JP6816008B2 - 下地基板、下地基板の製法及び13族窒化物結晶の製法 - Google Patents
下地基板、下地基板の製法及び13族窒化物結晶の製法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6816008B2 JP6816008B2 JP2017546474A JP2017546474A JP6816008B2 JP 6816008 B2 JP6816008 B2 JP 6816008B2 JP 2017546474 A JP2017546474 A JP 2017546474A JP 2017546474 A JP2017546474 A JP 2017546474A JP 6816008 B2 JP6816008 B2 JP 6816008B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- base substrate
- group
- substrate
- convex portion
- seed crystal
- 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
- 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
- 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
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/18—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
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/403—AIII-nitrides
- C30B29/406—Gallium nitride
-
- 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
- C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure
- C30B33/08—Etching
- C30B33/12—Etching in gas atmosphere or plasma
-
- 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
- C30B9/00—Single-crystal growth from melt solutions using molten solvents
- C30B9/04—Single-crystal growth from melt solutions using molten solvents by cooling of the solution
- C30B9/08—Single-crystal growth from melt solutions using molten solvents by cooling of the solution using other solvents
- C30B9/10—Metal solvents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02387—Group 13/15 materials
- H01L21/02389—Nitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/0242—Crystalline insulating materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/02428—Structure
- H01L21/0243—Surface structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/02433—Crystal orientation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
- H01L21/02439—Materials
- H01L21/02455—Group 13/15 materials
- H01L21/02458—Nitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
- H01L21/02494—Structure
- H01L21/02513—Microstructure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
- H01L21/02516—Crystal orientation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02538—Group 13/15 materials
- H01L21/0254—Nitrides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02631—Physical deposition at reduced pressure, e.g. MBE, sputtering, evaporation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02634—Homoepitaxy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Recrystallisation Techniques (AREA)
Description
13族窒化物の種結晶層を備えた下地基板であって、
前記種結晶層の主面には、凸部と凹部とがストライプ状に繰り返し現れ、
前記凸部の段差は0.3〜40μm、前記凸部の幅は5〜100μm、前記凹部の厚みは2μm以上、前記凹部の幅は50〜500μm
のものである。
上述したいずれかの下地基板を作製する方法であって、
サファイヤ基板上に気相法で前記種結晶層となる13族窒化物をエピタキシャル成長させて成膜し、前記種結晶層の主面に、前記凸部と前記凹部とがストライプ状に繰り返し現れるようにパターニングすることにより下地基板を得る、
ものである。
上述したいずれかの下地基板を13族金属と金属ナトリウムと共に容器に入れ、前記容器に窒素を導入しながら700〜1000℃に加熱することにより、前記種結晶層上に13族窒化物結晶を成長させる、
ものである。
(下地基板作製)
オフ角がサファイヤのm軸方向に0.5°のサファイヤ基板15上に、気相法で厚さ8μmのGaNをエピタキシャル成長させて種結晶層16を成膜することにより、下地基板14を作製した。その下地基板14の種結晶層16の表面に、GaNのa面に平行なストライプ状となるように凹凸パターンをドライエッチング(ここではRIE)により作製した。凹凸パターンは、凸部16aの段差ha(高さ)を5μm、凸部16aの幅waを15μm、凹部16bの幅wbを150μm、凹部16bの厚さtbを3μmとした。
図1に示す耐圧容器構造の結晶製造装置10を用いて、下地基板14の種結晶層16上にGaN結晶を成長させることによりGaN基板60を作製した。まず、窒素雰囲気のグローブボックス内で、育成容器12であるアルミナ坩堝の底に下地基板14を種結晶層16が上になるように水平に配置した。金属ナトリウム80g、金属ガリウム50gを坩堝内に充填し、アルミナ板で蓋をした。その坩堝をステンレス製の内容器(図1には図示せず)に入れ、さらにそれを収納できる反応容器20であるステンレス製の外容器に入れて、インレットパイプ22の付いた容器蓋で閉じた。この外容器を、予め真空ベークしてある結晶製造装置10内の加熱部に設置されている回転台50の上に配置し、円筒体26である耐圧容器に蓋をして密閉した。そして、耐圧容器内を真空ポンプにて0.1Pa以下まで真空引きした。続いて、上ヒーター44、中ヒーター45、下ヒーター46及び底部ヒータ47を調節して加熱空間の温度を870℃になるように加熱しながら、4.0MPaまで窒素ボンベ42から窒素ガスを導入し、外容器を中心軸周りに20rpmの速度で一定周期の時計回りと反時計回りで回転させた。加速時間=12秒、保持時間=600秒、減速時間=12秒、停止時間=0.5秒とした。そして、この状態で50時間保持した。その後、室温まで自然冷却して大気圧に戻した後、耐圧容器の蓋を開けて中から坩堝を取り出した。坩堝の中の固化した金属ナトリウムを除去し、サファイヤ基板15と一体になったGaN基板60を回収し、レーザーリフトオフでサファイヤ基板15を除去し、自立化したGaN基板を得た。育成後のGaNにクラックはなかった。得られたGaN基板の表面及び裏面を研磨加工した。裏面(種結晶層側の面)はボイドや転位を含む厚さ約50μmの層を除去した。こうすることによりGaN基板62を得た。
・研磨加工前のGaN基板60の評価
研磨加工前のGaN基板60の断面の光学顕微鏡(OM)像、カソードルミネッセンス(CL)像及び走査電子顕微鏡(SEM)像を用いて、粒界、ボイド及びインクルージョンの検査を行った。そうしたところ、実験例1のGaN基板60は、図4に示すように、凸部16aのエッジから斜め上向きに粒界17が伸展してその粒界17と向かい合う粒界17とが衝突してボイド19を形成し、ボイド19よりも上層には2つの粒界17のうちの片方のみがインクルージョンを巻き込むことなく伸展している様子を確認することができた。
研磨加工したGaN基板62を、CL観察検出器付きのSEMで転位密度測定を行った。GaN基板62をCL観察すると、転位箇所が発光せずに黒点(ダークスポット)として観察される。そのダークスポット密度を計測することにより、転位密度が算出される。実験例1のGaN基板62の100μm角の領域を観察した結果、下地基板14の凸部16aの上方領域および凹部16bの上方領域ともにダークスポットは1つも観察されず、転位密度が1×104/cm2未満であることが確認された。
凸部16aの段差haを表1のように設定した以外は、実験例1と同様にして下地基板作製、GaN基板作製及び評価を行った。その結果を表1に示す。表1から明らかなように、凸部16aの段差haが0.3〜40μmの範囲であれば、高品質のGaN基板62が得られた(実験例3〜6)。但し、下限では、部分的にボイドが生成せず内在クラックが発生したが、内在クラックの箇所を除けば転位密度が低くインクルージョンもみられない高品質のGaN基板62が得られた(実験例3)。また、上限では、ボイドがやや大きくてそこから内在クラックが発生したが、内在クラックの箇所を除けば転位密度が低くインクルージョンもみられない高品質のGaN基板62が得られた(実験例6)。また、凸部16aの段差haが0.5〜10μmの範囲であれば、転位密度が低くクラックもインクルージョンもみられない高品質のGaN基板62が得られた(実験例1,4,5)。一方、下限を下回ると、粒界が発生しないため全面的に低転位化せず、ボイドも発生しないため応力緩和効果が得られずGaN基板が割れてしまった(実験例2)。上限を上回ると、上層部にボイドが残り、そのボイドを起点としてGaN基板60が割れてしまった(実験例7)。
凸部16aの幅waを表1のように設定した以外は、実験例1と同様にして下地基板作製、GaN基板作製及び評価を行った。その結果を表1に示す。表1から明らかなように、凸部16aの幅waが5〜100μmの範囲であれば、高品質のGaN基板62が得られた(実験例9〜12)。但し、下限では、凸部16aの一部がメルトバックにより消失したため、部分的に粒界やボイドが発生していない箇所があり内在クラックが発生したが、内在クラックの箇所を除けば転位密度が低くインクルージョンもみられない高品質のGaN基板62が得られた(実験例9)。また、上限では、凸部16aの幅waが広いためその凸部16aの上方領域の転位密度が実質的にゼロにはならなかったものの、転位密度が比較的低くインクルージョンもみられない高品質のGaN基板62が得られた(実験例12)。また、凸部16aの幅waが10〜50μmの範囲であれば、転位密度が低くクラックもインクルージョンもみられない高品質のGaN基板62が得られた(実験例1,10,11)。一方、下限を下回ると、途中でメルトバックにより凸部が消失してしまい、粒界が発生しなかったため全面的に低転位化せず、ボイドも発生しなかったため応力緩和効果が得られずGaN基板60が割れてしまった(実験例8)。上限を上回ると、粒界はあるものの凸部16aが広すぎてその凸部16aの上方領域が低転位化せず、ボイドはあるもののボイドの分布密度が低いため応力緩和効果が不十分でGaN基板60が割れてしまった(実験例13)。但し、実験例13のように凸部16aの幅waが100μmを超える場合でも、成長させるGaNの厚さを厚くして、凸部16aの真上を粒界17(衝突後の粒界17)が斜めに横切るようにすれば、凸部16aの上面から上方へ向かう転位はその粒界によって伝搬が止められるため、それより上側には転位が伝搬することはない。その場合、種結晶側の面を研磨する量が増えるものの、研磨後のGaN基板は高品質なものになる。
凹部16bの厚さtbを表1のように設定した以外は、実験例1と同様にして下地基板作製、GaN基板作製及び評価を行った。その結果を表1に示す。表1から明らかなように凹部16bの厚さtbが2μm以上であれば、転位密度が低くクラックもインクルージョンもみられない高品質のGaN基板62が得られた(実験例1,14,15)。一方、凹部16bの厚さtbが2μmを下回ると、途中でメルトバックにより種結晶層16が消失してしまい、GaN結晶が成長しなかった(実験例16)。
凹部16bの幅wbを表1のように設定した以外は、実験例1と同様にして下地基板作製、GaN基板作製及び評価を行った。その結果を表1に示す。表1から明らかなように、凹部16bの幅wbが50〜500μmの範囲であれば、高品質のGaN基板62が得られた(実験例18〜21)。但し、下限では、ボイドが部分的にしか発生しておらず、内在クラックが発生し上層部の一部にややインクルージョンがみられたが、内在クラックやインクルージョンの箇所を除けば転位密度が低い高品質のGaN基板62が得られた(実験例18)。上限では、ボイドの分布密度がやや小さいため内在クラックが発生したが、内在クラックの箇所を除けば転位密度が低くインクルージョンもみられない高品質のGaN基板62が得られた(実験例21)。また、凹部16bの幅wbが100〜250μmの範囲であれば、転位密度が低くクラックもインクルージョンもみられない高品質のGaN基板62が得られた(実験例1,19,20)。一方、下限を下回ると(実験例17)、ボイドがうまく生成しなかったため、応力緩和効果が得られずGaN基板60が割れてしまった。また、上層部にインクルージョンを巻き込んだ粒界が多く残っていた。上限を上回ると(実験例22)、ボイドの分布密度が少なく且つボイドのサイズが大きくなり、GaN基板60が割れてしまった。また、上層部にインクルージョンが多く残っていた。
GaNの種結晶層16のa軸方向のオフ角θgを表1のように設定した以外は、実験例1と同様にして下地基板作製、GaN基板作製及び評価を行った。その結果を表1に示す。なお、オフ角θgは、サファイヤ基板15のオフ角θsから公知の関係式(θg≒1.2θs)を用いて換算した値である。表1から明らかなように、a軸方向のオフ角θgが0.24〜2.4°の範囲であれば、高品質のGaN基板62が得られた。但し、下限では、一部上層部にボイドが残ってそこを起点として内在クラックが発生したが、内在クラックの箇所を除けば転位密度が低くインクルージョンもみられない高品質のGaN基板62が得られた(実験例23)。上限では、凸部16a以外から粒界と共にボイドが発生して内在クラックが発生したが、内在クラックの箇所を除けば転位密度が低くインクルージョンもみられない高品質のGaN基板62が得られた(実験例26)。また、オフ角θgが0.36〜1.2°の範囲であれば、転位密度が低くクラックもインクルージョンもみられない高品質のGaN基板62が得られた(実験例1,24,25)。
Claims (8)
- Alを含まない13族窒化物の種結晶層を備えた下地基板であって、
前記種結晶層はエピタキシャル膜であり、
前記種結晶層の主面には、凸部と凹部とがストライプ状に繰り返し現れ、
前記凸部の段差は0.3〜40μm、前記凸部の幅は5〜100μm、前記凹部の厚みは2μm以上、前記凹部の幅は50〜500μmである、
下地基板。 - 前記凸部の段差は0.5〜10μm、前記凸部の幅は10〜50μm、前記凹部の幅は100〜250μmである、
請求項1に記載の下地基板。 - 前記凸部のエッジは、前記13族窒化物結晶のa面と平行である、
請求項1又は2に記載の下地基板。 - 前記種結晶層は、オフ角がa軸方向に0.24〜2.4°である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の下地基板。 - 前記オフ角がa軸方向に0.36〜1.2°である、
請求項4に記載の下地基板。 - 前記凹部の厚みは2〜40μmである、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の下地基板。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の下地基板を作製する方法であって、
サファイヤ基板上に気相法で前記種結晶層となる13族窒化物をエピタキシャル成長させて成膜し、前記種結晶層の主面に、前記凸部と前記凹部とがストライプ状に繰り返し現れるようにパターニングすることにより下地基板を得る、
下地基板の製法。 - 請求項1〜6のいずれか1項に記載の下地基板を13族金属と金属ナトリウムと共に容器に入れ、前記容器に窒素を導入しながら700〜1000℃に加熱することにより、前記種結晶層上に13族窒化物結晶を成長させる、
13族窒化物結晶の製法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015206078 | 2015-10-20 | ||
JP2015206078 | 2015-10-20 | ||
PCT/JP2016/079009 WO2017068933A1 (ja) | 2015-10-20 | 2016-09-30 | 下地基板、下地基板の製法及び13族窒化物結晶の製法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2017068933A1 JPWO2017068933A1 (ja) | 2018-08-02 |
JP6816008B2 true JP6816008B2 (ja) | 2021-01-20 |
Family
ID=58557318
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017546474A Active JP6816008B2 (ja) | 2015-10-20 | 2016-09-30 | 下地基板、下地基板の製法及び13族窒化物結晶の製法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10947638B2 (ja) |
EP (1) | EP3366817B1 (ja) |
JP (1) | JP6816008B2 (ja) |
CN (1) | CN108138361B (ja) |
WO (1) | WO2017068933A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9564320B2 (en) | 2010-06-18 | 2017-02-07 | Soraa, Inc. | Large area nitride crystal and method for making it |
JP6953843B2 (ja) * | 2017-07-07 | 2021-10-27 | セイコーエプソン株式会社 | 単結晶基板および炭化ケイ素基板 |
JP6657459B1 (ja) * | 2018-12-14 | 2020-03-04 | 株式会社サイオクス | 窒化物半導体基板の製造方法、および窒化物半導体基板 |
US11466384B2 (en) | 2019-01-08 | 2022-10-11 | Slt Technologies, Inc. | Method of forming a high quality group-III metal nitride boule or wafer using a patterned substrate |
US11721549B2 (en) | 2020-02-11 | 2023-08-08 | Slt Technologies, Inc. | Large area group III nitride crystals and substrates, methods of making, and methods of use |
CN115104174A (zh) | 2020-02-11 | 2022-09-23 | Slt科技公司 | 改进的iii族氮化物衬底、制备方法和使用方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4571476B2 (ja) * | 2004-10-18 | 2010-10-27 | ローム株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
JP5045589B2 (ja) * | 2008-07-18 | 2012-10-10 | 住友電気工業株式会社 | Iii族窒化物結晶の成長方法 |
JP5426178B2 (ja) * | 2009-01-13 | 2014-02-26 | 日本碍子株式会社 | Iii族金属窒化物単結晶の製造方法 |
JP2010219376A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Sharp Corp | 窒化物半導体発光素子の製造方法 |
WO2011046203A1 (ja) | 2009-10-16 | 2011-04-21 | 日本碍子株式会社 | 下地基板、3b族窒化物結晶及びその製法 |
JP5559669B2 (ja) * | 2010-12-09 | 2014-07-23 | 日本碍子株式会社 | Iii族窒化物単結晶の製造方法およびこれに用いる種結晶基板 |
JP5542040B2 (ja) * | 2010-12-15 | 2014-07-09 | 日本碍子株式会社 | Iii族窒化物単結晶の製造方法およびこれに用いる種結晶基板 |
WO2012128378A1 (ja) * | 2011-03-18 | 2012-09-27 | 日本碍子株式会社 | Iii属金属窒化物の製造方法およびこれに用いる種結晶基板 |
EP2752894A3 (en) * | 2011-08-09 | 2014-10-22 | Panasonic Corporation | Semiconductor light-emitting device and light source device including the same |
CN103243389B (zh) * | 2012-02-08 | 2016-06-08 | 丰田合成株式会社 | 制造第III族氮化物半导体单晶的方法及制造GaN衬底的方法 |
JP5644796B2 (ja) * | 2012-03-19 | 2014-12-24 | 豊田合成株式会社 | Iii族窒化物半導体単結晶の製造方法 |
JP2014055091A (ja) * | 2012-09-13 | 2014-03-27 | Osaka Univ | Iii−v族化合物結晶製造方法、種結晶形成基板製造方法、iii−v族化合物結晶、半導体装置、iii−v族化合物結晶製造装置、種結晶形成基板製造装置 |
JP2013063908A (ja) * | 2012-12-10 | 2013-04-11 | Ngk Insulators Ltd | Iii族金属窒化物単結晶の製造方法およびテンプレート基板 |
JP5811255B2 (ja) * | 2014-10-29 | 2015-11-11 | 豊田合成株式会社 | III族窒化物半導体単結晶の製造方法およびGaN基板の製造方法 |
-
2016
- 2016-09-30 WO PCT/JP2016/079009 patent/WO2017068933A1/ja unknown
- 2016-09-30 EP EP16857249.3A patent/EP3366817B1/en active Active
- 2016-09-30 JP JP2017546474A patent/JP6816008B2/ja active Active
- 2016-09-30 CN CN201680052907.XA patent/CN108138361B/zh active Active
-
2018
- 2018-03-14 US US15/920,905 patent/US10947638B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3366817A1 (en) | 2018-08-29 |
US10947638B2 (en) | 2021-03-16 |
JPWO2017068933A1 (ja) | 2018-08-02 |
CN108138361A (zh) | 2018-06-08 |
US20180202067A1 (en) | 2018-07-19 |
EP3366817B1 (en) | 2021-05-19 |
EP3366817A4 (en) | 2019-05-22 |
CN108138361B (zh) | 2021-02-12 |
WO2017068933A1 (ja) | 2017-04-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6816008B2 (ja) | 下地基板、下地基板の製法及び13族窒化物結晶の製法 | |
US9290861B2 (en) | Group 13 nitride crystal with stepped surface | |
KR101936967B1 (ko) | 13족 원소 질화물막 및 그 적층체 | |
KR20100017798A (ko) | Iii 족 질화물 반도체 결정의 제조 방법, iii 족 질화물 반도체 기판 및 반도체 발광 디바이스 | |
JP5897790B2 (ja) | 3b族窒化物単結晶及びその製法 | |
JP5651481B2 (ja) | 3b族窒化物結晶 | |
JP2016001650A (ja) | 13族元素窒化物結晶層および機能素子 | |
US10693032B2 (en) | Method for producing Group III nitride semiconductor, seed substrate and Group III nitride semiconductor crystal | |
JP5981074B1 (ja) | 13族元素窒化物結晶基板および機能素子 | |
JP6841195B2 (ja) | Iii族窒化物半導体の製造方法 | |
JP2020152582A (ja) | Iii族窒化物半導体の製造方法 | |
US10538858B2 (en) | Method for manufacturing group 13 nitride crystal and group 13 nitride crystal | |
JP5651480B2 (ja) | 3b族窒化物結晶の製法 | |
WO2016093033A1 (ja) | 13族元素窒化物結晶層および機能素子 | |
WO2023188574A1 (ja) | Iii族元素窒化物基板およびiii族元素窒化物基板の製造方法 | |
JP6385004B2 (ja) | 13族元素窒化物結晶層および機能素子 | |
WO2023188575A1 (ja) | Iii族元素窒化物基板およびiii族元素窒化物基板の製造方法 | |
WO2023157387A1 (ja) | Iii族元素窒化物基板およびiii族元素窒化物基板の製造方法 | |
WO2018123153A1 (ja) | 13族元素窒化物の製造方法 | |
JP2010265131A (ja) | 窒化物単結晶の製造方法 | |
JP2017193465A (ja) | 13族元素窒化物結晶の製造方法および種結晶基板 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180316 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190417 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200428 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200624 |
|
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: 20201201 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201223 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6816008 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |