[发明专利]III族氮化物基板和III族氮化物结晶的制造方法

说明书

本发明提供一种低电阻且可控制晶格常数的III族氮化物基板。III族氮化物基板具有III族氮化物的基材部，所述III族氮化物的基材部具有表面、背面、和在表面与背面之间的内层，基材部的表面的碳浓度比内层的碳浓度高。III族氮化物结晶的制造方法中，从III族氮化物结晶的生长初期至生长中期，使III族元素氧化物气体与生长后期相比高浓度地生成，并高浓度地供给至育成室，并且将含碳元素气体高浓度地供给至育成室，在III族氮化物结晶的生长后期，使III族元素氧化物气体与生长初期至生长中期相比低浓度地生成，并低浓度地供给至育成室，并且将含碳元素气体低浓度地供给至育成室。

技术领域

本申请涉及III族氮化物基板及其制造方法。

背景技术

GaN等III族氮化物结晶被期待用于高输出LED(发光二极管)·LD(激光二极管)这样的新一代光学器件、EV(电动车)、PHV(插电式混合动力车)等中搭载的高输出功率晶体管等新一代电子器件中。

为了提高使用了III族氮化物结晶的光学、电子器件的性能，理想的是作为母材的基板由GaN等高品质III族氮化物单晶基板构成。为了使基板进一步高品质化，已研究开发了氢化物气相外延(Hydride Vapor Phase Epitaxy，HVPE)法、Na助熔剂法、氨热法等。另外，设计了以III族氧化物为原料的氧化物气相外延(Oxide Vapor Phase Epitaxy，OVPE)法(例如，参考专利文献1。)。该OVPE法中的反应体系如以下所示。将液体Ga加热，在该状态下，将作为反应性气体的H₂O气体导入。所导入的H₂O气体与Ga反应而生成Ga₂O气体(下述式(I))。然后，导入NH₃气体，使其与所生成的Ga₂O气体反应，从而在种基板上生成GaN结晶(下述式(II))。

2Ga+H₂O→Ga₂O+H₂  (I)

Ga₂O+2NH₃→2GaN+H₂O+2H₂  (II)

在各种器件中，为了提高立式功率器件的性能，理想的是使作为母材的III族氮化物基板低电阻化。作为低电阻化的手段，设计了向III族氮化物结晶中掺杂氧(例如，参考专利文献2。)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO第2015/053341A1号

专利文献2：日本特许第4562000号

发明内容

发明要解决的课题

然而，在目前的基板制造方法中，在低电阻化时会使作为供体的氧、硅这样的杂质混入，但仅混入杂质就会使III族氮化物结晶的晶格常数变化，在后续工序的基于金属有机化学气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)法等的器件层形成时，有在器件层中发生位错缺陷的增长、裂纹的问题。

因此，本发明的目的是提供低电阻且晶格常数受到控制的III族氮化物基板。

用于解决课题的手段

为了达成上述目的，本申请所述的III族氮化物基板具有III族氮化物的基材部，所述III族氮化物的基材部具有表面、背面、和在所述表面与所述背面之间的内层，所述基材部的所述表面的碳浓度比内层的碳浓度高。

另外，本申请所述的III族氮化物结晶的制造方法包括：

使III族元素的氧化物与还原性气体反应、或使所述III族元素的金属与氧化性气体反应，生成III族元素氧化物气体的工序；