JP5225133B2 - GaN系化合物半導体の成長方法及び成長層付き基板 - Google Patents
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しかし、サファイア基板に代えてシリコン(Si)基板を用いることができれば、大面積かつ安価な基板を用いることができコストを低減することができる。Si基板上のGaN系半導体の結晶成長については、例えば、高温成長中間層(AlN/AlGaN層)上にGaNを成長する方法が開示されている(非特許文献2)。そして、フッ酸と硝酸との混合液でSi基板を除去することによってGaN系結晶層を基板から分離できる。
11 コラム状結晶層
12A 開口
12 バッファ層
13 GaN結晶層
15 コラム状結晶間の間隙
16 合金部
17 ボイド
18 結晶成長層
22 SiO2層
23 バッファ層
24 GaN結晶層
25 GaN結晶層
27 間隙
28 結晶成長層
30 素子動作層
Claims (9)
- シリコン(Si)基板上にGaN系化合物半導体を結晶成長する方法であって、
前記Si基板上に六方晶構造の二ホウ化ジルコニウム(ZrB 2 )をコラム状結晶層として成長する工程と、
前記コラム状結晶層上に島状成長又は網目状成長のバッファ層を成長する工程と、
前記バッファ層上にGaN系化合物結晶を成長する工程と、を有することを特徴とする方法。 - 前記コラム状結晶層の厚さは50nmないし500nmの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記バッファ層は、窒化物結晶層であることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 前記バッファ層は、窒化アルミニウム(AlN)結晶層であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記Si基板の結晶成長面は(111)面であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1に記載の方法。
- 前記バッファ層を成長する工程は、前記コラム状結晶層を部分的に除去し、当該除去領域を選択成長用被覆材料で被覆する被覆工程と、前記コラム状結晶層の非除去領域上にバッファ層を成長する選択成長工程と、を含み、
前記GaN系化合物結晶を成長する工程は、横方向成長(ELO)によりGaN系化合物結晶を成長する横方向成長工程を含むことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1に記載の方法。 - 更に、前記GaN系化合物結晶を成長する工程の後に、前記シリコン基板を除去する工程と、を有することを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1に記載の方法。
- 前記GaN系化合物結晶を成長する工程は、GaN系結晶を成長し、前記GaN系結晶上に窒化物結晶層からなる素子動作層を成長する工程を含むことを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1に記載の方法。
- シリコン(Si)基板上に形成された六方晶構造の二ホウ化ジルコニウム(ZrB 2 )のコラム状結晶層と、
前記コラム状結晶層上に成長された島状成長又は網目状成長のバッファ層と、
前記バッファ層上に成長されたGaN系化合物結晶層と、からなることを特徴とする結晶成長層付き基板。
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