JPH0586646B2 - - Google Patents
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- JPH0586646B2 JPH0586646B2 JP2444484A JP2444484A JPH0586646B2 JP H0586646 B2 JPH0586646 B2 JP H0586646B2 JP 2444484 A JP2444484 A JP 2444484A JP 2444484 A JP2444484 A JP 2444484A JP H0586646 B2 JPH0586646 B2 JP H0586646B2
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- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/29—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by the substrates
- H10P14/2901—Materials
- H10P14/2923—Materials being conductive materials, e.g. metallic silicides
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- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/32—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials characterised by intermediate layers between substrates and deposited layers
- H10P14/3202—Materials thereof
- H10P14/3214—Materials thereof being Group IIIA-VA semiconductors
- H10P14/3216—Nitrides
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10P14/20—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of semiconductor materials
- H10P14/34—Deposited materials, e.g. layers
- H10P14/3402—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition
- H10P14/3414—Deposited materials, e.g. layers characterised by the chemical composition being group IIIA-VIA materials
- H10P14/3416—Nitrides
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、基板とエピタキシヤル膜との間にバ
ツフア層を設けた−Ｖ族化合物半導体AlX
Ga1-XＮ（０≦ｘ≦１）およびInNの薄膜の成長方
法に関するものである。
ツフア層を設けた−Ｖ族化合物半導体AlX
Ga1-XＮ（０≦ｘ≦１）およびInNの薄膜の成長方
法に関するものである。
従来、−Ｖ族化合物半導体であるGaN膜を
成長させるためには、主に、サフアイアＣ面を基
板とし、GaCl3とNH3を減圧容器内に導入して基
板上で熱分解させるハライド系気相成長法が用い
られてきた。この気相成長法では、熱平衡からず
れた成長が行なわれること以外に、サフアイア基
板とGaN膜との格子定数のずれ、すなわち格子
不整合のために、成長したGaN膜は、通常、窒
素の空格子点を多く含み、結晶性が悪いという欠
点があつた。また、この窒素空格子点の影響で成
長GaN膜は低抵抗になり、高抵抗GaN膜を得る
には、ZnまたはMgなどのアクセプター・ドーパ
ントを多量に添加しなければならないという欠点
もあつた。これに加えて、GaCl3とNH3が局所的
に反応して均一な膜ができないという問題もあつ
た。
成長させるためには、主に、サフアイアＣ面を基
板とし、GaCl3とNH3を減圧容器内に導入して基
板上で熱分解させるハライド系気相成長法が用い
られてきた。この気相成長法では、熱平衡からず
れた成長が行なわれること以外に、サフアイア基
板とGaN膜との格子定数のずれ、すなわち格子
不整合のために、成長したGaN膜は、通常、窒
素の空格子点を多く含み、結晶性が悪いという欠
点があつた。また、この窒素空格子点の影響で成
長GaN膜は低抵抗になり、高抵抗GaN膜を得る
には、ZnまたはMgなどのアクセプター・ドーパ
ントを多量に添加しなければならないという欠点
もあつた。これに加えて、GaCl3とNH3が局所的
に反応して均一な膜ができないという問題もあつ
た。
サフアイアＣ面基板上にトリメチルガリウム
（TMG）−NH3−N2（またはH2）系を用いて薄膜
成長させる有機金属気相成長法では膜の均一性は
良好となるが、格子不整合の問題は解決されず、
成長させたGaN膜は多くの窒素空格子点を含む
という欠点があつた。
（TMG）−NH3−N2（またはH2）系を用いて薄膜
成長させる有機金属気相成長法では膜の均一性は
良好となるが、格子不整合の問題は解決されず、
成長させたGaN膜は多くの窒素空格子点を含む
という欠点があつた。
一方、AlXGa1-XＮ（０＜ｘ＜１）薄膜の成長
は、主に、サフアイアＣ面基板を用い気相成長法
と反応性MBE法が用いられてきた。ハライド系
および有機金属気相成長法では、上述したGaN
膜の場合と同じく、成長したAlXGa1-XＮ（０＜ｘ
１）膜には格子不整合の影響を受け窒素空格子
点が多く存在するという欠点があつた。
は、主に、サフアイアＣ面基板を用い気相成長法
と反応性MBE法が用いられてきた。ハライド系
および有機金属気相成長法では、上述したGaN
膜の場合と同じく、成長したAlXGa1-XＮ（０＜ｘ
１）膜には格子不整合の影響を受け窒素空格子
点が多く存在するという欠点があつた。
Al−Ga−NH3系による反応性MBE法におい
ても、サフアイアＣ面上の成長膜は、格子不整合
のために多くの窒素空格子点を含むという欠点が
あつた。
ても、サフアイアＣ面上の成長膜は、格子不整合
のために多くの窒素空格子点を含むという欠点が
あつた。
InN薄膜は、主に、サフアイアＣ面基板を用い
てInCl3−NH3系の気相成長法により成長する。
この場合にも、上述の２例と同じく、熱非平衡下
の成長以外に、格子不整合の影響を受けて窒素空
格子点を多く含むという欠点があつた。
てInCl3−NH3系の気相成長法により成長する。
この場合にも、上述の２例と同じく、熱非平衡下
の成長以外に、格子不整合の影響を受けて窒素空
格子点を多く含むという欠点があつた。
そこで、本発明の目的は、格子整合性を向上さ
せることにより、窒素空格子点の少ない高品質の
AlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）またはInNエピタキシ
ヤル膜を成長させることのできる化合物半導体薄
膜の成長方法を提供することにある。
せることにより、窒素空格子点の少ない高品質の
AlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）またはInNエピタキシ
ヤル膜を成長させることのできる化合物半導体薄
膜の成長方法を提供することにある。
かかる目的を達成するために、本発明では、有
機金属を用いたAlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）または
InNエピタキシヤル膜を成長させるにあたつて、
基板とエピタキシヤル膜との間に、エピタキシヤ
ル膜と同一組成のバツフア層を高周波スパツタ法
により設ける。
機金属を用いたAlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）または
InNエピタキシヤル膜を成長させるにあたつて、
基板とエピタキシヤル膜との間に、エピタキシヤ
ル膜と同一組成のバツフア層を高周波スパツタ法
により設ける。
すなわち、本発明は、光学研磨したサフアイア
Ｃ面基板または光学研磨したガラスに金属を蒸着
した導電性基板を用い、金属アルミニウム、金属
ガリウム、金属インジウムの少なくとも一つをタ
ーゲツトとし、該ターゲツトと前記基板との間
に、直流バイアスを印加し、窒素ガスを含有した
雰囲気中で高周波スパツタリング法により、−
Ｖ族化合物半導体であるAlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦
１）またはInNをバツフア層として前記基板上に
推積させ、次に、減圧された容器内に前記バツフ
ア層の推積した基板を配置し、その基板をNH3
ガスを含有する雰囲気中で加熱し、および族の
有機金属を供給し、当該加熱された基板上に前記
族の有機金属を分解させてその窒化物膜を気相
成長させて、前記バツフア層上に該バツフア層と
同一組成であるAlXGa1-XＮ（０ｘ１）または
InNをエピタキシヤル成長させることを特徴とす
るものである。
Ｃ面基板または光学研磨したガラスに金属を蒸着
した導電性基板を用い、金属アルミニウム、金属
ガリウム、金属インジウムの少なくとも一つをタ
ーゲツトとし、該ターゲツトと前記基板との間
に、直流バイアスを印加し、窒素ガスを含有した
雰囲気中で高周波スパツタリング法により、−
Ｖ族化合物半導体であるAlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦
１）またはInNをバツフア層として前記基板上に
推積させ、次に、減圧された容器内に前記バツフ
ア層の推積した基板を配置し、その基板をNH3
ガスを含有する雰囲気中で加熱し、および族の
有機金属を供給し、当該加熱された基板上に前記
族の有機金属を分解させてその窒化物膜を気相
成長させて、前記バツフア層上に該バツフア層と
同一組成であるAlXGa1-XＮ（０ｘ１）または
InNをエピタキシヤル成長させることを特徴とす
るものである。
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。
る。
第１図はサフアイアＣ面を基板とした場合に本
発明により成長させた薄膜の膜構成の一例を示
す。ここで、１は光学研磨したサフアイアＣ面基
板、２はこの基板１上に形成したAlXGa1-XＮ（０
≦ｘ≦１）またはInNのバツフア層、３はこのバ
ツフア層２と同一組成のAlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦
１）またはInNのエピタキシヤル層である。
発明により成長させた薄膜の膜構成の一例を示
す。ここで、１は光学研磨したサフアイアＣ面基
板、２はこの基板１上に形成したAlXGa1-XＮ（０
≦ｘ≦１）またはInNのバツフア層、３はこのバ
ツフア層２と同一組成のAlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦
１）またはInNのエピタキシヤル層である。
第２図は導電性基板を用いた場合に本発明によ
り成長させた薄膜の構成の一例を示す。ここで、
４は光学研磨したガラス基板、５はこのガラス基
板４上に真空蒸着した金属膜、２は金属膜５上に
形成したAlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）またはInNの
バツフア層、３はこのバツフア層２と同一組成の
AlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）またはInNのエピタキ
シヤル層である。
り成長させた薄膜の構成の一例を示す。ここで、
４は光学研磨したガラス基板、５はこのガラス基
板４上に真空蒸着した金属膜、２は金属膜５上に
形成したAlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）またはInNの
バツフア層、３はこのバツフア層２と同一組成の
AlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）またはInNのエピタキ
シヤル層である。
以下に、本発明による各組成の成長法の具体例
を詳細に説明する。
を詳細に説明する。
（実施例１） サフアイアＣ面基板上へのGaN
膜の成長（第１図の構成） まず、光学研磨したサフアイアＣ面基板１上
に、直流バイアスを印加した高周波スパツタ法に
よりGaNバツフア層２を1000Å〜7000Åの厚さ
に形成した。高周波スパツタ法によるGaNバツ
フア層２の形成にあたつては、通常は、平行平板
型装置を用い、ターゲツトとしてステンレス容器
に収容した高純度金属ガリウム（Ga、純度6N〜
7N）を用い、これを陰極に配設し、サフアイア
Ｃ面基板１を陽極に配設し、アルゴンArと窒素
N2との混合ガスをスパツタガスとして陰極側に
直流バイアスを印加する。本例では、スパツタガ
ス圧を３〜５×10-2Torr（混合比Ar：N2＝３：
７）とし、スパツタパワーを30〜50Wとし、基板
温度を300〜450℃とし、直流バイアス電圧を０〜
−100Vとした。このような成長条件で、Ｃ軸配
向したGaNバツフア層をサフアイアＣ面上に形
成した。
膜の成長（第１図の構成） まず、光学研磨したサフアイアＣ面基板１上
に、直流バイアスを印加した高周波スパツタ法に
よりGaNバツフア層２を1000Å〜7000Åの厚さ
に形成した。高周波スパツタ法によるGaNバツ
フア層２の形成にあたつては、通常は、平行平板
型装置を用い、ターゲツトとしてステンレス容器
に収容した高純度金属ガリウム（Ga、純度6N〜
7N）を用い、これを陰極に配設し、サフアイア
Ｃ面基板１を陽極に配設し、アルゴンArと窒素
N2との混合ガスをスパツタガスとして陰極側に
直流バイアスを印加する。本例では、スパツタガ
ス圧を３〜５×10-2Torr（混合比Ar：N2＝３：
７）とし、スパツタパワーを30〜50Wとし、基板
温度を300〜450℃とし、直流バイアス電圧を０〜
−100Vとした。このような成長条件で、Ｃ軸配
向したGaNバツフア層をサフアイアＣ面上に形
成した。
尚、高周波スパツタ装置としては、この平行平
板型のほかに、同心半球型あるいはマグネトロン
型高周波スパツタ装置を用いることも可能であ
る。
板型のほかに、同心半球型あるいはマグネトロン
型高周波スパツタ装置を用いることも可能であ
る。
次に、GaNバツフア層２の上に、有機金属気
相成長法により、GaNエピタキシヤル層３を１
〜10μmの厚さに成長させて、第１図示の構造を
得た。ここで、有機金属としてはトリメチルガリ
ウムTMGを用い、アンモニアNH3ガスおよび窒
素N2キヤリアガスを用いてGaNエピタキシヤル
層３を成長させた。更に詳述すると、基板１を誘
導加熱法により800〜1000℃に加熱し、キヤリア
ガスN2を2l／minとし、NH3を500〜750cc／min
とした。そして、TMGを温度−12℃、キヤリア
ガスN220cc／minでバブリングし、反応管の圧
力を0.1気圧程度の減圧状態にしてＣ軸配向GaN
エピタキシヤル層３を成長させた。
相成長法により、GaNエピタキシヤル層３を１
〜10μmの厚さに成長させて、第１図示の構造を
得た。ここで、有機金属としてはトリメチルガリ
ウムTMGを用い、アンモニアNH3ガスおよび窒
素N2キヤリアガスを用いてGaNエピタキシヤル
層３を成長させた。更に詳述すると、基板１を誘
導加熱法により800〜1000℃に加熱し、キヤリア
ガスN2を2l／minとし、NH3を500〜750cc／min
とした。そして、TMGを温度−12℃、キヤリア
ガスN220cc／minでバブリングし、反応管の圧
力を0.1気圧程度の減圧状態にしてＣ軸配向GaN
エピタキシヤル層３を成長させた。
このようにバツフア層２を設けて成長させた
GaNエピタキシヤル膜のキヤリア濃度は1018cm-
３、抵抗率は10-1Ωcmであり、バツフア層２のな
い場合に比べてキヤリア濃度で１〜２桁少なく、
抵抗率で２桁程度大きく、窒素空格子点の少ない
エピタキシヤル膜が得られた。
GaNエピタキシヤル膜のキヤリア濃度は1018cm-
３、抵抗率は10-1Ωcmであり、バツフア層２のな
い場合に比べてキヤリア濃度で１〜２桁少なく、
抵抗率で２桁程度大きく、窒素空格子点の少ない
エピタキシヤル膜が得られた。
室温におけるフオトルミネツセンスの比較例
を、バツフア層のないGaNエピタキシヤル膜お
よびバツフア層を設けたGaNエピタキシヤル膜
の場合について、第３図および第４図に示す。こ
れら第３図および第４図からわかるように、バツ
フア層のあるGaN膜の発光強度が大きくなつて
いる（波長420nm近傍のフオトルミネツセンスの
ビークＡの強度比は（第３図の場合）：（第４図の
場合）＝１：13）。これは、窒素空格子点が少なく
なつて結晶性が向上し、非発光中心が少なくなつ
たためである。この例からもわかるように、
GaNバツフア層２を設けることによつて、GaN
エピタキシヤル膜の品質は向上する。
を、バツフア層のないGaNエピタキシヤル膜お
よびバツフア層を設けたGaNエピタキシヤル膜
の場合について、第３図および第４図に示す。こ
れら第３図および第４図からわかるように、バツ
フア層のあるGaN膜の発光強度が大きくなつて
いる（波長420nm近傍のフオトルミネツセンスの
ビークＡの強度比は（第３図の場合）：（第４図の
場合）＝１：13）。これは、窒素空格子点が少なく
なつて結晶性が向上し、非発光中心が少なくなつ
たためである。この例からもわかるように、
GaNバツフア層２を設けることによつて、GaN
エピタキシヤル膜の品質は向上する。
（実施例２） 導電性基板上へのGaN膜の成長
（第２図の構成） まず、光学研磨した石英ガラスまたはコーニン
グ7059（商品名）ガラスによるガラス基板４上に、
抵抗加熱蒸着法または電子ビーム蒸着法によりク
ロム（Cr）、ニツケル（Ni）、モリブデン（Mo）、
金（Au）、白金（Pt）などの金属を1000〜2000Å
の厚さに蒸着して導電膜５とした。この導電膜５
の上に、実施例１で述べたのと同一条件でGaN
バツフア層２を形成した。次に、このバツフア層
２の上に実施例１で述べたのと同一条件で有機金
属気相成長法でGaNエピタキシヤル層３を成長
させた。
（第２図の構成） まず、光学研磨した石英ガラスまたはコーニン
グ7059（商品名）ガラスによるガラス基板４上に、
抵抗加熱蒸着法または電子ビーム蒸着法によりク
ロム（Cr）、ニツケル（Ni）、モリブデン（Mo）、
金（Au）、白金（Pt）などの金属を1000〜2000Å
の厚さに蒸着して導電膜５とした。この導電膜５
の上に、実施例１で述べたのと同一条件でGaN
バツフア層２を形成した。次に、このバツフア層
２の上に実施例１で述べたのと同一条件で有機金
属気相成長法でGaNエピタキシヤル層３を成長
させた。
（実施例３） サフアイアＣ面基板上へのAlX
Ga1-XＮ（０＜ｘ≦１）膜の成長（第１図の構
成） まず、サフアイアＣ面基板１上に直流バイアス
を印加した高周波スパツタ法で、AlXGa1-XＮ（０
＜ｘ≦１）バツフア層２を1000〜7000Åの厚さに
形成した。ターゲツトとしてはGa上にAl片を並
べたものを用いた。例えば、ｘ＝0.1の場合、Ga
とAlとのスパツタ率をほぼ同じとしてAl片の面
積をGa表面積の1/10にした。他の成長条件は、
実施例１の場合と同一にしてＣ軸配向したAlX
Ga1-XＮ（０＜ｘ≦１）バツフア層２をサフアイ
アＣ面基板１上に形成した。次に、有機金属気相
成長法により、バツフア層２と同一組成のAlX
Ga1-XＮ（０＜ｘ≦１）エピタキシヤル層３をバ
ツフア層２上に１〜10μmの厚さに成長させた。
Al用の有機金属としてはトリメチルアルミニウ
ム（TMA）を用いた。TMAの流量は、組成比
に合わせて、キヤリアガスN2のバブリング量で
制御した。例えば、ｘ＝0.1では、TMA流量と
TMG流量との比を１：９にした。他の有機金属
気相成長法の成長条件は、実施例１と同一にして
Ｃ軸配向したAlXGa1-XＮ（０＜ｘ≦１）エピタキ
シヤル層３を成長させた。
Ga1-XＮ（０＜ｘ≦１）膜の成長（第１図の構
成） まず、サフアイアＣ面基板１上に直流バイアス
を印加した高周波スパツタ法で、AlXGa1-XＮ（０
＜ｘ≦１）バツフア層２を1000〜7000Åの厚さに
形成した。ターゲツトとしてはGa上にAl片を並
べたものを用いた。例えば、ｘ＝0.1の場合、Ga
とAlとのスパツタ率をほぼ同じとしてAl片の面
積をGa表面積の1/10にした。他の成長条件は、
実施例１の場合と同一にしてＣ軸配向したAlX
Ga1-XＮ（０＜ｘ≦１）バツフア層２をサフアイ
アＣ面基板１上に形成した。次に、有機金属気相
成長法により、バツフア層２と同一組成のAlX
Ga1-XＮ（０＜ｘ≦１）エピタキシヤル層３をバ
ツフア層２上に１〜10μmの厚さに成長させた。
Al用の有機金属としてはトリメチルアルミニウ
ム（TMA）を用いた。TMAの流量は、組成比
に合わせて、キヤリアガスN2のバブリング量で
制御した。例えば、ｘ＝0.1では、TMA流量と
TMG流量との比を１：９にした。他の有機金属
気相成長法の成長条件は、実施例１と同一にして
Ｃ軸配向したAlXGa1-XＮ（０＜ｘ≦１）エピタキ
シヤル層３を成長させた。
（実施例４） 導電性基板上へのAlXGa1-XＮ（０
＜ｘ≦１）の成長（第２図の構成） まず、実施例２と同一の工程でガラス基板４上
に導電膜５を蒸着して導電性基板を形成した。次
に、先の実施例３で述べたのと同一成長条件によ
り、AlXGa1-XＮ（０＜ｘ≦１）バツフア層２およ
びAlXGa1-XＮ（０＜ｘ１）エピタキシヤル層３
を成長させた。
＜ｘ≦１）の成長（第２図の構成） まず、実施例２と同一の工程でガラス基板４上
に導電膜５を蒸着して導電性基板を形成した。次
に、先の実施例３で述べたのと同一成長条件によ
り、AlXGa1-XＮ（０＜ｘ≦１）バツフア層２およ
びAlXGa1-XＮ（０＜ｘ１）エピタキシヤル層３
を成長させた。
（実施例５） サフアイアＣ面基板上へのInN膜
の成長（第１図の構成） まず、光学研磨したサフアイアＣ面基板１上に
直流バイアスを印加した高周波スパツタ法により
InNバツフア層２を1000〜7000Åの厚さに形成し
た。高周波スパツタ法によるInN層２の形成にあ
つては、ターゲツトとしてステンレス容器に収容
したIn（純度6N）を用いた。ここで、基板温度を
200〜400℃、スパツタガス圧（混合比Ar：N2＝
３：７）を２〜８×10-2Torr、スパツタパワー
を20〜40W、直流バイアス電圧を−100〜−150V
に設定してＣ軸配向のInN層２を形成した。
の成長（第１図の構成） まず、光学研磨したサフアイアＣ面基板１上に
直流バイアスを印加した高周波スパツタ法により
InNバツフア層２を1000〜7000Åの厚さに形成し
た。高周波スパツタ法によるInN層２の形成にあ
つては、ターゲツトとしてステンレス容器に収容
したIn（純度6N）を用いた。ここで、基板温度を
200〜400℃、スパツタガス圧（混合比Ar：N2＝
３：７）を２〜８×10-2Torr、スパツタパワー
を20〜40W、直流バイアス電圧を−100〜−150V
に設定してＣ軸配向のInN層２を形成した。
次に、このバツフア層２の上に有機金属気相成
長法により、InNエピタキシヤル層３を成長させ
た。有機金属としてはトリメチルインジウム
（TMI）、窒素供給源としてはNH3、キヤリアガ
スとしてはN2を用いた。TMIの流量を10〜
50cc／min（キヤリアガスN2のバブリング量）と
し、NH3を100〜700cc／min、キヤリアガスN2
を１〜2l／min、基板温度を500〜700℃とし、反
応管の圧力を0.1気圧の減圧状態にして、Ｃ軸配
向InNエピタキシヤル層３を成長させた。
長法により、InNエピタキシヤル層３を成長させ
た。有機金属としてはトリメチルインジウム
（TMI）、窒素供給源としてはNH3、キヤリアガ
スとしてはN2を用いた。TMIの流量を10〜
50cc／min（キヤリアガスN2のバブリング量）と
し、NH3を100〜700cc／min、キヤリアガスN2
を１〜2l／min、基板温度を500〜700℃とし、反
応管の圧力を0.1気圧の減圧状態にして、Ｃ軸配
向InNエピタキシヤル層３を成長させた。
（実施例６） 導電性基板上へのInN膜の成長
（第２図の構成） まず、実施例２と同一の工程でガラス基板４上
に導電膜５を蒸着して導電性基板を形成した。
（第２図の構成） まず、実施例２と同一の工程でガラス基板４上
に導電膜５を蒸着して導電性基板を形成した。
次に、先の実施例５で述べたのと同一成長条件
により、InNバツフア層２、ついでInNエピタキ
シヤル層３を成長させた。
により、InNバツフア層２、ついでInNエピタキ
シヤル層３を成長させた。
尚、以上に述べた６つの実施例においては、バ
ツフア層２とエピタキシヤル層３の組成が同一の
ものを用いたが、バツフア層２とエピタキシヤル
層３の組成が異なる構成、例えば、AlNバツフ
ア層上のGaNエピタキシヤル層の場合であつて
も、バツフア層を用いない場合に比べ格子整合性
がよく、本発明による薄膜の成長はかかる場合も
含むものとする。
ツフア層２とエピタキシヤル層３の組成が同一の
ものを用いたが、バツフア層２とエピタキシヤル
層３の組成が異なる構成、例えば、AlNバツフ
ア層上のGaNエピタキシヤル層の場合であつて
も、バツフア層を用いない場合に比べ格子整合性
がよく、本発明による薄膜の成長はかかる場合も
含むものとする。
以上説明したように、本発明では、窒素空格子
点の少ない高品質のAlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）ま
たはInNエピタキシヤル膜を成長させることがで
きるので、従来の気相成長法に比べて、NIS素子
を作製する場合に、絶縁層作製のためのドープ量
を少なくでき、また、高輝度の発光素子を作製で
きる利点がある。この利点は、特に、GaNでの
青色発光素子を製造する場合に有利である。
点の少ない高品質のAlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）ま
たはInNエピタキシヤル膜を成長させることがで
きるので、従来の気相成長法に比べて、NIS素子
を作製する場合に、絶縁層作製のためのドープ量
を少なくでき、また、高輝度の発光素子を作製で
きる利点がある。この利点は、特に、GaNでの
青色発光素子を製造する場合に有利である。
また、本発明では、GaClとNH3の局所反応が
問題となるハライド気相成長法を用いずに、局所
反応の起きない有機金属気相成長法を用い、しか
も基板とエピタキシヤル膜との格子整合性がよい
ので、均一性に優れたエピタキシヤル膜が得られ
るという利点をも有する。
問題となるハライド気相成長法を用いずに、局所
反応の起きない有機金属気相成長法を用い、しか
も基板とエピタキシヤル膜との格子整合性がよい
ので、均一性に優れたエピタキシヤル膜が得られ
るという利点をも有する。
さらに加えて、本発明の方法は、普及度の高い
高周波スパツタ法と均一性がよく、しかも成長速
度の速い有機金属気相成長法とを併用するので、
工業化および低コスト化を図り易いという利点も
有する。
高周波スパツタ法と均一性がよく、しかも成長速
度の速い有機金属気相成長法とを併用するので、
工業化および低コスト化を図り易いという利点も
有する。
第１図は本発明により、サフアイアＣ面基板を
用いたAlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）またはInNエピ
タキシヤル膜を成長させた構成例を示す断面図、
第２図は、本発明により、導電性基板を用いた
AlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）またはInNエピタキシ
ヤル膜を成長させた構成例を示す断面図、第３図
はサフアイアＣ面上にバツフア層を設けずに直接
GaNエピタキシヤル膜を成長させた場合の室温
におけるフオトルミネツセンスの特性曲線図、第
４図は本発明によりサフアイアＣ面上にGaNバ
ツフア層を設け、その上にGaNエピタキシヤル
膜を成長させた場合の室温におけるフオトルミネ
ツセンスの特性曲線図である。 １……サフアイアＣ面基板、２……AlXGa1-X
Ｎ（０≦ｘ≦１）またはInNバツフア層、３……
AlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）またはInNエピタキシ
ヤル層、４……ガラス基板、５……蒸着金属膜。
用いたAlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）またはInNエピ
タキシヤル膜を成長させた構成例を示す断面図、
第２図は、本発明により、導電性基板を用いた
AlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）またはInNエピタキシ
ヤル膜を成長させた構成例を示す断面図、第３図
はサフアイアＣ面上にバツフア層を設けずに直接
GaNエピタキシヤル膜を成長させた場合の室温
におけるフオトルミネツセンスの特性曲線図、第
４図は本発明によりサフアイアＣ面上にGaNバ
ツフア層を設け、その上にGaNエピタキシヤル
膜を成長させた場合の室温におけるフオトルミネ
ツセンスの特性曲線図である。 １……サフアイアＣ面基板、２……AlXGa1-X
Ｎ（０≦ｘ≦１）またはInNバツフア層、３……
AlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）またはInNエピタキシ
ヤル層、４……ガラス基板、５……蒸着金属膜。
Claims (1)
- １ 光学研磨したサフアイアＣ面基板または光学
研磨したガラスに金属を蒸着した導電性基板を用
い、金属アルミニウム、金属ガリウム、金属イン
ジウムの少なくとも一つをターゲツトとし、該タ
ーゲツトと前記基板との間に、直流バイアスを印
加し、窒素ガスを含有した雰囲気中で高周波スパ
ツタリング法により、−Ｖ族化合物半導体であ
るAlXGa1-XＮ（０≦ｘ≦１）またはInNをバツフ
ア層として前記基板上に推積させ、次に、減圧さ
れた容器内に前記バツフア層の推積した基板を配
置し、その基板をNH3ガスを含有する雰囲気中
で加熱し、および族の有機金属を供給し、当該
加熱された基板上に前記族の有機金属を分解さ
せてその窒化物膜を気相成長させて、前記バツフ
ア層上に該バツフア層と同一組成であるAlX
Ga1-XＮ（０ｘ１）またはInNをエピタキシヤ
ル成長させることを特徴とする化合物半導体薄膜
の成長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59024444A JPS60173829A (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 化合物半導体薄膜の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59024444A JPS60173829A (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 化合物半導体薄膜の成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60173829A JPS60173829A (ja) | 1985-09-07 |
| JPH0586646B2 true JPH0586646B2 (ja) | 1993-12-13 |
Family
ID=12138309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59024444A Granted JPS60173829A (ja) | 1984-02-14 | 1984-02-14 | 化合物半導体薄膜の成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60173829A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11163404A (ja) * | 1997-11-25 | 1999-06-18 | Toyoda Gosei Co Ltd | ＧａＮ系半導体 |
| WO2007129773A1 (ja) | 2006-05-10 | 2007-11-15 | Showa Denko K.K. | Iii族窒化物化合物半導体積層構造体 |
| WO2008020599A1 (fr) | 2006-08-18 | 2008-02-21 | Showa Denko K.K. | Procédé de fabrication d'un dispositif électroluminescent comportant un semi-conducteur formé d'un nitrure du groupe iii, dispositif électroluminescent correspondant et lampe |
| WO2008041499A1 (fr) | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Showa Denko K.K. | Procédé de dépôt en film pour une structure stratifiée de semi-conducteur de nitrure de groupe iii |
| WO2008075559A1 (ja) | 2006-12-20 | 2008-06-26 | Showa Denko K.K. | 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 |
| WO2009041256A1 (ja) | 2007-09-27 | 2009-04-02 | Showa Denko K.K. | 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 |
| DE112007002182T5 (de) | 2006-09-26 | 2009-07-09 | Showa Denko K.K. | Gruppe-III-Nitridverbindungshalbleiter-Lichtemissionsvorrichtung, Verfahren zum Herstellen einer Gruppe-III-Nitridverbindungshalbleiter-Lichtemissionsvorrichtung, und Lampe |
| WO2009113458A1 (ja) | 2008-03-13 | 2009-09-17 | 昭和電工株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物半導体素子及びその製造方法、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 |
| 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 |
| US8097482B2 (en) | 2007-06-11 | 2012-01-17 | Showa Denko K.K | Method for manufacturing group III nitride semiconductor, method for manufacturing group III nitride semiconductor light-emitting device, group III nitride semiconductor light-emitting device, and lamp |
| US8106419B2 (en) | 2006-11-08 | 2012-01-31 | Showa Denko K.K. | Group-III nitride compound semiconductor light-emitting device, method of manufacturing group-III nitride compound semiconductor light-emitting device, and lamp |
| US8198179B2 (en) | 2007-02-21 | 2012-06-12 | Showa Denko K.K. | Method for producing group III nitride semiconductor light-emitting device |
| US8557092B2 (en) | 2006-10-20 | 2013-10-15 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Sputtering deposition apparatus and backing plate for use in sputtering deposition apparatus |
| US8674398B2 (en) | 2007-07-04 | 2014-03-18 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III nitride semiconductor light emitting device and production method thereof, and lamp |
Families Citing this family (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63188938A (ja) * | 1987-01-31 | 1988-08-04 | Toyoda Gosei Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体の気相成長方法 |
| JP2631286B2 (ja) * | 1987-01-31 | 1997-07-16 | 豊田合成 株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体の気相成長方法 |
| JP2631285B2 (ja) * | 1987-01-31 | 1997-07-16 | 豊田合成 株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体の気相成長方法 |
| CA2037198C (en) | 1990-02-28 | 1996-04-23 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using gallium nitride group compound |
| US6362017B1 (en) | 1990-02-28 | 2002-03-26 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using gallium nitride group compound |
| JP2623466B2 (ja) * | 1990-02-28 | 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 |
| US6830992B1 (en) | 1990-02-28 | 2004-12-14 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Method for manufacturing a gallium nitride group compound semiconductor |
| JPH088217B2 (ja) * | 1991-01-31 | 1996-01-29 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体の結晶成長方法 |
| JP2791448B2 (ja) * | 1991-04-19 | 1998-08-27 | 日亜化学工業 株式会社 | 発光ダイオード |
| JPH0583184U (ja) * | 1991-05-30 | 1993-11-09 | 株式会社工業技術研究所 | 移動式足場 |
| 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 |
| JP2657743B2 (ja) * | 1992-10-29 | 1997-09-24 | 豊田合成株式会社 | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 |
| DE19613265C1 (de) * | 1996-04-02 | 1997-04-17 | Siemens Ag | Bauelement in stickstoffhaltigem Halbleitermaterial |
| US6713789B1 (en) * | 1999-03-31 | 2004-03-30 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III nitride compound semiconductor device and method of producing the same |
| JP3994623B2 (ja) | 2000-04-21 | 2007-10-24 | 豊田合成株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子の製造方法 |
| JP3940673B2 (ja) * | 2000-08-18 | 2007-07-04 | 昭和電工株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物半導体結晶の製造方法、および窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法 |
| JP3631724B2 (ja) | 2001-03-27 | 2005-03-23 | 日本電気株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物半導体基板およびその製造方法 |
| JP3521201B2 (ja) * | 2001-08-06 | 2004-04-19 | 豊田合成株式会社 | 窒化ガリウム化合物半導体の製造方法 |
| US8035113B2 (en) | 2004-04-15 | 2011-10-11 | The Trustees Of Boston University | Optical devices featuring textured semiconductor layers |
| JP4289203B2 (ja) * | 2004-04-15 | 2009-07-01 | 豊田合成株式会社 | ＧａＮ系半導体 |
| EP1735838B1 (en) | 2004-04-15 | 2011-10-05 | Trustees of Boston University | Optical devices featuring textured semiconductor layers |
| US8299451B2 (en) | 2005-11-07 | 2012-10-30 | Showa Denko K.K. | Semiconductor light-emitting diode |
| JP4637781B2 (ja) | 2006-03-31 | 2011-02-23 | 昭和電工株式会社 | ＧａＮ系半導体発光素子の製造方法 |
| JP2009054767A (ja) * | 2006-10-10 | 2009-03-12 | Showa Denko Kk | Ｉｉｉ族窒化物半導体の積層構造及びその製造方法と半導体発光素子とランプ |
| JP2008153603A (ja) | 2006-12-20 | 2008-07-03 | Showa Denko Kk | Ｉｉｉ族窒化物化合物半導体発光素子の製造方法、及びｉｉｉ族窒化物化合物半導体発光素子、並びにランプ |
| JP2008177523A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-31 | Showa Denko Kk | Ｉｉｉ族窒化物化合物半導体発光素子の製造方法、及びｉｉｉ族窒化物化合物半導体発光素子、並びにランプ |
| JP4908381B2 (ja) | 2006-12-22 | 2012-04-04 | 昭和電工株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物半導体層の製造方法、及びｉｉｉ族窒化物半導体発光素子、並びにランプ |
| KR101071450B1 (ko) * | 2006-12-22 | 2011-10-10 | 쇼와 덴코 가부시키가이샤 | Ⅲ족 질화물 반도체층의 제조 방법 및 ⅲ족 질화물 반도체 발광 소자, 및 램프 |
| WO2009111790A1 (en) | 2008-03-07 | 2009-09-11 | Trustees Of Boston University | Optical devices featuring nonpolar textured semiconductor layers |
| JP2009283785A (ja) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Showa Denko Kk | Ｉｉｉ族窒化物半導体積層構造体およびその製造方法 |
| JP2009283895A (ja) * | 2008-12-15 | 2009-12-03 | Showa Denko Kk | Ｉｉｉ族窒化物半導体積層構造体 |
| JP2011082570A (ja) * | 2011-01-11 | 2011-04-21 | Showa Denko Kk | Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法 |
-
1984
- 1984-02-14 JP JP59024444A patent/JPS60173829A/ja active Granted
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11163404A (ja) * | 1997-11-25 | 1999-06-18 | Toyoda Gosei Co Ltd | ＧａＮ系半導体 |
| WO2007129773A1 (ja) | 2006-05-10 | 2007-11-15 | Showa Denko K.K. | Iii族窒化物化合物半導体積層構造体 |
| WO2008020599A1 (fr) | 2006-08-18 | 2008-02-21 | Showa Denko K.K. | Procédé de fabrication d'un dispositif électroluminescent comportant un semi-conducteur formé d'un nitrure du groupe iii, dispositif électroluminescent correspondant et lampe |
| US8227284B2 (en) | 2006-08-18 | 2012-07-24 | Showa Denko K.K. | Group-III nitride compound semiconductor light-emitting device, method of manufacturing group-III nitride compound semiconductor light-emitting device, and lamp |
| DE112007002182B4 (de) | 2006-09-26 | 2023-02-16 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Verfahren zum Herstellen einer Gruppe-III-Nitridverbindungshalbleiter-Lichtemissionsvorrichtung |
| DE112007002182T5 (de) | 2006-09-26 | 2009-07-09 | Showa Denko K.K. | Gruppe-III-Nitridverbindungshalbleiter-Lichtemissionsvorrichtung, Verfahren zum Herstellen einer Gruppe-III-Nitridverbindungshalbleiter-Lichtemissionsvorrichtung, und Lampe |
| WO2008041499A1 (fr) | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Showa Denko K.K. | Procédé de dépôt en film pour une structure stratifiée de semi-conducteur de nitrure de groupe iii |
| US8389313B2 (en) | 2006-09-29 | 2013-03-05 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Deposition method of III group nitride compound semiconductor laminated structure |
| US8557092B2 (en) | 2006-10-20 | 2013-10-15 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Sputtering deposition apparatus and backing plate for use in sputtering deposition apparatus |
| US8106419B2 (en) | 2006-11-08 | 2012-01-31 | Showa Denko K.K. | Group-III nitride compound semiconductor light-emitting device, method of manufacturing group-III nitride compound semiconductor light-emitting device, and lamp |
| WO2008075559A1 (ja) | 2006-12-20 | 2008-06-26 | Showa Denko K.K. | 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 |
| US8198179B2 (en) | 2007-02-21 | 2012-06-12 | Showa Denko K.K. | Method for producing group III nitride semiconductor light-emitting device |
| US8097482B2 (en) | 2007-06-11 | 2012-01-17 | Showa Denko K.K | Method for manufacturing group III nitride semiconductor, method for manufacturing group III nitride semiconductor light-emitting device, group III nitride semiconductor light-emitting device, and lamp |
| US8674398B2 (en) | 2007-07-04 | 2014-03-18 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III nitride semiconductor light emitting device and production method thereof, and lamp |
| WO2009041256A1 (ja) | 2007-09-27 | 2009-04-02 | Showa Denko K.K. | 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 |
| WO2009113458A1 (ja) | 2008-03-13 | 2009-09-17 | 昭和電工株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物半導体素子及びその製造方法、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 |
| 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 |
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