JP5898555B2 - Ｉｉｉ族窒化物半導体基板およびｉｉｉ族窒化物半導体基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＩＩＩ族窒化物半導体基板およびＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法に関する。

特許文献１には、大口径の窒化物半導体自立基板を製造することを１つの課題とした窒化物半導体自立基板製造方法の発明が開示されている。当該発明では、種基板となる窒化物半導体自立基板上に、種基板と同種の窒化物半導体をエピタキシャル成長し、その後、エピタキシャル成長面と平行にスライスして２分割することで、１枚の種基板から２枚の窒化物半導体自立基板を製造する。

特開２００８−１５６１８９号公報

本発明は、従来にない製造方法で、大口径のＩＩＩ族窒化物半導体基板を製造することを課題とする。

本発明によれば、
ａ面、又は、ａ面をｃ面と重なる方向及び／又はｍ面と重なる方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面である第１の面と、ｍ面、又は、ｍ面をｃ面と重なる方向及び／又はａ面と重なる方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面である第２の面とを露出面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の個片を準備する準備工程と、
前記第１の面及び前記第２の面のいずれか一方を成長面、他方を側壁面と定め、以下の条件（１）乃至（３）を満たすように複数の前記個片を支持基板の載置面に並べて配置する配置工程と、
条件（１）：「前記成長面が露出する。」
条件（２）：「前記側壁面が他の前記個片の前記側壁面と対向する。」
条件（３）：「前記側壁面同士が対向する方向を第１の方向とし、前記第１の方向と直交する配列方向を第２の方向とした場合、前記第２の方向へのＩＩＩ族窒化物半導体の成長速度は前記第１の方向への成長速度よりも速く、かつ、前記第１の方向の前記個片間の間隔が前記第２の方向の前記間隔よりも小さい。」
前記配置工程の後、複数の前記個片各々の前記成長面からＩＩＩ族窒化物半導体を成長させるとともに、少なくとも一部の複数の前記個片から成長した前記ＩＩＩ族窒化物半導体同士を接合させて、ＩＩＩ族窒化物半導体の層を形成する成長工程と、
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。

また、本発明によれば、
ａ面、又は、ａ面をｃ面と重なる方向及び／又はｍ面と重なる方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面である第１の面と、ｍ面、又は、ｍ面をｃ面と重なる方向及び／又はａ面と重なる方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面である第２の面とを露出面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の個片が並んでいる支持層と、
前記支持層の上に位置し、複数の前記個片と接するＩＩＩ族窒化物半導体層と、
を有し、
前記支持層の複数の前記個片は、以下の条件（１）´乃至（３）´を満たすＩＩＩ族窒化物半導体基板が提供される。
条件（１）´：「前記第１の面及び前記第２の面のいずれか一方である成長面が、前記支持層と接する。」
条件（２）´：「前記第１の面及び前記第２の面のうち、前記成長面と異なる方である側壁面が隣接する前記個片の前記側壁面と対向する。」
条件（３）´：「前記側壁面同士が対向する方向を第１の方向とし、前記第１の方向と直交する配列方向を第２の方向とした場合、前記第２の方向へのＩＩＩ族窒化物半導体の成長速度は前記第１の方向への成長速度よりも速く、かつ、前記第１の方向の前記個片間の間隔が前記第２の方向の前記間隔よりも小さい。」

本発明によれば、大口径のＩＩＩ族窒化物半導体基板を製造することができる。

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。 支持基板の載置面に複数の個片を載置した状態の一例を示す平面図である。 支持基板の載置面に複数の個片を載置した状態の一例を示す側面図である。 支持基板の載置面に複数の個片を載置した状態の一例を示す側面図である。 本実施形態のＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法に用いる装置の一例を示す概略図である。 本実施形態のＩＩＩ族窒化物半導体基板の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作用効果を説明するための図である。 支持基板の載置面に複数の個片を載置した状態の一例を示す平面図である。 本実施形態のＩＩＩ族窒化物半導体基板の模式図の一例である。

以下、本発明のＩＩＩ族窒化物半導体基板および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＞
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、配置工程Ｓ２０と、成長工程Ｓ３０とを有する。

準備工程Ｓ１０では、ａ面、及び、ａ面をｃ面と重なる方向（ａ軸方向）及びｍ面と重なる方向（ｍ軸方向）の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面のいずれかである第１の面と、ｍ面、及び、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面のいずれかである第２の面とを露出面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の個片を準備する。

第１の面として、ａ面をｃ面と重なる方向及びｍ面と重なる方向の両方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面を採用する場合、ａ面をｃ面と重なる方向に傾ける角度、及び、ａ面をｍ面と重なる方向に傾ける角度は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、第２の面として、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の両方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面を採用する場合、ｍ面をｃ面と重なる方向に傾ける角度、及び、ｍ面をａ面と重なる方向に傾ける角度は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

また、第１の面として、ａ面をｃ面と重なる方向及びｍ面と重なる方向の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面を採用するとともに、第２の面として、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面を採用する場合、ａ面を傾ける角度、及び、ｍ面を傾ける角度は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

第１の面と第２の面とがなす角度は約９０°である。複数の個片各々は、さらに、ｃ面を露出面として有してもよい。

各個片の露出面の中には、分離した複数の第１の面が存在してもよい。複数の第１の面は互いに平行であって、個片における表裏の関係になっていてもよい。例えば、個片は、第１の面として、（１−１００）面及び（−１１００）面を有してもよい。

同様に、個片の露出面の中には、分離した複数の第２の面が存在してもよい。複数の第２の面は互いに平行であって、個片における表裏の関係になっていてもよい。例えば、個片は、第２の面として、（１１−２０）面及び（−１−１２０）面を有してもよい。

このような個片は、例えば、ＩＩＩ族窒化物半導体基板の破片であってもよいし、所望の大きさまで成長しなかったＩＩＩ族窒化物半導体のかけらであってもよいし、所定形状のＩＩＩ族窒化物半導体基板からワイヤソー等を利用して切り出したものであってもよいし、または、このようにして得られた個片の表面を加工（研磨等）して、第１の面及び第２の面、必要に応じてｃ面を露出させたものであってもよい。

なお、複数の個片の形状は、第１の面及び第２の面、必要に応じてｃ面を露出面として有するものであればよく、特段制限されない。また、複数の個片の大きさも特段制限されない。複数の個片の形状及び大きさは、個片間でバラつきがあってもよいし、略均一であってもよい。

配置工程Ｓ２０では、図２に示すように、準備工程Ｓ１０で準備した複数の個片１０を、第１の面及び第２の面のいずれか一方を成長面１、他方を側壁面２と定め、以下の条件１乃至３を満たすように支持基板２０の載置面２１に並べて配置する。

（条件１）成長面１が露出する。例えば、成長面１が載置面２１と略平行な状態で露出する。

（条件２）側壁面２が他の個片１０の側壁面２と対向する。例えば、複数の個片１０は、ａ軸方向、ａ軸方向をｃ軸方向面及びｍ軸方向の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた方向、ｍ軸方向、ｍ軸方向をｃ軸方向及びａ軸方向の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた方向の中のいずれかの方向（第１の方向）に直線的に配列される。第１の方向は、側壁面２の面方位に応じて定まる。

（条件３）隣接する個片１０間の第１の方向（側壁面２同士が対向する方向）の間隔が、隣接する個片１０間の第１の方向と直交する方向（第２の方向）の間隔よりも小さくなる。第２の方向は、ｃ軸方向またはｃ軸方向を支持基板２０の載置面２１に投影した方向である。

当該配列状態のまま、各個片１０の成長面１からＩＩＩ族窒化物半導体層を成長させることとなるが（以下で説明する成長工程Ｓ３０）、第１の方向へのＩＩＩ族窒化物半導体層の成長は進みにくいのに対し、第２の方向へのＩＩＩ族窒化物半導体層の成長は進みやすい。そこで、隣接する個片１０間の第１の方向の間隔は、可能な限り小さくするのが好ましい。例えば、第１の方向で隣接する個片１０同士を互いの側壁面２同士で当接させてもよい。一方、隣接する個片１０間の第２の方向の間隔は、ある程度大きくするのが好ましい。第２の方向に隣接する個片１０各々から成長したＩＩＩ族窒化物半導体層が接合し得る範囲で、隣接する個片１０間の第２の方向の間隔をある程度大きくするのが好ましい。

なお、準備工程Ｓ１０で、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲、好ましくは０°より大１５°より小の範囲で傾けた面を第２の面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の個片１０を準備し、配置工程Ｓ２０では、このような第２の面を成長面と定めて、上記配置を行ってもよい。

また、準備工程Ｓ１０で、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の両方向に０°より大９０°より小の範囲、好ましくは０°より大１５°より小の範囲で傾けた面を第２の面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の個片１０を準備し、配置工程Ｓ２０では、このような第２の面を成長面と定めて、上記配置を行ってもよい。

さらに、配置工程Ｓ２０では、複数の個片１０をマトリクス状に並べて配置してもよい。すなわち、配置工程Ｓ２０では、複数の個片１０を一定の規則性をもって、並べて配置してもよい。例えば、図２に示すように、複数の個片１０を、第１の方向及び第２の方向いずれの方向にも直線的に並べて配置してもよい。または、格子模様を形成するように、複数の個片１０を配置してもよい。

同一の支持基板２０に載置される複数の個片１０の大きさ及び形状は揃っていてもよいし、バラバラであってもよい。また、同一の支持基板２０に配置される複数の個片１０の数は特段制限されない。しかし、数が多いほど、大口径のＩＩＩ族窒化物半導体基板が得られやすい。また、複数の個片１０の大きさ及び形状がある程度揃っている方が、複数の個片１０をマトリクス状に並べて配置しやすい。なお、同一の支持基板２０に配置される複数の個片１０は同一種類のＩＩＩ族窒化物半導体（Ａｌ_ｘＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｉｎ_ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）：ｘが同一かつｙが同一）とするのが好ましい。

支持基板２０の載置面２１は平坦になっているのが好ましい。載置面２１が平坦となっている場合、複数の個片１０各々は、成長面１が、載置面２１と平行、または、載置面２１から±１５°以内の傾斜となるように配置されるのが好ましい。個片１０の成長面１の裏側の面（載置面２１と接する面）は、このような載置を実現可能な形状になっていてもよい。個片１０の成長面１の裏側の面の形状は設計的事項であり、例えば平坦面となっていてもよいし、その他の形状であってもよい。個片１０の成長面１の裏側の面は、このような載置を実現可能な形状とするため、加工されていてもよい。

図３及び４は、支持基板２０の載置面２１に複数の個片１０を載置した状態の一例を示す側面図である。図３に示すように、複数の個片１０の成長面１は同一平面上に位置してもよいし、または、図４に示すように、複数の個片１０の成長面１は同一平面上に位置せず、載置面２１からの高さがばらついてもよい。

なお、支持基板２０に複数の個片１０を載置した後、当該状態のまま、複数の個片１０を載置した支持基板２０が気相成長装置内に設置され、ＩＩＩ族窒化物半導体の成長がなされる。このような利用がなされる支持基板２０の構成は、従来技術に準じた任意の構成とすることができる。

図１に戻り、成長工程Ｓ３０は、配置工程Ｓ２０の後に行われる。成長工程Ｓ３０では、複数の個片１０各々の成長面１からＩＩＩ族窒化物半導体を成長させるとともに、少なくとも一部の複数の個片１０から成長したＩＩＩ族窒化物半導体同士を接合させて、ＩＩＩ族窒化物半導体の層を形成する。

ＩＩＩ族窒化物半導体を成長させる手段は特段制限されず、従来のあらゆる手段を使用することができる。例えば、気相成長法を利用してもよい。成長条件は設計的事項である。なお、成長面１上に成長させるＩＩＩ族窒化物半導体は、個片１０と同一種類のＩＩＩ族窒化物半導体（Ａｌ_ｘＧａ_{１−ｘ−ｙ}Ｉｎ_ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１））であってもよいし、異なる種類のＩＩＩ族窒化物半導体（ｘ及びｙの少なくとも一方が異なる）であってもよい。

例えば、図５に示した構造の装置を用いたハイドライド気相成長法で、ＩＩＩ族窒化物半導体を成長させてもよい。なお、図５に示す例の場合、支持基板２０の載置面２１は、地面に対して水平でない状態となる。かかる場合、例えば、金具等を利用して、複数の個片１０各々を載置面２１に固定し、載置面２１からの落下を防止するとともに、所定の配列状態を維持してもよい。なお、図示しないが、支持基板２０の載置面２１が地面に対して水平になるような装置を利用することもできる。

成長工程Ｓ３０の後、ＩＩＩ族窒化物半導体の層の表面を平坦化することで、図６に示すような、本実施形態のＩＩＩ族窒化物半導体基板が得られる。

本実施形態のＩＩＩ族窒化物半導体基板４０は、複数の個片１０が並んでいる支持層５０と、複数の個片１０各々から成長し、接合して一体となったＩＩＩ族窒化物半導体層３０とを有する。

複数の個片１０は、第１の面及び第２の面のいずれか一方である側壁面２が隣接する個片１０の側壁面２と対向し、かつ、隣接する個片１０間の側壁面２同士が対向する第１の方向の間隔が、隣接する個片１０間の第１の方向と直交する方向（第２の方向）の間隔よりも小さくなるように並んでいる。そして、ＩＩＩ族窒化物半導体層３０は、第１の面及び第２の面の他方である成長面１から成長している。

第１の面及び第２の面の定義は、上述の通りである。なお、あるＩＩＩ族窒化物半導体基板４０に含まれる複数の個片１０は、いずれも、第１の面を側壁面２とし、第２の面を成長面１としている。また、他のＩＩＩ族窒化物半導体基板４０に含まれる複数の個片１０は、いずれも、第１の面を成長面１とし、第２の面を側壁面２としている。すなわち、１つのＩＩＩ族窒化物半導体基板４０に含まれる複数の個片１０は、統一して、側壁面２及び成長面１を定めている。

なお、隣接する個片１０同士が、互いの側壁面２同士で接していてもよい。

また、支持層５０の複数の個片１０は、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲、好ましくは０°より大１５°より小の範囲で傾けた面を第２の面として有していてもよい。そして、当該第２の面を成長面１とし、第１の面を側壁面２として並んでいてもよい。

また、支持層５０の複数の個片１０は、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の両方向に０°より大９０°より小の範囲、好ましくは０°より大１５°より小の範囲で傾けた面を第２の面として有していてもよい。そして、当該第２の面を成長面１とし、第１の面を側壁面２として並んでいてもよい。

また、支持層５０の複数の個片１０は、マトリクス状に並んでいてもよい。

以上説明した本実施形態のＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法によれば、複数の個片各々から成長させたＩＩＩ族窒化物半導体を接合させて、ＩＩＩ族窒化物半導体の層を形成することができる。すなわち、大口径のＩＩＩ族窒化物半導体基板を形成することができる。

また、本実施形態のＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法によれば、ＩＩＩ族窒化物半導体基板の破片や、所望の大きさまで成長しなかったＩＩＩ族窒化物半導体のかけら等を有効利用して、大口径のＩＩＩ族窒化物半導体基板を形成することができる。

また、本実施形態のＩＩＩ族窒化物半導体の製造方法のように、複数の個片１０を、隣接する個片１０間の第１の方向（ａ軸方向、ａ軸方向をｃ軸方向面及びｍ軸方向の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた方向、ｍ軸方向、ｍ軸方向をｃ軸方向及びａ軸方向の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた方向の中のいずれかの方向）の間隔が、隣接する個片１０間の第２の方向（ｃ軸方向またはｃ軸方向を支持基板２０の載置面２１に投影した方向）よりも小さくなるように配置した場合、以下のような効果が得られる。

ＩＩＩ族窒化物半導体の第１の方向への成長進行は、第２の方向への成長進行に比べて進みにくい。本実施形態のように、第１の方向の間隔を小さくする、例えば、第１の方向の間隔をゼロにする（複数の個片１０が側壁面２を介して互いに接する）と、個片１０各々から成長したＩＩＩ族窒化物半導体が、第１の方向に隣接する他の個片１０から成長したＩＩＩ族窒化物半導体と接合しやすくなる。一方、第２の方向への成長は十分に進行するので、ある程度の間隔を設けていても、個片１０各々から成長したＩＩＩ族窒化物半導体が、第２の方向に隣接する他の個片１０から成長したＩＩＩ族窒化物半導体と接合する。そして、この第２の方向の間隔をある程度大きく設けておくことで、複数の個片１０各々から成長し、接合して得られるＩＩＩ族窒化物半導体を、大口径にすることができる。

また、複数の個片１０各々から成長し、接合して得られるＩＩＩ族窒化物半導体は、接合面に転位が集中しやすい。複数の個片をマトリクス状に並べて配置すると、転位が集中する接合面が規則的に現れる。換言すれば、転位が少ない領域が、規則的に現れる。このようなＩＩＩ族窒化物半導体を、デバイスを形成する基板として用いた場合、表面に転位が少ないデバイス領域が規則的に（マトリクス状に）存在するので、作業が容易になる。

また、本発明者は、準備工程Ｓ１０で、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲、好ましくは０°より大１５°より小の範囲で傾けた面を第２の面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の個片１０を準備し、配置工程Ｓ２０では、このような第２の面を成長面と定め、次いで、成長工程Ｓ３０を行った場合、結晶性の良いＩＩＩ族窒化物半導体層を成長できることを確認した。

特に、準備工程Ｓ１０で、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の両方向に０°より大９０°より小の範囲、好ましくは０°より大１５°より小の範囲で傾けた面を第２の面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の個片１０を準備し、配置工程Ｓ２０では、このような第２の面を成長面と定め、次いで、成長工程Ｓ３０を行った場合、結晶性の良いＩＩＩ族窒化物半導体層を成長できることを確認した。

具体的には、第１の例として、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の両方向各々に２〜４°傾けた面を第２の面として有するとともに、ａ面を第１の面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の個片１０を、サセプタ（支持基板２０）上に、ａ軸方向に直線的に並べて配置し、当該状態で成長工程Ｓ３０を行った。

また、第２の例として、ｍ面を第２の面として有するとともに、ａ面を第１の面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の個片１０を、サセプタ（支持基板２０）上に、ａ軸方向に直線的に並べて配置し、当該状態で成長工程Ｓ３０を行った。

上記いずれの例においても、複数の個片１０各々から成長したＩＩＩ族窒化物半導体が、ａ軸方向に隣接する他の個片１０から成長したＩＩＩ族窒化物半導体と接合した。なお、本発明者は、複数の個片１０を、その他の第１の方向に並べて配置した場合、及び、第２の方向に並べて配置した場合も同様に、複数の個片１０各々から成長したＩＩＩ族窒化物半導体が、各方向に隣接する他の個片１０から成長したＩＩＩ族窒化物半導体と接合することを確認している。

次に、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）各々に、上記第１の例及び第２の例各々で得られたＩＩＩ族窒化物半導体層３０をＸ線分析した結果を示す。これらのデータを比較すると、第１の例（図７（Ａ））のＩＩＩ族窒化物半導体層３０の方が、第２の例（図７（Ｂ））のＩＩＩ族窒化物半導体層３０に比べて、ＸＲＣ半値幅が小さく、結晶性が良いことが分かる。

＜第２の実施形態＞
本実施形態は、複数の個片１０を載置する支持基板２０の構成に特徴を有する。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

図８に、複数の個片１０を載置した支持基板２０の平面図の一例を示す。図示するように、本実施形態の支持基板２０は、載置面２１から裏面まで貫通する孔２２を複数有する。そして、配置工程Ｓ２０では、載置面２１上に直接複数の個片１０を載置するとともに、孔２２の少なくとも一部が個片１０により塞がれる（孔２２と個片１０が平面視で重なる）ように、複数の個片１０を載置する。

例えば、支持基板２０は、表面から裏面まで貫通する孔を複数設けられたサセプタであってもよい。すなわち、支持基板２０は、ＩＩＩ族窒化物半導体を成長させる装置内に取り付けられるサセプタであってもよい。そして、当該サセプタの上に、複数の個片１０を直接配置してもよい。かかる場合、孔は、例えばねじ等の部材を差し込み、サセプタ上に載置した物を所定位置に固定するために用いられる孔であってもよい。

このような支持基板２０に複数の個片１０を載置した状態で、成長工程Ｓ３０を行う本実施形態の場合、図９に示すように、ＩＩＩ族窒化物半導体層３０は、複数の個片１０が並んでいる支持層５０の成長面１のみならず、その裏面の少なくとも一部にも存在する（成長する）こととなる。すなわち、複数の孔２２の少なくとも一部を個片１０が塞ぐことで、この孔２２を介して支持層５０の裏面側にも原料が届けられ、ＩＩＩ族窒化物半導体層３０の層が形成されると考えられる。

このような本実施形態によれば、複数の個片１０は、表面及び裏面に形成されたＩＩＩ族窒化物半導体層３０により連結される事になるので、分裂し難くなるというメリットがある。また、第１と同様の作用効果を実現することができる。

なお、本実施形態では、少なくとも一部の隣接する個片１０間の間を、成長したＩＩＩ族窒化物半導体で埋めてもよい。このようにすれば、より、複数の個片１０間の連結が強固になる。
以下、参考形態の例を付記する。
１． ａ面、及び、ａ面をｃ面と重なる方向及びｍ面と重なる方向の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面のいずれかである第１の面と、ｍ面、及び、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面のいずれかである第２の面とを露出面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の個片を準備する準備工程と、
前記第１の面及び前記第２の面のいずれか一方を成長面、他方を側壁面と定め、前記成長面が露出するとともに、前記側壁面が他の前記個片の前記側壁面と対向し、隣接する前記個片間の前記側壁面同士が対向する第１の方向の間隔が、隣接する前記個片間の前記第１の方向と直交する方向の間隔よりも小さくなるように、複数の前記個片を支持基板の載置面に並べて配置する配置工程と、
前記配置工程の後、複数の前記個片各々の前記成長面からＩＩＩ族窒化物半導体を成長させるとともに、少なくとも一部の複数の前記個片から成長した前記ＩＩＩ族窒化物半導体同士を接合させて、ＩＩＩ族窒化物半導体の層を形成する成長工程と、
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、
前記配置工程では、隣接する前記個片同士が、互いの前記側壁面同士で接するように、複数の前記個片を配置する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、
前記準備工程では、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面を前記第２の面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の前記個片を準備し、
前記配置工程では、前記第２の面を前記成長面と定めるＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法。
４． ３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、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の両方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面を前記第２の面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の前記個片を準備し、
前記配置工程では、前記第２の面を前記成長面と定める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、
前記配置工程では、複数の前記個片をマトリクス状に並べて配置するＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法。
６． １から５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、
前記成長工程では、少なくとも一部の前記個片の前記成長面の裏側の面の少なくとも一部にも、前記ＩＩＩ族窒化物半導体を成長させるＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法。
７． ６に記載のＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法において、
前記配置工程では、前記載置面から裏面まで貫通する孔を複数有する前記支持基板の上に、複数の前記個片を配置するＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法。
８． ７に記載のＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法において、
前記配置工程では、ＩＩＩ族窒化物半導体を成長させる装置内に取り付けられるサセプタの上に、複数の前記個片を直接配置するＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法。
９． １から８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、
前記成長工程では、少なくとも一部の隣接する前記個片間の間を、成長した前記ＩＩＩ族窒化物半導体で埋めるＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法。
１０． ａ面、及び、ａ面をｃ面と重なる方向及びｍ面と重なる方向の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面のいずれかである第１の面と、ｍ面、及び、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面のいずれかである第２の面とを露出面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の個片が並んでいる支持層と、
複数の前記個片各々から成長し、接合して一体となったＩＩＩ族窒化物半導体層と、を有し、
前記支持層の複数の前記個片は、
前記第１の面及び前記第２の面のいずれか一方である側壁面が隣接する前記個片の前記側壁面と対向し、かつ、隣接する前記個片間の前記側壁面同士が対向する第１の方向の間隔が、隣接する前記個片間の前記第１の方向と直交する方向の間隔よりも小さくなるように並んでおり、
前記第１の面及び前記第２の面の他方である成長面から、前記ＩＩＩ族窒化物半導体層が成長しているＩＩＩ族窒化物半導体基板。
１１． １０に記載のＩＩＩ族窒化物半導体基板において、
前記支持層では、隣接する前記個片同士が互いの前記側壁面同士で接しているＩＩＩ族窒化物半導体基板。
１２． １０又は１１に記載のＩＩＩ族窒化物半導体基板において、
前記支持層では、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の少なくとも一方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面を前記第２の面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の前記個片が、前記第２の面を前記成長面とし、前記第１の面を前記側壁面として並んでいるＩＩＩ族窒化物半導体基板。
１３． １２に記載のＩＩＩ族窒化物半導体基板において、
前記支持層では、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の両方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面を前記第２の面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の前記個片が、前記第２の面を前記成長面とし、前記第１の面を前記側壁面として並んでいるＩＩＩ族窒化物半導体基板。
１４． １０から１３のいずれかに記載のＩＩＩ族窒化物半導体基板において、
前記支持層では、複数の前記個片がマトリクス状に並んでいるＩＩＩ族窒化物半導体基板。
１５． １０から１４のいずれかに記載のＩＩＩ族窒化物半導体基板において、
前記ＩＩＩ族窒化物半導体層は、前記支持層の前記成長面の裏側の面の少なくとも一部からも成長しているＩＩＩ族窒化物半導体基板。
１６． １０から１５のいずれかに記載のＩＩＩ族窒化物半導体基板において、
前記ＩＩＩ族窒化物半導体層は、少なくとも一部の隣接する前記個片間の間を埋めているＩＩＩ族窒化物半導体基板。

１ 成長面
２ 側壁面
１０ 個片
２０ 支持基板
２１ 載置面
２２ 孔
３０ ＩＩＩ族窒化物半導体層
４０ ＩＩＩ族窒化物半導体基板
５０ 支持層

Claims (17)

1. ａ面、又は、ａ面をｃ面と重なる方向及び／又はｍ面と重なる方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面である第１の面と、ｍ面、又は、ｍ面をｃ面と重なる方向及び／又はａ面と重なる方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面である第２の面とを露出面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の個片を準備する準備工程と、
   前記第１の面及び前記第２の面のいずれか一方を成長面、他方を側壁面と定め、以下の条件（１）乃至（３）を満たすように複数の前記個片を支持基板の載置面に並べて配置する配置工程と、
   条件（１）：「前記成長面が露出する。」
   条件（２）：「前記側壁面が他の前記個片の前記側壁面と対向する。」
   条件（３）：「前記側壁面同士が対向する方向を第１の方向とし、前記第１の方向と直交する配列方向を第２の方向とした場合、前記第２の方向へのＩＩＩ族窒化物半導体の成長速度は前記第１の方向への成長速度よりも速く、かつ、前記第１の方向の前記個片間の間隔が前記第２の方向の前記間隔よりも小さい。」
   前記配置工程の後、複数の前記個片各々の前記成長面からＩＩＩ族窒化物半導体を成長させるとともに、少なくとも一部の複数の前記個片から成長した前記ＩＩＩ族窒化物半導体同士を接合させて、ＩＩＩ族窒化物半導体の層を形成する成長工程と、
   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、
   前記配置工程では、隣接する前記個片同士が、互いの前記側壁面同士で接するように、複数の前記個片を配置する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、
   前記準備工程では、ｍ面をｃ面と重なる方向及び／又はａ面と重なる方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面を前記第２の面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の前記個片を準備し、
   前記配置工程では、前記第２の面を前記成長面と定めるＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法。
4. 請求項３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、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の両方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面を前記第２の面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の前記個片を準備し、
   前記配置工程では、前記第２の面を前記成長面と定める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、
   前記配置工程では、複数の前記個片をマトリクス状に並べて配置するＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法。
6. 請求項１から５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、
   前記成長工程では、少なくとも一部の前記個片の前記成長面の裏側の面の少なくとも一部にも、前記ＩＩＩ族窒化物半導体を成長させるＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法。
7. 請求項６に記載のＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法において、
   前記配置工程では、前記載置面から裏面まで貫通する孔を複数有する前記支持基板の上に、複数の前記個片を配置するＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法。
8. 請求項７に記載のＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法において、
   前記配置工程では、ＩＩＩ族窒化物半導体を成長させる装置内に取り付けられるサセプタの上に、複数の前記個片を直接配置するＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法。
9. 請求項１から８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、
   前記成長工程では、少なくとも一部の隣接する前記個片間の間を、成長した前記ＩＩＩ族窒化物半導体で埋めるＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法。
10. ａ面、又は、ａ面をｃ面と重なる方向及び／又はｍ面と重なる方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面である第１の面と、ｍ面、又は、ｍ面をｃ面と重なる方向及び／又はａ面と重なる方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面である第２の面とを露出面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の個片が並んでいる支持層と、
    前記支持層の上に位置し、複数の前記個片と接するＩＩＩ族窒化物半導体層と、
    を有し、
    前記支持層の複数の前記個片は、以下の条件（１）´乃至（３）´を満たすＩＩＩ族窒化物半導体基板。
    条件（１）´：「前記第１の面及び前記第２の面のいずれか一方である成長面が、前記支持層と接する。」
    条件（２）´：「前記第１の面及び前記第２の面のうち、前記成長面と異なる方である側壁面が隣接する前記個片の前記側壁面と対向する。」
    条件（３）´：「前記側壁面同士が対向する方向を第１の方向とし、前記第１の方向と直交する配列方向を第２の方向とした場合、前記第２の方向へのＩＩＩ族窒化物半導体の成長速度は前記第１の方向への成長速度よりも速く、かつ、前記第１の方向の前記個片間の間隔が前記第２の方向の前記間隔よりも小さい。」
11. 請求項１０に記載のＩＩＩ族窒化物半導体基板において、
    前記支持層では、隣接する前記個片同士が互いの前記側壁面同士で接しているＩＩＩ族窒化物半導体基板。
12. 請求項１０又は１１に記載のＩＩＩ族窒化物半導体基板において、
    前記支持層では、ｍ面をｃ面と重なる方向及び／又はａ面と重なる方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面を前記第２の面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の前記個片が、前記第２の面を前記成長面とし、前記第１の面を前記側壁面として並んでいるＩＩＩ族窒化物半導体基板。
13. 請求項１２に記載のＩＩＩ族窒化物半導体基板において、
    前記支持層では、ｍ面をｃ面と重なる方向及びａ面と重なる方向の両方向に０°より大９０°より小の範囲で傾けた面を前記第２の面として有するＩＩＩ族窒化物半導体の複数の前記個片が、前記第２の面を前記成長面とし、前記第１の面を前記側壁面として並んでいるＩＩＩ族窒化物半導体基板。
14. 請求項１０から１３のいずれか１項に記載のＩＩＩ族窒化物半導体基板において、
    前記支持層では、複数の前記個片がマトリクス状に並んでいるＩＩＩ族窒化物半導体基板。
15. 請求項１０から１４のいずれか１項に記載のＩＩＩ族窒化物半導体基板において、
    前記ＩＩＩ族窒化物半導体層は、前記支持層の前記成長面の裏側の面の少なくとも一部に接するＩＩＩ族窒化物半導体基板。
16. 請求項１０から１５のいずれか１項に記載のＩＩＩ族窒化物半導体基板において、
    前記ＩＩＩ族窒化物半導体層は、少なくとも一部の隣接する前記個片間の間を埋めているＩＩＩ族窒化物半導体基板。
17. 請求項１から９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の方向は、ｃ軸方向又はｃ軸方向を前記載置面に投影した方向であるＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法。

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