JP5282978B2 - Ｉｉｉ族窒化物半導体基板 - Google Patents
Ｉｉｉ族窒化物半導体基板 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5282978B2 JP5282978B2 JP2009287528A JP2009287528A JP5282978B2 JP 5282978 B2 JP5282978 B2 JP 5282978B2 JP 2009287528 A JP2009287528 A JP 2009287528A JP 2009287528 A JP2009287528 A JP 2009287528A JP 5282978 B2 JP5282978 B2 JP 5282978B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- group iii
- nitride semiconductor
- iii nitride
- gan
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 158
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 93
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 title claims abstract description 92
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims description 42
- 230000007017 scission Effects 0.000 claims description 42
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 30
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 29
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 claims description 6
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 114
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 68
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 description 52
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 48
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 17
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 14
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 13
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 8
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M chlorogallium Chemical compound [Ga]Cl XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 3
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000007716 flux method Methods 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 2
- -1 GaN nitride Chemical class 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/403—AIII-nitrides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/04—Pattern deposit, e.g. by using masks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02387—Group 13/15 materials
- H01L21/02389—Nitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02538—Group 13/15 materials
- H01L21/0254—Nitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/0014—Measuring characteristics or properties thereof
- H01S5/0042—On wafer testing, e.g. lasers are tested before separating wafer into chips
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/0201—Separation of the wafer into individual elements, e.g. by dicing, cleaving, etching or directly during growth
- H01S5/0202—Cleaving
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
- H01S5/34—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers
- H01S5/343—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
- H01S5/34333—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising quantum well or superlattice structures, e.g. single quantum well [SQW] lasers, multiple quantum well [MQW] lasers or graded index separate confinement heterostructure [GRINSCH] lasers in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser with a well layer based on Ga(In)N or Ga(In)P, e.g. blue laser
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
本発明は、III族窒化物半導体基板に関し、特に劈開性を改善したIII族窒化物半導体基板に関する。
窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化ガリウムアルミニウム（ＡｌＧａＮ）等のIII族窒化物半導体は、青色の発光ダイオード（ＬＥＤ）や
レーザーダイオ−ド（ＬＤ）用材料として、脚光を浴びている。さらに、III族窒化物半
導体は、耐熱性や耐環境性が良いという特徴を活かして、電子デバイスへの応用開発も始まっている。
レーザーダイオ−ド（ＬＤ）用材料として、脚光を浴びている。さらに、III族窒化物半
導体は、耐熱性や耐環境性が良いという特徴を活かして、電子デバイスへの応用開発も始まっている。
現在広く実用化されているＧａＮ成長用の基板はサファイアであり、単結晶サファイア基板の上に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）等でＧａＮをエピタキシャル成長させる方法が一般に用いられている。以下、ＧａＮをIII族窒化物半導体の代表例として説明す
る。
る。
サファイア基板はＧａＮと格子定数が異なるため、サファイア基板上に直接ＧａＮを成長させたのでは単結晶膜を成長させることができない。このため、サファイア基板上に一旦低温でＡｌＮやＧａＮの窒化物バッファ層を成長させ、この低温成長窒化物バッファ層で格子の歪みを緩和させてから、その上にＧａＮを成長させる方法が考案されている。この低温成長窒化物層をバッファ層として用いることで、ＧａＮの単結晶エピタキシャル成長は可能になった。しかし、この方法でも、やはりサファイア基板とＧａＮ結晶の格子のずれは如何ともし難く、成長させたＧａＮは無数ともいえる結晶欠陥を有している。この結晶欠陥は、ＧａＮ系のＬＤや高輝度ＬＥＤを製作する上で障害となることがある。
上記のような理由から、ＧａＮ自立基板の出現が切に望まれてきた。ＧａＮは、ＳｉやＧａＡｓのように融液から大型のインゴットを引き上げることが困難なため、例えば超高温高圧法、Ｎａフラックス法、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）などの種々の方法が試みられている。ＨＶＰＥ法によるＧａＮ基板は、これらの方法の中でも最も開発が進んでいる。市場への流通も始まっており、ＬＤ用途だけでなく、高輝度ＬＥＤ向けとしても大きな期待が寄せられている。
通常、ＬＤの共振器の端面ミラーは劈開によって形成する。ＧａＮ単結晶基板の劈開性の良否を知るために、ＧａＮ単結晶基板の全面に単色光をあて光弾性効果によって歪値を測定し、測定した歪値の面内での最大値が所定値以下にあるか否かによって判定する方法が提案されている（特許文献１参照）。
上述したように、ＨＶＰＥ法によるＧａＮ基板が実用化されたものの、ＧａＮ基板の特性は未だ改善の余地を大きく残している。ここで課題とするのは、ＧａＮ基板の劈開性である。通常、ＬＤの共振器の端面ミラーは劈開によって形成する。劈開面は、原理的には原子レベルの平坦性を備え、ミラーとしては理想的なはずである。しかし実際の劈開面は
、様々な要因によって乱れ（段差）を生じ、ＬＤの歩留まりを低下させる原因になっていた。図５に、ＨＶＰＥ法によって作製した従来のＧａＮ基板を劈開した劈開面を、微分干渉顕微鏡（オリンパス製のＢＸ１１）を用いて観察した微分干渉像を示す。図５の破線で囲んだ部分の劈開面に段差部が見られる。
、様々な要因によって乱れ（段差）を生じ、ＬＤの歩留まりを低下させる原因になっていた。図５に、ＨＶＰＥ法によって作製した従来のＧａＮ基板を劈開した劈開面を、微分干渉顕微鏡（オリンパス製のＢＸ１１）を用いて観察した微分干渉像を示す。図５の破線で囲んだ部分の劈開面に段差部が見られる。
本発明の目的は、段差などの乱れが少ない平坦な劈開面が得られるIII族窒化物半導体基板を提供することにある。
本発明の第１の態様は、直径２５ｍｍ以上、厚さ２５０μｍ以上のIII族窒化物半導体
基板であって、前記III族窒化物半導体基板の外縁から５ｍｍ以内の外周部における少な
くとも前記外縁側の部分は、前記III族窒化物半導体基板の主面内の応力が引張応力であ
り、且つ前記III族窒化物半導体基板の前記外縁側の部分よりも中心側の部分に比べて相
対的に引張応力が大きくなっているIII族窒化物半導体基板である。
基板であって、前記III族窒化物半導体基板の外縁から５ｍｍ以内の外周部における少な
くとも前記外縁側の部分は、前記III族窒化物半導体基板の主面内の応力が引張応力であ
り、且つ前記III族窒化物半導体基板の前記外縁側の部分よりも中心側の部分に比べて相
対的に引張応力が大きくなっているIII族窒化物半導体基板である。
本発明の第２の態様は、第１の態様のIII族窒化物半導体基板において、前記外縁側の
部分の引張応力の大きさが、３０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下である。
部分の引張応力の大きさが、３０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下である。
本発明の第３の態様は、第１または第２の態様のIII族窒化物半導体基板において、前
記主面が、Ｃ面またはＣ面から傾いた傾斜面である。
記主面が、Ｃ面またはＣ面から傾いた傾斜面である。
本発明の第４の態様は、種結晶基板上にIII族窒化物半導体層を結晶成長する工程を含
むIII族窒化物半導体基板の製造方法において、前記III族窒化物半導体層を結晶成長する工程において、前記III族窒化物半導体層の外周部分に、前記種結晶基板の主面に対して
０°より大きく９０°より小さい角度で傾斜した成長面を形成しながら結晶成長し、且つ前記傾斜した成長面を有する前記外周部分の前記III族窒化物半導体層のドーピング濃度
を、前記外周部分より中心側の前記III族窒化物半導体層のドーピング濃度よりも高くし
て結晶成長を行うIII族窒化物半導体基板の製造方法である。
むIII族窒化物半導体基板の製造方法において、前記III族窒化物半導体層を結晶成長する工程において、前記III族窒化物半導体層の外周部分に、前記種結晶基板の主面に対して
０°より大きく９０°より小さい角度で傾斜した成長面を形成しながら結晶成長し、且つ前記傾斜した成長面を有する前記外周部分の前記III族窒化物半導体層のドーピング濃度
を、前記外周部分より中心側の前記III族窒化物半導体層のドーピング濃度よりも高くし
て結晶成長を行うIII族窒化物半導体基板の製造方法である。
本発明の第５の態様は、第４の態様のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、前
記III族窒化物半導体層の結晶成長にはＨＶＰＥ法を用い、酸素ガスあるいは酸素化合物
ガスが存在する雰囲気で結晶成長を行う。
記III族窒化物半導体層の結晶成長にはＨＶＰＥ法を用い、酸素ガスあるいは酸素化合物
ガスが存在する雰囲気で結晶成長を行う。
本発明の第６の態様は、第５の態様のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、前
記酸素ガスあるいは酸素化合物ガスは、結晶成長が行われる成長炉の外部からの供給、あるいは前記成長炉を構成する石英部材と前記成長炉内の雰囲気ガスとの反応によって供給される。
記酸素ガスあるいは酸素化合物ガスは、結晶成長が行われる成長炉の外部からの供給、あるいは前記成長炉を構成する石英部材と前記成長炉内の雰囲気ガスとの反応によって供給される。
本発明の第７の態様は、第５または第６の態様のIII族窒化物半導体基板の製造方法に
おいて、前記傾斜した成長面を有する前記外周部分のIII族窒化物半導体層中の酸素濃度
が、１×１０１８ｃｍ−３以上５×１０２０ｃｍ−３以下である。
おいて、前記傾斜した成長面を有する前記外周部分のIII族窒化物半導体層中の酸素濃度
が、１×１０１８ｃｍ−３以上５×１０２０ｃｍ−３以下である。
本発明の第８の態様は、第４〜第７の態様のいずれかのIII族窒化物半導体基板の製造
方法において、前記III族窒化物半導体層を結晶成長する工程の後に、前記III族窒化物半導体層の外周部分を研削加工する工程を有する。
方法において、前記III族窒化物半導体層を結晶成長する工程の後に、前記III族窒化物半導体層の外周部分を研削加工する工程を有する。
本発明によれば、段差などの乱れが少ない平坦な劈開面が得られるIII族窒化物半導体
基板を提供できる。
基板を提供できる。
本発明に係るIII族窒化物半導体基板及びその製造方法の一実施形態の説明に先だって
、ＧａＮ等のIII族窒化物半導体の基板を劈開する際に、劈開面に段差が生じると考えら
れる主な要因を以下に列挙して説明する。
、ＧａＮ等のIII族窒化物半導体の基板を劈開する際に、劈開面に段差が生じると考えら
れる主な要因を以下に列挙して説明する。
（ａ）結晶構造に起因する、劈開性の不完全性
ＧａＮをはじめとするIII族窒化物半導体の安定な結晶構造は六方晶であり、六方晶の
劈開性は立方晶の劈開性ほど明瞭ではない。ゆえに、元来、III族窒化物半導体は劈開面
の段差を生じやすい。
（ｂ）内部応力の局所的な変化
ＧａＮをはじめとするIII族窒化物半導体の結晶は、サファイアやＧａＡｓ等の異種基
板を土台としてヘテロエピタキシャル成長で作製される場合が殆どである。格子不整合度の大きいヘテロエピタキシャル成長であるため、エピタキシャル層と基板と界面では高密度の結晶欠陥（転位）が生じる。転位密度を低減するために、例えば、下地基板に開口部を有するマスクを形成し、開口部からＧａＮ層をラテラル成長させることにより転位の少ないＧａＮ層を得る技術、いわゆるＥＬＯ（Epitaxial Lateral Overgrowth）技術がしばしば用いられる。しかし、転位密度の低減が図られるものの、転位密度が低い領域と高い領域ができて転位密度の粗密を生じることがある。転位密度の粗密は、転位の応力場を通じて内部応力の局所的な変化を生じ、その結果、劈開断面の段差を引き起こすと考えられる。内部応力の局所変化は、基板面内方向だけでなく、基板の厚さ方向にも生じうる。
（ｃ）劈開時の力の加え方
ＧａＮ基板を劈開する一般的な方法は、まず基板の端部に、劈開方向に沿った小さな鋭い傷をつける。このとき、いわゆるダイヤモンドペンやスクライバーを用いる。その後、基板の端部の傷を広げるような力を加えると、端部の傷を発端にしてクラックが基板の反対側まで伸展し、基板の劈開が完了する。このとき、加える力の方向や強さが適切でないと、特に端部に付けた傷の付近で劈開面の段差が生じやすい。
ＧａＮをはじめとするIII族窒化物半導体の安定な結晶構造は六方晶であり、六方晶の
劈開性は立方晶の劈開性ほど明瞭ではない。ゆえに、元来、III族窒化物半導体は劈開面
の段差を生じやすい。
（ｂ）内部応力の局所的な変化
ＧａＮをはじめとするIII族窒化物半導体の結晶は、サファイアやＧａＡｓ等の異種基
板を土台としてヘテロエピタキシャル成長で作製される場合が殆どである。格子不整合度の大きいヘテロエピタキシャル成長であるため、エピタキシャル層と基板と界面では高密度の結晶欠陥（転位）が生じる。転位密度を低減するために、例えば、下地基板に開口部を有するマスクを形成し、開口部からＧａＮ層をラテラル成長させることにより転位の少ないＧａＮ層を得る技術、いわゆるＥＬＯ（Epitaxial Lateral Overgrowth）技術がしばしば用いられる。しかし、転位密度の低減が図られるものの、転位密度が低い領域と高い領域ができて転位密度の粗密を生じることがある。転位密度の粗密は、転位の応力場を通じて内部応力の局所的な変化を生じ、その結果、劈開断面の段差を引き起こすと考えられる。内部応力の局所変化は、基板面内方向だけでなく、基板の厚さ方向にも生じうる。
（ｃ）劈開時の力の加え方
ＧａＮ基板を劈開する一般的な方法は、まず基板の端部に、劈開方向に沿った小さな鋭い傷をつける。このとき、いわゆるダイヤモンドペンやスクライバーを用いる。その後、基板の端部の傷を広げるような力を加えると、端部の傷を発端にしてクラックが基板の反対側まで伸展し、基板の劈開が完了する。このとき、加える力の方向や強さが適切でないと、特に端部に付けた傷の付近で劈開面の段差が生じやすい。
以上に挙げた各要因に対して、次に述べるような軽減対策が考えられる。
まず、劈開を行う前に、基板を裏面側から削り込んで基板を薄くすることである。概ね２００μｍ以下の薄さにすることで、劈開面の段差はかなり軽減される。これは、基板を薄くすることで、基板の厚さ方向の応力変化が小さくなることが一因と考えられる。
また、転位密度の粗密のない、均一な基板を用いることも効果がある。転位密度の均一な基板の作製には、例えば、サファイア基板上のＧａＮ薄膜表面にＴｉを蒸着し、これを熱処理することでＧａＮ薄膜にボイド構造を形成し、その上にＨＶＰＥ法によりＧａＮを厚く成長し、上記のボイド構造部分よりサファイア基板を剥離する、ＶＡＳ法（Void-Assisted Separation Method）などが好適に用いられる。
しかし、これらの対策を行った後でも、上記要因（ｃ）に起因する、基板の端部付近の劈開面の段差は依然として生じやすいままである。
まず、劈開を行う前に、基板を裏面側から削り込んで基板を薄くすることである。概ね２００μｍ以下の薄さにすることで、劈開面の段差はかなり軽減される。これは、基板を薄くすることで、基板の厚さ方向の応力変化が小さくなることが一因と考えられる。
また、転位密度の粗密のない、均一な基板を用いることも効果がある。転位密度の均一な基板の作製には、例えば、サファイア基板上のＧａＮ薄膜表面にＴｉを蒸着し、これを熱処理することでＧａＮ薄膜にボイド構造を形成し、その上にＨＶＰＥ法によりＧａＮを厚く成長し、上記のボイド構造部分よりサファイア基板を剥離する、ＶＡＳ法（Void-Assisted Separation Method）などが好適に用いられる。
しかし、これらの対策を行った後でも、上記要因（ｃ）に起因する、基板の端部付近の劈開面の段差は依然として生じやすいままである。
本発明者は、要因（ｃ）によって劈開面が乱れてしまうのは、上記要因（ａ）で述べたIII族窒化物半導体結晶が本来備えている不明瞭な劈開性のゆえに、基板の端面からの劈
開時に大きな力を加えざるを得ず、大きな力を加えて劈開する際には、力を加える方向や強さによって段差が生じやすいためであり、もし、より軽い力で劈開することができれば、この問題を解決できるかもしれないと考えた。
基板をより薄くすることで、劈開に要する外力の大きさを小さくできることは容易に想像できるが、ハンドリング時に基板が破損する危険があるため、現実的には現状の２００μｍ前後が限界と考えられ、基板を薄くする方法ではさらに劈開性を向上させるのは無理である。
開時に大きな力を加えざるを得ず、大きな力を加えて劈開する際には、力を加える方向や強さによって段差が生じやすいためであり、もし、より軽い力で劈開することができれば、この問題を解決できるかもしれないと考えた。
基板をより薄くすることで、劈開に要する外力の大きさを小さくできることは容易に想像できるが、ハンドリング時に基板が破損する危険があるため、現実的には現状の２００μｍ前後が限界と考えられ、基板を薄くする方法ではさらに劈開性を向上させるのは無理である。
そこで、本発明者は鋭意検討の結果、劈開の開始地点である基板の外周部（外縁部）に、引張応力を内在させればよいという着想に至った。基板の外周部（外縁部）に引張応力が内在していれば、軽い力をちょっと加えるだけで自発的に劈開が開始されるので、無理な外力を加える場合に比べると、劈開面の段差の発生が抑制されるというアイデアである。
基板の外周部（外縁部）に引張応力を内在させるための具体的な方法として、本発明者は、基板外周部にドーピング濃度が高い領域を設けながら結晶成長を行う方法を見出した。すなわち、ドーピング濃度の高い領域を成長領域の外周部分に設け、ドーピングによる物性的な不整合により引張応力を生じさせる。ただし、引張応力を有する領域の幅は、例えば、直径２５ｍｍ以上の基板の外縁から５ｍｍ以内であることが望ましい。引張応力の領域の幅が５ｍｍより広くなると、基板全体が反ってしまうおそれがあるからである。また、引張応力の領域の幅が狭くても十分な引張応力を生じさせるためには、引張応力を有する領域の境界は急峻でなければならない。しかし、通常、結晶の成長過程において、ドーパント原料を狭い領域のみに限定して拡散させずに供給することは困難である。
そこで、本発明者は、結晶の面指数によるドーパントの取り込み効率の差を利用する方法を創案した。例えば、同じ条件で成長しても、（１０−１１）面や（１１−２２）面で成長したＧａＮは、（０００１）面（Ｃ面）で成長したＧａＮよりも１０００倍近くも多く酸素を取り込むことがある。すなわち、例えばＣ面を主面として成長させようとする結晶の外周部に、傾斜したファセット面（例えば、（１０−１１）面、（１１−２２）面等からなる面）を形成し、雰囲気中に酸素あるいは酸素化合物を供給しながら結晶成長を行う。これにより、傾斜したファセット面で成長する外周部の酸素ドーピング濃度が高く、Ｃ面で成長する中心側の部分の酸素ドーピング濃度が低いという、ドーピング濃度が大きく異なる２つの領域を急峻な界面で隔てて形成することが可能となる。
しかし、過度な引張応力は、ハンドリングやエピタキシャル成長などの際に、些細なきっかけで基板に意図しないクラックを生じる原因になる。また、引張応力が小さすぎても劈開性の向上効果が現れない。引張応力を適切な範囲に調整する必要がある。引張応力の調整は、基板にドーピング濃度差を設けることに加えて、基板外周部の研削加工によって、引張応力発生部の幅を小さくすることでも可能である。
以下に、本発明のIII族窒化物半導体基板及びその製造方法の一実施形態を説明する。
本実施形態に係るIII族窒化物半導体基板は、直径２５ｍｍ以上、厚さ２５０μｍ以上
のIII族窒化物半導体基板であって、前記III族窒化物半導体基板の外縁から５ｍｍ以内の外周部における少なくとも前記外縁側の部分は、前記III族窒化物半導体基板の主面内の
応力が引張応力であり、且つ前記III族窒化物半導体基板の前記外縁側の部分よりも中心
側の部分に比べて相対的に引張応力が大きくなっている。
のIII族窒化物半導体基板であって、前記III族窒化物半導体基板の外縁から５ｍｍ以内の外周部における少なくとも前記外縁側の部分は、前記III族窒化物半導体基板の主面内の
応力が引張応力であり、且つ前記III族窒化物半導体基板の前記外縁側の部分よりも中心
側の部分に比べて相対的に引張応力が大きくなっている。
III族窒化物半導体基板の外縁から５ｍｍ以内の外周部（特に、外縁側の部分（外縁部
））に、引張応力を有する部分を設けることにより、劈開時のクラックの自発的な伝播を促すことができ、劈開面の段差の発生を抑制できる。
））に、引張応力を有する部分を設けることにより、劈開時のクラックの自発的な伝播を促すことができ、劈開面の段差の発生を抑制できる。
基板の外縁部が有する引張応力の大きさは、３０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下が好ましい。これは、引張応力を３０ＭＰａ以上にすると、劈開面の段差の発生を効果的に抑制でき、また、引張応力が１５０ＭＰａを超えると、ハンドリング時などに基板が不定形に割れてしまう頻度が高くなってしまうからである。より好ましい引張応力の大きさは、５０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下である。
III族窒化物半導体基板の主面内の応力（応力分布）は、例えば、光弾性測定によって
求めることができる。ここで、光弾性測定とは、試料を透過した光の位相の、複屈折によるずれ量を測定する方法であり、位相のずれ量と試料の応力とが相関をもつため、試料の応力を測定することができる。
III族窒化物半導体基板の主面内の応力（応力分布）は、例えば、光弾性測定によって
求めることができる。ここで、光弾性測定とは、試料を透過した光の位相の、複屈折によるずれ量を測定する方法であり、位相のずれ量と試料の応力とが相関をもつため、試料の応力を測定することができる。
基板の外縁部がそれよりも中心側の部分に比べて相対的に引張応力が大きくなっているというのは、基板の中心側の部分が外縁部の引張応力よりも小さな引張応力を有する場合、基板の中心側の部分がゼロ応力の場合、或いは基板の中心側の部分が圧縮応力の場合が含まれる。
また、III族窒化物半導体基板の主面は、Ｃ面またはＣ面から傾いた傾斜面であるのが
好ましい。III族窒化物半導体基板の主面がＣ面またはＣ面に近い傾斜面であると、III族窒化物半導体基板（自立基板）上に発光デバイスなどの素子構造を成長するのに適しているからである。なお、III族窒化物半導体基板の主面は、Ｃ面またはＣ面から傾いた傾斜
面の他に、Ａ面、Ｍ面など、或いはＡ面、Ｍ面などから傾いた傾斜面であってもよい。ここで、Ｃ面などから傾いた傾斜面とは、Ｃ面などに対して角度１０°以内の範囲で傾いた面である。
好ましい。III族窒化物半導体基板の主面がＣ面またはＣ面に近い傾斜面であると、III族窒化物半導体基板（自立基板）上に発光デバイスなどの素子構造を成長するのに適しているからである。なお、III族窒化物半導体基板の主面は、Ｃ面またはＣ面から傾いた傾斜
面の他に、Ａ面、Ｍ面など、或いはＡ面、Ｍ面などから傾いた傾斜面であってもよい。ここで、Ｃ面などから傾いた傾斜面とは、Ｃ面などに対して角度１０°以内の範囲で傾いた面である。
上記III族窒化物半導体基板は、自立基板とすることが好ましい。「自立基板」とは、
自らの形状を保持できるだけでなく、ハンドリングに不都合が生じない程度の強度を有する基板をいう。このような強度を有するためには、自立基板の厚さを２５０μｍ以上とするのが好ましい。また素子形成後の劈開の容易性等を考慮して、自立基板の厚さをｌｍｍ以下とするのが好ましい。
自らの形状を保持できるだけでなく、ハンドリングに不都合が生じない程度の強度を有する基板をいう。このような強度を有するためには、自立基板の厚さを２５０μｍ以上とするのが好ましい。また素子形成後の劈開の容易性等を考慮して、自立基板の厚さをｌｍｍ以下とするのが好ましい。
上記III族窒化物半導体基板は、直径２５ｍｍ以上の自立基板とするのが好ましい。III族窒化物半導体基板の直径は、製造時に用いる下地基板（種結晶基板）の直径に依存し、大口径の下地基板を用いることで、それに伴い大口径の自立基板を得ることができる。例えば、直径６インチ（１５２.４ｍｍ）のサファイア基板が市販されているので、このサ
ファイア基板を用いて直径６インチのＧａＮ種結晶基板を製造し、さらにこのＧａＮ種結晶基板を用いて約直径６インチ以下の本発明に係るＧａＮ自立基板を製造することができる。
ファイア基板を用いて直径６インチのＧａＮ種結晶基板を製造し、さらにこのＧａＮ種結晶基板を用いて約直径６インチ以下の本発明に係るＧａＮ自立基板を製造することができる。
次に、本発明の一実施形態に係るIII族窒化物半導体基板の製造方法を説明する。
本実施形態のIII族窒化物半導体基板の製造方法は、種結晶基板上にIII族窒化物半導体層を結晶成長する工程を含むIII族窒化物半導体基板の製造方法において、前記III族窒化物半導体層を結晶成長する工程において、前記III族窒化物半導体層の外周部分に、前記
種結晶基板の主面に対して０°より大きく９０°より小さい角度で傾斜した成長面を形成しながら結晶成長し、且つ前記傾斜した成長面を有する前記外周部分の前記III族窒化物
半導体層のドーピング濃度を、前記外周部分より中心側の前記III族窒化物半導体層のド
ーピング濃度よりも高くして結晶成長を行う。
種結晶基板の主面に対して０°より大きく９０°より小さい角度で傾斜した成長面を形成しながら結晶成長し、且つ前記傾斜した成長面を有する前記外周部分の前記III族窒化物
半導体層のドーピング濃度を、前記外周部分より中心側の前記III族窒化物半導体層のド
ーピング濃度よりも高くして結晶成長を行う。
III族窒化物半導体層の外周部分に、傾斜した成長面を形成しながら結晶成長を行うに
は、例えば、種結晶基板表面の外周部を環状のマスクで覆い、マスク内側の種結晶基板上にIII族窒化物半導体層の結晶成長を行う際に、前記III族窒化物半導体層の外縁部に傾斜したファセットを形成して成長する成長条件を用いる方法などがある。
傾斜した成長面には、酸素などのドーパントが取り込まれやすい面を選定する。例えばＣ面を主面としてＧａＮを成長させようとする結晶の外周部に、（１０−１１）面を含む（１０−１１）面と等価な面である｛１０−１１｝面や、（１１−２２）面を含む（１１−２２）面と等価な面である｛１１−２２｝面からなる傾斜したファセット面を形成して結晶成長する。
は、例えば、種結晶基板表面の外周部を環状のマスクで覆い、マスク内側の種結晶基板上にIII族窒化物半導体層の結晶成長を行う際に、前記III族窒化物半導体層の外縁部に傾斜したファセットを形成して成長する成長条件を用いる方法などがある。
傾斜した成長面には、酸素などのドーパントが取り込まれやすい面を選定する。例えばＣ面を主面としてＧａＮを成長させようとする結晶の外周部に、（１０−１１）面を含む（１０−１１）面と等価な面である｛１０−１１｝面や、（１１−２２）面を含む（１１−２２）面と等価な面である｛１１−２２｝面からなる傾斜したファセット面を形成して結晶成長する。
種結晶基板には、ＧａＮ基板等のIII族窒化物半導体基板、サファイア基板、あるいは
ＧａＡｓ基板などが用いられる。また、III族窒化物半導体層から作製されるIII族窒化物半導体基板には、ＧａＮ基板、ＡｌＮ基板、ＡｌＧａＮ基板などが挙げられる。
ＧａＡｓ基板などが用いられる。また、III族窒化物半導体層から作製されるIII族窒化物半導体基板には、ＧａＮ基板、ＡｌＮ基板、ＡｌＧａＮ基板などが挙げられる。
III族窒化物半導体層の結晶成長にはＨＶＰＥ法を用いるのが好ましい。例えば、ＨＶ
ＰＥ法によるＧａＮの成長は次のようになされる。溶融Ｇａを収容した容器にＨＣｌガスを供給してＧａＣｌガスを発生させ、このＧａＣｌガスと別途導入されるＮＨ３ガスとを、ＨＶＰＥ装置の成長炉内に加熱状態にある種結晶基板に供給することにより、種結晶基板の表面でＧａＣｌとＮＨ３とが反応してＧａＮ結晶が成長する。
酸素ガスあるいは酸素化合物ガスが存在する雰囲気にある成長炉内で、ＧａＮ等のIII
族窒化物半導体の結晶成長を行うことにより、III族窒化物半導体結晶中に酸素がドープ
される。酸素ガスあるいは酸素化合物ガスは、結晶成長が行われる成長炉の外部から供給するか、あるいは成長炉を構成する反応管等の石英部材と成長炉内の雰囲気ガスとの反応によって発生した酸素ガス等を供給する。
ＰＥ法によるＧａＮの成長は次のようになされる。溶融Ｇａを収容した容器にＨＣｌガスを供給してＧａＣｌガスを発生させ、このＧａＣｌガスと別途導入されるＮＨ３ガスとを、ＨＶＰＥ装置の成長炉内に加熱状態にある種結晶基板に供給することにより、種結晶基板の表面でＧａＣｌとＮＨ３とが反応してＧａＮ結晶が成長する。
酸素ガスあるいは酸素化合物ガスが存在する雰囲気にある成長炉内で、ＧａＮ等のIII
族窒化物半導体の結晶成長を行うことにより、III族窒化物半導体結晶中に酸素がドープ
される。酸素ガスあるいは酸素化合物ガスは、結晶成長が行われる成長炉の外部から供給するか、あるいは成長炉を構成する反応管等の石英部材と成長炉内の雰囲気ガスとの反応によって発生した酸素ガス等を供給する。
成長炉を構成する反応管等の石英部材と成長炉内の雰囲気ガスとの反応によって、酸素ガスが発生する詳細なメカニズムはよくわかっていないが、ＨＶＰＥ法はホットウォール方式であり、石英反応管などが外部ヒータで加熱されて高温となること、及びＨＶＰＥ法では塩化物原料（ＨＣｌガスなど）を用いることから、塩化物原料と石英部材とが高温で触れ合うことで石英が分解し、Ｓｉ（シリコン）やＯ（酸素）を含むガスが発生すると考えられる。このため、コールドウォール方式であり塩化物原料を用いないＭＯＶＰＥ法と比較して、ＨＶＰＥ法で成長したＧａＮには、ＳｉとＯがドープされやすいと考えられる。
反応管等の石英部材と成長炉内の雰囲気ガスとの反応によって発生する酸素ガスの量を調整するには、例えば、次のようにすればよい。原料ガスと触れ合う石英部材（成長炉の高温領域に設置）の表面積を増やすと酸素量が増え、成長炉の高温領域を、石英以外の例えばグラファイトなどで構成すると酸素量が減る。また、成長条件でも調整でき、成長速度や成長温度を大きくすると、III族窒化物半導体結晶への酸素の取り込みが大きくなる
傾向がある。
反応管等の石英部材と成長炉内の雰囲気ガスとの反応によって発生する酸素ガスの量を調整するには、例えば、次のようにすればよい。原料ガスと触れ合う石英部材（成長炉の高温領域に設置）の表面積を増やすと酸素量が増え、成長炉の高温領域を、石英以外の例えばグラファイトなどで構成すると酸素量が減る。また、成長条件でも調整でき、成長速度や成長温度を大きくすると、III族窒化物半導体結晶への酸素の取り込みが大きくなる
傾向がある。
III族窒化物半導体層に酸素をドープする場合、傾斜した成長面を有する外周部分のIII族窒化物半導体層中の酸素濃度は、１×１０１８ｃｍ−３以上５×１０２０ｃｍ−３以下とするのが好ましい。酸素濃度をこの範囲にするで、III族窒化物半導体基板の外縁部に
、劈開時に段差の発生を抑制できる適切な引張応力を付与することができる。外周部分よりも中心側の部分のIII族窒化物半導体層中の酸素濃度は、一般的なＳＩＭＳ分析装置の
検出下限値（２×１０１６ｃｍ−３）以下とするのが好ましい。
、劈開時に段差の発生を抑制できる適切な引張応力を付与することができる。外周部分よりも中心側の部分のIII族窒化物半導体層中の酸素濃度は、一般的なＳＩＭＳ分析装置の
検出下限値（２×１０１６ｃｍ−３）以下とするのが好ましい。
III族窒化物半導体層を結晶成長する工程の後に、III族窒化物半導体層の外周部分を研
削加工する工程を実施するようにしてもよい。引張応力の付与・調整は、III族窒化物半
導体基板にドーピング濃度差を設けることでなされるが、このドーピング濃度差を設けることに加えて、III族窒化物半導体基板の外周部に研削加工を施すことによって、引張応
力部の幅を小さく調整することも可能である。
なお、後述の実施例で示すように、傾斜した成長面を有する外周部分に酸素を高濃度に添加して引張応力を付与すると、この外周部分より中心側の低酸素濃度のIII族窒化物半
導体層の領域にも引張応力が残留するので、傾斜した成長面を有する外周部分を全て研削加工によって除去した場合にも、劈開性に優れたIII族窒化物半導体基板が得られる。
削加工する工程を実施するようにしてもよい。引張応力の付与・調整は、III族窒化物半
導体基板にドーピング濃度差を設けることでなされるが、このドーピング濃度差を設けることに加えて、III族窒化物半導体基板の外周部に研削加工を施すことによって、引張応
力部の幅を小さく調整することも可能である。
なお、後述の実施例で示すように、傾斜した成長面を有する外周部分に酸素を高濃度に添加して引張応力を付与すると、この外周部分より中心側の低酸素濃度のIII族窒化物半
導体層の領域にも引張応力が残留するので、傾斜した成長面を有する外周部分を全て研削加工によって除去した場合にも、劈開性に優れたIII族窒化物半導体基板が得られる。
次に、本発明の実施例を説明する。
（実施例１）
実施例１では、基板外周部に引張応力部分を有するＧａＮ基板を作製した。実施例１のＧａＮ基板の製造工程および得られたＧａＮ基板の劈開について、図１を用いて説明する。
実施例１では、基板外周部に引張応力部分を有するＧａＮ基板を作製した。実施例１のＧａＮ基板の製造工程および得られたＧａＮ基板の劈開について、図１を用いて説明する。
はじめに、Ｃ面（Ｇａ面）を主面とする直径６０ｍｍ、厚さ４００μｍの円盤状のＧａＮ自立基板（種結晶基板）１を用意した（図１（ａ））。光弾性測定により、この種結晶基板１の応力分布は略均一であることを確認した。なお、図１の（ａ）〜（ｅ）の各図において、上部は平面図、下部は断面図であり、図１（ｆ）はＧａＮ基板をバー状に劈開した斜視図である。
次に、この種結晶基板１の上に、直径５５ｍｍの円形開口を有する環状の高純度カーボン製のマスク２を重ね（図１（ｂ））、重ねた状態のままＨＶＰＥ装置の成長炉内にセットし、Ｃ面を成長面としてＧａＮのホモエピタキシャル成長を行った。ＧａＮ成長のための原料としては、ＧａＣｌガスとＮＨ３ガスとを用いた。ＧａＣｌガスは、成長炉の上流領域に設置されたＧａ融液とＨＣｌガスとの反応により生成させた。ＧａＣｌガスとＮＨ３ガスの分圧はそれぞれ０.８ｋＰおよび５ｋＰａとした。キャリアガスにはＨ２とＮ２
との混合ガスを用いた。また、５Ｐａの酸素ガスを添加して成長炉内に供給した。成長炉内の圧力は大気圧で、成長温度は１０６０℃とした。このとき成長速度は約１２０μｍ／ｈであった。５時間の成長により、６００μｍのＧａＮ層３を得た（図１（ｃ））。
ＧａＮ層３の外周部（外縁から半径方向内方に約３５０μｍの部分）には、｛１０−１１｝面および｛１１−２２｝面からなる傾斜面４が形成されていた。ＳＩＭＳ分析の結果、ＧａＮ層３の傾斜面４より内側で成長したＣ面成長部の酸素濃度は検出下限（２×１０１６ｃｍ−３）以下であり、傾斜面４で成長した傾斜成長部の酸素濃度は１×１０１９ｃｍ−３であり、酸素濃度が大きく異なることが確認された。
との混合ガスを用いた。また、５Ｐａの酸素ガスを添加して成長炉内に供給した。成長炉内の圧力は大気圧で、成長温度は１０６０℃とした。このとき成長速度は約１２０μｍ／ｈであった。５時間の成長により、６００μｍのＧａＮ層３を得た（図１（ｃ））。
ＧａＮ層３の外周部（外縁から半径方向内方に約３５０μｍの部分）には、｛１０−１１｝面および｛１１−２２｝面からなる傾斜面４が形成されていた。ＳＩＭＳ分析の結果、ＧａＮ層３の傾斜面４より内側で成長したＣ面成長部の酸素濃度は検出下限（２×１０１６ｃｍ−３）以下であり、傾斜面４で成長した傾斜成長部の酸素濃度は１×１０１９ｃｍ−３であり、酸素濃度が大きく異なることが確認された。
アズグロウン状態のＧａＮ層３の詳細を図６を用いて更に説明する。図６（ａ）はアズグロウン状態のＧａＮ層３の平面図（上面図）、図６（ｂ）はＧａＮ層３の側面図、図６（ｃ）はＧａＮ層３の傾斜面４の一部（円錐面部４ｂ）を拡大した断面図である。
ＧａＮ層３の形状は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、全体として円錐台状である。ＧａＮ層３の上面３ａはＣ面であり、ＧａＮ層３の側面である傾斜面４は、フラット部４ａと円錐面部４ｂとからなる。フラット部４ａは、｛１０−１１｝面であり、円錐台状のＧａＮ層３の外周に沿って６０度おきに６箇所に現れる。フラット部４ａ、４ａ間の円錐面部４ｂは、肉眼では円錐面に見えるが、顕微鏡等で拡大して観察すると、図６（ｃ）に示すように、｛１０−１１｝面と｛１１−２２｝面とが細かく交互に並んだギザギザ状の表面になっている。なお、図６（ｃ）における鎖線は、肉眼観察で滑らかな面と見なされる円錐面の断面の輪郭線Ｒを示す。
ＧａＮ層３の形状は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、全体として円錐台状である。ＧａＮ層３の上面３ａはＣ面であり、ＧａＮ層３の側面である傾斜面４は、フラット部４ａと円錐面部４ｂとからなる。フラット部４ａは、｛１０−１１｝面であり、円錐台状のＧａＮ層３の外周に沿って６０度おきに６箇所に現れる。フラット部４ａ、４ａ間の円錐面部４ｂは、肉眼では円錐面に見えるが、顕微鏡等で拡大して観察すると、図６（ｃ）に示すように、｛１０−１１｝面と｛１１−２２｝面とが細かく交互に並んだギザギザ状の表面になっている。なお、図６（ｃ）における鎖線は、肉眼観察で滑らかな面と見なされる円錐面の断面の輪郭線Ｒを示す。
ＧａＮ成長終了後、この基板の裏面側（種結晶基板１側）を５００μｍ研削し、種結晶基板１を完全に除去した後、鏡面研磨を行った。さらに基板の表面側（ＧａＮ層３側）も研削および研磨加工を行い、厚さ４００μｍ、直径５５ｍｍの傾斜成長部を有するＧａＮ基板５を得た（図１（ｄ））。このＧａＮ基板５に対して再び光弾性測定を行ったところ、ＧａＮ基板５のエッジ（外縁）から約３ｍｍ以内の外周部分に、同心円状の引張応力（以下、「外周応力」と呼ぶ）が生じていることが確認された。
さらに、このＧａＮ基板５の傾斜成長部を含む外周部を研削し、直径を２インチ（５０.８ｍｍ）に調整し、直径２インチの円盤状のＧａＮ基板６を得た（図１（ｅ））。傾斜
成長部を含む外周部を研削したＧａＮ基板６でも、光弾性測定を行うと、約５０ＭＰａの外周応力が残留していることがわかった。引張応力発生の原因となっていた高酸素濃度領域（傾斜成長部）は完全に除去されているにもかかわらず引張応力が残留しているのは、外周部の引張応力の影響下で結晶成長が進行した結果、中心側のＣ面成長部の欠陥の分布に変化が生じ、その結果として応力分布に変化が生じたものと推察される。
成長部を含む外周部を研削したＧａＮ基板６でも、光弾性測定を行うと、約５０ＭＰａの外周応力が残留していることがわかった。引張応力発生の原因となっていた高酸素濃度領域（傾斜成長部）は完全に除去されているにもかかわらず引張応力が残留しているのは、外周部の引張応力の影響下で結晶成長が進行した結果、中心側のＣ面成長部の欠陥の分布に変化が生じ、その結果として応力分布に変化が生じたものと推察される。
上記プロセスで得られたＧａＮ基板６をＭＯＶＰＥ装置にセットし、ＧａＮ基板６上にＬＤ（レーザダイオード）構造のエピタキシャル層を成長させた。原料としてＴＭＧ（トリメチルガリウム）、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、およびＮＨ３を用いた。ＧａＮ基板６上に、ＬＤ構造のエピタキシャル層として、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、ＧａＮ障壁層／ＩｎＧａＮ井戸層の多重量子井戸構造（ＭＱＷ）の活性層、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、ｐ型ＧａＮコンタクト層を順次積層した。その後、全体の厚さが２００μｍになるまでエピタキシャル基板のＧａＮ基板６側の裏面を研削・加工した。
得られたエピタキシャル基板の裏面側（ＧａＮ基板６側）のエッジ部に、ダイヤモンドスクライブ装置を用いて、Ｍ面に沿った長さ１ｍｍの罫書き線（スクライブ線）をつけた。次いで、罫書き線の両側を平型のピンセットではさみ、罫書きによる傷口（刻み）を開くようにごく軽い力を加えたところ、簡単に劈開が完了した。
同じ要領で、直径２インチのＧａＮ基板６を幅５ｍｍずつのバー７に劈開し（図１（ｆ））、罫書きしたエッジ部から２０ｍｍ以内の劈開面８の領域（図中、網目を施した）に生じた段差の密度を、微分干渉顕微鏡を用いて調べた。すなわち、当該劈開面８に生じた段差を微分干渉顕微鏡下でカウントし、そのカウント数を観察した幅２０ｍｍで除すことによって段差密度を求めた。
同じ段差密度の調査を、前述したのと同じ工程で、ＧａＮ層３の成長時における雰囲気中の酸素ガス分圧を変えることによって、ＧａＮ層３の傾斜成長部の酸素濃度を変化させて作製した種々のＧａＮ基板６についても行った。ＧａＮ基板６の外周応力の測定には光弾性法を用い、ＧａＮ基板６のエッジから１ｍｍの位置における値を測定した。外周応力（外周引張応力）と傾斜成長部の酸素濃度との相関を図２に示す。図２に示すように、外周応力は、傾斜成長部の酸素濃度が増加するのに従って増加する傾向が見られた。
同じ段差密度の調査を、前述したのと同じ工程で、ＧａＮ層３の成長時における雰囲気中の酸素ガス分圧を変えることによって、ＧａＮ層３の傾斜成長部の酸素濃度を変化させて作製した種々のＧａＮ基板６についても行った。ＧａＮ基板６の外周応力の測定には光弾性法を用い、ＧａＮ基板６のエッジから１ｍｍの位置における値を測定した。外周応力（外周引張応力）と傾斜成長部の酸素濃度との相関を図２に示す。図２に示すように、外周応力は、傾斜成長部の酸素濃度が増加するのに従って増加する傾向が見られた。
また、劈開面の段差密度と外周応力（外周引張応力）との関係の調査結果を図３に示す。外周応力が３０ＭＰａ以上のときに大きな段差抑制効果が得られ、５０ＭＰａ以上ではさらに顕著なことがわかった。また、図３に示すように、外周応力が１２０ＭＰａを超えると、ＭＯＶＰＥ成長中から成長後、あるいはその後の研削加工の最中に不定形に割れてしまう頻度（「クラック発生率」と呼ぶ）が高まり、１５０ＭＰａを超えるとクラック発生率が急激に高まることがわかった。以上の結果から、外周応力を３０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下とすることにより、良好な結果が得られ、５０ＭＰａ以上１２０ＭＰａ以下とすることでさらに好ましい効果が得られることがわかった。
また、クラック発生率の小さかった、外周応力が１２０ＭＰａ未満のＧａＮ基板６に関しては、段差密度を測定した部分から実際にＬＤを作製し、その歩留まりを評価した。ただし、ＬＤの閾電流の値が正常値よりも２０％以上高いものを不良品として歩留まりの評価を行った。その結果を図４に示す。外周引張応力の大きさがおよそ３０ＭＰａ以上のときに、非常に良好な値が得られることがわかった。
（実施例２）
まず、実施例１と同様にしてＧａＮ基板６を作製した。ただし、ＨＶＰＥ成長の際の酸素供給量を調整し、ＧａＮ層３の傾斜成長部の酸素濃度が５×１０２０ｃｍ−３になるようにした。また、傾斜成長部を有するＧａＮ基板５の外周の研削量を増やし、ＧａＮ基板６の直径が４５ｍｍになるようにした。外周研削後の実施例２のＧａＮ基板６には、光弾性測定により、８０ＭＰａの外周引張応力が残留していることが確認された。
このＧａＮ基板６上に、実施例１と同様のＬＤ構造のエピタキシャル層をＭＯＶＰＥ法によって成長し、裏面研削を行って２００μｍの厚さに加工した後、劈開して劈開面の段差密度を調べたところ、０.０８本／ｍｍと非常に良好な値が得られた。このとき、実施
例１と同様にして評価したＬＤの歩留まりも、約９７％と非常に良好であった。
まず、実施例１と同様にしてＧａＮ基板６を作製した。ただし、ＨＶＰＥ成長の際の酸素供給量を調整し、ＧａＮ層３の傾斜成長部の酸素濃度が５×１０２０ｃｍ−３になるようにした。また、傾斜成長部を有するＧａＮ基板５の外周の研削量を増やし、ＧａＮ基板６の直径が４５ｍｍになるようにした。外周研削後の実施例２のＧａＮ基板６には、光弾性測定により、８０ＭＰａの外周引張応力が残留していることが確認された。
このＧａＮ基板６上に、実施例１と同様のＬＤ構造のエピタキシャル層をＭＯＶＰＥ法によって成長し、裏面研削を行って２００μｍの厚さに加工した後、劈開して劈開面の段差密度を調べたところ、０.０８本／ｍｍと非常に良好な値が得られた。このとき、実施
例１と同様にして評価したＬＤの歩留まりも、約９７％と非常に良好であった。
（比較例）
比較例では、主面（Ｃ面）内の応力分布が均一なＧａＮ自立基板を用いて劈開性を調べた。はじめに、実施例１と同様のＣ面（Ｇａ面）を主面とする直径２インチ、厚さ４００μｍのＧａＮ自立基板（種結晶基板）を用意した。光弾性法により、この種結晶基板の応力分布が略均一であることを確認した。
次に、このＧａＮの種結晶基板をＭＯＶＰＥ装置にセットし、実施例１と同様にしてＬＤ構造のエピタキシャル層を成長させた。その後、全体の厚さが２００μｍになるまで裏面を研削・加工した。
得られたエピタキシャル基板のエッジ部に、ダイヤモンドスクライブ装置を用いて、Ｍ面に沿った長さ１ｍｍの罫書き線をつけた。罫書き線の両側を平型のピンセットではさみ、罫書きによる傷口を開くように力を加えたところ、ＬＤエピタキシャル基板が劈開した。実施例１，２の場合よりも劈開時には強い力を要した。実施例１と同様にして、劈開面の段差密度を調べたところ、約１.５本／ｍｍと高密度であった。また、実施例１と同様
にして評価したＬＤの歩留まりは、約５５％と非常に低かった。
比較例では、主面（Ｃ面）内の応力分布が均一なＧａＮ自立基板を用いて劈開性を調べた。はじめに、実施例１と同様のＣ面（Ｇａ面）を主面とする直径２インチ、厚さ４００μｍのＧａＮ自立基板（種結晶基板）を用意した。光弾性法により、この種結晶基板の応力分布が略均一であることを確認した。
次に、このＧａＮの種結晶基板をＭＯＶＰＥ装置にセットし、実施例１と同様にしてＬＤ構造のエピタキシャル層を成長させた。その後、全体の厚さが２００μｍになるまで裏面を研削・加工した。
得られたエピタキシャル基板のエッジ部に、ダイヤモンドスクライブ装置を用いて、Ｍ面に沿った長さ１ｍｍの罫書き線をつけた。罫書き線の両側を平型のピンセットではさみ、罫書きによる傷口を開くように力を加えたところ、ＬＤエピタキシャル基板が劈開した。実施例１，２の場合よりも劈開時には強い力を要した。実施例１と同様にして、劈開面の段差密度を調べたところ、約１.５本／ｍｍと高密度であった。また、実施例１と同様
にして評価したＬＤの歩留まりは、約５５％と非常に低かった。
（実施例３）
直径６インチ（１５２.４ｍｍ）のＧａＮ自立基板（種結晶基板）１を用い、直径１４
７.４ｍｍの円形開口を有する環状の高純度カーボン製のマスク２を用い、１２００μｍ
のＧａＮ層３を成長させる以外、実施例１と同様の製造工程により、厚さ１０００μｍ、底部の直径１４７.４ｍｍであって傾斜成長部を有するＧａＮ基板５を得た。なお、上記
の直径６インチの種結晶基板１は、直径６インチのサファイア基板上にＧａＮ薄膜を形成すると共にＴｉ層を蒸着し、これを熱処理することでＧａＮ薄膜にボイド構造を形成し、その上にＨＶＰＥ法によりＧａＮを厚く成長し、上記のボイド構造部分よりサファイア基板を剥離することによって得られた基板である。
上記実施例３のＧａＮ基板５においても、実施例１と同様に、ＧａＮ基板５のエッジから約３ｍｍ以内の外周部分に同心円状の外周応力が生じていることが確認された。
このＧａＮ基板５の傾斜成長部を含む外周部を研削し、直径１４３ｍｍのＧａＮ基板６を得た。このＧａＮ基板６について光弾性測定を行ったところ、約５０ＭＰａの外周応力が残留していた。
この実施例３のＧａＮ基板６上に、実施例１と同様のＬＤ構造のエピタキシャル層をＭＯＶＰＥ法によって成長し、裏面研削を行って２００μｍの厚さに加工した後、劈開して劈開面の段差密度を調べたところ、０.１本／ｍｍと良好な値であった。また、実施例１
と同様にして評価したＬＤの歩留まりも約９６％と良好な値であった。
直径６インチ（１５２.４ｍｍ）のＧａＮ自立基板（種結晶基板）１を用い、直径１４
７.４ｍｍの円形開口を有する環状の高純度カーボン製のマスク２を用い、１２００μｍ
のＧａＮ層３を成長させる以外、実施例１と同様の製造工程により、厚さ１０００μｍ、底部の直径１４７.４ｍｍであって傾斜成長部を有するＧａＮ基板５を得た。なお、上記
の直径６インチの種結晶基板１は、直径６インチのサファイア基板上にＧａＮ薄膜を形成すると共にＴｉ層を蒸着し、これを熱処理することでＧａＮ薄膜にボイド構造を形成し、その上にＨＶＰＥ法によりＧａＮを厚く成長し、上記のボイド構造部分よりサファイア基板を剥離することによって得られた基板である。
上記実施例３のＧａＮ基板５においても、実施例１と同様に、ＧａＮ基板５のエッジから約３ｍｍ以内の外周部分に同心円状の外周応力が生じていることが確認された。
このＧａＮ基板５の傾斜成長部を含む外周部を研削し、直径１４３ｍｍのＧａＮ基板６を得た。このＧａＮ基板６について光弾性測定を行ったところ、約５０ＭＰａの外周応力が残留していた。
この実施例３のＧａＮ基板６上に、実施例１と同様のＬＤ構造のエピタキシャル層をＭＯＶＰＥ法によって成長し、裏面研削を行って２００μｍの厚さに加工した後、劈開して劈開面の段差密度を調べたところ、０.１本／ｍｍと良好な値であった。また、実施例１
と同様にして評価したＬＤの歩留まりも約９６％と良好な値であった。
（実施例４）
Ｃ面から１０度傾いた傾斜面を主面とするＧａＮ自立基板（種結晶基板）１を用いる以外、実施例１と同様の製造工程により、傾斜成長部を含む外周部を研削した直径２インチ、厚さ４００μｍのＧａＮ基板６を得た。この実施例４のＧａＮ基板６の成長面は、Ｃ面から１０度傾いた傾斜面となっていた。このＧａＮ基板６について光弾性測定を行ったところ、約５０ＭＰａの外周応力が残留していた。
この実施例４のＧａＮ基板６上に、実施例１と同様のＬＤ構造のエピタキシャル層をＭＯＶＰＥ法によって成長し、裏面研削を行って２００μｍの厚さに加工した後、劈開して劈開面の段差密度を調べたところ、０.０９本／ｍｍと良好な値であった。また、実施例
１と同様にして評価したＬＤの歩留まりも約９８％と良好な値であった。
Ｃ面から１０度傾いた傾斜面を主面とするＧａＮ自立基板（種結晶基板）１を用いる以外、実施例１と同様の製造工程により、傾斜成長部を含む外周部を研削した直径２インチ、厚さ４００μｍのＧａＮ基板６を得た。この実施例４のＧａＮ基板６の成長面は、Ｃ面から１０度傾いた傾斜面となっていた。このＧａＮ基板６について光弾性測定を行ったところ、約５０ＭＰａの外周応力が残留していた。
この実施例４のＧａＮ基板６上に、実施例１と同様のＬＤ構造のエピタキシャル層をＭＯＶＰＥ法によって成長し、裏面研削を行って２００μｍの厚さに加工した後、劈開して劈開面の段差密度を調べたところ、０.０９本／ｍｍと良好な値であった。また、実施例
１と同様にして評価したＬＤの歩留まりも約９８％と良好な値であった。
上記実施例においてはＧａＮの場合について記載したが、本発明は、ＧａＮ以外にもＡｌＮやＡｌＧａＮ等の他のIII族窒化物半導体にも好適に用いることが出来る。また、Ｈ
ＶＰＥ法以外にも、高温高圧法や、Ｎａフラックス法、アモノサーマル法のような溶液成長の場合にも同様に適用することが可能である。
ＶＰＥ法以外にも、高温高圧法や、Ｎａフラックス法、アモノサーマル法のような溶液成長の場合にも同様に適用することが可能である。
１ 種結晶基板
２ マスク
３ ＧａＮ層
４ 傾斜面
５ 傾斜成長部を有するＧａＮ基板
６ ＧａＮ基板
７ バー状に劈開されたＧａＮ基板
８ 段差密度を調査した劈開面
２ マスク
３ ＧａＮ層
４ 傾斜面
５ 傾斜成長部を有するＧａＮ基板
６ ＧａＮ基板
７ バー状に劈開されたＧａＮ基板
８ 段差密度を調査した劈開面
Claims (2)
- 劈開によってＬＤの共振器の端面ミラーが形成されるＬＤ用III族窒化物半導体基板において、
前記ＬＤ用III族窒化物半導体基板は、直径２５ｍｍ以上、厚さ２５０μｍ以上であって、
前記ＬＤ用III族窒化物半導体基板の外縁から５ｍｍ以内の外周部における少なくとも前記外縁側の部分は、前記ＬＤ用III族窒化物半導体基板の主面内の応力が引張応力であり、且つ前記ＬＤ用III族窒化物半導体基板の前記外縁側の部分よりも中心側の部分に比べて相対的に引張応力が大きくなっており、
前記外縁側の部分の引張応力の大きさが、３０ＭＰａ以上１５０ＭＰａ以下であり、
前記主面が、Ｃ面またはＣ面から傾いた傾斜面であることを特徴とするＬＤ用III族窒化物半導体基板（ただし中央部の酸素濃度は１×１０ 16 ｃｍ -3 以下であり、外周部の酸素濃度は１×１０ 18 ｃｍ -3 であるＧａＮ基板は除く。）。 - 請求項１に記載のＬＤ用III族窒化物半導体基板は、ＡｌＮまたはＡｌＧａＮから形成されることを特徴とするＬＤ用III族窒化物半導体基板。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009287528A JP5282978B2 (ja) | 2009-12-18 | 2009-12-18 | Ｉｉｉ族窒化物半導体基板 |
| US12/789,746 US20110147759A1 (en) | 2009-12-18 | 2010-05-28 | Group iii nitride semiconductor substrate and manufacturing method of the same |
| CN201010295710.3A CN102102223B (zh) | 2009-12-18 | 2010-09-27 | Iiia族氮化物半导体衬底 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009287528A JP5282978B2 (ja) | 2009-12-18 | 2009-12-18 | Ｉｉｉ族窒化物半導体基板 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013107550A Division JP2013230971A (ja) | 2013-05-22 | 2013-05-22 | Ｌｄ用ｉｉｉ族窒化物半導体基板及びそれを用いたｌｄ用ｉｉｉ族窒化物半導体エピタキシャル基板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011126745A JP2011126745A (ja) | 2011-06-30 |
| JP5282978B2 true JP5282978B2 (ja) | 2013-09-04 |
Family
ID=44149817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009287528A Active JP5282978B2 (ja) | 2009-12-18 | 2009-12-18 | Ｉｉｉ族窒化物半導体基板 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20110147759A1 (ja) |
| JP (1) | JP5282978B2 (ja) |
| CN (1) | CN102102223B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013230971A (ja) * | 2013-05-22 | 2013-11-14 | Hitachi Cable Ltd | Ｌｄ用ｉｉｉ族窒化物半導体基板及びそれを用いたｌｄ用ｉｉｉ族窒化物半導体エピタキシャル基板 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5881383B2 (ja) * | 2011-11-17 | 2016-03-09 | 株式会社豊田中央研究所 | 半導体装置とその製造方法 |
| JP2013227202A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-11-07 | Mitsubishi Chemicals Corp | 周期表第１３族金属窒化物半導体結晶の製造方法、および、当該製造方法によって得られた周期表第１３族金属窒化物半導体結晶を用いた半導体発光デバイス |
| JP6137197B2 (ja) * | 2012-12-17 | 2017-05-31 | 三菱化学株式会社 | 窒化ガリウム基板、および、窒化物半導体結晶の製造方法 |
| JP6453542B2 (ja) * | 2013-02-14 | 2019-01-16 | ソウル セミコンダクター カンパニー リミテッド | 半導体装置及びこれの製造方法 |
| JP6384229B2 (ja) * | 2014-09-19 | 2018-09-05 | 住友電気工業株式会社 | 窒化ガリウム基板 |
| US20200127163A1 (en) * | 2016-06-16 | 2020-04-23 | Sciocs Company Limited | Nitride semiconductor template, method for manufacturing nitride semiconductor template, and method for manufacturing nitride semiconductor free-standing substrate |
| CN106544643B (zh) * | 2016-12-07 | 2019-03-26 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 一种氮化物薄膜的制备方法 |
| JP6998798B2 (ja) * | 2018-03-02 | 2022-01-18 | 株式会社サイオクス | ＧａＮ積層体およびその製造方法 |
| JP2018199619A (ja) * | 2018-07-30 | 2018-12-20 | 住友電気工業株式会社 | 窒化ガリウム基板 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2200071B1 (en) * | 1997-10-30 | 2012-01-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | GaN single crystal substrate and method of making the same using homoepitaxy |
| TW417315B (en) * | 1998-06-18 | 2001-01-01 | Sumitomo Electric Industries | GaN single crystal substrate and its manufacture method of the same |
| JP3788041B2 (ja) * | 1998-06-30 | 2006-06-21 | 住友電気工業株式会社 | ＧａＮ単結晶基板の製造方法 |
| JP3788037B2 (ja) * | 1998-06-18 | 2006-06-21 | 住友電気工業株式会社 | ＧａＮ単結晶基板 |
| KR100438820B1 (ko) * | 2001-03-05 | 2004-07-05 | 삼성코닝 주식회사 | Ιιι-ⅴ족 화합물 반도체 기판의 제조 방법 |
| JP2002299741A (ja) * | 2001-04-03 | 2002-10-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ＧａＮ単結晶基板の劈開性の判定方法とＧａＮ単結晶基板 |
| JP4562000B2 (ja) * | 2001-04-12 | 2010-10-13 | 住友電気工業株式会社 | 窒化ガリウム結晶への酸素ドーピング方法と酸素ドープされたｎ型窒化ガリウム単結晶基板 |
| US6773504B2 (en) * | 2001-04-12 | 2004-08-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Oxygen doping method to gallium nitride single crystal substrate and oxygen-doped N-type gallium nitride freestanding single crystal substrate |
| US7524691B2 (en) * | 2003-01-20 | 2009-04-28 | Panasonic Corporation | Method of manufacturing group III nitride substrate |
| US7488690B2 (en) * | 2004-07-06 | 2009-02-10 | Applied Materials, Inc. | Silicon nitride film with stress control |
| JP4849296B2 (ja) * | 2005-04-11 | 2012-01-11 | 日立電線株式会社 | ＧａＮ基板 |
| WO2007029655A1 (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 六方晶系窒化物単結晶の製造方法、六方晶系窒化物半導体結晶及び六方晶系窒化物単結晶ウエハの製造方法 |
| JP4529846B2 (ja) * | 2005-09-06 | 2010-08-25 | 日立電線株式会社 | Ｉｉｉ−ｖ族窒化物系半導体基板及びその製造方法 |
| KR101204029B1 (ko) * | 2005-09-14 | 2012-11-27 | 삼성코닝정밀소재 주식회사 | 질화갈륨 단결정 후막의 제조방법 |
| WO2008048303A2 (en) * | 2005-12-12 | 2008-04-24 | Kyma Technologies, Inc. | Group iii nitride articles and methods for making same |
| DE102006008929A1 (de) * | 2006-02-23 | 2007-08-30 | Azzurro Semiconductors Ag | Nitridhalbleiter-Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung |
| JP4788397B2 (ja) * | 2006-02-27 | 2011-10-05 | 住友電気工業株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物結晶の製造方法 |
| JP5560528B2 (ja) * | 2008-01-28 | 2014-07-30 | 住友電気工業株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物単結晶インゴットの製造方法、及びｉｉｉ族窒化物単結晶基板の製造方法 |
-
2009
- 2009-12-18 JP JP2009287528A patent/JP5282978B2/ja active Active
-
2010
- 2010-05-28 US US12/789,746 patent/US20110147759A1/en not_active Abandoned
- 2010-09-27 CN CN201010295710.3A patent/CN102102223B/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013230971A (ja) * | 2013-05-22 | 2013-11-14 | Hitachi Cable Ltd | Ｌｄ用ｉｉｉ族窒化物半導体基板及びそれを用いたｌｄ用ｉｉｉ族窒化物半導体エピタキシャル基板 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102102223B (zh) | 2015-03-04 |
| JP2011126745A (ja) | 2011-06-30 |
| CN102102223A (zh) | 2011-06-22 |
| US20110147759A1 (en) | 2011-06-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5282978B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体基板 | |
| JP5099763B2 (ja) | 基板製造方法およびｉｉｉ族窒化物半導体結晶 | |
| US7790489B2 (en) | III-V group nitride system semiconductor self-standing substrate, method of making the same and III-V group nitride system semiconductor wafer | |
| US7288830B2 (en) | III-V nitride semiconductor substrate and its production method | |
| JP4462251B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族窒化物系半導体基板及びｉｉｉ−ｖ族窒化物系発光素子 | |
| US7276779B2 (en) | III-V group nitride system semiconductor substrate | |
| WO2016140074A1 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物半導体結晶基板の製造方法 | |
| JP2013230971A (ja) | Ｌｄ用ｉｉｉ族窒化物半導体基板及びそれを用いたｌｄ用ｉｉｉ族窒化物半導体エピタキシャル基板 | |
| US20070138505A1 (en) | Low defect group III nitride films useful for electronic and optoelectronic devices and methods for making the same | |
| US9343525B2 (en) | Aluminum nitride substrate and group-III nitride laminate | |
| US20070221954A1 (en) | Group III-V nitride-based semiconductor substrate, group III-V nitride-based device and method of fabricating the same | |
| US20070215901A1 (en) | Group III-V nitride-based semiconductor substrate and method of fabricating the same | |
| KR20080075914A (ko) | 낮은 전위 밀도를 가지는 ＧａＮ의 성장 공정 | |
| JP6704387B2 (ja) | 窒化物半導体成長用基板及びその製造方法、並びに半導体デバイス及びその製造方法 | |
| JP5509680B2 (ja) | Ｉｉｉ族窒化物結晶及びその製造方法 | |
| US7348278B2 (en) | Method of making nitride-based compound semiconductor crystal and substrate | |
| JP5051455B2 (ja) | エピタキシャル成長用窒化物半導体基板の製造方法 | |
| JP4952616B2 (ja) | 窒化物半導体基板の製造方法 | |
| US10837124B2 (en) | Gallium nitride substrate | |
| US8466471B2 (en) | Nitride semiconductor free-standing substrate and method for making same | |
| KR101335937B1 (ko) | Ｌｌｏ 방식을 이용한 질화갈륨 웨이퍼 제조 방법 | |
| Kang et al. | Characteristic comparison of GaN grown on patterned sapphire substrates following growth time | |
| JP2005263609A (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族窒化物系半導体基板及びその製造ロット、並びにｉｉｉ−ｖ族窒化物系半導体デバイス及びその製造方法 | |
| JP2006306722A (ja) | ＧａＮ単結晶基板の製造方法及びＧａＮ単結晶基板 | |
| JP5488562B2 (ja) | 窒化物半導体基板の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120316 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121218 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121225 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130222 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130502 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130515 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5282978 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |