JP2013191665A - Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device composed of group III nitride excellent in crystallinity.SOLUTION: When the distance between the centers of adjacent salients 101 of a substrate 100 is D [μm], the width of each salient 101 is d [μm], the height of a first semiconductor layer 111 is t1 [μm], and the height of a second semiconductor layer 112 is t2 [μm], the following formula is met: 0.8×(D-d)<(t1+t2)<2.0 [μm].

Description

この発明は、III族窒化物半導体素子およびIII族窒化物半導体素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a group III nitride semiconductor device and a method for manufacturing a group III nitride semiconductor device.

窒化ガリウムに代表されるIII族窒化物半導体は、バンドギャップが広く、青色系の発光が可能であることから、LED(発光ダイオード)などの発光素子に広く用いられている。   Group III nitride semiconductors typified by gallium nitride have a wide band gap and can emit blue light, and are therefore widely used in light-emitting elements such as LEDs (light-emitting diodes).

一般的な窒化物半導体発光素子は、MOCVD法やMBE法を用いた結晶成長によって、サファイアなどの基板上に成膜される。   A general nitride semiconductor light emitting device is formed on a substrate such as sapphire by crystal growth using MOCVD or MBE.

このようなIII族窒化物半導体を用いた発光素子の発光特性向上のために、発光素子内部への光の閉じ込めを低減させ、光取り出し効率を向上する方法として、例えば、特開2002−280611号公報(特許文献1)が挙げられる。   In order to improve the light emission characteristics of a light emitting device using such a group III nitride semiconductor, as a method for reducing light confinement inside the light emitting device and improving light extraction efficiency, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-280611 A gazette (patent document 1) is mentioned.

この特許文献1には、サファイア基板の表面に凹凸を形成し、その上にIII族窒化物半導体層を成長させる方法が提案されている。この方法では、サファイア基板とIII族窒化物半導体層との界面が凹凸となり、サファイア基板とIII族窒化物半導体層との屈折率の違いによる界面での光の乱反射により、発光素子の内部への光の閉じ込めを低減させることができ、光取り出し効率を向上させることができる。   Patent Document 1 proposes a method of forming irregularities on the surface of a sapphire substrate and growing a group III nitride semiconductor layer thereon. In this method, the interface between the sapphire substrate and the group III nitride semiconductor layer becomes uneven, and light is diffusely reflected at the interface due to the difference in refractive index between the sapphire substrate and the group III nitride semiconductor layer, so Light confinement can be reduced, and light extraction efficiency can be improved.

また、特開2009−123717号公報(特許文献2)には、基板上に、基板のC面に非平行の表面からなる複数の凸部を、形成することにより、基板上に、C面からなる平面と凸部とからなる上面を、形成する基板加工工程が開示されており、その加工された基板上に、III族窒化物半導体層を成長させる方法も記載されている。   Further, JP 2009-123717 A (Patent Document 2) discloses that a plurality of convex portions having a surface non-parallel to the C-plane of the substrate are formed on the substrate so that the C-plane is formed on the substrate. A substrate processing step for forming an upper surface composed of a flat surface and a convex portion is disclosed, and a method for growing a group III nitride semiconductor layer on the processed substrate is also described.

特開2002−280611号公報JP 2002-280611 A 特開2009−123717号公報JP 2009-123717 A

ところで、一般的にサファイア基板の表面に凹凸を形成すると、その上に結晶性の優れたIII族窒化物半導体層を成長させることが難しいという問題がある。例えば、成長した半導体層表面にピットや白濁が生じやすくなることや、クラックが発生しやすくなることや、格子歪みが大きくなり結晶性が悪化することなどがある。   By the way, generally, when unevenness is formed on the surface of a sapphire substrate, there is a problem that it is difficult to grow a group III nitride semiconductor layer having excellent crystallinity on the surface. For example, pits and white turbidity are likely to occur on the surface of the grown semiconductor layer, cracks are likely to occur, and lattice distortion increases and crystallinity deteriorates.

そこで、この発明の課題は、結晶性の優れたIII族窒化物からなる半導体素子を提供することである。また、この半導体素子を安定して製造する方法を提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor element made of a group III nitride having excellent crystallinity. Moreover, it is providing the method of manufacturing this semiconductor element stably.

上記課題を解決するため、この発明の半導体素子は、
表面に複数の凸部が形成された基板と、
上記基板上に形成されたIII族窒化物半導体からなる第1半導体層と、
上記第1半導体層上に形成されたIII族窒化物半導体からなる第2半導体層と
を備え、
上記第2半導体層の頂部は、ファセット結晶面で形成され、
隣り合う上記凸部の中心間の間隔をD[μm]とし、
上記凸部の幅をd[μm]とし、
上記第1半導体層の高さをt1[μm]とし、
上記第2半導体層の高さをt2[μm]とすると、
0.8×(D−d)<(t1+t2)<2.0[μm]
を満たすことを特徴としている。
In order to solve the above problems, the semiconductor element of the present invention is
A substrate having a plurality of convex portions formed on the surface;
A first semiconductor layer made of a group III nitride semiconductor formed on the substrate;
A second semiconductor layer made of a group III nitride semiconductor formed on the first semiconductor layer,
The top of the second semiconductor layer is formed with a facet crystal plane,
The distance between the centers of the adjacent convex portions is D [μm],
The width of the convex portion is d [μm],
The height of the first semiconductor layer is t1 [μm],
When the height of the second semiconductor layer is t2 [μm],
0.8 × (D−d) <(t1 + t2) <2.0 [μm]
It is characterized by satisfying.

この発明の半導体素子によれば、0.8×(D−d)<(t1+t2)<2.0[μm]を満たすので、結晶性の優れた半導体素子を安定して作製することができる。そして、この半導体素子を発光素子に用いることで、光取り出し効率および内部量子効率に優れた発光素子を作製することができる。   According to the semiconductor element of the present invention, since 0.8 × (Dd) <(t1 + t2) <2.0 [μm] is satisfied, a semiconductor element having excellent crystallinity can be stably manufactured. And by using this semiconductor element for a light emitting element, a light emitting element excellent in light extraction efficiency and internal quantum efficiency can be manufactured.

これに対して、(t1+t2)が0.8×(D−d)よりも小さいと、第2半導体層の頂部に平面部が出現して、結晶性が悪くなる。一方、(t1+t2)が2.0[μm]よりも大きいと、第2半導体層上に形成されると共に平坦性の良い膜を得るための第3半導体層の膜厚が大きくなってしまうため、クラックが発生しやすくなる。   On the other hand, when (t1 + t2) is smaller than 0.8 × (D−d), a flat portion appears at the top of the second semiconductor layer, and the crystallinity is deteriorated. On the other hand, if (t1 + t2) is larger than 2.0 [μm], the film thickness of the third semiconductor layer formed on the second semiconductor layer and obtaining a film with good flatness becomes large. Cracks are likely to occur.

また、一実施形態の半導体素子では、
上記第1半導体層の高さt1は、
0.1[μm]<t1<0.5[μm]
を満たす。
In the semiconductor device of one embodiment,
The height t1 of the first semiconductor layer is
0.1 [μm] <t1 <0.5 [μm]
Meet.

この実施形態の半導体素子によれば、0.1[μm]<t1<0.5[μm]を満たすので、結晶性の一層優れた半導体素子を形成することができる。   According to the semiconductor element of this embodiment, since 0.1 [μm] <t1 <0.5 [μm] is satisfied, a semiconductor element with further excellent crystallinity can be formed.

これに対して、t1が0.1μmよりも小さいと、第1半導体層が平坦にはならないため、結晶性の悪化やピット発生の原因となる。一方、t1が0.5μmよりも大きいと、基板の凸部の頂点周辺にも結晶が成長しやすくなり、基板の平坦部から成長した結晶と基板の凸部から成長した結晶とが会合するおそれがあり、この会合の際に結晶歪みを増大させて、結晶性の悪化を招く。   On the other hand, when t1 is smaller than 0.1 μm, the first semiconductor layer does not become flat, which causes crystallinity deterioration and pit generation. On the other hand, when t1 is larger than 0.5 μm, the crystal is likely to grow around the apex of the convex portion of the substrate, and the crystal grown from the flat portion of the substrate may be associated with the crystal grown from the convex portion of the substrate. In this association, crystal distortion is increased and crystallinity is deteriorated.

また、一実施形態の半導体素子の製造方法では、
表面に複数の凸部が形成された基板上にIII族窒化物半導体からなる第1半導体層を形成する第1の工程と、
上記第1半導体層上にIII族窒化物半導体からなる第2半導体層を形成する第2の工程と、
上記第2半導体層上にIII族窒化物半導体からなる第3半導体層を形成する第3の工程と
を備え、
上記第1半導体層を成長させる温度をT1とし、
上記第2半導体層を成長させる温度をT2とし、
上記第3半導体層を成長させる温度をT3とすると、
T3>T1>T2
を満たす。
In one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device,
A first step of forming a first semiconductor layer made of a group III nitride semiconductor on a substrate having a plurality of convex portions formed on the surface;
A second step of forming a second semiconductor layer made of a group III nitride semiconductor on the first semiconductor layer;
Forming a third semiconductor layer made of a group III nitride semiconductor on the second semiconductor layer,
The temperature for growing the first semiconductor layer is T1,
The temperature for growing the second semiconductor layer is T2,
When the temperature for growing the third semiconductor layer is T3,
T3>T1> T2
Meet.

この実施形態の半導体素子の製造方法によれば、T3>T1>T2を満たすので、T3は、T1、T2よりも大きくなり、これによって、第3半導体層の横方向の成長が進行して、この第3半導体層によって第2半導体層のファセット面をより効率的に埋めることができる。   According to the method of manufacturing a semiconductor device of this embodiment, T3> T1> T2 is satisfied, so that T3 is larger than T1 and T2, and thereby the lateral growth of the third semiconductor layer proceeds, The facet surface of the second semiconductor layer can be more efficiently filled with the third semiconductor layer.

また、T1は、T2よりも大きくなり、これによって、第1半導体層は基板の凸部に成長しにくくなって平坦性の良い半導体層が得られると共に、第2半導体層のファセット面を安定して成長させることが容易となる。   In addition, T1 becomes larger than T2, which makes it difficult for the first semiconductor layer to grow on the convex portion of the substrate, thereby obtaining a flat semiconductor layer and stabilizing the facet surface of the second semiconductor layer. Making it easier to grow.

したがって、品質のよい半導体素子を安定して製造することができる。   Therefore, a high quality semiconductor device can be manufactured stably.

また、一実施形態の半導体素子の製造方法では、
表面に複数の凸部が形成された基板上にIII族窒化物半導体からなる第1半導体層を形成する第1の工程と、
上記第1半導体層上にIII族窒化物半導体からなる第2半導体層を形成する第2の工程と、
上記第2半導体層上にIII族窒化物半導体からなる第3半導体層を形成する第3の工程と
を備え、
上記第1半導体層を成長させる圧力をP1とし、
上記第2半導体層を成長させる圧力をP2とし、
上記第3半導体層を成長させる圧力をP3とすると、
P2≧P1>P3
を満たす。
In one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device,
A first step of forming a first semiconductor layer made of a group III nitride semiconductor on a substrate having a plurality of convex portions formed on the surface;
A second step of forming a second semiconductor layer made of a group III nitride semiconductor on the first semiconductor layer;
Forming a third semiconductor layer made of a group III nitride semiconductor on the second semiconductor layer,
The pressure for growing the first semiconductor layer is P1,
The pressure for growing the second semiconductor layer is P2,
When the pressure for growing the third semiconductor layer is P3,
P2 ≧ P1> P3
Meet.

この実施形態の半導体素子の製造方法によれば、P2≧P1>P3を満たすので、P3は、P1、P2よりも小さくなり、これによって、第3半導体層の横方向の成長が進行して、この第3半導体層によって第2半導体層のファセット面をより効率的に埋めることができる。   According to the method for manufacturing a semiconductor element of this embodiment, P2 ≧ P1> P3 is satisfied, so that P3 is smaller than P1 and P2, and thereby the lateral growth of the third semiconductor layer proceeds, The facet surface of the second semiconductor layer can be more efficiently filled with the third semiconductor layer.

また、P2は、P1と同じかそれよりも大きくなり、これによって、第1半導体層は基板の凸部に成長しにくくなって平坦性の良い半導体層が得られると共に、第2半導体層のファセット面を安定して成長させることが容易となる。   In addition, P2 is equal to or larger than P1, thereby making it difficult for the first semiconductor layer to grow on the convex portion of the substrate and obtaining a semiconductor layer with good flatness, and to make the facet of the second semiconductor layer. It becomes easy to grow the surface stably.

したがって、品質のよい半導体素子を安定して製造することができる。   Therefore, a high quality semiconductor device can be manufactured stably.

また、一実施形態の半導体素子の製造方法では、
隣り合う上記凸部の中心間の間隔をD[μm]とし、
上記凸部の幅をd[μm]とし、
上記第1半導体層の高さをt1[μm]とし、
上記第2半導体層の高さをt2[μm]とすると、
0.8×(D−d)<(t1+t2)<2.0[μm]
を満たす。
In one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device,
The distance between the centers of the adjacent convex portions is D [μm],
The width of the convex portion is d [μm],
The height of the first semiconductor layer is t1 [μm],
When the height of the second semiconductor layer is t2 [μm],
0.8 × (D−d) <(t1 + t2) <2.0 [μm]
Meet.

この実施形態の半導体素子の製造方法によれば、0.8×(D−d)<(t1+t2)<2.0[μm]を満たすので、結晶性の優れた半導体素子を安定して作製することができる。そして、この半導体素子を発光素子に用いることで、光取り出し効率および内部量子効率に優れた発光素子を作製することができる。   According to the method for manufacturing a semiconductor device of this embodiment, since 0.8 × (D−d) <(t1 + t2) <2.0 [μm] is satisfied, a semiconductor device having excellent crystallinity is stably manufactured. be able to. And by using this semiconductor element for a light emitting element, a light emitting element excellent in light extraction efficiency and internal quantum efficiency can be manufactured.

これに対して、(t1+t2)が0.8×(D−d)よりも小さいと、第2半導体層の頂部に平面部が出現して、結晶性が悪くなる。一方、(t1+t2)が2.0[μm]よりも大きいと、第2半導体層上に形成されると共に平坦性の良い膜を得るための第3半導体層の膜厚が大きくなってしまうため、クラックが発生しやすくなる。   On the other hand, when (t1 + t2) is smaller than 0.8 × (D−d), a flat portion appears at the top of the second semiconductor layer, and the crystallinity is deteriorated. On the other hand, if (t1 + t2) is larger than 2.0 [μm], the film thickness of the third semiconductor layer formed on the second semiconductor layer and obtaining a film with good flatness becomes large. Cracks are likely to occur.

この発明の半導体素子によれば、0.8×(D−d)<(t1+t2)<2.0[μm]を満たすので、結晶性の優れた半導体素子を安定して作製することができる。   According to the semiconductor element of the present invention, since 0.8 × (Dd) <(t1 + t2) <2.0 [μm] is satisfied, a semiconductor element having excellent crystallinity can be stably manufactured.

この発明の半導体素子の製造方法によれば、T3>T1>T2、または、P2≧P1>P3を満たすので、品質のよい半導体素子を安定して製造することができる。   According to the method for manufacturing a semiconductor element of the present invention, T3> T1> T2 or P2 ≧ P1> P3 is satisfied, so that a high-quality semiconductor element can be manufactured stably.

本発明の一実施形態の半導体素子の断面図である。It is sectional drawing of the semiconductor element of one Embodiment of this invention. 上記半導体素子の基板の状態を示す上面図である。It is a top view which shows the state of the board | substrate of the said semiconductor element. 上記半導体素子の第1半導体層の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state of the 1st semiconductor layer of the said semiconductor element. 上記半導体素子の第2半導体層の状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state of the 2nd semiconductor layer of the said semiconductor element. 上記半導体素子の第2半導体層の状態を示す上面図である。It is a top view which shows the state of the 2nd semiconductor layer of the said semiconductor element. 上記半導体素子の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the said semiconductor element. 上記半導体素子の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the said semiconductor element. 上記半導体素子の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the said semiconductor element. 上記半導体素子の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the said semiconductor element. 実施例1に係る半導体素子の上面を示すSEM写真である。4 is a SEM photograph showing the top surface of the semiconductor element according to Example 1. 実施例1に係る半導体素子の断面を示すSEM写真である。3 is a SEM photograph showing a cross section of the semiconductor element according to Example 1; 比較例1に係る半導体素子の上面を示すSEM写真である。4 is a SEM photograph showing the top surface of a semiconductor element according to Comparative Example 1. 比較例2に係る半導体素子の上面を示すSEM写真である。6 is a SEM photograph showing the upper surface of a semiconductor element according to Comparative Example 2.

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the illustrated embodiments.

この明細書において、「A上にB」という表現は、Aの上面にBの底面が接するようにBが形成されている場合と、Aの上面に1以上の層が形成され、さらにその上にBが形成されている場合の両方を含むものである。また、Aの上面とBの底面が部分的に接していて、その他の部分では、AとBの間に1以上の層が存在している場合も、上記表現に含まれる。   In this specification, the expression “B on A” refers to the case where B is formed so that the bottom surface of B is in contact with the top surface of A, and that one or more layers are formed on the top surface of A. In this case, both cases where B is formed are included. Further, the above expression also includes the case where the upper surface of A and the bottom surface of B are in partial contact, and there are one or more layers between A and B in other portions.

図1は、この発明の一実施形態の半導体素子を示す簡略断面図である。図1に示すように、この半導体素子は、表面に複数の凸部101が形成された基板100と、基板100の平坦部102上に形成されたIII族窒化物からなる第1半導体層111と、第1半導体層111上に形成されたIII族窒化物からなる第2半導体層112と、第2半導体層112のファセットを埋めるように形成されたIII族窒化物からなる第3半導体層113とを有している。   FIG. 1 is a simplified cross-sectional view showing a semiconductor element according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the semiconductor element includes a substrate 100 having a plurality of convex portions 101 formed on the surface, and a first semiconductor layer 111 made of a group III nitride formed on a flat portion 102 of the substrate 100. A second semiconductor layer 112 made of a group III nitride formed on the first semiconductor layer 111, and a third semiconductor layer 113 made of a group III nitride formed so as to fill the facets of the second semiconductor layer 112; have.

上記基板100は、III族窒化物半導体とは異なる材料から構成される。例えば、サファイア、炭化ケイ素、シリコン、酸化亜鉛等が挙げられ、特にサファイアが好ましい。   The substrate 100 is made of a material different from that of the group III nitride semiconductor. For example, sapphire, silicon carbide, silicon, zinc oxide and the like can be mentioned, and sapphire is particularly preferable.

図2は、上記複数の凸部101が形成された上記基板100を説明する平面図であり、基板100の表面の一例を示している。   FIG. 2 is a plan view for explaining the substrate 100 on which the plurality of convex portions 101 are formed, and shows an example of the surface of the substrate 100.

図1と図2に示すように、上記基板100の凸部101が形成されていない領域が、平坦部102となる。凸部101の形成方法としては、例えば、通常のフォトリソグラフィ技術を用いて凸部形状に応じてパターン化し、ドライエッチング法などを用いてエッチング加工を行うことである。   As shown in FIGS. 1 and 2, a region where the convex portion 101 of the substrate 100 is not formed becomes a flat portion 102. As a method of forming the convex portion 101, for example, patterning is performed according to the convex portion shape using a normal photolithography technique, and etching is performed using a dry etching method or the like.

上記基板100に形成された複数の凸部101は、所定の幅dと高さを有し、均一な大きさおよび形状になるように形成されている。本実施の形態では、凸部の形状としては、例えば、半球状を挙げることができる。ただし、本発明においては、凸部101の形状は特に限定されない。   The plurality of convex portions 101 formed on the substrate 100 have a predetermined width d and height, and are formed to have a uniform size and shape. In the present embodiment, examples of the shape of the convex portion include a hemispherical shape. However, in the present invention, the shape of the convex portion 101 is not particularly limited.

ここで、上記凸部101の幅dとは、凸部101の最大径であり、幅dは、0.05μm〜5μmであることが好ましい。幅dが0.05μm未満では、基板100を用いてIII族半導体発光素子を作製した場合、発光を乱反射させる効果が十分に得られない恐れがある。また、幅dが5μmより大きい場合、平坦な第1半導体層111を得ることが非常に困難である。したがって、幅dを上記範囲に限定することで、発光を乱反射させる効果を十分に得られ、かつ、平坦な第1半導体層111を得ることができる。   Here, the width d of the convex portion 101 is the maximum diameter of the convex portion 101, and the width d is preferably 0.05 μm to 5 μm. When the width d is less than 0.05 μm, when a group III semiconductor light emitting device is manufactured using the substrate 100, the effect of irregularly reflecting the light emission may not be obtained sufficiently. In addition, when the width d is larger than 5 μm, it is very difficult to obtain the flat first semiconductor layer 111. Therefore, by limiting the width d to the above range, it is possible to sufficiently obtain the effect of irregularly reflecting light emission and to obtain the flat first semiconductor layer 111.

また、上記複数の凸部101は、基板100の表面に所定の距離を設けて設置されており、隣り合う凸部101,101の中心間の間隔をDとする。凸部101の配列は、格子状、千鳥状などがあるが、これに限定されるものではない。   Further, the plurality of convex portions 101 are installed with a predetermined distance on the surface of the substrate 100, and the interval between the centers of the adjacent convex portions 101, 101 is D. The arrangement of the convex portions 101 includes a lattice shape, a staggered shape, and the like, but is not limited thereto.

なお、上記凸部101の形状は、平面視、円形以外に、楕円形や長円形や矩形などであってもよい。凸部101の幅dの方向と、隣り合う凸部101,101の間隔Dの方向とは、同一方向である。   In addition, the shape of the convex portion 101 may be an ellipse, an oval, a rectangle, or the like in addition to a circle in plan view. The direction of the width d of the convex portion 101 and the direction of the interval D between the adjacent convex portions 101 and 101 are the same direction.

図3は、上記複数の凸部101が形成された基板100上に形成された第1半導体層111を説明する断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the first semiconductor layer 111 formed on the substrate 100 on which the plurality of convex portions 101 are formed.

図1と図3に示すように、上記第1半導体層111は、III族窒化物半導体からなり、基板100の平坦部102上に形成されている。III族窒化物半導体としては、AlGaInN(x+y+z=1、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)が挙げられ、特にGaNが結晶性、生産性の観点から好ましい。 As shown in FIGS. 1 and 3, the first semiconductor layer 111 is made of a group III nitride semiconductor and is formed on the flat portion 102 of the substrate 100. Examples of the group III nitride semiconductor include Al x Ga y In z N (x + y + z = 1, 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1). In particular, GaN has crystallinity and productivity. From the viewpoint of

ここで、第1半導体層111の高さt1は、0.1μm<t1<0.5μmの範囲であることが好ましい。t1が0.1μmより小さい場合、第1半導体層111が平坦にはならないため、結晶性の悪化やピット発生の原因となる。一方、t1が0.5μmより大きい場合、凸部101の頂点の周辺にも結晶が成長しやすくなり、平坦部102から成長した結晶と凸部101から成長した結晶とが会合するおそれがあり、この会合の際に結晶歪みを増大させ、結晶性の悪化を招く。   Here, the height t1 of the first semiconductor layer 111 is preferably in the range of 0.1 μm <t1 <0.5 μm. When t1 is smaller than 0.1 μm, the first semiconductor layer 111 is not flat, which causes deterioration of crystallinity and generation of pits. On the other hand, when t1 is larger than 0.5 μm, the crystal easily grows around the apex of the convex portion 101, and the crystal grown from the flat portion 102 may be associated with the crystal grown from the convex portion 101. During this association, crystal distortion is increased and crystallinity is deteriorated.

したがって、第1半導体層111の状態がその上に形成される層の結晶性に大きな影響を与えるため、特に第1半導体層111の高さt1を上記範囲に限定することで、結晶性の優れた半導体素子を形成することができる。   Therefore, since the state of the first semiconductor layer 111 greatly affects the crystallinity of the layer formed thereon, the crystallinity is excellent particularly by limiting the height t1 of the first semiconductor layer 111 to the above range. A semiconductor element can be formed.

図4は、上記第1半導体層111上に形成された第2半導体層112を説明する断面図であり、図5は、上記第2半導体層112の表面を示す上面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the second semiconductor layer 112 formed on the first semiconductor layer 111, and FIG. 5 is a top view illustrating the surface of the second semiconductor layer 112.

図4と図5に示すように、上記第2半導体層112は、III族窒化物半導体からなり、第1半導体層111上に形成されている。III族窒化物半導体としては、AlGaInN(x+y+z=1、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1)が挙げられ、特にGaNが結晶性、生産性の観点から好ましい。 As shown in FIGS. 4 and 5, the second semiconductor layer 112 is made of a group III nitride semiconductor and is formed on the first semiconductor layer 111. Examples of the group III nitride semiconductor include Al x Ga y In z N (x + y + z = 1, 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1). In particular, GaN has crystallinity and productivity. From the viewpoint of

ここで、上記第2半導体層層112の頂部は、ファセットをなす結晶面でのみ形成されている。すなわち、第2半導体層層112の頂部は、ファセットをなす結晶面が頂部で交差する山型の形状をしており、この頂部には、ファセットをなす結晶面以外の結晶面を有していない。このような第2半導体層112を形成することにより、この第2半導体層112を埋めるように形成された第3半導体層113の結晶性が向上する。   Here, the top of the second semiconductor layer 112 is formed only on a crystal face forming a facet. That is, the top of the second semiconductor layer 112 has a mountain shape in which the facets forming crystal planes intersect at the top, and this top does not have a crystal plane other than the facets forming crystal face. . By forming the second semiconductor layer 112 as described above, the crystallinity of the third semiconductor layer 113 formed so as to fill the second semiconductor layer 112 is improved.

なお、上記第2半導体層層112の頂部の少なくとも一部を、ファセット結晶面で形成するようにしてもよく、第3半導体層113の結晶性にとって好ましい。第2半導体層層112の頂部の全てを、ファセット結晶面で形成することで、第3半導体層113の結晶性を一層向上できる。   Note that at least part of the top of the second semiconductor layer 112 may be formed with a facet crystal plane, which is preferable for the crystallinity of the third semiconductor layer 113. The crystallinity of the third semiconductor layer 113 can be further improved by forming all the top portions of the second semiconductor layer layer 112 with facet crystal planes.

さらに、上記第2半導体層112を形成する結晶面は、六方晶の結晶面の{1−101}面であることが好ましい。{1−101}面とは、(1−101)面と等価な結晶面の全てを表わしている。第2半導体層112の結晶面を、{1−101}面とすることで、第2半導体層112を埋めるように形成された第3半導体層113の結晶性が飛躍的に向上する。   Furthermore, the crystal plane forming the second semiconductor layer 112 is preferably a {1-101} plane of a hexagonal crystal plane. The {1-101} plane represents all crystal planes equivalent to the (1-101) plane. By setting the crystal plane of the second semiconductor layer 112 to the {1-101} plane, the crystallinity of the third semiconductor layer 113 formed so as to fill the second semiconductor layer 112 is dramatically improved.

さらに、上記第2半導体層112の高さをt2とすると、0.8×(D−d)<(t1+t2)<2.0[μm]を満たす。(t1+t2)が0.8×(D−d)より小さいと、第2半導体層112の頂部に平面部が出現する。これは、ファセット面が六方晶の{1−101}面とすると、ファセット面のなす角度が約60度となるためである。第2半導体層112の頂部に平面部がある場合、結晶成長が進むにつれて結晶中の転位が平面部を通って結晶上部に伸びていくため、結晶性が悪くなる。また、(t1+t2)が2.0μmより大きいと、平坦性の良い膜を得るための第3半導体層113の膜厚が大きくなってしまうため、クラックが発生しやすくなる。   Furthermore, when the height of the second semiconductor layer 112 is t2, 0.8 × (D−d) <(t1 + t2) <2.0 [μm] is satisfied. If (t1 + t2) is smaller than 0.8 × (D−d), a planar portion appears at the top of the second semiconductor layer 112. This is because if the facet plane is a hexagonal {1-101} plane, the angle formed by the facet plane is about 60 degrees. When there is a planar portion at the top of the second semiconductor layer 112, dislocations in the crystal extend through the planar portion to the upper portion of the crystal as crystal growth proceeds, so that the crystallinity deteriorates. On the other hand, if (t1 + t2) is larger than 2.0 μm, the film thickness of the third semiconductor layer 113 for obtaining a film with good flatness is increased, so that cracks are likely to occur.

したがって、第1半導体層111の高さt1および第2半導体層112の高さt2の和を上記範囲に限定することで、結晶性の優れた半導体素子を安定して作製することができる。   Therefore, by limiting the sum of the height t1 of the first semiconductor layer 111 and the height t2 of the second semiconductor layer 112 to the above range, a semiconductor element having excellent crystallinity can be stably manufactured.

次に、図6Aから図6Dを用いて半導体素子の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing a semiconductor element will be described with reference to FIGS. 6A to 6D.

図6Aに示すように、表面に複数の凸部101を有する基板100を準備し、この基板100上にIII族窒化物半導体結晶のエピタキシャル成長を行う。この結晶成長方法は、好ましくはIII族原料に有機金属を用いる有機金属化合物気相成長(MOVPE)で行うが、III族原料に塩化物を用いる塩化物輸送法による気相成長(HVPE)や分子線エピタキシ成長(MBE)を用いてもよい。   As shown in FIG. 6A, a substrate 100 having a plurality of convex portions 101 on the surface is prepared, and a group III nitride semiconductor crystal is epitaxially grown on the substrate 100. This crystal growth method is preferably performed by organometallic compound vapor phase growth (MOVPE) using an organic metal as a group III material, but vapor phase growth (HVPE) or molecular by a chloride transport method using a chloride as a group III material. Line epitaxy growth (MBE) may be used.

まず、基板100表面の洗浄やバッファ層の成長など、通常の平坦基板上にIII族窒化物を成長させる場合に必要となる表面処理を行う。バッファ層としては、公知のものを用いてよく、例えば、III族窒化物半導体であるGaN、AlNなどが挙げられる。   First, surface treatment necessary for growing a group III nitride on a normal flat substrate, such as cleaning the surface of the substrate 100 or growing a buffer layer, is performed. As the buffer layer, a known layer may be used, and examples thereof include group III nitride semiconductors such as GaN and AlN.

このバッファ層作製後、図6Bに示すように、第1半導体層111を成長させる。第1半導体層111の成長条件としては、凸部101に成長しにくい条件を設定することが好ましく、成長温度、圧力などの成長条件でコントロールできる。例えば、成長温度T1を、通常の高温GaN成長温度から50〜100℃低い温度に設定する。また、成長圧力P1を、200Torr以上とすることで、平坦性の良い半導体層が得られる。   After the buffer layer is fabricated, the first semiconductor layer 111 is grown as shown in FIG. 6B. As a growth condition of the first semiconductor layer 111, it is preferable to set a condition that makes it difficult for the convex portion 101 to grow. For example, the growth temperature T1 is set to a temperature lower by 50 to 100 ° C. than the normal high-temperature GaN growth temperature. Further, by setting the growth pressure P1 to 200 Torr or more, a semiconductor layer with good flatness can be obtained.

ここで、第1半導体層111の高さt1が、0.1μm<t1<0.5μmとなるように、成長条件を調整するが、成長時間またはIII族原料流量で調整することが好ましい。   Here, the growth conditions are adjusted so that the height t1 of the first semiconductor layer 111 is 0.1 μm <t1 <0.5 μm, but it is preferable to adjust the growth time or the group III material flow rate.

そして、図6Cに示すように、第1半導体層111上に第2半導体層112を成長させる。第2半導体層112の頂部が、ファセットを形成する結晶面のみで形成されるように、成長条件を設定するが、例えば、成長温度T2を、通常の高温GaN成長温度より70〜150℃低い温度に設定する。また、成長圧力P2を、400Torr以上とすることで、ファセット面を安定して成長させることが容易となる。   Then, as shown in FIG. 6C, the second semiconductor layer 112 is grown on the first semiconductor layer 111. The growth conditions are set so that the top of the second semiconductor layer 112 is formed only by the crystal face forming the facet. For example, the growth temperature T2 is a temperature lower by 70 to 150 ° C. than the normal high-temperature GaN growth temperature. Set to. In addition, by setting the growth pressure P2 to 400 Torr or more, it becomes easy to stably grow the facet surface.

ここで、第1半導体層111の高さt1と第2半導体層112の高さt2の和を、0.8×(D−d)<(t1+t2)<2.0[μm]となるように、t1およびt2を成長条件により調整するが、成長時間またはIII族原料流量で調整することが好ましい。したがって、上述で説明したように、t1とt2の和を上記範囲に限定することで、結晶性の優れた半導体素子を安定して作製することができる。   Here, the sum of the height t1 of the first semiconductor layer 111 and the height t2 of the second semiconductor layer 112 is 0.8 × (D−d) <(t1 + t2) <2.0 [μm]. T1 and t2 are adjusted according to the growth conditions, but it is preferable to adjust the growth time or the group III raw material flow rate. Therefore, as described above, by limiting the sum of t1 and t2 to the above range, a semiconductor element having excellent crystallinity can be stably manufactured.

この第2半導体層112が得られた後、図6Dに示すように、成長条件を変更し、第2半導体層112を埋めるように第3半導体層113を作製する。このとき、成長温度T3を高くすること、または、成長圧力P3を低くすることによって、横方向の成長が進行し、より効率的に第2半導体層112のファセット面を埋めることができる。好ましくは、成長温度T3を、通常GaN成長と同程度の温度に設定し、成長圧力P3を、200Torr以下に設定する。   After the second semiconductor layer 112 is obtained, as shown in FIG. 6D, the growth conditions are changed, and the third semiconductor layer 113 is formed so as to fill the second semiconductor layer 112. At this time, by increasing the growth temperature T3 or decreasing the growth pressure P3, the lateral growth proceeds and the facet surface of the second semiconductor layer 112 can be filled more efficiently. Preferably, the growth temperature T3 is set to a temperature comparable to that of normal GaN growth, and the growth pressure P3 is set to 200 Torr or less.

このようにして、本発明の半導体素子を製造する。   In this way, the semiconductor element of the present invention is manufactured.

上記成長温度T1,T2,T3について、T3>T1>T2を満たすことが好ましい。T3は、T1、T2よりも大きくなり、これによって、第3半導体層113の横方向の成長が進行して、この第3半導体層113によって第2半導体層112のファセット面をより効率的に埋めることができる。T1は、T2よりも大きくなり、これによって、第1半導体層112は基板100の凸部101に成長しにくくなって平坦性の良い半導体層が得られると共に、第2半導体層112のファセット面を安定して成長させることが容易となる。したがって、品質のよい半導体素子を安定して製造することができる。   Regarding the growth temperatures T1, T2 and T3, it is preferable to satisfy T3> T1> T2. T3 becomes larger than T1 and T2, whereby the lateral growth of the third semiconductor layer 113 proceeds, and the facet surface of the second semiconductor layer 112 is more efficiently filled with the third semiconductor layer 113. be able to. T1 becomes larger than T2, which makes it difficult for the first semiconductor layer 112 to grow on the convex portion 101 of the substrate 100, thereby obtaining a semiconductor layer with good flatness. Further, the facet surface of the second semiconductor layer 112 is increased. It becomes easy to grow stably. Therefore, a high quality semiconductor device can be manufactured stably.

上記成長圧力P1,P2,P3について、P2≧P1>P3を満たすことが好ましい。P3は、P1、P2よりも小さくなり、これによって、第3半導体層113の横方向の成長が進行して、この第3半導体層113によって第2半導体層112のファセット面をより効率的に埋めることができる。P2は、P1と同じかそれよりも大きくなり、これによって、第1半導体層111は基板100の凸部101に成長しにくくなって平坦性の良い半導体層が得られると共に、第2半導体層112のファセット面を安定して成長させることが容易となる。したがって、品質のよい半導体素子を安定して製造することができる。   About the said growth pressure P1, P2, P3, it is preferable to satisfy | fill P2> = P1> P3. P3 becomes smaller than P1 and P2, whereby the lateral growth of the third semiconductor layer 113 proceeds, and the facet surface of the second semiconductor layer 112 is more efficiently filled with the third semiconductor layer 113. be able to. P2 is the same as or larger than P1, whereby the first semiconductor layer 111 is less likely to grow on the convex portion 101 of the substrate 100, and a semiconductor layer with good flatness can be obtained, and the second semiconductor layer 112 is obtained. It becomes easy to grow the facet surface stably. Therefore, a high quality semiconductor device can be manufactured stably.

次に、本発明のサンプルとしての(実施例1)と、本発明との比較のサンプルとしての(比較例1)(比較例2)(比較例3)とを、説明する。   Next, (Example 1) as a sample of the present invention and (Comparative Example 1) (Comparative Example 2) (Comparative Example 3) as samples for comparison with the present invention will be described.

(実施例1)
まず、図1を参照して、表面に複数の凸部101を千鳥状に配列したサファイア基板101を準備する。凸部101の形状を半球状とし、凸部101の幅dを1μmとし、隣り合う凸部101間の間隔Dを2μmとする。そして、以下に示すMOVPE法によりGaNを成長させた。
Example 1
First, referring to FIG. 1, a sapphire substrate 101 having a plurality of convex portions 101 arranged in a staggered pattern on the surface is prepared. The shape of the convex portion 101 is hemispherical, the width d of the convex portion 101 is 1 μm, and the interval D between adjacent convex portions 101 is 2 μm. Then, GaN was grown by the following MOVPE method.

シャワー型MOVPE装置の反応室内に上記サファイア基板100をセットし、水素雰囲気中、チャンバ内圧力100Torr、ヒータ温度1240℃で基板のアニールを行った。   The sapphire substrate 100 was set in a reaction chamber of a shower type MOVPE apparatus, and the substrate was annealed in a hydrogen atmosphere at a chamber pressure of 100 Torr and a heater temperature of 1240 ° C.

そして、ヒータ温度を715℃に降温し、チャンバ内圧力を400Torrとし、TMGとNH3を供給し、低温GaNバッファ層を成長させた後、ヒータ温度を1240℃に昇温し、TMGとNH3を供給し、第1半導体層111を0.3μm成長させた。この第1半導体層111の表面を、走査電子顕微鏡(SEM)で観察したところ、この表面は、ピットがなく平坦であり、凸部101の頂点の周辺からの成長も見られなかった。   Then, the heater temperature is lowered to 715 ° C., the pressure in the chamber is set to 400 Torr, TMG and NH 3 are supplied, a low temperature GaN buffer layer is grown, the heater temperature is raised to 1240 ° C., and TMG and NH 3 are supplied. Then, the first semiconductor layer 111 was grown by 0.3 μm. When the surface of the first semiconductor layer 111 was observed with a scanning electron microscope (SEM), the surface was flat without pits, and no growth from the periphery of the apex of the convex portion 101 was observed.

要するに、第1半導体層111の高さt1を0.3μmとすることで、0.1μm<t1<0.5μmを満たしている。   In short, by setting the height t1 of the first semiconductor layer 111 to 0.3 μm, 0.1 μm <t1 <0.5 μm is satisfied.

その後、ヒータ温度を1170℃に降温し、第2半導体層112を1.5μm成長させた。この第2半導体層112の結晶の表面および断面形状をSEMで観察したところ、図7Aと図7Bに示すように、GaNの{1−101}面からなり、断面形状が三角形となっていることが確認できた。   Thereafter, the heater temperature was lowered to 1170 ° C., and the second semiconductor layer 112 was grown by 1.5 μm. When the surface and cross-sectional shape of the crystal of the second semiconductor layer 112 are observed with an SEM, it is composed of a {1-101} plane of GaN and has a triangular cross-sectional shape as shown in FIGS. 7A and 7B. Was confirmed.

要するに、第2半導体層112の高さt2を1.5μmとすることで、0.8×(D−d)=0.8×(2−1)=0.8μmとなり、t1+t2=0.3+1.5=1.8μmとなり、0.8μm<(t1+t2)<2.0μmを満たしている。   In short, by setting the height t2 of the second semiconductor layer 112 to 1.5 μm, 0.8 × (D−d) = 0.8 × (2-1) = 0.8 μm, and t1 + t2 = 0.3 + 1 0.5 = 1.8 μm, which satisfies 0.8 μm <(t1 + t2) <2.0 μm.

そして、ヒータ温度を1310℃に昇温し、チャンバ内圧力を200Torrとし、TMGとNH3を供給し、GaN層(第3半導体層113)を4μm成長させた。この結晶表面にはピットがなく、平坦であり、また、X線ロッキングカーブの半値幅(XRC−FWHM)は(0004)面で130arcsec、(1−102)で160arcsecと結晶性にも優れていた。   Then, the heater temperature was raised to 1310 ° C., the pressure in the chamber was set to 200 Torr, TMG and NH 3 were supplied, and the GaN layer (third semiconductor layer 113) was grown by 4 μm. The crystal surface had no pits and was flat, and the X-ray rocking curve had a full width at half maximum (XRC-FWHM) of 130 arcsec on the (0004) plane and 160 arcsec on the (1-102) plane. .

(比較例1)(比較例2)(比較例3)では、第1半導体層の高さt1および第2半導体層の高さt2を成長時間によって変更した以外は、上記(実施例1)と同様にして半導体素子を作製した。   (Comparative Example 1) (Comparative Example 2) In (Comparative Example 3), except that the height t1 of the first semiconductor layer and the height t2 of the second semiconductor layer were changed depending on the growth time, the above (Example 1) and A semiconductor element was produced in the same manner.

(比較例1)
第1半導体層の高さt1を0.05μmとし、第2半導体層の高さt2を1.5μmとした半導体素子のXRC−FWHMは、(0004)面が150arcsec、(1−102)面が180arcsecであった。
(Comparative Example 1)
The XRC-FWHM of the semiconductor element in which the height t1 of the first semiconductor layer is 0.05 μm and the height t2 of the second semiconductor layer is 1.5 μm is that the (0004) plane is 150 arcsec and the (1-102) plane is It was 180 arcsec.

図8に示すように、第1半導体層111Aの表面をSEMで観察したところ、この表面に凹みが多く、平坦でないことが確認された。要するに、第1半導体層111Aの高さt1が0.1μmよりも小さいため、第1半導体層111Aが平坦にならなかった。図中の符号101Aは、基板の凸部を示す。   As shown in FIG. 8, when the surface of the first semiconductor layer 111A was observed with an SEM, it was confirmed that the surface had many dents and was not flat. In short, since the height t1 of the first semiconductor layer 111A is smaller than 0.1 μm, the first semiconductor layer 111A did not become flat. Reference numeral 101A in the figure indicates a convex portion of the substrate.

(比較例2)
第1半導体層の高さt1を0.6μmとし、第2半導体層の高さt2を1.2μmとした半導体素子のXRC−FWHMは、(0004)面が160arcsec、(1−102)面が180arcsecであった。
(Comparative Example 2)
The XRC-FWHM of the semiconductor element in which the height t1 of the first semiconductor layer is 0.6 μm and the height t2 of the second semiconductor layer is 1.2 μm is (arc) 160 arcsec, (1-102) plane It was 180 arcsec.

図9に示すように、第1半導体層(GaN)111Bの表面をSEMで観察したところ、基板の凸部101Bの頂点付近にも、GaNが成長していることが確認された。要するに、第1半導体層111Aの高さt1が0.5μmよりも大きいため、基板の凸部101Bの頂点周辺にも結晶が成長しやすくなっていた。   As shown in FIG. 9, when the surface of the first semiconductor layer (GaN) 111B was observed with an SEM, it was confirmed that GaN was also grown near the apex of the convex portion 101B of the substrate. In short, since the height t1 of the first semiconductor layer 111A is larger than 0.5 μm, the crystal easily grows around the apex of the convex portion 101B of the substrate.

(比較例3)
第1半導体層の高さt1を0.3μmとし、第2半導体層の高さt2を1.8μmとした半導体素子は、表面にクラックが発生していた。要するに、(t1+t2)が、2.1μmとなって、2.0μmよりも大きいため、クラックが発生しやすくなった。
(Comparative Example 3)
The semiconductor element in which the height t1 of the first semiconductor layer was 0.3 μm and the height t2 of the second semiconductor layer was 1.8 μm had cracks on the surface. In short, since (t1 + t2) is 2.1 μm and is larger than 2.0 μm, cracks are likely to occur.

なお、今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって、制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上記した説明ではなくて、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

例えば、半導体素子の製造方法において、T3>T1>T2、または、P2≧P1>P3の少なくとも一方を、満たすようにしてもよい。   For example, in the method for manufacturing a semiconductor element, at least one of T3> T1> T2 or P2 ≧ P1> P3 may be satisfied.

100 基板
101 凸部
102 平坦部
111 第1半導体層
112 第2半導体層
113 第3半導体層
100 substrate 101 convex portion 102 flat portion 111 first semiconductor layer 112 second semiconductor layer 113 third semiconductor layer

Claims (5)

表面に複数の凸部が形成された基板と、
上記基板上に形成されたIII族窒化物半導体からなる第1半導体層と、
上記第1半導体層上に形成されたIII族窒化物半導体からなる第2半導体層と
を備え、
上記第2半導体層の頂部は、ファセット結晶面で形成され、
隣り合う上記凸部の中心間の間隔をD[μm]とし、
上記凸部の幅をd[μm]とし、
上記第1半導体層の高さをt1[μm]とし、
上記第2半導体層の高さをt2[μm]とすると、
0.8×(D−d)<(t1+t2)<2.0[μm]
を満たすことを特徴とする半導体素子。
A substrate having a plurality of convex portions formed on the surface;
A first semiconductor layer made of a group III nitride semiconductor formed on the substrate;
A second semiconductor layer made of a group III nitride semiconductor formed on the first semiconductor layer,
The top of the second semiconductor layer is formed with a facet crystal plane,
The distance between the centers of the adjacent convex portions is D [μm],
The width of the convex portion is d [μm],
The height of the first semiconductor layer is t1 [μm],
When the height of the second semiconductor layer is t2 [μm],
0.8 × (D−d) <(t1 + t2) <2.0 [μm]
The semiconductor element characterized by satisfy | filling.
請求項1に記載の半導体素子において、
上記第1半導体層の高さt1は、
0.1[μm]<t1<0.5[μm]
を満たすことを特徴とする半導体素子。
The semiconductor device according to claim 1,
The height t1 of the first semiconductor layer is
0.1 [μm] <t1 <0.5 [μm]
The semiconductor element characterized by satisfy | filling.
表面に複数の凸部が形成された基板上にIII族窒化物半導体からなる第1半導体層を形成する第1の工程と、
上記第1半導体層上にIII族窒化物半導体からなる第2半導体層を形成する第2の工程と、
上記第2半導体層上にIII族窒化物半導体からなる第3半導体層を形成する第3の工程と
を備え、
上記第1半導体層を成長させる温度をT1とし、
上記第2半導体層を成長させる温度をT2とし、
上記第3半導体層を成長させる温度をT3とすると、
T3>T1>T2
を満たすことを特徴とする半導体素子の製造方法
A first step of forming a first semiconductor layer made of a group III nitride semiconductor on a substrate having a plurality of convex portions formed on the surface;
A second step of forming a second semiconductor layer made of a group III nitride semiconductor on the first semiconductor layer;
Forming a third semiconductor layer made of a group III nitride semiconductor on the second semiconductor layer,
The temperature for growing the first semiconductor layer is T1,
The temperature for growing the second semiconductor layer is T2,
When the temperature for growing the third semiconductor layer is T3,
T3>T1> T2
Semiconductor device manufacturing method characterized by satisfying
表面に複数の凸部が形成された基板上にIII族窒化物半導体からなる第1半導体層を形成する第1の工程と、
上記第1半導体層上にIII族窒化物半導体からなる第2半導体層を形成する第2の工程と、
上記第2半導体層上にIII族窒化物半導体からなる第3半導体層を形成する第3の工程と
を備え、
上記第1半導体層を成長させる圧力をP1とし、
上記第2半導体層を成長させる圧力をP2とし、
上記第3半導体層を成長させる圧力をP3とすると、
P2≧P1>P3
を満たすことを特徴とする半導体素子の製造方法
A first step of forming a first semiconductor layer made of a group III nitride semiconductor on a substrate having a plurality of convex portions formed on the surface;
A second step of forming a second semiconductor layer made of a group III nitride semiconductor on the first semiconductor layer;
Forming a third semiconductor layer made of a group III nitride semiconductor on the second semiconductor layer,
The pressure for growing the first semiconductor layer is P1,
The pressure for growing the second semiconductor layer is P2,
When the pressure for growing the third semiconductor layer is P3,
P2 ≧ P1> P3
Semiconductor device manufacturing method characterized by satisfying
請求項3または4に記載の半導体素子の製造方法において、
隣り合う上記凸部の中心間の間隔をD[μm]とし、
上記凸部の幅をd[μm]とし、
上記第1半導体層の高さをt1[μm]とし、
上記第2半導体層の高さをt2[μm]とすると、
0.8×(D−d)<(t1+t2)<2.0[μm]
を満たすことを特徴とする半導体素子の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor element according to claim 3 or 4,
The distance between the centers of the adjacent convex portions is D [μm],
The width of the convex portion is d [μm],
The height of the first semiconductor layer is t1 [μm],
When the height of the second semiconductor layer is t2 [μm],
0.8 × (D−d) <(t1 + t2) <2.0 [μm]
The manufacturing method of the semiconductor element characterized by satisfy | filling.
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