JPH0977600A - ペロブスカイト型構造単結晶用処理液及びペロブスカイト型構造単結晶の処理方法 - Google Patents

ペロブスカイト型構造単結晶用処理液及びペロブスカイト型構造単結晶の処理方法

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JPH0977600A
JPH0977600A JP25719695A JP25719695A JPH0977600A JP H0977600 A JPH0977600 A JP H0977600A JP 25719695 A JP25719695 A JP 25719695A JP 25719695 A JP25719695 A JP 25719695A JP H0977600 A JPH0977600 A JP H0977600A
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JP
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perovskite structure
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structure single
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Hitoshi Okazaki
均 岡崎
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 窒化ガリウム系化合物半導体や酸化物超電導
体の成膜に用いられるペロブスカイト型構造単結晶基板
に適した処理液を得る。 【解決手段】 ペロブスカイト型構造単結晶をリン酸と
王水の混合液からなる処理液で処理する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】ペロブスカイト型構造単結晶
用処理液及びペロブスカイト型構造単結晶の処理方法に
関する。特に、GaN系青色半導体材料、超電導材料用の
基板として有望な希土類13(3B)族ペロブスカイト型構造
単結晶用の処理液とその処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、青色半導体発光素子として窒化ガ
リウム系化合物半導体(InxGayAl1-x-yN(0≦x,y;x+y≦
1))が注目を集めている。窒化ガリウム系化合物半導体
結晶をサファイア(α-Al2O3)基板に成長させる場合、一
般に窒化ガリウム系化合物半導体結晶の(0001)面をサフ
ァイアの(0001)面上に成長させることが多く、その場合
の格子定数のずれは16％にもなり、結晶性の優れた窒化
ガリウム系化合物半導体結晶を成長させることができな
かった。その解決手段として、 サファイア基板上にまずバッファー層(例えば、AlNバ
ッファ層やGaAlNバッファ層)を成長させた後窒化ガリウ
ム系化合物半導体結晶を成長する方法(特公S59-48794、
特開H4-297023)、 単結晶基板として、窒化ガリウム系化合物半導体単結
晶と結晶構造及び格子定数のできるだけ近い結晶(例え
ば、アルミニウムガーネット(ReAl2Al3O12)やガリウム
ガーネット(ReAl2Ga3O12)(特開S49-3899)、MgOやZnOやC
aO等(特開H04-209577))を用いる方法、が知られてい
る。しかし、基板との格子整合性、基板の熱安定性等に
問題があり、本出願人は、希土類13(3B)族ペロブスカイ
ト型構造単結晶を提案している。
【０００３】また、希土類13(3B)族ペロブスカイト型構
造単結晶のNdGaO3単結晶は、酸化物超電導用基板として
有望な材料であることも知られている(例えば、アプラ
イドフィジックス レターズ(Applied Physics Letter
s) 54巻 P1054〜1056)。
【０００４】このように、ペロブスカイト型構造単結晶
は青色半導体発光素子用材料やそのほか超電導用材料と
して非常に有望な材料である。特に、ペロブスカイト型
構造単結晶としては、前記希土類13(3B)族がアルミニウ
ム、ガリウムおよびインジウムの少なくとも１種である
希土類13(3B)族ペロブスカイト型構造、特にその｛１１
０｝面、｛０１１｝面、｛１０１｝面が好適に用いられ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような薄膜をペロ
ブスカイト型構造単結晶基板上に成膜する前には、一
旦、基板表面の加工変質層を除去するために基板を処理
する必要がある。加工変質層は基板を研磨する際に導入
される原子配列の歪んだ層であり通常1〜10μm程度の厚
さである。NdGaO3基板表面の処理方法としては、温度10
0〜230℃の燐酸で表面を処理することが知られている
(特開H04-202100)。しかし、この処理液には、次のよう
な問題があった。
【０００６】処理液の温度が100℃以下では、エッチ
ング速度が遅くて実用的ではない。 処理液の温度が100℃〜230℃では、エッチングにより
エッチピットが発生する。 処理液の温度が230℃以上では、エッチング速度が速
すぎ処理を制御するのが困難であり、また工業上、安全
上問題がある。
【０００７】基板表面に加工変質層が残ったままその上
に膜を成長させると膜の品質が悪くなり、一方、エッチ
ピットが発生した基板上に成膜を行った場合はエッチピ
ットを核としてヒロック等の異常成長が生じる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者はペロ
ブスカイト型構造単結晶基板の適当な処理液について鋭
意検討した結果本発明に至った。すなわち、本発明は、
リン酸と王水の混合液からなることを特徴とするペロブ
スカイト型構造単結晶用処理液及びペロブスカイト型構
造単結晶をリン酸と王水の混合液で処理することを特徴
とするペロブスカイト型構造単結晶の処理方法である。
また、前記ペロブスカイト型構造が希土類13(3B)族ペロ
ブスカイト型構造、更には前記希土類13(3B)族がアルミ
ニウム、ガリウムおよびインジウムの少なくとも１種で
あることを特徴とするペロブスカイト型構造単結晶用処
理液である。
【０００９】
【発明の実施の形態】燐酸と王水の混合液からなる処理
液を用いペロブスカイト型構造単結晶を処理すること
で、エピタキシャル成長に適した平滑な基板表面が得ら
れる。その適切な混合比は、処理温度によって左右され
るが、例えば60℃程度の処理温度では燐酸が多すぎると
エッチピットが発生しやすくなり、燐酸が少なすぎると
エッチング速度が遅くなる。
【００１０】
【実施例】一例として、ペロブスカイト型構造基板とし
てNdGaO3基板の(101)面を各処理液で処理した後、その
上に窒化ガリウム系半導体膜を成長させた実施例を示
す。
【００１１】(実施例)(101)面NdGaO3基板を、60℃の燐
酸:王水(HCl/HNO3＝3/1)＝1:3（容量比）の処理液に15
分間浸漬した。NdGaO3基板は約4μmエッチングされた。
その表面を光学顕微鏡で観察したところにはエッチピッ
トは観察されなかった。
【００１２】この基板を洗浄、乾燥し、ハイドライドVP
E装置にセットした。窒素ガスを流しながら、基板部の
温度を900℃、ガリウム原料としてGaを用いガリウム原
料の温度を850℃とした。ガリウム原料の上流から窒素
ガスで希釈された塩化ガスを流し、同時にガリウム原料
をバイパスして基板直前にアンモニアガスを流し、基板
上にGaNを30分間成膜させた。得られたGaN膜の厚さは約
3μmであり、異常粒成長は観察されなかった。
【００１３】(比較例)(101)面NdGaO3基板を、130℃の燐
酸:硫酸＝1:3(容量比)の処理液に15分間浸漬した。NdGa
O3基板は約4μmエッチングされた。その表面を光学顕微
鏡で観察したところにはエッチピットが多数観察され
た。
【００１４】この基板を洗浄、乾燥し、実施例と同様に
ハイドライドVPEによりGaN膜を成膜した。得られたGaN
膜の厚さは約3μmであるが、多くの異常粒成長が観察さ
れた。
【００１５】
【発明の効果】リン酸と王水の混合液からなる処理液を
用い、ペロブスカイト型構造単結晶、希土類13(3B)族ペ
ロブスカイト型構造、特に希土類13(3B)族がアルミニウ
ム、ガリウムおよびインジウムのペロブスカイト型構造
単結晶を処理することで、平滑な処理面が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ３０Ｂ 29/22 Ｃ３０Ｂ 29/22 Ａ Ｚ Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｃ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リン酸と王水の混合液からなることを特
    徴とするペロブスカイト型構造単結晶用処理液。
  2. 【請求項２】 前記ペロブスカイト型構造が希土類13(3
    B)族ペロブスカイト型構造であることを特徴とする請求
    項１記載のペロブスカイト型構造単結晶用処理液。
  3. 【請求項３】 前記希土類13(3B)族がアルミニウム、ガ
    リウムおよびインジウムの少なくとも１種であることを
    特徴とする請求項２記載のペロブスカイト型構造単結晶
    用処理液。
  4. 【請求項４】 ペロブスカイト型構造単結晶をリン酸と
    王水の混合液で処理することを特徴とするペロブスカイ
    ト型構造単結晶の処理方法。
  5. 【請求項５】 前記ペロブスカイト型構造が希土類13(3
    B)族ペロブスカイト型構造であることを特徴とする請求
    項４記載のペロブスカイト型構造単結晶の処理方法。
  6. 【請求項６】 前記希土類13(3B)族がアルミニウム、ガ
    リウムおよびインジウムの少なくとも１種であることを
    特徴とする請求項６記載のペロブスカイト型構造単結晶
    の処理方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1145892A (ja) * 1997-05-28 1999-02-16 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
CZ305614B6 (cs) * 2014-11-07 2016-01-06 Crytur, Spol.S R.O. Způsob úpravy povrchu monokrystalického scintilátoru a monokrystalický scintilátor s povrchem upraveným podle tohoto způsobu
KR102769258B1 (ko) * 2023-11-16 2025-02-18 한국생산기술연구원 발광 효율과 대기 안정성이 향상된 청색 발광 페로브스카이트 나노결정 및 그 제조 방법

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