JPH10321529A - ２層選択成長法 - Google Patents
２層選択成長法Info
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- JPH10321529A JPH10321529A JP13205197A JP13205197A JPH10321529A JP H10321529 A JPH10321529 A JP H10321529A JP 13205197 A JP13205197 A JP 13205197A JP 13205197 A JP13205197 A JP 13205197A JP H10321529 A JPH10321529 A JP H10321529A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 III 族−Ｎ系化合物半導体膜と基板との界面
からIII 族−Ｎ系化合物半導体膜の表面まで伝搬した転
位が存在しないIII 族−Ｎ系化合物半導体膜を作製する
ことができる２層選択成長法を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 基板１上のＧａＮ層２の表面の一部分
に、ＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを形成した後
に、ＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの表面全体を覆
うようにＧａＮ層２を成長させてＧａＮ層４を形成し、
このＧａＮ層４の表面に、ＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄの基板１に平行な投影面において、少なくとも
ＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで覆われない領域を
含むように、ＧａＮが成長しない材料から成るＳｉＯ2
膜５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅを形成した後に、Ｇａ
Ｎ層４を成長させてＧａＮ層６を形成する。
からIII 族−Ｎ系化合物半導体膜の表面まで伝搬した転
位が存在しないIII 族−Ｎ系化合物半導体膜を作製する
ことができる２層選択成長法を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 基板１上のＧａＮ層２の表面の一部分
に、ＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄを形成した後
に、ＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの表面全体を覆
うようにＧａＮ層２を成長させてＧａＮ層４を形成し、
このＧａＮ層４の表面に、ＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄの基板１に平行な投影面において、少なくとも
ＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄで覆われない領域を
含むように、ＧａＮが成長しない材料から成るＳｉＯ2
膜５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅを形成した後に、Ｇａ
Ｎ層４を成長させてＧａＮ層６を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高品質なエピタキ
シャル成長膜の成長法に関するものである。
シャル成長膜の成長法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】III 族−Ｎ系化合物半導体は、構造元素
として、室温では気体である窒素（Ｎ）と、低融点のII
I ｂ金属とを含むものである。
として、室温では気体である窒素（Ｎ）と、低融点のII
I ｂ金属とを含むものである。
【０００３】このIII 族−Ｎ系化合物半導体により形成
されるIII 族−Ｎ系化合物半導体膜は、大きなエネルギ
ーギャップを持ち、青色発光ダイオード、レーザ、高出
力トランジスタ等の種々のデバイスの作製に用いること
が有望である。また、III 族−Ｎ系化合物半導体膜は、
低融点のIII ｂ金属を含んでいるが高融点材料であり、
高温動作が可能であるという利点があるため、多くの研
究機関で、その実用化が進められている。
されるIII 族−Ｎ系化合物半導体膜は、大きなエネルギ
ーギャップを持ち、青色発光ダイオード、レーザ、高出
力トランジスタ等の種々のデバイスの作製に用いること
が有望である。また、III 族−Ｎ系化合物半導体膜は、
低融点のIII ｂ金属を含んでいるが高融点材料であり、
高温動作が可能であるという利点があるため、多くの研
究機関で、その実用化が進められている。
【０００４】このIII 族−Ｎ系化合物半導体膜の作製方
法としては、有機金属気相成長法であるいわゆるＭＯＣ
ＶＤ(metal organic chemical vapor deposition) 法や
分子線エピタキシー法であるいわゆるＭＢＥ(molecular
beam epitaxy)法が用いられている。
法としては、有機金属気相成長法であるいわゆるＭＯＣ
ＶＤ(metal organic chemical vapor deposition) 法や
分子線エピタキシー法であるいわゆるＭＢＥ(molecular
beam epitaxy)法が用いられている。
【０００５】ＭＯＣＶＤ法により、III 族−Ｎ系化合物
半導体膜として例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）膜を得る
場合には、加熱された基板上に、キャリアガスとして水
素（Ｈ2 ）、窒素原料としてアンモニア（ＮＨ3 ）ガス
及び窒素（Ｎ2 ）ガス、ガリウム（Ｇａ）原料としてト
リメチルガリウム（ＴＭＧａ）を同時に供給することに
よりＧａＮ膜を成長させて作製する。
半導体膜として例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）膜を得る
場合には、加熱された基板上に、キャリアガスとして水
素（Ｈ2 ）、窒素原料としてアンモニア（ＮＨ3 ）ガス
及び窒素（Ｎ2 ）ガス、ガリウム（Ｇａ）原料としてト
リメチルガリウム（ＴＭＧａ）を同時に供給することに
よりＧａＮ膜を成長させて作製する。
【０００６】また、ＭＢＥ法によりＧａＮ膜を得る場合
には、加熱された基板上に、Ｇａ金属と活性化された窒
素原子とを同時に供給することによりＧａＮ膜を成長さ
せて作製する。
には、加熱された基板上に、Ｇａ金属と活性化された窒
素原子とを同時に供給することによりＧａＮ膜を成長さ
せて作製する。
【０００７】現在、上記基板としては、主に、いわゆる
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を用いている。
アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を用いている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、III 族−Ｎ
系化合物半導体膜を作製する際には、III 族−Ｎ系化合
物半導体膜の成長初期において基板表面に成長核が発生
することや、III 族−Ｎ系化合物半導体膜の格子定数と
Ａｌ2 Ｏ3 の格子定数とが大きく異なること等により、
III 族−Ｎ系化合物半導体膜と基板との界面には、線欠
陥のうちの代表的なものである転位が発生する。このII
I 族−Ｎ系化合物半導体膜と基板との界面に発生した転
位は、III 族−Ｎ系化合物半導体の成長に応じて、最終
的には、III 族−Ｎ系化合物半導体膜の表面まで伝搬す
る。この転位の数は、１０8 〜１０ 10本／ｃｍ2 程度で
ある。
系化合物半導体膜を作製する際には、III 族−Ｎ系化合
物半導体膜の成長初期において基板表面に成長核が発生
することや、III 族−Ｎ系化合物半導体膜の格子定数と
Ａｌ2 Ｏ3 の格子定数とが大きく異なること等により、
III 族−Ｎ系化合物半導体膜と基板との界面には、線欠
陥のうちの代表的なものである転位が発生する。このII
I 族−Ｎ系化合物半導体膜と基板との界面に発生した転
位は、III 族−Ｎ系化合物半導体の成長に応じて、最終
的には、III 族−Ｎ系化合物半導体膜の表面まで伝搬す
る。この転位の数は、１０8 〜１０ 10本／ｃｍ2 程度で
ある。
【０００９】このように、III 族−Ｎ系化合物半導体膜
と基板との界面からIII 族−Ｎ系化合物半導体膜の表面
まで伝搬した転位が存在するIII 族−Ｎ系化合物半導体
膜を用いて作製した半導体素子には、様々な問題が生じ
る。
と基板との界面からIII 族−Ｎ系化合物半導体膜の表面
まで伝搬した転位が存在するIII 族−Ｎ系化合物半導体
膜を用いて作製した半導体素子には、様々な問題が生じ
る。
【００１０】例えば、レーザにおいては、発振しなかっ
たり、発振しても寿命が短かったりする。
たり、発振しても寿命が短かったりする。
【００１１】また、トランジスタにおいては、漏れ電流
が大きい、動作マージンが狭い、消費電力が大きい、転
位に沿ってドーパントが拡散して良好なｐｎ接合が形成
されない等の問題点が生じる。
が大きい、動作マージンが狭い、消費電力が大きい、転
位に沿ってドーパントが拡散して良好なｐｎ接合が形成
されない等の問題点が生じる。
【００１２】そこで、本発明は、III 族−Ｎ系化合物半
導体膜と基板との界面からIII 族−Ｎ系化合物半導体膜
の表面まで伝搬した転位が存在しないIII 族−Ｎ系化合
物半導体膜を作製することができる２層選択成長法を提
供することを目的とする。
導体膜と基板との界面からIII 族−Ｎ系化合物半導体膜
の表面まで伝搬した転位が存在しないIII 族−Ｎ系化合
物半導体膜を作製することができる２層選択成長法を提
供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の２層選択成長法は、基板上にIII 族窒化物
半導体の層を成長させる第１の工程と、前記III 族窒化
物半導体の層の表面の一部分に、前記III 族窒化物半導
体が成長しない材料から成る第１の膜を形成する第２の
工程と、前記III 族窒化物半導体を、前記第１の工程で
成長させたIII族窒化物半導体の層の表面のうちの前記
第１の膜が形成されない部分に成長させた後、前記第１
の膜の表面が覆われるように成長させる第３の工程と、
少なくとも前記第１の膜の前記基板に平行な投影面にお
ける前記第１の膜で覆われない領域を含むように、前記
第３の工程で成長させたIII 族窒化物半導体の層の表面
の一部分に、前記III 族窒化物半導体が成長しない材料
から成る第２の膜を形成する第４の工程と、前記III 族
窒化物半導体を、前記第３の工程で成長させたIII族窒
化物半導体の層の表面のうちの前記第２の膜が形成され
ない部分に成長させた後、前記第２の膜の表面が覆われ
るように成長させる第５の工程と、を含むことを特徴と
する。
に、本発明の２層選択成長法は、基板上にIII 族窒化物
半導体の層を成長させる第１の工程と、前記III 族窒化
物半導体の層の表面の一部分に、前記III 族窒化物半導
体が成長しない材料から成る第１の膜を形成する第２の
工程と、前記III 族窒化物半導体を、前記第１の工程で
成長させたIII族窒化物半導体の層の表面のうちの前記
第１の膜が形成されない部分に成長させた後、前記第１
の膜の表面が覆われるように成長させる第３の工程と、
少なくとも前記第１の膜の前記基板に平行な投影面にお
ける前記第１の膜で覆われない領域を含むように、前記
第３の工程で成長させたIII 族窒化物半導体の層の表面
の一部分に、前記III 族窒化物半導体が成長しない材料
から成る第２の膜を形成する第４の工程と、前記III 族
窒化物半導体を、前記第３の工程で成長させたIII族窒
化物半導体の層の表面のうちの前記第２の膜が形成され
ない部分に成長させた後、前記第２の膜の表面が覆われ
るように成長させる第５の工程と、を含むことを特徴と
する。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の一形態を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１５】図１〜図５には、本発明の２層選択成長法
により、III 族窒化物半導体膜であるいわゆるIII 族−
Ｎ系化合物半導体膜の作製状態を説明するための断面図
を示す。なお、以下の説明では、具体的には、III 族−
Ｎ系化合物半導体膜として窒化ガリウム（ＧａＮ）膜を
作製する場合について説明する。
により、III 族窒化物半導体膜であるいわゆるIII 族−
Ｎ系化合物半導体膜の作製状態を説明するための断面図
を示す。なお、以下の説明では、具体的には、III 族−
Ｎ系化合物半導体膜として窒化ガリウム（ＧａＮ）膜を
作製する場合について説明する。
【００１６】まず、図１に示すように、いわゆるアルミ
ナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）から成る基板１のｃ面上に、ＧａＮ膜
を作製するための低温シード層として、ＭＯＣＶＤ法に
よりＧａＮを蒸着させて、任意の厚さＤ1 のＧａＮ層２
を形成する。
ナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）から成る基板１のｃ面上に、ＧａＮ膜
を作製するための低温シード層として、ＭＯＣＶＤ法に
よりＧａＮを蒸着させて、任意の厚さＤ1 のＧａＮ層２
を形成する。
【００１７】次に、ＧａＮが成長しない材料として例え
ば二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）を用い、このＳｉＯ2 をＧ
ａＮ層２の表面全体に蒸着させる。そして、ＳｉＯ2 の
一部分を、例えばレジストを用いてドライエッチング等
の手法により取り除く。これにより、例えば図２に示す
ように、任意の厚さＤ2 をもつ第１の膜であるＳｉＯ 2
膜３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが形成される。従って、Ｇａ
Ｎ層２の表面全体のうちのＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄが形成されない部分は露出される。
ば二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）を用い、このＳｉＯ2 をＧ
ａＮ層２の表面全体に蒸着させる。そして、ＳｉＯ2 の
一部分を、例えばレジストを用いてドライエッチング等
の手法により取り除く。これにより、例えば図２に示す
ように、任意の厚さＤ2 をもつ第１の膜であるＳｉＯ 2
膜３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが形成される。従って、Ｇａ
Ｎ層２の表面全体のうちのＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄが形成されない部分は露出される。
【００１８】次に、高温熱処理を行った後、ＧａＮ層２
のＧａＮを、ｃ軸に沿ってエピタキシャル成長させる。
これにより、図３に示すように、ＳｉＯ2 膜３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｄが形成されていない部分、即ち、ＳｉＯ
2 膜３ａとＳｉＯ2 膜３ｂとの隙間、ＳｉＯ2 膜３ｂと
ＳｉＯ2 膜３ｃとの隙間、ＳｉＯ2 膜３ｃとＳｉＯ2 膜
ｄとの隙間に、ＧａＮ成長部２ａ，２ｂ，２ｃがそれぞ
れ形成される。
のＧａＮを、ｃ軸に沿ってエピタキシャル成長させる。
これにより、図３に示すように、ＳｉＯ2 膜３ａ，３
ｂ，３ｃ，３ｄが形成されていない部分、即ち、ＳｉＯ
2 膜３ａとＳｉＯ2 膜３ｂとの隙間、ＳｉＯ2 膜３ｂと
ＳｉＯ2 膜３ｃとの隙間、ＳｉＯ2 膜３ｃとＳｉＯ2 膜
ｄとの隙間に、ＧａＮ成長部２ａ，２ｂ，２ｃがそれぞ
れ形成される。
【００１９】また、ＧａＮをエピタキシャル成長と共に
横方向に選択成長させて、ＳｉＯ2膜３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄ上にＧａＮ成長部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄをそ
れぞれ形成させる。これにより、図３に示すように、Ｓ
ｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの各表面全体を覆い、
任意の厚さＤ3 をもつＧａＮ層４が形成される。
横方向に選択成長させて、ＳｉＯ2膜３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄ上にＧａＮ成長部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄをそ
れぞれ形成させる。これにより、図３に示すように、Ｓ
ｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの各表面全体を覆い、
任意の厚さＤ3 をもつＧａＮ層４が形成される。
【００２０】ここで、斜線で示すＧａＮ層２及びＧａＮ
成長部２ａ，２ｂ，２ｃは、伝搬した転位を示してい
る。転位は、ＧａＮ層２とＡｌ2 Ｏ3 の基板１との界面
に発生し、ＧａＮのエピタキシャル成長により伝搬す
る。従って、ＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄでＧａ
Ｎ層２の表面全体の一部分を覆うことにより、一部の転
位の伝搬を断ち切ることができる。
成長部２ａ，２ｂ，２ｃは、伝搬した転位を示してい
る。転位は、ＧａＮ層２とＡｌ2 Ｏ3 の基板１との界面
に発生し、ＧａＮのエピタキシャル成長により伝搬す
る。従って、ＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄでＧａ
Ｎ層２の表面全体の一部分を覆うことにより、一部の転
位の伝搬を断ち切ることができる。
【００２１】次に、ＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
と同様にして、ＧａＮが成長しない材料として例えばＳ
ｉＯ2 を用い、このＳｉＯ2 をＧａＮ層４の表面全体に
蒸着させる。そして、ＳｉＯ2 の一部分をドライエッチ
ング等の手法により取り除く。これにより、例えば図４
に示すように、任意の厚さＤ4 をもつ第２の膜であるＳ
ｉＯ2 膜５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅを形成する。こ
のとき、ＳｉＯ2 膜５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅは、
ＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの、基板１に平行な
投影面において、少なくともＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄで覆われない領域を含むように、ＧａＮ層４の
表面に形成される。即ち、ＧａＮ層２がエピタキシャル
成長したＧａＮ成長部２ａ，２ｂ，２ｃの各領域と重な
らない領域のＳｉＯ2 を取り除いて、ＳｉＯ2 膜５ａ，
５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅを形成する。
と同様にして、ＧａＮが成長しない材料として例えばＳ
ｉＯ2 を用い、このＳｉＯ2 をＧａＮ層４の表面全体に
蒸着させる。そして、ＳｉＯ2 の一部分をドライエッチ
ング等の手法により取り除く。これにより、例えば図４
に示すように、任意の厚さＤ4 をもつ第２の膜であるＳ
ｉＯ2 膜５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅを形成する。こ
のとき、ＳｉＯ2 膜５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅは、
ＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの、基板１に平行な
投影面において、少なくともＳｉＯ2 膜３ａ，３ｂ，３
ｃ，３ｄで覆われない領域を含むように、ＧａＮ層４の
表面に形成される。即ち、ＧａＮ層２がエピタキシャル
成長したＧａＮ成長部２ａ，２ｂ，２ｃの各領域と重な
らない領域のＳｉＯ2 を取り除いて、ＳｉＯ2 膜５ａ，
５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅを形成する。
【００２２】次に、図５に示すように、ＧａＮ層４をシ
ード層とし、ＳｉＯ2 膜５ａとＳｉＯ 2膜５ｂとの隙
間、ＳｉＯ2 膜５ｂとＳｉＯ2 膜５ｃとの隙間、ＳｉＯ
2 膜５ｃとＳｉＯ2 膜５ｄとの隙間、ＳｉＯ2 膜５ｄと
ＳｉＯ2 膜５ｅとの隙間から、ＧａＮをそれぞれエピタ
キシャル成長させる。また、エピタキシャル成長したＧ
ａＮを、ＳｉＯ2 膜５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅの表
面全体を覆うように横方向に選択成長させる。これによ
り、任意の厚さＤ5 をもつＧａＮ層６を形成する。
ード層とし、ＳｉＯ2 膜５ａとＳｉＯ 2膜５ｂとの隙
間、ＳｉＯ2 膜５ｂとＳｉＯ2 膜５ｃとの隙間、ＳｉＯ
2 膜５ｃとＳｉＯ2 膜５ｄとの隙間、ＳｉＯ2 膜５ｄと
ＳｉＯ2 膜５ｅとの隙間から、ＧａＮをそれぞれエピタ
キシャル成長させる。また、エピタキシャル成長したＧ
ａＮを、ＳｉＯ2 膜５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅの表
面全体を覆うように横方向に選択成長させる。これによ
り、任意の厚さＤ5 をもつＧａＮ層６を形成する。
【００２３】このようにして、ＧａＮ膜１０を作製す
る。
る。
【００２４】ここで、ＳｉＯ2 膜５ａ，５ｂ，５ｃ，５
ｄ，５ｅは、ＳｉＯ2 膜３ａとＳｉＯ2 膜３ｂとの隙
間、ＳｉＯ2 膜３ｂとＳｉＯ2 膜３ｃとの隙間、ＳｉＯ
2 膜３ｃとＳｉＯ2 膜３ｄとの隙間の各領域と重ならな
い領域に形成されているので、ＧａＮ成長部２ａ，２
ｂ，２ｃによって伝搬した転位を、ＳｉＯ2 膜５ｂ，５
ｃ，５ｄによって全て断ち切ることができる。
ｄ，５ｅは、ＳｉＯ2 膜３ａとＳｉＯ2 膜３ｂとの隙
間、ＳｉＯ2 膜３ｂとＳｉＯ2 膜３ｃとの隙間、ＳｉＯ
2 膜３ｃとＳｉＯ2 膜３ｄとの隙間の各領域と重ならな
い領域に形成されているので、ＧａＮ成長部２ａ，２
ｂ，２ｃによって伝搬した転位を、ＳｉＯ2 膜５ｂ，５
ｃ，５ｄによって全て断ち切ることができる。
【００２５】また、ＧａＮ層２のＧａＮがエピタキシャ
ル成長するときに横方向に選択成長したＧａＮ層４には
転位が存在しないので、このＧａＮ層４をシード層とし
て成長したＧａＮ層６には転位が存在しない。
ル成長するときに横方向に選択成長したＧａＮ層４には
転位が存在しないので、このＧａＮ層４をシード層とし
て成長したＧａＮ層６には転位が存在しない。
【００２６】従って、このＧａＮ膜１０においては、II
I 族−Ｎ系化合物半導体膜と基板との界面からIII 族−
Ｎ系化合物半導体膜の表面まで、即ち、ＧａＮ層２と基
板１との界面からＧａＮ層６の表面まで伝搬した転位は
存在しない。これにより、ＧａＮ膜１０上に成長した素
子構造を用いて作製する各種の半導体素子は、材料が持
つ本来の特性を有する高性能なものとなる。
I 族−Ｎ系化合物半導体膜と基板との界面からIII 族−
Ｎ系化合物半導体膜の表面まで、即ち、ＧａＮ層２と基
板１との界面からＧａＮ層６の表面まで伝搬した転位は
存在しない。これにより、ＧａＮ膜１０上に成長した素
子構造を用いて作製する各種の半導体素子は、材料が持
つ本来の特性を有する高性能なものとなる。
【００２７】なお、上述した説明では、III 族−Ｎ系化
合物半導体膜の作製に使用するIII族−Ｎ系化合物半導
体として具体的にはＧａＮを挙げているが、このＧａＮ
の他に、ＡｌＮ，ＩｎＮ，ＢＮ，ＴｌＮや、これらの混
合物を使用しても、本発明の２層選択成長法によりIII
族−Ｎ系化合物半導体膜と基板との界面からIII 族−Ｎ
系化合物半導体膜の表面まで伝搬した転位が存在しない
III 族−Ｎ系化合物半導体膜を作製することができる。
合物半導体膜の作製に使用するIII族−Ｎ系化合物半導
体として具体的にはＧａＮを挙げているが、このＧａＮ
の他に、ＡｌＮ，ＩｎＮ，ＢＮ，ＴｌＮや、これらの混
合物を使用しても、本発明の２層選択成長法によりIII
族−Ｎ系化合物半導体膜と基板との界面からIII 族−Ｎ
系化合物半導体膜の表面まで伝搬した転位が存在しない
III 族−Ｎ系化合物半導体膜を作製することができる。
【００２８】また、上記実施の形態では、III 族−Ｎ系
化合物半導体が成長しない材料から成る膜が２層形成さ
れたIII 族−Ｎ系化合物半導体膜を作製する場合につい
て説明したが、III 族−Ｎ系化合物半導体膜と基板との
界面からIII 族−Ｎ系化合物半導体膜の表面まで伝搬し
た転位が存在しないIII 族−Ｎ系化合物半導体膜を作製
するために、さらに、III 族−Ｎ系化合物半導体が成長
しない材料から成る第２の膜の形成工程及び次のIII 族
−Ｎ系化合物半導体の成長工程を繰り返して行い、III
族−Ｎ系化合物半導体が成長しない材料から成る膜が３
層以上形成されたIII 族−Ｎ系化合物半導体膜を作製す
ることも可能である。
化合物半導体が成長しない材料から成る膜が２層形成さ
れたIII 族−Ｎ系化合物半導体膜を作製する場合につい
て説明したが、III 族−Ｎ系化合物半導体膜と基板との
界面からIII 族−Ｎ系化合物半導体膜の表面まで伝搬し
た転位が存在しないIII 族−Ｎ系化合物半導体膜を作製
するために、さらに、III 族−Ｎ系化合物半導体が成長
しない材料から成る第２の膜の形成工程及び次のIII 族
−Ｎ系化合物半導体の成長工程を繰り返して行い、III
族−Ｎ系化合物半導体が成長しない材料から成る膜が３
層以上形成されたIII 族−Ｎ系化合物半導体膜を作製す
ることも可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の２層選択
成長法は、基板上にIII 族窒化物半導体の層を成長さ
せ、前記III 族窒化物半導体の層の表面の一部分に、前
記III 族窒化物半導体が成長しない材料から成る第１の
膜を形成し、前記III 族窒化物半導体を、前記成長させ
たIII 族窒化物半導体の層の表面のうちの前記第１の膜
が形成されない部分に成長させた後、前記第１の膜の表
面が覆われるように成長させ、さらに、少なくとも前記
第１の膜の前記基板に平行な投影面における前記第１の
膜で覆われない領域を含むように、前記成長させたIII
族窒化物半導体の層の表面の一部分に、前記III 族窒化
物半導体が成長しない材料から成る第２の膜を形成し、
前記III 族窒化物半導体を、前記成長させたIII 族窒化
物半導体の層の表面のうちの前記第２の膜が形成されな
い部分に成長させた後、前記第２の膜の表面が覆われる
ように成長させることにより、第１の膜で、基板上のII
I 族−Ｎ系化合物半導体の層に伝搬した転位の一部を断
ち切り、さらに、第２の膜で、第１の膜によって断ち切
らずにIII 族−Ｎ系化合物半導体の成長により伝搬した
転位を断ち切るので、III 族−Ｎ系化合物半導体膜と基
板との界面からIII 族−Ｎ系化合物半導体膜の表面まで
伝搬する転位が存在しないIII 族−Ｎ系化合物半導体膜
を作製することができる。これにより、このIII 族−Ｎ
系化合物半導体膜を用いて作製したデバイスの高性能
化、長寿命化、低電流動作化等を実現できる。
成長法は、基板上にIII 族窒化物半導体の層を成長さ
せ、前記III 族窒化物半導体の層の表面の一部分に、前
記III 族窒化物半導体が成長しない材料から成る第１の
膜を形成し、前記III 族窒化物半導体を、前記成長させ
たIII 族窒化物半導体の層の表面のうちの前記第１の膜
が形成されない部分に成長させた後、前記第１の膜の表
面が覆われるように成長させ、さらに、少なくとも前記
第１の膜の前記基板に平行な投影面における前記第１の
膜で覆われない領域を含むように、前記成長させたIII
族窒化物半導体の層の表面の一部分に、前記III 族窒化
物半導体が成長しない材料から成る第２の膜を形成し、
前記III 族窒化物半導体を、前記成長させたIII 族窒化
物半導体の層の表面のうちの前記第２の膜が形成されな
い部分に成長させた後、前記第２の膜の表面が覆われる
ように成長させることにより、第１の膜で、基板上のII
I 族−Ｎ系化合物半導体の層に伝搬した転位の一部を断
ち切り、さらに、第２の膜で、第１の膜によって断ち切
らずにIII 族−Ｎ系化合物半導体の成長により伝搬した
転位を断ち切るので、III 族−Ｎ系化合物半導体膜と基
板との界面からIII 族−Ｎ系化合物半導体膜の表面まで
伝搬する転位が存在しないIII 族−Ｎ系化合物半導体膜
を作製することができる。これにより、このIII 族−Ｎ
系化合物半導体膜を用いて作製したデバイスの高性能
化、長寿命化、低電流動作化等を実現できる。
【図１】本発明に係る２層選択成長法の第１の工程を説
明するための断面図である。
明するための断面図である。
【図２】本発明に係る２層選択成長法の第２の工程を説
明するための断面図である。
明するための断面図である。
【図３】本発明に係る２層選択成長法の第３の工程を説
明するための断面図である。
明するための断面図である。
【図４】本発明に係る２層選択成長法の第４の工程を説
明するための断面図である。
明するための断面図である。
【図５】本発明に係る２層選択成長法の第５の工程を説
明するための断面図である。
明するための断面図である。
１・・・基板 ２，４，６・・・ＧａＮ層 ２ａ，２ｂ，２ｃ・・・ＧａＮ成長部 ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ・・・ＳｉＯ2 膜 ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ・・・ＧａＮ成長部 ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ・・・ＳｉＯ2 膜
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上にIII 族窒化物半導体の層を成長
させる第１の工程と、 前記III 族窒化物半導体の層の表面の一部分に、前記II
I 族窒化物半導体が成長しない材料から成る第１の膜を
形成する第２の工程と、 前記III 族窒化物半導体を、前記第１の工程で成長させ
たIII 族窒化物半導体の層の表面のうちの前記第１の膜
が形成されない部分に成長させた後、前記第１の膜の表
面が覆われるように成長させる第３の工程と、 少なくとも前記第１の膜の前記基板に平行な投影面にお
ける前記第１の膜で覆われない領域を含むように、前記
第３の工程で成長させたIII 族窒化物半導体の層の表面
の一部分に、前記III 族窒化物半導体が成長しない材料
から成る第２の膜を形成する第４の工程と、 前記III 族窒化物半導体を、前記第３の工程で成長させ
たIII 族窒化物半導体の層の表面のうちの前記第２の膜
が形成されない部分に成長させた後、前記第２の膜の表
面が覆われるように成長させる第５の工程と、を含むこ
とを特徴とする２層選択成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13205197A JPH10321529A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | ２層選択成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13205197A JPH10321529A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | ２層選択成長法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321529A true JPH10321529A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=15072382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13205197A Pending JPH10321529A (ja) | 1997-05-22 | 1997-05-22 | ２層選択成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10321529A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999023693A1 (en) * | 1997-10-30 | 1999-05-14 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | GaN SINGLE CRYSTALLINE SUBSTRATE AND METHOD OF PRODUCING THE SAME |
| JPH11214744A (ja) * | 1998-01-27 | 1999-08-06 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体発光素子 |
| JP2002505519A (ja) * | 1998-02-27 | 2002-02-19 | ノース・キャロライナ・ステイト・ユニヴァーシティ | マスクを通過する横方向のオーバーグロースによる窒化ガリウム半導体層を製造する方法及びそれによって製造された窒化ガリウム半導体の構造体 |
| JP2004311986A (ja) * | 2003-03-25 | 2004-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2012182459A (ja) * | 2012-03-06 | 2012-09-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 窒化物半導体構造 |
| JPWO2021192551A1 (ja) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 |
-
1997
- 1997-05-22 JP JP13205197A patent/JPH10321529A/ja active Pending
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| US7357837B2 (en) | 1997-10-30 | 2008-04-15 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | GaN single crystal substrate and method of making the same |
| US7504323B2 (en) | 1997-10-30 | 2009-03-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | GaN single crystal substrate and method of making the same |
| US7521339B2 (en) | 1997-10-30 | 2009-04-21 | Sumitomo Electric Industries Ltd. | GaN single crystal substrate and method of making the same |
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| JPWO2021192551A1 (ja) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 | ||
| WO2021192075A1 (ja) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 | 日本電信電話株式会社 | 半導体層の形成方法 |
| WO2021192551A1 (ja) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 | 日本電信電話株式会社 | 半導体層の形成方法 |
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