去除Na后，用硝酸或王水去除Ga-Na金属间化合物，取出GaN晶体19 (氮化物晶体19)。
[0118]GaN晶体19由m_面22和{1-101}面23围绕，如图2中所示。
[0119]在GaN晶体19中，〈11-20〉方向的长度约8mm，〈0001〉方向的长度约为12mm。此夕卜，根据晶体生长后获得的针状晶体21和GaN晶体19之间的重量变化计算的产率(GaN析出量[mol]/Ga 注入量[mol] X100% )约为 75%。
[0120]之后，切割GaN晶体19，并获得上述描述的例如图4中示出的GaN晶体19。如图4中所示，GaN晶体19在中心附近具有针状晶体21，且具有通过从针状晶体21沿着大体垂直于〈0001〉方向的方向延展且生长得到的形状。
[0121 ] 该GaN晶体19用多线锯切片，获得如图5A中示出的GaN晶体衬底20 (氮化物晶体衬底20)。如图5A中所示，从针状晶体21生长的区域包括六个生长部分25，生长部分的生长部分边界26大体平行于〈11-20〉方向形成。此外，在生长部分边界面26和生长部分边界面26的附近区域能够辨别晶体的显色。
[0122]在2500C用磷酸和硫磺酸的混合酸对GaN晶体衬底20刻蚀20分钟。随后，用光学显微镜观察GaN晶体衬底，测量生长部分25内的腐蚀坑密度，发现约为I X 104cm_2。
[0123]通过X射线衍射法测量了 GaN晶体衬底20的生长部分25中的摇摆曲线，在0.1X0.1mm 的狭缝宽度(slit width)处(0004)面内的 FWHM(半高宽)为 34arcsec。
[0124]通过阴极发光法(CL法)分析了 GaN晶体衬底20的生长部分25的内部；在41 μπιΧ Imm大小的面积中观察到了 10个黑点。当假定黑点对应于位错时，经估计该晶体的位错密度为每平方厘米3 X 14个。
[0125]随后，将GaN晶体衬底20形状加工成圆形，在图8Α中用虚线示出，因此获得如图8Β中示出的GaN晶片28 (氮化物晶片28)。如图8Β中所示，生长部分边界26平行于〈11_20>方向形成，从针状晶体21开始到衬底的外边缘；如上所述识别显色。因此，通过目测能够确定〈11-20〉方向的晶向。通过目测也能确定晶体的位置。
[0126]示例2
[0127]在下面的示例中，对于与示例I中使用的那些相同的结构和方法不在重复说明。在示例2中，晶体生长在与示例I中大体相同的条件下进行，除了施加有数次压力变动，从而制造出GaN晶体衬底20和GaN晶片28。结果，如图9A和9B中所示，在加工后获得得到的GaN晶体衬底20和GaN晶片28具有平行于〈11_20>方向形成的生长部分边界26，从针状晶体21开始到衬底的外边缘。此外，有色生长条纹27平行于m-面22形成。可以认为，有色生长条纹27的形成是因为晶体生长期间氮压力的变动引起的生长速率改变、以及进入晶体中的杂质量的增加。尽管并不清楚知晓，但人们认为杂质的来源归因于从YAG坩祸洗脱的组分。
[0128]示例3
[0129]GaN晶体20的晶体生长在与示例I大体相同的条件下进行，除了在晶体已经生长到预定大小的阶段增加或减小氮分压。因此，如图1OA和1B中所示，在加工后获得得到的GaN晶体衬底20和GaN晶片28具有平行于〈11_20>方向形成的生长部分边界26，从针状晶体21开始到衬底的外边缘。此外，在衬底的外边缘附近，平行于m-面22形成有色生长条纹27的部分。这样，在晶体已经生长到预定大小的阶段增加或减小氮压力时，能够形成有色的生长条纹27。
[0130]示例4
[0131]GaN晶体20在与示例I大体相同的条件下制造。结果获得了例如如图1lA和IlB中所示的GaN晶体衬底20和GaN晶片28。如图1lA和IlB中所示，GaN晶体衬底20和GaN晶片28形成的生长部分边界26仅达到通过肉眼难以对其识别的程度。然而，在衬底的外周附近，平行于m-面22形成了有色生长条纹27的小的部分。可推知，这是因为包含的杂质量或缺陷量较少，因此，在接近外周的区域中仅少量形成了晶体的显色。
[0132]如上面示例中所示，在晶体生长期间改变氮分压时，或者晶体生长期间包含有杂质时，能够形成有色的生长部分边界26或有色的生长条纹27。因此，通过目测能够确定GaN晶体衬底20的位置，且通过目测能够确定GaN晶体衬底20的晶向。
[0133]根据该实施例，因为形成了光学特性不同于其它区域光学特性的第二局部区域，所以通过目测能够检查晶面，即使没有任何加工处理，也能容易且有利地视觉识别出晶体的位置和晶向。
[0134]尽管本发明针对具体的实施例进行了说明以完整且清楚地公开，但权利要求并不因此受限制，而应该解释为体现了对本领域的技术人员而言存在的所有变型和替代结构，这些清楚地落在这里阐述的基本教导中。
[0135]本申请要求于2010年7月I日在日本提交的日本专利申请N0.2010-151337的优先权并将其全部内容引用参考于此。
【主权项】
1.一种氮化物晶体，所述氮化物晶体围绕籽晶的外周，所述氮化物晶体包括: 第一局部区域，以及 第二局部区域，所述第二局部区域具有与所述第一局部区域的光学特性不同的光学特性，且具有表明晶向的光学特性。
2.根据权利要求1所述的氮化物晶体， 其中与所述第一局部区域相比，所述第二局部区域是具有较高缺陷量或较高杂质固溶量的区域。
3.根据权利要求1或2所述的氮化物晶体， 其中所述第二局部区域是在所述氮化物晶体内形成的生长部分边界。
4.根据权利要求1-3任一项所述的氮化物晶体， 其中所述第二局部区域是在所述氮化物晶体内形成的生长条纹。
5.根据权利要求3所述的氮化物晶体， 其中所述氮化物晶体和所述籽晶都具有六方晶体结构，且 其中所述生长部分边界以大体平行于〈11-20〉方向的面的形式形成， 该形成从由所述籽晶的六方棱柱形状的相邻侧表面形成的每条边开始。
6.根据权利要求4所述的氮化物晶体， 其中所述生长条纹在所述氮化物晶体的外边缘附近形成。
7.根据权利要求4或6所述的氮化物晶体， 其中所述氮化物晶体和所述籽晶都具有六方晶体结构，且 其中所述生长条纹平行于所述氮化物晶体的{10-10}面形成。
8.根据权利要求1-7任一项所述的氮化物晶体， 其中所述氮化物晶体中的位错密度为15CnT2或更小。
9.根据权利要求1-8任一项所述的氮化物晶体， 其中所述氮化物晶体通过以下步骤制造: 在反应容器中形成碱金属和至少包含III族元素的物质的混合熔融液； 在所述反应容器内安装籽晶； 使含氮气体与所述混合熔融液接触； 将所述气体中的氮溶解到所述混合熔融液中；且 由此将所述籽晶生长成由所述混合熔融液中的III族元素和所述混合熔融液中溶解的氮制成的晶体。
10.一种氮化物晶体的制造方法，所述方法包括: 在反应容器中形成碱金属和至少包含III族元素的物质的混合熔融液； 在所述反应容器内安装籽晶；以及 通过使含氮气体与所述混合熔融液接触并通过将所述气体中的氮溶解到所述混合熔融液中而从所述籽晶在所述混合熔融液与溶解到所述混合熔融液的氮中生长III族氮化物晶体，同时在所述氮化物晶体中形成第一局部区域和第二局部区域， 其中所述第二局部区域具有与所述第一局部区域的光学特性不同的光学特性，且具有表明晶向的光学特性。
11.根据权利要求10所述的氮化物晶体的制造方法，其中生长所述III族氮化物晶体还包括:在所述氮化物晶体的晶体生长期间使所述气体中的氮分压变动，以形成所述第一局部区域和所述第二局部区域。
12.根据权利要求10或11所述的氮化物晶体的制造方法，其中生长所述III族氮化物晶体还包括:在所述氮化物晶体的晶体生长期间使所述混合熔融液的温度变动，以形成所述第一局部区域和所述第二局部区域。
13.根据权利要求11所述的氮化物晶体的制造方法，其中在生长所述氮化物晶体即将结束之前使所述氮分压变动。
14.根据权利要求12所述的氮化物晶体的制造方法，其中在生长所述氮化物晶体即将结束之前使所述混合熔融液的温度变动。
15.根据权利要求10-14任一项所述的氮化物晶体的制造方法，其中形成所述混合熔融液还包括向所述反应容器中加入添加剂来形成所述混合熔融液。
16.根据权利要求15所述的氮化物晶体的制造方法，其中形成所述混合熔融液包括通过从所述反应容器的内壁表面洗脱出所述反应容器的组分来将添加剂添加到所述混合熔融液中。
【专利摘要】本发明的实施例公开了一种氮化物晶体及其制造方法。该氮化物晶体围绕籽晶的外周，一实施例中的氮化物晶体包括：第一局部区域和第二局部区域，并且第二局部区域具有不同于第一局部区域的光学特性，且具有表明晶向的光学特性。
【IPC分类】C30B29-38, C30B9-00
【公开号】CN104831361
【申请号】CN201510083163
【发明人】佐藤隆, 皿山正二, 岩田浩和, 森勇介, 北冈康夫
【申请人】株式会社理光, 国立大学法人大阪大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2011年7月1日
【公告号】CN102345170A, EP2402486A1, US9096950, US20120003446