JPH07312350A - 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法Info
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- JPH07312350A JPH07312350A JP7152676A JP15267695A JPH07312350A JP H07312350 A JPH07312350 A JP H07312350A JP 7152676 A JP7152676 A JP 7152676A JP 15267695 A JP15267695 A JP 15267695A JP H07312350 A JPH07312350 A JP H07312350A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バッファ層上に成長させる窒化ガリウム系化
合物半導体の結晶性を改善する。窒化ガリウム系化合物
半導体を安定して、歩留よく成長させる。 【構成】 バッファ層の上に、有機金属化合物気相成長
法で反応容器内に反応ガスを供給して窒化ガリウム系化
合物半導体の結晶を成長させる。バッファ層と窒化ガリ
ウム系化合物半導体の両方を有機金属化合物気相成長法
で成長させる。窒化ガリウム系化合物半導体を成長させ
る反応容器内において、窒化ガリウム系化合物半導体を
成長させる前に、一般式を、ＧａXＡｌ1-XＮ（但しＸは
０．５≦Ｘ≦１の範囲である）とするバッファ層を、成
長温度を２００℃以上９００℃以下にして成長させる。
合物半導体の結晶性を改善する。窒化ガリウム系化合物
半導体を安定して、歩留よく成長させる。 【構成】 バッファ層の上に、有機金属化合物気相成長
法で反応容器内に反応ガスを供給して窒化ガリウム系化
合物半導体の結晶を成長させる。バッファ層と窒化ガリ
ウム系化合物半導体の両方を有機金属化合物気相成長法
で成長させる。窒化ガリウム系化合物半導体を成長させ
る反応容器内において、窒化ガリウム系化合物半導体を
成長させる前に、一般式を、ＧａXＡｌ1-XＮ（但しＸは
０．５≦Ｘ≦１の範囲である）とするバッファ層を、成
長温度を２００℃以上９００℃以下にして成長させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はサファイア等の基板上
に、窒化ガリウム系化合物半導体の結晶を成長させる方
法に関し、特に結晶性の優れた窒化ガリウム系半導体化
合物のエピタキシャル層の成長方法に関する。
に、窒化ガリウム系化合物半導体の結晶を成長させる方
法に関し、特に結晶性の優れた窒化ガリウム系半導体化
合物のエピタキシャル層の成長方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】最近、窒化ガリウム系化
合物半導体、例えば、一般式が［ＧａXＡｌ1-XＮ（但
し、Ｘは０≦Ｘ≦１の範囲にある。）］の青色発光デバ
イスが注目されている。窒化ガリウム系化合物半導体の
結晶を成長させる方法として、有機金属化合物気相成長
法（以下、「ＭＯＣＶＤ法」という。）がよく知られて
いる。この方法はサファイア基板を設置した反応容器内
に、反応ガスとして有機金属化合物ガスを供給し、結晶
成長温度をおよそ９００℃〜１１００℃の高温で保持し
て、基板上に化合物半導体結晶のエピタキシャル層を成
長させる方法である。例えばＧａＮエピタキシャル層を
成長させる場合には、III族ガスとしてトリメチルガリ
ウムと、V族ガスとしてアンモニアガスとを使用する。
合物半導体、例えば、一般式が［ＧａXＡｌ1-XＮ（但
し、Ｘは０≦Ｘ≦１の範囲にある。）］の青色発光デバ
イスが注目されている。窒化ガリウム系化合物半導体の
結晶を成長させる方法として、有機金属化合物気相成長
法（以下、「ＭＯＣＶＤ法」という。）がよく知られて
いる。この方法はサファイア基板を設置した反応容器内
に、反応ガスとして有機金属化合物ガスを供給し、結晶
成長温度をおよそ９００℃〜１１００℃の高温で保持し
て、基板上に化合物半導体結晶のエピタキシャル層を成
長させる方法である。例えばＧａＮエピタキシャル層を
成長させる場合には、III族ガスとしてトリメチルガリ
ウムと、V族ガスとしてアンモニアガスとを使用する。
【０００３】このようにして成長させた窒化ガリウム系
化合物半導体のエピタキシャル層を発光デバイスとして
用いるためには、第一に結晶性を向上させることが不可
欠である。
化合物半導体のエピタキシャル層を発光デバイスとして
用いるためには、第一に結晶性を向上させることが不可
欠である。
【０００４】また、ＭＯＣＶＤ法を用いてサファイア基
板上に直接成長された、例えばＧａＮ層の表面は、６角
ピラミッド状、ないしは６角柱状の成長パターンとなっ
て無数の凹凸ができ、その表面モフォロジーが極めて悪
くなる欠点がある。表面に無数の凹凸がある表面モフォ
ロジーの極めて悪い半導体の結晶層を使用して青色発光
デバイスを作ることは、非常に歩留が悪く、ほとんど不
可能であった。
板上に直接成長された、例えばＧａＮ層の表面は、６角
ピラミッド状、ないしは６角柱状の成長パターンとなっ
て無数の凹凸ができ、その表面モフォロジーが極めて悪
くなる欠点がある。表面に無数の凹凸がある表面モフォ
ロジーの極めて悪い半導体の結晶層を使用して青色発光
デバイスを作ることは、非常に歩留が悪く、ほとんど不
可能であった。
【０００５】このような問題を解決するために、窒化ガ
リウム系化合物半導体の結晶を成長させる前に、基板上
にＡｌＮのバッファ層を成長させる方法が提案されてい
る｛Appl.Phys.Lett 48,(1986),353、（アプライド フ
ィジックス レターズ ４８巻、１９８６年、３５３
頁）、および特開平２−２２９４７６号公報｝。この方
法は、サファイア基板上に、成長温度４００〜９００℃
の低温で、膜厚が１００〜５００オングストロームのＡ
ｌＮのバッファ層を設けるものである。この方法によれ
ば、バッファ層であるＡｌＮ層上にＧａＮを成長させる
ことによって、ＧａＮ半導体層の結晶性および表面モフ
ォロジーを改善できる特徴がある。
リウム系化合物半導体の結晶を成長させる前に、基板上
にＡｌＮのバッファ層を成長させる方法が提案されてい
る｛Appl.Phys.Lett 48,(1986),353、（アプライド フ
ィジックス レターズ ４８巻、１９８６年、３５３
頁）、および特開平２−２２９４７６号公報｝。この方
法は、サファイア基板上に、成長温度４００〜９００℃
の低温で、膜厚が１００〜５００オングストロームのＡ
ｌＮのバッファ層を設けるものである。この方法によれ
ば、バッファ層であるＡｌＮ層上にＧａＮを成長させる
ことによって、ＧａＮ半導体層の結晶性および表面モフ
ォロジーを改善できる特徴がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記方法
は、バッファ層の成長条件が厳しく制限され、しかも膜
厚を１００〜５００オングストロームと非常に薄い範囲
に厳密に設定する必要があるため、そのバッファ層を、
大面積のサファイア基板、例えば約５０ｍｍφのサファ
イア基板上全面に、均一に一定の膜厚で形成することが
困難である。したがって、そのバッファ層の上に形成す
る窒化ガリウム系化合物半導体の結晶性および表面モフ
ォロジーを歩留よく改善することが困難であり、またそ
の結晶性は未だ実用的な発光ダイオード、半導体レーザ
ー等を作るまでには至っておらず、さらなる結晶性の向
上が必要であった。
は、バッファ層の成長条件が厳しく制限され、しかも膜
厚を１００〜５００オングストロームと非常に薄い範囲
に厳密に設定する必要があるため、そのバッファ層を、
大面積のサファイア基板、例えば約５０ｍｍφのサファ
イア基板上全面に、均一に一定の膜厚で形成することが
困難である。したがって、そのバッファ層の上に形成す
る窒化ガリウム系化合物半導体の結晶性および表面モフ
ォロジーを歩留よく改善することが困難であり、またそ
の結晶性は未だ実用的な発光ダイオード、半導体レーザ
ー等を作るまでには至っておらず、さらなる結晶性の向
上が必要であった。
【０００７】本発明はこのような事情を鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、バッファ層上に
成長させる窒化ガリウム系化合物半導体の結晶性および
表面モフォロジーを実用レベルにまで改善し、さらに窒
化ガリウム系化合物半導体が安定して、歩留よく成長で
きるための成長方法を提供するものである。
ものであり、その目的とするところは、バッファ層上に
成長させる窒化ガリウム系化合物半導体の結晶性および
表面モフォロジーを実用レベルにまで改善し、さらに窒
化ガリウム系化合物半導体が安定して、歩留よく成長で
きるための成長方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の窒化ガリウム系
化合物半導体の結晶成長方法は、バッファ層の上に、有
機金属化合物気相成長法で反応容器内に反応ガスを供給
して窒化ガリウム系化合物半導体の結晶を成長させる方
法を改良したもので、本発明の方法は、窒化ガリウム系
化合物半導体を成長させる反応容器内において、窒化ガ
リウム系化合物半導体を成長させる前に、一般式を、Ｇ
ａXＡｌ1-XＮ（但しＸは０．５≦Ｘ≦１の範囲であ
る。）とするバッファ層を、成長温度を２００℃以上９
００℃以下にして成長させ、バッファ層と窒化ガリウム
系化合物半導体の両方を有機金属化合物気相成長法で成
長させることを特徴としている。さらに、本発明の窒化
ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法は、好ましく
は、バッファ層と窒化ガリウム系化合物半導体を同一組
成とし、同一材料の上に同一材料を成長させて結晶性の
向上させる。
化合物半導体の結晶成長方法は、バッファ層の上に、有
機金属化合物気相成長法で反応容器内に反応ガスを供給
して窒化ガリウム系化合物半導体の結晶を成長させる方
法を改良したもので、本発明の方法は、窒化ガリウム系
化合物半導体を成長させる反応容器内において、窒化ガ
リウム系化合物半導体を成長させる前に、一般式を、Ｇ
ａXＡｌ1-XＮ（但しＸは０．５≦Ｘ≦１の範囲であ
る。）とするバッファ層を、成長温度を２００℃以上９
００℃以下にして成長させ、バッファ層と窒化ガリウム
系化合物半導体の両方を有機金属化合物気相成長法で成
長させることを特徴としている。さらに、本発明の窒化
ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法は、好ましく
は、バッファ層と窒化ガリウム系化合物半導体を同一組
成とし、同一材料の上に同一材料を成長させて結晶性の
向上させる。
【０００９】前記バッファ層の厚さは、好ましくは０．
００２μｍ以上、０．５μｍ以下、さらに好ましくは
０．０１〜０．２μｍの範囲に調整する。その厚さが
０．００２μｍより薄く、また、０．５μｍより厚い
と、バッファ層の上に形成される窒化ガリウム系化合物
半導体の結晶の表面モフォロジーが悪くなる傾向にあ
る。
００２μｍ以上、０．５μｍ以下、さらに好ましくは
０．０１〜０．２μｍの範囲に調整する。その厚さが
０．００２μｍより薄く、また、０．５μｍより厚い
と、バッファ層の上に形成される窒化ガリウム系化合物
半導体の結晶の表面モフォロジーが悪くなる傾向にあ
る。
【００１０】また前記バッファ層の成長温度は２００℃
以上９００℃以下、好ましくは４００〜８００℃の範囲
に調整する。２００℃より低いと、バッファ層が形成し
にくく、また９００℃より高いと、バッファ層が単結晶
となってしまい、後述するバッファ層としての作用を果
たさなくなる傾向にある。
以上９００℃以下、好ましくは４００〜８００℃の範囲
に調整する。２００℃より低いと、バッファ層が形成し
にくく、また９００℃より高いと、バッファ層が単結晶
となってしまい、後述するバッファ層としての作用を果
たさなくなる傾向にある。
【００１１】
【作用】図１にＧａXＡｌ1-XＮをバッファ層として、そ
の上に窒化ガリウム系化合物半導体の結晶を成長させた
場合のエピタキシャルウエハの構造を表す断面図を示
し、図２にＡｌＮをバッファ層として、同じくその上
に、同じ結晶を成長させた場合のエピタキシャルウエハ
の構造を表す断面図を示す。本発明のバッファ層は従来
のバッファ層に比べて、厚さの許容範囲が大きいため、
歩留良くバッファ層および窒化ガリウム系化合物半導体
結晶が成長できる。
の上に窒化ガリウム系化合物半導体の結晶を成長させた
場合のエピタキシャルウエハの構造を表す断面図を示
し、図２にＡｌＮをバッファ層として、同じくその上
に、同じ結晶を成長させた場合のエピタキシャルウエハ
の構造を表す断面図を示す。本発明のバッファ層は従来
のバッファ層に比べて、厚さの許容範囲が大きいため、
歩留良くバッファ層および窒化ガリウム系化合物半導体
結晶が成長できる。
【００１２】ところでＡｌＮをバッファ層として窒化ガ
リウム系化合物半導体の結晶を成長させる方法は、Thin
Solid Films.163,(1988),415（シィン ソリッド フ
ィルムズ １６３巻、１９８８年、４１５頁）、および
Appl.Phys.Lett 48,(1986),353（アプライド フィジッ
クス レターズ ４８巻、１９８６年、３５３頁）等に
詳しく述べられているが、それらの文献に記載されてい
るバッファ層の作用を簡単に述べると以下の内容であ
る。
リウム系化合物半導体の結晶を成長させる方法は、Thin
Solid Films.163,(1988),415（シィン ソリッド フ
ィルムズ １６３巻、１９８８年、４１５頁）、および
Appl.Phys.Lett 48,(1986),353（アプライド フィジッ
クス レターズ ４８巻、１９８６年、３５３頁）等に
詳しく述べられているが、それらの文献に記載されてい
るバッファ層の作用を簡単に述べると以下の内容であ
る。
【００１３】低温（約６００℃）で成長させるＡｌＮは
多結晶層であり、このバッファ層を例えばＧａＮを成長
させるために約１０００℃にまで温度を上げる際、層が
部分的に単結晶化する。部分的に単結晶化した部分が、
１０００℃でＧａＮを成長させる時に方位の揃った種結
晶となり、その種結晶からＧａＮ結晶が成長し、均一な
ＧａＮ単結晶層が成長できる。バッファ層がないときは
サファイア基板自身が種結晶となるため、方位が大きく
ばらついたＧａＮの六角柱の結晶が成長してしまうとい
う内容である。
多結晶層であり、このバッファ層を例えばＧａＮを成長
させるために約１０００℃にまで温度を上げる際、層が
部分的に単結晶化する。部分的に単結晶化した部分が、
１０００℃でＧａＮを成長させる時に方位の揃った種結
晶となり、その種結晶からＧａＮ結晶が成長し、均一な
ＧａＮ単結晶層が成長できる。バッファ層がないときは
サファイア基板自身が種結晶となるため、方位が大きく
ばらついたＧａＮの六角柱の結晶が成長してしまうとい
う内容である。
【００１４】本発明のようにＧａXＡｌ1-XＮ（０．５≦
Ｘ≦１） をバッファ層として形成した場合を従来のＡ
ｌＮをバッファ層とした場合と比較すると、以下のよう
になると考えられる。
Ｘ≦１） をバッファ層として形成した場合を従来のＡ
ｌＮをバッファ層とした場合と比較すると、以下のよう
になると考えられる。
【００１５】まずバッファ層として、例えばＸ=１のＧ
ａＮを形成する場合を考えると、ＧａＮの融点は１１０
０℃であり、ＡｌＮの融点は１７００℃である。このた
め６００℃でＧａＮのバッファ層を形成すると、多結晶
のバッファ層が成長する。次にこの多結晶のＧａＮバッ
ファ層の上にＧａＮのエピタキシャル層を成長するため
に１０００℃まで温度を上げると、ＧａＮのバッファ層
は部分的に単結晶化し、ＡｌＮをバッファ層とした場合
と同様に、ＧａＮエピタキシャル層用の種結晶として作
用することになる。
ａＮを形成する場合を考えると、ＧａＮの融点は１１０
０℃であり、ＡｌＮの融点は１７００℃である。このた
め６００℃でＧａＮのバッファ層を形成すると、多結晶
のバッファ層が成長する。次にこの多結晶のＧａＮバッ
ファ層の上にＧａＮのエピタキシャル層を成長するため
に１０００℃まで温度を上げると、ＧａＮのバッファ層
は部分的に単結晶化し、ＡｌＮをバッファ層とした場合
と同様に、ＧａＮエピタキシャル層用の種結晶として作
用することになる。
【００１６】しかもＡｌＮをバッファ層として形成した
場合よりも、 融点が低いので温度を上昇しているときに容易に単
結晶化しやすい。このため、バッファ層の厚さを厚くし
ても、バッファ層としての効果が期待できる。 バッファ層がＧａＮなので、その上にＧａＮのエピ
タキシャル層を成長する場合、同一材料の上に同一材料
を成長するため結晶性の向上が期待できる。 等の利点があると考えられる。
場合よりも、 融点が低いので温度を上昇しているときに容易に単
結晶化しやすい。このため、バッファ層の厚さを厚くし
ても、バッファ層としての効果が期待できる。 バッファ層がＧａＮなので、その上にＧａＮのエピ
タキシャル層を成長する場合、同一材料の上に同一材料
を成長するため結晶性の向上が期待できる。 等の利点があると考えられる。
【００１７】以上のことを確認するため、ＡｌＮ、Ｇａ
0.5Ａｌ0.5Ｎ、ＧａＮの３種類のバッファ層を６００℃
でそれぞれサファイア基板上に形成し、その上に１００
０℃でＧａＮエピタキシャル層を４μｍの厚さで成長さ
せた場合の、ＧａＮエピタキシャル層のダブルクリスタ
ルＸ線ロッキングカーブの半値巾（ＦＷＨＭ：full wid
th at half-maximum）とバッファ層の膜厚との関係を求
めた図を図３に表す。ＦＷＨＭは小さいほど結晶性がよ
い。
0.5Ａｌ0.5Ｎ、ＧａＮの３種類のバッファ層を６００℃
でそれぞれサファイア基板上に形成し、その上に１００
０℃でＧａＮエピタキシャル層を４μｍの厚さで成長さ
せた場合の、ＧａＮエピタキシャル層のダブルクリスタ
ルＸ線ロッキングカーブの半値巾（ＦＷＨＭ：full wid
th at half-maximum）とバッファ層の膜厚との関係を求
めた図を図３に表す。ＦＷＨＭは小さいほど結晶性がよ
い。
【００１８】図３に示すように、ＧａＮ、およびＧａ
0.5Ａｌ0.5Ｎのバッファ層としたものは、広いバッファ
層の膜厚範囲で結晶性がよく、従来のＡｌＮのバッファ
層に比較して極めて優れた特性を示している。
0.5Ａｌ0.5Ｎのバッファ層としたものは、広いバッファ
層の膜厚範囲で結晶性がよく、従来のＡｌＮのバッファ
層に比較して極めて優れた特性を示している。
【００１９】図４〜図７に、サファイア基板上に形成す
るＧａＮバッファ層の膜厚を変え、さらにその上にＧａ
Ｎのエピタキシャル層を４μｍ成長させた場合の、Ｇａ
Ｎエピタキシャル層の表面の結晶構造を表す顕微鏡写真
図を示す。図４から図７まで順に、バッファ層厚さは
０．００２μｍ、０．０７μｍ、０．２０μｍ、０μｍ
（バッファ層無し）である。
るＧａＮバッファ層の膜厚を変え、さらにその上にＧａ
Ｎのエピタキシャル層を４μｍ成長させた場合の、Ｇａ
Ｎエピタキシャル層の表面の結晶構造を表す顕微鏡写真
図を示す。図４から図７まで順に、バッファ層厚さは
０．００２μｍ、０．０７μｍ、０．２０μｍ、０μｍ
（バッファ層無し）である。
【００２０】これらの図を見ても分かるように、バッフ
ァ層がない場合は、図７が示すように表面に６角柱状の
結晶が現れる。バッファ層を形成する際の条件にもよる
が、バッファ層を形成するにしたがって表面が鏡面均一
になる傾向がある。しかしバッファ層が厚すぎると、表
面の状態（表面モフォロジー）が悪くなる傾向にある。
したがって好ましいバッファ層の厚さは０．０１μｍか
ら０．２μｍの間である。
ァ層がない場合は、図７が示すように表面に６角柱状の
結晶が現れる。バッファ層を形成する際の条件にもよる
が、バッファ層を形成するにしたがって表面が鏡面均一
になる傾向がある。しかしバッファ層が厚すぎると、表
面の状態（表面モフォロジー）が悪くなる傾向にある。
したがって好ましいバッファ層の厚さは０．０１μｍか
ら０．２μｍの間である。
【００２１】また本発明の結晶成長方法によるバッファ
層は、サファイア基板上だけでなく窒化ガリウム系化合
物半導体のエピタキシャル層を有する層であれば、どの
層に形成してもよい。例えばｎ型ＧａＮエピタキシャル
層の上に、ｐ型不純物であるＭｇがドープされたｐ型Ｇ
ａＮのエピタキシャル層を形成したい場合、前記ｎ型Ｇ
ａＮエピタキシャル層の上にバッファ層を形成し、その
バッファ層の上にｐ型ＧａＮエピタキシャル層を成長さ
せることもできる。
層は、サファイア基板上だけでなく窒化ガリウム系化合
物半導体のエピタキシャル層を有する層であれば、どの
層に形成してもよい。例えばｎ型ＧａＮエピタキシャル
層の上に、ｐ型不純物であるＭｇがドープされたｐ型Ｇ
ａＮのエピタキシャル層を形成したい場合、前記ｎ型Ｇ
ａＮエピタキシャル層の上にバッファ層を形成し、その
バッファ層の上にｐ型ＧａＮエピタキシャル層を成長さ
せることもできる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。但し以下
に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための
方法を例示するものであって、本発明の方法は成長条
件、有機金属化合物ガスの種類、使用材料等を下記のも
のに特定するものではない。この発明の成長方法は、特
許請求の範囲において種々の変更を加えることができ
る。
に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための
方法を例示するものであって、本発明の方法は成長条
件、有機金属化合物ガスの種類、使用材料等を下記のも
のに特定するものではない。この発明の成長方法は、特
許請求の範囲において種々の変更を加えることができ
る。
【００２３】図８に示す装置を用いて窒化ガリウム系化
合物半導体の結晶成長を行った。 ［実施例１］下記の工程でサファイア基板にＧａＮのエ
ピタキシャル層を４μｍの膜厚で成長させた。 洗浄された２インチφのサファイア基板をサセプタ
ー２の上に載せる。 ステンレス製の反応容器１内の空気を、排気ポンプ
６で排気した後、さらに内部をＨ2で置換する。 その後、Ｈ2ガスを反応ガス噴射管４と、反応容器
１上部の副噴射管５とから、反応容器１内に供給しなが
ら、サセプター２をヒーター３によって１０６０℃まで
加熱する。 この状態を１０分間保持し、サファイア基板表面の
酸化膜を除去する。 次にサセプター２の温度を５００℃まで下げて、温
度が安定するまで静置する。 続いて副噴射管５からＨ2とＮ2の混合ガスを供給
し、反応ガス噴射管４からアンモニアガスとＨ2ガスの
混合ガスを供給する。副噴射管５から供給するＨ2ガス
とＮ2ガスの流量はそれぞれ１０リットル／分、反応ガ
ス噴射管４から供給するアンモニアガスの流量は４リッ
トル／分、Ｈ2ガスの流量は１リットル／分とし、この
状態でサセプター２の温度が５００℃に安定するまで待
つ。 その後、バッファ層を形成するため、反応ガス噴射
管４からアンモニアガスとＨ2ガスに加えて、ＴＭＧ
（トリメチルガリウム）ガスを２．７×１０-5 モル／
分で１分間流す。 次にＴＭＧガスのみを止めて、バッファ層の成長を
止める。ここで膜厚０．０２μｍのバッファ層が形成で
きる。さらに他のガスを流しながらサセプター２の温度
を１０００℃まで上昇させる。 サセプター２の温度が１０２０℃まで上昇した後、
反応ガス噴射管４からアンモニアガスとＨ2ガスに加え
て、ＴＭＧガスを５．４×１０-5 モル／分の流量で６
０分間供給して、ＧａＮエピタキシャル層を、４．０μ
ｍの膜厚で成長させる。 この間、副噴射管５から常にＨ2とＮ2ガスを前述の条件
で供給し続け、反応ガスで反応容器内が汚染されないよ
うにしている。またサセプター２は均一に結晶が成長す
るように、モーター７で５ｒｐｍで回転させる。なお当
然のことではあるが、ガスを供給している間、排気ポン
プ６の配管と分岐した排気管８から、供給しているガス
を外部へ放出している。上記のようにしてサファイア基
板上に、膜厚０．０２μｍのＧａＮバッファ層、その上
に４μｍのＧａＮエピタキシャル層を成長させた。
合物半導体の結晶成長を行った。 ［実施例１］下記の工程でサファイア基板にＧａＮのエ
ピタキシャル層を４μｍの膜厚で成長させた。 洗浄された２インチφのサファイア基板をサセプタ
ー２の上に載せる。 ステンレス製の反応容器１内の空気を、排気ポンプ
６で排気した後、さらに内部をＨ2で置換する。 その後、Ｈ2ガスを反応ガス噴射管４と、反応容器
１上部の副噴射管５とから、反応容器１内に供給しなが
ら、サセプター２をヒーター３によって１０６０℃まで
加熱する。 この状態を１０分間保持し、サファイア基板表面の
酸化膜を除去する。 次にサセプター２の温度を５００℃まで下げて、温
度が安定するまで静置する。 続いて副噴射管５からＨ2とＮ2の混合ガスを供給
し、反応ガス噴射管４からアンモニアガスとＨ2ガスの
混合ガスを供給する。副噴射管５から供給するＨ2ガス
とＮ2ガスの流量はそれぞれ１０リットル／分、反応ガ
ス噴射管４から供給するアンモニアガスの流量は４リッ
トル／分、Ｈ2ガスの流量は１リットル／分とし、この
状態でサセプター２の温度が５００℃に安定するまで待
つ。 その後、バッファ層を形成するため、反応ガス噴射
管４からアンモニアガスとＨ2ガスに加えて、ＴＭＧ
（トリメチルガリウム）ガスを２．７×１０-5 モル／
分で１分間流す。 次にＴＭＧガスのみを止めて、バッファ層の成長を
止める。ここで膜厚０．０２μｍのバッファ層が形成で
きる。さらに他のガスを流しながらサセプター２の温度
を１０００℃まで上昇させる。 サセプター２の温度が１０２０℃まで上昇した後、
反応ガス噴射管４からアンモニアガスとＨ2ガスに加え
て、ＴＭＧガスを５．４×１０-5 モル／分の流量で６
０分間供給して、ＧａＮエピタキシャル層を、４．０μ
ｍの膜厚で成長させる。 この間、副噴射管５から常にＨ2とＮ2ガスを前述の条件
で供給し続け、反応ガスで反応容器内が汚染されないよ
うにしている。またサセプター２は均一に結晶が成長す
るように、モーター７で５ｒｐｍで回転させる。なお当
然のことではあるが、ガスを供給している間、排気ポン
プ６の配管と分岐した排気管８から、供給しているガス
を外部へ放出している。上記のようにしてサファイア基
板上に、膜厚０．０２μｍのＧａＮバッファ層、その上
に４μｍのＧａＮエピタキシャル層を成長させた。
【００２４】［比較例１］のバッファ層を形成する工
程において、ＡｌＮのバッファ層を０．０２μｍの膜厚
で形成する以外は、実施例１と同様にして、ＡｌＮバッ
ファ層の上に４μｍのＧａＮエピタキシャル層を成長さ
せた。なおＡｌＮバッファ層を形成する際、におい
て、反応ガス噴射管４からアンモニアガスとＨ2ガスに
加えて、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を２．７×
１０-5モル／分で１分間流した。
程において、ＡｌＮのバッファ層を０．０２μｍの膜厚
で形成する以外は、実施例１と同様にして、ＡｌＮバッ
ファ層の上に４μｍのＧａＮエピタキシャル層を成長さ
せた。なおＡｌＮバッファ層を形成する際、におい
て、反応ガス噴射管４からアンモニアガスとＨ2ガスに
加えて、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）を２．７×
１０-5モル／分で１分間流した。
【００２５】成長後ホール測定を室温で行い、本発明に
よるＧａＮエピタキシャル層と、比較例１によるＧａＮ
エピタキシャル層の、キャリア濃度と移動度とをそれぞ
れ求め、その結果によるキャリア濃度、および移動度の
面内分布を表す図を、図９および図１０に示す。本発明
は図９、比較例は図１０、キャリア濃度は●、移動度は
○で示している。
よるＧａＮエピタキシャル層と、比較例１によるＧａＮ
エピタキシャル層の、キャリア濃度と移動度とをそれぞ
れ求め、その結果によるキャリア濃度、および移動度の
面内分布を表す図を、図９および図１０に示す。本発明
は図９、比較例は図１０、キャリア濃度は●、移動度は
○で示している。
【００２６】ノンドープの結晶を成長させた場合は、キ
ャリア濃度が小さく、しかも移動度が大きい程、結晶性
が良く、また不純物濃度が小さいことを表す。
ャリア濃度が小さく、しかも移動度が大きい程、結晶性
が良く、また不純物濃度が小さいことを表す。
【００２７】本発明によるＧａＮは、図９に示すように
キャリア濃度が４×１０16／cm3、移動度が６００cm2／
V・secと非常によい値を示す。一方、ＡｌＮをバッファ
層とした比較例１は、キャリア濃度が１×１０18／c
m3、および移動度が約９０cm2／V・secであった。
キャリア濃度が４×１０16／cm3、移動度が６００cm2／
V・secと非常によい値を示す。一方、ＡｌＮをバッファ
層とした比較例１は、キャリア濃度が１×１０18／c
m3、および移動度が約９０cm2／V・secであった。
【００２８】［実施例２］のバッファ層を形成する工
程において、Ｇａ0.5Ａｌ0.5Ｎのバッファ層を、０．０
２μｍの膜厚で形成して、バッファ層と窒化ガリウム系
化合物半導体とを同一組成としない以外は、実施例１と
同様にして、バッファ層の上にＧａＮエピタキシャル層
を成長した。なおバッファ層を形成する際、反応ガス噴
射管４からアンモニアガスと、Ｈ2ガスに加えて、ＴＭ
Ｇを２．７×１０-5モル／分、ＴＭＡを２．７×１０-5
モル／分でそれぞれ０．５分間流した。このＧａＮエピ
タキシャル層も図３に示すように、優れたＸ線ロッキン
グカーブを示し、また顕微鏡観察による表面モフォロジ
ーは実施例１と同等、キャリア濃度および移動度は、実
施例１と比較例１との中間に位置するものであった。
程において、Ｇａ0.5Ａｌ0.5Ｎのバッファ層を、０．０
２μｍの膜厚で形成して、バッファ層と窒化ガリウム系
化合物半導体とを同一組成としない以外は、実施例１と
同様にして、バッファ層の上にＧａＮエピタキシャル層
を成長した。なおバッファ層を形成する際、反応ガス噴
射管４からアンモニアガスと、Ｈ2ガスに加えて、ＴＭ
Ｇを２．７×１０-5モル／分、ＴＭＡを２．７×１０-5
モル／分でそれぞれ０．５分間流した。このＧａＮエピ
タキシャル層も図３に示すように、優れたＸ線ロッキン
グカーブを示し、また顕微鏡観察による表面モフォロジ
ーは実施例１と同等、キャリア濃度および移動度は、実
施例１と比較例１との中間に位置するものであった。
【００２９】［実施例３］においてバッファ層の成長
温度を６００℃とし、のガス流時間を２．５分間に変
えて、バッファ層の膜厚を０．０５μｍとする他は、実
施例１と同様にして、ＧａＮエピタキシャル層を成長し
た。このＧａＮエピタキシャル層も表面モフォロジーは
実施例１と同等、Ｘ線ロッキングカーブの半値巾は３分
と優れた結晶性を示し、キャリア濃度、移動度とも実施
例１と同等であった。
温度を６００℃とし、のガス流時間を２．５分間に変
えて、バッファ層の膜厚を０．０５μｍとする他は、実
施例１と同様にして、ＧａＮエピタキシャル層を成長し
た。このＧａＮエピタキシャル層も表面モフォロジーは
実施例１と同等、Ｘ線ロッキングカーブの半値巾は３分
と優れた結晶性を示し、キャリア濃度、移動度とも実施
例１と同等であった。
【００３０】［実施例４］においてバッファ層の成長
温度を８００℃とする他は、実施例１と同様にして、Ｇ
ａＮエピタキシャル層を成長した。このＧａＮエピタキ
シャル層も表面モフォロジーは実施例１と同等、Ｘ線ロ
ッキングカーブの半値巾は３分と優れた結晶性を示し、
キャリア濃度、移動度とも実施例１と同等であった。
温度を８００℃とする他は、実施例１と同様にして、Ｇ
ａＮエピタキシャル層を成長した。このＧａＮエピタキ
シャル層も表面モフォロジーは実施例１と同等、Ｘ線ロ
ッキングカーブの半値巾は３分と優れた結晶性を示し、
キャリア濃度、移動度とも実施例１と同等であった。
【００３１】［実施例５］のバッファ層を形成する工
程において、実施例２と同様の条件で、 Ｇａ0.5Ａｌ
0.5Ｎのバッファ層を０．０２μｍの膜厚で形成し、
において、反応ガス噴射管４からアンモニアガスとＨ2
ガスに加えて、ＴＭＡガスを２．７×１０-5モル／分、
ＴＭＧガスを２．７×１０-5モル／分の流量で６０分間
供給して、Ｇａ0.5Ａｌ0.5Ｎエピタキシャル層を４．０
μｍの膜厚で成長させる他は、実施例１と同様にして、
サファイア基板上に、膜厚０．０２μｍのＧａ0.5Ａｌ
0.5Ｎバッファ層と、その上に４μｍのＧａ0.5Ａｌ0.5
Ｎエピタキシャル層を成長させた。このＧａ0.5Ａｌ0.5
Ｎエピタキシャル層も、表面モフォロジーは実施例１と
同等であった。
程において、実施例２と同様の条件で、 Ｇａ0.5Ａｌ
0.5Ｎのバッファ層を０．０２μｍの膜厚で形成し、
において、反応ガス噴射管４からアンモニアガスとＨ2
ガスに加えて、ＴＭＡガスを２．７×１０-5モル／分、
ＴＭＧガスを２．７×１０-5モル／分の流量で６０分間
供給して、Ｇａ0.5Ａｌ0.5Ｎエピタキシャル層を４．０
μｍの膜厚で成長させる他は、実施例１と同様にして、
サファイア基板上に、膜厚０．０２μｍのＧａ0.5Ａｌ
0.5Ｎバッファ層と、その上に４μｍのＧａ0.5Ａｌ0.5
Ｎエピタキシャル層を成長させた。このＧａ0.5Ａｌ0.5
Ｎエピタキシャル層も、表面モフォロジーは実施例１と
同等であった。
【００３２】［実施例６］において、アンモニアガ
ス、Ｈ2ガス、およびＴＭＧガスに加えて、Ｃｐ2Ｍｇ
（ビスシクロペンタジエニルマグネシウム）ガスを流し
ながら、ＧａＮエピタキシャル層にｐ型の不純物である
Ｍｇをドープして、ｐ型ＧａＮエピタキシャル層を４．
０μｍの膜厚で成長させた。上記のようにしてサファイ
ア基板上に、膜厚０．０２μｍのＧａＮバッファ層、そ
の上にＭｇを１０20／cm3ドープした膜厚４．０μｍの
ｐ型ＧａＮエピタキシャル層を成長させた。このｐ型Ｇ
ａＮエピタキシャル層も、表面モフォロジーは実施例１
と同等であり、キャリア濃度２．０×１０15／cm3、移
動度９．４cm2／Ｖ・secと窒化ガリウム系化合物半導体
では、初めてｐ型特性を示した。このことは、このエピ
タキシャル層の結晶性が非常に優れていることを示して
いる。
ス、Ｈ2ガス、およびＴＭＧガスに加えて、Ｃｐ2Ｍｇ
（ビスシクロペンタジエニルマグネシウム）ガスを流し
ながら、ＧａＮエピタキシャル層にｐ型の不純物である
Ｍｇをドープして、ｐ型ＧａＮエピタキシャル層を４．
０μｍの膜厚で成長させた。上記のようにしてサファイ
ア基板上に、膜厚０．０２μｍのＧａＮバッファ層、そ
の上にＭｇを１０20／cm3ドープした膜厚４．０μｍの
ｐ型ＧａＮエピタキシャル層を成長させた。このｐ型Ｇ
ａＮエピタキシャル層も、表面モフォロジーは実施例１
と同等であり、キャリア濃度２．０×１０15／cm3、移
動度９．４cm2／Ｖ・secと窒化ガリウム系化合物半導体
では、初めてｐ型特性を示した。このことは、このエピ
タキシャル層の結晶性が非常に優れていることを示して
いる。
【００３３】［実施例７］実施例１で得た膜厚４μｍの
ＧａＮエピタキシャル層の上に、実施例６と同様にし
て、膜厚０．０２μｍのＧａＮバッファ層、その上にＭ
ｇを１０20／cm3ドープした膜厚４．０μｍのｐ型Ｇａ
Ｎエピタキシャル層を成長させた。このｐ型ＧａＮエピ
タキシャル層も、表面モフォロジーは実施例１と同等で
あり、キャリア濃度３．５×１０15／cm3、移動度８．
５cm2／Ｖ・secと同じくｐ型特性を示した。
ＧａＮエピタキシャル層の上に、実施例６と同様にし
て、膜厚０．０２μｍのＧａＮバッファ層、その上にＭ
ｇを１０20／cm3ドープした膜厚４．０μｍのｐ型Ｇａ
Ｎエピタキシャル層を成長させた。このｐ型ＧａＮエピ
タキシャル層も、表面モフォロジーは実施例１と同等で
あり、キャリア濃度３．５×１０15／cm3、移動度８．
５cm2／Ｖ・secと同じくｐ型特性を示した。
【００３４】［実施例８］において、アンモニアガ
ス、Ｈ2ガス、およびＴＭＧガスに加えて、シラン（Ｓ
ｉＨ4）ガスを流しながら、ＧａＮエピタキシャル層に
ｎ型の不純物であるＳｉをドープして、４．０μｍの膜
厚で成長させた。上記のようにしてサファイア基板上
に、膜厚０．０２μｍのＧａＮバッファ層、その上に、
Ｓｉを約１０20／cm3ドープした膜厚４μｍのｎ型Ｇａ
Ｎエピタキシャル層を成長させた。このｎ型ＧａＮエピ
タキシャル層も、表面モフォロジーは実施例１と同等で
あり、キャリア濃度１．０×１０19／cm3と非常に高い
キャリア濃度を示した。
ス、Ｈ2ガス、およびＴＭＧガスに加えて、シラン（Ｓ
ｉＨ4）ガスを流しながら、ＧａＮエピタキシャル層に
ｎ型の不純物であるＳｉをドープして、４．０μｍの膜
厚で成長させた。上記のようにしてサファイア基板上
に、膜厚０．０２μｍのＧａＮバッファ層、その上に、
Ｓｉを約１０20／cm3ドープした膜厚４μｍのｎ型Ｇａ
Ｎエピタキシャル層を成長させた。このｎ型ＧａＮエピ
タキシャル層も、表面モフォロジーは実施例１と同等で
あり、キャリア濃度１．０×１０19／cm3と非常に高い
キャリア濃度を示した。
【００３５】［比較例２］ＡｌＮのバッファ層を０．０
２μｍの膜厚で形成する以外は、実施例８と同様にＳｉ
をドープして、サファイア基板上に形成したＡｌＮバッ
ファ層の上に、さらに４μｍのｎ型ＧａＮエピタキシャ
ル層を成長させた。このｎ型ＧａＮエピタキシャル層
は、キャリア濃度が５．０×１０18／cm3であり、比較
例１程のキャリア濃度は得られず、不純物により補償さ
れて低くなっていると考えられる。
２μｍの膜厚で形成する以外は、実施例８と同様にＳｉ
をドープして、サファイア基板上に形成したＡｌＮバッ
ファ層の上に、さらに４μｍのｎ型ＧａＮエピタキシャ
ル層を成長させた。このｎ型ＧａＮエピタキシャル層
は、キャリア濃度が５．０×１０18／cm3であり、比較
例１程のキャリア濃度は得られず、不純物により補償さ
れて低くなっていると考えられる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、ＧａXＡｌ1-XＮ
（０．５≦Ｘ≦１） をバッファ層に形成することによ
って、その上に成長させる窒化ガリウム系化合物半導体
の結晶性が、飛躍的に向上する。特に、本発明の窒化ガ
リウム系化合物半導体の結晶成長方法は、バッファ層で
あるＧａXＡｌ1-XＮのＸの値を０．５≦Ｘ≦１の範囲に
特定し、さらに、窒化ガリウム系化合物半導体を成長さ
せる反応容器内でバッファ層も成長させることを特徴と
する。バッファ層のＸの範囲を０．５≦Ｘ≦１の範囲に
特定することにより、本発明の窒化ガリウム系化合物半
導体の結晶成長方法は、図３に示すように、従来のＡｌ
Ｎをバッファ層に使用する窒化ガリウム系化合物半導体
よりもＦＷＨＭを著しく改善できる。ＦＷＨＭは結晶性
を示すパラメータである。したがって、本発明の方法
は、バッファ層と窒化ガリウム系化合物半導体とを同一
の反応容器内で成長させることに加えて、Ｘの範囲を
０．５≦Ｘ≦１に特定することにより、窒化ガリウム系
化合物半導体の結晶を成長させる方法にとって最も大切
な、結晶性を著しく改善できるという極めて優れた特長
を実現する。キャリア濃度と移動度も、結晶性を示すパ
ラメータである。ノンドープの結晶を成長させた場合、
キャリア濃度が小さく、しかも移動度が大きい程、結晶
性が良く、また不純物濃度が小さいことを表す。本発明
の実施例１で試作された窒化ガリウム系化合物半導体
は、図９に示すように、結晶のホール測定において、キ
ャリア濃度が４×１０16／cm3、移動度６００cm2／V・se
cという極めて優れた値を示す。この値は、窒化ガリウ
ム系化合物半導体結晶において飛躍的に優れた値であ
る。ちなみに、ＡｌＮをバッファ層とする従来の方法で
製作された窒化ガリウム系化合物半導体は、キャリア濃
度が１×１０18／cm3、移動度が約９０cm2／V・secであ
る。本発明の方法で結晶成長させた窒化ガリウム系化合
物半導体は、キャリア濃度が１００倍以上、移動度が約
７倍も優れている。さらに、本発明の窒化ガリウム系化
合物半導体の結晶成長方法は、バッファ層を形成するこ
とによって、その上に成長させるＭｇをドープしたＧａ
Ｎエピタキシャル層が、何の処理もなしにｐ型を示す。
これは全く初めてのことであり、本発明の方法で成長さ
せた窒化ガリウム系化合物半導体の結晶性がいかに優れ
ているかを示すものである。またそのバッファ層上に成
長させるＳｉをドープしたｎ型ＧａＮも、ＡｌＮをバッ
ファ層としたものに比較して、非常に高いキャリア濃度
を示す。さらにまた、従来のＡｌＮバッファ層に比べ
て、本発明の方法では、バッファ層を成長させるための
条件が緩やかである。すなわち、バッファ層の厚みの広
い範囲で、その上に成長させる窒化ガリウム系化合物半
導体層の結晶性がよい。このため発光素子を形成する際
の量産性に優れている。このように本発明の技術を用い
ることにより、窒化ガリウム系化合物半導体の結晶を利
用して、青色発光ダイオードはもちろんのこと、半導体
レーザーまで、実用化に向けてその用途は非常に大きい
ものがある。
（０．５≦Ｘ≦１） をバッファ層に形成することによ
って、その上に成長させる窒化ガリウム系化合物半導体
の結晶性が、飛躍的に向上する。特に、本発明の窒化ガ
リウム系化合物半導体の結晶成長方法は、バッファ層で
あるＧａXＡｌ1-XＮのＸの値を０．５≦Ｘ≦１の範囲に
特定し、さらに、窒化ガリウム系化合物半導体を成長さ
せる反応容器内でバッファ層も成長させることを特徴と
する。バッファ層のＸの範囲を０．５≦Ｘ≦１の範囲に
特定することにより、本発明の窒化ガリウム系化合物半
導体の結晶成長方法は、図３に示すように、従来のＡｌ
Ｎをバッファ層に使用する窒化ガリウム系化合物半導体
よりもＦＷＨＭを著しく改善できる。ＦＷＨＭは結晶性
を示すパラメータである。したがって、本発明の方法
は、バッファ層と窒化ガリウム系化合物半導体とを同一
の反応容器内で成長させることに加えて、Ｘの範囲を
０．５≦Ｘ≦１に特定することにより、窒化ガリウム系
化合物半導体の結晶を成長させる方法にとって最も大切
な、結晶性を著しく改善できるという極めて優れた特長
を実現する。キャリア濃度と移動度も、結晶性を示すパ
ラメータである。ノンドープの結晶を成長させた場合、
キャリア濃度が小さく、しかも移動度が大きい程、結晶
性が良く、また不純物濃度が小さいことを表す。本発明
の実施例１で試作された窒化ガリウム系化合物半導体
は、図９に示すように、結晶のホール測定において、キ
ャリア濃度が４×１０16／cm3、移動度６００cm2／V・se
cという極めて優れた値を示す。この値は、窒化ガリウ
ム系化合物半導体結晶において飛躍的に優れた値であ
る。ちなみに、ＡｌＮをバッファ層とする従来の方法で
製作された窒化ガリウム系化合物半導体は、キャリア濃
度が１×１０18／cm3、移動度が約９０cm2／V・secであ
る。本発明の方法で結晶成長させた窒化ガリウム系化合
物半導体は、キャリア濃度が１００倍以上、移動度が約
７倍も優れている。さらに、本発明の窒化ガリウム系化
合物半導体の結晶成長方法は、バッファ層を形成するこ
とによって、その上に成長させるＭｇをドープしたＧａ
Ｎエピタキシャル層が、何の処理もなしにｐ型を示す。
これは全く初めてのことであり、本発明の方法で成長さ
せた窒化ガリウム系化合物半導体の結晶性がいかに優れ
ているかを示すものである。またそのバッファ層上に成
長させるＳｉをドープしたｎ型ＧａＮも、ＡｌＮをバッ
ファ層としたものに比較して、非常に高いキャリア濃度
を示す。さらにまた、従来のＡｌＮバッファ層に比べ
て、本発明の方法では、バッファ層を成長させるための
条件が緩やかである。すなわち、バッファ層の厚みの広
い範囲で、その上に成長させる窒化ガリウム系化合物半
導体層の結晶性がよい。このため発光素子を形成する際
の量産性に優れている。このように本発明の技術を用い
ることにより、窒化ガリウム系化合物半導体の結晶を利
用して、青色発光ダイオードはもちろんのこと、半導体
レーザーまで、実用化に向けてその用途は非常に大きい
ものがある。
【図１】 本発明の結晶成長方法によるエピタキシャル
ウエハの構造を表す概略断面図
ウエハの構造を表す概略断面図
【図２】 従来の結晶成長方法によるエピタキシャルウ
エハの構造を表す概略断面図
エハの構造を表す概略断面図
【図３】 ＧａＮエピタキシャル層のダブルクリスタル
Ｘ線ロッキングカーブの半値巾（ＦＷＨＭ）と、バッフ
ァ層の膜厚との関係を表す図
Ｘ線ロッキングカーブの半値巾（ＦＷＨＭ）と、バッフ
ァ層の膜厚との関係を表す図
【図４】 ＧａＮエピタキシャル層の結晶の構造を表す
顕微鏡写真図
顕微鏡写真図
【図５】 ＧａＮエピタキシャル層の結晶の構造を表す
顕微鏡写真図
顕微鏡写真図
【図６】 ＧａＮエピタキシャル層の結晶の構造を表す
顕微鏡写真図
顕微鏡写真図
【図７】 ＧａＮエピタキシャル層の結晶の構造を表す
顕微鏡写真図
顕微鏡写真図
【図８】 本発明に使用した装置の部分概略断面図
【図９】 本発明の方法によるＧａＮ結晶のホール測定
結果による、キャリア濃度、および移動度の面内分布を
表す図
結果による、キャリア濃度、および移動度の面内分布を
表す図
【図１０】 従来の方法によるＧａＮ結晶のホール測定
結果による、キャリア濃度、および移動度の面内分布を
表す図
結果による、キャリア濃度、および移動度の面内分布を
表す図
１…反応容器 ２…サセプター ３…ヒーター ４…反応ガス噴射管 ５…副噴射管 ６…排気ポンプ ７…モーター ８…排気管
Claims (2)
- 【請求項１】 バッファ層の上に、有機金属化合物気相
成長法で反応容器内に反応ガスを供給して窒化ガリウム
系化合物半導体の結晶を成長させる方法において、 バッファ層と窒化ガリウム系化合物半導体の両方を有機
金属化合物気相成長法で成長させると共に、窒化ガリウ
ム系化合物半導体を成長させる反応容器内において、窒
化ガリウム系化合物半導体を成長させる前に、一般式
を、ＧａXＡｌ1-XＮ（但しＸは０．５≦Ｘ≦１の範囲で
ある。）とするバッファ層を、成長温度を２００℃以上
９００℃以下にして成長させることを特徴とする窒化ガ
リウム系化合物半導体の結晶成長方法。 - 【請求項２】 バッファ層と窒化ガリウム系化合物半導
体を同一組成とする請求項１に記載の窒化ガリウム系化
合物半導体の結晶成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15267695A JP3257344B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15267695A JP3257344B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8984091A Division JPH088217B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-03-27 | 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001266561A Division JP3478287B2 (ja) | 2001-09-03 | 2001-09-03 | 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法と窒化ガリウム系化合物半導体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07312350A true JPH07312350A (ja) | 1995-11-28 |
| JP3257344B2 JP3257344B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=15545680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15267695A Expired - Lifetime JP3257344B2 (ja) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3257344B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998024129A1 (en) * | 1996-11-27 | 1998-06-04 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Iii-v nitride semiconductor devices and process for the production thereof |
| KR100271030B1 (ko) * | 1995-12-27 | 2000-11-01 | 마찌다 가쯔히꼬 | Iii-v족 화합물 반도체의 제조 방법, 및 그를 사용하는 반도체 발광 소자 및 그의 제조방법 |
| US6218207B1 (en) | 1998-05-29 | 2001-04-17 | Mitsushita Electronics Corporation | Method for growing nitride semiconductor crystals, nitride semiconductor device, and method for fabricating the same |
| US6339014B1 (en) | 1998-04-14 | 2002-01-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for growing nitride compound semiconductor |
| JP2011014938A (ja) * | 2000-04-26 | 2011-01-20 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | 発光半導体素子並びに発光性半導体素子の製造方法 |
| US8822263B2 (en) | 2008-06-30 | 2014-09-02 | National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology | Epitaxial growth method of a zinc oxide based semiconductor layer, epitaxial crystal structure, epitaxial crystal growth apparatus, and semiconductor device |
| US8934513B2 (en) | 1994-09-14 | 2015-01-13 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor |
| CN113808916A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-12-17 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 一种n型重掺杂薄层氮化镓材料的二次外延方法 |
-
1995
- 1995-05-25 JP JP15267695A patent/JP3257344B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8934513B2 (en) | 1994-09-14 | 2015-01-13 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor |
| KR100271030B1 (ko) * | 1995-12-27 | 2000-11-01 | 마찌다 가쯔히꼬 | Iii-v족 화합물 반도체의 제조 방법, 및 그를 사용하는 반도체 발광 소자 및 그의 제조방법 |
| WO1998024129A1 (en) * | 1996-11-27 | 1998-06-04 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Iii-v nitride semiconductor devices and process for the production thereof |
| US6255004B1 (en) | 1996-11-27 | 2001-07-03 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | III-V nitride semiconductor devices and process for the production thereof |
| US6339014B1 (en) | 1998-04-14 | 2002-01-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for growing nitride compound semiconductor |
| US6218207B1 (en) | 1998-05-29 | 2001-04-17 | Mitsushita Electronics Corporation | Method for growing nitride semiconductor crystals, nitride semiconductor device, and method for fabricating the same |
| US6358770B2 (en) | 1998-05-29 | 2002-03-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for growing nitride semiconductor crystals, nitride semiconductor device, and method for fabricating the same |
| JP2011014938A (ja) * | 2000-04-26 | 2011-01-20 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | 発光半導体素子並びに発光性半導体素子の製造方法 |
| US8822263B2 (en) | 2008-06-30 | 2014-09-02 | National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology | Epitaxial growth method of a zinc oxide based semiconductor layer, epitaxial crystal structure, epitaxial crystal growth apparatus, and semiconductor device |
| CN113808916A (zh) * | 2021-07-30 | 2021-12-17 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 一种n型重掺杂薄层氮化镓材料的二次外延方法 |
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