(57)【要約】【課題】  窒化物エピタキシャル層製造方法及びその構造の提供。【解決手段】  本発明の窒化物エピタキシャル層製造方法により形成される構造は、基材とされる基板と、該基板上に堆積され窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）材料で形成された少なくとも一つの第１中間層と、第１中間層の上に堆積され窒化シリコン（Ｓｉx Ｎy ）或いは窒化マグネシウム（Ｍｇx Ｎy ）材料で形成された少なくとも一つの第２中間層と、最上層の第１中間層或いは第２中間層の上に堆積され窒化物材料で形成された窒化物エピタキシャル層と、を具えている。そのうち、第２中間層が後続エピタキシャル層を成長させるマスクを形成し、後続エピタキシャル層の結晶欠陥数を減らし、エピタキシャル層の品質を改善する。【選択図】        図１
2006096620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物エピタキシャル層構造において、
基材とされる基板と、
該基板の上に堆積され窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）、そのうちｘ≧０、ｙ≧０、１≧ｘ＋ｙ≧０、を材料とする第１中間層と、
該第１中間層の上に堆積され窒化シリコン（Ｓｉx Ｎy ）を材料とする第２中間層と、  該第２中間層の上に堆積され窒化物材料で形成された窒化物エピタキシャル層と、
を具え、該第２中間層が第１中間層の表面でクラスタ（ｃｌｕｓｔｅｒ）のマスク（ｍａｓｋ）を形成して後続成長の窒化物エピタキシャル層が露出した第１中間層より上向きに延伸され並びに側方向に発展して第２中間層の上方に至ることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造。
【請求項２】
請求項１記載の窒化物エピタキシャル層構造において、複数層の第１中間層と複数層の第２中間層が設けられ且つ各層の第１中間層と第２中間層が順に重複して堆積されて、多層の第１中間層と第２中間層が交互に堆積された周期性構造が形成され、最上層に第２中間層が形成され、この最上層の第２中間層の上に窒化物エピタキシャル層が形成されたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造。
【請求項３】
請求項１記載の窒化物エピタキシャル層構造において、第２中間層が窒化マグネシウム（Ｍｇx Ｎy ）で形成されたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造。
【請求項４】
請求項１記載の窒化物エピタキシャル層構造において、第１中間層の厚さが５〜１０Åとされたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造。
【請求項５】
請求項１記載の窒化物エピタキシャル層構造において、第２中間層の厚さが５〜１００Åとされたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造。
【請求項６】
窒化物エピタキシャル層製造方法において、
（ａ）エピタキシャル技術により、基板の上に窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）、そのうちｘ≧０、ｙ≧０、１≧ｘ＋ｙ≧０、を用いて第１中間層を形成するステップ、
（ｂ）エピタキシャル技術により、第１中間層の上に窒化シリコン（Ｓｉx Ｎy ）材料を用いて第２中間層を形成するステップ、
（ｃ）エピタキシャル技術により、第２中間層の上に窒化物エピタキシャル層を形成するステップ、
を具えたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項７】
請求項６記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層の形成後に、更に一つのステップを増加してエピタキシャル技術により第２中間層の上に窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）を材料としてもう一つの第１中間層を形成し、続いて上端の第１中間層の上に更にもう一つの第２中間層を形成し、並びにこの二つのステップを重複して行ない、交錯する第１中間層と第２中間層を形成し、最上層は第２中間層とし、最上層の第２中間層の上に窒化物エピタキシャル層を成長させることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項８】
請求項６記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層は第１中間層の表面でクラスタのマスクを形成し、これにより後続成長の窒化物エピタキシャル層が露出した前の一層の第１中間層の上で上向きに成長し、並びに側方向に発展して第２中間層の上方に至り、第２中間層の後に成長する窒化物エピタキシャル層の欠陥密度を減らすことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項９】
請求項６記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第１中間層の成長温度は摂氏２００〜１０００度とすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項１０】
請求項６記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層の成長温度は摂氏２００〜１０００度とすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項１１】
請求項６記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、窒化物エピタキシャル層の成長温度は摂氏７００〜１１００度とすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項１２】
請求項６記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層が窒化マグネシウム（Ｍｇx Ｎy ）材料に変更して形成可能であることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項１３】
請求項６記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第１中間層の厚さを５〜１０Åとすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項１４】
請求項６記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層の厚さを５〜１００Åとすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項１５】
窒化物エピタキシャル層構造において、
基材とされる基板と、
該基板の上に堆積され窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）、そのうちｘ≧０、ｙ≧０、１≧ｘ＋ｙ≧０、を材料とする第１中間層と、
該第１中間層の上に堆積され窒化シリコン（Ｓｉx Ｎy ）を材料とする第２中間層と、  該第２中間層の上に堆積され窒化アルミニウムガリウムインジウムを材料とするもう一つの第１中間層と、
上層の第１中間層の上に堆積され窒化物材料で形成された窒化物エピタキシャル層と、  を具え、該第２中間層が第１中間層の表面でクラスタ（ｃｌｕｓｔｅｒ）のマスク（ｍａｓｋ）を形成して後続成長のもう一つの第１中間層が露出した前の一層の第１中間層の上で上向きに延伸され並びに側方向に発展して第２中間層の上方に至ることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造。
【請求項１６】
請求項１５記載の窒化物エピタキシャル層構造において、複数層の第１中間層と複数層の第２中間層が増設され且つ各層の第１中間層と第２中間層が順に重複して堆積されて、多層の第１中間層と第２中間層が交互に堆積された周期性構造が形成され、最上層に第１中間層が形成され、この最上層の第１中間層の上に窒化物エピタキシャル層が形成されたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造。
【請求項１７】
請求項１５記載の窒化物エピタキシャル層構造において、第２中間層が窒化マグネシウム（Ｍｇx Ｎy ）で形成されたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造。
【請求項１８】
請求項１５記載の窒化物エピタキシャル層構造において、第１中間層の厚さが５〜１０Åとされたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造。
【請求項１９】
請求項１５記載の窒化物エピタキシャル層構造において、第２中間層の厚さが５〜１００Åとされたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造。
【請求項２０】
窒化物エピタキシャル層製造方法において、
（ａ）エピタキシャル技術により、基板の上に窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）、そのうちｘ≧０、ｙ≧０、１≧ｘ＋ｙ≧０、を用いて第１中間層を形成するステップ、
（ｂ）エピタキシャル技術により、第１中間層の上に窒化シリコン（Ｓｉx Ｎy ）材料を用いて第２中間層を形成するステップ、
（ｃ）エピタキシャル技術により、第２中間層の上に、窒化アルミニウムガリウムインジウムでもう一つの第１中間層を形成するステップ、
（ｄ）エピタキシャル技術により、前のステップで形成した第１中間層の上に窒化物エピタキシャル層を形成するステップ、
を具えたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、最上層の第１中間層の形成後に、順に交錯するよう第２中間層と第１中間層を形成し、最上層を第１中間層とし、最上層の第１中間層の上に窒化物エピタキシャル層を成長させることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項２２】
請求項２０記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層は第１中間層の表面でクラスタのマスクを形成し、これにより後続成長の窒化物エピタキシャル層が露出した前の一層の第１中間層の上で上向きに成長し、並びに側方向に発展して第２中間層の上方に至り、第２中間層の後に成長する第１中間層の欠陥密度を減らすことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項２３】
請求項２０記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第１中間層の成長温度は摂氏２００〜１０００度とすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項２４】
請求項２０記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層の成長温度は摂氏２００〜１０００度とすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項２５】
請求項２０記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、窒化物エピタキシャル層の成長温度は摂氏７００〜１１００度とすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項２６】
請求項２０記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層が窒化マグネシウム（Ｍｇx Ｎy ）材料に変更して形成可能であることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項２７】
請求項２０記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第１中間層の厚さを５〜１０Åとすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【請求項２８】
請求項２０記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層の厚さを５〜１００Åとすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種の窒化物エピタキシャル層製造方法及びその構造に係り、特に、特殊な中間層を提供する構造及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝統的な窒化ガリウム系発光ダイオードのバッファ層構造は、基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）の上にバッファ層が形成され、該バッファ層上に窒化ガリウム系の窒化物エピタキシャル層が形成される。そのうち、一般にこのようなバッファ層は低温（摂氏２００度から９００度）窒化アルミニウムガリウム（Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ）或いは低温窒化インジウムガリウム（Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ）が堆積され、その後、窒化ガリウムが成長させられてその窒化物エピタキシャル層が形成される。しかし、窒化ガリウムの格子定数と基板の格子定数の差異は過大であり、このためこのような低温バッファ層の成長を利用して形成された窒化ガリウムの欠陥密度は１０10／ｃｍ3 以上となる。このような窒化ガリウム材料で構成された発光ダイオード構造は装置のＥＳＤ許容電圧が低過ぎ、その寿命が短くなり、その装置特性が低くなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上述の従来の窒化物エピタキシャル層の欠点を改善すべくなされた。本発明は前述の関係技術中の少なくとも一つの制限及び欠点を解決するものである。
【０００４】
本発明は一種の窒化物エピタキシャル層構造とその製造方法を提供し、その主要な目的は、適当な中間層構造とその製造方法を提供し、窒化物エピタキシャル層と基板の格子定数の差異を改善し、窒化物エピタキシャル層の欠陥密度を１０10／ｃｍ3 より低くすることにある。
【０００５】
上述の目的を達成するため、本発明の窒化物エピタキシャル層製造方法により形成される構造は、基板上にエピタキシャル技術により窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）材料の第１中間層と、窒化シリコン（Ｓｉx Ｎy ）或いは窒化マグネシウム（Ｍｇx Ｎy ）材料の第２中間層とを成長させ、窒化物エピタキシャル層の中間層となす。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、窒化物エピタキシャル層構造において、
基材とされる基板と、
該基板の上に堆積され窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）、そのうちｘ≧０、ｙ≧０、１≧ｘ＋ｙ≧０、を材料とする第１中間層と、
該第１中間層の上に堆積され窒化シリコン（Ｓｉx Ｎy ）を材料とする第２中間層と、  該第２中間層の上に堆積され窒化物材料で形成された窒化物エピタキシャル層と、
を具え、該第２中間層が第１中間層の表面でクラスタ（ｃｌｕｓｔｅｒ）のマスク（ｍａｓｋ）を形成して後続成長の窒化物エピタキシャル層が露出した第１中間層より上向きに延伸され並びに側方向に発展して第２中間層の上方に至ることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の窒化物エピタキシャル層構造において、複数層の第１中間層と複数層の第２中間層が設けられ且つ各層の第１中間層と第２中間層が順に重複して堆積されて、多層の第１中間層と第２中間層が交互に堆積された周期性構造が形成され、最上層に第２中間層が形成され、この最上層の第２中間層の上に窒化物エピタキシャル層が形成されたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の窒化物エピタキシャル層構造において、第２中間層が窒化マグネシウム（Ｍｇx Ｎy ）で形成されたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造としている。
請求項４の発明は、請求項１記載の窒化物エピタキシャル層構造において、第１中間層の厚さが５〜１０Åとされたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の窒化物エピタキシャル層構造において、第２中間層の厚さが５〜１００Åとされたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造としている。
請求項６の発明は、窒化物エピタキシャル層製造方法において、
（ａ）エピタキシャル技術により、基板の上に窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）、そのうちｘ≧０、ｙ≧０、１≧ｘ＋ｙ≧０、を用いて第１中間層を形成するステップ、
（ｂ）エピタキシャル技術により、第１中間層の上に窒化シリコン（Ｓｉx Ｎy ）材料を用いて第２中間層を形成するステップ、
（ｃ）エピタキシャル技術により、第２中間層の上に窒化物エピタキシャル層を形成するステップ、
を具えたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項７の発明は、請求項６記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層の形成後に、更に一つのステップを増加してエピタキシャル技術により第２中間層の上に窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）を材料としてもう一つの第１中間層を形成し、続いて上端の第１中間層の上に更にもう一つの第２中間層を形成し、並びにこの二つのステップを重複して行ない、交錯する第１中間層と第２中間層を形成し、最上層は第２中間層とし、最上層の第２中間層の上に窒化物エピタキシャル層を成長させることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項８の発明は、請求項６記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層は第１中間層の表面でクラスタのマスクを形成し、これにより後続成長の窒化物エピタキシャル層が露出した前の一層の第１中間層の上で上向きに成長し、並びに側方向に発展して第２中間層の上方に至り、第２中間層の後に成長する窒化物エピタキシャル層の欠陥密度を減らすことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項９の発明は、請求項６記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第１中間層の成長温度は摂氏２００〜１０００度とすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項１０の発明は、請求項６記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層の成長温度は摂氏２００〜１０００度とすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項１１の発明は、請求項６記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、窒化物エピタキシャル層の成長温度は摂氏７００〜１１００度とすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項１２の発明は、請求項６記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層が窒化マグネシウム（Ｍｇx Ｎy ）材料に変更して形成可能であることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項１３の発明は、請求項６記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第１中間層の厚さを５〜１０Åとすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項１４の発明は、請求項６記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層の厚さを５〜１００Åとすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項１５の発明は、窒化物エピタキシャル層構造において、
基材とされる基板と、
該基板の上に堆積され窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）、そのうちｘ≧０、ｙ≧０、１≧ｘ＋ｙ≧０、を材料とする第１中間層と、
該第１中間層の上に堆積され窒化シリコン（Ｓｉx Ｎy ）を材料とする第２中間層と、  該第２中間層の上に堆積され窒化アルミニウムガリウムインジウムを材料とするもう一つの第１中間層と、
上層の第１中間層の上に堆積され窒化物材料で形成された窒化物エピタキシャル層と、  を具え、該第２中間層が第１中間層の表面でクラスタ（ｃｌｕｓｔｅｒ）のマスク（ｍａｓｋ）を形成して後続成長のもう一つの第１中間層が露出した前の一層の第１中間層の上で上向きに延伸され並びに側方向に発展して第２中間層の上方に至ることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造としている。
請求項１６の発明は、請求項１５記載の窒化物エピタキシャル層構造において、複数層の第１中間層と複数層の第２中間層が増設され且つ各層の第１中間層と第２中間層が順に重複して堆積されて、多層の第１中間層と第２中間層が交互に堆積された周期性構造が形成され、最上層に第１中間層が形成され、この最上層の第１中間層の上に窒化物エピタキシャル層が形成されたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造としている。
請求項１７の発明は、請求項１５記載の窒化物エピタキシャル層構造において、第２中間層が窒化マグネシウム（Ｍｇx Ｎy ）で形成されたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造としている。
請求項１８の発明は、請求項１５記載の窒化物エピタキシャル層構造において、第１中間層の厚さが５〜１０Åとされたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造としている。
請求項１９の発明は、請求項１５記載の窒化物エピタキシャル層構造において、第２中間層の厚さが５〜１００Åとされたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層構造としている。
請求項２０の発明は、窒化物エピタキシャル層製造方法において、
（ａ）エピタキシャル技術により、基板の上に窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）、そのうちｘ≧０、ｙ≧０、１≧ｘ＋ｙ≧０、を用いて第１中間層を形成するステップ、
（ｂ）エピタキシャル技術により、第１中間層の上に窒化シリコン（Ｓｉx Ｎy ）材料を用いて第２中間層を形成するステップ、
（ｃ）エピタキシャル技術により、第２中間層の上に、窒化アルミニウムガリウムインジウムでもう一つの第１中間層を形成するステップ、
（ｄ）エピタキシャル技術により、前のステップで形成した第１中間層の上に窒化物エピタキシャル層を形成するステップ、
を具えたことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項２１の発明は、請求項２０記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、最上層の第１中間層の形成後に、順に交錯するよう第２中間層と第１中間層を形成し、最上層を第１中間層とし、最上層の第１中間層の上に窒化物エピタキシャル層を成長させることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項２２の発明は、請求項２０記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層は第１中間層の表面でクラスタのマスクを形成し、これにより後続成長の窒化物エピタキシャル層が露出した前の一層の第１中間層の上で上向きに成長し、並びに側方向に発展して第２中間層の上方に至り、第２中間層の後に成長する第１中間層の欠陥密度を減らすことを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項２３の発明は、請求項２０記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第１中間層の成長温度は摂氏２００〜１０００度とすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項２４の発明は、請求項２０記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層の成長温度は摂氏２００〜１０００度とすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項２５の発明は、請求項２０記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、窒化物エピタキシャル層の成長温度は摂氏７００〜１１００度とすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項２６の発明は、請求項２０記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層が窒化マグネシウム（Ｍｇx Ｎy ）材料に変更して形成可能であることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項２７の発明は、請求項２０記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第１中間層の厚さを５〜１０Åとすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
請求項２８の発明は、請求項２０記載の窒化物エピタキシャル層製造方法において、第２中間層の厚さを５〜１００Åとすることを特徴とする、窒化物エピタキシャル層製造方法としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、窒化シリコン或いは窒化マグネシウムで窒化アルミニウムガリウムインジウム表面にクラスタ（ｃｌｕｓｔｅｒ）のマスク（ｍａｓｋ）を形成でき、これにより後続の窒化アルミニウムガリウムインジウムが窒化シリコン或いは窒化マグネシウムの上面に成長せず、その傍らの窒化アルミニウムガリウムインジウムの側方向に成長してこれらクラスタのマスクを超過し、低密度の窒化物エピタキシャル層を形成し、これにより窒化シリコン或いは窒化マグネシウムの後に形成されるエピタキシャル層の欠陥密度過多の問題を改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明の窒化物エピタキシャル層の好ましい実施例を示す。図２は図１の窒化物エピタキシャル層の製造フローチャートである。
【０００９】
図１は、基板１０１の上に順に第１中間層１０２、第２中間層１０３、及び窒化物エピタキシャル層１０４が堆積されてなる窒化物エピタキシャル層構造を示す。且つ第２中間層１０３は第１中間層１０２の表面にクラスタのマスクを形成するのに用いられ、後続成長の窒化物エピタキシャル層１０４が露出した第１中間層１０２の上で成長し並びに側方向に発展して第２中間層１０３の上方に至る。そのうち、図２に示されるように、この構造の製造方法は、ステップ２０１において、エピタキシャル技術により、摂氏２００〜１０００度の成長温度で、基板１０１の上に窒化アルミニウムガリウムインジウム（Ａｌ1-x-y Ｇａx Ｉｎy Ｎ）、そのうちｘ≧０、ｙ≧０、１≧ｘ＋ｙ≧０で厚さ５〜１０Åの第１中間層１０２を形成する。ステップ２０２において、エピタキシャル技術により、摂氏２００〜１０００度の成長温度で、第１中間層１０２の上に窒化シリコン（Ｓｉx Ｎy ）材料を用いて厚さ５〜１００Åの第２中間層１０３を形成する。ステップ２０３において、エピタキシャル技術を用いて、成長温度摂氏７００〜１１００度で、第２中間層１０３の上に窒化物エピタキシャル層１０４を形成する。
【００１０】
前述の第２中間層１０３は窒化マグネシウム（Ｍｇx Ｎy ）に変更して形成可能である。
【００１１】
本発明の窒化物エピタキシャル層構造及びその製造方法において、第２中間層１０３の窒化シリコン或いは窒化マグネシウムは、第１中間層１０２の表面においてクラスタのマスクを形成し、後続成長の窒化物エピタキシャル層１０４を露出した第１中間層１０２の上に成長させ、並びに側方向に発展させて第２中間層１０３の上方に至らせ、これにより第２中間層１０３の後に成長する窒化物エピタキシャル層１０４の欠陥密度は減少する。
【００１２】
更に、図３は本発明の窒化物エピタキシャル層の第２実施例を示す。前述の図２に表示されたステップ中、順にステップ２０１と２０２を実行した後、更にエピタキシャル技術を用いて、成長温度摂氏２００〜１０００度で、第２中間層１０３の上に窒化アルミニウムガリウムインジウム材料で、厚さ５〜１０Åの第１中間層１０２を形成し、この第１中間層１０２の上に重複して別の第２中間層１０３を形成し、並びにこのように重複し交錯するように第１中間層１０２と第２中間層１０３を形成し、最後に最上層の第２中間層１０３の上にステップ２０３で窒化物エピタキシャル層１０４を形成する。これにより、図３に示されるように、その窒化物エピタキシャル層構造は、基板１０１の上に、重複して交錯するように堆積された数層の第１中間層１０２と第２中間層１０３があり、並びに最上端の第２中間層１０３の上に窒化物エピタキシャル層１０４が堆積されてなる窒化物エピタキシャル層構造とされ、堆積により多層の第１中間層１０２と第２中間層１０３が交錯堆積された周期性構造とされている。
【００１３】
前述の本発明の窒化物エピタキシャル層製造方法の第２実施例中、第２中間層１０３の窒化シリコン或いは窒化マグネシウムは各第１中間層１０２の表面にクラスタのマスクを形成して、後続成長の第１中間層１０２或いは窒化物エピタキシャル層１０４が、第２中間層１０３の下方の露出する第１中間層１０２の上に成長し、並びに側方向に発展して第２中間層１０３の上方に至るものとされうる。これにより、第２中間層１０３の後に成長する第１中間層１０２の窒化アルミニウムガリウムインジウム及び窒化物エピタキシャル層１０４の欠陥密度が改善される。
【００１４】
図４は本発明の窒化物エピタキシャル層の第３実施例を示し、図５は図４の窒化物エピタキシャル層の製造フローチャートである。図４に示される構造は、基板４０１の上に順に第１中間層４０２、第２中間層４０３、もう一つの第１中間層４０２、及び窒化物エピタキシャル層４０４が堆積されてなる窒化物エピタキシャル層構造を示す。且つ第２中間層４０３は第１中間層４０２の表面にクラスタのマスクを形成するのに用いられ、後続成長の第１中間層４０２が前の一層の第１中間層４０２の露出領域の上より延伸され、並びに側方向に延伸されて第２中間層４０３の上方に至る。更に、最上端の第１中間層４０２は後続の窒化物エピタキシャル層４０４の品質を向上するのに用いられる。そのうち、図５に示されるように、その製造方法は、ステップ５０１において、エピタキシャル技術により、摂氏２００〜１０００度の成長温度で、基板４０１の上に窒化アルミニウムガリウムインジウムで厚さ５〜１０Åの第１中間層４０２を形成する。ステップ５０２において、エピタキシャル技術により、摂氏２００〜１０００度の成長温度で、第１中間層４０２の上に窒化シリコン（Ｓｉx Ｎy ）材料を用いて厚さ５〜１００Åの第２中間層４０３を形成する。ステップ５０３において、エピタキシャル技術を用いて、摂氏２００〜１０００度の成長温度で、第２中間層４０３の上に窒化アルミニウムガリウムインジウムで厚さ５〜１０Åのもう一つの第１中間層４０２を形成する。ステップ５０４で、エピタキシャル技術を用いて、成長温度摂氏７００〜１１００度で、最上層の第２中間層４０３の上に窒化物エピタキシャル層４０４を形成する。
【００１５】
前述の第２中間層４０３は窒化マグネシウム（Ｍｇx Ｎy ）に変更して形成可能である。
【００１６】
図６は本発明の窒化物エピタキシャル層の第４実施例を示し、前述の図５に表示されるステップ中、順にステップ５０１、５０２、５０３を実行した後、更に重複してステップ５０２とステップ５０３を交互に実行し、数回重複して交錯する第２中間層４０３と第１中間層４０２を形成し、最上層の第１中間層４０２の上にステップ５０４で窒化物エピタキシャル層４０４を形成する。こうして、図６に示されるように、窒化物エピタキシャル層は基板４０１の上で重複し交錯する堆積された複数層の第１中間層４０２と第２中間層４０３を有し、並びに最上端の第１中間層４０２の上に窒化物エピタキシャル層４０４が堆積されてなる窒化物エピタキシャル層構造とされ、堆積により多層の第１中間層４０２と第２中間層４０３が交錯堆積された周期性構造とされている。
【００１７】
前述の本発明の窒化物エピタキシャル層製造方法の第３実施例と第４実施例中、第２中間層４０３の窒化シリコン或いは窒化マグネシウムは前の一層の第１中間層４０２の表面にクラスタのマスクを形成して、第２中間層４０３の後続成長の第１中間層４０２が第２中間層４０３の下方の露出する第１中間層４０２の上に成長し、並びに側方向に発展して第２中間層４０３の上方に至るものとされうる。これにより、第２中間層４０３の後に成長する第１中間層４０２の窒化アルミニウムガリウムインジウム及び窒化物エピタキシャル層４０４の欠陥密度が改善される。
【００１８】
以上は本発明の実施例の説明であって本発明の範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の窒化物エピタキシャル層の好ましい実施例断面図である。
【図２】図１の窒化物エピタキシャル層の製造フローチャートである。
【図３】本発明の窒化物エピタキシャル層の第２実施例断面図である。
【図４】本発明の窒化物エピタキシャル層の第３実施例断面図である。
【図５】本発明の窒化物エピタキシャル層の第４実施例の製造フローチャートである。
【図６】本発明の窒化物エピタキシャル層の第４実施例断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０１、４０１  基板
１０２、４０２  第１中間層
１０３、４０３  第２中間層
１０４、４０４  窒化物エピタキシャル層
２０１  第１中間層堆積
２０２  第２中間層堆積
２０３  窒化物エピタキシャル層堆積
５０１  第１中間層堆積
５０２  第２中間層堆積
５０３  もう一つの第１中間層堆積
５０４  窒化物エピタキシャル層堆積
【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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