| 主权项 |
1.一种氮化镓成长用基板,其特征在于包含:基板, 其系蓝宝石、GaAs、InP、Si、SiC、尖晶石、GaN等任 一单晶,或者于该等单晶基板形成GaN缓冲层者;缺 陷种掩膜X,其系由Ti、Pt、Ni之任一所成于基板上 不具有规律地排列之窗只具有覆盖部分成为产生 封闭缺陷集合区域H之种;及ELO掩膜F,其系由SiON、 SiO2、SiN之任一所成具有覆盖部分与以小的周期规 律地排列之多数之窗于基板上且相辅地与缺陷种 掩膜规律地设置。 2.一种氮化镓成长用基板之制造方法,其特征在于 包含:于蓝宝石、GaAs、InP、Si、SiC、尖晶石、GaN之 任一单晶之基板,或者于该等单晶基板形成GaN缓冲 层之基板上,形成由SiO2、SiN、SiON之任一所成之ELO 掩膜用薄膜,进一步于其上形成由Pt、Ti、Ni之任一 所成之缺陷种掩膜用薄膜,将成为ELO掩膜F之部分 之缺陷掩膜用薄膜藉由蚀刻去除,将于露出之SiO2 、SiN、SiON之任一薄膜藉由蚀刻形成以规律排列加 以排列之窗。 3.一种氮化镓成长用基板之制造方法,其特征在于 包含:蓝宝石、GaAs、InP、Si、SiC、尖晶石、GaN之任 一单晶之基板,或者于该等单晶基板形成GaN缓冲层 之基板上,形成SiO2、SiN、SiON之任一之ELO掩膜用薄 膜,将成为ELO掩膜之部分形成以规律排列加以排列 之窗,于SiO2、SiN、SiON之任一成为缺陷种掩膜X之部 分形成以Pt、Ti、Ni之任一所成之缺陷种掩膜用薄 膜。 4.一种氮化镓基板之制造方法,其特征在于包含:蓝 宝石、GaAs、InP、Si、SiC、尖晶石、GaN之任一单晶 之基板,或者于该等单晶基板形成GaN缓冲层之基板 ,及于上形成SiO2、SiN、SiON之任一ELO掩膜用薄膜,进 一步于其上形成由Pt、Ti、Ni之任一所成之缺陷种 掩膜用薄膜,将成为ELO掩膜F之部分之缺陷掩膜用 薄膜藉由蚀刻去除,将于露出之SiO2、SiN、SiON之任 一薄膜藉由蚀刻形成规律排列加以排列之窗之付 有掩膜之蓝宝石、GaAs、InP、Si、SiC、尖晶石、GaN 之任一单晶基板放入气相成长炉,于付有掩膜之基 板上,供给含有NH3之原料与含有Ga之原料,藉由气相 合成法将GaN单晶成长,于初期露出于ELO掩膜F之窗 之基板上产生GaN之结晶核而于ELO掩膜覆盖部与缺 陷种掩膜上不成长GaN结晶,越过窗的GaN结晶于ELO掩 膜覆盖部上横向成长,分别由窗横向成长之结晶膜 结合之后于ELO掩膜F上向上进行低位错之成长,于 缺陷种掩膜X之上则开始GaN之沉积,含有大量缺陷 之GaN封闭缺陷集合区域H成长的方式,形成充分厚 度之GaN结晶后,中止GaN之成长,由气相成长炉将付 有基板之GaN结晶取出,将基板与掩膜F、X藉由蚀刻 或研磨去除,以得自立之低位错低缺陷之GaN单晶 基板。 图式简单说明: 图1为以于正三角形反覆铺满图案之正三角形之顶 点配置圆形窗之掩膜,其设于蓝宝石基板上用以成 长缺陷少的GaN薄膜之ELO掩膜之一部分之平面图。 图2系以于正三角形反覆铺满图案之正三角形之顶 点配置正六角形窗之掩膜,其设于蓝宝石基板上用 以成长缺陷少的GaN薄膜之ELO掩膜之一部分之平面 图。 图3系说明配置了复数之窗,使GaN难以成长之掩膜 设于基板,将GaN由窗成长之ELO成长法之图。图3(1) 系表示于基板形成具有窗之掩膜之状态之剖面图 。图3(2)系表示于窗部分之基板表面产生GaN之结晶 核之状态之剖面图。图3(3)系表示于窗部分之基板 表面成长GaN之薄层之状态之剖面图。图3(4)系表示 GaN超越窗的高度成长为具有晶面之角锥台之形状 之状态之剖面图。图3(5)系表示超越窗的高度具有 晶面之角锥台形状之GaN结晶成长成具有晶面之角 锥之形状之状态之剖面图。图3(6)系表示超越窗的 边缘具有晶面之角锥台形状之GaN结晶进行横向成 长成角锥台的状态的剖面图。图3(7)系表示超越窗 的边缘具有晶面之角锥台形状之GaN结晶进行横方 向成长于由邻接窗之结晶于垂直二等分线之境界 面接触之状态之剖面图。图3(8)系表示由邻接窗成 长之GaN结晶将境界限填满之状态之剖面图。 图4系蓝宝石、GaAs、InP、Si、SiC、尖晶石、GaN之任 一单晶基板,或者于该等单晶基板形成GaN缓冲层之 基板上,设有将于反覆之正三角形之顶点位置使GaN 缺陷集合成长之材料配置之缺陷种掩膜之状态之 平面图。 图5系表示将缺陷种掩膜X于基板或于基板上形成 之GaN缓冲层上形成,于其上成长GaN结晶以制造GaN基 板之过程之剖面图。图5(1)系基板之剖面图。图5(2 )系于基板上设了均一的GaN缓冲层的状态之剖面图 。图5(3)系于GaN缓冲层上设了缺陷种掩膜X之状态 之剖面图。图5(4)系表示于缺陷种掩膜X之上成长 GaN结晶则于缺陷种掩膜X之上成长封闭缺陷集合区 域H,于其他部分之上则成长具有倾斜之晶面、缺 陷少的单晶低位错伴随区域Z,于相当于邻接掩膜X 之境界之部分成长具有平面之单晶低位错剩余区 域Y之剖面图。图5(5)将成长之GaN之上顶部研磨去 除且将基板去除作成平坦的GaN基板之状态之剖面 图。 图6系表示藉由缺陷种掩膜法成长之GaN基板以CL(阴 极萤光)法所观察所看到的图案之图。由种掩膜X 所成长者系封闭缺陷集合区域H,于其周围有同心 状成长之部分系缺陷少之单晶低位错伴随区域Z, 于同心圆之外侧者系单晶低位错剩余区域Y。 图7系表示双重掩膜法之本发明之实施例藉由设于 正三角形之反覆图案之顶点之缺陷种掩膜,与设于 其以外之大部分区域之ELO掩膜相辅地覆盖基板之 状态之平面图。排列多数小窗者为ELO掩膜而具有 大的覆盖部者为缺陷种掩膜。 图8系表示双重掩膜法之本发明之实施例以平行的 间隔M反覆之带状图案之缺陷种掩膜,与设于其以 外之大部分区域之ELO掩膜相辅地覆盖基板之状态 之平面图。排列多数小窗者为ELO掩膜而具有大的 覆盖部者为缺陷种掩膜。 图9系表示于基板(蓝宝石、GaAs、InP、Si、SiC、尖 晶石、GaN之任一单晶之基板,或者于该等单晶基板 形成GaN缓冲层者)上,设由SiN、SiO2、SiON之任一所成 之ELO掩膜,于ELO上设缺陷种掩膜之本发明(双重掩 膜法)之关于实施例之GaN成长用基板之构造之剖面 图。 图10为表示于基板(蓝宝石、GaAs、InP、Si、SiC、尖 晶石、GaN之任一单晶之基板,或者于该等单晶基板 形成GaN缓冲层者)上,设由SiO2所成之ELO掩膜,于ELO上 设由Pt/Ti所成之缺陷种掩膜之本发明(双重掩膜法) 之GaN成长用基板之构造之剖面图。 |
