JP6654409B2 - Substrate for group III nitride semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

Substrate for group III nitride semiconductor device and method of manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
JP6654409B2
JP6654409B2 JP2015223793A JP2015223793A JP6654409B2 JP 6654409 B2 JP6654409 B2 JP 6654409B2 JP 2015223793 A JP2015223793 A JP 2015223793A JP 2015223793 A JP2015223793 A JP 2015223793A JP 6654409 B2 JP6654409 B2 JP 6654409B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
nitride semiconductor
group iii
substrate
iii nitride
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
Application number
JP2015223793A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017092369A (en
Inventor
優太 小鹿
優太 小鹿
哲也 生田
哲也 生田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dowa Electronics Materials Co Ltd
Original Assignee
Dowa Electronics Materials Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dowa Electronics Materials Co Ltd filed Critical Dowa Electronics Materials Co Ltd
Priority to JP2015223793A priority Critical patent/JP6654409B2/en
Publication of JP2017092369A publication Critical patent/JP2017092369A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6654409B2 publication Critical patent/JP6654409B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、III族窒化物半導体デバイス用基板およびその製造方法に関し、特に、Si単結晶基板上にIII族窒化物半導体からなる複数の半導体層をエピタキシャル成長させたIII族窒化物半導体デバイス用基板に関する。   The present invention relates to a group III nitride semiconductor device substrate and a method for manufacturing the same, and more particularly to a group III nitride semiconductor device substrate obtained by epitaxially growing a plurality of semiconductor layers made of a group III nitride semiconductor on a Si single crystal substrate. .

従来、シリコン単結晶基板上に、B、Al、Ga、InなどのIII族元素と窒素との化合物であるIII族窒化物(BaAlbGacIndN, a+b+c+d=1, 0≦a, b, c, d≦1)からなる半導体(以下、III族窒化物半導体)をエピタキシャル成長させた、III族窒化物半導体デバイス用基板が知られている。III族窒化物半導体デバイスは、このIII族窒化物半導体デバイス用基板を用いて形成される。ここで、III族窒化物半導体デバイス用基板のベース基板としては、シリコン単結晶基板およびサファイア基板が一般的であるが、シリコン単結晶基板はサファイア基板に比べて安価であることに加えて、大口径化が容易である点で有利である。そのため、シリコン単結晶基板は、HEMT(High Electron Mobility Transistor)、MESFET(Metal-Semiconductor Field Effect Transistor)、SBD(Schottky Barrier Diode)およびLED(発光ダイオード;Light Emitting Diode)などの種々のIII族窒化物半導体デバイスの量産に適している。 Conventionally, the silicon single crystal substrate, B, Al, Ga, group III nitride is a compound of a group III element and nitrogen, such as In (B a Al b Ga c In d N, a + b + c + d BACKGROUND ART There has been known a substrate for a group III nitride semiconductor device obtained by epitaxially growing a semiconductor (hereinafter, referred to as a group III nitride semiconductor) composed of = 1, 0 ≦ a, b, c, d ≦ 1). A group III nitride semiconductor device is formed using the group III nitride semiconductor device substrate. Here, as a base substrate of a group III nitride semiconductor device substrate, a silicon single crystal substrate and a sapphire substrate are generally used. However, a silicon single crystal substrate is inexpensive as compared with a sapphire substrate, and has a large size. This is advantageous in that the aperture can be easily formed. Therefore, the silicon single crystal substrate is made of various group III nitrides such as HEMT (High Electron Mobility Transistor), MESFET (Metal-Semiconductor Field Effect Transistor), SBD (Schottky Barrier Diode) and LED (Light Emitting Diode). Suitable for mass production of semiconductor devices.

しかしながら、シリコンとIII族窒化物とでは、両者の格子定数差が大きいため、格子定数差や熱膨張係数差に起因する歪や転位、ウェーハの反りなどの問題が生じやすい。これらの問題を解決するため、シリコン基板と、III族窒化物半導体デバイスとして機能する機能積層体との間に位置する領域に、III族窒化物からなるバッファ層を設けられる技術の研究が盛んに行われている。   However, since silicon and the group III nitride have a large difference in lattice constant between them, problems such as distortion, dislocation, and wafer warpage due to a difference in lattice constant and a difference in thermal expansion coefficient are likely to occur. In order to solve these problems, active research has been made on a technique for providing a buffer layer made of a group III nitride in a region located between a silicon substrate and a functional laminate functioning as a group III nitride semiconductor device. Is being done.

例えば、特許文献1には、Si単結晶基板を用いたる窒化ガリウム系化合物半導体基板において、AlNおよびGaNを交互に積層した超格子構造と、200nm以上の厚いGaN層との繰り返し構造をバッファ層として用いることで、転位発生を防止し、基板の反りを低減することが記載されている。   For example, Patent Literature 1 discloses that a gallium nitride-based compound semiconductor substrate using a Si single crystal substrate has, as a buffer layer, a repetitive structure of a superlattice structure in which AlN and GaN are alternately stacked and a GaN layer having a thickness of 200 nm or more. It is described that the dislocation prevents the occurrence of dislocation and reduces the warpage of the substrate.

また、特許文献2には、バッファ層として、AlNおよびGaNを交互に積層した超格子構造と、20〜400nmの厚いGaN層との繰り返し構造をバッファ層として用いることが記載されている。   Patent Literature 2 discloses that a buffer layer has a repeating structure of a superlattice structure in which AlN and GaN are alternately stacked and a GaN layer having a thickness of 20 to 400 nm.

特開2012−79952JP 2012-79952 特開2008−205117JP 2008-205117 A

ここで、特許文献1に開示される活性層の厚さは1000〜3500nmとされている。また、特許文献2に開示される電子走行層(チャネル層)の厚さは1800nmとされている。特許文献1,2のいずれも、機能積層体の厚さが比較的大きい。特許文献1,2では、機能積層体が厚く形成されることによって基板全体の平坦性がある程度担保されるため、バッファ層に起因する平坦性への悪影響を受けにくいと考えられる。   Here, the thickness of the active layer disclosed in Patent Document 1 is 1000 to 3500 nm. Further, the thickness of the electron transit layer (channel layer) disclosed in Patent Document 2 is 1800 nm. In each of Patent Documents 1 and 2, the thickness of the functional laminate is relatively large. In Patent Literatures 1 and 2, it is considered that the flatness of the entire substrate is ensured to some extent by forming the functional laminate to be thick, so that the flatness due to the buffer layer is less likely to be adversely affected.

ところで、本発明者らの検討によると、ノーマリーオフ型のHEMTにおいて、電子走行層を100nm以下の厚さで比較的薄く設けると、空乏層が狭くてもチャネルを遮断でき、その結果、しきい値電圧を正側へシフトできる点で好ましいことが判明しつつある。しかしながら、機能積層体の厚さが特許文献1,2に比べて小さい場合、機能積層体より下方に設けられるバッファ層によりIII族窒化物半導体デバイス用基板の平坦性が大きく影響を受けると共に、縦方向のリーク特性も悪化することが本発明者らにより分かった。機能積層体の厚さが小さい場合、バッファ層における耐圧が大きくなければ、必要な耐圧は得られない。   According to studies by the present inventors, in a normally-off HEMT, when the electron transit layer is provided with a relatively small thickness of 100 nm or less, the channel can be cut off even if the depletion layer is narrow. It has been found to be preferable in that the threshold voltage can be shifted to the positive side. However, when the thickness of the functional laminate is smaller than that of Patent Literatures 1 and 2, the flatness of the substrate for a group III nitride semiconductor device is greatly affected by the buffer layer provided below the functional laminate, and the vertical It has been found by the present inventors that the leak characteristics in the direction also deteriorate. When the thickness of the functional laminate is small, the required withstand voltage cannot be obtained unless the withstand voltage in the buffer layer is high.

そこで、本発明は、特に電子走行層の薄いHEMTに供して好適な、良好な平坦性および十分な耐圧性を兼ね備えるIII族窒化物半導体デバイス用基板を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a substrate for a group III nitride semiconductor device which is suitable for HEMT having a thin electron transit layer and has both good flatness and sufficient pressure resistance.

本発明者らは、上記課題を解決する方途について鋭意検討し、所定の厚さの関係性を満足する超格子層および中間層を交互に繰り返し積層した複合層をバッファ層に設けることで、良好な平坦性および十分な耐圧性を兼ね備えるIII族窒化物半導体デバイス用基板を得ることができることを知見し、本発明を完成するに至った。   The present inventors have diligently studied how to solve the above-described problem, and provide a buffer layer with a composite layer in which a superlattice layer and an intermediate layer satisfying a relationship of a predetermined thickness are alternately and repeatedly laminated. The present inventors have found that a substrate for a group III nitride semiconductor device having excellent flatness and sufficient pressure resistance can be obtained, and have completed the present invention.

すなわち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
(1)Si単結晶基板と、該Si単結晶基板上のバッファ層と、を有するIII族窒化物半導体デバイス用基板において、
前記バッファ層は、前記Si単結晶基板上の初期バッファ層と、該初期バッファ層上の、超格子層および中間層を交互に繰り返し積層した複合層とを有し、
前記複合層は、炭素濃度が1×10 19 atoms/cm 3 以上であり、
前記超格子層は、AlNよりなる第1層と、AlxGa1-xN(0.05<x<0.20)よりなる第2層とを交互に繰り返し積層した積層体からなり、前記超格子層の厚さは前記中間層の厚さよりも大きく、
前記中間層は、AlyGa1-yN(0≦y<0.03)からなり、厚さ130nm以上170nm以下であることを特徴とする、III族窒化物半導体デバイス用基板。
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
(1) A group III nitride semiconductor device substrate having a Si single crystal substrate and a buffer layer on the Si single crystal substrate,
The buffer layer has an initial buffer layer on the Si single crystal substrate, and a composite layer on the initial buffer layer, in which a superlattice layer and an intermediate layer are alternately and repeatedly stacked,
The composite layer has a carbon concentration of 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more,
The superlattice layer is formed of a laminate in which a first layer made of AlN and a second layer made of Al x Ga 1 -xN (0.05 <x <0.20) are alternately and repeatedly laminated. The thickness of the superlattice layer is greater than the thickness of the intermediate layer,
The group III nitride semiconductor device substrate, wherein the intermediate layer is made of Al y Ga 1-y N (0 ≦ y <0.03) and has a thickness of 130 nm or more and 170 nm or less.

(2)前記中間層がGaN層からなる、前記(1)に記載のIII族窒化物半導体デバイス用基板。 (2) The substrate for a group III nitride semiconductor device according to (1), wherein the intermediate layer comprises a GaN layer.

(3)前記バッファ層上にIII族窒化物半導体からなる機能積層体を有し、
前記機能積層体は、電子走行層と、電子供給層と、キャップ層とをこの順に含む積層体であり、前記電子走行層の厚さが10nm以上100nm以下である、前記(1)または(2)に記載のIII族窒化物半導体デバイス用基板。
(3) having a functional laminate made of a group III nitride semiconductor on the buffer layer,
The functional laminate is a laminate including an electron transit layer, an electron supply layer, and a cap layer in this order, and the thickness of the electron transit layer is 10 nm or more and 100 nm or less. The substrate for a group III nitride semiconductor device according to the above item 2).

(4)前記バッファ層と前記機能積層体との間に、炭素濃度を傾斜させた炭素濃度傾斜層を有する、前記(3)に記載のIII族窒化物半導体デバイス用基板。 (4) The group III nitride semiconductor device substrate according to (3), further including a carbon concentration gradient layer having a carbon concentration gradient between the buffer layer and the functional laminate.

(5)Si単結晶基板上に初期バッファ層を形成する工程と、
前記初期バッファ層上に、超格子層および中間層を交互に繰り返し積層した複合層を形成する複合層形成工程と、
前記複合層上に、III族窒化物半導体からなる機能積層体を形成する機能積層体形成工程と、を含み、
前記超格子層は、AlNよりなる第1層とAlxGa1-xN(0.05<x<0.20)よりなる第2層とを交互に繰り返し積層した積層体からなり、
前記中間層は、AlyGa1-yN(0≦y<0.03)からなり、
前記複合層は、炭素濃度が1×10 19 atoms/cm 3 以上であり、
前記複合層形成工程において、前記超格子層を前記中間層よりも厚く形成し、且つ、前記中間層を厚さ130nm以上170nm以下とすることを特徴とする、III族窒化物半導体デバイス用基板の製造方法。
(5) forming an initial buffer layer on the Si single crystal substrate;
A composite layer forming step of forming a composite layer in which a super lattice layer and an intermediate layer are alternately and repeatedly laminated on the initial buffer layer,
A functional laminate forming step of forming a functional laminate made of a group III nitride semiconductor on the composite layer,
The superlattice layer comprises a laminate in which a first layer made of AlN and a second layer made of Al x Ga 1 -xN (0.05 <x <0.20) are alternately and repeatedly laminated,
The intermediate layer is made of Al y Ga 1-y N (0 ≦ y <0.03),
The composite layer has a carbon concentration of 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more,
In the composite layer forming step, the superlattice layer is formed to be thicker than the intermediate layer, and the intermediate layer has a thickness of 130 nm or more and 170 nm or less, for a group III nitride semiconductor device. Substrate manufacturing method.

本発明によれば、所定の厚さの関係性を満足する超格子層および中間層を交互に繰り返し積層した複合層をバッファ層に設けたので、良好な平坦性および十分な耐圧性を兼ね備えるIII族窒化物半導体デバイス用基板を提供することができる。   According to the present invention, the composite layer in which the superlattice layer and the intermediate layer satisfying the relationship of the predetermined thickness are alternately laminated is provided in the buffer layer, so that the buffer layer has both good flatness and sufficient pressure resistance III. A substrate for a group III nitride semiconductor device can be provided.

本発明の一実施形態に従うIII族窒化物半導体デバイス用基板100を説明する模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view illustrating a group III nitride semiconductor device substrate 100 according to an embodiment of the present invention. 本発明の別の実施形態に従うIII族窒化物半導体デバイス用基板200を説明する模式断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a group III nitride semiconductor device substrate 200 according to another embodiment of the present invention. 実施例1に係るIII族窒化物半導体デバイス用基板のTEM断面写真である。3 is a TEM cross-sectional photograph of the substrate for a group III nitride semiconductor device according to Example 1. (A)は、実施例1に係るIII族窒化物半導体デバイス用基板のOM暗視野像であり、(B)は、比較例1に係るIII族窒化物半導体デバイス用基板のOM暗視野像である。(A) is an OM dark-field image of the group III nitride semiconductor device substrate according to Example 1, and (B) is an OM dark-field image of the group III nitride semiconductor device substrate according to Comparative Example 1. is there. (A)は、実施例1に係るIII族窒化物半導体デバイス用基板のAFM像であり、(B)は、比較例1に係るIII族窒化物半導体デバイス用基板のAFM像である。(A) is an AFM image of the group III nitride semiconductor device substrate according to Example 1, and (B) is an AFM image of the group III nitride semiconductor device substrate according to Comparative Example 1. (A)は、実施例1に係るIII族窒化物半導体デバイス用基板の縦方向の電流電圧特性を示すグラフであり、(B)は、比較例1に係るIII族窒化物半導体デバイス用基板の縦方向の電流電圧特性を示すグラフである。(A) is a graph showing current-voltage characteristics in the vertical direction of the group III nitride semiconductor device substrate according to Example 1, and (B) is a graph showing the group III nitride semiconductor device substrate according to Comparative Example 1. 5 is a graph showing current-voltage characteristics in a vertical direction.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。また、各図において、説明の便宜上、基板および各層の縦横の比率を実際の比率から誇張して示している。なお、各層のBaAlbGacIndN材料における各組成比(a, b, c, d)の値は、例えばエネルギー分散型X線分析(EDS)を用いて測定することができる。十分な厚さの単層構造には、SEM-EDSを用いることができ、超格子構造のように各層の厚さが薄い場合にはTEM-EDSを用いて同定することができる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the same components are denoted by the same reference numerals in principle, and description thereof is omitted. In addition, in each drawing, for the sake of convenience of description, the vertical and horizontal ratios of the substrate and each layer are exaggerated from the actual ratios. The value of the composition ratio of each layer of the B a Al b Ga c In d N material (a, b, c, d ) may, for example, can be measured using an energy dispersive X-ray analysis (EDS). SEM-EDS can be used for a single-layer structure having a sufficient thickness, and when the thickness of each layer is small like a superlattice structure, identification can be performed using TEM-EDS.

(III族窒化物半導体デバイス用基板)
図1に示すように、本発明の一実施形態に従うIII族窒化物半導体デバイス用基板100は、Si単結晶基板10と、Si単結晶基板10上のバッファ層50と、を有する。ここで、バッファ層50は、Si単結晶基板10上の初期バッファ層20と、初期バッファ層20上の、超格子層31および中間層32を交互に繰り返し積層した複合層30とを有する。さらに、超格子層31は、AlNよりなる第1層31AとAlxGa1-xN(0.05<x<0.20)よりなる第2層31Bとを交互に繰り返し積層した積層体からなり、超格子層31の厚さは中間層32の厚さよりも大きい。そして、中間層32は、AlyGa1-yN(0≦y<0.03)からなり、その厚さは120nm以上180nm以下である。以下、各構成の詳細を順次説明する。
(Substrate for group III nitride semiconductor device)
As shown in FIG. 1, a group III nitride semiconductor device substrate 100 according to one embodiment of the present invention includes a Si single crystal substrate 10 and a buffer layer 50 on the Si single crystal substrate 10. Here, the buffer layer 50 has an initial buffer layer 20 on the Si single crystal substrate 10 and a composite layer 30 on the initial buffer layer 20 in which a superlattice layer 31 and an intermediate layer 32 are alternately and repeatedly laminated. Further, the superlattice layer 31 is formed of a laminate in which a first layer 31A made of AlN and a second layer 31B made of Al x Ga 1 -xN (0.05 <x <0.20) are alternately and repeatedly stacked. That is, the thickness of the superlattice layer 31 is larger than the thickness of the intermediate layer 32. The intermediate layer 32 is made of Al y Ga 1 -yN (0 ≦ y <0.03), and has a thickness of 120 nm or more and 180 nm or less. Hereinafter, details of each configuration will be sequentially described.

<Si単結晶基板>
Si単結晶基板10は、シリコン単結晶からなる基板である。Si単結晶基板10の導電性は、10000Ω・cm以上の絶縁性の高い高比抵抗基板から、0.001Ω・cm程度までの低比抵抗基板まで、用途に応じて適宜使用することができ、公知のシリコン基板を適宜用いることができる。p型、n型いずれの伝導型としてもよい。Si単結晶基板10の面方位は特に指定されず、(111),(100),(110)面等の任意の面方位を使用することができる。III族窒化物の(0001)面を表面平坦性よく成長させるためには、面方位が(111)の基板を用いることが好ましい。Si単結晶基板10の厚さおよび幅等のその他の仕様は、III族窒化物半導体デバイス用基板100の用途に応じて、適宜設計すればよい。
<Si single crystal substrate>
The Si single crystal substrate 10 is a substrate made of silicon single crystal. The conductivity of the Si single crystal substrate 10 can be appropriately used depending on the application, from a high resistivity substrate having a high insulating property of 10,000 Ω · cm or more to a low resistivity substrate of about 0.001 Ω · cm, A known silicon substrate can be used as appropriate. It may be a p-type or n-type conductivity type. The plane orientation of the Si single crystal substrate 10 is not particularly specified, and any plane orientation such as the (111), (100), and (110) planes can be used. In order to grow the (0001) plane of the group III nitride with good surface flatness, it is preferable to use a substrate having a plane orientation of (111). Other specifications such as the thickness and width of the Si single crystal substrate 10 may be appropriately designed according to the use of the substrate 100 for a group III nitride semiconductor device.

次に、Si単結晶基板10上には、既述のとおりバッファ層50が設けられる。そして、バッファ層50は、初期バッファ層20と、初期バッファ層20上の、超格子層31および中間層32を交互に繰り返し積層した複合層30とを有する。   Next, the buffer layer 50 is provided on the Si single crystal substrate 10 as described above. The buffer layer 50 has the initial buffer layer 20 and the composite layer 30 on the initial buffer layer 20 in which the superlattice layer 31 and the intermediate layer 32 are alternately and repeatedly laminated.

<初期バッファ層>
初期バッファ層20は、シリコンとIII族窒化物との間の格子定数差を緩和するために設けられる。この目的のため、初期バッファ層20をAlN単結晶からなる層とすることが好ましい。また、Si単結晶基板10上と、初期バッファ層20との間に、SiNからなる層が設けられていてもよい。
<Initial buffer layer>
The initial buffer layer 20 is provided to reduce a difference in lattice constant between silicon and group III nitride. For this purpose, it is preferable that the initial buffer layer 20 be a layer made of AlN single crystal. In addition, a layer made of SiN may be provided between the Si single crystal substrate 10 and the initial buffer layer 20.

また、図2に示すように、初期バッファ層20が第1初期バッファ層21および第2初期バッファ層22をこの順に有することも好ましい。初期バッファ層20がAlN単結晶からなる層を含む場合、転位を多く含みやすいため、第1初期バッファ層21としてAlN単結晶からなる層を用い、その上に第2初期バッファ層22としてAlGaNや、AlGaN中のAl組成比を傾斜させた組成傾斜層を用いることも好ましい。なお、組成傾斜層のAl組成比は、Si単結晶基板10から離れる方向に減少する。   Further, as shown in FIG. 2, it is preferable that the initial buffer layer 20 has a first initial buffer layer 21 and a second initial buffer layer 22 in this order. When the initial buffer layer 20 includes a layer made of an AlN single crystal, a large number of dislocations are likely to be included. Therefore, a layer made of an AlN single crystal is used as the first initial buffer layer 21, and a second initial buffer layer 22 such as AlGaN or It is also preferable to use a composition gradient layer in which the Al composition ratio in AlGaN is gradient. Note that the Al composition ratio of the composition gradient layer decreases in a direction away from the Si single crystal substrate 10.

ここで、第1初期バッファ層21にAlNを用い、第2初期バッファ層22にAlGaNまたはAlGaNの組成傾斜層を用いる場合、第1初期バッファ層21の厚みを、50〜300nmとし、第2初期バッファ層22の厚みを、200〜300nmとすることが好ましい。この場合、第2初期バッファ層22のAl組成比を例えば0.1〜0.3(組成傾斜の場合には、この範囲で組成傾斜させる)とすることができる。また、第2初期バッファ層22の厚みを、第1初期バッファ層21の厚みよりも大きくすることも好ましい。さらに、図示しないが、初期バッファ層20を3層以上の積層構造としてもよい。   Here, when AlN is used for the first initial buffer layer 21 and a composition gradient layer of AlGaN or AlGaN is used for the second initial buffer layer 22, the thickness of the first initial buffer layer 21 is set to 50 to 300 nm, The buffer layer 22 preferably has a thickness of 200 to 300 nm. In this case, the Al composition ratio of the second initial buffer layer 22 can be set to, for example, 0.1 to 0.3 (in the case of a composition gradient, the composition is gradient within this range). It is also preferable that the thickness of the second initial buffer layer 22 be larger than the thickness of the first initial buffer layer 21. Further, although not shown, the initial buffer layer 20 may have a laminated structure of three or more layers.

<複合層>
複合層30は、超格子構造からなる超格子層31と、中間層32とを交互に繰り返し積層した積層構造を有する。すなわち、複合層30は、超格子層31および中間層32の組み合わせを1組として、これを複数組積層した積層構造を有する。初期バッファ層20直上に上記組み合わせをn組(ただし、nは2以上の整数である)設け、最後に超格子層31を1層設けた積層構造とすることが好ましい。こうすることで、耐圧性をより向上させ、炭素濃度傾斜層以降の層の欠陥密度を低減させることができるためである。このような場合、複合層30が超格子層31および中間層32の組み合わせを「n.5組」有する、と称する。詳細を後述するが、超格子層31の厚さを、中間層32の厚さよりも大きくすることが本実施形態において肝要である。
<Composite layer>
The composite layer 30 has a laminated structure in which a superlattice layer 31 having a superlattice structure and an intermediate layer 32 are alternately and repeatedly laminated. That is, the composite layer 30 has a stacked structure in which a combination of the superlattice layer 31 and the intermediate layer 32 is set as one set and a plurality of sets are stacked. It is preferable to provide a stacked structure in which n sets of the above combinations (where n is an integer of 2 or more) are provided immediately above the initial buffer layer 20 and one superlattice layer 31 is provided last. By doing so, the pressure resistance can be further improved, and the defect density of the layers after the carbon concentration gradient layer can be reduced. In such a case, the composite layer 30 is referred to as having “n.5 sets” of the combination of the superlattice layer 31 and the intermediate layer 32. Although details will be described later, it is important in the present embodiment that the thickness of the superlattice layer 31 be larger than the thickness of the intermediate layer 32.

超格子層31はAlNよりなる第1層31AとAlxGa1-xNよりなる第2層31Bとを交互に積層した積層体とすることが好ましい。第1層31Aの厚さを4〜6nm、第2層31Bの厚さを20〜30nmとすることが好ましく、第1層31Aおよび第2層31B両者の超格子ペア数を6〜10ペアとすることが好ましい。また、超格子層31の厚さは、150nm以上360nm以下であることが好ましく、耐圧性向上のために超格子層31の厚さを180nm以上とすることがより好ましい。 The superlattice layer 31 is preferably a stacked body in which first layers 31A made of AlN and second layers 31B made of Al x Ga 1 -xN are alternately stacked. The thickness of the first layer 31A is preferably 4 to 6 nm, and the thickness of the second layer 31B is preferably 20 to 30 nm. The number of superlattice pairs of both the first layer 31A and the second layer 31B is 6 to 10 pairs. Is preferred. The thickness of the superlattice layer 31 is preferably 150 nm or more and 360 nm or less, and more preferably 180 nm or more in order to improve the pressure resistance.

ここで、超格子層31におけるAlxGa1-xNよりなる第2層31BのAl組成比xを、0.05<x<0.20とする。Al組成比xを0.06以上0.12以下とすることがより好ましい。Al組成比xが0.05未満の場合、超格子層31による耐圧性向上の効果が不十分となる。一方、Al組成比xが0.2以上となると、超格子層31による平坦性の悪化が大きくなる。 Here, the Al composition ratio x of the second layer 31B made of Al x Ga 1 -xN in the superlattice layer 31 is set to 0.05 <x <0.20. It is more preferable that the Al composition ratio x be 0.06 or more and 0.12 or less. When the Al composition ratio x is less than 0.05, the effect of the superlattice layer 31 to improve the pressure resistance becomes insufficient. On the other hand, when the Al composition ratio x is 0.2 or more, the deterioration in flatness due to the superlattice layer 31 increases.

中間層32は、AlyGa1-yN(0≦y<0.03)からなる。超格子層31の第2層31BのAl組成比xとのAl組成比の差を最大化するため、中間層32をGaN層(すなわち、y=0)とすることがより好ましい。ここで、本実施形態において、中間層32の厚さを120nm以上180nm以下とし、130nm以上170nm以下とすることがより好ましく、140nm以上160nm以下とすることがさらに好ましい。中間層32の厚さが180nmを超えると、縦方向の耐圧が悪化し、120nmより薄いと、結晶性や平坦性の向上効果が不十分となるためである。 The intermediate layer 32 is made of Al y Ga 1-y N (0 ≦ y <0.03). In order to maximize the difference between the Al composition ratio x of the second layer 31B of the superlattice layer 31 and the Al composition ratio, it is more preferable that the intermediate layer 32 be a GaN layer (that is, y = 0). Here, in the present embodiment, the thickness of the intermediate layer 32 is from 120 nm to 180 nm, more preferably from 130 nm to 170 nm, and even more preferably from 140 nm to 160 nm. If the thickness of the intermediate layer 32 exceeds 180 nm, the withstand voltage in the vertical direction deteriorates. If the thickness is less than 120 nm, the effect of improving crystallinity and flatness becomes insufficient.

なお、中間層32の厚さを大きくすることはバッファ層50全体の厚さが増すことにもなるため、一般的には縦方向の耐圧向上に寄与すると考えられる。しかしながら、本発明者らが鋭意検討した結果、中間層32の厚さが特定の大きさを超えると、バッファ層50内で中間層32からキャリアが供給されてしまい、縦方向の耐圧が悪化する原因となることが判明した。   It should be noted that increasing the thickness of the intermediate layer 32 also increases the thickness of the entire buffer layer 50, and is generally considered to contribute to an improvement in the withstand voltage in the vertical direction. However, as a result of intensive studies by the present inventors, when the thickness of the intermediate layer 32 exceeds a specific size, carriers are supplied from the intermediate layer 32 in the buffer layer 50, and the vertical breakdown voltage deteriorates. It turned out to be the cause.

ここで、超格子層31と中間層32との組み合わせ構造では、超格子層31の厚さを中間層32の厚さより大きくすることが重要である。超格子層31の厚さTSが中間層32の厚さTMより小さい場合、超格子層31による耐圧向上効果が低下して、縦方向の耐圧が悪化することが本発明者らにより実験的に確認された。なお、耐圧向上効果をより確実に得るためには、超格子層31の厚さTSは、中間層32の厚さTMよりも、10nm以上大きいことがより好ましい。 Here, in the combination structure of the superlattice layer 31 and the intermediate layer 32, it is important that the thickness of the superlattice layer 31 is larger than the thickness of the intermediate layer 32. When the thickness T S of the superlattice layer 31 is smaller than the thickness T M of the intermediate layer 32, the inventors have found that the effect of improving the withstand voltage by the superlattice layer 31 decreases and the withstand voltage in the vertical direction deteriorates. Was confirmed. In order to more reliably obtain the withstand voltage improving effect, it is more preferable that the thickness T S of the superlattice layer 31 is larger than the thickness T M of the intermediate layer 32 by 10 nm or more.

また、複合層30における、超格子層31と中間層32の組み合わせ数は、4〜5.5組であることが好ましく、複合層30の総厚さを、1380〜2700nmとすることが好ましい。さらに、耐圧性を向上させるために、複合層30における炭素濃度を1×1019atoms/cm3以上とすることが好ましい。なお、この濃度範囲である限りは、複合層30内で炭素濃度が一定である必要はない。例えば、超格子層31の炭素濃度が中間層32の炭素濃度より高くてもよいし、その反対でもよい。 Further, the number of combinations of the superlattice layer 31 and the intermediate layer 32 in the composite layer 30 is preferably 4 to 5.5, and the total thickness of the composite layer 30 is preferably 1380 to 2700 nm. Further, in order to improve the pressure resistance, the carbon concentration in the composite layer 30 is preferably set to 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more. Note that the carbon concentration does not need to be constant in the composite layer 30 as long as the concentration is within this range. For example, the carbon concentration of the superlattice layer 31 may be higher than the carbon concentration of the intermediate layer 32, or vice versa.

以上、本実施形態に従うIII族窒化物半導体デバイス用基板100は、所定の厚さの関係性を満足する超格子層31および中間層32を交互に繰り返し積層した複合層30をバッファ層50に設けたので、良好な平坦性および十分な耐圧性を兼ね備えるIII族窒化物半導体デバイス用基板を提供することができる。本実施形態に従うIII族窒化物半導体デバイス用基板100は、電子走行層の薄いHEMTなどの、機能積層体の厚みが小さく、横方向に電子走行方向を有するIII族窒化物半導体デバイスに供して特に好適である。   As described above, the substrate 100 for a group III nitride semiconductor device according to the present embodiment is provided with a composite layer 30 in which a superlattice layer 31 and an intermediate layer 32 satisfying a predetermined thickness relationship are alternately and repeatedly laminated on a buffer layer 50. Therefore, it is possible to provide a group III nitride semiconductor device substrate having both good flatness and sufficient pressure resistance. The substrate 100 for a III-nitride semiconductor device according to the present embodiment is particularly suitable for a III-nitride semiconductor device having a thin functional laminate, such as a HEMT having a thin electron transit layer, and having a lateral electron transit direction. It is suitable.

また、図2に示すように、本発明の別の実施形態に従うIII族窒化物半導体デバイス用基板200では、既述のSi単結晶基板10およびバッファ層50に加えて、バッファ層50上にIII族窒化物半導体からなる機能積層体70を有することが好ましい。ここで、III族窒化物半導体デバイス用基板200において、機能積層体70は、電子走行層71と、電子供給層72と、キャップ層73とをこの順に含む積層体とすることができ、電子走行層71の厚さは、10nm以上100nm以下とすることが好ましい。   Further, as shown in FIG. 2, in the group III nitride semiconductor device substrate 200 according to another embodiment of the present invention, in addition to the above-described Si single crystal substrate 10 and buffer layer 50, It is preferable to have the functional laminate 70 made of a group III nitride semiconductor. Here, in the group III nitride semiconductor device substrate 200, the functional laminate 70 can be a laminate including an electron transit layer 71, an electron supply layer 72, and a cap layer 73 in this order. The thickness of the layer 71 is preferably greater than or equal to 10 nm and less than or equal to 100 nm.

<機能積層体>
ここで、機能積層体70は、III族窒化物半導体デバイス用基板200をIII族窒化物半導体デバイスに供した際に、半導体デバイスとして機能する領域である。HEMTなど、横方向に電流が主に流すれる半導体デバイスでは、機能積層体70は、例えば、電子走行層71(チャネル層とも呼ばれる)と、電子供給層72と、キャップ層73とをこの順に含む積層体から構成される。
<Functional laminate>
Here, the functional laminate 70 is a region that functions as a semiconductor device when the substrate 200 for a group III nitride semiconductor device is used as a group III nitride semiconductor device. In a semiconductor device in which current mainly flows in the lateral direction such as a HEMT, the functional stacked body 70 includes, for example, an electron transit layer 71 (also called a channel layer), an electron supply layer 72, and a cap layer 73 in this order. It is composed of a laminate.

電子走行層71には、不純物が意図的には添加されていないアンドープのGaNを用いることが好ましい。なお、本明細書において、「不純物が意図的には添加されていない」状態、すなわち「アンドープである」とは、理想的には、不純物を全く含まない半導体であることが好ましいが、電気的にp型またはn型のいずれとしても機能しない半導体であればよく、キャリア密度が小さいもの(例えば5×1016/cm3未満のもの)はアンドープであり、製造工程中の不可避の不純物混入を排除するものではない。 The electron transit layer 71 is preferably made of undoped GaN to which no impurity is intentionally added. Note that in this specification, a state in which "impurities are not intentionally added", that is, "undoped" is ideally a semiconductor containing no impurities at all. Any semiconductor that does not function as either a p-type or an n-type may be used, and a semiconductor having a low carrier density (for example, a semiconductor having a carrier density of less than 5 × 10 16 / cm 3 ) is undoped. It is not excluded.

電子供給層72には、意図的には不純物が添加されていないアンドープの、またはn型不純物をドープしたn型のAlGaNを気相成長させた層とすることが好ましい。機能積層体70において、電子走行層71の、電子供給層72との界面近傍において、2次元電子ガス層(2DEG層)が生じる。また、キャップ層73は、III族窒化物半導体デバイスに電極を設ける際の、電極に対するオーミック抵抗を下げるための層であり、例えばGaNを用いることができる。   The electron supply layer 72 is preferably a layer formed by vapor-growing undoped or n-type AlGaN doped with an n-type impurity to which no impurity is intentionally added. In the functional laminate 70, a two-dimensional electron gas layer (2DEG layer) is generated near the interface between the electron transit layer 71 and the electron supply layer 72. Further, the cap layer 73 is a layer for reducing ohmic resistance to the electrode when the electrode is provided in the group III nitride semiconductor device, and for example, GaN can be used.

本発明に従うIII族窒化物半導体デバイス用基板200は、ノーマリーオフ型のHEMTに供して特に好適であり、電子走行層71の厚さを10〜100nmとする場合において顕著に効果が得られる。これは、電子走行層71の厚さが100nm以下の場合、電子走行層71の厚さ自身による平坦性の向上効果が乏しくなるため、電子走行層71を形成するための下地となるバッファ層50による平坦性改善効果が必要となるためである。なお、電子走行層としての機能を確実に得るため、電子走行層71の厚さを10nm以上とする。機能積層体70において、電子走行層71以外の各層の厚さは、目的に応じて適宜設定することができる。   The group III nitride semiconductor device substrate 200 according to the present invention is particularly suitable for use in a normally-off type HEMT, and a remarkable effect can be obtained when the thickness of the electron transit layer 71 is 10 to 100 nm. This is because, when the thickness of the electron transit layer 71 is 100 nm or less, the effect of improving the flatness due to the thickness of the electron transit layer 71 itself is poor, so that the buffer layer 50 serving as a base for forming the electron transit layer 71 is formed. This is because a flatness improving effect due to the above is required. In order to reliably obtain the function as the electron transit layer, the thickness of the electron transit layer 71 is set to 10 nm or more. In the functional laminate 70, the thickness of each layer other than the electron transit layer 71 can be appropriately set according to the purpose.

<炭素濃度傾斜層>
また、図2に示すように、III族窒化物半導体デバイス用基板200は、バッファ層50と機能積層体70との間に、炭素濃度を傾斜させた炭素濃度傾斜層60を有することも好ましい。炭素濃度傾斜層60は、AlGaNからなり、炭素濃度を成長方向に傾斜させた層とすることができる。ここで、炭素濃度を成長方向に傾斜させるとは、炭素濃度を連続的に変化させても断続的(階段状)に変化させても、いずれでもよいが、バッファ層50側の炭素濃度を最も高くし、機能積層体70側に向けて炭素濃度を順次低下するように傾斜させることが好ましい。図2に示すように、バッファ層50から順に、高炭素濃度層61、中炭素濃度層62、低炭素濃度層63を有する炭素濃度傾斜層60を、このような炭素濃度傾斜層として例示できる。各層内での炭素濃度は連続的に変化しても、一定でもいずれでもよい。なお、図2に示す炭素濃度傾斜層60の3層構造の炭素濃度傾斜は単なる一例に過ぎず、2層構造で炭素濃度を階段状に傾斜させてもよいし、4層以上の構造で炭素濃度を階段状に傾斜させてもよいことは勿論である。
<Carbon concentration gradient layer>
In addition, as shown in FIG. 2, it is preferable that the group III nitride semiconductor device substrate 200 has a carbon concentration gradient layer 60 having a carbon concentration gradient between the buffer layer 50 and the functional laminate 70. The carbon concentration gradient layer 60 is made of AlGaN, and can be a layer in which the carbon concentration is inclined in the growth direction. Here, the expression “incline the carbon concentration in the growth direction” means that the carbon concentration may be changed continuously or intermittently (stepwise). It is preferable to make the height higher and to incline so that the carbon concentration gradually decreases toward the functional laminate 70 side. As shown in FIG. 2, a carbon concentration gradient layer 60 having a high carbon concentration layer 61, a medium carbon concentration layer 62, and a low carbon concentration layer 63 in this order from the buffer layer 50 can be exemplified as such a carbon concentration gradient layer. The carbon concentration in each layer may be continuously changed, may be constant, or may be any. It should be noted that the carbon concentration gradient of the three-layer structure of the carbon concentration gradient layer 60 shown in FIG. 2 is merely an example, and that the carbon concentration may be inclined stepwise in a two-layer structure, or may be reduced in four or more layers. Needless to say, the concentration may be inclined stepwise.

上述のように炭素濃度が傾斜した構造を有する炭素濃度傾斜層60は、機能積層体70からSi単結晶基板10への縦方向の電流の流れを阻止して、III族窒化物半導体デバイス用基板200の縦方向耐圧性を向上させると共に、機能積層体70の結晶性を向上させることができる。なお、炭素濃度を変化させる方法としては、後述するが、AlN、GaN、またはAlGaNからなるIII族窒化物半導体層を形成する条件の一つである温度、圧力、原料ガス流量等を変化させればよい。   As described above, the carbon concentration gradient layer 60 having a structure in which the carbon concentration is inclined blocks the flow of current in the vertical direction from the functional stacked body 70 to the Si single crystal substrate 10, and the group III nitride semiconductor device substrate In addition to improving the vertical pressure resistance of the functional laminate 200, the crystallinity of the functional laminate 70 can be improved. As a method of changing the carbon concentration, which will be described later, the temperature, pressure, source gas flow rate, and the like, which are one of the conditions for forming a group III nitride semiconductor layer made of AlN, GaN, or AlGaN, can be changed. Just fine.

ここで、炭素濃度傾斜層60をAlzGa1-zNから構成する場合、Al組成比zを、0.06以上0.12以下とすることが好ましい。Al組成比zが0.12より大きいとIII族窒化物半導体デバイス用基板200の反りが大きくなり、Al組成比zが0.06より小さいと垂直方向への耐圧性が低下するためである。なお、炭素濃度傾斜層60を複数層構造とする場合、Al組成比zが上記範囲であれば、各層のAl組成比は異なっていてもよいが、同一とすることがより好ましい。各層のAl組成比を同一とすることで、組成差を起因とする二次元電子ガスの発生を抑制し、リーク電流を低減することができる。 Here, when the carbon concentration gradient layer 60 is made of Al z Ga 1 -zN, it is preferable that the Al composition ratio z be 0.06 or more and 0.12 or less. This is because if the Al composition ratio z is larger than 0.12, the warp of the group III nitride semiconductor device substrate 200 increases, and if the Al composition ratio z is smaller than 0.06, the pressure resistance in the vertical direction decreases. When the carbon concentration gradient layer 60 has a multi-layer structure, the Al composition ratio of each layer may be different as long as the Al composition ratio z is within the above range, but it is more preferable that the Al composition ratio is the same. By making the Al composition ratio of each layer the same, generation of a two-dimensional electron gas due to a composition difference can be suppressed, and leakage current can be reduced.

また、炭素濃度傾斜層60の厚さを、合計で800nm以上2000nm以下とすることが好ましい。炭素濃度傾斜層60が高炭素濃度層61、中炭素濃度層62および低炭素濃度層63を有する場合、各層の厚さは上記合計厚さを満足すれば特に制限されない。そして、炭素濃度傾斜層60のSi単結晶基板10側の炭素濃度は、1×1018atoms/cm3以上であることが好ましく、炭素濃度傾斜層の機能積層体70側の炭素濃度は、5×1016atoms/cm3以下であることが好ましい。 Further, it is preferable that the thickness of the carbon concentration gradient layer 60 be 800 nm or more and 2000 nm or less in total. When the carbon concentration gradient layer 60 includes the high carbon concentration layer 61, the medium carbon concentration layer 62, and the low carbon concentration layer 63, the thickness of each layer is not particularly limited as long as the total thickness is satisfied. The carbon concentration of the carbon concentration gradient layer 60 on the side of the Si single crystal substrate 10 is preferably 1 × 10 18 atoms / cm 3 or more. It is preferably at most 10 16 atoms / cm 3 .

(III族窒化物半導体デバイス用基板の製造方法)
次に、本発明に従うIII族窒化物半導体デバイス用基板200の製造方法は、Si単結晶基板10上に初期バッファ層20を形成する工程と、初期バッファ層20上に、超格子層31および中間層32を交互に繰り返し積層した複合層30を形成する複合層形成工程と、複合層30上に、III族窒化物半導体からなる機能積層体70を形成する機能積層体形成工程と、を含む。ここで、超格子層31は、AlNよりなる第1層31AとAlxGa1-xN(0.05<x<0.20)よりなる第2層31Bとを交互に繰り返し積層した積層体からなり、中間層32は、AlyGa1-yN(0≦y<0.03)からなる。そして、前記複合層形成工程において、超格子層31を中間層32よりも厚く形成し、且つ、中間層32を厚さ120nm以上180nm以下とする。既述の実施形態と重複する説明については省略する。
(Method of Manufacturing Substrate for Group III Nitride Semiconductor Device)
Next, the method for manufacturing the group III nitride semiconductor device substrate 200 according to the present invention includes a step of forming the initial buffer layer 20 on the Si single crystal substrate 10 and a step of forming the super lattice layer 31 and the intermediate layer on the initial buffer layer 20. The method includes a composite layer forming step of forming a composite layer 30 in which the layers 32 are alternately and repeatedly laminated, and a functional laminate forming step of forming a functional laminated body 70 made of a group III nitride semiconductor on the composite layer 30. Here, the superlattice layer 31 is a stacked body in which a first layer 31A made of AlN and a second layer 31B made of Al x Ga 1 -xN (0.05 <x <0.20) are alternately and repeatedly stacked. , And the intermediate layer 32 is made of Al y Ga 1-y N (0 ≦ y <0.03). Then, in the composite layer forming step, the superlattice layer 31 is formed thicker than the intermediate layer 32, and the intermediate layer 32 has a thickness of 120 nm or more and 180 nm or less. A description overlapping with the above-described embodiment will be omitted.

III族窒化物半導体からなる各層は、気相エピタキシャル成長により形成することができる。例えば、有機金属気相成長(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法を用いることができる。他にも、分子線エピタキシ(MBE:Molecular Beam Epitaxy)法、スパッタ法などの公知の薄膜成長方法により形成することもできる。MOCVD法を用いる場合、各層のAl源としては、トリメチルアルミニウム(TMA)を用いることができ、Ga源としてトリメチルガリウム(TMG)を用いることができ、Al組成比に応じてIII族窒化物半導体層を形成すればよい。なお、N源としては、アンモニア(NH3)ガスを用いることができる。キャリアガスとしては水素ガスを用いることが一般的である。 Each layer made of a group III nitride semiconductor can be formed by vapor phase epitaxial growth. For example, a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method can be used. In addition, it can be formed by a known thin film growth method such as a molecular beam epitaxy (MBE) method or a sputtering method. When using the MOCVD method, trimethylaluminum (TMA) can be used as an Al source for each layer, trimethylgallium (TMG) can be used as a Ga source, and a group III nitride semiconductor layer can be used according to the Al composition ratio. May be formed. Note that an ammonia (NH 3 ) gas can be used as the N source. Generally, hydrogen gas is used as a carrier gas.

また、NH3ガスなどのV族元素ガスと、TMAガスなどのIII族元素ガスの成長ガス流量を元に計算されるIII族元素に対するV族元素のモル比(以降、V/III比と記載する)についても一般的な範囲とすることができる。なお、成長温度および成長圧力に応じて最適なV/III比が存在するため、成長ガス流量を適宜設定することが好ましい。 Also, the molar ratio of the group V element to the group III element calculated based on the growth gas flow rate of the group V element gas such as NH 3 gas and the group III element gas such as TMA gas (hereinafter referred to as V / III ratio) ) Can be in a general range. Since an optimum V / III ratio exists depending on the growth temperature and the growth pressure, it is preferable to appropriately set the growth gas flow rate.

本実施形態に従う製造方法は、複合層形成工程と、機能積層体形成工程との間に、炭素濃度を傾斜させた炭素濃度傾斜層60を形成する炭素濃度傾斜層形成工程を含むことも好ましい。また、複合層30および炭素濃度傾斜層60のいずれか一方または両方にC(炭素)を添加する場合、CVD法を用いて成長する場合には、以下に示すいくつかの方法が上げられる。   The manufacturing method according to the present embodiment also preferably includes a carbon concentration gradient layer forming step of forming a carbon concentration gradient layer 60 having a carbon concentration gradient between the composite layer forming step and the functional laminate forming step. In addition, when C (carbon) is added to one or both of the composite layer 30 and the carbon concentration gradient layer 60, and when the growth is performed using the CVD method, the following several methods can be used.

第1の方法:Cを含む原料ガスを、III族窒化物成長中に別途添加する。メタン・エタン・エチレン・アセチレン・ベンゼン・シクロペンタン等が例示される。
第2の方法:有機金属中のメチル基・エチル基等を、成長III族窒化物成長条件によりエピタキシャル成長層に混入させる。有機金属の分解を抑えるように、成長温度・成長圧力・成長速度・成長時のアンモニア流量・水素流量・窒素流量等を適宜設定することにより、エピタキシャル成長層に添加されるC濃度を調整することが可能である。
なお、本明細書において、複合層30と炭素濃度傾斜層60の各層におけるC濃度は、SIMSにより、各層の厚さの中央(例えば深さ方向に厚さの1/2を除去した箇所)の測定値を用いることとする。
First method: A source gas containing C is separately added during the growth of the group III nitride. Examples include methane / ethane / ethylene / acetylene / benzene / cyclopentane.
Second method: A methyl group, an ethyl group, and the like in the organic metal are mixed into the epitaxial growth layer under the growth group III nitride growth conditions. The concentration of C added to the epitaxial growth layer can be adjusted by appropriately setting the growth temperature, growth pressure, growth rate, ammonia flow rate during growth, hydrogen flow rate, nitrogen flow rate, etc. so as to suppress decomposition of the organic metal. It is possible.
In this specification, the C concentration in each of the composite layer 30 and the carbon concentration gradient layer 60 is determined by SIMS at the center of the thickness of each layer (for example, a point where 1 / of the thickness is removed in the depth direction). The measured values will be used.

以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

(実施例1)
Si単結晶基板(直径6インチ、厚さ625μm、ドーパント:ボロン(B)、比抵抗0.006Ω・cm、面方位(111))を用意し、MOCVD装置内にて、水素および窒素の混合雰囲気下で1050℃まで加熱後、アンモニアガスおよびTMA(トリメチルアルミニウム)ガスを流し、流量をV/III比が4700となるように設定して、炉内圧力60Torr(8KPa)にて、Si単結晶基板上に中心膜厚200nmのAlNからなる第1初期バッファ層を形成した。続いて第1初期バッファ層上に、アンモニアガスとTMAガスおよびTMG(トリメチルガリウム)ガスの流量比を変えることにより、Al0.23Ga0.77Nからなる中心膜厚300nmのアンドープの第2初期バッファ層を形成し、初期バッファ層とした。
(Example 1)
A silicon single crystal substrate (diameter 6 inches, thickness 625 μm, dopant: boron (B), specific resistance 0.006 Ω · cm, plane orientation (111)) is prepared, and a mixed atmosphere of hydrogen and nitrogen is set in a MOCVD apparatus. After heating to 1050 ° C. under the above conditions, an ammonia gas and a TMA (trimethylaluminum) gas are flowed, the flow rate is set so that the V / III ratio becomes 4700, and the Si single crystal substrate is heated at a furnace pressure of 60 Torr (8 KPa). A first initial buffer layer made of AlN having a center thickness of 200 nm was formed thereon. Subsequently, an undoped second initial buffer layer having a center thickness of 300 nm and made of Al 0.23 Ga 0.77 N is formed on the first initial buffer layer by changing the flow ratio of ammonia gas, TMA gas, and TMG (trimethylgallium) gas. It was formed and used as an initial buffer layer.

続いて、MOCVD法を用いて初期バッファ層上に、超格子層および中間層の繰り返し構造からなる複合層を以下のように形成した。超格子層は、Al0.09Ga0.91Nからなる第1層(24nm)と、AlNからなる第2層(6nm)とを1ペアとして、これを繰り返し積層し、計8ペア形成して1つの超格子層とした。第1層がSi単結晶基板側の層であり、超格子層の合計の厚さは240nmである。この超格子層の上にGaNからなる中間層(厚さ150nm)を形成した。超格子層と中間層の組み合わせを1組として繰り返し積層し、計5.5組形成(超格子層で始まり、超格子層で終わる)し、複合層(厚さの合計2190nm)とした。ここで、SIMS分析の結果、複合層における炭素濃度は1×1019〜7×1019atoms/cm3の範囲内であり、複合層の中では超格子層において炭素濃度が高く、中間層において炭素濃度が低いことが確認された。 Subsequently, a composite layer having a repeating structure of a superlattice layer and an intermediate layer was formed on the initial buffer layer using the MOCVD method as follows. The superlattice layer is composed of a pair of a first layer (24 nm) made of Al 0.09 Ga 0.91 N and a second layer (6 nm) made of AlN. It was a lattice layer. The first layer is a layer on the Si single crystal substrate side, and the total thickness of the superlattice layer is 240 nm. An intermediate layer (150 nm thick) made of GaN was formed on the superlattice layer. The combination of the superlattice layer and the intermediate layer was repeatedly set as one set, and a total of 5.5 sets (starting at the superlattice layer and ending at the superlattice layer) were formed to form a composite layer (2190 nm in total thickness). Here, as a result of SIMS analysis, the carbon concentration in the composite layer is in the range of 1 × 10 19 to 7 × 10 19 atoms / cm 3 , the carbon concentration in the superlattice layer is high in the composite layer, and the carbon concentration in the intermediate layer is It was confirmed that the carbon concentration was low.

続いて、MOCVD法により、複合層上にAl0.08Ga0.92Nからなる炭素濃度傾斜層を形成した。成長温度が低いほど炭素濃度が高くなることと、成長圧力が低いほど炭素濃度が高くなることとを利用して、炭素濃度傾斜層を形成する際の成長温度を1050〜1100℃の範囲で、成長圧力を10〜30kPaの範囲で段階に変化させながら、厚さの合計1100nmの炭素濃度傾斜層を形成した。すなわち、Si単結晶基板の側から順に、厚さ300nmの高炭素濃度層(厚さ方向の中央における炭素濃度:4×1018atoms/cm3、炭素濃度5×1018〜3×1018atoms/cm3で連続的に減少)、厚さ600nmの中炭素濃度層(厚さ方向の中央における炭素濃度:7.5×1018atoms/cm3、炭素濃度1×1017〜5×1016atoms/cm3で連続的に減少)、厚さ200nmの低炭素濃度層(厚さ方向の中央における炭素濃度:3×1018atoms/cm3、炭素濃度5×1016〜1×1016atoms/cm3で連続的に減少)を連続成長させた。 Subsequently, a carbon concentration gradient layer made of Al 0.08 Ga 0.92 N was formed on the composite layer by MOCVD. By utilizing the fact that the carbon concentration increases as the growth temperature decreases and that the carbon concentration increases as the growth pressure decreases, the growth temperature when forming the carbon concentration gradient layer is in the range of 1050 to 1100 ° C. While changing the growth pressure stepwise within the range of 10 to 30 kPa, a carbon concentration gradient layer having a total thickness of 1100 nm was formed. That is, in order from the side of the Si single crystal substrate, a high carbon concentration layer having a thickness of 300 nm (carbon concentration at the center in the thickness direction: 4 × 10 18 atoms / cm 3 , carbon concentration 5 × 10 18 to 3 × 10 18 atoms) / Cm 3 ), a medium carbon concentration layer having a thickness of 600 nm (carbon concentration at the center in the thickness direction: 7.5 × 10 18 atoms / cm 3 , carbon concentration 1 × 10 17 to 5 × 10 16) atoms / cm 3 continuously decreases in), the carbon concentration in the low carbon concentration layer (the thickness direction center of the thickness of 200nm: 3 × 10 18 atoms / cm 3, a carbon concentration 5 × 10 16 ~1 × 10 16 atoms / Cm 3 ).

続いて、MOCVD法により、炭素濃度傾斜層上に電子走行層、電子供給層およびキャップ層を順次形成して機能積層体とした。すなわち、厚さ40nmアンドープのGaNからなる層を形成して電子走行層とし、厚さ17nm、アンドープのAl0.22Ga0.78Nからなる層を形成して電子供給層とし、最後に厚さ3nmのGaNからなる層を形成してキャップ層とした。 Subsequently, an electron transit layer, an electron supply layer, and a cap layer were sequentially formed on the gradient carbon concentration layer by MOCVD to obtain a functional laminate. That is, a layer made of undoped GaN having a thickness of 40 nm is formed as an electron transit layer, a layer made of undoped Al 0.22 Ga 0.78 N having a thickness of 17 nm is formed as an electron supply layer, and finally a GaN layer having a thickness of 3 nm is formed. Was formed as a cap layer.

以上のようにして、実施例1に係るIII族窒化物半導体デバイス用基板を作製した。各層の構成を表1にまとめた。   As described above, the substrate for a group III nitride semiconductor device according to Example 1 was manufactured. Table 1 summarizes the constitution of each layer.

なお、実施例1に係るIII族窒化物半導体デバイス用基板の、各層の厚さについては、SEMまたはTEMを用いて断面により厚さを測定している。また、各層のAl組成については、厚膜形成時のPL測定によって得た情報をもとに調整しており、SEM−EDSまたはTEM−EDSを用いて作製後の各層のAl組成を確認した。実施例1のTEM断面写真を図3に示す。図3中、左側がSi単結晶基板であり、右側が機能積層体側である。なお、複合層および炭素濃度傾斜層における炭素濃度については、SIMSを用いて測定したものである。   The thickness of each layer of the substrate for a III-nitride semiconductor device according to Example 1 was measured by a cross section using an SEM or a TEM. Further, the Al composition of each layer was adjusted based on information obtained by PL measurement at the time of forming a thick film, and the Al composition of each layer after production was confirmed using SEM-EDS or TEM-EDS. FIG. 3 shows a TEM cross-sectional photograph of Example 1. In FIG. 3, the left side is the Si single crystal substrate, and the right side is the functional laminate side. The carbon concentration in the composite layer and the carbon concentration gradient layer was measured using SIMS.

(実施例2)
中間層の厚さを150nmから130nmに変えた以外は、実施例1と同様にして実施例2に係るIII族窒化物半導体デバイス用基板を形成した。
(Example 2)
A substrate for a III-nitride semiconductor device according to Example 2 was formed in the same manner as in Example 1, except that the thickness of the intermediate layer was changed from 150 nm to 130 nm.

(実施例3)
中間層の厚さを150nmから170nmに変え、超格子層のペア数を8ペア(計240nm)から11ペア(計330nm)に変えた以外は、実施例1と同様にして実施例3にかかるIII族窒化物半導体デバイス用基板を形成した。
(Example 3)
Example 3 Example 3 is performed in the same manner as Example 1 except that the thickness of the intermediate layer is changed from 150 nm to 170 nm, and the number of pairs of the superlattice layer is changed from 8 pairs (total 240 nm) to 11 pairs (total 330 nm). A substrate for a group III nitride semiconductor device was formed.

(比較例1)
中間層の厚さを150nmから200nmに変えた以外は、実施例1と同様にして比較例1にかかるIII族窒化物半導体デバイス用基板を形成した。
(Comparative Example 1)
A substrate for a group III nitride semiconductor device according to Comparative Example 1 was formed in the same manner as in Example 1, except that the thickness of the intermediate layer was changed from 150 nm to 200 nm.

(比較例2)
超格子層のペア数を8ペア(計240nm)から5ペア(計150nm)に変えた以外は、実施例1と同様にして比較例1にかかるIII族窒化物半導体デバイス用基板を形成した。
(Comparative Example 2)
A group III nitride semiconductor device substrate according to Comparative Example 1 was formed in the same manner as in Example 1 except that the number of pairs of the superlattice layer was changed from 8 pairs (total 240 nm) to 5 pairs (total 150 nm).

<結晶性の評価>
実施例1〜3および比較例1,2に係るIII族窒化物半導体デバイス用基板(キャップ層形成後であり、以下同様)のそれぞれに対して、XRD回折装置(Bulker社製)を用いて、基板の中心部の{002}方位と{102}方位のX線回折ピークを取得し、FWHM(半値幅)の値を測定した。結果を表2に示す。
<Evaluation of crystallinity>
Using a XRD diffractometer (manufactured by Bulker) for each of the group III nitride semiconductor device substrates according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 (after forming the cap layer, the same applies hereinafter), X-ray diffraction peaks of the {002} direction and the {102} direction at the center of the substrate were obtained, and the value of FWHM (half width) was measured. Table 2 shows the results.

<SORIの評価>
実施例1〜3および比較例1,2に係るIII族窒化物半導体デバイス用基板のそれぞれに対して、斜入射干渉式フラットネステスター(ニデック社製)を用いて反り量(SORI:SEMI M1−0302規格に準拠)を測定した。結果を表2に示す。
<Evaluation of SORI>
The warpage amount (SORI: SEMI M1-) of each of the III-nitride semiconductor device substrates according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 was measured using a grazing incidence interference type flatness tester (manufactured by NIDEK). 0302 standard). Table 2 shows the results.

<表面平坦性の評価>
実施例1〜3および比較例1,2に係るIII族窒化物半導体デバイス用基板のそれぞれのキャップ層表面に対して、光学顕微鏡(オリンパス社製)を用いてOM暗視野像(Optical Microscope Dark field)を観察した。代表例として、実施例1および比較例1の測定結果を図4(A),(B)にそれぞれ示す。併せて、AFM装置(Veeco社製)を用いて表面の平坦性を評価した。代表例として、実施例1および比較例1の測定結果を図5(A),(B)にそれぞれ示す。実施例1〜3、比較例1,2のそれぞれの表面平坦性を、以下の評価基準により分類した。結果を表2に示す。
○:OM暗視野像およびAFM像のいずれからも、直径1μm以上の凸部は観察されない。
×:OM暗視野像およびAFM像のいずれからも、直径1μm以上の凸部が観察される。
<Evaluation of surface flatness>
An OM dark field image (Optical Microscope Dark field) was applied to each cap layer surface of the group III nitride semiconductor device substrates according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 using an optical microscope (Olympus). ) Was observed. As a representative example, the measurement results of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIGS. 4A and 4B, respectively. In addition, the flatness of the surface was evaluated using an AFM device (manufactured by Veeco). As a representative example, the measurement results of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIGS. 5A and 5B, respectively. The surface flatness of each of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 was classified according to the following evaluation criteria. Table 2 shows the results.
:: No protrusion having a diameter of 1 μm or more is observed from any of the OM dark field image and the AFM image.
×: A convex portion having a diameter of 1 μm or more is observed from both the OM dark field image and the AFM image.

<耐圧性の評価>
実施例1〜3および比較例1,2に係るIII族窒化物半導体デバイス用基板のそれぞれのキャップ層上に、Ti/Alを蒸着させ、10μmの間隔を空けた電極を形成し、簡易的なHEMTデバイスを形成した。半導体パラメーターアラナイザーを用いて縦方向の電流電圧特性を測定した。代表例として、実施例1および比較例1の評価結果を図6(A),(B)にそれぞれ示す。実施例1〜3、比較例1,2のそれぞれの耐圧性を、以下の評価基準により分類した。結果を表2に示す。
○:縦方向に電圧を印加した場合に、印加電圧600Vにおいて縦方向の電流密度が1×10-4A/cm2以下である。
×:縦方向に電圧を印加した場合に、印加電圧600Vにおいて縦方向の電流密度が1×10-4A/cm2を超える。
<Evaluation of pressure resistance>
On each of the cap layers of the group III nitride semiconductor device substrates according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, Ti / Al was vapor-deposited to form electrodes spaced apart by 10 μm, thereby simplifying the process. A HEMT device was formed. The current-voltage characteristics in the vertical direction were measured using a semiconductor parameter alanizer. As representative examples, the evaluation results of Example 1 and Comparative Example 1 are shown in FIGS. 6A and 6B, respectively. The pressure resistance of each of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 was classified according to the following evaluation criteria. Table 2 shows the results.
:: When a voltage is applied in the vertical direction, the current density in the vertical direction is 1 × 10 −4 A / cm 2 or less at an applied voltage of 600 V.
×: When a voltage is applied in the vertical direction, the current density in the vertical direction exceeds 1 × 10 −4 A / cm 2 at an applied voltage of 600 V.

以上の結果から、厚さ120〜180nmの中間層と、該中間層よりも厚い超格子層とを繰り返し積層した複合層を有する実施例1〜3に係るIII族窒化物半導体デバイス用基板は、良好な平坦性および十分な耐圧性を兼ね備えることが分かった。一方、中間層の厚さが200nmを超える比較例1では、表面平坦性および耐圧性のいずれも不十分であり、中間層の厚さが超格子層の厚さと等しい比較例2では、耐圧性が不十分であった。   From the above results, the group III nitride semiconductor device substrates according to Examples 1 to 3 having a composite layer in which an intermediate layer having a thickness of 120 to 180 nm and a superlattice layer thicker than the intermediate layer are repeatedly laminated, It turned out that it has good flatness and sufficient pressure resistance. On the other hand, in Comparative Example 1 where the thickness of the intermediate layer exceeds 200 nm, both the surface flatness and the pressure resistance are insufficient, and in Comparative Example 2 where the thickness of the intermediate layer is equal to the thickness of the superlattice layer, the pressure resistance is low. Was inadequate.

本発明のIII族窒化物半導体デバイス用基板は、HEMTやMESFET、SBDなどのIII族窒化物半導体電子デバイスに供して好適である。   The group III nitride semiconductor device substrate of the present invention is suitable for use in group III nitride semiconductor electronic devices such as HEMT, MESFET, and SBD.

10 Si単結晶基板
20 初期バッファ層
30 複合層
30 n型半導体層
31 超格子層
31A 第1層
31B 第2層
32 中間層
50 バッファ
60 炭素濃度傾斜層
70 機能積層体
71 電子走行層
72 電子供給層
73 キャップ層
100,200 III族窒化物半導体素子
Reference Signs List 10 Si single crystal substrate 20 Initial buffer layer 30 Composite layer 30 n-type semiconductor layer 31 Superlattice layer 31A First layer 31B Second layer 32 Intermediate layer 50 Buffer 60 Carbon concentration gradient layer 70 Functional laminate 71 Electron transit layer 72 Electron supply Layer 73 Cap layer 100, 200 Group III nitride semiconductor device

Claims (5)

Si単結晶基板と、該Si単結晶基板上のバッファ層と、を有するIII族窒化物半導体デバイス用基板において、
前記バッファ層は、前記Si単結晶基板上の初期バッファ層と、該初期バッファ層上の、超格子層および中間層を交互に繰り返し積層した複合層とを有し、
前記複合層は、炭素濃度が1×10 19 atoms/cm 3 以上であり、
前記超格子層は、AlNよりなる第1層と、AlxGa1-xN(0.05<x<0.20)よりなる第2層とを交互に繰り返し積層した積層体からなり、前記超格子層の厚さは前記中間層の厚さよりも大きく、
前記中間層は、AlyGa1-yN(0≦y<0.03)からなり、厚さ130nm以上170nm以下であることを特徴とする、III族窒化物半導体デバイス用基板。
In a substrate for a III-nitride semiconductor device having a Si single crystal substrate and a buffer layer on the Si single crystal substrate,
The buffer layer has an initial buffer layer on the Si single crystal substrate, and a composite layer on the initial buffer layer, in which a superlattice layer and an intermediate layer are alternately and repeatedly stacked,
The composite layer has a carbon concentration of 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more,
The superlattice layer is formed of a laminate in which a first layer made of AlN and a second layer made of Al x Ga 1 -xN (0.05 <x <0.20) are alternately and repeatedly laminated. The thickness of the superlattice layer is greater than the thickness of the intermediate layer,
The group III nitride semiconductor device substrate, wherein the intermediate layer is made of Al y Ga 1-y N (0 ≦ y <0.03) and has a thickness of 130 nm or more and 170 nm or less.
前記中間層がGaNからなる、請求項1に記載のIII族窒化物半導体デバイス用基板。   The substrate for a group III nitride semiconductor device according to claim 1, wherein the intermediate layer is made of GaN. 前記バッファ層上にIII族窒化物半導体からなる機能積層体を有し、
前記機能積層体は、電子走行層と、電子供給層と、キャップ層とをこの順に含む積層体であり、前記電子走行層の厚さが10nm以上100nm以下である、請求項1または2に記載のIII族窒化物半導体デバイス用基板。
Having a functional laminate made of a group III nitride semiconductor on the buffer layer,
The said functional laminated body is a laminated body containing an electron transit layer, an electron supply layer, and a cap layer in this order, The thickness of the said electron transit layer is 10 nm or more and 100 nm or less, The Claims 1 or 2 characterized by the above-mentioned. III-nitride semiconductor device substrate.
前記バッファ層と前記機能積層体との間に、炭素濃度を傾斜させた炭素濃度傾斜層を有する、請求項3に記載のIII族窒化物半導体デバイス用基板。   The group III nitride semiconductor device substrate according to claim 3, further comprising a carbon concentration gradient layer having a carbon concentration gradient between the buffer layer and the functional laminate. Si単結晶基板上に初期バッファ層を形成する工程と、
前記初期バッファ層上に、超格子層および中間層を交互に繰り返し積層した複合層を形成する複合層形成工程と、
前記複合層上に、III族窒化物半導体からなる機能積層体を形成する機能積層体形成工程と、を含み、
前記超格子層は、AlNよりなる第1層とAlxGa1-xN(0.05<x<0.20)よりなる第2層とを交互に繰り返し積層した積層体からなり、
前記複合層は、炭素濃度が1×10 19 atoms/cm 3 以上であり、
前記中間層は、AlyGa1-yN(0≦y<0.03)からなり、
前記複合層形成工程において、前記超格子層を前記中間層よりも厚く形成し、且つ、前記中間層を厚さ130nm以上170nm以下とすることを特徴とする、III族窒化物半導体デバイス用基板の製造方法。
Forming an initial buffer layer on the Si single crystal substrate;
A composite layer forming step of forming a composite layer in which a super lattice layer and an intermediate layer are alternately and repeatedly laminated on the initial buffer layer,
A functional laminate forming step of forming a functional laminate made of a group III nitride semiconductor on the composite layer,
The superlattice layer comprises a laminate in which a first layer made of AlN and a second layer made of Al x Ga 1-x N (0.05 <x <0.20) are alternately and repeatedly laminated,
The composite layer has a carbon concentration of 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more,
The intermediate layer is made of Al y Ga 1-y N (0 ≦ y <0.03),
In the composite layer forming step, the superlattice layer is formed to be thicker than the intermediate layer, and the intermediate layer has a thickness of 130 nm or more and 170 nm or less, for a group III nitride semiconductor device. Substrate manufacturing method.
JP2015223793A 2015-11-16 2015-11-16 Substrate for group III nitride semiconductor device and method of manufacturing the same Active JP6654409B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015223793A JP6654409B2 (en) 2015-11-16 2015-11-16 Substrate for group III nitride semiconductor device and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015223793A JP6654409B2 (en) 2015-11-16 2015-11-16 Substrate for group III nitride semiconductor device and method of manufacturing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017092369A JP2017092369A (en) 2017-05-25
JP6654409B2 true JP6654409B2 (en) 2020-02-26

Family

ID=58771749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015223793A Active JP6654409B2 (en) 2015-11-16 2015-11-16 Substrate for group III nitride semiconductor device and method of manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6654409B2 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7030428B2 (en) * 2001-12-03 2006-04-18 Cree, Inc. Strain balanced nitride heterojunction transistors
JP2005086102A (en) * 2003-09-10 2005-03-31 Univ Nagoya Field effect transistor and method of manufacturing field effect transistor
JP5064824B2 (en) * 2006-02-20 2012-10-31 古河電気工業株式会社 Semiconductor element
CN102870196A (en) * 2010-06-08 2013-01-09 日本碍子株式会社 Epitaxial substrate and method for producing epitaxial substrate
JP6126906B2 (en) * 2013-05-14 2017-05-10 シャープ株式会社 Nitride semiconductor epitaxial wafer
JP2015070091A (en) * 2013-09-27 2015-04-13 Dowaエレクトロニクス株式会社 Group iii nitride semiconductor substrate

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017092369A (en) 2017-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8928000B2 (en) Nitride semiconductor wafer including different lattice constants
US8410552B2 (en) Epitaxial substrate for semiconductor device, semiconductor device, and method of manufacturing epitaxial substrate for semiconductor device
JP5787417B2 (en) Nitride semiconductor substrate
US7982241B2 (en) Epitaxial substrate, semiconductor device substrate, and HEMT device
US8378386B2 (en) Epitaxial substrate for semiconductor device, semiconductor device, and method of manufacturing epitaxial substrate for semiconductor device
JP2011166067A (en) Nitride semiconductor device
JPWO2011055774A1 (en) Epitaxial substrate for semiconductor element, semiconductor element, and manufacturing method of epitaxial substrate for semiconductor element
JP6731584B2 (en) Nitride semiconductor device and nitride semiconductor substrate
JP5788296B2 (en) Nitride semiconductor substrate and manufacturing method thereof
JP2016167517A (en) Compound semiconductor substrate
JP2007095858A (en) Substrate for compound semiconductor device, and compound semiconductor device using it
US8633514B2 (en) Group III nitride semiconductor wafer and group III nitride semiconductor device
US10332975B2 (en) Epitaxial substrate for semiconductor device and method for manufacturing same
US8598626B2 (en) Epitaxial substrate for semiconductor device, schottky junction structure, and leakage current suppression method for schottky junction structure
CN109964306B (en) Method for manufacturing compound semiconductor substrate and compound semiconductor substrate
JP5824814B2 (en) Semiconductor wafer, semiconductor element, and manufacturing method thereof
JP2004289005A (en) Epitaxial substrate, semiconductor device, and high electron mobility transistor
JP6654409B2 (en) Substrate for group III nitride semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2012064977A (en) Group iii nitride semiconductor stacked wafer and group iii nitride semiconductor device
JP4972879B2 (en) Field effect transistor, semiconductor device, and epitaxial substrate

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180918

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190626

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190806

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191002

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: 20200114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200130

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6654409

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250