JP2017154964A5 - - Google Patents

Claims (13)

1. ｒ面方位を持つサファイア結晶板を準備する工程と、
   無極性面となる面方位を持つＡｌＮ結晶のエピタキシャル成長層であるＡｌＮバッファー層を前記サファイア結晶板の表面の少なくとも一部を覆って形成するバッファー層形成工程と
   を含む無極性面方位の結晶基板の製造方法であって、
   該バッファー層形成工程は、
   前記ＡｌＮバッファー層の表面の粗さの増大を抑制するための下地保護層をエピタキシャル成長させる下地保護層形成工程と、
   平坦化された表面を前記ＡｌＮバッファー層の表面に提供するための平坦化層をエピタキシャル成長させる平坦化工程と
   を含むものである、結晶基板の製造方法。
2. 前記バッファー層形成工程は、前記ＡｌＮバッファー層の結晶欠陥の数を減じるための転位ブロック層をエピタキシャル成長させる転位ブロック層形成工程を、前記下地保護層形成工程と前記平坦化工程との間にさらに含み、
   前記平坦化工程は、前記転位ブロック層を介して前記下地保護層の少なくとも一部を覆って前記平坦化層をエピタキシャル成長させるものである
   請求項１に記載の結晶基板の製造方法。
3. 前記下地保護層形成工程は、前記サファイア結晶板の前記ｒ面方位の表面を荒らす温度に達しない成長温度のＭＯＣＶＤ法にて実行されるものであり、
   前記平坦化工程は、前記下地保護層形成工程の前記成長温度以上で平坦化のために必要となる温度に到達するかそれを超す成長温度のＭＯＣＶＤ法にて実行されるものである、
   請求項１に記載の結晶基板の製造方法。
4. 前記下地保護層形成工程の成長温度が１２００℃以下であり、
   前記平坦化工程の成長温度が１４００℃以上である、
   請求項３に記載の結晶基板の製造方法。
5. 前記下地保護層形成工程が前記サファイア結晶板の前記ｒ面方位の表面を荒らす温度に達しない成長温度のＭＯＣＶＤ法にて実行されるものであり、
   前記転位ブロック層形成工程がＭＯＣＶＤ法にて実行されるものであり、
   前記平坦化工程は、前記下地保護層形成工程の前記成長温度以上で平坦化のために必要となる温度に到達するかそれを超す成長温度のＭＯＣＶＤ法にて実行されるものであり、
   前記転位ブロック層形成工程のＭＯＣＶＤ法は、前記下地保護層形成工程の前記成長温度以上、前記平坦化工程の前記成長温度未満の温度で実行されるものである、
   請求項２に記載の結晶基板の製造方法。
6. 前記下地保護層形成工程の前記成長温度が１２００℃以下であり、
   前記平坦化工程の前記成長温度が１４００℃以上であり、
   前記転位ブロック層形成工程の前記成長温度が前記下地保護層形成工程の成長温度以上１３００℃以下である、
   請求項５に記載の結晶基板の製造方法。
7. 前記下地保護層形成工程が、前記下地保護層の表面に島状構造を出現させる範囲に含まれるＶ／ＩＩＩ比にて実行されるものである、
   請求項１または請求項２に記載の結晶基板の製造方法。
8. 前記平坦化工程が、前記平坦化層の表面に波状構造を出現させず当該表面にヴォイド状の構造欠陥を生じさせない範囲に含まれるＶ／ＩＩＩ比にて実行されるものである、
   請求項１または請求項２に記載の結晶基板の製造方法。
9. 無極性ＡｌＮ表面を持つ結晶基板を準備する結晶基板準備工程と、
   該結晶基板における前記無極性ＡｌＮ表面の少なくとも一部の上に、いずれもＩＩＩ族窒化物半導体結晶からなるｎ型導電層、再結合層、およびｐ型導電層が該結晶基板の側からこの順に配置されており、無極性面となる面方位を持つ紫外発光層をエピタキシャル成長させるＩＩＩ族窒化物半導体結晶層形成工程と、
   前記紫外発光層から発せられる紫外線である放射ＵＶに対し反射性を示す反射電極を、前記ｐ型導電層に接してまたは他の層を介して形成する反射電極形成工程と
   を含む、結晶基板への紫外発光素子の製造方法。
10. 前記ＩＩＩ族窒化物半導体結晶は、ＡｌＮとＧａＮを含む混晶で互いに組成比が異なる複数の層を含んでおり、
    前記ＩＩＩ族窒化物半導体結晶層形成工程が、１２００℃を越す温度のＭＯＣＶＤ法にて平坦性を確保しつつ成長させる工程であり、
    前記ＩＩＩ族窒化物半導体結晶層形成工程は、該ＭＯＣＶＤ法の原料ガスにおけるアンモニアガス分圧を増加または減少させることにより、前記組成比を制御する工程を含むものである、
    請求項９に記載の紫外発光素子の製造方法。
11. 前記ＩＩＩ族窒化物半導体結晶は、ＡｌＮとＧａＮを含む混晶で互いに組成比が異なる複数の層を含んでおり、
    前記ＩＩＩ族窒化物半導体結晶層形成工程が、１２００℃を越す温度のＭＯＣＶＤ法にて平坦性を確保しつつ成長させる工程であり、
    前記ＩＩＩ族窒化物半導体結晶層形成工程は、前記温度においてアルミニウムとガリウムの原料ガスの材料供給比による前記組成比の変調が可能となるよう前記ＭＯＣＶＤ法の原料ガスにおけるアンモニアガス分圧を増大させた条件で、該材料供給比を変更することにより前記組成比を制御する工程を含むものである、
    請求項９に記載の紫外発光素子の製造方法。
12. 前記結晶基板準備工程が、ｒ面方位を持つサファイア結晶板の表面の少なくとも一部を覆ってＡｌＮバッファー層を形成するバッファー層形成工程を含んでおり、
    該バッファー層形成工程は、
    前記無極性ＡｌＮ表面の粗さの増大を抑制するための下地保護層をエピタキシャル成長させる下地保護層形成工程と、
    平坦化された表面を前記無極性ＡｌＮ表面のために提供するための平坦化層をエピタキシャル成長させる平坦化工程と
    を含んでいるものであり、
    前記無極性ＡｌＮ表面が前記ＡｌＮバッファー層の前記表面である、
    請求項９に記載の紫外発光素子の製造方法。
13. 前記バッファー層形成工程は、前記ＡｌＮバッファー層の結晶欠陥の数を減じるための転位ブロック層をエピタキシャル成長させる転位ブロック層形成工程を、前記下地保護層形成工程と前記平坦化工程との間にさらに含み、
    前記平坦化工程は、前記転位ブロック層を介して前記下地保護層の少なくとも一部を覆って前記平坦化層をエピタキシャル成長させるものである
    請求項１２に記載の紫外発光素子の製造方法。