CN107978509A - 第iii族氮化物衬底的制造方法及第 iii 族氮化物衬底 - Google Patents

第iii族氮化物衬底的制造方法及第 iii 族氮化物衬底 Download PDF

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Abstract

本发明涉及第III族氮化物衬底的制造方法及第III族氮化物衬底。本发明要解决的课题是提高第III族氮化物衬底的品质。本发明的解决手段为一种第III族氮化物衬底的制造方法，其具有下述工序：准备衬底的工序，所述衬底由第III族氮化物的晶体形成，且具有较之晶体的母相而言氧浓度更大的高氧浓度区域；穿孔工序，对准高氧浓度区域而向衬底照射激光，形成在厚度方向上贯穿衬底的贯穿孔，将高氧浓度区域中的至少一部分从衬底除去；和埋入工序，在贯穿孔的内部使第III族氮化物的晶体生长，将贯穿孔的内部的至少一部分掩埋。

Description

第III族氮化物衬底的制造方法及第III族氮化物衬底
技术领域
本发明涉及第III族氮化物衬底的制造方法及第III族氮化物衬底。
背景技术
当制作发光元件、高速晶体管等半导体器件时，例如，有时进行下述处理：准备由在蓝宝石衬底上进行异质外延生长而得到的氮化镓(GaN)等第III族氮化物的晶体形成的衬底(以下，也称为第III族氮化物衬底，或简称为衬底)，然后在该衬底的表面上进一步使晶体进行外延生长(参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-199663号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，对于利用上述方法而制作的衬底而言，有在内部包含较之构成衬底的晶体的母相而言氧浓度更大的区域(以下，也称为高氧浓度区域)的情况。该区域导致在衬底上进行外延生长而得到的晶体的品质降低，有时成为使利用该衬底而制作的半导体器件的特性劣化、使成品率恶化的主要原因。本发明的目的在于提供能够提高第III族氮化物衬底的品质、能够避免此处所述的问题的技术。
用于解决问题的手段
根据本发明的一个方式，可提供第III族氮化物衬底的制造方法，其具有下述工序：
准备衬底的工序，所述衬底由第III族氮化物的晶体形成，且具有较之所述晶体的母相而言氧浓度更大的高氧浓度区域；
穿孔工序，对准所述高氧浓度区域而向所述衬底照射激光，形成在厚度方向上贯穿所述衬底的贯穿孔，将所述高氧浓度区域中的至少一部分从所述衬底除去；和
埋入工序，在所述贯穿孔的内部使所述第III族氮化物的晶体生长，将所述贯穿孔的内部的至少一部分掩埋。
根据本发明的另一方式，可提供第III族氮化物衬底，
其是由第III族氮化物的晶体形成的衬底，
所述衬底在内部不包含位错密集区域及极性反转区域，
所述衬底的表面以不含凹坑(pit)的平坦面的形式构成，
在所述衬底的背面，具有在厚度方向上贯穿所述衬底的贯穿孔通过所述第III族氮化物的晶体而被掩埋的痕迹。
发明效果
根据本发明，能够提高第III族氮化物衬底的品质。
附图说明
[图1](a)为在第1实施方式中作为处理对象而准备的GaN衬底的平面构成图，(b)为其部分截面放大图。
[图2]为在穿孔步骤中使用的激光加工机的概略构成图。
[图3](a)为实施了穿孔步骤后的GaN衬底的平面构成图，(b)为其部分截面放大图，(c)～(f)分别为表示通过形成贯穿孔(实线)从而将高氧浓度区域的一部分(虚线)除去的形态的GaN衬底的部分表面放大图。
[图4](a)为在埋入步骤中使用的气相生长装置的概略构成图，(b)为保持于基座(susceptor)上的GaN衬底的截面构成图。
[图5](a)为实施了埋入步骤后的GaN衬底的平面构成图，(b)为其背面构成图，(c)、(d)分别为被GaN晶体掩埋的贯穿孔周边的部分截面放大图。
[图6](a)为作为圆锥台形而形成的贯穿孔的部分截面放大图，(b)为作为倒圆锥台形而形成的贯穿孔的部分截面放大图。
[图7](a)为在第2实施方式中作为处理对象而准备的GaN衬底的平面构成图，(b)为其部分截面放大图。
[图8]为使用荧光显微镜而拍摄到的GaN衬底的截面照片。
[图9](a)、(b)分别为GaN衬底的CL图像。
[图10](a)为实施了穿孔步骤后的GaN衬底的光学显微镜图像，(b)、(c)分别为实施了埋入步骤后的GaN衬底的光学显微镜图像。
[图11](a)为在贯穿孔内部生长而成的GaN晶体的CL图像，(b)为母相的GaN晶体的CL图像。
[图12]为在生成态(as-grown state)的GaN衬底的表面形成的凹坑的光学显微镜图像。
[图13]为通过对经研磨的GaN衬底的表面进行蚀刻而再次出现的凹坑的光学显微镜图像。
附图标记说明
10 GaN衬底(具有高氧浓度区域的作为处理对象的衬底)
10m 母相
10p 凹坑
10q 可能包含位错密集区域或极性反转区域的区域
10s 高氧浓度区域
10h 贯穿孔
20 GaN衬底(第III族氮化物衬底)
具体实施方式
＜本发明的第1实施方式＞
以下，使用图1～图6，对本发明的第1实施方式进行说明。
(1)GaN衬底的制造方法
在本实施方式中，作为一个例子，对通过进行下述步骤从而制造作为第III族氮化物衬底的GaN衬底20的情况进行说明，所述步骤为：
准备GaN衬底10的准备步骤，所述GaN衬底10由GaN的晶体(以下，也称为GaN晶体)形成，且具有较之晶体的母相10m而言氧(O)浓度更大的高氧浓度区域(以下，也简称为区域10s)；
穿孔步骤，对准区域10s而向GaN衬底10照射激光，形成在厚度方向上贯穿GaN衬底10的贯穿孔10h，将区域10s中的至少一部分从GaN衬底10除去；和
埋入步骤，在贯穿孔10h的内部使GaN晶体生长，通过GaN晶体将贯穿孔10h的内部的至少一部分掩埋。
以下，对各步骤的详情进行说明。
(准备步骤)
图1(a)、图1(b)中，例示了作为处理对象而准备的GaN衬底10的平面、截面构成。此处示出的GaN衬底10例如可通过下述方式进行制作：在基底衬底(晶种衬底)的表面上使GaN晶体厚厚地外延生长，之后，将生长而成的晶锭(crystal ingot)进行切片(slice)而使其自支撑。在本实施方式中，作为一个例子，对下述例子进行说明：将以表面(生长面)成为(0001)面、即Ga极性面(+c面)的方式生长而成的GaN晶体的晶锭进行切片，将由此得到的自支撑衬底用作GaN衬底10。
如上所述，GaN衬底10具有较之晶体的母相10m而言氧浓度局部变大的区域10s。多数情况下，区域10s是由于在基底衬底上使GaN晶体外延生长的过程中在生长面上临时性地或持续性地形成了凹坑而产生的。所谓“凹坑”，是指晶体的表面中相对于周围而言凹下的部分、即凹陷。凹坑的内表面是通过多个小平面(facet)(c面以外的倾斜面)进行组合而构成的，成为倒多棱锥形状(研钵形状)。与凹坑的外侧处的生长面(+c面)相比，构成凹坑的内表面的各小平面具有易于摄入氧的特性，由于该特性，从而导致在GaN衬底10的内部出现氧浓度局部变高的区域10s。根据本申请的发明人的深入研究，获知了区域10s的俯视形状(从表面侧观察GaN衬底10时的区域10s的形状)在多数情况下为6边形、12边形。
作为在生长面形成凹坑的原因，可举出附着在基底衬底上的异物的影响。附着在基底衬底上的异物有时以阻碍原料在基底衬底上的吸附、降低异物周边的晶体的生长速率的方式发挥作用。伴随着该局部的生长速率的降低，在生长面形成凹坑。另外，在基底衬底上附着有由GaN晶体形成的异物的情况下，根据附着时的姿态的不同，有时也会在GaN晶体中出现极性反转区域、即c轴方向的极性相对于周围的晶体而言发生了反转的区域(反转区域，inversion domain)。例如，认为若由GaN晶体形成的异物以表面侧成为N极性面(-c面)这样的反转姿态附着在基底衬底的表面(+c面)上，则存在以该异物为核而在GaN晶体中产生极性反转区域的情况。若在GaN晶体中产生极性反转区域，则该区域中的局部的生长速率的降低将会持续，并持续性地在生长面上形成凹坑。
需要说明的是，构成凹坑的内表面的小平面以下述方式发挥作用：使要在与晶体的生长面正交的方向上传导的位错朝向凹坑的中心弯曲。结果，有在区域10s的内部出现位错被聚集起来而密集的位错密集区域的情况。另外，如上文对其发生机理所说明的那样，也有在区域10s的内部包含极性反转区域的情况。位错密集区域、极性反转区域成为导致在GaN衬底10上生长的晶体的品质降低的主要因素。根据本申请的发明人的深入研究，获知了存在下述倾向：位错密集区域、极性反转区域集中存在于区域10s的中心或其附近，具体而言，集中存在于区域10s的俯视形状即6边形或12边形中的对角线的交点或其附近。在本说明书中，将区域10s中的可能以高概率包含位错密集区域、极性反转区域的上述那样的区域10q称为“区域10s的中心”、“区域10s的中心附近”、“包含区域10s的中心在内的区域”等。但是，此处所使用的用语“中心”，并非一定仅用以表示区域10s的“几何学中心”，而是用以表示上述的“可能以高概率包含位错密集区域、极性反转区域的区域”。
对于区域10s而言，向GaN衬底10照射紫外线、使用相机拍摄GaN衬底10时，能够观察到其与母相10m的对比度不同(区域10s看起来比母相10m暗淡)，因此，可使用例如荧光显微镜来确定区域10s的位置、大小等。此外，区域10s也可通过向GaN衬底10照射电子射线的阴极发光(以下称为CL)法来确定。当使用CL法时，区域10s看起来比母相10m明亮。当使用CL法时，还可观察在区域10s内部包含的位错密集区域、极性反转区域。图8为使用荧光显微镜而拍摄到的GaN衬底的截面照片。由图8获知了拍摄到的高氧浓度区域比母相暗淡的形态。图9(a)、图9(b)为使用CL法而拍摄到的GaN衬底的放大照片(平面)。由这些图获知了拍摄到的俯视下为12边形的高氧浓度区域比周围的母相明亮的形态。另外，由图9(a)获知了位错密集区域集中存在于高氧浓度区域的中心附近的形态，由图9(b)获知了极性反转区域集中存在于高氧浓度区域的中心附近的形态。
作为母相10m的O浓度，可例举2×1016～5×1017at·cm-3，作为区域10s的O浓度，可例举1×1018～1×1020at·cm-3。作为区域10s的O浓度相对于母相10m的O浓度的比率(高氧浓度区域/母相)，可例举2倍以上，根据情况可例举10倍以上。作为母相10m的位错密度，可例举1×104～1×107cm-2，作为在区域10s内出现的位错密集区域的位错密度，可例举1×108～1×1010cm-2。作为区域10s的尺寸(俯视直径)，可例举10～2000μm。作为位错密集区域及极性反转区域的尺寸(俯视直径)，可分别例举5～200μm。
作为GaN衬底10，例如，可使用直径为2～6英寸左右的大小、厚度为0.2～1.0mm的大小的圆板状的衬底。GaN衬底10的表面10a与GaN晶体的(0001)面平行，或者构成为具有±5°以内、优选±1°以内的倾斜的面。GaN衬底10可以以规定的比例含有硅(Si)、镁(Mg)等添加物。需要说明的是，GaN衬底10的表面10a、背面10b各自可为生成态，另外，也可被施以规定的表面处理(研磨处理、蚀刻处理)。但是，这些内容不过是示例，本实施方式不限于该内容。
(穿孔步骤)
准备GaN衬底10后，对准在GaN衬底10内部包含的区域10s中的至少一部分，具体而言，对准包含区域10s的中心或其附近、且可能以高概率包含位错密集区域或极性反转区域的区域10q，向GaN衬底10照射激光，形成在厚度方向上贯穿GaN衬底10的贯穿孔10h。
上述处理例如可使用图2所示的激光加工机50来进行。激光加工机50具有：载置加工对象物的XY台54；向载置于XY台54上的加工对象物照射紫外线的激发光源55；具有紫外线过滤器及CCD相机等的拍摄光学系统51；具有Nd:YAG激光振荡器等的激光照射系统53；以及与这些部件连接从而对动作进行控制的控制器52。控制器52例如以具有CPU、存储器、存储装置等的计算机的形式构成。存储在存储装置内的程序被存储器读出，并通过CPU而被执行，由此执行以下所示的一系列的处理。以下，对通过控制器52而被执行的穿孔步骤的处理内容的一例进行说明。
在XY台54上载置GaN衬底10后，向GaN衬底10照射紫外线，并拍摄其表面10a。拍摄到的图像被发送至控制器52。控制器52运用规定的图像识别技术对接收到的图像进行分析。在该图像识别中，例如，由图像中的明暗、色彩的分布等进行区域10s与母相10m的分离、轮廓提取，作为其具体的方法，可使用已知的技术，此处省略其详细说明。确定了存在于GaN衬底10的表面10a上的区域10s的位置(坐标)、轮廓后，使XY台54沿图中的X、Y方向移动规定距离，对区域10s中的至少一部分照射激光，具体而言，对包含区域10s的中心或其附近、且可能以高概率包含位错密集区域或极性反转区域的区域10q照射激光。由此，形成在厚度方向上贯穿GaN衬底10的贯穿孔10h。之后，将上述处理重复进行规定次数，由此对GaN衬底10中含有的全部位错密集区域、极性反转区域进行冲孔，从而将它们从GaN衬底10除去。图3(a)中示出实施了穿孔步骤后的GaN衬底10的表面10a，图3(b)中示出贯穿孔10h周边的GaN衬底10的纵截面。需要说明的是，在对区域10s进行冲孔时，至少对区域10q进行冲孔即足矣，并非必须对区域10s的整体完全地进行冲孔。如图3(b)所示，若对区域10s中的仅区域10q进行冲孔而将其外侧的部分残留，则能够缩短在该步骤之后进行的埋入步骤的处理时间，提高衬底处理的生产率。
在从图2所示的Z方向观察到的区域10s的大小比激光束的截面足够小的情况下，如图3(c)所示，通过对区域10s的中心附近进行1次激光冲孔处理，能够完全地消除可能包含位错密集区域、极性反转区域的区域10q。
另外，在从Z方向观察到的区域10s的大小与激光束的截面为同等程度(包括略小、或略大的情况)的情况下，如图3(d)所示，通过在使XY台54移动的同时间歇地进行多次激光冲孔处理，能够完全地消除可能包含位错密集区域、极性反转区域的区域10q。
在由于多个高氧浓度区域相连而连结等状况而导致从Z方向观察到的区域10s的大小比激光束的截面大(长长地延伸)的情况下，在利用控制器52进行图像识别时确定区域10s的外形(轮廓、剪影)，以沿着所确定的区域10s的外形(沿着长度方向)的方式，在使位置移动的同时间歇地照射激光多次或者连续地照射激光。由此，能够完全地消除可能包含位错密集区域、极性反转区域的区域10q。图3(e)中示出了下述例子：在移动XY台54的同时间歇地进行激光的照射，由此形成具有与区域10q的外形相仿的横截面形状(平面形状)的矩形(I字形)的贯穿孔10h。图3(f)中示出了下述例子：在移动XY台54的同时连续地进行激光的照射，由此形成具有与区域10q的外形相仿的平面形状的I字形的贯穿孔10h。在区域10q的形状为将矩形任意组合而成的形状(L、T、H、V、+、E、F字形等)的情况下，也可同样地应用上述方法。
在任意情况下，均优选控制激光的照射条件(束径、照射位置、照射次数等)而使得从GaN衬底10的表面10a侧观察时的贯穿孔10h的最小宽度、即直径的最小宽度D为例如300μm以下、优选200μm以下的尺寸。若直径的最小宽度D超过300μm，则存在下述情况：在后述的埋入步骤中，难以利用GaN晶体以无间隙的方式将贯穿孔10h的内部掩埋。通过使直径的最小宽度D为300μm以下的尺寸，能够利用GaN晶体以无间隙的方式将贯穿孔10h内掩埋。通过使直径的最小宽度D为200μm以下的尺寸，能够更可靠地进行GaN晶体的埋入。需要说明的是，将图3(e)、图3(f)进行比较可知，较之连续地照射激光的情况而言，间歇地进行多次激光的照射的方式能够减小直径的最小宽度D，从该方面考虑，间歇地进行多次激光的照射的方式是优选的。与此相对，较之间歇地进行多次激光的照射的情况而言，连续地进行激光的照射的方式可使贯穿孔10h的内表面成为简单且平滑的形状，从该方面考虑，连续地进行激光的照射的方式是优选的。
作为穿孔步骤的处理条件，例示如下。
激光波长：532nm、355nm、266nm、213nm等
激光输出功率：3～10W
激光束直径：300μm以下，优选200μm以下
(表面研磨步骤、洗涤步骤)
之后，实施表面研磨步骤，其中，使用包含规定粒度的磨粒的浆料来对GaN衬底10的表面10a进行研磨。由此，能够使GaN衬底10的表面10a成为镜面状态。
需要说明的是，进行上述的穿孔步骤时，有在贯穿孔10h的内表面附着激光加工时产生的异物(残渣)的情况。另外，还存在下述情况：GaN晶体由于激光照射时的热而部分地受到损伤，在贯穿孔10h的内表面形成结晶性发生了变化(例如非晶化、多晶化)的损伤层。因此，实施穿孔步骤后，优选实施对贯穿孔10h的内表面进行蚀刻等的洗涤步骤。在蚀刻中，例如，可使用盐酸(HCl)溶液等酸性的蚀刻液、氢氧化钾(KOH)溶液等碱性的蚀刻液。通过实施洗涤步骤，能够除去附着在贯穿孔10h的内表面上的异物、形成于贯穿孔10h的内表面上的损伤层。结果，在后述埋入步骤中，能够提高在贯穿孔10h内生长的GaN晶体的品质。
可首先实施上述步骤(表面研磨、洗涤)中的任一者。但是，从将侵入至贯穿孔10h的内部的浆料、残渣完全除去的观点考虑，优选在表面研磨步骤之后实施洗涤步骤。另外，在能够通过进行洗涤步骤而一并对GaN衬底10的表面10a进行蚀刻、能够使该面成为镜面状态的情况下，也可不实施表面研磨步骤。
(埋入步骤)
在实施表面研磨、洗涤的各步骤后，实施下述处理：使GaN晶体在贯穿孔10h的内部生长，利用GaN晶体而将贯穿孔10h的内部的至少一部分掩埋。
上述处理例如可使用图4(a)所示的气相生长装置(HVPE装置)200来进行。HVPE装置200由石英等耐热性材料构成，其具备在内部构成有反应室(晶体生长室)201的气密容器203。在反应室201内，设置有作为保持GaN衬底10的支承板的基座208。基座208连接于旋转机构216所具有的旋转轴215，以可自由旋转的方式构成。在气密容器203的一端连接有向反应室201内供给HCl气体、氨(NH3)气、氮(N2)气的气体供给管232a～232c。在气体供给管232c上连接有供给氢(H2)气的气体供给管232d。在气体供给管232a～232d上，从上游侧依次分别设置有流量控制器241a～241d、阀243a～243d。在气体供给管232a的下游，设置有收容作为原料的Ga熔融液的气体生成器233a。在气体生成器233a上连接有喷嘴249a，所述喷嘴249a向被保持在基座208上的GaN衬底10供给通过HCl气体与Ga熔融液的反应而生成的氯化镓(GaCl)气体。在气体供给管232b、232c的下游侧，分别连接有喷嘴249b、249c，所述喷嘴249b、249c向被保持在基座208上的GaN衬底10供给从这些气体供给管进行供给的各种气体。在气密容器203的另一端，设置有对反应室201内进行排气的排气管230。在排气管230上设置有泵231。在气密容器203的外周设置有区域加热器207，所述区域加热器207将气体生成器233a内、和被保持在基座208上的GaN衬底10加热至所期望的温度。在气密容器203内设置有温度传感器209，所述温度传感器209测定反应室201内的温度。HVPE装置200所具有的各部件与以计算机的形式而构成的控制器280连接，且构成为通过在控制器280上执行的程序而控制后述处理过程、处理条件。
在埋入步骤中，通过上述的HVPE装置200来实施例如以下处理过程。首先，在气体生成器233a内收容作为原料的Ga熔融液，另外，在基座208上保持GaN衬底10。然后，在实施反应室201内的加热及排气的同时，向反应室201内供给H2气(或H2气与N2气的混合气体)。然后，在反应室201内达到所期望的处理温度、处理压力、而且反应室201内的气氛成为所期望的气氛的状态下，从气体供给管232a、232b进行气体供给，对GaN衬底10的表面10a供给作为原料气体的GaCl气体与NH3气。由此，GaN晶体在贯穿孔10h的内部进行外延生长，贯穿孔10h的内部被GaN的单晶所掩埋。被埋入至贯穿孔10h的内部的GaN晶体的表面与GaN衬底10的表面同样地成为(0001)面。如上所述，通过实施穿孔步骤，从而将位错密集区域、极性反转区域从GaN衬底10中除去，因此，在贯穿孔10h的内部生长的GaN晶体成为位错密度低、且不含极性反转区域的优质晶体。需要说明的是，在该步骤中，为了防止构成GaN衬底10的晶体的分解，优选的是，比HCl气体更早地、例如在对反应室201内进行加热之前供给NH3气。另外，为了在形成于GaN衬底10中的贯穿孔10h的内部均匀地埋入GaN晶体，该步骤优选在使基座208旋转的状态下实施。
作为埋入步骤的处理条件，例示如下。
处理温度(GaN衬底的温度)：980～1100℃，优选1050～1100℃
处理压力(反应室内的压力)：90～105kPa，优选90～95kPa
GaCl气体的分压：1.5～15kPa
NH3气的分压/GaCl气体的分压：2～6
N2气的流量/H2气体的流量：1～20
如上所述，埋入步骤在将GaN衬底10载置于基座208上的状态下进行，此时，使得不堵塞贯穿孔10h所具有的表面和背面2个开口中的、与基座208相对的背面10b侧的开口(以下，也称为背面侧开口)。在本实施方式中，作为一个例子，如图4(b)所示，通过在GaN衬底10与基座208之间配置环状的隔离件(spacer)208s，从而使得不堵塞贯穿孔10h的背面侧开口。如此，通过不堵塞贯穿孔10h的背面侧开口，从而可确保从GaN衬底10的表面10a朝向背面10b侧的气道(流导)。结果，能够促进原料气体向贯穿孔10h的内部的供给，促进贯穿孔10h的内部中的GaN晶体的生长。需要说明的是，为了持续向贯穿孔10h的内部供给原料气体，需要将流入至GaN衬底10的背面10b侧的间隙的气体排出，因此，优选的是，在GaN衬底10的周向上不连续地设置隔离件208s从而确保脱气孔、或者在基座208上设置在其厚度方向上贯穿的脱气孔。为了不堵塞贯穿孔10h的背面侧开口，不限于设置隔离件208s的情况，还可在基座208的上表面(衬底支承面)设置槽、凸部。
在埋入步骤中，通过在贯穿孔10h的内部中至少GaN衬底10的表面10a侧的部分使GaN晶体进行+c面生长，从而可将GaN衬底10的表面10a平坦化。该面不含位错密集区域、极性反转区域，成为不出现凹坑的优质的晶体面。分别地，图5(a)中示出GaN衬底20的表面20a的形态，图5(b)中示出GaN衬底20的背面20b的形态。
如图5(a)所示，GaN衬底20不含位错密集区域、极性反转区域，构成为具有未出现凹坑的平坦表面的晶体衬底。需要说明的是，根据埋入步骤的处理条件、贯穿孔10h的深度、形状等各条件的不同，有时在GaN衬底20的表面20a中与贯穿孔10h对应的位置处残留微小的凹陷。但是，即使在该情况下，通过对GaN衬底20的表面20a的表面进行研磨、或者对埋入步骤的处理条件进行微调，从而也能完全地除去该凹陷。在任意情况下，GaN衬底20的表面20a均可成为能够在以该表面20a为基底而使GaN晶体膜外延生长时提高生长成的晶体的品质的优质的面。
另一方面，如图5(b)所示，在GaN衬底20的背面20b存在特有的结构(痕迹)20m(其表明贯穿孔10h通过GaN晶体而被掩埋)。如图5(c)、图5(d)中示出其截面构成的那样，痕迹20m包括各种各样的图案。
例如，根据埋入步骤的处理条件、贯穿孔10h的深度、形状等各条件的不同，如图5(c)所示，存在下述情况：通过GaN晶体的埋入而使得GaN衬底20的背面20b被大致完全地平坦化，难以通过目视来确认痕迹20m。但是，即使在该情况下，在贯穿孔10h的内表面附近仍然会呈现出较之周围的晶体而言氧浓度略高的区域。对于该区域而言，可使用荧光显微镜等已知的方法来确认其存在。另外，对于该区域而言，由于耐研磨特性、蚀刻特性与其他区域不同，因此还可通过对GaN衬底20的背面20b进行CMP研磨等从而使其显现出来。如此，即使难以通过目视来确认痕迹20m，也可以说在GaN衬底20的背面20b存在痕迹20m(其表明贯穿孔10h通过GaN晶体而被掩埋)。
另外，例如，根据埋入步骤的处理条件、贯穿孔10h的深度、形状等各条件的不同，还存在下述情况：到达贯穿孔10h的背面侧开口的原料气体的量为少量，在背面侧开口的附近处的晶体生长速率较小。结果，如图5(d)所示，存在下述情况：在GaN衬底20的背面20b，在与通过GaN晶体的埋入而被消除的贯穿孔10h对应的位置处残留有轻微地凹陷的痕迹20m。
(2)由本实施方式获得的效果
通过本实施方式，可获得以下所示的一种或多种效果。
(a)通过实施穿孔步骤～埋入步骤的一系列步骤，能够使最终得到的GaN衬底20成为不含位错密集区域、极性反转区域的优质的晶体衬底。由此，在GaN衬底20的表面20a上使GaN晶体膜外延生长时，能够使该GaN晶体膜成为位错密度低、结晶性良好的膜。另外，最终得到的GaN衬底20成为不含极性反转区域的晶体衬底，因此，还能够抑制在表面20a上生长而成的GaN晶体膜的表面上产生凹坑。结果，能够提高使用GaN衬底20而制作的半导体器件的特性，使其制造成品率变得良好。
图10(a)为对实施了穿孔步骤后的GaN衬底进行拍摄而得到的光学显微镜图像。图10(b)为针对实施了埋入步骤后的GaN衬底、从其表面侧将焦点聚焦于表面而拍摄到的光学显微镜图像。图10(c)为针对实施了埋入步骤后的GaN衬底、从其表面侧将焦点聚焦于背面而拍摄到的光学显微镜图像。通过这些图像可知，贯穿孔的至少表面侧开口被GaN晶体以无间隙的方式掩埋，GaN衬底的表面成为极平坦且平滑的表面。另外，还可确认到有时在GaN衬底的背面侧产生微小的埋入痕迹。需要说明的是，本申请的发明人已确认了下述情况：在如图10(b)所示的GaN衬底的表面上使GaN晶体膜外延生长，结果生长而成的膜成为位错密度低的结晶性良好的膜，而且，在其表面未出现凹坑。
图11(a)为利用埋入步骤在贯穿孔内生长而成的GaN晶体的CL图像，图11(b)为构成GaN衬底的GaN晶体的母相(贯穿孔的外侧)的CL图像。根据图11(a)、图11(b)可知，在贯穿孔内生长而成的GaN晶体的品质与母相的晶体品质是同等的。本申请的发明人已确认了：母相的位错密度为1.5×106cm-2，而包含在贯穿孔内生长而成的GaN晶体的区域的位错密度为1.2×106cm-2。上述数值虽然是一个例子，但总而言之，可知根据本实施方式的方法，能够在贯穿孔的内部生长出具有与母相同等以上的高品质的GaN晶体。
(b)在高氧浓度区域包含极性反转区域的情况下，该极性反转区域的蚀刻速率比其他区域和母相大(具有蚀刻选择性)。因此，还可考虑下述方法：不对包含极性反转区域的GaN衬底实施激光加工，而对其实施湿式蚀刻等，由此优先对极性反转区域进行蚀刻，在GaN衬底中形成贯穿孔。
然而，对于该使用湿式蚀刻的方法而言，存在下述情况：GaN衬底被过度蚀刻，从而导致衬底的直径变小、厚度变薄，或者进而导致衬底本身消失。另外，在该方法中，需要预先在GaN衬底的背面形成保护膜，但现状是不易得到合适的保护膜。另外，湿式蚀刻需要在高温下实施，但在该情况下，还存在易于导致蚀刻液的气化、浓缩、难以从高粘度化的蚀刻液中将GaN衬底取出等作业的安全性受损的情况。而与此相对，在使用激光加工机50来形成贯穿孔10h的本实施方式中，能够避免上述问题。
另外，对于使用湿式蚀刻的上述方法而言，易于在通过蚀刻而形成的贯穿孔的内壁上残留结晶状态不确定的区域，或者易于成为贯穿孔的内壁错综复杂的复杂形状。结果，易于导致埋入至贯穿孔内的晶体的品质降低，或者向贯穿孔内的埋入变得不完全。而与此相对，在利用激光照射而形成贯穿孔10h的本实施方式中，能够在贯穿孔10h的内壁使结晶状态良好的单晶可靠地露出，而且能够使贯穿孔的内表面成为表面平滑且简单的形状。由此，能够提高埋入至贯穿孔10h内的晶体的品质，另外，能够可靠地利用晶体而将贯穿孔10h内掩埋。
(c)在埋入步骤中，通过不堵塞贯穿孔10h的背面侧开口，能够确保从GaN衬底10的表面10a朝向背面10b侧流动的气体的气道。结果，能够促进贯穿孔10的内部的GaN晶体的生长，可靠地进行GaN晶体向贯穿孔10h的内部的埋入。
(3)变形例
本实施方式不限于上述方式，可如下述所示的变形例那样进行变更。
(变形例1)
如图6(a)中示出GaN衬底10的截面图那样，可以在穿孔步骤中以下述方式来控制激光的照射条件：使贯穿孔10h的形状成为随着从GaN衬底10的表面10a侧朝向背面10b侧而内径逐渐增大的圆锥台形状。
例如，从GaN衬底10的表面10a侧朝向背面10b侧照射激光，此时，使激光的焦点聚焦于GaN衬底10的表面10a，由此能够实现上述形状。另外，例如，在穿孔步骤中，从GaN衬底10的背面10b侧朝向表面10a侧照射激光，此时，使激光的焦点聚焦于GaN衬底10的表面10a，由此也能够实现上述形状。
通过使贯穿孔10h的形状为圆锥台形，能够容易地将贯穿孔10h所具有的2个开口中的、供给原料气体的表面10a侧的开口(以下，也称为表面侧开口)的直径的最小宽度D抑制为例如300μm以下、优选200μm以下的尺寸。结果，在埋入步骤中，能够更可靠地进行GaN晶体向贯穿孔10h的表面侧开口的埋入。
(变形例2)
如图6(b)中示出GaN衬底10的截面图那样，可以在穿孔步骤中以下述方式来控制激光的照射条件：使贯穿孔10h的形状成为随着从GaN衬底10的表面10a侧朝向背面10b侧而内径逐渐减小的倒圆锥台形状。
例如，从GaN衬底10的表面10a侧朝向背面10b侧照射激光，此时，使激光的焦点聚焦于GaN衬底10的背面10b，由此能够实现上述形状。另外，例如，在穿孔步骤中，从GaN衬底10的背面10b侧朝向表面10a侧照射激光，此时，使激光的焦点聚焦于GaN衬底10的背面10b，由此也能够实现上述形状。
通过使贯穿孔10h的形状为倒圆锥台形，即，通过使贯穿孔10h的表面侧开口扩大，从而可在埋入步骤中促进原料气体向贯穿孔10h内部的供给。由此，可容易地使基于GaN晶体的埋入在贯穿孔10h的整个内部区域中进行。另外，能够高效地进行基于GaN晶体的埋入，能够缩短埋入步骤所需要的时间、提高GaN衬底20的生产率。
(变形例3)
在穿孔步骤中，也可以利用蚀刻、放电加工、机械加工等激光加工以外的方法来形成贯穿孔10h。在利用这些方法来形成贯穿孔10h的情况下，也可通过实施表面研磨步骤、洗涤步骤、埋入步骤来得到不含极性反转区域、位错的密集区域的GaN衬底20。即，即使利用激光加工以外的方法来形成贯穿孔10h，也能利用优质的GaN晶体而将贯穿孔10h的内部掩埋。另外，可同样获得由在埋入步骤的实施中不堵塞贯穿孔10h的背面侧开口而带来的上述益处、由使贯穿孔10h的形状为圆锥台形、倒圆锥台形而带来的变形例1、2中记载的益处。
但是，如上所述，较之蚀刻而言，利用激光加工而形成贯穿孔10h的方式在生产率提高、安全性等方面具有优势。另外，还可以说较之蚀刻而言，激光加工的方式更易于实现使贯穿孔10h的形状成为圆锥台形、倒圆锥台形这样的复杂的形状控制。
＜本发明的第2实施方式＞
在上述实施方式中，对通过照射紫外线、电子射线而确定高氧浓度区域、并将其除去的例子进行了说明。然而，本发明不限于上述方式。这是因为，如上所述，存在高氧浓度区域包含极性反转区域的情况，该情况下，会在晶体的表面(生长面)出现凹坑。另外，也存在由于附着在基底衬底的表面上的异物而导致凹坑出现的情况，对于由于这样的原因而出现的凹坑而言，存在其即使不含极性反转区域、也会包含位错密集区域的情况。对于在表面形成的凹坑而言，即使不使用紫外线，也可通过可见光区域下的观察来确定。因此，在本实施方式中，通过在可见光区域中观察作为处理对象的GaN衬底的表面，并利用激光对观察到的凹坑进行冲孔，从而将极性反转区域、位错密集区域从GaN衬底中除去。以下，以不同于第1实施方式的方面为主而对本实施方式的详情进行说明。
在准备步骤中，关于作为处理对象的衬底，准备在图7(a)、图7(b)中例示出平面、截面构成那样的GaN衬底10’，所述GaN衬底10’由GaN晶体形成，并且在表面具有1个以上的凹坑10p。需要说明的是，作为这样的衬底，可合适地使用通过使GaN晶体以其表面成为(0001)面的方式进行生长而得到的生成态的衬底。图12中示出了在GaN衬底的表面出现的凹坑的放大照片。如图7(b)所示，在此处拍摄到的凹坑的底部侧存在极性反转区域10d(其为产生凹坑10p的主要因素)、和包含该极性反转区域10d的高氧浓度区域10s。对于与GaN衬底10’的大小、厚度、表面的晶体取向、杂质浓度等相关的要件而言，可使其与第1实施方式同样。
需要说明的是，关于作为处理对象的衬底，还可使用如下得到的衬底：在对生成态的GaN衬底的表面即(0001)面进行研磨加工后，对经研磨的表面进行蚀刻，使凹坑再次出现于研磨后的表面上。若对生成态的表面进行研磨加工，则凹坑从该面上暂时消失。然而，在凹坑的底部存在具有蚀刻选择性的极性反转区域时，通过对研磨面进行蚀刻，能够使凹坑再次出现。蚀刻可使用HCl气体、氯(Cl2)气等卤素系蚀刻气体、HCl溶液等酸性蚀刻液、KOH溶液等碱性蚀刻液来进行。将对经研磨的GaN衬底的表面进行蚀刻、使凹坑再次出现于其表面上的形态示于图13。
对于穿孔步骤而言，除了无需对GaN衬底10’进行紫外线照射的方面以外，可利用与第1实施方式中的穿孔步骤相同的处理过程、处理条件来进行。下述方面也与第1实施方式相同：在由于多个凹坑相连而连结等状况而导致从图2的Z方向观察到的凹坑10p的大小比激光束的截面大的情况下，在利用控制器52进行图像识别时确定凹坑10p的外形，以沿着所确定的凹坑10p的外形的方式，在使位置移动的同时间歇地照射激光多次或者连续照射激光。通过实施穿孔步骤，能够将存在于凹坑10p的底部的极性反转区域10d从GaN衬底10’中完全除去。此时，下述方面与第1实施方式相同：至少对极性反转区域10d进行冲孔即足矣，并非必须对高氧浓度区域10s的整体完全地进行冲孔。
表面研磨步骤～埋入步骤的一系列步骤可利用与第1实施方式中的这些步骤相同的处理过程、处理条件来进行。需要说明的是，若在穿孔步骤之前进行表面研磨步骤，则难以在穿孔步骤中确定凹坑10p。因此，至少在本实施方式中，需要在实施穿孔步骤之后进行表面研磨步骤。
在本实施方式中，也能够制成最终得到的GaN衬底的表面不含极性反转区域及位错密集区域、且在表面上未出现凹坑的优质的晶体衬底。结果，能够提高在该衬底上生长而成的晶体膜的品质，提高使用该衬底而制作的半导体器件的特性，使其制造成品率变得良好。
另外，在本实施方式中，也能够与第1实施方式同样地获得由在穿孔步骤中不使用湿式蚀刻而带来的上述效果。另外，在使用湿式蚀刻的上述方法中，虽然能够将由于极性反转区域而出现的凹坑除去，但并不能将由于其他原因而出现的凹坑除去。而与此相对，在本实施方式中，无论产生凹坑的原因为何，均能够可靠地消除全部凹坑，还能够获得易于将最终得到的GaN衬底的表面平坦化这样的附属效果。
对于上述以外的方面，当然也可获得与第1实施方式同样的效果。需要说明的是，在本实施方式中，由于在穿孔步骤中无需进行紫外线照射，因此还可以说容易降低其处理成本。
＜本发明的其他实施方式＞
以上，具体地说明了本发明的实施方式。然而，本发明不限于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内可进行各种变更。
例如，在上述的实施方式中，对激光加工机50的控制器52自动地向GaN衬底照射激光的例子进行了说明，但本发明不限于上述方式。例如，也可不使用计算机的图像识别而经由人工来进行高氧浓度区域、凹坑的确定。另外，也可经由人工来进行激光的瞄准。
另外，例如，在上述实施方式中，对在埋入步骤中使用氢化物气相生长法(HVPE法)作为气相生长法的情况进行了说明，但本发明不限于上述方式。例如，在埋入步骤中，可以使用有机金属气相生长法(MOCVD法)、氧化物气相生长法(OVPE法)等HVPE法以外的气相生长法。在这些情况下，也能够获得与上述实施方式相同的效果。另外，例如，在埋入步骤中，还可使用下述方法来进行液相生长：使用钠(Na)等作为助熔剂的助熔剂法；在高压高温下进行的熔融液生长法；氨热法；等等。在这些情况下，也可获得与上述实施方式相同的效果。
另外，例如，在上述实施方式中，对通过实施准备步骤～埋入步骤的一系列步骤来获得1片GaN衬底的方法进行了说明。但是，本发明不限于上述方式。例如，也可在实施准备步骤～埋入步骤的一系列步骤后，进行在GaN衬底的表面上使GaN晶体厚厚地外延生长的正式生长步骤，之后，通过对衬底进行切片从而获得多片GaN衬底。在该情况下，也可获得与上述实施方式相同的效果。
需要说明的是，正式生长步骤的处理过程、处理条件可与上述的埋入步骤的处理过程、处理条件相同，但也可使它们不同。
这是因为，埋入步骤是以将贯穿孔内掩埋为主要目的而进行的步骤。因此，在埋入步骤中，优选在较之朝向主面方向(c轴方向)的生长而言更重视在沿着主面(c面)的方向(沿面方向)上的生长的条件下使晶体生长。例如，在埋入步骤中，优选在朝向衬底的沿面方向的晶体生长比正式生长步骤中的朝向衬底的沿面方向的晶体生长更活跃(生长速率更大)的条件下使晶体生长。
与此相对，正式生长步骤是以在埋入后的衬底上使GaN晶体高速且厚厚地生长为主要目的而进行的步骤。因此，在正式生长步骤中，优选在较之朝向沿面方向的生长而言更重视朝向主面方向的生长的条件下使晶体生长。例如，在正式生长步骤中，优选在朝向衬底的主面方向的晶体生长比埋入步骤中的朝向衬底的主面方向的晶体生长更活跃(生长速率更大)的条件下使晶体生长。
作为实现上述目的的方法，例如，包括使反应室201内的气氛在埋入步骤与正式生长步骤中不同的方法。例如，以正式生长步骤中的反应室201内的N2气分压与H2气分压的比率(N2/H2)小于埋入步骤中的反应室201内的N2气分压与H2气分压的比率(N2/H2)的方式进行设定。由此，在埋入步骤中，朝向沿面方向的晶体生长变得比较活跃，另外，在正式生长步骤中，朝向主面方向的晶体生长变得比较活跃。
另外，作为实现上述目的的其他方法，例如，包括使处理温度在埋入步骤与正式生长步骤中不同的方法。例如，以正式生长步骤中的处理温度低于埋入步骤中的处理温度的方式进行设定。由此，在埋入步骤中，朝向沿面方向的晶体生长变得比较活跃，另外，在正式生长步骤中，朝向主面方向的晶体生长变得比较活跃。
另外，作为实现上述目的的其他方法，例如，包括使NH3气的供给流量与GaCl气体的供给流量的比率(NH3/GaCl)在埋入步骤与正式生长步骤中不同的方法。例如，以正式生长步骤中的NH3/GaCl比率大于埋入步骤中的NH3/GaCl比率的方式进行设定。由此，在埋入步骤中，朝向沿面方向的晶体生长变得比较活跃，另外，在正式生长步骤中，朝向主面方向的晶体生长变得比较活跃。
作为实施正式生长步骤时的处理条件，例示如下。
处理温度(GaN衬底的温度)：980～1100℃
处理压力(反应室内的压力)：90～105kPa，优选90～95kPa
GaCl气体的分压：1.5～15kPa
NH3气的分压/GaCl气体的分压：4～20
N2气的流量/H2气的流量：0～1
不限于GaN，在制造由例如氮化铝(AlN)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铟(InN)、氮化铟镓(InGaN)、氮化铝铟镓(AlInGaN)等第III族氮化物晶体构成的衬底、即由AlxInyGa1-x-yN(0≤x+y≤1、0≤x≤1、0≤y≤1)的组成式表示的第III族氮化物晶体构成的衬底时，也可合适地应用本发明。这是因为，对于这些晶体而言，也与GaN同样地存在在内部包含高氧浓度区域的情况，另外，在以(0001)面为生长面的情况下，也与GaN同样地可产生由于极性反转区域而导致的凹坑。在这些情况下，通过实施穿孔步骤～埋入步骤的一系列步骤，也可获得与上述实施方式相同的效果。
＜本发明的优选方式＞
以下，附记本发明的优选方式。
(附记1)
根据本发明的一个方式，提供第III族氮化物衬底的制造方法，其具有下述工序：
准备衬底的工序，所述衬底由第III族氮化物的晶体形成，且具有较之所述晶体的母相而言氧浓度更大的高氧浓度区域；
穿孔工序，对准所述高氧浓度区域而向所述衬底照射激光，形成在厚度方向上贯穿所述衬底的贯穿孔，将所述高氧浓度区域中的至少一部分从所述衬底除去；和
埋入工序，在所述贯穿孔的内部使所述第III族氮化物的晶体生长，将所述贯穿孔的内部的至少一部分掩埋。
(附记2)
优选地，根据附记1所述的方法，其中，
在所述穿孔工序中，对准所述高氧浓度区域中的、包含其中心在内的区域照射激光。更优选的是，在所述穿孔工序中，将所述高氧浓度区域中的、包含所述中心在内的区域从所述衬底除去，不除去其他区域而使其残留于所述衬底。
(附记3)
优选地，根据附记1或2所述的方法，其中，
在所述穿孔工序中，对准俯视下为6边形或12边形中的任一多边形的所述高氧浓度区域中的、包含所述多边形的对角线的交点在内的区域照射激光。更优选的是，将所述高氧浓度区域中的、包含所述多边形的对角线的交点在内的区域从所述衬底除去，不除去其他区域而使其残留于所述衬底。
(附记4)
优选地，根据附记1～3中任一项所述的方法，其中，
在所述穿孔工序中，将所述高氧浓度区域中的、包含位错密集区域或极性反转区域的区域从所述衬底除去。更优选的是，将所述高氧浓度区域中的、包含位错密集区域或极性反转区域的区域从所述衬底除去，不除去其他区域(既不含位错密集区域也不含极性反转区域的区域)而使其残留于所述衬底。
(附记5)
优选地，根据附记1所述的方法，其中，
在所述准备衬底的工序中，准备生成态的衬底，所述生成态的衬底是通过使由AlxInyGa1-x-yN(0≤x+y≤1、0≤x≤1、0≤y≤1)的组成式表示的第III族氮化物的晶体以其表面成为(0001)面的方式进行生长而得到的，
在所述穿孔工序中，对准在所述衬底的表面上观察到的凹坑照射激光而形成所述贯穿孔，由此将存在于所述凹坑的底面侧的高氧浓度区域中的至少一部分从所述衬底除去。
(附记6)
优选地，根据附记1所述的方法，其中，
在所述准备衬底的工序中，准备下述衬底：对由AlxInyGa1-x-yN(0≤x+y≤1、0≤x≤1、0≤y≤1)的组成式表示的第III族氮化物的晶体形成的衬底的表面即(0001)面进行研磨加工后、对经研磨的所述表面进行蚀刻从而使所述衬底的表面出现凹坑而得到的衬底，
在所述穿孔工序中，对准在所述衬底的表面上观察到的凹坑照射激光而形成所述贯穿孔，由此将存在于所述凹坑的底面侧的高氧浓度区域中的至少一部分从所述衬底除去。
(附记7)
优选地，根据附记5或6所述的方法，其中，
在所述穿孔工序中，将所述高氧浓度区域中的、至少包含极性反转区域(以及位错密集区域)的区域从所述衬底除去。更优选的是，将所述高氧浓度区域中的、至少包含极性反转区域(以及位错密集区域)的区域从所述衬底除去，不除去其他区域(既不含位错密集区域也不含极性反转区域的区域)而使其残留于所述衬底。
(附记8)
优选地，根据附记1～7中任一项所述的方法，其中，
在所述穿孔工序中，观察对所述衬底照射紫外线或电子射线时的晶体的发光状态，确定对比度与所述母相不同的区域，向所确定的所述区域照射激光。
(附记9)
优选地，根据附记8所述的方法，其中，
在所述穿孔工序中，使用相机对所述衬底进行拍摄，利用图像识别来确定对比度与所述母相不同的区域，向所确定的所述区域照射激光。
(附记10)
优选地，根据附记5～7中任一项所述的方法，其中，
在所述穿孔工序中，使用相机对所述衬底的表面进行拍摄，利用图像识别来确定所述凹坑，向所确定的所述凹坑照射激光。
(附记11)
优选地，根据附记1～7中任一项所述的方法，其中，
在所述穿孔工序中，在使位置移动的同时间歇地照射激光多次。
(附记12)
优选地，根据附记1～7中任一项所述的方法，其中，
在所述穿孔工序中，在使位置移动的同时连续地照射激光。
(附记13)
优选地，根据附记1～12中任一项所述的方法，其中，
在所述穿孔工序中，以下述方式控制激光的照射条件：从所述衬底的表面侧观察时，所述贯穿孔的最小宽度为300μm以下，优选为200μm以下的尺寸。
(附记14)
优选地，根据附记1～13中任一项所述的方法，其中，
在所述穿孔工序中，以下述方式控制激光的照射条件：使得所述贯穿孔的形状成为随着从所述衬底的表面侧朝向背面侧而内径逐渐增大的圆锥台形状。
(附记15)
优选地，根据附记1～13中任一项所述的方法，其中，
在所述穿孔工序中，以下述方式控制激光的照射条件：使得所述贯穿孔的形状成为随着从所述衬底的表面侧朝向背面侧而内径逐渐减小的倒圆锥台形状。
(附记16)
优选地，根据附记1～15中任一项所述的方法，其中，
在所述穿孔工序中，以下述方式控制激光的照射条件：从表面侧观察所述衬底时，所述贯穿孔的平面形状成为具有短边及长边的矩形、或将所述矩形任意组合而成的形状，并且，至少各矩形所具有的所述短边的尺寸为300μm以下、优选200μm以下的尺寸。
(附记17)
优选地，根据附记1～16中任一项所述的方法，其中，
在进行了所述穿孔工序后、且在进行所述埋入工序之前，进一步具有下述洗涤工序：对所述贯穿孔的内表面进行蚀刻，将附着于所述贯穿孔内表面上的异物及形成于所述贯穿孔内表面上的损伤层中的至少任一者除去。
(附记18)
优选地，根据附记1～17中任一项所述的方法，其中，
在所述埋入工序中，在所述贯穿孔的内部中的至少所述衬底的表面侧的部分使所述第III族氮化物的晶体生长，由此将所述衬底的表面平坦化。
(附记19)
优选地，根据附记1～18中任一项所述的方法，其中，
在所述埋入工序中，在所述贯穿孔的内部中的至少所述衬底的表面侧的部分使所述第III族氮化物晶体生长，由此使所述衬底的表面成为不出现位错密集区域及极性反转区域的面。
(附记20)
优选地，根据附记1～19中任一项所述的方法，其中，
在所述埋入工序中，使用气相生长法在所述贯穿孔的内部使所述第III族氮化物的晶体生长。
(附记21)
优选地，根据附记1～20中任一项所述的方法，其中，
在将所述衬底保持于支承板上的状态下，使用气相生长法来进行所述埋入工序，此时，使得不堵塞所述贯穿孔所具有的2个开口中的、与所述支承板相对的背面侧的开口。
(附记22)
优选地，根据附记1～21中任一项所述的方法，
所述方法进一步具有下述工序：
正式生长工序，在通过进行所述埋入工序而得到的所述第III族氮化物衬底上，使由所述第III族氮化物晶体形成的晶体膜生长；和
切片工序，从所述晶体膜切出1片以上的第III族氮化物衬底。
(附记23)
优选地，根据附记1～22中任一项所述的方法，
所述方法进一步具有正式生长工序，所述正式生长工序中，在通过进行所述埋入工序而得到的所述第III族氮化物衬底上，使由所述第III族氮化物的晶体形成的晶体膜生长，
在所述埋入工序及所述正式生长工序中，分别利用气相生长法进行晶体生长，
以下述方式使处理条件在所述埋入工序与所述正式生长工序中不同：在所述埋入工序中，朝向所述衬底的沿面方向的晶体生长比所述正式生长工序中的朝向所述衬底的沿面方向的晶体生长更活跃；在所述正式生长工序中，朝向所述衬底的主面方向的晶体生长比所述埋入工序中的朝向所述衬底的主面方向的晶体生长更活跃。
(附记24)
优选地，根据附记23所述的方法，其中，
使所述正式生长工序中的N2气分压与H2气分压的比率(N2/H2)小于所述埋入工序中的N2气分压与H2气分压的比率(N2/H2)。
(附记25)
优选地，根据附记23或24所述的方法，其中，
使所述正式生长工序中的处理温度低于所述埋入工序中的处理温度。
(附记26)
优选地，根据附记23～25中任一项所述的方法，其中，
使所述正式生长工序中的含氮气体与第III族原料气体的流量比率(NH3/GaCl比率)大于所述埋入工序中的含氮气体与第III族原料气体的流量比率(NH3/GaCl比率)。
(附记27)
根据本发明的另一方式，提供第III族氮化物衬底，
其是由第III族氮化物的晶体形成的衬底，
所述衬底在内部不包含位错密集区域及极性反转区域，
在所述衬底的背面，具有在厚度方向上贯穿所述衬底的贯穿孔通过所述第III族氮化物的晶体而被掩埋的结构(痕迹)。
(附记28)
另外，优选地，根据附记27所述的衬底，其中，
从所述衬底的表面侧观察时，所述贯穿孔的最小宽度为300μm以下。

Claims (18)

1.第III族氮化物衬底的制造方法，其具有下述工序：
准备衬底的工序，所述衬底由第III族氮化物的晶体形成，且具有较之所述晶体的母相而言氧浓度更大的高氧浓度区域；
穿孔工序，对准所述高氧浓度区域而向所述衬底照射激光，形成在厚度方向上贯穿所述衬底的贯穿孔，将所述高氧浓度区域中的至少一部分从所述衬底除去；和
埋入工序，在所述贯穿孔的内部使所述第III族氮化物的晶体生长，将所述贯穿孔的内部的至少一部分掩埋。
2.如权利要求1所述的第III族氮化物衬底的制造方法，其中，在所述穿孔工序中，对准所述高氧浓度区域中的、包含其中心在内的区域照射激光。
3.如权利要求1或2所述的第III族氮化物衬底的制造方法，其中，在所述穿孔工序中，对准俯视下为6边形或12边形中的任一多边形的所述高氧浓度区域中的、包含所述多边形的对角线的交点在内的区域照射激光。
4.如权利要求1～3中任一项所述的第III族氮化物衬底的制造方法，其中，在所述穿孔工序中，将所述高氧浓度区域中的位错密集区域或极性反转区域从所述衬底除去。
5.如权利要求1～4中任一项所述的第III族氮化物衬底的制造方法，其中，在所述穿孔工序中，将所述高氧浓度区域中的、包含位错密集区域或极性反转区域的区域从所述衬底除去，不除去其他区域而使其残留于所述衬底。
6.如权利要求1所述的第III族氮化物衬底的制造方法，其中，
在所述准备衬底的工序中，准备生成态的衬底，所述生成态的衬底是通过使由AlxInyGa1-x-yN(0≤x+y≤1、0≤x≤1、0≤y≤1)的组成式表示的第III族氮化物的晶体以其表面成为(0001)面的方式进行生长而得到的，
在所述穿孔工序中，对准在所述衬底的表面上观察到的凹坑照射激光而形成所述贯穿孔，由此将存在于所述凹坑的底面侧的高氧浓度区域中的至少一部分从所述衬底除去。
7.如权利要求1所述的第III族氮化物衬底的制造方法，其中，
在所述准备衬底的工序中，准备下述衬底：对由AlxInyGa1-x-yN(0≤x+y≤1、0≤x≤1、0≤y≤1)的组成式表示的第III族氮化物的晶体形成的衬底的表面即(0001)面进行研磨加工后、对经研磨的所述表面进行蚀刻从而使所述衬底的表面出现凹坑而得到的衬底，
在所述穿孔工序中，对准在所述衬底的表面上观察到的凹坑照射激光而形成所述贯穿孔，由此将存在于所述凹坑的底面侧的高氧浓度区域中的至少一部分从所述衬底除去。
8.如权利要求6或7所述的第III族氮化物衬底的制造方法，其中，在所述穿孔工序中，将所述高氧浓度区域中的、至少包含极性反转区域的区域从所述衬底除去。
9.如权利要求6～8中任一项所述的第III族氮化物衬底的制造方法，其中，在所述穿孔工序中，将所述高氧浓度区域中的、至少包含极性反转区域的区域从所述衬底除去，不除去其他区域而使其残留于所述衬底。
10.如权利要求1～9中任一项所述的第III族氮化物衬底的制造方法，其中，在所述穿孔工序中，观察对所述衬底照射紫外线或电子射线时的晶体的发光状态，确定对比度与所述母相不同的区域，向所确定的所述区域照射激光。
11.如权利要求10所述的第III族氮化物衬底的制造方法，其中，在所述穿孔工序中，使用相机对所述衬底进行拍摄，利用图像识别来确定对比度与所述母相不同的区域，向所确定的所述区域照射激光。
12.如权利要求6～9中任一项所述的第III族氮化物衬底的制造方法，其中，在所述穿孔工序中，使用相机对所述衬底的表面进行拍摄，利用图像识别来确定所述凹坑，向所确定的所述凹坑照射激光。
13.如权利要求1～12中任一项所述的第III族氮化物衬底的制造方法，其中，在所述穿孔工序中，在使位置移动的同时间歇地照射激光多次。
14.如权利要求1～12中任一项所述的第III族氮化物衬底的制造方法，其中，在所述穿孔工序中，在使位置移动的同时连续地照射激光。
15.如权利要求1～14中任一项所述的第III族氮化物衬底的制造方法，其中，在所述穿孔工序中，以下述方式控制激光的照射条件：从所述衬底的表面侧观察时，所述贯穿孔的最小宽度为300μm以下。
16.如权利要求1～15中任一项所述的第III族氮化物衬底的制造方法，其中，在将所述衬底保持于支承板上的状态下，使用气相生长法来进行所述埋入工序，此时，使得不堵塞所述贯穿孔所具有的2个开口中的、与所述支承板相对的背面侧的开口。
17.如权利要求1～16中任一项所述的第III族氮化物衬底的制造方法，所述制造方法进一步具有正式生长工序，所述正式生长工序中，在通过进行所述埋入工序而得到的所述第III族氮化物衬底上，使由所述第III族氮化物的晶体形成的晶体膜生长，
在所述埋入工序及所述正式生长工序中，分别利用气相生长法进行晶体生长，
以下述方式使处理条件在所述埋入工序与所述正式生长工序中不同：在所述埋入工序中，朝向所述衬底的沿面方向的晶体生长比所述正式生长工序中的朝向所述衬底的沿面方向的晶体生长更活跃；在所述正式生长工序中，朝向所述衬底的主面方向的晶体生长比所述埋入工序中的朝向所述衬底的主面方向的晶体生长更活跃。
18.第III族氮化物衬底，其是由第III族氮化物的晶体形成的衬底，
所述衬底在内部不包含位错密集区域及极性反转区域，
所述衬底的表面以不含凹坑的平坦面的形式构成，
在所述衬底的背面，具有在厚度方向上贯穿所述衬底的贯穿孔通过所述第III族氮化物的晶体而被掩埋的痕迹。
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