[发明专利]氮化物半导体生长用基板及其制造方法、氮化物半导体外延基板、以及氮化物半导体元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够生长低位错密度的氮化物半导体的氮化物半导体生长用基板及其制造方法、以及使用氮化物半导体生长用基板所制作的氮化物半导体外延基板和氮化物半导体元件。 

背景技术

在GaN系LED中，作为用于提高其光输出效率的方法，采用了在蓝宝石基板的表面（生长面）上实施圆锥状、方锥台（角錐台）状等的凹凸加工，在凹凸加工的表面上外延生长GaN层直至表面变得平坦，并在GaN层上形成含有发光层的外延层的方法（例如，参照专利文献1、2）。在上述蓝宝石基板的凹凸加工的表面上生长GaN时，可促进GaN生长初期的岛状生长，并且通过使位错彼此缔合·减少，也具有可以得到与在平坦的蓝宝石基板表面上生长的情况相比位错少的GaN层这样的效果。 

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本特开2002－280611号公报 

专利文献2：日本特开2011－91374号公报 

发明内容

发明要解决的问题 

通过在上述蓝宝石基板的凹凸加工的表面上的GaN生长，虽然可实现位错的降低，但尚不充分，要求进一步的低位错化。 

本发明的目的是提供一种能够生长低位错密度的氮化物半导体的氮化物半导体生长用基板及其制造方法、以及使用氮化物半导体生长用基板所制作的氮化物半导体外延基板和氮化物半导体元件。 

用于解决问题的方法 

本发明的第一方式是一种氮化物半导体生长用基板，其在蓝宝石基板的作为C面的主面上，以格子状配置而形成有具有相对于所述主面以小于90°倾斜的侧面的锥状或锥台状的凸部，并且所述凸部距离所述主面的高度为0.5μm以上3μm以下，邻接的所述凸部间的距离为1μm以上6μm以下，所述凸部的所述侧面的表面粗糙度RMS为10nm以下。 

本发明的第二方式是一种氮化物半导体生长用基板的制造方法，其是在蓝宝石基板的作为C面的主面上，通过光刻和干蚀刻，在所述主面上以格子状配置而形成距离所述主面的高度为0.5μm以上3μm以下并且具有相对于所述主面以小于90°倾斜的侧面的锥状或锥台状的凸部，然后在含有氧的氛围中对所述蓝宝石基板实施退火处理，将所述凸部的所述侧面的表面粗糙度RMS平坦化至10nm以下，使邻接的所述凸部间的距离为1μm以上6μm以下。 

本发明的第三方式是一种氮化物半导体外延基板，其特征在于，在第一方式所述的氮化物半导体生长用基板上生长由氮化物半导体所形成的外延层直至其表面平坦化，从而形成。 

本发明的第四方式是一种氮化物半导体元件，在第三方式所述的氮化物半导体外延基板上形成有元件结构。 

发明效果 

根据本发明，可以得到一种能够生长低位错密度的氮化物半导体的氮化物半导体生长用基板。此外，可以得到使用氮化物半导体生长用基板所制作的、具有低位错密度的氮化物半导体层的氮化物半导体外延基板和氮化物半导体元件。 

附图说明

图1表示本发明一种实施方式的氮化物半导体生长用基板，图1（a）为侧面图，图1（b）是放大图1（a）的主面一部分所得的平面图，图1（c）是图1（b）的C－C截面图。 

图2是表示本发明一种实施方式的氮化物半导体生长用基板的制造方法的制造工序的工序图。 

图3是表示比较例的氮化物半导体外延基板的截面图。 

图4是表示本发明一种实施方式的氮化物半导体外延基板的截面图。 

图5是表示本发明一种实施方式的氮化物半导体元件的概略结构的截面图。 

图6是表示本发明另一实施方式的氮化物半导体外延基板的截面图。 

符号说明 

1     蓝宝石基板（退火后） 

1’   蓝宝石基板（退火前） 

2     主面（退火后） 

2’   主面（退火前） 

3     凸部（退火后） 

3’   凸部（退火前） 

4     侧面（退火后） 

4’   侧面（退火前） 

5     光致抗蚀剂（烘焙前） 

6     光致抗蚀剂（烘焙后） 

13    凸部 

14    侧面 

15    上表面 

20    氮化物半导体外延基板 

21    GaN层 

30    氮化物半导体外延基板