1:順3= 0.001，211:順3 = 0.0002，恥:順3 = 0.08)
[0088]除了使用107.8g 多晶 GaN(1.3mol)、1.8g Gd( 11.2mmol)、0.14g Zn(约2.2mmol)以及20.6g Na(0.9mol)作为固体基质以外，进行与实施例1相同的步骤。
[0089]作为过程的结果，获得了(在每个晶种上)厚度约为1.68mm(在单晶的c轴方向测量)的GaN层。获得了自由载流子(空穴)的浓度为I X 116CHf3，电阻率为2 X 12 Ω.cm的p型材料。通过二次离子质谱(SIMS)测量出的氧的浓度为8.2 X 117CnT3，Zn的浓度为4.2 X1018cm-3。
[0090]实施例14.获得经掺杂的63叭丫:順3= 0.01，211:順3 = 0.000005，1(:順3 = 0.04)
[0091 ]除了使用 I.Ikg 金属镓(16.3mol)、167g.乙(Y) (1.9mol)、60mg Zn (0.9mmo I)以及294g K(7.5mol)作为固体基质以外，进行与实施例2相同的步骤。
[0092]作为过程的结果，获得了(在每个晶种上)厚度约为1.8mm(在单晶的c轴方向测量)的GaN层。获得了自由载流子(电子)的浓度为2.3 X 1018cm—3、电阻率为8 X 10—2 Ω.cm的η型材料。
[0093]通过二次离子质谱(SIMS)测量出的氧的浓度为3X 118Cnf3，Ζη的浓度为2.1 X117Cnf30
[0094]实施例15.获得经掺杂的63叭丫:順3 = 0.01，211:順3 = 0.00005，恥:順3 = 0.08)
[0095]除了使用89.8g金属镓(1.3mol)、10g.乙(Y) (112mmol)、36mg Ζη(0.56mmol)、20.7gNa(0.9mol)作为固体基质以外，进行与实施例1相同的步骤。
[0096]作为过程的结果，获得了(在每个晶种上)厚度为约1.7mm(在单晶的c轴方向测量)的GaN层。获得了电阻率>106Ω.cm的高电阻材料。通过二次离子质谱(SIMS)测量出的氧的浓度为3.2 X 118Cnf3，Zn的浓度为4 X 118Cnf3。
[0097]实施例16.获得经掺杂的GaN(Y:NH3 = 0.01，Zn: NH3 = 0.00015，Mg:NH3 = 0.00005，KiNH3 = 0.12)
[0098]除了使用89.8g金属镓(1.3mol)、10g.乙(Y) (112mmol)、0.Ilg Zn(l.7mmol)、14mgMg(0.56mmol)、52.7g K作为固体基质以外，进行与实施例1相同的步骤。
[0099]作为过程的结果，获得了(在每个晶种上)厚度约为1.75mm(在单晶的c轴方向测量)的GaN层。获得了自由载流子(空穴)的浓度为2 X 116Cnf3，电阻率为3 X 11Q.cm^p?材料。通过二次离子质谱(SIMS)测量出的氧的浓度为2.5 X 118CnT3，Zn的浓度为5.7 X1018cm—3，Mg的浓度为I.8X 1018cm—3。
【主权项】
1.一种用于在添加有含第I族(IUPAC，1989)元素的矿化剂的超临界含氨溶剂的环境下由含镓原料获得单晶含镓氮化物的方法，其中，在高压釜中产生两个温度区域，即包含原料的温度较低的溶解区域和其下方的包含至少一个晶种的温度较高的结晶区域，进行原料的溶解过程和含镓氮化物在至少一个晶种上的结晶过程，所述方法的特征在于，向过程环境中引入至少两种额外的组分，即: a)吸氧剂，其相对于氨的摩尔比为0.0OOl至0.2; b)受主掺杂剂，其相对于氨的摩尔比不大于0.001。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以相对于氨为0.0005至0.05的摩尔比引入所述吸氧剂。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述吸氧剂由钙或稀土元素构成，优选由钆或钇、或其组合构成。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述受主掺杂剂由镁、锌、镉或铍、或者其组合构成。5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，以单质形式即金属形式、或以化合物形式引入所述吸氧剂和所述受主掺杂剂，所述化合物优选选自叠氮化物、酰胺、酰亚胺、酰胺酰亚胺以及氢化物，其中将这些组分单独地引入或组合地引入，并且在将这些组分组合地引入的情况下，使用单质的混合物或化合物的混合物、金属间化合物或者合金。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将所述吸氧剂和/或所述受主掺杂剂与矿化剂一起引入到过程环境中。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述矿化剂以相对于氨为0.005至0.5的摩尔比包含钠或钾。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，获得化学计量比的氮化镓GaN09.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在内体积大于600cm3、更优选大于9000cm3的高压釜中进行所述方法。10.—种通过根据前述权利要求中任一项所述的方法获得的单晶含镓氮化物，其以至少0.1ppm的量包含第I族(IUPAC，1989)的至少一种元素，其特征在于，所述单晶含镓氮化物以不高于I X 119Cnf3、优选不高于3 X 118Cnf3、最优选不高于I X 1018cm—3的浓度包含氧。11.根据权利要求10所述的氮化物，其特征在于，所述氮化物是η型导电材料。12.根据权利要求11所述的氮化物，其特征在于，所述氮化物以不高于IX 1018cm—3、更优选不高于3X1017cm—3、最优选不高于I X 117Cnf3的总浓度包含选自镁、锌、镉或铍的受主，其中氧浓度与受主总浓度的比不低于1.2。13.根据权利要求11或12所述的氮化物，其特征在于，所述氮化物显示出不高于7X118Cnf3、更优选不高于2\1018011—3、最优选不高于7\1017011—3的载流子(自由电子)的浓度。14.根据权利要求10所述的氮化物，其特征在于，所述氮化物是P型导电材料。15.根据权利要求14所述的氮化物，其特征在于，所述氮化物以不高于2X1019cm—3、更优选不高于6X1018cm—3、最优选不高于2X 118Cnf3的总浓度包含选自镁、锌、镉或铍的受主，其中氧浓度与受主总浓度的比不高于0.5。16.根据权利要求14或15所述的氮化物，其特征在于，所述氮化物显示出低于5X1017cm—3的载流子(自由空穴)的浓度。17.根据权利要求10所述的氮化物，其特征在于，所述氮化物是高电阻(半绝缘)材料。18.根据权利要求17所述的氮化物，其特征在于，所述氮化物以不高于IX 1019cm—3、更优选不高于3X1018cm—3、最优选不高于I X 118Cnf3的总浓度包含选自镁、锌、镉或铍的受主，氧浓度与受主总浓度的比为0.5至1.2。19.根据权利要求17或18所述的氮化物，其特征在于，所述氮化物具有大于IXlO5Q.cm、更优选大于I X 16 Ω.cm、最优选大于I X 19 Ω.cm的电阻率。20.根据前述权利要求10至19中任一项所述的氮化物，其特征在于，所述氮化物是化学计量比的氮化镓GaN。
【专利摘要】本发明的目的在于在添加有含第I族(IUPAC，1989)元素的矿化剂的超临界含氨溶剂的环境下由含镓原料获得单晶含镓氮化物的方法，其中，在高压釜中产生两个温度区域，即，温度较低的溶解区域和其下方的温度较高的结晶区域，所述溶解区域包含原料，所述结晶区域包含至少一个晶种，进行原料的溶解过程和含镓氮化物在至少一个晶种上的结晶过程，所述方法的特征在于向过程环境中引入至少两种另外的组分，即：a)吸氧剂，其相对于氨的摩尔比为0.0001至0.2；b)受主掺杂剂，其相对于氨的摩尔比不大于0.001。本发明还包括通过此方法获得的单晶含镓氮化物。
【IPC分类】C30B29/40, C30B7/10
【公开号】CN105556006
【申请号】CN201480031120
【发明人】罗曼·多拉德津斯基, 马尔钦·扎亚茨, 罗伯特·库哈尔斯基
【申请人】在破产清算中的阿蒙诺股份公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2014年3月24日
【公告号】CA2913720A1, US20160108547, WO2014191126A1