[發明專利]制造ZnO單晶的方法、由此得到的自支撐ZnO單晶晶片、以及自支撐含Mg的ZnO系混合單晶晶片和用于其的制造含Mg的ZnO系混合單晶的方法

無效

• 申請號: 200980110142.0
• 申請日: 2009-03-18
• 公開（公告）號: CN101978102A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 關和秀幸;小林純;宮本美幸;大橋直樹;坂口勲;和田芳樹
• 申請（專利權）人: 三菱瓦斯化學株式會社;獨立行政法人物質·材料研究機構
• 主分類號: C30B29/16
• 分類號: C30B29/16;C30B19/02;C30B33/00;H01L21/368
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

1.一種通過液相外延生長法制造ZnO單晶的方法，其特征在于，該方法具有：將作為溶質的ZnO與溶劑混合使該溶質熔解后，使所得熔液與種晶基板直接接觸的工序；和，連續地或間歇地提起前述種晶基板而使ZnO單晶生長在前述種晶基板上的工序。

2.根據權利要求1所述的通過液相外延生長法制造ZnO單晶的方法，所述溶劑為PbO和Bi₂O₃。

3.根據權利要求2所述的制造ZnO單晶的方法，所述溶質與溶劑的混合比為溶質∶溶劑＝5～30mol％∶95～70mol％，作為溶劑的PbO與Bi₂O₃的混合比為PbO∶Bi₂O₃＝0.1～95mol％∶99.9～5mol％。

4.根據權利要求1所述的通過液相外延生長法制造ZnO單晶的方法，所述溶劑為PbF₂和PbO。

5.根據權利要求4所述的制造ZnO單晶的方法，所述溶質與溶劑的混合比為溶質∶溶劑＝2～20mol％∶98～80mol％，作為溶劑的PbF₂與PbO的混合比為PbF₂∶PbO＝20～80mol％∶80～20mol％。

6.根據權利要求1～5任一項所述的制造ZnO系單晶的方法，連續地提起種晶基板時的提起速度V為2μm/hr≤V≤50μm/hr。

7.根據權利要求1～5任一項所述的制造ZnO系單晶的方法，間歇地提起種晶基板時的平均提起速度v為2μm/hr≤v≤50μm/hr。

8.根據權利要求1～7任一項所述的制造ZnO系單晶的方法，所述ZnO單晶的膜厚為100μm以上。

9.根據權利要求1～8任一項所述的制造ZnO單晶的方法，所述ZnO單晶含有選自由Al、Ga、In、H和F組成的組中的一種以上的元素。

10.根據權利要求1～9任一項所述的制造ZnO系單晶的方法，所述ZnO單晶的生長方位為+c面。

11.根據權利要求1～10任一項所述的ZnO單晶的制造方法，具有如下工序：使所述ZnO單晶生長后，通過研磨或蝕刻除去所述種晶基板，將所述單晶的液相外延生長的-c面側研磨或蝕刻至少10μm以上。

12.一種自支撐ZnO單晶晶片，其特征在于，其為通過權利要求11所述的制造ZnO單晶的方法得到的自支撐ZnO單晶晶片，其中，膜厚為100μm以上。

13.根據權利要求12所述的自支撐ZnO單晶晶片，Li濃度相對于晶片的面內方向和厚度方向是均勻的，且為1×10¹⁵個/cm³以下。

14.根據權利要求12或13所述的自支撐ZnO單晶晶片，其含有Ga，載流子濃度為2.0×10¹⁷個/cm³～1.0×10¹⁹個/cm³，且，Li濃度為1e¹⁵個/cm³以下。

15.根據權利要求12或13所述的自支撐ZnO單晶晶片，其含有Al，載流子濃度為2.0×10¹⁷個/cm³～1.0×10¹⁹個/cm³，且，Li濃度為1×10¹⁵個/cm³以下。

16.根據權利要求12或13所述的自支撐ZnO單晶晶片，其含有In，載流子濃度為2.0e¹⁷個/cm³～3.5×10¹⁷個/cm³，且，Li濃度為1×10¹⁵個/cm³以下。

17.一種含Mg的ZnO系自支撐混合單晶晶片，其特征在于，其具有厚度50μm以上的板狀形狀，具有相對于板的厚度方向和面內方向的任一方向均具有均勻的Zn和Mg的化學組成，且，正反面中至少1面具有可外延生長的平坦性。