【手続補正書】
【提出日】平成20年7月4日(2008.7.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】Ｓｉドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以上である第１の窒化ガリウム系化合物半導体層と、該第１の窒化ガリウム系化合物半導体層上に積層された、該第１の窒化ガリウム系化合物半導体層よりもＳｉ濃度が小さく、ノンドープ、又はＳｉドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以下である第２の窒化ガリウム系化合物半導体層と、を備え、前記第２の窒化ガリウム系化合物半導体層は、貫通転位密度が１×１０８／ｃｍ２以下であることを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体基板。
【請求項２】前記第２の窒化ガリウム系化合物半導体層の貫通転位密度が１×１０６／ｃｍ２以下である請求項１に記載の窒化ガリウム系化合物半導体基板。
【請求項３】前記第１、及び／又は第２の窒化ガリウム系化合物半導体層は、窒化ガリウムからなる請求項１又は２に記載の窒化ガリウム系化合物半導体基板。
【請求項４】前記第１、及び第２の窒化ガリウム系化合物半導体層を積層した基板上に、Ｓｉドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以上である第３の窒化ガリウム系化合物半導体層と、該第３の窒化ガリウム系化合物半導体層上に積層され、該第３の窒化ガリウム系化合物半導体層よりもＳｉ濃度が小さく、ノンドープ、又はＳｉドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以下である第４の窒化ガリウム系化合物半導体層とを備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体基板。
【請求項５】基板上に気相成長法により窒化ガリウム系化合物半導体層を成長させることにより形成される窒化ガリウム系化合物半導体基板の製造方法において、
基板上にＳｉのドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以上である第１の窒化ガリウム系化合物半導体層を形成する第１の工程と、第１の工程後、該第１の窒化ガリウム系化合物半導体層上に、該第１の窒化ガリウム系化合物半導体層よりもＳｉ濃度が小さく、ノンドープ、又はＳｉのドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以下である第２の窒化ガリウム系化合物半導体層を形成する第２の工程とを備えることを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体基板の製造方法。
【請求項６】前記第１の工程において、基板上に窒化ガリウム系化合物半導体からなる下地層を介して第１の窒化ガリウム系化合物半導体層を形成する請求項５に記載の窒化ガリウム系化合物半導体基板の製造方法。
【請求項７】前記第１、及び／又は第２の窒化ガリウム系化合物半導体層は、窒化ガリウムからなる請求項５又は６に記載の窒化ガリウム系化合物半導体基板の製造方法。
【請求項８】前記第２の工程後、Ｓｉドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以上である第３の窒化ガリウム系化合物半導体層を形成する第３の工程と、
第３の工程後、該第３の窒化ガリウム系化合物半導体層上に、該第３の窒化ガリウム系化合物半導体層よりもＳｉ濃度が小さく、ノンドープ、又はＳｉドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以下である第４の窒化ガリウム系化合物半導体層を形成する第４の工程とを備えることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体基板の製造方法。
【請求項９】前記第１の窒化ガリウム系化合物半導体層と前記第２の窒化ガリウム系化合物半導体層の成長速度は略同じ速度である請求項５乃至８のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体基板の製造方法。
【請求項１０】前記第１の工程において、前記第１の窒化ガリウム系化合物半導体層の島を成長させ、前記第２の工程において、前記第２の窒化ガリウム系化合物半導体層の形成によって前記島同士の合体を促進させる請求項５乃至９のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体基板の製造方法。
【請求項１１】前記気相成長法はハロゲン輸送法による気相成長法である請求項５又は８に記載の窒化ガリウム系化合物半導体基板の製造方法。
【請求項１２】前記基板は、サファイア、炭化珪素、スピネル、又はシリコンであることを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか一項に記載の窒化ガリウム系化合物半導体基板の製造方法。
【請求項１３】基板上に気相成長法により窒化ガリウム系化合物半導体層を成長させることにより形成される窒化ガリウム系化合物半導体基板の製造方法において、
基板上にハロゲン輸送法による気相成長法によりＳｉドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以上である第１の窒化ガリウム系化合物半導体層を形成する第１の工程と、
第１の工程後、該第１の窒化ガリウム系化合物半導体層上に、該第１の窒化ガリウム系化合物半導体層よりもＳｉ濃度が小さく、ノンドープ、又はＳｉドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以下である第２の窒化ガリウム系化合物半導体層を形成する第２の工程とを有することを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体基板の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
そのため、より貫通転位密度を低減できる効果を有するＥＬＯ（Ｅpitaxial Lateral Overgrowth）法が報告されている。このＥＬＯ法とは、化合物半導体の横方向成長を利用した転位の低減方法である。例えば、下地層である窒化ガリウム系化合物半導体上に、開口部（窓部）を有する保護膜を例えばストライプ形状や島状に形成する。次に、この保護膜の開口部より露出した下地層の窒化ガリウム系化合物半導体を核として窒化ガリウム系化合物半導体を成長させる。下地層を核として成長させる窒化ガリウム系化合物半導体は開口部から縦方向に成長後、横方向にも成長する。この横方向成長とは、核からの連続成長であり保護膜上において横方向に成長するものである。これより貫通転位は窒化ガリウム系化合物半導体と同様に縦方向だけでなく横方向にも成長する。そのため、この横方向成長した貫通転位は、保護膜上で隣り合う核から成長した窒化ガリウム系化合物半導体同士が接合する接合部に集中する。そのため、保護膜の開口部、及び保護膜上の接合部には貫通転位は集中するものの、これらの領域を除いた横方向成長領域の表面には、低転位領域を形成することができる。その他、貫通転位密度を低減する方法として、垂直方向の成長速度が速く表面の荒れた第１の成長層を成長させ、その後、垂直方向の成長速度が第１の成長層よりも遅い第２の成長層を成長させて第１の成長層の窪みを埋める方法が特開２００１−１６８０４５号公報に記載されている。また、特開平１１−１３９９号公報には、シリコン不純物を１０18〜１０20ｃｍ-3の範囲で調節して、ｎ型窒化ガリウム半導体基板を得る方法が記載されている。このようなｎ型窒化ガリウム半導体基板は、窒化ガリウム成長工程と研磨工程とを繰り返して形成される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体基板は、Ｓｉドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以上である第１の窒化ガリウム系化合物半導体層と、該第１の窒化ガリウム系化合物半導体層上に積層された、該第１の窒化ガリウム系化合物半導体層よりもＳｉ濃度が小さく、ノンドープ、又はＳｉドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以下である第２の窒化ガリウム系化合物半導体層と、を備えることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明における窒化ガリウム系化合物半導体基板の製造方法は、基板上に気相成長法により窒化ガリウム系化合物半導体層を成長させることにより形成される窒化ガリウム系化合物半導体基板の製造方法において、基板上にＳｉドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以上である第１の窒化ガリウム系化合物半導体層を形成する第１の工程と、第１の工程後、該第１の窒化ガリウム系化合物半導体層上に、該第１の窒化ガリウム系化合物半導体層よりもＳｉ濃度が小さく、ノンドープ、又はＳｉドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以下である第２の窒化ガリウム系化合物半導体層を形成する第２の工程とを備えることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
さらに、第２の窒化ガリウム系化合物半導体層上に、Ｓｉドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以上である第３の窒化ガリウム系化合物半導体層と、該第３の窒化ガリウム系化合物半導体層上に積層され、該第３の窒化ガリウム系化合物半導体層よりもＳｉ濃度が小さく、ノンドープ、又はＳｉドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以下である第４の窒化ガリウム系化合物半導体層と、を備えることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
さらに、第１の窒化ガリウム系化合物半導体層と前記第２の窒化ガリウム系化合物半導体層の成長速度は略同じ速度とすることができる。第１の工程において、第１の窒化ガリウム系化合物半導体層の島を成長させ、第２の工程において、第２の窒化ガリウム系化合物半導体層の形成によって島同士の合体を促進させることもできる。また、前記窒化ガリウム系化合物半導体基板の気相成長法としてはハロゲン輸送法による気相成長法、有機金属気相成長法、分子線エピタキシー法等がある。ハロゲン輸送法による気相成長法は成長速度が速いため、厚膜成長させることができ好ましい。また、薄膜で低欠陥化を実現するには横方向成長を制御しやすい有機金属気相成長法、分子線エピタキシー法などの他の気相成長法を用いても良い。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係る窒化ガリウム系化合物半導体基板は、図１に示すように、Ｓｉドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以上である第１の窒化ガリウム系化合物半導体層３と、該第１の窒化ガリウム系化合物半導体層上に積層されたノンドープ、又はＳｉドーピング濃度が１×１０１９／ｃｍ３以下である第２の窒化ガリウム系化合物半導体層４と、を備える窒化ガリウム系化合物半導体基板である。