(57)【要約】      （修正有）【課題】反りの少ないエピタキシャルウェハを提供する。【解決手段】エピタキシャルウェハは、基板１と窒化物半導体４，５，６の間に形成されたアルミニウム層２と、アルミニウムを陽極酸化して形成したアルミニウムの陽極酸化（陽極酸化Ａｌ）層３によって、熱膨張係数差に起因した応力を緩和することで、ウェハのそりを押さえることが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に積層されたＡｌ層と、
前記Ａｌ層上に形成された陽極酸化Ａｌ層と、
前記陽極酸化Ａｌ層上に積層された窒化物半導体層とを備えることを特徴とするエピタキシャルウェハ。
【請求項２】
前記基板はＳｉであることを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャルウェハ。
【請求項３】
前記陽極酸化Ａｌ層の構造が、ポーラス型であることを特徴とする請求項１または２に記載のエピタキシャルウェハ。
【請求項４】
前記Ａｌ層の層厚が１μｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のエピタキシャルウェハ。
【請求項５】
前記陽極酸化Ａｌ層の層厚が１００ｎｍ以上５μｍ以下であることを特徴とする請求項１から４に記載のエピタキシャルウェハ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェハを用いたことを特徴とするトランジスタ。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のエピタキシャルウェハを用いたことを特徴とする発光素子。
【請求項８】
基板上にＡｌ層を形成する工程と、前記Ａｌ層上に陽極酸化Ａｌ層を形成する工程と、前記陽極酸化Ａｌ層上に窒化物半導体層を積層する工程とを備えることを特徴とするエピタキシャルウェハの製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のエピタキシャルウェハの製造方法であって、前記Ａｌ層上に陽極酸化Ａｌ層を形成する工程の後に、酸素雰囲気中にてアニールを行った後、前記窒化物半導体層を積層することを特徴とするエピタキシャルウェハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体層を有するエピタキシャルウェハおよびその製造方法に関し、基板上に窒化物半導体層を厚膜成長させることが可能なエピタキシャルウェハとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＡｌＧａＮ／ＧａＮ窒化物半導体層を有したヘテロ構造のエピタキシャルウェハにおいてはＧａＮ基板が高価であることから、サファイア基板やシリコン（以下Ｓｉと記す）基板の上に結晶成長が行われている。
【０００３】
上記サファイアやＳｉの基板上に窒化物半導体層を成長させる場合、上記基板と窒化物半導体層の格子定数が異なるため、それに起因する結晶欠陥の増加や、上記基板と窒化物半導体との熱膨張係数差により発生する反りが問題となっている。
【０００４】
結晶欠陥は、その窒化物半導体から製造される光素子の発光特性や信頼性を悪化させ、電子デバイスのリーク電流や非線形性の発生、信頼性低下などの原因となる。
【０００５】
また、窒化物半導体を厚膜にすると反りが生じるため、窒化物半導体の層の厚さを１μｍ以上にすることが難しく、結果として窒化物半導体層の結晶性が悪くなる。また、反りは、ウェハにクラックを生じさせる原因にもなり、特に基板がＳｉ基板である場合には、Ｓｉ基板と窒化物半導体層との熱膨張係数差が大きく、かつ窒化物半導体の熱膨張係数がＳｉ基板の熱膨張係数より大きいため、窒化物半導体層が熱収縮によって大きく収縮し、厚膜成長後、常温に戻ったときにクラックが生じやすい。
【０００６】
これらの問題を解決するために、上記基板と窒化物半導体層との間にさまざまなバッファ層を設けた構造が採用されており、反りを抑えるためのバッファ層として応力を逃すような細孔を有する構造が用いられている。
【０００７】
特許文献１によれば、基板上に窒化物半導体層を成長させ、その窒化物半導体層に多数の微細なボイドを有する多孔質層を形成した後、アニールを施して表面を再結晶化させて再結晶層を形成する方法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献２によれば、表面に多数の細孔を有する基板を用いる方法が開示されている。この多数の細孔により、応力を逃す構造となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２２３１６５号公報
【特許文献２】特開２００２−２７０５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１によれば、微細なボイドにより応力を逃す効果は期待できるものの、ボイドの大きさや深さによって反りの大きさが大きく影響される。またボイドの大きさや深さは下地となる結晶の結晶性によって大きく変化するため、そのコントロールが困難である。さらに、窒化物半導体層にボイドが有っても、必ず基板と窒化物半導体層が接している部分が存在するため、その部分では基板と窒化物半導体の熱膨張係数差を緩和することはできていない。
【００１１】
また、特許文献２についても、特許文献１と同様、現実的には基板と接している窒化物半導体部分が必ず存在することから、基板との熱膨張係数差を完全に緩和することはできない。また、（１００）面や（１１０）面の基板上に成長した窒化物半導体の結晶性は、面方位の影響を受けるため、（１１１）面上に成長した窒化物半導体の結晶性より劣るという問題があった。
【００１２】
本発明は、かかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的はクラックがなく、ウェハの反りを抑えた結晶性の高いエピタキシャルウェハを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るエピタキシャルウェハは、基板と、前記基板上に積層されたアルミニウム（以下、Ａｌと記す）層と前記Ａｌ層上に形成されたＡｌの陽極酸化層（以下、陽極酸化Ａｌ層と記す）と、前記陽極酸化Ａｌ層上に積層された窒化物半導体層とを備えることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明に係るエピタキシャルウェハは、前記基板はＳｉであることを特徴としている。
【００１５】
また、本発明に係るエピタキシャルウェハは、前記陽極酸化Ａｌ層の構造が、ポーラス型であることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明に係るエピタキシャルウェハは、前記Ａｌ層の層厚が１μｍ以下であることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明に係るエピタキシャルウェハは、前記陽極酸化Ａｌ層の層厚が１００ｎｍ以上５μｍ以下であることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明に係るトランジスタは、上記エピタキシャルウェハを用いたことを特徴としている。
【００１９】
また、本発明に係る発光素子は、上記エピタキシャルウェハを用いたことを特徴としている。
【００２０】
本発明に係るエピタキシャルウェハの製造方法は、基板上にＡｌ層を形成する工程と、前記Ａｌ層上に陽極酸化Ａｌ層を形成する工程と、前記陽極酸化Ａｌ層上に窒化物半導体層を積層する工程とを備えることを特徴としている。
【００２１】
また、本発明に係るエピタキシャルウェハの製造方法は、前記Ａｌ層上に陽極酸化Ａｌ層を形成する工程の後に、酸素雰囲気中にてアニールを行った後、前記窒化物半導体層を積層することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、エピタキシャルウェハの反りやクラックの発生を抑制し、厚膜化が可能な結晶性の高いエピタキシャルウェハ、およ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】
【００２３】
【図１】本発明に係るエピタキシャルウェハの第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】ポーラス型の陽極酸化Ａｌを示す断面図である。
【図３】第１の実施形態の比較例を示す断面図である。
【図４】第３の実施形態に係るエピタキシャルウェハを用いたトランジスタの断面図である。
【図５】第４の実施形態に係るエピタキシャルウェハを用いた発光素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２５】
（第１の実施形態）
図１は、発明のエピタキシャルウェハの第１実施形態を示す断面図である。このウェハは基板としてのＳｉ基板１と、このＳｉ基板１上に積層されたＡｌ層２、陽極酸化Ａｌ層３、低温成長ＧａＮバッファ層４、ＧａＮチャネル層５、ＡｌＧａＮ障壁層６とを備える。
【００２６】
まず、この第１実施形態のエピタキシャルウェハの製造方法を説明する。基板として（１１１）面３インチＳｉ基板１を用い、Ｓｉ基板１上にＡｌ層２をスパッタ法によって全面に１μｍ堆積させる。
【００２７】
Ａｌを堆積する方法としてはスパッタ法に限らず、真空蒸着法などの一般的な薄膜作成方法でよい。堆積条件は装置によって異なるが、本実施形態では、ＲＦマグネトロンスパッタ法を用い、入力電力２００Ｗ、Ａｒ圧力０．８Ｐａ、堆積時間５分で堆積した。
【００２８】
次にＳｉ基板１上にＡｌ層２を堆積させた基板を１５％の硫酸水溶液を温度２０℃で一定に保った状態で、電流密度０．０１Ａ／ｃｍ２の条件で、１０分間陽極酸化を行った。出来上がった陽極酸化Ａｌ層３の層厚は、約１．９μｍ、Ａｌ層２の層厚は約５０ｎｍであった。陽極酸化Ａｌ層３の層厚は、バッファ層として機能するのに十分な厚さが有れば良く、１００ｎｍ以上５μｍであれば良い。ただし、陽極酸化によって形成する場合には、Ａｌ層２と陽極酸化Ａｌ層３の比率は、酸化条件によってある程度一意の値をとる。
【００２９】
陽極酸化によりＡｌ層２は酸化され、陽極酸化Ａｌに変化するため、Ａｌ層２の層厚は減少する。Ａｌ層２（融点６６０℃）自身は結晶成長温度（１０００℃から１２００℃程度）で融解してしまうため、陽極酸化後のＡｌ層２があまり厚いと、後の結晶成長工程において、いったん溶け出したＡｌ層２が再結晶化し、ウェハ全体に影響を及ぼす恐れがあるので、陽極酸化後のＡｌ層２の層厚は１μｍ以下が望ましい。さらにＡｌは、延性・展性を有する金属であることから、基板材料と窒化物半導体間に働く応力を緩和するため、反りを抑制することができる。
【００３０】
図２はＡｌ層２上にＡｌの陽極酸化によって作成したポーラス型の陽極酸化Ａｌ層３を示す断面図である。陽極酸化Ａｌ層３の構造としては、バリア型とポーラス型の２つがあるが、表面が均一に覆われるバリア型よりも、微細孔３１によって空隙を有する構造によって応力を緩和するということから、ポーラス型が好ましい。
【００３１】
また、基板の材料は、陽極酸化Ａｌ層３を形成可能で、窒化物の結晶成長温度に耐えうるものであれば、種類を問わずに使用可能である。
【００３２】
特に基板としてＳｉを使った場合、１１００℃前後の高温における結晶成長中にＳｉ基板１と、Ａｌ層２の界面にＳｉ−Ａｌ合金が形成される。Ｓｉ−Ａｌ合金は、窒化物半導体の熱膨張係数に近い値を有することから、応力の緩和においてさらに望ましい効果を発揮し、反りやクラックが発生しにくい。また、本発明の構造では、Ａｌ層２と陽極酸化Ａｌ層３が存在することにより、窒化物半導体層の結晶成長において、Ｓｉ基板１の面方位に関する影響を受けないため、（１００）、（１１０）、（１１１）面でいずれも同等の結晶性が得られる。また、Ｓｉ基板は単結晶、多結晶いずれの場合でも同等の効果が期待できる。
【００３３】
なお、陽極酸化Ａｌ層３を形成する際の処理浴としては、硫酸、蓚酸、クロム酸、リン酸などが用いられ、いずれを用いても望ましい陽極酸化Ａｌ層３が形成される。その中でもコストの点からは硫酸を用いた硫酸法が望ましく、耐食性の点からは蓚酸を用いた蓚酸法あるいは、硫酸法が望ましい。本実施形態では、陽極酸化Ａｌ層３を形成する際の処理浴として、硫酸を用いたが、蓚酸、クロム酸、リン酸のいずれを用いても、同様の陽極酸化Ａｌ層３が得られることを確認した。
【００３４】
このようにして出来上がった陽極酸化Ａｌ層／Ａｌ層／Ｓｉ基板を用い、陽極酸化Ａｌ層３上にＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法により基板温度５００℃、成長圧力１００ｋＰａ、ＴＭＧ流量１１０μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＮＨ３流量９ｓｌｍの条件下で、層厚３０ｎｍの低温成長ＧａＮバッファ層４を成長させた。
【００３５】
その後、基板温度１１５０℃、成長圧力１０ｋＰａ、ＴＭＧ流量３００μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＮＨ３流量１２ｓｌｍの条件下で、ＧａＮチャネル層５を厚さ２．５μｍ成長させた後、成長圧力１００ｋＰａに上げて、層厚０．５μｍのＧａＮチャネル層５をさらに成長させた。
【００３６】
その上に、基板温度１０５０℃、ＴＭＧ流量４４μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＴＭＡ流量１１μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＮＨ３流量１２ｓｌｍの条件下で、層厚２０ｎｍのＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎ障壁層６を成長させた。ＧａＮチャネル層５の上にＡｌＧａＮ障壁層６が成長されることによって、２次元電子ガスが形成される。
【００３７】
このようにして成長したヘテロ構造の電気的特性を、ホール測定により測定した結果、２次元電子ガス濃度７ｘ１０１２ｃｍ−２、移動度１８００ｃｍ２／Ｖｓが得られた。また、ウェハの反りも生じず、クラックの発生もなかった。
【００３８】
これまで、ウェハの反りを防ぐために、Ｓｉ基板上には、ＧａＮ層厚を１μｍ程度の厚さで成長させるのが限界であったが、上述の方法を用いることによって、ＧａＮ層を１μｍ以上成長させることができ、ウェハの反りも発生しなかった。
【００３９】
また、結晶性を評価するために、比較例として、図３に示すようにＳｉ基板１上にＡｌ層２と陽極酸化Ａｌ層３を積層せずに直接上記Ｓｉ基板１に窒化物半導体層をエピタキシャル成長させたウェハをＸＲＤ（Ｘ線回折）にて測定し、ＰＬ発光特性を示すスペクトルにおいて、得られたロッキングカーブを比較した。
【００４０】
Ｓｉ基板１上にＡｌ層２と陽極酸化Ａｌ層３を積層した後、エピタキシャル成長を行った低温成長ＧａＮバッファ層４、ＧａＮチャネル層５、ＡｌＧａＮ障壁層６と、基板温度、成長圧力等を同条件にして比較例のウェハを作成した。ただし、比較例においては、層を厚くすると反りが大きくなるため、ＧａＮチャネル層５を厚さ０．５μｍ成長させた後、成長圧力１００ｋＰａに上げて、層厚０．５μｍのＧａＮチャネル層５をさらに成長させた。その結果、比較例のＳｉ基板上での成長では、ロッキングカーブ全半値幅８００ａｒｃｓｅｃであったのに対し、陽極酸化Ａｌ層３を持つ窒化物半導体層は、２５０ａｒｃｓｅｃと結晶性が飛躍的に改善された。
【００４１】
本実施形態では、（１１１）面Ｓｉ基板を用いたが、（１００）面Ｓｉ基板や（１１０）面Ｓｉ基板を用いても、今回エピタキシャル成長したＧａＮ（００４）面のロッキングカーブ全半値幅が２５０ａｒｃｓｅｃ程度の結晶性のものが得られた。Ｓｉ基板の面方位に左右されずに結晶性の高いＧａＮ層を得ることができた。
【００４２】
このように第１の実施形態によれば、基板上に陽極酸化Ａｌ層３を設けたことにより、陽極酸化Ａｌの熱膨張係数が窒化物半導体よりも大きいために、クラックの発生を抑えることができた。
【００４３】
さらに陽極酸化Ａｌ層３がポーラス型の場合は、微細孔３１による空隙を有する構造であるため、応力を緩和して反りやクラックを防止するのに効果的であり、窒化物半導体層を厚くすることができ、結果的に結晶性を高めることができる。
【００４４】
また、基板上にＡｌ層２を設けたことにより、延性・展性を有するＡｌの特性を生かし、基板材料と窒化物半導体間に働く応力を緩和することができる。さらに、基板の材料は、陽極酸化Ａｌ層を形成可能で、窒化物の結晶成長温度に耐えうるものであれば、種類を問わずに使用可能である。
【００４５】
特に基板としてＳｉを使った場合、１１００℃前後の高温における結晶成長中に形成されるＳｉ基板１と、Ａｌ層２によって形成されるＳｉ−Ａｌ合金が窒化物半導体の熱膨張係数に近い値を有することから、応力の緩和においてさらに望ましい効果を発揮し、反りやクラックが発生しにくくなり、そのため、窒化物半導体層を厚くすることができ、結晶性を高めることができる。
【００４６】
また、本発明の構造では、Ａｌ層２と陽極酸化Ａｌ層３が存在することにより、窒化物半導体層の結晶成長において、Ｓｉ基板１の面方位に関する影響を受けないため、（１００）、（１１０）、（１１１）面でいずれも同等の高い結晶性が得られた。
【００４７】
（第２の実施形態）
本実施の形態と第１の実施形態と異なる点は、陽極酸化Ａｌ層３を安定化させるために、窒化物半導体の成長前にアニールを行っている点である。
【００４８】
まず、第１の実施形態と同様の方法で陽極酸化Ａｌ層／Ａｌ層／Ｓｉ基板を作成し、その後、酸素雰囲気中で１２００℃にて１０分間アニールを行なった。
【００４９】
アルミニウムの陽極酸化によって作成した陽極酸化Ａｌ層３は、対アンモニア性を有しているが、表面は活性な状態であるため、酸素中でアニールを行なうことで安定化させることにより、均一な窒化物半導体を成長させることができる。８００℃以下の温度でのアニールは、耐食性に大きな改善が見られず、１３００℃以上の温度ではウェハの反りが生じてしまうため、アニールの温度としては、８００℃以上１３００℃以下が望ましい。
【００５０】
引き続いてＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法により、陽極酸化Ａｌ層３上に窒化物半導体の成長を行なった。
【００５１】
つぎに、第１実施形態と同様に基板温度５００℃、成長圧力１００ｋＰａ、ＴＭＧ流量１１０μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＮＨ３流量９ｓｌｍで、層厚３０ｎｍの低温成長ＧａＮバッファ層４を成長させ、次に、基板温度１１５０℃、成長圧力１０ｋＰａ、ＴＭＧ流量３００μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＮＨ３流量１２ｓｌｍの条件下で、ＧａＮチャネル層５を厚さ２．５μｍ成長させた後、成長圧力１００ｋＰａに上げて、厚さ０．５μｍのＧａＮチャネル層５をさらに成長させた。
【００５２】
さらにその上に、基板温度１１５０℃、成長圧力１０ｋＰａ、ＴＭＧ流量４４μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＴＭＡ流量１１μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＮＨ３流量１２ｓｌｍの条件下で、厚さ２０ｎｍのＡｌ０．１７Ｇａ０．８３Ｎ障壁層６を成長させた。
【００５３】
このようにして成長したヘテロ構造の電気的特性を、ホール測定により測定した結果、２次元電子ガス濃度７ｘ１０１２ｃｍ−２、移動度１８００ｃｍ２／Ｖｓが得られた。さらに異なる複数箇所についても、同様のホール測定を行い、面内の均質性を確認したところ、各測定結果のばらつきが小さく、電気的特性の面内における均質性が、向上していた。
【００５４】
また、本実施形態においても、第１実施形態で用いた比較例であるＳｉ基板１上にＡｌ層２と陽極酸化Ａｌ層３を積層せずに直接エピタキシャル成長を行った窒化物半導体層と比較してみたところ、実施形態１と同様に窒化物半導体層の１μｍ以上の厚膜成長によってもウェハの反りが発生せず、結晶性も改善された。
【００５５】
さらに本実施形態においては、窒化物半導体の成長前にアニールを行い、陽極酸化Ａｌ層３を安定化させることにより、ヘテロ構造の電気的特性のばらつきが減少し、面内均質性が向上した。
【００５６】
なお、上記実施形態では、窒化物半導体層を窒化ガリウム系半導体層として説明したが、窒化インジウム系半導体層や、窒化アルミニウム系半導体層であってもよい。
【００５７】
（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態に係るエピタキシャルウェハを用いたトランジスタ２０の断面図である。このトランジスタ２０は基板としてのＳｉ基板１とこのＳｉ基板１上に積層されたＡｌ層２、陽極酸化Ａｌ層３、低温成長ＧａＮバッファ層４、ＧａＮチャネル層５、コンタクト領域２１、ソース電極２２、ドレイン電極２３、ＳｉＯ２膜２４、ゲート電極２５とを備えた構成となっている。
【００５８】
第１の実施形態と同様の方法で陽極酸化Ａｌ層／Ａｌ層／Ｓｉ基板を作成し、その後、酸素雰囲気中で１２００℃にて１０分間アニールを行なった。
【００５９】
引き続いてＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法により、陽極酸化Ａｌ層３上に窒化物半導体の成長を行なった。
【００６０】
つぎに、基板温度５００℃、成長圧力１００ｋＰａ、ＴＭＧ流量１１０μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＮＨ３流量９ｓｌｍで、層厚３０ｎｍの低温成長ＧａＮバッファ層４を成長させ、次に、基板温度１１５０℃、成長圧力１０ｋＰａ、ＴＭＧ流量３００μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＮＨ３流量１２ｓｌｍの条件下で、ＧａＮチャネル層５を厚さ２．５μｍ成長させた後、成長圧力１００ｋＰａに上げて、厚さ０．５μｍのＧａＮチャネル層５をさらに成長させた。
【００６１】
成長後ソースおよびドレインとなる領域に、Ｓｉイオンを注入してコンタクト領域２１（キャリア濃度５ｘ１０１９ｃｍ−３）を形成し、窒素雰囲気中で基板温度１２００℃にて２分間の活性化アニールを行なった。
【００６２】
次にＣＶＤ（化学気相成長）装置を用いて、表面に膜厚２０ｎｍのＳｉＯ２膜２４を堆積し、窒素雰囲気中で１１００℃にて１時間のアニールを行なった。
【００６３】
ソース２２およびドレイン２３となる領域のＳｉＯ２膜２４を除去した後、Ｔｉ／Ａｌ（１６ｎｍ／２００ｎｍ）からなるソース電極、ドレイン電極を形成して窒素雰囲気中で６００℃にて１０分間のアニールを行い、最後にゲート電極２５をＳｉＯ２２４の上に形成してトランジスタを作成した。
【００６４】
Ｓｉ基板１上に成長した多層膜バッファ層を用いた窒化物半導体は、Ｓｉイオン注入後の活性化アニールによってウェハの反りの大きさと方向が大きく変化したが、本発明のように、陽極酸化Ａｌ層３を介した場合は、活性化アニールによるウェハの反りの変化は生じなかった。また、本実施形態においても、第１実施形態で用いた比較例であるＳｉ基板１上にＡｌ層２と陽極酸化Ａｌ層３を積層せずに直接エピタキシャル成長を行った窒化物半導体層と比較してみたところ、実施形態１、実施形態２と同様に窒化物半導体層の１μｍ以上の厚膜成長によってもウェハの反りが発生せず、結晶性も改善された。
【００６５】
さらに、本発明に係るエピタキシャルウェハを用いたトランジスタは、結晶性が高いため、リーク電流や非線形性の発生が抑えられ、信頼性も向上した。
【００６６】
（第４の実施形態）
図５は、第４の実施形態に係るエピタキシャルウェハを用いた発光素子４０の断面図である。この発光素子４０は基板としてのＳｉ基板１と、このＳｉ基板１上に積層されたＡｌ層２、陽極酸化Ａｌ層３、低温成長ＧａＮバッファ層４、ｎ型ＧａＮ層４１、ｎ型ＩｎＧａＮ／ＧａＮクラッド層４２、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ発光層４３、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層４４、ｐ型ＧａＮ層４５、ｐ型ＩｎＧａＮコンタクト層４６、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）４７、ｎ型電極４８、ｐ型電極４９を備えた構成となっている。
【００６７】
第１の実施形態と同様の方法で陽極酸化Ａｌ層／Ａｌ層／Ｓｉ基板を作成し、その後、酸素雰囲気中で１２００℃にて１０分間アニールを行なった。
【００６８】
引き続いてＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長）法により、陽極酸化Ａｌ層３上に窒化物半導体の成長を行なった。
【００６９】
つぎに、基板温度５００℃、成長圧力１００ｋＰａ、ＴＭＧ流量１１０μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＮＨ３流量９ｓｌｍで、層厚３０ｎｍの低温成長ＧａＮバッファ層４を成長させ、次に、基板温度１１５０℃、ＴＭＧ流量３００μｍｏｌ／ｍｉｎ、ＮＨ３流量１２ｓｌｍの条件下で、ｎ型ＧａＮ層４１（キャリア濃度５ｘ１０１８ｃｍ−３）を厚さ８μｍ成長させた。
【００７０】
その後、基板温度８５０℃にて、膜厚５ｎｍ／５ｎｍのｎ型Ｉｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ／ＧａＮクラッド層４２（周期１０回、キャリア濃度５ｘ１０１８ｃｍ−３）を成長させ、引き続いて基板温度８５０℃にて膜厚１０ｎｍ／１０ｎｍのＩｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ／Ｉｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ発光層４３（周期５回）を成長させた。
【００７１】
次に基板温度を８５０℃から１１００℃に上げながら、膜厚０．１μｍのｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎクラッド層４４を成長させ、その後基板温度１１００℃にて膜厚０．２μｍのｐ型ＧａＮ層４５（キャリア濃度２ｘ１０１７ｃｍ−３）、基板温度８５０℃にて膜厚５０ｎｍのｐ型Ｉｎ０．１Ｇａ０．９Ｎコンタクト層４６（キャリア濃度１ｘ１０１９ｃｍ−３）を順次成長させた。
【００７２】
成長後、ｎ型電極４８を形成する幅に応じて、ＩＣＰエッチングによってｎ型ＧａＮ層４１までエッチングし、ｎ型ＧａＮ層４１上にＴｉ／Ａｌを蒸着法でそれぞれ１６／２００ｎｍ堆積してｎ型電極４８を形成した。
【００７３】
ｐ型ＩｎＧａＮコンタクト層４６の上に、蒸着法によってＩＴＯ（インジウム錫酸化物）４７を３００ｎｍ形成し、その上の一部にＮｉ／Ａｕを蒸着法でそれぞれ５／１００ｎｍ堆積してｐ型電極４９を形成し、発光素子を作成した。
【００７４】
本実施形態においても、第１実施形態で用いた比較例であるＳｉ基板１上にＡｌ層２と陽極酸化Ａｌ層３を積層せずに直接エピタキシャル成長を行った窒化物半導体層と比較してみたところ、上記実施の形態と同様に窒化物半導体層が１μｍ以上の厚膜成長によってもウェハの反りが発生せず、結晶性も改善された。
【００７５】
さらに、本発明に係るエピタキシャルウェハを用いた発光素子は、発光特性や信頼性が向上した。また、Ｓｉ基板１上のＡｌ層２が反射膜となり、Ａｌ層２が無い場合よりも約２０％の発光効率の改善が見られた。
【００７６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７７】
１  Ｓｉ基板
２  Ａｌ層
３  陽極酸化Ａｌ層
４  低温成長ＧａＮバッファ層
５  ＧａＮチャネル層
６  ＡｌＧａＮ障壁層
２０  トランジスタ
２１  コンタクト領域
２２  ソース電極
２３  ドレイン電極
２４  ＳｉＯ２膜
２５  ゲート電極
３１  微細孔
４０  発光素子
４１  ｎ型ＧａＮ層
４２  ｎ型ＩｎＧａＮ／ＧａＮクラッド層
４３  ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ発光層
４４  ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層
４５  ｐ型ＧａＮ層
４６  ｐ型ＩｎＧａＮコンタクト層
４７  ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）
４８  ｎ型電極
４９  ｐ型電極
【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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