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公開番号2024122611
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-09
出願番号2023030259
出願日2023-02-28
発明の名称窒化ガリウム基板
出願人三菱ケミカル株式会社
代理人弁理士法人栄光事務所
主分類C30B 29/38 20060101AFI20240902BHJP(結晶成長)
要約【課題】レーザーダイオード用c面GaN基板として用いる場合に、レーザーダイオード製造時の歩留まり悪化を低減できるGaN基板を提供する。
【解決手段】(0001)面からの傾斜が0～20度であり、面積が15cm²以上である主面を有する窒化ガリウム基板であって、前記主面のフォトルミネッセンスイメージング像(波長:365nm、対物レンズ5倍)において直径50μm以上のシミ状模様が観察されないことを特徴とする、窒化ガリウム基板。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
（０００１）面からの傾斜が０～２０度であり、面積が１５ｃｍ
２
以上である主面を有する窒化ガリウム基板であって、
前記主面のフォトルミネッセンスイメージング像（波長：３６５ｎｍ、対物レンズ５倍）において直径５０μｍ以上のシミ状模様が観察されないことを特徴とする、窒化ガリウム基板。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
原子間力顕微鏡で測定される前記主面のＲＭＳ粗さが、測定範囲２μｍ×２μｍにおいて２ｎｍ未満である、請求項１に記載の窒化ガリウム基板。
【請求項３】
前記主面の転位密度が５×１０
６
ｃｍ
－２
以下である、請求項１又は２に記載の窒化ガリウム基板。
【請求項４】
前記主面の法線方向をｚ方向とし、
前記ｚ方向に直交し、かつ、互いに直交する２方向をそれぞれｘ方向及びｙ方向とした際に、
前記主面の中央を通り前記ｘ方向に延びる第一のライン上におけるオフカット角の前記ｘ方向成分の変動幅と、前記主面の中央を通り前記ｙ方向に延びる第二のライン上における前記オフカット角の前記ｙ方向成分の変動幅とが、それぞれ、長さ４０ｍｍの区間内で０．２度以下である、請求項１又は２に記載の窒化ガリウム基板。
【請求項５】
不純物濃度に関して下記条件（ａ）～条件（ｃ）から選ばれる一以上の条件を充たす、請求項１又は２に記載の窒化ガリウム基板。
条件（ａ）Ｓｉ濃度が５×１０
１６
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以上である。
条件（ｂ）Ｏ濃度が３×１０
１６
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以下である。
条件（ｃ）Ｈ濃度が１×１０
１７
ａｔｏｍｓ／ｃｍ
３
以下である。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化ガリウム（ＧａＮ）基板に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ＧａＮ結晶から得られるＧａＮ基板は、レーザーダイオード（ＬＤ）製造のための基板として用いられている。最近では、縦型パワー半導体デバイス（ＰＤ）用の基板としてのＧａＮ基板が有望視されている。
【０００３】
ＬＤ用ＧａＮ基板や縦型ＰＤ用ＧａＮ基板として、デバイスの性能向上のために転位密度やオフ角分布が低減されたＧａＮ基板が求められている。
特許文献１には、ハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ）法を用いて転位密度が低減されたＧａＮ結晶を得る方法が記載されている。特許文献２には、ＨＶＰＥ法を用いて得られたオフカット角度の変動が抑制されたｃ面ＧａＮ基板が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１２５２２９号公報
特開２０２１－０３１３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のようにＨＶＰＥ法を用いた従来の製法で得られるＧａＮ結晶は、ＬＤ用ｃ面ＧａＮ基板として用いると、ＧａＮ基板上にエピタキシャル成長させたＧａＮエピタキシャル層において暗点が発生してＬＤ製造時の歩留まりが低下し、改善の余地があった。
【０００６】
そこで、本発明の主たる目的は、ＬＤ用ｃ面ＧａＮ基板として用いる場合に、ＬＤ製造時の歩留まり悪化を低減できるＧａＮ基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に対し、本発明者らが鋭意検討を行った結果、上記歩留まりの低下は、ＧａＮ基板の主面のフォトルミネッセンス（ＰＬ）イメージング像において直径５０μｍ以上のシミ状模様を観察されない程度まで低減することで抑制しうることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
本発明の実施形態には、下記のＧａＮ基板が含まれる。
本発明の態様１は、（０００１）面からの傾斜が０～２０度であり、面積が１５ｃｍ
２
以上である主面を有する窒化ガリウム基板であって、前記主面のフォトルミネッセンスイメージング像（波長：３６５ｎｍ、対物レンズ５倍）において直径５０μｍ以上のシミ状模様が観察されないことを特徴とする。
【０００９】
本発明の態様２は、態様１の窒化ガリウム基板において、原子間力顕微鏡で測定される前記主面のＲＭＳ粗さが、測定範囲２μｍ×２μｍにおいて２ｎｍ未満である。
【００１０】
本発明の態様３は、態様１又は態様２の窒化ガリウム基板において、前記主面の転位密度が５×１０
６
ｃｍ
－２
以下である。
（【００１１】以降は省略されています）

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