JPH11298039A - ＧａＮ層および緩衝層の成長法およびその構造 - Google Patents
ＧａＮ層および緩衝層の成長法およびその構造Info
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- JPH11298039A JPH11298039A JP9233798A JP9233798A JPH11298039A JP H11298039 A JPH11298039 A JP H11298039A JP 9233798 A JP9233798 A JP 9233798A JP 9233798 A JP9233798 A JP 9233798A JP H11298039 A JPH11298039 A JP H11298039A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高品質かつ低欠陥のＧａＮ層を成長させる。
【解決手段】 第１の方法では、複数の緩衝層と複数の
ＧａＮ層とを交互に成長させ、第２の方法では、基板の
上に電子移動度の大きい緩衝層を２層連続して成長させ
てからＧａＮ単結晶の層を成長させる。本発明では、ｎ
型及びｐ型ＧａＮ材料を得ることができる。
ＧａＮ層とを交互に成長させ、第２の方法では、基板の
上に電子移動度の大きい緩衝層を２層連続して成長させ
てからＧａＮ単結晶の層を成長させる。本発明では、ｎ
型及びｐ型ＧａＮ材料を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、GaN層および緩衝
層の成長法およびその構造に関するもので、特に高品質
かつ低欠陥のGaN層および緩衝層の成長法およびその構
造に関するものである。
層の成長法およびその構造に関するもので、特に高品質
かつ低欠陥のGaN層および緩衝層の成長法およびその構
造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、青色発光ダイオード（LED）を製
造する材料として窒化ガリウム（GaN）が注目されてい
る。GaNが、室温下で３．３９eVの直接遷移型エネルギ
ー帯構造を示すからである。公知技術としては、サファ
イアの基板上にヘテロ・エピキタシーのGaNを成長させ
てGaN単結晶を得る方法が開発されている。しかしなが
ら、この技術によって製造されたGaNは、約１３．８％
の格子不整合を生じ、サファイアとの間の熱膨張係数も
大きい。このため、１０００℃でサファイアの基板上に
GaNを成長させると表面が粗くなってしまう。したがっ
て、高品質かつ表面が滑らかなGaN薄膜を形成するのは
困難である。
造する材料として窒化ガリウム（GaN）が注目されてい
る。GaNが、室温下で３．３９eVの直接遷移型エネルギ
ー帯構造を示すからである。公知技術としては、サファ
イアの基板上にヘテロ・エピキタシーのGaNを成長させ
てGaN単結晶を得る方法が開発されている。しかしなが
ら、この技術によって製造されたGaNは、約１３．８％
の格子不整合を生じ、サファイアとの間の熱膨張係数も
大きい。このため、１０００℃でサファイアの基板上に
GaNを成長させると表面が粗くなってしまう。したがっ
て、高品質かつ表面が滑らかなGaN薄膜を形成するのは
困難である。
【０００３】以上の問題点を克服できるような公知技術
も開発されている。この方法では、AlN材料の緩衝層をM
OCVD法によって６００℃で成長させ、続いてその緩衝層
上にGaNを成長させる。この方法を使用すれば、結晶度
が大きく表面が滑らかな薄膜を成長させることができ
る。Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 30, No. 10A, October,
1991, pp. L1705〜L1707に開示されているように、非結
晶体GaNを低温で成長させ、続いてGaNを高温で成長させ
る。この公知技術によってもまた、表面が滑らかで結晶
度の比較的大きいGaN薄膜を得ることができる。
も開発されている。この方法では、AlN材料の緩衝層をM
OCVD法によって６００℃で成長させ、続いてその緩衝層
上にGaNを成長させる。この方法を使用すれば、結晶度
が大きく表面が滑らかな薄膜を成長させることができ
る。Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 30, No. 10A, October,
1991, pp. L1705〜L1707に開示されているように、非結
晶体GaNを低温で成長させ、続いてGaNを高温で成長させ
る。この公知技術によってもまた、表面が滑らかで結晶
度の比較的大きいGaN薄膜を得ることができる。
【０００４】しかしながら、AlNまたはGaN材料の緩衝層
をSiCの基板上に成長させると、AlN（またはGaN）の緩
衝層上に高温で成長させたGaN単結晶の層は結晶度が低
い。以下に実験結果を挙げる。厚さ２０〜５０nmのAlN
またはAlxGa1-xN（x＞０．５）の層を、８９０〜１２０
０℃でSiCの基板上に成長させる。続いて、GaNの薄膜
を、９２０〜１０２５℃でAlN（またはAlxGa1-xN）の層
上に成長させる。この構造下では、電子移動度が室温で
４００cm2／V・sに達する。SiC−GaN界面の格子整合は
サファイア−GaN界面に比べてかなり改善されるが、そ
れでも約１０9cm-2の転移欠陥を生じる。
をSiCの基板上に成長させると、AlN（またはGaN）の緩
衝層上に高温で成長させたGaN単結晶の層は結晶度が低
い。以下に実験結果を挙げる。厚さ２０〜５０nmのAlN
またはAlxGa1-xN（x＞０．５）の層を、８９０〜１２０
０℃でSiCの基板上に成長させる。続いて、GaNの薄膜
を、９２０〜１０２５℃でAlN（またはAlxGa1-xN）の層
上に成長させる。この構造下では、電子移動度が室温で
４００cm2／V・sに達する。SiC−GaN界面の格子整合は
サファイア−GaN界面に比べてかなり改善されるが、そ
れでも約１０9cm-2の転移欠陥を生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上の問題点に鑑み、
本発明は、GaNの成長法およびその構造を提供すること
を主な目的とするものである。本発明の成長法を使用す
ると、高品質かつ低欠陥のGaNを、SiC、Si、スピネル、
またはサファイアの基板上に成長させることができる。
本発明は、GaNの成長法およびその構造を提供すること
を主な目的とするものである。本発明の成長法を使用す
ると、高品質かつ低欠陥のGaNを、SiC、Si、スピネル、
またはサファイアの基板上に成長させることができる。
【０００６】本発明はまた、GaNの成長法およびその構
造を提供することを目的とするものである。本発明の成
長法を使用すると、電子移動度の大きいGaN単結晶の層
を得ることができる。
造を提供することを目的とするものである。本発明の成
長法を使用すると、電子移動度の大きいGaN単結晶の層
を得ることができる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の成長法は、複数
の緩衝層と複数のGaN層とを交互に成長させて高品質か
つ低欠陥の材料を得るものである。緩衝層はすべて低温
で成長させ、非結晶性の材料を得る。すなわち、緩衝層
の成長時の温度は非常に低温であるため、結晶性の物質
は形成されない。緩衝層を成長させた後、GaN単結晶の
層を高温で成長させる。
の緩衝層と複数のGaN層とを交互に成長させて高品質か
つ低欠陥の材料を得るものである。緩衝層はすべて低温
で成長させ、非結晶性の材料を得る。すなわち、緩衝層
の成長時の温度は非常に低温であるため、結晶性の物質
は形成されない。緩衝層を成長させた後、GaN単結晶の
層を高温で成長させる。
【０００８】公知技術を使用した場合のGaN層の厚さは
約４μmであった。本発明を使用し、緩衝層を２層だけ
成長させる場合、第１および第２のGaN層の厚さはそれ
ぞれ１μmおよび３μmである。緩衝層を３層成長させる
場合は、第１および第２のGaN層の厚さはともに０．５
〜１μmで、第３のGaN層の厚さは２〜４μmである。公
知技術を使用した場合のGaN層の厚さは本発明の方法を
使用した場合と大きく異ならないが、本発明を使用した
場合には一層高品質の材料を得ることができる。
約４μmであった。本発明を使用し、緩衝層を２層だけ
成長させる場合、第１および第２のGaN層の厚さはそれ
ぞれ１μmおよび３μmである。緩衝層を３層成長させる
場合は、第１および第２のGaN層の厚さはともに０．５
〜１μmで、第３のGaN層の厚さは２〜４μmである。公
知技術を使用した場合のGaN層の厚さは本発明の方法を
使用した場合と大きく異ならないが、本発明を使用した
場合には一層高品質の材料を得ることができる。
【０００９】本発明によれば、GaN層を成長させる前
に、緩衝層を２層基板上に成長させることができる。第
１および第２の緩衝層は、それぞれ低温および高温で成
長させる。続いて、GaN単結晶の層を高温で成長させ
る。GaN単結晶の層を成長させるさいに、不純物を添加
して伝導性を増すことができる。
に、緩衝層を２層基板上に成長させることができる。第
１および第２の緩衝層は、それぞれ低温および高温で成
長させる。続いて、GaN単結晶の層を高温で成長させ
る。GaN単結晶の層を成長させるさいに、不純物を添加
して伝導性を増すことができる。
【００１０】本発明では、Si、スピネル、またはサファ
イアの基板上に成長させることもできる。また、本発明
は、例えばAlGaN、InGaN、AlGaInNなどの高品質の第III
−V族材料を成長させるのにも応用することができる。
イアの基板上に成長させることもできる。また、本発明
は、例えばAlGaN、InGaN、AlGaInNなどの高品質の第III
−V族材料を成長させるのにも応用することができる。
【００１１】
【実施例】その他の目的、特徴、長所などを一層明らか
にするため、以下に図面を参照して、本発明の好ましい
実施例を詳しく説明する。ただし、これらの実施例の内
容は本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のもので
はなく、単なる説明例に過ぎない。
にするため、以下に図面を参照して、本発明の好ましい
実施例を詳しく説明する。ただし、これらの実施例の内
容は本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のもので
はなく、単なる説明例に過ぎない。
【００１２】（実施例１）図１は、本発明の実施例１に
おける構造を示した図である。この構造は、サファイア
の基板１０と、そのサファイアの基板上に形成された第
１の緩衝層１２と、その第１の緩衝層１２上に形成され
た第１のGaN層１４と、その第１のGaN層１４上に形成さ
れた第２の緩衝層１６と、その第２の緩衝層１６上に形
成された第２のGaN層１８とからなる。
おける構造を示した図である。この構造は、サファイア
の基板１０と、そのサファイアの基板上に形成された第
１の緩衝層１２と、その第１の緩衝層１２上に形成され
た第１のGaN層１４と、その第１のGaN層１４上に形成さ
れた第２の緩衝層１６と、その第２の緩衝層１６上に形
成された第２のGaN層１８とからなる。
【００１３】第１の緩衝層１２と第２の緩衝層１６はと
もにAlxGa1-xN（０≦x≦１）材料からなる。xが０に等
しい場合、即ちGaN材料からなる場合は、緩衝層の厚さ
は２０〜３０nmであり、成長時の温度は５００〜６５０
℃である。xが１に等しい場合、即ちAlN材料からなる場
合は、緩衝層の厚さは３０〜５０nmであり、成長時の温
度は５５０〜７００℃である。GaNの層は、GaN単結晶を
１０００〜１２００℃の温度下で成長させたものであ
る。
もにAlxGa1-xN（０≦x≦１）材料からなる。xが０に等
しい場合、即ちGaN材料からなる場合は、緩衝層の厚さ
は２０〜３０nmであり、成長時の温度は５００〜６５０
℃である。xが１に等しい場合、即ちAlN材料からなる場
合は、緩衝層の厚さは３０〜５０nmであり、成長時の温
度は５５０〜７００℃である。GaNの層は、GaN単結晶を
１０００〜１２００℃の温度下で成長させたものであ
る。
【００１４】本発明の実施例１における構造は、さら
に、その第２のGaN層１８上に成長させた第３の緩衝層
と、その第３の緩衝層上に成長させた第３のGaN層とか
らなる。
に、その第２のGaN層１８上に成長させた第３の緩衝層
と、その第３の緩衝層上に成長させた第３のGaN層とか
らなる。
【００１５】図２は、本発明の実施例１における成長過
程を示したグラフである。基板ホルダ（substrate hol
der）の上に設けられたサファイアの基板上にGaNの層を
成長させる方法は、（A）サファイアの基板を３分間硝
化させ、（B）そのサファイアの基板上に材料AlxGa1-xN
からなる第１の緩衝層を成長させ、（C）その第１の緩
衝層上に第１のGaN層を成長させ、（D）その第１のGaN
層上に第２の緩衝層を成長させ、（E）その第２の緩衝
層上に第２のGaN層を成長させる、という段階からな
る。
程を示したグラフである。基板ホルダ（substrate hol
der）の上に設けられたサファイアの基板上にGaNの層を
成長させる方法は、（A）サファイアの基板を３分間硝
化させ、（B）そのサファイアの基板上に材料AlxGa1-xN
からなる第１の緩衝層を成長させ、（C）その第１の緩
衝層上に第１のGaN層を成長させ、（D）その第１のGaN
層上に第２の緩衝層を成長させ、（E）その第２の緩衝
層上に第２のGaN層を成長させる、という段階からな
る。
【００１６】段階（A）を実施する前に、サファイアの
基板は１０００℃に加熱され、水素ガスで洗浄される。
基板は１０００℃に加熱され、水素ガスで洗浄される。
【００１７】段階（B）および（D）において、材料AlxG
a1-xNからなる緩衝層は、両段階ともにフラックスがそ
れぞれ２〜２０s／m、１０〜１５０μmol／min、１０〜
１５０μmol／minで、NH3、TMG（トリメチルガリウ
ム）、TMA（トリメチルアルミニウム）から作製され
る。xが０に等しい場合、厚さは２０〜３０nmで、成長
時の温度は５００〜６５０℃である。xが１に等しい場
合、厚さは３０〜５０nmで、成長時の温度は５５０〜７
００℃である。
a1-xNからなる緩衝層は、両段階ともにフラックスがそ
れぞれ２〜２０s／m、１０〜１５０μmol／min、１０〜
１５０μmol／minで、NH3、TMG（トリメチルガリウ
ム）、TMA（トリメチルアルミニウム）から作製され
る。xが０に等しい場合、厚さは２０〜３０nmで、成長
時の温度は５００〜６５０℃である。xが１に等しい場
合、厚さは３０〜５０nmで、成長時の温度は５５０〜７
００℃である。
【００１８】段階（C）において、第１のGaN層は、フラ
ックスがそれぞれ２〜２０s／m、１０〜１５０μmol／m
inでNH3、TMGから作製される。厚さは０．５〜１μm
で、成長時の温度は１０００〜１２００℃である。
ックスがそれぞれ２〜２０s／m、１０〜１５０μmol／m
inでNH3、TMGから作製される。厚さは０．５〜１μm
で、成長時の温度は１０００〜１２００℃である。
【００１９】段階（E）において、第２のGaN層は、フラ
ックスがそれぞれ３〜２０s／m、５０〜２５０μmol／m
inでNH3、TMGから作製される。厚さは０．５μmよりも
厚く、成長時の温度は１０００〜１２００℃である。
ックスがそれぞれ３〜２０s／m、５０〜２５０μmol／m
inでNH3、TMGから作製される。厚さは０．５μmよりも
厚く、成長時の温度は１０００〜１２００℃である。
【００２０】段階（D）および（E）をもう一度繰り返す
ことによって、第３の緩衝層および第３のGaN層を成長
させることができる。
ことによって、第３の緩衝層および第３のGaN層を成長
させることができる。
【００２１】本発明においては、伝導性を高める目的
で、緩衝層に不純物を添加することもできる。n型GaN材
料を得るには、例えばSi、Se、Teなどの不純物を添加す
ることができる。同様に、p型GaN材料を得るには、例え
ばMg、Cなどの不純物を添加することができる。
で、緩衝層に不純物を添加することもできる。n型GaN材
料を得るには、例えばSi、Se、Teなどの不純物を添加す
ることができる。同様に、p型GaN材料を得るには、例え
ばMg、Cなどの不純物を添加することができる。
【００２２】（実施例２）図３は、本発明の実施例２に
おける緩衝層の構造を示した図である。図３によれば、
緩衝層は、基板２０の上かつGaN単結晶の層２６の下に
成長する。緩衝層の構造は、基板２０上に５００〜７０
０℃で成長させた、AlNまたはAlGaN材料からなる厚さが
５〜５０nmの第１の緩衝層２２と、その第１の緩衝層２
２上に９００〜１１００℃で成長させた、AlNまたはAlG
aN材料からなる厚さが５〜１００nmの第２の緩衝層２４
とからなる。基板２０は、SiN、Si、スピネル、および
サファイアである。本発明はまた、例えばAlGaN、InGa
N、InAlGaNなどの第III−V族の材料を成長させるのにも
適している。
おける緩衝層の構造を示した図である。図３によれば、
緩衝層は、基板２０の上かつGaN単結晶の層２６の下に
成長する。緩衝層の構造は、基板２０上に５００〜７０
０℃で成長させた、AlNまたはAlGaN材料からなる厚さが
５〜５０nmの第１の緩衝層２２と、その第１の緩衝層２
２上に９００〜１１００℃で成長させた、AlNまたはAlG
aN材料からなる厚さが５〜１００nmの第２の緩衝層２４
とからなる。基板２０は、SiN、Si、スピネル、および
サファイアである。本発明はまた、例えばAlGaN、InGa
N、InAlGaNなどの第III−V族の材料を成長させるのにも
適している。
【００２３】図４は、本発明の実施例２における成長過
程を示したグラフである。
程を示したグラフである。
【００２４】図４より、その成長過程は、（A）基板ホ
ルダの上に基板を設け、（B）その基板上にAlNまたはAl
GaN材料の第１の緩衝層を成長させ、（C）その第１の緩
衝層上にAlNまたはAlGaN材料の第２の緩衝層を成長さ
せ、（D）その第２の緩衝層上にGaN単結晶の層を成長さ
せる、という段階からなることがわかる。
ルダの上に基板を設け、（B）その基板上にAlNまたはAl
GaN材料の第１の緩衝層を成長させ、（C）その第１の緩
衝層上にAlNまたはAlGaN材料の第２の緩衝層を成長さ
せ、（D）その第２の緩衝層上にGaN単結晶の層を成長さ
せる、という段階からなることがわかる。
【００２５】段階（A）において、基板は１０００℃に
加熱され、水素ガスで洗浄される。
加熱され、水素ガスで洗浄される。
【００２６】段階（B）において、AlxGa1-xN（０≦x≦
１）材料からなる第１の緩衝層は、フラックスがそれぞ
れ２〜２０s／m、１０〜１５０μmol／min、１０〜１５
０μmol／minでNH3、TMG、TMAから作製される。その第
１の緩衝層の厚さは２０〜５０nmで、成長時の温度は５
００〜７００℃である。
１）材料からなる第１の緩衝層は、フラックスがそれぞ
れ２〜２０s／m、１０〜１５０μmol／min、１０〜１５
０μmol／minでNH3、TMG、TMAから作製される。その第
１の緩衝層の厚さは２０〜５０nmで、成長時の温度は５
００〜７００℃である。
【００２７】段階（C）において、AlxGa1-xN（０．５≦
x≦１）材料からなる第２の緩衝層は、フラックスがそ
れぞれ３〜２０s／m、５０〜２５０μmol／min、５０〜
２５０μmol／minでNH3、TMG、TMAから作製される。そ
の第２の緩衝層の厚さは５〜１００nmで、成長時の温度
は９００〜１１００℃である。
x≦１）材料からなる第２の緩衝層は、フラックスがそ
れぞれ３〜２０s／m、５０〜２５０μmol／min、５０〜
２５０μmol／minでNH3、TMG、TMAから作製される。そ
の第２の緩衝層の厚さは５〜１００nmで、成長時の温度
は９００〜１１００℃である。
【００２８】段階（D）において、GaN単結晶の層は、成
長時の温度は９００〜１２００℃でTMG、NH3から作製さ
れる。
長時の温度は９００〜１２００℃でTMG、NH3から作製さ
れる。
【００２９】本発明においては、伝導性を高める目的
で、緩衝層に不純物を添加することもできる。n型GaN材
料を得るには、例えばSi、Se、Teなどの不純物を添加す
ることができる。同様に、p型GaN材料を得るには、例え
ばMg、Cなどの不純物を添加することができる。
で、緩衝層に不純物を添加することもできる。n型GaN材
料を得るには、例えばSi、Se、Teなどの不純物を添加す
ることができる。同様に、p型GaN材料を得るには、例え
ばMg、Cなどの不純物を添加することができる。
【００３０】以上、好ましい実施例に基づいて、本発明
を詳細に説明したが、これらの実施例の内容は本発明の
範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。これ
らの実施例は、本発明の基本原理と実例を最適な方法で
説明するために選択されたものであり、当該技術に熟知
した者であれば、本発明の精神と領域を脱しない範囲で
変更や潤色を加えられるべきであり、当然のことなが
ら、これらの変更は本発明の保護範囲に属することは言
うまでもない。
を詳細に説明したが、これらの実施例の内容は本発明の
範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。これ
らの実施例は、本発明の基本原理と実例を最適な方法で
説明するために選択されたものであり、当該技術に熟知
した者であれば、本発明の精神と領域を脱しない範囲で
変更や潤色を加えられるべきであり、当然のことなが
ら、これらの変更は本発明の保護範囲に属することは言
うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、ＳｉＣ、Ｓｉ、スピネ
ルさらにはサファイア等の基板上に高品質かつ低欠陥の
第III−Ｖ族材料（例えば、AlGaN、InGaN、AlGaInN等）
の膜を得ることができる。
ルさらにはサファイア等の基板上に高品質かつ低欠陥の
第III−Ｖ族材料（例えば、AlGaN、InGaN、AlGaInN等）
の膜を得ることができる。
【００３２】さらに、本発明によれば、電子移動度の大
きいＧａＮ膜を得ることができる。
きいＧａＮ膜を得ることができる。
【図１】本発明の実施例１に基づいて成長させた構造を
示した図である。
示した図である。
【図２】本発明の実施例１における成長過程を示したグ
ラフである。
ラフである。
【図３】本発明の実施例２に基づいて成長させた構造を
示した図である。
示した図である。
【図４】本発明の実施例２における成長過程を示したグ
ラフである。
ラフである。
１０ サファイアの基板、 １２ 第１の緩衝層、 １４ 第１のGaN層、 １６ 第２の緩衝層、 １８ 第２のGaN層、 ２０ 基板、 ２２ 第１の緩衝層、 ２４ 第２の緩衝層、 ２６ GaN単結晶の層。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年８月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項３】 前記AlGaN材料がAlxGa1-xN（０≦x≦
１）であることを特徴とする請求項１または２に記載の
成長法。
１）であることを特徴とする請求項１または２に記載の
成長法。
【請求項４】 前記GaN層の厚さが０．５〜１μmである
ことを特徴とする請求項１または２に記載の成長法。
ことを特徴とする請求項１または２に記載の成長法。
【請求項５】 xが０に等しい場合、成長温度が５００
〜６５０℃のときのその緩衝層の厚さが２０〜３０nmで
あることを特徴とする請求項３記載の方法。
〜６５０℃のときのその緩衝層の厚さが２０〜３０nmで
あることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項６】 xが１に等しい場合、成長温度が５５０
〜７００℃のときのその緩衝層の厚さが３０〜５０nmで
あることを特徴とする請求項３記載の方法。
〜７００℃のときのその緩衝層の厚さが３０〜５０nmで
あることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項７】 サファイアの基板と、 前記サファイアの基板上に成長させた第１の緩衝層と、 前記第１の緩衝層上に成長させた第１のGaN層と、 前記第１のGaN層上に成長させた第２の緩衝層と、 前記第２の緩衝層上に成長させた第２のGaN層と、から
なることを特徴とするサファイアの基板上のGaNの成長
構造。
なることを特徴とするサファイアの基板上のGaNの成長
構造。
【請求項８】 さらに、前記第２のGaN層上に成長させ
た第３の緩衝層と、前記第３の緩衝層上に成長させた第
３のGaN層と、を有することを特徴とする請求項７に記
載の成長構造。
た第３の緩衝層と、前記第３の緩衝層上に成長させた第
３のGaN層と、を有することを特徴とする請求項７に記
載の成長構造。
【請求項９】 前記緩衝層がAlxGa1-xN（０≦x≦１）か
らなることを特徴とする請求項７または８に記載の成長
構造。
らなることを特徴とする請求項７または８に記載の成長
構造。
【請求項１０】 前記GaN層の厚さが０．５〜１μmであ
ることを特徴とする請求項７または８に記載の成長構
造。
ることを特徴とする請求項７または８に記載の成長構
造。
【請求項１１】 基板上に第１の温度の下で成長させ
た、AlNまたはAlGaN材料からなる第１の緩衝層と、 前記第１の緩衝層上に第２の温度の下で成長させた、Al
NまたはAlGaN材料からなる第２の緩衝層と、 からなることを特徴とする基板上に成長させた緩衝層の
構造。
た、AlNまたはAlGaN材料からなる第１の緩衝層と、 前記第１の緩衝層上に第２の温度の下で成長させた、Al
NまたはAlGaN材料からなる第２の緩衝層と、 からなることを特徴とする基板上に成長させた緩衝層の
構造。
【請求項１２】 前記第１の緩衝層の厚さが５〜５０nm
であることを特徴とする請求項１１記載の緩衝層の構
造。
であることを特徴とする請求項１１記載の緩衝層の構
造。
【請求項１３】 前記第１の緩衝層の厚さが５〜１００
nmであることを特徴とする請求項１１記載の緩衝層の構
造。
nmであることを特徴とする請求項１１記載の緩衝層の構
造。
【請求項１４】 前記第１の緩衝層のAlGaN材料がAlxGa
1-xN（０．５≦x≦１）であることを特徴とする請求項
１１記載の緩衝層の構造。
1-xN（０．５≦x≦１）であることを特徴とする請求項
１１記載の緩衝層の構造。
【請求項１５】 前記第２の緩衝層のAlGaN材料がAlxGa
1-xN（０≦x≦１）であることを特徴とする請求項１１
記載の緩衝層の構造。
1-xN（０≦x≦１）であることを特徴とする請求項１１
記載の緩衝層の構造。
【請求項１６】 前記第１および第２の温度が、それぞ
れ５００〜７００℃の間および９００〜１２００℃の間
であることを特徴とする請求項１１記載の緩衝層の構
造。
れ５００〜７００℃の間および９００〜１２００℃の間
であることを特徴とする請求項１１記載の緩衝層の構
造。
【請求項１７】（１）基板を提供し、 （２）第１の温度のもとで、前記基板上にAlNまたはAlG
aNの第１の緩衝層を成長させ、 （３）第２の温度のもとで、前記第１の緩衝層上にAlN
またはAlGaNの第２の緩衝層を成長させ、 （４）前記第２の緩衝層上にGaN層を成長させる、 という段階からなることを特徴とするGaNの成長法。
aNの第１の緩衝層を成長させ、 （３）第２の温度のもとで、前記第１の緩衝層上にAlN
またはAlGaNの第２の緩衝層を成長させ、 （４）前記第２の緩衝層上にGaN層を成長させる、 という段階からなることを特徴とするGaNの成長法。
【請求項１８】 前記第１の温度が５００〜７００℃の
間であることを特徴とする請求項１７記載の成長法。
間であることを特徴とする請求項１７記載の成長法。
【請求項１９】 前記第２の温度が９００〜１２００℃
の間であることを特徴とする請求項１７記載の成長法。
の間であることを特徴とする請求項１７記載の成長法。
【請求項２０】 前記GaN層がドーピングされ、n型GaN
またはp型GaNを形成していることを特徴とする請求項１
７記載の成長法。
またはp型GaNを形成していることを特徴とする請求項１
７記載の成長法。
【請求項２１】 前記第１の緩衝層の厚さが５〜５０nm
であることを特徴とする請求項１７記載の成長法。
であることを特徴とする請求項１７記載の成長法。
【請求項２２】 前記第１の緩衝層の厚さが５〜１００
nmであることを特徴とする請求項１７記載の成長法。
nmであることを特徴とする請求項１７記載の成長法。
Claims (23)
- 【請求項１】 （１）サファイアの基板を洗浄し、 （２）前記サファイアの基板上にAlGaN材料からなる第
１の緩衝層を成長させ、 （３）前記第１の緩衝層上に第１のGaN層を成長させ、 （４）前記第１のGaN層上にAlGaN材料からなる第２の緩
衝層を成長させ、 （５）前記第２の緩衝層上に第２のGaN層を成長させ
る、という段階からなることを特徴とするサファイアの
基板上にGaNの成長法。 - 【請求項２】 さらに、前記第２のGaN層上に第３の緩
衝層を成長させ、前記第３の緩衝層上に第３のGaN層を
成長させる段階を有することを特徴とする請求項１記載
の成長法。 - 【請求項３】 段階（２）の前に、NH3を利用してその
サファイアの基板を硝化させる段階を有することを特徴
とする請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】 前記AlGaN材料がAlxGa1-xN（０≦x≦
１）であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか
１項に記載の成長法。 - 【請求項５】 前記GaN層の厚さが０．５〜１μmである
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載
の成長法。 - 【請求項６】 xが０に等しい場合、成長温度が５００
〜６５０℃のときのその緩衝層の厚さが２０〜３０μm
であることを特徴とする請求項４記載の方法。 - 【請求項７】 xが１に等しい場合、成長温度が５５０
〜７００℃のときのその緩衝層の厚さが３０〜５０μm
であることを特徴とする請求項４記載の方法。 - 【請求項８】 サファイアの基板と、 前記サファイアの基板上に成長させた第１の緩衝層と、 前記第１の緩衝層上に成長させた第１のGaN層と、 前記第１のGaN層上に成長させた第２の緩衝層と、 前記第２の緩衝層上に成長させた第２のGaN層と、 からなることを特徴とするサファイアの基板上のGaNの
成長構造。 - 【請求項９】 さらに、前記第２のGaN層上に成長させ
た第３の緩衝層と、前記第３の緩衝層上に成長させた第
３のGaN層と、を有することを特徴とする請求項８に記
載の成長構造。 - 【請求項１０】 前記緩衝層がAlxGa1-xN（０≦x≦１）
からなることを特徴とする請求項８または９に記載の成
長構造。 - 【請求項１１】 前記GaN層の厚さが０．５〜１μmであ
ることを特徴とする請求項８または９に記載の成長構
造。 - 【請求項１２】 基板上に第１の温度の下で成長させ
た、AlNまたはAlGaN材料からなる第１の緩衝層と、 前記第１の緩衝層上に第２の温度の下で成長させた、Al
NまたはAlGaN材料からなる第２の緩衝層と、 からなることを特徴とする基板上に成長させた緩衝層の
構造。 - 【請求項１３】 前記第１の緩衝層の厚さが５〜５０nm
であることを特徴とする請求項１２記載の緩衝層の構
造。 - 【請求項１４】 前記第１の緩衝層の厚さが５〜１００
nmであることを特徴とする請求項１２記載の緩衝層の構
造。 - 【請求項１５】 前記第１の緩衝層のAlGaN材料がAlxGa
1-xN（０．５≦x≦１）であることを特徴とする請求項
１２記載の緩衝層の構造。 - 【請求項１６】 前記第２の緩衝層のAlGaN材料がAlxGa
1-xN（０≦x≦１）であることを特徴とする請求項１２
記載の緩衝層の構造。 - 【請求項１７】 前記第１および第２の温度が、それぞ
れ５００〜７００℃の間および９００〜１２００℃の間
であることを特徴とする請求項１２記載の緩衝層の構
造。 - 【請求項１８】（１）基板を提供し、 （２）第１の温度のもとで、前記基板上にAlNまたはAlG
aNの第１の緩衝層を成長させ、 （３）第２の温度のもとで、前記第１の緩衝層上にAlN
またはAlGaNの第２の緩衝層を成長させ、 （４）前記第２の緩衝層上にGaN層を成長させる、 という段階からなることを特徴とするGaNの成長法。 - 【請求項１９】 前記第１の温度が５００〜７００℃の
間であることを特徴とする請求項１８記載の成長法。 - 【請求項２０】 前記第２の温度が９００〜１２００℃
の間であることを特徴とする請求項１８記載の成長法。 - 【請求項２１】 前記GaN層がドーピングされ、n型GaN
またはp型GaNを形成していることを特徴とする請求項１
８記載の成長法。 - 【請求項２２】 前記第１の緩衝層の厚さが５〜５０nm
であることを特徴とする請求項１８記載の成長法。 - 【請求項２３】 前記第１の緩衝層の厚さが５〜１００
nmであることを特徴とする請求項１８記載の成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9233798A JPH11298039A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | ＧａＮ層および緩衝層の成長法およびその構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9233798A JPH11298039A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | ＧａＮ層および緩衝層の成長法およびその構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11298039A true JPH11298039A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14051591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9233798A Pending JPH11298039A (ja) | 1998-03-20 | 1998-03-20 | ＧａＮ層および緩衝層の成長法およびその構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11298039A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107768493A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-03-06 | 江门市奥伦德光电有限公司 | 一种发光效率高的led外延结构的制作方法 |
-
1998
- 1998-03-20 JP JP9233798A patent/JPH11298039A/ja active Pending
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