N层的内部区域中的能以二次离子质量分析法得到的Ga浓度在与所述蓝宝石基板的表面垂直的深度方向的浓度分布当中的得到所述Ga浓度的最大值的所述深度方向的位置，存在于从所述蓝宝石基板的界面起直到向所述AlN层侧离开400nm的位置为止的界面近旁区域内，所述Ga浓度的最大值为3 X1017atoms/cm3 以上、2 X I O20atoms/cm3 以下。
[0028]进而，作为上述特征的外延生长用模板的合适的I个方式，在所述二次离子质量分析法中使用的一次离子种为O2+。
[0029]进而，本发明提供氮化物半导体装置，其特征在于，具备:具备上述特征的外延生长用模板、和在所述模板上外延生长而成的I层以上的GaN系化合物半导体层。
[0030]发明的效果
[0031]根据上述特征的外延生长用模板以及其制作方法，作为成为使GaN系化合物半导体层外延生长的基底的模板，不用横向生长法或复杂的原料提供法，能简便地得到无裂纹、低穿透位错密度且结晶的表面性状良好的模板。
[0032]上述效果的理由虽不明确，但推测为:在蓝宝石基板的表面局部发生蓝宝石基板与AlN间的晶格失配引起的应力集中，在最终产生裂纹前，分散存在于蓝宝石基板的表面的微量且适量的Ga原子成为核，将该应力分散，其结果抑制了裂纹的产生。
[0033]以上的结果不会招致制造成本的高企，作为形成于上述特征的外延生长用模板的上层的GaN系化合物半导体层能稳定地得到高结晶质量的GaN系化合物半导体层，能谋求由该GaN系化合物半导体层构成的半导体元件的高性能化。
【附图说明】
[0034]图1是示意地表示本发明所涉及的外延生长用模板的制作方法的第I实施例的工序的工序截面图。
[0035]图2是示意地表示本发明所涉及的外延生长用模板的制作方法的第2实施例的工序的工序截面图。
[0036]图3是示意地表示本发明所涉及的外延生长用模板的制作方法的第3实施例的工序的工序截面图。
[0037]图4是汇总示出表示本发明所涉及的外延生长用模板的制作方法以及用与其类似的制作方法制作的模板的样本的表面性状的多个测定结果的一览表。
[0038]图5是表示图4所示的样本中的样本#15以及#17的Ga浓度分布的图。
[0039]图6是表示图4所示的样本中的样本#32?#34以及#39的Ga浓度分布的图。
[0040]图7是示意地表示典型的现有的GaN系发光二极管的结晶层结构的截面图。
【具体实施方式】
[0041]基于附图米说明本发明所涉及的外延生长用模板的制作方法(以下适宜称作「本制作方法」)以及包含在本发明所涉及的氮化物半导体装置中的外延生长用模板(以下适宜称作「本模板」)的实施方式。
[0042 ]图1 (a)?(c)是示意地表示本制作方法的第I实施例(以下称作第I制作方法)的工序的工序截面图，图2(a)?(d)是示意地表示本制作方法的第2实施例(以下称作第2制作方法)的工序的工序截面图，图3(a)?(C)是示意地表示本制作方法的第3实施例(以下称作第3制作方法)的工序的工序截面图，分别表示本模板的制作中途和制作后的截面结构。另外，在图1?图3中，为了说明理解的容易而强调显示主要部分，图中各部的尺寸比不一定和实际一致。
[0043]首先，在第I?第3制作方法中，都是准备蓝宝石基板2并将其收容在使AlN层3外延生长的反应室内(未图示)(参考图1(a)、图2(a)、图3(a))。在本实施方式中，通过周知的有机金属化合物气相生长(MOVPE)使AlN层3外延生长。
[0044]在第丨制作方法中，接下来将成为在MOVPE的Ga的原料(前体)的TMG(三甲基镓)以给定的流量以及时间提供到该反应室内，将Ga原子4分散提供到蓝宝石基板2的表面(表面处理工序:参考图1 (b))。进而，在表面被提供了Ga原子4的蓝宝石基板2上，以周知的MOVPE使AlN层3外延生长(AlN生长工序:参考图1(c))。在第I制作方法的AlN生长工序中，贯穿处理期间停止TMG的提供。
[0045]在第2制作方法中，接下来将成为在MOVPE中的Ga的原料(前体)的TMG(三甲基镓)以给定的流量以及时间提供到该反应室内，将Ga原子4分散提供到蓝宝石基板2的表面(表面处理工序:参考图2(b)、(c))。和上述的第I制作方法的不同点在于，从表面处理工序的中途，其就在表面被提供Ga原子4的蓝宝石基板2上以周知的MOVPE使AlN层3外延生长(AlN生长工序:参考图2(c)、(d))。因此，在第2制作方法中，表面处理工序的结束前的一段时期和AlN生长工序的开始后的一段时期重合(参考图2(c))，在表面处理工序的结束后才停止TMG的提供。
[0046]在第3制作方法中，接下来将成为在MOVPE中的Ga的原料(前体)的TMG(三甲基镓)以给定的流量以及时间提供到该反应室内，将Ga原子4分散提供到蓝宝石基板2的表面(表面处理工序:参考图3(b))。和上述的第I以及第2制作方法的不同点在于，在表面处理工序的开始的同时，在表面被提供Ga原子4的蓝宝石基板2上以周知的MOVPE使AlN层3外延生长(AlN生长工序:参考图3(b)、(C))。因此，在第3制作方法中，表面处理工序的全期间和AlN生长工序的开始后的一段时期重合(图3(b)参考)，在表面处理工序的结束后才停止TMG的提供。
[0047]如图1(c)、图2(d)以及图3(c)所示那样，本模板I具备蓝宝石(0001)基板2和AlN层3而构成，在蓝宝石基板2的表面分散存在Ga原子4，Ga原子4的一部分从蓝宝石基板2的表面向AlN层3内以某种程度扩散而存在。在第I?第3制作方法的任意一个中，AlN层3内的除去表面起深度10nm为止的表面近旁区域以外的内部区域中的得到Ga浓度的深度方向(与蓝宝石基板2的表面垂直的方向)的浓度分布中Ga浓度的最大值的该深度方向的位置，存在于从蓝宝石基板2与AlN层3的界面起到向AlN层3侧离开400nm程度的位置为止的界面近旁区域内，调整TMG的提供量(例如流量、时间等，以使该Ga浓度的最大值成为3X 1017atomS/Cm3以上、2 X 102()atoms/cm3以下的合适范围内。另外，该Ga浓度的最大值相对于AlN层3低到杂质浓度级别，不是在AlN层3内与蓝宝石基板2的界面附近让AlGaN明确形成为均匀的层的级别。
[0048]用以上的要领，通过本制作方法来制作表面致密且平坦、无裂纹的外延生长用模板(本模板I)。
[0049]AlN层3的膜厚作为一例设定为Ιμπι?ΙΟμπι程度，AlN生长工序中的生长温度作为一例设定为比AlN的晶化温度高温的1230°C?1350°C的温度范围内，压力设定为50Torr以下程度。在本实施方式中，将Al以及N的原料(前体)的TMA(三甲基铝)和NH3(氨)都在给定的流量比(NH3/TMA)的范围内连续提供。另外，上述各设定条件的最佳值由于依赖于所使用的反应室等的装置而变化，因此对应于所使用的装置进行适宜调整。
[0050]在第2以及第3制作方法中，表面处理工序中的温度以及压力条件成为和AlN生长工序同样的条件，第I制作方法、以及第2制作方法中的AlN生长工序之前的部分的温度以及压力条件也能设为和AlN生长工序同样的条件，但例如也可以将压力条件设定为比AlN生长工序更高压(例如10Torr程度)。
[0051 ]以下对用第I?第3制作方法制作的本模板I的样本、和用仅表面处理工序中的TMG的提供条件和第I?第3制作方法不同的类似的制作方法(第I?第3类似制作方法)制作的样本评价其表面性状，参考附图来说明评价结果。用第I?第3制作方法制作的样本是表面性状良好、上述Ga浓度的最大值成为上述合适范围内(3 X 117?2 X 102Qatoms/cm3)的良品样本，用上述各类似制作方法制作的样本是产生了裂纹的表面性状不良、上述Ga浓度的最大值成为上述合适范围外(不足3 X 1017atoms/cm3或大于2 X 1020atoms/cm3)的不良样本。以下为了说明方便，将第I制作方法和第I类似制作方法总称为第I方法，将第2制作方法和第2类似制作方法总称为第2方法，将第3制作方法和第3类似制作方法总称为第3方法。
[0052]在本实施方式中，通过二次离子质量分析法测定AlN层3内的Ga浓度。其中，作为一次离子种使用氧离子(O2+)。一般在离子质量分析法中，作为一次离子种使用铯离子(Cs+)或氧离子(02+)，但在本实施方式中使用基底水平(background level)比AlN中的Ga的基底水平更低的氧离子。在一次离子种为铯离子的情况下，由于AlN中的Ga的基底水平成为2X 117?3 X 1017atoms/cm3，因此有不能正确测定Ga浓度的最大值的上述合适范围的下限附近或其以下的Ga浓度的问题。与此相对，在一次离子种为氧离子的情况下，由于AlN中的Ga的基底水平成为不足I X 1017atoms/cm3(约4?8 X 1016atoms/cm3)，因此能测定上述合适范围的下限附近或其以下的Ga浓度。
[0053]另外，将AlN层3的表面起到深度10nm为止的表面近旁区域除外来求取AlN层3内的Ga浓度的最大值。这是因为，存在通过二次离子质量分析法测定的该表面近旁区域的Ga浓度受到附着于AlN层3的表面的氧化物等的物质或该表面的带电等的影响而不能正确