JPH0864791A - エピタキシャル成長方法 - Google Patents
エピタキシャル成長方法Info
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- JPH0864791A JPH0864791A JP19830594A JP19830594A JPH0864791A JP H0864791 A JPH0864791 A JP H0864791A JP 19830594 A JP19830594 A JP 19830594A JP 19830594 A JP19830594 A JP 19830594A JP H0864791 A JPH0864791 A JP H0864791A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 格子不整合系のエピタキシャル成長におい
て、転位密度が少なく発光ダイオードやレーザダイオー
ド等の半導体発光素子の作製に適した高品質のエピタキ
シャル成長層を得るためのエピタキシャル成長方法を提
供する。 【構成】 最初の結晶成長で、サファイア基板３１上に
アモルファス状のＧａＮ膜３５を成長させる。アモルフ
ァスＧａＮ膜３５をストライプ状にエッチングする。２
回目の結晶成長で、前記アモルファスＧａＮ膜３５の上
に、ＧａＮ膜３４をエピタキシャル成長させる。これに
より格子欠陥や転位は、特定の領域３６に集中し、所望
の半導体発光素子の活性領域での欠陥密度を相対的に低
減できる。
て、転位密度が少なく発光ダイオードやレーザダイオー
ド等の半導体発光素子の作製に適した高品質のエピタキ
シャル成長層を得るためのエピタキシャル成長方法を提
供する。 【構成】 最初の結晶成長で、サファイア基板３１上に
アモルファス状のＧａＮ膜３５を成長させる。アモルフ
ァスＧａＮ膜３５をストライプ状にエッチングする。２
回目の結晶成長で、前記アモルファスＧａＮ膜３５の上
に、ＧａＮ膜３４をエピタキシャル成長させる。これに
より格子欠陥や転位は、特定の領域３６に集中し、所望
の半導体発光素子の活性領域での欠陥密度を相対的に低
減できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サファイア基板上への
窒化ガリウム系化合物半導体のエピタキシャル成長に代
表される格子不整合系のエピタキシャル成長方法に関す
る。
窒化ガリウム系化合物半導体のエピタキシャル成長に代
表される格子不整合系のエピタキシャル成長方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＮ等のIII−Ｖ族ナイトライド系混
晶エピタキシャル層を用いた半導体発光素子の課題はＧ
ａＮバルク基板結晶が容易に作成できず、代替基板とし
て使える、ＧａＮに格子定数が近いバルク結晶が得られ
ない。従来は、代替結晶基板として、α-Ａｌ2Ｏ3（サ
ファイア）、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓなどが用いられ、
主としてＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長法）あるいはハ
ライドＶＰＥ（化学気相成長法）で作製されている。α
-Ａｌ2Ｏ3（サファイア）の（0001）Ｃ面がＧａＮの格
子定数に近いためもっとも広く用いられているものの、
13.8％という極めて大きな格子不整合を持ち、成長中に
結晶格子に加わるひずみ応力によるミスフィット転位
（以下、単に転位と呼ぶ）が発生しやすく、高品質のエ
ピタキシャル成長層が得られないという問題がある。
晶エピタキシャル層を用いた半導体発光素子の課題はＧ
ａＮバルク基板結晶が容易に作成できず、代替基板とし
て使える、ＧａＮに格子定数が近いバルク結晶が得られ
ない。従来は、代替結晶基板として、α-Ａｌ2Ｏ3（サ
ファイア）、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓなどが用いられ、
主としてＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長法）あるいはハ
ライドＶＰＥ（化学気相成長法）で作製されている。α
-Ａｌ2Ｏ3（サファイア）の（0001）Ｃ面がＧａＮの格
子定数に近いためもっとも広く用いられているものの、
13.8％という極めて大きな格子不整合を持ち、成長中に
結晶格子に加わるひずみ応力によるミスフィット転位
（以下、単に転位と呼ぶ）が発生しやすく、高品質のエ
ピタキシャル成長層が得られないという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、サファイア基板上にＧａＮを成長する場合、まず６
角柱状のＧａＮの３次元成長が起こり、はじめは小さな
６角柱状の結晶が次第に成長、結合、消滅を繰り返して
より大きな結晶に成長する過程が一般的に考えられてい
る。しかし、この過程で、基板との界面で発生する歪み
応力の一部は緩和されるが、なお高密度の転位がエピタ
キシャル層内を成長方向（0001）に沿って生成・成長
し、高品質のエピタキシャル層の成長を行うことができ
なかった。
ば、サファイア基板上にＧａＮを成長する場合、まず６
角柱状のＧａＮの３次元成長が起こり、はじめは小さな
６角柱状の結晶が次第に成長、結合、消滅を繰り返して
より大きな結晶に成長する過程が一般的に考えられてい
る。しかし、この過程で、基板との界面で発生する歪み
応力の一部は緩和されるが、なお高密度の転位がエピタ
キシャル層内を成長方向（0001）に沿って生成・成長
し、高品質のエピタキシャル層の成長を行うことができ
なかった。
【０００４】本発明は、転位などの格子欠陥が少なく
て、良質なエピタキシャル成長層を備えた発光ダイオー
ドやレーザダイオード等の半導体発光素子の作製に適し
た半導体結晶成長方法を提供することにある。
て、良質なエピタキシャル成長層を備えた発光ダイオー
ドやレーザダイオード等の半導体発光素子の作製に適し
た半導体結晶成長方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、サファ
イア基板上にＧａＮを成長する場合に代表される格子不
整合系のエピタキシャル成長において、発生する格子欠
陥、転位の発生を特定の領域に集中させて、所望の半導
体発光素子の活性領域での欠陥密度を相対的に低減する
ことにより、従来の成長法よりも高品質の半導体発光素
子を提供することにある。
イア基板上にＧａＮを成長する場合に代表される格子不
整合系のエピタキシャル成長において、発生する格子欠
陥、転位の発生を特定の領域に集中させて、所望の半導
体発光素子の活性領域での欠陥密度を相対的に低減する
ことにより、従来の成長法よりも高品質の半導体発光素
子を提供することにある。
【０００６】
【作用】従来の方法では、基板との界面で格子歪みによ
って場所的にランダムに発生した欠陥は転位となって、
エピタキシャル層の成長が進行するに従い、成長方向と
同じ方向に蛇行しながら結晶中を伝搬し、成長後のエピ
タキシャル層の面内で均一な密度で生成される。
って場所的にランダムに発生した欠陥は転位となって、
エピタキシャル層の成長が進行するに従い、成長方向と
同じ方向に蛇行しながら結晶中を伝搬し、成長後のエピ
タキシャル層の面内で均一な密度で生成される。
【０００７】発生した転位は、結晶成長中でも応力によ
って運動することが知られている。転位を移動させるの
に必要な外部応力は非常に小さく、おそらく105dyn/cm2
以下であると言われており、基板結晶に外部応力を加え
ると容易に転位の運動を促進することができる。
って運動することが知られている。転位を移動させるの
に必要な外部応力は非常に小さく、おそらく105dyn/cm2
以下であると言われており、基板結晶に外部応力を加え
ると容易に転位の運動を促進することができる。
【０００８】転位は一般に成長方向に延びるが、面内方
向に応力が加わると転位の面内方向の運動成分が大きく
なる。外部応力によって一旦、基板上にパターンニング
されたアモルファス層上に成長されたエピタキシャル層
に達すると、転位の運動は止る。アモルファス層上に成
長されたエピタキシャル層はやはりアモルファスに近い
状態であるため、結晶部分に比べて外部応力が加わりに
くいために、そこに達した転位はその領域からさらに運
動することはない。
向に応力が加わると転位の面内方向の運動成分が大きく
なる。外部応力によって一旦、基板上にパターンニング
されたアモルファス層上に成長されたエピタキシャル層
に達すると、転位の運動は止る。アモルファス層上に成
長されたエピタキシャル層はやはりアモルファスに近い
状態であるため、結晶部分に比べて外部応力が加わりに
くいために、そこに達した転位はその領域からさらに運
動することはない。
【０００９】通常転位は、結晶の内部で切れることはな
く、必ずループを作るか、結晶成長中に基板のエッジ部
分に到達する。閉ループを形成した場合はエピタキシャ
ル層上層部へは伝搬しない。転位がエッジ部分に到達し
た場合は転位は消滅し、転位密度が低減する。
く、必ずループを作るか、結晶成長中に基板のエッジ部
分に到達する。閉ループを形成した場合はエピタキシャ
ル層上層部へは伝搬しない。転位がエッジ部分に到達し
た場合は転位は消滅し、転位密度が低減する。
【００１０】金属材料の場合でも、熱サイクルによって
転位の運動を促進し、自由表面に逃がすことによる転位
の低減化がよく行われている。本発明の原理は上記作用
に基づく。すなわち、基板上の特定部分にアモルファス
層または欠陥密度のきわめて大きい結晶が積層されるよ
うにし、欠陥・転位を集中させて、転位の閉ループを作
るか、基板エッジと同等の役割を持たせることで所望の
領域のエピタキシャル層の転位密度を低減するものであ
る。
転位の運動を促進し、自由表面に逃がすことによる転位
の低減化がよく行われている。本発明の原理は上記作用
に基づく。すなわち、基板上の特定部分にアモルファス
層または欠陥密度のきわめて大きい結晶が積層されるよ
うにし、欠陥・転位を集中させて、転位の閉ループを作
るか、基板エッジと同等の役割を持たせることで所望の
領域のエピタキシャル層の転位密度を低減するものであ
る。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１２】図１は本発明の一実施例で用いられる成長
装置の断面概略図である。図中11は石英製の反応管で、
この反応管11内にはガス導入口12から原料ガスが導入さ
れる。反応管11内にはカーボン製のサセプタ13が配置さ
れており、試料基板14はこのサセプタ上面に設置され
る。サセプタはエピタキシャル層の組成および膜圧の面
内均一性を得るために、回転機構を備えている。反応管
の周囲に配置された高周波コイル15によってサセプタは
誘導加熱される。サセプタ内に配置された熱伝対16によ
て基板加熱温度のモニタおよび制御ができるようになっ
ている。ガス排気口17は真空ポンプ18に接続されてお
り、反応管内の圧力調節およびガスの排気ができるよう
になっている。
装置の断面概略図である。図中11は石英製の反応管で、
この反応管11内にはガス導入口12から原料ガスが導入さ
れる。反応管11内にはカーボン製のサセプタ13が配置さ
れており、試料基板14はこのサセプタ上面に設置され
る。サセプタはエピタキシャル層の組成および膜圧の面
内均一性を得るために、回転機構を備えている。反応管
の周囲に配置された高周波コイル15によってサセプタは
誘導加熱される。サセプタ内に配置された熱伝対16によ
て基板加熱温度のモニタおよび制御ができるようになっ
ている。ガス排気口17は真空ポンプ18に接続されてお
り、反応管内の圧力調節およびガスの排気ができるよう
になっている。
【００１３】つぎに本発明の主要部分となる試料基板に
成長中に歪みを与えるためのサセプタの機構について説
明する。基板底部に接触するサセプタの中心部には電磁
コイル19により上下運動する振動子20が配置されてお
り、基板を押し上げるような動きをすることで歪みが与
えられるようになっている。その際、試料基板全体が動
かないように基板周辺部はモリブデンで作られたリング
状の基板ホルダー21によって固定されている。
成長中に歪みを与えるためのサセプタの機構について説
明する。基板底部に接触するサセプタの中心部には電磁
コイル19により上下運動する振動子20が配置されてお
り、基板を押し上げるような動きをすることで歪みが与
えられるようになっている。その際、試料基板全体が動
かないように基板周辺部はモリブデンで作られたリング
状の基板ホルダー21によって固定されている。
【００１４】次に、上記装置を用いた結晶成長方法につ
いて説明する。まず、有機溶剤、塩酸系の薬品処理およ
び純水洗浄により表面を清浄化した面方位（0001）のα
-Ａｌ2Ｏ3（サファイア）基板14を上記サセプタ13上に
設置し、基板ホルダー21によって固定する。ガス導入口
12から精製装置を通した高純度の水素ガスを導入し、反
応管11内の大気を置換する。数分間水素ガスを導入した
後に真空ポンプ18を作動させ管内の圧力を10Ｔｏｒｒに
保つ。圧力が安定したところで高周波コイル15によって
サセプタを誘導加熱し、試料基板14の温度が1200℃に達
してから約10分間保持し基板表面の清浄化を行う。次い
で基板温度を400℃に降温してから原料ガスであるＴＭ
Ｇ（トリメチルガリウム）およびＮＨ3（アンモニア）
をガス導入口12から導入しアモルファス状のＧａＮ膜を
膜圧0.1μmになるまで堆積させる。このとき、基板温度
が通常の成長条件に比べて低いためＮＨ3の分解効率が
低いことを考慮して、ＮＨ3とＴＭＧの流量比は10000：
1とする。このとき成長温度が上記温度よりも高いと、3
次元成長すなわち6角柱状の島状成長がおこり、均一な
アモルファス状のＧａＮ膜が得られない。
いて説明する。まず、有機溶剤、塩酸系の薬品処理およ
び純水洗浄により表面を清浄化した面方位（0001）のα
-Ａｌ2Ｏ3（サファイア）基板14を上記サセプタ13上に
設置し、基板ホルダー21によって固定する。ガス導入口
12から精製装置を通した高純度の水素ガスを導入し、反
応管11内の大気を置換する。数分間水素ガスを導入した
後に真空ポンプ18を作動させ管内の圧力を10Ｔｏｒｒに
保つ。圧力が安定したところで高周波コイル15によって
サセプタを誘導加熱し、試料基板14の温度が1200℃に達
してから約10分間保持し基板表面の清浄化を行う。次い
で基板温度を400℃に降温してから原料ガスであるＴＭ
Ｇ（トリメチルガリウム）およびＮＨ3（アンモニア）
をガス導入口12から導入しアモルファス状のＧａＮ膜を
膜圧0.1μmになるまで堆積させる。このとき、基板温度
が通常の成長条件に比べて低いためＮＨ3の分解効率が
低いことを考慮して、ＮＨ3とＴＭＧの流量比は10000：
1とする。このとき成長温度が上記温度よりも高いと、3
次元成長すなわち6角柱状の島状成長がおこり、均一な
アモルファス状のＧａＮ膜が得られない。
【００１５】堆積後は基板温度が下がってから、一旦試
料基板を反応管11から取り出し、フォトリソグラフィー
工程により図2に示すように、サファイア基板のＲ面に
直交する方向にストライプ状にＧａＮ堆積膜を残す。ス
トライプの幅および間隔はそれぞれ5μmおよび50μmと
する。充分な純水洗浄の後、再び試料基板を反応管11内
に戻し、今度は水素ガスの代わりにＮＨ3ガスを流しな
がら、上述の要領で試料基板14の温度が1100℃になるま
で加熱し、試料基板表面の清浄化を行う。
料基板を反応管11から取り出し、フォトリソグラフィー
工程により図2に示すように、サファイア基板のＲ面に
直交する方向にストライプ状にＧａＮ堆積膜を残す。ス
トライプの幅および間隔はそれぞれ5μmおよび50μmと
する。充分な純水洗浄の後、再び試料基板を反応管11内
に戻し、今度は水素ガスの代わりにＮＨ3ガスを流しな
がら、上述の要領で試料基板14の温度が1100℃になるま
で加熱し、試料基板表面の清浄化を行う。
【００１６】次いで、ＴＭＧおよびＮＨ3をガス導入口1
2から導入し通常の2段階成長法でＧａＮ膜をエピタキシ
ャル成長させる。すなわち基板温度を600℃まで下げ、
0.05μmの膜厚までは3次元成長すなわち6角柱状の島状
成長が促進されるようにし、その後基板温度を1050℃に
上げて続けて膜厚が5.0μmとなるエピタキシャル成長を
行う。このときＮＨ3とＴＭＧの流量比は300：1であ
る。これをわかりやすく説明したのが図２である。
2から導入し通常の2段階成長法でＧａＮ膜をエピタキシ
ャル成長させる。すなわち基板温度を600℃まで下げ、
0.05μmの膜厚までは3次元成長すなわち6角柱状の島状
成長が促進されるようにし、その後基板温度を1050℃に
上げて続けて膜厚が5.0μmとなるエピタキシャル成長を
行う。このときＮＨ3とＴＭＧの流量比は300：1であ
る。これをわかりやすく説明したのが図２である。
【００１７】図２（ａ）に示すように、最初の結晶成長
でサファイア基板３１上にアモルファス状のＧａＮ膜３
５を成長させ、そして（ｂ）に示すように、アモルファ
スＧａＮ膜３５をストライプ状に加工する。次に、２回
目の結晶成長で、前記アモルファスＧａＮ膜３５の上
に、ＧａＮ膜３４をエピタキシャル成長させる（ｃ）。
これにより格子欠陥や転位は、特定の領域３６に集中
し、所望の半導体発光素子の活性領域での欠陥密度を相
対的に低減できるというものである。
でサファイア基板３１上にアモルファス状のＧａＮ膜３
５を成長させ、そして（ｂ）に示すように、アモルファ
スＧａＮ膜３５をストライプ状に加工する。次に、２回
目の結晶成長で、前記アモルファスＧａＮ膜３５の上
に、ＧａＮ膜３４をエピタキシャル成長させる（ｃ）。
これにより格子欠陥や転位は、特定の領域３６に集中
し、所望の半導体発光素子の活性領域での欠陥密度を相
対的に低減できるというものである。
【００１８】以上のような方法により得られる、ＧａＮ
エピタキシャル層の結晶品質について述べる。
エピタキシャル層の結晶品質について述べる。
【００１９】図３は、従来の二段階成長法により、面方
位（0001）のα-Ａｌ2Ｏ3（サファイア）基板31上に成
長した厚さ5μmのＧａＮエピタキシャル層33、３４断面
の透過電子顕微鏡像から得られた転位の分布を示してい
る。基板31との界面37から格子不整合による歪みが原因
で一様に発生した転位32はエピタキシャル成長方向に蛇
行しながらエピタキシャル層表面に延びている。図中、
途中から見えている、あるいは途中で消えている転位
は、断面に垂直な方向に転位が延びているために透過電
子顕微鏡の視野から外れているためで、転位が消滅して
いるわけではない。透過電子顕微鏡像から転位密度を見
積もると、109/cm2以上の転位が一様に発生し、格子整
合系のエピタキシャル成長であるＧａＡｓ基板上のＧａ
ＡｓやＡｌＧａＡｓのエピタキシャル成長における転位
の発生密度に比べると6桁から7桁も多くなる。
位（0001）のα-Ａｌ2Ｏ3（サファイア）基板31上に成
長した厚さ5μmのＧａＮエピタキシャル層33、３４断面
の透過電子顕微鏡像から得られた転位の分布を示してい
る。基板31との界面37から格子不整合による歪みが原因
で一様に発生した転位32はエピタキシャル成長方向に蛇
行しながらエピタキシャル層表面に延びている。図中、
途中から見えている、あるいは途中で消えている転位
は、断面に垂直な方向に転位が延びているために透過電
子顕微鏡の視野から外れているためで、転位が消滅して
いるわけではない。透過電子顕微鏡像から転位密度を見
積もると、109/cm2以上の転位が一様に発生し、格子整
合系のエピタキシャル成長であるＧａＡｓ基板上のＧａ
ＡｓやＡｌＧａＡｓのエピタキシャル成長における転位
の発生密度に比べると6桁から7桁も多くなる。
【００２０】一方、本実施例によるところのＧａＮエピ
タキシャル層断面の透過電子顕微鏡像から得られた転位
の分布を図4に示す。厚さ3μmまでにかなりの転位がス
トライプ状に形成されたアモルファス状のＧａＮ膜35の
上の結晶欠陥の集中した部分36に達していることがわか
る。ストライプの中央部分の転位密度は105/cm2以下で
あった。図3の従来例に比べきわめて結晶性の優れたＧ
ａＮ膜が得られていることがわかる。
タキシャル層断面の透過電子顕微鏡像から得られた転位
の分布を図4に示す。厚さ3μmまでにかなりの転位がス
トライプ状に形成されたアモルファス状のＧａＮ膜35の
上の結晶欠陥の集中した部分36に達していることがわか
る。ストライプの中央部分の転位密度は105/cm2以下で
あった。図3の従来例に比べきわめて結晶性の優れたＧ
ａＮ膜が得られていることがわかる。
【００２１】また基板結晶に成長中に歪みを加えた場合
の実施例について述べる。2段階目の成長時に電磁コイ
ル19を作動し、振動子20を上下運動させて試料基板に外
部応力を加えた。上下運動のストロークは直径2インチ
の試料基板を用いる場合1mmとする。また、振動の周期
は成長速度により異なるが、数原子層分の成長毎に振動
するように設定する。この場合も同様の効果が得られた
が、基板との界面37から発生した転位は二段階目のエピ
タキシャル層34の初めから転位が急速に面内方向に延び
ており、外部応力を加えない場合よりも、転位の運動が
速く、より効果的にアモルファス状のＧａＮ膜35の上の
結晶欠陥部へ集中することがわかる。
の実施例について述べる。2段階目の成長時に電磁コイ
ル19を作動し、振動子20を上下運動させて試料基板に外
部応力を加えた。上下運動のストロークは直径2インチ
の試料基板を用いる場合1mmとする。また、振動の周期
は成長速度により異なるが、数原子層分の成長毎に振動
するように設定する。この場合も同様の効果が得られた
が、基板との界面37から発生した転位は二段階目のエピ
タキシャル層34の初めから転位が急速に面内方向に延び
ており、外部応力を加えない場合よりも、転位の運動が
速く、より効果的にアモルファス状のＧａＮ膜35の上の
結晶欠陥部へ集中することがわかる。
【００２２】本実施例では、アモルファス状のＧａＮ膜
のストライプを基板上に形成したが、ＳｉＯ2などの酸
化膜層を用いても同様の効果が得られる。図５は厚さ0.
1μmのＳｉＯ2膜38でストライプを形成した基板上に、
ＧａＮ膜の選択成長を行った場合の断面の転位分布を示
す。上述した実施例と同様の効果が得られることがわか
る。
のストライプを基板上に形成したが、ＳｉＯ2などの酸
化膜層を用いても同様の効果が得られる。図５は厚さ0.
1μmのＳｉＯ2膜38でストライプを形成した基板上に、
ＧａＮ膜の選択成長を行った場合の断面の転位分布を示
す。上述した実施例と同様の効果が得られることがわか
る。
【００２３】また、本実施例は、面方位（0001）のα-
Ａｌ2Ｏ3（サファイア）基板上へのＧａＮエピタキシャ
ル成長について述べたが、本発明はこの実施例方法に限
定されるものではなく、その他あらゆる格子不整合系の
エピタキシャル成長において実施でき、同様の効果を得
られるものである。
Ａｌ2Ｏ3（サファイア）基板上へのＧａＮエピタキシャ
ル成長について述べたが、本発明はこの実施例方法に限
定されるものではなく、その他あらゆる格子不整合系の
エピタキシャル成長において実施でき、同様の効果を得
られるものである。
【００２４】以上より、本発明による方法が格子不整合
系のエピタキシャル成長において転位密度の少ない高品
質のエピタキシャル層を得るのに十分有効であること
が、実証できる。
系のエピタキシャル成長において転位密度の少ない高品
質のエピタキシャル層を得るのに十分有効であること
が、実証できる。
【００２５】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
格子不整合系のエピタキシャル成長において、発生する
格子欠陥、転位の発生を特定の領域に集中させて、所望
の領域での転位密度を低減することができるので、半導
体レーザなど高品質の結晶性を要求される半導体発光素
子の作製が可能となる。
格子不整合系のエピタキシャル成長において、発生する
格子欠陥、転位の発生を特定の領域に集中させて、所望
の領域での転位密度を低減することができるので、半導
体レーザなど高品質の結晶性を要求される半導体発光素
子の作製が可能となる。
【図１】本発明の実施例におけるエピタキシャル成長装
置の断面概略図
置の断面概略図
【図２】本発明の実施例におけるサファイア基板結晶の
表面上にストライプ状にアモルファスＧａＮ膜を形成す
る工程とその基板上にエピタキシャル成長する工程を説
明するための断面概略図
表面上にストライプ状にアモルファスＧａＮ膜を形成す
る工程とその基板上にエピタキシャル成長する工程を説
明するための断面概略図
【図３】従来例におけるサファイア基板に成長したＧａ
Ｎエピタキシャル層断面の転位の分布図
Ｎエピタキシャル層断面の転位の分布図
【図４】本発明の実施例におけるサファイア基板に成長
したＧａＮエピタキシャル層断面の転位の分布図
したＧａＮエピタキシャル層断面の転位の分布図
【図５】本発明の別の実施例におけるサファイア基板に
成長したＧａＮエピタキシャル層断面の転位の分布図
成長したＧａＮエピタキシャル層断面の転位の分布図
１１ 反応管 １２ ガス導入口 １３ カーボンサセプタ １４ 試料基板 １５ 高周波コイル １６ 熱伝対 １７ ガス排気口 １８ 真空ポンプ １９ 電磁コイル ２０ 振動子 ２１ 基板ホルダー ３１ サファイア基板 ３２ 転位 ３３ ＧａＮエピタキシャル層（一段階目） ３４ ＧａＮエピタキシャル層（二段階目） ３５ アモルファスＧａＮ ３６ 結晶欠陥の集中したＧａＮエピタキシャル層 ３７ 基板とエピタキシャル成長層との界面 ３８ ＳｉＯ2膜
Claims (6)
- 【請求項１】基板と前記基板上に成長するエピタキシャ
ル層とが格子不整合である系のエピタキシャル成長にお
いて、 前記基板とエピタキシャル成長層の格子不整合により発
生する転位を特定の場所に集中させることを特徴とする
エピタキシャル成長方法。 - 【請求項２】基板表面上の所定の位置に、前記基板上に
成長するエピタキシャル成長層と同じ組成のアモルファ
ス層をあらかじめ成長していることを特徴とする請求項
１に記載のエピタキシャル成長方法。 - 【請求項３】サファイア基板上にＧａＮ層をエピタキシ
ャル成長する方法であって、 前記基板表面上の所定の位置に、前記基板とエピタキシ
ャル層の間に、ＧａＮのアモルファス層を成長している
ことを特徴とするエピタキシャル成長方法。 - 【請求項４】アモルファス層の代わりに、ＳｉＯ2また
はＳｉＮx膜を、前記基板表面上の所定の位置に成長し
ていることを特徴とする請求項３に記載のエピタキシャ
ル成長方法。 - 【請求項５】基板表面上の所定の部分が、ストライプ形
状で基板の特定方位に沿っていることを特徴とする請求
項２〜４のいずれかに記載のエピタキシャル成長方法。 - 【請求項６】基板上にエピタキシャル層を成長中に、前
記基板に歪みを加えることを特徴とする請求項１または
３に記載のエピタキシャル成長方法。
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| JP19830594A JPH0864791A (ja) | 1994-08-23 | 1994-08-23 | エピタキシャル成長方法 |
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