JP4757834B2 - Iii族窒化物半導体およびその製造方法、iii族窒化物半導体製造用基板 - Google Patents
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Description
Lateral Overgrowth(ELO))法と呼ばれている。
SiC基板1の表面は、清浄であることが望まれるため、表面において清浄処理を行う。例えば、有機洗浄により脱脂を実施した後、表面金属汚染およびパーティクル洗浄のため、Si基板1で通常用いられているRCA洗浄法などの酸アルカリ洗浄を実施する。また自然酸化膜を除去するために、希釈フッ酸エッチ、純水リンス洗浄、乾燥を行う。或いは基板を還元ガス等により、表面にある不純物、不要な元素を除去する。
SiC基板のSi面にフォトレジストを塗布し、露光および現像を行って所定のパターンを形成する。
本工程は、金属層を形成するために、スパッタリング法、真空蒸着法等により金属を基板表面に直接付着させてよい。または金属元素の供給源として有機金属あるいは金属化合物を用いて、MOCVD等のCVD法などの装置および方法にて反応室内部で、ガス状で反応させて、金属層を形成する。形成時の温度は、方法によって適宜、室温から300℃でもよい。温度は高い方が均質な層を得るため望ましいが、生産性が落ちる。もっとも、蒸着法においては、基板の温度を加熱手段によって加熱しなくとも、蒸着熱により基板が昇温されるため、特別な加熱手段は必要とされない。
窒化処理工程は、形成された金属層および表面が露出しているSiC基板1表面を窒化し、金属窒化物層2および窒化珪素層4とする。窒化処理前、Cr金属層はSiC基板の(0001)面とCr(110)面が平行なBCC(Body Center Cubic)構造であるが窒化処理後、Cr金属層は、岩塩(Rock
Salt)構造の(111)CrN層へ相変化が起こる。この場合、窒素元素と反応していない金属バッファー層の一部は、色々な相の純粋金属層で残っている。窒化工程によって、各金属バッファー層は金属窒化物層、すなわち、CrxNx層を形成する。窒化処理後、窒素と反応してない残留金属バッファー層と窒素と反応された金属窒化物層2は、化学的にエッチング可能な物質で構成されていることになる。
実施例として、スパッタリング法により、SiC基板の(0001)面のSi面にCr層をほぼ全面に形成させた。スパッタ用ガスとしてはArまたはN2を用いた。基板上に積層されたCr層の平均層厚は、20nmであった。
実施例1における(パターン形成)において、エッチングをSiC基板が凹凸となるまで行った。これ以外は、実施例1と同様に窒化処理をし、III族窒化物を成長した。
実施例1における(パターン形成)において、SiC基板のC面上にCr層を形成した。これ以外は、実施例1と同様に窒化処理をし、III族窒化物を試みた。
2 窒化金属層
3 GaN単結晶層
4 窒化珪素層
6 空洞
Claims (6)
- SiC基板の(0001)Si面上にCr層またはCu層である金属層を部分的に設け、前記金属層および前記金属層の間に露出するSiC基板の(0001)Si面を窒化することにより、金属窒化物層とSiN面を形成し、前記金属窒化物層にIII族窒化物半導体をエピタキシャル成長させ、前記SiN面上に横方向成長させることを特徴とする、III族窒化物半導体の製造方法。
- 前記金属層がCr層であることを特徴とする、請求項1に記載のIII族窒化物半導体の製造方法。
- 前記III族窒化物半導体がAlN、AlGaN、AlInGaN、InGaN、InNまたはGaNの1種以上であることを特徴とする、請求項1または2に記載のIII族窒化物半導体の製造方法。
- 前記エピタキシャル成長の後に、前記金属窒化層をエッチングにより除去し、前記III族窒化物を前記SiC基板から分離させることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のIII族窒化物半導体の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかの方法により製造されたIII族窒化物半導体。
- SiC基板(0001)面Si面上にCr窒化物層またはCu窒化物層を部分的に有するIII族窒化物半導体製造用基板。
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