(57)【要約】【課題】  、全面に渡って転位密度を低減し、クラック発生を抑制することが可能な窒化物半導体基板及びその製造方法、及び半導体デバイスを提供する。【解決手段】  この窒化物半導体基板は、基板（Ａ、Ｂ，Ｄ１）と、基板（Ａ、Ｂ，Ｄ１）上に形成され離間した結晶成長制限部Ｃと、基板（Ａ、Ｂ，Ｄ１）及び結晶成長制限部Ｃを被覆し、その露出表面の、Ｚ軸に平行な断面（ＸＺ断面）が、波の形状を構成し、この波の形状が多角形状になまっている窒化物半導体からなる波状層（Ｄ２，Ｅ，Ｆ２）と、波状層（Ｄ２，Ｅ，Ｆ２）上に形成され窒化物半導体からなる平坦化層Ｇとを備えている。形状変更層Ｆ２の露出表面が熱処理によって多角形状になまっているため、埋め込む山谷差が小さくなり、埋め込み体積が減るため、埋め込み成長がし易く、平坦化層Ｇが形状変形層Ｆ２内に緻密に埋まっている。【選択図】図２
2010001192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に部分的に形成された結晶成長制限部と、
前記基板及び前記結晶成長制限部を被覆し、その露出表面の、層の厚み方向に平行な断面が、波形状を構成し、前記波形状はなまっている窒化物半導体からなる波状層と、
前記波状層上に形成され窒化物半導体からなる平坦化層と、
を備えることを特徴とする窒化物半導体基板。
【請求項２】
前記波状層は、単一の窒化物半導体層からなることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体基板。
【請求項３】
前記波状層は、
前記基板上に成長した窒化物半導体からなる凹凸層と、
前記凹凸層の表面を被覆する窒化物半導体からなる第１被覆層と、
前記第１被覆層の表面を被覆する窒化物半導体からなる第２被覆層と、
からなり、
前記第２被覆層の融点は、前記第１被覆層の融点よりも低い、
ことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体基板。
【請求項４】
前記基板は、
サファイア基板と、
前記サファイア基板上に成長した緩衝層と、
前記緩衝層上に成長した窒化物半導体からなり前記緩衝層よりも厚い下地層と、
を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の窒化物半導体基板。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の窒化物半導体基板と、
前記窒化物半導体基板上に形成された半導体機能素子と、
を備えることを特徴とする半導体デバイス。
【請求項６】
基板上に結晶成長制限部を部分的に形成する第１工程と、
前記基板の前記結晶成長制限部間の領域を埋めるように窒化物半導体層を成長させ、前記窒化物半導体層を横方向にも成長させて前記結晶成長制限部上の領域にも前記窒化物半導体層を成長させ、前記窒化物半導体層の露出表面の、層の厚み方向に平行な断面が、波形状を構成する波状層を形成する第２工程と、
前記波状層を熱処理し、前記波状層の露出表面をなまらせる第３工程と、
前記第３工程の後に前記波状層の露出表面上に窒化物半導体からなる平坦化層を成長させる第４工程と、
を備えることを特徴とする窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項７】
前記波状層は、単一の窒化物半導体層からなることを特徴とする請求項６に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項８】
前記波状層は、
前記基板上に成長した窒化物半導体からなる凹凸層と、
前記凹凸層の表面を被覆する窒化物半導体からなる第１被覆層と、
前記第１被覆層の表面を被覆する窒化物半導体からなる第２被覆層と、
からなり、
前記第２被覆層の融点は、前記第１被覆層の融点よりも低い、
ことを特徴とする請求項６に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項９】
前記基板は、          
サファイア基板と、
前記サファイア基板上に成長した緩衝層と、
前記緩衝層上に成長した窒化物半導体からなり前記緩衝層よりも厚い下地層と、
を有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス、窒化物半導体基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体（ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ系）を用いた発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザ（ＬＤ）をはじめとする半導体デバイスにおいて、その特性及び信頼性向上のためには結晶欠陥密度（転位密度）を低減することが必須となる。結晶欠陥（結晶転位）密度の低減の手法として、基板結晶表面に周期的にストライプの三角ファセット溝を形成した後に、横方向成長による埋め込み成長を用いることで、欠陥密度を低減することが知られている。
【０００３】
下記特許文献１によれば、サファイア基板上に、ＧａＮ、あるいはＡｌＮからなる低温バッファ層を介してＧａＮ層が成長されている。ＧａＮ層表面に、例えば、ＳｉＯ２から成るストライプマスクが周期的に形成され、その上に再びＧａＮオーバーグロース層が成長されている。ＧａＮオーバーグロース層は、ストライプマスクのない部分、即ちＧａＮ層が露出した領域でのみ成長を開始し、しばらくすると、ストライプマスク上を横方向に成長した結晶が、その上を覆いつくす。そして、最終的に、表面が平坦な膜となる。
【０００４】
このようなＧａＮオーバーグロース層の成長の過程において、本来、成長方向に真上に貫通する転位は、結晶合体部を除いてストライプマスク上には殆ど存在しない。その結果、中央部を除いたストライプマスク上のＧａＮオーバーグロース層には転位の少ない領域が形成されるとされている。
【０００５】
同文献によれば、この製造方法を用いることにより、ほぼ全面に低転位なＡｌＮを含むＩＩＩ族窒化物半導体基板が作製可能となり、高性能短波長発光素子や受光素子が実現できる可能性が示されている。
【特許文献１】国際公開ＷＯ２００３／０２５２６３パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、短波長用の結晶成長では、ＡｌＧａＮにおけるＡｌの組成比を増加させる必要がある。これは、Ｇａに対して原子半径が相対的に小さいＡｌの組成比を増加させると、全体の格子定数が小さくなり、格子定数が小さくなるとエネルギーバンドギャップＥｇが大きくなり、エネルギーバンドギャップＥｇが大きくなると、このエネルギーバンドギャップＥｇに対応する波長（λ（ｎｍ）＝１２４０／Ｅｇ（ｅＶ））が短くなるからである。断面が三角波形状の化合物半導体層をＡｌＧａＮ層で埋めていく場合、ＡｌＧａＮ層を緻密に埋め込むことは困難である。
【０００７】
すなわち、Ａｌ元素は、結晶表面におけるマイグレーション力が弱い為、埋め込み成長が難しいからである。例えば、Ａｌ組成比を高くして埋め込み成長を行なう場合、三角波断面の谷部において埋め込み残り穴ができやすく、埋め込みに厚い膜厚を必要とし、クラックを誘発する。また、ウエハの反りも大きくなる為、その後のプロセス（例えばホトリソグラフィなど）がうまくいかなくなるため、デバイスの歩留まりが悪化する。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、全面に渡って転位密度を低減し、クラック発生を抑制することが可能な窒化物半導体基板及びその製造方法、及び半導体デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するため、本発明に係る窒化物半導体基板は、基板と、基板上に部分的に形成された結晶成長制限部と、基板及び結晶成長制限部を被覆し、その露出表面の、層の厚み方向に平行な断面が、波形状を構成し、この波形状はなまっている窒化物半導体からなる波状層と、波状層上に形成され窒化物半導体からなる平坦化層とを備えることを特徴とする。
【００１０】
この発明に係る窒化物半導体基板によれば、波状層の形状がなまっているため、平坦化層の成長時において、埋め込み領域の山谷差（埋め込み体積）が相対的に小さくなるため、平坦化し易くなり、平坦化層が波状層内に緻密に埋め込まれる。基板から成長方向に伸びている転位は、波状層内で曲げられるため、その上に形成される平坦化層は、転位密度の低減化が図られる。その結晶性は、上記緻密性を伴って顕著に改善し、更に、結晶性、緻密性が高く、また、波状層及びこれに埋め込まれた平坦化層が厚み方向には平均的な組成が徐々に変化する歪緩和層としても機能しているので、平坦化層におけるクラックの発生も抑制されている。このように、平坦化層においては、全面に渡って転位密度を低減され、クラック発生が抑制されている。
【００１１】
なお、上述の窒化物半導体基板において、波状層は、単一の窒化物半導体層からなることができる。この場合には、窒化物半導体層が単純な構造であるという利点がある。
【００１２】
また、上述の窒化物半導体基板において、波状層は、基板上に成長した窒化物半導体からなる凹凸層と、凹凸層の表面を被覆する窒化物半導体からなる第１被覆層と、第１被覆層の表面を被覆する窒化物半導体からなる第２被覆層とからなり、第２被覆層の融点は、第１被覆層の融点よりも低いこととすることができる。
【００１３】
第２被覆層は融点が低いため、製造時の熱処理によって容易になまることができる。第１被覆層によって被覆されているため凹凸層の形状は熱処理によっても変化せず、再現性の高い波状層が形成されている。また、凹凸層と第２被覆層の組成を相違させることもでき、結晶成長時の組成を独立して最適化することもできる。
【００１４】
また、上述の窒化物半導体基板において、上記の基板は、サファイア基板と、サファイア基板上に成長した緩衝層と、緩衝層上に成長した窒化物半導体からなり緩衝層よりも厚い下地層とを有することが好ましい。
【００１５】
すなわち、上層の化合物半導体は窒化物半導体からなるが、基板はサファイア基板を用い、これに緩衝層と下地層を積層することで、窒化物半導体からなる下地層の結晶性を改善し、この上に別の窒化物半導体層が高い結晶性で成長されている。
【００１６】
本発明に係る半導体デバイスは、上述の窒化物半導体基板と、窒化物半導体基板上に形成された半導体機能素子とを備えることを特徴とする。
【００１７】
結晶性が良好な窒化物半半導体基板上に半導体機能素子を形成すると、その半導体機能素子の結晶性が向上し、光学的特性が向上するなどの良好な特性を有することとなる。
【００１８】
本発明に係る窒化物半導体基板の製造方法は、基板上に結晶成長制限部を部分的に形成する第１工程と、上記基板の結晶成長制限部間の領域を埋めるように窒化物半導体層を成長させ、窒化物半導体層を横方向にも成長させて結晶成長制限部上の領域にも窒化物半導体層を成長させ、窒化物半導体層の露出表面の、層の厚み方向に平行な断面が、波形状を構成する波状層を形成する第２工程と、波状層を熱処理し、波状層の露出表面をなまらせる第３工程と、第３工程の後に波状層の露出表面上に窒化物半導体からなる平坦化層を成長させる第４工程とを備えることを特徴とする。
【００１９】
この製造方法によれば、波状層の形状が熱処理工程によってなまるため、平坦化層の成長時において、埋め込み領域の山谷差（埋め込み体積）が相対的に小さくなるため、平坦化し易くなり、平坦化層が波状層内に緻密に埋め込まれる。なお、なお基板から成長方向に伸びている転位は、波状層内で曲げられるため、その上に形成される平坦化層は、転位密度の低減化が図られる。その結晶性は、上記緻密性を伴って顕著に改善し、更に、結晶性、緻密性が高く、また、波状層及びこれに埋め込まれた平坦化層が厚み方向には平均的な組成が徐々に変化する歪緩和層としても機能しているので、平坦化層におけるクラックの発生も抑制されている。このように、平坦化層においては、全面に渡って転位密度を低減され、クラック発生が抑制されている。
【００２０】
また、上述の製造方法において、波状層は、単一の窒化物半導体層からなることとしてもよい。この場合には、窒化物半導体層が単純な構造であるため、製造が容易であるという利点がある。
【００２１】
また、上述の製造方法において、波状層は、基板上に成長した窒化物半導体からなる凹凸層と、凹凸層の表面を被覆する窒化物半導体からなる第１被覆層と、第１被覆層の表面を被覆する窒化物半導体からなる第２被覆層とからなり、第２被覆層の融点は、第１被覆層の融点よりも低いことを特徴とする。
【００２２】
また、この製造方法においては、第２被覆層は融点が低いため、製造時の熱処理によって容易になまることができる。第１被覆層によって被覆されているため凹凸層の形状は熱処理によっても変化せず、再現性の高い波状層が形成されている。また、凹凸層と第２被覆層の組成を相違させることもでき、結晶成長時の組成を独立して最適化することもできる。
【００２３】
また、この製造方法においては、上述の基板は、サファイア基板と、サファイア基板上に成長した緩衝層と、緩衝層上に成長した窒化物半導体からなり緩衝層よりも厚い下地層とを有することができる。
この製造方法において、基板としてサファイア基板を用いた場合においても、サファイア基板上に緩衝層と下地層を積層することで、窒化物半導体からなる下地層の結晶性を改善し、この上に別の窒化物半導体層が高い結晶性で成長することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の窒化物半導体基板の製造方法によれば、全面に渡って転位密度を低減することができ、クラック発生を防止することができ、この窒化物半導体基板は転位密度とクラックが低減されており、半導体デバイスにおいては、窒化物半導体基板上に形成された機能素子の転位密度とクラックが低減されているため、高品質となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、実施の形態に係る窒化物半導体基板の構造及び製造方法について説明する。なお、同一要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００２６】
なお、以下の実施形態では、結晶を成長させる方法として有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法が用いられるが、本発明はこれに限定されず、分子線成長（ＭＢＥ）法、ハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ）法等、他の成長方法を用いてもよい。
【００２７】
また、以下の実施形態では、窒素原料ガスとしてアンモニア（ＮＨ３）を含むガスが、ＩＩＩ族原料ガスとしてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）やトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を含むガスが、Ｎ型ドーピング原料ガスとしてシラン（ＳｉＨ４）を含むガスが、Ｐ型ドーピング原料ガスとしてジシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を含むガスが用いられるが、本発明はこれに限定されない。以下、詳説する。
（第１実施形態）
【００２８】
図１は、第１実施形態に係る窒化物半導体基板の中間体の縦断面図である。三次元直交座標系Ｘ，Ｙ，Ｚを設定すると、基板の厚み方向がＺ軸に一致し、基板の幅方向がＸ軸に一致し、Ｘ軸及びＺ軸の双方に垂直な紙面の奥行き方向がＹ軸に一致している。
【００２９】
各層は、下層から順番にＺ軸の正方向に沿って積層して形成されるが、これらの層Ａ，Ｂ，Ｄ１，Ｃ，Ｄ２，Ｅ，Ｆ１の材料は以下の通りである。
・形状変形層（第２被覆層）Ｆ１：ＧａＮ
・形状制御層（第１被覆層）Ｅ：ＡｌＸＧａ１−ＸＮ、（Ｘ＝０．１）
・凹凸層Ｄ２：ＧａＮ
・結晶成長制限部Ｃ：ＳｉＯ２
・下地層Ｄ１：ＧａＮ
・緩衝層Ｂ：ＧａＮ
・基板Ａ：サファイア
【００３０】
結晶成長制限部Ｃは、絶縁性のストライプマスクからなり、各ストライプはＹ軸方向に延びており、Ｘ軸方向に沿って離間して並んでいる。また、凹凸層Ｄ２は、形状制御層Ｅ、形状変形層Ｆ１と共に、ＸＺ断面内において、その露出表面が三角波形状をしており、三角波の谷の直下に結晶成長制限部Ｃのストライプが位置する。なお、露出表面のＸＺ断面が周期的な波形を示す凹凸層Ｄ２、形状制御層Ｅ及び形状変形層Ｆ１は、波状層（Ｄ２，Ｅ，Ｆ１）を構成している。
【００３１】
また、本例の凹凸層Ｄ２は、Ｙ軸を中心軸とする複数の三角柱形状の部分を有している。すなわち、凹凸層Ｄ２の山部の頂面はＹ軸方向に沿って延びており、谷部の底面はＹ軸に沿って延びている。
【００３２】
図２は、図１に示した中間体に熱処理を行った後、平坦化層を表面上に形成してなる窒化物半導体基板の縦断面図である。
【００３３】
図１に示した形状変形層Ｆ１は、三角波の谷側に質量が移動して形状変形層Ｆ２となり、形状変形層Ｆ２上には平坦化層（埋め込み層）Ｇが埋め込み成長している。ここで、露出表面のＸＺ断面が周期的な波形を示す凹凸層Ｄ２、形状制御層Ｅ及び形状変形層Ｆ２は、波状層（Ｄ２，Ｅ，Ｆ２）を構成している。平坦化層Ｇは、ＡｌＸＧａ１−ＸＮ、（Ｘ＝０．１５）からなる。この構造によれば、Ａｌの組成比Ｘは１５％あるが、Ａｌのマイグレーション力が低くても、凹凸層Ｄ２の露出表面が熱処理によってなまっているため、すなわち、三角波の山部及び谷部における角部が多角形状になまっているため、埋め込み領域の山谷差が相対的に小さくなり、平坦化層Ｇが形状変形層Ｆ２内に緻密に埋まっている。結晶成長制限部Ｃを構成するストライプマスクの直上には、そのＸ軸方向の中心線（Ｚ軸に沿っている）上を除き、結晶欠陥（転位）が低減されている。
【００３４】
平坦化層Ｇは、緻密に波状の断面内を埋めて成長するため、下地の好適な結晶性を継承して低欠陥密度状態で成長している。更に、埋め込み領域をなますことで、埋め込み厚さが薄くできる。よって、平坦化層Ｇの厚みの増大に起因するクラックを抑制することができる。このようなクラック防止の観点から平坦化層Ｇの厚みは、0.1μｍ〜500μｍであることが好ましく、本例では8.4μｍである。なお、結晶成長制限部Ｃを構成する各マスクは、周期性を持って離間しているが、これらは基板Ａ上に部分的に形成されていれば、平坦化層Ｇの結晶性改善効果を有する。
【００３５】
次に、上述の窒化物半導体基板の製造方法について説明する。
【００３６】
工程（１）：緩衝層Ｂ及び下地層Ｄ１の成長工程
【００３７】
図１に示すように基板Ａを用意する。基板Ａはサファイアからなり、その露出表面はＣ面である。基板ＡをＭＯＣＶＤによる結晶成長を行うことが可能な空間（ＭＯＣＶＤ室）内に導入して固定し、ＭＯＣＶＤ室内を水素雰囲気にする。
【００３８】
次に、基板Ａに対して１０５０℃で５分間の熱処理を行い、基板Ａの表面を清浄化する。このように適切な条件で熱処理を行うことで、基板Ａの表面の汚染物質が取り除かれると共に、表面の平面度が向上する。
【００３９】
次に、基板Ａの温度を５００℃まで降温し、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）を含むＩＩＩ族原料ガス、及び窒素原料ガス等を供給して、基板Ａ上に膜厚が２５ｎｍの緩衝層Ｂを成長させる。低温成長した緩衝層ＢはＧａＮからなる。そして、１０５０℃まで昇温し、ＴＭＧを含むＩＩＩ族原料ガス、及び窒素原料ガス（ＮＨ３）を供給して、緩衝層Ｂ上に膜厚が緩衝層Ｂより厚い２．５μｍのＧａＮからなる下地層（第１ＧａＮ系半導体層）Ｄ１を成長させる。なお、上記の如く、緩衝層Ｂの成長温度は下地層Ｄ１の成長温度よりも低い。
【００４０】
工程（２）：ＳｉＯ２ストライプ形成
【００４１】
工程（１）で得られた基板をＭＯＣＶＤ室から取り出し、プラズマＣＶＤによる成膜が可能な空間（プラズマＣＶＤ室）内に導入して固定する。次に、上記の基板上に、プラズマＣＶＤ法により、膜厚が６０ｎｍのＳｉＯ２膜を堆積させる。次に、通常のフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術によりＳｉＯ２膜を加工して、Ｘ軸方向の幅２μｍで周期４μｍのＳｉＯ２ストライプからなる周期ストライプパターン（結晶成長制限部Ｃ）を形成する。すなわち、結晶成長制限部Ｃは、基板上に周期的に離間している。結晶成長制限部Ｃ上には、ＧａＮ系の化合物半導体が成長し難く、下地層Ｄ１を含む基板におけるストライプの間の領域上に、後段の工程の化合物半導体層が選択成長する。また、ストライプの長手方向は、ＧａＮ［１−１００］方向に一致する。
【００４２】
次に、ＳｉＯ２ストライプを形成した基板を、再度、ＭＯＣＶＤ成長室に導入して固定し、ＭＯＣＶＤ室をアンモニア雰囲気にして、１０７５℃で５分間の熱処理を行う。
【００４３】
工程（３）：初期の波状層の成長工程
【００４４】
以下のように、凹凸層Ｄ２、形状制御層Ｅ及び形状変形層Ｆ１からなる波状層を、基板上に形成する。
【００４５】
工程（３−１）：凹凸層Ｄ２の成長工程
【００４６】
ＴＭＧと窒素原料ガス（ＮＨ３）を用いたＭＯＣＶＤ法を用いて、基板温度９００℃で、結晶成長制限部Ｃが形成された基板上にＧａＮ層を成長させ、三角状の波形状の断面を有する凹凸層Ｄ２（第２ＧａＮ系半導体層）を形成する。すなわち、下地層Ｄ１を含む基板の結晶成長制限部Ｃ間の領域を埋めるように窒化物半導体層を成長させ、窒化物半導体層を横方向（Ｘ軸方向）にも成長させて結晶成長制限部Ｃ上の領域にも窒化物半導体層を成長させ、窒化物半導体層の露出表面の、層の厚み方向（Ｚ軸方向）に平行な断面（ＸＺ平面）が、波形状を構成する波状層の一部である凹凸層Ｄ２を形成する。なお、凹凸層Ｄ２は、ＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０）からなり、その厚さは、平坦な表面に形成した場合に換算して、１．７μｍである。
【００４７】
工程（３−２）：形状制御層Ｅの成長工程
【００４８】
その後、ＴＭＡ、ＴＭＧ、シラン（ＳｉＨ４）ガス、窒素原料ガス（ＮＨ３）を用いたＭＯＣＶＤ法を用いて、成長温度９００℃、成長圧力６．７×１０４Ｐａ（５００ｔｏｒｒ）で、Ｓｉを添加したＡｌＸＧａ１−ＸＮ、（Ｘ＝０．１）からなる厚さ０．１μｍの形状制御層Ｅを、凹凸層Ｄ２上に成長する。形状制御層Ｅも波状層の一部である。
【００４９】
形状制御層Ｅの厚みは１ｎｍ〜１０μｍが好ましい。形状制御層Ｅの厚みが１ｎｍより薄い場合は、形状制御層Ｅが、成長中断中に分解してしまう。形状制御層Ｅの厚みが１０μｍより厚い場合、形状制御層Ｅとその下の層の格子定数差により、クラックが入るからである。かかる観点から、更に好適な形状制御層Ｅの厚みは１０ｎｍ〜１μｍである。
【００５０】
工程（３−３）：形状変形層Ｆ１の成長工程
【００５１】
続いて、ＴＭＧ及び窒素原料ガス（ＮＨ３）を用いたＭＯＣＶＤ法を用いて、成長温度９００℃、成長圧力６．７×１０４Ｐａ（５００ｔｏｒｒ）で、アンドープのＧａＮからなる厚さ０．８μｍの形状変形層Ｆ１を、形状制御層Ｅ上に成長する。
【００５２】
工程（４）：波状層における形状変形層Ｆ１の変形工程
【００５３】
工程（３−３）で得られた基板を１１２５℃まで昇温させる。昇温中は有機金属材料のみ供給を停止し、窒素原料ガス（ＮＨ３）雰囲気下での化合物半導体層の成長を中断する。
【００５４】
この際、融点の低い形状変形層Ｆ１は、融点の高い形状制御層Ｅの山部を頂とする多角形になまり、形状変形層Ｆ２となる。元々あった形状変形層Ｆ１の山部に堆積された部分の質量の一部分は、谷部へ移動する。このような形で、本来であった三角波形状が、多角形状になまった波形状に変形する（図２参照）。こうして山谷差が小さくなるため、埋め込みが容易となる。
【００５５】
ＸＺ断面において、波状層における形状変形層Ｆ２の露出表面は、周期的に基板側に凹んでおり、これらの凹部間の領域は凸部を構成している。上述のように、波状層の山谷差が小さくなっているため、形状変形層Ｆ２の露出表面の凹部の最深部のＸＺ断面内における角度θＦ２（＜１８０度）は、この最深部の直下における形状制御層Ｅの凹部の最深部のＸＺ断面内における角度θＥよりも大きい（θＦ２＞θＥ）。また、角度θＦ２は、この最深部の直下における凹凸層Ｄ２の凹部の最深部のＸＺ断面内における角度θＤ２よりも大きい（θＦ２＞θＤ２）。これにより平坦化層Ｇが波状層の最外表面の最深部に埋め込まれやすくなっている。
【００５６】
工程（５）：平坦化層の成長工程
【００５７】
次に、ＴＭＡ、ＴＭＧ、窒素原料ガス（ＮＨ３）を用いたＭＯＣＶＤ法を用いて、膜厚が８．４μｍのＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０．１５）からなる平坦化層Ｇを、波状層上に埋め込み成長させる。これにより、波状層からなる多角形構造が平坦化層Ｇ内に埋め込まれ、逆に言えば、波状層内に平坦化層Ｇの下部領域が埋め込まれる。そして、平坦化層Ｇの露出表面で規定される基板表面が平坦化され、窒化物半導体基板が得られる。なお、上記の膜厚は、平坦な基板上に成長させた場合の膜厚に換算した値である。また、成長温度１１２５℃、成長圧力は１．０×１０４Ｐａ（７６ｔｏｒｒ）とした。
（第２実施形態）
【００５８】
図３は、第２実施形態に係る窒化物半導体基板の中間体の縦断面図である。
【００５９】
この製造方法では、工程（１）、（２）、（３−１）、（４）、（５）を順次実行する。すなわち、第２実施形態においても、第１実施形態と同様に波状層上に平坦化層Ｇを形成するが、波状層の形成工程が、第１実施形態とは変更されている。
【００６０】
１つ目の変更点は、工程（３−１）において、本形態における凹凸層Ｄ２の体積を、第１実施形態における凹凸層Ｄ２、形状制御層Ｅ及び形状変形層Ｆ１の合計体積と同一とし、基板上に凹凸層Ｄ２のみを波状層として成長させることである。ここで、形状制御層Ｅ及び形状変形層Ｆ１（Ｆ２）は成長させない。
【００６１】
図４は、図３に示した中間体に熱処理を行った後、平坦化層を表面上に形成してなる窒化物半導体基板の縦断面図である。
【００６２】
２つ目の変更点は、工程（３−１）に続いて工程（４）を行う場合、工程（４）における熱処理条件（温度と時間）を制御することで、凹凸層Ｄ２の三角状波部をなまらせ、この上に平坦化層Ｇを形成することである。すなわち、凹凸層Ｄ２の形状は、第１実施形態の形状変形層Ｆ２と同様に変形し、その露出表面は形状変形層Ｆ２と同一の条件を満たしている。工程（４）の後に、工程（５）が行われる。これにより、形状制御層Ｅ及び形状変形層Ｆ１（Ｆ２）が無くても、良好な窒化物半導体基板が得られる。
（第３実施形態）
【００６３】
図５は、第３実施形態に係る窒化物半導体基板の中間体の縦断面図である。
【００６４】
第３実施形態では、窒化物半導体基板は、サファイアからなる基板Ａ上に直接、上述の工程（２）を用いてＳｉＯ２ストライプ（結晶成長制限部）Ｃを形成し、続いて、以下の工程（２−１）、及び上述の工程（３−１）、工程（３−２）、工程（３−３）、工程（４）及び工程（５）を経ることによって形成する。
【００６５】
工程（２−１）：緩衝層Ｂの形成工程
【００６６】
工程（２）で得られた基板を、基板温度４７５℃まで昇温し、ＴＭＧ及び窒素原料ガス（ＮＨ３）を用いたＭＯＣＶＤ法によって、膜厚が２５ｎｍのＧａＮからなる緩衝層Ｂを、基板Ａの露出表面上に成長させる。
【００６７】
工程（３−１）：凹凸層Ｄ２の成長工程
【００６８】
その後、ＴＭＧ及び窒素原料ガス（ＮＨ３）を用いたＭＯＣＶＤ法によって、成長圧力６．７×１０４Ｐａ（５００ｔｏｒｒ）で、基板温度９２５℃まで昇温し、ＧａＮからなる凹凸層Ｄ２を緩衝層Ｂ上及び結晶成長制限部Ｃ上に形成する。結晶成長の仕方は上述の凹凸層Ｄ２の成長の場合と同一である。
【００６９】
しかる後、凹凸層Ｄ２上に、第１実施形態において説明したように、形状制御層Ｅ（工程（３−２））、形状変形層Ｆ１（工程（３−３））を形成し、これを熱処理してなまして形状変形層Ｆ２を形成し（工程（４））、最後に、平坦化層Ｇを形状変形層Ｆ２上に形成して、窒化物半導体基板を得る。もちろん、第２実施形態のように、工程（３−１）の後、工程（３−２）、（３−３）を経ることなく、工程（４）、工程（５）を順次実行してもよい。
（第４実施形態）
【００７０】
図６は、縦断面が三角状波形状を有する凹凸層Ｄ２の平面図、図７は凹凸層Ｄ２の１つの山部の拡大図、図８は図７に示した山部の斜視図である。
【００７１】
この凹凸層Ｄ２の表面形状は、上述のものとは異なる。上述のように、第１〜第３実施形態の凹凸層Ｄ２（波状層）の露出表面形状は、ＸＺ断面においては波状であるが、頂面及び溝の底面がＹ軸に沿って延びたストライプ状であった。本例では、凹凸層Ｄ２の形状は、ストライプ状ではなく、その露出表面は、複数の六角錐を下地基板上に敷き詰めた形状をしている。
【００７２】
すなわち、図６に示すように、凹凸層Ｄ２を構成するＧａＮは六方晶をしており、紙面に垂直な方向（Ｚ軸）に結晶のｃ軸が延びている。１つの結晶格子のｃ軸の延長線上に頂点Ｘ０を有する六角錐が形成されている（図７、図８参照）。このような構造（周期六角錐ファセット構造）の場合も、凹凸層Ｄ２のＸＺ断面は、三角状波形状となる。もちろん、これらの各角部は熱処理によって上述のように多角錐状になまっている。また、このような六角錐を形成するには、初期の結晶成長制限部の形状をストライプではなく、個々のマスク形状を円形、又は正多角形とし、これらをＸＹ平面内においてマトリックス状に配置すればよい。
【００７３】
なお、図７及び図８に示すように、頂点Ｘ０は、６つの二等辺三角形の側面ｄ２１、ｄ２２、ｄ２３、ｄ２４、ｄ２５、ｄ２６の頂点を共有し、六角錐を構成しているが、頂点及び底辺の近傍は上述のように多角状になまっている。
（ＬＥＤ構造）
【００７４】
図９は、ＬＥＤ（発光ダイオード）の縦断面図である。
【００７５】
第１〜第４実施形態のいずれかの工程で得られた窒化物半導体基板を下地基板Ｘとする。ＬＥＤは、下地基板Ｘ上に、以下の半導体層Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６を順次堆積することによって得ることができる。
【００７６】
下地基板Ｘ上に、ＳｉをドープしたＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層（Ｓｉドープコンタクト層Ｌ１）を３μｍ、Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層（第１クラッド層Ｌ２）を２５０ｎｍ、ＡｌＧａＮ量子井戸構造（活性層）Ｌ３、Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ｎ層（キャリアブロック層）Ｌ４を２０ｎｍ、ＭｇをドープしたＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ層（Ｍｇドープクラッド層）Ｌ５を２５０ｎｍ、ＭｇをドープしたＧａＮ層（コンタクト層）Ｌ６を５０ｎｍ、順に成長させて、半導体構造物を得ることができる。各コンタクト層Ｌ１，Ｌ７には、電極層Ｌ７，Ｌ８を接触させる。下地基板Ｘ上に積層された半導体層Ｌ１〜Ｌ６は半導体機能素子としてのＬＥＤを構成している。
（ＬＤ構造）
【００７７】
図１０は、ＬＤ（レーザダイオード）の縦断面図である。
【００７８】
平坦化層ＧをＡｌ０．３Ｇａ０．７Ｎで形成する以外は、第１〜第４実施形態のいずれかと同一の工程で、窒化物半導体基板を作製し、これを下地基板Ｘとする。
【００７９】
下地基板Ｘ上に、ＳｉをドープしたＡｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ層（ｎ側コンタクト層：Ｈ）を２．８μｍ、ＳｉをドープしたＡｌ０．３ＧａＮ層（ｎ側クラッド層：Ｉ）を６００ｎｍ、Ａｌ０．１４ＧａＮ層（ｎ側ガイド層：Ｊ）を９０ｎｍ，Ａｌ０．０４ＧａＮ量子井戸層とＡｌ０．１４ＧａＮ量子バリア層からなる多重量子井戸層（ＭＱＷ発光層：Ｋ）、Ａｌ０．１４ＧａＮ層（ｐ側ガイド層：Ｌ）を１２０ｎｍ，ＭｇをドープしたＡｌＧａＮ層（電子ブロック層：Ｍ）を２０ｎｍ，ＭｇをドープしたＡｌ０．３ＧａＮ層（Ｐ側クラッド層：Ｎ）を５００ｎｍ、ＭｇをドープしたＧａＮ層（ｐ側コンタクト層：Ｏ）を２５ｎｍの順で積層する。各成長は、上述のＭＯＣＶＤ法を用いる。
【００８０】
一般的なフォトリソグラフ工程、エッチング工程、電極付け工程を行なうことで、図１０に示すように、５μｍ幅のリッジ型ＬＤ構造を作製した。Ｐ型電極層ＰはＮｉとＡｕの合金であり、Ｎ型電極層ＱはＴｉとＡｌの合金とした。紙面に垂直な共振器長は９００μｍとした。各電極層Ｐ，Ｑ間に電流４１５ｍＡを流したところ、短波長からなる３４２ｎｍのパルスレーザ発振が確認された。
【００８１】
図１１は、上記条件の場合のＬＤの発振スペクトルを示すグラフである。
【００８２】
波長３４２ｎｍから３４３ｎｍの間に、発振スペクトルのピークが位置しており、その半値幅も非常に小さくなっている。すなわち、優れた紫外線レーザが製造されていることが分かる。このように、実施の形態に係る半導体デバイスは、上述の窒化物半導体基板と、窒化物半導体基板上に形成された半導体機能素子とを備えている。結晶性が良好な窒化物半導体基板上に半導体機能素子を形成すると、その半導体機能素子の結晶性が向上し、光学的特性なども向上し、レーザ発振するという良好な特性を有することとなる。
【００８３】
なお、上述のサファイア基板は通常Ｃ面が用いられるが、これのオフ方向はＡ軸でもＭ軸でもよく、ジャスト基板でも良い。Ｃ面以外でも、ファセット面が出る場合の成長形態であれば、その途中に形状制御層と形状変更層を導入することで、同様の効果が得られる。
【００８４】
なお、上述のＧａＮ、ＡｌＧａＮなどの窒化物化合物半導体は、ＸをＡｌの組成比とすると、一般式としてＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０≦Ｘ≦１）で表すことができる。この化合物半導体は、Ｘ＝０の場合にはＧａＮを示し、Ｘ＝１の場合にはＡｌＮを示す。また、これにＩｎを更に含有する化合物半導体の一般式は、ＹをＧａＩｎにおけるＩｎの組成比とすると、ＡｌＸ（Ｇａ１−ＹＩｎＹ）１−ＸＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１）で表される。この化合物半導体は、Ｙ＝０の場合にはＡｌＸＧａ１−ＸＮを示し、Ｙ＝１の場合には、ＡｌＸＩｎ１−ＸＮを示す。なお、ＡｌＸ（Ｇａ１−ＹＩｎＹ）１−ＸＮは、簡略的にＡｌＧａＩｎＮで示すこととする。」
【００８５】
上述のように、波状層の谷部位置から、埋め込み成長が完了し平坦化するまでの位置までの膜厚部分は、全体的に見ると組成が徐々に変化する組成勾配層としても機能している。すなわち、波状層と埋め込まれた平坦化層は、成長方向に沿って全体としては格子定数が変化しており、歪み緩衝層としても機能するため、上層におけるクラックの発生が抑制される。なお、このようなクラックは、基板Ａと、その上に位置する複数の窒化物半導体層、及び複数の窒化物半導体層の各層間での熱膨張の差、格子定数の差などに起因して発生するものと思われる。これらの物理的応力を、波状層と平坦化層で構成される歪み緩衝層でバランスさせることで、クラックの発生が抑制されるものと考えられる。
【００８６】
よって、サファイアからなる基板Ａ上に、ＧａＮ系半導体からなる波状層を形成し、波の間を平坦化層で埋め込み、これらに歪み緩衝的な役割を持たせることが、高品質で厚膜のＡｌＧａＮ層もしくはＡｌＧａＩｎＮ層を形成する上で重要であると考えられる。
【００８７】
なお、上述の窒化物半導体基板は、上述の実施形態とは別の構造を採用することも可能である。
【００８８】
図１２は、各層の材料を示す図表である。
【００８９】
基板Ａの材料としては、上述のサファイアの他、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＡｌＧａＩｎＮ、Ｇａ２Ｏ３、ＺｎＯ、及びＺｒＢ２からなる群のいずれか１種を用いることができる。すなわち、基板Ａは、サファイア基板、酸化ガリウム基板、ＳｉＣ基板、Ｓｉ基板などの窒化物半導体とは異なる異種基板から構成することができるが、これは窒化物半導体から構成してもよい。この初期基板Ａ上に、ＡｌＧａＩｎＮ層が形成される。なお、上述のように、ＡｌＧａＩｎＮは、ＡｌＸ（Ｇａ１−ＹＩｎＹ）１−ＸＮを示している。緩衝層Ｂの材料としては、ＡｌＧａＩｎＮを用いることができるが、挿入しない方法も可能である。下地層Ｄ１の材料としては、ＡｌＧａＩｎＮを用いることができるが、挿入しない方法も可能である。
【００９０】
結晶成長制限層Ｃは、選択成長用のマスクであるが、これは高融点元素α、高融点元素の合金β、α又はβの酸化物、α又はβの窒化物、又は、空隙から構成される。すなわち、上記実施形態では、結晶製法制限部Ｃは、ＳｉＯ２から構成されていたが、この結晶成長制限部Ｃは、その他の材料から構成することもできる。結晶成長制限部Ｃは、高融点元素、それらの合金、それらの酸化物、それらの窒化物から構成することができ、その融点が１０００℃以上のものからなるマスクによって構成されている。なお、空隙の一事例としては、適当なマスクを用いてマスクが埋まるまで凹凸層の初期層を形成した後、このマスクを除去することによって形成されたものがある。
【００９１】
このマスクを構成する高融点元素αとしては、Ｎｄ（１０２１℃）、Ａｕ（１０６４℃）、Ｍｎ（１２４４℃）Ｓｉ（１４１０℃）、Ｎｉ（１４５３℃）、Ｃｏ（１４９５℃）、Ｆｅ（１５３５℃）、Ｐｄ（１５５４℃）、Ｔｉ（１６６０℃）、Ｐｔ（１７６９℃）、Ｚｒ（１８５２℃）、Ｃｒ（１８５７℃）、Ｖ（１８９０℃）、Ｒｈ（２３１０℃）、Ｈｆ（２２２７℃）、Ｎｂ（２４６８℃）、Ｍｏ（２６２０℃）、Ｔａ（２９９６℃）、Ｒｅ（３１８０℃）、又はＷ（３４１０℃）などが挙げられる。なお、括弧内は融点を示している。
【００９２】
より好適なマスク材料として、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、Ｔｉ、Ｗ、ＴｉＮｘ、ＷＮｘなどがあげられる。なお、下付のＸは各材料の組成比を示す。
【００９３】
凹凸層Ｄ２は、ＡｌＧａＩｎＮから構成することができ、形状制御層Ｅ、形状変形層Ｆ１（Ｆ２）は、それぞれＡｌＧａＩｎＮから構成することができるが、これを挿入しないことも可能である。また、平坦化層（埋込層）ＧもＡｌＧａＩｎＮから構成することができる。
【００９４】
なお、窒化物半導体基板に適用可能な材料の組み合わせは、この表に記載の材料に限定されず、発明の主旨を変えない限り、様々な組み合わせが存在する。なお、形状制御層Ｅの融点が、形状変形層Ｆ１（Ｆ２）の融点よりも高いことが条件となる。
【００９５】
なまった後の波形層において、その側面は平坦であっても平坦でなくても良い。より好適な形状として、波形層の側面も、凹凸面である変形後の形状変形層をもつことが望ましい。側面の凹凸部でも、格子定数の不整合による歪みを緩和することができ、クラックがより抑制される。上述の側面の凹凸面は、波状層の周期よりも短いディンプルのような細かい凹凸を更に有していてもよい。
【００９６】
以上、説明したように、上述の実施形態に係る窒化物半導体基板は、全面に渡って転位密度を低減し、クラック発生を防止することができ、これを用いた半導体デバイスは光学特性などに優れることとなる。
以上、説明したように、上述の窒化物半導体基板は、基板（（Ａ，Ｂ，Ｄ１）、又はＡ）と、基板上に形成されＸ軸方向に沿って周期的に離間した結晶成長制限部Ｃと、基板及び結晶成長制限部Ｃを被覆し、その露出表面の、層の厚み方向に平行な断面（ＸＺ断面）が、周期的な波の形状を構成し、この波の形状は多角形状になまっている窒化物半導体からなる波状層（Ｄ２，Ｅ，Ｆ２）と、波状層上に形成され窒化物半導体からなる平坦化層Ｇとを備えている。
【００９７】
この発明に係る窒化物半導体基板によれば、波状層の形状が多角形状になまっているため、埋め込み体積が相対的に小さくなり、平坦化層Ｇの成長時において埋め込み成長しやすくなる。したがって、平坦化層Ｇが波状層内に緻密に埋め込まれる。なお、平坦化層内で低転位で成長しており、その上に形成される平坦化層Ｇの結晶性は、上記緻密性を伴って顕著に改善し、更に、結晶性、緻密性が高く、また、波状層及びこれに埋め込まれた平坦化層Ｇが厚み方向には平均的な組成が徐々に変化する歪緩和層としても機能しているので、平坦化層Ｇにおけるクラックの発生も抑制されている。このように、平坦化層Ｇにおいては、全面に渡って転位密度を低減され、クラック発生が抑制されている。
【００９８】
上述の実施形態においては、波状層の角部が多角形状になまっているが、特に第１実施形態においては、熱処理によって形状変形層Ｆ２が垂れているので、形状変形層Ｆ２の重心位置は、形状制御層Ｅの重心位置よりも、基板側に位置している。
【００９９】
また、上述の窒化物半導体基板において、第１実施形態において示したように、波状層は、基板上に成長した窒化物半導体からなる凹凸層Ｄ２と、凹凸層Ｄ２の表面を被覆する窒化物半導体からなる形状制御層（第１被覆層）Ｅと、形状制御層Ｅの表面を被覆する窒化物半導体からなる形状変形層（第２被覆層）Ｆ２とからなり、形状変形層Ｆ２の融点は、形状制御層層Ｅの融点よりも低いこととすることができる。
【０１００】
形状変形層Ｆ２は融点が低いため、製造時の熱処理によって容易になまることができる。形状制御層Ｅによって被覆されているため凹凸層Ｄ２の形状は熱処理によっても変化せず、再現性の高い波状層が形成されている。また、凹凸層Ｄ２と形状変形層Ｆ２の組成を相違させることもでき、結晶成長時の組成を独立して最適化することもできる。なお、熱処理時の温度は、形状変形層Ｆ２の融点と形状制御層層Ｅの融点との間の温度に設定する。
【０１０１】
なお、第１実施形態において、ＡｌＧａＮからなる凹凸層Ｄ２、形状制御層Ｅ、及び形状変形層Ｆ２に含まれるＡｌの組成比を、それぞれＸ１，Ｘ２，Ｘ３とすると、これらはＸ１＜Ｘ２、Ｘ３＜Ｘ２の関係を満たすことが好ましいが、第１実施形態ではＸ１＝Ｘ３＝０に設定されている。すなわち、熱処理時において、形状制御層Ｅを用いることで、形状変形層Ｆ２の変形は促進しつつも、凹凸層Ｄ２の変形は抑制し、製造の再現性を高めている。
【０１０２】
なお、上述の窒化物半導体基板において、第２実施形態において示したように、波状層は、単一の窒化物半導体層（第２実施形態）からなることができ、この場合には、窒化物半導体層が単純な構造であり、製造が容易であるという利点がある。
【０１０３】
また、上述の窒化物半導体基板において、上記の基板は、サファイア基板Ａと、サファイア基板Ａ上に成長した緩衝層Ｂと、緩衝層Ｂ上に成長した窒化物半導体からなり緩衝層Ｂよりも厚い下地層Ｄ１とを有することが好ましい。基板Ａはサファイア基板を用い、これに緩衝層Ｂと下地層Ｄ１を積層することで、窒化物半導体からなる下地層Ｄ１の結晶性を改善し、この上に別の窒化物半導体層が高い結晶性で成長される。
【０１０４】
また、上述の窒化物半導体基板の製造方法は、基板（（Ａ，Ｂ，Ｄ１）、又はＡ）上にＸ軸に沿って周期的に離間した結晶成長制限部Ｃを形成する第１工程と、基板の結晶成長制限部Ｃ間の領域上から窒化物半導体層を基板厚み方向に成長させ、続いて、窒化物半導体層を横方向にも成長させて結晶成長制限部Ｃ上の領域にも窒化物半導体層を成長させ、窒化物半導体層の露出表面の、層の厚み方向に平行な断面が、周期的な波の形状を構成する波状層（凹凸層Ｄ２、形状制御層Ｅ、形状変形層Ｆ１）を形成する第２工程と、波状層を熱処理し、波状層の露出表面をなまらせる第３工程と、第３工程の後に波状層の露出表面上に窒化物半導体からなる平坦化層Ｇを成長させる第４工程とを備えている。
【０１０５】
この製造方法によれば、波状層の形状が熱処理工程によって多角形状になまるため、埋め込み体積が減少するため、平坦化層Ｇの成長時において、埋め込みが容易となり、平坦化層Ｇが波状層内に緻密に埋め込まれる。平坦化層は低転位で成長しており、その結晶性は、上記緻密性を伴って顕著に改善し、更に、結晶性、緻密性が高く、また、波状層及びこれに埋め込まれた平坦化層が厚み方向には平均的な組成が徐々に変化する歪緩和層としても機能しているので、平坦化層におけるクラックの発生も抑制されている。このように、平坦化層Ｇにおいては、全面に渡って転位密度を低減され、クラック発生が抑制されている。
【０１０６】
以下、上述の窒化物半導体基板を作製した場合の評価結果について説明する。
【０１０７】
図１３は、以下の実施例Ｉ、従来例Ｉに関する評価結果を示す図表である。
（実施例Ｉ）
【０１０８】
実施例Ｉに係る窒化物半導体基板は、第１実施形態と同じ製造方法を用いて製造し、平坦化層Ｇは、ＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０．３）から構成し、その厚みは７．６μｍとした。平坦化層Ｇ上に、ＡｌＧａＮからなるＭＱＷ（多重量子井戸）層を成長した。ＡｌＧａＮからなるＭＱＷ層は、厚さ３ｎｍのＧａＮからなる井戸層、厚さ８ｎｍのＡｌＸＧａ１−ＸＮ（Ｘ＝０．１５）からなるバリア層の積層ペアを１０周期成長したものである。このサンプルの表面モフォロジにおいて、クラックは観察されなかった。
【０１０９】
（従来例Ｉ）
従来例Ｉに係る窒化物半導体基板は、実施例Ｉにおいて、平坦化層Ｇの下地になる層として、形状制御層Ｅ及び形状変形層Ｆ２の形成を省略し、三角状波形状の凹凸層Ｄ２を平坦化層Ｇの下地層として製造した。なお、この鋭利な凹凸層Ｄ２は、融点を超える熱処理によってなまされていない。この凹凸層Ｄ２上に、実施例Ｉと同一の平坦化層を形成し、その上に実施例Ｉと同一のＭＱＷ層を形成した。平坦化層Ｇ及びＭＱＷ層の両者の組成、構造は、実施例Ｉと同一である。比較例Ｉのサンプルの表面モフォロジにおいては、埋め込み残り穴、及びクラックが観察された。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】第１実施形態に係る窒化物半導体基板の中間体の縦断面図である。
【図２】図１に示した中間体に熱処理を行った後、平坦化層を表面上に形成してなる窒化物半導体基板の縦断面図である。
【図３】第２実施形態に係る窒化物半導体基板の中間体の縦断面図である。
【図４】図３に示した中間体に熱処理を行った後、平坦化層を表面上に形成してなる窒化物半導体基板の縦断面図である。
【図５】第３実施形態に係る窒化物半導体基板の中間体の縦断面図である。
【図６】縦断面が三角状波形状を有する凹凸層Ｄ２の平面図である。
【図７】凹凸層Ｄ２の１つの山部の拡大図である。
【図８】図７に示した山部の斜視図である。
【図９】ＬＥＤ（発光ダイオード）の縦断面図である。
【図１０】ＬＤ（レーザダイオード）の縦断面図である。
【図１１】ＬＤの発振スペクトルを示すグラフである。
【図１２】各層の材料を示す図表である。
【図１３】実験結果を示す図表である。
【符号の説明】
【０１１１】
Ａ・・・基板、Ｂ・・・緩衝層、Ｄ１・・・下地層、Ｃ・・・結晶成長制限部、Ｄ２・・・凹凸層、Ｅ・・・第１被覆層、Ｆ１，Ｆ２・・・第２被覆層、Ｇ・・・平坦化層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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