KR20140053184A - 벌크 iii-족 질화물 결정들의 성장 - Google Patents

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KR20140053184A
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seed
iii
flux
nitride crystal
growth
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KR1020147003527A
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싯다 핌푸트카르
제임스 에스. 스펙
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더 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아
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    • 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
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    • 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
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Abstract

하나 또는 그 이상의 III-족 및 알칼리 금속들을 포함하는 얇은 습윤층 또는 습윤막으로 시드의 적어도 일 표면을 코팅함으로써 III-족 질화물 결정을 생성하는 방법이 개시된다.

Description

벌크 III-족 질화물 결정들의 성장{Growth of bulk group-III nitride crystals}
본 발명은 플럭스(flux) 방법을 이용한 벌크 III-족 질화물 결정의 성장 방법에 관한 것이고, 이때, III-족 질화물 시드(seed) 결정들은 III-족 금속 및 알칼리 금속으로 코팅된다.
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 공동-계류 중이고 공통으로 양도된, Siddha Pimputkar 및 James S. Speck에 의해 2011년 7월 13일에 출원되고 명칭이 "GROWTH OF BULK GROUP-III NITRIDE CRYSTALS AFTER COATING THEM WITH A GROUP-III METAL AND AN ALKALI METAL"이며 대리인 문서 번호가 30794.420-US-P1 (2012-021-1)인 미국 임시 출원 일련 번호 제61/507,182호에 대해 35 U.S.C. 119(e)조에 따라 우선권의 이익을 주장하고, 상기 임시 출원은 본 명세서에 참조 병합된다.
본 출원은 이하의 공동-계류 중이고 공통으로 양도된 미국 특허 출원들에 연관된다.
Siddha Pimputkar, Derrick S. Kamber, James S. Speck, 및 Shuji Nakamura에 의해 2008년 11월 7일에 출원되고 명칭이 "USING BORON-CONTAINING COMPOUNDS, GASSES AND FLUIDS DURING AMMONOTHERMAL GROWTH OF GROUP-III NITRIDE CRYSTALS"이며 대리인 문서 번호가 30794.300-US-P1 (2009-288-1)인 미국 임시 특허 출원 일련 번호 제61/112,550호에 대해 35 U.S.C. 119(e)조에 따라 우선권의 이익을 주장하는, Siddha Pimputkar, Derrick S. Kamber, James S. Speck, 및 Shuji Nakamura에 의해 2009년 11월 4일에 출원되고 명칭이 "USING BORON-CONTAINING COMPOUNDS, GASSES AND FLUIDS DURING AMMONOTHERMAL GROWTH OF GROUP-III NITRIDE CRYSTALS"이며 대리인 문서 번호가 30794.300-WO-U1 (2009-288-2)인 P.C.T. 국제 특허 출원 일련 번호 제 PCT/US09/063233호에 대해 우선권의 이익을 주장하는 국내 단계 출원인, Siddha Pimputkar, Derrick S. Kamber, James S. Speck, 및 Shuji Nakamura에 의해 2011년 5월 6일에 출원되고 명칭이 "USING BORON-CONTAINING COMPOUNDS, GASSES AND FLUIDS DURING AMMONOTHERMAL GROWTH OF GROUP-III NITRIDE CRYSTALS"이며 대리인 문서 번호가 30794.300-US-WO (2009-288-2)인 미국 실용 특허 출원 일련 번호 제13/128,092호;
Siddha Pimputkar, James S. Speck, 및 Shuji Nakamura에 의해 2010년 3월 15일에 출원되고 명칭이 "GROUP-III NITRIDE CRYSTAL GROWN USING AN INITIALLY OFF-ORIENTED NONPOLAR AND/OR SEMIPOLAR GROUP-III NITRIDE AS A SEED CRYSTAL USING THE AMMONOTHERMAL METHOD AND METHOD OF PRODUCING THE SAME"이며 대리인 문서 번호가 30794.376-US-P1 (2010-585-1)인 미국 임시 특허 출원 일련 번호 제61/314,095호에 대해35 U.S.C. 119(e)조에 따라 우선권의 이익을 주장하는, Siddha Pimputkar, James S. Speck, 및 Shuji Nakamura에 의해 2011년 3월 15일에 출원되고 명칭이 "GROUP-III NITRIDE CRYSTAL AMMONOTHERMALLY GROWN USING AN INITIALLY OFF-ORIENTED NONPOLAR OR SEMIPOLAR GROWTH SURFACE OF A GROUP-III NITRIDE SEED CRYSTAL"이며 대리인 문서 번호가 30794.376-US-U1 (2010-585-1)인 미국 실용 특허 출원 일련 번호 제13/048,179; 및
Siddha Pimputkar 및 Shuji Nakamura에 의해 2011년 7월 13일에 출원되고 명칭이 "USE OF GROUP-III NITRIDE CRYSTALS GROWN USING A FLUX METHOD AS SEEDS FOR AMMONOTHERMAL GROWTH OF A GROUP-III NITRIDE CRYSTAL"이며 대리인 문서 번호가 30794.419-US-P1 (2012-020-1)인 미국 임시 출원 일련 번호 제61/507,170호 및 Siddha Pimputkar 및 James S. Speck에 의해 2011년 7월 13일에 출원되고 명칭이 "METHOD OF GROWING A BULK GROUP-III NITRIDE CRYSTAL USING A FLUX BASED METHOD THROUGH PREPARING THE FLUX PRIOR TO BRINGING IT IN CONTACT WITH THE GROWING CRYSTAL"이며 대리인 문서 번호가 30794.421-US-P1 (2012-022)인 미국 임시 출원 일련 번호 제61/507,187에 대해 35 U.S.C. 119(e)조에 따라 우선권의 이익을 주장하는, Siddha Pimputkar, Shuji Nakamura 및 James S. Speck에 의해 2012년 7월 13일에 출원되고 명칭이 "USE OF GROUP-III NITRIDE CRYSTALS GROWN USING A FLUX METHOD AS SEEDS FOR AMMONOTHERMAL GROWTH OF A GROUP-III NITRIDE CRYSTAL"이며 대리인 문서 번호가 30794.419-WO-U1 (2012-020-2)인 P.C.T. 국제 특허 출원 일련 번호 제PCT/US12/xxxxxx호;
Siddha Pimputkar 및 Shuji Nakamura에 의해 2011년 7월 13일에 출원되고 명칭이 "HIGHER PURITY GROWTH ENVIRONMENT FOR THE AMMONOTHERMAL GROWTH OF GROUP-III NITRIDES"이며 대리인 문서 번호가 30794.422-US-P1 (2012-023-1)인 미국 임시 출원 일련 번호 제61/507,212호, Siddha Pimputkar, Shuji Nakamura 및 James S. Speck에 의해 2011년 10월 26일에 출원되고 명칭이 "USE OF BORON TO IMPROVE THE TRANSPARENCY OF AMMONOTHERMALLY GROWN GROUP-III NITRIDE CRYSTALS"이며 대리인 문서 번호가 30794.438-US-P1 (2012-248-1)인 미국 임시 출원 일련 번호 제61/551,835, 및 Siddha Pimputkar, Shuji Nakamura 및 James S. Speck에 의해 2011년 10월 27일에 출원되고 명칭이 "USE OF SEMIPOLAR SEED CRYSTAL GROWTH SURFACE TO IMPROVE THE QUALITY OF AN AMMONOTHERMALLY GROWN GROUP-III NITRIDE CRYSTAL"이며 대리인 문서 번호가 30794.439-US-P1 (2012-249-1)인 미국 임시 출원 일련 번호 제61/552,276호에 대해 35 U.S.C. 119(e)조에 따라 우선권의 이익을 주장하는, Siddha Pimputkar, Shuji Nakamura 및 James S. Speck에 의해 2012년 7월 13일에 출원되고 명칭이 "METHOD FOR improvING the transparency AND QUALITY of Group-III nitride crystals AMMONOTHERMALLY GROWN IN a HIGH PURITY GROWTH ENVIRONMENT"이고 대리인 문서 번호가 30794.422-WO-U1 (2012-023-2)인 P.C.T. 국제 특허 출원 일련 번호 제 PCT/US12/xxxxxx호.
상기 출원들 모두는 본 명세서에 참조 병합된다.
(주의: 본 출원은 명세서에 걸쳐 괄호들, 예를 들어, [X] 내의 하나 또는 그 이상의 참조문헌 번호들을 통해 표시되는 다수의 다른 공개문헌들을 참조한다. 이러한 참조문헌 번호들에 따라 배열된 이러한 다른 공개문헌들의 리스트는 아래의 "참조문헌들(References)"로 명명된 섹션에서 찾을 수 있다. 이러한 공개문헌들 각각은 그 전체로써 본 명세서에 참조 병합된다.)
벌크 III-족 질화물 결정들, 예를 들어, 벌크 갈륨 질화물(Gallium Nitride, GaN) 결정들은 결함이 적은 III-족 질화물 기판들의 생성에 필수적이며, 상기 기판들은 결과적으로 전자 및 광전자 소자들의 제조에 사용된다. 벌크 III-족 질화물 결정들은 다양한 방법들, 예를 들어, 암모노서멀(ammonothermal) 방법, 고압 질소 용액 성장 방법 또는 다른 플럭스 방법들, 예를 들어, 플럭스의 주요 성분이 원소인 나트륨(Na)인 나트륨 플럭스 방법을 이용하여 성장될 수 있다.
벌크 III-족 질화물 결정들을 생성하는데 현재 이용되는 모든 방법들 중에서, 나트륨 플럭스 방법이 그 입증된 성장 속도들 및 그로 인한 결정들의 성질들로 인해 가장 유망한 것으로 보인다. 구체적으로, 적어도 III-족 원소(예를 들어, Ga), 알칼리 금속(예를 들어, Na) 및 일부 용해된 질소를 함유하는 플럭스로부터 벌크 GaN 결정들을 성장시키는 나트륨 플럭스 방법은, 암모노서멀 성장에 대해 시간 당 약 5 마이크로미터인 성장 속도와 비교할 때 나트륨 플럭스 성장에 대해 예를 들어, 시간 당 약 30 마이크로미터의 높은 성장 속도를 보여준다.
그리하여, 본 기술분야에서 요구되는 것은 벌크 III-족 질화물 결정들의 성장을 위한 나트륨 플럭스 방법에 대한 더 나아간 개선들을 제공하는 방법이다. 본 발명은 이러한 요구를 충족시킨다.
본 명세서를 읽고 이해함에 따라, 본 기술분야에서의 상술된 한계들을 극복하고, 또한 다른 한계들을 극복하는 것이 명백해질 것이며, 본 발명은 플럭스 방법들을 이용하여 벌크 III-족 질화물 결정들을 성장하는 방법을 개시한다. 플럭스는 질소의 플럭스 내로의 용해도를 변경하기 위해, III-족 질화물 결정들의 성장을 위해 요구되는, Ga 및 Na과 같은 III-족 및 알칼리 금속들 및 다른 첨가물들을 함유할 수 있다. 성장 속도의 더 나은 향상을 위하여, 그리고, 성장되는 III-족 질화물 결정의 성질들의 추가적인 변경을 위하여, 질소가 그 소스(source)(분위기(atmosphere))로부터 결정의 표면으로 이동하는데 요구되는 거리를 감소시키는 것이 유익하다. 본 발명은 나트륨 플럭스 성장 전에 그리고 성장 중에, III-족 및 알칼리 금속들을 포함하는 얇은 습윤 층 또는 막의 플럭스-함유 물질로 III-족 질화물 결정의 적어도 일 면을 코팅하는 것을 제안하며, 그로 인해, 질소의 전체 확산 거리를 감소시키고 결정의 성장 속도를 증가시킬 수 있다.
이제 도면들을 참조하는데, 도면들에서 동일한 참조 번호들은 전체에 걸쳐 대응되는 부분들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 나트륨 플럭스 방법에 사용되는 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나트륨 플럭스 성장을 수행하는 예시적인 공정을 나타내는 흐름도이다.
바람직한 실시예에 대한 후술되는 설명에서, 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부된 도면들을 참고하여야 하고, 도면들은 본 발명이 실행될 수 있는 특정 실시예의 예시의 방법으로 나타난다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않은 구조적인 변경들이 이루어질 수 있고, 다른 실시예들이 활용될 수 있음을 이해하여야 한다.
개요
본 발명은 성장하는 III-족 질화물 결정 주위의 물질층을 박막화하고, 이에 따라, 새로 용해된 질소 원자, 라디칼 또는 분자가 성장하는 결정 내로 통합될 때까지 이동하는데 필요한 거리를 감소시킴으로써, III-족 질화물 결정들의 향상된 플럭스 성장 속도를 제공한다. 구체적으로, 본 발명은, 임의의 더 많이 제공된 III-족 금속들 및 알칼리 금속들이 더 이상 전반적이고 연속적인 표면 커버리지(coverage)를 제공하지 않는 액적들(droplets)을 그 다음에 형성하더라도, 얇은 III-족-함유 및 알칼리-함유 층이 III-족 질화물 결정의 표면에 부착하여 연속적인 습윤층을 형성하도록 충분한 III-족 금속들 및 알칼리 금속들을 가진 환경을 제공한다. 결정을 코팅하는데 이용되는 물질은 일반적으로 일부 존재하는 질소를 포함하고, 결정 및/또는 플럭스는 질소-함유 환경에 적어도 부분적으로 노출된다.
연속적인 습윤층(wetting layer)을 형성하는데 충분한 III-족 금속들 및 알칼리 금속들, 예를 들어, III-족 질화물 결정의 표면에 부착되는 얇은 III-족-함유 및 알칼리-함유 층을 포함하는 환경을 제공한다.
III -족 질화물 결정들의 나트륨 플럭스 성장
가장 기본적인 형태에서, 나트륨 플럭스 방법은 적어도 하나의 III-족 금속, 예를 들어, Al, Ga 및/또는 In, 및 적어도 하나의 알칼리 금속, 예를 들어, Na을 함유하는 플루이드(fluid) 또는 멜트(melt)를 포함하는 플럭스에서 III-족 질화물 결정들을 성장시킨다. 플루이드는 챔버(chamber) 또는 용기(vessel) 내에 담겨 있고, 플루이드에 질소를 추가하거나 플루이드로부터 질소를 제거하는 것을 허용하는 컨디션들이다. 예를 들어, 플루이드는 질소-함유 분위기 내에 배치될 수 있고, (일반적으로 700 ℃ 보다 큰) 소정의 온도로 가열될 수 있으며, 이때, 플루이드는 그 위에 III-족 질화물 결정이 형성되는 시드(seed)의 하나 또는 그 이상의 표면들에 접촉된다.
이러한 성장 방법이 직면한 도전들은, 플럭스 내로 질소의 용해도, 및 일단 질소가 플럭스 내로 용해되면, 질소가 성장하는 III-족 질화물 결정 부근으로 들어가는 데에 필요한 확산 시간에 주로 관련된다. 결정에 아주 근접하여 용해된 질소의 양을 증가시키기 위하여, 플루이드의 교반(stirring) 또는 교란(agitating)과 같은 여러 방법들이 제안되어 왔는데, 비록 이러한 방법들이 효율적일 수는 있지만 반드시 확장 가능하고(scalable) 경제적이지는 않다. 본 발명은 하나 또는 그 이상의 III-족 금속들 및 하나 또는 그 이상의 알칼리 금속들을 포함하는 연속적인 얇은 습윤층으로 결정을 코팅함으로써 나트륨 플럭스 성장을 위해 결정을 준비하는 대안적인 방법을 제안한다.
도 1은 가장 일반적인 형태로 나트륨 플럭스 방법에 사용되는 장치의 개략도이다. 본 발명의 일 실시예에서, 나트륨 플럭스 방법은 도가니(102)를 가진 용기 또는 챔버(100)(개방 또는 폐쇄될 수 있음)를 이용하며, 도가니(102)에는 적어도 하나의 III-족 금속, 예를 들어, Al, Ga 및/또는 In, 및 적어도 하나의 알칼리 금속, 예를 들어, Na을 포함하는 결정 성장 용액인 플루이드(104)가 들어 있다. 플루이드(104)는 성장 특성들 및 결정 성질들을 변경하도록 임의의 수의 추가적인 원소들, 혼합물들, 또는 분자들, 예를 들어, B, Li, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Sr, C, Bi, Sb, Sn, Be, Si, Ge, Zn, P 및/또는 N 을 함유할 수 있다.
추가적으로, 챔버(100)에는 성장 분위기(106)가 함유되어 있고, 성장 분위기(106) 내에 플루이드(104)가 배치되며, 성장 분위기(104)는 예를 들어, 이원(N2), 암모니아(NH3), 히드라진(hydrazine)(N2H6) 및 원자 질소(N)와 같은 분자들을 포함하지만 이에 한정되지는 않는 질소-함유 분위기(104)일 수 있고, 또는 단지 존재하는 미량의 질소를 가진 분위기(106), 예를 들어, 주로 수소, 아르곤 등을 포함하는 분위기(106)일 수 있다. 분위기(106)는 진공일 수 있고, 또는 약 1 atm(atmosphere)보다 크고, 약 1000 atm까지인 압력을 가질 수 있다.
도가니(102)는 하나 또는 그 이상의 히터들(heaters)(108)을 포함할 수 있고, 이에 따라, 플루이드(104)는 가열될 수 있고, 이어서 하나 또는 그 이상의 설정 온도로 유지될 수 있고, 하나 또는 그 이상의 온도 기울기들(temperature gradients)이 챔버(100) 내에서 설정될 수 있다. 일 실시예에서, 플루이드(104)는 성장 중에 약 200 ℃ 보다 크고 약 1200 ℃ 보다 작은 온도로 유지된다.
플루이드(104)의 화학 퍼텐셜(chemical potential)은 임의의 주기들(f ≥ 0 Hz) 및 전압들에서 동작하는 파워 소스의 이용을 통해 진공에 비해 상승되거나 감소될 수 있다. 플루이드(104) 및 그 안에 플루이드(104)가 배치되는 분위기(106)는 정적 및/또는 동적인 전자기장들의 영향을 받을 수 있다.
일단 플루이드(104)를 함유하는 챔버(100)가 적절하게 준비되면, 이어서, 시드(110)가 플루이드(104)에 접촉될 수 있는데, 이때, 시드(110) 및/또는 플루이드(104)는 질소-함유 분위기(106)에 적어도 부분적으로 노출된다. 일단 시드(110)가 플루이드(104)에 접촉되면, III-족 질화물 결정의 성장을 향상시키기 위하여, 시드(110) 및/또는 플루이드(104)에 교반 또는 교란과 같은 기계적 움직임들(112)이 적용될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 시드(110) 그 자체는 III-족 질화물 결정, 예를 들어, GaN이고, 단결정 또는 다결정일 수 있다. 그러나, 이것은 본 발명에 대한 한정으로 봐서는 안 된다. 본 발명은 구체적으로 임의의 물질 상에 III-족 질화물 결정을 성장시키는 단계를 포함하고, 이때, 시드(100)는 비정형 고체(amorphous solid), 폴리머 함유 물질, 금속, 금속 합금, 반도체, 세라믹, 비결정 고체(non-crystalline solid), 다결정 물질, 전자 소자, 광전자 소자 등일 수 있다.
시드(110)가 III-족 질화물 결정인 경우, 극성, 비극성 및 반극성 면들인 패싯들(facets)을 포함하는 하나 또는 그 이상의 노출된 패싯들을 가질 수 있다. 예를 들어, III-족 질화물 시드 결정(110)은 노출된 큰 극성의 c-면 {0001} 패싯 또는 {0001}에 접근하는(approaching) 패싯을 가질 수 있거나; 또는 III-족 질화물 시드 결정(110)은 노출된 큰 비극성의 m-면 {10-10} 패싯 또는 {10-10}에 접근하는 패싯을 가질 수 있거나; 또는 III-족 질화물 시드 결정(110)은 노출된 큰 반극성의 {10-11} 패싯 또는 {10-11}에 접근하는 패싯을 가질 수 있거나; 또는 III-족 질화물 시드 결정(110)은 노출된 큰 비극성의 a-면 {11-20} 패싯 또는 {11-20}에 접근하는 패싯을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 하나 또는 그 이상의 III-족 금속들 및 하나 또는 그 이상의 알칼리 금속들을 포함하는 얇은 습윤층(114)으로 시드(110)를 코팅하여 성장시키기에 앞서 시드(110)가 준비된다. 나아가, 얇은 습윤층(114)은 성장 중에 III-족 질화물 결정 상에 유지된다. 얇은 습윤층(114)은 질소가 결정으로 통합되기 위해, 즉, 플럭스(104)가 아닌 얇은 습윤층(114)을 통해, 이동해야 하는 거리를 최소화한다.
시드(110) 또는 그로 인한 III-족 결정의 코팅은, III-족 및 알칼리 금속들을 함유하는 액체 및/또는 고체 소스에서 시드(110) 및/또는 그로 인한 결정 상으로의 증착(evaporation)을 기초로 하며, 이것은 시드(110) 또는 그로 인한 결정 상에 얇은 습윤층(114)의 형성을 야기한다. 결과적으로, 시드(110) 또는 그로 인한 결정의 표면들 위에 플럭스(104)를 드립(drip) 또는 유동(flow)시키거나, 플럭스(104) 그 자체에 시드(110) 또는 그로 인한 결정을 침수(submersing)시킴으로써, 시드(110) 및/또는 그로 인한 결정이 플럭스(104)와 연속적으로 또는 간헐적으로 접촉된다. 바람직하게는, 이는 시드(110) 또는 그로 인한 결정의 적어도 일 패싯 및/또는 분위기(106)에 노출된 플럭스(104) 또는 플럭스(104)와 분위기(106) 사이의 경계면에 적어도 근접한 플럭스(104)에 대해 발생한다.
이어서, 질소가 습윤층(114) 상으로 퇴적되거나, 질소가 습윤층(114) 상으로 이동하기 위한 컨디션들이 제공되며, 이때, 질소는 습윤층(114)에서 시드(110) 및/또는 그로 인한 결정 내로 통합된다. 예를 들어, 습윤층(114)은 질소의 충격을 받을(bombarded) 수 있고(예를 들어, 고압의 질소 가스로), 일단 충분한 질소가 있으면, 질소는 시드(110) 및/또는 그로 인한 결정 내로 통합된다. 예를 들어, Ga는 시드(110) 및/또는 결정 상에 III-족 원소를 성장시키기 위한 소스이고, Na은 이러한 성장을 위한 촉매이며, 질소가 합금 내로 이동함에 따라, 질소는 Ga와 화학적으로 반응한다.
시드(110) 상에 성장되는, 결과적인 III-족 질화물 결정은 AlxByGazIn(1-x-y-z)N으로 특성화되고, 여기서 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ z ≤ 1, 및 x + y + z ≤ 1이다. 예를 들어, III-족 질화물 결정은 AlN, GaN, InN, AlGaN, AlInN, InGaN 등일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 또한, III-족 질화물 결정은 서로 다른 조성들의 층들을 가질 수 있고, III-족 질화물 결정은 서로 다른 구조적, 전기적, 광학적 및/또는 자기적 성질들의 층들을 가질 수 있다.
공정 흐름도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 나트륨 플럭스 성장 방법을 수행하기 위한 예시적인 공정을 나타내는 흐름도이다.
블록(200)은 플루이드 또는 멜트(104)를 포함하는 플럭스를 용기 또는 챔버(100)의 도가니(102) 내에 배치하는 단계를 나타내는데, 이때, 플루이드(104)는 적어도 하나의 III-족 금속, 예를 들어, Al, Ga 및/또는 In 및 적어도 하나의 알칼리 금속, 예를 들어, Na을 포함하는 결정 성장 용액이다.
블록(202)은 성장에 앞서, 플럭스를 포함하는 얇은 습윤층(114)으로 시드(110)를 코팅하는 단계를 나타낸다.
블록(204)은 코팅된 시드(119)를 챔버(100) 내에 배치하는 단계를 나타낸다.
블록(206)은 챔버(100)에 성장 분위기(106)를 소정의 압력 레벨로 채우는 단계를 나타내는데, 이때, 성장 분위기(106)는 질소-함유 분위기(106) 또는 단지 존재하는 미량의 질소를 가진 분위기(106)일 수 있다.
블록(208)은 도가니(102) 및/또는 챔버(100)를 하나 또는 그 이상의 설정 온도들로 가열하는 단계 및 챔버(100) 내의 하나 또는 그 이상의 온도 기울기들을 설정하는 단계를 나타낸다.
블록(210)은 일단 플루이드(104)가 담긴 챔버(100)가 적절히 준비되고, 시드(110)가 습윤층(114)으로 코팅되면, 시드(110)를 플루이드(104)에 접촉시키거나 플루이드(104)를 시드(110)에 접촉시킴으로써 III-족 질화물 결정을 성장시키는 단계를 나타내는데, 이때, 시드(110) 및/또는 플루이드(104)는 질소-함유 분위기(106)에 적어도 부분적으로 노출된다. 본 블록은 분위기(106) 내의 질소가 시드(110) 내로 통합되기 위해 이동하는데 필요한 거리를 감소시키기 위하여, 시드(110) 및 성장되는 III-족 결정 상에 얇은 습윤층(114)이 유지되도록, 시드(110) 및/또는 플루이드(104)에 교반 또는 교란 또는 스프레이 코팅과 같은 기계적 움직임들(112)을 적용시키는 단계를 포함할 수 있으며, 다시 말해, 질소는 도가니(102) 내에 담긴 플럭스(104)를 통하기 보다는 오직 얇은 습윤층(114)을 통해 통과하도록 요구된다.
블록(212)은 본 공정으로 생성된 결과적인 생산물, 즉, 상술된 방법으로 성장된 III-족 질화물 결정을 나타낸다. III-족 질화물 기판은 III-족 질화물 결정으로부터 생성될 수 있고, 소자는 III-족 질화물 기판을 이용하여 생성될 수 있다.
시드 결정 코팅 층
상술된 바와 같이, 본 발명에서 시드 결정에 적용되는 코팅은, 나트륨 플럭스 방법을 이용한 III-족 질화물 결정들의 성장 이전에 및/또는 성장 중에, 새롭게 용해된 질소 원자, 라디칼 또는 분자가 성장되는 결정 내로 통합될 때까지 이동하는데 필요한 거리를 감소시킴으로써 성장 속도를 향상시킨다. 이것은 나트륨 플럭스 성장 이전에 및/또는 성장 중에 성장되는 III-족 질화물 결정 주위에 얇은 습윤 물질층을 유지시킴으로써 달성된다.
예를 들어, MBE(Molecular Beam Epitaxy)와 같은 다른 성장 기술들에서, 충분한 Ga을 포함하는 환경에서, Ga의 몇몇 단일층들이 표면에 부착되고, 연속적인 습윤층을 형성한다. MBE 기술을 이용하면, 더 공급되는 임의의 Ga은 더 이상 전반적이고 연속적인 표면 커버리지를 제공하지 않는 액적들을 그 다음에 형성한다. 본 발명은 습윤층의 개념도 사용하지만, 나트륨 플럭스 방법과 함께 사용하는데, 이때, 습윤층은 나트륨 플럭스 성장 이전에 그리고 성장 중에 III-족 질화물 시드 결정으 코팅하는, III-족 금속들 및 알칼리 금속들의 하나 또는 그 이상의 단일층들의 두께를 갖는다.
습윤층을 제공하고 유지하는데 이용되는 본 방법은 한정되지 않는다. 비록 다른 실시예에서, 습윤층은 III-족 질화물 결정의 약 1 내지 5 mm보다 두껍지 않지만, 일 실시예에서, 습윤층은 III-족 질화물 결정의 약 5 내지 10개의 단일 층들보다 두껍지 않다. 더욱이, 결정 주변에 단지 수 단일층들의(a few monolayers of) III-족 및 알칼리 금속 물질을 갖는 것이 유익하지만, 결정 주변의 수 마이크로미터의 III-족 및 알칼리 금속 물질이 전체 성장 특성들에 대해 유익할 수 있다는 점이 더 개시된다.
결정을 코팅하는데 이용되는 방법은 후술되는 배타적이지 않는 리스트로부터 포함될 수 있다.
1. 오랜 시간 동안 결정에 질소-함유 환경을 적용시키는 동안, 결정을 용액 내에 물질적으로 담그고(dipping) 이어서 제거하는 단계.
2. 멜팅된 하나 또는 그 이상의 III-족 원소들 및 알칼리 금속들을 함유하는 하나 또는 그 이상의 도가니들에 근접하게 결정을 배치함으로써 결정을 코팅하는 단계로서, 이때, 하나 또는 그 이상의 III-족 원소들 및/또는 알칼리 금속들의 스트림(stream)은 결정 쪽으로 향하는 단계.
3. 하나 또는 그 이상의 III-족 원소들 및 알칼리 금속들을 함유하는 멜트가 결정과 접촉하도록 상기 멜트를 이동시키는 단계. 이것은 위에서부터 결정 상으로 멜트를 드립하고, 중력이 결정의 표면들 위로 멜트를 잡아당기는 동안 멜트가 결정을 코팅하게 함으로써 이루어질 수 있다.
본 발명의 상기 방법은, 결과적으로 전자 및 광전자 소자들의 생성 또는 제조에 이용될 수 있는 III-족 질화물 기판들을 제공할 수 있다.
가능한 변경들 및 개선들
본 발명에 대한 더 나아간 변경들 및 개선들이 하기와 같이 계획될 수 있다.
1. 플루이드의 점성(viscosity)은 성장 이전에 및/또는 성장 중에, 그 온도, 압력의 변화 및/또는 다른 원소들, 혼합물들 또는 물질들의 추가에 의해 변경될 수 있다.
2. 관심 있는 다양한 원소들의 증기압은 성장 이전에 및/또는 성장 중에, 그 온도, 압력의 변화 및/또는 다른 원소들, 혼합물들 또는 물질들의 추가에 의해 변경될 수 있다.
3. 결정을 코팅하는 멜트는 존재하는 임의의 수의 추가적인 원소들, 분자들 및 혼합물들을 가질 수 있고, 이것은 이하의 사항들을 더 변경할 수 있다.
a. 결정의 성장 속도;
b. 결정의 전기적 성질들;
c. 결정의 광학적 성질들;
d. 결정의 자기적 성질들;
e. 결정의 구조적 성징들;
f. 성장 중의 표면 거칠기;
g. 성장 중의 존재하는 지배적인 또는 우세한 면들;
h. 성장 영역들(fronts), 성장 면들, 마이크로패싯들(microfacets), 매크로패싯들(macrofacets)의 사이즈, 밀도 및 분포;
i. 결정으로 흡수되는 불순물.
4. III-족 질화물 결정의 노출된 표면들의 배향들은 극성, 비극성 및/또는 반극성 배향들의 임의의 조합일 수 있다.
5. 성장 중에 특정 성장 모드 및/또는 방향을 강요하기 위한 특수 표면 구조 및/또는 배향들로 특별히 준비된 결정의 사용.
6. 결정 상의 층 두께의 조절은 멜트의 점성, 도달하는 물질의 퇴적 속도, 결정이 이동하는 속도, 결정이 회전하는 속도 등의 변경들을 통해 달성될 수 있다.
7. 결정의 배향은 결정의 주요(즉, 가장 큰) 표면이 멜트 또는 적어도 부분적으로 상기 멜트를 이루는 원소들의 스트림에 대해 일정 각도로 또는 수직으로 전체적으로 노출(예를 들어, 평행)되도록 위치할 수 있다.
8. 적어도 단일층 코팅의 적용된 III-족 질화물 물질 및 알칼리 금속을 가진 후에, 결정이 배치된 환경은 적어도 하나의 질소-함유 물질을 포함할 수 있으나, 또한 특히 질소를 함유하지 않을 수도 있다. 성공적인 성장에 유용할 수 있는 물질들은 원자 질소(N), 이원 질소(N2), 암모니아(NH3), 하이드라진(N2H4), 질소 플라즈마, 질소 라디칼들 및 질소 플라즈마를 포함한다.
9. 플럭스의 조성은 성장 중의 임의의 시간에서 변형 또 변경될 수 있다.
이점들 및 개선들
본 발명은 저렴한 고품질의 III-족 질화물 기판들을 생성하는 방법을 제공할 수 있다.
명명법
본 명세서에서 사용되는 "III-족 질화물" 또는 "III-질화물" 또는 "질화물"이라는 용어들은 화학식 BwAlxGayInzN을 가지는 (B, Al, Ga, In)N 반도체들에 대한 임의의 조성 또는 물질을 지칭한다(여기서, 0 ≤ w ≤ 1, 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ z ≤ 1, 그리고, w+ x + y + z = 1). 본 명세서에서 이용되는 이러한 용어들은 단일 종 B, Al, Ga 및 In 뿐 아니라 이러한 III족 금속 종의 이원(binary), 삼원(ternary) 및 사원(quaternary) 조성들 각각의 질화물들을 포함하도록 넓은 범위로 이해되는 것으로 의도된다. 따라서, 이러한 용어들은 AlN, GaN, InN, AlGaN, AlInN, InGaN 및 AlGaInN의 혼합물들을 포함하는데, 이에 제한되지는 않는다. (B, Al, Ga, In)N 성분 종들 중 둘 또는 그 이상이 존재하는 경우, (조성에 존재하는 (B, Al, Ga, In)N 성분 종들 각각의 존재하는 상대적인 몰 분율들에 대한) 화학량적인 비율들뿐 아니라 비-화학량적인 비율들을 포함하는, 가능한 모든 조성들이 본 발명의 넓은 범위 내에서 이용될 수 있다. 나아가, 본 발명의 기술적 사상 내의 조성들 및 물질들은 소량의 도판트들 및/또는 다른 불순물들 및/또는 다른 함유 물질들을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 III-족 질화물들의 특정 결정 배향들, 방향들, 터미네이션들(terminations) 및 극성들의 선택을 커버한다. 밀러 지수들을 사용하여 결정 배향들, 방향들, 터미네이션들 및 극성들을 확인할 때, { } 중괄호들의 사용은 한 세트의 대칭-균등(symmetry-equivalent) 면들을 의미하고, 대칭-균등 면들은 ( ) 소괄호의 사용에 의해 표시된다. [ ] 대괄호들의 사용은 방향을 의미하고, < > 괄호들의 사용은 한 세트의 대칭-균등 방향들을 의미한다.
많은 III-족 질화물 소자들이 극성 배향, 즉, 결정의 c-면 {0001}을 따라 성장되는데, 비록 이것은 원치 않는 QCSE(quantum-confined Stark effect)를 야기하지만, 이는 강한 압전(piezoelectric) 및 자발적 분극들(spontaneous polarizations)의 존재로 인한 것이다. III-족 질화물 소자들에서 분극 효과들(polarization effects)을 감소시키기 위한 하나의 접근은 결정의 비극성 또는 반극성 배향들을 따라 상기 소자들을 성장시키는 것이다.
"비극성"이라는 용어는 일괄적으로 a-면들로 알려진 {11-20} 면들 및 일괄적으로 m-면들로 알려진 {10-10} 면들을 포함한다. 이러한 면들은 면 당 동일한 수의 III-족 및 질소 원자들을 함유하고, 전하-중성적이다. 후속되는 비극성 층들은 서로 동등하므로(equivalent), 벌크 결정은 성장 방향을 따라 분극되지 않을 것이다.
"반극성"이라는 용어는 c-면, a-면 또는 m-면으로 분류될 수 없는 임의의 면을 지칭하는데 이용될 수 있다. 결정학적인 용어들에서, 반극성 면은 적어도 두 개의 0이 아닌 h, i 또는 k 밀러 지수들(Miller indices) 및 0이 아닌 l 밀러 지수를 가지는 임의의 면일 것이다. 후속되는 반극성 층들은 서로 동등하므로, 결정은 성장 방향을 따라 감소된 분극을 가질 것이다.
참조문헌들
하기의 참조문헌들은 본 명세서에 참조로써 병합된다.
[1] Takakura, N. 등의 Semiconductor Light Emitting Element Employing Group-III Metal Nitride Crystal and Process for Producing Group-III Metal Nitride Crystal. 2005년 6월 30일에 공개된 일본 특허 공개 번호 JP2005175276A2.
[2] Sasaki, T., Mori, Y., Yoshimura, M., Kawamura, F. 및 Hirota, R.의 Method of Manufacturing Group-III Nitride Crystal. 2007년 10월 30일에 등록된 미국 특허 번호 제7,288,151호.
[3] Sasaki, T. 등의 Method for Manufacturing Nitride Single Crystal of Group-III Element, Apparatus Used for the Same, and Nitride Single Crystal of Group-III Element Obtained by the Method. 2006년 4월 6일에 공개된 일본 특허 공개 번호 JP2006089376A2.
[4] Sasaki, T., Mori, Y., Yoshimura, M., Kawamura, S. 및 Hirota, T.의 Production Method for Group-III Nitride Crystal. 2005년 7월 21일에 공개된 일본 특허 공개 번호 JP2005194147A2.
[5] Takakura, N. 등의 Semiconductor Light Emitting Element Employing Group-III Metal Nitride Crystal and Process for Producing Group-III Metal Nitride Crystal. 2005년 6월 30일에 공개된 일본 특허 공개 번호 JP2005175275A2.
[6] Sasaki T. 등의 Method For Manufacturing Nitride Single Crystal Of Group III Element, Apparatus Used For The Same, And Nitride Single Crystal Of Group III Element Obtained By The Method. 2004년 11월 4일에 공개된 일본 특허 공개 번호 JP2004307333A2.
결론
이는 본 발명의 바람직한 실시예들의 설명에 대한 결론이다. 본 발명의 하나 또는 그 이상의 실시예들의 상술된 설명은 이해와 설명의 목적으로서 개시되어 있다. 개시된 정확한 형상으로 본 발명을 배재하거나 한정하려는 목적이 아님을 유의한다. 많은 변형들과 변화들이 상술된 교시의 관점에서 가능하다. 본 발명의 기술적 사상은 상세한 설명에 의해 한정되는 것이 아니고, 하기의 첨부된 청구항들에 의해 한정된다.
100: 챔버
102: 도가니
104: 결정 성장 용액
106: 성장 분위기
108: 히터들
110: 결정
112: 교반/교란
114: 습윤층

Claims (19)

  1. 하나 또는 그 이상의 III-족 금속들 및 하나 또는 그 이상의 알칼리 금속들을 포함하는 플럭스(flux)를 이용하여 III-족 질화물 결정을 성장시키는 방법으로서,
    하나 또는 그 이상의 III-족 금속들 및 하나 또는 그 이상의 알칼리 금속들을 포함하는 얇은 습윤층으로 시드(seed)의 적어도 일 표면을 코팅하는 단계; 및
    상기 플럭스를 상기 시드에 접촉시키거나 또는 상기 시드를 상기 플럭스에 접촉시킴으로써, 성장 분위기(growth atmosphere)에서 상기 시드 상에 상기 III-족 질화물 결정을 성장시키는 단계를 포함하고,
    상기 시드 또는 상기 플럭스는 상기 성장 분위기에 적어도 부분적으로 노출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 시드는 III-족 질화물 결정인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 III-족 금속은 Al, Ga 또는 In 중 하나 또는 그 이상이고,
    상기 알칼리 금속은 Na인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 코팅하는 단계는 간헐적으로 또는 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코팅하는 단계는 상기 시드의 하나 또는 그 이상의 표면들 위에 상기 플러스를 드립(dripping) 또는 유동(flow)시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 코팅하는 단계는, 상기 시드를 상기 플럭스 내에 침수시키고(submersing or submerging), 상기 시드의 일 패싯(facet)을 상기 플럭스와 상기 분위기 사이의 경계면의 약간의 지정된 거리(some specified distance) 내에 배치시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 질소가 상기 시드 또는 상기 III-족 질화물 결정과 통합되는데 필요한 거리를 단축시키기 위하여, 상기 시드, 상기 III-족 질화물 결정 또는 상기 플럭스에 교반(stirring) 또는 교란(agitating)과 같은 기계적 움직임들을 적용시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 성장시키는 단계는, 상기 III-족 질화물 결정의 성장 중에, 상기 III-족 질화물 결정 상에 상기 얇은 습윤층을 유지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 III-족 질화물 결정은 하나 또는 그 이상의 노출된 극성, 비극성 또는 반극성 패싯들을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항의 방법을 이용하여 성장된 III-족 질화물 결정.
  11. 하나 또는 그 이상의 III-족 금속들 및 하나 또는 그 이상의 알칼리 금속들을 포함하는 플럭스를 이용하여 III-족 질화물 결정을 성장시키는 장치로서,
    하나 또는 그 이상의 III-족 금속들 및 하나 또는 그 이상의 알칼리 금속들을 포함하는 얇은 습윤층으로 시드의 적어도 일 표면을 코팅하는 코팅 수단; 및
    상기 플럭스를 상기 시드에 접촉시키거나 또는 상기 시드를 상기 플럭스에 접촉시킴으로써, 성장 분위기에서 상기 시드 상에 상기 III-족 질화물 결정을 성장시키는 챔버를 포함하고,
    상기 시드 또는 상기 플럭스는 상기 성장 분위기에 적어도 부분적으로 노출되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 시드는 III-족 질화물 결정인 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 III-족 금속은 Al, Ga 또는 In 중 하나 또는 그 이상이고,
    상기 알칼리 금속은 Na인 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 코팅 수단은 간헐적으로 또는 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 코팅 수단은 상기 시드의 하나 또는 그 이상의 표면들 위에 상기 플럭스를 드립 또는 유동시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 코팅 수단은 상기 시드를 상기 플럭스 내에 침수시키고, 상기 시드의 일 패싯을 상기 플럭스와 상기 분위기 사이의 경계면의 약간의 지정된 거리 내에 배치시킴으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 질소가 상기 시드 또는 상기 III-족 질화물 결정과 통합되는데 필요한 거리를 단축시키기 위하여, 상기 시드, 상기 III-족 질화물 결정 또는 상기 플럭스에 교반 또는 교란과 같은 기계적 움직임들을 적용시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 챔버는, 상기 III-족 질화물 결정의 성장 중에, 상기 III-족 질화물 결정 상에 상기 얇은 습윤층을 유지시키는 유지 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 III-족 질화물 결정은 하나 또는 그 이상의 노출된 극성, 비극성 또는 반극성 패싯들을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190033424A (ko) * 2017-09-21 2019-03-29 가부시기가이샤 디스코 Iii-v 족 화합물 결정의 제조 방법 및 반도체 장치의 제조 방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103603049B (zh) * 2013-12-06 2016-04-20 北京大学东莞光电研究院 一种多片式氮化物单晶体材料生长装置及方法
KR20180056970A (ko) * 2016-11-21 2018-05-30 삼성전자주식회사 초음파 진단 장치 냉각 시스템
CN112095140B (zh) * 2020-08-04 2022-05-13 清华大学无锡应用技术研究院 一种利用氨热法生产氮化镓晶体的生长装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW519551B (en) * 1997-06-11 2003-02-01 Hitachi Cable Methods of fabricating nitride crystals and nitride crystals obtained therefrom
US6270569B1 (en) * 1997-06-11 2001-08-07 Hitachi Cable Ltd. Method of fabricating nitride crystal, mixture, liquid phase growth method, nitride crystal, nitride crystal powders, and vapor phase growth method
JP4094780B2 (ja) * 1999-08-24 2008-06-04 株式会社リコー 結晶成長方法および結晶成長装置並びにｉｉｉ族窒化物結晶の製造方法および結晶製造装置
JP4030125B2 (ja) * 2003-03-17 2008-01-09 財団法人大阪産業振興機構 Ｉｉｉ族元素窒化物単結晶の製造方法およびそれに用いる装置
US20070196942A1 (en) * 2003-12-26 2007-08-23 Yusuke Mori Method for producing group III nitride crystal, group III nitride crystal obtained by such method, and group III nitride substrate using the same
JP4335717B2 (ja) * 2004-03-16 2009-09-30 株式会社リコー Ｉｉｉ族窒化物の結晶製造方法
KR100894460B1 (ko) * 2004-03-31 2009-04-22 니뽄 가이시 가부시키가이샤 질화갈륨 단결정의 육성 방법 및 질화갈륨 단결정
JP5015417B2 (ja) * 2004-06-09 2012-08-29 住友電気工業株式会社 ＧａＮ結晶の製造方法
JP4603498B2 (ja) * 2005-03-14 2010-12-22 株式会社リコー Ｉｉｉ族窒化物結晶の製造方法及び製造装置
JP2007277055A (ja) * 2006-04-07 2007-10-25 Toyoda Gosei Co Ltd 半導体結晶の製造方法および半導体基板
JP5129527B2 (ja) * 2006-10-02 2013-01-30 株式会社リコー 結晶製造方法及び基板製造方法
JP2009062231A (ja) * 2007-09-06 2009-03-26 Sharp Corp 結晶成長方法、結晶成長装置、積層型結晶成長装置およびこれらによって製造された結晶薄膜を有する半導体デバイス。
JP4886711B2 (ja) * 2008-02-04 2012-02-29 日本碍子株式会社 Ｉｉｉ族窒化物単結晶の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190033424A (ko) * 2017-09-21 2019-03-29 가부시기가이샤 디스코 Iii-v 족 화합물 결정의 제조 방법 및 반도체 장치의 제조 방법

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