[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2001185493A - Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 - Google Patents

Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子

Info

Publication number
JP2001185493A
JP2001185493A JP36761399A JP36761399A JP2001185493A JP 2001185493 A JP2001185493 A JP 2001185493A JP 36761399 A JP36761399 A JP 36761399A JP 36761399 A JP36761399 A JP 36761399A JP 2001185493 A JP2001185493 A JP 2001185493A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound semiconductor
group iii
iii nitride
layer
nitride compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP36761399A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001185493A5 (ja
Inventor
Masayoshi Koike
正好 小池
Akira Kojima
彰 小島
Toshio Hiramatsu
敏夫 平松
Yuuta Tezeni
雄太 手銭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Gosei Co Ltd filed Critical Toyoda Gosei Co Ltd
Priority to JP36761399A priority Critical patent/JP2001185493A/ja
Priority to PCT/JP2000/009121 priority patent/WO2001048799A1/ja
Priority to EP00987700A priority patent/EP1263031A1/en
Priority to CA002398525A priority patent/CA2398525A1/en
Priority to US10/168,629 priority patent/US6830948B2/en
Priority to AU24006/01A priority patent/AU776768B2/en
Priority to CNB008177147A priority patent/CN1189920C/zh
Priority to KR10-2002-7008100A priority patent/KR100500863B1/ko
Publication of JP2001185493A publication Critical patent/JP2001185493A/ja
Publication of JP2001185493A5 publication Critical patent/JP2001185493A5/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02381—Silicon, silicon germanium, germanium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/0242—Crystalline insulating materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02455—Group 13/15 materials
    • H01L21/02458—Nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02494—Structure
    • H01L21/02496—Layer structure
    • H01L21/02502—Layer structure consisting of two layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02538—Group 13/15 materials
    • H01L21/0254—Nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/0257—Doping during depositing
    • H01L21/02573—Conductivity type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/02636—Selective deposition, e.g. simultaneous growth of mono- and non-monocrystalline semiconductor materials
    • H01L21/02639—Preparation of substrate for selective deposition
    • H01L21/02642—Mask materials other than SiO2 or SiN
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/02636—Selective deposition, e.g. simultaneous growth of mono- and non-monocrystalline semiconductor materials
    • H01L21/02647—Lateral overgrowth
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
    • H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
    • H10H20/0133—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials with a substrate not being Group III-V materials
    • H10H20/01335—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials with a substrate not being Group III-V materials the light-emitting regions comprising nitride materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/01—Manufacture or treatment
    • H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
    • H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
    • H10H20/0137—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials the light-emitting regions comprising nitride materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2304/00—Special growth methods for semiconductor lasers
    • H01S2304/12—Pendeo epitaxial lateral overgrowth [ELOG], e.g. for growing GaN based blue laser diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/323—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser
    • H01S5/32308—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm
    • H01S5/32341—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures in AIIIBV compounds, e.g. AlGaAs-laser, InP-based laser emitting light at a wavelength less than 900 nm blue laser based on GaN or GaP

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】貫通転位の軽減されたIII族窒化物系化合物半
導体を提供すること。 【解決手段】マスク４を用いて、第１のIII族窒化物系
化合物半導体層３１を点状、ストライプ状又は格子状等
の島状態にエッチングし、段差を設ける。こうして、段
差の上段の上面のマスク４を除かずに、側面を核とし
て、マスク４上にはエピタキシャル成長しない第２のII
I族窒化物系化合物半導体３２を縦及び横方向エピタキ
シャル成長させることで段差部分を埋めつつ、上方にも
成長させることができる。このとき第２のIII族窒化物
系化合物半導体３２が横方向エピタキシャル成長した部
分の上部は、III族窒化物系化合物半導体層３１が有す
る貫通転位の伝搬が抑制され、埋められた段差部分に貫
通転位の軽減された領域を作ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、III族窒化物系化
合物半導体の製造方法に関する。特に、横方向エピタキ
シャル成長（ＥＬＯ）成長を用いる、III族窒化物系化
合物半導体の製造方法に関する。尚、III族窒化物系化
合物半導体とは、例えばAlN、GaN、InNのような２元
系、AlxGa1-xN、AlxIn1-xN、GaxIn1-xN（いずれも0＜x
＜1）のような３元系、AlxGayIn1-x-yN（0＜x＜1, 0＜y
＜1, 0＜x+y＜1）の４元系を包括した一般式AlxGayIn
1-x-yN（0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦x+y≦1）で表されるも
のがある。なお、本明細書においては、特に断らない限
り、単にIII族窒化物系化合物半導体と言う場合は、伝
導型をｐ型あるいはｎ型にするための不純物がドープさ
れたIII族窒化物系化合物半導体をも含んだ表現とす
る。
【従来の技術】
【０００２】III族窒化物系化合物半導体は、例えば発
光素子とした場合、発光スペクトルが紫外から赤色の広
範囲に渡る直接遷移型の半導体であり、発光ダイオード
(LED)やレーザダイオード(LD)等の発光素子に応用され
ている。また、そのバンドギャップが広いため、他の半
導体を用いた素子よりも高温において安定した動作を期
待できることから、ＦＥＴ等トランジスタへの応用も盛
んに開発されている。また、ヒ素(As)を主成分としてい
ないことで、環境面からも様々な半導体素子一般への開
発が期待されている。このIII族窒化物系化合物半導体
では、通常、サファイアを基板として用い、その上に形
成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サファ
イア基板上にIII族窒化物系化合物半導体を形成する
と、サファイアとIII族窒化物系化合物半導体との格子
定数のミスフィットにより転位が発生し、このため素子
特性が良くないという問題がある。このミスフィットに
よる転位は半導体層を縦方向（基板面に垂直方向）に貫
通する貫通転位であり、III族窒化物系化合物半導体中
に109cm-2程度の転位が伝搬してしまうという問題があ
る。これは組成の異なるIII族窒化物系化合物半導体各
層を最上層まで伝搬する。これにより例えば発光素子の
場合、ＬＤの閾値電流、ＬＤ及びＬＥＤの素子寿命など
の素子特性が良くならないという問題があった。また、
他の半導体素子としても、欠陥により電子が散乱するこ
とから、移動度（モビリティ）の低い半導体素子となる
にとどまっていた。これらは、他の基板を用いる場合も
同様であった。
【０００４】これについて、図１１の模式図で説明す
る。図１１は、基板９１と、その上に形成されたバッフ
ァ層９２と、更にその上に形成されたIII族窒化物系化
合物半導体層９３を示したものである。基板９１として
はサファイアなど、バッファ層９２としては窒化アルミ
ニウム(AlN)などが従来用いられている。窒化アルミニ
ウム(AlN)のバッファ層９２は、サファイア基板９１とI
II族窒化物系化合物半導体層９３とのミスフィットを緩
和させる目的で設けられているものであるが、それでも
転位の発生を０とすることはできない。この転位発生点
９００から、縦方向（基板面に垂直方向）に貫通転位９
０１が伝播し、それはバッファ層９２、III族窒化物系
化合物半導体層９３をも貫いていく。こうして、III族
窒化物系化合物半導体層９３の上層に、所望の様々なII
I族窒化物系化合物半導体を積層して半導体素子を形成
しようとすると、III族窒化物系化合物半導体層９３の
表面に達した転位９０２から、半導体素子を貫通転位が
更に縦方向に伝搬していくこととなる。このように、従
来の技術では、III族窒化物系化合物半導体層を形成す
る際、転位の伝搬を阻止できないという問題があった。
【０００５】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、貫通転位の発生を抑制し
たIII族窒化物系化合物半導体を製造することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、III族窒化物系化合物半
導体をエピタキシャル成長により得るIII族窒化物系化
合物半導体の製造方法において、マスクを用い、少なく
とも１層のIII族窒化物系化合物半導体から成り、最上
層を第１のIII族窒化物系化合物半導体とする基底層を
点状、ストライプ状又は格子状等の島状態にエッチング
する工程と、前記エッチングにより形成された点状、ス
トライプ状又は格子状等の島状態の前記基底層の段差の
上段の上面の前記マスクを有したまま、側面を核とし
て、前記マスク上にはエピタキシャル成長しない第２の
III族窒化物系化合物半導体を縦及び横方向エピタキシ
ャル成長させる工程とを有することを特徴とする。尚、
本明細書で基底層とは、単層のIII族窒化物系化合物半
導体層の場合と、III族窒化物系化合物半導体層を少な
くとも１層含む多重層を一括して表現するために用い
る。また、マスク上にはエピタキシャル成長しない第２
のIII族窒化物系化合物半導体とは、ほとんど成長しな
いの意味であり、実質的に横方向エピタキシャル成長
（ＥＬＯ）で覆われると観測できれば充分である。尚、
ここで島状態とは、エッチングにより形成された段差の
上段の様子を概念的に言うものであって、必ずしも各々
が分離した領域を言うものでなく、ウエハ上全体をスト
ライプ状又は格子状に形成するなどのように極めて広い
範囲において段差の上段が連続していても良いものとす
る。また、段差の側面とは必ずしも基板面及びIII族窒
化物系化合物半導体表面に対して垂直となるものを言う
ものでなく、斜めの面でも良い。この際、段差の底部に
底面の無い、断面がＶ字状のものでも良い。これらは特
に言及されない限り以下の請求項でも同様とする。
【０００７】また、請求項２に記載の発明は、前記基底
層は基板上に形成されており、前記エッチングは前記基
板が露出するまで行われることを特徴とする。
【０００８】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載のIII族窒化物系化合物半導体の製造方法におい
て、段差の深さと幅との関係は、底部からの縦方向成長
により段差が埋められるよりも、側面からの横方向成長
により段差が塞がれる方が早いよう形成されることを特
徴とする。尚、ここでエッチングの際断面がＶ字状の底
面の無い段差の場合は、エピタキシャル成長の際に形成
される底部（底面）を言う。
【０００９】また、請求項４に記載の発明は、段差の側
面は、略全部が｛１１−２０｝面であることを特徴とす
る。
【００１０】また、請求項５に記載の発明は、第１のII
I族窒化物系化合物半導体と第２のIII族窒化物系化合物
半導体とが同組成であることを特徴とする。尚、ここで
同組成とは、ドープ程度の差（モル比１パーセント未満
の差）は無視するものとする。
【００１１】また、請求項６に記載の発明は、前記基底
層は、前記基板上に形成されたバッファ層、及びこのバ
ッファ層上にエピタキシャル成長したIII族窒化物系化
合物半導体層を１周期として、複数周期形成された層で
あることを特徴とする。
【００１２】また、請求項７に記載の発明は、前記基底
層において、前記バッファ層と隣り合う前記III族窒化
物系化合物半導体層とは、組成又は形成温度が異なるこ
とを特徴とする。
【００１３】また、請求項８に記載の発明は、前記第１
のIII族窒化物系化合物半導体層には、主たる構成元素
より原子半径の大きな元素により一部置換されている又
はドープされていることを特徴とする。ここで主たる構
成元素とは、窒素と、III族元素を言う。原子半径が大
きい元素とは、例えば窒素に対してはリン(P)、ヒ素(A
s)、ビスマス(Bi)であり、III族元素は原子半径の小さ
い方から大きい方にアルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、
インジウム(In)、タリウム(Tl)である。
【００１４】また、請求項９に記載の発明は、請求項１
乃至請求項８のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化
合物半導体の製造方法において、第２のIII族窒化物系
化合物半導体をエピタキシャル成長させる前に、段差の
下段面を覆うよう、第２のマスクを形成する工程を含む
ことを特徴とする。
【００１５】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
１乃至請求項９のいずれか１項に記載の製造方法により
製造したIII族窒化物系化合物半導体層の、横方向エピ
タキシャル成長した部分の上層に、半導体素子として機
能する単層又は複数のIII族窒化物系化合物半導体層か
ら成る素子層を形成することにより得られたIII族窒化
物系化合物半導体素子である。
【００１６】また、請求項１１に記載の発明は、請求項
１乃至請求項９のいずれか１項に記載のIII族窒化物系
化合物半導体の製造方法に加えて、横方向エピタキシャ
ル成長した部分の上層以外を略全部除去することによ
り、III族窒化物系化合物半導体層を得ることを特徴と
するIII族窒化物系化合物半導体の製造方法である。
【００１７】
【作用及び発明の効果】本発明のIII族窒化物系化合物
半導体の製造方法の概略を図１を参照しながら説明す
る。尚、図１では、従属請求項の説明及び理解を助ける
ため基板１及びバッファ層２を有する図を示している
が、本発明は、縦方向に貫通転位を有するIII族窒化物
系化合物半導体から、縦方向の貫通転位の軽減された領
域を有するIII族窒化物系化合物半導体層を得るもので
あり、基板１及びバッファ層２は本発明に必須の要素で
はない。以下、基板１面上に、バッファ層２を介して形
成された、縦方向（基板面に垂直方向）に貫通転位を有
するIII族窒化物系化合物半導体層３１を用いて本発明
を適用する例で、本発明の作用効果の要部を説明する。
【００１８】図１の（ａ）のように、マスク４を用い
て、基底層としての第１のIII族窒化物系化合物半導体
層３１を点状、ストライプ状又は格子状等の島状態にエ
ッチングし、段差を設ける。こうして、段差の上段の上
面のマスク４を除かずに、側面を核として、マスク４上
にはエピタキシャル成長しない第２のIII族窒化物系化
合物半導体３２を縦及び横方向エピタキシャル成長させ
ることで段差部分を埋めつつ、上方にも成長させること
ができる。このとき第２のIII族窒化物系化合物半導体
３２が横方向エピタキシャル成長した部分の上部は、II
I族窒化物系化合物半導体層３１が有する貫通転位の伝
搬が抑制され、埋められた段差部分に貫通転位の軽減さ
れた領域を作ることができる（請求項１）。第２のIII
族窒化物系化合物半導体３２を縦及び横方向エピタキシ
ャル成長させる際、図１の（ｂ）のように、段差の側面
を核として成長する部分の他、段差の下段（底部）を核
として成長する部分が存在する。縦方向と横方向の成長
速度はほぼ等しい。よって本発明は段差の側面を核とし
て成長する部分が明かに存在するようにエピタキシャル
成長することである。III族窒化物系化合物半導体層３
１と第２のIII族窒化物系化合物半導体３２とはエピタ
キシャル成長により不連続面がほとんど無いので構造的
にも安定したものとすることができる。こののち縦及び
横方向エピタキシャル成長を続けることでマスク４をも
覆うように第２のIII族窒化物系化合物半導体層３２を
形成することができる（図１の（ｄ）、（ｅ））。マス
ク４上の第２のIII族窒化物系化合物半導体層３２はマ
スク４の上面からエピタキシャル成長したのではないの
で、新たな転位が生じることは無い。
【００１９】エッチングは基底層をエッチングし、基板
面を露出させるか、更には一部基板自体をもエッチング
する深さとすれば、上部の横方向エピタキシャル成長が
確実である。これは基板面を核としては第２のIII族窒
化物系化合物半導体が成長しにくいからである。これに
より基底層に残っている貫通転位の影響を理想的に排除
し、横方向エピタキシャル成長される第２のIII族窒化
物系化合物半導体の結晶性を確実に良くすることができ
る（請求項２）。
【００２０】このとき、段差部分を埋める第２のIII族
窒化物系化合物半導体３２が、段差の下段（底部）から
縦方向にエピタキシャル成長して元の段差の上段まで成
長するよりも、段差の側面から横方向にエピタキシャル
成長して向かい合う段差の側面からの横方向エピタキシ
ャル成長面と合体する方が早いならば、段差を埋めた部
分のIII族窒化物系化合物半導体３２上部には第１のIII
族窒化物系化合物半導体層３１から伝搬する貫通転位は
著しく抑制され、極めて良質な結晶領域とすることがで
きる（請求項３）。この場合、図１の（ｃ）のように段
差の底部を核として成長した部分が表面に出ることなく
空洞として残ることとなる。その上部は両側の段差の側
面を核として成長してきたIII族窒化物系化合物半導体
３２の成長面の合体が生じており、第１のIII族窒化物
系化合物半導体層から伝搬する貫通転位はこの空洞で止
められることとなる。また、構造的にも安定したものと
することができる。
【００２１】上記の様な横方向エピタキシャル成長は、
III族窒化物系化合物半導体層３１の段差の側面が｛１
１−２０｝面であるとき容易に実現可能である（請求項
４）。このとき例えば横方向エピタキシャル成長中の成
長面の少なくとも上部を｛１１−２０｝面のまま保つこ
とができる。また、第１のIII族窒化物系化合物半導体
と第３のIII族窒化物系化合物半導体とが同組成である
ならば、横方向エピタキシャル成長は容易に実現可能で
ある（請求項５）。
【００２２】以上のような方法により、III族窒化物系
化合物半導体層３１から伝搬する貫通転位を抑制し構造
的に安定なものとする一方、不連続面による抵抗増加を
伴わないでIII族窒化物系化合物半導体３２を形成する
ことができる。尚、図１では基板面に垂直な側面を持つ
段差を形成するものを示したが、本発明はこれに限られ
ず、段差の側面は斜めの面でも良い。この際、段差の底
部に底面のが形成されていない、断面がＶ字状のもので
も良い。これらは以下の説明でも同様である。
【００２３】基底層は、基板上に形成されたバッファ層
とこの上にエピタキシャル成長されたIII族窒化物系化
合物半導体層を任意周期繰り返すことで、各バッファ層
により貫通転位が低減される（請求項６）。この時、バ
ッファ層とIII族窒化物系化合物半導体層とは、組成又
は形成温度が異なる（請求項７）。これを例えば図６の
（ａ）に示す。
【００２４】III族窒化物系化合物半導体は窒素原子の
抜けによる結晶の拡張歪みが生じているので、主たる構
成元素よりも原子半径の大きな元素をドープすると圧縮
歪みが生じ、結晶性が良くなる（請求項８）。例えば組
成にインジウム(In)、ヒ素(As)を有しないIII族窒化物
系化合物半導体であるAlxGa1-xN（0≦x≦1）に、アルミ
ニウム(Al)、ガリウム(Ga)よりも原子半径の大きなイン
ジウム(In)、又は窒素(N)よりも原子半径の大きなヒ素
(As)をドープすることで、窒素原子の抜けによる結晶の
拡張歪みを圧縮歪みで補償し結晶性がを良くなる。この
場合はアクセプタ不純物がIII族原子の位置に容易に入
るため、ｐ型結晶をアズグローンで得ることもできる。
このようにして結晶性を良くすることで本願発明と合わ
せて更に貫通転位を１００乃至１０００分の１程度にま
で下げることもできる。基底層がバッファ層とIII族窒
化物系化合物半導体層とが２周期以上で形成されている
場合、各III族窒化物系化合物半導体層に主たる構成元
素よりも原子半径の大きな元素をドープすると更に良
い。
【００２５】また、段差の下段面を第２のマスクで覆え
ば、基板面からの縦方向成長をも確実に排除することが
できる（請求項９）。これを例えば図６の（ｃ）及び
（ｄ）に示す。
【００２６】上記の工程で得られたIII族窒化物系化合
物半導体層の、横方向エピタキシャル成長した部分の上
層に半導体素子、例えば発光素子、ＦＥＴを形成するこ
とで、素子寿命、移動度、或いはＬＤであれば閾値の改
善された発光素子とすることができる（請求項１０）。
【００２７】また、上記の工程で得られたIII族窒化物
系化合物半導体層の、横方向エピタキシャル成長した部
分の上層のみをその他の層から分離することで、転位等
結晶欠陥の著しく抑制された結晶性の良いIII族窒化物
系化合物半導体を得ることができる（請求項１１）。尚
「略全部除去」とは、製造上の簡便さから、一部貫通転
位の残った部分を含んでいたとしても本発明に包含され
ることを示すものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】図１に本発明のIII族窒化物系化
合物半導体の製造方法の実施の形態の一例の概略を示
す。基板１と、バッファ層２と、第１のIII族窒化物系
化合物半導体層３１とを形成し、マスク４を形成して、
マスクが形成されていない部分をトレンチ状にエッチン
グをする（図１の（ａ））。この際、エッチングにより
段差が生じ、エッチングされなかった部分を上段とし
て、側面及び段差の底部（下段）が形成される。側面は
例えば｛１１−２０｝面である。次に横方向エピタキシ
ャル成長する条件で、段差の側面を核として第２のIII
族窒化物系化合物半導体３２のエピタキシャル成長を行
う。マスク４は予め第２のIII族窒化物系化合物半導体
３２がエピタキシャル成長しないものを用いる。有機金
属成長法を用いれば、成長面を｛１１−２０｝面に保っ
たまま横方向エピタキシャル成長が容易に可能である。
こうして、段差の側面の横方向成長が生じるならば、第
２のIII族窒化物系化合物半導体３２のその部分につい
ては、第１のIII族窒化物系化合物半導体層からの貫通
転位が伝搬しない（図１の（ｂ））。こうして、段差の
底部の縦方向の成長によりエッチングされた部分が埋ま
る前に、段差の両側面の横方向成長がエッチングされた
部分の上方で合体するよう、エッチング形状と横方向エ
ピタキシャル成長条件とを設定することで、エッチング
された上部の第２のIII族窒化物系化合物半導体３２に
は貫通転位が抑制された領域を形成することができる
（図１の（ｃ））。こののち縦及び横方向エピタキシャ
ル成長を続ければ、マスク４をも覆うように第２のIII
族窒化物系化合物半導体層３２が形成される。
【００２９】上記の発明の実施の形態としては、次の中
からそれぞれ選択することができる。
【００３０】基板上にIII族窒化物系化合物半導体を順
次積層を形成する場合は、基板としてはサファイア、シ
リコン(Si)、炭化ケイ素(SiC)、スピネル(MgAl2O4)、Zn
O、MgOその他の無機結晶基板、リン化ガリウム又は砒化
ガリウムのようなIII-V族化合物半導体あるいは窒化ガ
リウム(GaN)その他のIII族窒化物系化合物半導体等を用
いることができる。
【００３１】III族窒化物系化合物半導体層を形成する
方法としては有機金属気相成長法（MOCVD又はMOVPE）が
好ましいが、分子線気相成長法（MBE）、ハライド気相
成長法（Halide VPE）、液相成長法（LPE）等を用いて
も良く、各層を各々異なる成長方法で形成しても良い。
【００３２】例えばサファイア基板上にIII族窒化物系
化合物半導体積層する際、結晶性良く形成させるため、
サファイア基板との格子不整合を是正すべくバッファ層
を形成することが好ましい。他の基板を使用する場合も
バッファ層を設けることが望ましい。バッファ層として
は、低温で形成させたIII族窒化物系化合物半導体AlxGa
yIn1-x-yN（0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦x+y≦1）、より好ま
しくはAlxGa1-xN（0≦x≦1）が用いられる。このバッフ
ァ層は単層でも良く、組成等の異なる多重層としても良
い。バッファ層の形成方法は、380〜420℃の低温で形成
するものでも良く、逆に1000〜1180℃の範囲で、ＭＯＣ
ＶＤ法で形成しても良い。また、ＤＣマグネトロンスパ
ッタ装置を用いて、高純度金属アルミニウムと窒素ガス
を原材料として、リアクティブスパッタ法によりAlNか
ら成るバッファ層を形成することもできる。同様に一般
式AlxGayIn1-x-yN（0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦x+y≦1、組
成比は任意）のバッファ層を形成することができる。更
には蒸着法、イオンプレーティング法、レーザアブレー
ション法、ＥＣＲ法を用いることができる。物理蒸着法
によるバッファ層は、200〜600℃で行うのが望ましい。
さらに望ましくは300〜500℃であり、さらに望ましくは
400〜500℃である。これらのスパッタリング法等の物理
蒸着法を用いた場合には、バッファ層の厚さは、100〜3
000Åが望ましい。さらに望ましくは、100〜400Åが望
ましく、最も望ましくは、100〜300Åである。多重層と
しては、例えばAlxGa1-xN（0≦x≦1）から成る層とGaN
層とを交互に形成する、組成の同じ層を形成温度を例え
ば600℃以下と1000℃以上として交互に形成するなどの
方法がある。勿論、これらを組み合わせても良く、多重
層は３種以上のIII族窒化物系化合物半導体AlxGayIn
1-x-yN（0≦x≦1, 0≦y≦1,0≦x+y≦1）を積層しても良
い。一般的にはバッファ層は非晶質であり、中間層とし
て単結晶層を形成する。バッファ層と中間層を１周期と
して複数周期形成しても良く、繰り返しは任意周期で良
い。繰り返しは多いほど結晶性が良くなる。
【００３３】バッファ層及び上層のIII族窒化物系化合
物半導体は、III族元素の組成の一部は、ボロン(B)、タ
リウム(Tl)で置き換えても、また、窒素(N)の組成一部
をリン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)
で置き換えても本発明を実質的に適用できる。また、こ
れら元素を組成に表示できない程度のドープをしたもの
でも良い。例えば組成にインジウム(In)、ヒ素(As)を有
しないIII族窒化物系化合物半導体であるAlxGa1-xN（0
≦x≦1）に、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)よりも原
子半径の大きなインジウム(In)、又は窒素(N)よりも原
子半径の大きな(As)をドープすることで、窒素原子の抜
けによる結晶の拡張歪みを圧縮歪みで補償し結晶性を良
くしても良い。この場合はアクセプタ不純物がIII族原
子の位置に容易に入るため、ｐ型結晶をアズグローンで
得ることもできる。このようにして結晶性を良くするこ
とで本願発明と合わせて更に貫通転位を１００乃至１０
００分の１程度にまで下げることもできる。バッファ層
とIII族窒化物系化合物半導体層とが２周期以上で形成
されている基底層の場合、各III族窒化物系化合物半導
体層に主たる構成元素よりも原子半径の大きな元素をド
ープすると更に良い。なお、発光素子の発光層或いは活
性層として構成する場合は、本来III族窒化物系化合物
半導体の２元系、若しくは３元系を用いることが望まし
い。
【００３４】ｎ型のIII族窒化物系化合物半導体層を形
成する場合には、ｎ型不純物として、Si、Ge、Se、Te、
C等IV族元素又はVI族元素を添加することができる。ま
た、ｐ型不純物としては、Zn、Mg、Be、Ca、Sr、Ba等II
族元素又はIV族元素を添加することができる。これらを
複数或いはｎ型不純物とｐ型不純物を同一層にドープし
ても良い。
【００３５】横方向エピタキシャル成長としては成長面
が基板に垂直となるものが望ましいが、基板に対して斜
めのファセット面のまま成長するものでも良い。この
際、段差の底部に底面の形成されない、断面がＶ字状の
ものでも良い。
【００３６】横方向エピタキシャル成長としては、横方
向エピタキシャル成長面の少なくとも上部と基板面とは
垂直であることがより望ましく、更にはいずれもIII族
窒化物系化合物半導体の｛１１−２０｝面であることが
より望ましい。
【００３７】エッチングする際は、深さと幅の関係か
ら、横方向エピタキシャル成長により塞がれるように段
差を設ける。基板面を露出させる場合は、基板面からの
縦方向成長が少なくとも初期段階において遅いことも利
用する。
【００３８】基底層のバッファ層をAlN、AlxGa1-xN又は
AlxGayIn1-x-yN（x≠0）からなる層とし、最上層である
第１のIII族窒化物系化合物半導体をGaNとするならば、
AlN、AlxGa1-xN又はAlxGayIn1-x-yN（x≠0）からなる異
なる層は、Cl2、BCl3などの塩素を含むプラズマエッチ
ングの際ストッパ層として働くので好都合である。勿
論、エッチング条件により、これらの層をもエッチング
することも可能である。
【００３９】基板上に積層するIII族窒化物系化合物半
導体層の結晶軸方向が予想できる場合は、III族窒化物
系化合物半導体層のａ面（｛１１−２０｝面）又はｍ面
（｛１−１００｝面）に垂直となるようストライプ状に
マスク或いはエッチングを施すことが有用である。な
お、島状、格子状等に、上記ストライプ及びマスクを任
意に設計して良い。横方向エピタキシャル成長面は、基
板面に垂直なものの他、基板面に対し斜めの角度の成長
面でも良い。III族窒化物系化合物半導体層のａ面とし
て（１１−２０）面を横方向エピタキシャル成長面とす
るには例えばストライプの長手方向はIII族窒化物系化
合物半導体層のｍ面である（１−１００）面に垂直とす
る。例えば基板をサファイアのａ面又はｃ面とする場合
は、どちらもサファイアのｍ面がその上に形成されるII
I族窒化物系化合物半導体層のａ面と通常一致するの
で、これに合わせてエッチングを施す。点状、格子状そ
の他の島状とする場合も、輪郭（側壁）を形成する各面
が｛１１−２０｝面とすることが望ましい。
【００４０】エッチングマスクは、多結晶シリコン、多
結晶窒化物半導体等の多結晶半導体、酸化珪素(SiOx)、
窒化珪素(SiNx)、酸化チタン(TiOX)、酸化ジルコニウム
(ZrO X)等の酸化物、窒化物、チタン(Ti)、タングステン
(W)のような高融点金属、或いはこれらの多層膜をもち
いることができる。これらの成膜方法は蒸着、スパッ
タ、ＣＶＤ等の気相成長法の他、任意である。
【００４１】エッチングをする場合は反応性イオンビー
ムエッチング（ＲＩＢＥ）が望ましいが、任意のエッチ
ング方法を用いることができる。基板面に垂直な側面を
有する段差を形成するのでないものとして、異方性エッ
チングにより例えば段差の底部に底面が形成されない、
断面がＶ字状のものを形成しても良い。
【００４２】上記の貫通転位の抑制された領域を有する
III族窒化物系化合物半導体の、全体或いは貫通転位の
抑制された領域を中心としてその上部にＦＥＴ、発光素
子等の半導体素子を形成することができる。発光素子の
場合は、発光層は多重量子井戸構造（ＭＱＷ）、単一量
子井戸構造（ＳＱＷ）の他、ホモ構造、ヘテロ構造、ダ
ブルヘテロ構造のものが考えられるが、ｐｉｎ接合或い
はｐｎ接合等により形成しても良い。
【００４３】上述の、貫通転位の抑制された領域を有す
るIII族窒化物系化合物半導体を、例えば基板１、バッ
ファ層２及びエッチングにより段差を設けた貫通転位の
抑制されていない部分を除去して、III族窒化物系化合
物半導体基板とすることができる。この上にIII族窒化
物系化合物半導体素子を形成することが可能であり、或
いはより大きなIII族窒化物系化合物半導体結晶を形成
するための基板として用いることができる。除去方法と
しては、メカノケミカルポリッシングの他、任意であ
る。
【００４４】以下、発明の具体的な実施例に基づいて説
明する。実施例として発光素子をあげるが、本発明は下
記実施例に限定されるものではなく、任意の素子に適用
できるIII族窒化物系化合物半導体の製造方法を開示し
ている。
【００４５】本発明のIII族窒化物系化合物半導体は、
有機金属化合物気相成長法（以下「MOVPE」と示す）に
よる気相成長により製造された。用いられたガスは、ア
ンモニア(NH3)とキャリアガス(H2又はN2)とトリメチル
ガリウム（Ga(CH3)3，以下「TMG」と記す）とトリメチ
ルアルミニウム（Al(CH3)3，以下「TMA」と記す）、ト
リメチルインジウム（In(CH3)3，以下「TMI」と記
す）、ビシクロペンタジエニルマグネシウム（Mg(C5H5)
2、以下「Cp2Mg」と記す）である。
【００４６】〔第１実施例〕有機洗浄及び熱処理により
洗浄したａ面を主面とし、単結晶のサファイア基板１上
に、温度を400℃まで低下させて、H2を10L/min、NH3を5
L/min、TMAを20μmol/minで約3分間供給してAlNのバッ
ファ層２を約40nmの厚さに形成した。次に、サファイア
基板１の温度を1000℃に保持し、H2を20L/min、NH3を10
L/min、TMGを300μmol/minで導入し、膜厚約3μmのGaN
層３１を形成した。
【００４７】タングステン(W)をスパッタにより形成し
マスク４を形成した。反応性イオンビームエッチング
（ＲＩＢＥ）を用いた選択ドライエッチングにより、幅
1μm、間隔1μm、深さ2μmのストライプ状にエッチング
した。これにより、マスク４で覆われたGaN層３１の幅1
μm、段差2μmの上段と、幅1μmの下段（底部）とが交
互に形成された（図１の（ａ））。この時、深さ2μmの
段差を形成する側面は、GaN層３１の｛１１−２０｝面
とした。
【００４８】次に、サファイア基板１の温度を1150℃に
保持し、H2を20L/min、NH3を10L/min、TMGを5μmol/min
で導入し、GaN層３１の深さ2μmの段差を形成する側面
である｛１１−２０｝面を核としてGaN層３２を横方向
エピタキシャル成長により形成した。この時、段差の底
部からもエピタキシャル成長が生じた（図１の
（ｂ））。こうして主に｛１１−２０｝面を成長面とす
る横方向エピタキシャル成長により段差が埋められ、表
面が平坦となった（図１の（ｃ））。こののち、H2を20
L/min、NH3を10L/min、TMGを300μmol/minで導入し、Ga
N層３２を成長させ、GaN層３１とGaN層３２とを合計4μ
mの厚さとした。GaN層３２の、GaN層３１の深さ2μmの
段差の底部上方に形成された部分は、段差の上段の上方
に形成された部分に比して貫通転位が著しく抑えられ
た。
【００４９】〔第２実施例〕図２は、本発明の第２の実
施例に係るレーザダイオード（ＬＤ）１００の構造を示
す断面図である。第１実施例と同様に形成したウエハ上
に、次のようにしてレーザダイオード（ＬＤ）を形成し
た。但し、GaN層３２の形成の際、シラン（SiH4）を導
入して、GaN層３３をシリコン(Si)ドープのｎ型GaNから
成る層とした。尚、図を簡略とするため、マスク４を含
む、GaN層３１とGaN層３２を合わせて単にGaN層１０３
と記載する。
【００５０】サファイア基板１０１、AlNから成るバッ
ファ層１０２、GaN層とｎ型GaN層の２段のGaN層１０３
から成るウエハ上に、シリコン(Si)ドープのAl0.08Ga
0.92Nから成るｎクラッド層１０４、シリコン(Si)ドー
プのGaNから成るｎガイド層１０５、ＭＱＷ構造の発光
層１０６、マグネシウム(Mg)ドープのGaNから成るｐガ
イド層１０７、マグネシウム(Mg)ドープのAl0.08Ga0.92
Nから成るｐクラッド層１０８、マグネシウム(Mg)ドー
プのGaNから成るｐコンタクト層１０９を形成した。次
にｐコンタクト層１０９上に金(Au)から成る電極１１０
Ａを、GaN層とｎ型GaN層の２段のGaN層１０３が露出す
るまで一部エッチングしてアルミニウム(Al)から成る電
極１１０Ｂを形成した（図２）。このようにして形成し
たレーザダイオード（ＬＤ）は素子寿命及び発光効率が
向上した。
【００５１】〔第３実施例〕図３は、本発明の第３の実
施例に係る発光ダイオード（ＬＥＤ）２００の構造を示
す断面図である。第１実施例と同様に形成したウエハ上
に、次のようにして発光ダイオード（ＬＥＤ）を形成し
た。但し、GaN層３２の形成の際、シラン（SiH4）を導
入して、GaN層３２をシリコン(Si)ドープのｎ型GaNから
成る層とした。尚、図を簡略とするため、マスク４を含
むGaN層３１とGaN層３２を合わせて単にGaN層２０３と
記載する。
【００５２】サファイア基板２０１、AlNから成るバッ
ファ層２０２、GaN層とｎ型GaN層の２段のGaN層２０３
から成るウエハ上に、シリコン(Si)ドープのAl0.08Ga
0.92Nから成るｎクラッド層２０４、発光層２０５、マ
グネシウム(Mg)ドープのAl0.08Ga 0.92Nから成るｐクラ
ッド層２０６、マグネシウム(Mg)ドープのGaNから成る
ｐコンタクト層２０７を形成した。次にｐコンタクト層
２０７上に金(Au)から成る電極２０８Ａを、GaN層とｎ
型GaN層の２段のGaN層２０３が露出するまで一部エッチ
ングしてアルミニウム(Al)から成る電極２０８Ｂを形成
した（図３）。このようにして形成した発光ダイオード
（ＬＥＤ）は素子寿命及び発光効率が向上した。
【００５３】〔第４実施例〕図４は、本発明の第４の実
施例に係るレーザダイオード（ＬＤ）３００の構造を示
す断面図である。本実施例では基板としてｎ型シリコン
(Si)基板を用いた。ｎ型シリコン(Si)基板３０１上に温
度1150℃で、H2を10L/min、NH3を10L/min、TMGを100μm
ol/min、TMAを10μmol/min、H2ガスにより0.86ppmに希
釈されたたシラン(SiH4)を0.2μmol/minで供給し、膜厚
3μmのシリコン(Si)ドープのAl0.15Ga 0.85Nから成る層
３０２１を形成した。次に、タングステン(W)をスパッ
タにより形成しマスク４を形成した。反応性イオンエッ
チング（ＲＩＥ）を用いた選択ドライエッチングによ
り、幅1μm、間隔1μm、深さ2μmのストライプ状にエッ
チングした。これにより、マスク４に覆われたn-Al0.15
Ga0.85N層３０２１の幅1μm、段差2μmの上段と、幅1μ
mの下段（底部）とが交互に形成された。この時、深さ2
μmの段差を形成する側面は、n-Al0.15Ga0.85N層３０２
１の｛１１−２０｝面とした。
【００５４】次に、ｎ型シリコン基板３０１の温度を11
50℃に保持し、H2を20L/min、NH3を10L/min、TMGを5μm
ol/min、TMAを0.5μmol/min、H2ガスにより希釈された
たシラン(SiH4)を0.01μmol/minで供給し、n-Al0.15Ga
0.85N層３０２１の深さ2μmの段差を形成する側面であ
る｛１１−２０｝面を核としてn-Al0.15Ga0.85N層３０
２２を横方向エピタキシャル成長により形成した。この
時、段差の上段の上面と底部からもエピタキシャル成長
が生じた。こうして主に｛１１−２０｝面を成長面とす
る横方向エピタキシャル成長により段差が埋められ、表
面が平坦となったのち、H2を10L/min、NH3を10L/min、T
MGを100μmol/min、TMAを10μmol/min、H2ガスにより希
釈されたたシラン(SiH4)を0.2μmol/minで供給し、n-Al
0.15Ga0.85N層３０２２を成長させ、n-Al0.15Ga0.85N層
３０２１とn-Al0.15Ga0.85N層３０２２を合計3μmの厚
さとした。以下、4μmの厚さの、n-Al0.15Ga0.85N層３
０２１とn-Al0.15Ga0.85N層３０２２及びマスク４とを
合わせてn-Al0.15Ga0.85N層３０２と記載する。
【００５５】上記のようにｎ型シリコン基板３０１に形
成されたn-Al0.15Ga0.85N層３０２上にシリコン(Si)ド
ープのGaNから成るｎガイド層３０３、ＭＱＷ構造の発
光層３０４、マグネシウム(Mg)ドープのGaNから成るｐ
ガイド層３０５、マグネシウム(Mg)ドープのAl0.08Ga
0.92Nから成るｐクラッド層３０６、マグネシウム(Mg)
ドープのGaNから成るｐコンタクト層３０７を形成し
た。次にｐコンタクト層３０７上に金(Au)から成る電極
３０８Ａを、ｎ型シリコン基板３０１裏面にアルミニウ
ム(Al)から成る電極３０８Ｂを形成した（図４）。この
ようにして形成したレーザダイオード（ＬＤ）は素子寿
命及び発光効率が向上した。
【００５６】〔第５実施例〕図５は、第５の実施例に係
る発光ダイオード（ＬＥＤ）４００の構造を示す断面図
である。本実施例でも基板としてｎ型シリコン(Si)基板
を用いた。第５実施例のｎ型シリコン基板３０１に形成
されたn-Al0.15Ga0.85N層３０２と同様に、ｎ型シリコ
ン基板４０１に形成されたn-Al0.15Ga0.85N層４０２の
ウエハを用意し、発光層４０３、マグネシウム(Mg)ドー
プのAl0.15Ga0.85Nから成るｐクラッド層４０４を形成
した。次にｐクラッド層４０４上に金(Au)から成る電極
４０５Ａを、ｎ型シリコン基板４０１裏面にアルミニウ
ム(Al)から成る電極４０５Ｂを形成した。このようにし
て形成した発光ダイオード（ＬＥＤ）は素子寿命及び発
光効率が向上した。
【００５７】〔第６実施例〕本実施例では、図６のよう
な多重層から成る基底層を用いた。有機洗浄及び熱処理
により洗浄したａ面を主面とし、単結晶のサファイア基
板１上に、温度を400℃まで低下させて、H2を10L/min、
NH3を5L/min、TMAを20μmol/minで約3分間供給して第１
のAlN層（第１の緩衝層）２１を約40nmの厚さに形成し
た。次に、サファイア基板１の温度を1000℃に保持し、
H2を20L/min、NH3を10L/min、TMGを300μmol/minで導入
し、膜厚約0.3μmのGaN層（中間層）２２を形成した。
次に温度を400℃まで低下させて、H2を10L/min、NH3を5
L/min、TMAを20μmol/minで約3分間供給して第２のAlN
層（第２の緩衝層）２３を約40nmの厚さに形成した。次
に、サファイア基板１の温度を1000℃に保持し、H2を20
L/min、NH3を10L/min、TMGを300μmol/minで導入し、膜
厚約2μmのGaN層３１を形成した。こうして、膜厚約40n
mの第１のAlN層（第１の緩衝層）２１、膜厚約0.3μmの
GaN層（中間層）２２、膜厚約40nmの第２のAlN層（第２
の緩衝層）２３、膜厚約2μmのGaN層３１から成る基底
層２０を形成した。
【００５８】一般的には緩衝層は非晶質であり、中間層
は単結晶である。緩衝層と中間層を１周期として複数周
期形成しても良く、繰り返しは任意周期で良い。繰り返
しは多いほど結晶性が良くなる。
【００５９】次にタングステン(W)から成る層を形成
し、ウエットエッチングによりストライプ状にパターニ
ングし、マスク４を形成した。タングステン(W)マスク
４を用いて反応性イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）
を用いた選択ドライエッチングにより、GaN層３１基底
層を幅1μm、間隔1μmのストライプ状にエッチングし、
基板１面を露出させた。これにより、基底層２０の幅1
μm、段差約2.3μmの上段と、基板１面（下段の底部）
とが交互に形成された（図６の（ａ））。この時、GaN
層３１の深さ2μmの段差を形成する側面は、｛１１−２
０｝面とした。
【００６０】次に、サファイア基板１の温度を1150℃に
保持し、H2を20L/min、NH3を10L/min、TMGを5μmol/min
で導入し、GaN層３１の深さ2μmの段差を形成する側面
である｛１１−２０｝面を核としてGaN層３２を横方向
エピタキシャル成長により形成した。この時、基板１
面、基底層２０の最側面からも一部エピタキシャル成長
が生じた。こうして主にGaN層３１からの｛１１−２
０｝面を成長面とするGaN層３２の横方向エピタキシャ
ル成長により段差が埋められ、表面が平坦となった。こ
ののち、H2を20L/min、NH3を10L/min、TMGを300μmol/m
inで導入し、GaN層３２を成長させ、GaN層３１とGaN層
３２とを合計3μmの厚さとした。GaN層３２の、GaN層３
１の深さ2μmの段差の底部上方に形成された部分は、段
差の上段上方に形成された部分に比して貫通転位が著し
く抑えられた。
【００６１】このようにして形成されたウエハを用い
て、図７のようなレーザダイオード５００を形成した。
但し、GaN層３２の形成の際、シラン（SiH4）を導入し
て、GaN層３２をシリコン(Si)ドープのｎ型GaNから成る
層とした。尚、図を簡略とするため、マスク４よりも上
層のｎ型GaN層３２を単にGaN層５０３と記載する。スト
ライプ状にエッチングされた基底層２０とマスク４と段
差を埋めた部分のｎ型GaN層３２を合わせて基底層５０
２とする。
【００６２】サファイア基板５０１、ストライプ状にエ
ッチングされた基底層５０２、GaN層５０３から成るウ
エハ上に、シリコン(Si)ドープのAl0.08Ga0.92Nから成
るｎクラッド層５０４、シリコン(Si)ドープのGaNから
成るｎガイド層５０５、ＭＱＷ構造の発光層５０６、マ
グネシウム(Mg)ドープのGaNから成るｐガイド層５０
７、マグネシウム(Mg)ドープのAl0.08Ga0.92Nから成る
ｐクラッド層５０８、マグネシウム(Mg)ドープのGaNか
ら成るｐコンタクト層５０９を形成した。次にｐコンタ
クト層５０９上に金(Au)から成る電極５１０Ａを、GaN
層とｎ型GaN層の２段のGaN層５０３が露出するまで一部
エッチングしてアルミニウム(Al)から成る電極５１０Ｂ
を形成した。このようにして形成したレーザダイオード
（ＬＤ）は素子寿命及び発光効率が向上した。
【００６３】〔第７実施例〕本実施例では図６の（ｂ）
に示すように、第６実施例と同様に単結晶のサファイア
基板１上に、膜厚約40nmの第１のAlN層（第１の緩衝
層）２１、膜厚約0.3μmのGaN層（中間層）２２、膜厚
約40nmの第２のAlN層（第２の緩衝層）２３、膜厚約2μ
mのGaN層３１を形成したのち、タングステン(W)から成
るマスク４を形成し、第２のAlN層（第２の緩衝層）２
３を残すよう、エッチングをした。こののち、第６実施
例と同様にしてGaN層３２を横方向エピタキシャル成長
させ、ウエハを得た。このウエハを用いて、図７に示す
第６実施例のレーザダイオード（ＬＤ）５００と同様に
レーザダイオード（ＬＤ）を形成した。素子特性は第６
実施例のレーザダイオードとほぼ同等であった。
【００６４】〔第８実施例〕本実施例では図６の（ｃ）
に示すように、第６実施例と同様に単結晶のサファイア
基板１上に、膜厚約40nmの第１のAlN層（第１の緩衝
層）２１、膜厚約0.3μmのGaN層（中間層）２２、膜厚
約40nmの第２のAlN層（第２の緩衝層）２３、膜厚約2μ
mのGaN層３１を形成したのち、タングステン(W)から成
るマスク４を形成し、基板１面が露出する迄エッチング
をした。こののち、露出した基板１面にタングステン
(W)から成るマスク５を形成した。こののち第６実施例
と同様にしてGaN層３２を横方向エピタキシャル成長さ
せ、ウエハを得た。このウエハを用いて、図７に示す第
６実施例のレーザダイオード（ＬＤ）５００と同様にレ
ーザダイオード（ＬＤ）を形成した。素子特性は第６実
施例のレーザダイオードとほぼ同等であった。
【００６５】〔第９実施例〕本実施例では図６の（ｄ）
に示すように、第６実施例と同様に単結晶のサファイア
基板１上に、膜厚約40nmの第１のAlN層（第１の緩衝
層）２１、膜厚約0.3μmのGaN層（中間層）２２、膜厚
約40nmの第２のAlN層（第２の緩衝層）２３、膜厚約2μ
mのGaN層３１を形成したのち、タングステン(W)から成
るマスク４を形成し、第２のAlN層（第２の緩衝層）２
３を残すよう、エッチングをした。こののち、露出した
第２のAlN層（第２の緩衝層）２３面にタングステン(W)
から成るマスク５を形成した。こののち第６実施例と同
様にしてGaN層３２を横方向エピタキシャル成長させ、
ウエハを得た。このウエハを用いて、図７に示す第６実
施例のレーザダイオード（ＬＤ）５００と同様にレーザ
ダイオード（ＬＤ）を形成した。素子特性は第６実施例
のレーザダイオードとほぼ同等であった。
【００６６】〔第１０実施例〕本実施例では図１に示す
第１実施例のウエハ形成の際、第１のIII族窒化物系化
合物半導体として、インジウム(In)のドープされた窒化
ガリウム(GaN:In)を用いた（図８（ａ））。インジウム
(In)のドープ量は約1×1016/cm3とした。こののち、シ
リコンドープの窒化ガリウムを横方向エピタキシャル成
長させて、第１実施例同様にウエハを得て、図９に示す
レーザダイオード６００を形成した。レーザダイオード
６００の素子特性は第６実施例のレーザダイオードとほ
ぼ同等であった。
【００６７】全実施例の基底層にインジウム(In)をドー
プして、基底層の結晶性を改善することができる。基底
層の結晶性が良くなれば、その上に横方向成長により形
成される層の結晶性は更に良くなる。
【００６８】〔エッチングの変形〕また、図１０は、３
組の｛１１−２０｝面により、島状に段差の上段を形成
する例である。図１０の（ａ）は、３組の｛１１−２
０｝面で形成される外周をも示しているが、これは理解
のため簡略化した模式図であり、実際には島状の段差の
上段はウエハ当たり数千万個形成して良い。図１０の
（ａ）では、島状の段差の上段に対し、段差の底部Ｂは
３倍の面積を有する。図１０の（ｂ）では、島状の段差
の上段に対し、段差の底部Ｂは８倍の面積を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るIII族窒化物系化
合物半導体の製造工程を示す断面図。
【図２】本発明の第２の実施例に係るIII族窒化物系化
合物半導体発光素子の構造を示す断面図。
【図３】本発明の第３の実施例に係るIII族窒化物系化
合物半導体発光素子の構造を示す断面図。
【図４】本発明の第４の実施例に係るIII族窒化物系化
合物半導体発光素子の構造を示す断面図。
【図５】本発明の第５の実施例に係るIII族窒化物系化
合物半導体発光素子の構造を示す断面図。
【図６】本発明の第６乃至第９の実施例に係るIII族窒
化物系化合物半導体の製造工程を示す断面図。
【図７】本発明の第６乃至第９の実施例に係るIII族窒
化物系化合物半導体発光素子の構造を示す断面図。
【図８】本発明の第１０の実施例に係るIII族窒化物系
化合物半導体の製造工程を示す断面図。
【図９】本発明の第１０の実施例に係るIII族窒化物系
化合物半導体発光素子の構造を示す断面図。
【図１０】第１のIII族窒化物系化合物半導体のエッチ
ングの別の例を示す模式図。
【図１１】III族窒化物系化合物半導体を伝搬する貫通
転位を示す断面図。
【符号の説明】
１、１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１
基板 ２、１０２、２０２、６０２ バッファ層 ２０、５０２ 基底層 ２１ 基底層を形成する第１緩衝層 ２２ 基底層を形成する中間層 ２３ 基底層を形成する第２緩衝層 ３１ 第１のIII族窒化物系化合物半導体（層） ３２ 第２のIII族窒化物系化合物半導体（層） ４、５ マスク １０３、２０３、５０３、６０３ n-GaN層 １０４、２０４、３０２、４０２、５０４、６０４ n-
AlGaNクラッド層 １０５、３０３、５０５、６０５ n-GaNガイド層 １０６、２０５、３０４、４０３、５０６、６０６ 発
光層 １０７、３０５、５０７、６０７ p-GaNガイド層 １０８、２０６、３０６、４０４、５０８、６０８ p-
AlGaNクラッド層 １０９、２０７、３０７、５０９、６０９ p-GaN層 １１０Ａ、２０８Ａ、３０８Ａ、４０５Ａ、５１０Ａ、
６１０Ａ ｐ電極 １１０Ｂ、２０８Ｂ、３０８Ｂ、４０５Ｂ、５１０Ｂ、
６１０Ｂ ｎ電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 敏夫 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 手銭 雄太 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 AA40 CA05 CA23 CA33 CA34 CA40 CA46 CA65 CA74 CA75 5F045 AA02 AA04 AA05 AA10 AA18 AB14 AB40 AC08 AC12 AD06 AD07 AD08 AD09 AD10 AD14 AD15 AF02 AF03 AF04 AF09 BB12 CA05 CA10 CA12 CB01 CB02 DA53 DA54 DA55 DA63 DA64 EH17 HA02 5F073 AA45 AA55 AA74 CA07 CB04 CB05 CB07 DA25 DA35 EA29

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 III族窒化物系化合物半導体をエピタキ
    シャル成長により得るIII族窒化物系化合物半導体の製
    造方法において、 マスクを用い、少なくとも１層のIII族窒化物系化合物
    半導体から成り、最上層を第１のIII族窒化物系化合物
    半導体とする基底層を点状、ストライプ状又は格子状等
    の島状態にエッチングする工程と、 前記エッチングにより形成された点状、ストライプ状又
    は格子状等の島状態の前記基底層の段差の上段の上面の
    前記マスクを有したまま、側面を核として、前記マスク
    上にはエピタキシャル成長しない第２のIII族窒化物系
    化合物半導体を縦及び横方向エピタキシャル成長させる
    工程とを有することを特徴とするIII族窒化物系化合物
    半導体の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記基底層は基板上に形成されており、
    前記エッチングは前記基板が露出するまで行われること
    を特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物系化合物半
    導体の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記段差の深さと幅との関係は、段差の
    底部からの縦方向成長により段差が埋められるよりも、
    側面からの横方向成長により段差が塞がれる方が早いよ
    う形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に
    記載のIII族窒化物系化合物半導体の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記段差の側面は、略全部が｛１１−２
    ０｝面であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の
    いずれか１項に記載のIII族窒化物系化合物半導体の製
    造方法。
  5. 【請求項５】 前記第１のIII族窒化物系化合物半導体
    と前記第２のIII族窒化物系化合物半導体とが同組成で
    あることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか
    １項に記載のIII族窒化物系化合物半導体の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記基底層は、前記基板上に形成された
    バッファ層、及びこのバッファ層上にエピタキシャル成
    長したIII族窒化物系化合物半導体層を１周期として、
    複数周期形成された層であることを特徴とする請求項２
    乃至請求項５のいずれか１項に記載のIII族窒化物系化
    合物半導体の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記基底層において、前記バッファ層と
    隣り合う前記III族窒化物系化合物半導体層とは、組成
    又は形成温度が異なることを特徴とする請求項６に記載
    のIII族窒化物系化合物半導体の製造方法。
  8. 【請求項８】 前記第１のIII族窒化物系化合物半導体
    層には、主たる構成元素より原子半径の大きな元素によ
    り一部置換されている又はドープされていることを特徴
    とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のII
    I族窒化物系化合物半導体の製造方法。
  9. 【請求項９】 請求項１乃至請求項８のいずれか１項に
    記載のIII族窒化物系化合物半導体の製造方法におい
    て、第２のIII族窒化物系化合物半導体をエピタキシャ
    ル成長させる前に、段差の底部を覆うよう、第２のマス
    クを形成する工程を含むことを特徴とするIII族窒化物
    系化合物半導体の製造方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１乃至請求項９のいずれか１項
    に記載のIII族窒化物系化合物半導体の製造方法により
    製造した前記III族窒化物系化合物半導体層の、横方向
    エピタキシャル成長した部分の上層に、半導体素子とし
    て機能する単層又は複数のIII族窒化物系化合物半導体
    層から成る素子層を形成することにより得られることを
    特徴とするIII族窒化物系化合物半導体素子。
  11. 【請求項１１】 請求項１乃至請求項９のいずれか１項
    に記載のIII族窒化物系化合物半導体の製造方法に加え
    て、横方向エピタキシャル成長した部分の上層以外を略
    全部除去することにより、前記III族窒化物系化合物半
    導体層を得ることを特徴とするIII族窒化物系化合物半
    導体の製造方法。
JP36761399A 1999-12-24 1999-12-24 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 Withdrawn JP2001185493A (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36761399A JP2001185493A (ja) 1999-12-24 1999-12-24 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子
PCT/JP2000/009121 WO2001048799A1 (en) 1999-12-24 2000-12-21 Method for producing group iii nitride compound semiconductor and group iii nitride compound semiconductor device
EP00987700A EP1263031A1 (en) 1999-12-24 2000-12-21 Method for producing group iii nitride compound semiconductor and group iii nitride compound semiconductor device
CA002398525A CA2398525A1 (en) 1999-12-24 2000-12-21 Method for fabricating group iii nitride compound semiconductors and group iii nitride compound semiconductor devices
US10/168,629 US6830948B2 (en) 1999-12-24 2000-12-21 Method for producing group III nitride compound semiconductor and group III nitride compound semiconductor device
AU24006/01A AU776768B2 (en) 1999-12-24 2000-12-21 Method for producing group III nitride compound semiconductor and group III nitride compound semiconductor device
CNB008177147A CN1189920C (zh) 1999-12-24 2000-12-21 制备ⅲ族氮化物半导体的方法及ⅲ族氮化物半导体器件
KR10-2002-7008100A KR100500863B1 (ko) 1999-12-24 2000-12-21 Ｉｉｉ족 질화물계 화합물 반도체의 제조 방법 및ｉｉｉ족 질화물계 화합물 반도체 소자

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP36761399A JP2001185493A (ja) 1999-12-24 1999-12-24 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001185493A true JP2001185493A (ja) 2001-07-06
JP2001185493A5 JP2001185493A5 (ja) 2006-11-09

Family

ID=18489757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP36761399A Withdrawn JP2001185493A (ja) 1999-12-24 1999-12-24 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6830948B2 (ja)
EP (1) EP1263031A1 (ja)
JP (1) JP2001185493A (ja)
KR (1) KR100500863B1 (ja)
CN (1) CN1189920C (ja)
AU (1) AU776768B2 (ja)
CA (1) CA2398525A1 (ja)
WO (1) WO2001048799A1 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003092426A (ja) * 2001-09-18 2003-03-28 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法
JP2005109424A (ja) * 2003-02-14 2005-04-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh 多数の半導体基体の製造方法および電子的な半導体基体
JP2007207775A (ja) * 2006-01-30 2007-08-16 Hamamatsu Photonics Kk 化合物半導体基板、その製造方法及び半導体デバイス
JP2008526015A (ja) * 2004-12-23 2008-07-17 エルジー イノテック カンパニー リミテッド 窒化物半導体発行素子及びその製造方法
JP2008542183A (ja) * 2005-05-31 2008-11-27 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 側壁を用いた選択横方向エピタキシャル成長（ｓｌｅｏ）法による無極性および半極性ｉｉｉ族窒化物の欠陥低減方法及び装置
JP2009525607A (ja) * 2006-02-02 2009-07-09 ソウル オプト デバイス カンパニー リミテッド 窒化物半導体発光ダイオード及びその製造方法

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6265289B1 (en) * 1998-06-10 2001-07-24 North Carolina State University Methods of fabricating gallium nitride semiconductor layers by lateral growth from sidewalls into trenches, and gallium nitride semiconductor structures fabricated thereby
JP2001267242A (ja) * 2000-03-14 2001-09-28 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体及びその製造方法
KR100504180B1 (ko) * 2003-01-29 2005-07-28 엘지전자 주식회사 질화물 화합물 반도체의 결정성장 방법
DE10320160A1 (de) * 2003-02-14 2004-08-26 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Halbleiterkörper und elektronischer Halbleiterkörper
FR2853141A1 (fr) 2003-03-26 2004-10-01 Kyocera Corp Appareil a semi-conducteur, procede pour faire croitre un semi-conducteur a nitrure et procede de production d'un appareil a semi-conducteur
KR100525545B1 (ko) * 2003-06-25 2005-10-31 엘지이노텍 주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법
US7579263B2 (en) * 2003-09-09 2009-08-25 Stc.Unm Threading-dislocation-free nanoheteroepitaxy of Ge on Si using self-directed touch-down of Ge through a thin SiO2 layer
US7928424B2 (en) * 2004-03-11 2011-04-19 Epistar Corporation Nitride-based light-emitting device
US8562738B2 (en) 2004-03-11 2013-10-22 Epistar Corporation Nitride-based light-emitting device
US9524869B2 (en) 2004-03-11 2016-12-20 Epistar Corporation Nitride-based semiconductor light-emitting device
JP2010512301A (ja) * 2006-12-12 2010-04-22 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 様々な基板上の（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｂ）ＮのＭ面および半極性面の結晶成長
JP2008177525A (ja) * 2006-12-20 2008-07-31 Showa Denko Kk Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法、及びｉｉｉ族窒化物半導体発光素子、並びにランプ
US7663148B2 (en) * 2006-12-22 2010-02-16 Philips Lumileds Lighting Company, Llc III-nitride light emitting device with reduced strain light emitting layer
TW200828624A (en) * 2006-12-27 2008-07-01 Epistar Corp Light-emitting diode and method for manufacturing the same
JP2010521810A (ja) * 2007-03-16 2010-06-24 セバスチャン ローデュドス、 半導体ヘテロ構造及びその製造
JP4714712B2 (ja) * 2007-07-04 2011-06-29 昭和電工株式会社 Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子及びその製造方法、並びにランプ
CN100530726C (zh) * 2007-11-30 2009-08-19 华南师范大学 Ⅲ-ⅴ族金属氧化物半导体发光场效应晶体管及其制备方法
JP2009277882A (ja) * 2008-05-14 2009-11-26 Showa Denko Kk Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法及びｉｉｉ族窒化物半導体発光素子、並びにランプ
US8803189B2 (en) * 2008-08-11 2014-08-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. III-V compound semiconductor epitaxy using lateral overgrowth
CN101853808B (zh) * 2008-08-11 2014-01-29 台湾积体电路制造股份有限公司 形成电路结构的方法
GB0911134D0 (en) * 2009-06-26 2009-08-12 Univ Surrey Optoelectronic devices
US8481991B2 (en) 2009-08-21 2013-07-09 The Regents Of The University Of California Anisotropic strain control in semipolar nitride quantum wells by partially or fully relaxed aluminum indium gallium nitride layers with misfit dislocations
JP2013502731A (ja) 2009-08-21 2013-01-24 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア ミスフィット転位を有する部分的または完全に弛緩したＡｌＩｎＧａＮ層による半極性窒化物量子井戸の異方性ひずみ制御
GB2488587B (en) * 2011-03-03 2015-07-29 Seren Photonics Ltd Semiconductor devices and fabrication methods
US8946788B2 (en) 2011-08-04 2015-02-03 Avogy, Inc. Method and system for doping control in gallium nitride based devices
TWI617045B (zh) * 2012-07-06 2018-03-01 晶元光電股份有限公司 具有奈米柱之發光元件及其製造方法
TWI524551B (zh) 2012-11-19 2016-03-01 新世紀光電股份有限公司 氮化物半導體結構及半導體發光元件
US10153394B2 (en) 2012-11-19 2018-12-11 Genesis Photonics Inc. Semiconductor structure
TWI535055B (zh) 2012-11-19 2016-05-21 新世紀光電股份有限公司 氮化物半導體結構及半導體發光元件
CN108565319B (zh) * 2013-01-25 2020-10-02 新世纪光电股份有限公司 氮化物半导体结构及半导体发光元件
US9064699B2 (en) 2013-09-30 2015-06-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of forming semiconductor patterns including reduced dislocation defects and devices formed using such methods
US9640422B2 (en) * 2014-01-23 2017-05-02 Intel Corporation III-N devices in Si trenches
EP3134913A4 (en) 2014-04-25 2017-11-01 Texas State University - San Marcos Material selective regrowth structure and method
CN107170666A (zh) * 2017-05-25 2017-09-15 东南大学 一种非极性ⅲ族氮化物外延薄膜
CN109360875A (zh) * 2018-12-04 2019-02-19 西安赛富乐斯半导体科技有限公司 半导体构件及其制造方法
CN113964043A (zh) * 2020-07-20 2022-01-21 长鑫存储技术有限公司 半导体结构的制备方法及半导体结构
CN113964252B (zh) * 2020-07-21 2024-09-24 苏州晶湛半导体有限公司 半导体结构及其制备方法
CN113380603B (zh) * 2021-05-18 2022-05-17 厦门大学 高硼组分二维iii族多元氮化物混合晶体及其制备方法
CN118738242A (zh) * 2023-03-30 2024-10-01 宸明科技股份有限公司 半导体组件及其制造方法

Family Cites Families (83)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5143944B2 (ja) 1972-03-15 1976-11-25
JPS51137393A (en) 1975-05-22 1976-11-27 Mitsubishi Electric Corp Manufacturing method for semiconductor light emitting device
JPS5534646A (en) 1978-08-30 1980-03-11 Sumitomo Metal Ind Ltd Heating method for furnace body in blowing-in of shaft furnace
JPS57115849A (en) 1981-01-12 1982-07-19 Fujitsu Ltd Manufacture of substrate for semiconductor device
JPS5833882A (ja) 1981-08-21 1983-02-28 Mitsubishi Electric Corp 発光ダイオ−ドの製造方法
JPH01316459A (ja) 1988-06-15 1989-12-21 Murata Mfg Co Ltd インラインスパッタリング装置およびその方法
JP2768988B2 (ja) * 1989-08-17 1998-06-25 三菱電機株式会社 端面部分コーティング方法
JPH06105797B2 (ja) 1989-10-19 1994-12-21 昭和電工株式会社 半導体基板及びその製造方法
JP2623464B2 (ja) 1990-04-27 1997-06-25 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JPH0484418A (ja) 1990-07-27 1992-03-17 Nec Corp 異種基板上への３―ｖ族化合物半導体のヘテロエピタキシャル成長法
JPH04303920A (ja) 1991-03-29 1992-10-27 Nec Corp Ｉｖ族基板上の絶縁膜／ｉｉｉ　−ｖ族化合物半導体積層構造
JP2954743B2 (ja) 1991-05-30 1999-09-27 京セラ株式会社 半導体発光装置の製造方法
JPH05110206A (ja) 1991-10-16 1993-04-30 Kubota Corp 半導体発光素子の製造方法及びその製造装置
JP3352712B2 (ja) 1991-12-18 2002-12-03 浩 天野 窒化ガリウム系半導体素子及びその製造方法
JPH05283744A (ja) 1991-12-20 1993-10-29 Toshiba Corp 半導体素子
JP2751963B2 (ja) 1992-06-10 1998-05-18 日亜化学工業株式会社 窒化インジウムガリウム半導体の成長方法
JPH07249830A (ja) 1994-03-10 1995-09-26 Hitachi Ltd 半導体発光素子の製造方法
JPH07273367A (ja) 1994-04-01 1995-10-20 Mitsubishi Cable Ind Ltd 半導体基板の製造方法および発光素子の製造方法
JP3974667B2 (ja) 1994-08-22 2007-09-12 ローム株式会社 半導体発光素子の製法
JPH0864791A (ja) 1994-08-23 1996-03-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd エピタキシャル成長方法
JP3326545B2 (ja) 1994-09-30 2002-09-24 ローム株式会社 半導体発光素子
JPH08222812A (ja) 1995-02-17 1996-08-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法
JPH08274411A (ja) 1995-03-31 1996-10-18 Hitachi Ltd 半導体レーザ素子
EP0852416B1 (en) 1995-09-18 2002-07-10 Hitachi, Ltd. Semiconductor material, method of producing the semiconductor material, and semiconductor device
JP3396356B2 (ja) 1995-12-11 2003-04-14 三菱電機株式会社 半導体装置，及びその製造方法
US5798536A (en) * 1996-01-25 1998-08-25 Rohm Co., Ltd. Light-emitting semiconductor device and method for manufacturing the same
FR2747064B1 (fr) 1996-04-03 1998-05-15 Air Liquide Procede et dispositif de reduction des emissions d'ozone produites lors d'une operation de soudage a l'arc sous gaz de protection
JP3139445B2 (ja) 1997-03-13 2001-02-26 日本電気株式会社 ＧａＮ系半導体の成長方法およびＧａＮ系半導体膜
WO1998047170A1 (fr) 1997-04-11 1998-10-22 Nichia Chemical Industries, Ltd. Procede assurant la croissance de semi-conducteurs de nitrure, substrat semi-conducteur de nitrure et dispositif semi-conducteur au nitrure.
JPH11191657A (ja) 1997-04-11 1999-07-13 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体の成長方法及び窒化物半導体素子
DE19715572A1 (de) * 1997-04-15 1998-10-22 Telefunken Microelectron Verfahren zum Herstellen von epitaktischen Schichten eines Verbindungshalbleiters auf einkristallinem Silizium und daraus hergestellte Leuchtdiode
JPH10321954A (ja) 1997-05-15 1998-12-04 Fuji Electric Co Ltd Ｉｉｉ 族窒化物半導体素子およびその製造方法
JP3551751B2 (ja) 1997-05-16 2004-08-11 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体の成長方法
KR20010021494A (ko) * 1997-07-03 2001-03-15 추후제출 에피택셜 증착에 의한 프리 스탠딩 기판의 제조를 위한열적 부정합 보정
JP3189877B2 (ja) * 1997-07-11 2001-07-16 日本電気株式会社 低転位窒化ガリウムの結晶成長方法
JPH1143398A (ja) 1997-07-22 1999-02-16 Mitsubishi Cable Ind Ltd ＧａＮ系結晶成長用基板およびその用途
JP3930161B2 (ja) * 1997-08-29 2007-06-13 株式会社東芝 窒化物系半導体素子、発光素子及びその製造方法
JPH11135770A (ja) 1997-09-01 1999-05-21 Sumitomo Chem Co Ltd ３−５族化合物半導体とその製造方法および半導体素子
JPH11145519A (ja) 1997-09-02 1999-05-28 Toshiba Corp 半導体発光素子、半導体発光装置および画像表示装置
JP3491538B2 (ja) * 1997-10-09 2004-01-26 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体の成長方法及び窒化物半導体素子
JPH11135832A (ja) 1997-10-26 1999-05-21 Toyoda Gosei Co Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体及びその製造方法
JP3036495B2 (ja) * 1997-11-07 2000-04-24 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法
JP3456413B2 (ja) 1997-11-26 2003-10-14 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体の成長方法及び窒化物半導体素子
JP3620269B2 (ja) 1998-02-27 2005-02-16 豊田合成株式会社 ＧａＮ系半導体素子の製造方法
US6051849A (en) * 1998-02-27 2000-04-18 North Carolina State University Gallium nitride semiconductor structures including a lateral gallium nitride layer that extends from an underlying gallium nitride layer
JP3839580B2 (ja) 1998-03-09 2006-11-01 株式会社リコー 半導体基板の製造方法
JPH11274082A (ja) 1998-03-24 1999-10-08 Fuji Electric Co Ltd Ｉｉｉ 族窒化物半導体およびその製造方法、およびｉｉｉ 族窒化物半導体装置
US6500257B1 (en) 1998-04-17 2002-12-31 Agilent Technologies, Inc. Epitaxial material grown laterally within a trench and method for producing same
JP3436128B2 (ja) * 1998-04-28 2003-08-11 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体の成長方法及び窒化物半導体素子
JPH11330546A (ja) 1998-05-12 1999-11-30 Fuji Electric Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物半導体およびその製造方法
JP4390090B2 (ja) 1998-05-18 2009-12-24 シャープ株式会社 ＧａＮ系結晶膜の製造方法
JP3460581B2 (ja) * 1998-05-28 2003-10-27 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体の成長方法及び窒化物半導体素子
WO2000004615A1 (en) 1998-07-14 2000-01-27 Fujitsu Limited Semiconductor laser, semiconductor device, and method for manufacturing the same
JP3316479B2 (ja) 1998-07-29 2002-08-19 三洋電機株式会社 半導体素子、半導体発光素子および半導体素子の製造方法
US6319742B1 (en) * 1998-07-29 2001-11-20 Sanyo Electric Co., Ltd. Method of forming nitride based semiconductor layer
JP3987660B2 (ja) 1998-07-31 2007-10-10 シャープ株式会社 窒化物半導体構造とその製法および発光素子
JP2000044121A (ja) 1998-08-03 2000-02-15 Murata Mach Ltd 紡績機のスライバ案内クリール
JP3201475B2 (ja) 1998-09-14 2001-08-20 松下電器産業株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP3592553B2 (ja) 1998-10-15 2004-11-24 株式会社東芝 窒化ガリウム系半導体装置
JP2000150959A (ja) 1998-11-18 2000-05-30 Hitachi Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP2000174393A (ja) 1998-12-04 2000-06-23 Fuji Electric Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物半導体およびその製造方法、およびｉｉｉ族窒化物半導体装置
JP4304750B2 (ja) 1998-12-08 2009-07-29 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体の成長方法及び窒化物半導体素子
JP3659050B2 (ja) * 1998-12-21 2005-06-15 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体の成長方法及び窒化物半導体素子
JP2000261106A (ja) 1999-01-07 2000-09-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体発光素子、その製造方法及び光ディスク装置
JP3770014B2 (ja) 1999-02-09 2006-04-26 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
JP3594826B2 (ja) * 1999-02-09 2004-12-02 パイオニア株式会社 窒化物半導体発光素子及びその製造方法
KR100677683B1 (ko) 1999-03-17 2007-02-05 미츠비시 덴센 고교 가부시키가이샤 반도체 기재와 그 제조 방법 및 반도체 결정의 제조 방법
JP4288743B2 (ja) 1999-03-24 2009-07-01 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体の成長方法
TW464953B (en) 1999-04-14 2001-11-21 Matsushita Electronics Corp Method of manufacturing III nitride base compound semiconductor substrate
JP4231189B2 (ja) 1999-04-14 2009-02-25 パナソニック株式会社 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体基板の製造方法
JP2001044121A (ja) 1999-06-07 2001-02-16 Agilent Technol Inc エピタキシャル層構造及びその製造方法
JP3786544B2 (ja) 1999-06-10 2006-06-14 パイオニア株式会社 窒化物半導体素子の製造方法及びかかる方法により製造された素子
JP2000357820A (ja) * 1999-06-15 2000-12-26 Pioneer Electronic Corp 窒化ガリウム系半導体発光素子及びその製造方法
JP3791246B2 (ja) 1999-06-15 2006-06-28 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体の成長方法、及びそれを用いた窒化物半導体素子の製造方法、窒化物半導体レーザ素子の製造方法
JP4005275B2 (ja) 1999-08-19 2007-11-07 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体素子
JP4274504B2 (ja) 1999-09-20 2009-06-10 キヤノン株式会社 半導体薄膜構造体
JP2001111174A (ja) 1999-10-06 2001-04-20 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体素子用基板およびその製造方法およびその半導体素子用基板を用いた半導体素子
JP4055304B2 (ja) 1999-10-12 2008-03-05 豊田合成株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法
JP2001122693A (ja) 1999-10-22 2001-05-08 Nec Corp 結晶成長用下地基板およびこれを用いた基板の製造方法
JP3518455B2 (ja) 1999-12-15 2004-04-12 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体基板の作製方法
US6380108B1 (en) * 1999-12-21 2002-04-30 North Carolina State University Pendeoepitaxial methods of fabricating gallium nitride semiconductor layers on weak posts, and gallium nitride semiconductor structures fabricated thereby
US6355497B1 (en) 2000-01-18 2002-03-12 Xerox Corporation Removable large area, low defect density films for led and laser diode growth
JP3988018B2 (ja) 2001-01-18 2007-10-10 ソニー株式会社 結晶膜、結晶基板および半導体装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003092426A (ja) * 2001-09-18 2003-03-28 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法
JP2005109424A (ja) * 2003-02-14 2005-04-21 Osram Opto Semiconductors Gmbh 多数の半導体基体の製造方法および電子的な半導体基体
JP2008526015A (ja) * 2004-12-23 2008-07-17 エルジー イノテック カンパニー リミテッド 窒化物半導体発行素子及びその製造方法
US8558258B2 (en) 2004-12-23 2013-10-15 Lg Innotek Co., Ltd. Nitride semiconductor light emitting device and fabrication method thereof
JP2008542183A (ja) * 2005-05-31 2008-11-27 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 側壁を用いた選択横方向エピタキシャル成長（ｓｌｅｏ）法による無極性および半極性ｉｉｉ族窒化物の欠陥低減方法及び装置
JP2007207775A (ja) * 2006-01-30 2007-08-16 Hamamatsu Photonics Kk 化合物半導体基板、その製造方法及び半導体デバイス
JP2009525607A (ja) * 2006-02-02 2009-07-09 ソウル オプト デバイス カンパニー リミテッド 窒化物半導体発光ダイオード及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001048799A1 (en) 2001-07-05
CN1413358A (zh) 2003-04-23
KR100500863B1 (ko) 2005-07-14
US6830948B2 (en) 2004-12-14
AU2400601A (en) 2001-07-09
EP1263031A1 (en) 2002-12-04
CA2398525A1 (en) 2001-07-05
KR20020073484A (ko) 2002-09-26
US20030092230A1 (en) 2003-05-15
AU776768B2 (en) 2004-09-23
CN1189920C (zh) 2005-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001185493A (ja) Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子
JP4432180B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法、ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体
CN100461340C (zh) Ⅲ族氮化物系化合物半导体的制造方法
JP3587081B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物半導体発光素子
US6855620B2 (en) Method for fabricating Group III nitride compound semiconductor substrates and semiconductor devices
JP4055304B2 (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法
US20040219702A1 (en) Method for manufacturing group-III nitride compound semiconductor, and group-III nitride compound semiconductor device
JP4406999B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子
JP2002280314A (ja) Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法、及びそれに基づくｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子
JP4698053B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法
JP4051892B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子
JP3680751B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子
JP3753948B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子
JP4016566B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子
JP4055763B2 (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体及び半導体基板
JP4487654B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子
JP2001267244A (ja) Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子
JP2001267245A (ja) Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060915

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060926

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20080326