JP2751963B2 - 窒化インジウムガリウム半導体の成長方法 - Google Patents
窒化インジウムガリウム半導体の成長方法Info
- Publication number
- JP2751963B2 JP2751963B2 JP10655593A JP10655593A JP2751963B2 JP 2751963 B2 JP2751963 B2 JP 2751963B2 JP 10655593 A JP10655593 A JP 10655593A JP 10655593 A JP10655593 A JP 10655593A JP 2751963 B2 JP2751963 B2 JP 2751963B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gallium nitride
- ingan
- indium
- gas
- nitride semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は青色発光ダイオード、青
色レーザーダイオード等に使用される窒化インジウムガ
リウム半導体の成長方法に関する。
色レーザーダイオード等に使用される窒化インジウムガ
リウム半導体の成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】青色ダイオード、青色レーザーダイオー
ド等に使用される実用的な半導体材料として窒化ガリウ
ム（ＧａＮ、以下ＧａＮと記す。）、窒化インジウムガ
リウム（ＩｎXＧａ1-XＮ、０＜X＜１、以下ＩｎＧａＮ
と記す。）、窒化ガリウムアルミニウム（ＡｌYＧａ1-Y
Ｎ、０＜Y＜１、以下ＡｌＧａＮと記す。）等の窒化ガ
リウム系化合物半導体が注目されており、その中でもＩ
ｎＧａＮはバンドギャップが２ｅＶ〜３．４ｅＶまであ
るため非常に有望視されている。
ド等に使用される実用的な半導体材料として窒化ガリウ
ム（ＧａＮ、以下ＧａＮと記す。）、窒化インジウムガ
リウム（ＩｎXＧａ1-XＮ、０＜X＜１、以下ＩｎＧａＮ
と記す。）、窒化ガリウムアルミニウム（ＡｌYＧａ1-Y
Ｎ、０＜Y＜１、以下ＡｌＧａＮと記す。）等の窒化ガ
リウム系化合物半導体が注目されており、その中でもＩ
ｎＧａＮはバンドギャップが２ｅＶ〜３．４ｅＶまであ
るため非常に有望視されている。
【０００３】従来、有機金属気相成長法（以下ＭＯＣＶ
Ｄ法という。）によりＩｎＧａＮを成長させる場合、成
長温度５００℃〜６００℃の低温で、サファイア基板上
に成長されていた。なぜなら、ＩｎＮの融点はおよそ５
００℃、ＧａＮの融点はおよそ１０００℃であるため、
６００℃以上の高温でＩｎＧａＮを成長させると、Ｉｎ
ＧａＮ中のＩｎＮの分解圧がおよそ１０気圧以上とな
り、ＩｎＧａＮがほとんど分解してしまい、形成される
ものはＧａのメタルとＩｎのメタルの堆積物のみとなっ
てしまうからである。従って、従来ＩｎＧａＮを成長さ
せようとする場合は成長温度を低温に保持しなければな
らなかった。
Ｄ法という。）によりＩｎＧａＮを成長させる場合、成
長温度５００℃〜６００℃の低温で、サファイア基板上
に成長されていた。なぜなら、ＩｎＮの融点はおよそ５
００℃、ＧａＮの融点はおよそ１０００℃であるため、
６００℃以上の高温でＩｎＧａＮを成長させると、Ｉｎ
ＧａＮ中のＩｎＮの分解圧がおよそ１０気圧以上とな
り、ＩｎＧａＮがほとんど分解してしまい、形成される
ものはＧａのメタルとＩｎのメタルの堆積物のみとなっ
てしまうからである。従って、従来ＩｎＧａＮを成長さ
せようとする場合は成長温度を低温に保持しなければな
らなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような条件の下で
成長されたＩｎＧａＮの結晶性は非常に悪く、例えば室
温でフォトルミネッセンス測定を行っても、バンド間発
光はほとんど見られず、深い準位からの発光がわずかに
観測されるのみであり、青色発光が観測されたことはな
かった。しかも、Ｘ線回折でＩｎＧａＮのピークを検出
しようとしてもほとんどピークは検出されず、その結晶
性は、単結晶というよりも、アモルファス状結晶に近い
のが実状であった。
成長されたＩｎＧａＮの結晶性は非常に悪く、例えば室
温でフォトルミネッセンス測定を行っても、バンド間発
光はほとんど見られず、深い準位からの発光がわずかに
観測されるのみであり、青色発光が観測されたことはな
かった。しかも、Ｘ線回折でＩｎＧａＮのピークを検出
しようとしてもほとんどピークは検出されず、その結晶
性は、単結晶というよりも、アモルファス状結晶に近い
のが実状であった。
【０００５】青色発光ダイオード、青色レーザーダイオ
ード等の青色発光デバイスを実現するためには、高品質
で、かつ優れた結晶性を有するＩｎＧａＮの実現が強く
望まれている。よって、本発明はこの問題を解決するべ
くなされたものであり、その目的とするところは、高品
質で結晶性に優れたＩｎＧａＮの成長方法を提供するも
のである。
ード等の青色発光デバイスを実現するためには、高品質
で、かつ優れた結晶性を有するＩｎＧａＮの実現が強く
望まれている。よって、本発明はこの問題を解決するべ
くなされたものであり、その目的とするところは、高品
質で結晶性に優れたＩｎＧａＮの成長方法を提供するも
のである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】我々は、ＩｎＧａＮをＭ
ＯＣＶＤ法で成長するにあたり、従来のようにサファイ
ア基板の上に成長させず、次に成長させるＧａＮ層また
はＡｌＧａＮ層よりも低温で成長させるバッファ層を介
して、バッファ層よりも高温で成長させた該ＧａＮ層ま
たはＡｌＧａＮ層の上に成長させることによりその結晶
性が格段に向上することを新規に見出した。
ＯＣＶＤ法で成長するにあたり、従来のようにサファイ
ア基板の上に成長させず、次に成長させるＧａＮ層また
はＡｌＧａＮ層よりも低温で成長させるバッファ層を介
して、バッファ層よりも高温で成長させた該ＧａＮ層ま
たはＡｌＧａＮ層の上に成長させることによりその結晶
性が格段に向上することを新規に見出した。
【０００７】即ち、本発明の成長方法は、原料ガスとし
て、ガリウム源のガスと、インジウム源のガスと、窒素
源のガスとを用い、有機金属気相成長法により、次に成
長させる窒化ガリウム層または窒化ガリウムアルミニウ
ム層よりも低温で成長させるバッファ層を介して、バッ
ファ層よりも高温で成長させた該窒化ガリウム層または
窒化ガリウムアルミニウム層の上に、窒化インジウムガ
リウム半導体を成長させることを特徴とする。
て、ガリウム源のガスと、インジウム源のガスと、窒素
源のガスとを用い、有機金属気相成長法により、次に成
長させる窒化ガリウム層または窒化ガリウムアルミニウ
ム層よりも低温で成長させるバッファ層を介して、バッ
ファ層よりも高温で成長させた該窒化ガリウム層または
窒化ガリウムアルミニウム層の上に、窒化インジウムガ
リウム半導体を成長させることを特徴とする。
【０００８】原料ガスには、Ｇａ源としてトリメチルガ
リウム（ＴＭＧ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧ）、窒
素源としてアンモニア（ＮＨ3）、ヒドラジン（Ｎ
2Ｈ4）、インジウム源としてトリメチルインジウム（Ｔ
ＭＩ）、トリエチルインジウム（ＴＥＩ）等を好ましく
用いることができる。
リウム（ＴＭＧ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧ）、窒
素源としてアンモニア（ＮＨ3）、ヒドラジン（Ｎ
2Ｈ4）、インジウム源としてトリメチルインジウム（Ｔ
ＭＩ）、トリエチルインジウム（ＴＥＩ）等を好ましく
用いることができる。
【０００９】原料ガスを供給しながらＩｎＧａＮ成長
中、インジウム源のガスのインジウムのモル比は、ガリ
ウム１に対し、０．１以上に調整することを特徴とす
る。さらに好ましくは１．０以上に調整する。インジウ
ムのモル比が０．１より少ないと、ＩｎＧａＮの混晶が
得にくく、また結晶性が悪くなる傾向にある。なぜな
ら、例えば６００℃より高い温度でＩｎＧａＮを成長さ
せた場合、多少なりともＩｎＮの分解が発生する。従っ
てＩｎＮがＧａＮ結晶中に入りにくくなるため、好まし
くその分解分よりもインジウムを多く供給することによ
って、ＩｎＮをＧａＮの結晶中に入れることができる。
インジウムのモル比は高温で成長するほど多くする方が
好ましく、例えば、９００℃前後の成長温度では、イン
ジウムをガリウムの１０〜５０倍程度供給することによ
り、例えばX値を０．５未満とするＩｎXＧａ1-XＮを得
ることができる。
中、インジウム源のガスのインジウムのモル比は、ガリ
ウム１に対し、０．１以上に調整することを特徴とす
る。さらに好ましくは１．０以上に調整する。インジウ
ムのモル比が０．１より少ないと、ＩｎＧａＮの混晶が
得にくく、また結晶性が悪くなる傾向にある。なぜな
ら、例えば６００℃より高い温度でＩｎＧａＮを成長さ
せた場合、多少なりともＩｎＮの分解が発生する。従っ
てＩｎＮがＧａＮ結晶中に入りにくくなるため、好まし
くその分解分よりもインジウムを多く供給することによ
って、ＩｎＮをＧａＮの結晶中に入れることができる。
インジウムのモル比は高温で成長するほど多くする方が
好ましく、例えば、９００℃前後の成長温度では、イン
ジウムをガリウムの１０〜５０倍程度供給することによ
り、例えばX値を０．５未満とするＩｎXＧａ1-XＮを得
ることができる。
【００１０】また、原料ガスのキャリアガスとして窒素
を用いることを特徴とする。窒素をキャリアガスに用い
ることにより、成長中にＩｎＧａＮ中のＩｎＮが分解し
て結晶格子中から出ていくのを抑制することができる。
を用いることを特徴とする。窒素をキャリアガスに用い
ることにより、成長中にＩｎＧａＮ中のＩｎＮが分解し
て結晶格子中から出ていくのを抑制することができる。
【００１１】ＩｎＧａＮの成長温度は６００℃より高い
温度が好ましく、さらに好ましくは７００℃以上、９０
０℃以下の範囲に調整する。６００℃以下であるとＧａ
Ｎの結晶が成長しにくいため、結晶性のよいＩｎＧａＮ
ができにくくなる傾向にある。また、９００℃より高い
温度であるとＩｎＮが分解しやすくなるため、ＩｎＧａ
ＮがＧａＮになりやすい傾向にある。
温度が好ましく、さらに好ましくは７００℃以上、９０
０℃以下の範囲に調整する。６００℃以下であるとＧａ
Ｎの結晶が成長しにくいため、結晶性のよいＩｎＧａＮ
ができにくくなる傾向にある。また、９００℃より高い
温度であるとＩｎＮが分解しやすくなるため、ＩｎＧａ
ＮがＧａＮになりやすい傾向にある。
【００１２】インジウムガスのモル比、成長温度は目的
とするＩｎＧａＮのインジウムのモル比によって適宜変
更できる。例えばＩｎを多くしようとすれば６５０℃前
後の低温で成長させるか、または原料ガスのＩｎのモル
比を多くすればよい、一方Ｇａを多くしようとするなら
ば９００℃前後の高温で成長させればよい。
とするＩｎＧａＮのインジウムのモル比によって適宜変
更できる。例えばＩｎを多くしようとすれば６５０℃前
後の低温で成長させるか、または原料ガスのＩｎのモル
比を多くすればよい、一方Ｇａを多くしようとするなら
ば９００℃前後の高温で成長させればよい。
【００１３】
【作用】最も好ましい本発明の成長方法によると、原料
ガスのキャリアガスを窒素として、６００℃より高い成
長温度において、ＩｎＧａＮの分解を抑制することがで
き、またＩｎＮが多少分解しても、原料ガス中のインジ
ウムを多く供給することにより高品質なＩｎＧａＮを得
ることができる。
ガスのキャリアガスを窒素として、６００℃より高い成
長温度において、ＩｎＧａＮの分解を抑制することがで
き、またＩｎＮが多少分解しても、原料ガス中のインジ
ウムを多く供給することにより高品質なＩｎＧａＮを得
ることができる。
【００１４】さらに、従来ではサファイア基板の上にＩ
ｎＧａＮ層を成長させていたが、サファイアとＩｎＧａ
Ｎとでは格子定数不整がおよそ１５％以上もあるため、
得られた結晶の結晶性が悪くなると考えられる。一方、
本発明ではＧａＮ層の上に成長させることにより、その
格子定数不整を５％以下と小さくすることができるた
め、結晶性に優れたＩｎＧａＮを形成することができ
る。図２は本発明の一実施例により得られたＩｎＧａＮ
のフォトルミネッセンスのスペクトルであるが、それを
顕著に表している。従来法では、ＩｎＧａＮのフォトル
ミネッセンスの青色のスペクトルは全く測定できなかっ
たが、本発明では明らかに結晶性が向上しているために
４５０ｎｍの青色領域に発光ピークが現れている。ま
た、本発明の成長方法において、このＧａＮのＧａの一
部をＡｌで置換してもよく、技術範囲内である。
ｎＧａＮ層を成長させていたが、サファイアとＩｎＧａ
Ｎとでは格子定数不整がおよそ１５％以上もあるため、
得られた結晶の結晶性が悪くなると考えられる。一方、
本発明ではＧａＮ層の上に成長させることにより、その
格子定数不整を５％以下と小さくすることができるた
め、結晶性に優れたＩｎＧａＮを形成することができ
る。図２は本発明の一実施例により得られたＩｎＧａＮ
のフォトルミネッセンスのスペクトルであるが、それを
顕著に表している。従来法では、ＩｎＧａＮのフォトル
ミネッセンスの青色のスペクトルは全く測定できなかっ
たが、本発明では明らかに結晶性が向上しているために
４５０ｎｍの青色領域に発光ピークが現れている。ま
た、本発明の成長方法において、このＧａＮのＧａの一
部をＡｌで置換してもよく、技術範囲内である。
【００１５】
【実施例】以下、図面を元に実施例で本発明の成長方法
を詳説する。図１は本発明の成長方法に使用したＭＯＣ
ＶＤ装置の主要部の構成を示す概略断面図であり、反応
部の構造、およびその反応部と通じるガス系統図を示し
ている。１は真空ポンプおよび排気装置と接続された反
応容器、２は基板を載置するサセプター、３はサセプタ
ーを加熱するヒーター、４はサセプターを回転、上下移
動させる制御軸、５は基板に向かって斜め、または水平
に原料ガスを供給する石英ノズル、６は不活性ガスを基
板に向かって垂直に供給することにより、原料ガスを基
板面に押圧して、原料ガスを基板に接触させる作用のあ
るコニカル石英チューブ、７は基板である。ＴＭＧ、Ｔ
ＭＩ等の有機金属化合物ソースは微量のバブリングガス
によって気化され、メインガスであるキャリアガスによ
って反応容器内に供給される。
を詳説する。図１は本発明の成長方法に使用したＭＯＣ
ＶＤ装置の主要部の構成を示す概略断面図であり、反応
部の構造、およびその反応部と通じるガス系統図を示し
ている。１は真空ポンプおよび排気装置と接続された反
応容器、２は基板を載置するサセプター、３はサセプタ
ーを加熱するヒーター、４はサセプターを回転、上下移
動させる制御軸、５は基板に向かって斜め、または水平
に原料ガスを供給する石英ノズル、６は不活性ガスを基
板に向かって垂直に供給することにより、原料ガスを基
板面に押圧して、原料ガスを基板に接触させる作用のあ
るコニカル石英チューブ、７は基板である。ＴＭＧ、Ｔ
ＭＩ等の有機金属化合物ソースは微量のバブリングガス
によって気化され、メインガスであるキャリアガスによ
って反応容器内に供給される。
【００１６】［実施例１］まず、よく洗浄したサファイ
ア基板７をサセプター２にセットし、反応容器内を水素
で十分置換する。
ア基板７をサセプター２にセットし、反応容器内を水素
で十分置換する。
【００１７】次に、石英ノズル５から水素を流しながら
ヒーター３で温度を１０５０℃まで上昇させ、２０分間
保持しサファイア基板７のクリーニングを行う。
ヒーター３で温度を１０５０℃まで上昇させ、２０分間
保持しサファイア基板７のクリーニングを行う。
【００１８】続いて、温度を５１０℃まで下げ、石英ノ
ズル５からアンモニア（ＮＨ3）４リットル／分と、キ
ャリアガスとして水素を２リットル／分で流しながら、
ＴＭＧを２７×１０-6モル／分流して１分間保持してＧ
ａＮバッファー層を約２００オングストローム成長す
る。この間、コニカル石英チューブ７からは水素を５リ
ットル／分と、窒素を５リットル／分で流し続け、サセ
プター２をゆっくりと回転させる。
ズル５からアンモニア（ＮＨ3）４リットル／分と、キ
ャリアガスとして水素を２リットル／分で流しながら、
ＴＭＧを２７×１０-6モル／分流して１分間保持してＧ
ａＮバッファー層を約２００オングストローム成長す
る。この間、コニカル石英チューブ７からは水素を５リ
ットル／分と、窒素を５リットル／分で流し続け、サセ
プター２をゆっくりと回転させる。
【００１９】バッファ層成長後、ＴＭＧのみ止めて、温
度を１０３０℃まで上昇させる。温度が１０３０℃にな
ったら、同じく水素をキャリアガスとしてＴＭＧを５４
×１０-6モル／分で流して３０分間成長させ、ＧａＮ層
を２μｍ成長させる。
度を１０３０℃まで上昇させる。温度が１０３０℃にな
ったら、同じく水素をキャリアガスとしてＴＭＧを５４
×１０-6モル／分で流して３０分間成長させ、ＧａＮ層
を２μｍ成長させる。
【００２０】ＧａＮ層成長後、温度を８００℃にして、
キャリアガスを窒素に切り替え、窒素を２リットル／
分、ＴＭＧを２×１０-6モル／分、ＴＭＩを２０×１０
-6モル／分、アンモニアを４リットル／分で流しなが
ら、ＩｎＧａＮを６０分間成長させる。なお、この間、
コニカル石英チューブ７から供給するガスも窒素のみと
し、１０リットル／分で流し続ける。
キャリアガスを窒素に切り替え、窒素を２リットル／
分、ＴＭＧを２×１０-6モル／分、ＴＭＩを２０×１０
-6モル／分、アンモニアを４リットル／分で流しなが
ら、ＩｎＧａＮを６０分間成長させる。なお、この間、
コニカル石英チューブ７から供給するガスも窒素のみと
し、１０リットル／分で流し続ける。
【００２１】成長後、反応容器からウエハーを取り出
し、ＩｎＧａＮ層に１０ｍＷのＨｅ−Ｃｄレーザーを照
射して室温でフォトルミネッセンス測定を行うと、図２
に示すように４５０ｎｍにピークのある強い青色発光を
示した。
し、ＩｎＧａＮ層に１０ｍＷのＨｅ−Ｃｄレーザーを照
射して室温でフォトルミネッセンス測定を行うと、図２
に示すように４５０ｎｍにピークのある強い青色発光を
示した。
【００２２】さらに、ＩｎＧａＮ層のＸ線ロッキングカ
ーブを取ると、Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎの組成を示すところ
にピークを有しており、その半値幅は８分であった。こ
の８分という値は従来報告されている中では最小値であ
り、本発明の方法によるＩｎＧａＮの結晶性が非常に優
れていることを示している。
ーブを取ると、Ｉｎ0.25Ｇａ0.75Ｎの組成を示すところ
にピークを有しており、その半値幅は８分であった。こ
の８分という値は従来報告されている中では最小値であ
り、本発明の方法によるＩｎＧａＮの結晶性が非常に優
れていることを示している。
【００２３】［実施例２］実施例１において、ＧａＮ層
成長後、ＩｎＧａＮを成長させる際に、ＴＭＩの流量を
２×１０-7モル／分にする他は同様にして、ＩｎＧａＮ
を成長させる。このＩｎＧａＮのＸ線ロッキングカーブ
を測定すると、Ｉｎ0.08Ｇａ0.92Ｎの組成のところにピ
ークが現れ、その半値幅は６分であった。
成長後、ＩｎＧａＮを成長させる際に、ＴＭＩの流量を
２×１０-7モル／分にする他は同様にして、ＩｎＧａＮ
を成長させる。このＩｎＧａＮのＸ線ロッキングカーブ
を測定すると、Ｉｎ0.08Ｇａ0.92Ｎの組成のところにピ
ークが現れ、その半値幅は６分であった。
【００２４】［実施例３］実施例１のバッファ層成長
後、ＴＭＧのみ止めて、温度を１０３０℃まで上昇させ
る。温度が１０３０℃になったら、同じく水素をキャリ
アガスとしてＴＭＧを５４×１０-6モル／分、ＴＭＡを
６×１０-6モル／分で流して３０分間成長させ、Ｇａ0.
9Ａｌ0.1Ｎ層を２μｍ成長させる他は実施例１と同様に
してＧａ0.9Ａｌ0.1Ｎ層の上にＩｎＧａＮ層を成長させ
た。その結果、得られたＩｎＧａＮ層のＸ線ロッキング
カーブは、同じくＩｎ0.25Ｇａ0.75Ｎの組成を示すとこ
ろにピークを有しており、その半値幅は８分であった。
後、ＴＭＧのみ止めて、温度を１０３０℃まで上昇させ
る。温度が１０３０℃になったら、同じく水素をキャリ
アガスとしてＴＭＧを５４×１０-6モル／分、ＴＭＡを
６×１０-6モル／分で流して３０分間成長させ、Ｇａ0.
9Ａｌ0.1Ｎ層を２μｍ成長させる他は実施例１と同様に
してＧａ0.9Ａｌ0.1Ｎ層の上にＩｎＧａＮ層を成長させ
た。その結果、得られたＩｎＧａＮ層のＸ線ロッキング
カーブは、同じくＩｎ0.25Ｇａ0.75Ｎの組成を示すとこ
ろにピークを有しており、その半値幅は８分であった。
【００２５】［比較例］実施例と同様にして、サファイ
ア基板をクリーニングした後、８００℃にして、キャリ
アガスとして水素を２リットル／分、ＴＭＧを２×１０
-6モル／分、ＴＭＩを２０×１０-6モル／分、アンモニ
アを４リットル／分で流しながら、ＩｎＧａＮをサファ
イア基板の上に６０分間成長させる。なお、この間、コ
ニカル石英チューブ７からは窒素５リットル／分、水素
５リットル／分で流し続ける。
ア基板をクリーニングした後、８００℃にして、キャリ
アガスとして水素を２リットル／分、ＴＭＧを２×１０
-6モル／分、ＴＭＩを２０×１０-6モル／分、アンモニ
アを４リットル／分で流しながら、ＩｎＧａＮをサファ
イア基板の上に６０分間成長させる。なお、この間、コ
ニカル石英チューブ７からは窒素５リットル／分、水素
５リットル／分で流し続ける。
【００２６】以上のようにして成長したＩｎＧａＮのフ
ォトルミネッセンス測定を同様にして行った結果を図３
に示す。この図を見ても分かるように、このＩｎＧａＮ
の結晶は５５０ｎｍの深い準位の発光が支配的である。
しかも、この発光センターは一般に窒素の空孔と考えら
れており、ＩｎＧａＮは成長していないことが明らかで
ある。従って、この結果を見る限り、成長中にＩｎＮの
形でほとんどのＩｎＧａＮが分解し、ＧａＮの形で少し
だけ成長しているように見受けられる。
ォトルミネッセンス測定を同様にして行った結果を図３
に示す。この図を見ても分かるように、このＩｎＧａＮ
の結晶は５５０ｎｍの深い準位の発光が支配的である。
しかも、この発光センターは一般に窒素の空孔と考えら
れており、ＩｎＧａＮは成長していないことが明らかで
ある。従って、この結果を見る限り、成長中にＩｎＮの
形でほとんどのＩｎＧａＮが分解し、ＧａＮの形で少し
だけ成長しているように見受けられる。
【００２７】このことを確かめるために同様にしてＸ線
ロッキングカーブを測定したところ、その半値幅は約１
度近くあり、またピーク位置はＧａＮの所にあり、結晶
はＩｎＧａＮではなく、ＧａＮがアモルファス状になっ
ていることが判明した。
ロッキングカーブを測定したところ、その半値幅は約１
度近くあり、またピーク位置はＧａＮの所にあり、結晶
はＩｎＧａＮではなく、ＧａＮがアモルファス状になっ
ていることが判明した。
【００２８】
【発明の効果】本発明の成長方法によると従来では不可
能であったＩｎＧａＮ層の単結晶を成長させることがで
きる。また、ＧａＮ層を成長させる前にサファイア基板
上に低温でバッファ層を成長させることにより、その上
に成長させるＧａＮ層の結晶性がさらに向上するため、
ＩｎＧａＮの結晶性もよくすることができる。
能であったＩｎＧａＮ層の単結晶を成長させることがで
きる。また、ＧａＮ層を成長させる前にサファイア基板
上に低温でバッファ層を成長させることにより、その上
に成長させるＧａＮ層の結晶性がさらに向上するため、
ＩｎＧａＮの結晶性もよくすることができる。
【００２９】このように本発明の成長方法は、将来開発
される青色発光デバイスに積層される半導体材料をダブ
ルへテロ構造にできるため、青色レーザーダイオードが
実現可能となり、その産業上の利用価値は大きい。
される青色発光デバイスに積層される半導体材料をダブ
ルへテロ構造にできるため、青色レーザーダイオードが
実現可能となり、その産業上の利用価値は大きい。
【図１】 本発明の方法の一実施例に使用したＭＯＣＶ
Ｄ装置の主要部の構成を示す概略断面図。
Ｄ装置の主要部の構成を示す概略断面図。
【図２】 本発明の一実施例により形成されたＩｎＧａ
Ｎのフォトルミネッセンスを測定した図。
Ｎのフォトルミネッセンスを測定した図。
【図３】 従来法により形成されたＩｎＧａＮのフォト
ルミネッセンスを測定した図。
ルミネッセンスを測定した図。
１・・・・・・・・反応容器 ２・・・・・・・・サセプター ３・・・・・・・・ヒーター ４・・・・・・・・制御軸 ５・・・・・・・・石英ノズル ６・・・・・・・・コニカル石英
チューブ ７・・・・・・・・基板
チューブ ７・・・・・・・・基板
Claims (4)
- 【請求項１】 原料ガスとして、ガリウム源のガスと、
インジウム源のガスと、窒素源のガスとを用い、有機金
属気相成長法により、次に成長させる窒化ガリウム層ま
たは窒化ガリウムアルミニウム層よりも低温で成長させ
るバッファ層を介して、バッファ層よりも高温で成長さ
せた該窒化ガリウム層または窒化ガリウムアルミニウム
層の上に、窒化インジウムガリウム半導体を成長させる
ことを特徴とする窒化インジウムガリウム半導体の成長
方法。 - 【請求項２】 前記原料ガスのキャリアガスとして窒素
を用いることを特徴とする請求項１に記載の窒化インジ
ウムガリウム半導体の成長方法。 - 【請求項３】 前記窒化インジウムガリウム半導体を６
００℃より高い温度で成長させることを特徴とする請求
項１または２に記載の窒化インジウムガリウム半導体の
成長方法。 - 【請求項４】 前記窒化インジウムガリウム半導体成長
中、インジウム源のガスのインジウムのモル比を、ガリ
ウム１に対し、０．１以上にすることを特徴とする請求
項１乃至３の内のいずれか１項に記載の窒化インジウム
ガリウム半導体の成長方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10655593A JP2751963B2 (ja) | 1992-06-10 | 1993-05-07 | 窒化インジウムガリウム半導体の成長方法 |
| JP9332546A JPH10135516A (ja) | 1992-06-10 | 1997-12-03 | 半導体積層構造 |
Applications Claiming Priority (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17752092 | 1992-06-10 | ||
| JP4-177520 | 1992-11-04 | ||
| JP32118492 | 1992-11-04 | ||
| JP4-321184 | 1992-11-04 | ||
| JP10655593A JP2751963B2 (ja) | 1992-06-10 | 1993-05-07 | 窒化インジウムガリウム半導体の成長方法 |
| JP9332546A JPH10135516A (ja) | 1992-06-10 | 1997-12-03 | 半導体積層構造 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9332546A Division JPH10135516A (ja) | 1992-06-10 | 1997-12-03 | 半導体積層構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06196757A JPH06196757A (ja) | 1994-07-15 |
| JP2751963B2 true JP2751963B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=46786012
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10655593A Expired - Lifetime JP2751963B2 (ja) | 1992-06-10 | 1993-05-07 | 窒化インジウムガリウム半導体の成長方法 |
| JP9332546A Pending JPH10135516A (ja) | 1992-06-10 | 1997-12-03 | 半導体積層構造 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9332546A Pending JPH10135516A (ja) | 1992-06-10 | 1997-12-03 | 半導体積層構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JP2751963B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2175054A2 (en) | 2008-10-09 | 2010-04-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Substrate for growing wurtzite type crystal and method for manufacturing the same and semiconductor device |
| US8143702B2 (en) | 2005-04-11 | 2012-03-27 | Hitachi Cable, Ltd. | Group III-V nitride based semiconductor substrate and method of making same |
| JPWO2015029435A1 (ja) * | 2013-08-30 | 2017-03-02 | 国立研究開発法人科学技術振興機構 | ＩｎＧａＡｌＮ系半導体素子 |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6996150B1 (en) | 1994-09-14 | 2006-02-07 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor |
| JP3771952B2 (ja) * | 1995-06-28 | 2006-05-10 | ソニー株式会社 | 単結晶ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体層の成長方法、発光素子の製造方法およびトランジスタの製造方法 |
| JP3349931B2 (ja) * | 1997-10-30 | 2002-11-25 | 松下電器産業株式会社 | 半導体レーザ装置の製造方法 |
| JP2000156544A (ja) | 1998-09-17 | 2000-06-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化物半導体素子の製造方法 |
| US6614059B1 (en) | 1999-01-07 | 2003-09-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting device with quantum well |
| JP3587081B2 (ja) | 1999-05-10 | 2004-11-10 | 豊田合成株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物半導体発光素子 |
| JP3555500B2 (ja) | 1999-05-21 | 2004-08-18 | 豊田合成株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物半導体及びその製造方法 |
| KR20010010965A (ko) * | 1999-07-24 | 2001-02-15 | 구자홍 | Ⅲ-ⅴ족 반도체 레이저 다이오드 제조방법 |
| US6580098B1 (en) | 1999-07-27 | 2003-06-17 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Method for manufacturing gallium nitride compound semiconductor |
| JP3438674B2 (ja) | 1999-10-21 | 2003-08-18 | 松下電器産業株式会社 | 窒化物半導体素子の製造方法 |
| KR100342013B1 (ko) * | 1999-11-26 | 2002-06-27 | 김효근 | 고품질 질화인듐갈륨/질화갈륨 다중양자우물구조층의제작방법 |
| JP2001185493A (ja) | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Toyoda Gosei Co Ltd | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 |
| JP4432180B2 (ja) | 1999-12-24 | 2010-03-17 | 豊田合成株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法、ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体 |
| US7141444B2 (en) | 2000-03-14 | 2006-11-28 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Production method of III nitride compound semiconductor and III nitride compound semiconductor element |
| JP2001267242A (ja) | 2000-03-14 | 2001-09-28 | Toyoda Gosei Co Ltd | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体及びその製造方法 |
| TW518767B (en) | 2000-03-31 | 2003-01-21 | Toyoda Gosei Kk | Production method of III nitride compound semiconductor and III nitride compound semiconductor element |
| JP2001313259A (ja) | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Toyoda Gosei Co Ltd | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体基板の製造方法及び半導体素子 |
| US7619261B2 (en) | 2000-08-07 | 2009-11-17 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Method for manufacturing gallium nitride compound semiconductor |
| KR20030074824A (ko) | 2001-02-14 | 2003-09-19 | 도요다 고세이 가부시키가이샤 | 반도체 결정의 제조 방법 및 반도체 발광 소자 |
| JP2002280314A (ja) | 2001-03-22 | 2002-09-27 | Toyoda Gosei Co Ltd | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法、及びそれに基づくｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 |
| TWI262606B (en) | 2001-08-30 | 2006-09-21 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Radiation-emitting semiconductor-element and its production method |
| JP3690326B2 (ja) | 2001-10-12 | 2005-08-31 | 豊田合成株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法 |
| JP4963816B2 (ja) | 2005-04-21 | 2012-06-27 | シャープ株式会社 | 窒化物系半導体素子の製造方法および発光素子 |
| KR101137911B1 (ko) * | 2007-12-18 | 2012-05-03 | 삼성코닝정밀소재 주식회사 | 질화갈륨 기판의 제조 방법 |
| JP6181661B2 (ja) | 2012-10-22 | 2017-08-16 | シャープ株式会社 | 窒化物半導体発光素子 |
| JP6040898B2 (ja) * | 2013-09-09 | 2016-12-07 | 豊田合成株式会社 | Ｉｉｉ 族窒化物半導体発光素子の製造方法および製造装置および基板のクリーニング方法 |
| EP3596756B1 (fr) * | 2017-03-17 | 2023-02-15 | Soitec | Procédé de fabrication d'une pluralité d'îlots semi-conducteurs cristallins présentant une variété de paramètres de maille |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5815480B2 (ja) * | 1975-08-19 | 1983-03-25 | 松下電器産業株式会社 | チツカガリウムタンケツシヨウノ セイチヨウホウホウ |
| JPS57160993A (en) † | 1981-03-27 | 1982-10-04 | Makoto Ishida | Heteroepitaxial growing method |
| JP3026087B2 (ja) † | 1989-03-01 | 2000-03-27 | 豊田合成株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体の気相成長方法 |
| JPH02291111A (ja) † | 1989-04-29 | 1990-11-30 | Toyoda Gosei Co Ltd | 化合物半導体の気相成長装置 |
| JPH03203388A (ja) * | 1989-12-29 | 1991-09-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP2500319B2 (ja) † | 1990-01-11 | 1996-05-29 | 名古屋大学長 | ｐ形窒化ガリウム系化合物半導体結晶の作製方法 |
| JP2965709B2 (ja) † | 1990-12-07 | 1999-10-18 | 日本電信電話株式会社 | 半導体発光素子の作製方法 |
| JPH088217B2 (ja) * | 1991-01-31 | 1996-01-29 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法 |
-
1993
- 1993-05-07 JP JP10655593A patent/JP2751963B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-12-03 JP JP9332546A patent/JPH10135516A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8143702B2 (en) | 2005-04-11 | 2012-03-27 | Hitachi Cable, Ltd. | Group III-V nitride based semiconductor substrate and method of making same |
| EP2175054A2 (en) | 2008-10-09 | 2010-04-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Substrate for growing wurtzite type crystal and method for manufacturing the same and semiconductor device |
| JPWO2015029435A1 (ja) * | 2013-08-30 | 2017-03-02 | 国立研究開発法人科学技術振興機構 | ＩｎＧａＡｌＮ系半導体素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06196757A (ja) | 1994-07-15 |
| JPH10135516A (ja) | 1998-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2751963B2 (ja) | 窒化インジウムガリウム半導体の成長方法 | |
| US7982208B2 (en) | Non-polar (Al,B,In,Ga)N quantum well and heterostructure materials and devices | |
| US5923950A (en) | Method of manufacturing a semiconductor light-emitting device | |
| US7951617B2 (en) | Group III nitride semiconductor stacked structure and production method thereof | |
| JPH06232451A (ja) | ｐ型窒化ガリウムの成長方法 | |
| JP3656606B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体結晶の製造方法 | |
| JPH04297023A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法 | |
| US20060189019A1 (en) | Growth process of a crystalline gallium nitride based compound and semiconductor device including gallium nitride based compound | |
| JPH09134878A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法 | |
| JP3481427B2 (ja) | 窒化物半導体の結晶成長方法 | |
| JP3940673B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体結晶の製造方法、および窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法 | |
| JP2751987B2 (ja) | 窒化インジウムガリウム半導体の成長方法 | |
| JP3091593B2 (ja) | 窒化物半導体発光デバイス用積層体 | |
| JP3174257B2 (ja) | 窒化物系化合物半導体の製造方法 | |
| JP3274907B2 (ja) | 窒化インジウムガリウム化合物半導体の成長方法 | |
| JPH088185A (ja) | ＧａＮ系化合物半導体薄膜の積層構造および成長方法 | |
| JP4222287B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体結晶の製造方法 | |
| JPH07312350A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法 | |
| JP3077781B2 (ja) | 窒化インジウムガリウムの成長方法 | |
| JP3203282B2 (ja) | 発光デバイス用窒化インジウムガリウム半導体 | |
| JP3478287B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法と窒化ガリウム系化合物半導体 | |
| JP3473595B2 (ja) | 発光デバイス | |
| JP3984365B2 (ja) | 化合物半導体の製造方法、並びに半導体発光素子 | |
| JP3214349B2 (ja) | ＩｎＧａＮ層を有する半導体ウエハ及びその製造方法並びにそれを具備する発光素子 | |
| JP4009043B2 (ja) | ｐ型ＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110227 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110227 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120227 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130227 Year of fee payment: 15 |
|
| R157 | Certificate of patent or utility model (correction) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140227 Year of fee payment: 16 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140227 Year of fee payment: 16 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140227 Year of fee payment: 16 |
|
| R157 | Certificate of patent or utility model (correction) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| R157 | Certificate of patent or utility model (correction) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R157 |