JP3094965B2 - 窒化ガリウム厚膜の結晶成長方法 - Google Patents
窒化ガリウム厚膜の結晶成長方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒化ガリウム厚膜
の結晶成長方法に関し、特に、窒化ガリウム厚膜にクラ
ックの入りにくく、かつ、窒化ガリウム厚膜を形成した
後に基板を除去することが容易な窒化ガリウム厚膜の結
晶成長方法に関する。
の結晶成長方法に関し、特に、窒化ガリウム厚膜にクラ
ックの入りにくく、かつ、窒化ガリウム厚膜を形成した
後に基板を除去することが容易な窒化ガリウム厚膜の結
晶成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】窒化ガリウムは、燐化インジウムや砒化
ガリウムといった従来の一般的な化合物半導体に比べ、
禁制帯エネルギーが大きい。そのため、一般式Ｉｎx
ＡｌyＧａ1-x-y Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ
＋ｙ≦１）で表される窒化ガリウム系化合物半導体は、
緑から紫外にかけての発光素子、特に半導体レーザ（以
下単にレーザ）への応用が期待されている。しかし、窒
化ガリウムと格子整合する適当な基板が存在しないた
め、他の基板上に厚さ数十から数百μｍの窒化ガリウム
厚膜を形成し、それを窒化ガリウム系化合物半導体の結
晶成長用基板として用いるという試みがなされている。
ガリウムといった従来の一般的な化合物半導体に比べ、
禁制帯エネルギーが大きい。そのため、一般式Ｉｎx
ＡｌyＧａ1-x-y Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ
＋ｙ≦１）で表される窒化ガリウム系化合物半導体は、
緑から紫外にかけての発光素子、特に半導体レーザ（以
下単にレーザ）への応用が期待されている。しかし、窒
化ガリウムと格子整合する適当な基板が存在しないた
め、他の基板上に厚さ数十から数百μｍの窒化ガリウム
厚膜を形成し、それを窒化ガリウム系化合物半導体の結
晶成長用基板として用いるという試みがなされている。
【０００３】従来、窒化ガリウムの厚膜は、一般にサフ
ァイアを基板として使用する結晶成長方法により形成さ
れていた（K.Naniwae et Al.: J. Crystal Growth
99(1990) 381、W. Gotz et Al.,: Appl. Phys.
Lett. 69 (1996) 242など）。図４は、このような
従来の結晶成長方法により、サファイア基板上に厚さ１
００μｍの窒化ガリウムが形成された試料の摸式図であ
る。
ァイアを基板として使用する結晶成長方法により形成さ
れていた（K.Naniwae et Al.: J. Crystal Growth
99(1990) 381、W. Gotz et Al.,: Appl. Phys.
Lett. 69 (1996) 242など）。図４は、このような
従来の結晶成長方法により、サファイア基板上に厚さ１
００μｍの窒化ガリウムが形成された試料の摸式図であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】サファイアは、硬度が
高いため研磨が容易でなく、かつエッチングレートの速
い適当なエッチング液もない。即ち、従来の結晶成長方
法では、サファイア基板上に窒化ガリウム厚膜を形成し
た後にサファイア基板を除去することが困難であるとい
う問題があった。また、従来の結晶成長方法では、サフ
ァイアと窒化ガリウムの間の熱膨張係数差および格子定
数差により、窒化ガリウム厚膜にクラックが入るという
問題があった。これも、サファイアの硬度が高いためで
ある。
高いため研磨が容易でなく、かつエッチングレートの速
い適当なエッチング液もない。即ち、従来の結晶成長方
法では、サファイア基板上に窒化ガリウム厚膜を形成し
た後にサファイア基板を除去することが困難であるとい
う問題があった。また、従来の結晶成長方法では、サフ
ァイアと窒化ガリウムの間の熱膨張係数差および格子定
数差により、窒化ガリウム厚膜にクラックが入るという
問題があった。これも、サファイアの硬度が高いためで
ある。
【０００５】一方、基板としてサファイアでなく水晶を
用いて、複数の窒化物系化合物半導体層からなる半導体
レーザ構造を形成した先行技術が存在する（特開平０８
−８３９２８号公報）。この場合、水晶は硬度が低いも
のの、窒化物系化合物半導体層が薄膜であり、さらに、
成長した窒化物系化合物半導体層における貫通転位密度
などの結晶性が悪いために、窒化物系化合物半導体層に
クラックが入るという問題があった。
用いて、複数の窒化物系化合物半導体層からなる半導体
レーザ構造を形成した先行技術が存在する（特開平０８
−８３９２８号公報）。この場合、水晶は硬度が低いも
のの、窒化物系化合物半導体層が薄膜であり、さらに、
成長した窒化物系化合物半導体層における貫通転位密度
などの結晶性が悪いために、窒化物系化合物半導体層に
クラックが入るという問題があった。
【０００６】また、基板と窒化物系化合物半導体層のへ
き開面が一致しないため、レーザの共振器鏡面は、基板
のへき開によって形成することが出来ず、ドライエッチ
等の複雑なプロセスによって形成せざるを得ず、かつ平
滑性にも劣るという問題があった。
き開面が一致しないため、レーザの共振器鏡面は、基板
のへき開によって形成することが出来ず、ドライエッチ
等の複雑なプロセスによって形成せざるを得ず、かつ平
滑性にも劣るという問題があった。
【０００７】本発明の目的は、窒化ガリウム厚膜にクラ
ックの入りにくく、かつ、窒化ガリウム厚膜を形成した
後に基板を除去することが容易な、窒化ガリウム厚膜の
結晶成長方法を明らかにすることによって、半導体レー
ザや発光ダイオードなどのデバイス構造を形成するため
の基板として優れた窒化ガリウム厚膜の結晶成長方法を
提供することである。
ックの入りにくく、かつ、窒化ガリウム厚膜を形成した
後に基板を除去することが容易な、窒化ガリウム厚膜の
結晶成長方法を明らかにすることによって、半導体レー
ザや発光ダイオードなどのデバイス構造を形成するため
の基板として優れた窒化ガリウム厚膜の結晶成長方法を
提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の窒化ガリウム厚
膜の結晶成長方法は、ｚカット面を表面とする水晶を基
板として使用し、窒化ガリウム膜を結晶成長する工程
と、前記基板を除去する工程とを少なくとも含むことを
特徴とする。
膜の結晶成長方法は、ｚカット面を表面とする水晶を基
板として使用し、窒化ガリウム膜を結晶成長する工程
と、前記基板を除去する工程とを少なくとも含むことを
特徴とする。
【０００９】また本発明の窒化ガリウム厚膜の結晶成長
方法は、水晶基板上に低温成長バッファ層として基板温
度４００℃以上７００℃以下でＩｎx Ｇａ1-x Ｎ層
（０≦ｘ≦１）を形成する工程と、前記低温成長バッフ
ァ層上に窒化ガリウム膜を結晶成長する工程と、前記基
板を除去する工程を少なくとも含むことを特徴とする。
方法は、水晶基板上に低温成長バッファ層として基板温
度４００℃以上７００℃以下でＩｎx Ｇａ1-x Ｎ層
（０≦ｘ≦１）を形成する工程と、前記低温成長バッフ
ァ層上に窒化ガリウム膜を結晶成長する工程と、前記基
板を除去する工程を少なくとも含むことを特徴とする。
【００１０】上記２つの本発明の結晶成長方法におい
て、前記窒化ガリウム膜をハイドライド気相成長法によ
って結晶成長させることを特徴とする。
て、前記窒化ガリウム膜をハイドライド気相成長法によ
って結晶成長させることを特徴とする。
【００１１】上記２つの本発明の結晶成長方法では、基
板表面に半導体層を成長させる方法として、例えばハイ
ドライド気相成長法を好ましく用いることが出来る。
板表面に半導体層を成長させる方法として、例えばハイ
ドライド気相成長法を好ましく用いることが出来る。
【００１２】また有機金属化学気相成長法または分子線
エピタキシー法により、表面に一層または複数層のＩｎ
x Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、
０≦ｘ＋ｙ≦１）が形成された水晶基板上に、ハイドラ
イド気相成長法により、厚さ１０μｍ以上の窒化ガリウ
ム膜を結晶成長する工程と、前記基板を除去する工程と
を少なくとも含むことを特徴とする。
エピタキシー法により、表面に一層または複数層のＩｎ
x Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、
０≦ｘ＋ｙ≦１）が形成された水晶基板上に、ハイドラ
イド気相成長法により、厚さ１０μｍ以上の窒化ガリウ
ム膜を結晶成長する工程と、前記基板を除去する工程と
を少なくとも含むことを特徴とする。
【００１３】さらに前記水晶基板は、ｚカット面または
ｚカット面となす角が１０°以内である面を表面とする
ことを特徴とする。また前記基板の除去は、水晶基板を
エッチングまたは研磨により除去することを特徴とす
る。
ｚカット面となす角が１０°以内である面を表面とする
ことを特徴とする。また前記基板の除去は、水晶基板を
エッチングまたは研磨により除去することを特徴とす
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、実
施例に基づき図面を参照して詳しく説明する。
施例に基づき図面を参照して詳しく説明する。
【００１５】《実施例１》図１は、本実施例により作製
された試料の摸式図である。実施例１はハイドライド気
相成長法により、ｚカット面を表面とする水晶基板上
に、厚さ１００μｍの窒化ガリウム厚膜を形成した例で
ある。まずハイドライド気相成長装置内でｚカット面を
表面とする水晶基板及びＧａ原料部の温度をそれぞれ９
５０℃、８５０℃として保持する。キャリアガスとして
Ｎ2 ガスを６リットル／分の流量で流し、Ｇａ原料の
上流側からＮ2 で希釈したＨＣｌガスを流してＧａ原
料とＨＣｌの反応生成物であるＧａＣｌを基板部に輸送
するとともに、Ｇａ原料部をバイパスして基板の直前に
ＮＨ3 ガスを流す。ＮＨ3 ガスとＧａＣｌガスを反応
させて基板上に窒化ガリウムの厚さが１００μｍとなる
まで成長する。ＨＣｌガス及びＮＨ3 ガスの流量はそ
れぞれ５０cc／分、２５０cc／分とした。
された試料の摸式図である。実施例１はハイドライド気
相成長法により、ｚカット面を表面とする水晶基板上
に、厚さ１００μｍの窒化ガリウム厚膜を形成した例で
ある。まずハイドライド気相成長装置内でｚカット面を
表面とする水晶基板及びＧａ原料部の温度をそれぞれ９
５０℃、８５０℃として保持する。キャリアガスとして
Ｎ2 ガスを６リットル／分の流量で流し、Ｇａ原料の
上流側からＮ2 で希釈したＨＣｌガスを流してＧａ原
料とＨＣｌの反応生成物であるＧａＣｌを基板部に輸送
するとともに、Ｇａ原料部をバイパスして基板の直前に
ＮＨ3 ガスを流す。ＮＨ3 ガスとＧａＣｌガスを反応
させて基板上に窒化ガリウムの厚さが１００μｍとなる
まで成長する。ＨＣｌガス及びＮＨ3 ガスの流量はそ
れぞれ５０cc／分、２５０cc／分とした。
【００１６】実施例１に於いては、水晶基板上に、窒化
ガリウム厚膜を形成するための結晶成長方法として、ハ
イドライド気相成長法を用いることによって、成長速度
の速い窒化ガリウム厚膜の形成が実現されており、短時
間で窒化ガリウム厚膜を形成することが可能となってい
る。
ガリウム厚膜を形成するための結晶成長方法として、ハ
イドライド気相成長法を用いることによって、成長速度
の速い窒化ガリウム厚膜の形成が実現されており、短時
間で窒化ガリウム厚膜を形成することが可能となってい
る。
【００１７】ｚカット面を表面とする水晶基板を用いる
ことによって、他の結晶面を表面とする水晶基板を用い
た場合よりも、窒化ガリウム厚膜の結晶性が改善されて
いる理由を以下に説明する。
ことによって、他の結晶面を表面とする水晶基板を用い
た場合よりも、窒化ガリウム厚膜の結晶性が改善されて
いる理由を以下に説明する。
【００１８】六方晶の窒化ガリウムの結晶の（０００
１）面は極めて安定であり、六方晶の窒化ガリウムの結
晶成長に於いては、（０００１）面を表面とする層を成
長させると、３次元成長が抑制される。このため、窒化
ガリウムの結晶成長のためには、（０００１）面と似た
対称性の面が基板表面となっていることが望ましい。
１）面は極めて安定であり、六方晶の窒化ガリウムの結
晶成長に於いては、（０００１）面を表面とする層を成
長させると、３次元成長が抑制される。このため、窒化
ガリウムの結晶成長のためには、（０００１）面と似た
対称性の面が基板表面となっていることが望ましい。
【００１９】サファイアは三方晶の結晶構造を持つが、
上記理由から、窒化ガリウムの結晶成長に於いては、
（０００１）面を表面とするサファイア基板が従来主に
用いられてきた。水晶も三方晶の結晶構造を持ち、サフ
ァイア同様窒化ガリウムの結晶成長に於いては、（００
０１）面（＝ｚカット面）を表面とする水晶基板を用い
ることが望ましい。またｚカット面以外の面を表面とす
る水晶基板を用いて、結晶成長により窒化ガリウムを形
成する場合、（０００１）面以外の面を表面とする層が
形成されるため、３次元成長が起こりやすく、鏡面を得
ることが困難となる。
上記理由から、窒化ガリウムの結晶成長に於いては、
（０００１）面を表面とするサファイア基板が従来主に
用いられてきた。水晶も三方晶の結晶構造を持ち、サフ
ァイア同様窒化ガリウムの結晶成長に於いては、（００
０１）面（＝ｚカット面）を表面とする水晶基板を用い
ることが望ましい。またｚカット面以外の面を表面とす
る水晶基板を用いて、結晶成長により窒化ガリウムを形
成する場合、（０００１）面以外の面を表面とする層が
形成されるため、３次元成長が起こりやすく、鏡面を得
ることが困難となる。
【００２０】なお水晶基板の表面は厳密にｚカット面で
ある必要はなく、水晶基板の表面とｚカット面のなす角
が１０゜以内ならば問題はない。
ある必要はなく、水晶基板の表面とｚカット面のなす角
が１０゜以内ならば問題はない。
【００２１】《実施例２》図２は、本実施例により作製
された試料の摸式図である。実施例２はハイドライド気
相成長法により、ｚカット面を表面とする水晶基板上
に、基板温度４８５℃で厚さ５００Åの窒化ガリウム低
温成長バッファ層により形成した後に、厚さ１００μｍ
の窒化ガリウム厚膜を形成した例である。窒化ガリウム
低温成長バッファ層を形成した後は実施例１と同様な成
長条件で成長を行う。
された試料の摸式図である。実施例２はハイドライド気
相成長法により、ｚカット面を表面とする水晶基板上
に、基板温度４８５℃で厚さ５００Åの窒化ガリウム低
温成長バッファ層により形成した後に、厚さ１００μｍ
の窒化ガリウム厚膜を形成した例である。窒化ガリウム
低温成長バッファ層を形成した後は実施例１と同様な成
長条件で成長を行う。
【００２２】実施例２に於いて作製された図２に示され
た試料は、窒化ガリウム低温成長バッファ層を用いてい
るため、水晶基板と窒化ガリウム厚膜の間の格子定数差
を吸収することができ、実施例１に於いて作製された図
１に示された試料よりも、窒化ガリウム厚膜の結晶性を
さらに改善することができる。
た試料は、窒化ガリウム低温成長バッファ層を用いてい
るため、水晶基板と窒化ガリウム厚膜の間の格子定数差
を吸収することができ、実施例１に於いて作製された図
１に示された試料よりも、窒化ガリウム厚膜の結晶性を
さらに改善することができる。
【００２３】また実施例２に於いても実施例１と同様
に、ハイドライド気相成長法を用いているため、成長速
度の速い窒化ガリウム厚膜の形成が実現されており、短
時間で窒化ガリウム厚膜を形成することが可能となって
いる。
に、ハイドライド気相成長法を用いているため、成長速
度の速い窒化ガリウム厚膜の形成が実現されており、短
時間で窒化ガリウム厚膜を形成することが可能となって
いる。
【００２４】さらにｚカット面を表面とする水晶基板を
用いることによって、他の結晶面を表面とする水晶基板
を用いた場合よりも、窒化ガリウム厚膜の結晶性が改善
されている。なお、この場合、水晶基板の表面は厳密に
ｚカット面である必要はなく、水晶基板の表面とｚカッ
ト面のなす角が１０゜以内ならば問題はない。
用いることによって、他の結晶面を表面とする水晶基板
を用いた場合よりも、窒化ガリウム厚膜の結晶性が改善
されている。なお、この場合、水晶基板の表面は厳密に
ｚカット面である必要はなく、水晶基板の表面とｚカッ
ト面のなす角が１０゜以内ならば問題はない。
【００２５】なお水晶基板上に形成する低温成長バッフ
ァ層として、実施例２に示されたような、基板温度４８
５℃で形成された窒化ガリウム層ではなく、基板温度４
００℃以上７００℃以下で形成された一般式Ｉｎx Ｇ
ａ1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）で表される層を用いてもよ
い。
ァ層として、実施例２に示されたような、基板温度４８
５℃で形成された窒化ガリウム層ではなく、基板温度４
００℃以上７００℃以下で形成された一般式Ｉｎx Ｇ
ａ1-x Ｎ（０≦ｘ≦１）で表される層を用いてもよ
い。
【００２６】《実施例３》図３は、本実施例により作製
された試料の摸式図である。実施例３では有機金属化学
気相成長法により、ｚカット面を表面とする水晶基板上
に、基板温度４５０℃で厚さ２００Åの窒化ガリウム低
温成長バッファ層を形成した後に、基板温度１０５０℃
で厚さ１．５μｍの窒化ガリウム高温成長エピタキシャ
ル層を形成し、しかる後に、ハイドライド気相成長法に
より、厚さ１００μｍの窒化ガリウム厚膜を形成した。
窒化ガリウム低温成長バッファ層を形成した後は実施例
１と同様な成長条件で成長を行う。
された試料の摸式図である。実施例３では有機金属化学
気相成長法により、ｚカット面を表面とする水晶基板上
に、基板温度４５０℃で厚さ２００Åの窒化ガリウム低
温成長バッファ層を形成した後に、基板温度１０５０℃
で厚さ１．５μｍの窒化ガリウム高温成長エピタキシャ
ル層を形成し、しかる後に、ハイドライド気相成長法に
より、厚さ１００μｍの窒化ガリウム厚膜を形成した。
窒化ガリウム低温成長バッファ層を形成した後は実施例
１と同様な成長条件で成長を行う。
【００２７】実施例３に於いて作製された図３に示され
た試料は、結晶性に優れたエピタキシャル層を形成する
ことの出来る有機金属化学気相成長法により、水晶基板
上に窒化ガリウム低温成長バッファ層および窒化ガリウ
ム高温成長エピタキシャル層を形成することにより、実
施例１ないし実施例２に於いて作製された図１ないし図
２に示された試料よりも、窒化ガリウム厚膜の結晶性が
改善されている。
た試料は、結晶性に優れたエピタキシャル層を形成する
ことの出来る有機金属化学気相成長法により、水晶基板
上に窒化ガリウム低温成長バッファ層および窒化ガリウ
ム高温成長エピタキシャル層を形成することにより、実
施例１ないし実施例２に於いて作製された図１ないし図
２に示された試料よりも、窒化ガリウム厚膜の結晶性が
改善されている。
【００２８】同様に、実施例３に於いては、表面に有機
金属化学気相成長法により窒化ガリウム低温成長バッフ
ァ層および窒化ガリウム高温成長エピタキシャル層が形
成された水晶基板上に、窒化ガリウム厚膜を形成するた
めの結晶成長方法として、ハイドライド気相成長法を用
いることによって、成長速度の速い窒化ガリウム厚膜の
形成が実現されており、短時間で窒化ガリウム厚膜を形
成することが可能となっている。
金属化学気相成長法により窒化ガリウム低温成長バッフ
ァ層および窒化ガリウム高温成長エピタキシャル層が形
成された水晶基板上に、窒化ガリウム厚膜を形成するた
めの結晶成長方法として、ハイドライド気相成長法を用
いることによって、成長速度の速い窒化ガリウム厚膜の
形成が実現されており、短時間で窒化ガリウム厚膜を形
成することが可能となっている。
【００２９】またｚカット面を表面とする水晶基板を用
いることによって、他の結晶面を表面とする水晶基板を
用いた場合よりも、窒化ガリウム厚膜の結晶性が改善さ
れている。なお、この場合、水晶基板の表面は厳密にｚ
カット面である必要はなく、水晶基板の表面とｚカット
面のなす角が１０゜以内ならば問題はない。
いることによって、他の結晶面を表面とする水晶基板を
用いた場合よりも、窒化ガリウム厚膜の結晶性が改善さ
れている。なお、この場合、水晶基板の表面は厳密にｚ
カット面である必要はなく、水晶基板の表面とｚカット
面のなす角が１０゜以内ならば問題はない。
【００３０】本実施例３では、水晶基板表面に窒化ガリ
ウム低温成長バッファ層および窒化ガリウム高温成長エ
ピタキシャル層を形成するための方法として、有機金属
化学気相成長法を用いたがこれに限られるものではな
く、分子線エピタキシー法を用いても、同様の効果が得
られる。
ウム低温成長バッファ層および窒化ガリウム高温成長エ
ピタキシャル層を形成するための方法として、有機金属
化学気相成長法を用いたがこれに限られるものではな
く、分子線エピタキシー法を用いても、同様の効果が得
られる。
【００３１】また水晶基板上に有機金属化学気相成長法
や分子線エピタキシー法を用いて形成する層として、実
施例３に示されたような、低温成長窒化ガリウム層およ
び窒化ガリウム高温成長エピタキシャル層ではなく、一
層または複数層の一般式Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）で表され
る層を用いてもよい。
や分子線エピタキシー法を用いて形成する層として、実
施例３に示されたような、低温成長窒化ガリウム層およ
び窒化ガリウム高温成長エピタキシャル層ではなく、一
層または複数層の一般式Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）で表され
る層を用いてもよい。
【００３２】本発明の実施例１から３では窒化ガリウム
厚膜を１００μｍとしたが、これに限られず５０μｍあ
るいは２００μｍでもよく、膜厚として取り扱い可能な
１０μｍ以上であればよい。また窒化ガリウム厚膜を１
０μｍ以上形成すれば、水晶と窒化ガリウムの間の熱膨
張係数差および格子定数差によるクラックは窒化ガリウ
ム厚膜には入らない。
厚膜を１００μｍとしたが、これに限られず５０μｍあ
るいは２００μｍでもよく、膜厚として取り扱い可能な
１０μｍ以上であればよい。また窒化ガリウム厚膜を１
０μｍ以上形成すれば、水晶と窒化ガリウムの間の熱膨
張係数差および格子定数差によるクラックは窒化ガリウ
ム厚膜には入らない。
【００３３】
【発明の効果】本発明の結晶成長方法では、水晶は、硬
度が低いため研磨が容易であり、またフッ化水素酸によ
り容易にエッチングできる。よって水晶基板上に窒化ガ
リウム厚膜を形成した後に、水晶基板をエッチング又は
研磨により除去し、形成された窒化ガリウム厚膜を基板
としてその上に複数の窒化物系化合物半導体層からなる
半導体レーザ構造を形成すれば、基板と窒化物系化合物
半導体層のへき開面が一致するために、レーザの共振器
鏡面は、基板のへき開によって形成することが出来、ド
ライエッチ等の複雑なプロセスによって形成することが
不要となる。またドライエッチングを用いないので平滑
性に優れたへき開面を形成できる。
度が低いため研磨が容易であり、またフッ化水素酸によ
り容易にエッチングできる。よって水晶基板上に窒化ガ
リウム厚膜を形成した後に、水晶基板をエッチング又は
研磨により除去し、形成された窒化ガリウム厚膜を基板
としてその上に複数の窒化物系化合物半導体層からなる
半導体レーザ構造を形成すれば、基板と窒化物系化合物
半導体層のへき開面が一致するために、レーザの共振器
鏡面は、基板のへき開によって形成することが出来、ド
ライエッチ等の複雑なプロセスによって形成することが
不要となる。またドライエッチングを用いないので平滑
性に優れたへき開面を形成できる。
【図１】本発明の実施例１により窒化ガリウム厚膜を形
成した試料の模式図である。
成した試料の模式図である。
【図２】本発明の実施例２により窒化ガリウム低温成長
バッファ層および窒化ガリウム厚膜を形成した試料の模
式図である。
バッファ層および窒化ガリウム厚膜を形成した試料の模
式図である。
【図３】本発明の実施例３により窒化ガリウム低温成長
バッファ層および窒化ガリウム厚膜を形成した試料の模
式図である。
バッファ層および窒化ガリウム厚膜を形成した試料の模
式図である。
【図４】従来の窒化ガリウム厚膜の結晶成長方法により
形成した試料の模式図である。
形成した試料の模式図である。
１０１ ｚカット面を表面とする水晶基板 １０２ 窒化ガリウム厚膜 ２０１ 窒化ガリウム低温成長バッファ層 ３０１ 窒化ガリウム高温成長エピタキシャル層 ４０１ （０００１）面を表面とするサファイア基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C30B 1/00 - 35/00 ＣＡ（ＳＴＮ) ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (6)
- 【請求項１】Ｚカット面を表面とする水晶を基板として
使用し、窒化ガリウム膜を結晶成長する工程と、前記基
板を除去する工程とを少なくとも含むことを特徴とする
窒化ガリウム厚膜の結晶成長方法。 - 【請求項２】水晶基板上に低温成長バッファ層として基
板温度４００℃以上７００℃以下でＩｎx Ｇａ1-x Ｎ
層（０≦ｘ≦１）を形成する工程と、前記低温成長バッ
ファ層上に窒化ガリウム膜を結晶成長する工程と、前記
基板を除去する工程を少なくとも含むことを特徴とする
窒化ガリウム厚膜の結晶成長方法。 - 【請求項３】前記窒化ガリウム膜は、ハイドライド気相
成長法によって結晶成長させることを特徴とする請求項
１又は２記載の窒化ガリウム厚膜の結晶成長方法。 - 【請求項４】有機金属化学気相成長法または分子線エピ
タキシー法により、表面に一層または複数層のＩｎx
Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦
ｘ＋ｙ≦１）が形成された水晶基板上に、ハイドライド
気相成長法により、厚さ１０μｍ以上の窒化ガリウム膜
を結晶成長する工程と、前記基板を除去する工程とを少
なくとも含むことを特徴とする窒化ガリウム厚膜の結晶
成長方法。 - 【請求項５】前記水晶基板は、ｚカット面またはｚカッ
ト面となす角が１０゜以内である面を表面とすることを
特徴とする請求項１、２、３又は４記載の窒化ガリウム
厚膜の結晶成長方法。 - 【請求項６】前記基板の除去は、水晶基板をエッチング
または研磨により除去することを特徴とする請求項１又
は２又は３又は４又は５記載の窒化ガリウム厚膜の結晶
成長方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23716797A JP3094965B2 (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 窒化ガリウム厚膜の結晶成長方法 |
| US09/145,465 US6033490A (en) | 1997-09-02 | 1998-09-02 | Growth of GaN layers on quartz substrates |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23716797A JP3094965B2 (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 窒化ガリウム厚膜の結晶成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1179897A JPH1179897A (ja) | 1999-03-23 |
| JP3094965B2 true JP3094965B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=17011381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23716797A Expired - Fee Related JP3094965B2 (ja) | 1997-09-02 | 1997-09-02 | 窒化ガリウム厚膜の結晶成長方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6033490A (ja) |
| JP (1) | JP3094965B2 (ja) |
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| JP2002343717A (ja) * | 2001-05-18 | 2002-11-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体結晶の製造方法 |
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| KR100718188B1 (ko) * | 2004-05-07 | 2007-05-15 | 삼성코닝 주식회사 | 비극성 ａ면 질화물 반도체 단결정 기판 및 이의 제조방법 |
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1997
- 1997-09-02 JP JP23716797A patent/JP3094965B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-09-02 US US09/145,465 patent/US6033490A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH1179897A (ja) | 1999-03-23 |
| US6033490A (en) | 2000-03-07 |
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