JP2010150110A - Nitride single crystal and method for producing the same - Google Patents
Nitride single crystal and method for producing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010150110A JP2010150110A JP2008332678A JP2008332678A JP2010150110A JP 2010150110 A JP2010150110 A JP 2010150110A JP 2008332678 A JP2008332678 A JP 2008332678A JP 2008332678 A JP2008332678 A JP 2008332678A JP 2010150110 A JP2010150110 A JP 2010150110A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- nitride single
- aluminum nitride
- growth
- stage
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、窒化アルミニウム(AlN)などの単結晶の製造方法に係わり、より詳しくは、種子基板である炭化ケイ素(SiC)基板が炭化またはエッチングするのを防ぐことができる窒化物単結晶の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a single crystal such as aluminum nitride (AlN), and more specifically, production of a nitride single crystal capable of preventing a silicon carbide (SiC) substrate as a seed substrate from being carbonized or etched. Regarding the method.
窒化アルミニウム系半導体は、深紫外のレーザーダイオードや高効率、高周波の電子デバイスとして期待されている。この半導体を育成する基板としては、窒化アルミニウム単結晶が最適であることから、窒化アルミニウム単結晶作製の開発が進められている。
窒化アルミニウム単結晶の特長としては、熱伝導率が290Wm−1K−1と非常に高いことが挙げられ、デバイス作動時に発生する熱を放散する上で大変有利である。
Aluminum nitride semiconductors are expected as deep ultraviolet laser diodes and high-efficiency, high-frequency electronic devices. As a substrate for growing this semiconductor, an aluminum nitride single crystal is optimal, and therefore, development of aluminum nitride single crystal is under development.
A feature of the aluminum nitride single crystal is that it has a very high thermal conductivity of 290 Wm −1 K −1 , which is very advantageous for dissipating heat generated during device operation.
窒化アルミニウム単結晶の製造方法としては、溶液法ではフラックス法が、気相法では有機金属気相成長法(Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy,MOVPE)、水素化物気相堆積法(Hydride Vapor Phase Epitaxy,HVPE)、昇華法などが挙げられる。この中でも、昇華法は、一般的に成長速度が大きいため、バルク結晶の作製に対して有力な方法である。この昇華法とは、原料である窒化アルミニウムを昇華させ、それを昇華温度より低い温度域で再凝縮させることにより単結晶を作製する方法である。
本願は、その中でも種子基板を利用した昇華法(改良レイリー法)に関わるものである。
As a method for producing an aluminum nitride single crystal, the flux method is used in the solution method, the metal-organic vapor phase epitaxy (MOVPE) is used in the vapor phase method, the hydride vapor deposition method (Hydride Vapor Phase Epitaxy, HVPE) and sublimation methods. Among these, the sublimation method is a powerful method for producing a bulk crystal because the growth rate is generally high. This sublimation method is a method of producing a single crystal by sublimating aluminum nitride as a raw material and recondensing it in a temperature range lower than the sublimation temperature.
In particular, the present application relates to a sublimation method (an improved Rayleigh method) using a seed substrate.
改良レイリー法による窒化アルミニウム単結晶作製方法として、特許文献1には、窒化物と酸化物との混合粉末を、窒化物と酸化物の反応を利用することにより、窒化物の昇華温度よりも低い温度で加熱して気化させ、この窒素雰囲気中で、基板上に窒化物単結晶を育成するという方法が記載されている。
特許文献2には、種子基板としてSiC単結晶を用い、この上に窒化アルミニウム単結晶を成長させるという方法が記載されている。
非特許文献1には、SiC基板上に窒化アルミニウム単結晶をMOCVD法で200〜400nmの単結晶長まで成長させたテンプレート基板上に、1段階目で10〜30μm/hの成長速度で成長させた後、2段階目で温度を上昇させて70μm/hの成長速度で成長させる方法が記載されている。
In Non-Patent Document 1, an aluminum nitride single crystal is grown on a SiC substrate to a single crystal length of 200 to 400 nm by MOCVD, and grown at a growth rate of 10 to 30 μm / h in the first stage. Thereafter, a method is described in which the temperature is increased at the second stage to grow at a growth rate of 70 μm / h.
しかしながら、上記従来の昇華法による窒化アルミニウム単結晶の製造方法においては、SiC単結晶を種子基板として窒化アルミニウム単結晶を成長させる際、窒化アルミニウム単結晶の成長速度が100μm/hを超える条件で実験を行う場合、SiC表面が炭化される、またはエッチングされやすくなることを本発明者は知見している。
高い成長速度で成長させる成長条件の場合、成長温度が高く、雰囲気圧力が低いため、SiCは昇華しやすい環境にある。さらに、SiCは、高流束の窒化アルミニウム昇華ガスにさらされるため、上記のような損傷を受け易くなるのである。また、一度SiC表面が炭化/エッチングされると、その部分の損傷はさらに進行し、その損傷は窒化アルミニウムで覆われたSiCにも及び、最終的にはSiCがなくなってしまう。その結果、支持を失った窒化アルミニウムは再昇華することになり、その後の窒化アルミニウム単結晶の成長は困難となる。
そのため、SiC基板上に窒化アルミニウム単結晶を成長させるには、低い成長速度条件において成長を実施せざるを得ず、バルク結晶を成長させるには多くの時間がかかるという問題があった。
However, in the conventional method for producing an aluminum nitride single crystal by the sublimation method, when the aluminum nitride single crystal is grown using the SiC single crystal as a seed substrate, the experiment is performed under the condition that the growth rate of the aluminum nitride single crystal exceeds 100 μm / h. The present inventor has found that the SiC surface is easily carbonized or etched when performing.
In the case of the growth conditions for growing at a high growth rate, SiC is in an environment where it can be easily sublimated because the growth temperature is high and the atmospheric pressure is low. Furthermore, since SiC is exposed to a high flux aluminum nitride sublimation gas, it is susceptible to such damage. Further, once the SiC surface is carbonized / etched, the damage of the portion further proceeds, the damage also reaches SiC covered with aluminum nitride, and finally SiC is lost. As a result, the unsupported aluminum nitride is resublimated, and the subsequent growth of the aluminum nitride single crystal becomes difficult.
Therefore, in order to grow an aluminum nitride single crystal on a SiC substrate, growth has to be performed under a low growth rate condition, and there is a problem that it takes a lot of time to grow a bulk crystal.
本発明の窒化物単結晶の製造方法は、
内部に原料を収納する原料容器と、それに対向するサセプタとを備えた成長容器と、
該成長容器の内部空間の温度を調整するための加熱手段と、
を少なくとも備えた窒化物単結晶の製造装置を用い、昇華法により前記サセプタ上に配置された種子基板上に前記窒化物単結晶を堆積させる窒化物単結晶の製造方法であって、
100μm/h以下の成長速度で前記窒化物単結晶を成長させる第1段階と、
前記成長容器の内部空間の温度を上昇させた状態で、100μm/h以上の成長速度で前記窒化物単結晶を成長させる第2段階と、
を有することを特徴とする。
The method for producing a nitride single crystal of the present invention includes:
A growth container having a raw material container for storing the raw material therein and a susceptor facing the raw material container;
Heating means for adjusting the temperature of the internal space of the growth vessel;
Using a nitride single crystal production apparatus comprising at least a nitride single crystal produced by depositing the nitride single crystal on a seed substrate disposed on the susceptor by a sublimation method,
A first stage of growing the nitride single crystal at a growth rate of 100 μm / h or less;
A second stage of growing the nitride single crystal at a growth rate of 100 μm / h or more with the temperature of the internal space of the growth vessel raised;
It is characterized by having.
前記窒化物は窒化アルミニウムであり、前記種子基板は炭化ケイ素基板であることが好ましい。 Preferably, the nitride is aluminum nitride and the seed substrate is a silicon carbide substrate.
さらに本発明は、前記窒化物単結晶の製造方法を用いて得られる窒化物単結晶を提供する。 Furthermore, the present invention provides a nitride single crystal obtained by using the method for producing a nitride single crystal.
本発明によれば、SiC種子基板上への窒化アルミニウム単結晶成長において、1段階目において、SiC種子基板全面に、成長速度100μm/h以下で窒化アルミニウム単結晶を成長させた後、成長容器の内部空間の温度を上昇させ、2段階目で成長速度100μm/h以上で窒化アルミニウムを成長させることにより、成長初期に種子基板全面が窒化アルミニウム単結晶で覆われるため、SiC表面が炭化されたりエッチングされたりすることなく、品質の向上したバルク窒化アルミニウム単結晶を得ることが可能となる。
本発明の窒化アルミニウム単結晶の製造方法を用いることによって、従来と比較して、より高い成長速度により、より短時間で、品質の向上した窒化アルミニウム単結晶を得ることができる。
According to the present invention, in the aluminum nitride single crystal growth on the SiC seed substrate, in the first stage, after growing the aluminum nitride single crystal on the entire surface of the SiC seed substrate at a growth rate of 100 μm / h or less, By raising the temperature of the internal space and growing aluminum nitride at a growth rate of 100 μm / h or more in the second stage, the entire seed substrate is covered with aluminum nitride single crystal at the initial stage of growth, so that the SiC surface is carbonized or etched. Thus, it is possible to obtain a bulk aluminum nitride single crystal with improved quality.
By using the method for producing an aluminum nitride single crystal of the present invention, an aluminum nitride single crystal with improved quality can be obtained at a higher growth rate and in a shorter time compared to the conventional method.
以下、図面を参照しながら、本発明について詳細に説明する。図1は本発明の窒化アルミニウム単結晶の製造装置の一例を示す概略構成図である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an apparatus for producing an aluminum nitride single crystal according to the present invention.
本実施形態の窒化アルミニウム製造装置1は、黒鉛るつぼからなる成長容器2と、成長容器2の内底部に配置された原料容器3と、成長容器2の天井部に取り付けられたサセプタ4と、を備えて構成されている。原料容器3は、上部に開口部3aを有し、底部に窒化アルミニウム粉末などの原料11が収納されている。
成長容器2の底部であって、原料容器3の周囲側には、窒素ガスなどの導入部5が形成され、成長容器2の天井部であって、サセプタ4の周囲側には窒素ガスなどの排出部6が形成されている。これにより、成長容器2の内部を、所定のガス圧力に調整できるようになっている。
The aluminum nitride production apparatus 1 of the present embodiment includes a
An
また、サセプタ4は、黒鉛などからなる板状のもので、成長容器2内部の上部中央(天井部)に固定されており、サセプタ4の下面には窒化アルミニウム粉末などの原料11と対向するように種子基板12が貼り付けられている。
結晶成長用の種子基板12は、例えば直径1インチの6H−SiC単結晶板であり、種子基板12上において窒化アルミニウム単結晶13の被堆積面は(0001)Si面である。
また、成長容器2本体外周に沿って、成長容器2内部に配された原料11やサセプタ4、種子基板12を加熱する加熱手段7が設けられている。このような加熱手段7としては特に限定されるものではなく、高周波誘導加熱(高周波コイル)または抵抗加熱(ヒータ材はカーボン、タングステンなど)といった、従来公知のものを用いることができる。
Further, the
The
Further, heating means 7 for heating the
次に、本発明の製造装置1を用いた窒化アルミニウム単結晶13の製造方法について説明する。
まず、成長容器2に設けられている図示略の搬入口を開けて、窒化アルミニウムの粉末などの原料11を原料容器3の底部にセットし、種子基板12をサセプタ4に配した後、搬入口を閉じて成長容器2本体を密閉する。
次いで、成長容器2内をガス排出部6により真空排気した後、ガス導入部5により窒素ガス等のプロセスガスを成長容器2内の内部空間2aに導入して、圧力を調整する。ここでの圧力は10〜1000Torrに設定することができる。
そして、原料11が配された原料容器3の下部(原料部)の方が、種子基板12が配されたサセプタ4(成長部)よりも高温となるように、加熱手段7を用いて成長容器2本体内の原料11やサセプタ4、種子基板12を加熱する。ここで、原料部の温度は1800〜2400℃に設定することができる。また、成長部の温度は1700〜2200℃に設定することができる。
原料部の温度は、例えば原料容器3が設置されている成長容器2の内底部の温度を放射温度計で測定することによって決定する。成長部の温度は、例えばサセプタ4が設置されている成長容器2の上部の温度を放射温度計で測定することによって決定する。
Next, the manufacturing method of the aluminum nitride
First, an unillustrated import port provided in the
Next, after the inside of the
Then, using the heating means 7, the growth container 7 is heated so that the lower part (raw material part) of the raw material container 3 in which the
The temperature of the raw material part is determined, for example, by measuring the temperature of the inner bottom part of the
また、加熱中は、成長容器2上部のガス排出部6から成長容器2内の窒素ガスを排気しつつ、下部のガス導入部5から窒素ガスを成長容器2内に供給することにより、成長容器2内の窒素ガス圧力、および流量を適切に調整する。
加熱で昇華させて分解気化された原料11は、窒素ガス雰囲気下で種子基板12上に結晶成長することで、種子基板12の(0001)Si面上に窒化アルミニウム単結晶13となり成長する。本発明では、この結晶成長中において、種子基板12での結晶成長の結晶化速度を制御するため、サセプタ4の温度と原料11から昇華する昇華ガスの昇華速度をそれぞれ最適化する温度制御を行う。
Further, during the heating, the nitrogen gas in the
The
本発明では、この際、窒化アルミニウム単結晶13の成長段階を2段階に分けて成長させた。1段階目は、窒化アルミニウム単結晶13を低い成長速度で成長させる段階とし、種子基板12の全面に窒化アルミニウム単結晶を成長させる。2段階目は、窒化アルミニウム単結晶13を高い成長速度で成長させる段階とし、1段階目と比較して成長容器2の内部空間の成長部および原料部の温度を上昇させる。ここでの原料部の温度は2000〜2500℃に設定することができる。また、成長部の温度は1800〜2300℃に設定することができる。
In the present invention, at this time, the growth stage of the aluminum nitride
以上の方法により、種子基板12の被堆積面に窒化アルミニウム単結晶13を成長させた窒化アルミニウム単結晶が得られる。
以上の方法によれば、成長初期に種子基板12全面が窒化アルミニウム単結晶13で覆われるため、その後の窒化アルミニウム単結晶13の成長において、種子基板12の炭化/エッチングが抑制できる。
By the above method, an aluminum nitride single crystal obtained by growing the aluminum nitride
According to the above method, since the
図1に示す構成の装置を用い、種子基板12の一面に、窒化アルミニウム単結晶を作製した。この作製にあたっては、以下の表1に示す条件1〜8の実験条件で行った。
An aluminum nitride single crystal was produced on one surface of the
この実験条件において、条件1,3,5は従来の1段階のみの成長を行わせる条件であり、条件2,4,6は、2段階目として、1段階目の温度と比較して、成長容器2の内部空間2aの原料部の温度を50℃〜100℃、成長部の温度を70℃〜130℃上昇させて窒化アルミニウム単結晶の成長を行わせた条件である。条件7は条件4の2段階目と略同じ条件を用いて1段階で成長させる条件であり、条件8は条件2の2段階目の条件を用いて1段階で成長させる条件である。
In this experimental condition,
<実験例1>
種子基板として、直径1インチの6H−SiCの(0001)Si面を用い、図1に示した製造装置を用い、表1に示した条件1で窒化アルミニウム単結晶を作製し、これを実験例1とした。成長時間は0.5時間とした。
<Experimental example 1>
Using a (0001) Si surface of 6H—SiC with a diameter of 1 inch as a seed substrate, using the manufacturing apparatus shown in FIG. It was set to 1. The growth time was 0.5 hour.
<実験例2>
表1に示した条件3で窒化アルミニウム単結晶を作製したこと以外は、実験例1と同様に行い、これを実験例2とした。成長時間は1時間とした。
<Experimental example 2>
Except that an aluminum nitride single crystal was produced under the condition 3 shown in Table 1, this was performed in the same manner as in Experimental Example 1, and this was designated as Experimental Example 2. The growth time was 1 hour.
<実験例3>
表1に示した条件4で窒化アルミニウム単結晶を作製したこと以外は、実験例1と同様に行い、これを実験例3とした。成長時間は、1段階目を1時間とし、1段階目と比較して温度を上昇させた2段階目を20時間とした。内部空間の圧力は各段階において一定とした。
<Experimental example 3>
Except that an aluminum nitride single crystal was produced under the
<実験例4>
表1に示した条件5で窒化アルミニウム単結晶を作製したこと以外は、実験例1と同様に行い、これを実験例4とした。成長時間は0.2時間とした。
<Experimental example 4>
Except that an aluminum nitride single crystal was produced under the
<実験例5>
表1に示した条件6で窒化アルミニウム単結晶を作製したこと以外は、実験例1と同様に行い、これを実験例5とした。成長時間は、1段階目を0.2時間とし、1段階目と比較して温度を上昇させた2段階目を20時間とした。内部空間の圧力は各段階において一定とした。
<Experimental example 5>
Except that an aluminum nitride single crystal was produced under the
<実験例6>
表1に示した条件2で窒化アルミニウム単結晶を作製したこと以外は、実験例1と同様に行い、これを実験例6とした。成長時間は、1段階目を0.2時間とし、1段階目と比較して温度を上昇させた2段階目を20時間とした。内部空間の圧力は各段階において一定とした。
<Experimental example 6>
Except that an aluminum nitride single crystal was produced under the
<比較例1>
表1に示した条件7で窒化アルミニウム単結晶を作製したこと以外は、実験例1と同様に行い、これを比較例1とした。成長時間は1時間とした。
<Comparative Example 1>
Except that an aluminum nitride single crystal was produced under the condition 7 shown in Table 1, this was performed in the same manner as in Experimental Example 1, and this was designated as Comparative Example 1. The growth time was 1 hour.
<比較例2>
表1に示した条件8で窒化アルミニウム単結晶を作製したこと以外は、実験例1と同様に行い、これを比較例2とした。成長時間は1時間とした。
<Comparative example 2>
This was carried out in the same manner as in Experimental Example 1 except that an aluminum nitride single crystal was produced under the condition 8 shown in Table 1, and this was designated as Comparative Example 2. The growth time was 1 hour.
<比較例3>
表1に示した条件8で窒化アルミニウム単結晶を作製したこと以外は、実験例1と同様に行い、これを比較例3とした。成長時間は10時間とした。
<Comparative Example 3>
Except that an aluminum nitride single crystal was produced under the condition 8 shown in Table 1, it was carried out in the same manner as in Experimental Example 1, and this was designated as Comparative Example 3. The growth time was 10 hours.
<比較例4>
表1に示した条件2で窒化アルミニウム単結晶を作製したこと以外は、実験例1と同様に行い、これを比較例4とした。成長時間は、1段階目を0.1時間とし、1段階目と比較して温度を上昇させた2段階目を20時間とした。内部空間の圧力は各段階において一定とした。
<Comparative example 4>
This was carried out in the same manner as in Experimental Example 1 except that an aluminum nitride single crystal was produced under the
上記で作製した実験例1〜6、および比較例1〜4で得られた成長窒化アルミニウム単結晶の単結晶長、および成長速度を表2に示す。なお、成長窒化アルミニウム単結晶長は、断面観察により測定したものである。
この表において、オフ角とは、(0001)面に対してある方向に対し、ある角度で切断した表面を有する基板であり、オフ角とはその角度のことである。ジャストとは、種子基板がオフ角を有さないことを意味し、また、3.5°/[11−20]とは、[11−20]方向に3.5°のオフ角を有する種子基板を用いたことを示している。
Table 2 shows the single crystal lengths and growth rates of the grown aluminum nitride single crystals obtained in Experimental Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 4 prepared above. The grown aluminum nitride single crystal length is measured by cross-sectional observation.
In this table, the off-angle is a substrate having a surface cut at a certain angle with respect to a certain direction with respect to the (0001) plane, and the off-angle is the angle. Just means that the seed substrate has no off-angle, and 3.5 ° / [11-20] means a seed having an off-angle of 3.5 ° in the [11-20] direction. It shows that a substrate was used.
(実験例)
実験例1,2,4では、種子基板であるSiC単結晶上の全面に窒化アルミニウム単結晶が成長し、その成長速度は35〜90μm/hであった。この結果、成長窒化アルミニウム単結晶長は18〜35μmとなった。
実験例3は実験例2と同条件の1段階目に続いて、内部空間の圧力を一定にしたまま、1段階目の原料部温度(2140℃)に対して温度を上昇させて(2220℃)、また、1段階目の成長部温度(2000℃)に対して温度を上昇させて(2100℃)、2段階目の窒化アルミニウム単結晶の成長を試みたものである。同様に実験例5は実験例4の条件に続いて、2段階目に内部空間の温度を上昇させて窒化アルミニウム単結晶の成長を試みたものである。
(Experimental example)
In Experimental Examples 1, 2, and 4, an aluminum nitride single crystal grew on the entire surface of the SiC single crystal serving as the seed substrate, and the growth rate was 35 to 90 μm / h. As a result, the grown aluminum nitride single crystal length was 18 to 35 μm.
In Experimental Example 3, following the first stage under the same conditions as in Experimental Example 2, the temperature was increased (2220 ° C.) with respect to the raw material part temperature (2140 ° C.) in the first stage while keeping the internal space pressure constant. In addition, the temperature was raised (2100 ° C.) with respect to the growth temperature (2000 ° C.) of the first stage, and an attempt was made to grow a single-stage aluminum nitride single crystal. Similarly, in Experimental Example 5, following the conditions of Experimental Example 4, the temperature of the internal space was raised in the second stage to try to grow an aluminum nitride single crystal.
この結果、2段階目に内部空間の温度を上昇させて窒化アルミニウム単結晶の成長を試みた条件である、実験例3,5においては、種子基板であるSiCが炭化したりエッチングしたりする損傷を受けることなく、窒化アルミニウム単結晶を得ることができた。また、2段階目の窒化アルミニウム単結晶の成長速度は、1段階目の約5倍に高めることができた。この結果、成長窒化アルミニウム単結晶長は3〜10mmとなった。
実験例6は、1段階目の窒化アルミニウム単結晶長が10μmであったが、2段階目で温度を上昇させて窒化アルミニウム単結晶を成長させることができた。1段階目の窒化アルミニウム単結晶長が10μm以上あれば、2段階目で温度を上昇させたときに再昇華しやすくなった場合においても、窒化アルミニウム層が全てなくなることはないので、窒化アルミニウム単結晶を得ることが可能となる。
As a result, in the experimental examples 3 and 5 in which the temperature of the internal space was raised in the second stage and the growth of the aluminum nitride single crystal was attempted, damage caused by the carbonization or etching of SiC as the seed substrate An aluminum nitride single crystal could be obtained without being subjected to heat treatment. In addition, the growth rate of the second stage aluminum nitride single crystal could be increased to about 5 times the first stage. As a result, the grown aluminum nitride single crystal length was 3 to 10 mm.
In Experimental Example 6, the aluminum nitride single crystal length in the first stage was 10 μm, but the aluminum nitride single crystal could be grown by increasing the temperature in the second stage. If the aluminum nitride single crystal length of the first stage is 10 μm or more, even if it becomes easy to resublimate when the temperature is raised in the second stage, the aluminum nitride layer is not completely lost. Crystals can be obtained.
(比較例)
比較例1では、種子基板であるSiCの表面が炭化しており、窒化アルミニウム単結晶は成長しなかった。
比較例2では、SiCの中央部分に窒化アルミニウム単結晶が成長していたが、その周囲の部分はエッチングされており、六角形状のピットが見られた。
比較例3では、SiCは炭化しており、SiC上に窒化アルミニウム単結晶は析出しなかった。
比較例4では、SiC上に部分的に窒化アルミニウム単結晶が成長していた。窒化アルミニウム単結晶が成長していない領域のSiCは炭化が進行していた。これは、1段階目の窒化アルミニウム単結晶長が5μmと薄く、2段階目へ移行する昇温時にSiC表面に成長した窒化アルミニウムが再昇華し、窒化アルミニウムが全て昇華してしまった領域においてSiCが炭化したためである。
(Comparative example)
In Comparative Example 1, the surface of SiC as the seed substrate was carbonized, and the aluminum nitride single crystal did not grow.
In Comparative Example 2, an aluminum nitride single crystal was grown in the central portion of SiC, but the surrounding portion was etched, and hexagonal pits were observed.
In Comparative Example 3, SiC was carbonized, and no aluminum nitride single crystal was deposited on the SiC.
In Comparative Example 4, an aluminum nitride single crystal was partially grown on SiC. The SiC in the region where the aluminum nitride single crystal has not grown has been carbonized. This is because the aluminum nitride single crystal length of the first stage is as thin as 5 μm, and the aluminum nitride grown on the SiC surface at the time of temperature rise to the second stage is re-sublimed, and all of the aluminum nitride is sublimated. This is because of carbonization.
以上の結果のように、内部温度を上昇させた2段階目で成長速度100μm/h以上で窒化アルミニウム単結晶を成長させることにより、種子基板であるSiCが損傷することなく、窒化アルミニウム単結晶を得ることができた。ゆえに、より短時間で、より高品質の窒化アルミニウム単結晶を得ることが可能となる。 As described above, by growing the aluminum nitride single crystal at a growth rate of 100 μm / h or more in the second stage in which the internal temperature is increased, the aluminum nitride single crystal is obtained without damaging the SiC as the seed substrate. I was able to get it. Therefore, a higher quality aluminum nitride single crystal can be obtained in a shorter time.
1…窒化アルミニウム単結晶の製造装置、2…成長容器、2a…内部空間、3…原料容器、3a…開口部、4…サセプタ、5…ガス導入部、6…ガス排出部、7…加熱手段、11…原料、12…種子基板、13…窒化アルミニウム単結晶。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Manufacturing apparatus of aluminum nitride single crystal, 2 ... Growth container, 2a ... Internal space, 3 ... Raw material container, 3a ... Opening part, 4 ... Susceptor, 5 ... Gas introduction part, 6 ... Gas discharge part, 7 ... Heating means 11 ... Raw material, 12 ... Seed substrate, 13 ... Aluminum nitride single crystal.
Claims (3)
該成長容器の内部空間の温度を調整するための加熱手段と、
を少なくとも備えた窒化物単結晶の製造装置を用い、昇華法により前記サセプタに配置された種子基板上に前記窒化物単結晶を堆積させる窒化物単結晶の製造方法であって、
100μm/h以下の成長速度で前記窒化物単結晶を成長させる第1段階と、
前記成長容器の内部空間の温度を上昇させた状態で、100μm/h以上の成長速度で前記窒化物単結晶を成長させる第2段階と、
を有することを特徴とする窒化物単結晶の製造方法。 A raw material container for storing the raw material inside, and a growth container equipped with a susceptor facing it,
Heating means for adjusting the temperature of the internal space of the growth vessel;
Using a nitride single crystal production apparatus comprising at least a nitride single crystal deposited on a seed substrate disposed on the susceptor by a sublimation method,
A first stage of growing the nitride single crystal at a growth rate of 100 μm / h or less;
A second stage of growing the nitride single crystal at a growth rate of 100 μm / h or more with the temperature of the internal space of the growth vessel raised;
A method for producing a nitride single crystal, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008332678A JP2010150110A (en) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | Nitride single crystal and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008332678A JP2010150110A (en) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | Nitride single crystal and method for producing the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010150110A true JP2010150110A (en) | 2010-07-08 |
Family
ID=42569627
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008332678A Pending JP2010150110A (en) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | Nitride single crystal and method for producing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010150110A (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007214547A (en) * | 2006-01-12 | 2007-08-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Aluminum nitride crystal, manufacturing method thereof, substrate thereof, and semiconductor device |
JP2008013390A (en) * | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | MANUFACTURING METHOD OF AlN CRYSTAL SUBSTRATE, GROWING METHOD OF AlN CRYSTAL AND AlN CRYSTAL SUBSTRATE |
JP2009091186A (en) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method for growing aluminum nitride crystal and crystal growth device |
-
2008
- 2008-12-26 JP JP2008332678A patent/JP2010150110A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007214547A (en) * | 2006-01-12 | 2007-08-23 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Aluminum nitride crystal, manufacturing method thereof, substrate thereof, and semiconductor device |
JP2008013390A (en) * | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | MANUFACTURING METHOD OF AlN CRYSTAL SUBSTRATE, GROWING METHOD OF AlN CRYSTAL AND AlN CRYSTAL SUBSTRATE |
JP2009091186A (en) * | 2007-10-05 | 2009-04-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method for growing aluminum nitride crystal and crystal growth device |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JPN6012025541; R. DALMAU et al.: '"AlN bulk crystals grown on SiC seeds"' JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH vol. 281, 2005, p.68 - 74 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7678195B2 (en) | Seeded growth process for preparing aluminum nitride single crystals | |
US7524376B2 (en) | Method and apparatus for aluminum nitride monocrystal boule growth | |
JP5186733B2 (en) | AlN crystal growth method | |
JP2010514648A (en) | Micropipe-free silicon carbide and method for producing the same | |
JP2006111478A (en) | Silicon carbide single crystal ingot, silicon carbide single crystal wafer, and its manufacturing method | |
JP4600160B2 (en) | Group III nitride crystal growth method | |
JP2008110907A (en) | Method for producing silicon carbide single crystal ingot, and silicon carbide single crystal ingot | |
JP4460236B2 (en) | Silicon carbide single crystal wafer | |
JP5131262B2 (en) | Silicon carbide single crystal and method for producing the same | |
JP5252495B2 (en) | Method for producing aluminum nitride single crystal | |
JP4197178B2 (en) | Single crystal manufacturing method | |
JP4850807B2 (en) | Crucible for growing silicon carbide single crystal and method for producing silicon carbide single crystal using the same | |
JP4374986B2 (en) | Method for manufacturing silicon carbide substrate | |
JP2014101235A (en) | METHOD FOR PRODUCING AlN SINGLE CRYSTAL | |
JP2005343722A (en) | METHOD FOR GROWING AlN CRYSTAL, AlN CRYSTAL SUBSTRATE AND SEMICONDUCTOR DEVICE | |
WO2015012190A1 (en) | METHOD FOR PRODUCING SiC SUBSTRATES | |
JP2008230868A (en) | Method for growing gallium nitride crystal and gallium nitride crystal substrate | |
JP2009249202A (en) | Method for producing aluminum nitride single crystal | |
JP4595592B2 (en) | Single crystal growth method | |
JP2007145679A (en) | Apparatus for and method of producing aluminum nitride single crystal | |
JP2010150110A (en) | Nitride single crystal and method for producing the same | |
JP2013006739A (en) | Method for producing single crystal | |
JP2010275166A (en) | Method for producing silicon carbide single crystal | |
JP5094811B2 (en) | Single crystal manufacturing method and manufacturing apparatus | |
KR20200130284A (en) | Silicon carbide single crystal manufacturing method and manufacturing apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110610 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20110610 |
|
A521 | Written amendment |
Effective date: 20120224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120510 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20120522 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20121023 |