JP2005206409A - Iii族窒化物の結晶成長方法およびiii族窒化物結晶および半導体デバイスおよびシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくともアルカリ金属とIII族金属と窒素が溶解した融液25からIII族窒化物結晶を成長させる結晶成長方法において、前記融液25に、III族窒化物結晶のc軸に垂直な方向の成長速度をc軸方向の成長速度よりも速くする物質(例えば、リチウム)を含ませて、III族窒化物結晶30を成長させる。
【選択図】 図1
Description
Chemistry of Materials Vol.9 (1997) 413−416
本発明の第1の形態は、少なくともアルカリ金属とIII族金属と窒素が溶解した融液からIII族窒化物結晶を成長させる結晶成長方法において、前記融液に、III族窒化物結晶のc軸方向の成長速度とc軸に垂直な方向の成長速度との比率を制御する物質を含ませることを特徴としている。
本発明の第2の形態は、第1の形態の結晶成長方法において、前記融液に、III族窒化物結晶のc軸に垂直な方向の成長速度をc軸方向の成長速度よりも速くする物質を含ませて、III族窒化物結晶を成長させることを特徴としている。
本発明の第3の形態は、第1または第2の形態の結晶成長方法において、種結晶(例えば、板状の種結晶)を用い、種結晶(例えば、板状の種結晶)の主面に平行な方向の成長速度が種結晶の主面に垂直な方向の成長速度よりも速い速度で、種結晶(例えば、板状の種結晶)の主面にIII族窒化物結晶を成長させることを特徴としている。
本発明の第4の形態は、第3の形態の結晶成長方法において、c面を主面とするIII族窒化物結晶(板状のIII族窒化物結晶)を種結晶として、該種結晶のc面にIII族窒化物結晶を成長させることを特徴としている。
本発明の第5の形態は、少なくともアルカリ金属とIII族金属と窒素が溶解した融液からIII族窒化物結晶を成長させる結晶成長方法において、前記融液に、リチウム(Li)を含ませることを特徴としている。
本発明の第6の形態は、第1乃至第5のいずれかの形態の結晶成長方法で結晶成長させたIII族窒化物結晶である。次表(表1)には、少なくともアルカリ金属とIII族金属と窒素が溶解した融液にリチウムを含ませないで成長させた場合(添加なしの場合)と少なくともアルカリ金属とIII族金属と窒素が溶解した融液にリチウム(Li)を含ませて成長させた場合(添加する場合)とのIII族窒化物結晶の特性が示されている。
本発明の第7の形態は、第6の形態のIII族窒化物結晶を用いた半導体デバイスである。
本発明の第8の形態は、第7の形態の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスが第6の形態のIII族窒化物結晶上に積層した半導体積層構造を有する発光素子であることを特徴としている。
本発明の第9の形態は、第7の形態の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスが第6の形態のIII族窒化物結晶を用いて形成された受光素子であることを特徴としている。
本発明の第10の形態は、第7の形態の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスが第6の形態のIII族窒化物結晶を用いて形成された電子デバイスであることを特徴としている。
本発明の第11の形態は、第7,第8,第9,第10の形態の半導体デバイスを具備したシステムである。
12 融液保持容器
13 ヒーター
14 ガス供給管
15,18,21 バルブ
16,19 圧力調整器
17 窒素供給管
20 アルゴン供給管
22 圧力計
23 内部空間
24 原料GaN保持容器
25 融液
26 融液保持容器保持台
30 GaN柱状結晶
31 GaN柱状結晶
32 GaN種結晶
33 成長したGaN結晶
34 従来方法で成長したGaN結晶
40 n型GaN層
41 n型Al0.2Ga0.8Nクラッド層
42 n型GaN光ガイド層
43 In0.05Ga0.95N/In0.15Ga0.85N量子井戸活性層
44 p型GaN光ガイド層
45 p型Al0.2Ga0.8Nクラッド層
46 p型GaNキャップ層
47 絶縁膜
48 p側のオーミック電極
49 n側のオーミック電極
50 n型GaN基板
51 電流狭窄リッジ導波路構造
60 n型GaN基板
61 n型GaN層
62 絶縁性GaN層
63 透明ショットキー電極
64 オーミック電極
65 電極
70 GaN基板
71 絶縁性GaN層
72 n型AlGaN層
73 n型GaN層
74 ソース電極
75 ドレイン電極
76 ゲート電極
80 n型GaN基板
81 n型GaN層
82 n型Al0.1Ga0.9N層
83 InGaN/GaN多重量子井戸構造を有する活性層
84 p型Al0.1Ga0.9N層
85 p型GaN層
86 透明オーミック電極
87 電極
88 n側のオーミック電極
90 紫外発光LED
91 YAG系蛍光体
92 金ワイヤー
93 レンズ
94、95 電極端子
96 電流制限抵抗
97 直流電源
98 スイッチ
400 積層構造
401、402 光共振器面
411、412 レーザー光
601 光(紫外線)
801 紫外光
901 白色光
902 白色LEDモジュール
Claims (11)
- 少なくともアルカリ金属とIII族金属と窒素が溶解した融液からIII族窒化物結晶を成長させる結晶成長方法において、前記融液に、III族窒化物結晶のc軸方向の成長速度とc軸に垂直な方向の成長速度との比率を制御する物質を含ませることを特徴とするIII族窒化物の結晶成長方法。
- 請求項1記載の結晶成長方法において、前記融液に、III族窒化物結晶のc軸に垂直な方向の成長速度をc軸方向の成長速度よりも速くする物質を含ませて、III族窒化物結晶を成長させることを特徴とするIII族窒化物の結晶成長方法。
- 請求項1または請求項2記載の結晶成長方法において、種結晶を用い、種結晶の主面に平行な方向の成長速度が種結晶の主面に垂直な方向の成長速度よりも速い速度で、種結晶の主面にIII族窒化物結晶を成長させることを特徴とするIII族窒化物の結晶成長方法。
- 請求項3記載の結晶成長方法において、c面を主面とするIII族窒化物結晶を種結晶として、該種結晶のc面にIII族窒化物結晶を成長させることを特徴とするIII族窒化物の結晶成長方法。
- 少なくともアルカリ金属とIII族金属と窒素が溶解した融液からIII族窒化物結晶を成長させる結晶成長方法において、前記融液に、リチウム(Li)を含ませることを特徴とするIII族窒化物の結晶成長方法。
- 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の結晶成長方法で結晶成長させたIII族窒化物結晶。
- 請求項6記載のIII族窒化物結晶を用いたことを特徴とする半導体デバイス。
- 請求項7記載の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスは、請求項6記載のIII族窒化物結晶上に積層した半導体積層構造を有する発光素子であることを特徴とする半導体デバイス。
- 請求項7記載の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスは、請求項6記載のIII族窒化物結晶を用いて形成された受光素子であることを特徴とする半導体デバイス。
- 請求項7記載の半導体デバイスにおいて、該半導体デバイスは、請求項6記載のIII族窒化物結晶を用いて形成された電子デバイスであることを特徴とする半導体デバイス。
- 請求項7乃至請求項10のいずれか一項に記載の半導体デバイスを具備したことを特徴とするシステム。
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JP2004013562A JP2005206409A (ja) | 2004-01-21 | 2004-01-21 | Iii族窒化物の結晶成長方法およびiii族窒化物結晶および半導体デバイスおよびシステム |
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US11/878,125 US7828896B2 (en) | 2003-01-29 | 2007-07-20 | Methods of growing a group III nitride crystal |
US12/891,504 US20110012235A1 (en) | 2003-01-29 | 2010-09-27 | Method of growing group iii nitride crystal, group iii nitride crystal grown thereby, group iii nitride crystal growing apparatus and semiconductor device |
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---|---|---|---|---|
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JP2010056504A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-03-11 | Rohm Co Ltd | 半導体素子 |
JP2011126777A (ja) * | 2005-08-24 | 2011-06-30 | Mitsubishi Chemicals Corp | 第13族金属窒化物結晶の製造方法および半導体デバイスの製造方法 |
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2004
- 2004-01-21 JP JP2004013562A patent/JP2005206409A/ja active Pending
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