PL231548B1 - Sposób wytwarzania monokrystalicznego azotku zawierającego gal - Google Patents

Sposób wytwarzania monokrystalicznego azotku zawierającego gal

Info

Publication number
PL231548B1
PL231548B1 PL409465A PL40946514A PL231548B1 PL 231548 B1 PL231548 B1 PL 231548B1 PL 409465 A PL409465 A PL 409465A PL 40946514 A PL40946514 A PL 40946514A PL 231548 B1 PL231548 B1 PL 231548B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
ammonia
gallium
molar ratio
acceptor
nitride
Prior art date
Application number
PL409465A
Other languages
English (en)
Other versions
PL409465A1 (pl
Inventor
Robert Kucharski
Marcin Zając
Dorota GRZYBOWSKA
Dorota Grzybowska
Weronika Karolczuk
Original Assignee
Ammono Spolka Akcyjna
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 Spolka Akcyjna filed Critical Ammono Spolka Akcyjna
Priority to PL409465A priority Critical patent/PL231548B1/pl
Priority to JP2017533998A priority patent/JP2017533172A/ja
Priority to CN201580061130.9A priority patent/CN107109696A/zh
Priority to RU2017135586A priority patent/RU2017135586A/ru
Priority to US15/510,941 priority patent/US20170253990A1/en
Priority to EP15781029.2A priority patent/EP3221498A1/en
Priority to KR1020177009424A priority patent/KR20170068470A/ko
Priority to PCT/EP2015/070633 priority patent/WO2016038099A1/en
Publication of PL409465A1 publication Critical patent/PL409465A1/pl
Publication of PL231548B1 publication Critical patent/PL231548B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C30B29/403—AIII-nitrides
    • C30B29/406—Gallium nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B7/00—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
    • C30B7/10—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions by application of pressure, e.g. hydrothermal processes
    • C30B7/105—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions by application of pressure, e.g. hydrothermal processes using ammonia as solvent, i.e. ammonothermal processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/06—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron
    • C01B21/0632—Binary compounds of nitrogen with metals, with silicon, or with boron, or with carbon, i.e. nitrides; Compounds of nitrogen with more than one metal, silicon or boron with gallium, indium or thallium
    • 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
    • C30B7/00—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
    • C30B7/14—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions the crystallising materials being formed by chemical reactions in the solution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/50—Solid solutions
    • C01P2002/52—Solid solutions containing elements as dopants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/40—Electric properties
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

Opis wynalazku
Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania monokrystalicznego azotku zawierającego gal z materiału źródłowego zawierającego gal, w środowisku nadkrytycznego rozpuszczalnika amoniakalnego z dodatkiem mineralizatora, zawierającego pierwiastek Grupy I (IUPAC, 1989), w którym w autoklawie wytwarza się dwie strefy temperaturowe, to jest strefę rozpuszczania o temperaturze niższej, zawierającą materiał źródłowy, oraz znajdującą się poniżej niej strefę krystalizacji o temperaturze wyższej, zawierającą co najmniej jeden zarodek, po czym prowadzi się proces rozpuszczania materiału źródłowego i krystalizacji azotku zawierającego gal na co najmniej jednym zarodku.
Z publikacji WO 02/101120 A2 znana jest metoda wytwarzania objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal, a zwłaszcza azotku galu, GaN, przez jego rekrystalizację w roztworze nadkrytycznego amoniaku, zawierającym mineralizator. W treści WO 02/101120 A2 szczegółowo i wyczerpująco opisano konstrukcję reaktora (autoklawu wysokociśnieniowego) stosowanego w tym procesie, a także właściwy materiał źródłowy, zarodki, mineralizator i przebieg temperaturowo-ciśnieniowy procesu. Kluczową informacją ujawnioną w WO 02/101120 A2 jest fakt, że azotek galu posiada w tych warunkach ujemny temperaturowy współczynnik rozpuszczalności. Oznacza to, że jego rozpuszczalność maleje wraz ze wzrostem temperatury. W konsekwencji, w autoklawie materiał źródłowy umieszcza się wyżej niż zarodki, zaś w fazie rekrystalizacji w strefie zarodków utrzymuje się temperaturę wyższą niż temperatura w strefie, w której znajduje się materiał źródłowy. Wynikiem tak prowadzonego procesu jest rozpuszczanie materiału źródłowego i przyrost monokrystalicznego GaN na zarodkach. WO 02/101120 A2 nie wspomniano o stosowaniu metalu Grupy II (IUPAC, 1989), to jest metalu ziem alkalicznych, a w szczególności wapnia, jako dodatku do mineralizatora lub jako samego mineralizatora. Jako możliwe domieszki wymieniono Mg i Zn. Nie opisano własności elektrycznych uzyskanych monokryształów azotku.
W polskim zgłoszeniu wynalazku nr P.357706 ujawniono mineralizator złożony w postaci metalu alkalicznego oraz metalu ziem alkalicznych (przykładowo wymieniono wapń i magnez), użytego w proporcji molowej od 1 : 500 do 1 : 5 w stosunku do metalu alkalicznego. W zgłoszeniu tym wspomniano o możliwości domieszkowania materiału, ale nie sprecyzowano ilości konk retnych domieszek. Nie opisano własności elektrycznych uzyskanych monokryształów azotku.
Z kolei w polskim zgłoszeniu wynalazku nr P.357700 ujawniono mineralizator złożony w postaci metalu alkalicznego oraz domieszki akceptorowej (przykładowo wymieniono magnez, cynk i kadm). Nie podano przy tym ogólnie ilości domieszki akceptorowej w stosunku do metalu alkalicznego lub do amoniaku. W przykładzie wykonania ujawniono domieszkę w postaci magnezu, użytą w proporcji molowej 0,05 do głównego mineralizatora, to jest potasu. W zgłoszeniu nie wspomina wprost o zastosowaniu jako mineralizatora wapnia w połączeniu z metalem alkalicznym. Nie opisano własności elektrycznych uzyskanych monokryształów azotku.
W publikacji WO 2004/053206 A1 powtórnie opisano możliwość stosowania mineralizatora złożonego w postaci metalu alkalicznego i metalu ziem alkalicznych, a korzystnie wapnia lub magnezu, albo w postaci metalu alkalicznego i domieszki akceptorowej, takiej jak magnez, cynk lub kadm. Nie ujawniono jednak równoczesnego stosowania metalu alkalicznego, wapnia i domieszki akceptorowej. Nie opisano własności elektrycznych uzyskanych monokryształów azotku.
W publikacji WO 2005/122232 A1 ujawniono użycie 0,05 g Zn lub 0,02 g Mg jako dodatku do materiału źródłowego, którym jest metaliczny gal. Oznacza to, że w warunkach procesu proporcja molowa Zn lub Mg do amoniaku, którego użyto 240 g, czyli około 14 mol, jest rzędu 10-5. W ten sposób - zgodnie z WO 2005/122232 A1 - otrzymuje się materiał skompensowany (półizolujący) o oporności około 106 Ω-cm. W zgłoszeniu nie ujawniono zastosowania wapnia (ani innego gettera tlenu) jako dodatku do mineralizatora. Nie poruszono też problemu zawartości tlenu w otrzymywanych kryształach.
Ponadto, w europejskim zgłoszeniu patentowym EP 2267197 A1, w celu kształtowania właściwości elektrycznych azotku galu, a w szczególności otrzymania materiału skompensowanego (półizolującego), ujawniono zastosowanie mineralizatora w postaci metalu alkalicznego, a równocześnie z nim - domieszkę akceptorową, konkretnie magnez, cynk lub mangan, w proporcji molowej co najmniej 0,0001, a najkorzystniej co najmniej 0,001, w stosunku do amoniaku. W przypadku zastosowania cynku lub magnezu, bezpośrednio po procesie otrzymuje się materiał typu p. Dopiero w wyniku dodatkowej obróbki cieplnej (wygrzewania) staje się on materiałem półizolującym. W przypadku zastosowania manganu można uzyskać materiał półizolujący bezpośrednio po procesie. W zgłoszeniu
PL 231 548 B1 nie ujawniono zastosowania wapnia (ani innego gettera tlenu) jako dodatku do mineralizatora.
Nie poruszono też problemu zawartości tlenu w otrzymywanych kryształach.
W polskim zgłoszeniu wynalazku nr P.404149 zasugerowano, aby w tej metodzie otrzymywania azotku zawierającego gal, równocześnie z mineralizatorem w postaci metalu alk alicznego (metalu Grupy I, IUPAC, 1989), w proporcji molowej od 1 : 200 do 1 : 2 w stosunku do amoniaku, to jest zgodnie z ujawnieniem wyżej wymienionych zgłoszeń wynalazków, wprowadzić do środowiska procesu przynajmniej dwa dodatkowe składniki, a mianowicie:
a) getter tlenu, w postaci wapnia lub pierwiastka ziem rzadkich lub ich kombinacji, w łącznym stosunku molowym do amoniaku wynoszącym od 0,0001 do 0,2 oraz
b) domieszki akceptorowe, w postaci magnezu, cynku, kadmu lub berylu lub ich kombinacji, w łącznym stosunku molowym do amoniaku nie większym niż 0,001.
Konkretnie, w zgłoszenie P.404149 ujawniono sposób wytwarzania monokrystalicznego azotku zawierającego gal z materiału źródłowego zawierającego gal, w środowisku nadkrytycznego rozpuszczalnika amoniakalnego z dodatkiem mineralizatora, zawierającego pierwiastek Grupy I (IUPAC, 1989), w którym w autoklawie wytwarza się dwie strefy temperaturowe, to jest strefę rozpuszczania o temperaturze niższej, zawierającą materiał źródłowy, oraz znajdującą się poniżej niej strefę krystalizacji o temperaturze wyższej, zawierającą co najmniej jeden zarodek, po czym prowadzi się proces rozpuszczania materiału źródłowego i krystalizacji azotku zawierającego gal na co najmniej jednym zarodku, charakteryzujący się tym, że do środowiska procesu wprowadza się przynajmniej dwa dodatkowe składniki, a mianowicie:
a) getter tlenu, w stosunku molowym do amoniaku wynoszącym od 0,0001 do 0,2.
b) domieszkę akceptorową, w stosunku molowym do amoniaku nie większym niż 0,001.
Jako getter tlenu w zgłoszeniu P.404149 ujawniono wapń lub pierwiastek ziem rzadkich, korzystnie gadolin lub itr, lub ich kombinację, zaś jako domieszkę akceptorową - ujawniono magnez, cynk, kadm lub beryl, lub ich kombinację.
Monokryształy GaN, otrzymywane wcześniej bez udziału wspomnianego wyżej gettera i domieszki akceptorowej, charakteryzują się koncentracją tlenu (wprowadzanego nieintencjonalnie do środowiska wzrostu) na poziomie 2 x 1019 cm-3 (F. Tuomisto, J.-M. Maki, M. Zając, Vacancy defects in bulk ammonothermal GaN crystals, J. Crystal Growth, 312, 2620 (2010)). Obecny w sieci krystalograficznej tlen odgrywa rolę donora, dostarczając swobodnych elektronów o podobnej koncentracji - rzędu 2 x 1019 cm3 lub nieco niższej (Tuomisto et al.), co czyni rozważany materiał wysokoprzewodzącym, o typie przewodnictwa typu n. Z kolei wprowadzenie samej domieszki akceptorowej nie zmienia koncentracji tlenu, ale pozwala na zmianę typu przewodnictwa na typ p, a po odpowiedniej obróbce termicznej można otrzymać materiał półizolujący o oporności rzędu 1011 Ω-cm (zgłoszenie patentowe EP 2267197 A1). Równocześnie, akceptor Mg występuje w nich na poziomie aż do ok. 4 x 1019 cm-3 (Fig. 2 w zgłoszeniu EP 2267197 A1). Dla materiału o typie przewodnictwa p, manipulując koncentracją Mg, można kontrolować oporność oraz koncentrację swobodnych dziur: dla stosunku molowego
Mg : NH3 = 0,0001: koncentracja dziur ok. 1 x 1018 cm-3, oporność 9 x 102 Ω-cm; dla stosunku molowego Mg : NH3 = 0,00025: odpowiednio 5 x 1018 cm-3 oraz 8 Ω-cm; dla stosunku Mg : NH3 = 0,001: odpowiednio 1 x 1019 cm-3 oraz 1,7 Ω-cm (Przykłady 1-4 w zgłoszeniu EP 2267197 A1).
W US 2011/220912 A1 ujawniono metodę otrzymywania monokrystalicznego azotku galu z materiału źródłowego zawierającego gal, w środowisku rozpuszczalnika zawierającego nadkrytyczny amoniak z dodatkiem mineralizatora zawierającego pierwiastek z Grupy I (IUPAC, 1989). W ujawnionej metodzie w autoklawie wytwarza się dwie strefy temperaturowe, to jest strefę rozpuszczania o temperaturze niższej, zawierającą materiał źródłowy, oraz znajdującą się poniżej niej strefę krystalizacji o temperaturze wyższej, zawierającą co najmniej jeden zarodek. W metodzie tej do środowiska reakcji wprowadza się co gettery tlenu i domieszki akceptorowe. W treści US 2011/220912 A1 brak jakiejkolwiek wskazówki odnośnie tego, ile akceptora i gettera tlenu należy użyć względem amoniaku, aby efektywnie skompensować niepożądaną domieszkę donorową czyli tlen. Ponadto, podana w tej publikacji szeroka lista potencjalnych akceptorów bez żadnej wskazówki odnośnie wyboru konkretnego pierwiastka i jego ilości zapewniającej uzyskanie materiału wysokorezystywnego nie ułatwia w żaden sposób doboru początkowych stężeń domieszek akceptorowych i getterów tlenu w odniesieniu do źródła azotu (którym w metodzie ammonotermalnej jest amoniak w stanie nadkrytycznym).
Okazało się, że jednoczesne zastosowanie wapnia lub pierwiastka ziem rzadkich (bądź ich kombinacji) oraz domieszki akceptorowej (bądź domieszek akceptorowych), zgodnie z ujawnieniem
PL 231 548 B1 zgłoszenia P.404149, daje niezwykle korzystne połączenie dwóch zjawisk. Z jednej strony pozwala efektywnie usuwać tlen z otrzymywanego kryształu, a mianowicie, manipulując ilością wapnia, można w sposób ciągły zmieniać koncentrację tlenu w krysztale w zakresie od około 1019 cm-3 do około 1018 cm3. Z kolei w przypadku pierwiastków ziem rzadkich - w szerokim zakresie ich zawartości w środowisku reakcji - otrzymuje się monokryształ o niskiej koncentracji tlenu, wynoszącej około 1018 cm-3 i poniżej. Z drugiej strony, domieszki akceptorowe, które niezwykle efektywnie wbudowują się w otrzymywany monokryształ, kompensują nieintencjonalne donory (tlen), dzięki czemu można kontrolować własności elektryczne kryształu. Okazuje się, że wprowadzając do środowiska procesu równocześnie gettery tlenu i domieszki akceptorowe oraz manipulując ich składem (wzajemnymi proporcjami) i rodzajem, można uzyskać monokryształy GaN o pożądanych parametrach elektrycznych (typ p, typ n, materiał półizolujący (skompensowany)), ale o wyższej czystości, tj. niższej koncentracji tlenu i akceptora niż te podane w EP 2267197 A1. W szczególności, w celu uzyskania monokryształów GaN o parametrach elektrycznych podobnych do tych w przytaczanym zgłoszeniu patentowym, domieszka akceptorowa jest stosowana w procesie w stosunku molowym (do amoniaku) o rząd lub dwa rzędy wielkości niższym niż w EP 2267197 A1 . W szczególnym przypadku otrzymuje się materiał idealnie skompensowany akceptorami, o bardzo wysokim oporze elektrycznym, wyższym niż 106 Ω-cm.
W toku dalszych prac badawczych nieoczekiwanie okazało się, że szczególnie korzystne jest zastosowanie jako domieszki akceptorowej konkretnych, starannie wybranych pierwiastków, a mianowicie manganu (Mn), żelaza (Fe), wanadu (V) lub węgla (C), w odpowiedniej ilości, pozwala na uzyskanie materiału o jeszcze wyższych pożądanych parametrach, to jest w szczególności o oporze elektrycznym przewyższającym nawet 1010 Ω-cm, przy jednoczesnej bardzo niskiej zawartości tlenu. Domieszki te stanowią głębokie centra akceptorowe, efektywnie wychwytujące i pułapkujące nośniki, co prowadzi do wysokiej oporności otrzymanych kryształów GaN. W zgłoszenie P.404149 nie ujawniono manganu, żelaza, wanadu ani węgla jako możliwych domieszek akceptorowych, ani nie ujawniono azotku zawierającego gal o tak wysokim oporze elektrycznym.
Dlatego też celem obecnego wynalazku jest zaproponowanie sposobu wytwarzania monokrystalicznego azotku zawierającego gal o obniżonej zawartości tlenu i ulepszonych własnościach elektrycznych, a w konsekwencji zapewnienie takiego azotku.
Przedmiotem wynalazku jest zatem sposób wytwarzania monokrystalicznego azotku zawierającego gal z materiału źródłowego zawierającego gal, w środowisku nadkrytycznego rozpuszczalnika amoniakalnego z dodatkiem mineralizatora, zawierającego pierwiastek Grupy I (IUPAC, 1989), w którym w autoklawie wytwarza się dwie strefy temperaturowe, to jest strefę rozpuszczania o temperaturze niższej, zawierającą materiał źródłowy, oraz znajdującą się poniżej niej strefę krystalizacji o temperaturze wyższej, zawierającą co najmniej jeden zarodek, po czym prowadzi się proces rozpuszczania materiału źródłowego i krystalizacji azotku zawierającego gal na co najmniej jednym zarodku, przy czym do środowiska procesu wprowadza się przynajmniej dwa dodatkowe składniki, a mianowicie:
a) getter tlenu, w stosunku molowym do amoniaku wynoszącym od 0,0001 do 0,2;
b) domieszkę akceptorową, w stosunku molowym do amoniaku nie większym niż 0,1; charakteryzujący tym, że domieszkę akceptorową stanowi mangan, żelazo, wanad lub węgiel, lub ich kombinacja.
Korzystnie, domieszkę akceptorową stanowi mangan w stosunku molowym do amoniaku od 0,000001 do 0,001, korzystniej od 0,000005 do 0,0005, najkorzystniej od 0,00001 do 0,0001.
Alternatywnie, korzystną domieszkę akceptorową stanowi żelazo w stosunku molowym do amoniaku od 0,000001 do 0,01, korzystniej od 0,00005 do 0,005, najkorzystniej od 0,0001 do 0,001.
W jeszcze innym przypadku korzystną domieszkę akceptorową stanowi wanad w stosunku molowym do amoniaku od 0,000001 do 0,1, korzystniej od 0,0005 do 0,05, najkorzystniej od 0,001 do 0,01.
W następnym przypadku korzystną domieszkę akceptorową stanowi węgiel w stosunku molowym do amoniaku od 0,000001 do 0,1, korzystniej od 0,00005 do 0,05, najkorzystniej od 0,0001 do 0,01.
Korzystnie, getter tlenu stanowi wapń lub pierwiastek ziem rzadkich, korzystnie gadolin lub itr, lub ich kombinacja.
Korzystnie, getter tlenu oraz domieszkę akceptorową wprowadza się w postaci pierwiastkowej, czyli metalu, lub w postaci związku, korzystnie z grupy obejmującej azydki, amidki, imidki, amidoimidki, i wodorki, przy czym składniki te wprowadza się oddzielnie lub łącznie, a w przypadku wprowadzania łącznego stosuje się mieszaniny pierwiastków lub związków, związki międzymetaliczne lub stopy.
PL 231 548 B1
Korzystnie, getter tlenu i/lub domieszkę akceptorową wprowadza się do środowiska procesu wraz z mineralizatorem.
Poszczególne wymienione wyżej składniki mogą być wprowadzane w sposobie według wynalazku do środowiska procesu w postaci pierwiastkowej (metalu), jak również w postaci rozmaitych związków, takich jak np. azydki, amidki, imidki, amido-imidki, wodorki itp. Składniki te można wprowadzać do środowiska oddzielnie lub łącznie, przy czym w drugim przypadku można stosować mieszaniny pierwiastków lub związków, a także związki międzymetaliczne oraz stopy. Korzystnie, ale nie koniecznie, składniki wprowadzane są do środowiska procesu wraz z mineralizatorem, czyli innymi słowy stosuje się mineralizator złożony, który obok metalu alkalicznego zawiera również wskazany wyżej getter tlenu i domieszkę akceptorową.
Korzystnie, mineralizator zawiera sód lub potas, w stosunku molowym do amoniaku wynoszącym od 0,005 do 0,5.
Szczególnie korzystnie, w sposobie według wynalazku wytwarza się stechiometryczny azotek galu - GaN.
Korzystnie, sposób według wynalazku jest realizowany w autoklawie o pojemności większej niż 600 cm3, korzystniej większej niż 9000 cm3.
Sposobem według wynalazku można otrzymać monokrystaliczny azotek zawierający gal, zawierający przynajmniej jeden pierwiastek Grupy I (IUPAC, 1989) w ilości co najmniej 0,1 ppm oraz zawierający tlen w koncentracji nie większej niż 1 x 1019 cm-3, korzystnie nie większej 5 x 1018 cm-3, a najkorzystniej nie większej niż 1 x 1018 cm-3, przy czym uzyskany materiał jest materiałem wysokorezystywnym (półizolującym), posiadającym oporność większą niż 1 x 106 Ω-cm, korzystniej większą niż 1 x 108 Ω-cm, a najkorzystniej większą niż 1 x 1010 Ω-cm. Korzystnie, tak uzyskany azotek zawiera akceptory, wybrane spośród manganu, żelaza, wanadu lub węgla, o łącznej koncentracji nie większej niż 1 x 1021 cm-3, korzystniej nie większej niż 1 x 1020 cm-3, najkorzystniej nie większej niż 1 x 1019 cm-3, przy czym stosunek koncentracji tlenu do łącznej koncentracji akceptorów jest nie mniejszy niż 1,2.
Korzystnie, azotek otrzymany sposobem według wynalazku jest stechiometrycznym azotkiem galu GaN.
Azotek zawierający gal jest związkiem chemicznym posiadającym w swojej strukturze co najmniej atom galu i atom azotu. Jest to zatem co najmniej związek dwuskładnikowy GaN, związek trójskładnikowy AlGaN, InGaN oraz związek czteroskładnikowy AlInGaN, korzystnie zawierający istotną ilość galu, na poziomie wyższym niż domieszkowy. Skład innych pierwiastków względem galu w strukturze tego związku może być zmieniany w stopniu, który nie koliduje z amonozasadowym charakterem techniki krystalizacji.
Materiał źródłowy zawierający gal to azotek zawierający gal lub jego prekursor. Jako materiał źródłowy można użyć gal metaliczny, GaN otrzymany metodami topnikowymi (ang. flux methods), metodą HNP, metodą HVPE lub polikrystaliczny GaN uzyskany z metalicznego galu w wyniku reakcji w nadkrytycznym rozpuszczalniku amoniakalnym.
Mineralizatorem jest substancja dostarczająca do nadkrytycznego rozpuszczalnika amoniakalnego jeden lub większą liczbę rodzajów jonów metali alkalicznych, wspomagająca rozpuszczanie materiału źródłowego (oraz azotku zawierającego gal).
Nadkrytycznym rozpuszczalnikiem amoniakalnym jest nadkrytyczny rozpuszczalnik, składający się co najmniej z amoniaku, w którym zawarty jest jeden lub większa liczba rodzajów jonów metali alkalicznych, wspomagających rozpuszczanie azotku zawierającego gal. Nadkrytyczny rozpuszczalnik amoniakalny może zawierać także pochodne amoniaku i/lub ich mieszaniny, w szczególności hydrazynę.
Korzystne przykłady wykonania wynalazku
P r z y k ł a d 1: Otrzymywanie półizolującego GaN (Ca:NH3= 0,005; Mn:NH3 = 0,00015; Na:NH = 0,08).
W wysokociśnieniowym autoklawie o pojemności 600 cm3 w strefie rozpuszczania umieszczono jako materiał źródłowy - 113,8 g (ok. 1,3 mol) polikrystalicznego GaN z dodatkiem 2,7 g Ca (68 mmol) oraz 112 mg Mn (2,05 mmol). Do autoklawu wprowadzono również 25,1 g (ok. 1,1 mol) metalicznego sodu o czystości 4 N.
Jako zarodków użyto 18 płytek z monokrystalicznego azotku galu otrzymanego metodą HVPE lub metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu amoniakalnego, zorientowanych prostopadle do osi c monokryształu, o średnicy ok. 38 mm (1,5 cala) i grubości około 1000 μm każda. Zarodki zostały umieszczone w strefie krystalizacji autoklawu.
PL 231 548 B1
Następnie autoklaw napełniono amoniakiem (5 N) w ilości 230 g (ok. 13,6 mol), zamknięto i wprowadzono do zespołu pieców.
Strefę rozpuszczania ogrzano (z szybkością ok. 0,5°C/min) do 450°C. W tym czasie strefa krystalizacji nie była ogrzewana. Po osiągnięciu w strefie rozpuszczania założonej temperatury 450°C (to jest po upływie ok. 15 godzin od początku procesu, temperatura w strefie krystalizacji wyniosła około 170°C. Taki rozkład temperatury utrzymywano w autoklawie przez 4 dni. W tym czasie nastąpiło częściowe przeprowadzenie materiału źródłowego - polikrystalicznego GaN - do roztworu. Następnie temperaturę w strefie krystalizacji podniesiono (z szybkością ok. 0,1°C/min) do 550°C, zaś temperatura w strefie rozpuszczania pozostała bez zmian. Ciśnienie wewnątrz autoklawu wyniosło ok. 410 MPa. Wynikiem takiego rozkładu temperatur było pojawienie się w autoklawie konwekcji między strefami, a w konsekwencji - transportu chemicznego azotku galu ze strefy rozpuszczania (górnej) do strefy krystalizacji (dolnej), gdzie osadzał się on na zarodkach. Uzyskany rozkład temperatury (to jest 450°C w strefie rozpuszczania i 550°C w strefie krystalizacji) utrzymywano przez kolejne 56 dni (do końca procesu).
W wyniku procesu nastąpiło częściowe rozpuszczenie materiału źródłowego (tj. polikrystalicznego GaN) w strefie rozpuszczania oraz wzrost monokrystalicznego azotku galu na zarodkach, (na każdym zarodku) około 1,75 mm (mierzonej w kierunku osi c monokryształu). W wyniku tego procesu otrzymano materiał wysoko rezystywny (półizolujący), o oporności 3 x 108 Ω* cm. Koncentracja tlenu, zmierzona metodą spektroskopii masowej jonów wtórnych (SIMS), wynosi 2,5 x 1018 cm-3, koncentracja Mn - 2 x 1020 cm-3.
P r z y k ł a d 2: Otrzymywanie domieszkowanego GaN (Gd:NH3=0,001; Mn:NH3=0,000015; K:NH3=0,04).
W wysokociśnieniowym autoklawie o pojemności 9300 cm3 w strefie rozpuszczania umieszczono jako materiał źródłowy - 1,4 kg (ok. 20,2 mol) metalicznego Ga z dodatkiem 31,76 g Gd (0,2 mol) oraz 166 mg Mn (3 mmol). Do autoklawu wprowadzono również 316 g (ok. 8,1 mol) metalicznego potasu o czystości 4 N.
Jako zarodków użyto 120 płytek z monokrystalicznego azotku galu otrzymanego metodą HVPE lub metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu amoniakalnego, zorientowanych prostopadle do osi c monokryształu, o średnicy ok. 38 mm (1,5 cala) i grubości około 1000 μm każda. Zarodki zostały umieszczone w strefie krystalizacji autoklawu.
Następnie autoklaw napełniono amoniakiem (5 N) w ilości 3,44 kg (ok. 202 moli), zamknięto i wprowadzono do zespołu pieców.
Strefę rozpuszczania ogrzano (z szybkością ok. 0,5°C/min) do 450°C. W tym czasie strefa krystalizacji nie była ogrzewana. Po osiągnięciu w strefie rozpuszczania założonej temperatury 450°C (to jest po upływie ok. 15 godzin od początku procesu, temperatura w strefie krystalizacji wyniosła około 170°C. Taki rozkład temperatury utrzymywano w autoklawie przez 4 dni. W tym czasie nastąpiło częściowe przeprowadzenie galu do roztworu oraz całkowite przereagowanie nierozpuszczonego galu do polikrystalicznego GaN. Następnie temperaturę w strefie krystalizacji podniesiono (z szybkością ok. 0,1 °C/min) do 550°C, zaś temperatura w strefie rozpuszczania pozostała bez zmian. Ciśnienie wewnątrz autoklawu wyniosło ok. 410 MPa. Wynikiem takiego rozkładu temperatur było pojawienie się w autoklawie konwekcji między strefami, a w konsekwencji - transportu chemicznego azotku galu ze strefy rozpuszczania (górnej) do strefy krystalizacji (dolnej), gdzie osadzał się on na zarodkach. Uzyskany rozkład temperatury (to jest 450°C w strefie rozpuszczania i 550°C w strefie krystalizacji) utrzymywano przez kolejne 56 dni (do końca procesu).
W wyniku procesu otrzymano (na każdym zarodku) warstwę GaN o grubości około 1 ,8 mm (mierzonej w kierunku osi c monokryształu). Otrzymano materiał wysokorezystywny (półizolujący) o oporności 8 x 1012 Ω* cm. Koncentracja tlenu, zmierzona metodą spektroskopii masowej jonów wtórnych (SIMS), wynosi 1,8 x 1018 cm-3, koncentracja Mn - 8 x 1018 cm-3.
P r z yk ł a d 3: Otrzymywanie domieszkowanego GaN (Y:NH3=0,002; Mn:NH3=0,00005; Na : NH3=0,06).
Taka sama procedura jak w Przykładzie 2, z tą różnicą, że użyto autoklawu o pojemności 600 cm3, zaś jako substraty stałe zastosowano 94,8 g metalicznego Ga (1,36 mol), 2,4 g Y (ok. 0,27 mol), 37 mg Mn (0,68 mmol), 18,8 g Na (0,82 mol).
W wyniku procesu otrzymano (na każdym zarodku) warstwę GaN o grubości około 1,6 mm (mierzonej w kierunku osi c monokryształu). Otrzymano materiał wysokorezystywny (półizolujący)
PL 231 548 B1 o oporności 5 x 1011 Ω-cm. Koncentracja tlenu, zmierzona metodą spektroskopii masowej jonów wtórnych (SIMS), wynosi 2,1 x 1018 cm-3, koncentracja Mn - 4 x 1019 cm-3.
Prz yk ła d 4: Otrzymywanie domieszkowanego GaN (Ca:NH3= 0,01; Fe:NH3=0,004; K:NH3=0,04).
Taka sama procedura jak w Przykładzie 1, z tą różnicą, że jako substraty stałe zastosowano
113,8 g polikrystalicznego GaN (1,36 mol), 5,4 g Ca (ok. 137 mmol), 3,06 g Fe (54,7 mmol), 21,4 g K (0,55 mol).
W wyniku procesu otrzymano (na każdym zarodku) warstwę GaN o grubości około 1,6 mm (mierzonej w kierunku osi c monokryształu). Otrzymano materiał wysokorezystywny (półizolujący) o oporności 6 x 109 Ω* cm. Koncentracja tlenu, zmierzona metodą spektroskopii masowej jonów wtórnych (SIMS), wynosi 1,8 x 1018 cm-3, koncentracja Fe - 8 x 1018 cm-3.
P r z y k ł a d 5: Otrzymywanie domieszkowanego GaN (Gd:NH3= 0,001; Fe:NH3= 0,0005; Na:NH3=0,1).
Taka sama procedura jak w Przykładzie 1, z tą różnicą, że jako substraty stałe zastosowano
113,8 g polikrystalicznego GaN (1,36 mol), 2,15 g Gd (ok. 13,4 mmol), 0,38 g Fe (6,8 mmol), 31,4 g Na (1,4 mola).
W wyniku procesu otrzymano (na każdym zarodku) warstwę GaN o grubości około 1 ,6 mm (mierzonej w kierunku osi c monokryształu). Otrzymano materiał wysokorezystywny (półizolujący) o oporności 7 x 1010 Ω* cm. Koncentracja tlenu, zmierzona metodą spektroskopii masowej jonów wtórnych (SIMS), wynosi 7 x 1017 cm-3, koncentracja Fe - 2 x 1018 cm-3.
Przykład 6: Otrzymywanie domieszkowanego GaN (Y:NH3= 0,004; V:NH3=0,08; K:NH3=0,1).
Taka sama procedura jak w Przykładzie 2, z tą różnicą, że użyto autoklawu o pojemności 600 cm3, zaś jako substraty stałe zastosowano 94,8 g metalicznego Ga (1,36 mol), 4,9 g Y (ok. 54,7 mmol), 55,8 g V (1,1 mola), 53,4 g K (1,3 mol).
W wyniku procesu otrzymano (na każdym zarodku) warstwę GaN o grubości około 1,6 mm (mierzonej w kierunku osi c monokryształu). Otrzymano materiał wysokorezystywny (półizolujący) o oporności 5 x 106 Ω* cm. Koncentracja tlenu, zmierzona metodą spektroskopii masowej jonów wtórnych (SIMS), wynosi 1,7 x 1018 cm-3, koncentracja V - 5 x 1018 cm-3.
Przyk ła d 7: Otrzymywanie domieszkowanego GaN (Ca:NH3= 0,01; V:NH3=0,0075; Na:NH3=0,06).
Taka sama procedura jak w Przykładzie 1, z tą różnicą, że jako substraty stałe zastosowano
113,8 g polikrystalicznego GaN (1,36 mol), 5,4 g Ca (ok. 137 mmol), 5,2 g V (102 mmol), 18,9 g Na (0,82 mol).
W wyniku procesu otrzymano (na każdym zarodku) warstwę GaN o grubości około 1,6 mm (mierzonej w kierunku osi c monokryształu). Otrzymano materiał wysokorezystywny (półizolujący) o oporności 2 x 1010 Ω-cm. Koncentracja tlenu, zmierzona metodą spektroskopii masowej jonów wtórnych (SIMS), wynosi 1,5 x 1018cm-3, koncentracja V - 1 x 1018 cm-3.
Przyk ła d 8: Otrzymywanie domieszkowanego GaN (Gd:NH3=0,002; C:NH3=0,003, Na:NH3=0,08).
Taka sama procedura jak w Przykładzie 1, z tą różnicą, że jako substraty stałe zastosowano
113,8 g polikrystalicznego GaN (1,36 mol), 4,3 g Gd (ok. 27,3 mmol), 0,5 g C (41 mmol), 25,1 g Na (1,1 mola).
W wyniku procesu otrzymano (na każdym zarodku) warstwę GaN o grubości około 1 ,6 mm (mierzonej w kierunku osi c monokryształu). Otrzymano materiał wysokorezystywny (półizolujący) o oporności 4 x 108 Ω-cm. Koncentracja tlenu, zmierzona metodą spektroskopii masowej jonów wtórnych (SIMS), wynosi 1,3 x 1018 cm-3, koncentracja C - 3 x 1019 cm-3.
P r z y k ł a d 9: Otrzymywanie domieszkowanego GaN (Ca:NH3 = 0,005; C:NH3 = 0,0004, K:NH3= 0,1).
Taka sama procedura jak w Przykładzie 2, z tą różnicą, że użyto autoklawu o pojemności 600 cm3, zaś jako substraty stałe zastosowano 94,8 g metalicznego Ga (1,36 mol), 2,7 g Ca (ok. 68 mmol), 65 mg C (5,5 mmol), 53,4 g K (1,3 mol).
W wyniku procesu otrzymano (na każdym zarodku) warstwę GaN o grubości około 1,6 mm (mierzonej w kierunku osi c monokryształu). Otrzymano materiał wysokorezystywny (półizolujący) o oporności 3 x 1011 Ω-cm. Koncentracja tlenu, zmierzona metodą spektroskopii masowej jonów wtórnych (SIMS), wynosi 2 x 1018 cm-3, koncentracja C - 9 x 1018 cm-3.

Claims (11)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób wytwarzania monokrystalicznego azotku zawierającego gal z materiału źródłowego zawierającego gal, w środowisku nadkrytycznego rozpuszczalnika amoniakalnego z dodatkiem mineralizatora, zawierającego pierwiastek Grupy I (IUPAC, 1989), w którym w autoklawie wytwarza się dwie strefy temperaturowe, to jest strefę rozpuszczania o temperaturze niższej, zawierającą materiał źródłowy, oraz znajdującą się poniżej niej strefę krystalizacji o temperaturze wyższej, zawierającą co najmniej jeden zarodek, po czym prowadzi się proces rozpuszczania materiału źródłowego i krystalizacji azotku zawierającego gal na co najmniej jednym zarodku, przy czym do środowiska procesu wprowadza się przynajmniej dwa dodatkowe składniki, a mianowicie:
    a) getter tlenu, w stosunku molowym do amoniaku wynoszącym od 0,0001 do 0,2;
    b) domieszkę akceptorową, w stosunku molowym do amoniaku nie większym niż 0,1; znamienny tym, że domieszkę akceptorową stanowi mangan, żelazo, wanad lub węgiel, lub ich kombinacja.
  2. 2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że domieszkę akceptorową stanowi mangan w stosunku molowym do amoniaku od 0,000001 do 0,001, korzystniej od 0,000005 do 0,0005, najkorzystniej od 0,00001 do 0,0001.
  3. 3. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że domieszkę akceptorową stanowi żelazo w stosunku molowym do amoniaku od 0,000001 do 0,01, korzystniej od 0,00005 do 0,005, najkorzystniej od 0,0001 do 0,001.
  4. 4. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że domieszkę akceptorową stanowi wanad w stosunku molowym do amoniaku od 0,000001 do 0,1, korzystniej od 0,0005 do 0,05, najkorzystniej od 0,001 do 0,01.
  5. 5. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że domieszkę akceptorową stanowi węgiel w stosunku molowym do amoniaku od 0,000001 do 0,1, korzystniej od 0,00005 do 0,05, najkorzystniej od 0,0001 do 0,01.
  6. 6. Sposób według dowolnego z powyższych zastrzeżeń, znamienny tym, że getter tlenu stanowi wapń lub pierwiastek ziem rzadkich, korzystnie gadolin lub itr, lub ich kombinacja.
  7. 7. Sposób według dowolnego z powyższych zastrzeżeń, znamienny tym, że getter tlenu oraz domieszkę akceptorową wprowadza się w postaci w postaci pierwiastkowej, czyli metalu, lub w postaci związku, korzystnie z grupy obejmującej azydki, amidki, imidki, amido-imidki, i wodorki, przy czym składniki te wprowadza się oddzielnie lub łącznie, a w przypadku wprowadzania łącznego stosuje się mieszaniny pierwiastków lub związków, związki międzymetaliczne lub stopy.
  8. 8. Sposób według dowolnego z powyższych zastrzeżeń, znamienny tym, że getter tlenu i/lub domieszkę akceptorową wprowadza się do środowiska procesu wraz z mineralizatorem.
  9. 9. Sposób według dowolnego z poprzedzających zastrzeżeń, znamienny tym, że mineralizator zawiera sód lub potas, w stosunku molowym do amoniaku wynoszącym od 0,005 do 0,5.
  10. 10. Sposób według dowolnego z poprzedzających zastrzeżeń, znamienny tym, że wytwarza się stechiometryczny azotek galu - GaN.
  11. 11. Sposób według dowolnego z poprzedzających zastrzeżeń, znamienny tym, że jest realizowany w autoklawie o pojemności większej niż 600 cm3, korzystniej większej niż 9000 cm3.
PL409465A 2014-09-11 2014-09-11 Sposób wytwarzania monokrystalicznego azotku zawierającego gal PL231548B1 (pl)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL409465A PL231548B1 (pl) 2014-09-11 2014-09-11 Sposób wytwarzania monokrystalicznego azotku zawierającego gal
JP2017533998A JP2017533172A (ja) 2014-09-11 2015-09-09 単結晶ガリウム含有窒化物の製造方法及びこの方法により製造された単結晶ガリウム含有窒化物
CN201580061130.9A CN107109696A (zh) 2014-09-11 2015-09-09 用于制备单晶含镓氮化物的方法和用该方法制备的单晶含镓氮化物
RU2017135586A RU2017135586A (ru) 2014-09-11 2015-09-09 Способ получения монокристаллического галлийсодержащего нитрида и монокристаллический галлийсодержащий нитрид, получаемый указанным способом
US15/510,941 US20170253990A1 (en) 2014-09-11 2015-09-09 A method for producing monocrystalline gallium containing nitride and monocrystalline gallium containing nitride, prepared with this method
EP15781029.2A EP3221498A1 (en) 2014-09-11 2015-09-09 A method for producing monocrystalline gallium containing nitride and monocrystalline gallium containing nitride, prepared with this method
KR1020177009424A KR20170068470A (ko) 2014-09-11 2015-09-09 질화물을 포함하는 단결정 갈륨을 제조하는 방법 및 이 방법으로 제조된 질화물을 포함하는 단결정 갈륨
PCT/EP2015/070633 WO2016038099A1 (en) 2014-09-11 2015-09-09 A method for producing monocrystalline gallium containing nitride and monocrystalline gallium containing nitride, prepared with this method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL409465A PL231548B1 (pl) 2014-09-11 2014-09-11 Sposób wytwarzania monokrystalicznego azotku zawierającego gal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL409465A1 PL409465A1 (pl) 2016-03-14
PL231548B1 true PL231548B1 (pl) 2019-03-29

Family

ID=54325508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL409465A PL231548B1 (pl) 2014-09-11 2014-09-11 Sposób wytwarzania monokrystalicznego azotku zawierającego gal

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20170253990A1 (pl)
EP (1) EP3221498A1 (pl)
JP (1) JP2017533172A (pl)
KR (1) KR20170068470A (pl)
CN (1) CN107109696A (pl)
PL (1) PL231548B1 (pl)
RU (1) RU2017135586A (pl)
WO (1) WO2016038099A1 (pl)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE47114E1 (en) * 2008-12-12 2018-11-06 Slt Technologies, Inc. Polycrystalline group III metal nitride with getter and method of making
JP6396939B2 (ja) * 2016-03-31 2018-09-26 株式会社サイオクス 窒化物半導体基板、半導体装置、および窒化物半導体基板の製造方法
JP7469051B2 (ja) * 2020-01-15 2024-04-16 住友化学株式会社 窒化物結晶基板の製造方法、窒化物結晶基板および積層構造体
US20250109524A1 (en) * 2023-09-29 2025-04-03 Wisconsin Alumni Research Foundation Metal organic chemical vapor deposition of semi-insulating extrinsically carbon-doped group iii-nitride films

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL159165A0 (en) 2001-06-06 2004-06-01 Ammono Sp Zoo Process and apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium containing nitride
PL219601B1 (pl) 2002-12-11 2015-06-30 Ammono Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób otrzymywania objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal
PL221055B1 (pl) 2002-12-11 2016-02-29 Ammono Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób wytwarzania objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal
AU2003285767A1 (en) 2002-12-11 2004-06-30 Ammono Sp. Z O.O. Process for obtaining bulk monocrystalline gallium-containing nitride
JP4579294B2 (ja) 2004-06-11 2010-11-10 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 第１３族元素窒化物の層から製造される高電子移動度トランジスタ（ｈｅｍｔ）およびその製造方法
EP2291551B1 (en) * 2008-06-04 2018-04-25 SixPoint Materials, Inc. High-pressure vessel for growing group iii nitride crystals and method of growing group iii nitride crystals using high-pressure vessel and group iii nitride crystal
US9589792B2 (en) * 2012-11-26 2017-03-07 Soraa, Inc. High quality group-III metal nitride crystals, methods of making, and methods of use
US8461071B2 (en) * 2008-12-12 2013-06-11 Soraa, Inc. Polycrystalline group III metal nitride with getter and method of making
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
PL229568B1 (pl) 2013-05-30 2018-07-31 Ammono Spolka Akcyjna Sposób wytwarzania monokrystalicznego azotku zawierającego gal i monokrystaliczny azotek zawierający gal, wytworzony tym sposobem

Also Published As

Publication number Publication date
CN107109696A (zh) 2017-08-29
US20170253990A1 (en) 2017-09-07
EP3221498A1 (en) 2017-09-27
RU2017135586A (ru) 2019-04-05
PL409465A1 (pl) 2016-03-14
WO2016038099A1 (en) 2016-03-17
KR20170068470A (ko) 2017-06-19
JP2017533172A (ja) 2017-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100453710C (zh) 获得整体单晶性含镓氮化物的方法及装置
KR100848380B1 (ko) 갈륨 함유 질화물의 벌크 단결정 및 그의 어플리케이션
KR20090064379A (ko) 질화물 반도체의 제조 방법, 결정 성장 속도 증가제, 질화물 단결정, 웨이퍼 및 디바이스
US20090294909A1 (en) N-type group III nitride-based compound semiconductor and production method therefor
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
PL225430B1 (pl) Mineralizator do zastosowania w sposobie otrzymywania objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal w nadkrytycznym rozpuszczalniku amoniakalnym
PL231548B1 (pl) Sposób wytwarzania monokrystalicznego azotku zawierającego gal
JP2008143778A (ja) 窒化物単結晶の製造方法
PL232212B1 (pl) Sposób otrzymywania objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal w środowisku nadkrytycznego rozpuszczalnika amoniakalnego
KR20160036013A (ko) 단결정 갈륨-함유 질화물을 수득하는 방법 및 이 방법에 의해 수득된 단결정 갈륨-함유 질화물
CN1973063B (zh) 块状单晶含镓氮化物及其应用
PL225423B1 (pl) Sposób wytwarzania podłoża standaryzowanego warstwą epitaksjalną ( podłoża typu template), z objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal
HK1241940A1 (en) A method for producing monocrystalline gallium containing nitride and monocrystalline gallium containing nitride, prepared with this method
JP5066640B2 (ja) 不純物の含有量が制御された単結晶の製造方法
Ehrentraut et al. A brief review on the Na-flux method toward growth of large-size GaN crystal
JP2016521667A5 (pl)
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
PL219601B1 (pl) Sposób otrzymywania objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal
Gao et al. p-Type GaN growth from a single GaN precursor via molecular beam epitaxy and dopant activation
PL225424B1 (pl) Sposób wytwarzania podłoża typu template z objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal
PL232211B1 (pl) Sposób otrzymywania objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal w środowisku nadkrytycznego rozpuszczalnika amoniakalnego
JP2017001932A (ja) 窒化ガリウム結晶の製造方法
JP2007284267A (ja) ＧａＮ結晶の製造方法