JP4964271B2 - GaN系結晶膜の製造方法 - Google Patents
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好適な実施形態では、前記基体に垂直な面は、(11−20)面または(1−100)面であることを特徴とする。
好適な実施形態では、前記島状のGaN単結晶の形状が六角柱であることを特徴とする。
図1は、本発明に係わる第1の実施の形態の結晶基板を示す断面模式図である。図1に示すように、基体10は、サファイア101とその表面に順次設けられたGaNバッファ層102、エピタキシャル成長GaN層103,SiO2膜104を有する。SiO2膜104には開口部105が設けられている。基体10上のSiO2膜の開口部105には昇華再結晶GaN結晶11が形成されており、さらに基体10上の全面に、GaN結晶連続膜12が設けられている。
(1)第1の結晶成長で得られた島状結晶の結晶品質が良好なことによる:選択成長を用いた昇華再結晶法により欠陥密度10-5cm-2程度の高品質な島状結晶が得られた。これにより、第2の結晶成長における成長核の品質が高く、ここで得られる連続膜の結晶品質が向上する。
(2)第1の結晶成長で得られた島状結晶の形状による:基体10上にSiO2膜104が突出しており、第2の結晶成長の際に、横方向への結晶成長が容易に起こる。これにより、従来の技術において、基体との界面より上方に延伸し、結晶表面にまで達していた欠陥が見られなくなった。
(3)第1の結晶成長で得られた島状結晶の結晶面による:基体10の表面に垂直な面である(11−20)面が発達しており、第2の結晶成長の初期過程では、このような面が常に表出するような結晶成長モードとなって、導入される欠陥が少なくなる。
図4は、本発明に係わる第2の実施の形態の結晶基板を示す断面模式図である。図4に示すように、基体20は、SiC基板201とその表面に順次設けられたAlNバッファ層202,およびSiNx膜203を有する。SiNx膜203には開口部205が設けられている。基体20上の膜の開口部205には昇華再結晶GaN結晶21が形成されており、さらに基体20上の全面に、GaN結晶連続膜22が設けられている。
図6は、本発明に係わる第3の実施の形態の結晶基板を示す断面模式図である。図6に示すように、基体30は、表面に凹凸が設けられたA面サファイア基板301と、その表面に設けられたSiNx膜302を有する。SiNx膜302には開口部303が設けられている。基体30上のSiNx膜の開口部303には昇華再結晶GaN結晶31が形成されており、さらに基体30上の全面に、GaN結晶連続膜32が設けられている。
11,21,31 昇華再結晶法GaN島状結晶
12,22,32 GaN結晶連続膜
101 C面サファイア
102 GaNバッファ層
103 エピタキシャル成長GaN層
104,204 SiO2膜
105,205 開口部
201 SiC
202 AlNバッファ層
203,302 SiNx膜
301 A面サファイア
303 開口部
130 昇華再結晶法成長装置
Claims (3)
- アンモニアを含む雰囲気中で、Gaを含む原料を昇華させて、複数の開口部を有する、GaN系結晶の成長を抑制する膜が表面に設けられた基体上の、該開口部が埋め込まれるように、GaN系化合物を選択的に結晶化させることにより、基体上に複数の、該基体に垂直な面が発達する、島状のGaN系単結晶を得る第1の結晶成長工程と、
該基体上に、該複数の島状のGaN系単結晶を成長核として、GaN系結晶を、該第1の結晶成長工程とは異なるエピタキシャル成長法により形成することにより、GaN系結晶の連続膜を得る第2の結晶成長工程とを含むことを特徴とする、GaN系結晶膜の製造方法。 - 前記基体に垂直な面は、(11−20)面または(1−100)面であることを特徴とする、請求項1に記載のGaN系結晶膜の製造方法。
- 前記島状のGaN単結晶の形状が六角柱であることを特徴とする、請求項1に記載のGaN系結晶膜の製造方法。
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