結晶積層構造体及びその製造方法
【課題】Ｇａ２Ｏ３基板上の窒化物半導体層の上面の転位密度が低い結晶積層構造体、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】一実施の形態において、Ｇａ２Ｏ３基板２と、Ｇａ２Ｏ３基板２上のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶からなるバッファ層３と、バッファ層３上の、酸素を不純物として含むＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶からなる窒化物半導体層４と、を含む結晶積層構造体１を提供する。窒化物半導体層４のＧａ２Ｏ３基板２側の２００ｎｍ以上の厚さの領域４ａの酸素濃度は、１．０×１０１８／ｃｍ３以上である。
【解決手段】一実施の形態において、Ｇａ２Ｏ３基板２と、Ｇａ２Ｏ３基板２上のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶からなるバッファ層３と、バッファ層３上の、酸素を不純物として含むＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶からなる窒化物半導体層４と、を含む結晶積層構造体１を提供する。窒化物半導体層４のＧａ２Ｏ３基板２側の２００ｎｍ以上の厚さの領域４ａの酸素濃度は、１．０×１０１８／ｃｍ３以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶積層構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｇａ２Ｏ３基板、ＡｌＮバッファ層、及びＧａＮ層からなる結晶積層構造体を含むＬＥＤ素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１によれば、ＧａＮ層はＡｌＮバッファ層上に１０５０℃の温度条件でＧａＮ結晶を成長させることにより形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１０７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された方法によれば、ＧａＮ結晶を１０５０℃という高温の条件で成長させるため、ＧａＮ層の酸素濃度が低くなる。そのため、ＧａＮ層の上面（ＡｌＮバッファ層と反対側の面）の転位密度が高くなり、結晶積層構造体を含む素子に縦方向の電圧を印加したときに低電圧領域でのリーク電流が発生する。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、Ｇａ２Ｏ３基板上の窒化物半導体層の上面の転位密度が低い結晶積層構造体、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、［１］〜［６］の結晶積層構造体、及び［７］〜［１０］の結晶積層構造体の製造方法を提供する。
【０００７】
［１］Ｇａ２Ｏ３基板と、前記Ｇａ２Ｏ３基板上のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶からなるバッファ層と、前記バッファ層上の、酸素を不純物として含むＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶からなる窒化物半導体層と、を含み、前記窒化物半導体層の前記Ｇａ２Ｏ３基板側の２００ｎｍ以上の厚さの領域の酸素濃度が１．０×１０１８／ｃｍ３以上である、結晶積層構造体。
【０００８】
［２］前記窒化物半導体層の前記Ｇａ２Ｏ３基板の反対側の表面における転位密度が１．０×１０９／ｃｍ２未満である、前記［１］に記載の結晶積層構造体
【０００９】
［３］前記窒化物半導体層の前記Ｇａ２Ｏ３基板側の５００ｎｍ以上の厚さの領域の酸素濃度が１．０×１０１８／ｃｍ３以上である、前記［１］又は［２］に記載の結晶積層構造体。
【００１０】
［４］前記領域の酸素濃度が５．０×１０１８／ｃｍ３以上である、前記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の結晶積層構造体。
【００１１】
［５］前記バッファ層の前記ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶はＡｌＮ結晶である、前記［１］〜［４］のいずれか１つに記載の結晶積層構造体。
【００１２】
［６］前記窒化物半導体層の前記ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶はＧａＮ結晶である、前記［１］〜［５］のいずれか１つに記載の結晶積層構造体。
【００１３】
［７］Ｇａ２Ｏ３基板上に第１のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶を成長させてバッファ層を形成する工程と、前記バッファ層上に第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶を成長させて窒化物半導体層を形成する工程と、を含み、前記窒化物半導体層を形成する工程において、初めに１０００℃以下の第１の温度で前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶を成長させ、その後、前記第１の温度よりも高い第２の温度で前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶を成長させ、前記第１の温度で成長する前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶の厚さが２００ｎｍ以上である、結晶積層構造体の製造方法。
【００１４】
［８］前記第１の温度で成長する前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶の厚さが５００ｎｍ以上である、前記［７］に記載の結晶積層構造体の製造方法。
【００１５】
［９］前記第１のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶はＡｌＮ結晶である、前記［７］又は［８］に記載の結晶積層構造体の製造方法。
【００１６】
［１０］前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶はＧａＮ結晶である、前記［７］〜［９］のいずれか１つに記載の結晶積層構造体の製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、Ｇａ２Ｏ３基板上の窒化物半導体層の上面の転位密度が低い結晶積層構造体、及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施の形態に係る結晶積層構造体の断面図である。
【図２】図２は、実施の形態の結晶積層構造体の製造工程順序の一例を表すグラフである。
【図３】図３は、実施例１に係る高酸素濃度層の厚さと窒化物半導体層の上面の転位密度との関係、及び高酸素濃度層の酸素濃度と窒化物半導体層の上面の転位密度との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、実施例２に係るＬＥＤ素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔実施の形態〕
（結晶積層構造体の構造）
図１は、実施の形態に係る結晶積層構造体１の断面図である。結晶積層構造体１は、Ｇａ２Ｏ３基板２と、Ｇａ２Ｏ３基板２上のバッファ層３と、バッファ層３上の窒化物半導体層４を含む。
【００２０】
Ｇａ２Ｏ３基板２は、β−Ｇａ２Ｏ３単結晶からなる。
【００２１】
バッファ層３は、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶からなる。また、後述する窒化物半導体層４の高酸素濃度層４ａを首尾よく形成するために、バッファ層３のＧａ２Ｏ３基板２の上面の被覆率は、１０〜９０％であることが好ましく、例えば、バッファ層３は、図１に示されるように、アイランド状に形成される。
【００２２】
また、バッファ層３は、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶の中でも、特にＡｌＮ結晶（ｘ＝１、ｙ＝ｚ＝０）からなることが好ましい。バッファ層３がＡｌＮ結晶からなる場合、Ｇａ２Ｏ３基板２と窒化物半導体層４との密着性がより高まる。
【００２３】
窒化物半導体層４は、バッファ層３に接触する高酸素濃度層４ａと、高酸素濃度層４ａ上の低酸素濃度層４ｂを含む。窒化物半導体層４（高酸素濃度層４ａ及び低酸素濃度層４ｂ）は、酸素を不純物として含むＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶からなり、特に、結晶品質のよいＧａＮ結晶（ｙ＝１、ｘ＝ｚ＝０）からなることが好ましい。窒化物半導体層４の厚さは、例えば、３μｍである。
【００２４】
窒化物半導体層４の上面（Ｇａ２Ｏ３基板２の反対側の表面）、すなわち低酸素濃度層４ｂの上面における転位密度は低く、結晶積層構造体１を含む素子に縦方向の電圧を印加したときに、低電圧領域におけるリーク電流の発生が抑えられる。特に、低酸素濃度層４ｂの上面における転位密度が１．０×１０９／ｃｍ２未満である場合に、上記のリーク電流を実用可能なレベルに抑えることができる。
【００２５】
高酸素濃度層４ａは、低酸素濃度層４ｂよりも酸素濃度が高く、１．０×１０１８／ｃｍ３以上の酸素濃度を有する。また、高酸素濃度層４ａの厚さは２００ｎｍ以上である。高酸素濃度層４ａを設けることにより、窒化物半導体層４の上面の転位密度が低減される。
【００２６】
また、窒化物半導体層４の上面の転位密度をより低減するためには、高酸素濃度層４ａの酸素濃度は５．０×１０１８／ｃｍ３以上であることが好ましく、高酸素濃度層４ａの厚さは５００ｎｍ以上であることが好ましい。
【００２７】
なお、窒化物半導体層４の表面にピット（穴）を形成しないように、半導体結晶を最後に高温で成長させる必要があるため、酸素濃度が比較的低い低酸素濃度層４ｂが形成される。
【００２８】
Ｇａ２Ｏ３基板２及び窒化物半導体層４（高酸素濃度層４ａ及び低酸素濃度層４ｂ）は、Ｓｉ等の導電型不純物を含んでもよい。
【００２９】
（結晶積層構造体の製造方法）
図２は、本実施の形態の結晶積層構造体の製造工程順序の一例を表すグラフである。図２の折れ線は時間の経過に伴う温度条件の変化を表す。
【００３０】
まず、１５０℃に加熱した濃度９８ｗｔ％のリン酸を用いて、Ｇａ２Ｏ３基板２に１２０分間の前処理を施す。この前処理により、Ｇａ２Ｏ３基板２の表面が約１０００ｎｍエッチングされる。
【００３１】
次に、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）装置のチャンバー内にＧａ２Ｏ３基板２を搬送した後、チャンバー内の温度をＴ１まで上げる（ステップＳ１）。ここで、Ｔ１は３５０〜６００℃であり、例えば、４５０℃である。
【００３２】
次に、チャンバー内の温度をＴ１に保持した状態で、Ｎの原料としてのＮＨ３ガス、Ｇａの原料としてのトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、Ａｌの原料としてのトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、及びＩｎの原料としてのトリメチルインジウム（ＴＭＩ）をチャンバー内に供給して、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶をＧａ２Ｏ３基板２上に成長させ、バッファ層３を形成する（ステップＳ２）。
【００３３】
次に、チャンバー内の温度をＴ２まで上げる（ステップＳ３）。ここで、Ｔ２は１０００℃以下であり、例えば、９５０℃である。Ｔ２が１０００℃を超えた場合、高酸素濃度層４ａの酸素濃度が低下するおそれが高い。
【００３４】
次に、チャンバー内の温度をＴ２に保持した状態で、ＮＨ３、ＴＭＧ、ＴＭＡ、及びＴＭＩをチャンバー内に供給して、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶をバッファ層３上に成長させ、窒化物半導体層４の高酸素濃度層４ａを形成する（ステップＳ４）。
【００３５】
次に、各原料ガスの供給を続けたまま、チャンバー内の温度をＴ３まで上げる（ステップＳ５）。ここで、Ｔ３はＴ２より高く、また、１０００℃より高いことが好ましく、例えば、１０５０℃である。
【００３６】
次に、チャンバー内の温度をＴ３に保持した状態でＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶の成長を続け、窒化物半導体層４の低酸素濃度層４ｂを形成する（ステップＳ６）。これにより、結晶積層構造体１が得られる。
【００３７】
その後、チャンバー内の温度を下げ（ステップＳ７）、結晶積層構造体１をチャンバー内から取り出す。
【００３８】
（実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、窒化物半導体層のＧａ２Ｏ３基板側に酸素濃度の高い領域を設けることにより、窒化物半導体層の上面の転位密度が低い結晶積層構造体を形成することができる。このため、結晶積層構造体を用いてＬＥＤ素子等の素子を形成する場合、低電圧領域におけるリーク電流の発生を抑えることができる。
【実施例１】
【００３９】
実施例１において、実施の形態の結晶積層構造体１における高酸素濃度層４ａの厚さと窒化物半導体層４の上面の転位密度との関係、及び高酸素濃度層４ａの酸素濃度と窒化物半導体層４の上面の転位密度との関係を評価した。
【００４０】
高酸素濃度層４ａに対応する高酸素濃度層の酸素濃度及び厚さの異なる１２個の結晶積層構造体を用意して評価を行った。ここで、高酸素濃度層の酸素濃度は、１．０×１０１７／ｃｍ３、１．０×１０１８／ｃｍ３、又は５．０×１０１８／ｃｍ３であり、厚さは、１００ｎｍ、２００ｎｍ、５００ｎｍ、又は１０００ｎｍである。このうち、酸素濃度が１．０×１０１８／ｃｍ３以上であり、かつ厚さが２００ｎｍ以上である高酸素濃度層が、本発明の実施の形態の高酸素濃度層４ａに相当する。
【００４１】
なお、酸素濃度が１．０×１０１７／ｃｍ３、１．０×１０１８／ｃｍ３、及び５．０×１０１８／ｃｍ３の高酸素濃度層は、それぞれＴ２＝１０５０℃、１０００℃、及びＴ２＝９５０℃の温度条件で形成されたものである。
【００４２】
なお、本実施例のいずれの結晶積層構造体においても、バッファ層３に対応するバッファ層はＴ１＝４５０℃の温度条件で形成された厚さ５ｎｍのＡｌＮ結晶膜であり、高酸素濃度層と低酸素濃度層４ｂに対応する低酸素濃度層はＳｉを含むＧａＮ結晶膜であり、窒化物半導体層４に対応する窒化物半導体層の厚さ（高酸素濃度層の厚さと低酸素濃度層の厚さの合計）は３μｍであり、低酸素濃度層はＴ３＝１０５０℃の温度条件で形成された。
【００４３】
図３は、高酸素濃度層の厚さと窒化物半導体層の上面の転位密度との関係、及び高酸素濃度層の酸素濃度と窒化物半導体層の上面の転位密度との関係を示すグラフである。図３の縦軸は窒化物半導体層の上面の転位密度［／ｃｍ］を表し、横軸は高酸素濃度層の厚さ［ｎｍ］を表す。
【００４４】
図３中の○は、高酸素濃度層の酸素濃度が１．０×１０１７／ｃｍ３である結晶積層構造体の測定値を表し、◇は高酸素濃度層の酸素濃度が１．０×１０１８／ｃｍ３である結晶積層構造体の測定値を表し、◆は高酸素濃度層の酸素濃度が５．０×１０１８／ｃｍ３である結晶積層構造体の測定値を表す。
【００４５】
図３に示されるように、高酸素濃度層の酸素濃度が高いほど窒化物半導体層の上面の転位密度が低い。また、高酸素濃度層の厚さが大きいほど窒化物半導体層の上面の転位密度が低い。特に、高酸素濃度層の酸素濃度が１．０×１０１８／ｃｍ３以上、かつ厚さが２００ｎｍ以上である場合、すなわち高酸素濃度層が高酸素濃度層４ａに相当する場合に、窒化物半導体層の上面の転位密度が１．０×１０９／ｃｍ２未満になり、その結晶積層構造体を含む素子に縦方向の電圧を印加したときにの低電圧領域におけるリーク電流の発生を効果的に抑えることができる。
【実施例２】
【００４６】
実施例２においては、実施の形態の結晶積層構造体１を用いて形成したＬＥＤ素子に縦方向の電圧を印加したときの、低電圧領域におけるリーク電流の大きさを評価した。
【００４７】
（ＬＥＤ素子の構造）
図４は、実施の形態の結晶積層構造体を用いて形成したＬＥＤ素子の断面図である。ＬＥＤ素子１００は、Ｇａ２Ｏ３基板１２と、Ｇａ２Ｏ３基板１２上のバッファ層１３と、バッファ層１３上のｎ−ＧａＮ層１４と、ｎ−ＧａＮ層１４上の発光層１５と、発光層１５上のｐ−ＧａＮ層１６と、ｐ−ＧａＮ層１６上のコンタクト層１７と、コンタクト層１７上のｐ型電極１８と、Ｇａ２Ｏ３基板１２のバッファ層１３と反対側の面上のｎ型電極１９とを有する。
【００４８】
ＬＥＤ素子１００は、Ｇａ２Ｏ３基板１２側を光取り出し面とする発光素子である。ｎ−ＧａＮ層１４、発光層１５、ｐ−ＧａＮ層１６、及びコンタクト層１７から構成される積層体はメサ形状を有し、その側面はＳｉＯ２膜２０に覆われる。
【００４９】
ここで、Ｇａ２Ｏ３基板１２、バッファ層１３、及びｎ−ＧａＮ層１４は、実施の形態のＧａ２Ｏ３基板２、バッファ層３、及び窒化物半導体層４に相当し、Ｇａ２Ｏ３基板２、バッファ層１３、及びｎ−ＧａＮ層１４の積層体が実施の形態の結晶積層構造体１に相当する。
【００５０】
ｎ−ＧａＮ層１４は、高酸素濃度層１４ａと低酸素濃度層１４ｂを含む。高酸素濃度層１４ａ及び低酸素濃度層１４ｂは、それぞれ実施の形態の高酸素濃度層４ａ及び低酸素濃度層４ｂに相当する。
【００５１】
Ｇａ２Ｏ３基板１２は、Ｓｉを含むｎ型のβ−Ｇａ２Ｏ３基板である。また、Ｇａ２Ｏ３基板１２の厚さは４００μｍであり、主面の面方位は（１０１）である。
【００５２】
バッファ層１３は、成長温度４５０℃で形成された厚さ５ｎｍのＡｌＮ結晶膜である。
【００５３】
高酸素濃度層１４ａは、成長温度９５０℃で形成されたＳｉを含むｎ型のＧａＮ結晶膜である。高酸素濃度層１４ａは、Ｓｉ濃度が２．０×１０１９／ｃｍ３の厚さ１０ｎｍの下部領域と、Ｓｉ濃度が５．０×１０１８／ｃｍ３の厚さ１０００ｎｍの上部領域を含む。なお、Ｓｉの原料として、モノメチルシランガスガスを用いた。
【００５４】
低酸素濃度層１４ｂは、成長温度１０５０℃で形成された厚さ３μｍのｎ型のＧａＮ結晶膜である。低酸素濃度層１４ｂは、濃度１．０×１０１８／ｃｍ３のＳｉを含む。
【００５５】
発光層１５は、成長温度７５０℃で形成された３層の多重量子井戸構造と、その上の厚さ１０ｎｍのＧａＮ結晶膜からなる。各多重量子井戸構造は、８ｎｍのＧａＮ結晶膜と厚さ２ｎｍのＩｎＧａＮ結晶膜からなる。
【００５６】
ｐ−ＧａＮ層１６は、成長温度１０００℃で形成された厚さ１５０ｎｍのｐ型のＧａＮ結晶膜である。ｐ−ＧａＮ層１６は、濃度５．０×１０１９／ｃｍ３のＭｇを含む。なお、Ｍｇの原料として、シクロペンタジエニルマグネシウムガスを用いた。
【００５７】
コンタクト層１７は、成長温度１０００℃で形成された厚さ１０ｎｍのｐ型のＧａＮ結晶膜である。コンタクト層１７は、濃度１．５×１０２０／ｃｍ３のＭｇを含む。
【００５８】
また、比較例として、高酸素濃度層１４ａの代わりに成長温度１０５０℃で形成された厚さ３μｍのｎ型のＧａＮ結晶膜を用いたＬＥＤ素子を用意した。なお、このＧａＮ結晶膜は、ＬＥＤ素子１００の高酸素濃度層１４ａと同じ濃度のＳｉを含む。
【００５９】
（ＬＥＤ素子の評価）
ＬＥＤ素子１００及び比較例のＬＥＤをキャンタイプのステムにＡｇペーストを用いてそれぞれ実装し、電極間に２．０Ｖの電圧を印加したときの電流値を測定した。
【００６０】
その結果、比較例のＬＥＤにおける電流値が２０μＡであったのに対して、ＬＥＤ素子１００における電流値は０．３５μＡであった。この結果から、ＬＥＤ素子１００において、低電圧領域におけるリーク電流の発生が抑えられていることが確認された。
【００６１】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００６２】
１…結晶積層構造体、 ２…Ｇａ２Ｏ３基板、 ３…バッファ層、 ４…窒化物半導体層、 ４ａ…高酸素濃度層、 ４ｂ…低酸素濃度層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶積層構造体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｇａ２Ｏ３基板、ＡｌＮバッファ層、及びＧａＮ層からなる結晶積層構造体を含むＬＥＤ素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１によれば、ＧａＮ層はＡｌＮバッファ層上に１０５０℃の温度条件でＧａＮ結晶を成長させることにより形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１０７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された方法によれば、ＧａＮ結晶を１０５０℃という高温の条件で成長させるため、ＧａＮ層の酸素濃度が低くなる。そのため、ＧａＮ層の上面（ＡｌＮバッファ層と反対側の面）の転位密度が高くなり、結晶積層構造体を含む素子に縦方向の電圧を印加したときに低電圧領域でのリーク電流が発生する。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、Ｇａ２Ｏ３基板上の窒化物半導体層の上面の転位密度が低い結晶積層構造体、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、［１］〜［６］の結晶積層構造体、及び［７］〜［１０］の結晶積層構造体の製造方法を提供する。
【０００７】
［１］Ｇａ２Ｏ３基板と、前記Ｇａ２Ｏ３基板上のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶からなるバッファ層と、前記バッファ層上の、酸素を不純物として含むＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶からなる窒化物半導体層と、を含み、前記窒化物半導体層の前記Ｇａ２Ｏ３基板側の２００ｎｍ以上の厚さの領域の酸素濃度が１．０×１０１８／ｃｍ３以上である、結晶積層構造体。
【０００８】
［２］前記窒化物半導体層の前記Ｇａ２Ｏ３基板の反対側の表面における転位密度が１．０×１０９／ｃｍ２未満である、前記［１］に記載の結晶積層構造体
【０００９】
［３］前記窒化物半導体層の前記Ｇａ２Ｏ３基板側の５００ｎｍ以上の厚さの領域の酸素濃度が１．０×１０１８／ｃｍ３以上である、前記［１］又は［２］に記載の結晶積層構造体。
【００１０】
［４］前記領域の酸素濃度が５．０×１０１８／ｃｍ３以上である、前記［１］〜［３］のいずれか１つに記載の結晶積層構造体。
【００１１】
［５］前記バッファ層の前記ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶はＡｌＮ結晶である、前記［１］〜［４］のいずれか１つに記載の結晶積層構造体。
【００１２】
［６］前記窒化物半導体層の前記ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶はＧａＮ結晶である、前記［１］〜［５］のいずれか１つに記載の結晶積層構造体。
【００１３】
［７］Ｇａ２Ｏ３基板上に第１のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶を成長させてバッファ層を形成する工程と、前記バッファ層上に第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶を成長させて窒化物半導体層を形成する工程と、を含み、前記窒化物半導体層を形成する工程において、初めに１０００℃以下の第１の温度で前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶を成長させ、その後、前記第１の温度よりも高い第２の温度で前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶を成長させ、前記第１の温度で成長する前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶の厚さが２００ｎｍ以上である、結晶積層構造体の製造方法。
【００１４】
［８］前記第１の温度で成長する前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶の厚さが５００ｎｍ以上である、前記［７］に記載の結晶積層構造体の製造方法。
【００１５】
［９］前記第１のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶はＡｌＮ結晶である、前記［７］又は［８］に記載の結晶積層構造体の製造方法。
【００１６】
［１０］前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶はＧａＮ結晶である、前記［７］〜［９］のいずれか１つに記載の結晶積層構造体の製造方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、Ｇａ２Ｏ３基板上の窒化物半導体層の上面の転位密度が低い結晶積層構造体、及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施の形態に係る結晶積層構造体の断面図である。
【図２】図２は、実施の形態の結晶積層構造体の製造工程順序の一例を表すグラフである。
【図３】図３は、実施例１に係る高酸素濃度層の厚さと窒化物半導体層の上面の転位密度との関係、及び高酸素濃度層の酸素濃度と窒化物半導体層の上面の転位密度との関係を示すグラフである。
【図４】図４は、実施例２に係るＬＥＤ素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
〔実施の形態〕
（結晶積層構造体の構造）
図１は、実施の形態に係る結晶積層構造体１の断面図である。結晶積層構造体１は、Ｇａ２Ｏ３基板２と、Ｇａ２Ｏ３基板２上のバッファ層３と、バッファ層３上の窒化物半導体層４を含む。
【００２０】
Ｇａ２Ｏ３基板２は、β−Ｇａ２Ｏ３単結晶からなる。
【００２１】
バッファ層３は、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶からなる。また、後述する窒化物半導体層４の高酸素濃度層４ａを首尾よく形成するために、バッファ層３のＧａ２Ｏ３基板２の上面の被覆率は、１０〜９０％であることが好ましく、例えば、バッファ層３は、図１に示されるように、アイランド状に形成される。
【００２２】
また、バッファ層３は、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶の中でも、特にＡｌＮ結晶（ｘ＝１、ｙ＝ｚ＝０）からなることが好ましい。バッファ層３がＡｌＮ結晶からなる場合、Ｇａ２Ｏ３基板２と窒化物半導体層４との密着性がより高まる。
【００２３】
窒化物半導体層４は、バッファ層３に接触する高酸素濃度層４ａと、高酸素濃度層４ａ上の低酸素濃度層４ｂを含む。窒化物半導体層４（高酸素濃度層４ａ及び低酸素濃度層４ｂ）は、酸素を不純物として含むＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶からなり、特に、結晶品質のよいＧａＮ結晶（ｙ＝１、ｘ＝ｚ＝０）からなることが好ましい。窒化物半導体層４の厚さは、例えば、３μｍである。
【００２４】
窒化物半導体層４の上面（Ｇａ２Ｏ３基板２の反対側の表面）、すなわち低酸素濃度層４ｂの上面における転位密度は低く、結晶積層構造体１を含む素子に縦方向の電圧を印加したときに、低電圧領域におけるリーク電流の発生が抑えられる。特に、低酸素濃度層４ｂの上面における転位密度が１．０×１０９／ｃｍ２未満である場合に、上記のリーク電流を実用可能なレベルに抑えることができる。
【００２５】
高酸素濃度層４ａは、低酸素濃度層４ｂよりも酸素濃度が高く、１．０×１０１８／ｃｍ３以上の酸素濃度を有する。また、高酸素濃度層４ａの厚さは２００ｎｍ以上である。高酸素濃度層４ａを設けることにより、窒化物半導体層４の上面の転位密度が低減される。
【００２６】
また、窒化物半導体層４の上面の転位密度をより低減するためには、高酸素濃度層４ａの酸素濃度は５．０×１０１８／ｃｍ３以上であることが好ましく、高酸素濃度層４ａの厚さは５００ｎｍ以上であることが好ましい。
【００２７】
なお、窒化物半導体層４の表面にピット（穴）を形成しないように、半導体結晶を最後に高温で成長させる必要があるため、酸素濃度が比較的低い低酸素濃度層４ｂが形成される。
【００２８】
Ｇａ２Ｏ３基板２及び窒化物半導体層４（高酸素濃度層４ａ及び低酸素濃度層４ｂ）は、Ｓｉ等の導電型不純物を含んでもよい。
【００２９】
（結晶積層構造体の製造方法）
図２は、本実施の形態の結晶積層構造体の製造工程順序の一例を表すグラフである。図２の折れ線は時間の経過に伴う温度条件の変化を表す。
【００３０】
まず、１５０℃に加熱した濃度９８ｗｔ％のリン酸を用いて、Ｇａ２Ｏ３基板２に１２０分間の前処理を施す。この前処理により、Ｇａ２Ｏ３基板２の表面が約１０００ｎｍエッチングされる。
【００３１】
次に、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）装置のチャンバー内にＧａ２Ｏ３基板２を搬送した後、チャンバー内の温度をＴ１まで上げる（ステップＳ１）。ここで、Ｔ１は３５０〜６００℃であり、例えば、４５０℃である。
【００３２】
次に、チャンバー内の温度をＴ１に保持した状態で、Ｎの原料としてのＮＨ３ガス、Ｇａの原料としてのトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、Ａｌの原料としてのトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、及びＩｎの原料としてのトリメチルインジウム（ＴＭＩ）をチャンバー内に供給して、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶をＧａ２Ｏ３基板２上に成長させ、バッファ層３を形成する（ステップＳ２）。
【００３３】
次に、チャンバー内の温度をＴ２まで上げる（ステップＳ３）。ここで、Ｔ２は１０００℃以下であり、例えば、９５０℃である。Ｔ２が１０００℃を超えた場合、高酸素濃度層４ａの酸素濃度が低下するおそれが高い。
【００３４】
次に、チャンバー内の温度をＴ２に保持した状態で、ＮＨ３、ＴＭＧ、ＴＭＡ、及びＴＭＩをチャンバー内に供給して、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶をバッファ層３上に成長させ、窒化物半導体層４の高酸素濃度層４ａを形成する（ステップＳ４）。
【００３５】
次に、各原料ガスの供給を続けたまま、チャンバー内の温度をＴ３まで上げる（ステップＳ５）。ここで、Ｔ３はＴ２より高く、また、１０００℃より高いことが好ましく、例えば、１０５０℃である。
【００３６】
次に、チャンバー内の温度をＴ３に保持した状態でＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶の成長を続け、窒化物半導体層４の低酸素濃度層４ｂを形成する（ステップＳ６）。これにより、結晶積層構造体１が得られる。
【００３７】
その後、チャンバー内の温度を下げ（ステップＳ７）、結晶積層構造体１をチャンバー内から取り出す。
【００３８】
（実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、窒化物半導体層のＧａ２Ｏ３基板側に酸素濃度の高い領域を設けることにより、窒化物半導体層の上面の転位密度が低い結晶積層構造体を形成することができる。このため、結晶積層構造体を用いてＬＥＤ素子等の素子を形成する場合、低電圧領域におけるリーク電流の発生を抑えることができる。
【実施例１】
【００３９】
実施例１において、実施の形態の結晶積層構造体１における高酸素濃度層４ａの厚さと窒化物半導体層４の上面の転位密度との関係、及び高酸素濃度層４ａの酸素濃度と窒化物半導体層４の上面の転位密度との関係を評価した。
【００４０】
高酸素濃度層４ａに対応する高酸素濃度層の酸素濃度及び厚さの異なる１２個の結晶積層構造体を用意して評価を行った。ここで、高酸素濃度層の酸素濃度は、１．０×１０１７／ｃｍ３、１．０×１０１８／ｃｍ３、又は５．０×１０１８／ｃｍ３であり、厚さは、１００ｎｍ、２００ｎｍ、５００ｎｍ、又は１０００ｎｍである。このうち、酸素濃度が１．０×１０１８／ｃｍ３以上であり、かつ厚さが２００ｎｍ以上である高酸素濃度層が、本発明の実施の形態の高酸素濃度層４ａに相当する。
【００４１】
なお、酸素濃度が１．０×１０１７／ｃｍ３、１．０×１０１８／ｃｍ３、及び５．０×１０１８／ｃｍ３の高酸素濃度層は、それぞれＴ２＝１０５０℃、１０００℃、及びＴ２＝９５０℃の温度条件で形成されたものである。
【００４２】
なお、本実施例のいずれの結晶積層構造体においても、バッファ層３に対応するバッファ層はＴ１＝４５０℃の温度条件で形成された厚さ５ｎｍのＡｌＮ結晶膜であり、高酸素濃度層と低酸素濃度層４ｂに対応する低酸素濃度層はＳｉを含むＧａＮ結晶膜であり、窒化物半導体層４に対応する窒化物半導体層の厚さ（高酸素濃度層の厚さと低酸素濃度層の厚さの合計）は３μｍであり、低酸素濃度層はＴ３＝１０５０℃の温度条件で形成された。
【００４３】
図３は、高酸素濃度層の厚さと窒化物半導体層の上面の転位密度との関係、及び高酸素濃度層の酸素濃度と窒化物半導体層の上面の転位密度との関係を示すグラフである。図３の縦軸は窒化物半導体層の上面の転位密度［／ｃｍ］を表し、横軸は高酸素濃度層の厚さ［ｎｍ］を表す。
【００４４】
図３中の○は、高酸素濃度層の酸素濃度が１．０×１０１７／ｃｍ３である結晶積層構造体の測定値を表し、◇は高酸素濃度層の酸素濃度が１．０×１０１８／ｃｍ３である結晶積層構造体の測定値を表し、◆は高酸素濃度層の酸素濃度が５．０×１０１８／ｃｍ３である結晶積層構造体の測定値を表す。
【００４５】
図３に示されるように、高酸素濃度層の酸素濃度が高いほど窒化物半導体層の上面の転位密度が低い。また、高酸素濃度層の厚さが大きいほど窒化物半導体層の上面の転位密度が低い。特に、高酸素濃度層の酸素濃度が１．０×１０１８／ｃｍ３以上、かつ厚さが２００ｎｍ以上である場合、すなわち高酸素濃度層が高酸素濃度層４ａに相当する場合に、窒化物半導体層の上面の転位密度が１．０×１０９／ｃｍ２未満になり、その結晶積層構造体を含む素子に縦方向の電圧を印加したときにの低電圧領域におけるリーク電流の発生を効果的に抑えることができる。
【実施例２】
【００４６】
実施例２においては、実施の形態の結晶積層構造体１を用いて形成したＬＥＤ素子に縦方向の電圧を印加したときの、低電圧領域におけるリーク電流の大きさを評価した。
【００４７】
（ＬＥＤ素子の構造）
図４は、実施の形態の結晶積層構造体を用いて形成したＬＥＤ素子の断面図である。ＬＥＤ素子１００は、Ｇａ２Ｏ３基板１２と、Ｇａ２Ｏ３基板１２上のバッファ層１３と、バッファ層１３上のｎ−ＧａＮ層１４と、ｎ−ＧａＮ層１４上の発光層１５と、発光層１５上のｐ−ＧａＮ層１６と、ｐ−ＧａＮ層１６上のコンタクト層１７と、コンタクト層１７上のｐ型電極１８と、Ｇａ２Ｏ３基板１２のバッファ層１３と反対側の面上のｎ型電極１９とを有する。
【００４８】
ＬＥＤ素子１００は、Ｇａ２Ｏ３基板１２側を光取り出し面とする発光素子である。ｎ−ＧａＮ層１４、発光層１５、ｐ−ＧａＮ層１６、及びコンタクト層１７から構成される積層体はメサ形状を有し、その側面はＳｉＯ２膜２０に覆われる。
【００４９】
ここで、Ｇａ２Ｏ３基板１２、バッファ層１３、及びｎ−ＧａＮ層１４は、実施の形態のＧａ２Ｏ３基板２、バッファ層３、及び窒化物半導体層４に相当し、Ｇａ２Ｏ３基板２、バッファ層１３、及びｎ−ＧａＮ層１４の積層体が実施の形態の結晶積層構造体１に相当する。
【００５０】
ｎ−ＧａＮ層１４は、高酸素濃度層１４ａと低酸素濃度層１４ｂを含む。高酸素濃度層１４ａ及び低酸素濃度層１４ｂは、それぞれ実施の形態の高酸素濃度層４ａ及び低酸素濃度層４ｂに相当する。
【００５１】
Ｇａ２Ｏ３基板１２は、Ｓｉを含むｎ型のβ−Ｇａ２Ｏ３基板である。また、Ｇａ２Ｏ３基板１２の厚さは４００μｍであり、主面の面方位は（１０１）である。
【００５２】
バッファ層１３は、成長温度４５０℃で形成された厚さ５ｎｍのＡｌＮ結晶膜である。
【００５３】
高酸素濃度層１４ａは、成長温度９５０℃で形成されたＳｉを含むｎ型のＧａＮ結晶膜である。高酸素濃度層１４ａは、Ｓｉ濃度が２．０×１０１９／ｃｍ３の厚さ１０ｎｍの下部領域と、Ｓｉ濃度が５．０×１０１８／ｃｍ３の厚さ１０００ｎｍの上部領域を含む。なお、Ｓｉの原料として、モノメチルシランガスガスを用いた。
【００５４】
低酸素濃度層１４ｂは、成長温度１０５０℃で形成された厚さ３μｍのｎ型のＧａＮ結晶膜である。低酸素濃度層１４ｂは、濃度１．０×１０１８／ｃｍ３のＳｉを含む。
【００５５】
発光層１５は、成長温度７５０℃で形成された３層の多重量子井戸構造と、その上の厚さ１０ｎｍのＧａＮ結晶膜からなる。各多重量子井戸構造は、８ｎｍのＧａＮ結晶膜と厚さ２ｎｍのＩｎＧａＮ結晶膜からなる。
【００５６】
ｐ−ＧａＮ層１６は、成長温度１０００℃で形成された厚さ１５０ｎｍのｐ型のＧａＮ結晶膜である。ｐ−ＧａＮ層１６は、濃度５．０×１０１９／ｃｍ３のＭｇを含む。なお、Ｍｇの原料として、シクロペンタジエニルマグネシウムガスを用いた。
【００５７】
コンタクト層１７は、成長温度１０００℃で形成された厚さ１０ｎｍのｐ型のＧａＮ結晶膜である。コンタクト層１７は、濃度１．５×１０２０／ｃｍ３のＭｇを含む。
【００５８】
また、比較例として、高酸素濃度層１４ａの代わりに成長温度１０５０℃で形成された厚さ３μｍのｎ型のＧａＮ結晶膜を用いたＬＥＤ素子を用意した。なお、このＧａＮ結晶膜は、ＬＥＤ素子１００の高酸素濃度層１４ａと同じ濃度のＳｉを含む。
【００５９】
（ＬＥＤ素子の評価）
ＬＥＤ素子１００及び比較例のＬＥＤをキャンタイプのステムにＡｇペーストを用いてそれぞれ実装し、電極間に２．０Ｖの電圧を印加したときの電流値を測定した。
【００６０】
その結果、比較例のＬＥＤにおける電流値が２０μＡであったのに対して、ＬＥＤ素子１００における電流値は０．３５μＡであった。この結果から、ＬＥＤ素子１００において、低電圧領域におけるリーク電流の発生が抑えられていることが確認された。
【００６１】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００６２】
１…結晶積層構造体、 ２…Ｇａ２Ｏ３基板、 ３…バッファ層、 ４…窒化物半導体層、 ４ａ…高酸素濃度層、 ４ｂ…低酸素濃度層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｇａ２Ｏ３基板と、
前記Ｇａ２Ｏ３基板上のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶からなるバッファ層と、
前記バッファ層上の、酸素を不純物として含むＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶からなる窒化物半導体層と、
を含み、
前記窒化物半導体層の前記Ｇａ２Ｏ３基板側の２００ｎｍ以上の厚さの領域の酸素濃度が１．０×１０１８／ｃｍ３以上である、
結晶積層構造体。
【請求項２】
前記窒化物半導体層の前記Ｇａ２Ｏ３基板の反対側の表面における転位密度が１．０×１０９／ｃｍ２未満である、
請求項１に記載の結晶積層構造体。
【請求項３】
前記窒化物半導体層の前記Ｇａ２Ｏ３基板側の５００ｎｍ以上の厚さの領域の酸素濃度が１．０×１０１８／ｃｍ３以上である、
請求項１又は２に記載の結晶積層構造体。
【請求項４】
前記領域の酸素濃度が５．０×１０１８／ｃｍ３以上である、
請求項１〜３のいずれか１つに記載の結晶積層構造体。
【請求項５】
前記バッファ層の前記ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶はＡｌＮ結晶である、
請求項１〜４のいずれか１つに記載の結晶積層構造体。
【請求項６】
前記窒化物半導体層の前記ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶はＧａＮ結晶である、
請求項１〜５のいずれか１つに記載の結晶積層構造体。
【請求項７】
Ｇａ２Ｏ３基板上に第１のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶を成長させてバッファ層を形成する工程と、
前記バッファ層上に第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶を成長させて窒化物半導体層を形成する工程と、
を含み、
前記窒化物半導体層を形成する工程において、初めに１０００℃以下の第１の温度で前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶を成長させ、その後、前記第１の温度よりも高い第２の温度で前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶を成長させ、
前記第１の温度で成長する前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶の厚さが２００ｎｍ以上である、
結晶積層構造体の製造方法。
【請求項８】
前記第１の温度で成長する前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶の厚さが５００ｎｍ以上である、
請求項７に記載の結晶積層構造体の製造方法。
【請求項９】
前記第１のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶はＡｌＮ結晶である、
請求項７又は８に記載の結晶積層構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶はＧａＮ結晶である、
請求項７〜９のいずれか１つに記載の結晶積層構造体の製造方法。
【請求項１】
Ｇａ２Ｏ３基板と、
前記Ｇａ２Ｏ３基板上のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶からなるバッファ層と、
前記バッファ層上の、酸素を不純物として含むＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶からなる窒化物半導体層と、
を含み、
前記窒化物半導体層の前記Ｇａ２Ｏ３基板側の２００ｎｍ以上の厚さの領域の酸素濃度が１．０×１０１８／ｃｍ３以上である、
結晶積層構造体。
【請求項２】
前記窒化物半導体層の前記Ｇａ２Ｏ３基板の反対側の表面における転位密度が１．０×１０９／ｃｍ２未満である、
請求項１に記載の結晶積層構造体。
【請求項３】
前記窒化物半導体層の前記Ｇａ２Ｏ３基板側の５００ｎｍ以上の厚さの領域の酸素濃度が１．０×１０１８／ｃｍ３以上である、
請求項１又は２に記載の結晶積層構造体。
【請求項４】
前記領域の酸素濃度が５．０×１０１８／ｃｍ３以上である、
請求項１〜３のいずれか１つに記載の結晶積層構造体。
【請求項５】
前記バッファ層の前記ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶はＡｌＮ結晶である、
請求項１〜４のいずれか１つに記載の結晶積層構造体。
【請求項６】
前記窒化物半導体層の前記ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶はＧａＮ結晶である、
請求項１〜５のいずれか１つに記載の結晶積層構造体。
【請求項７】
Ｇａ２Ｏ３基板上に第１のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶を成長させてバッファ層を形成する工程と、
前記バッファ層上に第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）結晶を成長させて窒化物半導体層を形成する工程と、
を含み、
前記窒化物半導体層を形成する工程において、初めに１０００℃以下の第１の温度で前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶を成長させ、その後、前記第１の温度よりも高い第２の温度で前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶を成長させ、
前記第１の温度で成長する前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶の厚さが２００ｎｍ以上である、
結晶積層構造体の製造方法。
【請求項８】
前記第１の温度で成長する前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶の厚さが５００ｎｍ以上である、
請求項７に記載の結晶積層構造体の製造方法。
【請求項９】
前記第１のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶はＡｌＮ結晶である、
請求項７又は８に記載の結晶積層構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記第２のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ結晶はＧａＮ結晶である、
請求項７〜９のいずれか１つに記載の結晶積層構造体の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−８９６１６（Ｐ２０１３−８９６１６Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２５６２９（Ｐ２０１１−２２５６２９）
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（３９０００５２２３）株式会社タムラ製作所 (526)
【出願人】（０００１５３２３６）株式会社光波 (98)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【出願人】（３９０００５２２３）株式会社タムラ製作所 (526)
【出願人】（０００１５３２３６）株式会社光波 (98)
【Ｆターム（参考）】
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