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公開番号2025112438
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024006654
出願日2024-01-19
発明の名称窒化物積層体の製造方法および窒化物積層体
出願人住友化学株式会社
代理人個人,個人
主分類C30B 29/38 20060101AFI20250725BHJP(結晶成長)
要約【課題】第1のIII族窒化物上に連続成長ではない態様で第2のIII族窒化物を再成長させる際の、第1のIII族窒化物の表面上に付着した不純物の悪影響を低減できる技術を提供する。
【解決手段】窒化物積層体の製造方法は、(a)少なくとも表層部分が第1のIII族窒化物により構成された基板を、第1のIII族窒化物を成長させた成膜装置の外部に取り出された状態で用意する工程と、(b)基板に対して酸化処理装置を用いて所定の酸化処理を施し、第1のIII族窒化物の最表層を、III族酸化物からなる保護層へと変化させる工程と、(c)基板を所定の処理室内へ搬入して還元雰囲気下で加熱し、保護層を基板の表面から除去する工程と、(d)基板を処理室内から搬出することなく、保護層が除去されることで露出した第1のIII族窒化物の表面上に、第2のIII族窒化物を成長させる工程と、を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
（ａ）少なくとも表層部分が第１のＩＩＩ族窒化物により構成された基板を、前記第１のＩＩＩ族窒化物を成長させた成膜装置の外部に取り出された状態で用意する工程と、
（ｂ）前記基板に対して酸化処理装置を用いて所定の酸化処理を施し、前記第１のＩＩＩ族窒化物の最表層を、ＩＩＩ族酸化物からなる保護層へと変化させる工程と、
（ｃ）前記基板を所定の処理室内へ搬入して還元雰囲気下で加熱し、前記保護層を前記基板の表面から除去する工程と、
（ｄ）前記基板を前記処理室内から搬出することなく、前記保護層が除去されることで露出した前記第１のＩＩＩ族窒化物の表面上に、第２のＩＩＩ族窒化物を成長させる工程と、
を有する窒化物積層体の製造方法。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記（ｂ）では、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｓｉからなる群より選択される少なくともいずれかの不純物が前記第１のＩＩＩ族窒化物の表面に付着したままの状態で、前記第１のＩＩＩ族窒化物の表層部分を酸化させる
請求項１に記載の窒化物積層体の製造方法。
【請求項３】
前記（ｂ）では、前記第１のＩＩＩ族窒化物の表面が前記保護層により連続的に覆われた状態になるまで、前記酸化処理を継続する
請求項１に記載の窒化物積層体の製造方法。
【請求項４】
前記（ｂ）では、前記保護層の厚さが２ｎｍ以上に達するまで、前記酸化処理を継続する
請求項１に記載の窒化物積層体の製造方法。
【請求項５】
前記（ｂ）では、前記基板に対して酸化剤として水蒸気を供給し、前記第１のＩＩＩ族窒化物の表層部分を酸化させる
請求項１に記載の窒化物積層体の製造方法。
【請求項６】
前記（ｂ）では、陽極酸化の手法を用いて、前記第１のＩＩＩ族窒化物の表層部分を酸化させる
請求項１に記載の窒化物積層体の製造方法。
【請求項７】
前記（ｃ）では、前記第１のＩＩＩ族窒化物のうち、前記保護層の下層側に存在するＩＩＩ族窒化物が露出するまで、前記保護層の除去を継続する
請求項１に記載の窒化物積層体の製造方法。
【請求項８】
前記（ｃ）では、前記第１のＩＩＩ族窒化物の表面に付着していた前記不純物を、前記保護層とともに除去する
請求項２に記載の窒化物積層体の製造方法。
【請求項９】
前記（ｃ）では、前記第２のＩＩＩ族窒化物を成長させる成膜装置の処理室内において、水素含有雰囲気下で、前記基板を９００℃以上の温度に加熱することにより、前記保護層を前記基板の表面から除去する
請求項１に記載の窒化物積層体の製造方法。
【請求項１０】
前記（ｃ）では、前記第２のＩＩＩ族窒化物を成長させる成膜装置の処理室内において、水素およびアンモニア含有雰囲気下で、前記基板を９００℃以上の温度に加熱することにより、前記保護層を前記基板の表面から除去する
請求項１に記載の窒化物積層体の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物積層体の製造方法および窒化物積層体に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）等のＩＩＩ族窒化物は、発光素子、トランジスタ等の半導体装置を製造するための材料として用いられている。ＧａＮ基板上にＧａＮ層をエピタキシャル成長させた窒化物積層体は、ＧａＮ層が高品質であるため注目されている（高品質なＧａＮ層成長のためのＧａＮ基板の利用について、例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
ＧａＮ基板上にＧａＮ層を成長させる場合、ＧａＮ層を成長させる成膜装置の処理室に、外部からＧａＮ基板が搬入され、当該ＧａＮ基板上にＧａＮ層が成長される。つまり、連続成長ではない態様で、ＧａＮ基板上にＧａＮ層が再成長されることとなる。
【０００４】
典型的にはＧａＮ基板上にＧａＮ層を成長させる場合のように、成長下地となる第１のＩＩＩ族窒化物上に連続成長ではない態様で第２のＩＩＩ族窒化物が再成長されることがある。このような場合、第１のＩＩＩ族窒化物の成長後に成膜装置の外部に第１のＩＩＩ族窒化物が取り出されることに起因して、第１のＩＩＩ族窒化物の表面上に不純物が付着する。付着した不純物は、第２のＩＩＩ族窒化物の成長等に悪影響を与える。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
藤倉序章、外８名、「ＧａＮ単結晶基板の開発」、住友化学、２０１８、ｐ．３８－４７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一目的は、第１のＩＩＩ族窒化物上に連続成長ではない態様で第２のＩＩＩ族窒化物を再成長させる際の、第１のＩＩＩ族窒化物の表面上に付着した不純物の悪影響を低減できる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、
（ａ）少なくとも表層部分が第１のＩＩＩ族窒化物により構成された基板を、前記第１のＩＩＩ族窒化物を成長させた成膜装置の外部に取り出された状態で用意する工程と、
（ｂ）前記基板に対して酸化処理装置を用いて所定の酸化処理を施し、前記第１のＩＩＩ族窒化物の最表層を、ＩＩＩ族酸化物からなる保護層へと変化させる工程と、
（ｃ）前記基板を所定の処理室内へ搬入して還元雰囲気下で加熱し、前記保護層を前記基板の表面から除去する工程と、
（ｄ）前記基板を前記処理室内から搬出することなく、前記保護層が除去されることで露出した前記第１のＩＩＩ族窒化物の表面上に、第２のＩＩＩ族窒化物を成長させる工程と、
を有する窒化物積層体の製造方法
が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、
少なくとも表層部分が第１のＩＩＩ族窒化物により構成された基板と、
前記第１のＩＩＩ族窒化物の表面上に形成されたＩＩＩ族酸化物からなる保護層と、
を有する窒化物積層体
が提供される。
【０００９】
本発明のさらに他の態様によれば、
少なくとも表層部分が第１のＩＩＩ族窒化物により構成された基板と、
前記第１のＩＩＩ族窒化物の表面上に形成された第２のＩＩＩ族窒化物からなる膜と、を備え、
前記第１のＩＩＩ族窒化物と前記第２のＩＩＩ族窒化物との界面における鉄（Ｆｅ）の濃度分布が、前記界面においてピークを持ち、そのピーク濃度が、２×１０
１６
／ｃｍ
３
以下である窒化物積層体
が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
第１のＩＩＩ族窒化物上に連続成長ではない態様で第２のＩＩＩ族窒化物を再成長させる際の、第１のＩＩＩ族窒化物の表面上に付着した不純物の悪影響を低減できる技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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