JP2007145645A - 窒化アルミニウム単結晶の製造方法及びその製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】排気口18が設けられた加熱炉本体2と、加熱炉本体2内に配置される種子結晶11を保持するサセプタ12と、加熱炉本体2内に塩化水素ガス及び水素ガスを導入すると共に、塩化水素ガスと反応する金属Alが配置される内部反応管4と、加熱炉本体2内にアンモニアガスを導入する反応ガス導入管5と、前記加熱炉本体2内に活性窒素を導入する活性窒素導入管6とを備える。
【選択図】図1
Description
AlCl3+NH3→AlN+3HCl (2)
このHVPE法では一般に、内部反応管内で900℃程度の高温に保持された金属AlとHClガスを反応させて上記式(1)のように主にAlCl3を生成し、このAlCl3を、加熱炉本体内の1000℃程度に保たれた基板付近で、上記式(2)のようにNH3と反応させてAlNを成長させる。この方法では、AlCl3生成部及び基板の少なくとも2箇所の温度制御及びガス流量の制御を必要とする。
AlCl3発生部温度:500℃
サセプタ部温度:1000℃
金属Al充填量:10g
HCl流量:10sccm
H2流量:10sccm
高周波発振ソレノイドコイル条件:150W,13.56MHzのRFプラズマ装置を作動
上記の共通条件で、高周波発振ソレノイドコイル7で活性窒素が生成される活性窒素導入管6内のN2流量と、NH3流量を変化させてAlN単結晶作製実験を実施した。下表1、2はその結果を示す。ここで、下表1、2において、活性窒素とは高周波発振ソレノイドコイル7を作動させて活性化された窒素、不活性窒素とはソレノイドコイルを動作させずに窒素ガスそのものを導入した場合である。なお、下表2はサセプタ部温度を変化させた場合の結果を示す。
2 加熱炉本体
3 多ゾーン炉
4 内部反応管
5 反応ガス導入管
6 活性窒素導入管
7 高周波発振ソレノイドコイル
8 排気口
9 原料ボート
10 原料
11 種子結晶
1 サセプタ
Claims (6)
- HVPE法により種子結晶上に窒化アルミニウム単結晶を成長させる窒化アルミニウム単結晶の製造方法であって、
窒化アルミニウムを生成する反応ガス種として活性窒素を用いることを特徴とする窒化アルミニウム単結晶の製造方法。 - 前記活性窒素は、窒素ガスを高周波発振励起してプラズマ状態にしたものであることを特徴とする請求項1に記載された窒化アルミニウム単結晶の製造方法。
- 前記窒化アルミニウムを生成する反応を、雰囲気圧力が、1.33〜1333.2Paの範囲で行わせることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載された窒化アルミニウム単結晶の製造方法。
- 前記窒化アルミニウムを生成する反応を、雰囲気圧力が、1.33〜133.32Paの範囲で行わせることを特徴とする請求項3に記載された窒化アルミニウム単結晶の製造方法。
- 排気口が設けられた加熱炉本体と、
前記加熱炉本体内に配置される種子結晶を保持するサセプタと、
前記加熱炉本体内に塩素系ガス及びキャリアガスを導入すると共に、前記塩素系ガスと反応する金属Alが配置される内部反応管と、
前記加熱炉本体内にアンモニアガスを導入する反応ガス導入管と、
前記加熱炉本体内に活性窒素を導入する活性窒素導入管と、
を備えることを特徴とする窒化アルミニウム単結晶の製造装置。 - 前記活性窒素導入管はソレノイドを備え、前記ソレノイドの高周波発振により内部を流れる窒素が活性窒素に励起されることを特徴とする請求項5に記載された窒化アルミニウム単結晶の製造装置。
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