(57)【要約】【課題】シリコン基板上に窒化物薄膜を成長する時に窒化物薄膜内の転位密度を低下させる半導体バッファ構造体を提供する。【解決手段】本発明による半導体バッファ構造体は、一方向に行くほど平均ガリウム組成比が増大する複数の窒化物半導体層と、複数の窒化物半導体層のうちの、隣接する窒化物半導体層の間に配された、Ａｌａ１Ｉｎｂ１Ｇａ１−ａ１−ｂ１Ｎ（０≦ａ１≦１，０≦ｂ１≦１、ａ１＋ｂ１≠１）で形成された転位制御層と、を備える半導体バッファ構造体である。転位制御層の介在により複数の窒化物半導体層全体の転位密度を低下できる。【選択図】図１
2014053611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に行くほど平均ガリウム組成比が増大する複数の窒化物半導体層と、
前記複数の窒化物半導体層のうちの隣接する窒化物半導体層の間に配された、Ａｌａ１Ｉｎｂ１Ｇａ１−ａ１−ｂ１Ｎ（０≦ａ１≦１，０≦ｂ１≦１、ａ１＋ｂ１≠１）を含む物質で形成された転位制御層と、を備えることを特徴とする半導体バッファ構造体。
【請求項２】
前記転位制御層の平均ガリウム組成比は、前記隣接する窒化物半導体層の各々の平均ガリウム組成比より大きいことを特徴とする請求項１に記載の半導体バッファ構造体。
【請求項３】
前記転位制御層と前記隣接する窒化物半導体層との境界で、前記転位制御層のガリウム組成比は、前記隣接する窒化物半導体層の各々のガリウム組成比より大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体バッファ構造体。
【請求項４】
前記転位制御層は、ＧａＮを含むことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の半導体バッファ構造体。
【請求項５】
前記転位制御層の厚さは、前記複数の窒化物半導体層及び前記転位制御層の全体に圧縮応力を形成させる厚さであることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の半導体バッファ構造体。
【請求項６】
前記転位制御層の厚さは、前記隣接する窒化物半導体層の各々の厚さより薄いことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の半導体バッファ構造体。
【請求項７】
前記転位制御層は、前記隣接する窒化物半導体層のうち少なくとも一つと接することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の半導体バッファ構造体。
【請求項８】
前記転位制御層上に配され、Ａｌａ２Ｉｎｂ２Ｇａ１−ａ２−ｂ２Ｎ（０＜ａ２≦１，０≦ｂ２≦１、ａ２≠ａ１）で形成され、前記半導体バッファ構造体の圧縮応力の低下を補完する応力制御層を備えることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の半導体バッファ構造体。
【請求項９】
前記応力制御層の平均ガリウム組成比は、前記隣接する窒化物半導体層の各々の平均ガリウム組成比より小さいことを特徴とする請求項８に記載の半導体バッファ構造体。
【請求項１０】
前記応力制御層の平均アルミニウム組成比は、前記隣接する窒化物半導体層の各々の平均アルミニウム組成比より大きいことを特徴とする請求項８又は９に記載の半導体バッファ構造体。
【請求項１１】
前記応力制御層は、前記隣接する窒化物半導体層のうち、平均ガリウム組成比の大きい第１窒化物半導体層と前記転位制御層との間に配されることを特徴とする請求項８乃至１０のうちいずれか１項に記載の半導体バッファ構造体。
【請求項１２】
前記応力制御層と前記転位制御層との境界で、前記応力制御層のガリウム組成比は、
前記隣接する窒化物半導体層のうち、平均ガリウム組成比の小さい第２窒化物半導体層と前記転位制御層との境界で、前記第２窒化物半導体層のガリウム組成比より小さいことを特徴とする請求項１１に記載の半導体バッファ構造体。
【請求項１３】
前記応力制御層は、ＡｌＮを含むことを特徴とする請求項８乃至１０のうちいずれか１項に記載の半導体バッファ構造体。
【請求項１４】
前記応力制御層の厚さは、前記複数の窒化物半導体層、前記転位制御層及び前記応力制御層全体に圧縮応力を形成させる厚さであることを特徴とする請求項８乃至１０のうちいずれか１項に記載の半導体バッファ構造体。
【請求項１５】
前記応力制御層の厚さは、前記転位制御層の厚さより薄いことを特徴とする請求項８乃至１０のうちいずれか１項に記載の半導体バッファ構造体。
【請求項１６】
シリコン基板をさらに含み、
前記複数の窒化物半導体層は、前記シリコン基板上に配されることを特徴とする請求項１乃至１５のうちいずれか１項に記載の半導体バッファ構造体。
【請求項１７】
前記一方向は、前記シリコン基板から遠ざかる方向であることを特徴とする請求項１６に記載の半導体バッファ構造体。
【請求項１８】
一方向に行くほど平均ガリウム組成比が増大する複数の窒化物半導体層と、
前記複数の窒化物半導体層のうち、一層以上の層内に配され、前記複数の窒化物半導体層の転位密度を低下させ、Ａｌａ１Ｉｎｂ１Ｇａ１−ａ１−ｂ１Ｎ（０≦ａ１≦１，０≦ｂ１≦１、ａ１＋ｂ１≠１）で形成された転位制御層と、を備えることを特徴とする半導体バッファ構造体。
【請求項１９】
前記請求項１乃至１８のうちいずれか１項により形成された半導体バッファ構造体と、
前記半導体バッファ構造体上に形成される窒化物積層体と、を含むことを特徴とする半導体素子。
【請求項２０】
前記窒化物積層体上に形成された素子層をさらに備えることを特徴とする請求項１９に記載の半導体素子。
【請求項２１】
シリコン基板上に第１窒化物半導体層を積層する工程と、
前記第１窒化物半導体層上にＡｌａ１Ｉｎｂ１Ｇａ１−ａ１−ｂ１Ｎ（０≦ａ１≦１，０≦ｂ１≦１、ａ１＋ｂ１≠１）で形成された転位制御層を積層する工程と、
前記転位制御層上に第２窒化物半導体層を積層する工程と、を含み、
前記第１及び第２窒化物半導体層の各々は、一方向に行くほど平均ガリウム組成比が増加し、前記第２窒化物半導体層の平均ガリウム組成比は、前記第１窒化物半導体層の平均ガリウム組成比より大きく、
前記転位制御層は、前記第１及び第２窒化物半導体層全体の転位密度を低下させることを特徴とする半導体バッファ構造体の製造方法。
【請求項２２】
前記転位制御層の平均ガリウム組成比は、前記第１窒化物半導体層及び窒化物半導体層の各々の平均ガリウム組成比より大きいことを特徴とする請求項２１に記載の半導体バッファ構造体の製造方法。
【請求項２３】
Ａｌａ２Ｉｎｂ２Ｇａ１−ａ２−ｂ２Ｎ（０＜ａ２≦１，０≦ｂ２≦１、ａ２≠ａ１）で形成された応力制御層を前記転位制御層上に積層する工程をさらに含み、
前記応力制御層は、前記半導体バッファ構造体の圧縮応力の減少を補完することを特徴とする請求項２１又は２２に記載の半導体バッファ構造体の製造方法。
【請求項２４】
前記応力制御層の平均ガリウム組成比は、前記第１窒化物半導体層の平均ガリウム組成比より小さいことを特徴とする請求項２３に記載の半導体バッファ構造体の製造方法。
【請求項２５】
請求項２１乃至請求項２４のうちいずれか１項に記載の製造方法によって半導体バッファ構造体を形成する工程と、
前記半導体バッファ構造体上に窒化物積層体を積層する工程と、
前記窒化物積層体から前記半導体バッファ構造体を除去する工程と、を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体バッファ構造体及びそれを含む半導体素子と、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物系半導体素子を形成するための基板としてサファイア基板がよく使われる。しかし、サファイア基板は、コストが高く、チップ製作プロセスが難しく、導電性が低い。そして、サファイア基板を大口径としてエピ成長させる時に、低い熱伝導度によって、高温で基板自体の撓み現象が発生して、大面積に製作し難い。
【０００３】
このような限界を克服するために、サファイア基板の代わりに、シリコン基板を活用した窒化物系半導体素子が開発されている。シリコン基板は、サファイア基板に比べて熱伝導度が高いので、窒化物薄膜の成長に必要な高温でも基板の撓み程度が大きくないので、大口径の窒化物薄膜の成長に対してサファイア基板よりも適している。
【０００４】
しかし、シリコン基板上に窒化物薄膜を成長する時、基板と薄膜との間のガリウム組成比の不一致によって転位密度（Ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）が大きくなって、クラックの発生を助長し、このクラックはデバイスの正常動作を危険に曝し、最悪の場合デバイスを動作不能に陥らせる恐れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、シリコン基板上に窒化物薄膜を成長する時に窒化物薄膜内の転位密度を低下させる半導体バッファ構造体を提供することである。
本発明が解決しようとする他の課題は、基板上に成長する窒化物系半導体バッファ構造体内の転位密度を低下させた半導体素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を達成するために、本発明の一類型による半導体バッファ構造体は、一方向に行くほど平均ガリウム組成比が増加する複数の窒化物半導体層と、前記複数の窒化物半導体層のうちの隣接する窒化物半導体層の間に配された、Ａｌａ１Ｉｎｂ１Ｇａ１−ａ１−ｂ１Ｎ（０≦ａ１≦１，０≦ｂ１≦１、ａ１＋ｂ１≠１）を含む物質で形成された転位制御層と、を備える。
【０００７】
好ましくは、
そして、前記転位制御層の平均ガリウム組成比は、前記隣接する窒化物半導体層の各々の平均ガリウム組成比より大きい。
また、前記転位制御層と前記隣接する窒化物半導体層との境界で、前記転位制御層のガリウム組成比は、前記隣接する窒化物半導体層の各々のガリウム組成比より大きい。
【０００８】
好ましくは、
そして、前記転位制御層は、単結晶層である。
また、前記転位制御層は、ＧａＮを含む。
そして、前記転位制御層の厚さは、前記複数の窒化物半導体層及び前記転位制御層の全体に圧縮応力を形成させる厚さである。
また、前記転位制御層の厚さは、前記隣接する窒化物半導体層の各々の厚さより薄い。
そして、前記転位制御層の厚さは、０．１ｎｍ乃至１００ｎｍである。
【０００９】
好ましくは、
また、前記転位制御層は、前記隣接する窒化物半導体層のうち少なくとも一つと接する。
そして、前記複数の窒化物半導体層のうち、前記シリコン基板と接する層は、ＡｌＮを含む。
また、前記複数の窒化物半導体層のうち、前記シリコン基板と最も遠く離隔した層は、ＧａＮを含む。
【００１０】
好ましくは、
そして、前記転位制御層上に配され、Ａｌａ２Ｉｎｂ２Ｇａ１−ａ２−ｂ２Ｎ（０＜ａ２≦１，０≦ｂ２≦１、ａ２≠ａ１）で形成され、前記半導体バッファ構造体の圧縮応力の減少を補完する応力制御層を備える。
【００１１】
好ましくは、
また、前記応力制御層の平均ガリウム組成比は、前記隣接する窒化物半導体層の各々の平均ガリウム組成比より小さい。
そして、前記応力制御層の平均アルミニウム組成比は、前記隣接する窒化物半導体層の各々の平均アルミニウム組成比より大きい。
【００１２】
好ましくは、
また、前記応力制御層は、前記隣接する窒化物半導体層のうち、平均ガリウム組成比の大きい第１窒化物半導体層と前記転位制御層との間に配される。
【００１３】
好ましくは、
そして、前記応力制御層と前記転位制御層との境界で、前記応力制御層のガリウム組成比は、前記隣接する窒化物半導体層のうち、平均ガリウム組成比の小さい第２窒化物半導体層と前記転位制御層との境界で、前記第２窒化物半導体層のガリウム組成比より小さい。
【００１４】
好ましくは、
また、前記応力制御層は、単結晶層である。
そして、前記応力制御層は、ＡｌＮを含む。
また、前記応力制御層の厚さは、前記複数の窒化物半導体層、前記転位制御層及び前記応力制御層全体に圧縮応力を形成させる厚さである。
そして、前記応力制御層の厚さは、前記転位制御層の厚さより薄い。
また、前記転位制御層の厚さは、１０ｎｍ乃至２０００ｎｍであり、応力制御層は、１ｎｍ乃至１０００ｎｍである。
そして、前記増加は、段階的な増加である。
【００１５】
好ましくは、
また、シリコン基板をさらに含み、前記複数の窒化物半導体層は、前記シリコン基板上に配される。
そして、前記一方向は、前記シリコン基板から遠ざかる方向である。
【００１６】
一方、本発明の他の類型による半導体バッファ構造体は、一方向に行くほど平均ガリウム組成比が増加する複数の窒化物半導体層と、前記複数の窒化物半導体層のうち一層以上の層内に配され、前記複数の窒化物半導体層の転位密度を低下させ、Ａｌａ１Ｉｎｂ１Ｇａ１−ａ１−ｂ１Ｎ（０≦ａ１≦１，０≦ｂ１≦１、ａ１＋ｂ１≠１）で形成された転位制御層と、を備える。
【００１７】
好ましくは、
そして、前記複数の窒化物半導体層は、３層以上の層である。
一方、本発明の一類型による半導体素子は、前述した半導体バッファ構造体、及び前記半導体バッファ構造体上に形成される窒化物積層体を含む。
そして、前記窒化物積層体上に形成された素子層をさらに備える。
また、前記素子層は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＨＥＭＴ（Ｈｉｇｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）又は、ショットキーダイオード（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ  Ｄｉｏｄｅ）構造を含む。
【００１８】
前記課題を達成するために、本発明の一類型による半導体バッファ構造体の製造方法は、  シリコン基板上に第１窒化物半導体層を積層する工程と、  前記第１窒化物半導体層上にＡｌａ１Ｉｎｂ１Ｇａ１−ａ１−ｂ１Ｎ（０≦ａ１≦１，０≦ｂ１≦１、ａ１＋ｂ１≠１）で形成された転位制御層を積層する工程と、  前記転位制御層上に第２窒化物半導体層を積層する工程と、を含み、
前記第１及び第２窒化物半導体層の各々は、一方向に行くほど平均ガリウム組成比が増加し、前記第２窒化物半導体層の平均ガリウム組成比は、前記第１窒化物半導体層の平均ガリウム組成比より大きく、  前記転位制御層は、前記第１及び第２窒化物半導体層全体の転位密度を低下させる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、半導体バッファ構造体は、複数の窒化物半導体層間にガリウム組成比の大きい転位制御層を挿入されているので、転位密度が低下して、クラックが減少する。
そして、前記半導体バッファ構造体上に窒化物系半導体薄膜を成長する時、窒化物系半導体薄膜内のクラックが減少するので、シリコン基板を使用して、大面積の半導体素子を製作できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態による半導体バッファ構造体の概略的な構造を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による複数の窒化物半導体層の間に転位制御層が配されるバッファ層を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による複数の窒化物半導体層の間に転位制御層が配されるバッファ層を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による複数の窒化物半導体層の間に転位制御層が配されるバッファ層を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態による複数の窒化物半導体層のうち一つの窒化物半導体層内に転位制御層が配されたバッファ層を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による複数の窒化物半導体層のうち一つの窒化物半導体層内に転位制御層が配されたバッファ層を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態による応力制御層を含む半導体バッファ構造体を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による応力制御層を含むバッファ層を示す図面である。
【図９】本発明の他の実施形態による半導体素子の概略的な構造を示す断面図である。
【図１０】本発明の他の実施形態による半導体素子の概略的な構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態による半導体バッファ構造体及びそれを含む半導体素子と、それらの製造方法と、について、添付した図面を参照して、詳細に説明する。図面で、同じ参照番号は、同じ構成要素を表し、各構成要素のサイズや厚さは、説明の便宜上誇張されている。一方、後述する実施形態は、単に例示的なものに過ぎず、このような実施形態から多様な変形が可能である。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態による半導体バッファ構造体１００の概略的な構造を示す断面図である。
半導体バッファ構造体１００は、シリコン基板１０、及びシリコン基板１０上に形成されたバッファ層２０を備える。
シリコン基板１０としては、＜１００＞、＜１１０＞、＜１１１＞などを含む何れかの方位のＳｉ結晶面を有する基板が使われる。
【００２３】
バッファ層２０は、クラック、転位が少ない良好な品質の窒化物積層体を成長させるための層であって、第１、第２の窒化物半導体層１２，１３を備える。第１、第２の窒化物半導体層１２，１３の各々は、Ａｌｘ１Ｉｎｙ１Ｇａ１−ｘ１−ｙ１Ｎ（０≦ｘ１≦１、０≦ｙ１＜１、０≦ｘ１＋ｙ１≦１）物質で形成される。例えば、バッファ層２０のうち、シリコン基板１０と直接接触する第１窒化物半導体層は、ＡｌＮ（即ち、ｘ１＝１、ｙ１＝０）で形成され、バッファ層２０の最上層である第２窒化物半導体層は、ＧａＮ（即ち、ｘ１＝ｙ１＝０）で形成される。
【００２４】
ここで、第１、第２の窒化物半導体層の各々は、ガリウム成分の組成比（以下、‘ガリウム組成比’という）がシリコン基板１０のなす平面に直角な方向に沿って、一定か、又は単調増加する。そして、ガリウム組成比は、各々の窒化物半導体層内においてシリコン基板１０を基準として同一の高さの部分で、ガリウム成分が占める比率を意味し、平均ガリウム組成比は、一つの窒化物半導体層内全体でガリウム成分が占める比率を意味する。
また、バッファ層２０の全体応力は、窒化物半導体層の数、各窒化物半導体層の厚さ、及び組成成分の組成比によって決定される。
本実施形態で、バッファ層２０の全体応力が圧縮応力となるように、窒化物半導体層の数、各窒化物半導体層の厚さ、及び組成成分の組成比が決定される。
【００２５】
例えば、バッファ層２０で、窒化物半導体層の各々の平均ガリウム組成比は、シリコン基板１０から遠ざかるほど増加する。
即ち、平均ガリウム組成比は、シリコン基板１０から遠ざかるほど層単位で段階的に増加する。そして、各窒化物半導体層の厚さは、同一、又は、異なる。例えば、各窒化物半導体層の厚さは、約１０ｎｍ乃至１μｍである。
【００２６】
このように、バッファ層２０内の各窒化物半導体層の平均ガリウム組成比が、シリコン基板１０から遠ざかるほど増加すれば、バッファ層２０の全体応力が圧縮応力（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ＿ｓｔｒｅｓｓ）となって引張応力（ｔｅｎｓｉｌｅ＿ｓｔｒｅｓｓ）の場合とは逆にクラックの発生は抑制されるが、図１において後述する転位制御層１６が無く第１、第２窒化物半導体層が直接接触していると、両者間の平均ガリウム組成比の差に起因して転位密度が高くなるという問題点がある。
【００２７】
そこでこの問題に対処するために、バッファ層２０は、第１、第２の窒化物半導体層１２，１３のうち、隣接する部分である窒化物半導体サブ層１２ａ，１３ａの間に配され、第１、第２の窒化物半導体層１２，１３の転位密度を低下させる転位制御層１６をさらに備える。
【００２８】
転位制御層１６は、第１、第２の窒化物半導体層１２，１３のうち隣接する窒化物半導体サブ層１２ａ，１３ａの間に配される。転位制御層１６は、Ａｌａ１Ｉｎｂ１Ｇａ１−ａ１−ｂ１Ｎ（０≦ａ１，ｂ１≦１、ａ１＋ｂ１≠１）で形成され、転位制御層１６の平均ガリウム組成比は、隣接する窒化物半導体層１２ａ，１３ａの各々の平均ガリウム組成比より大きい。例えば、転位制御層１６は、単結晶層であり、ＧａＮで形成される。
【００２９】
一方、バッファ層２０に転位制御層１６が配されるとしても、バッファ層２０の全体応力は、圧縮応力とならねばならない。即ち、転位制御層１６の厚さは、第１、第２の窒化物半導体層１２，１３が圧縮応力を受けるようにする厚さである。前述したように、バッファ層２０の全体応力は、窒化物半導体サブ層の数、各窒化物半導体サブ層の厚さ及び組成成分の組成比によっても変わるので、転位制御層１６の厚さは特定値に限定されないが、一般的に転位制御層１６の厚さは、０．１ｎｍ乃至１００ｎｍである。
【００３０】
このように、バッファ層２０内に平均ガリウム組成比より大きいガリウム組成比を有する転位制御層１６が形成されることによって、バッファ層２０の全体的な転位密度を低下させる。転位制御層１６を基準として一側に配された一つ以上の窒化物半導体サブ層からなる第１窒化物半導体層１２と、転位制御層１６を基準として他側に配された一つ以上の窒化物半導体サブ層からなる第２窒化物半導体層１３とで発生した転位の方向と相互に逆になる。そして、方向が逆である転位が互いに相殺されて、全体的な転位密度は、低下する。
【００３１】
図２乃至図４は、本発明の一実施形態による第１、第２の窒化物半導体層の間に転位制御層が配されるバッファ層を示した断面図である。
図２に示したように、バッファ層２１０は、各々一つの窒化物半導体サブ層からなる第１、第２の窒化物半導体層２１１，２１２及び一つの転位制御層２１６を備える。しかし、それは説明の便宜のためのものであり、それに限定されない。窒化物半導体サブ層は、二つ以上あり得、転位制御層も、一つ以上あり得る。
【００３２】
第１及び第２窒化物半導体層２１１，２１２の各々は、ガリウム組成比が高さに関係なく一定の単結晶で形成される。そして、第２窒化物半導体層２１２の平均ガリウム組成比は、第１窒化物半導体層２１１の平均ガリウム組成比より大きい。従って、第１窒化物半導体層２１１から第２窒化物半導体層２１２に行く際に、バッファ層２１０の平均ガリウム組成比は、階段状に増加する。第１及び第２窒化物半導体層２１１，２１２の厚さは、同一であるか、又は、異なる。
【００３３】
一方、第１窒化物半導体層２１１と第２窒化物半導体層２１２との間には、転位制御層２１６が配される。転位制御層２１６の平均ガリウム組成比は、第１及び第２窒化物半導体層２１１，２１２全体の平均ガリウム組成比より大きい。又は、転位制御層２１６の平均ガリウム組成比は、第２窒化物半導体層２１２の平均ガリウム組成比より大きい。例えば、転位制御層２１６は、ＧａＮで形成される。
【００３４】
転位制御層２１６の厚さは、転位制御層２１６の上に接した層、即ち、第２窒化物半導体層２１２がその下層、即ち、第１窒化物半導体層２１１及び転位制御層２１６によって圧縮応力を受けるようにする厚さである。このような転位制御層２１６の厚さは、第１及び第２窒化物半導体層２１１，２１２の厚さより薄い。例えば、転位制御層２１６は、約０．１ｎｍ乃至１００ｎｍである。
【００３５】
また、図３に示したように、バッファ層２２０は、三つの窒化物半導体サブ層２２１，２２２，２２３及び一つの転位制御層２２６を備える。この場合、窒化物半導体サブ層２２１は単独で第１の窒化物半導体層を形成し、窒化物半導体サブ層２２２、２２３は合わせて第２の窒化物半導体層を形成する。しかし、それは説明の便宜のためのものであり、それに限定されない。
【００３６】
三つの窒化物半導体サブ層２２１，２２２，２２３（以下、各々第１、第２、第３窒化物半導体サブ層という）の各々は、上側に行くほどガリウム組成比が連続的に増大する多結晶で形成される。そして、第１窒化物半導体サブ層２２１から第３窒化物半導体サブ層２２３に行くに連れて、各窒化物半導体サブ層の平均ガリウム組成比は、単調増大する。第１乃至第３窒化物半導体サブ層２２１，２２２，２２３の厚さは、同一であるか、又は、異なる。
【００３７】
一方、第１窒化物半導体サブ層２２１と第２窒化物半導体サブ層２２２との間には、転位制御層２２６が形成される。転位制御層２２６の平均ガリウム組成比は、転位制御層２２６と接する第１及び第２窒化物半導体サブ層２２１，２２２の各々の平均ガリウム組成比より大きいか、又は第１乃至第３窒化物半導体サブ層２２１，２２２，２２３全体の平均ガリウム組成比より大きい。また、転位制御層２２６と第１窒化物半導体サブ層２２１との境界で、転位制御層２２６のガリウム組成比は、第１窒化物半導体層２２１のガリウム組成比より大きく、転位制御層２２６と第２窒化物半導体サブ層２２２との境界で、転位制御層２２６のガリウム組成比は、第２窒化物半導体サブ層２２２のガリウム組成比より大きい。転位制御層２２６は、ＧａＮで形成される。
【００３８】
そして、転位制御層２２６の厚さは、転位制御層２２６上に接した層、即ち、第２窒化物半導体サブ層２２２が第１窒化物半導体サブ層２２１及び転位制御層２２６によって圧縮応力を受ける厚さである。このような転位制御層２２６の厚さは、第１及び第２窒化物半導体サブ層２２１，２２２の厚さより薄い。
【００３９】
それだけでなく、図４に示したように、バッファ層２３０は、四つの窒化物半導体サブ層２３１，２３２，２３３，２３４（以下、第１乃至第４窒化物半導体サブ層という）及び一つの転位制御層２２６を備える。この場合、第１、第２窒化物半導体サブ層２３１、２３２は合わせて第１の窒化物半導体層を形成し、第３、第４窒化物半導体サブ層２３３、２３４は合わせて第２の窒化物半導体層を形成する。しかし、それは説明の便宜のためのものであり、それに限定されない。
【００４０】
四つの窒化物半導体サブ層２３１，２３２，２３３，２３４の各々は、超格子（Ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ）で形成される。該四つの層２３１，２３２，２３３，２３４の各々が超格子で形成されるとしても、バッファ層２３０の各窒化物半導体サブ層２３１，２３２，２３３，２３４の平均ガリウム組成比は、一方向に行くほど増加する。第１乃至第４窒化物半導体サブ層２３１，２３２，２３３，２３４の厚さは、同一であるか、又は、異なる。
【００４１】
第２窒化物半導体サブ層２３２と第３窒化物半導体サブ層２３３との間には、転位制御層２３６が形成される。転位制御層２３６の平均ガリウム組成比は、転位制御層２３６と接した第２及び第２窒化物半導体サブ層２３２，２３３の各々の平均ガリウム組成比より大きいか、又は、第１乃至第４窒化物半導体サブ層２３１，２３２，２３３，２３４全体の平均ガリウム組成比より大きい。それだけでなく、転位制御層２３６と第２窒化物半導体サブ層２３２との境界で、転位制御層２３６のガリウム組成比は、第２窒化物半導体サブ層２３２のガリウム組成比より大きく、転位制御層２３６と第３窒化物半導体サブ層２３３との境界で、転位制御層２３６のガリウム組成比は、第３窒化物半導体サブ層２３３のガリウム組成比より大きい。転位制御層２３６は例えば、ＧａＮで形成される。
【００４２】
そして、転位制御層２３６の厚さは、転位制御層２３６上に接した層、即ち、第３窒化物半導体サブ層２３３が第１及び第２窒化物半導体サブ層２３１，２３２及び転位制御層２３６によって圧縮応力を受けるようにする厚さである。このような転位制御層２３６の厚さは、第２及び第３窒化物半導体サブ層２３２，２３３の厚さより薄い。例えば、転位制御層２３６は、約０．１ｎｍ乃至１００ｎｍである。
【００４３】
このようにバッファ層は、シリコン基板から遠ざかるほど、各窒化物半導体サブ層の平均ガリウム組成比が増加する第１、第２の窒化物半導体層を配置して形成され、圧縮応力を形成させる。そして、第１、第２の窒化物半導体層の間には、平均ガリウム組成比の大きい転位制御層を配置することにより、転位密度の増大を防止して、クラックの発生を抑止する。
【００４４】
一方、図２乃至図４では、平均ガリウム組成比が順次増加する複数の窒化物半導体サブ層のうち、一組の隣接する窒化物半導体サブ層の間に転位制御層を形成することによって、全体的な転位密度を低減したが、それに限定されない。即ち、複数の窒化物半導体サブ層のうち、二組以上の隣接する窒化物半導体サブ層内の間に転位制御層を形成することによって、全体的な転位密度の増大を防止する。
【００４５】
図５及び図６は、本発明の一実施形態による複数の窒化物半導体層のうち、一つの窒化物半導体層内に転位制御層が配されたバッファ層を示した断面図である。
【００４６】
図５を参照すれば、バッファ層２４０は、三つの窒化物半導体サブ層２４１，２４２，２４３（以下、各々第１乃至第３窒化物半導体サブ層という）、及び、そのうちの一つの第２窒化物半導体サブ層２４２内に一つの転位制御層２４６を備える。しかし、それは説明の便宜のためのものであり、それに限定されない。
【００４７】
第１乃至第３窒化物半導体層２４１，２４２，２４３の各々は、ガリウム組成比が高さに関係なく一定した単結晶で形成される。また、第１窒化物半導体サブ層２４１から第３窒化物半導体サブ層２４３に行くほど、平均ガリウム組成比は、増大する。具体的に、第２窒化物半導体サブ層２４２の平均ガリウム組成比は、第１窒化物半導体サブ層２４１の平均ガリウム組成比より大きく、第３窒化物半導体サブ層２４３の平均ガリウム組成比は、第２窒化物半導体サブ層２４２の平均ガリウム組成比より大きい。
【００４８】
一方、平均ガリウム組成比の大きい転位制御層２４６は、第２窒化物半導体サブ層２４２内に、即ち、第２窒化物半導体サブ層２４２を上下に分割した下層２４２ａと上層２４２ｂの間に形成される。この場合、第１窒化物半導体サブ層２４１と第２窒化物半導体サブ層２４２の下層２４２ａは合わせて第１の窒化物半導体層を形成し、第２窒化物半導体サブ層２４２の上層２４２ｂと第３窒化物半導体サブ層２４３は合わせて第２の窒化物半導体層を形成する。転位制御層２４６の平均ガリウム組成比は、第１乃至第３窒化物半導体サブ層２４１，２４２，２４３全体の平均ガリウム組成比より大きいか、又は第３窒化物半導体サブ層２４３の平均ガリウム組成比より大きい。転位制御層２４６は、ＧａＮで形成される。転位制御層２４６の厚さは、転位制御層２４６の上に接する層、即ち、第２窒化物半導体サブ層の上層２４２ｂが、その下側に配された層、即ち、第１窒化物半導体サブ層２４１及び第２窒化物半導体サブ層の下層２４２ａと転位制御層２４６とによって、圧縮応力を受けるようにする厚さである。
【００４９】
それだけでなく、図６に示したように、バッファ層２５０は、四つの窒化物半導体サブ層２５１，２５２，２５３，２５４（以下、各々第１乃至第４窒化物半導体サブ層という）及び一つの窒化物半導体層２５２に一つの転位制御層２５６を備える。しかし、それは説明の便宜のためのものであり、それに限定されない。
【００５０】
四つの窒化物半導体サブ層２５１，２５２，２５３，２５４の各々は、超格子で形成される。四つの窒化物半導体サブ層２５１，２５２，２５３，２５４（以下、第１乃至第４窒化物半導体サブ層という）の各々が超格子で形成されるとしても、第１窒化物半導体層２５１から第４窒化物半導体層２５４に行くほど、平均ガリウム組成比は、増大する。
【００５１】
また、転位制御層２５６は、第２窒化物半導体層２５２内に、即ち、第２窒化物半導体サブ層２５２を上下に分割した下層２５２ａと上層２５２ｂの間に形成される。転位制御層２５６の平均ガリウム組成比は、四つの窒化物半導体サブ層２５１，２５２，２５３，２５４全体の平均ガリウム組成比より大きいか、又は第３窒化物半導体サブ層２５３のガリウム組成比より大きい。転位制御層２５６は、ＧａＮで形成される。転位制御層２５６の厚さは、転位制御層２５６の上に接する層、即ち、第２窒化物半導体サブ層の上層２５２ｂに圧縮応力を形成させる厚さである。
【００５２】
以上、平均ガリウム組成比の大きい転位制御層の厚さを厚くすることによって、転位密度の低下を極大化できるが、転位制御層を基準として、一側に配される窒化物半導体層の圧縮応力が、転位制御層の他側に配される窒化物半導体層に伝達されない。
そこで本発明の他の実施形態によれば下述のように、転位制御層１６の形成による圧縮応力の低下を補完する応力制御層が追加的に形成される。
【００５３】
図７は、本発明の一実施形態による応力制御層を備える半導体バッファ構造体を示した断面図である。
図１と比較すれば、図７の半導体バッファ構造体３００は、転位制御層１６上に転位制御層１６の形成による圧縮応力の低下を補完する応力制御層１７をさらに備える。応力制御層１７は、Ａｌａ２Ｉｎｂ２Ｇａ１−ａ２−ｂ２Ｎ（０≦ａ２≦１，０≦ｂ２≦１、ａ２≠ａ１、ａ２≠０）で形成される。応力制御層１７は、転位制御層１６と、ガリウム組成比の大きい側の窒化物半導体層１３との間に配される。
【００５４】
応力制御層１７の平均ガリウム組成比は、複数の窒化物半導体層１２，１３全体の平均ガリウム組成比より小さいか、又は、転位制御層１６と接する窒化物半導体サブ層１２ａの平均ガリウム組成比より小さい。
若しくは、応力制御層１７の平均アルミニウム組成比は、複数の窒化物半導体層１２，１３全体の平均アルミニウム組成比より大きいか、又は、転位制御層１６と接する窒化物半導体サブ層１２ａの平均アルミニウム組成比より大きい。このような応力制御層１７は、単結晶で形成され、例えば、ＡｌＮで形成される。
【００５５】
また、応力制御層１７の厚さは、バッファ層３００の全体応力を圧縮応力にする厚さである。このような応力制御層１７の厚さは、転位制御層１６の厚さより薄い。例えば、転位制御層１６の厚さが、１０ｎｍ乃至２０００ｎｍである時、応力制御層１７の厚さは、１ｎｍ乃至１０００ｎｍである。
【００５６】
そして、応力制御層１７は、転位制御層１６によって引張応力を受けても、応力制御層１７に接する窒化物半導体サブ層１３ａは、応力制御層１７によって該引張応力よりも大きい圧縮応力を受ける。
【００５７】
図８は、本発明の一実施形態による応力制御層を備えたバッファ層を示した図面である。図８のバッファ層２６０は、四つの窒化物半導体サブ層２６１，２６２，２６３，２６４（以下、各々第１乃至第４窒化物半導体サブ層という）、一つの転位制御層２６６、及び一つの応力制御層２６７を備える。しかし、それは説明の便宜のためのものであり、それに限定されない。
【００５８】
図８に示したように、四つの窒化物半導体層２６１，２６２，２６３，２６４の各々は、ガリウム組成比が高さに関係なく一定した単結晶で形成される。そして、第１窒化物半導体サブ層２６１から第４窒化物半導体サブ層２６４に行くほど、平均ガリウム組成比は、階段状に増大する。第１乃至第４窒化物半導体サブ層２６１，２６２，２６３，２６４の厚さは、同一であるか、又は、異なる。
【００５９】
一方、第２窒化物半導体サブ層２６２と第３窒化物半導体サブ層２６３との間には、平均ガリウム組成比の大きい転位制御層２６６が形成され、追加的に転位制御層２６６上に、平均ガリウム組成比の小さい応力制御層２６７が形成される。
転位制御層２６６の平均ガリウム組成比は、第３窒化物半導体層２６３の平均ガリウム組成比より大きく、応力制御層２６７の平均ガリウム組成比は、第２窒化物半導体サブ層２６２の平均ガリウム組成比より小さい。例えば、転位制御層２６６の組成は、ＧａＮであり、応力制御層２６７の組成比は、ＡｌＮである。
【００６０】
応力制御層２６７の厚さは、応力制御層２６７の上に配された層、即ち、第３及び第４窒化物半導体サブ層２６３，２６４に圧縮応力を形成させる厚さである。応力制御層２６７の厚さは、転位制御層２６６より小さい。
そして、転位制御層２６６は、第１及び第２窒化物半導体サブ層２６１，２６２によって圧縮応力を受け、応力制御層２６７は、転位制御層２６６によって引張応力を受けても、応力制御層２６７上に隣接した第３窒化物半導体サブ層２６３は、応力制御層２６７によって該引張応力よりも大きい圧縮応力を受けるので、結局、応力制御層２６７に接する第３窒化物半導体サブ層２６３は、その下側に形成された層２６１，２６２，２６６、２６７によってネットでは圧縮応力を受ける。
【００６１】
このような応力制御層１７は、図２乃至図６に示したバッファ層２１０，２２０，２３０，２４０，２５０にも適用される。即ち、応力制御層１７は、図２乃至図６に示した転位制御層２１６、２２６，２３６，２４６，２５６上に形成される。
【００６２】
また、前述したように、バッファ層内に含まれた複数の窒化物半導体サブ層は各々、ガリウム組成比が一定した単結晶層、ガリウム組成比が変わる多結晶層、又はガリウム組成比が交互に変わる超格子層である。前述した窒化物半導体サブ層の上に順次、単結晶窒化物半導体層、多結晶半導体層及び超格子窒化物半導体層のうち少なくとも一つからなる窒化物半導体サブ層が組み合わせられて、バッファ層を形成する。前記のように形成されるとしても、各層の平均ガリウム組成比がシリコン基板から遠ざかるほど増大するように、窒化物半導体サブ層が配される。
【００６３】
本実施形態では、半導体バッファ構造体に一つの転位制御層及び一つの応力制御層が含まれたと説明したが、それは説明の便宜のためのものであり、それに限定されない。転位制御層及び／又は応力制御層は、複数個在り得て、応力制御層は、転位制御層の上で転位制御層とガリウム組成比の大きい側の窒化物半導体サブ層との間に配される。但し、１つの転位制御層が２つの応力制御層に挟まれて配される場合、及び、１つの応力制御層が２つの転位制御層に挟まれて配される場合、も在り得る。
【００６４】
図９は、他の実施形態による半導体素子１０００の概略的な構造を示す断面図である。
半導体素子１０００は、シリコン基板１１００、シリコン基板１１００上に形成されたバッファ層１２００、バッファ層１２００上に形成された窒化物積層体１３００を備える。
【００６５】
半導体素子１０００は、シリコン基板１１００上にクラックや欠陥の少ない窒化物積層体１３００を実現するようにバッファ層１２００を備え、大面積のウェーハを用いた製作が可能である。
【００６６】
バッファ層１２００は、シリコン基板１１００に窒化物積層体１３００を成長する時、熱膨張係数の差によって生じる引張応力を補償する役割を行うものであって、前述した構造のバッファ層２１０，２２０，２３０，２４０，２５０が採用される。また、バッファ層１２００は、最上層のガリウム組成比が、窒化物積層体１３００のガリウム組成比以下の値を有するように構成される。
【００６７】
窒化物積層体１３００は、少なくとも一つの窒化物半導体層を備える。窒化物積層体１３００における窒化物半導体層は、バッファ層１２００における窒化物半導体サブ層とは、ガリウムなどの成分の組成比、厚さ、製造過程での温度が異なる。前記少なくとも一つの窒化物半導体サブ層は、基板１１００上に成長させようとする層であって、例えば、ガリウムを含有する窒化物で形成される。前記少なくとも一つの窒化物半導体サブ層は、Ａｌｘ２Ｉｎｙ２Ｇａ１−ｘ２−ｙ２Ｎ（０≦ｘ２≦１、０≦ｙ２≦１、ｘ２＋ｙ２＜１）で形成される。例えば、前記少なくとも一つの窒化物半導体サブ層は、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、及びＡｌＩｎＧａＮのうち何れか一つを含む物質で形成される。若しくは、前記少なくとも一つの窒化物半導体サブ層は、アルミニウムを含んでいない窒化物で形成される。また、前記少なくとも一つの窒化物半導体層は、アンドーピング又はドーピングが選択的に可能である。
【００６８】
一方、シリコン基板１１１０は、半導体素子の製作中、又は製作後に除去される。
本発明の実施形態による半導体素子１０００は、発光素子（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）、ショットキーダイオード、レーザダイオード（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ、ＬＤ）、電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｄｌ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＦＥＴ）、又はパワーデバイス（Ｐｏｗｅｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）に適用される。
【００６９】
本発明の実施形態による半導体素子１０００は、発光素子（ＬＥＤ）、ショットキーダイオード、レーザダイオード（ＬＤ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、又は高電子移動度トランジスタ（Ｈｉｇｈ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｏｂｉｌｉｔｙ  ＴｒａｎｓｉｓｔｏｒＬＨＥＭＴ）のためのテンプレートとして適用される。
【００７０】
図１０は、他の実施形態による半導体素子２０００の概略的な構造を示す断面図である。
本実施形態による半導体素子２０００は、シリコン基板１１００、シリコン基板１１００上に形成されたバッファ層１２００、バッファ層１２００上に形成された窒化物積層体１３００、窒化物積層体１３００上に形成された素子層１５００を備える。
【００７１】
素子層１５００は、第１型半導体層１５１０、活性層１５３０、第２型半導体層１５５０を備える。
第１型半導体層１５１０は、第１型にドーピングされた半導体層であって、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体物質で形成され、例えば、ｎ型不純物がドーピングされたＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）からなる半導体物質で形成される。ｎ型不純物として、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅが使われる。
【００７２】
第２型半導体層１５５０は、第２型にドーピングされた半導体層であって、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体物質で形成され、例えば、ｐ型不純物がドーピングされたＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｚ＋ｙ＋ｚ＝１）からなる半導体物質で形成される。ｐ型不純物としては、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂｅが使われる。
【００７３】
活性層１５３０は半導体素子２０００がＬＥＤの場合に、電子−正孔の結合によって光を発光する層であって、活性層１５３０のエネルギーバンドギャップ（Ｂａｎｄｇａｐ）に当たるエネルギーが、光の形態で放出される。活性層１５３０は、ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮでｘ、ｙ、ｚ値を周期的に変化させて、帯間隔を調節して作った単一量子ウェル（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）、又は多重量子ウェル（Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）構造で形成される。例えば、量子ウェル層及び障壁層がＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＡｌＧａＮ、又はＩｎＧａＮ／ＩｎＡｌＧａＮの形態で対をなして量子ウェル構造を形成し、ＩｎＧａＮ層でのＩｎモル分率（ｍｏｌ（ｅ）＿ｆｒａｃｔｉｏｎ）によって、バンドギャップエネルギーが制御されて、発光波長帯域が調節される。通常的に、Ｉｎのモル分率が１％ほど変化する時、発光波長は、約５ｎｍほどシフトされる。
【００７４】
第１型半導体層１５１０及び第２型半導体層１５５０は、単層構造で示したが、複数層で形成され得る。
前記説明で、素子層１５００は、ＬＥＤ構造を例示して説明したが、それ以外にも、ＬＤ、ＦＥＴ、ＨＥＭＴ、又はショットキーダイオード構造で形成され得る。
【００７５】
次いで、本発明の一実施形態による半導体バッファ構造体の製造方法について説明する。ここでは図１の半導体バッファ構造体の製造方法を説明する。
【００７６】
シリコン基板１０上にバッファ層２０を積層するが、具体的に、シリコン基板上に窒化物半導体層１２を積層し、窒化物半導体層１２上にＡｌａ１Ｉｎｂ１Ｇａ１−ａ１−ｂ１Ｎ（０≦ａ１≦１，０≦ｂ１≦１、ａ１＋ｂ１≠１）で形成される転位制御層１６を積層し、転位制御層１６上に窒化物半導体層１３を積層する。窒化物半導体層１２，１３の各々は、一方向に行くほど平均ガリウム組成比が増大し、窒化物半導体層１３の平均ガリウム組成比は、窒化物半導体層１２の平均ガリウム組成比より大きく、転位制御層１６は、窒化物半導体層１２，１３全体の転位密度を低下させる。
【００７７】
それだけでなく、転位制御層１６の平均ガリウム組成比は、窒化物半導体層１２，１３の各々の平均ガリウム組成比より大きい。それ以外にも、窒化物半導体層１２，１３、転位制御層１６の特徴は、前述したので、具体的な説明は省略する。それだけでなく、バッファ層の他の実施形態（図２乃至図６）も、図１のバッファ層の製造方法と同じ方法で製造されるので、具体的な説明は省略する。
【００７８】
一方、図７の半導体バッファ構造体は、Ａｌａ２Ｉｎｂ２Ｇａ１−ａ２−ｂ２Ｎ（０≦ａ２≦１，０≦ｂ２≦１、ａ２≠ａ１、ａ２≠０）で形成された応力制御層１７を、転位制御層１６上に積層する工程をさらに含むことによって製造される。応力制御層１７は、バッファ層の圧縮応力の低下を補完する。そして、応力制御層１７の平均ガリウム組成比は、前記第１窒化物半導体層の平均ガリウム組成比より小さい。応力制御層１７のその他の特徴は、前述したので、具体的な説明は省略する。それだけでなく、応力制御層を備えた他のバッファ層も、図７のバッファ層の製造方法と同じ方法で製造されるので、具体的な説明は省略する。
【００７９】
図９に示された半導体素子の製造方法は、シリコン基板１１００上に形成されたバッファ層１２００を積層し、バッファ層１２００上に形成された窒化物積層体１３００を積層する。このように製造された半導体素子１０００は、シリコン基板１１００上にクラック及び欠陥の少ないバッファ層１２００を備え、大面積のウェーハを用いた製作が可能である。バッファ層１２００及び窒化物積層体１３００の具体的な特徴は、前述したので、具体的な説明は省略する。半導体素子の製造中、又は製造後に、シリコン基板１１００だけでなく、バッファ層１２００も除去される。
【００８０】
本発明の実施形態による半導体バッファ構造体は、複数の層の間にガリウム組成比の大きい層を挿入させることによって、転位密度が低下し、クラックが減少する。
【００８１】
そして、前述した半導体バッファ構造体上に窒化物系半導体薄膜を成長する時、窒化物系半導体薄膜内のクラックが減少するので、シリコン基板を使用して大面積の半導体素子を製作できる。
【００８２】
本発明の実施形態による半導体バッファ構造体及びそれを含む半導体素子は、理解を助けるために、図面に示された実施形態を参照して説明されたが、これは、例示的なものに過ぎず、当業者ならば、それから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能なことが分かるであろう。従って、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲によって決定されねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、電子機器関連の技術分野に好適に適用可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１０、１１００        シリコン基板
１２，１３、２１１、２１２        第１、第２窒化物半導体層
１２ａ，１３ａ、２２１、２２２、２２３、２３１，２３２，２３３，２３４、２４１，２４２，２４３、２５１，２５２，２５３，２５４、２６１，２６２，２６３，２６４        窒化物半導体サブ層
１６、２１６、２２６、２３６、２４６、２５６、２６６        転位制御層
１７、２６７          応力制御層
２０、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、３００、１２００        バッファ層
１００        半導体バッファ構造体
２４２ａ、２５２ａ        （窒化物半導体サブ層の）下層
２４２ｂ、２５２ｂ        （窒化物半導体サブ層の）上層
２６７          応力制御層
１０００、２０００          半導体素子
１３００          窒化物積層体
１５００          素子層
１５１０          第１型半導体層
１５３０          活性層
１５５０          第２型半導体層
【図１】
2014053611.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2014053611.tif 000007
【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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