(57)【要約】【課題】治具からのオートドープによる固定されたカーボンの濃度プロファイルではなく、調整された任意のカーボン濃度プロファイルを有するエピタキシャル基板および液相エピタキシャル成長方法を提供する。【解決手段】基板上にエピタキシャル層が液相エピタキシャル成長方法により積層されたエピタキシャル基板であって、前記基板上に積層されたエピタキシャル層におけるカーボン濃度プロファイルが、溶媒の保持のためのカーボン製治具から供給され得るカーボンの濃度から±５０％の濃度プロファイルと交差しているものであるエピタキシャル基板。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にエピタキシャル層が液相エピタキシャル成長方法により積層されたエピタキシャル基板であって、前記基板上に積層されたエピタキシャル層におけるカーボン濃度プロファイルが、溶媒の保持のためのカーボン製治具から供給され得るカーボンの濃度から±５０％の濃度プロファイルと交差しているものであることを特徴とするエピタキシャル基板。
【請求項２】
基板上にエピタキシャル層が液相エピタキシャル成長方法により積層されたエピタキシャル基板であって、前記基板上に積層されたエピタキシャル層におけるカーボン濃度プロファイルが、溶媒の保持のためのカーボン製治具から供給され得るカーボンの濃度から±５０％の濃度プロファイルで囲まれた領域からはずれた部分を有するとともに、５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の部分を有するものであることを特徴とするエピタキシャル基板。
【請求項３】
基板上にエピタキシャル層が液相エピタキシャル成長方法により積層されたエピタキシャル基板であって、前記基板上に積層されたエピタキシャル層の少なくとも一積層部位におけるカーボン濃度が、該積層部位より前に積層された部位におけるカーボン濃度よりも高いものであることを特徴とするエピタキシャル基板。
【請求項４】
基板上にエピタキシャル層が液相エピタキシャル成長方法により積層されたエピタキシャル基板であって、前記基板上に積層されたエピタキシャル層は、カーボン濃度が１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上で積層された部位を有するとともに、カーボン濃度が５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下で積層された部位を有するものであることを特徴とするエピタキシャル基板。
【請求項５】
前記基板上に積層されたエピタキシャル層は、複数の層が順次積層されたものであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のエピタキシャル基板。
【請求項６】
前記複数の層は、基板側からｎ型層、ｐ型層、ｐ型層であることを特徴とする請求項５に記載のエピタキシャル基板。
【請求項７】
前記エピタキシャル層が化合物半導体からなる層であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のエピタキシャル基板。
【請求項８】
前記化合物半導体がＧａＰであることを特徴とする請求項７に記載のエピタキシャル基板。
【請求項９】
基板に溶媒を接触させてエピタキシャル層を液相エピタキシャル成長させる方法であって、前記基板上にエピタキシャル層を液相エピタキシャル成長させるとき、前記溶媒に炭化水素ガスを接触させることにより、前記成長するエピタキシャル層中にカーボンを供給して、該エピタキシャル層にカーボンをドープすることを特徴とする液相エピタキシャル成長方法。
【請求項１０】
前記エピタキシャル層を液相エピタキシャル成長させるときに前記溶媒を保持する治具を石英製のものとすることを特徴とする請求項９に記載の液相エピタキシャル成長方法。
【請求項１１】
前記エピタキシャル層にドープするカーボンの濃度を、前記炭化水素ガスの流量を調節することにより制御することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の液相エピタキシャル成長方法。
【請求項１２】
前記エピタキシャル層を化合物半導体からなる層とすることを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の液相エピタキシャル成長方法。
【請求項１３】
前記化合物半導体をＧａＰとすることを特徴とする請求項１２に記載の液相エピタキシャル成長方法。
【請求項１４】
前記炭化水素ガスをメタンとすることを特徴とする請求項９から請求項１３のいずれか一項に記載の液相エピタキシャル成長方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液相エピタキシャル成長方法によりエピタキシャル層が積層されたエピタキシャル基板および液相エピタキシャル成長方法に関し、特に、積層されるエピタキシャル層にＣ（カーボン）がドープされたエピタキシャル基板および液相エピタキシャル成長方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、単結晶ウエーハにエピタキシャル成長を行うためには、気相エピタキシー、液相エピタキシー、分子線エピタキシー等の方法がある。その中で、液相エピタキシャル法は化合物半導体のエピタキシャル基板を作製する方法として広く利用されてきた。
【０００３】
液相エピタキシャル法は、例えば飽和した溶媒の温度を徐々に下げてウエーハ上に成長させる方法（徐冷法）、ウエーハおよび溶媒に温度差を付けてウエーハ上に成長させる方法（温度差法）等がある。これらのような液相エピタキシャル法では、一般に、作製されたエピタキシャル層の転位密度、点欠陥密度等が他の方法と比較して低く、特に間接遷移結晶のエピタキシーには有利であり、例えばＧａＰのＬＥＤ用エピタキシャル基板の作製等に使用されてきた。
また、ＡｌＧａＡｓエピタキシャル基板を作製する場合、溶媒として用いるＧａにＡｌおよびＧａＡｓを溶解させ、ＧａＡｓ基板上に析出させれば、比較的簡便に三元系の混晶結晶のエピタキシーが可能である。
【０００４】
このような液相エピタキシーでは、上記溶媒を保持する容器（治具）が必要であり、一般的には、比較的安価で加工を施しやすいグラファイトカーボン製のものや、石英ガラス製のものが使用されている。ところが、この溶媒に使用されるＧａを代表とする金属はこれらの治具の成分を溶かし込むため、エピタキシャル成長中に治具の成分がエピタキシャル層にオートドープされる。
【０００５】
従来の液相エピタキシャル成長方法では、例えばエピタキシャル層にカーボンをドープしてエピタキシャル成長させるとき、上記のオートドープを利用し、カーボン製の治具からエピタキシャル層にカーボンを供給していた。カーボンは化合物半導体ではｐ型の不純物であり、ｐ型ドーパントとしての性質が他のｐ型ドーパントと比べて良好であることが知られている（特許文献１参照）。
【０００６】
ここで、まず、図７に、従来の一般的なＮ（窒素）ドープのＬＥＤ用ＧａＰエピタキシャル基板の構造および不純物濃度分布図を示す。
この従来のＬＥＤ用エピタキシャル基板１’は、基板２’上に、順に、ｎ型層４’、ｎ型層５’、ｐ型層６’からなるエピタキシャル層３’が積層されている。通常は、ｎ型層４’、５’にはｐ型ドーパントとなるカーボンは不要なため、オートドープにより不必要にカーボンがエピタキシャル層に供給されないように、石英等の治具を用いてエピタキシャル成長が行われたものとなっている。カーボンが治具よりオートドープされていない場合は、エピタキシャル層でのカーボン濃度は５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３にとどいていない。ｐ型不純物としては例えばＺｎが用いられる。
【０００７】
一方、前述したように、ｐ型ドーパントとしての性質が比較的優れているカーボンを導入したエピタキシャル基板の場合、オートドープによってカーボンを供給できるように、カーボングラファイト等のカーボン製の治具を用いてエピタキシャル成長を行い、例えば図８（ａ）に示すような構造のエピタキシャル基板１”を製造することができる。このエピタキシャル基板１”では、基板２”側より、ｎ型層４”、ｐ型層５”、ｐ型層６”のエピタキシャル層３”が積層されている。
【０００８】
しかしながら、このようにカーボン製の治具を用い、カーボンをオートドープにより供給しながらエピタキシャル層３”を液相エピタキシャル成長したときに、図８（ｂ）に示すように、エピタキシャル層中のカーボン濃度は、基板側から徐々に低下するプロファイルとしかならず、固定されてしまい、任意の濃度に制御することが不可能であるばかりか、他の不純物（例えばｎ型ドーパントであるＳｉ）の濃度プロファイルによっては、例えばｐ型層中にｎ反転層が出現して意図せずにサイリスタ構造になってしまう等の問題が発生することがあった。
【０００９】
【特許文献１】特許第１６３９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、治具からのオートドープによる固定されたカーボンの濃度プロファイルではなく、調整された任意のカーボン濃度プロファイルを有するエピタキシャル基板および液相エピタキシャル成長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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、基板上にエピタキシャル層が液相エピタキシャル成長方法により積層されたエピタキシャル基板であって、前記基板上に積層されたエピタキシャル層におけるカーボン濃度プロファイルが、溶媒の保持のためのカーボン製治具から供給され得るカーボンの濃度から±５０％の濃度プロファイルと交差しているものであることを特徴とするエピタキシャル基板を提供する（請求項１）。
【００１２】
このように、エピタキシャル層におけるカーボン濃度プロファイルが、カーボン製治具から供給され得るカーボンの濃度から±５０％の濃度プロファイルと交差しているものは、従来のようにオートドープを利用して得られるカーボン濃度プロファイルから完全に逸脱したプロファイルを有するエピタキシャル基板であり、本発明によって提供され得るものである。
【００１３】
また、本発明は、基板上にエピタキシャル層が液相エピタキシャル成長方法により積層されたエピタキシャル基板であって、前記基板上に積層されたエピタキシャル層におけるカーボン濃度プロファイルが、溶媒の保持のためのカーボン製治具から供給され得るカーボンの濃度から±５０％の濃度プロファイルで囲まれた領域からはずれた部分を有するとともに、５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の部分を有するものであることを特徴とするエピタキシャル基板を提供する（請求項２）。
【００１４】
前述したように、従来のエピタキシャル層にカーボンをドープした液相エピタキシャル成長方法によるエピタキシャル基板は、カーボン製の治具から溶媒を介してエピタキシャル層にカーボンを供給してドープするオートドープを利用したものである。このような従来のエピタキシャル基板では、エピタキシャル層におけるカーボン濃度のプロファイルはエピタキシャル成長方向に徐々に減少しているプロファイルとしかならない。
【００１５】
一方、本発明のエピタキシャル基板では、エピタキシャル層におけるカーボン濃度プロファイルは、溶媒の保持のためのカーボン製治具から供給され得るカーボンの濃度から±５０％の濃度プロファイルで囲まれた領域からはずれた部分を有するとともに、５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の部分を有している。
上記のような従来の液相エピタキシャル成長方法によるエピタキシャル基板のカーボン濃度プロファイルとは異なり、オートドープにより、エピタキシャル成長時の温度のみに依存したプロファイルから完全に逸脱したプロファイルを有するエピタキシャル基板とすることができる。
かつ、石英治具等のオートドープが発生しない治具を用いて成長されたエピタキシャル層のプロファイルとも異なり、５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の部分を有するエピタキシャル基板にできる。
したがって、カーボン濃度プロファイルが固定されることがないし、それによって例えばサイリスタ構造などの意図しない濃度プロファイルが形成されるのを効果的に防ぐことができるエピタキシャル基板となる。
【００１６】
さらには、基板上にエピタキシャル層が液相エピタキシャル成長方法により積層されたエピタキシャル基板であって、前記基板上に積層されたエピタキシャル層の少なくとも一積層部位におけるカーボン濃度が、該積層部位より前に積層された部位におけるカーボン濃度よりも高いものであることを特徴とするエピタキシャル基板を提供する（請求項３）。
【００１７】
このように、エピタキシャル層の少なくとも一積層部位におけるカーボン濃度が、該積層部位より前に積層された部位におけるカーボン濃度よりも高いものであれば、エピタキシャル成長方向に徐々にカーボン濃度が減少しているプロファイルとは異なったカーボン濃度プロファイルを有するエピタキシャル基板とすることができる。すなわち、本発明のエピタキシャル基板では、従来の液相エピタキシャル成長方法によるエピタキシャル基板では得られなかったカーボン濃度プロファイルとすることができる。
【００１８】
また、本発明は、基板上にエピタキシャル層が液相エピタキシャル成長方法により積層されたエピタキシャル基板であって、前記基板上に積層されたエピタキシャル層は、カーボン濃度が１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上で積層された部位を有するとともに、カーボン濃度が５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下で積層された部位を有するものであることを特徴とするエピタキシャル基板を提供する（請求項４）。
【００１９】
従来の液相エピタキシャル成長方法によるエピタキシャル基板のエピタキシャル層におけるカーボン濃度プロファイルは、エピタキシャル成長時の温度のみに依存しており、エピタキシャル成長工程での温度範囲により、エピタキシャル層にドープされるカーボンの濃度範囲（上限および下限）が限定されてしまう。
しかしながら、本発明のエピタキシャル基板では、そのような従来のカーボン濃度範囲に限定されることなく、１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の高濃度で積層された部位を有するとともに、５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の低濃度で積層された部位を有するものとすることができる。
【００２０】
そして、前記基板上に積層されたエピタキシャル層は、複数の層が順次積層されたものとすることができる（請求項５）。
このように、用途等に応じて、基板上に積層されたエピタキシャル層を複数の層が順次積層されたものとすることができる。
【００２１】
このとき、前記複数の層は、基板側からｎ型層、ｐ型層、ｐ型層とすることができる（請求項６）。
このように、エピタキシャル層における複数の層が、基板側からｎ型層、ｐ型層、ｐ型層であれば、例えば発光ダイオードを形成した時に、ｐｎ接合の形成位置が電極と比較的離れたものとすることができ、電極に吸収される割合を小さくし、発光出力が増加されたものとすることができる。
【００２２】
また、前記エピタキシャル層が化合物半導体からなる層とすることができる（請求項７）。
前述したように、液相エピタキシャル成長方法は化合物半導体をエピタキシャル成長させるのに広く用いられている。本発明のエピタキシャル基板のようにエピタキシャル層が化合物半導体からなる層のものであれば、カーボン濃度が制御された高品質のものとすることができ、市場の需要に対して応えることができるものとすることができる。
【００２３】
このとき、前記化合物半導体がＧａＰのものとすることができる（請求項８）。
このように、前記化合物半導体がＧａＰであれば、カーボン濃度が制御された高品質のＧａＰのＬＥＤ用エピタキシャル基板を得ることができる。
【００２４】
また、本発明は、基板に溶媒を接触させてエピタキシャル層を液相エピタキシャル成長させる方法であって、前記基板上にエピタキシャル層を液相エピタキシャル成長させるとき、前記溶媒に炭化水素ガスを接触させることにより、前記成長するエピタキシャル層中にカーボンを供給して、該エピタキシャル層にカーボンをドープすることを特徴とする液相エピタキシャル成長方法を提供する（請求項９）。
【００２５】
このように、基板上にエピタキシャル層を液相エピタキシャル成長させるとき、基板に接触させる溶媒に炭化水素ガスを接触させることにより、成長するエピタキシャル層中にカーボンを供給してドープすれば、溶媒を保持するカーボン製の治具からのオートドープを利用するだけの従来の液相エピタキシャル成長方法とは異なって、カーボンをエピタキシャル層に自由な濃度およびタイミングでドープすることができる。
すなわち、エピタキシャル層におけるカーボン濃度プロファイルは、エピタキシャル成長時の温度により一意的に決定され、エピタキシャル成長方向に徐々に減少する従来のカーボン濃度プロファイルから逸脱して、任意に制御されたプロファイルを本発明によって得ることができるし、それによって例えばサイリスタ構造等が意図せず形成されてしまうことも防ぐことができる。
【００２６】
このとき、エピタキシャル層を液相エピタキシャル成長させるときに前記溶媒を保持する治具を石英製のものとすることができる（請求項１０）。
このように、エピタキシャル層を液相エピタキシャル成長させるときに溶媒を保持する治具を石英製のものとすれば、治具からのカーボンの供給はなく、エピタキシャル層にドープするカーボンの濃度は炭化水素ガスの供給条件によりほとんど決定されるため、エピタキシャル層において所望のカーボン濃度に精度よく簡便に制御しやすく好ましい。
【００２７】
そして、前記エピタキシャル層にドープするカーボンの濃度を、前記炭化水素ガスの流量を調節することにより制御するのが好ましい（請求項１１）。
このように、エピタキシャル層にドープするカーボンの濃度を、炭化水素ガスの流量を調節することにより制御すれば、ドープされるカーボン濃度と炭化水素ガスの流量の相関関係が良いため、所望のカーボン濃度に正確に制御することができる。
【００２８】
また、前記エピタキシャル層を化合物半導体からなる層とすることができる（請求項１２）。
このように、エピタキシャル層を化合物半導体からなる層とすれば、市場の需要に応えることができる高品質のエピタキシャル基板に成長させることができる。
【００２９】
このとき、前記化合物半導体をＧａＰとすることができる（請求項１３）。
このように、前記化合物半導体をＧａＰとすることができ、カーボン濃度が制御された高品質のＧａＰのＬＥＤ用エピタキシャル基板を得ることができる。
【００３０】
そして、前記炭化水素ガスをメタンとすることができる（請求項１４）。
このように、炭化水素ガスをメタンとすれば、メタンは安価で入手しやすいため、比較的コストをかけずに所望のエピタキシャル基板に液相エピタキシャル成長させることができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のエピタキシャル基板によって、オートドープによりエピタキシャル成長時の温度により決定され、エピタキシャル成長方向に減少していくパターンから逸脱し、石英治具等を用いただけの場合のパターンとも異なり、任意に制御されたカーボン濃度プロファイルを有する液相エピタキシャル成長方法によるエピタキシャル基板を得ることができる。
【００３２】
また、本発明の液相エピタキシャル成長方法によって、エピタキシャル層に自由にカーボンをドープすることが可能であり、所望のカーボン濃度プロファイルを有するエピタキシャル基板に液相エピタキシャル成長させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
従来では、基板上に溶媒を接触させてエピタキシャル層を液相エピタキシャル成長させるときに、カーボンをそのエピタキシャル層にドープする場合、溶媒を保持する治具をカーボン製のものとし、溶媒中にカーボンを溶け込ませることによりエピタキシャル層中にカーボンを導入するオートドープを利用していた。
しかしながら、図８に示すように、例えばＧａＰ層をエピタキシャル成長させるとき、このようにしてｐ型ドーパントであるカーボンをドープする場合、例えばＳｉのｎ型ドーパントの濃度プロファイルによっては、ｐ型エピタキシャル層中にｎ反転層が出現して、意図せずにサイリスタ構造が形成されてしまうという問題があった。
【００３４】
このような問題が発生してしまうのは、上述の従来の液相エピタキシャル成長方法では、エピタキシャル層におけるカーボン濃度は、エピタキシャル成長時の温度によって一意的に決定されてしまい、自由度がほとんど無いことに原因があると考えられる。
治具からのオートドープのみでは、エピタキシャル層へのカーボンのドープ量（濃度）は該治具の材質の溶媒への溶解度で決まる。したがって、ドープ量は温度の関数となっており、エピタキシャル成長時の温度によって決定され、エピタキシャル成長が進行するにつれてカーボン濃度が徐々に下がるパターンのプロファイルに固定されてしまう。
【００３５】
このように、従来法では、上記オートドープによるカーボン濃度プロファイルから逸脱してエピタキシャル層に任意の濃度でカーボンをドープすることは困難である。そこで本発明者らが、液相エピタキシャル成長方法でのエピタキシャル層中へのカーボンのドープ方法について鋭意研究を重ねたところ、液相エピタキシャル成長を行うときに、溶媒に炭化水素ガスを接触させれば、溶媒中にカーボンが導入されて、その結果、成長するエピタキシャル層中にカーボンを自由に供給することが可能であると考えた。このようにして、液相エピタキシャル成長のときに、エピタキシャル層にカーボンを所望の濃度やタイミングでドープすることができ、エピタキシャル層におけるカーボン濃度プロファイルを任意に制御できるとともに、上述したような意図しないｎ反転層等が形成されてしまうのを防ぐことができることを見出し、本発明を完成させた。
【００３６】
以下では、本発明の実施の形態について図を参照して具体的に説明をする。
図１は、本発明のエピタキシャル基板の一例を示す概略構成図である。図１のように、本発明のエピタキシャル基板１では、基板２上にエピタキシャル層３が液相エピタキシャル成長方法により形成されている。
まず、液相エピタキシャル成長方法により成長させたものなので、気相エピタキシャル成長方法や分子線エピタキシャル成長方法等の他の方法によるものよりも、エピタキシャル層３における転位密度や点欠陥密度が比較的低いものとすることができる。
【００３７】
そして、この基板２や、エピタキシャル層３の材質は特に限定されず、用途に応じて適宜選定することができる。上述したように、一般に液相エピタキシャル成長方法は広く使用されており、特には間接遷移結晶のエピタキシーに対して有効であるため、エピタキシャル層３が化合物半導体、例えばＧａＰからなる層であれば、市場での需要も高い化合物半導体のエピタキシャル基板１とすることができる。
【００３８】
また、エピタキシャル層３は複数の層が順次積層されたものとすることができる。積層する層の数や、各層の厚さ等は、用途によってその都度決定することができる。例えば、図１に示すように、基板２側からｎ型層４、ｐ型層５、ｐ型層６が順次積層されたものとすることができる。このような構造であれば、例えば図２に示すような、電極８が形成されて素子化された発光デバイス７では、ｐｎ接合の形成位置が電極８から比較的離れており、電極８によって光が吸収される割合をより小さくすることが可能である。ここで、図１７に、図２のように積層した場合（Ｂ）と、基板２側からｎ型層、ｎ型層、ｐ型層を順次積層した場合（Ｃ）において、電極による光の吸収具合を比較した説明図を示す。このように、図２のような構造（Ｂ）であれば、例えば（Ｃ）の場合よりも効率良く光を取り出すことができ、発光出力を高めることが可能である。
【００３９】
ここで、本発明のエピタキシャル基板１のエピタキシャル層３におけるカーボン濃度プロファイルについて詳述する。例として、化合物半導体ＧａＰが液相エピタキシャル成長された場合について述べるが、前述したように、本発明は化合物半導体に限定されるものではないし、また、当然化合物半導体であってもＧａＰに限定されるものでもない。
【００４０】
図８に示すように、従来のように治具からのオートドープを利用して製造したエピタキシャル基板におけるカーボン濃度プロファイルでは、エピタキシャル成長方向、すなわち、基板２”側からエピタキシャル基板１”の表面に向かう方向に徐々に減少していくプロファイルとなっている。これは、前述したように、エピタキシャル層にドープされるカーボンの濃度は、治具から溶媒への溶解度により決定されるものであり、言い換えれば、エピタキシャル成長時の温度に依存する。したがって、温度を下げて徐々にエピタキシャル層を順次積層していく液相エピタキシャル成長方法では、その温度変化に対応してドープされるカーボン濃度は徐々に減少していくパターンとしかならない。
【００４１】
しかしながら、例えば図２に示すように、本発明のエピタキシャル基板１（発光デバイス７）では、従来法によりカーボン製治具を用いてカーボンをオートドープした場合に得られるプロファイル、すなわち図８に示すような徐々に減少していくだけのオートドープにより濃度が固定された従来のプロファイル（カーボン製の治具から供給され得るカーボンの濃度のプロファイルＬ）とは異なるプロファイルＣ１を有したものとすることができる。図２には、例えば濃度の測定装置の精度等を考慮し、カーボン製の治具から供給され得るカーボンの濃度のプロファイルＬに対して±５０％の濃度を表すプロファイルＬ’も示している。この図２から判るように、この例でのプロファイルＣ１はプロファイルＬ’と交差している。プロファイルＬ’との交差は、＋５０％、−５０％の濃度プロファイルの少なくともいずれかで良い。このようなプロファイルＬ’と交差するようなプロファイルＣ１は、オートドープによる従来法によるプロファイルとは完全に逸脱しており、従来では得られなく、本発明によって得られるものである。
【００４２】
エピタキシャル層３において、従来のエピタキシャル基板では、例えばｐ型層において意図せずｎ反転層が生じてサイリスタ構造となってしまうようなｎ型ドーパントのシリコンの濃度プロファイルを有する場合であっても（図８（ｂ）参照）、図２に示すような本発明のエピタキシャル基板１であれば、ｐ型層５においてカーボン濃度がシリコン濃度に逆転されないものとすることができ、ｎ反転層は形成されない。当然サイリスタ構造とはならずに、所望の構造のエピタキシャル基板とすることができる。
【００４３】
また、図３に、本発明のエピタキシャル基板１の別の実施態様を示す。
この例では、カーボン濃度は、エピタキシャル層３の基板２側からある一定の深さで急激に減少し、その深さからエピタキシャル基板１の表面まで低い値を維持したプロファイルＣ２となっている。
このように、カーボン製の治具から供給され得るカーボンの濃度のプロファイルＬに対して±５０％の濃度を表すプロファイルＬ’で囲まれた領域ＲＬ’からはずれた部分が存在し、かつ５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の部分を有するプロファイルＣ２のエピタキシャル基板１は、従来のプロファイルＬから完全に逸脱したものとなっており、また、石英治具を用いただけの従来の場合（図７参照）とも異なっており、従来法のものではありえず、本発明によるものといえる。
【００４４】
さらに本発明の他の例を図４に示す。
図４の本発明のエピタキシャル基板１でのカーボン濃度プロファイルＣ３は、エピタキシャル層３の基板２側からある一定の深さまでは徐々に減少しているが、その深さで急激に増加し、エピタキシャル基板１の表面まで、その増加した値のまま維持されたプロファイルとなっているものとすることができる。このように、特定の層にだけ、カーボンをドープすることができる。
このように、ある一積層部位（この場合、積層部位２１）におけるカーボン濃度が、前に積層された部位（積層部位２０）におけるカーボン濃度よりも高くなっている。
【００４５】
また、図５に示す例では、カーボン濃度プロファイルＣ４のように、カーボン濃度が１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の積層部位２２を有するとともに、５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の濃度の積層部位２３も有したエピタキシャル基板１となっている。
前述したように、従来のエピタキシャル基板では、カーボン濃度プロファイルはエピタキシャル成長時の温度により一意的に決まってしまい、カーボン濃度の上限や下限は限定されてしまう。
しかしながら、本発明のエピタキシャル基板１では、そのような範囲に特に限定されず、１×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の高濃度値と、５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の低濃度値の両方が見られるプロファイルを有することが可能である。
【００４６】
以下、本発明の液相エピタキシャル成長方法について詳述する。
なお、ここでは徐冷法による方法を例に挙げて述べるが、本発明はこれに限定されず、温度差法等により実施することも可能である。また、図６に示すようなＧａＰエピタキシャル基板を液相エピタキシャル成長させる例を挙げて説明するが、これに限らず、前述したプロファイルのものであれば良いし、基板やエピタキシャル層も化合物半導体、またＧａＰに限定されるものではない。得ようとするエピタキシャル基板の用途に応じて、適切な基板等を用意して実施すれば良い。
ここで、まず、上記本発明の方法を実施するのに使用することができる液相エピタキシャル成長装置について説明する。図９にその装置の一例を示す。
この液相エピタキシャル成長装置１０では、石英チューブ１７内にエピタキシャル成長を行うための石英治具１４が配置されている。この石英治具１４の底部に、ｎ型ＧａＰ単結晶基板２が固定され、さらに石英治具１４内にはＧａ溶液１５が満たされている。また、石英治具１４上部にはドーパントが通過できるよう加工された石英蓋１６が設けられている。
【００４７】
石英チューブ１７の一方の端部付近には、ｐ型ドーパントとなるＺｎを内部に有する坩堝１３が配置されている。石英チューブ１７の外周部には、ｎ型ＧａＰ単結晶基板２およびＧａ溶液１５等を昇降温するためのヒーター１１と、Ｚｎを昇温するためのサブヒーター１２とが設けられている。そして、石英チューブ１７のＺｎ坩堝１３が配置された側の端部には開口部が設けられており、カーボンをドープするための炭化水素ガスが、例えばＨ２やＡｒ等のキャリヤガスとともに石英チューブ１７内に供給される。さらに、窒素ドープも行うのであれば、ＮＨ３もこの開口部から供給することができる。
このような液相エピタキシャル成長装置１０によって、ＧａＰ単結晶基板２上にＧａＰエピタキシャル層３を積層させることができる。
【００４８】
なお、この液相エピタキシャル成長装置１０では、石英治具１４を配置しているが、これに限定されず、カーボン製の治具を配置したものとすることもできる。まず、石英治具１４であれば、治具よりシリコンを供給することができるとともに、治具からカーボンが供給されるのを防ぐことができる。このため、ドープされるカーボンの濃度は、石英チューブ１７の開口部から供給する炭化水素ガスだけによるので比較的調整しやすい。当然石英製以外のカーボンがオートドープされない治具とすることもできる。
【００４９】
一方、カーボン製の治具を用いるのであればカーボンがオートドープされる。例えば、この治具よりオートドープされるカーボン濃度を考慮して、結果として所望の濃度のカーボンがドープされるように供給する炭化水素ガスを調節すれば良い。また、例えば予めＧａ溶液１５にシリコン粉を混入させておくことで、ｎ型ドーパントとなるシリコンもドープすることができる。
【００５０】
次に、このような液相エピタキシャル成長装置１０を用い、基板２上にエピタキシャル層３を積層させて本発明のエピタキシャル基板１に成長させる工程の一例について詳述する。工程の概略を図１０に示す。
ここでは、前述したように、図６のように、エピタキシャル層３中において、ｐ型層５にカーボンがドープされたカーボン濃度プロファイルＣ５を有するエピタキシャル基板１を製造する手順について述べる。
まず、図１０（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＰ単結晶基板２上にＧａ溶液１５を配置する。このときの温度は、例えばヒーター１１は６００℃以下に、サブヒーター１２はそれより十分低い温度に設定する。
【００５１】
次に、石英チューブ１７内にＨ２を流すとともに、ヒーター１１の温度を１０００℃程度まで昇温させる。すると、ｎ型ＧａＰ単結晶基板２の上部は徐々に溶解し、ＧａＰがＧａ溶液１５中に溶解し、Ｇａ（＋ＧａＰ）溶液１５ａとなる（図１０（ｂ））。
このようにｎ型ＧａＰ単結晶基板２の上部の溶解を行った後、図１０（ｃ）以降の工程を行う。図１０（ｃ）以降の工程では、石英チューブ１７内を降温していき、溶解したｎ型ＧａＰ単結晶基板２ａ上に、ＧａＰエピタキシャル層３を液相エピタキシャル成長させる。
【００５２】
まず、図１０（ｃ）に示すように、この降温工程でＧａＰ層をエピタキシャル成長させるとともに、石英治具１４から溶け込んだｎ型ドーパントとなるＳｉが、成長するエピタキシャル層にドープされる。このようにして、シリコンが十分にドープされたｎ型層４が形成される。
【００５３】
さらに、図１０（ｄ）に示すように、炭化水素ガスとして、例えばＡｒをキャリアガスとしてこれにＣＨ４を追加して石英チューブ１７内に供給することにより、カーボンがドープされたｐ型層５を、上記のシリコンが過剰にドープされたｎ型層４の上に成長させる。
なお、上記では、ＣＨ４を供給する場合を挙げたが、カーボンを供給することができる炭化水素ガスであれば良く、特に限定されない。例えば芳香族炭化水素ガスとすることもでき、ガス状態で石英チューブ１７内に供給することができれば良い。ただし、ＣＨ４であれば比較的安価で済むし、入手しやすいので簡便である。キャリアガスもＡｒに限定されず、Ｈ２を用いても良い。
【００５４】
また、このとき、この供給するＣＨ４等の炭化水素ガスの流量を調節することにより、ドープするカーボンの濃度を制御することができる。
ここで、図１１に、ＣＨ４の流量とエピタキシャル層中のカーボン濃度の相関関係を表すグラフを示す。このグラフは供給する気相中のＣＨ４濃度（流量）を変化させて、各流量で成長したエピタキシャル層中のカーボン濃度（最大値および平均値）をプロットしたものである。このグラフ（平均値）から０．９８６の寄与率Ｒ２が得られ、ＣＨ４の流量とエピタキシャル層中のカーボン濃度の相関関係が良く、ＣＨ４の流量を調節することにより、成長するエピタキシャル層におけるカーボン濃度を十分に制御できることが確認できる。
【００５５】
次に、図１０（ｅ）に示すように、Ａｒ、ＣＨ４等を流すのをやめて、サブヒーター１２の温度を例えば７００℃に昇温し、引き続きヒーター１１の降温を行う。これにより、坩堝１３中のＺｎがキャリヤガスＨ２とともに石英チューブ１７内に流れ、Ｚｎがドープされたｐ型層６がカーボンドープのｐ型層５上に形成される。
【００５６】
なお、ＧａＰは間接遷移型半導体であり、ｐｎ接合を形成してもそのままでは輝度が極めて低いため、窒素をドープして発光出力を高めることもできる。エピタキシャル層３への窒素ドープは、エピタキシャル成長中にＮＨ３等を石英チューブ１７内に供給することにより行うことができる。
【００５７】
また、上記工程に限定されず、所望の構造、濃度プロファイルが得られるように、各ガスおよび各ドーパント（特にカーボン関連）の供給タイミングや量を自由に設定することができる。これにより、成長したエピタキシャル層中のカーボン濃度およびその他のドーパント濃度を任意に制御することができる。
【００５８】
以上のようにして、本発明の液相エピタキシャル成長方法を用い、基板２上にエピタキシャル層３を液相エピタキシャル成長させて、本発明のエピタキシャル基板１に液相エピタキシャル成長させることができる。図６に、上記工程で製造されたエピタキシャル基板１における不純物濃度プロファイルを示す。このように、ＣＨ４等の炭化水素ガスを供給することにより、液相エピタキシャル成長するエピタキシャル層３の積層部位（上記の例の場合、ｐ型層５）に、カーボンを自由に所望の量だけドープすることが可能である。
【００５９】
本発明の方法によって、治具からのオートドープのみに依存し、エピタキシャル成長方向に徐々に減少していくだけの従来のエピタキシャル基板の固定されたカーボン濃度プロファイルから十分に逸脱し、任意に調整されたカーボン濃度プロファイルを有する高品質のエピタキシャル基板を得ることが可能である。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明の実施例および比較例をあげてさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
（実施例１）
図９に示す液相エピタキシャル成長装置を用いて、ｎ型ＧａＰ単結晶基板上にＧａ溶液を配置し、図１のエピタキシャル基板１のように、基板側からｎ型層、ｐ型層、ｐ型層の順に、ＧａＰエピタキシャル層を本発明の液相エピタキシャル成長方法により成長させた。このときの工程時間・温度、ガスやドーパントの供給タイミング・供給量等の実施条件の概略を図１８に示す。基板およびＧａ溶液を保持する治具は石英製のものとした。
【００６１】
まず、ＧａＰ単結晶基板およびＧａ溶液を治具内に配置した後、石英チューブ内にＨ２（流量：１．０ｓｌｍ）およびＡｒ（流量：１．０ｓｌｍ）を流すとともに、ヒーターの温度を１０００℃まで昇温させ、ＧａＰ単結晶基板の上部をＧａ溶液中に溶解させた。
【００６２】
ＧａＰ単結晶基板を所定厚さ溶解させた後、石英チューブ内を降温していき、ＧａＰエピタキシャル層３を成長させた。
最初に、ｎ型ドーパントとなるＳｉをドープさせてｎ型層４を成長させた（厚さ：約１０μｍ）。Ｓｉのドープ方法は、石英治具からのオートドープであり、８×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度でドープされている。
【００６３】
次に、ｐ型ドーパントとなるカーボンをドープさせてｐ型層５を成長させた（厚さ：約１２μｍ）。このとき、ｎ型ドーパントのＳｉの濃度プロファイルを十分に考慮し、反転層等が意図せず形成されないよう注意してＣＨ４を石英チューブ内に供給し、２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度でドープされるよう調節した（ＣＨ４ガス濃度：Ａｒベース５％、（Ａｒ＋ＣＨ４）流量：２００ｓｃｃｍ）。
また、同時にＮＨ３を供給して２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度の濃度でＮをドープした（流量：５０ｓｃｃｍ）。
【００６４】
この後、さらに、ｐ型ドーパントとなるＺｎをドープさせてｐ型層６を成長させた（厚さ：２７μｍ）。
サブヒーターの温度を７００℃に昇温することにより、ＺｎをキャリアガスＨ２とともに石英チューブ内に流し、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度の濃度でドープされるようにした。
なお、このｐ型層６を厚さ７μｍ成長させたときに、ＣＨ４を供給するのをやめた。
その後、エピタキシャル層が殆ど成長しなくなる８００℃でＨ２、ＮＨ３、Ｚｎの供給をやめてさらに降温し、室温まで下げて本発明のエピタキシャル基板を得た。
【００６５】
このようにして得られた本発明のエピタキシャル基板１の不純物の濃度プロファイルをＳＩＭＳによって分析した（検出限界：１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３）。分析結果を図１２に示す。図１２には、比較のため、カーボン製の治具から供給され得るカーボンの濃度のプロファイルＬ、プロファイルＬに対して±５０％の濃度を表すプロファイルＬ’、およびプロファイルＬ’で囲まれた領域ＲＬ’も示した。
【００６６】
図１２から判るように、ＣＨ４を供給したｐ型層５およびｐ型層６の一部でのみカーボン濃度が２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度でドープされており、ｐ型層５の前に積層されたｎ型層５よりも高濃度でｐ型層５等にドープされた急峻なプロファイルが得られている。
また、領域ＲＬ’からはずれた部分を有し、かつ、５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の部分を有するプロファイルとなっている。プロファイルＬ’と交差もしている。
また、１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の濃度の部位を有するとともに、５×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の濃度の部位を有したプロファイルとなっている。
このように、本発明によって、従来方法でのカーボン製の治具から供給され得るカーボンの濃度のプロファイルＬから大きく逸脱したプロファイルが得られ、所望のカーボン濃度プロファイルにすることができる。このようにして、カーボン濃度が制御された高品質のエピタキシャル基板を得ることができた。
【００６７】
また、上記実施例１と同様にして、本発明の液相エピタキシャル成長方法によりカーボンをドープして本発明のエピタキシャル基板を３０枚作製したところ、従来のような徐々に減少していくだけの固定されたプロファイルとは異なり、いずれも図１２のような濃度プロファイルを有しており、また、意図せずに反転層が形成されてしまうことはなかった。
【００６８】
（比較例１）
図９に示す液相エピタキシャル成長装置を用いて、ｎ型ＧａＰ単結晶基板上にＧａ溶液を配置し、基板側からｎ型層、ｐ型層、ｐ型層の順に、ＧａＰエピタキシャル層を従来の液相エピタキシャル成長方法により成長させた。ただし、本発明を実施した上記実施例１とは異なりＣＨ４の供給は行わなかった。また、基板およびＧａ溶液を保持する治具はカーボン製とし、従来法のようにオードドープによりカーボンをドープした。
【００６９】
まず、ＧａＰ単結晶基板およびＧａ溶液を治具内に配置した後、石英チューブ内にＨ２（流量：１．０ｓｌｍ）およびＡｒ（流量：１．０ｓｌｍ）を流すとともに、ヒーターの温度を１０００℃まで昇温させ、ＧａＰ単結晶基板の上部をＧａ溶液中に溶解させた。
【００７０】
ＧａＰ単結晶基板を所定厚さ溶解させた後、石英チューブ内を降温していき、ＧａＰエピタキシャル層を成長させた。
最初に、ｎ型ドーパントとなるＳｉをドープさせてｎ型層を成長させた（厚さ：２２μｍ）。Ｓｉのドープ方法は、室温状態でＧａ中に高純度のＳｉ結晶を予め混入させておく方法で行い、２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３の濃度でドープされるようＳｉ量を調節した。
【００７１】
この後、上記方法によるＳｉの供給をやめ、カーボンのオートドープによるｐ型層を成長させた（厚さ：１６μｍ）。
このとき、ＮＨ３を供給して１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度の濃度でドープした（流量：５０ｓｃｃｍ）。
【００７２】
さらに、ｐ型ドーパントとなるＺｎをドープさせてｐ型層を成長させた（厚さ：２２μｍ）。
サブヒーターの温度を７００℃に昇温することにより、ＺｎをキャリアガスＨ２とともに石英チューブ内に流し、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度の濃度でドープされるようにした。
この後、各ガス、Ｚｎの供給をやめ、室温まで下げて従来法によるエピタキシャル基板を得た。
【００７３】
なお、上述したように、カーボンは、エピタキシャル成長中に、カーボン製の治具からＧａ溶液中に溶解され、成長するエピタキシャル層（上記ｎ型層、ｐ型層、ｐ型層）中にドープされた。
【００７４】
このような従来法で得られたエピタキシャル基板の不純物の濃度プロファイルをＳＩＭＳによって分析した。分析結果を図１３に示す。
図１３から判るように、比較例１のエピタキシャル層におけるカーボン濃度プロファイルは、カーボン製の治具から供給され得るカーボンの濃度のプロファイルＬに沿っており、領域ＲＬ’内に全ておさまったプロファイルとなっていることが確認できる。
このように、従来法では、本発明とは異なってカーボン濃度を任意に調整することができず、プロファイルＬから大きく逸脱したカーボン濃度プロファイルを得ることはできない。
【００７５】
この比較例１と同様にして、従来のエピタキシャル成長方法によりカーボンをドープしてエピタキシャル基板を３０枚作製したところ、２枚に反転層が意図せず形成されてしまった。従来法では、本発明の方法とは異なり、カーボンを決まったパターンでしかドープすることができず、他の不純物（シリコン等）の変化に対して柔軟に対応できなかったために反転層を形成させてしまったためと考えられる。
【００７６】
（実施例２・比較例２）
実施例１と同様の手順で、ただし図１４に示すような構造および濃度プロファイルとなるようにガス流量、供給タイミング等を変更してエピタキシャル基板を３３枚作製した。エピタキシャル層は、基板側から順にｎ型層、ｐ型層、ｐ型層とした（実施例２）。このエピタキシャル基板に電極を形成し、素子化して、ＬＥＤ用デバイスを製造した。
なお、いずれも反転層等は形成されず、全て所望の構造・濃度プロファイルを有するエピタキシャル基板、ＬＥＤ用デバイスを得ることができた。
【００７７】
一方、上記実施例２と同様にして、ただしＣＨ４は供給せず、カーボンのドープは行わずに図１５に示すような従来の一般的な構造および濃度プロファイルを有するエピタキシャル基板を２９枚作製した。エピタキシャル層は、基板側から順にｎ型層、ｎ型層、ｐ型層とした（比較例２）。このエピタキシャル基板に電極を形成し、素子化して、ＬＥＤ用デバイスを製造した。
【００７８】
実施例２および比較例２のデバイスについて、直上輝度Ｉｖ（ｍｃｄ）、放射束Ｐｏ（ｍｗ）、光束Ｐｖ（ｍｌｍ）を測定して各平均値を比較した。比較結果を図１６（（ａ）直上輝度Ｉｖ、（ｂ）放射束Ｐｏ、（ｃ）光束Ｐｖ）に示す。
図１６から判るように、いずれのデータも、実施例２のほうが比較例２よりも良い値を示している。
これは、まず、図１５に示すように、比較例２ではｐｎ接合が表面から２０μｍの部分に形成される。一方、実施例２では、図１４に示すように、ｐｎ接合は表面から４０μｍの部分に形成されている。ＬＥＤ用デバイスにおいて、発光した光が最も多く吸収されるのは、表面の電極である。簡単な幾何学計算では、ｐｎ接合中心から発光された光が電極に吸収される割合が、比較例２に対して実施例２では５６％程度に抑えられ、光の取り出し効率が高くなることがわかる（図１７参照）。また、ｐ型層が２倍となるため、電流の拡散に対する効果も高くなる。
さらに、ｐ型ドーパントとしてカーボンをドープしたことにより、実施例２はより優れた特性を有するものとなっている。
【００７９】
（実施例３〜８）
実施例３、４、７、８ではＣＨ４の供給する流量およびタイミングの条件を変更し、実施例５、６ではＣＨ４の供給する流量およびタイミングの条件を変更し、かつＺｎの供給は行わず、それぞれ、上記以外は実施例１と同様にして本発明の液相エピタキシャル成長方法を実施した。実施例３〜８におけるＣＨ４の供給条件を表１に示す。
【００８０】
【表１】
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【００８１】
実施例３〜８で得られた本発明のエピタキシャル基板１の不純物の濃度プロファイルをＳＩＭＳによって分析した。いずれも、ＣＨ４の流量が調節された供給条件によってカーボン濃度が調整されて、従来法では得ることができないカーボン濃度プロファイルが得られた。分析結果を図１９〜２４に示す。
【００８２】
まず、実施例３（図１９）で得られたエピタキシャル基板では、エピタキシャル成長開始時よりＣＨ４を一定量供給しており、それに対応してカーボン濃度が２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度の濃度で一定となっていることが判る。そして、ｐ型層６を厚さ７μｍ成長させた後に供給をやめたのに対応してカーボン濃度が急降下している。検出限界値に近い１×１０１５ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度となっている。
【００８３】
また、実施例４（図２０）では、ｎ型層４においてはＣＨ４を供給していないために検出限界値であり、ｐ型層５、６においては、ＣＨ４の供給によってカーボン濃度が急上昇し、２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度の濃度が得られている。
【００８４】
次に、実施例５（図２１）では、ＣＨ４の供給によってｎ型層４、ｐ型層５で２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度の濃度でカーボンがドーピングされており、ｐ型層６では、１００％のＣＨ４を２３０ｓｃｃｍ流したことでカーボン濃度が急上昇し、４×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ７程度の高濃度でカーボンがドーピングされている。
【００８５】
そして、実施例６（図２２）では、実施例４と実施例５とを組み合わせたような濃度プロファイルが得られた。これは、実施例４のように、エピタキシャル成長開始時はＣＨ４を供給していないために検出限界値であるが、ＣＨ４の供給によってカーボン濃度が急上昇して２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度の濃度となり、そして、実施例５のように、１００％のＣＨ４を２３０ｓｃｃｍ流したことでカーボン濃度が急上昇して４×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度の高濃度となる濃度プロファイルが得られている。
【００８６】
また、実施例７（図２３）、実施例８（図２４）のようにエピタキシャル成長の最初からカーボンをドープするプロファイルでも、ＣＨ４の流量を調節することによってプロファイル全体を濃度の高さ方向に自由にシフトすることができ、従来法では得ることができない範囲の濃度を有するカーボン濃度プロファイルを得ることができる。特には、実施例８では、エピタキシャル層において基板２よりも高いカーボン濃度を有するプロファイルとなっており、このようなものは本発明によってのみ得られるものである。
【００８７】
以上のように、本発明のエピタキシャル基板および液相エピタキシャル成長方法であれば、従来のようなカーボン製治具からのオートドープによる固定されたカーボン濃度プロファイルから逸脱し、石英治具等を用いただけの従来法によるプロファイルとも異なり、任意のカーボン濃度プロファイルを有する高品質のエピタキシャル基板を得ることができる。
また、それにより、例えば反転層等が意図せず発生してしまうのを効果的に防止することもできる。
【００８８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明のエピタキシャル基板の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明のエピタキシャル基板における不純物濃度プロファイルの一例を示すグラフである。
【図３】本発明のエピタキシャル基板における不純物濃度プロファイルの他の例を示すグラフである。
【図４】本発明のエピタキシャル基板における不純物濃度プロファイルの他の例を示すグラフである。
【図５】本発明のエピタキシャル基板における不純物濃度プロファイルの他の例を示すグラフである。
【図６】本発明のエピタキシャル基板における不純物濃度プロファイルの他の例を示すグラフである。
【図７】従来のエピタキシャル基板（石英治具使用）における不純物濃度プロファイルの一例を示すグラフである。
【図８】（ａ）従来のエピタキシャル基板（カーボン製治具使用）における不純物濃度プロファイルの一例を示すグラフである。（ｂ）反転層を有するエピタキシャル基板（カーボン製治具使用）における不純物濃度プロファイルの一例を示すグラフである。
【図９】液相エピタキシャル成長装置の一例を示す構成概略図である。
【図１０】本発明の液相エピタキシャル成長方法の工程の一例を示す概略工程図である。
【図１１】本発明の液相エピタキシャル成長方法におけるＣＨ４の供給流量とエピタキシャル層中のカーボン濃度の相関関係を示すグラフである。
【図１２】実施例１の不純物濃度プロファイルを示すグラフである。
【図１３】比較例１の不純物濃度プロファイルを示すグラフである。
【図１４】実施例２のエピタキシャル基板における不純物濃度プロファイルを示すグラフである。
【図１５】比較例２のエピタキシャル基板における不純物濃度プロファイルを示すグラフである。
【図１６】実施例２と比較例２の（ａ）直上輝度、（ｂ）放射束、（ｃ）光束の比較結果を示すグラフである。
【図１７】電極への光の吸収具合の例を示す概略説明図である。
【図１８】実施例１の実施条件の概略を示す説明図である。
【図１９】実施例３の不純物濃度プロファイルを示すグラフである。
【図２０】実施例４の不純物濃度プロファイルを示すグラフである。
【図２１】実施例５の不純物濃度プロファイルを示すグラフである。
【図２２】実施例６の不純物濃度プロファイルを示すグラフである。
【図２３】実施例７の不純物濃度プロファイルを示すグラフである。
【図２４】実施例８の不純物濃度プロファイルを示すグラフである。
【符号の説明】
【００９０】
１…本発明のエピタキシャル基板、  １’、１”…従来のエピタキシャル基板、
２、２ａ、２’、２”…基板（ＧａＰ）、
３、３’、３”…エピタキシャル層（ＧａＰ）、
４、４’、４”、５’…ｎ型層、  ５、５”、６、６’、６”…ｐ型層、
７…発光デバイス、  ８…電極、  １０…液相エピタキシャル成長装置、
１１…ヒーター、  １２…サブヒーター、  １３…坩堝、
１４…石英治具、  １５…Ｇａ溶液、  １５ａ…Ｇａ（＋ＧａＰ）溶液、
１６…石英蓋、  １７…石英チューブ、
２０、２１、２２、２３…積層部位。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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