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半導体基板及びその製造方法 実績あり

国内特許コード P160013283
整理番号 H22-012
掲載日 2016年9月8日
出願番号 特願2010-037025
公開番号 特開2011-175997
登録番号 特許第5435646号
出願日 平成22年2月23日(2010.2.23)
公開日 平成23年9月8日(2011.9.8)
登録日 平成25年12月20日(2013.12.20)
発明者
  • 只友 一行
  • 岡田 成仁
出願人
  • 国立大学法人山口大学
発明の名称 半導体基板及びその製造方法 実績あり
発明の概要 【課題】欠陥密度が小さく且つ大面積のAlN層を得る。
【解決手段】半導体基板Sの製造方法は、基板表面12が、主面部分12aと、主面部分12aとは面方位が異なる非主面部分12bと、を有するサファイア基板11を用いる。所定の結晶成長温度条件下において、サファイア基板11の基板表面12における主面部分12aからAlNを結晶成長させることなく、非主面部分12bを起点としてAlNを結晶成長させることにより、主面部分12aの法線方向に成長したAlN層14を形成する。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要


非極性面を主面とするGaN層を得る方法として、非特許文献1及び2には、サファイアのa面、或いは、r面サファイアの加工基板の側壁選択成長を用いる方法が開示されている。



非特許文献3には、AlNは、Alのマイグレーションが小さいことから良質なステップフロー成長が起こりにくく、GaNと同様の条件では良質な非極性面を主面とするAlN層を得ることが困難であることが開示されている。



また、非極性面を主面とするAlN層を得る方法として、非極性面を主面とするAlN層が成長する異種基板を用いる方法、c軸方向成長させたAlN基板を斜めにカットする方法等がある。

産業上の利用分野


本発明は、半導体基板及びその製造方法、並びにそれを用いた電子デバイス及び半導体発光素子に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
基板表面が、主面部分と、該主面部分とは面方位が異なる非主面部分と、を有するサファイア基板を用い、
所定の結晶成長温度条件下において、上記サファイア基板の上記基板表面における上記主面部分からAlNを結晶成長させることなく、上記非主面部分を起点としてAlNを結晶成長させることにより、該主面部分の法線方向に成長した層厚さが2~20μmのAlN層を形成する半導体基板の製造方法。

【請求項2】
基板表面が、主面部分と、該主面部分とは面方位が異なる非主面部分と、を有するサファイア基板を用い、
所定の結晶成長温度条件下において、上記サファイア基板の上記基板表面における上記主面部分からAlNを結晶成長させることなく、上記非主面部分を起点としてAlNを結晶成長させることにより、該主面部分の法線方向に成長したAlN層を形成する半導体基板の製造方法であって、
上記非主面部分が上記サファイア基板のc面で構成されている半導体基板の製造方法

【請求項3】
基板表面が、主面部分と、該主面部分とは面方位が異なる非主面部分と、を有するサファイア基板を用い、
所定の結晶成長温度条件下において、上記サファイア基板の上記基板表面における上記主面部分からAlNを結晶成長させることなく、上記非主面部分を起点としてAlNを結晶成長させることにより、該主面部分の法線方向に成長したAlN層を形成する半導体基板の製造方法であって、
上記AlN層における上記サファイア基板の上記主面部分と平行な面が非極性面である半導体基板の製造方法

【請求項4】
請求項に記載された半導体基板の製造方法において、
上記AlN層の非極性面が(11-20)面又は(10-10)面である半導体基板の製造方法。

【請求項5】
基板表面が、主面部分と、該主面部分とは面方位が異なる非主面部分と、を有するサファイア基板を用い、
所定の結晶成長温度条件下において、上記サファイア基板の上記基板表面における上記主面部分からAlNを結晶成長させることなく、上記非主面部分を起点としてAlNを結晶成長させることにより、該主面部分の法線方向に成長したAlN層を形成する半導体基板の製造方法であって、
上記AlN層を形成する前に、上記サファイア基板の上記基板表面における少なくとも上記非主面部分に窒化処理を施してAlN膜で表面被覆する半導体基板の製造方法

【請求項6】
基板表面が、主面部分と、該主面部分とは面方位が異なる非主面部分と、を有するサファイア基板を用い、
所定の結晶成長温度条件下において、上記サファイア基板の上記基板表面における上記主面部分からAlNを結晶成長させることなく、上記非主面部分を起点としてAlNを結晶成長させることにより、該主面部分の法線方向に成長したAlN層を形成する半導体基板の製造方法であって、
上記AlN層を、上記サファイア基板の上記主面部分と平行となるように表面研磨する半導体基板の製造方法

【請求項7】
基板表面が、主面部分と、該主面部分とは面方位が異なる非主面部分と、を有するサファイア基板を用い、
所定の結晶成長温度条件下において、上記サファイア基板の上記基板表面における上記主面部分からAlNを結晶成長させることなく、上記非主面部分を起点としてAlNを結晶成長させることにより、該主面部分の法線方向に成長したAlN層を形成する半導体基板の製造方法であって、
上記AlN層を上記サファイア基板から分離してAlN基板とする半導体基板の製造方法

【請求項8】
請求項1乃至7のいずれかに記載された半導体基板の製造方法において、
上記結晶成長温度が1400℃以上の温度である半導体基板の製造方法。

【請求項9】
請求項1乃至のいずれかに記載された半導体基板の製造方法において、
上記非主面部分は、上記サファイア基板上に間隔をおいて並行に延びるように形成された複数本の凹溝の溝側面で構成されている半導体基板の製造方法。

【請求項10】
請求項1乃至のいずれかに記載された半導体基板の製造方法において、
上記サファイア基板は、上記主面部分がミスカット面であるミスカット基板で構成されている半導体基板の製造方法。

【請求項11】
基板表面が、主面部分と、該主面部分とは面方位が異なる非主面部分と、を有するサファイア基板と、
上記サファイア基板の上記基板表面における上記主面部分からAlNが結晶成長することなく、上記非主面部分を起点としてAlNが結晶成長することにより、該主面部分の法線方向に成長して形成された層厚さが2~20μmのAlN層と、
を備えた半導体基板。

【請求項12】
基板表面が、主面部分と、該主面部分とは面方位が異なる非主面部分と、を有するサファイア基板と、
上記サファイア基板の上記基板表面における上記主面部分からAlNが結晶成長することなく、上記非主面部分を起点としてAlNが結晶成長することにより、該主面部分の法線方向に成長して形成されたAlN層と、
を備えた半導体基板であって、
上記非主面部分が上記サファイア基板のc面で構成されている半導体基板

【請求項13】
基板表面が、主面部分と、該主面部分とは面方位が異なる非主面部分と、を有するサファイア基板と、
上記サファイア基板の上記基板表面における上記主面部分からAlNが結晶成長することなく、上記非主面部分を起点としてAlNが結晶成長することにより、該主面部分の法線方向に成長して形成されたAlN層と、
を備えた半導体基板であって、
上記AlN層における上記サファイア基板の上記主面部分と平行な面が非極性面である半導体基板

【請求項14】
請求項13に記載された半導体基板において、
上記AlN層の非極性面が(11-20)面又は(10-10)面である半導体基板。

【請求項15】
基板表面が、主面部分と、該主面部分とは面方位が異なる非主面部分と、を有するサファイア基板と、
上記サファイア基板の上記基板表面における上記主面部分からAlNが結晶成長することなく、上記非主面部分を起点としてAlNが結晶成長することにより、該主面部分の法線方向に成長して形成されたAlN層と、
を備えた半導体基板であって、
上記AlN層は、上記サファイア基板の上記主面部分と平行となるように表面研磨されている半導体基板

【請求項16】
請求項11乃至15のいずれかに記載された半導体基板を有する電子デバイス。

【請求項17】
請求項11乃至15のいずれかに記載された半導体基板を有する半導体発光素子。
国際特許分類(IPC)
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出願権利状態 登録
山口TLOは平成11年11月に山口大学の教官50名の出資により設立された、リエゾン一体型のTLO活動会社です。山口大学を主とし、山口県内の大学・高専の研究成果をご紹介致します。特許の内容に興味を持たれた方は、下記までご連絡ください。


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