JP2002274997A - ＧａＮ系化合物半導体結晶の製造方法 - Google Patents
ＧａＮ系化合物半導体結晶の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＧａＮ系化合物半導体結晶と比較的よく格子
整合する希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト基板を用
いることにより、結晶欠陥が少ないＧａＮ系化合物半導
体単結晶を歩留まりよく製造可能な方法を提供する。 【解決手段】 １または２種類以上の希土類元素を含む
希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト結晶を基板として
ＧａＮ系化合物半導体結晶を成長させる方法において、
前記希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト結晶基板の
（０１１）面から１°から４°だけオフアングルさせた
面を成長面とするようにした。
整合する希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト基板を用
いることにより、結晶欠陥が少ないＧａＮ系化合物半導
体単結晶を歩留まりよく製造可能な方法を提供する。 【解決手段】 １または２種類以上の希土類元素を含む
希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト結晶を基板として
ＧａＮ系化合物半導体結晶を成長させる方法において、
前記希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト結晶基板の
（０１１）面から１°から４°だけオフアングルさせた
面を成長面とするようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発光デバイス、電
子デバイスなどの半導体デバイスの製造に用いられるＧ
ａＮ系化合物半導体結晶の製造方法に関する。
子デバイスなどの半導体デバイスの製造に用いられるＧ
ａＮ系化合物半導体結晶の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、Ｉｎ
ＧａＡｌＮ等のＧａＮ系化合物半導体（ＩｎｘＧａｙＡ
ｌ１−ｘ−ｙＮ 但し０≦ｘ，ｙ；ｘ＋ｙ≦１）は、発
光デバイスのみでなく、耐環境性に優れたデバイス、パ
ワーデバイスなどの電子デバイス等の半導体デバイスの
材料として期待され、またその他種々の分野で応用可能
な材料として注目されている。
ＧａＡｌＮ等のＧａＮ系化合物半導体（ＩｎｘＧａｙＡ
ｌ１−ｘ−ｙＮ 但し０≦ｘ，ｙ；ｘ＋ｙ≦１）は、発
光デバイスのみでなく、耐環境性に優れたデバイス、パ
ワーデバイスなどの電子デバイス等の半導体デバイスの
材料として期待され、またその他種々の分野で応用可能
な材料として注目されている。
【０００３】従来、ＧａＮ系化合物半導体のバルク結晶
を成長させるのは困難であったため、上記電子デバイス
には、例えばサファイア等の異種結晶上へのヘテロエピ
タキシーによってＧａＮ等の薄膜単結晶を形成した基板
が用いられていた。
を成長させるのは困難であったため、上記電子デバイス
には、例えばサファイア等の異種結晶上へのヘテロエピ
タキシーによってＧａＮ等の薄膜単結晶を形成した基板
が用いられていた。
【０００４】ところが、サファイア結晶とＧａＮ系化合
物半導体結晶とは格子不整合性が大きいので、サファイ
ア結晶上に成長させたＧａＮ系化合物半導体結晶の転位
密度が大きくなり結晶欠陥が発生してしまうという問題
があった。さらに、サファイアは熱伝導率が小さく放熱
しにくいので、サファイア結晶上にＧａＮ系化合物半導
体結晶を成長させた基板を消費電力の大きい電子デバイ
ス等に用いると高温になりやすいという問題があった。
物半導体結晶とは格子不整合性が大きいので、サファイ
ア結晶上に成長させたＧａＮ系化合物半導体結晶の転位
密度が大きくなり結晶欠陥が発生してしまうという問題
があった。さらに、サファイアは熱伝導率が小さく放熱
しにくいので、サファイア結晶上にＧａＮ系化合物半導
体結晶を成長させた基板を消費電力の大きい電子デバイ
ス等に用いると高温になりやすいという問題があった。
【０００５】そこで、熱伝導率が大きくＧａＮ系化合物
半導体結晶と格子整合する基板の必要性が一層高まり、
ハイドライド気相成長法（以下、ＨＶＰＥと略する）を
利用したＥＬＯ（Epitaxial lateral overgrowth）法等
の研究が急速に進められた。ここでＥＬＯ法とは、例え
ばサファイア基板上に絶縁体マスクを形成し、該マスク
の一部に開口部を設けて露出したサファイア基板面をエ
ピタキシャル成長の種として結晶性の高いＧａＮ系化合
物半導体結晶を成長させる方法である。この方法によれ
ば、マスクに設けられた開口部からＧａＮ系化合物半導
体結晶の成長が始まりマスク上に成長層が広がっていく
ので、結晶中の転位密度を小さく抑えることができ、結
晶欠陥の少ないＧａＮ系化合物半導体結晶を得ることが
できる。
半導体結晶と格子整合する基板の必要性が一層高まり、
ハイドライド気相成長法（以下、ＨＶＰＥと略する）を
利用したＥＬＯ（Epitaxial lateral overgrowth）法等
の研究が急速に進められた。ここでＥＬＯ法とは、例え
ばサファイア基板上に絶縁体マスクを形成し、該マスク
の一部に開口部を設けて露出したサファイア基板面をエ
ピタキシャル成長の種として結晶性の高いＧａＮ系化合
物半導体結晶を成長させる方法である。この方法によれ
ば、マスクに設けられた開口部からＧａＮ系化合物半導
体結晶の成長が始まりマスク上に成長層が広がっていく
ので、結晶中の転位密度を小さく抑えることができ、結
晶欠陥の少ないＧａＮ系化合物半導体結晶を得ることが
できる。
【０００６】しかし、ＥＬＯ法により得られたＧａＮ系
化合物半導体結晶ウェハは熱歪みが大きいため、ウェハ
製造工程のポリッシングによりサファイア基板を離間さ
せてＧａＮ系化合物半導体結晶ウェハを単体で得ようと
するとＧａＮ系化合物半導体結晶ウェハが歪んでしまう
という問題があった。
化合物半導体結晶ウェハは熱歪みが大きいため、ウェハ
製造工程のポリッシングによりサファイア基板を離間さ
せてＧａＮ系化合物半導体結晶ウェハを単体で得ようと
するとＧａＮ系化合物半導体結晶ウェハが歪んでしまう
という問題があった。
【０００７】そこで本発明者等は、異種結晶基板の材料
の一つとして希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト結晶
を用い、且つその｛０１１｝面または｛１０１｝面を成
長面としてＧａＮ系化合物半導体をヘテロエピタキシー
によって成長させる方法を提案した（ＷＯ９５／２７８
１５号）。なお、ここでいう｛０１１｝面または｛１０
１｝面とは、それぞれ（０１１）面、（１０１）面と等
価な面の組を表す。
の一つとして希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト結晶
を用い、且つその｛０１１｝面または｛１０１｝面を成
長面としてＧａＮ系化合物半導体をヘテロエピタキシー
によって成長させる方法を提案した（ＷＯ９５／２７８
１５号）。なお、ここでいう｛０１１｝面または｛１０
１｝面とは、それぞれ（０１１）面、（１０１）面と等
価な面の組を表す。
【０００８】前記先願の成長技術によれば、例えば希土
類１３（３Ｂ）族ペロブスカイトの一つであるＮｄＧａ
Ｏ３を基板として、その｛０１１｝面または｛１０１｝
面にＧａＮを成長させる場合、格子不整合は１．２％程
度であり格子不整合性をサファイアやその代替品として
用いられるＳｉＣを基板とした場合よりも極めて小さく
なる。よって、結晶中の転位密度が低くなるので結晶欠
陥の少ないＧａＮ系化合物半導体結晶を成長させること
ができた。
類１３（３Ｂ）族ペロブスカイトの一つであるＮｄＧａ
Ｏ３を基板として、その｛０１１｝面または｛１０１｝
面にＧａＮを成長させる場合、格子不整合は１．２％程
度であり格子不整合性をサファイアやその代替品として
用いられるＳｉＣを基板とした場合よりも極めて小さく
なる。よって、結晶中の転位密度が低くなるので結晶欠
陥の少ないＧａＮ系化合物半導体結晶を成長させること
ができた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記先
願の成長方法では、ＧａＮ系化合物半導体結晶を成長さ
せる際に基板との格子不整合による結晶欠陥の発生を抑
えることができたが、得られたＧａＮ系化合物半導体結
晶の結晶状態が多結晶になってしまうこともあった。す
なわち、前記先願の成長方法では半導体デバイスに適し
たＧａＮ化合物半導体単結晶を歩留まりよく成長させる
ことができない場合があるという問題があった。
願の成長方法では、ＧａＮ系化合物半導体結晶を成長さ
せる際に基板との格子不整合による結晶欠陥の発生を抑
えることができたが、得られたＧａＮ系化合物半導体結
晶の結晶状態が多結晶になってしまうこともあった。す
なわち、前記先願の成長方法では半導体デバイスに適し
たＧａＮ化合物半導体単結晶を歩留まりよく成長させる
ことができない場合があるという問題があった。
【００１０】本発明は、ＧａＮ系化合物半導体結晶と比
較的よく格子整合する希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカ
イトを基板として用いることにより、結晶欠陥が少ない
ＧａＮ系化合物半導体単結晶を歩留まりよく製造可能な
方法を提供することを目的とする。
較的よく格子整合する希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカ
イトを基板として用いることにより、結晶欠陥が少ない
ＧａＮ系化合物半導体単結晶を歩留まりよく製造可能な
方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものであり、１または２種類以上
の希土類元素を含む希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイ
ト結晶を基板としてＧａＮ系化合物半導体結晶を成長さ
せる方法において、前記希土類１３（３Ｂ）族ペロブス
カイト結晶基板の（０１１）面から１°から４°だけオ
フアングルさせた面を成長面とすることを特徴とするＧ
ａＮ系化合物半導体結晶の製造方法である。
成するためになされたものであり、１または２種類以上
の希土類元素を含む希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイ
ト結晶を基板としてＧａＮ系化合物半導体結晶を成長さ
せる方法において、前記希土類１３（３Ｂ）族ペロブス
カイト結晶基板の（０１１）面から１°から４°だけオ
フアングルさせた面を成長面とすることを特徴とするＧ
ａＮ系化合物半導体結晶の製造方法である。
【００１２】これにより、結晶欠陥が少ないＧａＮ系化
合物半導体結晶を成長させることができるとともに、Ｇ
ａＮ系化合物半導体結晶の単結晶化率が向上するので、
半導体デバイスに適したＧａＮ系化合物半導体単結晶を
歩留まりよく製造することができる。
合物半導体結晶を成長させることができるとともに、Ｇ
ａＮ系化合物半導体結晶の単結晶化率が向上するので、
半導体デバイスに適したＧａＮ系化合物半導体単結晶を
歩留まりよく製造することができる。
【００１３】また、望ましくは前記オフアングルの方向
を＜１００＞方向にするとよい。これにより、ＧａＮ系
化合物半導体結晶の単結晶化率が特に高くなるので、Ｇ
ａＮ系化合物半導体単結晶を歩留まりよく製造すること
ができる。
を＜１００＞方向にするとよい。これにより、ＧａＮ系
化合物半導体結晶の単結晶化率が特に高くなるので、Ｇ
ａＮ系化合物半導体単結晶を歩留まりよく製造すること
ができる。
【００１４】また、基板として用いられる上記希土類１
３（３Ｂ）族ペロブスカイト結晶は、希土類元素のうち
Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎの少なくとも１種類とＮとの化合物で
あるようにするとよい。例えば、希土類１３（３Ｂ）族
ペロブスカイト結晶として、ＮｄＧａＯ３結晶を利用す
ることができる。また、結晶成長方法としてはハイドラ
イドＶＰＥが望ましい。
３（３Ｂ）族ペロブスカイト結晶は、希土類元素のうち
Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎの少なくとも１種類とＮとの化合物で
あるようにするとよい。例えば、希土類１３（３Ｂ）族
ペロブスカイト結晶として、ＮｄＧａＯ３結晶を利用す
ることができる。また、結晶成長方法としてはハイドラ
イドＶＰＥが望ましい。
【００１５】以下に、本発明を完成するに至った過程に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１６】まず、本発明者等は前記先願で提案したＧ
ａＮ系化合物半導体結晶の成長方法により得られたＧａ
Ｎ系化合物半導体結晶の中には、結晶状態が多結晶にな
っているものがあることに気付いた。つまり、前記成長
法法ではＧａＮ系化合物半導体結晶を成長させる際に基
板との格子不整合による結晶欠陥の発生を抑えることが
できたが、得られたＧａＮ系化合物半導体結晶の結晶状
態が多結晶になる場合があるため、半導体デバイスの材
料に適したＧａＮ化合物半導体結晶を製造する方法とし
て実用化することは困難であることが判明した。
ａＮ系化合物半導体結晶の成長方法により得られたＧａ
Ｎ系化合物半導体結晶の中には、結晶状態が多結晶にな
っているものがあることに気付いた。つまり、前記成長
法法ではＧａＮ系化合物半導体結晶を成長させる際に基
板との格子不整合による結晶欠陥の発生を抑えることが
できたが、得られたＧａＮ系化合物半導体結晶の結晶状
態が多結晶になる場合があるため、半導体デバイスの材
料に適したＧａＮ化合物半導体結晶を製造する方法とし
て実用化することは困難であることが判明した。
【００１７】そこで、本発明者等は前記成長方法にはさ
らに改良する余地があると考え、前記成長方法により得
られるＧａＮ系化合物半導体結晶の結晶状態を改善すべ
く希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイトの一つであるＮ
ｄＧａＯ３基板の成長面に着目して鋭意研究を重ねた。
具体的には、前記先願の成長方法ではＮｄＧａＯ３基板
の（０１１）ジャスト面を成長面としていたのを、（０
１１）面から所定の角度だけ傾斜したオフアングル面を
成長面としてＧａＮ化合物半導体結晶を成長させる実験
を行った。
らに改良する余地があると考え、前記成長方法により得
られるＧａＮ系化合物半導体結晶の結晶状態を改善すべ
く希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイトの一つであるＮ
ｄＧａＯ３基板の成長面に着目して鋭意研究を重ねた。
具体的には、前記先願の成長方法ではＮｄＧａＯ３基板
の（０１１）ジャスト面を成長面としていたのを、（０
１１）面から所定の角度だけ傾斜したオフアングル面を
成長面としてＧａＮ化合物半導体結晶を成長させる実験
を行った。
【００１８】まず、ＮｄＧａＯ３結晶のインゴットをス
ライスし、（０１１）ジャスト面および（０１１）面か
ら＜１００＞方向に１°〜６°傾斜したオフアングル面
が成長面となるようにした基板をそれぞれ複数枚用意し
た。そして、これらのＮｄＧａＯ３基板を洗浄してエッ
チングした後、ハイドライドＶＰＥ法によりＧａＮ化合
物半導体結晶を成長させた。
ライスし、（０１１）ジャスト面および（０１１）面か
ら＜１００＞方向に１°〜６°傾斜したオフアングル面
が成長面となるようにした基板をそれぞれ複数枚用意し
た。そして、これらのＮｄＧａＯ３基板を洗浄してエッ
チングした後、ハイドライドＶＰＥ法によりＧａＮ化合
物半導体結晶を成長させた。
【００１９】その結果、（０１１）ジャスト面を成長面
とした場合の単結晶化率は５０％、（０１１）面から１
°傾斜したオフアングル面を成長面とした場合の単結晶
化率は８０％、（０１１）面から２°傾斜したオフアン
グル面を成長面とした場合の単結晶化率は９０％、（０
１１）面から３°傾斜したオフアングル面を成長面とし
た場合の単結晶化率は８０％、（０１１）面から４°傾
斜したオフアングル面を成長面とした場合の単結晶化率
は７０％、（０１１）面から５°傾斜したオフアングル
面を成長面とした場合の単結晶化率は５０％、（０１
１）面から６°傾斜したオフアングル面を成長面とした
場合の単結晶化率は３０％となった（表１）。
とした場合の単結晶化率は５０％、（０１１）面から１
°傾斜したオフアングル面を成長面とした場合の単結晶
化率は８０％、（０１１）面から２°傾斜したオフアン
グル面を成長面とした場合の単結晶化率は９０％、（０
１１）面から３°傾斜したオフアングル面を成長面とし
た場合の単結晶化率は８０％、（０１１）面から４°傾
斜したオフアングル面を成長面とした場合の単結晶化率
は７０％、（０１１）面から５°傾斜したオフアングル
面を成長面とした場合の単結晶化率は５０％、（０１
１）面から６°傾斜したオフアングル面を成長面とした
場合の単結晶化率は３０％となった（表１）。
【００２０】
【表１】
【００２１】この実験より、ＮｄＧａＯ３基板の（０１
１）ジャスト面を成長面とするよりも、（０１１）面か
ら＜１００＞方向に１°〜４°傾斜したオフアングル面
を成長面とした方が単結晶化率が向上することが分かっ
た。
１）ジャスト面を成長面とするよりも、（０１１）面か
ら＜１００＞方向に１°〜４°傾斜したオフアングル面
を成長面とした方が単結晶化率が向上することが分かっ
た。
【００２２】本発明は上記知見に基づいてなされたもの
で、この方法により半導体デバイスに適したＧａＮ化合
物半導体単結晶を歩留まりよく成長させることができ
る。
で、この方法により半導体デバイスに適したＧａＮ化合
物半導体単結晶を歩留まりよく成長させることができ
る。
【００２３】なお、本発明は、ＮｄＧａＯ３基板にＧａ
Ｎ化合物半導体結晶を成長させる実験により見出された
ものであるが、ＧａＮ化合物半導体結晶以外にも、Ｉｎ
ＧａＮ、ＡｌＧａＮ等のＧａＮ系化合物半導体結晶を成
長させた場合も同様の効果が得られる。
Ｎ化合物半導体結晶を成長させる実験により見出された
ものであるが、ＧａＮ化合物半導体結晶以外にも、Ｉｎ
ＧａＮ、ＡｌＧａＮ等のＧａＮ系化合物半導体結晶を成
長させた場合も同様の効果が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を、ＮｄＧａＯ３結晶を基板としてＧａＮ化合物半導体
結晶を成長させる場合について説明する。
を、ＮｄＧａＯ３結晶を基板としてＧａＮ化合物半導体
結晶を成長させる場合について説明する。
【００２５】まず、ＮｄＧａＯ３のインゴットを（０１
１）面から＜１００＞方向に２°傾斜したオフアングル
面でスライスして基板とした。このとき、ＮｄＧａＯ３
基板の大きさは５０mm径で、厚さは０．５ｍｍとした。
１）面から＜１００＞方向に２°傾斜したオフアングル
面でスライスして基板とした。このとき、ＮｄＧａＯ３
基板の大きさは５０mm径で、厚さは０．５ｍｍとした。
【００２６】次に、鏡面研磨したＮｄＧａＯ３基板をア
セトン中で５分間超音波洗浄を行い、続けてメタノール
で５分間超音波洗浄を行った。その後、Ｎ２ガスでブロ
ーして液滴を吹き飛ばしてから自然乾燥させた。次に、
洗浄したＮｄＧａＯ３基板を硫酸系エッチャント（燐
酸：硫酸＝１：３、８０℃）で５分間エッチングした。
セトン中で５分間超音波洗浄を行い、続けてメタノール
で５分間超音波洗浄を行った。その後、Ｎ２ガスでブロ
ーして液滴を吹き飛ばしてから自然乾燥させた。次に、
洗浄したＮｄＧａＯ３基板を硫酸系エッチャント（燐
酸：硫酸＝１：３、８０℃）で５分間エッチングした。
【００２７】次に、このＮｄＧａＯ３基板をハイドライ
ドＶＰＥ装置内の所定の部位に配置した後、Ｎ２ガスを
導入しながら基板温度を６２０℃まで昇温し、Ｇａメタ
ルとＨＣｌガスから生成されたＧａＣｌと、ＮＨ３ガス
とをＮ２キャリアガスを用いてＮｄＧａＯ３基板上に供
給し、約１００ｎｍのＧａＮ保護層を形成した。ＮｄＧ
ａＯ３は８００℃以上の高温でＮＨ３やＨ２と反応して
ネオジウム化合物を生成してしまうので、本実施形態で
はキャリアガスとしてＮ２を用い、成長温度を６２０℃
の低温で保護層を形成することによりネオジウム化合物
が生成されないようにしている。
ドＶＰＥ装置内の所定の部位に配置した後、Ｎ２ガスを
導入しながら基板温度を６２０℃まで昇温し、Ｇａメタ
ルとＨＣｌガスから生成されたＧａＣｌと、ＮＨ３ガス
とをＮ２キャリアガスを用いてＮｄＧａＯ３基板上に供
給し、約１００ｎｍのＧａＮ保護層を形成した。ＮｄＧ
ａＯ３は８００℃以上の高温でＮＨ３やＨ２と反応して
ネオジウム化合物を生成してしまうので、本実施形態で
はキャリアガスとしてＮ２を用い、成長温度を６２０℃
の低温で保護層を形成することによりネオジウム化合物
が生成されないようにしている。
【００２８】次に、基板温度を１０００℃に昇温し、Ｇ
ａメタルとＨＣｌガスから生成されたＧａＣｌと、ＮＨ
３ガスとをＮ２キャリアガスを用いてＮｄＧａＯ３基板
上に供給した。このとき、ＧａＣｌ分圧が４．０×１０
−３ａｔｍ、ＮＨ３分圧が２．４×１０−１ａｔｍとな
るようにそれぞれのガス導入量を制御しながら約４０μ
ｍ／ｈの成長速度で３００分間ＧａＮ化合物半導体結晶
を成長させた。
ａメタルとＨＣｌガスから生成されたＧａＣｌと、ＮＨ
３ガスとをＮ２キャリアガスを用いてＮｄＧａＯ３基板
上に供給した。このとき、ＧａＣｌ分圧が４．０×１０
−３ａｔｍ、ＮＨ３分圧が２．４×１０−１ａｔｍとな
るようにそれぞれのガス導入量を制御しながら約４０μ
ｍ／ｈの成長速度で３００分間ＧａＮ化合物半導体結晶
を成長させた。
【００２９】その後、冷却速度５．３℃／ｍｉｎで９０
分間冷却して膜厚が約２００μｍのＧａＮ化合物半導体
結晶を得た。
分間冷却して膜厚が約２００μｍのＧａＮ化合物半導体
結晶を得た。
【００３０】得られたＧａＮ化合物半導体結晶は、結晶
欠陥が少なく結晶性に優れた単結晶であった。また、上
述した方法によりＧａＮ化合物半導体結晶を作製した場
合、ＧａＮ化合物半導体結晶の単結晶化率は９０％以上
であり、半導体デバイスの材料として適したＧａＮ化合
物半導体単結晶を歩留まりよく成長させることができ
た。
欠陥が少なく結晶性に優れた単結晶であった。また、上
述した方法によりＧａＮ化合物半導体結晶を作製した場
合、ＧａＮ化合物半導体結晶の単結晶化率は９０％以上
であり、半導体デバイスの材料として適したＧａＮ化合
物半導体単結晶を歩留まりよく成長させることができ
た。
【００３１】以上本発明者によってなされた発明を実施
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の
形態に限定されるものではない。例えば、＜１００＞方
向に傾ける角度は２°に限定されず、１°〜４°の範囲
とすることにより本実施形態と同様に単結晶化率を向上
させることができる。
形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の
形態に限定されるものではない。例えば、＜１００＞方
向に傾ける角度は２°に限定されず、１°〜４°の範囲
とすることにより本実施形態と同様に単結晶化率を向上
させることができる。
【００３２】また、成長条件としては、ＧａＣｌ分圧が
１．０×１０−３〜１．０×１０− ２ａｔｍ、ＮＨ３分
圧が１．０×１０−１〜４．０×１０−１ａｔｍ、成長
速度が３０〜１００μｍ／ｈ、 成長温度が９３０〜１
０５０℃、冷却速度が４〜１０℃／ｍｉｎであることが
望ましい。
１．０×１０−３〜１．０×１０− ２ａｔｍ、ＮＨ３分
圧が１．０×１０−１〜４．０×１０−１ａｔｍ、成長
速度が３０〜１００μｍ／ｈ、 成長温度が９３０〜１
０５０℃、冷却速度が４〜１０℃／ｍｉｎであることが
望ましい。
【００３３】また、ＧａＮ化合物半導体結晶を成長させ
る場合に制限されず、例えば、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ
等のＧａＮ系化合物半導体結晶の成長方法に適用しても
同様の効果を得ることができる。また、基板として用い
られる希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト結晶はＮｄ
ＧａＯ３結晶に制限されず、Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎの少なく
とも１種類を含む希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト
結晶であればよいと考えられる。
る場合に制限されず、例えば、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ
等のＧａＮ系化合物半導体結晶の成長方法に適用しても
同様の効果を得ることができる。また、基板として用い
られる希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト結晶はＮｄ
ＧａＯ３結晶に制限されず、Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎの少なく
とも１種類を含む希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト
結晶であればよいと考えられる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、１または２種類以上の
希土類元素を含む希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト
結晶を基板としてＧａＮ系化合物半導体結晶を成長させ
る方法において、前記希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカ
イト結晶基板の（０１１）面から１°から４°だけオフ
アングルさせた面を成長面としたので、結晶欠陥が少な
いＧａＮ系化合物半導体結晶を成長させることができる
とともに、ＧａＮ系化合物半導体結晶の単結晶化率が向
上するので、半導体デバイスに適したＧａＮ系化合物半
導体単結晶を歩留まりよく製造することができるという
効果を奏する。
希土類元素を含む希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト
結晶を基板としてＧａＮ系化合物半導体結晶を成長させ
る方法において、前記希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカ
イト結晶基板の（０１１）面から１°から４°だけオフ
アングルさせた面を成長面としたので、結晶欠陥が少な
いＧａＮ系化合物半導体結晶を成長させることができる
とともに、ＧａＮ系化合物半導体結晶の単結晶化率が向
上するので、半導体デバイスに適したＧａＮ系化合物半
導体単結晶を歩留まりよく製造することができるという
効果を奏する。
Claims (3)
- 【請求項１】 １または２種類以上の希土類元素を含む
希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト結晶を基板として
ＧａＮ系化合物半導体結晶を成長させる方法において、 前記希土類１３（３Ｂ）族ペロブスカイト結晶基板の
（０１１）面から１°から４°だけオフアングルさせた
面を成長面とすることを特徴とするＧａＮ系化合物半導
体結晶の製造方法。 - 【請求項２】 前記オフアングルの方向は、＜１００＞
方向であることを特徴とする請求項１に記載のＧａＮ系
化合物半導体結晶の製造方法。 - 【請求項３】 基板として用いられる上記希土類１３
（３Ｂ）族ペロブスカイト結晶は、希土類元素のうちＡ
ｌ，Ｇａ，Ｉｎの少なくとも１種類とＮとの化合物であ
ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＧ
ａＮ系化合物半導体結晶の製造方法。
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- 2001-03-19 JP JP2001078246A patent/JP3785566B2/ja not_active Expired - Fee Related
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