特許 6832668 自立基板、及び、自立基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6832668

(24)【登録日】2021年2月4日

(45)【発行日】2021年2月24日

(54)【発明の名称】自立基板、及び、自立基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C30B 29/38 20060101AFI20210215BHJP

   C30B 25/16 20060101ALI20210215BHJP

   C23C 16/34 20060101ALI20210215BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20210215BHJP

【ＦＩ】

   C30B29/38 D

   C30B25/16

   C23C16/34

   H01L21/205

【請求項の数】10

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-199366(P2016-199366)

(22)【出願日】2016年10月7日

(65)【公開番号】特開2018-58742(P2018-58742A)

(43)【公開日】2018年4月12日

【審査請求日】2019年9月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000165974

【氏名又は名称】古河機械金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(72)【発明者】

【氏名】後藤 裕輝

(72)【発明者】

【氏名】砂川 晴夫

(72)【発明者】

【氏名】中川 拓哉

【審査官】 神▲崎▼ 賢一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０２６１８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２９６６４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１００２２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ３０Ｂ ２９／３８

Ｃ２３Ｃ １６／３４

Ｃ３０Ｂ ２５／１６

Ｈ０１Ｌ ２１／２０５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

III族窒化物半導体で構成され、
｛１１−２２｝面から３０°傾いた面である成長面を有し、
第１の不純物であるＯと、第２の不純物であるＳｉ又はＧｅとを含み、
ＳＩＭＳ（Secondary Ion Spectrometry）で測定した前記第１の不純物の濃度をＤ１、前記第２の不純物の濃度をＤ２とすると、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たす自立基板。

【請求項2】

請求項１に記載の自立基板において、
ホール効果測定装置で測定したホール濃度をＨとすると、
（Ｄ１＋Ｄ２）×０．７≦Ｈ≦（Ｄ１＋Ｄ２）×１．３を満たす自立基板。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の自立基板において、
５×１０^１７／ｃｍ^３≦Ｄ１≦９×１０^１７／ｃｍ^３を満たす自立基板。

【請求項4】

III族窒化物半導体で構成され、
｛１１−２２｝面から３０°傾いた面である成長面を有し、
第１の不純物であるＯと、第２の不純物であるＳｉ又はＧｅとを含み、
ＳＩＭＳで測定した前記第１の不純物の濃度をＤ１、前記第２の不純物の濃度をＤ２とすると、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たすIII族窒化物半導体層を有する基板。

【請求項5】

請求項４に記載の基板において、
ホール効果測定装置で測定したホール濃度をＨとすると、
（Ｄ１＋Ｄ２）×０．７≦Ｈ≦（Ｄ１＋Ｄ２）×１．３を満たす基板。

【請求項6】

請求項４又は５に記載の基板において、
５×１０^１７／ｃｍ^３≦Ｄ１≦９×１０^１７／ｃｍ^３を満たす基板。

【請求項7】

｛１１−２２｝面から３０°傾いた面を成長面として有する下地基板を準備する準備工程と、
前記下地基板の上に、ＨＶＰＥ（Hydride Vapor Phase Epitaxy）法により、第１の不純物であるＯと、第２の不純物であるＳｉ又はＧｅとをドーピングしながらIII族窒化物半導体を成長させる成長工程と、
を有し、
前記成長工程では、前記成長工程の後に前記III族窒化物半導体の層を測定対象としてＳＩＭＳで測定した前記第１の不純物の濃度をＤ１、前記第２の不純物の濃度をＤ２とすると、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たすように、前記III族窒化物半導体の成長条件を最適化する自立基板の製造方法。

【請求項8】

請求項７に記載の自立基板の製造方法において、
前記成長工程では、V／III比が２０以上５０以下の成長条件で、III族窒化物半導体を成長させる自立基板の製造方法。

【請求項9】

自立基板上に、III族窒化物半導体で構成され、｛１１−２２｝面から３０°傾いた面を成長面として有する第１の層が形成された積層体を準備する準備工程と、
前記第１の層の上に、ＨＶＰＥ法により、第１の不純物であるＯと、第２の不純物であるＳｉ又はＧｅとをドーピングしながらIII族窒化物半導体を成長させる成長工程と、
を有し、
前記成長工程では、前記成長工程の後に前記III族窒化物半導体の層を測定対象としてＳＩＭＳで測定した前記第１の不純物の濃度をＤ１、前記第２の不純物の濃度をＤ２とすると、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たすように、前記III族窒化物半導体の成長条件を最適化する基板の製造方法。

【請求項10】

請求項９に記載の基板の製造方法において、
前記成長工程では、V／III比が２０以上５０以下の成長条件で、III族窒化物半導体を成長させる基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自立基板、及び、自立基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＨＶＰＥ（Hydride Vapor Phase Epitaxy）法でＣ面以外の成長面にIII族窒化物半導体をエピタキシャル成長させた場合、成長したIII族窒化物半導体の結晶中に多くの酸素（不純物）がドープされることがある。特許文献１に、Ｃ面から傾いた面でＧａＮ結晶を成長させた場合、結晶中にドープされる酸素（Ｏ）等の不純物濃度が１×１０^１９／ｃｍ^３〜５×１０^１９／ｃｍ^３と高くなることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−７５８１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

酸素（Ｏ）が高濃度にドープされることにより、（１）Ｓｉドープ、Ｇｅドープによるキャリヤ濃度制御が困難になる（通常、１０^１８ｃｍ^−３程度のキャリヤ濃度に制御するが、Ｏの濃度が上記の通りこれを超える場合がある）、（２）ＧａＮ基板表面に存在するＯの存在や同原子の拡散等により、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法によるその上への（デバイス）成長が阻害される可能性がある、等の問題が発生し得る。このため、酸素（不純物）濃度を小さくすることが望まれている。本発明は、ＨＶＰＥ法でＣ面以外の成長面にIII族窒化物半導体をエピタキシャル成長させた場合におけるIII族窒化物半導体の結晶中にドープされる酸素（不純物）の濃度を制御することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明によれば、
III族窒化物半導体で構成され、
｛１１−２２｝面から３０°傾いた面である成長面を有し、
第１の不純物であるＯと、第２の不純物であるＳｉ又はＧｅとを含み、
ＳＩＭＳ（Secondary Ion Spectrometry）で測定した前記第１の不純物の濃度をＤ１、前記第２の不純物の濃度をＤ２とすると、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たす自立基板が提供される。

【0006】

また、本発明によれば、
III族窒化物半導体で構成され、
｛１１−２２｝面から３０°傾いた面である成長面を有し、
第１の不純物であるＯと、第２の不純物であるＳｉ又はＧｅとを含み、
ＳＩＭＳで測定した前記第１の不純物の濃度をＤ１、前記第２の不純物の濃度をＤ２とすると、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たすIII族窒化物半導体層を有する基板が提供される。

【0007】

また、本発明によれば、
｛１１−２２｝面から３０°傾いた面を成長面として有する下地基板を準備する準備工程と、
前記下地基板の上に、ＨＶＰＥ（Hydride Vapor Phase Epitaxy）法により、第１の不純物であるＯと、第２の不純物であるＳｉ又はＧｅとをドーピングしながらIII族窒化物半導体を成長させる成長工程と、
を有し、
前記成長工程では、前記成長工程の後に前記III族窒化物半導体の層を測定対象としてＳＩＭＳで測定した前記第１の不純物の濃度をＤ１、前記第２の不純物の濃度をＤ２とすると、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たすように、前記III族窒化物半導体の成長条件を最適化する自立基板の製造方法が提供される。

【0008】

また、本発明によれば、
自立基板上に、III族窒化物半導体で構成され、｛１１−２２｝面から３０°傾いた面を成長面として有する第１の層が形成された積層体を準備する準備工程と、
前記第１の層の上に、ＨＶＰＥ法により、第１の不純物であるＯと、第２の不純物であるＳｉ又はＧｅとをドーピングしながらIII族窒化物半導体を成長させる成長工程と、
を有し、
前記成長工程では、前記成長工程の後に前記III族窒化物半導体の層を測定対象としてＳＩＭＳで測定した前記第１の不純物の濃度をＤ１、前記第２の不純物の濃度をＤ２とすると、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たすように、前記III族窒化物半導体の成長条件を最適化する基板の製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ＨＶＰＥ法でＣ面以外の成長面にIII族窒化物半導体をエピタキシャル成長させた場合におけるIII族窒化物半導体の結晶中にドープされる酸素（不純物）の濃度を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態の製造方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図2】本実施形態の下地基板上にIII族窒化物半導体層を形成した積層体の一例を示す側面模式図である。

【図3】ＨＶＰＥ装置の模式図である。

【図4】本実施形態の自立基板上にIII族窒化物半導体層を形成した積層体の一例を示す側面模式図である。

【図5】実施例１のＳＩＭＳ分析結果を示す図である。

【図6】比較例１のＳＩＭＳ分析結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の自立基板の製造方法の実施形態について図面を用いて説明する。なお、図はあくまで発明の構成を説明するための概略図であり、各部材の大きさ、形状、数、異なる部材の大きさの比率などは図示するものに限定されない。

【0012】

まず、本実施形態の概要について説明する。ＨＶＰＥ法でＣ面以外の成長面にIII族窒化物半導体をエピタキシャル成長させた場合、成長したIII族窒化物半導体の結晶中にＯ（不純物）が意図せず高濃度でドープされやすい。例えば、濃度がＭ×１０^１９／ｃｍ^３（１≦Ｍ≦９）程度と高くなる。Ｏのソースは、ＨＶＰＥ装置の部材であるＳｉＯ_２で構成された反応管等であると推測される。

【0013】

本発明者らは、III族窒化物半導体の結晶の成長条件を調整し、他の不純物、具体的にはＳｉ及びＧｅの少なくとも一方をIII族窒化物半導体の結晶中にドープさせ、これらの濃度を高くすると、III族窒化物半導体の結晶中におけるＯの濃度が低減することを見出した。また、本発明者らは、V／III比を最適化することで、Ｓｉ及びＧｅの少なくとも一方をIII族窒化物半導体の結晶中に多くドープさせ、III族窒化物半導体の結晶中におけるＯの濃度を低減できることを見出した。

【0014】

本実施形態では、ＨＶＰＥ法でＣ面以外の成長面にIII族窒化物半導体をエピタキシャル成長させる際、V／III比を最適化し、ＳｉをIII族窒化物半導体の結晶中に多くドープすることで、当該結晶中におけるＯの濃度を低減する。Ｇｅを高濃度にドープする例は、第２の実施形態で説明する。

【0015】

次に、図１のフローチャートを用いて、本実施形態の自立基板の製造方法の一例について説明する。図示するように、本実施形態の自立基板の製造方法は、準備工程Ｓ１０と、成長工程Ｓ２０とを有する。

【0016】

準備工程Ｓ１０では、Ｃ面と異なる面を成長面として有する下地基板を準備する。下地基板は、III族窒化物半導体で構成された基板であってもよいし、サファイア基板等の異種基板であってもよい。

【0017】

成長工程Ｓ２０では、下地基板の上に、ＨＶＰＥ法により、第１の不純物であるＯと、第２の不純物であるＳｉをドーピングしながらIII族窒化物半導体を成長させる。なお、第１の不純物であるＯは、例えばＨＶＰＥ装置１００の部材等をソースとして、意図せずドープされる不純物であってもよい。

【0018】

当該工程の結果、図２に示すように、下地基板１０と、III族窒化物半導体層２０との積層体が得られる。本実施形態では、このような積層体を自立基板とすることもできるし、また、当該積層体から下地基板１０を研磨等により除去したものを自立基板とすることもできる。さらに、III族窒化物半導体層２０から一部をスライス等で切り出して、自立基板としてもよい。

【0019】

なお、成長工程Ｓ２０では、成長工程Ｓ２０の後にIII族窒化物半導体層２０を測定対象としてＳＩＭＳで測定した第１の不純物の濃度をＤ１、第２の不純物の濃度をＤ２とすると、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たすように、III族窒化物半導体の成長条件を最適化する。例えば、成長工程Ｓ２０では、V／III比が２０以上５０以下、好ましくは３０以上５０以下の成長条件で、III族窒化物半導体を成長させる。その他の成長条件は従来技術と同様であり、例えば成長温度：９００℃以上１１００℃以下等とすることができる。以下の実施例で示すように、当該成長条件でIII族窒化物半導体を成長させると、上記１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たすことができる。

【0020】

ここで、図３を用いて、ハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ）装置１００でＧａＮをエピタキシャル成長させる一例を説明する。

【0021】

図示するＨＶＰＥ装置１００は、反応管１２１と、反応管１２１内に設けられている基板ホルダ１２３とを備える。反応管１２１は、ＳｉＯ_２（石英等）で構成される。基板ホルダ１２３には下地基板４１（上述した下地基板１０）が保持される。また、ＨＶＰＥ装置１００は、III族原料ガスを反応管１２１内に供給するIII族原料ガス供給部１３９と、窒素原料ガスを反応管１２１内に供給する窒素原料ガス供給部１３７とを備える。さらに、ＨＶＰＥ装置１００は、ガス排出管１３５と、ヒータ１２９、１３０とを備える。

【0022】

基板ホルダ１２３は、反応管１２１の下流側に回転軸１３２により回転自在に設けられている。ガス排出管１３５は、反応管１２１のうち基板ホルダ１２３の下流側に設けられている。

【0023】

III族原料ガス供給部１３９は、ガス供給管１２６とソースボート１２８とIII族（Ｇａ）原料１２７と反応管１２１のうち遮蔽板１３６の下の層とを含む。

【0024】

窒素原料ガス供給部１３７は、ガス供給管１２４と反応管１２１のうち遮蔽板１３６の上の層とを含む。

【0025】

III族原料ガス供給部１３９は、III族原子のハロゲン化物（たとえば、ＧａＣｌ）を生成し、これを基板ホルダ１２３に保持された下地基板４１の表面に供給する。

【0026】

ガス供給管１２６の供給口は、III族原料ガス供給部１３９内の上流側に配置されている。このため、供給されたハロゲン化水素ガス（たとえば、ＨＣｌガス）は、III族原料ガス供給部１３９内でソースボート１２８中のIII族原料１２７と接触するようになっている。

【0027】

これにより、ガス供給管１２６から供給されるハロゲン含有ガスは、ソースボート１２８中のIII族原料１２７の表面または揮発したIII族分子と接触し、III族分子をハロゲン化してIII族のハロゲン化物を含むIII族原料ガスを生成する。なお、このIII族原料ガス供給部１３９の周囲にはヒータ１２９が配置され、III族原料ガス供給部１３９内は、たとえば８００〜９００℃程度の温度に維持される。

【0028】

反応管１２１の上流側は、遮蔽板１３６により２つの層に区画されている。図中の遮蔽板１３６の上側に位置する窒素原料ガス供給部１３７中を、ガス供給管１２４から供給されたアンモニアが通過し、熱により分解が促進される。なお、この窒素原料ガス供給部１３７の周囲にはヒータ１２９が配置され、窒素原料ガス供給部１３７内は、たとえば８００〜９００℃程度の温度に維持される。

【0029】

図中の右側に位置する成長領域１２２には、基板ホルダ１２３に保持された下地基板４１が配置され、この成長領域１２２内でＧａＮ等のIII族窒化物半導体の成長が行われる。この成長領域１２２の周囲にはヒータ１３０が配置され、成長領域１２２内は、たとえば１０００℃〜１０５０℃程度の温度に維持される。

【0030】

以下の実施例で示すように、III族窒化物半導体の成長を、部材の一部（例：反応管１２１）がＳｉＯ_２（石英等）で構成されたＨＶＰＥ装置を用いてV／III比が２０以上５０以下の成長条件で行った場合、成長したIII族窒化物半導体の結晶中にＳｉ（不純物）がドープされる。Ｓｉのソースは、反応管１２１を構成するＳｉＯ_２（石英等）等であると推測される。このように、本実施形態によれば、Ｓｉのソースを別途用意する必要がなく、成長条件を最適化するのみで、Ｓｉを高濃度にドープすることができる。

【0031】

このような本実施形態の自立基板の製造方法によれば、以下の自立基板が得られる。

【0032】

III族窒化物半導体で構成され、
Ｃ面と異なる面で構成された成長面を有し、
第１の不純物であるＯと、第２の不純物であるＳｉ又はＧｅとを含み、
ＳＩＭＳで測定した前記第１の不純物の濃度をＤ１、前記第２の不純物の濃度をＤ２とすると、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たす自立基板。

【0033】

すなわち、本実施形態の製造方法によれば、第１の不純物の濃度に対する第２の不純物の濃度の割合を十分に高め、第１の不純物の濃度を十分に低減した自立基板が得られる。そして、本実施形態の製造方法によれば、第１の不純物の濃度Ｄ１を、５×１０^１７／ｃｍ^３≦Ｄ１≦９×１０^１７／ｃｍ^３まで低減した自立基板が得られる。結果、本実施形態の製造方法によれば、Ｏ以外の不純物（例：Ｓｉ）によるキャリヤ濃度制御が可能となる。また、ＧａＮ基板表面に存在するＯの存在や同原子の拡散等により、ＭＯＣＶＤ法によるその上への（デバイス）成長が阻害される不都合を軽減できる。

【0034】

さらに、本実施形態の製造方法によれば、上記自立基板に対してホール効果測定装置で測定したホール濃度をＨとすると、（Ｄ１＋Ｄ２）×０．７≦Ｈ≦（Ｄ１＋Ｄ２）×１．３を満たすことができる。すなわち、ホール濃度は、第１の不純物の濃度及び第２の不純物の濃度の和と、ほぼ同等となる。このことから、第１の不純物及び第２の不純物いずれも、キャリヤとして機能することが分かる。本実施形態の場合、第１の不純物の濃度を小さくするが、代わりにドープする第２の不純物もキャリヤとして機能するため、十分なキャリヤ濃度を確保することができる。

【0035】

＜変形例１＞
第１の不純物であるＯと、第２の不純物であるＳｉとを含み、ＳＩＭＳで測定した第１の不純物の濃度をＤ１、第２の不純物の濃度をＤ２とすると、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たすIII族窒化物半導体の層は、下地基板１０の上に形成されるもの（図２の２０）に限定されない。

【0036】

例えば、準備工程Ｓ１０では、III族窒化物半導体で構成される自立基板３０上に、III族窒化物半導体で構成され、Ｃ面と異なる面を成長面として有する第１の層４０が形成された積層体を準備してもよい。第１の層４０は、自立基板３０の直上に形成されてもよいし、自立基板３０上に他の層（単層、複層いずれでもよい）を介して形成されてもよい。

【0037】

そして、成長工程Ｓ２０では、このような積層体の第１の層４０の直上に、III族窒化物半導体をエピタキシャル成長させてもよい。成長工程Ｓ２０の詳細は、上述の通りである。

【0038】

当該変形例によれば、図４に示すように、自立基板３０と、第１の層４０と、III族窒化物半導体層５０とを有する基板が得られる。

【0039】

III族窒化物半導体層５０は、III族窒化物半導体で構成され、Ｃ面と異なる面で構成された成長面を有する。そして、第１の不純物であるＯと、第２の不純物であるＳｉ又はＧｅとを含み、ＳＩＭＳで測定した第１の不純物の濃度をＤ１、第２の不純物の濃度をＤ２とすると、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たす。

【0040】

すなわち、当該変形例によれば、第２の不純物の割合を十分に高め、第１の不純物の濃度を十分に低減したIII族窒化物半導体層を有する基板が得られる。そして、当該変形例によれば、III族窒化物半導体層中の第１の不純物の濃度Ｄ１を、５×１０^１７／ｃｍ^３≦Ｄ１≦９×１０^１７／ｃｍ^３まで低減することができる。結果、上記と同様な作用効果を実現できる。

【0041】

さらに、当該変形例によれば、上記自立基板に対してホール効果測定装置で測定したホール濃度をＨとすると、（Ｄ１＋Ｄ２）×０．７≦Ｈ≦（Ｄ１＋Ｄ２）×１．３を満たすことができる。すなわち、ホール濃度は、第１の不純物の濃度及び第２の不純物の濃度の和と、ほぼ同等となる。このことから、第１の不純物及び第２の不純物いずれも、キャリヤとして機能することが分かる。本実施形態の場合、第１の不純物の濃度を小さくするが、代わりにドープする第２の不純物もキャリヤとして機能するため、十分なキャリヤ濃度を確保することができる。

【0042】

＜変形例２＞
第２の不純物をＳｉに代えて、Ｇｅとすることもできる。例えば、Ｇｅ（第２の不純物）のソースとして、ＧｅＣｌ_４を使用することができる。そして、Ｈ_２ガス（キャリヤガス）を、温度を１０℃程度に保ったＧｅＣｌ_４（液体）内にくぐらせ、ＧｅＣｌ_４を蒸気として反応炉内に送り込む。例えば、反応炉内におけるＧｅＣｌ_４の分圧は１×１０^−６ａｔｍ程度にする。なお、Ｇｅ（第２の不純物）のソースとして、Ｇｅを含む部材を反応炉内に設置してもよい。

【0043】

そして、第２の不純物がＳｉの場合と同様に、成長工程Ｓ２０におけるIII族窒化物半導体の成長条件を１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たすように最適化する。例えば、成長工程Ｓ２０では、V／III比が２０以上５０以下、好ましくは３０以上５０以下の成長条件で、III族窒化物半導体を成長させる。当該変形例においても、上記と同様の作用効果を実現できる。

【実施例】

【0044】

＜実施例１＞
（１１−２２）面を約３０°傾けた面を成長面として有するＧａＮ基板を準備した。そして、当該ＧａＮ基板の上に、図３を用いて説明したＨＶＰＥ装置で、以下の成長条件でＧａＮをエピタキシャル成長させた。

【0045】

成長温度：１０４０℃
V／III比：４０
成長時間：１２０分
成長速度：７．５μｍ／ｈ

【0046】

図５に、エピタキシャル成長させたＧａＮ中のＯ、Ｓｉ、Ｃの濃度をＳＩＭＳで分析した結果を示す。Ｏの濃度は７×１０^１７／ｃｍ^３、ホール測定により算出したキャリヤ濃度は１．２×１０^１８／ｃｍ^３であった。

【0047】

＜実施例２＞
（１１−２２）面を約３０°傾けた面を成長面として有するＧａＮ基板を準備した。そして、当該ＧａＮ基板の上に、図３を用いて説明したＨＶＰＥ装置で、以下の成長条件でＧａＮをエピタキシャル成長させた。

【0048】

成長温度：１０４０℃
V／III比：２０
成長時間：６０分
成長速度：２３９μｍ／ｈ

【0049】

図６に、ピタキシャル成長させたＧａＮ中のＯ、Ｓｉ、Ｃの濃度をＳＩＭＳで分析した結果を示す。Ｏの濃度は５×１０^１８／ｃｍ^３、ホール測定により算出したキャリヤ濃度は５．７×１０^１８／ｃｍ^３であった。

【0050】

以上より、V／III比を最適化することで、Ｓｉの濃度及びＯの濃度を調整できることが分かる。そして、V／III比を最適化することで、Ｓｉの濃度を高め、Ｏの濃度を低減できることが分かる。実施例１及び実施例２いずれにおいても、Ｏの濃度は、Ｍ×１０^１９／ｃｍ^３（１≦Ｍ≦９）よりも小さくなっている。また、Ｓｉの濃度とＯの濃度の和は、ホール濃度とほぼ同等であり、これら不純物がキャリヤとして機能することが分かる。

【0051】

以下、参考形態の例を付記する。
１． III族窒化物半導体で構成され、
Ｃ面と異なる面で構成された成長面を有し、
第１の不純物であるＯと、第２の不純物であるＳｉ又はＧｅとを含み、
ＳＩＭＳで測定した前記第１の不純物の濃度をＤ１、前記第２の不純物の濃度をＤ２とすると、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たす自立基板。
２． １に記載の自立基板において、
ホール効果測定装置で測定したホール濃度をＨとすると、
（Ｄ１＋Ｄ２）×０．７≦Ｈ≦（Ｄ１＋Ｄ２）×１．３を満たす自立基板。
３． １又は２に記載の自立基板において、
５×１０^１７／ｃｍ^３≦Ｄ１≦９×１０^１７／ｃｍ^３を満たす自立基板。
４． III族窒化物半導体で構成され、
Ｃ面と異なる面で構成された成長面を有し、
第１の不純物であるＯと、第２の不純物であるＳｉ又はＧｅとを含み、
ＳＩＭＳで測定した前記第１の不純物の濃度をＤ１、前記第２の不純物の濃度をＤ２とすると、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たすIII族窒化物半導体層を有する基板。
５． ４に記載の基板において、
ホール効果測定装置で測定したホール濃度をＨとすると、
（Ｄ１＋Ｄ２）×０．７≦Ｈ≦（Ｄ１＋Ｄ２）×１．３を満たす基板。
６． ４又は５に記載の基板において、
５×１０^１７／ｃｍ^３≦Ｄ１≦９×１０^１７／ｃｍ^３を満たす基板。
７． Ｃ面と異なる面を成長面として有する下地基板を準備する準備工程と、
前記下地基板の上に、ＨＶＰＥ法により、第１の不純物であるＯと、第２の不純物であるＳｉ又はＧｅとをドーピングしながらIII族窒化物半導体を成長させる成長工程と、
を有し、
前記成長工程では、前記成長工程の後に前記III族窒化物半導体の層を測定対象としてＳＩＭＳで測定した前記第１の不純物の濃度をＤ１、前記第２の不純物の濃度をＤ２とすると、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たすように、前記III族窒化物半導体の成長条件を最適化する自立基板の製造方法。
８． ７に記載の自立基板の製造方法において、
前記成長工程では、V／III比が２０以上５０以下の成長条件で、III族窒化物半導体を成長させる自立基板の製造方法。
９． 自立基板上に、III族窒化物半導体で構成され、Ｃ面と異なる面を成長面として有する第１の層が形成された積層体を準備する準備工程と、
前記第１の層の上に、ＨＶＰＥ法により、第１の不純物であるＯと、第２の不純物であるＳｉ又はＧｅとをドーピングしながらIII族窒化物半導体を成長させる成長工程と、
を有し、
前記成長工程では、前記成長工程の後に前記III族窒化物半導体の層を測定対象としてＳＩＭＳで測定した前記第１の不純物の濃度をＤ１、前記第２の不純物の濃度をＤ２とすると、１．５≦Ｄ１／Ｄ２≦４を満たすように、前記III族窒化物半導体の成長条件を最適化する基板の製造方法。
１０． ９に記載の基板の製造方法において、
前記成長工程では、V／III比が２０以上５０以下の成長条件で、III族窒化物半導体を成長させる基板の製造方法。

【符号の説明】

【0052】

１０ 下地基板
２０ III族窒化物半導体層
３０ 自立基板
４０ 第１の層
５０ III族窒化物半導体層
１００ ＨＶＰＥ装置
１２１ 反応管
１２２ 成長領域
１２３ 基板ホルダ
１２４ ガス供給管
１２５ 配管
１２６ ガス供給管
１２７ III族原料
１２８ ソースボート
１２９ ヒータ
１３０ ヒータ
１３２ 回転軸
１３５ ガス排出管
１３６ 遮蔽板
１３７ 窒素原料ガス供給部
１３９ III族原料ガス供給部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】