JP2005343722A - METHOD FOR GROWING AlN CRYSTAL, AlN CRYSTAL SUBSTRATE AND SEMICONDUCTOR DEVICE - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子、電子素子、半導体センサなどの半導体デバイスの基板などに用いられるAlN結晶の成長方法に関する。さらに詳しくは、大型のAlN結晶の成長方法、AlN結晶基板およびAlN結晶基板を含む半導体デバイスに関する。 The present invention relates to an AlN crystal growth method used for a substrate of a semiconductor device such as a light emitting element, an electronic element, or a semiconductor sensor. More particularly, the present invention relates to a method for growing a large AlN crystal, an AlN crystal substrate, and a semiconductor device including the AlN crystal substrate.
AlN結晶などのIII族窒化物結晶は、発光素子、電子素子、半導体センサなどの半導体デバイスを形成するための材料として非常に有用なものである。 Group III nitride crystals such as AlN crystals are very useful as materials for forming semiconductor devices such as light-emitting elements, electronic elements, and semiconductor sensors.
かかるAlN結晶を作製するための方法としては、昇華法、HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy;ハイドライド気相成長)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy;分子線エピタキシ)法、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition;有機金属化学気相堆積)法などの気相成長法が提案されている。 Methods for producing such AlN crystals include sublimation method, HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy) method, MBE (Molecular Beam Epitaxy) method, MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition; organic). Vapor deposition methods such as metal chemical vapor deposition have been proposed.
ここで、昇華法では、種結晶を用いることなく、X線回折の半値幅が小さい結晶性のよい結晶が得られるが、大型の結晶の成長は困難である(たとえば、非特許文献1参照)。 Here, in the sublimation method, a crystal having good crystallinity with a small half-value width of X-ray diffraction can be obtained without using a seed crystal, but it is difficult to grow a large crystal (for example, see Non-Patent Document 1) .
しかし、昇華法において、種結晶として大型のSiC種結晶を用いて、SiC種結晶上にAlN結晶を成長させようとすると、SiC種結晶とAlN結晶とでは格子定数および線膨張係数が大きく異なるために、AlN結晶成長後の冷却時にAlN結晶に大きな引張応力がかかり、AlN結晶が割れてしまう問題があった(たとえば、非特許文献2参照)。 However, in the sublimation method, when a large SiC seed crystal is used as a seed crystal and an AlN crystal is grown on the SiC seed crystal, the lattice constant and the linear expansion coefficient are greatly different between the SiC seed crystal and the AlN crystal. In addition, there is a problem that a large tensile stress is applied to the AlN crystal during cooling after the growth of the AlN crystal and the AlN crystal is cracked (for example, see Non-Patent Document 2).
一方、気相成長法の一つであるHVPE法においては、Si基板またはSiC基板などの基板を用いて、これらの基板上にAlN結晶を成長させることによって、大型(大口径)のAlN結晶が得られている(たとえば、非特許文献3参照)。 On the other hand, in the HVPE method, which is one of the vapor phase growth methods, a large (large diameter) AlN crystal is obtained by growing an AlN crystal on a substrate such as a Si substrate or a SiC substrate. (For example, refer nonpatent literature 3).
しかし、上記HVPEにおいても、Si基板またはSiC基板とIII族窒化物結晶とでは格子定数および線膨張係数が大きく異なるため、結晶性のよい結晶を得ることが困難である。たとえば、Si基板またはSiC基板上に成長させたAlN結晶は、X線回折の半値幅が大きい。 However, even in the HVPE, since the lattice constant and the linear expansion coefficient are greatly different between the Si substrate or SiC substrate and the group III nitride crystal, it is difficult to obtain a crystal with good crystallinity. For example, an AlN crystal grown on a Si substrate or a SiC substrate has a large half width of X-ray diffraction.
なお、MBE法およびMOCVD法は、結晶の成長速度が低く、大型のAlN結晶を作製するためには不利である。
本発明は、上記問題点を解決して、大型のAlN結晶が得られるAlN結晶の成長方法、AlN結晶基板およびAlN結晶基板を含む半導体デバイスを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above problems and provide an AlN crystal growth method capable of obtaining a large AlN crystal, an AlN crystal substrate, and a semiconductor device including the AlN crystal substrate.
本発明は、HVPE法により成長させた第1のAlN種結晶を用いて、昇華法によりAlN結晶を成長させるAlN結晶の成長方法である。 The present invention is an AlN crystal growth method in which an AlN crystal is grown by a sublimation method using a first AlN seed crystal grown by an HVPE method.
本発明にかかるAlN結晶の成長方法において、第1のAlN種結晶の結晶成長面を(0001)面または(000−1)面とすることができる。また、第1のAlN種結晶の直径が5cm以上の第1のAlN種結晶を用いることができる。 In the AlN crystal growth method according to the present invention, the crystal growth plane of the first AlN seed crystal can be a (0001) plane or a (000-1) plane. Alternatively, a first AlN seed crystal having a diameter of 5 cm or more can be used.
また、本発明にかかるAlN結晶の成長方法において、種結晶として上記のAlN結晶の成長方法により得られたAlN結晶の少なくとも一部である第2のAlN種結晶を準備し、この第2のAlN種結晶を用いて昇華法によりAlN結晶を成長させることができる。 In the AlN crystal growth method according to the present invention, a second AlN seed crystal that is at least a part of the AlN crystal obtained by the AlN crystal growth method is prepared as a seed crystal, and the second AlN crystal is prepared. An AlN crystal can be grown by a sublimation method using a seed crystal.
また、本発明は、AlN種結晶の平坦に加工された裏面に、結晶成長温度における昇華速度がAlN種結晶以下である種結晶保護材を密着させたAlN種結晶を用いて、昇華法によりAlN結晶を成長させるAlN結晶の成長方法である。 Further, the present invention uses an AlN seed crystal in which a seed crystal protective material having a sublimation rate at the crystal growth temperature equal to or lower than that of an AlN seed crystal is adhered to the flatly processed back surface of the AlN seed crystal by a sublimation method. This is a method for growing an AlN crystal to grow a crystal.
また、本発明は、上記のAlN結晶の成長方法により得られたAlN結晶の少なくとも一部を切り取り、その表面を研磨することにより得られるAlN結晶基板である。 The present invention also provides an AlN crystal substrate obtained by cutting at least a part of the AlN crystal obtained by the above-described AlN crystal growth method and polishing the surface thereof.
さらに、本発明は、上記のAlN結晶基板を含む半導体デバイスである。 Furthermore, this invention is a semiconductor device containing said AlN crystal substrate.
上記のように、本発明によれば、大型のAlN結晶が得られるAlN結晶の成長方法、AlN結晶基板およびAlN結晶基板を含む半導体デバイスを提供することができる。 As described above, according to the present invention, an AlN crystal growth method capable of obtaining a large AlN crystal, an AlN crystal substrate, and a semiconductor device including the AlN crystal substrate can be provided.
本発明にかかる一のAlN結晶の成長方法は、図1を参照して、HVPE法により成長させた第1のAlN種結晶1を用いて、昇華法によりAlN結晶2を成長させる方法である。
One AlN crystal growth method according to the present invention is a method of growing an
HVPE法により成長させた第1のAlN種結晶は、結晶の成長速度が大きく大型の種結晶が得られる。ここで、昇華法により第1のAlN種結晶にAlN結晶を成長させると、種結晶と成長させる結晶との格子定数および線膨張係数が一致するため、割れを生じさせることなく大型のAlN結晶を得ることができる。 The first AlN seed crystal grown by the HVPE method has a large crystal growth rate and provides a large seed crystal. Here, when an AlN crystal is grown on the first AlN seed crystal by the sublimation method, since the lattice constant and the linear expansion coefficient of the seed crystal and the crystal to be grown coincide with each other, a large AlN crystal can be formed without causing cracks. Can be obtained.
ここで、本発明におけるHVPE法とは、図2を参照して、Al原料ガス7としてのハロゲン化Alガスと窒素原料ガス8とを反応させてAlN結晶(本発明における第1のAlN種結晶1)を成長させる方法をいう。
Here, the HVPE method in the present invention refers to an AlN crystal (first AlN seed crystal in the present invention) by reacting a halogenated Al gas as the
HVPE法による結晶成長においては、たとえば、図2に示すようなHVPE装置20を用いる。このHVPE装置20は、反応容器21に下地基板9を載せるためのペディスタル22、下地基板9上にAl原料ガス7を導入するためのAl原料ガス導入口21a、下地基板9上に窒素原料ガス8を導入するための窒素原料ガス導入口21b、反応後のガスを排気するための排気口21c、反応容器21を加熱するためのヒータ25が配設されている。
In crystal growth by the HVPE method, for example, an
図2を参照して、上記HVPE装置20を用いて、たとえば、以下のようにしてAlN結晶を作製することができる。反応容器21内に設置されたペディスタル22上に、下地基板9としてSiC基板を配置し、Al原料ガス7としてハロゲン化Alガスを、窒素原料ガス8としてNH3ガスを、反応容器21内に導入して、Al原料ガス7と窒素原料ガス8とを反応させて、下地基板9に第1のAlN種結晶1を成長させる。Al原料ガス7の分圧を50Pa〜1×104Pa程度、窒素原料ガス8の分圧を5×103Pa〜5×104Pa程度、Al原料ガス7と窒素原料ガス8とのガス比(モル比)を1:10〜1:1000程度、下地基板9の温度を900℃〜1100℃程度にして、AlN種結晶1の成長速度を10μm/hr〜30μm/hr程度に調整することにより、結晶性のよい大型の第1のAlN種結晶1が得られる。
With reference to FIG. 2, using the
ここで、Al原料ガスおよび窒素原料ガスの導入に際しては、H2ガス、N2ガスまたはArガスなどのキャリアガスを用いることができる。Al原料ガスまたは窒素原料ガスに上記キャリアガスを加えることにより、Al原料ガスまたは窒素原料ガスの導入量を安定化させるとともに、Al原料ガスと窒素原料ガスとの反応性を調節することができ、効率よく結晶性のよい大型のAlN種結晶が得られる。 Here, when introducing the Al source gas and the nitrogen source gas, a carrier gas such as H 2 gas, N 2 gas or Ar gas can be used. By adding the carrier gas to the Al source gas or nitrogen source gas, the amount of introduction of the Al source gas or nitrogen source gas can be stabilized, and the reactivity between the Al source gas and the nitrogen source gas can be adjusted, A large AlN seed crystal with good crystallinity can be obtained efficiently.
また、図示はしないが、下地基板の表面を凹凸表面として、HVPE法によりAlN種結晶をラテラル成長させることも可能である。また、下地基板上に中間層を形成し、この中間層上にAlN種結晶を成長させることも可能である。これらの方法により、AlN種結晶の結晶性を向上させ転位密度を低減することができる。ここで、中間層に特に制限はないが、AlN種結晶の転位密度を低くすることにより結晶性を向上させる観点から、AlNアモルファス層を形成することが好ましい。このAlNアモルファス層は、たとえばHVPE法により下地基板温度を500℃〜600℃程度にして、下地基板上でハロゲン化AlガスとNH3ガスとを反応させることにより、下地基板上に形成させることができる。 Although not shown, it is also possible to laterally grow the AlN seed crystal by the HVPE method using the surface of the base substrate as an uneven surface. It is also possible to form an intermediate layer on the base substrate and grow an AlN seed crystal on the intermediate layer. By these methods, the crystallinity of the AlN seed crystal can be improved and the dislocation density can be reduced. Here, the intermediate layer is not particularly limited, but it is preferable to form an AlN amorphous layer from the viewpoint of improving crystallinity by reducing the dislocation density of the AlN seed crystal. The AlN amorphous layer can be formed on the base substrate by causing the base substrate temperature to be about 500 ° C. to 600 ° C., for example, by HVPE, and reacting the halogenated Al gas and NH 3 gas on the base substrate. it can.
次に、上記のHVPE法により得られた大型の第1のAlN種結晶を用いて、昇華法によりAlN結晶を成長させる。ここで、本発明における昇華法とは、図1を参照して、AlN粉末などのAlN原料5を昇華させた後、AlN種結晶1において再度固化させて、AlN種結晶1にAlN結晶2を成長させる方法をいう。昇華法による結晶成長においては、たとえば、図1に示すような高周波加熱方式の縦型の昇華炉10を用いる。この縦型の昇華炉10における反応容器11の中央部には、結晶成長容器として排気口12cを有するBN製の坩堝12が設けられ、坩堝12の周りに坩堝の内部から外部への通気を確保するように加熱体14が設けられている。また、反応容器11の外側中央部には、坩堝12を加熱するための高周波加熱コイル24が設けられている。さらに、反応容器21の端部には、反応容器11の坩堝12の外側にN2ガスを流すためのN2ガス導入口11aおよびN2ガス排気口11cと、坩堝12の下面および上面の温度を測定するための放射温度計16が設けられている。
Next, an AlN crystal is grown by a sublimation method using the large first AlN seed crystal obtained by the HVPE method. Here, the sublimation method in the present invention refers to FIG. 1, after sublimating an AlN
図1を参照して、上記縦型の昇華炉10を用いて、たとえば、以下のようにしてAlN結晶2を作製することができる。坩堝12の上部にAlN種結晶1を、坩堝12の下部にAlN粉末などのAlN原料5を収納し、反応容器11内にN2ガスを流しながら、高周波加熱コイル24を用いて坩堝12内の温度を上昇させて、坩堝12のAlN原料5側の温度を、AlN種結晶1側の温度よりも高く保持することによって、AlN原料5からAlNを昇華させて、坩堝12の上部に配置されたAlN種結晶1上で、AlNを再度固化させてAlN結晶2を成長させる。
With reference to FIG. 1, for example, AlN crystal 2 can be manufactured as follows using
ここで、AlN結晶2の成長中は、坩堝12のAlN原料5側の温度は2000℃〜2200℃程度とし、坩堝(結晶成長容器12)の上部のAlN種結晶1側の温度をAlN原料5側の温度より10℃〜100℃程度低くすることにより、結晶性のよいAlN結晶2が効率よく得られる。また、結晶成長中も反応容器11内の坩堝12の外側にN2ガスを、ガス分圧が101.3hPa〜1013hPa程度になるように流し続けることにより、AlN結晶2への不純物の混入を低減することができる。
Here, during the growth of the
なお、坩堝12内部の昇温中は、坩堝12のAlN種結晶1側の温度をAlN原料5側の温度よりも高くすることにより、昇温中にAlN種結晶1の表面をエッチングにより清浄するとともに、昇温中にAlN種結晶1および坩堝12内部から放出された不純物を、排気口12cを通じて除去することができ、AlN結晶2への不純物の混入をより低減することができる。
During the temperature rise inside the
上記図1においては、AlN種結晶1上に直接AlN結晶2を成長させる場合を示している。図示はしないが、AlN種結晶1上に中間層を形成した後、この中間層上に昇華法によりAlN結晶を成長させることもできる。ここで、中間層の化学組成、製造方法は特に限定されない。
FIG. 1 shows a case where the
本発明にかかるAlN結晶の成長方法において、第1のAlN種結晶の結晶成長面を(0001)面または(000−1)面とすることが好ましい。HVPE法によるAlN種結晶の成長においては、(0001)面または(000−1)面の結晶成長が容易であるため、このAlN種結晶を用いた昇華法によるAlN結晶の成長においても、第1のAlN種結晶の結晶成長面を(0001)面または(000−1)面とすることにより、大型結晶の成長が容易になる。 In the AlN crystal growth method according to the present invention, it is preferable that the crystal growth surface of the first AlN seed crystal is a (0001) plane or a (000-1) plane. In the growth of the AlN seed crystal by the HVPE method, since the crystal growth of the (0001) plane or the (000-1) plane is easy, the first growth of the AlN crystal by the sublimation method using the AlN seed crystal is also performed. By making the crystal growth surface of the AlN seed crystal a (0001) plane or a (000-1) plane, growth of a large crystal is facilitated.
また、本発明にかかるAlN種結晶の成長方法において、第1のAlN種結晶の直径は5cm以上であることが好ましい。HVPE法によれば、直径が5cm以上である大口径のAlN種結晶を容易に作製することができ、直径が5cm射上の大口径のAlN種結晶を用いることにより、昇華法においても大型のAlN結晶を作製することができる。 In the AlN seed crystal growth method according to the present invention, the diameter of the first AlN seed crystal is preferably 5 cm or more. According to the HVPE method, a large-diameter AlN seed crystal having a diameter of 5 cm or more can be easily produced. By using a large-diameter AlN seed crystal having a diameter of 5 cm, a large-sized AlN seed crystal can be obtained even in the sublimation method. An AlN crystal can be produced.
本発明にかかる別のAlN結晶の成長方法は、上記のAlN結晶の成長方法により得られたAlN結晶の少なくとも一部を第2のAlN種結晶として用いて、昇華法によりAlN結晶を成長させる方法である。昇華法により得られたAlN結晶を種結晶として用いて、さらに昇華法によりAlN結晶を成長させることにより、結晶性の高い大型のAlN結晶を容易に作製することができる。 Another AlN crystal growth method according to the present invention is a method of growing an AlN crystal by a sublimation method using at least a part of the AlN crystal obtained by the AlN crystal growth method as a second AlN seed crystal. It is. By using the AlN crystal obtained by the sublimation method as a seed crystal and further growing the AlN crystal by the sublimation method, a large AlN crystal with high crystallinity can be easily produced.
本発明にかかるさらに別のAlN結晶の成長方法は、図1を参照して、AlN種結晶1の平坦に加工された裏面に、結晶成長温度における昇華速度がAlN種結晶1以下である種結晶保護材13を密着させたAlN種結晶1を用いて、昇華法によりAlN結晶2を成長させる方法である。ここで、本成長方法においては、AlN種結晶の成長方法には特に制限はなく、昇華法またはHVPE法により成長させられたAlN種結晶(第1または第2のAlN種結晶)などが用いられる。
Still another AlN crystal growth method according to the present invention is described with reference to FIG. 1, on a flatly processed back surface of an
AlN種結晶1の裏面に種結晶保護材13を密着させることにより、AlN種結晶の裏面からのAlNの昇華を防止することにより、成長させるAlN結晶中にボイドが発生するのを防止することができる。ここで、種結晶保護材は、AlN結晶の成長温度における昇華速度がAlN種結晶以下である材料であれば特に制限がなく、たとえば、BN、AlNなどの窒化物、TiCなどの炭化物、Y2O3、ZrO2などの酸化物、C(炭素)などを用いることができる。
By sticking the seed crystal
本発明にかかる一のAlN結晶基板は、図3〜図5を参照して、図3に示すように上記のAlN結晶の成長方法によりAlN種結晶1に成長させたAlN結晶2の少なくとも一部を、図4に示すように切り取り、その表面を図5に示すように研磨することにより得られる。
One AlN crystal substrate according to the present invention is shown in FIG. 3 to FIG. 5, and as shown in FIG. 3, at least a part of the
ここで、図4および図5に示すように、AlN種結晶1とともにAlN結晶2を切り取り(図4(a))その表面を研磨をしたもの(図5(a))、AlN結晶2のみを切り取り(図4(b))その表面を研磨したもの(図5(b))、いずれのものもAlN結晶基板として用いることができる。
Here, as shown in FIGS. 4 and 5, the
本発明にかかる半導体デバイスは、上記のAlN結晶基板を含む。本発明における大型のAlN結晶基板を用いることにより、効率よくAlN結晶基板を含む半導体デバイスが得られる。本発明におけるAlN結晶基板を含む半導体デバイスとしては、発光ダイオード、レーザダイオードなどの発光素子、整流器、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、HEMT(High Electron Mobility Transistor;高電子移動度トランジスタ)などの電子素子、温度センサ、圧力センサ、放射線センサ、可視−紫外光検出器などの半導体センサ、SAWデバイス(Surface Acoustic Wave Device;表面弾性波素子)などが挙げられる。 A semiconductor device according to the present invention includes the AlN crystal substrate described above. By using the large AlN crystal substrate in the present invention, a semiconductor device including the AlN crystal substrate can be obtained efficiently. Examples of the semiconductor device including the AlN crystal substrate in the present invention include light emitting elements such as light emitting diodes and laser diodes, electronic elements such as rectifiers, bipolar transistors, field effect transistors, and HEMTs (High Electron Mobility Transistors). Examples include a temperature sensor, a pressure sensor, a radiation sensor, a semiconductor sensor such as a visible-ultraviolet light detector, and a SAW device (Surface Acoustic Wave Device).
(実施例1)
HVPE法で成長させたAlN結晶を切り出したAlN種結晶(直径50mm×厚さ1.5mm、表面を鏡面に研磨した後、エッチングを行ない、研磨ダメージ層を除去したもの)上に、昇華法により以下のようにしてAlN結晶を成長させた。
(Example 1)
On the AlN seed crystal (diameter 50 mm × thickness 1.5 mm, after polishing the surface to a mirror surface and then etching and removing the polishing damage layer) by sublimation method on the AlN crystal grown by HVPE method An AlN crystal was grown as follows.
図1を参照して、BN製の坩堝12の下部にAlN粉末などのAlN原料5を収納し、内径48mmの坩堝12の上部に第1のAlN種結晶1を配置した。第1のAlN種結晶は平坦に加工されており、このAlN種結晶1の裏面に種結晶保護材13であるBN材が密着するように配置して、種結晶保護材13によってAlN種結晶の裏面からのAlNの昇華を防止した。
Referring to FIG. 1, AlN
次に、反応容器11内にN2ガスを流しながら、高周波加熱コイル15を用いて坩堝12内の温度を上昇させた。坩堝12内の昇温中は、坩堝12のAlN種結晶1側の温度をAlN原料5側の温度よりも高くして、昇温中にAlN種結晶1の表面をエッチングにより清浄するとともに、昇温中にAlN種結晶1および坩堝12内部から放出された不純物を、排気口12cを通じて除去した。
Next, the temperature in the
次に、坩堝12のAlN種結晶1側の温度を2100℃、AlN原料5側の温度を2150℃にして、AlN原料5からAlNを昇華させて、坩堝12の上部に配置されたAlN種結晶1上で、AlNを再度固化させてAlN結晶2を成長させた。AlN結晶成長中も、反応容器11内の坩堝12の外側にN2ガスを流し続け、反応容器11内の坩堝12の外側のガス分圧が101.3hPa〜1013hPa程度になるように、N2ガス導入量とN2ガス排気量とを制御した。上記の結晶成長条件で50時間AlN結晶を成長させた後、室温(25℃)まで冷却して、AlN結晶を得た。
Next, the temperature of the
得られたAlN結晶は、結晶の外周部において多結晶化が見られたが、結晶の中心から直径42mmの範囲内ではX線回折の半値幅は200arsecであり、半導体デバイスの基板として使用可能なAlN単結晶であった。このAlN結晶の厚さは、厚い部分で7.5mm、薄い部分で4.5mmであった。 The obtained AlN crystal was polycrystallized in the outer peripheral portion of the crystal, but the half-value width of X-ray diffraction was 200 ars within the range of 42 mm in diameter from the center of the crystal, which can be used as a substrate for a semiconductor device. It was an AlN single crystal. The thickness of the AlN crystal was 7.5 mm at the thick part and 4.5 mm at the thin part.
次に、得られた上記のAlN結晶を、図4に示すようにAlN結晶2の結晶成長面(C面)と平行な面でスライスし、また多結晶化した外周部を取り除き、図5に示すようにその表面を鏡面に研磨しエッチングを行なって、直径4.2mm×厚さ1.5mmのAlN結晶基板を得た。このAlN結晶基板の10μm角の範囲内におけるAFM(Atomic Force Microscope;原子間力顕微鏡)により観察したRMS(Root Mean Square:平均線から測定曲線までの偏差の二乗を平均した値の平方根)表面粗さは50nm(500Å)以下であった。
Next, the obtained AlN crystal was sliced on a plane parallel to the crystal growth surface (C plane) of the
なお、上記実施例におけるAlN結晶基板は、成長させたAlN結晶のC面に平行な面でスライスして作製したものであるが、AlN結晶のスライス面は、C面と平行な面に限定されず、A面、R面、M面またはS面に平行な面、またはこれらの面に対して任意の傾きを有する面とすることができる。 In addition, the AlN crystal substrate in the above-mentioned example is produced by slicing a plane parallel to the C plane of the grown AlN crystal, but the slice plane of the AlN crystal is limited to a plane parallel to the C plane. The surface can be a plane parallel to the A plane, R plane, M plane or S plane, or a plane having an arbitrary inclination with respect to these planes.
上記のように、HVPE法により成長させたAlN種結晶を用いて、昇華法によりAlN結晶を成長させることにより、大型のAlN結晶が得られる。 As described above, a large AlN crystal can be obtained by growing an AlN crystal by a sublimation method using an AlN seed crystal grown by an HVPE method.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明でなくて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のすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
上記のように、本発明は、大型のAlN結晶が得られるAlN結晶の成長方法、AlN結晶基板およびAlN結晶基板を含む半導体デバイスに広く利用することができる。 As described above, the present invention can be widely used for AlN crystal growth methods that can obtain large AlN crystals, AlN crystal substrates, and semiconductor devices including AlN crystal substrates.
1 AlN種結晶、2 AlN結晶、5 AlN原料、7 Al原料ガス、8 窒素原料ガス、9 下地基板、10 昇華炉、11,21 反応容器、11a N2ガス導入口、11c N2ガス排気口、12 坩堝、13 種結晶保護材、14 加熱体、15 高周波加熱コイル、16 放射温度計、20 HVPE装置、21a Al原料ガス導入口、21b 窒素原料ガス導入口、22 ペディスタル、25 ヒータ。
1 AlN seed crystal, 2 AlN crystal, 5 AlN raw material, 7 Al source gas, 8
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