JP5810762B2 - Iii族窒化物結晶の成長方法 - Google Patents
Iii族窒化物結晶の成長方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5810762B2 JP5810762B2 JP2011191899A JP2011191899A JP5810762B2 JP 5810762 B2 JP5810762 B2 JP 5810762B2 JP 2011191899 A JP2011191899 A JP 2011191899A JP 2011191899 A JP2011191899 A JP 2011191899A JP 5810762 B2 JP5810762 B2 JP 5810762B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- iii nitride
- group iii
- crystal
- main surface
- chip substrate
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 title claims description 246
- 238000002109 crystal growth method Methods 0.000 title claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 197
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 165
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 46
- 238000005092 sublimation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 19
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 7
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 7
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 7
- 239000011093 chipboard Substances 0.000 description 6
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000007716 flux method Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 2
- WZFUQSJFWNHZHM-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)N1CC2=C(CC1)NN=N2 WZFUQSJFWNHZHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
図1(A)および図2を参照して、本実施形態のIII族窒化物結晶の成長方法は、まず、(0001)面からのオフ角ψを有する主面10mと複数の側面10sa,10sb,10scとを有し、側面10sa,10sb,10scのそれぞれの法線Na,Nb,Ncと<0001>軸Cを主面10mに投影した方向Chとのなす角が90°以外の角であるIII族窒化物チップ基板10を複数準備する工程を含む。かかるIII族窒化物チップ基板10を複数準備することにより、大型で結晶性の高いIII族窒化物を成長させることができる。
図1(B)を参照して、本実施形態のIII族窒化物結晶の成長方法は、次に、複数のIII族窒化物チップ基板10を、III族窒化物チップ基板10のそれぞれの<0001>軸Cの方向が互いに平行になるように側面10sa,10sb,10scを互いに隣接させて配置する工程を含む。複数のIII族窒化物チップ基板10を上記のように配置することにより、大型で結晶性の高いIII族窒化物を成長させることができる。
図1(C)を参照して、本実施形態のIII族窒化物結晶の成長方法は、次に、配置された複数のIII族窒化物チップ基板10の主面10m上にIII族窒化物結晶20を成長させる工程を含む。上記の複数のIII族窒化物チップ基板10の主面10m上にIII族窒化物結晶20を成長させることにより、各III族窒化物チップ基板10上に成長する各III族窒化物結晶20の間の接合性が高くなるため、大型で結晶性の高いIII族窒化物が得られる。
1.III族窒化物チップ基板の準備
(0001)面を主面とする直径が15mmで厚さが500μmのSiC基板上に、昇華法により、直径が15mmで厚さが約30mmのAlNバルク結晶(III族窒化物バルク結晶)を成長させた。結晶成長条件は、AlN原料側の温度を2300℃とし、その主面上にIII族窒化物バルク結晶を成長させるSiC基板の温度を2000℃とした。
次に、図1(B)および図3を参照して、4枚のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)を、それぞれの<0001>軸の方向が互いに平行になるようにかつそれぞれの{10−10}面の側面同士および{11−20}面の側面同士が互いに隣接するようにして、縦2枚×横2枚の全体が長方形状の形に配置した。形に配置した。
次に、図1(C)および図3を参照して、配置された4枚のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)の主面10m上に、昇華法により、厚さ約3mmのAlN結晶(III族窒化物結晶)を成長させた。結晶成長条件は、AlN原料側の温度を2300℃とし、その主面上にIII族窒化物バルク結晶を成長させるSiC基板の温度を2000℃として、50時間成長させた。
得られたAlN結晶(III族窒化物結晶20)の外観は、実体顕微鏡により観察したところ、良好であった。また、AlN結晶(III族窒化物結晶20)のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)の隣接部の上方の結晶成長表面は、光学顕微鏡により観察したところ、平坦であり溝および筋などが見られないことから、上記隣接部の上方におけるAlN結晶の接合性が良好であった。また、AlN結晶(III族窒化物結晶20)の結晶性は、(0002)面に関するX線回折のロッキングカーブにおけるX線回折強度ピークの半値幅が105arcsecと良好であった。結果を表1にまとめた。なお、表1においては、複数のIII族窒化物チップ基板において、互いに隣接させない側面の面方位面およびその側面の法線と<0001>軸を主面に投影した方向とのなす角については記載していない。
1.III族窒化物チップ基板の準備
実施例1と同様のAlNバルク結晶から、実施例1に準じた手順でAlNバルク基板を経て、以下のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板)を準備した。
次に、6枚のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)を、それぞれの<0001>軸の方向が互いに平行になるようにかつそれぞれの{10−10}面の側面同士が互いに隣接するようにして、それぞれの主面の三角形の1つの頂点を一致させて正六角形状の形に配置した。
次に、配置された6枚のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)の主面10m上に、実施例1と同様にして、AlN結晶(III族窒化物結晶)を成長させた。
得られたAlN結晶(III族窒化物結晶20)について、実施例1と同様にして評価したところ、その外観は良好であり、そのAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)の隣接部の上方の結晶成長表面は、平坦であり溝および筋などが見られないことから、上記隣接部の上方におけるAlN結晶の接合性が良好であり、その結晶性は、(0002)面に関するX線回折のロッキングカーブにおけるX線回折強度ピークの半値幅が110arcsecと良好であった。結果を表1にまとめた。
1.III族窒化物チップ基板の準備
実施例1と同様のAlNバルク結晶から、実施例1に準じた手順でAlNバルク基板を経て、以下のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板)を準備した。
次に、4枚のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)を、それぞれの<0001>軸の方向が互いに平行になるようにかつそれぞれの{10−10}面の側面同士が互いに隣接するようにして、縦2枚×横2枚の全体が平行四辺形状の形に配置した。
次に、配置された4枚のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)の主面10m上に、実施例1と同様にして、AlN結晶(III族窒化物結晶)を成長させた。
得られたAlN結晶(III族窒化物結晶20)について、実施例1と同様にして評価したところ、その外観は良好であり、そのAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)そのAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)の隣接部の上方の結晶成長表面は、平坦であり溝および筋などが見られないことから、上記隣接部の上方におけるAlN結晶の接合性が良好であり、その結晶性は、(0002)面に関するX線回折のロッキングカーブにおけるX線回折強度ピークの半値幅が90arcsecと良好であった。結果を表1にまとめた。
1.III族窒化物チップ基板の準備
実施例1と同様のAlNバルク結晶から、実施例1に準じた手順でAlNバルク基板を経て、以下のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板)を準備した。
次に、4枚のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)を、それぞれの<0001>軸の方向が互いに平行になるようにかつそれぞれの{11−20}面の側面同士が互いに隣接するようにして、縦2枚×横2枚の全体を蜂の巣状に集合させて配置した。
次に、配置された4枚のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)の主面10m上に、実施例1と同様にして、AlN結晶(III族窒化物結晶)を成長させた。
得られたAlN結晶(III族窒化物結晶20)について、実施例1と同様にして評価したところ、その外観は良好であり、そのAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)そのAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)の隣接部の上方の結晶成長表面は、平坦であり溝および筋などが見られないことから、上記隣接部の上方におけるAlN結晶の接合性が良好であり、その結晶性は、(0002)面に関するX線回折のロッキングカーブにおけるX線回折強度ピークの半値幅が83arcsecと良好であった。結果を表1にまとめた。
1.III族窒化物チップ基板の準備
実施例1と同様のAlNバルク結晶から、実施例1に準じた手順でAlNバルク基板を経て、以下のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板)を準備した。
次に、2枚のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)を、それぞれの<0001>軸の方向が互いに平行になるようにかつそれぞれの{12−30}面の側面同士が互いに隣接するようにして、縦2枚の全体が長方形状の形に配置した。
次に、配置された2枚のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)の主面10m上に、実施例1と同様にして、AlN結晶(III族窒化物結晶)を成長させた。
得られたAlN結晶(III族窒化物結晶20)について、実施例1と同様にして評価したところ、その外観は良好であり、そのAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)そのAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)の隣接部の上方の結晶成長表面は、平坦であり溝および筋などが見られないことから、上記隣接部の上方におけるAlN結晶の接合性が良好であり、その結晶性は、(0002)面に関するX線回折のロッキングカーブにおけるX線回折強度ピークの半値幅が100arcsecと良好であった。結果を表1にまとめた。
1.III族窒化物チップ基板の準備
実施例1と同様のAlNバルク結晶から、実施例1に準じた手順でAlNバルク基板を経て、以下のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板)を準備した。
次に、6枚のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)を、それぞれの<0001>軸の方向が互いに平行になるようにかつそれぞれの{10−10}面の側面同士が互いに隣接するようにして、それぞれの主面の三角形の1つの頂点を一致させて正六角形状の形に配置した。
次に、配置された6枚のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)の主面10m上に、実施例1と同様にして、AlN結晶(III族窒化物結晶)を成長させた。
得られたAlN結晶(III族窒化物結晶20)について、実施例1と同様にして評価したところ、その外観は良好であり、そのAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)そのAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)の隣接部の上方の結晶成長表面は、平坦であり溝および筋などが見られないことから、上記隣接部の上方におけるAlN結晶の接合性が良好であり、その結晶性は、(0002)面に関するX線回折のロッキングカーブにおけるX線回折強度ピークの半値幅が95arcsecと良好であった。結果を表1にまとめた。
1.III族窒化物チップ基板の準備
実施例1と同様のAlNバルク結晶から、実施例1に準じた手順でAlNバルク基板を経て、以下のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板)を準備した。
°であり、{10−10}面の側面10saの法線Naと<0001>軸を主面10mに投影した方向Chとのなす角αが30°であり、別の{10−10}面の側面10sbの法線Nbと<0001>軸を主面10mに投影した方向Chとのなす角βが90°であり、さらに別の{10−10}面の側面10scの法線Ncと<0001>軸を主面10mに投影した方向Chとのなす角βが150°である6枚のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)を準備した。
次に、6枚のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)を、それぞれの<0001>軸の方向が互いに平行になるようにかつそれぞれの{10−10}面の側面同士が互いに隣接するようにして、それぞれの主面の三角形の1つの頂点を一致させて正六角形状の形に配置した。
次に、配置された6枚のAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)の主面10m上に、実施例1と同様にして、AlN結晶(III族窒化物結晶)を成長させた。
得られたAlN結晶(III族窒化物結晶20)について、実施例1と同様にして評価したところ、その外観は不良であり、そのAlNチップ基板(III族窒化物チップ基板10)の隣接部の上方の結晶成長表面は、平坦でなく溝および筋などが見られることから、上記隣接部の上方におけるAlN結晶の接合性が不良であり、その結晶性は、(0002)面に関するX線回折のロッキングカーブにおけるX線回折強度ピークの半値幅が250arcsecと不良であった。結果を表1にまとめた。
Claims (7)
- (0001)面からのオフ角を有する主面と複数の側面とを有し、前記側面のそれぞれの法線と<0001>軸を前記主面に投影した方向とのなす角が90°以外の角であるIII族窒化物チップ基板を複数準備する工程と、
複数の前記III族窒化物チップ基板を、前記III族窒化物チップ基板のそれぞれの<0001>軸の方向が互いに平行になるように前記側面を互いに隣接させて配置する工程と、
配置された複数の前記III族窒化物チップ基板の前記主面上にIII族窒化物結晶を成長させる工程と、を含み、
前記主面の前記オフ角は、0.1°以上15°以下であるIII族窒化物結晶の成長方法。 - 前記側面のそれぞれの法線と<0001>軸を前記主面に投影した方向とのなす角は、0°以上89°以下および91°以上180°以下の範囲内である請求項1に記載のIII族窒化物結晶の成長方法。
- 前記側面の平均粗さRaが5nm以下である請求項1または請求項2に記載のIII族窒化物結晶の成長方法。
- 前記主面の形状は、平面充填が可能な形状である請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のIII族窒化物結晶の成長方法。
- 前記III族窒化物結晶を成長させる方法は、昇華法である請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のIII族窒化物結晶の成長方法。
- 前記III族窒化物チップ基板および前記III族窒化物結晶は、同一の化学組成を有する請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のIII族窒化物結晶の成長方法。
- 前記III族窒化物チップ基板および前記III族窒化物結晶の化学組成がいずれもAlNである請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のIII族窒化物結晶の成長方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011191899A JP5810762B2 (ja) | 2011-09-02 | 2011-09-02 | Iii族窒化物結晶の成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011191899A JP5810762B2 (ja) | 2011-09-02 | 2011-09-02 | Iii族窒化物結晶の成長方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013053037A JP2013053037A (ja) | 2013-03-21 |
JP5810762B2 true JP5810762B2 (ja) | 2015-11-11 |
Family
ID=48130382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011191899A Expired - Fee Related JP5810762B2 (ja) | 2011-09-02 | 2011-09-02 | Iii族窒化物結晶の成長方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5810762B2 (ja) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5127983A (en) * | 1989-05-22 | 1992-07-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method of producing single crystal of high-pressure phase material |
JP4915128B2 (ja) * | 2005-04-11 | 2012-04-11 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化物半導体ウエハ及びその製造方法 |
JP2009143778A (ja) * | 2007-12-17 | 2009-07-02 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 窒化アルミニウム結晶の成長方法と窒化アルミニウム基板および半導体デバイス |
JP2009286652A (ja) * | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Iii族窒化物結晶、iii族窒化物結晶基板および半導体デバイスの製造方法 |
JP5252495B2 (ja) * | 2008-12-26 | 2013-07-31 | 株式会社フジクラ | 窒化アルミニウム単結晶の製造方法 |
JP5515341B2 (ja) * | 2009-03-16 | 2014-06-11 | 住友電気工業株式会社 | Iii族窒化物結晶の成長方法 |
JP5509680B2 (ja) * | 2009-06-01 | 2014-06-04 | 三菱化学株式会社 | Iii族窒化物結晶及びその製造方法 |
JP5445105B2 (ja) * | 2009-12-18 | 2014-03-19 | 三菱化学株式会社 | Iii族窒化物結晶の製造方法及びiii族窒化物結晶 |
-
2011
- 2011-09-02 JP JP2011191899A patent/JP5810762B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013053037A (ja) | 2013-03-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4968660B2 (ja) | ZnO系化合物半導体結晶の製造方法、及び、ZnO系化合物半導体基板 | |
JP7347555B2 (ja) | 導電性C面GaN基板 | |
JP6129784B2 (ja) | Iii族窒化物基板の製造方法 | |
CN1894093A (zh) | 用于高质量同质外延的连位氮化镓衬底 | |
JP6704387B2 (ja) | 窒化物半導体成長用基板及びその製造方法、並びに半導体デバイス及びその製造方法 | |
JP6060348B2 (ja) | 結晶性膜付き単結晶基板の製造方法、及び素子製造方法 | |
JP5789929B2 (ja) | Iii族窒化物結晶の成長方法 | |
JP5601634B2 (ja) | 大面積cvdダイヤモンド単結晶の製造方法、及びこれによって得られた大面積cvdダイヤモンド単結晶 | |
CN101207174A (zh) | 氮化物半导体衬底及其制造方法 | |
WO2015107813A1 (ja) | GaN基板、GaN基板の製造方法、GaN結晶の製造方法および半導体デバイスの製造方法 | |
US7825409B2 (en) | GaN crystal substrate | |
WO2020158571A1 (ja) | 窒化物半導体基板、積層構造体、および窒化物半導体基板の製造方法 | |
JP7125252B2 (ja) | SiCエピタキシャルウェハ及びその製造方法 | |
KR20060016777A (ko) | 실리콘 에피택셜 웨이퍼 및 실리콘 에피택셜 웨이퍼 제조방법 | |
US20170278754A1 (en) | Method for producing group iii nitride crystal, and ramo4 substrate | |
JP5810762B2 (ja) | Iii族窒化物結晶の成長方法 | |
JP6130039B2 (ja) | Iii族窒化物基板の製造方法 | |
JP5834952B2 (ja) | 窒化物半導体基板の製造方法 | |
JP6274492B2 (ja) | 単結晶ダイヤモンドの製造方法 | |
JP2016074553A (ja) | Iii族窒化物半導体単結晶基板の製造方法 | |
JP7338759B2 (ja) | 4H-SiC単結晶基板 | |
JP7409556B1 (ja) | 窒化ガリウム単結晶基板およびその製造方法 | |
JP5454647B2 (ja) | 窒化物半導体基板の製造方法、窒化物半導体基板及び発光素子 | |
JP2017024984A (ja) | Iii族窒化物基板の製造方法 | |
JP4998407B2 (ja) | Iii−v族窒化物系半導体基板の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140523 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150224 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150303 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150422 |
|
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: 20150818 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150831 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5810762 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |