JP5078129B2 - Iii族金属窒化物単結晶の育成方法 - Google Patents
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Description
(a 面に平行な方向)
[0-110]方向 [-1010] 方向 [-1100]
方向 [01-10] 方向
[10-10] 方向 [1-100] 方向
( m面に平行な方向)
[-2110] 方向 [-12-10] 方向
[11-20]方向
[2-1-10]方向 [1-210] 方向 [-1-120]方向
面GaNの種結晶膜を用いた場合において、種結晶膜のm面に平行な方向( [-2110] 方向、[-12-10]方向、[11-20] 方向、[2-1-10]方向、[1-210] 方向、[-1-120]方向) が劈開面に平行な方向である。また、a面に平行な方向は、m面に平行な方向に対して、30°の角度をなしている。
〜5mm が更に好ましい。
MOVPE法、HVPE法、MBE法、昇華法を例示できる。液相法としては、フラックス法、高圧溶液法、安熱法を例示できる。
ガリウム原料物質としては、ガリウム単体金属、ガリウム合金、ガリウム化合物を適用できるが、ガリウム単体金属が取扱いの上からも好適である。アルミニウム原料物質としては、アルミニウム単体金属、アルミニウム合金、アルミニウム化合物を適用できるが、アルミニウム単体金属が取扱いの上からも好適である。インジウム原料物質としては、インジウム単体金属、インジウム合金、インジウム化合物を適用できるが、インジウム単体金属が取扱いの上からも好適である。
雰囲気中の窒素以外のガスは限定されないが、不活性ガスが好ましく、アルゴン、ヘリウム、ネオンが特に好ましい。窒素以外のガスの分圧は、全圧から窒素ガス分圧を除いた値である。
本発明は、m面GaN 、a 面GaN などの無極性面種結晶膜、及びr面GaN などの半極性面種結晶膜を備えたテンプレート基板を用いた場合においても、育成単結晶のクラック防止に有効であることが確認された。
図1〜図4を参照しつつ説明した方法に従い、GaN単結晶をフラックス法で育成した。
具体的には、13mm×18mm角の厚さ430 μm のサファイア基板9 の上に、厚さ20μm のGaN 膜10をHVPE法で成膜したテンプレート基板8 を用いた。そのサファイア基板9
の背面9 bに、ダイヤペンによって、溝11、12をパターニングした。溝11、12の方位は、種結晶膜であるGaN膜10の[-2110] 方向、[0-110] 方向とそれぞれ平行とした。[0-110]
方向は、GaN のa 面に平行であり、劈開面に平行な方向に対して30°の角度をなしている。[-2110] 方向は、m面に平行であり、劈開面に平行な方向である。
テンプレート基板裏面の加工方法の他は実施例1と同様にして、テンプレート基板上にGaN単結晶を育成した。
具体的には、使用したテンプレート基板8は、実施例1で用いたテンプレート基板と同じであるが、サファイア基板9の背面9bには、ダイヤモンドブレードを用いて、溝深さ100 μm 、ピッチ3mmの溝11、12を形成した。溝11、12の方位は、種結晶膜10の[0-110] 方向、[-1010] 方向にそれぞれ平行とした。図5は、この背面を示す写真である。[0-110] 方向と[-1010] 方向とは、共にGaN のa 面に平行であり、従って、ともにGaN単結晶の劈開面に平行な方向に対して30°の角度をなしている。
テンプレート基板裏面の加工方法の他は実施例1と同様にして、テンプレート基板上にGaN単結晶を育成した。
具体的には、使用したテンプレート基板は、実施例1で用いたテンプレート基板と同じであるが、テンプレート基板の背面9bには溝を形成しなかった。育成終了後のGaN 単結晶写真を図7に示す。写真に示されるように、GaN 単結晶にクラックが多く発生していた。
テンプレート基板裏面の加工方法の他は実施例1と同様にして、テンプレート基板上にGaN単結晶を育成した。
具体的には、使用したテンプレート基板は、実施例1で用いたテンプレート基板と同じであるが、サファイア基板の背面9bに、ダイヤモンドブレードを用いて、溝深さ100 μm 、ピッチ3mmの溝11、12を形成した。溝11、12の方位は、種結晶膜の[-2110] 方向、[-12-10]方向にそれぞれ平行にした(図8)。[-2110] 方向と[-12-10]方向は、共にGaN のm 面に対して平行であり、GaN単結晶の劈開面に平行な方向である。
Claims (3)
- 単結晶基板とこの単結晶基板の表面に形成された種結晶膜とを備えているテンプレート基板を準備し、次いで前記単結晶基板の背面に、前記種結晶膜の劈開面に平行な方向と異なる方向に向かって延びる凹部および前記種結晶膜の前記劈開面に平行な方向に向かって延びる他の凹部を形成し、次いでフラックス法によって前記種結晶膜上にIII 族金属窒化物単結晶を育成することを特徴とする、III 族金属窒化物単結晶の育成方法。
- 前記凹部が溝状であることを特徴とする、請求項1記載の方法。
- 前記III 族金属窒化物単結晶が窒化ガリウム単結晶であることを特徴とする、請求項1または2記載の方法。
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JP2007064966A JP5078129B2 (ja) | 2007-03-14 | 2007-03-14 | Iii族金属窒化物単結晶の育成方法 |
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