GROUP III-NITRIDE COMPOSITE SUBSTRATE AND MANUFACTURING METHOD FOR SAME, LAYERED GROUP III-NITRIDE COMPOSITE SUBSTRATE, AND GROUP III-NITRIDE SEMICONDUCTOR DEVICE AND MANUFACTURING METHOD FOR SAME

• Main Authors: MATSUMOTO, NAOKI, NAKANISHI, FUMITAKE, HACHIGO, AKIHIRO, KIYAMA, MAKOTO, ISHIBASHI, KEIJI
• Format: Patent
• Language: English; French; Japanese
• Published: 21.05.2015
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; SEMICONDUCTOR DEVICES

A group III-nitride composite substrate (1) is a group III-nitride composite substrate (1) in which a supporting substrate (11) of a thickness ts which is 0.1 to 1 mm and a group III-nitride film (13) of a thickness tf, which is thinner than the thickness ts, and which is 0.01 to 0.25 mm are caused to adhere together and the diameter of which is greater than or equal to 75 mm, wherein the absolute value |∆α| of a thermal expansion coefficient difference ∆α, in which a thermal expansion coefficient αs of the supporting substrate (11) has been subtracted from a thermal expansion coefficient αf of the group III-nitride film (13), is less than or equal to 2.2 × 10-6 K-1, and the Young's Modulus Es and the thickness ts of the supporting substrate (11), the Young's Modulus Ef and the thickness tf of the group III-nitride film (13), and the thermal expansion coefficient difference ∆α thereof satisfy the relationship: ts 2 / tf ≥ 6 Ef ∙ |∆α| / Es. As a result, provided are: a group III-nitride composite substrate of low cost, having a large aperture, and of low distortion, comprising a group III-nitride film of significant film thickness and high crystal quality; and a group III-nitride semiconductor device manufactured using same. Selon l'invention, un substrat composite à base de nitrure de groupe III (1) est un substrat composite à base de nitrure de groupe III (1) dans lequel un substrat de support (11) d'une épaisseur ts qui est entre 0,1 et 1 mm et un film de nitrure de groupe III (13) d'une épaisseur tf, qui est plus fine que l'épaisseur ts, et qui est entre 0,01 et 0,25 mm, sont adhérés ensemble et dont le diamètre est supérieur ou égal à 75 mm, la valeur absolue |∆α| d'une différence de coefficient de dilatation thermique ∆α, dans laquelle un coefficient de dilatation thermique αs du substrat de support (11) a été soustrait d'un coefficient de dilatation thermique αf du film de nitrure de groupe III (13), est inférieure ou égale à 2,2 × 10-6 K-1, et le module d'Young Es et l'épaisseur ts du substrat de support (11), le module d'Young Ef et l'épaisseur tf du film de nitrure de groupe III (13), et la différence de coefficient de dilatation thermique ∆α de ceux-ci satisfont la relation : ts 2 / tf ≥ 6 Ef ∙ |∆α| / Es. Par conséquent, l'invention concerne : un substrat composite à base de nitrure de groupe III de faible coût, ayant une grande ouverture, et une faible distorsion, comprenant un film de nitrure de groupe III d'une épaisseur de film significative et de haute qualité de cristal ; et un dispositif semi-conducteur à base de nitrure de groupe III fabriqué en utilisant celui-ci. 　ＩＩＩ族窒化物複合基板（１）は、厚さｔSが０．１ｍｍ以上１ｍｍ以下の支持基板（１１）と、厚さｔsに比べて薄い厚さｔfが０．０１ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下のＩＩＩ族窒化物膜（１３）と、が貼り合わされた直径が７５ｍｍ以上のＩＩＩ族窒化物複合基板（１）であって、ＩＩＩ族窒化物膜（１３）の熱膨張係数αfから支持基板（１１）の熱膨張係数αsを引いた熱膨張係数差Δαの絶対値｜Δα｜が２．２×１０-6Ｋ-1以下であり、支持基板（１１）のヤング率Ｅsおよび厚さｔs、ＩＩＩ族窒化物膜（１３）のヤング率Ｅfおよび厚さｔf、および熱膨張係数差Δαが、ｔs 2／ｔf≧６Ｅf・｜Δα｜／Ｅsの関係を満たす。これにより、膜厚が大きく結晶品質の高いＩＩＩ族窒化物膜を有する低コストで大口径で歪みの低いＩＩＩ族窒化膜複合基板およびそれを用いて製造されるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスが提供される。