III族元素氮化物半导体基板制造技术

本发明专利技术提供一种III族元素氮化物半导体基板，其即便在偏离取向具有偏差的情况下，外延生长时的结晶生长的行为变化也较小，不易产生面内的形貌紊乱、或特性偏差。本发明专利技术的一个实施方式所涉及的III族元素氮化物半导体基板具备第一面和第二面，该III族元素氮化物半导体基板的特征在于，c面相对于该第一面的取向而倾斜，该倾斜的方向进入于＜1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】III族元素氮化物半导体基板


[0001]本专利技术涉及一种III族元素氮化物半导体基板。更详细而言，涉及一种具备第一面和第二面的III族元素氮化物半导体基板，其中，该第一面的取向相对于c面而倾斜。

技术介绍

[0002]作为发光二极管、半导体激光器等发光器件的基板，采用了氮化镓(GaN)晶圆、氮化铝(AlN)晶圆等III族元素氮化物半导体基板(例如专利文献1等)。另外，关于使用了上述基板的高频器件、功率器件，正在活跃地进行面向实用化的开发。
[0003]III族元素氮化物半导体基板具备第一面和第二面。将第一面设为主面，将第二面设为背面时，代表性的主面为III族元素极性面，代表性的背面为氮极性面。在主面上，能够生长外延结晶，另外，能够制作各种器件。
[0004]如果使用主面取向与结晶面(c面)一致的GaN基板，则在主面上生长薄膜的情况下，薄膜的表面有时起伏而未必成为平滑平面。因此，使GaN基板相对于c面稍微倾斜并在其上生长薄膜来制作器件的情形较多。将像这样使面相对于低面指数稍微倾斜称为偏角(偏离角)，将这样的基板称为偏角基板，将倾斜角称为偏离角度。主面的倾斜方向(偏离取向)通常为：GaN晶格的＜1
‑
100＞方向(m轴方向)或＜11
‑
20＞方向(a轴方向)(专利文献1
‑
3)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特许第3888374号公报
[0008]专利文献2：日本特许第4952547号公报
[0009]专利文献3：日本特开2019
‑
77600号公报

技术实现思路

[0010]III族元素氮化物半导体采用六方纤锌矿结晶结构。因此，a轴和m轴成为：在c面内具有最不同的特性、结构的取向，结晶生长行为在a轴方向和m轴方向也不同。例如，如果使III族元素氮化物半导体在溶液中结晶生长，则由于m面发达，所以，底面形状成为六边形，a轴方向相当于六边形的顶点，m轴方向相当于六边形的边。因此，如果在III族元素氮化物半导体基板的面内，偏离取向相对于a轴方向或者m轴方向而错开，则外延生长时的结晶生长的行为变化变大，产生外延膜的面内的形貌紊乱、特性偏差。另一方面，III族元素氮化物半导体基板多数情形是对源自于异质外延生长的翘曲较大的结晶进行加工而制作出的，因此，容易产生III族元素氮化物半导体基板面内的偏离取向的偏差。
[0011]本专利技术的课题在于，提供一种：即便在偏离取向具有偏差的情况下，外延生长时的结晶生长的行为变化也较小，不易产生面内的形貌紊乱、特性偏差的III族元素氮化物半导体基板。
[0012]本专利技术的一个实施方式所涉及的III族元素氮化物半导体基板具备第一面和第二面，其中，
[0013]c面相对于该第一面的取向而倾斜，
[0014]该倾斜的方向进入于＜1
‑
100＞方向与＜11
‑
20＞方向之间。
[0015]一个实施方式中，上述倾斜的方向进入于＜1
‑
100＞方向和＜11
‑
20＞方向的中间的方向起算
±
15
°
的范围内。
[0016]一个实施方式中，上述倾斜的方向进入于＜1
‑
100＞方向和＜11
‑
20＞方向的中间的方向起算
±
12.5
°
的范围内。
[0017]一个实施方式中，上述倾斜的方向进入于＜1
‑
100＞方向和＜11
‑
20＞方向的中间的方向起算
±
7.5
°
的范围内。
[0018]一个实施方式中，上述倾斜的方向所占据的区域的面积相对于上述第一面整体的面积而言为50％以上。
[0019]一个实施方式中，上述倾斜的角度为0.2
°
～0.8
°
。
[0020]本专利技术的一个实施方式所涉及的III族元素氮化物半导体基板具备第一面和第二面，其中，
[0021]c面相对于该第一面的取向而倾斜，
[0022]上述III族元素氮化物半导体基板还具备与＜11
‑
20＞方向平行的定向平面，
[0023]该倾斜的方向进入于＜1
‑
100＞方向起算+45
°±
15
°
的范围内、或＜1
‑
100＞方向起算
‑
45
°±
15
°
的范围内、或＜1
‑
100＞方向起算+135
°±
15
°
的范围内、或＜1
‑
100＞方向起算
‑
135
°±
15
°
的范围内。
[0024]在一个实施方式中，上述倾斜的方向进入于＜1
‑
100＞方向起算+45
°±
12.5
°
的范围内、或＜1
‑
100＞方向起算
‑
45
°±
12.5
°
的范围内、或＜1
‑
100＞方向起算+135
°±
12.5
°
的范围内、或＜1
‑
100＞方向起算
‑
135
°±
12.5
°
的范围内。
[0025]在一个实施方式中，上述倾斜的方向进入于＜1
‑
100＞方向起算+45
°±
7.5
°
的范围内、或＜1
‑
100＞方向起算
‑
45
°±
7.5
°
的范围内、或＜1
‑
100＞方向起算+135
°±
7.5
°
的范围内、或＜1
‑
100＞方向起算
‑
135
°±
7.5
°
的范围内。
[0026]专利技术效果
[0027]根据本专利技术，能够提供一种III族元素氮化物半导体基板，其即便在偏离取向具有偏差的情况下，外延生长时的结晶生长的行为变化也较小，不易产生面内的形貌紊乱、特性偏差。
附图说明
[0028]图1是本专利技术的实施方式所涉及的III族元素氮化物半导体基板的代表性的概要立体图。
[0029]图2是说明本专利技术的实施方式所涉及的III族元素氮化物半导体基板的结晶结构中的面取向及结晶面的概要说明图。
[0030]图3是说明本专利技术的实施方式所涉及的III族元素氮化物半导体基板中的偏离取向的概要说明图。
[0031]图4是本专利技术的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种III族元素氮化物半导体基板，其具备第一面和第二面，所述III族元素氮化物半导体基板的特征在于，c面相对于该第一面的取向而倾斜，该倾斜的方向进入于＜1
‑
100＞方向与＜11
‑
20＞方向之间。2.根据权利要求1所述的III族元素氮化物半导体基板，其特征在于，所述倾斜的方向进入于＜1
‑
100＞方向和＜11
‑
20＞方向的中间的方向起算
±
15
°
的范围内。3.根据权利要求2所述的III族元素氮化物半导体基板，其特征在于，所述倾斜的方向进入于＜1
‑
100＞方向和＜11
‑
20＞方向的中间的方向起算
±
12.5
°
的范围内。4.根据权利要求3所述的III族元素氮化物半导体基板，其特征在于，所述倾斜的方向进入于＜1
‑
100＞方向和＜11
‑
20＞方向的中间的方向起算
±
7.5
°
的范围内。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的III族元素氮化物半导体基板，其特征在于，所述倾斜的方向所占据的区域的面积相对于所述第一面整体的面积而言为50％以上。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的III族元素氮化物半导体基板，其特征在于，所述倾斜的角度为0.2
°
～0.8
°
。7.一种III族元素氮化物半导体基板，其具备第一面和第二面，所述III族元素氮化物半导体基板的特征在于，c面相对于该第一面的取向而倾斜，所述III族元素氮化物半导体基板还具备与＜11
‑
20＞方向平行的定向平面，该倾斜的方向进入于＜1
‑
100＞方向起算+45
°±
15
°
的范围内、或＜1
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：今井克宏，杉山智彦，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：