JP2018145091A - Iii族窒化物結晶製造方法及びramo4基板 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本開示は、一般式RAMO4で表される単結晶体(一般式において、Rは、Sc、In、Y、およびランタノイド系元素からなる群から選択される一つまたは複数の三価の元素を表し、Aは、Fe(III)、Ga、およびAlからなる群から選択される一つまたは複数の三価の元素を表し、Mは、Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn、およびCdからなる群から選択される一つまたは複数の二価の元素を表す)からなるRAMO4基板において、側部に切り欠きを有する、RAMO4基板を提供する。
図5に本開示の実施の形態1に係る、III族窒化物を製造する方法の各工程を示す。本方法は、ScAlMgO4単結晶からなり、側部に切り欠き2bを有するScAlMgO4基板10を準備する工程(図5A)と、ScAlMgO4基板10上にIII族窒化物結晶4を成長させる工程(図5B)と、切り欠き2bを起点にScAlMgO4基板10を劈開させる工程(図5C)と、を有する、III族窒化物結晶製造方法である。
切り欠き2bは同一面内で複数個所設けることも考えられるが、位置合わせが不十分のまま、複数の箇所から劈開すると劈開面に段差が生じてしまう。したがって、同一面内に切り欠きを複数個所設ける場合には、原子レベルでの位置合わせが必要であり、実質的に困難なため、同一面内には、1箇所設ければよい。
図9に本開示の実施の形態2に係る、III族窒化物を製造する方法の各工程を示す。本開示の実施の形態2に係る製造方法は、単結晶ScAlMgO4を生成するScAlMgO4インゴット準備工程と、単結晶ScAlMgO4から円筒のインゴットを生成し、さらにインゴットの側部に切り欠きを設けるScAlMgO4インゴット外形加工工程と、インゴットを基板状に加工し、切り欠きを有するScAlMgO4基板を準備するScAlMgO4基板準備工程と、ScAlMgO4基板のエピタキシャル成長面に対応する面の凹凸を除去する凹凸除去工程と、ScAlMgO4基板上にIII族窒化物結晶(例えば、GaN結晶)をエピタキシャル成長させるIII族窒化物結晶成長工程と、デバイスを形成するデバイス形成工程とを含む。前記デバイス形成工程には、切り欠きを起点にScAlMgO4を除去するScAlMgO4除去を含む。
なお、上述の実施の形態1及び2では、一般式RAMO4で表される単結晶体からなる基板のうち、ScAlMgO4の単結晶体から得られる基板について説明したが、本開示は、これに限定されない。具体的には、本開示のScAlMgO4に代表される基板は、一般式RAMO4で表されるほぼ単一結晶材料から構成される。上記一般式において、Rは、Sc、In、Y、およびランタノイド系元素(原子番号67−71)から選択される一つまたは複数の三価の元素を表し、Aは、Fe(III)、Ga、およびAlから選択される一つまたは複数の三価の元素を表し、MはMg、Mn、Fe(II),Co,Cu,Zn,Cdから選択される一つまたは複数の二価の元素を表す。なお、ほぼ単一結晶材料とは、エピタキシャル成長面を構成するRAMO4が90at%以上含まれ、かつ、任意の結晶軸に注目したとき、エピタキシャル成長面のどの部分においてもその向きが同一であるような結晶質固体をいう。ただし、局所的に結晶軸の向きが変わっているものや、局所的な格子欠陥が含まれるものも、単結晶として扱う。なお、Oは酸素である。ただし、上記の通り、RはSc、AはAl、MはMgとするのが望ましい。
2a、2b 切り欠き
3 刃
4 GaN層(III族窒化物結晶層)
5 III族窒化物結晶層
6 凹部
7 p側電極
8 n側電極
10、10a、10b ScAlMgO4基板
20 Ga面(エピタキシャル成長面)
21 N面
Claims (8)
- 一般式RAMO4で表される単結晶体(一般式において、Rは、Sc、In、Y、およびランタノイド系元素からなる群から選択される一つまたは複数の三価の元素を表し、Aは、Fe(III)、Ga、およびAlからなる群から選択される一つまたは複数の三価の元素を表し、Mは、Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn、およびCdからなる群から選択される一つまたは複数の二価の元素を表す)からなり、側部に切り欠きを有するRAMO4基板を準備する工程と、
前記切り欠きを有する前記RAMO4基板上にIII族窒化物結晶を成長させる工程と、
前記III族窒化物結晶を成長させた後に前記切り欠きを起点に前記RAMO4基板を劈開させる工程と、を有し、
前記切り欠きの深さは0.1mm以上5mm以下、円周方向の幅は0.1mm以上15mm以下である、III族窒化物結晶製造方法。 - 前記切り欠きを起点に劈開された前記RAMO4基板を再利用して、前記RAMO4基板上に新たにIII族窒化物結晶を成長させる工程を更に含む、請求項1に記載のIII族窒化物結晶製造方法。
- 前記RAMO4基板は、ScAlMgO4基板である、請求項1または2に記載のIII族窒化物結晶製造方法。
- 前記III族窒化物結晶は、GaNである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のIII族窒化物結晶製造方法。
- 一般式RAMO4で表される単結晶体(一般式において、Rは、Sc、In、Y、およびランタノイド系元素からなる群から選択される一つまたは複数の三価の元素を表し、Aは、Fe(III)、Ga、およびAlからなる群から選択される一つまたは複数の三価の元素を表し、Mは、Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn、およびCdからなる群から選択される一つまたは複数の二価の元素を表す)からなるRAMO4基板において、
側部に切り欠きを有し、
前記切り欠きの深さは0.1mm以上5mm以下、円周方向の幅は0.1mm以上15mm以下である、RAMO4基板。 - 表面上にIII族窒化物結晶を更に備える、請求項5に記載のRAMO4基板。
- 前記単結晶体は、ScAlMgO4である、請求項5または6に記載のRAMO4基板。
- 前記III族窒化物結晶は、GaNである、請求項6または7に記載のRAMO4基板。
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