III族氮化物晶体的制造方法及晶种基板技术

本发明专利技术以提供不易产生裂开或裂缝的III族氮化物晶体的制造方法及晶种基板为技术问题。为了解决上述技术问题，本发明专利技术的III族氮化物晶体的制造方法包括：籽晶准备工序，在基板之上配置多个III族氮化物的晶体作为多个籽晶；晶体生长工序，在包含氮的环境下，使籽晶的表面接触包含从镓、铝、及铟中选择的至少一种III族元素以及碱金属的熔融液，来使III族氮化物晶体生长。在所述籽晶准备工序中，将多个籽晶配置于在基板上设置的六边形区域内部。

【技术实现步骤摘要】
III族氮化物晶体的制造方法及晶种基板
本专利技术涉及III族氮化物晶体的制造方法及晶种基板。
技术介绍
近年来，GaN等III族氮化物的晶体作为发光二极管等的材料而受到关注。作为这样的III族氮化物的晶体的制造方法之一，已知有在Na等的碱金属熔融液(助熔剂)中使III族元素与氮反应，而使结晶缺陷(位错)较少的高品质的晶体生长的助熔剂法(例如，参照专利文献1)。另外，公开了以下方法：为了得到较大的尺寸的III族氮化物晶体，将在蓝宝石基板上以有机金属气相生长法(MOCVD：Metal-OrganicChemicalVaporDeposition)等形成的多个III族氮化物层设为籽晶(晶种)，使该籽晶与碱金属熔融液接触来使III族氮化物晶体生长的方法(例如，参照专利文献2及专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4538596号公报专利文献2：日本特开2014-55091号公报专利文献3：日本专利第5904421号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题根据专利文献3中公开的以往的制造方法，如图12所示，能够在圆盘状的基板31的圆形的籽晶配置区域32配置多个籽晶(未图示)并使III族氮化物晶体生长。在该情况下，如图13所示，得到与基板31的大小大致相同的、较大尺寸的III族氮化物晶体33。但是，虽然也取决于生长条件，但所得到的III族氮化物晶体33的外周是由最稳定的结晶面(例如在GaN的情况下为(1-100)面)构成的。因此，如图13所示，在外周的一部分的区域中，产生断续地配置有微小的(1-100)面的结构(凹凸部)33a。而且，在这样的基板中，该凹凸部33a容易成为产生裂开或裂缝的起点。也就是说，以往的方法中存在以下问题：难以成品率良好地制造较大尺寸的III族氮化物晶体基板。本专利技术的目的在于，提供不易产生裂开或裂缝的III族氮化物晶体的制造方法、以及晶种基板。解决问题的方案本专利技术的III族氮化物晶体的制造方法包括：籽晶准备工序，在基板之上配置多个III族氮化物的晶体作为多个籽晶；以及晶体生长工序，在包含氮的环境下，使所述籽晶的表面接触包含从镓、铝及铟中选择的至少一种III族元素以及碱金属的熔融液，来使III族氮化物晶体在所述籽晶上生长，在所述籽晶准备工序中，将所述多个籽晶配置于所述基板上设置的六边形区域内部。另外，本专利技术的晶种基板具有：基板；以及多个籽晶，其配置于所述基板上设置的六边形区域内部，且由多个III族氮化物的晶体构成。专利技术效果根据本专利技术的III族氮化物晶体的制造方法，所生长的III族氮化物晶体的最外周是直线状。因此，III族氮化物晶体不易产生裂开或裂缝，能够成品率良好地制造III族氮化物晶体。附图说明图1是本专利技术的实施方式1中使用的III族氮化物晶体的制造装置的一个实例，是表示将基板从熔融液中拉起的状态的概略剖面图。图2是表示在图1的III族氮化物晶体的制造装置中将基板浸渍于熔融液的状态的概略剖面图。图3是本专利技术的实施方式1的III族氮化物晶体的制造中所使用的晶种基板的一个实例的概略俯视图。图4是本专利技术的实施方式1的III族氮化物晶体的制造中所使用的晶种基板的一个实例的概略俯视图。图5是本专利技术的实施方式1的III族氮化物晶体的制造方法的晶体生长工序的概略俯视图。图6是本专利技术的实施方式1的III族氮化物晶体的制造方法的籽晶准备工序的概略剖面图。图7是本专利技术的实施方式1的III族氮化物晶体的制造方法的晶体生长工序(第一晶体生长工序)的概略剖面图。图8是本专利技术的实施方式1的III族氮化物晶体的制造方法的晶体生长工序(第二晶体生长工序)的概略剖面图。图9是本专利技术的实施方式1的III族氮化物晶体的制造方法的分离工序的概略剖面图。图10是本专利技术的实施方式1的III族氮化物晶体的制造方法的研磨工序的概略剖面图。图11是用于说明III族氮化物晶体的制造方法的晶体生长工序的概略剖面图。图12是以往的III族氮化物晶体的制造中所使用的晶种基板的一个实例的概略俯视图。图13是以往的III族氮化物晶体的制造方法的晶体生长工序的概略俯视图。附图标记说明1、31基板2、32籽晶配置区域3第一III族氮化物晶体(第一GaN)3a第二III族氮化物晶体(第二GaN)4籽晶11晶种基板12熔融液21III族氮化物晶体基板33III族氮化物晶体33a凹凸结构100III族氮化物晶体制造装置102坩埚103反应室110加热器113氮供给管线114基板保持机构具体实施方式关于本专利技术的实施方式的III族氮化物晶体的制造方法、以及该方法中所使用的晶种基板，以下，以制作GaN晶体来作为III族氮化物晶体的实施方式为例进行说明。需要说明的是，对附图中实质上相同的部件标以相同的附图标记。另外，通常，米勒指数(Millerindices)中，对于具有负的成分的方向，在数字之上标以横线(bar)来进行标记，但在本说明书中为了方便，以-(减号)来表示负的成分。[实施方式1]本实施方式的III族氮化物晶体的制造方法包括：籽晶准备工序，在基板之上配置多个点状的III族氮化物晶体作为多个籽晶；晶体生长工序，在包含氮的环境下，使所述籽晶的表面接触包含从镓、铝、及铟中选择的至少一种III族元素以及碱金属的熔融液，来使III族氮化物晶体在籽晶上生长。在上述籽晶准备工序中，将多个籽晶配置于在基板上设置的六边形区域内部。图1是表示本专利技术的实施方式1中使用的III族氮化物晶体的制造装置100的一个实例，并且是将形成有籽晶的基板(以下，也称作“晶种基板”)11从熔融液12中拉起的状态的概略剖面图。图2是表示在图1的III族氮化物晶体的制造装置100中将晶种基板11浸渍于熔融液12的状态的概略剖面图。图3至图10是实施方式1的III族氮化物晶体的制造中所使用的晶种基板及制造方法的各工序的概略俯视图或剖面图。另外，实施方式1的III族氮化物晶体的制造方法包括图6所示的籽晶准备工序和图7所示的晶体生长工序。(籽晶准备工序)在籽晶准备工序中，如图3所示，在设置于基板1的上表面的六边形区域2的内部，如图4所示那样配置多个点状的III族氮化物的晶体4作为籽晶。在本实施方式中，准备由蓝宝石构成的基板1，作为晶体的制造中所使用的晶种基板用的基板。蓝宝石的晶格常数及热膨胀系数与GaN的晶格常数及热膨胀系数之差比较小，因此是优选的。需要说明的是，除了蓝宝石以外，例如也可以使用SiC或GaAs、ScAlMgO4等作为基板1。另外，基板1的厚度优选为100～3000μm左右，更优选为400～1000μm。若基板1的厚度为该范围内，则强度充分高，在GaN晶体的制作时不易产生裂开等。另外，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种III族氮化物晶体的制造方法，其特征在于，包括：/n籽晶准备工序，在基板之上配置多个III族氮化物的晶体作为多个籽晶；以及/n晶体生长工序，在包含氮的环境下，使所述籽晶的表面接触包含从镓、铝及铟中选择的至少一种III族元素以及碱金属的熔融液，来使III族氮化物晶体在所述籽晶上生长，/n在所述籽晶准备工序中，将所述多个籽晶配置于所述基板上设置的六边形区域内部。/n

【技术特征摘要】
20190220 JP 2019-0282471.一种III族氮化物晶体的制造方法，其特征在于，包括：
籽晶准备工序，在基板之上配置多个III族氮化物的晶体作为多个籽晶；以及
晶体生长工序，在包含氮的环境下，使所述籽晶的表面接触包含从镓、铝及铟中选择的至少一种III族元素以及碱金属的熔融液，来使III族氮化物晶体在所述籽晶上生长，
在所述籽晶准备工序中，将所述多个籽晶配置于所述基板上设置的六边形区域内部。


2.如权利要求1所述的III族氮化物晶体的制造方法，其中，
在所述晶体生长工序中，使所述六边形区域的外周的各边与所述III族氮化物晶体的特定的结晶面一致。


3.如权利要求2所述的III族氮化物晶体的制造方法，其中，
所述特定的结晶面是(1-100)面。


4.如权利要求1所述的III族氮化物晶体的制造方法，其中，
在所述籽晶准备工序中配置的、位于所述六边形区域的最外周侧的所述籽晶与位于所述六边形区域的中心侧的所述籽晶具有相同形状。


5.如权利要求1所述的III族氮化物晶体的制造方法，其中，
所述晶体生长工序包括：
第一晶体生长工序，在各籽晶上使III族氮化物晶体生长为棱锥状，得到相邻的棱锥状的III族氮化物晶体彼此发生了部分结合的第一III族氮化物晶体；以及

【专利技术属性】
技术研发人员：冈山芳央，小松真介，多田昌浩，森勇介，今西正幸，吉村政志，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，国立大学法人大阪大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP