JP5045589B2 - Iii族窒化物結晶の成長方法 - Google Patents
Iii族窒化物結晶の成長方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5045589B2 JP5045589B2 JP2008186994A JP2008186994A JP5045589B2 JP 5045589 B2 JP5045589 B2 JP 5045589B2 JP 2008186994 A JP2008186994 A JP 2008186994A JP 2008186994 A JP2008186994 A JP 2008186994A JP 5045589 B2 JP5045589 B2 JP 5045589B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crystal
- group iii
- iii nitride
- base substrate
- crystal growth
- 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.)
- Active
Links
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 title claims description 90
- 238000002109 crystal growth method Methods 0.000 title claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 234
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 115
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 80
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 39
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 30
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 14
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 17
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 11
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 6
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005136 cathodoluminescence Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 210000003934 vacuole Anatomy 0.000 description 2
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000007716 flux method Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
図1を参照して、本実施形態のIII族窒化物結晶III族窒化物結晶の成長方法は、一主面10mを有するIII族窒化物種結晶10aを含み、III族窒化物種結晶10aの{0001}面10cに対する主面10mのオフ角θが0.5°≦θ≦10.0°の範囲にある下地基板10を準備する工程を備える。図3を参照して、このような下地基板10を用いることにより、下地基板10の主面10m上に成長させるIII族窒化物結晶20の転位の少なくとも一部を{0001}面に実質的に平行な方向(転位伝搬線20dの伸長方向)に伝搬させて結晶の外周部に排出することにより、III族窒化物結晶20の平均転位密度を低減し結晶性を高くすることができる。ここで、{0001}面とは、(0001)面および(0001)面と結晶幾何学的に等価な面を含む総称である。
図2および図3を参照して、本実施形態のIII族窒化物結晶III族窒化物結晶の成長方法は、下地基板10の主面10mに、III族金属を含む溶媒13に窒素含有ガス15を溶解させた溶液17を接触させて、主面10m上にIII族窒化物結晶20を成長させる工程を備える。
1.下地基板の準備工程
図1を参照して、下地基板10として直径が2インチ(5.08cm)で厚さが350μmのウルツ鉱型GaN結晶基板を準備した。この下地基板10の主面10mは、(0001)面に対して[1−100]方向に2°のオフ角θを有していた。下地基板10の主面10mにおける平均転位密度は、カソードルミネセンス(CL)法により暗点として検出し測定したところ、5.0×106cm-2であった。
図2を参照して、液相法のうち、Naフラックス法により下地基板10の主面10m上にGaN結晶を成長させた。このとき、結晶成長容器19である内径6.0cm×高さ10.0cmのアルミナ製坩堝の底に基板ホルダ11を配置した。この基板ホルダ11は、水平面11hに対して2°の傾斜角φを有する傾斜面11mを有する。この基板ホルダ11の傾斜面11m上に、傾斜面11mの傾斜方向11wと下地基板10のオフ方向10vとが一致するように、下地基板10を配置した。また、アルミナ製坩堝(結晶成長容器19)内に、溶媒13として200gの金属Gaと150gの金属Naを入れた。
傾斜面11mの傾斜角φが10°である基板ホルダ11を用いて、溶液17の表面17mに対して下地基板10の主面10mの傾斜角φが10°となるように下地基板を配置したこと以外は、実施例1と同様にしてGaN結晶を成長させた。
傾斜面11mの傾斜角φが20°である基板ホルダ11を用いて、溶液17の表面17mに対して下地基板10の主面10mの傾斜角φが20°となるように下地基板10を配置したこと以外は、実施例1と同様にしてGaN結晶を成長させた。
傾斜面11mの傾斜角φが0°である基板ホルダ11を用いて、溶液17の表面17mに対して下地基板10の主面10mの傾斜角φが0°となるように下地基板10を配置したこと以外は、実施例1と同様にしてGaN結晶を成長させた。
傾斜面11mの傾斜角φが30°である基板ホルダ11を用いて、溶液17の表面17mに対して下地基板10の主面10mの傾斜角φが30°となるように下地基板10を配置したこと以外は、実施例1と同様にしてGaN結晶を成長させた。
Claims (3)
- 液相法によるIII族窒化物結晶の成長方法であって、
一主面を有するIII族窒化物種結晶を含み、前記III族窒化物種結晶の{0001}面に対する前記主面のオフ角θが0.5°≦θ≦10.0°の範囲にある下地基板を準備する工程と、
前記下地基板の前記主面に、III族金属を含む溶媒に窒素含有ガスを溶解させた溶液を接触させて、前記主面上に前記III族窒化物結晶を成長させる工程と、を備え、
前記III族窒化物結晶を成長させる工程において、前記溶液の表面に対する前記下地基板の主面の傾斜角φがθ≦φ≦θ+26.5°の範囲となるように前記下地基板が配置されているIII族窒化物結晶の成長方法。 - 前記下地基板は、前記主面のオフ方向に対して前記主面の傾斜方向のずれ角χが90°以下になるように配置されている請求項1に記載のIII族窒化物結晶の成長方法。
- 前記溶媒は、アルカリ金属をさらに含む請求項1または請求項2に記載のIII族窒化物結晶の成長方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008186994A JP5045589B2 (ja) | 2008-07-18 | 2008-07-18 | Iii族窒化物結晶の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008186994A JP5045589B2 (ja) | 2008-07-18 | 2008-07-18 | Iii族窒化物結晶の成長方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010024090A JP2010024090A (ja) | 2010-02-04 |
JP5045589B2 true JP5045589B2 (ja) | 2012-10-10 |
Family
ID=41730250
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008186994A Active JP5045589B2 (ja) | 2008-07-18 | 2008-07-18 | Iii族窒化物結晶の成長方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5045589B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017068933A1 (ja) * | 2015-10-20 | 2017-04-27 | 日本碍子株式会社 | 下地基板、下地基板の製法及び13族窒化物結晶の製法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4397695B2 (ja) * | 2003-01-20 | 2010-01-13 | パナソニック株式会社 | Iii族窒化物基板の製造方法 |
KR101167732B1 (ko) * | 2003-03-17 | 2012-07-23 | 오사카 유니버시티 | Ⅲ족 원소 질화물 단결정의 제조 방법 및 이것에 이용하는장치 |
JP4456856B2 (ja) * | 2003-12-12 | 2010-04-28 | パナソニック電工株式会社 | Iii族金属窒化物結晶の製法 |
JP2007161536A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Sumitomo Electric Ind Ltd | AlxGayIn1−x−yN結晶基板、半導体デバイスおよびその製造方法 |
WO2007102610A1 (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-13 | Ngk Insulators, Ltd. | 単結晶の育成方法 |
JP5041397B2 (ja) * | 2006-04-26 | 2012-10-03 | 豊田合成株式会社 | 電子デバイス用半導体基板の製造方法 |
-
2008
- 2008-07-18 JP JP2008186994A patent/JP5045589B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010024090A (ja) | 2010-02-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107407008B (zh) | 第iii族氮化物半导体晶体衬底的制造方法 | |
JP5446622B2 (ja) | Iii族窒化物結晶およびその製造方法 | |
JP5531983B2 (ja) | Iii−v族窒化物系半導体基板の製造方法 | |
JP6031733B2 (ja) | GaN結晶の製造方法 | |
US20100275836A1 (en) | Method for growing group iii nitride crystal | |
JP2005101475A (ja) | Iii−v族窒化物系半導体基板及びその製造方法 | |
CN102575384B (zh) | 基底基板、第13族氮化物结晶及其制法 | |
WO2005121418A1 (ja) | Iii族窒化物結晶およびその製造方法、ならびにiii族窒化物結晶基板および半導体デバイス | |
JP6187576B2 (ja) | Iii族窒化物結晶 | |
JP5333374B2 (ja) | GaN結晶の製造方法、GaN結晶基板およびIII族窒化物半導体デバイス | |
JP2007119325A (ja) | Iii族窒化物結晶およびその成長方法 | |
WO2020158571A1 (ja) | 窒化物半導体基板、積層構造体、および窒化物半導体基板の製造方法 | |
JP5144192B2 (ja) | Iii族窒化物結晶の成長方法 | |
JP6906205B2 (ja) | 半導体積層物の製造方法および窒化物結晶基板の製造方法 | |
JP4914299B2 (ja) | Iii族窒化物結晶の製造方法 | |
JP2008074671A (ja) | 自立窒化物基板の製造方法 | |
JP5120285B2 (ja) | Iii−v族窒化物系半導体自立基板の製造方法 | |
JP5045589B2 (ja) | Iii族窒化物結晶の成長方法 | |
JP2020132475A (ja) | Iii族窒化物結晶の製造方法および種基板 | |
JP2008273768A (ja) | Iii族窒化物結晶の成長方法およびiii族窒化物結晶基板 | |
JP2009051686A (ja) | Iii族窒化物結晶の成長方法 | |
JP2008308356A (ja) | GaN結晶の成長方法およびGaN結晶基板 | |
JP2013040059A (ja) | Iii族窒化物半導体結晶の製造方法、及び該製造方法により製造されるiii族窒化物半導体結晶 | |
JP2020200223A (ja) | Iii族元素窒化物結晶の製造方法および製造装置 | |
JP2021130585A (ja) | 窒化ガリウム結晶の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110224 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120207 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120411 |
|
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: 20120619 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120702 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150727 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5045589 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 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 |
|
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 |
|
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 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |