JP6241831B2 - Iii族窒化物結晶の製造方法、およびramo4含有基板 - Google Patents
Iii族窒化物結晶の製造方法、およびramo4含有基板 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6241831B2 JP6241831B2 JP2016049607A JP2016049607A JP6241831B2 JP 6241831 B2 JP6241831 B2 JP 6241831B2 JP 2016049607 A JP2016049607 A JP 2016049607A JP 2016049607 A JP2016049607 A JP 2016049607A JP 6241831 B2 JP6241831 B2 JP 6241831B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- ramo
- protective layer
- crystal
- group iii
- 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
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/403—AIII-nitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/02—Liquid-phase epitaxial-layer growth using molten solvents, e.g. flux
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/06—Reaction chambers; Boats for supporting the melt; Substrate holders
- C30B19/062—Vertical dipping system
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B19/00—Liquid-phase epitaxial-layer growth
- C30B19/12—Liquid-phase epitaxial-layer growth characterised by the substrate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/16—Oxides
- C30B29/22—Complex oxides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
結晶作製用基板は、少なくともScAlMgO4基板と、当該ScAlMgO4基板のエピタキシャル成長面以外の領域を被覆する保護層とを有する。本明細書において、「ScAlMgO4基板1のエピタキシャル成長面1’」とは、ScAlMgO4基板のうち、GaNの結晶をエピタキシャル成長させる側の面をいう。本実施の形態のRAMO4含有基板11において、ScAlMgO4基板1は、図2に示すように、一方の面のみにエピタキシャル成長面1’を有していてもよい。この場合、ScAlMgO4基板1のエピタキシャル成長面1’以外の領域とは、ScAlMgO4基板1のエピタキシャル成長面1’とは反対側の面および側面をいう。つまり、保護層2は、ScAlMgO4基板1のエピタキシャル成長面1’とは反対側の面および側面の全てもしくは一部を覆う層である。保護層2は、当該側面の一部又は全てを覆わなくとも良いが、本開示の効果をより得るために、当該側面の全てを覆うのが望ましい。また、本実施の形態のRAMO4含有基板11において、ScAlMgO4基板1は、図3に示すように、両方の面にエピタキシャル成長面1’を有していてもよい。この場合、ScAlMgO4基板1のエピタキシャル成長面1’以外の領域とは、ScAlMgO4基板1の側面をいう。つまり、保護層2は、ScAlMgO4基板1の側面の一部又は全てを覆う層である。
以下、ScAlMgO4含有基板11が含む各層について説明する。
続いて、前述のRAMO4含有基板の種結晶層4上に、GaN結晶をフラックス法により形成する。GaNの結晶は、例えば、図1に示す装置を用いて、以下のように形成することができる。
なお、上記では、RAMO4含有基板に、ScAlMgO4基板を含む形態を説明したが、本開示は、これに限定されない。RAMO4含有基板が含む基板は、一般式RAMO4で表されるほぼ単一結晶材料から構成される基板であればよい。ここで、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、RAMO4で表される構造が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、単一結晶材料として扱う。なお、Oは酸素である。また、上記の通り、RはSc、AはAl、MはMgとするのが特に好ましい。
1’ エピタキシャル成長面
2 保護層
3 低温バッファ層
4 種結晶層
5 保護層側バッファ層
11 RAMO4含有基板(ScAlMgO4含有基板)
12 混合液
102 坩堝
103 反応室
110 ヒータ
113 窒素ガス供給ライン
Claims (9)
- 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、および前記RAMO4基板のエピタキシャル成長面以外の領域に形成された保護層を有するRAMO4含有基板を準備する基板準備工程と、
前記RAMO4含有基板の前記保護層で被覆されていない領域に、III族窒化物結晶をフラックス法により形成する結晶形成工程と、
を含み、
前記RAMO 4 含有基板は、前記保護層と、前記RAMO 4 基板との間に保護層側バッファ層をさらに有し、
前記保護層側バッファ層の線膨張係数が、前記保護層の線膨張係数と前記RAMO 4 基板の線膨張係数との間の値である、
III族窒化物結晶の製造方法。 - 前記RAMO4含有基板が、前記RAMO4基板の前記エピタキシャル成長面上に、III族窒化物を含む種結晶層をさらに有し、
前記結晶形成工程が、前記種結晶層上に、前記III族窒化物結晶を形成する工程である、
請求項1に記載のIII族窒化物結晶の製造方法。 - 前記RAMO4含有基板が、前記RAMO4基板と前記種結晶層との間に、III族窒化物を含む低温バッファ層をさらに有する、
請求項2に記載のIII族窒化物結晶の製造方法。 - 前記RAMO4含有基板において、前記保護層が、前記RAMO4基板の側面を被覆している、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のIII族窒化物結晶の製造方法。 - 前記一般式におけるRがScであり、AがAlであり、MがMgである、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のIII族窒化物結晶の製造方法。 - 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基板と、
前記RAMO4基板のエピタキシャル成長面以外の領域に形成された保護層と、
を有し、
前記RAMO 4 基板と、前記保護層との間に、保護層側バッファ層をさらに有し、
前記保護層側バッファ層の線膨張係数が、前記保護層の線膨張係数と前記RAMO 4 基板の線膨張係数との間の値である、RAMO4含有基板。 - 前記保護層が、前記RAMO4基板の側面を被覆している、
請求項6に記載のRAMO4含有基板。 - 前記RAMO4基板のエピタキシャル成長面上に、III族窒化物を含む種結晶層をさらに有する、
請求項6または7に記載のRAMO4含有基板。 - 前記一般式におけるRがScであり、AがAlであり、MがMgである、
請求項6〜8のいずれか一項に記載のRAMO4含有基板。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016049607A JP6241831B2 (ja) | 2016-03-14 | 2016-03-14 | Iii族窒化物結晶の製造方法、およびramo4含有基板 |
US15/411,792 US20170260648A1 (en) | 2016-03-14 | 2017-01-20 | Method for producing group iii nitride crystal, and ramo4-containing substrate |
CN201710068240.9A CN107190324A (zh) | 2016-03-14 | 2017-02-07 | Iii族氮化物结晶的制造方法、以及含ramo4基板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016049607A JP6241831B2 (ja) | 2016-03-14 | 2016-03-14 | Iii族窒化物結晶の製造方法、およびramo4含有基板 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017165596A JP2017165596A (ja) | 2017-09-21 |
JP6241831B2 true JP6241831B2 (ja) | 2017-12-06 |
Family
ID=59786306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016049607A Active JP6241831B2 (ja) | 2016-03-14 | 2016-03-14 | Iii族窒化物結晶の製造方法、およびramo4含有基板 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20170260648A1 (ja) |
JP (1) | JP6241831B2 (ja) |
CN (1) | CN107190324A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107230737B (zh) * | 2016-03-25 | 2019-03-08 | 松下知识产权经营株式会社 | Iii族氮化物基板以及iii族氮化物结晶的制造方法 |
CN109706524A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-05-03 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种降低氮化镓单晶氧原子浓度的方法 |
CN109680334A (zh) * | 2019-03-07 | 2019-04-26 | 中国电子科技集团公司第四十六研究所 | 一种钠助熔剂法氮化镓单晶的生长装置 |
CN111607824A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-01 | 无锡吴越半导体有限公司 | 基于ScAlMgO4衬底的氮化镓单晶及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4662956A (en) * | 1985-04-01 | 1987-05-05 | Motorola, Inc. | Method for prevention of autodoping of epitaxial layers |
US5679152A (en) * | 1994-01-27 | 1997-10-21 | Advanced Technology Materials, Inc. | Method of making a single crystals Ga*N article |
JP2000331940A (ja) * | 1999-05-20 | 2000-11-30 | Sony Corp | サファイア基板、窒化物系iii−v族化合物半導体層の成長方法および半導体装置の製造方法 |
JP2005187317A (ja) * | 2003-12-03 | 2005-07-14 | Ngk Insulators Ltd | 単結晶の製造方法、単結晶および複合体 |
JP6339069B2 (ja) * | 2013-05-31 | 2018-06-06 | 日本碍子株式会社 | 窒化ガリウム結晶の育成方法、複合基板、発光素子の製造方法および結晶育成装置 |
JP6514915B2 (ja) * | 2014-02-28 | 2019-05-15 | 国立大学法人東北大学 | 単結晶基板の製造方法およびレーザ素子の製造方法 |
-
2016
- 2016-03-14 JP JP2016049607A patent/JP6241831B2/ja active Active
-
2017
- 2017-01-20 US US15/411,792 patent/US20170260648A1/en not_active Abandoned
- 2017-02-07 CN CN201710068240.9A patent/CN107190324A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107190324A (zh) | 2017-09-22 |
US20170260648A1 (en) | 2017-09-14 |
JP2017165596A (ja) | 2017-09-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5304713B2 (ja) | 炭化珪素単結晶基板、炭化珪素エピタキシャルウェハ、及び薄膜エピタキシャルウェハ | |
US20220119984A1 (en) | Group iii nitride substrate and method for producing group iii nitride crystal | |
JP6241831B2 (ja) | Iii族窒化物結晶の製造方法、およびramo4含有基板 | |
EP1490307B1 (en) | Spinel substrate and heteroepitaxial growth of iii-v materials thereon | |
JP5125098B2 (ja) | 窒化物半導体自立基板の製造方法 | |
CN104878449B (zh) | β-Ga2O3基单晶基板 | |
JP2011148655A (ja) | 導電性iii族窒化物結晶の製造方法、導電性iii族窒化物基板の製造方法及び導電性iii族窒化物基板 | |
TW201601341A (zh) | β-GaO系單晶基板 | |
JP2006060074A (ja) | AlN結晶の表面処理方法、AlN結晶基板、エピタキシャル層付AlN結晶基板および半導体デバイス | |
JP7264343B2 (ja) | Iii族窒化物結晶の製造方法および種基板 | |
JP2005314167A (ja) | 炭化珪素単結晶成長用種結晶とその製造方法及びそれを用いた結晶成長方法 | |
JP6268505B2 (ja) | Iii族窒化物基板およびiii族窒化物結晶の製造方法 | |
JP6319599B2 (ja) | Ramo4基板およびその製造方法 | |
JP5402918B2 (ja) | 半導体デバイスの製造方法 | |
US20170239772A1 (en) | Ramo4 substrate and manufacturing method thereof | |
JP2017178765A (ja) | Iii族窒化物基板およびiii族窒化物結晶の製造方法 | |
JP5696734B2 (ja) | Iii族窒化物結晶基板、エピタキシャル層付iii族窒化物結晶基板および半導体デバイス | |
US10350725B2 (en) | RAMO4 substrate and manufacturing method thereof | |
CN101978102A (zh) | 制造ZnO单晶的方法、由此得到的自支撑ZnO单晶晶片、以及自支撑含Mg的ZnO系混合单晶晶片和用于其的制造含Mg的ZnO系混合单晶的方法 | |
JP6319598B2 (ja) | Ramo4基板およびその製造方法 | |
TWI778220B (zh) | 氮化鎵結晶基板 | |
US11370076B2 (en) | RAMO4 substrate and manufacturing method thereof | |
JP6319597B2 (ja) | Ramo4基板およびその製造方法 | |
JP2009234825A (ja) | ZnO単結晶の製造方法およびそれによって得られた自立ZnO単結晶ウエファー | |
JP2011049610A (ja) | AlN結晶の表面処理方法、AlN結晶基板、エピタキシャル層付AlN結晶基板および半導体デバイス |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170905 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171013 |
|
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: 20171024 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171030 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6241831 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |