JP5482682B2 - Iii族窒化物半導体電子デバイス、エピタキシャル基板、及びiii族窒化物半導体電子デバイスを作製する方法 - Google Patents
Iii族窒化物半導体電子デバイス、エピタキシャル基板、及びiii族窒化物半導体電子デバイスを作製する方法 Download PDFInfo
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Description
また、第2の半導体層が従来の臨界厚みを越えない場合であっても、従来のものと比較して第2の半導体層にかかる歪みが小さくなり、良好な結晶品質を得ることができる。
前記第2の半導体層はAlZGa1−ZN(0<Z≦1、Z≦X)からなり、前記第1の半導体層はAlYGa1−YN(0≦Y<1、Y<Z、Y<X)からなり、前記第2の半導体層のAlZGa1−ZNの厚さは、無歪みの場合の前記AlYGa1−YNにより規定される臨界厚みより、大きくすることができる。この発明では、バリア層のための第2の半導体層に厚いAlZGa1−ZNを提供できる。
なお、ここで、d0(AlYGa1−YN)は無歪みの場合のAlYGa1−YNのa軸の格子定数であり、d0(AlXGa1−XN)は無歪みの場合のAlXGa1−XNのa軸の格子定数である。
d(AlYGa1−YN)は、実際の歪み等を有している場合のAlYGa1−YNの格子定数である。なお、d(AlXGa1−XN)は実際のAlXGa1−XNのa軸の格子定数であるが、通常、これは、下地の層に用いているため、d0(AlXGa1−XN)とほぼ同じ値となる。
ここで、d0(AlYGa1−YN)は無歪みのAlYGa1−YNの格子定数を示し、前記d0(AlXGa1−XN)は無歪みのAlXGa1−XNの格子定数を示す、また、d(AlYGa1−YN)は、当該III族窒化物半導体電子デバイス11におけるAlYGa1−YNの格子定数を示し、前記d(AlXGa1−XN)は当該III族窒化物半導体電子デバイス11における格子定数を示す。
この実施例によって、第2の半導体層15の厚みを、従来の臨界厚みよりも厚くすることが可能となる。また、それにより、エピ表面と2次元電子ガスとの距離を離すことにより、バーチャルゲートによる電流コラプス等の影響を小さくすることが可能となる。
AlGaN/GaNのHEMTにおいて、GaNチャネル層が100%の格子緩和率で緩和しているエピタキシャル基板。
(0001)面のサファイア基板を用意する。成長炉にサファイア基板をセットした後、摂氏1100度で水素(H2)雰囲気においてサファイア基板の熱処理を行う。この後に、有機金属気相成長法で、サファイア基板上に、厚さ100nmのAlN膜を摂氏1100度の温度で成長する。AlN膜上に、厚さ3μmのGaNチャネル膜を摂氏1050度の温度で成長する。GaN膜上に、AlGaNバリア膜を摂氏1050度の温度で成長する。Al組成0.17、0.22、0.37のAlGaNバリア膜を成長して、これらのAlGaN膜の臨界膜厚を調べる。GaNチャネル膜のX線逆格子マッピングを測定すると、その測定結果は、このGaNチャネル膜が下地のAlNに対して100%の格子緩和率で緩和していることを示す。上記のような成膜及び測定結果から、AlGaNバリア層のAl組成と、その臨界膜厚との関係を得ることができる。
AlGaN/GaNのHEMTにおいて、GaNチャネル層が90%の格子緩和率で緩和しているエピタキシャル基板。
実験1−1と同様にサファイア基板を用意する。成長炉にサファイア基板をセットした後、摂氏1200度で水素(H2)雰囲気においてサファイア基板の熱処理を行う。この後に、有機金属気相成長法で、サファイア基板上に、厚さ1000nmのAlN膜を摂氏1200度の温度で成長する。AlN膜上に、厚さ0.5μmのGaNチャネル膜を摂氏1050度の温度で成長する。GaN膜上に、AlGaNバリア膜を摂氏1050度の温度で成長する。Al組成0.17、0.22、0.37のAlGaNバリア膜を成長して、これらのAlGaN膜の臨界膜厚を調べる。GaNチャネル膜のX線逆格子マッピングを測定すると、その測定結果は、このGaNチャネル膜が下地のAlNに対して90%の格子緩和率で緩和していることを示す。上記のような成膜及び測定から、AlGaNバリア層のAl組成と、その臨界膜厚との関係を得ることができる。
AlGaN/AlGaN(Al組成0.20)のHEMTにおいて、AlGaNチャネル層が100%の格子緩和率で緩和しているエピタキシャル基板。
実験1と同様にサファイア基板を用意する。成長炉にサファイア基板をセットした後、摂氏1100度で水素(H2)雰囲気においてサファイア基板の熱処理を行う。この後に、有機金属気相成長法で、サファイア基板上に、厚さ100nmのAlN膜を摂氏1100度の温度で成長する。AlN膜上に、厚さ3μmのAlGaNチャネル膜(Al組成=0.20)を摂氏1050度の温度で成長する。AlGaN膜上に、AlGaNバリア膜を摂氏1050度の温度で成長する。Al組成0.37、0.42、0.57のAlGaNバリア膜を成長して、チャネル層とバリア層の組成差が0.17、0.22、0.37であるヘテロ接合におけるAlGaN膜の臨界膜厚を調べる。AlGaNチャネル膜のX線逆格子マッピングを測定すると、その測定結果は、このAlGaNチャネル膜が下地のAlNに対して100%の格子緩和率で緩和していることを示す。上記のような成膜及び測定から、AlGaNバリア層のAl組成と、その臨界膜厚との関係を得ることができる。
AlGaN/AlGaN(Al組成0.20)のHEMTにおいて、AlGaNチャネル層が90%の格子緩和率で緩和しているエピタキシャル基板。
実験1−1と同様にサファイア基板を用意する。成長炉にサファイア基板をセットした後、摂氏1200度で水素(H2)雰囲気においてサファイア基板の熱処理を行う。この後に、有機金属気相成長法で、サファイア基板上に、厚さ1000nmのAlN膜を摂氏1200度の温度で成長する。AlN膜上に、厚さ1μmのAlGaNチャネル膜(Al組成=0.20)を摂氏1050度の温度で成長する。このAlGaN膜上に、AlGaNバリア膜を摂氏1050度の温度で成長する。Al組成0.37、0.42、0.57のAlGaNバリア膜を成長して、チャネル層とバリア層の組成差が0.17、0.22、0.37であるヘテロ接合におけるAlGaN膜の臨界膜厚を調べる。AlGaNチャネル膜のX線逆格子マッピングを測定すると、その測定結果は、このAlGaNチャネル膜が下地のAlNに対して90%の格子緩和率で緩和していることを示す。上記のような成膜及び測定から、AlGaNバリア層のAl組成と、その臨界膜厚との関係を得ることができる。
AlGaN/AlGaN(Al組成0.20)のHEMTにおいて、AlGaNチャネル層が80%の格子緩和率で緩和しているエピタキシャル基板。
実験1−1と同様にサファイア基板を用意する。成長炉にサファイア基板をセットした後、摂氏1250度で水素(H2)雰囲気においてサファイア基板の熱処理を行う。この後に、有機金属気相成長法で、サファイア基板上に、厚さ1500nmのAlN膜を摂氏1250度の温度で成長する。AlN膜上に、厚さ0.5μmのAlGaNチャネル膜(Al組成=0.20)を摂氏1050度の温度で成長する。このAlGaN膜上に、AlGaNバリア膜を摂氏1050度の温度で成長する。Al組成0.37、0.42、0.57のAlGaNバリア膜を成長して、チャネル層とバリア層の組成差が0.17、0.22、0.37であるヘテロ接合におけるAlGaN膜の臨界膜厚を調べる。AlGaNチャネル膜のX線逆格子マッピングを測定すると、その測定結果は、このAlGaNチャネル膜が下地のAlNに対して80%の格子緩和率で緩和していることを示す。上記のような成膜及び測定から、AlGaNバリア層のAl組成と、その臨界膜厚との関係を得ることができる。
なお、AlNの結晶性は、AlNの成長温度が高いほど、AlNの厚みが厚いほど、優れているから、AlNの上のチャネル層の緩和は、結晶性の優れているものほど、緩和しにくい(100%緩和よりも小さくなる)傾向があることが分かる。例えば、AlNの結晶性は、(10−12)面の半値幅で、実施例2−1で約1500arcsec、実施例2−2で約800arcsec、2−3で約600arcsecであった。
AlGaN/AlGaN(Al組成0.50)のHEMTにおいて、AlGaNチャネル層が100%の格子緩和率で緩和しているエピタキシャル基板。
実験1−1と同様にサファイア基板を用意する。成長炉にサファイア基板をセットした後、摂氏1100度で水素(H2)雰囲気においてサファイア基板の熱処理を行う。この後に、有機金属気相成長法で、サファイア基板上に、厚さ100nmのAlN膜を摂氏1100度の温度で成長する。AlN膜上に、厚さ3μmのAlGaNチャネル膜(Al組成=0.50)を摂氏1100度の温度で成長する。このAlGaN膜上に、AlGaNバリア膜を摂氏1100度の温度で成長する。Al組成0.67、0.72、0.87のAlGaNバリア膜を成長して、チャネル層とバリア層の組成差が0.17、0.22、0.37であるヘテロ接合におけるAlGaN膜の臨界膜厚を調べる。AlGaNチャネル膜のX線逆格子マッピングを測定すると、その測定結果は、このAlGaNチャネル膜が下地のAlNに対して100%の格子緩和率で緩和していることを示す。上記のような成膜及び測定から、AlGaNバリア層のAl組成と、その臨界膜厚との関係を得ることができる。
AlGaN/AlGaN(Al組成0.50)のHEMTにおいて、AlGaNチャネル層が90%の格子緩和率で緩和しているエピタキシャル基板。
実験1−1と同様にサファイア基板を用意する。成長炉にサファイア基板をセットした後、摂氏1200度で水素(H2)雰囲気においてサファイア基板の熱処理を行う。この後に、有機金属気相成長法で、サファイア基板上に、厚さ1000nmのAlN膜を摂氏1200度の温度で成長する。AlN膜上に、厚さ2μmのAlGaNチャネル膜(Al組成=0.50)を摂氏1100度の温度で成長する。このAlGaN膜上に、AlGaNバリア膜を摂氏1100度の温度で成長する。Al組成0.67、0.72、0.87のAlGaNバリア膜を成長して、チャネル層とバリア層の組成差が0.17、0.22、0.37であるヘテロ接合におけるAlGaN膜の臨界膜厚を調べる。AlGaNチャネル膜のX線逆格子マッピングを測定すると、その測定結果は、このAlGaNチャネル膜が下地のAlNに対して90%の格子緩和率で緩和していることを示す。上記のような成膜及び測定から、AlGaNバリア層のAl組成と、その臨界膜厚との関係を得ることができる。
AlGaN/AlGaN(Al組成0.50)のHEMTにおいて、AlGaNチャネル層が80%の格子緩和率で緩和しているエピタキシャル基板。
実験1−1と同様にサファイア基板を用意する。成長炉にサファイア基板をセットした後、摂氏1250度で水素(H2)雰囲気においてサファイア基板の熱処理を行う。この後に、有機金属気相成長法で、サファイア基板上に、厚さ1500nmのAlN膜を摂氏1200度の温度で成長する。AlN膜上に、厚さ1μmのAlGaNチャネル膜(Al組成=0.50)を摂氏1100度の温度で成長する。このAlGaN膜上に、AlGaNバリア膜を摂氏1100度の温度で成長する。Al組成0.67、0.72、0.87のAlGaNバリア膜を成長して、チャネル層とバリア層の組成差が0.17、0.22、0.37であるヘテロ接合におけるAlGaN膜の臨界膜厚を調べる。AlGaNチャネル膜のX線逆格子マッピングを測定すると、その測定結果は、このAlGaNチャネル膜が下地のAlNに対して80%の格子緩和率で緩和していることを示す。上記のような成膜及び測定から、AlGaNバリア層のAl組成と、その臨界膜厚との関係を得ることができる。
(1)下地半導体層とチャネル半導体層とのAl組成の差が大きい程、大きく緩和しやすい。
(2)チャネル層の膜厚が厚いほど、大きく緩和しやすい。
(3)下地半導体層の膜厚が薄い程、その上に成長されるチャネル層は薄い膜厚で緩和する。
(4)下地半導体層の結晶品質が良好でないとき、その上に成長されるチャネル層は薄い膜厚で緩和する。高品質な下地半導体層上に成長されるチャネル層は、100%未満の中途半端な値の格子緩和を得やすい。
なお、十分な厚みのAlN層は、その下地となるサファイア基板に対してほぼ完全に緩和している。また、AlN基板はAlNに固有の格子定数を有しているという点で、ほぼ完全に緩和していると看做すことができる。
なお、Al組成0.37のAlGaNチャネル層に比べて、Al組成0.20といった低いアルミニウム組成のAlGaNチャネル層は、合金散乱の影響を低減できるので、チャネル層の電子の移動度が高くでき、また、そのエピタキシャル成長もより高いAl組成のAlGaNの成膜と比較して容易である。
バリア層厚み、 電流比(Id−1)/(Id−2)。
15nm、 0.13。
30nm、 0.43。
60nm、 0.68。
120nm、 0.81。
このように、厚いバリア層を用いることで、電流コラプスの抑制に効果がある。
この理由として考えられるものとして、エピタキシャルAlGaNバリア層の表面の影響(例えば、バーチャルゲート(virtual gate)等の影響)が、厚いAlGaNをバリア層に提供することにより、AlGaNバリア層の主面と2次元電子ガスとの距離が長くなったため、エピ表面におけるキャリアトラップの影響が小さくできた、と考えられる。
バリア層厚み、絶縁耐圧、 電流比(Id−1)/(Id−2)。
15nm、 820V、 0.13。
30nm、 1120V、 0.43。
60nm、 1420V、 0.68。
120nm、1620V、 0.81。
これらの測定は、ゲートフィールドプレートを作製したとき、電流コラプスだけでなく、耐圧の向上にも効果があることを示す。以上示したように、上記の2つの技術的寄与だけでなく、厚いバリア層を成長することにより、各種効果が得られる。なお、これらの効果は、歪んだチャネル層を用いることにより、より厚いバリア層が電子デバイスに提供可能である。
Claims (25)
- III族窒化物半導体電子デバイスであって、
AlXGa1−XN(0<X≦1)からなる半導体表面の上に設けられ、第1のIII族窒化物半導体材料からなる第1の半導体層と、
前記第1のIII族窒化物半導体材料のバンドギャップより大きいバンドギャップを有する第2のIII族窒化物半導体材料からなる第2の半導体層と、
前記第2の半導体層の上に設けられたゲート電極と、
を備え、
前記第2の半導体層は前記第1の半導体層の上に設けられ、
前記第1のIII族窒化物半導体材料は前記AlXGa1−XNと異なり、
前記第1の半導体層は、歪みを内包すると共に、前記半導体表面のAlXGa1−XNの上において格子緩和しており、
前記第2の半導体層の厚さは、無歪みの第1のIII族窒化物半導体材料の組成と、第2のIII族窒化物半導体材料の組成により規定される臨界膜厚より大きい、III族窒化物半導体電子デバイス。 - 前記第1の半導体層はAlYGa1−YN(0≦Y<1、Y<Z、Y<X)からなり、
前記第2の半導体層はAlZGa1−ZN(0<Z≦1、Z≦X)からなり、
前記AlZGa1−ZNのアルミニウム組成は前記AlYGa1−YNのアルミニウム組成より大きく、
前記AlYGa1−YNのアルミニウム組成は前記AlXGa1−XNのアルミニウム組成より小さい、請求項1に記載されたIII族窒化物半導体電子デバイス。 - 前記III族窒化物半導体電子デバイスのチャネル層は前記第1の半導体層を含み、
前記III族窒化物半導体電子デバイスのバリア層は前記第2の半導体層を含み、
前記第1の半導体層は三元AlGaNからなり、
前記第2の半導体層は三元AlGaNからなり、
前記第1の半導体層のAlGaNは前記半導体表面のAlXGa1−XNに接合を成す、請求項1又は請求項2に記載されたIII族窒化物半導体電子デバイス。 - 前記III族窒化物半導体電子デバイスのチャネル層は前記第1の半導体層を含み、
前記III族窒化物半導体電子デバイスのバリア層は前記第2の半導体層を含み、
前記第1の半導体層は二元GaNからなり、
前記第2の半導体層は三元AlGaNからなり、
前記第1の半導体層のGaNは前記半導体表面のAlXGa1−XNに接合を成す、請求項1又は請求項2に記載されたIII族窒化物半導体電子デバイス。 - 前記第1の半導体層は前記第2の半導体層とヘテロ接合を成し、
前記第2の半導体層は前記第1の半導体層の上にコヒーレントに設けられている、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体電子デバイス。 - 前記第1の半導体層はAlYGa1−YN(0≦Y<1、Y<Z、Y<X)からなり、
前記第1の半導体層は格子緩和率Rを有しており、
前記格子緩和率Rは(d(AlYGa1−YN)−d(AlXGa1−XN))/(d0(AlYGa1−YN)−d0(AlXGa1−XN))で規定され、ここで、前記d0(AlYGa1−YN)は無歪みのAlYGa1−YNの格子定数を示し、前記d0(AlXGa1−XN)は無歪みのAlXGa1−XNの格子定数を示し、前記d(AlYGa1−YN)は、当該III族窒化物半導体電子デバイスにおけるAlYGa1−YNの格子定数を示し、前記d(AlXGa1−XN)は当該III族窒化物半導体電子デバイスにおけるAl X Ga 1−X Nの格子定数を示し、
前記格子緩和率Rはゼロより大きく、0.9以下である、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体電子デバイス。 - 前記第1の半導体層はAlYGa1−YN(0≦Y<1、Y<Z、Y<X)からなり、
前記第1の半導体層は格子緩和率Rを有しており、
前記格子緩和率Rは(d(AlYGa1−YN)−d(AlXGa1−XN))/(d0(AlYGa1−YN)−d0(AlXGa1−XN))で規定され、ここで、前記d0(AlYGa1−YN)は無歪みのAlYGa1−YNの格子定数を示し、前記d0(AlXGa1−XN)は無歪みのAlXGa1−XNの格子定数を示し、前記d(AlYGa1−YN)は、当該III族窒化物半導体電子デバイスにおけるAlYGa1−YNの格子定数を示し、前記d(AlXGa1−XN)は当該III族窒化物半導体電子デバイスにおけるAl X Ga 1−X Nの格子定数を示し、
前記格子緩和率Rはゼロより大きく、0.8以下である、請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体電子デバイス。 - 前記第1及び第2の半導体層を搭載する支持基体を更に備え、
前記支持基体は前記半導体表面を有し、
前記支持基体は前記AlXGa1−XNから構成された基板からなる、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体電子デバイス。 - 前記第1及び第2の半導体層を搭載する支持基体を更に備え、
前記支持基体は、前記半導体表面を提供するIII族窒化物層と、前記AlXGa1−XNと異なる材料からなる支持体とを含み、
前記III族窒化物層は前記支持体の上に搭載される、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体電子デバイス。 - 前記AlXGa1−XNはAlNである、請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体電子デバイス。
- 前記AlXGa1−XNの前記半導体表面はc面を有する、請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体電子デバイス。
- 前記第1の半導体層はAlYGa1−YN(0≦Y<1、Y<Z、Y<X)からなり、
前記第2の半導体層はAlZGa1−ZN(0<Z≦1、Z≦X)からなり、
前記第2の半導体層と前記第1の半導体層のアルミニウム組成の差が、0.17以上であり、
前記第2の半導体層の厚さが140nmより大きく、300nm以下である、請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体電子デバイス。 - 前記第1の半導体層はAlYGa1−YN(0≦Y<1、Y<Z、Y<X)からなり、
前記第2の半導体層はAlZGa1−ZN(0<Z≦1、Z≦X)からなり、
前記第2の半導体層と前記第1の半導体層のアルミニウム組成の差が、0.22以上であり、
前記第2の半導体層の厚さが92nmより大きく、300nm以下である、請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体電子デバイス。 - 前記第1の半導体層はAlYGa1−YN(0≦Y<1、Y<Z、Y<X)からなり、
前記第2の半導体層はAlZGa1−ZN(0<Z≦1、Z≦X)からなり、
前記第2の半導体層と前記第1の半導体層のアルミニウム組成の差が、0.37以上であり、
前記第2の半導体層の厚さが30nmより大きく、300nm以下である、請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体電子デバイス。 - III族窒化物半導体電子デバイスのためのエピタキシャル基板であって、
AlXGa1−XN(0<X≦1)からなる半導体表面を有する基板と、
前記半導体表面の上に設けられ、第1のIII族窒化物半導体材料からなり、チャネル層のための第1の半導体層と、
前記第1の半導体層の上に設けられ、バリア層のための第2の半導体層と、
を備え、
前記第2の半導体層は前記第1のIII族窒化物半導体材料のバンドギャップより大きいバンドギャップを有する第2のIII族窒化物半導体材料からなり、
前記第1のIII族窒化物半導体材料は前記AlXGa1−XNと異なり、
前記第1の半導体層は、歪みを内包すると共に、前記半導体表面のAlXGa1−XNの上において格子緩和しており、
前記第2の半導体層の厚さは、無歪みの第1のIII族窒化物半導体材料の組成と、第2のIII族窒化物半導体材料の組成により規定される臨界膜厚より大きい、エピタキシャル基板。 - 前記基板は前記AlXGa1−XNからなる、請求項15に記載されたエピタキシャル基板。
- 前記基板は、前記半導体表面を提供するIII族窒化物層と、前記AlXGa1−XNと異なる材料からなる支持体とを含み、
前記III族窒化物層は前記支持体の上に搭載される、請求項15に記載されたエピタキシャル基板。 - 前記AlXGa1−XNはAlNである、請求項15〜請求項17のいずれか一項に記載されたエピタキシャル基板。
- 前記第1の半導体層はAlYGa1−YN(0≦Y<1、Y<Z、Y<X)からなり、
前記第1の半導体層は格子緩和率Rを有しており、
前記格子緩和率Rは(d(AlYGa1−YN)−d(AlXGa1−XN))/(d0(AlYGa1−YN)−d0(AlXGa1−XN))で規定され、
前記格子緩和率Rはゼロより大きく、0.9以下である、請求項15〜請求項18のいずれか一項に記載されたエピタキシャル基板。 - 前記第1の半導体層はAlYGa1−YN(0≦Y<1、Y<Z、Y<X)からなり、
前記第1の半導体層は格子緩和率Rを有しており、
前記格子緩和率Rは(d(AlYGa1−YN)−d(AlXGa1−XN))/(d0(AlYGa1−YN)−d0(AlXGa1−XN))で規定され、
前記格子緩和率Rはゼロより大きく、0.8以下である、請求項15〜請求項19のいずれか一項に記載されたエピタキシャル基板。 - 前記第1の半導体層はAlYGa1−YN(0≦Y<1、Y<Z、Y<X)からなり、
前記第2の半導体層はAlZGa1−ZN(0<Z≦1、Z≦X)からなり、
前記第2の半導体層と前記第1の半導体層のアルミニウム組成の差が、0.17以上であり、
前記第2の半導体層の厚さが140nmより大きく、300nm以下である、請求項15〜請求項20のいずれか一項に記載されたエピタキシャル基板。 - 前記第1の半導体層はAlYGa1−YN(0≦Y<1、Y<Z、Y<X)からなり、
前記第2の半導体層はAlZGa1−ZN(0<Z≦1、Z≦X)からなり、
前記第2の半導体層と前記第1の半導体層のアルミニウム組成の差が、0.22以上であり、
前記第2の半導体層の厚さが92nmより大きく、300nm以下である、請求項15〜請求項20のいずれか一項に記載されたエピタキシャル基板。 - 前記第1の半導体層はAlYGa1−YN(0≦Y<1、Y<Z、Y<X)からなり、
前記第2の半導体層はAlZGa1−ZN(0<Z≦1、Z≦X)からなり、
前記第2の半導体層と前記第1の半導体層のアルミニウム組成の差が、0.37以上であり、
前記第2の半導体層の厚さが30nmより大きく、300nm以下である、請求項15〜請求項20のいずれか一項に記載されたエピタキシャル基板。 - III族窒化物半導体電子デバイスを作製する方法であって、
AlXGa1−XN(0<X≦1)からなる半導体表面の上に、第1のIII族窒化物半導体材料からなる第1の半導体層を成長する工程と、
前記第1の半導体層の上に第2の半導体層を成長する工程と、
前記第2の半導体層を成長した後にゲート電極を形成する工程と、
を備え、
前記第1のIII族窒化物半導体材料は前記AlXGa1−XNと異なり、
前記第2の半導体層は前記第1のIII族窒化物半導体材料のバンドギャップより大きいバンドギャップを有する第2のIII族窒化物半導体材料からなり、
前記第1の半導体層は歪みを内包すると共に、前記半導体表面のAl X Ga 1−X Nの上において格子緩和しており、前記第2の半導体層の厚さは、無歪みの第1のIII族窒化物半導体材料の組成により規定される臨界膜厚より大きい、III族窒化物半導体電子デバイスを作製する方法。 - 前記第1の半導体層はAlYGa1−YN(0≦Y<1、Y<Z、Y<X)からなり、
前記第2の半導体層はAlZGa1−ZN(0<Z≦1、Z≦X)からなり、
前記AlZGa1−ZNのアルミニウム組成は前記AlYGa1−YNのアルミニウム組成より大きく、
前記AlYGa1−YNのアルミニウム組成は前記AlXGa1−XNのアルミニウム組成より小さい、請求項24に記載されたIII族窒化物半導体電子デバイスを作製する方法。
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