CN114144864A - Iii族化合物基板的制造方法和利用该制造方法制造的基板 - Google Patents

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Abstract

本发明的III族化合物基板的制造方法包括以下工序：基底基板形成工序，通过气相合成法形成III族氮化物的基底基板；种基板形成工序，在基底基板上形成种基板；以及III族化合物晶体形成工序，通过氢化物气相生长法在种基板上形成III族化合物晶体。本发明的III族化合物基板的特征在于：其是通过本发明的III族化合物基板的制造方法制造的。根据本发明，在发挥氢化物气相生长法的特长、即高成膜速度的特长的同时，以低成本得到更大型且高品质的III族化合物基板。

Description

III族化合物基板的制造方法和利用该制造方法制造的基板
技术领域
本发明涉及大型、且翘曲、空隙、晶格缺陷极少、高特性且高品质的GaN系、AlN系等III族化合物基板的制造方法和利用该制造方法制造的基板，特别是涉及大型且高品质的GaN基板或大型且高品质的AlN基板的制造方法、和利用该制造方法制造的GaN基板或AlN基板。
背景技术
结晶性GaN系、AlN系等III族化合物的基板具有宽的带隙，具有极短波长的发光性或高耐压且具有优异的高频特性。因此，III族化合物的基板被期待用于激光、肖特基二极管、功率器件、高频器件等器件。然而，现状是这些III族化合物的大型且高品质的晶体生长困难等，因此价格高，妨碍这些基板的用途扩大或广泛普及。
例如，纵观GaN基板，通常使GaN晶体在液氨或Na助熔剂等液体中生长而得的块体GaN基板品质较高。然而，因需要高温高压装置，故难以大型化(大口径、厚物)。相对于此，如果利用通过气相法进行晶体生长的有机金属气相生长法(MOCVD法)或氢化物气相生长法(HVPE法、THVPE法等)使GaN在蓝宝石基板、GaAs基板、SiC基板、SCAM (ScAlMgO4)基板、GaN基板、AlN基板等单晶基板上异质外延生长或同质外延生长，则在原理上可制造大型化、即大型且高品质的基板。然而，实际上现状是晶格常数和热膨胀系数与GaN晶体相同或比较接近的GaN基板或SCAM基板等单晶基板只制造了小型的基板，尚无大的单晶基板，因此难以通过外延成膜进行大型化。
作为其解决方案，非专利文献1中记载了：将由Na助熔剂法得到的GaN单晶切成蜂窝形状而得的多片瓦片状基板贴合于热解石墨(PG)制基座上，将GaN单晶大型化，以该已大型化的GaN单晶为种基板，通过HVPE法等使GaN在其上生长，得到大型的GaN基板。另外，专利文献1中记载了：将由气相法等已知方法得到的GaN单晶切成蜂窝形状而得的多片瓦片状基板贴合于热解石墨(PG)制基座上，将GaN单晶大型化，以该已大型化的GaN单晶为种基板，通过HVPE法等使GaN在其上生长，得到大型的GaN基板。然而，这些方法由于也可称为基底基板的PG基座、将PG基座贴合于种基板时使用的氧化铝系粘接剂或氧化锆系粘接材料、作为种基板的瓦片状GaN单晶或SCAM单晶之间的热膨胀率的差异变大，所以因温度变化而膨胀/收缩，在种基板上发生移动或剥离、翘曲等，在成膜反应期间难以保持晶体取向或同一平面性，难以进行取向一致的成膜。
另一方面，还尝试了通过将可获取较大口径产品的Si基板、蓝宝石基板、SiC、GaAs基板等单晶基板与基底基板和种基板兼用来制作大型的GaN基板。然而，由于这些单晶基板与GaN晶体之间的晶格常数或热膨胀系数存在较大的不匹配，因此在通过外延成膜得到的GaN基板中各种缺陷増加，同时容易产生翘曲和裂纹，成为问题。
作为其解决对策之一，还提出了以下的尝试：在晶格常数或热膨胀系数相同或相近的GaN或AlN的多晶粉末、或者如专利文献2中所记载在莫来石组成的粉末等中添加烧结助剂，进行烧结以制作陶瓷，将所得到的陶瓷用于基底基板，在该基底基板上转印/贴合Si基板、蓝宝石基板、SiC基板、GaAs基板、GaN基板、AlN基板等单晶薄膜，以它们为种基板，进一步使GaN在该种基板上异质外延生长，从而得到大型的GaN基板。然而，在该方法中，来自陶瓷原料中或烧结助剂等的金属杂质在外延GaN成膜中扩散/污染，难以得到高特性的基板。
因此，作为改善对策之一，专利文献3中提出了以下的提案：使用与GaN的热膨胀率比较接近的AlN陶瓷作为基底基板，再将该基板整体用Si、SiO2、Si3N4等无机物的多层膜包裹并密封后，在其上层叠SiO2，之后转印/贴合种基板的Si<111>的薄膜，然后将GaN外延成膜，防止来自基底基板的金属杂质扩散。然而，用多层无机物包裹密封时需要多道工序，因此成本高、不经济，而且非常难以确保多层膜的完全的密闭密封性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6203460号公报；
专利文献2：日本专利第6331553号；
专利文献3：USP9997391B2；
非专利文献
非专利文献1：Phys. Status Solidi B 254, No.8, 1600671 (2017)。
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是鉴于上述情况而完成的发明，其目的在于提供：大型且高品质的GaN系或AlN系等III族化合物基板的制造方法；通过该方法得到的III族化合物基板、特别是GaN基板或AlN基板。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的，本发明提供下述的III族化合物基板的制造方法及其基板。即，
[1] III族化合物基板的制造方法，该制造方法包括以下工序：基底基板形成工序，通过气相合成法形成III族氮化物的基底基板；种基板形成工序，在上述基底基板上形成种基板；以及III族化合物晶体形成工序，通过氢化物气相生长法在上述种基板上形成III族化合物晶体。
[2] 上述[1]所述的III族化合物基板的制造方法，其特征在于：用于上述III族化合物晶体形成工序的氢化物气相生长法为THVPE法。
[3] 上述[1]或[2]所述的III族化合物基板的制造方法，其中，上述基底基板的III族氮化物为GaN或AlN，上述种基板为Si<111>、蓝宝石、SiC、GaAs、SCAM (ScAlMgO4)或GaN的基板，在上述种基板形成工序中，通过将上述种基板薄膜转印至上述基底基板上，在上述基底基板上形成上述种基板，
在上述III族化合物晶体形成工序中，使用III族氯化物和NH3作为气相生长原料，在上述种基板上形成上述III族化合物晶体。
[4] 上述[1]～[3]中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，其中，上述基底基板为选自III族氮化物的非晶质、多晶、单晶和陶瓷的至少1种物质的基板，上述基底基板中的III族金属元素以外的金属杂质的含量总计以金属换算计为5000质量ppm以下。
[5] 上述[1]～[4]中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，其中，在上述基底基板形成工序中，通过氢化物气相生长法形成III族氮化物的基底基板。
[6] 上述[1]～[5]中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，其中，上述基底基板是下述的基板：将通过氢化物气相生长法得到的III族氮化物的粉末成型以制作成型体，利用浸渍法使上述成型体含有III族金属，之后对上述成型体进行烧结而得到的基板；或者，将通过氢化物气相生长法得到的III族氮化物的粉末成型以制作成型体，利用浸渍法使上述成型体含有还原时成为III族金属的III族化合物，之后对上述成型体进行氮化和烧结而得到的基板。
[7] 上述[1]～[5]中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，其中，上述基底基板是在通过氢化物气相生长法得到的III族氮化物的粉末中添加/混合III族金属以制作混合物，将上述混合物成型以制作成型体，之后对上述成型体进行氮化和烧结而得到的基板。
[8] 上述[1]～[7]中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，其中，上述III族化合物晶体为氮化镓(GaN)晶体、或氮化铝(AlN)晶体。
[9] 上述[1]～[8]中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，其中，在上述种基板形成工序和上述III族化合物晶体形成工序之间进一步包括：N-面III族氮化物层形成工序，在上述种基板上形成N-面的III族氮化物层。
[10] 上述[9]所述的III族化合物基板的制造方法，其中，在上述N-面III族氮化物层形成工序中，通过低温MOCVD法在400～800℃的温度下、或者通过THVPE法在上述种基板上形成上述N-面的III族氮化物层。
[11] 上述[10]所述的III族化合物基板的制造方法，其中，在上述N-面III族氮化物层形成工序中，通过低温MOCVD法在500～600℃的温度下、在上述种基板上形成上述N-面的III族氮化物层。
[12] 上述[1]～[11]中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，其中，上述种基板的厚度、或者上述种基板的厚度与上述N-面III族氮化物层形成工序中形成的N-面的III族氮化物层的厚度的总计为50～2000nm。
[13] 上述[1]～[12]中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，该制造方法进一步包括：剥离层形成工序，在上述基底基板上形成由可剥离的具劈开性的物质构成的剥离层，在上述种基板形成工序中，在上述剥离层上形成种基板。
[14] 上述[13]所述的III族化合物基板的制造方法，其中，上述可剥离的具劈开性的物质为选自SCAM (ScAlMgO4)晶体、氮化硼(BN)和石墨的至少1种物质。
[15] 上述[13]或[14]所述的III族化合物基板的制造方法，该制造方法进一步包括：中间层形成工序，在上述剥离层上形成中间层，上述中间层为Si系化合物的膜，在上述种基板形成工序中，在上述中间层上形成种基板。
[16] 上述[1]～[14]中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，该制造方法进一步包括：中间层形成工序，在上述基底基板上形成中间层，上述中间层为Si系化合物的膜，在上述种基板形成工序中，在上述中间层上形成种基板。
[17] III族化合物基板，其特征在于：其是利用上述[1]～[16]中任一项所述的III族化合物基板的制造方法制造的。
发明效果
根据本发明，在有效利用氢化物气相生长法的特长、即高成膜速度的特长的同时，以低成本得到更大型且高品质的III族化合物基板。即，可制作大口径且无偏差的极厚的III族化合物基板，因此可容易地得到基板的结晶特性也优异、并且低成本的大口径III族化合物基板。
附图说明
[图1] 图1是用于说明在实施例1中用于制作基底基板和形成种基板上的晶体的反应装置的图。
[图2] 图2是用于说明在实施例1中用于制作基底基板和形成种基板上的晶体的反应装置的图。
具体实施方式
[III族化合物基板的制造方法]
本发明的III族化合物基板的制造方法包括以下工序：基底基板形成工序，通过气相合成法形成III族氮化物的基底基板；种基板形成工序，在基底基板上形成种基板；以及III族化合物晶体形成工序，通过氢化物气相生长法在种基板上形成III族化合物晶体。由此，可制作高纯度且大型的III族氮化物的基底基板，因此可制作大口径且无偏差的极厚的III族化合物基板，故可容易地得到基板的结晶特性也优异、并且低成本的大口径III族化合物基板。以下，对各工序进行详细说明。
(基底基板形成工序)
在基底基板形成工序中，通过气相合成法形成III族氮化物的基底基板。由此，可得到高纯度的基底基板，因此在通过氢化物气相生长法于种基板上形成III族化合物晶体时可抑制金属杂质从基底基板向III族化合物晶体中扩散/污染。从得到高纯度的基底基板的观点来看，特别优选通过氢化物气相生长法形成III族氮化物的基底基板。基底基板的III族氮化物优选为GaN或AlN。
基底基板优选为选自III族氮化物的非晶质、多晶、单晶和陶瓷的至少1种物质的基板。特别是，在想要得到的III族化合物基板为GaN基板或AlN基板的情况下，基底基板优选为与GaN基板或AlN基板的热膨胀率更接近的GaN或AlN的非晶质、多晶、单晶和陶瓷的任一种基板、或者是它们混合在一起的基板。
基底基板优选为下述的基板：将通过氢化物气相生长法得到的III族氮化物的粉末成型以制作成型体，利用浸渍法使成型体含有III族金属，之后对成型体进行烧结而得到的基板；或者，将通过氢化物气相生长法得到的III族氮化物的粉末成型以制作成型体，利用浸渍法使成型体含有还原时成为III族金属的III族化合物，之后对成型体进行氮化和烧结而得到的基板。另外，基底基板还可以是下述的基板：在通过氢化物气相生长法得到的III族氮化物的粉末中添加/混合III族金属以制作混合物，将混合物成型以制作成型体，之后对成型体进行氮化和烧结而得到的基板。由此，能以低成本制作大口径且高纯度的基底基板。
也可使用将高纯度Ga2O3粉末在氨气氛中加热而生成的氮化镓粉末代替通过氢化物气相生长法得到的III族氮化物来形成基底基板。在这种情况下的基底基板形成工序中，使用将III族氧化物的粉末氮化而得到的III族氮化物的粉末形成基底基板。而且，基底基板可以是下述的基板：将III族氧化物的粉末氮化而得到的III族氮化物的粉末成型以制作成型体，利用浸渍法使成型体含有III族金属，之后对成型体进行烧结而得到的基板；或者，将III族氧化物的粉末氮化而得到的III族氮化物的粉末成型以制作成型体，利用浸渍法使成型体含有还原时成为III族金属的III族化合物，之后对成型体进行氮化和烧结而得到的基板。另外，基底基板还可以是下述的基板：在将III族氧化物的粉末氮化而得到的III族氮化物的粉末中添加/混合III族金属以制作混合物，将混合物成型以制作成型体，之后对成型体进行氮化和烧结而得到的基板。通过使用高纯度的III族氧化物，能以低成本制作大口径且高纯度的基底基板。
在基底基板为GaN基板或AlN的情况下，例如可使用如下操作而制作的GaN或AlN粉末制作基底基板。
作为GaN或AlN粉末的制作方法，通过将Ga金属或Al金属在NH3气氛中直接氮化，可制作GaN或AlN粉末，通过使Ga金属或Al金属在NH3中进行电弧等离子体反应，可制作GaN或AlN粉末。
或者，通过在N2中或NH3中边粉碎Ga金属或Al金属边进行氮化，也可制作GaN粉末或AlN粉末。
在如此操作而得到的GaN粉末或AlN粉末中添加SiO2等烧结助剂或粘合剂等后，进行混合、成型、烧结，从而可制作GaN或AlN基板。
然而，这些方法在制造时、特别是粉碎原料金属时会混入来自使用的粉碎容器或粉碎介质的杂质、或者产生较多的因电弧电极的消耗而产生的电极成分的污染物等，混入较多的Ga或Al以外的金属杂质，不适合本发明的III族化合物基板的制造方法中的基底基板形成工序。
另一方面，作为适合本发明的III族化合物基板的制造方法的基底基板的制作方法，例如有以下的方法等：使Ga金属或Al金属或其卤化物进行气相氧化反应，得到Ga2O3粉末或Al2O3粉末，之后将它们成型以制作成型体，之后在N2、NH3等还原气氛下进行氮化。然而，在该基底基板的制作方法中，难以控制基底基板中的氧的混入。因此，作为特别适合的基底基板的制作方法，可列举：不存在如上所述的控制氧混入的问题、而可制作除Ga或Al以外的金属杂质的总计为5000质量ppm以下的GaN基板或AlN基板的下述方法。
作为特别适合的基底基板的制作方法，可列举下述的方法：以高纯度的Ga氯化物或Ga溴化物或Al氯化物或Al溴化物和NH3为原料，在减压下实施氢化物气相生长法，直接得到GaN或AlN的基板的方法；在常压以上实施上述气相生长法，以得到高纯度的GaN或AlN的粉末，之后将该粉末加压成型进行烧结，以得到GaN或AlN的基板的方法；为了改善上述的GaN或AlN的粉末的成型性，进一步添加高纯度Ga金属或高纯度Al金属进行混合，之后进行加压成型以制作成型体，对成型体进行烧结，同时将成型体中的Ga金属或Al金属氮化，以得到GaN或AlN的基板的方法；以及在得到高纯度的GaN或AlN的粉末后，将该粉末加压成型以制作成型体，使Ga金属或Al金属渗入至其成型体中后进行烧结，同时将成型体中的Ga金属或Al金属氮化，以得到GaN或AlN的基板的方法等。而且，在如此操作而得到的基板为低密度且多孔的情况下，可设置以下工序：使高纯度Ga金属或高纯度Al金属渗入至该基板的细孔中后，进行氮化烧结以进行致密化。需要说明的是，也可通过将高纯度的Ga2O3粉末或Al2O3粉末在氨气氛下加热而得到高纯度的GaN粉末或高纯度的AlN粉末，以代替在常压以上实施上述气相生长法以得到高纯度的GaN或AlN的粉末，可使用其而得到GaN或AlN的基底基板。
优选基底基板中的III族金属元素以外的金属杂质的含量的总计以金属换算计为5000质量ppm以下。若基底基板中的III族金属元素以外的金属杂质的含量的总计以金属换算计为5000质量ppm以下，则可抑制杂质从基底基板向III族化合物晶体中扩散，得到高特性的III族化合物基板。例如，在基底基板为GaN基板的情况下，优选Ga以外的金属杂质的含量的总计以金属换算计为5000质量ppm以下。另外，在基底基板为AlN基板的情况下，优选Al以外的金属杂质的含量的总计以金属换算计为5000质量ppm以下。
(种基板形成工序)
在种基板形成工序中，在基底基板上形成种基板。优选通过将种基板薄膜转印至基底基板上，在基底基板上形成种基板。另外，种基板优选为Si<111>、蓝宝石、SiC、GaAs、SCAM (ScAlMgO4)或GaN的基板。而且，种基板的厚度优选为50～2000nm。若种基板的厚度为50nm以上，则可充分发挥种基板的效果，同时可抑制在成膜中产生许多缺陷。另外，若种基板的厚度为2000nm以下，则可抑制种基板翘曲、或者抑制种基板产生开裂或剥离。需要说明的是，如果是在基底基板上形成种基板，则可在基底基板上直接形成种基板，也可使至少1层介于种基板和基底基板之间，在基底基板上形成种基板。
特别是，在基底基板为GaN基板或AlN的情况下，作为种基板，优选为Si<111>、蓝宝石、SiC、GaAs、SCAM (ScAlMgO4)或GaN的基板。原因是Si<111>、蓝宝石、SiC、GaAs、SCAM(ScAlMgO4)或GaN与GaN或AlN相同、或者具有类似的晶体结构。
作为薄膜转印的方法，可采取各种方法。然而，特别是下述操作最适合：经过向Si<111>、蓝宝石、SiC、GaAs、SCAM (ScAlMgO4)或GaN的种基板供给用基板的表面注入氢、Ar等的离子的工序；将已注入离子的表面部分与基底基板接合的工序；以及将与基底基板接合的已注入离子的表面部分由种基板供给基板剥离的工序，将均匀的薄膜转印至基底基板上。
(III族化合物晶体形成工序)
在III族化合物晶体形成工序中，通过氢化物气相生长法在上述种基板上形成III族化合物晶体。特别是，在III族化合物晶体形成工序中，优选使用III族氯化物和NH3作为气相生长原料，在种基板上形成III族化合物晶体。进一步优选III族化合物晶体为氮化镓(GaN)晶体、或氮化铝(AlN)晶体。另外，为了提高基板的特性，还可以是添加有Al、In、Ga等的2元系或3元系等多元系的III族化合物晶体。根据需要，III族化合物晶体可进一步包含各种掺杂剂。需要说明的是，如果是在种基板上形成III族化合物晶体，则可在种基板上直接形成III族化合物晶体，也可使至少1层介于III族化合物晶体和种基板之间，在种基板上形成III族化合物晶体。
例如，在通过氢化物气相生长法制造GaN系或AlN系的大型和高品质的III族化合物单晶的情况下，优选主要使用GaCl3或AlCl3和NH3作为气相生长原料，进行GaN系或AlN系的晶体生长。氢化物气相生长法可根据必需的结晶特性从HVPE法和THVPE法中选择，根据情况也可与有机金属气相生长法(MOCVD法)组合。通常，特别优选晶体生长速度快、且晶体直径随着生长而增大的THVPE法。可将所制作的晶体直接用作基板，也可对制作的晶体进行加工，使用加工后的晶体作为基板。另外，也可根据情况使用所制作的晶体作为基底基板。
(N-面III族氮化物层形成工序)
本发明的III族化合物基板的制造方法可进一步包括N-面III族氮化物层形成工序。在N-面III族氮化物层形成工序中，在种基板形成工序和III族化合物晶体形成工序之间，在种基板上形成N-面的III族氮化物层。需要说明的是，N-面的III族氮化物层是指表面为排列有氮原子的面的III族氮化物层。由此，可制作大型、且翘曲、空隙、晶格缺陷极少、高特性且高品质的III族化合物基板。
在N-面III族氮化物层形成工序中，优选利用低温MOCVD法在400～800℃的温度下、或利用THVPE法在种基板上形成N-面的III族氮化物层。由此，可容易地在种基板上形成N-面的III族氮化物层。另外，在通过低温MOCVD法于种基板上形成N-面的III族氮化物层的情况下，更优选在500～600℃的温度下于种基板上形成N-面的III族氮化物层。
通常，HVPE法容易在上面形成排列有Ga原子的面或排列有Al原子的面，使用GaCl3或AlCl3作为原料的THVPE法容易在上面形成排列有N原子的面。因此，在N-面III族氮化物层为N-面GaN层或N-面AlN层的情况下，优选通过THVPE法在种基板上形成N-面的III族氮化物层。此时，从上述种基板的效果的观点来看，优选种基板与N-面的III族氮化物层的总计膜厚为50～2000nm。
另外，可通过优选为400～800℃、更优选为500～600℃的成膜温度的低温MOCVD法在种基板上形成N-面的III族氮化物层。若低温MOCVD法的成膜温度为400℃以上，则能以短时间在种基板上形成N-面的III族氮化物层，同时可使N-面的III族氮化物层的膜质变得更良好。若低温MOCVD法的成膜温度为800℃以下，则可抑制在III族氮化物层的表面形成排列有Ga原子的面或排列有Al原子的面，可容易地形成N-面的III族氮化物层。
(剥离层形成工序)
本发明的III族化合物基板的制造方法可进一步包括：剥离层形成工序，在基底基板上形成由可剥离的具劈开性的物质构成的剥离层。通过在基底基板与种基板之间设置剥离层，可容易地分开在种基板上生长的III族化合物晶体和基底基板，可无损失地再利用基底基板。需要说明的是，在本发明的III族化合物基板的制造方法进一步包括剥离层形成工序的情况下，在种基板形成工序中，在剥离层上形成种基板。
上述可剥离的具劈开性的物质优选为选自具劈开性的SCAM (ScAlMgO4)晶体、容易剥离成层状的晶体结构即六方晶的氮化硼(BN)、石墨、其一部分为湍流层结构的PBN (热解氮化硼)和PG (热解石墨)的至少1种物质，更优选为选自SCAM晶体、氮化硼和石墨的至少1种物质。如果在剥离层中使用这些物质，则在III族化合物的晶体生长后，可从剥离层的表面层容易地剥离种基板与所制作的III族化合物晶体的一体物，容易地回收种基板与III族化合物晶体的一体物。另外，回收后残留在基底基板上的剥离层根据需要可通过抛光等将剥离层表面加工成平滑而再次使用，较为经济。需要说明的是，在基底基板上设置剥离层时，可使用普通的耐热性无机粘接剂将剥离层粘接在基底基板上，或者可通过减压气相法或溅镀等物理方法将任意厚度的剥离层层叠在基底基板上。
(中间层形成工序)
本发明的III族化合物基板的制造方法可进一步包括中间层形成工序。在中间层形成工序中，在基底基板形性工序和种基板形成工序之间，在基底基板上、或在形成有剥离层的情况下在剥离层上形成Si、SiO2、Si3N4、SiOxNy等Si系化合物的膜作为种基板形成的基底。由此，可进一步抑制来自基底基板或剥离层的金属杂质的污染，可制作大型、且翘曲、空隙、晶格缺陷极少、高特性且高品质的III族化合物基板。在这些Si系化合物中，优选SiO2和Si3N4，更优选SiO2。对形成中间层的方法没有特别限定，优选通过等离子体CVD (化学气相生长)法等形成中间层。另外，在形成中间层后，优选通过CMP (化学机械抛光)等抛光中间层。
[III族化合物基板]
本发明的III族化合物基板的特征在于：其是通过本发明的III族化合物基板的制造方法制造的。
利用本发明的III族化合物基板的制造方法，首次得到大口径且无偏差、极厚的III族化合物基板。其结果，得到结晶特性优异且低成本的基板，可实现迄今为止从特性或成本方面考虑而未进行普及的、III族化合物基板在激光、功率器件、高频器件等器件中的应用。
实施例
以下，列举实施例和比较例，以进一步具体地说明本发明，但本发明并不限于这些实施例。
[实施例1]
(1) 基底基板的制作
参照图1和图2，对实施例1中的基底基板的制作进行说明。在具有水冷夹套和排气口的内径1500mm×高度1800mm的没有图示的不锈钢制反应装置(内面预先熔射、涂布了极薄的氧化锆)内放入氧化铝的垫状隔热材料10，在其内侧设置有圆筒状的具有杆状SiC加热器的加热装置9 (内径1000mm×高度1300mm)和气体供给管5 (与上述的反应装置为相同材质，中心管6：内径ϕ30mm、第2管8：内径ϕ40mm、最外管7：内径ϕ50mm)。另一方面，准备ϕ520mm的PBN包被/石墨的基座公转夹具4，该夹具以120˚间隔配置收纳ϕ170mm的层间剥离性容易的PBN (热解氮化硼) (制造PBN时脉冲式改变炉内压而制造的。由此，PBN可剥离且具劈开性)制的3片基座3。在该基座面上利用加热器加热至1250℃，同时基座公转夹具4以10rpm旋转以使基座3公转，利用其公转齿轮的力使3片的各基座3以30rpm自转。在确认基座的温度和旋转稳定后，对反应装置内部1从3重管的中心管6供给GaCl3气体、从最外管7供给NH3气体、从中心管6与最外管7之间的第2管8供给N2气体，使反应装置内压达到2Torr，开始THVPE反应。作为GaN膜生长，以约30μm/小时的膜生长速度反应30小时，在PBN上形成了GaN晶体2。
冷却后，在PBN的层间剥离容易的部分从PBN基座上剥离所得到的GaN晶体。然后，使用车床将所剥离的GaN晶体制成ϕ155mm的圆盘。通过使用固定磨石来抛光该圆盘，完全去除该圆盘的PBN层。再使用磨石进一步抛光该圆盘的双面直至圆盘厚度为750μm。然后，通过CMP对GaN表面进行镜面加工，使圆盘的表面变得平滑，制作了GaN制基底基板。在测定该GaN制基底基板与GaN单晶的热膨胀率之差时，小至约0.1×10-6/℃。需要说明的是，在500℃下GaN单晶的热膨胀率为约5.6ppm/K。
(2) SiO2膜形成(中间层形成)
使用等离子体CVD装置在该基底基板上面层叠0.5μm的SiO2以形成SiO2膜，通过CMP轻轻地抛光SiO2膜，使SiO2膜的厚度为0.4μm。
(3) 种基板的薄膜转印
将注入氢离子至0.5μm的深度的C面蓝宝石晶片的氢离子的注入面贴合于形成有SiO2膜的基底基板上，与基底基板接合后，从C面蓝宝石晶片上剥离C面蓝宝石薄膜，将厚度0.5μm的C面蓝宝石薄膜转印至基底基板上。
(4) N-面的III族氮化物层的形成
在该种基板上，以三甲基镓(TMG)和NH3为原料，在550℃的成膜温度下进行3小时的低温MOCVD反应，在种基板上层叠了0.6μm的N-面的GaN晶体。种基板与N-面的GaN晶体的厚度的总计为1.1μm。
(5) 大型且高品质的GaN基板的制作
除了使用用于制作基底基板的装置使压力为常压以外，在与制作基底基板时相同的条件下，使用上述的种基板继续进行40小时的THVPE反应，在种基板上形成了GaN晶体。所得到的GaN晶体在冷却后也没有翘曲和变形，得到了大型且较厚的GaN晶体。使用车床将该GaN晶体加工成ϕ150mm×厚度约10mm后，实施金刚石切割和双面抛光，制作了7片ϕ150mm×厚度625μm的实施例1的GaN基板。
(6) 所得到的GaN基板的评价
在所得到的7片GaN基板中，最上层部的GaN基板(距离种基板最远的位置的GaN基板)在(100)面的X射线摇摆曲线的FWHM (Full Width at Half Maximum，半峰全宽)中面内的任意3点的平均值为15arcsec(弧秒)、偏差为1arcsec，该基板是结晶性非常好的基板。另一方面，在7片基板中，最下层部的GaN基板(最接近种基板侧的GaN基板)在(100)面的X射线摇摆曲线的FWHM中面内的任意3点的平均值为55arcsec、偏差为8arcsec，结晶性较最上层部的GaN基板稍差，但该基板也是结晶性良好的基板。顺便提一下，对上述各基板的表面进行化学分析的结果，在最上层部的GaN基板和最下层部的GaN基板中，GaN基板中的金属污染均为检测限以下。
进一步通过单色阴极射线致发光图像观察层叠缺陷，结果在最上层部的GaN基板中完全没有看到层叠缺陷。另一方面，在最下层部的GaN基板中看到了极微量的层叠缺陷，其程度与认为结晶性好的通过MOCVD法得到的GaN基板为相同程度。由以上的结果显示出：实施例1的GaN基板晶是大型且高品质的GaN晶体基板。
[比较例1]
制作了使Ga金属在NH3中、在电弧等离子体下反应而得到的GaN粉末。使用加压机将该GaN粉末成型成基板，制作了成型体。将该成型体在NH3气氛中、于1300℃的烧制温度下进行烧制，制作了基底基板。除此以外，按照与实施例1的GaN基板的制作方法同样的方法制作了比较例1的GaN基板。测定最上层部的GaN基板的金属污染，结果可知：在GaN基板中混入了总计8500质量ppm的认为是来自电弧等离子体装置的Cu电极的Cu、Fe等金属杂质。这样的金属杂质含量高的GaN基板因担心污染器件制造生产线而无法流入生产线。另外，在测定比较例1的GaN基板的FWHM时，由于金属杂质的影响，面内的任意3点的平均值为7800arcsec、偏差为3000arcsec，比较例1的GaN基板是结晶性非常差的基板。
[实施例2]
(1) 基底基板的制作
使用用于制作实施例1的GaN基板的装置，在GaCl3和NH3的总计压力以表压计为3Torr的加压下、即常压+3Toor的压力下，以GaCl3和NH3为原料，通过氢化物气相反应制作了高纯度的GaN粉末。相对于100质量份的GaN粉，向其中添加1质量份的Ga金属进行混合，制作了混合物。在30kg/cm2的压力和25℃的温度条件下，使用加压机将混合物加压成型，制作了成型体。在10体积%的N2气体和90体积%的NH3气体的混合气体气氛中、在1200℃的烧制温度下对成型体进行氮化和烧结，制作了基底基板。
(2) 种基板的薄膜转印
使用ϕ6英寸的Si<111>代替C面蓝宝石晶片。除此以外，按照与实施例1同样的方法，将Si<111>转印至基底基板上。
(3) N-面的III族氮化物层的形成
在800℃的温度条件下通过THVPE法反应1小时，在种基板上层叠了N-面的GaN晶体。需要说明的是，种基板与N-面的GaN晶体的厚度总计为0.7μm。
(4) 大型且高品质的GaN基板的制作
按照与实施例1同样的方法，在种基板上形成GaN晶体，对所得到的GaN晶体进行加工，制作了实施例2的GaN基板。
(5) 所得到的GaN基板的评价
在所得到的7片GaN基板中，最上层部的GaN基板在(100)面的X射线摇摆曲线的FWHM中面内的任意3点的平均值为20arcsec、偏差为1arcsec，该基板是结晶性非常好的基板。另一方面，在7片基板中，最下层部的GaN基板在(100)面的X射线摇摆曲线的FWHM中面内的任意3点的平均值为45arcsec、偏差为4arcsec，结晶性较最上层部的GaN基板稍差，但该基板也是结晶性良好的基板。顺便提一下，对上述各基板的表面进行化学分析的结果，在最上层部的GaN基板中，GaN基板中的金属污染为检测限以下。另一方面，在最下层部的GaN基板中，检测到的Al为检测限附近，但对于在器件中使用GaN基板而言，Al的检测水平是没有问题的水平。关于除此以外的金属杂质也为检测限以下。
进一步通过单色阴极射线致发光图像观察层叠缺陷，结果可知：在最上层部的GaN基板和最下层部的GaN基板中完全没有看到层叠缺陷，均是优异的晶体。由以上的结果显示出：实施例2的GaN基板晶体是大型且高品质的GaN晶体基板。需要说明的是，在实施例2的GaN基板中结晶性好、金属杂质少，推测这是层叠于种基板的Si<111>上的N-面的GaN层的效果。
[实施例3]
(1) 基底基板的制作
使用用于制作实施例1的GaN基板的装置，在GaCl3和NH3的总计压力以表压计为3Torr的正压下、即常压+3Toor的压力下，以GaCl3和NH3为原料，通过氢化物气相反应制作了高纯度的GaN粉末。在30kg/cm2的压力和1050℃的温度条件下，在N2气体气氛下使用加热加压机对混合物进行加热加压成型，制作了ϕ6英寸的晶片状基底基板。
(2) SiO2膜形成(中间层形成)
使用等离子体CVD装置在该基底基板上面层叠0.5μm的SiO2以形成SiO2膜，通过CMP轻轻地抛光SiO2膜，使SiO2膜的厚度为0.4μm。
(3) 种基板的薄膜转印
将多片ϕ2英寸的SCAM基板(厚度220μm)加工成蜂窝状。使用无机粘接材料将多片蜂窝状SCAM基板贴合在另外准备的玻璃基板上使形成ϕ7英寸的圆盘状。然后，对该SCAM基板注入氢离子至1μm的深度，将已注入氢离子的SCAM基板的氢离子的注入面贴合于形成有SiO2膜的基底基板上，与基底基板接合。然后，从SCAM基板上剥离SCAM薄膜，将厚度1μm的SCAM薄膜转印至基底基板上。通过CMP轻轻地抛光所转印的SCAM薄膜，使SCAM薄膜的厚度为0.7μm，以其为种基板。需要说明的是，在实施例3中，在种基板上没有层叠N-面的GaN晶体。另外，在剥离SCAM薄膜后，残留在玻璃基板上的SCAM基板可再次用作种基板。
(4) 大型且高品质的GaN基板的制作
按照与实施例1同样的方法，在种基板上形成GaN晶体，对所得到的GaN晶体进行加工，制作了实施例3的GaN基板。需要说明的是，所得到的GaN晶体无法简单地从作为种基板的SCAM薄膜上剥离。另外，在所得到的GaN晶体的距离种基板数百μm的区域，GaN晶体稍微着色成黄色，但在除此以外的区域GaN晶体没有着色。
(5) 所得到的GaN基板的评价
在所得到的7片GaN基板中，最上层部的GaN基板在(100)面的X射线摇摆曲线的FWHM中面内的任意3点的平均值为13arcsec、偏差为2arcsec，该基板是结晶性非常好的基板。另一方面，在7片基板中，最下层部的GaN基板在(100)面的X射线摇摆曲线的FWHM中面内的任意3点的平均值为20arcsec、偏差为3arcsec，最下层部的GaN基板的结晶性与最上层部的GaN基板的结晶性几乎同等。推测这是因为：当将GaN在作为种基板的SCAM薄膜上成膜时，SCAM薄膜发生剥离，由此对于成膜中的GaN发生应力松弛。顺便提一下，对上述各基板的表面进行化学分析的结果，在最上层部的GaN基板中，GaN基板中的金属污染为检测限以下。在最下层部的GaN基板中，虽然检测到的Al、Mg和Sc为检测限附近，但对于在器件中使用GaN基板而言，这些元素的检测水平是没有问题的水平。关于除此以外的金属杂质也为检测限以下。
[比较例2]
(1) 基底基板的制作
在100℃的温度、20体积%的N2气体和80体积%的NH3气体的混合气体流通下，边将Al金属氮化边粉碎300小时，制作了AlN粉末。在所得到的AlN粉末中添加作为烧结助剂的SiO2和Al2O3、作为粘合剂的Poval (聚乙烯醇)，进行混合、成型、烧制，制作了基底基板。
(2) 种基板的薄膜转印
使用利用Na助熔剂制造的2英寸的GaN基板作为种基板，以代替ϕ2英寸的SCAM基板。需要说明的是，利用Na助熔剂制造的GaN基板没有显示出像SCAM基板这样的劈开性。除此以外，按照与实施例3同样的方法，制作了ϕ6英寸的种基板。
(3) 大型且高品质的GaN基板的制作
将GaCl3气体换成GaCl气体，将成膜方法由THVPE法变更为HVPE法。除此以外，按照与实施例3同样的方法，在种基板上形成GaN晶体，对所得到的GaN晶体进行加工，制作了比较例2的GaN基板。然而，改变GaCl气体的流量，使Ga元素的供给量与GaCl3气体的情况相同。
(4) 所得到的GaN基板的评价
在所得到的7片GaN基板中，最下层部的GaN基板的基板直径为约6英寸，最上层部的GaN基板的基板直径为约4英寸。由此，在比较例2中，种基板上所形成的GaN晶体越往上层越矮小。因此，无法得到多片ϕ6英寸的目标GaN基板，所得到的GaN基板的直径不均匀。
在所得到的7片GaN基板中，最上层部的GaN基板在(100)面的X射线摇摆曲线的FWHM中面内的任意3点的平均值为1350arcsec、偏差为200arcsec，该基板是结晶性非常差的基板。顺便提一下，对上述各基板的表面进行化学分析的结果，在最上层部的GaN基板中金属杂质的含量为5300质量ppm，在最下层部的GaN基板中金属杂质的含量为95000质量ppm，金属杂质的含量均大。这样的金属杂质含量高的GaN基板因担心污染器件制造生产线而无法流入生产线。
进一步通过单色阴极射线致发光图像观察层叠缺陷，结果在最上层部的GaN基板和最下层部的GaN基板中均看到了许多层叠缺陷。
[实施例4]
(1) 基底基板的制作
除了将GaCl3气体换成AlCl3气体、将反应温度由1250℃变更为1500℃以外，按照与实施例1同样的方法，制作了ϕ155mm的AlN基板作为基底基板。需要说明的是，在500℃下AlN基板的热膨胀率为约5.7ppm。
(2) SiO2膜形成(中间层形成)
使用等离子体CVD装置在该基底基板上面层叠0.6μm的SiO2以形成SiO2膜，通过CMP轻轻地抛光SiO2膜，使SiO2膜的厚度为0.5μm。
(3) 种基板的薄膜转印
通过助熔剂法制作了多片ϕ2英寸的AlN基板(厚度200μm)。将多片ϕ2英寸的AlN基板加工成蜂窝状。使用无机粘接材料将多片蜂窝状AlN基板粘贴于另外准备的玻璃基板上使形成ϕ6英寸的圆盘状。然后，对AlN基板注入氢离子至1μm的深度，将已注入氢离子的AlN基板的氢离子的注入面贴合于形成有SiO2膜的基底基板上，与基底基板接合。之后，从AlN基板上剥离AlN薄膜，将厚度1μm的AlN薄膜转印至基底基板上。然后，通过CMP轻轻地抛光所转印的AlN薄膜，使AlN薄膜的厚度为0.9μm，将其作为种基板。
(4) 大型且高品质的AlN基板的制作
使用在基底基板的制作中使用的装置，在与制作基底基板时相同的条件下，使用上述种基板继续进行40小时的THVPE反应，在种基板上形成了AlN晶体。所得到的AlN晶体在冷却后也没有翘曲和变形，得到了大型且较厚的AlN晶体。使用车床将该AlN晶体加工成ϕ150mm×厚度约10mm后，实施金刚石切割和双面抛光，制作了7片ϕ150mm×厚度625μm的实施例4的AlN基板。
(5) 所得到的AlN基板的评价
在所得到的7片AlN基板中，最上层部的AlN基板在(100)面的X射线摇摆曲线的FWHM中面内的任意3点的平均值为23arcsec、偏差为3arcsec，该基板是结晶性非常好的基板。另一方面，在7片基板中，最下层部的AlN基板在(100)面的X射线摇摆曲线的FWHM中面内的任意3点的平均值为45arcsec、偏差为8arcsec，结晶性较最上层部的AlN基板稍差，但该基板也是结晶性良好的基板。顺便提一下，对上述各基板的表面进行化学分析的结果，在最上层部的AlN基板和最下层部的AlN基板中，AlN基板中的金属污染均为检测限以下。
进一步通过单色阴极射线致发光图像观察层叠缺陷，结果在最上层部和最下层部的AlN基板中完全没有看到层叠缺陷。由以上的结果显示出：实施例4的AlN基板是大型且高品质的AlN基板。
[实施例5]
(1) 基底基板的制作
按照与实施例3同样的方法，制作了ϕ6英寸的晶片状基底基板。
(2) Si3N4膜形成(中间层形成)
使用等离子体CVD装置在该基底基板上面层叠0.5μm的Si3N4以形成Si3N4膜，通过CMP轻轻地抛光Si3N4膜，使Si3N4膜的厚度为0.4μm。
(3) 种基板的薄膜转印
与实施例3同样，将多片ϕ2英寸的SCAM基板(厚度220μm)加工成蜂窝状。使用无机粘接材料将多片蜂窝状的SCAM基板粘贴于另外准备的玻璃基板上使形成ϕ7英寸的圆盘状。然后，对该SCAM基板注入氢离子至1μm的深度，将已注入氢离子的SCAM基板的氢离子的注入面贴合于形成有Si3N4膜的基底基板上，与基底基板接合。然后，从SCAM基板上剥离SCAM薄膜，将厚度1μm的SCAM薄膜转印至基底基板上。通过CMP轻轻地抛光所转印的SCAM薄膜，使SCAM薄膜的厚度为0.7μm，将其作为种基板。
(4) 大型且高品质的GaN基板的制作
按照与实施例1同样的方法，在种基板上形成GaN晶体，对所得到的GaN晶体进行加工，制作了GaN基板。需要说明的是，所得到的GaN晶体可简单地从作为种基板的SCAM薄膜上剥离。
(5) 所得到的GaN基板的评价
在所得到的7片GaN基板中，最上层部的GaN基板在(100)面的X射线摇摆曲线的FWHM中面内的任意3点的平均值为16arcsec、偏差为2arcsec，该基板是结晶性良好的基板。另一方面，在7片基板中，最下层部的GaN基板在(100)面的X射线摇摆曲线的FWHM中面内的任意3点的平均值为22arcsec、偏差为3arcsec，最下层部的GaN基板的结晶性与最上层部的GaN基板的结晶性几乎同等。顺便提一下，对上述各基板的表面进行化学分析的结果，在最上层部以及最下层部的GaN基板中，GaN基板中的金属污染均为检测限以下。
[实施例6]
(1) 基底基板的制作
以GaCl3和NH3为原料，在与实施例1同样的条件下，制作了ϕ8英寸、厚度800μm的GaN制基底基板。
(2) 剥离层的形成
将多片ϕ2英寸的SCAM基板(厚度600μm)加工成蜂窝状。将其铺满在上述的基底基板上，用氧化铝系无机粘接剂进行粘贴，形成了剥离层。
(3) SiO2膜形成(中间层形成)
使用溅镀装置在该剥离层的表面上层叠2μm的SiO2膜，对该SiO2膜的表面进行CMP抛光，使SiO2膜的表面粗糙度Ra为0.5μm。
(4) 种基板的薄膜转印
将已注入氢离子至0.35μm的深度的ϕ8英寸的Si<111>的晶片的氢离子的注入面贴合于在剥离层上形成有SiO2膜的基底基板上，与基底基板接合后，从Si<111>的晶片的离子注入部剥离Si<111>薄膜，将厚度0.35μm的Si<111>薄膜转印至基底基板上。
制作了3片这样的GaN制基底基板/SCAM制剥离层/SiO2膜/Si<111>种基板的结构的复合基板。
在该种基板上，以三甲基镓(TMG)和NH3为原料，在550℃的成膜温度下进行3小时的低温MOCVD反应，在种基板上层叠0.6μm的N-面的GaN晶体。种基板与N-面的GaN晶体的厚度的总计为1.1μm。
(5) 大型且高品质的GaN基板的制作
使用在基底基板的制作中使用的装置，在与制作基底基板时相同的条件下，使用上述的种基板，以晶体生长速度为约200μm/小时，继续进行100小时的THVPE反应，在种基板上形成了GaN晶体。
冷却后，所得到的GaN晶体与Si<111>的籽晶成为一体，利用剥离层的SCAM的劈开性容易地从SCAM晶体上剥离，剥离层的SCAM适合于回收、再使用。另一方面，首先，对已剥离的GaN晶体与Si<111>籽晶的一体物进行圆筒磨削，之后抛光去除Si<111>籽晶后切成800μm的厚度。对所得到的16片GaN基板进行从研磨抛光到最终的CMP抛光，得到了厚度625μm的平滑的GaN基板的制品。顺便提一下，晶体刚刚生长后的GaN基板通过剥离层的SCAM的作用在反应中通过逐次劈开而吸收热应力，因此几乎没有产生翘曲，完全没有产生裂纹。
(6) 所得到的GaN基板的评价
所得到的16片GaN基板的(100)面的X射线摇摆曲线的FWHM的面内中央的平均值为30arcsec、偏差为3arcsec。另外，这些基板的任意3点的平均值为53arcsec、偏差为6arcsec，结晶性也良好。顺便提一下，对上述各基板的表面进行化学分析的结果，所有GaN基板的金属污染均为检测限以下。
进一步通过单色阴极射线致发光图像观察层叠缺陷，结果在所得到的GaN基板的表面层几乎没有看到层叠缺陷。由以上的结果可知：所得到的GaN基板没有翘曲，也几乎没有偏差，是均匀、良好的GaN晶体基板。
[实施例7]
(1) 基底基板的制作
按照与实施例2同样的顺序制作了高纯度的GaN粉末。相对于100质量份的该GaN粉末，添加10质量份的Ga金属进行混合，制作了混合物。在30kg/cm2的压力和25℃的温度条件下，使用加压机将混合物加压成型以制作成型体。在10体积%的N2气体和90体积%的NH3气体的混合气体气氛中、在1200℃的烧制温度下对成型体进行氮化和烧结，制作了基底基板。
(2) 剥离层的形成
使用氧化铝系无机粘接剂将ϕ8英寸的PBN基板(厚度600μm)粘贴于基底基板的表面上，形成了剥离层。
(3) Si3N4膜形成(中间层形成)
使用等离子体CVD装置在该剥离层的表面上层叠Si3N4膜，抛光Si3N4膜的表面，使Si3N4膜的表面粗糙度Ra为0.5μm。
(4) 种基板的薄膜转印
将已注入氢离子至0.35μm的深度的ϕ8英寸的蓝宝石晶片的氢离子的注入面贴合于基底基板上的中间层的Si3N4膜上，将蓝宝石晶片与基底基板接合。然后，从蓝宝石晶片的离子注入部剥离蓝宝石薄膜，将厚度0.35μm的蓝宝石薄膜转印至基底基板上。
制作了3片这样的GaN制基底基板/PBN制剥离层/Si3N4膜/蓝宝石种基板的结构的复合基板。
在该种基板上，以三甲基镓(TMG)和NH3为原料，在550℃的成膜温度下进行3小时的低温MOCVD反应，在种基板上层叠了0.6μm的N-面的GaN晶体。种基板与N-面的GaN晶体的厚度的总计为1.1μm。
(5) 大型且高品质的GaN基板的制作
使用在基底基板的制作中使用的装置，在与制作基底基板时相同的条件下，在种基板上形成了GaN晶体。需要说明的是，晶体生长速度设为约200μm/小时，使GaN膜生长继续进行100小时。
冷却后，所得到的GaN晶体以与种基板形成一体的形式容易地从剥离层的PBN上剥离。所担心的冷却时的热应力被层间剥离吸收。由此，GaN晶体没有产生开裂，也几乎没有产生翘曲。
(6) 所得到的GaN基板的评价
所得到的GaN基板的(100)面的X射线摇摆曲线的FWHM的面内任意3点的平均值为55arcsec、偏差为6arcsec。金属杂质的分析值为测定限以下。另外，通过单色阴极射线致发光图像观察层叠缺陷，结果在GaN的表面层几乎没有看到层叠缺陷。由上述的测定和观察可知：所得到的GaN晶体是无偏差的非常均匀且良好的晶体基板。
符号说明
1：反应装置内部；
2：GaN晶体；
3：基座；
4：基座公转夹具；
5：气体供给管；
6：中心管；
7：最外管；
8：第2管；
9：加热装置；
10：隔热材料。

Claims (17)

1. III族化合物基板的制造方法，该制造方法包括以下工序：
基底基板形成工序，通过气相合成法形成III族氮化物的基底基板；
种基板形成工序，在上述基底基板上形成种基板；以及
III族化合物晶体形成工序，通过氢化物气相生长法在上述种基板上形成III族化合物晶体。
2.权利要求1所述的III族化合物基板的制造方法，其特征在于：用于上述III族化合物晶体形成工序的氢化物气相生长法为THVPE法。
3.权利要求1或2所述的III族化合物基板的制造方法，其中，上述基底基板的III族氮化物为GaN或AlN，
上述种基板为Si<111>、蓝宝石、SiC、GaAs、SCAM (ScAlMgO4)或GaN的基板，
在上述种基板形成工序中，通过将上述种基板薄膜转印至上述基底基板上，在上述基底基板上形成上述种基板，
在上述III族化合物晶体形成工序中，使用III族氯化物和NH3作为气相生长原料，在上述种基板上形成上述III族化合物晶体。
4.权利要求1～3中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，其中，上述基底基板为选自III族氮化物的非晶质、多晶、单晶和陶瓷的至少1种物质的基板，
上述基底基板中的III族金属元素以外的金属杂质的含量总计以金属换算计为5000质量ppm以下。
5.权利要求1～4中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，其中，在上述基底基板形成工序中，通过氢化物气相生长法形成III族氮化物的基底基板。
6.权利要求1～5中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，其中，上述基底基板是下述的基板：将通过氢化物气相生长法得到的III族氮化物的粉末成型以制作成型体，利用浸渍法使上述成型体含有III族金属，之后对上述成型体进行烧结而得到的基板；或者，将通过氢化物气相生长法得到的III族氮化物的粉末成型以制作成型体，利用浸渍法使上述成型体含有还原时成为III族金属的III族化合物，之后对上述成型体进行氮化和烧结而得到的基板。
7.权利要求1～5中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，其中，上述基底基板是在通过氢化物气相生长法得到的III族氮化物的粉末中添加/混合III族金属以制作混合物，将上述混合物成型以制作成型体，之后对上述成型体进行氮化和烧结而得到的基板。
8.权利要求1～7中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，其中，上述III族化合物晶体为氮化镓(GaN)晶体、或氮化铝(AlN)晶体。
9.权利要求1～8中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，其中，在上述种基板形成工序和上述III族化合物晶体形成工序之间进一步包括：N-面III族氮化物层形成工序，在上述种基板上形成N-面的III族氮化物层。
10.权利要求9所述的III族化合物基板的制造方法，其中，在上述N-面III族氮化物层形成工序中，通过低温MOCVD法在400～800℃的温度下、或者通过THVPE法在上述种基板上形成上述N-面的III族氮化物层。
11.权利要求10所述的III族化合物基板的制造方法，其中，在上述N-面III族氮化物层形成工序中，通过低温MOCVD法在500～600℃的温度下、在上述种基板上形成上述N-面的III族氮化物层。
12.权利要求1～11中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，其中，上述种基板的厚度、或者上述种基板的厚度与上述N-面III族氮化物层形成工序中形成的N-面的III族氮化物层的厚度的总计为50～2000nm。
13.权利要求1～12中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，该制造方法进一步包括：剥离层形成工序，在上述基底基板上形成由可剥离的具劈开性的物质构成的剥离层，
在上述种基板形成工序中，在上述剥离层上形成种基板。
14. 权利要求13所述的III族化合物基板的制造方法，其中，上述可剥离的具劈开性的物质为选自SCAM (ScAlMgO4)晶体、氮化硼(BN)和石墨的至少1种物质。
15.权利要求13或14所述的III族化合物基板的制造方法，该制造方法进一步包括：中间层形成工序，在上述剥离层上形成中间层，
上述中间层为Si系化合物的膜，
在上述种基板形成工序中，在上述中间层上形成种基板。
16.权利要求1～14中任一项所述的III族化合物基板的制造方法，该制造方法进一步包括：中间层形成工序，在上述基底基板上形成中间层，
上述中间层为Si系化合物的膜，
在上述种基板形成工序中，在上述中间层上形成种基板。
17. III族化合物基板，其特征在于：其是利用权利要求1～16中任一项所述的III族化合物基板的制造方法制造的。
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