JP5896470B2 - AlN単結晶の製造方法 - Google Patents
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Description
(1)サファイア基板9上にAlN単結晶11の核が生成する(核生成する)。
(2)サファイア基板9の一部が部分的に溶解し、サファイア基板9の基板面9aに凹部12が生成される。この場合、AlN単結晶11の核生成と、サファイア基板9の一部の部分的な溶解とは因果関係はなく、それらが同時に発生する場合もあり得るし、それらが前後に発生する場合もあり得る。
(3)核生成したAlN単結晶11が水平方向に成長(ラテラル成長)し、凹部12が覆われ、サファイア基板9とAlN単結晶11との界面に空隙13が形成される。
(4)AlN単結晶11の水平方向への成長が進み、AlN単結晶11がサファイア基板9の全面に形成される。このとき、(3)で説明したように、サファイア基板9とAlN単結晶11との界面に空隙13が形成されているので、その空隙13によりサファイア基板9とAlN単結晶11との界面に発生する応力が緩和され、AlN単結晶11中に発生する欠陥が低減され、その結果、高品質となる。又、空隙13が形成されることにより、AlN単結晶11をサファイア基板9から分離させることが容易となり、AlN単結晶の自立基板を容易に製造することも可能である。非特許文献2として示したKumagaiらは、表面を窒化していないサファイア基板を用い、AlN単結晶をHVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy)法により成長させ、本実施形態により製造したAlN単結晶と同程度の転位密度である1.5×108[/cm2]のAlN単結晶を製造した。しかしながら、HVPE法により製造したAlN単結晶は塩素が混入する可能性があり、その混入した塩素を水素により除去する必要があるので、本実施形態によりAlN単結晶を製造する方法は、非特許文献2として示したKumagaiらによる方法よりも工程が少ない点で優位である。
成分aに相当する金属、即ち、Alと窒素ガスとの反応を促進するようにAlを均質に分散させて溶解させるように作用する金属は、Cr、Mn、Fe、Co、Cu及びNiから選択した1種以上の金属であれば良い。又、成分bに相当する金属、即ち、常圧下でも窒素ガスが溶液中に取り込まれるように作用する金属は、Sc、Ti、V、Y、Zr及びNbから選択した1種以上の金属であれば良い。
Claims (1)
- 炉内に配置された基板の基板面に対して平行方向に温度勾配を設けることが可能な横型の成長炉(2)を用い、成分aがCr、Mn、Fe、Co、Cu及びNiから選択した1種以上の金属、成分bがSc、Ti、V、Y、Zr及びNbから選択した1種以上の金属、成分cがAl、成分dがSiであるabcd系合金の溶液(10)と、表面を窒化していないサファイア基板(9)とを用い、炉内に配置された前記サファイア基板(9)の基板面(9a)に対して平行方向に温度勾配を設けた状態で前記サファイア基板(9)上にAlN単結晶(11)を溶液法により成長させ、AlN単結晶(11)を製造することを特徴とするAlN単結晶の製造方法。
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