JP4991828B2 - 窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法 - Google Patents
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Description
12、101:酸化亜鉛系半導体層
14、102:遷移層
16:窒化ガリウム系半導体層
24、34、44、54:第1遷移層
26、36、46:第2遷移層
100:サファイア基板
103:ドープしていない窒化ガリウム系半導体層
104:N型ドープした窒化ガリウムのオーム接触層
105:窒化インジウムガリウム多重量子井戸構造発光層
106:P型ドープした窒化アルミニウムガリウムのクラッド層
107:P型ドープした窒化ガリウムのオーム接触層
120:凹凸パターンを形成した酸化亜鉛系半導体層
S11−S14:流れ図
S21−S24:流れ図
Claims (22)
- 窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法において、
酸化亜鉛系半導体層を提供するステップと、
濡れ層を前記酸化亜鉛系半導体層の上方に形成するステップと、
前記濡れ層の窒化処理を行うステップと、
前記濡れ層を形成するステップおよび前記濡れ層の窒化処理を行うステップを繰り返して遷移層を形成するステップと、
窒化ガリウム系半導体層を前記遷移層の上方に形成するステップと、
を含む、
前記遷移層は、窒化ガリウム半導体層をエピタキシャル成長法で成長する際の緩衝層であることを特徴とする、窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。 - 前記濡れ層を形成するステップにおいては、トリメチルアルミニウム、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、トリエチルアルミニウム、トリエチルガリウムまたはトリエチルインジウムのいずれかの前駆物質を使用することを特徴とする請求項1に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 前記濡れ層の窒化処理を行うステップにおいては、アンモニアガス、ジメチルヒドラジンまたはターシャリーブチルヒドラジンのいずれかの前駆物質を使用することを特徴とする請求項1に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 前記遷移層を形成する温度が900℃以下であることを特徴とする請求項1に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 前記窒化ガリウム系半導体層を形成するための好ましい温度範囲が850℃〜1050℃であることを特徴とする請求項1に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 前記窒化ガリウム系半導体層は異なるバルク基板の上方に形成することを特徴とする請求項1に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 前記異なるバルク基板は、サファイア、炭化珪素、酸化マグネシウム、酸化ガリウム、酸化リチウムガリウム、酸化リチウムアルミニウム、スピネル、珪素、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、リン化ガリウム、ガラスまたはホウ化ジルコニウムのいずれかを含むことを特徴とする請求項6に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 前記バルク基板は、さらに凹凸パターンを形成した表面を含むことを特徴とする請求項6に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 前記酸化亜鉛系半導体層は、酸化亜鉛単結晶バルク基板であることを特徴とする請求項1に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 前記遷移層を形成する方法は、さらに第1温度下で、濡れ層を前記酸化亜鉛系半導体層の上方に形成し、第2温度下で、前記濡れ層の窒化処理を行うことを特徴とする請求項1に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 前記第2温度は、前記第1温度以上の温度を含むことを特徴とする請求項10に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 前記酸化亜鉛系半導体層は、さらに凹凸パターンを形成した表面を含むことを特徴とする請求項1に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法において、
酸化亜鉛系半導体層を提供するステップと、
第1濡れ層を形成するステップおよび前記第1濡れ層の窒化処理を行うステップを複数回に繰り返すことで、第1遷移層を前記酸化亜鉛系半導体層の上方に形成するステップと、
第2濡れ層を形成するステップおよび前記第2濡れ層の窒化処理を行うステップを複数回に繰り返すことで、第2遷移層を前記第1遷移層の上方に形成するステップと、
窒化ガリウム系半導体層を前記第2遷移層の上方に形成するステップ、
を含む窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。 - 前記第2遷移層を形成する温度は、前記第1遷移層を形成する温度以上の温度を含むことを特徴とする請求項13に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 前記第1濡れ層を形成するステップにおいては、トリメチルアルミニウム、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、トリエチルアルミニウム、トリエチルガリウムまたはトリエチルインジウムのいずれかの前駆物質を使用することを特徴とする請求項13に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 前記第2濡れ層を形成するステップにおいては、トリメチルアルミニウム、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、トリエチルアルミニウム、トリエチルガリウムまたはトリエチルインジウムのいずれかの前駆物質を使用することを特徴とする請求項13に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 前記第1遷移層の形成するステップおよび前記第2遷移層の濡れ層の窒化処理を行うステップにおいては、アンモニアガス、ジメチルヒドラジンまたはターシャリーブチルヒドラジンのいずれかの前駆物質を使用することを特徴とする請求項13に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 前記酸化亜鉛系半導体層は、さらに凹凸パターンを形成した表面を含むことを特徴とする請求項13に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 提供した前記酸化亜鉛系半導体層は、凹凸パターンを形成した表面を有するバルク基板の上方に形成することを特徴とする請求項13に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法において、
サファイア基板を提供するステップと、
酸化亜鉛系半導体層を前記サファイア基板の上方に形成するステップと、
濡れ層を前記酸化亜鉛系半導体層の上方に形成するステップと、
前記濡れ層の窒化処理を行うステップと、
前記濡れ層を形成するステップ及び前記濡れ層の窒化処理を行うステップを複数回に繰り返すことで、遷移層を前記酸化亜鉛系半導体層の上方に形成するステップと、
ドープしていない窒化ガリウム系半導体層を前記遷移層の上方に形成するステップと、
N型ドープした窒化ガリウムのオーム接触層を前記ドープしていない窒化ガリウム系半導体層の上方に形成するステップと、
窒化インジウムガリウム多重量子井戸構造発光層を前記N型ドープした窒化ガリウムのオーム接触層の上方に形成するステップと、
P型ドープした窒化アルミニウムガリウムのクラッド層を前記窒化インジウムガリウム多重量子井戸構造発光層の上方に形成するステップと、
P型ドープした窒化ガリウムのオーム接触層を前記P型ドープした窒化アルミニウムガリウムのクラッド層の上方に形成するステップと、
を含む、
前記遷移層は、窒化ガリウム半導体層をエピタキシャル成長法で成長する際の緩衝層であることを特徴とする、窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。 - 前記遷移層を前記酸化亜鉛系半導体層の上方に形成するステップにおいては、トリメチルアルミニウム、トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、トリエチルアルミニウム、トリエチルガリウムまたはトリエチルインジウムのいずれかの前駆物質を使用し、前記酸化亜鉛系半導体層の上方に濡れ層を形成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項20に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
- 前記遷移層を形成するステップにおいては、さらにアンモニアガス、ジメチルヒドラジンまたはターシャリーブチルヒドラジンのいずれかの前駆物質を前記濡れ層の上方に供給し、前記濡れ層の窒化処理を行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項21に記載の窒化ガリウム系化合物半導体の作製方法。
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