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JP2012006772A - Method for growing group iii nitride crystal and group iii nitride crystal substrate - Google Patents

Method for growing group iii nitride crystal and group iii nitride crystal substrate Download PDF

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JP2012006772A
JP2012006772A JP2010141775A JP2010141775A JP2012006772A JP 2012006772 A JP2012006772 A JP 2012006772A JP 2010141775 A JP2010141775 A JP 2010141775A JP 2010141775 A JP2010141775 A JP 2010141775A JP 2012006772 A JP2012006772 A JP 2012006772A
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JP
Japan
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group iii
crystal
iii nitride
nitride crystal
main surface
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010141775A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Yoshida
浩章 吉田
Koji Uematsu
康二 上松
Masanori Morishita
昌紀 森下
Yuki Hiromura
友紀 廣村
Shinsuke Fujiwara
伸介 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

【課題】複数の種結晶基板を用いて表面にピットを発生させることなく大型のIII族窒化物結晶を成長させるIII族窒化物結晶の成長方法を提供する。
【解決手段】本III族窒化物結晶の成長方法は、複数の種結晶基板1を、それらの主表面1mが互いに平行にかつそれらの側表面1sが互いに隣り合うように配置し、それらの種結晶基板1の主表面1m上に、液相成長法により、第1のIII族窒化物結晶10を成長させる第1の結晶成長工程と、第1のIII族窒化物結晶10の主表面上に、ハイドライド気相成長法により、第2のIII族窒化物結晶20を成長させる第2の結晶成長工程とを備える。
【選択図】図1
There is provided a group III nitride crystal growth method for growing a large group III nitride crystal using a plurality of seed crystal substrates without generating pits on the surface.
The group III nitride crystal growth method includes arranging a plurality of seed crystal substrates 1 such that their main surfaces 1m are parallel to each other and their side surfaces 1s are adjacent to each other, and their seeds are arranged. A first crystal growth step for growing a first group III nitride crystal 10 on the main surface 1m of the crystal substrate 1 by a liquid phase growth method, and a main surface of the first group III nitride crystal 10 And a second crystal growth step for growing the second group III nitride crystal 20 by a hydride vapor phase growth method.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、複数の種結晶基板の主面上にIII族窒化物結晶を成長させる方法およびかかる成長方法により得られるIII族窒化物結晶を加工して得られるIII族窒化物結晶基板に関する。   The present invention relates to a method for growing a group III nitride crystal on a main surface of a plurality of seed crystal substrates and a group III nitride crystal substrate obtained by processing a group III nitride crystal obtained by such a growth method.

発光デバイス、電子デバイスなどの半導体デバイスに好適に用いられるIII族窒化物結晶は、そのコストを低減する観点から、大型のものが求められている。   From the viewpoint of reducing the cost, Group III nitride crystals suitably used for semiconductor devices such as light-emitting devices and electronic devices are required to be large.

ここで、自然界において大型のIII族窒化物結晶が存在しないため、下地基板として、III族窒化物結晶以外の化学式を有する基板を用いて、III族窒化物結晶を成長させる必要がある。たとえば、特開2000−349338号公報(以下、特許文献1という)には、下地基板であるIII族窒化物結晶以外の化学式を有する基板上に反りや割れを発生させずに厚いIII窒化物(GaN)結晶膜を成長させる方法が開示されている。   Here, since there is no large group III nitride crystal in nature, it is necessary to grow the group III nitride crystal using a substrate having a chemical formula other than the group III nitride crystal as the base substrate. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2000-349338 (hereinafter referred to as Patent Document 1) discloses a thick III nitride (without warping or cracking) on a substrate having a chemical formula other than a group III nitride crystal as a base substrate ( A method of growing a (GaN) crystal film is disclosed.

しかし、特許文献1に開示されている成長方法では、下地基板の主表面の面積を大きくすると、III族窒化物結晶と下地基板との間の結晶格子の不整合により、III族窒化物結晶内部の歪みが大きくなり、反りや割れが発生するため、大型のIII族窒化物結晶を成長させることが困難であった。   However, in the growth method disclosed in Patent Document 1, when the area of the main surface of the base substrate is increased, the crystal lattice mismatch between the group III nitride crystal and the base substrate causes the inside of the group III nitride crystal. Therefore, it is difficult to grow a large group III nitride crystal.

そこで、特開2008−133151号公報(以下、特許文献2という)は、複数の種基板を種基板の側部側にずらして配置する配置工程と、HVPE法(ハイドライド気相成長法、以下同じ)により複数の種基板の各々の表面上にIII族窒化物結晶を成長させる成長工程とを備え、その成長工程において複数の種基板の各々の表面上に成長した結晶の各々が一体化するように成長させる結晶成長方法を提案する。   In view of this, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-133151 (hereinafter referred to as Patent Document 2) discloses an arrangement step in which a plurality of seed substrates are arranged shifted to the side of the seed substrate, and an HVPE method (hydride vapor phase epitaxy method, hereinafter the same). And a growth step of growing a group III nitride crystal on each surface of the plurality of seed substrates, so that the crystals grown on the surfaces of the plurality of seed substrates are integrated in the growth step. We propose a crystal growth method to grow the crystal.

特開2000−349338号公報JP 2000-349338 A 特開2008−133151号公報JP 2008-133151 A

しかし、特許文献2に提案されている結晶成長方法では、一体化して得られたIII族窒化物結晶は、その表面にピットが発生するため、得られるIII族窒化物結晶基板の歩留まりが低下する問題があった。   However, in the crystal growth method proposed in Patent Document 2, since the group III nitride crystal obtained by integration generates pits on the surface, the yield of the obtained group III nitride crystal substrate is reduced. There was a problem.

本発明は、上記問題を解決するため、複数の種結晶基板を用いて表面にピットを発生させることなく大型のIII族窒化物結晶を成長させるIII族窒化物結晶の成長方法を提供することを目的とする。かかるピットの発生がない大型のIII族窒化物結晶からは、大型のIII族窒化物結晶基板が歩留まりよく得られる。   In order to solve the above problems, the present invention provides a method for growing a group III nitride crystal, in which a large group III nitride crystal is grown using a plurality of seed crystal substrates without generating pits on the surface. Objective. From a large group III nitride crystal free from such pits, a large group III nitride crystal substrate can be obtained with good yield.

本発明にかかるIII族窒化物結晶の成長方法は、所定の面方位の主表面および複数の側表面を有する種結晶基板を複数準備する工程と、複数の種結晶基板をそれらの主表面が互いに平行にかつそれらの側表面が互いに隣り合うように配置する工程と、配置された複数の種結晶基板の主表面上に、液相成長法により、第1のIII族窒化物結晶を成長させる第1の結晶成長工程と、第1のIII族窒化物結晶の主表面上にハイドライド気相成長法により第2のIII族窒化物結晶を成長させる第2の結晶成長工程と、を備える。ここで、第1のIII族窒化物結晶はそれぞれの種結晶基板の主表面上に成長するそれぞれの部分結晶が一体化するように成長させ、第2のIII族窒化物結晶は第1のIII族窒化物結晶と一体化するように成長させる。   A method for growing a group III nitride crystal according to the present invention includes a step of preparing a plurality of seed crystal substrates having a main surface having a predetermined plane orientation and a plurality of side surfaces, A step of arranging the first group III nitride crystals by a liquid phase growth method on the main surfaces of the plurality of seed crystal substrates that are arranged in parallel with each other such that their side surfaces are adjacent to each other; And a second crystal growth step of growing a second group III nitride crystal on the main surface of the first group III nitride crystal by a hydride vapor phase growth method. Here, the first group III nitride crystal is grown so that each partial crystal grown on the main surface of each seed crystal substrate is integrated, and the second group III nitride crystal is the first group III nitride crystal. Growing so as to be integrated with the group nitride crystal.

本発明にかかるIII族窒化物結晶の成長方法において、種結晶基板をGaN種結晶基板とし、液相成長法をフラックス法とすることができる。   In the group III nitride crystal growth method according to the present invention, the seed crystal substrate can be a GaN seed crystal substrate, and the liquid phase growth method can be a flux method.

本発明にかかるIII族窒化物結晶基板は、上記の成長方法により得られた第1のIII族窒化物結晶および第2のIII族窒化物結晶が一体化したIII族窒化物結晶を加工して得られる。   A group III nitride crystal substrate according to the present invention is obtained by processing a group III nitride crystal obtained by integrating the first group III nitride crystal and the second group III nitride crystal obtained by the above growth method. can get.

本発明によれば、複数の種結晶基板を用いて表面にピットを発生させることなく大型のIII族窒化物結晶を成長させるIII族窒化物結晶の成長方法が提供される。また、上記III族窒化物結晶の成長方法により歩留まりよく得られた大型のIII族窒化物結晶基板が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the growth method of the group III nitride crystal which grows a large group III nitride crystal without generating a pit on the surface using a several seed crystal substrate is provided. In addition, a large group III nitride crystal substrate obtained by the above-described group III nitride crystal growth method with high yield is provided.

本発明にかかるIII族窒化物結晶の成長方法の一例を示す概略断面図である。ここで、(A)は複数の種結晶基板の準備工程および配置工程を示し、(B)は第1の結晶成長工程を示し、(C)は第2の結晶成長工程を示し、(D)は結晶基板の形成工程を示す。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the growth method of the group III nitride crystal concerning this invention. Here, (A) shows preparation steps and arrangement steps of a plurality of seed crystal substrates, (B) shows a first crystal growth step, (C) shows a second crystal growth step, and (D) Indicates a crystal substrate forming step. 従来のIII族窒化物結晶の成長方法の一例を示す概略断面図である。ここで、(A)は複数の種結晶基板の準備工程および配置工程を示し、(B)は結晶成長工程を示し、(C)は結晶基板の形成工程を示す。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the growth method of the conventional group III nitride crystal. Here, (A) shows a preparation step and a placement step of a plurality of seed crystal substrates, (B) shows a crystal growth step, and (C) shows a crystal substrate formation step. 複数の種結晶基板の配置例を示す概略平面図である。ここで、(A)は一例を示し、(B)は別の例を示す。It is a schematic plan view which shows the example of arrangement | positioning of a some seed crystal substrate. Here, (A) shows an example, and (B) shows another example. 本発明にかかるIII族窒化物結晶の成長方法における第1の結晶成長工程の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the 1st crystal growth process in the growth method of the group III nitride crystal concerning this invention. 本発明にかかるIII族窒化物結晶の成長方法における第2の結晶成長工程の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the 2nd crystal growth process in the growth method of the group III nitride crystal concerning this invention.

[III族窒化物結晶の成長]
図1および図3を参照して、本発明の一実施形態であるIII族窒化物結晶の成長方法は、所定の面方位の主表面1mおよび複数の側表面1sを有する種結晶基板1を複数準備する工程(図1(A))と、複数の種結晶基板1をそれらの主表面1mが互いに平行にかつそれらの側表面1sが互いに隣り合うように配置する工程(図1(A)ならびに図3(A)および(B))と、配置された複数の種結晶基板1の主表面1m上に、液相成長法により、第1のIII族窒化物結晶10を成長させる第1の結晶成長工程(図1(C))と、第1のIII族窒化物結晶10の主表面10m上にHVPE(ハイドライド気相成長)法により第2のIII族窒化物結晶20を成長させる第2の結晶成長工程(図1(D))と、を備える。
[Growth of group III nitride crystals]
Referring to FIG. 1 and FIG. 3, a group III nitride crystal growth method according to an embodiment of the present invention includes a plurality of seed crystal substrates 1 each having a main surface 1m having a predetermined plane orientation and a plurality of side surfaces 1s. A step of preparing (FIG. 1 (A)), a step of arranging a plurality of seed crystal substrates 1 such that their main surfaces 1m are parallel to each other and their side surfaces 1s are adjacent to each other (FIG. 1 (A) and 3A and 3B) and a first crystal for growing a first group III nitride crystal 10 on a main surface 1m of a plurality of seed crystal substrates 1 arranged by liquid phase growth method. A growth step (FIG. 1C) and a second group III nitride crystal 20 for growing a second group III nitride crystal 20 on the main surface 10m of the first group III nitride crystal 10 by HVPE (hydride vapor phase epitaxy). A crystal growth step (FIG. 1D).

本実施形態においては、第1のIII族窒化物結晶10はそれぞれの種結晶基板1の主表面1m上に成長するそれぞれの部分結晶10uが一体化するように成長させ、第2のIII族窒化物結晶20は第1のIII族窒化物結晶10と一体化するように成長させる。   In the present embodiment, the first group III nitride crystal 10 is grown so that the partial crystals 10u grown on the main surface 1m of the seed crystal substrate 1 are integrated, and the second group III nitride is grown. The crystal 20 is grown so as to be integrated with the first group III nitride crystal 10.

本実施形態のIII族窒化物結晶の成長方法によれば、複数の種結晶基板1の主表面1m上に液相成長法により主表面10mにピットの発生がない第1のIII族窒化物結晶10を成長させることができるため、かかる第1のIII族窒化物結晶10の主表面10m上にHVPE法により第2のIII族窒化物結晶20を成長させると、第1のIII族窒化物結晶10に第2のIII族窒化物結晶20が一体化して主表面30mにピットの発生がないIII族窒化物結晶30が得られる。このようなIII族窒化物結晶30は、その主表面30mにピットが発生しないため、歩留まりよくIII族窒化物結晶基板30x,30y,30zが得られる。   According to the method for growing a group III nitride crystal of the present embodiment, the first group III nitride crystal in which no pits are generated on the main surface 10 m on the main surface 1 m of the plurality of seed crystal substrates 1 by the liquid phase growth method. Therefore, when the second group III nitride crystal 20 is grown on the main surface 10 m of the first group III nitride crystal 10 by the HVPE method, the first group III nitride crystal 10 is integrated with the second group III nitride crystal 20 to obtain a group III nitride crystal 30 having no pits on the main surface 30m. Since such a group III nitride crystal 30 does not generate pits on its main surface 30m, the group III nitride crystal substrates 30x, 30y, and 30z can be obtained with high yield.

ところで、図2を参照して、従来のIII族窒化物結晶の成長方法は、所定の面方位の主表面1mおよび複数の側表面1sを有する種結晶基板1を複数準備する工程(図2(A))と、複数の種結晶基板1をそれらの主表面1mが互いに平行にかつそれらの側表面1sが互いに隣り合うように配置する工程(図2(A)ならびに図3(A)および(B))と、配置された複数の種結晶基板1の主表面1m上に、HVPE法により、III族窒化物結晶40を成長させる結晶成長工程(図2(B))と、を備える。   By the way, referring to FIG. 2, a conventional group III nitride crystal growth method is a step of preparing a plurality of seed crystal substrates 1 having a main surface 1m having a predetermined plane orientation and a plurality of side surfaces 1s (FIG. 2 ( A)) and a step of arranging a plurality of seed crystal substrates 1 such that their main surfaces 1m are parallel to each other and their side surfaces 1s are adjacent to each other (FIG. 2A, FIG. 3A and FIG. B)) and a crystal growth step (FIG. 2B) for growing a group III nitride crystal 40 by HVPE on the main surface 1m of the plurality of seed crystal substrates 1 arranged.

図2(B)を参照して、上記の結晶成長工程においては、それぞれの種結晶基板1上に成長するそれぞれの部分結晶40uは接合部40gで互いに接合して一体化したIII族窒化物結晶40が成長する。しかし、III族窒化物結晶40の主表面40mにはピット40pが発生するため、図2(C)に示すように、III族窒化物結晶40から得られるIII族窒化物結晶基板40x,40y,40zの歩留まりが低くなる。   Referring to FIG. 2B, in the above-described crystal growth step, each of the partial crystals 40u grown on each seed crystal substrate 1 is joined and integrated with each other at a joint 40g to form a group III nitride crystal. 40 grows. However, since pits 40p are generated on the main surface 40m of the group III nitride crystal 40, as shown in FIG. 2C, the group III nitride crystal substrates 40x, 40y, obtained from the group III nitride crystal 40 are formed. The yield of 40z is lowered.

複数の種結晶基板1上に成長させたIII族窒化物結晶40の断面をCL(カソードルミネッセンス)法、PL(フォトルミネッセンス)法または蛍光顕微鏡などの光学的手法により発光強度分布像として観察したところ、図2(B)に示すように、それぞれの種結晶基板1の主表面1mの中央部上には主表面1mに実質的に平行なIII族窒化物結晶40の主表面40mを結晶成長表面として成長した主表面成長結晶領域40umが形成され、それぞれの種結晶基板1の主表面1mの周縁部上には主表面1mと実質的に平行でないファセット40fを結晶成長表面として成長したファセット成長結晶領域40ufが形成されており、部分結晶40uの接合部40gの上方に上記ファセット40fにより形成されるピット40pが発生していることがわかった。また、それぞれの部分結晶40uの接合部40gは、互いに隣り合うそれぞれの種結晶基板1の側表面1sの上方への延長面上に位置していることがわかった。   A cross section of group III nitride crystal 40 grown on a plurality of seed crystal substrates 1 is observed as an emission intensity distribution image by an optical method such as a CL (cathode luminescence) method, a PL (photo luminescence) method, or a fluorescence microscope. As shown in FIG. 2B, a main surface 40m of a group III nitride crystal 40 substantially parallel to the main surface 1m is formed on the center of the main surface 1m of each seed crystal substrate 1 as a crystal growth surface. The main surface growth crystal region 40um grown as a facet growth crystal is formed on the periphery of the main surface 1m of each seed crystal substrate 1 with a facet 40f that is not substantially parallel to the main surface 1m as a crystal growth surface. A region 40uf is formed, and a pit 40p formed by the facet 40f is generated above the joint 40g of the partial crystal 40u. It was found. Further, it was found that the joint portions 40g of the respective partial crystals 40u are located on the extended surfaces above the side surfaces 1s of the seed crystal substrates 1 adjacent to each other.

後述するように、III族窒化物結晶40のHVPE法においては、結晶成長温度を高めることにより、ピットの発生率を低減することができたが、ピットを発生しないようにすることはできなかった。   As will be described later, in the HVPE method of the group III nitride crystal 40, the pit generation rate could be reduced by increasing the crystal growth temperature, but it was not possible to prevent the generation of pits. .

これに対して、図1を参照して、本実施形態のIII族窒化物結晶の成長方法は、配置された複数の種結晶基板1の主表面1m上に、まず、液相成長法により第1のIII族窒化物結晶10を成長させ、次いで、第1のIII族窒化物結晶10の主表面10m上にHVPE法により第2のIII族窒化物結晶20を成長させることにより、第1のIII族窒化物結晶10に第2のIII族窒化物結晶20を一体化させて、主表面30mにピットの発生がないIII族窒化物結晶30が得られる。本実施形態のIII族窒化物結晶の成長方法について、図1および図3〜図5を参照して、以下に詳細に説明する。   On the other hand, referring to FIG. 1, in the method for growing a group III nitride crystal of the present embodiment, first, a liquid phase growth method is used on a main surface 1m of a plurality of seed crystal substrates 1 arranged. The first group III nitride crystal 10 is grown, and then the second group III nitride crystal 20 is grown on the main surface 10m of the first group III nitride crystal 10 by the HVPE method. By integrating the group III nitride crystal 10 with the second group III nitride crystal 20, the group III nitride crystal 30 having no pit generation on the main surface 30m is obtained. A method for growing a group III nitride crystal of this embodiment will be described in detail below with reference to FIGS. 1 and 3 to 5.

(種結晶基板の準備工程)
図1(A)を参照して、本実施形態のIII族窒化物結晶の成長方法は、まず、所定の面方位の主表面1mおよび複数の側表面1sを有する種結晶基板1を複数準備する工程を備える。
(Seed crystal substrate preparation process)
Referring to FIG. 1A, in the method for growing a group III nitride crystal of this embodiment, first, a plurality of seed crystal substrates 1 having a main surface 1m having a predetermined plane orientation and a plurality of side surfaces 1s are prepared. A process is provided.

種結晶基板1を複数準備する工程は、特に制限はなく、たとえば、種結晶を所定の面方位に平行な面で切り出すことによりウエハを形成し、かかるウエハをその主表面が多角形になるように切り出すことにより種結晶基板1を形成し、かかる種結晶基板1の主表面1mおよび複数の側表面1sを研削および/または研磨などにより、行なうことができる。ここで、種結晶およびウエハを切り出す方法には、特に制限なく、内周刃、外周刃、ワイヤソーなどが挙げられる。   The step of preparing a plurality of seed crystal substrates 1 is not particularly limited. For example, a wafer is formed by cutting a seed crystal in a plane parallel to a predetermined plane orientation so that the main surface of the wafer becomes a polygon. The seed crystal substrate 1 can be formed by cutting, and the main surface 1m and the plurality of side surfaces 1s of the seed crystal substrate 1 can be ground and / or polished. Here, the method of cutting out the seed crystal and the wafer is not particularly limited, and examples thereof include an inner peripheral blade, an outer peripheral blade, and a wire saw.

種結晶基板1は、特に制限はないが、以下の第1および第2のIII族窒化物結晶を結晶性よく成長させる観点から、III族窒化物結晶と格子定数の整合性が高い種結晶基板が好ましい。かかる観点から、種結晶基板1は、サファイア種結晶基板、SiC(炭化珪素)種結晶基板、III族窒化物種結晶基板が好ましく、III族窒化物種結晶基板の中でもそれらの種結晶基板上に成長させるIII族窒化物結晶と化学式が同一のIII族窒化物種結晶基板が特に好ましい。また、III族窒化物種結晶基板の中でも、入手が容易な観点から、GaN種結晶基板が特に好ましい。   The seed crystal substrate 1 is not particularly limited. From the viewpoint of growing the following first and second group III nitride crystals with good crystallinity, the seed crystal substrate has high lattice constant matching with the group III nitride crystal. Is preferred. From this point of view, the seed crystal substrate 1 is preferably a sapphire seed crystal substrate, a SiC (silicon carbide) seed crystal substrate, or a group III nitride seed crystal substrate, and among the group III nitride seed crystal substrates, the seed crystal substrate 1 is grown on those seed crystal substrates. A group III nitride seed crystal substrate having the same chemical formula as the group III nitride crystal is particularly preferred. Of the group III nitride seed crystal substrates, a GaN seed crystal substrate is particularly preferable from the viewpoint of easy availability.

種結晶基板1の主表面1mの形状は、それらの主表面1mが互いに平行にかつそれらの側表面1sが互いに隣り合うように配置することができる形状であれば特に制限はなく、正三角形、二等辺三角形、直角三角形などの三角形、正方形、長方形、菱形、平行四辺形などの四角形、正六角形、平行六辺形などの六角形などが挙げられる。種結晶からの切り出しの作業性が高い観点から、正方形、長方形などの直角四角形が好ましい。   The shape of the main surface 1m of the seed crystal substrate 1 is not particularly limited as long as the main surfaces 1m can be arranged so that the main surfaces 1m are parallel to each other and the side surfaces 1s are adjacent to each other. Examples include triangles such as isosceles triangles and right triangles, squares such as squares, rectangles, rhombuses, and parallelograms, and hexagons such as regular hexagons and parallelograms. From the viewpoint of high workability for cutting out from the seed crystal, a right-angled quadrangle such as a square or a rectangle is preferable.

種結晶基板1の主表面1mの面積は、特に制限はないが、ハンドリングの容易性の観点から、主表面が上記の多角形の場合、最短辺の長さが5.0mm以上、最長辺の長さが100mm以下であることが好ましい。   The area of the main surface 1m of the seed crystal substrate 1 is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of handling, when the main surface is the above polygon, the length of the shortest side is 5.0 mm or more and the longest side is The length is preferably 100 mm or less.

種結晶基板1の主表面1mの所定の面方位は、特に制限はないが、主表面1m上に液相成長法により主表面にピットのない第1のIII族窒化物結晶を安定に成長させる観点から、種結晶基板1が六方晶系の場合は、(0001)面からの傾斜角が、5°以下であることが好ましく、1°以下であることがより好ましく、0.2°以下であることがさらに好ましい。ここで、種結晶基板1の主表面1mの面方位は、X線回折法により測定される。   The predetermined plane orientation of the main surface 1m of the seed crystal substrate 1 is not particularly limited, but the first group III nitride crystal having no pits on the main surface can be stably grown on the main surface 1m by the liquid phase growth method. From the viewpoint, when the seed crystal substrate 1 is hexagonal, the inclination angle from the (0001) plane is preferably 5 ° or less, more preferably 1 ° or less, and 0.2 ° or less. More preferably it is. Here, the plane orientation of the main surface 1m of the seed crystal substrate 1 is measured by an X-ray diffraction method.

また、種結晶基板1の主表面1mの平均粗さRaは、結晶成長の極初期の異常成長を防止する観点から、10000nm以下が好ましく、100nm以下がより好ましい。ここで、平均粗さRaとは、JIS B0601:2001に規定される算術平均粗さRaをいい、具体的には、粗さ曲線からその平均線の方向に標準長さだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から粗さ曲線までの距離(偏差の絶対値)を合計し標準長さで平均した値をいう。かかる平均粗さRaは、AFM(原子間力顕微鏡)により測定される。   The average roughness Ra of the main surface 1m of the seed crystal substrate 1 is preferably 10,000 nm or less, and more preferably 100 nm or less, from the viewpoint of preventing abnormal growth at the very initial stage of crystal growth. Here, the average roughness Ra refers to the arithmetic average roughness Ra defined in JIS B0601: 2001. Specifically, the standard roughness Ra is extracted from the roughness curve in the direction of the average line, and this extracted portion The distance from the average line to the roughness curve (absolute value of deviation) is summed and averaged over the standard length. The average roughness Ra is measured by an AFM (atomic force microscope).

種結晶基板1の複数の側表面1sの所定の面方位は、特に制限はないが、複数の種結晶基板1をそれらの主表面1mが平行にかつそれらの側表面1sが互いに隣り合うようにより接近させて(平面充填させて)配置させる観点から、(0001)面からの傾斜角が、85°以上95°以下であることが好ましく、89°以上91°以下であることがより好ましく、89.8°以上90.2°以下であることがさらに好ましい。また、接合部における空隙の発生を抑制する観点から、かかる複数の側表面1sの少なくともいずれかの面方位は、{10−10}面および{11−20}面のいずれかの面からの傾斜角が、5°以下が好ましく、1°以下がより好ましく、0.2°以下がさらに好ましい。ここで、種結晶基板1の側表面1sの面方位は、X線回折法により測定される。   The predetermined plane orientation of the plurality of side surfaces 1s of the seed crystal substrate 1 is not particularly limited. However, the plurality of seed crystal substrates 1 are arranged such that their main surfaces 1m are parallel and their side surfaces 1s are adjacent to each other. From the viewpoint of arranging them close to each other (filled in a plane), the inclination angle from the (0001) plane is preferably 85 ° or more and 95 ° or less, more preferably 89 ° or more and 91 ° or less, 89 More preferably, the angle is 8 ° or more and 90.2 ° or less. Further, from the viewpoint of suppressing the generation of voids in the joint portion, at least one of the surface orientations of the plurality of side surfaces 1s is inclined from any one of the {10-10} plane and the {11-20} plane. The angle is preferably 5 ° or less, more preferably 1 ° or less, and further preferably 0.2 ° or less. Here, the plane orientation of the side surface 1s of the seed crystal substrate 1 is measured by an X-ray diffraction method.

種結晶基板1の複数の側表面1sの平均粗さRaは、種結晶基板間の隙間を低減する観点から10000nm以下が好ましく、100nm以下がより好ましい。   The average roughness Ra of the plurality of side surfaces 1s of the seed crystal substrate 1 is preferably 10,000 nm or less, and more preferably 100 nm or less from the viewpoint of reducing the gap between the seed crystal substrates.

(種結晶基板の配置工程)
図1(A)ならびに図3(A)および(B)を参照して、本実施形態のIII族窒化物結晶の成長方法は、次に、複数の種結晶基板1をそれらの主表面1mが互いに平行にかつそれらの側表面1sが互いに隣り合うように配置する工程を備える。かかる種結晶基板の配置工程により、複数の種結晶基板1のそれぞれの種結晶基板1の主表面1m上に成長するそれぞれの部分結晶10uが一体化した第1のIII族窒化物結晶10を成長させることができる。
(Seed crystal substrate placement process)
Referring to FIG. 1 (A) and FIGS. 3 (A) and 3 (B), in the method for growing a group III nitride crystal of the present embodiment, next, a plurality of seed crystal substrates 1 have their main surfaces 1m A step of arranging the side surfaces 1s so as to be parallel to each other and adjacent to each other. By the seed crystal substrate arranging step, the first group III nitride crystal 10 in which the partial crystals 10u grown on the main surface 1m of the seed crystal substrate 1 of the plurality of seed crystal substrates 1 are integrated is grown. Can be made.

複数の種結晶基板1を配置する工程において、複数の種結晶基板1は、それらの主表面1mが互いに平行にかつそれらの側表面1sが互いに隣り合うように配置される。それらの主表面1mは、互いに平行であれば足り、必ずしも同一平面上でなくてもよいが、部分結晶10uが一体化した結晶性の高い第1のIII族窒化物結晶を成長させる観点から、互いの主表面1mの高低差が、10000nm以下が好ましく、1000nm以下がより好ましく、それらの主表面は同一平面上にあることがさらに好ましい。   In the step of arranging the plurality of seed crystal substrates 1, the plurality of seed crystal substrates 1 are arranged such that their main surfaces 1m are parallel to each other and their side surfaces 1s are adjacent to each other. Those main surfaces 1m need only be parallel to each other and do not necessarily have to be on the same plane. However, from the viewpoint of growing the first group III nitride crystal having high crystallinity in which the partial crystals 10u are integrated, The difference in height between the main surfaces 1 m is preferably 10000 nm or less, more preferably 1000 nm or less, and the main surfaces are more preferably on the same plane.

また、図3(A)および(B)を参照して、それらの側表面1sは、互いに隣り合っており、部分結晶10uが一体化した結晶性の高い第1のIII族窒化物結晶を成長させる観点から、隣り合う側表面1s間の距離ΔDは、200μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましく、隣り合う側表面1sは互いに接していることがさらに好ましい。   Also, referring to FIGS. 3A and 3B, the side surfaces 1s are adjacent to each other, and the first group III nitride crystal having high crystallinity in which the partial crystals 10u are integrated is grown. In view of this, the distance ΔD between the adjacent side surfaces 1s is preferably 200 μm or less, more preferably 100 μm or less, and more preferably the adjacent side surfaces 1s are in contact with each other.

(第1の結晶成長工程)
図1(B)を参照して、本実施形態のIII族窒化物結晶の成長方法は、次に、配置された複数の種結晶基板1の主表面1m上に、液相成長法により、第1のIII族窒化物結晶10を成長させる第1の結晶成長工程を備える。かかる第1の結晶成長工程により、それぞれの種結晶基板1の主表面1m上に成長するそれぞれの部分結晶10uが接合部10gで接合することにより一体化して主表面10mにピットの発生がない大型の第1のIII族窒化物結晶10が得られる。
(First crystal growth step)
Referring to FIG. 1B, the group III nitride crystal growth method of the present embodiment is next performed on a main surface 1m of a plurality of seed crystal substrates 1 arranged by liquid phase growth method. A first crystal growth step for growing one group III nitride crystal 10. By such a first crystal growth step, the respective partial crystals 10u grown on the main surface 1m of the respective seed crystal substrates 1 are integrated by joining at the joint portion 10g so that no large pits are generated on the main surface 10m. Thus, the first group III nitride crystal 10 is obtained.

ここで、第1の結晶成長工程において、第1のIII族窒化物結晶は、液相成長法により成長されることから、気相成長法に比べてより平衡条件に近い条件で結晶成長が進行するため、その結晶成長面にピットが発生しないものと考えられる。   Here, in the first crystal growth step, since the first group III nitride crystal is grown by the liquid phase growth method, the crystal growth proceeds under conditions closer to the equilibrium condition than the vapor phase growth method. Therefore, it is considered that no pits are generated on the crystal growth surface.

第1の結晶成長工程において用いられる液相成長法は、複数の種結晶基板1の主表面1m上に一体化した第1のIII族窒化物結晶10を成長させることができ、その主表面10mにピットを発生させない方法であれば特に制限はないが、結晶性の高いIII族窒化物結晶を成長させる観点から高窒素圧溶液法、フラックス法などが好ましい。また、第1の結晶成長工程は、液相成長法に類似したアンモサーマル法によって行うことも可能である。   The liquid phase growth method used in the first crystal growth step can grow the first group III nitride crystal 10 integrated on the main surface 1m of the plurality of seed crystal substrates 1, and the main surface 10m. The method is not particularly limited as long as it does not generate pits, but a high nitrogen pressure solution method, a flux method and the like are preferable from the viewpoint of growing a group III nitride crystal having high crystallinity. The first crystal growth step can also be performed by an ammothermal method similar to the liquid phase growth method.

ここで、高窒素圧溶液法はIII族元素原料および窒素原料ガスを用いて、1400℃以上1700℃以下程度の結晶成長温度および1200MPa以上2000MPa以下程度の窒素原料ガス圧力の条件で結晶成長させるのに対し、フラックス法はIII族元素原料および窒素原料ガスに加えてフラックス原料を用いて、600℃以上1400℃以下程度の結晶成長温度および0.1MPa以上10MPa以下程度の窒素原料ガス圧力の条件で結晶成長させる。このため、結晶成長温度および結晶成長圧力の低減化の観点から、高窒素圧溶液法に比べてフラックス法がより好ましい。   Here, the high nitrogen pressure solution method uses a group III element raw material and a nitrogen raw material gas to grow a crystal under conditions of a crystal growth temperature of about 1400 ° C. to 1700 ° C. and a nitrogen raw material gas pressure of about 1200 MPa to 2000 MPa. On the other hand, the flux method uses a flux raw material in addition to a group III element raw material and a nitrogen raw material gas, under conditions of a crystal growth temperature of about 600 ° C. to 1400 ° C. and a nitrogen raw material gas pressure of about 0.1 MPa to 10 MPa. Crystal growth. For this reason, from the viewpoint of reducing the crystal growth temperature and the crystal growth pressure, the flux method is more preferable than the high nitrogen pressure solution method.

また、III族元素原料は、成長させるIII族窒化物結晶を構成するIII族元素の原料となるものをいい、III族元素およびその含有物が含まれる。窒素原料ガスは、成長させるIII族窒化物結晶を構成する窒素の原料となるガスをいい、窒素ガスおよび窒素含有ガスが含まれる。フラックス原料は、上記III族元素原料中のIII族元素の溶媒となるフラックスの原料となるものをいい、フラックスおよびその含有物が含まれる。フラックスは、特に制限はないが、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素および遷移金属元素からなる群から選ばれる少なくとも1種類の金属元素であることが好ましい。たとえば、III族元素がGaの場合は、アルカリ金属元素であるNa、Liなど、アルカリ土類金属元素であるCaなどが好ましく用いられる。また、III族元素がAlの場合には、遷移金属元素であるCu、Ti、Fe、Mn、Crなどが好ましく用いられる。   The group III element raw material refers to a group III element that constitutes a group III nitride crystal to be grown, and includes group III elements and their contents. Nitrogen source gas refers to a gas that is a source of nitrogen constituting the group III nitride crystal to be grown, and includes nitrogen gas and nitrogen-containing gas. The flux raw material refers to a raw material of a flux that serves as a solvent for the group III element in the group III element raw material, and includes a flux and its contents. The flux is not particularly limited, but is preferably at least one metal element selected from the group consisting of alkali metal elements, alkaline earth metal elements, and transition metal elements. For example, when the group III element is Ga, alkali metal elements such as Na and Li, and alkaline earth metal elements such as Ca are preferably used. When the group III element is Al, transition metal elements such as Cu, Ti, Fe, Mn, and Cr are preferably used.

ここで、図4を参照して、フラックス法による第1のIII族窒化物結晶10の成長方法を説明する。図4に示すように、フラックス法結晶成長装置100は、ガス供給口120eを備える結晶成長室120内に結晶成長容器110が配置されており、結晶成長室120の周囲には、結晶成長室120および結晶成長容器110を加熱するためのヒータ130が配設されている。   Here, with reference to FIG. 4, the growth method of the 1st group III nitride crystal 10 by the flux method is demonstrated. As shown in FIG. 4, in the flux method crystal growth apparatus 100, a crystal growth container 110 is disposed in a crystal growth chamber 120 having a gas supply port 120 e, and the crystal growth chamber 120 is disposed around the crystal growth chamber 120. In addition, a heater 130 for heating the crystal growth vessel 110 is provided.

まず、上記の結晶成長容器110内に複数の上記種結晶基板1をそれらの主表面1mが互いに平行にかつそれらの側表面1sが互いに隣り合うように配置する。次いで、結晶成長容器110内にIII族元素原料およびフラックス原料を配置する。次いで、窒素原料ガス65を結晶成長室120のガス供給口120eから結晶成長室120内の結晶成長容器110に供給するとともにヒータ130で結晶成長容器110を加熱することにより、III族元素原料およびフラックス原料を融解させてIII族元素およびフラックスを含む融液63を形成し、かかる融液63に窒素原料ガス65を溶解させる。こうして、融液63に窒素原料ガス65が溶解した溶液67を複数の上記種結晶基板1の主表面1mに接触させることにより、主表面1m上に第1のIII族窒化物結晶10が成長する。   First, the plurality of seed crystal substrates 1 are arranged in the crystal growth vessel 110 such that their main surfaces 1m are parallel to each other and their side surfaces 1s are adjacent to each other. Next, a group III element raw material and a flux raw material are placed in the crystal growth vessel 110. Next, the nitrogen source gas 65 is supplied from the gas supply port 120e of the crystal growth chamber 120 to the crystal growth vessel 110 in the crystal growth chamber 120, and the crystal growth vessel 110 is heated by the heater 130, whereby the group III element source and the flux are supplied. The raw material is melted to form a melt 63 containing a group III element and a flux, and the nitrogen raw material gas 65 is dissolved in the melt 63. Thus, the first group III nitride crystal 10 grows on the main surface 1 m by bringing the solution 67 in which the nitrogen source gas 65 is dissolved in the melt 63 into contact with the main surfaces 1 m of the plurality of seed crystal substrates 1. .

(第2の結晶成長工程)
図1(C)を参照して、本実施形態のIII族窒化物結晶の成長方法は、次に、第1のIII族窒化物結晶10の主表面10m上にHVPE(ハイドライド気相成長)法により第2のIII族窒化物結晶20を成長させる第2の結晶成長工程を備える。かかる第2の結晶成長方法により、第1のIII族窒化物結晶10の主表面10mで接合して一体化した大型の第2のIII族窒化物結晶20が得られる。ここで、第1のIII族窒化物結晶10の主表面10m上にはピットが発生していないため、第1のIII族窒化物結晶10および第2のIII族窒化物結晶20が一体化したIII族窒化物結晶30の主表面30m上にもピットが発生しない。
(Second crystal growth step)
Referring to FIG. 1C, the III-nitride crystal growth method of the present embodiment is followed by the HVPE (hydride vapor phase epitaxy) method on the main surface 10 m of the first III-nitride crystal 10. A second crystal growth step of growing the second group III nitride crystal 20 by the above. By this second crystal growth method, a large second group III nitride crystal 20 joined and integrated at the main surface 10m of the first group III nitride crystal 10 is obtained. Here, since pits are not generated on the main surface 10m of the first group III nitride crystal 10, the first group III nitride crystal 10 and the second group III nitride crystal 20 are integrated. No pits are generated on the main surface 30 m of the group III nitride crystal 30.

ここで、図5を参照して、HVPE法による第2のIII族窒化物結晶20の成長方法を説明する。図5に示すように、HVPE装置200は、反応室210、III族元素原料ガス生成室220、ならびに反応室210およびIII族元素原料ガス生成室220を加熱するためのヒータ231,232,233を備える。反応室210およびIII族元素原料ガス生成室220には、HClガス71をIII族元素原料ガス生成室220内に導入するためのHClガス導入管222が配設されている。III族元素原料ガス生成室220には、その内部にIII族元素原料72を入れるIII族元素原料ボート221が配置され、生成されたIII族元素原料ガス73を反応室210内に導入するためのIII族元素原料ガス導入管223が配設されている。反応室210には、窒素原料ガス75を反応室210内に導入するための窒素原料ガス導入管213および排ガス79を反応室210から排出するためのガス排出管215が配設されている。また、反応室210内には、第2のIII族窒化物結晶20を成長させるための第1のIII族窒化物結晶10を配置するための結晶ホルダ219が配置されている。反応室210を形成する反応管には、特に制限はないが、大きな反応管が容易に作製できる観点から、石英反応管が好ましく用いられる。   Here, with reference to FIG. 5, the growth method of the 2nd group III nitride crystal 20 by HVPE method is demonstrated. As shown in FIG. 5, the HVPE apparatus 200 includes a reaction chamber 210, a group III element source gas generation chamber 220, and heaters 231, 232, 233 for heating the reaction chamber 210 and the group III element source gas generation chamber 220. Prepare. The reaction chamber 210 and the group III element source gas generation chamber 220 are provided with an HCl gas introduction pipe 222 for introducing the HCl gas 71 into the group III element source gas generation chamber 220. In the group III element source gas generation chamber 220, a group III element source boat 221 for placing the group III element source 72 therein is disposed, and the generated group III element source gas 73 is introduced into the reaction chamber 210. A group III element source gas introduction pipe 223 is provided. The reaction chamber 210 is provided with a nitrogen source gas introduction pipe 213 for introducing the nitrogen source gas 75 into the reaction chamber 210 and a gas discharge pipe 215 for discharging the exhaust gas 79 from the reaction chamber 210. In the reaction chamber 210, a crystal holder 219 for arranging the first group III nitride crystal 10 for growing the second group III nitride crystal 20 is arranged. Although there is no restriction | limiting in particular in the reaction tube which forms the reaction chamber 210, From a viewpoint that a big reaction tube can be produced easily, a quartz reaction tube is used preferably.

まず、HClガス71がHClガス導入管222を介してIII族元素原料ガス生成室220に導入される。III族元素原料ガス生成室220内には、III族元素原料72が入っているIII族元素原料ボート221が配置されており、III族元素原料72はHClガス71と反応して、III族元素原料ガス73であるIII族元素塩化物ガスが生成される。   First, the HCl gas 71 is introduced into the group III element source gas generation chamber 220 through the HCl gas introduction pipe 222. In the group III element source gas generation chamber 220, a group III element source boat 221 containing a group III element source 72 is disposed. The group III element source boat 72 reacts with the HCl gas 71 to generate a group III element. A group III element chloride gas which is a source gas 73 is generated.

このIII族元素原料ガス73は、III族元素原料ガス生成室220からIII族元素原料ガス導入管223を介して反応室210内に導入される。また、窒素原料ガス75であるNH3ガスが、窒素原料ガス導入管213を介して反応室210内に導入される。反応室210内でIII族元素原料ガス73と窒素原料ガス75とが反応して結晶成長部の結晶ホルダ219上に配置された第1のIII族窒化物結晶10の主表面10m上に第2のIII族窒化物結晶20が成長する。過剰のガスは排ガス79として、ガス排出管215を介して反応室210内から排出される。このとき、III族元素原料ガスおよび窒素原料ガスを効率的に輸送したり、各原料ガスの分圧を調節するために、キャリアガスが併用される。キャリアガスとしては、水素ガス(H2ガス)、窒素ガス(N2ガス)などが用いられる。 This group III element source gas 73 is introduced from the group III element source gas generation chamber 220 into the reaction chamber 210 through the group III element source gas introduction pipe 223. Further, NH 3 gas which is nitrogen source gas 75 is introduced into reaction chamber 210 through nitrogen source gas introduction pipe 213. In the reaction chamber 210, the group III element source gas 73 reacts with the nitrogen source gas 75 to react with the second surface on the main surface 10 m of the first group III nitride crystal 10 disposed on the crystal holder 219 in the crystal growth portion. The group III nitride crystal 20 grows. Excess gas is discharged as exhaust gas 79 from the reaction chamber 210 through the gas discharge pipe 215. At this time, a carrier gas is used in combination to efficiently transport the group III element source gas and the nitrogen source gas or to adjust the partial pressure of each source gas. As the carrier gas, hydrogen gas (H 2 gas), nitrogen gas (N 2 gas), or the like is used.

ここで、第1のIII族窒化物結晶10の主表面10mの全面上に第2のIII族窒化物結晶20を効率よく成長させる観点から、原料ガス導入部(反応室210において、HClガス導入管222、III族元素原料ガス生成室220、III族元素原料ガス導入管223および窒素原料ガス導入管213が配置されている部分ならびにその近傍の部分であって、主としてヒータ231,232により加熱される部分をいう。以下同じ。)の雰囲気温度は800℃以上900℃以下程度であり、結晶成長部(反応室210において、結晶ホルダ219が配置されている部分およびその近傍部分であって、主としてヒータ233により加熱される部分をいう。以下同じ。)の雰囲気温度は、1000℃以上1300℃以下程度に調節される。   Here, from the viewpoint of efficiently growing the second group III nitride crystal 20 on the entire main surface 10m of the first group III nitride crystal 10, a source gas introduction unit (introducing HCl gas in the reaction chamber 210). The portion where the pipe 222, the group III element source gas generation chamber 220, the group III element source gas introduction pipe 223, and the nitrogen source gas introduction pipe 213 are arranged, and the vicinity thereof, which are mainly heated by the heaters 231 and 232. The atmospheric temperature is about 800 ° C. or more and 900 ° C. or less, and the crystal growth portion (the portion where the crystal holder 219 is disposed in the reaction chamber 210 and its vicinity) The atmospheric temperature of the portion heated by the heater 233 (the same applies hereinafter) is adjusted to about 1000 ° C. to 1300 ° C.

こうして、第1のIII族窒化物結晶10の主表面10m上に第2のIII族窒化物結晶20が成長して、第1のIII族窒化物結晶10および第2のIII族窒化物結晶20が一体化して主表面30mにピットの発生がない大型のIII族窒化物結晶30が得られる。   Thus, the second group III nitride crystal 20 grows on the main surface 10 m of the first group III nitride crystal 10, and the first group III nitride crystal 10 and the second group III nitride crystal 20 are grown. And a large group III nitride crystal 30 with no generation of pits on the main surface 30 m is obtained.

[III族窒化物結晶基板の形成]
図1(C)および(D)に参照して、本発明の別の実施形態であるIII族窒化物結晶基板は、上記の成長方法により得られた第1のIII族窒化物結晶10および第2のIII族窒化物結晶20が一体化したIII族窒化物結晶30を加工して得られる。かかるIII族窒化物結晶30は、大型でその主表面30mにピットの発生がないため、高い歩留まりで効率よく大型のIII族窒化物結晶基板30x,30y,30zに加工することができる。
[Formation of Group III Nitride Crystal Substrate]
Referring to FIGS. 1C and 1D, a group III nitride crystal substrate according to another embodiment of the present invention includes first group III nitride crystal 10 obtained by the above growth method and It is obtained by processing a group III nitride crystal 30 in which two group III nitride crystals 20 are integrated. Since the group III nitride crystal 30 is large and does not generate pits on the main surface 30m, it can be efficiently processed into a large group III nitride crystal substrate 30x, 30y, 30z with a high yield.

III族窒化物結晶基板に加工する方法は、特に制限はなく、一例として、複数の種結晶基板1の主表面1m上に形成された第1のIII族窒化物結晶10および第2のIII族窒化物結晶20が一体化したIII族窒化物結晶30から複数の種結晶基板1を除去してIII族窒化物結晶基板30xとする方法がある。種結晶基板1を除去する方法には、特に制限はなく、研削、ドライエッチング、ウェットエッチンングなどが挙げられる。さらに、III族窒化物結晶基板30xをその主表面を平坦化することによりIII族窒化物結晶基板30yを得ることができる。III族窒化物結晶基板30xの主表面を平坦化する方法には、特に制限はなく、研削、研磨、ドライエッチング、ウェットエッチンングなどが挙げられる。   The method for processing the group III nitride crystal substrate is not particularly limited, and as an example, the first group III nitride crystal 10 and the second group III formed on the main surface 1m of the plurality of seed crystal substrates 1 are used. There is a method in which a plurality of seed crystal substrates 1 are removed from a group III nitride crystal 30 integrated with a nitride crystal 20 to form a group III nitride crystal substrate 30x. The method for removing the seed crystal substrate 1 is not particularly limited, and examples thereof include grinding, dry etching, and wet etching. Further, the group III nitride crystal substrate 30y can be obtained by planarizing the main surface of the group III nitride crystal substrate 30x. The method for planarizing the main surface of the group III nitride crystal substrate 30x is not particularly limited, and examples thereof include grinding, polishing, dry etching, and wet etching.

図1(D)および図2(C)を参照して、従来の成長方法により得られるIII族窒化物結晶40はその主表面40mにピット40pが発生するのに対して、上記の実施形態の成長により得られるIII族窒化物結晶30はその主表面30mにピットが発生しない。このため、III族窒化物結晶40から得られるIII族窒化物結晶基板40yに比べてIII族窒化物結晶30から得られるIII族窒化物結晶基板30yは厚さを歩留まりよく大きくできる。   Referring to FIGS. 1D and 2C, group III nitride crystal 40 obtained by the conventional growth method has pits 40p on its main surface 40m, whereas in the above embodiment, The group III nitride crystal 30 obtained by growth does not generate pits on the main surface 30m. Therefore, the thickness of the group III nitride crystal substrate 30y obtained from the group III nitride crystal 30 can be increased with a high yield compared to the group III nitride crystal substrate 40y obtained from the group III nitride crystal 40.

また、III族窒化物結晶基板に加工する方法の別の例として、上記のIII族窒化物結晶30を種結晶基板1の主表面1mに実質的に平行な複数の面30v,30wでスライスして複数のIII族窒化物結晶基板30zとする方法がある。III族窒化物結晶30をスライスする方法には、内周刃、外周刃、ワイヤソーなどが挙げられる。さらに、得られたIII族窒化物結晶基板30zの主表面を平坦化することができる。基板の主表面を平坦化する方法には、特に制限はなく、研磨、ドライエッチング、ウェットエッチンングなどが挙げられる。   Further, as another example of the method of processing the group III nitride crystal substrate, the group III nitride crystal 30 is sliced by a plurality of surfaces 30v and 30w substantially parallel to the main surface 1m of the seed crystal substrate 1. A plurality of group III nitride crystal substrates 30z. Examples of the method for slicing the group III nitride crystal 30 include an inner peripheral blade, an outer peripheral blade, and a wire saw. Furthermore, the main surface of the obtained group III nitride crystal substrate 30z can be planarized. The method for planarizing the main surface of the substrate is not particularly limited, and examples thereof include polishing, dry etching, and wet etching.

図1(D)および図2(C)を参照して、上記のように、III族窒化物結晶40はその主表面40mにピット40pが発生するのに対して、III族窒化物結晶30はその主表面30mにピットが発生しない。このため、III族窒化物結晶40から得られるIII族窒化物結晶基板40zに比べてIII族窒化物結晶30から得られるIII族窒化物結晶基板30zの歩留まりがよくなり、より枚数が多くできる。   Referring to FIGS. 1D and 2C, as described above, group III nitride crystal 40 has pits 40p on its main surface 40m, while group III nitride crystal 30 has No pits are generated on the main surface 30m. For this reason, the yield of the group III nitride crystal substrate 30z obtained from the group III nitride crystal 30 is improved as compared with the group III nitride crystal substrate 40z obtained from the group III nitride crystal 40, and the number of the substrates can be increased.

(実施例1)
1.種結晶基板の準備
図1(A)を参照して、GaN種結晶をその(0001)面に平行な面でワイヤソーにより切り出して複数のウエハを形成し、これらのウエハを<1−100>方向および<11−20>方向の二次元的な方向にワイヤソーにより切り出し、それらの切り出し面をCMS(化学機械的研磨)により研磨することにより、主表面1mの面方位が(0001)面からの傾斜角が0.2°以下で、主表面1mが30mm×30mmの正方形であり、複数の側表面の面方位が{1−100}面および{11−20}面のいずれかの面からの傾斜角が0.2°以下で、厚さが400μmであるGaN種結晶基板1を9枚準備した。ここで、それぞれのGaN種結晶基板の主表面および複数の側表面の面方位は、X線回折により測定した。また、それぞれのGaN種結晶基板の主表面および複数の側表面の平均粗さRaは、AFMにより測定したところ、いずれも50nm以下であった。
Example 1
1. Preparation of Seed Crystal Substrate Referring to FIG. 1A, a GaN seed crystal is cut out with a wire saw in a plane parallel to the (0001) plane to form a plurality of wafers, and these wafers are oriented in the <1-100> direction. And by cutting with a wire saw in a two-dimensional direction of <11-20> direction, and polishing those cut surfaces by CMS (Chemical Mechanical Polishing), the plane orientation of the main surface 1m is inclined from the (0001) plane. The angle is 0.2 ° or less, the main surface 1 m is a square of 30 mm × 30 mm, and the plane orientation of the plurality of side surfaces is inclined from any one of {1-100} plane and {11-20} plane Nine GaN seed crystal substrates 1 having an angle of 0.2 ° or less and a thickness of 400 μm were prepared. Here, the plane orientations of the main surface and the plurality of side surfaces of each GaN seed crystal substrate were measured by X-ray diffraction. Further, the average roughness Ra of the main surface and the plurality of side surfaces of each GaN seed crystal substrate was 50 nm or less as measured by AFM.

2.種結晶基板の配置
図1(A)および図3を参照して、9枚のGaN種結晶基板1をそれらの主表面1mが互いに平行にかつそれらの側表面1sが互いに接触して隣り合うように<1−100>方向および<11−20>方向にそれぞれ3枚ずつ合計9枚を配置した。ここで、9枚のGaN種結晶基板は、それぞれの<0001>方向、<1−100>方向および<11−20>方向が互いに実質的に同一になるように配置した。配置された9枚のGaN種結晶基板を、酸化アルミニウム製治具により固定した。
2. Arrangement of Seed Crystal Substrate Referring to FIGS. 1A and 3, nine GaN seed crystal substrates 1 are adjacent to each other such that their main surfaces 1m are parallel to each other and their side surfaces 1s are in contact with each other. A total of nine sheets were arranged in the <1-100> direction and the <11-20> direction. Here, the nine GaN seed crystal substrates were arranged so that their <0001> direction, <1-100> direction, and <11-20> direction were substantially the same. The nine arranged GaN seed crystal substrates were fixed with an aluminum oxide jig.

3.第1の結晶成長
図1(B)および図4を参照して、フラックス法結晶成長装置100の結晶成長容器110である酸化アルミニウム製坩堝の底面に酸化アルミニウム製治具で固定された上記9枚のGaN種結晶基板(種結晶基板1)をそれらの主表面1mを上に向けて配置した。次いで、酸化アルミニウム製坩堝(結晶成長容器110)に、200gの金属Ga(III族元素原料)と150gの金属Na(フラックス原料)とを入れて、800℃まで加熱することにより、GaN種結晶基板(種結晶基板1)の主表面1mに接触するGa−Na融液(III族元素およびフラックスを含む融液63)を形成した。次いで、酸化アルミニウム製坩堝(結晶成長容器110)のGa−Na融液(融液63)に、窒素ガス(窒素原料ガス65)を供給することにより、窒素ガス圧力5MPaで200時間維持した。こうして、GaN種結晶基板(種結晶基板1)の主表面1mに接触するGa−Na融液(融液63)に窒素ガス(窒素原料ガス65)が溶解した溶液67が形成され、GaN種結晶基板(種結晶基板1)の主表面1m上に、主表面10mにピットの発生がない平均厚さ500μmの第1のGaN結晶(第1のIII族窒化物結晶10)が成長した。
3. First Crystal Growth Referring to FIGS. 1B and 4, the nine sheets fixed to the bottom surface of an aluminum oxide crucible which is a crystal growth vessel 110 of a flux method crystal growth apparatus 100 with an aluminum oxide jig. The GaN seed crystal substrates (seed crystal substrate 1) were arranged with their main surfaces 1m facing upward. Next, 200 g of metal Ga (group III element raw material) and 150 g of metal Na (flux raw material) are put in an aluminum oxide crucible (crystal growth vessel 110), and heated to 800 ° C., whereby a GaN seed crystal substrate is obtained. A Ga—Na melt (melt 63 containing a group III element and a flux) in contact with the main surface 1 m of (seed crystal substrate 1) was formed. Next, nitrogen gas (nitrogen raw material gas 65) was supplied to the Ga—Na melt (melt 63) in the aluminum oxide crucible (crystal growth vessel 110) to maintain the nitrogen gas pressure at 5 MPa for 200 hours. Thus, a solution 67 in which nitrogen gas (nitrogen raw material gas 65) is dissolved in a Ga—Na melt (melt 63) in contact with the main surface 1m of the GaN seed crystal substrate (seed crystal substrate 1) is formed, and the GaN seed crystal is formed. On the main surface 1m of the substrate (seed crystal substrate 1), a first GaN crystal (first group III nitride crystal 10) having an average thickness of 500 μm with no generation of pits on the main surface 10m was grown.

次に、第1のGaN結晶(第1のIII族窒化物結晶10)の主表面10mをCMPにより研磨して鏡面化した。   Next, the main surface 10m of the first GaN crystal (first group III nitride crystal 10) was polished by CMP to be mirror-finished.

4.第2の結晶成長
図1(C)および図5を参照して、HVPE装置200の反応室210内の結晶ホルダ219上に、主表面10mを鏡面化した第1のGaN結晶(第1のIII族窒化物結晶10)を配置して、反応室210に流量100ml/minのHClガス71および流量250ml/minのNH3ガス(窒素原料ガス75)をキャリアガスとしてN2ガスを用いて総ガス流量を4000ml/minとして供給し、GaClガス(III族元素原料ガス73)生成温度を850℃、結晶成長温度を1120℃として、第1のGaN結晶(第1のIII族窒化物結晶10)の主表面10m上に、第2のGaN結晶(第2のIII族窒化物結晶20)を結晶成長速度200μm/hrで5時間(すなわち厚さ1000μmに)成長させた。こうして、第1のGaN結晶(第1のIII族窒化物結晶10)および第2のGaN結晶(第1のIII族窒化物結晶20)が一体化した主表面30mにピットの発生がないGaN結晶(III族窒化物結晶30)が得られた。
4). Second Crystal Growth Referring to FIGS. 1C and 5, on the crystal holder 219 in the reaction chamber 210 of the HVPE apparatus 200, the first GaN crystal (first III) having the main surface 10 m mirrored. The group nitride crystal 10) is arranged, and the reaction chamber 210 is composed of HCl gas 71 having a flow rate of 100 ml / min and NH 3 gas having a flow rate of 250 ml / min (nitrogen source gas 75) as a carrier gas, and using N 2 gas as a total gas The flow rate is 4000 ml / min, the generation temperature of GaCl gas (Group III element source gas 73) is 850 ° C., the crystal growth temperature is 1120 ° C., and the first GaN crystal (first Group III nitride crystal 10) is formed. A second GaN crystal (second group III nitride crystal 20) was grown on the main surface 10 m for 5 hours (ie, to a thickness of 1000 μm) at a crystal growth rate of 200 μm / hr. Thus, a GaN crystal in which pits are not generated on the main surface 30m in which the first GaN crystal (first group III nitride crystal 10) and the second GaN crystal (first group III nitride crystal 20) are integrated. (Group III nitride crystal 30) was obtained.

得られたGaN結晶(III族窒化物結晶30)の主表面30mには、光学顕微鏡で詳細に観察したところ、ファセットおよびピットは全く観察されなかった。また、このGaN結晶(III族窒化物結晶30)は、その断面を蛍光顕微鏡を用いて発光強度分布像として詳細に観察したが、ファセット成長結晶領域は全く観察されなかった。すなわち、フラックス法による第1のGaN結晶の成長において、(1−100)面および(11−20)面のいずれかの面を結晶成長面とする結晶成長すなわちGaN種結晶基板の主表面1mに平行な方向の結晶成長により、それぞれのGaN種結晶基板の主表面1m上に成長した部分結晶10uが接合部10gで接合して一体化した後、(0001)面を結晶成長面とする結晶成長すなわちGaN種結晶基板の主表面1mに垂直な方向の結晶成長に移行したためと考えられる。   On the main surface 30m of the obtained GaN crystal (Group III nitride crystal 30), no facets and pits were observed when observed in detail with an optical microscope. Further, this GaN crystal (Group III nitride crystal 30) was observed in detail as a light emission intensity distribution image using a fluorescence microscope, but no facet growth crystal region was observed at all. That is, in the growth of the first GaN crystal by the flux method, the crystal growth using either the (1-100) plane or the (11-20) plane as the crystal growth plane, that is, the main surface 1m of the GaN seed crystal substrate. Crystal growth using the (0001) plane as the crystal growth surface after the partial crystals 10u grown on the main surface 1m of each GaN seed crystal substrate are joined and integrated at the joint 10g by crystal growth in parallel directions. That is, it is considered that the crystal growth has shifted to a direction perpendicular to the main surface 1 m of the GaN seed crystal substrate.

5.結晶基板の形成
図1(D)を参照して、上記のGaN結晶(III族窒化物結晶30)をHVPE装置の反応室から取り出した後、GaN結晶をGaN種結晶基板(種結晶基板1)の主表面1mに平行な面30v,30wでワイヤソーによりスライスし、スライス面をCMPにより研磨することにより、厚さ200μmのGaN結晶基板(GaN結晶基板30z)が4枚得られた。
5. Formation of Crystal Substrate Referring to FIG. 1D, after the GaN crystal (Group III nitride crystal 30) is taken out from the reaction chamber of the HVPE apparatus, the GaN crystal is converted into a GaN seed crystal substrate (seed crystal substrate 1). Each of the surfaces 30v and 30w parallel to the main surface 1m was sliced with a wire saw, and the sliced surface was polished by CMP to obtain four GaN crystal substrates (GaN crystal substrate 30z) having a thickness of 200 μm.

(比較例1)
1.種結晶基板の準備
図2(A)を参照して、実施例1と同様のGaN種結晶基板1を9枚準備した。
(Comparative Example 1)
1. Preparation of Seed Crystal Substrate With reference to FIG. 2A, nine GaN seed crystal substrates 1 similar to those in Example 1 were prepared.

2.種結晶基板の配置
図2(A)および図3を参照して、実施例1と同様にして9枚のGaN種結晶基板1を配置して、酸化アルミニウム製治具により固定した。
2. Arrangement of Seed Crystal Substrate With reference to FIGS. 2A and 3, nine GaN seed crystal substrates 1 were arranged in the same manner as in Example 1 and fixed with an aluminum oxide jig.

3.結晶成長
図2(B)を参照して、HVPE装置200の反応室210内の結晶ホルダ219上に、酸化アルミニウム製治具で固定された上記9枚のGaN種結晶基板(種結晶基板1)をそれらの主表面1mを上に向けて配置した。次いで、実施例1と同様にして、厚さが1000μmのGaN結晶(III族窒化物結晶40)を成長させた。
3. Crystal Growth Referring to FIG. 2B, the nine GaN seed crystal substrates (seed crystal substrate 1) fixed on the crystal holder 219 in the reaction chamber 210 of the HVPE apparatus 200 with a jig made of aluminum oxide. Were placed with their main surface 1 m facing up. Next, in the same manner as in Example 1, a GaN crystal (Group III nitride crystal 40) having a thickness of 1000 μm was grown.

得られたGaN結晶の主表面40mには、それぞれのGaN種結晶基板1上に成長した部分結晶40uの接合部40gの上方に(1−10x1)面(x1=1または2)のファセット40fにより形成されるピット40pが25個/cm2の発生率で発生した。また、かかるGaN結晶は、その断面を蛍光顕微鏡を用いて発光強度分布像として観察したところ、GaN種結晶基板1上に成長した部分結晶40uの接合部40gの近傍には、(1−10x1)面(x1=1または2)のファセット40fを結晶成長表面として成長したファセット成長結晶領域40ufが認められた。 The main surface 40 m of the obtained GaN crystal has a facet of (1-10 × 1 ) plane (x 1 = 1 or 2) above the joint 40 g of the partial crystal 40 u grown on each GaN seed crystal substrate 1. Pits 40p formed by 40f were generated at a rate of 25 / cm 2 . Further, when the cross section of the GaN crystal was observed as a light emission intensity distribution image using a fluorescence microscope, (1-10 × 1) is present in the vicinity of the junction 40g of the partial crystal 40u grown on the GaN seed crystal substrate 1. ) A facet-grown crystal region 40uf grown with the facet 40f of the plane (x 1 = 1 or 2) as the crystal growth surface was observed.

4.結晶基板の形成
図2(C)を参照して、上記のGaN結晶(III族窒化物結晶40)をHVPE装置の反応室から取り出した後、GaN結晶をGaN種結晶基板(種結晶基板1)の主表面1mに平行な面40v,40wでワイヤソーによりスライスし、スライス面をCMPにより研磨することにより、厚さ200μmのGaN結晶基板(GaN結晶基板40z)が2枚得られた。
4). Formation of Crystal Substrate Referring to FIG. 2C, after the GaN crystal (Group III nitride crystal 40) is taken out from the reaction chamber of the HVPE apparatus, the GaN crystal is converted into a GaN seed crystal substrate (seed crystal substrate 1). Two GaN crystal substrates (GaN crystal substrate 40z) having a thickness of 200 μm were obtained by slicing with a wire saw on planes 40v and 40w parallel to 1 m of the main surface and polishing the slice surface by CMP.

(比較例2)
1.種結晶基板の準備
図2(A)を参照して、実施例1と同様のGaN種結晶基板1を9枚準備した。
(Comparative Example 2)
1. Preparation of Seed Crystal Substrate With reference to FIG. 2A, nine GaN seed crystal substrates 1 similar to those in Example 1 were prepared.

2.種結晶基板の配置
図2(A)および図3を参照して、実施例1と同様にして9枚のGaN種結晶基板1を配置して、酸化アルミニウム製治具により固定した。
2. Arrangement of Seed Crystal Substrate With reference to FIGS. 2A and 3, nine GaN seed crystal substrates 1 were arranged in the same manner as in Example 1 and fixed with an aluminum oxide jig.

3.結晶成長
図2(B)を参照して、結晶成長温度を1220℃として、結晶成長速度を120μm/hrとしたこと以外は、比較例1と同様にして、厚さ1000μmのGaN結晶(III族窒化物結晶40)を成長させた。
3. Crystal Growth Referring to FIG. 2B, a 1000 μm-thick GaN crystal (Group III) is formed in the same manner as in Comparative Example 1 except that the crystal growth temperature is 1220 ° C. and the crystal growth rate is 120 μm / hr. Nitride crystals 40) were grown.

得られたGaN結晶の主表面40mには、それぞれのGaN種結晶基板1上に成長した部分結晶40uの接合部40g上に(1−10x2)面(x2=1または2)のファセット40fにより形成されるピット40pが4個/cm2の発生率で発生した。また、かかるGaN結晶は、その断面を蛍光顕微鏡を用いて発光強度分布像として観察したところ、GaN種結晶基板1上に成長した部分結晶40uの接合部40gの近傍には、(1−10x2)面(x2=1または2)のファセット40fを結晶成長表面として成長したファセット成長結晶領域40ufが認められた。 The main surface 40m of the obtained GaN crystal has a facet 40f of (1-10x 2 ) plane (x 2 = 1 or 2) on the joint 40g of the partial crystal 40u grown on each GaN seed crystal substrate 1. Pits 40p formed at a rate of 4 / cm 2 . Further, when the cross section of the GaN crystal was observed as a light emission intensity distribution image using a fluorescence microscope, (1-10 × 2) in the vicinity of the junction 40g of the partial crystal 40u grown on the GaN seed crystal substrate 1. ) A facet-grown crystal region 40uf grown with the facet 40f of the plane (x 2 = 1 or 2) as the crystal growth surface was observed.

4.結晶基板の形成
図2(C)を参照して、上記のGaN結晶(III族窒化物結晶40)をHVPE装置の反応室から取り出した後、比較例1と同様にして、厚さ200μmのGaN結晶基板(GaN結晶基板40z)を2枚得た。
4). Formation of Crystal Substrate Referring to FIG. 2C, after the GaN crystal (Group III nitride crystal 40) is taken out from the reaction chamber of the HVPE apparatus, GaN having a thickness of 200 μm is obtained in the same manner as in Comparative Example 1. Two crystal substrates (GaN crystal substrate 40z) were obtained.

図1および図2を参照して、実施例1と比較例1および2とを対比すると、配置された複数の種結晶基板1の主表面1m上に液相生長法により第1のIII族窒化物結晶10を成長させた後、第1のIII族窒化物結晶10の主表面10m上にHVPE(ハイドライド気相成長)法により第2のIII族窒化物結晶20を成長させることにより、第1のIII族窒化物結晶10および第2のIII族窒化物結晶20が一体化した主表面30m上にピットの発生がない大型のIII族窒化物結晶30が得られることがわかった。また、かかるIII族窒化物結晶30は、その主表面30m上にピットが発生していないため、歩留まりよく結晶性の高いIII族窒化物結晶基板30x,30y,30zが得られることがわかった。   Referring to FIG. 1 and FIG. 2, when Example 1 is compared with Comparative Examples 1 and 2, the first group III nitridation is performed on the main surface 1m of the plurality of seed crystal substrates 1 arranged by the liquid phase growth method. After growing the crystal 10, the second group III nitride crystal 20 is grown on the main surface 10 m of the first group III nitride crystal 10 by the HVPE (hydride vapor phase epitaxy) method. It was found that a large group III nitride crystal 30 having no pits was obtained on the main surface 30 m where the group III nitride crystal 10 and the second group III nitride crystal 20 were integrated. In addition, since the group III nitride crystal 30 has no pits on its main surface 30m, it has been found that the group III nitride crystal substrates 30x, 30y, and 30z with high yield and high crystallinity can be obtained.

これに対して、図2を参照して、比較例1と比較例2とを参照して、配置された複数の種結晶基板1の主表面1m上にHVPE法によりIII族窒化物結晶40を成長させると、結晶成長温度を高めても、成長するIII族窒化物結晶40の主表面40m上に発生するピット40pの発生率の低減はできるが、ピットの発生をなくすことができないことがわかった。   On the other hand, with reference to FIG. 2, with reference to comparative example 1 and comparative example 2, group III nitride crystal 40 is formed on main surface 1m of a plurality of seed crystal substrates 1 arranged by HVPE. It can be seen that even if the crystal growth temperature is raised, the rate of generation of pits 40p generated on the main surface 40m of the growing group III nitride crystal 40 can be reduced, but the generation of pits cannot be eliminated. It was.

今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 種結晶基板、1m,10m,30m,40m 主表面、1s 側表面、10 第1のIII族窒化物結晶、10g,40g 接合部、10u,40u 部分結晶、20 第2のIII族窒化物結晶、30,40 III族窒化物結晶、30v,30w,40v,40w 面、30x,30y,30z,40x,40y,40z III族窒化物結晶基板、40f ファセット、40p ピット、40uf ファセット成長結晶領域、40um 主表面結晶成長領域、63 融液、65,75 窒素原料ガス、67 溶液、71 HClガス、72 III族元素原料、73 III族元素原料ガス、79 排ガス、100 フラックス法結晶成長装置、110 結晶成長容器、120 結晶成長室、120e ガス供給口、130,231,232,233 ヒータ、200 HVPE装置、210 反応室、213 窒素原料ガス導入管、215 ガス排出管、219 結晶ホルダ、220 III族元素原料ガス生成室、221 III族元素原料ボート、222 HClガス導入管、223 III族元素原料ガス導入管。   1 seed crystal substrate, 1 m, 10 m, 30 m, 40 m main surface, 1 s side surface, 10 first group III nitride crystal, 10 g, 40 g junction, 10 u, 40 u partial crystal, 20 second group III nitride crystal 30, 40 group III nitride crystal, 30v, 30w, 40v, 40w plane, 30x, 30y, 30z, 40x, 40y, 40z group III nitride crystal substrate, 40f facet, 40p pit, 40uf facet growth crystal region, 40um Main surface crystal growth region, 63 melt, 65,75 nitrogen source gas, 67 solution, 71 HCl gas, 72 group III element source material, 73 group III element source gas, 79 exhaust gas, 100 flux method crystal growth apparatus, 110 crystal growth Container, 120 crystal growth chamber, 120e gas supply port, 130, 231, 232, 23 Heater, 200 HVPE apparatus, 210 reaction chamber, 213 nitrogen source gas introduction pipe, 215 gas discharge pipe, 219 crystal holder, 220 group III element source gas generation chamber, 221 group III element source boat, 222 HCl gas introduction pipe, 223 III Group element source gas introduction pipe.

Claims (3)

所定の面方位の主表面および複数の側表面を有する種結晶基板を複数準備する工程と、
複数の前記種結晶基板を、それらの主表面が互いに平行にかつそれらの側表面が互いに隣り合うように配置する工程と、
配置された複数の前記種結晶基板の主表面上に、液相成長法により、第1のIII族窒化物結晶を成長させる第1の結晶成長工程と、
前記第1のIII族窒化物結晶の主表面上に、ハイドライド気相成長法により、第2のIII族窒化物結晶を成長させる第2の結晶成長工程と、を備え、
前記第1のIII族窒化物結晶は、それぞれの前記種結晶基板の主表面上に成長するそれぞれの部分結晶が一体化するように成長させ、
前記第2のIII族窒化物結晶は、前記第1のIII族窒化物結晶と一体化するように成長させるIII族窒化物結晶の成長方法。
Preparing a plurality of seed crystal substrates having a main surface of a predetermined plane orientation and a plurality of side surfaces;
Arranging the plurality of seed crystal substrates such that their main surfaces are parallel to each other and their side surfaces are adjacent to each other;
A first crystal growth step of growing a first group III nitride crystal on a main surface of the plurality of seed crystal substrates arranged by a liquid phase growth method;
A second crystal growth step of growing a second group III nitride crystal on the main surface of the first group III nitride crystal by a hydride vapor phase growth method,
The first group III nitride crystal is grown so that each partial crystal grown on the main surface of each seed crystal substrate is integrated,
The method for growing a group III nitride crystal, wherein the second group III nitride crystal is grown so as to be integrated with the first group III nitride crystal.
前記種結晶基板は、GaN種結晶基板であり、前記液相成長法はフラックス法である請求項1に記載のIII族窒化物結晶の成長方法。   The method for growing a group III nitride crystal according to claim 1, wherein the seed crystal substrate is a GaN seed crystal substrate, and the liquid phase growth method is a flux method. 請求項1または請求項2の成長方法により得られた前記第1のIII族窒化物結晶および前記第2のIII族窒化物結晶が一体化したIII族窒化物結晶を加工して得られたIII族窒化物結晶基板。   A group III nitride crystal obtained by processing the group III nitride crystal obtained by integrating the first group III nitride crystal and the second group III nitride crystal obtained by the growth method according to claim 1 or 2. Group nitride crystal substrate.
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