JP2000164510A - Nitride III-V compound semiconductor substrate, method of manufacturing the same, semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents
Nitride III-V compound semiconductor substrate, method of manufacturing the same, semiconductor device and method of manufacturing the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高品質で大面積の窒化物系III−V族化合
物半導体基板およびその製造方法ならびにそれを用いた
特性の良好な半導体装置およびその製造方法を提供す
る。
【解決手段】 Si基板1上にAl2 O3 結晶層2を成
長させ、その上に窒化物系III−V族化合物半導体層
4を成長させることにより窒化物系III−V族化合物
半導体基板を製造する。Si基板1の面方位は(11
1)または(100)とする。Al2 O3 結晶層2はγ
−Al2 O3 結晶層またはα−Al2 O3結晶層であ
る。Al2 O3 結晶層2は連続膜でも島状でもよい。基
板製造後にSi基板1やAl2 O3 結晶層2を除去して
もよい。Si基板1の代わりに他の結晶基板を用いても
よく、結晶基板の代わりにアモルファス基板を用いても
よい。この窒化物系III−V族化合物半導体基板を用
いてGaN系半導体レーザやGaN系FETを製造す
る。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-quality, large-area nitride-based III-V compound semiconductor substrate, a method of manufacturing the same, a semiconductor device having good characteristics using the same, and a method of manufacturing the same. SOLUTION: A nitride III-V compound semiconductor substrate is grown by growing an Al 2 O 3 crystal layer 2 on a Si substrate 1 and growing a nitride III-V compound semiconductor layer 4 thereon. To manufacture. The plane orientation of the Si substrate 1 is (11
1) or (100). Al 2 O 3 crystal layer 2 has γ
—Al 2 O 3 crystal layer or α-Al 2 O 3 crystal layer. The Al 2 O 3 crystal layer 2 may be a continuous film or an island shape. After manufacturing the substrate, the Si substrate 1 and the Al 2 O 3 crystal layer 2 may be removed. Another crystal substrate may be used instead of the Si substrate 1, and an amorphous substrate may be used instead of the crystal substrate. A GaN-based semiconductor laser and a GaN-based FET are manufactured using the nitride-based III-V compound semiconductor substrate.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、窒化物系III
−V族化合物半導体基板およびその製造方法ならびに半
導体装置およびその製造方法に関し、特に、GaNなど
の窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半導体レ
ーザや発光ダイオードあるいは電子走行素子に適用して
好適なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a -V compound semiconductor substrate, a method for manufacturing the same, a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and is particularly suitable for application to a semiconductor laser, a light emitting diode, or an electron transit element using a nitride III-V compound semiconductor such as GaN. It is something.
【0002】[0002]
【従来の技術】緑色あるいは青色から紫外線領域におよ
ぶ発光材料として、Al、Ga、InなどのIII族元
素とNを含むV族元素とからなる、GaNに代表される
窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半導体レー
ザや発光ダイオードが開発されている。このうち、発光
ダイオードについてはすでに実用化されている。一方、
半導体レーザにおいては、室温連続発振が実現されては
いるものの、長寿命化のためには窒化物系III−V族
化合物半導体のさらなる結晶性の改善が必要とされてい
る。窒化物系III−V族化合物半導体の成長基板とし
ては、一般にはサファイア基板が用いられているが、窒
化物系III−V族化合物半導体のさらなる結晶性の向
上を目指して、ELOG−GaN(Epitaxially latera
lly overgrown GaN)などの技術も応用されて効果を
発揮している。2. Description of the Related Art A nitride III-V group represented by GaN, comprising a group III element such as Al, Ga, and In and a group V element containing N as a light emitting material ranging from green or blue to the ultraviolet region. Semiconductor lasers and light emitting diodes using compound semiconductors have been developed. Of these, light emitting diodes have already been put to practical use. on the other hand,
In a semiconductor laser, although continuous oscillation at room temperature is realized, further improvement in crystallinity of a nitride III-V compound semiconductor is required for prolonging the life. A sapphire substrate is generally used as a growth substrate for the nitride III-V compound semiconductor, but in order to further improve the crystallinity of the nitride III-V compound semiconductor, ELOG-GaN (epitaxially) is used. latera
Technologies such as lly overgrown GaN) have also been applied and have shown their effects.
【0003】さらに、GaN基板を用いることによって
さらなる性能の向上が目指されている。GaN基板の製
造方法としてはこれまでに種々の方法が提案されている
が、これらの方法では、種々の結晶基板上にGaN結晶
を成長させてから基板結晶を除去することによってGa
N基板を製造している。例えば、サファイア基板上にG
aN層を成長させた後にサファイア基板を除去する方法
(特開平9−312417号公報)や、サファイア基板
上に中間層としてZnO層を成長させ、その上にGaN
層を成長させた後にZnO層を化学的に除去する方法
(特開平7−202265号公報)などが知られてい
る。Further, the use of a GaN substrate is aimed at further improving the performance. Various methods have been proposed as a method of manufacturing a GaN substrate. In these methods, a GaN crystal is grown on a variety of crystal substrates, and then the substrate crystal is removed.
Manufactures N substrates. For example, G on a sapphire substrate
A method of removing the sapphire substrate after growing the aN layer (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-313417), or a method of growing a ZnO layer as an intermediate layer on a sapphire substrate and then forming a GaN
A method of chemically removing the ZnO layer after growing the layer (Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-202265) is known.
【0004】また、GaNのバルク結晶の製造方法とし
て、10〜20kbarの高圧力の窒素雰囲気下で14
00〜1600℃という高温下で液体Gaから育成する
方法(J.Crystal Growth 166(1996)583)や、金属ガリウ
ムとアジ化ナトリウムとをステンレスチューブに封じ込
めて600〜700℃で加熱して育成するフラックス法
や昇華法なども知られている。[0004] As a method of producing a bulk crystal of GaN, a method of producing a GaN bulk crystal under a high-pressure nitrogen atmosphere of 10 to 20 kbar is used.
A method of growing from liquid Ga at a high temperature of 00 to 1600 ° C (J. Crystal Growth 166 (1996) 583), or growing by heating at 600 to 700 ° C by enclosing metallic gallium and sodium azide in a stainless steel tube. Flux method and sublimation method are also known.
【0005】一方、窒化物系III−V族化合物半導体
を用いた半導体装置を製造する基板としては、上述のよ
うに一般にはサファイア基板が用いられているが、その
ほかにSiC基板、GaAs基板、Si基板なども用い
られている。例えば、Si基板上にAlとGaNとを順
次成長させることによって半導体装置を製造する方法が
提案されている(特開平10−107317号公報)。
また、Si基板上にAlN、GaAs、Si3 N4 など
を成長させた後にGaN系結晶を成長させることも行わ
れている(Appl.Phys.Lett.72(1998)551,Appl.Phys.Le
tt.69(1996)3566, Appl.Phys.Lett.73(1998)827)。On the other hand, as described above, a sapphire substrate is generally used as a substrate for manufacturing a semiconductor device using a nitride III-V compound semiconductor. In addition, a SiC substrate, a GaAs substrate, and a Si substrate are used. Substrates are also used. For example, a method of manufacturing a semiconductor device by sequentially growing Al and GaN on a Si substrate has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-107317).
In addition, GaN-based crystals are grown after AlN, GaAs, Si 3 N 4, etc. are grown on a Si substrate (Appl. Phys. Lett. 72 (1998) 551, Appl. Phys. Le.
tt. 69 (1996) 3566, Appl. Phys. Lett. 73 (1998) 827).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、異種基
板上に厚膜のGaNを成長させてから基板を除去する方
法では、一般的には、熱膨張率の違いにより、厚膜Ga
Nを成長させた異種基板が大きく反ったり、破断したり
してしまうという問題がある。また、サファイア基板や
SiC基板などの安定な材料の基板を用いた場合には、
基板を除去すること自体が非常に困難であり、広い面積
にわたって均一に除去することも困難である。また、半
導体装置の生産性の向上のためには基板の大面積化が望
まれるが、これらの基板は一般に大口径化が難しい。さ
らに、これらの基板は一般に高価である。一方、GaN
バルク結晶の成長によりGaN基板を製造する方法で
は、均一で大面積の基板を得ることが現状では困難であ
る。また、サファイア基板上にZnO層を介してGaN
層を成長させた後にZnO層を化学的に除去してGaN
基板を製造する方法では、ZnO層上に高品質のGaN
を成長させる技術の開発が新たに必要である。However, in the method of growing a thick film of GaN on a heterogeneous substrate and then removing the substrate, generally, a thick film of Ga is formed due to a difference in coefficient of thermal expansion.
There is a problem that the heterogeneous substrate on which N is grown is greatly warped or broken. When a stable material such as a sapphire substrate or a SiC substrate is used,
It is very difficult to remove the substrate itself, and it is also difficult to remove the substrate uniformly over a wide area. In order to improve the productivity of the semiconductor device, it is desired to increase the area of the substrate. However, it is generally difficult to increase the diameter of these substrates. Further, these substrates are generally expensive. On the other hand, GaN
In a method of manufacturing a GaN substrate by growing a bulk crystal, it is difficult at present to obtain a uniform and large-area substrate. In addition, GaN is formed on a sapphire substrate via a ZnO layer.
After growing the layer, the ZnO layer is chemically removed to remove the GaN
In the method of manufacturing a substrate, high quality GaN is deposited on a ZnO layer.
There is a new need for the development of technologies that will grow.
【0007】したがって、この発明の目的は、特性が良
好な、窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半導
体装置を高い生産性で安価に製造することができる窒化
物系III−V族化合物半導体基板およびその製造方法
ならびにそのような窒化物系III−V族化合物半導体
基板を用いた半導体装置およびその製造方法を提供する
ことにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a nitride-based III-V compound capable of manufacturing a semiconductor device using a nitride-based III-V compound semiconductor having good characteristics with high productivity at low cost. It is an object of the present invention to provide a semiconductor substrate and a method for manufacturing the same, and a semiconductor device using such a nitride III-V compound semiconductor substrate and a method for manufacturing the same.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術が
有する上述の課題を解決すべく、鋭意検討を行った。以
下にその概要について説明する。Means for Solving the Problems The present inventor has made intensive studies in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. The outline is described below.
【0009】特性が良好な、窒化物系III−V族化合
物半導体を用いた半導体装置を製造するためには、高品
質な窒化物系III−V族化合物半導体基板が必要とさ
れ、また、生産性の向上のためには、基板の大面積化が
必要である。一方、サファイア(α−Al2 O3 )基板
上にGaNなどの窒化物系III−V族化合物半導体を
成長させる技術はすでに確立されている。In order to manufacture a semiconductor device using a nitride-based III-V compound semiconductor having good characteristics, a high-quality nitride-based III-V compound semiconductor substrate is required. In order to improve the performance, it is necessary to increase the area of the substrate. Meanwhile, a technique for growing a nitride III-V compound semiconductor such as GaN on a sapphire (α-Al 2 O 3 ) substrate has already been established.
【0010】これらのことを背景として、本発明者は、
上述の課題を解決するためには、窒化物系III−V族
化合物半導体結晶を成長させる基板として、別の結晶基
板上にAl2 O3 をエピタキシャル成長させ、その上に
窒化物系III−V族化合物半導体を成長させたものを
用いるのが有効であるという結論に至った。この結晶基
板としては、大面積で比較的安価なSi基板を用いるこ
とができる。Si基板上にAl2 O3 をエピタキシャル
成長させる技術は既に知られており(例えば、Jpn.J.Ap
pl.Phys.34(1995)831)、減圧化学気相成長(LPCV
D)法や有機金属分子線エピタキシー(MOMBE)法
などを用いて成長を行うことができる。結晶基板として
は、Si基板以外のものを用いることもできる。例え
ば、Ge基板や石英(SiO2 結晶)基板の場合には、
より低温でAl2 O3 の成長が可能なMOMBE技術な
どを用いることによって実現が可能である。また、サフ
ァイア基板上にAl2 O3 を成長させ、その清浄表面に
窒化物系III−V族化合物半導体を成長させたものを
用いることもできる。さらに、結晶基板の代わりにアモ
ルファス性の基板を用いても、グラフォエピタキシー
(Graphoepitaxy)技術を用いることによって結晶性のA
l2 O3 を成長させることが可能であり、その上に窒化
物系III−V族化合物半導体結晶を成長させることが
できる。[0010] Against this background, the present inventor:
In order to solve the above-described problems, Al 2 O 3 is epitaxially grown on another crystal substrate as a substrate on which a nitride-based III-V compound semiconductor crystal is grown, and a nitride-based III-V compound semiconductor is grown thereon. It has been concluded that it is effective to use a grown compound semiconductor. As this crystal substrate, a large-area and relatively inexpensive Si substrate can be used. A technique for epitaxially growing Al 2 O 3 on a Si substrate is already known (for example, Jpn.J. Ap
pl.Phys.34 (1995) 831), low pressure chemical vapor deposition (LPCV
The growth can be performed using the D) method or the metal organic molecular beam epitaxy (MOMBE) method. A substrate other than the Si substrate can be used as the crystal substrate. For example, in the case of a Ge substrate or a quartz (SiO 2 crystal) substrate,
This can be realized by using a MOMBE technique or the like that can grow Al 2 O 3 at a lower temperature. Alternatively, a material obtained by growing Al 2 O 3 on a sapphire substrate and growing a nitride III-V compound semiconductor on a clean surface thereof may be used. Furthermore, even if an amorphous substrate is used instead of the crystalline substrate, the crystalline A substrate can be crystallized by using the graphepitaxy technique.
It is possible to grow l 2 O 3 , on which a nitride-based III-V compound semiconductor crystal can be grown.
【0011】このようにして製造した複層基板をそのま
ま窒化物系III−V族化合物半導体基板として用いて
もよいが、下部の結晶基板または結晶基板およびAl2
O3を除去したものを窒化物系III−V族化合物半導
体基板とすることもできる。例えば、Si基板を用いた
場合には、硝酸−フッ酸−酢酸溶液などによる化学エッ
チングによって容易に除去することができる。Al2 O
3 についても、厚さを制御することによって熱リン酸な
どを用いて容易に除去することができる。したがって、
基板除去に伴う問題は基本的にはない。さらに、Si基
板などを用いることにより、大面積の窒化物系III−
V族化合物半導体基板を製造することが可能である。[0011] In this way a multilayer substrate manufactured by may be directly used as a nitride III-V compound semiconductor substrate, but the lower portion of the crystal substrate or a crystal substrate and Al 2
The substrate from which O 3 has been removed can be used as a nitride III-V compound semiconductor substrate. For example, when a Si substrate is used, it can be easily removed by chemical etching using a nitric acid-hydrofluoric acid-acetic acid solution or the like. Al 2 O
3 can also be easily removed using hot phosphoric acid or the like by controlling the thickness. Therefore,
There are basically no problems associated with substrate removal. Furthermore, by using a Si substrate or the like, a large-area nitride III-
It is possible to manufacture a group V compound semiconductor substrate.
【0012】結晶基板両面に上記複層構造を形成するこ
とにより、基板の湾曲を回避することもできる。さら
に、中央の結晶基板を除去することによって、一度に2
枚の窒化物系III−V族化合物半導体基板を得ること
もできる。By forming the multilayer structure on both sides of the crystal substrate, the substrate can be prevented from being curved. Further, by removing the central crystal substrate, two at a time
It is also possible to obtain three nitride III-V compound semiconductor substrates.
【0013】上述のようにして製造される窒化物系II
I−V族化合物半導体基板上に窒化物系III−V族化
合物半導体を成長させることにより、半導体装置を製造
することができる。また、導電性の窒化物系III−V
族化合物半導体基板を用い、その上に窒化物系III−
V族化合物半導体を成長させて半導体装置を製造するこ
とによって、基板裏面から電極を取り出すことができ
る。The nitride II produced as described above
By growing a nitride III-V compound semiconductor on an IV compound semiconductor substrate, a semiconductor device can be manufactured. In addition, conductive nitride III-V
Group III compound semiconductor substrate, and nitride III-
By manufacturing a semiconductor device by growing a group V compound semiconductor, an electrode can be taken out from the back surface of the substrate.
【0014】一方、Al2 O3 エピタキシャル層を窒化
物系III−V族化合物半導体積層構造の途中に用いる
ことによって、結晶構造としては連続的なエピタキシャ
ル性を持ちながら、その上下間で電気的に絶縁された別
の複数の半導体装置や上下で連携をとった複数の半導体
装置(例えば、上下の半導体装置の接続部を有するも
の)を製造することもできる。そのほかに、Al2 O3
エピタキシャル層は、不均一性の少ないキャパシタ絶縁
膜やゲート絶縁膜などとして利用することもできる。例
えば、窒化物系III−V族化合物半導体を用いたFE
Tにおいてチャネル層上にAl2 O3 層をエピタキシャ
ル成長させることによって、結晶性ゲート絶縁膜として
用いることができる。必要に応じて、さらにその上に窒
化物系III−V族化合物半導体層を成長させることも
できる。On the other hand, by using the Al 2 O 3 epitaxial layer in the middle of the nitride III-V compound semiconductor laminated structure, the crystal structure has a continuous epitaxial property, and is electrically connected between the upper and lower layers. It is also possible to manufacture another plurality of insulated semiconductor devices and a plurality of semiconductor devices that cooperate vertically (for example, those having a connection portion between the upper and lower semiconductor devices). In addition, Al 2 O 3
The epitaxial layer can also be used as a capacitor insulating film, a gate insulating film, or the like with less non-uniformity. For example, FE using a nitride III-V compound semiconductor
By epitaxially growing an Al 2 O 3 layer on the channel layer in T, it can be used as a crystalline gate insulating film. If necessary, a nitride-based III-V compound semiconductor layer can be further grown thereon.
【0015】上述のJpn.J.Appl.Phys.34(1995)831 にお
いては、成長するAl2 O3 はγ−Al2 O3 (立方晶
系スピネル型)とされている。γ−Al2 O3 は100
0℃以上の高温で熱処理することによってα−Al2 O
3 (三方晶系コランダム型)に相転移するという報告も
されているため、熱処理によってα−Al2 O3 として
から用いることもできる。このようにすれば、サファイ
ア基板を用いた場合と同様な製造条件を適用することが
できる。In Jpn. J. Appl. Phys. 34 (1995) 831 described above, Al 2 O 3 to be grown is γ-Al 2 O 3 (cubic spinel type). γ-Al 2 O 3 is 100
Α-Al 2 O by heat treatment at a high temperature of 0 ° C. or higher.
Since a phase transition to 3 (trigonal corundum type) has also been reported, it can be used as α-Al 2 O 3 by heat treatment. In this case, the same manufacturing conditions as those when the sapphire substrate is used can be applied.
【0016】また、Appl.Phys.Lett.52(1988)1672 によ
ると、Si(100)基板上においてはγ−Al2 O3
(100)面が基板面に平行に成長し、Si(111)
基板上においてはγ−Al2 O3 (111)面が基板面
に平行に成長するとされていることから、使用する結晶
基板の結晶方位を選ぶことによってエピタキシャル成長
させるAl2 O3 の結晶方位、さらには窒化物系III
−V族化合物半導体の結晶方位を選ぶことができる。According to Appl. Phys. Lett. 52 (1988) 1672, on a Si (100) substrate, γ-Al 2 O 3
The (100) plane grows parallel to the substrate plane, and Si (111)
Since the γ-Al 2 O 3 (111) plane grows in parallel with the substrate surface on the substrate, the crystal orientation of Al 2 O 3 to be epitaxially grown by selecting the crystal orientation of the crystal substrate to be used, and furthermore, Is nitride III
-The crystal orientation of the group V compound semiconductor can be selected.
【0017】この発明は、本発明者による以上のような
検討に基づいて案出されたものである。すなわち、上記
目的を達成するために、この発明の第1の発明は、エピ
タキシャル成長したAl2 O3 結晶層と、Al2 O3 結
晶層上の窒化物系III−V族化合物半導体層とを有す
ることを特徴とする窒化物系III−V族化合物半導体
基板である。The present invention has been devised based on the above study by the present inventors. That is, in order to achieve the above object, a first invention of the present invention includes an Al 2 O 3 crystal layer epitaxially grown and a nitride III-V compound semiconductor layer on the Al 2 O 3 crystal layer. A nitride-based III-V compound semiconductor substrate characterized by the above-mentioned.
【0018】この発明の第2の発明は、結晶基板と、結
晶基板上にエピタキシャル成長したAl2 O3 結晶層
と、Al2 O3 結晶層上の窒化物系III−V族化合物
半導体層とを有することを特徴とする窒化物系III−
V族化合物半導体基板である。According to a second aspect of the present invention, there is provided a crystal substrate, an Al 2 O 3 crystal layer epitaxially grown on the crystal substrate, and a nitride III-V compound semiconductor layer on the Al 2 O 3 crystal layer. Characterized by having a nitride III-
It is a group V compound semiconductor substrate.
【0019】この発明の第3の発明は、少なくとも一主
面がアモルファスの基板と、基板の一主面に成長したA
l2 O3 結晶層と、Al2 O3 結晶層上の窒化物系II
I−V族化合物半導体層とを有することを特徴とする窒
化物系III−V族化合物半導体基板である。According to a third aspect of the present invention, there is provided a substrate having at least one main surface formed of an amorphous substrate and an A substrate grown on one main surface of the substrate.
l 2 O 3 crystal layer and nitride II on Al 2 O 3 crystal layer
A nitride III-V compound semiconductor substrate comprising an IV compound semiconductor layer.
【0020】この発明の第4の発明は、基板上にAl2
O3 結晶層を成長させ、Al2 O3 結晶層上に窒化物系
III−V族化合物半導体層を成長させるようにしたこ
とを特徴とする窒化物系III−V族化合物半導体基板
の製造方法である。According to a fourth aspect of the present invention, Al 2
A method of manufacturing a nitride III-V compound semiconductor substrate, comprising growing an O 3 crystal layer and growing a nitride III-V compound semiconductor layer on the Al 2 O 3 crystal layer. It is.
【0021】この発明の第5の発明は、エピタキシャル
成長したAl2 O3 結晶層と、Al2 O3 結晶層上の窒
化物系III−V族化合物半導体層とを有することを特
徴とする半導体装置である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having an epitaxially grown Al 2 O 3 crystal layer and a nitride III-V compound semiconductor layer on the Al 2 O 3 crystal layer. It is.
【0022】この発明の第6の発明は、結晶基板と、結
晶基板上にエピタキシャル成長したAl2 O3 結晶層
と、Al2 O3 結晶層上の窒化物系III−V族化合物
半導体層とを有することを特徴とする半導体装置であ
る。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a crystal substrate, an Al 2 O 3 crystal layer epitaxially grown on the crystal substrate, and a nitride III-V compound semiconductor layer on the Al 2 O 3 crystal layer. A semiconductor device comprising:
【0023】この発明の第7の発明は、少なくとも一主
面がアモルファスの基板と、基板の一主面に成長したA
l2 O3 結晶層と、Al2 O3 結晶層上の窒化物系II
I−V族化合物半導体層とを有することを特徴とする半
導体装置である。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a substrate having at least one main surface formed of an amorphous substrate and an A substrate grown on one main surface of the substrate.
l 2 O 3 crystal layer and nitride II on Al 2 O 3 crystal layer
A semiconductor device having an IV group compound semiconductor layer.
【0024】この発明の第8の発明は、窒化物系III
−V族化合物半導体層上のAl2 O3 結晶層を有するこ
とを特徴とする半導体装置である。An eighth aspect of the present invention is directed to a nitride type III
A wherein a with Al 2 O 3 crystal layer on -V compound semiconductor layer.
【0025】この発明の第9の発明は、基板上にAl2
O3 結晶層を成長させ、Al2 O3 結晶層上に窒化物系
III−V族化合物半導体層を成長させるようにしたこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法である。According to a ninth aspect of the present invention, Al 2
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising growing an O 3 crystal layer and growing a nitride III-V compound semiconductor layer on the Al 2 O 3 crystal layer.
【0026】この発明の第10の発明は、基板上に窒化
物系III−V族化合物半導体層を成長させ、窒化物系
III−V族化合物半導体層上にAl2 O3 結晶層を成
長させるようにしたことを特徴とする半導体装置の製造
方法である。According to a tenth aspect of the present invention, a nitride III-V compound semiconductor layer is grown on a substrate, and an Al 2 O 3 crystal layer is grown on the nitride III-V compound semiconductor layer. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that the method is as described above.
【0027】この発明において、Al2 O3 結晶層は連
続膜であってもよいし、島状であってもよい。Al2 O
3 結晶層を連続膜とするか島状とするかは、Al2 O3
結晶層の成長厚さなどによって制御することができる。In the present invention, the Al 2 O 3 crystal layer may be a continuous film or an island shape. Al 2 O
Whether the three crystal layers are formed as a continuous film or as an island is determined by Al 2 O 3
It can be controlled by the growth thickness of the crystal layer.
【0028】Al2 O3 結晶層はγ−Al2 O3 結晶層
であってもよいし、α−Al2 O3結晶層であってもよ
い。γ−Al2 O3 結晶層は基板上に直接成長させるこ
とができる。α−Al2 O3 結晶層は、基板上に直接成
長させてもよいが、基板上にまずγ−Al2 O3 結晶層
を成長させ、γ−α転移温度以上の温度で熱処理を行う
ことによりこのγ−Al2 O3 結晶層をα−Al2 O3
結晶層に相転移させることによって形成してもよい。The Al 2 O 3 crystal layer may be a γ-Al 2 O 3 crystal layer or an α-Al 2 O 3 crystal layer. The γ-Al 2 O 3 crystal layer can be grown directly on the substrate. The α-Al 2 O 3 crystal layer may be grown directly on the substrate, but it is necessary to first grow the γ-Al 2 O 3 crystal layer on the substrate and perform a heat treatment at a temperature equal to or higher than the γ-α transition temperature. This γ-Al 2 O 3 crystal layer is converted to α-Al 2 O 3
It may be formed by phase transition to a crystal layer.
【0029】窒化物系III−V族化合物半導体層上に
Al2 O3 結晶層を成長させることもあり、このAl2
O3 結晶層上にさらに窒化物系III−V族化合物半導
体層を成長させることもある。[0029] There is also growing the Al 2 O 3 crystal layer in the nitride based III-V compound semiconductor layer, the Al 2
A nitride-based III-V compound semiconductor layer may be further grown on the O 3 crystal layer.
【0030】基板の一主面にAl2 O3 結晶層および窒
化物系III−V族化合物半導体層を順次成長させても
よいし、基板の両主面にAl2 O3 結晶層および窒化物
系III−V族化合物半導体層を順次成長させてもよ
い。また、基板は、そのまま残しておいてもよいが、A
l2 O3 結晶層および窒化物系III−V族化合物半導
体層を成長させた後にエッチングなどにより除去しても
よい。このとき、基板に加えてAl2 O3 結晶層も除去
してもよい。基板の両主面にAl2 O3 結晶層および窒
化物系III−V族化合物半導体層を順次成長させた後
に基板を除去することにより、同時に2枚の窒化物系I
II−V族化合物半導体基板を得ることができる。An Al 2 O 3 crystal layer and a nitride III-V compound semiconductor layer may be sequentially grown on one main surface of the substrate, or an Al 2 O 3 crystal layer and a nitride The group III-V compound semiconductor layers may be grown sequentially. Although the substrate may be left as it is, A
After growing the l 2 O 3 crystal layer and the nitride III-V compound semiconductor layer, the layer may be removed by etching or the like. At this time, the Al 2 O 3 crystal layer may be removed in addition to the substrate. An Al 2 O 3 crystal layer and a nitride III-V compound semiconductor layer are sequentially grown on both main surfaces of the substrate, and then the substrate is removed.
A II-V compound semiconductor substrate can be obtained.
【0031】基板は、好適には結晶基板であり、Si基
板(特に、(001)面方位または(111)面方位を
有するもの)、Al2 O3 結晶基板、窒化物系III−
V族化合物半導体基板、石英基板、GaAs基板、Ge
基板などを用いることができる。基板として、少なくと
も一主面がアモルファスの基板を用いてもよく、その場
合には、グラフォエピタキシー技術を用いてその上にA
l2 O3 結晶層を成長させることができる。このアモル
ファス性の基板は、全体がアモルファスのものであって
も、結晶基板上にアモルファス膜を形成したものであっ
ても、結晶基板の表面をアモルファス化したものであっ
てもよい。The substrate is preferably a crystal substrate, such as a Si substrate (especially one having a (001) plane orientation or a (111) plane orientation), an Al 2 O 3 crystal substrate, or a nitride III-
Group V compound semiconductor substrate, quartz substrate, GaAs substrate, Ge
A substrate or the like can be used. As the substrate, an amorphous substrate having at least one main surface may be used. In this case, A is formed thereon by using graphoepitaxy technology.
An l 2 O 3 crystal layer can be grown. This amorphous substrate may be entirely amorphous, may have an amorphous film formed on a crystalline substrate, or may have an amorphous surface of the crystalline substrate.
【0032】結晶基板としてAl2 O3 結晶基板を用い
る場合、Al2 O3 結晶層がエピタキシャル成長したこ
のAl2 O3 結晶基板の表面は、凹凸構造を有するもの
とすることができる。この場合には、この表面の凹部に
より、このAl2 O3 結晶層が成長されたAl2 O3 結
晶基板上における窒化物系III−V族化合物半導体層
の成長を複数の結晶方向および結晶面によって制限する
ことができ、それによって、Al2 O3 結晶基板とその
上に成長する窒化物系III−V族化合物半導体との結
晶方位関係をより正確に一致させることができ、良質の
窒化物系III−V族化合物半導体層を成長させること
ができる。Al2 O3 結晶基板とその上に成長する窒化
物系III−V族化合物半導体との結晶方位関係のより
正確な一致を図る観点から、好適には、表面の凹部の内
面の少なくとも一部が基板の一主面に対して10度以上
の角度をなすようにする。凹部の大きさについては、同
様な観点から、好適には、深さを25nm以上、幅を3
0nm以上とする。In the case of using Al 2 O 3 crystal substrate as a crystal substrate, Al 2 O 3 crystal layer is epitaxially grown surface of the Al 2 O 3 crystal substrate can be made to have an uneven structure. In this case, the concave portion of the surface, the Al 2 O 3 more crystal directions and crystal planes growth of nitride III-V compound semiconductor layer crystal layer in the grown Al 2 O 3 crystal substrate And thereby the crystal orientation relationship between the Al 2 O 3 crystal substrate and the nitride-based group III-V compound semiconductor grown thereon can be more accurately matched to each other. A system III-V compound semiconductor layer can be grown. From the viewpoint of more accurately matching the crystal orientation relationship between the Al 2 O 3 crystal substrate and the nitride III-V compound semiconductor grown thereon, at least a part of the inner surface of the concave portion on the surface is preferably used. An angle of at least 10 degrees is formed with respect to one main surface of the substrate. Regarding the size of the concave portion, from the same viewpoint, preferably, the depth is 25 nm or more and the width is 3
0 nm or more.
【0033】この発明において、窒化物系III−V族
化合物半導体は、Ga、Al、InおよびBからなる群
より選ばれた少なくとも一種のIII族元素と、少なく
ともNを含み、場合によってさらにAsまたはPを含む
V族元素とからなり、具体例を挙げると、GaN、In
N、AlN、AlGaN、GaInN、AlGaInN
などである。In the present invention, the nitride III-V compound semiconductor contains at least one group III element selected from the group consisting of Ga, Al, In and B and at least N, and optionally further contains As or It is composed of a group V element containing P, and specific examples include GaN, In
N, AlN, AlGaN, GaInN, AlGaInN
And so on.
【0034】この発明において、Al2 O3 結晶層の成
長には、減圧化学気相成長(LPCVD)法、有機金属
化学気相成長(MOCVD)法、有機金属分子線エピタ
キシー(MOMBE)法などを用いることができる。ま
た、窒化物系III−V族化合物半導体層の成長には、
有機金属化学気相成長(MOCVD)法や、分子線エピ
タキシー(MBE)法などを用いることができる。これ
らのAl2 O3 結晶層および窒化物系III−V族化合
物半導体層の成長は、好適には、同一の成長装置内で引
き続いて行われるが、別々の成長装置で成長を行っても
よい。後者の場合、成長装置間の基板の搬送は、好適に
は、基板が外気にさらされて汚染されないように、真空
搬送により行われる。In the present invention, the Al 2 O 3 crystal layer is grown by a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method, a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method, a metal organic molecular beam epitaxy (MOMBE) method, or the like. Can be used. Further, for growth of the nitride III-V compound semiconductor layer,
An organometallic chemical vapor deposition (MOCVD) method, a molecular beam epitaxy (MBE) method, or the like can be used. The growth of the Al 2 O 3 crystal layer and the nitride III-V compound semiconductor layer is preferably performed successively in the same growth apparatus, but may be performed in separate growth apparatuses. . In the latter case, the transfer of the substrate between the growth apparatuses is preferably performed by vacuum transfer so that the substrate is not exposed to outside air and contaminated.
【0035】この発明において、半導体装置は、基本的
にはどのようなものであってもよいが、具体的には、半
導体レーザや発光ダイオードなどの発光素子あるいはG
aN系FETなどの電子走行素子である。In the present invention, the semiconductor device may be basically any type. Specifically, the semiconductor device may be a light-emitting element such as a semiconductor laser or a light-emitting diode, or a light-emitting element.
An electron transit element such as an aN-based FET.
【0036】上述のように構成されたこの発明によれ
ば、Al2 O3 結晶層上に高品質の窒化物系III−V
族化合物半導体層を成長させることができることによ
り、高品質の窒化物系III−V族化合物半導体基板を
得ることができる。この場合、基板として、安価で大口
径のものを容易に得ることができるSi基板などを用い
ることができることにより、大面積の窒化物系III−
V族化合物半導体基板を安価に得ることができる。ま
た、これらの基板は除去が容易である。According to the present invention constructed as described above, a high quality nitride III-V is formed on the Al 2 O 3 crystal layer.
Since the group III compound semiconductor layer can be grown, a high quality nitride III-V compound semiconductor substrate can be obtained. In this case, a large-area nitride III-
A group V compound semiconductor substrate can be obtained at low cost. These substrates are easy to remove.
【0037】[0037]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0038】図1はこの発明の第1の実施形態による窒
化物系III−V族化合物半導体基板を示す。FIG. 1 shows a nitride III-V compound semiconductor substrate according to a first embodiment of the present invention.
【0039】図1に示すように、この第1の実施形態に
よる窒化物系III−V族化合物半導体基板において
は、Si基板1上にγ−Al2 O3 結晶層2が積層さ
れ、このγ−Al2 O3 結晶層2上にGaNバッファ層
3を介して窒化物系III−V族化合物半導体層4が積
層されている。この場合、γ−Al2 O3 結晶層2は、
連続膜となる厚さ、例えば5nm〜1μmの厚さを有す
る。このγ−Al2 O3 結晶層2とGaNバッファ層3
との界面は平坦であってもよいし、凹凸があってもよ
い。Si基板1は例えば(100)面方位または(11
1)面方位を有する。γ−Al2 O3 結晶層2は例えば
(100)面方位または(111)面方位を有する。γ
−Al2 O3 結晶層2とSi基板1との結晶方位の関係
は、Si基板1が(100)面方位の場合には(10
0)γ−Al2 O3 //(100)Siかつ[1−1
0]γ−Al2 O3 //[1−10]Siであり、Si
基板1が(111)面方位の場合には(111)γ−A
l2 O3 //(111)Siかつ[1−1−2]γ−A
l2 O3 //[1−1−2]Siである(Appl.Phys.Le
tt.52(1988)1672)。GaNバッファ層3の厚さは例えば
30nmである。As shown in FIG. 1, in the nitride III-V compound semiconductor substrate according to the first embodiment, a γ-Al 2 O 3 crystal layer 2 is laminated on a Si substrate 1, A nitride III-V compound semiconductor layer 4 is stacked on the Al 2 O 3 crystal layer 2 with a GaN buffer layer 3 interposed therebetween. In this case, the γ-Al 2 O 3 crystal layer 2
It has a thickness that becomes a continuous film, for example, a thickness of 5 nm to 1 μm. The γ-Al 2 O 3 crystal layer 2 and the GaN buffer layer 3
May be flat or may have irregularities. The Si substrate 1 has, for example, a (100) plane orientation or (11)
1) It has a plane orientation. The γ-Al 2 O 3 crystal layer 2 has, for example, a (100) plane orientation or a (111) plane orientation. γ
The relationship between the crystal orientation of the Al 2 O 3 crystal layer 2 and the Si substrate 1 is (10) when the Si substrate 1 has the (100) plane orientation.
0) γ-Al 2 O 3 // (100) Si and [1-1
0] γ-Al 2 O 3 // [1-10] Si, and Si
When the substrate 1 has the (111) plane orientation, (111) γ-A
l 2 O 3 // (111) Si and [1-1-2] γ-A
l 2 O 3 // [1-1-2] Si (Appl. Phys.
tt.52 (1988) 1672). The thickness of the GaN buffer layer 3 is, for example, 30 nm.
【0040】この第1の実施形態による窒化物系III
−V族化合物半導体基板を製造するには、まず、化学的
に清浄化したSi基板1をLPCVD装置の中に入れ、
基板温度を900〜1200℃に設定して、Si基板1
上にγ−Al2 O3 結晶層2を例えば25Torrの成
長圧力でエピタキシャル成長させる。このγ−Al2O
3 結晶層2の成長原料は、例えば、Alの原料としては
トリメチルアルミニウム(Al(CH3 )3 、TMA)
を、Oの原料としては一酸化二窒素(N2 O)を用い
る。また、キャリアガスとしては窒素(N2 )を用い
る。The nitride III according to the first embodiment
-To manufacture a group V compound semiconductor substrate, first, a chemically cleaned Si substrate 1 is placed in an LPCVD apparatus,
The substrate temperature is set to 900 to 1200 ° C., and the Si substrate 1
The γ-Al 2 O 3 crystal layer 2 is epitaxially grown thereon at a growth pressure of, for example, 25 Torr. This γ-Al 2 O
The growth material of the three- crystal layer 2 is, for example, trimethylaluminum (Al (CH 3 ) 3 , TMA) as an Al material
And dinitrogen monoxide (N 2 O) is used as a raw material of O. Further, nitrogen (N 2 ) is used as a carrier gas.
【0041】次に、γ−Al2 O3 結晶層2を成長させ
たSi基板1をMOCVD装置に真空搬送した後、基板
温度を例えば520℃に設定し、γ−Al2 O3 結晶層
2上にMOCVD法によりGaNバッファ層3を成長さ
せる。次に、基板温度を例えば1000℃まで上昇さ
せ、MOCVD法により、GaNバッファ層3上に窒化
物系III−V族化合物半導体層4をエピタキシャル成
長させる。Next, after the Si substrate 1 on which the γ-Al 2 O 3 crystal layer 2 has been grown is vacuum-transported to an MOCVD apparatus, the substrate temperature is set to, for example, 520 ° C., and the γ-Al 2 O 3 crystal layer 2 A GaN buffer layer 3 is grown thereon by MOCVD. Next, the substrate temperature is raised to, for example, 1000 ° C., and the nitride III-V compound semiconductor layer 4 is epitaxially grown on the GaN buffer layer 3 by MOCVD.
【0042】γ−Al2 O3 結晶層2の成長には例えば
MOMBE法を用いてもよく、窒化物系III−V族化
合物半導体層4の成長には例えばMBE法を用いてもよ
い。これらの方法によれば、より低温で成長を行うこと
ができる。The γ-Al 2 O 3 crystal layer 2 may be grown by, for example, the MOMBE method, and the nitride-based III-V compound semiconductor layer 4 may be grown by, for example, the MBE method. According to these methods, growth can be performed at a lower temperature.
【0043】この第1の実施形態によれば、大口径のも
のが容易に得られ、しかも安価なSi基板1を用い、そ
の上にγ−Al2 O3 結晶層2を介して窒化物系III
−V族化合物半導体層4をエピタキシャル成長させてい
ることにより、大面積で良質の窒化物系III−V族化
合物半導体基板を安価に得ることができる。According to the first embodiment, a large-diameter substrate can be easily obtained, and an inexpensive Si substrate 1 is used, on which a γ-Al 2 O 3 crystal layer 2 is interposed. III
Since the -V group compound semiconductor layer 4 is epitaxially grown, a large-area, high-quality nitride-based III-V compound semiconductor substrate can be obtained at low cost.
【0044】図2はこの発明の第2の実施形態による窒
化物系III−V族化合物半導体基板を示す。FIG. 2 shows a nitride III-V compound semiconductor substrate according to a second embodiment of the present invention.
【0045】図2に示すように、この第2の実施形態に
よる窒化物系III−V族化合物半導体基板において
は、Si基板1上にα−Al2 O3 結晶層5が積層さ
れ、このγ−Al2 O3 結晶層5上にGaNバッファ層
3を介して窒化物系III−V族化合物半導体層4が積
層されている。この場合、α−Al2 O3 結晶層5は、
連続膜となる厚さ、例えば5nm〜1μmの厚さを有す
る。このα−Al2 O3 結晶層2とGaNバッファ層3
との界面は平坦であってもよいし、凹凸があってもよ
い。Si基板1は例えば(100)面方位または(11
1)面方位を有する。α−Al2 O3 結晶層5は例えば
(0001)面方位を有する。GaNバッファ層3の厚
さは例えば30nmである。As shown in FIG. 2, in the nitride III-V compound semiconductor substrate according to the second embodiment, an α-Al 2 O 3 crystal layer 5 is laminated on a Si substrate 1, A nitride III-V compound semiconductor layer 4 is stacked on the Al 2 O 3 crystal layer 5 with a GaN buffer layer 3 interposed therebetween. In this case, the α-Al 2 O 3 crystal layer 5
It has a thickness that becomes a continuous film, for example, a thickness of 5 nm to 1 μm. The α-Al 2 O 3 crystal layer 2 and the GaN buffer layer 3
May be flat or may have irregularities. The Si substrate 1 has, for example, a (100) plane orientation or (11)
1) It has a plane orientation. The α-Al 2 O 3 crystal layer 5 has, for example, a (0001) plane orientation. The thickness of the GaN buffer layer 3 is, for example, 30 nm.
【0046】この第2の実施形態による窒化物系III
−V族化合物半導体基板を製造するには、まず、化学的
に清浄化したSi基板1をLPCVD装置の中に入れ、
基板温度を900〜1200℃に設定して、Si基板1
上にγ−Al2 O3 結晶層を例えば25Torrの成長
圧力でエピタキシャル成長させる。このγ−Al2 O3
結晶層の成長原料としては第1の実施形態と同様なもの
を用いる。The nitride III according to the second embodiment
-To manufacture a group V compound semiconductor substrate, first, a chemically cleaned Si substrate 1 is placed in an LPCVD apparatus,
The substrate temperature is set to 900 to 1200 ° C., and the Si substrate 1
A γ-Al 2 O 3 crystal layer is epitaxially grown thereon at a growth pressure of, for example, 25 Torr. This γ-Al 2 O 3
As the growth material for the crystal layer, the same material as in the first embodiment is used.
【0047】次に、1000℃以上の温度で熱処理を行
うことによりγ−Al2 O3 結晶層をα−Al2 O3 結
晶層5に相転移させる。Next, the γ-Al 2 O 3 crystal layer is phase-transformed to the α-Al 2 O 3 crystal layer 5 by performing a heat treatment at a temperature of 1000 ° C. or higher.
【0048】次に、α−Al2 O3 結晶層5が積層され
たSi基板1をMOCVD装置に真空搬送した後、基板
温度を例えば520℃に設定し、α−Al2 O3 結晶層
5上にMOCVD法によりGaNバッファ層3を成長さ
せる。次に、基板温度を例えば1000℃まで上昇さ
せ、MOCVD法により、GaNバッファ層3上に窒化
物系III−V族化合物半導体層4をエピタキシャル成
長させる。Next, after the Si substrate 1 on which the α-Al 2 O 3 crystal layer 5 is laminated is vacuum-conveyed to the MOCVD apparatus, the substrate temperature is set to, for example, 520 ° C., and the α-Al 2 O 3 crystal layer 5 A GaN buffer layer 3 is grown thereon by MOCVD. Next, the substrate temperature is raised to, for example, 1000 ° C., and the nitride III-V compound semiconductor layer 4 is epitaxially grown on the GaN buffer layer 3 by MOCVD.
【0049】γ−Al2 O3 結晶層の成長には例えばM
OMBE法を用いてもよく、窒化物系III−V族化合
物半導体層4の成長には例えばMBE法を用いてもよ
い。これらの方法によれば、より低温で成長を行うこと
ができる。For the growth of the γ-Al 2 O 3 crystal layer, for example, M
The OMBE method may be used, and the growth of the nitride-based III-V compound semiconductor layer 4 may be performed by, for example, the MBE method. According to these methods, growth can be performed at a lower temperature.
【0050】この第2の実施形態によれば、第1の実施
形態と同様な利点を得ることができる。According to the second embodiment, the same advantages as in the first embodiment can be obtained.
【0051】図3はこの発明の第3の実施形態による窒
化物系III−V族化合物半導体基板を示す。FIG. 3 shows a nitride III-V compound semiconductor substrate according to a third embodiment of the present invention.
【0052】図3に示すように、この第3の実施形態に
よる窒化物系III−V族化合物半導体基板において
は、Si基板1上に積層されたγ−Al2 O3 結晶層2
は島状の形状を有する。この場合、このγ−Al2 O3
結晶層2は、連続膜とならず、島状の成長膜となる厚
さ、例えば5nm未満の厚さを有する。その他のことは
第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。As shown in FIG. 3, in the nitride III-V compound semiconductor substrate according to the third embodiment, the γ-Al 2 O 3 crystal layer 2 laminated on the Si substrate 1 is used.
Has an island shape. In this case, the γ-Al 2 O 3
The crystal layer 2 does not become a continuous film but has a thickness that becomes an island-shaped growth film, for example, a thickness of less than 5 nm. Other points are the same as those of the first embodiment, and the description is omitted.
【0053】この第3の実施形態による窒化物系III
−V族化合物半導体基板の製造方法は第1の実施形態と
同様であるので、説明を省略する。The nitride III according to the third embodiment
Since the method for manufacturing the -V group compound semiconductor substrate is the same as that of the first embodiment, the description is omitted.
【0054】この第3の実施形態によれば、第1の実施
形態と同様な利点を得ることができる。According to the third embodiment, the same advantages as in the first embodiment can be obtained.
【0055】図4はこの発明の第4の実施形態による窒
化物系III−V族化合物半導体基板を示す。FIG. 4 shows a nitride III-V compound semiconductor substrate according to a fourth embodiment of the present invention.
【0056】図4に示すように、この第4の実施形態に
よる窒化物系III−V族化合物半導体基板において
は、Si基板1上に積層されたα−Al2 O3 結晶層5
は島状の形状を有する。この場合、このα−Al2 O3
結晶層5は、連続膜とならず、島状の成長膜となる厚
さ、例えば5nm未満の厚さを有する。その他のことは
第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。As shown in FIG. 4, in the nitride III-V compound semiconductor substrate according to the fourth embodiment, the α-Al 2 O 3 crystal layer 5 laminated on the Si substrate 1 is formed.
Has an island shape. In this case, the α-Al 2 O 3
The crystal layer 5 does not become a continuous film but has a thickness that becomes an island-shaped growth film, for example, a thickness of less than 5 nm. Other points are the same as those of the first embodiment, and the description is omitted.
【0057】この第4の実施形態による窒化物系III
−V族化合物半導体基板の製造方法は第1の実施形態と
同様であるので、説明を省略する。The nitride III according to the fourth embodiment
Since the method for manufacturing the -V group compound semiconductor substrate is the same as that of the first embodiment, the description is omitted.
【0058】この第4の実施形態によれば、第1の実施
形態と同様な利点を得ることができる。According to the fourth embodiment, the same advantages as in the first embodiment can be obtained.
【0059】次に、この発明の第5の実施形態による窒
化物系III−V族化合物半導体基板の製造方法につい
て説明する。Next, a method of manufacturing a nitride III-V compound semiconductor substrate according to a fifth embodiment of the present invention will be described.
【0060】図5に示すように、この第5の実施形態に
おいては、Si基板1の両面にγ−Al2 O3 結晶層
2、GaNバッファ層3および窒化物系III−V族化
合物半導体層4を順次成長させる。これらのγ−Al2
O3 結晶層2、GaNバッファ層3および窒化物系II
I−V族化合物半導体層4の成長方法は第1の実施形態
と同様である。この場合、窒化物系III−V族化合物
半導体層4は、それ自体を基板として用いることができ
る程度の十分な厚さ、例えば100μm程度とする。As shown in FIG. 5, in the fifth embodiment, a γ-Al 2 O 3 crystal layer 2, a GaN buffer layer 3 and a nitride III-V compound semiconductor layer 4 is grown sequentially. These γ-Al 2
O 3 crystal layer 2, GaN buffer layer 3 and nitride II
The method of growing the group IV compound semiconductor layer 4 is the same as in the first embodiment. In this case, the nitride-based III-V compound semiconductor layer 4 has a thickness sufficient to enable itself to be used as a substrate, for example, about 100 μm.
【0061】次に、Si基板1をエッチング除去する。
このSi基板1のエッチングには、例えば、硝酸−フッ
酸−酢酸溶液などを用いた化学エッチング法を用いるこ
とができる。このエッチングによって、Si基板1の両
面にあった二つの窒化物系III−V族化合物半導体層
4が互いに分離して得られる。次に、窒化物系III−
V族化合物半導体層4と一体に形成されたγ−Al2 O
3 結晶層2をエッチング除去する。このγ−Al2 O3
結晶層2のエッチングには、例えば、熱リン酸などを用
いた化学エッチング法を用いることができる。Next, the Si substrate 1 is removed by etching.
For the etching of the Si substrate 1, for example, a chemical etching method using a nitric acid-hydrofluoric acid-acetic acid solution or the like can be used. By this etching, two nitride III-V compound semiconductor layers 4 on both surfaces of the Si substrate 1 are obtained separately from each other. Next, nitride III-
Γ-Al 2 O formed integrally with the group V compound semiconductor layer 4
The three crystal layers 2 are removed by etching. This γ-Al 2 O 3
For etching the crystal layer 2, for example, a chemical etching method using hot phosphoric acid or the like can be used.
【0062】以上により、窒化物系III−V族化合物
半導体層4からなる窒化物系III−V族化合物半導体
基板を2枚同時に得ることができる。As described above, two nitride III-V compound semiconductor substrates composed of the nitride III-V compound semiconductor layer 4 can be simultaneously obtained.
【0063】この第5の実施形態によれば、第1の実施
形態と同様な利点を得ることができるほか、窒化物系I
II−V族化合物半導体基板の生産性が高いことにより
製造コストの大幅な低減が可能であるという利点を得る
ことができる。According to the fifth embodiment, the same advantages as in the first embodiment can be obtained, and the nitride-based I
Since the productivity of the II-V compound semiconductor substrate is high, the advantage that the manufacturing cost can be significantly reduced can be obtained.
【0064】次に、この発明の第6の実施形態による窒
化物系III−V族化合物半導体基板の製造方法につい
て説明する。Next, a method of manufacturing a nitride III-V compound semiconductor substrate according to a sixth embodiment of the present invention will be described.
【0065】図6に示すように、この第6の実施形態に
おいては、Si基板1の両面にγ−Al2 O3 結晶層を
成長させた後、このγ−Al2 O3 結晶層をα−Al2
O3結晶層5に相転移させ、このα−Al2 O3 結晶層
5上に、GaNバッファ層3および窒化物系III−V
族化合物半導体層4を順次成長させる。これらのγ−A
l2 O3 結晶層、GaNバッファ層3および窒化物系I
II−V族化合物半導体層4の成長方法は第1の実施形
態と同様である。この場合、窒化物系III−V族化合
物半導体層4は、それ自体を基板として用いることがで
きる程度の十分な厚さ、例えば100μm程度とする。As shown in FIG. 6, in the sixth embodiment, after a γ-Al 2 O 3 crystal layer is grown on both surfaces of the Si substrate 1, the γ-Al 2 O 3 crystal layer is changed to α. -Al 2
O 3 crystal layer 5 is a phase transition, the alpha-Al 2 O 3 on the crystal layer 5, GaN buffer layer 3 and the nitride-based III-V
Group compound semiconductor layers 4 are sequentially grown. These γ-A
l 2 O 3 crystal layer, GaN buffer layer 3 and nitride-based I
The method of growing the II-V compound semiconductor layer 4 is the same as in the first embodiment. In this case, the nitride-based III-V compound semiconductor layer 4 has a thickness sufficient to enable itself to be used as a substrate, for example, about 100 μm.
【0066】次に、Si基板1をエッチング除去する。
このSi基板1のエッチングには、例えば、硝酸−フッ
酸−酢酸溶液などを用いた化学エッチング法を用いるこ
とができる。このエッチングによって、Si基板1の両
面にあった二つの窒化物系III−V族化合物半導体層
4が互いに分離して得られる。次に、窒化物系III−
V族化合物半導体層4と一体に形成されたα−Al2 O
3 結晶層5をエッチング除去する。このα−Al2 O3
結晶層5のエッチングには、例えば、熱リン酸などを用
いた化学エッチング法を用いることができる。Next, the Si substrate 1 is removed by etching.
For the etching of the Si substrate 1, for example, a chemical etching method using a nitric acid-hydrofluoric acid-acetic acid solution or the like can be used. By this etching, two nitride III-V compound semiconductor layers 4 on both surfaces of the Si substrate 1 are obtained separately from each other. Next, nitride III-
Α-Al 2 O formed integrally with the group V compound semiconductor layer 4
The three crystal layers 5 are removed by etching. This α-Al 2 O 3
For etching the crystal layer 5, for example, a chemical etching method using hot phosphoric acid or the like can be used.
【0067】以上により、窒化物系III−V族化合物
半導体層4からなる窒化物系III−V族化合物半導体
基板を2枚同時に得ることができる。As described above, two nitride III-V compound semiconductor substrates comprising the nitride III-V compound semiconductor layer 4 can be simultaneously obtained.
【0068】この第6の実施形態によれば、第5の実施
形態と同様な利点を得ることができる。According to the sixth embodiment, the same advantages as those of the fifth embodiment can be obtained.
【0069】次に、この発明の第7の実施形態による窒
化物系III−V族化合物半導体基板の製造方法につい
て説明する。Next, a method of manufacturing a nitride III-V compound semiconductor substrate according to a seventh embodiment of the present invention will be described.
【0070】図7に示すように、この第7の実施形態に
おいては、Si基板1の両面にγ−Al2 O3 結晶層2
を島状に成長させた後、このγ−Al2 O3 結晶層5上
に、GaNバッファ層3および窒化物系III−V族化
合物半導体層4を順次成長させる。これらのγ−Al2
O3 結晶層2、GaNバッファ層3および窒化物系II
I−V族化合物半導体層4の成長方法は第1の実施形態
と同様である。この場合、窒化物系III−V族化合物
半導体層4は、それ自体を基板として用いることができ
る程度の十分な厚さ、例えば100μm程度とする。As shown in FIG. 7, in the seventh embodiment, a γ-Al 2 O 3 crystal layer 2 is formed on both surfaces of a Si substrate 1.
Is grown in an island shape, and a GaN buffer layer 3 and a nitride III-V compound semiconductor layer 4 are sequentially grown on the γ-Al 2 O 3 crystal layer 5. These γ-Al 2
O 3 crystal layer 2, GaN buffer layer 3 and nitride II
The method of growing the group IV compound semiconductor layer 4 is the same as in the first embodiment. In this case, the nitride-based III-V compound semiconductor layer 4 has a thickness sufficient to enable itself to be used as a substrate, for example, about 100 μm.
【0071】次に、Si基板1をエッチング除去する。
このSi基板1のエッチングには、例えば、硝酸−フッ
酸−酢酸溶液などを用いた化学エッチング法を用いるこ
とができる。このエッチングによって、Si基板1の両
面にあった二つの窒化物系III−V族化合物半導体層
4が互いに分離して得られる。次に、窒化物系III−
V族化合物半導体層4と一体に形成されたγ−Al2 O
3 結晶層2をエッチング除去する。このγ−Al2 O3
結晶層2のエッチングには、例えば、熱リン酸などを用
いた化学エッチング法を用いることができる。Next, the Si substrate 1 is removed by etching.
For the etching of the Si substrate 1, for example, a chemical etching method using a nitric acid-hydrofluoric acid-acetic acid solution or the like can be used. By this etching, two nitride III-V compound semiconductor layers 4 on both surfaces of the Si substrate 1 are obtained separately from each other. Next, nitride III-
Γ-Al 2 O formed integrally with the group V compound semiconductor layer 4
The three crystal layers 2 are removed by etching. This γ-Al 2 O 3
For etching the crystal layer 2, for example, a chemical etching method using hot phosphoric acid or the like can be used.
【0072】以上により、窒化物系III−V族化合物
半導体層4からなる窒化物系III−V族化合物半導体
基板を2枚同時に得ることができる。As described above, two nitride III-V compound semiconductor substrates composed of the nitride III-V compound semiconductor layer 4 can be simultaneously obtained.
【0073】この第7の実施形態によれば、第5の実施
形態と同様な利点を得ることができる。According to the seventh embodiment, the same advantages as in the fifth embodiment can be obtained.
【0074】次に、この発明の第8の実施形態による窒
化物系III−V族化合物半導体基板の製造方法につい
て説明する。Next, a method of manufacturing a nitride III-V compound semiconductor substrate according to the eighth embodiment of the present invention will be described.
【0075】図8に示すように、この第8の実施形態に
おいては、Si基板1の両面にγ−Al2 O3 結晶層を
島状に成長させた後、このγ−Al2 O3 結晶層をα−
Al2 O3 結晶層5に相転移させ、このα−Al2 O3
結晶層5上に、GaNバッファ層3および窒化物系II
I−V族化合物半導体層4を順次成長させる。これらの
γ−Al2 O3 結晶層、GaNバッファ層3および窒化
物系III−V族化合物半導体層4の成長方法は第1の
実施形態と同様である。この場合、窒化物系III−V
族化合物半導体層4は、それ自体を基板として用いるこ
とができる程度の十分な厚さ、例えば100μm程度と
する。[0075] As shown in FIG. 8, in this eighth embodiment, after growing the islands of γ-Al 2 O 3 crystal layers on both sides of the Si substrate 1, the γ-Al 2 O 3 crystals Layer α-
The phase transition is made to the Al 2 O 3 crystal layer 5, and the α-Al 2 O 3
GaN buffer layer 3 and nitride-based II on crystal layer 5
Group IV compound semiconductor layers 4 are sequentially grown. The method of growing the γ-Al 2 O 3 crystal layer, the GaN buffer layer 3 and the nitride III-V compound semiconductor layer 4 is the same as in the first embodiment. In this case, the nitride III-V
The group IV compound semiconductor layer 4 has a thickness sufficient to use itself as a substrate, for example, about 100 μm.
【0076】次に、Si基板1をエッチング除去する。
このSi基板1のエッチングには、例えば、硝酸−フッ
酸−酢酸溶液などを用いた化学エッチング法を用いるこ
とができる。このエッチングによって、Si基板1の両
面にあった二つの窒化物系III−V族化合物半導体層
4が互いに分離して得られる。次に、窒化物系III−
V族化合物半導体層4と一体に形成されたγ−Al2 O
3 結晶層2をエッチング除去する。このγ−Al2 O3
結晶層2のエッチングには、例えば、熱リン酸などを用
いた化学エッチング法を用いることができる。Next, the Si substrate 1 is removed by etching.
For the etching of the Si substrate 1, for example, a chemical etching method using a nitric acid-hydrofluoric acid-acetic acid solution or the like can be used. By this etching, two nitride III-V compound semiconductor layers 4 on both surfaces of the Si substrate 1 are obtained separately from each other. Next, nitride III-
Γ-Al 2 O formed integrally with the group V compound semiconductor layer 4
The three crystal layers 2 are removed by etching. This γ-Al 2 O 3
For etching the crystal layer 2, for example, a chemical etching method using hot phosphoric acid or the like can be used.
【0077】以上により、窒化物系III−V族化合物
半導体層4からなる窒化物系III−V族化合物半導体
基板を2枚同時に得ることができる。As described above, two nitride III-V compound semiconductor substrates comprising the nitride III-V compound semiconductor layer 4 can be simultaneously obtained.
【0078】この第8の実施形態によれば、第5の実施
形態と同様な利点を得ることができる。According to the eighth embodiment, the same advantages as in the fifth embodiment can be obtained.
【0079】図9はこの発明の第9の実施形態による窒
化物系III−V族化合物半導体基板を示す。FIG. 9 shows a nitride III-V compound semiconductor substrate according to a ninth embodiment of the present invention.
【0080】図9に示すように、この第9の実施形態に
よる窒化物系III−V族化合物半導体基板において
は、サファイア基板6上にα−Al2 O3 結晶層5が積
層され、このα−Al2 O3 結晶層5上にGaNバッフ
ァ層3を介して窒化物系III−V族化合物半導体層4
が積層されている。この場合、α−Al2 O3 結晶層5
は、連続膜となる厚さ、例えば5nm〜1μmの厚さを
有する。このα−Al2O3 結晶層5とGaNバッファ
層3との界面は平坦であってもよいし、凹凸があっても
よい。サファイア基板6は例えば(0001)面(c
面)方位を有し、α−Al2 O3 結晶層5も同様に(0
001)面(c面)方位を有する。この場合、これらの
サファイア基板6およびα−Al2 O3 結晶層5は結晶
学的に連続的につながっている。GaNバッファ層3の
厚さは例えば30nmである。As shown in FIG. 9, in the nitride III-V compound semiconductor substrate according to the ninth embodiment, an α-Al 2 O 3 crystal layer 5 is laminated on a sapphire substrate 6. A nitride III-V compound semiconductor layer 4 on an Al 2 O 3 crystal layer 5 via a GaN buffer layer 3
Are laminated. In this case, the α-Al 2 O 3 crystal layer 5
Has a thickness of a continuous film, for example, a thickness of 5 nm to 1 μm. The interface between the α-Al 2 O 3 crystal layer 5 and the GaN buffer layer 3 may be flat or uneven. The sapphire substrate 6 has, for example, a (0001) plane (c
Plane), and the α-Al 2 O 3 crystal layer 5 also has the (0
001) plane (c-plane) orientation. In this case, the sapphire substrate 6 and the α-Al 2 O 3 crystal layer 5 are continuously connected crystallographically. The thickness of the GaN buffer layer 3 is, for example, 30 nm.
【0081】この第9の実施形態による窒化物系III
−V族化合物半導体基板を製造するには、まず、あらか
じめ表面が平坦化および鏡面化加工されたサファイア基
板6を図示省略したMOCVD装置の反応管内に入れ、
この反応管内で例えば1000〜1300℃で熱処理を
行うことにより、サファイア基板6の表面のサーマルク
リーニングを行う。The nitride III according to the ninth embodiment
In order to manufacture a -V compound semiconductor substrate, first, a sapphire substrate 6 whose surface has been previously flattened and mirror-finished is placed in a reaction tube of a MOCVD apparatus (not shown),
The surface of the sapphire substrate 6 is thermally cleaned by performing a heat treatment at, for example, 1000 to 1300 ° C. in the reaction tube.
【0082】次に、基板温度を例えば520℃に下降さ
せた後、α−Al2 O3 結晶層5上にGaNバッファ層
3を成長させる。次に、基板温度を例えば1000℃ま
で上昇させ、MOCVD法により、GaNバッファ層3
上に窒化物系III−V族化合物半導体層4をエピタキ
シャル成長させる。Next, after lowering the substrate temperature to, for example, 520 ° C., the GaN buffer layer 3 is grown on the α-Al 2 O 3 crystal layer 5. Next, the substrate temperature is raised to, for example, 1000 ° C., and the GaN buffer layer 3 is formed by MOCVD.
A nitride III-V compound semiconductor layer 4 is epitaxially grown thereon.
【0083】この第9の実施形態によれば、表面が清浄
なサファイア基板6上にα−Al2O3 結晶層5を成長
させ、その清浄な表面に窒化物系III−V族化合物半
導体層4を成長させていることにより、結晶性が良好な
窒化物系III−V族化合物半導体層4を得ることがで
き、高品質の窒化物系III−V族化合物半導体基板を
得ることができる。According to the ninth embodiment, the α-Al 2 O 3 crystal layer 5 is grown on the sapphire substrate 6 having a clean surface, and the nitride III-V compound semiconductor layer is formed on the clean surface. By growing the layer 4, the nitride-based III-V compound semiconductor layer 4 having good crystallinity can be obtained, and a high-quality nitride-based III-V compound semiconductor substrate can be obtained.
【0084】図10はこの発明の第10の実施形態によ
る窒化物系III−V族化合物半導体基板を示す。FIG. 10 shows a nitride III-V compound semiconductor substrate according to a tenth embodiment of the present invention.
【0085】図10に示すように、この第10の実施形
態による窒化物系III−V族化合物半導体基板におい
ては、サファイア基板6上に島状のα−Al2 O3 結晶
層5が積層され、このα−Al2 O3 結晶層5上にGa
Nバッファ層3を介して窒化物系III−V族化合物半
導体層4が積層されている。この場合、α−Al2 O3
結晶層5は、島状となる厚さ、例えば5nm未満の厚さ
を有する。サファイア基板6は例えば(0001)面
(c面)方位を有し、α−Al2 O3 結晶層5も同様に
(0001)面(c面)方位を有する。この場合、これ
らのサファイア基板6およびα−Al2 O3 結晶層5は
結晶学的に連続的につながっている。GaNバッファ層
3の厚さは例えば30nmである。As shown in FIG. 10, in the nitride III-V compound semiconductor substrate according to the tenth embodiment, an island-like α-Al 2 O 3 crystal layer 5 is laminated on a sapphire substrate 6. Ga on the α-Al 2 O 3 crystal layer 5
A nitride III-V compound semiconductor layer 4 is stacked with an N buffer layer 3 interposed therebetween. In this case, α-Al 2 O 3
Crystal layer 5 has an island-like thickness, for example, a thickness of less than 5 nm. The sapphire substrate 6 has, for example, a (0001) plane (c-plane) orientation, and the α-Al 2 O 3 crystal layer 5 also has a (0001) plane (c-plane) orientation. In this case, the sapphire substrate 6 and the α-Al 2 O 3 crystal layer 5 are continuously connected crystallographically. The thickness of the GaN buffer layer 3 is, for example, 30 nm.
【0086】この第10の実施形態による窒化物系II
I−V族化合物半導体基板の製造方法は第9の実施形態
と同様であるので、説明を省略する。The nitride type II according to the tenth embodiment
The method for manufacturing an IV group compound semiconductor substrate is the same as in the ninth embodiment, and a description thereof will be omitted.
【0087】この第10の実施形態によれば、第9の実
施形態と同様な利点を得ることができる。According to the tenth embodiment, the same advantages as in the ninth embodiment can be obtained.
【0088】図11はこの発明の第11の実施形態によ
るGaN系半導体レーザを示す。このGaN系半導体レ
ーザはSCH(Separate Confinement Heterostructur
e) 構造を有するものである。FIG. 11 shows a GaN-based semiconductor laser according to an eleventh embodiment of the present invention. This GaN-based semiconductor laser is an SCH (Separate Confinement Heterostructur).
e) It has a structure.
【0089】図11に示すように、この第11の実施形
態によるGaN系半導体レーザにおいては、Si基板1
1上にγ−Al2 O3 結晶層12が積層されている。こ
の場合、このγ−Al2 O3 結晶層12は、連続膜とな
る厚さ、例えば5nm〜1μmの厚さを有する。このγ
−Al2 O3 結晶層2とGaNバッファ層3との界面は
平坦であってもよいし、凹凸があってもよい。Si基板
11は例えば(100)面方位または(111)面方位
を有する。γ−Al2 O3 結晶層12は例えば(10
0)面方位または(111)面方位を有する。γ−Al
2 O3 結晶層12とSi基板11との結晶方位の関係
は、Si基板11が(100)面方位の場合には(10
0)γ−Al2 O3 //(100)Siかつ[1−1
0]γ−Al2O3 //[1−10]Siであり、Si
基板11が(111)面方位の場合には(111)γ−
Al2 O3 //(111)Siかつ[1−1−2]γ−
Al2 O3 //[1−1−2]Siである(Appl.Phys.
Lett.52(1988)1672)。そして、このγ−Al2 O3 結晶
層12上に、GaNバッファ層13を介して、アンドー
プGaN層14、n型GaNコンタクト層15、n型A
lGaNクラッド層16、n型GaN光導波層17、G
a1-x Inx N/Ga1-y Iny N多重量子井戸構造の
活性層18、p型AlGaNキャップ層19、p型Ga
N光導波層20、p型AlGaNクラッド層21および
p型GaNコンタクト層22が順次積層されている。こ
こで、p型AlGaNキャップ層19は、p型GaN光
導波層20、p型AlGaNクラッド層21およびp型
GaNコンタクト層22を1000℃程度の温度で成長
させる際にGa1-x Inx N/Ga1-y Iny N多重量
子井戸構造の活性層18からInNが分解するのを防止
するとともに、活性層18からの電子のオーバーフロー
を防止するためのものである。As shown in FIG. 11, in the GaN-based semiconductor laser according to the eleventh embodiment, the Si substrate 1
1, a γ-Al 2 O 3 crystal layer 12 is laminated. In this case, the γ-Al 2 O 3 crystal layer 12 has a thickness of a continuous film, for example, 5 nm to 1 μm. This γ
The interface between the Al 2 O 3 crystal layer 2 and the GaN buffer layer 3 may be flat or uneven. The Si substrate 11 has, for example, a (100) plane orientation or a (111) plane orientation. The γ-Al 2 O 3 crystal layer 12 is, for example, (10
It has a 0) plane orientation or a (111) plane orientation. γ-Al
The crystal orientation relationship between the 2 O 3 crystal layer 12 and the Si substrate 11 is (10) when the Si substrate 11 has the (100) plane orientation.
0) γ-Al 2 O 3 // (100) Si and [1-1
0] γ-Al 2 O 3 // [1-10] Si, and Si
When the substrate 11 has the (111) plane orientation, (111) γ-
Al 2 O 3 // (111) Si and [1-1-2] γ-
Al 2 O 3 // [1-1-2] Si (Appl. Phys.
Lett. 52 (1988) 1672). Then, on the γ-Al 2 O 3 crystal layer 12, via a GaN buffer layer 13, an undoped GaN layer 14, n-type GaN contact layer 15, n-type A
lGaN cladding layer 16, n-type GaN optical waveguide layer 17, G
a 1-x In x N / Ga 1-y In y N Multiple quantum well structure active layer 18, p-type AlGaN cap layer 19, p-type Ga
An N optical waveguide layer 20, a p-type AlGaN cladding layer 21, and a p-type GaN contact layer 22 are sequentially stacked. Here, when growing the p-type GaN optical waveguide layer 20, the p-type AlGaN cladding layer 21, and the p-type GaN contact layer 22 at a temperature of about 1000 ° C., the p-type AlGaN cap layer 19 is Ga 1-x In x N The purpose of this is to prevent InN from decomposing from the active layer 18 having the / Ga 1-y In y N multiple quantum well structure and to prevent overflow of electrons from the active layer 18.
【0090】GaNバッファ層13は厚さが例えば30
nmであり、アンドープGaN層14は厚さが例えば1
μmである。n型GaNコンタクト層15は厚さが例え
ば4μmであり、n型不純物として例えばSiがドープ
されている。n型AlGaNクラッド層16は厚さが例
えば0.5μmであり、n型不純物として例えばSiが
ドープされている。n型GaN光導波層17は厚さが例
えば0.1μmであり、n型不純物として例えばSiが
ドープされている。p型AlGaNキャップ層19は厚
さが例えば20nmであり、p型不純物として例えばM
gがドープされている。p型GaN光導波層20は厚さ
が例えば0.1μmであり、p型不純物として例えばM
gがドープされている。p型AlGaNクラッド層21
は厚さが例えば0.5μmであり、p型不純物として例
えばMgがドープされている。また、n型AlGaNク
ラッド層16およびp型AlGaNクラッド層21のA
l組成比は例えば0.07、p型AlGaNキャップ層
19のAl組成比は例えば0.16である。Ga1-x I
nx N/Ga1-y Iny N多重量子井戸構造の活性層1
8については、例えばx=0.11、y=0.01、G
a1-x Inx N層およびGa1-y Iny N層の厚さは例
えばそれぞれ3nmおよび6nm、量子井戸数は4であ
る。The GaN buffer layer 13 has a thickness of, for example, 30
nm, and the undoped GaN layer 14 has a thickness of, for example, 1
μm. The n-type GaN contact layer 15 has a thickness of, for example, 4 μm, and is doped with, for example, Si as an n-type impurity. The n-type AlGaN cladding layer 16 has a thickness of, for example, 0.5 μm, and is doped with, for example, Si as an n-type impurity. The n-type GaN optical waveguide layer 17 has a thickness of, for example, 0.1 μm, and is doped with, for example, Si as an n-type impurity. The p-type AlGaN cap layer 19 has a thickness of, for example, 20 nm.
g is doped. The p-type GaN optical waveguide layer 20 has a thickness of, for example, 0.1 μm and has a thickness of, for example, M
g is doped. p-type AlGaN cladding layer 21
Has a thickness of, for example, 0.5 μm and is doped with, for example, Mg as a p-type impurity. Further, A of the n-type AlGaN cladding layer 16 and the p-type AlGaN cladding layer 21
The 1 composition ratio is, for example, 0.07, and the Al composition ratio of the p-type AlGaN cap layer 19 is, for example, 0.16. Ga 1-x I
n x N / Ga 1-y In y N active layer 1 of a multiple quantum well structure
For example, x = 0.11, y = 0.01, G
The thicknesses of the a 1-x In x N layer and the Ga 1-y In y N layer are, for example, 3 nm and 6 nm, respectively, and the number of quantum wells is 4.
【0091】n型GaNコンタクト層15の上層部、n
型AlGaNクラッド層16、n型GaN光導波層1
7、Ga1-x Inx N/Ga1-y Iny N多重量子井戸
構造の活性層18、p型AlGaNキャップ層19、p
型GaN光導波層20、p型AlGaNクラッド層21
およびp型GaNコンタクト層22は所定幅のメサ形状
を有する。また、このメサ部におけるp型AlGaNク
ラッド層21の上層部およびp型GaNコンタクト層2
2には一方向に延在する所定幅のリッジ部が形成されて
いる。メサ部の表面およびメサ部以外の部分のn型Ga
Nコンタクト層15の表面には例えばSiO2 膜のよう
な絶縁膜23が設けられている。この絶縁膜23には、
リッジ部の上の部分に開口23aが、メサ部に隣接する
部分のn型GaNコンタクト層15の上の部分に開口2
3bが設けられている。そして、絶縁膜23の開口23
aを通じてp側電極24がp型GaNコンタクト層22
とオーミックコンタクトして設けられている。このp側
電極24は、例えばNi膜、Pt膜およびAu膜を順次
積層したNi/Pt/Au構造を有する。また、絶縁膜
23の開口23bを通じてn型GaNコンタクト層15
上にn側電極25がオーミックコンタクトして設けられ
ている。このn側電極25は、例えばTi膜、Al膜、
Pt膜およびAu膜を順次積層したTi/Al/Pt/
Au構造を有する。The upper part of the n-type GaN contact layer 15, n
-Type AlGaN cladding layer 16, n-type GaN optical waveguide layer 1
7, Ga 1-x In x N / Ga 1-y In y N multi quantum well active layer structure 18, p-type AlGaN cap layer 19, p
-Type GaN optical waveguide layer 20, p-type AlGaN cladding layer 21
The p-type GaN contact layer 22 has a mesa shape having a predetermined width. The upper layer of the p-type AlGaN cladding layer 21 and the p-type GaN contact layer 2
2, a ridge portion having a predetermined width extending in one direction is formed. N-type Ga on the surface of the mesa portion and portions other than the mesa portion
An insulating film 23 such as a SiO 2 film is provided on the surface of the N contact layer 15. In this insulating film 23,
An opening 23a is formed above the ridge portion, and an opening 2a is formed above the n-type GaN contact layer 15 adjacent to the mesa portion.
3b is provided. Then, the opening 23 of the insulating film 23 is formed.
The p-side electrode 24 is connected to the p-type GaN contact layer 22 through a.
Ohmic contact is provided. The p-side electrode 24 has, for example, a Ni / Pt / Au structure in which a Ni film, a Pt film, and an Au film are sequentially stacked. Further, the n-type GaN contact layer 15 is formed through the opening 23 b of the insulating film 23.
An n-side electrode 25 is provided thereon in ohmic contact. This n-side electrode 25 is made of, for example, a Ti film, an Al film,
Ti / Al / Pt / in which a Pt film and an Au film are sequentially laminated
It has an Au structure.
【0092】次に、上述のように構成されたこの第11
の実施形態によるGaN系半導体レーザの製造方法につ
いて説明する。Next, the eleventh constructed as described above is used.
A method for manufacturing a GaN-based semiconductor laser according to the embodiment will be described.
【0093】すなわち、このGaN系半導体レーザを製
造するには、まず、化学的に清浄化したSi基板11上
にγ−Al2 O3 結晶層12をエピタキシャル成長させ
る。このγ−Al2 O3 結晶層12の成長は第1の実施
形態と同様にして行う。That is, to manufacture this GaN-based semiconductor laser, first, a γ-Al 2 O 3 crystal layer 12 is epitaxially grown on a chemically cleaned Si substrate 11. The growth of the γ-Al 2 O 3 crystal layer 12 is performed in the same manner as in the first embodiment.
【0094】次に、γ−Al2 O3 結晶層12を成長さ
せたSi基板11をMOCVD装置に真空搬送した後、
基板温度を例えば520℃に設定し、γ−Al2 O3 結
晶層12上にMOCVD法によりGaNバッファ層13
を成長させる。次に、基板温度を例えば1000℃まで
上昇させ、MOCVD法により、GaNバッファ層13
上に、アンドープGaN層14、n型GaNコンタクト
層15、n型AlGaNクラッド層16、n型GaN光
導波層17、Ga1-x Inx N/Ga1-y Iny N多重
量子井戸構造の活性層18、p型AlGaNキャップ層
19、p型GaN光導波層20、p型AlGaNクラッ
ド層21およびp型GaNコンタクト層22を順次成長
させる。ただし、Inを含む層であるGa1-x Inx N
/Ga1-y Iny N多重量子井戸構造の活性層18の成
長は基板温度を700〜800℃として行う。これらの
GaN系半導体層の成長原料は、例えば、III族元素
であるGaの原料としてはトリメチルガリウム(TM
G)を、III族元素であるAlの原料としてはトリメ
チルアルミニウム(TMA)を、III族元素であるI
nの原料としてはトリメチルインジウム(TMI)を、
V族元素であるNの原料としてはアンモニア(NH3 )
を用いる。また、キャリアガスとしては、例えば、水素
(H2 )と窒素(N2 )との混合ガスを用いる。ドーパ
ントについては、n型ドーパントとしては例えばモノシ
ラン(SiH4 )を、p型ドーパントとしては例えばメ
チルシクロペンタジエニルマグネシウム((MCp)2
Mg)を用いる。Next, the Si substrate 11 on which the γ-Al 2 O 3 crystal layer 12 has been grown is transported by vacuum to an MOCVD apparatus.
The substrate temperature is set to, for example, 520 ° C., and the GaN buffer layer 13 is formed on the γ-Al 2 O 3 crystal layer 12 by MOCVD.
Grow. Next, the substrate temperature is raised to, for example, 1000 ° C., and the GaN buffer layer 13 is formed by MOCVD.
Above, the undoped GaN layer 14, n-type GaN contact layer 15, n-type AlGaN cladding layer 16, n-type GaN optical waveguide layer 17, Ga 1-x In x N / Ga 1-y In y N multi quantum well structure The active layer 18, the p-type AlGaN cap layer 19, the p-type GaN optical waveguide layer 20, the p-type AlGaN cladding layer 21, and the p-type GaN contact layer 22 are sequentially grown. Here, Ga 1-x In x N, which is a layer containing In, is used.
The growth of the active layer 18 having the / Ga 1-y In y N multiple quantum well structure is performed at a substrate temperature of 700 to 800 ° C. As a growth material for these GaN-based semiconductor layers, for example, trimethylgallium (TM
G), trimethylaluminum (TMA) as a raw material for Al which is a group III element, and I
As a raw material for n, trimethylindium (TMI)
Ammonia (NH 3 ) is used as a raw material for N which is a group V element.
Is used. As the carrier gas, for example, a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and nitrogen (N 2 ) is used. As for the dopant, for example, monosilane (SiH 4 ) is used as the n-type dopant, and methylcyclopentadienyl magnesium ((MCp) 2 ) is used as the p-type dopant.
Mg).
【0095】次に、p型GaNコンタクト層22の全面
に例えばCVD法、真空蒸着法、スパッタリング法など
により例えば厚さが0.4μmのSiO2 膜を形成した
後、このSiO2 膜上にリソグラフィーにより所定形状
のレジストパターン(図示せず)を形成し、このレジス
トパターンをマスクとして例えばフッ酸系のエッチング
液を用いたウエットエッチングによりSiO2 膜をエッ
チングする。これによって、p型GaNコンタクト層2
2上にSiO2 膜からなるマスク(図示せず)が形成さ
れる。Next, an SiO 2 film having a thickness of, for example, 0.4 μm is formed on the entire surface of the p-type GaN contact layer 22 by, for example, a CVD method, a vacuum evaporation method, a sputtering method, or the like, and then lithography is performed on the SiO 2 film. To form a resist pattern (not shown) having a predetermined shape, and using the resist pattern as a mask, the SiO 2 film is etched by wet etching using, for example, a hydrofluoric acid-based etchant. Thereby, the p-type GaN contact layer 2
2, a mask (not shown) made of a SiO 2 film is formed.
【0096】次に、このマスクを用いて例えば反応性イ
オンエッチング(RIE)法によりn型GaNコンタク
ト層15に達するまでエッチングを行う。このとき、例
えば、n型GaNコンタクト層15が0.5μmエッチ
ングされるようにする。このRIEのエッチングガスと
しては例えば塩素系ガスを用いる。Next, using this mask, etching is performed by, for example, reactive ion etching (RIE) until the n-type GaN contact layer 15 is reached. At this time, for example, the n-type GaN contact layer 15 is etched by 0.5 μm. As the RIE etching gas, for example, a chlorine-based gas is used.
【0097】次に、マスクをエッチング除去した後、再
び基板全面に例えばCVD法、真空蒸着法、スパッタリ
ング法などにより例えば厚さが0.2μmのSiO2 膜
を形成した後、このSiO2 膜上にリソグラフィーによ
り所定形状のレジストパターン(図示せず)を形成し、
このレジストパターンをマスクとして例えばフッ酸系の
エッチング液を用いたウエットエッチングによりSiO
2 膜をエッチングする。これによって、メサ部を含む基
板表面にSiO2 膜からなるマスク(図示せず)が形成
される。[0097] Next, after removing the etching mask, again the entire substrate surface, for example, a CVD method, a vacuum deposition method, after the example of thickness such as a sputtering method to form a SiO 2 film of 0.2 [mu] m, the SiO 2 film A resist pattern (not shown) of a predetermined shape is formed by lithography,
Using this resist pattern as a mask, for example, SiO
2 Etch the film. Thus, a mask (not shown) made of the SiO 2 film is formed on the surface of the substrate including the mesa.
【0098】次に、このマスクを用いて例えばRIE法
によりp型GaNコンタクト層22の厚さ方向の所定の
深さまでエッチングを行うことにより溝を形成し、リッ
ジ部を形成する。このRIEのエッチングガスとしては
例えば塩素系ガスを用いる。Next, using this mask, a groove is formed by etching to a predetermined depth in the thickness direction of the p-type GaN contact layer 22 by, for example, RIE, thereby forming a ridge portion. As the RIE etching gas, for example, a chlorine-based gas is used.
【0099】次に、リソグラフィーによりn側電極形成
領域を除いた領域の表面を覆うレジストパターン(図示
せず)を形成する。Next, a resist pattern (not shown) is formed by lithography to cover the surface of the region excluding the n-side electrode formation region.
【0100】次に、このレジストパターンをマスクとし
て絶縁膜23をエッチングすることにより、開口23b
を形成する。Next, by using the resist pattern as a mask, the insulating film 23 is etched to form the opening 23b.
To form
【0101】次に、レジストパターンを残したままの状
態で基板全面に例えば真空蒸着法によりTi膜、Al
膜、Pt膜およびAu膜を順次形成した後、レジストパ
ターンをその上に形成されたTi膜、Al膜、Pt膜お
よびAu膜とともに除去する(リフトオフ)。これによ
って、絶縁膜23の開口23bの部分におけるn型Ga
Nコンタクト層15上にTi/Al/Pt/Au構造の
n側電極25が形成される。Next, a Ti film and an Al film are formed on the entire surface of the substrate by, for example, a vacuum evaporation method while the resist pattern is left.
After sequentially forming a film, a Pt film and an Au film, the resist pattern is removed together with the Ti film, Al film, Pt film and Au film formed thereon (lift-off). Thereby, the n-type Ga in the portion of the opening 23b of the insulating film 23 is formed.
An n-side electrode 25 having a Ti / Al / Pt / Au structure is formed on the N contact layer 15.
【0102】次に、例えば、窒素ガス雰囲気中において
800℃で10分熱処理を行うことにより、p型AlG
aNキャップ層19、p型GaN光導波層20、p型A
lGaNクラッド層21およびp型GaNコンタクト層
22にドープされたp型不純物の電気的活性化を行うと
ともに、n側電極25のアロイ処理を行う。Next, for example, by performing a heat treatment at 800 ° C. for 10 minutes in a nitrogen gas atmosphere, the p-type AlG
aN cap layer 19, p-type GaN optical waveguide layer 20, p-type A
The p-type impurity doped in the lGaN cladding layer 21 and the p-type GaN contact layer 22 is electrically activated, and the n-side electrode 25 is alloyed.
【0103】次に、リソグラフィーによりリッジ部の領
域を除いた領域の表面を覆うレジストパターン(図示せ
ず)を形成する。Next, a resist pattern (not shown) is formed by lithography to cover the surface of the region excluding the ridge region.
【0104】次に、レジストパターンをマスクとして絶
縁膜23をエッチングすることにより開口23aを形成
し、リッジ部の上面を露出させる。Next, an opening 23a is formed by etching the insulating film 23 using the resist pattern as a mask, and the upper surface of the ridge portion is exposed.
【0105】次に、リソグラフィーによりp側電極形成
領域を除いた領域の表面を覆うレジストパターン(図示
せず)を形成する。Next, a resist pattern (not shown) is formed by lithography to cover the surface of the region excluding the p-side electrode formation region.
【0106】次に、基板全面に例えば真空蒸着法により
Ni膜、Pt膜およびAu膜を順次形成した後、レジス
トパターンをその上に形成されたNi膜、Pt膜および
Au膜とともに除去する。これによって、リッジ部の上
にNi/Pt/Au構造のp側電極24が形成される。
次に、例えば、N2 ガス雰囲気中において600℃で2
0分熱処理を行うことにより、p側電極24のアロイ処
理を行う。Next, after a Ni film, a Pt film and an Au film are sequentially formed on the entire surface of the substrate by, for example, a vacuum evaporation method, the resist pattern is removed together with the Ni film, the Pt film and the Au film formed thereon. Thus, the p-side electrode 24 having the Ni / Pt / Au structure is formed on the ridge.
Next, for example, at 600 ° C. in an N 2 gas atmosphere,
By performing the heat treatment for 0 minutes, the alloy processing of the p-side electrode 24 is performed.
【0107】この後、上述のようにしてレーザ構造が形
成されたSi基板11をバー状に加工して両共振器端面
を形成し、さらに端面コーティングを施した後、このバ
ーをチップ化する。これによって、目的とするリッジ構
造およびSCH構造のGaN系半導体レーザが製造され
る。Thereafter, the Si substrate 11 on which the laser structure is formed as described above is processed into a bar shape to form both resonator end faces, and after coating the end faces, the bar is formed into chips. Thus, the intended GaN-based semiconductor laser having the ridge structure and the SCH structure is manufactured.
【0108】以上のように、この第11の実施形態によ
れば、大口径のものが容易に得られ、しかも安価なSi
基板11を用い、その上にγ−Al2 O3 結晶層12を
介してレーザ構造を形成するGaN系半導体層をエピタ
キシャル成長させていることにより、高い生産性で、高
性能、長寿命、高信頼性のGaN系半導体レーザを安価
に得ることができる。As described above, according to the eleventh embodiment, a large-diameter one can be easily obtained, and the inexpensive Si is used.
Since the GaN-based semiconductor layer forming the laser structure is epitaxially grown on the substrate 11 via the γ-Al 2 O 3 crystal layer 12 with high productivity, high performance, long life, and high reliability GaN-based semiconductor laser can be obtained at low cost.
【0109】図12はこの発明の第12の実施形態によ
るGaN系半導体レーザを示す。このGaN系半導体レ
ーザはSCH構造を有するものである。FIG. 12 shows a GaN-based semiconductor laser according to a twelfth embodiment of the present invention. This GaN-based semiconductor laser has an SCH structure.
【0110】図12に示すように、この第12の実施形
態によるGaN系半導体レーザは、Si基板11上に、
γ−Al2 O3 結晶層12に代えて、α−Al2 O3 結
晶層26が積層され、その上にレーザ構造を形成するG
aN系半導体層が積層されていることを除いて、第11
の実施形態によるGaN系半導体レーザと同様な構成を
有する。この場合、α−Al2 O3 結晶層26は、連続
膜となる厚さ、例えば5nm〜1μmの厚さを有する。
このα−Al2 O3 結晶層26とGaNバッファ層13
との界面は平坦であってもよいし、凹凸があってもよ
い。α−Al2 O3 結晶層26は例えば(0001)面
方位を有する。As shown in FIG. 12, the GaN-based semiconductor laser according to the twelfth embodiment is
An α-Al 2 O 3 crystal layer 26 is laminated instead of the γ-Al 2 O 3 crystal layer 12, and a G layer forming a laser structure thereon is formed.
Except that the aN-based semiconductor layer is laminated,
Has the same configuration as the GaN-based semiconductor laser according to the embodiment. In this case, the α-Al 2 O 3 crystal layer 26 has a thickness that becomes a continuous film, for example, a thickness of 5 nm to 1 μm.
The α-Al 2 O 3 crystal layer 26 and the GaN buffer layer 13
May be flat or may have irregularities. The α-Al 2 O 3 crystal layer 26 has, for example, a (0001) plane orientation.
【0111】このGaN系半導体レーザの製造方法は第
11の実施形態によるGaN系半導体レーザの製造方法
と同様であるので、説明を省略する。Since the method for manufacturing the GaN-based semiconductor laser is the same as the method for manufacturing the GaN-based semiconductor laser according to the eleventh embodiment, the description is omitted.
【0112】この第12の実施形態によれば、第11の
実施形態と同様な利点を得ることができる。According to the twelfth embodiment, the same advantages as in the eleventh embodiment can be obtained.
【0113】図13はこの発明の第13の実施形態によ
るGaN系半導体レーザを示す。このGaN系半導体レ
ーザは屈折率導波型で、SCH構造を有するものであ
る。FIG. 13 shows a GaN-based semiconductor laser according to a thirteenth embodiment of the present invention. This GaN-based semiconductor laser is of a refractive index guided type and has an SCH structure.
【0114】図13に示すように、この第13の実施形
態によるGaN系半導体レーザにおいては、例えばc面
方位のn型GaN基板31上に、n型AlGaNクラッ
ド層32、n型GaN光導波層33、Ga1-x Inx N
/Ga1-y Iny N多重量子井戸構造の活性層34、p
型AlGaNキャップ層35、p型GaN光導波層3
6、p型AlGaNクラッド層37およびp型GaNコ
ンタクト層38が順次積層されている。p型AlGaN
クラッド層37の上層部およびp型GaNコンタクト層
38は一方向に延在する所定幅のリッジ形状を有する。
このリッジ部の両側の部分にはn型AlGaN電流狭窄
層39が埋め込まれている。そして、これらのp型Ga
Nコンタクト層38およびn型AlGaN電流狭窄層3
9上にp側電極40がp型GaNコンタクト層38とオ
ーミックコンタクトして設けられている。一方、n型G
aN基板31の裏面にn側電極41がオーミックコンタ
クトして設けられている。その他のことは第11の実施
形態によるGaN系半導体レーザと同様であるので、説
明を省略する。As shown in FIG. 13, in the GaN-based semiconductor laser according to the thirteenth embodiment, for example, an n-type AlGaN cladding layer 32 and an n-type GaN optical waveguide layer are formed on an n-type GaN substrate 31 having a c-plane orientation. 33, Ga 1-x In x N
/ Ga 1-y In y N Multiple quantum well structure active layer 34, p
-Type AlGaN cap layer 35, p-type GaN optical waveguide layer 3
6. A p-type AlGaN cladding layer 37 and a p-type GaN contact layer 38 are sequentially laminated. p-type AlGaN
The upper layer of the cladding layer 37 and the p-type GaN contact layer 38 have a ridge shape of a predetermined width extending in one direction.
An n-type AlGaN current confinement layer 39 is embedded in both sides of the ridge. And these p-type Ga
N contact layer 38 and n-type AlGaN current confinement layer 3
On p. 9, a p-side electrode 40 is provided in ohmic contact with the p-type GaN contact layer 38. On the other hand, n-type G
An n-side electrode 41 is provided on the back surface of the aN substrate 31 in ohmic contact. The other points are the same as those of the GaN-based semiconductor laser according to the eleventh embodiment, and a description thereof will not be repeated.
【0115】次に、上述のように構成されたこの第13
の実施形態によるGaN系半導体レーザの製造方法につ
いて説明する。Next, the thirteenth constructed as described above is used.
A method for manufacturing a GaN-based semiconductor laser according to the embodiment will be described.
【0116】この第13の実施形態によるGaN系半導
体レーザを製造するには、まず、第2の実施形態と同様
にして、Si基板(図示せず)上にα−Al2 O3 結晶
層を形成し、このα−Al2 O3 結晶層上にMOCVD
法によりGaNバッファ層を介してn型GaN層を成長
させる。このn型GaN層は、それ自体を基板として用
いることができる程度に十分な厚さ、例えば100μm
以上に成長させる。次に、Si基板およびα−Al2 O
3 結晶層をエッチング除去する。このようにして得られ
たn型GaN層がn型GaN基板31となる。To manufacture the GaN-based semiconductor laser according to the thirteenth embodiment, first, an α-Al 2 O 3 crystal layer is formed on a Si substrate (not shown) in the same manner as in the second embodiment. MOCVD is formed on the α-Al 2 O 3 crystal layer.
An n-type GaN layer is grown via a GaN buffer layer by a method. This n-type GaN layer has a thickness sufficient to enable itself to be used as a substrate, for example, 100 μm.
Grow more. Next, a Si substrate and α-Al 2 O
The three crystal layers are removed by etching. The n-type GaN layer thus obtained becomes the n-type GaN substrate 31.
【0117】次に、このn型GaN基板31上に、MO
CVD法により、n型AlGaNクラッド層32、n型
GaN光導波層33、Ga1-x Inx N/Ga1-y In
y N多重量子井戸構造の活性層34、p型AlGaNキ
ャップ層35、p型GaN光導波層36、p型AlGa
Nクラッド層37およびp型GaNコンタクト層38を
順次エピタキシャル成長させる。Next, on this n-type GaN substrate 31, MO
By CVD, n-type AlGaN cladding layer 32, n-type GaN optical waveguide layer 33, Ga 1-x In x N / Ga 1-y In
y N multiple quantum well structure active layer 34, p-type AlGaN cap layer 35, p-type GaN optical waveguide layer 36, p-type AlGa
The N cladding layer 37 and the p-type GaN contact layer 38 are sequentially grown epitaxially.
【0118】次に、p型GaNコンタクト層38上にリ
ソグラフィーによりストライプ形状のレジストパターン
(図示せず)を形成した後、このレジストパターンをマ
スクとして例えばRIE法によりp型AlGaNクラッ
ド層37の厚さ方向の途中の深さまでエッチングを行
う。これによって、リッジ部が形成される。次に、この
リッジ部の両側の部分に選択成長技術などによりn型A
lGaN電流狭窄層39を埋め込む。Next, after forming a stripe-shaped resist pattern (not shown) on the p-type GaN contact layer 38 by lithography, using the resist pattern as a mask, the thickness of the p-type AlGaN cladding layer 37 is formed by, eg, RIE. Etching is performed to a certain depth in the direction. Thereby, a ridge portion is formed. Next, the n-type A is formed on both sides of the ridge portion by a selective growth technique or the like.
The 1GaN current confinement layer 39 is buried.
【0119】次に、p型GaNコンタクト層38および
n型AlGaN電流狭窄層39の全面にp側電極40を
形成するとともに、n型GaN基板31の裏面にn側電
極41を形成する。Next, a p-side electrode 40 is formed on the entire surface of the p-type GaN contact layer 38 and the n-type AlGaN current confinement layer 39, and an n-side electrode 41 is formed on the back surface of the n-type GaN substrate 31.
【0120】この後、上述のようにしてレーザ構造が形
成されたn型GaN基板31をバー状に加工して両共振
器端面を形成し、さらに端面コーティングを施した後、
このバーをチップ化する。これによって、目的とするリ
ッジ構造およびSCH構造のGaN系半導体レーザが製
造される。Thereafter, the n-type GaN substrate 31 on which the laser structure has been formed as described above is processed into a bar shape to form both resonator end faces, and after coating the end faces,
This bar is chipped. Thus, the intended GaN-based semiconductor laser having the ridge structure and the SCH structure is manufactured.
【0121】この第13の実施形態によれば、第11の
実施形態と同様な利点に加えて、基板が導電性のn型G
aN基板31であることにより、n側電極41を基板裏
面側から取り出すことができるという利点を得ることが
できる。このため、AlGaAs系半導体レーザやAl
GaInP系半導体レーザなどと同様な組み立て工程を
用いることができ、専用の組み立て装置が不要であると
ともに、パッケージも同じものを用いることができる。
これによって、GaN系半導体レーザの製造工程の低減
を図ることができ、ひいては製造コストの低減を図るこ
とができる。According to the thirteenth embodiment, in addition to the same advantages as the eleventh embodiment, the substrate is made of a conductive n-type G type.
The use of the aN substrate 31 has an advantage that the n-side electrode 41 can be taken out from the back surface of the substrate. For this reason, AlGaAs-based semiconductor lasers and Al
An assembly process similar to that of a GaInP-based semiconductor laser or the like can be used, and a dedicated assembling apparatus is not required, and the same package can be used.
As a result, the number of manufacturing steps of the GaN-based semiconductor laser can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
【0122】次に、この発明の第14の実施形態による
GaN系FETについて説明する。図14はこのGaA
s系FETを示す。Next, a GaN-based FET according to a fourteenth embodiment of the present invention will be described. FIG.
3 shows an s-system FET.
【0123】図14に示すように、この第14の実施形
態によるGaN系FETにおいては、Si基板51上に
γ−Al2 O3 結晶層52が積層されている。この場
合、このγ−Al2 O3 結晶層52は、連続膜となる厚
さ、例えば5nm〜1μmの厚さを有する。Si基板5
1は例えば(100)面方位または(111)面方位を
有する。γ−Al2 O3 結晶層52は例えば(100)
面方位または(111)面方位を有する。γ−Al2 O
3 結晶層52とSi基板51との結晶方位の関係は、S
i基板51が(100)面方位の場合には(100)γ
−Al2 O3 //(100)Siかつ[1−10]γ−
Al2 O3 //[1−10]Siであり、Si基板51
が(111)面方位の場合には(111)γ−Al2 O
3 //(111)Siかつ[1−1−2]γ−Al2 O
3 //[1−1−2]Siである。そして、このγ−A
l2 O3 結晶層52上に、GaNバッファ層53を介し
て、Alx Ga1-x N層54(ただし、0≦x≦1)、
Aly Ga1-y N層55(ただし、0<y≦1)、n型
Alz Ga1-z N層56(ただし、0≦z≦1)、アン
ドープAlz Ga1-z N層57(ただし、0≦z≦
1)、アンドープGa1-uInu N層58(ただし、0
≦u≦1)およびγ−Al2 O3 結晶層59が順次積層
されている。ここで、Aly Ga1-y N層55はバリア
層、n型Alz Ga1-z N層56は電子供給層、アンド
ープAlz Ga1-z N層57はスペーサ層、アンドープ
Ga1-u Inu N層58は電子走行層、γ−Al2 O3
結晶層59はゲート絶縁膜を構成する。ここで、アンド
ープGa1-u Inu N層58の厚さは例えば1nm以上
15nm以下、好適には2nm以上10nm以下とす
る。電子供給層としてのn型Alz Ga1-z N層56の
ドーピング濃度は例えば1.0×1019cm-3とする。
また、このn型Alz Ga1-z N層56の不純物濃度×
厚さ積は5×1018[cm-3][nm]以上1×1021
[cm-3][nm]以下、好適には、5×1019[cm
-3][nm]以上5×1020[cm-3][nm]以下と
する。As shown in FIG. 14, in the GaN-based FET according to the fourteenth embodiment, a γ-Al 2 O 3 crystal layer 52 is laminated on a Si substrate 51. In this case, the γ-Al 2 O 3 crystal layer 52 has a thickness that becomes a continuous film, for example, a thickness of 5 nm to 1 μm. Si substrate 5
1 has, for example, a (100) plane orientation or a (111) plane orientation. The γ-Al 2 O 3 crystal layer 52 is, for example, (100)
It has a plane orientation or a (111) plane orientation. γ-Al 2 O
The relationship between the crystal orientation of the three- crystal layer 52 and the Si substrate 51 is S
If the i-substrate 51 has the (100) plane orientation, (100) γ
—Al 2 O 3 // (100) Si and [1-10] γ-
Al 2 O 3 // [1-10] Si, and the Si substrate 51
Is (111) plane orientation, (111) γ-Al 2 O
3 // (111) Si and [1-1-2] γ-Al 2 O
3 /// [1-1-2] Si. And this γ-A
an Al x Ga 1 -xN layer 54 (0 ≦ x ≦ 1) on the l 2 O 3 crystal layer 52 via a GaN buffer layer 53;
Al y Ga 1-y N layer 55 (where, 0 <y ≦ 1), n -type Al z Ga 1-z N layer 56 (where, 0 ≦ z ≦ 1), an undoped Al z Ga 1-z N layer 57 (However, 0 ≦ z ≦
1), an undoped Ga 1-u In u N layer 58 (where 0
≦ u ≦ 1) and γ-Al 2 O 3 crystal layer 59 are sequentially stacked. Here, the Al y Ga 1-y N layer 55 is a barrier layer, the n-type Al z Ga 1-z N layer 56 is an electron supply layer, the undoped Al z Ga 1-z N layer 57 is a spacer layer, and the undoped Ga 1- u In u N layer 58 is an electron transit layer, γ-Al 2 O 3
Crystal layer 59 forms a gate insulating film. The thickness of the undoped Ga 1-u In u N layer 58 is, for example, 1nm or 15nm or less, preferably to 2nm or 10nm or less. The doping concentration of the n-type Al z Ga 1 -zN layer 56 as the electron supply layer is, for example, 1.0 × 10 19 cm −3 .
Also, the impurity concentration of the n-type Al z Ga 1 -z N layer 56 ×
The thickness product is 5 × 10 18 [cm −3 ] [nm] or more and 1 × 10 21.
[Cm −3 ] [nm] or less, preferably 5 × 10 19 [cm]
−3 ] [nm] or more and 5 × 10 20 [cm −3 ] [nm] or less.
【0124】ゲート絶縁膜としてのγ−Al2 O3 結晶
層59上にゲート電極60が設けられている。このゲー
ト電極60としては、例えばTi/Au膜、Ti/Pt
/Au膜、Ti/W膜などを用いることができる。ま
た、γ−Al2 O3 結晶層59が除去されて露出した部
分のアンドープGa1-u Inu N層58上にソース電極
61およびドレイン電極62がオーミックコンタクトし
て設けられている。A gate electrode 60 is provided on a γ-Al 2 O 3 crystal layer 59 as a gate insulating film. As the gate electrode 60, for example, a Ti / Au film, Ti / Pt
/ Au film, Ti / W film or the like can be used. Further, an undoped Ga 1-u In u N layer 58 source electrode 61 and drain electrode 62 on the portion of γ-Al 2 O 3 crystal layer 59 is exposed by removing is provided by ohmic contact.
【0125】以上のような構成を有するこのGaN系F
ETは、MIS(Metal-Insulator-Semiconductor)構
造およびHEMT(High Electron Mobility Transisto
r)構造を併有するものである。図15に、このGaN系
FETのフラットバンド条件におけるエネルギーバンド
図、特に伝導帯を示す。ΔEc1、ΔEc2、ΔEc3および
ΔEc5は各ヘテロ接合界面に存在するエネルギー不連続
である。また、ゲート電極60の直下におけるアンドー
プGa1-u Inu N層58内の電子の面密度は例えば
2.0×1013cm-2である。図14において、電子走
行層としてのアンドープGa1-u Inu N層58におけ
る電子の経路を矢印で示す。また、アンドープGa1-u
Inu N層58中の電子の存在する領域に点描を付す。This GaN-based F having the above-described configuration
The ET has a metal-insulator-semiconductor (MIS) structure and a high electron mobility transistor (HEMT).
r) It has a structure. FIG. 15 shows an energy band diagram, particularly a conduction band, of the GaN-based FET under the flat band condition. ΔE c1 , ΔE c2 , ΔE c3 and ΔE c5 are energy discontinuities existing at each heterojunction interface. The areal density of electrons in the undoped Ga 1-u InuN layer 58 immediately below the gate electrode 60 is, for example, 2.0 × 10 13 cm −2 . 14 shows the path of the electron in the undoped Ga 1-u In u N layer 58 as an electron transit layer by arrows. In addition, undoped Ga 1-u
The area where electrons are present in the In u N layer 58 is stippled.
【0126】次に、上述のように構成されたこのGaN
系FETの製造方法について説明する。Next, the GaN thus constructed is
A method for manufacturing a system FET will be described.
【0127】すなわち、このGaN系FETを製造する
には、まず、化学的に清浄化したSi基板51上にγ−
Al2 O3 結晶層52をエピタキシャル成長させる。こ
のγ−Al2 O3 結晶層52の成長は第1の実施形態と
同様にして行う。That is, in order to manufacture this GaN-based FET, first, a γ-type FET was placed on a chemically cleaned Si substrate 51.
An Al 2 O 3 crystal layer 52 is epitaxially grown. The growth of the γ-Al 2 O 3 crystal layer 52 is performed in the same manner as in the first embodiment.
【0128】次に、γ−Al2 O3 結晶層52を成長さ
せたSi基板51をMOCVD装置に真空搬送した後、
基板温度を例えば520℃に設定し、γ−Al2 O3 結
晶層52上にMOCVD法によりGaNバッファ層53
を成長させる。次に、基板温度を例えば1000℃まで
上昇させ、MOCVD法により、GaNバッファ層53
上に、Alx Ga1-x N層54、Aly Ga1-y N層5
5、n型Alz Ga1-z N層56、アンドープAlz G
a1-z N層57およびアンドープGa1-u Inu N層5
8を順次成長させる。Next, the Si substrate 51 on which the γ-Al 2 O 3 crystal layer 52 has been grown is vacuum-transported to an MOCVD apparatus.
The substrate temperature is set to, for example, 520 ° C., and the GaN buffer layer 53 is formed on the γ-Al 2 O 3 crystal layer 52 by MOCVD.
Grow. Next, the substrate temperature is raised to, for example, 1000 ° C., and the GaN buffer layer 53 is formed by MOCVD.
On top of this, an Al x Ga 1-x N layer 54 and an Al y Ga 1-y N layer 5
5, n-type Al z Ga 1 -z N layer 56, undoped Al z G
a 1-z N layer 57 and the undoped Ga 1-u In u N layer 5
8 are grown sequentially.
【0129】次に、アンドープGa1-u Inu N層58
上にγ−Al2 O3 結晶層59をエピタキシャル成長さ
せる。このγ−Al2 O3 結晶層59は成長は第1の実
施形態におけるγ−Al2 O3 結晶層2と同様にして行
う。Next, the undoped Ga 1-u In u N layer 58
A γ-Al 2 O 3 crystal layer 59 is epitaxially grown thereon. The γ-Al 2 O 3 crystal layer 59 is grown in the same manner as the γ-Al 2 O 3 crystal layer 2 in the first embodiment.
【0130】次に、γ−Al2 O3 結晶層59上にリフ
トオフ法などによりゲート電極60を形成する。Next, a gate electrode 60 is formed on the γ-Al 2 O 3 crystal layer 59 by a lift-off method or the like.
【0131】次に、上述のようにしてゲート電極60が
形成された表面上にソース電極およびドレイン電極形成
部に対応する部分が開口したレジストパターン(図示せ
ず)をリソグラフィーにより形成した後、このレジスト
パターンをマスクとしてγ−Al2 O3 結晶層59をエ
ッチングすることによりアンドープGa1-u Inu N層
58を部分的に露出させる。このγ−Al2 O3 結晶層
59のエッチングには、例えば、熱リン酸などを用いた
化学エッチング法を用いることができる。Next, a resist pattern (not shown) having openings corresponding to the source electrode and drain electrode formation portions is formed on the surface on which the gate electrode 60 is formed as described above by lithography. an undoped Ga 1-u in u N layer 58 is partially exposed by etching a γ-Al 2 O 3 crystal layer 59 using the resist pattern as a mask. For the etching of the γ-Al 2 O 3 crystal layer 59, for example, a chemical etching method using hot phosphoric acid or the like can be used.
【0132】次に、例えば真空蒸着法により全面にソー
ス電極およびドレイン電極形成用の金属膜を形成した
後、レジストパターンをその上に形成された金属膜とと
もに除去する。これによって、アンドープGa1-u In
u N層58上にソース電極61およびドレイン電極62
が形成され、目的とするGaN系FETが製造される。Next, after forming a metal film for forming a source electrode and a drain electrode on the entire surface by, for example, a vacuum evaporation method, the resist pattern is removed together with the metal film formed thereon. Thereby, undoped Ga 1-u In
u A source electrode 61 and a drain electrode 62 are formed on the N layer 58.
Is formed, and a target GaN-based FET is manufactured.
【0133】この第14の実施形態によれば、特願平9
−104609号において提案されたGaN系FETと
同様な高Gm (相互コンダクタンス)、高fT (遮断周
波数)の高周波高出力の高性能GaN系FETを高い生
産性で安価に製造することができる。According to the fourteenth embodiment, Japanese Patent Application No.
Similar high G m and the proposed GaN-based FET in No. -104609 (transconductance), can be manufactured at low cost with high productivity performance GaN-based FET of the high-frequency high-power high f T (cutoff frequency) .
【0134】図16はこの発明の第15の実施形態によ
るGaN系FETを示す。FIG. 16 shows a GaN-based FET according to the fifteenth embodiment of the present invention.
【0135】図16に示すように、この第15の実施形
態によるGaN系FETは、Si基板51上に、γ−A
l2 O3 結晶層52に代えて、α−Al2 O3 結晶層6
3が積層され、その上にFET構造を形成するGaN系
半導体層が積層されていることを除いて、第14の実施
形態によるGaN系FETと同様な構成を有する。この
場合、α−Al2 O3 結晶層63は、連続膜となる厚
さ、例えば5nm〜1μmの厚さを有する。このα−A
l2 O3 結晶層63とGaNバッファ層53との界面は
平坦であってもよいし、凹凸があってもよい。α−Al
2 O3 結晶層63は例えば(0001)面方位を有す
る。As shown in FIG. 16, the GaN-based FET according to the fifteenth embodiment has a γ-A
Instead of the l 2 O 3 crystal layer 52, the α-Al 2 O 3 crystal layer 6
3 has a configuration similar to that of the GaN-based FET according to the fourteenth embodiment, except that a GaN-based semiconductor layer forming an FET structure is laminated thereon. In this case, the α-Al 2 O 3 crystal layer 63 has a thickness that becomes a continuous film, for example, a thickness of 5 nm to 1 μm. This α-A
The interface between the l 2 O 3 crystal layer 63 and the GaN buffer layer 53 may be flat or uneven. α-Al
The 2 O 3 crystal layer 63 has, for example, a (0001) plane orientation.
【0136】このGaN系FETの製造方法は第14の
実施形態によるGaN系半導体レーザの製造方法と同様
であるので、説明を省略する。Since the method of manufacturing the GaN-based FET is the same as the method of manufacturing the GaN-based semiconductor laser according to the fourteenth embodiment, the description will not be repeated.
【0137】この第15の実施形態によれば、第14の
実施形態と同様な利点を得ることができる。According to the fifteenth embodiment, advantages similar to those of the fourteenth embodiment can be obtained.
【0138】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications based on the technical concept of the present invention are possible.
【0139】例えば、上述の第1〜第15の実施形態に
おいて挙げた数値、構造、原料、プロセスなどはあくま
でも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、
構造、原料、プロセスなどを用いてもよい。For example, the numerical values, structures, raw materials, processes, and the like described in the above-described first to fifteenth embodiments are merely examples, and if necessary, different numerical values,
Structures, raw materials, processes and the like may be used.
【0140】また、第13の実施形態を除く実施形態に
おいては、バッファ層としてGaNバッファ層を成長さ
せているが、バッファ層としては一般的にはAlx Ga
1-x-y Iny N(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y
≦1)層を用いることができる。In the embodiments except the thirteenth embodiment, a GaN buffer layer is grown as a buffer layer. However, the buffer layer is generally made of Al x Ga.
1-xy In y N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y
≦ 1) layers can be used.
【0141】また、第14および第15の実施形態にお
いては、γ−Al2 O3 結晶層59をゲート絶縁膜とし
て用いているが、図17および図18に示すように、ゲ
ート絶縁膜としてα−Al2 O3 結晶層64を用いても
よい。このα−Al2 O3 結晶層64は直接成長させて
もよいし、γ−Al2 O3 結晶層を成長させた後にこの
γ−Al2 O3 結晶層を相転移させることにより形成し
てもよい。In the fourteenth and fifteenth embodiments, the γ-Al 2 O 3 crystal layer 59 is used as a gate insulating film. However, as shown in FIGS. it may be used -al 2 O 3 crystal layer 64. The α-Al 2 O 3 crystal layer 64 may be directly grown, or may be formed by growing a γ-Al 2 O 3 crystal layer and then performing a phase transition on the γ-Al 2 O 3 crystal layer. Is also good.
【0142】さらに、上述の第11〜第13の実施形態
においては、この発明をSCH構造のGaN系半導体レ
ーザに適用した場合について説明したが、この発明は、
DH(Double Heterostructure)構造のGaN系半導体
レーザに適用することもできる。また、活性層として単
一量子井戸構造のものを用いてもよい。また、レーザ構
造としては、利得導波型または屈折率導波型半導体レー
ザを実現するリッジ導波路型、内部電流狭窄型、構造基
板型、縦モード制御型(分布帰還(DFB)型または分
布ブラッグ反射(DBR)型半導体レーザ)などの各種
のものを用いることができる。また、この発明は、Ga
N系発光ダイオードに適用することもできる。Further, in the above-described eleventh to thirteenth embodiments, the case where the present invention is applied to the GaN-based semiconductor laser having the SCH structure has been described.
The present invention can also be applied to a GaN-based semiconductor laser having a DH (Double Heterostructure) structure. Further, a single quantum well structure may be used as the active layer. The laser structure includes a ridge waveguide type, an internal current confinement type, a structure substrate type, and a longitudinal mode control type (distributed feedback (DFB) type or distributed Bragg type) for realizing a gain guided type or index guided type semiconductor laser. Various types such as a reflection (DBR) semiconductor laser) can be used. Further, the present invention relates to Ga
It can also be applied to N-based light emitting diodes.
【0143】[0143]
【発明の効果】以上説明したように、この発明による窒
化物系III−V族化合物半導体基板によれば、基板上
に成長したAl2 O3 結晶層上に高品質の窒化物系II
I−V族化合物半導体層を成長させることができ、ま
た、基板として安価で大口径のものを容易に得ることが
できるSi基板などを使用することができることによ
り、高品質で大面積の窒化物系III−V族化合物半導
体基板を安価に得ることができる。As described above, according to the nitride-based III-V compound semiconductor substrate of the present invention, a high-quality nitride-based II-II is formed on the Al 2 O 3 crystal layer grown on the substrate.
A high-quality, large-area nitride can be obtained by growing an IV compound semiconductor layer and using an inexpensive Si substrate or the like from which a large-diameter substrate can be easily obtained. A system III-V compound semiconductor substrate can be obtained at low cost.
【0144】また、この発明による窒化物系III−V
族化合物半導体基板の製造方法によれば、基板上にAl
2 O3 結晶層を成長させ、このAl2 O3 結晶層上に窒
化物系III−V族化合物半導体層を成長させているこ
とにより、高品質の窒化物系III−V族化合物半導体
層を成長させることができ、また、基板として安価で大
口径のものを容易に得ることができるSi基板などを使
用することができることにより、高品質で大面積の窒化
物系III−V族化合物半導体基板を安価に製造するこ
とができる。The nitride III-V according to the present invention
According to the method for manufacturing a group III compound semiconductor substrate,
By growing a 2 O 3 crystal layer and growing a nitride III-V compound semiconductor layer on this Al 2 O 3 crystal layer, a high quality nitride III-V compound semiconductor layer can be formed. A high-quality, large-area nitride-based III-V compound semiconductor substrate can be grown by using an inexpensive Si substrate or the like that can easily obtain a large-diameter substrate as the substrate. Can be manufactured at low cost.
【0145】また、この発明による半導体装置によれ
ば、高品質で大面積の窒化物系III−V族化合物半導
体基板を用いて特性が良好な半導体装置を安価に得るこ
とができる。Further, according to the semiconductor device of the present invention, a semiconductor device having good characteristics can be obtained at low cost by using a high-quality, large-area nitride-based III-V compound semiconductor substrate.
【0146】また、この発明による半導体装置の製造方
法によれば、高品質で大面積の窒化物系III−V族化
合物半導体基板を用いて特性が良好な半導体装置を高い
生産性で安価に製造することができる。Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a semiconductor device having good characteristics is manufactured at a high productivity and at a low cost by using a high-quality, large-area nitride-based III-V compound semiconductor substrate. can do.
【図1】この発明の第1の実施形態による窒化物系II
I−V族化合物半導体基板を示す断面図である。FIG. 1 shows a nitride-based II according to a first embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows an IV group compound semiconductor substrate.
【図2】この発明の第2の実施形態による窒化物系II
I−V族化合物半導体基板を示す断面図である。FIG. 2 shows a nitride-based II according to a second embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows an IV group compound semiconductor substrate.
【図3】この発明の第3の実施形態による窒化物系II
I−V族化合物半導体基板を示す断面図である。FIG. 3 shows a nitride-based II according to a third embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows an IV group compound semiconductor substrate.
【図4】この発明の第4の実施形態による窒化物系II
I−V族化合物半導体基板を示す断面図である。FIG. 4 shows a nitride-based II according to a fourth embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows an IV group compound semiconductor substrate.
【図5】この発明の第5の実施形態による窒化物系II
I−V族化合物半導体基板の製造方法を説明するための
断面図である。FIG. 5 shows a nitride-based II according to a fifth embodiment of the present invention.
It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of an IV group compound semiconductor substrate.
【図6】この発明の第6の実施形態による窒化物系II
I−V族化合物半導体基板の製造方法を説明するための
断面図である。FIG. 6 shows a nitride-based II according to a sixth embodiment of the present invention.
It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of an IV group compound semiconductor substrate.
【図7】この発明の第7の実施形態による窒化物系II
I−V族化合物半導体基板の製造方法を説明するための
断面図である。FIG. 7 shows a nitride-based II according to a seventh embodiment of the present invention.
It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of an IV group compound semiconductor substrate.
【図8】この発明の第8の実施形態による窒化物系II
I−V族化合物半導体基板の製造方法を説明するための
断面図である。FIG. 8 shows a nitride-based II according to an eighth embodiment of the present invention.
It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of an IV group compound semiconductor substrate.
【図9】この発明の第9の実施形態による窒化物系II
I−V族化合物半導体基板を示す断面図である。FIG. 9 shows a nitride system II according to a ninth embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows an IV group compound semiconductor substrate.
【図10】この発明の第10の実施形態による窒化物系
III−V族化合物半導体基板を示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view showing a nitride III-V compound semiconductor substrate according to a tenth embodiment of the present invention.
【図11】この発明の第11の実施形態によるGaN系
半導体レーザを示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing a GaN-based semiconductor laser according to an eleventh embodiment of the present invention;
【図12】この発明の第12の実施形態によるGaN系
半導体レーザを示す断面図である。FIG. 12 is a sectional view showing a GaN-based semiconductor laser according to a twelfth embodiment of the present invention.
【図13】この発明の第13の実施形態によるGaN系
半導体レーザを示す断面図である。FIG. 13 is a sectional view showing a GaN-based semiconductor laser according to a thirteenth embodiment of the present invention.
【図14】この発明の第14の実施形態によるGaN系
FETを示す断面図である。FIG. 14 is a sectional view showing a GaN-based FET according to a fourteenth embodiment of the present invention.
【図15】この発明の第14の実施形態によるGaN系
FETのエネルギーバンド図である。FIG. 15 is an energy band diagram of a GaN-based FET according to a fourteenth embodiment of the present invention.
【図16】この発明の第15の実施形態によるGaN系
FETを示す断面図である。FIG. 16 is a sectional view showing a GaN-based FET according to a fifteenth embodiment of the present invention.
【図17】この発明の第16の実施形態によるGaN系
FETを示す断面図である。FIG. 17 is a sectional view showing a GaN-based FET according to a sixteenth embodiment of the present invention;
【図18】この発明の第17の実施形態によるGaN系
FETを示す断面図である。FIG. 18 is a sectional view showing a GaN-based FET according to a seventeenth embodiment of the present invention.
1、11、51・・・Si基板、2、12、52・・・
γ−Al2 O3 結晶層、4・・・窒化物系III−V族
化合物半導体層、5、26、63、64・・・α−Al
2 O3 結晶層、31・・・n型GaN基板1, 11, 51 ... Si substrate, 2, 12, 52 ...
γ-Al 2 O 3 crystal layer, 4... nitride III-V compound semiconductor layer, 5, 26, 63, 64... α-Al
2 O 3 crystal layer, 31 ... n-type GaN substrate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F045 AA04 AA05 AA06 AB09 AB14 AB17 AB18 AB37 AC01 AC08 AC12 AC15 AD09 AD13 AD14 AD15 AD16 AE23 AF02 AF03 AF04 AF07 AF09 AF13 AF20 BB08 CA05 CA07 CA10 CA12 DA51 DA53 DA55 HA14 HA16 HA22 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 5F045 AA04 AA05 AA06 AB09 AB14 AB17 AB18 AB37 AC01 AC08 AC12 AC15 AD09 AD13 AD14 AD15 AD16 AE23 AF02 AF03 AF04 AF07 AF09 AF13 AF20 BB08 CA05 CA07 CA10 CA12 DA51 DA53 DA55 HA14 HA16 HA22
Claims (88)
層と、 上記Al2 O3 結晶層上の窒化物系III−V族化合物
半導体層とを有することを特徴とする窒化物系III−
V族化合物半導体基板。1. A nitride III-V semiconductor device comprising: an Al 2 O 3 crystal layer epitaxially grown; and a nitride III-V compound semiconductor layer on the Al 2 O 3 crystal layer.
Group V compound semiconductor substrate.
状であることを特徴とする請求項1記載の窒化物系II
I−V族化合物半導体基板。2. The nitride II according to claim 1, wherein the Al 2 O 3 crystal layer is a continuous film or an island shape.
Group IV compound semiconductor substrate.
結晶層であることを特徴とする請求項1記載の窒化物系
III−V族化合物半導体基板。3. The Al 2 O 3 crystal layer is γ-Al 2 O 3
The nitride-based III-V compound semiconductor substrate according to claim 1, wherein the substrate is a crystal layer.
結晶層であることを特徴とする請求項1記載の窒化物系
III−V族化合物半導体基板。4. The Al 2 O 3 crystal layer is formed of α-Al 2 O 3
The nitride-based III-V compound semiconductor substrate according to claim 1, wherein the substrate is a crystal layer.
層上のAl2 O3 結晶層を有することを特徴とする請求
項1記載の窒化物系III−V族化合物半導体基板。5. The nitride III-V compound semiconductor substrate according to claim 1, further comprising an Al 2 O 3 crystal layer on said nitride III-V compound semiconductor layer.
晶層と、 上記Al2 O3 結晶層上の窒化物系III−V族化合物
半導体層とを有することを特徴とする窒化物系III−
V族化合物半導体基板。6. A semiconductor device comprising: a crystal substrate; an Al 2 O 3 crystal layer epitaxially grown on the crystal substrate; and a nitride III-V compound semiconductor layer on the Al 2 O 3 crystal layer. Nitride III-
Group V compound semiconductor substrate.
状であることを特徴とする請求項6記載の窒化物系II
I−V族化合物半導体基板。7. The nitride II according to claim 6, wherein the Al 2 O 3 crystal layer is a continuous film or an island shape.
Group IV compound semiconductor substrate.
結晶層であることを特徴とする請求項6記載の窒化物系
III−V族化合物半導体基板。8. The Al 2 O 3 crystal layer is γ-Al 2 O 3
7. The nitride III-V compound semiconductor substrate according to claim 6, wherein the substrate is a crystal layer.
結晶層であることを特徴とする請求項6記載の窒化物系
III−V族化合物半導体基板。9. The Al 2 O 3 crystal layer is α-Al 2 O 3
7. The nitride III-V compound semiconductor substrate according to claim 6, wherein the substrate is a crystal layer.
特徴とする請求項6記載の窒化物系III−V族化合物
半導体基板。10. The nitride III-V compound semiconductor substrate according to claim 6, wherein said crystal substrate is a Si substrate.
することを特徴とする請求項10記載の窒化物系III
−V族化合物半導体基板。11. The nitride III according to claim 10, wherein said Si substrate has a (001) plane orientation.
A group V compound semiconductor substrate;
することを特徴とする請求項10記載の窒化物系III
−V族化合物半導体基板。12. The nitride III according to claim 10, wherein said Si substrate has a (111) plane orientation.
A group V compound semiconductor substrate;
あることを特徴とする請求項6記載の窒化物系III−
V族化合物半導体基板。13. The nitride III- according to claim 6, wherein said crystal substrate is an Al 2 O 3 crystal substrate.
Group V compound semiconductor substrate.
ル成長させた上記Al2 O3 結晶基板の表面が凹凸構造
を有することを特徴とする請求項13記載の窒化物系I
II−V族化合物半導体基板。14. The nitride I according to claim 13, wherein the surface of the Al 2 O 3 crystal substrate on which the Al 2 O 3 crystal layer is epitaxially grown has an uneven structure.
II-V compound semiconductor substrate.
化合物半導体結晶基板であることを特徴とする請求項6
記載の窒化物系III−V族化合物半導体基板。15. The crystal substrate according to claim 6, wherein said crystal substrate is a nitride III-V compound semiconductor crystal substrate.
The nitride-based III-V compound semiconductor substrate according to the above.
特徴とする請求項6記載の窒化物系III−V族化合物
半導体基板。16. The nitride-based III-V compound semiconductor substrate according to claim 6, wherein said crystal substrate is a quartz substrate.
体層上にAl2 O3結晶層を有することを特徴とする請
求項6記載の窒化物系III−V族化合物半導体基板。17. The nitride III-V compound semiconductor substrate according to claim 6, further comprising an Al 2 O 3 crystal layer on said nitride III-V compound semiconductor layer.
板と、 上記基板の上記一主面に成長したAl2 O3 結晶層と、 上記Al2 O3 結晶層上の窒化物系III−V族化合物
半導体層とを有することを特徴とする窒化物系III−
V族化合物半導体基板。18. A substrate having at least one principal surface amorphous, an Al 2 O 3 crystal layer grown on the one principal surface of the substrate, and a nitride III-V compound on the Al 2 O 3 crystal layer. A nitride III- having a semiconductor layer
Group V compound semiconductor substrate.
島状であることを特徴とする請求項18記載の窒化物系
III−V族化合物半導体基板。19. The nitride III-V compound semiconductor substrate according to claim 18, wherein said Al 2 O 3 crystal layer is a continuous film or an island shape.
3 結晶層であることを特徴とする請求項18記載の窒化
物系III−V族化合物半導体基板。20. The Al 2 O 3 crystal layer according to claim 1, wherein the γ-Al 2 O
19. The nitride III-V compound semiconductor substrate according to claim 18, wherein the substrate is a three crystal layer.
3 結晶層であることを特徴とする請求項18記載の窒化
物系III−V族化合物半導体基板。21. The Al 2 O 3 crystal layer is α-Al 2 O
19. The nitride III-V compound semiconductor substrate according to claim 18, wherein the substrate is a three crystal layer.
せ、上記Al2 O3 結晶層上に窒化物系III−V族化
合物半導体層を成長させるようにしたことを特徴とする
窒化物系III−V族化合物半導体基板の製造方法。22. A nitride, wherein an Al 2 O 3 crystal layer is grown on a substrate, and a nitride III-V compound semiconductor layer is grown on the Al 2 O 3 crystal layer. A method for producing a system III-V compound semiconductor substrate.
島状であることを特徴とする請求項22記載の窒化物系
III−V族化合物半導体基板の製造方法。23. The method according to claim 22, wherein the Al 2 O 3 crystal layer has a continuous film or an island shape.
3 結晶層であることを特徴とする請求項22記載の窒化
物系III−V族化合物半導体基板の製造方法。24. The Al 2 O 3 crystal layer according to claim 1, wherein the γ-Al 2 O
The method for producing a nitride-based III-V compound semiconductor substrate according to claim 22, wherein the substrate is a three- crystal layer.
3 結晶層であることを特徴とする請求項22記載の窒化
物系III−V族化合物半導体基板の製造方法。25. The Al 2 O 3 crystal layer is α-Al 2 O
The method for producing a nitride-based III-V compound semiconductor substrate according to claim 22, wherein the substrate is a three- crystal layer.
とする請求項22記載の窒化物系III−V族化合物半
導体基板の製造方法。26. The method according to claim 22, wherein the substrate is a crystal substrate.
特徴とする請求項26記載の窒化物系III−V族化合
物半導体基板の製造方法。27. The method according to claim 26, wherein the crystal substrate is a Si substrate.
することを特徴とする請求項27記載の窒化物系III
−V族化合物半導体基板の製造方法。28. The nitride III according to claim 27, wherein said Si substrate has a (001) plane orientation.
-A method for producing a group V compound semiconductor substrate.
することを特徴とする請求項27記載の窒化物系III
−V族化合物半導体基板の製造方法。29. The nitride III according to claim 27, wherein said Si substrate has a (111) plane orientation.
-A method for producing a group V compound semiconductor substrate.
あることを特徴とする請求項26記載の窒化物系III
−V族化合物半導体基板の製造方法。30. The nitride III according to claim 26, wherein the crystal substrate is an Al 2 O 3 crystal substrate.
-A method for producing a group V compound semiconductor substrate.
記Al2 O3 結晶基板の表面が凹凸構造を有することを
特徴とする請求項30記載の窒化物系III−V族化合
物半導体基板の製造方法。31. The nitride III-V compound semiconductor substrate according to claim 30, wherein the surface of the Al 2 O 3 crystal substrate on which the Al 2 O 3 crystal layer is grown has an uneven structure. Manufacturing method.
化合物半導体結晶基板であることを特徴とする請求項2
6記載の窒化物系III−V族化合物半導体基板の製造
方法。32. The crystal substrate according to claim 2, wherein the crystal substrate is a nitride III-V compound semiconductor crystal substrate.
7. The method for producing a nitride III-V compound semiconductor substrate according to item 6.
特徴とする請求項26記載の窒化物系III−V族化合
物半導体基板の製造方法。33. The method according to claim 26, wherein the crystal substrate is a quartz substrate.
ファスの基板であることを特徴とする請求項22記載の
窒化物系III−V族化合物半導体基板の製造方法。34. The method according to claim 22, wherein at least one principal surface of the substrate is an amorphous substrate.
体層を成長させた後、上記基板を除去するようにしたこ
とを特徴とする請求項22記載の窒化物系III−V族
化合物半導体基板の製造方法。35. The nitride III-V compound semiconductor substrate according to claim 22, wherein said substrate is removed after said nitride III-V compound semiconductor layer is grown. Manufacturing method.
体層を成長させた後、上記基板および上記Al2 O3 結
晶層を除去するようにしたことを特徴とする請求項22
記載の窒化物系III−V族化合物半導体基板の製造方
法。36. The method according to claim 22, wherein said substrate and said Al 2 O 3 crystal layer are removed after said nitride-based III-V compound semiconductor layer is grown.
A method for producing a nitride-based III-V compound semiconductor substrate according to the above.
結晶層および上記窒化物系III−V族化合物半導体層
を順次成長させるようにしたことを特徴とする請求項2
2記載の窒化物系III−V族化合物半導体基板の製造
方法。37. The method according to claim 37, wherein the Al 2 O 3 is formed on both main surfaces of the substrate.
3. A crystal layer and said nitride III-V compound semiconductor layer are sequentially grown.
3. The method for producing a nitride III-V compound semiconductor substrate according to item 2.
物系III−V族化合物半導体層を成長させた後、上記
基板を除去するようにしたことを特徴とする請求項37
記載の窒化物系III−V族化合物半導体基板の製造方
法。38. The method according to claim 37, wherein the substrate is removed after growing the Al 2 O 3 crystal layer and the nitride III-V compound semiconductor layer.
A method for producing a nitride-based III-V compound semiconductor substrate according to the above.
物系III−V族化合物半導体層を同一の成長装置を用
いて成長させるようにしたことを特徴とする請求項22
記載の窒化物系III−V族化合物半導体基板の製造方
法。39. The Al 2 O 3 crystal layer and the nitride III-V compound semiconductor layer are grown using the same growth apparatus.
A method for producing a nitride-based III-V compound semiconductor substrate according to the above.
成長させた後、熱処理を行うことにより上記γ−Al2
O3 結晶層をα−Al2 O3 結晶層に相転移させ、上記
α−Al2 O3 結晶層上に上記窒化物系III−V族化
合物半導体層を成長させるようにしたことを特徴とする
請求項22記載の窒化物系III−V族化合物半導体基
板の製造方法。40. After growing the γ-Al 2 O 3 crystal layer on the substrate, the gamma-Al 2 by heat treatment
The O 3 crystal layer is a phase transition to the alpha-Al 2 O 3 crystal layer, and characterized in that so as to grow the nitride III-V compound semiconductor layer on the alpha-Al 2 O 3 crystal layer The method for producing a nitride III-V compound semiconductor substrate according to claim 22.
晶層と、 上記Al2 O3 結晶層上の窒化物系III−V族化合物
半導体層とを有することを特徴とする半導体装置。41. A semiconductor device comprising: an Al 2 O 3 crystal layer epitaxially grown; and a nitride III-V compound semiconductor layer on the Al 2 O 3 crystal layer.
島状であることを特徴とする請求項41記載の半導体装
置。42. The semiconductor device according to claim 41, wherein said Al 2 O 3 crystal layer is a continuous film or an island shape.
3 結晶層であることを特徴とする請求項41記載の半導
体装置。43. The Al 2 O 3 crystal layer is γ-Al 2 O
42. The semiconductor device according to claim 41, wherein the semiconductor device is a three- crystal layer.
3 結晶層であることを特徴とする請求項41記載の半導
体装置。44. The Al 2 O 3 crystal layer is α-Al 2 O
42. The semiconductor device according to claim 41, wherein the semiconductor device is a three- crystal layer.
体層上のAl2 O3結晶層を有することを特徴とする請
求項41記載の半導体装置。45. The semiconductor device according to claim 41, further comprising an Al 2 O 3 crystal layer on said nitride III-V compound semiconductor layer.
キシャル成長したAl2 O3 結晶層と、 上記Al2 O3 結晶層上の窒化物系III−V族化合物
半導体層とを有することを特徴とする半導体装置。46. A semiconductor device comprising: a crystal substrate; an Al 2 O 3 crystal layer epitaxially grown on the crystal substrate; and a nitride III-V compound semiconductor layer on the Al 2 O 3 crystal layer. Semiconductor device.
島状であることを特徴とする請求項46記載の半導体装
置。47. The semiconductor device according to claim 46, wherein said Al 2 O 3 crystal layer has a continuous film or an island shape.
3 結晶層であることを特徴とする請求項46記載の半導
体装置。48. The Al 2 O 3 crystal layer is a γ-Al 2 O
47. The semiconductor device according to claim 46, wherein the semiconductor device is a three- crystal layer.
3 結晶層であることを特徴とする請求項46記載の半導
体装置。49. The Al 2 O 3 crystal layer is α-Al 2 O
47. The semiconductor device according to claim 46, wherein the semiconductor device is a three- crystal layer.
特徴とする請求項46記載の半導体装置。50. The semiconductor device according to claim 46, wherein said crystal substrate is a Si substrate.
することを特徴とする請求項50記載の半導体装置。51. The semiconductor device according to claim 50, wherein said Si substrate has a (001) plane orientation.
することを特徴とする請求項50記載の半導体装置。52. The semiconductor device according to claim 50, wherein said Si substrate has a (111) plane orientation.
あることを特徴とする請求項46記載の半導体装置。53. The semiconductor device according to claim 46, wherein said crystal substrate is an Al 2 O 3 crystal substrate.
ル成長させた上記Al2 O3 結晶基板の表面が凹凸構造
を有することを特徴とする請求項53記載の半導体装
置。54. The semiconductor device according to claim 53, wherein the surface of the Al 2 O 3 crystal substrate on which the Al 2 O 3 crystal layer is epitaxially grown has an uneven structure.
化合物半導体結晶基板であることを特徴とする請求項4
6記載の半導体装置。55. The crystal substrate according to claim 4, wherein the crystal substrate is a nitride III-V compound semiconductor crystal substrate.
7. The semiconductor device according to 6.
特徴とする請求項46記載の半導体装置。56. The semiconductor device according to claim 46, wherein said crystal substrate is a quartz substrate.
体層上にAl2 O3結晶層を有することを特徴とする請
求項46記載の半導体装置。57. The semiconductor device according to claim 46, wherein an Al 2 O 3 crystal layer is provided on the nitride III-V compound semiconductor layer.
板と、 上記基板の上記一主面に成長したAl2 O3 結晶層と、 上記Al2 O3 結晶層上の窒化物系III−V族化合物
半導体層とを有することを特徴とする半導体装置。58. A substrate having at least one main surface amorphous, an Al 2 O 3 crystal layer grown on the one main surface of the substrate, and a nitride III-V compound on the Al 2 O 3 crystal layer. A semiconductor device having a semiconductor layer.
島状であることを特徴とする請求項58記載の半導体装
置。59. The semiconductor device according to claim 58, wherein said Al 2 O 3 crystal layer is a continuous film or an island shape.
3 結晶層であることを特徴とする請求項58記載の半導
体装置。60. The Al 2 O 3 crystal layer is γ-Al 2 O
59. The semiconductor device according to claim 58, wherein the semiconductor device is a three- crystal layer.
3 結晶層であることを特徴とする請求項58記載の半導
体装置。61. The Al 2 O 3 crystal layer is α-Al 2 O
59. The semiconductor device according to claim 58, wherein the semiconductor device is a three- crystal layer.
上のAl2 O3 結晶層を有することを特徴とする半導体
装置。62. A semiconductor device comprising an Al 2 O 3 crystal layer on a nitride III-V compound semiconductor layer.
島状であることを特徴とする請求項62記載の半導体装
置。63. The semiconductor device according to claim 62, wherein the Al 2 O 3 crystal layer has a continuous film or an island shape.
3 結晶層であることを特徴とする請求項62記載の半導
体装置。64. The Al 2 O 3 crystal layer is γ-Al 2 O
63. The semiconductor device according to claim 62, wherein the semiconductor device is a three- crystal layer.
3 結晶層であることを特徴とする請求項62記載の半導
体装置。65. The Al 2 O 3 crystal layer is α-Al 2 O
63. The semiconductor device according to claim 62, wherein the semiconductor device is a three- crystal layer.
せ、上記Al2 O3 結晶層上に窒化物系III−V族化
合物半導体層を成長させるようにしたことを特徴とする
半導体装置の製造方法。66. A semiconductor device characterized in that an Al 2 O 3 crystal layer is grown on a substrate, and a nitride III-V compound semiconductor layer is grown on the Al 2 O 3 crystal layer. Manufacturing method.
島状であることを特徴とする請求項66記載の半導体装
置の製造方法。67. The method according to claim 66, wherein the Al 2 O 3 crystal layer has a continuous film or an island shape.
3 結晶層であることを特徴とする請求項66記載の半導
体装置の製造方法。68. The Al 2 O 3 crystal layer is γ-Al 2 O
67. The method according to claim 66, wherein the semiconductor device is a three- crystal layer.
3 結晶層であることを特徴とする請求項66記載の半導
体装置の製造方法。69. The Al 2 O 3 crystal layer is α-Al 2 O
67. The method according to claim 66, wherein the semiconductor device is a three- crystal layer.
とする請求項66記載の半導体装置の製造方法。70. The method according to claim 66, wherein the substrate is a crystal substrate.
特徴とする請求項70記載の半導体装置の製造方法。71. The method according to claim 70, wherein the crystal substrate is a Si substrate.
することを特徴とする請求項71記載の半導体装置の製
造方法。72. The method according to claim 71, wherein said Si substrate has a (001) plane orientation.
することを特徴とする請求項71記載の半導体装置の製
造方法。73. The method according to claim 71, wherein the Si substrate has a (111) plane orientation.
あることを特徴とする請求項70記載の半導体装置の製
造方法。74. The method according to claim 70, wherein the crystal substrate is an Al 2 O 3 crystal substrate.
記Al2 O3 結晶基板の表面が凹凸構造を有することを
特徴とする請求項74記載の半導体装置の製造方法。75. The method according to claim 74, wherein the surface of the Al 2 O 3 crystal substrate on which the Al 2 O 3 crystal layer is grown has an uneven structure.
化合物半導体結晶基板であることを特徴とする請求項7
0記載の半導体装置の製造方法。76. The crystal substrate according to claim 7, wherein the crystal substrate is a nitride III-V compound semiconductor crystal substrate.
0. A method for manufacturing a semiconductor device according to item 0.
特徴とする請求項70記載の半導体装置の製造方法。77. The method according to claim 70, wherein the crystal substrate is a quartz substrate.
ファスの基板であることを特徴とする請求項66記載の
半導体装置の製造方法。78. The method according to claim 66, wherein said substrate is an amorphous substrate having at least one principal surface.
体層を成長させた後、上記基板を除去するようにしたこ
とを特徴とする請求項66記載の半導体装置の製造方
法。79. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 66, wherein said substrate is removed after said nitride-based III-V compound semiconductor layer is grown.
体層を成長させた後、上記基板および上記Al2 O3 結
晶層を除去するようにしたことを特徴とする請求項66
記載の半導体装置の製造方法。80. The method according to claim 66, wherein after growing said nitride-based III-V compound semiconductor layer, said substrate and said Al 2 O 3 crystal layer are removed.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
結晶層および上記窒化物系III−V族化合物半導体層
を順次成長させるようにしたことを特徴とする請求項6
6記載の半導体装置の製造方法。81. The method according to claim 81, wherein the Al 2 O 3 is formed on both main surfaces of the substrate.
7. The semiconductor device according to claim 6, wherein a crystal layer and said nitride III-V compound semiconductor layer are sequentially grown.
7. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 6.
物系III−V族化合物半導体層を成長させた後、上記
基板を除去するようにしたことを特徴とする請求項66
記載の半導体装置の製造方法。82. The method according to claim 66, wherein the substrate is removed after growing the Al 2 O 3 crystal layer and the nitride III-V compound semiconductor layer.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
物系III−V族化合物半導体層を同一の成長装置を用
いて成長させるようにしたことを特徴とする請求項66
記載の半導体装置の製造方法。83. The semiconductor device according to claim 66, wherein the Al 2 O 3 crystal layer and the nitride III-V compound semiconductor layer are grown using the same growth apparatus.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
成長させた後、熱処理を行うことにより上記γ−Al2
O3 結晶層をα−Al2 O3 結晶層に相転移させ、上記
α−Al2 O3 結晶層上に上記窒化物系III−V族化
合物半導体層を成長させるようにしたことを特徴とする
請求項66記載の半導体装置の製造方法。84. After growing the γ-Al 2 O 3 crystal layer on the substrate, the gamma-Al 2 by heat treatment
The O 3 crystal layer is a phase transition to the alpha-Al 2 O 3 crystal layer, and characterized in that so as to grow the nitride III-V compound semiconductor layer on the alpha-Al 2 O 3 crystal layer 67. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 66.
半導体層を成長させ、上記窒化物系III−V族化合物
半導体層上にAl2 O3 結晶層を成長させるようにした
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。85. A nitride III-V compound semiconductor layer is grown on a substrate, and an Al 2 O 3 crystal layer is grown on the nitride III-V compound semiconductor layer. Manufacturing method of a semiconductor device.
島状であることを特徴とする請求項85記載の半導体装
置の製造方法。86. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 85, wherein said Al 2 O 3 crystal layer is a continuous film or an island shape.
3 結晶層であることを特徴とする請求項85記載の半導
体装置の製造方法。87. The Al 2 O 3 crystal layer is γ-Al 2 O
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 85, wherein the semiconductor device is a three- crystal layer.
3 結晶層であることを特徴とする請求項85記載の半導
体装置の製造方法。88. The Al 2 O 3 crystal layer is α-Al 2 O
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 85, wherein the semiconductor device is a three- crystal layer.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20041222 |