(57)【要約】【課題】反りを抑制した電子デバイス用エピタキシャル基板を提供する。【解決手段】本発明に従う横方向を電流導通方向とする電子デバイス用エピタキシャル基板１は、Ｓｉ単結晶基板２と、Ｓｉ単結晶基板２上に形成された初期成長層３と、初期成長層３上に形成された超格子積層体４と、超格子積層体４上に形成されたチャネル層５と、チャネル層５上に形成された電子供給層６とを具え、超格子積層体４は、Ｂａ１Ａｌｂ１Ｇａｃ１Ｉｎｄ１Ｎ（０≦ａ１＜１，０＜ｂ１≦１，０≦ｃ１＜１，０≦ｄ１＜１，ａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１＝１）からなる第１層４ａおよび該第１層とはバンドギャップの異なるＢａ２Ａｌｂ２Ｇａｃ２Ｉｎｄ２Ｎ（０≦ａ２≦１，０≦ｂ２≦１，０≦ｃ２≦１，０≦ｄ２≦１，ａ２＋ｂ２＋ｃ２＋ｄ２＝１）からなる第２層４ｂを交互に積層してなる超格子構造を有し、かつ、超格子積層体４の酸素濃度が５．０×１０１６／ｃｍ３以上２．０×１０１７／ｃｍ３以下であることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ単結晶基板と、該Ｓｉ単結晶基板上に形成された初期成長層と、該初期成長層上に形成された超格子積層体と、該超格子積層体上に形成されたチャネル層と、該チャネル層上に形成された電子供給層とを具える横方向を電流導通方向とする電子デバイス用エピタキシャル基板であって、
前記超格子積層体は、Ｂａ１Ａｌｂ１Ｇａｃ１Ｉｎｄ１Ｎ（０≦ａ１＜１，０＜ｂ１≦１，０≦ｃ１＜１，０≦ｄ１＜１，ａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１＝１）からなる第１層および該第１層とはバンドギャップの異なるＢａ２Ａｌｂ２Ｇａｃ２Ｉｎｄ２Ｎ（０≦ａ２≦１，０≦ｂ２≦１，０≦ｃ２≦１，０≦ｄ２≦１，ａ２＋ｂ２＋ｃ２＋ｄ２＝１）からなる第２層を交互に積層してなる超格子構造を有し、かつ、前記超格子積層体の酸素濃度が５．０×１０１６／ｃｍ３以上２．０×１０１７／ｃｍ３以下であることを特徴とする電子デバイス用エピタキシャル基板。
【請求項２】
前記チャネル層の前記超格子積層体側の炭素濃度が１．０×１０１７／ｃｍ３以上１．０×１０１９／ｃｍ３以下である請求項１に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板。
【請求項３】
前記超格子積層体の酸素濃度が１．０×１０１７／ｃｍ３以下であり、前記チャネル層の前記超格子積層体側の炭素濃度が３．０×１０１８／ｃｍ３以上８．０×１０１８ｃｍ３以下である請求項１に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板。
【請求項４】
前記第１層は、ＡｌＮ（ａ１＝０，ｂ１＝１，ｃ１＝０，ｄ１＝０）からなり、前記第２層はＡｌｂ２Ｇａｃ２Ｎ（ａ２＝０，０≦ｂ２≦０．５，０．５≦ｃ２≦１，ｄ２＝０，ｂ２＋ｃ２＝１）からなる請求項１〜３いずれか１項に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板。
【請求項５】
前記初期成長層はＡｌＮ材料からなる請求項１〜４いずれか１項に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板。
【請求項６】
前記Ｓｉ単結晶基板は、比抵抗が１０００Ω・ｃｍ以上で、前記初期成長層から０．１μｍの深さまでのIII族原子の合計の最大濃度が１×１０１６／ｃｍ３以下であり、かつ前記初期成長層から０．３μｍの深さの位置でのIII族原子の合計濃度が１×１０１５／ｃｍ３以下である請求項１〜５いずれか１項に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板。
【請求項７】
Ｓｉ単結晶基板上に初期成長層を形成する第１工程と、
前記初期成長層上に超格子積層体を形成する第２工程と、
前記超格子積層体上にチャネル層を形成する第３工程と、
前記チャネル層上に電子供給層を形成する第４工程と、を備える横方向を電流導通方向とする電子デバイス用エピタキシャル基板の製造方法であって、
前記超格子積層体は、Ｂａ１Ａｌｂ１Ｇａｃ１Ｉｎｄ１Ｎ（０≦ａ１＜１，０＜ｂ１≦１，０≦ｃ１＜１，０≦ｄ１＜１，ａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１＝１）からなる第１層および該第１層とはバンドギャップの異なるＢａ２Ａｌｂ２Ｇａｃ２Ｉｎｄ２Ｎ（０≦ａ２≦１，０≦ｂ２≦１，０≦ｃ２≦１，０≦ｄ２≦１，ａ２＋ｂ２＋ｃ２＋ｄ２＝１）からなる第２層をＭＯＣＶＤ法により交互に積層してなる超格子構造であり、
前記第２工程では、原料ガス容器内において酸素濃度が３４ｐｐｍ以下のトリメチルアルミニウムガスを少なくとも用いて、前記超格子積層体の酸素濃度を５．０×１０１６／ｃｍ３以上２．０×１０１７／ｃｍ３以下とすることを特徴とする電子デバイス用エピタキシャル基板の製造方法。
【請求項８】
前記第３工程では、前記チャネル層の前記超格子積層体側の炭素濃度を１．０×１０１７／ｃｍ３以上１．０×１０１９／ｃｍ３以下とする請求項７に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板の製造方法。
【請求項９】
前記第２工程では、前記超格子積層体の酸素濃度を１．０×１０１７／ｃｍ３以下とし、
前記第３工程では、前記チャネル層の前記超格子積層体側の炭素濃度を３．０×１０１８／ｃｍ３以上８．０×１０１８ｃｍ３以下とする請求項７に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイス用エピタキシャル基板およびその製造方法に関する。本発明は特に、反りを抑制した、横方向を電流導通方向とする電子デバイス用エピタキシャル基板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＣ用デバイス等の高速化に伴い、高速の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Field effect transistor）として、高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ：High electron mobility transistor）が広く用いられるようになっている。このような電界効果型のトランジスタは、例えば図１に模式的に示されるように、基板１０上にチャネル層２０および電子供給層３０を積層し、この電子供給層３０の表面にソース電極４１、ドレイン電極４２およびゲート電極４３を配設することにより形成される。デバイスの動作時には、ソース電極４１、電子供給層３０、チャネル層２０、電子供給層３０およびドレイン電極４２の順に電子が移動して、横方向を電流導通方向とし、この横方向の電子の移動は、ゲート電極４３に印加される電圧により制御される。ＨＥＭＴにおいて、バンドギャップの異なる電子供給層３０およびチャネル層２０の接合界面に生じる電子は、通常の半導体内と比較して高速で移動することができる。
【０００３】
このように、横方向の電子の移動、すなわち電流は、ゲート電圧によって制御されるが、一般に、ゲート電圧をＯＦＦにしても電流が０になることはない。このゲート電圧ＯＦＦ時に流れる電流のことをリーク電流といい、リーク電流が増えると消費電力が増大し、その結果、発熱などの問題が生じることになる。このリーク電流は、一般に、横方向リーク電流と縦方向リーク電流とに分けられ、横方向リーク電流とは、電子供給層３０側表面に配置した２電極間（たとえば、ソース電極４１とドレイン電極４２間）に流れるリーク電流のことをいい、縦方向リーク電流とは、電子供給層３０側表面と基板１０側表面にそれぞれ配置した２電極間に流れるリーク電流のことをいう。
【０００４】
ところで、ＨＥＭＴを高周波数で動作させる場合には、上記リーク電流を低減させた上で、かつ高周波信号印加時の損失を低減する必要がある。この損失は、基板またはその上のエピタキシャル層に電荷が存在する場合に、空乏層が効率的に広がらず、基板表面に配置した電極と容量性あるいは誘導性の相互作用を起こすことにより生じるものである。
【０００５】
そこで、特許文献１は、Ｓｉ基板上にＡｌＮ材料からなる初期成長層と、超格子積層体と、主積層体とを順次積層してなる電子デバイス用エピタキシャル基板を開示する。特許文献１に記載された技術によると、超格子積層体および主積層体の超格子積層体側の部分の炭素濃度を、ともに１×１０１８／ｃｍ３以上とすることで、横方向リーク電流の低減および横方向耐圧特性を良好に両立させ、かつ縦方向耐圧を向上させることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２４５５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板は、超格子積層体および主積層体の超格子積層体側の部分の炭素濃度を制御することで、良好な縦方向耐圧特性が得られるが、電子デバイス用エピタキシャル基板の反りに対する要求が益々厳しくなっており、反り量については改善の余地があった。ここで、電子デバイス用エピタキシャル基板の反りが過大となると、デバイスプロセスの段階で、吸着不良や露光不良の原因となり得る。
【０００８】
そこで本発明は、反りを抑制した電子デバイス用エピタキシャル基板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】
本発明者らは、上記課題を解決するために、どのような場合に電子デバイス用エピタキシャル基板の反り量が大きくなるかの原因を鋭意検討したところ、反り量は、これまで着目されてこなかった超格子積層体中の酸素濃度に依存することを知見した。そこで、超格子積層体中の酸素濃度を所定の範囲に調整することにより、反り量を抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の要旨構成は以下のとおりである。
【００１０】
（１）Ｓｉ単結晶基板と、該Ｓｉ単結晶基板上に形成された初期成長層と、該初期成長層上に形成された超格子積層体と、該超格子積層体上に形成されたチャネル層と、該チャネル層上に形成された電子供給層とを具える横方向を電流導通方向とする電子デバイス用エピタキシャル基板であって、
前記超格子積層体は、Ｂａ１Ａｌｂ１Ｇａｃ１Ｉｎｄ１Ｎ（０≦ａ１＜１，０＜ｂ１≦１，０≦ｃ１＜１，０≦ｄ１＜１，ａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１＝１）からなる第１層および該第１層とはバンドギャップの異なるＢａ２Ａｌｂ２Ｇａｃ２Ｉｎｄ２Ｎ（０≦ａ２≦１，０≦ｂ２≦１，０≦ｃ２≦１，０≦ｄ２≦１，ａ２＋ｂ２＋ｃ２＋ｄ２＝１）からなる第２層を交互に積層してなる超格子構造を有し、かつ、前記超格子積層体の酸素濃度が５．０×１０１６／ｃｍ３以上２．０×１０１７／ｃｍ３以下であることを特徴とする電子デバイス用エピタキシャル基板。
【００１１】
なお、「横方向を電流導通方向とする」とは、図１で示したように、ソース電極４１からドレイン電極４２へ、主に積層体の幅方向に電流が流れることを意味し、例えば半導体を一対の電極で挟んだ構造のように、主に縦方向すなわち積層体の厚さ方向に電流が流れるものとは異なることを意味する。
【００１２】
（２）前記チャネル層の前記超格子積層体側の炭素濃度が１．０×１０１７／ｃｍ３以上１．０×１０１９／ｃｍ３以下である上記（１）に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板。
【００１３】
（３）前記超格子積層体の酸素濃度が１．０×１０１７／ｃｍ３以下であり、前記チャネル層の前記超格子積層体側の炭素濃度が３．０×１０１８／ｃｍ３以上８．０×１０１８ｃｍ３以下である上記（１）に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板。
【００１４】
（４）前記第１層は、ＡｌＮ（ａ１＝０，ｂ１＝１，ｃ１＝０，ｄ１＝０）からなり、前記第２層はＡｌｂ２Ｇａｃ２Ｎ（ａ２＝０，０＜ｂ２≦０．５，０．５≦ｃ２＜１，ｄ２＝０，ｂ２＋ｃ２＝１）からなる上記（１）〜（３）のいずれかに記載の電子デバイス用エピタキシャル基板。
【００１５】
（５）前記初期成長層はＡｌＮ材料からなる上記（１）〜（４）のいずれかに記載の電子デバイス用エピタキシャル基板。
【００１６】
（６）前記Ｓｉ単結晶基板は、比抵抗が１０００Ω・ｃｍ以上で、前記初期成長層から０．１μｍの深さまでのIII族原子の合計の最大濃度が１×１０１６／ｃｍ３以下であり、かつ前記初期成長層から０．３μｍの深さの位置でのIII族原子の合計濃度が１×１０１５／ｃｍ３以下である上記（１）〜（５）のいずれかに記載の電子デバイス用エピタキシャル基板。
【００１７】
（７）Ｓｉ単結晶基板上に初期成長層を形成する第１工程と、
前記初期成長層上に超格子積層体を形成する第２工程と、
前記超格子積層体上にチャネル層を形成する第３工程と、
前記チャネル層上に電子供給層を形成する第４工程と、を備える横方向を電流導通方向とする電子デバイス用エピタキシャル基板の製造方法であって、
前記超格子積層体は、Ｂａ１Ａｌｂ１Ｇａｃ１Ｉｎｄ１Ｎ（０≦ａ１＜１，０＜ｂ１≦１，０≦ｃ１＜１，０≦ｄ１＜１，ａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１＝１）からなる第１層および該第１層とはバンドギャップの異なるＢａ２Ａｌｂ２Ｇａｃ２Ｉｎｄ２Ｎ（０≦ａ２≦１，０≦ｂ２≦１，０≦ｃ２≦１，０≦ｄ２≦１，ａ２＋ｂ２＋ｃ２＋ｄ２＝１）からなる第２層をＭＯＣＶＤ法により交互に積層してなる超格子構造であり、
前記第２工程では、原料ガス容器内において酸素濃度が３４ｐｐｍ以下のトリメチルアルミニウムガスを少なくとも用いて、前記超格子積層体の酸素濃度を５．０×１０１６／ｃｍ３以上２．０×１０１７／ｃｍ３以下とすることを特徴とする電子デバイス用エピタキシャル基板の製造方法。
【００１８】
（８）前記第３工程では、前記チャネル層の前記超格子積層体側の炭素濃度を１．０×１０１７／ｃｍ３以上１．０×１０１９／ｃｍ３以下とする上記（７）に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板の製造方法。
【００１９】
（９）前記第２工程では、前記超格子積層体の酸素濃度を１．０×１０１７／ｃｍ３以下とし、前記第３工程では、前記チャネル層の前記超格子積層体側の炭素濃度を３．０×１０１８／ｃｍ３以上８．０×１０１８ｃｍ３以下とする上記（７）に記載の電子デバイス用エピタキシャル基板の製造方法。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、超格子積層体の酸素濃度を適切な範囲に調整にしたので、反りを抑制した電子デバイス用エピタキシャル基板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】
【００２１】
【図１】従来例の高電子移動度トランジスタを示す模式的断面図である。
【図２】本発明に従う電子デバイス用エピタキシャル基板の模式的断面図である。
【図３】実施例において、電子デバイス用エピタキシャル基板のＳＩＭＳ測定結果を示したグラフであり、（Ａ）は発明例３のグラフであり、（Ｂ）は比較例１のグラフである。
【図４】ＢＯＷ値を説明するための模式図である。
【図５】実施例において、電子デバイス用エピタキシャル基板の縦方向耐圧の測定結果を示したグラフであり、（Ａ）は発明例３のグラフであり、（Ｂ）は比較例１のグラフである。
【図６】実施例において、電子デバイス用エピタキシャル基板の超格子積層体における酸素濃度と、反り量（ＢＯＷ値）との関係を示したグラフである。
【図７】実施例において、電子デバイス用エピタキシャル基板の超格子積層体における酸素濃度と、縦方向耐圧との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の電子デバイス用エピタキシャル基板の実施形態について、図２を参照しながら説明する。なお、図２では説明の便宜上、実際の厚さの割合とは異なり、各層の厚さを基板に対して誇張して示す。また、超格子積層体４の積層構造の一部を省略している。さらに、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。また、本明細書において単に「ＢＡｌＧａＩｎＮ」と表記する場合は、III族元素（Ｂ，Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎの合計）とＮとの化学組成比が１：１であり、III族元素Ｂ，Ａｌ，ＧａおよびＩｎの比率は不定の任意の化合物を意味するものとする。ＢおよびＩｎを組成に含まない場合、「ＡｌＧａＮ」と表記するが、この表記はＧａＮまたはＡｌＮであることを排除するものではない。各III族元素の組成比率を明示する場合に、Ｂｘ１Ａｌｘ２Ｇａｘ３Ｉｎｘ４Ｎ（ただし、０≦ｘ１≦１，０≦ｘ２≦１，０≦ｘ３≦１，０≦ｘ４≦１，ｘ１＋ｘ２＋ｘ３＋ｘ４＝１）と表記する。
【００２３】
図２に示すように、本発明の電子デバイス用エピタキシャル基板１は、横方向を電流導通方向とする電子デバイス用エピタキシャル基板であって、Ｓｉ単結晶基板２と、Ｓｉ単結晶基板２上に形成された初期成長層３と、初期成長層３上に形成された超格子積層体４と、超格子積層体４上に形成されたチャネル層５と、チャネル層５上に形成された電子供給層６とを具える。超格子積層体４は、Ｂａ１Ａｌｂ１Ｇａｃ１Ｉｎｄ１Ｎ（０≦ａ１＜１，０＜ｂ１≦１，０≦ｃ１＜１，０≦ｄ１＜１，ａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１＝１）からなる第１層４ａおよび第１層４ａとはバンドギャップの異なるＢａ２Ａｌｂ２Ｇａｃ２Ｉｎｄ２Ｎ（０≦ａ２≦１，０≦ｂ２≦１，０≦ｃ２≦１，０≦ｄ２≦１，ａ２＋ｂ２＋ｃ２＋ｄ２＝１）からなる第２層４ｂを交互に積層してなる超格子構造を有する。ここで、超格子積層体４の酸素濃度を５．０×１０１６／ｃｍ３以上２．０×１０１７／ｃｍ３以下とする。
【００２４】
Ｓｉ単結晶基板２の面方位は特に指定されず、（１１１），（１００），（１１０）面等の任意の面方位を使用することができる。III族窒化物の（０００１）面を表面平坦性よく成長させるためには、（１１１）面を使用することが好ましい。また、Ｓｉ単結晶基板２は、ｐ型、ｎ型いずれの伝導型としてもよい。Ｓｉ単結晶基板２の導電性については、１００００Ω・ｃｍ以上の絶縁性の高い高比抵抗基板から、０．００１Ω・ｃｍ程度までの低比抵抗基板まで、用途に応じて適宜使用することができる。このＳｉ単結晶基板２の製法としては、ＣＺ法、ＦＺ法等各種方法を用いることができる。Ｓｉ単結晶基板２の基板表面に、Ｓｉ，ＳｉＣ等をエピタキシャル成長させてもよい。また、Ｓｉ単結晶基板２の基板表面に酸化膜・窒化膜・炭化膜からなる薄膜が形成されていてもよい。
【００２５】
特に、高周波特性の優れた電子デバイス用エピタキシャル基板を作成するにあたり、Ｓｉ単結晶基板２の比抵抗は、１０００Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。このような基板は、Ｓｉ結晶の高純度化が容易なＦＺ法により作製することができる。
【００２６】
Ｓｉ単結晶基板２上の初期成長層３は、任意のIII族窒化物半導体層により形成することができる。初期成長層３をＡｌＮ材料で形成すると、Ｓｉ単結晶基板２との反応を抑制し、縦方向耐圧を向上することができるため好ましい。これは、初期成長層３を、Ｇａおよび／またはＩｎが含まれるIII族窒化物材料で形成した場合、Ｇａおよび／またはＩｎが基板のＳｉと反応して欠陥を発生させ、エピタキシャル層内に貫通欠陥を誘起することにより、縦方向耐圧が低下するためである。ただし、ここでいうＡｌＮ材料は、意図したもの意図しないものに関わらず、モル比で１％以下の微量不純物を含んでいてもよく、たとえば、上記ＧａおよびＩｎを始めとして、Ｓｉ，Ｈ，Ｏ，Ｃ，Ｂ，Ｍｇ，Ａｓ，Ｐなどの不純物を含んでもよい。
【００２７】
初期成長層３上には、既述の第１層４ａおよび第２層４ｂを交互に積層してなる超格子積層体４が形成され、超格子積層体４の酸素濃度を５．０×１０１６／ｃｍ３以上２．０×１０１７／ｃｍ３以下とすることが本発明の特徴である。なお、交互に積層とは、第１層４ａおよび第２層４ｂを周期的に含むように積層することを意味し、第１層４ａおよび第２層４ｂ以外の層（たとえば組成遷移層）を含んでもよい。なお、初期成長層３と超格子積層体４との間に組成傾斜層などの異なる層をさらに具えてもよい。
ここで、本明細書において、超格子積層体４の酸素濃度とは、ＳＩＭＳ（二次イオン質量分析計：Secondary Ion-microprobe Mass Spectrometer）により得られた不純物の検出強度のピーク値を濃度換算した値を意味し、第１層４ａおよび第２層４ｂを含む超格子積層体４全体の酸素濃度を意味する。ただし、超格子積層体４と初期成長層３との界面、および、超格子積層体４とチャネル層５との界面の影響を避けるため、超格子積層体４の全体の厚さの１／２の位置における酸素濃度を用いることとする。後述のチャネル層の炭素濃度を除き、特に断りのない限り、他の層の不純物濃度についても同様である。
【００２８】
酸素濃度を上記範囲とする理由を説明する。本発明者らの検討によると、超格子積層体４内の酸素濃度が２．０×１０１７／ｃｍ３以下であれば、反りを抑制した電子デバイス用エピタキシャル基板が得られることを知見した。超格子積層体４内の酸素濃度が２．０×１０１７／ｃｍ３以下であることにより、上記効果が得られる理由が理論的に明らかになったわけではないが、本発明者らは以下のように考えている。
すなわち、不純物としての酸素が超格子積層体４内に多く混入すると、超格子積層体４の応力緩和効果が減少してしまうために、電子デバイス用エピタキシャル基板１の反り量が大きくなる（すなわち、反りが悪化する）と考えられる。超格子積層体４内の酸素濃度を１．０×１０１７／ｃｍ３以下とすると、反りの改善効果をさらに高めることができると考えられる。また、超格子積層体４内の酸素は、構造欠陥となり、貫通転位の原因となる。この貫通転位は縦方向耐圧特性の観点では電流が導通するパスとなり、耐圧の低下を引き起こす。酸素濃度が大きくなることにより、貫通転位の密度も大きくなり、縦方向耐圧特性が悪化するものと考えられる。さらに、超格子積層体４内において、酸素はドナーとして働くため、キャリアを供給して抵抗を低下させてしまう。そのため、超格子積層体４内の酸素濃度を２．０×１０１７／ｃｍ３以下とすることで、縦方向耐圧特性を改善することもできる。
なお、上記観点からすれば、超格子積層体４内の酸素濃度は、理想的にはゼロであることが好ましいが、電子デバイス用エピタキシャル基板１の生産性を考慮して、下限を５．０×１０１６／ｃｍ３とする。また、超格子積層体４の第１層４ａと第２層４ｂとのいずれか一方または両方は、アンドープ層であることが好ましい。超格子積層体４には、酸素および後述の炭素以外の不純物を意図的に添加しないことが好ましい。特に、超格子積層体４における不純物としてＳｉが存在するとリークの要因となるため、超格子積層体４中のＳｉ濃度は１．０×１０１６／ｃｍ３以下であることが望ましい。しかしながら、耐圧特性に悪影響を与えない濃度、もしくは耐圧特性などの諸特性を向上させる元素であれば、超格子積層体４に含まれていてもよい。
【００２９】
超格子積層体４上には、Ｂａ３Ａｌｂ３Ｇａｃ３Ｉｎｄ３Ｎ（０≦ａ３≦１，０≦ｂ３≦１，０≦ｃ３≦１，０≦ｄ３≦１，ａ３＋ｂ３＋ｃ３＋ｄ３＝１）からなるチャネル層５およびチャネル層５よりバンドギャップの大きな、Ｂａ４Ａｌｂ４Ｇａｃ４Ｉｎｄ４Ｎ（０≦ａ４≦１，０≦ｂ４≦１，０≦ｃ４≦１，０≦ｄ４≦１，ａ４＋ｂ４＋ｃ４＋ｄ４＝１）からなる電子供給層６がこの順に形成される。この際、両層とも単一もしくは複数の組成から構成してもよい。例えば、チャネル層を複数の組成から構成する場合、図２に示すように、超格子積層体４側の部分および電子供給層６側の部分をそれぞれ部分５ａ，５ｃとして、部分５ａおよび部分５ｃの間の部分５ｂとしてもよい。特に、合金散乱をさけ、電流導通部分の比抵抗を下げるためには、チャネル層５の少なくとも電子供給層６と接する部分５ｃをＧａＮ（ａ３＝０，ｂ３＝０，ｃ３＝１，ｄ３＝０）とすることが好ましい。
【００３０】
上記のようにして得られた電子デバイス用エピタキシャル基板１は、反りが抑制され、さらに縦方向耐圧特性にも優れたものとなる。なお、この電子デバイス用エピタキシャル基板１は、ＨＥＭＴに用いることが好ましい。図１を用いて既述したように、電子デバイス用エピタキシャル基板１の電子供給層６上にソース電極、ゲート電極およびドレイン電極を形成することにより、ＨＥＭＴを作製することができる。
【００３１】
ここで、チャネル層５の超格子積層体側４側の部分５ａの炭素濃度を１．０×１０１７／ｃｍ３以上１．０×１０１９／ｃｍ３以下とすることが好ましい。電子デバイス用エピタキシャル基板１の縦方向耐圧特性をさらに向上させることができるためである。この効果をより得るためには、チャネル層５の超格子積層体側４側の部分５ａの炭素濃度を３．０×１０１８／ｃｍ３以上８．０×１０１８／ｃｍ３以下とすることがさらに好ましい。上記炭素濃度範囲であれば、電子デバイス用エピタキシャル基板１の縦方向耐圧を向上させることができるとともに、反りを悪化させにくいからである。一方、チャネル層５の超格子積層体側４側の部分５ａの炭素濃度が８．０×１０１８／ｃｍ３を超えると、縦方向耐圧は高くなるものの、超格子積層体４の酸素濃度を低減したことによる反りの改善効果を抑制してしまう場合がある。その他の不純物量については、特に限定されるものではないが、比較的不純物準位の浅いドナー不純物（Ｓｉ，Ｏ，Ｇｅ）の混入は抑制することが好ましいものの、こうしたドナー準位を補償できる程度に炭素が含有されていれば、ある程度の混入は許容される。なお、不純物濃度は、ＳＩＭＳ分析を用いて、表面側からエッチングしながら、深さ方向の不純物濃度分布を測定するものとする。
ここで、チャネル層５の超格子積層体側４の部分５ａとは、ＳＩＭＳにより得られた不純物の検出強度のピーク値を濃度換算した値において、チャネル層５の超格子積層体４側の部分５ａにおいて炭素濃度が１．０×１０１７／ｃｍ３以上まで急上昇した領域である。なお、チャネル層５の部分５ａの炭素濃度としては、厚さ方向における炭素濃度の最大値を用いることとする。一方、チャネル層５の電子供給層６側の部分５ｃにおいては、炭素濃度は低いことが望ましく、１．０×１０１５／ｃｍ３以上４．０×１０１６／ｃｍ３以下に設定することが好ましい。この部分は、電子デバイスの横方向の電流導通部分に相当するため、導電性を阻害したり、電流コラプスを発生させたりする不純物は少ない方が望ましいためである。
【００３２】
なお、超格子積層体４の炭素濃度は縦方向耐圧を得るため５．０×１０１８／ｃｍ３以上とすることが好ましいが、不純物を増加させすぎることによるピットの発生を防止するため、１．０×１０２０／ｃｍ３未満とすることが好ましい。
【００３３】
また、超格子積層体４を構成する第１層４ａがＡｌＮ（ａ１＝０，ｂ１＝１，ｃ１＝０，ｄ１＝０）からなり、第２層４ｂがＡｌｂ２Ｇａｃ２Ｎ（ａ２＝０，０＜ｂ２≦０．５，０．５≦ｃ２＜１，ｄ２＝０，ｂ２＋ｃ２＝１）からなることが好ましい。第１層４ａと第２層４ｂのバンドギャップ差が縦方向耐圧を向上させるため、組成差をできるだけ大きくし、バンドギャップ差をできるだけ大きくとることが好ましいためである。III族窒化物半導体材料で混晶を作る場合、最もバンドギャップ差が大きいのは、ＡｌＮ（６．２ｅＶ）とＧａＮ（３．５ｅＶ）であるため、ＡｌＧａＮ材料で超格子構造をつくることが好ましい。組成差の下限については、０．５より小さくなると、Ｓｉ単結晶とIII族窒化物の格子定数差による応力緩和が不十分になり、クラックが発生しやすくなるため、組成差は０．５以上とすることが好ましい。また、組成差の上限については、組成差は大きいほうが望ましいが、ＡｌＧａＮ層自身の絶縁化が進み耐圧を向上させるため、バンドギャップの小さい第２層はＡｌが少なくとも含まれるようにし、Ａｌの組成差は１より小さくすることがより好ましい。Ａｌが少なくとも含まれるようにした場合、炭素を効率的に取り込むことができるからである。また、第１層４ａをＡｌＮ（ａ１＝０，ｂ１＝１，ｃ１＝０，ｄ１＝０）とし、第２層４ｂがＡｌｂ２Ｇａｃ２Ｎ（ａ２＝０，０＜ｂ２≦０．１，０．９≦ｃ２＜１，ｄ２＝０，ｂ２＋ｃ２＝１）とすることで、上記効果をより得ることができる。超格子のペア数は、少なくとも４０ペア以上（第１層４ａおよび第２層４ｂの合計層数が８０層以上）とすると、耐圧のばらつきを低減することができるため好ましい。また、電子デバイス用エピタキシャル基板１の反りを抑制するために、超格子のペア数を、２００ペア以下とすることが好ましい。
【００３４】
なお、第１層４ａおよび第２層４ｂ層の厚みは、ド・ブロイ波長程度の厚みである。ただし、耐圧の向上という観点から考えると、バンドギャップの大きい第１層４ａの厚みは、トンネル電流が抑制できる程度の厚み以上でかつ、クラックの発生しない膜厚以下とすることが好ましい。たとえば、第１層４ａにＡｌＮを用いた場合には、２〜１０ｎｍに設定することが好ましい。第２層４ｂの厚みに関しては、クラックの抑制・反りの制御の観点から適宜設定するが、超格子積層構造の歪緩衝効果を有効に発揮し、クラックの発生を抑制するために、バンドギャップの小さい層の厚みは、バンドギャップの大きい層よりも厚く、４０ｎｍ以下とするのが好ましい。また、超格子積層体４内で必ずしもすべて同じ膜厚、同じ組成で積層させる必要はない。
【００３５】
また、高周波特性の優れた電子デバイス用エピタキシャル基板を作製する際には、Ｓｉ単結晶基板２が１０００Ω・ｃｍ以上の比抵抗を有し、初期成長層３から０．１μｍの深さまでのIII族原子の合計の最大濃度を１×１０１６／ｃｍ３以下とし、かつ初期成長層３から０．３μｍの深さの位置でのIII族原子の合計濃度を１×１０１５／ｃｍ３以下とすることが好ましい。高比抵抗の基板を使用することにより、空乏層を有効に広げることができ、基板表面に形成されるキャリアと、基板に存在する電荷の容量性あるいは誘導性の結合による電子デバイスの高周波動作時の損失を抑制できる。特に、Ｓｉ単結晶基板２の比抵抗値が５０００Ω・ｃｍ以上である場合が好ましく、高周波動作時の損失が飽和傾向となる。また、III族原子は、Ｓｉ単結晶基板２内でｐ型不純物として機能するため、上記の濃度範囲とすることにより、基板表面に形成される電極と、前記ｐ型不純物の容量性あるいは誘導性の結合による電子デバイスの高周波動作時の損失を抑制できる。なお、不純物濃度は、ＳＩＭＳ分析を用いて測定する。この場合、裏面側（基板側）からエッチングしながら、深さ方向の不純物濃度分布を測定する。この際、Ａｌの不純物濃度がＧａの不純物濃度より小さいことが望ましい。ＡｌはＧａよりも活性化エネルギーが小さく、よりｐ型キャリアを発生しやすいからである。
【００３６】
なお、図２に示したIII族窒化物半導体基板は、代表的な実施形態の例を示したものであって、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。たとえば、各層の間に本発明の効果に悪影響を与えない程度の中間層や他の超格子層を挿入したり、組成に傾斜をつけたりすることもできる。
【００３７】
（III族窒化物半導体エピタキシャル基板の製造方法）
次に、本発明に従う電子デバイス用エピタキシャル基板１の製造方法を説明する。
本発明に従う横方向を電流導通方向とする電子デバイス用エピタキシャル基板１の製造方法は、Ｓｉ単結晶基板２上に初期成長層３を形成する第１工程と、初期成長層３上に超格子積層体４を形成する第２工程と、超格子積層体４上にチャネル層５を形成する第３工程と、チャネル層５上に電子供給層６を形成する第４工程と、を備える。この超格子積層体４は、Ｂａ１Ａｌｂ１Ｇａｃ１Ｉｎｄ１Ｎ（０≦ａ１＜１，０＜ｂ１≦１，０≦ｃ１＜１，０≦ｄ１＜１，ａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１＝１）からなる第１層４ａおよび該第１層４ａとはバンドギャップの異なるＢａ２Ａｌｂ２Ｇａｃ２Ｉｎｄ２Ｎ（０≦ａ２≦１，０≦ｂ２≦１，０≦ｃ２≦１，０≦ｄ２≦１，ａ２＋ｂ２＋ｃ２＋ｄ２＝１）からなる第２層４ｂをＭＯＣＶＤ法により交互に積層してなる超格子構造である。ここで、第２工程では、原料ガス容器内において酸素濃度が３４ｐｐｍ以下のトリメチルアルミニウムガスを少なくとも用いて、第１層４ａおよび第２層４ｂを交互にエピタキシャル成長させ、前記超格子積層体の酸素濃度を５．０×１０１６／ｃｍ３以上２．０×１０１７／ｃｍ３以下とすることを特徴とする。
【００３８】
第１工程を行うにあたり、Ｓｉ単結晶基板２をＭＯＣＶＤ炉内に設置する。ここで、第１工程に先立ち、ＭＯＣＶＤ炉のベーキング処理を行う。ＭＯＣＶＤ炉のベーキング処理は、通常行われる程度のベーキングを行えばよく、炉内の酸素の排除を目的とするものである。例えば、ＭＯＣＶＤ炉内に水素を導入して、８００〜１２００℃程度で１〜３時間加熱処理を行う。
【００３９】
その後、ＭＯＣＶＤ炉内にＳｉ単結晶基板２を設置して、第１工程，第３工程および第４工程については常法に従い、初期成長層３，チャネル層５および電子供給層６をエピタキシャル成長させて形成する。
【００４０】
ここで、第２工程において、第１層４ａおよび第２層４ｂを交互に積層して超格子積層体４を形成するにあたり、原料ガスとして、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ；Ａｌ（ＣＨ３）３）ガスを少なくとも用いる。原料ガスとして、第１層４ａおよび第２層４ｂの組成に応じて、トリメチルガリウム（ＴＭＧ；Ｇａ（ＣＨ３）３）ガス，トリメチルインジウム（ＴＭＩ；Ｉｎ（ＣＨ３）３）ガス，トリエチルボロン（ＴＥＢ；Ｂ（ＣＨ３ＣＨ２）３）ガスおよびアンモニアなどの原料ガスを適宜用いてもよい。第１層４ａおよび第２層４ｂ中のＡｌ組成の制御は、ＴＭＡと、ＴＭＧ，ＴＭＩおよびＴＥＢとの混合比を各層の成長段階に応じて制御することにより行うことができる。ここで、超格子積層体４の酸素濃度を５．０×１０１６／ｃｍ３以上２．０×１０１７／ｃｍ３以下とするためには、原料ガスとして、原料ガス容器中の酸素濃度が３４ｐｐｍ以下のトリメチルアルミニウムガス（以下、ＴＭＡガス）を用いることが肝要である。
【００４１】
本発明者らの検討によると、超格子積層体４に混入される酸素の酸素源は、ＴＭＡガスに含まれる酸素およびＭＯＣＶＤ炉の装置部材起因の酸素であると考えている。本発明者らの詳細な検討によると、原料ガス容器中の酸素濃度が３４ｐｐｍ超のＴＭＡガスを用いると、超格子積層体４に混入される酸素濃度は、ＴＭＡガスに含まれる酸素が支配的となり、その結果、超格子積層体４の酸素濃度が２．０×１０１７／ｃｍ３超となってしまうことが判明した。なお、超格子積層体４の酸素濃度を低減するためには、ＴＭＡガスの酸素濃度は少なければ少ないほど好ましい。そのため、酸素濃度が２３ｐｐｍ以下のＴＭＡガスを用いることが好ましく、酸素濃度が１ｐｐｍ以下のＴＭＡガスを用いることがより好ましく、理想的には酸素濃度が０ｐｐｍのＴＭＡガスを用いることが好ましい。しかしながら、上述のとおり、超格子積層体４の酸素には、ＭＯＣＶＤ炉の装置部材起因の酸素も含まれるため、原料ガス容器中の酸素濃度が０ｐｐｍのＴＭＡガスを用いたとしても超格子積層体４の酸素濃度を０とすることはできない。この点、少なくとも酸素濃度が３４ｐｐｍ以下のＴＭＡガスを用いることで、十分に超格子積層体４の酸素濃度を２．０×１０１７／ｃｍ３以下とすることができる。なお、本発明者らの検討によると、ＴＭＡガス以外の原料ガスを用いるエピタキシャル成長では、原料ガス中の酸素濃度が元々低いうえ、原料ガス中の酸素が混入することによる超格子積層体４の酸素濃度への影響は小さいことが分かった。また、Ａｌを含まない層のエピタキシャル成長に比べて、ＡｌＮやＡｌＧａＮなどＡｌを含む層の方が酸素濃度が高くなるのは、Ｇａに比べてＡｌが酸素を取り込みやすいことと、ＴＭＡガス中に酸素が含まれることに起因するからである。なお、原料ガス容器中のＴＭＧガスやアンモニアなどには酸素がほとんど含まれず、通常、検出下限値以下である。
【００４２】
なお、ＴＭＡガスの酸素濃度は、例えば原料ガス容器納入時の検査成績表やガス会社へ分析依頼することにより確認することができる。第２工程において超格子積層体４を形成するに先立ち、ＴＭＡガスの酸素濃度を確認することが好ましい。
【００４３】
ここで、第２工程において、原料ガスのガス流量、ガス圧、エピタキシャル成長温度などは、第１層４ａおよび第２層４ｂの組成、厚みなどに応じて適宜定めることができる。限定を意図しないが、例えばガス圧：５〜３０ｋＰａ、エピタキシャル成長温度：９５０〜１０５０℃の範囲で適宜定めることができ、他の原料ガスのガス流量についても適宜定めることができる。ＴＭＡガスおよびＴＭＧガスに対するアンモニアのV／III比についても、適宜定めればよい。
【００４４】
また、電子デバイス用エピタキシャル基板１の縦方向耐圧特性をさらに向上させるために、チャネル層５の超格子積層体４側の部分５ａの炭素濃度を１．０×１０１７／ｃｍ３以上１．０×１０１９／ｃｍ３以下とすることが好ましい。この効果をより得るためには、超格子積層体４の酸素濃度を１．０×１０１７／ｃｍ３以下とし、チャネル層５の超格子積層体側の部分５ａの炭素濃度を３．０×１０１８／ｃｍ３以上８．０×１０１８ｃｍ３以下とすることがさらに好ましい。上記酸素濃度および炭素濃度範囲であれば、電子デバイス用エピタキシャル基板１の縦方向耐圧特性をさらに向上させることができるとともに、横方向耐圧を向上させることができ、横方向リーク電流を抑制することもできる。超格子積層体４およびチャネル層５の炭素濃度は、以下に示すいくつかの方法により制御することができる。
第１の方法：炭素を含む炭素源ガスを、超格子積層体４およびチャネル層５の成長中に別途添加する。メタン，エタン，エチレン，アセチレン，ベンゼン，シクロペンタン等が例示される。
第２の方法：有機金属中のメチル基，エチル基等を、超格子積層体４およびチャネル層５のエピタキシャル成長時に混入させる。有機金属の分解を抑えるように、成長温度，成長圧力，成長速度，成長時のアンモニア流量，水素流量，窒素流量等を適宜設定することにより、エピタキシャル成長時に添加される炭素濃度を調整することが可能である。
【００４５】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００４６】
（発明例１）
ＭＯＣＶＤ炉内に水素を導入して、８００〜１２００℃程度で１〜３時間加熱処理を行った後、６インチのｐ型Ｓｉ単結晶基板（面方位：（１１１）、ドーパント：Ｂ、比抵抗：０．０１Ω・ｃｍ、厚さ：６２５μｍ）を設置した。このＳｉ単結晶基板上に、初期成長層層としてのＡｌＮ層（厚さ：１００ｎｍ）を形成した。この初期成長層層上に、圧力１０ｋＰａ、温度１１５０℃にてＶ／ＩＩＩ流量比２０００にてＴＭＡ、ＮＨ３およびキャリアガスを流して厚さ５ｎｍのＡｌＮ層を形成し、さらに、Ｖ／ＩＩＩ流量比１０００にてＴＭＡ、ＴＭＧ、ＮＨ３およびキャリアガスを流し、ＴＭＡとＴＭＧの流量比を調整して厚さ２２ｎｍのＡｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎ層を形成し、これを交互に９８組繰り返して、合計１９６層の超格子積層体を形成した。ここで、原料ガス中のＴＭＡガスの酸素濃度は２３ｐｐｍであった。また、表１に記載の成長条件で温度と圧力を調整することにより、超格子積層体の炭素濃度を調整した。次いで、チャネル層としてのＧａＮ層（厚さ：１．２μｍ）を形成し、この際、温度と圧力を調整することにより、超格子積層体の炭素濃度を調整した。なお、チャネル層のうち、超格子積層体側の部分については、表１に記載の成長条件とし、残りの部分は、圧力１００ｋＰａ、温度１０３５℃とした。最後に、電子供給層としてのＡｌ０．１０Ｇａ０．９０Ｎ層（厚さ：２０ｎｍ）を形成して、発明例１に係る電子デバイス用エピタキシャル基板を作製した。なお、各層の成長方法としては、ＭＯＣＶＤ法を採用し、キャリアガスとしては、窒素、水素を用いた。
【００４７】
（発明例２）
発明例１と同様にして発明例２に係る電子デバイス用エピタキシャル基板を作製した。
【００４８】
（発明例３〜８）
原料ガス容器内において酸素濃度１ｐｐｍ未満（検出限界以下）のＴＭＡ原料ガスを用いて超格子積層体を形成し、さらに、超格子積層体およびチャネル層の成長条件を表１に記載の条件に変更した以外は、発明例１と同様にして発明例３〜８に係る電子デバイス用エピタキシャル基板を作製した。
【００４９】
（比較例１）
原料ガス容器内において酸素濃度６０ｐｐｍのＴＭＡ原料ガスを用いて超格子積層体を形成し、さらに、超格子積層体およびチャネル層の成長条件を表１に記載の条件に変更した以外は、発明例１と同様にして比較例１に係る電子デバイス用エピタキシャル基板を作製した。
【００５０】
（比較例２）
原料ガス容器内において酸素濃度１３０ｐｐｍのＴＭＡ原料ガスを用いて超格子積層体を形成し、さらに、超格子積層体およびチャネル層の成長条件を表１に記載の条件に変更した以外は、発明例１と同様にして比較例２に係る電子デバイス用エピタキシャル基板を作製した。
【００５１】
【表１】
2015070085.tif 000003
【００５２】
（評価１：ＳＩＭＳ測定）
発明例１〜８および比較例１，２の電子デバイス用エピタキシャル基板について、ＳＩＭＳ装置（Ｃａｍｅｃａ社製、ＥＶＡＮＳ社に測定を委託）を用いて、超格子積層体内の酸素濃度および炭素濃度ならびにチャネル層内の炭素濃度のＳＩＭＳ測定を行った。ＳＩＭＳ測定にあたっては、イオン源としてＣｓ−を用い、イオンエネルギーは１４．５ｅＶとした。表２に結果を示す。さらに、代表例として、発明例３および比較例１の測定結果を図３（Ａ），（Ｂ）に示す。なお、エピタキシャル成長面側からエッチングを行い、電子供給層表面から測定を行っている。ただし、ＳＩＭＳ測定におけるエッチングレートのばらつきもあるため、表面側から酸素濃度が急激に上昇した位置を、チャネル層と超格子積層体との界面として決め、その界面を基準に各層の範囲を判断する（図３（Ａ），（Ｂ））。
【００５３】
（評価２：反りの測定）
発明例１〜８および比較例１，２の電子デバイス用エピタキシャル基板について、形状測定装置（ＦＴ−９００：ＮＩＤＥＣ製）を用いて、反りの形状を観察し、反り量としてのＢＯＷ値を測定した。表２に結果を示す。なお、ＢＯＷ値とは、図４に示すとおり、最小二乗法により定められた仮想平面としての基準面を設定し、ワーク中心から基準面までの高さと、ワーク中心以外の測定値であって、中心測定値と異符号かつ絶対値が最大となる高さとを、絶対値同士で和をとり、中心測定値の符号を付した値である。なお、非強制状態で測定は行われる。表２中、ＢＯＷ値の絶対値を以下のようにそれぞれ分類して、評価基準とした。
◎：３０μｍ未満
○：３０μｍ以上〜４０μｍ未満
×：４０μｍ超
【００５４】
（評価３：縦方向耐圧測定）
発明例１〜８および比較例１，２の電子デバイス用エピタキシャル基板について、リーク電流測定装置（Agilent Technologies社製、型番：82357A）を用いて、縦方向耐圧を評価した。縦方向耐圧の評価にあたっては、各電子デバイス用エピタキシャル基板の基板中央部を２０ｍｍ×３０ｍｍで切り出し、Ｔｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕを電極材としたφ７６ｕｍパターン電極を作製した。作製した電極と基板裏側との間に電圧を掛け、４．３×１０−９Ａの電流が流れる値を縦方向耐圧とした（図５中の破線部）。切り出した基板中、任意の５点の測定を行いその平均値を縦方向耐圧として表２に示す。なお、縦方向耐圧値を以下のようにそれぞれ分類して、評価基準とした。
◎：５８０Ｖ以上
○：４５０Ｖ以上〜５８０Ｖ未満
×：４５０Ｖ未満
さらに、代表例として、発明例３および比較例１の測定結果の代表例を図５（Ａ），（Ｂ）に示す。
【００５５】
【表２】
2015070085.tif 000004
【００５６】
評価１および評価２により得られる、超格子積層体の酸素濃度と、電子デバイス用エピタキシャル基板の反り量（ＢＯＷ値）との関係を図６に示す。また、評価１および評価３により得られる、超格子積層体の酸素濃度と、縦方向耐圧との関係を図７に示す。
【００５７】
これらの結果から、以下のことがわかった。
まず、原料ガス容器中の酸素濃度が３４ｐｐｍ以下のＴＭＡガスを用いることにより、超格子積層体内の酸素濃度を、５．０×１０１６／ｃｍ３以上２．０×１０１７／ｃｍ３以下とすることができた。比較例１，２からわかるように、酸素濃度が３４ｐｐｍ超のＴＭＡガスを用いると、ＴＭＡガスに含まれる酸素の影響が支配的となり、超格子積層体内の酸素濃度は、２．０×１０１７／ｃｍ３超となる。
【００５８】
次に、図６からわかるように、超格子積層体内の酸素濃度が２．０×１０１７／ｃｍ３以下であれば、反りを抑制した電子デバイス用エピタキシャル基板を得ることができる。さらに、図７からわかるように、超格子積層体内の酸素濃度が２．０×１０１７／ｃｍ３以下である電子デバイス用エピタキシャル基板は、縦方向耐圧特性にも優れる。さらに、表２からわかるように、チャネル層の炭素濃度が５．０×１０１８／ｃｍ３以上となると、縦方向耐圧特性に特に優れた電子デバイス用エピタキシャル基板を得ることができる。一方、超格子積層体内の酸素濃度が２．０×１０１７／ｃｍ３超であると、反り量が本発明条件を満足できず、縦方向耐圧特性についても本発明条件を満足できないことがわかった。なお、発明例１〜７および比較例１，２のいずれの場合も、超格子積層体中の水素濃度は１．０×１０１８／ｃｍ３以上１．０×１０１９／ｃｍ３以下の範囲内であった。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明によれば、反りを抑制した電子デバイス用エピタキシャル基板およびその製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１      電子デバイス用エピタキシャル基板
２      Ｓｉ基板
３      初期成長層
４      超格子積層体
４ａ    第１層
４ｂ    第２層
５      チャネル層
６      電子供給層
１０    基板
２０    チャネル層
３０    電子供給層
４１    ソース電極
４２    ドレイン電極
４３    ゲート電極
１００  電界効果型トランジスタ
【図１】
2015070085.tif 000005
【図２】
2015070085.tif 000006
【図３】
2015070085.tif 000007
【図４】
2015070085.tif 000008
【図５】
2015070085.tif 000009
【図６】
2015070085.tif 000010
【図７】
2015070085.tif 000011