(57)【要約】【課題】電気特性のばらつきの小さい複数の窒化物半導体デバイスを形成することのできる窒化物半導体エピタキシャルウェハを提供する。【解決手段】本発明の一態様において、基板１１と、基板１１上に形成された、上面の面方位が（００２）面である窒化物半導体層１２と、を有し、窒化物半導体層１２の（００２）面又は（１００）面におけるＸ線ロッキングカーブの半値幅のばらつきが３０％以下である、厚さが１００μｍ以上、直径が５０ｍｍ以上の窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０を提供する。【選択図】図１
2015133354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された、上面の面方位が（００２）面である窒化物半導体層と、
を有し、
前記窒化物半導体層の（００２）面又は（１００）面におけるＸ線ロッキングカーブの半値幅の面内のばらつきが３０％以下である、
厚さが１００μｍ以上、直径が５０ｍｍ以上の窒化物半導体エピタキシャルウェハ。
【請求項２】
前記ばらつきが２５％以下である、
請求項１に記載の窒化物半導体エピタキシャルウェハ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の窒化物半導体エピタキシャルウェハを用いて形成された高電子移動度トランジスタである、窒化物半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体エピタキシャルウェハ及び窒化物半導体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、窒素（Ｎ）等を含む窒化物半導体は、高い飽和電子速度と高い絶縁破壊耐圧を有するため、高周波領域で高効率・高出力を実現する電子デバイス用材料等として実用化されている。また、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド車（ＨＥＶ）などの基幹部品であるインバーターの高効率化をもたらすパワーデバイスの高性能化のキー材料としても期待されている。
【０００３】
窒化物半導体高周波電子デバイスや窒化物半導体パワーデバイスのような窒化物半導体デバイスは、一般に、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、窒素（Ｎ）等を含む窒化物半導体からなるエピタキシャル層を有する。高性能な窒化物半導体デバイスを形成するためには、窒化物半導体エピタキシャル層の結晶性がよいことが求められる。
【０００４】
窒化物半導体デバイスの窒化物半導体エピタキシャル層の結晶性の指標として、所定の面のＸ線ロッキングカーブの半値幅を用いる方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１は、高い結晶性の条件として、Ｘ線回折スペクトルの半値幅の上限値を定めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３８３６６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
窒化物半導体デバイスは、通常、直径２インチ（５．０８ｃｍ）以上の下地基板上に窒化物半導体層をエピタキシャル成長させて窒化物半導体エピタキシャルウェハを形成し、その表面に複数の電極を形成した後、当該ウェハを複数個のチップ状にダイシングすることによって得られる。
【０００７】
特許文献１においては、複数個のチップ状に分割する前の窒化物半導体エピタキシャルウェハにおける基板面内の窒化物半導体エピタキシャル層の結晶性のばらつきについては、何ら考慮されておらず、一枚の窒化物半導体エピタキシャルウェハから取得した複数個の窒化物半導体デバイス間で電気特性が大きくばらつくという問題がある。
【０００８】
本発明の目的の一つは、電気特性のばらつきの小さい複数の窒化物半導体デバイスを形成することのできる窒化物半導体エピタキシャルウェハを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の目的の一つは、電気特性のばらつきの小さい複数の窒化物半導体デバイスを形成し、窒化物半導体デバイスの歩留まりを向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明の一態様によれば、上記目的を達成するため、基板と、前記基板上に形成された、上面の面方位が（００２）面である窒化物半導体層と、を有し、前記窒化物半導体層の（００２）面又は（１００）面におけるＸ線ロッキングカーブの半値幅の面内のばらつきが３０％以下である、厚さが１００μｍ以上、直径が５０ｍｍ以上の窒化物半導体エピタキシャルウェハが提供される。
【００１１】
（２）上記窒化物半導体エピタキシャルウェハにおいて、前記ばらつきが２５％以下であることが好ましい。
【００１２】
（３）本発明の他の態様によれば、上記（１）又は（２）に記載の窒化物半導体エピタキシャルウェハを用いて形成された高電子移動度トランジスタである、窒化物半導体デバイスが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様によれば、電気特性のばらつきの小さい複数の窒化物半導体デバイスを形成することのできる窒化物半導体エピタキシャルウェハを提供することができる。
【００１４】
また、本発明の他の態様によれば、電気特性のばらつきの小さい複数の窒化物半導体デバイスを形成し、窒化物半導体デバイスの歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る窒化物半導体エピタキシャルウェハの垂直断面図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、下地層上に窒化物半導体層を構成するミクロな結晶柱が成長する様子を表す概念図である。
【図３】図３は、第２の実施の形態に係る窒化物半導体デバイスの垂直断面図である。
【図４】図４は、実施例１〜３に係る窒化物半導体エピタキシャルウェハの測定点を表す平面図である。
【図５】図５は、実施例１〜３に係る表１〜３から得られたＸ線半値幅のばらつきΔＸｗ（％）と高電子移動度トランジスタの閾値電圧のばらつきΔＶｔｈ（％）の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
〔第１の実施の形態〕
（窒化物半導体エピタキシャルウェハの構成）
図１は、第１の実施の形態に係る窒化物半導体エピタキシャルウェハの垂直断面図である。窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０は、基板１１と、基板１１上にエピタキシャル成長により形成された窒化物半導体層１２を有する。
【００１７】
基板１１は、例えば、ＧａＮ基板、Ｓｉ基板、又はＳｉＣ基板である。
【００１８】
窒化物半導体層１２は、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ等のＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、かつ０≦ｘ、ｙ、ｚ≦１）、すなわち窒化物半導体からなる。また、窒化物半導体層１２は、異なる窒化物半導体からなる層を積層した多層構造を有してもよい。窒化物半導体層１２の上面の面方位は（００２）である。
【００１９】
窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０の厚さは１００μｍ以上、直径は５０ｍｍ以上である。窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０は、基板１１と窒化物半導体層１２との間にバッファ層を有してもよい。
【００２０】
窒化物半導体層１２の結晶性を確保するために、窒化物半導体層１２の（００２）面におけるＸ線ロッキングカーブの半値幅は、面内の全域において３００秒以下であることが好ましい。また、窒化物半導体層１２の（１００）面におけるＸ線ロッキングカーブの半値幅は、面内の全域において６００秒以下であることが好ましい。
【００２１】
窒化物半導体層１２の（００２）面又は（１００）面におけるＸ線ロッキングカーブの半値幅の面内のばらつきは、３０％以下である。この条件を満たすことにより、後述するように、窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０を用いて形成する高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）の閾値電圧のばらつきを３％以内に抑えることができる。半値幅の面内のばらつきが３０％を超えると図５に示すように急激に閾値電圧のばらつきが大きくなる。図５の詳細については後述する。
【００２２】
ここで、Ｘ線ロッキングカーブの半値幅の面内のばらつきとは、図４に示すような１５箇所の測定点においてＸ線ロッキングカーブの半値幅をそれぞれ測定し、得られた複数の測定値から、「（最大値−最小値）／平均値」の式により算出した値をいう。図４の詳細については後述する。なお、測定間隔はウェハの直径により変わる。例えば、直径が５０ｍｍの場合、測定間隔は３ｍｍであり、直径が３インチの場合、測定間隔は５ｍｍであり、直径が６インチの場合、測定間隔は１０ｍｍである。
【００２３】
閾値電圧のばらつきとは、一枚の窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０から取得した複数個の高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）について、それぞれ閾値電圧を測定し、得られた複数の測定値から、「（最大値−最小値）／平均値」の式により算出した値をいう。
【００２４】
また、窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０を用いて形成する高電子移動度トランジスタのディープレベル量のばらつきを安定して２．５％以内に抑えるためには、窒化物半導体層１２の（００２）面又は（１００）面におけるＸ線ロッキングカーブの半値幅の面内のばらつきは、２５％以下であることが好ましい。何故なら、図５に示すように２５％を超えると閾値電圧のばらつきが大きくなり始めるからである。
【００２５】
以下、窒化物半導体層１２の（００２）面又は（１００）面におけるＸ線ロッキングカーブの半値幅の測定について具体的に説明する。なお、窒化物半導体においては（００２）面はＣ面と呼ばれる。
【００２６】
（Ｘ線ロッキングカーブの半値幅の測定）
窒化物半導体層１２のＸ線ロッキングカーブの半値幅は、その測定点における窒化物半導体層１２の結晶性の指標となる。
【００２７】
Ｘ線ロッキングカーブの半値幅は、その測定点におけるＸ線ビームのスポットサイズ（通常は直径１ｍｍ程度）の領域内の、ある特定面方位の結晶の面方位の均一性を示す。そのため、エピタキシャル成長する結晶の成長面のＸ線ロッキングカーブの半値幅は、成長面の面方位の均一性の指標となる。
【００２８】
なお、ペロブスカイト型結晶である窒化物半導体結晶の気相成長は、ウルツァイト型結晶の砒化物半導体のように２次元的なステップフロー成長ではなく、３次元成長様式であるため、エピタキシャル成長する窒化物半導体結晶はミクロな柱状の結晶の集合体から構成される。このため、窒化物半導体結晶の面方位の均一性がミクロな結晶柱１４の成長方向の均一性で表される。
【００２９】
例えば、窒化物半導体結晶の（００２）面のＸ線ロッキングカーブの半値幅は、［００２］方向に成長した窒化物半導体層１２を構成する多数のミクロな結晶柱の成長方向がＸ線ビームのスポットサイズの領域の中でどれだけ揃っているかを示す指標となり、半値幅が大きいほど結晶柱の成長方向が不揃いであることを示す。
【００３０】
図２（ａ）、（ｂ）は、下地層１３上に窒化物半導体層１２を構成するミクロな結晶柱１４が成長する様子を表す概念図である。図２（ａ）は、成長方向が均一な結晶柱１４を表し、図２（ｂ）は、成長方向が不均一な結晶柱１４を表す。なお、下地層１３は基板１１、又は窒化物半導体層１２中の他の層である。
【００３１】
図２（ａ）に示されるような結晶柱１４の成長方向が均一な領域は、図２（ｂ）に示されるような結晶柱１４の成長方向が不均一な領域と比較して、面方位の均一性が高いため、Ｘ線ロッキングカーブの半値幅が小さくなる。
【００３２】
また、窒化物半導体層１２中にｎ型導電層を形成する場合、窒化物半導体層１２を構成する窒化物半導体結晶を有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）等によりエピタキシャル成長させながらＳｉやＯ等のｎ型不純物を導入する。このとき、ＳｉやＯ等のｎ型不純物は窒化物半導体結晶の成長面が（００２）面である場合に取り込まれ難く、その他の面である場合には取り込まれ易い。
【００３３】
このため、（００２）面を成長面として成長させた窒化物半導体結晶を構成するミクロな結晶柱１４の成長方向の均一性が低いほど、窒化物半導体結晶中へｎ型不純物が取り込まれ易くなり、ｎ型不純物の濃度が高くなる。したがって、（００２）面を成長面として成長した窒化物半導体結晶からなる、上面の面方位が（００２）面である窒化物半導体層１２のＸ線ロッキングカーブの半値幅は、その測定点におけるｎ型導電層中のｎ型不純物濃度の指標になる。
【００３４】
（Ｘ線ロッキングカーブの半値幅のばらつき）
上記のように、上面の面方位が（００２）面である窒化物半導体層１２のＸ線ロッキングカーブの半値幅は、その測定点における結晶性、及びｎ型不純物濃度の指標となる。このため、上面の面方位が（００２）面である窒化物半導体層１２のＸ線ロッキングカーブの半値幅の面内のばらつきは、結晶性、ｎ型不純物濃度の面内のばらつきの指標となる。
【００３５】
上面の面方位が（００２）面である窒化物半導体層１２のＸ線ロッキングカーブの半値幅を測定する場合、（００２）面又は（１００）面のＸ線ロッキングカーブの半値幅を測定することが好ましい。（００２）面のＸ線ロッキングカーブの半値幅は、窒化物半導体層の上面に平行な面の配向を評価し、（００２）面に垂直な（１００）面のＸ線ロッキングカーブの半値幅は、窒化物半導体層の上面に垂直な面の配向を評価することができる。
【００３６】
窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０に複数の半導体素子を形成し、これらをダイシングして個々の半導体素子に分割する場合、窒化物半導体層１２の結晶性の面内のばらつきが大きいと、個々の半導体素子のリーク特性等の種々の特性のばらつきが大きくなる。
【００３７】
また、窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０に複数のｎ型導電層を有する半導体素子を形成し、これらをダイシングして個々の半導体素子に分割する場合、窒化物半導体層１２のｎ型導電層中のｎ型不純物の面内のばらつきが大きいと、個々の半導体素子の閾値電圧等のばらつきが大きくなる。
【００３８】
〔第２の実施の形態〕
第２の実施の形態では、第１の実施の形態に係る窒化物半導体エピタキシャルウェハを用いて窒化物半導体デバイスである高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）を形成する。
【００３９】
（窒化物半導体デバイスの構成）
図３は、第２の実施の形態に係る窒化物半導体デバイスの垂直断面図である。窒化物半導体デバイス２０は、高電子移動度トランジスタであり、基板２１と、基板２１上に積層されたバッファ層２２、電子走行層２３、電子供給層２４と、電子供給層２４に接続されたゲート電極２５、ソース電極２６、ドレイン電極２７と、を有する。
【００４０】
窒化物半導体デバイス２０は、窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０上に複数形成され、ダイシングにより分割されたものである。基板２１は、第１の実施の形態に係る窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０の基板１１に相当し、バッファ層２２、電子走行層２３、電子供給層２４の積層体は、窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０の窒化物半導体層１２に相当する。
【００４１】
バッファ層２２は、例えば、ＡｌＮ層である。電子走行層２３は、例えば、ＧａＮ層であり、電子供給層２４との界面の近傍にチャネルとしての二次元電子ガスを有する。電子供給層２４は、例えば、ＡｌＧａＮ層であり、ゲート電極２５に印可される電圧により厚さが変化する空乏層を有する。この空乏層の厚さを変化させることにより、電子供給層２４中の二次元電子ガスの濃度を制御することができる。
【００４２】
電子供給層２４は、窒化物半導体層１２のｎ型導電層に相当する。電子供給層２４に含まれるＳｉやＯ等のｎ型不純物から供給された電子は、電子供給層２４よりも電子親和力の大きな電子走行層２３に移動し、二次元電子ガスを形成する。
【００４３】
（窒化物半導体デバイスの製造方法）
以下に、窒化物半導体デバイス２０の製造方法の一例として、基板２１がＳｉＣ基板、バッファ層２２がＡｌＮ層、電子走行層２３がＧａＮ層、電子供給層２４がＡｌＧａＮ層である場合の例について説明する。
【００４４】
まず、基板１１上にＡｌＮ結晶を成長させ、窒化物半導体デバイス２０におけるバッファ層２２となるＡｌＮ層を形成する。
【００４５】
次に、ＡｌＮ結晶層上に電子走行層２３の成長初期層となるＧａＮ結晶を（００２）面を成長面として成長させた後、アンモニアと水素、又はこれらに窒素も加えた雰囲気中で一定時間熱処理を施す。例えば、この熱処理の条件は、熱処理温度が６００℃から１２００℃、熱処理時間が１０秒〜１０分程度であり、アンモニアと水素の分圧比、即ち、アンモニア分圧/水素分圧は、３／５〜８／２とするのが好ましい。
【００４６】
この熱処理中に、水素によりＧａＮ結晶の一部、特に成長面が傾いた結晶柱１４がエッチングされ、ガリウムが結晶から脱離する。このガリウムがＧａＮ結晶の成長表面をマイグレーションし、熱的平衡状態で成長表面に再付着する。これにより、結晶柱１４の成長面は自然と（００２）面に揃う。この熱処理の条件を調整して、電子走行層２３の結晶性を制御することができる。
【００４７】
なお、電子走行層２３の成長初期層となるＧａＮ結晶を低温で成長することにより、均一核成長が実現でき、それぞれの成長核の成長軸を揃えることができる。例えば、この低温成長の温度は、通常の成長温度と、その通常の成長温度より１００℃低い温度との間の温度であり、例えば、ＧａＮ基板上における低温成長の温度の下限が９００℃程度であり、ＳｉＣ基板上における低温成長の温度の下限が９５０℃程度である。これにより、ＧａＮ結晶の成長面の均一性をより高めることができる。この場合、窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０の面内のＸ線ロッキングカーブの半値幅のばらつきが小さくなる。
【００４８】
成長初期層へ熱処理を施した後、さらにＧａＮ結晶を成長させ、窒化物半導体デバイス２０における電子走行層２３となるＧａＮ層を形成する。
【００４９】
その後、ＧａＮ層上に、窒化物半導体デバイス２０における電子供給層２４となるＡｌＧａＮ層を形成し、さらに複数の窒化物半導体デバイス２０に分割される領域ごとにゲート電極２５、ソース電極２６、及びドレイン電極２７を形成した後、電極付きの窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０を分割して複数の窒化物半導体デバイス２０を得る。
【００５０】
なお、上記の電子走行層２３の成長初期層への熱処理をバッファ層２２の成長プロセスに適用しても、同様の効果が得られる。この場合、成長面が傾いたＡｌＮ結晶のＡｌが脱離し、揃った成長面に再付着する。
【００５１】
また、バッファ層２２がＡｌＧａＮ層、ＩｎＧａＮ層、又はＩｎＡｌＧａＮ層である場合も、同様の方法により窒化物半導体デバイス２０を得ることができる。また、電子走行層２３がＡｌＧａＮ層、ＩｎＧａＮ層、又はＩｎＡｌＧａＮ層である場合も、同様の方法により窒化物半導体デバイス２０を得ることができる。
【００５２】
（実施の形態の効果）
本実施の形態によれば、面内のＸ線ロッキングカーブの半値幅のばらつきを低減した直径が５０ｍｍ以上の窒化物半導体エピタキシャルウェハを形成し、それを用いることにより、電気特性のばらつきの小さい複数の窒化物半導体デバイスを形成し、窒化物半導体デバイスの歩留まりを向上させることができる。
【実施例１】
【００５３】
以下に、基板１１が直径３インチのＳｉＣ基板である窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０を用いて高電子移動度トランジスタである窒化物半導体デバイス２０を形成した場合の、窒化物半導体デバイス２０の評価結果を述べる。
【００５４】
以下の表１に、製造した５枚の窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０（Ａ１〜Ａ５）の各測定点におけるＸ線半値幅と、Ｘ線半値幅の面内ばらつきΔＸｗ（％）と、各窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０から取得した複数個の高電子移動度トランジスタの閾値電圧のばらつきΔＶｔｈ（％）を示す。本実施例においては、直径３インチの窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０（Ａ１〜Ａ５）の後述する複数の測定点においてＸ線半値幅を測定し、各窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０を分割して取得した複数個の高電子移動度トランジスタの閾値電圧を測定した。
【００５５】
ここで、本実施例において評価した窒化物半導体デバイス２０（高電子移動度トランジスタ）は、バッファ層２２がＡｌＮ層、電子走行層２３がＧａＮ層、電子供給層２４がＡｌＧａＮ層である。すなわち、窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０の窒化物半導体層１２がＡｌＮ層、ＧａＮ層、及びＡｌＧａＮ層の積層体からなる。
【００５６】
【表１】
2015133354.tif 000003
【００５７】
図４に、表１の測定点を図示する。測定点Ｏは窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０の中心、測定点Ｘ１〜Ｘ７は中心からＸ方向に沿ってそれぞれ５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、３５ｍｍ離れた点、測定点Ｙ１〜Ｙ７は中心からＹ方向に沿ってそれぞれ５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、３５ｍｍ離れた点である。ここで、Ｘ方向とＹ方向は互いに直交する。
【実施例２】
【００５８】
以下に、基板１１が直径３インチのＧａＮ基板である窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０を用いて高電子移動度トランジスタである窒化物半導体デバイス２０を形成した場合の、窒化物半導体デバイス２０の評価結果を述べる。
【００５９】
以下の表２に、製造した５枚の窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０（Ｂ１〜Ｂ５）の各測定点におけるＸ線半値幅と、Ｘ線半値幅の面内ばらつきΔＸｗ（％）と、各窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０から取得した複数個の高電子移動度トランジスタの閾値電圧のばらつきΔＶｔｈ（％）を示す。本実施例においては、直径３インチの窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０（Ｂ１〜Ｂ５）の複数の測定点においてＸ線半値幅を測定し、各窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０を分割して取得した複数個の高電子移動度トランジスタの閾値電圧を測定した。本実施例の測定点は、実施例１と同じ、Ｏ、Ｘ１〜Ｘ７、Ｙ１〜Ｙ７である。
【００６０】
なお、本実施例で評価した窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０及び窒化物半導体デバイス２０の構成は、実施例１で評価した窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０及び窒化物半導体デバイス２０の構成と同じである。
【００６１】
【表２】
2015133354.tif 000004
【実施例３】
【００６２】
以下に、基板１１が直径６インチのＳｉ基板である窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０を用いて高電子移動度トランジスタである窒化物半導体デバイス２０を形成した場合の、窒化物半導体デバイス２０の評価結果を述べる。
【００６３】
以下の表３に、製造した５枚の窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０（Ｃ１〜Ｃ５）の各測定点におけるＸ線半値幅と、Ｘ線半値幅の面内ばらつきΔＸｗ（％）と、各窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０から取得した複数個の高電子移動度トランジスタの閾値電圧のばらつきΔＶｔｈ（％）を示す。本実施例においては、直径６インチの窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０（Ｃ１〜Ｃ５）の後述する複数の測定点においてＸ線半値幅を測定し、各窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０を分割して取得した複数個の高電子移動度トランジスタの閾値電圧を測定した。
【００６４】
なお、本実施例で評価した窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０及び窒化物半導体デバイス２０の構成は、実施例１で評価した窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０及び窒化物半導体デバイス２０の構成と同じである。
【表３】
2015133354.tif 000005
【００６５】
表３の測定点Ｏは窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０の中心、測定点Ｘ１〜Ｘ７は中心からＸ方向に沿ってそれぞれ１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ、７０ｍｍ離れた点、測定点Ｙ１〜Ｙ７は中心からＹ方向に沿ってそれぞれ１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ、７０ｍｍ離れた点である。ここで、Ｘ方向とＹ方向は、互いに直交する。
【００６６】
図５は、表１〜３から得られたＸ線半値幅のばらつきΔＸｗ（％）と高電子移動度トランジスタの閾値電圧のばらつきΔＶｔｈ（％）の関係を示すグラフである。
【００６７】
図５のマーク“○”は実施例１の窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０（Ａ１〜Ａ５）から得られた値を表し、マーク“△”は実施例２の窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０（Ｂ１〜Ｂ５）から得られた値を表し、マーク“×”は実施例３の窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０（Ｃ１〜Ｃ５）から得られた値を表す。
【００６８】
図５は、窒化物半導体層１２の（００２）面におけるＸ線ロッキングカーブの半値幅の面内のばらつきΔＸｗ（％）を３０％以下とすることにより（図中に第１領域として表示）、窒化物半導体エピタキシャルウェハ１０を用いて形成する高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）の閾値電圧のばらつきΔＶｔｈ（％）を３％以内に抑えられることを示している。半値幅の面内のばらつきΔＸｗ（％）が３０％を超えると閾値電圧のばらつきΔＶｔｈ（％）が急激に大きくなる。
【００６９】
さらに、図５は、半値幅の面内のばらつきΔＸｗ（％）を２５％以下とすることがより好ましいことを示している。半値幅の面内のばらつきΔＸｗ（％）を２５％以下とすることにより（図中に第２領域として表示）、閾値電圧のばらつきΔＶｔｈ（％）を２．５％以内に抑えることができる。
【００７０】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、本発明は、上記実施の形態又は実施例に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００７１】
また、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００７２】
１０        窒化物半導体エピタキシャルウェハ
１１        基板
１２        窒化物半導体層
２０ 窒化物半導体デバイス
【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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