-
Fachgebiet
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Züchten eines
aus einer Verbindung der GaN-Gruppe bestehenden Halbleiterkristalls
und einen Halbleiterträger,
bei dem dieser Kristall verwendet wird.
-
Technischer
Hintergrund
-
Ein
aus einer Verbindung der GaN-Gruppe bestehender Halbleiterkristall
wird gewöhnlich
durch epitaktisches Aufwachsen über
eine Pufferschicht auf einem Saphirsubstrat und dergleichen gebildet,
da ein Substrat, dessen Gitter dazu passt, schwierig zu erhalten
ist. In diesem Fall wird ein Gitterfehler, wie eine Versetzung,
aufgrund eines Gitterunterschieds zwischen einer epitaktischen Schicht
und einem Substrat ausgehend von einer Wachstumsgrenzfläche eingeführt, und
die Oberfläche
der epitaktischen Schicht enthält
stets Versetzungen in einer Größenordnung
von etwa 1010 cm–2.
Die Versetzung in der oben genannten epitaktischen Schicht verursacht
ein Stromleck in einem Bauteil, strahlungslose Zentren und Diffusion
des Elektrodenmaterials. Daher wurde ein Verfahren zum Reduzieren
der Versetzungsdichte versucht.
-
Eines
dieser Verfahren ist ein Verfahren unter Verwendung von selektivem
Wachstum, wie es in JP-A-10-312971 beschrieben ist. Gemäß diesem
Verfahren wird ein Maskierungsmaterial, wie SiO2,
verwendet, um eine Struktur auf einem Substrat zu bilden und dadurch
selektives Wachstum zu ermöglichen,
und das Wachstum wird fortgesetzt, bis dieses Maskierungsmaterial
vergraben ist, wodurch Versetzungen bei dem Maskierungsmaterial
effektiv blockiert werden, oder die Fortpflanzungsrichtung der Versetzung
wird während des
Kristallwachs tums auf der Maske verändert. Infolgedessen wird die
Versetzungsdichte reduziert.
-
Das
oben genannte Verfahren ist jedoch mit einem Phänomen verbunden, bei dem die
Kristallachse eines auf der Maske gewachsenen Kristalls in seitlicher
Richtung relativ zur Wachstumsebene zum Vergraben eines Maskierungsmaterials
geneigt wird, während
das Wachstum fortschreitet, ein Phänomen, das Tilting (Verkippung)
genannt wird. Da sich verkippte Kristalle auf einer Maske vereinigen,
entsteht dort ein neuer Fehler. Was die Verkippung der Kristallachse
verursacht, ist ungewiss, aber man geht von einem Einfluss eines Maskierungsmaterials
aus. Eine Maske muss hergestellt werden, nachdem sie einmal aus
einer Apparatur für epitaktisches
Kristallwachstum herausgenommen wurde. Dies könnte zu Problemen wie komplizierten
Schritten, Kontaminierung des Substrats, Beschädigung der Substratoberfläche und
dergleichen führen.
-
Ein
qualitativ hochwertiges GaN-Substrat wurde in den letzten Jahren
durch Halogeniddampfphasenepitaxie (HVPE) und dergleichen erhalten.
Das dadurch erhaltene Substrat hat noch eine Versetzungsdichte von
105 bis 107 cm–2,
und um einen qualitativ hochwertigen Bauteil herzustellen, ist eine
noch geringere Versetzungsdichte erforderlich sowie unerlässlich.
-
Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Halbleiterträger mit
einer qualitativ hochwertigen epitaktischen Schicht und einer reduzierten
Versetzungsdichte, ohne ein Maskierungsmaterial, das für das herkömmliche
selektive Wachstum verwendet wird, wie SiO2,
zu verwenden, beim epitaktischen Züchten eines aus einer Verbindung
der GaN-Gruppe bestehenden Halbleiterkristalls bereitzustellen und
ein Verfahren zum Züchten
des Trägers
anzugeben. Insbesondere zielt die vorliegende Erfindung darauf ab,
ein Verfahren anzugeben, um eine epitaktische Schicht mit einer
höheren
Qualität
zu züchten,
indem man die Versetzungsdichte eines GaN-Substrats, das eine relativ
hohe Qualität
hat, reduziert.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Der
Halbleiterträger
der vorliegenden Erfindung umfasst charakteristischerweise einen
Halbleiterträger,
wie er in Anspruch 1 dargelegt ist, welcher ein Substrat und einen
darauf gezüchteten
Halbleiterkristall aus einer Verbindung der GaN-Gruppe umfasst, wobei der oben genannte
Halbleiterkristall eine Schicht mit einer größeren Versetzungsdichte und
eine daran angrenzende Schicht mit einer relativ kleinen Versetzungsdichte umfasst
und wobei es zwischen diesen Schichten eine Grenzfläche oder
einen Bereich gibt, wo ein Anti-Surfactant-Material fixiert ist.
-
Ein
anderer Halbleiterträger
der vorliegenden Erfindung, wie er in Anspruch 2 dargelegt ist,
umfasst charakteristischerweise eine Grenzfläche oder einen Bereich, wo
ein Anti-Surfactant-Material fixiert ist, direkt auf einem Substrat
und einen darauf gezüchteten
Halbleiterkristall aus einer Verbindung der GaN-Gruppe.
-
In
diesen Fällen
ist das Anti-Surfactant-Material vorzugsweise Si.
-
In
den oben genannten Fällen
können
außerdem
eine Schicht, die die Grenzfläche
oder den Bereich, wo ein Anti-Surfactant-Material fixiert ist, umfasst
und der darauf gezüchtete
Halbleiterkristall aus einer Verbindung der GaN-Gruppe in zwei oder
mehr Multischichten gebildet werden.
-
Bei
dem Verfahren gemäß Anspruch
6 zum Züchten
eines aus einer Verbindung der GaN-Gruppe bestehenden Halbleiterkristalls
der vorliegenden Erfindung wird der Zustand der Oberfläche eines
Substrats mit einem Anti-Surfactant-Material modifiziert, und ein
aus einer Verbindung der GaN-Gruppe bestehendes Halbleitermaterial
wird durch ein Dampfphasenzuchtverfahren zugeführt, wodurch aus dem Halbleiter
aus der Verbindung der GaN-Gruppe bestehende Punktstrukturen auf
der Oberfläche
des Substrats entstehen, und das Wachstum wird fortgesetzt, bis
sich die Punktstrukturen vereinigen und die Oberfläche flach
machen.
-
Gemäß dem Verfahren,
wie es in Anspruch 5 dargelegt ist, zum Züchten eines aus einer Verbindung der
GaN-Gruppe bestehenden Halbleiterkristalls der vorliegenden Erfindung
wird eine aus einer Verbindung der GaN-Gruppe bestehende Halbleiterschicht
auf der Oberfläche
des oben genannten Substrats gebildet, der Zustand der Oberfläche des
Substrats wird mit einem Anti-Surfactant-Material
modifiziert, ein aus einer Verbindung der GaN-Gruppe bestehendes
Halbleitermaterial wird durch ein Dampfphasenzuchtverfahren zugeführt, wobei
aus dem Halbleiter aus der Verbindung der GaN-Gruppe bestehende
Punktstrukturen auf der Oberfläche
des oben genannten, aus einer Verbindung der GaN-Gruppe bestehenden
Halbleiters entstehen, und das Wachstum wird fortgesetzt, bis sich
die Punktstrukturen vereinigen und die Oberfläche flach machen.
-
Kurzbeschreibung
der Zeichnung
-
1 ist
eine schematische Ansicht, die die Wachstumsschritte des aus einer
Verbindung der GaN-Gruppe bestehenden Halbleiterkristalls der vorliegenden
Erfindung zeigt.
-
2 ist
eine schematische Ansicht, die einen Querschnitt durch einen aus
einer Verbindung der GaN-Gruppe bestehenden Halbleiterträger zeigt,
der durch das Zuchtverfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt
wurde.
-
3 ist
eine vergrößerte Schnittansicht,
die die wesentlichen Teile von 2 enthält.
-
In
jeder der Figuren ist 11 ein Substrat, 12 ist
ein aus einer Verbindung der GaN-Gruppe bestehender Halbleiterkristall, 14 ist
eine Punktstruktur, 21 ist ein Hohlraum, 22 ist
eine Versetzungslinie, 3 ist ein Anti-Surfactant-Material,
S ist eine Grenzfläche,
auf der ein Anti-Surfactant-Material fixiert ist.
-
Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
-
Der
Zustand einer Oberfläche
eines aus einer Verbindung der GaN-Gruppe bestehenden Halbleiterkristalls
wird modifiziert, indem man dem Kristall ein Anti-Surfactant-Material
zuführt.
Die Erfinder haben herausgefunden, dass das Anti-Surfactant-Material, das auf der modifizierten
Oberfläche
fixiert ist, eine Ausdehnung der Versetzungslinie verhindert. Das
heißt,
das Anti-Surfactant-Material wirkt wie eine Maskierung in der herkömmlichen
Technik, wodurch das Kristallwachstum nur ausgehend von dem Bereich
ermöglicht
wird, wo das Anti-Surfactant-Material
nicht fixiert ist. Wenn das Wachstum fortgesetzt wird, wird das
Anti-Surfactant-Material durch das Kristallwachstum in seitlicher
Richtung vergraben. Daher wird eine Schicht, die sich oberhalb der
Grenzfläche,
wo das Anti-Surfactant-Material fixiert ist, befindet, zu einer
qualitativ hochwertigen Halbleiterschicht mit reduzierten Versetzungsfehlern.
Wenn ein Anti-Surfactant-Material
direkt auf einem Substrat fixiert wird, wird schon das Auftreten
eines Versetzungsfehlers unterdrückt,
und daher kann eine Halbleiterschicht mit einer hohen Qualität gebildet
werden.
-
Die
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 1 und 2 erläutert.
-
Ein
aus einer Verbindung der GaN-Gruppe bestehender Halbleiter 12 wird
zuvor auf einem Substrat 11 gezüchtet, und eine Substanz (Anti-Surfactant-Material) 3 zur Änderung
des Zustands der Oberfläche
wird auf die Oberfläche
einwirken gelassen (1(a)). Saphir,
SiC, GaN, Si, ZnO, Spinell und dergleichen können als Substrat verwendet
werden. Um ein Anti-Surfactant-Material auf die Oberfläche einwirken
zu lassen, brauchen die Oberfläche
und das Anti-Surfactant-Material
nur miteinander in Kontakt gebracht werden. Das Kontaktverfahren
unterliegt keiner Einschränkung.
Wenn metallorganische Gasphasenepitaxie (MOCVD) verwendet wird,
wird zum Beispiel ein aus einer Verbindung der GaN-Gruppe bestehender
Halbleiter auf einem Substrat in einer MOCVD-Apparatur gezüchtet, und
ein Anti-Surfactant-Material wird der Apparatur zugeführt. Das Zufuhrverfahren
kann ein Verfahren zum Zuführen
einer Si-haltigen Verbindung, wie Tetraethylsilan (TESi), Silan
(SiH4) und dergleichen als Gas sein.
-
Indem
man ein Anti-Surfactant-Material auf eine Oberfläche einwirken lässt, entstehen
auf der Oberfläche
viele Mikrobereiche mit hoher Oberflächenenergie. Das heißt, das
Anti-Surfactant-Material wird auf der Oberfläche des Substrats fixiert.
Wenn ein aus einer Verbindung der GaN-Gruppe bestehendes Halbleitermaterial
kontinuierlich zugeführt
wird, wächst
ein aus einer Verbindung der GaN-Gruppe
bestehender Halbleiter nicht leicht aus dem Bereich mit einer hohen
Oberflächenenergie,
und eine Punktstruktur 14 entsteht (1(b)).
-
Dieses
Phänomen
wird auch interpretiert als Bedecken der Kristalloberfläche durch
Fixieren des Anti-Surfactant-Materials auf einem Substrat durch
Adsorption oder chemische Bindung, wodurch das zweidimensionale
Wachstum eines Kristalls der GaN-Gruppe gehemmt wird. Das heißt, es wirkt
als SiO2-Maske, die für selektives Wachstum verwendet
wird, und eine solche Wirkung kann erhalten werden, indem man ein
Anti-Surfactant-Material wie Ge, Mg, Zn und dergleichen verwendet.
Die Verwendung von Si ist jedoch wünschenswert, da es das Problem
einer Kontaminierung des Kristalls vermeidet.
-
Die
Punktstruktur in der vorliegenden Erfindung bedeutet eine Mikrostruktur,
die aus einem Bereich, wo ein Anti-Surfactant-Material nicht wirkt,
oder einem Bereich, der das GaN-Wachstum nicht hemmt, abgeleitet
ist, wobei die Struktur verschiedene Formen einer polyedrischen
Struktur, eine Kuppel, einen Stab und dergleichen aufweist, welche
in Abhängigkeit
von Kristallwachstumsbedingungen, der Kristallinität der Unterschicht,
der Verteilungsdichte des Anti-Surfactant-Material und dergleichen Änderungen
unterliegen.
-
Die
Dichte des Bereichs, wo ein Anti-Surfactant-Material wirkt, kann
durch das Ausmaß der
Zufuhr des Anti-Surfactant-Materials, die Zufuhrzeit, die Temperatur
des Substrats und dergleichen gesteuert werden.
-
Wenn
ein aus einer Verbindung der GaN-Gruppe bestehender Halbleiter kontinuierlich
gezüchtet
wird, nachdem die Punktstrukturen gebildet wurden, beginnen sich
die Punktstrukturen zu vereinigen (1(c)).
Die Punktstrukturen vereinigen sich, während sie einen Hohlraum 21 auf
dem Anti-Surfactant-Bereich bilden (2). Da die
Punktstrukturen durch epitaktisches Wachstum ausgehend von den Mikroöffnungsbereichen gebildet
werden, wird die Wahrscheinlichkeit einer Versetzungslinie, die
sich durch diese Öffnung
hindurch erstreckt, äußerst gering,
und die aus der Unterschicht herausragende Versetzungslinie 22 wird
durch diesen Hohlraumteil blockiert. Infolgedessen ist die Versetzungsdichte
der Oberfläche
der epitaktischen Schicht reduziert.
-
3 ist
eine vergrößerte Schnittansicht
der wesentlichen Teile von 2 und zeigt
die oben genannten Punkte ausführlicher.
Wie dort gezeigt ist, ist Anti-Surfactant-Material 3 auf
atomarer Ebene auf der Oberfläche
des aus einer Verbindung der GaN-Gruppe bestehenden Halbleiters 12 fixiert,
in die das Anti-Surfactant-Material
eingeführt
wurde. Das Kristallwachstum in diesem Zustand geht nicht mit einem
Kristallwachstum in dem Teil einher, wo das oben genannte Anti-Surfactant-Material 3 fixiert
ist, und die Punktstruktur 14 entsteht in dem nicht fixierten
Teil, wie oben erwähnt
wurde. Während
sich das Wachstum fortsetzt, tritt ein Wachstum in der sogenannten
seitlichen Richtung ausgehend von jedem Punkt 14 auf, und
die benachbarten Punkte vereinigen sich, während sie wachsen, und erreichen
so ein Kristallwachstum in Richtung der Dicke.
-
Als
Ergebnis entsteht ein Hohlraum 21 auf dem Teil, wo Anti-Surfactant-Material 3 fixiert
ist, und die Versetzungslinie 22a, die an den Teil stößt, wo das
Anti-Surfactant-Material 3 fixiert
ist, hört
auf sich auszudehnen. Die Versetzungslinie 22b, die sich
zu dem Teil hin ausdehnt, wo das Anti-Surfactant-Material 3 nicht
fixiert ist, dehnt sich weiter aus. Im Vergleich zu der Versetzungsdichte
des aus der Verbindung der GaN-Gruppe bestehenden Halbleiters 12 ist
eine darauf laminierte Wachstumsschicht E eine qualitativ hochwertige
Schicht mit einer reduzierten Versetzungsdichte. Das heißt, eine
Halbleiterschicht mit einer geringen Versetzungsdichte kann über eine
Grenzfläche
S gebildet werden, wo das Anti-Surfactant-Material 3 fixiert
ist.
-
Wenn
die Grenzfläche
S, wo das Anti-Surfactant-Material 3 fixiert ist, hier
mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) und dergleichen
beobachtet wird, wird der Hohlraum 21 meistens als Hohlraum
in der Größenordnung
von mehreren Atomschichten oder eine Diskontinuitätslinie
einer atomaren Anordnung beobachtet. Die Reduktionsrate der Versetzungen
an der Grenzfläche
variiert je nach dem Grad der Oberflächenmodifikation mit dem Anti-Surfactant-Material, aber in
den meisten Fällen
ist eine Reduktion von nicht weniger als 90% möglich. Durch wiederholtes Anwenden
der oben genannten Schritte auf die Oberfläche des durch die vorliegende
Erfindung erhaltenen Halbleiterkristallträgers oder durch Herstellen
einer mehrschichtigen Struktur, die zwei oder mehr Schichten einer
Grenzfläche
oder eines Bereichs, wo ein Anti-Surfactant-Material fixiert ist, und eine darauf
gewachsene Schicht, die aus einem aus einer Verbindung der GaN-Gruppe
bestehenden Halbleiterkristall besteht, umfasst, wird außerdem die
geringe Versetzung der Schicht gefördert, so dass man möglicherweise
eine epitaktische Schicht erhält,
die fast frei von Versetzung ist.
-
Da
in der vorliegenden Erfindung ein Maskierungsmaterial, wie SiO2, nicht verwendet wird und die Länge des
Wachstums in der seitlichen Richtung, die notwendig ist, damit sich
Mikropunktstrukturen vereinigen und zu einer dünnen Schicht wachsen, ist äußerst kurz,
und weil die Zeit dafür äußerst kurz
ist, tritt das Phänomen
des Verkippens der Kristallachse (C-Achse) eines in seitlicher Richtung
gewachsenen Kristalls auf dem Hohlraum 21 nicht auf, und
es wird kein neuer Fehler produziert.
-
Eines
der Merkmale eines Halbleiters der GaN-Gruppe ist eine Säulenstruktur,
wo einzelne Säulenstrukturen
nicht nur die oben genannte Fluktuation der C-Achse aufweisen, sondern die Fluktuation
in der Richtung der C-Achse wird auch gedreht. Gemäß dem Verfahren
der vorliegenden Erfindung kann die Fluktuation der C-Achse unterdrückt werden,
und dies gilt auch für
die Fluktuation in der Drehrichtung. Daher ist die Reduktionswirkung
auf die Versetzung durch das Wachstum in der seitlichen Richtung
viel größer als
bei der Verwendung eines Maskierungsmaterials und in anderen Fällen.
-
In
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wurde zwar ein aus einer Verbindung der GaN-Gruppe
bestehender Halbleiter im Voraus auf einem Substrat gezüchtet und
ein Anti-Surfactant-Material wurde auf die Oberfläche einwirken
gelassen, doch kann das Anti-Surfactant-Material auch direkt auf
die Oberfläche
des Substrats einwirken. In diesem Fall kann ein Halbleiterträger nach
einem Verfahren erhalten werden, das dem oben genannten Verfahren ähnlich ist,
außer
dass ein Anti-Surfactant-Material 13 direkt auf das Substrat 11 einwirken
gelassen wird, ohne dass man im Voraus den aus einer Verbindung
der GaN-Gruppe bestehenden Halbleiter 12 auf dem Substrat 11 züchtet, wie
in der oben genannten Ausführungsform.
Der nach diesem Verfahren auf dem Substrat gezüchtete, aus einer Verbindung
der GaN-Gruppe bestehende Halbleiterkristall wird zu einer qualitativ
hochwertigen Kristallschicht mit einer geringen Versetzungsdichte.
-
Beispiele
-
Die
vorliegende Erfindung wird im Folgenden ausführlich unter Bezugnahme auf
spezifische Beispiele erläutert.
-
Beispiel 1
-
Ein
Saphir-C-Ebenen-Substrat wurde in eine MOCVD-Apparatur eingesetzt,
und die Temperatur wurde unter einer Wasserstoffatmosphäre auf 1200 °C erhöht, um thermisches Ätzen zu
ermöglichen.
Danach wurde die Temperatur auf 500 °C gesenkt, und Trimethylaluminium
(im Folgenden TMA) als Al-Bestandteil-Material sowie Ammoniak als
N-Bestandteil-Material wurden einströmen gelassen, um 30 nm einer
AlN-Niedertemperatur-Pufferschicht zu züchten.
-
Die
Wachstumstemperatur wurde auf 1000 °C erhöht, und Trimethylgallium (im
Folgenden TMG) als Ga-Bestandteil-Material sowie Ammoniak als N-Bestandteil-Material wurden einströmen gelassen,
um 1,5 μm GaN
zu züchten.
Die Zufuhr von TMG und Ammoniak wurde abgebrochen, und bei unveränderter
Wachstumstemperatur wurden H2 als Trägergas und
Tetraethylsilan, das Si enthielt, als Anti-Surfactant-Material zugeführt und
10 Sekunden lang mit der GaN-Oberfläche in Kontakt
treten gelassen.
-
Die
Zufuhr von Tetraethylsilan wurde abgebrochen, und TMG sowie Ammoniak
wurden erneut zugeführt,
um eine GaN-Punktstruktur zu bilden. Die Bestandteil-Materialien wurden
danach kontinuierlich zugeführt,
und das Wachstum wurde fortgesetzt, bis sich die Punkte vereinigten
und die Oberfläche
nach dem Einbetten flach wurde.
-
Die
Versetzungsdichte der so gewachsenen GaN-Oberfläche wurde gemessen, und es
wurden 107 cm–2 gefunden.
Im Querschnitt wurde durch TEM kein Auftreten neuer Fehler oberhalb
des Hohlraums beobachtet.
-
Beispiel 2
-
In
derselben Weise wie oben und unter Verwendung eines GaN-Halbleiterkristalls,
der in dem oben genannten Beispiel 1 als Substrat erhalten wurde,
wurden die Schritte des Zuführens
von Tetraethylsilan als Quelle für
ein Anti-Surfactant-Material
und des Kristallwachstums wiederholt, was einen GaN-Halbleiterkristall ergab,
der fünf
Multischichten einer Grenzfläche
und das darauf fixierte Anti-Surfactant-Material umfasste.
-
Die
Versetzungsdichte der auf der fünften
Grenzfläche
gezüchteten
GaN-Halbleiterkristallschicht wurde gemessen, und es zeigte sich,
dass sie auf 102 cm–2 gesenkt
war.
-
Beispiel 3
-
Ein
GaN-Substrat mit einer Versetzungsdichte von 105 cm–2 wurde
als Substrat verwendet. Dieses Substrat wurde in eine MOCVD-Apparatur
eingesetzt, und die Temperatur wurde unter einer Wasserstoffatmosphäre auf 1100 °C erhöht (wenn
die Temperatur nicht kleiner als 700 °C war, wurde gleichzeitig Ammoniak zugeführt), um
thermisches Ätzen
zu ermöglichen.
Danach wurde die Tempera tur auf 1050 °C gesenkt, und TMG als Ga-Bestandteil-Material
sowie Ammoniak als N-Bestandteil-Material wurden einströmen gelassen, um
2 μm GaN
zu züchten.
Die Zufuhr der Bestandteilgase wurde abgebrochen, und bei unveränderter
Wachstumstemperatur wurden H2 als Trägergas und
Silan (SiH4) als Anti-Surfactant-Material zugeführt und
15 Sekunden lang mit der GaN-Oberfläche in Kontakt treten gelassen.
-
Die
Zufuhr an Silan wurde abgebrochen, und TMG sowie Ammoniak wurden
erneut zugeführt,
um 2 μm
GaN zu züchten.
Darauf wurden 100 nm InGaN mit einem InN-Mischkristallanteil von
20% gezüchtet.
Die Zahl der Grübchen,
die auf der Oberfläche
der oben erhaltenen InGaN-Schicht erschienen, wurde bestimmt, um
die Versetzungsdichte zu bewerten, für die 102 cm–2 gefunden
wurden.
-
Beispiel 4
-
Gemäß dem Verfahren
des oben genannten Beispiels 1 bis Beispiel 3 wurde eine Photodiode
des PIN-Typs hergestellt. Die Bauteilstruktur wurde hergestellt,
indem man nacheinander die folgenden Strukturen auf den in den jeweiligen
Beispielen hergestellten GaN-Trägern
von der Seite der fünften
Schicht her wachsen ließ.
- erste Schicht; p-AlyGa1-yN
(p = 1 × 1018 cm–3, y = 0,05, t = 50
nm)
- zweite Schicht; p-AlyGa1-yN
(p = 5 × 1017 cm–3, y = 0,1, t = 0,2 μm)
- dritte Schicht; undotiertes GaN (t = 2 μm)
- vierte Schicht; p-AlyGa1-yN
(n = 1 × 1018 cm–3, y = 0,1, t = 0,2 μm)
- fünfte
Schicht; n-GaN (n = 2 × 1018 cm–3, t = 3 μm)
-
Die
drei Arten von PIN-Photodioden, die oben erhalten wurden, wurden
in Bezug auf den Leckstrom bei –10
V Vorspannung in Sperrrichtung miteinander verglichen. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle
1
-
Die
Größe des Elements
betrug 5 mm × 5
mm. Die herkömmliche
Struktur wurde auf einem Saphirsubstrat gebildet. Für die Versetzungsdichte
werden in diesem Fall 109 cm–2 angenommen.
-
Beispiel 5
-
In
derselben Weise wie in Beispiel 4 wurden lichtemittierende Bauteile
nacheinander auf den nach den Verfahren von Beispiel 1 bis Beispiel
3 hergestellten GaN-Trägern
gezüchtet,
was ultraviolette LEDs mit einer Lichtemissionswellenlänge von
375 nm ergab. Das lichtemittierende Bauteil hatte für alle drei
Arten dieselbe SQW-Struktur.
-
Ein
Strom von 20 mA wurde durch diese lichtemittierenden Elemente fließen gelassen,
und dann wurden die Lichtemissions-Ausgangsleistungen miteinander
verglichen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle
2
-
Gewerbliche
Anwendbarkeit
-
Wie
oben erwähnt,
kann das Züchtungsverfahren
der vorliegenden Erfindung die Versetzungsdichte reduzieren, ohne
ein Maskierungsmaterial zu verwenden. Als Ergebnis kann ein qualitativ
hochwertiger Halbleiterkristall aus einer Verbindung der GaN-Gruppe
hergestellt werden. Wenn ein lichtemittierendes Halbleiterelement,
ein lichtaufnehmendes Element und ein elektronisches Bauteil, wie
eine LED und LD, darauf gebildet werden, wird erwartet, dass deren
Eigenschaften in verblüffender
Weise verbessert werden.
-
Durch
die Einwirkung eines Anti-Surfactant-Materials kann außerdem eine
Wirkung, die dem selektiven Wachstum praktisch äquivalent ist, erhalten werden,
ohne ein Muster zu bilden und dergleichen. Als Ergebnis können die
Schritte von einer Anti-Surfactant-Behandlung bis zum Wachstum einer
Halbleiterschicht in einer Wachstumsapparatur nacheinander durchgeführt werden,
und der Produktionsvorgang kann vereinfacht werden.