砷化镓单晶基板制造技术

一种砷化镓单晶基板，具有圆形主面，其中，所述砷化镓单晶基板在将所述主面的直径表示为D、并且测定了通过将所述砷化镓单晶基板在500℃的熔融氢氧化钾中浸渍10分钟而形成在所述主面上的蚀坑的个数的情况下，以所述主面的中心为中心具有0.2D长度的直径的第一圆区域中的所述蚀坑的个数C1为0以上且10以下。为0以上且10以下。为0以上且10以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】砷化镓单晶基板


[0001]本公开内容涉及砷化镓单晶基板。

技术介绍

[0002]砷化镓单晶基板广泛用作各种半导体器件的材料。对于砷化镓单晶基板，从提高器件特性的观点考虑，要求降低位错密度。日本特开平06
‑
298588号公报(专利文献1)中报告了通过使被称为连通细管的部件应用于能够实施立式晶舟法(以下也记为“VB法”)的单晶生长装置，从而形成外径φ6.5mm的砷化镓单晶作为完全无位错晶体。在此，位错密度的高低的评价是通过如下方式进行的：通过使用熔融氢氧化钾腐蚀砷化镓单晶基板的主面，从而形成作为腐蚀孔的蚀坑，测定该蚀坑在上述主面内的密度。现有技术文献专利文献
[0003]专利文献1：日本特开平06
‑
298588号公报

技术实现思路

[0004]本公开内容涉及的砷化镓单晶基板为具有圆形主面的砷化镓单晶基板，其中，所述砷化镓单晶基板在将所述主面的直径表示为D、并且测定了通过将所述砷化镓单晶基板在500℃的熔融氢氧化钾中浸渍10分钟而形成在所述主面上的蚀坑的个数的情况下，以所述主面的中心为中心具有0.2D长度的直径的第一圆区域中的所述蚀坑的个数C1为0以上且10以下。
附图说明
[0005][图1]图1为表示本公开内容涉及的砷化镓单晶基板的主面的一例的俯视图。[图2]图2为对砷化镓单晶基板具有偏角的情况进行说明的截面说明图。[图3]图3为表示用于制造本公开内容涉及的砷化镓单晶基板的制造工序的概略的流程图。[图4]图4为表示制造本公开内容涉及的砷化镓单晶基板的单晶生长装置的一例的示意截面图。
具体实施方式
[0006][本公开内容所要解决的问题]可知上述专利文献1中公开的技术是不现实的。这是因为，使上述连通细管应用于能够实施VB法的单晶生长装置的情况下，在上述单晶生长装置中使砷化镓单晶生长本身变得极其困难。因此，尚未实现充分降低位错密度从而满足上述要求的砷化镓单晶基板，从而迫切需要其的开发。
[0007]鉴于上述情况，本公开内容的目的在于通过在砷化镓单晶的制造过程中，抑制晶
种与接触该晶种的原料熔融液的界面处发生的位错，从而提供一种位错密度降低的砷化镓单晶基板。
[0008][本公开内容的效果]如上所述，通过在砷化镓单晶的制造过程中，抑制晶种与接触该晶种的原料熔融液的界面处发生的位错，从而能够提供一种位错密度降低的砷化镓单晶基板。
[0009][实施方式的概要]本专利技术人为了解决上述问题反复进行了深入研究，从而完成了本公开内容。具体而言，在使用VB法使砷化镓单晶生长的情况下，着眼于严格控制晶种与接触该晶种的原料熔融液的界面处的温度。由此想到了在砷化镓单晶中存在的位错中，抑制在上述界面处发生的位错而得的砷化镓单晶基板。进一步发现了上述的基于温度控制的位错抑制方法可以与基板的大小无关地应用。因此，本公开内容实现了一种位错密度降低、并且也能够满足大型化要求的砷化镓单晶基板。
[0010]首先，对本公开内容的实施方式的概要进行说明。在本说明书的结晶学方面的记载中，分别将个别取向表示为[]，将集合取向表示为<>，将个别面表示为()，将集合面表示为{}。另外，结晶学上的指数为负通常通过将
“‑
(横杠)”标注在数字之上来表示，但在本说明书中，在数字前标注负号。
[0011]首先，列出本公开内容的实施方式进行说明。[1]本公开内容的一个方式涉及的砷化镓单晶基板具有圆形主面，其中，所述砷化镓单晶基板在将所述主面的直径表示为D、并且测定了通过将所述砷化镓单晶基板在500℃的熔融氢氧化钾中浸渍10分钟而形成在所述主面上的蚀坑的个数的情况下，以所述主面的中心为中心具有0.2D长度的直径的第一圆区域中的所述蚀坑的个数C1为0以上且10以下。具备这样的特征的砷化镓单晶基板能够降低位错密度。
[0012][2]在上述的砷化镓单晶基板中，优选所述第一圆区域中的所述蚀坑的个数C1为0以上且5以下。由此，能够提供位错密度进一步降低的砷化镓单晶基板。
[0013][3]在上述的砷化镓单晶基板中，优选以所述主面的中心为中心具有0.5D长度的直径的第二圆区域中的所述蚀坑的个数C2与所述第一圆区域中的所述蚀坑的个数C1之差C2‑
C1为0以上且5以下。由此，能够提供位错密度充分降低的砷化镓单晶基板。
[0014][4]在上述砷化镓单晶基板中，优选表示所述主面每1cm2中的所述蚀坑的个数的蚀坑密度为0以上且1000以下。由此，能够提供在主面的整个面上位错密度降低的砷化镓单晶基板。
[0015][5]在上述砷化镓单晶基板中，优选所述D为75mm以上且205mm以下。如后所述，在本公开内容中，能够应用具有75mm以上且205mm以下的长度作为砷化镓单晶基板的主面的直径的大型基板。由此，对于具有75mm以上且205mm以下直径的大型砷化镓单晶基板，能够降低位错密度。
[0016][6]在上述砷化镓单晶基板中，优选所述主面为{100}面。由此，上述主面成为电特性和光学特性优异的面。因此，在本公开内容中，在具有电特性和光学特性优异的面作为主面的砷化镓单晶基板中，能够降低位错密度。
[0017][7]在上述砷化镓单晶基板中，优选所述主面为相对于{100}面具有大于0
°
且15
°
以下的偏角的面。在这种情况下，上述主面也成为电特性和光学特性优异的面。因此，在本
公开内容中，在具有电特性和光学特性优异的面作为主面的砷化镓单晶基板中，能够降低位错密度。
[0018][8]在上述砷化镓单晶基板中，优选所述砷化镓单晶基板的导电型为n型。如后所述，在本公开内容中，可以向砷化镓单晶基板有效地赋予n型的导电型。由此，在导电型为n型的砷化镓单晶基板中，能够降低位错密度。
[0019][9]在上述砷化镓单晶基板中，优选所述砷化镓单晶基板含有硅，并且所述硅的原子浓度为1
×
10
16
cm
‑3以上且1
×
10
1９
cm
‑3以下。由此，可以对砷化镓单晶基板有效地赋予导电型为n型的导电性。因此，在导电型为n型的砷化镓单晶基板中，能够降低位错密度。
[0020][实施方式的详细情况]以下，对本公开内容的实施方式(以下也称为“本实施方式”)更详细地进行说明，但是本公开内容不限于此。以下，有时参照附图进行说明，但在本说明书和附图中，对相同或对应的要素标注相同的标号，对于该要素不重复进行相同的说明。
[0021]在本说明书中，“A～B”这种形式的表述是指范围的上限下限(即A以上且B以下)，在A中没有单位的记载、仅在B中记载了单位的情况下，A的单位和B的单位相同。此外，在本说明书中用化学式表示化合物等的情况下，如果没有特别限定原子比，则包含以往公知的所有原子比，不一定只限定于化学计量范围。
[0022][砷化镓单晶基板]本实施方式涉及的砷化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种砷化镓单晶基板，具有圆形主面，其中，所述砷化镓单晶基板在将所述主面的直径表示为D、并且测定了通过将所述砷化镓单晶基板在500℃的熔融氢氧化钾中浸渍10分钟而形成在所述主面上的蚀坑的个数的情况下，以所述主面的中心为中心具有0.2D长度的直径的第一圆区域中的所述蚀坑的个数C1为0以上且10以下。2.如权利要求1所述的砷化镓单晶基板，其中，所述砷化镓单晶基板的所述第一圆区域中的所述蚀坑的个数C1为0以上且5以下。3.如权利要求1或2所述的砷化镓单晶基板，其中，所述砷化镓单晶基板的以所述主面的中心为中心具有0.5D长度的直径的第二圆区域中的所述蚀坑的个数C2与所述第一圆区域中的所述蚀坑的个数C1之差C2‑
C1为0以上且5以下。4.如权利要求1～3中任一项所述的砷化镓单晶基板，其中，所述砷化镓单晶基板的表示所述主面每1cm2中的所述蚀坑的个数的蚀坑密度为0以上且1000以下。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：福永宽，森下昌纪，森分达也，桥尾克司，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：