JP2010515654A - 結晶性組成物、ウェハ、デバイス及び関連する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2004年12月13日に出願された米国特許出願第11/010,507号の一部継続出願である2006年3月15日に出願された米国特許出願第11/376,575号の一部継続出願である2007年1月9日に出願された米国特許出願第11/621,556号の優先権を主張するものである。本出願は、ここに挙げた出願についての優先権及びそれによる利益を主張し、その開示は、参照によりここに援用される。
米国政府は、米国商務省の米国標準技術局によって与えられた協力協定第70NANB9H3020号に基づき、本発明についての一定の権利を有することが許されている。
MN+3HX=MX3+NH3 (1)
によって記述されるように、HX(NH4Xは、アンモニアに溶解したHXとして考えられる)とMNとが反応し、MX3及びアンモニアを生成すると考えられる。
別の態様では、格子損傷は、塩基性溶液、断続的又は連続的な(chopped or continuous)紫外光線及び化学的若しくは電気的酸化の手段を用いた光電気化学エッチングによって除去することができる。別の態様では、格子損傷は、化学機械研磨によって除去することができる。
NH4F鉱化剤0.1グラムを、直径約1.25センチメートルの銀製カプセルに入れた。5.0パーセントの開口面積を有するじゃま板をカプセルの中央部に配置し、多結晶窒化ガリウムソース材料0.31グラムをカプセルの上半部に配置した。カプセルを、直径1.25センチメートルの鋼製リングと共に充填/密閉アセンブリに封入した。カプセル及び充填/密閉アセンブリをガスマニホールドに移し、アンモニア0.99グラムで満たした。次に、プラグをカプセルの開いた上端部に挿入し、それにより、銀のカプセルと銀のプラグとの間に冷間溶接部を形成し、プラグを囲む鋼製リングによりプラグを強化した。カプセルを充填/密閉アセンブリから取り出し、ゼロストローク高圧高温(HPHT)装置(zero stroke high-pressure high temperature apparatus)に挿入した。セルを約700℃まで加熱し、その温度で55時間にわたり保持し、その際、約85℃の温度勾配とした。セルを冷却し、プレスから取り出した。
各々重さ3mg〜4mgの3つのシード結晶を、NH4F鉱化剤0.10グラムのと共に直径約1.25センチメートルの銀製カプセルの底に置いた。5.0パーセントの開口面積を有するじゃま板をカプセルの中央部に配置し、多結晶窒化ガリウムソース材料0.34グラムをカプセルの上半部に置いた。カプセルを、直径0.675インチの鋼製リングと共に充填/密閉アセンブリに封入した。カプセル及び充填/密閉アセンブリをガスマニホールドに移し、アンモニア1.03グラムで満たした。次に、プラグをカプセルの開いた上端部に挿入し、銀製カプセルと銀製プラグとの間に冷間溶接部を形成し、プラグを囲む鋼製リングによりプラグを強化した。カプセルを充填/密閉アセンブリから取り出し、ゼロストローク高圧高温(HPHT)装置に挿入した。
重さ10.4mgの窒化ガリウムシード結晶を、NH4F鉱化剤0.04グラムと共に直径約1.25センチメートルの銀製カプセルの底に置いた。5.0パーセントの開口面積を有するじゃま板をカプセルの中央部に設け、多結晶窒化ガリウムソース材料0.74グラムをカプセルの上半部に置いた。カプセルを、直径0.675インチの鋼製リングと共に充填/密閉アセンブリに封入した。カプセル及び充填/密閉アセンブリをガスマニホールドに移し、アンモニア1.14グラムで満たした。次に、プラグをカプセルの開いた上端部に挿入し、銀製カプセルと銀製プラグとの間に冷間溶接部を形成し、プラグを囲む鋼製リングがプラグを強化するようにした。カプセルを充填/密閉アセンブリから取り出し、ゼロストローク高圧高温(HPHT)装置に挿入した。セルを、約15℃/分で約500℃に、次いで0.05℃/分で680℃に加熱し、約70℃の温度勾配で53時間、後者の温度に保持した。セルを冷却し、プレスから取り出した。アンモニアを排気した後にカプセルを開くと、加熱速度が非常に遅いにも関わらず、自発核形成した多数の結晶組成物がカプセルの底に観察された。シードは、重量41.7mg及び直径約2mmに成長していた。しかし、自発核形成した結晶組成物の重量は、シードの重量増加の10倍以上であった。
重さ19.7mgの窒化ガリウムシード結晶に、高出力レーザによって小さな孔を開けた。このシードを、35パーセントの開口面積の銀のじゃま板から0.13mmの銀線によって吊し、NH4F鉱化剤0.10グラムと共に直径約1.25センチメートルの銀製カプセルの下半部に置いた。多結晶窒化ガリウムソース材料0.74グラムをカプセルの上半部に置いた。カプセルを、直径0.583インチの鋼製リングと共に充填/密閉アセンブリに封入した。カプセル及び充填/密閉アセンブリをガスマニホールドに移し、アンモニア0.99グラムので満たした。次に、プラグをカプセルの開いた上端部に挿入し、銀製カプセルと銀製プラグとの間に冷間溶接部を形成し、プラグを囲む鋼製リングがプラグを強化するようにした。カプセルを充填/密閉アセンブリから取り出し、ゼロストローク高圧高温(HPHT)装置に挿入した。
前の実験から得られた、重さ12.6mgの窒化ガリウムシード結晶を、35パーセントの開口面積を有する銀製じゃま板から0.13mmの銀線によって、レーザドリル孔を通して吊し、直径約1.25センチメートルの銀製カプセルの下半部に置いた。NH4F鉱化剤0.10グラム及び多結晶の窒化ガリウムソース材料1.09グラムを、カプセルの上半部に置いた。カプセルを、直径0.583インチの鋼製リングと共に、充填/密閉アセンブリに封入した。カプセル及び充填/密閉アセンブリをガスマニホールドに移し、アンモニア0.95グラムで満たした。次に、プラグをカプセルの開いた上端部に挿入し、銀製カプセルと銀製プラグとの間に冷間溶接部を形成し、プラグを囲む鋼製リングがプラグを強化するようにした。カプセルを充填/密閉アセンブリから取り出し、ゼロストローク高圧高温(HPHT)装置に挿入した。K型熱電対によって測定しながら、カプセルの底の温度が約700℃、カプセルの上半部の温度が約640℃になるまで、セルを約11℃/分の速度で加熱した。温度勾配ΔTがゼロに減少するまで、ヒーターの上半部の電流を増加させた。1時間、ΔT=0に維持した後に、ΔTが約50℃まで増加するまで、カプセルの上半部の温度を5℃/時で低下させ、温度をこの値に、98時間にわたり保持した。セルを冷却し、プレスから取り出した。アンモニアを排気した後にカプセルを開くと、シードは24.3mgの重量に成長していた。結晶組成物を、Ar中、625℃で30分間、10パーセントのHCl中でエッチングした。いくつかのエッチピットが、約106cm−2のエッチピット密度でシード上の領域のc面上に観察された。しかし、シードの横方向に成長する領域にはエッチピットがなかった。新たに横方向に成長した窒化ガリウムの領域は、約3.2×10−2cm2であり、これは、エッチピット密度が(1/3.2×10−2cm2)未満、すなわち32cm−2未満であったことを示す。
前の実験から得られた、重さ48.4mg及び36.6mgの2つの窒化ガリウムシード結晶を、0.13mmの銀線によってレーザドリルで開けた孔を通して、35パーセントの開口領域の銀のじゃま板から吊し、直径約1.25センチメートルの銀製カプセルの下半部に置いた。NH4F鉱化剤0.10グラム及び多結晶の窒化ガリウムソース材料1.03グラムを、カプセルの上半部に置いた。カプセルを、直径0.583インチの鋼製リングと共に、充填/密閉アセンブリに封入した。カプセル及び充填/密閉アセンブリをガスマニホールドに移し、アンモニア1.08グラムで満たした。次に、プラグをカプセルの開いた上端部に挿入し、銀製カプセルと銀製プラグとの間に冷間溶接部を形成し、プラグを囲む鋼製リングがプラグを強化するようにした。カプセルを充填/密閉アセンブリから取り出し、ゼロストローク高圧高温(HPHT)装置に挿入した。K型熱電対によって測定しながら、カプセルの底の温度が約700℃、カプセルの上半部の温度が約642℃になるまで、セルを約11℃/分の割合で加熱した。温度勾配ΔTがゼロに減少するまで、ヒーターの上半部の電流を増加させた。1時間にわたりΔT=0で維持した後に、ΔTが約30℃に増加するまで、カプセルの上半部の温度を5℃/時で低下させ、温度をこの値に、100時間にわたり保持した。セルを冷却し、プレスから取り出した。
前の実験から得られた、重さ25.3mgの窒化ガリウムシード結晶を、0.13mmの銀線によってレーザドリルで開けた孔を通して、35パーセントの開口領域の銀のじゃま板から吊し、直径約1.25センチメートルの銀製カプセルの下半部に置いた。NH4F鉱化剤0.10グラム及び多結晶0.98グラムの窒化ガリウムソース材料を、カプセルの上半部に置いた。カプセルを、直径0.583インチの鋼製リングと共に、充填/密閉アセンブリに封入した。カプセル及び充填/密閉アセンブリをガスマニホールドに移し、アンモニア1.07グラムで満たした。次に、プラグをカプセルの開いた上端部に挿入し、銀のカプセルと銀のプラグとの間に冷間溶接部を形成し、鋼製リングがプラグを囲んで強化するようにした。カプセルを充填器/密閉アセンブリから取り外し、ゼロストローク高圧高温(HPHT)装置に挿入した。K型熱電対によって測定されたカプセルの底の温度が約700℃、カプセルの上半部の温度が約648℃になるまで、セルを約11℃/分の割合で加熱した。温度勾配ΔTが3℃に減少するまで、ヒーターの上半部の電流を増加させた。ΔT=3℃を1時間維持した後に、ΔTが約30℃に増加するまで、カプセルの上半分の温度を5℃/時で低下させ、さらにΔTが約60℃まで増加するまで、2.5℃/時で低下させ、温度を20時間にわたりこの値に保持した。セルを冷却し、プレスから取り出した。
HVPE法によって得られた、重さ13.5mgの窒化ガリウムシード結晶を、0.13mmの銀線によってレーザドリルで開けた孔を通して35パーセントの開口領域の銀のじゃま板から吊し、そして直径約1.25センチメートルの銀のカプセルの下半部に置いた。0.10グラムのNH4F鉱化剤、0.031グラムのCoF2及び0.304グラムの多結晶の窒化ガリウムソース材料を、カプセルの上半部に置いた。カプセルを、直径0.583インチの鋼製リングと共に、充填器/密閉アセンブリに封入した。カプセル及び充填器/密閉アセンブリをガスマニホールドに移し、1.01グラムのアンモニアで満たした。次に、プラグをカプセルの開いた上端部に挿入し、銀製カプセル及び銀製プラグの間に冷間溶接部を形成し、鋼製リングがプラグを囲んで強化するようにした。カプセルを充填/密閉アセンブリから取り出し、ゼロストローク高圧高温(HPHT)装置に挿入した。K型熱電対によって測定しながら、カプセルの底の温度が約700℃、カプセルの上半部の温度が約635℃になるまで、セルを約11℃/分の割合で加熱し、温度をその値で10時間にわたり保持した。セルを冷却し、プレスから取り出した。
HVPE法によって成長させた窒化ガリウムシード結晶を、0.13mmの銀線によってレーザドリルで開けた孔を通して、10パーセントの開口領域の銀のじゃま板から吊し、直径約1.25センチメートルの銀製カプセルの下半部に置いた。NH4F鉱化剤0.10グラム、FexN0.087グラム及び多結晶窒化ガリウムソース材料0.305グラムを、カプセルの上半部に置いた。カプセルを、直径0.583インチの鋼製リングと共に、充填/密閉アセンブリに封入した。カプセル及び充填/密閉アセンブリをガスマニホールドに移し、アンモニア1.12グラムで満たした。次に、プラグをカプセルの開いた上端部に挿入し、銀製カプセルと銀製プラグとの間に冷間溶接部を形成し、プラグを囲む鋼製リングがプラグを強化するようにした。カプセルを充填/密閉アセンブリから取り出し、ゼロストローク高圧高温(HPHT)装置に挿入した。K型熱電対によって測定しながら、カプセルの底の温度が約700℃、カプセルの上半部の温度が約630℃になるまで、セルを約11℃/分の割合で加熱し、温度をこの値で10時間にわたり保持した。セルを冷却し、プレスから取り出した。
HVPE法によって成長させた重さ14.3mgの窒化ガリウムシード結晶を、0.13mmの銀線によってレーザドリルで開けた孔を通して、35パーセントの開口領域の銀のじゃま板から吊し、直径約1.25センチメートルの銀製カプセルの下半部に置いた。NH4F鉱化剤0.10グラム、MnxN0.026グラム及び多結晶窒化ガリウムソース材料1.008グラムを、カプセルの上半部に置いた。カプセルを、直径0.583インチの鋼製リングと共に、充填/密閉アセンブリに封入した。カプセル及び充填/密閉アセンブリをガスマニホールドに移し、アンモニア1.04グラムで満たした。次に、プラグをカプセルの開いた上端部に挿入し、銀製カプセルと銀製プラグとの間に冷間溶接部を形成し、鋼製リングがプラグを囲んで強化するようにした。カプセルを充填/密閉アセンブリから取り出し、ゼロストローク高圧高温(HPHT)装置に挿入した。K型熱電対によって測定しながら、カプセルの底の温度が約700℃、カプセルの上半部の温度が約650℃になるまで、セルを約11℃/分の割合で加熱し、温度をこの値で60時間にわたり保持した。セルを冷却し、プレスから取り出した。
0.100g、0.200g又は0.500グラムのNH4Fを、3つの別々の約1.25センチメートルの銀製カプセルに添加した。さらに、充填/密閉アセンブリを使用して、多結晶窒化ガリウム0.36のグラム及びアンモニア0.9〜1.0グラムを各カプセルに加えた。NH4F鉱化剤の濃度は、アンモニアに関するモル比として表すと、3つのカプセル中、それぞれ5.4パーセント、9.3パーセント及び23.7パーセントであった。密閉したカプセルをゼロストローク高圧装置のセル内に置き、700℃まで加熱し、この温度に8時間にわたり保持し、冷却した。窒化ガリウムの結晶組成物は3つのカプセル全ての中で成長した。また、各カプセルの中には、GaF3(NH3)2及び(NH4)3GaF6を含有する結晶組成物が存在していた。Gaを含む錯体の重量は、3つのカプセル中、それぞれ0.12g、0.25g及び0.65gであり、溶解したGa含有種の濃度が初期の鉱化剤濃度にほぼ比例することを示していた。3つのカプセル中の溶解していない多結晶の窒化ガリウムの重量は、それぞれ0.29g、0.23g及び0.03gであり、鉱化剤の濃度が高いほど窒化ガリウムの迅速な溶解及び輸送が可能になることを示していた。
1cmの正方形の窒化ガリウムシード結晶の中心に、直径2ミリメートルの孔をレーザであけた。このシード結晶を25パーセントの開口面積のじゃま板から吊し、直径1.1インチの銀製カプセル内に置いた。NH4F1.000グラム及び多結晶窒化ガリウム15.276グラムを、グローブボックス内の直径1.1インチの銀製カプセルに加え、直径0.12インチの充填管を有する蓋をカプセルの上端部に溶接した。充填管を、内容物を空気に曝すことなくガスマニホールドに取り付け、カプセルを排気し、NH38.44グラムで満たした。充填管を溶接して密閉する。カプセルをゼロストローク高圧装置中のセルに置いた。K型熱電対によって測定しながら、カプセルの底の温度が約700℃、カプセルの上半部の温度が約650℃になるまで、セルを約11℃/分の割合で加熱した。温度勾配ΔTがゼロに減少するまで、ヒーターの上半部の電流を増加させた。1時間ΔT=0で保持した後に、カプセルの上半部の温度をΔTが約30℃に増加するまで、5℃/時で低下させ、温度をこの値に100時間にわたり保持した。セルを冷却し、プレスから取り出した。
厚み約0.2ミリメートルの、18×18×18ミリメートルの長い三角形の窒化ガリウムシード結晶を、15パーセントの開口領域を有するじゃま板から吊し、直径1.1インチの銀製カプセルの内部に置いた。GaF30.998グラム、NH4F0.125グラム及び多結晶窒化ガリウム10.118グラムをグローブボックス内のカプセルに加え、直径0.12インチの充填管を備えた蓋をカプセルの上部に溶接した。充填管を、内容を空気に曝すことなくガスマニホールドに取り付け、カプセルを排気し、NH39.07グラムので満たした。充填管を溶接して密閉した。カプセルをゼロストローク高圧装置中のセルに置いた。K型熱電対によって測定しながら、カプセルの底の温度が約750℃、カプセルの上半部の温度が約700℃になるまで、セルを加熱した。温度をこの値に54時間にわたり保持した。セルを冷却し、プレスから取り出した。
18×13×0.20ミリメートル厚の三角形の窒化ガリウムシード結晶を、25パーセントの開口領域を有するじゃま板から吊し、直径1.1インチの銀製カプセルの内部に置いた。NH4F1.0グラム及び多結晶窒化ガリウム14.655グラムを、グローブボックス内のカプセルに加え、直径0.12インチの充填管を備えた蓋をカプセルの上部に溶接した。充填管を、内容を空気に曝すことなくガスマニホールドに取り付け、カプセルを排気し、NH38.35グラムで満たす。充填管を溶接して密閉した。カプセルをゼロストローク高圧装置中のセルに置いた。K型熱電対によって測定しながら、カプセルの底の温度が約700℃、カプセルの上半部の温度が約660℃になるまで、セルを加熱した。温度をこの値に99時間にわたり保持した。セルを冷却し、プレスから取り出した。
1×1cm2の寸法で880μm厚の窒化ガリウムシード結晶を、10パーセントの開口領域を有するじゃま板から吊し、直径1.1インチの銀のカプセルの内部に置いた。GaF31.147グラム及び多結晶窒化ガリウム10.112グラムを、グローブボックス内のカプセルに加え、直径0.12インチの充填管を備えた蓋をカプセルの上部に溶接した。充填管を、内容を空気にさらすことなしにガスマニホールドに取り付け、カプセルを排気し、NH38.35グラムで満たした。充填管を溶接して密閉した。カプセルをゼロストローク高圧装置中のセルに置いた。K型熱電対によって測定しながら、カプセルの底の温度が約750℃、カプセルの上半部の温度が約705℃になるまで、セルを加熱した。温度をこの値に56.5時間にわたり保持した。セルを冷却し、プレスから取り出した。
NH4F1.53グラム及び多結晶窒化ガリウム1.53グラムを、アンモニアのない約1.25センチメートルの銀製カプセルに加えた。カプセルをゼロストローク高圧装置中のセルに置き、700℃まで加熱し、この温度に13時間保持し、冷却した。カプセルを開いたとき、高温プロセス中にNH4Fと窒化ガリウムとの反応によって形成されたNH3ガス0.42が排出された。良好なファセットを呈し、自発核形成した窒化ガリウム結晶組成物が、カプセルの底から回収された。NH4F約0.62グラムの等量が残留し(1.53〜37/17×0.42)、これは、窒化ガリウムの成長が40モルパーセントのNH4F中で起こったことを示唆する。
1.3×6.1ミリメートルのスロットを、10×16×0.2ミリメートルのHVPE法による窒化ガリウム結晶の中心にレーザで切り抜いた。窒化ガリウムシード結晶を25パーセントの開口領域を有するじゃま板から吊し、直径1.1インチの銀製カプセルの内部に置いた。NH4F1.0グラム及び多結晶窒化ガリウム12.79グラムを、グローブボックス内のカプセルに加え、直径0.12インチの充填管を備えた蓋をカプセルの上部に溶接した。充填管を、内容を空気に曝すことなしにガスマニホールドに取り付け、カプセルを排気し、NH38.17グラムで満たした。充填管を溶接して密閉した。カプセルをゼロストローク高圧装置中のセルに置く。K型熱電対によって測定しながら、カプセルの底の温度が約700℃、カプセルの上半部の温度が約660℃になるまで、セルを加熱した。温度をこの値に94時間にわたり保持した。セルを冷却し、プレスから取り出した。
1.9ミリメートル×5.1ミリメートルのスロットを、8.8ミリメートル×15.1ミリメートル×0.2ミリメートルのHVPE法による窒化ガリウム結晶の中心にレーザで切り抜いた。窒化ガリウムシード結晶を、4パーセントの開口領域のじゃま板から吊し、直径1.1インチの銀製カプセルの内部に置いた。NH4F1.0グラム及び多結晶窒化ガリウム10.03グラムを、グローブボックス内のカプセルに加え、直径0.12インチの充填管を備えた蓋をカプセルの上部に溶接した。充填管を、内容を空気に曝すことなくガスマニホールドに取り付け、カプセルをまず排気してから、NH38.54グラムで満たした。充填管を溶接して密閉した。カプセルをゼロストローク高圧装置中のセルに置いた。K型熱電対によって測定しながら、カプセルの底の温度が約700℃、カプセルの上半部の温度が約665℃になるまで、セルを加熱した。温度をこの値に60時間にわたり保持した。セルを冷却し、プレスから取り出した。
一連のドープされていない窒化ガリウム結晶組成物を、上に開示の実施例のプロセスにより製造した。試料1で製造された窒化ガリウム結晶組成物はドープされておらず、透明で無色であり、試料2では、不透明で半絶縁性であり、試料3では、透明で、ほぼ室温でp型伝導性であった。試料4〜20中の窒化ガリウム結晶組成物は、下表に列挙したように他の組成物を含む。
Claims (37)
- 寸法x、y及びwによって規定される所定の体積を有する、ガリウム及び窒素を含む結晶組成物であって、
前記x及びyが、厚みwに垂直な平面を規定しており、前記結晶組成物が、立方センチメートル当たり約3×1018未満の濃度で存在する酸素量を有し、前記結晶組成物の所定の体積中に二次元面境界欠陥を含まず、
前記少なくとも1つの寸法x又はyが、2.75ミリメートル以上であり、前記所定の体積が、平方センチメートル当たり約10,000未満の一次元線欠陥転位密度を有している、結晶組成物。 - 前記結晶組成物が、マグネシウム不含であり、光学的に透明であって、465〜700nmの波長で100cm−1未満の光吸収係数を有する、請求項1に記載の結晶組成物。
- 前記二次元面境界欠陥が、粒子の境界(粒界)である、請求項1に記載の結晶組成物。
- 前記転位密度が、立方センチメートル当たり1000未満であるか、又は
前記粒子が、約3ミリメートルより大きい少なくとも1つの寸法x又はyを有する、請求項3に記載の結晶組成物。 - 前記転位密度が、立方センチメートル当たり100未満であるか、又は
前記粒子が、約5ミリメートルより大きい少なくとも1つの寸法x又はyを有する、請求項3に記載の結晶組成物。 - 前記厚みwが、約100マイクロメートルより大きい、請求項1に記載の結晶組成物。
- 立方センチメートル当たり約5×1017未満の酸素濃度を有する、請求項1に記載の結晶組成物。
- 前記結晶組成物のω方向での(0002)反射のx線ロッキング曲線半値全幅が、30秒角以下である、請求項1に記載の結晶組成物。
- ほぼ室温でp型半導体として機能することができるような電気的特性を有する、請求項1に記載の結晶組成物。
- ほぼ室温でp型半導体である、請求項1に記載の結晶組成物。
- 不透明の結晶組成物であって、黒色である、請求項1に記載の結晶組成物。
- 透明で且つドープされていない結晶組成物に対する前記黒色結晶組成物の近バンドエッジフォトルミネセンスの強度の比が、約0.1パーセント未満である、請求項11に記載の結晶組成物。
- 約300Kの結晶組成物温度で、約3.38eV〜約3.41eVの光エネルギーでピークを示すフォトルミネセンススペクトルを有する、請求項1に記載の結晶組成物。
- n型半導体である、請求項1に記載の結晶組成物。
- Be、C、Mg、Si、H、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、Zr、Hf又は希土類金属の1つ以上を含むドーパントをさらに含む、請求項1に記載の結晶組成物。
- 前記ドーパントが、立方センチメートル当たり約1×1016〜約1×1021の濃度で存在する、請求項15に記載の結晶組成物。
- 単結晶である、請求項1に記載の結晶組成物。
- 磁性、発光性、又は磁性及び発光性の両方を有する、請求項1に記載の結晶組成物。
- 赤外吸収ピークを約3175cm−1で有し、その単位厚み当たりの吸収が、センチメートル当たり約0.01cmより大きい、請求項1に記載の結晶組成物。
- 約0.04ppmより大きいハロゲン化物を含む、請求項1に記載の結晶組成物。
- アルミニウム、ヒ素、ホウ素、インジウム若しくはリンをそれぞれ、検出可能な量であるが約5モルパーセント未満で含むか、又はそれらの2つ以上の組合せを約5モルパーセント未満で含む、請求項1に記載の結晶組成物。
- 請求項1に記載の結晶組成物を含むウェハ。
- (0001)配向、(000−1)配向、(10−10)配向、(11−20)配向及び(10−11)配向のうちの1つの約10°以内の結晶配向を有する、請求項22に記載のウェハ。
- (0001)配向、(000−1)配向、(10−10)配向、(11−20)配向及び(10−11)配向のうちの1つの約5°以内の結晶配向を有する、請求項23に記載のウェハ。
- 弧を規定する丸められた端を有する、請求項22に記載のウェハ。
- 前記ウェハの上端の曲率半径が、10マイクロメートルから前記ウェハの厚みの50%までの範囲にあり、前記丸められた部分と前記ウェハの上面とでなす角度が、30度未満であり、前記ウェハの底側端の曲率半径が、前記ウェハの上側端の曲率半径より大きく、前記ウェハの底面と30度未満の角度をなす、請求項25に記載のウェハ。
- 少なくとも面取りされた端を有している、請求項22に記載のウェハ。
- 前記少なくとも1つの面取り部が、約10マイクロメートルから前記ウェハの厚み寸法の約20パーセントの範囲の厚みを有し、該厚みの約1〜約5倍の範囲の幅を有する、請求項27に記載のウェハ。
- 少なくとも10×10マイクロメートル平方の横方向エリアにわたり、1ナノメートルRMS未満の表面粗さを有する面を有する、請求項27に記載のウェハ。
- 請求項22に記載のウェハを含む半導体構造。
- 前記結晶組成物上に設けられた、AlxInyGa1−x−yN層[式中、0≦x≦1、0≦y≦1及び0≦x+y≦1]からなるホモエピタキシャル層をさらに有する、請求項30に記載の半導体構造。
- ダイオード、検出器、トランスデューサ、トランジスタ、整流器、サイリスタ、エミッタ又はスイッチの1つ以上の一部を構成する、請求項30に記載の半導体構造。
- 電界効果トランジスタの一部を構成する、請求項32に記載の半導体構造。
- 発光ダイオード、レーザダイオード、光検出器、アバランシェフォトダイオード、p−i−nダイオード、金属−半導体−金属ダイオード、ショットキー整流器、高電子移動度トランジスタ、金属−半導体電界効果トランジスタ、金属−酸化物電界効果トランジスタ、パワー金属−酸化物−半導体電界効果トランジスタ、パワー金属−絶縁体−半導体電界効果トランジスタ、バイポーラ接合トランジスタ、金属−絶縁体電界効果トランジスタ、ヘテロジャンクションバイポーラトランジスタ、パワー絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、パワー垂直接合電界効果トランジスタ、カスコードスイッチ、内部サブバンドエミッタ、量子井戸赤外光検出器及び量子ドット赤外光検出器の一部を構成する、請求項32に記載の半導体構造。
- 寸法x、y及びwによって規定される所定の体積を有する、ガリウム及び窒素を含む結晶組成物であって、
前記x及びyが、厚みwに垂直な平面を規定しており、前記所定の体積の少なくとも一部が、平方センチメートル当たり約10,000未満の一次元線欠陥転位密度を有しており、前記少なくとも1つの寸法x又はyが、2.75ミリメートル以上であり、前記体積中に傾角境界及び粒界を含まない、結晶組成物。 - 前記体積が表面を有し、該表面上の明らかな一次元線欠陥転位密度が平方センチメートル当たり1000未満である、請求項35に記載の結晶組成物。
- ガリウム及び窒素を含む結晶組成物であって、
該結晶組成物が、ブール又はインゴットから切り出されたウェハであって、1センチメートルの間隔にわたり1度未満内まで一定な表面での巨視的な結晶配向を有する、結晶組成物。
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