態によれば、主面2aの中心点のみならず、中心点を含むより広い領域において結晶の配向性に優れるβ−Ga2O3基板2を得ることができる。
(Effect of embodiment)
According to the first embodiment, it is possible to obtain the β-Ga 2 O 3 substrate 2 having excellent crystal orientation not only in the central point of the
また、第2の実施の形態によれば、このようなβ−Ga2O3基板2を含む半導体積層構造体1を用いて、リーク特性に優れる半導体素子を製造することができる。 Further, according to the second embodiment, a semiconductor element having excellent leakage characteristics can be manufactured using the semiconductor multilayer structure 1 including such a β-Ga 2 O 3 substrate 2.
本実施例において、上記実施の形態に係るβ−Ga2O3基板2、結晶積層構造体1、及びLED素子40に対して、下記の各評価を実施した。
In this example, the following evaluations were performed on the β-Ga 2 O 3 substrate 2, the crystal multilayer structure 1, and the
本実施例においては、上記実施の形態の一態様として、主面2aが(−201)面であるβ−Ga2O3基板2、AlNからなるバッファ層3、GaNからなる窒化物半導体層4、p側電極47の形状が1mm角の正方形であるLED素子40を用いて評価を行った。なお、本実施例におけるβ−Ga2O3基板2のXRC半値幅は、(−402)面での回折によるX線ロッキングカーブの半値幅である。当然のことながら、(−402)面、(−603)面、(−804)面等の(−201)面と平行な面での回折によるX線ロッキングカーブの半値幅は、(−201)面での回折によるX線ロッキングカーブの半値幅とほぼ等しく、主面2aのX線ロッキングカーブの半値幅を求めるために、(−201)面と平行な面のどの面での回折によるX線ロッキングカーブを測定してもよい。
In this example, as an aspect of the above-described embodiment, the β-Ga 2 O 3 substrate 2 whose
図6(a)は、上記実施の形態における第1のXRC半値幅を測定するためのX線照射領域51を示す模式図である。図6(b)は、上記実施の形態における第2のXRC半値幅を測定するためのX線照射領域52を示す模式図である。
FIG. 6A is a schematic diagram showing an
X線照射領域51は、β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における、[010]方向の幅2.3mm、[010]方向に垂直な方向である[102]方向の幅10mmの長方形の領域である。
The
X線照射領域52は、β−Ga2O3基板2の[010]方向の幅0.5mm、[010]方向に垂直な方向である[102]方向の幅0.15mmの長方形の領域である。
The
なお、図6(b)において複数のX線照射領域52が[102]方向に沿って並んでいるのは、主面2a内の[010]方向に垂直な、主面2aの中心を通る線分上の、各位置におけるX線ロッキングカーブを測定するときの測定領域を模式的に示したものである。主面2aの中心におけるX線ロッキングカーブを測定するときには、主面2aの中心における1つのX線照射領域52において測定を行う。
In FIG. 6B, the plurality of
また、図6(a)、(b)に示されるように、X線は、β−Ga2O3基板2の主面2a上への正射影の方向が[010]方向である方向から照射される。
Further, as shown in FIGS. 6A and 6B, X-rays are irradiated from the direction in which the orthogonal projection direction onto the
(β−Ga2O3基板のXRC半値幅と半導体素子のリーク特性の関係)
図7は、β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における第1のXRC半値幅と、β−Ga2O3基板2を用いて製造されたLED素子40の歩留まりとの関係を示すグラフである。
(Relationship between XRC half-width of β-Ga 2 O 3 substrate and leakage characteristics of semiconductor element)
7, a first XRC FWHM at the center of the β-Ga 2 O 3
ここで、LED素子40の歩留まりは、1枚のβ−Ga2O3基板2から切り出したおよそ900個のLED素子40のうち、2Vの電圧を印加したときのリーク電流が1×10−6A以下である良品の割合である。
Here, the yield of the
図7に示されるように、β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における第1のXRC半値幅が100arcsec以下である場合に、LED素子40の歩留まりが特に良好になる。
As shown in FIG. 7, the yield of the
図8は、β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における、主面2aの第2のXRC半値幅と、β−Ga2O3基板2を用いて製造されたLED素子40の2Vの電圧を印加したときのリーク電流との関係を示すグラフである。
8, at the center of the β-Ga 2 O 3
図8に示されるように、β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における、主面2aの第2のXRC半値幅が50arcsec以下である場合に、LED素子40のリーク電流を効果的に抑制できる。
As shown in FIG. 8, when the second XRC half width of the
(オフセット角度分布の測定)
図9(a)、10(a)、11(a)は、β−Ga2O3基板2の主面2aにおけるオフセット角度分布を表すグラフである。図9(b)、図10(b)、図11(b)は、β−Ga2O3基板2上の窒化物半導体層4の主面4aにおけるオフセット角度分布を表すグラフである。
(Measurement of offset angle distribution)
9A, 10A, and 11A are graphs showing the offset angle distribution on the
ここで、図9(a)、図9(b)に係るβ−Ga2O3基板2の主面2aの中心における主面2aの第1のXRC半値幅は、28.1arcsecである。また、図10(a)、図10(b)に係るβ−Ga2O3基板2の主面2aの中心における主面2aの第1のXRC半値幅は、95.4arcsecである。また、図11(a)、図11(b)に係るβ−Ga2O3基板2の主面2aの中心における主面2aの第1のXRC半値幅は、286.2arcsecである。
Here, the first XRC half-width of the
図9(a)、10(a)、11(a)の横軸は、β−Ga2O3基板2の主面2a内の[010]方向に垂直な、主面2aの中心を通る線分(以下、第1の線分と呼ぶ)上の、主面2aの中心を原点とする位置である。図9(b)、図10(b)、図11(b)の横軸は、上記第1の線分の真上に位置する、窒化物半導体層4の主面4a内の線分(以下、第2の線分と呼ぶ)上の、主面4aの中心を原点とする位置である。
9 (a), 10 (a), 11 (a) is a line passing through the center of the
図9(a)、10(a)、11(a)の縦軸は、上記第1の線分上の各位置における、[010]方向への主面2aのオフセット角度である。図9(b)、図10(b)、図11(b)の縦軸は、上記第2の線分上の各位置における、β−Ga2O3基板2の[010]方向への主面4aのオフセット角度である。
9A, 10A, and 11A, the vertical axis represents the offset angle of the
上記の主面2a又は主面4aのオフセット角度は、それぞれ、図6(b)に示されるように、主面2a上への正射影の方向が[010]方向である方向から、第1の線分又は第2の線分上に並んだX線照射領域52にX線を照射することにより得られる主面2a又は主面4aのX線ロッキングカーブのピーク位置から求められる。
As shown in FIG. 6B, the offset angle of the
図12(a)、13(a)、14(a)は、β−Ga2O3基板2の主面2aにおける、主面2aの第2のXRC半値幅の分布を表すグラフである。図12(b)、図13(b)、図14(b)は、β−Ga2O3基板2上の窒化物半導体層4の主面4aにおける、主面4aの第2のXRC半値幅の分布を表すグラフである。
12A, 13A, and 14A are graphs showing the distribution of the second XRC half width of the
ここで、図12(a)、図12(b)に係るβ−Ga2O3基板2の主面2aの中心における主面2aの第1のXRC半値幅は、28.1arcsecである。また、図13(a)、図13(b)に係るβ−Ga2O3基板2の主面2aの中心における主面2aの第1のXRC半値幅は、95.4arcsecである。また、図14(a)、図14(b)に係るβ−Ga2O3基板2の主面2aの中心における主面2aの第1のXRC半値幅は、286.2arcsecである。
Here, the first XRC half-width of the
図12(a)、13(a)、14(a)の横軸は、上記主面2a内の第1の線分上の、主面2aの中心を原点とする位置である。図12(b)、図13(b)、図14(b)の横軸は、上記主面4a内の第2の線分上の、主面4aの中心を原点とする位置である。
12 (a), 13 (a), and 14 (a) are positions on the first line segment in the
図12(a)、13(a)、14(a)の縦軸は、上記第1の線分上の各位置における、主面2aの第2のXRC半値幅である。図12(b)、図13(b)、図14(b)の縦軸は、上記第2の線分上の各位置における、主面4aの第2のXRC半値幅である。
12 (a), 13 (a), and 14 (a), the vertical axis represents the second XRC half-value width of the
上記の主面2a又は主面4aの第2のXRC半値幅は、それぞれ、図6(b)に示されるように、主面2a上への正射影の方向が[010]方向である方向から、第1の線分又は第2の線分上に並んだX線照射領域52にX線を照射することにより得られる主面2a又は主面4aX線ロッキングカーブの半値幅から得られる。
The second XRC half width of the
次の表1は、図9〜図14に示される測定結果から、β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における主面2aの第1のXRC半値幅、β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における主面2aの第2のXRC半値幅、主面2a内のオフセット角度分布における最大値と最小値との差をまとめたものである。
The following Table 1 shows from the measurement results shown in FIGS. 9 to 14, the first XRC half width of the
表1にまとめられた測定結果において着目すべき点は、β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における第2のXRC半値幅が小さい場合であっても、第1のXRC半値幅が小さいとは限らないことである。すなわち、β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における第2のXRC半値幅が小さい場合であっても、主面2aの広い範囲において結晶配向性が優れているとはいえない。これは、主面2aの中心における第2のXRC半値幅の大きさにかかわらず、主面2aのオフセット角度分布のばらつきが大きい場合には、第1のXRC半値幅が大きくなることによる。
The point to be noted in the measurement results summarized in Table 1 is that even when the second XRC half width at the center of the
図15は、β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における主面2aの第1のXRC半値幅と、窒化物半導体層4の主面4aの中心における主面4aの第1のXRC半値幅との関係を示すグラフである。
15 shows the first XRC half width of the
図15に示されるように、LED素子40の歩留まりが良好になる、β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における主面2aの第1のXRC半値幅が100arcsec以下の場合には、窒化物半導体層4の主面4aの中心における結晶配向性も良好である。
As shown in FIG. 15, when the yield of the
図16は、β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における主面2aの第1のXRC半値幅と、β−Ga2O3基板2の主面2aのオフセット角度分布の最大値と最小値の差との関係を示すグラフである。
16, β-Ga 2 O 3 first XRC full width at half maximum and, β-Ga 2 O 3 maximum value of the offset angle distribution of the
このβ−Ga2O3基板2の主面2aのオフセット角度分布は、図9(a)、10(a)、11(a)に示されるような、上記第1の線分上の各位置における、[010]方向への主面2aのオフセット角度の分布である。
The offset angle distribution of the
図16中の直線はプロットデータの近似直線であり、この近似直線によれば、LED素子40の歩留まりが良好になる、β−Ga2O3基板2の主面2aの中心における主面2aの第1のXRC半値幅が100arcsec以下の場合には、β−Ga2O3基板2の主面2aのオフセット角度分布の最大値と最小値の差がおよそ0.16以下になる。
The straight line in FIG. 16 is an approximate straight line of plot data. According to this approximate straight line, the yield of the
なお、上記実施例においては、主面2aが(−201)面であるβ−Ga2O3基板2について評価を行ったが、主面2aが(101)面であるβ−Ga2O3基板2について評価を行った場合にも、同様の結果が得られる。
In the above embodiments, but it was evaluated β-Ga 2 O 3
本発明は、上記の実施の形態及び実施例に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。例えば、第2の実施の形態においては、第1の実施の形態の半導体積層構造体を含む半導体素子として、LED素子を一例として挙げたが、半導体素子はこれに限定されるものではなく、トランジスタ等の他の素子であってもよい。 The present invention is not limited to the embodiments and examples described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, in the second embodiment, an LED element is given as an example of a semiconductor element including the semiconductor multilayer structure of the first embodiment. However, the semiconductor element is not limited to this, and a transistor Other elements such as may be used.
また、上記の実施の形態及び実施例は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 Moreover, said embodiment and Example do not limit the invention which concerns on a claim. It should be noted that not all combinations of features described in the embodiments and examples are necessarily essential to the means for solving the problems of the invention.
1…半導体積層構造体、 2…β−Ga2O3基板、 2a…主面、 3…バッファ層、 4…窒化物半導体層、 4a…主面、 40…LED素子
1 ...
Claims (4)
前記主面の中心における、[010]方向の幅2.3mm、[010]方向に垂直な方向の幅10mmの長方形の領域に、前記主面上への正射影の方向が[010]方向である方向からX線を照射して得られる前記主面のX線ロッキングカーブの半値幅が100arcsec以下であり、
前記主面の中心における、[010]方向の幅0.5mm、[010]方向に垂直な方向の幅0.15mmの長方形の領域に、前記主面上への正射影の方向が[010]方向である方向からX線を照射して得られる前記主面のX線ロッキングカーブの半値幅が50arcsec以下である、
β−Ga2O3基板。 The (−201) plane or the (101) plane is the main plane,
At the center of the main surface, the orthogonal projection direction on the main surface is the [010] direction in a rectangular region having a width of 2.3 mm in the [010] direction and a width of 10 mm in the direction perpendicular to the [010] direction. The half width of the X-ray rocking curve of the main surface obtained by irradiating X-rays from a certain direction is 100 arcsec or less,
In the center of the main surface, the orthogonal projection direction on the main surface is [010] in a rectangular region having a width of 0.5 mm in the [010] direction and a width of 0.15 mm in the direction perpendicular to the [010] direction. The half width of the X-ray rocking curve of the principal surface obtained by irradiating X-rays from the direction which is the direction is 50 arcsec or less,
β-Ga 2 O 3 substrate.
請求項1に記載のβ−Ga2O3基板。 The difference between the maximum value and the minimum value of the distribution of the offset angle in the [010] direction of the main surface on a line segment passing through the center of the main surface perpendicular to the [010] direction in the main surface is 0. .16 ° or less,
The β-Ga 2 O 3 substrate according to claim 1.
前記β−Ga2O3基板上に形成された、AlxGayN(0≦x≦1、0≦y≦1、x+y=1)を主成分とするバッファ層と、
前記バッファ層を介して前記β−Ga2O3基板上に形成された、AlxGayInzN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z=1)結晶を主成分とする窒化物半導体層と、
を有する、
半導体積層構造体。 The β-Ga 2 O 3 substrate according to claim 1 or 2,
A buffer layer mainly composed of Al x Ga y N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, x + y = 1) formed on the β-Ga 2 O 3 substrate;
Al x Ga y In z N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, x + y + z = 1) formed on the β-Ga 2 O 3 substrate via the buffer layer. A nitride semiconductor layer mainly composed of crystals;
Having
Semiconductor laminated structure.
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