JP7205474B2 - テンプレート基板、電子デバイス,発光デバイス,テンプレート基板の製造方法および電子デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
d(%)=|(a3―a1)|/a1×100・・・(1)
t(nm)<1018.9×e -50.71×c1 ・・・(2)
ただし、式(2)中のc1は前記第1層のインジウムの含有量(%)であり、2.0%<c1<6.0%の範囲にある。
d(%)=|(a3―a1)|/a1×100・・・(1)
t(nm)<1018.9×e -50.71×c1 ・・・(2)
ただし、式(2)中のc1は前記第1層のインジウムの含有量(%)であり、2.0%<c1<6.0%の範囲にある。
1.第1の実施の形態
第1層と第3層との間に、インジウム(In)を含まない第2層を設けた発光デバイス
2.変形例
窒化ガリウム(GaN)系以外の材料により構成された基板を用いる例
3.第2の実施の形態
第1層が臨界膜厚よりも大きい厚みを有するテンプレート基板
図1は、本技術の第1の実施の形態に係る発光デバイス(発光デバイス1)の模式的な断面構成を表している。この発光デバイス1は、例えば、可視領域の波長の光を出射する半導体レーザまたは発光ダイオード等であり、テンプレート基板10上に発光層20を有している。テンプレート基板10は、基板11、バッファ層12、第1層13、第2層14および第3層15をこの順に有しており、この第3層15上に発光層20が設けられている。
d(%)=|(a3-a1)|/a1×100・・・(1)
t(nm)<1018.9×e-50.71×c1・・・(2)
ただし、式(2)中、2.0%<c1<6.0%である。
x1≧z1・・・(3)
本実施の形態の発光デバイス1のテンプレート基板10では、格子緩和した第1層13上に、インジウム(In)を含まない第2層14を介して、第3層15が積層されている。これにより、第1層13に比べて、第3層15の結晶品質が改善される。したがって、この第3層15上に配置される発光層20の発光特性を向上させることが可能となる。以下、これについて説明する。
図12は、上記第1の実施の形態の変形例に係るテンプレート基板(テンプレート基板10A)を有する発光デバイス1の模式的な断面構成を表している。このテンプレート基板10Aの基板11は、サファイア基板またはシリコン(Si)基板等の異種基板により構成されている。この場合にも、上記第1の実施の形態と同等の効果を得ることができる。
図13は、本技術の第2の実施の形態に係る発光デバイス1の断面構成を模式的に表したものである。この発光デバイス1のテンプレート基板(テンプレート基板40)では、基板11上に、臨界膜厚を超える厚みの第1層(第1層43)が設けられており、この第1層43上に、第2層14および第3層15がこの順に配置されている。この点を除き、テンプレート基板40は、テンプレート基板10と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
(1)
基板と、
前記基板上に設けられた第1バッファ層と、
前記第1バッファ層に接して設けられ、Alx2Inx1Ga(1-x1-x2)N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和した第1層と、
前記第1層に接して設けられ、前記第1層に格子整合して積層されたAlyGa(1-y)N(0≦y<1)からなる第2層と、
前記第2層に接して前記第1層に対向して設けられ、前記第2層に格子整合するとともに、Alz2Inz1Ga(1-z1-z2)N(0<z1<1,0≦z2<1)からなる第3層とを備え、
式(1)によって表される、前記第1層の格子定数a1に対する前記第3層の面内方向の格子定数a3の不整合度d(%)は、0.083%未満である
テンプレート基板。
d(%)=|(a3―a1)|/a1×100・・・(1)
(2)
前記第2層の厚みtは、式(2)を満たす
前記(1)に記載のテンプレート基板。
t(nm)<1018.9×e-50.71×c1・・・(2)
ただし、式(2)中のc1は前記第1層のインジウムの含有量(%)であり、2.0%<c1<6.0%の範囲にある。
(3)
前記第3層の表面は、前記第1層の表面よりも高い平坦性を有する
前記(1)または(2)に記載のテンプレート基板。
(4)
X線回析におけるωスキャンのピークの半値幅は、前記第1層よりも前記第3層の方が小さくなっている
前記(1)ないし(3)のうちのいずれか1つに記載のテンプレート基板。
(5)
前記第1バッファ層は、窒化ガリウム(GaN),窒化ガリウムインジウム(GaInN),窒化ガリウムアルミニウム(AlGaN),窒化アルミニウム(AlN)または窒化アルミニウムガリウムインジウム(AlGaInN)からなる
前記(1)ないし(4)のうちのいずれか1つに記載のテンプレート基板。
(6)
前記基板は、窒化ガリウム(GaN)基板により構成されている
前記(1)ないし(5)のうちのいずれか1つに記載のテンプレート基板。
(7)
前記基板は、サファイア基板またはシリコン(Si)基板により構成されており、
前記基板と前記第1バッファ層との間に、第2バッファ層および下地層をさらに有し、
前記第2バッファ層、前記下地層、および前記第1バッファ層は前記基板側からこの順に積層されている
前記(1)ないし(6)のうちのいずれか1つに記載のテンプレート基板。
(8)
前記第2バッファ層は、窒化ガリウム(GaN)または窒化アルミニウム(AlN)からなり、
前記下地層は、窒化ガリウム(GaN),窒化ガリウムインジウム(GaInN),窒化ガリウムアルミニウム(AlGaN)または窒化アルミニウムガリウムインジウム(AlGaInN)からなる
前記(7)に記載のテンプレート基板。
(9)
前記第1層は、臨界膜厚よりも大きい厚みを有する
前記(1)ないし(8)のうちいずれか1つに記載のテンプレート基板。
(10)
式(3)を満たす
前記(1)ないし(9)のうちいずれか1つに記載のテンプレート基板。
x1≧z1・・・(3)
(11)
基板と、
前記基板上に設けられた第1バッファ層と、
前記第1バッファ層に接して設けられ、Al x2 In x1 Ga (1-x1-x2) N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和した前記第1層と、
前記第1層に接して設けられ、前記第1層に格子整合して積層されたAl y Ga (1-y) N(0≦y<1)からなると共に、式(2)を満たす厚みを有する第2層と、
前記第2層上に前記第1層に対向して設けられ、前記第2層に格子整合するとともに、Al z2 In z1 Ga (1-z1-z2) N(0<z1<1,0≦z2<1)からなる第3層と
を備えたテンプレート基板。
t(nm)<1018.9×e -50.71×c1 ・・・(2)
ただし、式(2)中のc1は前記第1層のインジウムの含有量(%)であり、2.0%<c1<6.0%の範囲にある。
(12)
テンプレート基板および前記テンプレート基板上の機能層を備え、
前記テンプレート基板は、
基板と、
前記基板上に設けられた第1バッファ層と、
前記第1バッファ層に接して設けられ、Alx2Inx1Ga(1-x1-x2)N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和した第1層と、
前記第1層に接して設けられ、前記第1層に格子整合して積層されたAlyGa(1-y)N(0≦y<1)からなる第2層と、
前記第2層に接して前記第1層に対向して設けられ、前記第2層に格子整合するとともに、Alz2Inz1Ga(1-z1-z2)N(0<z1<1,0≦z2<1)からなる第3層とを備え、
式(1)によって表される、前記第1層の格子定数a1に対する前記第3層の面内方向の格子定数a3の不整合度d(%)は、0.083%未満である
電子デバイス。
d(%)=|(a3―a1)|/a1×100・・・(1)
(13)
テンプレート基板および前記テンプレート基板上の機能層を備え、
前記テンプレート基板は、
基板と、
前記基板上に設けられた第1バッファ層と、
前記第1バッファ層に接して設けられ、Al x2 In x1 Ga (1-x1-x2) N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和した前記第1層と、
前記第1層に接して設けられ、前記第1層に格子整合して積層されたAl y Ga (1-y) N(0≦y<1)からなると共に、式(2)を満たす厚みを有する第2層と、
前記第2層上に前記第1層に対向して設けられ、前記第2層に格子整合するとともに、Al z2 In z1 Ga (1-z1-z2) N(0<z1<1,0≦z2<1)からなる第3層と
を備えた電子デバイス。
t(nm)<1018.9×e -50.71×c1 ・・・(2)
ただし、式(2)中のc1は前記第1層のインジウムの含有量(%)であり、2.0%<c1<6.0%の範囲にある。
(14)
テンプレート基板および前記テンプレート基板上の発光層を備え、
前記テンプレート基板は、
基板と、
前記基板上に設けられた第1バッファ層と、
前記第1バッファ層に接して設けられ、Alx2Inx1Ga(1-x1-x2)N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和した第1層と、
前記第1層に接して設けられ、前記第1層に格子整合して積層されたAlyGa(1-y)N(0≦y<1)からなる第2層と、
前記第2層に接して前記第1層に対向して設けられ、前記第2層に格子整合するとともに、Alz2Inz1Ga(1-z1-z2)N(0<z1<1,0≦z2<1)からなる第3層とを備え、
式(1)によって表される、前記第1層の格子定数a1に対する前記第3層の面内方向の格子定数a3の不整合度d(%)は、0.083%未満である
発光デバイス。
d(%)=|(a3―a1)|/a1×100・・・(1)
(15)
テンプレート基板および前記テンプレート基板上の発光層を備え、
前記テンプレート基板は、
基板と、
前記基板上に設けられた第1バッファ層と、
前記第1バッファ層に接して設けられ、Al x2 In x1 Ga (1-x1-x2) N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和した前記第1層と、
前記第1層に接して設けられ、前記第1層に格子整合して積層されたAl y Ga (1-y) N(0≦y<1)からなると共に、式(2)を満たす厚みを有する第2層と、
前記第2層上に前記第1層に対向して設けられ、前記第2層に格子整合するとともに、Al z2 In z1 Ga (1-z1-z2) N(0<z1<1,0≦z2<1)からなる第3層と
を備えた発光デバイス。
t(nm)<1018.9×e -50.71×c1 ・・・(2)
ただし、式(2)中のc1は前記第1層のインジウムの含有量(%)であり、2.0%<c1<6.0%の範囲にある。
(16)
基板上に第1バッファ層を形成し、
前記第1バッファ層上に、Alx2Inx1Ga(1-x1-x2)N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和された第1層を形成し、
前記第1層上に、AlyGa(1-y)N(0≦y<1)をコヒーレント成長させた第2層を形成し、
前記第2層上に、Alz2Inz1Ga(1-z1-z2)N(0<z1<1,0≦z2<1)をコヒーレント成長させた第3層を形成し、
式(1)によって表される、前記第1層の格子定数a1に対する前記第3層の面内方向の格子定数a3の不整合度d(%)は、0.083%未満である
テンプレート基板の製造方法。
d(%)=|(a3―a1)|/a1×100・・・(1)
(17)
前記第2層を、水素(H2)をキャリアガスに用いた結晶成長により形成する
前記(16)に記載のテンプレート基板の製造方法。
(18)
前記第1層を形成する際の温度よりも高い温度で、前記第2層を形成する
前記(16)または(17)に記載のテンプレート基板の製造方法。
(19)
基板上に第1バッファ層を形成し、
前記第1バッファ層上に、Al x2 In x1 Ga (1-x1-x2) N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和された第1層を形成し、
前記第1層上に、Al y Ga (1-y) N(0≦y<1)をコヒーレント成長させた第2層を、式(2)を満たす厚みで形成し、
前記第2層上に、Al z2 In z1 Ga (1-z1-z2) N(0<z1<1,0≦z2<1)をコヒーレント成長させた第3層を形成する
テンプレート基板の製造方法。
t(nm)<1018.9×e -50.71×c1 ・・・(2)
ただし、式(2)中のc1は前記第1層のインジウムの含有量(%)であり、2.0%<c1<6.0%の範囲にある。
(20)
テンプレート基板を形成した後に、前記テンプレート基板上に機能層を形成し、
前記テンプレート基板は、
基板上に第1バッファ層を形成し、
前記第1バッファ層上に、Alx2Inx1Ga(1-x1-x2)N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和された第1層を形成し、
前記第1層上に、AlyGa(1-y)N(0≦y<1)をコヒーレント成長させた第2層を形成し、
前記第2層上に、Alz2Inz1Ga(1-z1-z2)N(0<z1<1,0≦z2<1)をコヒーレント成長させた第3層を形成し、
式(1)によって表される、前記第1層の格子定数a1に対する前記第3層の面内方向の格子定数a3の不整合度d(%)は、0.083%未満である
テンプレート基板の製造方法。
d(%)=|(a3―a1)|/a1×100・・・(1)
(21)
テンプレート基板を形成した後に、前記テンプレート基板上に機能層を形成し、
前記テンプレート基板は、
基板上に第1バッファ層を形成し、
前記第1バッファ層上に、Al x2 In x1 Ga (1-x1-x2) N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和された第1層を形成し、
前記第1層上に、Al y Ga (1-y) N(0≦y<1)をコヒーレント成長させた第2層を、式(2)を満たす厚みで形成し、
前記第2層上に、Al z2 In z1 Ga (1-z1-z2) N(0<z1<1,0≦z2<1)をコヒーレント成長させた第3層を形成する
式(1)によって表される、前記第1層の格子定数a1に対する前記第3層の面内方向の格子定数a3の不整合度d(%)は、0.083%未満である
テンプレート基板の製造方法。
t(nm)<1018.9×e -50.71×c1 ・・・(2)
ただし、式(2)中のc1は前記第1層のインジウムの含有量(%)であり、2.0%<c1<6.0%の範囲にある。
(22)
テンプレート基板を形成した後に、前記テンプレート基板上に機能層を形成し、
前記テンプレート基板は、
基板と、
前記基板と第1層との間に、前記第1層に接するバッファ層と、
Alx2Inx1Ga(1-x1-x2)N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和された第1層を形成し、
前記第1層上に、AlyGa(1-y)N(0≦y<1)をコヒーレント成長させた第2層を形成し、
前記第2層上に、Alz2Inz1Ga(1-z1-z2)N(0<z1<1,0≦z2<1)をコヒーレント成長させた第3層を形成し、
式(1)によって表される、前記第1層の格子定数a1に対する前記第3層の面内方向の格子定数a3の不整合度d(%)は、0.083%未満である
電子デバイスの製造方法。
d(%)=|(a3―a1)|/a1×100・・・(1)
(23)
テンプレート基板を形成した後に、前記テンプレート基板上に機能層を形成し、
前記テンプレート基板は、
基板と、
前記基板と第1層との間に、前記第1層に接するバッファ層と、
Al x2 In x1 Ga (1-x1-x2) N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和された第1層を形成し、
前記第1層上に、Al y Ga (1-y) N(0≦y<1)をコヒーレント成長させた第2層を形成し、
前記第2層上に、Al z2 In z1 Ga (1-z1-z2) N(0<z1<1,0≦z2<1)をコヒーレント成長させた第3層を形成し、
前記第2層の厚みtは、式(2)を満たす
電子デバイスの製造方法。
t(nm)<1018.9×e -50.71×c1 ・・・(2)
ただし、式(2)中のc1は前記第1層のインジウムの含有量(%)であり、2.0%<c1<6.0%の範囲にある。
Claims (21)
- 基板と、
前記基板上に設けられた第1バッファ層と、
前記第1バッファ層に接して設けられ、Alx2Inx1Ga(1-x1-x2)N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和した第1層と、
前記第1層に接して設けられ、前記第1層に格子整合して積層されたAlyGa(1-y)N(0≦y<1)からなる第2層と、
前記第2層に接して前記第1層に対向して設けられ、前記第2層に格子整合するとともに、Alz2Inz1Ga(1-z1-z2)N(0<z1<1,0≦z2<1)からなる第3層とを備え、
式(1)によって表される、前記第1層の格子定数a1に対する前記第3層の面内方向の格子定数a3の不整合度d(%)は、0.083%未満である
テンプレート基板。
d(%)=|(a3―a1)|/a1×100・・・(1) - 前記第2層の厚みtは、式(2)を満たす
請求項1に記載のテンプレート基板。
t(nm)<1018.9×e-50.71×c1・・・(2)
ただし、式(2)中のc1は前記第1層のインジウムの含有量(%)であり、2.0%<c1<6.0%の範囲にある。 - 前記第3層の表面は、前記第1層の表面よりも高い平坦性を有する
請求項1に記載のテンプレート基板。 - X線回析におけるωスキャンのピークの半値幅は、前記第1層よりも前記第3層の方が小さくなっている
請求項1に記載のテンプレート基板。 - 前記第1バッファ層は、窒化ガリウム(GaN),窒化ガリウムインジウム(GaInN),窒化ガリウムアルミニウム(AlGaN),窒化アルミニウム(AlN)または窒化アルミニウムガリウムインジウム(AlGaInN)からなる
請求項1に記載のテンプレート基板。 - 前記基板は、窒化ガリウム(GaN)基板により構成されている
請求項1に記載のテンプレート基板。 - 前記基板は、サファイア基板またはシリコン(Si)基板により構成されており、
前記基板と前記第1バッファ層との間に、第2バッファ層および下地層をさらに有し、
前記第2バッファ層、前記下地層、および前記第1バッファ層は前記基板側からこの順に積層されている
請求項1に記載のテンプレート基板。 - 前記第2バッファ層は、窒化ガリウム(GaN)または窒化アルミニウム(AlN)からなり、
前記下地層は、窒化ガリウム(GaN),窒化ガリウムインジウム(GaInN),窒化ガリウムアルミニウム(AlGaN)または窒化アルミニウムガリウムインジウム(AlGaInN)からなる
請求項7に記載のテンプレート基板。 - 前記第1層は、臨界膜厚よりも大きい厚みを有する
請求項1に記載のテンプレート基板。 - 式(3)を満たす
請求項1に記載のテンプレート基板。
x1≧z1・・・(3) - 基板と、
前記基板上に設けられた第1バッファ層と、
前記第1バッファ層に接して設けられ、Al x2 In x1 Ga (1-x1-x2) N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和した前記第1層と、
前記第1層に接して設けられ、前記第1層に格子整合して積層されたAl y Ga (1-y) N(0≦y<1)からなると共に、式(2)を満たす厚みを有する第2層と、
前記第2層上に前記第1層に対向して設けられ、前記第2層に格子整合するとともに、Al z2 In z1 Ga (1-z1-z2) N(0<z1<1,0≦z2<1)からなる第3層と
を備えたテンプレート基板。
t(nm)<1018.9×e -50.71×c1 ・・・(2)
ただし、式(2)中のc1は前記第1層のインジウムの含有量(%)であり、2.0%<c1<6.0%の範囲にある。 - テンプレート基板および前記テンプレート基板上の機能層を備え、
前記テンプレート基板は、
基板と、
前記基板上に設けられた第1バッファ層と、
前記第1バッファ層に接して設けられ、Alx2Inx1Ga(1-x1-x2)N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和した第1層と、
前記第1層に接して設けられ、前記第1層に格子整合して積層されたAlyGa(1-y)N(0≦y<1)からなる第2層と、
前記第2層に接して前記第1層に対向して設けられ、前記第2層に格子整合するとともに、Alz2Inz1Ga(1-z1-z2)N(0<z1<1,0≦z2<1)からなる第3層とを備え、
式(1)によって表される、前記第1層の格子定数a1に対する前記第3層の面内方向の格子定数a3の不整合度d(%)は、0.083%未満である
電子デバイス。
d(%)=|(a3―a1)|/a1×100・・・(1) - テンプレート基板および前記テンプレート基板上の機能層を備え、
前記テンプレート基板は、
基板と、
前記基板上に設けられた第1バッファ層と、
前記第1バッファ層に接して設けられ、Al x2 In x1 Ga (1-x1-x2) N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和した前記第1層と、
前記第1層に接して設けられ、前記第1層に格子整合して積層されたAl y Ga (1-y) N(0≦y<1)からなると共に、式(2)を満たす厚みを有する第2層と、
前記第2層上に前記第1層に対向して設けられ、前記第2層に格子整合するとともに、Al z2 In z1 Ga (1-z1-z2) N(0<z1<1,0≦z2<1)からなる第3層と
を備えた電子デバイス。
t(nm)<1018.9×e -50.71×c1 ・・・(2)
ただし、式(2)中のc1は前記第1層のインジウムの含有量(%)であり、2.0%<c1<6.0%の範囲にある。 - テンプレート基板および前記テンプレート基板上の発光層を備え、
前記テンプレート基板は、
基板と、
前記基板上に設けられた第1バッファ層と、
前記第1バッファ層に接して設けられ、Alx2Inx1Ga(1-x1-x2)N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和した第1層と、
前記第1層に接して設けられ、前記第1層に格子整合して積層されたAlyGa(1-y)N(0≦y<1)からなる第2層と、
前記第2層に接して前記第1層に対向して設けられ、前記第2層に格子整合するとともに、Alz2Inz1Ga(1-z1-z2)N(0<z1<1,0≦z2<1)からなる第3層とを備え、
式(1)によって表される、前記第1層の格子定数a1に対する前記第3層の面内方向の格子定数a3の不整合度d(%)は、0.083%未満である
発光デバイス。
d(%)=|(a3―a1)|/a1×100・・・(1) - テンプレート基板および前記テンプレート基板上の発光層を備え、
前記テンプレート基板は、
基板と、
前記基板上に設けられた第1バッファ層と、
前記第1バッファ層に接して設けられ、Al x2 In x1 Ga (1-x1-x2) N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和した前記第1層と、
前記第1層に接して設けられ、前記第1層に格子整合して積層されたAl y Ga (1-y) N(0≦y<1)からなると共に、式(2)を満たす厚みを有する第2層と、
前記第2層上に前記第1層に対向して設けられ、前記第2層に格子整合するとともに、Al z2 In z1 Ga (1-z1-z2) N(0<z1<1,0≦z2<1)からなる第3層と
を備えた発光デバイス。
t(nm)<1018.9×e -50.71×c1 ・・・(2)
ただし、式(2)中のc1は前記第1層のインジウムの含有量(%)であり、2.0%<c1<6.0%の範囲にある。 - 基板上に第1バッファ層を形成し、
前記第1バッファ層上に、Alx2Inx1Ga(1-x1-x2)N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和された第1層を形成し、
前記第1層上に、AlyGa(1-y)N(0≦y<1)をコヒーレント成長させた第2層を形成し、
前記第2層上に、Alz2Inz1Ga(1-z1-z2)N(0<z1<1,0≦z2<1)をコヒーレント成長させた第3層を形成し、
式(1)によって表される、前記第1層の格子定数a1に対する前記第3層の面内方向の格子定数a3の不整合度d(%)は、0.083%未満である
テンプレート基板の製造方法。
d(%)=|(a3―a1)|/a1×100・・・(1) - 前記第2層を、水素(H2)をキャリアガスに用いた結晶成長により形成する
請求項16に記載のテンプレート基板の製造方法。 - 前記第1層を形成する際の温度よりも高い温度で、前記第2層を形成する
請求項16に記載のテンプレート基板の製造方法。 - 基板上に第1バッファ層を形成し、
前記第1バッファ層上に、Al x2 In x1 Ga (1-x1-x2) N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和された第1層を形成し、
前記第1層上に、Al y Ga (1-y) N(0≦y<1)をコヒーレント成長させた第2層を、式(2)を満たす厚みで形成し、
前記第2層上に、Al z2 In z1 Ga (1-z1-z2) N(0<z1<1,0≦z2<1)をコヒーレント成長させた第3層を形成する
テンプレート基板の製造方法。
t(nm)<1018.9×e -50.71×c1 ・・・(2)
ただし、式(2)中のc1は前記第1層のインジウムの含有量(%)であり、2.0%<c1<6.0%の範囲にある。 - テンプレート基板を形成した後に、前記テンプレート基板上に機能層を形成し、
前記テンプレート基板は、
基板上に第1バッファ層を形成し、
前記第1バッファ層上に、Alx2Inx1Ga(1-x1-x2)N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和された第1層を形成し、
前記第1層上に、AlyGa(1-y)N(0≦y<1)をコヒーレント成長させた第2層を形成し、
前記第2層上に、Alz2Inz1Ga(1-z1-z2)N(0<z1<1,0≦z2<1)をコヒーレント成長させた第3層を形成し、
式(1)によって表される、前記第1層の格子定数a1に対する前記第3層の面内方向の格子定数a3の不整合度d(%)は、0.083%未満である
電子デバイスの製造方法。
d(%)=|(a3―a1)|/a1×100・・・(1) - テンプレート基板を形成した後に、前記テンプレート基板上に機能層を形成し、
前記テンプレート基板は、
基板上に第1バッファ層を形成し、
前記第1バッファ層上に、Al x2 In x1 Ga (1-x1-x2) N(0<x1<1,0≦x2<1)からなり、かつ、GaNの面内方向の格子定数よりも大きい面内方向の格子定数a1を有して格子緩和された第1層を形成し、
前記第1層上に、Al y Ga (1-y) N(0≦y<1)をコヒーレント成長させた第2層を、式(2)を満たす厚みで形成し、
前記第2層上に、Al z2 In z1 Ga (1-z1-z2) N(0<z1<1,0≦z2<1)をコヒーレント成長させた第3層を形成する
電子デバイスの製造方法。
t(nm)<1018.9×e -50.71×c1 ・・・(2)
ただし、式(2)中のc1は前記第1層のインジウムの含有量(%)であり、2.0%<c1<6.0%の範囲にある。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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