JPH11246297A - Method for growing nitride-based compound semiconductor crystal - Google Patents

Method for growing nitride-based compound semiconductor crystal

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JPH11246297A
JPH11246297A JP5304898A JP5304898A JPH11246297A JP H11246297 A JPH11246297 A JP H11246297A JP 5304898 A JP5304898 A JP 5304898A JP 5304898 A JP5304898 A JP 5304898A JP H11246297 A JPH11246297 A JP H11246297A
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JP
Japan
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nitride
compound semiconductor
based compound
growing
raw material
Prior art date
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Application number
JP5304898A
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Japanese (ja)
Inventor
Masatomo Shibata
真佐知 柴田
Takashi Furuya
貴士 古屋
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently produce the bulk crystal having high quality by growing the bulk crystal to hardly cause decomposition of a powdery or polycrystalline raw material, at the time of performing the growth of a bulk crystal of a nitride-based compound semiconductor such as GaN. SOLUTION: This method comprises: a stage A for once synthesizing a nitride-based compound semiconductor from a raw material system contg. at least a group III metal element and the nitrogen element; a stage C for growing a single crystal of this nitride-based compound semiconductor with the resulting synthesized nitride-based compound semiconductor as the raw material; and further, prior to the stage C, a stage B for removing hydrogen from the synthesized nitride-based compound semiconductor to be used in the stage C as the raw material.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、III 族元素の窒化
物結晶、特にGaN、AlN、InN等の窒化物系化合
物半導体結晶を成長する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for growing a nitride crystal of a group III element, in particular, a nitride compound semiconductor crystal such as GaN, AlN and InN.

【0002】[0002]

【従来の技術】GaNに代表されるIII 族元素の窒化物
系化合物結晶は、近年青色発光素子用の材料として注目
を集めている。しかし、基板として使用できるような窒
化物のバルク結晶は得られておらず、格子定数の異なる
サファイア基板等の上に、エピタキシャル成長されたも
のが用いられている。
2. Description of the Related Art A nitride compound crystal of a group III element represented by GaN has recently attracted attention as a material for a blue light emitting device. However, a bulk crystal of a nitride that can be used as a substrate has not been obtained, and a crystal grown epitaxially on a sapphire substrate or the like having a different lattice constant is used.

【0003】GaNバルク結晶を成長する際の出発原料
となる、GaN結晶粉末を製造する方法としては、Ga
2 3 等のGaの酸化物をアンモニアと反応させて製造
する方法が実用化されており、これによって製造された
粉末が試薬用に市販されている。また、III 族融液にV
族元素の蒸気を注入してIII −V族化合物を合成する手
法は、インジェクション(injection )法と呼ばれ、公
知の技術である。このインジェクション法の一種とし
て、本発明者等により溶融金属Gaにアンモニアガスを
注入させるGaNの合成方法も開発され、特許出願され
ている(特願平9−153755)。
As a method for producing a GaN crystal powder, which is a starting material for growing a GaN bulk crystal, Ga
A method of producing a Ga oxide such as 2 O 3 by reacting it with ammonia has been put to practical use, and a powder produced by this method is commercially available for a reagent. In addition, V
A method of synthesizing a group III-V compound by injecting a vapor of a group III element is called an injection method and is a known technique. As one type of this injection method, the present inventors have also developed a method of synthesizing GaN by injecting ammonia gas into molten metal Ga, and have applied for a patent (Japanese Patent Application No. 9-153755).

【0004】一方、III 族窒化物化合物のバルク結晶を
容易に製造することのできる方法は、未だ開発されてい
ない。たとえば、S.Porowskiらによって次の文献が発表
されているが、非常に高い圧力を必要とするため、結晶
の製造が危険かつ困難である割に、得られた結晶のサイ
ズは数mm程度と小さい。
On the other hand, a method capable of easily producing a bulk crystal of a group III nitride compound has not been developed yet. For example, the following document has been published by S. Porowski et al., Because the production of crystals is dangerous and difficult because of the extremely high pressure required, the size of the obtained crystals is about several mm. small.

【0005】"Prospects for high-pressure crystal g
rowth of III-V nitrides"S.Porowski,J.Jun,P.Perlin,
I.Grzegory,H.Teisseyre and T.Suski,Inst.Phys.Conf.
Ser.No.137:Chapter 4Paper presented at the 5th SiC
and Related Materials Conf.,Washington,DC,1993 そこで、これまで得られていなかったGaN等のIII 族
元素の窒化物系化合物半導体のバルク結晶を、容易に成
長できる新規な結晶成長方法の提供が渇望されている。
[0005] "Prospects for high-pressure crystal g
rowth of III-V nitrides "S.Porowski, J.Jun, P.Perlin,
I. Grzegory, H. Teisseyre and T. Suski, Inst. Phys. Conf.
Ser.No.137: Chapter 4Paper presented at the 5th SiC
and Related Materials Conf., Washington, DC, 1993 Therefore, there is a desire for a new crystal growth method that can easily grow a bulk crystal of a nitride compound semiconductor of a group III element such as GaN, which has not been obtained until now. Have been.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、窒化物
系化合物半導体のバルク結晶の成長は難しい。その理由
は、これらの化合物の融点が高いこともさることなが
ら、これらが融点に較べてずっと低い温度で分解してし
まうことによる。例えばGaNの例によると、GaNは
融点が1800℃とも2700℃ともいわれている。し
かし、実際に、従来得られているGaN結晶を加熱して
いくと、1100℃程度で金属Gaと窒素ガスに分解し
てしまい、GaNの融液は得られない。GaNの融点が
はっきりと判らないのは、このためである。また、Ga
Nは各種溶媒に対して溶解度が低く、溶解量を増やそう
と溶媒温度を上げていくと、上述の分解が生じてしまう
ため、溶液の作製も難しい。従って、融液成長法、溶液
成長法、昇華成長法などのいずれの結晶成長方法におい
ても、この分解という問題のため、未だかって実用的な
バルク結晶が得られたという報告はない。
However, it is difficult to grow a nitride compound semiconductor bulk crystal. The reason for this is that, despite the high melting points of these compounds, they decompose at temperatures much lower than their melting points. For example, according to the example of GaN, GaN has a melting point of 1800 ° C. or 2700 ° C. However, actually, when a conventionally obtained GaN crystal is heated, it is decomposed into metallic Ga and nitrogen gas at about 1100 ° C., and a melt of GaN cannot be obtained. This is why the melting point of GaN is not clearly known. Also, Ga
N has low solubility in various solvents, and if the solvent temperature is raised to increase the amount of dissolution, the above-described decomposition occurs, so that it is difficult to prepare a solution. Therefore, in any of the crystal growth methods such as the melt growth method, the solution growth method, and the sublimation growth method, there is no report that a practical bulk crystal has been obtained due to the problem of the decomposition.

【0007】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、GaN等の窒化物系化合物のバルク結晶成長を行う
に際し、上述の原料粉末または多結晶の分解が起こりに
くく、効率よく高品質なバルク結晶を得ることのできる
窒化物系化合物半導体結晶の成長方法を提供することに
ある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and when performing bulk crystal growth of a nitride-based compound such as GaN, the above-mentioned raw material powder or polycrystal is unlikely to be decomposed, so that high quality and high quality can be obtained. An object of the present invention is to provide a method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal from which a bulk crystal can be obtained.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】窒化物系化合物の合成
は、原料中の酸化物を還元除去する目的で、通常水素雰
囲気中で行われている。また、V族元素の供給源とし
て、アンモニアやヒドラジン、モノメチルヒドラジンと
いった水素化合物が用いられている。従って、できあが
った窒化物系化合物の粉末や多結晶中には、水素原子が
大量に含まれている。一方、発明者等は、この結晶中の
水素原子に、窒化物系化合物の分解を促進する効果があ
ることを見い出した。
The synthesis of a nitride compound is usually carried out in a hydrogen atmosphere for the purpose of reducing and removing an oxide in a raw material. In addition, hydrogen compounds such as ammonia, hydrazine, and monomethylhydrazine are used as a source of the group V element. Therefore, the resulting nitride-based compound powder or polycrystal contains a large amount of hydrogen atoms. On the other hand, the present inventors have found that the hydrogen atoms in the crystal have an effect of promoting the decomposition of the nitride compound.

【0009】例えば、GaN中の水素原子は、GaN結
晶を水素を含まない雰囲気ガス中で熱処理することによ
り、除去することができる。インジェクション法で合成
したGaNの分解開始温度を調べると、水素除去の処理
をしたものとしないものでは、300℃以上もの違いが
あることがわかった。
For example, hydrogen atoms in GaN can be removed by subjecting a GaN crystal to a heat treatment in an atmosphere gas containing no hydrogen. Examination of the decomposition onset temperature of GaN synthesized by the injection method revealed that there was a difference of 300 ° C. or more between the case where hydrogen removal treatment was performed and the case where hydrogen removal treatment was not performed.

【0010】そこで、本発明は、バルク結晶成長工程に
先だって、原料となる窒化物の合成粉末または多結晶か
ら、結晶内に含有している水素原子を脱離させる工程を
設け、窒化物系化合物が分解し難くするものである。
Therefore, the present invention provides a step of desorbing a hydrogen atom contained in a crystal from a nitride synthetic powder or polycrystal as a raw material prior to a bulk crystal growth step. Is difficult to decompose.

【0011】(1)請求項1に記載の窒化物系化合物半
導体結晶の成長方法は、少なくともIII 族金属元素と窒
素元素とを原料に含む系から、一旦、窒化物系化合物半
導体を合成する工程(図1A)と、この合成された窒化
物系化合物半導体から水素を除去する工程(図1B)
と、この水素を除去して得られた窒化物系化合物半導体
を原料にして、窒化物系化合物半導体の単結晶を成長す
る工程(図1C)とを含むものである。
(1) A method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal according to claim 1, wherein the nitride-based compound semiconductor is once synthesized from a system containing at least a group III metal element and a nitrogen element as raw materials. (FIG. 1A) and a step of removing hydrogen from the synthesized nitride-based compound semiconductor (FIG. 1B)
And a step of growing a single crystal of the nitride-based compound semiconductor using the nitride-based compound semiconductor obtained by removing the hydrogen as a raw material (FIG. 1C).

【0012】これは、少なくともIII 族金属元素と窒素
元素とを原料に含む系から、一旦、窒化物系化合物半導
体を合成し、さらに、得られた窒化物系化合物半導体を
原料にして、該窒化物系化合物半導体の単結晶を成長す
る方法において、単結晶成長工程に先立ち、原料となる
窒化物系化合物半導体から水素を除去する工程を含ませ
るものであるので、GaN等の窒化物系化合物のバルク
結晶成長を行うに際し、合成された原料粉末または多結
晶の分解が起こりにくく、効率よく高品質なバルク結晶
を得ることができる。
In this method, a nitride-based compound semiconductor is first synthesized from a system containing at least a group III metal element and a nitrogen element as raw materials, and the obtained nitride-based compound semiconductor is used as a raw material. The method for growing a single crystal of a compound-based compound semiconductor includes a step of removing hydrogen from a nitride-based compound semiconductor as a raw material prior to the single-crystal growth step. When performing bulk crystal growth, decomposition of the synthesized raw material powder or polycrystal hardly occurs, and a high-quality bulk crystal can be obtained efficiently.

【0013】(2)本発明の要点は、単結晶成長工程に
先立ち、原料となる窒化物系化合物半導体から水素を除
去する工程を含ませる点にあり、どのような形態又はど
の時点で水素元素が結晶内に含有されるのかは問題でな
い。
(2) The essential point of the present invention is to include a step of removing hydrogen from a nitride-based compound semiconductor as a raw material prior to a single crystal growth step. It does not matter whether or not is contained in the crystal.

【0014】従って、少なくともIII 族金属元素を含む
原料と、少なくとも窒素元素と水素元素を含む化合物原
料から、一旦、窒化物系化合物半導体を合成する工程
と、この合成された窒化物系化合物半導体から水素を除
去する工程と、この水素を除去して得られた窒化物系化
合物半導体を原料にして、窒化物系化合物半導体の単結
晶を成長する工程とを含むものであってよい(請求項
2)。これは請求項1の形態が、化合物原料に窒素元素
と水素元素を含む形態となっている場合を特定したもの
である。
Therefore, a step of once synthesizing a nitride-based compound semiconductor from a raw material containing at least a group III metal element and a compound raw material containing at least a nitrogen element and a hydrogen element; The method may include a step of removing hydrogen and a step of growing a single crystal of the nitride-based compound semiconductor using the nitride-based compound semiconductor obtained by removing the hydrogen as a raw material. ). This specifies a case where the form of claim 1 is a form containing a nitrogen element and a hydrogen element in a compound raw material.

【0015】同様に、少なくともIII 族金属元素と窒素
元素と水素元素とを原料または雰囲気ガス中に含む系か
ら、一旦、窒化物系化合物半導体を合成する工程と、こ
の合成された窒化物系化合物半導体から水素を除去する
工程と、この水素を除去して得られた窒化物系化合物半
導体を原料にして、窒化物系化合物半導体の単結晶を成
長する工程とを含むものであってよい(請求項3)。こ
れは請求項1の形態が、原料または雰囲気ガス中に、II
I 族金属元素及び窒素元素と共に水素元素が含まれる形
態となっている場合を特定したものである。
Similarly, a step of once synthesizing a nitride-based compound semiconductor from a system containing at least a group III metal element, a nitrogen element and a hydrogen element in a raw material or an atmosphere gas; The method may include a step of removing hydrogen from a semiconductor, and a step of growing a single crystal of a nitride-based compound semiconductor using a nitride-based compound semiconductor obtained by removing the hydrogen as a raw material (claim) Item 3). This is because the form of claim 1 contains II
It specifies a case where the hydrogen element is contained together with the group I metal element and the nitrogen element.

【0016】更に、本発明は、少なくともIII 族金属元
素と窒素元素と水素元素とを原料または雰囲気ガス中に
含む系から、一旦、III 族金属原料との混合物として粉
末または多結晶の窒化物系化合物半導体を合成する工程
と、前記混合物から窒化物系化合物半導体の粉末または
多結晶を分別する工程と、得られた窒化物系化合物半導
体の粉末または多結晶から水素を除去する工程と、この
水素を除去して得られた窒化物系化合物半導体の粉末ま
たは多結晶を原料にして、該窒化物系化合物半導体の単
結晶を成長する工程とを含む窒化物系化合物半導体結晶
の成長方法(請求項4)であってもよい。
Further, the present invention relates to a method for preparing a powder or a polycrystalline nitride based on a mixture containing at least a group III metal element, a nitrogen element and a hydrogen element in a raw material or an atmosphere gas. A step of synthesizing a compound semiconductor; a step of separating a nitride-based compound semiconductor powder or polycrystal from the mixture; a step of removing hydrogen from the obtained nitride-based compound semiconductor powder or polycrystal; Growing a single crystal of the nitride-based compound semiconductor using a powder or a polycrystal of the nitride-based compound semiconductor obtained by removing the compound as a raw material. 4).

【0017】これは請求項3と同じく、請求項1の形態
が、原料または雰囲気ガス中に、III 族金属元素及び窒
素元素と共に水素元素が含まれる形態であって、その原
料のたとえば融液中又は雰囲気ガス中に窒化物系化合物
半導体の粉末または多結晶の形で得られる形態となって
いる場合を特定したものである。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, a raw material or an atmosphere gas contains a hydrogen element together with a group III metal element and a nitrogen element. Or, a case is specified in which the nitride gas is obtained in the form of powder or polycrystal of a nitride-based compound semiconductor in an atmosphere gas.

【0018】(3)上記した請求項1、2、3又は4記
載の窒化物系化合物半導体結晶の成長方法において、前
記窒化物系化合物半導体を合成する工程は、III 族金属
元素を加熱、融解し、得ようとする窒化物の融点以下の
温度で、III 族金属元素の融液に窒素原子を含有するガ
スを注入して、III 族金属元素の融液内でIII 族の窒化
物微結晶を製造する工程からなることができる(請求項
5)。
(3) In the method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal according to claim 1, wherein the step of synthesizing the nitride-based compound semiconductor comprises heating and melting a group III metal element. Then, a gas containing a nitrogen atom is injected into the melt of the group III metal element at a temperature equal to or lower than the melting point of the nitride to be obtained, and the group III nitride microcrystals are melted in the melt of the group III metal element. (Claim 5).

【0019】通常のインジェクション法は、III 族融液
を合成するIII −V族化合物の融点以上に加熱し、そこ
へV族元素の蒸気を注入して、一旦、III −V族化合物
の融液を作り、これを冷却して結晶を作製する、いわゆ
る融液成長法の一つであるのに対し、この請求項5にか
かる窒化物の合成法は、合成する窒化物の融点よりもず
っと低い温度でIII 族融液中に窒素を含有するガスを注
入し、液相のIII 族元素と気相のV族元素を反応させ
て、III 族元素融液中で固相のIII 族窒化物結晶を直接
生成する(窒化物の融液はできない)という点で全く異
なる新しい合成法である。これは、窒化物のIII 族元素
融液への溶解度が非常に低いという特徴を逆手に取っ
て、積極的に利用したものである。
In a usual injection method, a group III melt is heated to a temperature higher than the melting point of a group III-V compound, and a vapor of a group V element is injected into the group III melt. And cooling it to produce a crystal, which is one of the so-called melt growth methods, whereas the method for synthesizing nitride according to claim 5 is much lower than the melting point of the nitride to be synthesized. A nitrogen-containing gas is injected into the group III melt at a temperature, and the group III element in the liquid phase reacts with the group V element in the gas phase to form a solid group III nitride crystal in the group III melt. Is a new synthesis method that is completely different in that it directly produces (but cannot melt the nitride). This takes advantage of the fact that the solubility of the nitride in the group III element melt is extremely low, and actively utilizes it.

【0020】(4)上記窒化物系化合物半導体として
は、AlN,GaN,InNのいずれかまたはその混晶
がある(請求項6)。また、前記窒化物系化合物半導体
を合成する原料には、アンモニアまたはヒドラジンを用
いることができる(請求項7)。
(4) The nitride-based compound semiconductor includes any one of AlN, GaN, and InN or a mixed crystal thereof. Ammonia or hydrazine can be used as a raw material for synthesizing the nitride-based compound semiconductor (claim 7).

【0021】(5)上記請求項1、2、3、4、5、6
又は7記載の窒化物系化合物半導体結晶の成長方法にお
いて、水素を除去する工程としては、原料とする窒化物
系化合物半導体を400℃以上の温度で、かつ水素を含
まない雰囲気中にて熱処理を施す工程がある(請求項
8)。
(5) Claims 1, 2, 3, 4, 5, and 6
Or in the method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal according to 7, wherein the step of removing hydrogen includes the step of heat-treating the nitride-based compound semiconductor as a raw material at a temperature of 400 ° C. or more and in an atmosphere containing no hydrogen. There is a step of applying (claim 8).

【0022】しかし、水素を除去する工程は、原料とす
る窒化物系化合物半導体を400℃以上の温度で、かつ
窒素ガス気流中にて熱処理を施す工程(請求項9)、或
いは、原料とする窒化物系化合物半導体を400℃以上
の温度で、真空中にて熱処理を施す工程(請求項1
0)、原料とする窒化物系化合物半導体を400℃以上
の温度で、酸素気流中で熱処理を施す工程(請求項1
1)、又は、原料とする窒化物系化合物半導体に、真空
中で電子線照射を施す工程(請求項12)等であっても
よい。
However, in the step of removing hydrogen, the step of subjecting the nitride-based compound semiconductor as a raw material to a heat treatment at a temperature of 400 ° C. or higher in a nitrogen gas stream (claim 9) A step of subjecting the nitride-based compound semiconductor to a heat treatment at a temperature of 400 ° C. or more in a vacuum.
0) a step of subjecting a nitride-based compound semiconductor as a raw material to a heat treatment at a temperature of 400 ° C. or more in an oxygen stream.
1) Or a step of irradiating a nitride-based compound semiconductor as a raw material with an electron beam in a vacuum (Claim 12).

【0023】これらの窒化物の脱水素処理は、従来の結
晶成長方法で必要とされている装置をそのまま使用して
行うことが可能であり、大がかりな装置を新たに必要と
することなく所期の効果を得ることができる。従って、
新たな原料汚染の危険性も少ない。安全面についても、
特に新たな危険作業の発生を伴わない、優れた方法であ
るといえる。
The dehydrogenation of these nitrides can be carried out using the equipment required in the conventional crystal growth method as it is, and the desired treatment can be performed without newly adding a large-scale equipment. The effect of can be obtained. Therefore,
There is little danger of new raw material contamination. Regarding safety,
In particular, it is an excellent method that does not involve the occurrence of new dangerous work.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、Ga
N単結晶の成長を行った実施例を中心に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will now be described with reference to Ga.
An example in which an N single crystal is grown will be mainly described.

【0025】この実施例で扱った窒化物系化合物半導体
結晶の成長方法は、III 族金属元素と窒素元素と水素元
素とを原料または雰囲気ガス中に含む系から、一旦、II
I 族金属原料との混合物として粉末または多結晶の窒化
物系化合物半導体を合成する工程(原料合成工程)と、
前記混合物から窒化物系化合物半導体の粉末または多結
晶を分別する工程(分別工程)と、得られた窒化物系化
合物半導体の粉末または多結晶から水素を除去する工程
(脱水素工程)と、この水素を除去して得られた窒化物
系化合物半導体の粉末または多結晶を原料にして、該窒
化物系化合物半導体の単結晶を成長する工程(単結晶成
長工程)とを含む。
The method of growing a nitride-based compound semiconductor crystal used in this embodiment is based on a method of temporarily removing a group III metal element, a nitrogen element, and a hydrogen element from a system containing a raw material or an atmosphere gas.
Synthesizing a powdery or polycrystalline nitride-based compound semiconductor as a mixture with a group I metal raw material (raw material synthesis step);
A step of separating the nitride-based compound semiconductor powder or polycrystal from the mixture (separation step), a step of removing hydrogen from the obtained nitride-based compound semiconductor powder or polycrystal (dehydrogenation step), Growing a single crystal of the nitride-based compound semiconductor using a powder or polycrystal of the nitride-based compound semiconductor obtained by removing hydrogen as a raw material (single-crystal growth step).

【0026】(原料合成工程A)図2に示す装置を用い
て、インジェクション法でGaN微結晶の合成を行っ
た。内径70mm高さ150mmの石英ルツボ1にGaを3
000g収容し、ヒータ2でGaを950℃まで加熱し
てGa融液3を形成した。続いて、ガス導入配管4を使
ってGa融液3中にアンモニアガスを0.5l/min の流
量で5時間吹き込み続けた。融液3に吹き込まれたガス
は、融液と反応してGaN微結晶を生成し、微結晶は融
液表面に浮かび上がった。反応に寄与しなかったアンモ
ニアガスは、泡となって融液3内を通過し、容器上部の
空間に出て、排気管5を通じて容器外に排出される。排
出されたアンモニアガスは、湿式の除害装置を通して大
気放出した。5時間のガス注入を行った後、注入するガ
スを窒素に切り替え、Ca融液を室温まで冷却した。
(Raw Material Synthesizing Step A) Using the apparatus shown in FIG. 2, GaN microcrystals were synthesized by an injection method. Ga in a quartz crucible 1 with an inner diameter of 70 mm and a height of 150 mm
2,000 g, and Ga was heated to 950 ° C. by the heater 2 to form a Ga melt 3. Subsequently, ammonia gas was continuously blown into the Ga melt 3 at a flow rate of 0.5 l / min for 5 hours using the gas introduction pipe 4. The gas blown into the melt 3 reacted with the melt to generate GaN microcrystals, and the microcrystals floated on the melt surface. The ammonia gas that has not contributed to the reaction passes through the melt 3 as bubbles, exits into the space above the container, and is discharged out of the container through the exhaust pipe 5. The discharged ammonia gas was released to the atmosphere through a wet abatement system. After gas injection for 5 hours, the gas to be injected was switched to nitrogen, and the Ca melt was cooled to room temperature.

【0027】冷却したGa融液を容器から取り出して観
察したところ、Ga融液の上部にGaNの微結晶が大量
に浮かんでいた。
When the cooled Ga melt was taken out of the container and observed, a large amount of GaN microcrystals floated above the Ga melt.

【0028】(分別工程A)このGaN微結晶と金属G
aの混合物を採取し、これに塩酸と過酸化水素水を加え
てGaだけを溶解した後、慮紙で濾してGaN微結晶だ
けを取り出した。濾過した粉末は純水で十分に洗浄した
後、真空高温槽内で乾燥した。その結果、灰白色をした
GaN微結晶粉末が61g得られた。
(Separation step A) This GaN microcrystal and metal G
A mixture of (a) was collected, and hydrochloric acid and hydrogen peroxide solution were added thereto to dissolve only Ga, and then filtered with a piece of paper to extract only GaN microcrystals. The filtered powder was sufficiently washed with pure water, and then dried in a vacuum high-temperature bath. As a result, 61 g of an off-white GaN microcrystalline powder was obtained.

【0029】(脱水素工程B)図3に示す装置を用い
て、上記の工程で得られたGaN微粉末結晶の脱水素処
理を行った。石英製のボート7に、GaN微結晶粉末6
0gを入れ、これを炉心管9内に挿入した。その後、窒
素ガス導入管11を通じて、炉内に窒素ガスを毎分2リ
ットルの割合で流しながら、ヒータ10を用いて750
℃まで加熱した。750℃に到達後、その状態で2時間
保持し、室温まで冷却して取り出した。
(Dehydrogenation Step B) Using the apparatus shown in FIG. 3, dehydrogenation treatment was performed on the GaN fine powder crystals obtained in the above step. A GaN microcrystalline powder 6 is placed in a quartz boat 7.
0 g was inserted, and this was inserted into the furnace tube 9. Thereafter, while flowing nitrogen gas into the furnace at a rate of 2 liters per minute through the nitrogen gas introduction pipe 11, 750
Heated to ° C. After reaching 750 ° C., it was kept in that state for 2 hours, cooled to room temperature and taken out.

【0030】(単結晶成長工程C)図4に示す装置を用
いて、上記の工程で脱水素処理を施したGaN微粉末結
晶を原料に用い、昇華法でGaNの単結晶成長を行っ
た。直径50mmのpBNルツボ15に、原料として脱水
素処理を施したGaN微結晶粉末18を25g入れ、こ
れをグラファイトサ製セプタ17で支持してステンレス
容器13内にセットした。一方、25mm角のc面サファ
イア基板20をグラファイト製の基板ホルダ14に固定
し、基板表面が原料18と対向するように、基板をpB
Nルツボ15内に吊り下げた。この状態で容器内13を
窒素ガス雰囲気に置換し、サセプタ17周囲のヒータ1
6で原料を加熱した。加熱はルツボ下に配した熱電対1
9の出力で、1500℃となるように制御した。この
時、基板の表面温度は約l050℃になっていた。結晶
成長は、原料を加熱した状態で24時間保持することに
より行った。
(Single Crystal Growth Step C) Using the apparatus shown in FIG. 4, a single crystal of GaN was grown by sublimation using the GaN fine powder crystal subjected to the dehydrogenation treatment in the above step as a raw material. 25 g of a dehydrogenated GaN microcrystalline powder 18 as a raw material was placed in a pBN crucible 15 having a diameter of 50 mm, and this was supported in a septa 17 made of graphite and set in a stainless steel container 13. On the other hand, a 25 mm square c-plane sapphire substrate 20 is fixed to a graphite substrate holder 14, and the substrate is pB-sized so that the substrate surface faces the raw material 18.
It was suspended in the N crucible 15. In this state, the inside of the container 13 is replaced with a nitrogen gas atmosphere, and the heater 1 around the susceptor 17 is replaced.
In 6 the material was heated. Heating is done by thermocouple 1 under crucible
With the output of 9, the temperature was controlled to be 1500 ° C. At this time, the surface temperature of the substrate was about 1050 ° C. The crystal growth was performed by holding the raw materials in a heated state for 24 hours.

【0031】取り出したサファイア基板の表面には、透
明なGaNの六角柱状単結晶がいくつか成長していた。
成長した結晶の直径は0.5〜12mm、厚さは、0.6
〜1.0mmであった。成長した結晶の電気特性を、ファ
ンデァポー(Van der Pauw)法で測定したところ、キャ
リア濃度は2×1017cm-3、移動度は490cm2 /V・sec
と、良好な特性を示した。
On the surface of the sapphire substrate taken out, several transparent hexagonal columnar single crystals of GaN were grown.
The grown crystal has a diameter of 0.5 to 12 mm and a thickness of 0.6
1.01.0 mm. When the electrical characteristics of the grown crystal were measured by a Van der Pauw method, the carrier concentration was 2 × 10 17 cm −3 and the mobility was 490 cm 2 / V · sec.
And good characteristics.

【0032】上記した実施形態によれば、簡単な方法
で、窒化物結晶の分解を抑制することができるようにな
り、その結果、従来は困難であった窒化物系半導体の結
晶成長を、簡単な方法で容易にかつ安価に行うことがで
きるようになる。
According to the above-described embodiment, the decomposition of the nitride crystal can be suppressed by a simple method. As a result, the crystal growth of the nitride-based semiconductor, which has been conventionally difficult, can be easily performed. It can be performed easily and inexpensively by a simple method.

【0033】(比較例)比較例として、上述の原料合成
工程で得られたGaN微粉末結晶を、脱水素処理を行わ
ずに、直接ルツボ15に入れ、上述の単結晶成長工程を
施す実験を行ったところ、原料として入れたGaN微結
晶粉末は全て分解してしまい、ルツボ15の中には金属
Gaだけが残り、サファイア基板20上には何も成長し
なかった。
(Comparative Example) As a comparative example, an experiment was conducted in which the GaN fine powder crystal obtained in the above-mentioned raw material synthesizing step was directly put into the crucible 15 without performing the dehydrogenation treatment, and the above-mentioned single crystal growing step was performed. As a result, the GaN microcrystalline powder entered as a raw material was completely decomposed, and only the metallic Ga remained in the crucible 15, and nothing grew on the sapphire substrate 20.

【0034】GaN結晶は、含有する水素濃度にもよる
が、通常のV族元素の水素化物を原料に用いて作製した
結晶の場合、1000℃以上では分解が始まってしま
う。加熱雰囲気中に水素ガスがあれば、分解開始温度は
さらに低下する。これに対し、本発明にかかる脱水素処
理を施したGaN結晶は、脱水素の程度にもよるが、少
なくとも1200℃まで加熱しても分解することはな
い。実施例に述べたように、脱水素が十分に行われてい
れば、1500℃以上の高温にも耐える。昇華法でGa
Nの結晶成長を行う場合、GaNの昇華は、900℃付
近からはじまり、温度が高いほど蒸気圧も高くなるた
め、結晶成長を効率よく行うことができるようになる。
従って、分解を起こさせることなくいかに高い温度にま
で加熱できるかが重要となる。
The GaN crystal, which depends on the concentration of hydrogen contained therein, starts to decompose at a temperature of 1000 ° C. or higher in the case of a crystal produced using a normal hydride of a group V element as a raw material. If there is hydrogen gas in the heating atmosphere, the decomposition start temperature will be further lowered. On the other hand, the GaN crystal subjected to the dehydrogenation treatment according to the present invention does not decompose even when heated to at least 1200 ° C., although it depends on the degree of dehydrogenation. As described in the embodiment, if dehydrogenation is sufficiently performed, it can withstand a high temperature of 1500 ° C. or more. Ga by sublimation method
In the case of crystal growth of N, sublimation of GaN starts at around 900 ° C., and the higher the temperature, the higher the vapor pressure, so that crystal growth can be performed efficiently.
Therefore, it is important how high the temperature can be heated without causing decomposition.

【0035】上述の理論は、GaNを溶媒に溶解させて
行う、液相成長の際にも同様のことがいえる。例えば、
金属GaにGaNを溶かし、GaNの液相成長を行う場
合、Ga溶媒の温度が高いほどGaNの溶解度は高くな
る。しかし、従来はGaNが溶媒中で分解してしまっ
て、実用的な溶解度が得られる温度にまで溶媒を加熱す
ることができなかった。本発明の成長方法に従い、単結
晶成長工程に先立ち、原料となる窒化物の合成粉末また
は多結晶から、結晶内に含有している水素原子を脱離さ
せる工程を実施することにより、GaNを分解させるこ
となく高溶解度が得られる温度にまで加熱することがで
き、GaNの液相成長も容易になる。
The above-mentioned theory can be said to be the same in liquid phase growth in which GaN is dissolved in a solvent. For example,
When GaN is dissolved in metallic Ga and GaN is grown in a liquid phase, the higher the temperature of the Ga solvent, the higher the solubility of GaN. However, conventionally, GaN was decomposed in the solvent, and the solvent could not be heated to a temperature at which practical solubility was obtained. According to the growth method of the present invention, prior to the single crystal growth step, GaN is decomposed by performing a step of desorbing hydrogen atoms contained in the crystal from a nitride synthetic powder or polycrystal as a raw material. The GaN can be heated to a temperature at which high solubility can be obtained without causing the GaN liquid phase growth.

【0036】(他の実施形態)上記実施形態では昇華法
によりGaNの結晶成長させる場合について説明した。
しかし、本発明の、GaNの結晶成長に先立ち、原料G
aNの粉末や多結晶に脱水素処理を施して分解しにくく
させる方法は、上述した実施形態における昇華法以外
に、液相成長法や融液成長法に適用することが可能であ
る。
(Other Embodiments) In the above embodiment, the case where GaN crystals are grown by sublimation has been described.
However, prior to the GaN crystal growth of the present invention, the raw material G
The method of dehydrogenating an aN powder or polycrystal to make it difficult to decompose can be applied to a liquid phase growth method or a melt growth method other than the sublimation method in the above-described embodiment.

【0037】液相成長の場合は、溶媒に溶解させるGa
N原料に脱水素処理を施しておけば、GaNの分解を起
こさせることなく、高温に加熱してGaNの溶解度を高
めることができ、その結果結晶成長速度を大きくとるこ
とができるようになる。
In the case of liquid phase growth, Ga to be dissolved in a solvent is used.
If the N raw material is subjected to a dehydrogenation treatment, the solubility of GaN can be increased by heating to a high temperature without causing decomposition of GaN, and as a result, the crystal growth rate can be increased.

【0038】融液成長の場合は、脱水素処理を施した原
料をそのまま、あるいは加圧下で加熱することで、従来
よりも容易にGaNの融液を作製することができるよう
になり、この融液を固化させることで、GaNのバルク
結晶を得ることができる。
In the case of melt growth, by heating the dehydrogenated raw material as it is or under pressure, a GaN melt can be produced more easily than in the past. By solidifying the liquid, a bulk crystal of GaN can be obtained.

【0039】また、上記は、GaN単結晶の成長を行っ
た実施形態について述べたが、本発明に係る成長方法は
これに限定されるものではなく、GaNの結晶成長の
他、InNやAlN、またこれらの混晶であるAlGa
N、GaInNなどの結晶成長にも適用することが可能
である。
In the above, the embodiment in which a GaN single crystal was grown was described. However, the growth method according to the present invention is not limited to this, and in addition to GaN crystal growth, InN, AlN, AlGa which is a mixed crystal of these
The present invention can be applied to crystal growth of N, GaInN, and the like.

【0040】本発明により得られた窒化物結晶は、短波
長の受発光素子や耐熱素子用の半導体材料として広く応
用が可能である。特に、本発明によれば、窒化物結晶の
バルク結晶成長が容易になり、従来実用化されていなか
った、GaN基板が製造できるようになる。その結果、
基板上に成長させるエピタキシヤル成長層の結晶性を向
上させることができ、デバイス特性を大幅に向上させる
ことができるようになる。一例を挙げれば、GaN系短
波長レーザダイオードの寿命を大幅に向上させる効果が
期待できる。
The nitride crystal obtained by the present invention can be widely applied as a semiconductor material for a light-receiving / emitting element having a short wavelength or a heat-resistant element. In particular, according to the present invention, bulk crystal growth of a nitride crystal is facilitated, and a GaN substrate, which has not been practically used, can be manufactured. as a result,
The crystallinity of the epitaxial growth layer grown on the substrate can be improved, and the device characteristics can be greatly improved. For example, an effect of greatly improving the life of a GaN-based short-wavelength laser diode can be expected.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained.

【0042】(1)請求項1〜4に記載の発明は、合成
工程で得られた粉末または多結晶の窒化物系化合物半導
体を原料にして単結晶を成長する単結晶成長工程に先立
ち、原料となる窒化物系化合物半導体から水素を除去す
る工程を含ませるものであるので、GaN等の窒化物系
化合物のバルク結晶成長を行うに際し、合成された原料
粉末または多結晶の分解が起こりにくく、効率よく高品
質なバルク結晶を得ることができる。
(1) The invention according to claims 1 to 4 is characterized in that, prior to the single crystal growth step of growing a single crystal using the powder or polycrystalline nitride compound semiconductor obtained in the synthesis step as a raw material, Since the method includes the step of removing hydrogen from the nitride-based compound semiconductor to become, when performing bulk crystal growth of a nitride-based compound such as GaN, decomposition of the synthesized raw material powder or polycrystal hardly occurs, High quality bulk crystals can be obtained efficiently.

【0043】(2)請求項5記載の発明によれば、窒化
物系化合物半導体を合成する工程が、III 族金属元素を
加熱、融解し、得ようとする窒化物の融点以下の温度
で、III 族金属元素の融液に窒素原子を含有するガスを
注入して、III 族金属元素の融液内でIII 族の窒化物微
結晶を製造する工程からなるので、簡単な装置で容易か
つ安価に短時間のうちに窒化物微結晶粉末を大量に製造
することができる(請求項5)。
(2) According to the fifth aspect of the invention, the step of synthesizing the nitride-based compound semiconductor includes heating and melting the group III metal element at a temperature lower than the melting point of the nitride to be obtained. The process consists of injecting a nitrogen-containing gas into the melt of the Group III metal element and producing Group III nitride microcrystals in the melt of the Group III metal element. In a short time, a large amount of nitride microcrystal powder can be produced (claim 5).

【0044】(3)請求項8〜11記載の発明によれ
ば、水素を除去する工程が、原料とする窒化物系化合物
半導体を400℃以上の温度で、かつ水素を含まない雰
囲気中で又は窒素ガス気流中、真空中、或いは酸素気流
中のいずれかにて熱処理を施す工程から成るので、水素
を確実に除去することができる。請求項12記載の発明
も、水素を除去する工程が、原料とする窒化物系化合物
半導体に、真空中で電子線照射を施す工程とするもので
あるので、水素を確実に除去することができる。
(3) According to the invention as set forth in claims 8 to 11, the step of removing hydrogen includes the step of removing the nitride-based compound semiconductor as a raw material at a temperature of 400 ° C. or more and in an atmosphere containing no hydrogen. Since the heat treatment is performed in a nitrogen gas stream, in a vacuum, or in an oxygen stream, hydrogen can be reliably removed. Also in the invention of claim 12, since the step of removing hydrogen is a step of irradiating the nitride-based compound semiconductor as a raw material with an electron beam in a vacuum, the hydrogen can be surely removed. .

【0045】また、かかる窒化物の脱水素処理は、従来
の結晶成長方法で必要とされている装置をそのまま使用
して行うことが可能であり、大がかりな装置を新たに必
要とすることなく所期の効果を得ることができる。従っ
て、新たな原料汚染の危険性も少ない。安全面について
も、特に新たな危険作業の発生を伴わない、優れた方法
であるといえる。
The dehydrogenation of the nitride can be carried out by using the equipment required by the conventional crystal growth method as it is, and without using a large-scale equipment. Period effect can be obtained. Therefore, there is little danger of new raw material contamination. In terms of safety, it can be said that this is an excellent method that does not involve any new dangerous work.

【0046】(4)本発明の成長方法(請求項1〜1
2)によると、簡単な方法で、窒化物結晶の分解を抑制
することができるようになり、その結果、従来は困難で
あった窒化物系半導体の結晶成長を、簡単な方法で容易
にかつ安価に製造することができるようになる。
(4) The growth method of the present invention (claims 1 to 1)
According to 2), the decomposition of the nitride crystal can be suppressed by a simple method. As a result, the crystal growth of the nitride-based semiconductor, which has been conventionally difficult, can be easily and easily performed by the simple method. It can be manufactured at low cost.

【0047】特に、本発明の方法を窒化物結晶の昇華法
成長に適用すれば、窒化物の分解が抑制され、従来に較
べて容易に高い蒸気圧の得られる温度にまで原料を加熱
することができるようになる。その結果、結晶成長の成
長速度、制御性、再現性、品質が飛躍的に向上する。
In particular, when the method of the present invention is applied to sublimation growth of nitride crystals, the decomposition of nitrides is suppressed, and the raw material is heated to a temperature at which a high vapor pressure can be easily obtained as compared with the conventional method. Will be able to As a result, the growth speed, controllability, reproducibility, and quality of crystal growth are dramatically improved.

【0048】また、本発明の方法を窒化物結晶の液相成
長に適用すれば、窒化物の分解が抑制され、従来に較べ
て容易に高い溶解度の得られる温度にまで溶液を加熱す
ることができるようになる。その結果、成長の効率、制
御性、再現性、結晶品質が飛躍的に向上する。
When the method of the present invention is applied to the liquid crystal growth of nitride crystals, the decomposition of nitrides is suppressed, and the solution can be heated to a temperature at which high solubility can be easily obtained as compared with the prior art. become able to. As a result, the growth efficiency, controllability, reproducibility, and crystal quality are dramatically improved.

【0049】さらに、本発明の方法を窒化物結晶の融液
成長に適用すれば、窒化物の分解が抑制され、従来に較
べて低い圧力下でも容易に窒化物融液が得られるように
なる。その結果、従来必要とされてきた超高圧結晶成長
装置が不要となり、結晶の大型化、低コスト化が可能に
なる。
Further, when the method of the present invention is applied to the growth of a melt of nitride crystals, the decomposition of nitrides is suppressed, and a nitride melt can be easily obtained even under a lower pressure than in the prior art. . As a result, an ultrahigh-pressure crystal growth apparatus, which has been conventionally required, becomes unnecessary, and the size and cost of the crystal can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の窒化物系化合物半導体結晶の成長方法
を示す概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal of the present invention.

【図2】本発明の一実施例にかかるGaN結晶合成装置
の断面模式図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a GaN crystal synthesizing apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例にかかるGaN結晶の脱水素
炉の断面模式図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a GaN crystal dehydrogenation furnace according to one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例にかかるGaN単結晶成長装
置の断面模式図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view of a GaN single crystal growing apparatus according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 石英ルツボ 2 ヒータ 3 ガリウム融液 4 アンモニアガス注入管 5 排気管 6 熱電対 7 石英製のボート 8 GaN微結晶粉末 9 炉心管 10 ヒータ 11 窒素ガス導入管 12 排気管 13 ステンレス容器 14 グラファイト製基板ホルダ 15 pBNルツボ 16 ヒータ 17 グラファイト製サセプタ 18 GaN微結晶粉末 19 熱電対 20 サファイア基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Quartz crucible 2 Heater 3 Gallium melt 4 Ammonia gas injection pipe 5 Exhaust pipe 6 Thermocouple 7 Quartz boat 8 GaN microcrystal powder 9 Furnace tube 10 Heater 11 Nitrogen gas introduction pipe 12 Exhaust pipe 13 Stainless steel container 14 Graphite substrate Holder 15 pBN crucible 16 heater 17 susceptor made of graphite 18 GaN microcrystalline powder 19 thermocouple 20 sapphire substrate

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくともIII 族金属元素と窒素元素とを
原料に含む系から、一旦、窒化物系化合物半導体を合成
する工程と、この合成された窒化物系化合物半導体から
水素を除去する工程と、この水素を除去して得られた窒
化物系化合物半導体を原料にして、窒化物系化合物半導
体の単結晶を成長する工程とを含むことを特徴とする窒
化物系化合物半導体結晶の成長方法。
A step of temporarily synthesizing a nitride-based compound semiconductor from a system containing at least a group III metal element and a nitrogen element as raw materials; and a step of removing hydrogen from the synthesized nitride-based compound semiconductor. Growing a single crystal of the nitride-based compound semiconductor using the nitride-based compound semiconductor obtained by removing the hydrogen as a raw material.
【請求項2】少なくともIII 族金属元素を含む原料と、
少なくとも窒素元素と水素元素を含む化合物原料から、
一旦、窒化物系化合物半導体を合成する工程と、この合
成された窒化物系化合物半導体から水素を除去する工程
と、この水素を除去して得られた窒化物系化合物半導体
を原料にして、窒化物系化合物半導体の単結晶を成長す
る工程とを含むことを特徴とする窒化物系化合物半導体
結晶の成長方法。
2. A raw material containing at least a Group III metal element;
From a compound raw material containing at least nitrogen element and hydrogen element,
Once, a step of synthesizing the nitride-based compound semiconductor, a step of removing hydrogen from the synthesized nitride-based compound semiconductor, and a step of nitriding using the nitride-based compound semiconductor obtained by removing the hydrogen as a raw material. Growing a single crystal of a nitride-based compound semiconductor.
【請求項3】少なくともIII 族金属元素と窒素元素と水
素元素とを原料または雰囲気ガス中に含む系から、一
旦、窒化物系化合物半導体を合成する工程と、この合成
された窒化物系化合物半導体から水素を除去する工程
と、この水素を除去して得られた窒化物系化合物半導体
を原料にして、窒化物系化合物半導体の単結晶を成長す
る工程とを含むことを特徴とする窒化物系化合物半導体
結晶の成長方法。
3. A step of temporarily synthesizing a nitride-based compound semiconductor from a system containing at least a group III metal element, a nitrogen element, and a hydrogen element in a raw material or an atmospheric gas, and the synthesized nitride-based compound semiconductor. Removing hydrogen from hydrogen, and growing a single crystal of the nitride-based compound semiconductor using the nitride-based compound semiconductor obtained by removing the hydrogen as a raw material. A method for growing a compound semiconductor crystal.
【請求項4】少なくともIII 族金属元素と窒素元素と水
素元素とを原料または雰囲気ガス中に含む系から、一
旦、III 族金属原料との混合物として粉末または多結晶
の窒化物系化合物半導体を合成する工程と、前記混合物
から窒化物系化合物半導体の粉末または多結晶を分別す
る工程と、得られた窒化物系化合物半導体の粉末または
多結晶から水素を除去する工程と、この水素を除去して
得られた窒化物系化合物半導体の粉末または多結晶を原
料にして、該窒化物系化合物半導体の単結晶を成長する
工程とを含むことを特徴とする窒化物系化合物半導体結
晶の成長方法。
4. A powder or polycrystalline nitride-based compound semiconductor is first synthesized as a mixture with a Group III metal raw material from a system containing at least a Group III metal element, a nitrogen element and a hydrogen element in a raw material or an atmospheric gas. And a step of separating the nitride-based compound semiconductor powder or polycrystal from the mixture, a step of removing hydrogen from the obtained nitride-based compound semiconductor powder or polycrystal, and removing this hydrogen Growing the single crystal of the nitride-based compound semiconductor using the obtained powder or polycrystal of the nitride-based compound semiconductor as a raw material.
【請求項5】請求項1、2、3又は4記載の窒化物系化
合物半導体結晶の成長方法において、前記窒化物系化合
物半導体を合成する工程が、III 族金属元素を加熱、融
解し、得ようとする窒化物の融点以下の温度で、III 族
金属元素の融液に窒素原子を含有するガスを注入して、
III 族金属元素の融液内でIII 族の窒化物微結晶を製造
する工程からなることを特徴とする窒化物系化合物半導
体結晶の成長方法。
5. The method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal according to claim 1, wherein the step of synthesizing the nitride-based compound semiconductor comprises heating and melting a group III metal element. At a temperature equal to or lower than the melting point of the nitride to be melted, a gas containing a nitrogen atom is injected into the melt of the group III metal element,
A method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal, comprising a step of producing a group III nitride microcrystal in a melt of a group III metal element.
【請求項6】請求項1、2、3、4又は5記載の窒化物
系化合物半導体結晶の成長方法において、前記窒化物系
化合物半導体が、AlN,GaN,InNのいずれかま
たはその混晶であることを特徴とする窒化物系化合物半
導体結晶の成長方法。
6. The method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal according to claim 1, wherein said nitride-based compound semiconductor is any one of AlN, GaN, and InN or a mixed crystal thereof. A method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal, the method comprising:
【請求項7】請求項1、2、3、4、5又は6記載の窒
化物系化合物半導体結晶の成長方法において、前記窒化
物系化合物半導体を合成する原料に、アンモニアまたは
ヒドラジンを用いることを特徴とする窒化物系化合物半
導体結晶の成長方法。
7. The method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal according to claim 1, wherein ammonia or hydrazine is used as a raw material for synthesizing the nitride-based compound semiconductor. A method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal.
【請求項8】請求項1、2、3、4、5、6又は7記載
の窒化物系化合物半導体結晶の成長方法において、水素
を除去する工程は、原料とする窒化物系化合物半導体を
400℃以上の温度で、かつ水素を含まない雰囲気中に
て熱処理を施す工程であることを特徴とする窒化物系化
合物半導体結晶の成長方法。
8. The method of growing a nitride-based compound semiconductor crystal according to claim 1, wherein the step of removing hydrogen comprises: A method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal, comprising a step of performing a heat treatment at a temperature of not less than ° C. and in an atmosphere containing no hydrogen.
【請求項9】請求項1、2、3、4、5、6又は7記載
の窒化物系化合物半導体結晶の成長方法において、水素
を除去する工程は、原料とする窒化物系化合物半導体を
400℃以上の温度で、かつ窒素ガス気流中にて熱処理
を施す工程であることを特徴とする窒化物系化合物半導
体結晶の成長方法。
9. The method of growing a nitride-based compound semiconductor crystal according to claim 1, wherein the step of removing hydrogen comprises: A method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal, comprising a step of performing a heat treatment at a temperature of not less than ° C. and in a nitrogen gas stream.
【請求項10】請求項1、2、3、4、5、6又は7記
載の窒化物系化合物半導体結晶の成長方法において、水
素を除去する工程は、原料とする窒化物系化合物半導体
を400℃以上の温度で、真空中にて熱処理を施す工程
であることを特徴とする窒化物系化合物半導体結晶の成
長方法。
10. The method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal according to claim 1, wherein the step of removing hydrogen comprises: A method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal, comprising a step of performing a heat treatment in a vacuum at a temperature of not less than ° C.
【請求項11】請求項1、2、3、4、5、6又は7記
載の窒化物系化合物半導体結晶の成長方法において、水
素を除去する工程は、原料とする窒化物系化合物半導体
を400℃以上の温度で、酸素気流中で熱処理を施す工
程であることを特徴とする窒化物系化合物半導体結晶の
成長方法。
11. The method of growing a nitride-based compound semiconductor crystal according to claim 1, wherein the step of removing hydrogen comprises: A method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal, comprising a step of performing a heat treatment in an oxygen stream at a temperature of not less than ° C.
【請求項12】請求項1、2、3、4、5、6又は7記
載の窒化物系化合物半導体結晶の成長方法において、水
素を除去する工程は、原料とする窒化物系化合物半導体
に、真空中で電子線照射を施す工程であることを特徴と
する窒化物系化合物半導体結晶の成長方法。
12. The method of growing a nitride-based compound semiconductor crystal according to claim 1, wherein the step of removing hydrogen comprises: A method for growing a nitride-based compound semiconductor crystal, which comprises a step of irradiating an electron beam in a vacuum.
JP5304898A 1998-03-05 1998-03-05 Method for growing nitride-based compound semiconductor crystal Pending JPH11246297A (en)

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