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公開番号2025122719
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-22
出願番号2024018314
出願日2024-02-09
発明の名称結晶成長用基板の作製方法
出願人学校法人名城大学
代理人弁理士法人グランダム特許事務所
主分類C30B 29/38 20060101AFI20250815BHJP(結晶成長)
要約【課題】安定して高品質な半導体結晶を結晶成長させることができる結晶成長用基板の作製方法を提供する。
【解決手段】結晶成長用基板Sの作製方法は、サファイア基板10の表面にグラフェン層11を積層するグラフェン層積層工程を備え、グラフェン層積層工程は、サファイア基板10の表面が露出する複数の貫通孔11Aがグラフェン層11に形成された状態で実行を終了する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板の表面にグラフェン層を積層するグラフェン層積層工程を備え、
前記グラフェン層積層工程は、前記基板の表面が露出する複数の貫通孔が前記グラフェン層に形成された状態で実行を終了する、結晶成長用基板の作製方法。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
基板の表面にグラフェン層を積層するグラフェン層積層工程と、
前記グラフェン層積層工程を実行後、前記基板の表面が露出するように前記グラフェン層に複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
を備える、結晶成長用基板の作製方法。
【請求項３】
基板の表面にグラフェン層を積層するグラフェン層積層工程を備え、
前記グラフェン層積層工程は、前記グラフェン層に七員環以上の大きさを持つ欠陥を複数形成する、結晶成長用基板の作製方法。
【請求項４】
前記グラフェン層積層工程では、前記基板と前記グラフェン層との間に水素原子を保持し、
前記グラフェン層積層工程実行後に前記基板を加熱すると、前記水素原子は、前記貫通孔を介して脱離する、請求項１又は請求項２に記載の結晶成長用基板の作製方法。
【請求項５】
前記グラフェン層積層工程では、前記基板と前記グラフェン層との間に水素原子を保持し、
前記グラフェン層積層工程実行後に前記基板を加熱すると、前記水素原子は、前記欠陥を介して脱離する、請求項３に記載の結晶成長用基板の作製方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は結晶成長用基板の作製方法に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＧａＮ層に積層したグラフェン層に、溝状の開口部を形成したマスク層を積層し、ＣＶＤ法を用いて転位を抑えたＧａＮ結晶を結晶成長させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－１７５６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の手法を用いると、開口部の上部に相当する領域の転位が多い等、得られたＧａＮ結晶の品質にばらつきが生じがちであり、安定して高品質なＧａＮ結晶を結晶成長させる技術が望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、安定して高品質な半導体結晶を結晶成長させることができる結晶成長用基板の作製方法を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１発明の結晶成長用基板の作製方法は、
基板の表面にグラフェン層を積層するグラフェン層積層工程を備え、
前記グラフェン層積層工程は、前記基板の表面が露出する複数の貫通孔が前記グラフェン層に形成された状態で実行を終了する。
【０００７】
第２発明の結晶成長用基板の作製方法は、
基板の表面にグラフェン層を積層するグラフェン層積層工程と、
前記グラフェン層積層工程を実行後、前記基板の表面が露出するように前記グラフェン層に複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
を備える。
【０００８】
第３発明の結晶成長用基板の作製方法は、
基板の表面にグラフェン層を積層するグラフェン層積層工程を備え、
前記グラフェン層積層工程は、前記グラフェン層に七員環以上の大きさを持つ欠陥を複数形成する。
【０００９】
第１発明、第２発明、及び第３発明の結晶成長用基板の作製方法によれば、安定して高品質な半導体結晶を製造することができる基板を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施例１の結晶成長用基板の作製方法を示す概略図である。
（Ａ）は作製した結晶成長用基板の表面側から見た原子間力顕微鏡像であり、（Ｂ）は、サファイア基板に積層されたグラフェン層をラマン散乱分光法によって観察した結果を示すグラフである。
結晶成長用基板に保持された水素原子が脱離する仕組みを説明する概略図である。
グラフェン－サファイア界面の水素終端状況のＸＰＳ測定結果である。
作製した結晶成長用基板を用いてＧａＮ層を結晶成長させる工程を示す概略図である。
結晶成長工程の実行時間を変化させてＧａＮ層を結晶成長させた各結晶成長用基板を表面側から見たＳＥＭ画像である。
グラフェン層の表面の全体を覆うように結晶成長したＧａＮ層にエッチピットエッチング（リン酸、１８０℃３分）を施した表面のＳＥＭ画像である。
他の実施例の結晶成長用基板のグラフェン層の模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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