[发明专利]制造GaxIn1－xN（0≤x≤1）晶体的方法、GaxIn1－xN（0≤x≤1）结晶衬底、制造GaN晶体的方法、GaN结晶衬底和产品

说明书

技术领域

本发明涉及一种用来制造Ga_xIn_1-xN(0≤x≤1)晶体的方法、Ga_xIn_1-xN(0≤x≤1)结晶衬底、和包括Ga_xIn_1-xN(0≤x≤1)结晶衬底的产品。更具体地，本发明涉及一种能够制造具有良好结晶度的Ga_xIn_1-xN(0≤x≤1)晶体的Ga_xIn_1-xN(0≤x≤1)晶体制造方法、通过这种制造方法获得的Ga_xIn_1-xN(0≤x≤1)结晶衬底、和包括Ga_xIn_1-xN(0≤x≤1)结晶衬底的产品。

本发明还涉及一种用来制造GaN晶体的方法、GaN结晶衬底和包括GaN结晶衬底的产品。更具体地，本发明涉及一种能够制造具有良好结晶度的GaN晶体的GaN晶体制造方法、利用这种制造方法获得的GaN结晶衬底和包括该GaN结晶衬底的产品。

背景技术

在Ga_xIn_1-xN(0≤x≤1)晶体中，GaN(氮化镓)晶体具有3.4eV的能带隙和高的热传导性，并因此作为用于半导体器件例如短波长光学器件和功率电子器件的材料而引起关注。

作为制造这种GaN晶体的方法，常规使用HVPE(氢化物气相外延)方法。图2是示出用于利用HVPE制造GaN晶体的常规方法中的制造设备的一个实例的结构的示意图。该制造设备包括石英反应管1、用来将气体引入石英反应管1的进气管2和3、和连接到石英反应管1的排气处理装置8。

在石英反应管1内部，放置其内含有镓(Ga)的镓源舟4和基衬底7。然后，通过进气管2和3将负载气体如氮(N₂)气、氩(Ar)气或氢(H₂)气引入石英反应管1，并通过加热器5和6将镓源舟4和基衬底7加热到大约1000℃。然后，通过进气管2向石英反应管1内引入氨(NH₃)气，并通过进气管3向石英反应管1内引入氯化氢(HCl)气体。结果，首先，镓和氯化氢气体反应形成氯化镓(GaCl)气体。然后，氯化镓气体与氨气反应，使得在基衬底7的表面上生长GaN晶体12。在完成了GaN晶体12的生长之后，停止加热器5和6加热，以将镓源舟4、GaN晶体12和基衬底7冷却到室温左右。其后，将具有在其表面上生长的GaN晶体12的基衬底7取出石英反应管1，然后通过研磨移除基衬底7而获得GaN晶体12。

专利文献1：日本专利申请特开No.2001-181097

发明内容

本发明要解决的问题

通过利用HVPE制造GaN晶体的这种常规方法，看起来通过在高于1100℃的温度制造GaN晶体好象能够提高GaN晶体的结晶度。然而，实际上，在通过加热器5和6加热到高于1100℃的温度时，石英反应管1就会熔化，因此不能通过利用加热器5和6将石英反应管1加热到高于1100℃的温度，来制造GaN晶体。

因此，本发明的目的是提供一种能够制造具有良好结晶度的Ga_xIn_1-xN(0≤x≤1)晶体的Ga_xIn_1-xN(0≤x≤1)晶体制造方法、通过这种制造方法获得的Ga_xIn_1-xN(0≤x≤1)结晶衬底和包括该Ga_xIn_1-xN(0≤x≤1)结晶衬底的产品。

本发明的另一个目的是提供一种能够制造具有良好结晶度的GaN晶体的GaN晶体制造方法，利用这种制造方法获得的GaN结晶衬底和包括该GaN结晶衬底的产品。

解决这些问题的方式

本发明涉及一种制造Ga_xIn_1-xN(0≤x≤1)晶体的方法，该方法通过在石英反应管中，通过包含氨气和卤化镓气体与卤化铟气体的至少一种的材料气体的反应，在基衬底的表面上生长Ga_xIn_1-xN(0≤x≤1)晶体，来制造Ga_xIn_1-xN(0≤x≤1)晶体，其中在Ga_xIn_1-xN(0≤x≤1)晶体生长期间，石英反应管被外部加热并且基衬底被单独加热。