JP2017024927A - Ｉｉｉ族窒化物半導体基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】III族窒化物半導体の露出面を選択的にエッチングする新たな技術を提供する。【解決手段】単結晶III族窒化物半導体の＋ｃ極性半極性面又は無極性面が露出した第１の領域の中に、単結晶III族窒化物半導体のその他の面又は多結晶III族窒化物半導体が露出した第２の領域が混在した露出面を有するIII族窒化物半導体層を備えたIII族窒化物半導体基板を準備する準備工程Ｓ１０と、露出面に対して、エッチング温度：５００℃以上１２００℃以下、エッチングガス：ＨＣｌ、ＮＨ３、Ｃｌ２、Ｈ２の中のいずれか１つ以上、の条件でエッチングを行い、第２の領域を選択的に凹ませるエッチング工程Ｓ２０と、を有するIII族窒化物半導体基板の製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、III族窒化物半導体基板の製造方法に関する。

関連する技術が、特許文献１に開示されている。特許文献１には、半極性面や無極性面を主面とするIII族窒化物半導体基板上に、III族窒化物半導体をエピタキシャル成長させることが開示されている。また、特許文献１には、マスクを用いて、主面を選択的にエッチングすることが開示されている。

特開２００６−３６５６１号公報

マスクを用いた選択エッチングは、マスク形成工程を要する。また、マスク除去工程を要する場合がある。このように、マスクを用いた選択エッチングの場合、工程数が増え、作業負担が大きくなるという問題がある。本発明は、III族窒化物半導体の露出面を選択的にエッチングする新たな技術を提供することを課題とする。

本発明によれば、
単結晶III族窒化物半導体の＋ｃ極性半極性面又は無極性面が露出した第１の領域の中に、単結晶III族窒化物半導体のその他の面又は多結晶III族窒化物半導体が露出した第２の領域が混在した露出面を有するIII族窒化物半導体層を備えたIII族窒化物半導体基板を準備する準備工程と、
前記露出面に対して、
エッチング温度：５００℃以上１２００℃以下、
エッチングガス：ＨＣｌ、ＮＨ_３、Ｃｌ_２、Ｈ_２の中のいずれか１つ以上、
の条件でエッチングを行い、前記第２の領域を選択的に凹ませるエッチング工程と、
を有するIII族窒化物半導体基板の製造方法が提供される。

本発明によれば、III族窒化物半導体の露出面を選択的にエッチングする新たな技術が実現される。

本実施形態のIII族窒化物半導体基板の製造方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 準備工程で準備するIII族窒化物半導体基板の平面模式図の一例である。 準備工程で準備するIII族窒化物半導体基板の平面模式図の一例である。 準備工程で準備するIII族窒化物半導体基板の側面模式図の一例である。 準備工程で準備するIII族窒化物半導体基板の側面模式図の一例である。 準備工程で準備するIII族窒化物半導体基板の製造方法の一例を説明するための図である。 準備工程で準備するIII族窒化物半導体基板の製造方法の一例を説明するための図である。 エッチング工程後のIII族窒化物半導体基板の側面模式図の一例である。 エッチング工程後のIII族窒化物半導体基板の側面模式図の一例である。 本実施形態のIII族窒化物半導体基板の製造方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 ＨＶＰＥ装置の模式図である。

以下、本発明のIII族窒化物半導体基板の製造方法の実施形態について図面を用いて説明する。なお、図はあくまで発明の構成を説明するための概略図であり、各部材の大きさ、形状、数、異なる部材の大きさの比率などは図示するものに限定されない。

＜第１の実施形態＞
まず、本実施形態の概要について説明する。本発明者らは、所定の条件でエッチングした場合、「第１のグループ：単結晶III族窒化物半導体の＋ｃ極性半極性面、及び、無極性面」と、「第２のグループ：単結晶III族窒化物半導体のその他の面、及び、多結晶III族窒化物半導体」との間に、所定レベル以上のエッチングレートの差が得られることを新たに見出した。具体的には、第２のグループの方が、第１のグループよりもエッチングレートが大きくなる。本実施形態では、このような特徴を利用して、III族窒化物半導体の露出面を選択的にエッチングする。

すなわち、第１のグループのいずれか１つ以上と、第２のグループのいずれか１つ以上とが混在するIII族窒化物半導体の露出面全体に対して、マスクで選択的に覆うことなく、上記所定の条件でエッチングを行う。これにより、第２のグループが露出する領域を選択的にエッチングする。

以下、本実施形態のIII族窒化物半導体基板の製造方法について詳細に説明する。本実施形態では、「単結晶III族窒化物半導体の＋ｃ極性半極性面又は無極性面が露出した第１の領域の中に、単結晶III族窒化物半導体のその他の面又は多結晶III族窒化物半導体が露出した第２の領域が混在し、当該第２の領域が選択的に凹んでいる露出面を有するIII族窒化物半導体層を備えたIII族窒化物半導体基板」を製造する。

図１は、本実施形態のIII族窒化物半導体基板の製造方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図示するように、本実施形態のIII族窒化物半導体基板の製造方法は、準備工程Ｓ１０と、エッチング工程Ｓ２０とを有する。

準備工程Ｓ１０では、単結晶III族窒化物半導体の＋ｃ極性半極性面又は無極性面が露出した第１の領域の中に、単結晶III族窒化物半導体のその他の面又は多結晶III族窒化物半導体が露出した第２の領域が混在した露出面を有するIII族窒化物半導体層を備えたIII族窒化物半導体基板を準備する。

「第１の領域の中に第２の領域が混在した」とは、露出面において第１の領域が主として存在し、その中に第２の領域が散在することを意味する。例えば、露出面における第１の領域の占有率は、５０％以上であってもよいし、７０％以上、８０％以上、９０％以上であってもよい。

第１の領域には、単結晶III族窒化物半導体の＋ｃ極性半極性面又は無極性面が露出する。露出面において、単結晶III族窒化物半導体の＋ｃ極性半極性面及び無極性面が混在してもよいし、いずれか一方のみが存在してもよい。また、＋ｃ極性半極性面及び無極性面は、各々、以下で説明する通り複数種類の面を含むが、露出面において、それら複数種類の面が混在していてもよいし、いずれか１種類の面のみが存在してもよい。

無極性面は、極性面（＋ｃ面及び−ｃ面）と直交する面であり、いわゆるｍ面及びａ面が該当する。

＋ｃ極性半極性面は、極性面及び無極性面と異なる面であって、＋ｃ面から角度θ（０＜θ＜９０°）傾けた面である。なお、−ｃ極性半極性面は、極性面及び無極性面と異なる面であって、−ｃ面から角度θ（０＜θ＜９０°）傾けた面である。

第２の領域には、単結晶III族窒化物半導体のその他の面又は多結晶III族窒化物半導体が露出する。露出面において、単結晶III族窒化物半導体のその他の面及び多結晶III族窒化物半導体が混在してもよいし、いずれか一方のみが存在してもよい。また、単結晶III族窒化物半導体のその他の面及び多結晶III族窒化物半導体は、各々、以下で説明する通り複数種類の面を含むが、露出面において、それら複数種類の面が混在していてもよいし、いずれか１種類の面のみが存在してもよい。

単結晶III族窒化物半導体のその他の面は、極性面（＋ｃ面及び−ｃ面）及び−ｃ極性半極性面である。

多結晶III族窒化物半導体は、例えば、ｃ軸配向した多結晶III族窒化物半導体であってもよい。そして、第２の領域において、多結晶III族窒化物半導体の極性面（＋ｃ面及び−ｃ面）が混在していてもよい。

ここで、図２に、準備工程Ｓ１０で準備したIII族窒化物半導体基板１の一例を示す。図２は、III族窒化物半導体基板１の平面模式図である。図示するように、III族窒化物半導体基板１の露出面において、第１の領域１１の中に第２の領域２１が混在している。例えば、＋ｃ極性半極性面又は無極性面を成長面としてIII族窒化物半導体をエピタキシャル成長した場合、意図せず、＋ｃ極性半極性面又は無極性面からなる第１の領域１１の中に、欠陥として、第２の領域２１が混在し得る。

図３に、準備工程Ｓ１０で準備したIII族窒化物半導体基板１の他の一例を示す。図３は、III族窒化物半導体基板１の平面模式図である。図４は、図３のIII族窒化物半導体基板１を図中下から上方向に観察した側面模式図の一例である。図５は、図３のIII族窒化物半導体基板１を図中下から上方向に観察した側面模式図の他の一例である。

当該例では、互いの間に隙間を挟んで配置された複数のIII族窒化物半導体の結晶片１０と、当該隙間に介在し、複数の結晶片１０を保持するバインダー２０と、を有するIII族窒化物半導体基板１を準備している。

結晶片１０は、単結晶のIII族窒化物半導体で構成され、＋ｃ極性半極性面又は無極性面からなる主面を有する。そして、当該主面が第１の領域１１において露出している。バインダー２０は、多結晶III族窒化物半導体で構成され、第２の領域２１において露出している。なお、バインダー２０は、単結晶のIII族窒化物半導体で構成されてもよい。そして、極性面（＋ｃ面及び−ｃ面）又は−ｃ極性半極性面が第１の領域１１において露出していてもよい。

図３乃至図５を用いて説明した例のIII族窒化物半導体基板１は、例えば、以下の（処理１）乃至（処理３）により形成できる。

（処理１）単結晶のIII族窒化物半導体の破片や基板から、＋ｃ極性半極性面又は無極性面からなる主面を有する結晶片１０を切り出す。

切り出す手段は特段制限されず、バンドソー、内周刃、外周刃などを用いて結晶片１０を切り出してもよいし、劈開面で劈開することで結晶片１０を切出してもよい。また、切り出した結晶片１０に対して研磨等の加工を施すことで、結晶片１０の形状及び大きさの調整、所定の面の面だしを行ってもよい。結晶片１０の形状及び大きさは、特段制限されない。

（処理２）図６に示すように、＋ｃ極性半極性面又は無極性面からなる主面が保持部材５０の載置面５１と接するように、保持部材５０の上に複数の結晶片１０を載置する。なお、複数の結晶片１０間には所定の隙間が設けられる。結晶片１０の並べ方は、特段制限されず、図示するものに限定されない。

（処理３）図７に示すように、保持部材５０に保持された複数の結晶片１０の上に、バインダー２０を形成する。バインダー２０の製造方法は、従来技術を適用できる。例えば、気相エピタキシャル成長法（例えば、ＭＯＶＰＥ（Metal Organic Vapor Phase Epitaxy）法、ＨＶＰＥ（Hydride Vapor Phase Epitaxy）法）、ナトリウムフラックス液相成長法、アモノサーマル成長法、スパッタ法、分子線エピタキシャル成長法、焼結法などを採用できる。

以上により、図３及び図４に示すようなIII族窒化物半導体基板１が得られる。その後、図４に示す状態のIII族窒化物半導体基板１に対し、研磨等によりバインダー２０の一部を除去する処理を行うことで、図５に示すようなIII族窒化物半導体基板１が得られる。

図１に戻り、エッチング工程Ｓ２０では、第１の領域１１の中に第２の領域２１が混在する露出面に対して、以下の条件でエッチングを行う。なお、マスクで選択的に覆うことなく、露出面全体に対してエッチングを行う。

エッチング温度：５００℃以上１２００℃以下
エッチングガス：ＨＣｌ、ＮＨ_３、Ｃｌ_２、Ｈ_２の中のいずれか１つ以上

当該条件でエッチングを行うと、以下の実施例で示すように、第２の領域２１のエッチングレートが、第１の領域１１のエッチングレートよりも所定レベル以上大きくなる。

なお、エッチングガスとしてＨＣｌ及びＮＨ_３を用いてもよい。そして、ＨＣｌ分圧は１．０Ｐａ以上１．０×１０^４Ｐａ以下、ＮＨ_３分圧は１．０×１０Ｐａ以上１．０×１０^５Ｐａ以下を満たしてもよい。当該条件をさらに満たす場合、以下の実施例で示すように、第２の領域２１のエッチングレートと第１の領域１１のエッチングレートの差が大きくなる。当然、第２の領域２１のエッチングレートが、第１の領域１１のエッチングレートよりも大きい。

さらに、エッチング温度は、７００℃以上１２００℃以下、好ましくは８００℃以上１２００℃以下、さらに好ましくは９００℃以上１２００℃以下を満たしてもよい。エッチング温度の下限が当該条件をさらに満たす場合、以下の実施例で示すように、第２の領域２１のエッチングレートと第１の領域１１のエッチングレートの差が大きくなる。当然、第２の領域２１のエッチングレートが、第１の領域１１のエッチングレートよりも大きい。なお、エッチング温度が大きくなるほど、エッチングレートの差は大きくなる。また、エッチング温度の上限が当該条件（１２００℃）をさらに満たす場合、III族窒化物半導体基板１の表面荒れを軽減できる。

また、第２の領域２１には、Ｓｉドープした単結晶III族窒化物半導体の＋ｃ面が露出していてもよい。当該条件をさらに満たす場合、以下の実施例で示すように、第２の領域２１のエッチングレートがさらに大きくなる（ノンドープの場合に比べて）。結果、第２の領域２１のエッチングレートと第１の領域１１のエッチングレートの差が大きくなる。当然、第２の領域２１のエッチングレートが、第１の領域１１のエッチングレートよりも大きい。

また、第２の領域２１に単結晶III族窒化物半導体の（０００−１）面が露出している場合、エッチング工程Ｓ２０のエッチング温度は、８００℃以上１２００℃以下を満たすのが好ましい。この理由は、以下の実施例で説明する。

ここで、図８及び図９に、図４及び図５のIII族窒化物半導体基板１に対してエッチング工程Ｓ２０を行った後の状態を示す。図示するように、エッチング工程Ｓ２０を行うと、エッチングレートが相対的に高い第２の領域２１が選択的に凹む。

以上説明したように、本実施形態によれば、第１の領域１１に第２の領域２１が混在したIII族窒化物半導体基板１の露出面において、マスクを用いることなく、第２の領域２１を選択的にエッチングすることができる。本実施形態の場合、マスクを用いて選択的にエッチングを行う場合に比べて工数が少なくなるので、作業負担が軽減できる。また、マスク形成時やマスク除去時の処理により、III族窒化物半導体基板１がダメージを受ける不都合を軽減できる。

＜第２の実施形態＞
本実施形態のIII族窒化物半導体基板の製造方法は、第１の実施形態で製造した「単結晶III族窒化物半導体の＋ｃ極性半極性面又は無極性面が露出した第１の領域１１の中に、単結晶III族窒化物半導体のその他の面又は多結晶III族窒化物半導体が露出した第２の領域２１が混在し、当該第２の領域２１が選択的に凹んでいる露出面を有するIII族窒化物半導体層を備えたIII族窒化物半導体基板１」の当該露出面の上に、III族窒化物半導体をエピタキシャル成長させる点で、第１の実施形態と異なる。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

図１０は、本実施形態のIII族窒化物半導体基板の製造方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図示するように、本実施形態のIII族窒化物半導体基板の製造方法は、準備工程Ｓ１０と、エッチング工程Ｓ２０と、成長工程Ｓ３０とを有する。準備工程Ｓ１０及びエッチング工程Ｓ２０の構成は、第１の実施形態と同様である。

なお、エッチング工程Ｓ２０では、隣接する第１の領域１１と第２の領域２１との間の段差Ｄ（図８及び図９参照）が、１μｍ以上となるように、エッチングを行ってもよい。エッチング時間、エッチング温度、エッチングガス、エッチングガスの分圧比等のエッチング条件の中の少なくとも１つを調整することで、このようなエッチングを実現できる。

成長工程Ｓ３０はエッチング工程Ｓ２０の後に行われる。成長工程では、エッチング工程Ｓ２０の後のIII族窒化物半導体基板１の露出面上に、III族窒化物半導体をエピタキシャル成長させる。当該露出面においては、第１の領域１１が存在し、第１の領域１１の中に第２の領域２１が混在している。そして、エッチング工程Ｓ２０により、第２の領域２１が選択的に凹んでいる。

成長工程Ｓ３０では、例えば図８及び図９に示すようなIII族窒化物半導体基板１の露出面（図中、上側の面）上に、III族窒化物半導体をエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長の具体的な手段は特段制限されず、ＭＯＶＰＥ法、ＨＶＰＥ法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法、ＬＰＥ（Liquid Phase Epitaxy）法等を利用できる。成長させるIII族窒化物半導体は、例えばＧａＮであるが、これに限定されない。成長条件は一般的なものとすることができる。

ここで、図１１を用いて、ハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ）装置１００でＧａＮをエピタキシャル成長させる一例を説明する。

図示するＨＶＰＥ装置１００は、反応管１２１と、反応管１２１内に設けられている基板ホルダ１２３とを備える。基板ホルダ１２３には基板１４１（エッチング工程Ｓ２０の後のIII族窒化物半導体基板１）が保持される。また、ＨＶＰＥ装置１００は、III族原料ガスを反応管１２１内に供給するIII族原料ガス供給部１３９と、窒素原料ガスを反応管１２１内に供給する窒素原料ガス供給部１３７とを備える。さらに、ＨＶＰＥ装置１００は、ガス排出管１３５と、ヒータ１２９、１３０とを備える。

基板ホルダ１２３は、反応管１２１の下流側に回転軸１３２により回転自在に設けられている。ガス排出管１３５は、反応管１２１のうち基板ホルダ１２３の下流側に設けられている。

III族原料ガス供給部１３９は、ガス供給管１２６とソースボート１２８とIII族（Ｇａ）原料１２７と反応管１２１のうち遮蔽板１３６の下の層とを含む。

窒素原料ガス供給部１３７は、ガス供給管１２４と反応管１２１のうち遮蔽板１３６の上の層とを含む。

III族原料ガス供給部１３９は、III族原子のハロゲン化物（たとえば、ＧａＣｌ）を生成し、これを基板ホルダ１２３に保持された基板１４１の表面に供給する。

ガス供給管１２６の供給口は、III族原料ガス供給部１３９内の上流側に配置されている。このため、供給されたハロゲン化水素ガス（たとえば、ＨＣｌガス）は、III族原料ガス供給部１３９内でソースボート１２８中のIII族原料１２７と接触するようになっている。

これにより、ガス供給管１２６から供給されるハロゲン含有ガスは、ソースボート１２８中のIII族原料１２７の表面または揮発したIII族分子と接触し、III族分子をハロゲン化してIII族のハロゲン化物を含むIII族原料ガスを生成する。なお、このIII族原料ガス供給部１３９の周囲にはヒータ１２９が配置され、III族原料ガス供給部１３９内は、たとえば８００〜９００℃程度の温度に維持される。

反応管１２１の上流側は、遮蔽板１３６により２つの層に区画されている。図中の遮蔽板１３６の上側に位置する窒素原料ガス供給部１３７中を、ガス供給管１２４から供給されたアンモニアが通過し、熱により分解が促進される。なお、この窒素原料ガス供給部１３７の周囲にはヒータ１２９が配置され、窒素原料ガス供給部１３７内は、たとえば８００〜９００℃程度の温度に維持される。

図中の右側に位置する成長領域１２２には、基板ホルダ１２３に保持された基板１４１が配置され、この成長領域１２２内でＧａＮ等のIII族窒化物半導体の成長が行われる。この成長領域１２２の周囲にはヒータ１３０が配置され、成長領域１２２内は、たとえば１０００℃〜１０５０℃程度の温度に維持される。

なお、成長工程Ｓ３０でエピタキシャル成長させたIII族窒化物半導体の層の上に、電子デバイスや光デバイス等のデバイスが形成されてもよい。その他、成長工程Ｓ３０でエピタキシャル成長させたIII族窒化物半導体の層をスライスなどして切り出し、自立基板としてもよい。

次に、本実施形態の作用効果を説明する。

第１の領域１１の中に第２の領域２１が混在するIII族窒化物半導体基板１の露出面上に、エッチング工程Ｓ２０を行うことなく、III族窒化物半導体をエピタキシャル成長させた場合、エピタキシャル成長させたIII族窒化物半導体の露出面においても、「第１の領域１１の中に第２の領域２１が混在した状態」となり得る。

第１の実施形態で説明した通り、第２の領域２１は、欠陥として意図せず現れた領域であったり、また、複数の結晶片を保持させるバインダーの存在のためやむをえず存在する領域であったりする。このような第２の領域２１が露出面に存在しないことを望む場合がある。

本実施形態のように、エッチング工程Ｓ２０を行い第２の領域２１を選択的に凹ませた後に、III族窒化物半導体をエピタキシャル成長させることで、エピタキシャル成長させたIII族窒化物半導体の露出面において、第２の領域２１が現れにくくなる。

エッチング工程Ｓ２０の後には、図８及び図９に示すように、第１の領域１１が凸部となり、第２の領域２１が凹部となる。第１の領域１１及び第２の領域２１が混在する露出面上にIII族窒化物半導体を成長させた場合、第１の領域１１及び第２の領域２１の両方から成長し得るが、上記凹凸の関係にある場合、第１の領域１１から成長したIII族窒化物半導体が、第２の領域２１から成長したIII族窒化物半導体の上に覆い被さりやすくなる。第１の領域１１から成長したIII族窒化物半導体が、第２の領域２１から成長したIII族窒化物半導体の上に覆い被さると、第２の領域２１から成長したIII族窒化物半導体は露出しない状態となる。結果、第２の領域２１からのIII族窒化物半導体の成長は止まり、以降、第１の領域１１からのIII族窒化物半導体の成長のみが進む。このようなメカニズムにより、エピタキシャル成長させたIII族窒化物半導体の露出面において、第２の領域２１が現れにくくなる。

なお、本実施形態のエッチング工程２０Ｓでは、隣接する第１の領域１１と第２の領域２１との段差が１μｍ以上とすることができる。段差を１μｍ以上とすることで、上述した覆い被さる状態が得られやすくなる。

＜＜実施例＞＞
＜評価１＞
単結晶ＧａＮの（０００１）面、（１−１０１）面及び（１−１００）面に対し、エッチングを行い、エッチングレートを測定した。エッチングの条件は、エッチング温度を除き共通する。共通する条件の詳細は以下の通りである。エッチング温度は、７５０℃、８５０℃、９５０℃の３つのパターンで行った。

エッチングガス：ＨＣｌ及びＮＨ_３
ＨＣｌ分圧：２．６×１０^２Ｐａ
ＮＨ_３分圧：４．０×１０^２Ｐａ
キャリアガス：Ｈ_２

表１に、測定結果を示す。結果より、当該エッチング条件の場合、（０００１）面の方がが、（１−１０１）面及び（１−１００）面よりもエッチングレートが大きいことが分かる。また、エッチング温度が高い程エッチングレートの差が大きくなることが分かる。

＜評価２＞
単結晶ＧａＮのアンドープ（０００１）面、及び、Ｓｉドープ（０００１）面に対し、以下の条件でエッチングを行い、エッチングレートを測定した。なお、Ｓｉのドープ量は、１×１０^１８ｃｍ^−３である。

エッチング温度：８００℃
エッチングガス：ＨＣｌ及びＮＨ_３
ＨＣｌ分圧：２．６×１０^２Ｐａ
ＮＨ_３分圧：４．０×１０^２Ｐａ
キャリアガス：Ｈ_２

表２に、測定結果を示す。結果より、当該エッチング条件の場合、Ｓｉドープ（０００１）面の方が、アンドープ（０００１）面よりもエッチングレートが大きいことが分かる。

＜評価３＞
多結晶ＧａＮのｃ面（＋ｃ面及び−ｃ面が混在）、単結晶ＧａＮの（０００１）面、（０００−１）面、｛１１−２３｝面及び｛１−１０１｝面に対し、以下の条件でエッチングを行い、エッチングレートを測定した。

エッチング温度：８００℃
エッチングガス：ＨＣｌ及びＮＨ_３
ＨＣｌ分圧：２．６×１０^２Ｐａ
ＮＨ_３分圧：４．０×１０^２Ｐａ
キャリアガス：Ｈ_２

表３に、測定結果を示す。結果より、当該エッチング条件の場合、多結晶ＧａＮのｃ面（＋ｃ面及び−ｃ面が混在）、単結晶ＧａＮの（０００１）面及び（０００−１）面の方が、単結晶ＧａＮの｛１１−２３｝面及び｛１−１０１｝面よりもエッチングレートが大きいことが分かる。

＜評価４＞
単結晶ＧａＮの（０００１）面、（１−１０１）面、（１−１００）面、（１−１０−１）面、（０００−１）面に対し、以下の条件でエッチングを行い、エッチングレートを測定した。

エッチング温度：７５０℃
エッチングガス：ＨＣｌ及びＮＨ_３
ＨＣｌ分圧：２．６×１０^２Ｐａ
ＮＨ_３分圧：３．８×１０^２Ｐａ
キャリアガス：Ｈ_２

表４に、測定結果を示す。結果より、当該エッチング条件の場合、−ｃ極性半極性面である（１−１０１）面、及び、（０００１）面の方が、（１−１０１）面、（１−１００）面及び（０００−１）面よりもエッチングレートが大きいことが分かる。

また、表３及び表４の結果より、エッチング温度が８００℃以上の場合、単結晶ＧａＮの（０００−１）面のエッチングレートは、単結晶ＧａＮの＋ｃ極性半極性面及び無極性面よりも大きいが、エッチング温度が８００℃未満になると、この関係が逆転することが分かる。当該事実に基づけは、第２の領域２１に単結晶ＧａＮの（０００−１）面が露出している場合、第２の領域２１を選択的にエッチングするには、エッチング温度を８００℃以上にするのが好ましいことが分かる。

以下、参考形態の例を付記する。
１． 単結晶III族窒化物半導体の＋ｃ極性半極性面又は無極性面が露出した第１の領域の中に、単結晶III族窒化物半導体のその他の面又は多結晶III族窒化物半導体が露出した第２の領域が混在した露出面を有するIII族窒化物半導体層を備えたIII族窒化物半導体基板を準備する準備工程と、
前記露出面に対して、
エッチング温度：５００℃以上１２００℃以下、
エッチングガス：ＨＣｌ、ＮＨ_３、Ｃｌ_２、Ｈ_２の中のいずれか１つ以上、
の条件でエッチングを行い、前記第２の領域を選択的に凹ませるエッチング工程と、
を有するIII族窒化物半導体基板の製造方法。
２． １に記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
前記エッチング工程の後、前記露出面上にIII族窒化物半導体をエピタキシャル成長させる成長工程をさらに有するIII族窒化物半導体基板の製造方法。
３． １又は２に記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
前記エッチング工程では、エッチングガスとしてＨＣｌ及びＮＨ_３を用い、ＨＣｌ分圧は１．０Ｐａ以上１．０×１０^４Ｐａ以下、ＮＨ_３分圧は１．０×１０Ｐａ以上１．０×１０^５Ｐａ以下を満たすIII族窒化物半導体基板の製造方法。
４． １から３のいずれかに記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
前記エッチング工程の前記エッチング温度は、７００℃以上１２００℃以下を満たすIII族窒化物半導体基板の製造方法。
５． １から４のいずれかに記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
前記第２の領域には、Ｓｉドープした単結晶III族窒化物半導体の＋ｃ面が露出しているIII族窒化物半導体基板の製造方法。
６． １から４のいずれかに記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
前記第２の領域には、単結晶III族窒化物半導体の（０００−１）面が露出しており、
前記エッチング工程の前記エッチング温度は、８００℃以上１２００℃以下を満たすIII族窒化物半導体基板の製造方法。
７． １から６のいずれかに記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
前記準備工程では、互いの間に隙間を挟んで配置された複数のIII族窒化物半導体の結晶片と、前記隙間に介在し、複数の前記結晶片を保持するバインダーと、を有する前記III族窒化物半導体層を準備し、
前記結晶片は、＋ｃ極性半極性面又は無極性面からなる主面を有し、前記主面が前記第１の領域において露出しており、
前記バインダーは、多結晶III族窒化物半導体で構成され、前記第２の領域において露出しているIII族窒化物半導体基板の製造方法。
８． １から７のいずれかに記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
前記エッチング工程の後、隣接する前記第１の領域と前記第２の領域との間の段差は、１μｍ以上であるIII族窒化物半導体基板の製造方法。

１ III族窒化物半導体基板
１０ 結晶片
２０ バインダー
１１ 第１の領域
２１ 第２の領域
５０ 保持部材
５１ 載置面
１００ ＨＶＰＥ装置
１２１ 反応管
１２２ 成長領域
１２３ 基板ホルダ
１２４ ガス供給管
１２５ 配管
１２６ ガス供給管
１２７ III族原料
１２８ ソースボート
１２９ ヒータ
１３０ ヒータ
１３２ 回転軸
１３５ ガス排出管
１３６ 遮蔽板
１３７ 窒素原料ガス供給部
１３９ III族原料ガス供給部
１４１ 基板

Claims (8)

1. 単結晶III族窒化物半導体の＋ｃ極性半極性面又は無極性面が露出した第１の領域の中に、単結晶III族窒化物半導体のその他の面又は多結晶III族窒化物半導体が露出した第２の領域が混在した露出面を有するIII族窒化物半導体層を備えたIII族窒化物半導体基板を準備する準備工程と、
   前記露出面に対して、
   エッチング温度：５００℃以上１２００℃以下、
   エッチングガス：ＨＣｌ、ＮＨ_３、Ｃｌ_２、Ｈ_２の中のいずれか１つ以上、
   の条件でエッチングを行い、前記第２の領域を選択的に凹ませるエッチング工程と、
   を有するIII族窒化物半導体基板の製造方法。
2. 請求項１に記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
   前記エッチング工程の後、前記露出面上にIII族窒化物半導体をエピタキシャル成長させる成長工程をさらに有するIII族窒化物半導体基板の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
   前記エッチング工程では、エッチングガスとしてＨＣｌ及びＮＨ_３を用い、ＨＣｌ分圧は１．０Ｐａ以上１．０×１０^４Ｐａ以下、ＮＨ_３分圧は１．０×１０Ｐａ以上１．０×１０^５Ｐａ以下を満たすIII族窒化物半導体基板の製造方法。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
   前記エッチング工程の前記エッチング温度は、７００℃以上１２００℃以下を満たすIII族窒化物半導体基板の製造方法。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
   前記第２の領域には、Ｓｉドープした単結晶III族窒化物半導体の＋ｃ面が露出しているIII族窒化物半導体基板の製造方法。
6. 請求項１から４のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
   前記第２の領域には、単結晶III族窒化物半導体の（０００−１）面が露出しており、
   前記エッチング工程の前記エッチング温度は、８００℃以上１２００℃以下を満たすIII族窒化物半導体基板の製造方法。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
   前記準備工程では、互いの間に隙間を挟んで配置された複数のIII族窒化物半導体の結晶片と、前記隙間に介在し、複数の前記結晶片を保持するバインダーと、を有する前記III族窒化物半導体層を準備し、
   前記結晶片は、＋ｃ極性半極性面又は無極性面からなる主面を有し、前記主面が前記第１の領域において露出しており、
   前記バインダーは、多結晶III族窒化物半導体で構成され、前記第２の領域において露出しているIII族窒化物半導体基板の製造方法。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
   前記エッチング工程の後、隣接する前記第１の領域と前記第２の領域との間の段差は、１μｍ以上であるIII族窒化物半導体基板の製造方法。

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