專利名稱：：AlN晶體及其生長(zhǎng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及AlN晶體，并且涉及生長(zhǎng)所述晶體的方法，所述晶體用于包括用于半導(dǎo)體裝置如光電子裝置、其它電子裝置和半導(dǎo)體傳感器的晶片的應(yīng)用中。更具體地，本發(fā)明涉及使用SiC襯底的AlN晶體生長(zhǎng)方法。
背景技術(shù)：
：發(fā)現(xiàn)AlN晶體作為用于形成半導(dǎo)體裝置如光電子裝置、其它電子裝置和半導(dǎo)體傳感器的材料特別有用。作為列舉，用于制造AlN晶體的方法包括氣相淀積法如升華法。為了通過(guò)氣相淀積生長(zhǎng)大塊AlN晶體，需要大直徑的起始襯底。已經(jīng)提出了使用多種不同起始襯底并通過(guò)升華法制備的AlN晶體。(例如參考日本未審查專利申請(qǐng)10-53495號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)、美國(guó)專利6045612號(hào)的說(shuō)明書(shū)(專利文獻(xiàn)2)、美國(guó)專利6296956號(hào)的說(shuō)明書(shū)(專利文獻(xiàn)3)和美國(guó)專利6770135號(hào)的說(shuō)明書(shū)(專利文獻(xiàn)4)。)然而，因?yàn)閷?shí)際上已經(jīng)證明難以獲得大尺寸AlN晶片，因此使用了異質(zhì)起始襯底，所述異質(zhì)起始襯底的原子元素種類和份數(shù)不同于構(gòu)成生長(zhǎng)的AlN晶體的襯底的原子元素種類和份數(shù)。優(yōu)選使用其與AlN晶體晶格失配微小的材料如SiC的晶片作為這類起始襯底。專利文獻(xiàn)1日本未審查專利申請(qǐng)10-53495號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2美國(guó)專利6045612號(hào)的說(shuō)明書(shū)專利文獻(xiàn)3美國(guó)專利6296956號(hào)的說(shuō)明書(shū)專利文獻(xiàn)4美國(guó)專利6770135號(hào)的說(shuō)明書(shū)
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問(wèn)題然而，在一些情況下，通過(guò)升華法或其它氣相技術(shù)在SiC襯底上生長(zhǎng)AlN晶體會(huì)使得生長(zhǎng)AlN晶體的溫度接近或超過(guò)SiC升華的溫度。這導(dǎo)致存在于SiC襯底中的微型管生長(zhǎng)得更大，這對(duì)于SiC襯底有害。結(jié)果是抑制了穩(wěn)定生長(zhǎng)的AlN晶體變厚。近年來(lái)一直在開(kāi)發(fā)這類微型管減少或不存在的SiC襯底。其中，本發(fā)明的目的是可得到一種AlN晶體生長(zhǎng)方法，所述方法利用微型管密度低或?yàn)榱闱移焚|(zhì)損失最小的SiC襯底，能夠穩(wěn)定生長(zhǎng)大直徑的厚的AlN晶體。解決所述問(wèn)題的手段本發(fā)明為AlN晶體生長(zhǎng)方法，所述方法包括準(zhǔn)備具有主面的SiC襯底的步驟，在所述主面中，管徑為1000μm以上的微型管密度為OcnT2，且管徑為100μm以上且小于1000μm的微型管密度為0.IcnT2以下；和通過(guò)氣相淀積在所述主面上生長(zhǎng)AlN晶體的步馬聚ο利用本發(fā)明的AlN晶體生長(zhǎng)方法，可以使得在所述主面中，管徑為ΙΟΟμπι以上的微型管密度為OcnT2，且管徑為10μm以上且小于100μm的微型管密度為1.OcnT2以下。進(jìn)一步可以使得在所述主面中，管徑為10μπι以上的微型管密度為OcnT2，且管徑為Ιμπι以上且小于10μm的微型管密度為1.OcnT2以下。又進(jìn)一步可以使得在所述主面中，管徑為1μm以上的微型管密度為OcnT2，且管徑為0.1μm以上且小于1μm的微型管密度為1.OcnT2以下。此處，可以使所述主面為C原子表面。本發(fā)明還涉及通過(guò)上述生長(zhǎng)方法而得到的AlN晶體，所述AlN晶體在AlN晶體主面上的貫通孔密度為L(zhǎng)OcnT2以下。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，可得到一種AlN晶體生長(zhǎng)方法，所述方法利用微型管密度低或?yàn)榱闱移焚|(zhì)損失最小的SiC襯底，能夠穩(wěn)定生長(zhǎng)大直徑的厚的AlN晶體。圖IA為顯示用于本發(fā)明AlN晶片生長(zhǎng)方法中的SiC襯底的一種實(shí)施方式的概要俯視圖。圖IB是經(jīng)過(guò)圖IA中IB-IB的概要剖視圖，為概要性顯示用于本發(fā)明AlN晶片生長(zhǎng)方法中的SiC襯底的一種實(shí)施方式的圖。圖2為顯示通過(guò)本發(fā)明AlN晶體生長(zhǎng)方法得到的晶體的一種實(shí)施方式的概要剖視圖。圖3為顯示本發(fā)明AlN晶體生長(zhǎng)方法的一個(gè)實(shí)例的概要剖視圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明2=AlN原料4=SiC襯底4m主面4mp微型管5=AlN晶體5h孔5hs掩埋孔5ht貫通孔5s晶體主表面10升華爐11反應(yīng)容器Ila=N2氣體導(dǎo)入口lie:N2氣體排出口12坩堝12c通風(fēng)口12p坩堝蓋12q坩堝本體13加熱元件14=RF電加熱線圈15輻射溫度計(jì)D:管徑具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述。應(yīng)當(dāng)注意，在討論附圖時(shí)，由于相同或相當(dāng)?shù)脑?biāo)注有相同的附圖標(biāo)記，因此將省略重復(fù)性描述。而且，附圖中的尺寸比例不一定與所描述的一致。實(shí)施方式1參考圖IA和1B。本發(fā)明AlN晶體生長(zhǎng)方法的一種實(shí)施方式包括下列步驟。圖IA為顯示用于本發(fā)明AlN晶片生長(zhǎng)方法中的SiC襯底的一種實(shí)施方式的概要俯視圖，而圖IB為經(jīng)過(guò)圖IA中IB-IB的概要剖視圖。(1)準(zhǔn)備具有主面4m的SiC襯底4的步驟，在所述主面4m中，管徑D為1000μm以上的微型管4mp的密度為0cm_2，且管徑D為100μm以上且小于1000μm的微型管4mp的密度為0.IcnT2以下。(2)通過(guò)氣相淀積在所述主面4m上生長(zhǎng)AlN晶體5的步驟。應(yīng)當(dāng)注意，在本發(fā)明中，微型管為晶體缺陷，具體地為晶體內(nèi)的管狀孔。在主面4m中，管徑D為1000μm以上的微型管4mp的密度為OcnT2，且管徑D為100μm以上且小于1000μm的微型管4mp的密度低(0.IcnT2以下)。在具有如此條件的SiC襯底4的主面4m上生長(zhǎng)AlN晶體5使得可能穩(wěn)定生長(zhǎng)大直徑的、厚的AlN晶體。參考圖IA和1B。本實(shí)施方式中的AlN晶體生長(zhǎng)方法具有準(zhǔn)備具有主面4m的SiC襯底4的步驟，在所述主面4m中，管徑D為1000μm以上的微型管4mp的密度為0cm_2，且管徑D為100μm以上且小于1000μm的微型管4mp的密度為0.IcnT2以下。參考圖2。在某些情況下，本發(fā)明的SiC襯底4將包含微型管4mp。當(dāng)在SiC襯底4的主面4m上呈現(xiàn)這類微型管4mp時(shí)，盡管AlN晶體5生長(zhǎng)在所述主面4m上，但是AlN晶體5將不會(huì)直接生長(zhǎng)在微型管4mp上，而是替代地形成孔5h。通過(guò)AlN晶體5生長(zhǎng)得厚，大量的這些孔5h被AlN晶體5掩埋而變成掩埋孔5hs，所述掩埋孔5hs不會(huì)出現(xiàn)在晶體主表面5s中。然而，盡管AlN晶體5生長(zhǎng)得厚，但是一定數(shù)量的孔5h不會(huì)被AlN晶體5掩埋，而是變成貫通孔5ht，所述貫通孔5ht從AlN晶體5和SiC襯底4之間的界面貫通AlN晶體5至晶體主表面5s，顯現(xiàn)在晶體主表面5s中。當(dāng)AlN晶體5生長(zhǎng)在SiC襯底4的主面4m上時(shí)，AlN晶體5是否將掩埋直接在SiC襯底中微型管4mp上的孔5h，即貫通孔5ht是否將顯現(xiàn)在生長(zhǎng)的AlN晶體5的晶體主表面5s中，這取決于包括管徑D和微型管4mp的密度的因素以及AlN晶體5的生長(zhǎng)厚度。管徑D和微型管4mp的密度越小且AlN晶體5生長(zhǎng)達(dá)到的厚度越大，則AlN晶體5將掩埋直接在SiC襯底4中的微型管4mp上的孔5h的可能性變得越大。此處，由于SiC襯底具有六方晶系結(jié)構(gòu)，所以微型管4mp通常將在經(jīng)過(guò)所述管的截面上呈現(xiàn)六角形形狀。因此，將所述微型管4mp的管徑D定義為所述六角形對(duì)角之間的距離的平均值。根據(jù)前述考慮，在用于本實(shí)施方式的生長(zhǎng)AlN晶體的方法中的SiC襯底4的主面4m中，管徑D為1000μm以上的微型管4mp的密度為0cm_2，而管徑D為100μm以上且小于1000μm的微型管4mp的密度為0.IcnT2以下。在SiC襯底4的具有如此條件的主面4m上生長(zhǎng)達(dá)到至少Imm厚度的AlN晶體5，使得可能利用AlN晶體5掩埋直接在SiC襯底中的微型管4mp上形成的孔5h，從而能夠穩(wěn)定生長(zhǎng)相當(dāng)大厚度的大面積AlN晶體5。在存在管徑為1000μm以上的微型管4mp的主面4m上，即使AlN晶體5生長(zhǎng)至Imm以上的厚度，也不可能用所述AlN晶體5掩埋直接在微型管4mp上形成的孔5h。本文中，將χ射線形貌法用于表征管徑為IOOOym以上的微型管的密度以及管徑為100μm以上且小于1000μm的微型管的密度。進(jìn)一步參考圖2。本實(shí)施方式中的AlN晶體生長(zhǎng)方法包括通過(guò)氣相淀積在上述主面上生長(zhǎng)AlN晶體的步驟。本文中，“氣相淀積”是指利用升華法由處于氣相狀態(tài)的原料或被轉(zhuǎn)換成氣相狀態(tài)的原料在襯底(SiC襯底)上生長(zhǎng)晶體(AlN晶體)的方法，所述升華法包括諸如HVPE(氫化物氣相外延)的氣相外延法。在生長(zhǎng)AlN晶體中，考慮到使用簡(jiǎn)單、便利的制造設(shè)備來(lái)生長(zhǎng)高品質(zhì)晶體，通常使用升華法。接下來(lái)，將描述通過(guò)升華法在SiC襯底上生長(zhǎng)AlN晶體的方法。參考圖3。用于本實(shí)施方式中的“升華法”是指一種將AlN原料2升華、然后在SiC襯底4上重新凝固以得到AlN晶體5的方法。在通過(guò)升華法的晶體生長(zhǎng)中，例如使用如圖3中所示具有RF電加熱系統(tǒng)的立式升華爐10。在立式升華爐10的反應(yīng)容器11中心部分安裝有具有通風(fēng)口12c的由碳化鎢制成的坩堝12，同時(shí)裝備由碳制成的加熱元件13從坩堝12內(nèi)部至其外部以確保通風(fēng)的方式對(duì)坩堝12進(jìn)行環(huán)繞。所述坩堝12由坩堝本體12q和坩堝蓋12p構(gòu)成。另外，在反應(yīng)容器11外側(cè)的中心部分安裝有用于加熱加熱元件13的RF-電加熱線圈14。在反應(yīng)容器11端部還裝備有N2氣體導(dǎo)入口Ila和N2氣體排出口11c，以使得N2氣體流向反應(yīng)容器11中的坩堝12外部，并裝備有輻射溫度計(jì)15以測(cè)量坩堝12上面和下面的溫度。在本實(shí)施方式的AlN晶體生長(zhǎng)方法中，利用上述立式升華爐10如下進(jìn)行在SiC襯底4的主面4m上生長(zhǎng)AlN晶體5的步驟(示例性參考圖3)。首先，在坩堝本體12q內(nèi)部裝載AlN原料2，并在坩堝蓋12p的內(nèi)面上方放置上述SiC襯底4，使得所述襯底4的主面4m與AlN原料2相對(duì)。然后，在向反應(yīng)容器11內(nèi)流入N2氣體的同時(shí)，通過(guò)利用RF加熱線圈14對(duì)加熱元件13進(jìn)行加熱升高坩堝12內(nèi)的溫度。通過(guò)保持坩堝12的AlN原料2端的溫度高于SiC襯底4端的溫度，以使得AlN從AlN原料2升華并引起AlN在所述SiC襯底4的主面4m上重新凝固，由此生長(zhǎng)AlN晶體5。在AlN晶體5生長(zhǎng)期間，將坩堝12的AlN原料2端的溫度(下文中也稱為升華溫度)控制在約1600°C2300°C，同時(shí)使得坩堝12的SiC襯底4端的溫度(下文中也稱為晶體生長(zhǎng)溫度)比AlN原料2端的溫度(升華溫度)低10°C200°C。由此穩(wěn)定地制造大面積、厚的AlN晶體5。此外，也是在所述晶體生長(zhǎng)期間，通過(guò)以使得氣體分壓為約101.3hPa1013hPa的方式沿反應(yīng)容器11內(nèi)部的坩堝12外側(cè)連續(xù)流入N2氣體，能夠減少混入到AlN晶體5中的雜質(zhì)。應(yīng)當(dāng)注意，在加熱坩堝12內(nèi)部的同時(shí)，使得坩堝12中除了AlN原料2端以外的溫度高于所述部分的溫度。這可能通過(guò)通風(fēng)口12c除去坩堝12內(nèi)部的雜質(zhì)，因此可能進(jìn)一步減少混入到AlN晶體5中的雜質(zhì)。在用于本實(shí)施方式的AlN晶體生長(zhǎng)方法中的SiC襯底4的主面4m中，管徑D為100μm以上的微型管4mp的密度優(yōu)選為OcnT2，而管徑D為10μm以上且小于100μm的微型管4mp的密度為1.OcnT2以下。在SiC襯底4的具有如此條件的主面4m上生長(zhǎng)達(dá)到至少Imm厚度的AlN晶體5，使得可能利用AlN晶體5掩埋直接在SiC襯底中的微型管4mp上形成的孔5h，從而進(jìn)一步能夠穩(wěn)定生長(zhǎng)相當(dāng)大厚度的大面積AlN晶體。本文中，能夠?qū)ⅵ稚渚€形貌法用于表征管徑為100μm以上的微型管的密度以及管徑為10μm以上且小于IOOym的微型管的密度。更優(yōu)選在用于本實(shí)施方式的AlN晶體生長(zhǎng)方法中的SiC襯底4的主面4m中，管徑D為10μm以上的微型管4mp的密度為OcnT2，而管徑DSlym以上且小于10μm的微型管4mp的密度為1.OcnT2以下。在SiC襯底4的具有如此條件的主面4m上生長(zhǎng)達(dá)到至少Imm厚度的AlN晶體5，使得可能利用AlN晶體5掩埋直接在SiC襯底4中的微型管4mp上形成的孔5h，從而進(jìn)一步能夠穩(wěn)定生長(zhǎng)相當(dāng)大厚度的大面積AlN晶體。本文中，能夠?qū)ⅵ稚渚€形貌法用于表征管徑為10μm以上的微型管的密度以及管徑為1μm以上且小于10μm的微型管的密度。還更優(yōu)選在用于本實(shí)施方式的AlN晶體生長(zhǎng)方法中的SiC襯底4的主面4m中，管徑D為1μm以上的微型管4mp的密度為OcnT2，而管徑D為0.1μm以上且小于1μm的微型管4mp的密度為1.OcnT2以下。在SiC襯底4的具有如此條件的主面4m上生長(zhǎng)達(dá)到至少Imm厚度的AlN晶體5，使得可能利用AlN晶體5掩埋直接在SiC襯底4中的微型管4mp上形成的孔5h，從而進(jìn)一步能夠穩(wěn)定生長(zhǎng)相當(dāng)大厚度的大面積AlN晶體。本文中，能夠?qū)ⅵ稚渚€形貌法用于表征管徑為1μm以上的微型管的密度。并且能夠使用掃描電子顯微鏡(SEM)表征管徑為0.1μm以上且小于1μm的微型管的密度。在本實(shí)施方式的AlN晶體生長(zhǎng)方法中，優(yōu)選所述SiC襯底的主面為C原子表面。與在SiC襯底的作為其主面的Si原子表面上生長(zhǎng)AlN晶體的情況相比，如果AlN晶體生長(zhǎng)在SiC襯底的作為其主面的C原子表面上，則晶體主表面將更易于證明是平坦的，因?yàn)锳lN晶體在C原子表面上將二維擴(kuò)展生長(zhǎng)。實(shí)施方式2本發(fā)明AlN晶體的一種實(shí)施方式為通過(guò)實(shí)施方式1的生長(zhǎng)方法得到的AlN晶體5，其中晶體主表面5s中貫通孔5ht的密度(參見(jiàn)圖2)為1.OcnT2以下。通過(guò)實(shí)施方式1的AlN晶體生長(zhǎng)方法生長(zhǎng)AlN晶體達(dá)到至少Imm厚度，得到在所述晶體主表面5s中貫通孔5ht的密度為1.OcnT2以下的AlN晶體。在實(shí)施方式1的AlN晶體生長(zhǎng)方法中，于存在管徑處于一定范圍內(nèi)的微型管的SiC襯底上生長(zhǎng)AlN晶體，而管徑為該范圍1/10以下的微型管存在幾乎不會(huì)產(chǎn)生任何影響。這就是使用如下任一種具有主面的SiC襯底制得晶體主表面中貫通孔密度為L(zhǎng)OcnT2以下或?yàn)榱愕腁lN晶體的原因在主面中管徑為1000μm以上的微型管密度為OcnT2且管徑為IOOym以上且小于1000μm的微型管密度為0.IcnT2以下的SiC襯底，或者在主面中管徑為100μm以上的微型管密度為OcnT2且管徑為10μm以上且小于100μm的微型管密度為1.OcnT2以下的SiC襯底，或者在主面中管徑為10μm以上的微型管密度為OcnT2且管徑為1μm以上且小于10μm的微型管密度為1.OcnT2以下的SiC襯底，或者在主面中管徑為1μm以上的微型管密度為OcnT2且管徑為0.1μm以上且小于1μm的微型管密度為1.OcnT2以下的SiC襯底。應(yīng)當(dāng)理解，關(guān)于生長(zhǎng)AlN晶體的方法，盡管本實(shí)施方式是以升華法為基礎(chǔ)進(jìn)行描述的，但是應(yīng)用其它氣相淀積法如HVPE(氫化物氣相外延)當(dāng)然也是可以的。實(shí)施例實(shí)施例Al.SiC襯底的準(zhǔn)備從大量商購(gòu)獲得的1英寸(25.4mm)直徑X400μm厚的4H_SiC襯底(由科銳公司(CREE社)、〉”^才>社等制造)中，選擇了多個(gè)在作為主面的Si原子表面中具有密度如表I中所列出的管徑D如圖表I中所示的微型管的SiC襯底(比較例ARlAR4以及用于實(shí)施例AlA8的襯底)。應(yīng)當(dāng)理解，在表I中“_”表示該項(xiàng)未確定。2.AlN晶體的生長(zhǎng)參考圖3，將作為原料的AlN燒結(jié)物(AlN原料2)放入碳化鎢坩堝本體12q的底部。然后，將按剛才所述選定的各個(gè)4H-SiC襯底4放在碳化鎢坩堝蓋12p的內(nèi)面上，使得作為主表面4m的Si原子表面與所述AlN燒結(jié)物(AlN原料2)相對(duì)。接下來(lái)，在將N2氣體流入反應(yīng)容器11的同時(shí)，使用RF加熱線圈14升高所述坩堝12內(nèi)的溫度。在加熱所述坩堝12內(nèi)部的同時(shí)，使得坩堝12的坩堝蓋12p端上的溫度比AlN原料2端上的溫度高，以在升溫期間進(jìn)行蝕刻并由此清潔坩堝蓋12p和SiC襯底4的Si原子表面(主面4m)，同時(shí)在坩堝被加熱時(shí)通過(guò)通風(fēng)口12c將坩堝12內(nèi)部所釋放的雜質(zhì)除去。接下來(lái)，使得坩堝12的AlN原料2端的溫度(升華溫度)達(dá)到2100°C，并使得4H-SiC襯底4端的溫度(晶體生長(zhǎng)溫度)達(dá)到2000°C，以將AlN從AlN燒結(jié)物(AlN原料2)升華，并在坩堝12的上部通過(guò)使得AlN在所述4H-SiC襯底4的Si原子表面(主面4m)上重新凝固來(lái)生長(zhǎng)AlN晶體5。另外，在AlN晶體5生長(zhǎng)期間，將N2氣體連續(xù)流入反應(yīng)容器11內(nèi)的坩堝12外側(cè)上，并控制隊(duì)氣體的導(dǎo)入體積和N2氣體的排出體積使得反應(yīng)容器11內(nèi)部的沿坩堝12外側(cè)的氣體分壓為約101.3hPa1013hPa。在剛才所述的晶體生長(zhǎng)條件下使所述AlN晶體5生長(zhǎng)15小時(shí)，其后將其冷卻至室溫(25°C)并取下坩堝蓋12p，此時(shí)已經(jīng)在所述4H-SiC襯底4的Si原子表面(主面4m)上生長(zhǎng)了大約Imm厚度的AlN晶體5。以此方式，在實(shí)施例AlA8和比較例ARlAR4的4H_SiC襯底的作為主面的Si原子表面上生長(zhǎng)大約Imm厚度的AlN晶體。通過(guò)光學(xué)顯微鏡下的觀察計(jì)算了由此獲得的實(shí)施例AlA8和比較例ARlAR4的AlN晶體的晶體主表面中的貫通孔密度。結(jié)果列表于表I中。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>如實(shí)施例A1所示，再SI原子表面(主面)上生長(zhǎng)的AIN品體前表面中的貫通密度為0cm2,在所述Si原子表面中，管徑為1000um以上的微型密度為cm2，且管徑為100μm以上且小于1000μm的微型管密度為0.lcm_2。如實(shí)施例A2和A3所示，在Si原子表面(主面)上生長(zhǎng)的AlN晶體的晶體前表面中的貫通密度為OcnT2，在所述Si原子表面中，管徑為100μm以上的微型管密度為OcnT2，且管徑為10μm以上且小于100μm的微型管密度為l.OcnT2以下。而且，如實(shí)施例A4和A5所示，在Si原子表面(主面)上生長(zhǎng)的AlN晶體的晶體前表面中的貫通密度為OcnT2，在所述Si原子表面中，管徑為10μm以上的微型管密度為OcnT2，且管徑為1μm以上且小于10μm的微型管密度為1.OcnT2以下。此夕卜，如實(shí)施例A6A8所示，在Si原子表面(主面)上生長(zhǎng)的AlN晶體的晶體前表面中的貫通密度為OcnT2，在所述Si原子表面中，管徑為1μm以上的微型管密度為OcnT2，且管徑為0.Iym以上且小于1μm的微型管密度為1.OcnT2以下。由此可能穩(wěn)定生長(zhǎng)1英寸(25.4mm)直徑且約Imm厚度的AlN晶體。實(shí)施例Bi.SiC襯底的準(zhǔn)備從大量商購(gòu)獲得的1英寸(25.4mm)直徑X400μm厚的4H_SiC襯底(由科銳公司、〉々7才>社等制造)中，選擇了多個(gè)在作為主面的Si原子表面中具有密度如表II中所列出的管徑D如圖表II中所示的微型管的SiC襯底(比較例BRlBR4以及實(shí)施例BlB8的襯底)。應(yīng)當(dāng)理解，在表II中“_”表示該項(xiàng)未確定。2.AlN晶體的生長(zhǎng)除了將如剛才所述選擇的所述各種4H_SiC襯底4放置在碳化鎢坩堝蓋12p的內(nèi)面上使得作為主表面4m的C原子表面與AlN燒結(jié)物(AlN原料2)相對(duì)之外，以與實(shí)施例Al中相同的方式，在實(shí)施例BlB8和比較例BRlBR4的4H_SiC襯底的作為主面的C原子表面上生長(zhǎng)了約Imm厚度的AlN晶體。通過(guò)光學(xué)顯微鏡下的觀察計(jì)算了由此獲得的實(shí)施例BlB8和比較例BRlBR4的AlN晶體的晶體主表面中的貫通孔密度。結(jié)果列表于表II中。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>100μm以上且小于1000μm的微型管密度為0.lcm_2。如實(shí)施例B2和B3所示，在C原子表面(主面)上生長(zhǎng)的AlN晶體的晶體前表面中的貫通密度為OcnT2，在所述C原子表面中，管徑為100μm以上的微型管密度為OcnT2，且管徑為10μm以上且小于100μm的微型管密度為1.OcnT2以下。而且，如實(shí)施例B4和B5所示，在C原子表面(主面)上生長(zhǎng)的AlN晶體的晶體前表面中的貫通密度為OcnT2，在所述C原子表面中，管徑為10μm以上的微型管密度為OcnT2，且管徑為1μm以上且小于10μm的微型管密度為1.OcnT2以下。此外，如實(shí)施例B6B8所示，在C原子表面(主面)上生長(zhǎng)的AlN晶體的晶體前表面中的貫通密度為0cm_2，在所述C原子表面中，管徑為1μm以上的微型管密度為0cm_2，且管徑為0.1μm以上且小于1μm的微型管密度為1.OcnT2以下。由此可能穩(wěn)定生長(zhǎng)1英寸(25.4mm)直徑且約Imm厚度的AlN晶體。此外，通過(guò)原子力顯微鏡(AFM)觀察了實(shí)施例AlA8和實(shí)施例BlB8的AlN晶體的主表面，此時(shí)，如表II中所示，與在Si原子表面上生長(zhǎng)的實(shí)施例AlA8的AlN晶體的主表面相比，在C原子表面上生長(zhǎng)的實(shí)施例BlB8的AlN晶體的主表面更平坦。此處公開(kāi)的實(shí)施方式和實(shí)施例在各方面都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是示例性的而非限制性的。本發(fā)明的范圍不是由前面的說(shuō)明書(shū)確定而是由專利的權(quán)利要求書(shū)的范圍確定，且旨在包括與專利的權(quán)利要求書(shū)的范圍等價(jià)的含義和所述范圍內(nèi)的所有變形。工業(yè)實(shí)用性發(fā)現(xiàn)通過(guò)本發(fā)明生長(zhǎng)方法得到的AlN晶體作為裝置應(yīng)用中的襯底具有廣泛的應(yīng)用，所述裝置應(yīng)用包括光學(xué)元件如發(fā)光二極管和激光二極管；半導(dǎo)體電子裝置如整流器、雙極晶體管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管和高電子遷移率晶體管(HEMT)；半導(dǎo)體傳感器如發(fā)射器、溫度傳感器、壓力傳感器、輻射傳感器和可見(jiàn)光-紫外光檢測(cè)器；以及表面聲波(SAW)裝置、振動(dòng)器、共振器、振蕩器、微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)部件和壓電傳動(dòng)裝置。權(quán)利要求AlN晶體生長(zhǎng)方法，包括準(zhǔn)備具有主面的SiC襯底的步驟，在所述主面中，管徑為1000μm以上的微型管密度為0cm-2，且管徑為100μm以上且小于1000μm的微型管密度為0.1cm-2以下；和通過(guò)氣相淀積在所述主面上生長(zhǎng)AlN晶體的步驟。2.如權(quán)利要求1所述的AlN晶體生長(zhǎng)方法，其中在所述主面中，管徑為100μm以上的微型管密度為0cm_2，且管徑為10μm以上且小于100μm的微型管密度為1.OcnT2以下。3.如權(quán)利要求2所述的AlN晶體生長(zhǎng)方法，其中在所述主面中，管徑為10μm以上的微型管密度為OcnT2，且管徑為1μm以上且小于10μm的微型管密度為1.OcnT2以下。4.如權(quán)利要求3所述的AlN晶體生長(zhǎng)方法，其中在所述主面中，管徑為Iym以上的微型管密度為OcnT2，且管徑為0.1μm以上且小于1μm的微型管密度為1.OcnT2以下。5.如權(quán)利要求14中任一項(xiàng)所述的AlN晶體生長(zhǎng)方法，其中所述主面為C原子表面。6.通過(guò)權(quán)利要求15中任一項(xiàng)所述的生長(zhǎng)方法得到的AlN晶體，其中在所述AlN晶體的主表面中，所述AlN晶體的貫通孔密度為1.OcnT2以下。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)一種生長(zhǎng)AlN晶體的方法，所述方法能夠穩(wěn)定地生長(zhǎng)具有大孔徑和厚度的AlN晶體。本發(fā)明具體公開(kāi)一種生長(zhǎng)AlN晶體的方法，所述方法包括準(zhǔn)備具有主面(4m)的SiC襯底(4)的步驟，在所述主面(4m)中，管徑為1000μm以上的微型管(4mp)的密度為0cm-2，且管徑為100μm以上且小于1000μm的微型管(4mp)的密度為0.1cm-2以下；和通過(guò)氣相淀積在所述主面(4m)上生長(zhǎng)AlN晶體(5)的步驟。文檔編號(hào)H01L21/203GK101802274SQ200880003999公開(kāi)日2010年8月11日申請(qǐng)日期2008年11月13日優(yōu)先權(quán)日2007年12月4日發(fā)明者中幡英章,佐藤一成,宮永倫正,水原奈保,谷崎圭祐申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社