【手続補正書】
【提出日】平成19年1月18日(2007.1.18)
【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】
基板と、この基板上にエピタキシャル成長され、厚さが０．５μｍ以上であって、Ａｌ含有量が５０原子％以上であり、転位密度が１０１１／ｃｍ２以下であって、（００２）面におけるＸ線ロッキングカーブにおける半値幅が９０秒以下である第１の窒化物半導体からなる下地層と、この下地層上にエピタキシャル成長された、Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎの少なくとも一つを含むとともに、Ａｌ含有量が前記下地層よりも小さく、転位密度が１０１０／ｃｍ２以下である第２の窒化物半導体からなる導電層とを実質的に具え、
前記基板と前記下地層との界面に発生したミスフィット転位が前記基板と下地層との界面で絡まることにより、前記下地層内に伝播せず、
前記下地層と前記導電層との界面において、前記下地層と前記導電層との格子定数差に起因して前記下地層の転位が絡まることを特徴とする、半導体素子。
【請求項２】
前記下地層を構成する前記第１の窒化物半導体は、ＡｌＮであることを特徴とする、請求項１に記載の半導体素子。
【請求項３】
前記下地層を構成する前記第１の窒化物半導体は、ＭＯＣＶＤ法により１１００℃以上の温度で形成されたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の半導体素子。
【請求項４】
前記下地層を構成する前記第１の窒化物半導体は、ＭＯＣＶＤ法により１１００℃〜１２５０℃の温度で形成されたことを特徴とする、請求項３に記載の半導体素子。
【請求項５】
前記基板はサファイア単結晶からなり、前記下地層は前記基板の、表面窒化処理が施された主面上に形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一に記載の半導体素子。
【請求項６】
前記下地層を構成する前記第１の窒化物半導体中の成分含有量が、前記基板側から前記導電層に向かって連続的又はステップ状に変化していることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載の半導体素子。
【請求項７】
前記半導体素子の反りが、５ｃｍ当たり１００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一に記載の半導体素子。
【請求項８】
前記導電層の（００２）面におけるＸ線ロッキングカーブにおける半値幅が１５０秒以下である請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一に記載の半導体素子と、この半導体素子上においてソース／ドレイン電極、及びゲート電極とを具えることを特徴とする、電界効果トランジスタ。
【請求項１０】
基板と、この基板上にエピタキシャル成長され、厚さが０．５μｍ以上であって、Ａｌ含有量が５０原子％以上であり、転位密度が１０１１／ｃｍ２以下であって（００２）面におけるＸ線ロッキングカーブにおける半値幅が９０秒以下である第１の窒化物半導体からなる下地層と、この下地層上にエピタキシャル成長されたＡｌ、Ｇａ、及びＩｎの少なくとも一つを含むとともに、Ａｌ含有量が前記下地層よりも小さく、転位密度が１０１０／ｃｍ２以下である第２の窒化物半導体からなるキャリア移動層と、このキャリア移動層上にエピタキシャル成長された前記第２の窒化物半導体よりもバンドギャップの大きい、Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎの少なくとも一つを含む第３の窒化物半導体からなるキャリア供給層とを実質的に具え、
前記基板と前記下地層との界面に発生したミスフィット転位が前記界面で絡まることにより、前記下地層内に伝播せず、
前記下地層と前記キャリア移動層との界面において、前記下地層と前記キャリア移動層の格子定数差に起因して前記下地層の転位が絡まることを特徴とする、半導体素子。
【請求項１１】
前記下地層を構成する前記第１の窒化物半導体は、ＭＯＣＶＤ法により１１００℃以上の温度で形成されたことを特徴とする、請求項１０に記載の半導体素子。
【請求項１２】
前記下地層を構成する前記第１の窒化物半導体は、ＭＯＣＶＤ法により１１００℃〜１２５０℃の温度で形成されたことを特徴とする、請求項１１に記載の半導体素子。
【請求項１３】
前記基板はサファイア単結晶からなり、前記下地層は前記基板の、表面窒化処理が施された主面上に形成されていることを特徴とする、請求項１０〜１２のいずれか一に記載の半導体素子。
【請求項１４】
前記下地層を構成する前記第１の窒化物半導体中の成分含有量が、前記基板側から前記キャリア移動層に向かって連続的又はステップ状に変化していることを特徴とする、請求項１０〜１３のいずれか一に記載の半導体素子。
【請求項１５】
前記半導体素子の反りが、５ｃｍ当たり１００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１０〜１４のいずれか一に記載の半導体素子。
【請求項１６】
請求項１０〜１５のいずれか一に記載の半導体素子と、この半導体素子上においてソース／ドレイン電極、及びゲート電極とを具えることを特徴とする、高電子移動度トランジスタ。
【請求項１７】
前記キャリア移動層の（００２）面におけるＸ線ロッキングカーブにおける半値幅が１５０秒以下である請求項１０〜１６のいずれか一項に記載の高電子移動度トランジスタ。
【請求項１８】
基板と、この基板上にエピタキシャル成長され、厚さが０．５μｍ以上であって、Ａｌ含有量が５０原子％以上であり、転位密度が１０１１／ｃｍ２以下であって、（００２）面におけるＸ線ロッキングカーブにおける半値幅が９０秒以下である第１の窒化物半導体からなる下地層と、この下地層上にエピタキシャル成長されたＡｌ、Ｇａ、及びＩｎの少なくとも一つを含み、転位密度が１０１０／ｃｍ２以下である第２の窒化物半導体からなる第１の導電型の第１の導電層と、この第１の導電層上にエピタキシャル成長されたＡｌ、Ｇａ、及びＩｎの少なくとも一つを含み、転位密度が１０１０／ｃｍ２以下である第３の窒化物半導体からなる、前記第１の導電型の第２の導電層と、この第２の導電層上にエピタキシャル成長されたＡｌ、Ｇａ、及びＩｎの少なくとも一つを含み、転位密度が１０１０／ｃｍ２以下である第４の窒化物半導体からなる、前記第１の導電型と反対の第２の導電型の第３の導電層と、この第３の導電層上にエピタキシャル成長されたＡｌ、Ｇａ、及びＩｎの少なくとも一つを含み、転位密度が１０１０／ｃｍ２以下である第５の窒化物半導体からなる、前記第１の導電型の第４の導電層とを実質的に具え、
前記基板と前記下地層との界面に発生したミスフィット転位が前記界面で絡まることにより、前記下地層内に伝播せず、
前記下地層と前記第１の導電層との界面において、前記下地層と前記第1の導電層の格子定数差に起因して前記下地層の転位が絡まることを特徴とする、半導体素子。
【請求項１９】
前記下地層を構成する前記第１の窒化物半導体は、ＭＯＣＶＤ法により１１００℃以上の温度で形成されたことを特徴とする、請求項１８に記載の半導体素子。
【請求項２０】
前記下地層を構成する前記第１の窒化物半導体は、ＭＯＣＶＤ法により１１００℃〜１２５０℃の温度で形成されたことを特徴とする、請求項１９記載の半導体素子。
【請求項２１】
前記基板はサファイア単結晶からなり、前記下地層は前記基板の、表面窒化処理が施された主面上に形成されていることを特徴とする、請求項１８〜２０のいずれか一に記載の半導体素子。
【請求項２２】
前記下地層を構成する前記第１の窒化物半導体中の成分含有量が、前記基板側から前記導電層に向かって連続的又はステップ状に変化していることを特徴とする、請求項１８〜２１のいずれか一に記載の半導体素子。
【請求項２３】
前記半導体素子の反りが、５ｃｍ当たり１００μｍ以下であることを特徴とする、請求項１８〜２２のいずれか一に記載の半導体素子。
【請求項２４】
前記第１の導電層の（００２）面におけるＸ線ロッキングカーブにおける半値幅が１５０秒以下であり、前記第２の導電層の（００２）面におけるＸ線ロッキングカーブにおける半値幅が１５０秒以下であり、前記第３の導電層の（００２）面におけるＸ線ロッキングカーブにおける半値幅が１５０秒以下であり、第４の導電層の（００２）面におけるＸ線ロッキングカーブにおける半値幅が１５０秒以下である請求項１８〜２３のいずれか一項に記載の半導体素子。
【請求項２５】
請求項１８〜２４のいずれか一に記載の半導体素子と、この半導体素子上においてエミッタ／コレクタ電極、及びベース電極とを具えることを特徴とする、へテロ接合バイポーラトランジスタ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記目的を達成すべく、本発明は、
基板と、この基板上にエピタキシャル成長され、厚さが０．５μｍ以上であって、Ａｌ含有量が５０原子％以上であり、転位密度が１０１１／ｃｍ２以下であって、（００２）面におけるＸ線ロッキングカーブにおける半値幅が９０秒以下である第１の窒化物半導体からなる下地層と、この下地層上にエピタキシャル成長された、Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎの少なくとも一つを含むとともに、Ａｌ含有量が前記下地層よりも小さく、転位密度が１０１０／ｃｍ２以下であって、第２の窒化物半導体からなる導電層とを実質的に具え、
前記基板と前記下地層との界面に発生したミスフィット転位が前記基板と下地層との界面で絡まることにより、前記下地層内に伝播せず、
前記下地層と前記導電層との界面において、前記下地層と前記導電層との格子定数差に起因して前記下地層の転位が絡まることを特徴とする、（第１の半導体素子）半導体素子に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明は、
基板と、この基板上にエピタキシャル成長され、厚さが０．５μｍ以上であって、Ａｌ含有量が５０原子％以上であり、転位密度が１０１１／ｃｍ２以下であって（００２）面におけるＸ線ロッキングカーブにおける半値幅が９０秒以下である第１の窒化物半導体からなる下地層と、この下地層上にエピタキシャル成長されたＡｌ、Ｇａ、及びＩｎの少なくとも一つを含むとともに、Ａｌ含有量が前記下地層よりも小さく、転位密度が１０１０／ｃｍ２以下である第２の窒化物半導体からなるキャリア移動層と、このキャリア移動層上にエピタキシャル成長された前記第２の窒化物半導体よりもバンドギャップの大きい、Ａｌ、Ｇａ、及びＩｎの少なくとも一つを含む第３の窒化物半導体からなるキャリア供給層とを実質的に具え、前記基板と前記下地層との界面に発生したミスフィット転位が前記界面で絡まることにより、前記下地層内に伝播せず、前記下地層と前記キャリア移動層との界面において、前記下地層と前記キャリア移動層の格子定数差に起因して前記下地層の転位が絡まることを特徴とする、半導体素子（第２の半導体素子）に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
さらに、本発明は、
基板と、この基板上にエピタキシャル成長され、厚さが０．５μｍ以上であって、Ａｌ含有量が５０原子％以上であり、転位密度が１０１１／ｃｍ２以下であって、（００２）面におけるＸ線ロッキングカーブにおける半値幅が９０秒以下である第１の窒化物半導体からなる下地層と、この下地層上にエピタキシャル成長されたＡｌ、Ｇａ、及びＩｎの少なくとも一つを含み、転位密度が１０１０／ｃｍ２以下である第２の窒化物半導体からなる第１の導電型の第１の導電層と、この第１の導電層上にエピタキシャル成長されたＡｌ、Ｇａ、及びＩｎの少なくとも一つを含み、転位密度が１０１０／ｃｍ２以下である第３の窒化物半導体からなる、前記第１の導電型の第２の導電層と、この第２の導電層上にエピタキシャル成長されたＡｌ、Ｇａ、及びＩｎの少なくとも一つを含み、転位密度が１０１０／ｃｍ２以下である第４の窒化物半導体からなる、前記第１の導電型と反対の第２の導電型の第３の導電層と、この第３の導電層上にエピタキシャル成長されたＡｌ、Ｇａ、及びＩｎの少なくとも一つを含み、転位密度が１０１０／ｃｍ２以下である第５の窒化物半導体からなる、前記第１の導電型の第４の導電層とを実質的に具え、前記基板と前記下地層との界面に発生したミスフィット転位が前記界面で絡まることにより、前記下地層内に伝播せず、前記下地層と前記第１の導電層との界面において、前記下地層と前記第1の導電層の格子定数差に起因して前記下地層の転位が絡まることを特徴とする、半導体素子（第３の半導体素子）に関する。