WO2006011361A1 - Ｉｉｉ族窒化物単結晶およびその製造方法、ならびに半導体デバイス - Google Patents

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WO2006011361A1
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single crystal
group iii
iii nitride
liquid layer
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Seiji Nakahata
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Sumitomo Electric Industries, Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a method for producing an in-group nitride single crystal used for semiconductor devices such as light emitting elements, electronic elements, and semiconductor sensors. Specifically, the present invention relates to a method for producing a group m nitride single crystal with high yield and efficiency.
  • Group m nitride single crystals are very useful as materials for forming substrates of semiconductor devices such as light-emitting elements, electronic elements, and semiconductor sensors.
  • Such a V group nitride single crystal has hitherto been known as a vapor phase method such as HVPE (hydride vapor phase epitaxy) method, MOCVD (organic metal vapor phase epitaxy) method (for example, see Non-Patent Document 1), or It was grown by a liquid phase method such as a high nitrogen pressure synthesis method or a flux method (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).
  • a vapor phase method such as HVPE (hydride vapor phase epitaxy) method, MOCVD (organic metal vapor phase epitaxy) method
  • a liquid phase method such as a high nitrogen pressure synthesis method or a flux method (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 2).
  • a SiC single crystal can be formed at a high crystal growth rate by superimposing a SiC single crystal substrate serving as a seed crystal and a SiC polycrystalline plate via a Si melt layer. It has been proposed to lengthen the length (for example, see Patent Document 2).
  • the transport of carbon atoms in the solid phase is a problem
  • the transport of nitrogen atoms in the gas phase is a problem. It is different in that it is.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-58900
  • Patent Document 2 JP 2002-47100 A
  • Non-patent literature 1 H. Morkoc, 'Comprehensive characterization of Hvdnde VPE grown GaN layers and template "," Materials Science and Engineering “, R33, (2001), pl35 -207
  • Non-Patent Document 2 Hisanori Yamane and 2 others, “Growth of GaN single crystals by the flux method”, Applied Physics, Japan Society of Applied Physics, 2002, No. 71, No. 5, p548-552
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a group 111 nitride single crystal with high raw material yield and high crystal growth rate! That is, in order to produce a group III nitride single crystal with a high yield and a high crystal growth rate, it is a problem to transport the group III element atom and the nitrogen atom efficiently.
  • a liquid layer having a thickness of 200 m or less is formed between a substrate and a group III nitride material substrate, and a group III nitride single crystal is grown on the surface of the substrate on the liquid layer side. This is a method for producing a group nitride single crystal.
  • At least the liquid layer side surface layer of the substrate is formed of an in group nitride single crystal, and the group m nitride raw material substrate is It can be formed of group nitride polycrystal.
  • the surface layer on the liquid layer side of the substrate and the in group nitride raw material substrate are formed of the in group nitride single crystal
  • the surface on the liquid layer side can be a group m atomic surface
  • the surface on the liquid layer side of the group m nitride material substrate can be a nitrogen atom surface.
  • the liquid layer can contain at least one element selected from a group force that also has elemental force to form a group m nitride single crystal.
  • the present invention is an in-group nitride single crystal obtained by the above-described method for producing a group m nitride single crystal.
  • the present invention is a semiconductor device including the group III nitride single crystal described above.
  • the yield of the raw material is high and the crystal growth rate is high.
  • a method for producing a group III nitride single crystal can be provided.
  • FIG. 1A is a schematic diagram for explaining a method for producing a group III nitride single crystal according to the present invention.
  • FIG. 1B is a schematic diagram for explaining a method for producing a group III nitride single crystal according to the present invention.
  • FIG. 2A is a schematic diagram for explaining one specific example in the method for producing a group III nitride single crystal according to the present invention.
  • FIG. 2B is a schematic diagram for explaining one specific example in the method for producing a group III nitride single crystal according to the present invention.
  • FIG. 2C is a schematic diagram for explaining one specific example in the method for producing a group III nitride single crystal according to the present invention.
  • FIG. 3A is a schematic diagram for explaining another specific example in the method for producing a group III nitride single crystal according to the present invention.
  • FIG. 3B is a schematic diagram for explaining another specific example in the method for producing a group III nitride single crystal according to the present invention.
  • FIG. 3C is a schematic diagram for explaining another specific example in the method for producing a group III nitride single crystal according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining one specific example of a semiconductor device according to the present invention.
  • a method for producing a group III nitride crystal according to the present invention is described with reference to FIG. 1, as shown in FIG. 1A, with a thickness of 200 m or less between a substrate 1 and a group III nitride material substrate 2.
  • a group III nitride single crystal 4 is grown on the surface Is on the liquid layer side of the substrate 1. Make it.
  • the group III element and the nitrogen element in the group III nitride material substrate 2 are converted into the group III nitride material substrate 2
  • the liquid layer 3 is dissolved into the liquid layer 3 from the surface 2s on the liquid layer side, and is transported by the liquid layer 3 to the surface Is on the liquid layer side of the substrate 1 to grow the group 1 nitride single crystal 4 on the substrate 1.
  • this liquid layer is as small as 200 m or less, the transport of nitrogen does not become a rate-limiting step, and the growth rate is determined by the dissolution of nitrogen from the group X-nitride material substrate 2.
  • the crystal growth rate of the group III nitride single crystal can be increased.
  • At least the liquid layer side surface layer la of substrate 1 is formed of group III nitride single crystal, and group III nitride
  • the raw material substrate 2 is preferably formed of group III nitride polycrystal.
  • At least the liquid layer side surface layer la of the substrate 1 is formed of a group III nitride single crystal, and the same kind of group IV nitride single crystal is grown on the surface Is of the substrate 1 on the liquid layer side.
  • a large group III nitride single crystal with good crystallinity can be obtained.
  • the liquid layer side of the substrate 1 is formed.
  • the surface Is is a group III nitride single crystal surface
  • the surface 2s on the liquid layer side of the group III nitride raw material substrate 2 is a group III nitride polycrystal surface.
  • the surface of the group III nitride polycrystal has higher surface energy than the surface of the group III nitride single crystal, so the surface 2s on the liquid layer side of the group III nitride raw material substrate 2 is changed to the surface on the liquid phase side of the substrate 1.
  • At least the surface layer Is on the liquid layer side of substrate 1 and the group III nitride raw material substrate 2 are group III. It is preferably formed of a single crystal nitride, the surface Is on the liquid layer side of the substrate 1 is a group III atomic surface, and the surface 2s on the liquid layer side of the group III nitride raw material substrate 2 is a nitrogen atomic surface.
  • the surface Is on the liquid layer side of the substrate 1 is the group IV atomic plane of the group X nitride single crystal and the surface 2s on the liquid layer side of the group X nitride raw material substrate 2 is the nitrogen of the group X nitride single crystal.
  • the nitrogen atomic plane has a higher surface energy than the group III atomic plane.
  • the group X atomic plane is a group of group X element nitrides forming a group III nitride single crystal arranged in one plane, and the plane is defined as the plane X, X, X
  • the (oooi) plane corresponds to the nitride single crystal
  • the (ill) plane corresponds to the cubic group m nitride single crystal.
  • the nitrogen atom plane means that the nitrogen atoms forming the group m nitride single crystal are arranged on one plane.
  • the liquid layer 3 is not particularly limited as long as it facilitates transport of the group m nitride raw material. Although it does not exist, it is preferable to include at least one element selected from the group force of elemental force that forms a group m nitride single crystal. By containing at least one element among the elements forming the group m nitride single crystal, the transport of the group-in nitride raw material can be promoted.
  • the liquid layer is made of Al, alumina (Al 2 O 3),
  • the liquid layer preferably contains Ga or the like. Furthermore, Al Ga N single crystal (0 ⁇ ⁇ 1)
  • the liquid layer contains A1 and Z or Ga.
  • liquid layer 3 having a thickness of 200 m or less between substrate 1 and group III nitride raw material substrate 2, but the liquid From the viewpoint of easily forming the layer 3, the following two methods are preferably used.
  • the first method is as follows. First, referring to FIG. 2A, a solid layer 5 having a thickness T that is melted to form a liquid layer 3 is formed on the surface 2s of the group-II nitride raw material substrate 2, and a crystal growth capacity is formed.
  • the group III nitride raw material substrate 2 in which the solid layer 5 is formed on the substrate 1 placed in the vessel 11 is placed so that the solid layer 5 is in contact with the surface Is of the substrate 1.
  • a solid layer 5 having a thickness T that is melted on the surface Is of the substrate 1 to form the liquid layer 3 is formed on the surface Is, and III is formed on the solid layer 5.
  • Group nitride material substrate 2 is placed. Where the thickness of the group III nitride raw material substrate 2 or substrate 1 is The method for forming the solid layer 5 of T is not particularly limited.
  • a sputtering method, a vapor deposition method or the like is preferably used.
  • heating the crystal growth vessel 11 causes the solid layer 5 to melt, and the thickness between the substrate 1 and the group III nitride material substrate 2 is reduced.
  • the liquid layer 3 is formed. More
  • the crystal growth vessel 11 is held at a predetermined temperature (crystal growth temperature) for a predetermined time (crystal growth time), whereby a group III nitride is formed on the surface Is on the liquid layer side of the substrate 1 Single crystal 4 can be grown.
  • This method is preferably used when the thickness of the liquid layer is 50 m or less, more preferably 30 m or less.
  • the thickness of the liquid layer exceeds 50 m, it becomes difficult for the liquid layer 3 to escape from between the substrate 1 and the II-nitride source substrate 2 and to keep the thickness of the liquid layer 3 constant. It becomes difficult to control the growth rate of group III nitride single crystals.
  • the second method is as follows. First, referring to FIG. 3A, for example, the outer circumference of the substrate 1 placed in the crystal growth vessel 11 is divided into four equal parts, and the spacer 12 having a thickness T is provided at four points.
  • the group III nitride raw material substrate 2 is placed on the spacer 12, and the solid layer 5 that is melted and becomes the liquid layer 3 is placed on the group III nitride raw material substrate 2. Therefore, at this time, a gap 13 having a distance T between the substrate 1 and the group III nitride raw material substrate 2 is formed.
  • the crystal growth vessel 11 is provided with a vacuum pump 14 for evacuating the crystal growth vessel 11.
  • the crystal growth vessel 11 is heated and evacuated with the vacuum pump 14, whereby the solid layer 5 is melted to form the liquid layer 3, and the liquid layer 3 is A liquid layer 3 having a thickness T is formed between the substrate 1 and the group VIII nitride raw material substrate 2 and extends to every corner of the void 13.
  • Crystal growth vessel 11 by holding the crystal growth vessel 11 at a predetermined temperature (crystal growth temperature) for a predetermined time (crystal growth time), a group III nitride unit is formed on the surface Is on the liquid layer side of the substrate 1. Crystal 4 can be grown.
  • the degree of vacuum in the crystal growth vessel 11 is not particularly limited as long as the liquid layer 3 is sufficient to spread to every corner of the gap portion 13.
  • lkPa (0. Olatm) or less. can do.
  • This method can easily form a liquid layer having a thickness of 50 m or more, and the thickness of the spacer. This is excellent in that the thickness of the liquid layer can be set freely.
  • a group III nitride single crystal according to the present invention is obtained by the above-described method for producing a group III nitride single crystal.
  • a semiconductor device is a semiconductor device including the above-mentioned group IV nitride single crystal.
  • the group III nitride single crystal is included in a semiconductor device as a group III nitride single crystal substrate, for example.
  • one semiconductor device includes an n-type GaN layer 22, an InGaN layer 23, and an A1 GaN layer 24 on a group III nitride single crystal substrate 21.
  • P-type GaN layer P-type GaN layer
  • n-side electrode 31 is formed on the lower surface of the group III nitride single crystal substrate 11 and a p-side electrode 32 is formed on the upper surface of the p-type GaN layer 25. Be emitted.
  • a substrate 1 in which an A1N single crystal layer having a thickness of 5 m is grown on a sapphire substrate having a diameter of 15 mm by the MOCVD method, and a group III nitride material substrate 2 having a diameter of 15 mm ⁇ thickness of lmm A1N polycrystalline substrate was prepared.
  • an A1 metal layer having a thickness of 10 m was formed as a solid layer 5 on one surface of the group III nitride material substrate 2 by sputtering.
  • the crystal growth vessel 11 is heated to melt the A1 metal layer, which is the solid layer 5, and between the substrate 1 and the group III nitride raw material substrate 2.
  • An A1 melt layer having a thickness of 10 ⁇ m as the liquid layer 3 was formed.
  • the surface of the liquid layer side of substrate 1 is heated by heating crystal growth container 11 to 1800 ° C. (crystal growth temperature) and holding it for 3 hours (crystal growth time).
  • crystal growth temperature crystal growth temperature
  • crystal growth time 3 hours
  • the crystal growth rate was 3 O / z mZhr.
  • the single crystals of the examples in the present application were confirmed to be single crystals by XRD (X-ray diffraction) method. The results are summarized in a table. [0041] (Example 2)
  • a substrate 1 in which an A1N single crystal layer having a thickness of 5 m is grown on a sapphire substrate having a diameter of 15 mm by MOCVD and a group III nitride material substrate 2 having a diameter of 15 mm ⁇ thickness of 1 mm A1N polycrystalline substrate was prepared.
  • a spacer 12 having a thickness of 35 nm is placed on four points on the substrate 1 arranged in the crystal growth vessel 11, for example, on the outer periphery, and the group III nitride is placed on the spacer 12.
  • the raw material substrate 2 was placed, and the A1 metal was placed as the solid layer 5 which was melted on the group III nitride raw material substrate 2 to become the liquid layer 3.
  • a gap 13 having a distance of 35 nm between the substrate 1 and the group III nitride material substrate 2 was formed.
  • the crystal growth vessel 11 is heated to 1000 ° C., and the vacuum pump 14 is used for lkPa (0.
  • the A1 metal that is the solid layer 5 is melted to form the liquid layer 3 with the A1 melt, and this liquid layer 3 spreads to every corner of the gap 13 to form the substrate 1 and An A1 melt layer (liquid layer 3) having a thickness of 35 nm is formed between the group III nitride raw material substrate 2 and the substrate.
  • the crystal growth vessel 11 is heated to 1800 ° C. and held for 3 hours, whereby a group III nitride single crystal is formed on the surface Is on the liquid layer side of the substrate 1. 4 A1N single crystal with a thickness of 27 m was grown. The crystal growth rate was 9 / z mZhr. The results are summarized in a table.
  • A1N single crystal substrate with a diameter of 15 mm and a thickness of 500 m is used as the substrate, and the distance between the substrate and the group III nitride material substrate (equal to the thickness of the liquid layer, the same shall apply hereinafter) is 150; ⁇ ⁇ , crystal growth
  • An A1N single crystal having a thickness of 16 ⁇ m was grown in the same manner as in Example 2 except that the temperature was 2100 ° C. and the crystal growth time was 4 hours. The crystal growth rate was 4 ⁇ mZhr. The results are summarized in a table.
  • Y O -A1 O (mass ratio 40:60) is used as the material of the solid layer, and the diameter is 15 mm as the substrate.
  • Example 2 Same as Example 1 except that a 500 m thick A1N single crystal substrate was used, the distance between the substrate and the group III nitride material substrate was 22 / ⁇ ⁇ , and the crystal growth time was 2 hours. An A1N crystal having a thickness of m was grown. The crystal growth rate was 18 mZhr. Table the results I stopped.
  • Gd O -A1 O (mass ratio 15:85) is used as the material of the solid layer, and the diameter is 15 mm as the substrate.
  • Example 1 except that a 500 m thick A1N single crystal substrate was used, the distance between the substrate and the group III nitride material substrate was 20 / ⁇ ⁇ , and the crystal growth time was 0.5 hours. Similarly, an A1N crystal having a thickness of 10.5 ⁇ m was grown. The crystal growth rate was 21 ⁇ mZhr. The results are summarized in a table.
  • Sm O -A1 O (mass ratio 55:45) is used as the material of the solid layer, and the diameter is 15 mm as the substrate
  • Example 1 except that a 500 m thick A1N single crystal substrate was used, the distance between the substrate and the group III nitride material substrate was 20 / ⁇ ⁇ , and the crystal growth time was 0.5 hours. Similarly, an A1N crystal having a thickness of 10.5 ⁇ m was grown. The crystal growth rate was 21 ⁇ mZhr. The results are summarized in a table.
  • Sm O -A1 O (mass ratio 55:45) is used as the material of the solid layer, and the diameter is 15 mm as the substrate
  • Example 2 Similar to Example 2, except that a 500 m thick A1N single crystal substrate was used and the distance between the substrate and the group III nitride raw material substrate was 200 m. Crystals were grown. The crystal growth rate was 3 mZhr. The results are summarized in a table.
  • a hexagonal GaN single crystal substrate having a diameter of 15 mm and a thickness of 350 m was prepared as the substrate 1 and the group III nitride material substrate 2, and the nitrogen of the group III nitride material substrate 2 was prepared.
  • a 10 ⁇ m thick Na metal layer was formed as a solid layer 5 by sputtering.
  • the group III nitride raw material substrate 2 having the solid layer 5 formed on the group III element surface ((0001) surface) of the substrate 1 placed in the crystal growth vessel 11 such as a crucible is connected to the solid layer 5 and the substrate.
  • the plate 1 was placed in contact with the group III element surface ((0001) surface).
  • the crystal growth vessel 11 is heated to melt the Na metal layer, which is the solid layer 5, between the substrate 1 and the group III nitride material substrate 2.
  • a Na melt layer having a thickness of 10 ⁇ m as the liquid layer 3 was formed.
  • the crystal growth vessel 11 is heated to 800 ° C. and held for 2 hours, whereby the surface Is (group III atomic plane, (0001) on the liquid layer side of the substrate 1 A 30 m-thick GaN single crystal, which is a group III nitride single crystal 4, was grown on the surface.
  • the crystal growth rate is 15 mZ hr.
  • a hexagonal GaN single crystal substrate having a diameter of 15 mm and a thickness of 350 / zm was prepared as substrate 1 and group III nitride material substrate 2.
  • a spacer 12 having a thickness of 20 nm is placed on four points, for example, on the outer circumference of the group 1 element atomic plane (Ga plane, (0001) plane) of the substrate 1 placed in the crystal growth vessel 11.
  • the group III nitride source substrate 2 is placed on the spacer 12, and the group III element atomic plane (Ga plane) of the group III nitride source substrate 2 is the nitrogen atom plane (N plane, (000-1) plane).
  • the crystal growth vessel 11 is heated to 300 ° C. and evacuated to lkPa (0.0 latm) with the vacuum pump 14, so that the Ga metal as the solid layer 5 is melted and dissolved in Ga.
  • a liquid layer 3 is formed from the liquid, and this liquid layer 3 extends to every corner of the gap 13, and a Ga melt layer (liquid layer) having a thickness of 20 nm is formed between the substrate 1 and the group III nitride raw material substrate 2. 3) was formed.
  • the crystal growth vessel 11 is heated to 800 ° C. and held for 6 hours, whereby a group III nitride single crystal 4 is formed on the surface Is on the liquid layer side of the substrate 1.
  • a 48 m thick GaN single crystal was grown.
  • the crystal growth rate was 8 / z mZhr. The results are summarized in a table.
  • AlGaN calcined body with a diameter of 15 mm and a thickness of 1 mm GaN powder and A1N powder (4 in molar ratio) as a substrate 1 on which a single crystal layer was grown by MOCVD and a group III nitride material substrate 2 : Mixed with 1)
  • a Na—Al—Ga alloy layer (mass ratio 5: 2: 3) having a thickness of 20 ⁇ m was formed as a solid layer 5 on one surface of the substrate 1 by sputtering.
  • the group III nitride raw material substrate 2 was placed on the solid layer 5 of the substrate 1 placed in the crystal growth vessel 11 such as a crucible.
  • the Al—Ga alloy layer was melted to form a 20 ⁇ m thick Na—Al—Ga melt layer as the liquid layer 3 between the substrate 1 and the group III nitride material substrate 2.
  • the crystal growth vessel 11 is heated to 800 ° C. (crystal growth temperature).
  • Crystal growth time By holding for 6 hours (crystal growth time), a 54 m-thick A1N single crystal, which is a group III nitride single crystal 4, was grown on the surface Is on the liquid layer side of the substrate 1. Crystal growth rate is 90
  • A1N crystal with a thickness of 0.6 / zm was obtained in the same way as in Example 1, except that the distance between the substrate and the group IV nitride substrate was 300 m. Also, the crystal growth rate was as low as 0.2 / z mZhr. The results are summarized in a table.
  • a liquid with a thickness of 200 m or less between the substrate and the group III nitride material substrate could be obtained with high yield and high crystal growth rate by forming the body layer and growing the group IV nitride single crystal on the surface of the liquid layer side of the substrate. .
  • Example 8 the surface of a GaN single crystal having a diameter of 15 mm and a thickness of 30 ⁇ m obtained on the GaN single crystal substrate (Group III nitride single crystal substrate 21) obtained by mirror polishing was obtained.
  • MOCVD ⁇ -type GaN layer 22 with a thickness of 5 ⁇ m, InGaN layer 23 with a thickness of 3 nm, Al with a thickness of 60 nm
  • a GaN layer 24 and a p-type GaN layer 25 having a thickness of 150 nm were sequentially grown.
  • each chip has a minute
  • n-side electrode 31 with a diameter of 80 m X and a thickness of lOOnm was formed at the center of the lower surface of the GaN substrate when separated, and a p-side electrode 32 with a thickness of lOOnm was formed on the upper surface of the p-type GaN layer 25 .
  • the group III nitride layer 20 was separated into 400 ⁇ 400 / ⁇ m chips to form an LED as the semiconductor device 40.
  • the emission spectrum of this LED was measured with a spectrometer, it had an emission spectrum with a peak wavelength of 450 nm!

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Abstract

　原料の収率が高く、かつ、結晶の成長速度が高いＩＩＩ族窒化物単結晶の製造方法を提供する。 　基板１とＩＩＩ族窒化物原料基板２との間に厚さ２００μｍ以下の液体層３を形成し、基板１の液体層側の表面１ｓ上にＩＩＩ族窒化物単結晶４を成長させるＩＩＩ族窒化物単結晶の製造方法。ここで、基板１の少なくとも液体層側の表面層１ａをＩＩＩ族窒化物単結晶で形成し、ＩＩＩ族窒化物原料基板２をＩＩＩ族窒化物多結晶で形成することができる。また、基板１の少なくとも液体層側の表面層１ａおよびＩＩＩ族窒化物原料基板２をＩＩＩ族窒化物単結晶で形成し、基板１の液体層側の表面１ｓをＩＩＩ族原子面とし、ＩＩＩ族窒化物原料基板２の液体層側の表面２ｓを窒素原子面とすることができる。

Description

III族窒化物単結晶およびその製造方法、ならびに半導体デバイス 技術分野
[0001] 本発明は、発光素子、電子素子、半導体センサなどの半導体デバイスに用いられ る in族窒化物単結晶の製造方法に関する。詳しくは、本発明は、 m族窒化物単結 晶を収率よくかつ効率的に製造する方法に関する。
背景技術
[0002] m族窒化物単結晶は、発光素子、電子素子、半導体センサなどの半導体デバイス の基板などを形成するための材料として非常に有用なものである。
[0003] かかる ΠΙ族窒化物単結晶は、従来、 HVPE (ハイドライド気相成長）法、 MOCVD ( 有機金属気相成長)法などの気相法 (たとえば、非特許文献 1を参照）、または、高窒 素圧合成法、フラックス法などの液相法 (たとえば、特許文献 1および非特許文献 2を 参照）によって成長させられていた。
[0004] し力し、 HVPE法、 MOCVD法などの気相法にお!、ては、 ΠΙ族窒化物単結晶の原 料 (すなわち、 ΠΙ族元素および窒素）を気相で輸送するため、原料の収率が 1%程度 と非常に低くなる。
[0005] また、高窒素圧合成法、フラックス法などの液相法にぉ 、ては、液相中への窒素の 溶解量が非常に低いため、 ΠΙ族窒化物単結晶の成長速度が非常に低くなる。
[0006] また、 SiC単結晶の成長に関しては、種結晶となる SiC単結晶基板と SiC多結晶板 とを Si融液層を介して重ね合わせることにより、高い結晶成長速度で SiC単結晶を成 長させることが提案されている（たとえば、特許文献 2を参照)。しかし、 SiC単結晶の 成長においては、固相である炭素原子の輸送が問題になっているのに対し、 III族窒 化物単結晶の成長においては、気相である窒素原子の輸送が問題となっている点で 異なる。
特許文献 1：特開 2001- 58900号公報
特許文献 2：特開 2002-47100号公報
非特干文献 1 : H. Morkoc, 'Comprehensive characterization of Hvdnde VPE grown GaN layers and template", "Materials Science and Engineering", R33, (2001), pl35 -207
非特許文献 2 :山根久典、他 2名， 「フラックス法による GaN単結晶の育成」，応用物 理，社団法人応用物理学会， 2002年，第 71卷，第 5号， p548- 552
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 本発明は、原料の収率が高く、かつ、結晶の成長速度が高!、111族窒化物単結晶の 製造方法を提供することを目的とする。すなわち、 III族窒化物単結晶を収率よくかつ 高 、結晶成長速度で製造するためには、 ΠΙ族元素原子および窒素原子を 、かに効 率よく輸送させるかが課題となる。
課題を解決するための手段
[0008] 本発明は、基板と III族窒化物原料基板との間に厚さ 200 m以下の液体層を形成 し、基板の液体層側の表面上に ΠΙ族窒化物単結晶を成長させる ΠΙ族窒化物単結晶 の製造方法である。
[0009] 本発明に力かる III族窒化物単結晶の製造方法にぉ 、て、基板の少なくとも液体層 側の表面層を in族窒化物単結晶で形成し、 m族窒化物原料基板を m族窒化物多 結晶で形成することができる。
[ooio] また、本発明にかかる m族窒化物単結晶の製造方法において、基板の少なくとも 液体層側の表面層および in族窒化物原料基板を in族窒化物単結晶で形成し、基 板の液体層側の表面を m族原子面とし、 m族窒化物原料基板の液体層側の表面を 窒素原子面とすることができる。さらに、液体層に m族窒化物単結晶を形成する元素 力もなる群力 選ばれる少なくとも 1種類の元素を含めることができる。
[ooii] また、本発明は、上記の m族窒化物単結晶の製造方法によって得られた in族窒化 物単結晶である。
[0012] さらに、本発明は、上記の III族窒化物単結晶を含む半導体デバイスである。
発明の効果
[0013] 上記のように、本発明によれば、原料の収率が高ぐかつ、結晶の成長速度が高い III族窒化物単結晶の製造方法を提供することができる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1A]本発明にかかる III族窒化物単結晶の製造方法を説明する模式図である。
[図 1B]本発明にかかる III族窒化物単結晶の製造方法を説明する模式図である。
[図 2A]本発明にかかる III族窒化物単結晶の製造方法における一つの具体例を説明 する模式図である。
[図 2B]本発明にかかる III族窒化物単結晶の製造方法における一つの具体例を説明 する模式図である。
[図 2C]本発明にかかる III族窒化物単結晶の製造方法における一つの具体例を説 明する模式図である。
[図 3A]本発明にかかる III族窒化物単結晶の製造方法における別の具体例を説明す る模式図である。
[図 3B]本発明にかかる III族窒化物単結晶の製造方法における別の具体例を説明す る模式図である。
[図 3C]本発明にかかる III族窒化物単結晶の製造方法における別の具体例を説明 する模式図である。
[図 4]本発明にかかる半導体デバイスにおける一つの具体例を説明する模式図であ る。
符号の説明
[0015] 1 基板、 la 表面層、 Is, 2s 表面、 2 ΠΙ族窒化物原料基板、 3 液体層、
4 ΠΙ族窒化物単結晶、 5 固体層、 11 結晶成長容器、 12 スぺーサ、
13 空隙部、 14 真空ポンプ、 20 III族窒化物層、 21 ΠΙ族窒化物単結晶基板、 22 n型 GaN層、 23 In Ga N層、 24 A1 Ga N層、 25 p型 GaN層、
0.2 0.8 0.2 0.8
31 n側電極、 32 p側電極、 40 半導体デバイス、 45 発光。
発明を実施するための最良の形態
[0016] 本発明にかかる III族窒化物結晶の製造方法は、図 1を参照して、図 1Aに示すよう に、基板 1と III族窒化物原料基板 2との間に厚さ 200 m以下の液体層 3を形成し、 図 1Bに示すように、基板 1の液体層側の表面 Is上に III族窒化物単結晶 4を成長さ せる。
[0017] 基板 1と III族窒化物原料基板 2との間に液体層 3を形成することにより、 III族窒化 物原料基板 2中の III族元素および窒素元素が、 III族窒化物原料基板 2の液体層側 の表面 2sから液体層 3に溶け出して、液体層 3によって、基板 1の液体層側の表面 Is まで輸送されて、基板 1上に ΠΙ族窒化物単結晶 4を成長させる。
[0018] ここで、 ΠΙ族元素および窒素は液体層中を輸送されるため原料の収率が高くなる。
また、この液体層の厚さは 200 m以下と非常に小さいため、窒素の輸送が律速段 階とならず、 ΠΙ族窒化物原料基板 2からの窒素の溶け出しにより成長速度が決まるた め、 III族窒化物単結晶の結晶成長速度を高めることができる。
[0019] 本発明にかかる III族窒化物単結晶の製造方法において、図 1を参照して、基板 1 の少なくとも液体層側の表面層 laを III族窒化物単結晶で形成し、 III族窒化物原料 基板 2を III族窒化物多結晶で形成することが好ましい。
[0020] 基板 1の少なくとも液体層側の表面層 laを III族窒化物単結晶で形成し、基板 1の 液体層側の表面 Is上に、同種類の ΠΙ族窒化物単結晶を成長させることにより、結晶 性のよい大きな III族窒化物単結晶が得られる。また、基板 1の少なくとも液体層側の 表面層 laを III族窒化物単結晶で形成し、 III族窒化物原料基板 2を III族窒化物多 結晶で形成することにより、基板 1の液体層側の表面 Isは III族窒化物単結晶表面と なり、 ΠΙ族窒化物原料基板 2の液体層側の表面 2sは III族窒化物多結晶表面となる 。このとき、 III族窒化物多結晶表面は III族窒化物単結晶表面よりも表面エネルギー が高 、ため、 III族窒化物原料基板 2の液体層側の表面 2sから基板 1の液相側の表 面 Isへの ΠΙ族窒化物原料の輸送が促進される。
[0021] また、本発明にかかる III族窒化物単結晶の製造方法において、図 1を参照して、基 板 1の少なくとも液体層側の表面層 Isおよび ΠΙ族窒化物原料基板 2を III族窒化物 単結晶で形成し、基板 1の液体層側の表面 Isを III族原子面とし、 III族窒化物原料 基板 2の液体層側の表面 2sを窒素原子面とすることが好ましい。
[0022] 基板 1の液体層側の表面 Isを ΠΙ族窒化物単結晶の ΠΙ族原子面と、 ΠΙ族窒化物原 料基板 2の液体層側の表面 2sを ΠΙ族窒化物単結晶の窒素原子面とすることにより、 窒素原子面は III族原子面よりも表面エネルギーが高 、ことから、 III族窒化物原料基 板 2の液体層側の表面 2sから基板 1の液相側の表面 Isへの m族窒化物原料の輸送 が促進される。
[0023] ここで、 ΠΙ族原子面とは、 III族窒化物単結晶を形成する ΠΙ族元素原子が一平面上 に配列して 、る場合のその平面を 、 、、六方晶系の ΠΙ族窒化物単結晶にお ヽては（ oooi)面が、立方晶系の m族窒化物単結晶においては（ill)面が該当する。また 、窒素原子面とは、 m族窒化物単結晶を形成する窒素原子が一平面上に配列して
V、る場合のその平面を 、、六方晶系の ΠΙ族窒化物単結晶にお 、ては (000-1)面 力 立方晶系の m族窒化物単結晶においては (-1-1-1)面が該当する。
[0024] また、本発明にかかる m族窒化物単結晶の製造方法において、図 1を参照して、液 体層 3は、 m族窒化物原料の輸送を促進するものであれば特に制限はないが、 m族 窒化物単結晶を形成する元素力 なる群力 選ばれる少なくとも 1種類の元素を含 むことが好ましい。 m族窒化物単結晶を形成する元素のうち少なくとも 1種類の元素 を含むことにより、 in族窒化物原料の輸送を促進することができる。
[0025] 具体的には、 A1N単結晶を成長させる場合には、液体層が Al、アルミナ (Al O )、
2 3 希土類元素酸化物とアルミナの複合化合物 (R O -Al O、ここで R
2 3 2 3 は希土類元素を 示す)などを含んでいることが好ましい。また、 GaN単結晶を成長させる場合には、液 体層が Gaなどを含んでいることが好ましい。さらに、 Al Ga N単結晶（0<χ< 1)を
1
成長させる場合には、液体層が A1および Zまたは Gaなどを含んで 、ることが好まし い。
[0026] ここで、図 1を参照して、基板 1と III族窒化物原料基板 2との間に厚さ 200 m以下 の液体層 3を形成する方法には、特に制限はないが、液体層 3を容易に形成する観 点から、以下の 2つの方法が好ましく用いられる。
[0027] 1つめの方法は、以下のとおりである。まず、図 2Aを参照して、 ΠΙ族窒化物原料基 板 2の表面 2s上に、融解して液体層 3となる厚さ Tの固体層 5を形成し、結晶成長容
1
器 11内に配置された基板 1上に固体層 5が形成された III族窒化物原料基板 2を、固 体層 5が基板 1の表面 Isに接するように載せる。または、基板 1の表面 Is上に融解し て液体層 3となる厚さ Tの固体層 5をその表面 Is上に形成し、その固体層 5上に III
1
族窒化物原料基板 2を載せる。ここで、 III族窒化物原料基板 2または基板 1上に厚さ Tの固体層 5を形成する方法には、特に制限はないが、固体層 5の形成が容易な観
1
から、スパッタ法、蒸着法などが好ましく用いられる。
[0028] 次に、図 2Βを参照して、結晶成長容器 11を加熱することにより、上記固体層 5が融 解して、基板 1と ΠΙ族窒化物原料基板 2との間に厚さ Τの液体層 3が形成される。さら
1
に、図 2Cを参照して、結晶成長容器 11を所定温度 (結晶成長温度)で所定時間（結 晶成長時間）保持することにより、基板 1の液体層側の表面 Is上に III族窒化物単結 晶 4を成長させることができる。
[0029] この方法は、液体層の厚さが 50 m以下、より好ましくは 30 m以下のときに好ま しく用いられる方法である。液体層の厚さが 50 mを超えると、液体層 3が、基板 1と I II族窒化物原料基板 2との間から逃げ出して、液体層 3の厚さを一定に維持すること が困難となり、 III族窒化物単結晶の成長速度を制御するのが困難となる。
[0030] 2つめの方法は、以下のとおりである。まず、図 3Aを参照して、結晶成長容器 11に 配置された基板 1上のたとえば外周上を 4等分する 4点に厚さ Tのスぺーサ 12を介
2
在させて、スぺーサ 12上に III族窒化物原料基板 2を載せ、 III族窒化物原料基板 2 上に融解して液体層 3となる固体層 5を載せる。したがって、このとき、基板 1と III族窒 化物原料基板 2との間には、両者の距離が Tの空隙部 13が形成されている。
2
なお、結晶成長容器 11には、結晶成長容器 11内を真空引きするための真空ポンプ 14が配置されている。
[0031] 次に、図 3Bを参照して、結晶成長容器 11を加熱するとともに真空ポンプ 14で真空 引きすること〖こより、固体層 5は融解して液体層 3が形成され、液体層 3は空隙部 13 の隅々にまで広がり、基板 1と ΠΙ族窒化物原料基板 2との間に厚さ Tの液体層 3が形
2
成される。さらに、図 3Cを参照して、結晶成長容器 11を所定温度 (結晶成長温度)で 所定時間（結晶成長時間)保持することにより、基板 1の液体層側の表面 Is上に III族 窒化物単結晶 4を成長させることができる。
[0032] ここで、結晶成長容器 11内の真空度は、液体層 3が空隙部 13の隅々にまで広がる のに十分なものであれば特に制限はなぐたとえば lkPa (0. Olatm)以下とすること ができる。
[0033] この方法は、厚さが 50 m以上の液体層も容易に形成できる点、スぺーサの厚さ により液体層の厚さを自由に設定できる点で優れて 、る。
[0034] 本発明にかかる III族窒化物単結晶は、上記 III族窒化物単結晶の製造方法によつ て得られたものである。
[0035] また、本発明に力かる半導体デバイスは、上記 ΠΙ族窒化物単結晶を含む半導体デ バイスである。上記 III族窒化物単結晶は、たとえば、 III族窒化物単結晶基板として 半導体デバイスに含まれる。
[0036] たとえば、本発明にかかる一の半導体デバイスは、図 4を参照して、 III族窒化物単 結晶基板 21上に、 n型 GaN層 22、 In Ga N層 23、A1 Ga N層 24、 p型 GaN層
0.2 0.8 0.2 0.8
25が順次形成され、さらに III族窒化物単結晶基板 11の下面に n側電極 31、 p型 Ga N層 25の上面には p側電極 32が形成された半導体デバイス 40であり、発光 45を発 する。
実施例
[0037] (実施例 1)
まず、図 2Aを参照して、直径 15mmのサファイア基板上に厚さ 5 mの A1N単結晶 層を MOCVD法で成長させた基板 1と、 III族窒化物原料基板 2として直径 15mm X 厚さ lmmの A1N多結晶基板とを準備した。ここで、 III族窒化物原料基板 2の一つの 表面には、固体層 5としてスパッタ法により厚さ 10 mの A1金属層を形成した。
[0038] 次いで、坩堝などの結晶成長容器 11に配置された基板 1上に、固体層 5が形成さ れた ΠΙ族窒化物原料基板 2を、固体層 5と基板 1の A1N単結晶層とが接するように載 せた。
[0039] 次に、図 2Bを参照して、結晶成長容器 11を加熱することにより、固体層 5である A1 金属層を融解させて、基板 1と III族窒化物原料基板 2との間に液体層 3である厚さ 1 0 μ mの A1融液層を形成した。
[0040] さらに、図 2Cを参照して、結晶成長容器 11を 1800°C (結晶成長温度)まで加熱し て 3時間（結晶成長時間)保持することにより、基板 1の液体層側の表面 Is上に III族 窒化物単結晶 4である厚さ 90 mの A1N単結晶を成長させた。結晶の成長速度は 3 O /z mZhrであった。なお、本願における実施例の単結晶は XRD (X線回折)法によ り、単結晶であることを確認した。結果を表にまとめた。 [0041] (実施例 2)
まず、図 3Aを参照して、直径 15mmのサファイア基板上に厚さ 5 mの A1N単結晶 層を MOCVD法で成長させた基板 1と、 III族窒化物原料基板 2として直径 15mm X 厚さ 1mmの A1N多結晶基板とを準備した。
[0042] 次いで、結晶成長容器 11に配置された基板 1上のたとえば外周上を 4等分する 4 点に厚さ 35nmのスぺーサ 12を載せ、そのスぺーサ 12上に III族窒化物原料基板 2 を載せ、その ΠΙ族窒化物原料基板 2上に融解して液体層 3となる固体層 5として A1金 属を載せた。このとき、基板 1と III族窒化物原料基板 2との間には、両者の距離が 35 nmの空隙部 13が形成されていた。
[0043] 次に、結晶成長容器 11を 1000°Cまで加熱するとともに真空ポンプ 14で lkPa (0.
Olatm)まで真空引きすることにより、固体層 5である A1金属は融解して A1融液で液 体層 3が形成され、この液体層 3は空隙部 13の隅々にまで広がり、基板 1と III族窒化 物原料基板 2との間に厚さ 35nmの A1融液層（液体層 3)が形成される。
[0044] さらに、図 3Cを参照して、結晶成長容器 11を 1800°Cまで加熱して、 3時間保持す ることにより、基板 1の液体層側の表面 Is上に III族窒化物単結晶 4である厚さ 27 mの A1N単結晶を成長させた。結晶の成長速度は、 9 /z mZhrであった。結果を表 にまとめた。
[0045] (実施例 3)
基板として直径 15mm X厚さ 500 mの A1N単結晶基板を用い、基板と III族窒化 物原料基板との間の距離 (液体層の厚さに等しい、以下同じ)を 150 ;ζ ΐη、結晶成長 温度を 2100°C、結晶成長時間を 4時間とした以外は、実施例 2と同様にして、厚さ 1 6 μ mの A1N単結晶を成長させた。結晶の成長速度は 4 μ mZhrであった。結果を 表にまとめた。
[0046] (実施例 4)
固体層の材質として Y O -A1 O (質量比 40 : 60)を用い、基板として直径 15mm
2 3 2 3
X厚さ 500 mの A1N単結晶基板を用い、基板と III族窒化物原料基板との間の距 離を 22 /ζ πι、結晶成長時間を 2時間とした以外は、実施例 1と同様にして、厚さ mの A1N結晶を成長させた。結晶の成長速度は 18 mZhrであった。結果を表にま とめた。
[0047] (実施例 5)
固体層の材質として Gd O -A1 O (質量比 15 : 85)を用い、基板として直径 15mm
2 3 2 3
X厚さ 500 mの A1N単結晶基板を用い、基板と III族窒化物原料基板との間の距 離を 20 /ζ πι、結晶成長時間を 0. 5時間とした以外は、実施例 1と同様にして、厚さ 1 0. 5 μ mの A1N結晶を成長させた。結晶の成長速度は 21 μ mZhrであった。結果 を表にまとめた。
[0048] (実施例 6)
固体層の材質として Sm O -A1 O (質量比 55 : 45)を用い、基板として直径 15mm
2 3 2 3
X厚さ 500 mの A1N単結晶基板を用い、基板と III族窒化物原料基板との間の距 離を 20 /ζ πι、結晶成長時間を 0. 5時間とした以外は、実施例 1と同様にして、厚さ 1 0. 5 μ mの A1N結晶を成長させた。結晶の成長速度は 21 μ mZhrであった。結果 を表にまとめた。
[0049] (実施例 7)
固体層の材質として Sm O -A1 O (質量比 55 : 45)を用い、基板として直径 15mm
2 3 2 3
X厚さ 500 mの A1N単結晶基板を用い、基板と III族窒化物原料基板との間の距 離を 200 mとした以外は、実施例 2と同様にして、厚さ 9 /z mの A1N結晶を成長さ せた。結晶の成長速度は 3 mZhrであった。結果を表にまとめた。
[0050] (実施例 8)
まず、図 2Aを参照して、基板 1および III族窒化物原料基板 2として直径 15mm X 厚さ 350 mの六方晶系の GaN単結晶基板を準備し、 III族窒化物原料基板 2の窒 素原子面（（000-1)面）上に、固体層 5としてスパッタ法により厚さ 10 μ mの Na金属 層を形成した。次いで、坩堝などの結晶成長容器 11に配置された基板 1の III族元素 面（(0001)面)上に、固体層 5が形成された III族窒化物原料基板 2を、固体層 5と基 板 1の III族元素面（（0001)面）とが接するように載せた。
[0051] 次に、図 2Bを参照して、結晶成長容器 11を加熱することにより、固体層 5である Na 金属層を融解させて、基板 1と III族窒化物原料基板 2との間に液体層 3である厚さ 1 0 μ mの Na融液層を形成した。 [0052] さらに、図 2Cを参照して、結晶成長容器 11を 800°Cまで加熱して 2時間保持するこ とにより、基板 1の液体層側の表面 Is (III族原子面、（0001)面）上に III族窒化物単 結晶 4である厚さ 30 mの GaN単結晶を成長させた。結晶の成長速度は 15 mZ hrであつ 7こ。
[0053] (実施例 9)
まず、図 3Aを参照して、基板 1および III族窒化物原料基板 2として直径 15mm X 厚さ 350 /z mの六方晶系の GaN単結晶基板を準備した。次いで、結晶成長容器 11 に配置された基板 1の ΠΙ族元素原子面（Ga面、（0001)面）上のたとえば外周上を 4 等分する 4点に厚さ 20nmのスぺーサ 12を載せ、そのスぺーサ 12上に III族窒化物 原料基板 2を、 III族窒化物原料基板 2の窒素原子面 (N面、（000-1)面）が基板 1の III族元素原子面 (Ga面、（0001)面）に対向するように載せ、この III族窒化物原料 基板 2上に融解して液体層 3となる固体層 5として Ga金属を載せた。このとき、基板 1 と ΙΠ族窒化物原料基板 2との間には、両者の距離が 20nmの空隙部 13が形成され ていた。
[0054] 次に、結晶成長容器 11を 300°Cまで加熱するとともに真空ポンプ 14で lkPa (0. 0 latm)まで真空引きすること〖こより、固体層 5である Ga金属は融解して Ga融液で液 体層 3が形成され、この液体層 3は空隙部 13の隅々にまで広がり、基板 1と III族窒化 物原料基板 2との間に厚さ 20nmの Ga融液層（液体層 3)が形成された。
[0055] さらに、図 3Cを参照して、結晶成長容器 11を 800°Cまで加熱して、 6時間保持する ことにより、基板 1の液体層側の表面 Is上に III族窒化物単結晶 4である厚さ 48 m の GaN単結晶を成長させた。結晶の成長速度は、 8 /z mZhrであった。結果を表に まとめた。
[0056] (実施例 10)
まず、図 2Aを参照して、直径 15mmのサファイア基板上に厚さ 2 mの Al Ga N
0.2 0.8 単結晶層を MOCVD法で成長させた基板 1と、 III族窒化物原料基板 2として直径 15 mm X厚さ 1mmの Al Ga N仮焼体（GaN粉末と A1N粉末と（モル比で 4： 1)との混
0.2 0.8
合物を仮焼したもの）を準備した。ここで、基板 1の一つの表面には、固体層 5として スパッタ法により厚さ 20 μ mの Na-Al-Ga合金層（質量比で 5 : 2 : 3)を形成した。次 いで、坩堝などの結晶成長容器 11に配置された基板 1の固体層 5上に、 III族窒化 物原料基板 2を載せた。
[0057] 次に、図 2Bを参照して、結晶成長容器 11を加熱することにより、固体層 5である Na
-Al-Ga合金層を融解させて、基板 1と III族窒化物原料基板 2との間に液体層 3であ る厚さ 20 μ mの Na-Al-Ga融液層を形成した。
[0058] さらに、図 2Cを参照して、結晶成長容器 11を 800°C (結晶成長温度)まで加熱して
6時間（結晶成長時間）保持することにより、基板 1の液体層側の表面 Is上に III族窒 化物単結晶 4である厚さ 54 mの A1N単結晶を成長させた。結晶の成長速度は 90
/z mZhrであった。結果を表にまとめた。
[0059] (比較例 1)
基板と ΠΙ族窒化物原料基板との間の距離を 300 mとした以外は、実施例 1と同様 にして、 A1N結晶を成長させた力 厚さ 0. 6 /z mの A1N結晶しか得られず、結晶の成 長速度も 0. 2 /z mZhrと低いものであった。結果を表にまとめた。
[0060] [表 1]
Figure imgf000013_0001
より明らかなように、基板と III族窒化物原料基板との間に厚さ 200 m以下の液 体層を形成し、基板の液体層側の表面上に ΠΙ族窒化物単結晶を成長させることによ り、収率よくかつ高い結晶成長速度で m族窒化物単結晶を得ることができた。
[0062] (実施例 11)
実施例 8にお!/、て得られた直径 15mm X厚さ 30 μ mの GaN単結晶の表面を鏡面 研磨して得られた GaN単結晶基板 (III族窒化物単結晶基板 21)上に、 MOCVD法 により、厚さ 5 μ mの η型 GaN層 22、厚さ 3nmの In Ga N層 23、厚さ 60nmの Al
0.2 0.8 0.2
Ga N層 24、厚さ 150nmの p型 GaN層 25を順次成長させた。さらに、各チップに分
0.8
離したときに GaN基板の下面の中央部になる位置に直径 80 m X厚さ lOOnmの n 側電極 31を形成し、 p型 GaN層 25の上面に厚さ lOOnmの p側電極 32を形成した。 次いで、上記 III族窒化物層 20を 400 πι Χ 400 /ζ mの各チップに分離して、半導 体デバイス 40である LEDを形成した。この LEDの発光スペクトルを分光器で測定し たところ、ピーク波長が 450nmの発光スペクトルを有して!/、た。
[0063] 今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的な ものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明でなくて特許 請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべて の変更が含まれることが意図される。

Claims

請求の範囲
[1] 基板と III族窒化物原料基板との間に厚さ m以下の液体層を形成し、前記基 板の液体層側の表面上に ΠΙ族窒化物単結晶を成長させる ΠΙ族窒化物単結晶の製 造方法。
[2] 前記基板の少なくとも液体層側の表面層が III族窒化物単結晶で形成され、前記 III 族窒化物原料基板が ΠΙ族窒化物多結晶で形成されて 、る請求項 1に記載の III族窒 化物単結晶の製造方法。
[3] 前記基板の少なくとも液体層側の表面層および前記 III族窒化物原料基板が III族 窒化物単結晶で形成され、前記基板の液体層側の表面が ΠΙ族原子面であり、前記 I II族窒化物原料基板の液体層側の表面が窒素原子面である請求項 1に記載の III族 窒化物単結晶の製造方法。
[4] 前記液体層が、前記 III族窒化物単結晶を形成する元素からなる群から選ばれる少 なくとも 1種類の元素を含む請求項 1から請求項 3のいずれかに記載の III族窒化物 単結晶の製造方法。
[5] 請求項 1から請求項 4の 、ずれかに記載の III族窒化物単結晶の製造方法によって 得られた III族窒化物単結晶。
[6] 請求項 5に記載の III族窒化物単結晶を含む半導体デバイス。
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