个M0CVD炉连续进行。
[0079] 为了形成沟道层3以及势皇层4,使用公知的M0CVD炉，该公知的M0CVD炉被构成 为能够将针对13族元素（Ga、Al、In)的有机金属（M0)原料气体（TMG、TMA、TMI)和作为氮 (N)的原料气体的氨气、氢气、氮气供给到反应器内。
[0080] 为了形成沟道层3,首先，将形成至基底层2的复合基板载置在设置于该反应器内 的基座上。通过加热基座，使复合基板达到1000°C~1150°C的规定温度（沟道层形成温 度），并且将反应器内压力保持在50kPa~lOOkPa的规定值，按15族/13族气体比达到 1000~5000的规定值调整作为原料气体的TMG以及氨气和载气的供给。由此形成沟道层 3〇
[0081] 在形成了该沟道层3之后，接着形成势皇层4时，使沟道层3形成后的复合基板 为1050°C~1200°C的规定温度（势皇层形成温度），并且将反应器内压力保持在5kPa~ 30kPa的规定值，按15族/13族气体比达到5000~50000的规定值，对应于势皇层4的组 成调整作为原料气体的TMG、TMA、TMI以及氨气和载气的供给。由此形成势皇层4。
[0082] 通过形成势皇层4,得到本实施方案所涉及的13族氮化物复合基板10。
[0083] 形成13族氮化物复合基板10后，使用它形成HEMT元件20。根据公知方法来进行 随后的各工序。
[0084] 首先，使用光刻工艺和真空蒸镀法，在势皇层4的形成对象部位形成构成为Ti/ Al/Ni/Au的多层膜，由此形成作为源电极5以及漏电极6的多层金属。
[0085] 接下来，为了使源电极5以及漏电极6的欧姆性良好，在650°C~1000°C的规定温 度的氮气气氛中对形成了源电极5以及漏电极6的13族氮化物复合基板10实施几十秒的 热处理。
[0086] 接下来，使用光刻工艺和真空蒸镀法，在势皇层4的形成对象部位形成构成为Pd/ Au的多层膜，由此形成作为栅电极7的多层金属。
[0087] 如以上所说明地，本实施方案中，在作为导电性GaN基板的基材上设置作为高电 阻层的基底层，进而顺次设置作为低杂质层的沟道层、和、势皇层，由此实现具有1000cm2/ V*s以上的高迀移率、并且栅-源电极间的电容被抑制成低于0. lpF的HEMT元件。即，根据 本实施方案，可以提供能够实现即使将导电性的GaN基板用作基材也适合高频用途的HEMT 元件的13族氮化物复合基板、以及适合高频用途的HEMT元件。
[0088] 实施例
[0089] (实施例1)
[0090] 本实施例中，通过形成掺杂Zn的GaN层2A作为基底层2来制作13族氮化物复合 基板10,进而，使用该13族氮化物复合基板10,制作HEMT元件20。在上述产品的制作过程 中以及制作后，进行几项特性评价。
[0091] 更详言之，在本实施例中，制作与掺杂Zn的GaN层2A的Zn浓度有关的条件不同 的6种13族氮化物复合基板10,针对这些基板分别制作HEMT元件20 (No. 1 - 1~1 一 6)。 以下，为了方便，将没有检测出Zn的GaN层也称为掺杂Zn的GaN层2A。
[0092] 另外，制作HEMT元件20时，采用能够由一个母基板制作多个元件的所谓多电子部 件方法。
[0093] 制作任一条件的试样时，都是首先，作为成为基材1的母基板，准备呈η型导电 性的、直径4英寸、（0001)面方位的导电性GaN基板。应予说明，该GaN基板的电阻率为 0. 1 Ω · cm〇
[0094] 然后，在氧化铝坩埚中填充导电性GaN基板和金属Ga、金属Na、金属Zn。此时，金 属Ga以及金属Na的填充量分别为45g、66g，为了使Zn浓度不同，每种条件（每种试样） 下金属Zn的填充量是不同的。具体而言，试样1 一 1~1 一 6依次为0g(未填充）、0. lg、 0·2g、0. 5g、2g、5g〇
[0095] 然后，将各条件的氧化铝坩埚放入耐热金属制生长容器中并密闭，进而，将该生长 容器在导入氮气的结晶生长炉内、于炉内温度900°C、炉内压力5MPa的条件下边水平旋转 边保持大约10小时。
[0096] 生长结束后，从氧化铝坩埚中取出导电性GaN基板，确认了在任一条件下均在导 电性GaN基板的（0001)面上沉积有厚度大约150 μ m的GaN单晶。
[0097] 接下来，使用金刚石研磨粒子研磨形成在导电性GaN基板上的GaN单晶表面，使其 平坦化，并且使厚度为25 μ m。由此得到在导电性GaN基板上作为基底层2形成了掺杂Zn 的GaN层2A的6种复合基板。另外，无论哪一试样，都确认在掺杂Zn的GaN层2A的表面 上没有裂纹。
[0098] 对于各复合基板，通过S頂S，鉴定掺杂Zn的GaN层2A的Zn浓度。另外，通过范德 堡（van der Pauw)法，测定掺杂Zn的GaN层2A的电阻率。
[0099] 表1给出每种条件（每种试样）的掺杂Zn的GaN层2A (基底层）的Zn浓度和电 阻率。
[0100] [表 1]
[0101]
[0102] 如表1所示，金属Zn的填充量越多，掺杂Zn的GaN层2A的Zn浓度数值越大。应 予说明，试样1 一 1中，Zn浓度的测定值低于作为检测下限值的IX 1016/cm3,所以事实上确 认了不存在Zn。
[0103] 另外，掺杂Zn的GaN层2A的电阻率，除了试样1 - 1，都在1Χ106Ω .cm以上，Zn 浓度越高，数值越大。特别是试样1 一 3~1 一 6,数值达到IX ΙΟ7 Ω · cm以上。由此，确 认掺杂Zn的试样1 一 2~1 一 6中，掺杂Zn的GaN层2A被形成为具有半绝缘性的层。
[0104] 将由此得到的各复合基板载置在MOCVD炉的反应器内的基座上。对反应器内部进 行真空气体置换后，使反应器内压力为lOOkPa，形成氢/氮混合流状态的气氛。接下来，通 过加热基座来使基板升温。基座温度达到1100°c时，将TMG气体和氨气导入反应器内，以 2 μ m的厚度形成作为沟道层3的GaN层。
[0105] 应予说明，沟道层3形成时的有机金属原料的鼓泡用气体以及载气使用氢气。另 外，15族/13族气体比为2000。
[0106] 应予说明，对于在与各试样相同的条件下进行到形成沟道层3为止的试样，通过 S頂S测定来测定C浓度时，任一试样均为2 X 1016/cm3左右。由此，确认沟道层3是作为低 杂质层形成的。应予说明，此时的SIMS测定中的C浓度的检测下限值为IX 1016/cm3。
[0107] 得到沟道层3后，接下来，将基座温度继续保持在1100°C，使反应器压力为10kPa。 然后，将TMG以及TMA和氨气以规定的流量比导入反应器内，以25nm的厚度形成作为势皇 层4的Ala2GaasN层。应予说明，势皇层4形成时的有机金属原料的鼓泡用气体以及载气全 部使用氢气。另外，15族/13族气体比为5000。
[0108] 势皇层4形成后，将基座温度降至室温附近，使反应器内恢复到大气压后，将反应 器对大气开放，取出制成的13族氮化物复合基板10。
[0109] 接下来，对于形成在13族氮化物复合基板10上的HEMT结构，通过空穴测定（van der Pauw法）来进行迀移率测定。
[0110] 具体而言，首先，从全部6种13族氮化物复合基板10中分别切出6mm见方的试验 片。接下来，在该试验片的四角蒸镀〇.5_见方的Ti/Al电极，进而在氮气中、于600°C退火 1分钟，然后降至室温，由此得到测定用样品。确认在Ti/Al电极和HEMT结构之间获得欧姆 性接触后，通过空穴测定来测定HEMT结构的迀移率。该迀移率的测定结果也示于表1。
[0111] 接下来，使用13族氮化物复合基板10,制作HEMT元件20。应予说明，HEMT元件 20被设计成：栅宽为1mm、源一栅间隔为1 μm、栅一漏间隔为7. 5 μm、栅长为1. 5 μm。
[0112] 另外，制作HEMT元件20时，在形成各电极之前，在13族氮化物复合基板10上（势 皇层4上）以100nm的厚度形成没有图示的SiN膜作为钝化膜。
[0113] 接下来，使用光刻法，将形成在源电极5、漏电极6以及栅电极7的形成预定部位的 SiN膜蚀刻除去，由此得到SiN图案。
[0114] 然后，形成源电极5以及漏电极6。具体而言，首先，使用真空蒸镀法和光刻工艺， 在规定的形成预定部位形成由Ti/Al/Ni/Au(各自的膜厚为25/75/15/100nm)构成的多层 金属图案，从而形成源电极5以及漏电极6。接下来，为了使源电极5以及漏电极6的欧姆 性良好，在800°C的氮气气氛中实施30秒热处理。
[0115] 接下来，形成栅电极7。具体而言，使用真空蒸镀法和光刻法，在规定的形成预定部 位形成由Pd/Au(各自的膜厚为30/100nm)构成的肖特基性金属图案，从而形成栅电极7。
[0116] 最后，通过切割而单片化成元件单位，从而得到HEMT元件20。
[0117] 对得到的HEMT元件20进行栅-源电极间电容测定。各试样的栅-源电极间电容 的测定结果也示于表1。
[0118] 由表1所示结果可以确认，掺杂Zn的GaN层2A的电阻率为1Χ106Ω · cm以上的 No. 1 - 2~1 一 6的HEMT元件实现了 0. 5pF以下的栅-源电极间电容，特别是掺杂Zn的 GaN 层 2A 的 Zn 浓度的范围为 1 X 10ls/cm3~2X 10 19/cm3的 No. 1 - 3 ~1 - 5 的 HEMT 元 件同时实现了 1000cm2/V · s以上的高迀移率和低于0. lpF的小栅-源电极间电容。
[0119] 还确认了 Zn浓度小于1 X 10ls/cm3的No. 1 - 1~1 - 2的HEMT元件的栅-源电 极间电容不一定充分降低，另一方面，Zn浓度大于2 X 1019/〇113的No. 1 - 6的HEMT元件的 迀移率下降。
[0120] (实施例2)
[0121] 本实施例中，制作具备含C的GaN层2B作为基底层2的13族氮化物复合基板 10,进而，使用该13族氮化物复合基板10,制作HEMT元件20。作为13族氮化物复合基板 10,制作含C的GaN层2B的C浓度不同的5种基板，并针对这些基板分别制作HEMT元件 20 (No. 2 - 1~2 - 5)。其制作顺序除了用一个M0CVD炉连续形成含C的GaN层2B、沟道 层3以及势皇层4以外，与实施例1相同。在上述产品的制作过程中以及制作后，进行几项 特性评价。
[0122] 制作任一条件的试样时，都是首先将与实施例1中使用的基板相同的导电性GaN 基板载置在M0CVD炉的反应器内的基座上。对反应器内部进行真空气体置换后，形成氢/氮 混合流状态的气氛。