JP2006312571A - Ga2O3系結晶の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 種結晶20の(001)面を基板成長面とし、種結晶20のc軸に平行な方向を成長方向としてEFG法によりβ−Ga2O3単結晶25を製造すると、上記したように、(100)面及び(001)面のへき開性が改善されるので、LED素子製造工程における切削等の加工性が向上し、基板及びLED素子の量産性を高めることができる。また、GaN系LED素子の製造工程において(100)面におけるGaN系半導体の良好な結晶成長性を得ることができる。
【選択図】 図4
Description
図1は、本発明の実施の形態に係るEFG法による単結晶製造装置を示す縦断面である。
図2は、β−Ga2O3の結晶面を示す立体図である。β−Ga2O3は単斜晶であり、α=γ=90°、β=103.8°で、a軸格子定数(a0)=12.3Å、b軸格子定数(b0)=3.0Å、c軸格子定数(c0)=5.8Åで形成されている。
図3は、本実施の形態の単結晶製造装置におけるβ−Ga2O3単結晶の引き上げを示し、(a)は単結晶製造装置の部分断面図、(b)は引き上げられたβ−Ga2O3単結晶の結晶成長面を示す部分拡大図である。(b)に示すように種結晶20の(001)面を結晶成長面としてスリット14Aの開口14Bに達しているβ−Ga2O3融液12に接触させると、接触部分に温度降下が生じてβ−Ga2O3融液12が結晶化する。この状態で1mm/hの上昇速度で種結晶20をc軸方向、すなわち垂直方向に引き上げると、(100)面が垂直に立ったβ−Ga2O3単結晶25が得られる。このβ−Ga2O3単結晶25は、a面、つまり(100)面に対して(001)面が103.8°傾斜した状態で平板上に引き上げられる。(b)に示す破線Aは、種結晶20とβ−Ga2O3単結晶25との境界を示している。
図5(a)から(f)は、EFG法によるβ−Ga2O3単結晶の製造方法を示す概略工程図である。
この実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
(1)種結晶20の(001)面を基板成長面とし、種結晶20のc軸に平行な方向を成長方向としてEFG法によりβ−Ga2O3単結晶25を製造すると、上記したように、(100)面及び(001)面のへき開性が改善されるので、LED素子製造工程における切削等の加工性が向上し、基板及びLED素子の量産性を高めることができる。また、GaN系LED素子の製造工程において(100)面におけるGaN系半導体の良好な結晶成長性を得ることができる。
(2)種結晶20の(100)面をスリット14Aの幅広面に合わせることにより、LEDが形成できる領域を最大限に得ることができる。
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、上記したEFG法に代えてCZ法で同様に種結晶20の(001)面を基板成長面としてβ−Ga2O3単結晶25を製造するようにしても、同様の効果が得られる。また、上記した種結晶20の(801)面をスリット14Aの幅広面に平行となるように配置してβ−Ga2O3単結晶25を製造するようにしても良い。
Claims (5)
- 種結晶をc軸方向が引き上げ方向になるようにGa2O3系融液に接触させる第1のステップと、
前記種結晶を前記c軸と平行な方向へ移動させる第2のステップとを有することを特徴とするGa2O3系結晶の成長方法。 - 前記第1及び第2のステップは、スリットを有するダイをルツボに配置し、前記スリットの上部に溢出する前記Ga2O3系融液に前記種結晶を接触させて結晶成長を行うEFG(Edge Defined Film Fed Growth)法により行う請求項1記載のGa2O3系結晶の成長方法。
- 前記EFG法は、前記種結晶のa面が前記スリットの幅広面に平行となるように前記種結晶を位置決めする請求項2記載のGa2O3系結晶の成長方法。
- 前記第1及び第2のステップは、CZ(チョクラルスキー)法により行う請求項1記載のGa2O3系結晶の成長方法。
- 前記種結晶は、前記第1及び第2のステップによって形成されたβ−Ga2O3単結晶を用いる請求項1記載のGa2O3系結晶の成長方法。
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