[发明专利]III族氮化物晶体

说明书

本发明提供一种具有主面的III族氮化物晶体衬底，所述主面具有选自{20‑21}、{20‑2‑1}、{22‑41}和{22‑4‑1}中的面取向，所述III族氮化物晶体衬底的特征还在于满足下列条件中的至少一种：1×10¹⁶cm^‑3以上且4×10¹⁹cm^‑3以下的氧原子浓度，和6×10¹⁴cm^‑3以上且5×10¹⁸cm^‑3以下的硅原子浓度。由此，本发明能够提供具有面取向不同于{0001}的主面的高结晶度III族氮化物晶体。

本发明专利申请是基于2010年6月3日提交的发明名称为“III族氮化物晶体及其制造方法”的中国专利申请201080002480.5号的分案申请。

技术领域

本发明涉及III族氮化物晶体和制造所述III族氮化物晶体的方法，还涉及具有面取向不同于{0001}的主面的III族氮化物晶体和制造所述III族氮化物晶体的方法。

背景技术

通常通过气相生长法如氢化物气相外延(HVPE)法或有机金属化学气相淀积(MOCVD)法、或者液相生长法如助熔剂法在具有(0001)主面的蓝宝石衬底或具有(111)A主面的GaAs衬底的主面上生长晶体来制造适用于发光器件、电子器件和半导体传感器的III族氮化物晶体。由此，通常所制造的III族氮化物晶体具有面取向为{0001}的主面。

其中在具有面取向为{0001}的主面的III族氮化物晶体衬底的主面上形成具有多重量子阱(MQW)结构的发光层的发光器件，因为III族氮化物晶体在0001方向上的极性而在发光层中产生自发极化。所述自发极化降低了发光效率。因此，需要制造一种III族氮化物晶体，所述III族氮化物晶体具有面取向不同于{0001}的主面。

作为制造具有面取向不同于{0001}的主面的III族氮化物晶体的方法，已经提出了下列方法。例如，日本特开2005-162526号公报(专利文献1)公开了制造GaN晶体的下列方法，所述GaN晶体具有与衬底的面取向无关的任意面取向的表面。从通过气相生长法生长的GaN晶体中切割多个长方体结晶块。在单独准备的蓝宝石衬底的表面上形成二氧化硅膜之后，形成达到衬底的多个凹部(depression)。将所述多个结晶块嵌入所述凹部中，使得结晶块的上表面单向取向。然后，使用结晶块作为晶种通过气相生长法生长具有特定面取向的表面的氮化镓晶体。

日本特开2006-315947号公报(专利文献2)公开了制造能够获得低位错密度和大面积两者的氮化物半导体晶片的下列方法。准备由六方晶系氮化物半导体形成并具有两个面对的主C面的初始晶片(primary wafer)。然后，沿M面对所述初始晶片进行切割而制造多个氮化物半导体棒。然后，对所述多个氮化物半导体棒进行布置使得邻接的氮化物半导体棒的C面相互面对且各个氮化物半导体棒的M面成为顶面。然后，在所布置的氮化物半导体棒的顶面上再次生长氮化物半导体，从而形成具有连续M面作为主面的氮化物半导体层。

日本特开2008-143772号公报(专利文献3)公开了制造具有不同于{0001}的主面的高结晶度III族氮化物晶体的下列方法。从III族氮化物块晶体中切割多个具有主面的III族氮化物晶体衬底，所述主面具有特定的面取向。然后，以相互邻接的方式横向布置所述衬底，使得所述衬底的所述主面相互平行且所述衬底具有相同的[0001]方向。然后，在所述衬底的所述主面上生长III族氮化物晶体。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本特开2005-162526号公报

专利文献2：日本特开2006-315947号公报

专利文献3：日本特开2008-143772号公报

发明内容

技术问题