本发明专利技术公开了制造氮化物半导体晶体的方法，其中实施下列步骤。首先，准备在内部配置源材料(17)的坩埚(101)。然后，在所述坩埚(101)内，通过加热和升华所述源材料(17)而淀积源材料气体，从而生长氮化物半导体晶体。在所述准备步骤中，准备由熔点比所述源材料(17)的熔点高的金属制成的坩埚(101)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造氮化物半导体晶体的方法、氮化物半导体晶体和制造氮化物半导体晶体的装置。
技术介绍
氮化铝(AlN)晶体具有6. 2eV的宽能量带隙和约3. Sm1Cm1的高热导率、且还具有高电阻。因此，AlN晶体和其他氮化物半导体晶体作为用于半导体器件如光电器件和微电子器件的衬底材料已经引起了关注。关于生长这种氮化物半导体晶体的方法，可使用例如升华法(例如，非专利文献1、专利文献1)。非专利文献1提出实施下列步骤。首先，将AlN晶体的源材料安放在由碳制成的坩埚中。其次，将碳质坩埚加热至使源材料升华的温度。通过使所述源材料升华，所述加热产生升华气体，使得能够在粉末或微粒水平上生长微小的AlN晶体。同时，专利文献1提出，利用下列制造装置(例如图4)来制造氮化物单晶。即，所述制造装置具有作为加热单元的感应加热盘管、布置在所述感应加热盘管内部的加热反应器主体、以及布置在所述加热反应器主体内侧下部的坩埚，所述坩埚用于容纳氮化物单晶源材料。记载了所述坩埚由石墨制成。引用列表专利文献专利文献1 日本特开2006-27988号公报非专利文献非专利文献1 Journal of Crystal Growth (晶体生长杂志)34 卷，263-279 页 (1976 年)技术问题 然而，在生长氮化物半导体晶体时，关于上述非专利文献1，使用碳质坩埚，关于专利文献1，使用石墨坩埚。当对坩埚进行加热而使得氮化物半导体晶体用源材料升华时，也可以使碳和石墨升华。在那种情况下，升华的碳或石墨混入生长的氮化物半导体中。随之发生的问题是，杂质混入到生长的氮化物半导体晶体中。因此，本专利技术提供了用于制造氮化物半导体晶体的氮化物半导体晶体制造方法， 其中抑制了杂质的混入，同时本专利技术使得可获得氮化物半导体晶体、和用于制造氮化物半导体晶体的装置。解决问题的手段关于本专利技术的氮化物半导体晶体制造方法，实施下列步骤。首先，准备用于在内部承载源材料的坩埚。在所述坩埚内，加热所述源材料使得所述源材料升华，并通过使得源材料气体冷凝，生长氮化物半导体晶体。在所述坩埚准备步骤中，所述坩埚由熔点比所述源材料的熔点高的金属制成。本专利技术的氮化物半导体晶体制造装置为使含氮化物半导体的源材料升华并通过使升华的源材料气体冷凝而生长氮化物半导体晶体的装置，且所述装置具有坩埚和加热单元。在所述坩埚内部布置源材料。所述加热单元被布置在所述坩埚的外围，并对坩埚内部进行加热。所述坩埚由熔点比所述源材料的熔点高的金属制成。根据氮化物半导体晶体的制造方法和制造装置，在由熔点比源材料的熔点高的金属制成的坩埚内生长氮化物半导体晶体。从而可以抑制坩埚在源材料升华的温度下的升华。此外，金属对升华气体的反应性低。鉴于这些原因，可防止构成坩埚的材料混入到生长的氮化物半导体晶体中。因此，能够制造已经将杂质的混入控制为最少的氮化物半导体晶体。在上述氮化物半导体晶体制造方法中，优选在坩埚准备步骤与生长步骤之间提供形成覆盖部件的步骤，所述覆盖部件覆盖所述坩埚的外围。在上述氮化物半导体晶 体制造装置中，优选在坩埚与加热单元之间布置覆盖部件。由此可以防止杂质从覆盖部件外部混入到坩埚内部。因此，能够制造已经进一步使杂质的混入最小化的氮化物半导体晶体。在上述氮化物半导体晶体制造方法中，优选地，所述覆盖部件由熔点比所述源材料的熔点高的金属制成。在上述氮化物半导体晶体制造装置中，优选地，所述覆盖部件由熔点比所述源材料的熔点高的金属制成。由此，可以抑制覆盖部件的升华，从而使得可制造使杂质的混入更加最小化的氮化物半导体晶体。上述氮化物半导体晶体制造方法还包括在所述覆盖部件的外围布置加热部件的步骤、以及在加热部件的外围布置RF(射频)盘管以加热所述加热部件的步骤。在上述氮化物半导体晶体制造装置中，优选地，所述加热单元为RF盘管，且所述装置还具有布置在所述覆盖部件与所述加热单元之间的加热部件。由RF盘管产生的热不易被金属吸收。因此，使得由RF盘管产生的热被布置在坩埚外围的加热部件吸收，使得坩埚能够因加热部件吸收的热而受热。由此，能够将源材料升华。因此，与上述同样，能够制造已经将杂质的混入控制为最少的氮化物半导体晶体。上述氮化物半导体晶体制造方法优选还包括在加热部件的外围布置隔热材料的步骤，所述隔热材料由孔隙率比所述加热部件的孔隙率低的材料构成。上述氮化物半导体晶体制造装置优选还具有布置在所述加热部件与所述RF盘管之间的、由孔隙率比加热部件的孔隙率的材料构成的隔热材料。由于在加热部件的外围布置由孔隙率比加热部件的孔隙率低的材料构成的隔热材料，所以能够防止加热部件吸收的热逃逸至隔热材料的外围。由此能够有效地对坩埚进行加热。因此，与上述同样，能够制造已经将杂质的混入控制为最少的氮化物半导体晶体。通过上述氮化物半导体晶体制造方法中的任一种方法来制造本专利技术的氮化物半导体晶体。根据本专利技术的氮化物半导体晶体，由于在抑制坩埚升华的同时制造晶体，所以能够获得已经将杂质的混入控制为最少的氮化物半导体晶体。上述氮化物半导体晶体优选具有至少IOmm的直径并具有不大于2ppm的杂质浓度。通过升华法制造上述氮化物半导体晶体，这使得可实现具有IOmm以上大直径的晶体。并且，由于在抑制坩埚升华的同时制造所述晶体，所以能够实现2ppm以下的低杂质浓度的氮化物半导体晶体。因此，能够实现表面积大且杂质浓度低的氮化物半导体晶体。专利技术效果根据前述，根据本专利技术的氮化物半导体晶体制造方法和制造装置，利用熔点比源材料的熔点高的金属制成的坩埚。因此，可以防止因坩埚升华而产生的杂质混入到生长的氮化物半导体晶体中。因此，能够制造已经将杂质的混入控制为最少的氮化物半导体晶体。附图说明图1为以简化形式表示本专利技术实施方案中氮化物半导体晶体的截面图。图2为以简化形式表示本专利技术实施方案中氮化物半导体晶体制造装置的截面图。图3为以简化形式表示本专利技术实施方案中氮化物半导体晶体制造装置所包含的坩埚及其周边的截面图。图4为显示在本专利技术实施方案中制造氮化物半导体晶体的方法的流程图。图5为以简化形式显示在本专利技术实施方案中生长氮化物半导体晶体的状况的部分剖视图。图6为以简化形式显示比较例的氮化物半导体晶体制造装置的放大截面图。图7为以简化形式显示在本专利技术实施方案中用于制造氮化物半导体晶体的不同装置的截面图。具体实施例方式下面，将根据附图对本专利技术的实施方案进行说明。应理解，在下列说明中，附图中的相同或相应部分用相同的参考符号标记，并不再重复对其进行说明。首先，参考图1，对本专利技术一个实施方案中的氮化物半导体晶体10进行说明。所述氮化物半导体晶体10具有例如至少IOmm的直径R和例如至少100 μ m的厚度H。在所述氮化物半导体晶体10中杂质的浓度为例如不大于2ppm。构成所述杂质浓度的杂质包含例如 C(碳)和Si (硅)。在所述氮化物半导体晶体10中C的浓度为例如不大于lppm，同时Si 的浓度为例如不大于lppm。只要氮化物半导体晶体10为含氮(N)的半导体晶体，则其不受特殊限制；示例性地，其为In(1_x_y)AlxGayN(0彡χ彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1)，且优选为AlN、GaN(氮化镓)、 InN(氮化铟)等；更优选所述晶体为A1N。接下来，参考图2和3，对本专利技术一个实施方案本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种制造氮化物半导体晶体（１０）的方法，所述方法包括：准备用于在内部承载源材料的坩埚（１０１）的步骤；和在所述坩埚内通过加热所述源材料而使所述源材料（１７）升华，并使源材料气体冷凝，由此生长氮化物半导体晶体的步骤；其中在所述准备步骤中，准备由熔点比所述源材料（１７）的熔点高的金属制成的坩埚（１０１）。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.01.16 JP 2009-007394;2009.12.25 JP 2009-293991.一种制造氮化物半导体晶体(10)的方法，所述方法包括准备用于在内部承载源材料的坩埚(101)的步骤；和在所述坩埚内通过加热所述源材料而使所述源材料(17)升华，并使源材料气体冷凝， 由此生长氮化物半导体晶体的步骤；其中在所述准备步骤中，准备由熔点比所述源材料(17)的熔点高的金属制成的坩埚 (101)。2.如权利要求1所述的制造氮化物半导体晶体(10)的方法，所述方法在所述准备坩埚的步骤与所述生长步骤之间还包括形成覆盖所述坩埚(101)外围的覆盖部件(110)的步马聚O3.如权利要求2所述的制造氮化物半导体晶体(10)的方法，其中所述覆盖部件(110) 由熔点比所述源材料(17)的熔点高的金属制成。4.如权利要求2所述的制造氮化物半导体晶体(10)的方法，还包括在所述覆盖部件(110)的外围布置加热部件(121)的步骤；和在所述加热部件(121)的外围布置RF盘管以加热所述加热部件(121)的步骤。5.如权利要求4所述的制造氮化物半导体晶体(10)的方法，还包括在所述加热部件 (121)的外围布置隔热材料(127)的步骤，所述隔热材料(127)由孔隙率比所述加热部件 (121)的孔隙率低的材料构成。6.一种氮化物半导体晶体(10...
【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤一成，宫永伦正，山本喜之，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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