PL225424B1

Method of fabrication of eptaxial layer standardized substrate (template type substrates) from voluminal mono-crystalline nitride containing gallium with surface suitable for epitaxy featuring required electric properties

Abstract

In one of the solutions, the subject of the invention is a method of producing a template substrate from bulk monocrystalline nitride containing gallium, characterized in that in an autoclave, in an environment of a supercritical ammonia solvent containing alkali metal ions, dissolving the gallium-containing source material and crystallizing the gallium-containing nitride from a supercritical solution on the gallium-containing nitride seed surface at a higher temperature and/or lower pressure than dissolving the source material, and on the gallium-containing nitride layer thus obtained, a layer of gallium-containing nitride having the desired electrical properties is applied by vapor growth by doping with donors to provide n-type conductivity or acceptors to provide p-type conductivity.

PL225424B1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 5

Term

Term ended

Expired 11 December 2022, 3.8 years ago.

  1. Priority and filed
  2. Granted
  3. Expired
  4. Today

4 claims: 1 independent, 3 dependent

  1. 1
    Sposób wytwarzania podłoża typu template z objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal, oparty na wykorzystaniu znanych technik wytwarzania podłoży do osadzania warstw epitaksjalnych z fazy gazowej oraz techniki krystalizacji z roztworu w rozpuszczalniku zawierającym amoniak i/lub jego nieorganiczne pochodne oraz jony metali alkalicznych, w warunkach nadkr ytycznych, w autoklawie, w środowisku amonozasadowym, przy stosunku molowym jonów metali alkalicznych do pozostałych składników w nadkrytycznym rozpuszczalniku nie przekraczającym 1:2 i obejmującej rozpuszczenie materiału źródłowego zawierającego gal, utworzenie roztworu nadkrytycznego oraz krystalizację azotku zawierającego gal z tego roztworu na powierzchni zarodka w temperaturze wyższej niż dla rozpuszczania, znamienny tym, że przy osadzaniu warstwy azotku zawierającego gal z nadkrytycznego roztworu amonozasadowego, w charakterze zarodka stosuje się podłoże z objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal, wytworzone metodą osadzania z fazy gazowej i na zarodku tym prowadzi się krystalizację warstwy objętościowego monokrystalicznego azotku zawierającego gal, a na tak uzyskanej, a na tak uzyskanej warstwie azotku zawierającego gal nanosi się metodą wzrostu z fazy gazowej warstwę azotku zawierającego gal o żądanych własn ościach elektrycznych poprzez domieszkowanie donorami w celu zapewnienia przewodnictwa typu n, albo akceptorami w celu zapewnienia przewodnictwa typu p.
  2. 2
    Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wykorzystując ujemny współczynnik temperaturowy rozpuszczalności azotku zawierającego gal, co najmniej w strefie krystalizacji, w której umieszczony został zarodek z azotku zawierającego gal, przez zwiększenie temperatury powyżej temperatury rozpuszczania materiału źródłowego zawierającego gal wytwarza się strefę przesycenia roztworu PL 225 424 B1 względem zarodka i prowadzi się selektywną krystalizację azotku zawierającego gal z nadkrytycznego roztworu amoniakalnego wyłącznie na powierzchni tego zarodka z azotku zawierającego gal w temperaturze wyższej niż przy rozpuszczaniu materiału źródłowego, utrzymując stężenie w tej strefie na poziomie nie powodującym spontanicznej krystalizacji, a następnie, na tak otrzymaną warstwę azotku zawierającego gal nanosi się metodą wzrostu z fazy gazowej warstwę azotku zawierającego gal o żądanych własnościach elektrycznych, poprzez domieszkowanie donorami w celu zapewnienia przewodnictwa typu n, albo akceptorami w celu zapewnienia przewodnictwa typu p.
  3. 3
    Sposób według zastrzeżenia 1 albo 2, znamienny tym, że azotek zawierający gal wytworzony metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu amoniakalnego ma postać AI x Ga 1-x N, gdzie 0<x<1.
  4. 4
    Sposób według zastrzeżenia 1 albo 2, znamienny tym, że warstwa azotku zawierającego gal osadzona metodą wzrostu z fazy gazowej na azotku zawierającym gal wytworzony metodą krystalizacji z nadkrytycznego roztworu amoniakalnego na ma postać Al x Ga 1-x-y In y N, gdzie 0<x<1, 0<y<1, 0<x+y<1.