GALLIUM NITRIDE CRYSTAL, GALLIUM NITRIDE SUBSTRATE, AND METHOD FOR PRODUCING GALLIUM NITRIDE SUBSTRATE

• Main Authors: MIKAWA, Yutaka, KURIMOTO, Kouhei, IKEDA, Hirotaka, BAO, Quanxi, KOJIMA, Kazunobu, SHIMA, Kohei, ISHIGURO, Toru, CHICHIBU, Shigefusa
• Format: Patent
• Language: English; French; Japanese
• Published: 01.09.2022
• Subjects: AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUSPOLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR; BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CHEMISTRY; CRYSTAL GROWTH; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; METALLURGY; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; SEMICONDUCTOR DEVICES; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE; SINGLE-CRYSTAL-GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL ORUNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL

The present invention addresses the problem of: providing a GaN crystal having a long luminescence lifetime as measured by time-resolved photoluminescence; and providing a high-quality GaN crystal and a GaN substrate having few specific crystal defects that affect the luminescence lifetime. The gallium nitride crystal has a luminescence lifetime of 5 ps to 200 ps as measured by time-resolved photoluminescence, and satisfies at least one among the following requirements (i) and (ii). (i) The FWHM of the 004 diffraction X-ray rocking curve is at most 50 arcsec in at least one point in a crystal. (ii) The dislocation density is at most 5 × 106 cm-2. La présente invention aborde le problème de : fourniture d'un cristal de GaN ayant une longue durée de vie de luminescence telle que mesurée par photoluminescence à résolution temporelle ; et la fourniture d'un cristal de GaN de haute qualité et d'un substrat de GaN ayant un faible nombre de défauts cristallins spécifiques qui affectent la durée de vie de luminescence. Le cristal de nitrure de gallium présente une durée de vie de luminescence de 5 ps à 200 ps telle que mesurée par photoluminescence à résolution temporelle, et satisfait à au moins l'une des exigences suivantes (i) et (ii). (i) La FWHM de la courbe d'oscillation de rayons X de diffraction 004 est d'au plus 50 arcsec à au moins un point dans un cristal. (ii) La densité de dislocations est d'au plus 5 × 106 cm-2. 本発明では、時間分解フォトルミネッセンス測定による発光寿命が長いＧａＮ結晶を提供し、該発光寿命に影響する特定の結晶欠陥が少ない高品質のＧａＮ結晶及びＧａＮ基板を提供することを課題とする。時間分解フォトルミネッセンス測定による発光寿命が、５ｐｓ以上、２００ｐｓ以下であり、下記の要件（ｉ）及び要件（ｉｉ）の少なくとも１つを満たす、窒化ガリウム結晶。（ｉ）００４回折Ｘ線ロッキングカーブのＦＷＨＭが、結晶の少なくとも１箇所で、５０ａｒｃｓｅｃ以下である。（ｉｉ）転位密度が５×１０６ｃｍ－２以下である。