METHOD FOR PRODUCING GROUP III NITRIDE SINGLE CRYSTAL AND SUBSTRATE FOR GROUP III NITRIDE SINGLE CRYSTAL GROWTH

• Main Authors: ARINOMI, Takashi, YAMAMOTO, Reo, INABA Miwako, HITOMI, Tatsuya, ISHIZU, Sumito, FUKUDA, Masayuki, HIRAREN, Yuki
• Format: Patent
• Language: English; French; Japanese
• Published: 28.09.2023
• 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 growing a high quality group III nitride single crystal, while simplifying the process for growing a group III nitride single crystal. The present invention provides a method for producing a group III nitride single crystal, the method comprising: a step in which a precursor of a substrate for group III nitride single crystal growth is taken out by cutting a group III nitride single crystal body that has a half width of the diffraction peak of the (0002) plane of 50 arcsec or less and a half width of the diffraction peak of the (10-11) plane of 30 arcsec or less as determined by X-ray rocking curve measurement; a step in which the cut surface of the precursor obtained in the above-described step is brought into contact with an etching gas without being polished so as to remove a portion from the cut surface to a depth of 10 µm or more, thereby producing a substrate for group III nitride single crystal growth, the substrate having the surface obtained by the removal as a crystal growth surface; and a growth step in which a group III nitride single crystal is grown on the crystal growth surface of the substrate for group III nitride single crystal growth obtained in the previous step. La présente invention aborde le problème de la croissance d'un monocristal de nitrure du groupe III de haute qualité, tout en simplifiant le processus de croissance d'un monocristal de nitrure du groupe III. La présente invention concerne un procédé de production d'un monocristal de nitrure du groupe III, le procédé comprenant : une étape à laquelle un précurseur d'un substrat pour la croissance de monocristal de nitrure du groupe III est extrait par découpe d'un corps monocristallin de nitrure du groupe III qui a une demi-largeur du pic de diffraction du plan (0002) de 50 secondes d'arc ou moins et une demi-largeur du pic de diffraction du plan (10-11) de 30 secondes d'arc ou moins telle que déterminée par mesure de courbe de basculement de rayons X ; une étape à laquelle la surface coupée du précurseur obtenu à l'étape décrite ci-dessus est mise en contact avec un gaz de gravure sans être polie de façon à retirer une partie de la surface coupée à une profondeur de 10 µm ou plus, permettant ainsi de produire un substrat pour la croissance de monocristal de nitrure du groupe III, le substrat ayant la surface obtenue par l'élimination en tant que surface de croissance cristalline ; et une étape de croissance à laquelle un monocristal de nitrure du groupe III est amené à croître sur la surface de croissance cristalline du substrat pour une croissance de monocristal de nitrure du groupe III obtenue à l'étape précédente. ＩＩＩ族窒化物単結晶を成長するに際し、その工程を簡略化しつつ、高品質なＩＩＩ族窒化物単結晶を成長することを課題とする、Ｘ線ロッキングカーブ測定での（０００２）面における回折ピークの半値幅が５０ａｒｃｓｅｃ以下であり、（１０－１１）面における回折ピークの半値幅が３０ａｒｃｓｅｃ以下であるＩＩＩ族窒化物単結晶体を切断して、ＩＩＩ族窒化物単結晶成長用基板の前駆体を取り出す工程、前記工程で得られた前駆体の切断面を研磨することなく、該切断面とエッチングガスとを接触させて、該切断面から深さ１０μｍ以上の範囲を除去して結晶成長面とするＩＩＩ族窒化物単結晶成長用基板を製造する程、前記工程で得られたＩＩＩ族窒化物単結晶成長用基板の結晶成長面上に、ＩＩＩ族窒化物単結晶を成長する成長工程を含む、ＩＩＩ族窒化物単結晶の製造方法を提供する。