[發明專利]III族氮化物結晶的制造方法、以及含RAMO4基板

在審

• 申請號: 201710068240.9
• 申請日: 2017-02-07
• 公開（公告）號: CN107190324A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 岡山芳央;信岡政樹
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: C30B29/40
• 分類號: C30B29/40;C30B19/02;C30B19/12;C30B29/22
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 葛凡

技術領域

本發明涉及III族氮化物結晶的制造方法、以及含RAMO₄基板。

背景技術

近年來，GaN等III族氮化物的結晶作為發光二極管等的材料受到關注。作為這樣的III族氮化物的結晶的制造方法之一，已知在Na等助熔劑中，使III族元素與氮反應，在基板上進行結晶生長的助熔劑法。作為此時的基板，通常為藍寶石基板等(例如參照專利文獻1和2)。但是，藍寶石基板相對于GaN的晶格不匹配率為13.8％，若使III族氮化物結晶在該藍寶石基板上生長，則存在容易產生結晶缺陷等課題。

另一方面，作為用于制作III族氮化物的基板，包含以ScAlMgO₄為代表的、通式RAMO₄所表示的單晶體(通式中，R表示選自Sc、In、Y和鑭系元素中的一個或多個三價元素，A表示選自Fe(III)、Ga和Al中的一個或多個三價元素，M表示選自Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn和Cd中的一個或多個二價元素)的基板(以下，也僅稱“RAMO₄基板”)作為晶格不匹配率小的材料被提出(例如參照專利文獻3)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2007-246341號公報

專利文獻2：日本專利第4716711號公報

專利文獻3：日本特開2015-178448號公報

發明內容

發明要解決的問題

因此，可以想到將上述專利文獻3中記載的RAMO₄基板應用于助熔劑法。然而，若將RAMO₄基板浸漬于Na等的助熔劑中，則有時在助熔劑中混入構成RAMO₄基板的元素。并且，若發生這樣的元素的混入，則這些元素容易進入III族氮化物結晶內，容易引起晶格尺寸或能帶結構的變化、電學特性(導電率)的變化。

因此，本發明的目的在于提供在RAMO₄基板上通過助熔劑法制造高品質的III族氮化物結晶的方法。

用于解決問題的手段

為了達成上述目的，本發明提供一種III族氮化物結晶的制造方法，其包括：在包含通式RAMO₄所表示的單晶體(通式中，R表示選自Sc、In、Y和鑭系元素中的一個或多個三價元素，A表示選自Fe(III)、Ga和Al中的一個或多個三價元素，M表示選自Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn和Cd中的一個或多個二價元素)的RAMO₄基板的外延生長面以外的區域，形成保護層的保護層形成工序；在所述RAMO₄基板的外延生長面上，通過助熔劑法形成III族氮化物結晶的結晶形成工序。

發明效果

根據本發明，在利用助熔劑法制造III族氮化物單晶時，構成RAMO₄基板的元素不會混入助熔劑中，能夠制造高品質的III族氮化物結晶。

附圖說明

圖1的圖1A和圖1B為本發明的實施方式中使用的結晶制作裝置的示意性截面圖。

圖2為本發明的實施方式中使用的含RAMO₄基板的一例的示意性截面圖。

圖3為本發明的實施方式中使用的含RAMO₄基板的另一例的示意性截面圖。

具體實施方式

圖1A和圖1B中，示出用于進行本發明的助熔劑法的反應裝置(結晶制作裝置)100的一例的示意性截面圖。如圖1B所示，本發明的III族氮化物的制造方法中，在使含RAMO₄基板11浸漬于包含III族元素和助熔劑的混合液12中的狀態下，向反應室103內導入氮氣。并且，在混合液12中使III族元素和氮反應，從而在含RAMO₄基板11表面使III族氮化物的結晶生長，得到所期望的III族氮化物結晶。