JP2006137661A - 窒化ガリウムウエハ - Google Patents

Abstract

【課題】可視光に透明な窒化ガリウムウエハの表裏を識別可能な窒化ガリウムウエハを提供する。
【解決手段】窒化ガリウムウエハ１１は、実質的な円形を有する。窒化ガリウムウエハ１１は、複数のストライプ領域１３と、複数の単結晶領域１５と、視認可能なマーク１７とを含む。各ストライプ領域１３は、＜１１−２０＞軸の方向を表しており所定の軸の方向に延在する。各ストライプ領域１３は単結晶領域１５の間に挟まれている。マーク１７は、当該窒化ガリウムウエハ１１の表面１１ａおよび裏面１１ｂの少なくともいずれか一方に設けられており、視認可能な大きさおよび形状を有する。ストライプ領域１３の転位密度は単結晶領域１５の転位密度より大きく、ストライプ領域１３の結晶方位は単結晶領域１５の結晶方位と異なる。
【選択図】図１

Description

本発明は、窒化ガリウムウエハに関する。

特許文献１（特開平１０−１３５１６４号公報）では、シリコン半導体インゴットを切断して半導体ウエハを製造する方法が記載されている。その方法は以下のようなものである。切断されたシリコンウエハの切断面を平坦化する。平坦化されたシリコンウエハをアルカリエッチングする。エッチングされたシリコンウエハの表面を鏡面にすると同時に、裏表を識別できる凹凸が裏面に残るように該裏面を両面研磨装置により研磨する。両面研磨されたシリコンウエハを洗浄する。この半導体ウエハの製造方法によれば、均一な厚さで、裏面が表面に影響を与えることなく、この裏面が表裏を識別できる凹凸を有するシリコンウエハを効率よく製造できる。

特許文献２（特開２００１−１６７９９３号公報）には、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ或いはＧａＰ半導体から成り表裏を識別可能な半導体ウエハが記載されている。外周部にノッチが形成されたノッチ付きの半導体ウエハの一方の面の外周部の面取部の表面粗さは、ノッチの面取部の表面粗さと異なる。他方の面の外周部の面取部の表面粗さは、ノッチの面取部の表面粗さと等しい。これ故に、光を照射すると、化合物ウエハの一方の面側の外周部の面取部とノッチの面取部との光沢が異なり、他方の面側の外周部の面取部とノッチの面取部との光沢が等しくなるので、目視で表裏の識別が可能となる。

特許文献３（特開２００２−１５９６６号公報）には、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ或いはＧａＰ半導体から成り表裏識別を正確に行える半導体ウエハが記載されている。結晶の方位を識別するため表裏両面から面取りされたノッチを外周の一部に有する円盤状の半導体ウエハにおいて、このノッチを表面と裏面とで傾斜角度が異なるように形成する。

特許文献４（特開２００２−２２２７４６号公報）には、面方位等の判別が容易な窒化物半導体ウエハが記載されている。ＧaＮ基板は、（０００１）面の主面を有しており、＜１−１００＞等価方向を判別するオリエンテーションフラットを有する。
特開平１０−１３５１６４号公報 特開２００１−１６７９９３号公報 特開２００２−１５９６６号公報 特開２００２−２２２７４６号公報

特許文献１では、シリコン基板の表裏面の凹凸を変えて表裏面を識別している。しかしながら、窒化ガリウムは可視光に透明であるので、窒化ガリウムウエハのおもて面から観察した場合、表面での反射光と裏面での反射光の両方が観測される。故に、たとえ表面の粗さが小さく鏡面状態であっても裏面の粗さが大きく擦りガラス状態ならば、裏面からの反射光も観測される。したがって、単に表面と裏面との粗さに差をつけるだけでは、必ずしも容易に表裏面を識別できるとは限らない。

特許文献２および特許文献３では、半導体ウエハの表裏を識別可能にしているものは、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ或いはＧａＰ半導体から形成されたウエハであり、これらの半導体とは異なり窒化ガリウムは可視光に対して透明であり、これらの半導体の結晶対称性は窒化ガリウムの結晶対称性と異なる。

文献４では、円形ウエハの表裏を識別するために、レーザマーキングによる方法が記載されている。レーザマーキングにより形成された文字列を劈開線に平行になるように刻印して劈開面を識別することが記載されている。しかしながら、長さの短い文字列を用いて劈開面を識別することは容易ではなく、また文字列の平行度が規定されていなければならない。このままでは、この円形ウエハ上に半導体レーザを作成する場合に、露光するパターン精度に問題が残る。また、特許文献４では、円形ウエハの表裏を識別するために、非対称切欠きを劈開面に形成しているが、切欠き作業をする場合に十分注意しなければ劈開面に沿ってクラックを発生させる懸念が残る。

本発明は、上記の事項を鑑みて為されたものであり、窒化ガリウムウエハの表面および裏面の識別可能な窒化ガリウムウエハを提供することを目的としている。

本発明の一側面は、窒化ガリウムウエハに係る。この窒化ガリウムウエハは、実質的な円形を有する窒化ガリウムウエハであって、（ａ）＜１１−２０＞軸および＜１−１００＞軸のいずれか一方の結晶軸の方向を表しており所定の軸の方向に延在する複数のストライプ領域と、（ｂ）該ストライプ領域によって互いに隔てられた複数の単結晶領域と、（ｃ）当該窒化ガリウムウエハの表面および裏面の少なくともいずれか一方に設けられた視認可能なマークとを含んでおり、前記ストライプ領域および前記単結晶領域は当該窒化ガリウムウエハの表面に現れており、前記ストライプ領域の転位密度は前記単結晶領域の転位密度より大きく、前記ストライプ領域の結晶方位は前記単結晶領域の結晶方位と異なる。

この窒化ガリウムウエハによれば、ストライプ領域を用いてウエハの結晶軸の方向を識別できると共に、マークによりウエハの表裏を識別することができる。

本発明の窒化ガリウムウエハでは、前記ストライプの方向は、＜１１−２０＞軸および＜１−１００＞軸のいずれか一方の結晶軸と０．１度以内の角度を成すことが好ましい。この窒化ガリウムウエハでは、ストライプ領域に関連づけてウエハ上に半導体デバイスの位置合わせを行うことによって、該半導体デバイスの向きを高い精度で劈開面に関連づけることができる。

本発明の窒化ガリウムウエハでは、前記ストライプの方向は、＜１１−２０＞軸および＜１−１００＞軸のいずれか一方の結晶軸と０．０３度以内の角度を成すことが好ましい。この窒化ガリウムウエハでは、該窒化ガリウムウエハの作製において、ストライプ領域を非常に高い精度で所定の結晶軸に合わせて向き付けできる。

本発明の窒化ガリウムウエハでは、前記マークは該窒化ガリウムウエハの裏面（０００−１）面に設けられていることが好ましい。この窒化ガリウムウエハでは、半導体デバイスの作製される表面にマークのための領域を必要としない。また、本発明の窒化ガリウムウエハでは、前記マークは該窒化ガリウムウエハの表面（０００１）面に設けられていることが好ましい。

本発明の窒化ガリウムウエハでは、当該窒化ガリウムウエハの前記表面は、所定の結晶軸に対してあるオフ角で傾斜されており、前記マークは、前記表面が前記所定の結晶軸に対して傾斜している向きを特定できる位置に設けられていることが好ましい。

この窒化ガリウムウエハによれば、表面および裏面のいずれかに設けられた視認可能なマークを用いて、オフ角付き基板のオフ角がとられた向きを判別できる。

本発明の窒化ガリウムウエハでは、前記マークは、レーザ光の照射により形成されていることが好ましい。この窒化ガリウムウエハでは、視認可能なマークをレーザ光を用いて容易に付けることができる。

本発明の別の側面は窒化ガリウムウエハに係る。窒化ガリウムウエハは、円弧状の縁を有する窒化ガリウムウエハであって、（ａ）＜１１−２０＞軸および＜１−１００＞軸のいずれか一方の結晶軸の方向を表しており所定の軸の方向に延在する複数のストライプ領域と、（ｂ）該ストライプ領域によって互いに分離された複数の単結晶領域と、（ｃ）該窒化ガリウムウエハの縁に設けられた切り欠きとを備えており、前記ストライプ領域および前記単結晶領域は当該窒化ガリウムウエハの表面に現れており、前記ストライプ領域の転位密度は前記単結晶領域の転位密度より大きく、前記ストライプ領域の結晶方位は前記単結晶領域の結晶方位と異なり、前記切り欠きは、前記ストライプ領域と実質的に平行にまたは実質的に直角に伸びており当該窒化ガリウムウエハの中心を通過する第１の基準直線から＋１０度以上＋８０度以下および−１０度以上−８０度以下の中心角の範囲内のいずれかの前記縁に位置している。

この窒化ガリウムウエハによれば、ストライプ領域によりウエハの結晶軸の方向を識別できると共に、切り欠きによりウエハの表裏を識別できる。

本発明の窒化ガリウムウエハでは、前記切り欠きはノッチ形状を有することが好ましい。この窒化ガリウムウエハでは、劈開方向からずれた方向にノッチが設けられるので、ノッチの存在に起因して窒化ガリウムウエハを破損する可能性が小さい。

本発明の窒化ガリウムウエハでは、前記切り欠きは、前記第１の基準直線に交差する第２の基準直線に沿って伸びるオリエンテーションフラットであることが好ましい。この窒化ガリウムウエハでは、劈開方向からずれた方向にオリエンテーションフラットが設けられるので、オリエンテーションフラットの存在に起因して窒化ガリウムウエハを破損する可能性が小さい。

本発明の窒化ガリウムウエハでは、前記オリエンテーションフラットの長さは５ｍｍ以上であることが好ましい。インチサイズのウエハにおいて、該オリエンテーションフラットを視認可能である。

本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。

以上説明したように、本発明によれば、窒化ガリウムウエハの表面および裏面を識別可能な窒化ガリウムウエハを提供することを目的としている。

本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明に係る窒化ガリウムウエハの実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。

（第１の実施の形態）
図１（Ａ）は、本発明の実施の形態において窒化ガリウムウエハを示す。図２（Ａ）は、図１（Ａ）に示されたI−I線に沿ってとられた断面を示す。図２（Ｂ）および図２（Ｃ）は、それぞれ、ウエハの表面および裏面に設けられたマークを示す。この窒化ガリウムウエハ１１は、実質的な円形を有する。窒化ガリウムウエハ１１は、複数のストライプ領域１３と、複数の単結晶領域１５と、視認可能なマーク１７とを含む。各ストライプ領域１３は、＜１１−２０＞軸の方向を表しており所定の軸の方向に延在する。各単結晶領域１５は、該ストライプ領域１３によって互いに隔置されている。各ストライプ領域１３は単結晶領域１５の間に挟まれており、窒化ガリウムウエハ１１は、複数のストライプ領域１３および複数の単結晶領域１５から成り自立可能な形状を成す。図２（Ｂ）および図２（Ｃ）に示されるように、マーク１７は、当該窒化ガリウムウエハ１１の表面１１ａおよび裏面１１ｂの少なくともいずれか一方に設けられており、視認可能な大きさおよび形状を有する。

図１（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る窒化ガリウムウエハを示す。図１（Ｂ）を参照すると、この窒化ガリウムウエハ２１は、実質的な円形を有する。窒化ガリウムウエハ２１は、複数のストライプ領域２３と、複数の単結晶領域２５と、視認可能なマーク２７とを含む。各ストライプ領域２３は、＜１−１００＞軸の方向を表しており所定の軸の方向に延在する。窒化ガリウムウエハ１１と同様に窒化ガリウムウエハ２１でも、各単結晶領域２５は、該ストライプ領域２３によって互いに隔置されている。マーク２７は、当該窒化ガリウムウエハの表面および裏面の少なくともいずれか一方に設けられている。

図２（Ａ）に示されるように、ストライプ領域１３および単結晶領域１５は窒化ガリウムウエハ１１の表面１１ａおよび裏面１１ｂに現れている。ストライプ領域１３の転位密度は単結晶領域１５の転位密度より大きく、ストライプ領域１３の結晶方位は単結晶領域１５の結晶方位と異なる。例えば、（０００１）面を有する窒化ガリウムウエハでは、窒化ガリウムウエハ１１の表面は、ストライプ領域１３および単結晶領域１５に対応する窒素（Ｎ）面およびガリウム（Ｇａ）面から成る。窒化ガリウムウエハ１１の表面において、ストライプ領域１３の幅は、例えば１０〜５０マイクロメートル程度であり、単結晶領域１５の幅は例えば３００〜６００マイクロメートル程度である。ストライプ領域１３および単結晶領域１５は交互に配置されている。

この窒化ガリウムウエハ１１（２１）によれば、ストライプ領域１３（２３）によりウエハの結晶軸の方向を識別できると共に、マーク１７（２７）によりウエハ１１（２１）の表裏を識別することができる。ストライプ領域１３（２３）を用いて半導体デバイスを所定の結晶軸に合わせてウエハ上に作製することができ、またウエハ上に形成された半導体デバイスを劈開を利用して複数の半導体チップに分離することができる。例えば、半導体レーザ等の発光素子では、ストライプ領域１３（２３）の向きに合わせて単結晶領域１５（２５）上に活性領域を設けると共に、この劈開によって活性領域に対して正確に向きづけされた端面が形成される。

上記の窒化ガリウムウエハは、例えば次のように作製される。窒化ガリウム厚膜の形成に先立って、所定のパターン（例えば、ストライプ状パターン）を有するマスクを所望のサイズ（例えば、２インチ）のＧａＡｓ基板上に設ける。この基板上にＨＶＰＥ法により窒化ガリウム厚膜を堆積する。窒化ガリウム厚膜から一または複数の窒化ガリウムウエハをスライスして作製する。

図３は、ストライプ領域と所定の結晶軸との成す角度の関係を示す図面である。引き続く説明は、窒化ガリウムウエハ１１を参照しながら進められるが、この説明は、ストライプ領域１３が伸びる方向に関する記述を除いて窒化ガリウムウエハ２１にも同様に当てはまる。また、窒化ガリウムウエハ１１は、ストライプ領域１３が＜１１−２０＞軸（或いは＜１−１００＞軸）の方向を示す基準線Ａ_ｒｅｆと０．１度以内の角度ＡＬＰＨＡを成す軸Ａｘ１、Ａｘ２に沿って延在するように作製される。この窒化ガリウムウエハ１１では、ストライプ領域の延在方向に関連づけてウエハ上に半導体デバイスの位置合わせを行うことによって、半導体デバイスを劈開面の向きに高い精度で関連づけることができる。また、窒化ガリウムウエハ１１の表面に現れたストライプ領域は実質的に平行に配列されているので、軸Ａｘ１（あるストライプ領域１３が伸びる軸）が基準線Ａ_ｒｅｆと交わる角度も、軸Ａｘ２（別のストライプ領域１３が伸びる軸）が基準線Ａ_ｒｅｆと交わる角度もいずれも０．１度以内である。さらに、上記の角度ＡＬＰＨＡが０．０３度以内になるように、窒化ガリウムウエハ１１を作製することができ、ストライプ領域１１を非常に高い精度で向き付けできる。

マーク１７は、図２（Ｂ）に示されるように、窒化ガリウムウエハ１１の表面１１ａに設けられることができる。また、マーク１７は、図２（Ｃ）に示されるように、窒化ガリウムウエハ１１の裏面１１ｂに設けられていることが好ましい。この窒化ガリウムウエハ１１では、半導体デバイスの作製される表面にマークのための領域を必要としない。マーク１７はレーザ光の照射により形成されることが好ましい。可視光に対して透明な窒化ガリウムウエハにも、レーザ光を用いて視認可能なマークを容易に付けることができる。

（実施例１）
レーザマーキングは炭酸ガスレーザーを用いて行われる。１７０ワットピークパワー、照射時間１００μｓｅｃのレーザパルス（１パルス当たりのパワー１７ｍＪ）を用いてウエハ上にドットを形成する。約１１０μｍφ径の複数のドット列から成るマークによりロット番号といった記号列を刻印できる。ロット番号は、複数の文字から構成され、如何なる軸に対しても軸対称性を示さないので、可視光に対して透明な窒化ガリウムウエハでも、該マークがウエハの表裏のいずれに形成されたかを区別できる。

以上説明したように、第１の実施の形態によれば、可視光に透明な窒化ガリウムウエハの表裏を識別可能な窒化ガリウムウエハが提供される。

（第２の実施の形態）
図４（Ａ）は、第２の実施の形態に係る窒化ガリウムウエハを示す。この窒化ガリウムウエハ３１は、円弧状の縁を有する。窒化ガリウムウエハ３１は、複数のストライプ領域３３と、複数の単結晶領域３５と、視認可能な切り欠き３７とを含む。各ストライプ領域３３は、＜１１−２０＞軸の方向を表しており所定の軸の方向に延在する。各ストライプ領域３３は単結晶領域３５の間に挟まれている。ストライプ領域３３および単結晶領域３５は窒化ガリウムウエハ３１の表面３１ａおよび裏面３１ｂに現れている。図面を参照して説明をしないけれども、本実施の形態における説明は、各ストライプ領域が＜１−１００＞軸の方向を表しており所定の軸の方向に延在する窒化ガリウムウエハにも当てはまる。

図４（Ａ）を参照すると、基準直線Ｒｅｆ１、Ｒｅｆ２は、ストライプ領域３３と実質的に平行にまたは実質的に直角に伸びており当該窒化ガリウムウエハ３１の中心Ｏを通過している。切り欠き３７は、基準直線Ｒｅｆ１またはＲｅｆ２から＋１０度以上＋８０度以下および−１０度以上−８０度以下の中心角の範囲内のいずれか縁３１ｃに設けられている。つまり、切り欠き３７は、図４（Ａ）に示されたエリアＡｎｇｌｅ１〜Ａｎｇｌｅ４のいずれかの範囲に位置している。時計回りの方向を正の方向と規定するとき、切り欠き３７は、
Ａｎｇｌｅ１：１０度〜８０度
Ａｎｇｌｅ２：−１０度〜−８０度
Ａｎｇｌｅ３：１０度〜８０度
Ａｎｇｌｅ４：−１０度〜−８０度
の範囲のいずれかに形成される。本実施例では、切り欠き３７は、エリアＡｎｇｌｅ１に形成されている。

この窒化ガリウムウエハ３１によれば、ストライプ領域３３によりウエハ３１の結晶軸の方向を識別できると共に、切り欠き３７によりウエハの表裏を識別することができる。

図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に描かれた破線円内の領域を拡大したものであり切り欠きの一例を示す図面である。一実施例では、図４（Ｂ）に示されるように、切り欠き３７はノッチ形状を有することが好ましい。ノッチＮＯＴＣＨはウエハの表面４１ａおよび裏面４１ｂにも現れる。この窒化ガリウムウエハ３１では、劈開方向からずれた方向にノッチＮＯＴＣＨが設けられるので、ノッチＮＯＴＣＨを作製するときに窒化ガリウムウエハ３１に破損する可能性が小さい。このようなノッチは、例えば砥石を用いて形成される。ノッチ加工の一例では、砥石周速が１５００ｍ／分であり、砥石＃２０００を用いる。ノッチ角度Ｖは９０度であり、ノッチの深さＤは１ｍｍであり、ノッチの溝の底３７ａの曲率半径は１ｍｍであり、ノッチの溝と円弧との間の接続部３７ｂ、３７ｃは曲率半径０．３ｍｍの曲面である。

以上説明したように、第２の実施の形態によれば、可視光に透明な窒化ガリウムウエハの表裏を識別可能な窒化ガリウムウエハが提供される。

（第３の実施の形態）
図５（Ａ）は、第３の実施の形態に係る窒化ガリウムウエハを示す。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に描かれた破線円内の領域を拡大したものであり切り欠きの別の例を示す図面である。窒化ガリウムウエハ４１は、切り欠きの形状を除いて窒化ガリウムウエハ３１と同様の構造を有しており、窒化ガリウムウエハ４１は、円弧状の縁４１ｃと、複数のストライプ領域４３と、複数の単結晶領域４５と、視認可能な切り欠き４７とを含む。一実施例では、図５（Ｂ）に示されるように、切り欠き４７は、第１および第２の基準直線Ｒｅｆ１、Ｒｅｆ２に交差する第３の基準直線Ｒｅｆ３に沿って伸びるオリエンテーションフラットＯＦであることが好ましい。オリエンテーションフラットＯＦはウエハの表面４１ａおよび裏面４１ｂにも現れる。この窒化ガリウムウエハでは、劈開方向からずれた方向にオリエンテーションフラットが設けられるので、オリエンテーションフラットを作製するときに窒化ガリウムウエハに破損する可能性が小さい。また、オリエンテーションフラットＯＦの長さＬ_ＯＦは５ｍｍ以上であることが好ましく、インチサイズのウエハにおいて該オリエンテーションフラットを視認可能である。

以上説明したように、第３の実施の形態によれば、可視光に透明な窒化ガリウムウエハの表裏を識別可能な窒化ガリウムウエハが提供される。

（第４の実施の形態）
図６（Ａ）は、第４の実施の形態に係る窒化ガリウムウエハを示す図面である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示されたII−II線にそった断面を示す図面である。この窒化ガリウムウエハ５１は、実質的な円形を有する。窒化ガリウムウエハ５１は、複数のストライプ領域５３と、複数の単結晶領域５５と、視認可能なマーク５７とを含む。各ストライプ領域５３は、＜１１−２０＞軸の方向を表しており所定の軸の方向に延在する。各単結晶領域５５は、該ストライプ領域５３によって互いに隔置されている。各ストライプ領域５３は単結晶領域５５の間に挟まれており、窒化ガリウムウエハ５１は、複数のストライプ領域５３および複数の単結晶領域５５から成り自立可能な形状を成す。マーク５７は、当該窒化ガリウムウエハ５１の表面５１ａおよび裏面５１ｂの少なくともいずれか一方に設けられており、視認可能な大きさおよび形状を有する。

軸Ｃ_ＯＦＦは、窒化ガリウムウエハ５１の表面５１ａの法線方向を示す軸である。軸Ｃ_ＯＦＦと結晶軸Ｃ_０とは角度Ａｎｇｌｅ_ＯＦＦを成す。窒化ガリウムウエハ５１の表面５１ａは、所定の結晶軸Ｃ_０に対してあるオフ角で傾斜されている。このオフ角Ａｎｇｌｅ_ＯＦＦは、例えば０．０５度から１．０度程度である。破線Ｐ_Ｃ０は、結晶軸Ｃ_０に直交する平面（結晶軸Ｃ_０に対応する仮想的な面）を示す。
マーク５７は、表面５１ａが所定の結晶軸Ｃ_０に対して傾斜している向きを特定できる位置に設けられている。本実施例では、マーク５７は、軸Ｃ_ＯＦＦと結晶軸Ｃ_０とによって規定される平面に交差している。しかしながら、マーク５７の位置は、このような特定の具体例に限定されるものではなく、マーク５７は、例えばオフ方向から時計回り或いは反時計回りに９０度の位置に設けられていてもよい。好適な実施例としては、結晶軸Ｃ_０はＣ軸に選ばれる。軸Ｃ_ＯＦＦは結晶軸Ｃ_０に対して角度Ａｎｇｌｅ_ＯＦＦ＝０．０５度から１．０度で傾斜している。マーク５７は、窒化ガリウムウエハ５１の表面５１ａが窒化ガリウムのＣ面に対して傾斜している向きを示す。これによって、窒化ガリウムウエハのＣ軸が傾いている方向が判別可能になる。

一般に、基板上にエピタキシャル成長を行う際に基板表面の原子レベルの段差、欠陥を制御するために、主面が所定の結晶方位から微傾斜されたオフ角付き基板を使用する場合がある。例えば、主面（０００１）面の窒化ガリウムウエハを特定結晶面にの方位に微傾斜させたとき、特定結晶面の方位がどの方向に向いているのか判別できない場合が起こりうる。本実施の形態に係る窒化ガリウムウエハは、主面の特定の位置にマークを設けることによってその微傾斜の向きを特定することができる。もちろん、（０００−１）面の特定の位置にマークを設けることが同様に可能である。

窒化ガリウムウエハは高価であるので、一枚のウエハからより多くの半導体チップを得ることができる大口径のものが望まれている。窒化ガリウムは高脆性材料であるので、外周部にフラット等を導入するとその後のプロセスで導入される熱、機械的ショック等によりその部分から垂直にクラックが走りやすい。これ故に、円形の基板が望まれる。一方、これまで、劈開面の識別及び表裏識別を行うためにフラットを用いてきた。本発明の第１および第２の実施の形態によれば、実質的に円盤状のウエハにおいて、劈開面の特定及び表裏識別が可能になる。また、第３の実施の形態によれば、真円の形状のウエハではないが、１箇所の外周の加工部分であっても劈開面の特定及び表裏識別が可能になる。外周の加工部分の数が少ないので、半導体デバイスを形成するための領域が小さくなることはない。

好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。

図１（Ａ）は、本発明の実施の形態において窒化ガリウムウエハを示す図面である。図１（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る窒化ガリウムウエハを示す図面である。 図２（Ａ）は、図１（Ａ）に示されたI−I線に沿ってとられた断面を示す図面である。図２（Ｂ）および図２（Ｃ）は、それぞれ、ウエハの表面および裏面に設けられたマークを示す図面である。 図３は、ストライプ領域と所定の結晶軸との成す角度の関係を示す図面である。 図４（Ａ）は、第２の実施の形態に係る窒化ガリウムウエハを示す図面である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に描かれた破線円内の領域を拡大したものであり切り欠きの一例を示す図面である。 図５（Ａ）は、第３の実施の形態に係る窒化ガリウムウエハを示す図面である。図５（Ｂ）は、図４（Ａ）に描かれた破線円内の領域を拡大したものであり切り欠きの別の例を示す図面である。 図６（Ａ）は、第４の実施の形態に係る窒化ガリウムウエハを示す図面である。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示されたII−II線にそった断面を示す図面である。

符号の説明

１１、２１、３１、４１、５１…窒化ガリウムウエハ、１３、２３、３３、４３、５３…ストライプ領域、１５、２５、３５、４５、５５…単結晶領域、１７、２７…視認可能なマーク、１１ａ、２１ａ、３１ａ、５１ａ…窒化ガリウムウエハの表面、１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ、５１ｂ…窒化ガリウムウエハの裏面、３７、４７…切り欠き、Ｒｅｆ１、Ｒｅｆ２、Ｒｅｆ３…参照直線、Ｏ…ガリウムウエハの中心、Ａｎｇｌｅ１〜Ａｎｇｌｅ４…角度エリア、４１ｃ…円弧状の縁、Ａｎｇｌｅ_ＯＦＦ…オフ角、

Claims (11)

1. 実質的な円形の窒化ガリウムウエハであって、
   ＜１１−２０＞軸および＜１−１００＞軸のいずれか一方の結晶軸の方向を表しており所定の軸の方向に延在する複数のストライプ領域と、
   該ストライプ領域によって互いに隔てられた複数の単結晶領域と、
   当該窒化ガリウムウエハの表面および裏面の少なくともいずれか一方に設けられた視認可能なマークと
   を含んでおり、
   前記ストライプ領域および前記単結晶領域は当該窒化ガリウムウエハの表面に現れており、
   前記ストライプ領域の転位密度は前記単結晶領域の転位密度より大きく、
   前記ストライプ領域の結晶方位は前記単結晶領域の結晶方位と異なる、ことを特徴とする窒化ガリウムウエハ。
2. 前記所定の軸は、＜１１−２０＞軸および＜１−１００＞軸のいずれか一方の結晶軸と０．１度以内の角度を成す、ことを特徴とする請求項１に記載された窒化ガリウムウエハ。
3. 前記所定の軸は、＜１１−２０＞軸および＜１−１００＞軸のいずれか一方の結晶軸と０．０３度以内の角度を成す、ことを特徴とする請求項１に記載された窒化ガリウムウエハ。
4. 前記マークは該窒化ガリウムウエハの裏面（０００−１）面に設けられている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載された窒化ガリウムウエハ。
5. 前記マークは該窒化ガリウムウエハの表面（０００１）面に設けられている、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載された窒化ガリウムウエハ。
6. 当該窒化ガリウムウエハの前記表面は、所定の結晶軸に対してあるオフ角で傾斜されており、
   前記マークは、前記表面が前記所定の結晶軸に対して傾斜している向きを特定できる位置に設けられている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載された窒化ガリウムウエハ。
7. 前記マークは、レーザの照射により形成されている、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載された窒化ガリウムウエハ。
8. 円弧状の縁を有する窒化ガリウムウエハであって、
   ＜１１−２０＞軸および＜１−１００＞軸のいずれか一方の結晶軸の方向を表しており所定の軸の方向に延在する複数のストライプ領域と、
   該ストライプ領域によって互いに隔てられた複数の単結晶領域と、
   該窒化ガリウムウエハの縁に設けられた切り欠きと
   を備えており、
   前記ストライプ領域および前記単結晶領域は当該窒化ガリウムウエハの表面に現れており、
   前記ストライプ領域の転位密度は前記単結晶領域の転位密度より大きく、
   前記ストライプ領域の結晶方位は前記単結晶領域の結晶方位と異なり、
   前記切り欠きは、前記ストライプ領域と実質的に平行にまたは実質的に直角に伸びており当該窒化ガリウムウエハの中心を通過する第１の基準直線から＋１０度以上＋８０度以下および−１０度以上−８０度以下の中心角の範囲内のいずれかの前記縁に位置している、ことを特徴とする窒化ガリウムウエハ。
9. 前記切り欠きはノッチ形状を有する、ことを特徴とする請求項８に記載された窒化ガリウムウエハ。
10. 前記切り欠きは、前記第１の基準直線に交差する第２の基準直線に沿って伸びるオリエンテーションフラットである、ことを特徴とする請求項８に記載された窒化ガリウムウエハ。
11. 前記オリエンテーションフラットの長さは５ｍｍ以上である、ことを特徴とする請求項１０に記載された窒化ガリウムウエハ。

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