JP2022552024A - ScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶及びその製造方法 - Google Patents
ScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022552024A JP2022552024A JP2022547804A JP2022547804A JP2022552024A JP 2022552024 A JP2022552024 A JP 2022552024A JP 2022547804 A JP2022547804 A JP 2022547804A JP 2022547804 A JP2022547804 A JP 2022547804A JP 2022552024 A JP2022552024 A JP 2022552024A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- scalmgo4
- single crystal
- gallium nitride
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 62
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 32
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 claims description 16
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 7
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 claims description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M chlorogallium Chemical compound [Ga]Cl XOYLJNJLGBYDTH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/58—After-treatment
- C23C14/5806—Thermal treatment
-
- 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
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
- C30B25/183—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate being provided with a buffer layer, e.g. a lattice matching layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0617—AIII BV compounds, where A is Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/301—AIII BV compounds, where A is Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C23C16/303—Nitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/56—After-treatment
-
- 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
- C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
- C30B25/02—Epitaxial-layer growth
- C30B25/16—Controlling or regulating
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
ScAlMgO4基板を提供するステップ(1)と、
前記ScAlMgO4基板の表面に緩衝層を成長するステップ(2)と、
前記緩衝層をアニーリングするステップ(3)と、
前記緩衝層上にGaN結晶を成長するステップ(4)と、
降温して、GaN結晶を前記ScAlMgO4基板から剥離するステップ(5)と、を含む。
ステップ(3)において、前記緩衝層に対してH2/N2環境下で高温アニーリングを行う。
ステップ(3)において、高温1600~1700℃で還元するか、又は不活性環境下でアニーリングする。
ステップ(3)において、950~1100℃でアニーリングする。
1.GaN単結晶の厚膜が1mm増えるごとに温度が1~10℃上昇するように温度を持続的に上昇し、
2.GaN単結晶の厚膜が1mm増えるごとにNH3(又は対応するV/III)を5%~50%増加するように、NH3を持続的に増加することをさらに含む。
図1を参照すると、本発明は、
ScAlMgO4基板を提供するステップ(1)と、
前記ScAlMgO4基板の表面に緩衝層を成長するステップ(2)と、
前記緩衝層をアニーリングするステップ(3)と、
前記緩衝層上にGaN結晶を成長するステップ(4)と、
降温して、GaN結晶を前記ScAlMgO4基板から剥離するステップ(5)とを含む、ScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶の製造方法を提供する。
図1及びステップ(1)を参照して、ScAlMgO4基板100を提供した。
本実施例の好ましい態様として、前記ScAlMgO4基板は円形又は正多角形であり、より好ましくは、前記ScAlMgO4基板は円形又は正六角形である。
本実施例の好ましい態様として、前記ScAlMgO4は高い結晶品質を有し、その(001) XRDFWHMが通常20arcsec未満、好ましくは10arcsecであり、前記ScAlMgO4基板は原子層表面を有し、CMPを用いて製造されるものであり、CMPは化学機械研磨プロセスであり、ここでは詳しく説明しない。
ステップ(2)において、前記ScAlMgO4基板の表面に緩衝層を成長する際に、低温AlNスパッタリング法が使用されている。本実施例では、スパッタリング法による製造プロセスは、高純度のアルミターゲット材(5N以上)、N2とArの混合ガスの環境を用い、圧力を0.1~2Pa、好ましくは、低温範囲を300~800℃、より好ましくは、400~650℃、さらに好ましくは500~600℃に設定した。
本実施例の好ましい態様として、ステップ(3)では、前記AlN緩衝層に対してH2/N2環境下、1200~2000℃でアニーリングを行い、より好ましくは、前記緩衝層に対してH2/N2環境下、1350~1850℃でアニーリングを行い、より好ましくは、前記緩衝層に対してH2/N2環境下、1600~1700℃でアニーリングを行う。
本実施例の好ましい態様として、ステップ(3)とステップ(4)との間には、前記ScAlMgO4基板の底面と側面に対して、低温300~800℃、好ましくは400°AlNスパッタ堆積処理を行うことで、底面及び側面に厚さ50nm以下の保護層を形成し、これにより、高温成長の際にScAlMgO4が分解してO2を析出することを回避し、成長したGaNの純度を向上させる。
ステップ(4)では、HVPE方法が使用されており、HClがGa700~900度で反応してGaClをガリウム源として成長し、NH3ガスが窒素源として直接供給され、温度範囲が900~1100℃に設定され、V/III比が2~1000であり、キャリアガスがH2/N2混合ガスであるなど、当業者に公知のHVPEプロセスを含み、さらに、GaN単結晶の厚膜の連続的な成長及び形貌を維持する方法であって、
1.GaN単結晶の厚膜が1mm増えるごとに温度が1~10℃上昇するように温度を持続的に上昇し、
2.GaN単結晶の厚膜が1mm増えるごとにNH3(又は対応するV/III)を5%~50%増加するように、NH3を持続的に増加することをさらに含む。
本発明は、以上の製造方法によって製造されたScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶をさらに提供する。
本発明は、ScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶の製造方法をさらに提供し、本実施例では、前記ScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶の製造方法は、実施例2のステップ(2)において、前記緩衝層の成長には、MOCVD方法によって成長させる薄膜テンプレートの厚さが1~10μmであり、その(102)XRDFWHMが320arcsec未満、好ましくは240arcsec未満である以外、他の実施例の前記製造方法と同様であった。MOCVD方法は当業者に公知のものであり、その原理について詳しく説明しない。
ステップ(3)では、MOCVD炉にて原位置アニーリングが行われ、即ち、低温成長終了後1000℃に昇温してアニーリングが行われる。
本発明は、ScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶の製造方法をさらに提供し、本実施例では、前記ScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶の製造方法は、本実施例のステップ(2)において前記緩衝層の成長には高温AlNHVPE方法が使用される以外、他の実施例の前記製造方法と同様であった。好ましくは、HVPEプロセスの条件下、温度は1000~1600℃、より好ましくは、1200~1600℃、より好ましくは、1500~1600℃に設定され、厚さは50~3000nmである。
本発明の実施例3の好ましい態様として、AlNHVPE方法により製造される緩衝層は、アニーリングを受けてなくてもよく、ステップ(3)において高温1600~1700℃、還元環境下でアニーリングを受けてもよい。
本発明は、ScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶の製造方法をさらに提供し、本実施例では、前記ScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶の製造方法は、ステップ(2)において前記緩衝層の成長には低温GaNHVPE方法が使用される以外、他の実施例の前記製造方法と同様であった。好ましくは、HVPEプロセスの条件下、温度は300~800℃、より好ましくは、400~700℃、より好ましくは、500~600℃に設定され、厚さは約20~500nmであり、より好ましくは、温度は50~100nmに設定される。
本発明の実施例3の好ましい態様として、低温GaNHVPE方法によって製造された緩衝層は、ステップ(3)において950~1100℃でアニーリングされた。
Claims (10)
- ScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶の製造方法であって、
ScAlMgO4基板を提供するステップ(1)と、
前記ScAlMgO4基板の表面に緩衝層を成長するステップ(2)と、
前記緩衝層をアニーリングするステップ(3)と、
前記緩衝層上にGaN結晶を成長するステップ(4)と、
降温して、GaN結晶を前記ScAlMgO4基板から剥離するステップ(5)と、を含む、ことを特徴とする製造方法。 - 前記ScAlMgO4基板は円形又は正六角形である、ことを特徴とする請求項1に記載のScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶の製造方法。
- 前記ScAlMgO4基板の表面は、研磨処理を受けており、原子層表面を有し、表面粗さが0.5nm以下であり、c-planeOFFCUTが0~1.5度である、ことを特徴とする請求項2に記載のScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶の製造方法。
- ステップ(2)において、前記緩衝層の成長には低温AlNスパッタリング法が使用されており、温度が300~800℃に設定され、AlN厚さが10~300nmとされ、
ステップ(3)において、前記緩衝層に対してH2/N2環境下で高温アニーリングを行う、ことを特徴とする請求項1に記載のScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶の製造方法。 - ステップ(2)において、前記緩衝層の成長には、MOCVD方法により成長させた厚さ1~10μmのAlN薄膜テンプレートが使用されている、ことを特徴とする請求項1に記載のScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶の製造方法。
- ステップ(2)において、前記緩衝層の成長には、高温AlN HVPE方法が使用されており、温度が1000~1600℃に設定され、厚さが50~3000nmとされ、
ステップ(3)において、高温1600~1700℃で還元するか、又は不活性環境下でアニーリングする、ことを特徴とする請求項1に記載のScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶の製造方法。 - ステップ(2)において、前記緩衝層の成長には、低温GaN HVPE方法が使用されており、温度が300~800℃に設定され、厚さが約20~500nmとされ、
ステップ(3)において、950~1100℃でアニーリングする、ことを特徴とする請求項1に記載のScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶の製造方法。 - ステップ(3)とステップ(4)との間には、前記ScAlMgO4基板の底面及び側面に対して温度300~800℃、50nm以下の厚さで低温AlNスパッタ堆積処理を行うステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項1に記載のScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶の製造方法。
- ステップ(4)にはHVPE方法が使用され、GaN単結晶の厚膜の連続的な成長及び形態を維持する方法であって、
1.GaN単結晶の厚膜が1mm増えるごとに温度が1~10℃上昇するように温度を持続的に上昇し、
2.GaN単結晶の厚膜が1mm増えるごとにNH3(又は対応するV/III)を5%~50%増加するように、NH3を持続的に増加することをさらに含む、ことを特徴とする請求項1に記載のScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶の製造方法。 - 請求項1~請求項9のいずれかに記載の製造方法によって製造された、ことを特徴とするScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010487573.7A CN111607824A (zh) | 2020-06-02 | 2020-06-02 | 基于ScAlMgO4衬底的氮化镓单晶及其制备方法 |
CN202010487573.7 | 2020-06-02 | ||
PCT/CN2021/090179 WO2021244188A1 (zh) | 2020-06-02 | 2021-04-27 | 基于ScAlMgO4衬底的氮化镓单晶及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022552024A true JP2022552024A (ja) | 2022-12-14 |
JP7412808B2 JP7412808B2 (ja) | 2024-01-15 |
Family
ID=72197848
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022547804A Active JP7412808B2 (ja) | 2020-06-02 | 2021-04-27 | ScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶及びその製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220372652A1 (ja) |
JP (1) | JP7412808B2 (ja) |
CN (1) | CN111607824A (ja) |
WO (1) | WO2021244188A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111607824A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-01 | 无锡吴越半导体有限公司 | 基于ScAlMgO4衬底的氮化镓单晶及其制备方法 |
CN113035689A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-06-25 | 无锡吴越半导体有限公司 | 一种氮化镓单结晶基板的制造方法 |
CN113046712A (zh) * | 2021-03-10 | 2021-06-29 | 无锡吴越半导体有限公司 | 一种基于磁控溅射氮化铝的氮化镓单结晶基板制造方法 |
CN113725067A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-11-30 | 无锡吴越半导体有限公司 | 一种用于外延芯片生长的samo衬底单晶基板 |
CN114574970B (zh) * | 2022-01-29 | 2023-07-04 | 西湖大学 | 一种大尺寸柔性氮化镓单晶薄膜的制备方法 |
WO2023214590A1 (ja) * | 2022-05-06 | 2023-11-09 | 株式会社福田結晶技術研究所 | 高品質・低コストGaN自立基板の製造方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015178448A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-10-08 | 国立大学法人東北大学 | 単結晶基板の製造方法およびレーザ素子の製造方法 |
KR20160136581A (ko) * | 2015-05-20 | 2016-11-30 | 주식회사 루미스탈 | 벽개 특성을 이용한 질화물 반도체 기판 제조 방법 |
JP2017165596A (ja) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Iii族窒化物結晶の製造方法、およびramo4含有基板 |
JP2018046283A (ja) * | 2015-09-11 | 2018-03-22 | 国立大学法人三重大学 | 窒化物半導体基板の製造方法 |
CN109411329A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-03-01 | 张海涛 | 氮化镓单结晶晶片的制造方法 |
JP2019197857A (ja) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 発光ダイオード素子、及び発光ダイオード素子の製造方法 |
JP2020061473A (ja) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | 国立大学法人三重大学 | 窒化物半導体の製造方法、窒化物半導体、及び発光素子 |
JP2020070221A (ja) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | 株式会社小糸製作所 | 半導体成長用基板、半導体素子、半導体発光素子および半導体成長用基板の製造方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3569807B2 (ja) * | 2002-01-21 | 2004-09-29 | 松下電器産業株式会社 | 窒化物半導体素子の製造方法 |
TW574762B (en) * | 2002-10-16 | 2004-02-01 | Univ Nat Cheng Kung | Method for growing monocrystal GaN on silicon substrate |
WO2006126330A1 (ja) * | 2005-04-04 | 2006-11-30 | Tohoku Techno Arch Co., Ltd. | GaN単結晶成長方法,GaN基板作製方法,GaN系素子製造方法およびGaN系素子 |
CN101431017B (zh) * | 2008-12-03 | 2010-06-23 | 南京大学 | 一种改善蓝宝石衬底上GaN厚膜完整性的方法 |
CN104409319B (zh) * | 2014-10-27 | 2017-04-05 | 苏州新纳晶光电有限公司 | 一种石墨烯基底上生长高质量GaN 缓冲层的制备方法 |
JP6872724B2 (ja) * | 2015-02-18 | 2021-05-19 | 国立大学法人東北大学 | 窒化物半導体自立基板作製方法 |
CN107230611A (zh) * | 2016-03-25 | 2017-10-03 | 松下知识产权经营株式会社 | Iii族氮化物结晶制造方法以及ramo4基板 |
CN106158592A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-11-23 | 华南理工大学 | 生长在铝酸镁钪衬底上的GaN薄膜及其制备方法和应用 |
CN111607824A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-01 | 无锡吴越半导体有限公司 | 基于ScAlMgO4衬底的氮化镓单晶及其制备方法 |
-
2020
- 2020-06-02 CN CN202010487573.7A patent/CN111607824A/zh active Pending
-
2021
- 2021-04-27 JP JP2022547804A patent/JP7412808B2/ja active Active
- 2021-04-27 WO PCT/CN2021/090179 patent/WO2021244188A1/zh active Application Filing
- 2021-04-27 US US17/761,607 patent/US20220372652A1/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015178448A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-10-08 | 国立大学法人東北大学 | 単結晶基板の製造方法およびレーザ素子の製造方法 |
KR20160136581A (ko) * | 2015-05-20 | 2016-11-30 | 주식회사 루미스탈 | 벽개 특성을 이용한 질화물 반도체 기판 제조 방법 |
JP2018046283A (ja) * | 2015-09-11 | 2018-03-22 | 国立大学法人三重大学 | 窒化物半導体基板の製造方法 |
JP2017165596A (ja) * | 2016-03-14 | 2017-09-21 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Iii族窒化物結晶の製造方法、およびramo4含有基板 |
JP2019197857A (ja) * | 2018-05-11 | 2019-11-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 発光ダイオード素子、及び発光ダイオード素子の製造方法 |
CN109411329A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-03-01 | 张海涛 | 氮化镓单结晶晶片的制造方法 |
JP2020061473A (ja) * | 2018-10-10 | 2020-04-16 | 国立大学法人三重大学 | 窒化物半導体の製造方法、窒化物半導体、及び発光素子 |
JP2020070221A (ja) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | 株式会社小糸製作所 | 半導体成長用基板、半導体素子、半導体発光素子および半導体成長用基板の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220372652A1 (en) | 2022-11-24 |
WO2021244188A1 (zh) | 2021-12-09 |
CN111607824A (zh) | 2020-09-01 |
JP7412808B2 (ja) | 2024-01-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7412808B2 (ja) | ScAlMgO4基板に基づく窒化ガリウム単結晶及びその製造方法 | |
JP4964672B2 (ja) | 低抵抗率炭化珪素単結晶基板 | |
CN113235047B (zh) | 一种AlN薄膜的制备方法 | |
US20070138505A1 (en) | Low defect group III nitride films useful for electronic and optoelectronic devices and methods for making the same | |
JP4818754B2 (ja) | 炭化珪素単結晶インゴットの製造方法 | |
JP4603386B2 (ja) | 炭化珪素単結晶の製造方法 | |
EP2031642A2 (en) | Group III nitride semiconductor and a manufacturing method thereof | |
JP4150527B2 (ja) | 結晶の製造方法 | |
CN108428618B (zh) | 基于石墨烯***层结构的氮化镓生长方法 | |
JP2017536325A (ja) | Iii属窒化物結晶、それらの製造方法、および超臨界アンモニアにおいてバルクiii属窒化物結晶を製造するための方法 | |
Sun et al. | The fabrication of AlN by hydride vapor phase epitaxy | |
CN111593408B (zh) | 一种超大尺寸自支撑氮化镓单晶及其制备方法 | |
CN111501102A (zh) | 基于hvpe的自支撑氮化镓单晶及其制备方法 | |
CN111593400A (zh) | Iii族氮化物晶体的制造方法及晶种基板 | |
JP4728460B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体単結晶の製造方法 | |
CN113410352B (zh) | 一种复合AlN模板及其制备方法 | |
JP7326759B2 (ja) | GaN単結晶製造方法 | |
JP3946448B2 (ja) | 窒化物半導体基板の製造方法 | |
JP4084539B2 (ja) | Iii族窒化物系化合物半導体の結晶成長基板の製造方法 | |
RU2750295C1 (ru) | Способ изготовления гетероэпитаксиальных слоев III-N соединений на монокристаллическом кремнии со слоем 3C-SiC | |
CN115360272B (zh) | 一种AlN薄膜的制备方法 | |
JP3560180B2 (ja) | ZnSeホモエピタキシャル単結晶膜の製造法 | |
CN113517173B (zh) | 一种同质外延β-Ga2O3薄膜及其制备方法 | |
JP2008218655A (ja) | 窒素化物半導体形成用基板、該基板を用いてなる窒化物半導体及びその製造法 | |
KR20240106043A (ko) | GaN 기판의 제조방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220413 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230424 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230509 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230712 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230808 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231101 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231205 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231220 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7412808 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |