【手続補正書】
【提出日】平成24年5月25日(2012.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体材料の第１の層と、
前記窒化物半導体材料の第１の層上の、第１の格子定数を有する実質的に緩和された窒化物中間層であって、アルミニウム及びガリウムを含み、ｎ型ドーパントで導電的にドープされ、１０％から９０％のガリウム濃度を有する窒化物中間層と、
前記窒化物中間層上の前記窒化物半導体材料の第２の層と
を備える半導体構造であって、
前記窒化物半導体材料の前記第１の層、前記窒化物中間層、及び前記窒化物半導体材料の前記第２の層は、全体として少なくとも約０．５μｍの厚さを有し、
前記窒化物半導体材料は、前記窒化物半導体材料の前記第１の層が前記実質的に緩和された窒化物中間層の一方の側において、前記窒化物半導体材料の前記第２の層が前記実質的に緩和された窒化物中間層の他方の側で受けるより大きい引っ張り歪みを受けるような、第２の格子定数を有することを特徴とする半導体構造。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体構造において、前記窒化物中間層はその内部に、前記窒化物中間層の材料組成とは異なる材料組成を有する、複数のディスクリート部を備えることを特徴とする半導体構造。
【請求項３】
請求項２に記載の半導体構造において、前記窒化物中間層は、第１のバンドギャップを有し、前記ディスクリート部は、前記第１のバンドギャップより小さい第２のバンドギャップを有することを特徴とする半導体構造。
【請求項４】
請求項２に記載の半導体構造において、前記ディスクリート部は、前記窒化物中間層の中に、約０．１／μｍ2から約１００／μｍ2の間の量で存在することを特徴とする半導体構造。
【請求項５】
請求項２に記載の半導体構造において、前記ディスクリート部は、直径において０．０１μｍから０．１μｍの間であることを特徴とする半導体構造。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体構造において、前記窒化物半導体材料の前記第２の層は、前記実質的に緩和された窒化物中間層の一方の側で圧縮歪みを受け、前記窒化物半導体材料の前記第１の層は、前記実質的に緩和された窒化物中間層の他方の側で引っ張り歪みを受けることを特徴とする半導体構造。
【請求項７】
請求項１に記載の半導体構造において、前記実質的に緩和された窒化物中間層の上に直接、不連続マスク層を更に備えることを特徴とする半導体構造。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体構造において、前記不連続マスク層は、ＳｉＮ及び／又はＭｇＮを含むことを特徴とする半導体構造。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体構造において、前記窒化物半導体材料の前記第１の層は、前記中間層より下で第１の転位密度を有し、前記窒化物半導体層の前記第２の層は、前記中間層より上で前記第１の転位密度より低い第２の転位密度を有することを特徴とする半導体構造。
【請求項１０】
請求項７に記載の半導体構造において、前記不連続マスク層は、ＢＮを含むことを特徴とする半導体構造。
【請求項１１】
請求項７に記載の半導体構造において、前記窒化物半導体層の前記第１の層の上に直接、第２の不連続マスク層を更に備え、前記第２の不連続マスク層の上に、前記窒化物中間層が存在することを特徴とする半導体構造。
【請求項１２】
請求項１に記載の半導体構造において、前記窒化物中間層は、約１×１０19ｃｍ-3から約１×１０21ｃｍ-3の濃度のシリコンでドープされることを特徴とする半導体構造。
【請求項１３】
請求項１に記載の半導体構造において、前記窒化物中間層は、傾斜層を備えることを特徴とする半導体構造。
【請求項１４】
請求項１に記載の半導体構造において、前記窒化物中間層は、複数の副層を備えることを特徴とする半導体構造。
【請求項１５】
請求項１に記載の半導体構造において、前記中間層は、複数のＩｎＡｌＮ：Ｓｉ／ＧａＮ：Ｓｉの対を含むことを特徴とする半導体構造。
【請求項１６】
請求項１に記載の半導体構造において、前記中間層は、複数のＩｎＡｌＧａＮ：Ｓｉ／ＧａＮ：Ｓｉの対を含むことを特徴とする半導体構造。
【請求項１７】
請求項１に記載の半導体構造において、前記窒化物半導体材料の前記第１及び第２の層の平均的な歪みは、前記中間層を含まない対応する半導体構造より引っ張り歪みが小さい状態であることを特徴とする半導体構造。
【請求項１８】
請求項１に記載の半導体構造において、基板を更に備え、前記窒化物半導体材料の前記第１の層は前記基板の上に存在し、前記窒化物半導体材料は第１の熱膨張係数を有し、前記基板は、前記窒化物半導体材料の前記第２の層が高い成長温度より室温でより大きい引っ張り歪みを受ける傾向になるように、前記第１の熱膨張係数より小さい第２の熱膨張係数を有することを特徴とする半導体構造。
【請求項１９】
請求項１に記載の半導体構造において、前記第２の層は、前記第２の層の成長温度より室温でより緩和されることを特徴とする半導体構造。
【請求項２０】
請求項１９に記載の半導体構造において、前記第２の層は、室温で実質的に緩和されることを特徴とする半導体構造。
【請求項２１】
請求項１に記載の半導体構造において、前記第１の層及び前記第２の層は、前記窒化物層の成長温度より約７００から８００℃の温度でより小さい湾曲を有することを特徴とする半導体構造。
【請求項２２】
請求項１に記載の半導体構造において、前記中間層は、前記中間層にわたっての電圧降下が０．１Ｖ未満になるような厚さ及び抵抗率を有することを特徴とする半導体構造。
【請求項２３】
請求項２２に記載の半導体構造において、前記中間層は、約３２Ａ／ｃｍ2の電流密度において、約０．０１５μｍの厚さ及び約２０００オームｃｍ未満の抵抗率を有することを特徴とする半導体構造。
【請求項２４】
請求項１に記載の半導体構造において、前記窒化物中間層は、ある材料組成及びドーピング濃度を有する第１の窒化物中間層を備え、前記構造は、
前記窒化物半導体材料の前記第２の層上の第２の窒化物中間層であって、アルミニウム及びガリウムを含み、ｎ型ドーパントで導電的にドープされ、前記第１の窒化物中間層の前記材料組成及び／又はドーピング濃度とは異なる材料組成及び／又はドーピング濃度を有する第２の窒化物中間層と、
前記第２の窒化物中間層上の前記窒化物半導体材料の第３の層と
を更に備えることを特徴とする半導体構造。
【請求項２５】
請求項２４に記載の半導体構造において、前記第１の窒化物中間層は、第１のガリウム濃度を有し、前記第２の窒化物中間層は、前記第１のガリウム濃度より大きい第２のガリウム濃度を有することを特徴とする半導体構造。
【請求項２６】
請求項２４に記載の半導体構造において、前記第１の窒化物中間層は、第１のドーピング濃度を有し、前記第２の窒化物中間層は、前記第１のドーピング濃度より大きい第２のドーピング濃度を有することを特徴とする半導体構造。
【請求項２７】
半導体構造を形成する方法であって、
窒化物半導体材料の第１の層を形成するステップと、
前記窒化物半導体材料の第１の層の上に、アルミニウム及びガリウムを含み、ｎ型ドーパントで導電的にドープされ、１０％から９０％のガリウム濃度を有するように形成される第１の格子定数を有する実質的に緩和された窒化物中間層を形成するステップと、
前記窒化物半導体材料の第２の層を形成するステップであって、前記窒化物半導体材料の前記第１の層、前記窒化物中間層、及び前記窒化物半導体材料の前記第２の層は、少なくとも約０．５μｍの合わさった厚さを有するステップとを備え、
前記窒化物半導体材料は、前記窒化物半導体材料の第１の層が前記実質的に緩和された窒化物中間層の一方の側において、前記窒化物半導体材料の第２の層が前記実質的に緩和された窒化物中間層の他方の側で受けるより小さい引っ張り歪みを受けるような、第２の格子定数を有することを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法において、前記窒化物半導体材料の前記第２の層は、前記実質的に緩和された窒化物中間層の一方の側で圧縮歪みを受けるように形成され、前記窒化物半導体材料の前記第１の層は、前記実質的に緩和された窒化物中間層の他方の側で引っ張り歪みを受けるように形成されることを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項２７に記載の方法において、前記窒化物半導体材料の前記第２の層を形成するステップの前に、前記実質的に緩和された窒化物中間層の上に直接、不連続マスク層を形成するステップを更に備えることを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の方法において、前記不連続マスク層は、ＳｉＮ及び／又はＭｇＮを含むことを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項２９に記載の方法において、前記不連続マスク層は、ＢＮを含むことを特徴とする方法。
【請求項３２】
請求項２９に記載の方法において、前記第１の窒化物層の上に直接、第２の不連続マスク層を形成するステップを更に備え、前記第２の不連続マスク層の上に、前記窒化物中間層が形成されることを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項２７に記載の方法において、前記窒化物中間層は、約１×１０19ｃｍ-3から約１×１０21ｃｍ-3の濃度のシリコンでドープされることを特徴とする方法。
【請求項３４】
請求項７に記載の方法において、前記窒化物中間層は傾斜層を備えることを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項２７に記載の方法において、前記窒化物中間層を形成するステップは、複数の副層を形成するステップを備えることを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項２７に記載の方法において、前記窒化物中間層は、複数のＩｎＡｌＮ：Ｓｉ／ＧａＮ：Ｓｉの対を含むことを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項３６に記載の方法において、前記窒化物中間層は、複数のＩｎＡｌＧａＮ：Ｓｉ／ＧａＮ：Ｓｉの対を含むことを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項２７に記載の方法において、前記窒化物半導体材料の前記第１の層を形成するステップは、基板の上に前記窒化物半導体材料の第１の層を形成するステップを備え、前記窒化物半導体材料は第１の熱膨張係数を有し、前記基板は、前記第２の層が高い成長温度より室温でより大きい引っ張り歪みを受ける傾向になるように、前記第１の熱膨張係数より小さい第２の熱膨張係数を有することを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項２７に記載の方法において、前記第１の層及び前記第２の層は、前記窒化物層の成長温度より約７００から約８００℃の温度でより小さい湾曲を有することを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項２７に記載の方法において、前記中間層は、前記中間層にわたっての電圧降下が０．１Ｖ未満であるような厚さ及び抵抗率を有することを特徴とする方法。
【請求項４１】
請求項４０に記載の方法において、前記中間層は、約３２Ａ／ｃｍ2の電流密度において、約０．０１５μｍの厚さ及び約２０００オームｃｍ未満の抵抗率を有することを特徴とする方法。
【請求項４２】
請求項２７に記載の方法において、前記窒化物中間層を形成するステップは、前記窒化物中間層を約８００℃の温度で形成するステップを備えることを特徴とする方法。
【請求項４３】
請求項２７に記載の方法において、前記第１の層を形成するステップは、前記第１の層を約０．５μｍ未満の厚さを有するように形成するステップを備えることを特徴とする方法。
【請求項４４】
請求項２７に記載の方法において、前記窒化物中間層は、ある材料組成及びドーピングを有する第１の窒化物中間層を備え、前記方法は、
前記窒化物半導体材料の第２の層の上に第２の窒化物中間層を形成するステップであって、前記第２の窒化物中間層はアルミニウム及びガリウムを含み、ｎ型ドーパントで導電的にドープされ、前記第２の窒化物中間層は、前記第１の窒化物中間層の前記材料組成及び／又はドーピング濃度とは異なる材料組成及び／又はドーピング濃度を有するステップと、
前記第２の窒化物中間層の上に、前記窒化物半導体材料の第３の層を形成するステップと
を更に備えることを特徴とする方法。
【請求項４５】
請求項４４に記載の方法において、前記第１の窒化物層は、第１のガリウム濃度を有し、前記第２の窒化物層は、前記第１のガリウム濃度より大きい第２のガリウム濃度を有することを特徴とする方法。
【請求項４６】
請求項４４に記載の方法において、前記第１の窒化物層は、第１のドーピング濃度を有し、前記第２の窒化物層は、前記第１のドーピング濃度より大きい第２のドーピング濃度を有することを特徴とする方法。
【請求項４７】
請求項２７に記載の方法において、前記窒化物中間層の中に、前記窒化物中間層の材料組成とは異なる材料組成を有する、複数のディスクリート部を形成するステップを更に備えることを特徴とする方法。
【請求項４８】
請求項４７に記載の方法において、前記窒化物中間層は、第１のバンドギャップを有し、前記ディスクリート部は、前記第１のバンドギャップより小さい第２のバンドギャップを有することを特徴とする方法。
【請求項４９】
請求項４７に記載の方法において、前記ディスクリート部は、前記窒化物中間層の中に、約４０／μｍ2から６０／μｍ2の間の量で存在するように形成されることを特徴とする方法。
【請求項５０】
請求項４７に記載の方法において、前記ディスクリート部３０Ａは、０．０１μｍから０．１μｍの間の直径を有するように形成されることを特徴とする方法。
【請求項５１】
請求項２７に記載の方法において、前記半導体構造の層をエッチングするステップを更に備え、前記窒化物中間層はエッチストップ層として用いられることを特徴とする方法。