特許ウォッチ

公開番号2024019512
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-02-09
出願番号2023209560,2022171211
出願日2023-12-12,2018-08-29
発明の名称窒化物半導体基板
出願人住友化学株式会社
代理人個人,個人
主分類C30B 29/38 20060101AFI20240201BHJP(結晶成長)
要約【課題】窒化物半導体基板の結晶品質を向上させる。
【解決手段】III族窒化物半導体の単結晶からなり、鏡面化された主面を有し、主面に対して最も近い低指数の結晶面が(0001)面である下地基板を準備する工程と、(0001)面が露出した頂面を有するIII族窒化物半導体の単結晶を下地基板の主面上に直接的にエピタキシャル成長させ、(0001)面以外の傾斜界面で構成される複数の凹部を頂面に生じさせ、下地基板の主面の上方に行くにしたがって該傾斜界面を徐々に拡大させ、(0001)面を頂面から消失させ、表面が傾斜界面のみで構成される第1層を成長させる第1工程と、第1層上にIII族窒化物半導体の単結晶をエピタキシャル成長させ、傾斜界面を消失させ、鏡面化された表面を有する第2層を成長させる第2工程と、を有し、第1工程では、単結晶の頂面に複数の凹部を生じさせ、(0001)面を消失させることで、第1層の表面に、複数の谷部および複数の頂部を形成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
２インチ以上の直径を有し、最も近い低指数の結晶面が（０００１）面である主面を有する窒化物半導体基板であって、
Ｇｅ（２２０）面の２結晶モノクロメータおよびスリットを介して前記主面に対してＣｕのＫα１のＸ線を照射し、（０００２）面回折のＸ線ロッキングカーブ測定を行った場合に、
前記スリットのω方向の幅を１ｍｍとしたときの前記（０００２）面回折の半値幅ＦＷＨＭａから、前記スリットのω方向の幅を０．１ｍｍとしたときの前記（０００２）面回折の半値幅ＦＷＨＭｂを引いた差ＦＷＨＭａ－ＦＷＨＭｂは、ＦＷＨＭａの３０％以下であり、
前記（０００２）面の回折ピーク角度に基づいて求められる、＜１１－２０＞軸に沿った方向における前記（０００１）面の曲率半径と、＜１－１００＞軸に沿った方向における前記（０００１）面の曲率半径との差は、これらのうち大きいほうの曲率半径の５０％以下である
窒化物半導体基板。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
２インチ以上の直径を有し、最も近い低指数の結晶面が（０００１）面である主面を有する窒化物半導体基板であって、
＜１１－２０＞軸に沿った方向における前記（０００１）面の曲率半径、および、＜１－１００＞軸に沿った方向における前記（０００１）面の曲率半径のそれぞれは、２３ｍ以上であり、
前記＜１１－２０＞軸に沿った方向における前記（０００１）面の曲率半径と、前記＜１－１００＞軸に沿った方向における前記（０００１）面の曲率半径との差は、これらのうち大きいほうの曲率半径の５０％以下である
窒化物半導体基板。
【請求項３】
前記＜１１－２０＞軸に沿った方向における前記（０００１）面の曲率半径と、前記＜１－１００＞軸に沿った方向における前記（０００１）面の曲率半径との差は、これらのうち大きいほうの曲率半径の２０％以下である
請求項１または請求項２に記載の窒化物半導体基板。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体基板に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
ＩＩＩ族窒化物半導体の単結晶からなる基板を下地基板（種基板）として用い、当該下地基板のうち最も近い低指数の結晶面が（０００１）面である主面上に、ＩＩＩ族窒化物半導体の単結晶からなる結晶層をさらに成長させる手法が知られている。この手法によれば、所定の厚さで成長させた結晶層をスライスすることで、少なくとも１つの窒化物半導体基板を得ることができる（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－６０３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、窒化物半導体基板の結晶品質を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、
ＩＩＩ族窒化物半導体の単結晶からなり、鏡面化された主面を有し、前記主面に対して最も近い低指数の結晶面が（０００１）面である下地基板を準備する工程と、
前記（０００１）面が露出した頂面を有するＩＩＩ族窒化物半導体の単結晶を前記下地基板の前記主面上に直接的にエピタキシャル成長させ、前記（０００１）面以外の傾斜界面で構成される複数の凹部を前記頂面に生じさせ、前記下地基板の前記主面の上方に行くにしたがって該傾斜界面を徐々に拡大させ、前記（０００１）面を前記頂面から消失させ、表面が前記傾斜界面のみで構成される第１層を成長させる第１工程と、
前記第１層上にＩＩＩ族窒化物半導体の単結晶をエピタキシャル成長させ、前記傾斜界面を消失させ、鏡面化された表面を有する第２層を成長させる第２工程と、
を有し、
前記第１工程では、
前記単結晶の前記頂面に前記複数の凹部を生じさせ、前記（０００１）面を消失させることで、前記第１層の表面に、複数の谷部および複数の頂部を形成する
窒化物半導体基板の製造方法が提供される。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、
上述の態様に記載の窒化物半導体基板の製造方法において、前記第２層をスライスすることにより得られる
窒化物半導体基板が提供される。
【０００７】
本発明の更に他の態様によれば、
２インチ以上の直径を有し、最も近い低指数の結晶面が（０００１）面である主面を有する窒化物半導体基板であって、
Ｇｅ（２２０）面の２結晶モノクロメータおよびスリットを介して前記主面に対してＣｕのＫα１のＸ線を照射し、（０００２）面回折のＸ線ロッキングカーブ測定を行った場合に、前記スリットの幅を１ｍｍとしたときの前記（０００２）面回折の半値幅ＦＷＨＭａから、前記スリットの幅を０．１ｍｍとしたときの前記（０００２）面回折の半値幅ＦＷＨＭｂを引いた差ＦＷＨＭａ－ＦＷＨＭｂは、ＦＷＨＭａの３０％以下である
窒化物半導体基板が提供される。
【０００８】
本発明の更に他の態様によれば、
２インチ以上の直径を有する窒化物半導体基板であって、
多光子励起顕微鏡により視野２５０μｍ角で前記窒化物半導体基板の主面を観察して暗点密度から転位密度を求めたときに、前記転位密度が３×１０
６
ｃｍ
－２
を超える領域が前記主面に存在せず、前記転位密度が１×１０
６
ｃｍ
－２
未満である領域が前記主面の８０％以上存在する
窒化物半導体基板が提供される。
【０００９】
本発明の更に他の態様によれば、
ＩＩＩ族窒化物半導体の単結晶からなり、鏡面化された主面を有し、前記主面に対して最も近い低指数の結晶面が（０００１）面である下地基板と、
前記（０００１）面が露出した頂面を有するＩＩＩ族窒化物半導体の単結晶を前記下地基板の前記主面上に直接的にエピタキシャル成長させ、前記（０００１）面以外の傾斜界面で構成される複数の凹部を前記頂面に生じさせ、前記下地基板の前記主面の上方に行くにしたがって該傾斜界面を徐々に拡大させ、（０００１）面を前記頂面から消失させることにより形成され、表面が前記傾斜界面のみで構成される第１層と、
前記第１層上にＩＩＩ族窒化物半導体の単結晶をエピタキシャル成長させ、前記傾斜界面を消失させ、鏡面化された表面を有する第２層と、
を有し、
前記第１層は、前記単結晶の前記頂面に前記複数の凹部を生じさせ、前記（０００１）面を消失させることで前記表面に形成される複数の谷部および複数の頂部を有する
積層構造体が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、窒化物半導体基板の結晶品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許