CN101473075A - AlxGa1-xN晶体的生长方法和AlxGa1-xN晶体衬底 - Google Patents

AlxGa1-xN晶体的生长方法和AlxGa1-xN晶体衬底 Download PDF

Info

Publication number
CN101473075A
CN101473075A CNA2007800232558A CN200780023255A CN101473075A CN 101473075 A CN101473075 A CN 101473075A CN A2007800232558 A CNA2007800232558 A CN A2007800232558A CN 200780023255 A CN200780023255 A CN 200780023255A CN 101473075 A CN101473075 A CN 101473075A
Authority
CN
China
Prior art keywords
crystal
dislocation
pit
growth
density
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007800232558A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101473075B (zh
Inventor
宫永伦正
水原奈保
中幡英章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Publication of CN101473075A publication Critical patent/CN101473075A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101473075B publication Critical patent/CN101473075B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C30B29/403—AIII-nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00—Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B23/025—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24479—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including variation in thickness

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

本发明提供了AlxGa1－xN晶体生长方法以及AlxGa1－xN晶体衬底，其中获得了低位错密度的大块晶体。所述AlxGa1－xN晶体(0＜x≤1)生长方法是一种通过气相技术生长AlxGa1－xN晶体10的方法，其特征在于，在晶体生长中，在AlxGa1－xN晶体10的主生长面11上形成至少一个具有多个小面12的凹坑10p，并在所述至少一个凹坑10p存在下生长AlxGa1－xN晶体10，以减少AlxGa1－xN晶体10中的位错。

Description

AlxGa1-xN晶体的生长方法和AlxGa1-xN晶体衬底
技术领域
本发明涉及AlxGa1-xN(0<x≤1，下文相同)晶体的生长方法和有利地用于发光器件、电子器件、半导体传感器和其它半导体器件的AlxGa1-xN晶体衬底。
背景技术
发现将第III族氮化物晶体如GaN晶体和AlN晶体用作形成半导体器件(包括发光器件、电子器件和半导体传感器)的材料是非常有用的。提高半导体器件的特性要求第III族氮化物是大块的(bulk)，且位错密度降低。
其中，AlN晶体通常通过升华法生长，存在通过不使用下衬底(undersubstrate)的自然结晶成核生长，以及使用异质衬底的生长，其中晶体在用作下衬底的SiC衬底或其它异质衬底(其化学组成与所生长的晶体的组成不同的衬底，下文相同)上生长(参考，例如专利文献1～3)。
然而，在通过自然结晶成核的生长中，不使用下衬底会导致不能控制晶体生长取向且不能进行稳定的晶体生长，这会降低再现性，尽管可获得低位错密度和良好结晶度的晶体。而且，因为晶体生长通常在高温(其中，例如2300℃以上)下进行，因此在晶体生长环境中热量分布很宽，并使得生长的AlN晶体易于破裂，这阻止了大块AlN晶体的形成。
另一方面，在使用异质衬底的生长中，使用大口径的异质衬底(如SiC衬底)获得具有与异质衬底相同口径的大块AlN晶体，并有助于控制晶体生长取向，能使晶体生长稳定进行。然而，由于在异质衬底和AlN晶体之间晶格失配，因此位错密度很大，这有损结晶度并在晶体中引起应力诱发的应变。
因此，用常规的升华技术已经很难生长低位错密度的大块AlN晶体。
同时，在GaN晶体生长中，据报道，通过HVPE或别的气相技术可获得低位错密度的大块GaN晶体，操作步骤包括：在下衬底(如蓝宝石或SiC衬底)上提供具有窗口的掩模层，然后调节晶体生长条件以在晶体生长表面中形成具有多个小面的凹坑，并利用留存在表面中的凹坑进行晶体生长(参考，例如专利文献4)。
专利文献1：美国专利第5858086号；
专利文献2：美国专利第6296956号；
专利文献3：美国专利第6001748号；
专利文献4：日本未审专利申请公开2001-102307。
发明内容
本发明要解决的问题
然而，就含A1作为组成元素的AlxGa1-xN晶体(0<x≤1)来说，该晶体与GaN晶体不同，如果用在下衬底上形成的窗口穿孔(window-perforated)的掩模层进行气相晶体生长，则在掩模层上也会生成AlxGa1-xN多晶，这会阻止多小面的凹坑的形成，从而不能获得低位错密度的大块晶体。
本发明的一个目的是提供AlxGa1-xN晶体生长方法和AlxGa1-xN晶体衬底，由此可获得低位错密度的大块晶体。
解决问题的方法
本发明的一个方面是通过气相技术生长AlxGa1-xN晶体(0<x≤1)的方法，所述AlxGa1-xN晶体生长方法的特征在于，在晶体生长中，在AlxGa1-xN晶体的主生长面上形成至少一个具有多个小面的凹坑，且在至少一个凹坑存在下生长所述AlxGa1-xN晶体，以减少AlxGa1-xN晶体中的位错。
在本发明的AlxGa1-xN晶体生长方法中，位错集中的线状区域能够存在于凹坑中，并从其底部基本垂直于主生长面而延伸。而且，线状的位错集中区域中的密度可为105cm-2以下。此外，所述凹坑能够通过在晶体生长环境中引入杂质而形成。这里，所述杂质可为至少一种第IVb族的元素。而且所述气相技术可以是升华法。在晶体生长之后，凹坑开口面的总面积对主生长面的总面积之比可为30％以上。而且，可在AlxGa1-xN晶体的结晶表面上生长第二AlxGa1-xN晶体，其中在晶体生长以后，凹坑开口面的总面积对主生长面的总面积之比为30％以上，且在晶体生长之后，第二AlxGa1-xN晶体中凹坑开口面的总面积对它的主生长面的总面积之比为小于30％。
本发明还涉及具有平坦主面的AlxGa1-xN晶体衬底，其通过对用上述生长方法获得的AlxGa1-xN晶体表面进行加工而生产。本发明进一步涉及AlxGa1-xN晶体(0<x≤1)衬底，所述AlxGa1-xN晶体衬底包括以线状的位错集中区域为中心的高位错密度部分，以及位错密度小于2×106cm-2的低位错密度部分，主面的低位错密度部分的表面积占主面总表面积的30％以上。本发明还涉及AlxGa1-xN晶体(0<x≤1)衬底，所述AlxGa1-xN晶体衬底包括以线状的位错集中区域为中心的高位错密度部分和位错密度小于2×106cm-2的低位错密度部分，所述高位错密度部分夹在低位错密度部分的第一部分和第二部分之间，且第一部分结晶取向和第二部分结晶取向的最大角度差为50弧秒以下。
发明效果
本发明提供了AlxGa1-xN晶体生长方法以及AlxGa1-xN晶体衬底，其中获得了低位错密度的大块晶体。
附图说明
图1为显示本发明AlxGa1-xN晶体生长方法的一种实施方式的概略斜视图。
图2为显示本发明AlxGa1-xN晶体生长方法的一种实施方式的概略平面图。
图3为沿图2中III-III线在箭头所示方向所见的概略截面图。
图4为显示本发明AlxGa1-xN晶体生长方法的另一种实施方式的概略截面图。
图5为显示本发明中用于AlxGa1-xN晶体生长的升华炉示意图。
图6A为显示本发明AlxGa1-xN晶体衬底的一种实施方式的概略平面图。
图6B为沿图6A中VIB-VIB线在箭头所示方向所见的概略示意图。
符号说明
1：AlyGa1-yN前体
9：下衬底
10、20：AlxGa1-xN晶体
10p、20p：凹坑
10q：面状位错集中区域
10r、20r、30r：线状的位错集中区域
10s、20s：开口面
11、21：主生长面
11c、12c：晶体生长方向
12、22：小面
12d：位错扩展方向
13：表面
30：AlxGa1-xN晶体衬底
30h：高位错密度部分
30k：低位错密度部分
30ka：第一部分
30kb：第二部分
31：主面
50：升华炉
51：反应容器
51a：N2气体进口
51c：N2气体排气口
52：坩埚
52a：坩埚主体
52b：坩埚盖
52c：排气口
54：加热元件
55：高频加热线圈
56：辐射温度计
最佳实施方式
实施方式1
参考图1～3，本发明的AlxGa1-xN晶体生长方法是一种通过气相技术生长AlxGa1-xN晶体(0<x≤1)的方法，所述生长方法的特征在于，在晶体生长中，在AlxGa1-xN晶体10的主生长面11上形成至少一个具有多个小面12的凹坑10p，且在至少一个凹坑10p存在下生长AlxGa1-xN晶体，以减少AlxGa1-xN晶体10中的位错。
根据本实施方式，在AlxGa1-xN晶体生长中，通过调节晶体生长条件，以在晶体生长中于AlxGa1-xN晶体10的主生长面11上形成至少一个具有多个小面12的凹坑10p，并在所述至少一个凹坑10p存在下生长AlxGa1-xN晶体10，能够降低AlxGa1-xN晶体10中的位错。在AlxGa1-xN晶体中，本实施方式中的生长方法尤其优选用于AlN晶体的生长。下面进行详细说明。
参考图1和2，在本实施方式中，通过调节AlxGa1-xN晶体10的c-面({0001}面，下文同)上的晶体生长条件，形成了一个或多个具有多个小面12的凹坑10p，所述c-面为主生长面11，所述小面具有与c-面不同的面指数。应当理解，{0001}面是在结晶学上等价于(0001)面的面的总称，所述{0001}面不仅包括(0001)面，还包括(000-1)面。
这里，对凹坑10p的形成未做特殊限制，但是因为AlxGa1-xN晶体10为六方晶系，所以凹坑10p往往具有由P-ABCDEF表示的六棱锥形。而且，对形成凹坑10p的小面12未作特殊限制，但通常呈现为s-面({10-11}面，下文同)。应当理解，{10-11}面是在结晶学上等价于(10-11)面的面的总称。也就是，图1和2中所示的凹坑10p是通过多个面指数不同的小面12形成的。
此外，m-面({10-10}面，下文同)有时被包括在小面12中。在这类情况下，小面12自身的面变成了三维几何形状。应当理解，{10-10}面为在结晶学上等价于(10-10)面的面的总称。
此外，在本实施方式中，在至少一个凹坑10p存在下，生长AlxGa1-xN晶体10。在生长中，例如在图1和2中由三角面PFA形成的小面12的生长中，晶体基本上沿垂直于三角面PFA的方向(图1中晶体生长方向12c)生长，位错也基本上沿平行于晶体生长的方向扩展。这里，“基本上垂直的方向或平行的方向”是指在实际晶体中被认为是垂直或平行的方向，并不限于数学上的垂直或平行。
这里，参考图2，从垂直于主生长面的方向看，在由三角面PFA(下文中为PFA小面)形成的小面12中，晶体生长方向12c和位错扩展方向12d朝向凹坑10p的底部P。以同样方式，在由紧邻PFA小面的三角面PAB(下文中为PAB小面)形成的小面12中，晶体生长方向和位错扩展方向朝向凹坑10p的底部P。
这里，在PFA和PAB小面之间的边界附近的位错集中在边界线AP上。在边界线AP上，它们的位错发挥作用相互抵消，所述位错伯格斯(Burgers)矢量符号相反且数量相等。剩余位错沿边界线AP向凹坑10p的底部P扩展。以此方式，在形成凹坑10p的区域内的位错各自通过小面20之间的边界线AP、BP、CP、DP、EP和FP集中，或者直接集中于凹坑10p底部P。在此，在凹坑10p底部P中，它们的位错发挥作用相互抵消，所述位错伯格斯矢量符号相反且数量相等。剩余位错留在凹坑10p底部P中。
参考图2，作出从垂直于主生长面11方向上观察的解释。实际上，小面12的每一个也沿垂直于主生长面11的方向(在图1中主生长面上的晶体生长方向11c)生长，因此，参考图1和3，在形成凹坑10p的区域内的位错集中于一个面(面状位错集中区域10q)内，所述面包括基本上垂直于主生长面11的小面20间的每条边界线，并且集中于在基本垂直于主生长面11方向的线上(位错集中线部分10r)，所述线从凹坑10p底部P延伸。在这些部分中，它们的位错发挥作用相互抵消，所述位错伯格斯矢量符号相反且数量相等，由此可使得AlxGa1-xN晶体10中的位错减少。
在本实施方式中，线状的位错集中区域10r内的密度优选为105cm-2以下，更优选104cm-2以下，还更优选103cm-2以下。如果线状的位错集中区域10r内的密度超过105cm-2，则AlxGa1-xN晶体10中位错减少效果降低。
在本实施方式中，优选将杂质引入晶体生长环境中以形成上述凹坑10p。将杂质引入晶体生长环境中能形成多个作为稳定的晶体生长面的小面12，除c-面以外，所述多个小面成为主生长面11，使得可形成具有多个小面12的凹坑10p。
在本实施方式中，AlxGa1-xN晶体10生长而凹坑10p不消失，原因是凹坑10p的开口趋向于扩大。参考图1和3，在基本垂直于主生长面11的方向(在主生长面11上的晶体生长方向11c)上，将晶体生长速率设定为V，并将主生长面11和小面12形成的角度设定为θ，然后，当在小面上的晶体生长速率VF为Vsinθ时，凹坑10p的大小不变，并将在基本垂直于主生长面11方向上以V的速率生长。
对将杂质引入晶体生长环境的方法未作特殊限制，因此，优选使用例如用载气将含杂质的气体一起引入晶体生长容器的方法，或将杂质与晶体前体安置在一起的方法。
这里，从在晶体生长中稳定晶体生长面的转变来看，包含至少一种第IVb族元素以作为杂质。特别地，优选包含碳(C)作为杂质。通过将载气与含C气体(例如，氧化物气体如CO2气体，氯化物气体如CCl4气体，氮化物气体如HCN气体，或氢化物气体如CH4气体)一起引入到晶体生长容器的技术，或将含C杂质(例如，单一物质如固体碳，或金属碳化物如Al4C3)与晶体前体安置在一起的方法，能够将作为杂质的C引入晶体生长环境中。这里，如果用含C气体引入杂质，晶体生长环境中杂质浓度用它们在气体中的流量比表示；如果杂质被并入到前体中，浓度用它们的质量比表示。
此外，加入到晶体生长环境中的杂质的浓度优选为1ppm～15质量％，至少在晶体生长初始阶段如此。此处“晶体生长初始阶段”是指从晶体生长开始至晶体生长所需时间的前一半已经过去的时间段内。杂质浓度低于1ppm会抑制凹坑的形成，而凹坑的形成是上述的目的，或者另外在保持凹坑时阻止生长晶体变厚。当杂质浓度超过15质量％时，能够损害晶体生长。基于这些观点，加入到晶体生长环境中的杂质的浓度优选为100ppm～3质量％。在此，如果将含杂质的气体与载气一起引入，则晶体生长环境中杂质的浓度能够根据含杂质的气体与载气的流量比测量；如果将杂质加入到前体中，则能够根据前体中杂质的含量(质量％)来测量。
此外，为了容易地形成凹坑10p，不仅要控制晶体生长环境中的杂质，还要控制晶体生长温度，并优选暂时性控制杂质和温度。晶体生长温度取决于气相技术的类型，但在升华法中，温度优选为1600℃～2500℃。晶体生长温度低于1600℃会劣化结晶度或降低晶体生长速率，而温度高于2500℃会阻止稳定的晶体生长。
另外，本实施方式中的生长方法具有如下效果：降低内部应力和AlxGa1-xN晶体中的破裂，并在异质衬底上晶体生长期间主要引起晶格失配。特别地，式(1)表示了在晶体生长后晶体厚度达到5mm时，晶体厚度x和位错密度y之间的关系，
y＝A·exp(k·x)                  (1)
如果倾斜系数k为-20<k<-4，则能够得到降低位错密度和减少破裂与内部应力的更多优势。要理解，在式(1)中，A表示截距系数。
在本实施方式中的AlxGa1-xN晶体生长方法可被应用于每一种气相技术(升华法、HVPE等)，只要其为气相技术且与本发明的目的一致。对于AlxGa1-xN晶体(0<x≤1)，由于高温范围被认为有利于得到理想的结晶度，因此优选升华法。
在此，参考图5，“升华法”是指一种如下的方法：升华或蒸发AlyGa1-yN前体1，如AlyGa1-yN粉末(0<y≤1)，然后通过其在例如下衬底9上的重新固化以生长AlxGa1-xN晶体10。在通过升华法而进行的晶体生长中，例如使用如图5所示的直立高频加热升华炉50。在直立升华炉50内的反应容器51的中心部分中，安置具有排气口52c的碳化钨(WC)坩埚52(配置有坩埚主体52a和坩埚盖52b)作为晶体生长容器，且加热元件54被置于坩埚52的周围，以便保证从坩埚内部至其外部的通风。而且，在反应容器51外部的中心部分上，放置了用于加热元件54的高频加热线圈55，加热元件54用于加热坩埚52。此外，反应容器51的末端分别具有N2气体进口51a和N2气体排气口51c，并具有用于测量坩埚52下侧和上侧温度的辐射温度计56，N2气体进口51a用于将N2气体输送进未被坩埚52占据的反应容器51。
参考图4，例如，可采用下列方式使用上述直立升华炉50形成AlxGa1-xN晶体10。将下衬底9置于坩埚52的顶部，将如AlyGa1-yN粉末的AlyGa1-yN前体1置于坩埚52的下部。将N2气体输送至反应容器51中，同时用高频加热盘管55升高坩埚52内部的温度。保持坩埚52中放置AlyGa1-yN前体1一侧的温度高于放置下衬底9一侧的温度，以从AlyGa1-yN前体1升华AlxGa1-xN，并且在坩埚52顶部中安置的下衬底9上，AlxGa1-xN被重新固化以生长AlxGa1-xN晶体10。
这里，在AlxGa1-xN晶体10生长期间，作为晶体生长容器的坩埚52中在放置AlyGa1-yN前体1一侧的温度为1600℃～2400℃的水平，而放置下衬底9的坩埚52上部的温度为约10℃～300℃，低于放置AlyGa1-yN前体1一侧的温度，使得能有效地形成AlxGa1-xN晶体10。在此，在晶体生长期间，用作为载气的N2气体将作为含杂质气体的含杂质气体输送至未被坩埚52占据的反应容器51中，使得杂质以1ppm～5质量％的量引入作为晶体生长容器的坩埚52的晶体生长环境中，所述N2气体的分压为约101.3hPa～5000hPa，流速为约5sccm～5000sccm(1sccm是指在标准状态即1013hPa和0℃下，气体在一分钟内的流量为1cm3)，所述含杂质气体的分压为约50hPa～2500hPa，流量为约0.005sccm～250sccm。而且，在将杂质引入坩埚52的过程中，可以将含杂质的物质与AlyGa1-yN前体1一起置入坩埚52中，以取代含杂质气体的输入。
参考图3，在本实施方式的AlxGa1-xN晶体生长方法中，凹坑10p的开口面10s的总面积对主生长面11的总面积的后晶体生长比优选为30％以上，更优选50％以上。凹坑10p开口面10s的总面积百分比越大，在主生长面11上的形成凹坑的区域越大，因此能够降低AlxGa1-xN晶体中更大面积的位错。凹坑10p的开口面10s的总面积对主生长面11的总面积之比为30％以上，提高了AlxGa1-xN晶体中减少位错的效果，使能形成具有更高结晶度的AlxGa1-xN晶体。
这里，对用于生长AlxGa1-xN晶体10以使得在晶体生长后凹坑10p开口面10s的总面积对主生长面11的总面积之比为30％以上的晶体生长条件没有特殊限制，但优选杂质浓度为1ppm～30质量％，衬底温度为1600℃以上到低于2000℃。
参考图4，另外在本实施方式的AlxGa1-xN晶体生长方法中，可能在AlxGa1-xN晶体10表面上生长第二AlxGa1-xN晶体20，其中晶体生长后，凹坑开口面10s的总面积对主生长面11的总面积之比为30％以上，且在第二AlxGa1-xN晶体20中，凹坑开口面20s的总面积对主生长面21的总面积的后晶体生长比小于30％。在此，在图4中，在AlxGa1-xN晶体10的主生长面11上形成具有多个小面12的凹坑10p，且在第二AlxGa1-xN晶体20的主生长面21上形成具有多个小面22的凹坑20p。使用所述生长方法，至少一部分AlxGa1-xN晶体10中的凹坑缩小和/或消失。因此，线状的位错集中区域减少，因而能够获得位错密度降低且位错浓度已经减小的第二AlxGa1-xN晶体20。
这里，对用于生长第二AlxGa1-xN晶体20以使得凹坑20p开口面20s的总面积对第二AlxGa1-xN晶体20的主生长面11的总面积的后晶体生长比为小于30％的晶体生长条件没有特殊限制，但优选杂质浓度为15质量％以下，衬底温度为2000℃以上到低于2500℃。
实施方式2
参考图3和4，通过处理由实施方式1的生长方法形成的AlxGa1-xN晶体10和20的表面13和23，制造本实施方式的AlxGa1-xN晶体衬底(0<x≤1)，所述晶体衬底具有平坦主面31。AlxGa1-xN晶体衬底30是由位错已经明显减少且结晶度明显提高的AlxGa1-xN晶体10和20制造的衬底，所述晶体10和20通过实施方式1的生长方法形成，且所述晶体衬底30优选用作半导体器件衬底。
这里，处理AlxGa1-xN晶体10和20的表面13和23是指对AlxGa1-xN晶体10和20的表面13和23进行切割、磨削和/或抛光使其成为平坦的面30。应当理解，对于切割、磨削和抛光，可使用已知的方法。
此外，参考图6，本实施方式的AlxGa1-xN晶体衬底(0<x≤1)包括：集中于线状的位错集中区域30r的高位错密度部分30h；和位错密度小于2×106cm-2的低位错密度部分30k，在主面31上，低位错密度部分30k的面积占主面31总面积的30％以上。让低位错密度部分30k中的位错密度小于2×106cm-2，优选小于2×105cm-2，可使得AlxGa1-xN晶体衬底更优选用作半导体器件衬底。另外，让主面31上的低位错密度部分30k占主面31的总面积至30％以上，优选50％以上，可使得AlxGa1-xN晶体衬底更优选用作半导体器件衬底。应当理解，AlxGa1-xN晶体衬底中的位错密度能够通过蚀坑，阴极发光(CL)，在荧光显微镜下观察，或其它方法测量。
在本实施方式中的AlxGa1-xN晶体衬底30中，位错密度变化是连续的，高位错密度部分30h和低位错密度部分30k之间的边界不是很清晰。因而，位错密度小于2×106cm-2的低位错密度部分30k的面积占主面总面积的百分比，通过在主面上测量以固定间隔排列的多个测量区域的位错密度，然后用主面上测量区域的总数目去除位错密度测量值小于2×106cm-2的测量区域的数目而计算得到。
此外，参考图6，本实施方式的AlxGa1-xN晶体衬底(0<x≤1)包括：集中于线状的位错集中区域30r的高位错密度部分30h；和位错密度小于2×106cm-2的低位错密度部分30k，高位错密度部分30h介于低位错密度部分30k的第一部分30ka和第二部分30kb之间，且第一部分30ka的结晶取向与第二部分30kb的结晶取向的最大角度差为50弧秒以下。因为不考虑集中于线状的位错集中区域30r的高位错密度部分30h的存在，因此在第一部分30ka和第二部分30kb之间结晶取向的最大角度差为小于50弧秒，高位错密度部分30h介于二者之间，使得本实施方式中的AlxGa1-xN晶体衬底30能够更优选用作半导体器件衬底。
这里，在第一部分和第二部分30ka和30kb之间(两者之间夹心有高位错密度部分30h)的结晶取向最大角度差以下列方式确定。用X射线衍射测量第一部分和第二部分中各自的结晶取向(例如，在a1-轴、a2-轴、a3-轴和c-轴方向)。其中，将第一部分和第二部分之间结晶取向的最大的角度差定义为最大角度差。
实施例
实施例1
参考图5，安置直径为1英寸(2.54cm)的SiC衬底作为WC坩埚52上部中的下衬底9，将AlN粉末用作坩埚52下部中的AlyGa1-yN前体1。随后，将分压为900hPa、流速为200sccm的N2气体输送至反应容器51中，同时用高频加热线圈55加热坩埚52，使得坩埚52中安置AlyGa1-yN前体1(AlN粉末)一侧的温度为2100℃，且安置下衬底9(SiC衬底)一侧的温度为2000℃，以生长AlN晶体30个小时。在晶体生长开始以后的一小时内，以5sccm的流速将作为含杂质气体的CO2气体输送至反应容器51内的坩埚52中，经过一小时后，在20个小时内逐渐降低流量，在20个小时后降为0.05sccm。
以这种方式生长的AlN晶体的体积为1英寸(2.54cm)直径×10mm厚度，且用X射线衍射(XRD，下文同)证实为单晶。在AlN单晶的主生长面上，形成多个六棱锥形凹坑。用立体显微镜从垂直于主生长面的方向拍摄它们的照片。根据照片确定了凹坑开口面的总面积占主生长面总面积的百分比为90％。而且，从前述照片确定了凹坑底部P中的线状的位错集中区域的表面密度为30cm-2。
将AlN单晶表面抛光以形成平坦主面，然后将所述主面浸入250℃的熔融KOH中以形成蚀坑。在主面上以固定间隔排列的20个测量区域(100μm×100μm)中，测量了所述区域中的位错密度。其中位错密度小于2×106cm-2的测量区域的数目为18。因此位错密度小于2×106cm-2的低位错密度部分的面积占主面总面积的90％。而且，平均位错密度为非常低的3×104cm-2。此外，作为用X射线衍射测量第一部分和第二部分中结晶取向偏移角的结果，在每一部分中结晶取向和c-轴([0002]方向)之间测得的最大角度差为20弧秒，所述第一部分和第二部分在低位错密度部分中彼此处于直接相对位置，且有高位错密度部分插入两者之间。
比较例1
坩埚中安置AlyGa1-yN前体1(AlN粉末)一侧的温度为2100℃，安置下衬底9(SiC衬底)一侧的温度为2000℃，除了不向反应容器51内的坩埚52中输送作为含杂质气体的CO2气体，以与实施例1中相同的方式生长AlN晶体。形成的AlN晶体为1英寸(2.54cm)直径×5mm厚度，且用XRD证实为单晶。
将AlN单晶表面抛光以形成平坦主面，然后，将主面浸入250℃的熔融KOH中以形成蚀坑。在主面上以固定间隔排列的20个测量区域(100μm×100μm)中，测量所述区域中的位错密度。其中位错密度小于2×106cm-2的测量区域的数目为1。因此位错密度小于2×106cm-2的低位错密度部分的面积占主面总面积的5％。而且，平均位错密度为5×108cm-2。此外，作为用X射线衍射测量第一部分和第二部分中结晶取向偏移角的结果，在每一部分中结晶取向和c-轴([0002]方向)之间测得的最大角度差为150弧秒，所述第一部分和第二部分在低位错密度部分中彼此处于直接相对位置，且有高位错密度部分插入两者之间。
实施例2
参考图5，将实施例1中形成的直径为1英寸(2.54cm)的AlN晶体抛光，然后安置作为WC坩埚52上部中的下衬底9。在坩埚52的下部中，安置AlN粉末作为AlyGa1-yN前体1。这里，安排AlN晶体使得在主生长面上生长第二AlN晶体，在所述主生长面上形成有多个六棱锥形凹坑。随后，将分压为2000hPa、流量为200sccm的N2气体输送至反应容器51中，同时用高频加热线圈55加热坩埚52，使得坩埚52中安置AlyGa1-yN前体1(AlN粉末)一侧的温度为2100℃，且安置下衬底9(AlN衬底)一侧的温度为2000℃，以生长第二AlN晶体15个小时。从晶体生长开始直至晶体生长结束，以5sccm的流量将作为含杂质气体的CO2气体输送至反应容器51内的坩埚52中。
以这种方式生长的第二AlN晶体体积为1英寸(2.54cm)直径×3mm厚度，且用XRD证实为单晶。另外在第二AlN单晶的主生长面上，形成了多个六棱锥形凹坑。用立体显微镜从垂直于主生长面的方向拍摄它们的照片。根据照片确定在主生长面的总面积中，凹坑开口面总面积的百分比为5％。而且，从前述照片确定了凹坑底部P中的线状的位错集中区域的表面密度为1cm-2。
另外，将第二AlN单晶表面抛光以形成平坦主面，然后将所述主面浸入250℃的熔融KOH中以形成蚀坑。在主面上以固定间隔排列的20个测量区域(100μm×100μm)中，测量了所述区域中的位错密度。其中位错密度小于2×106cm-2的测量区域的数目为19。因此位错密度小于2×106cm-2的低位错密度部分的面积占主面总面积的95％。而且，平均位错密度为非常低的2×104cm-2。此外，作为用X射线衍射测量第一部分和第二部分中结晶取向偏移角的结果，在每一部分中结晶取向和c-轴([0002]方向)之间测得的最大角度差为15弧秒，所述第一部分和第二部分在低位错密度部分中彼此处于直接相对位置，且有高位错密度部分插入两者之间。
实施例3
参考图5，安置直径为1英寸(2.54cm)的SiC衬底作为WC坩埚52上部中的下衬底9，将已经以7∶3的摩尔比共混的AlN和GaN粉末用作坩埚52下部中的AlyGa1-yN前体1。随后，将分压为900hPa、流量为200sccm的N2气体输送至反应容器51中，同时用高频加热线圈55加热坩埚52，使得坩埚52中安置AlyGa1-yN前体1(AlN和GaN粉末)一侧的温度为2100℃，且安置下衬底9(SiC衬底)一侧的温度为2000℃，以生长AlxGa1-xN晶体30个小时。在晶体生长开始以后的一小时内，以3.5sccm的流量将作为含杂质气体的CO2气体输送至反应容器51内的坩埚52中，经过一小时后，在20个小时内逐渐降低流量，在20个小时后降为0.035sccm。
以这种方式生长的AlxGa1-xN晶体体积为1英寸(2.54cm)直径×7mm厚度，且用XRD证实为单晶，且用X射线光电子能谱(XPS，下文同)确定了化学原子比为Al0.8Ga0.2N。在Al0.8Ga0.2N单晶的主生长面上，形成多个六棱锥形凹坑。用立体显微镜从垂直于主生长面的方向拍摄它们的照片。根据照片确定了凹坑开口面的总面积占主生长面的总面积的百分比为80％。而且，从前述照片确定了凹坑底部P中的线状的位错集中区域的表面密度为200cm-2。
将Al0.8Ga0.2N单晶表面抛光以形成平坦主面，然后将所述主面浸入250℃的熔融KOH中以形成蚀坑。在主面上以固定间隔排列的20个测量区域(100μm×100μm)中，测量了所述区域中的位错密度。其中位错密度小于2×106cm-2的测量区域的数目为15。因此位错密度小于2×106cm-2的低位错密度部分的面积占主面总面积的75％。而且，平均位错密度为非常低的6×105cm-2。此外，作为用X射线衍射测量第一部分和第二部分中结晶取向偏移角的结果，在每一部分中结晶取向和c-轴([0002]方向)之间测得的最大角度差为25弧秒，所述第一部分和第二部分在低位错密度部分中彼此处于直接相对位置，且有高位错密度部分插入两者之间。
比较例2
坩埚中安置AlyGa1-yN前体1(AlN和GaN粉末)一侧的温度为2100℃，且安置下衬底9(SiC衬底)一侧的温度为2000℃，除了不向反应容器51内的坩埚52输送作为含杂质气体的CO2气体，以与实施例2中相同的方式生长AlxGa1-xN晶体。形成的AlN晶体为1英寸(2.54cm)直径×3mm厚度，且用XRD证实为单晶，并用XPS确定的化学原子比为Al0.8Ga0.2N。
将Al0.8Ga0.2N单晶表面抛光以形成平坦主面，然后，将主面浸入250℃的熔融KOH中以形成蚀坑。在主面上以固定间隔排列的20个测量区域(100μm×100μm)中，测量了所述区域中的位错密度。其中位错密度小于2×106cm-2的测量区域的数目为0。因此位错密度小于2×106cm-2的低位错密度部分的面积占主面总面积的0％。而且，平均位错密度为1×109cm-2。此外，作为用X射线衍射测量第一部分和第二部分中结晶取向偏移角的结果，在每一部分中结晶取向和c-轴([0002]方向)之间测得的最大角度差为2000弧秒，所述第一部分和第二部分在低位错密度部分中彼此处于直接相对位置，且有高位错密度部分插入两者之间。
实施例4
参考图5，安置实施例3中形成的直径为1英寸(2.54cm)的Al0.8Ga0.2N晶体作为WC坩埚52上部中的下衬底9，将已经以7∶3的摩尔比共混的AlN和GaN粉末用作坩埚52下部中的AlyGa1-yN前体1。这里，安置Al0.8Ga0.2N晶体使得在形成有多个六棱锥形凹坑的主生长面上生长第二AlxGa1-xN晶体。随后，将分压为2000hPa、流量为200sccm的N2气体输送至反应容器51中，同时用高频加热线圈55加热坩埚52，使得坩埚52中安置AlyGa1-yN前体1(AlN和GaN粉末)一侧的温度为2200℃，且安置下衬底9(Al0.8Ga0.2N晶体)一侧的温度为2100℃，以生长AlxGa1-xN晶体持续15个小时。从晶体生长开始直至晶体生长结束，以0.01sccm的流量将作为含杂质气体的CO2气体输送至反应容器51内的坩埚52中。
以这种方式生长的第二AlxGa1-xN晶体体积为1英寸(2.54cm)直径×7mm厚度，用XRD证实为单晶，且用XPS确定了化学原子比为Al0.8Ga0.2N。在Al0.8Ga0.2N单晶的主生长面上，形成了多个六棱锥形凹坑。用立体显微镜从垂直于主生长面的方向拍摄它们的照片。根据照片确定了凹坑开口面的总面积占主生长面总面积的百分比为1％。而且，从前述照片确定了凹坑底部P中的线状的位错集中区域的表面密度为0.5cm-2。
此外，将Al0.8Ga0.2N单晶表面抛光以形成平坦主面，然后将所述主面浸入250℃的熔融KOH中以形成蚀坑。在主面上以固定间隔排列的20个测量区域(100μm×100μm)中，测量了所述区域中的位错密度。其中位错密度小于2×106cm-2的测量区域的数目为18。因此位错密度小于2×106cm-2的低位错密度部分的面积占主面总面积的90％。而且，平均位错密度为非常低的4×105cm-2。此外，作为用X射线衍射测量第一部分和第二部分中结晶取向偏移角的结果，在每一部分中结晶取向和c-轴([0002]方向)之间测得的最大角度差为20弧秒，所述第一部分和第二部分在低位错密度部分中彼此处于直接相对位置，且有高位错密度部分插入两者之间。
从比较例1与实施例1之间的比较，和比较例2与实施例2之间的比较可清楚看到，在用气相法生长AlxGa1-xN晶体(0<x≤1)的方法中，在晶体生长中在AlxGa1-xN主生长面上形成至少一个具有多个小面的凹坑来生长AlxGa1-xN晶体，在至少一个凹坑存在下，能够减少AlxGa1-xN晶体的位错。
此外，从实施例1和2之间以及实施例3和4之间的比较可以清楚看出，生长AlxGa1-xN晶体，使得晶体生长后凹坑开口面的总面积占主生长面总面积的30％以上，在所述AlxGa1-xN晶体上生长第二AlxGa1-xN晶体，使得第二晶体生长后凹坑开口面的总面积占主生长面总面积的30％以下，导致形成的第二AlxGa1-xN晶体比AlxGa1-xN晶体具有更低的位错密度和更适中的位错浓度。
此处公开的实施方式和实施例，在各个方面都应认为是示例性的而不是限制性的。本发明的范围不是由前述说明界定，而是由权利要求书界定，且本发明倾向于包括与权利要求书的范围等价的含义和所述范围内的各种修改。

Claims (11)

1.一种利用气相技术生长AlxGa1-xN晶体(0<x≤1)的方法，所述AlxGa1-xN晶体生长方法的特征在于，在晶体生长中，在所述AlxGa1-xN晶体的主生长面上形成至少一个具有多个小面的凹坑，且在至少一个凹坑存在的情况下生长所述AlxGa1-xN晶体，以减少所述AlxGa1-xN晶体中的位错。
2.如权利要求1所述的AlxGa1-xN晶体生长方法，其中线状的位错集中区域存在于凹坑中，所述线状的位错集中区域从凹坑的底部以基本上垂直于主生长面的方向延伸。
3.如权利要求2所述的AlxGa1-xN晶体生长方法，其中所述线状的位错集中区域中的密度为105cm-2以下。
4.如权利要求1～3中任一项所述的AlxGa1-xN晶体生长方法，其特征在于，所述凹坑是通过将杂质加入到晶体生长气氛中而形成的。
5.如权利要求4所述的AlxGa1-xN晶体生长方法，其中所述杂质为至少一种第IVb族元素。
6.如权利要求1～5中任一项所述的AlxGa1-xN晶体生长方法，其中所述气相技术为升华法。
7.如权利要求1～6中任一项所述的AlxGa1-xN晶体生长方法，其特征在于，在晶体生长后，所述凹坑开口面的总面积对所述主生长面的总面积之比为30％以上。
8.如权利要求7所述的AlxGa1-xN晶体生长方法，其特征在于，在晶体生长后，在所述凹坑开口面的总面积对所述主生长面的总面积之比为30％以上的AlxGa1-xN晶体的结晶表面上生长第二AlxGa1-xN晶体，且在该晶体生长后，在所述第二AlxGa1-xN晶体中的凹坑的开口面总面积对其主生长面总面积之比小于30％。
9.一种具有平坦主面的AlxGa1-xN晶体衬底，所述衬底通过对由权利要求7或8的生长方法获得的AlxGa1-xN晶体的表面进行加工而得到。
10.一种AlxGa1-xN晶体(0<x≤1)衬底，所述AlxGa1-xN晶体衬底包括以线状的位错集中区域为中心的高位错密度部分以及位错密度小于2×106cm-2的低位错密度部分，且主面的所述低位错密度部分的表面积占所述主面总表面积的30％以上。
11.一种AlxGa1-xN晶体(0<x≤1)衬底，所述AlxGa1-xN晶体衬底包括以线状的位错集中区域为中心的高位错密度部分以及位错密度小于2×106cm-2的低位错密度部分，所述高位错密度部分夹在所述低位错密度部分的第一部分和第二部分之间，且所述第一部分晶体取向与所述第二部分晶体取向的最大角度差为50弧秒以下。
CN2007800232558A 2006-06-20 2007-06-15 AlxGa1-xN晶体的生长方法和AlxGa1-xN晶体衬底 Expired - Fee Related CN101473075B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP170302/2006 2006-06-20
JP2006170302 2006-06-20
PCT/JP2007/062073 WO2007148615A1 (ja) 2006-06-20 2007-06-15 ＡｌxＧａ1-xＮ結晶の成長方法およびＡｌxＧａ1-xＮ結晶基板

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101473075A true CN101473075A (zh) 2009-07-01
CN101473075B CN101473075B (zh) 2012-09-05

Family

ID=38833357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800232558A Expired - Fee Related CN101473075B (zh) 2006-06-20 2007-06-15 AlxGa1-xN晶体的生长方法和AlxGa1-xN晶体衬底

Country Status (6)

Country Link
US (2) US8293012B2 (zh)
EP (1) EP2039812A4 (zh)
JP (3) JP2012067005A (zh)
KR (1) KR101025530B1 (zh)
CN (1) CN101473075B (zh)
WO (1) WO2007148615A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102099511A (zh) * 2008-07-17 2011-06-15 住友电气工业株式会社 AlGaN块状晶体制造方法和AlGaN衬底制造方法
CN109360786A (zh) * 2018-09-29 2019-02-19 扬州乾照光电有限公司 一种侧向外延生长的方法及半导体结构

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5045562B2 (ja) * 2008-06-10 2012-10-10 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物基板の製造方法、ｉｉｉ族窒化物結晶基板の製造方法、ｉｉｉ族窒化物基板およびｉｉｉ族窒化物結晶基板
CN102084039B (zh) * 2008-07-01 2013-07-03 住友电气工业株式会社 制造AlxGa(1-x)N单晶的方法、AlxGa(1-x)N单晶和光学部件
WO2010001803A1 (ja) * 2008-07-01 2010-01-07 住友電気工業株式会社 ＡｌxＧａ(1-x)Ｎ単結晶の製造方法、ＡｌxＧａ(1-x)Ｎ単結晶および光学レンズ
US9894953B2 (en) 2012-10-04 2018-02-20 Intellectual Property Holdings, Llc Helmet retention system
WO2016080681A1 (ko) * 2014-11-18 2016-05-26 주식회사 엘지화학 고체 산화물 연료 전지의 제조방법
JP6481582B2 (ja) * 2015-10-13 2019-03-13 住友電気工業株式会社 炭化珪素エピタキシャル基板および炭化珪素半導体装置の製造方法
WO2017090285A1 (ja) 2015-11-24 2017-06-01 住友電気工業株式会社 炭化珪素エピタキシャル基板および炭化珪素半導体装置の製造方法
CN107758727B (zh) * 2017-10-23 2019-04-30 沈阳理工大学 AlxGa1-xN三元合金锥状纳米晶及其制备方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6028800B2 (ja) * 1977-10-17 1985-07-06 住友電気工業株式会社 低欠陥密度りん化ガリウム単結晶
US5399313A (en) * 1981-10-02 1995-03-21 General Electric Company Nickel-based superalloys for producing single crystal articles having improved tolerance to low angle grain boundaries
US6958093B2 (en) 1994-01-27 2005-10-25 Cree, Inc. Free-standing (Al, Ga, In)N and parting method for forming same
US6440823B1 (en) * 1994-01-27 2002-08-27 Advanced Technology Materials, Inc. Low defect density (Ga, Al, In)N and HVPE process for making same
JP3876473B2 (ja) * 1996-06-04 2007-01-31 住友電気工業株式会社 窒化物単結晶及びその製造方法
US5858086A (en) * 1996-10-17 1999-01-12 Hunter; Charles Eric Growth of bulk single crystals of aluminum nitride
US6063185A (en) * 1998-10-09 2000-05-16 Cree, Inc. Production of bulk single crystals of aluminum nitride, silicon carbide and aluminum nitride: silicon carbide alloy
JP4145437B2 (ja) * 1999-09-28 2008-09-03 住友電気工業株式会社 単結晶ＧａＮの結晶成長方法及び単結晶ＧａＮ基板の製造方法と単結晶ＧａＮ基板
JP4048742B2 (ja) 2001-07-26 2008-02-20 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法
US7105865B2 (en) * 2001-09-19 2006-09-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. AlxInyGa1−x−yN mixture crystal substrate
JP3690326B2 (ja) 2001-10-12 2005-08-31 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体の製造方法
WO2003063215A1 (fr) * 2002-01-21 2003-07-31 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Procede de fabrication d'un dispositif a semi-conducteurs a base de nitrures
US6744076B2 (en) * 2002-03-14 2004-06-01 The Circle For The Promotion Of Science And Engineering Single crystalline aluminum nitride film, method of forming the same, base substrate for group III element nitride film, light emitting device and surface acoustic wave device
JP3968566B2 (ja) 2002-03-26 2007-08-29 日立電線株式会社 窒化物半導体結晶の製造方法及び窒化物半導体ウエハ並びに窒化物半導体デバイス
JP3803788B2 (ja) 2002-04-09 2006-08-02 農工大ティー・エル・オー株式会社 Ａｌ系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の気相成長方法、Ａｌ系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の製造方法ならびに製造装置
US8357945B2 (en) * 2002-12-27 2013-01-22 Momentive Performance Materials Inc. Gallium nitride crystal and method of making same
JP4093064B2 (ja) * 2003-01-17 2008-05-28 住友電気工業株式会社 埋め込み基板結晶製造方法および埋め込み基板結晶
JP3970789B2 (ja) 2003-03-20 2007-09-05 学校法人早稲田大学 窒化物単結晶の製造方法およびその製造装置
JP3923950B2 (ja) 2003-03-26 2007-06-06 松下電器産業株式会社 窒化ガリウム単結晶の製造方法、それに用いる装置および前記製造方法により得られた窒化ガリウム単結晶
JP2005005378A (ja) * 2003-06-10 2005-01-06 Sumitomo Electric Ind Ltd Ｉｉｉ族窒化物結晶およびその製造方法
DE10335538A1 (de) 2003-07-31 2005-02-24 Sicrystal Ag Verfahren und Vorrichtung zur AIN-Einkristall-Herstellung mit gasdurchlässiger Tiegelwand
US7323256B2 (en) * 2003-11-13 2008-01-29 Cree, Inc. Large area, uniformly low dislocation density GaN substrate and process for making the same
JP2005209803A (ja) * 2004-01-21 2005-08-04 Sumitomo Electric Ind Ltd ＧａＮ結晶基板の製造方法
JP4765025B2 (ja) * 2004-02-05 2011-09-07 農工大ティー・エル・オー株式会社 ＡｌＮエピタキシャル層の成長方法及び気相成長装置
JP2005343722A (ja) * 2004-06-01 2005-12-15 Sumitomo Electric Ind Ltd ＡｌＮ結晶の成長方法、ＡｌＮ結晶基板および半導体デバイス
JP2006021964A (ja) * 2004-07-08 2006-01-26 Sumitomo Electric Ind Ltd ＡｌＮ単結晶およびその成長方法
JP4736365B2 (ja) 2004-07-21 2011-07-27 学校法人早稲田大学 窒化アルミニウム単結晶の製造方法
JP4720125B2 (ja) * 2004-08-10 2011-07-13 日立電線株式会社 Ｉｉｉ−ｖ族窒化物系半導体基板及びその製造方法並びにｉｉｉ−ｖ族窒化物系半導体
JP5045232B2 (ja) * 2006-06-20 2012-10-10 住友電気工業株式会社 ＡｌｘＧａ１−ｘＮ結晶の成長方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102099511A (zh) * 2008-07-17 2011-06-15 住友电气工业株式会社 AlGaN块状晶体制造方法和AlGaN衬底制造方法
CN102099511B (zh) * 2008-07-17 2013-09-11 住友电气工业株式会社 AlGaN块状晶体制造方法和AlGaN衬底制造方法
CN109360786A (zh) * 2018-09-29 2019-02-19 扬州乾照光电有限公司 一种侧向外延生长的方法及半导体结构
CN109360786B (zh) * 2018-09-29 2021-08-10 扬州乾照光电有限公司 一种侧向外延生长的方法及半导体结构

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007148615A1 (ja) 2007-12-27
JP2014196242A (ja) 2014-10-16
US20130015414A1 (en) 2013-01-17
US8293012B2 (en) 2012-10-23
US8702865B2 (en) 2014-04-22
KR20090018652A (ko) 2009-02-20
EP2039812A4 (en) 2010-08-11
KR101025530B1 (ko) 2011-04-04
EP2039812A1 (en) 2009-03-25
JP2012067005A (ja) 2012-04-05
US20100233433A1 (en) 2010-09-16
JP2012140328A (ja) 2012-07-26
CN101473075B (zh) 2012-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101473075B (zh) AlxGa1-xN晶体的生长方法和AlxGa1-xN晶体衬底
EP2000567B1 (en) Method for growing iii nitride single crystal
US8202793B2 (en) Inclusion-free uniform semi-insulating group III nitride substrates and methods for making same
CN101410950B (zh) 使用纳米结构柔性层和hvpe制造高质量化合物半导体材料的生长方法
EP1593760B1 (en) Method for preparing non-polar single crystalline A-plane nitride semiconductor wafer
CN100387760C (zh) 通过在牺牲层上的异质外延制造包含ⅲ氮化物的自承基材的方法
US7621998B2 (en) Single crystalline gallium nitride thick film having reduced bending deformation
US6744076B2 (en) Single crystalline aluminum nitride film, method of forming the same, base substrate for group III element nitride film, light emitting device and surface acoustic wave device
EP2031103A1 (en) Method for manufacturing gallium nitride crystal and gallium nitride wafer
CN101536168A (zh) 无微管碳化硅及其相关制备方法
WO2012042961A1 (ja) ＧａＮ結晶の成長方法およびＧａＮ結晶基板
KR20090052292A (ko) Ⅰⅰⅰ족 질화물 반도체 결정의 성장 방법, ⅰⅰⅰ족 질화물 반도체 결정 기판의 제조 방법 및 ⅰⅰⅰ족 질화물 반도체 결정 기판
WO2009137556A2 (en) Group iii nitride templates and related heterostructures, devices, and methods for making them
JP5045232B2 (ja) ＡｌｘＧａ１−ｘＮ結晶の成長方法
US20090197398A1 (en) III Nitride Single Crystal and Method of Manufacturing Semiconductor Device Incorporating the III Nitride Single Crystal
US6946308B2 (en) Method of manufacturing III-V group compound semiconductor
CN100415946C (zh) 外延衬底及其制造方法
US20230274934A1 (en) Semiconductor substrate with nitrided interface layer
Tsujisawa et al. High temperature growth of AlN film by LP‐HVPE
US9279194B2 (en) Method of growing III-nitride crystal
Chubarov et al. Growth of aluminum nitride on flat and patterned Si (111) by high temperature halide CVD
Boo et al. Growth of cubic SiC thin films on Si (001) by high vacuum chemical vapor deposition using 1, 3-disilabutane and an investigation of the effect of deposition pressure
Miyanaga et al. Method for growing Al x Ga 1-x N crystal, and Al x Ga 1-x N crystal substrate
Miyanaga et al. Al x Ga 1-x N crystal substrate
Borysiuk et al. Crystal Research and Technology

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20120905

Termination date: 20180615