窒化物半導体積層体及びその成長方法

開放特許情報番号
L2004005542
開放特許情報登録日
2004/6/4
最新更新日
2015/9/11

基本情報

出願番号 特願2002-266570
出願日 2002/9/12
出願人 独立行政法人産業技術総合研究所
公開番号 特開2004-099405
公開日 2004/4/2
登録番号 特許第3870259号
特許権者 国立研究開発法人産業技術総合研究所
発明の名称 窒化物半導体積層体及びその成長方法
技術分野 化学・薬品、無機材料、その他
機能 材料・素材の製造、表面処理、その他
適用製品 窒化物半導体積層体、光デバイス、電子デバイス
目的 有機金属化合物気相成長法よりも安価な分子線エピタキシー法においても、高品質な窒化物半導体結晶を成長させることができる結晶成長方法を提供する。
効果 従来の窒化アルミニウム単層バッファ層を用いた場合に比較して、らせん転移や面欠陥等の結晶欠陥を大幅に低減できる。
技術概要
本発明の窒化物半導体積層体の成長方法は、V族面の結晶とIII族面の結晶を含む窒化物半導体の結晶成長と、V族面の結晶をIII族面の結晶へ再配列する熱処理を行うことにより、基板全体を覆うバッファ層を成長させ、バッファ層の上に、窒化物半導体結晶を成長させることを特徴とする。バッファ層は窒化ガリウムであり、成長方法は分子線エピタキシー法を用い、プラズマ状窒素を窒素源として用い、サファイア基板表面をプラズマ状窒素により窒化処理を施し、サファイア基板に2回以上繰り返して熱処理を施した後にバッファ層を成長させることを特徴とする。図は窒化ガリウムをバッファ層として用いる場合の成長方法を示す。サファイア基板上に成長させた厚さ約0.8μmの窒化ガリウムの結晶のX線回折測定結果は、半値全幅は50arcsec〜60arcsecで非常に狭い。また個々のグレインの方向がそろっているため、グレイン同士が結合し、結晶表面がステップ構造となり、ステップフロー成長と呼ばれる成長モードになり欠陥が減少する。
実施実績 【無】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【否】
特許権実施許諾 【可】

アピール情報

導入メリット 【 】
改善効果1 従来の窒化アルミニウム単層バッファ層を用いた場合に比較して、らせん転移や面欠陥等の結晶欠陥を大幅に低減できる。
改善効果2 成長させる窒化物半導体結晶のc軸の方位は、基板の基板と垂直な結晶軸の方位に厳密に合っているので、結晶表面のステップ間隔やステップの方向を、基板の表面状態によって制御することが出来る。
改善効果3 ステップ間隔を狭くすれば、熱力学上の表面エネルギーの関係から、例えば小さなグレインが仮に残っていたとしても消滅させることが可能となり、結晶欠陥の低減につながる。

登録者情報

その他の情報

関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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