[发明专利]III族氮化物半导体及其制造方法

说明书

本发明的课题在于得到高品质的包含III族氮化物结晶的III族氮化物半导体。所述III族氮化物半导体具有：包含通式RAMO₄所表示的单晶体(通式中，R表示选自Sc、In、Y、和镧系元素中的一个或多个三价元素，A表示选自Fe(III)、Ga、和Al中的一个或多个三价元素，M表示选自Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn、和Cd中的一个或多个二价元素)的RAMO₄基板；在所述RAMO₄基板上配置的III族氮化物结晶；和在所述RAMO₄基板与所述III族氮化物结晶之间，由不同于所述RAMO₄基板和所述III族氮化物结晶的材料构成，且具有多个开口的异种膜。

技术领域

本发明涉及III族氮化物半导体及制造方法。

背景技术

以往，已知使用ScAlMgO₄基板的GaN系激光元件的制造方法(例如参照专利文献1)。ScAlMgO₄与GaN的晶格常数的失配(不匹配率(GaN的晶格常数-ScAlMgO₄的晶格常数)/GaN的晶格常数))为-1.9％，与蓝宝石基板的不匹配率(+16％)相比较小。因此，若将ScAlMgO₄基板作为种基板，使GaN结晶生长，则可以得到与蓝宝石基板相比缺陷密度少的GaN结晶。专利文献1中示出了，在ScAlMgO₄基板上以600℃左右的低温形成无定形或多晶的缓冲层后，利用有机金属气相生长法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：以下称为MOCVD法)，以1050℃的高温形成GaN单晶薄膜的方法。

另外，专利文献2中公开了，在蓝宝石基板等与GaN不同的异种基板的一部分区域形成掩模，在该掩模上使GaN结晶选择横向生长的手法。该专利文献2中，通过氨热(ammonothermal)横向外延生长法，以650～690℃左右的温度，在蓝宝石基板或ScAlMgO₄基板上使GaN结晶生长。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-178448号公报

专利文献2：日本特开2014-111527号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，专利文献1和专利文献2的任一技术中，都存在晶格常数的失配，有在生长的结晶与种基板的界面应力集中的问题。向界面的应力集中成为结晶轴的倾斜、翘曲的发生等结晶品质降低的原因。因此，本发明的课题在于得到比以往更高品质的包含III族氮化物结晶的III族氮化物半导体、及其制造方法的实现。

本发明解决了上述课题，目的在于提供高品质的III族氮化物半导体及其制造方法。

用于解决问题的手段

为了达成上述目的，本发明提供一种III族氮化物半导体，其具有：包含通式RAMO₄所表示的单晶体(通式中，R表示选自Sc、In、Y、和镧系元素中的一个或多个三价元素，A表示选自Fe(III)、Ga、和Al中的一个或多个三价元素，M表示选自Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn、和Cd中的一个或多个二价元素)的RAMO₄基板；在所述RAMO₄基板上形成、由不同于所述RAMO₄基板的材料构成、且具有多个开口的异种膜；和在所述异种膜上和所述异种膜的开口内形成、由不同于所述异种膜的材料构成、且含有上述通式中M表示的元素的III族氮化物结晶。

发明效果