【手続補正書】
【提出日】令和2年8月5日(2020.8.5)
【手続補正１】
【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】
いくつかの局面によると、III窒化物材料は、GaNまたはGaNの合金を含み得る。いくつかの実行において、緩衝層上でIII窒化物結晶を成長させることは、不純物ドーパントとしてGeを使用することを含み得る。いくつかの場合において、緩衝層上でIII窒化物結晶を成長させることは、約1×1018cm-3〜約1×1019cm-3のドーパント密度でGaNまたはGaNの合金をドーピングするための不純物ドーパントとしてGeを使用することを含み得る。いくつかの局面において、緩衝層上でIII窒化物結晶を成長させることは、GaNまたはGaNの合金の有機金属気相成長法を含む。デポジションの際のNH3ガスの流量は約0.5slm〜約5slmであり得る。デポジションの際のトリメチルガリウムガスまたはトリエチルガリウムガスの流量は約10μmol/分〜約200μmol/分であり得る。いくつかの場合において、デポジション温度は約950℃〜約1070℃であり得る。デポジション圧力は約50mbar〜約400mbarであり得る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
いくつかの態様によると、PSSの表面のいくつかはマスキング材料140で被覆され得ず、結晶成長表面115を含み得る。これらの暴露された表面は、III窒化物材料のエピタキシャル成長を開始し得るが、マスキング材料140は、III窒化物材料の成長を阻害し得る。いくつかの態様によると、結晶成長表面115は、サファイアの(0001)c-面ファセットに対してほぼ平行(例えば10mrad以内)であり得、図1において矢印130で示される垂直方向[0001]を有する。結晶成長表面115は鉛直(90°)であり得るかまたは0°〜90°の角度θで傾斜され得る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
レジストに使用される材料および/または基板材料に応じて、他の態様において他のエッチャントまたはエッチング法が使用され得る。いくつかの実行において、サファイア基板のためのエッチャントは、レジスト210を部分的にエッチングし得る。例えばシリコン(Si)を基板として使用する場合、Siを異方性ウエットエッチングするためおよびGaNがそこから成長し得る(111)ファセットを暴露するために強塩基溶液(例えばKOH)が使用され得る。(111)ファセットは、ウエットエッチングにより生じる溝内で暴露され得る。(111)ファセットは、Si基板の平面表面に対して0°〜90°の任意の角度の方位であり得る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
いくつかの態様によると、高温コンフォーマルコーティング220は、図2Cに示されるように、パターン化されたサファイア基板105の表面上に形成され得る。HTコンフォーマルコーティングは、いくつかの態様によると、HTコンフォーマルデポジション法により形成され得る酸化物(例えば酸化ケイ素)または窒化物(例えば窒化ケイ素)を含み得る。デポジションの際の温度は600℃〜1000℃またはおよそこれらの温度の間であり得る。例えば、酸化物は、プラズマ増速化学気相成長法(PECVD)などの(CVD)法によりデポジションされ得る。いくつかの実行において、酸化物または窒化物コーティング220は、原子層体積(ALD)法によりデポジションされ得る。いくつかの態様によると、コンフォーマルコーティングの厚さは、10nm〜50nmまたはおよそこれらの値の間であり得、図面に示されるように基板105の全てのパターン化された表面を被覆し得る。コンフォーマルコーティングは、例えばe-ビーム蒸着により生成されるコーティングとは異なり、基板表面の方位に関係なく均一な厚さを有し得る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
いくつかの態様によると、緩衝層の形成後のIII窒化物材料についてのエピタキシャル成長プロセスは、有機金属気相成長法(MOCVD)を含み得る。いくつかの態様において、分子ビームエピタキシー(MBE)法または気相エピタキシー(VPE)法が使用され得る。薄層について、原子層堆積が使用され得る。例示的なMOCVD法について、成長条件は、980℃〜1070℃またはおよそこれらの温度の間の成長温度、および50mbar〜300mbarまたはおよそこれらの圧力の間のチャンバー圧力を含み得る。NH3ガスの流量は、0.5slm〜4slmまたはおよそこれらの流量の間であり得る。トリメチルガリウムまたはトリエチルガリウムの流量は、10sccm〜50sccmまたはおよそこれらの流量の間であり得る。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
SF領域410の形成後、基板および結晶250は、積層欠陥を除去し、結晶を造り直す選択的エッチングに供され得る。いくつかの態様によると、選択的エッチングは、形成された結晶250の特定のファセットを優先的にエッチングし、他のファセット上で停止するウエット異方性エッチングであり得る。例えば、ウエット水酸化カリウム(KOH)エッチングが使用され得る。KOH濃度は、水中、5重量%〜50重量% KOHまたはおよそこれらの値の間であり得る。KOH溶液は、20℃〜80℃またはおよそこれらの値の間の温度まで加熱され得る。いくつかの実行において、KOH濃度は、水中、20重量%〜50重量% KOHまたはおよそこれらの値の間であり得、エッチング温度は、30℃〜80℃またはおよそこれらの値の間であり得る。エッチング時間は、結晶250のサイズ、エッチャント濃度およびエッチング温度に応じて1分〜60分であり得る。同じまたは異なる結晶方位が望ましくあり得るいくつかの実行において、限定されないが、水酸化ナトリウム(NaOH)、硫酸(H2SO4)、リン酸(H3PO4)などの他のエッチャントが使用され得る。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
いくつかの態様によると、再成長はMOCVDを含み得、条件は以下の通りであり得る。再成長温度は、950℃〜1070℃またはおよそこれらの値の間であり得る。圧力は、50mbar〜400mbarまたはおよそこれらの値の間であり得る。TMGaまたはTEGaの流量は、10μmol/分〜200μmol/分またはおよそこれらの値の間であり得る。NH3流量は、0.5slm〜5slmまたはおよそこれらの値の間であり得る。不純物ドーピングレベル(例えばGeのドーピングレベル)は、1×1017cm-3〜5×1019cm-3またはおよそこれらの値の間であり得る。より低いおよびより高いドーピングレベルについては、積層欠陥が形成されることが観察された。いくつかの態様によると、ドーピング範囲は、1×1018cm-3〜1×1019cm-3またはおよそこれらの値の間であり得る。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
図9について作製される試料は、以下の条件下で調製した。約200mbarの圧力でMOCVD反応器を使用して、LT GaN緩衝層により被覆されたPSSの結晶成長表面から最初の結晶成長を行った。成長温度は約1030℃であった。TMGa流量は約100μmol/分であり、NH3流量は約1slmであった。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
結晶を、KOH濃度が水中約10重量% KOHでありエッチング温度が約40℃であるKOHエッチングに供した。エッチング時間は40分であった。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
100mbarの圧力でMOCVD反応器を使用して結晶再成長を行った。成長温度は約1030℃であった。TMGa流量は約160μmol/分であり、NH3流量は約1slmであった。Ge不純物ドーピングレベルは約5×1018cm-3であった。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８６】
図11におけるSEM画像は、結晶の最初の成長がGeドーパントを用いて行われた、PSS上に形成される半極性GaN結晶1150を示す。成長条件は、約200mbarのチャンバー圧力および約1030℃の温度を用いるMOCVDを含んだ。TMGa流量は約25sccmであり、NH3流量は約1slmであった。Ge不純物ドーピングレベルは約5×1018cm-3であった。いくつかの態様において、チャンバー圧力は、100mbar〜300mbarまたはおよそこれらの値の間であり得る。成長の際の温度は、1000℃〜1050℃または約1000℃〜約1050℃またはおよそこれらの値の間であり得る。TMGa流量は、60μmol/分〜160μmol/分またはおよそこれらの値の間であり得る。NH3流量は、1slm〜3slmまたはおよそこれらの値の間であり得る。いくつかの態様によると、Ge不純物ドーピングレベルは、1×1018cm-3〜2×1019cm-3またはおよそこれらの値の間であり得る。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項５】
該エッチャントを約20℃〜約80℃の温度に加熱する、請求項３記載の方法。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２５】
デポジション温度が約950℃〜約1070℃である、請求項２２記載の方法。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項４８】
デポジション温度が約950℃〜約1070℃である、請求項４５記載の方法。