本发明专利技术涉及一种含Ｇａ氮化物半导体单晶，其特征在于：（ａ）对含Ｇａ氮化物半导体单晶照射波长４５０ｎｍ的光测定的最大反射率为２０％以下，最大反射率和最小反射率之差为１０％以内；（ｂ）通过阴极发光法测定的位错密度的最大值和最小值之比（最大值／最小值）为１０以下；（ｃ）通过时间分辨发光法测定的寿命为９５ｐｓ以上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及结晶缺陷少，并且具有优异的结晶性的含有Ga的氮化物半导体单晶，该单晶可以适合用作发光二极管或半导体激光器等发光器件、使用其的芯片以及模块(module)、以及电子器件等半导体器件等的基片。
技术介绍
近年来，半导体发光元件、发光二极管、半导体激光器等发光器件、或电子器件等半导体器件中的光记录等的高密度化、高析像度化的要求正在提高，其中，可以发出蓝色光的氮化物半导体备受瞩目。特别是，必须提供结晶缺陷少，且具有优异的结晶性的氮化物半导体基片。为了使这样的优质的氮化物半导体在原基片(original substrate)上生长，优选选择使用与目的的氮化物半导体品格匹配(lattice match)的原基片。但是，实际上，由于难以得到与氮化物半导体晶格匹配的原基片，因此，使氮化物半导体材料在与氮化物半导体材料为不同种类的材料且具有充分的耐热性和化学稳定性的原基片上生长。例如，提出了使用成本比较低的蓝宝石原基片或氧化锌原基片，通过各种努力使氮化物半导体生长。例如，特开平7-165498号(专利文献1)和特开平7-202265号公报(专利文献2)中公开了一种得到氮化物半导体的方法，该方法是，在蓝宝石原基片上形成包括氧化锌的缓冲层，再使氮化物半导体在其上成长，然后除去缓冲层。但是，在该方法中，由于形成在蓝宝石基片上的缓冲层的品质差，因此，在其上形成的氮化物半导体的结晶缺陷为108个/cm2以上，因此，存在不能得到品质好的氮化物半导体的问题。因此，为了应对这样的问题，在特开平11-251253号公报(专利公报3)中，提出了在蓝宝石原基片上形成衬底层后，形成包含SiO2等的掩蔽层(masklayer)，实施人工的表面加工，再使氮化物半导体在其上生长的方法。按照该方法，与在包括氧化锌的缓冲层上使氮化物半导体生长的情况相比，可以得到结晶缺陷少的氮化物半导体。但是，在由该方法得到的氮化物半导体存在形成有起因于原基片上形成的人工表面加工的图案的问题。例如，在原基片上实施条纹状的表面加工时，在其上生长的氮化物半导体也产生条纹状的图案。因此，在制造的氮化物半导体中存在必须选择使用结晶性良好的部分的问题。专利文献1特开平7-165498号公报专利文献2特开平7-202265号公报专利文献3特开平11-251253号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术是为了解决上述问题而进行的，本专利技术的目的在于，提供结晶缺陷少的高品质的含Ga氮化物半导体单晶以及氮化物半导体基片。另外，本专利技术的另一目的在于，通过使用结晶缺陷少的高品质氮化物半导体基片，提供性能优异的发光器件或电子器件。解决问题的方法本专利技术人等反复深入研究的结果，成功地提供了以往的方法不能得到的高品质的含Ga氮化物半导体单晶。即，本专利技术的要点如下。(1)一种含Ga氮化物半导体单晶，其具有用通式BxAlyGazIn1-x-y-zNsPtAs1-s-t(式中，0≤x≤1，0≤y＜1，0＜z≤1，0＜s≤1，0≤t＜1)表示的组成，并且，满足下述(a)、(b)、(c)中的至少一个(a)对含Ga氮化物半导体单晶照射波长450nm的光测定的最小反射率为20％以下，最大反射率和最小反射率之差为10％以内；(b)通过阴极发光(cathode luminescence)法测定的位错密度(dislocationdensity)的最大值和最小值之比(最大值/最小值)为10以下；(c)通过时间分辨发光法(time-resolved photoluminescence method)测定的寿命为95ps以上。(2)上述(1)所述的含Ga氮化物半导体单晶，其中，结晶内不存在用下述(d)定义的缺陷集中区域，(d)晶格缺陷为1010个/cm2以上，长度为2μm以上，宽为2μm以上，且高为2μm以上的区域。(3)上述(1)或(2)所述的含Ga氮化物半导体单晶，其大小为400mm2以上。(4)上述(1)～(3)中任一项所述的含Ga氮化物半导体单晶，其厚度为350μm以上。(5)上述(1)～(4)中任一项所述的含Ga氮化物半导体单晶，其中，在结晶中含有的晶格缺陷不到108个/cm2。(6)上述(1)～(5)中任一项所述的含Ga氮化物半导体单晶，其为六方晶或立方晶。(7)上述(1)～(6)中任一项所述的含Ga氮化物半导体单晶，其组成为GaN。本专利技术的含Ga氮化物半导体单晶没有由于衬底基片的人工表面加工而引起的图案，晶格缺陷不到108个/cm2。另外，本专利技术的含Ga氮化物半导体结晶优选反射率和/或光的散射不存在分布的结晶，并且优选不存在缺陷集中的部分的结晶。另外，由结晶的位置所产生的单位面积的位错密度的变动幅度优选在1个数量级以内。另外，优选在结晶内不存在条纹状或点状的缺陷。另外，本专利技术还提供内部不存在条纹或岛的包括氮化物半导体结晶的含Ga氮化物半导体单晶。(8)制造(1)～(7)中任一项所述的含Ga氮化物半导体单晶的方法，该方法包括，在原基片上使含Ga氮化物半导体单晶生长。(9)上述(8)所述的含Ga氮化物半导体单晶的制造方法，其中，原基片为单晶，其晶格常数在a轴方向上为0.30nm～0.36nm，在c轴方向上为0.48nm～0.58nm。(10)上述(8)或(9)所述的含Ga氮化物半导体单晶的制造方法，其中，原基片的带隙能量(bandgap energy)为2.0eV～6.5eV。(11)上述(8)或(9)所述的含Ga氮化物半导体单晶的制造方法，其中，化合物半导体原基片具有用通式Bx’Aly’Gaz’In1-x’-y’-z’Ns’Pt’As1-s’-t’(式中，0≤x’≤1，0≤y’＜1，0＜z’≤1，0＜s’≤1，0≤t’＜1)表示的组成。(12)上述(8)所述的含Ga氮化物半导体单晶的制造方法，其中，原基片为蓝宝石、氧化锌或氮化镓。(13)上述(8)～(12)中任一项所述的含Ga氮化物半导体单晶的制造方法，其中，在形成于原基片上的初期氮化物半导体层上使含Ga氮化物半导体单晶生长。(14)上述权利要求13或14所述的含Ga氮化物半导体单晶的制造方法，其中，在形成于原基片上的初期氮化物半导体层上使第1含Ga氮化物半导体单晶生长，再在其上使第2含Ga氮化物半导体单晶层生长。(15)上述(13)所述的含Ga氮化物半导体单晶的制造方法，其中，初期氮化物半导体层的厚度为1μm～200μm。(16)上述(13)或(14)所述的含Ga氮化物半导体单晶的制造方法，其中，初期氮化物半导体层是氮化镓。(17)上述(8)～(15)中任一项所述的含Ga氮化物半导体单晶的制造方法，其中，原基片和/或形成在原基片上的初期氮化物半导体层的表面粗糙度Ra为1nm以下。(18)上述(8)～(16)中任一项所述的含Ga氮化物半导体单晶的制造方法，其中，通过氢化物气相外延(hydride vapor phase epitaxy)法使含Ga氮化物半导体单晶生长。(19)上述(8)～(17)中任何一项所述的含Ga氮化物半导体单晶的制造方法，其中，在含Ga氮化物半导体单晶的生长中，作为副产物生成的氯化铵或含氯化铵的气体保持在400℃以上的温度，同时排出。(20)一种半导体器件用基片，其包括(1)～(7)中任一项所述的含Ga氮化物半导体本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含Ｇａ氮化物半导体单晶，其具有用通式Ｂ↓［ｘ］Ａｌ↓［ｙ］Ｇａ↓［ｚ］Ｉｎ↓［１－ｘ－ｙ－ｚ］Ｎ↓［ｓ］Ｐ↓［ｔ］Ａｓ↓［１－ｓ－ｔ］（式中，０≤ｘ≤１，０≤ｙ＜１，０＜ｚ≤１，０＜ｓ≤１，０≤ｔ＜１）表示的组成，并且，满足下述（ａ）、（ｂ）、（ｃ）中的至少一个：（ａ）对含Ｇａ氮化物半导体单晶照射波长４５０ｎｍ的光而测定的最大反射率为２０％以下，最大反射率和最小反射率之差为１０％以内；（ｂ）通过阴极发光法测定的位错密度的最大值和最小值之比（最大值／最小值）为１０以下；（ｃ）通过时间分辨发光法测定的寿命为９５ｐｓ以上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：清见和正，长冈裕文，太田弘贵，藤村勇夫，
申请(专利权)人：三菱化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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