JP2014169206A - Ga2O3系単結晶基板、及びその製造方法 - Google Patents
Ga2O3系単結晶基板、及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014169206A JP2014169206A JP2013042043A JP2013042043A JP2014169206A JP 2014169206 A JP2014169206 A JP 2014169206A JP 2013042043 A JP2013042043 A JP 2013042043A JP 2013042043 A JP2013042043 A JP 2013042043A JP 2014169206 A JP2014169206 A JP 2014169206A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- crystal substrate
- concentration
- substrate
- gao
- 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.)
- Granted
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 160
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 155
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 32
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 8
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 3
- 238000005231 Edge Defined Film Fed Growth Methods 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/08—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the molten zone
- C30B13/10—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the molten zone with addition of doping materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/16—Heating of the molten zone
- C30B13/22—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge
- C30B13/24—Heating of the molten zone by irradiation or electric discharge using electromagnetic waves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/28—Controlling or regulating
- C30B13/30—Stabilisation or shape controlling of the molten zone, e.g. by concentrators, by electromagnetic fields; Controlling the section of the crystal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B13/00—Single-crystal growth by zone-melting; Refining by zone-melting
- C30B13/32—Mechanisms for moving either the charge or the heater
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
【課題】結晶品質の低下を抑えつつ高抵抗化されたGa2O3系単結晶からなるGa2O3系単結晶基板、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】一実施の形態において、Ga2O3系原料にFeを添加し、前記Ga2O3系原料から混入したドナー不純物よりも高い濃度の前記Feを含むGa2O3系単結晶5を育成する工程と、Ga2O3系単結晶5からGa2O3系単結晶基板を切り出す工程と、を含む、Ga2O3系単結晶基板の製造方法を提供する。
【選択図】図1
【解決手段】一実施の形態において、Ga2O3系原料にFeを添加し、前記Ga2O3系原料から混入したドナー不純物よりも高い濃度の前記Feを含むGa2O3系単結晶5を育成する工程と、Ga2O3系単結晶5からGa2O3系単結晶基板を切り出す工程と、を含む、Ga2O3系単結晶基板の製造方法を提供する。
【選択図】図1
Description
本発明は、Ga2O3系単結晶基板、及びその製造方法に関する。
従来、Ga2O3単結晶の抵抗率を上げる方法として、Mg、Be、又はZnをドーピングする方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、FZ(フローティングゾーン)法を用いてGa2O3単結晶を育成する際にMgを0.01mol%又は0.05mol%添加することにより、Ga2O3単結晶を高抵抗化できることが述べられている。
Ga2O3単結晶の原料として用いられるGa2O3粉末は、純度99.999質量%以下のものが広く使用されている。さらに純度の高いGa2O3粉末を製造することも技術的には可能ではあるが、コストの面から現実的ではない。純度99.999質量%以下のGa2O3粉末は、残留不純物として微量のSi(ドナー不純物)を含有しており、このGa2O3粉末を用いて育成されたGa2O3単結晶はn型導電性を示す。Ga2O3粉末から混入したSiの濃度はGa2O3単結晶中で分布を持っており、例えば、純度99.999質量%のGa2O3粉末を原料として育成したGa2O3単結晶の最も高濃度な部分の濃度は5×1017cm−3程度である。
そのため、高抵抗Ga2O3基板を作製するためには、最低でも5×1017cm−3以上の量のアクセプタ不純物をGa2O3単結晶にドープする必要がある。より安価な低純度Ga2O3粉末をGa2O3単結晶の原料に用いる場合は、さらに高濃度のアクセプタ不純物をドープする必要がある。
一般に、単結晶に高濃度の不純物のドープを試みる場合の問題として、目的とする濃度の不純物のドープが困難であることや、ドープにより単結晶の結晶品質が低下すること等がある。
したがって、本発明の目的の1つは、結晶品質の低下を抑えつつ高抵抗化されたGa2O3系単結晶からなるGa2O3系単結晶基板、及びその製造方法を提供することにある。
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記[1]〜[5]のGa2O3系単結晶基板の製造方法を提供する。
[1]Ga2O3系原料にFeを添加し、前記Ga2O3系原料から混入したドナー不純物よりも高い濃度の前記Feを含むGa2O3系単結晶を育成する工程と、前記Ga2O3系単結晶からGa2O3系単結晶基板を切り出す工程と、を含む、Ga2O3系単結晶基板の製造方法。
[2]前記Ga2O3系原料の純度が純度99.999質量%であり、5×1017cm−3以上の濃度の前記Feを含むGa2O3系単結晶を育成する、前記[1]に記載のGa2O3系単結晶基板の製造方法。
[3]前記Ga2O3系原料の純度が純度99.99質量%であり、5×1018cm−3以上の濃度の前記Feを含むGa2O3系単結晶を育成する、前記[1]に記載のGa2O3系単結晶基板の製造方法。
[4]前記ドナー不純物はSiである、前記[1]〜[3]のいずれか1項に記載のGa2O3系単結晶基板の製造方法。
[5]前記Ga2O3系単結晶基板の主面が、直径が10mm以上の真円を含む大きさと形状を有する、前記[1]〜[4]のいずれか1項に記載のGa2O3系単結晶基板の製造方法。
また、本発明の他の一態様は、上記目的を達成するために、下記[6]〜[8]のGa2O3系単結晶基板を提供する。
[6]ドナー不純物及びFeを含むGa2O3系単結晶からなり、前記ドナー不純物の濃度よりも前記Feの濃度の方が高い、Ga2O3系単結晶基板。
[7]前記ドナー不純物はSiである、前記[6]に記載のGa2O3系単結晶基板。
[8]直径が10mm以上の真円を含む大きさと形状の主面を有する、前記[6]又は[7]に記載のGa2O3系単結晶基板。
本発明によれば、結晶品質の低下を抑えつつ高抵抗化されたGa2O3系単結晶からなるGa2O3系単結晶基板、及びその製造方法を提供することができる。
〔実施の形態〕
(Ga2O3系単結晶基板)
本実施の形態のGa2O3系単結晶基板は、Si等のドナー不純物及びアクセプタ不純物としてのFeを含むGa2O3系単結晶からなり、ドナー不純物の濃度よりもFeの濃度の方が高い。このため、本実施の形態のGa2O3系単結晶基板は高い電気抵抗を有する。
(Ga2O3系単結晶基板)
本実施の形態のGa2O3系単結晶基板は、Si等のドナー不純物及びアクセプタ不純物としてのFeを含むGa2O3系単結晶からなり、ドナー不純物の濃度よりもFeの濃度の方が高い。このため、本実施の形態のGa2O3系単結晶基板は高い電気抵抗を有する。
Ga2O3系単結晶基板の主面は、直径が10mm以上の真円を含む大きさと形状を有することが好ましい。このGa2O3系単結晶基板の大きさは、基板の量産に適したものである。典型的な例としては、一辺の長さが10mm以上の正方形、直径が10mm以上の真円、短辺の長さが10mm以上の長方形、短径が10mm以上の楕円である。
(Ga2O3系単結晶基板の製造)
本実施の形態のGa2O3系単結晶基板は、アクセプタ不純物としてFeをドープされたGa2O3系単結晶から切り出される。
本実施の形態のGa2O3系単結晶基板は、アクセプタ不純物としてFeをドープされたGa2O3系単結晶から切り出される。
本実施の形態のGa2O3系単結晶は、Ga2O3単結晶、又は、Al、In等の元素が添加されたGa2O3単結晶である。例えば、Al及びInが添加されたGa2O3単結晶である(GaxAlyIn(1−x−y))2O3(0<x≦1、0≦y≦1、0<x+y≦1)単結晶であってもよい。Alを添加した場合にはバンドギャップが広がり、Inを添加した場合にはバンドギャップが狭くなる。
アクセプタ不純物としてFeを用いることにより、結晶品質の低下を抑えつつ、十分な量のアクセプタをドープし、高抵抗のGa2O3系単結晶を育成することができる。
Ga2O3系単結晶の育成方法は特定の方法に限定されず、例えば、FZ法、EFG(Edge-defined Film-fed Growth)法、CZ(Czochralski)法等が用いられる。Ga2O3系単結晶の育成方法が限定されないのは、結晶品質の低下を抑えつつ高抵抗のGa2O3系単結晶を育成することができるという効果が、FeのGa2O3系単結晶への固溶限の高さや、蒸気圧の高さに起因することによると考えられる。
純度99.999質量%のGa2O3系原料を用いてGa2O3系単結晶を育成する場合は、育成された結晶中のFeの濃度が5×1017cm−3以上となるように、Ga2O3系原料にFeを添加する。このためには、例えば、Feを0.001mol%以上添加する。これにより、育成されたGa2O3系単結晶におけるFeの濃度がドナー不純物として働くGa2O3系原料から混入したSiの濃度よりも高くなる。
純度99.99質量%のGa2O3系原料を用いてGa2O3系単結晶を育成する場合は、育成された結晶中のFeの濃度が5×1018cm−3以上となるように、Ga2O3系原料にFeを添加する。このためには、例えば、Feを0.01mol%以上添加する。これにより、育成されたGa2O3系単結晶におけるFeの濃度がドナー不純物として働くGa2O3系原料から混入したSiの濃度よりも高くなる。
ここで、Ga2O3系原料は、例えば、Ga2O3系単結晶がGa2O3単結晶である場合はGa2O3粉末である。また、Ga2O3系単結晶が(GaxAlyIn(1−x−y))2O3(0<x≦1、0≦y≦1、0<x+y≦1)単結晶である場合はGa2O3粉末、Al2O3粉末、及びIn2O3粉末の混合粉末である。
また、本実施の形態のGa2O3系単結晶は、例えば、β−Ga2O3系単結晶であるが、α−Ga2O3系単結晶等の他の構造を有するGa2O3系単結晶であってもよい。同様に、Ga2O3系単結晶基板は、例えば、β−Ga2O3系単結晶基板であるが、α−Ga2O3系単結晶基板等の他の構造を有するGa2O3系単結晶基板であってもよい。
以下に、Ga2O3系単結晶基板の製造方法の一例として、FZ法を用いる方法について説明する。
図1は、実施の形態に係る赤外線加熱単結晶製造装置を表す。この赤外線加熱単結晶製造装置10は、FZ法によりGa2O3系単結晶5を育成するものであり、石英管11と、Ga2O3系単結晶からなる種結晶2を保持するシードチャック12と、シードチャック12に回転を伝え、上下に移動可能な下部回転軸13と、Ga2O3系多結晶からなる多結晶素材3を保持する素材チャック14と、素材チャック14に回転を伝え、上下に移動可能な上部回転軸15と、ハロゲンランプ16を収容し、ハロゲンランプ16の発する光を多結晶素材3の所定部位に集光する楕円鏡17と、を有する。
石英管11には、シードチャック12、下部回転軸13、素材チャック14、上部回転軸15、種結晶2、多結晶素材3、及びGa2O3系単結晶5が収容される。石英管11は、酸素ガスと不活性ガスとしての窒素ガスとの混合ガスを供給されて密閉できるようになっている。
上部回転軸15の上下位置を調節して種結晶2の上端と多結晶素材3の下端を接触させた状態で、ハロゲンランプ16の発する光をその接触部に集光させ、加熱し、溶解させる。そして、種結晶2と多結晶素材3の両方又は一方を適宜回転させながら、加熱部分を多結晶素材3の上方向に移動させ、種結晶2の結晶情報を引き継いだGa2O3系単結晶5を育成することができる。
図1は、Ga2O3系単結晶5の育成途中の状態を表しており、加熱されて溶融した溶融部4の上側が多結晶素材3であり、下側がGa2O3系単結晶5である。
次に、赤外線加熱単結晶製造装置10を用いてGa2O3系単結晶5としてのGa2O3単結晶を育成する具体的な工程を説明する。
まず、β−Ga2O3単結晶からなる種結晶2と、純度99.999質量%のGa2O3粉末へFeを添加して作製された、Feを含むβ−Ga2O3多結晶からなる多結晶素材3とを別個に準備する。なお、Ga2O3粉末へ添加されるFeの原料としては、純粋なFeや、酸化Feを用いることができる。
次に、石英管11中で種結晶2と多結晶素材3とを接触させてその部位を加熱し、種結晶2と多結晶素材3との接触部分で両者を溶融させる。溶解した多結晶素材3を種結晶2とともに結晶化させると、種結晶2上にFeを含むGa2O3系単結晶5としてのGa2O3単結晶が生成される。
ここで、Ga2O3系単結晶5としてのGa2O3単結晶は、直径が10mm以上の真円を含む大きさと形状の主面を有するGa2O3単結晶基板を切り出すことができる大きさに育成される。
次に、このGa2O3単結晶に切断等の加工を施すことにより、高抵抗のGa2O3単結晶基板が得られる。
Feの添加濃度を0.01mol%とした場合、及び0.05mol%とした場合のいずれの場合も、Ga2O3単結晶にクラックは発生せず、一辺の長さが10mm以上の正方形の主面を有するGa2O3系単結晶基板を得ることができた。
得られたGa2O3単結晶のFe濃度は、Feの添加濃度を0.01mol%としたものがおよそ5×1018cm−3であり、Feの添加濃度を0.05mol%としたものがおよそ1.5×1019cm−3であった。なお、Feを0.05mol%添加したGa2O3単結晶基板の抵抗率は、2×1012Ωcm程度であった。
以下に、本実施の形態の比較例として、Fe以外の元素をアクセプタ不純物としてGa2O3単結晶にドープした場合の実験結果を示す。ドープするアクセプタ不純物以外の実験条件は、上記のFeをドープした実験と同じである。
Mgを0.05mol%添加してGa2O3単結晶を育成したところ、育成した結晶にクラックが入りやすく、一辺の長さが10mm以上の正方形の主面を有するGa2O3単結晶基板を切り出すことができなかった。これは、MgのGa2O3単結晶への固溶限がFeと比較して低いことによるものと考えられる。
そこで、Mgを0.01mol%添加してGa2O3単結晶を育成したところ、クラックの発生を抑え、量産に適した大きさの基板を切り出すことができたが、高抵抗性を示さなかった。基板中のMgの濃度は2〜5×1017cm−3程度であり、高濃度領域において5×1017cm−3程度であるSi濃度を下回っていた。このことから、クラックを発生させずにMgをドープしてGa2O3単結晶を高抵抗化するためには、Si濃度がより低い純度99.9999%以上の高価なGa2O3粉末を用いなければならないことがわかった。
また、Ga2O3単結晶にZnをドープするため、Ga2O3粉末に0.05mol%のZnを添加したところ、棒状の多結晶素材を作製するための焼成においてZnが蒸発してしまい、育成したGa2O3単結晶は高抵抗性を示さなかった。育成したGa2O3単結晶中のZn濃度をSIMS(二次イオン質量分析法)により分析したところ、検出下限以下(1×1017cm−3以下)であった。このことから、蒸気圧の高いZnをドープすることは困難であることがわかった。
(実施の形態の効果)
上記実施の形態によれば、アクセプタ不純物としてFeを用いることにより、結晶品質の低下を抑えつつ高抵抗化されたGa2O3系単結晶を育成し、そこから量産に適した大きさのGa2O3系単結晶基板を安価に得ることができる。
上記実施の形態によれば、アクセプタ不純物としてFeを用いることにより、結晶品質の低下を抑えつつ高抵抗化されたGa2O3系単結晶を育成し、そこから量産に適した大きさのGa2O3系単結晶基板を安価に得ることができる。
高抵抗のGa2O3系単結晶基板は、例えば、Ga2O3系トランジスタの製造に用いることができるため、本実施の形態のGa2O3系単結晶基板を用いることにより、Ga2O3系トランジスタの量産が可能になる。Ga2O3系トランジスタは、次世代のパワーデバイス材料として開発が進められているGaN系トランジスタやSiC系トランジスタよりも低損失かつ高耐圧という特性を発揮することが期待できるため、Ga2O3系トランジスタが量産されれば、世界規模での大きな省エネルギー効果が期待される。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
また、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
2…種結晶、 3…多結晶素材、 5…Ga2O3系単結晶
[1]Ga2O3系原料にFeを添加し、前記Ga2O3系原料から混入したドナー不純物よりも高い濃度の前記Feを含むGa2O3系単結晶を育成する工程と、前記Ga2O3系単結晶からGa2O3系単結晶基板を切り出す工程と、を含み、前記ドナー不純物は、Siであり、前記Feは、添加濃度が0.05mol%以下とする、Ga2O3系単結晶基板の製造方法。
[4]前記Ga2O3系単結晶基板の主面が、直径が10mm以上の真円を含む大きさと形状を有する、前記[1]〜[3]のいずれか1項に記載のGa2O3系単結晶基板の製造方法。
また、本発明の他の一態様は、上記目的を達成するために、下記[5]及び[6]のGa2O3系単結晶基板を提供する。
[5] ドナー不純物及びFeを含むGa2O3系単結晶からなり、前記ドナー不純物の濃度よりも前記Feの濃度の方が高い、Ga2O3系単結晶基板であって、前記ドナー不純物は、Siであり、前記Feは、添加物濃度が0.05mol%以下とするGa 2 O 3 系単結晶基板。
[6]直径が10mm以上の真円を含む大きさと形状の主面を有する、前記[5]に記載のGa2O3系単結晶基板。
Claims (8)
- Ga2O3系原料にFeを添加し、前記Ga2O3系原料から混入したドナー不純物よりも高い濃度の前記Feを含むGa2O3系単結晶を育成する工程と、
前記Ga2O3系単結晶からGa2O3系単結晶基板を切り出す工程と、
を含む、
Ga2O3系単結晶基板の製造方法。 - 前記Ga2O3系原料の純度が純度99.999質量%であり、
5×1017cm−3以上の濃度の前記Feを含むGa2O3系単結晶を育成する、
請求項1に記載のGa2O3系単結晶基板の製造方法。 - 前記Ga2O3系原料の純度が純度99.99質量%であり、
5×1018cm−3以上の濃度の前記Feを含むGa2O3系単結晶を育成する、
請求項1に記載のGa2O3系単結晶基板の製造方法。 - 前記ドナー不純物はSiである、
請求項1〜3のいずれか1項に記載のGa2O3系単結晶基板の製造方法。 - 前記Ga2O3系単結晶基板の主面が、直径が10mm以上の真円を含む大きさと形状を有する、
請求項1〜4のいずれか1項に記載のGa2O3系単結晶基板の製造方法。 - ドナー不純物及びFeを含むGa2O3系単結晶からなり、
前記ドナー不純物の濃度よりも前記Feの濃度の方が高い、
Ga2O3系単結晶基板。 - 前記ドナー不純物はSiである、
請求項6に記載のGa2O3系単結晶基板。 - 直径が10mm以上の真円を含む大きさと形状の主面を有する、
請求項6又は7に記載のGa2O3系単結晶基板。
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013042043A JP5536920B1 (ja) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | Ga2O3系単結晶基板、及びその製造方法 |
CN201810990934.2A CN109056053B (zh) | 2013-03-04 | 2014-02-26 | Ga2O3系单晶基板 |
PCT/JP2014/054695 WO2014136633A1 (ja) | 2013-03-04 | 2014-02-26 | Ga2O3系単結晶基板、及びその製造方法 |
US14/772,885 US10161058B2 (en) | 2013-03-04 | 2014-02-26 | Ga2O3-based single crystal substrate, and production method therefor |
EP14760498.7A EP2982781A4 (en) | 2013-03-04 | 2014-02-26 | GA2O3-EINKRISTALLSUBSTRAT AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR |
CN201480010964.2A CN105008597B (zh) | 2013-03-04 | 2014-02-26 | Ga2O3系单晶基板及其制造方法 |
TW108100826A TW201923172A (zh) | 2013-03-04 | 2014-03-04 | Ga2O3系單晶基板及其製造方法 |
TW103107228A TWI651442B (zh) | 2013-03-04 | 2014-03-04 | GaO系單晶基板及其製造方法 |
US16/171,591 US10633761B2 (en) | 2013-03-04 | 2018-10-26 | GA2O3-based single crystal substrate, and production method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013042043A JP5536920B1 (ja) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | Ga2O3系単結晶基板、及びその製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014090586A Division JP6130324B2 (ja) | 2014-04-24 | 2014-04-24 | Ga2O3系単結晶基板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5536920B1 JP5536920B1 (ja) | 2014-07-02 |
JP2014169206A true JP2014169206A (ja) | 2014-09-18 |
Family
ID=51409404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013042043A Active JP5536920B1 (ja) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | Ga2O3系単結晶基板、及びその製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US10161058B2 (ja) |
EP (1) | EP2982781A4 (ja) |
JP (1) | JP5536920B1 (ja) |
CN (2) | CN105008597B (ja) |
TW (2) | TWI651442B (ja) |
WO (1) | WO2014136633A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021106809A1 (ja) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 株式会社Flosfia | 半導体装置および半導体装置を有する半導体システム |
JP2021172559A (ja) * | 2020-04-24 | 2021-11-01 | トヨタ自動車株式会社 | 酸化ガリウム系半導体及びその製造方法 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6130324B2 (ja) * | 2014-04-24 | 2017-05-17 | 株式会社タムラ製作所 | Ga2O3系単結晶基板 |
CN110828551A (zh) * | 2014-07-22 | 2020-02-21 | 株式会社Flosfia | 结晶性半导体膜和板状体以及半导体装置 |
JP5907465B2 (ja) * | 2014-08-29 | 2016-04-26 | 株式会社タムラ製作所 | 半導体素子及び結晶積層構造体 |
JP5828568B1 (ja) * | 2014-08-29 | 2015-12-09 | 株式会社タムラ製作所 | 半導体素子及びその製造方法 |
CN106868593B (zh) * | 2017-01-06 | 2019-04-19 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 高电导率的共掺杂氧化镓晶体及其制备方法 |
JP6933339B2 (ja) * | 2017-10-18 | 2021-09-08 | 矢崎総業株式会社 | 半導体装置および半導体ウェーハ |
CN109537055A (zh) * | 2019-01-28 | 2019-03-29 | 山东大学 | 一种半绝缘氧化镓晶体及其制备方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3822150B2 (ja) * | 2002-08-12 | 2006-09-13 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 酸化ガリウム鉄混晶の結晶製造方法 |
JP4630986B2 (ja) | 2003-02-24 | 2011-02-09 | 学校法人早稲田大学 | β−Ga2O3系単結晶成長方法 |
WO2004074556A2 (ja) | 2003-02-24 | 2004-09-02 | Waseda University | β‐Ga2O3系単結晶成長方法、薄膜単結晶の成長方法、Ga2O3系発光素子およびその製造方法 |
JP2005235961A (ja) | 2004-02-18 | 2005-09-02 | Univ Waseda | Ga2O3系単結晶の導電率制御方法 |
JP2007191365A (ja) * | 2006-01-20 | 2007-08-02 | Japan Science & Technology Agency | 単結晶製造装置及びそれを用いた高圧単結晶製造方法 |
JP5206152B2 (ja) * | 2007-06-29 | 2013-06-12 | 住友化学株式会社 | 酸化ガリウム及びその製造方法 |
JP2011176090A (ja) * | 2010-02-24 | 2011-09-08 | Nippon Light Metal Co Ltd | 紫外線センサ、およびその製造方法 |
JP5786179B2 (ja) * | 2010-03-12 | 2015-09-30 | 並木精密宝石株式会社 | 酸化ガリウム単結晶及びその製造方法 |
JP5382589B2 (ja) | 2010-11-15 | 2014-01-08 | 学校法人早稲田大学 | Ga2O3系単結晶の導電率制御方法 |
US8638440B1 (en) * | 2012-06-27 | 2014-01-28 | U.S. Department Of Energy | Plasmonic transparent conducting metal oxide nanoparticles and films for optical sensing applications |
-
2013
- 2013-03-04 JP JP2013042043A patent/JP5536920B1/ja active Active
-
2014
- 2014-02-26 CN CN201480010964.2A patent/CN105008597B/zh active Active
- 2014-02-26 CN CN201810990934.2A patent/CN109056053B/zh active Active
- 2014-02-26 EP EP14760498.7A patent/EP2982781A4/en active Pending
- 2014-02-26 US US14/772,885 patent/US10161058B2/en active Active
- 2014-02-26 WO PCT/JP2014/054695 patent/WO2014136633A1/ja active Application Filing
- 2014-03-04 TW TW103107228A patent/TWI651442B/zh active
- 2014-03-04 TW TW108100826A patent/TW201923172A/zh unknown
-
2018
- 2018-10-26 US US16/171,591 patent/US10633761B2/en active Active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021106809A1 (ja) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 株式会社Flosfia | 半導体装置および半導体装置を有する半導体システム |
JP2021172559A (ja) * | 2020-04-24 | 2021-11-01 | トヨタ自動車株式会社 | 酸化ガリウム系半導体及びその製造方法 |
JP7247945B2 (ja) | 2020-04-24 | 2023-03-29 | トヨタ自動車株式会社 | 酸化ガリウム系半導体及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20190062942A1 (en) | 2019-02-28 |
CN109056053A (zh) | 2018-12-21 |
JP5536920B1 (ja) | 2014-07-02 |
CN109056053B (zh) | 2021-09-14 |
US20160017512A1 (en) | 2016-01-21 |
US10161058B2 (en) | 2018-12-25 |
CN105008597A (zh) | 2015-10-28 |
TWI651442B (zh) | 2019-02-21 |
TW201435161A (zh) | 2014-09-16 |
WO2014136633A1 (ja) | 2014-09-12 |
CN105008597B (zh) | 2018-09-28 |
EP2982781A1 (en) | 2016-02-10 |
EP2982781A4 (en) | 2016-11-16 |
TW201923172A (zh) | 2019-06-16 |
US10633761B2 (en) | 2020-04-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5536920B1 (ja) | Ga2O3系単結晶基板、及びその製造方法 | |
US9657410B2 (en) | Method for producing Ga2O3 based crystal film | |
US8961685B2 (en) | Method of manufacturing silicon single crystal, silicon single crystal, and wafer | |
EP2584070A1 (en) | P-type silicon single crystal and method of manufacturing the same | |
WO2000073542A1 (fr) | Monocristal de czochralski dope au ga et son procede de fabrication | |
US9458553B2 (en) | Method for growing GZO (ZnO:Ga) crystals | |
JP5031651B2 (ja) | 炭化珪素単結晶インゴットの製造方法 | |
JP2013056803A (ja) | β−Ga2O3系単結晶膜の製造方法 | |
JP2005306653A (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
KR20190043626A (ko) | 화합물 반도체 및 화합물 반도체 단결정의 제조 방법 | |
TWI634241B (zh) | β-GaO系單晶的成長方法 | |
JP4982034B2 (ja) | シリコン単結晶の製造方法 | |
JP6119642B2 (ja) | 半導体単結晶の製造方法 | |
JP6130324B2 (ja) | Ga2O3系単結晶基板 | |
JP4383639B2 (ja) | Gaドープシリコン単結晶の製造方法およびGaドープシリコン単結晶、並びにこれから作製されたシリコン単結晶太陽電池 | |
JP2009249233A (ja) | シリコン単結晶の育成方法 | |
JP2018080084A (ja) | 半導体シリコン単結晶の製造方法 | |
JP5830215B2 (ja) | エピタキシャルウエーハ並びにその製造方法 | |
JP2003246695A (ja) | 高濃度にドーピングされたシリコン単結晶の製造方法 | |
KR20090079419A (ko) | 고저항 실리콘 단결정과 그 제조방법 및 웨이퍼 | |
RU2534106C1 (ru) | Способ получения крупногабаритных малодислокационных монокристаллов антимонида галлия | |
JP4410734B2 (ja) | 酸化亜鉛結晶の成長方法 | |
JP2005129602A (ja) | 太陽電池セルの製造方法及び太陽電池セル | |
JP2004210599A (ja) | InP単結晶の製造方法 | |
JP2012201551A (ja) | シリコン結晶、シリコン結晶の製造方法およびシリコン多結晶インゴットの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140325 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140424 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5536920 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |