CN102763192B - 结晶性膜、器件、以及结晶性膜或器件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供在从外延生长用衬底分离后消除了晶轴角度的偏差的结晶性膜、通过设有该结晶性膜而改善了特性的各种器件、以及结晶性膜和器件的制造方法；在作为外延生长用衬底的单晶衬底的面上通过外延生长形成厚度为300μm以上10mm以下的结晶性膜，接着，将结晶性膜从单晶衬底分离，对于分离后产生翘曲的结晶性膜的厚度方向的相对位置，在将翘曲成凹状侧的面假设为0％、翘曲成凸状侧的面假设为100％时，将脉冲激光汇聚在厚度方向的3％以上且小于50％的范围内的结晶性膜内部并进行扫描，从而利用基于脉冲激光的多光子吸收来形成改性区域图形，由此减少或消除结晶性膜的翘曲量，从而减少或消除晶轴角度的偏差。

Description

结晶性膜、器件、以及结晶性膜或器件的制造方法
技术领域
本发明涉及的是使用外延生长用衬底制造的结晶性膜、器件、以及结晶性膜或器件的制造方法。
背景技术
以氮化镓(GaN)为代表的氮化物半导体，由于带隙宽且能够发出蓝色系的光，因此被广泛使用于发光二极管(LED)或半导体激光器(LD)等中。例如，将含有GaN的蓝色系LED和黄色发光体组合后的白色LED，作为便携式电话等的液晶显示器(LCD)的背光灯得到普及。另外，上述白色LED由于具有低功耗和长寿命等优点，因此，作为替代荧光灯或白炽灯的环境性出色的光源而备受期待，正在积极地进行研究和开发。
上述氮化物半导体的结晶性膜，是在以蓝宝石单晶衬底为代表的外延生长用衬底(以下，称为“生长用衬底”)的面上通过外延生长而成膜形成。但是，由于上述生长用衬底和上述结晶性膜的晶格常数或热膨胀系数不同，因此，使上述结晶性膜生长至能够自支撑的厚度(例如300μm以上)是非常困难的。
因此，设计出了在生长用衬底面上通过氢化物气相外延法(HVPE法)气相生长上述结晶性膜的方法。与其他的作为晶体生长法的金属有机物气相外延法(MOVPE法)或分子束外延法(MBE法)相比，HVPE法的生长速度快，因此能够形成厚的结晶性膜。
但是，存在如下那样的课题，即，即使能够使上述结晶性膜生长至能够自支撑的厚度，但在将生长用衬底从结晶性膜上分离的过程中，由生长用衬底与氮化物半导体的结晶性膜的热膨胀系数差和晶格常数差而引起的内部变形被释放，从而如图5所示那样在结晶性膜100中也产生翘曲。如图6所示，即使将翘曲状态的结晶性膜100通过压力接合(pressbonding)贴到磨床101上进行研磨，若翘曲量过大则也必须增大压力接合时的按压力F，其结果是，存在利用大的按压力F进行按压而导致结晶性膜损坏的危险。
因此，如图7(a)所示，在翘曲状态下直接将结晶性膜100贴到磨床101上并以该状态对结晶性膜100的表面进行研磨，进而如图7(b)所示那样对作为结晶性膜100的另一面的凹面也进行研磨。对两面实施了研磨加工的结晶性膜100’表示于图7(c)中。
图7(c)所示的结晶性膜100’在外观上成形为两面被研磨加工成平行的平行平板型，但是，该研磨加工是对本来呈翘曲状态的结晶性膜100进行研磨。如图5所示，翘曲状态的结晶性膜100内部的晶轴102，随着从结晶性膜100的中心部朝向端部而晶轴102的角度偏差逐渐变大。因此，由于是在保持该晶轴102的角度偏差的状态下将结晶性膜100进行双面研磨，因此，如图8所示，研磨后的结晶性膜100’的晶轴102各自的角度也变得不均匀。
在结晶性膜100’为氮化物半导体的情况下，当存在晶轴102角度的偏差时，在该氮化物半导体面上外延生长出的生长层的组成产生偏差。具体而言，在使用这样的结晶性膜100’来制造例如发光器件时，由于外延层的组成的偏差而导致在结晶性膜100’面内发光波长产生偏差。因此，存在所制造的发光器件的发光波长不同而具有偏差这样的危险。
因此，在专利文献1中公开了如下那样的方法，即，在呈凹状地产生翘曲的结晶性膜中，通过对翘曲成凹状侧的表面进行磨削而形成加工变质层，从而减少结晶性膜的翘曲。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-136167号公报
发明内容
但是，在专利文献1所记载的结晶性膜的制造方法中存在如下那样的课题，即，虽然在形成有加工变质层的状态下结晶性膜的翘曲被减少，但是，当在制造器件时从结晶性膜除去加工变质层时，结晶性膜会再次翘曲，从而在晶轴角度中产生偏差。
另外，即使欲在结晶性膜形成后进行光刻或芯片分割等这样的后工序，由于结晶性膜的偏差也使得该后工序的执行变得困难。
进而，还存在如下那样的课题，即，从器件制造的经济性观点来看，优选2英寸(直径50mm)以上这样的大型氮化物单晶衬底，但是，在使衬底大型化时，由于翘曲而导致衬底特性的面内不均匀变得显著，从而大面积化变得毫无意义。进而，由于晶轴角度的偏差使发光器件的活性层的InGaN组成变得不均匀，因此，在形成发光器件时会导致发光波长产生偏差。
另外，在专利文献1所记载的结晶性膜的制造方法中，由于是通过机械磨削进行加工变质层的形成，因此，为了消除结晶性膜的翘曲，每次机械磨削都必须确认翘曲量的减少程度，而在每次确认时都必须停止磨削工序，因而耗费工夫。
本发明是基于上述各课题而作成的，其目的在于，提供一种在从生长用衬底分离后消除了晶轴角度的偏差的结晶性膜、通过设有该结晶性膜而改善了特性的器件、以及结晶性膜和器件的制造方法。
上述课题通过以下的本发明而实现。即，
本发明的结晶性膜的特征在于厚度为300μm以上10mm以下，并在内部形成有改性区域图形。
进而，本发明的结晶性膜的一实施方式，优选上述改性区域图形通过脉冲激光而形成。
进而，本发明的结晶性膜的其他实施方式，优选对于上述结晶性膜的厚度方向的相对位置，在将上述结晶性膜的一侧的面假设为0％、另一侧的面假设为100％时，上述改性区域图形设置在上述结晶性膜的厚度方向的3％以上95％以下的范围内。
进而，本发明的结晶性膜的其他实施方式，优选上述改性区域图形设置在上述结晶性膜的厚度方向的3％以上且小于50％的范围内。
进而，本发明的结晶性膜的其他实施方式，优选上述改性区域图形设置成与上述结晶性膜的一侧的面平行。
进而，本发明的结晶性膜的其他实施方式，优选上述改性区域图形相对于上述结晶性膜的平面方向呈带状、网格状、配置有多个多角形的形状、有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的圆或椭圆的形状、同心圆状、螺旋状、相对于通过上述结晶性膜的中心点的直线呈线对称或呈点对称的形状中的任意一种形状。
进而，本发明的结晶性膜的其他实施方式，优选上述改性区域图形相对于上述结晶性膜的平面方向呈带状、网格状、配置有多个多角形的形状、同心圆状中的任意一种形状，并且，构成上述改性区域图形的线之间的间距在50μm以上2000μm以下的范围内。
进而，本发明的结晶性膜的其他实施方式，优选上述间距在100μm以上1000μm以下的范围内。
进而，本发明的结晶性膜的其他实施方式，优选直径为50mm以上300mm以下。
进而，本发明的结晶性膜的其他实施方式，优选为氮化物半导体结晶。
另外，本发明的器件的特征在于设有本发明涉及的结晶性膜。
另外，本发明的结晶性膜的制造方法的特征在于，在单晶衬底的面上通过外延生长形成厚度为300μm以上10mm以下的结晶性膜，接着，将结晶性膜从单晶衬底分离，然后，对于从单晶衬底分离后产生翘曲的结晶性膜的厚度方向的相对位置，在将翘曲成凹状侧的面假设为0％、翘曲成凸状侧的面假设为100％时，将脉冲激光汇聚在厚度方向的3％以上且小于50％的范围内的结晶性膜内部并进行扫描，从而利用基于脉冲激光的多光子吸收来形成改性区域图形。
进而，本发明涉及的结晶性膜的制造方法的一实施方式，优选将上述改性区域图形设置成与上述结晶性膜的一侧的面平行。
进而，本发明涉及的结晶性膜的制造方法的其他实施方式，优选将上述改性区域图形相对于上述结晶性膜的平面方向形成为带状、网格状、配置有多个多角形的形状、有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的圆或椭圆的形状、同心圆状、螺旋状、相对于通过上述结晶性膜的中心点的直线呈线对称或呈点对称的形状中的任意一种形状。
进而，本发明涉及的结晶性膜的制造方法的其他实施方式，优选将上述改性区域图形相对于上述结晶性膜的平面方向形成为带状、网格状、配置有多个多角形的形状、同心圆状中的任意一种形状，并将构成上述改性区域图形的线之间的间距设定在50μm以上2000μm以下的范围内。
进而，本发明涉及的结晶性膜的制造方法的其他实施方式，优选将上述间距设定在100μm以上1000μm以下的范围内。
进而，本发明涉及的结晶性膜的制造方法的其他实施方式，优选上述结晶性膜的直径为50mm以上300mm以下。
进而，本发明涉及的结晶性膜的制造方法的其他实施方式，优选上述结晶性膜为氮化物半导体结晶。
另外，本发明的器件的制造方法的特征在于，在单晶衬底的面上通过外延生长形成厚度为300μm以上10mm以下的结晶性膜，接着，将结晶性膜从单晶衬底分离，然后，对于从单晶衬底分离后产生翘曲的结晶性膜的厚度方向的相对位置，在将翘曲成凹状侧的面假设为0％、翘曲成凸状侧的面假设为100％时，将脉冲激光汇聚在厚度方向的3％以上且小于50％的范围内的结晶性膜内部并进行扫描，从而利用基于脉冲激光的多光子吸收来形成改性区域图形，由此制造结晶性膜，进而，至少经过元件部分形成工序来制造包括元件部分和具有与上述元件部分对应尺寸的结晶性膜的器件，其中，上述元件部分形成工序是对结晶性膜至少实施图案形成处理，由此制造作为从发光元件、光发电元件、半导体元件中选择的任意一种元件发挥作用的元件部分。
(发明效果)
根据以上所说明的本发明，能够得到如下那样的结晶性膜，即，具有能够自支撑的厚度，能够控制双面研磨后的结晶性膜的翘曲形状并且精密地减少或消除了翘曲量的结晶性膜。因此，通过谋求结晶性膜的平坦化，能够使后工序容易化，能够减少或消除结晶性膜内部的晶轴角度的偏差。
进而，通过使用脉冲激光，能够使能量集中在短的时间宽度中从而得到高的峰值输出功率，因此，更适于改性区域图形的形成，并且，利用脉冲激光的照射条件和照射位置能够从根本上控制翘曲量，因此，与现有技术相比，能够缩短翘曲量的减少或消除工序。
进而，对于结晶性膜的厚度方向的相对位置，在将结晶性膜的一侧的面假设为基准的0％、另一侧的面假设为100％时，将改性区域图形形成在结晶性膜的厚度方向的3％以上95％以下，进而形成在3％以上且小于50％的位置上，由此能够以不对结晶性膜的表面带来影响的方式形成改性区域图形，并且能够减少或消除双面研磨后的结晶性膜中产生的翘曲量。另外，当在结晶性膜的厚度方向上将改性区域图形形成在至少3％以上且小于50％的位置上时，即使在后工序中对结晶性膜的两面实施研磨加工，也能够使改性区域图形留在结晶性膜内部。因此，能够防止双面研磨后的结晶性膜再次发生翘曲，从而能够防止晶轴角度偏差的产生或增加。
进而，通过将改性区域图形设置成与结晶性膜的一侧的面平行，能够谋求使翘曲量的减少或消除容易化和防止结晶性膜形状发生变形。
进而，通过将改性区域图形形成为网格状、配置有多个多角形的形状、同心圆状、螺旋状、有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的圆或椭圆的形状、或者是相对于通过结晶性膜的中心点的直线略呈线对称或略呈点对称，能够均匀地减少双面研磨后的结晶性膜的翘曲量、或者均匀地消除翘曲量。
另外，当将改性区域图形形成为带状时，也有可能对双面研磨后的结晶性膜的翘曲量的减少或消除带来偏差，能够使脉冲激光的照射工序更加容易化。
进而，通过将改性区域图形的间距间隔设定为50μm以上2000μm以下，进而设定为100μm以上1000μm以下，能够同时确保双面研磨后的结晶性膜的翘曲量变化和批量生产率。
进而，即使生长用衬底使用直径为50mm以上300mm以下这样的大口径衬底来制造相同尺寸的大口径结晶性膜，由于通过减少或消除翘曲量而双面研磨后的结晶性膜的晶轴角度的偏差被减少或消除，因此，也能够防止面内不均匀化。
进而，通过使用本发明涉及的结晶性膜来构成各种器件，由于使用的是晶轴角度的偏差被减少或消除后的结晶性膜，因此，能够提供品质和器件特性得到提高的各种器件。进而，通过结晶性膜使用氮化物半导体结晶，能够提高由氮化物半导体结晶构成的各种器件的品质和特性。
附图说明
图1是表示本实施方式涉及的结晶性膜的外延生长工序的模式图。
图2是表示在外延生长之后从生长用衬底分离后的结晶性膜的模式图。
图3是表示对本实施方式涉及的结晶性膜内部形成改性区域图形的工序的模式图。
图4是表示本实施方式涉及的改性区域图形的图形形状、间距的模式图。
图5是表示从生长用衬底分离后的结晶性膜和晶轴状态的模式图。
图6是表示将图5所示的结晶性膜贴到磨床上的工序的模式图。
图7是表示现有的结晶性膜的研磨工序的模式图。
图8是表示对两面实施了研磨加工的现有结晶性膜和晶轴状态的模式图。
(符号说明)
1外延生长用衬底
2低温缓冲层
3结晶性膜
4改性区域图形
5脉冲激光
6间距
具体实施方式
以下，参照图1～图4对本发明涉及的结晶性膜和器件以及它们的制造方法进行说明。图1是表示本实施方式涉及的结晶性膜的外延生长工序的模式图。
本发明的结晶性膜的特征在于，在外延生长用衬底(以下，记载为“生长用衬底”)上通过外延生长形成为厚度300μm以上10mm以下后从生长用衬底分离，进而在内部形成有改性区域图形。
在图1(a)所示的生长用衬底1的晶体生长面的表面上，如图1(b)所示那样外延生长低温缓冲层2。进而，如图1(c)所示那样通过外延生长成膜形成结晶性膜3。作为结晶性膜3的一例可以举出氮化物半导体结晶的膜，作为更加详细的例子，可以举出以GaN(氮化镓)为代表的III族氮化物系化合物半导体。
作为生长用衬底1的材料，蓝宝石(Al2O3)、Si、GaAs(砷化镓)、水晶、Ga2O3中的任意一种单晶都适合作为能够形成上述氮化物半导体膜的材料。其中，在结晶性膜3为GaN时，蓝宝石由于其晶格常数随着GaN的膜厚度增加而逐渐变化趋于缓和，因而最优选蓝宝石。
在外延生长结晶性膜3之前，预先对生长用衬底1的晶体生长面实施研磨，该研磨按下述方式进行即可，即，使上述晶体生长面的平滑程度达到能够进行外延生长的程度。作为能够进行外延生长的程度的基准，优选形成为表面粗糙度Ra＝0.1nm以下。
进而，作为成膜形成结晶性膜3的蓝宝石生长用衬底1的晶体生长面优选为C面，但是并不限定为C面，也可以使用R面、M面、A面等C面以外的面。
进而，对晶体生长面被实施了研磨的生长用衬底1进行热清洗，接着，在外延生长了低温缓冲层2之后，经由该低温缓冲层2外延生长结晶性膜3。作为结晶性膜3的外延生长法，优选HVPE法(氢化物气相外延法)。其理由是：无需进行复杂的工序便能够成膜，在结晶性膜3为GaN时，与MOCVD法(有机金属化学气相沉积法)或MBE法(分子束外延法)相比，能够实现较高的生长速度从而能够生长出较厚的GaN，并且，在GaN的缺陷密度的减少和批量生产率上出色。通过HVPE法生长形成能够自支撑(free-standing)的厚度为300μm以上10mm以下的结晶性膜3(参照图1(c))。
接着，如图2所示，将结晶性膜3从生长用衬底1剥离而使结晶性膜3分离。即使能够使结晶性膜3生长、成膜至能够自支撑的厚度，但在将结晶性膜3从生长用衬底1分离、除去的过程中，由生长用衬底1与氮化物半导体结晶的结晶性膜3的热膨胀系数差和晶格常数差而引起的内部变形也被释放。其结果是，如图2所示那样在结晶性膜3中产生翘曲。
因此，接着将结晶性膜3载置到试样台上，并如图3所示那样透过结晶性膜3的凸状面侧(仿效成凸状的面侧)将脉冲激光5汇聚在结晶性膜3的内部，并连续地高速扫描未图示的上述试样台。通过该聚光、扫描的工序，在结晶性膜3内部形成将点状改性区域连续连接起来的线状改性区域图形4。需要说明的是，脉冲激光的入射也可以透过与凸状面侧为相反侧的凹状面侧(仿效成凹状的面侧)而进行。
改性区域图形4的形成方法并没有特别限定，在本实施方式中使用照射脉冲激光5的方法。该情况下，通过被照射了脉冲激光的区域中所存在的原子的多光子吸收而使该区域被局部地加热，从而使该区域相对于周围区域发生晶体结构或结晶性变化等某一改性，由此形成上述改性区域。
从局部来看，点状改性区域仅形成于被瞬间照射了脉冲激光的部分上，其大小取决于脉冲激光5的光斑尺寸、照射能量以及脉冲宽度。另外，形成为线状的点状改性区域图形4的距离，根据脉冲激光的重复频率和试样台的扫描速度而形成。
脉冲激光5的波长适合为比结晶性膜3的吸收端波长长的、透明波段中的波长。脉冲宽度、照射能量根据结晶性膜3的材料的物理特性适当地进行选择。
只要能够形成上述改性区域，激光的照射便可以以任何的照射条件实施，但是，一般地，从能够将能量集中在短的时间宽度中因而能够得到高的峰值输出功率这一点来看，优选使用间断地发出激光束的脉冲激光5。
在结晶性膜3为GaN时，脉冲激光5的波长为200nm以上5000nm以下，脉冲宽度为纳秒～飞秒，优选为10ns～19ns或200fs～800fs，重复频率优选为50kHz～500kHz。激光功率优选为0.05～0.8W，照射能量优选为3～20μJ，激光的光斑尺寸优选为0.5～4μm。在考虑到批量生产率时，试样台的扫描速度优选为100～1000mm/s。
进而，如图4所示，通过将改性区域图形4的图形形状、各线间的间距6、形成位置最佳化，能够控制结晶性膜3整体的内部应力，从而能够精密地控制结晶性膜3的翘曲形状和/或翘曲量。需要说明的是，本发明中的翘曲量是指在结晶性膜3的厚度方向上结晶性膜3的周边部与中心部之间的距离。
作为改性区域图形4的图形形状，例如如图4所示，其平面形状相对于结晶性膜3的平面方向可以形成为如下那样的形状，即，相对于结晶性膜3的定向平面(orientationflat)垂直或平行地形成有多条线的带状(图4(a)、(b))、将该两者组合后的网格状(图4(c))等。除此之外，还可以形成为：配置有多个多角形的形状(在图4(d)的例子中为六角形)、同心圆状(图4(e))、螺旋状、有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的圆或椭圆的形状等。需要说明的是，上述多角形是指除四角形以外的其他形状。
由于图形形状主要影响结晶性膜3的翘曲形状的对称性，因此，当欲在结晶性膜3的面内均匀地减少翘曲量或均匀地消除翘曲量时，图形形状的平面形状优选为网格状、配置有多个多角形的形状、同心圆状、螺旋状、有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的圆或椭圆的形状、或者相对于通过结晶性膜3的中心点的直线略呈线对称或略呈点对称这样的形状，其中，上述结晶性膜3是在形成改性区域图形4之后实施了双面研磨加工后的结晶性膜。相反地，当平面形状为带状时，也有可能对在形成改性区域图形4之后实施了双面研磨加工后的结晶性膜3的翘曲量的减少或消除带来偏差。进而，脉冲激光扫描仅在纵向或横向的一个方向上进行即可，从而使脉冲激光5的照射工序变得更加容易。
进而，也可以将结晶性膜3中设置的改性区域图形4的平面形状形成为网格状，并且使用网格状的改性区域图形4作为最后形成器件时的器件芯片的分割线。该情况下，优选形成于下述那样的厚度位置上，即网格状的改性区域图形4留在结晶性膜3的双面研磨加工后剩余的厚度部分中这样的厚度位置上。
带状、网格状、配置有多个多角形的形状以及同心圆状中的任意一种图形中的各线间的间距6，主要影响形成改性区域图形4后的结晶性膜3的翘曲量的变化量，间距6越小则翘曲量的变化量越大。另一方面，由于将间距6设定的越窄越耗费加工时间，因此，在考虑到批量生产率时，间距6优选在50μm以上2000μm以下的范围内，进而优选为100μm以上1000μm以下。
结晶性膜3的厚度方向上的改性区域图形4的形成位置主要影响形成改性区域图形4后的结晶性膜3的翘曲量的变化量，形成位置越靠近表面则翘曲量的变化量越大。对于结晶性膜3的厚度方向的相对位置，在将结晶性膜3的一侧的面(翘曲成凹状侧的面。图3的上侧的面)假设为基准的0％、另一侧的面(翘曲成凸状侧的面。图3的下侧的面)假设为100％时，改性区域图形4优选形成在结晶性膜3的厚度方向的3％以上95％以下，进而优选形成在3％以上且小于50％。通过将改性区域图形4形成在这样的厚度方向上的位置上，能够使改性区域图形4的形成不会对结晶性膜3的表面带来影响。另外，也可以将多个改性区域图形形成在结晶性膜3的厚度方向的不同位置上。
通过将改性区域图形4形成在厚度方向上的上述形成位置上，结晶性膜3中产生的翘曲量被减少或消除。该情况下，基本上优选通过消除翘曲量而尽可能地使结晶性膜3接近于平坦状态，但是，也可以保持翘曲的方向不变而仅减少翘曲量。
进而，当改性区域图形4在结晶性膜3的厚度方向上被设置在偏心位置上、或者呈不规则地配置、或者呈不对称地配置时，存在减少或消除翘曲量变得困难、或者结晶性膜3的形状变形的危险。为了避免这样的问题，优选在结晶性膜3的厚度方向上将改性区域图形4设置成与结晶性膜3的至少一侧的面平行。
以上，根据本发明，能够得到如下那样的结晶性膜3，即，如上述那样在结晶性膜3内部形成改性区域图形4而控制了翘曲形状并且精密地减少或消除了翘曲量的结晶性膜3。由此，通过谋求结晶性膜3的平坦化，能够使后工序容易化，能够减少或消除在形成改性区域图形4之后实施了双面研磨后的结晶性膜3内部的晶轴角度的偏差。进而，当使用脉冲激光5时，由于能够在对结晶性膜3照射脉冲激光5的同时确认翘曲量的减少程度，因此，与现有技术相比能够缩短翘曲量的减少或消除工序。
进而，当在结晶性膜3的厚度方向上将改性区域图形4形成在至少3％以上且小于50％的位置上时，即使在后工序中对结晶性膜3的两面实施研磨加工，也能够使改性区域图形4留在结晶性膜3内部。因此，能够防止结晶性膜3再次发生翘曲，从而能够防止晶轴角度偏差的产生或增加。
进而，即使生长用衬底1使用直径为50mm以上300mm以下这样的大口径衬底来制造相同尺寸的大口径结晶性膜3，由于通过减少或消除在形成改性区域图形4之后实施了双面研磨后的结晶性膜3中的翘曲量，使得晶轴角度的偏差被减少或消除，因此也能够防止面内不均匀化。
进而，在使用上述那样的结晶性膜3来制造例如使用GaN系化合物半导体的发光元件(例如LED)器件时，在依次层压结晶性膜3、n-GaN系层、In-GaN系活性层、p-GaN系层并对表面适当地进行蚀刻之后，在表面上形成n型电极和p型电极。然后，按每一单片(one-chip)的发光元件进行切断。
除此之外，还考虑到如下那样的器件，即，面发光激光器等中使用的发光器件、光传感器或太阳能电池等中使用的受光器件、电子电路等中使用的半导体器件等各种利用氮化物半导体的器件。
通过对经过以上所说明的制造方法和双面研磨而制造的本实施方式的结晶性膜3进一步实施各种后工序，能够制造各种器件。该情况下，在后工序中，能够至少经过元件部分形成工序来制造包括元件部分和具有与该元件部分略对应的尺寸的结晶性膜的器件，其中，上述元件部分形成工序是对结晶性膜3至少实施图案形成处理，由此制造作为从发光元件、光发电元件、半导体元件中选择的任意一种元件而发挥作用的元件部分的工序。另外，在制造器件时，作为后工序，除了元件部分形成工序之外，还可以依次实施研磨工序、分割预定线形成工序以及分割工序。
该情况下，使用本实施方式的结晶性膜3的器件制造方法具体为：通过至少依次实施以下的(1)～(4)所示的工序，能够制造包括元件部分和具有与该元件部分略对应的尺寸的结晶性膜的器件。
(1)对本实施方式的结晶性膜3进行图案形成而形成各个元件部分的元件部分形成工序；
(2)按照改性区域图形4未被完全除去的方式，对一面上形成有元件部分的带元件部分的结晶性膜3的未形成有元件部分的面进行研磨的研磨工序；
(3)从在研磨工序中被研磨的面侧沿各元件部分的分界线照射激光，由此形成分割预定线的分割预定线形成工序；
(4)沿着分割预定线形成工序中形成的分割预定线施加外力，由此将带元件部分的结晶性膜3以元件部分为单位进行分割的分割工序。
通过以上那样，能够得到设有本发明的结晶性膜3的至少一部分的各种器件，因此，使用晶轴角度的偏差被减少或消除的结晶性膜3，能够得到LED等发光器件或电子器件、受光元件中的任意一种器件。通过使用晶轴角度的偏差被减少或消除的结晶性膜3，能够提供品质和器件特性得到提高的各种器件。

Claims (24)

1.一种结晶性膜，其特征在于，
所述结晶性膜具有在结晶性膜的成膜时所产生的内部变形，并且，所述结晶性膜的厚度为300μm以上10mm以下，并在内部形成有改性区域图形；
对于所述结晶性膜的厚度方向的相对位置，在将所述结晶性膜的翘曲成凹状侧的面假设为0％、翘曲成凸状侧的面假设为100％时，所述改性区域图形设置在所述结晶性膜的厚度方向的3％以上且小于50％的范围内，
所述改性区域图形通过脉冲激光而形成。
2.如权利要求1所述的结晶性膜，其特征在于，所述改性区域图形被设置成与所述结晶性膜的一侧的面平行。
3.如权利要求1或2中任一项所述的结晶性膜，其特征在于，
所述改性区域图形相对于所述结晶性膜的平面方向呈带状、网格状、配置有多个多角形的形状、有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的圆或椭圆的形状、同心圆状、螺旋状、相对于通过所述结晶性膜的中心点的直线呈线对称或呈点对称的形状中的任意一种形状。
4.如权利要求1或2中任一项所述的结晶性膜，其特征在于，
所述改性区域图形相对于所述结晶性膜的平面方向呈带状、网格状、配置有多个多角形的形状、同心圆状中的任意一种形状，
构成所述改性区域图形的线之间的间距在50μm以上2000μm以下的范围内。
5.如权利要求4所述的结晶性膜，其特征在于，所述间距在100μm以上1000μm以下的范围内。
6.如权利要求1所述的结晶性膜，其特征在于，所述结晶性膜的直径为50mm以上300mm以下。
7.如权利要求1所述的结晶性膜，其特征在于，所述结晶性膜为氮化物半导体结晶。
8.一种发光器件，其特征在于设有权利要求1～7中任一项所述的结晶性膜的至少一部分。
9.一种电子器件，其特征在于设有权利要求1～7中任一项所述的结晶性膜的至少一部分。
10.一种受光器件，其特征在于设有权利要求1～7中任一项所述的结晶性膜的至少一部分。
11.一种半导体器件，其特征在于设有权利要求1～7中任一项所述的结晶性膜的至少一部分。
12.一种光发电元件，其特征在于设有权利要求1～7中任一项所述的结晶性膜的至少一部分。
13.一种结晶性膜的制造方法，其特征在于，
在单晶衬底的面上通过外延生长形成厚度为300μm以上10mm以下的结晶性膜，
接着，将结晶性膜从单晶衬底分离，
然后，对于从单晶衬底分离后产生翘曲的结晶性膜的厚度方向的相对位置，在将翘曲成凹状侧的面假设为0％、翘曲成凸状侧的面假设为100％时，将脉冲激光汇聚在厚度方向的3％以上且小于50％范围内的结晶性膜内部并进行扫描，从而利用基于脉冲激光的多光子吸收来形成改性区域图形。
14.如权利要求13所述的结晶性膜的制造方法，其特征在于，将所述改性区域图形设置成与所述结晶性膜的一侧的面平行。
15.如权利要求13或14所述的结晶性膜的制造方法，其特征在于，
将所述改性区域图形相对于所述结晶性膜的平面方向形成为带状、网格状、配置有多个多角形的形状、有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的圆或椭圆的形状、同心圆状、螺旋状、相对于通过所述结晶性膜的中心点的直线呈线对称或呈点对称的形状中的任意一种形状。
16.如权利要求13或14所述的结晶性膜的制造方法，其特征在于，
将所述改性区域图形相对于所述结晶性膜的平面方向形成为带状、网格状、配置有多个多角形的形状、同心圆状中的任意一种形状，
将构成所述改性区域图形的线之间的间距设定在50μm以上2000μm以下的范围内。
17.如权利要求16所述的结晶性膜的制造方法，其特征在于，将所述间距设定在100μm以上1000μm以下的范围内。
18.如权利要求13所述的结晶性膜的制造方法，其特征在于，所述结晶性膜的直径为50mm以上300mm以下。
19.如权利要求13所述的结晶性膜的制造方法，其特征在于，所述结晶性膜为氮化物半导体结晶。
20.一种发光器件的制造方法，其特征在于，
在单晶衬底的面上通过外延生长形成厚度为300μm以上10mm以下的结晶性膜；
接着，将结晶性膜从单晶衬底分离；
然后，对于从单晶衬底分离后产生翘曲的结晶性膜的厚度方向的相对位置，在将翘曲成凹状侧的面假设为0％、翘曲成凸状侧的面假设为100％时，将脉冲激光汇聚在厚度方向的3％以上且小于50％的范围内的结晶性膜内部并进行扫描，从而利用基于脉冲激光的多光子吸收来形成改性区域图形，由此制造结晶性膜；
进而，至少经过元件部分形成工序来制造包括元件部分和具有与所述元件部分对应尺寸的结晶性膜的发光器件，其中，所述元件部分形成工序是对结晶性膜至少实施图案形成处理，由此制造作为发光元件发挥作用的元件部分的工序。
21.一种光发电器件的制造方法，其特征在于，
在单晶衬底的面上通过外延生长形成厚度为300μm以上10mm以下的结晶性膜；
接着，将结晶性膜从单晶衬底分离；
然后，对于从单晶衬底分离后产生翘曲的结晶性膜的厚度方向的相对位置，在将翘曲成凹状侧的面假设为0％、翘曲成凸状侧的面假设为100％时，将脉冲激光汇聚在厚度方向的3％以上且小于50％的范围内的结晶性膜内部并进行扫描，从而利用基于脉冲激光的多光子吸收来形成改性区域图形，由此制造结晶性膜；
进而，至少经过元件部分形成工序来制造包括元件部分和具有与所述元件部分对应尺寸的结晶性膜的光发电器件，其中，所述元件部分形成工序是对结晶性膜至少实施图案形成处理，由此制造作为光发电元件发挥作用的元件部分的工序。
22.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，
在单晶衬底的面上通过外延生长形成厚度为300μm以上10mm以下的结晶性膜；
接着，将结晶性膜从单晶衬底分离；
然后，对于从单晶衬底分离后产生翘曲的结晶性膜的厚度方向的相对位置，在将翘曲成凹状侧的面假设为0％、翘曲成凸状侧的面假设为100％时，将脉冲激光汇聚在厚度方向的3％以上且小于50％的范围内的结晶性膜内部并进行扫描，从而利用基于脉冲激光的多光子吸收来形成改性区域图形，由此制造结晶性膜；
进而，至少经过元件部分形成工序来制造包括元件部分和具有与所述元件部分对应尺寸的结晶性膜的半导体器件，其中，所述元件部分形成工序是对结晶性膜至少实施图案形成处理，由此制造作为半导体元件发挥作用的元件部分的工序。
23.一种电子器件的制造方法，其特征在于，
在单晶衬底的面上通过外延生长形成厚度为300μm以上10mm以下的结晶性膜；
接着，将结晶性膜从单晶衬底分离；
然后，对于从单晶衬底分离后产生翘曲的结晶性膜的厚度方向的相对位置，在将翘曲成凹状侧的面假设为0％、翘曲成凸状侧的面假设为100％时，将脉冲激光汇聚在厚度方向的3％以上且小于50％的范围内的结晶性膜内部并进行扫描，从而利用基于脉冲激光的多光子吸收来形成改性区域图形，由此制造结晶性膜；
进而，至少经过元件部分形成工序来制造包括元件部分和具有与所述元件部分对应尺寸的结晶性膜的电子器件，其中，所述元件部分形成工序是对结晶性膜至少实施图案形成处理，由此制造作为电子元件发挥作用的元件部分的工序。
24.一种受光器件的制造方法，其特征在于，
在单晶衬底的面上通过外延生长形成厚度为300μm以上10mm以下的结晶性膜；
接着，将结晶性膜从单晶衬底分离；
然后，对于从单晶衬底分离后产生翘曲的结晶性膜的厚度方向的相对位置，在将翘曲成凹状侧的面假设为0％、翘曲成凸状侧的面假设为100％时，将脉冲激光汇聚在厚度方向的3％以上且小于50％的范围内的结晶性膜内部并进行扫描，从而利用基于脉冲激光的多光子吸收来形成改性区域图形，由此制造结晶性膜；
进而，至少经过元件部分形成工序来制造包括元件部分和具有与所述元件部分对应尺寸的结晶性膜的受光器件，其中，所述元件部分形成工序是对结晶性膜至少实施图案形成处理，由此制造作为受光元件发挥作用的元件部分的工序。
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CN1612290A (zh) * 2003-10-30 2005-05-04 住友电气工业株式会社 半导体用氮化物衬底的制备方法及氮化物半导体衬底

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