[发明专利]III族氮化物结晶的制造方法、以及含RAMO4基板

说明书

技术领域

本发明涉及III族氮化物结晶的制造方法、以及含RAMO₄基板。

背景技术

近年来，GaN等III族氮化物的结晶作为发光二极管等的材料受到关注。作为这样的III族氮化物的结晶的制造方法之一，已知在Na等助熔剂中，使III族元素与氮反应，在基板上进行结晶生长的助熔剂法。作为此时的基板，通常为蓝宝石基板等(例如参照专利文献1和2)。但是，蓝宝石基板相对于GaN的晶格不匹配率为13.8％，若使III族氮化物结晶在该蓝宝石基板上生长，则存在容易产生结晶缺陷等课题。

另一方面，作为用于制作III族氮化物的基板，包含以ScAlMgO₄为代表的、通式RAMO₄所表示的单晶体(通式中，R表示选自Sc、In、Y和镧系元素中的一个或多个三价元素，A表示选自Fe(III)、Ga和Al中的一个或多个三价元素，M表示选自Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn和Cd中的一个或多个二价元素)的基板(以下，也仅称“RAMO₄基板”)作为晶格不匹配率小的材料被提出(例如参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-246341号公报

专利文献2：日本专利第4716711号公报

专利文献3：日本特开2015-178448号公报

发明内容

发明要解决的问题

因此，可以想到将上述专利文献3中记载的RAMO₄基板应用于助熔剂法。然而，若将RAMO₄基板浸渍于Na等的助熔剂中，则有时在助熔剂中混入构成RAMO₄基板的元素。并且，若发生这样的元素的混入，则这些元素容易进入III族氮化物结晶内，容易引起晶格尺寸或能带结构的变化、电学特性(导电率)的变化。

因此，本发明的目的在于提供在RAMO₄基板上通过助熔剂法制造高品质的III族氮化物结晶的方法。

用于解决问题的手段

为了达成上述目的，本发明提供一种III族氮化物结晶的制造方法，其包括：在包含通式RAMO₄所表示的单晶体(通式中，R表示选自Sc、In、Y和镧系元素中的一个或多个三价元素，A表示选自Fe(III)、Ga和Al中的一个或多个三价元素，M表示选自Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn和Cd中的一个或多个二价元素)的RAMO₄基板的外延生长面以外的区域，形成保护层的保护层形成工序；在所述RAMO₄基板的外延生长面上，通过助熔剂法形成III族氮化物结晶的结晶形成工序。

发明效果

根据本发明，在利用助熔剂法制造III族氮化物单晶时，构成RAMO₄基板的元素不会混入助熔剂中，能够制造高品质的III族氮化物结晶。

附图说明

图1的图1A和图1B为本发明的实施方式中使用的结晶制作装置的示意性截面图。

图2为本发明的实施方式中使用的含RAMO₄基板的一例的示意性截面图。

图3为本发明的实施方式中使用的含RAMO₄基板的另一例的示意性截面图。

具体实施方式

图1A和图1B中，示出用于进行本发明的助熔剂法的反应装置(结晶制作装置)100的一例的示意性截面图。如图1B所示，本发明的III族氮化物的制造方法中，在使含RAMO₄基板11浸渍于包含III族元素和助熔剂的混合液12中的状态下，向反应室103内导入氮气。并且，在混合液12中使III族元素和氮反应，从而在含RAMO₄基板11表面使III族氮化物的结晶生长，得到所期望的III族氮化物结晶。