(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第ＩＩＩ族窒化物デバイスのウェーハー前駆物質であって、炭化ケイ素基質表面に所定パターンの溝を含む前記炭化ケイ素基質；
前記炭化ケイ素基質上の緩衝層で、前記緩衝層が窒化ガリウムおよび窒化インジウムガリウムからなる群から選ばれる；および
応力誘発破壊が緩衝構造内の他の場所ではなくて前記所定パターンに沿って前記緩衝層内に生じることにより、応力誘発破壊の程度を小さくするように、前記基質の前記所定パターンの溝に追随する位置において前記緩衝層内に成長した複数の応力吸収結晶不連続性を含む
ウェーハー前駆物質。
【請求項２】
前記所定パターンが一辺当たり２５０ミクロンの正方形を形成するグリッド又は２５０×５００ミクロンの矩形を形成するグリッドのいずれかである請求項１記載のウェーハー前駆物質。
【請求項３】
第ＩＩＩ族窒化物活性層を有するオプトエレクトロニックダイオードを含む請求項２記載の該ウェーハー前駆物質から形成されるオプトエレクトロニックデバイス。
【請求項４】
前記ダイオードがｐ−ｎホモ接合、ｐ−ｎシングルおよびダブルヘテロ接合、ならびにｐ−ｎ量子接合ウェル構造からなる群から選ばれ、そして前記炭化ケイ素基質が３Ｃ、４Ｈ、６Ｈ、および１５Ｒポリタイプからなる群から選ばれるポリタイプを有する請求項３記載のオプトエレクトロニックデバイス。
【請求項５】
前記第ＩＩＩ族窒化物活性層が窒化ガリウム及び窒化インジウムガリウムから選ばれる請求項３記載のオプトエレクトロニックデバイス。
【請求項６】
発光ダイオードを含む請求項３記載のオプトエレクトロニックデバイス。
【請求項７】
請求項６記載の発光ダイオードを包含するピクセル。
【請求項８】
請求項７記載の複数のピクセルを包含するディスプレー。
【請求項９】
レーザーダイオードを含む請求項３記載のオプトエレクトロニックデバイス。
【請求項１０】
炭化ケイ素基質上に第ＩＩＩ族窒化物オプトエレクトロニックデバイスを生成させる方法であって、
該炭化ケイ素基質上に結晶を成長させるために別の方法で調製された炭化ケイ素基質表面に所定パターンの溝を形成させ；
緩衝層が、該炭化ケイ素基質表面の所定パターンに追従する該緩衝層の結晶構造において応力吸収不連続性を成長し、それによって成長中に結晶内のクラックを最小にするように、該炭化ケイ素基質のパターン化された表面に窒化ガリウム及び窒化インジウムガリウムからなる群から選ばれる緩衝層を形成させ；そして
該緩衝層に第ＩＩＩ族窒化物活性層を有するオプトエレクトロニックデバイスを形成させる
ことを含む方法。
【請求項１１】
該溝を形成させる工程が、該炭化ケイ素基質の表面をマスキングし、その後該表面をエッチングして該パターンを生成させることを含む請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
第ＩＩＩ族窒化物活性層を有するオプトエレクトロニックデバイスを形成させる工程が、窒化ガリウムおよび窒化インジウムガリウムからなる群から選ばれる活性層を有するデバイスを形成させることを含む請求項１０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は禁止帯の幅が広い物質におけるフォトニックデバイスに関し、とくに炭化ケイ素基質に第ＩＩＩ族窒化物活性層を形成させたフォトニックデバイスに関する。
発明の背景
ダイアモンド、炭化ケイ素、および窒化ガリウムのような禁止帯の幅が広い半導体物質は、その幅広い禁止帯の特徴がヒ化ケイ素またはヒ化ガリウムのような他の半導体よりも高エネルギー（したがって高周波及び短波長を有する）の光を発する可能性を該半導体にもたらすために近年著しい関心が寄せられている。とくに、炭化ケイ素、窒化ガリウム、及びある種の他の第ＩＩＩ族窒化物は高エネルギーの青色の部分を含む可視スペクトル全般に可視光を生じるだけの大きい禁止帯幅を有する。従ってこれらは青及び緑色の発光を有する半導体レーザー及び発光ダイオード（ＬＥＤｓ）の基礎となる。
【０００２】
これらの物質中で窒化ガリウムは直接遷移形半導体であり、すなわち価電子帯から伝導帯への遷移が電子のための結晶運動量を必要としないのでとくに関心がある。その結果、遷移は極めて効率的に光を生じる。対照的に炭化ケイ素は間接遷移形半導体であり、禁止帯幅の遷移エネルギーは一部はフォトンとして、そして一部は振動エネルギーとして放出される。したがって、窒化ガリウムは一定の動作電圧及び電流に対して炭化ケイ素よりも効果的に光を生じるという利点を与える。
【０００３】
しかし他の半導体物質と同様に、使用可能なフォトニックデバイスを形成させる第１工程は所望の活性層を有する適当な結晶構造を作り上げるか、または入手することである。しかし半導体物質の構造上の特徴の差によって、使用できるように第ＩＩＩ族窒化物活性層デバイスを支持する材料は幾分限られる。
【０００４】
現在発光ダイオードフォトニックデバイス用の市販構造はサファイア基質上に窒化ガリウム又は類似第ＩＩＩ族窒化物活性層を形成させる。サファイア（Ａｌ2Ｏ3）は第ＩＩＩ族窒化物に対して比較的密な格子整合を与えるが、やはりある欠点を生じ、その最も極端であるのは電気的絶縁性である。したがってサファイア上に第ＩＩＩ族窒化物活性及び緩衝層（すなわち基質から活性層へ結晶構造の遷移をもたらす中間層）を形成させる場合に、サファイアはデバイスの活性部分への導電通路として用いることができない。これはサファイア上に設計して作ることができるデバイスの種類を制限し、とくにデバイスの接点をデバイスの反対面に置いて、基質、緩衝、および活性層間の直接導電通路とすることができる「垂直」デバイスを形成させる能力を制限する。
【０００５】
したがって、本発明出願人を含めて第ＩＩＩ族窒化物フォトニックデバイスの基質候補者として他の物質の使用に関心が集められている。炭化ケイ素（ＳｉＣ）は導電性にすることができるのでとくに魅力的な候補者であり、第ＩＩＩ族窒化物活性層に適切に緩衝させることができる格子整合（ｌａｔｔｉｃｅ  ｍａｔｃｈ）を有し、そして優れた熱的及び機械的安定性を有する。
【０００６】
それにもかかわらず、炭化ケイ素の結晶格子構造は炭化ケイ素基質上の適当な第ＩＩＩ族緩衝層の最良の候補者の中にあって導電性では無くて絶縁性であるようなものである。したがって、炭化ケイ素基質を導電性にすることができるけれども、炭化ケイ素基質と第ＩＩＩ族活性層フォトニックデバイスとの間の好ましい緩衝層の一部は絶縁性のままであり、したがって導電性炭化ケイ素基質の利点を最小限にする。
【０００７】
たとえば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）は炭化ケイ素基質と第ＩＩＩ族活性層とくに窒化ガリウム活性層との間の優れた緩衝をもたらす。しかし窒化アルミニウムは導電性ではなくて絶縁性である。したがって、窒化アルミニウム緩衝層を有する構造は窒化アルミニウム緩衝をバイパスして導電性炭化ケイ素基質を第ＩＩＩ族窒化物活性層に電気的に連結させる短接点（ｓｈｏｒｔｉｎｇ  ｃｏｎｔａｃｔ）が必要である。上記のようにこのような短接点はより有利なデバイス設計の幾分かを妨げる。
【０００８】
もしくは、窒化ガリウム（ＧａＮ），窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）または窒化ガリウムと窒化アルミニウムガリウムとの混合物のような導電性緩衝層物質は短接点を無くすことができる。さらに、短接点を無くすことはエピタキシャル層の厚さを減じ、デバイスを作るのに必要な加工工程数を減少させ、全般的なチップの大きさを小さくし、そしてデバイスの効率を向上させる。したがって、第ＩＩＩ族窒化物デバイスは低コストで作ることができて優れた性能を発揮させることができる。
【０００９】
それにも拘わらず、これら導電性緩衝物質はこれらの利点を付与するけれども、その炭化ケイ素との結晶格子整合は窒化アルミニウムの場合ほど満足できない。それゆえ、窒化ガリウム、窒化アルミニウムガリウム、またはこれらの混合物のエピタキシャル緩衝層を炭化ケイ素基質上に成長させる場合には、発光ダイオードまたはレーザーダイオードのようなフォトニックデバイスに必要な次のエピ層に過度の破壊を生じやすい。
【００１０】
したがって、窒化アルミニウムの結晶格子整合の利点を与え、しかもなお同時に窒化ガリウム又は窒化アルミニウムガリウムの導電性の利点を与え、さらに絶縁性サファイア基質ではなくて導電性炭化ケイ素基質とともに使用できる緩衝構造に対する要望が存在する。
発明の目的及び要約
したがって、本発明の目的は、第ＩＩＩ族窒化物活性層、導電性炭化ケイ素基質、および導電性緩衝層を有するが、該物質および層を今日まで妨げて来た破壊及び他の問題を無くしたフォトニックデバイス及びそのウェーハー前駆物質を製造することにある。
【００１１】
本発明は、炭化ケイ素基質、第ＩＩＩ族窒化物活性層を有するオプトエレクトロニックダイオード、および炭化ケイ素基質とオプトエレクトロニックダイオードとの間の緩衝構造（該緩衝構造は導電性であると同時に適当な結晶性を与える）を含む第ＩＩＩ族窒化物活性層を有するフォトニックデバイスの場合にこの目的を満足させる。
【００１２】
１つの態様において、緩衝構造は窒化ガリウム及び窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）からなる群から選ばれ、そして緩衝層内で生じる応力誘発破壊が緩衝層中の他の部分では無くて所定の領域に生じるように、緩衝層の結晶構造内に複数の所定応力除去領域を含む応力吸収構造を包含する。
【００１３】
別の態様では、緩衝層は炭化ケイ素と窒化アルミニウムガリウム緩衝構造との間のヘテロバリヤーを最小にするかまたは無くすために炭化ケイ素基質表面に窒化ガリウム及び窒化インジウムガリウムからなる群から選ばれる複数の不連続結晶部分を包含する。
【００１４】
本発明の前記及び他の目的及び利点は添付詳細な説明および図面と合わせ考えればより明らかになろう。
詳細な説明
図１は大まかに２０で表す先行技術のデバイスの断面図である。図１に示すように、デバイス２０は炭化ケイ素基質２１、基質２１の「背面」への接点２２、第ＩＩＩ族窒化物活性層２３、導電性ではなくて絶縁性である緩衝層２４、導電性ケイ素緩衝２１及び活性層２３との間の電気接点となる短接点２５、および回路を完成して動作中にデバイス全体に電流を流させる上面接点２６を含む。
【００１５】
図２は本発明がよりコンパクトなデバイスをもたらす態様を示す。図２において、デバイスは大まかに３０で表され、導電性炭化ケイ素基質３１、背面接点３２、活性層３３および導電性緩衝構造３４、ならびに上面接点３５を含む。したがってこの発明は図１のデバイスの短接点（典型的には環状短接点）２５を無くしている。その結果デバイス３０は作りやすく、また操作上効率がよい。本発明で述べる活性層３３がシングルｐ−ｎ接合、シングルまたはダブルｐ−ｎヘテロ接合もしくはｐ−ｎ接合量子ウェル構造を有するデバイスを表すことができることは理解されよう。該構造は米国特許第５，３９３，９９３号および第５，５９２，５０１号を含む多くの先行米国特許に記載されており、本発明をさらに説明する以外に別にここで詳しく述べる必要はない。
【００１６】
図３は本発明によるデバイス３０が大まかに４０で表される三色ピクセル（さらにディスプレー４１中の複数の該ピクセルの１つであることができる）の一部として異なる発光波長の類似のデバイス、とくに赤色発光ダイオード３６及び緑色発光ダイオードを備えることができることを示す。図４に図示される垂直線４２及び水平線４３は発光ダイオードを含むディスプレーで典型的に用いられるピクセルの行及び列を表す。
【００１７】
第１の態様において、本発明は、炭化ケイ素基質３１、第ＩＩＩ族窒化物活性層を有するフォトニックダイオード３３、および炭化ケイ素基質３１とダイオード３３との間の窒化ガリウム及び窒化インジウムガリウムからなる群から選ばれる緩衝構造３４を含む第ＩＩＩ族窒化物活性層を有するフォトニックデバイスである。とくに、緩衝構造は、緩衝構造内に生じる応力誘発破壊が構造中の他の部分では無くて所定の領域に生じるように緩衝構造３４の結晶構造内に複数の所定の応力除去領域からなる応力吸収構造を包含する。
【００１８】
図５は複数のデバイス前駆物質を具備し、かつ本発明の応力吸収構造を具備するウェーハーの略図である。図５は溝４５のグリッドパターンを重ねた大まかに４４で表されるウェーハーを示す。図６は横断面配列状の同じウェーハー４４及び溝４５を示す。溝４５を有するウェーハー４４上に次のエピタキシャル層４６（図７）を成長させると、エピタキシャル層４６の表面は一連の不連続４７を有する傾向があり、その位置はウェーハー４４中にパターンを形成する溝４５の位置を再現する。この不連続４７は緩衝層４６の結晶格子構造が炭化ケイ素ウェーハー４４上に成長するにつれて応力が除去される領域を形成する。その結果、格子不整合（または他の要因）に起因するような応力はランダムな位置ではなくて意図された位置に生じ、したがって著しい応力破壊の恐れなしに残りの領域にデバイスを形成させることができる。
【００１９】
上記及び図５に示すように、１つの好ましい態様において、応力除去領域の所定のパターンはグリッドを含み、そのグリッドは好ましくは個々のデバイスを形成する所望または必要なサイズに形成させることができる。たとえば、個々のデバイスが発光ダイオードである場合には、好ましいグリッドパターンは一辺当たり約２５０ミクロンの正方形を形成する。若しくは、レーザーダイオードのような異なるデバイスの場合には、グリッドは約２５０×５００ミクロン（μ）の矩形を形成することができる。
【００２０】
図１０は、（幾分三角形または六角形のパターンのように見える）破壊がエピタキシャル層を損ない、そしてフォトニックデバイスとしては欠陥品または使用できないものとなる程度を示す倍率１０（実際の大きさの１０倍）で撮ったＳＥＭ写真である。
【００２１】
図１１は別の倍率１０のＳＥＭ写真であって、エピタキシャル層中の溝のグリッドパターンを示す。図１０と比べると、図１１に見られる表面は破壊欠陥が比較的存在しない。
【００２２】
図１２は別の倍率１０のＳＥＭ写真であって、さらに小さいグリッドパターンを示す。図１１と同様に、図１０に見られた破壊が全く存在しない。
【００２３】
図１３はとくに本発明の利点を示す倍率５０のＳＥＭ写真である。図１３では、グリッド部分の１つが大きな欠陥（幾分“Ｘ”状の）を含んでいる。しかしこの欠陥はグリッド線で終わり、ウェーハーの複数のデバイス部分では無くてわずか１つのデバイス（またはデバイス前駆物質）を損なうだけである。
【００２４】
図１４は、欠陥がさらに表面全体に広がらずにグリッド線で終わるために同様に１つの欠陥グリッド部分（写真の右下部分）を示す倍率１００のＳＥＭ写真である。
【００２５】
図１５は本発明のいずれの態様も含まない表面を示す倍率１００のＳＥＭ写真である。図１０と同様に、欠陥の幾何学的パターンがかなり明らかである。
【００２６】
他の態様において、応力吸収構造が、図８及び９においてもっともよく示される小さなメサ構造の所定のパターンを含むことができる。図８および９において、炭化ケイ素基質は５０で表され、小さなメサ構造は５１で表される。メサ構造５１は選ばれた緩衝物質の成長が嫌われる物質からなる。窒化ガリウムまたは窒化インジウムガリウム緩衝構造の場合には、好ましい物質は二酸化ケイ素、窒化ケイ素、および酸化アルミニウムからなる群から選ばれる。
【００２７】
図９は図８と同じ構造を示すが、ただし炭化ケイ素基質５０上に緩衝物質をエピタキシャル層として成長させている。エピタキシャル層部分は５２で表す。図９に示すように、メサ５１上では緩衝物質の成長が嫌われるので、エピタキシャル層５２は、その間に所定の応力除去不連続構造を示すパターンを形成する。前記態様と同様に、メサ間の面積を、前記のようにＬＥＤの場合には約２５０ミクロン、レーザーダイオードの場合には約２５０×５００μのオーダーにある個々のデバイスとほゞ同じ大きさに合わせることができる。しかし、グリッドまたはメサ構造のいずれかのパターンの特定サイズは本発明を限定するものではなくて例示的なものであることは理解されよう。
【００２８】
本発明によるウェーハー構造はオプトエレクトロニックデバイスにはとくに有利であるけれども、該構造はそれに限定されないで、その優れた構造性はウェーハーに形成される他のデバイスにとっても有利であることを理解されたい。
【００２９】
バックグラウンドの部分に認められるように、緩衝層上に形成されるオプトエレクトロニックデバイスは、典型的に図１の２３および図２の３３で示すように、通常単一層ではなくて、むしろｐ−ｎホモ接合、ｐ−ｎヘテロ接合、ｐ−ｎシングル及びダブルヘテロ接合、ならびにｐ−ｎ接合量子ウェル構造からなる群から選ばれる多層ダイオードである。
【００３０】
好ましい態様では、炭化ケイ素基質は３Ｃ、４Ｈ、６Ｈ、および１５Ｒポリタイプからなる群から選ばれるポリタイプを有する。もっとも好ましい態様では、ダイオードの第ＩＩＩ族窒化物活性層は窒化ガリウムまたは窒化インジウムガリウムを含む。
【００３１】
図１６ないし１７は本発明の他の態様を説明する。概して、略図的に全般的な構造は図２でも示されるが、炭化ケイ素基質３１、フォトニックダイオード３３および緩衝層３４を含む。しかしこの態様において、緩衝層は窒化ガリウムまたは窒化インジウムガリウムではなくて窒化アルミニウムガリウムである。この態様は図１６−１７において白点として見える複数の不連続結晶部分を含む。不連続結晶部分は窒化ガリウム及び窒化インジウムガリウムの群から選ばれ、炭化ケイ素基質３１と窒化アルミニウムガリウム緩衝構造３４との間のヘテロバリヤーを最小にするかまたは無くすために炭化ケイ素基質表面にある。
【００３２】
好ましい態様では不連続結晶部分は、ヘテロバリヤーを最小にするかまたは無くすだけの量であるが、炭化ケイ素基質３１に形成して出来たダイオードデバイスの機能に悪影響を与えるか又は破壊すると思われる量よりは少ない量で存在する。図１６−１７の写真に示すように、不連続結晶部分は平方ミクロン当たり約４０ないし６０個存在する。
【００３３】
さらに、不連続結晶部分のサイズはヘテロバリヤーを最小にするかまたは無くす程大きいが、炭化ケイ素基質３１に形成させたダイオードデバイスの機能に悪影響を与えるかまたは破壊すると思われるサイズよりは小さいのが好ましい。好ましい態様では、不連続結晶部分は直径が０．０１ないし０．１ミクロンである。
【００３４】
前記態様と同様に、緩衝構造に形成されたオプトエレクトロニックデバイス３３は発光ダイオードまたはレーザーダイオードを含むことができ、生成発光ダイオードはピクセルに組み込まれることができ、ピクセルはさらにディスプレーに組み込まれることができる。
【００３５】
好ましい態様では、窒化アルミニウムガリウム緩衝層は約１０ないし１５％の原子分率のアルミニウムを有する。
【００３６】
別の態様では、本発明は、導電性緩衝構造を有する炭化ケイ素基質上に第ＩＩＩ族窒化物オプトエレクトロニックデバイスを生成させる方法を含む。その方法態様において、本発明は結晶を成長させるために別に調製した炭化ケイ素基質表面に構造パターンを形成させ；炭化ケイ素基質表面の開口部のパターンに従う特徴を表すように炭化ケイ素基質のパターン化表面に窒化ガリウム及び窒化インジウムガリウムなる群から選ばれる緩衝層を形成させ；さらにその後緩衝層に第ＩＩＩ族窒化物活性層を有するオプトエレクトロニックデバイスを形成させることを含む。
【００３７】
構造態様について述べたように、構造パターンを形成させる工程は炭化ケイ素基質表面に開口部のパターンを形成させるかまたは炭化ケイ素基質表面にメサ構造のパターンを形成させることができる。
【００３８】
パターンが開口部を形成するときには、開口部を形成する工程は反応性イオンエッチングまたはマスキング及びエッチング工程のような方法を含むことができる。これらの工程はいずれも炭化ケイ素について比較的よく理解されており、炭化ケイ素についてドライエッチング法を例示する例えば米国特許第４，８６５，６８５号および第４，９８１，５５１号に言及する以外に別に述べる必要はない。
【００３９】
メサ構造を具体化する場合には、該構造を二酸化ケイ素、窒化ケイ素、及び酸化アルミニウムからなり群から選ぶのが好ましい。構造環境の場合のように、第ＩＩＩ族活性層を有するオプトエレクトロニックデバイスは窒化ガリウムまたは窒化インジウムガリウムからなるのが好ましい。
【００４０】
構造態様におけるように、本発明の方法は発光ダイオードまたはレーザーダイオードを形成させることを含み、そして発光を形成させるときには、該方法はさらにＬＥＤをピクセルに組み込み、ピクセルをディスプレーに組み込むことを含むことができる。
【００４１】
別の方法態様では、炭化ケイ素表面に窒化ガリウム及び窒化インジウムガリウムからなる群から選ばれる複数の不連続結晶部分を形成させることによってあらかじめ調製した炭化ケイ素基質に窒化アルミニウムガリウムの本発明の緩衝構造を形成させる。その後緩衝層に第ＩＩＩ族窒化物活性層を形成させる。
【００４２】
本発明の構造態様で述べたように、該方法はヘテロバリヤーを最小にするかまたは無くすだけのサイズ及び量ではあるが、炭化ケイ素基質に形成して出来たダイオードデバイスの機能に悪影響を与えるかまたは破壊すると思われるサイズまたは量以下である不連続結晶部分を形成させることを含む。とくに本発明は通常予想されるレベルの静電放電に耐えることができるロバスト（ｒｏｂｕｓｔ）構造を付与する。
【００４３】
第２の方法態様では、得られたデバイスを発光ダイオードとして作ることが出来、該方法はさらにＬＥＤピクセルを組み込み、該ピクセルをディスプレーに組み込むことができる。該方法はＬＥＤではなくてレーザーダイオードをつくることを含むことができる。
【００４４】
本発明の他の態様と同様に、窒化アルミニウムガリウム緩衝層を用いる場合には、該層が約１０ないし１５％の原子分率のアルミニウムを有することが好ましい。
実施例
導電性緩衝ＬＥＤおよびレーザーダイオードを生成させる現行法では、まずＧａＮドットを付着させる。ＧａＮドットの目的はＳｉＣ基質およびＳｉドープＡｌＧａＮ緩衝層間のバリヤーを減少させることである。これは構造中の他のエピタキシャル層に用いられるよりもかなり低い温度で行われる。静電放電が悪影響を与えないようにドットを比較的小さく保つことが重要である。ＧａＮドットは約６秒で付着させ、さらにＳｉドープＡｌ10Ｇａ90Ｎで約１５秒間「キャッピング」する。このキャッピングの目的は加熱時の ＧａＮの解離を防ぐことである。この材料システムにおいて、ＮＨ3／Ｈ2雰囲気中ではＡｌＧａＮはＧａＮよりも安定であるので、ＡｌのＧａＮへの添加、すなわちＡｌ(1-x)Ｇａ(x)Ｎは物質の解離速度を減少させる。ドットのキャッピング後、温度を緩衝層温度までランプ（ｒａｍｐ）させる。ランプ後緩衝層の成長が始まる前に約２分間温度を安定させる。
【００４５】
特定実験において、ＮＨ3およびＨ2雰囲気中でそれぞれ１３ＳＬＭおよび１５ＳＬＭにおいて、ＳｉＣウェーハーを加熱する。ＧａＮドット、ＡｌＧａＮキャッピング、および続く緩衝層の成長の間これらのフローを一定に維持する。ＧａＮドットの温度が約９００℃に達するまで１０分間にわたりランプさせる。系内の温度を約５分間安定させた後、約６秒間１０−１５ｃｃのトリメチルガリウムを流すことによって（ＴＭＧ；−５℃，６００ｔｏｒｒ）ドットを付着させる。ドットを確実に導電性とするために、ＴＭＧフローとともにＳｉＨをも加える。ＳｉＨ4の量は約１×１０18ｃｍ-3のキャリヤー濃度でＧａＮバルク層を成長させることによって測定する。ＧａＮドットの付着直後、ＴＭＧおよびＳｉＨ4を流し続けるが、この場合にはトリメチルアルミニウムを添加する（ＴＭＡ，９２ｃｃ，２５℃，６００ｔｏｒｒ）。これは約１０−１１％ＡｌＧａＮの「キャッピング」をもたらす。キャップの成長時間は１５秒である。フロー（ＴＭＧ，ＴＭＡおよびＳｉＨ4）を停止して温度を典型的に約１０６０℃である緩衝温度にランプさせる。温度ランプは１秒で、温度を安定化させる間２分間続ける。緩衝層はさらに成長させる。典型的な条件は１８ｃｃＴＭＧ／１１０ｃｃＴＭＡ／．０８７ｃｃＳｉＨ4である。緩衝層はほゞ１１−１２％ＡｌＧａＮからなり、厚さは典型的に約１６００ないし２７００Åである。
【００４６】
本発明の典型的な態様は図面および明細書で開示され、そして特定な用語を用いているけれども、それらは単に一般的で説明するための意味で用いられ、限定するためのものではなく、本発明の範囲は次のクレームに示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は環状短接点を有する先行技術のダイオードの断面図である。
【図２】  図２は本発明によって生成させることができる垂直ダイオードの断面図である。
【図３】  図３は本発明によって形成されるピクセルの拡大略図である。
【図４】  図４は本発明による構造を包含する複数のピクセルを含むディスプレーの略図である。
【図５】  図５は本発明による応力除去構造を包含する炭化ケイ素ウェーハーの略図である。
【図６】  図６は図５のウェーハーの断面図である。
【図７】  図７は図５のウェーハーの断面図で、ウェーハー上に成長した緩衝層を略図で示す。
【図８】  図８は本発明の第２の態様を取り入れたウェーハーの断面図である。
【図９】  図９は図８と同一の断面図であるが、ウェーハー上の補足的結晶成長を示す。
【図１０】  図１０は本発明を取り入れないエピ層の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による倍率１０の写真である。
【図１１】  図１１は本発明によるエピ層を示す倍率１０のＳＥＭ写真である。
【図１２】  図１２は本発明によるエピ層を示す別の倍率１０のＳＥＭ写真である。
【図１３】  図１３は図１２と類似のエピ層の倍率５０のＳＥＭ写真である。
【図１４】  図１４は本発明によるエピ層の倍率１００のＳＥＭ写真である。
【図１５】  図１５は本発明を取り入れない他のエピ層を示すず別の倍率１００のＳＥＭ写真である。
【図１６】  図１６は本発明の第２の態様の倍率１５，０００のＳＥＭ写真である。
【図１７】  図１７は第２の態様の倍率５０，０００のＳＥＭ写真である。
【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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