JP6841195B2 - Iii族窒化物半導体の製造方法 - Google Patents
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Description
上記の溝を形成する時、下地基板の全外周に渡って、III 族窒化物半導体層が除去されてリング状の段差(溝)が形成されるようにしても良い。このときの段差の幅は2mm〜6mmである。この段差が下地基板の全周に設けられることで、フラックス法によってIII 族窒化物半導体が下地基板から剥離されるときに、クラックや割れの発生を抑制することができる。
本発明に用いるフラックス法は、フラックスとなるアルカリ金属と、原料であるIII 族金属とを含む混合融液に、窒素を含むガスを供給して溶解させ、液相でIII 族窒化物半導体をエピタキシャル成長させる方法である。本発明では、混合融液中に種基板1を配置し、その種基板1上にIII 族窒化物半導体を結晶成長させる。
本発明のIII 族窒化物半導体の製造方法では、混合融液中に種基板(種結晶)1を配置し、その種基板1上にIII 族窒化物半導体を育成する。この種基板1には、以下の構成のものを用いる。
次に、種基板1の製造工程について、図4を参照に説明する。なお、図4〜図7は、種基板1の中央部の一部の断面図である。まず、下地基板2を用意し、その下地基板2上にIII 族窒化物半導体層3を形成する(図4(a)参照)。その形成方法は、任意の方法でよく、たとえばMOCVD法、HVPE法、MBE法などを用いることができる。
なお、種基板1の全周囲に形成されている段差71においては、低転位密度領域3Bの幅はW/2、すなわち、1μm程度であり、段差71の全幅に渡って形成されてはいない。III 族窒化物半導体層3の成長が完了した段階で、段差71において下地基板2は露出している。
本発明のIII 族窒化物半導体の製造方法では、たとえば以下の構成の結晶製造装置10を用いる。
次に、本発明のIII 族窒化物半導体の製造方法について、図5を参照に説明する。
2:下地基板
3:III 族窒化物半導体層
3A:高転位密度領域
3B:低転位密度領域
4、9:空孔
5:マスク
6:III 族窒化物半導体結晶
7:溝
8:孔
12:坩堝
21:混合融液
Claims (6)
- 種基板の上に、アルカリ金属とIII 族金属の混合融液を用いたフラックス法によってIII 族窒化物半導体を成長させるIII 族窒化物半導体の製造方法において、
前記種基板は、下地基板と、下地基板上に形成されたIII 族窒化物半導体層とを有し、 前記III 族窒化物半導体層は、高転位密度領域と、前記高転位密度領域よりも転位密度の低い低転位密度領域を有し、前記高転位密度領域と前記低転位密度領域の2次元周期的なパターンによって、前記III 族窒化物半導体層の転位密度は、その主面に平行な方向において2次元周期的に増減した分布となっており、
前記フラックス法による結晶成長初期に前記高転位密度領域をメルトバックさせ、その後、前記低転位密度領域の上面からメルトバックによる孔を塞ぐようにしてIII 族窒化物半導体を育成させ、育成した前記III 族窒化物半導体と前記高転位密度領域との間に空孔を残存させる、
ことを特徴とするIII 族窒化物半導体の製造方法。 - 前記高転位密度領域は、正六角形が正三角格子状に配列されたハニカム状の平面パターンであり、
前記低転位密度領域は、前記高転位密度領域の各正六角形の隙間を埋める平面パターンである、
ことを特徴とする請求項1に記載のIII 族窒化物半導体の製造方法。 - 前記種基板の製造方法は、
下地基板上にIII 族窒化物半導体層を形成する第1工程と、
前記III 族窒化物半導体層に、前記下地基板に達する深さの溝を形成し、残された前記III 族窒化物半導体層の領域を前記高転位密度領域とする第2工程と、
前記溝の側面に露出する前記高転位密度領域から横方向にIII 族窒化物半導体を再成長させ、前記溝を塞ぐ前記低転位密度領域を形成する第3工程と、
を有する、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のIII 族窒化物半導体の製造方法。 - 前記第2工程は、前記溝が前記下地基板をエッチングするまで行い、
前記第3工程は、前記低転位密度領域が前記下地基板に形成された前記溝を埋めないようにして、前記下地基板と前記低転位密度領域との間に空孔を残存させる、
ことを特徴とする請求項3に記載のIII 族窒化物半導体の製造方法。 - 前記III 族窒化物半導体層の転位密度の平均は、5×108 /cm2 以下である、ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のIII 族窒化物半導体の製造方法。
- 前記種基板は、直径が2インチ以上である、ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のIII 族窒化物半導体の製造方法。
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