JP2009057260A - Iii族窒化物単結晶の製造方法及びiii族窒化物単結晶基板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】III族窒化物単結晶の製造方法は、成長方向に垂直で第1の所定の面積を有する第1の結晶面12、及び成長方向に傾斜して第2の所定の面積を有する第2の結晶面13を有した種結晶を準備する種結晶準備工程と、成長条件を制御して、第1の所定の面積及び第2の所定の面積をそれぞれ所定の面積に維持しつつ、第1の結晶面12及び第2の結晶面13上にIII族窒化物単結晶を成長させる結晶成長工程とを備える。
【選択図】図3
Description
図1から図3は、本発明の第1の実施の形態に係るIII族窒化物単結晶の製造工程の流れの概略を示す。
まず、直径62.5mmのサファイア単結晶基板の(0001)面であるc面上に、有機金属化学気相成長(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:MOCVD)装置を用いて、厚さ300nmのIII族窒化物薄膜としてのGaN薄膜を形成する。続いて、形成したGaN薄膜上に、真空蒸着装置を用いて20nmの膜厚のTi薄膜を形成する。その後、アンモニア(NH3)及び水素(H2)の混合雰囲気下、1060℃で、30分間の熱処理を施すことにより、網目状のTiNナノマスクを形成すると共に、Ti/GaN界面に多数のボイドを発生させる。
なお、比較例として、第1の結晶面と第2の結晶面とで囲まれていない平坦な結晶、すなわち種結晶基板10を種結晶として用い、III族窒化物単結晶を成長した。比較例に係るIII族窒化物単結晶の製造方法は、図1の(a)から(d)に示した工程を繰り返す製造方法である。この場合、全長10mmのインゴットを成長する際に、種結晶基板10の厚さが350μmであるので、9.65mmの結晶を種結晶基板10上に成長することを要する。そして、比較例においては、上述した図1の(a)から図2の(e)の説明から分かるように、8枚の単結晶の基板16aが得られる。
本発明の第1の実施の形態に係るIII族窒化物単結晶の製造方法によれば、平衡に達した成長形を示す種結晶基板を用いると共に、種結晶基板の結晶成長が平衡に達した条件と同一の成長条件でIII族窒化物単結晶の製造を実施するので、非直胴部を有さない種結晶からインゴットを成長した場合と同一枚数のIII族窒化物単結晶基板を得ることができる。これにより、従来は不要部分として廃棄していた非直胴部を有する不要部を、次回以降のIII族窒化物単結晶の成長の種結晶として用いることができるので、材料の無駄がなく、高品質のIII族窒化物単結晶の基板を製造することができる。
本発明の第2の実施の形態として、III族窒化物単結晶としてのAlN単結晶の製造工程を以下に示す(図示しない)。
10a、10b、10c、10d、10e 成長結晶
11 種結晶直径
12 (0001)面
13 (10−12)面
14a、14b、14c 主面直径
15a、15b 直胴部
16a、16b 基板
17a、17b 不要部
19a 非直胴部
Claims (6)
- 成長方向に垂直で第1の所定の面積を有する第1の結晶面、及び成長方向に傾斜して第2の所定の面積を有する第2の結晶面を有した種結晶を準備する種結晶準備工程と、
成長条件を制御して、前記第1の所定の面積及び前記第2の所定の面積をそれぞれ所定の面積に維持しつつ、前記第1の結晶面及び前記第2の結晶面上にIII族窒化物単結晶を成長させる結晶成長工程と
を備えるIII族窒化物単結晶の製造方法。 - 前記第1の結晶面が(0001)面であり、前記第2の結晶面が(10−12)面である
請求項1に記載のIII族窒化物単結晶の製造方法。 - 前記結晶成長工程は、前記第1の結晶面と前記第2の結晶面とで形成される前記III族窒化物単結晶の形状が平衡形となる成長条件で実施される
請求項1又は2に記載のIII族窒化物単結晶の製造方法。 - 前記結晶成長工程は、前記種結晶が成長された成長条件と同一の成長条件で前記III族窒化物単結晶のインゴットを成長する
請求項1から3のいずれか1項に記載のIII族窒化物単結晶の製造方法。 - 前記III族窒化物単結晶が、AlxGa1−xN(0≦x≦1)である
請求項1から4のいずれか1項に記載のIII族窒化物単結晶の製造方法。 - 成長方向に垂直で第1の所定の面積を有する第1の結晶面、及び成長方向に傾斜して第2の所定の面積を有する第2の結晶面を有した種結晶を準備する種結晶準備工程と、
前記第1の所定の面積及び前記第2の所定の面積をそれぞれ所定の面積に維持しつつ、成長条件を制御して、前記第1の結晶面及び前記第2の結晶面上にIII族窒化物単結晶のインゴットを成長させる結晶成長工程と、
前記結晶成長工程において成長した前記インゴットから基板を切り出す工程と
を備えるIII族窒化物単結晶基板の製造方法。
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