JP2001093834A - 半導体素子および半導体ウエハならびにその製造方法 - Google Patents
半導体素子および半導体ウエハならびにその製造方法Info
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大面積化が可能でかつ品質の高いＧａＮ系半
導体ウエハおよびその製造方法を提供することである。 【解決手段】 ８〜１２インチの大きさＷ1 のＳｉ基板
１上にアンドープＩｎＧａＮからなるＩｎＧａＮバッフ
ァ層２を形成し、さらにその上にＧａＮ層３を形成す
る。このようにして形成された半導体ウエハ２００にお
いては、ＩｎＧａＮバッファ層２により、Ｓｉ基板１と
ＧａＮ層３との格子定数の差および熱膨張係数の差が緩
和される。それにより、熱歪みが発生せず結晶性が良好
でかつ大面積のＧａＮ層３を有する半導体ウエハ２００
が実現される。
導体ウエハおよびその製造方法を提供することである。 【解決手段】 ８〜１２インチの大きさＷ1 のＳｉ基板
１上にアンドープＩｎＧａＮからなるＩｎＧａＮバッフ
ァ層２を形成し、さらにその上にＧａＮ層３を形成す
る。このようにして形成された半導体ウエハ２００にお
いては、ＩｎＧａＮバッファ層２により、Ｓｉ基板１と
ＧａＮ層３との格子定数の差および熱膨張係数の差が緩
和される。それにより、熱歪みが発生せず結晶性が良好
でかつ大面積のＧａＮ層３を有する半導体ウエハ２００
が実現される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＧａＮ（窒化ガリ
ウム）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＢＮ（窒化ホウ
素）、ＩｎＮ（窒化インジウム）もしくはＴｌＮ（窒化
タリウム）またはこれらの混晶等のIII −Ｖ族窒化物系
半導体（以下、窒化物系半導体と呼ぶ）からなる化合物
半導体層を有する半導体素子および半導体ウエハならび
にその製造方法に関する。
ウム）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）、ＢＮ（窒化ホウ
素）、ＩｎＮ（窒化インジウム）もしくはＴｌＮ（窒化
タリウム）またはこれらの混晶等のIII −Ｖ族窒化物系
半導体（以下、窒化物系半導体と呼ぶ）からなる化合物
半導体層を有する半導体素子および半導体ウエハならび
にその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】今日、ＧａＮ系半導体を利用した半導体
素子、例えば発光ダイオード素子や半導体レーザ素子等
の半導体発光素子、あるいはトランジスタ等の電子素子
の開発が盛んに行われている。このようなＧａＮ系半導
体素子の製造の際には、ＧａＮからなる基板の製造が困
難であるため、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ等からなる基
板上に各層をエピタキシャル成長させている。
素子、例えば発光ダイオード素子や半導体レーザ素子等
の半導体発光素子、あるいはトランジスタ等の電子素子
の開発が盛んに行われている。このようなＧａＮ系半導
体素子の製造の際には、ＧａＮからなる基板の製造が困
難であるため、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ等からなる基
板上に各層をエピタキシャル成長させている。
【０００３】図７は従来の発光ダイードの例を示す模式
的な断面図である。図７に示す発光ダイオード１１０に
おいては、サファイア基板１０１のｃ（０００１）面上
に、ＡｌＧａＮ低温バッファ層１０２、ｎ−ＧａＮ層１
０４、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層１０５、ＩｎＧａＮ活
性層１０６、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０７およびｐ
−ＧａＮ層１０８が順に形成されている。ｐ−ＧａＮ層
１０８からｎ−ＧａＮ層１０４までの一部領域がエッチ
ングにより除去され、露出したｎ−ＧａＮ層１０４上面
にｎ電極５０が形成されている。また、ｐ−ＧａＮ層１
０８上面にｐ電極５１が形成されている。
的な断面図である。図７に示す発光ダイオード１１０に
おいては、サファイア基板１０１のｃ（０００１）面上
に、ＡｌＧａＮ低温バッファ層１０２、ｎ−ＧａＮ層１
０４、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層１０５、ＩｎＧａＮ活
性層１０６、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層１０７およびｐ
−ＧａＮ層１０８が順に形成されている。ｐ−ＧａＮ層
１０８からｎ−ＧａＮ層１０４までの一部領域がエッチ
ングにより除去され、露出したｎ−ＧａＮ層１０４上面
にｎ電極５０が形成されている。また、ｐ−ＧａＮ層１
０８上面にｐ電極５１が形成されている。
【０００４】なお、上記の発光ダイオード１１０におい
て、サファイア基板１０１の代わりにＳｉＣ基板を用い
ることも提案されている。
て、サファイア基板１０１の代わりにＳｉＣ基板を用い
ることも提案されている。
【０００５】サファイア基板１０１およびＳｉＣ基板と
ＧａＮとでは、格子定数が大きく異なるが、バッファ層
として低温成長のＡｌＧａＮ系半導体層、すなわちＡｌ
ＧａＮ低温バッファ層１０２を形成することにより、サ
ファイア基板１０１またはＳｉＣ基板上に良好な結晶性
を有するＧａＮ系半導体層を形成することができる。
ＧａＮとでは、格子定数が大きく異なるが、バッファ層
として低温成長のＡｌＧａＮ系半導体層、すなわちＡｌ
ＧａＮ低温バッファ層１０２を形成することにより、サ
ファイア基板１０１またはＳｉＣ基板上に良好な結晶性
を有するＧａＮ系半導体層を形成することができる。
【０００６】発光ダイオード１１０の製造の際には、１
〜２インチ程度の大きさのサファイア基板１０１上に複
数の発光ダイオード１１０を形成し、最後にサファイア
基板１０１を分割して個々の発光ダイオード１１０に分
離する。なお、ＳｉＣ基板を用いた場合においても、上
記のサファイア基板１０１を用いた場合と同様の方法に
より発光ダイオード１１０を製造する。
〜２インチ程度の大きさのサファイア基板１０１上に複
数の発光ダイオード１１０を形成し、最後にサファイア
基板１０１を分割して個々の発光ダイオード１１０に分
離する。なお、ＳｉＣ基板を用いた場合においても、上
記のサファイア基板１０１を用いた場合と同様の方法に
より発光ダイオード１１０を製造する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ここで、サファイア基
板１０１およびＳｉＣ基板は高価であり、面積の大きな
ものが存在しない。このため、前述のように１〜２イン
チ程度のものしか利用することができず、１枚のサファ
イア基板１０１またはＳｉＣ基板から製造される発光ダ
イオード１１０の数は少ない。このように、大面積のサ
ファイア基板１０１およびＳｉＣ基板が存在しないこと
から、発光ダイオードの製造効率が低下するとともに製
造コストが増加する。
板１０１およびＳｉＣ基板は高価であり、面積の大きな
ものが存在しない。このため、前述のように１〜２イン
チ程度のものしか利用することができず、１枚のサファ
イア基板１０１またはＳｉＣ基板から製造される発光ダ
イオード１１０の数は少ない。このように、大面積のサ
ファイア基板１０１およびＳｉＣ基板が存在しないこと
から、発光ダイオードの製造効率が低下するとともに製
造コストが増加する。
【０００８】一方、Ｓｉ基板は安価であり、８〜１２イ
ンチと面積の大きなものが存在する。しかしながら、Ｓ
ｉ基板とＧａＮとでは、格子定数が大きく異なるととも
に、熱膨張係数が大きく異なる。このため、ＡｌＧａＮ
系半導体からなる低温バッファ層を介してＳｉ基板上に
ＧａＮ系半導体層を形成した場合においても、形成され
たＧａＮ系半導体層は結晶性が悪く、また、熱歪みが発
生する。したがって、このようなＳｉ基板を用いて製造
した発光ダイオードにおいては、素子特性および信頼性
が低下する。
ンチと面積の大きなものが存在する。しかしながら、Ｓ
ｉ基板とＧａＮとでは、格子定数が大きく異なるととも
に、熱膨張係数が大きく異なる。このため、ＡｌＧａＮ
系半導体からなる低温バッファ層を介してＳｉ基板上に
ＧａＮ系半導体層を形成した場合においても、形成され
たＧａＮ系半導体層は結晶性が悪く、また、熱歪みが発
生する。したがって、このようなＳｉ基板を用いて製造
した発光ダイオードにおいては、素子特性および信頼性
が低下する。
【０００９】本発明の目的は、製造コストの低減および
製造効率の向上を図ることが可能でかつ良好な素子特性
および高い信頼性を有する半導体素子およびその製造方
法を提供することである。
製造効率の向上を図ることが可能でかつ良好な素子特性
および高い信頼性を有する半導体素子およびその製造方
法を提供することである。
【００１０】本発明の目的は、大面積化が可能でかつ品
質の高いＧａＮ系半導体ウエハおよびその製造方法を提
供することである。
質の高いＧａＮ系半導体ウエハおよびその製造方法を提
供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係る半導体ウエハは、少なくともインジウムを含
む窒化物系半導体から構成されるバッファ層と、窒化ガ
リウム層とが順に形成されたものである。
発明に係る半導体ウエハは、少なくともインジウムを含
む窒化物系半導体から構成されるバッファ層と、窒化ガ
リウム層とが順に形成されたものである。
【００１２】本発明に係る半導体ウエハにおいて、少な
くともインジウムを含む窒化物系半導体から構成される
バッファ層と窒化ガリウム層とは、格子定数および熱膨
張係数が近い。このため、バッファ層上に形成された窒
化ガリウム層においては熱歪みが発生せず、良好な結晶
性が実現される。
くともインジウムを含む窒化物系半導体から構成される
バッファ層と窒化ガリウム層とは、格子定数および熱膨
張係数が近い。このため、バッファ層上に形成された窒
化ガリウム層においては熱歪みが発生せず、良好な結晶
性が実現される。
【００１３】バッファ層はシリコン基板上に形成される
ことが好ましい。この場合、バッファ層により、シリコ
ン基板と窒化ガリウム層との格子定数の差および熱膨張
係数の差が緩和される。それにより、格子定数および熱
膨張係数が大きく異なるシリコン基板上に形成された窒
化ガリウム層において、熱歪みが発生せず、良好な結晶
性が実現される。このように結晶性の良好な窒化ガリウ
ム層を有する半導体ウエハを半導体素子の製造に用いる
ことにより、良好な素子特性および高い信頼性を有する
半導体素子を製造することが可能となる。
ことが好ましい。この場合、バッファ層により、シリコ
ン基板と窒化ガリウム層との格子定数の差および熱膨張
係数の差が緩和される。それにより、格子定数および熱
膨張係数が大きく異なるシリコン基板上に形成された窒
化ガリウム層において、熱歪みが発生せず、良好な結晶
性が実現される。このように結晶性の良好な窒化ガリウ
ム層を有する半導体ウエハを半導体素子の製造に用いる
ことにより、良好な素子特性および高い信頼性を有する
半導体素子を製造することが可能となる。
【００１４】ここで、シリコン基板は面積の大きなもの
が存在する。したがって、大面積のシリコン基板上に窒
化ガリウム層を成長させることにより、大面積の窒化ガ
リウム層を有する半導体ウエハが実現される。このよう
な大面積の窒化ガリウム層を有する半導体ウエハを窒化
物系半導体からなる半導体素子の製造に用いることによ
り、窒化物系半導体からなる半導体素子の製造コストの
向上および製造コストの低減が図られる。
が存在する。したがって、大面積のシリコン基板上に窒
化ガリウム層を成長させることにより、大面積の窒化ガ
リウム層を有する半導体ウエハが実現される。このよう
な大面積の窒化ガリウム層を有する半導体ウエハを窒化
物系半導体からなる半導体素子の製造に用いることによ
り、窒化物系半導体からなる半導体素子の製造コストの
向上および製造コストの低減が図られる。
【００１５】第２の発明に係る半導体ウエハの製造方法
は、シリコン基板上に少なくともインジウムを含む窒化
物系半導体から構成される第１のバッファ層および第１
の窒化ガリウム層を順に形成するものである。
は、シリコン基板上に少なくともインジウムを含む窒化
物系半導体から構成される第１のバッファ層および第１
の窒化ガリウム層を順に形成するものである。
【００１６】本発明に係る半導体ウエハの製造方法にお
いては、第１のバッファ層を介してシリコン基板上に第
１の窒化ガリウム層を形成する。このため、シリコン基
板と第１の窒化ガリウム層との格子定数の差および熱膨
張係数の差が緩和される。それにより、格子定数および
熱膨張係数が大きく異なるシリコン基板上に、熱歪みの
発生が防止された良好な結晶性を有する第１の窒化ガリ
ウム層を形成することが可能となる。
いては、第１のバッファ層を介してシリコン基板上に第
１の窒化ガリウム層を形成する。このため、シリコン基
板と第１の窒化ガリウム層との格子定数の差および熱膨
張係数の差が緩和される。それにより、格子定数および
熱膨張係数が大きく異なるシリコン基板上に、熱歪みの
発生が防止された良好な結晶性を有する第１の窒化ガリ
ウム層を形成することが可能となる。
【００１７】ここで、シリコン基板は面積の大きなもの
が存在する。したがって、大面積のシリコン基板を用い
ることにより、シリコン基板上に大面積の窒化ガリウム
層を有する半導体ウエハを製造することが可能となる。
が存在する。したがって、大面積のシリコン基板を用い
ることにより、シリコン基板上に大面積の窒化ガリウム
層を有する半導体ウエハを製造することが可能となる。
【００１８】以上のように、上記の半導体ウエハの製造
方法によれば、結晶性の良好な大面積の第１の窒化ガリ
ウム層を有する半導体ウエハを製造することが可能とな
る。
方法によれば、結晶性の良好な大面積の第１の窒化ガリ
ウム層を有する半導体ウエハを製造することが可能とな
る。
【００１９】また、シリコン基板と第１のバッファ層と
の間および第１のバッファ層と第１の窒化ガリウム層と
の間の少なくとも一方に、第１のバッファ層と異なる組
成を有する窒化物系半導体から構成される第２のバッフ
ァ層を形成してもよい。
の間および第１のバッファ層と第１の窒化ガリウム層と
の間の少なくとも一方に、第１のバッファ層と異なる組
成を有する窒化物系半導体から構成される第２のバッフ
ァ層を形成してもよい。
【００２０】この場合、第１および第２のバッファ層に
より、シリコン基板と第１の窒化ガリウム層との格子定
数の差および熱膨張係数の差を緩和することが可能とな
る。それにより、熱歪みの発生が防止され良好な結晶性
を有する第１の窒化ガリウム層を形成することが可能と
なる。
より、シリコン基板と第１の窒化ガリウム層との格子定
数の差および熱膨張係数の差を緩和することが可能とな
る。それにより、熱歪みの発生が防止され良好な結晶性
を有する第１の窒化ガリウム層を形成することが可能と
なる。
【００２１】さらに、第１の窒化ガリウム層上に横方向
成長技術を用いて第２の窒化ガリウム層を形成してもよ
い。この場合、第１の窒化ガリウム層よりも格子欠陥
（転位）が低減されたより結晶性の高い第２の窒化ガリ
ウム層を形成することができる。
成長技術を用いて第２の窒化ガリウム層を形成してもよ
い。この場合、第１の窒化ガリウム層よりも格子欠陥
（転位）が低減されたより結晶性の高い第２の窒化ガリ
ウム層を形成することができる。
【００２２】第３の発明に係る半導体素子は、シリコン
基板上に、少なくともインジウムを含む窒化物系半導体
から構成される第１のバッファ層、第１の窒化ガリウム
層、および素子領域を含む窒化物系半導体層が順に形成
されたものである。
基板上に、少なくともインジウムを含む窒化物系半導体
から構成される第１のバッファ層、第１の窒化ガリウム
層、および素子領域を含む窒化物系半導体層が順に形成
されたものである。
【００２３】本発明に係る半導体素子においては、第１
のバッファ層を介してシリコン基板上に第１の窒化ガリ
ウム層が形成されている。このため、第１のバッファ層
により、シリコン基板と第１の窒化ガリウム層との格子
定数の差および熱膨張係数の差が緩和されている。した
がって、第１の窒化ガリウム層においては熱歪みの発生
が防止され、良好な結晶性が実現される。また、このよ
うな第１の窒化ガリウム層上に形成された窒化物系半導
体層においても熱歪みの発生が防止され、良好な結晶性
が実現される。
のバッファ層を介してシリコン基板上に第１の窒化ガリ
ウム層が形成されている。このため、第１のバッファ層
により、シリコン基板と第１の窒化ガリウム層との格子
定数の差および熱膨張係数の差が緩和されている。した
がって、第１の窒化ガリウム層においては熱歪みの発生
が防止され、良好な結晶性が実現される。また、このよ
うな第１の窒化ガリウム層上に形成された窒化物系半導
体層においても熱歪みの発生が防止され、良好な結晶性
が実現される。
【００２４】以上のことから、上記の半導体素子は、良
好な素子特性を有しかつ高い信頼性を有する。
好な素子特性を有しかつ高い信頼性を有する。
【００２５】また、上記の半導体素子においては、シリ
コン基板が用いられている。ここで、シリコン基板は面
積の大きなものが存在することから、大面積のシリコン
基板を用いることにより、一度に大量の半導体素子を製
造することが可能である。したがって、上記の半導体素
子は、高い製造効率かつ低コストで製造することが可能
である。
コン基板が用いられている。ここで、シリコン基板は面
積の大きなものが存在することから、大面積のシリコン
基板を用いることにより、一度に大量の半導体素子を製
造することが可能である。したがって、上記の半導体素
子は、高い製造効率かつ低コストで製造することが可能
である。
【００２６】また、シリコン基板と第１のバッファ層と
の間および第１のバッファ層と第１の窒化ガリウム層と
の間の少なくとも一方に、第１のバッファ層と異なる組
成を有する窒化物系半導体から構成される第２のバッフ
ァ層がさらに形成されてもよい。
の間および第１のバッファ層と第１の窒化ガリウム層と
の間の少なくとも一方に、第１のバッファ層と異なる組
成を有する窒化物系半導体から構成される第２のバッフ
ァ層がさらに形成されてもよい。
【００２７】この場合、第１および第２のバッファ層に
より、シリコン基板と第１の窒化ガリウム層との格子定
数の差および熱膨張係数の差が緩和される。それによ
り、格子定数および熱膨張係数が大きく異なるシリコン
基板上に形成された第１の窒化ガリウム層において、熱
歪みの発生が防止され、良好な結晶性が実現される。
より、シリコン基板と第１の窒化ガリウム層との格子定
数の差および熱膨張係数の差が緩和される。それによ
り、格子定数および熱膨張係数が大きく異なるシリコン
基板上に形成された第１の窒化ガリウム層において、熱
歪みの発生が防止され、良好な結晶性が実現される。
【００２８】さらに、第１の窒化ガリウム層上に所定間
隔で複数の結晶成長阻止層が分散配置され、第１の窒化
ガリウム層上および複数の結晶成長阻止層上に第２の窒
化ガリウム層がさらに形成され、第２の窒化ガリウム層
上に、素子領域を含む窒化物系半導体層が形成されても
よい。
隔で複数の結晶成長阻止層が分散配置され、第１の窒化
ガリウム層上および複数の結晶成長阻止層上に第２の窒
化ガリウム層がさらに形成され、第２の窒化ガリウム層
上に、素子領域を含む窒化物系半導体層が形成されても
よい。
【００２９】この場合、第１の窒化ガリウム層上に結晶
成長阻止層が分散配置されているため、第２の窒化ガリ
ウム層は横方向成長により形成される。このような第２
の窒化ガリウム層においては、第１の窒化ガリウム層よ
りも格子欠陥（転位）が低減されており、より良好な結
晶性が実現される。したがって、第２の窒化ガリウム層
上に形成された窒化物系半導体層においても、より良好
な結晶性が実現される。それにより、半導体素子の素子
特性および信頼性がさらに向上する。
成長阻止層が分散配置されているため、第２の窒化ガリ
ウム層は横方向成長により形成される。このような第２
の窒化ガリウム層においては、第１の窒化ガリウム層よ
りも格子欠陥（転位）が低減されており、より良好な結
晶性が実現される。したがって、第２の窒化ガリウム層
上に形成された窒化物系半導体層においても、より良好
な結晶性が実現される。それにより、半導体素子の素子
特性および信頼性がさらに向上する。
【００３０】窒化物系半導体は、ガリウム、アルミニウ
ム、インジウム、ホウ素およびタリウムの少なくとも１
つを含むIII 族窒化物系半導体であってもよい。
ム、インジウム、ホウ素およびタリウムの少なくとも１
つを含むIII 族窒化物系半導体であってもよい。
【００３１】第４の発明に係る半導体素子の製造方法
は、シリコン基板上に、少なくともインジウムを含む窒
化物系半導体から構成される第１のバッファ層、第１の
窒化ガリウム層、および素子領域を含む窒化物系半導体
層を順に形成するものである。
は、シリコン基板上に、少なくともインジウムを含む窒
化物系半導体から構成される第１のバッファ層、第１の
窒化ガリウム層、および素子領域を含む窒化物系半導体
層を順に形成するものである。
【００３２】本発明に係る半導体素子の製造方法におい
ては、第１のバッファ層を介してシリコン基板上に第１
の窒化ガリウム層を形成する。このため、第１のバッフ
ァ層により、シリコン基板と第１の窒化ガリウム層との
格子定数の差および熱膨張係数の差を緩和することが可
能となる。それにより、格子定数および熱膨張係数が大
きく異なるシリコン基板上に、熱歪みの発生が防止され
良好な結晶性を有する第１の窒化ガリウム層を形成する
ことが可能となる。
ては、第１のバッファ層を介してシリコン基板上に第１
の窒化ガリウム層を形成する。このため、第１のバッフ
ァ層により、シリコン基板と第１の窒化ガリウム層との
格子定数の差および熱膨張係数の差を緩和することが可
能となる。それにより、格子定数および熱膨張係数が大
きく異なるシリコン基板上に、熱歪みの発生が防止され
良好な結晶性を有する第１の窒化ガリウム層を形成する
ことが可能となる。
【００３３】また、このような第１の窒化ガリウム層上
に窒化物系半導体層を形成するため、熱歪みの発生が防
止され良好な結晶性を有する窒化物系半導体層を形成す
ることが可能となる。
に窒化物系半導体層を形成するため、熱歪みの発生が防
止され良好な結晶性を有する窒化物系半導体層を形成す
ることが可能となる。
【００３４】以上のことから、上記の半導体素子の製造
方法によれば、良好な素子特性を有しかつ高い信頼性を
有する半導体素子を製造することが可能となる。
方法によれば、良好な素子特性を有しかつ高い信頼性を
有する半導体素子を製造することが可能となる。
【００３５】上記の半導体素子の製造方法においてはシ
リコン基板を用いる。ここで、シリコン基板は面積の大
きなものが存在することから、大面積のシリコン基板を
用いることにより、一度に大量の半導体素子を製造する
ことが可能となる。したがって、上記の半導体素子の製
造方法によれば、半導体素子の製造効率の向上および製
造コストの低減が図られる。
リコン基板を用いる。ここで、シリコン基板は面積の大
きなものが存在することから、大面積のシリコン基板を
用いることにより、一度に大量の半導体素子を製造する
ことが可能となる。したがって、上記の半導体素子の製
造方法によれば、半導体素子の製造効率の向上および製
造コストの低減が図られる。
【００３６】シリコン基板と第１のバッファ層との間お
よび第１のバッファ層と第１の窒化ガリウム層との間の
少なくとも一方に、第１のバッファ層と異なる組成を有
する窒化物系半導体から構成される第２のバッファ層を
さらに形成してもよい。
よび第１のバッファ層と第１の窒化ガリウム層との間の
少なくとも一方に、第１のバッファ層と異なる組成を有
する窒化物系半導体から構成される第２のバッファ層を
さらに形成してもよい。
【００３７】この場合、第１および第２のバッファ層に
より、シリコン基板と第１の窒化物系半導体層との格子
定数の差および熱膨張係数の差を緩和することが可能と
なる。それにより、熱歪みの発生が防止され良好な結晶
性を有する第１の窒化ガリウム層を形成することが可能
となる。
より、シリコン基板と第１の窒化物系半導体層との格子
定数の差および熱膨張係数の差を緩和することが可能と
なる。それにより、熱歪みの発生が防止され良好な結晶
性を有する第１の窒化ガリウム層を形成することが可能
となる。
【００３８】さらに、第１の窒化ガリウム層上に横方向
成長技術を用いて第２の窒化ガリウム層をさらに形成
し、第２の窒化ガリウム層上に素子領域を含む窒化物系
半導体層を形成してもよい。
成長技術を用いて第２の窒化ガリウム層をさらに形成
し、第２の窒化ガリウム層上に素子領域を含む窒化物系
半導体層を形成してもよい。
【００３９】それにより、第２の窒化ガリウム層におい
て格子欠陥（転位）の低減を図ることが可能となる。し
たがって、第１の窒化ガリウム層よりもさらに結晶性の
良好な第２の窒化ガリウム層を形成することができる。
このような第２の窒化ガリウム層上に窒化物系半導体層
を形成することにより、窒化物系半導体層においてより
良好な結晶性が実現される。それにより、半導体素子の
素子特性および信頼性がさらに向上する。
て格子欠陥（転位）の低減を図ることが可能となる。し
たがって、第１の窒化ガリウム層よりもさらに結晶性の
良好な第２の窒化ガリウム層を形成することができる。
このような第２の窒化ガリウム層上に窒化物系半導体層
を形成することにより、窒化物系半導体層においてより
良好な結晶性が実現される。それにより、半導体素子の
素子特性および信頼性がさらに向上する。
【００４０】
【発明の実施の形態】図１は第１の発明の一実施例にお
ける半導体ウエハを示す模式的断面図である。
ける半導体ウエハを示す模式的断面図である。
【００４１】図１に示す半導体ウエハ２００は、以下の
ようにして製造される。まず、ＭＯＣＶＤ（有機金属化
学的気相成長）装置の反応炉内に、（１１１）面を基板
表面とするＳｉ基板１を配置する。そして、Ｈ2 および
Ｎ2 の混合ガスをキャリアガスとして反応炉内に供給
し、例えば９００℃で１０分間保持する。このようにし
て、Ｓｉ基板１の（１１１）面をサーマルクリーニング
する。
ようにして製造される。まず、ＭＯＣＶＤ（有機金属化
学的気相成長）装置の反応炉内に、（１１１）面を基板
表面とするＳｉ基板１を配置する。そして、Ｈ2 および
Ｎ2 の混合ガスをキャリアガスとして反応炉内に供給
し、例えば９００℃で１０分間保持する。このようにし
て、Ｓｉ基板１の（１１１）面をサーマルクリーニング
する。
【００４２】続いて、基板温度を７５０℃に下げた後、
キャリアガスＨ2 およびＮ2 とともに、原料ガスとして
ＮＨ3 、ＴＥＧ（トリエチルガリウム）およびＴＭＩ
（トリメチルインジウム）を反応炉内に供給する。この
ようにして、ＭＯＣＶＤ法により、Ｓｉ基板１上にアン
ドープのＩｎＧａＮからなるＩｎＧａＮバッファ層２を
成長させる。
キャリアガスＨ2 およびＮ2 とともに、原料ガスとして
ＮＨ3 、ＴＥＧ（トリエチルガリウム）およびＴＭＩ
（トリメチルインジウム）を反応炉内に供給する。この
ようにして、ＭＯＣＶＤ法により、Ｓｉ基板１上にアン
ドープのＩｎＧａＮからなるＩｎＧａＮバッファ層２を
成長させる。
【００４３】ここで、ＩｎＧａＮは、ＧａＮに比べて熱
膨張係数がＳｉ基板１に近い。このため、ＩｎＧａＮバ
ッファ層２においては、Ｓｉ基板１との熱膨張係数の差
に起因する熱歪みが生じない。
膨張係数がＳｉ基板１に近い。このため、ＩｎＧａＮバ
ッファ層２においては、Ｓｉ基板１との熱膨張係数の差
に起因する熱歪みが生じない。
【００４４】また、ＩｎＧａＮバッファ層２において
は、Ｓｉ基板１との格子定数の差が緩和されている。こ
の場合、Ｉｎを含むＩｎＧａＮバッファ層２は、ＧａＮ
またはＡｌＧａＮから構成される層に比べて軟らかいた
め、Ｓｉ基板１との格子定数の差が緩和されるものと考
えられる。
は、Ｓｉ基板１との格子定数の差が緩和されている。こ
の場合、Ｉｎを含むＩｎＧａＮバッファ層２は、ＧａＮ
またはＡｌＧａＮから構成される層に比べて軟らかいた
め、Ｓｉ基板１との格子定数の差が緩和されるものと考
えられる。
【００４５】ＩｎＧａＮバッファ層２の形成後、ＴＥＧ
およびＴＭＩの供給を停止させ、キャリアガスとともに
ＮＨ3 を供給しつつ基板温度を１０５０℃に上昇させ
る。昇温後、キャリアガスとともにＴＭＧ（トリメチル
ガリウム）を反応炉内に供給し、アンドープのＧａＮか
ら構成されるＧａＮ層３を成長させる。
およびＴＭＩの供給を停止させ、キャリアガスとともに
ＮＨ3 を供給しつつ基板温度を１０５０℃に上昇させ
る。昇温後、キャリアガスとともにＴＭＧ（トリメチル
ガリウム）を反応炉内に供給し、アンドープのＧａＮか
ら構成されるＧａＮ層３を成長させる。
【００４６】ここで、ＧａＮとＩｎＧａＮとの熱膨張係
数の差は、ＧａＮとＳｉ基板１との熱膨張係数の差に比
べて小さい。このため、ＧａＮ層３においては、ＩｎＧ
ａＮバッファ層２との熱膨張係数の差に起因する熱歪み
が生じない。
数の差は、ＧａＮとＳｉ基板１との熱膨張係数の差に比
べて小さい。このため、ＧａＮ層３においては、ＩｎＧ
ａＮバッファ層２との熱膨張係数の差に起因する熱歪み
が生じない。
【００４７】また、前述のようにＩｎＧａＮバッファ層
２によりＳｉ基板１との格子定数の差が緩和されている
ため、ＧａＮ層３においては良好な結晶性が得られる。
２によりＳｉ基板１との格子定数の差が緩和されている
ため、ＧａＮ層３においては良好な結晶性が得られる。
【００４８】なお、上記の原料ガスにおいて、ＴＥＧお
よびＴＭＧはガリウム源であり、ＴＭＩはインジウム源
であり、ＮＨ3 は窒素源である。
よびＴＭＧはガリウム源であり、ＴＭＩはインジウム源
であり、ＮＨ3 は窒素源である。
【００４９】上記のようにして製造された半導体ウエハ
２００においては、ＩｎＧａＮバッファ層２により、Ｓ
ｉ基板１とＧａＮ層３との格子定数の差および熱膨張係
数の差が緩和される。それにより、ＧａＮ層３において
熱歪みが発生せず、良質な結晶性が実現される。
２００においては、ＩｎＧａＮバッファ層２により、Ｓ
ｉ基板１とＧａＮ層３との格子定数の差および熱膨張係
数の差が緩和される。それにより、ＧａＮ層３において
熱歪みが発生せず、良質な結晶性が実現される。
【００５０】このようなＧａＮ層３を有する半導体ウエ
ハ２００上に窒化物系半導体層を形成することにより、
形成した窒化物系半導体層において良好な結晶性が得ら
れる。したがって、半導体ウエハ２００を半導体素子の
製造に用いることにより、良好な素子特性および高い信
頼性を有する半導体素子を製造することができる。
ハ２００上に窒化物系半導体層を形成することにより、
形成した窒化物系半導体層において良好な結晶性が得ら
れる。したがって、半導体ウエハ２００を半導体素子の
製造に用いることにより、良好な素子特性および高い信
頼性を有する半導体素子を製造することができる。
【００５１】また、Ｓｉ基板１は安価であり、８〜１２
インチの大きさＷ1 のものが存在する。このような大面
積のＳｉ基板１上に、ＩｎＧａＮバッファ層２を介して
ＧａＮを成長させることにより、大面積のＧａＮ層３を
有する半導体ウエハ２００を形成することが可能とな
る。このような半導体ウエハ２００をＧａＮ系半導体素
子の製造に用いることにより、１枚の半導体ウエハ２０
０から大量のＧａＮ系半導体素子を製造することが可能
となる。それにより、ＧａＮ系半導体素子の製造コスト
の低減および製造効率の向上が図られる。
インチの大きさＷ1 のものが存在する。このような大面
積のＳｉ基板１上に、ＩｎＧａＮバッファ層２を介して
ＧａＮを成長させることにより、大面積のＧａＮ層３を
有する半導体ウエハ２００を形成することが可能とな
る。このような半導体ウエハ２００をＧａＮ系半導体素
子の製造に用いることにより、１枚の半導体ウエハ２０
０から大量のＧａＮ系半導体素子を製造することが可能
となる。それにより、ＧａＮ系半導体素子の製造コスト
の低減および製造効率の向上が図られる。
【００５２】なお、上記においてはＭＯＣＶＤ法により
各層２，３を成長させているが、ＭＢＥ法（分子線エピ
タキシャル成長法）により各層２，３を成長させてもよ
い。
各層２，３を成長させているが、ＭＢＥ法（分子線エピ
タキシャル成長法）により各層２，３を成長させてもよ
い。
【００５３】また、上記においては、ＩｎＧａＮバッフ
ァ層２の成長時の基板温度を７５０℃としているが、４
００〜９５０℃の範囲であればＩｎＧａＮバッファ層２
の成長時の基板温度は上記に限定されるものではない。
この場合、ＩｎＧａＮバッファ層２の成長時の基板温度
を６００〜８５０℃とすることが好ましい。
ァ層２の成長時の基板温度を７５０℃としているが、４
００〜９５０℃の範囲であればＩｎＧａＮバッファ層２
の成長時の基板温度は上記に限定されるものではない。
この場合、ＩｎＧａＮバッファ層２の成長時の基板温度
を６００〜８５０℃とすることが好ましい。
【００５４】上記において、ＩｎＧａＮバッファ層２に
おけるＩｎの組成は、特に限定されるものではない。
おけるＩｎの組成は、特に限定されるものではない。
【００５５】また、低温バッファ２は、Ｉｎを含む構成
であれば上記のＩｎＧａＮ以外の構成であってもよい。
例えば、バッファ層２がＩｎＧａＡｌＮ、ＩｎＮ、Ｉｎ
ＡｌＮ、ＩｎＢＮ、ＩｎＴｌＮ、ＩｎＧａＢＮ、ＩｎＧ
ａＴｌＮ、ＩｎＡｌＢＮ、ＩｎＡｌＴｌＮ、ＩｎＢＴｌ
Ｎ等、Ｇａ、Ａｌ、ＴｌおよびＢの少なくとも１つとＩ
ｎを含む窒化物系半導体から構成されてもよい。
であれば上記のＩｎＧａＮ以外の構成であってもよい。
例えば、バッファ層２がＩｎＧａＡｌＮ、ＩｎＮ、Ｉｎ
ＡｌＮ、ＩｎＢＮ、ＩｎＴｌＮ、ＩｎＧａＢＮ、ＩｎＧ
ａＴｌＮ、ＩｎＡｌＢＮ、ＩｎＡｌＴｌＮ、ＩｎＢＴｌ
Ｎ等、Ｇａ、Ａｌ、ＴｌおよびＢの少なくとも１つとＩ
ｎを含む窒化物系半導体から構成されてもよい。
【００５６】さらに、上記においてはアンドープのバッ
ファ層２を形成しているが、ｎ型またはｐ型にドープさ
れたバッファ層２を形成してもよい。例えば、バッファ
層２の成長時において、原料ガスＴＥＧ、ＴＭＩおよび
ＮＨ3 とともにドーパントガスとしてＳｉＨ4 （シラン
ガス）を供給し、Ｓｉによりｎ型にドープされたｎ−Ｉ
ｎＧａＮバッファ層２を形成してもよい。あるいは、上
記のＳｉＨ4 の代わりにドーパントガスとしてＣｐ2 Ｍ
ｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）を供給し、Ｍ
ｇによりｐ型にドープされたｐ−ＩｎＧａＮバッファ層
２を形成してもよい。
ファ層２を形成しているが、ｎ型またはｐ型にドープさ
れたバッファ層２を形成してもよい。例えば、バッファ
層２の成長時において、原料ガスＴＥＧ、ＴＭＩおよび
ＮＨ3 とともにドーパントガスとしてＳｉＨ4 （シラン
ガス）を供給し、Ｓｉによりｎ型にドープされたｎ−Ｉ
ｎＧａＮバッファ層２を形成してもよい。あるいは、上
記のＳｉＨ4 の代わりにドーパントガスとしてＣｐ2 Ｍ
ｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）を供給し、Ｍ
ｇによりｐ型にドープされたｐ−ＩｎＧａＮバッファ層
２を形成してもよい。
【００５７】また、バッファ層２は単層構造であっても
よく、あるいは多層構造であってもよい。例えば、上記
においては、ＩｎＧａＮの単一層から形成される単層構
造のＩｎＧａＮバッファ層２であってもよい。あるい
は、Ｉｎを含みかつ組成の異なる複数の層、例えば、Ｉ
ｎＧａＮ層とＩｎＮ層とが順に積層されてなる多層構造
のＩｎＧａＮバッファ層２であってもよい。
よく、あるいは多層構造であってもよい。例えば、上記
においては、ＩｎＧａＮの単一層から形成される単層構
造のＩｎＧａＮバッファ層２であってもよい。あるい
は、Ｉｎを含みかつ組成の異なる複数の層、例えば、Ｉ
ｎＧａＮ層とＩｎＮ層とが順に積層されてなる多層構造
のＩｎＧａＮバッファ層２であってもよい。
【００５８】また、上記においてはアンドープのＧａＮ
層３を形成しているが、ｎ型またはｐ型にドープされた
ＧａＮ層３を形成してもよい。例えば、ＧａＮ層３の成
長時において、原料ガスＴＭＧおよびＮＨ3 とともにド
ーパントガスとしてＳｉＨ4を供給し、Ｓｉによりｎ型
にドープされたｎ−ＧａＮ層３を形成してもよい。ある
いは、上記のＳｉＨ4 の代わりにドーパントガスとして
Ｃｐ2 Ｍｇを供給し、Ｍｇによりｐ型にドープされたｐ
−ＧａＮ層３を形成してもよい。
層３を形成しているが、ｎ型またはｐ型にドープされた
ＧａＮ層３を形成してもよい。例えば、ＧａＮ層３の成
長時において、原料ガスＴＭＧおよびＮＨ3 とともにド
ーパントガスとしてＳｉＨ4を供給し、Ｓｉによりｎ型
にドープされたｎ−ＧａＮ層３を形成してもよい。ある
いは、上記のＳｉＨ4 の代わりにドーパントガスとして
Ｃｐ2 Ｍｇを供給し、Ｍｇによりｐ型にドープされたｐ
−ＧａＮ層３を形成してもよい。
【００５９】なお、アンドープのＧａＮ層３は、ｎ−Ｇ
ａＮ層３またはｐ−ＧａＮ層３に比べて結晶性が良好で
ある。このため、半導体ウエハ２００においては、アン
ドープのＧａＮ層３を形成することが好ましい。それに
より、半導体ウエハ２００上に成長させた窒化物系半導
体層において、より良好な結晶性が実現される。
ａＮ層３またはｐ−ＧａＮ層３に比べて結晶性が良好で
ある。このため、半導体ウエハ２００においては、アン
ドープのＧａＮ層３を形成することが好ましい。それに
より、半導体ウエハ２００上に成長させた窒化物系半導
体層において、より良好な結晶性が実現される。
【００６０】図２は第１の発明の他の実施例における半
導体ウエハを示す模式的断面図である。
導体ウエハを示す模式的断面図である。
【００６１】図２に示す半導体ウエハ２０１は、ＡｌＧ
ａＮバッファ層１０がＳｉ基板１とＩｎＧａＮバッファ
層２との間にさらに形成された点を除いて、図１の半導
体ウエハ２００と同様の構造を有する。
ａＮバッファ層１０がＳｉ基板１とＩｎＧａＮバッファ
層２との間にさらに形成された点を除いて、図１の半導
体ウエハ２００と同様の構造を有する。
【００６２】なお、本例においては、ＩｎＧａＮバッフ
ァ層２をＩｎＧａＮ第１のバッファ層２と呼び、ＡｌＧ
ａＮバッファ層１０をＡｌＧａＮ第２の低温バッファ層
と呼ぶ。
ァ層２をＩｎＧａＮ第１のバッファ層２と呼び、ＡｌＧ
ａＮバッファ層１０をＡｌＧａＮ第２の低温バッファ層
と呼ぶ。
【００６３】半導体ウエハ２０１は、以下の点を除いて
半導体ウエハ２００と同様の方法により製造される。
半導体ウエハ２００と同様の方法により製造される。
【００６４】半導体ウエハ２０１の製造の際には、前述
のサーマルクリーニングの後、基板温度を６００℃に下
げる。そして、キャリアガスＨ2 およびＮ2 とともに、
原料ガスＮＨ3 、ＴＭＧおよびＴＭＡ（トリメチルアル
ミニウム）を反応炉内に供給する。なお、この場合のＴ
ＭＡはアルミニウム源である。このようにして、Ｓｉ基
板１の（１１１）面上に、アンドープのＡｌＧａＮから
なるＡｌＧａＮ第２のバッファ層１０を形成する。この
ようなＡｌＧａＮ第２のバッファ層１０により、ＩｎＧ
ａＮ第１のバッファ層２およびＧａＮ層３とＳｉ基板１
との格子定数の差がさらに緩和される。
のサーマルクリーニングの後、基板温度を６００℃に下
げる。そして、キャリアガスＨ2 およびＮ2 とともに、
原料ガスＮＨ3 、ＴＭＧおよびＴＭＡ（トリメチルアル
ミニウム）を反応炉内に供給する。なお、この場合のＴ
ＭＡはアルミニウム源である。このようにして、Ｓｉ基
板１の（１１１）面上に、アンドープのＡｌＧａＮから
なるＡｌＧａＮ第２のバッファ層１０を形成する。この
ようなＡｌＧａＮ第２のバッファ層１０により、ＩｎＧ
ａＮ第１のバッファ層２およびＧａＮ層３とＳｉ基板１
との格子定数の差がさらに緩和される。
【００６５】上記のようにしてＡｌＧａＮ第２のバッフ
ァ層１０を形成した後、ＴＭＧおよびＴＭＡの供給を停
止させ、キャリアガスとともにＮＨ3 を供給しつつ基板
温度を７５０℃に上昇させる。昇温後、半導体ウエハ２
００において前述した方法と同様の方法により、アンド
ープのＩｎＧａＮからなるＩｎＧａＮ第１のバッファ層
２およびアンドープのＧａＮからなるＧａＮ層３を形成
する。
ァ層１０を形成した後、ＴＭＧおよびＴＭＡの供給を停
止させ、キャリアガスとともにＮＨ3 を供給しつつ基板
温度を７５０℃に上昇させる。昇温後、半導体ウエハ２
００において前述した方法と同様の方法により、アンド
ープのＩｎＧａＮからなるＩｎＧａＮ第１のバッファ層
２およびアンドープのＧａＮからなるＧａＮ層３を形成
する。
【００６６】上記のようにして製造された半導体ウエハ
２０１においては、半導体ウエハ２００の場合と同様、
ＩｎＧａＮ第１のバッファ層２により、Ｓｉ基板１とＧ
ａＮ層３との熱膨張係数の差および格子定数の差が緩和
される。それにより、ＧａＮ層３において熱歪みが発生
せず、良質な結晶性が実現される。
２０１においては、半導体ウエハ２００の場合と同様、
ＩｎＧａＮ第１のバッファ層２により、Ｓｉ基板１とＧ
ａＮ層３との熱膨張係数の差および格子定数の差が緩和
される。それにより、ＧａＮ層３において熱歪みが発生
せず、良質な結晶性が実現される。
【００６７】ここで、半導体ウエハ２０１においては、
ＡｌＧａＮ第２のバッファ層１０により、ＩｎＧａＮ第
１のバッファ層２およびＧａＮ層３とＳｉ基板１との格
子定数の差がさらに緩和されている。このため、ＧａＮ
層３の結晶性がさらに向上する。したがって、このよう
な半導体ウエハ２０１上に窒化物系半導体層を形成する
ことにより、形成した窒化物系半導体層において、より
良好な結晶性が得られる。
ＡｌＧａＮ第２のバッファ層１０により、ＩｎＧａＮ第
１のバッファ層２およびＧａＮ層３とＳｉ基板１との格
子定数の差がさらに緩和されている。このため、ＧａＮ
層３の結晶性がさらに向上する。したがって、このよう
な半導体ウエハ２０１上に窒化物系半導体層を形成する
ことにより、形成した窒化物系半導体層において、より
良好な結晶性が得られる。
【００６８】以上のことから、半導体ウエハ２０１を半
導体素子の製造に用いることにより、良好な素子特性お
よび高い信頼性を有する半導体素子を製造することがで
きる。
導体素子の製造に用いることにより、良好な素子特性お
よび高い信頼性を有する半導体素子を製造することがで
きる。
【００６９】また、Ｓｉ基板１は安価であり、８〜１２
インチの大きさＷ2 のものが存在する。このような大面
積のＳｉ基板１上に、ＡｌＧａＮ第２のバッファ層１０
およびＩｎＧａＮ第１のバッファ層２を介してＧａＮを
成長させることにより、大面積のＧａＮ層３を有する半
導体ウエハ２０１を形成することが可能となる。このよ
うな半導体ウエハ２０１をＧａＮ系半導体素子の製造に
用いることにより、１枚の半導体ウエハ２０１から大量
のＧａＮ系半導体素子を製造することが可能となる。そ
れにより、半導体素子の製造コストの低減および製造効
率の向上が図られる。
インチの大きさＷ2 のものが存在する。このような大面
積のＳｉ基板１上に、ＡｌＧａＮ第２のバッファ層１０
およびＩｎＧａＮ第１のバッファ層２を介してＧａＮを
成長させることにより、大面積のＧａＮ層３を有する半
導体ウエハ２０１を形成することが可能となる。このよ
うな半導体ウエハ２０１をＧａＮ系半導体素子の製造に
用いることにより、１枚の半導体ウエハ２０１から大量
のＧａＮ系半導体素子を製造することが可能となる。そ
れにより、半導体素子の製造コストの低減および製造効
率の向上が図られる。
【００７０】なお、上記において、ＡｌＧａＮ第２のバ
ッファ層１０におけるＡｌの組成は、特に限定されるも
のではない。
ッファ層１０におけるＡｌの組成は、特に限定されるも
のではない。
【００７１】また、ＡｌＧａＮ第２のバッファ層１０
は、ＡｌＧａＮの単一層から構成されてもよく、あるい
は、ＡｌＮ層とＧａＮ層とが順に積層された多層構造で
あってもよい。
は、ＡｌＧａＮの単一層から構成されてもよく、あるい
は、ＡｌＮ層とＧａＮ層とが順に積層された多層構造で
あってもよい。
【００７２】さらに、第２のバッファ層１０の組成はＡ
ｌＧａＮ以外であってもよい。例えば、ＧａＮまたはＡ
ｌＮから構成される第２のバッファ層１０であってもよ
い。この場合、非単結晶成長温度でＧａＮまたはＡｌＮ
を成長させて第２のバッファ層１０を形成する。
ｌＧａＮ以外であってもよい。例えば、ＧａＮまたはＡ
ｌＮから構成される第２のバッファ層１０であってもよ
い。この場合、非単結晶成長温度でＧａＮまたはＡｌＮ
を成長させて第２のバッファ層１０を形成する。
【００７３】また、上記においてはＡｌＧａＮ第２のバ
ッファ層１０をＳｉ基板１とＩｎＧａＮ第１のバッファ
層２との間に形成しているが、ＡｌＧａＮ第２のバッフ
ァ層１０をＩｎＧａＮ第１のバッファ層２とＧａＮ層３
との間に形成してもよい。あるいは、Ｓｉ基板１とＩｎ
ＧａＮ第１のバッファ層２との間およびＩｎＧａＮ第１
のバッファ層２とＧａＮ層３との間に、ＡｌＧａＮ第２
のバッファ層１０を形成してもよい。
ッファ層１０をＳｉ基板１とＩｎＧａＮ第１のバッファ
層２との間に形成しているが、ＡｌＧａＮ第２のバッフ
ァ層１０をＩｎＧａＮ第１のバッファ層２とＧａＮ層３
との間に形成してもよい。あるいは、Ｓｉ基板１とＩｎ
ＧａＮ第１のバッファ層２との間およびＩｎＧａＮ第１
のバッファ層２とＧａＮ層３との間に、ＡｌＧａＮ第２
のバッファ層１０を形成してもよい。
【００７４】さらに、同じ組成または異なる組成を有す
る複数の第１のバッファ層２と、同じ組成または異なる
組成を有する複数の第２のバッファ層１０とを交互に積
層してもよい。
る複数の第１のバッファ層２と、同じ組成または異なる
組成を有する複数の第２のバッファ層１０とを交互に積
層してもよい。
【００７５】なお、第１のバッファ層２およびＧａＮ層
３の詳細については、半導体ウエハ２００において前述
した通りである。
３の詳細については、半導体ウエハ２００において前述
した通りである。
【００７６】図３は第１の発明のさらに他の実施例にお
ける半導体ウエハの製造工程を示す模式図である。
ける半導体ウエハの製造工程を示す模式図である。
【００７７】図３（ａ）に示すように、図１の半導体ウ
エハ２００の製造方法と同様の方法により、Ｓｉ基板１
の（１１１）面上に、アンドープのＩｎＧａＮからなる
ＩｎＧａＮバッファ層２、アンドープのＧａＮからなる
第１のＧａＮ層３を形成する。その後、第１のＧａＮ層
３の所定領域上に、結晶成長阻止層としてストライプ状
のＳｉＯ2 膜１５を形成する。
エハ２００の製造方法と同様の方法により、Ｓｉ基板１
の（１１１）面上に、アンドープのＩｎＧａＮからなる
ＩｎＧａＮバッファ層２、アンドープのＧａＮからなる
第１のＧａＮ層３を形成する。その後、第１のＧａＮ層
３の所定領域上に、結晶成長阻止層としてストライプ状
のＳｉＯ2 膜１５を形成する。
【００７８】次に、図３（ｂ）に示すように、第１のＧ
ａＮ層３上およびＳｉＯ2 膜１５上に、アンドープのＧ
ａＮからなる第２のＧａＮ層３ａを横方向成長技術を用
いて再成長させる。
ａＮ層３上およびＳｉＯ2 膜１５上に、アンドープのＧ
ａＮからなる第２のＧａＮ層３ａを横方向成長技術を用
いて再成長させる。
【００７９】このようにして、図３（ｄ）に示す半導体
ウエハ２０２が製造される。半導体ウエハ２０２におい
ては、図１の半導体ウエハ２００と同様、ＩｎＧａＮバ
ッファ層２により、第１および第２のＧａＮ層３，３ａ
とＳｉ基板１との格子定数の差および熱膨張係数の差が
緩和される。それにより、第１および第２のＧａＮ層
３，３ａにおいて熱歪みが発生せず、良質な結晶性が実
現される。
ウエハ２０２が製造される。半導体ウエハ２０２におい
ては、図１の半導体ウエハ２００と同様、ＩｎＧａＮバ
ッファ層２により、第１および第２のＧａＮ層３，３ａ
とＳｉ基板１との格子定数の差および熱膨張係数の差が
緩和される。それにより、第１および第２のＧａＮ層
３，３ａにおいて熱歪みが発生せず、良質な結晶性が実
現される。
【００８０】ここで、半導体ウエハ２０２においては、
横方向成長技術を用いて第２のＧａＮ層３ａが形成され
ている。このため、第２のＧａＮ層３ａにおいては、第
１のＧａＮ層３に比べて格子欠陥（転位）が低減されて
おり、結晶性がさらに向上している。したがって、この
ような第２のＧａＮ層３ａを有する半導体ウエハ２０２
上に窒化物系半導体を形成することにより、形成した窒
化物系半導体層においてさらに良好な結晶性が得られ
る。
横方向成長技術を用いて第２のＧａＮ層３ａが形成され
ている。このため、第２のＧａＮ層３ａにおいては、第
１のＧａＮ層３に比べて格子欠陥（転位）が低減されて
おり、結晶性がさらに向上している。したがって、この
ような第２のＧａＮ層３ａを有する半導体ウエハ２０２
上に窒化物系半導体を形成することにより、形成した窒
化物系半導体層においてさらに良好な結晶性が得られ
る。
【００８１】以上のことから、半導体ウエハ２０２をＧ
ａＮ系半導体素子の製造に用いることにより、さらに素
子特性および信頼性の向上が図られたＧａＮ系半導体素
子を製造することが可能となる。
ａＮ系半導体素子の製造に用いることにより、さらに素
子特性および信頼性の向上が図られたＧａＮ系半導体素
子を製造することが可能となる。
【００８２】また、Ｓｉ基板１は安価であり、８〜１２
インチの大きさＷ3 のものが存在する。このような大面
積のＳｉ基板１上に、ＩｎＧａＮバッファ層２を介して
ＧａＮを成長させて第１のＧａＮ層３を形成し、さら
に、横方向成長技術を用いてＧａＮ層３上にＧａＮを成
長させることにより、大面積の第２のＧａＮ層３ａを有
する半導体ウエハ２０２を形成することが可能となる。
このような半導体ウエハ２０２をＧａＮ系半導体素子の
製造に用いることにより、１枚の半導体ウエハ２０２か
ら大量のＧａＮ系半導体素子を製造することが可能とな
る。それにより、ＧａＮ系半導体素子の製造コストの低
減および製造効率の向上が図られる。
インチの大きさＷ3 のものが存在する。このような大面
積のＳｉ基板１上に、ＩｎＧａＮバッファ層２を介して
ＧａＮを成長させて第１のＧａＮ層３を形成し、さら
に、横方向成長技術を用いてＧａＮ層３上にＧａＮを成
長させることにより、大面積の第２のＧａＮ層３ａを有
する半導体ウエハ２０２を形成することが可能となる。
このような半導体ウエハ２０２をＧａＮ系半導体素子の
製造に用いることにより、１枚の半導体ウエハ２０２か
ら大量のＧａＮ系半導体素子を製造することが可能とな
る。それにより、ＧａＮ系半導体素子の製造コストの低
減および製造効率の向上が図られる。
【００８３】なお、上記においてはアンドープの第２の
ＧａＮ層３ａを形成しているが、ｎ型またはｐ型にドー
プされた第２のＧａＮ層３ａを形成してもよい。例え
ば、第２のＧａＮ層３ａの成長時において、原料ガスＴ
ＭＧ、ＮＨ3 とともにドーパントガスとしてＳｉＨ4 を
供給し、Ｓｉによりｎ型にドープされたｎ−第２のＧａ
Ｎ層３ａを形成してもよい。あるいは、上記のＳｉＨ4
の代わりにドーパントガスとしてＣｐ2 Ｍｇを供給し、
Ｍｇによりｐ型にドープされたｐ−第２のＧａＮ層３ａ
を形成してもよい。
ＧａＮ層３ａを形成しているが、ｎ型またはｐ型にドー
プされた第２のＧａＮ層３ａを形成してもよい。例え
ば、第２のＧａＮ層３ａの成長時において、原料ガスＴ
ＭＧ、ＮＨ3 とともにドーパントガスとしてＳｉＨ4 を
供給し、Ｓｉによりｎ型にドープされたｎ−第２のＧａ
Ｎ層３ａを形成してもよい。あるいは、上記のＳｉＨ4
の代わりにドーパントガスとしてＣｐ2 Ｍｇを供給し、
Ｍｇによりｐ型にドープされたｐ−第２のＧａＮ層３ａ
を形成してもよい。
【００８４】なお、アンドープの第２のＧａＮ層３ａ
は、ｎ−第２のＧａＮ層３ａまたはｐ−第２のＧａＮ層
３ａに比べて結晶性が良好である。このため、半導体ウ
エハ２０２においては、アンドープの第２のＧａＮ層３
ａを形成することが好ましい。それにより、半導体ウエ
ハ２０２上に成長させた窒化物系半導体層において、よ
り良好な結晶性が実現される。
は、ｎ−第２のＧａＮ層３ａまたはｐ−第２のＧａＮ層
３ａに比べて結晶性が良好である。このため、半導体ウ
エハ２０２においては、アンドープの第２のＧａＮ層３
ａを形成することが好ましい。それにより、半導体ウエ
ハ２０２上に成長させた窒化物系半導体層において、よ
り良好な結晶性が実現される。
【００８５】なお、半導体ウエハ２０２においても、図
２の半導体ウエハ２０１のように、ＡｌＧａＮバッファ
層１０を形成してもよい。
２の半導体ウエハ２０１のように、ＡｌＧａＮバッファ
層１０を形成してもよい。
【００８６】上記においては結晶成長阻止層としてスト
ライプ状のＳｉＯ2 膜１５を形成しているが、結晶成長
阻止層の材料は、ＳｉＯ2 以外のＴｉＯ2 等の絶縁膜、
またはＷ等の高融点金属であってもよい。あるいは、結
晶成長阻止層を形成する代わりに第１のＧａＮ層３をエ
ッチングしてもよい。この場合、第１のＧａＮ層３に凹
凸パターンが形成され、この凹部において第２のＧａＮ
層３ａがラテラル成長する。
ライプ状のＳｉＯ2 膜１５を形成しているが、結晶成長
阻止層の材料は、ＳｉＯ2 以外のＴｉＯ2 等の絶縁膜、
またはＷ等の高融点金属であってもよい。あるいは、結
晶成長阻止層を形成する代わりに第１のＧａＮ層３をエ
ッチングしてもよい。この場合、第１のＧａＮ層３に凹
凸パターンが形成され、この凹部において第２のＧａＮ
層３ａがラテラル成長する。
【００８７】なお、ＩｎＧａＮバッファ層２および第１
のＧａＮ層３の詳細については、図１の半導体ウエハ２
００において前述した通りである。
のＧａＮ層３の詳細については、図１の半導体ウエハ２
００において前述した通りである。
【００８８】図１〜図３に示す半導体ウエハ２００〜２
０２は、結晶性が良好でかつ大面積のＧａＮ層３，３ａ
を有するため、ＧａＮ基板としてＧａＮ系半導体素子の
製造において有効である。
０２は、結晶性が良好でかつ大面積のＧａＮ層３，３ａ
を有するため、ＧａＮ基板としてＧａＮ系半導体素子の
製造において有効である。
【００８９】続いて、図１〜図３に示す半導体ウエハ２
００〜２０２を用いて製造した半導体素子について説明
する。なお、以下の実施例においては、半導体素子とし
て発光ダイオードについて説明する。
００〜２０２を用いて製造した半導体素子について説明
する。なお、以下の実施例においては、半導体素子とし
て発光ダイオードについて説明する。
【００９０】図４は第２の発明の一実施例における発光
ダイオードの模式的断面図である。図４に示す発光ダイ
オードの製造の際には、ＭＯＣＶＤ法により、図１の半
導体ウエハ２００のＧａＮ層３上に、ｎ−ＧａＮコンタ
クト層４、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層５、ＩｎＧａＮ活
性層６、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層７およびｐ−ＧａＮ
コンタクト層８を順に形成する。各層４〜８の成長時の
条件については表１に示す通りである。
ダイオードの模式的断面図である。図４に示す発光ダイ
オードの製造の際には、ＭＯＣＶＤ法により、図１の半
導体ウエハ２００のＧａＮ層３上に、ｎ−ＧａＮコンタ
クト層４、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層５、ＩｎＧａＮ活
性層６、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層７およびｐ−ＧａＮ
コンタクト層８を順に形成する。各層４〜８の成長時の
条件については表１に示す通りである。
【００９１】
【表１】
【００９２】上記のようにして各層４〜８を成長させた
後、ウエハ内の各素子形成領域において、ＲＩＢＥ法
（反応性イオンビームエッチング法）等によりｐ−Ｇａ
Ｎコンタクト層８からｎ−ＧａＮコンタクト層４までの
一部領域をエッチングし、ｎ−ＧａＮコンタクト層４の
所定領域を露出させる。
後、ウエハ内の各素子形成領域において、ＲＩＢＥ法
（反応性イオンビームエッチング法）等によりｐ−Ｇａ
Ｎコンタクト層８からｎ−ＧａＮコンタクト層４までの
一部領域をエッチングし、ｎ−ＧａＮコンタクト層４の
所定領域を露出させる。
【００９３】続いて、ウエハ内の各素子形成領域におい
て、露出したｎ−ＧａＮコンタクト層４上にｎ電極５０
を形成し、また、ｐ−ＧａＮコンタクト層８上にｐ電極
５１を形成する。
て、露出したｎ−ＧａＮコンタクト層４上にｎ電極５０
を形成し、また、ｐ−ＧａＮコンタクト層８上にｐ電極
５１を形成する。
【００９４】最後に、各層４〜８とともにＳｉ基板１を
分割し、図４に示す個々の発光ダイオードに分離する。
分割し、図４に示す個々の発光ダイオードに分離する。
【００９５】ここで、図１において前述したように半導
体ウエハ２００は大面積のＧａＮ層３を有するため、上
記の発光ダイオードの製造の際には、１枚の半導体ウエ
ハ２００から大量の発光ダイオードを製造することが可
能となる。したがって、発光ダイオードの製造コストの
低減および製造効率の向上を図ることが可能となる。
体ウエハ２００は大面積のＧａＮ層３を有するため、上
記の発光ダイオードの製造の際には、１枚の半導体ウエ
ハ２００から大量の発光ダイオードを製造することが可
能となる。したがって、発光ダイオードの製造コストの
低減および製造効率の向上を図ることが可能となる。
【００９６】また前述のように、半導体ウエハ２００に
おいては、ＩｎＧａＮバッファ層２により、ＧａＮ層３
とＳｉ基板１との膨張係数の差および格子定数の差が緩
和されている。このため、半導体ウエハ２００のＧａＮ
層３上に形成された各層４〜８においては熱歪みが発生
せず、良好な結晶性が実現される。それにより、良好な
素子特性および高い信頼性を有する発光ダイオードが得
られる。
おいては、ＩｎＧａＮバッファ層２により、ＧａＮ層３
とＳｉ基板１との膨張係数の差および格子定数の差が緩
和されている。このため、半導体ウエハ２００のＧａＮ
層３上に形成された各層４〜８においては熱歪みが発生
せず、良好な結晶性が実現される。それにより、良好な
素子特性および高い信頼性を有する発光ダイオードが得
られる。
【００９７】図５は第２の発明の他の実施例における発
光ダイオードの模式的断面図である。
光ダイオードの模式的断面図である。
【００９８】図５に示す発光ダイオードは、図２の半導
体ウエハ２０１を半導体ウエハ２００の代わりに用いる
点を除いて、図４の発光ダイオードの製造方法と同様の
方法により製造される。
体ウエハ２０１を半導体ウエハ２００の代わりに用いる
点を除いて、図４の発光ダイオードの製造方法と同様の
方法により製造される。
【００９９】ここで、図２において前述したように半導
体ウエハ２０１は大面積のＧａＮ層３を有するため、上
記の発光ダイオードの製造の際には、１枚の半導体ウエ
ハ２０１から大量の発光ダイオードを製造することが可
能となる。したがって、発光ダイオードの製造コストの
低減および製造効率の向上を図ることが可能なる。
体ウエハ２０１は大面積のＧａＮ層３を有するため、上
記の発光ダイオードの製造の際には、１枚の半導体ウエ
ハ２０１から大量の発光ダイオードを製造することが可
能となる。したがって、発光ダイオードの製造コストの
低減および製造効率の向上を図ることが可能なる。
【０１００】また、前述のように半導体ウエハ２０１に
おいては、ＩｎＧａＮ第１のバッファ層２により、Ｇａ
Ｎ層３とＳｉ基板１との熱膨張係数の差および格子定数
の差が緩和されている。また、ＡｌＧａＮ第２のバッフ
ァ層１０により、さらに格子定数の差が緩和され、結晶
性の向上が図られる。このため、半導体ウエハ２０１の
ＧａＮ層３上に形成された各層４〜８においては熱歪み
が発生せず、良好な結晶性が実現される。それにより、
良好な素子特性および高い信頼性を有する発光ダイオー
ドが得られる。
おいては、ＩｎＧａＮ第１のバッファ層２により、Ｇａ
Ｎ層３とＳｉ基板１との熱膨張係数の差および格子定数
の差が緩和されている。また、ＡｌＧａＮ第２のバッフ
ァ層１０により、さらに格子定数の差が緩和され、結晶
性の向上が図られる。このため、半導体ウエハ２０１の
ＧａＮ層３上に形成された各層４〜８においては熱歪み
が発生せず、良好な結晶性が実現される。それにより、
良好な素子特性および高い信頼性を有する発光ダイオー
ドが得られる。
【０１０１】図６は第２の発明のさらに他の実施例にお
ける発光ダイオードの模式的断面図である。
ける発光ダイオードの模式的断面図である。
【０１０２】図６に示す発光ダイオードは、図３の半導
体ウエハ２０２を半導体ウエハ２００の代わりに用いる
点を除いて、図４の発光ダイオードの製造方法と同様の
方法により製造される。
体ウエハ２０２を半導体ウエハ２００の代わりに用いる
点を除いて、図４の発光ダイオードの製造方法と同様の
方法により製造される。
【０１０３】ここで、図３において前述したように半導
体ウエハ２０２は大面積のＧａＮ層３ａを有するため、
上記の発光ダイオードの製造の際には、１枚の半導体ウ
エハ２０２から大量の発光ダイオードを製造することが
可能となる。したがって、発光ダイオードの製造コスト
の低減および製造効率の向上が図られる。
体ウエハ２０２は大面積のＧａＮ層３ａを有するため、
上記の発光ダイオードの製造の際には、１枚の半導体ウ
エハ２０２から大量の発光ダイオードを製造することが
可能となる。したがって、発光ダイオードの製造コスト
の低減および製造効率の向上が図られる。
【０１０４】また、前述のように半導体ウエハ２０２に
おいては、ＩｎＧａＮバッファ層２により、第１および
第２のＧａＮ層３，３ａとＳｉ基板１との間の熱膨張係
数の差および格子定数の差が緩和されている。さらに、
第２のＧａＮ層３ａは横方向成長により形成されるため
格子欠陥の低減が図られる。このため、半導体ウエハ２
０２の第２のＧａＮ層３ａ上に形成された各層４〜８に
おいては熱歪みが発生せず、より良好な結晶性が実現さ
れる。それにより、素子特性および信頼性がさらに向上
した発光ダイオードが得られる。
おいては、ＩｎＧａＮバッファ層２により、第１および
第２のＧａＮ層３，３ａとＳｉ基板１との間の熱膨張係
数の差および格子定数の差が緩和されている。さらに、
第２のＧａＮ層３ａは横方向成長により形成されるため
格子欠陥の低減が図られる。このため、半導体ウエハ２
０２の第２のＧａＮ層３ａ上に形成された各層４〜８に
おいては熱歪みが発生せず、より良好な結晶性が実現さ
れる。それにより、素子特性および信頼性がさらに向上
した発光ダイオードが得られる。
【０１０５】なお、上記においては、図４〜図６の発光
ダイオードの製造の際に各層４〜８をＭＯＣＶＤ法によ
り成長させているが、各層４〜８をＭＢＥ法により成長
させてもよい。
ダイオードの製造の際に各層４〜８をＭＯＣＶＤ法によ
り成長させているが、各層４〜８をＭＢＥ法により成長
させてもよい。
【０１０６】また、図４〜図６の発光ダイオードにおい
て、各層４〜８の構成は上記の構成に限定されるもので
はなく、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、ＢおよびＴｌの少なくとも
１つを含む窒化物系半導体から構成されていれば上記以
外の構成であってもよい。
て、各層４〜８の構成は上記の構成に限定されるもので
はなく、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、ＢおよびＴｌの少なくとも
１つを含む窒化物系半導体から構成されていれば上記以
外の構成であってもよい。
【０１０７】また、図４〜図６の発光ダイオードにおい
ては、半導体ウエハ２００〜２０２上にｎ型の半導体層
およびｐ型の半導体層を順に形成しているが、半導体ウ
エハ２００〜２０２上にｐ型の半導体層およびｎ型の半
導体層を順に形成してもよい。
ては、半導体ウエハ２００〜２０２上にｎ型の半導体層
およびｐ型の半導体層を順に形成しているが、半導体ウ
エハ２００〜２０２上にｐ型の半導体層およびｎ型の半
導体層を順に形成してもよい。
【０１０８】さらに、上記においては、図１〜図３に示
す半導体ウエハ２００〜２０２を発光ダイオードの製造
に用いた場合について説明したが、発光ダイオード以外
の半導体発光素子、例えば半導体レーザ素子等の製造に
半導体ウエハ２００〜２０２を用いてもよい。また、半
導体発光素子以外の半導体素子、例えばフォトダイオー
ド等の受光素子、トランジスタ等の電子素子等の製造に
半導体ウエハ２００〜２０２を用いてもよい。
す半導体ウエハ２００〜２０２を発光ダイオードの製造
に用いた場合について説明したが、発光ダイオード以外
の半導体発光素子、例えば半導体レーザ素子等の製造に
半導体ウエハ２００〜２０２を用いてもよい。また、半
導体発光素子以外の半導体素子、例えばフォトダイオー
ド等の受光素子、トランジスタ等の電子素子等の製造に
半導体ウエハ２００〜２０２を用いてもよい。
【０１０９】さらに、半導体ウエハ２００〜２０２のＧ
ａＮ層３，３ａ上に窒化物系半導体層を積層してＧａＮ
系半導体発光素子を形成するとともに、半導体ウエハ２
００〜２０２のＳｉ基板１上にＳｉ系半導体素子からな
る集積回路を形成することにより、ＧａＮ系半導体発光
素子とＳｉ系半導体素子からなる集積回路とが共通のＳ
ｉ基板上に形成されてなる光・電子集積回路を製造する
ことも可能となる。
ａＮ層３，３ａ上に窒化物系半導体層を積層してＧａＮ
系半導体発光素子を形成するとともに、半導体ウエハ２
００〜２０２のＳｉ基板１上にＳｉ系半導体素子からな
る集積回路を形成することにより、ＧａＮ系半導体発光
素子とＳｉ系半導体素子からなる集積回路とが共通のＳ
ｉ基板上に形成されてなる光・電子集積回路を製造する
ことも可能となる。
【０１１０】上記の場合においても、前述の発光ダイオ
ードの製造における効果と同様の効果が得られる。すな
わち、製造効率の向上および製造コストの低減が図られ
るとともに、良好な素子特性および高い信頼性を有する
半導体素子の製造が可能となる。
ードの製造における効果と同様の効果が得られる。すな
わち、製造効率の向上および製造コストの低減が図られ
るとともに、良好な素子特性および高い信頼性を有する
半導体素子の製造が可能となる。
【図１】第１の発明の一実施例における半導体ウエハを
示す模式的断面図である。
示す模式的断面図である。
【図２】第１の発明の他の実施例における半導体ウエハ
を示す模式的断面図である。
を示す模式的断面図である。
【図３】第１の発明のさらに他の実施例における半導体
ウエハの製造方法を示す模式的な工程断面図である。
ウエハの製造方法を示す模式的な工程断面図である。
【図４】第２の発明の一実施例における半導体素子を示
す模式的断面図である。
す模式的断面図である。
【図５】第２の発明の他の実施例における半導体素子を
示す模式的断面図である。
示す模式的断面図である。
【図６】第２の発明のさらに他の実施例における半導体
素子を示す模式的断面図である。
素子を示す模式的断面図である。
【図７】従来の発光ダイオードの例を示す模式的断面図
である。
である。
１ Ｓｉ基板 ２ ＩｎＧａＮ低温バッファ層 ３ ＧａＮ層 ４ ｎ−ＧａＮコンタクト層 ５ ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層 ６ ＩｎＧａＮ活性層 ７ ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層 ８ ｐ−ＧａＮコンタクト層 １０ ＡｌＧａＮ低温バッファ層 １５ ＳｉＯ2 膜 ５０ ｎ電極 ５１ ｐ電極 ２００〜２０２ 半導体ウエハ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G077 AA02 BA04 BE11 BE15 DB08 ED06 EF02 5F041 AA31 AA40 AA43 CA04 CA12 CA23 CA33 CA34 CA40 CA46 CA49 CA57 CA65 CA66 5F045 AA04 AA05 AB09 AB14 AB15 AC07 AC12 AC15 AC18 AD11 AD14 AF03 BB12 CA10 CA12 CB02 DA53 5F052 DA04 DB01 JA07 KA02 KA05 5F073 AA51 AA55 CA07 CB04 CB07 DA05 DA25
Claims (12)
- 【請求項１】 少なくともインジウムを含む窒化物系半
導体から構成されるバッファ層と、窒化ガリウム層とが
順に形成されたことを特徴とする半導体ウエハ。 - 【請求項２】 前記バッファ層はシリコン基板上に形成
されたことを特徴とする請求項１記載の半導体ウエハ。 - 【請求項３】 シリコン基板上に少なくともインジウム
を含む窒化物系半導体から構成される第１のバッファ層
および第１の窒化ガリウム層を順に形成することを特徴
とする半導体ウエハの製造方法。 - 【請求項４】 前記シリコン基板と前記第１のバッファ
層との間および前記第１のバッファ層と前記第１の窒化
ガリウム層との間の少なくとも一方に、前記第１のバッ
ファ層と異なる組成を有する窒化物系半導体から構成さ
れる第２のバッファ層を形成することを特徴とする請求
項３記載の半導体ウエハの製造方法。 - 【請求項５】 前記第１の窒化ガリウム層上に横方向成
長技術を用いて第２の窒化ガリウム層を形成することを
特徴とする請求項３または４記載の半導体ウエハの製造
方法。 - 【請求項６】 シリコン基板上に、少なくともインジウ
ムを含む窒化物系半導体から構成される第１のバッファ
層、第１の窒化ガリウム層、および素子領域を含む窒化
物系半導体層が順に形成されたことを特徴とする半導体
素子。 - 【請求項７】 前記シリコン基板と前記第１のバッファ
層との間および前記第１のバッファ層と前記第１の窒化
ガリウム層との間の少なくとも一方に、前記第１のバッ
ファ層と異なる組成を有する窒化物系半導体から構成さ
れる第２のバッファ層がさらに形成されたことを特徴と
する請求項６記載の半導体素子。 - 【請求項８】 前記第１の窒化ガリウム層上に所定間隔
で複数の結晶成長阻止層が分散配置され、前記第１の窒
化ガリウム層上および前記複数の結晶成長阻止層上に第
２の窒化ガリウム層がさらに形成され、前記第２の窒化
ガリウム層上に、前記素子領域を含む窒化物系半導体層
が形成されたことを特徴とする請求項６または７記載の
半導体素子。 - 【請求項９】 前記窒化物系半導体は、ガリウム、アル
ミニウム、インジウム、ホウ素およびタリウムの少なく
とも１つを含むIII 族窒化物系半導体であることを特徴
とする請求項６〜８のいずれかに記載の半導体素子。 - 【請求項１０】 シリコン基板上に、少なくともインジ
ウムを含む窒化物系半導体から構成される第１のバッフ
ァ層、第１の窒化ガリウム層、および素子領域を含む窒
化物系半導体層を順に形成することを特徴とする半導体
素子の製造方法。 - 【請求項１１】 前記シリコン基板と前記第１のバッフ
ァ層との間および前記第１のバッファ層と前記第１の窒
化ガリウム層との間の少なくとも一方に、前記第１のバ
ッファ層と異なる組成を有する窒化物系半導体から構成
される第２のバッファ層をさらに形成することを特徴と
する請求項１０記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１２】 前記第１の窒化ガリウム層上に横方向
成長技術を用いて第２の窒化ガリウム層をさらに形成
し、前記第２の窒化ガリウム層上に前記素子領域を含む
窒化物系半導体層を形成することを特徴とする請求項１
０または１１記載の半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP26536299A JP2001093834A (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | 半導体素子および半導体ウエハならびにその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26536299A JP2001093834A (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | 半導体素子および半導体ウエハならびにその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001093834A true JP2001093834A (ja) | 2001-04-06 |
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ID=17416132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26536299A Pending JP2001093834A (ja) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | 半導体素子および半導体ウエハならびにその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001093834A (ja) |
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-
1999
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