(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
III族窒化物半導体で構成され、主面がミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面であり、前記主面に複数の欠陥が存在し、複数の前記欠陥の一部が線状に並んで欠陥列となっているIII族窒化物半導体層を有し、
前記主面には複数の前記欠陥列が存在し、複数の前記欠陥列は同一方向に延伸しているIII族窒化物半導体基板。
するIII族窒化物半導体基板。
【請求項２】
III族窒化物半導体で構成され、主面がミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面であり、前記主面に複数の欠陥が存在し、複数の前記欠陥の一部が線状に並んで欠陥列となっているIII族窒化物半導体層を有し、
第１の前記欠陥列と、前記第１の欠陥列に隣接する第２の前記欠陥列との距離は、５μｍ以上であるIII族窒化物半導体基板。
【請求項３】
III族窒化物半導体で構成され、主面がミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面であり、前記主面に複数の欠陥が存在し、複数の前記欠陥の一部が線状に並んで欠陥列となっているIII族窒化物半導体層を有し、
前記欠陥列の長さは、１μｍ以上であるIII族窒化物半導体基板。
【請求項４】
III族窒化物半導体で構成され、主面がミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面であり、前記主面に複数の欠陥が存在し、複数の前記欠陥の一部が線状に並んで欠陥列となっているIII族窒化物半導体層を有し、
前記欠陥列は、前記III族窒化物半導体層を構成するIII族窒化物半導体のｃ軸方向を前記主面に投影したｃ軸投影方向に延伸しているIII族窒化物半導体基板。
【請求項５】
III族窒化物半導体で構成され、主面がミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面であり、前記主面に複数の欠陥が存在し、複数の前記欠陥の一部が線状に並んで欠陥列となっているIII族窒化物半導体層を有し、
前記III族窒化物半導体層の厚さは、１００μｍ以上であるIII族窒化物半導体基板。
【請求項６】
III族窒化物半導体で構成され、主面がミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面であり、前記主面に複数の欠陥が存在し、複数の前記欠陥の一部が線状に並んで欠陥列となっているIII族窒化物半導体層を有し、
前記主面には、前記主面の面方位から傾いた面方位のファセット面が複数存在し、
前記ファセット面同志が辺で繋がり谷部を形成し、
前記谷部の底の前記辺に沿って、前記欠陥列が延在するIII族窒化物半導体基板。
【請求項７】
III族窒化物半導体で構成され、主面がミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面であり、前記主面に複数の欠陥が存在し、複数の前記欠陥の一部が線状に並んで欠陥列となっているIII族窒化物半導体層を有し、
前記主面上の複数の前記欠陥は、前記欠陥列に集中しているIII族窒化物半導体基板。
【請求項８】
請求項１に記載のIII族窒化物半導体基板において、
第１の前記欠陥列と、前記第１の欠陥列に隣接する第２の前記欠陥列との距離は、５μｍ以上であるIII族窒化物半導体基板。
【請求項９】
請求項１、２及び８のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体基板において、
前記欠陥列の長さは、１μｍ以上であるIII族窒化物半導体基板。
【請求項１０】
請求項１、２、３、８及び９のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体基板において、
前記欠陥列は、前記III族窒化物半導体層を構成するIII族窒化物半導体のｃ軸方向を前記主面に投影したｃ軸投影方向に延伸しているIII族窒化物半導体基板。
【請求項１１】
請求項１、２、３、４、８、９及び１０のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体基板において、
前記主面は、｛−１−１２Ｘ｝面（Ｘ＜０）であるIII族窒化物半導体基板。
【請求項１２】
請求項１、２、３、４、８、９、１０及び１１のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体基板において、
前記III族窒化物半導体層の厚さは、１００μｍ以上であるIII族窒化物半導体基板。
【請求項１３】
請求項１、２、３、４、５、８、９、１０、１１及び１２のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体基板において、
前記主面には、前記主面の面方位から傾いた面方位のファセット面が複数存在し、
前記ファセット面同志が辺で繋がり谷部を形成し、
前記谷部の底の前記辺に沿って、前記欠陥列が延在するIII族窒化物半導体基板。
【請求項１４】
請求項１、２、３、４、５、６、８、９、１０、１１、１２及び１３のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体基板において、
前記主面上の複数の前記欠陥は、前記欠陥列に集中しているIII族窒化物半導体基板。
【請求項１５】
主面がミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面であるIII族窒化物半導体下地層を準備する準備工程と、
前記III族窒化物半導体下地層の前記主面上に、ＨＶＰＥ（Hydride Vapor Phase Epitaxy）法でIII族窒化物半導体を成長することで、表面に複数の欠陥が存在し、複数の前記欠陥の一部が線状に並んで欠陥列となっているIII族窒化物半導体層を形成する形成工程と、
を有するIII族窒化物半導体基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III族窒化物半導体基板及びIII族窒化物半導体基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
III族窒化物半導体基板の＋ｃ面（極性面）上に光デバイスや電子デバイス（以下、これらをまとめて「デバイス」という）を作製する場合、極性に起因する様々な制約を受ける。そこで、無極性面や半極性面上にデバイスを作製する試みがなされている。
【０００３】
非特許文献１には、ｍ面サファイア基板上にマスクパターンを形成し、有機気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により気相成長を行い、＋ｃ面以外の主面を有するIII族窒化物半導体層を得る発明が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｖｏｌ．１０８  ０８３５２１  （２０１０）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１のＦｉｇ．３．に示されるように、III族窒化物半導体基板の主面（表面）上には表面欠陥（転位等）が存在し得る。多数の表面欠陥（転位等）が存在する基板にデバイスを作製した場合、デバイスの品質に悪影響を及ぼす。また、結晶成長時にマスクパターンを使用することにより、マスク近傍に局所的な歪が発生し、結晶に割れが発生しやすくなる。
【０００６】
本発明は、マスクパターンを使用せずに極性や表面欠陥の影響を軽減したIII族窒化物半導体基板を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、
III族窒化物半導体で構成され、主面がミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面であり、前記主面に複数の欠陥が存在し、複数の前記欠陥の一部が線状に並んで欠陥列となっているIII族窒化物半導体層を有し、
前記主面には複数の前記欠陥列が存在し、複数の前記欠陥列は同一方向に延伸しているIII族窒化物半導体基板が提供される。
【０００８】
また、本発明によれば、
主面がミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面であるIII族窒化物半導体下地層を準備する準備工程と、
前記III族窒化物半導体下地層の前記主面上に、ＨＶＰＥ（Hydride Vapor Phase Epitaxy）法でIII族窒化物半導体を成長することで、表面に複数の欠陥が存在し、複数の前記欠陥の一部が線状に並んで欠陥列となっているIII族窒化物半導体層を形成する形成工程と、
を有するIII族窒化物半導体基板の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、極性や表面欠陥の影響を軽減できるIII族窒化物半導体基板が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態のIII族窒化物半導体基板１の側面模式図の一例である。
【図２】本実施形態のIII族窒化物半導体基板１の側面模式図の一例である。
【図３】本実施形態のIII族窒化物半導体基板１の側面模式図の一例である。
【図４】本実施形態のIII族窒化物半導体基板１の平面模式図の一例である。
【図５】本実施形態のIII族窒化物半導体基板１のIII族窒化物半導体層１０の主面１１の一部を拡大した平面模式図の一例である。
【図６】本実施形態のIII族窒化物半導体基板１のIII族窒化物半導体層１０の主面１１の一部を拡大した平面模式図の一例である。
【図７】本実施形態のIII族窒化物半導体基板１の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態で用いることができるＨＶＰＥ装置の一例の模式図である。
【図９】実施例１のIII族窒化物半導体層１０の主面１１をＣＬ観察した画像である。
【図１０】実施例２のIII族窒化物半導体層１０の主面１１を蛍光顕微鏡観察した画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のIII族窒化物半導体基板、及び、III族窒化物半導体基板の製造方法の実施形態について図面を用いて説明する。なお、図はあくまで発明の構成を説明するための概略図であり、各部材の大きさ、形状、数、異なる部材の大きさや厚さの比率などは図示するものに限定されない。
【００１２】
図１乃至図３に、本実施形態のIII族窒化物半導体基板１の側面模式図の一例を示す。図示するように、III族窒化物半導体基板１は、III族窒化物半導体（ＡｌｘＧａ１−ｘ−ｙＩｎｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）。以下同様。）、例えばＧａＮで構成されたIII族窒化物半導体層１０を有する。
【００１３】
III族窒化物半導体層１０は、主面（露出面、成長面）１１がミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面である。例えば、主面１１の面方位は、｛−１−１２Ｘ｝面（Ｘ＜０）である。
【００１４】
III族窒化物半導体層１０の厚さは、１００μｍ以上１０ｍｍ以下、好ましくは３００μｍ以上６ｍｍ以下である。
【００１５】
図１に示すように、III族窒化物半導体基板１は、III族窒化物半導体層１０のみからなってもよいし、図２及び図３に示すように、III族窒化物半導体層１０と他の層との積層体であってもよい。
【００１６】
図２のIII族窒化物半導体基板１は、他の層として、下地基板３０及び中間層２０を有する。例えば、下地基板３０はサファイア基板等の異種基板であり、中間層２０はバッファ層を含む。中間層２０は、バッファ層のみからなる単層であってもよいし、バッファ層と他の１つ又は複数の層との積層体であってもよい。
【００１７】
図３のIII族窒化物半導体基板１は、他の層として、下地基板３０を有する。例えば、下地基板３０は、III族窒化物半導体層１０と同種のIII族窒化物半導体で構成された基板である。
【００１８】
図４に、III族窒化物半導体基板１をIII族窒化物半導体層１０側から見た平面模式図の一例を示す。図４は、図１乃至図３のIII族窒化物半導体基板１を図中上から下方向に見た図である。III族窒化物半導体基板１の平面形状は、例えば図４に示すように円形であってもよいし、その他の形状であってもよい。
【００１９】
III族窒化物半導体層１０の主面１１には、複数の欠陥（不図示）が存在する。主面１１に存在する欠陥は、III族窒化物半導体層１０の厚さ方向に伸び、主面１１まで達した転位を含む。
【００２０】
図５及び図６に、主面１１の一部を拡大した模式図の一例を示す。図示するように、主面１１には複数の欠陥１２が存在する。そして、複数の欠陥１２の一部は線状（例：直線、曲線）に並んで、一方向に延伸する欠陥列Ｍを形成している。線状に並ぶとは、複数の欠陥１２が欠陥列Ｍの幅Ｗｍの方向（延伸方向に対して垂直な方向）に膨らむことなくきれいに一列に並んだ状態であってもよいし、３μｍ以下、好ましくは２μｍ以下程度の幅Ｗｍの方向のばらつきで、一列に並んだ状態であってもよい。
【００２１】
「複数の欠陥１２が線状（例：直線、曲線）に並んで一方向に延伸する欠陥列Ｍを形成している状態」においては、以下の実施例で詳細を示すが、図１０に示すように、少なくとも蛍光顕微鏡で５０倍の倍率でIII族窒化物半導体層１０の表面を観察した際、複数の欠陥１２の一部が線状に並んで欠陥列Ｍ（図中、矢印で示す）を形成していることを確認できる。
【００２２】
なお、図示するように、主面１１上には、線状に並ばない欠陥１２も存在する。しかし、主面１１上の複数の欠陥１２は、欠陥列に集中している。結果、欠陥列部分における欠陥１２の密度は、欠陥列が存在しない部分における欠陥１２の密度よりも大きくなっている。例えば、主面１１上で欠陥列を含むように設定した所定面積の第１のエリアにおける欠陥１２の密度は、主面１１上で欠陥列を含まないように設定した所定面積の第２のエリアにおける欠陥１２の密度よりも大きくなる。
【００２３】
主面１１には、複数の欠陥列が存在する。図５の例では、２個の欠陥列Ｍ１及びＭ２が示されている。図６の例では、１３個の欠陥列Ｍ３乃至Ｍ１５が示されている。図示するように、複数の欠陥列は、同一方向に延伸する。具体的には、複数の欠陥列は、III族窒化物半導体層１０を構成するIII族窒化物半導体のｃ軸方向を主面１１に投影したｃ軸投影方向に延伸している。なお、他の方向に延伸する欠陥列が混在してもよいが、複数の欠陥列の大部分は、同一方向（ｃ軸投影方向）に延伸する。
【００２４】
第１の欠陥列と、第１の欠陥列に隣接する第２の欠陥列との距離Ｄは、５μｍ以上、好ましくは３００μｍ以上である。互いに隣接する第１及び第２の欠陥列の間には、他の欠陥列が存在しない。本実施形態の場合、主面１１上に、このような関係を満たす第１及び第２の欠陥列のペアが少なくとも１組存在する。
【００２５】
欠陥列の長さＬは、数μｍから数百μｍ程度、さらにそれ以上になる場合もある。欠陥列の長さＬは、III族窒化物半導体層１０の厚さの変化（成長の程度）に応じて変動する。なお、「欠陥列に欠陥を集中させる」観点では、欠陥列の長さＬは、１μｍ以上であるのが好ましい。一方、本発明者らは、III族窒化物半導体層１０の厚さをある程度十分に大きくすると、厚さが増えるに従いIII族窒化物半導体層１０の表面の欠陥が低減し、欠陥列Ｍが短くなっていくことを確認している。かかる場合、低欠陥領域（デバイス作製領域）を広く取る観点では、欠陥列の長さＬは１０μｍ未満程度に減らせるのが好ましい。すなわち、結晶成長初期（III族窒化物半導体層１０の厚さが相対的に薄い時）では、長さＬが１μｍ以上となり、欠陥を線状に集中させるのが好ましい。一方、III族窒化物半導体層１０の厚さがある程度厚くなり、厚さが増えるほど欠陥を減らせる状態になった後は、欠陥列の長さＬを１０μｍ未満に短くするのが好ましい。本実施形態の場合、主面１１上に、当該長さを満たし、かつ、上記距離の関係を満たす第１及び第２の欠陥列のペアが少なくとも１組存在する。
【００２６】
図示しないが、主面１１には、主面１１の面方位（主面１１の法線方向と垂直な面の面方位）から傾いた面方位のファセット面が複数存在してもよい。複数のファセット面の中には、２つのファセット面同志が辺で繋がり谷部を形成しているものが存在してもよい。当該例の場合、上記欠陥列は、ファセット面で形成された谷部の底の辺に沿って延在する。
【００２７】
なお、複数のファセット面により、複数の谷部が形成されていてもよい。当該例の場合、複数の谷部の底の辺は、同一方向に延伸する。具体的には、III族窒化物半導体層１０を構成するIII族窒化物半導体のｃ軸方向を主面１１に投影したｃ軸投影方向に延伸する。そして、複数の欠陥列各々は、複数の谷部各々の底の辺に沿って延在する。以下の実施例で、このようなファセット面を有する主面１１の画像を示す。
【００２８】
次に、上述のような特徴的な構成のIII族窒化物半導体基板１の製造方法の一例を説明する。図７のフローチャートに示すように、III族窒化物半導体基板１の製造方法は、準備工程Ｓ１０と、形成工程Ｓ２０とを有する。
【００２９】
準備工程Ｓ１０では、主面がミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面であるIII族窒化物半導体下地層を準備する。
【００３０】
例えば、ｃ面成長したIII族窒化物半導体結晶から、ミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面の中の所定の面を切断面としてIII族窒化物半導体下地層（基板）を切り出してもよい。または、ｃ面成長したIII族窒化物半導体結晶の一部を研磨等で除去し、研磨面にミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面の中の所定の面を露出させることで、III族窒化物半導体下地層（基板）を得てもよい。その他の例として、成長面が所定の面方位となったサファイア基板等の異種基板上に、ミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面の中の所定の面を成長面としてIII族窒化物半導体をエピタキシャル成長させることで、III族窒化物半導体下地層を形成してもよい。この場合、異種基板とIII族窒化物半導体下地層の間に、バッファ層等の他の層が介在してもよい。
【００３１】
形成工程Ｓ２０では、準備工程Ｓ１０で準備したIII族窒化物半導体下地層の上記主面上に、ＨＶＰＥ（Hydride Vapor Phase Epitaxy）法でIII族窒化物半導体、例えばＧａＮをエピタキシャル成長する。III族窒化物半導体下地層の主面（成長面）の面方位と、以下で説明する成長条件とを組み合わせることで、上述のようなファセット面、及び、上述のように並んだ欠陥列を有するIII族窒化物半導体層１０を形成することができる。
【００３２】
成長条件は、以下の通りである。
温度：９００℃以上１１５０℃以下
Ｖ／III比：０．８以上５０以下
【００３３】
ここで、図８を用いて、ハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ）装置１００でＧａＮをエピタキシャル成長させる一例を説明する。
【００３４】
図示するＨＶＰＥ装置１００は、反応管１２１と、反応管１２１内に設けられている基板ホルダ１２３とを備える。基板ホルダ１２３には基板１４１（準備工程Ｓ１０で準備したIII族窒化物半導体下地層を含む基板）が保持される。基板１４１は、ミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面である主面が露出するように保持される。
【００３５】
また、ＨＶＰＥ装置１００は、III族原料ガスを反応管１２１内に供給するIII族原料ガス供給部１３９と、窒素原料ガスを反応管１２１内に供給する窒素原料ガス供給部１３７とを備える。さらに、ＨＶＰＥ装置１００は、ガス排出管１３５と、ヒータ１２９、１３０とを備える。
【００３６】
基板ホルダ１２３は、反応管１２１の下流側に回転軸１３２により回転自在に設けられている。ガス排出管１３５は、反応管１２１のうち基板ホルダ１２３の下流側に設けられている。
【００３７】
III族原料ガス供給部１３９は、ガス供給管１２６とソースボート１２８とIII族（Ｇａ）原料１２７と反応管１２１のうち遮蔽板１３６の下の層とを含む。
【００３８】
窒素原料ガス供給部１３７は、ガス供給管１２４と反応管１２１のうち遮蔽板１３６の上の層とを含む。
【００３９】
III族原料ガス供給部１３９は、III族原子のハロゲン化物（たとえば、ＧａＣｌ）を生成し、これを基板ホルダ１２３に保持された基板１４１の表面に供給する。
【００４０】
ガス供給管１２６の供給口は、III族原料ガス供給部１３９内の上流側に配置されている。このため、供給されたハロゲン化水素ガス（たとえば、ＨＣｌガス）は、III族原料ガス供給部１３９内でソースボート１２８中のIII族原料１２７と接触するようになっている。
【００４１】
これにより、ガス供給管１２６から供給されるハロゲン含有ガスは、ソースボート１２８中のIII族原料１２７の表面または揮発したIII族分子と接触し、III族分子をハロゲン化してIII族のハロゲン化物を含むIII族原料ガスを生成する。なお、このIII族原料ガス供給部１３９の周囲にはヒータ１２９が配置され、III族原料ガス供給部１３９内は、たとえば８００〜９００℃程度の温度に維持される。
【００４２】
反応管１２１の上流側は、遮蔽板１３６により２つの層に区画されている。図中の遮蔽板１３６の上側に位置する窒素原料ガス供給部１３７中を、ガス供給管１２４から供給されたアンモニアが通過し、熱により分解が促進される。なお、この窒素原料ガス供給部１３７の周囲にはヒータ１２９が配置され、窒素原料ガス供給部１３７内は、たとえば８００〜９００℃程度の温度に維持される。
【００４３】
図中の右側に位置する成長領域１２２には、基板ホルダ１２３に保持された基板１４１が配置され、この成長領域１２２内でＧａＮ等のIII族窒化物半導体の成長が行われる。この成長領域１２２の周囲にはヒータ１３０が配置され、成長領域１２２内は、たとえば１０００℃〜１０５０℃程度の温度に維持される。
【００４４】
本実施形態のIII族窒化物半導体基板１の製造方法は、形成工程Ｓ２０の後、後工程を有してもよい。後工程では、III族窒化物半導体層１０の主面１１をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等の手段で研磨してもよい。また、後工程では、任意の手段で、III族窒化物半導体層１０以外の層を除去してもよい。また、後工程では、III族窒化物半導体層１０をスライスし、１つ又は複数の基板を取り出してもよい。
【００４５】
後工程により、III族窒化物半導体層１０の主面１１に形成されたファセット面が除去され得る。しかし、以下の実施例で示すように、ファセット面が除去された主面１１上には、ファセット面の名残や、上述のように並んだ欠陥列が存在し得る。
【００４６】
次に、本実施形態の作用効果を説明する。
【００４７】
本実施形態の製造方法によれば、III族窒化物半導体をエピタキシャル成長してIII族窒化物半導体層１０を形成する際に、成長面にファセット面を形成することができる。このようなファセット面からエピタキシャル成長させることで横または斜め方向への成長を促進し、転位の延伸方向を横または斜め方向に曲げることができる。結果、III族窒化物半導体層１０の主面１１に転位が達する不都合を軽減し、主面１１上の転位の密度を少なくすることができる。
【００４８】
また、本実施形態の製造方法によれば、ファセット面同志が辺で繋がり谷部を形成し、谷部の底付近に欠陥を集中させることができる。このような本実施形態の製造方法で得られるIII族窒化物半導体層１０は、主面上の複数の欠陥の一部が線状に並んで欠陥列を形成している。そして、当該欠陥列に欠陥が集中している。
【００４９】
このように、欠陥が集中して規則的に並んでいるので、欠陥が存在する領域や、欠陥があまり存在しない領域を容易に特定することができる。結果、欠陥があまり存在しない領域上に選択的にデバイスを作製することが可能となる。
【００５０】
また、本実施形態の製造方法によれば、複数のファセット面が複数の谷部を形成する。そして、複数の谷部の底の辺は同一方向に延伸し、複数の欠陥列各々は、複数の谷部各々の底の辺に沿って延在する。このような本実施形態の製造方法で得られるIII族窒化物半導体層１０においては、III族窒化物半導体層１０の主面上の複数の欠陥列が同一方向に延伸している。このため、欠陥が存在する領域や、欠陥があまり存在しない領域をより容易に特定することができる。
【００５１】
また、欠陥があまり存在しない領域が規則的に現れるので、欠陥があまり存在しない領域上に選択的にデバイスを作製する場合であっても、規則的に並べてデバイスを作製することができる。結果、デバイス作製工程が複雑化する不都合を軽減できる。
【００５２】
また、本実施形態の製造方法によれば、成長するIII族窒化物半導体層１０の厚さを厚くするほど、隣接する谷部の底の距離は大きくなる。すなわち、成長するIII族窒化物半導体層１０の厚さを調整することで、隣接する谷部の底の距離を調整することができる。結果、隣接する谷部の底の距離を３００μｍ以上とすることができる。
【００５３】
このような本実施形態の製造方法で得られるIII族窒化物半導体層１０は、隣接する欠陥列の距離を３００μｍ以上とすることができる。すなわち、欠陥があまり存在しない領域の幅を３００μｍ以上とすることができる。このように、欠陥があまり存在しない領域の幅を、デバイスを作製するために十分な幅とすることができる。
【００５４】
また、本実施形態の製造方法によれば、谷部の底の辺の長さは、１μｍ以上となる。このような本実施形態の製造方法で得られるIII族窒化物半導体層１０は、欠陥列の長さを１μｍ以上とすることができる。すなわち、欠陥があまり存在しない領域（欠陥列で挟まれる領域）の長さを１μｍ以上とすることができる。このように、欠陥があまり存在しない領域の長さを、デバイスを作製するために十分な長さとすることができる。
【００５５】
また、本実施形態の場合、III族窒化物半導体層１０の厚さを１００μｍ以上とすることができる。本発明者らは、III族窒化物半導体層１０の成長厚さを増加するほど、主面１１における欠陥の数を減らせることを確認している。また、本発明者らは、III族窒化物半導体層１０の成長厚さを増加するほど、欠陥列の数を減らし、隣接する欠陥間の距離を大きくできることを確認している。III族窒化物半導体層１０の厚さを１００μｍ以上とすることで、主面１１上の欠陥の数を十分に減らし、かつ、隣接する欠陥列間の距離（幅）を、デバイスを作製するための領域として十分な幅にすることができる。また、本発明者らは、III族窒化物半導体層１０の成長厚さを増加するほど、欠陥列の長さＬを短くし、１０μｍ未満にできることを確認している。このように、欠陥列の長さを短くすることで、主面１１における欠陥の数を減らすことができる。
【００５６】
また、本実施形態のIII族窒化物半導体基板１は、主面１１が半極性面であるIII族窒化物半導体層１０を有する。このようなIII族窒化物半導体層１０の主面１１上にデバイスを作製することで、極性面上にデバイスを作製する場合に比べて極性の影響を軽減できる。
【００５７】
また、本実施形態のIII族窒化物半導体基板１は、結晶成長においてマスク等を用いない。このため、従来技術のようにマスク近傍で局所的な歪が生じるということは無く、結晶に割れが生じにくい。
【００５８】
また、本実施形態の製造方法で得られるIII族窒化物半導体層１０は、隣接する欠陥列の距離を５μｍ以上とすることができる。このように隣接する欠陥列間の幅を５μｍ以上とすることで、結晶上への再成長を行う際、結晶成長が円滑に行われることが予想される。
【００５９】
本実施形態のIII族窒化物半導体層１０は、デバイス用基板として利用することができる。通常、結晶を基板に加工する際には加工工程としてＣＭＰ（化学機械研磨）が入る。この化学エッチングにおいて、欠陥集合部（＝欠陥列）と低欠陥部（＝欠陥列間）との間のエッチングレート差により凹凸が生じ得る。
【００６０】
一般的に、低欠陥部はエッチングレートが遅く、凸になる。このような凸の上に何らかの形で再成長を行う際、幅（欠陥列間）があまり狭いと、安定した成長が困難になると予想される。例えば、異常成長が起きたり、結晶軸に傾きが生じたりする可能性がある。欠陥列間の幅を５μｍ以上とすることで、上述のような不都合の軽減が期待される。
【００６１】
＜＜実施例＞＞
＜実施例１＞
（−１−１２−３）面を主面として有するIII族窒化物半導体下地層を準備した。そして、当該主面上に、以下の成長条件でＧａＮをエピタキシャル成長し、III族窒化物半導体層１０を形成した。
【００６２】
温度：１０４０℃
Ｖ／III比＝１０
成長時間：６０分
【００６３】
図９に、III族窒化物半導体層１０の主面１１をＣＬ（Cathodoluminescence）観察した画像を示す。図中に、III族窒化物半導体層１０を構成するＧａＮの軸方向を示している。
【００６４】
図中、上下方向に伸びる白線部が、ファセット面で形成された谷部の底である。そして、白線部（谷部の底）に沿って並んでいる暗点が、欠陥（転位）である。
【００６５】
図より、複数の欠陥が線状に並んで欠陥列を形成していることが分かる。また、複数の欠陥列が存在し、同一方向に延伸していることが分かる。
【００６６】
＜実施例２＞
（−１−１２−３）面を主面として有するIII族窒化物半導体下地層を準備した。そして、当該主面上に、以下の成長条件でＧａＮを２回エピタキシャル成長し、III族窒化物半導体層１０を形成した。
【００６７】
温度：１０４０℃
Ｖ／III比＝１０
成長時間：１１．５時間
【００６８】
エピタキシャル成長で得られたIII族窒化物半導体層１０を、ワイヤソーを用いて主面１１に沿ってスライスし、得られた主面１１を機械研磨およびＣＭＰ研磨した。
【００６９】
図１０に、研磨後のIII族窒化物半導体層１０の主面１１を蛍光顕微鏡で５０倍（接眼レンズ１０倍×対物レンズ５倍）の倍率で観察した画像を示す。矢印で示す暗点の列が、欠陥列である。
【００７０】
図より、主面１１をＣＭＰで研磨した後も、線状に並んだ欠陥列の特徴が観察されることが分かる。また、主面１１をＣＭＰで研磨した後も、III族窒化物半導体をエピタキシャル成長している際にファセットが存在していたことの影響が残り、ファセットによる濃淡が観察できることが分かる。また、隣接する欠陥列の距離が３００μｍ以上となっていることが分かる。
【００７１】
以下、参考形態の例を付記する。
１．  III族窒化物半導体で構成され、主面がミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面であり、前記主面に複数の欠陥が存在し、複数の前記欠陥の一部が線状に並んで欠陥列となっているIII族窒化物半導体層を有するIII族窒化物半導体基板。
２．  １に記載のIII族窒化物半導体基板において、
前記主面には複数の前記欠陥列が存在し、複数の前記欠陥列は同一方向に延伸しているIII族窒化物半導体基板。
３．  １又は２に記載のIII族窒化物半導体基板において、
第１の前記欠陥列と、前記第１の欠陥列に隣接する第２の前記欠陥列との距離は、５μｍ以上であるIII族窒化物半導体基板。
４．  １から３のいずれかに記載のIII族窒化物半導体基板において、
前記欠陥列の長さは、１μｍ以上であるIII族窒化物半導体基板。
５．  １から４のいずれかに記載のIII族窒化物半導体基板において、
前記欠陥列は、前記III族窒化物半導体層を構成するIII族窒化物半導体のｃ軸方向を前記主面に投影したｃ軸投影方向に延伸しているIII族窒化物半導体基板。
６．  １から５のいずれかに記載のIII族窒化物半導体基板において、
前記主面は、｛−１−１２Ｘ｝面（Ｘ＜０）であるIII族窒化物半導体基板。
７．  １から６のいずれかに記載のIII族窒化物半導体基板において、
前記III族窒化物半導体層の厚さは、１００μｍ以上であるIII族窒化物半導体基板。
８．  １から７のいずれかに記載のIII族窒化物半導体基板において、
前記主面には、前記主面の面方位から傾いた面方位のファセット面が複数存在し、
前記ファセット面同志が辺で繋がり谷部を形成し、
前記谷部の底の前記辺に沿って、前記欠陥列が延在するIII族窒化物半導体基板。
９．  １から８のいずれかに記載のIII族窒化物半導体基板において、
前記主面上の複数の前記欠陥は、前記欠陥列に集中しているIII族窒化物半導体基板。
１０．  主面がミラー指数｛ｈｋｌｍ｝で表される六方晶系結晶においてｍの指数がマイナスとなる半極性面であるIII族窒化物半導体下地層を準備する準備工程と、
前記III族窒化物半導体下地層の前記主面上に、ＨＶＰＥ（Hydride Vapor Phase Epitaxy）法でIII族窒化物半導体を成長することで、表面に複数の欠陥が存在し、複数の前記欠陥の一部が線状に並んで欠陥列となっているIII族窒化物半導体層を形成する形成工程と、
を有するIII族窒化物半導体基板の製造方法。
【符号の説明】
【００７２】
１      III族窒化物半導体基板
１０    III族窒化物半導体層
１１    主面
１２    欠陥
２０    中間層
３０    下地基板
１００  ＨＶＰＥ装置
１２１  反応管
１２２  成長領域
１２３  基板ホルダ
１２４  ガス供給管
１２５  配管
１２６  ガス供給管
１２７  III族原料
１２８  ソースボート
１２９  ヒータ
１３０  ヒータ
１３２  回転軸
１３５  ガス排出管
１３６  遮蔽板
１３７  窒素原料ガス供給部
１３９  III族原料ガス供給部
１４１  基板
【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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