JP6019777B2 - AlN結晶基板およびその製造方法 - Google Patents
AlN結晶基板およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6019777B2 JP6019777B2 JP2012129936A JP2012129936A JP6019777B2 JP 6019777 B2 JP6019777 B2 JP 6019777B2 JP 2012129936 A JP2012129936 A JP 2012129936A JP 2012129936 A JP2012129936 A JP 2012129936A JP 6019777 B2 JP6019777 B2 JP 6019777B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aln crystal
- crystal
- substrate
- aln
- region
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
[実施形態1]
図1を参照して、本発明の一実施形態であるAlN結晶基板の製造方法は、SiC下地基板1sのC原子面である主面1c上に、まず単結晶が成長する条件で次に多結晶が成長する条件で、第1のAlN結晶10を成長させる工程と、第1のAlN結晶10の結晶成長主面10gを平坦化する工程と、第1のAlN結晶10からSiC下地基板1sを除去することにより第1のAlN結晶基板10sを形成する工程と、を含む。第1のAlN結晶10は、SiC下地基板1sとの界面側にAl原子面である界面10iを有する単結晶領域10mと、結晶成長主面10g側に多結晶領域10pと、を含む。第1のAlN結晶基板10sは、Al原子面である第1の主面10aを有する単結晶領域10mと、第2の主面10bを有する多結晶領域10pと、を含む。本実施形態のAlN結晶基板の製造方法によれば、クラックの発生がなく結晶性が高く大口径化が可能な第1のAlN結晶基板10sが得られる。
図1(A)を参照して、本実施形態のAlN結晶基板の製造方法は、SiC下地基板1sのC原子面である主面1c上に、まず単結晶が成長する条件で次に多結晶が成長する条件で、第1のAlN結晶10を成長させる工程を含む。かかる工程により得られる第1のAlN結晶10は、単結晶領域10mおよび多結晶領域10pを有しているため、SiC下地基板1sと第1のAlN結晶10との間の熱膨張係数の違いにより発生する応力を低減することができ、クラックを発生させることなく結晶性が高い第1のAlN結晶10が得られる。ここで、多結晶領域10pの厚さをより大きくすることにより、上記応力をより低減することができ、また、単結晶領域10mをより強く保持することができるため、クラックの発生をより抑制することができる。
図1(A)を参照して、本実施形態のAlN結晶基板の製造方法は、第1のAlN結晶10の結晶成長主面10gを平坦化する工程を含む。成長した第1のAlN結晶10における凹凸を有する結晶成長主面10gをSiC下地基板1sの裏面に平行な面となるように平坦化する。これにより、結晶成長主面10gに平行となるようにSiC下地基板1sのSi面を削ることができる。
図1(B)を参照して、本実施形態のAlN結晶基板の製造方法は、第1のAlN結晶10からSiC下地基板1sを除去することにより第1のAlN結晶基板10sを形成する工程を含む。結晶成長主面10gが平坦化された第1のAlN結晶10からSiC下地基板1sを除去することにより、Al原子面である第1の主面10aを有する単結晶領域10mと、第2の主面10bを有する多結晶領域10pと、を含む第1のAlN結晶基板10sが得られる。
図2を参照して、本発明の別の実施形態であるAlN結晶基板の製造方法は、上記の実施形態1の製造方法に、かかる製造方法により得られた第1のAlN結晶基板10sのAl原子面である第1の主面10a上に、第2のAlN結晶20を成長させる工程と、第2のAlN結晶20から第2のAlN結晶基板20sを形成する工程と、をさらに含む。第2のAlN結晶20は、Al原子面である結晶成長主面20gを有する単結晶領域20mを含む。第2のAlN結晶基板20sは、Al原子面である第1の主面20aを有する単結晶領域20mを含む。本実施形態のAlN結晶基板の製造方法によれば、クラックの発生がなく結晶性が高く大口径化が可能な第2のAlN結晶基板20sが得られる。
図2(A)を参照して、本実施形態のAlN結晶基板の製造方法は、実施形態1の製造方法により得られた第1のAlN結晶基板10sのAl原子面である第1の主面10a上に、第2のAlN結晶20を成長させる工程を含む。
図2(B)を参照して、実施形態のAlN結晶基板の製造方法は、第2のAlN結晶20から第2のAlN結晶基板20sを形成する工程を含む。
図3を参照して、本実施形態のAlN結晶基板の製造方法は、第2のAlN結晶20を成長させる工程において、第1のAlN結晶基板10sより大口径のBN多結晶基板111ps上に第1のAlN結晶基板10sをその第1の主面10aが露出するように配置することができる。かかる配置により、第1のAlN結晶基板10sの第1の主面10a上には単結晶領域20mを成長させ、BN多結晶基板111psの露出している主面111pa上には多結晶領域20pを成長させることができる。
[実施形態3]
図1(C)を参照して、本発明のさらに別の実施形態であるAlN結晶基板は、上記の実施形態1の製造方法により得られた第1のAlN結晶基板10sであって、Al原子面である第1の主面10aを有する単結晶領域10mと、第2の主面10bを有する多結晶領域10pとを含み、単結晶領域10mは、多結晶領域10pにより保持されている。
図3(B)を参照して、本発明のさらに別の実施形態であるAlN結晶基板は、上記の実施形態2の製造方法により得られた第2のAlN結晶基板20sであって、Al原子面である第1の主面20aを有する単結晶領域20mと、単結晶領域20mの外周側面20moに配置されている多結晶領域20pとを含み、単結晶領域20mは多結晶領域20pにより保持されている。
1.第1のAlN結晶の成長
図1(A)を参照して、直径15mm、厚さ350μmでC原子面である主面1cが、CMP(化学機械的研磨)により、AFM(原子間力顕微鏡)により測定されるRMS(二乗平均平方根)粗さが1.0nm以下まで鏡面化された4H−SiC下地基板1sを準備した。この4H−SiC下地基板1sの主面1c上に、第1のAlN結晶10を成長させた。
得られた第1のAlN結晶10の結晶成長主面10gは、凹凸を有する面であり、その高低差は、マイクロメータにより測定したところ、50μm〜100μm程度であった。そのため、上記のSiC下地基板1s上に形成された第1のAlN結晶10の結晶成長主面10g側を研削機により200μmの深さまで削り込み、結晶成長主面10gをその高低差が5μmまで平坦化した。さらに、結晶成長主面10gを、ダイヤモンドスラリーを用いた研磨により、AFMにより測定されるRMS粗さが3.0nm以下まで鏡面化した。
図1(B)を参照して、結晶成長主面10gが平坦化および鏡面化された第1のAlN結晶10が形成されている厚さ350μmの4H−SiC下地基板1sを、研削機により4H−SiC下地基板1s側から360μmの深さまで削り込むことにより、完全に除去して、第1のAlN結晶基板10sを得た。こうして得られた第1のAlN結晶基板10sに現れた第1の主面10aを、ダイヤモンドスラリーを用いた研磨さらにCMPにより、AFMにより測定されるRMS粗さが1.0nm以下まで鏡面化した。ここで、研磨は、第1のAlN結晶10の4H−SiS下地基板1sとの界面10iから第1のAlN結晶10側に50μmの深さまで行なった。
直径2インチ(50.8mm)、厚さ350μmでC原子面である主面1cが、CMPにより、AFM(原子間力顕微鏡)により測定されるRMS(二乗平均平方根)粗さが1.0nm以下まで鏡面化された4H−SiC下地基板1sを用いたこと以外は、参考例1と同様にして、第1のAlN結晶基板を得た。こうして得られた第1のAlN結晶基板10sに現れた第1の主面10aを、ダイヤモンドスラリーを用いた研磨さらにCMPにより、AFMにより測定されるRMS粗さが0.9nm以下まで鏡面化した。
1.第1のAlN結晶の成長
参考例1と同じSiC下地基板を準備した。参考例1と同じフェイス−ダウン方式の昇華法により、第1のAlN結晶10を成長させた。第1のAlN結晶10の成長は、るつぼの下部温度を2000℃、るつぼの上部温度を1800℃とし、結晶成長炉100内の全圧が50kPaとなるように窒素ガスを200sccm流して、20時間行ない、その後るつぼの上部温度を1810℃としてさらに80時間行なった。
得られた第1のAlN結晶10の結晶成長主面10gは、凹凸を有する面であり、その高低差は、50μm〜100μm程度であった。そのため、参考例1と同様の研削により、結晶成長主面10gをその高低差が20μmまで平坦化した。さらに、結晶成長主面10gを、参考例1と同様の研磨により、AFMにより測定されるRMS粗さが3.0nm以下まで鏡面化した。
結晶成長主面10gが平坦化および鏡面化された第1のAlN結晶10が形成されている厚さ350μmの4H−SiC下地基板1sを、参考例1と同様の研削により、完全に除去して、第1のAlN結晶基板10sを得た。こうして得られた第1のAlN結晶基板10sに現れた第1の主面10aを、参考例1と同様の研磨およびCMPにより、AFMにより測定されるRMS粗さが1.0nm以下まで鏡面化した。図7を参照して、得られた第1のAlN結晶基板10sの第1の主面10aは、光学顕微鏡により観察したところクラックの発生はなく、X線回折測定による評価を行なったところ単結晶領域10mが形成されていた。また、得られた第1のAlN結晶基板10sの第2の主面10bは、SEM(走査型電子顕微鏡)で観察したところ、1つ以上の単結晶領域10mとそれを取り囲む多結晶領域10pが形成されていた。第2の主面10bにおける単結晶領域10mの総面積と多結晶領域10pの総面積との比は、10:90であった。
参考例1と同様にして、参考例1と同様の第1のAlN結晶基板10sを得た。第1のAlN結晶基板10sの結晶成長主面10g側の主面は、参考例1と同様の研削および研磨により、参考例1と同様にRMS粗さが3.0nm以下まで鏡面化した。第1のAlN結晶10の第1の主面10aは、参考例1と同様の研削、研磨およびCMPにより、参考例1と同様にRMS粗さが1.0nm以下まで鏡面化した。
1.第2のAlN結晶の成長
図1を参照して、参考例1と同様にして、参考例1と同様の直径が15mmの第1のAlN結晶基板10sを得た。第1のAlN結晶基板10sの結晶成長主面10g側の主面は、参考例1と同様の研削および研磨により、参考例1と同様にRMS粗さが3.0nm以下まで鏡面化した。第1のAlN結晶10の第1の主面10aは、参考例1と同様の研削および研磨により、参考例1と同様にRMS粗さが1.0nm以下まで鏡面化した。
図2(B)を参照して、厚さ10mmの第2のAlN結晶20から、第1の主面10aに平行に、厚さ500μmの第2のAlN結晶基板20sを12枚マルチワイヤソーを用いて切り出した。その後、研磨により両主面を鏡面化することにより、厚さ400μmの第2のAlN結晶基板20sが12枚得られた。
1.第2のAlN結晶の成長
図1を参照して、参考例1と同様にして、参考例1と同様の直径が15mmの第1のAlN結晶基板10sを得た。第1のAlN結晶基板10sの結晶成長主面側の主面は、参考例1と同様の研削および研磨により、参考例1と同様にRMS粗さが3.0nm以下まで鏡面化した。第1のAlN結晶10の第1の主面10aは、参考例1と同様の研削、研磨およびCMPにより、参考例1と同様にRMS粗さが1.0nm以下まで鏡面化した。
図2(B)を参照して、厚さ10mmの第2のAlN結晶20から、第1の主面10aに平行に、厚さ600μmの第2のAlN結晶基板20sを12枚マルチワイヤソーを用いて切り出した。その後、研磨により両主面を鏡面化することにより、厚さ400μmの第2のAlN結晶基板20sが12枚得られた。
Claims (2)
- SiC下地基板のC原子面である主面上に、まず単結晶が成長する条件で次に多結晶が成長する条件で、第1のAlN結晶を成長させる工程と、
前記第1のAlN結晶の結晶成長主面を平坦化する工程と、
前記第1のAlN結晶から前記SiC下地基板を除去することにより第1のAlN結晶基板を形成する工程と、
前記第1のAlN結晶基板のAl原子面である第1の主面上に、第2のAlN結晶を成長させる工程と、
前記第2のAlN結晶から第2のAlN結晶基板を形成する工程と、を含み、
前記第2のAlN結晶を成長させる工程において、前記第1のAlN結晶基板より大口径のBN多結晶基板上に前記第1のAlN結晶基板をその第1の主面が露出するように配置し、前記第1のAlN結晶基板の第1の主面上には単結晶領域を成長させ、前記BN多結晶基板の露出している主面上には多結晶領域を成長させ、
前記第1のAlN結晶基板は、Al原子面である第1の主面を有する単結晶領域と、第2の主面を有する多結晶領域と、を含み、
前記第2のAlN結晶基板は、Al原子面である第1の主面を有する単結晶領域と、その単結晶領域の外周側面に配置されている多結晶領域と、を含むAlN結晶基板の製造方法。 - Al原子面である第1の主面を有する単結晶領域と、前記単結晶領域の外周側面に配置されている多結晶領域と、を含み、
前記単結晶領域は、前記多結晶領域により保持されているAlN結晶基板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012129936A JP6019777B2 (ja) | 2012-06-07 | 2012-06-07 | AlN結晶基板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012129936A JP6019777B2 (ja) | 2012-06-07 | 2012-06-07 | AlN結晶基板およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013252997A JP2013252997A (ja) | 2013-12-19 |
JP6019777B2 true JP6019777B2 (ja) | 2016-11-02 |
Family
ID=49950863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012129936A Active JP6019777B2 (ja) | 2012-06-07 | 2012-06-07 | AlN結晶基板およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6019777B2 (ja) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6014000B2 (ja) * | 1977-05-25 | 1985-04-10 | シャープ株式会社 | 炭化硅素基板の製造方法 |
JPH0977595A (ja) * | 1995-09-12 | 1997-03-25 | Denso Corp | 炭化珪素単結晶の製造方法 |
JP3350855B2 (ja) * | 1995-10-16 | 2002-11-25 | 日本電信電話株式会社 | Iii族窒化物半導体基板の製造方法 |
JP2009234824A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 自立Mg含有ZnO系混晶単結晶ウエファーおよびそれに用いるMg含有ZnO系混晶単結晶の製造方法 |
JP4565042B1 (ja) * | 2009-04-22 | 2010-10-20 | 株式会社トクヤマ | Iii族窒化物結晶基板の製造方法 |
JP4707755B2 (ja) * | 2009-07-16 | 2011-06-22 | 株式会社トクヤマ | 窒化アルミニウム単結晶層を有する積層体の製造方法、該製法で製造される積層体、該積層体を用いた窒化アルミニウム単結晶基板の製造方法、および、窒化アルミニウム単結晶基板 |
-
2012
- 2012-06-07 JP JP2012129936A patent/JP6019777B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013252997A (ja) | 2013-12-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108028183B (zh) | SiC复合基板及其制造方法 | |
TWI537438B (zh) | 單晶3C(立方晶系)-SiC基板之製造方法及由其所得之單晶3C-SiC基板 | |
TWI600178B (zh) | III -nitride composite substrate, a method of manufacturing the same, a laminated III-nitride compound substrate, a group III nitride semiconductor device, and a method of fabricating the same | |
TWI643985B (zh) | GaN基板、GaN基板之製造方法、GaN結晶之製造方法及半導體裝置之製造方法 | |
WO2008088838A1 (en) | Defect reduction in seeded aluminum nitride crystal growth | |
US9349915B2 (en) | β-Ga2O3-based single crystal substrate | |
JP6515757B2 (ja) | SiC複合基板の製造方法 | |
TW201005135A (en) | Epitaxially coated silicon wafer with<110>orientation and method for producing it | |
JP6212203B2 (ja) | 窒化物半導体単結晶基板の製造方法 | |
JP6232853B2 (ja) | Iii族窒化物複合基板およびその製造方法、積層iii族窒化物複合基板、ならびにiii族窒化物半導体デバイスおよびその製造方法 | |
CN102465342A (zh) | 制造GaN基膜的方法 | |
JP2012250897A (ja) | 単結晶炭化珪素基板およびその製造方法 | |
CN109312491B (zh) | 氮化物半导体模板、氮化物半导体模板的制造方法以及氮化物半导体自支撑基板的制造方法 | |
WO2020059810A1 (ja) | デバイス作製用ウエハの製造方法 | |
JP6019777B2 (ja) | AlN結晶基板およびその製造方法 | |
JP2013258373A (ja) | 複合基板およびその製造方法 | |
JP2014157983A (ja) | Iii族窒化物複合基板およびその製造方法、積層iii族窒化物複合基板、ならびにiii族窒化物半導体デバイスおよびその製造方法 | |
JP6746124B2 (ja) | 単結晶ダイヤモンドの製造方法 | |
WO2009128434A1 (ja) | AlN結晶の成長方法およびAlN積層体 | |
JP6274492B2 (ja) | 単結晶ダイヤモンドの製造方法 | |
JP2016074553A (ja) | Iii族窒化物半導体単結晶基板の製造方法 | |
WO2014136573A1 (ja) | 複合基板、複合基板を用いた半導体ウエハの製造方法、および複合基板用の支持基板 | |
JP6094243B2 (ja) | 複合基板およびそれを用いた半導体ウエハの製造方法 | |
JP2011051861A (ja) | AlN単結晶の製造方法および種基板 | |
TWI776220B (zh) | 磊晶晶圓、晶圓及其製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150527 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160329 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160412 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160607 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160906 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160919 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6019777 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |