半導体バルク単結晶の製造方法 - 特開2001−253794

  C 化学 冶金 / C30 結晶成長

発明の名称 半導体バルク単結晶の製造方法
発明者 【氏名】下山 謙司
【氏名】藤井 克司
課題・構成 【課題】高品質の半導体バルク単結晶を効率よく大量に安価で製造することができる方法を提供すること。

【解決手段】基礎基板の両面に半導体バルク単結晶を同時に成長させることを特徴とする半導体バルク単結晶の製造方法。
特許の簡易説明 【請求項1】 基礎基板の両面に半導体バルク単結晶を同時に成長させることを特徴とする半導体バルク単結晶の製造方法。
【請求項2】 前記半導体バルク単結晶と前記基礎基板との格子不整合率が10%以上であることを特徴とする請求項1に記載の半導体バルク単結晶の製造方法。
【請求項3】 前記半導体バルク単結晶の熱膨張係数と前記基礎基板の熱膨張係数との差が、前記半導体バルク単結晶の熱膨張係数に対して10%以上であることを特徴とする請求項1に記載の半導体バルク単結晶の製造方法。
【請求項4】 前記バルク単結晶が少なくともGaおよびNを構成元素として含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の半導体バルク単結晶の製造方法。
【請求項5】 前記バルク単結晶が窒化ガリウム(GaN)、窒化インジウム(InN)、窒化インジウムガリウム(InGaN)または窒化アルミニウムガリウム(AlGaN)からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の半導体バルク単結晶の製造方法。
【請求項6】 前記半導体バルク単結晶をハイドライド気相成長法により成長させることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の半導体バルク単結晶の製造方法。
【請求項7】 前記ハイドライド気相成長法が減圧で行われることを特徴とする請求項6に記載の半導体バルク単結晶の製造方法。
【請求項8】 前記ハイドライド気相成長法において、基礎基板がお互いに対面するように設置されていることを特徴とする請求項6または7に記載の半導体バルク単結晶の製造方法。
【請求項9】 前記半導体バルク単結晶を液層成長法により成長させることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の半導体バルク単結晶の製造方法。
【請求項10】 前記基礎基板が、サファイア(Al23)、炭化珪素(SiC)、酸化亜鉛(ZnO)、ガリウム酸リチウム(LiGaO2)、スピネル(MgAl24)、シリコン(Si)、燐化ガリウム(GaP)または砒化ガリウム(GaAs)からなることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の半導体バルク単結晶の製造方法。
【請求項11】 前記基礎基板の長径が2インチ以上であることを特徴とする請求項10に記載の半導体バルク単結晶の製造方法。
【請求項12】 前記基礎基板がシリコン(Si)であることを特徴とする請求項10または11に記載の半導体バルク単結晶の製造方法。
【請求項13】 前記基礎基板の長径が4インチ以上であることを特徴とする請求項12に記載の半導体バルク単結晶の製造方法。
【請求項14】 請求項1〜13のいずれかに記載の製造方法により基礎基板の両面に半導体バルク単結晶を成長させた後、前記半導体バルク単結晶を前記基礎基板から剥離することを特徴とする半導体バルク単結晶の製造方法。
【請求項15】 請求項1〜14のいずれかに記載の製造方法により製造された半導体バルク単結晶。
【請求項16】 請求項15に記載の半導体バルク単結晶からなることを特徴とする半導体基板。
【請求項17】 請求項15に記載の半導体バルク単結晶上、または請求項15に記載の半導体基板上に半導体素子が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項18】 半導体レーザ(LD)、発光ダイドード(LED)、電界効果トランジスタ(FET)、ヘテロバイポーラトランジスタ(HBT)であることを特徴とする請求項17に記載の半導体装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、基礎基板上に半導体バルク単結晶を成長させる方法に関する。また、本発明は、該方法により製造した半導体バルク単結晶を利用した半導体基板と半導体装置にも関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、化合物半導体は基板上に成長させることにより形成される。結晶性の良い化合物半導体を成長させるためには、基板として化合物半導体と格子整合している良質な材料を用いることが必要とされる。このため、化合物半導体を工業的に製造する際には、良質で所望のサイズを有する基板を効率よく提供することが極めて重要である。
【0003】例えば、窒化物半導体を基板上に成長させようとするときは、基板として窒化物半導体と格子整合する窒化ガリウムを用意する必要がある。しかしながら、窒化ガリウムの半導体バルク単結晶の作製は容易ではなく、これまでにも種々の検討がなされてきたが実用性が高い製造方法は開発されるに至っていない。
【0004】例えば、特開平10−256662号公報には、窒化物半導体とは異なる材料よりなる厚さ1mm以上の基礎基板の上に窒化ガリウムなど
出願人 【識別番号】000005968
【氏名又は名称】三菱化学株式会社
代理人 【識別番号】100095843
【弁理士】
【氏名又は名称】釜田 淳爾 (外2名)
出願番号 特願2000−66797(P2000−66797) 公開番号 特開2001−253794(P2001−253794A)
出願日 平成12年3月10日(2000.3.10) 公開日 平成13年9月18日(2001.9.18)
キーワード
特許公開期間
大カテゴリ
中カテゴリ
小カテゴリ