JP2018127388A - 多結晶導電体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リフトオフ等のプロセスを用いることなくＧａＮＬＥＤに使用できる新規な導電性材料の提供。
【解決手段】酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とし、下記式（１）で表される垂直配向度が３０％以上である多結晶導電体。板状アルミナ、導電性微粒子、及び水を含む原料混合物のスラリーを調製し、前記スラリーを成形して成形体を得て、前記成形体を加熱処理して焼結体を得ることにより製造する、多結晶導電体。垂直配向度＝Ｉ_１０１０ ／（Ｉ_１０１０ ＋Ｉ_１１０）（１）（Ｉ_１０１０ はＸ線回折により測定した（１０１０）面のピーク強度；Ｉ_１１０は、Ｘ線回折により測定した（１１０）面のピーク強度）
【選択図】図１

Description

本発明は、多結晶導電体及びその製造方法に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ）は、電流を光に変換する半導体デバイスである。ＬＥＤに使用する材料として、特に窒化ガリウム（ＧａＮ）は、インジウムと組み合わせてＩｎＧａＮ／ＧａＮ半導体層とすることにより、これまで困難だった青色〜緑色及び白色の可視光の放射を可能とするため、近年非常に注目されてきた。

サファイアは、そのコストの低さと格子定数の近さから、標準的なＧａＮの成長用基板として広く用いられている。サファイアは良質の絶縁体であり、電極はｐ型ＧａＮとｎ型ＧａＮに接触して表面のそれぞれ隣同士に配置されたラテラル構造が一般的である。

ところが、電極が同一表面にあると、正極と負極の静電気放電（ＥＳＤ）や、有効発光領域の制約等が問題になる。また、横方向の配線抵抗が消費電力の増大を招く。従って、基板を導電性にして正極と負極を表裏に配置できれば、正負極のＥＳＤの改善と有効発光領域の増大が可能になるうえ、電流路を短くすることができる。

ＧａＮの成長基板としてＳｉＣ基板やＧａＮ基板は好適だが、量産性や価格面の課題は今尚解決できておらず、用途が限られ、普及の目途が立っていない。安価な基板としてＳｉが検討されているが、ＧａＮとの格子ミスマッチが大きいため、バッファ層を挟んでも欠陥密度は単位面積あたり１０^９個以上と多く、高輝度実現には限界がある。

そのため現状の縦型ＧａＮＬＥＤは、サファイア基板上にＧａＮをエピタキシャル成長した後、レーザーリフトオフ法によりサファイア基板を除去する方法が採用されている（例えば、特許文献１、非特許文献１を参照）。ところが、レーザーリフトオフ法はレーザー光源のメンテナンスやスループットの点で課題がある。

以上のように、ＧａＮＬＥＤを縦型で使用するにあたり、高品質な結晶をリフトオフ等のプロセスを用いず、低コストで実現できる導電性材料の提案が切望されている。

国際公開第２００６／０７６２１０号

Chen-Fu Chu, et al., "Study of GaN light-emitting diodes fabricated by laser lift-off technique," Journal of Applied Physics 95, No 8, p. 3916−3922（2004）

本発明の目的は、リフトオフ等のプロセスを用いることなくＧａＮＬＥＤに使用できる新規な導電性材料を提供することである。

本発明によれば、以下の多結晶導電体等が提供される。
１．酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とし、下記式（１）で表される垂直配向度が３０％以上である多結晶導電体。
垂直配向度＝Ｉ_１０１０ ／（Ｉ_１０１０ ＋Ｉ_１１０） （１）
（式（１）中、Ｉ_１０１０ は、Ｘ線回折により測定した（１０１０）面のピーク強度を示し、Ｉ_１１０は、Ｘ線回折により測定した（１１０）面のピーク強度を示す。）
２．前記垂直配向度が５０％以上である、１に記載の多結晶導電体。
３．前記垂直配向度が８０％以上である、１又は２に記載の多結晶導電体。
４．体積抵抗率が１×１０^−４Ωｃｍ〜１×１０^４Ωｃｍである、１〜３のいずれかに記載の多結晶導電体。
５．下記群Ａの一種以上の元素の酸化物、窒化物、酸窒化物、及び炭化物からなる群より選択される少なくとも一種を含む、１〜４のいずれかに記載の多結晶導電体。
群Ａ：インジウム、スズ、チタン、モリブデン、亜鉛
６．１〜５のいずれかに記載の多結晶導電体からなる基板。
７．６に記載の基板と、
バッファ層とを有し、
前記基板と前記バッファ層とが接触している積層体。
８．前記バッファ層が窒化物を含む、７に記載の積層体。
９．７又は８に記載の積層体を用いた素子。
１０．発光素子又はパワー半導体素子である、９に記載の素子。
１１．７又は８に記載の積層体を用いた金属酸化物半導体電界効果トランジスタ。
１２．７又は８に記載の積層体、９又は１０に記載の素子、又は、１１に記載の金属酸化物半導体電界トランジスタを用いたディスプレイ。
１３．板状アルミナ、導電性微粒子、及び水を含む原料混合物のスラリーを調製し、
前記スラリーを成形して成形体を得て、
前記成形体を加熱処理して焼結体を得ることを含む、多結晶導電体の製造方法であって、
前記多結晶導電体は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とし、下記式（１）で表される垂直配向度が３０％以上である、前記製造方法。
垂直配向度＝Ｉ_１０１０ ／（Ｉ_１０１０ ＋Ｉ_１１０） （１）
（式（１）中、Ｉ_１０１０ は、Ｘ線回折により測定した（１０１０）面のピーク強度を示し、Ｉ_１１０は、Ｘ線回折により測定した（１１０）面のピーク強度を示す。）

本発明によれば、リフトオフ等のプロセスを用いることなくＧａＮＬＥＤに使用できる新規な導電性材料を提供できる。

図１は、実施例１で作製した焼結体のＸ線回折チャートである。 図２は、比較例１で作製した焼結体のＸ線回折チャートである。 図３は、板状アルミナ粒子の概略模式図である。

[多結晶導電体]
本発明の多結晶導電体は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とし、下記式（１）で表される垂直配向度が３０％以上であることを特徴とするものである。
垂直配向度＝Ｉ_１０１０ ／（Ｉ_１０１０ ＋Ｉ_１１０） （１）
（式（１）中、Ｉ_１０１０ は、Ｘ線回折により測定した（１０１０）面のピーク強度を示し、Ｉ_１１０は、Ｘ線回折により測定した（１１０）面のピーク強度を示す。）

本発明の多結晶導電体において、（１０１０）面は、ｃ軸に略平行な面として最も大きなピーク強度を示し、（１１０）面は、ａ軸又はｂ軸に平行な面として最も大きなピーク強度を示す。

本発明者らは、従来のＧａＮＬＥＤにおいて基板として使用されてきたサファイアの代わりに、略垂直配向した酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３、α−アルミナ）（以下、「アルミナ」とも言う。）を母体としこれに導電性を付与した導電体を使用すれば、サファイア上に結晶成長させた場合と同程度の欠陥密度のＧａＮを得ることができ、縦型デバイスとして使用できることを見出した。

従って、本発明の多結晶導電体は、エピタキシャル膜を形成するための下地として使用することができ、具体的には、ＧａＮ成長用テンプレート基板、ＬＥＤ、ＬＤ、ショットキーダイオード、ＭＯＳＦＥＴ等に使用することができる。

本発明において、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とするとは、本発明の多結晶導電体を構成する材料のうち、酸化アルミニウムを最も多く含むことを意味する。本発明の多結晶導電体において、酸化アルミニウムは、例えば、２０〜１００重量％であり、好ましくは、４５〜１００重量％であり、より好ましくは、６５〜１００重量％である。金属原子比換算では、例えば、４０〜１００原子％であり、６９〜１００原子％であり、８３〜１００原子％である。

また、本発明の多結晶導電体は、略垂直配向多結晶導電体と表現することができる。本発明において、略垂直配向とは、ｃ面が配向した面のＸ線パターンのピーク強度によって定義される。略配向面の指標として（１０１０）を適用したのは、完全に平行な（０００６）面よりも僅かに傾いていることで、オフ角を設けたことと同様の効果が得られ、平坦性にすぐれたエピタキシャル成長層を得ることができるからである。

本発明の一態様において、垂直配向度は、好ましくは、５０％以上であり、より好ましくは、８０％以上である。
垂直配向度が高いほど、本発明の多結晶導電体を基板として用いてエピタキシャル成長させた場合に、平坦性にすぐれた成長層を得ることができる。
垂直配向度は、Ｘ線回折測定を行って、Ｉ_１０１０ 及びＩ_１１０を求めることにより、上記式（１）から計算できる。Ｘ線回折測定は、市販のＸ線回折装置を用いて行うことができる。

本発明の一態様において、多結晶導電体の体積抵抗率は、好ましくは、１×１０^−４Ωｃｍ〜１×１０^４Ωｃｍであり、より好ましくは、５×１０^−４Ωｃｍ〜１×１０^−１Ωｃｍである。
多結晶導電体の体積抵抗率が１×１０^−４Ωｃｍ〜１×１０^４Ωｃｍであると、縦型素子の基板として使用した場合に、オーム損によるジュール熱の発生を抑制することができる。
体積抵抗率は、市販の抵抗率計を用いて測定できる。

本発明の一態様において、多結晶導電体は、下記群Ａの一種以上の元素の酸化物、窒化物、酸窒化物、及び炭化物からなる群より選択される少なくとも一種を含んでもよい。これにより、所望の導電性を付与することができる。
群Ａ：インジウム、スズ、チタン、モリブデン、亜鉛

本発明の多結晶導電体が含み得る酸化物、窒化物、酸窒化物、炭化物としては、特に限定されないが、例えば、ＺｒＯ_２、ＡｌＮ、ＡｌＯＮ、ＳｉＣ、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＢＮ等が挙げられる。

［積層体］
本発明の積層体は、上記説明した本発明の多結晶導電体からなる基板と、バッファ層とを有し、前記基板と前記バッファ層とが接触していることを特徴とするものである。

本発明において、バッファ層とは、アルミナとＧａＮの格子定数の違いを吸収するため、意図的に多結晶化させた中間層を示す。
バッファ層の材料は、特に限定されないが、例えば、低温成長ＧａＮ、低温成長ＡｌＮ、低温成長ＩｎＧａＮ、低温成長ＡｌＧａＮ、ＴｉＮ、ＨｆＮ、ＺｒＮ、ＳｃＮ等の多結晶窒化物、ＭｎＳ等の硫化物、コランダムＧａ_２Ｏ_３、コランダムＩＴＯ、コランダムＩＴＺＯ、コランダムＩＺＯ、ＬａＮｉＯ_３等の酸化物を使用することができる。

本発明の積層体の一態様において、バッファ層は窒化物を含むことが好ましい。
バッファ層に含まれる窒化物としては、例えば、低温成長ＧａＮ、低温成長ＡｌＮ、低温成長ＩｎＧａＮ、低温成長ＡｌＧａＮ等が挙げられる。

本発明の積層体の一態様において、さらにエピタキシャル膜を含むことが好ましい。エピタキシャル膜は、バッファ層の上に存在することができる。エピタキシャル膜とは、エピタキシャル成長により得られた膜であり、エピタキシャル膜の材質としては、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮの他、これらの混晶を用いることができ、ｐｎ制御するためのドーピングも従来公知の方法でこれらの材料に対して適用可能である。

［素子、金属酸化物半導体電界トランジスタ、ディスプレイ］
本発明の素子は、上記説明した本発明の積層体を用いたものである。これにより、従来のアルミナ単結晶（サファイア）を基板に用いなくても、欠陥の少ない高品質の窒化物半導体を得ることができる。また、本発明の素子は基板を導体化できるので、従来同一平面に具備した電極を、導体基板を挟んで設置することができる。これにより、電極間のＥＳＤの懸念が払拭し、有効発光領域の増大が可能になるうえ、電流路を短くすることができる。

本発明の素子は、発光素子、又はパワー半導体素子とすることができる。

また、本発明の素子を用いた適用例としては、昇圧・降圧チョッパ回路、インバータ・コンバータ回路、電源回路、スイッチングレギュレータ等が挙げられ、電器機器としては、携帯電話、パソコン、エアコン、冷蔵庫、受像機、照明器具、電磁調理器等が挙げられ、車両としては、自転車、自動車、鉄道車両等が挙げられる。

本発明の金属酸化物半導体電界効果トランジスタは、上記説明した本発明の積層体を用いたものである。

本発明のディスプレイは、上記説明した本発明の積層体、素子、又は金属酸化物半導体電界トランジスタを用いたものである。本発明のディスプレイとしては、掲示板、民生用モニタ、業務用モニタ、スマートホン、携帯電話等が挙げられる。

［多結晶導電体の製造方法］
本発明の多結晶導電体の製造方法は、板状アルミナ、導電性微粒子、及び水を含む原料混合物のスラリーを調製し、前記スラリーを成形して成形体を得て、前記成形体を加熱処理して焼結体を得ることを含むものである。本発明の製造方法により製造される多結晶導電体は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とし、下記式（１）で表される垂直配向度が３０％以上である。
垂直配向度＝Ｉ_１０１０ ／（Ｉ_１０１０ ＋Ｉ_１１０） （１）
（式（１）中、Ｉ_１０１０ は、Ｘ線回折により測定した（１０１０）面のピーク強度を示し、Ｉ_１１０は、Ｘ線回折により測定した（１１０）面のピーク強度を示す。）

本発明の多結晶導電体の製造方法では、まず、板状アルミナ、導電性微粒子、及び水を含む原料混合物のスラリーを調製する。原料混合物は、適切な助剤や添加剤、バインダー等を含んでもよい。原料混合物をボールミル等で分散させることによりスラリーを得ることができる。

図３に板状アルミナ粒子の概略模式図を示す。板状アルミナは、粒子の最長辺の長さをｘとし、厚さをｚとしたとき、粒子の配向を促進するうえで、ｘ／ｚは、５以上であることが好ましく、１０以上であることがさらに好ましい。
板状アルミナの長辺の長さｘは１〜２０μｍが好ましい。長辺の長さｘが０．３μｍ以下の場合、垂直配向度３０％以上を得ることが困難になる。また、長辺の長さｘが２０μｍを超えると、焼締まりが困難になり、焼結体としての強度が低下する。長辺の長さｘは、より好ましくは、０．５μｍ以上１５μｍ以下であり、さらに好ましくは、２μｍ以上１２μｍ以下である。

酸化アルミニウムの原料としては、板状アルミナに加えて、粒状アルミナを使用することができる。粒状アルミナは、特に限定されず、一般に入手可能なものを使用することができる。焼結を進行させるには、粒径は１μｍ以下で、易焼結性のアルミナが好ましい。

導電性微粒子としては、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）や酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）等の従来公知の導電性を有する酸化物を使用することができる。導電性微粒子の粒径は、例えば、０．１μｍ〜１０μｍであり、好ましくは、０．２μｍ〜５μｍであり、より好ましくは０．３μｍ〜３μｍである。

助剤としては、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、ポリワックス、オレイン酸等が挙げられる。
添加剤としては、特に限定されないが、例えば、ポリカルボン酸アンモニウム、メチルセルロース等の分散剤、界面活性剤等が挙げられる。
バインダーとしては、ポリビニルアルコール、酢酸ビニル、アクリル樹脂等が挙げられる。

本発明の多結晶導電体の製造方法では、次いで、得られたスラリーを成形して成形体を得る。成形するためには、鋳込み成形、テープ成形、押出し成形、ドクターブレード、射出成型、ゲルキャスティング等、従来公知の方法を用いることができる。

鋳込成形は、スラリー中の分散媒を石膏型に吸収させて着肉、乾燥させる方法であり、石膏面に沿う形でアルミナが配向する。
テープ成形の場合もスラリーを用い、ドクターブレードによりテープ状に成型し、焼結する。テープ成形では成形体の厚みを比較的容易に１ｍｍ以下にすることができ、ＭｇＯ等従来公知の酸化物を適量混ぜ、透光性を持たせてもよい。
スラリーよりも水分濃度を小さくして押出し成形を行う場合は、アルミナ粒子の配向を促進するために混練物を複数回スリットに通してもよい。

本発明の多結晶導電体の製造方法では、次いで、成形体を加熱処理して焼結体を得る。具体的には、得られた成形体を場合によりスライスした後、脱脂又は仮焼し、焼成することにより焼結体を得る。

脱脂又は仮焼時の条件は特に限定されない。
焼成により成形体表面領域の助剤の蒸発を促進することによって、アルミナ粒子の粒成長を促進し、特に基板の表面領域において、単結晶部分の面積を増大させることができる。焼成温度は特に限定されないが、通常は１３００℃〜１８００℃である。

得られた焼結体の表面は、窒化物半導体又は窒化物半導体のバッファ層を積層するために、表面粗さは５０ｎｍ以下が好ましい。焼結体の表面粗さは、より好ましくは、２０ｎｍ以下であり、さらに好ましくは５ｎｍ以下である。表面粗さは平均値Ｒａで定義され、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で評価することができる。

［積層体の製造方法］
本発明の積層体の製造方法は、上記説明した本発明の多結晶導電体の製造方法に続いて、焼結体の上にバッファ層を形成することを含むものである。これにより、上記説明した本発明の積層体を製造することができる。

バッファ層を形成するための方法は、特に限定されないが、例えば、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）、Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ法（ＨＶＰＥ法）等のＣＶＤ成長方法や、分子線、エピタキシー法（ＭＢＥ法）、スパッタエピタキシー法等によって成膜できる。

バッファ層上にエピタキシャル膜を積層する場合は、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）、Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ法（ＨＶＰＥ法）等のＣＶＤ成長方法や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）、スパッタリング法によって成膜できる。

スパッタリング法については、パルススパッタ等プラズマによるイオン化率の高い手法が好ましい。ターゲット材料としては、Ｇａメタル、多結晶ＧａＮを用いることができる。ターゲット材料中の酸素はできる限り低減することが好ましい。また、スパッタ前に十分廃棄し、酸素を混入させないことが、高品質のＧａＮ薄膜を得るうえで重要である。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。

実施例１
原料として、板状アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）（キンセイマテック（株）製、平均粒径１０μｍ、平均厚み０．３μｍ）３３．７ｇ、粒状アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）（昭和電工（株）製、平均粒径０．４μｍ）３３．７ｇ、酸化スズ（ＳｎＯ_２）３２．６ｇ、分散剤（ポリカルボン酸アンモニウム）０．９ｇ、純水３７．５ｇを混合し、ジルコニアボールとともにボールミルで４８時間混合して、スラリーを調製した。このスラリーからジルコニアボールを取り除き、マグネチックスターラーで撹拌しながら真空引きを５分行って脱泡した。一旦、真空引きを停止して常圧に戻し、アクリル系エマルジョンタイプのバインダーを１．５ｇ混合し、再度、マグネチックスターラーで撹拌しながら真空引きを５分行った。

このようにして得られたスラリーを石膏型に注ぎ込み、２時間静置した。スラリー中の水分を石膏に十分に吸わせ、スラリーが硬化しているのを確認した後、石膏型から離形し、５ｃｍ×５ｃｍ×５ｍｍの成形体を得た。この成形体を４８時間自然乾燥させ、電気炉にセットし、常圧にて、以下の条件で加熱処理して、焼結体を得た。
・室温〜１４００℃まで １℃／分で昇温
・１４００℃ １時間保持
・１４００℃〜１００℃以下 炉冷

この焼結体の結晶性について、以下の測定条件によりＸ線回折（ＸＲＤ）測定を行った。結果を図１に示す。
・装置：Ｓｍａｒｔｌａｂ（（株）リガク製）
・Ｘ線：Ｃｕ−Ｋα線（波長１．５４１８Å）
・２θ−θ反射法、連続スキャン（２．０°／分）
・サンプリング間隔：０．０２°
・スリットＤＳ（発散スリット）、ＳＳ（散乱スリット）、ＲＳ（受光スリット）：１ｍｍ

焼結体の垂直配向度は、以下の式に従って求めた結果、８８％であった。
垂直配向度（％）＝Ｉ_１０１０ ／（Ｉ_１０１０ ＋Ｉ_１１０）

この焼結体の導電性について、抵抗率計（三菱化学（株）製、ロレスタ）を使用して四探針法（ＪＩＳ Ｒ １６３７）に基づき体積抵抗率を測定した。この焼結体の表面を、ダイヤモンドディスク及び研磨バフを用いて鏡面研磨した。

実施例２
原料として、板状アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）（キンセイマテック（株）製、平均粒径１０μｍ、平均厚み０．３μｍ）３３．７ｇ、粒状アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）（昭和電工（株）製、平均粒径０．４μｍ）３３．７ｇ、酸化インジウム粉末（Ｉｎ_２Ｏ_３）（（株）高純度化学研究所製）３０．０ｇ、酸化スズ（ＳｎＯ_２）２．６ｇ、分散剤（ポリカルボン酸アンモニウム）０．９ｇ、純水３７．５ｇを混合した他は、実施例１と同様にして焼結体を作製し、ＸＲＤ評価による垂直配向度と導電性を評価した。結果を表１に示す。

実施例３〜５
原料として、表１に示す材料を混合した他は、実施例１と同様にして焼結体を作製し、ＸＲＤ評価による垂直配向度と導電性を評価した。結果を表１に示す。

比較例１
原料として、粒状アルミナ（昭和電工（株）製、平均粒径０．４μｍ）１００ｇのみを用いて、分散剤（ポリカルボン酸アンモニウム）０．５ｇ、純水２０ｇと混合した他は、実施例１と同様にして焼結体を作製し、ＸＲＤを評価した。結果を図２に示す。また、垂直配向度と導電性を評価した。結果を表１に示す。

実施例６
実施例２で得た焼結体を基板として、多結晶のＧａＮ（フルウチ化学（株）製）がカソードに装填されたスパッタリング装置にセットし、１０^−５Ｐａ台まで真空排気を行った。基板温度を６００℃にセットし、スパッタガスにＮｅを用い、全圧１．０ＰａでＲＦスパッタを行い、膜厚２０００ｎｍのＧａＮ膜を得た。
このようにして得られた積層体を再度ＸＲＤ装置にセットし、結晶性を評価した。その結果、垂直配向度９０％の酸化物焼結体の上にｃ軸配向したＧａＮの成長を認めることができた。

実施例７
実施例６で得た積層体を基板として、有機金属化合物化学気相成長装置（大陽日酸株式会社製）に置いて、８００℃の水素雰囲気中で２０分間の高温清浄処理を行った。次いで、温度を９００℃に設定し、積層体のＧａＮ膜の上に厚み３μｍのｎ型ＧａＮ層をエピタキシャル成長させて、Ｓｉドーピング濃度を１×１０^１７ｃｍ^−３〜３×１０^２０ｃｍ^−３とした。続いて、温度を６５０℃まで下げて、３０リサイクルのＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重量子井戸発光層をエピタキシャル成長させた。次いで、温度を８００℃まで上げて、厚み１００ｎｍのＰ型ＧａＮ層を成長させて、Ｓｉドーピング濃度を３×１０^２０ｃｍ^−３とした。次いで、温度を８００℃に保持して、５０ｎｍの高濃度ドープＰ型ＧａＮ電極コンタクト層をエピタキシャル成長させて、Ｍｇドーピング濃度を５×１０^２０ｃｍ^−３とし、装置の温度を室温まで下げた。次いで、元の積層体のＧａＮ膜側ではなく裏面の酸化物の側にｎ型電極としてアルミを蒸着して、ＧａＮ系ＬＥＤエピタキシャル構造体を得た。

本発明の略垂直配向多結晶導電体は、エピタキシャル膜を形成するための下地として使用することができ、具体的には、ＧａＮ成長用テンプレート基板、ＬＥＤ、ＬＤ、ショットキーダイオード、ＭＯＳＦＥＴ等に好適に使用することができる。

Claims (13)

1. 酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とし、下記式（１）で表される垂直配向度が３０％以上である多結晶導電体。
   垂直配向度＝Ｉ_１０１０ ／（Ｉ_１０１０ ＋Ｉ_１１０） （１）
   （式（１）中、Ｉ_１０１０ は、Ｘ線回折により測定した（１０１０）面のピーク強度を示し、Ｉ_１１０は、Ｘ線回折により測定した（１１０）面のピーク強度を示す。）
2. 前記垂直配向度が５０％以上である、請求項１に記載の多結晶導電体。
3. 前記垂直配向度が８０％以上である、請求項１又は２に記載の多結晶導電体。
4. 体積抵抗率が１×１０^−４Ωｃｍ〜１×１０^４Ωｃｍである、請求項１〜３のいずれかに記載の多結晶導電体。
5. 下記群Ａの一種以上の元素の酸化物、窒化物、酸窒化物、及び炭化物からなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の多結晶導電体。
   群Ａ：インジウム、スズ、チタン、モリブデン、亜鉛
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の多結晶導電体からなる基板。
7. 請求項６に記載の基板と、
   バッファ層とを有し、
   前記基板と前記バッファ層とが接触している積層体。
8. 前記バッファ層が窒化物を含む、請求項７に記載の積層体。
9. 請求項７又は８に記載の積層体を用いた素子。
10. 発光素子又はパワー半導体素子である、請求項９に記載の素子。
11. 請求項７又は８に記載の積層体を用いた金属酸化物半導体電界効果トランジスタ。
12. 請求項７又は８に記載の積層体、請求項９又は１０に記載の素子、又は、請求項１１に記載の金属酸化物半導体電界トランジスタを用いたディスプレイ。
13. 板状アルミナ、導電性微粒子、及び水を含む原料混合物のスラリーを調製し、
    前記スラリーを成形して成形体を得て、
    前記成形体を加熱処理して焼結体を得ることを含む、多結晶導電体の製造方法であって、
    前記多結晶導電体は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を主成分とし、下記式（１）で表される垂直配向度が３０％以上である、前記製造方法。
    垂直配向度＝Ｉ_１０１０ ／（Ｉ_１０１０ ＋Ｉ_１１０） （１）
    （式（１）中、Ｉ_１０１０ は、Ｘ線回折により測定した（１０１０）面のピーク強度を示し、Ｉ_１１０は、Ｘ線回折により測定した（１１０）面のピーク強度を示す。）

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