JP7182172B2 - Iii族窒化物半導体装置 - Google Patents
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Description
ScAlMgO4基板の結晶構造を図1に示す。ScAlMgO4結晶は六方晶であるAlMgO2層とロックソルト構造であるScO層とが[0001]方向に積層された構造を取っている。壁開にて形成される(0001)面はAlMgO2層である。ScAlMgO4結晶の[0001]方向の結晶格子は25.16Åであり、劈開によって出現するステップ高さは(25.16÷3)Åの倍数、すなわち8.387Åの倍数となる。
実施の形態2のIII族窒化物半導体装置は、実施の形態1のIII族窒化物半導体装置と同様の構成を有する。ただし、III族窒化物半導体層110を作製する際の条件が異なり、III族窒化物半導体層110内における厚さ方向のScの濃度勾配が異なる。
本開示の実施の形態3のIII族窒化物半導体装置は、図8に示すように、ScAlMgO4基板101と、当該ScAlMgO4基板101上に形成されたIII族窒化物半導体層110を有する。III族窒化物半導体層110は、厚さ方向に第1のSc濃度勾配を持つ第1III族窒化物層102と、厚さ方向に第2のSc濃度勾配を持つ第2III族窒化物層103と、厚さ方向に第3のSc濃度勾配を持つ第3III族窒化物層104と、厚さ方向に第4のSc濃度勾配を持つ第4III族窒化物層105と、厚さ方向に第5のSc濃度勾配を持つ第5III族窒化物層106と、をこの順に有する。
以上の結果のように、ScAlMgO4基板上にIII族窒化物半導体層を形成する際、これらの界面近傍に第1のSc濃度勾配を有する第1III族窒化物層102、第2のSc濃度勾配を有する第2III族窒化物層103、および第3のSc濃度勾配を有する第3III族窒化物層104等を設けることで、結晶性の良いIII族窒化物半導体層を有するIII族窒化物半導体装置を得ることが出来る。また、Sc濃度勾配領域は実施の形態3で示したように多段構成でも良く、ScAlMgO4基板およびIII族窒化物半導体層の界面から、III族窒化物半導体層の表面に向かってSc濃度を下げていく構成であればよい。
102 第1III族窒化物層
103 第2III族窒化物層
104 第3III族窒化物層
105 第4III族窒化物層
106 第5III族窒化物層
110 III族窒化物半導体層
Claims (8)
- ScAlMgO4基板上に、
厚さ方向に第1Sc濃度勾配を有する第1III族窒化物層、
厚さ方向に第2Sc濃度勾配を有する第2III族窒化物層、および
厚さ方向に第3Sc濃度勾配を有する第3III族窒化物層、がこの順に配されたIII族窒化物半導体層を有し、
第2Sc濃度勾配>第1Sc濃度勾配、且つ第2Sc濃度勾配>第3Sc濃度勾配である、
III族窒化物半導体装置。 - 前記第1III族窒化物層の最大Sc濃度が1.7×1020cm-3以下である、
請求項1に記載のIII族窒化物半導体装置。 - 前記第1III族窒化物層の最大Sc濃度が4.0×1018cm-3以上である、
請求項1または2に記載のIII族窒化物半導体装置。 - 前記III族窒化物半導体層の厚さが1μm以上である、
請求項1~3のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体装置。 - 前記III族窒化物半導体層の表面でのSc濃度が1.0×1016cm-3以下である、
請求項1~4のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体装置。 - 第1Sc濃度勾配>第3Sc濃度勾配の関係を満たす、
請求項1~5のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体装置。 - 第1Sc濃度勾配<第3Sc濃度勾配の関係を満たす、
請求項1~5のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体装置。 - 前記III族窒化物半導体層がGaNで構成される、
請求項1~7のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体装置。
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