CN101335205B - Ⅲ族氮化物基板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种第三族氮化物基板的制造方法，使用通过金属线(22)而构成的金属线列(21)切断结晶块(3)，该结晶块(3)包含六方晶系第三族氮化物结晶。此时，以将结晶块(3)及金属线(22)中至少一方在与金属线(22)延长方向B直交的方向上进行传送并且一边供给研磨液一边切断结晶块(3)的方式，切断结晶块(3)。切断结晶块(3)时，将金属线(22)的延长方向B相对于结晶块(3)的{1-100}面倾斜3°以上。

Description

Ⅲ族氮化物基板的制造方法
本申请是申请号为200580001736X，申请日为2005年12月27日，发明名称为“III族氮化物基板的制造方法”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及第三族氮化物基板的制造方法。
背景技术
半导体基板的制造工序中，包含有将结晶块切断(切片)为板状的工序。作为将结晶块切断为板状的方法之一，存在有使用移动金属线列(多线锯)切断结晶块的方法。例如，在专利文献1中，公开有使用多线锯切断硅结晶块的方法。另外，在专利文献2中，公开有下述方法：使用多线锯，切断包含GaAs、InP、GaSb等第三至第四族化合物半导体的结晶块。另外，在专利文献3中，公开有下述方法：使用多线锯，切断包含GaN等第三族氮化物的结晶块。
专利文献1：日本专利特开2001-1335号公报
专利文献2：日本专利第2842307号公报
专利文献3：日本专利特表2003-527296号公报
然而，GaN等第三族氮化物因溶液成长较为困难，故而难以制造如Si或GaAs的长条结晶块，现在所能实现的结晶块厚度至多为数mm以下。因此，用在板状切断的技术尚未确立。
GaN等第三族氮化物，其相比于Si或GaAs等其它半导体材料较硬(例如，GaN单晶的维氏硬度约为1300kg/mm2)。此外，第三族氮化物结晶，其通常结晶缺陷密度多为105个/cm2以上(GaAs的结晶缺陷密度为103个/cm2以下)，在结晶成长时也易产生混入有凹坑或夹杂物等微小缺陷。因此，切断包含第三族氮化物结晶的结晶块后形成基板时，该基板上易产生裂缝(裂纹、缺陷)。
本发明鉴于上述问题而形成，其目的在于提供一种第三族氮化物基板的制造方法，通过移动金属线列，可降低切断结晶块时产生裂缝的产生率。
发明内容
为解决上述课题，本发明的第三族氮化物基板的制造方法，使用金属线列，切断包含六方晶系第三族氮化物结晶的结晶块，且具备下述工序，切断结晶块时，将金属线列所包含的各金属线的延长方向相对于结晶块的{1-100}面倾斜3°以上；上述工序是将结晶块及金属线列中至少一方在与金属线列所包含的各金属线延长方向交叉的方向上进行传送并且一边供给研磨液一边切断结晶块，以此方式切断结晶块。
本发明者为解决上述课题，对针对在第三族氮化物结晶的各种切断条件进行尝试，其结果发现第三族氮化物结晶中作为最易劈开的劈开面，即{1-100}面与金属线延长方向的所成角，对裂缝产生率存在有较大影响。而且，本发明者发现：通过使金属线列所包含的各金属线延长方向相对结晶块的{1-100}面倾斜3°以上，可显著降低裂缝的产生率。
另外，第三族氮化物基板的制造方法，在切断结晶块的工序前，还具备在结晶块上形成沿着结晶块(11-20)面的定向平面的工序，在实施切断结晶块的工序时，优选为将延长方向相对于结晶块(11-20)面的倾斜角设为27°以下。第三族氮化物结晶的(11-20)面，因与劈开性较高的(1-100)面垂直，故而作为定向平面(以下称为OF面)较佳。另外，(11-20)面相对于(1-100)面的等价面倾斜30°。因此，通过将金属线的延长方向相对于该(11-20)面的倾斜角设为27°以下，金属线的延长方向相对于{1-100}面可倾斜3°以上，故而可显著降低裂缝的产生率。
此外，根据上述方法，可获得以下效果。第三族氮化物结晶，其相比于其它半导体结晶较硬，另外，因氮面与其相对侧的第三族原子面上硬度或耐药性等物性不同，相比于其它半导体结晶，切断时的传送速度被抑制得较低，切断较费时。根据上述方法，使用OF面可缩短切断距离(结晶块传送方向的外径)，故而可缩短切断所需的时间。另外，若以将OF面置在切断开始侧的方式配置结晶块，则因结晶块中开始切断的部分并非圆周面而是平面，故而可使结晶块与金属线列的位置易在对准。
另外，第三族氮化物基板的制造方法，其在切断结晶块时，也可将一个或者复数个其它结晶块排列在与结晶块传送方向交叉的方向上，将该其它结晶块与结晶块一并进行一次性切断。如上所述，第三族氮化物结晶，相比于其它半导体结晶，切断时的传送速度被抑制得较慢，切断较为费时。另一方面，使用多线锯切断结晶块的情况，为切断较硬的第三族氮化物结晶，必须使用含有金刚石等较硬研磨粒的通常价格较高的研磨液(浆料)。此外，使用含有金刚石等较硬研磨粒的研磨液，将会造成用以移动金属线列的导辊磨损加快，增加导辊的更换频率。以上述方法的方式，若一次性切断复数个结晶块，则在一次切断工序中可形成较多块数的基板，故而可将研磨液或导辊等的消耗抑制为较少。
另外，第三族氮化物基板的制造方法，其研磨液中所包含的研磨粒，也可含有金刚石、碳化硅、碳化硼、氧化铝、氮化硅、氮化铝以及氮化镓中至少一种材料。这些材料比第三族氮化物结晶硬，故而可较好地切断第三族氮化物结晶。
另外，第三族氮化物基板的制造方法，也可将研磨液中所占研磨粒的浓度设为每升40g以上但在300g以下。通过将研磨粒的浓度设为每升40g以上，可显著降低裂缝的产生率以及基板翘曲。另外，若研磨粒的浓度超过每升300g，则存在有下述可能性：因用以移动金属线列的设备中附着有过量研磨粒，将会进入轴承等可动零件中而造成多线锯产生故障。因此，研磨粒的浓度优选为每升300g以下。
另外，第三族氮化物基板的制造方法，其也可将研磨液中所包含的研磨粒的平均粒径设为1μm以上但在15μm以下。通过将研磨粒的平均粒径设为1μm以上，可显著减少基板翘曲。另外，通过将研磨粒的平均粒径设为15μm以下，可将加工变质层深度控制为特别小。
另外，第三族氮化物基板的制造方法，其也可将切断结晶块时的传送速度设为每小时0.4mm以上但在2.4mm以下。通过将传送速度设为每小时2.4mm以下，可显著减少基板翘曲。另外，若传送速度过小则将会影响第三族氮化物基板的生产效率，故而优选为将传送速度设为每小时0.4mm以上。
另外，第三族氮化物基板的制造方法，其在金属线列中，也可使用直径为0.12mm以上且0.2mm以下的金属线。第三族氮化物结晶现在仅使用通过气相成长而形成的方法加以实现，故而相比于其它半导体材料而难以形成较长结晶块。因此，优选为尽可能减少切断时的切损(切割损耗)。例如，使用通常的内周刃切断结晶块时的切损最小约为300μm。因此，以小于该切损的方式，将金属线的直径设为0.2mm以下，藉此与使用内周刃的情形相比，可增加每个结晶块的基板块数。另外，通过将金属线的直径设为0.12mm以上，可显著减少基板翘曲。
根据本发明的第三族氮化物基板的制造方法，可降低使用金属线列切断结晶块时裂缝的产生率。
附图说明
图1是表示本实施方式的第三族氮化物基板的制造方法中所使用的多线锯的构成的立体图。
图2是表示本实施方式的第三族氮化物基板的制造方法的流程图。
图3是表示将复数个结晶块安装在工作台上的状态的主要部分放大立体图。
图4是固定在工作台上的结晶块的中心轴方向上垂直剖面的剖面图。
图5是表示将金属线延长方向相对于结晶块(1-100)面的倾斜角自0°变化至90°为止时，因产生裂缝而造成的基板不良率的图表。
图6是表示将切断结晶块时的研磨粒浓度自每升50ct(10g)变化至2000ct(400g)为止时基板翘曲以及裂缝产生状况的图表。
图7是表示将切断结晶块时的研磨粒的平均粒径自0.5μm变化至30μm为止时基板翘曲以及加工变质层深度的图表。
图8是表示将切断结晶块时的结晶块的传送速度自每小时0.4mm变化至每小时3mm为止时基板翘曲的图表。
图9是表示将结晶块切断中所使用的金属线直径自0.08mm变化至0.24mm为止时基板翘曲、切损以及对应在金属线直径的金属线负载张力的图表。
图中：1-多线锯；3-结晶块；3a-第一定向平面；3b-第二定向平面；11-工作台；12a～12c-导辊；13-浆料喷嘴；21-金属线列；22-金属线；31-支撑材。
具体实施方式
以下，参照附加图式，详细说明本发明的第三族氮化物基板的制造方法的实施方式。还有，对在图式说明中相同要素附加相同符号，并且省略重复说明。
(实施方式)
图1是表示本实施方式的第三族氮化物基板的制造方法中所使用的多线锯1的构成的立体图。参照图1，多线锯1具备工作台11、导辊12a～12c、浆料喷嘴13以及金属线列21。还有，多线锯1所具备的该等构成要素，其是通过并未图示的框体而分别加以支撑。
工作台11是用以支撑作为加工对象物(工件)的一个或者复数个(本实施方式中为复数个)结晶块3的构成要素。工作台11例如可为不锈钢制。工作台11相对于其它构成要素(导辊12a～12c、浆料喷嘴13以及金属线列21)而配置在下方。在工作台11上固定有复数个分别固着在复数个结晶块3上的碳制支撑材31，复数个结晶块3分别经由支撑材31而固定在工作台11的上方。工作台11是装载在并未图示的移动台上，通过将该移动台在垂直上方进行移动，可将结晶块3传送至垂直上方(图中的箭头A)。
导辊12a～12c是大致圆柱状的旋转体，以旋转轴方向分别与垂直方向(箭头A)直交且相互平行的方式加以配置。导辊12a以及12b是以在经由工作台11的垂直线的左右相互分离的方式加以配置。导辊12c配置在导辊12a以及12b的上方且配置在经由工作台11的垂直线上。
导辊12a～12c的外周面，其例如使用树脂而形成。在导辊12a～12c的外周面上，以相等间隔形成有复数条槽。而且，通过在导辊12a～12c的复数条槽中将一条金属线22缠绕成螺旋状，可构成金属线列21。金属线22通过导辊12a～12c交替重复正旋转及逆旋转而在两个方向上往复移动。导辊12a～12c所缠绕的金属线22中，移动导辊12a以及12b的下端侧的部分移动至与结晶块3交叉的位置，该结晶块3是通过移动工作台11而传送至上方。
浆料喷嘴13是用以将精研油中混入有游离研磨粒而成的研磨液(浆料)喷射至金属线22以及结晶块3上的研磨液供给机构。
继而，对在本实施方式的第三族氮化物基板的制造方法进行说明。还有，以下所说明的方法可使用上述多线锯1较好地加以实施。图2是表示本实施方式的第三族氮化物基板的制造方法的流程图。
首先，在作为加工对象物(工件)的复数个结晶块3的外周面上，形成表示结晶块3的劈开方向的第一定向平面(OF)面3a以及小于该第一OF面3a的第二OF面3b(参照定向平面形成工序S1、图2)。而且，将复数个结晶块3安装在工作台11上。图3是表示将复数个结晶块3安装在工作台11上的状态的主要部分放大立体图。该工序中，如图3所示，将复数个结晶块3配置为以相互的面相对的方式(或者以邻接的方式)沿其中心轴方向排列，且以该中心轴方向与垂直方向(传送方向A)以及金属线22的延长方向B垂直的方式而安装在工作台11上。另外，此时以OF面3a朝向传送方向A的方式(以OF面3a与传送方向A大致直交的方式)安装有复数个结晶块3。
结晶块3是含有所谓GaN、AlN、InN的六方晶系第三族氮化物的结晶块。本实施方式的结晶块3，其是以{0001}面(C面)为主面(平坦面)而形成为圆盘状。若要表示结晶块3尺寸的一个示例，则可列举例如外径约为50mm，厚度约为5mm。
此处，图4是固定在工作台11上的结晶块3的中心轴方向上垂直剖面的剖面图。还有，图4中，表示有结晶块3的结晶轴方向(<0001>、<1-100>以及<11-20>)。
如上所述，在本实施方式的结晶块3的外周面上，形成有上述第一OF面3a以及第二OF面3b。如图4所示，第一OF面3a以与结晶块3的<11-20>方向直交的方式(即，沿着结晶块3的(11-20)面)而形成。另外，第二OF面3b以与结晶块3的<1-100>方向直交的方式(即，沿着结晶块3的(1-100)面)而形成。
另外，将结晶块3固定在工作台11上时，以金属线22的延长方向B相对于结晶块3的{1-100}面(M面)倾斜3°以上的方式固定结晶块3。在六方晶系第三族氮化物结晶即结晶块3中，(1-100)面及其等价面即(10-10)面以及(01-10)面相互以60°间隔进行交叉，成为劈开性较高的劈开面。本实施方式中，使金属线22的延长方向B距离该等面倾斜3°以上。另外，更优选为将金属线22的延长方向B相对于第一OF面3a((11-20)面)的倾斜角设为27°以下。本实施方式中，如图4所示，以金属线22的延长方向B与第一OF面3a平行的方式(即，以延长方向B与(11-20)面所成角为0°的方式)将结晶块3固定在工作台11上。藉此，结晶块3的传送方向A与第一OF面3a成为直交，自第一OF面3a开始进行切断。
继而，开始切断结晶块3。使导辊12a～12c在正方向以及逆方向上交替旋转，开始金属线22的往复移动。而且，使安装有结晶块3的工作台11往上方移动，而将结晶块3传送至金属线22(金属线列21)处。此时，开始自浆料喷嘴13喷射研磨液。
若结晶块3接触至金属线22，则可通过结晶块3与金属线22间所浸入的研磨液的作用，开始切断结晶块3。而且，一边供给研磨液一边使结晶块3以大致固定速度传送至传送方向A。如此，可将结晶块3切断为一定厚度的板状，该厚度是对应在金属线列21的金属线间隔(参照结晶块切断工序S2、图2)。
切断作为第三族氮化物结晶的结晶块3时，研磨液中所占研磨粒的浓度优选为每升200ct(40g)以上但在1500ct(300g)以下。另外，研磨液所包含的研磨粒的平均粒径优选为1μm以上但在15μm以下。另外，结晶块3的传送速度，其优选为设为每小时0.4mm以上但在2.4mm以下。另外，金属线列21中所使用的金属线22的直径优选为0.12mm以上但在0.2mm以下。
另外，作为研磨液中所混入的研磨粒，优选为使用含有金刚石、碳化硅、碳化硼、氧化铝、氮化硅、氮化铝以及氮化镓中至少一种得材料。
以如此方式切断结晶块3后，通过对自结晶块3所切出的板状第三族氮化物结晶的切断面(主面以及里面)进行研磨，可去除在切断面上产生的加工变质层并且可减少翘曲。根据以上工序，完成第三族氮化物基板。
以下就本实施方式的第三族氮化物基板的制造方法所具有的效果进行说明。在上述第三族氮化物基板的制造方法中，切断结晶块3时，将金属线22的延长方向B相对于第三族氮化物结晶中最易劈开的劈开面，即相对于{1-100}面倾斜3°以上。
此处，图5是表示发明者所实施的第一实验的结果的图表。图5表示将金属线22的延长方向B相对于结晶块3的(1-100)面的倾斜角自0°变化至90°时，因产生裂缝而造成的基板不良率。还有，本实验所使用的结晶块3及其切断条件如下所示。
结晶块：GaN单晶
结晶块主面：(0001)面
结晶块外形：直径50.8mm、厚度5mm
研磨粒材料：单晶金刚石
研磨粒的平均粒径：6μm
研磨液中所占研磨粒的浓度：每升1500ct(300g)
润滑材料(精研油)：矿物油
传送速度：每小时1.6mm
金属线移动速度：每分钟600m
金属线直径：0.18mm
金属线负载张力：25N
如图5所示，若将延长方向B相对于(1-100)面的倾斜角设为0°(即，延长方向B与(1-100)面平行)，则因产生裂缝而造成的基板不良率为30％的高比率。相对与此，若将延长方向B相对于(1-100)面的倾斜角设为3°，则因产生裂缝而造成的基板不良率减半为15％。
另外，若将延长方向B相对于(1-100)面的倾斜角设为60°(即，(1-100)面的等价面即(10-10)面或者(01-10)面与延长方向B平行)，则因产生裂缝而造成的基板不良率为20％的高比率。相对与此，若将延长方向B相对于(1-100)面的倾斜角设为57°或者63°(即，将延长方向B相对于(10-10)面或者(01-10)面的倾斜角设为3°)，则可使因产生裂缝而造成的基板不良率大幅度降低至12％或者15％。
而且，若使延长方向B相对于{1-100}面的倾斜角大于3°，则在任一倾斜角的情形时，因产生裂缝而造成的基板不良率为11％以下的低比率。如此，通过将金属线22的延长方向B相对于结晶块3的{1-100}面倾斜3°以上，可显著降低第三族氮化物基板的裂缝产生率。还有，本发明者认为：若使延长方向B相对于{1-100}面的倾斜角小于3°，则因切断过程中金属线22的弯曲等而造成延长方向B平行在(1-100)面的瞬间，导致裂缝产生率上升。
另外，如本实施方式所示，切断结晶块3之前，在结晶块3的外周面上形成沿着结晶块3的(11-20)面的第一OF面3a，切断结晶块3时，优选为将金属线22的延长方向B相对于结晶块3的(11-20)面的倾斜角设为27°以下。第三族氮化物结晶的(11-20)面因与劈开性较高的(1-100)面直交，故而作为第一OF面3a较佳。另外，(11-20)面相对于(1-100)面的等价面，即相对于(10-10)面以及(01-10)面倾斜30°。因此，通过将金属线22的延长方向B相对于(11-20)面的倾斜角设为27°以下且将金属线22的延长方向B相对于{1-100}面倾斜3°以上，可显著降低裂缝的产生率。
另外，通过将金属线22的延长方向B相对于结晶块3的(11-20)面的倾斜角设为27°以下，还可获得以下的效果。第三族氮化物结晶相比于Si或GaAs等其它半导体结晶较硬，另外，因氮面与其相对侧的第三族原子面(GaN的情形时为Ga面)上硬度或耐药性等的物性不同，故而相比于其它半导体结晶，切断时的传送速度被抑制为较低，切断较为费时。若将延长方向B相对于(11-20)面，即相对于第一OF面3a的倾斜角设为27°以下，则通过第一OF面3a而使切断距离(传送方向A上结晶块3的外径)变短，故而可缩短切断所需时间。另外，若如本实施方式所示而以将第一OF面3a置在切断开始侧的方式配置结晶块3，则因结晶块3中开始切断的部分并非圆周面而是平面，故而可使结晶块3与金属线列21的位置易于对准。
还有，本实施方式中沿着(11-20)面而形成有第一OF面3a，也可沿着(11-20)面而形成小于第一OF面3a的第二OF面3b。藉此，可获得与上述效果相同的效果。
另外，本实施方式中结晶块3的主面为(0001)面，即从(0001)面切断附加有最大5°参考角度的结晶块，也可获得与上述相同的效果。
另外，如本实施方式所示，切断结晶块3时，优选为将复数个结晶块3排列在与传送方向A交叉的方向上，一次性切断该复数个结晶块3。第三族氮化物结晶相比于Si或GaAs等其它半导体结晶，切断时的传送速度被抑制为较慢，切断较为费时。另一方面，使用多线锯切断结晶块3的情况，为切断较硬的第三族氮化物结晶，必须使用含有金刚石等较硬研磨粒的通常价格较高的研磨液(浆料)。此外，因使用含有金刚石等较硬研磨粒的研磨液，而造成用以移动金属线22的导辊12a～12c磨损加快，增加导辊12a～12c的更换频率。若以本实施方式的方式一次性切断复数个结晶块3，则在一次切断工序中所形成的基板块数增加，可将切断结晶块3所需的研磨液或导辊12a～12c等的消耗控制为较少。
还有，本实施方式中，将复数个结晶块3在其中心轴方向上排为一行，也可将复数个结晶块3沿着与中心轴方向以及传送方向A直交的方向(即，金属线22的延长方向B)排为一行。以如此的方式排列复数个结晶块3，藉此也可一次性切断复数个结晶块3，可将研磨液或导辊12a～12c等的消耗控制为较少。
另外，本实施方式中，将结晶块3各自独立排列后进行切断，也可粘合各个结晶块3，作为得以长条化的结晶块加以切断。
另外，如本实施方式所示，作为研磨液中所混入的研磨粒，优选为使用含有金刚石、碳化硅、碳化硼、氧化铝、氮化硅、氮化铝以及氮化镓中至少一种的材料。作为用以切断GaN等第三族氮化物结晶的研磨粒，与第三族氮化物结晶具有同等或以上的硬度均可。作为如此的研磨粒材料，存在有金刚石、碳化硅、碳化硼以及氧化铝。另外，除这些以外，也可将氮化硅、氮化铝以及氮化镓等氮化物作为研磨粒材料。该等材料中任一均比第三族氮化物结晶硬，均为可较好地切断结晶块3的材料。还有，根据本发明者的实验，上述研磨粒材料中，金刚石最硬而具有良好切断性，故而可以更快的传送速度进行切断且基板翘曲等加工精度也优于其它研磨粒材料。
另外，如上所述，研磨液中所占研磨粒的浓度优选为每升40g以上但在300g以下。此处，图6是表示发明者所实施的第二实验的结果的图表。图6表示将切断结晶块3时的研磨粒浓度自每升50ct(10g)变化至2000ct(400g)时基板翘曲以及裂缝产生状况。还有，本实验中使用与第一实验相同的结晶块3，将金属线22的延长方向B相对于(1-100)面的相对角度设为90°，除研磨粒浓度以外的切断条件，其余条件均与第一实验相同。
如图6所示，研磨粒浓度为每升50ct(10g)时，基板翘曲为80μm，是相对较大的数值，且在一部分基板上产生裂缝。另外，在基板的一部分中也产生有锯痕。相对与此，若将研磨粒浓度增加至每升200ct(40g)以上，则基板翘曲显著降低至50μm以下，且完全不会产生裂缝或锯痕。还有，若基板翘曲超过50μm，则对切断后的基板进行研磨时必须研磨的厚度过大之外，在其后的工序中装载于台上时等也易于产生裂缝。可知：本实验中，通过将研磨粒的浓度设为每升200ct(40g)以上，可显著且充分降低裂缝及锯痕的产生率以及基板翘曲。
另外，如图6所示，可知：若将研磨粒的浓度设为每升2000ct(400g)，则用以移动金属线22的设备即所谓导辊12a～12c中将会附着有过多研磨粒，因轴承等可动零件中进入研磨粒而造成可动零件破损，引起多线锯1的故障。相对与此，若将研磨粒的浓度设为每升1500ct(300g)以下，则不会产生该等异常情形。因此，研磨液中所占研磨粒的浓度优选为每升1500ct(300g)以下。
另外，如上所述，研磨液中所包含的研磨粒的平均粒径优选为1μm以上但在15μm以下。此处，图7是表示发明者所实施的第三实验的结果的图表。图7表示将切断结晶块3时的研磨粒的平均粒径自0.5μm变化至30μm时基板翘曲以及加工变质层深度。还有，本实验中使用与第一实验相同的结晶块3，将金属线22的延长方向B相对于(1-100)面的相对角度设为90°，除研磨粒平均粒径以外的切断条件，其余条件均与第一实验相同。
如图7所示，研磨粒的平均粒径为0.5μm时，基板翘曲为60μm，是相对较大的数值。相对与此，若将研磨粒的平均粒径设为1μm以上，则基板翘曲显著降低至50μm以下。以如此方式可知：若将研磨粒的平均粒径设为1μm以上，则可显著且充分降低基板翘曲。
另外，如图7所示，若将研磨粒的平均粒径设为20μm以上，则加工变质层深度为12μm以上，其是相对较大的数值，且可发现微裂缝。根据本发明者的发现，若加工变质层深度超过10μm，则除对切断后的基板进行研磨时必须研磨的厚度过大之外，也易于基板的结晶内部产生微裂缝。相对与此，若将研磨粒的平均粒径设为15μm以下，则加工变质层深度显著且充分降低至6μm以下，也并未发现有微裂缝。因此，研磨粒的平均粒径优选为15μm以下
另外，如上所述，切断结晶块3时，结晶块3的传送速度优选为每小时0.4mm以上但在2.4mm以下。此处，图8是表示发明者所实施的第四实验的结果的图表。图8表示将切断结晶块3时结晶块3的传送速度自每小时0.4mm变化至3mm时的基板翘曲。还有，本实验中使用与第一实验相同的结晶块3，将金属线22的延长方向B相对于(1-100)面的相对角度设为90°，除传送速度以外的切断条件，其余条件均与第一实验相同。
如图8所示，结晶块3的传送速度为3mm时，基板翘曲为75μm，其是相对较大的数值。相对与此，若将结晶块3的传送速度设为2.4mm以下，则基板翘曲显著降低至50μm以下。以如此方式可知：若将结晶块3的传送速度设为2.4mm以下，则可显著且充分降低基板翘曲。另外，若结晶块3的传送速度过慢，则将会影响基板的生产效率。根据本实验，若将结晶块3的传送速度设为每小时0.4mm以上但在2.4mm以下，则可确认基板翘曲减少。
还有，本发明者认为：切断结晶块3时，在GaN基板上产生的翘曲是因GaN与GaAs、Si或者蓝宝石等不同且主面及里面上极性相异，故而导致两面的间产生硬度差。另外，本实施方式中，固定结晶块3的传送速度，尤其在圆柱状结晶块的情况，也可以固定切断负荷的方式而使结晶块3的传送速度产生变化。
另外，如上所述，金属线列21中所使用的金属线22的直径优选为0.12mm以上且0.2mm以下。此处，图9是表示发明者所实施的第五实验的结果的图表。图9表示将切断结晶块3时所使用的金属线22的直径自0.08mm变化至0.24mm时的基板翘曲、切损(切割损耗)以及金属线直径所对应的金属线负载张力。还有，本实验中使用与第一实验相同的结晶块3，将金属线22的延长方向B相对于(1-100)面的相对角度设为90°，除金属线直径以外的切断条件，其余条件均与第一实验相同。
如图9所示，金属线22的直径为0.08mm时，基板翘曲为75μm，是相对较大的数值。相对与此，若将金属线22的直径设为0.12mm以上，则基板翘曲显著降低至45μm以下。以如此方式可知：若将金属线22的直径设为0.12mm以上，则可显著且充分降低基板翘曲。
另外，如图9所示，若将金属线22的直径设为0.24mm，则切损为320μm，是相对较大的数值。第三族氮化物结晶，现在仅使用通过气相成长而形成的方法加以实现，故而相比于其它半导体材料难以形成较长结晶块。因此，优选为尽可能减少切断时的切损，且使自一个结晶块中所取出的基板块数尽可能多。本实验中，金属线22的直径为0.20mm以下时，切损为280μm以下。因使用通常的内周刃切断结晶块时的切损最小约为300μm，故而通过将金属线22的直径设为0.20mm以下，相比于使用内周刃的情形，可使每个结晶块所产出的基板块数增加。
本发明的第三族氮化物基板的制造方法，并非仅限于上述实施方式，也可为其它各种变形。例如，上述实施方式中例示有圆柱状块作为结晶块，但结晶块也可为方形柱状等其它形状。另外，上述实施方式中例示有将结晶块相对于金属线自下方开始传送的所谓上切法，但将结晶块相对于金属线自上方开始传送的所谓下切法也可适用在本发明。另外，上述实施方式中例示有移动结晶块的方法，但也可使用将金属线移向结晶块的方法。
另外，上述实施方式中例示有固定结晶块相对于金属线的姿势角的情形，但也可将结晶块或者导辊在切断面内的方向上一边摇动一边切断。该情形时，将结晶块的{11-20}面相对于金属线延长方向的角度维持为3°以上的角度范围内，也可摇动结晶块。

Claims (6)

1.一种氮化镓基板，其通过切断由六方晶系的氮化镓结晶构成的结晶块制造而成，其中，具有如下的切断所述结晶块的工序：一边以所述结晶块和金属线列相接触的方式传送所述结晶块以及所述金属线列中的至少一方，一边供给研磨液，同时切断所述结晶块，在切断所述结晶块时，使所述金属线列所含的金属线的延长方向相对于所述结晶块的{1-100}面倾斜3°以上，
基板的翘曲为50μm以下。
2.根据权利要求1所述的氮化镓基板，其中，
加工变质层深度为6μm以下。
3.一种第三族氮化物基板，是通过使用金属线列切断由六方晶系的第三族氮化物结晶构成的结晶块来制造第三族氮化物基板的方法制造而成，其中，制造所述第三族氮化物基板的方法具有如下的切断所述结晶块的工序：一边以所述结晶块和所述金属线列相接触的方式传送所述结晶块以及所述金属线列中的至少一方，一边供给研磨液，同时切断所述结晶块，
在切断所述结晶块时，使所述金属线列所含的金属线的延长方向相对于所述结晶块的{1-100}面倾斜3°以上。
4.一种第三族氮化物基板的制造方法，其通过使用金属线列切断由六方晶系的第三族氮化物结晶构成的结晶块来制造第三族氮化物基板，
其中，具有如下的切断所述结晶块的工序：一边以所述结晶块和所述金属线列相接触的方式传送所述结晶块以及所述金属线列中的至少一方，一边供给研磨液，同时切断所述结晶块，
在切断所述结晶块时，使所述金属线列所含的金属线的延长方向相对于所述结晶块的{1-100}面倾斜3°以上，通过将结晶块相对于所述金属线列自下方开始传送的上切法、或将结晶块相对于所述金属线列自上方开始传送的下切法来进行切断。
5.一种第三族氮化物基板的制造方法，其通过使用金属线列切断由六方晶系的第三族氮化物结晶构成的结晶块来制造第三族氮化物基板，
其中，具有如下的切断所述结晶块的工序：一边以所述结晶块和所述金属线列相接触的方式传送所述结晶块以及所述金属线列中的至少一方，一边供给研磨液，同时切断所述结晶块，
在切断所述结晶块时，以能够将所述金属线列所含的金属线的延长方向相对于所述结晶块的{11-20}面维持3°以上的角度范围来摇动结晶块或导辊。
6.一种第三族氮化物基板的制造方法，其通过使用金属线列切断由六方晶系的第三族氮化物结晶构成的结晶块来制造第三族氮化物基板，
其中，具有如下的切断所述结晶块的工序：一边以所述结晶块和所述金属线列相接触的方式传送所述结晶块以及所述金属线列中的至少一方，一边供给研磨液，同时切断所述结晶块，
在切断所述结晶块时，使所述金属线列所含的金属线的延长方向相对于所述结晶块的{1-100}面倾斜3°以上，并将所述金属线的负载张力设定为12N以上30N以下来进行切断。
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