【手続補正書】
【提出日】令和1年9月4日(2019.9.4)
【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】
サファイア、炭化ケイ素および窒化アルミニウムの一つからなる基板の表面にＡｌｘＧａｙＩｎ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、（ｘ＋ｙ）≦１）で表わされ、III族窒化物結晶粒の集合体からなるIII族窒化物半導体緩衝層の前駆体を形成した半導体基板の加熱による前記III族窒化物半導体成分の解離を抑制するため、前記前駆体との隙間が０．５ｍｍ以下になるようにカバー部材を対向させて前記半導体基板をアニール炉内に収納する工程と、
前記アニール炉内を不活性ガスの雰囲気にし、前記半導体基板の温度を１６００℃以上１７５０℃以下で２０分以上、アニールするアニール工程とを含む
窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項２】
前記半導体基板は、前記アニール炉内の基板ホルダにより外周側から動きを規制された状態で収容されており、
前記III族窒化物半導体緩衝層のアニール後における（１０−１２）面のＸ線ロッキングカーブの半値幅が１０００ａｒｃｓｅｃ以下であり、
前記III族窒化物半導体緩衝層のアニール後における結晶の格子定数ａが３．１０１オングストローム以下である
請求項１記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項３】
前記カバー部材は、前記III族窒化物半導体と同じ緩衝層の前駆体が形成された別の半導体基板であり、
前記半導体基板のIII族窒化物半導体と前記別の半導体基板のIII族窒化物半導体とが対向するように、前記半導体基板の上方に前記別の半導体基板が配置され、
前記基板ホルダの深さは、前記基板ホルダが前記半導体基板を２枚以上保持することができる深さであり、
前記基板ホルダは、前記半導体基板を重ねて載置する際に前記前駆体同士の間に隙間を形成するためのスペーサを入れる設置溝を少なくとも３以上有する
請求項２に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項４】
前記基板ホルダの底を形成する底面蓋を更に有し、
前記カバー部材または前記底面蓋の前記前駆体と対向する表面は所定深さの凹凸溝を有するか、所定深さで表面を荒らしてあり、前記前駆体の少なくとも周縁部と密着させる、
請求項２に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項５】
前記III族窒化物半導体緩衝層は、窒化アルミニウム、窒化ガリウム、窒化アルミニウムガリウム、または、窒化アルミニウムガリウムインジウムのいずれかであり、
前記カバー部材は、III族窒化物半導体、炭素、窒化ホウ素、サファイア、セラミック、炭化ケイ素、高融点金属、ジルコニア、炭化タンタルの少なくとも一つから構成され、
前記高融点金属は、モリブデン、タングステン、イリジウムおよびこれらの合金の少なくとも一つであり、
前記基板ホルダの本体は、窒化アルミニウムを含むIII族窒化物半導体、炭素、窒化ホウ素（ＢＮ）、パイロリティック窒化ホウ素（ＰＢＮ）、酸化アルミニウム、セラミック、炭化ケイ素、高融点金属、ジルコニアの少なくとも一つの材料から構成される
請求項２〜４のいずれか１項に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項６】
前記底面蓋は、III族窒化物半導体、炭素、窒化ホウ素、サファイア、セラミック、炭化ケイ素、高融点金属、ジルコニア、炭化タンタルの少なくとも一つから構成され、
前記高融点金属は、モリブデン、タングステン、イリジウムおよびこれらの合金の少なくとも一つである
請求項４に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項７】
前記III族窒化物半導体緩衝層は、ＡｌＮ緩衝層であり、
前記アニール工程に用いる半導体基板は、
サファイア基板の温度を１１６５℃以上１２１０℃以下に加熱することにより表面をクリーニングするクリーニング工程と、
前記クリーニング工程の後、前記サファイア基板をアンモニアガス雰囲気中でプリフローするプリフロー工程と、
前記プリフロー工程の後、前記サファイア基板上にＡｌＮ緩衝層を形成する工程とによって、前記ＡｌＮ緩衝層の前駆体が形成されている
請求項１〜６のいずれか１項に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項８】
サファイア、炭化ケイ素および窒化アルミニウムの一つからなる基板の表面にＡｌＮの結晶粒からなるＡｌＮ緩衝層の前駆体が形成された半導体基板をアニールするアニール工程と、
前記アニールした後の前記半導体基板の表面を処理する表面処理工程とを含み、
前記表面処理工程では、１０００〜１３００℃の雰囲気温度で水素または窒素とアンモニアとを含む混合ガスの雰囲気下とし、一定時間、前記緩衝層を放置する
窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項９】
サファイア、炭化ケイ素および窒化アルミニウムの一つからなる基板の表面にＡｌｘＧａｙＩｎ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、（ｘ＋ｙ）≦１）で表わされ、III族窒化物結晶粒の集合体からなるIII族窒化物半導体緩衝層の前駆体を形成した半導体基板の加熱による前記III族窒化物半導体成分の解離を抑制するため、前記前駆体が基台と対向するように前記半導体基板を伏せてアニール炉内に収納する工程と、
前記アニール炉内を不活性ガスの雰囲気にし、前記半導体基板の温度を１４００℃以上１７５０℃以下で２０分以上、アニールする工程とを含み、
前記半導体基板のアニール後における（１０−１２）面のＸ線ロッキングカーブの半値幅がアニール前の半値幅の１／３以下である
窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項１０】
前記基台の前記前駆体と対向する表面は、所定深さの凹凸溝を有するか、所定深さで表面が荒らされている、
請求項９に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項１１】
サファイア、炭化ケイ素および窒化アルミニウムの少なくとも一つからなる基板と、
前記基板上に形成されたＡｌｘＧａｙＩｎ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、（ｘ＋ｙ）≦１）で表わされる第１のIII族窒化物半導体からなる緩衝層とを備え、
前記緩衝層は、（１０−１２）面におけるＸ線ロッキングカーブの半値幅が１０００ａｒｃｓｅｃ以下、（０００２）面におけるＸ線ロッキングカーブの半値幅が２００ａｒｃｓｅｃ以下であり、
前記緩衝層の結晶の格子定数ａが３．１０１オングストローム以下である
窒化物半導体基板。
【請求項１２】
サファイア、炭化ケイ素および窒化アルミニウムの少なくとも一つからなる基板を、基板を収めた状態で蓋ができる容器と、
前記容器の蓋をしない状態で、前記基板上に、ＡｌｘＧａｙＩｎ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、（ｘ＋ｙ）≦１）で表わされるIII族窒化物半導体からなる緩衝層の前駆体を形成する緩衝層形成手段と、
前記前駆体の形成後、前記容器内を気密状態とする容器蓋手段と、
前記前駆体が形成された前記基板を不活性ガスの雰囲気下で、温度を下げること無く、前記前駆体の形成時より高い温度でアニールするアニール手段と
を備える窒化物半導体基板の製造装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】窒化物半導体基板、その製造方法及びその製造装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、基板上にIII族窒化物半導体からなる緩衝層が形成された窒化物半導体基板の製造方法等に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明は、上述した課題を解決しようとするものであり、表面が平坦でかつ高品質の窒化物半導体基板の製造方法等を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【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】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る窒化物半導体基板の製造方法は、サファイア、炭化ケイ素および窒化アルミニウムの一つからなる基板の表面にＡｌｘＧａｙＩｎ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、（ｘ＋ｙ）≦１）で表わされ、III族窒化物結晶粒の集合体からなるIII族窒化物半導体緩衝層の前駆体を形成した半導体基板の加熱による前記III族窒化物半導体成分の解離を抑制するため、前記前駆体との隙間が０．５ｍｍ以下になるようにカバー部材を対向させて前記半導体基板をアニール炉内に収納する工程と、前記アニール炉内を不活性ガスの雰囲気にし、前記半導体基板の温度を１６００℃以上１７５０℃以下で２０分以上、アニールするアニール工程とを含む。
アニール後における（１０−１２）面のＸ線ロッキングカーブの半値幅が１０００ａｒｃｓｅｃ以下であってもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明によれば、表面が平坦でかつ高品質の窒化物半導体基板の製造方法等を提供することができる。