JP7352941B2 - 窒化物半導体多層膜反射鏡の製造方法 - Google Patents
窒化物半導体多層膜反射鏡の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7352941B2 JP7352941B2 JP2019155184A JP2019155184A JP7352941B2 JP 7352941 B2 JP7352941 B2 JP 7352941B2 JP 2019155184 A JP2019155184 A JP 2019155184A JP 2019155184 A JP2019155184 A JP 2019155184A JP 7352941 B2 JP7352941 B2 JP 7352941B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- crystal growth
- alinn
- temperature
- pair
- 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
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
図1(A)に示すように、(B)の場合よりも結晶成長温度が高い場合、Inが結晶に取り込まれ難くなるため、AlInN層におけるInNモル分率は小さくなり、格子定数は小さくなる。そして、グラフの傾きを示す直線S1は上向き(正の傾き)の傾向を示し、このときのウエハの状態は、中央部C1が下方向に窪んだ凹型になる。
図1(C)に示すように、(B)の場合よりも結晶成長温度が低い場合、Inが結晶に取り込まれ易くなるため、AlInN層におけるInNモル分率は大きくなり、格子定数は大きくなる。そして、グラフの傾きを示す直線S3は下向き(負の傾き)の傾向を示し、このときのウエハの状態は、中央部C3が上方向に突出した凸型になる。
屈折率が互いに異なる第1層と第2層とを有するペアを複数積層し、前記第1層又は前記第2層のいずれか一方にInが含まれており、
先に積層された前記ペアにおける前記第1層又は前記第2層の内のInが含まれる層の結晶成長条件よりも、後に積層された前記ペアにおける前記第1層又は前記第2層の内のInが含まれる層の前記結晶成長条件をInの取り込みが減少するように変化させて積層することによって、各前記ペアにおける前記第1層又は前記第2層の内のInが含まれる層のInモル分率の差を抑える第1温度変更工程を実行することを特徴とする。
屈折率が互いに異なる第1層と第2層とを有するペアを複数積層し、前記第1層及び前記第2層の各々にInが含まれており、
先に積層された前記第1層の結晶成長条件よりも、後に積層された前記第1層の前記結晶成長条件をInの取り込みが減少するように変化させて積層することによって、各前記第1層のInモル分率の差を抑える第1温度変更工程と、
先に積層された前記第2層の前記結晶成長条件よりも、後に積層された前記第2層の前記結晶成長条件をInの取り込みが減少するように変化させて積層することによって、各前記第2層のInモル分率の差を抑える第2温度変更工程と、を備えており、
前記第1温度変更工程及び前記第2温度変更工程の少なくともいずれか一方を実行することを特徴とする。
この構成によれば、第1層と第2層との間にInを含有しない第3層を積層することによって、Inを含む第1層や第2層を積層したことによって低下した結晶性を回復させることができる。
この構成によれば、各ペアを積層する毎に、Inが含まれる層の結晶成長条件をInの取り込みが減少するように変化させても良いが、使用する装置の制御性に応じて複数積層する毎に結晶成長条件を変化させることによって、Inが含まれる層の結晶成長を制御し易くすることができる。
この構成によれば、先に積層されたペアの内のInが含まれる層の結晶成長温度よりも、後に積層されたペアの内のInが含まれる層の結晶成長温度を高くし、先のペアよりも後のペアにおけるInの取り込み量を抑制することによって、窒化物半導体多層膜反射鏡におけるInが含まれる層同士のInモル分率の差が生じることを抑え、全体としての歪を良好に抑えることができる。
この構成によれば、先に積層されたペアの内のInが含まれる層の形成におけるIn供給量よりも、後に積層されたペアの内のInが含まれる層の形成におけるIn供給量を少なくし、先のペアよりも後のペアにおけるInの取り込み量を抑制することによって、窒化物半導体多層膜反射鏡におけるInが含まれる層同士のInモル分率の差が生じることを抑え、全体としての歪を良好に抑えることができる。
AlInN結晶等のInNモル分率は、結晶成長温度が比較的高い場合には低下し、結晶成長温度が比較的低い場合には上昇することが知られている。このため、結晶成長条件の1つである結晶成長温度を制御することによって、InNモル分率の増加を防ぐ方法を考えた。具体的には、後に結晶成長するAlInN層の結晶成長温度を先に結晶成長するAlInN層の結晶成長温度よりも高くすることによって、InNモル分率の増加を抑えるのである。
詳しくは、横型MOCVD装置を用いて、c面サファイア基板S(以下、単に基板Sともいう)の表面に反射波長のピークを520nmとする25ペアのAlInN層10とGaN層11とによる窒化物半導体多層膜反射鏡を、AlInN層10の結晶成長温度をペア数増加に従って変化させて成長させる。
このため、各ペアPを積層する毎に、AlInN層10の結晶成長条件をInの取り込みが減少するように変化させても良いが、使用する装置の制御性に応じて複数積層する毎に成長条件を変化させることによって、Inが含まれる層の結晶成長を制御し易くすることもできる。
この構成によれば、先に積層されたAlInN層10の結晶成長温度よりも、後に積層されたAlInN層10の結晶成長温度を高くし、先のペアPよりも後のペアPにおけるInの取り込み量を抑制することによって、窒化物半導体多層膜反射鏡におけるAlInN層10同士のInモル分率の差が生じることを抑え、全体としての歪を良好に抑えることができる。
次に、実施例2の窒化物半導体発光素子とその製造方法について図9を参照しつつ説明する。実施例2は、第1層と第2層のそれぞれにInが含まれる点、及び第1層を積層する際に第1温度変更工程を実行し、第2層を積層する際に第2温度変更工程を実行する点等が実施例1と異なる。同じ構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
この構成によれば、各ペアP2を積層する毎に、AlInN層110及びGaInN層111の結晶成長条件をInの取り込みが減少するように変化させても良いが、使用する装置の制御性の都合に応じて、複数積層する毎に結晶成長条件を変化させることによって、Inが含まれる層の結晶成長を制御し易くすることもできる。
この構成によれば、先に積層されたペアP2のAlInN層110及びGaInN層111の結晶成長温度よりも、後に積層されたペアP2のAlInN層110及びGaInN層111の結晶成長温度を高くし、先のペアP2よりも後のペアP2におけるInの取り込み量を抑制することによって、窒化物半導体多層膜反射鏡におけるAlInN層110同士及びGaInN層111同士のInモル分率の差が生じることを抑え、全体としての歪を良好に抑えることができる。
(1)実施例1では、AlInN層とGaN層とを5ペア積層する毎にAlInN層の結晶成長温度を変化させ、実施例2では、AlInN層とGaInN層とを5ペア積層する毎にAlInN層及びGaInN層の結晶成長温度を変化させて多層膜を成長したが、AlInN層やGaInN層の結晶成長温度を変えるタイミングは5ペア毎に限定されない。InNモル分率の増大を修正するタイミングは、5ペアより少ないペア数でも良いし多いペア数でも良い。ただし、少なすぎると装置における成長温度の制御性の問題が生じ、多すぎると結晶内の歪が増加する可能性がある。
(2)実施例1では、AlInN層の結晶成長温度を調整してAlInN層のInNモル分率の増大量1%を打ち消し、実施例2では、AlInN層及びGaInN層の結晶成長温度を調整してAlInN層やGaInN層のInNモル分率の増大量1%を打ち消したが、AlInN層の成長時のTMIの供給量を変えることでも対応可能である。具体的には、成長を進めるにつれてTMIの供給量を減少させてInNモル分率が増大することを抑えても良い。つまり結晶成長条件において、変化させる条件はIn供給量であり、先に積層されたAlInN層の形成におけるIn供給量よりも、後に積層されたAlInN層の形成におけるIn供給量を少なくする。
(3)実施例1及び2では成長用の基板としてサファイア基板を用いたが、GaN基板等の他の材質の基板を用いても良い。
(4)実施例2ではAlInN層及びGaInN層のそれぞれの結晶成長において第1温度変更工程及び第2温度変更工程を実行しているが、第1温度変更工程又は第2温度変更工程のいずれか一方のみを実行してもよい。
(5)実施例1では、AlInN層を第1層とし、GaN層を第2層としているが、GaN層を第1層とし、AlInN層を第2層としてもよい。また、実施例2では、AlInN層を第1層とし、GaInN層を第2層としているが、GaInN層を第1層とし、AlInN層を第2層としてもよい。
(6)実施例2では、AlInN層とGaInN層とが積層されているが、AlInN層とGaInN層との間にInを含まない第3層(例えば、AlGaN層やGaN層)を少なくとも1層積層してもよい。例えば、図10に示すように、第3層としてGaN層112を1つのペアP2におけるAlInN層110とGaInN111との間に積層したり、図11に示すように、GaN層112を重なり合うペアP2の間に積層したり、図12に示すように、GaN層112をAlInN層110及びGaInN層111が3層続けて積層される毎に1層積層しても良い。また、GaN層に替えてAlGaN層としてもよい。
11…GaN層(第2層)
111…GaInN層(第2層)
112…GaN層(第3層)
P,P2…ペア
Claims (5)
- 屈折率が互いに異なる第1層と第2層とを有するペアを複数積層し、前記第1層又は前記第2層のいずれか一方にInが含まれており、
先に積層された前記ペアにおける前記第1層又は前記第2層の内のInが含まれる層の結晶成長温度よりも、後に積層された前記ペアにおける前記第1層又は前記第2層の内のInが含まれる層の前記結晶成長温度を高くして積層することによって、各前記ペアにおける前記第1層又は前記第2層の内のInが含まれる層の結晶成長条件を同じになるように制御した場合と比較して、各前記ペアにおける前記第1層又は前記第2層の内のInが含まれる層のInモル分率の差を抑える第1温度変更工程を実行し、
先に積層された前記ペアにおける前記第1層又は前記第2層の内のInが含まれる層における前記結晶成長温度以外の結晶成長条件は、後に積層された前記ペアにおける前記第1層又は前記第2層の内のInが含まれる層における前記結晶成長温度以外の前記結晶成長条件と同じであることを特徴とする窒化物半導体多層膜反射鏡の製造方法。 - 屈折率が互いに異なる第1層と第2層とを有するペアを複数積層し、前記第1層及び前記第2層の各々にInが含まれており、
先に積層された前記第1層の結晶成長温度よりも、後に積層された前記第1層の前記結晶成長温度を高くして積層することによって、各前記第1層における結晶成長条件を同じになるように制御した場合と比較して、各前記第1層のInモル分率の差を抑える第1温度変更工程と、
先に積層された前記第2層の前記結晶成長温度よりも、後に積層された前記第2層の前記結晶成長温度を高くして積層することによって、各前記第2層における前記結晶成長条件を同じになるように制御した場合と比較して、各前記第2層のInモル分率の差を抑える第2温度変更工程と、を備えており、
先に積層された前記第1層における前記結晶成長温度以外の結晶成長条件は、後に積層された前記第1層における前記結晶成長温度以外の前記結晶成長条件と同じであり、
先に積層された前記第2層における前記結晶成長温度以外の前記結晶成長条件は、後に積層された前記第2層における前記結晶成長温度以外の前記結晶成長条件と同じであり、
前記第1温度変更工程及び前記第2温度変更工程の少なくともいずれか一方を実行することを特徴とする窒化物半導体多層膜反射鏡の製造方法。 - 前記第1層と前記第2層との間にInが含まれない第3層を少なくとも1層積層することを特徴とする請求項2に記載の窒化物半導体多層膜反射鏡の製造方法。
- 前記ペアを複数積層する毎に、Inが含まれる層の前記結晶成長条件をInの取り込みが減少するように変化させることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の窒化物半導体多層膜反射鏡の製造方法。
- 屈折率が互いに異なる第1層と第2層とを有するペアを複数積層し、前記第1層又は前記第2層のいずれか一方にInが含まれており、
先に積層された前記ペアにおける前記第1層又は前記第2層の内のInが含まれる層のIn供給量よりも、後に積層された前記ペアにおける前記第1層又は前記第2層の内のInが含まれる層の前記In供給量を少なくすることによって、各前記ペアにおける前記第1層又は前記第2層の内のInが含まれる層の結晶成長条件を同じになるように制御した場合と比較して、各前記ペアにおける前記第1層又は前記第2層の内のInが含まれる層のInモル分率の差を抑え、
先に積層された前記ペアにおける前記第1層又は前記第2層の内のInが含まれる層における前記In供給量以外の前記結晶成長条件は、後に積層された前記ペアにおける前記第1層又は前記第2層の内のInが含まれる層における前記In供給量以外の前記結晶成長条件と同じであることを特徴とする窒化物半導体多層膜反射鏡の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019155184A JP7352941B2 (ja) | 2019-08-28 | 2019-08-28 | 窒化物半導体多層膜反射鏡の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019155184A JP7352941B2 (ja) | 2019-08-28 | 2019-08-28 | 窒化物半導体多層膜反射鏡の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021034632A JP2021034632A (ja) | 2021-03-01 |
JP7352941B2 true JP7352941B2 (ja) | 2023-09-29 |
Family
ID=74677645
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019155184A Active JP7352941B2 (ja) | 2019-08-28 | 2019-08-28 | 窒化物半導体多層膜反射鏡の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7352941B2 (ja) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070003697A1 (en) | 2004-07-28 | 2007-01-04 | Jean-Francois Carlin | Lattice-matched AllnN/GaN for optoelectronic devices |
JP2008060459A (ja) | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Canon Inc | 半導体レーザ装置 |
JP2011504660A (ja) | 2007-11-26 | 2011-02-10 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | 半導体発光素子 |
JP2015160752A (ja) | 2014-02-26 | 2015-09-07 | 学校法人 名城大学 | 窒化物半導体多元混晶の製造方法 |
JP2016111131A (ja) | 2014-12-04 | 2016-06-20 | 学校法人 名城大学 | 周期利得活性層を有する窒化物半導体発光素子 |
JP2018049862A (ja) | 2016-09-20 | 2018-03-29 | ソニー株式会社 | 窒化物半導体発光素子 |
-
2019
- 2019-08-28 JP JP2019155184A patent/JP7352941B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20070003697A1 (en) | 2004-07-28 | 2007-01-04 | Jean-Francois Carlin | Lattice-matched AllnN/GaN for optoelectronic devices |
JP2008060459A (ja) | 2006-09-01 | 2008-03-13 | Canon Inc | 半導体レーザ装置 |
JP2011504660A (ja) | 2007-11-26 | 2011-02-10 | エルジー イノテック カンパニー リミテッド | 半導体発光素子 |
JP2015160752A (ja) | 2014-02-26 | 2015-09-07 | 学校法人 名城大学 | 窒化物半導体多元混晶の製造方法 |
JP2016111131A (ja) | 2014-12-04 | 2016-06-20 | 学校法人 名城大学 | 周期利得活性層を有する窒化物半導体発光素子 |
JP2018049862A (ja) | 2016-09-20 | 2018-03-29 | ソニー株式会社 | 窒化物半導体発光素子 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
平岩恵、外6名,"高品質AlInN/GaN多層膜反射鏡のためのその場観察反り測定",第66回応用物理学会春季学術講演会講演予稿集,2019年02月25日,p.12-306 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021034632A (ja) | 2021-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10883191B2 (en) | Method for producing III-N templates and the reprocessing thereof and III-N template | |
JP4696935B2 (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 | |
KR101409112B1 (ko) | 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
JP4696886B2 (ja) | 自立した窒化ガリウム単結晶基板の製造方法、および窒化物半導体素子の製造方法 | |
JP4513446B2 (ja) | 半導体結晶の結晶成長方法 | |
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 | |
JP5406985B2 (ja) | エピタキシャル成長用テンプレートの作製方法及び窒化物半導体装置 | |
WO2011093481A1 (ja) | 窒化物系化合物半導体基板の製造方法及び窒化物系化合物半導体自立基板 | |
US9834863B2 (en) | Group III nitride bulk crystals and fabrication method | |
JP7260089B2 (ja) | 窒化物半導体 | |
JP2009208991A (ja) | 窒化物半導体基板の製造方法 | |
WO2015109211A1 (en) | Group iii nitride bulk crystals and fabrication method | |
JP7352941B2 (ja) | 窒化物半導体多層膜反射鏡の製造方法 | |
JP5458874B2 (ja) | 窒化物半導体の成長方法 | |
JP2009023853A (ja) | Iii−v族窒化物系半導体基板及びその製造方法、並びにiii−v族窒化物系半導体デバイス | |
KR20190097084A (ko) | Ⅲ족 질화물 반도체 기판 및 ⅲ족 질화물 반도체 기판의 제조방법 | |
JPWO2016031039A1 (ja) | エピタキシャル成長用テンプレート及びその作製方法、並びに、窒化物半導体装置 | |
JP3976745B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法 | |
JP2005203418A (ja) | 窒化物系化合物半導体基板及びその製造方法 | |
JP2007197240A (ja) | 窒化ガリウム単結晶基板の製造方法及び窒化ガリウム単結晶基板 | |
JP5488562B2 (ja) | 窒化物半導体基板の製造方法 | |
JP5834952B2 (ja) | 窒化物半導体基板の製造方法 | |
KR101369967B1 (ko) | 휨이 없는 질화갈륨 자립기판 제조 방법 | |
JP5304715B2 (ja) | Iii−v族窒化物系半導体基板 | |
JP4137633B2 (ja) | 3−5族化合物半導体の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220720 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230222 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230404 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230529 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230704 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230824 |
|
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: 20230907 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230911 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7352941 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |