III族氮化物结晶的制造方法技术

本发明专利技术提供一种抑制多晶化且提高III族氮化物结晶的品质的III族氮化物结晶的制造方法。III族氮化物结晶的制造方法包括：准备种基板的工序；以及以过饱和比(P

【技术实现步骤摘要】
III族氮化物结晶的制造方法
本专利技术涉及III族氮化物结晶的制造方法。
技术介绍
III族氮化物结晶被利用于功率半导体领域等的异质结高速电子设备或LED、激光器领域等的光电子设备。作为III族氮化物结晶的制造方法，考虑了以III族氧化物作为原料的氧化物气相生长法(例如参照专利文献1)。该氧化物气相生长法中的反应体系如下所示。首先，将Ga加热，并在该状态下导入H2O气体。所导入的H2O气体与Ga发生反应而生成Ga2O气体(下述式(I))。并且，导入NH3气体，使其与所生成的Ga2O气体发生反应，从而在种基板上生长GaN结晶(下述式(II))。2Ga+H2O→Ga2O+H2(I)Ga2O+2NH3→2GaN+H2O+2H2(II)现有技术文献专利文献专利文献1：WO2015/053341A1非专利文献非专利文献1：Prof.Dr.Ing.Thsan.Barin著、“ThermochemicalDataofPureSubstances，ThirdEdition”、Wiley-VCHVerlagGmbH出版、2008年4月24日
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在现有的制造方法中，使III族氮化物结晶生长时，发生了与生长面不同的面进行取向的多晶化，难以在生长面内均匀地制作高品质的结晶。因而，本专利技术的目的在于，提供一种抑制多晶化且提高III族氮化物结晶的品质的III族氮化物结晶的制造方法。用于解决课题的方案本专利技术所述的III族氮化物结晶的制造方法包括：准备种基板的工序；以及以过饱和比(P0/Pe)成为大于1且为5以下的方式，供给III族元素氧化物气体和含氮元素的气体，从而使III族氮化物结晶在上述种基板上生长的工序，上述P0为上述III族元素氧化物气体的供给分压，上述Pe为上述III族元素氧化物气体的平衡分压。专利技术效果通过本专利技术所述的III族氮化物结晶的制造方法，能够提高所得III族氮化物结晶的品质。附图说明图1为实施方式1所述的III族氮化物结晶的制造方法的流程图。图2为表示实施方式1所述的III族氮化物结晶的制造装置的构成的概略图。图3为表示过饱和比与多晶密度的关系的实验结果的图。图4为表示基板温度的升温曲线的图。图5是在种基板上设置分解抑制层，并在其上进行结晶生长时的概略图。图6的(a)为表示未导入分解抑制层时的结晶生长的一例的概略截面图，图6的(b)为表示导入分解抑制层时的结晶生长的一例的概略截面图。附图标记说明100原料腔室101原料反应室102第一输送气体供给口103反应性气体供给管104原料舟皿105起始Ga源(起始III族元素源)106第一加热器107III族氧化物气体排出口108III族氧化物气体和输送气体排出口109连接管110第三加热器111培育腔室(育成チャンバ)112含氮元素的气体供给口113被氧化性气体(被酸化性ガス)供给口114第二输送气体供给口115第二加热器116种基板117基板基座118III族氧化物气体和输送气体供给口119排气口121分解抑制层123生长层125异常生长源126多晶127凹坑150III族氮化物结晶的制造装置具体实施方式第一方案所述的III族氮化物结晶的制造方法包括：准备种基板的工序；以及以过饱和比(P0/Pe)成为大于1且为5以下的方式，供给III族元素氧化物气体和含氮元素的气体，从而使III族氮化物结晶在上述种基板上生长的工序，上述P0为上述III族元素氧化物气体的供给分压，上述Pe为上述III族元素氧化物气体的平衡分压。第二方案所述的III族氮化物结晶的制造方法中，根据上述第一方案，可以还包括：以上述过饱和比(P0/Pe)成为大于1且为5以下的方式，将上述III族元素氧化物气体和上述含氮元素的气体在比生长工序的基板温度更低的温度下进行供给，从而导入III族氮化物结晶的分解抑制层的工序。第三方案所述的III族氮化物结晶的制造方法中，根据上述第一或第二方案，可以包括：以上述过饱和比(P0/Pe)成为1.3以上且小于2.5的方式，供给上述III族元素氧化物气体和上述含氮元素的气体，从而使III族氮化物在上述种基板上生长的工序。第四方案所述的III族氮化物结晶的制造方法中，根据上述第一～第三中的任意方案，可以还包括：以上述过饱和比(P0/Pe)成为1.3以上且小于2.5的方式，将上述III族元素氧化物气体和上述含氮元素的气体在上述种基板的基板温度1050℃以下进行供给，从而导入III族氮化物结晶的分解抑制层的工序。<关于得到本专利技术的原委>本申请所述的III族氮化物结晶的制造方法包括：向起始III族元素源供给反应性气体的工序；使上述起始III族元素源与上述反应性气体发生反应，从而生成上述III族元素的氧化物气体的工序；将上述III族元素氧化物气体供给至培育腔室内的工序；将含氮元素的气体供给至上述培育腔室内的工序；将被氧化性气体供给至上述培育腔室内的工序；在上述被氧化性气体的气氛下使上述III族元素氧化物气体与上述含氮元素的气体发生反应，从而生成III族氮化物结晶的工序；使上述被氧化性气体与存在于上述培育腔室内且包含氧元素的物质发生反应，从而生成氧化物气体的工序；以及将未反应气体排出至上述培育腔室外的工序。在该III族氮化物结晶的制造方法中，通过调整在上述III族元素氧化物气体生成工序中生成的上述III族元素氧化物气体的生成量，调整在上述III族元素氧化物气体供给工序中要向上述III族氮化物生成工序中供给的上述III族氧化物气体的供给量，并调整从上述含氮元素的气体供给工序供给至上述III族氮化物结晶生成工序中的上述含氮元素的气体的供给量，从而能够控制决定基板上的结晶核生成的频率的过饱和比(P0/Pe)。因此，本专利技术人等发现：通过控制过饱和比(P0/Pe)，能够抑制作为课题的多晶化，并提高III族氮化物结晶的品质，从而完成了本专利技术。需要说明的是，P0为决定III族氮化物结晶的生长驱动力的III族氧化物气体的供给分压，Pe为III族氧化物气体的平衡分压。以下，针对实施方式所述的III族氮化物结晶的制造方法，参照附图进行说明。需要说明的是，针对附图中实质相同的部件，标注相同的符号。(实施方式1)<III族氮化物结晶的制造方法的概要>参照图1的流程图来说明本申请的实施方式1所述的III族氮化物结晶的制造方法的概要。实施方式1所述的III族氮化物结晶的制造方法具有反应性气体供给工序(S01)、III族元素氧化物气体生成工序(S02)、II本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种III族氮化物结晶的制造方法，其包括：/n准备种基板的工序；以及/n以过饱和比P

【技术特征摘要】
20190204 JP 2019-0180351.一种III族氮化物结晶的制造方法，其包括：
准备种基板的工序；以及
以过饱和比P0/Pe成为大于1且为5以下的方式，供给III族元素氧化物气体和含氮元素的气体，从而使III族氮化物结晶在所述种基板上生长的工序，
所述P0为所述III族元素氧化物气体的供给分压，所述Pe为所述III族元素氧化物气体的平衡分压。


2.根据权利要求1所述的III族氮化物结晶的制造方法，其还包括：以所述过饱和比P0/Pe成为大于1且为5以下的方式，将所述III族元素氧化物气体和所述含氮元素的气体从比生...

【专利技术属性】
技术研发人员：森勇介，吉村政志，今西正幸，北本启，泷野淳一，隅智亮，
申请(专利权)人：国立大学法人大阪大学，松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP