特許6614529IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

III族元素窒化物結晶の製造方法、III族元素窒化物結晶、半導体装置、およびIII族元素窒化物結晶製造装置

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

しかしながら、特許文献2の製造方法は、III族元素酸化物(例えばGa2O3)を用いる必要があるため、反応性および操作性に課題があり、この点で、さらなる改良が求められる。 そこで、本発明の目的は、ハロゲンを含む副生成物が結晶生成に悪影響を及ぼすことがなく、かつ、反応性および操作性に優れるIII族元素窒化物結晶の製造方法、III族元素窒化物結晶、半導体装置、およびIII族元素窒化物結晶製造装置を提供することである。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

前記目的を達成するために、本発明のIII族元素窒化物結晶の製造方法は、III族元素金属と、酸化剤と、窒素含有ガスとを反応させて、前記III族元素窒化物結晶を製造するIII族元素窒化物結晶製造工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
本発明によれば、ハロゲンを含む副生成物が結晶生成に悪影響を及ぼすことがなく、かつ、反応性および操作性に優れるIII族元素窒化物結晶の製造方法、III族元素窒化物結晶、半導体装置、およびIII族元素窒化物結晶製造装置を提供することができる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】図1は、本発明のIII族元素窒化物結晶の製造方法に用いる装置の一例を模式的に示す断面図である。

【図2】図2は、図1の装置を用いた本発明のIII族元素窒化物結晶の製造方法の概略を模式的に示す断面図である。

【図3】図3は、本発明のIII族元素窒化物結晶の製造方法に用いる装置の別の一例を模式的に示す断面図である。

【図4】図4は、図3の装置を用いた本発明のIII族元素窒化物結晶の製造方法の概略を模式的に示す断面図である。

【図5】図5(a)は、基板の構成の一例を示す断面図である。図5(b)は、図5(a)の基板上にIII族元素窒化物結晶を成長させた状態の一例を示す断面図である。

【図6】図6は、III族元素金属を収容する容器の一例を示す模式図である。図6(a)は斜視図であり、図6(b)は断面図である。

【図7】図7は、図6の容器を用いた本発明のIII族元素窒化物結晶の製造方法の一例を模式的に示す断面図である。

【図8】図8は、実施例におけるIII族元素窒化物結晶製造後のIII族元素金属収容容器の状態を示す写真である。

【図9】図9は、金属ガリウムとH2Oガスとの反応において、H2ガスおよびH2Oガスの分圧と、Ga2O3生成量との関係の一例を示すグラフである。

【図10】図10は、別の実施例におけるIII族元素窒化物結晶製造後のIII族元素金属収容容器の状態を示す写真である。

【図11】図11は、さらに別の実施例におけるIII族元素窒化物結晶製造後のIII族元素金属収容容器の状態を示す写真である。

【図12】図12は、さらに別の実施例におけるIII族元素窒化物結晶製造後のIII族元素金属収容容器の状態を示す写真である。

【図13】図13は、実施例におけるH2O流量とGa2O発生量との関係を示すグラフである。

【図14】図14は、実施例において製造したGaN結晶のX線結晶構造解析結果を示すグラフである。

【図15】図15は、実施例で用いた基板の構造を示す模式図である。図15(a)は断面図であり、図15(b)は斜視図である。

【図16】図16(a)〜(c)は、図15の基板を用いたIII族元素窒化物結晶の製造方法において、結晶成長状態の一例を模式的に示す断面図である。

【図17】図17は、さらに別の実施例で製造(育成)したGaN結晶の写真である。

【図18】図18は、さらに別の実施例で製造(育成)したGaN結晶の写真である。

【図19】図19は、さらに別の実施例で製造(育成)したGaN結晶の形状を示す写真である。

【図20】図20は、III族元素窒化物結晶およびそれを用いた半導体ウェハの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

10、30 本発明の製造方法に用いる製造装置   11 第1の容器   12、31 第2の容器   13 基板支持部   14 III族元素金属載置部   15 酸化性ガス導入管   16 III族元素金属酸化生成物ガス導出管   17a、17b 窒素含有ガス導入管   18 排気管   19a、19b 第1の加熱手段   20a、20b 第2の加熱手段   21a、21b、41a、41b 酸化性ガス   22、40 基板   23a、23b、23c 窒素含有ガス   23d 排気ガス   24 GaN結晶   32 III族元素金属導入管   42、100 III族元素金属   50 基板   51 下地層   52 種結晶   53 III族元素窒化物結晶   60 アルミナボート   61 凹部   101、101a、101b III族元素金属酸化生成物ガス   181a 種結晶   181b III族元素窒化物結晶   181c 半導体ウェハ    

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