PL173917B1 - Sposób wytwarzania krystalicznej struktury wielowarstwowej - Google Patents
Sposób wytwarzania krystalicznej struktury wielowarstwowejInfo
- Publication number
- PL173917B1 PL173917B1 PL93300019A PL30001993A PL173917B1 PL 173917 B1 PL173917 B1 PL 173917B1 PL 93300019 A PL93300019 A PL 93300019A PL 30001993 A PL30001993 A PL 30001993A PL 173917 B1 PL173917 B1 PL 173917B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- nitrogen
- temperature
- pressure
- gpa
- crystalline
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 73
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 3
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000002902 organometallic compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 17
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 16
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical group N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 2
- -1 nitrogen ions Chemical class 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N azanylidyneindigane Chemical compound [In]#N NWAIGJYBQQYSPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N trimethylaluminium Chemical compound C[Al](C)C JLTRXTDYQLMHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
- H10H20/822—Materials of the light-emitting regions
- H10H20/824—Materials of the light-emitting regions comprising only Group III-V materials, e.g. GaP
- H10H20/825—Materials of the light-emitting regions comprising only Group III-V materials, e.g. GaP containing nitrogen, e.g. GaN
- H10H20/8252—Materials of the light-emitting regions comprising only Group III-V materials, e.g. GaP containing nitrogen, e.g. GaN characterised by the dopants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/04—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
- C30B11/08—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt every component of the crystal composition being added during the crystallisation
- C30B11/12—Vaporous components, e.g. vapour-liquid-solid-growth
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/403—AIII-nitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/403—AIII-nitrides
- C30B29/406—Gallium nitride
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
- H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
- H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
- H10H20/0137—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials the light-emitting regions comprising nitride materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Abstract
1. Sposób wytwarzania krystalicznej struktury wielowarstwowej na bazie metali III grupy lub ich stopów wykorzystujacych znane metody wzrostu z przesyconego roztworu oraz wzrostu epitaksjalnego z fazy cieklej lub gazowej, znamienny tym, ze proces przeprowadza sie w temperaturze T1 w zakresie od 400°C do 2000°C w atmosferze azotu lub mieszaniny gazów zawierajacej azot pod cisnieniem takim, ze cisnienie parcjalne azotu zawiera sie w przedziale 0,02 - 7,0 GPa gwarantujac stabilnosc termodynamiczna odpowiedniego azotku lub stopu kilku azotków wybranych z grupy (Al, In, Ga)N, przez co najmniej 1 godz. do uzyskania pierwszej warstwy krystalicznej, po czym obniza sie cisnienie azotu lub parcjalne cisnienie azotu co najmniej o wartosc 0,02 GPa i prowadzi proces w temperaturze T2 nie przekraczajacej Ti do czasu uzyskania drugiej warstwy krystalicznej zadanej grubosci. PL PL PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania krystalicznej struktury wielowarstwowej na bazie metali III grupy lub ich stopów znajdującej zastosowanie w dziedzinie wytwarzania materiałów półprzewodnikowych stosowanych w optoelektronice i elektronice wysokotemperaturowej.
Znane są struktury dwuwarstwowe, w których azotki metali III grupy, takie jak azotek galu, azotek aluminium, azotek indu lub ich stopy nanoszone są na podłoża krystaliczne o innym składzie chemicznym na przykład w postaci szafiru lub węglika krzemu sposobem epitaksji z wiązek molekularnych lub sposobem metaloorganicznego nakładania chemicznego. Znana metoda epitaksji z wiązek molekularnych w odniesieniu do azotku galu osadzonego na podłożu z szafiru polega na osadzaniu atomów galu i azotu na monokrystalicznym podłożu w wyniku ich zderzenia z podłożem. W znanych sposobach stosuje się atomy galu uzyskane w procesie parowania metalicznego galu podgrzanego do temperatury 1800°C. Źródłem azotu atomowego jest strumień azotu molekularnego poddany plazmowej dysocjacji cząsteczek polegającej na poddaniu azotu wyładowaniom elektrycznym. Do rozbicia molekuł azotu znane jest również wykorzystanie zjawiska przyspieszenia dodatnich jonów azotu w polu elektrycznym wytworzonym różnicą potencjałów między źródłem azotu a podłożem.
Znana metoda metaloorganicznego nakładania chemicznego w odniesieniu na przykład do azotku galu nanoszonego na podłoże szafiru polega na jednoczesnym zastosowaniu dwu reakcji chemicznych a mianowicie: rozkładu amoniaku oraz rozkładu związku metaloorganicznego w postaci trójmetylogalu stanowiącego substancję lotną w temperaturze rozkładu amoniaku i będącego nośnikiem galu. Gal otrzymany w wyniku tej reakcji oraz azot pochodzący z rozkładu amoniaku wbudowuje się powierzchniowo w strukturę krystaliczną podłoża w postaci szafiru tworząc dwuwarstwową strukturę. W przypadku stosowania metody metaloorganicznego nakładania chemicznego w odniesieniu do azotku aluminium nanoszonego na podłoże szafiru stosuje się związek atomowego aluminium na przykład trójmetylaluminium.
173 917
Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 127 099 sposób krystalizacji azotku galu z fazy gazowej na drodze sublimacji i kondensacji w wysokim ciśnieniu azotu polegającym na tym, że azotek galu w postaci proszku poddaje się sublimacji w warunkach równowagi termicznej w temperaturze powyżej 1000°C i przy ciśnieniu azotu powyżej 0,1 GPa a kondensacja azotku galu następuje na podłożu z szafiru przy różnicy temperatur pomiędzy materiałem wyjściowym a podłożem nie przekraczającej 500°C.
Otrzymane za pomocą znanych sposobów, struktury warstwowe posiadają niską jakość strukturalną. Najlepsze z nich charakteryzują się szerokością połówkową, rentgenowskiej krzywej odbicia (rocking curve) nie mniejszą niż 200 arcsec. Istotną wadę stanowi również fakt występowania naprężeń na granicy pomiędzy warstwą a podłożem związanych z różnicą stałych sieciowych warstwy i podłoża, która w przypadku azotku galu osadzonego na szafirze wynosi 14% a w przypadku azotku galu osadzonego na węgliku krzemu wynosi 3,4%. Niedopasowania te są również przyczyną tworzenia dyslokacji co prowadzi do powstawania pęknięć, wzrostu wyspowego i występowania niekoherentnych granic pomiędzy krystalitami warstw.
Istota wytwarzania krystalicznej struktury wielowarstwowej na bazie metali III grupy lub ich stopów według wynalazku polega na tym, że proces przeprowadza się w temperaturze T1 =400° - 2000°C w atmosferze azotu lub mieszaniny gazów zawierającej azot pod ciśnieniem takim, że ciśnienie parcjalne azotu zawiera się w przedziale 0,02 - 7,0 GPa gwarantując stabilność termodynamiczną odpowiedniego azotku lub stopu kilku azotków wybranych z grupy (Al, In, Ga)N, przez co najmniej 1 godzinę do uzyskania pierwszej warstwy krystalicznej, po czym obniża się ciśnienie azotu lub parcjalne ciśnienie azotu co najmniej o wartość 0,02 GPa i prowadzi proces w temperaturze T2 nie przekraczającej temperatury T1 do czasu uzyskania drugiej warstwy krystalicznej żądanej grubości. Wraz z obniżeniem ciśnienia azotu można zmienić umiejscowienie pierwszej warstwy krystalicznej i poddać ją obróbce powierzchniowej korzystnie cieplnej i chemicznej. Następnie w temperaturze powyżej 300°C umieszcza się na jej powierzchni atomy metali grupy III pochodzące z par, strumienia atomów lub kompleksów tych metali albo rozkładu związku metaloorganicznego w atmosferze lub strumieniu azotu bądź gazów zawierających azot. Po uzyskaniu dwóch warstw krystalicznych nakłada się kolejne warstwy w znany sposób.
Wynalazek został bliżej objaśniony w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie instalację do wytwarzania krystalicznej struktury wielowarstwowej, fig. 2 przedstawia schematycznie proces wytwarzania drugiej warstwy w obniżonym ciśnieniu, z zastosowaniem metody osadzania warstwy z fazy gazowej galu, w atmosferze azotu, fig. 3, fig. 4 i fig. 5 - obrazują zależność temperatury T i koncentracji azotu N w ciekłym galu od położenia X w próbce, w procesie wytwarzania pierwszej warstwy azotku galu, fig. 6, fig. 7 i fig .8 - obrazują zależność temperatury T i koncentracji azotu N w ciekłym galu w procesie wytwarzania drugiej warstwy azotku galu.
Przykład I. Gal w postaci kawałka metalu umieszcza się w tyglu 1 (fig. 1) wykonanym z azotku boru, materiału odpornego na wysokie temperatury i wysokie ciśnienia. Tygiel 1 umieszcza się w piecu trójstrefowym zawierającym zespół trzech spiral grzejnych 2, 3, 4 zasilanych prądem elektrycznym o zróżnicowanych wartościach. Całość umieszcza się w wysokociśnieniowej, wielopłaszczyznowej komorze 5 wypełnionej azotem pod ciśnieniem pi = 1.0 GPa. Następnie przepuszcza się prąd przez spirale grzejne 2, 3,4 doprowadzając kolejno, do topienia galu, a następnie, w kolejnych fazach wzrostu temperatury, do azotowania powierzchni stopionego galu i rozpuszczenia azotu w próbce 6 płynnego galu. Regulując wielkość prądu płynącego przez spiralne grzejne 2, 3, 4 ustala się temperaturę górnego końca tygla Tg = 1410°C i dolnego końca tygla Td = 1350°C. Ponieważ Tg jest niższa niż temperatura równowagi Tr (pi) (fig. 3, 4) dla reakcji tworzenia azotku galu w ciśnieniu pi, na powierzchni stopionego galu zachodzi reakcja powierzchniowa powodująca powstawanie warstwy drobnych kryształów azotku galu i następuje odcięcie azotu od bezpośredniego kontaktu z wnętrzem próbki 6 stopionego galu. Różnica temperatur między górną i dolną częścią tygla 1 powoduje przenoszenie azotu dzięki konwekcji i dyfuzji w głąb metalicznej próbki 6 (fig. 5) stopionego galu, w wyniku czego w dolnej, chłodniejszej części tygla 1 o temperaturze Td = 1350°C koncentracja azotu w próbce 6 podtrzymana jest przez jego transport z gorącej przeciwległej części o temperaturze Tg = 1410°C, aż do przekroczenia koncentracji równowagi powodującej przesyce4
173 917 nie roztworu ciekłego galu azotem i wzrost azotku galu stanowiącego objętościowy kryształ podłoża 7 stanowiący pierwszą warstwę, w opisywanym przykładzie. W czasie 8 godz. uzyskuje się rozmiary kryształów 0,5 mm x 2 mm x 2 mm. W następnym etapie, stanowiącym wzrost epitaksjalny krystalicznej warstwy poprzez sterowanie stanem przesycenia azotu w obszarze wzrostu warstwy obniża się w komorze 5 ciśnienie azotu o 0,1 GPa do p2 = 0,9 GPa. Zmniejszenie ciśnienia powoduje, że temperatura równowagi Tr(p2) (fig. 6, -7, 8) zawiera się w przedziale temperatur dwóch -końców tygla 1 co w konsekwencji powoduje rozkład warstwy azotku galu dla tej części próbki 6, dla której, temperaturajest wyższa od temperatury równowagi. Powoduje to zmniejszenie przesycenia w obszarze krystalizacji warstwy i w konsekwencji pozwala na regulowanie własności nowo powstającej warstwy, a w szczególności pozwala na zmniejszenie prędkości wzrostu i poprawę doskonałości krystalicznej warstwy. Obniżenie ciśnienia o 0,1 GPa powoduje zmniejszenie przesycenia azotu w obszarze wzrostu warstwy co znacznie spowalnia jej wzrost. Przykładowo w czasie 1 godz. grubość warstwy wzrasta o 10’3 mm. Szerokość kątowa piku Bragga promieniowania rentgenowskiego ugiętego na sieci krystalicznej pierwszej warstwy struktury dwuwarstwowej azotku galu na azotku galu wynosi 28 - 35 sekund kątowych podczas, gdy dla drugiej warstwy tej struktury 20 - 24 sekundy kątowe.
Przykład II. Gal, podobnie jak w przykładzie I, umieszcza się w tyglu 1 (fig. 1) i proces przeprowadza analogicznie do czasu uzyskania pierwszej warstwy podłożowej o wymiarach 2 mm x 2 mm x 0, 5 mm. W następnym etapie, wysuwa się, mechanicznie, uzyskany kryształ 7 umieszczając go w strefie o temperaturze 1250°C. Jednocześnie obniża się ciśnienie azotu o 0,2 GPa. W warunkach obniżonego ciśnienia kryształ podłożowy jest stabilny termodynamicznie, natomiast gal swobodnie paruje, gdyż znajduje się w temperaturze T 2 = 1410°C (fig. 2), która, w ciśnieniu niższym, jest za wysoka dla istnienia azotku galu. Parujący gal przenoszony jest, przez konwekcję i dyfuzję, w kierunku podłoża 8 (fig. 2), osadza się na nim i reagując z azotem formuje drugą warstwę azotku galu.
wysokie ciśnienie
Fig.2 próżnia
173 917
Ρ2 < Pi
Fig 6
Fig 7
Fig 8
173 917
wysokie ciśnienie
Fig.1 próżnia
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł
Claims (3)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania krystalicznej struktury wielowarstwowej na bazie metali III grupy lub ich stopów wykorzystujących znane metody wzrostu z przesyconego roztworu oraz wzrostu epitaksjalnego z fazy ciekłej lub gazowej, znamienny tym, że proces przeprowadza się w temperaturze T i w zakresie od 400°C do 2000°C w atmosferze azotu lub mieszaniny gazów zawierającej azot pod ciśnieniem takim, że ciśnienie parcjalne azotu zawiera się w przedziale 0,02 - 7,0 GPa gwarantując stabilność termodynamiczną odpowiedniego azotku lub stopu kilku azotków wybranych z grupy (Al, In, Ga)N, przez co najmniej 1 godz. do uzyskania pierwszej warstwy krystalicznej, po czym obniża się ciśnienie azotu lub parcjalne ciśnienie-azotu co najmniej o wartość 0,02 GPa i prowadzi proces w temperaturze T2 nie przekraczającej Ti do czasu uzyskania drugiej warstwy krystalicznej żądanej grubości.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wraz z obniżeniem ciśnienia azotu zmienia się umiejscowienie pierwszej warstwy krystalicznej i poddaje się ją, lub jej część, obróbce powierzchniowej cieplnej i chemicznej, a następnie w temperaturze powyżej 300°C umieszcza się na jej powierzchni atomy metali grupy III pochodzące z par strumienia atomów lub kompleksów tych metali albo z rozkładu związku metaloorganicznego w atmosferze lub strumieniu azotu bądź gazów zawierających azot.
- 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że po uzyskaniu dwóch warstw krystalicznych nakłada się kolejne warstwy w znany sposób.
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL93300019A PL173917B1 (pl) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | Sposób wytwarzania krystalicznej struktury wielowarstwowej |
| PCT/PL1994/000008 WO1995004845A1 (en) | 1993-08-10 | 1994-04-27 | Crystalline multilayer structure and manufacturing method thereof |
| AU65848/94A AU6584894A (en) | 1993-08-10 | 1994-04-27 | Crystalline multilayer structure and manufacturing method thereof |
| EP94913850A EP0713542B1 (en) | 1993-08-10 | 1994-04-27 | Crystalline multilayer structure and manufacturing method thereof |
| ES94913850T ES2148326T3 (es) | 1993-08-10 | 1994-04-27 | Estructura multicapa cristalina y su procedimiento de fabricacion. |
| DK94913850T DK0713542T3 (da) | 1993-08-10 | 1994-04-27 | Krystallinsk flerlagsstruktur og fremgangsmåde til fremstilling deraf |
| AT94913850T ATE194859T1 (de) | 1993-08-10 | 1994-04-27 | Kristalline mehrschichtige struktur und verfahren zu ihrer herstellung |
| US08/591,595 US5637531A (en) | 1993-08-10 | 1994-04-27 | Method of making a crystalline multilayer structure at two pressures the second one lower than first |
| DE69425328T DE69425328T2 (de) | 1993-08-10 | 1994-04-27 | Kristalline mehrschichtige struktur und verfahren zu ihrer herstellung |
| JP50636195A JP3373853B2 (ja) | 1993-08-10 | 1994-04-27 | 多層結晶構造及びその製造方法 |
| CA002168871A CA2168871C (en) | 1993-08-10 | 1994-04-27 | Crystalline multilayer structure and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL93300019A PL173917B1 (pl) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | Sposób wytwarzania krystalicznej struktury wielowarstwowej |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL300019A1 PL300019A1 (en) | 1995-02-20 |
| PL173917B1 true PL173917B1 (pl) | 1998-05-29 |
Family
ID=20060668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL93300019A PL173917B1 (pl) | 1993-08-10 | 1993-08-10 | Sposób wytwarzania krystalicznej struktury wielowarstwowej |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5637531A (pl) |
| EP (1) | EP0713542B1 (pl) |
| JP (1) | JP3373853B2 (pl) |
| AT (1) | ATE194859T1 (pl) |
| AU (1) | AU6584894A (pl) |
| CA (1) | CA2168871C (pl) |
| DE (1) | DE69425328T2 (pl) |
| DK (1) | DK0713542T3 (pl) |
| ES (1) | ES2148326T3 (pl) |
| PL (1) | PL173917B1 (pl) |
| WO (1) | WO1995004845A1 (pl) |
Families Citing this family (71)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU7346396A (en) * | 1995-10-13 | 1997-04-30 | Centrum Badan Wysokocisnieniowych | Method of manufacturing epitaxial layers of gan or ga(a1,in)n on single crystal gan and mixed ga(a1,in)n substrates |
| JP2872096B2 (ja) * | 1996-01-19 | 1999-03-17 | 日本電気株式会社 | 低抵抗ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体の気相成長方法 |
| JP5071215B2 (ja) * | 1996-06-25 | 2012-11-14 | 住友電気工業株式会社 | 半導体素子 |
| JP3721674B2 (ja) * | 1996-12-05 | 2005-11-30 | ソニー株式会社 | 窒化物系ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体基板の製造方法 |
| DE19652548C1 (de) * | 1996-12-17 | 1998-03-12 | Siemens Ag | Verfahren zur Herstellung stickstoffhaltiger III-V-Halbleiterschichten |
| GB2323209A (en) * | 1997-03-13 | 1998-09-16 | Sharp Kk | Molecular beam epitaxy apparatus and method |
| PL186905B1 (pl) * | 1997-06-05 | 2004-03-31 | Cantrum Badan Wysokocisnieniow | Sposób wytwarzania wysokooporowych kryształów objętościowych GaN |
| PL183687B1 (pl) * | 1997-06-06 | 2002-06-28 | Ct Badan | Sposób wytwarzania półprzewodnikowych związków grupy A-B o przewodnictwie elektrycznym typu p i typu n |
| US6270569B1 (en) * | 1997-06-11 | 2001-08-07 | Hitachi Cable Ltd. | Method of fabricating nitride crystal, mixture, liquid phase growth method, nitride crystal, nitride crystal powders, and vapor phase growth method |
| EP0979883A4 (en) * | 1997-12-25 | 2003-10-15 | Japan Energy Corp | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING SINGLE CRYSTALS OF COMPOSITE SEMICONDUCTORS AND SINGLE CRYSTALS OF COMPOSITE SEMICONDUCTORS |
| JPH11209199A (ja) * | 1998-01-26 | 1999-08-03 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ＧａＮ単結晶の合成方法 |
| JP5348123B2 (ja) * | 1999-06-09 | 2013-11-20 | 株式会社リコー | 結晶製造装置 |
| US6475277B1 (en) * | 1999-06-30 | 2002-11-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Group III-V nitride semiconductor growth method and vapor phase growth apparatus |
| US6398867B1 (en) * | 1999-10-06 | 2002-06-04 | General Electric Company | Crystalline gallium nitride and method for forming crystalline gallium nitride |
| JP3438674B2 (ja) * | 1999-10-21 | 2003-08-18 | 松下電器産業株式会社 | 窒化物半導体素子の製造方法 |
| GB2362263A (en) * | 2000-05-12 | 2001-11-14 | Juses Chao | Amorphous and polycrystalline growth of gallium nitride-based semiconductors |
| US7102158B2 (en) * | 2000-10-23 | 2006-09-05 | General Electric Company | Light-based system for detecting analytes |
| US7615780B2 (en) * | 2000-10-23 | 2009-11-10 | General Electric Company | DNA biosensor and methods for making and using the same |
| WO2002043466A2 (en) | 2000-11-30 | 2002-06-06 | North Carolina State University | Non-thermionic sputter material transport device, methods of use, and materials produced thereby |
| AU2002219978A1 (en) | 2000-11-30 | 2002-06-11 | Kyma Technologies, Inc. | Method and apparatus for producing miiin columns and miiin materials grown thereon |
| US6806508B2 (en) | 2001-04-20 | 2004-10-19 | General Electic Company | Homoepitaxial gallium nitride based photodetector and method of producing |
| US7001457B2 (en) | 2001-05-01 | 2006-02-21 | Ricoh Company, Ltd. | Crystal growth method, crystal growth apparatus, group-III nitride crystal and group-III nitride semiconductor device |
| IL159165A0 (en) * | 2001-06-06 | 2004-06-01 | Ammono Sp Zoo | Process and apparatus for obtaining bulk monocrystalline gallium containing nitride |
| US6902619B2 (en) * | 2001-06-28 | 2005-06-07 | Ntu Ventures Pte. Ltd. | Liquid phase epitaxy |
| JP2003059835A (ja) * | 2001-08-13 | 2003-02-28 | Sony Corp | 窒化物半導体の成長方法 |
| JP3910047B2 (ja) * | 2001-11-20 | 2007-04-25 | 松下電器産業株式会社 | 半導体記憶装置 |
| US6949140B2 (en) | 2001-12-05 | 2005-09-27 | Ricoh Company, Ltd. | Crystal growth method, crystal growth apparatus, group-III nitride crystal and group-III nitride semiconductor device |
| US20060138431A1 (en) | 2002-05-17 | 2006-06-29 | Robert Dwilinski | Light emitting device structure having nitride bulk single crystal layer |
| US7220311B2 (en) * | 2002-11-08 | 2007-05-22 | Ricoh Company, Ltd. | Group III nitride crystal, crystal growth process and crystal growth apparatus of group III nitride |
| AU2003285769A1 (en) | 2002-12-11 | 2004-06-30 | Ammono Sp. Z O.O. | A substrate for epitaxy and a method of preparing the same |
| US8089097B2 (en) * | 2002-12-27 | 2012-01-03 | Momentive Performance Materials Inc. | Homoepitaxial gallium-nitride-based electronic devices and method for producing same |
| US7638815B2 (en) * | 2002-12-27 | 2009-12-29 | Momentive Performance Materials Inc. | Crystalline composition, wafer, and semi-conductor structure |
| US7098487B2 (en) * | 2002-12-27 | 2006-08-29 | General Electric Company | Gallium nitride crystal and method of making same |
| US7786503B2 (en) * | 2002-12-27 | 2010-08-31 | Momentive Performance Materials Inc. | Gallium nitride crystals and wafers and method of making |
| US8357945B2 (en) * | 2002-12-27 | 2013-01-22 | Momentive Performance Materials Inc. | Gallium nitride crystal and method of making same |
| JP5159023B2 (ja) | 2002-12-27 | 2013-03-06 | モーメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・インク | 窒化ガリウム結晶、ホモエピタキシャル窒化ガリウムを基材とするデバイス、及びその製造方法 |
| US7859008B2 (en) * | 2002-12-27 | 2010-12-28 | Momentive Performance Materials Inc. | Crystalline composition, wafer, device, and associated method |
| US9279193B2 (en) | 2002-12-27 | 2016-03-08 | Momentive Performance Materials Inc. | Method of making a gallium nitride crystalline composition having a low dislocation density |
| US20060169996A1 (en) * | 2002-12-27 | 2006-08-03 | General Electric Company | Crystalline composition, wafer, and semi-conductor structure |
| US20070040181A1 (en) * | 2002-12-27 | 2007-02-22 | General Electric Company | Crystalline composition, wafer, and semi-conductor structure |
| US7361220B2 (en) | 2003-03-26 | 2008-04-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of manufacturing group III nitride single crystal, device used for the method and group III nitride single crystal obtained by the method |
| US7288152B2 (en) * | 2003-08-29 | 2007-10-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of manufacturing GaN crystals and GaN crystal substrate, GaN crystals and GaN crystal substrate obtained by the method, and semiconductor device including the same |
| US7009215B2 (en) * | 2003-10-24 | 2006-03-07 | General Electric Company | Group III-nitride based resonant cavity light emitting devices fabricated on single crystal gallium nitride substrates |
| US7323256B2 (en) * | 2003-11-13 | 2008-01-29 | Cree, Inc. | Large area, uniformly low dislocation density GaN substrate and process for making the same |
| US7118813B2 (en) * | 2003-11-14 | 2006-10-10 | Cree, Inc. | Vicinal gallium nitride substrate for high quality homoepitaxy |
| WO2005064661A1 (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Iii族窒化物結晶の製造方法およびそれにより得られるiii族窒化物結晶ならびにそれを用いたiii族窒化物基板 |
| WO2005103341A1 (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Iii族元素窒化物結晶製造装置およびiii族元素窒化物結晶製造方法 |
| PL1769105T3 (pl) * | 2004-06-11 | 2014-11-28 | Ammono S A | Objętościowy monokrystaliczny azotek galu oraz sposób jego wytwarzania |
| EP1807555A4 (en) * | 2004-06-16 | 2010-04-14 | Mosaic Crystals Ltd | CRYSTAL PULLING METHOD AND DEVICE |
| DE102004048454B4 (de) | 2004-10-05 | 2008-02-07 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Herstellung von Gruppe-III-Nitrid-Volumenkristallen oder-Kristallschichten aus Metallschmelzen |
| DE102004048453A1 (de) | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Erhöhung des Umsatzes von Gruppe-III-Metall zu Gruppe-III-Nitrid in einer Gruppe-III-haltigen Metallschmelze |
| PL371405A1 (pl) * | 2004-11-26 | 2006-05-29 | Ammono Sp.Z O.O. | Sposób wytwarzania objętościowych monokryształów metodą wzrostu na zarodku |
| DE102005021099A1 (de) * | 2005-05-06 | 2006-12-07 | Universität Ulm | GaN-Schichten |
| WO2007008394A1 (en) * | 2005-07-11 | 2007-01-18 | Cree, Inc. | Laser diode orientation on mis-cut substrates |
| JP2007059850A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Ngk Insulators Ltd | Ｉｉｉ族窒化物成膜用基板及びその製造方法並びにそれを用いた半導体装置 |
| US8425858B2 (en) * | 2005-10-14 | 2013-04-23 | Morpho Detection, Inc. | Detection apparatus and associated method |
| US20070086916A1 (en) * | 2005-10-14 | 2007-04-19 | General Electric Company | Faceted structure, article, sensor device, and method |
| KR20070095603A (ko) * | 2006-03-22 | 2007-10-01 | 삼성코닝 주식회사 | 질화물계 반도체 기판의 아연 이온주입방법 |
| JP2008071947A (ja) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Rohm Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
| JP4760652B2 (ja) * | 2006-10-03 | 2011-08-31 | 三菱化学株式会社 | Ｇａ含有窒化物結晶の製造方法およびそれを用いた半導体デバイスの製造方法 |
| US9293667B2 (en) | 2010-08-19 | 2016-03-22 | Soraa, Inc. | System and method for selected pump LEDs with multiple phosphors |
| US8933644B2 (en) | 2009-09-18 | 2015-01-13 | Soraa, Inc. | LED lamps with improved quality of light |
| IN2012DN05898A (pl) * | 2009-12-18 | 2015-09-18 | First Solar Inc | |
| US10147850B1 (en) | 2010-02-03 | 2018-12-04 | Soraa, Inc. | System and method for providing color light sources in proximity to predetermined wavelength conversion structures |
| US8905588B2 (en) | 2010-02-03 | 2014-12-09 | Sorra, Inc. | System and method for providing color light sources in proximity to predetermined wavelength conversion structures |
| US8740413B1 (en) | 2010-02-03 | 2014-06-03 | Soraa, Inc. | System and method for providing color light sources in proximity to predetermined wavelength conversion structures |
| US20110215348A1 (en) * | 2010-02-03 | 2011-09-08 | Soraa, Inc. | Reflection Mode Package for Optical Devices Using Gallium and Nitrogen Containing Materials |
| PL224995B1 (pl) * | 2010-04-06 | 2017-02-28 | Inst Wysokich Ciśnień Polskiej Akademii Nauk | Podłoże do wzrostu epitaksjalnego |
| RU2013108775A (ru) * | 2010-07-28 | 2014-09-10 | Моментив Перформанс Матириалз Инк. | Устройство для обработки материалов при высоких температурах и давлениях |
| JP2012158481A (ja) * | 2011-01-29 | 2012-08-23 | Soraa Inc | アンモノサーマル法によるガリウムナイトライドボウルの大規模製造設備および製造方法 |
| CN116536758B (zh) * | 2023-05-04 | 2024-01-23 | 山东晶升电子科技有限公司 | 一种氮化镓晶体高压助熔剂外延生长的设备及方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3829556A (en) * | 1972-03-24 | 1974-08-13 | Bell Telephone Labor Inc | Growth of gallium nitride crystals |
| CA1071068A (en) * | 1975-03-19 | 1980-02-05 | Guy-Michel Jacob | Method of manufacturing single crystals by growth from the vapour phase |
| FR2313976A1 (fr) * | 1975-06-13 | 1977-01-07 | Labo Electronique Physique | Procede de fabrication de monocristaux de nitrure de gallium et monocristaux obtenus par la mise en oeuvre de ce procede |
| NO894770L (no) * | 1988-11-29 | 1990-05-30 | Alcan Int Ltd | Fremgangsmaate ved fremstilling av aluminiumnitrid. |
| US5030583A (en) * | 1988-12-02 | 1991-07-09 | Advanced Technolgy Materials, Inc. | Method of making single crystal semiconductor substrate articles and semiconductor device |
| US5210051A (en) * | 1990-03-27 | 1993-05-11 | Cree Research, Inc. | High efficiency light emitting diodes from bipolar gallium nitride |
| US5290393A (en) * | 1991-01-31 | 1994-03-01 | Nichia Kagaku Kogyo K.K. | Crystal growth method for gallium nitride-based compound semiconductor |
| JP3352712B2 (ja) * | 1991-12-18 | 2002-12-03 | 浩 天野 | 窒化ガリウム系半導体素子及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-08-10 PL PL93300019A patent/PL173917B1/pl not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-04-27 DE DE69425328T patent/DE69425328T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-04-27 CA CA002168871A patent/CA2168871C/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-04-27 AU AU65848/94A patent/AU6584894A/en not_active Abandoned
- 1994-04-27 EP EP94913850A patent/EP0713542B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-04-27 AT AT94913850T patent/ATE194859T1/de not_active IP Right Cessation
- 1994-04-27 DK DK94913850T patent/DK0713542T3/da active
- 1994-04-27 ES ES94913850T patent/ES2148326T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1994-04-27 JP JP50636195A patent/JP3373853B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1994-04-27 US US08/591,595 patent/US5637531A/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-04-27 WO PCT/PL1994/000008 patent/WO1995004845A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3373853B2 (ja) | 2003-02-04 |
| AU6584894A (en) | 1995-02-28 |
| EP0713542B1 (en) | 2000-07-19 |
| ES2148326T3 (es) | 2000-10-16 |
| CA2168871C (en) | 2004-05-25 |
| JPH09512385A (ja) | 1997-12-09 |
| US5637531A (en) | 1997-06-10 |
| DE69425328D1 (de) | 2000-08-24 |
| DK0713542T3 (da) | 2000-10-30 |
| EP0713542A1 (en) | 1996-05-29 |
| PL300019A1 (en) | 1995-02-20 |
| WO1995004845A1 (en) | 1995-02-16 |
| DE69425328T2 (de) | 2000-12-14 |
| ATE194859T1 (de) | 2000-08-15 |
| CA2168871A1 (en) | 1995-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL173917B1 (pl) | Sposób wytwarzania krystalicznej struktury wielowarstwowej | |
| Joyce | The growth and structure of semiconducting thin films | |
| JP4512094B2 (ja) | 気体透過性の坩堝壁面によるＡｌＮ単結晶の製造方法と装置 | |
| US20080003447A1 (en) | Materials and methods for the manufacture of large crystal diamonds | |
| Hong et al. | MBE growth and properties of Fe3 (Al, Si) on GaAs (100) | |
| US5198043A (en) | Making amorphous and crystalline alloys by solid state interdiffusion | |
| Syväjärvi et al. | Liquid phase epitaxial growth of SiC | |
| KR20180037204A (ko) | SiC 단결정의 제조 방법 | |
| Paszkowicz et al. | Lattice parameters, density and thermal expansion of InN microcrystals grown by the reaction of nitrogen plasma with liquid indium | |
| Micklethwaite | The crystal growth of cadmium mercury telluride | |
| US20090004093A1 (en) | Materials and methods for the manufacture of large crystal diamonds | |
| Nakanishi et al. | Formation of metal‐rich silicides in the initial stage of interfacial reactions in Nb/Si systems | |
| US3811963A (en) | Method of epitaxially depositing gallium nitride from the liquid phase | |
| Kamilov et al. | Formation of higher manganese silicide films on silicon | |
| US20060048701A1 (en) | Method of growing group III nitride crystals | |
| US8728233B2 (en) | Method for the production of group III nitride bulk crystals or crystal layers from fused metals | |
| Shah | Growth, morphology and impurity characterisation of some I III IV2 sulphides and selenides | |
| Jain et al. | Structure of flash-evaporated Pb1− xHgxS alloy films | |
| GB2192643A (en) | Method of coating refractory vessels with boron nitride | |
| US8449672B2 (en) | Method of growing group III nitride crystals | |
| Moriyoshi et al. | Recent Advances in Producing Cubic BN and Single Crystal Diamond Films by CVD Methods | |
| Micklethwaite | Mercury Telluride | |
| WO2005111279A2 (en) | Gan bulk growth by ga vapor transport | |
| Lowney et al. | A new technique for growing epitaxial films of Pb1− xSnxTe | |
| Capper et al. | B1. 1 Growth of CdTe, CdZnTe and CdTeSe by bulk methods |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20120810 |