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公開番号2024119396
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-03
出願番号2023026267
出願日2023-02-22
発明の名称半導体基板及びその製造方法
出願人国立大学法人山口大学
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類C30B 33/02 20060101AFI20240827BHJP(結晶成長)
要約【課題】表面に多数のVピットが形成された半導体層のVピットをなくして表面を平坦化させる。
【解決手段】半導体基板の製造方法では、表面に多数のVピットが形成されたIII族窒化物半導体の第1半導体層13を有する第1基板10と、表面にIII族窒化物半導体の第2半導体層23を有する第2基板20とを準備し、それらの第1及び第2基板10,20を、第1基板10が上側及び第2基板20が下側となり且つ第1及び第2半導体層13,23が対向するように配置するとともに、第1及び第2半導体層13,23の間にNH₃ガスを流しながら、第1及び第2半導体層13,23をアニールする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
表面に多数のＶピットが形成されたIII族窒化物半導体の第１半導体層を有する第１基板と、表面にIII族窒化物半導体の第２半導体層を有する第２基板と、を準備する基板準備ステップと、
前記基板準備ステップで準備した前記第１及び第２基板を、前記第１基板が上側及び前記第２基板が下側となり且つ前記第１及び第２半導体層が対向するように配置するとともに、前記第１及び第２半導体層の間にＮＨ
３
ガスを流しながら、前記第１及び第２半導体層をアニールするアニールステップと、
を含む半導体基板の製造方法。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
請求項１に記載された半導体基板の製造方法において、
前記第２半導体層を形成するIII族窒化物半導体が前記第１半導体層を形成するIII族窒化物半導体と同一である半導体基板の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載された半導体基板の製造方法において、
前記第１半導体層を形成するIII族窒化物半導体がＩｎＧａＮである半導体基板の製造方法。
【請求項４】
表面にIII族窒化物半導体の半導体層を有する半導体基板であって、
前記半導体層に形成された多数のＶピットが半導体材料で埋められた半導体基板。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスでは、種々の目的で半導体層をアニール（熱処理）する。例えば、特許文献１には、ＮＨ
３
ガスを流しながらＩｎＧａＮ層をアニールすることにより、発光層内の歪みを抑制することが開示されている。また、非特許文献１には、各々、サファイア基板上にＡｌＮ層を結晶成長させた一対の基板を準備し、それらの基板をＡｌＮ層同士が対向するように配置するとともに、ＡｌＮ層間にＮ
２
ガスを流しながらＡｌＮ層をアニールすることにより、ＡｌＮ結晶の品質を改善することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
ＷＯ２００８／０７８３０１
【非特許文献】
【０００４】
H. Miyake et al., J. Cryst. Growth 456 (2016) 155.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
III族窒化物半導体を用いた受光デバイスでは、通常、活性層がＩｎＧａＮ層で構成される。ところが、この活性層のＩｎＧａＮ層を、下地層のＧａＮ層の上に結晶成長させた場合、下地層と活性層との間における半導体の格子不整合差による欠陥のためにエネルギー変換効率が低いという問題がある。
【０００６】
そこで、下地層をＩｎＧａＮ層で構成し、その上に活性層のＩｎＧａＮ層を結晶成長させれば、活性層のＩｎＧａＮ層への欠陥の導入が抑制されるとともに、下地層と活性層との間における半導体の格子不整合差が減少することとなり、高いエネルギー変換効率が得られると考えられる。
【０００７】
しかしながら、下地層をＩｎＧａＮ層で構成した場合、結晶内に含まれる多数の欠陥に起因して表面に多数のＶピット（Ｖ字型欠陥）が形成され、そのため表面平坦性が劣るという問題がある。ＩｎＧａＮ層の膜厚が厚くなるに従ってＶピットは大きくなるので、この問題は、ＩｎＧａＮ層の膜厚が臨界膜厚を超えるような厚さの場合に特に著しいものとなる。そして、下地層の表面平坦性が劣ると、活性層を形成するための下地層の面積が少なくなるため、それに伴って活性層も小さくなり、また、活性層の結晶成長が不均一となるため、エネルギー変換効率が低くなるという問題を招く。このように、従来、下地層としてのＩｎＧａＮ層に形成されたＶピットを減らすべくＶピットを覆うようにＩｎＧａＮの膜を成長させようとしても上述のとおりでＶピットをなくして成長させることは、現実にはできなかった。
【０００８】
本発明の課題は、表面に多数のＶピットが形成された半導体層のＶピットをなくして表面を平坦化させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、表面に多数のＶピットが形成されたIII族窒化物半導体の第１半導体層を有する第１基板と、表面にIII族窒化物半導体の第２半導体層を有する第２基板とを準備する基板準備ステップと、前記基板準備ステップで準備した前記第１及び第２基板を、前記第１基板が上側及び前記第２基板が下側となり且つ前記第１及び第２半導体層が対向するように配置するとともに、前記第１及び第２半導体層の間にＮＨ
３
ガスを流しながら、前記第１及び第２半導体層をアニールするアニールステップとを含む半導体基板の製造方法である。
【００１０】
本発明は、表面にIII族窒化物半導体の半導体層を有する半導体基板であって、前記半導体層に形成された多数のＶピットが半導体材料で埋められている。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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