JP2009161430A - Method for manufacturing gallium nitride independent substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、窒化ガリウム独立基板を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a gallium nitride independent substrate.
文献1(特開2000−12900号公報)には、GaN単結晶基板が記載されている。GaAs(111)基板の上に千鳥型窓やストライプ窓を有するマスクを形成し、HVPE法またはMOC法により低温でGaNバッファ層を形成し、HVPE法により高温でGaNエピタキシャル層を厚く形成し、GaAs基板を除去する。GaNの自立膜を種結晶としてHVPE法でGaNを厚付けしGaNインゴットを作る。これをスライサーによって切断して透明無色の反りの少ないGaNウエハを作る。 Reference 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-12900) describes a GaN single crystal substrate. A mask having a staggered window or a stripe window is formed on a GaAs (111) substrate, a GaN buffer layer is formed at a low temperature by the HVPE method or the MOC method, and a GaN epitaxial layer is formed thick at a high temperature by the HVPE method. Remove the substrate. Using a GaN free-standing film as a seed crystal, GaN is thickened by the HVPE method to make a GaN ingot. This is cut by a slicer to make a transparent and colorless GaN wafer with little warpage.
文献2(特開2002−284600号公報)には、窒化ガリウム結晶基板の製造方法及び窒化ガリウム結晶基板が記載されている。単結晶のサファイア基板、サファイア基板上に単結晶の窒化ガリウム膜を成長させた基板、単結晶の半導体結晶基板のいずれかからなる出発基板上に金属膜を堆積させる。金属膜上に窒化ガリウム膜を堆積させた積層基板を形成することにより、成長後の窒化ガリウム膜と出発基板との剥離が容易になる。 Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-284600) describes a method for manufacturing a gallium nitride crystal substrate and a gallium nitride crystal substrate. A metal film is deposited on a single crystal sapphire substrate, a substrate on which a single crystal gallium nitride film is grown on a sapphire substrate, or a starting substrate made of a single crystal semiconductor crystal substrate. By forming the laminated substrate in which the gallium nitride film is deposited on the metal film, the grown gallium nitride film and the starting substrate can be easily separated.
文献3(特開2003−168820号公報)には、基板上に形成された結晶層に光を照射して剥離する剥離方法が記載されている。この剥離方法において、光をライン状に照射することを特徴とする。このとき、光の照射幅を結晶層の厚みと同程度もしくはそれより小さくすることにより、クラックを発生させることなく基板から結晶層を剥離できる。 Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-168820) describes a peeling method in which a crystal layer formed on a substrate is irradiated with light for peeling. In this peeling method, light is irradiated in a line shape. At this time, the crystal layer can be peeled from the substrate without generating cracks by setting the light irradiation width to be equal to or smaller than the thickness of the crystal layer.
窒化ガリウム独立基板の作製において、GaAs基板上にGaN膜を成長し、その後、GaAsをエッチングにより除去して自立GaN単結晶体を形成している。GaAs基板上にGaN結晶体を成長する際に、GaN単結晶体およびGaAs基板の外周に窒化物の堆積物が付着する。GaN単結晶体を成長した後にGaAs基板をウエットエッチングにより除去しても、GaN単結晶体の外周より外側に突き出た突起物が残留する。したがって、当該突起物を除去すた後でなければ、GaN単結晶体の形状加工を行うことができない。しかしながら、この突起状堆積物を除去するためには、実質人手による加工が必要である。求められていることは、GaN単結晶体およびGaAs基板の外周に窒化物の堆積物を効率よく除去して、生産性を更に向上することにある。 In manufacturing a gallium nitride independent substrate, a GaN film is grown on a GaAs substrate, and then GaAs is removed by etching to form a self-standing GaN single crystal. When growing a GaN crystal on a GaAs substrate, a nitride deposit adheres to the outer periphery of the GaN single crystal and the GaAs substrate. Even if the GaAs substrate is removed by wet etching after growing the GaN single crystal, protrusions protruding outside the outer periphery of the GaN single crystal remain. Therefore, the shape processing of the GaN single crystal cannot be performed unless the protrusion is removed. However, in order to remove the protruding deposits, it is necessary to perform processing manually. What is required is to further improve productivity by efficiently removing nitride deposits on the outer periphery of the GaN single crystal and GaAs substrate.
既に説明したように、文献2では、サファイア基板上にアルミ蒸着膜を介してGaN膜を成長しており、アルミ蒸着膜をエッチング(HCl+H2O2)により溶解して自立GaN膜を得る。また、文献3では、サファイア基板上にGaN膜を成長し、レーザ光をサファイア基板に線状に照射してGaN膜を剥離している。応力を緩和してGaN膜の割れを防止している。これらの技術は、GaN単結晶体およびGaAs基板の外周に窒化物の堆積物を除去することとは異なる。
As already described, in
本発明は、上記の事項を鑑みて為されたものであり、GaN結晶体およびGaAs基板の外周に形成される窒化物堆積物を効率よく除去して、窒化ガリウム独立基板を製造する方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above matters, and provides a method for manufacturing a gallium nitride independent substrate by efficiently removing nitride deposits formed on the outer periphery of a GaN crystal body and a GaAs substrate. The purpose is to do.
本発明は、窒化ガリウム独立基板を製造する方法に係る。この方法は、窒化ガリウムと異なる材料から成る基板上に気相成長法で成長された窒化ガリウム結晶体から窒化ガリウム独立基板を製造する方法であって、前記成長によって、前記基板および前記窒化ガリウム結晶体の側面上に窒化物堆積物が形成される。この方法は、(a)前記窒化物堆積物を外周加工により除去する工程と、(b)前記外周加工の後に、前記基板を前記窒化ガリウム結晶体から剥離して、前記基板および前記窒化ガリウム結晶体を互いに独立させる工程とを備える。前記窒化ガリウム結晶体を互いに独立させる前記工程では、前記窒化ガリウム結晶体と前記基板との境界に力を加えて前記基板を前記窒化ガリウム結晶体から剥離する。 The present invention relates to a method of manufacturing a gallium nitride independent substrate. This method is a method of manufacturing a gallium nitride independent substrate from a gallium nitride crystal grown by a vapor deposition method on a substrate made of a material different from gallium nitride, and the substrate and the gallium nitride crystal are grown by the growth. A nitride deposit is formed on the side of the body. The method includes (a) a step of removing the nitride deposit by peripheral processing, and (b) exfoliating the substrate from the gallium nitride crystal after the peripheral processing, so that the substrate and the gallium nitride crystal are separated. And making the bodies independent of each other. In the step of making the gallium nitride crystals independent of each other, a force is applied to the boundary between the gallium nitride crystal and the substrate to peel the substrate from the gallium nitride crystal.
本発明の一側面は、窒化ガリウム独立基板を製造する方法に係る。この方法は、窒化ガリウムと異なる材料から成る基板上に気相成長法で成長された窒化ガリウム結晶体から窒化ガリウム独立基板を製造する方法であって、前記成長によって、前記基板および前記窒化ガリウム結晶体の側面上に窒化物堆積物が形成される。この方法は、(a)前記窒化物堆積物を外周加工により除去する工程と、(b)前記外周加工の後に、前記基板を前記窒化ガリウム結晶体から剥離して、前記基板および前記窒化ガリウム結晶体を互いに独立させる工程とを備える。 One aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a gallium nitride independent substrate. This method is a method of manufacturing a gallium nitride independent substrate from a gallium nitride crystal grown by a vapor deposition method on a substrate made of a material different from gallium nitride, and the substrate and the gallium nitride crystal are grown by the growth. A nitride deposit is formed on the side of the body. The method includes (a) a step of removing the nitride deposit by peripheral processing, and (b) exfoliating the substrate from the gallium nitride crystal after the peripheral processing, so that the substrate and the gallium nitride crystal are separated. And making the bodies independent of each other.
この方法によれば、基板を窒化ガリウム結晶体から剥離するに先立ち窒化物堆積物を除去するので、窒化物堆積物の除去を外周加工により行うことができる。 According to this method, since the nitride deposit is removed prior to peeling the substrate from the gallium nitride crystal, the nitride deposit can be removed by outer periphery processing.
本発明の方法では、前記窒化物堆積物を外周加工により除去する工程では、前記窒化ガリウム結晶体を所定の軸の回りに回転させながら前記窒化物堆積物を砥石を用いて除去することが好ましい。 In the method of the present invention, in the step of removing the nitride deposit by outer periphery processing, it is preferable to remove the nitride deposit using a grindstone while rotating the gallium nitride crystal around a predetermined axis. .
この方法によれば、窒化ガリウム結晶体は実質的に円盤状の基板上に形成される。故に、窒化ガリウム結晶体を所定の軸の回りに回転させながら、窒化物堆積物を除去できる。 According to this method, the gallium nitride crystal is formed on a substantially disk-shaped substrate. Therefore, the nitride deposit can be removed while rotating the gallium nitride crystal around a predetermined axis.
本発明の方法では、外周加工により除去する前記工程は、(a1)第1の剛性を有する第1の砥石を用いて前記窒化物堆積物を加工する第1の工程と、(a2)前記第1の工程の後に、第2の剛性を有する第2の砥石を用いて前記窒化物堆積物を加工する第2の工程とを含み、前記第1の剛性は前記第2の剛性より高いことが好ましい。 In the method of the present invention, the step of removing by peripheral processing includes (a1) a first step of processing the nitride deposit using a first grindstone having a first rigidity, and (a2) the first step. And a second step of processing the nitride deposit using a second grindstone having a second rigidity after the first step, wherein the first rigidity is higher than the second rigidity. preferable.
この方法によれば、窒化物堆積物の外周領域に比べ内周領域は、製品となる窒化ガリウム結晶体に近い。故に、内周領域と外周領域でそれぞれ用いる砥石を変更して、製品へのダメージを低減している。 According to this method, the inner peripheral region is closer to the gallium nitride crystal that is the product than the outer peripheral region of the nitride deposit. Therefore, the grindstone used in each of the inner peripheral area and the outer peripheral area is changed to reduce damage to the product.
本発明の方法では、前記第1および第2の工程の少なくともいずれかにおいて、前記窒化ガリウム結晶体および該砥石の一方を他方に対して前記所定の軸に沿って揺動させながら、前記窒化物堆積物を外周加工により除去することが好ましい。 In the method of the present invention, in at least one of the first and second steps, the nitride may be produced while swinging one of the gallium nitride crystal and the grindstone along the predetermined axis with respect to the other. It is preferable to remove the deposit by outer periphery processing.
この方法によれば、砥石の幅は窒化ガリウム結晶体の厚みより大きいので、揺動により砥石の全面を均等に使用できる。 According to this method, since the width of the grindstone is larger than the thickness of the gallium nitride crystal, the entire surface of the grindstone can be used evenly by rocking.
本発明の方法では、外周加工により除去する前記工程は、初期工程および仕上げ工程を含み、前記初期工程における砥石の送り速度は、前記仕上げ工程における砥石の送り速度と異なることが好ましい。この方法によれば、窒化物堆積物の外周領域に比べ内周領域は、製品となる窒化ガリウム結晶体に近い。故に、内周領域と外周領域でそれぞれ用いる送り速度を変更して、製品へのダメージを低減している。 In the method of the present invention, the step of removing by outer periphery processing includes an initial step and a finishing step, and it is preferable that the feed rate of the grindstone in the initial step is different from the feed rate of the grindstone in the finishing step. According to this method, the inner peripheral region is closer to the gallium nitride crystal that is the product than the outer peripheral region of the nitride deposit. Therefore, the feed rate used in the inner peripheral area and the outer peripheral area is changed to reduce damage to the product.
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。 The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the present invention, which proceeds with reference to the accompanying drawings.
以上説明したように、本発明によれば、GaN結晶体およびGaAs基板の外周に形成される窒化物堆積物を効率よく除去して、窒化ガリウム独立基板を製造する方法が提供される。 As described above, according to the present invention, a method for manufacturing a gallium nitride independent substrate by efficiently removing nitride deposits formed on the outer periphery of a GaN crystal body and a GaAs substrate is provided.
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、本発明の窒化ガリウム独立基板を製造する方法に係る実施の形態を説明する。この方法は、窒化ガリウムと異なる材料から成る基板上に気相成長法で成長された窒化ガリウム結晶体から窒化ガリウム独立基板を製造する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。 The knowledge of the present invention can be easily understood by considering the following detailed description with reference to the accompanying drawings shown as examples. Subsequently, an embodiment according to a method of manufacturing a gallium nitride independent substrate of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this method, a gallium nitride independent substrate is manufactured from a gallium nitride crystal grown by vapor deposition on a substrate made of a material different from gallium nitride. Where possible, the same parts are denoted by the same reference numerals.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態においてエピタキシャル成長に用いるHVPE法といった気相成長法のための成膜装置を示す。縦長の反応炉1を円筒形のヒ−タ2が取り囲んでいる。反応炉1の上頂部には原料ガス導入口3、4がある。原料ガスの塩化水素(HCl)およびキャリヤガスの水素(H2)の混合ガスG1は、ガス導入口3を介して反応炉1に導入される。導入口3に対向して、ガリウム(Ga)ソース5がある。金属ガリウムが収容されており、金属ガリウムの融点が低いのでヒ−タ2によって加熱すればGa融液6になる。HClをGa融液に吹き付けると、2Ga+6HClから2GaCl3+3H2が生成される反応が起こり、塩化ガリウム(GaCl3)を生成する。反応炉1中の空間において、塩化ガリウムとキャリヤガスH2の混合ガスG2が提供される。アンモニア(NH3)+水素(H2)の混合ガスG3が、導入口4を介して反応炉1に導入される。原料ガス中のGaCl3とNH3の反応により、窒化ガリウムが基板9上に堆積される。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a film forming apparatus for vapor phase epitaxy such as HVPE used for epitaxial growth in an embodiment of the present invention. A
サセプタ7は、回転および昇降が自在になるようにシャフト8によって支持されている。サセプタ7の上には、GaAs基板9といった基板が配置される。GaAs基板9は、インチサイズを有しており、例えば2インチの直径を有する実質的に円盤の形状をなす。基板9の主面上には、生成物GaNが堆積される。原料ガスの残りおよび反応生成物ガスの混合ガスG4は、排ガス出口10を介して排出される。HVPE法によって作られたGaN結晶体は、アンドープであってもn導電型を示す。キャリヤ濃度は、例えば1×1016cm−3程度である。成膜装置の温度を常温に下ろしてから、GaAs基板9とこの基板9上に成長されたGaN結晶体とから成る複合体を取り出す。基板9の厚さよりもGaN結晶体の厚さが大きい。
The
図2(A)は、窒化物堆積物を外周機械加工により除去する工程を行う外周加工装置を示す。複合体20は、GaAs基板9、窒化ガリウム結晶体24および窒化物堆積物26を含む。例えば、円盤形の基板9上に、円柱形状の窒化ガリウム結晶体24が堆積される。窒化ガリウム結晶体24の成長に付随して、基板9および窒化ガリウム結晶体24の各側面9a、24a上に窒化物堆積物26が形成される。窒化物堆積物26は、基板9の直径を有する仮想円筒形の外側に位置している突起物である。複合体20は、所定の軸Axの回りに回転可能なように、外周加工装置22に取り付けられる。外周加工装置22は、複合体20の外周を機械加工するための研削ツールとして例えば砥石28を有する。複合体20はシンボルD1で示されるディメンジョンを有する。
FIG. 2A shows an outer periphery processing apparatus that performs a step of removing nitride deposits by outer periphery machining. The composite 20 includes a
図2(B)は、外周加工工程を示す図面である。所定の軸Axの回りに複合体20を回転させながら、複合体20の外周に砥石28を接触させる。砥石28を適切な送り速度で移動させると、複合体20の外周が研削されていく。つまり、窒化物堆積物26が徐々に除去されていく。図2(B)では、複合体20の外周が研削され窒化物堆積物26aになっており、複合体20のディメンジョンD2も小さくなっている。外周加工装置22を用いて、例えば、50ミリメートルの直径になるまで複合体20の外周を研削する。この研削により突起部分が除去される。図2(B)に示される複合体20aでは、窒化ガリウム結晶体24および基板9の側面上に、窒化物堆積物が僅かに残っているが、窒化物堆積物の全てを除去する。
FIG. 2B is a drawing showing the outer periphery processing step. The
図2(C)に示されるように、外周加工の後に、複合体20bにおいて、基板9を窒化ガリウム結晶体24から機械的に剥離する。この剥離により、基板9および窒化ガリウム結晶体24を互いに独立になる。剥離は、例えば、次のように行うことができる。窒化物堆積物の除去により、窒化ガリウム結晶体24と基板9との境界が露出する。この境界に力を加えることにより、複合体20bは、基板9と窒化ガリウム結晶体24とに分離される。この結果、窒化ガリウムウエハを形成するための窒化ガリウム結晶体24が得られる。
As shown in FIG. 2C, the
この方法によれば、基板9を窒化ガリウム結晶体24から剥離するに先だって窒化物堆積物26を除去するので、窒化物堆積物26の除去を外周加工により行うことができる。
According to this method, since the
図3(A)は、窒化物堆積物が除去され剥離されて独立した窒化ガリウム結晶体を示す。窒化ガリウム結晶体24は、所望の直径を有するように加工されており、窒化ガリウム結晶体24をスライスおよび研磨して、図3(B)に示されるように、一又は複数の窒化ガリウムウエハ24aから24dに加工される。
FIG. 3A shows an independent gallium nitride crystal with the nitride deposit removed and stripped. The gallium
(実施例1)
直径50mmを有するGaAs基板上に約3mmの窒化ガリウム膜を積んだ複合体を準備した。窒化物堆積物のため、複合体の外径は58mmである。レジンボンド砥石(ダイヤモンド粒を樹脂で結合させた砥石)#600で毎分2000mmの周速で研削して、外径58mmφから49.5mmφまで研削加工した後に、GaAs基板から窒化ガリウム結晶体を剥離する。研削の所要時間は80分である。
Example 1
A composite in which a gallium nitride film of about 3 mm was stacked on a GaAs substrate having a diameter of 50 mm was prepared. Due to the nitride deposit, the outer diameter of the composite is 58 mm. After grinding at a peripheral speed of 2000 mm per minute with a resin bond grindstone (grindstone with diamond grains bonded by resin) # 600 and grinding from an outer diameter of 58 mmφ to 49.5 mmφ, the gallium nitride crystal is peeled off from the GaAs substrate. To do. The grinding time is 80 minutes.
窒化物堆積物のため58mmの外径を有する複合体をメタルボンドストレート砥石(ダイヤモンド粒を金属粉末で焼き固めた砥石)を使って加工する。研削の所要時間は80分である。加工初期にはクラック発生は見られなかったが、加工終了した時点で基板周辺に数本のクラックが発生していた。一般に、軟弱なレジンボンド砥石に比較して耐摩耗性が大きく寿命の点で有利であるが高剛性のため製品へ与えるダメージは大きい。ビトリファイド砥石(ダイヤモンド粒をアルミナで焼き固めた砥石)も上記メタルボンド砥石とほぼ同様の傾向がある。 A composite having an outer diameter of 58 mm for the nitride deposit is processed using a metal bond straight grindstone (a grindstone obtained by baking diamond particles with a metal powder). The grinding time is 80 minutes. Although cracks were not observed at the initial stage of processing, several cracks were generated around the substrate when the processing was completed. In general, compared with a soft resin bond grindstone, the wear resistance is large and it is advantageous in terms of life, but the damage given to the product is large because of high rigidity. Vitrified grinding wheels (grinding stones in which diamond grains are baked and hardened with alumina) have a tendency similar to that of the metal bond grinding stone.
(第2の実施の形態)
図4(A)及び図4(B)は、第2の実施の形態に係る外周加工工程を示す図面である。図4(A)に示されるように、外周加工工程は、第1の剛性を有する第1の砥石29aを用いて複合物20を加工する。この加工により、複合物20の窒化物堆積物26は研削されて、窒化物堆積物26bになる。次いで、第2の剛性を有する第2の砥石29bを用いて窒化物堆積物26bを加工する。この加工により、図4(B)に示されるように、複合物20の窒化物堆積物26bは研削されて、窒化物堆積物26cになる。第1の剛性は第2の剛性より高い。窒化物堆積物の外周領域と異なり内周領域は、製品となる窒化ガリウム結晶体に隣接している。故に、内周領域と外周領域でそれぞれ用いる砥石を変更して、必要な場合には製品へのダメージを低減している。
(Second Embodiment)
FIG. 4A and FIG. 4B are drawings showing an outer periphery processing step according to the second embodiment. As shown in FIG. 4A, in the outer periphery processing step, the composite 20 is processed using a
(実施例2)
直径50mmを有するGaAs基板上に約3mmの窒化ガリウム膜を積んだ複合体を準備した。窒化物堆積物のため、複合体の外径は58mmである。研削の最初の80パーセントをビトリファイド砥石を用いて毎分2000mmの周速で研削する。次いで、残りの20パーセントをレジンボンド砥石を用いて毎分2000mmの周速で研削する。研削の所要時間は80分である。クラックの発生は無い。所望のディメンジョンまで研削加工した後に、GaAs基板から窒化ガリウム結晶体を剥離する。
(Example 2)
A composite in which a gallium nitride film of about 3 mm was stacked on a GaAs substrate having a diameter of 50 mm was prepared. Due to the nitride deposit, the outer diameter of the composite is 58 mm. Grind the first 80 percent of the grinding with a vitrified wheel at a peripheral speed of 2000 mm / min. Next, the remaining 20 percent is ground at a peripheral speed of 2000 mm using a resin bond grindstone. The grinding time is 80 minutes. There are no cracks. After grinding to a desired dimension, the gallium nitride crystal is peeled from the GaAs substrate.
(第3の実施の形態)
図5(A)及び図5(B)は、第3の実施の形態に係る外周加工工程を示す図面である。外周加工工程では、外周加工工程の一部または全部において、窒化ガリウム結晶体24および該砥石28の一方を他方に対して揺動させながら、窒化物堆積物26を外周加工により除去する。砥石28は、揺動装置30に支持されており、所定の軸Axに沿って移動可能である。
(Third embodiment)
FIG. 5A and FIG. 5B are drawings showing the outer periphery machining process according to the third embodiment. In the peripheral processing step, the
図5(A)に示されるように、揺動装置30に支持された砥石28は、研削面28aの第1のエリア28bが使用される。砥石28が矢印M1に示される方向に移動するにつれて、窒化物堆積物26dに接触するエリアが第1のエリア28bから第2のエリア28cに移動していく。図5(B)に示されるように、揺動装置30により砥石28が限界点に到達すると、砥石28が矢印M2に示される逆方向に移動する。このような移動により、研削面28aのほぼ全体が使用される。この方法によれば、砥石28の厚みT1は窒化ガリウム結晶体の厚みT2より大きいので、砥石を揺動させることにより砥石の全面を均等に摩耗していく。
As shown in FIG. 5A, the
(実施例3)
直径50mmを有するGaAs基板上に約3mmの窒化ガリウム膜を積んだ複合体を準備した。窒化物堆積物のため、複合体の外径は58mmである。ダイヤモンドストレート砥石(レジンボンド砥石)#600で毎分2000mmの周速で研削する。砥石を複合物の厚さ方向に揺動させることで砥石が均等に摩耗する。
(Example 3)
A composite in which a gallium nitride film of about 3 mm was stacked on a GaAs substrate having a diameter of 50 mm was prepared. Due to the nitride deposit, the outer diameter of the composite is 58 mm. Grind with a diamond straight grindstone (resin bond grindstone) # 600 at a peripheral speed of 2000 mm / min. The grindstone is evenly worn by swinging the grindstone in the thickness direction of the composite.
(第4の実施の形態)
図6(A)及び図6(B)は、第4の実施の形態に係る外周加工工程を示す図面である。外周加工工程では、図6(A)により示される初期工程および及び図6(B)により示される仕上げ工程を含む。窒化物堆積物26f、26gを研削するための砥石28の送り速度は、成膜装置22に備え付けら得た送り装置32により変更される。初期工程における砥石28の送り速度V1は、仕上げ工程における砥石28の送り速度V2と異なる。好適な実施例では、送り速度V2は送り速度V1より小さい。例えば、送り速度V1は3mm/Hr以上7mm/Hr以下であることが好ましく、送り速度V2は1mm/Hr以上4mm/Hr以下であることが好ましい。
(Fourth embodiment)
FIG. 6A and FIG. 6B are drawings showing the outer periphery processing step according to the fourth embodiment. The outer periphery processing step includes an initial step shown in FIG. 6A and a finishing step shown in FIG. The feed speed of the
この方法によれば、窒化物堆積物の外周領域に比べ内周領域は、製品となる窒化ガリウム結晶体に近い。故に、内周領域と外周領域でそれぞれ用いる送り速度を変更して、製品へのダメージを低減している。 According to this method, the inner peripheral region is closer to the gallium nitride crystal that is the product than the outer peripheral region of the nitride deposit. Therefore, the feed rate used in the inner peripheral area and the outer peripheral area is changed to reduce damage to the product.
(実施例4)
直径58mmφを有する複合体の外周加工を5mm/hrsの加工送り速度で行っていき52mmφまで加工した時点で、2mm/hrsの加工送り速度に変更して50mmφまで加工する。クラックの発生はない。
Example 4
When the outer periphery of the composite having a diameter of 58 mmφ is processed at a processing feed rate of 5 mm / hrs and processed to 52 mmφ, the processing feed rate is changed to 2 mm / hrs and processed to 50 mmφ. There is no cracking.
以上説明した第1〜第4の実施の形態では、基板9を窒化ガリウム結晶体24から剥離するに先だって窒化物堆積物26を除去するので、窒化物堆積物26の除去を外周加工により行うことができる。
In the first to fourth embodiments described above, the
(比較例)
GaAs基板40上に窒化ガリウム厚膜42を成長させると、直径50mmの円筒の窒化ガリウム結晶体の外周に成長堆積物44が必然的に形成され、複合体の直径は58mm程度になる。成長堆積物の形状を様々であるが、図7(A)に示されるように、窒化ガリウム結晶体24から基板9に向かう方向に末広がりの形状になる。この複合体を王水等のエッチングでGaAs基板を除去した際、図7(B)に示されるように、GaAs基板の側面に付着していた成長堆積物(末広がり部分44a)が突起状に残留する。このままでは、自立した窒化ガリウム厚膜を形状加工してウエハを形成することができない。これ故に、図7(C)に示されるように、突起部を前加工で除去する必要がある。この前加工は、人力による作業であり、50〜80分程度の所要時間が必要である。生産性をさらに向上させるためには、この時間を短縮することが望まれる。本実施の形態において説明された様々な方法によれば、この加工に伴う時間を極力短くし、生産性を上げることができる。また、手加工する時間を極力軽減することで、手加工の際にハンドリングミス等で発生するウエハ破損を減らせる。
(Comparative example)
When the gallium nitride
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。必要な場合には、窒化ガリウム結晶体の形成に先立って、所定のパターンを有するマスクを基板上に設けることができる。また、窒化ガリウム基板を単結晶基板および複数の単結晶から構成される複合基板のいずれでも本発明を適用できる。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。 While the principles of the invention have been illustrated and described in the preferred embodiments, it will be appreciated by those skilled in the art that the invention can be modified in arrangement and detail without departing from such principles. The present invention is not limited to the specific configuration disclosed in the present embodiment. If necessary, a mask having a predetermined pattern can be provided on the substrate prior to the formation of the gallium nitride crystal. In addition, the present invention can be applied to both a single crystal substrate and a composite substrate including a plurality of single crystals as a gallium nitride substrate. We therefore claim all modifications and changes that come within the scope and spirit of the following claims.
1…反応炉、2…ヒ−タ、3、4…原料ガス導入口、5…ガリウムソース、6…Ga融液、7…サセプタ、9…基板、10…排ガス出口、20、20a、20b…複合体、22…外周加工装置、24…窒化ガリウム結晶体、26、26a、26b…窒化物堆積物、28…砥石、24a、24d…窒化ガリウムウエハ、29a、29b…砥石、30…揺動装置、28a…研削面、T1…砥石の厚み、T2…窒化ガリウム結晶体の厚み、32…送り装置、V1、V2…送り速度
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記窒化物堆積物を外周加工により除去する工程と、
前記外周加工の後に、前記基板を前記窒化ガリウム結晶体から剥離して、前記基板および前記窒化ガリウム結晶体を互いに独立させる工程と
を備え、
前記窒化ガリウム結晶体を互いに独立させる前記工程では、前記窒化ガリウム結晶体と前記基板との境界に力を加えて前記基板を前記窒化ガリウム結晶体から剥離する、方法。 A method of manufacturing a gallium nitride independent substrate from a gallium nitride crystal grown by vapor deposition on a substrate made of a material different from gallium nitride, wherein the growth causes the substrate and the side surface of the gallium nitride crystal to be formed. Nitride deposits are formed on the
Removing the nitride deposit by peripheral processing;
Peeling the substrate from the gallium nitride crystal after the peripheral processing, and making the substrate and the gallium nitride crystal independent of each other,
The step of separating the gallium nitride crystals from the gallium nitride crystals by applying a force to the boundary between the gallium nitride crystals and the substrate in the step of making the gallium nitride crystals independent of each other.
第1の剛性を有する第1の砥石を用いて前記窒化物堆積物を加工する第1の工程と、
前記第1の工程の後に、第2の剛性を有する第2の砥石を用いて前記窒化物堆積物を加工する第2の工程と
を含み、
前記第1の剛性は前記第2の剛性より高い、ことを特徴とする請求項2に記載された方法。 The step of removing by peripheral processing is
A first step of processing the nitride deposit using a first grindstone having a first stiffness;
A second step of processing the nitride deposit using a second grindstone having a second rigidity after the first step;
The method of claim 2, wherein the first stiffness is higher than the second stiffness.
前記初期工程における砥石の送り速度は、前記仕上げ工程における砥石の送り速度と異なる、ことを特徴とする請求項2から請求項4のいずれか一項に記載された方法。 The step of removing by peripheral processing includes an initial step and a finishing step,
The method according to any one of claims 2 to 4, wherein a feed speed of the grindstone in the initial process is different from a feed speed of the grindstone in the finishing process.
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