JP2010195678A - Iii族窒化物結晶の形成方法、積層体、およびエピタキシャル基板 - Google Patents
Iii族窒化物結晶の形成方法、積層体、およびエピタキシャル基板 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010195678A JP2010195678A JP2010052742A JP2010052742A JP2010195678A JP 2010195678 A JP2010195678 A JP 2010195678A JP 2010052742 A JP2010052742 A JP 2010052742A JP 2010052742 A JP2010052742 A JP 2010052742A JP 2010195678 A JP2010195678 A JP 2010195678A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group iii
- iii nitride
- crystal
- forming
- layer
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
【解決手段】III族窒化物結晶の形成方法が、所定の基材の上に全III族元素におけるAlの割合が80モル%以上である第1のIII族窒化物からなる下地層2をエピタキシャル形成する下地層形成工程と、下地層2を基材ともども下地層2の形成温度よりも高くかつ1250℃以上の加熱温度で加熱する熱処理により下地層2の表面形状を変換する表面形状変換工程と、表面形状変換工程を経た下地層2の上に第2のIII族窒化物からなる結晶層4をエピタキシャル形成する結晶層形成工程と、を備える。このような界面構造のもとでは、成長下地層2に元から存在する転位、あるいは界面で新たに発生した転位dが内部を貫通し、島状結晶2Iの側面2Sにまで達していたとしても、空隙5の存在ために該転位dはその場所が終端tとなり、結晶層4へは伝搬しない。
【選択図】図4
Description
本実施例においては、(0001)面サファイアを基材1とし、MOCVD法によって、1200℃、10Torrで、成長下地層2として、(0001)面を主面とするAlN層を0.2μmの厚みにエピタキシャル形成することにより、いわゆるエピタキシャル基板である下地基板3を得た。なお、その際には、AlN層の形成に先立ち、AlN層の結晶品質を高める目的で、基材1の表面を窒化処理して表面窒化層を形成している。形成したAlN層の結晶性を評価したところ、X線ロッキングカーブの(0002)面の半値幅が90秒、(10−12)面の半値幅が2000秒であった。転位密度は、5×1010/cm2であった。なお、X線ロッキングカーブ測定は、オープンスリットを用い、ωスキャン法により行った。(0002)面を対象とする測定は、AlNのc軸方向からの結晶ゆらぎの傾き成分の評価を、(10−12)面を対象とする測定は、AlNのc軸を中心とした結晶揺らぎの主に回転成分の評価を行うためのものである。図2は、このようにして得られた下地基板3のAFM像である。図2からは、下地基板3(成長下地層2としてのAlN層)の表面は、略平坦な面内に微小なピットが多数、散在する形状を有していることが分かる。AFMにより計測された5μm□の表面粗さ(ra)は1〜5nm以下であった。
本比較例においては、熱処理を加えない以外は、実施例1と同様にAl0.5Ga0.5N層を形成した。得られたAl0.5Ga0.5N層の結晶性を評価したところ、X線ロッキングカーブの(0002)面の半値幅が150秒、(10−12)面の半値幅が1100秒であった。転位密度は、1×1010/cm2であった。
本比較例においては、熱処理時間を2時間とした以外は、実施例1の熱処理条件1と同様にAl0.5Ga0.5N層を形成した。熱処理後のAlN層の結晶性を熱処理前と同様に評価したところ、X線ロッキングカーブの(0002)面の半値幅が150秒、(10−12)面の半値幅が750秒であり、転位密度は、5×109/cm2であった。AFMにより計測された、熱処理後のAlN層の表面における5μm□の表面粗さ(ra)は0.3nm以下であり、AFM像においては、原子レベルのステップが明瞭に観察された。すなわち、本比較例における熱処理後のAlN層の表面は、実施例とは異なり、原子レベルで平坦であった。
2 成長下地層
2I 島状結晶
2S 島状結晶の側面
3 下地基板
4 結晶層
10 積層体
d 転位
t 転位の終端
Claims (8)
- III族窒化物結晶の形成方法であって、
所定の基材の上に全III族元素におけるAlの割合が80モル%以上である第1のIII族窒化物からなる下地層をエピタキシャル形成する下地層形成工程と、
前記下地層を前記基材ともども前記下地層の形成温度よりも高くかつ1250℃以上の加熱温度で加熱する熱処理により前記下地層の表面形状を変換する表面形状変換工程と、
前記表面形状変換工程を経た前記下地層の上に第2のIII族窒化物からなる結晶層をエピタキシャル形成する結晶層形成工程と、
を備えることを特徴とするIII族窒化物結晶の形成方法。 - 請求項1に記載のIII族窒化物結晶の形成方法であって、
前記第1のIII族窒化物がAlNである、
ことを特徴とするIII族窒化物結晶の形成方法。 - 請求項1または請求項2に記載のIII族窒化物結晶の形成方法であって、
前記下地層を1100℃以上の形成温度でエピタキシャル形成することを特徴とするIII族窒化物結晶の形成方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のIII族窒化物結晶の形成方法であって、
表面形状変換工程が、前記下地層の表面に島状結晶によるランダムな三次元的凹凸を形成する工程であることを特徴とするIII族窒化物結晶の形成方法。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のIII族窒化物結晶の形成方法であって、
前記結晶層のエピタキシャル形成後、前記結晶層と前記下地層との界面に前記表面形状に起因する空隙が離散的に存在する、
ことを特徴とするIII族窒化物結晶の形成方法。 - 請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のIII族窒化物結晶の形成方法であって、
前記第2のIII族窒化物結晶の面内格子定数よりも小さい面内格子定数を有する前記第1のIII族窒化物により前記下地層を形成する、
ことを特徴とするIII族窒化物結晶の形成方法。 - 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のIII族窒化物結晶の形成方法により形成された、前記基材と、前記下地層と、前記結晶層とからなる積層体。
- 請求項1ないし請求項6のいずれかに記載のIII族窒化物結晶の形成方法により形成された、前記基材と、前記下地層と、前記結晶層とからなるエピタキシャル基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010052742A JP5254263B2 (ja) | 2010-03-10 | 2010-03-10 | Iii族窒化物結晶の形成方法、積層体、およびエピタキシャル基板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010052742A JP5254263B2 (ja) | 2010-03-10 | 2010-03-10 | Iii族窒化物結晶の形成方法、積層体、およびエピタキシャル基板 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005237587A Division JP4554469B2 (ja) | 2005-08-18 | 2005-08-18 | Iii族窒化物結晶の形成方法、積層体、およびエピタキシャル基板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010195678A true JP2010195678A (ja) | 2010-09-09 |
JP5254263B2 JP5254263B2 (ja) | 2013-08-07 |
Family
ID=42820804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010052742A Active JP5254263B2 (ja) | 2010-03-10 | 2010-03-10 | Iii族窒化物結晶の形成方法、積層体、およびエピタキシャル基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5254263B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108155279A (zh) * | 2016-12-06 | 2018-06-12 | 赛奥科思有限公司 | 氮化物半导体模板的制造方法、氮化物半导体模板及氮化物半导体器件 |
JP2020182002A (ja) * | 2020-08-03 | 2020-11-05 | 株式会社サイオクス | 窒化物半導体テンプレートおよび窒化物半導体デバイス |
WO2021033459A1 (ja) * | 2019-08-22 | 2021-02-25 | 豊田合成株式会社 | 発光素子およびその製造方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002008998A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-11 | Toyoda Gosei Co Ltd | Iii族窒化物系化合物半導体素子の製造方法 |
JP2002222771A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-08-09 | Ngk Insulators Ltd | Iii族窒化物膜の製造方法、iii族窒化物膜の製造用下地膜、及びその下地膜の製造方法 |
JP2003178984A (ja) * | 2001-03-27 | 2003-06-27 | Nec Corp | Iii族窒化物半導体基板およびその製造方法 |
JP2005093682A (ja) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Toyoda Gosei Co Ltd | GaN系半導体発光素子及びその製造方法 |
-
2010
- 2010-03-10 JP JP2010052742A patent/JP5254263B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002008998A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-11 | Toyoda Gosei Co Ltd | Iii族窒化物系化合物半導体素子の製造方法 |
JP2002222771A (ja) * | 2000-11-21 | 2002-08-09 | Ngk Insulators Ltd | Iii族窒化物膜の製造方法、iii族窒化物膜の製造用下地膜、及びその下地膜の製造方法 |
JP2003178984A (ja) * | 2001-03-27 | 2003-06-27 | Nec Corp | Iii族窒化物半導体基板およびその製造方法 |
JP2005093682A (ja) * | 2003-09-17 | 2005-04-07 | Toyoda Gosei Co Ltd | GaN系半導体発光素子及びその製造方法 |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108155279A (zh) * | 2016-12-06 | 2018-06-12 | 赛奥科思有限公司 | 氮化物半导体模板的制造方法、氮化物半导体模板及氮化物半导体器件 |
JP2018093112A (ja) * | 2016-12-06 | 2018-06-14 | 株式会社サイオクス | 窒化物半導体テンプレートの製造方法、窒化物半導体テンプレートおよび窒化物半導体デバイス |
CN108155279B (zh) * | 2016-12-06 | 2022-08-30 | 赛奥科思有限公司 | 氮化物半导体模板的制造方法、氮化物半导体模板及氮化物半导体器件 |
WO2021033459A1 (ja) * | 2019-08-22 | 2021-02-25 | 豊田合成株式会社 | 発光素子およびその製造方法 |
JP2021034521A (ja) * | 2019-08-22 | 2021-03-01 | 豊田合成株式会社 | 発光素子およびその製造方法 |
JP7200068B2 (ja) | 2019-08-22 | 2023-01-06 | 豊田合成株式会社 | 発光素子およびその製造方法 |
JP2020182002A (ja) * | 2020-08-03 | 2020-11-05 | 株式会社サイオクス | 窒化物半導体テンプレートおよび窒化物半導体デバイス |
JP7044309B2 (ja) | 2020-08-03 | 2022-03-30 | 株式会社サイオクス | 窒化物半導体テンプレートおよび窒化物半導体デバイス |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5254263B2 (ja) | 2013-08-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4712450B2 (ja) | AlN結晶の表面平坦性改善方法 | |
JP5236148B2 (ja) | エピタキシャル基板、半導体素子、エピタキシャル基板の製造方法、半導体素子の製造方法、およびiii族窒化物結晶における転位偏在化方法 | |
US8143702B2 (en) | Group III-V nitride based semiconductor substrate and method of making same | |
TWI479541B (zh) | A group III nitride semiconductor semiconductor substrate, a group III nitride semiconductor semiconductor substrate, a group III nitride semiconductor device, and a group III nitride semiconductor self-supporting substrate, and a method of manufacturing the same | |
JP5274785B2 (ja) | AlGaN結晶層の形成方法 | |
JP4823856B2 (ja) | AlN系III族窒化物単結晶厚膜の作製方法 | |
JP5079361B2 (ja) | AlGaN結晶層の形成方法 | |
JP4554469B2 (ja) | Iii族窒化物結晶の形成方法、積層体、およびエピタキシャル基板 | |
EP2031642A2 (en) | Group III nitride semiconductor and a manufacturing method thereof | |
JP2010010613A (ja) | 積層体、自立基板製造用基板、自立基板およびこれらの製造方法 | |
JP2004111848A (ja) | サファイア基板とそれを用いたエピタキシャル基板およびその製造方法 | |
JP2005340747A (ja) | Iii−v族窒化物系半導体基板及びその製造方法、iii−v族窒化物系半導体デバイス、iii−v族窒化物系半導体基板のロット | |
JP5254263B2 (ja) | Iii族窒化物結晶の形成方法、積層体、およびエピタキシャル基板 | |
JP2007142003A (ja) | Iii族窒化物結晶の作製方法、エピタキシャル基板における反り低減方法、エピタキシャル基板、および半導体素子 | |
JP5814131B2 (ja) | 構造体、及び半導体基板の製造方法 | |
JP4359770B2 (ja) | Iii−v族窒化物系半導体基板及びその製造ロット | |
JP2007266559A (ja) | AlN系III族窒化物結晶の作製方法およびAlN系III族窒化物厚膜 | |
JP5430467B2 (ja) | Iii族窒化物半導体成長用基板、iii族窒化物半導体自立基板、iii族窒化物半導体素子、ならびに、これらの製造方法 | |
JP6117821B2 (ja) | 複合基板および機能素子 | |
JP2007073975A (ja) | Iii族窒化物結晶の品質改善方法、エピタキシャル成長用基板、および半導体素子 | |
JP2010278470A (ja) | Iii族窒化物半導体成長用基板、iii族窒化物半導体エピタキシャル基板、iii族窒化物半導体素子およびiii族窒化物半導体自立基板、ならびに、これらの製造方法 | |
JP2005045153A (ja) | 窒化物半導体の製造方法及び半導体ウエハ並びに半導体デバイス | |
JP2009208989A (ja) | 化合物半導体基板およびその製造方法 | |
JP2009120484A (ja) | Iii−v族窒化物系半導体デバイス及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121204 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130117 |
|
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: 20130416 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130417 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5254263 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160426 Year of fee payment: 3 |