(57)【要約】  Ｓｉ基板（１００）と、このＳｉ基板（１００）上に設けられた窒化物半導体積層体（２００）とを備える窒化物半導体において、Ｓｉ基板（１００）のＸ線回析におけるロッキングカーブの半値幅が、１６０arcsec未満である。
2016031334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｉ基板（１００）と、このＳｉ基板（１００）上に設けられた窒化物半導体積層体（２００）とを備え、
上記Ｓｉ基板（１００）のＸ線回析におけるロッキングカーブの半値幅が、１６０arcsec未満であることを特徴とする窒化物半導体。
【請求項２】
請求項１に記載の窒化物半導体において、
上記窒化物半導体積層体（２００）が、上記Ｓｉ基板（１００）に接する厚さ３０ｎｍ以上のＡｌｘＧａ1-ｘＮ（０．８０＜ｘ≦１）層（２１０）を有していることを特徴とする窒化物半導体。
【請求項３】
請求項１または２に記載の窒化物半導体において、
上記窒化物半導体積層体（２００）の厚さが、２μｍ以上であることを特徴とする窒化物半導体。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載の窒化物半導体において、
３０μｍ以上、２８０μｍ未満の厚さを有することを特徴とする窒化物半導体。
【請求項５】
上記窒化物半導体積層体（２００）が、上記Ｓｉ基板（１００）上に設けられたＡｌＮ層（２１０）を有し、
上記ＡｌＮ層（２１０）の（００２）Ｘ線回析におけるロッキングカーブの半値幅が８００arcsec以上、２０００arcsec未満であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１つに記載の窒化物半導体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体および窒化物半導体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体は、一般式ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）で表される。この窒化物半導体は、その組成によって、バンドギャップを１．９５ｅＶ〜６ｅＶの範囲で変化させることができることから、紫外域から赤外域に及ぶ広波長範囲の発光デバイスの材料として研究開発され、実用化されている。【０００３】
また、窒化物半導体を用いた制御デバイスは、高周波かつ高出力で動作するパワー素子などに用いられており、中でも、高周波帯域での増幅に適した制御デバイスとして、高電子移動度電界効果トランジスタ（High Electron Mobility Transistor：ＨＥＭＴ）等のＦＥＴが知られている。【０００４】
従来、窒化物半導体を用いた制御デバイスとしては、特許文献１（特許５４０７３８５号公報）に記載されたものがある。この従来の窒化物半導体デバイスは、基板と、基板上に積層された窒化物半導体層と、基板と窒化物半導体層との間に設けられた接合層とを備えた複合基板上に、窒化物半導体積層体を積層させている。そして、複合基板の窒化物半導体層の転位密度を定めて、デバイス特性を確保するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許５４０７３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、結晶成長用の基板としては、サファイア基板、ＳｉＣ（炭化シリコン）基板、あるいは、Ｓｉ基板などがあるが、上記従来の窒化物半導体デバイスの基板としてＳｉ基板を採用し、このＳｉ基板の上で、例えば、ＧａＮ層を成長させると、Ｓｉ基板とＧａＮ層との間の格子定数および熱膨張係数の差に起因して発生する応力によって、Ｓｉ基板がダメージを受けてしまう。このため、上記従来の窒化物半導体デバイスの基板としてＳｉ基板を用いた場合、窒化物半導体層および接合層の転位密度を定めて結晶性を確保するだけでは、デバイス特性を十分に確保することができなかった。【０００７】
そこで、本発明は、例えば、窒化物半導体デバイスとして優れたデバイス特性を発揮できる、Ｓｉ基板を用いた窒化物半導体、および、この窒化物半導体の製造方法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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の窒化物半導体は、
Ｓｉ基板と、このＳｉ基板上に積層された窒化物半導体積層体とを備え、
上記Ｓｉ基板のＸ線回析におけるロッキングカーブの半値幅が、１６０arcsec未満であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の窒化物半導体によれば、Ｓｉ基板のＸ線回析におけるロッキングカーブの半値幅（半値全幅）が、１６０arcsec未満であるため、Ｓｉ基板の結晶性を良好にできる。その結果、Ｓｉ基板と窒化物半導体積層体との間の格子定数および熱膨張係数の差に起因して発生するＳｉ基板へのダメージを抑制できる。その結果、転位あるいはスリップ等の欠陥を低減し、例えば、窒化物半導体デバイスとして優れたデバイス特性を発揮できる、Ｓｉ基板を用いた窒化物半導体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の窒化物半導体の第１実施形態としての窒化物半導体デバイスの断面模式図である。
【図２】図１の窒化物半導体デバイスの超格子バッファ層の一部の断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
本発明の窒化物半導体の第１実施形態としての窒化物半導体デバイスは、図１に示すように、Ｓｉ基板１００と、窒化物半導体積層体２００とを備えている高電子移動度電界効果トランジスタ（ＨＥＭＴ）である。なお、図１では、説明の便宜のため、電極等を省略している。
【００１２】
Ｓｉ基板１００は、（１１１）面を主面としている。なお、Ｓｉ基板１００の主面は、（１１１）面に限らず（０００）面であってもよい。
【００１３】
窒化物半導体積層体２００は、Ｓｉ基板１００の主面上に設けられ、ＡｌＮ層２１０、ＡｌＧａＮバッファ層２２０、超格子バッファ層２３０、アンドープＧａＮ層２４０、および、ＡｌＧａＮバリア層２５０で構成されている。ＡｌＮ層２１０、ＡｌＧａＮバッファ層２２０、超格子バッファ層２３０、アンドープＧａＮ層２４０、および、ＡｌＧａＮバリア層２５０は、窒化物半導体層の一例である。
【００１４】
ＡｌＧａＮバッファ層２２０は、Ａｌ０．５０Ｇａ０．５０Ｎ層２２１と、ＧａＮ層２２２とで構成されている。また、超格子バッファ層２３０は、図２に示すように、ＡｌＮ層２３１、Ａｌ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ層２３２、Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層２３３、および、Ａｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎ層２３４で構成されている。
【００１５】
［製造方法］
次に、第１実施形態の窒化物半導体デバイスの製造方法の一例を説明する。
【００１６】
まず、（１１１）面を主面とする、厚さ８００μｍの窒化物半導体積層体２００の成長前のＳｉ基板１００を希釈フッ素で処理し、Ｓｉ基板１００の自然酸化膜を除去する。
【００１７】
そして、自然酸化膜を除去したＳｉ基板１００をＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長法：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）装置のリアクタ内に導入する。Ｓｉ基板１００をＭＯＣＶＤ装置のリアクタ内に導入した後、Ｓｉ基板１００の基板温度を室温から１１００℃に昇温させ、Ｈ２（水素）、Ｎ２（窒素）、ＮＨ３（アンモニア）、および、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）をＭＯＣＶＤ装置のリアクタ内に供給する。これにより、Ｓｉ基板１００の主面に、厚さ１５０ｎｍのＡｌＮ層２１０を成長させる。
【００１８】
続いて、Ｓｉ基板１００の基板温度を１０５０℃に変更し、Ｈ２、Ｎ２、ＮＨ３、ＴＭＡ、および、ＴＭＧ（トリメチルガリウム）をＭＯＣＶＤ装置のリアクタ内に供給し、ＡｌＮ層２１０上に、ＡｌＧａＮバッファ層２２０を成長させる。ＡｌＧａＮバッファ層２２０は、ＡｌＮ層２１０上に、厚さ３００ｎｍのＡｌ０．５０Ｇａ０．５０Ｎ層２２１を成長させた後、Ａｌ０．５０Ｇａ０．５０Ｎ層２２１上に、厚さ２０ｎｍのＧａＮ層２２２を成長させることにより、作製する。
【００１９】
その後、Ｓｉ基板１００の基板温度を１０５０℃に保持したまま、ＡｌＧａＮバッファ層２２０上に、超格子バッファ層２３０を成長させる。超格子バッファ層２３０は、次の（１）〜（４）の一連の工程を６０回繰り返して作製する。
【００２０】
（１）Ｈ２、Ｎ２、ＮＨ３、および、ＴＭＡをＭＯＣＶＤ装置のリアクタ内に供給し、ＡｌＧａＮバッファ層２２０（２回目以降は、Ａｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎ層２３４）上に、厚さ３．５ｎｍのＡｌＮ層２３１を成長させる。
（２）Ｈ２、Ｎ２、ＮＨ３、ＴＭＡ、およびＴＭＧをＭＯＣＶＤ装置のリアクタ内に供給し、ＡｌＮ層２３１上に、厚さ１．５ｎｍのＡｌ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ層２３２を成長させる。
（３）Ｈ２、Ｎ２、ＮＨ３、ＴＭＡ、およびＴＭＧをＭＯＣＶＤ装置のリアクタ内に供給し、Ａｌ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ層２３２上に、厚さ１．５ｎｍのＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層２３３を成長させる。
（４）Ｈ２、Ｎ２、ＮＨ３、ＴＭＡ、およびＴＭＧをＭＯＣＶＤ装置のリアクタ内に供給し、Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層２３３上に、厚さ２３．５ｎｍのＡｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎ層２３４を成長させる。
【００２１】
続いて、Ｓｉ基板１００の基板温度を１０５０℃に保持したまま、Ｈ２、Ｎ２、ＮＨ３、ＴＭＧをＭＯＣＶＤ装置のリアクタ内に供給し、超格子バッファ層２３０上に、厚さ１２００ｎｍのアンドープＧａＮ層２４０を成長させる。
【００２２】
その後、成長温度を１０５０℃に保持したまま、Ｈ２、Ｎ２、ＮＨ３、ＴＭＡ、およびＴＭＧをＭＯＣＶＤ装置のリアクタ内に供給し、アンドープＧａＮ層２４０上に、ＡｌＧａＮバリア層２５０を成長させる。ＡｌＧａＮバリア層２５０は、アンドープＧａＮ層２４０上に、厚さ３０.０ｎｍのＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ｎを成長させることにより、作製する。
【００２３】
以上の製造工程により、Ｓｉ（１１１）基板１００上に、ＡｌＮ層２１０、ＡｌＧａＮバッファ層２２０、超格子バッファ層２３０、アンドープＧａＮ層２４０、ＡｌＧａＮバリア層２５０を順に積層した窒化物半導体エピタキシー構造を有する窒化物半導体積層体２００が得られる。この窒化物半導体積層体２００に、フォトリソグラフィー技術を用いて、電極、絶縁膜等を形成する。そして、Ｓｉ基板１００の研削加工、研磨加工、ダイシング、ダイボンディング、実装等の製造工程を経て、Ｓｉ基板１００の厚さが８５μｍのＨＥＭＴデバイスが製造される。
【００２４】
［Ｘ線回析］
次に、X線回折装置（Ｘ―ｒａｙ  ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ：ＸＲＤ）を用いてωスキャンを行い、Ｓｉ基板１００のＸ線回析におけるロッキングカーブの半値全幅（Ｆｕｌｌ  Ｗｉｄｔｈ  ａｔ  Ｈａｌｆ  Ｍａｘｉｍｕｍ：ＦＷＨＭ）を調べた。
【００２５】
Ｓｉ基板１００の結晶性は、ＭＯＣＶＤ結晶成長後に、熱の影響で大きく変化する。影響の程度は、Ｓｉ基板１００の厚さ、サイズ、成長温度、昇温速度、降温速度に依存する。ここでは、Ｓｉ基板１００の昇温速度に注目し、室温から１１００℃までの昇温速度を変更して、Ｓｉ（１１１）のωスキャンのＦＷＨＭの結果を元に、次のＡ〜Ｈの８グループに分けて、検討を行った。
【００２６】
（Ａ）４０arcsec未満
（Ｂ）４０arcsec以上、７０arcsec未満
（Ｃ）７０arcsec以上、１００arcsec未満
（Ｄ）１００arcsec以上、１３０arcsec未満
（Ｅ）１３０arcsec以上、１６０arcsec未満
（Ｆ）１６０arcsec以上、１９０arcsec未満
（Ｇ）１９０arcsec以上、２２０arcsec未満
（Ｈ）２２０arcsec以上
【００２７】
１５０℃でのドレイン−ソース間のＯＮ抵抗（ＲｄｓＯＮ）、および、ゲート−ソース間の電圧が０Ｖのときのドレイン電流（Ｉｄｓｓ）に関する高温逆バイアス試験（Ｈｉｇｈ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｒｅｖｅｒｓｅ  Ｂｉａｓ  ｔｅｓｔ：ＨＴＲＢ）の結果、５００時間経過時の（ＲｄｓＯＮ）と（Ｉｄｓｓ）を考慮した歩留まりは、次の通りである。
【００２８】
（Ａ）平均８３．９％
（Ｂ）平均７２．６％
（Ｃ）平均６８．７％
（Ｄ）平均６２．５％
（Ｅ）平均５９．６％
（Ｆ）平均２０．８％
（Ｇ）平均１４．３％
（Ｈ）平均８．７％
【００２９】
上記結果から、ＦＷＨＭが１６０arcsec未満（Ａ〜Ｅ）である場合、結晶性が良好で、Ｓｉ基板１００に欠陥が少なく歩留まりが良好となることが分かった。
【００３０】
すなわち、Ｓｉ基板１００のＸ線回析におけるロッキングカーブの半値幅（半値全幅）を１６０arcsec未満とすることで、Ｓｉ基板１００の結晶性を良好にできる。これにより、Ｓｉ基板１００と窒化物半導体積層体２００との間の格子定数および熱膨張係数の差に起因して発生するＳｉ基板１００へのダメージを抑制できる。その結果、Ｓｉ基板１００に発生する転位あるいはスリップ等の欠陥を低減し、優れたデバイス特性を有するＳｉ基板を用いた窒化物半導体デバイスを得ることができる。
【００３１】
一方、ＦＷＨＭが１６０arcsec以上（Ｆ〜Ｈ）である場合、Ｓｉ基板１００に欠陥が多く、歩留まりが悪いことが分かった。
【００３２】
ＦＷＨＭが１６０arcsec以上（Ｆ〜Ｈ）である場合、すなわち、ωスキャンの値が良好でない場合、主にＭＯＣＶＤでの結晶成長中に、ＨＥＭＴ構造を成長させたＳｉ基板１００に転位、スリップ等の欠陥が発生している可能性が高い。Ｓｉ基板１００に発生した欠陥は、ＨＥＭＴ構造を成長させたＳｉ基板１００をデバイス化していく工程、および、その後のＨＴＲＢ試験において、Ｓｉ基板１００に加えられた熱的、電気的なダメージによって、Ｓｉ基板１００だけでなく、窒化物半導体積層体２００にも伝搬、増殖し、アンドープＧａＮ層２４０およびＡｌＧａＮバリア層２５０近傍に影響を与え、ＯＮ抵抗の変動特性、ドレイン電流特性を劣化させたと考えられる。
【００３３】
なお、Ｓｉ基板１００上には、厚さ３０ｎｍ以上のＡｌｘＧａ1-ｘＮ（０．８０＜ｘ≦１）層を積層させるのが好ましい。これは、ｘが０．８０以下であると、Ｇａの含有率が２０％を超えるため、ＳｉとＧａが反応して、窒化物半導体にピット等の欠陥が発生してしまうからである。また、ＡｌｘＧａ1-ｘＮ層の厚さが３０ｎｍ以下であると、ＡｌｘＧａ1-ｘＮ層上に積層されたｘが０．８０以下のＡｌｘＧａ1-ｘＮ層のＧａとＳｉ基板１００のＳｉとが、転位、ナノパイプ、あるいは、マイクロパイプ等の欠陥を経由して反応して、窒化物半導体にピット等の欠陥が発生してしまうからである。本実施形態の窒化物半導体デバイスでは、Ｓｉ基板１００上に、厚さ１５０ｎｍのＡｌＮ層２１０を積層させて、ＳｉとＧａとの反応を抑制している。
【００３４】
また、Ｓｉ基板１００上の窒化物半導体積層体２００の厚さは、２μｍ以上であるのが好ましい。これは、窒化物半導体積層体２００の厚さが２μｍ未満の場合、２次元電子ガス（２Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｇａｓ：２ＤＥＧ）が発生するアンドープＧａＮ層２４０およびＡｌＧａＮバリア層２５０の界面近傍と、Ｓｉ基板１００との間の距離が短くなるため、Ｓｉ基板１００に欠陥が発生した場合、この欠陥の影響を受けて、２ＤＥＧが、キャリアを発生させ難くなるからである。本実施形態の窒化物半導体デバイスでは、窒化物半導体積層体２００の厚さを３．５μｍとして、Ｓｉ基板１００に生じた欠陥が２ＤＥＧに影響を及ぼさないようにしている。
【００３５】
ここで、Ｓｉ基板１００の厚さと、ＯＮ抵抗の変動率に関する歩留まりとの関係を調べた。
【００３６】
（Ｓｉ基板１００の厚さ）：（歩留まり）
３０μｍ未満：４５．７％
３０μｍ以上、８０μｍ未満：６３．８％
８０μｍ以上、１３０μｍ未満:６８．７％
１３０μｍ以上、１８０μｍ未満：７２．３％
１８０μｍ以上、２３０μｍ未満：７１．９％
２３０μｍ以上、２８０μｍ未満：６９．８％
２８０μｍ以上、３３０μｍ未満：４８．２％
３３０μｍ以上、３８０μｍ未満：３６．３％
【００３７】
上記結果から、Ｓｉ基板１００の厚さを、３０μｍ未満、および、２８０μｍ以上にすると、歩留まりが悪化することが分かった。これは、Ｓｉ基板１００の厚さを３０μｍ未満にすると、Ｓｉ基板１００が薄すぎて、Ｓｉ基板１００にクラック等の欠陥が入り易くなったと考えられる。また、Ｓｉ基板１００の厚さを２８０μｍ以上にすると、シリコンの熱伝導率が低いため、Ｓｉ基板１００に熱の影響による欠陥が入り易くなったと考えられる。
【００３８】
従って、Ｓｉ基板１００は、３０μｍ以上、２８０ｎｍ未満の厚さを有するように加工されるのが好ましい。これにより、クラック等が入り難く、かつ、熱による影響を受け難いＳｉ基板１００が得られる。このため、長期信頼性が高く、寿命の長い窒化物半導体デバイスを得ることができる。
【００３９】
また、窒化物半導体積層体２００の結晶成長前のＳｉ基板１００の厚さと、窒化物半導体デバイスの製造プロセスにおけるＳｉ基板１００の割れに関する歩留まりとの関係を調べた。歩留まり１００％は、窒化物半導体デバイスの製造プロセスの途中でＳｉ基板１００が割れなかったことを意味している。
【００４０】
（結晶成長前のＳｉ基板１００の厚さ）：（歩留まり）
３００μｍ：８５．８％
３５０μｍ：９９．４％
４００μｍ：１００．０％
４５０μｍ：１００．０％
５００μｍ：１００．０％
６００μｍ：１００．０％
【００４１】
上記結果から、窒化物半導体積層体２００の結晶成長前のＳｉ基板１００の厚さを４００μｍ未満にすると、Ｓｉ基板１００の割れに関する歩留まりが悪化することが分かった。従って、窒化物半導体積層体２００の結晶成長前のＳｉ基板１００の厚さは、４００μｍ以上であるのが好ましい。
【００４２】
また、結晶成長前のＳｉ基板１００の厚さは、１６００μｍ未満であるのが好ましい。結晶成長前のＳｉ基板１００の厚さが、１６００μｍ以上であると、Ｓｉ基板１００単体のコストが高くなってしまうからである。
【００４３】
以上から、窒化物半導体積層体２００の結晶成長前の厚さが４００μｍ以上、１６００μｍ未満のＳｉ基板１００を用いることで、窒化物半導体デバイスの製造を低コストで行うことができる。
【００４４】
なお、Ｓｉ基板１００上のＡｌＮ層２１０の（００２）X線回析におけるロッキングカーブの半値幅（半値全幅）は、８００ａｒｃｓｅｃ以上、２０００arcsec未満であることが好ましい。これは、ＡｌＮ層２１０の（００２）X線回析におけるロッキングカーブの半値幅を８００arcsec未満にすると、ＡｌＮ層２１０の結晶性が良くなりすぎて、窒化物半導体積層体２００を結晶成長させたＳｉ基板１００の反りが大きくなりすぎてしまうからである。また、ＡｌＮ層２１０の（００２）X線回析におけるロッキングカーブの半値幅を２０００arcsec以上にすると、ＡｌＮ層２１０の上に積層されている窒化物半導体層の結晶性が低下し、Ｓｉ基板１００の欠陥が増加してしまう。その結果、電気的リークが増加し、窒化物半導体デバイスのデバイス特性が悪化してしまうからである。
【００４５】
（第２〜第６実施形態）
本発明の窒化物半導体の一実施形態としての窒化物半導体デバイスは、第１実施形態のＨＥＭＴに限らず、例えば、ＭＩＳＦＥＴ（金属−絶縁体−半導体  電界効果トランジスタ：Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）であってもよいし（第２実施形態）、接合型ＦＥＴであってもよいし（第３実施形態）、ＬＥＤ（発光ダイオード）であってもよいし（第４実施形態）、半導体レーザであってもよい（第５実施形態）。
【００４６】
本発明の窒化物半導体には、第１〜第５実施形態の窒化物半導体デバイスに限らず、例えば、Ｓｉ基板１００と窒化物半導体積層体２００とで構成される第１〜第５実施形態の窒化物半導体デバイス用の窒化物半導体エピタキシャルウェハも含まれる（第６実施形態）。
【００４７】
本発明および実施形態を纏めると、次のようになる。
【００４８】
本発明の窒化物半導体は、
Ｓｉ基板１００と、このＳｉ基板１００上に積層された窒化物半導体積層体２００とを備え、
上記Ｓｉ基板１００のＸ線回析におけるロッキングカーブの半値幅が、１６０arcsec未満であることを特徴としている。
【００４９】
本発明の窒化物半導体によれば、Ｓｉ基板１００のＸ線回析におけるロッキングカーブの半値幅を１６０arcsec未満としているので、Ｓｉ基板１００の結晶性を良好にできる。これにより、Ｓｉ基板１００と窒化物半導体積層体２００との間の格子定数および熱膨張係数の差に起因して発生するＳｉ基板１００へのダメージを抑制できる。その結果、Ｓｉ基板１００に発生する転位あるいはスリップ等の欠陥を低減し、例えば、窒化物半導体デバイスとして優れたデバイス特性を発揮できる、Ｓｉ基板を用いた窒化物半導体を得ることができる。
【００５０】
一実施形態の窒化物半導体では、
上記窒化物半導体積層体２００が、上記Ｓｉ基板１００に接する厚さ３０ｎｍ以上のＡｌｘＧａ1-ｘＮ（０．８０＜ｘ≦１）層２１０を有している。
【００５１】
上記実施形態によれば、Ｓｉ基板１００のＳｉと、ＡｌｘＧａ1-ｘＮ（０．８０＜ｘ≦１）層２１０のＧａとの反応を抑制できる。これにより、Ｓｉ基板１００と窒化物半導体積層体２００との間の格子定数および熱膨張係数の差に起因して発生するＳｉ基板１００へのダメージを抑制できる。その結果、Ｓｉ基板１００に発生する転位あるいはスリップ等の欠陥を低減し、例えば、窒化物半導体デバイスとして優れたデバイス特性を発揮できる、Ｓｉ基板を用いた窒化物半導体を得ることができる。
【００５２】
一実施形態の窒化物半導体では、
上記窒化物半導体積層体２００の厚さが、２μｍ以上である。
【００５３】
上記実施形態によれば、窒化物半導体積層体２００の２次元電子ガスが発生する領域が、Ｓｉ基板１００から十分に離れているため、Ｓｉ基板１００にスリップ等の欠陥が発生しても、この欠陥の影響を受け難い。その結果、例えば、窒化物半導体デバイスとして優れたデバイス特性を発揮できる、Ｓｉ基板を用いた窒化物半導体を得ることができる。
【００５４】
一実施形態の窒化物半導体では、
高電子移動度電界効果トランジスタである。
【００５５】
上記実施形態によれば、電子移動度の高い窒化物半導体が得られる。
【００５６】
一実施形態の窒化物半導体では、
上記Ｓｉ基板１００が、（１１１）面、または、（０００）面を、上記窒化物半導体積層体２００と接する主面としている。
【００５７】
上記実施形態によれば、結晶性が良好な（１１１）面または（０００）面を窒化物半導体積層体２００と接する主面としているので、Ｓｉ基板１００と窒化物半導体積層体２００との間の格子定数および熱膨張係数の差に起因して発生するＳｉ基板１００へのダメージを抑制できる。その結果、Ｓｉ基板１００に発生する転位あるいはスリップ等の欠陥を低減し、例えば、窒化物半導体デバイスとして優れたデバイス特性を発揮できる、Ｓｉ基板を用いた窒化物半導体を得ることができる。
【００５８】
一実施形態の窒化物半導体は、
３０μｍ以上、２８０μｍ未満の厚さを有することを特徴としている。
【００５９】
上記実施形態によれば、クラック等が入り難く、かつ、熱による影響を受け難いＳｉ基板１００が得られる。このため、長期信頼性が高く、寿命の長い窒化物半導体を得ることができる。
【００６０】
本発明の上記窒化物半導体の製造方法は、
上記窒化物半導体積層体２００が、上記Ｓｉ基板１００上に設けられたＡｌＮ層２１０を有し、
上記ＡｌＮ層２１０の（００２）Ｘ線回析におけるロッキングカーブの半値幅が８００arcsec以上、２０００arcsec未満であることを特徴としている。
【００６１】
本発明の製造方法によれば、Ｓｉ基板１００の結晶性が良すぎず、かつ、悪すぎない窒化物半導体を得ることができる。このため、例えば、優れたデバイス特性を有するＳｉ基板を用いた窒化物半導体デバイスを得ることができる。
【００６２】
一実施形態の上記窒化物半導体の製造方法によれば、
上記窒化物半導体積層体２００の結晶成長前の上記Ｓｉ基板１００の厚さが、３５０μｍ以上、１６００μｍ未満である。
【００６３】
上記実施形態によれば、窒化物半導体の製造工程におけるＳｉ基板１００の割れを防ぐことができると共に、Ｓｉ基板１００単体のコストが低くなる。よって、窒化物半導体の製造を低コストで行うことができる。
【符号の説明】
【００６４】
１００  Ｓｉ基板
２００  窒化物半導体積層体
２１０  ＡｌＮ層
２２０  ＡｌＧａＮバッファ層
２２１  Ａｌ０．５０Ｇａ０．５０Ｎ層
２２２  ＧａＮ層
２３０  超格子バッファ層
２３１  ＡｌＮ層
２３２  Ａｌ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ層
２３３  Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎ層
２３４  Ａｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎ層
２４０  アンドープＧａＮ層
２５０  ＡｌＧａＮバリア層
【図１】
2016031334.tif 000003
【図２】
2016031334.tif 000004
【国際調査報告】
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