[發明專利]III族氮化物半導體及其制造方法

有效

• 申請號: 201710055495.1
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN107403859B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 上田章雄;石橋明彥
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01L33/12
• 分類號: H01L33/12;H01L33/32;H01L33/00;H01L21/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 葛凡

在包含基板、和在基板上形成的III族氮化物結晶的III族氮化物半導體中，抑制構成基板的元素向III族氮化物結晶的擴散，且減少III族氮化物結晶的位錯。在包含通式RAMO₄所表示的單晶體(通式中，R表示選自Sc、In、Y、和鑭系元素中的一個或多個三價元素，A表示選自Fe(III)、Ga、和Al中的一個或多個三價元素，M表示選自Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn、和Cd中的一個或多個二價元素)的RAMO₄基板上，形成包含In和In以外的III族元素的氮化物的緩沖層，在緩沖層上形成III族氮化物結晶。

技術領域

本發明涉及III族氮化物半導體及其制造方法。

背景技術

III族氮化物半導體能夠通過改變作為III族元素的Ga、Al、In等的組成來覆蓋較寬帶隙，因而被廣泛用作LED(發光二極管)、LD(半導體激光器)等光半導體器件、高頻、高輸出用途的電子器件等。一般而言這些器件是通過在藍寶石基板上使III族氮化物結晶外延生長而制作的。

然而，藍寶石基板與作為III族氮化物半導體的GaN結晶的晶格不匹配度{(GaN的晶格常數-藍寶石的晶格常數)/GaN的晶格常數}為13.8％，外延生長的III族氮化物結晶的缺陷密度高。因此，存在使用該III族氮化物半導體的器件的特性受到限制的課題。

對于這樣的課題，以降低上述III族氮化物結晶的缺陷密度為目的，提出了在包含ScAlMgO₄的基板上使GaN外延生長的技術(專利文獻1)。ScAlMgO₄與GaN的晶格不匹配度{(GaN的晶格常數-ScAlMgO₄的晶格常數)/GaN的晶格常數}較小為-1.8％。因此，期待在各種器件中展開將包含以ScAlMgO₄為代表的RAMO₄所表示的單晶體(通式中，R表示選自Sc、In、Y、和鑭系元素中的一個或多個三價元素，A表示選自Fe(III)、Ga、和Al中的一個或多個三價元素，M表示選自Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn、和Cd中的一個或多個二價元素)的基板(以下，也稱“RAMO₄基板”)作為III族氮化物結晶的外延生長用基板的III族氮化物半導體。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2015-178448號公報

發明內容

然而，若將包含RAMO₄結晶的基板用于III族氮化物半導體，則存在基板的構成元素的一部分混入III族氮化物的結晶內而使III族氮化物的結晶性降低的課題。

本發明為了解決以上課題而完成，目的在于提供高品質的III族氮化物半導體。

用于解決問題的手段

為了解決上述課題，本發明涉及的方案提供一種III族氮化物半導體，其具有：包含通式RAMO₄所表示的單晶體(通式中，R表示選自Sc、In、Y、和鑭系元素中的一個或多個三價元素，A表示選自Fe(III)、Ga、和Al中的一個或多個三價元素，M表示選自Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn、和Cd中的一個或多個二價元素)的RAMO₄基板、在所述RAMO₄基板上形成且包含In和In以外的III族元素的氮化物的緩沖層、和在所述緩沖層上形成的III族氮化物結晶。

發明效果

根據本發明，能夠實現高品質的III族氮化物半導體。

附圖說明

圖1為本發明的III族氮化物半導體的示意截面圖。

圖2為表示本發明的一個實施方式中的III族氮化物半導體的帶隙能量與晶格常數的關系的圖。