RU2007118155A

RU2007118155A - СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ GaN ИЛИ AlGaN

Info

Publication number: RU2007118155A
Application number: RU2007118155/15A
Authority: RU
Inventors: Армин ДАДГАР (DE); Армин ДАДГАР; Алоис КРОСТ (DE); Алоис КРОСТ
Original assignee: Аззурро Семикондакторс Аг (De); Аззурро Семикондакторс Аг
Priority date: 2004-10-16
Filing date: 2005-10-17
Publication date: 2008-11-27
Also published as: HK1112268A1; EP1805353A1; JP2008516877A; KR20070084283A; RU2446236C2; EP1805353B1; US20090199763A1; DE102004050806A1; CA2583592C; CA2583592A1; ATE541963T1; CN101080516A; CN101080516B; WO2006040359A1

Claims

1. Способ получения кристалла нитрида галлия или кристалла нитрида алюминия-галлия, включающий в себя стадии:

приготовление металлического расплава из чистого галлия или из смеси алюминия и галлия в плавильном тигле;

выпаривание галлия или галлия и алюминия из металлического расплава;

разложение предшественника азота путем термического воздействия или посредством плазмы; и

осуществление монокристаллического выращивания кристалла GaN или AlGaN на затравочном кристалле под давлением менее чем 10 бар;

при котором

выпаривание галлия или галлия и алюминия проводят при температуре выше температуры выращиваемого кристалла, но, по меньшей мере, при 1000°C, и при котором

газовый поток газа азота, газа водорода, инертного газа или сочетания этих газов пропускают над поверхностью металлического расплава таким образом, что этот газовый поток над поверхностью металлического расплава предотвращает контакт предшественника азота с металлическим расплавом.

2. Способ по п.1, при котором

металлический расплав приготавливают в реакторной камере в плавильной тигельной емкости, которая, кроме, по меньшей мере, одного впуска газа-носителя и, по меньшей мере, одного отверстия для выпуска газа-носителя, закрыта со всех сторон, и при котором

газовый поток вводят в плавильную тигельную емкость через впуск газа-носителя над металлическим расплавом и транспортируют с парами металла металлического расплава из плавильной тигельной емкости через отверстие для выпуска газа-носителя, и

предшественник азота вводят в реакционную зону в реакторной камере.

3. Способ по п.1, при котором

приготовление металлического расплава включает в себя размещение плавильного тигля в реакторной камере,

газовый поток вводят в реакторную камеру через впуск газа-носителя слегка над металлическим расплавом, и

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, при котором газовый поток вводят либо в плавильную тигельную емкость, либо в реакторную камеру в направлении, параллельном поверхности металлического расплава.

5. Способ по любому из пп.1-3, при котором газовый поток вводят либо в плавильную тигельную емкость, либо в реакторную камеру в направлении, перпендикулярном поверхности металлического расплава.

6. Способ по п.1, при котором выпаривание галлия или галлия и алюминия проводят при температуре, по меньшей мере, 1100°C.

7. Способ по любому из пп.1-3, при котором в реакционную зону вводят газообразный предшественник легирующей примеси.

8. Способ по п.2 или 3, при котором легирующая примесь поступает в реакторную камеру в форме расплава или твердого вещества и выпаривается или сублимируется.

9. Способ по п.1, при котором затравочный кристалл или выращиваемый кристалл вращается во время осуществления монокристаллического выращивания кристалла.

10. Способ по любому из пп.1-3, при котором газовый поток содержит водород или состоит из водорода, и приготовление металлического расплава в плавильном тигле включает в себя использование плавильного тигля из нитрида бора BN, карбида тантала TaC, карбида кремния SiC, кварцевого стекла или углерода или сочетания двух или более из этих материалов.

11. Реакторная установка для получения кристалла нитрида галлия или кристалла нитрида алюминия-галлия, содержащая

устройство для подачи предшественника азота в реакционную зону реакторной камеры,

устройство для разложения предшественника азота в реакционной зоне путем термического воздействия или посредством плазмы,

плавильный тигель для содержания металлического расплава из чистого галлия или из смеси алюминия и галлия,

первое нагревательное устройство, которое выполнено с возможностью установления температуры металлического расплава в плавильном тигле на значение выше температуры выращиваемого кристалла, но, по меньшей мере, 1000°C,

источник газа-носителя, который выполнен с возможностью доставки газа азота, газа водорода, инертного газа или сочетания этих газов, и

по меньшей мере, один соединенный с источником газа-носителя впуск газа-носителя, который размещен и выполнен с возможностью пропускания газового потока над поверхностью металлического расплава таким образом, что этот газовый поток предотвращает контакт предшественника азота с металлическим расплавом.

12. Реакторная установка по п.11, в которой плавильный тигель выполнен в виде плавильной тигельной емкости, которая, кроме впуска газа-носителя и, по меньшей мере, одного отверстия для выпуска газа-носителя, закрыта со всех сторон, и в которой впуск газа-носителя расположен над поверхностью металлического расплава.

13. Реакторная установка по п.12, в которой первое нагревательное устройство выполнено с возможностью нагревания стенок плавильной тигельной емкости над металлическим расплавом до более высокой температуры, чем в области металлического расплава.

14. Реакторная установка по п.13, в которой отверстие для выпуска газа-носителя образует конец трубчатого выпуска и в которой предусмотрено второе нагревательное устройство, которое выполнено с возможностью нагрева стенок выпуска до более высокой температуры, чем первое нагревательное устройство нагревает стенки плавильной тигельной емкости в области металлического расплава.

15. Реакторная установка по п.11, в которой впуск газа-носителя выполнен с возможностью введения газового потока в плавильную тигельную емкость или реакторную камеру в направлении, параллельном поверхности металлического расплава.

16. Реакторная установка по п.11, в которой реакторная камера имеет входное отверстие для введения затравочного кристалла в реакционную зону.

17. Реакторная установка по п.11, в которой плавильный тигель выполнен из нитрида бора BN, карбида тантала TaC, карбида кремния SiC, кварцевого стекла или углерода или из сочетания двух или более из этих материалов.

18. Реакторная установка по п.11, содержащая устройство поддержки затравочного кристалла, которое выполнено с возможностью вращения затравочного кристалла во время выращивания кристалла.

19. Реакторная установка по п.11, содержащая второй плавильный тигель, который выполнен с возможностью содержания расплава алюминия.