JP5347835B2 - Iii族窒化物半導体結晶の製造方法 - Google Patents
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第2の発明は、a面を主面とするサファイア基板の表面に、長手方向がm軸方向に沿った帯状であり、サファイア基板の主面に平行な底面と、底面に角度を成した平面である2つの側面とを有した凹部を、一定の間隔で並んだストライプ状に複数形成し、凹部側面にAlNからなるバッファ層を形成し、凹部側面からバッファ層を介してIII 族窒化物半導体をc軸方向に成長させて、サファイア基板上にm面を主面とするIII 族窒化物半導体を形成するIII 族窒化物半導体の製造方法であって、バッファ層の形成は、サファイア基板を高温水素処理してエッチングと還元反応によって表面にAl薄膜を形成し、その後アンモニアを供給してAl薄膜を窒化させることにより行い、凹部底面の幅は、2〜3μm、凹部間に残ったサファイア基板表面の幅は、2〜3μm、凹部の深さは、0.5〜1.5μm、凹部側面のサファイア基板主面に対する角度は、75〜90°、となるように凹部を形成し、2つの凹部側面のうち一方の凹部側面にマスクを形成し、他方の凹部側面からのみ、III 族窒化物半導体をc軸方向に成長させる、ことを特徴とするIII 族窒化物半導体の製造方法である。
また、一方の凹部側面にマスクを形成してIII 族窒化物半導体を成長させないようにしているので、そのマスクを形成した側のテラスエッジ部の上部にあたるIII 族窒化物半導体の領域中の結晶欠陥をより低減することができる。また、マスクを形成した凹部側面近傍はIII 族窒化物半導体によって埋められず、ボイドが発生する。そのボイドは、サファイア基板とIII 族窒化物半導体との熱膨張係数差、格子定数差に起因する応力を緩和するため、ウェハの反りを低減することができる。また、一方の凹部側面のみからIII 族窒化物半導体を結晶成長させているため、それぞれの凹部側面から成長した結晶が合体したときにc軸方向が揃い、結晶性がより改善する。
10a:テラス
11:凹部
12:AlN薄膜
13:マスク
14、16:GaN結晶
15、17:ボイド
Claims (3)
- a面を主面とするサファイア基板の表面に、長手方向がm軸方向に沿った帯状であり、サファイア基板の主面に平行な底面と、前記底面に角度を成した平面である2つの側面とを有した凹部を、一定の間隔で並んだストライプ状に複数形成し、前記凹部側面にAlNからなるバッファ層を形成し、前記凹部側面から前記バッファ層を介してIII 族窒化物半導体をc軸方向に成長させて、前記サファイア基板上にm面を主面とするIII 族窒化物半導体を形成するIII 族窒化物半導体の製造方法であって、
前記バッファ層の形成は、前記サファイア基板にトリメチルアルミニウムを供給してAl薄膜を形成し、その後アンモニアを供給して前記Al薄膜を窒化させることにより行い、
前記凹部底面の幅は、2〜3μm、
前記凹部間に残った前記サファイア基板表面の幅は、2〜3μm、
前記凹部の深さは、0.5〜1.5μm、
前記凹部側面の前記サファイア基板主面に対する角度は、75〜90°、
となるように前記凹部を形成し、
2つの前記凹部側面のうち一方の前記凹部側面にマスクを形成し、他方の前記凹部側面からのみ、前記III 族窒化物半導体をc軸方向に成長させる、
ことを特徴とするIII 族窒化物半導体の製造方法。 - a面を主面とするサファイア基板の表面に、長手方向がm軸方向に沿った帯状であり、サファイア基板の主面に平行な底面と、前記底面に角度を成した平面である2つの側面とを有した凹部を、一定の間隔で並んだストライプ状に複数形成し、前記凹部側面にAlNからなるバッファ層を形成し、前記凹部側面から前記バッファ層を介してIII 族窒化物半導体をc軸方向に成長させて、前記サファイア基板上にm面を主面とするIII 族窒化物半導体を形成するIII 族窒化物半導体の製造方法であって、
前記バッファ層の形成は、前記サファイア基板を高温水素処理してエッチングと還元反応によって表面にAl薄膜を形成し、その後アンモニアを供給して前記Al薄膜を窒化させることにより行い、
前記凹部底面の幅は、2〜3μm、
前記凹部間に残った前記サファイア基板表面の幅は、2〜3μm、
前記凹部の深さは、0.5〜1.5μm、
前記凹部側面の前記サファイア基板主面に対する角度は、75〜90°、
となるように前記凹部を形成し、
2つの前記凹部側面のうち一方の前記凹部側面にマスクを形成し、他方の前記凹部側面からのみ、前記III 族窒化物半導体をc軸方向に成長させる、
ことを特徴とするIII 族窒化物半導体の製造方法。 - 前記III 族窒化物半導体は、GaNであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のIII 族窒化物半導体の製造方法。
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