JP4519693B2 - Nitride semiconductor - Google Patents
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本発明は、窒化物半導体に関し、より詳細には、可視光から紫外領域で発光する発光デバイスや、高電力・高周波数・高温動作の電子デバイスに適用することができ、III族元素として少なくともホウ素(B)を含有する窒化物半導体に関する。 The present invention relates to a nitride semiconductor, and more specifically, can be applied to a light-emitting device that emits light in the visible to ultraviolet region, and an electronic device that operates at high power, high frequency, and high temperature, and includes at least boron as a group III element. The present invention relates to a nitride semiconductor containing (B).
窒化物半導体とは、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、あるいは、インジウム(In)等のIII族元素のうち少なくとも1つ以上の元素と、V族元素である窒素との化合物である。一般式は、AlaBbGacIndN(0≦a≦1,0≦b≦1,0≦c≦1,0≦d≦1,a+b+c+d=1)で表され、以下、組成の範囲の表示は省略する。 A nitride semiconductor is a combination of at least one element among group III elements such as boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), or indium (In) and nitrogen that is a group V element. A compound. General formula is represented by Al a B b Ga c In d N (0 ≦ a ≦ 1,0 ≦ b ≦ 1,0 ≦ c ≦ 1,0 ≦ d ≦ 1, a + b + c + d = 1), or less, of the composition The range display is omitted.
Bを含まない窒化物半導体、すなわち、AlaGacIndNは、電界効果トランジスタ等の電子デバイス、または、可視光領域から近紫外領域の短波長帯の発光材料として、近年盛んに研究および技術開発が行われている。窒化物半導体薄膜を用いた発光ダイオードは、橙色から紫外領域の発光が得られる(例えば、非特許文献1参照)。窒化物半導体を用いたレーザダイオードは、450nmから370nm前後の発振波長で、室温連続発振を達成している(例えば、非特許文献2参照)。短波長の紫外領域で発光する発光ダイオードやレーザダイオードを実現するためには、Bを含有するバンドギャップのより大きな窒化物半導体を用いる必要がある。 B-containing nitride semiconductors, that is, Al a Ga c In d N, have been actively researched and developed in recent years as electronic devices such as field effect transistors, or as light emitting materials in the short wavelength band from the visible light region to the near ultraviolet region. Technology development is underway. A light emitting diode using a nitride semiconductor thin film can emit light in an orange to ultraviolet region (see, for example, Non-Patent Document 1). A laser diode using a nitride semiconductor achieves room temperature continuous oscillation at an oscillation wavelength of about 450 nm to about 370 nm (see, for example, Non-Patent Document 2). In order to realize a light emitting diode or a laser diode that emits light in a short wavelength ultraviolet region, it is necessary to use a nitride semiconductor containing B and having a larger band gap.
しかしながら、以下に述べる理由により、Bを含有する窒化物半導体は、良好な結晶性を示す高品質な結晶を得ることが難しく、発光材料や電子デバイスへの応用は実現していない。 However, for the reasons described below, it is difficult for a nitride semiconductor containing B to obtain high-quality crystals exhibiting good crystallinity, and application to light-emitting materials and electronic devices has not been realized.
第1に、Bを含まない窒化物半導体AlaGacIndNとBNとは、格子定数が著しく異なるので、AlaBbGacIndNにおけるB組成bを増やしていくと、大きなミッシビリティギャップにより相分離が起こり、結晶中のB組成に不均一が生じてしまう。 First, a not a nitride semiconductor Al a Ga c In d N and BN which contains B, since the lattice constants are different significantly, when gradually increasing the Al a B b Ga c In d N B composition in b, large Phase separation occurs due to the miscibility gap, resulting in non-uniformity in the B composition in the crystal.
第2に、化学的気相成長法(Chemical Vapor Deposition:CVD)や物理的気相成長法における典型的な成長条件である摂氏千数百度以下および常圧以下の環境において、AlaGacIndNの安定な結晶構造は、ウルツ鉱型六方晶である。これに対して、BNはグラファイト型六方晶であり、お互いに異なる結晶構造を有する。このように異なる結晶構造を有するために、AlaBbGacIndNの結晶性を損なう原因となっている。 Second, a chemical vapor deposition: in (Chemical Vapor Deposition CVD) and physical vapor typical Celsius thousand several hundred degrees under the following and normal pressure the growth conditions in the growth process environment, Al a Ga c In stable crystal structure of the d N is the wurtzite hexagonal. On the other hand, BN is a graphite-type hexagonal crystal and has different crystal structures. Such a different crystal structure causes the crystallinity of Al a B b Ga c In d N to be impaired.
図1に、従来のBを含む窒化物半導体薄膜の表面の光学顕微鏡写真を示す。この試料は、(0001)面を主方位とする窒化珪素基板上に、MOCVD装置を用いて、厚さが500nmのAl0.94B0.06N薄膜が形成されている。B組成が0.06と比較的小さいにもかかわらず、表面が砂粒状に荒れているのが分かる。 FIG. 1 shows an optical micrograph of the surface of a conventional nitride semiconductor thin film containing B. In this sample, an Al 0.94 B 0.06 N thin film having a thickness of 500 nm is formed on a silicon nitride substrate having a (0001) plane as a main orientation by using an MOCVD apparatus. Although the B composition is 0.06, which is relatively small, it can be seen that the surface is roughened into sand particles.
図2に、従来のBを含む窒化物半導体のX線回折チャートを示す。X線回折チャートには、相分離によりウルツ鉱型のAlBN(0002)の回折ピークが2つ見られる。このように品質の低い窒化物半導体薄膜を、発光材料や電子デバイスに用いることはできなかった。特に、B組成bが大きくなるにつれて、結晶性が著しく劣化するという問題もあった。 FIG. 2 shows an X-ray diffraction chart of a conventional nitride semiconductor containing B. In the X-ray diffraction chart, two diffraction peaks of wurtzite AlBN (0002) are observed due to phase separation. Such a low quality nitride semiconductor thin film could not be used for a light emitting material or an electronic device. In particular, as the B composition b is increased, there is a problem that the crystallinity is remarkably deteriorated.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、可視光から紫外領域で発光する発光デバイスや、高電力・高周波数・高温動作の電子デバイスに適用することができ、結晶品質の高い窒化物半導体を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its object is to apply to light-emitting devices that emit light in the ultraviolet region from visible light, and electronic devices that operate at high power, high frequency, and high temperature. It is possible to provide a nitride semiconductor with high crystal quality.
本発明は、このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、(0001)面からのずれが±10度以下の主方位面を有する炭化珪素結晶からなる基板の前記主方位面上に結晶成長した多層構造を有する窒化物半導体であって、前記多層構造は、ウルツ鉱型の結晶構造であり、(1)ホウ素の組成が0.05未満であって、前記基板と格子整合している第1のAlBGaInN層と、(2)厚さが10nm未満で、ホウ素の組成が0.05以上0.5未満であって、前記第1のAlBGaInN層と格子整合している第2のAlBGaInN層とが交互に積層され、前記第2のAlBGaInN層を前記第1のAlBGaInN層で挟んだ多層構造であり、前記第1のAlBGaInN層および前記第2のAlBGaInN層のインジウムの組成が0.01以上であることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention provides the main structure of a substrate made of a silicon carbide crystal having a main orientation plane whose deviation from the (0001) plane is ± 10 degrees or less. A nitride semiconductor having a multilayer structure in which crystals are grown on an orientation plane , wherein the multilayer structure is a wurtzite crystal structure, and (1) a boron composition is less than 0.05 , A first AlBGaInN layer that is lattice-matched ; (2) a thickness of less than 10 nm and a boron composition of 0.05 to less than 0.5 that is lattice-matched to the first AlBGaInN layer; a second AlBGaInN layer are laminated alternately, and the second AlBGaInN layer a multilayer structure is sandwiched between said first AlBGaInN layer, of the first AlBGaInN layer and the second AlBGaInN layer The composition of indium is characterized in that at least 0.01.
請求項2に記載の発明は、(0001)面からのずれが±10度以下の主方位面を有する炭化珪素結晶からなる基板の前記主方位面上に結晶成長した多層構造を有する窒化物半導体であって、前記多層構造は、ウルツ鉱型の結晶構造であり、(1)ホウ素の組成が0.05未満であって、前記基板と格子整合している第1のAlBGaInN層と、(2)厚さが1分子層以下で、ホウ素の組成が0.5以上であって、前記第1のAlBGaInN層と格子整合している第2のAlBGaInN層とが交互に積層され、前記第2のAlBGaInN層を前記第1のAlBGaInN層で挟んだ多層構造であり、前記第1のAlBGaInN層および前記第2のAlBGaInN層のインジウムの組成が0.01以上であることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is a nitride semiconductor having a multilayer structure in which a crystal is grown on the main orientation plane of a substrate made of a silicon carbide crystal having a main orientation plane whose deviation from the (0001) plane is ± 10 degrees or less. a is, the multilayer structure is a wurtzite crystal structure, (1) a composition of boron is less than 0.05, the first AlBGaInN layer in the substrate lattice-matched, (2 ) is equal to or smaller than one molecular layer thick, there is the composition of the boron 0.5 or more, said the first AlBGaInN layer lattice matched to that second AlBGaInN layer are laminated alternately, the second A multilayer structure in which an AlBGaInN layer is sandwiched between the first AlBGaInN layers, and the indium composition of the first AlBGaInN layer and the second AlBGaInN layer is 0.01 or more.
請求項3に記載の発明は、C面からのずれが±10度以下の主方位面を有するサファイア基板の前記主方位面上に結晶成長した多層構造を有する窒化物半導体であって、前記多層構造は、ウルツ鉱型の結晶構造であり、(1)ホウ素の組成が0.05未満であって、前記基板と格子整合している第1のAlBGaInN層と、(2)厚さが10nm未満で、ホウ素の組成が0.05以上0.5未満であって、前記第1のAlBGaInN層と格子整合している第2のAlBGaInN層とが交互に積層され、前記第2のAlBGaInN層を前記第1のAlBGaInN層で挟んだ多層構造であり、前記第1のAlBGaInN層および前記第2のAlBGaInN層のインジウムの組成が0.01以上であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、C面からのずれが±10度以下の主方位面を有するサファイア基板の前記主方位面上に結晶成長した多層構造を有する窒化物半導体であって、前記多層構造は、ウルツ鉱型の結晶構造であり、(1)ホウ素の組成が0.05未満であって、前記基板と格子整合している第1のAlBGaInN層と、(2)厚さが1分子層以下で、ホウ素の組成が0.5以上であって、前記第1のAlBGaInN層と格子整合している第2のAlBGaInN層とが交互に積層され、前記第2のAlBGaInN層を前記第1のAlBGaInN層で挟んだ多層構造であり、前記第1のAlBGaInN層および前記第2のAlBGaInN層のインジウムの組成が0.01以上であることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is a nitride semiconductor having a multilayer structure in which crystals are grown on the main azimuth plane of a sapphire substrate having a main azimuth plane whose deviation from the C plane is ± 10 degrees or less. The structure is a wurtzite crystal structure, (1) a first AlBGaInN layer having a boron composition less than 0.05 and lattice-matched with the substrate, and (2) a thickness less than 10 nm. And second AlBGaInN layers having a boron composition of 0.05 or more and less than 0.5 and lattice-matched with the first AlBGaInN layers are alternately stacked, and the second AlBGaInN layers are A multilayer structure sandwiched between first AlBGaInN layers, wherein the composition of indium in the first AlBGaInN layer and the second AlBGaInN layer is 0.01 or more .
The invention according to claim 4 is a nitride semiconductor having a multilayer structure in which a crystal is grown on the main azimuth plane of a sapphire substrate having a main azimuth plane whose deviation from the C plane is ± 10 degrees or less. The structure is a wurtzite crystal structure, (1) a first AlBGaInN layer having a boron composition of less than 0.05 and lattice-matched with the substrate, and (2) a thickness of one molecule. The second AlBGaInN layer having a boron composition of 0.5 or more and having a boron composition of 0.5 or more and lattice-matched with the first AlBGaInN layer are alternately stacked, and the second AlBGaInN layer is formed as the first AlBGaInN layer. The AlBGaInN layer has a multilayer structure, and the indium composition of the first AlBGaInN layer and the second AlBGaInN layer is 0.01 or more.
以上説明したように、本発明によれば、厚さが10nm未満でホウ素の組成が0.05以上0.5未満、または厚さが1分子層以下でホウ素の組成が0.5以上の窒化物半導体層を、ホウ素の組成が0.05未満の窒化物半導体層で挟む多層構造を備えたので、結晶品質の高い窒化物半導体を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, nitriding with a thickness of less than 10 nm and a boron composition of 0.05 or more and less than 0.5, or a thickness of one molecular layer or less and a boron composition of 0.5 or more. Since the multilayer semiconductor structure in which the nitride semiconductor layer is sandwiched between the nitride semiconductor layers having a boron composition of less than 0.05, a nitride semiconductor with high crystal quality can be provided.
また、本発明によれば、窒化物半導体層のいずれかに、組成が0.01以上のインジウムを含むことにより、さらに結晶欠陥を減少させることが可能となる。 In addition, according to the present invention, it is possible to further reduce crystal defects by including indium having a composition of 0.01 or more in any of the nitride semiconductor layers.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図3に、本発明の実施例1にかかる窒化物半導体の多層構造を示す。窒化物半導体の多層構造は、Si面炭化珪素(SiC)基板11上に、Al0.8B0.04Ga0.1In0.06N層(第1窒化物半導体層)12を形成し、その上に、Al0.32B0.1Ga0.62In0.06N(第2窒化物半導体層)13とAl0.8B0.04Ga0.1In0.06N層(第3窒化物半導体層)14とを交互に合計10層積層する。
FIG. 3 shows a multilayer structure of a nitride semiconductor according to Example 1 of the present invention. In the multilayer structure of nitride semiconductor, an Al 0.8 B 0.04 Ga 0.1 In 0.06 N layer (first nitride semiconductor layer) 12 is formed on a Si-plane silicon carbide (SiC)
SiC基板11は、主方位面が(0001)面から0.5度だけ<1−100>方向(以下、−1は結晶方位の1バーを示す)に傾いている。第1窒化物半導体層12は、厚さ200nmであり、第2窒化物半導体層13は、厚さ9nmである。第3窒化物半導体層14は、厚さ41nmであり、第1窒化物半導体層12と同じ組成である。
The
図4に、実施例1の窒化物半導体多層構造の表面の光学顕微鏡写真を示す。凹凸がまったくない滑らかな鏡面状の表面が得られていることが分かる。また、原子間力顕微鏡(AFM)で表面を詳細に観察すると、原子層レベルで平坦な表面であることが分かる。さらに、X線回折の測定から非常に高い結晶性を有していることも分かった。ここで、第2窒化物半導体層13と第3窒化物半導体層14とは、共にウルツ鉱型の結晶構造を有し、a軸の格子定数が0.312nmと等しく、格子整合している。c軸は、SiC基板11のc軸に一致している。
FIG. 4 shows an optical micrograph of the surface of the nitride semiconductor multilayer structure of Example 1. It can be seen that a smooth mirror-like surface having no irregularities is obtained. Further, when the surface is observed in detail with an atomic force microscope (AFM), it can be seen that the surface is flat at the atomic layer level. Furthermore, it was found from the measurement of X-ray diffraction that it has very high crystallinity. Here, both the second
格子定数がほぼ一致している場合に、Bを含まない第2窒化物半導体層13と第3窒化物半導体層14とを用いれば、それぞれの層の厚さは任意に設計することができる。しかしながら、Bを比較的多量に含む窒化物半導体の場合には、ウルツ鉱型の結晶構造が不安定相であるため、第2窒化物半導体層13のBの組成は、0.05以上で0.5未満であって、膜厚が10nmを超えないようにする必要がある。加えて、Bの組成が0.05未満の第3窒化物半導体層14によって、第2窒化物半導体層13をサンドイッチ状に挟むこと(最下層の第2窒化物半導体層13は、第1窒化物半導体層12と第3窒化物半導体層14とによって挟む)が、良好な結晶性を得るために不可欠である。すなわち、B組成の大きな窒化物半導体層を、B組成の小さな窒化物半導体層により挟むことにより、格子定数や結晶構造の相違による結晶品質の劣化を防ぐことができる。
If the second
図5に、実施例1の窒化物半導体多層構造の表面粗さと第2窒化物半導体層のB組成との関係を示す。図3に示した多層構造において、第2窒化物半導体層13の厚さを9nmに固定し、第2窒化物半導体層13のB組成を変えたときの、窒化物半導体多層構造の表面粗さを示す。表面粗さは、AFMで測定した平均二乗根粗さであり、対数スケールで縦軸に示す。なお、第2窒化物半導体層13と第3窒化物半導体層14のa軸の格子定数差が5%以内に収まるように、第2窒化物半導体層13のAl,GaおよびIn組成を適宜調整している。
FIG. 5 shows the relationship between the surface roughness of the nitride semiconductor multilayer structure of Example 1 and the B composition of the second nitride semiconductor layer. In the multilayer structure shown in FIG. 3, the surface roughness of the nitride semiconductor multilayer structure when the thickness of the second
第2窒化物半導体層13のB組成が0.5を超えない場合には、表面粗さは0.25nmと原子層レベルで非常に滑らかな表面が得られている。ところが、第2窒化物半導体層13のB組成が0.5を超えると、結晶性の劣化により表面粗さが急激に大きくなっているのが分かる。
When the B composition of the second
また、格子定数や結晶構造の相違のために生ずる結晶欠陥を防ぐためには、第2窒化物半導体層13と第3窒化物半導体層14のIn組成を、少なくとも0.01以上にすることが重要である。これは、Inを多く含むことによって、特に点欠陥の密度を減少させることができるからである。この効果は、BとInの電気陰性度の差が大きいため、Bを含む窒化物半導体の場合に特に効果が高い。
In order to prevent crystal defects caused by differences in lattice constants and crystal structures, it is important that the In composition of the second
図3に示した窒化物半導体多層構造において、第2窒化物半導体層13の膜厚を、1分子層以下にすると、第2窒化物半導体層13のB組成を0.5以上に増やしても良好な結晶性を得られることができる。これは、第2窒化物半導体層13の膜厚を極端に薄く1分子層以下とすることにより、第2窒化物半導体層13および第3窒化物半導体層14の安定なウルツ鉱型の積層シーケンス、すなわちc軸方向のABABAB・・・・という積層の繰り返しが確実に引き継がれるからである。従って、第3窒化物半導体層14によるサンドイッチ効果が大きくなり、第2窒化物半導体層13のウルツ鉱型の結晶構造がより安定化される。このため、第2窒化物半導体層13は、BN(B組成が1)であっても構わない。
In the nitride semiconductor multilayer structure shown in FIG. 3, if the film thickness of the second
図6に、実施例2の窒化物半導体多層構造の表面粗さと第2窒化物半導体層のB組成との関係を示す。図3に示した多層構造において、第2窒化物半導体層13の厚さを1分子層相当に固定し、第2窒化物半導体層13のB組成を変えたときの、窒化物半導体多層構造の表面粗さを示す。表面粗さは、AFMで測定した平均二乗根粗さであり、対数スケールで縦軸に示す。なお、第2窒化物半導体層13と第3窒化物半導体層14のa軸の格子定数差ができるだけ小さくなるように、第2窒化物半導体層13のAl,GaおよびIn組成を適宜調整している。
FIG. 6 shows the relationship between the surface roughness of the nitride semiconductor multilayer structure of Example 2 and the B composition of the second nitride semiconductor layer. In the multilayer structure shown in FIG. 3, the thickness of the second
第2窒化物半導体層13の厚さを1分子層相当とすると、B組成が1(すなわちBN)であっても原子層レベルで平坦な表面を有することがわかる。
When the thickness of the second
実施例1,2では、基板11として、主方位面が(0001)面から0.5度だけ<1−100>方向に傾いたSi面SiC基板を用いた。(0001)面からのずれが任意の方位に±10度以下の主方位面を有するSiC基板を用いた場合でも、同様の効果を得ることができる。
In Examples 1 and 2, as the
[a](0001)面からずれが±10度以下の主方位面を有するウルツ鉱型の結晶基板、[b](111)面からのずれが±10度以下の主方位面を有する閃亜鉛鉱型の結晶基板、[c]C面からのずれが±10度以下の主方位面を有するサファイア基板、[d](111)面からのずれが±10度以下の主方位面を有するダイヤモンド型の結晶基板を用いることもできる。 [A] Wurtzite type crystal substrate having a main orientation plane with a deviation of ± 10 degrees or less from the (0001) plane, Zinc flash having a main orientation plane with a deviation from the [b] (111) plane of ± 10 degrees or less Ore-type crystal substrate, [c] sapphire substrate having a main orientation plane with a deviation from the C plane of ± 10 degrees or less, diamond having a main orientation plane with a deviation from the [d] (111) plane of ± 10 degrees or less A type crystal substrate can also be used.
11 Si面炭化珪素(SiC)基板
12 第1窒化物半導体層
13 第2窒化物半導体層
14 第3窒化物半導体層
11 Si-plane silicon carbide (SiC)
Claims (4)
前記多層構造は、ウルツ鉱型の結晶構造であり、(1)ホウ素の組成が0.05未満であって、前記基板と格子整合している第1のAlBGaInN層と、(2)厚さが10nm未満で、ホウ素の組成が0.05以上0.5未満であって、前記第1のAlBGaInN層と格子整合している第2のAlBGaInN層とが交互に積層され、前記第2のAlBGaInN層を前記第1のAlBGaInN層で挟んだ多層構造であり、
前記第1のAlBGaInN層および前記第2のAlBGaInN層のインジウムの組成が0.01以上であることを特徴とする窒化物半導体。 A nitride semiconductor having a multilayer structure in which a crystal is grown on the main orientation plane of a substrate made of a silicon carbide crystal having a main orientation plane with a deviation from the (0001) plane of ± 10 degrees or less ,
Wherein the multilayer structure is a wurtzite crystal structure, (1) a composition of boron is less than 0.05, the first AlBGaInN layer in the substrate lattice matched, (2) thickness less than 10 nm, and less than 0.5 the composition of the boron 0.05 or more, the first and the second AlBGaInN layer that AlBGaInN layer lattice matched are alternately stacked, the second AlBGaInN layer a multilayer structure sandwiched between the first AlBGaInN layer,
A nitride semiconductor, wherein a composition of indium in the first AlBGaInN layer and the second AlBGaInN layer is 0.01 or more.
前記多層構造は、ウルツ鉱型の結晶構造であり、(1)ホウ素の組成が0.05未満であって、前記基板と格子整合している第1のAlBGaInN層と、(2)厚さが1分子層以下で、ホウ素の組成が0.5以上であって、前記第1のAlBGaInN層と格子整合している第2のAlBGaInN層とが交互に積層され、前記第2のAlBGaInN層を前記第1のAlBGaInN層で挟んだ多層構造であり、
前記第1のAlBGaInN層および前記第2のAlBGaInN層のインジウムの組成が0.01以上であることを特徴とする窒化物半導体。 A nitride semiconductor having a multilayer structure in which a crystal is grown on the main orientation plane of a substrate made of a silicon carbide crystal having a main orientation plane with a deviation from the (0001) plane of ± 10 degrees or less ,
Wherein the multilayer structure is a wurtzite crystal structure, (1) a composition of boron is less than 0.05, the first AlBGaInN layer in the substrate lattice matched, (2) thickness The second AlBGaInN layer is alternately laminated with the first AlBGaInN layer and the first AlBGaInN layer having a boron composition of not more than one molecular layer and having a boron composition of 0.5 or more. a multilayer structure sandwiched between the first AlBGaInN layer,
A nitride semiconductor, wherein a composition of indium in the first AlBGaInN layer and the second AlBGaInN layer is 0.01 or more.
前記多層構造は、ウルツ鉱型の結晶構造であり、(1)ホウ素の組成が0.05未満であって、前記基板と格子整合している第1のAlBGaInN層と、(2)厚さが10nm未満で、ホウ素の組成が0.05以上0.5未満であって、前記第1のAlBGaInN層と格子整合している第2のAlBGaInN層とが交互に積層され、前記第2のAlBGaInN層を前記第1のAlBGaInN層で挟んだ多層構造であり、
前記第1のAlBGaInN層および前記第2のAlBGaInN層のインジウムの組成が0.01以上であることを特徴とする窒化物半導体。 A nitride semiconductor having a multilayer structure in which a crystal growth is performed on the main orientation plane of a sapphire substrate having a main orientation plane with a deviation from the C plane of ± 10 degrees or less ,
The multilayer structure is a wurtzite crystal structure, (1) a first AlBGaInN layer having a boron composition less than 0.05 and lattice-matched with the substrate, and (2) a thickness of Second AlBGaInN layers alternately stacked with second AlBGaInN layers having a boron composition of less than 10 nm and a boron composition of 0.05 to less than 0.5 and lattice-matched with the first AlBGaInN layers. Is a multilayer structure sandwiched between the first AlBGaInN layers,
The nitride compound semiconductor you wherein the first composition of indium AlBGaInN layer and the second AlBGaInN layer is 0.01 or more.
前記多層構造は、ウルツ鉱型の結晶構造であり、(1)ホウ素の組成が0.05未満であって、前記基板と格子整合している第1のAlBGaInN層と、(2)厚さが1分子層以下で、ホウ素の組成が0.5以上であって、前記第1のAlBGaInN層と格子整合している第2のAlBGaInN層とが交互に積層され、前記第2のAlBGaInN層を前記第1のAlBGaInN層で挟んだ多層構造であり、The multilayer structure is a wurtzite crystal structure, (1) a first AlBGaInN layer having a boron composition less than 0.05 and lattice-matched with the substrate, and (2) a thickness of The second AlBGaInN layer is laminated alternately with the first AlBGaInN layer having a boron composition of 0.5 or more in one molecular layer and being lattice-matched with the first AlBGaInN layer, A multilayer structure sandwiched between first AlBGaInN layers,
前記第1のAlBGaInN層および前記第2のAlBGaInN層のインジウムの組成が0.01以上であることを特徴とする窒化物半導体。A nitride semiconductor, wherein a composition of indium in the first AlBGaInN layer and the second AlBGaInN layer is 0.01 or more.
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