[发明专利]晶体制造方法

说明书

技术领域

本发明关于晶体制造方法。

背景技术

过去，作为晶体制造方法，有制备要制作的单晶的原料熔融液，令其在作为晶种的单晶上析出的方法。但是，该方法对于ZnO等高熔点氧化物和氮化物(例如GaN)和碳化物(例如SiC)等熔点非常高或容易分解的材料难以适用。因此，有提案例如，对于GaN，以Na为助焊剂溶解原料，令其在晶种上析出，得到单晶的Na助焊剂法(例如，参照专利文献1)。此外，有提案提出，在蓝宝石等异种基板上使用氢化物气相外延法(Hydride Vapor Phase Epitaxy)形成GaN相，在GaN层生长后除去异种基板而得到独立的GaN单晶基板的方法(例如，参照专利文献2)。还有提案提出，将原料粉体的气溶胶喷射在单晶基板上，在基板上形成含有原料成分的膜后，进行热处理而令单晶生长的气浮沉积法(例如，参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利5,868,837

专利文献2：日本专利特开2003-178984号公报

专利文献3：日本专利特开2006-298747号公报

发明内容

但是，该专利文献1记载的晶体制造方法中，生长速度会在例如0.02mm/h以下，较慢。此外，专利文献2记载的晶体制造方法为气相生长，难以形成数毫米以上厚的块状单晶。专利文献3记载的晶体制造方法中，重复进行在单晶构成的基板上形成膜、进行热处理以令单晶生长的工序的话，会产生空隙，尚不能得到具有足够实用性的晶体。

本发明鉴于此种课题，主要目的是提供可以制作取向性及致密性更良好的晶体的晶体制造方法。

为达成上述主要目的而进行锐意研究后，本发明者们发现，在单晶的原料粉体的单晶化温度下，向晶种基板喷射原料粉体的同时令晶体生长的话，可以制作取向性及致密性更良好的晶体，从而完成了本发明。

即，本发明的晶体制造方法，包含：在原料成分单晶化的规定的单晶化温度下，喷射含有该原料成分的原料粉体，在含单晶的晶种基板上形成含有该原料成分的膜的同时，令上述形成的含有原料成分的膜直接在上述单晶化温度下结晶化的成膜结晶化工序。

本发明的晶体制造方法可以制造取向性及致密性更良好的晶体。其原因虽不确定，但可推测如下。例如，在减压下进行的气浮沉积法(AD法)和在加压下进行的粉体喷射沉积法(PJD法)等中，撞击至基板上的粉末因冲击力而塑性变形，因此致密固着，通过重复此现象而成膜。但是，随着厚度增加，容易残留空隙(参照日本专利特开2009-132944)。与此相对，本发明的晶体制造方法中，由于在单晶化的热处理条件下进行成膜，成膜的致密膜结构一边依次单晶化，一边增加厚度，因此难以产生空隙，可以制作取向性及致密性更良好的晶体。此外，本发明的晶体制造方法中，对于例如GaN、AlN、InN、它们的混晶(AlGaInN)等难以熔融的氮化物和SiC等碳化物，可容易地令晶体生长，因此特别对工业上的意义重大。此外，对于例如ZnO等熔点高、无法熔融而可以通过水热法制造晶体的物质，本发明的晶体制造方法中，可以容易地进行水热法难以实现的半导体化所必需的微量成分的调整，因此特别对工业上的意义重大。如此，本发明的晶体制造方法中，推测可以制作实用性的晶体(例如单晶)。

附图说明

【图1】显示晶体制造装置20的大致结构的构成图。

【图2】狭缝37的扫描方法的说明图。

【图3】结晶化处理的说明图。

【图4】显示晶体制造装置50的大致结构的构成图。

【图5】显示晶体制造装置20B的大致结构的构成图。

具体实施方式