JP2017007871A - ε−Ga2O3単結晶、ε−Ga2O3の製造方法、および、それを用いた半導体素子 - Google Patents
ε−Ga2O3単結晶、ε−Ga2O3の製造方法、および、それを用いた半導体素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017007871A JP2017007871A JP2015121248A JP2015121248A JP2017007871A JP 2017007871 A JP2017007871 A JP 2017007871A JP 2015121248 A JP2015121248 A JP 2015121248A JP 2015121248 A JP2015121248 A JP 2015121248A JP 2017007871 A JP2017007871 A JP 2017007871A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- single crystal
- substrate
- less
- concentration
- film
- 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 200
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- QZQVBEXLDFYHSR-UHFFFAOYSA-N gallium(III) oxide Inorganic materials O=[Ga]O[Ga]=O QZQVBEXLDFYHSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 121
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 43
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims abstract description 36
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 243
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 33
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 26
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 23
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 14
- XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M chlorogallium Chemical compound [Ga]Cl XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 14
- 238000000825 ultraviolet detection Methods 0.000 claims description 14
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 11
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 11
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 7
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 abstract description 13
- 239000010408 film Substances 0.000 description 97
- 238000000984 pole figure measurement Methods 0.000 description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 20
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 15
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 5
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 5
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 4
- AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N digallium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ga+3].[Ga+3] AJNVQOSZGJRYEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 4
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 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
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000012433 hydrogen halide Substances 0.000 description 3
- 229910000039 hydrogen halide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 Gallium halides Chemical class 0.000 description 1
- 229910004140 HfO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K gallium trichloride Chemical compound Cl[Ga](Cl)Cl UPWPDUACHOATKO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000010574 gas phase reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
【解決手段】 本発明によるε−Ga2O3単結晶は、カーボン濃度が5×1018cm−3以下に制御されている。本発明によるε−Ga2O3を製造する方法は、ハライド気相成長法により基板上にε−Ga2O3を成長するステップを包含する。基板は、空間群P63mcを有する単結晶基板またはβ−Ga2O3からなる単結晶基板である。
【選択図】 図6
Description
水素濃度は、5×1018cm−3以下であってもよい。
アルミニウム濃度は、4×1016cm−3以下であってもよい。
塩素濃度は、5×1018cm−3以下であってもよい。
前記カーボン濃度は、6×1016cm−3未満であり、前記水素濃度は、1×1018cm−3以下であり、前記アルミニウム濃度は、3×1015cm−3未満であり、前記塩素濃度は、2×1018cm−3以下であってもよい。
10cm2以上の面積を有し、200μm以上30mm以下の厚さを有してもよい。
4価の価数を有する元素をさらに含有してもよい。
前記4価の価数を有する元素は、Si、Hf、Ge、Sn、TiおよびZrからなる群から選択される少なくとも1種の元素であってもよい。
前記4価の価数を有する元素の濃度は、1×1015cm−3以上1×1019cm−3以下であってもよい。
ハライド気相成長法により製造されてもよい。
本発明によるε−Ga2O3を製造する方法は、ハライド気相成長法により基板上にε−Ga2O3を成長するステップを包含し、これにより上記課題を解決する。
前記ε−Ga2O3は、単結晶であってもよい。
前記成長するステップは、250℃より高く750℃未満の温度範囲の成長温度で行ってもよい。
前記成長するステップは、350℃以上620℃以下の温度範囲の成長温度で行ってもよい。
前記成長するステップは、少なくとも、ガリウム原料と酸素原料とを用い、前記ガリウム原料は、少なくともGaのハロゲン化物を含み、前記酸素原料は、O2、H2OおよびN2Oからなる群から少なくとも1つ選択されてもよい。
前記Gaのハロゲン化物は、GaClおよび/またはGaCl3を含んでもよい。
前記成長するステップは、4価の価数を有する元素を含有する原料をさらに用いてもよい。
前記4価の価数を有する元素は、Si、Hf、Ge、Sn、TiおよびZrからなる群から選択される少なくとも1種の元素であってもよい。
前記成長するステップにおいて、ガリウム原料の分圧は、0.05kPa以上10kPa以下の範囲であり、酸素原料の分圧は、0.25kPa以上50kPa以下の範囲であってもよい。
前記成長するステップにおいて、前記ε−Ga2O3の成長速度は、5μm/時間以上1mm/時間以下の範囲であってもよい。
前記基板は、空間群P63mcを有する単結晶基板であってもよい。
前記単結晶基板は、GaN、AlNおよびZnOからなる群から選択される、単結晶基板であってもよい。
前記単結晶基板は、(0001)面、M(10−10)面、A(11−20)面、R(10−12)面、および、これらの傾斜基板からなる群から選択されてもよい。
前記基板は、β−Ga2O3からなる単結晶基板であってもよい。
前記成長するステップに続いて、前記基板を除去するステップをさらに包含してもよい。
前記成長するステップに続いて、前記ε−Ga2O3をスライスするステップをさらに包含してもよい。
本発明の半導体素子は、上述のε−Ga2O3単結晶を備え、これにより課題を解決する。
前記半導体素子は、発光素子、ダイオード、紫外線検出素子、および、トランジスタからなる群から選択されてもよい。
実施の形態1では、本発明のε−Ga2O3単結晶およびその製造方法について詳述する。
図2は、本発明のε−Ga2O3単結晶を製造するフローチャートを示す図である。
2GaCl(g)+(3/2)O2(g)→Ga2O3(s)+Cl2(g)
2GaCl(g)+3H2O(g)→Ga2O3(s)+2HCl(g)+2H2(g)
2GaCl3(g)+(3/2)O2(g)→Ga2O3(s)+3Cl2(g)
2GaCl3(g)+3H2O(g)→Ga2O3(s)+6HCl(g)
ステップS220:ステップS210の成長するステップに続いて、基板を除去する。
実施の形態2では、本発明のε−Ga2O3単結晶を用いた半導体素子について詳述する。
実施例1では、図1の気相成長装置100を用いた、本発明によるハライド気相成長法(HVPE)により(0001)面(c面)GaN基板上にε−Ga2O3単結晶を製造した(図2のステップS210)。
比較例2では、成長温度を750℃にした以外は、実施例1と同様であった。実施例1と同様に、膜厚を測定し、成長速度を算出した。結果を表1に示す。実施例1と同様に、ω−2θスキャンX線回折測定およびX線極点図測定を行った。結果を図11に示す。
比較例3では、成長温度を250℃にした以外は、実施例1と同様であった。実施例1と同様に、膜厚を測定し、成長速度を算出した。結果を表1に示す。
実施例4では、基板として、6H−SiC(0001)基板上にAlN(0001)薄膜を形成したAlNテンプレート基板(以降では、単にAlN基板と称する)を用いた以外は、実施例1と同様であった。実施例1と同様に、得られた膜の膜厚測定、成長速度の算出を行った。結果を表1に示す。実施例1と同様に、ω−2θスキャンX線回折測定およびX線極点図測定を行った。結果を図7および図12に示す。
実施例5では、基板として、(−201)面β−Ga2O3基板を用いた以外は、実施例1と同様であった。実施例1と同様に、得られた膜の膜厚測定、成長速度の算出を行った。結果を表1に示す。実施例1と同様に、ω−2θスキャンX線回折測定およびX線極点図測定を行った。結果を図8および図13に示す。
比較例6では、基板として、(0001)面(c面)サファイア基板を用いた以外は、実施例1と同様であった。実施例1と同様に、得られた膜の膜厚測定、成長速度の算出を行った。結果を表1に示す。実施例1と同様に、ω−2θスキャンX線回折測定を行った。結果を図9に示す。
実施例7では、基板にR(10−12)面GaN基板を用い、Gaのハロゲン化物(GaCl)の分圧およびO2の分圧を、それぞれ、0.25kPaおよび1.0kPaに維持した以外は、実施例1と同様であった。実施例1と同様に、膜厚を測定し、成長速度を算出した。ω−2θスキャンX線回折測定およびX線極点図測定を行い、膜を同定した。
実施例8では、基板にM(10−10)面GaN基板を用い、Gaのハロゲン化物(GaCl)の分圧およびO2の分圧を、それぞれ、0.25kPaおよび1.0kPaに維持した以外は、実施例1と同様であった。実施例1と同様に、膜厚を測定し、成長速度を算出した。ω−2θスキャンX線回折測定およびX線極点図測定を行い、膜を同定した。
実施例9では、基板にA(11−20)面GaN基板を用い、Gaのハロゲン化物(GaCl)の分圧およびO2の分圧を、それぞれ、0.25kPaおよび1.0kPaに維持した以外は、実施例1と同様であった。実施例1と同様に、膜厚を測定し、成長速度を算出した。ω−2θスキャンX線回折測定およびX線極点図測定を行い、膜を同定した。
実施例10では、基板にc面10度オフGaN基板を用い、Gaのハロゲン化物(GaCl)の分圧およびO2の分圧を、それぞれ、0.25kPaおよび1.0kPaに維持した以外は、実施例1と同様であった。実施例1と同様に、膜厚を測定し、成長速度を算出した。ω−2θスキャンX線回折測定およびX線極点図測定を行い、膜を同定した。
図7は、実施例4で得られた膜のω−2θスキャンX線回折パターンを示す図である。
図8は、実施例5で得られた膜のω−2θスキャンX線回折パターンを示す図である。
図9は、比較例6で得られた膜のω−2θスキャンX線回折パターンを示す図である。
図11は、比較例2で得られた膜のX線極点図測定の結果を示す図である。
図12は、実施例4で得られた膜のX線極点図測定の結果を示す図である。
図13は、実施例5で得られた膜のX線極点図測定の結果を示す図である。
実施例11では、図1の気相成長装置100を用いた、本発明によるハライド気相成長法(HVPE)により、ε−Ga2O3単結晶自立基板を製造した。実施例11では、成長時間を20時間(1200分)にした以外は、実施例1と同様であった。
110 反応炉
120 ヒータ
130 ガリウム原料供給源
140 酸素原料供給源
150 ガス排出部
160 基板ホルダ
170 ガリウム金属
300 発光素子
310、410、510 ε−Ga2O3単結晶
320 発光層
330 n電極
340 p電極
370 ワイヤボンディング
380 リード
401、540 空間群P63mcを有する単結晶基板またはβ−Ga2O3からなる単結晶基板
400 トランジスタ
420 ソース
430 ドレイン
440 チャネル
450 絶縁膜
460 ゲート電極
470a、470b n+領域
480a、480b 電極
500、500’ 紫外線検出素子
520 ショットキー電極
530 オーミック電極
Claims (28)
- カーボン濃度は、5×1018cm−3以下である、ε−Ga2O3単結晶。
- 水素濃度は、5×1018cm−3以下である、請求項1に記載のε−Ga2O3単結晶。
- アルミニウム濃度は、4×1016cm−3以下である、請求項1または2のいずれかに記載のε−Ga2O3単結晶。
- 塩素濃度は、5×1018cm−3以下である、請求項1〜3のいずれかに記載のε−Ga2O3単結晶。
- 前記カーボン濃度は、6×1016cm−3未満であり、
前記水素濃度は、1×1018cm−3以下であり、
前記アルミニウム濃度は、3×1015cm−3未満であり、
前記塩素濃度は、2×1018cm−3以下である、請求項1〜4のいずれかに記載のε−Ga2O3単結晶。 - 10cm2以上の面積を有し、200μm以上30mm以下の厚さを有する、請求項1〜5のいずれかに記載のε−Ga2O3単結晶。
- 4価の価数を有する元素をさらに含有する、請求項1〜6のいずれかに記載のε−Ga2O3単結晶。
- 前記4価の価数を有する元素は、Si、Hf、Ge、Sn、TiおよびZrからなる群から選択される少なくとも1種の元素である、請求項7に記載のε−Ga2O3単結晶。
- 前記4価の価数を有する元素の濃度は、1×1015cm−3以上1×1019cm−3以下である、請求項7または8のいずれかに記載のε−Ga2O3単結晶。
- ハライド気相成長法により製造される、請求項1〜9のいずれかに記載のε−Ga2O3単結晶。
- ε−Ga2O3を製造する方法であって、
ハライド気相成長法により基板上にε−Ga2O3を成長するステップ
を包含する、方法。 - 前記ε−Ga2O3は、単結晶である、請求項11に記載の方法。
- 前記成長するステップは、250℃より高く750℃未満の温度範囲の成長温度で行う、請求項11または12のいずれかに記載の方法。
- 前記成長するステップは、350℃以上620℃以下の温度範囲の成長温度で行う、請求項13に記載の方法。
- 前記成長するステップは、少なくとも、ガリウム原料と酸素原料とを用い、
前記ガリウム原料は、少なくともGaのハロゲン化物を含み、
前記酸素原料は、O2、H2OおよびN2Oからなる群から少なくとも1つ選択される、請求項11〜14のいずれかに記載の方法。 - 前記Gaのハロゲン化物は、GaClおよび/またはGaCl3を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記成長するステップは、4価の価数を有する元素を含有する原料をさらに用いる、請求項15または16のいずれかに記載の方法。
- 前記4価の価数を有する元素は、Si、Hf、Ge、Sn、TiおよびZrからなる群から選択される少なくとも1種の元素である、請求項17に記載の方法。
- 前記成長するステップにおいて、ガリウム原料の分圧は、0.05kPa以上10kPa以下の範囲であり、酸素原料の分圧は、0.25kPa以上50kPa以下の範囲である、請求項15〜18のいずれかに記載の方法。
- 前記成長するステップにおいて、前記ε−Ga2O3の成長速度は、5μm/時間以上1mm/時間以下の範囲である、請求項11〜19のいずれかに記載の方法。
- 前記基板は、空間群P63mcを有する単結晶基板である、請求項11〜20のいずれかに記載の方法。
- 前記単結晶基板は、GaN、AlNおよびZnOからなる群から選択される、単結晶基板である、請求項21に記載の方法。
- 前記単結晶基板は、(0001)面、M(10−10)面、A(11−20)面、R(10−12)面、および、これらの傾斜基板からなる群から選択される、請求項21または22のいずれかに記載の方法。
- 前記基板は、β−Ga2O3からなる単結晶基板である、請求項11〜20のいずれかに記載の方法。
- 前記成長するステップに続いて、前記基板を除去するステップをさらに包含する、請求項11〜24のいずれかに記載の方法。
- 前記成長するステップに続いて、前記ε−Ga2O3をスライスするステップをさらに包含する、請求項11〜25のいずれかに記載の方法。
- 請求項1〜10のいずれかに記載のε−Ga2O3単結晶を備えた半導体素子。
- 前記半導体素子は、発光素子、ダイオード、紫外線検出素子、および、トランジスタからなる群から選択される、請求項27に記載の半導体素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015121248A JP6436538B2 (ja) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | ε−Ga2O3単結晶、ε−Ga2O3の製造方法、および、それを用いた半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015121248A JP6436538B2 (ja) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | ε−Ga2O3単結晶、ε−Ga2O3の製造方法、および、それを用いた半導体素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017007871A true JP2017007871A (ja) | 2017-01-12 |
JP6436538B2 JP6436538B2 (ja) | 2018-12-12 |
Family
ID=57761379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015121248A Active JP6436538B2 (ja) | 2015-06-16 | 2015-06-16 | ε−Ga2O3単結晶、ε−Ga2O3の製造方法、および、それを用いた半導体素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6436538B2 (ja) |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107358780A (zh) * | 2017-07-30 | 2017-11-17 | 王旭兰 | 基于pn结芯片的智能电火花检测报警系统及其制备方法 |
WO2018135560A1 (ja) | 2017-01-19 | 2018-07-26 | 株式会社カネカ | マイコバクテリウム・カンサシイを検出するためのプライマーセット、プローブ、キット及び方法 |
CN108597985A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-09-28 | 中山大学 | 一种叠层结构 |
CN108615672A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-10-02 | 中山大学 | 一种半导体结晶膜的制备方法及其半导体结晶膜 |
JP2019009405A (ja) * | 2017-06-28 | 2019-01-17 | 株式会社Flosfia | 積層構造体および半導体装置 |
JP2019012827A (ja) * | 2017-06-30 | 2019-01-24 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 窒化ガリウム系の半導体装置及びその製造方法 |
JP2019012826A (ja) * | 2017-06-30 | 2019-01-24 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | ガリウム窒化物半導体基板、ガリウム窒化物半導体装置、撮像素子およびそれらの製造方法 |
WO2019033974A1 (zh) * | 2017-08-14 | 2019-02-21 | 南京大学 | 一种多功能氢化物气相外延生长系统及应用 |
JP2019046984A (ja) * | 2017-09-04 | 2019-03-22 | 株式会社Flosfia | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
JP2019067907A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 株式会社Flosfia | 積層構造体および半導体装置 |
CN109755336A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-05-14 | 北京镓族科技有限公司 | 一种掺杂碳的氧化镓薄膜及其制备方法与应用 |
CN110164769A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-08-23 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 氧化镓场效应晶体管及其制备方法 |
JP2020021829A (ja) * | 2018-08-01 | 2020-02-06 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP2020105038A (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-09 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 半導体基板、半導体基板の製造方法およびそれを用いた半導体装置 |
US10930743B2 (en) | 2017-06-28 | 2021-02-23 | Flosfia Inc. | Layered structure, semiconductor device including layered structure, and semiconductor system including semiconductor device |
CN112563353A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-03-26 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种异质结紫外探测器及其制备方法 |
CN113314641A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-27 | 吉林建筑大学 | 一种日盲紫外光敏晶体管的制备方法 |
CN114141909A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-04 | 北京铭镓半导体有限公司 | 在蓝宝石衬底生长不同晶向氧化镓薄膜的方法及基于该薄膜的紫外光探测器的制备方法 |
CN114284375A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-05 | 广东省科学院微生物研究所(广东省微生物分析检测中心) | 一种自供电异质结深紫外光电探测器及其制备方法 |
WO2023021815A1 (ja) * | 2021-08-20 | 2023-02-23 | 日本碍子株式会社 | 半導体膜及び複合基板 |
WO2023026633A1 (ja) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | 日本碍子株式会社 | 半導体膜及び複合基板 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002093243A (ja) * | 2000-07-10 | 2002-03-29 | Japan Science & Technology Corp | 紫外透明導電膜とその製造方法 |
JP2013028480A (ja) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Kochi Univ Of Technology | ドーパントを添加した結晶性の高い導電性α型酸化ガリウム薄膜およびその生成方法 |
JP2014234337A (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | 株式会社Flosfia | 酸化物結晶薄膜の製造方法 |
WO2015046006A1 (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | 株式会社タムラ製作所 | β-Ga2O3系単結晶膜の成長方法、及び結晶積層構造体 |
-
2015
- 2015-06-16 JP JP2015121248A patent/JP6436538B2/ja active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002093243A (ja) * | 2000-07-10 | 2002-03-29 | Japan Science & Technology Corp | 紫外透明導電膜とその製造方法 |
JP2013028480A (ja) * | 2011-07-27 | 2013-02-07 | Kochi Univ Of Technology | ドーパントを添加した結晶性の高い導電性α型酸化ガリウム薄膜およびその生成方法 |
JP2014234337A (ja) * | 2013-06-04 | 2014-12-15 | 株式会社Flosfia | 酸化物結晶薄膜の製造方法 |
WO2015046006A1 (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | 株式会社タムラ製作所 | β-Ga2O3系単結晶膜の成長方法、及び結晶積層構造体 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
RUSTUM.ROY ET AL.: "Polymorphism of Ga2O3 and the System Ga2O3-H2O", J.AMER.CHEM.SOC, vol. 74, JPN6018037458, 5 February 1952 (1952-02-05), pages 719 - 722, ISSN: 0003886019 * |
SUXIANG GE ET AL.: "Phase controllable synthesis of unusual ε-Ga2O3 single crystals with promising luminescence propert", SOLID STATE SCIENCES, vol. 11, JPN6018037456, 24 June 2009 (2009-06-24), pages 1592 - 1596, ISSN: 0003886018 * |
Cited By (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018135560A1 (ja) | 2017-01-19 | 2018-07-26 | 株式会社カネカ | マイコバクテリウム・カンサシイを検出するためのプライマーセット、プローブ、キット及び方法 |
JP2019009405A (ja) * | 2017-06-28 | 2019-01-17 | 株式会社Flosfia | 積層構造体および半導体装置 |
JP7014355B2 (ja) | 2017-06-28 | 2022-02-01 | 株式会社Flosfia | 積層構造体および半導体装置 |
US10930743B2 (en) | 2017-06-28 | 2021-02-23 | Flosfia Inc. | Layered structure, semiconductor device including layered structure, and semiconductor system including semiconductor device |
JP7067702B2 (ja) | 2017-06-30 | 2022-05-16 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 窒化ガリウム系の半導体装置及びその製造方法 |
JP2019012827A (ja) * | 2017-06-30 | 2019-01-24 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 窒化ガリウム系の半導体装置及びその製造方法 |
JP2019012826A (ja) * | 2017-06-30 | 2019-01-24 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | ガリウム窒化物半導体基板、ガリウム窒化物半導体装置、撮像素子およびそれらの製造方法 |
CN107358780A (zh) * | 2017-07-30 | 2017-11-17 | 王旭兰 | 基于pn结芯片的智能电火花检测报警系统及其制备方法 |
WO2019033974A1 (zh) * | 2017-08-14 | 2019-02-21 | 南京大学 | 一种多功能氢化物气相外延生长系统及应用 |
US10580648B2 (en) | 2017-09-04 | 2020-03-03 | Flosfia Inc. | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device |
JP7065440B2 (ja) | 2017-09-04 | 2022-05-12 | 株式会社Flosfia | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
JP2019046984A (ja) * | 2017-09-04 | 2019-03-22 | 株式会社Flosfia | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
US10770553B2 (en) | 2017-09-29 | 2020-09-08 | Flosfia Inc. | Layered structure, semiconductor device including layered structure, and semiconductor system including semiconductor device |
JP2019067907A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 株式会社Flosfia | 積層構造体および半導体装置 |
JP7011219B2 (ja) | 2017-09-29 | 2022-01-26 | 株式会社Flosfia | 積層構造体および半導体装置 |
CN108615672B (zh) * | 2018-04-17 | 2020-09-04 | 中山大学 | 一种半导体结晶膜的制备方法及其半导体结晶膜 |
CN108597985B (zh) * | 2018-04-17 | 2020-12-22 | 中山大学 | 一种叠层结构 |
CN108597985A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-09-28 | 中山大学 | 一种叠层结构 |
CN108615672A (zh) * | 2018-04-17 | 2018-10-02 | 中山大学 | 一种半导体结晶膜的制备方法及其半导体结晶膜 |
JP2020021829A (ja) * | 2018-08-01 | 2020-02-06 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
JP7160318B2 (ja) | 2018-08-01 | 2022-10-25 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
CN109755336A (zh) * | 2018-12-06 | 2019-05-14 | 北京镓族科技有限公司 | 一种掺杂碳的氧化镓薄膜及其制备方法与应用 |
JP7191322B2 (ja) | 2018-12-26 | 2022-12-19 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 半導体基板の製造方法 |
JP2020105038A (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-09 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 半導体基板、半導体基板の製造方法およびそれを用いた半導体装置 |
CN110164769A (zh) * | 2019-06-20 | 2019-08-23 | 中国电子科技集团公司第十三研究所 | 氧化镓场效应晶体管及其制备方法 |
CN112563353A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-03-26 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种异质结紫外探测器及其制备方法 |
CN112563353B (zh) * | 2020-12-29 | 2023-01-03 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种异质结紫外探测器及其制备方法 |
CN113314641A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-08-27 | 吉林建筑大学 | 一种日盲紫外光敏晶体管的制备方法 |
WO2023021815A1 (ja) * | 2021-08-20 | 2023-02-23 | 日本碍子株式会社 | 半導体膜及び複合基板 |
WO2023026633A1 (ja) * | 2021-08-27 | 2023-03-02 | 日本碍子株式会社 | 半導体膜及び複合基板 |
CN114141909A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-04 | 北京铭镓半导体有限公司 | 在蓝宝石衬底生长不同晶向氧化镓薄膜的方法及基于该薄膜的紫外光探测器的制备方法 |
CN114141909B (zh) * | 2021-11-26 | 2023-09-29 | 北京铭镓半导体有限公司 | 在蓝宝石衬底生长不同晶向氧化镓薄膜的方法及基于该薄膜的紫外光探测器的制备方法 |
CN114284375A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-05 | 广东省科学院微生物研究所(广东省微生物分析检测中心) | 一种自供电异质结深紫外光电探测器及其制备方法 |
CN114284375B (zh) * | 2021-12-24 | 2024-09-03 | 广东省科学院微生物研究所(广东省微生物分析检测中心) | 一种自供电异质结深紫外光电探测器及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6436538B2 (ja) | 2018-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6436538B2 (ja) | ε−Ga2O3単結晶、ε−Ga2O3の製造方法、および、それを用いた半導体素子 | |
JP6422159B2 (ja) | α−Ga2O3単結晶、α−Ga2O3の製造方法、および、それを用いた半導体素子 | |
US11682702B2 (en) | Crystalline semiconductor film, plate-like body and semiconductor device | |
JP5018423B2 (ja) | Iii族窒化物半導体結晶基板および半導体デバイス | |
EP3190608B1 (en) | Laminated structure and method for manufacturing same | |
JP6835113B2 (ja) | 窒化ガリウム基板、および、窒化物半導体結晶の製造方法 | |
CN109056058A (zh) | 一种制备GaN衬底材料的方法 | |
JP4714192B2 (ja) | 窒化ガリウム結晶の成長方法、窒化ガリウム結晶基板、エピウエハの製造方法およびエピウエハ | |
JP2009126723A (ja) | Iii族窒化物半導体結晶の成長方法、iii族窒化物半導体結晶基板の製造方法およびiii族窒化物半導体結晶基板 | |
CN112309832B (zh) | 可转移氧化镓单晶薄膜的制备方法 | |
JP6618216B2 (ja) | α−Ga2O3単結晶、α−Ga2O3の製造方法、および、それを用いた半導体素子 | |
JP2016145144A (ja) | ダイヤモンド積層構造、ダイヤモンド半導体形成用基板、ダイヤモンド半導体装置およびダイヤモンド積層構造の製造方法 | |
CN108987257B (zh) | 利用卤化物气相外延法在Si衬底上生长Ga2O3薄膜的方法 | |
JP6842128B2 (ja) | α−Ga2O3単結晶の製造装置 | |
JP6515318B2 (ja) | 結晶性積層構造体の製造方法および半導体装置 | |
JP5034035B2 (ja) | 半導体発光素子の製造方法 | |
JPH0513342A (ja) | 半導体ダイヤモンド | |
JP4513421B2 (ja) | AlxGayIn1−x−yN結晶の製造方法 | |
JP5110117B2 (ja) | 窒化ガリウム結晶の成長方法、窒化ガリウム結晶基板、エピウエハの製造方法およびエピウエハ | |
CN111293037B (zh) | 一种P型SiC外延及其生长方法 | |
JP2010157574A (ja) | 酸化亜鉛系半導体、酸化亜鉛系半導体の製造方法および製造装置 | |
JP5177523B2 (ja) | ホモエピタキシャル成長方法 | |
Mao et al. | Comparative study of the effect of H2 addition on ZnO films grown by different zinc and oxygen precursors | |
JP2018206951A (ja) | Iii族窒化物半導体デバイス、およびその製造方法 | |
WO2020241760A1 (ja) | GaN基板ウエハおよびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180315 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180913 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181002 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181004 |
|
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: 20181106 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20181109 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6436538 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |