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特開2025-103921ＩＩＩ族窒化物積層体およびＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025103921
(43)【公開日】2025-07-09
(54)【発明の名称】ＩＩＩ族窒化物積層体およびＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法
(51)【国際特許分類】
C30B 29/38 20060101AFI20250702BHJP
C30B 25/18 20060101ALI20250702BHJP
H01L 21/20 20060101ALI20250702BHJP
H01L 21/205 20060101ALI20250702BHJP
【ＦＩ】
C30B29/38 D
C30B25/18
H01L21/20
H01L21/205
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023221653
(22)【出願日】2023-12-27
(71)【出願人】
【識別番号】000002093
【氏名又は名称】住友化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100145872
【弁理士】
【氏名又は名称】福岡 昌浩
(74)【代理人】
【識別番号】100187632
【弁理士】
【氏名又は名称】橘高 英郎
(72)【発明者】
【氏名】山本 大貴
(72)【発明者】
【氏名】冨岡 弘幸
【テーマコード（参考）】
4G077
5F045
5F152
【Ｆターム（参考）】
4G077AA03
4G077AB04
4G077BE11
4G077DB06
4G077EA02
4G077ED04
4G077ED06
4G077EF03
4G077HA06
4G077TK01
4G077TK10
5F045AA05
5F045AB14
5F045AB17
5F045AB18
5F045AC08
5F045AC12
5F045AC15
5F045AF02
5F045BB12
5F045CA07
5F045DA53
5F045HA06
5F152LL03
5F152LL05
5F152LM09
5F152LN21
5F152MM05
5F152NN05
5F152NN27
5F152NP09
5F152NQ09
(57)【要約】
【課題】ＩＩＩ族窒化物積層体において結晶品質を向上させる。
【解決手段】ＳｉＣ基板と、基板上に設けられ、ＩＩＩ族窒化物結晶をエピタキシャル成長させて形成される積層構造物と、を備え、積層構造物は、積層構造物の表面中心における、フォトルミネッセンスのバンド端発光強度に対する黄色発光強度の比である相対黄色強度が１．３０以下であり、積層構造物の表面の外縁から５ｍｍの幅を除いた内部領域において、中心線に沿って任意に選択され、中心と中心から離間する２以上の箇所を含む３箇所以上での相対黄色強度について、最大値をＸｍａｘ、最小値をＸｍｉｎ、その平均をＸａｖｇとしたとき、相対黄色強度の変動率（Ｘｍａｘ－Ｘｍｉｎ）／Ｘａｖｇが２０％以下である、ＩＩＩ族窒化物積層体である。
【選択図】図１
【解決手段】ＳｉＣ基板と、基板上に設けられ、ＩＩＩ族窒化物結晶をエピタキシャル成長させて形成される積層構造物と、を備え、積層構造物は、積層構造物の表面中心における、フォトルミネッセンスのバンド端発光強度に対する黄色発光強度の比である相対黄色強度が１．３０以下であり、積層構造物の表面の外縁から５ｍｍの幅を除いた内部領域において、中心線に沿って任意に選択され、中心と中心から離間する２以上の箇所を含む３箇所以上での相対黄色強度について、最大値をＸｍａｘ、最小値をＸｍｉｎ、その平均をＸａｖｇとしたとき、相対黄色強度の変動率（Ｘｍａｘ－Ｘｍｉｎ）／Ｘａｖｇが２０％以下である、ＩＩＩ族窒化物積層体である。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ＳｉＣ基板と、
基板上に設けられ、ＩＩＩ族窒化物結晶をエピタキシャル成長させて形成される積層構造物と、
を備え、
前記積層構造物は、
前記積層構造物の表面中心における、フォトルミネッセンスのバンド端発光強度に対する黄色発光強度の比である相対黄色強度が１．３０以下であり、 前記積層構造物の表面の外縁から５ｍｍの幅を除いた内部領域において、中心線に沿って任意に選択され、中心と前記中心から離間する２以上の箇所を含む３箇所以上での前記相対黄色強度について、最大値をＸｍａｘ、最小値をＸｍｉｎ、その平均をＸａｖｇとしたとき、相対黄色強度の変動率（Ｘｍａｘ－Ｘｍｉｎ）／Ｘａｖｇが２０％以下である、
ＩＩＩ族窒化物積層体。
基板上に設けられ、ＩＩＩ族窒化物結晶をエピタキシャル成長させて形成される積層構造物と、
を備え、
前記積層構造物は、
前記積層構造物の表面中心における、フォトルミネッセンスのバンド端発光強度に対する黄色発光強度の比である相対黄色強度が１．３０以下であり、 前記積層構造物の表面の外縁から５ｍｍの幅を除いた内部領域において、中心線に沿って任意に選択され、中心と前記中心から離間する２以上の箇所を含む３箇所以上での前記相対黄色強度について、最大値をＸｍａｘ、最小値をＸｍｉｎ、その平均をＸａｖｇとしたとき、相対黄色強度の変動率（Ｘｍａｘ－Ｘｍｉｎ）／Ｘａｖｇが２０％以下である、
ＩＩＩ族窒化物積層体。
【請求項2】
前記表面中心における前記相対黄色強度が１．２５以下であり、
前記相対黄色強度の変動率が１５％以下である、
請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
前記相対黄色強度の変動率が１５％以下である、
請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
【請求項3】
前記表面中心における前記相対黄色強度が１．２０以下であり、
前記相対黄色強度の変動率が１０％以下である、
請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
前記相対黄色強度の変動率が１０％以下である、
請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
【請求項4】
前記積層構造物は、
前記ＳｉＣ基板上に設けられる核生成層と、
前記核生成層上に設けられ、ＩｎｘＡｌｙＧａＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）の組成式で表されるチャネル層と、を備え、
前記積層構造物の表面が前記チャネル層である、
請求項１又は請求項２に記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
前記ＳｉＣ基板上に設けられる核生成層と、
前記核生成層上に設けられ、ＩｎｘＡｌｙＧａＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）の組成式で表されるチャネル層と、を備え、
前記積層構造物の表面が前記チャネル層である、
請求項１又は請求項２に記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
【請求項5】
前記積層構造物は、
前記ＳｉＣ基板上に設けられる核生成層と、
前記核生成層上に設けられ、ＩｎｘＡｌｙＧａＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）の組成式で表されるチャネル層と、
前記チャネル層上に設けられ、窒化ガリウムよりも広いバンドギャップを有するＩＩＩ族窒化物を含む機能層と、を備え、
前記積層構造物の表面が前記機能層である、
請求項１又は請求項２に記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
前記ＳｉＣ基板上に設けられる核生成層と、
前記核生成層上に設けられ、ＩｎｘＡｌｙＧａＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）の組成式で表されるチャネル層と、
前記チャネル層上に設けられ、窒化ガリウムよりも広いバンドギャップを有するＩＩＩ族窒化物を含む機能層と、を備え、
前記積層構造物の表面が前記機能層である、
請求項１又は請求項２に記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
【請求項6】
直径が４インチ以上である、
請求項１又は請求項２に記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
請求項１又は請求項２に記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
【請求項7】
（ａ）ＳｉＣ基板を用意する工程と、
（ｂ）前記ＳｉＣ基板に対してハロゲン含有ガスを供給し、前記ＳｉＣ基板の主面からＳｉを脱離させ、前記主面の表層にＳｉ欠損領域を形成する工程と、
（ｃ）前記Ｓｉ欠損領域が形成されたＳｉＣ基板に水素含有ガスを供給して前記Ｓｉ欠損領域を除去し、前記主面の表面処理を行う工程と、
（ｄ）処理後の前記主面上にＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる工程と、
を有するＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
（ｂ）前記ＳｉＣ基板に対してハロゲン含有ガスを供給し、前記ＳｉＣ基板の主面からＳｉを脱離させ、前記主面の表層にＳｉ欠損領域を形成する工程と、
（ｃ）前記Ｓｉ欠損領域が形成されたＳｉＣ基板に水素含有ガスを供給して前記Ｓｉ欠損領域を除去し、前記主面の表面処理を行う工程と、
（ｄ）処理後の前記主面上にＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる工程と、
を有するＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
【請求項8】
前記（ｃ）を、前記ＳｉＣ基板の主面の全域から前記Ｓｉ欠損領域を除去するような条件で行う、
請求項７に記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
請求項７に記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
【請求項9】
前記（ｂ）を、前記ＳｉＣ基板の主面の全域にわたって前記Ｓｉ欠損領域を形成するような条件で行う、
請求項８に記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
請求項８に記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ＩＩＩ族窒化物積層体およびＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ＩＩＩ族窒化物系の高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ：Ｈｉｇｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）は、携帯電話の基地局用のパワーアンプとして広く用いられている（例えば特許文献１）。ＩＩＩ族窒化物系のＨＥＭＴでは、従来用いられてきたＳｉ系デバイスと比較して、１素子あたりに投入できる電力を大幅に増加させることができる。これにより、基地局を小型化することができ、設置コストを大幅に低減させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２００６－２８６７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ＨＥＭＴ等の半導体素子はＩＩＩ族窒化物積層体から作製される。半導体素子のデバイス特性を向上させる観点から、ＩＩＩ族窒化物結晶の品質を高めることが求められている。
【0005】
本発明は、ＩＩＩ族窒化物積層体において結晶品質を向上させる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様によれば、
ＳｉＣ基板と、
基板上に設けられ、ＩＩＩ族窒化物結晶をエピタキシャル成長させて形成される積層構造物と、
を備え、
前記積層構造物は、
前記積層構造物の表面中心における、フォトルミネッセンスのバンド端発光強度に対する黄色発光強度の比である相対黄色強度が１．３０以下であり、 前記積層構造物の表面の外縁から５ｍｍの幅を除いた内部領域において、中心線に沿って任意に選択され、中心と前記中心から離間する２以上の箇所を含む３箇所以上での前記相対黄色強度について、最大値をＸｍａｘ、最小値をＸｍｉｎ、その平均をＸａｖｇとしたとき、相対黄色強度の変動率（Ｘｍａｘ－Ｘｍｉｎ）／Ｘａｖｇが２０％以下である、
ＩＩＩ族窒化物積層体が提供される。
ＳｉＣ基板と、
基板上に設けられ、ＩＩＩ族窒化物結晶をエピタキシャル成長させて形成される積層構造物と、
を備え、
前記積層構造物は、
前記積層構造物の表面中心における、フォトルミネッセンスのバンド端発光強度に対する黄色発光強度の比である相対黄色強度が１．３０以下であり、 前記積層構造物の表面の外縁から５ｍｍの幅を除いた内部領域において、中心線に沿って任意に選択され、中心と前記中心から離間する２以上の箇所を含む３箇所以上での前記相対黄色強度について、最大値をＸｍａｘ、最小値をＸｍｉｎ、その平均をＸａｖｇとしたとき、相対黄色強度の変動率（Ｘｍａｘ－Ｘｍｉｎ）／Ｘａｖｇが２０％以下である、
ＩＩＩ族窒化物積層体が提供される。
【0007】
本発明の他の態様によれば、
（ａ）ＳｉＣ基板を用意する工程と、
（ｂ）前記ＳｉＣ基板に対してハロゲン含有ガスを供給し、前記ＳｉＣ基板の主面からＳｉを脱離させ、前記主面の表層にＳｉ欠損領域を形成する工程と、
（ｃ）前記Ｓｉ欠損領域が形成されたＳｉＣ基板に水素含有ガスを供給して前記Ｓｉ欠損領域を除去し、前記主面の表面処理を行う工程と、
（ｄ）処理後の前記主面上にＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる工程と、
を有するＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法が提供される。
（ａ）ＳｉＣ基板を用意する工程と、
（ｂ）前記ＳｉＣ基板に対してハロゲン含有ガスを供給し、前記ＳｉＣ基板の主面からＳｉを脱離させ、前記主面の表層にＳｉ欠損領域を形成する工程と、
（ｃ）前記Ｓｉ欠損領域が形成されたＳｉＣ基板に水素含有ガスを供給して前記Ｓｉ欠損領域を除去し、前記主面の表面処理を行う工程と、
（ｄ）処理後の前記主面上にＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる工程と、
を有するＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、ＩＩＩ族窒化物積層体において結晶品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
＜一実施形態＞
次に、本発明の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、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。
次に、本発明の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、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。
【0011】
【0012】
なお、以下では、ウルツ鉱構造を有するＩＩＩ族窒化物半導体などの結晶において、＜０００１＞軸を「ｃ軸」といい、（０００１）面を「ｃ面」という。
【0013】
図１に示すように、ＩＩＩ族窒化物積層体１（以下、「積層体１」ともいう）は、例えば、ＳｉＣ基板１０と、ＩＩＩ族窒化物結晶をエピタキシャル成長させて形成される積層構造物２０と、を備えて構成される。積層構造物２０は、ＩｎｘＡｌｙＧａＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）の組成式で表されるＩＩＩ族窒化物結晶を結晶成長させて形成される。本実施形態では、積層構造物２０が、核生成層３０、チャネル層４０、機能層としてバリア層５０およびキャップ層６０と、を備える場合を例として説明する。
【0014】
（ＳｉＣ基板）
ＳｉＣ基板１０は、積層構造物２０をエピタキシャル成長させるための下地基板である。後述するように、ＳｉＣ基板１０は、主面１１に表面処理が施され、積層構造物２０を、結晶品質が高く、かつ黄色発光が少なく形成できるように構成される。主面１１は、少なくともその一部が表面処理され、好ましくはその全部が表面処理されている。ＳｉＣ基板１０を構成するＳｉＣとして、例えば、ポリタイプ４Ｈまたはポリタイプ６Ｈの半絶縁性ＳｉＣが用いられる。ここで「半絶縁性」とは、例えば、比抵抗が１０５Ωｃｍ以上である状態をいう。ＳｉＣ基板１０の、積層構造物２０を成長させる下地となる表面は、例えば（０００１）面（ｃ面のシリコン面）である。
ＳｉＣ基板１０は、積層構造物２０をエピタキシャル成長させるための下地基板である。後述するように、ＳｉＣ基板１０は、主面１１に表面処理が施され、積層構造物２０を、結晶品質が高く、かつ黄色発光が少なく形成できるように構成される。主面１１は、少なくともその一部が表面処理され、好ましくはその全部が表面処理されている。ＳｉＣ基板１０を構成するＳｉＣとして、例えば、ポリタイプ４Ｈまたはポリタイプ６Ｈの半絶縁性ＳｉＣが用いられる。ここで「半絶縁性」とは、例えば、比抵抗が１０５Ωｃｍ以上である状態をいう。ＳｉＣ基板１０の、積層構造物２０を成長させる下地となる表面は、例えば（０００１）面（ｃ面のシリコン面）である。
【0015】
ＳｉＣ基板１０は、例えば、半導体素子を製造する際の生産性を向上させるために大面積を有していることが好ましい。具体的には、ＳｉＣ基板１０の直径は、例えば、２インチ（５０ｍｍ）以上であり、好ましくは４インチ（１００ｍｍ）以上であり、より好ましくは６インチ（１５０ｍｍ）以上である。
【0016】
ＳｉＣ基板１０の厚さは、特に限定されるものではないが、ＳｉＣ基板１０の直径に依存する。具体的には、直径２インチのＳｉＣ基板１０の厚さは、例えば、３００μｍ以上５００μｍ以下（典型的には４３０μｍ）であり、直径４インチのＳｉＣ基板１０の厚さは、例えば、４００μｍ以上１０００μｍ以下（典型的には５００μｍ）であり、直径６インチのＳｉＣ基板１０の厚さは、例えば、４００μｍ以上１５００μｍ以下（典型的には５００μｍ）である。
【0017】
（核生成層）
核生成層３０は、ＳｉＣ基板１０上に設けられている。核生成層３０は、後述のチャネル層４０を成長させるための結晶核を生成する核生成層として機能する。核生成層３０は、ＳｉＣ基板１０の表面処理が施された主面１１上にＩＩＩ族窒化物結晶をエピタキシャル成長させることにより形成されている。例えば核生成層３０はＡｌＮで構成される。核生成層３０の厚さは特に限定されないが、例えば１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。
核生成層３０は、ＳｉＣ基板１０上に設けられている。核生成層３０は、後述のチャネル層４０を成長させるための結晶核を生成する核生成層として機能する。核生成層３０は、ＳｉＣ基板１０の表面処理が施された主面１１上にＩＩＩ族窒化物結晶をエピタキシャル成長させることにより形成されている。例えば核生成層３０はＡｌＮで構成される。核生成層３０の厚さは特に限定されないが、例えば１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。
【0018】
（チャネル層）
チャネル層４０は、核生成層３０上に設けられている。チャネル層４０は、例えばＨＥＭＴなどの半導体素子の動作時に電子が走行するチャネル層として機能する。チャネル層４０は、例えば、核生成層３０の主面上にＩＩＩ族窒化物結晶をエピタキシャル成長させることにより形成されている。チャネル層４０は、ＩｎｘＡｌｙＧａ（１－ｘ－ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）の組成式で表されるＩＩＩ族窒化物で構成され、例えばＧａＮで構成される。チャネル層４０の主面に対して最も近い低指数の結晶面は、例えば、ｃ面（（０００１）面、Ｇａ面）である。チャネル層４０の厚さは、特に限定されないが、例えば、３ｎｍ以上１μｍ未満であることが好ましい。チャネル層４０の厚さは、半導体素子に要求される特性に応じて適宜変更することができ、例えばリーク電流を低減する場合であれば厚く、ＲＦ応答速度を向上させる場合であれば薄くするとよい。なお、チャネル層４０は、核生成層３０上に直接設けてもよいが、例えば、核生成層３０上に公知のバッファ層を設け、バッファ層を介して核生成層３０上に設けてもよい。
チャネル層４０は、核生成層３０上に設けられている。チャネル層４０は、例えばＨＥＭＴなどの半導体素子の動作時に電子が走行するチャネル層として機能する。チャネル層４０は、例えば、核生成層３０の主面上にＩＩＩ族窒化物結晶をエピタキシャル成長させることにより形成されている。チャネル層４０は、ＩｎｘＡｌｙＧａ（１－ｘ－ｙ）Ｎ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）の組成式で表されるＩＩＩ族窒化物で構成され、例えばＧａＮで構成される。チャネル層４０の主面に対して最も近い低指数の結晶面は、例えば、ｃ面（（０００１）面、Ｇａ面）である。チャネル層４０の厚さは、特に限定されないが、例えば、３ｎｍ以上１μｍ未満であることが好ましい。チャネル層４０の厚さは、半導体素子に要求される特性に応じて適宜変更することができ、例えばリーク電流を低減する場合であれば厚く、ＲＦ応答速度を向上させる場合であれば薄くするとよい。なお、チャネル層４０は、核生成層３０上に直接設けてもよいが、例えば、核生成層３０上に公知のバッファ層を設け、バッファ層を介して核生成層３０上に設けてもよい。
【0019】
（バリア層）
バリア層５０は、チャネル層４０上に設けられている。バリア層５０は、チャネル層４０内に２次元電子ガス（２ＤＥＧ）を生成させるとともに、２ＤＥＧをチャネル層４０内に空間的に閉じ込めるバリア層として機能する。バリア層５０は、例えば、チャネル層４０の主面上にＩＩＩ族窒化物結晶をヘテロエピタキシャル成長させることにより形成されている。例えばバリア層５０は、チャネル層４０を構成するＩＩＩ族窒化物結晶よりも電子親和力の小さいＩＩＩ族窒化物、例えばアルミニウム（Ａｌ）およびガリウム（Ｇａ）を含むＡｌＧａＮで構成されている。バリア層５０の厚さは、例えば、１ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることが好ましい。
バリア層５０は、チャネル層４０上に設けられている。バリア層５０は、チャネル層４０内に２次元電子ガス（２ＤＥＧ）を生成させるとともに、２ＤＥＧをチャネル層４０内に空間的に閉じ込めるバリア層として機能する。バリア層５０は、例えば、チャネル層４０の主面上にＩＩＩ族窒化物結晶をヘテロエピタキシャル成長させることにより形成されている。例えばバリア層５０は、チャネル層４０を構成するＩＩＩ族窒化物結晶よりも電子親和力の小さいＩＩＩ族窒化物、例えばアルミニウム（Ａｌ）およびガリウム（Ｇａ）を含むＡｌＧａＮで構成されている。バリア層５０の厚さは、例えば、１ｎｍ以上８０ｎｍ以下であることが好ましい。
【0020】
（キャップ層）
キャップ層６０は、バリア層５０上に設けられている。キャップ層６０は、例えばＨＥＭＴなどの半導体素子のデバイス特性（閾値電圧の制御性等）を向上させるために、バリア層５０とその上に設けられる電極とに間に介在する。キャップ層６０は、必要に応じて形成され、省略されてもよい。
キャップ層６０は、バリア層５０上に設けられている。キャップ層６０は、例えばＨＥＭＴなどの半導体素子のデバイス特性（閾値電圧の制御性等）を向上させるために、バリア層５０とその上に設けられる電極とに間に介在する。キャップ層６０は、必要に応じて形成され、省略されてもよい。
【0021】
（相対黄色強度）
積層構造物２０を構成するＩＩＩ族窒化物結晶では、下地となるＳｉＣ基板１０の表面状態により欠陥が生じたり、不純物が混入したりすることで、結晶品質が大きく変動することがある。本実施形態では、積層構造物２０は、表面処理されたＳｉＣ基板１０上に形成されているので、欠陥の発生や不純物の混入が抑制され、高い結晶品質を有する。一般に、ＩＩＩ族窒化物結晶の結晶品質が高くなるほど、バンドギャップに対応する波長を有するバンド端発光が発光しやすくなる。一方、欠陥や不純物に起因して結晶品質が低くなると、バンド端発光よりも長く、黄色の波長を有する光（黄色発光）が発光しやすくなる。つまり、結晶品質に応じて、黄色発光の強度が高くなる。この点、積層構造物２０は、黄色発光の強度が低く、具体的には、その表面中心において、相対黄色強度が１．３０以下となるように構成される。
積層構造物２０を構成するＩＩＩ族窒化物結晶では、下地となるＳｉＣ基板１０の表面状態により欠陥が生じたり、不純物が混入したりすることで、結晶品質が大きく変動することがある。本実施形態では、積層構造物２０は、表面処理されたＳｉＣ基板１０上に形成されているので、欠陥の発生や不純物の混入が抑制され、高い結晶品質を有する。一般に、ＩＩＩ族窒化物結晶の結晶品質が高くなるほど、バンドギャップに対応する波長を有するバンド端発光が発光しやすくなる。一方、欠陥や不純物に起因して結晶品質が低くなると、バンド端発光よりも長く、黄色の波長を有する光（黄色発光）が発光しやすくなる。つまり、結晶品質に応じて、黄色発光の強度が高くなる。この点、積層構造物２０は、黄色発光の強度が低く、具体的には、その表面中心において、相対黄色強度が１．３０以下となるように構成される。
【0022】
ここで、相対黄色強度について説明する。
【0023】
相対黄色強度は、積層構造物２０にフォトルミネッセンス（ＰＬ）マッピング測定を行い、取得されるＰＬ発光スペクトルから算出することができる。ＰＬマッピング測定では、積層構造物２０の表面に画定された測定位置に対して、光源からレーザ光を照射する。照射するレーザ光の照射径が、測定領域の広さに対応する。レーザ光の照射により、測定位置からＰＬ光が放出される。このＰＬ光を検出器にて検出する。これにより、図５に示すような、測定位置に対応するＰＬ発光スペクトルを取得することができる。図５は、ＩＩＩ族窒化物結晶で取得されるフォトルミネッセンス発光スペクトルの概略図である。なお、レーザ光の照射径としては例えば１ｍｍであるとよい。このような照射径であれば、測定領域での平均的な結晶品質を評価することができる。
【0024】
ＰＬ発光スペクトルは、図５に示すように、波長と強度との相関を示すものであり、横軸が波長[ｎｍ]であり、縦軸が任意単位で表した強度である。ＰＬ発光スペクトルは、バンド端発光のピークＰＮＢＥと、黄色発光のピークＰＹＬとを有する。黄色発光のピークＰＹＬは、積層構造物２０の結晶性の低さに起因する深い準位に対応するピークとなる。
【0025】
バンド端発光のピークＰＮＢＥにおけるピーク波長λＮＢＥは、ＩＩＩ族窒化物結晶の組成によって変動し得るが、例えばＧａＮの場合、ピーク波長λＮＢＥは３６５ｎｍであり、これに対応するエネルギーは３．４ｅＶである。黄色発光のピークＰＹＬにおけるピーク波長λＹＬは、ＩＩＩ族窒化物結晶の組成、成長条件等によって変動し得るが、５００ｎｍ以上６５０ｎｍ以下の範囲内の波長といえ、例えばＧａＮの場合、ピーク波長λＹＬは５６４ｎｍであり、これに対応するエネルギーは２．２ｅＶである。
【0026】
バンド端発光のピークＰＮＢＥと黄色発光のピークＰＹＬは、それぞれ所定の発光強度を有する。黄色発光は、積層構造物２０を構成するＩＩＩ族窒化物結晶の品質に応じて変化し、品質が高くなるほど、黄色発光の発光強度が低くなる傾向がある。つまり、品質が高くなるほど、バンド端発光強度に対する黄色発光強度の比である相対黄色強度が低くなる。
【0027】
このように、積層構造物２０は、高い結晶品質を有し、その試料中心において、フォトルミネッセンスの相対黄色強度が１．３０以下となるように構成される。相対黄色強度は、１．２５以下であることが好ましく、１．２０以下であることがさらに好ましい。なお、積層構造物２０の表面中心とは、積層構造物２０の最上層の表面の中心を示す。本実施形態では、積層構造物２０の最上層がキャップ層６０であるため、キャップ層６０の表面中心における相対黄色強度が１．３０以下となる。
【0028】
また、積層構造物２０は、その層中で結晶品質が高く、かつ均一となるように構成される。つまり、積層構造物２０では、結晶品質が局所的に突出して低くなる箇所の発生が抑制されている。具体的には、積層構造物２０は、その表面の外縁から５ｍｍの幅を除いた内部領域において、表面の中心線に沿って選択され、中心と中心から離間する任意の２以上の箇所を含む３箇所以上での相対黄色強度について、最大値をＸｍａｘ、最小値をＸｍｉｎ、その平均をＸａｖｇとしたとき、相対黄色強度の変動率（Ｘｍａｘ－Ｘｍｉｎ）／Ｘａｖｇが２０％以下となることが好ましい。この変動率は、１５％以下であることがより好ましく、１０％以下であることがさらに好ましい。なお、積層構造物２０の表面においては、外縁領域での成長が不安定であり、結晶品質が低くなる傾向があるため、相対黄色強度は、後述の実施例に示すように、外縁領域を除いた内部領域を測定するとよい。外縁領域の幅は特に限定されないが、例えば５ｍｍとするとよい。
【0029】
相対黄色強度の変動率は、例えば図６に示すように求めることができる。図６は、相対黄色強度の変動率を算出する場合を説明するための概略図であり、積層構造物２０を上面視した図である。図６では、積層構造物２０の表面２１において、中心線（図中の破線）に沿って、中心２１Ａ、中心２１Ａから所定の距離をおいて離間する箇所２１Ｂおよび箇所２１Ｃの３箇所が選択される。一般的に、相対黄色強度は、積層構造物２０の中心ほど低く、外縁に向かうほど高くなる傾向がある。そのため、本実施形態では、中心を含む３箇所以上を選択する。そして、それぞれの箇所での相対黄色強度を求め、これらの数値からＸｍａｘ、ＸｍｉｎおよびＸａｖｇを算出し、相対黄色強度の変動率を算出することができる。なお、変動率の算出に際しては、中心を含む３箇所を少なくとも選択すればよく、４箇所以上を選択してもよい。
【0030】
このように、相対黄色強度の変動率が２０％以下となるように構成される積層構造物２０によれば、その表面２１の面内で相対黄色強度の変動が小さく、結晶品質が層中で均一に高くなる。
【0031】
（２）ＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法および半導体素子の製造方法
次に、図２を用い、本実施形態に係るＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法および半導体素子の製造方法について説明する。図２は、本実施形態に係るＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法および半導体素子の製造方法を示すフローチャートである。
次に、図２を用い、本実施形態に係るＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法および半導体素子の製造方法について説明する。図２は、本実施形態に係るＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法および半導体素子の製造方法を示すフローチャートである。
【0032】
本実施形態に係る半導体素子の製造方法は、例えば、ＳｉＣ基板準備工程Ｓ１０と、搬入工程Ｓ２０と、洗浄脱脂工程Ｓ３０と、水素アニール工程Ｓ４０と、変質層形成工程Ｓ５０と、変質層除去工程Ｓ６０と、核生成層形成工程Ｓ７０と、チャネル層形成工程Ｓ８０と、バリア層形成工程Ｓ９０と、キャップ層形成工程Ｓ１００と、搬出工程Ｓ１１０とを有する。
【0033】
（Ｓ１０：ＳｉＣ基板準備工程）
まず、ＳｉＣ基板１０を準備する。ＳｉＣ基板１０としては、表面にＳｉＣが露出し、その表面にＳｉＣ以外の成分が実質的に積層されていない基板を用いることができる。ＳｉＣ基板１０としては、例えば、ポリタイプ４Ｈもしくは６Ｈの半絶縁性ＳｉＣ基板を用いることができる。
まず、ＳｉＣ基板１０を準備する。ＳｉＣ基板１０としては、表面にＳｉＣが露出し、その表面にＳｉＣ以外の成分が実質的に積層されていない基板を用いることができる。ＳｉＣ基板１０としては、例えば、ポリタイプ４Ｈもしくは６Ｈの半絶縁性ＳｉＣ基板を用いることができる。
【0034】
（Ｓ２０：洗浄脱脂工程）
続いて、ＳｉＣ基板１０を例えば公知の洗浄や脱脂処理を行うとよい。洗浄や脱脂としては、酸やアルカリ水溶液、有機溶媒、界面活性剤、そして純水等を用いることができる。
続いて、ＳｉＣ基板１０を例えば公知の洗浄や脱脂処理を行うとよい。洗浄や脱脂としては、酸やアルカリ水溶液、有機溶媒、界面活性剤、そして純水等を用いることができる。
【0035】
（Ｓ３０：搬入工程）
続いて、洗浄および脱脂処理を行ったＳｉＣ基板１０を公知の成膜装置の処理容器内に搬入する。本実施形態では、後述する水素アニール工程Ｓ４０～変質層除去工程Ｓ６０を含む表面処理を、核生成層形成工程Ｓ７０～キャップ層形成工程Ｓ１００などの結晶成長を行う成膜装置にて連続して行う。
続いて、洗浄および脱脂処理を行ったＳｉＣ基板１０を公知の成膜装置の処理容器内に搬入する。本実施形態では、後述する水素アニール工程Ｓ４０～変質層除去工程Ｓ６０を含む表面処理を、核生成層形成工程Ｓ７０～キャップ層形成工程Ｓ１００などの結晶成長を行う成膜装置にて連続して行う。
【0036】
成膜装置は、処理容器と、ガス供給機構と、サセプタと、ヒータとを備えて構成される。サセプタは、処理容器内に配置され、ＳｉＣ基板１０を載置可能であって、ヒータによりＳｉＣ基板１０を加熱できるように構成される。ガス供給機構は、処理容器内に所定の処理ガスを供給するように構成される。成膜装置としては、ホットウォール型およびコールドウォール型のいずれを用いてもよい。後述の表面処理の処理温度を十分に高め、より確実に表面処理を行う観点から、コールドウォール型の処理装置が好ましい。
【0037】
成膜装置としては、例えば有機金気相成長（ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法により成長を行うＭＯＶＰＥ装置や、ハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ：Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法により成長を行うＨＶＰＥ装置などを用いることができる。以下では、ＭＯＶＰＥ装置を用いて行う場合を例として説明する。
【0038】
（Ｓ４０：水素アニール工程）
続いて、処理容器内のサセプタに載置したＳｉＣ基板１０を還元雰囲気中でアニール処理する。ＳｉＣ基板１０を、例えば水素ガス（Ｈ２ガス）雰囲気中で昇温し、水素アニール処理を行う。水素アニール処理によれば、ＳｉＣ基板１０の表面に形成されている酸化膜（自然酸化膜等）を除去することができ、後述の変質層形成工程Ｓ５０や変質層除去工程Ｓ６０による表面処理をより確実に行うことができる。水素アニール処理において、処理温度は例えば９５０℃以上１３００℃以下であり、処理時間は例えば１０秒以上６００秒以下とするとよい。
続いて、処理容器内のサセプタに載置したＳｉＣ基板１０を還元雰囲気中でアニール処理する。ＳｉＣ基板１０を、例えば水素ガス（Ｈ２ガス）雰囲気中で昇温し、水素アニール処理を行う。水素アニール処理によれば、ＳｉＣ基板１０の表面に形成されている酸化膜（自然酸化膜等）を除去することができ、後述の変質層形成工程Ｓ５０や変質層除去工程Ｓ６０による表面処理をより確実に行うことができる。水素アニール処理において、処理温度は例えば９５０℃以上１３００℃以下であり、処理時間は例えば１０秒以上６００秒以下とするとよい。
【0039】
（Ｓ５０：変質層形成工程）
次に、ＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる前にＳｉＣ基板１０の主面１１に変質層としてＳｉ欠損領域を形成する。具体的には、サセプタに載置したＳｉＣ基板１０をヒータにより所定温度に加熱するとともに、ガス供給機構により処理ガスとして、ハロゲン含有ガスを供給する。この供給により、主面１１からシリコン（Ｓｉ）を脱離させ、主面１１にＳｉ欠損領域を形成することができる。Ｓｉ欠損領域は、主面１１を構成するＳｉＣがハロゲン含有ガスとの反応によりハロゲン化シリコンガスを生成し、Ｓｉが脱離することで形成されると推測される。Ｓｉ欠損領域に残存する炭素（Ｃ）はグラフェン化していてもよい。
次に、ＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる前にＳｉＣ基板１０の主面１１に変質層としてＳｉ欠損領域を形成する。具体的には、サセプタに載置したＳｉＣ基板１０をヒータにより所定温度に加熱するとともに、ガス供給機構により処理ガスとして、ハロゲン含有ガスを供給する。この供給により、主面１１からシリコン（Ｓｉ）を脱離させ、主面１１にＳｉ欠損領域を形成することができる。Ｓｉ欠損領域は、主面１１を構成するＳｉＣがハロゲン含有ガスとの反応によりハロゲン化シリコンガスを生成し、Ｓｉが脱離することで形成されると推測される。Ｓｉ欠損領域に残存する炭素（Ｃ）はグラフェン化していてもよい。
【0040】
Ｓｉ欠損領域は、ＳｉＣ基板１０における主面１１の表層部分に該当する領域である。その厚さは、少なくとも１原子層であればよく、特に限定されない。
【0041】
変質層形成工程Ｓ５０では、ＳｉＣ基板１０の主面１１の全域にわたってＳｉ欠損領域を形成するような条件で処理を行うことが好ましい。例えば、図３Ａに示すように、ＳｉＣ基板１０の主面１１の一部にＳｉ欠損領域１２を形成する場合、図３Ｂに示すように、後述の変質層除去工程Ｓ６０で主面１１の一部のみを表面改質することになる。この一部が改質された主面１１上に結晶成長を行う場合、改質されていない箇所上に形成される結晶の品質が低くなることがある。これに対して、例えば図４Ａに示すように、主面１１の全域にわたってＳｉ欠損領域１２を形成する場合、図４Ｂに示すように、変質層除去工程Ｓ６０にて主面１１を全域にわたって改質させることが可能となる。この結果、積層構造物２０の層中で、結晶品質を均一に向上させることができる。
【0042】
変質層形成工程Ｓ５０の処理条件としては、例えば処理温度（ＳｉＣ基板１０の加熱温度）や処理時間などがある。Ｓｉ欠損領域を主面１１の全域にわたって形成し、表面欠陥の面内分布のばらつきを抑制する観点からは、処理温度としては、８５０℃以上１１５０℃以下とすることが好ましく、９００℃以上１０５０℃以下とすることがより好ましい。処理時間としては、例えば、１２０秒以上７２０秒以下とすることが好ましい。また、Ｓｉ欠損領域を主面１１の全域にわたって形成する観点からは、上記処理温度をＳｉＣ基板１０の全面にわたって均一となるように制御することが好ましい。
【0043】
また、変質層形成工程Ｓ５０において、ハロゲン含有ガスは、反応性を調整するため、例えば窒素ガス（Ｎ２）などの不活性ガスと混合して供給するとよい。処理容器において、供給されたハロゲン含有ガスはキャリアガス等と混合され、所定の濃度に希釈されることになる。ハロゲン含有ガスの濃度とは、反応容器内の雰囲気中に占めるハロゲン含有ガスのモル比率を示す。この濃度は特に限定されないが、ＳｉＣ基板１０の主面１１を全域にわたってＳｉ脱離させつつも、厚さ方向で過度に脱離させないようにする観点からは、０．１％以上２％未満とすることが好ましく、０．１％以上１．５％以下とすることがより好ましい。
【0044】
ハロゲン含有ガスとしては、Ｆ２ガス、Ｃｌ２ガス、Ｂｒ２ガス、Ｉ２ガス、ＮＦ３ガス、ＣｌＦ３ガス、ＨＦガス、ＨＣｌガス、ＨＢｒガス、および、ＨＩガスからなる群より選択される少なくともいずれかのガスを用いることが好ましい。これらのガスによれば、ＳｉＣからＳｉを脱離させ、Ｓｉ欠損領域をより確実に形成することができる。なお、Ｓｉ脱離処理の雰囲気ガスとしては、例えば、窒素ガス（Ｎ２ガス）を用いるとよい。
【0045】
（Ｓ６０：変質層除去工程）
続いて、同一のＭＯＶＰＥ装置の処理容器内で、ＳｉＣ基板１０の主面１１から変質層としてのＳｉ欠損領域を除去する。ここでは、処理容器内が変質層形成工程Ｓ５０によりハロゲン含有ガス雰囲気となっているので、例えばＮ２ガスで処理容器内を置換した後、ＳｉＣ基板１０を加熱しつつ、ガス供給機構により処理容器内に処理ガスとして水素含有ガスを供給する。この供給により、主面１１の表面に形成されたＳｉ欠損領域を除去する。Ｓｉ欠損領域の除去は、Ｓｉ欠損領域に含まれるＣ成分が水素含有ガスとの反応により炭化水素ガスを生成し、Ｃが脱離することで行われると推測される。Ｓｉ欠損領域は表面欠陥を生じさせる要因となりうるため、Ｓｉ欠損領域を除去することで、積層構造物２０の結晶品質を均一に向上させることができる。なお、処理容器内のガスの置換は、例えばハロゲン含有ガスの供給を停止し、処理容器内を昇温しつつ圧力を一時的に高めた後、再度圧力を下げるとよい。
続いて、同一のＭＯＶＰＥ装置の処理容器内で、ＳｉＣ基板１０の主面１１から変質層としてのＳｉ欠損領域を除去する。ここでは、処理容器内が変質層形成工程Ｓ５０によりハロゲン含有ガス雰囲気となっているので、例えばＮ２ガスで処理容器内を置換した後、ＳｉＣ基板１０を加熱しつつ、ガス供給機構により処理容器内に処理ガスとして水素含有ガスを供給する。この供給により、主面１１の表面に形成されたＳｉ欠損領域を除去する。Ｓｉ欠損領域の除去は、Ｓｉ欠損領域に含まれるＣ成分が水素含有ガスとの反応により炭化水素ガスを生成し、Ｃが脱離することで行われると推測される。Ｓｉ欠損領域は表面欠陥を生じさせる要因となりうるため、Ｓｉ欠損領域を除去することで、積層構造物２０の結晶品質を均一に向上させることができる。なお、処理容器内のガスの置換は、例えばハロゲン含有ガスの供給を停止し、処理容器内を昇温しつつ圧力を一時的に高めた後、再度圧力を下げるとよい。
【0046】
変質層除去工程Ｓ６０では、主面１１の全域からＳｉ欠損領域を除去するような条件で処理を行うことが好ましい。これにより、主面１１の全域にわたってＳｉ欠損領域を除去し、Ｓｉ欠損領域による結晶品質の低下を抑制することができる。この結果、積層構造物２０の相対黄色強度とその変動率を低く抑制することができる。
【0047】
変質層除去工程Ｓ６０の処理条件としては、例えば処理温度（ＳｉＣ基板１０の加熱温度）や処理時間などがある。主面１１の全域からＳｉ欠損領域を除去する観点からは、処理温度としては、１０５０℃以上１２５０℃以下とすることが好ましく、１１００℃以上１２００℃以下とすることがより好ましい。処理時間としては、例えば１５０秒以上６００秒以下とすることが好ましい。また、Ｓｉ欠損領域を主面１１の全域にわたって除去する観点からは、上記処理温度をＳｉＣ基板１０の全面にわたって均一となるように制御することが好ましい。
【0048】
また、Ｓｉ欠損領域除去の処理温度としては、Ｓｉ欠損領域をより確実に除去する観点からは、Ｓｉ欠損領域除去処理の処理温度を、上述したＳｉ脱離処理の処理温度よりも高くすることが好ましい。これにより、Ｃの脱離を促進し、Ｓｉ欠損領域をより確実に除去することができる。変質層形成工程Ｓ５０で処理温度を比較的低くすることにより、ＳｉＣ基板１０の表面において過度なＳｉの脱離を抑制する一方、変質層除去工程Ｓ６０での処理温度を比較的高くすることにより、変質層形成工程Ｓ５０で形成されたＳｉ欠損領域をより確実に除去することができる。
【0049】
Ｓｉ欠損領域の除去を好適に行う観点から、水素含有ガスとしては、Ｈ２ガス、ＮＨ３ガス、Ｎ２Ｈ２ガス、Ｎ２Ｈ４ガス、および、Ｎ３Ｈ８ガスからなる群より選択される少なくともいずれかのガスを用いることが好ましい。なお、Ｓｉ欠損領域除去処理の雰囲気ガスとしては、例えばＮ２ガスまたはＨ２ガスを用いるとよい。
【0050】
（Ｓ７０：核生成層形成工程）
次に、変質層除去工程Ｓ６０に連続して処理容器内でＳｉＣ基板１０の主面１１上にＩＩＩ族窒化物結晶を結晶成長させる。ここでは、例えばＡｌＮの単結晶をヘテロエピタキシャル成長させ、核生成層３０を形成する。ＳｉＣ基板１０は表面処理によりその主面１１が表面改質されているので、結晶品質の高い核生成層３０を形成することができる。
次に、変質層除去工程Ｓ６０に連続して処理容器内でＳｉＣ基板１０の主面１１上にＩＩＩ族窒化物結晶を結晶成長させる。ここでは、例えばＡｌＮの単結晶をヘテロエピタキシャル成長させ、核生成層３０を形成する。ＳｉＣ基板１０は表面処理によりその主面１１が表面改質されているので、結晶品質の高い核生成層３０を形成することができる。
【0051】
核生成層３０を例えばＡｌＮで形成する場合、ＩＩＩ族（Ａｌ）原料ガスとしては、例えばトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを用いる。Ｎ原料ガスとしては、例えば、ＮＨ３ガスを用いる。これらの原料ガスを、水素（Ｈ２）ガス、窒素（Ｎ２）ガス、またはこれらの混合ガスを用いたキャリアガスと混合して供給してもよい。
【0052】
核生成層３０を形成するための結晶成長条件としては、例えば成長温度、Ｖ／ＩＩＩ比および成長圧力などがあるが、これらは従来公知の数値に設定するとよい。なお、ここでいう「Ｖ／ＩＩＩ比」とは、ＩＩＩ族（Ａｌ）原料ガスの供給量（分圧）に対するＶ族（Ｎ）原料ガスの供給量（分圧）の比である。
【0053】
（Ｓ８０：チャネル層形成工程）
次に、同一のＭＯＶＰＥ装置の処理容器内で核生成層３０の上面にＩＩＩ族窒化物結晶を結晶成長させる。ここでは、例えばＧａＮの単結晶をヘテロエピタキシャル成長させ、チャネル層４０を形成する。
次に、同一のＭＯＶＰＥ装置の処理容器内で核生成層３０の上面にＩＩＩ族窒化物結晶を結晶成長させる。ここでは、例えばＧａＮの単結晶をヘテロエピタキシャル成長させ、チャネル層４０を形成する。
【0054】
チャネル層４０を例えばＧａＮで形成する場合、ＩＩＩ族（Ｇａ）原料ガスとして、例えば、トリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ３）３、ＴＭＧ）ガスを用いる。Ｎ原料ガスとしては、例えば、ＮＨ３ガスを用いる。これらの原料ガスを、水素（Ｈ２）ガス、窒素（Ｎ２）ガス、またはこれらの混合ガスを用いたキャリアガスと混合して供給してもよい。
【0055】
チャネル層４０を形成するための結晶成長条件としては、例えば成長温度、Ｖ／ＩＩＩ比および成長圧力などがあるが、これらは従来公知の数値に設定するとよい。
【0056】
（Ｓ９０：バリア層形成工程）
次に、同一のＭＯＶＰＥ装置の処理容器内で、チャネル層４０の上面に、チャネル層４０を構成するＧａＮよりも電子親和力の小さいＩＩＩ族窒化物の単結晶をヘテロエピタキシャル成長させ、バリア層５０を形成する。
次に、同一のＭＯＶＰＥ装置の処理容器内で、チャネル層４０の上面に、チャネル層４０を構成するＧａＮよりも電子親和力の小さいＩＩＩ族窒化物の単結晶をヘテロエピタキシャル成長させ、バリア層５０を形成する。
【0057】
バリア層５０を、例えばＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＮ、またはＡｌＩｎＧａＮの単結晶で形成する場合、Ａｌ原料ガスとしては、例えば、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ３）３、ＴＭＡ）ガスを用いる。Ｉｎ原料ガスとしては、例えば、トリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ３）３、ＴＭＩ）ガスを用いる。他のガスについては、チャネル層形成工程Ｓ８０と同様のガスを用いる。
【0058】
（Ｓ１００：キャップ層形成工程）
次に、同一のＭＯＶＰＥ装置の処理容器内で、バリア層５０の上面上に、ＩＩＩ族窒化物の単結晶として例えばＧａＮをヘテロエピタキシャル成長させ、キャップ層６０を形成する。
次に、同一のＭＯＶＰＥ装置の処理容器内で、バリア層５０の上面上に、ＩＩＩ族窒化物の単結晶として例えばＧａＮをヘテロエピタキシャル成長させ、キャップ層６０を形成する。
【0059】
（Ｓ１１０：搬出工程）
続いて、処理容器内から積層体１を搬出する。以上により、本実施形態の積層体１が得られる。
続いて、処理容器内から積層体１を搬出する。以上により、本実施形態の積層体１が得られる。
【0060】
（３）本実施形態により得られる効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果が得られる。
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果が得られる。
【0061】
（ａ）ＳｉＣ基板１０では、結晶成長の前に洗浄や脱脂、水素アニール処理を行ったとしても、積層構造物２０を形成したときに、その結晶品質を安定して高くできないことがある。本発明者等の検討によると、この課題は、ＧａＮ基板等では生じにくく、ＳｉＣ基板１０に特有のものであることが見出された。この点、本実施形態では、ＳｉＣ基板１０の主面１１上にＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる前に予め、ＳｉＣ基板１０に対して変質層としてＳｉ欠損領域の形成とその除去を行っている。変質層形成工程Ｓ５０では、ハロゲン含有ガスを供給することで、ＳｉＣ基板１０の主面１１からＳｉを脱離させ、主面１１にＳｉ欠損領域を形成する。また、変質層除去工程Ｓ６０では、水素含有ガスを供給することで、Ｓｉ欠損領域を除去する。これにより、主面１１を原子層レベルで改質させることができる。この表面改質された主面１１に結晶成長を行うことで、積層構造物２０の結晶品質を高くするとともに、結晶品質が局所的に低くなる箇所の発生を抑制することができる。
【0062】
（ｂ）積層体１の積層構造物２０は、上記（ａ）に示す表面処理が施された主面１１にＩＩＩ族窒化物結晶を成長させて形成されることで、その表面中心において、相対黄色強度が１．３０以下となる。また、その表面の中心を含む３箇所以上を選択したときに、それらの相対黄色強度の変動率が２０％以下となる。このような積層体１によれば、黄色発光が抑制されるような高い結晶品質を有するので、半導体素子を作製したときに、高いデバイス特性を実現することができる。また、その層中で結晶品質が均一に高く、局所的に結晶品質が低くなる箇所の発生が抑制されているので、半導体素子の歩留まりを向上させることができる。
【0063】
（ｃ）変質層除去工程Ｓ６０を、主面１１の全域から変質層としてＳｉ欠損領域を除去するような条件で行うことが好ましい。これにより、結晶品質を低下させうるＳｉ欠損領域を除去し、相対黄色強度やその変動率をより低減することができる。具体的には、積層構造物２０の表面中心における相対黄色強度を１．２５以下、その変動率を１５％以下とすることができる。
【0064】
（ｄ）上記（ｃ）による効果をより確実に実現する観点からは、変質層除去工程Ｓ６０での処理温度を１０５０℃以上１２５０℃以下とすることが好ましい。また、処理時間を１５０秒以上６００秒以下とすることが好ましい。
【0065】
（ｅ）また、上記（ｃ）の処理とともに、変質層形成工程Ｓ５０を、ＳｉＣ基板１０の主面１１の全域にわたってＳｉ欠損領域を形成するような条件で行うことが好ましい。これにより、主面１１の全域を改質することが可能となる。そのため、積層構造物２０の表面において結晶品質をより高く、結晶品質が局所的に低くなる箇所の発生をより確実に低減することができる。具体的には、積層構造物２０の表面中心における相対黄色強度を１．２０以下、その変動率を１０％以下とすることができる。
【0066】
（ｆ）上記（ｅ）による効果をより確実に実現する観点からは、変質層形成工程Ｓ５０での処理温度を８５０℃以上１１５０℃以下とすることが好ましい。また、処理時間を１５０秒以上６００秒以下とすることが好ましい。
【0067】
（ｇ）変質層除去工程Ｓ６０での処理温度を変質層形成工程Ｓ５０よりも高くすることが好ましい。これにより、変質層としてのＳｉ欠損領域を過度に形成することを抑制しつつ、変質層除去工程Ｓ６０でのＣ脱離の活性を高めてＳｉ欠損領域をより確実に除去することができる。
【0068】
（ｈ）変質層形成工程Ｓ５０や変質層除去工程Ｓ６０を含む表面処理と積層構造物２０の結晶成長とを同一の成膜装置で連続して行うことが好ましい。これにより、積層体１を製造する際の生産性を向上させることができる。また、ＳｉＣ基板１０の大気暴露による汚染を回避することができ、結晶品質をより向上させることができる。この結果、積層体１を用いて製造される半導体デバイスのデバイス特性や信頼性を向上させることができる。
【0069】
＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態を具体的に説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
以上、本発明の実施形態を具体的に説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【0070】
上述の実施形態では、積層体１が、核生成層３０、チャネル層４０、バリア層５０およびキャップ層６０で構成される積層構造物２０を備える場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、積層構造物２０は核生成層３０およびチャネル層４０を積層させて構成されてもよい。また例えば、積層構造物２０は核生成層３０、チャネル層４０およびバリア層５０を積層させて構成されてもよい。また例えば、積層構造物２０は、チャネル層４０とバリア層５０との間に、ＡｌＮ層を介在するように構成されてもよい。また例えば、積層構造物２０は、チャネル層４０内にＩｎＧａＮ層やＡｌＧａＮを介在するように構成されてもよい。いずれの場合においても、積層構造物２０の結晶品質が高くなるので、その最上面を構成する層において、相対黄色強度やその変動率が上記所定値を満たす。
【0071】
上述の実施形態では、核生成層３０およびチャネル層４０の成長をＭＯＶＰＥ法により行う場合について説明したが、いずれか一方もしくは両方の成長を例えばハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ：Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法により行ってもよい。
【0072】
上述の実施形態では、半導体素子としてＨＥＭＴの場合を説明したが、本発明はこれに限定されない。上述の積層体１から縦型のパワー半導体を作製することも可能である。
【0073】
また、Ｓｉ脱離処理およびＳｉ欠損領域除去処理は、交互に複数回行っても良い。これらの処理は１回だけ行う場合でも所望の効果を得られるものの、これらを繰り返すことにより、ＳｉＣ基板１０の主面１１をより確実に表面処理することができ、結晶品質をより確実に向上させることができる。
【実施例0074】
次に、本開示に係る実施例を説明する。これらの実施例は本開示の一例であって、本開示はこれらの実施例により限定されない。
【0075】
本実施例では、ＩＩＩ族窒化物積層体を作製し、その表面における欠陥密度を評価した。以下、具体的に説明する。
【0076】
（１）ＩＩＩ族窒化物積層体の作製
本実施例では、以下に示すように、準備したＳｉＣ基板上にＩＩＩ族窒化物結晶を成長させ、積層体を作製した。
本実施例では、以下に示すように、準備したＳｉＣ基板上にＩＩＩ族窒化物結晶を成長させ、積層体を作製した。
【0077】
本実施例では、まず、ＳｉＣ基板を準備した。続いて、ＳｉＣ基板に対して洗浄および脱脂を行った。脱脂を行ったＳｉＣ基板をＭＯＶＰＥ装置の処理容器に導入した。続いて、水素アニール工程にて、処理容器内をＨ２ガス雰囲気としてＳｉＣ基板を加熱した。続いて、変質層形成工程にて、処理容器内をＮ２ガス雰囲気として、ＳｉＣ基板を所定の処理温度で加熱するとともに、塩素含有ガスとしてＣｌ２ガスを供給した。このときＣｌ２ガスの供給量は、処理容器内における雰囲気中のＣｌ２ガスの濃度が１．１％となるように調整した。これにより、ＳｉＣ基板の主面からＳｉ脱離させ、その表面に変質層としてＳｉ欠損領域を形成した。変質層形成工程後、処理容器内を不活性ガスで置換した。続いて、変質層除去工程にて、処理容器内をＮ２ガス雰囲気として、ＳｉＣ基板を所定の処理温度で加熱するとともに、水素含有ガスとしてＮＨ３ガスを供給した。これにより、ＳｉＣ基板の主面からＣを脱離させ、Ｓｉ欠損領域を除去した。続いて、同一の処理容器内にて、ＳｉＣ基板の主面上に以下の成長条件で核生成層、チャネル層、バリア層およびキャップ層からなる積層構造物を結晶成長させて、積層体を作製した。本実施例では、変質層形成工程および変質層除去工程の処理温度および処理時間を下記表１に示すように適宜変更し、サンプル１～３の積層体を作製した。また、サンプル４の積層体は、変質層形成工程および変質層除去工程を行わない以外は、サンプル１～３と同様の操作に作製した。
【0078】
【表1】
【0079】
なお、ＳｉＣ基板、水素アニール処理の処理条件、積層構造物の各層の成長条件は以下のとおりである。
【0080】
（ＳｉＣ基板）
材質：ＳｉＣ（半絶縁性）
直径：６インチ
厚さ：５００μｍ
下地面に対して最も近い低指数の結晶面：ｃ面（下地面のパターン加工なし）
ポリタイプ：６Ｈ
材質：ＳｉＣ（半絶縁性）
直径：６インチ
厚さ：５００μｍ
下地面に対して最も近い低指数の結晶面：ｃ面（下地面のパターン加工なし）
ポリタイプ：６Ｈ
【0081】
（水素アニール工程での処理条件）
処理温度：９５０℃～１３００℃
処理時間：１０秒～６００秒
ガス雰囲気：Ｈ２ガス
処理温度：９５０℃～１３００℃
処理時間：１０秒～６００秒
ガス雰囲気：Ｈ２ガス
【0082】
（核生成層の成長条件）
材質：ＡｌＮ
成長方法：ＭＯＶＰＥ法
成長温度：１２００℃～１２９０℃
設計膜厚：１０ｎｍ～１３ｎｍ
Ｖ／ＩＩＩ比：５０００～２５０００
成長圧力：０．０５９気圧（ａｔｍ）～０．０９８気圧
材質：ＡｌＮ
成長方法：ＭＯＶＰＥ法
成長温度：１２００℃～１２９０℃
設計膜厚：１０ｎｍ～１３ｎｍ
Ｖ／ＩＩＩ比：５０００～２５０００
成長圧力：０．０５９気圧（ａｔｍ）～０．０９８気圧
【0083】
（チャネル層の成長条件）
材質：ＧａＮ
成長方法：ＭＯＶＰＥ法
成長温度：１１００℃～１２００℃
Ｖ／ＩＩＩ比：１０００～３０００
成長圧力：０．０９８気圧（ａｔｍ）～０．１９７気圧
設計膜厚：４００ｎｍ
材質：ＧａＮ
成長方法：ＭＯＶＰＥ法
成長温度：１１００℃～１２００℃
Ｖ／ＩＩＩ比：１０００～３０００
成長圧力：０．０９８気圧（ａｔｍ）～０．１９７気圧
設計膜厚：４００ｎｍ
【0084】
（バリア層の成長条件）
材質：ＡｌＧａＮ
成長方法：ＭＯＶＰＥ法
成長温度：１１００℃～１２００℃
成長圧力：０．０９８気圧（ａｔｍ）～０．１９７気圧
設計膜厚：２０ｎｍ
材質：ＡｌＧａＮ
成長方法：ＭＯＶＰＥ法
成長温度：１１００℃～１２００℃
成長圧力：０．０９８気圧（ａｔｍ）～０．１９７気圧
設計膜厚：２０ｎｍ
【0085】
（キャップ層）
材質：ＧａＮ
成長方法：ＭＯＶＰＥ法
設計膜厚：２ｎｍ
材質：ＧａＮ
成長方法：ＭＯＶＰＥ法
設計膜厚：２ｎｍ
【0086】
（２）評価
作製したサンプル１～４について、積層構造物の表面における相対黄色強度とその変動率を評価した。ここでは、フォトルミネッセンス（ＰＬ）測定装置（株式会社堀場製作所製の「Photoluminor-D」）を用いて、相対黄色強度およびその変動率を測定した。具体的には、まず、積層体の表面において、その中心線にそって、中心（箇所Ａ）、箇所Ａから外縁側に向かって６０ｍｍ離間した箇所（箇所Ｂ）、箇所Ａから箇所Ｂとは反対側に向かって６０ｍｍ離間した箇所（箇所Ｃ）の３箇所を測定位置として選択した。次に、ＰＬ測定装置を用いて、各測定位置にレーザ光を照射し、ＰＬ発光スペクトルを取得した。各サンプルのＰＬ発光スペクトルを図７および図８に示す。図７および図８では、サンプル１およびサンプル４の３箇所で測定された発光スペクトルがそれぞれ示される。各図中、（０，０）が中心である箇所Ａ、（０，６０）が箇所Ｂ、（０，－６０）が箇所ＣでのＰＬ発光スペクトルを示す。そして、発光スペクトルから、各サンプルについて、測定位置での相対黄色強度と、相対黄色強度の変動率とを算出した。
作製したサンプル１～４について、積層構造物の表面における相対黄色強度とその変動率を評価した。ここでは、フォトルミネッセンス（ＰＬ）測定装置（株式会社堀場製作所製の「Photoluminor-D」）を用いて、相対黄色強度およびその変動率を測定した。具体的には、まず、積層体の表面において、その中心線にそって、中心（箇所Ａ）、箇所Ａから外縁側に向かって６０ｍｍ離間した箇所（箇所Ｂ）、箇所Ａから箇所Ｂとは反対側に向かって６０ｍｍ離間した箇所（箇所Ｃ）の３箇所を測定位置として選択した。次に、ＰＬ測定装置を用いて、各測定位置にレーザ光を照射し、ＰＬ発光スペクトルを取得した。各サンプルのＰＬ発光スペクトルを図７および図８に示す。図７および図８では、サンプル１およびサンプル４の３箇所で測定された発光スペクトルがそれぞれ示される。各図中、（０，０）が中心である箇所Ａ、（０，６０）が箇所Ｂ、（０，－６０）が箇所ＣでのＰＬ発光スペクトルを示す。そして、発光スペクトルから、各サンプルについて、測定位置での相対黄色強度と、相対黄色強度の変動率とを算出した。
【0087】
なお、ＰＬ測定においては、Ｈｅ－Ｃｄレーザを用いて、レーザ波長を３２５ｎｍ、レーザ出力を２５～３０ｍＷ、レーザ光の照射径を１ｍｍとした。
【0088】
（３）評価結果
上述した評価による結果を表１にまとめる。
上述した評価による結果を表１にまとめる。
【0089】
表１に示すように、サンプル１～３では、結晶成長の前に予め変質層の形成（Ｓｉ脱離によるＳｉ欠損領域の形成）および変質層の除去（Ｃ脱離によるＳｉ欠損領域の除去）を行うことで、積層構造物の表面中心（箇所Ａ）での相対黄色強度と、複数箇所（箇所Ａ～箇所Ｃ）での相対黄色強度から算出される変動率とを低くできることが確認された。一方、サンプル４では、洗浄、脱脂および水素アニール処理を行ったものの、変質層の形成と除去を行わずに結晶成長を行ったため、相対黄色強度やその変動率がサンプル１～３と比較して高くなることが確認された。つまり、サンプル１～３では、積層構造物の結晶品質を高くでき、また、結晶品質が局所的に低くなる箇所の発生を抑制できることが確認された。
【0090】
また、サンプル２では、サンプル３と比較して相対黄色強度およびその変動率をより低減できることが確認された。これは、変質層除去工程における処理温度を１１２０℃として、サンプル３の１０５０℃よりも高く設定することで、変質層の除去をより促進できたためと推測される。つまり、サンプル２では、サンプル３と比較して、ＳｉＣ基板の主面に形成された変質層をより確実に除去し、その残存を抑制できたためと推測される。この結果、積層構造物の結晶品質をより高く、かつより均一に形成できることが確認された。
【0091】
さらに、サンプル１では、サンプル２と比較して、相対黄色強度およびその変動率をより低減できることが確認された。これは、変質層形成工程の処理温度を９７０℃として、サンプル２の８９０℃よりも高く設定することで、ＳｉＣ基板の主面の全域にわたって変質層を形成するとともに、形成した変質層をすべて除去できたためと推測される。つまり、サンプル１では、サンプル２と比較して、ＳｉＣ基板の主面を全域にわたってより確実に表面処理できたためと推測される。この結果、積層構造物の結晶品質をより高く、かつより均一に形成できることが確認された。
【0092】
以上のように、ＳｉＣ基板の主面を表面処理により改質することで、その主面上に積層構造物を結晶成長させたときに、積層構造物の結晶品質を高め、また、結晶品質が局所的に低くなる箇所の発生を抑制できることが確認された。
【0093】
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
以下、本発明の好ましい態様について付記する。
【0094】
（付記１）
ＳｉＣ基板と、
基板上に設けられ、ＩＩＩ族窒化物結晶をエピタキシャル成長させて形成される積層構造物と、
を備え、
前記積層構造物は、
前記積層構造物の表面中心における、フォトルミネッセンスのバンド端発光強度に対する黄色発光強度の比である相対黄色強度が１．３０以下であり、 前記積層構造物の表面の外縁から５ｍｍの幅を除いた内部領域において、中心線に沿って任意に選択され、中心と前記中心から離間する２以上の箇所を含む３箇所以上での前記相対黄色強度について、最大値をＸｍａｘ、最小値をＸｍｉｎ、その平均をＸａｖｇとしたとき、相対黄色強度の変動率（Ｘｍａｘ－Ｘｍｉｎ）／Ｘａｖｇが２０％以下である、
ＩＩＩ族窒化物積層体。
ＳｉＣ基板と、
基板上に設けられ、ＩＩＩ族窒化物結晶をエピタキシャル成長させて形成される積層構造物と、
を備え、
前記積層構造物は、
前記積層構造物の表面中心における、フォトルミネッセンスのバンド端発光強度に対する黄色発光強度の比である相対黄色強度が１．３０以下であり、 前記積層構造物の表面の外縁から５ｍｍの幅を除いた内部領域において、中心線に沿って任意に選択され、中心と前記中心から離間する２以上の箇所を含む３箇所以上での前記相対黄色強度について、最大値をＸｍａｘ、最小値をＸｍｉｎ、その平均をＸａｖｇとしたとき、相対黄色強度の変動率（Ｘｍａｘ－Ｘｍｉｎ）／Ｘａｖｇが２０％以下である、
ＩＩＩ族窒化物積層体。
【0095】
（付記２）
前記表面中心における前記相対黄色強度が１．２５以下であり、
前記相対黄色強度の変動率が１５％以下である、
付記１に記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
前記表面中心における前記相対黄色強度が１．２５以下であり、
前記相対黄色強度の変動率が１５％以下である、
付記１に記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
【0096】
（付記３）
前記表面中心における前記相対黄色強度が１．２０以下であり、
前記相対黄色強度の変動率が１０％以下である、
付記１に記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
前記表面中心における前記相対黄色強度が１．２０以下であり、
前記相対黄色強度の変動率が１０％以下である、
付記１に記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
【0097】
（付記４）
前記積層構造物は、
前記ＳｉＣ基板上に設けられる核生成層と、
前記核生成層上に設けられ、ＩｎｘＡｌｙＧａＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）の組成式で表されるチャネル層と、を備え、
前記積層構造物の表面が前記チャネル層である、
付記１～３のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
前記積層構造物は、
前記ＳｉＣ基板上に設けられる核生成層と、
前記核生成層上に設けられ、ＩｎｘＡｌｙＧａＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）の組成式で表されるチャネル層と、を備え、
前記積層構造物の表面が前記チャネル層である、
付記１～３のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
【0098】
（付記５）
前記積層構造物は、
前記ＳｉＣ基板上に設けられる核生成層と、
前記核生成層上に設けられ、ＩｎｘＡｌｙＧａＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）の組成式で表されるチャネル層と、
前記チャネル層上に設けられ、窒化ガリウムよりも広いバンドギャップを有するＩＩＩ族窒化物を含む機能層と、を備え、
前記積層構造物の表面が前記機能層である、
付記１～３のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
前記積層構造物は、
前記ＳｉＣ基板上に設けられる核生成層と、
前記核生成層上に設けられ、ＩｎｘＡｌｙＧａＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）の組成式で表されるチャネル層と、
前記チャネル層上に設けられ、窒化ガリウムよりも広いバンドギャップを有するＩＩＩ族窒化物を含む機能層と、を備え、
前記積層構造物の表面が前記機能層である、
付記１～３のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
【0099】
（付記６）
直径が４インチ以上である、
付記１～５のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
直径が４インチ以上である、
付記１～５のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体。
【0100】
（付記７）
（ａ）ＳｉＣ基板を用意する工程と、
（ｂ）前記ＳｉＣ基板に対してハロゲン含有ガスを供給し、前記ＳｉＣ基板の主面からＳｉを脱離させ、前記主面の表層にＳｉ欠損領域を形成する工程と、
（ｃ）前記Ｓｉ欠損領域が形成されたＳｉＣ基板に水素含有ガスを供給して前記Ｓｉ欠損領域を除去し、前記主面の表面処理を行う工程と、
（ｄ）処理後の前記主面上にＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる工程と、
を有するＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
（ａ）ＳｉＣ基板を用意する工程と、
（ｂ）前記ＳｉＣ基板に対してハロゲン含有ガスを供給し、前記ＳｉＣ基板の主面からＳｉを脱離させ、前記主面の表層にＳｉ欠損領域を形成する工程と、
（ｃ）前記Ｓｉ欠損領域が形成されたＳｉＣ基板に水素含有ガスを供給して前記Ｓｉ欠損領域を除去し、前記主面の表面処理を行う工程と、
（ｄ）処理後の前記主面上にＩＩＩ族窒化物結晶を成長させる工程と、
を有するＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
【0101】
（付記８）
前記（ｃ）を、前記ＳｉＣ基板の主面の全域から前記Ｓｉ欠損領域を除去するような条件で行う、
付記７に記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
前記（ｃ）を、前記ＳｉＣ基板の主面の全域から前記Ｓｉ欠損領域を除去するような条件で行う、
付記７に記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
【0102】
（付記９）
前記（ｂ）を、前記ＳｉＣ基板の主面の全域にわたって前記Ｓｉ欠損領域を形成するような条件で行う、
付記７又は８に記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
前記（ｂ）を、前記ＳｉＣ基板の主面の全域にわたって前記Ｓｉ欠損領域を形成するような条件で行う、
付記７又は８に記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
【0103】
（付記１０）
前記（ｃ）を前記（ｂ）よりも高い温度で行う、
付記７～９のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
前記（ｃ）を前記（ｂ）よりも高い温度で行う、
付記７～９のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
【0104】
（付記１１）
前記（ｂ）を温度８５０℃～１１５０℃で行う、
付記７～１０のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
前記（ｂ）を温度８５０℃～１１５０℃で行う、
付記７～１０のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
【0105】
（付記１２）
前記（ｂ）、前記（ｃ）および前記（ｄ）を、同一の処理容器内で連続して行う、
付記７～１１のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
前記（ｂ）、前記（ｃ）および前記（ｄ）を、同一の処理容器内で連続して行う、
付記７～１１のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
【0106】
（付記１３）
前記（ｂ）と前記（ｃ）とを、交互に複数回行う、
付記７～１２のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
前記（ｂ）と前記（ｃ）とを、交互に複数回行う、
付記７～１２のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
【0107】
（付記１４）
前記（ｂ）を行う前に、前記ＳｉＣ基板を還元雰囲気中でアニールする工程を有する、
付記７～１３のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
前記（ｂ）を行う前に、前記ＳｉＣ基板を還元雰囲気中でアニールする工程を有する、
付記７～１３のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
【0108】
（付記１５）
前記（ｄ）では、前記ＩＩＩ族窒化物結晶として、ＩｎｘＡｌｙＧａＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）の組成式で表される物質を成長させる、
付記７～１４のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
前記（ｄ）では、前記ＩＩＩ族窒化物結晶として、ＩｎｘＡｌｙＧａＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）の組成式で表される物質を成長させる、
付記７～１４のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物積層体の製造方法。
【符号の説明】
【0109】
１ ＩＩＩ族窒化物積層体（積層体）
１０ ＳｉＣ基板
２０ 積層構造物
３０ 核生成層
４０ チャネル層
５０ バリア層
６０ キャップ層
１０ ＳｉＣ基板
２０ 積層構造物
３０ 核生成層
４０ チャネル層
５０ バリア層
６０ キャップ層
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】