PL207400B1 - Sposób i urządzenie do otrzymywania objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal - Google Patents

Sposób i urządzenie do otrzymywania objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal

Info

Publication number
PL207400B1
PL207400B1 PL347918A PL34791801A PL207400B1 PL 207400 B1 PL207400 B1 PL 207400B1 PL 347918 A PL347918 A PL 347918A PL 34791801 A PL34791801 A PL 34791801A PL 207400 B1 PL207400 B1 PL 207400B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
gallium
autoclave
zone
temperature
nitride
Prior art date
Application number
PL347918A
Other languages
English (en)
Other versions
PL347918A1 (en
Inventor
Robert Dwiliński
Roman Doradziński
Jerzy Garczyński
Leszek Sierzputowski
Yasuo Kanbara
Original Assignee
Ammono Społka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Nichia Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ammono Społka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością, Nichia Corp filed Critical Ammono Społka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority to PL347918A priority Critical patent/PL207400B1/pl
Priority to JP2003503864A priority patent/JP4116535B2/ja
Priority to US10/147,319 priority patent/US7160388B2/en
Priority to PL370418A priority patent/PL219109B1/pl
Priority to EP02762734.8A priority patent/EP1432853B1/en
Priority to UA20031212656A priority patent/UA78705C2/uk
Priority to US10/147,318 priority patent/US6656615B2/en
Priority to PCT/IB2002/004185 priority patent/WO2002101120A2/en
Priority to CNB028020235A priority patent/CN100453710C/zh
Priority to MYPI20021812A priority patent/MY141883A/en
Priority to HU0401866A priority patent/HUP0401866A3/hu
Priority to US10/479,807 priority patent/US7252712B2/en
Priority to KR1020037001726A priority patent/KR100850293B1/ko
Priority to TW091110622A priority patent/TWI277666B/zh
Priority to CA2449714A priority patent/CA2449714C/en
Priority to CZ2003-3564A priority patent/CZ306997B6/cs
Priority to EP06024719.4A priority patent/EP1770189B1/en
Priority to JP2002143449A priority patent/JP2003040699A/ja
Priority to AU2002328130A priority patent/AU2002328130B2/en
Priority to IL15916502A priority patent/IL159165A0/xx
Priority to RU2004100115/15A priority patent/RU2296189C2/ru
Priority to JP2003503868A priority patent/JP4113837B2/ja
Priority to US10/479,858 priority patent/US7374615B2/en
Priority to KR1020037001728A priority patent/KR100853842B1/ko
Priority to CNB028019520A priority patent/CN1300388C/zh
Priority to KR1020037001727A priority patent/KR100853841B1/ko
Priority to JP2003503866A priority patent/JP4113835B2/ja
Priority to PCT/JP2002/005625 priority patent/WO2002101125A1/ja
Priority to EP02733363A priority patent/EP1405936B1/en
Priority to TW091112459A priority patent/TW588016B/zh
Priority to TW091112458A priority patent/TW546272B/zh
Priority to CNB028019512A priority patent/CN1260409C/zh
Priority to KR1020037001729A priority patent/KR100865348B1/ko
Priority to PCT/JP2002/005626 priority patent/WO2002101126A1/ja
Priority to JP2003503867A priority patent/JP4113836B2/ja
Priority to TW091112457A priority patent/TW569471B/zh
Priority to US10/479,856 priority patent/US7081162B2/en
Priority to AT02733363T priority patent/ATE418630T1/de
Priority to PCT/JP2002/005624 priority patent/WO2002101124A1/ja
Priority to CNB028019504A priority patent/CN1282771C/zh
Priority to US10/479,857 priority patent/US7422633B2/en
Priority to DE60230513T priority patent/DE60230513D1/de
Priority to JP2004506101A priority patent/JPWO2003098708A1/ja
Publication of PL347918A1 publication Critical patent/PL347918A1/xx
Priority to US10/682,891 priority patent/US7744697B2/en
Priority to IL159165A priority patent/IL159165A/en
Priority to NO20035437A priority patent/NO20035437D0/no
Priority to JP2004033462A priority patent/JP4358646B2/ja
Priority to JP2008059744A priority patent/JP4726923B2/ja
Publication of PL207400B1 publication Critical patent/PL207400B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/38Nitrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C30B29/403AIII-nitrides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B7/00Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B7/00Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
    • C30B7/10Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions by application of pressure, e.g. hydrothermal processes

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)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Golf Clubs (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal poprzez jego krystalizację z nadkrytycznego roztworu na zarodku, oraz urządzenie do otrzymywania objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal, w szczególności umożliwiające wytwarzanie objętościowego monokrystalicznego azotku galu za pomocą technologii z zastosowaniem nadkrytycznego NH3.
Przyrządy optoelektroniczne oparte na azotkach wytwarzane są zwykle na podłożach z szafiru lub węglika krzemu, różnych od osadzonych warstw azotkowych (tzw. heteroepitaksja). W najczęściej stosowanej metodzie MOCVD osadzanie GaN prowadzone jest z amoniaku i związków metaloorganicznych z fazy gazowej zaś osiągane szybkości wzrostu powodują, że nie jest możliwe otrzymanie warstwy objętościowej. Zastosowanie warstwy buforowej powoduje obniżenie powierzchniowej gęstości dyslokacji, lecz nie bardziej niż do ok. 108/cm2. Do wytwarzania monokrystalicznego objętościowego azotku galu zaproponowano inną metodę, polegającą na osadzaniu epitaksjalnym z wykorzystaniem halogenków w fazie gazowej (HVPE) [„Optical pattering of GaN films” M.K. Kelly, O. Ambacher, Appl. Phys. Lett. 69 (12) (1996) oraz „Fabrication of thin-film InGaN light-emitting diodę membranes” W.S. Wrong, T. Sands, Appl. Phys. Lett. 75 (10) (1999)]. Metoda ta pozwala na wytworzenie podłoży GaN o średnicy dwóch cali, których jakość nie jest jednak wystarczająca dla diod laserowych, ponieważ powierzchniowa gęstość defektów nadal wynosi od ok. 107 do ok. 109/cm2. Ostatnio, do obniżenia gęstości defektów stosuje się metodę bocznego narastania epitaksjalnego (ELOG). W metodzie tej na podłożu szafirowym tworzy się najpierw warstwę GaN, na której osadza się warstwę SiO2 w formie pasków lub siatki. Na tak przygotowanym podłożu można z kolei prowadzić boczne narastanie GaN, prowadzące do obniżenia gęstości defektów do ok. 107/cm2. Wzrost objętościowych kryształów azotku galu oraz innych metali grupy XIII (lUPAC, 1989) jest niezwykle trudny. Standardowe metody krystalizacji ze stopu i metody sublimacyjne nie znajdują zastosowania ze względu na rozkład azotków metali i N2. W metodzie HNP [„Prospects for high-pressure crystal growth of III-V nitrides” S. Porowski et al, Inst. Phys. Conf Series, 137, 369 (1998)] rozkład ten jest hamowany poprzez zastosowanie atmosfery azotu pod wysokim ciśnieniem. Wzrost kryształków jest prowadzony w stopionym galu, a więc w fazie ciekłej, i umożliwia otrzymanie płytek GaN o rozmiarach rzędu 10 mm. Aby osiągnąć wystarczającą rozpuszczalność azotu w galu konieczne jest zastosowanie temperatur rzędu 1500°C oraz ciśnień azotu rzędu 15 x 108 Pa (15 kbar).
W innym znanym sposobie w celu obniż enia temperatury i ciśnienia procesu wzrostu, zaproponowano zastosowanie nadkrytycznego amoniaku. W szczególności pokazano, że możliwe jest otrzymanie krystalicznego azotku galu poprzez syntezę z galu i amoniaku, o ile do tego ostatniego wprowadzi się amidki metali alkalicznych (KNH2 lub LiNH2). Procesy były prowadzone przy temperaturach do 550°C i ciśnieniach do 5 x 108 Pa (5 kbar), zaś uzyskane kryształy miały rozmiary rzędu 5 μm [„AMMONO method of BN, AIN, and GaN synthesis and crystal growth” R. Dwiliński et al. Proc. EGW-3, Warsaw, June 22-24, 1998, MRS Internet Journal of Nitride Semiconductor Research, http://nsr.mii.mrs.org/3/25]. Przy zastosowaniu nadkrytycznego amoniaku udało się również uzyskać rekrystalizację azotku galu w obszarze materiału źródłowego, jakim był drobnokrystaliczny GaN [„Crystal Growth of gallium nitride in supercritical ammonia” J.W. Kolis et at., J. Cryst. Growth 222, 431-434 (2001)]. Zasadniczym czynnikiem umożliwiającym ową rekrystalizację było wprowadzenie do nadkrytycznego amoniaku amidku (KNH2) i jednocześnie niewielkiej ilości halogenku (KI). W procesach prowadzonych w temperaturze 400C i ciśnieniu 3,4 x 108 Pa (3,4 kbar) otrzymano kryształy GaN o rozmiarach rzędu 0,5 mm. Nie udało się jednak zaobserwować transportu chemicznego w nadkrytycznym roztworze, a w szczególności wzrostu na zarodkach.
Żywotność optycznych urządzeń półprzewodnikowych zależy w sposób zasadniczy, od jakości krystalicznej aktywnych optycznie warstw, a w szczególności od powierzchniowej gęstości dyslokacji. Dla diod laserowych opartych na GaN korzystne jest obniżenie gęstości dyslokacji w podłożowej warstwie GaN do poniżej 106/cm2, co jest niezwykle trudne w stosowanych obecnie metodach. Stąd też, główną motywacją niniejszego wynalazku jest otrzymanie objętościowych kryształów azotkowych, o jakości umożliwiającej ich zastosowanie, jako podłoży dla optoelektroniki.
Cel ten osiągnięto poprzez opracowanie sposobu otrzymywania objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal, prowadzonego w autoklawie, w warunkach nadkrytycznych, który zgodnie z wynalazkiem realizowany jest w amono-zasadowym środowisku rozpuszczalnika zawierającego amoniak i/lub jego nieorganiczne pochodne oraz jony metali alkalicznych, przy stosunku molowym
PL 207 400 B1 jonów metali alkalicznych do pozostałych składników w nadkrytycznym rozpuszczalniku nieprzekraczającym 1 : 2 i obejmuje rozpuszczenie materiału źródłowego zawierającego gal, utworzenie roztworu nadkrytycznego oraz krystalizację azotku zawierającego gal z tego roztworu na powierzchni zarodka w temperaturze wyższej niż dla rozpuszczania.
Sposób według wynalazku może obejmować etap rozpuszczania materiału źródłowego, a następnie oddzielny etap przeprowadzenia roztworu nadkrytycznego do wyższej temperatury i/lub niższego ciśnienia.
Alternatywnie, sposób według wynalazku obejmuje etap jednoczesnego wytworzenia autoklawie przynajmniej dwóch stref różniących się temperaturą, przy czym materiał źródłowy zawierający gal jest umieszczony w strefie rozpuszczania o niższej temperaturze, zaś zarodek jest umieszczony w strefie krystalizacji o wyż szej temperaturze.
W sposobie według wynalazku róż nica temperatur między strefą rozpuszczania a strefą krystalizacji jest regulowana tak, by zapewnić transport chemiczny w nadkrytycznym roztworze. Transport chemiczny w nadkrytycznym roztworze zachodzi poprzez konwekcję, a różnica temperatur między strefą rozpuszczania i strefą krystalizacji ma wartość większą niż 1°C.
Sposobem według wynalazku otrzymywany jest azotek zawierający gal, mający postać
AlxGa1-x-yInyN, gdzie 0<x<1, 0<y<1, 0<x+y<1. Azotek zawierający gal może zawierać domieszki typu donorowego i/lub akceptorowego i/lub magnetycznego.
W sposobie według wynalazku rozpuszczalnik nadkrytyczny zawiera przynajmniej jony potasu.
W sposobie według wynalazku materiał źródłowy składa się zasadniczo z azotku zawierającego gal i/lub jego prekursorów. Prekursory wybrane są z grupy składającej się z azydków, imidków, amidoimidków, amidków, wodorków, związków metalicznych i stopów zawierających gal, jak również metalicznego galu.
W sposobie według wynalazku zarodek posiada przynajmniej krystaliczną warstwę azotku zawierającego gal i/lub inne pierwiastki grupy XIII (wg lUPAC, 1989).
W sposobie według wynalazku zarodek posiada krystaliczną warstwę azotku zawierającego gal o powierzchniowej gęstości defektów poniżej 106/cm2.
W sposobie według wynalazku krystalizację azotku zawierającego gal prowadzi się w temperaturach od 100 do 800°C. W sposobie według wynalazku krystalizację azotku zawierającego gal prowadzi się w ciśnieniach od 100 x 108 Pa do 1000 x 108 Pa (od 100 do 1000 kbar).
W sposobie według wynalazku zawartość jonów metali alkalicznych w nadkrytycznym rozpuszczalniku jest regulowana tak, by zapewnić właściwe wartości rozpuszczalności materiału źródłowego oraz azotku zawierającego gal.
W sposobie według wynalazku stosunek molowy jonów metali alkalicznych do pozostałych składników w nadkrytycznym rozpuszczalniku jest regulowany w zakresie od 1 : 200 do 1 : 2.
Urządzenie do otrzymywania monokrystalicznego azotku zawierającego gal, według wynalazku ma autoklaw do wytworzenia nadkrytycznego rozpuszczalnika, wyposażony w instalację do ustalenia przepływu konwekcyjnego, osadzony wewnątrz pieca lub zespołu pieców, wyposażonego lub wyposażonych w urządzenia grzejne i/lub urządzenia chłodzące, przy czym piec lub zespół pieców ma strefę wysokotemperaturową, pokrywającą się ze strefą krystalizacji autoklawu, posiadającą urządzenia grzejne oraz strefę niskotemperaturową, pokrywającą się ze strefą rozpuszczania autoklawu, z urządzeniami grzejnymi i/lub chłodzącymi.
W urządzeniu według wynalazku piec lub zespół pieców ma strefę wysokotemperaturową, pokrywającą się ze strefą krystalizacji autoklawu, posiadającą urządzenia grzejne i/lub chłodzące, oraz strefę niskotemperaturową pokrywającą się ze strefą rozpuszczania autoklawu z urządzeniami grzejnymi i/lub chłodzącymi.
W urządzeniu według wynalazku instalacja wykonana jest w formie przegrody poziomej lub przegród poziomych posiadających centralne i/lub obwodowe otwarcia, rozdzielających strefę krystalizacji i strefę rozpuszczania.
Urządzenie według wynalazku cechuje się tym, że w autoklawie materiał źródłowy umieszczony jest w strefie rozpuszczania, a zarodek umieszczony jest w strefie krystalizacji, zaś przepływ nadkrytycznego roztworu pomiędzy tymi strefami jest ustalany przez instalację.
Urządzenie według wynalazku cechuje się tym, że w autoklawie strefa rozpuszczania znajduje się powyżej przegrody poziomej lub przegród poziomych, podczas gdy strefa krystalizacji znajduje się poniżej przegrody poziomej lub przegród poziomych.
PL 207 400 B1
Przeprowadzone badania wykazały, że najlepszy uzyskany objętościowy monokrystaliczny azotek galu posiada gęstość defektów zbliżoną od 104/cm2 przy jednoczesnej szerokości połówkowej refleksu rentgenowskiego od płaszczyzny (0002) poniżej 60 arcsec, gwarantującej odpowiednią jakość i żywotność optycznych urządzeń półprzewodnikowych wytwarzanych przy jego użyciu.
Przedmiot wynalazku jest zilustrowany na rysunku na którym fig. 1 przedstawia wykres zależności rozpuszczalności GaN w nadkrytycznym amoniaku zawierającym amidki potasu (z KNH2 : NH3 = 0,07) od ciśnienia dla T = 400°C i T = 500°C, fig. 2 przedstawia wykres zmiany w czasie temperatury w autoklawie przy p = const. dla przykładu 1, fig. 3 przedstawia zmiany w czasie ciśnienia w autoklawie przy T = const. dla przykładu 2, fig. 4 przedstawia wykres zmiany w czasie temperatury w autoklawie przy stał ej obję toś ci dla przykł adu 3, fig. 5 przedstawia wykres zmiany w czasie temperatury w autoklawie dla opisu przykładu 4, fig. 6 przedstawia wykres zmiany w czasie temperatury w autoklawie dla opisu przykł adu 5, fig. 7 przedstawia wykres zmiany w czasie temperatury w autoklawie dla opisu przykładu 6, fig. 8 przedstawia wykres zmiany w czasie temperatury w autoklawie dla przykładu 7. Natomiast fig. 9 przedstawia umieszczony w zespole pieców autoklaw w przekroju osiowym opisany w Przykładzie 4, 5, 6 i 7, a fig. 10 rysunek perspektywiczny urządzenia do otrzymywania objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal.
GaN wykazuje dobrą rozpuszczalność w nadkrytycznym NH3, o ile wprowadzi się do niego metale alkaliczne lub ich związki, takie jak KNH2. Wykres z fig. 1 przedstawia rozpuszczahiość GaN w nadkrytycznym rozpuszczalniku w funkcji ciśnienia dla temperatur 400 i 500°C przy czym rozpuszczalność jest zdefiniowana poprzez procent molowy: Sm = GaNroztwór (KNH2 + NH3) 100%. W zaprezentowanym przypadku rozpuszczalnikiem jest roztwór KNH2 w nadkrytycznym amoniaku o stosunku molowym x = KNH2 : NH3 równym 0,07. Z wykresu wynika, że rozpuszczalność jest rosnącą funkcją ciśnienia oraz malejąca funkcją temperatury. Zależności te umożliwiają otrzymywanie objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal poprzez jego rozpuszczanie w warunkach wyższej rozpuszczalności, oraz krystalizację w warunkach niższej rozpuszczalności. W szczególności, ujemny współczynnik temperaturowy oznacza, że w obecności gradientu temperatury transport chemiczny azotku zawierającego gal wystąpi ze strefy rozpuszczania o niższej temperaturze do strefy krystalizacji o wyższej temperaturze. Okazało się, że również inne związki galu, a nawet gal metaliczny, mogą być źródłem amonowych kompleksów galowych. Na przykład, do rozpuszczalnika o podanym wyżej składzie można wprowadzić kompleksy galowe wychodząc z najprostszego substratu, jakim jest metaliczny gal. Następnie, poprzez odpowiednia zmianę warunków (np. podwyższenie temperatury), otrzymuje się roztwór przesycony względem azotku zawierającego gal i uzyskuje krystalizację na zarodkach. Sposób według wynalazku umożliwia wzrost objętościowego, monokrystalicznego azotku zawierającego gal na zarodku i prowadzi w szczególności do wytworzenia stechiometrycznego azotku galu, otrzymywanego w postaci monokrystalicznej objętościowej warstwy na krysztale zarodkowym z azotku galu. Ze względu na fakt, że monokryształ taki jest otrzymywany w nadkrytycznym roztworze zawierającym jony metali alkalicznych, to również i on zawiera metale alkaliczne w ilości wyższej niż 0,1 ppm. Natomiast ze względu na chęć utrzymania czysto zasadowego charakteru nadkrytycznego roztworu, przede wszystkim w celu uniknięcia korozji aparatury, do rozpuszczalnika celowo nie wprowadza się halogenków. Sposób pozwala również na otrzymanie objętościowego monokrystalicznego azotku galu, w którym od 0,05 do 0,5 Ga może być zastąpione przez Al i/lub In. Możliwość płynnej zmiany składu oznacza możliwość regulacji stałej sieci otrzymywanego azotku. Co więcej, objętościowy monokrystaliczny azotek galu może być domieszkowany domieszkami typu donorowego (np. Si, O) i/lub akceptorowego (np. Mg, Zn) i/lub magnetycznego (np. Mn, Cr) w koncentracjach od 1017 do 1021/cm3. Domieszki te zmieniają optyczne, elektryczne i magnetyczne własności azotki zawierającego gal. Jeśli chodzi o inne właściwości fizyczne, powstający objętościowy monokrystaliczny azotek galu posiada powierzchniową gęstość defektów poniżej 106/cm2, korzystniej poniżej 105/cm2, zaś najkorzystniej poniżej 104/cm2. Ponadto, jego szerokość połówkowa refleksu rentgenowskiego od płaszczyzny (0002) wynosi poniżej 600 arcsec, korzystniej poniżej 300 arcsec, a najkorzystniej poniżej 60 arcsec. Najlepszy uzyskany objętościowy monokrystaliczny azotek galu może posiadać gęstość defektów niższą od 104/cm2 i jednocześnie szerokość połówkową refleksu rentgenowskiego od płaszczyzny (0002) poniżej 60 arcsec.
P r z y k ł a d I. Do wysokociśnieniowego autoklawu o objętości 10,9 cm3, wykonanego na podstawie znanego projektu [H. Jacobs, D. Schmidt, Current Topics in Materials Science, vol.8, ed. E. Kaldis (North-Holland, Amsterdam, 1981), 381], wprowadzono dwa tygle. Przy czym w jednym z nich umieszczono 0,4 g materiału ź ródł owego z azotku galu w formie płytek o grubości 0,1 mm,
PL 207 400 B1 wyprodukowanych metodą HVPE, zaś w drugim umieszczono dwa razy grubszy zarodek o masie 0,1 g, otrzymany również metodą HVPE. Do autoklawu wprowadzono również 0,72 g metalicznego potasu o czystości 4N. Autoklaw napełniono amoniakiem o masie 4,81 g i zamknięto. Autoklaw wprowadzono do pieca i zagrzano do temperatury 400°C. Ciśnienie wewnątrz autoklawu wynosiło 2 x 108 Pa (2 kbar). Po 8 dniach temperaturę zwiększono do 500°C, zaś ciśnienie utrzymano na poziomie 2 x 108 Pa (2 kbar) i w tych warunkach utrzymywano autoklaw przez następne 8 dni (wykres fig. 2). W wyniku procesu nastąpiło całkowite rozpuszczenie materiału źródłowego oraz rekrystalizacja warstwy azotku galu na częściowo rozpuszczonym zarodku.
P r z y k ł a d II. Do wysokociśnieniowego autoklawu o objętości 10,9 cm3 wprowadzono dwa tygle, przy czym w jednym z nich umieszczono 0,44 g materiału źródłowego z azotku galu w formie płytek o grubości 0,1 mm, wyprodukowanych metodą HVPE, zaś w drugim umieszczono dwa razy grubszy zarodek o masie 0,1 g, otrzymany również metodą HVPE. Do autoklawu wprowadzono również 0,82 g metalicznego potasu o czystości 4N. Autoklaw napełniono amoniakiem o masie 5,43 g i zamknię to. Autoklaw wprowadzono do pieca i zagrzano do temperatury 500°C. Ciś nienie wewną trz autoklawu wynosiło 3,5 x 108 Pa (3,5 kbar). Po dwóch dniach ciśnienie obniżono do 2 x 108 Pa (2 kbar), zaś temperaturę utrzymano na poziomie 500°C i w tych warunkach utrzymywano autoklaw przez następne 4 dni (wykres fig. 3). W wyniku procesu nastąpiło całkowite rozpuszczenie materiału źródłowego oraz rekrystalizacja warstwy azotku galu na częściowo rozpuszczonym zarodku.
P r z y k ł a d III. Do wysokociśnieniowego autoklawu o objętości 10,9 cm3 wprowadzono dwa tygle, przy czym w jednym z nich umieszczono 0,3 g materiału źródłowego w postaci metalicznego galu o czystości 6N, zaś w drugim umieszczono zarodek o masie 0,1 g, otrzymany metodą HVPE. Do autoklawu wprowadzono również 0,6 g metalicznego potasu o czystości 4N. Autoklaw napełniono amoniakiem o masie 4 g i zamknięto. Autoklaw wprowadzono do pieca i zagrzano do temperatury 200°C. Po dwóch dniach temperaturę podwyższono do 500°C, przy czym ciśnienie wynosiło 2 x 108 Pa (2 kbar). W tych warunkach utrzymywano autoklaw przez następne 4 dni (wykres fig. 4). W wyniku procesu nastąpiło całkowite rozpuszczenie materiału źródłowego oraz rekrystalizacja warstwy azotku galu na częściowo rozpuszczonym zarodku.
P r z y k ł a d IV. W wysokociśnieniowym autoklawie 1 o objętości 35,6 cm3 (fig. 9) umieszczono 3,0 g azotku galu wyprodukowanego metodą HVPE, który został rozmieszczony w równych ilościach w strefach rozpuszczania 13 i krystalizacji 14, oraz 2,4 g metalicznego potasu o czystości 4N. Następnie autoklaw 1 napełniono amoniakiem (5N) o masie 15,9 g, zamknięto, wprowadzono do zespołu pieców 4 i zagrzano do temperatury 450°C. Ciśnienie wewnątrz autoklawu 1 wynosiło około 2 x 108 Pa (2 kbar). Po upływie jednego dnia temperaturę strefy krystalizacji 14 zwiększono do 500°C, zaś temperaturę strefy rozpuszczania 13 obniżono do 400°C i w tych warunkach utrzymywano autoklaw 1 przez następne 6 dni (wykres fig. 5). W wyniku procesu nastąpiło częściowe rozpuszczenie materiału w strefie rozpuszczania 13 oraz przyrost azotku galu na zarodkach azotku galu w strefie krystalizacji 14.
P r z y k ł a d V. W wysokociśnieniowym autoklawie 1 o objętości 35,6 cm3 (fig. 9) umieszczono w strefie rozpuszczania 13 materiał źródłowy w postaci pastylki spiekanego azotku galu o masie 3,0 g, zarodki z azotku galu otrzymanego metodą HVPE umieszczono w strefie krystalizacji 14, a także wprowadzono 2,4 g metalicznego potasu o czystości 4N. Następnie autoklaw 1 napełniono amoniakiem (5N) o masie 15,9 g i zamknięto. Autoklaw 1 został potem wprowadzony do zespołu pieców i zagrzany do temperatury 480°C. Ciśnienie wewnątrz autoklawu wynosiło około 2 x 108 Pa (2 kbar). Po upływie jednego dnia temperaturę strefy krystalizacji 14 zwiększono do 500°C, zaś temperaturę strefy rozpuszczania 13 obniżono do 420°C i w tych warunkach utrzymywano autoklaw przez następne 6 dni (wykres fig. 6). W wyniku procesu stwierdzono częściowe rozpuszczenie materiału źródłowego w strefie rozpuszczania 13 oraz przyrost azotku galu na zarodkach w strefie krystalizacji 14.
P r z y k ł a d VI. W wysokociśnieniowym autoklawie 1 o objętości 35,6 cm3 (fig. 9) w strefie rozpuszczania 13 umieszczono 1,6 g materiału źródłowego w postaci azotku galu wyprodukowanego metodą HVPE, w strefie krystalizacji 14 umieszczono 0,8 g zarodków z azotku galu również uzyskanego metodą HVPE, oraz wprowadzono 3,56 g metalicznego potasu o czystości 4N. Autoklaw 1 napełniono 14,5 g amoniaku (5N) i zamknięto. Autoklaw 1 został potem wprowadzony do zespołu pieców 4 i zagrzany do temperatury 425°C. Ciśnienie wewnątrz autoklawu wynosiło 1,5 x 108 Pa (1,5 kbar). Po upływie jednego dnia temperaturę strefy rozpuszczania 13 zmniejszono do 400°C zaś temperaturę strefy krystalizacji 14 zwiększono do 450°C i w tych warunkach utrzymywano autoklaw przez następne 8 dni (wykres fig. 7). Po procesie stwierdzono częściowe rozpuszczenie materiału źródłowego w strefie rozpuszczania 13 oraz przyrost azotku galu na zarodkach HVPE GaN w strefie krystalizacji 14.
PL 207 400 B1
P r z y k ł a d VII. W wysokociśnieniowym autoklawie 1 o objętości 35,6 cm3 (Fig. 9) w strefie rozpuszczania 13 umieszczono 2 g materiału źródłowego w postaci azotku galu wyprodukowanego metodą HVPE oraz wprowadzono 0,47 g metalicznego potasu o czystości 4N, w strefie krystalizacji 14 umieszczono 0,7 g zarodków GaN otrzymanych również metodą HVPE. Autoklaw napełniono 16,5 g amoniaku (5N) i zamknięto. Autoklaw 1 został potem wprowadzony do zespołu pieców 4 i zagrzany do temperatury 500°C. Ciśnienie wewnątrz autoklawu wynosiło 3 x 108 Pa (3 kbar). Po upływie jednego dnia temperaturę strefy rozpuszczania 13 zmniejszono do 450°C zaś temperaturę strefy krystalizacji 14 zwiększono do 550°C i w tych warunkach utrzymywano autoklaw przez następne 8 dni (wykres fig. 8). Po procesie stwierdzono częściowe rozpuszczenie materiału źródłowego w strefie rozpuszczania 13 oraz przyrost azotku galu na zarodkach w strefie krystalizacji 14.
Opisany sposób jest realizowany w urządzeniu do otrzymywania objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal w nadkrytycznym rozpuszczalniku. Podstawowym składnikiem urządzenia jest autoklaw 1 do uzyskania rozpuszczalnika w stanie nadkrytycznym, zaopatrzony w instalację 2 pozwalającą uzyskać transport chemiczny rozpuszczalnika w roztworze nadkrytycznym wewnątrz autoklawu 1. W tym celu autoklaw 1 jest umieszczony w komorze 3 zespołu dwóch pieców 4 zaopatrzonych w urządzenia grzejne 5 i/lub chłodzące 6 i zabezpieczony w żądanym położeniu względem pieców 3 za pomocą śrubowego zespołu blokującego 7. Piece 4 są osadzone na łożu 8 a łoże to wraz z zespołem pieców 4 jest osadzone obrotowo w podstawie 10 i zabezpieczane w żądanym położeniu kątowym za pomocą blokady kołkowej 11, dzięki czemu reguluje się szybkość oraz rodzaj przepływu konwekcyjnego w autoklawie 1. W autoklawie 1 umieszczonym w zespole pieców 4 występuje przepływ konwekcyjny nadkrytycznego roztworu, ustalony instalacją 2, wykonaną w formie przegrody poziomej lub przegród poziomych 12 z centralnym i/lub obwodowym otwarciem, rozdzielająca w autoklawie 1 strefę rozpuszczania 13 i strefę krystalizacji 14, przy czym wysokość temperatury poszczególnych stref w autoklawie 1 w zakresie temperatur od 100 do 800°C jest ustalana w piecach 4 za pomocą urządzenia sterowniczego 15. W autoklawie 1 strefa rozpuszczania 13 pokrywająca się ze strefą niskotemperaturową zespołu pieca 4, jest umiejscowiona powyżej przegrody poziomej lub przegród poziomych 12 i wprowadza się w tę strefę 13 materiał źródłowy 16. Natomiast strefa krystalizacji 14 pokrywa się ze strefą wysokotemperaturową pieca 4 jest ona umiejscowiona poniżej przegrody poziomej lub przegród poziomych 12. W strefie tej osadzony zarodek 17, przy czym miejsce osadzenia zarodka 17 jest ustalone poniżej miejsca krzyżowania się konwekcyjnego strumienia wznoszącego i opadającego.
Otrzymany monokrystaliczny objętościowy azotek zawierający gal, ze względu na dobrą, jakość krystaliczną, może być stosowany, jako materiał podłożowy dla optoelektronicznych urządzeń półprzewodnikowych opartych na azotkach, w szczególności dla diod laserowych.

Claims (22)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób otrzymywania objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal, prowadzony w autoklawie, w warunkach nadkrytycznych, znamienny tym, że jest realizowany w amono-zasadowym środowisku rozpuszczalnika zawierającego amoniak i/lub jego nieorganiczne pochodne oraz jony metali alkalicznych, przy stosunku molowym jonów metali alkalicznych do pozostałych składników w nadkrytycznym rozpuszczalniku nieprzekraczającym 1 : 2 i obejmuje rozpuszczenie materiału źródłowego zawierającego gal, utworzenie roztworu nadkrytycznego oraz krystalizację azotku zawierającego gal z tego roztworu na powierzchni zarodka w temperaturze wyższej niż dla rozpuszczania.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje etap rozpuszczania materiału źródłowego, a następnie oddzielny etap przeprowadzenia roztworu nadkrytycznego do wyższej temperatury i/lub niższego ciśnienia.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje etap jednoczesnego wytworzenia autoklawie przynajmniej dwóch stref różniących się temperaturą, przy czym materiał źródłowy zawierający gal jest umieszczony w strefie rozpuszczania o niższej temperaturze, zaś zarodek jest umieszczony w strefie krystalizacji o wyższej temperaturze.
  4. 4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że różnica temperatur między strefą rozpuszczania a strefą krystalizacji jest regulowana tak, by zapewnić transport chemiczny w nadkrytycznym roztworze.
    PL 207 400 B1
  5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, ż e transport chemiczny w nadkrytycznym roztworze zachodzi poprzez konwekcję.
  6. 6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że różnica temperatur między strefą rozpuszczania i strefą krystalizacji ma wartość większą niż 1°C.
  7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że azotek zawierający gal ma postać AlxGa1-x-yInyN, gdzie 0<x<1,0<y<1, 0<x+y<1.
  8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że azotek zawierający gal może zawierać domieszki typu donorowego i/lub akceptorowego i/lub magnetycznego.
  9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że rozpuszczalnik nadkrytyczny zawiera przynajmniej jony potasu.
  10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał źródłowy składa się zasadniczo z azotku zawierającego gal i/lub jego prekursorów.
  11. 11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że prekursory wybrane są z grupy składającej się z azydków, imidków, amido-imidków, amidków, wodorków, związków metalicznych i stopów zawierających gal, jak również metalicznego galu.
  12. 12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zarodek posiada przynajmniej krystaliczną warstwę azotku zawierającego gal i/lub inne pierwiastki grupy XIII (wg lUPAC, 1989).
  13. 13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zarodek posiada krystaliczną warstwę azotku zawierającego gal o powierzchniowej gęstości defektów poniżej 106/cm2.
  14. 14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że krystalizację azotku zawierającego gal prowadzi się w temperaturach od 100 do 800°C.
  15. 15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że krystalizację azotku zawierającego gal prowadzi się w ciśnieniach od 100 do 1000 kbar.
  16. 16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawartość jonów metali alkalicznych w nadkrytycznym rozpuszczalniku jest regulowana tak, by zapewnić właściwe wartości rozpuszczalności materiału źródłowego oraz azotku zawierającego gal.
  17. 17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek molowy jonów metali alkalicznych do pozostałych składników w nadkrytycznym rozpuszczalniku jest regulowany w zakresie od 1:200 do 1:2.
  18. 18. Urządzenie do otrzymywania monokrystalicznego azotku zawierającego gal, znamienne tym, że ma autoklaw (1) do wytworzenia nadkrytycznego rozpuszczalnika, wyposażony w instalację (2) do ustalenia przepływu konwekcyjnego, osadzony wewnątrz pieca lub zespołu pieców (4), wyposażonego lub wyposażonych w urządzenia grzejne (5) i/lub urządzenia chłodzące (6), przy czym piec lub zespół pieców (4) ma strefę wysokotemperaturową, pokrywającą się ze strefą krystalizacji (14) autoklawu (1), posiadającą urządzenia grzejne (5) oraz strefę niskotemperaturową, pokrywającą się ze strefą rozpuszczania (13) autoklawu (1), z urządzeniami grzejnymi (5) i/lub chłodzącymi (6).
  19. 19. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że piec lub zespół pieców (4) ma strefę wysokotemperaturową, pokrywającą się ze strefą krystalizacji (14) autoklawu (1), posiadającą urządzenia grzejne (5) i/lub chłodzące (6), oraz strefę niskotemperaturową pokrywającą się ze strefą rozpuszczania (13) autoklawu (1) z urządzeniami grzejnymi (5) i/lub chłodzącymi (6).
  20. 20. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że instalacja (2) wykonana jest w formie przegrody poziomej lub przegród poziomych (12) posiadających centralne i/lub obwodowe otwarcia, rozdzielających strefę krystalizacji (14) i strefę rozpuszczania (13).
  21. 21. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że w autoklawie (1) materiał źródłowy (16) umieszczony jest w strefie rozpuszczania (13), a zarodek (17) umieszczony jest w strefie krystalizacji (14), zaś przepływ nadkrytycznego roztworu pomiędzy strefami (13) i (14) jest ustalany przez instalację (2).
  22. 22. Urządzenie według zastrz. 21, znamienne tym, że strefa rozpuszczania (13) znajduje się powyżej przegrody poziomej lub przegród poziomych (12), podczas gdy strefa krystalizacji (14) znajduje się poniżej przegrody poziomej lub przegród poziomych (12).
PL347918A 2001-06-06 2001-06-06 Sposób i urządzenie do otrzymywania objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal PL207400B1 (pl)

Priority Applications (48)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL347918A PL207400B1 (pl) 2001-06-06 2001-06-06 Sposób i urządzenie do otrzymywania objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal
JP2003503864A JP4116535B2 (ja) 2001-06-06 2002-05-17 ガリウム含有窒化物の単結晶の製造法及び装置
US10/147,319 US7160388B2 (en) 2001-06-06 2002-05-17 Process and apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium-containing nitride
PL370418A PL219109B1 (pl) 2001-06-06 2002-05-17 Sposób otrzymywania objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal oraz urządzenie do otrzymywania objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal
EP02762734.8A EP1432853B1 (en) 2001-06-06 2002-05-17 Process for obtaining bulk monocrystalline gallium- containing nitride
UA20031212656A UA78705C2 (en) 2001-06-06 2002-05-17 Process and apparatus for obtaining of bulky nitride monocrystal, containing gallium
US10/147,318 US6656615B2 (en) 2001-06-06 2002-05-17 Bulk monocrystalline gallium nitride
PCT/IB2002/004185 WO2002101120A2 (en) 2001-06-06 2002-05-17 Process and apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium-containing nitride
CNB028020235A CN100453710C (zh) 2001-06-06 2002-05-17 获得整体单晶性含镓氮化物的方法及装置
MYPI20021812A MY141883A (en) 2001-06-06 2002-05-17 Process and apparatus for obtaining bulk mono-crystalline gallium-containing nitride
HU0401866A HUP0401866A3 (en) 2001-06-06 2002-05-17 Process and apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium-containing nitride
US10/479,807 US7252712B2 (en) 2001-06-06 2002-05-17 Process and apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium-containing nitride
KR1020037001726A KR100850293B1 (ko) 2001-06-06 2002-05-17 벌크 단결정 갈륨함유 질화물을 얻기 위한 방법 및 장치
TW091110622A TWI277666B (en) 2001-06-06 2002-05-17 Process and apparatus for obtaining bulk mono-crystalline gallium-containing nitride
CA2449714A CA2449714C (en) 2001-06-06 2002-05-17 Process and apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium-containing nitride
CZ2003-3564A CZ306997B6 (cs) 2001-06-06 2002-05-17 Způsob a zařízení pro přípravu objemného nitridového monokrystalu obsahujícího gallium
EP06024719.4A EP1770189B1 (en) 2001-06-06 2002-05-17 Apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium-containing nitride
JP2002143449A JP2003040699A (ja) 2001-06-06 2002-05-17 ガリウム含有窒化物のバルク単結晶の製造法
AU2002328130A AU2002328130B2 (en) 2001-06-06 2002-05-17 Process and apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium-containing nitride
IL15916502A IL159165A0 (en) 2001-06-06 2002-05-17 Process and apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium containing nitride
RU2004100115/15A RU2296189C2 (ru) 2001-06-06 2002-05-17 Способ и устройство для получения объемного монокристаллического галлийсодержащего нитрида (варианты)
JP2003503868A JP4113837B2 (ja) 2001-06-06 2002-06-06 ガリウム含有窒化物単結晶の異種基板上の成長方法
US10/479,858 US7374615B2 (en) 2001-06-06 2002-06-06 Method and equipment for manufacturing aluminum nitride bulk single crystal
KR1020037001728A KR100853842B1 (ko) 2001-06-06 2002-06-06 질화 갈륨의 벌크 단결정의 제조법
CNB028019520A CN1300388C (zh) 2001-06-06 2002-06-06 含镓氮化物块状单结晶在异质基板上的形成法
KR1020037001727A KR100853841B1 (ko) 2001-06-06 2002-06-06 질화 알루미늄 벌크 단결정의 제조법 및 생산설비
JP2003503866A JP4113835B2 (ja) 2001-06-06 2002-06-06 窒化アルミニウムバルク単結晶の製造法
PCT/JP2002/005625 WO2002101125A1 (en) 2001-06-06 2002-06-06 Method of manufacturing bulk single crystal of gallium nitride
EP02733363A EP1405936B1 (en) 2001-06-06 2002-06-06 Method for manufacturing aluminum nitride bulk single crystal
TW091112459A TW588016B (en) 2001-06-06 2002-06-06 Process for obtaining bulk mono-crystalline gallium nitride
TW091112458A TW546272B (en) 2001-06-06 2002-06-06 Process for obtaining bulk mono-crystalline aluminum nitride
CNB028019512A CN1260409C (zh) 2001-06-06 2002-06-06 氮化镓的块状单结晶的制造方法
KR1020037001729A KR100865348B1 (ko) 2001-06-06 2002-06-06 갈륨함유 질화물 단결정의 이종기판상의 형성법
PCT/JP2002/005626 WO2002101126A1 (fr) 2001-06-06 2002-06-06 Procede de formation d'un monocristal non epitaxie de nitrure contenant du gallium sur un substrat heterogene
JP2003503867A JP4113836B2 (ja) 2001-06-06 2002-06-06 窒化ガリウムのバルク単結晶の製造法
TW091112457A TW569471B (en) 2001-06-06 2002-06-06 Process for forming bulk mono-crystalline gallium-containing nitride on heterogeneous substrate
US10/479,856 US7081162B2 (en) 2001-06-06 2002-06-06 Method of manufacturing bulk single crystal of gallium nitride
AT02733363T ATE418630T1 (de) 2001-06-06 2002-06-06 Verfahren zur herstellung von aluminiumnitrid- volumeneinkristallen
PCT/JP2002/005624 WO2002101124A1 (en) 2001-06-06 2002-06-06 Method and equipment for manufacturing aluminum nitride bulk single crystal
CNB028019504A CN1282771C (zh) 2001-06-06 2002-06-06 氮化铝块状单晶的制造方法
US10/479,857 US7422633B2 (en) 2001-06-06 2002-06-06 Method of forming gallium-containing nitride bulk single crystal on heterogeneous substrate
DE60230513T DE60230513D1 (de) 2001-06-06 2002-06-06 Verfahren zur herstellung von aluminiumnitrid-volumeneinkristallen
JP2004506101A JPWO2003098708A1 (ja) 2001-06-06 2002-12-13 蛍光体単結晶基板、及びその製法並びにそれを用いる窒化物半導体素子
US10/682,891 US7744697B2 (en) 2001-06-06 2003-10-14 Bulk monocrystalline gallium nitride
IL159165A IL159165A (en) 2001-06-06 2003-12-03 Process and device for obtaining a volume of monocrystalline gallium containing nitride
NO20035437A NO20035437D0 (no) 2001-06-06 2003-12-05 Fremgangsmåte og apparatur til fremstilling av bulk- monokrystallinsk galliumholdig nitrid
JP2004033462A JP4358646B2 (ja) 2001-06-06 2004-02-10 ガリウム含有窒化物のバルク単結晶
JP2008059744A JP4726923B2 (ja) 2001-06-06 2008-03-10 ガリウム含有窒化物の単結晶の製造法及び装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL347918A PL207400B1 (pl) 2001-06-06 2001-06-06 Sposób i urządzenie do otrzymywania objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL347918A1 PL347918A1 (en) 2002-12-16
PL207400B1 true PL207400B1 (pl) 2010-12-31

Family

ID=20078910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL347918A PL207400B1 (pl) 2001-06-06 2001-06-06 Sposób i urządzenie do otrzymywania objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal

Country Status (10)

Country Link
US (2) US7374615B2 (pl)
EP (1) EP1405936B1 (pl)
JP (2) JP4113835B2 (pl)
KR (2) KR100853842B1 (pl)
CN (2) CN1282771C (pl)
AT (1) ATE418630T1 (pl)
DE (1) DE60230513D1 (pl)
PL (1) PL207400B1 (pl)
UA (1) UA78705C2 (pl)
WO (2) WO2002101125A1 (pl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10145021B2 (en) 2010-07-28 2018-12-04 Slt Technologies, Inc. Apparatus for processing materials at high temperatures and pressures

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2002328130B2 (en) 2001-06-06 2008-05-29 Ammono Sp. Z O.O. Process and apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium-containing nitride
PL207400B1 (pl) * 2001-06-06 2010-12-31 Ammono Społka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób i urządzenie do otrzymywania objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal
JP4383172B2 (ja) 2001-10-26 2009-12-16 アンモノ・スプウカ・ジ・オグラニチョノン・オドポヴィエドニアウノシツィオン 窒化物バルク単結晶層を用いる発光素子構造及びその製造方法
TWI231321B (en) 2001-10-26 2005-04-21 Ammono Sp Zoo Substrate for epitaxy
WO2003097906A1 (en) * 2002-05-17 2003-11-27 Ammono Sp.Zo.O. Bulk single crystal production facility employing supercritical ammonia
JP4416648B2 (ja) 2002-05-17 2010-02-17 アンモノ・スプウカ・ジ・オグラニチョノン・オドポヴィエドニアウノシツィオン 発光素子の製造方法
US20060138431A1 (en) 2002-05-17 2006-06-29 Robert Dwilinski Light emitting device structure having nitride bulk single crystal layer
JP4663319B2 (ja) 2002-06-26 2011-04-06 アンモノ・スプウカ・ジ・オグラニチョノン・オドポヴィエドニアウノシツィオン ガリウム含有窒化物バルク単結晶の製造方法
JP4558502B2 (ja) * 2002-12-11 2010-10-06 アンモノ・スプウカ・ジ・オグラニチョノン・オドポヴィエドニアウノシツィオン テンプレート型基板の製造方法
AU2003285767A1 (en) 2002-12-11 2004-06-30 Ammono Sp. Z O.O. Process for obtaining bulk monocrystalline gallium-containing nitride
KR101284932B1 (ko) * 2002-12-27 2013-07-10 제너럴 일렉트릭 캄파니 갈륨 나이트라이드 결정, 호모에피택셜 갈륨 나이트라이드계 디바이스 및 이들의 제조 방법
US9279193B2 (en) 2002-12-27 2016-03-08 Momentive Performance Materials Inc. Method of making a gallium nitride crystalline composition having a low dislocation density
US7261775B2 (en) 2003-01-29 2007-08-28 Ricoh Company, Ltd. Methods of growing a group III nitride crystal
JP4511801B2 (ja) * 2003-03-14 2010-07-28 株式会社リコー Iii族窒化物結晶の研磨方法およびiii族窒化物結晶および半導体デバイス
JP4189423B2 (ja) * 2004-02-19 2008-12-03 パナソニック株式会社 化合物単結晶の製造方法、およびそれに用いる製造装置
JP4819677B2 (ja) * 2004-03-31 2011-11-24 パナソニック株式会社 Iii族元素窒化物結晶の製造方法、それに用いる製造装置、およびそれらにより得られた半導体素子
JP2005298269A (ja) * 2004-04-12 2005-10-27 Sumitomo Electric Ind Ltd Iii族窒化物結晶基板およびその製造方法ならびにiii族窒化物半導体デバイス
CN100535200C (zh) * 2004-04-27 2009-09-02 松下电器产业株式会社 Ⅲ族元素氮化物结晶制造装置以及ⅲ族元素氮化物结晶制造方法
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
US8398767B2 (en) 2004-06-11 2013-03-19 Ammono S.A. Bulk mono-crystalline gallium-containing nitride and its application
JP2006044982A (ja) * 2004-08-04 2006-02-16 Sumitomo Electric Ind Ltd 窒化物半導体単結晶基板とその合成方法
US20080193363A1 (en) * 2004-08-20 2008-08-14 Mitsubishi Chemical Corporation Metal Nitrides and Process for Production Thereof
PL371405A1 (pl) * 2004-11-26 2006-05-29 Ammono Sp.Z O.O. Sposób wytwarzania objętościowych monokryształów metodą wzrostu na zarodku
JP4563230B2 (ja) 2005-03-28 2010-10-13 昭和電工株式会社 AlGaN基板の製造方法
EP1917382A4 (en) 2005-07-08 2009-09-02 Univ California METHOD FOR GROWING GROUP III NITRIDE CRYSTALS IN SUPERCRITICAL AMMONIA USING AUTOCLAVE
CN1867025B (zh) * 2005-12-20 2010-08-11 华为技术有限公司 对预付费用户进行计费控制的方法
JP2007277074A (ja) * 2006-01-10 2007-10-25 Ngk Insulators Ltd 窒化アルミニウム単結晶の製造方法及び窒化アルミニウム単結晶
JP5454829B2 (ja) * 2006-03-06 2014-03-26 三菱化学株式会社 超臨界溶媒を用いた結晶製造方法および結晶製造装置
JP4187175B2 (ja) * 2006-03-13 2008-11-26 国立大学法人東北大学 窒化ガリウム系材料の製造方法
US9034103B2 (en) * 2006-03-30 2015-05-19 Crystal Is, Inc. Aluminum nitride bulk crystals having high transparency to ultraviolet light and methods of forming them
CN100434573C (zh) * 2006-04-03 2008-11-19 深圳大学 等离子体焰流生长大尺寸氮化铝晶体的方法
US7514809B2 (en) * 2006-11-16 2009-04-07 General Electric Company Excitation voltage supply for synchronous generator used in a wind turbine, and method of starting a wind turbine having such excitation voltage supply
US8389099B1 (en) 2007-06-01 2013-03-05 Rubicon Technology, Inc. Asymmetrical wafer configurations and method for creating the same
US20090223440A1 (en) * 2008-03-04 2009-09-10 Boris Feigelson Method of growing GaN crystals from solution
JP4631946B2 (ja) 2008-08-11 2011-02-16 住友電気工業株式会社 Iii族窒化物半導体層貼り合わせ基板の製造方法
EP2267197A1 (en) * 2009-06-25 2010-12-29 AMMONO Sp.z o.o. Method of obtaining bulk mono-crystalline gallium-containing nitride, bulk mono-crystalline gallium-containing nitride, substrates manufactured thereof and devices manufactured on such substrates
EP2505696A4 (en) 2009-11-27 2015-11-18 Mitsubishi Chem Corp METHOD FOR PRODUCING NITRIDE CRYSTALS AND PRODUCTION VESSELS AND ELEMENTS THEREFOR
WO2012176318A1 (ja) * 2011-06-23 2012-12-27 旭化成株式会社 窒化物単結晶の製造方法及びそれに用いるオートクレーブ
US8728938B2 (en) * 2012-06-13 2014-05-20 Ostendo Technologies, Inc. Method for substrate pretreatment to achieve high-quality III-nitride epitaxy
JP6137197B2 (ja) 2012-12-17 2017-05-31 三菱化学株式会社 窒化ガリウム基板、および、窒化物半導体結晶の製造方法
EP3315639B1 (en) 2013-08-08 2024-05-01 Mitsubishi Chemical Corporation Self-standing gan substrate, gan crystal, method for producing gan single crystal, and method for producing semiconductor device
KR101517024B1 (ko) * 2013-10-31 2015-05-06 한국세라믹기술원 단결정 성장용 질화알루미늄 분말의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 질화알루미늄 단결정 성장용 분말
JP6477501B2 (ja) 2014-01-17 2019-03-06 三菱ケミカル株式会社 GaN基板、GaN基板の製造方法、GaN結晶の製造方法および半導体デバイスの製造方法
CN110295390A (zh) * 2014-03-18 2019-10-01 赛奥科思有限公司 氮化镓晶体的制造方法
EP3247824A1 (en) * 2015-01-22 2017-11-29 SixPoint Materials, Inc. Seed selection and growth methods for reduced-crack group iii nitride bulk crystals
KR101803929B1 (ko) * 2016-03-10 2018-01-11 주식회사 소프트에피 근자외선 발광 반도체 발광소자 및 이에 사용되는 3족 질화물 반도체 템플릿
JP6931827B2 (ja) 2017-04-07 2021-09-08 日本製鋼所M&E株式会社 結晶製造用圧力容器
CN112553692A (zh) * 2020-12-08 2021-03-26 山东大学 一种大尺寸氮化镓单晶生长设备及大尺寸体块氮化镓单晶的生长方法

Family Cites Families (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8656A (en) * 1852-01-13 Loom foe
US22154A (en) * 1858-11-30 Tackle-block
US4382026A (en) * 1978-11-20 1983-05-03 The Dow Chemical Company Process for encapsulating radioactive organic liquids in a resin
DE3142356A1 (de) * 1981-10-26 1983-05-11 Alkem Gmbh, 6450 Hanau "verfahren zum endkonditionieren von radioaktivem und/oder toxischem abfall"
EP0091024B1 (en) * 1982-03-25 1986-12-10 Hitachi, Ltd. Process for solidifying radioactive waste
JPS5960299A (ja) * 1982-09-29 1984-04-06 株式会社日立製作所 放射性廃棄物固化処理設備
NO172967C (no) * 1987-11-06 1993-10-06 Rohm & Haas Fremgangsmaate til innkapsling eller til aa bringe i fast tilstand et produkt som omfatter en stort sett kontinuerligvandig fase og loeste eller suspenderte stoffer
US5164123A (en) * 1988-07-08 1992-11-17 Waste Seal, Inc. Encapsulation of toxic waste
JPH0722692B2 (ja) 1988-08-05 1995-03-15 株式会社日本製鋼所 水熱合成用容器
US5098612A (en) * 1988-12-10 1992-03-24 Rowsell Farrell D Method of preparing solidified and stabilized hazardous or radioactive liquids
CN1014535B (zh) 1988-12-30 1991-10-30 中国科学院物理研究所 利用改进的矿化剂生长磷酸钛氧钾单晶的方法
US5318730A (en) * 1989-03-28 1994-06-07 University Of Cincinnati Process for containment of hazardous wastes
US5096860A (en) * 1990-05-25 1992-03-17 Alcan International Limited Process for producing unagglomerated single crystals of aluminum nitride
US5156581A (en) * 1991-06-21 1992-10-20 Chow John W Finger conditioning device
US5481064A (en) * 1992-05-08 1996-01-02 Sanko Motor Chemical Co., Ltd. Waste fluid treatment process
US5456204A (en) 1993-05-28 1995-10-10 Alfa Quartz, C.A. Filtering flow guide for hydrothermal crystal growth
JP3184717B2 (ja) 1993-10-08 2001-07-09 三菱電線工業株式会社 GaN単結晶およびその製造方法
US5679152A (en) * 1994-01-27 1997-10-21 Advanced Technology Materials, Inc. Method of making a single crystals Ga*N article
US5462785A (en) * 1994-04-05 1995-10-31 Holland; Herbert W. Liquid hydrocarbon sorbing and solidifying pillow
JP3293035B2 (ja) 1994-04-08 2002-06-17 株式会社ジャパンエナジー 窒化ガリウム系化合物半導体結晶の成長方法及び窒化ガリウム系化合物半導体装置
US5599520A (en) * 1994-11-03 1997-02-04 Garces; Juan M. Synthesis of crystalline porous solids in ammonia
US5777350A (en) 1994-12-02 1998-07-07 Nichia Chemical Industries, Ltd. Nitride semiconductor light-emitting device
JPH08250802A (ja) 1995-03-09 1996-09-27 Fujitsu Ltd 半導体レーザ及びその製造方法
JP3728332B2 (ja) 1995-04-24 2005-12-21 シャープ株式会社 化合物半導体発光素子
JPH09134878A (ja) 1995-11-10 1997-05-20 Matsushita Electron Corp 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法
JP3778609B2 (ja) 1996-04-26 2006-05-24 三洋電機株式会社 半導体素子の製造方法
JPH107496A (ja) 1996-06-25 1998-01-13 Hitachi Cable Ltd 窒化物結晶の製造方法およびその装置
CN1065289C (zh) 1996-07-22 2001-05-02 中国科学院物理研究所 一种制备掺杂钒酸盐单晶的水热生长方法
JP3179346B2 (ja) * 1996-08-27 2001-06-25 松下電子工業株式会社 窒化ガリウム結晶の製造方法
JPH1084161A (ja) 1996-09-06 1998-03-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体レーザ及びその製造方法
US5868837A (en) 1997-01-17 1999-02-09 Cornell Research Foundation, Inc. Low temperature method of preparing GaN single crystals
JP3491492B2 (ja) 1997-04-09 2004-01-26 松下電器産業株式会社 窒化ガリウム結晶の製造方法
US5888389A (en) 1997-04-24 1999-03-30 Hydroprocessing, L.L.C. Apparatus for oxidizing undigested wastewater sludges
PL186905B1 (pl) 1997-06-05 2004-03-31 Cantrum Badan Wysokocisnieniow Sposób wytwarzania wysokooporowych kryształów objętościowych GaN
US5844008A (en) * 1997-06-10 1998-12-01 Environmental Technology Associates Process for treating municipal solid waste
GB2333521B (en) 1997-06-11 2000-04-26 Hitachi Cable Nitride crystal growth method
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
TW519551B (en) 1997-06-11 2003-02-01 Hitachi Cable Methods of fabricating nitride crystals and nitride crystals obtained therefrom
US6030549A (en) * 1997-08-04 2000-02-29 Brookhaven Science Associates Dupoly process for treatment of depleted uranium and production of beneficial end products
JP3234799B2 (ja) 1997-08-07 2001-12-04 シャープ株式会社 半導体レーザ素子の製造方法
JP3239812B2 (ja) 1997-08-07 2001-12-17 日本電気株式会社 InGaN層を含む窒化ガリウム系半導体層の結晶成長方法および窒化ガリウム系発光素子およびその製造方法
US5916122A (en) * 1997-08-26 1999-06-29 Na Industries, Inc. Solidification of aqueous waste
JPH11307813A (ja) 1998-04-03 1999-11-05 Hewlett Packard Co <Hp> 発光装置、その製造方法およびディスプレイ
JP2000082863A (ja) 1998-09-04 2000-03-21 Sony Corp 半導体発光素子の製造方法
US6372041B1 (en) * 1999-01-08 2002-04-16 Gan Semiconductor Inc. Method and apparatus for single crystal gallium nitride (GaN) bulk synthesis
JP2000216494A (ja) 1999-01-20 2000-08-04 Sanyo Electric Co Ltd 半導体発光素子およびその製造方法
US6177057B1 (en) * 1999-02-09 2001-01-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Process for preparing bulk cubic gallium nitride
JP3957918B2 (ja) 1999-05-17 2007-08-15 独立行政法人科学技術振興機構 窒化ガリウム単結晶の育成方法
FR2796657B1 (fr) 1999-07-20 2001-10-26 Thomson Csf Procede de synthese de materiaux massifs monocristallins en nitrures d'elements de la colonne iii du tableau de la classification periodique
KR100683364B1 (ko) 1999-09-27 2007-02-15 필립스 루미리즈 라이팅 캄파니 엘엘씨 완전한 형광 물질 변환에 의해 백색광을 생성하는 발광다이오드 소자
JP4145437B2 (ja) 1999-09-28 2008-09-03 住友電気工業株式会社 単結晶GaNの結晶成長方法及び単結晶GaN基板の製造方法と単結晶GaN基板
CN1113988C (zh) 1999-09-29 2003-07-09 中国科学院物理研究所 一种氮化镓单晶的热液生长方法
US6398867B1 (en) 1999-10-06 2002-06-04 General Electric Company Crystalline gallium nitride and method for forming crystalline gallium nitride
JP3946427B2 (ja) 2000-03-29 2007-07-18 株式会社東芝 エピタキシャル成長用基板の製造方法及びこのエピタキシャル成長用基板を用いた半導体装置の製造方法
US6797857B2 (en) * 2001-05-24 2004-09-28 Deroyal Industries Solidifier for a liquid
AU2002328130B2 (en) 2001-06-06 2008-05-29 Ammono Sp. Z O.O. Process and apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium-containing nitride
PL207400B1 (pl) 2001-06-06 2010-12-31 Ammono Społka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób i urządzenie do otrzymywania objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal
JP4663319B2 (ja) 2002-06-26 2011-04-06 アンモノ・スプウカ・ジ・オグラニチョノン・オドポヴィエドニアウノシツィオン ガリウム含有窒化物バルク単結晶の製造方法
AU2003285767A1 (en) 2002-12-11 2004-06-30 Ammono Sp. Z O.O. Process for obtaining bulk monocrystalline gallium-containing nitride
US20040144682A1 (en) * 2003-01-27 2004-07-29 Altmayer Scott Anthony Waste material solidification pouch

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10145021B2 (en) 2010-07-28 2018-12-04 Slt Technologies, Inc. Apparatus for processing materials at high temperatures and pressures

Also Published As

Publication number Publication date
CN1463307A (zh) 2003-12-24
US7374615B2 (en) 2008-05-20
KR20030036673A (ko) 2003-05-09
EP1405936A4 (en) 2007-08-15
EP1405936B1 (en) 2008-12-24
US7081162B2 (en) 2006-07-25
WO2002101125A1 (en) 2002-12-19
US20040244680A1 (en) 2004-12-09
DE60230513D1 (de) 2009-02-05
US20050087124A1 (en) 2005-04-28
JPWO2002101125A1 (ja) 2004-09-24
CN1260409C (zh) 2006-06-21
JPWO2002101124A1 (ja) 2004-09-24
EP1405936A1 (en) 2004-04-07
KR100853842B1 (ko) 2008-08-22
WO2002101124A1 (en) 2002-12-19
KR20030036674A (ko) 2003-05-09
JP4113835B2 (ja) 2008-07-09
PL347918A1 (en) 2002-12-16
JP4113836B2 (ja) 2008-07-09
ATE418630T1 (de) 2009-01-15
CN1282771C (zh) 2006-11-01
CN1463308A (zh) 2003-12-24
UA78705C2 (en) 2007-04-25
KR100853841B1 (ko) 2008-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL207400B1 (pl) Sposób i urządzenie do otrzymywania objętościowego monokryształu azotku zawierającego gal
US7744697B2 (en) Bulk monocrystalline gallium nitride
AU2002347692B2 (en) Bulk monocrystalline gallium nitride
JP5014804B2 (ja) バルク単結晶ガリウム含有窒化物およびその用途
AU2002328130A1 (en) Process and apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium-containing nitride
PL224992B1 (pl) Podłoże typu template dla urządzeń opto-elektrycznych lub elektrycznych oraz sposób jego wytwarzania
PL225423B1 (pl) Sposób wytwarzania podłoża standaryzowanego warstwą epitaksjalną ( podłoża typu template), z objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal
PL221055B1 (pl) Sposób wytwarzania objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal
PL225425B1 (pl) Sposób wytwarzania złożonego podłoża standaryzowanego warstwą epitaksjalną (podłoża typu template) z objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal
PL225424B1 (pl) Sposób wytwarzania podłoża typu template z objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal
PL205721B1 (pl) Podłoże do epitaksjalnego osadzania struktur półprzewodnikowych zbudowanych (54) z azotków pierwiastków Grupy XIII oraz sposób wytwarzania podłoża do epitaksjalnego osadzania struktur półprzewodnikowych zbudowanych z azotków pierwiastków Grupy XIII
HK1064714A (en) Method and equipment for manufacturing aluminum nitride bulk single crystal

Legal Events

Date Code Title Description
RECP Rectifications of patent specification