[发明专利]III族氮化物结晶的制造方法

说明书

本发明提供一种制造高品质的III族氮化物结晶的方法。III族氮化物结晶的制造方法包括：晶种准备工序，在基板上准备多个点状的III族氮化物作为用于生长III族氮化物结晶的多个晶种；以及结晶生长工序，在包含氮的气氛下，使上述晶种的表面接触包含选自镓、铝和铟中的至少1种III族元素以及碱金属的熔液，由此使III族元素与氮在熔液中发生反应而使III族氮化物结晶生长，结晶生长工序包括：成核工序，由多个晶种形成晶核；棱锥生长工序，使棱锥形状的第一III族氮化物结晶由多个晶核生长；以及横向生长工序，使第二III族氮化物结晶以填埋多个棱锥形状的第一III族氮化物结晶的间隙而使表面平坦的方式生长。

技术领域

本申请涉及III族氮化物结晶的制造方法。

背景技术

近年来，作为显示用设备的蓝色LED元件或者以车载用途为首的功率器件的材料的III族氮化物备受关注。尤其期待其作为功率器件的应用，与当前市售的Si相比，具有高耐压、耐高温特性等优异的性能。作为这种III族氮化物的结晶的制造方法之一，已知在Na等的碱金属熔液(助焊剂(flux))中使III族元素与氮发生反应而使结晶缺陷(位错)少的高品质结晶生长的助焊剂法(例如参照专利文献1)。此外，为了获得4英寸以上的大尺寸的III族氮化物结晶，公开了如下方法：选择在晶格常数为蓝宝石那样的种蓝宝石基板上利用有机金属气相生长法(MOCVD：Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)等形成的III族氮化物层的多个部分作为晶种，使上述晶种接触碱金属熔液而使III族氮化物结晶生长的方法(例如参照专利文献2和3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4538596号公报

专利文献2：日本特许第4588340号公报

专利文献3：日本特许第5904421号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献3公开的由多个晶种制作1块III族氮化物晶片的情况下，以往的制造方法在提高品质方面存在极限。图1示出利用以往的制造方法而制作的III族氮化物结晶的X-射线摇摆曲线(X-Ray Rocking Curve(XRC))数据，图2示出拍摄结晶表面的阴极发光(CL)的170μm见方(日文原文：170μm□)视野图像。根据图1的XRC可知：以往的结晶是32～69arcsec的结晶性，根据图2的CL可知：以往的结晶的位错密度为5.8×10⁵cm^-2。

本申请的目的在于，提供结晶性良好的高品质的III族氮化物结晶的制造方法。

用于解决课题的方案

为了实现上述目的，本申请所述的III族氮化物结晶的制造方法包括：晶种准备工序，在基板上准备多个点状的III族氮化物作为用于生长III族氮化物结晶的多个晶种；以及

结晶生长工序，在包含氮的气氛下，使上述晶种的表面接触包含选自镓、铝和铟中的至少1种III族元素和碱金属的熔液，由此使上述III族元素与上述氮在上述熔液中发生反应而使上述III族氮化物结晶生长，

上述结晶生长工序包括：

成核工序，由上述多个晶种形成晶核；

棱锥生长工序，使多个棱锥形状的第一III族氮化物结晶由上述多个晶核生长；以及

横向生长工序，使第二III族氮化物结晶以填埋上述多个棱锥形状的第一III族氮化物结晶的间隙而使表面平坦的方式生长。

发明效果