DE112021003545T5

DE112021003545T5 - Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III

Info

Publication number: DE112021003545T5
Application number: DE112021003545.2T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiro Imai; Masahiro Sakai; Hiroki Kobayashi
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2020-09-17
Filing date: 2021-04-20
Publication date: 2023-04-20
Also published as: CN116034186A; JP6978641B1; US11862689B2; JPWO2022059244A1; US20230282711A1

Abstract

Es wird ein Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III bereitgestellt, das eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche beinhaltet, so dass es leicht ist, die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche visuell voneinander zu unterscheiden, dass ein Endabschnitt leicht mit einem optischen Sensor erfasst werden kann, dass ein großes effektives Gebiet (Gebiet, das bei der Herstellung von Vorrichtungen verw endet werden kann) gewährleistet werden kann und dass die Verformung des gesamten Substrats vermindert wird. Ein Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhaltet: eine erste Oberfläche; und eine zweite Oberfläche, wobei die erste Oberfläche eine Spiegeloberfläche ist, wobei die zweite Oberfläche eine zentrale Region der zweiten Oberfläche und eine äu-ßere Umfangsregion der zweiten Oberfläche aufweist, wobei die zentrale Region der zweiten Oberfläche eine Spiegeloberfläche ist, und wobei die äußere Umfangsregion der zweiten Oberfläche eine Nicht-Spiegeloberfläche ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III und insbesondere ein Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III von der Art, dass sowohl seine Vorder- als auch seine Rückoberflächen Spiegeloberflächen sind, wobei das Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche aufweist, bei der nur eine äußere Umfangsregion der zweiten Oberfläche keiner Hochglanzpolierung unterworfen ist.
Technischer Hintergrund
Halbleitersubstrate von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III, wie Galliumnitrid- (GaN), Aluminiumnitrid- (AIN) und Indiumnitrid- (InN) Wafer, wurden als Substrate für verschiedene Halbleitervorrichtungen verwendet (z.B. Patentliteratur 1).
Ein Halbleitersubstrat beinhaltet eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche. Wenn die erste Oberfläche als Hauptoberfläche und die zweite Oberfläche als Rückoberfläche definiert ist, wird die Hauptoberfläche im Allgemeinen hochglanzpoliert. Die Rückoberfläche indes wird in Übereinstimmung mit Anmeldungen (z.B. Patentliteratur 2 bis 4) hochglanzpoliert oder rau geschliffen.
Wenn die Rückoberfläche hochglanzpoliert wird, werden sowohl die Hauptoberfläche als auch die Rückoberfläche zu Spiegeloberflächen und daher wird es schwierig, die Hauptoberfläche und die Rückoberfläche visuell voneinander zu unterscheiden. Dementsprechend wurden die Hauptoberfläche und die Rückoberfläche visuell voneinander unterschieden, indem eine sekundäre Orientierungsebene zusätzlich zu einer primären Orientierungsebene gebildet wurde.
Wenn jedoch die sekundäre Orientierungsebene zusätzlich zur primären Orientierungsebene gebildet wird, tritt das Problem auf, dass sich das effektive Gebiet (Gebiet, das für die Herstellung von Vorrichtungen verwendet werden kann) des Halbleitersubstrats verringert.
Darüber hinaus wird in einem automatisierten Produktionsverfahren für das Halbleitersubstrat der Endabschnitt des Halbleitersubstrats mit einem optischen Sensor erfasst. In diesem Fall, wenn das Halbleitersubstrat transparent ist und die Rückoberfläche hochglanzpoliert ist, geht das Messungslicht im Wesentlichen durch das Halbleitersubstrat hindurch, und daher kann der Grad einer Änderung zwischen der Lichtmenge, die von einer Lichtquelle ausgegeben wird, und der Lichtmenge, die in einen Detektor eingegeben wird, so klein werden, dass er mit dem optischen Sensor nicht erfasst werden kann. Dementsprechend tritt das Problem auf, dass ein Fehler bei der Erkennung des Endabschnitts des Halbleitersubstrats auftreten kann und dadurch das automatisierte Produktionsverfahren gestoppt wird.
Wenn die Rückoberfläche rau geschliffen wird, ist es indes einfach, die Hauptoberfläche und die Rückoberfläche visuell voneinander zu unterscheiden, und ein solcher Fehler bei der Erkennung des Endabschnitts mit dem optischen Sensor wie vorstehend beschrieben tritt kaum auf. Ein Problem besteht jedoch darin, dass sich das gesamte Substrat verformen kann. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass sich die physikalischen Oberflächenzustände der Hauptoberfläche und der Rückoberfläche voneinander unterscheiden (z.B. Patentliteratur 3 und 4). Bei der Herstellung verschiedener Vorrichtungen unter Verwendung des Halbleitersubstrats ist es wünschenswert, dass die Verformung so gering wie möglich ist, um Betriebsstörungen einer Herstellungsverfahrenseinrichtung zu unterdrücken. Beispiele für Betriebsstörungen sind hier die Dickenänderung einer Filmbildungsvorrichtung, die Fokusverschiebung einer Belichtungsvorrichtung für einen Halbleiterschaltkreis und die Adsorptionsstörung einer Übertragungsvorrichtung.
Zitatenliste
Patentliteratur

[PTL 1] JP 2005-263609 A
[PTL 2] JP 2007-153712 A
[PTL 3] JP 2007-297263 A
[PTL 4] JP 5796642 B2

Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein solches Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III bereitzustellen, das eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche enthält, so dass es einfach ist, die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche visuell voneinander zu unterscheiden, dass ein Endabschnitt leicht mit einem optischen Sensor erfasst werden kann, dass ein großes effektives Gebiet (Gebiet, das bei der Herstellung von Vorrichtungen verwendet werden kann) gewährleistet werden kann und dass die Verformung des gesamten Substrats vermindert wird.
Lösung des Problems
Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist ein unkonventionelles neues Substratdesign in einem Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche erforderlich. Wenn die erste Oberfläche als Hauptoberfläche definiert ist und die zweite Oberfläche als Rückoberfläche definiert ist, ist ein mögliches Design zur Verringerung der Verformung des Substrats beispielsweise ein Design, bei dem die physikalischen Oberflächenzustände der Hauptoberfläche und der Rückoberfläche möglichst identisch gestaltet werden, insbesondere ein Design, bei dem sowohl die Hauptoberfläche als auch die Rückoberfläche zu Spiegeloberflächen werden. Wenn jedoch die Rückoberfläche in eine Spiegeloberfläche umgewandelt wird, kann es zu einem Fehler bei der Erfassung des Endabschnitts des Substrats mit einem optischen Sensor kommen. Darüber hinaus müssen bei einer Konstruktion, bei der die physikalischen Oberflächenzustände der Hauptoberfläche und der Rückoberfläche so identisch wie möglich sind, einige Unterscheidungspunkte auf der Hauptoberfläche und der Rückoberfläche angeordnet werden, um die Hauptoberfläche und die Rückoberfläche visuell leicht voneinander unterscheiden zu können. Bisher wurden als Unterscheidungspunkte sekundäre Orientierungsebenen gebildet, aber das effektive Gebiet (Gebiet, das für die Herstellung von Vorrichtungen verwendet werden kann) des Substrats verringert sich. Daher muss ein anderes Unterscheidungsmerkmal geschaffen werden.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ein solches neues Substratdesign wie vorstehend beschrieben untersucht. Als Ergebnis haben die Erfinder in einem Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, wenn die erste Oberfläche als Hauptoberfläche definiert ist und die zweite Oberfläche als Rückoberfläche definiert ist, der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche Aufmerksamkeit gewidmet und sind zu dem Schluss gekommen, dass die vorstehend erwähnte Aufgabe gelöst werden kann, indem ein Substrat einer solchen Art bereitgestellt wird, bei der sowohl die Vorder- als auch die Rückoberfläche Spiegeloberflächen sind, wobei nur die äußere Umfangsregion der Rückoberfläche keiner Hochglanzpolierung unterzogen wird. Damit haben die Erfinder die vorliegende Erfindung abgeschlossen.
Ein Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhaltet: eine erste Oberfläche; und eine zweite Oberfläche, wobei die erste Oberfläche eine Spiegeloberfläche ist, wobei die zweite Oberfläche eine zentrale Region der zweiten Oberfläche und eine äußere Umfangsregion der zweiten Oberfläche aufweist, wobei die zentrale Region der zweiten Oberfläche eine Spiegeloberfläche ist und wobei die äußere Umfangsregion der zweiten Oberfläche eine Nicht-Spiegeloberfläche ist.
In einer Ausführungsform weist die äußere Umfangsregion der zweiten Oberfläche eine Breite von 5 mm oder weniger auf.
In einer Ausführungsform weist die äußere Umfangsregion der zweiten Oberfläche eine Breite von 3 mm oder weniger auf.
In einer Ausführungsform weist die äußere Umfangsregion der zweiten Oberfläche eine Breite von 1 mm oder weniger auf.
In einer Ausführungsform weist die äußere Umfangsregion der zweiten Oberfläche eine Oberflächenrauhigkeit Ra von 100 nm oder mehr auf.
In einer Ausführungsform weist die zentrale Region der zweiten Oberfläche eine Oberflächenrauhigkeit Ra von 10 nm oder weniger auf.
In einer Ausführungsform weist die erste Oberfläche eine Oberflächenrauhigkeit Ra von 1 nm oder weniger auf.
In einer Ausführungsform ist die äußere Umfangsregion der zweiten Oberfläche eine lichtabschirmende Region, die so konfiguriert ist, dass sie Laserlicht mit einer Wellenlänge von 650 nm um 10 % oder mehr abschwächt.
In einer Ausführungsform weist das Substrat eine Verformung von 50 µm oder weniger auf.
In einer Ausführungsform weist das Substrat einen Krümmungsradius von 30 m oder mehr auf.
In einer Ausführungsform ist das Substrat frei von jeglicher sekundärer Orientierungsebene.
In einer Ausführungsform weist das Substrat einen Durchmesser von 95 mm oder mehr auf.
In einer Ausführungsform weist das Substrat einen Durchmesser von 145 mm oder mehr auf.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein solches Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III, das die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche enthält, so bereitgestellt werden, dass es leicht ist, die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche visuell voneinander zu unterscheiden, dass ein Endabschnitt leicht mit einem optischen Sensor erfasst werden kann, dass ein gro-ßes wirksames Gebiet gewährleistet werden kann und dass die Verformung der Gesamtheit des Substrats vermindert wird.
Figurenliste

1 ist eine typische schematische Schnittansicht eines Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2(a), 2(b), 2(c) und 2(d) sind jeweils eine schematische Schnittansicht eines Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei das Substrat einen Endabschnitt aufweist, der sich von dem der in 1 dargestellten Ausführungsform unterscheidet.
3 ist eine schematische Draufsicht von der Hauptoberflächenrichtung des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus gesehen.
4 ist eine schematische Draufsicht von der Rückoberflächenrichtung des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus gesehen.
5(a), 5(b) und 5(c) sind schematische, erläuternde Ansichten zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Herstellung des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsformen
Wenn hier der Ausdruck „Gewicht“ verwendet wird, kann er durch „Masse“ ersetzt werden, die üblicherweise als SI-Einheit für ein Gewicht verwendet wird.
Ein Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist typischerweise ein freistehendes Substrat, das aus einem Nitridkristall eines Elements der Gruppe III besteht. In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „freistehendes Substrat“ ein Substrat, das zum Zeitpunkt seiner Handhabung nicht durch sein eigenes Gewicht verformt oder gebrochen wird und daher wie ein Festkörper gehandhabt werden kann. Das freistehende Substrat kann als jedes der Substrate verschiedener Halbleitervorrichtungen verwendet werden, wie eine lichtemittierende Vorrichtung und eine Leistungssteuerungsvorrichtung.
Das Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist typischerweise die Form eines Wafers (im Wesentlichen eine vollständig runde Form) auf. Wenn das Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Waferform aufweist, ist seine Größe wie folgt: sein Durchmesser ist vorzugsweise von 20 mm bis 310 mm und ist typischerweise, zum Beispiel, 25 mm (etwa 1 Inch), von 45 mm bis 55 mm (etwa 2 Inch), von 95 mm bis 105 mm (etwa 4 Inch), von 145 mm bis 155 mm (etwa 6 Inch), von 195 mm bis 205 mm (etwa 8 Inch) oder von 295 mm bis 305 mm (etwa 12 Inch). Eine solche Größe erleichtert die Anwendung des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Herstellungsverfahren für ein Halbleitergehäuse. Das Substrat kann je nach Bedarf in jede andere Form, wie eine rechteckige Form, gebracht werden.
Die Dicke des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (wenn die Dicke nicht konstant ist, die Dicke einer Stelle mit der größten Dicke) beträgt vorzugsweise 300 µm bis 1000 µm.
Typische Beispiele für Nitride eines Elements der Gruppe III sind Galliumnitrid (GaN), Aluminiumnitrid (AIN), Indiumnitrid (InN) und deren Mischkristalle. Diese Nitride können einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden.
Die Nitride eines Elements der Gruppe III sind insbesondere GaN, AIN, InN, Ga_xAl_1-xN (1>x>0), Ga_xIn_1-xN (1>x>0), Al_xIn_1-xN (1>x>0) oder Ga_xAl_yIn_zN (1>x>0, 1>y>0, x+y+z=1). Diese Nitride können mit verschiedenen Dotierungsmitteln vom n-Typ oder Dotierungsmitteln vom p-Typ dotiert sein.
Typische Beispiele für das Dotierungsmittel vom p-Typ sind Beryllium (Be), Magnesium (Mg), Strontium (Sr) und Cadmium (Cd). Diese Dotierungsmittel können einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden.
Typische Beispiele für das Dotierungsmittel vom n-Typ sind Silizium (Si), Germanium (Ge), Zinn (Sn) und Sauerstoff (O). Diese Dotierungsmittel können einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden.
Die Ebenenrichtung des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III kann auf eine von einer c-Ebene, einer m-Ebene, einer a-Ebene oder einer speziellen Kristallebene, die von jeder der c-Ebene, der a-Ebene und der m-Ebene geneigt ist, eingestellt werden, und insbesondere wenn die Ebenenrichtung auf die c-Ebene eingestellt ist, sind die Effekte der vorliegenden Erfindung stärker ausgeprägt. Beispiele für die spezielle Kristallebene, die gegenüber jeder der c-Ebene, der a-Ebene und der m-Ebene geneigt ist, können sogenannte semipolare Ebenen sein, wie eine {11-22}-Ebene und eine {20-21 }-Ebene. Darüber hinaus darf die Ebenenrichtung nicht nur eine sogenannte gerade Ebene senkrecht zur c-Ebene, a-Ebene, m-Ebene oder der speziellen Kristallebene, die von jeder der Ebenen geneigt ist, enthalten, sondern auch einen Off-Winkel im Bereich von ±5°.
Das Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III, das eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche beinhaltet, wobei die erste Oberfläche eine Spiegeloberfläche ist, wobei die zweite Oberfläche eine zentrale Region mit einer zweiten Oberfläche und einen äußere Umfangsregion mit einer zweiten Oberfläche aufweist, wobei die zentrale Region mit der zweiten Oberfläche eine Spiegeloberfläche ist und wobei die äu-ßere Umfangsregion mit der zweiten Oberfläche eine Nicht-Spiegeloberfläche ist.
In dem Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Hauptoberfläche, wenn die erste Oberfläche als eine Hauptoberfläche definiert ist, und die zweite Oberfläche als eine Rückoberfläche definiert ist, solange die Ebenenrichtung des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III die c-Ebene ist, typischerweise eine polare Oberfläche eines Elements der Gruppe III und die Rückoberfläche ist typischerweise eine polare Stickstoff-Oberfläche. Auf der polaren Stickstoff-Oberfläche können jedoch je nach Anwendung verschiedene Vorrichtungen hergestellt werden und daher kann die Hauptoberfläche auf die polare Stickstoff-Oberfläche und die Rückoberfläche auf die polare Oberfläche eines Elements der Gruppe III eingestellt werden. Die verschiedenen Vorrichtungen können auf der Hauptoberfläche implementiert werden und ein Epitaxialkristall kann darauf gezüchtet werden. Die Rückoberfläche kann mit einem Suszeptor oder dergleichen gehalten werden, um das Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu übertragen.
In der Beschreibung des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die erste Oberfläche als die Hauptoberfläche und die zweite Oberfläche als die Rückoberfläche beschrieben. Dementsprechend kann in dieser Beschreibung der Begriff „Hauptoberfläche“ durch „erste Oberfläche“ ersetzt werden, der Begriff „erste Oberfläche“ kann durch „Hauptoberfläche“ ersetzt werden, der Begriff „Rückoberfläche“ kann durch „zweite Oberfläche“ ersetzt werden und der Begriff „zweite Oberfläche“ kann durch „Rückoberfläche“ ersetzt werden.
1 ist eine typische schematische Schnittansicht des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 dargestellt, enthält ein Halbleitersubstrat 100 von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung typischerweise eine Hauptoberfläche 10 und eine Rückoberfläche 20, die in einer zweiseitigen Beziehung stehen, und eine Seitenoberfläche 30, wobei die Hauptoberfläche 10 eine zentrale Region 10a der Hauptoberfläche und eine äußere Umfangsregion 10b der Hauptoberfläche aufweist, und die Rückoberfläche 20 eine zentrale Region 20a der Rückoberfläche und eine äußere Umfangsregion 20b der Rückoberfläche aufweist.
Obwohl die Hauptoberfläche 10 in 1 die zentrale Region 10a und die äußere Umfangsregion 10b der Hauptoberfläche aufweist, kann die Hauptoberfläche im Gegensatz zu diesem Beispiel frei von jeder zentralen Region der Hauptoberfläche und jeder äußeren Umfangsregion der Hauptoberfläche sein.
Jede geeignete Form kann als der Endabschnitt des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu einem Ausmaß angenommen werden, dass die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Das heißt, der Endabschnitt der Querschnittsform des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht auf eine solche rechteckige Form, wie in 1 dargestellt, beschränkt und zum Beispiel kann die Form eine Form sein, in der sowohl die Hauptoberflächenseite als auch die Rückoberflächenseite des Endabschnitts abgeschrägt sind, um ebene Oberflächen (2(a)) zu sein, kann eine Form sein, die in einer R-Form abgeschrägt ist ( 2(b)), kann eine Form sein, in der nur die Hauptoberflächenseite des Endabschnitts abgeschrägt ist, so dass sie eine ebene Oberfläche ist (2(c)), oder kann eine Form sein, in der nur die Rückoberflächenseite des Endabschnitts abgeschrägt ist, so dass sie eine ebene Oberfläche ist (2(d)). Bei dem Halbleitersubstrat 100 von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 2(a) dargestellt ist, sind die Hauptoberflächenseite und die Rückoberflächenseite des Endabschnitts abgeschrägt, um einen abgeschrägten Hauptoberflächenseitenabschnitt 11 und einen abgeschrägten Rückoberflächenseitenabschnitt 21 anzuordnen. In dem Halbleitersubstrat 100 von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 2(b) dargestellt ist, werden der abgeschrägte Hauptoberflächenseitenabschnitt 11 und der abgeschrägte Rückoberflächenseitenabschnitt 21 jeweils zu einer gekrümmten Oberfläche, die in einer R-Form abgeschrägt ist, und die jeweiligen gekrümmten Oberflächen fügen sich an der äußeren Umfangskante des Substrats zusammen und folglich verbleibt keine ebene Seitenoberfläche. In dem Halbleitersubstrat 100 von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 2(c) dargestellt ist, weist die Hauptoberfläche den abgeschrägten Hauptoberflächenseitenabschnitt 11 auf, die Rückoberfläche ist frei von einem abgeschrägten Rückoberflächenseitenabschnitt, der abgeschrägte Hauptoberflächenseitenabschnitt 11 wird eine ebene Oberfläche, die ebene Oberfläche ist in Bezug auf die Hauptoberfläche 10, die Rückoberfläche 20 und die Seitenoberfläche 30 geneigt, und die Seitenoberfläche 30 ist eine ebene Oberfläche. In dem Halbleitersubstrat 100 von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 2(d) dargestellt ist, weist die Rückoberfläche den abgeschrägten Rückoberflächenseitenabschnitt 21 auf, die Hauptoberfläche ist frei von irgendeinem abgeschrägten Hauptoberflächenseitenabschnitt, der abgeschrägte Rückoberflächenseitenabschnitt 21 wird zu einer ebenen Oberfläche, die ebene Oberfläche ist in Bezug auf die Hauptoberfläche 10, die Rückoberfläche 20 und die Seitenoberfläche 30 geneigt, und die Seitenoberfläche 30 ist eine ebene Oberfläche. Der Endabschnitt des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist natürlich nicht auf die in 2(a) bis 2(d) dargestellten Formen beschränkt.
Der abgeschrägte Hauptoberflächenseitenabschnitt 11 kann über die Gesamtheit (eine ganze Runde) der äußeren Umfangsregion 10b der Hauptoberfläche oder nur in einem Teil der äußeren Umfangsregion 10b der Hauptoberfläche angeordnet sein. Zum Beispiel unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Absplitterns des Halbleitersubstrats ist der abgeschrägte Hauptoberflächenseitenabschnitt 11 vorzugsweise über die Gesamtheit (eine gesamte Runde) der äußeren Umfangsregion 10b der Hauptoberfläche angeordnet.
Der abgeschrägte Rückoberflächenseitenabschnitt 21 kann über die Gesamtheit (eine ganze Runde) der äußeren Umfangsregion 20b der Rückoberfläche oder nur in einem Teil der äußeren Umfangsregion 20b der Rückoberfläche angeordnet sein. Zum Beispiel unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Absplitterns des Halbleitersubstrats ist der abgeschrägte Rückoberflächenseitenabschnitt 21 vorzugsweise über die Gesamtheit (eine ganze Runde) der äußeren Umfangsregion 20b der Rückoberfläche angeordnet.
In dem Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Hauptoberfläche eine Spiegeloberfläche. Das heißt, wenn die Hauptoberfläche 10 die zentrale Region 10a der Hauptoberfläche aufweist und die äußere Umfangsregion 10b der Hauptoberfläche aufweist, wie in 1 dargestellt, werden sowohl die zentrale Region 10a der Hauptoberfläche als auch die äußere Umfangsregion 10b der Hauptoberfläche Spiegeloberflächen.
In dem Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Rückoberfläche die zentrale Region der Rückoberfläche und die äußere Umfangsregion der Rückoberfläche auf, die zentrale Region der Rückoberfläche ist eine Spiegeloberfläche und die äußere Umfangsregion der Rückoberfläche ist eine Nicht-Spiegeloberfläche. Das heißt, in 1 ist die zentrale Region 20a der Rückoberfläche eine Spiegeloberfläche und die äußere Umfangsregion 20b der Rückoberfläche ist eine Nicht-Spiegeloberfläche.
In dem Fall, in dem das Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Form aufweist, in der die Rückoberflächenseite abgeschrägt ist, um eine ebene Oberfläche zu sein, wie zum Beispiel in 2(a), 2(b) oder 2(d) dargestellt, kann der abgeschrägte Rückoberflächenseitenabschnitt mit der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche zusammenfallen. Das heißt, in 2(a), 2(b) oder 2(d) kann der abgeschrägte Rückoberflächenseitenabschnitt 21 mit der äußeren Umfangsregion 20b der Rückoberfläche zusammenfallen. Auch in diesem Fall ist die äußere Umfangsregion 20b der Rückoberfläche eine Nicht-Spiegeloberfläche und daher ist der abgeschrägte Rückoberflächenseitenabschnitt 21 auch eine Nicht-Spiegeloberfläche.
Wie vorstehend beschrieben, ist in dem Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Hauptoberfläche eine Spiegeloberfläche, die zentrale Region der Rückoberfläche eine Spiegeloberfläche und die äußere Umfangsregion der Rückoberfläche ist eine Nicht-Spiegeloberfläche. Das heißt, in der Hauptoberfläche und der Rückoberfläche des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nur die äußere Umfangsregion der Rückoberfläche eine Nicht-Spiegeloberfläche und die anderen Regionen sind Spiegeloberflächen. Das Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III einer solchen Art, dass sowohl seine Vorder- als auch Rückoberflächen Spiegeloberflächen sind, in denen nur die äußere Umfangsregion der Rückoberfläche keiner Hochglanzpolierung wie vorstehend beschrieben unterzogen wird. Dementsprechend ist es einfach, die Hauptoberfläche und die Rückoberfläche visuell voneinander zu unterscheiden, der Endabschnitt des Substrats kann leicht mit einem optischen Sensor erfasst werden, und die Verformung der Gesamtheit des Substrats wird vermindert. Darüber hinaus wird es einfach, die Hauptoberfläche und die Rückoberfläche visuell voneinander zu unterscheiden und daher ist es nicht notwendig, eine sekundäre Orientierungsebene zu bilden. Auf diese Weise kann ein großes effektives Gebiet (Gebiet, das bei der Herstellung von Vorrichtungen verwendet werden kann) des Halbleitersubstrats gewährleistet werden.
Der Begriff „Spiegeloberfläche“ bezieht sich auf eine Oberfläche, die einer Spiegelbearbeitung unterzogen wird, wobei die Oberfläche in einen Zustand gebracht wird, in dem die Rauhigkeit und die Welligkeit der Oberfläche in einem solchen Ausmaß vermindert sind, dass Licht nach der Spiegelbearbeitung reflektiert wird und somit die Tatsache, dass ein Gegenstand auf der der Spiegelbearbeitung unterzogenen Oberfläche reflektiert wird, visuell beobachtet werden kann. Mit anderen Worten, der Begriff bezieht sich auf eine Oberfläche in einem Zustand, in dem die Rauhigkeit und die Welligkeit der Oberfläche nach der Spiegelbearbeitung so weit vermindert sind, dass sie in Bezug auf die Wellenlänge des sichtbaren Lichts vernachlässigbar sind. Ein Epitaxialkristall kann auf der Oberfläche, die der Spiegelbearbeitung unterzogen wird, ausreichend gezüchtet werden.
Jedes geeignete Verfahren kann als Verfahren für die Spiegelbearbeitung angenommen werden, soweit die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Ein Beispiel für ein solches Verfahren ist ein Verfahren, das die Durchführung der Spiegelbearbeitung unter Verwendung einer oder einer Kombination von zwei oder mehreren der folgenden Einrichtungen beinhaltet: eine Poliereinrichtung, die ein Band verwendet; eine Läppeinrichtung, die Diamantschleifkörner verwendet; und eine chemisch-mechanische Poliereinrichtung (CMP), die eine Aufschlämmung wie kolloidales Siliziumdioxid und ein aus einem Vliesstoff hergestelltes Polierkissen verwendet.
Der Begriff „Nicht-Spiegeloberfläche“ bezieht sich auf eine Oberfläche, die nicht spiegelnd bearbeitet wird, und ein typisches Beispiel dafür ist eine raue Oberfläche, die durch eine Oberflächenaufrauhung erhalten wird.
Als Verfahren für die Oberflächenaufrauhung kann jedes geeignete Verfahren angewandt werden, soweit die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Beispiele für derartige Verfahren sind: Lasertexturierung, Ätzbehandlung einschließlich der Verwendung verschiedener Chemikalien und Gase, physikalische oder chemische Beschichtungsbehandlung und Texturierung durch maschinelle Bearbeitung.
Die Oberflächenrauhigkeit Ra der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche beträgt vorzugsweise 100 nm oder mehr, bevorzugter 200 nm bis 1500 nm, noch bevorzugter 500 nm bis 1000 nm. Wenn die Oberflächenrauhigkeit Ra der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche innerhalb der Bereiche eingestellt wird, wird es einfacher, die Hauptoberfläche und die Rückoberfläche des Halbleitersubstrats visuell voneinander zu unterscheiden, und der Endabschnitt davon wird leichter mit dem optischen Sensor erfasst. Ein Fall, in dem die Oberflächenrauhigkeit Ra der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche zu groß wird, ist jedoch nicht bevorzugt, da eine Beschädigung des Halbleitersubstrats wahrscheinlicher wird, die für einen Riss verantwortlich sein kann.
Die Oberflächenrauhigkeit Ra der zentralen Region der Rückoberfläche beträgt vorzugsweise 10 nm oder weniger, bevorzugter 0,1 nm bis 2 nm, noch bevorzugter 0,1 nm bis 1 nm, besonders bevorzugt 0,1 nm bis 0,5 nm. Wenn die Oberflächenrauhigkeit Ra der zentralen Region der Rückoberfläche innerhalb der Bereiche eingestellt wird, wird es einfacher, die Hauptoberfläche und die Rückoberfläche visuell voneinander zu unterscheiden, der Endabschnitt wird leichter mit dem optischen Sensor erfasst und die Verformung des Halbleitersubstrats kann unterdrückt werden.
Die Oberflächenrauhigkeit Ra der Hauptoberfläche beträgt vorzugsweise 2 nm oder weniger, bevorzugter 1 nm oder weniger, noch bevorzugter von 0,1 nm bis 0,5 nm, besonders bevorzugt von 0,1 nm bis 0,2 nm. Wenn die Oberflächenrauhigkeit Ra der Hauptoberfläche innerhalb der Bereiche eingestellt wird, wird es einfacher, die Hauptoberfläche und die Rückoberfläche visuell voneinander zu unterscheiden, und der Endabschnitt wird leichter mit dem optischen Sensor erkannt.
Die physikalischen Oberflächenzustände der Hauptoberfläche und der Rückoberfläche des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegen nahe beieinander und daher ist die Verformung des Substrats gering, vorzugsweise 50 µm oder weniger, bevorzugter 40 µm oder weniger, noch bevorzugter 30 µm oder weniger. Wenn die Verformung des Substrats mehr als 50 µm beträgt, kann zum Zeitpunkt der Herstellung verschiedener Vorrichtungen durch Verwendung des Halbleitersubstrats ein Produktionsfehler aufgrund der Dickenänderung einer Filmbildungsvorrichtung oder der Fokusverschiebung einer Belichtungsvorrichtung für eine Halbleiterschaltung auftreten.
Die physikalischen Oberflächenzustände der Hauptoberfläche und der Rückoberfläche des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegen nahe beieinander. Dementsprechend ist die Verformung des Substrats gering und sein Krümmungsradius beträgt vorzugsweise 30 m oder mehr, bevorzugter 50 m oder mehr, noch bevorzugter 70 m oder mehr, besonders bevorzugt 100 m oder mehr. Wenn der Krümmungsradius weniger als 30 m beträgt, kann das Substrat zum Zeitpunkt der Herstellung verschiedener Vorrichtungen unter Verwendung des Halbleitersubstrats nicht durch Adsorption in einer Verfahrenseinrichtung oder auf einer Fördervorrichtung fixiert werden und daher kann ein Produktionsfehler auftreten, beispielsweise durch das Herunterfallen des Substrats.
Es ist leicht, die Hauptoberfläche und die Rückoberfläche voneinander in dem Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu unterscheiden, und daher gibt es keine Notwendigkeit, eine sekundäre Orientierungsebene zu bilden. Somit kann ein großes effektives Gebiet (Gebiet, das in der Vorrichtungsherstellung verwendet werden kann) des Halbleitersubstrats gewährleistet werden. Das heißt, das Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise frei von einer sekundären Orientierungsebene.
3 ist eine schematische Draufsicht von der Hauptoberflächenrichtung des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus gesehen.
Wie in 3 dargestellt, kann der abgeschrägte Hauptoberflächenseitenabschnitt 11 in der Hauptoberfläche angeordnet sein. Der abgeschrägte Hauptoberflächenseitenabschnitt 11 ist typischerweise eine Region, die in der äußeren Umfangsregion 10b der Hauptoberfläche angeordnet ist, wobei die Region von einem äußeren Umfangsendabschnitt 12 bis zu einem Abstand reicht, der einer Breite D1 in Richtung der Innenseite der Hauptoberfläche 10 über den gesamten Umfang der äußeren Umfangsregion der Hauptoberfläche entspricht. Die Breite D1 des abgeschrägten Hauptoberflächenseitenabschnitts ist ein Abstand, der von dem äußeren Umfangsendabschnitt 12 ausgeht, wobei der Abstand in einer normalen Richtung in Bezug auf eine Tangente in dem äußeren Umfangsendabschnitt 12 in Richtung der inneren Richtung der Hauptoberfläche 10 liegt. Die Breite D1 des abgeschrägten Hauptoberflächenseitenabschnitts ist vorzugsweise über den gesamten abgeschrägten Hauptoberflächenseitenabschnitt 11 hinweg konstant.
4 ist eine schematische Draufsicht von der Rückoberfläche des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in 4 dargestellt, kann der abgeschrägte Rückoberflächenseitenabschnitt 21 in der Rückoberfläche angeordnet sein. Der abgeschrägte Rückoberflächenseitenabschnitt 21 ist typischerweise eine Region, die in der äußeren Umfangsregion 20b der Rückoberfläche angeordnet ist, wobei die Region von einem äußeren Umfangsendabschnitt 22 bis zu einem Abstand reicht, der einer Breite D2 in Richtung der Innenseite der Rückoberfläche 20 über den gesamten Umfang der äu-ßeren Umfangsregion der Rückoberfläche entspricht. Die Breite D2 des abgeschrägten Rückoberflächenseitenabschnitts ist ein Abstand, der von dem äußeren Umfangsendabschnitt 22 ausgeht, wobei der Abstand in einer normalen Richtung in Bezug auf eine Tangente in dem äußeren Umfangsendabschnitt 22 in Richtung der inneren Richtung der rückseitigen Oberfläche 20 liegt. Die Breite D2 des abgeschrägten Rückoberflächenseitenabschnitts ist vorzugsweise über die gesamte Länge des abgeschrägten Rückoberflächenseitenabschnitts 21 konstant.
Wie in 4 dargestellt, ist die äußere Umfangsregion der Rückoberfläche 20b typischerweise eine Region von dem äußeren Umfangsendabschnitt 22 bis zu einem Abstand, der einer Breite d2 in Richtung der Innenseite der Rückoberfläche 20 entspricht, wenn die Rückoberfläche 20 aus einer Oberflächenrichtung betrachtet wird. Wie in 4 dargestellt, ist die Breite d2 der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche ein Abstand, der von dem Außenumfangsendabschnitt 22 ausgeht, wobei der Abstand in einer normalen Richtung in Bezug auf eine Tangente in dem Außenumfangsendabschnitt 22 in Richtung der Innenrichtung der Rückoberfläche 20 verläuft. Die Breite d2 der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche ist vorzugsweise über die Gesamtheit der äußeren Umfangsregion 20b der Rückoberfläche konstant.
Jede geeignete Größe kann als die Breite d2 der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche gemäß beispielsweise der Größe des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu einem Ausmaß angenommen werden, dass die Effekte der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Die Breite d2 der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche beträgt vorzugsweise 5 mm oder weniger, bevorzugter 3 mm oder weniger, noch bevorzugter 1 mm oder weniger, weil die Wirkung der vorliegenden Erfindung in größerem Ausmaß zum Ausdruck gebracht werden kann. Der untere Grenzwert der Breite d2 der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche beträgt vorzugsweise 0,2 mm oder mehr, bevorzugter 0,5 mm oder mehr, weil sich die Wirkung der vorliegenden Erfindung stärker ausprägen werden kann.
In dem Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der abgeschrägte Rückoberflächenseitenabschnitt mit der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche der Rückoberfläche zusammenfallen. Beispielsweise kann in 4 der abgeschrägte Rückoberflächenseitenabschnitt 21 mit dem der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche 20b zusammenfallen. In diesem Fall fällt in 4 die Breite D2 des abgeschrägten Rückoberflächenseitenabschnitts mit der Breite d2 der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche zusammen.
In dem Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die äußere Umfangsregion 20b der Rückoberfläche vorzugsweise eine lichtabschirmende Region, die so konfiguriert ist, dass sie Laserlicht mit einer Wellenlänge von 450 nm bis 1100 nm abschwächt. Wenn die äußere Umfangsregion 20b der Rückoberfläche eine lichtabschirmende Region ist, die so konfiguriert ist, dass sie das Laserlicht mit einer Wellenlänge von 450 nm bis 1100 nm dämpft, können die Hauptoberfläche und die Rückoberfläche des Substrats visuell leicht voneinander unterschieden werden, und der Endabschnitt davon kann leicht mit einem optischen Sensor erfasst werden. In dem Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die äußere Umfangsregion 20b der Rückoberfläche bevorzugter eine lichtabschirmende Region, die so konfiguriert ist, dass sie Laserlicht mit einer Wellenlänge von 650 nm um 10 % oder mehr abschwächt.
Die Verformung des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 50 µm oder weniger. Die Messung der Verformung wird später beschrieben.
Der Krümmungsradius des Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 30 m oder mehr, bevorzugter 40 m oder mehr, noch bevorzugter 50 m oder mehr. Die Messung des Krümmungsradius wird später beschrieben.
Das Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann durch ein beliebiges geeignetes Verfahren in dem Ausmaß hergestellt werden, dass die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
In dem Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird typischerweise, wie in 5(a) dargestellt, ein Impfkristallfilm 2 auf der Hauptoberfläche 1a eines Basissubstrats 1 gebildet und eine Nitridschicht 3 eines Elements der Gruppe III wird auf der polaren Oberfläche 2a eines Elements der Gruppe III des Impfkristallfilms 2 gebildet. Als Nächstes wird eine Nitridschicht eines Elements der Gruppe III (Keimkristallfilm 2+Nitridschicht 3 eines Elements der Gruppe III), die als freistehendes Substrat dient, von dem Basissubstrat 1 getrennt, um ein freistehendes Substrat 100' mit einer Hauptoberfläche 10' und einer Rückoberfläche 20' bereitzustellen. Das freistehende Substrat 100' kann wie in 5(b) durch die Abtrennung der Nitridschicht eines Elements der Gruppe III durch ein Laserabhebungsverfahren, das das Aufbringen von Laserlicht von der Rückoberfläche 1b des Basissubstrats 1, wie durch die Pfeile A angezeigt, einschließt, erhalten werden, oder das freistehende Substrat 100' kann durch ein spontanes Abtrennungsverfahren, das die Nutzung einer thermischen Schrumpfungsdifferenz zum Zeitpunkt einer Temperaturabnahme nach der Bildung der Nitridschicht 3 eines Elements der Gruppe III einschließt, oder durch Schneiden der Nitridschicht 3 eines Elements der Gruppe III mit einer Drahtsäge oder dergleichen erhalten werden.
Als Material für das Basissubstrat kann jedes geeignete Material verwendet werden, sofern die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird. Beispiele für ein solches Material sind Saphir, kristallorientiertes Aluminiumoxid, Galliumoxid, Al_xGa_1-xN (0≤x≤1), GaAs und SiC.
Als Material für den Impfkristallfilm kann jedes geeignete Material zu einem Ausmaß verwendet werden, soweit die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Beispiele für ein solches Material sind Al_xGa_1-xN (0≤x≤1) und In_xGa_1-xN (0≤x≤1). Von diesen ist Galliumnitrid bevorzugt. Das Material für den Impfkristallfilm ist bevorzugter Galliumnitrid, das bei der Beobachtung mit einem Fluoreszenzmikroskop einen gelben Lumineszenzeffekt zeigt. Der Begriff „gelbe Lumineszenz“ bezieht sich auf einen Peak (gelbe Lumineszenz (YL) oder eine gelbe Bande (YB)), der/die im Bereich von 2,2 eV bis 2,5 eV zusätzlich zu einem Exzitonenübergang (UV) von einer Bande zu einer anderen Bande auftritt.
Als Verfahren zur Herstellung des Impfkristallfilms kann jedes geeignete Verfahren zu einem Ausmaß verwendet werden, soweit die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Ein solches Herstellungsverfahren ist beispielsweise ein Dampfwachstumsverfahren und bevorzugte Beispiele dafür sind eine metallorganische chemische Dampfabscheidung (MOCVD), eine Hydrid-Dampfphasenepitaxie (HVPE), eine gepulste Anregungsabscheidung (PXD), eine Molekularstrahlepitaxie (MBE) und ein Sublimationsverfahren. Von diesen ist die metallorganische chemische Dampfabscheidung (MOCVD) das bevorzugte Verfahren zur Bildung des Impfkristallfilms. Die Wachstumstemperatur liegt vorzugsweise zwischen 950°C und 1200°C.
Jede geeignete Wachstumsrichtung kann als Wachstumsrichtung des Nitridkristalls des Elements der Gruppe III zu einem Ausmaß angenommen werden, soweit die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Beispiele für eine solche Wachstumsrichtung sind: die senkrechte Richtung der c-Ebene einer Wurtzit-Struktur; die senkrechte Richtung der a-Ebene und der m-Ebene; und die senkrechte Richtung einer Ebene, die gegenüber der c-Ebene, der a-Ebene und der m-Ebene geneigt ist.
Als Verfahren zur Herstellung der Nitridschicht eines Elements der Gruppe III kann jedes geeignete Herstellungsverfahren zu einem Ausmaß verwendet werden, soweit die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Beispiele für derartige Herstellungsverfahren sind: Gasphasenverfahren, wie ein metallorganisches chemisches Dampfabscheidungsverfahren (MOCVD), ein Hydrid-Dampfphasenepitaxieverfahren (HVPE), ein gepulstes Anregungsabscheidungsverfahren (PXD), ein Molekularstrahlepitaxieverfahren (MBE) und ein Sublimationsverfahren; und Flüssigphasenverfahren, wie ein ammonothermisches Verfahren und ein Fluxverfahren.
Als Nächstes wird das freistehende Substrat durch Schleifen seines äußeren Umfangsabschnitts in eine kreisförmige Form mit dem gewünschten Durchmesser gebracht.
Als Größe des freistehenden Substrats kann jede geeignete Größe zu einem Ausmaß gewählt werden, soweit die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden. Eine solche Größe ist zum Beispiel 25 mm (etwa 1 Inch), von 45 mm bis 55 mm (etwa 2 Inch), von 95 mm bis 105 mm (etwa 4 Inch), von 145 mm bis 155 mm (etwa 6 Inch), von 195 mm bis 205 mm (etwa 8 Inch) oder von 295 mm bis 305 mm (etwa 12 Inch).
Anschließend wird die polare Stickstoff-Oberfläche des kreisförmigen, freistehenden Substrats zur Bearbeitung auf eine Oberflächenplatte gebondet. Zum Zeitpunkt des Bondens wird die Oberflächenform des freistehenden Substrats verändert, indem die Dicke eines Wachses durch die Einstellung einer auf das freistehende Substrat auszuübenden Last verändert wird oder indem eine Vorrichtung zwischen das freistehende Substrat und die Oberflächenplatte zur Bearbeitung eingefügt wird.
Als Nächstes wird das freistehende Substrat in eine dünne Platte mit einer gewünschten Dicke umgewandelt, und die Oberfläche der polaren Oberfläche des Elements der Gruppe III wird durch das Entfernen der polaren Oberfläche des Elements der Gruppe III durch Schleifen, Läppen, Polieren oder dergleichen abgeflacht. Auf diese Weise wird ein freistehendes Substrat erhalten, bei dem die polare Oberfläche des Elements der Gruppe III in eine Spiegeloberfläche umgewandelt wird.
Als Nächstes wird die polare Oberfläche des Elements der Gruppe III des freistehenden Substrats, bei dem die polare Oberfläche des Elements der Gruppe III in eine Spiegeloberfläche umgewandelt wurde, zur Bearbeitung an eine Oberflächenplatte gebondet. Zum Zeitpunkt des Bondens wird die Oberflächenform des freistehenden Substrats geändert, indem die Dicke eines Wachses durch die Einstellung einer auf das freistehende Substrat anzuwendenden Last geändert wird, oder indem eine Vorrichtung zwischen das freistehende Substrat und die Oberflächenplatte zur Bearbeitung eingefügt wird.
Als Nächstes wird das freistehende Substrat in eine dünne Platte mit einer gewünschten Dicke verwandelt, und die Oberfläche der polaren Stickstoff-Oberfläche wird durch die Abtragungsbearbeitung der polaren Stickstoff-Oberfläche durch Schleifen, Läppen, Polieren oder dergleichen geglättet. Auf diese Weise erhält man ein freistehendes Substrat, bei dem die polare Stickstoff-Oberfläche in eine Spiegeloberfläche umgewandelt ist. In dieser Ausführungsform wird die polare Stickstoff-Oberfläche hochglanzpoliert, nachdem die polare Oberfläche des Elements der Gruppe III hochglanzpoliert wurde. Die Reihenfolge kann jedoch auch andersherum sein als vorstehend beschrieben.
Die Dicke des freistehenden Substrats nach dem Polieren (wenn die Dicke nicht konstant ist, die Dicke einer Stelle mit der größten Dicke) beträgt vorzugsweise 300 µm bis 1000 µm.
Anschließend wird der äußere Umfangsrand des freistehenden Substrats durch Schleifen abgeschrägt. Schließlich wird das Halbleitersubstrat 100 von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten.
Bei dem Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Anfasen durch ein beliebiges geeignetes Anfasungsverfahren zu einem Ausmaß durchgeführt werden, dass die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird. Beispiele für ein solches Anfasungsverfahren sind: Schleifen mit Diamantschleifkörnern; Polieren mit einem Band; und chemisch-mechanisches Polieren (CMP) mit einer Aufschlämmung wie kolloidales Siliziumdioxid und einem Polierkissen aus einem Vliesstoff.
Als Nächstes wird die äußere Umfangsregion der polaren Stickstoff-Oberfläche einer Oberflächenaufrauhung unterzogen. Schließlich wird das Halbleitersubstrat 100 von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten.
Jedes geeignete Verfahren kann als Verfahren zur Oberflächenaufrauhung zu einem Ausmaß eingesetzt werden, sofern die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird. Beispiele für derartige Verfahren sind: Lasertexturierung; Ätzbehandlung, einschließlich der Verwendung verschiedener Chemikalien und Gase; physikalische oder chemische Beschichtungsbehandlung; und Texturierung durch maschinelle Bearbeitung.
Ein Kristall kann auf der Hauptoberfläche 10 (polare Oberfläche des Elements der Gruppe III) des zu erhaltenden Halbleitersubstrats 100 von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III epitaktisch gezüchtet werden, und die Bildung einer Funktionsschicht 4, wie in 5(c) dargestellt, liefert ein Funktionselement 5. Die Bezugsziffer 20 steht für die Rückoberfläche (polare Stickstoff-Oberfläche) des Substrats.
Wenn sich die Verformung der Hauptoberfläche (polare Oberfläche des Elements der Gruppe III) und die Verformung der Rückoberfläche (polare Stickstoff-Oberfläche) voneinander unterscheiden, tritt die Gesamtdickenvariation (TTV) des freistehenden Substrats auf. Doch selbst wenn die Gesamtdicke des freistehenden Substrats variiert, treten auf der Hauptoberfläche (polare Oberfläche des Elements der Gruppe III) zum Zeitpunkt des epitaktischen Wachstums der Funktionsschicht auf dem freistehenden Substrat keine großen Abweichungen auf. Dies liegt daran, dass die folgende Eigenschaft ausgenutzt wird: die Wärmeleitfähigkeit des Nitridkristalls des Elements der Gruppe III, aus dem das freistehende Substrat besteht, ist hoch. Infolgedessen treten Morphologieanomalien zum Zeitpunkt der Bildung der Funktionsschicht nicht auf, und daher können die Verschiebung der Lichtwellenlänge der Schicht und Schwankungen ihrer Spannungs-Strom-Eigenschaften ausreichend unterdrückt werden.
Der Epitaxialkristall, der auf dem zu erhaltenden Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gezüchtet werden soll, kann beispielsweise Galliumnitrid, Aluminiumnitrid, Indiumnitrid oder ein Mischkristall davon sein. Bestimmte Beispiele für solche Epitaxialkristalle sind GaN, AIN, InN, Ga_xAl_1-xN (1 >x>0), Ga_xIn_1-xN (1 >x>0), Al_xIn_1-xN (1>x>0) und Ga_xAl_yIn_zN (1>x>0, 1>y>0, x+y+z=1). Darüber hinaus beinhalten Beispiele für die Funktionsschicht, die auf dem zu erhaltenden Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III anzuordnen ist, eine Gleichrichterschicht, ein Schaltelement und eine Leistungshalbleiterschicht zusätzlich zu einer lichtemittierenden Schicht. Darüber hinaus können die Dicke und die Gesamtdickenvariation des freistehenden Substrats verringert werden, indem die polare Stickstoff-Oberfläche nach der Anordnung der Funktionsschicht auf der polaren Oberfläche des zu erhaltenden Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III einer Bearbeitung, wie Schleifen oder Polieren, unterzogen wird.
Beispiele
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch keineswegs auf Beispiele beschränkt. Die Test- und Bewertungsverfahren in den Beispielen und dergleichen sind wie nachstehend beschrieben. Der Begriff „Teil(e)“ in der folgenden Beschreibung bedeutet „Gewichtsteil(e)“, sofern nicht anders angegeben, und der Begriff „%“ in der folgenden Beschreibung bedeutet „Gew.-%“, sofern nicht anders angegeben.
<Messung der Oberflächenrauhigkeit Ra>
Die Oberflächenrauhigkeit (arithmetische Durchschnittsrauhigkeit) Ra der Oberfläche eines freistehenden Halbleitersubstrats von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III wurde mit einem berührungslosen Oberflächenformmessgerät (hergestellt von Zygo Corporation, New View 7000, Objektiv: ×5, Software: MetroPro 9.0.10) in einem Sichtfeld von 1,4 mm × 1,05 mm kalkuliert. Der Ra-Wert der Hauptoberfläche und der zentralen Region der Rückoberfläche des Substrats wurde jeweils an dem zentralen Abschnitt des Substrats gemessen und wenn die Breite der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche durch d2 dargestellt wurde, wurde der Ra-Wert der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche an einer Position gemessen, die einem Abstand von d2/2 von einer Grenze zwischen der zentralen Region der Rückoberfläche und der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche entspricht. Wenn die Breite d2 der äußeren Umfangsregion der Rückoberfläche schmaler als das 1,4 mm mal 1,05 mm messende Beobachtungsfeld war, wurde die Messung durchgeführt, während das Beobachtungsfeld entsprechend eingeengt war.
<Bewertungskriterien für die visuelle Unterscheidung zwischen Hauptoberfläche und Rückoberfläche>
Die Hauptoberfläche und die Rückoberfläche eines Wafers wurden visuell voneinander unterschieden, indem eine weiße Leuchtstofflampe als Lichtquelle in einem Raum mit einer Beleuchtungsstärke von 817 Lx bis 893 Lx verwendet wurde. Als Beleuchtungsmessgerät wurde das YOKOGAWA 510LUX METER verwendet. Eine Oberfläche, die in ihrer Gesamtheit eine Spiegeloberfläche war, wurde als Hauptoberfläche definiert, und eine Oberfläche, deren äußerer Umfangsabschnitt keine Spiegeloberfläche war, wurde als Rückoberfläche definiert. Ein Fall, in dem die Unterscheidung ohne einen bestimmten Blick durchgeführt werden konnte, wurde als „leicht“ eingestuft, ein Fall, in dem die Unterscheidung mit einem Blick durchgeführt werden konnte, wurde als „möglich“ eingestuft, und ein Fall, in dem eine klare Unterscheidung auch mit einem Blick nicht durchgeführt werden konnte, wurde als „schwierig“ eingestuft. Der hier verwendete Ausdruck „mit Blick“ bedeutet, dass die Hauptoberfläche und die Rückoberfläche über einen Zeitraum von 10 Sekunden oder mehr beobachtet werden, während ein Beobachtungswinkel geändert wird.
<Bewertungskriterien für die Erfassung des Endabschnitts mit dem optischen Sensor>
Ein Test zur Erkennung des Endabschnitts eines Substrats wurde mit einem fotoelektrischen Transmissionssensor durchgeführt. Als Lichtquelle und Detektor wurde der von der OMRON Corporation hergestellte ZX-GT28S (Wellenlänge: 650 nm) verwendet, und das Dämpfungsverhältnis bei einer Wellenlänge von 650 nm wurde bewertet, während der Binarisierungsgrad eines Messwerts auf 50 % eingestellt wurde. Die Laserintensität, die es dem fotoelektrischen Transmissionssensor ermöglicht, eine Kante zu erkennen, wurde mit einem Laserleistungssensor (hergestellt von Ophir Optronics Solutions, Inc., 3A) identifiziert.

◯: Laserlicht mit einer Wellenlänge von 650 nm kann um 10 % oder mehr abgeschwächt werden (Beurteilung des Sensors: akzeptabel).
×: Laserlicht mit einer Wellenlänge von 650 nm kann nicht um 10 % oder mehr abgeschwächt werden (Beurteilung des Sensors: inakzeptabel).

<Messung der Verformung>
Die Verformung der Hauptoberfläche eines Substrats wurde gemessen und der Krümmungsradius wurde aus der Verformung berechnet. Die Verformung kann mit einem Laserverschiebungsmesser gemessen werden. Der Begriff „Laserverschiebungsmesser“ bezieht sich auf ein Gerät zur Messung der Verschiebung jeder Oberfläche durch Bestrahlung der Oberfläche mit Laserlicht. Die Wellenlänge des Laserlichts ist auf 655 nm eingestellt und als Messsystem kann ein konfokales System, ein Dreiecksmesssystem oder ein optisches Interferenzsystem in Abhängigkeit von der Oberflächenrauhigkeit des Substrats verwendet werden.
Es wurde eine Wellenform mit Ausnahme eines Bereichs mit einer Breite von 3 mm ab dem Ende des Substrats erhalten. Anschließend wurde eine Kurve, die sich der Wellenform annähert, durch eine Methode der kleinsten Quadrate, einschließlich der Verwendung einer quadratischen Funktion, erhalten. Die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Näherungskurve wurde auf jeder der beiden senkrecht zueinander stehenden Achsen auf der Oberfläche des Substrats gemessen und der Durchschnitt der zwei Werte wurde als Verformung S definiert. Der Durchmesser des Substrats wird durch D dargestellt. $R = D^{2} / (8 \cdot S)$
wobei der Krümmungsradius R, der Substratdurchmesser D und die Verformung S in der Einheit [m] angegeben sind.
[Beispiel 1]
Ein Galliumnitridfilm mit einer Dicke von 2 µm wurde durch ein MOCVD-Verfahren auf einem 6-Inch-Saphir-Wafer in der c-Ebene gebildet, um ein Impfkristallsubstrat herzustellen.
Das Impfkristallsubstrat wurde in einem Aluminiumoxid-Tiegel mit einem Durchmesser von 200 mm in einer Handschuhbox unter Stickstoffatmosphäre angeordnet. Anschließend wurden Galliummetall und Natriummetall in den Tiegel gegeben, so dass sich das folgende Verhältnis ergab, wonach der Tiegel mit einer Aluminiumoxidplatte abgedeckt wurde: Ga/Ga+Na (Mol%)=15 Mol%. Der Tiegel wurde in ein inneres Gefäß aus rostfreiem Stahl geladen und das Gefäß wurde weiter in ein äußeres Gefäß aus rostfreiem Stahl geladen, das zur Lagerung des Gefäßes geeignet ist, gefolgt vom Verschließen des äußeren Gefäßes mit einem Gefäßdeckel, der mit einem Stickstoffeinleitungsrohr versehen ist. Das äußere Gefäß wurde auf einem Drehtisch angeordnet, der sich in einem Heizabschnitt in einer Kristallherstellungsvorrichtung befand, die zuvor im Vakuum erhitzt worden war, und das druckfeste Gefäß der Einrichtung wurde mit einem Deckel verschlossen und hermetisch versiegelt.
Anschließend wurde das Innere des druckfesten Gefäßes mit einer Vakuumpumpe auf ein Vakuum von 0,1 Pa oder weniger evakuiert. Anschließend wurde, während ein oberer Heizer, ein mittlerer Heizer und ein unterer Heizer reguliert wurden, um einen Heizraum zu erhitzen, so dass seine Temperatur 870°C wurde, ein Stickstoffgas aus einer Stickstoffgasbombe in das druckfeste Gefäß eingeleitet, bis ein Druck darin 4,0 MPa wurde, und das äußere Gefäß wurde um seine zentrale Achse mit einer Geschwindigkeit von 20 U/min im und gegen den Uhrzeigersinn in einem bestimmten Zeitraum gedreht. Dann wurde der äußere Behälter 40 Stunden lang in diesem Zustand gehalten. Danach wurde die Temperatur auf natürliche Weise auf Raumtemperatur abgekühlt und der Druck auf Atmosphärendruck vermindert. Danach wurde der Deckel des druckfesten Gefäßes geöffnet und der Tiegel aus seinem Inneren entfernt. Das erstarrte Natriummetall im Tiegel wurde entfernt und ein auf dem Impfkristallsubstrat gewachsener Galliumnitridkristall konnte gewonnen werden.
UV-Laserlicht wurde von einer Seite des Saphirwafers aus eingesetzt, um den Galliumnitridkristall auf dem Impfkristallsubstrat zu zersetzen. So wurde der gewachsene Galliumnitridkristall vom Saphirwafer getrennt. Die Verformung des durch die Trennung erhaltenen Galliumnitridkristalls betrug 50 µm.
Der äußere Umfangsabschnitt des Galliumnitridkristalls wurde mit Diamantschleifkörnern geschliffen, so dass sein Durchmesser auf 150 mm eingestellt wurde.
Anschließend wurde der Galliumnitridkristall zur Bearbeitung auf eine keramische Oberflächenplatte gebondet und die polare Ga-Oberfläche wurde mit einer Schleifvorrichtung und einer Läppeinrichtung geschliffen und poliert. Die so entstandene Oberfläche wurde mit Diamantschleifkörnern mit einem Korndurchmesser von jeweils 0,1 µm auf Hochglanz poliert.
Der Galliumnitridkristall wurde umgedreht und zur Bearbeitung auf der aus Keramik hergestellten Oberflächenplatte fixiert und seine polare Stickstoff-Oberfläche wurde in ähnlicher Weise geschliffen und poliert. Die so entstandene Oberfläche wurde mit Diamantschleifkörnern mit einem Korndurchmesser von jeweils 0,1 µm auf Hochglanz poliert.
Auf die Vorder- und Rückoberfläche des Galliumnitridkristalls wurde jeweils ein Schutzmaterial aufgetragen und der äußere Umfangsabschnitt des Wafers wurde mit einer Abschrägungseinrichtung geformt. Die polare Ga-Oberfläche wurde mit geneigten Schleifkörnern (Neigungswinkel: 20°) abgeschrägt. Die Abfasungsbreite D1 der Ebene wurde auf 150 µm festgelegt. Die polare Stickstoff-Oberfläche wurde an der äußeren Peripherie durch eine Lasertexturbearbeitung aufgeraut. Mit einem UV-Laser mit einer Wellenlänge von 355 nm und einer Leistung von 3 W wurde in dem äußeren Umfangsabschnitt der polaren Stickstoff-Oberfläche eine unebene Form ausgebildet, indem Laserlicht, das zu einem Durchmesser von 70 µm kondensiert war, auf den Abschnitt angewendet wurde, während das Licht gescannt wurde. Der Bereich d2 der Oberflächenaufrauhung wurde auf 3 mm vom äußeren Rand der polaren Stickstoff-Oberfläche festgelegt.
Die Vorder- und Rückoberflächen des entstandenen Halbleiterwafers des Nitrids eines Elements der Gruppe III ließen sich visuell leicht voneinander unterscheiden. Darüber hinaus betrug die Verformung des Wafers 40 µm.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
[Beispiel 2]
Ein Halbleiterwafer des Nitrids eines Elements der Gruppe III wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass der Bereich d2 der Rückoberflächenaufrauhung auf 5 mm vom äußeren Umfang festgelegt wurde. Die Vorder- und Rückoberflächen des entstandenen Halbleiterwafers des Nitrids eines Elements der Gruppe III konnten visuell leicht voneinander unterschieden werden. Darüber hinaus betrug die Verformung des Wafers 48 µm.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
[Beispiel 3]
Ein Halbleiterwafer des Nitrids eines Elements der Gruppe III wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass der Bereich d2 der Rückoberflächenaufrauhung auf 1 mm vom äußeren Umfang festgelegt wurde. Die Vorder- und Rückoberflächen des entstandenen Halbleiterwafers des Nitrids eines Elements der Gruppe III konnten visuell voneinander unterschieden werden. Darüber hinaus betrug die Verformung des Wafers 28 µm.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
[Vergleichsbeispiel 1]
Ein Halbleiterwafer des Nitrids eines Elements der Gruppe III wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die gesamte Oberfläche der Rückoberfläche rau geschliffen wurde. Die Vorder- und Rückoberflächen des entstandenen Halbleiterwafers des Nitrids eines Elements der Gruppe III konnten visuell leicht voneinander unterschieden werden. Darüber hinaus betrug die Verformung des Wafers 105 µm.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
[Vergleichsbeispiel 2]
Ein Halbleiterwafer des Nitrids eines Elements der Gruppe III wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass der Bereich d2 der Rückoberflächenaufrauhung auf 10 mm vom äußeren Umfang festgelegt wurde. Die Vorder- und Rückoberflächen des entstandenen Halbleiterwafers des Nitrids eines Elements der Gruppe III konnten visuell leicht voneinander unterschieden werden. Darüber hinaus betrug die Verformung des Wafers 59 µm.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
[Vergleichsbeispiel 3]
Ein Halbleiterwafer des Nitrids eines Elements der Gruppe III wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die gesamte Oberfläche der Rückoberfläche hochglanzpoliert wurde. Die Vorder- und Rückoberflächen des entstandenen Halbleiterwafers des Nitrids eines Elements der Gruppe III konnten visuell nicht voneinander unterschieden werden. Darüber hinaus betrug die Verformung des Wafers 21 µm.

Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1

	Breite der äu-ßeren Umfangsregion der Rückoberfläche (mm)	Optische Unterscheidung zwischen Hauptoberfläche und Rückoberfläche	Erkennung des Endabschnitts mit optischem Sensor	Verformung (µm)	Krümmungsradius (m)
Beispiel 1	3	einfach	◯	40	70
Beispiel 2	5	einfach	◯	48	59
Beispiel 3	1	möglich	◯	28	100
Vergleichsbeispiel 1	keine	einfach	◯	105	27
Vergleichsbeispiel 2	10	einfach	◯	59	48
Vergleichsbeispiel 3	keine	schwierig	×	21	134

Industrielle Anwendbarkeit
Das Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann als jedes der Substrate verschiedener Halbleitervorrichtungen verwendet werden.
Bezugszeichenliste

100: Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III
100': freistehendes Substrat
1: Basissubstrat
1a: Hauptoberfläche des Basissubstrats
1b: Rückoberfläche des Basissubstrats
2: Impfkristallfilm
2a: polare Oberfläche des Impfkristallfilms des Elements der Gruppe III
3: Nitridschicht eines Elements der Gruppe III
4: Funktionsschicht
5: Funktionselement
10: Hauptoberfläche
10': Hauptoberfläche
10a: zentrale Region der Hauptoberfläche
10b: äußere Umfangsregion der Hauptoberfläche
11: abgeschrägter Hauptoberflächenseitenabschnitt
12: äußerer peripherer Endabschnitt
20: Rückoberfläche
20': Rückoberfläche
20a: zentrale Region der Rückoberfläche
20b: äußere Umfangsregion der Rückoberfläche
21: abgeschrägte Rückoberflächenseite
22: äußerer peripherer Endabschnitt
30: Seitenoberfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2005263609 A [0007]
JP 2007153712 A [0007]
JP 2007297263 A [0007]
JP 5796642 B2 [0007]

Claims

Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III, umfassend: eine erste Oberfläche; und eine zweite Oberfläche, wobei die erste Oberfläche eine Spiegeloberfläche ist, wobei die zweite Oberfläche eine zentrale Region der zweiten Oberfläche und eine äußere Umfangsregion der zweiten Oberfläche aufweist, wobei die zentrale Region der zweiten Oberfläche eine Spiegeloberfläche ist, und wobei die äußere Umfangsregion der zweiten Oberfläche eine Nicht-Spiegeloberfläche ist.
Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III nach Anspruch 1, wobei die äußere Umfangsregion der zweiten Oberfläche eine Breite von 5 mm oder weniger aufweist.
Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III nach Anspruch 2, wobei die äußere Umfangsregion der zweiten Oberfläche eine Breite von 3 mm oder weniger aufweist.
Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III nach Anspruch 3, wobei die äußere Umfangsregion der zweiten Oberfläche eine Breite von 1 mm oder weniger aufweist.
Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die äußere Umfangsregion der zweiten Oberfläche eine Oberflächenrauhigkeit Ra von 100 nm oder mehr aufweist.
Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zentrale Region der zweiten Oberfläche eine Oberflächenrauhigkeit Ra von 10 nm oder weniger aufweist.
Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Oberfläche eine Oberflächenrauhigkeit Ra von 1 nm oder weniger aufweist.
Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die äußere Umfangsregion der zweiten Oberfläche eine lichtabschirmende Region ist, die so konfiguriert ist, dass sie Laserlicht mit einer Wellenlänge von 650 nm um 10% oder mehr abschwächt.
Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Substrat eine Verformung von 50 µm oder weniger aufweist.
Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Substrat einen Krümmungsradius von 30 m oder mehr aufweist.
Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Substrat frei von einer beliebigen sekundären Orientierungsebene ist.
Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Substrat einen Durchmesser von 95 mm oder mehr aufweist.
Halbleitersubstrat von einem Nitrid eines Elements der Gruppe III nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Substrat einen Durchmesser von 145 mm oder mehr aufweist.