TW201012614A - Substrate, substrate provided with epitaxial layer and methods for manufacturing the substrates - Google Patents

Substrate, substrate provided with epitaxial layer and methods for manufacturing the substrates Download PDF

Info

Publication number
TW201012614A
TW201012614A TW098130244A TW98130244A TW201012614A TW 201012614 A TW201012614 A TW 201012614A TW 098130244 A TW098130244 A TW 098130244A TW 98130244 A TW98130244 A TW 98130244A TW 201012614 A TW201012614 A TW 201012614A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
layer
ingot
manufacturing
main surface
Prior art date
Application number
TW098130244A
Other languages
English (en)
Inventor
Naoki Matsumoto
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries filed Critical Sumitomo Electric Industries
Publication of TW201012614A publication Critical patent/TW201012614A/zh

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • C30B29/403—AIII-nitrides
    • C30B29/406—Gallium nitride
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/18—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate
    • C30B25/20—Epitaxial-layer growth characterised by the substrate the substrate being of the same materials as the epitaxial layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/0237—Materials
    • H01L21/02387—Group 13/15 materials
    • H01L21/02395—Arsenides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367—Substrates
    • H01L21/02428—Structure
    • H01L21/0243—Surface structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
    • H01L21/02439—Materials
    • H01L21/02455—Group 13/15 materials
    • H01L21/02458—Nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518—Deposited layers
    • H01L21/02521—Materials
    • H01L21/02538—Group 13/15 materials
    • H01L21/0254—Nitrides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/02636—Selective deposition, e.g. simultaneous growth of mono- and non-monocrystalline semiconductor materials
    • H01L21/02639—Preparation of substrate for selective deposition
    • H01L21/02642—Mask materials other than SiO2 or SiN
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612—Formation types
    • H01L21/02617—Deposition types
    • H01L21/02636—Selective deposition, e.g. simultaneous growth of mono- and non-monocrystalline semiconductor materials
    • H01L21/02647—Lateral overgrowth
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104—Forming layers
    • H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02656—Special treatments
    • H01L21/02658—Pretreatments

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

201012614 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種基板、附磊晶層之基板及其等之製造 方法’更特定而言’係關於一種可將加工步驟簡化且可實 現低成本化之基板、附磊晶層之基板及其等之製造方法。 【先前技術】 先前，GaN等之化合物半導體已為人所知。為了製造此 種化合物半導體之基板，已知使用線鋸之方法（例如參照 ❼ 曰本專利第2842307號（專利文獻丨）及曰本專利特開2〇〇6_ 190909號公報（專利文獻2))。於如此使用線鋸切出之基板 之表面存在有加工變質層’因此對基板之主表面（切割面） 進行蝕刻、研削或者研磨，進行鏡面拋光。 又’關於包含GaN等之化合物半導體之基板，當於該基 板之主表面上成長磊晶層之情形時，從使所形成之蟲晶層 之特性提高之觀點而言，要求抑制_曲等而提高平坦性。 • 為了改善如上所述之基板之平坦性該形狀特性，例如於日 本專利特開2004-356609號公報（專利文獻3)中，提出對 GaN基板添加磨粒並使用特定之藥液而進行化學機械研磨 (CMP ’ Chemical Mechanical Polishing)。又，於日本專利 特開2005-136167號公報（專利文獻4)中，提出關於對GaN 基板之主表面進行研削或研磨所形成之加工變質層之應 力’可利用蝕刻局部去除該加工變質層而進行控制，結果 可抑制基板之翹曲。 先行技術文獻 143186.doc 201012614 專利文獻 專利文獻1:日本專利第2842307號 專利文獻2 :日本專利特開2006-190909號公報 專利文獻3:日本專利特開2〇〇4 3566〇9號公報 專利文獻4 ·日本專利特開2005-136167號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 若存在如上所述之基板之翹曲，則在基板之主表面上成 長磊Ba層時，反應氣體會侵入至搭載基板之晶座表面與基 板背面(與主表面為相反側之背面)之間，從而出現於背面 異常成長磊晶層之情形。又，即便於未引起上述磊晶層之 異常成長時’仍會因基板之翹曲而出現成膜時之基板溫度 於主表面内不均之情形。此種溫度之不均之結果會成為所 =成之蟲晶層之特性不均的原因，且會成為由該基板所獲 知之元件之特性不均（例如若於製造雷射二極體等之情形 時，則為所獲得之雷射二極體之發光波長之不均）的原 因。 ’、 因此，於上述專利文獻2等中所揭示之使用線鋸之基板 之製方法中，考慮於儘量減小基板勉曲之條件下使用線 鋸進打加工（切片加工），但於先前之方法中，切片加工後 進行研磨或研削後之基板形狀之不均並未得到充分抑制。 又’如上述專利文獻3、4所示之步驟，在對基板之表面 背面進行研削或研磨等之加工時’對基板之表面（主表面） 與背面之每-單面’用蟻將基板貼附於加工治具後進行加 143186.doc 201012614 工。於此情形時，由於將基板貼附於加工治具上之蠟之厚 度之不均或者基板上之加工變質層之厚度之分布，會使加 工後之基板之龜曲形狀不均。即，加工後之基板之趣曲形 狀並非固定為於主表面側成凸形、凹形或者鞍形，且翹曲 之大小亦不均。 特別是關於在異質基板之表面上異質磊晶成長氮化鎵等 之化合物半導體所獲得之基板，多數情況會因化合物半導 體與異質基板之熱膨脹係數之差或者晶格不匹配，而導致 所獲得之基板發生較大翹曲。對於如此發生較大翹曲之基 板，難以不用蠟等接著劑而進行雙面同時研磨、或者於以 真空吸附而固定基板之狀態下進行加工，從而如上所述於 用蠟固定之狀態下進行了加工。其結果如上所述，基板之 形狀會不固定，且翹曲之大小亦會不均。 又，於上述專利文獻4所提出之方法中，需要根據包含 GaN等之各基板之翹曲而對每個基板調整加工條件。因 0 此，該處理要花工夫，故難以應用於實際之基板之量產 中。 如此一來’於先前之方法中’難以獲得低成本且基板形 狀得以充分控制之包含GaN之基板。 本發明係為了解決如上所述之問題而完成者，本發明之 目的在於提供一種在低成本下板形狀得以控制之基板、於 該基板上形成有磊晶層之附磊晶層之基板及其等之製造方 法。 [解決問題之技術手段] 143186.doc 201012614 發明者根據藉由討論切片步驟本身之條件來提高切片後 之基板之形狀或表面性狀、而非如先前般對切片後之基板 附加蝕刻等之步驟並進行基板之形狀控制的構思，經努力 研究後，結果完成本發明。即，發明者得知，調整切片步 驟之條件以使加工後之基板之算術平均粗糙度Ra為後述之 特定值的範圍，藉此可使切片後之基板之形狀或表面性狀 成為適合於磊晶層之成長者。根據該見解，本發明之基板 之製造方法包括以下步驟：準備包含氮化鎵（GaN)之晶 錠；以及將晶錠切片而獲得包含氮化鎵之基板。於獲得基 板之步驟中，切片後之基板之主表面之算術平均粗糙度尺3 於10 mm線上為〇.〇5 μιη以上、1 以下。 藉此，因加工變質層之厚度較薄，故於所獲得之基板之 表面上形成遙晶層時，不特別進行用於去除加工變質層之 研磨步驟便可形成膜質良好的磊晶層。因此，可省略用於 去除加工變質層之研削、研磨步驟等，故能夠以較先前更 低之成本而製造用以形成磊晶層之基板。又，由於如上所 述不進行研削、研磨步驟，故無需確保用於該研削步驟等 之研削量。因此，可較先前更有效地利用GaN晶錠（例如， 若為相同厚度之基板，則可由GaN晶錠而獲得更多片基 板）。再者，進行氣相蝕刻作為該磊晶層之形成步驟之預 處理，藉此可去除基板表面之加工變質層。 再者，將基板之主表面之算術平均粗糙度以之下限設為 〇·〇5 μηι的理由為，若以切片步驟後之基板之主表面之粗 糙度Ra未滿〇.〇5 μιη的方式進行切片，則切片步驟之加工 143186.doc 201012614 效率下降，且切片後基板之翹曲反而變大之弊端變得顯 著。又，將上述粗糙度Ra之上限設為1 μιη之理由為，若粗 糙度Ra大於該上限值，則於基板之主表面上形成有磊晶層 時，該磊晶層之膜質之劣化變得顯著。又，上述粗糙度Ra 更好的是〇·〇5 μιη以上、0.6 μιη以下，進而好的是0.05 μιη 以上、0.3 μπι以下。 本發明之附磊晶層之基板之製造方法包括以下步驟：使 用上述基板之製造方法而準備基板；藉由氣相蝕刻而自基 板之主表面上去除加工變質層；以及於加工變質層已被去 除之基板之主表面上形成包含氮化鎵系半導體之磊晶層。 於此情形時，僅進行氣相蝕刻作為形成磊晶層之步驟之 預處理便會成為可實施磊晶層之形成步驟之狀態，故無需 為了去除加工變質層而另外進行研磨步驟等。因此，可降 低附磊晶層之基板之製造成本。 本發明之附磊晶層之基板之製造方法包括以下步驟：使 用上述基板之製造方法而準備基板；自基板之主表面上去 除加工變質層；以及於加工變質層已被去除之基板之主表 面上形成包含氮化鎵系半導體之磊晶層。 於此情形時，可預先藉由去除加工變質層之步驟中之蝕 刻等而確實去除加工變質層。（因此，於形成磊晶層之步 驟中，無需進行氣相蝕刻等作為預處理）因此，可縮短附 磊晶層之基板之製造步驟中之成膜步驟（形成磊晶層之步 驟）所需的時間。 本發明之附磊晶層之基板之製造方法包括以下步驟：使 143186.doc 201012614 用上述基板之製造方法而準備基板；自基板之主表面上去 除加工變質層；研磨加工基板；以及於研磨加工後之基板 之主表面上形成包含氮化鎵系半導體之磊晶層。再者，亦 可於上述進行研磨加工之步驟之前，實施自基板之主表面 上去除加工變質層之步驟。 於此情形時，可在形成磊晶層之前藉由研磨加工而使基 板之平坦性提高。其結果為，當形成磊晶層時，可降低因 基板之平坦性較差而導致所形成之磊晶層之膜質下降的可 能性。 又，若預先進行去除加工變質層之步驟，則可藉由去除 該加工變質層之步驟中之蝕刻等而確實去除加工變質層。 (因此，於形成磊晶層之步驟中，無需進行氣相蝕刻等作 為預處理）因此，可縮短附磊晶層之基板之製造步驟中之 成膜步驟（形成磊晶層之步驟）所需的時間。 本發明之附磊晶層之基板係使用上述附磊晶層之基板之 製造方法所製造的附磊晶層之基板。於此情形時，由於藉 由如上所述之製造方法進行製造，故可形成為低成本之附 蟲晶層之基板。 本發明之基板係使用上述基板之製造方法所製造之基 板。於此情形時，由於藉由如上所述之製造方法進行製 造，故可成為低成本之基板。 本發明之基板係包含氮化鎵之基板，其主表面之表面粗 鍵度Ra於1 0 mm線上為0.05 μιη以上、1 μιη以下。主表面上 形成有加工變質層。加工變質層之最大深度為1〇 μπι以 143186.doc 201012614 下，加工變質層之平均深度為5_以下。 於此情形時，可藉由蟲晶層之形成步驟中之預處理（氣 相蝕刻）而容易去除加工變質層， *八，仏 业儿丞板之表面粗糙度 :分小，故可於基板上形成膜質良好的蟲晶層。因此，： 使用上速基板，則能夠以低成本而獲得附i晶層 [發明之效果] 土概· 根據本發明，藉由使將晶錠切片時之條件最適化，而可 ❹ 不進行用於形狀控制等之研削等便能夠以低成本而獲得可 用作形成以層之基板的基板、及使用有該基 層之基板。 【實施方式】 以下，根據圖式而說明本發明之實施形態。再者，於以 下圖式中，料相同或者相當之部分附上相同之參照編 號’不重複其說明。 (實施形態1) • 圖1係用於說明本發明之附遙晶層之基板之製造方法的 流程圖。圖2係用於說明圖w示之基板之製造方法中之基 板製作步驟的流程圖。圖3係用於說明圖丨所示之基板之製 造方法中之成膜步驟的流程圖。參照圖i〜圖3，對本發明 之附蟲晶層之基板之製造方法進行說明。 如圖1所示，於本發明之附磊晶層之基板之製造方法 中，首先實施基板製作步驟（S100)。於該步驟（sl〇〇)中， 實施如圖2所示之步驟而準備包含氮化鎵（GaN)之基板。具 體而言，如圖2所示，首先實施晶錠成長步驟（S 110)。於該 143186.doc 201012614
步驟（S110)中，使用任意之方法製造包含GaN之晶錠。作 為晶錠之製造方法，例如可使用氫化物氣相成長法（HVPE
法 ’ Hydride Vapor Phase Epitaxy Method)而成長包含 GaN 之晶錠。於此情形時，例如可於神化鎵（GaAs)之（111)基板 上形成包含Si〇2之遮罩圖案，並藉由HVPE法而於該基板 上成長GaN層。再者’詳細内容將於以下描述。又，作為 包含GaN之晶錠之成長方法’可使用除上述hVPE法以外 之方法。例如可使用高壓熔融法、昇華法、助熔劑法、氨 熱法等而形成GaN晶錠。又，作為所準備之晶錠，例如可 使用將（0001)面作為主表面且直徑為5〇 mm、厚度為例如 12 mm等之基板。再者，晶錠中之主表面之結晶之面方位 或厚度及直徑等之尺寸或形狀並無特別限定。 其次，如圖2所示，實施切片步驟（sl2〇)。於該步驟 (S 120)中，使用如圖4所示之多線鋸裝置丨，將步驟（su〇) 中所準備之晶錠切片。此虛，
以支持作為加工對象物（工件）之i個或 。工件支持台11例如可由不鏽鋼構 143186.doc 201012614 成°工件支持台11相對於其他構成要素（導輥i2a〜i2c、漿 料喷嘴l3、据絲行21)而配置於下方。即，3個導親 12a〜12c分別配置於垂直平面内之三角形之頂點的位置， 於該等導輥12a〜12c之間配置有漿料喷嘴13。如後所述， 於導輥12a〜12c上，以構成鋸絲行21之方式繞上鋸絲22。 並且’從自導報12a朝導輥12b延伸之鋸絲行21觀察，工件 支持台11配置於與漿料噴嘴13所存在之側為相反側。 於工件支持台11上，固定有複數個晶錠3、及固著於各 個上述晶錠3上之碳製的複數個支持材31 ◊複數個晶錠3分 別經由支持材3 1而固定於工件支持台丨丨之上方。工件支持 台11搭載於未圖示之移動台上。藉由該移動台向垂直上方 (圖4中箭頭A所示之方向）移動而將晶錠3朝垂直上方傳 送。 導親12a〜12c分別為具有大致圓柱狀外形之旋轉體。配 置成使導輥12a〜12c之旋轉轴方向與垂直方向（箭頭a所示 φ 之方向）正交且相互平行。導輥12a及導輥12b係於通過工 件支持台11之垂直線之左右相互分開而配置。導輥12(^配 置於導輥12a及導輥12b之上方，且配置於通過工件支持台 11之垂直線上。漿料噴嘴Π配置於工件支持台n與導輥 12c之間。 導輥12 a〜12c之外周面例如係由聚氨酯或者超高分子聚 乙烯等之樹脂所形成。於導輥12a〜12c之外周面上，等間 隔地形成有於圓周方向延伸之複數條槽。並且，於導輥 12a〜12c之複數條槽中，螺旋狀地繞上1根鑛絲22而構成鑛 143186.doc 201012614 絲行2丨。鋸絲22會藉由導輥12a〜12c交替反覆地進行正旋 轉及逆旋轉而朝兩個方向（圖4中箭頭b所示之方向）往復移 動。於導輥l2a~12c上所繞之鋸絲22中，於導輥12&及12匕 之下端側（工件支持台11側）移動之部分係在與藉由工件支 持台U之移動而朝箭頭八所示之方向移動而來之晶錠3相交 叉的位置上移動。 漿料噴嘴13例如係將於研削油中混入游離磨粒所成之研 磨液（漿料）朝鋸絲22及晶錠3進行喷射者。此處，作為游離 磨粒，例如可使用讚石磨粒。又，作為游離磨粒，除上述 鑽石以外，可使用碳化硼（BA)、碳化矽（Sic)、氧化鋁 (Αία3)、氮化矽（si^4)以及赛隆等顯示較GaN之硬度高的 氧化物、碳化物、氮化物以及該等之複合氧化物。又，作 為鑛絲22 ’例如可使用鑛黃銅鋼線。 再者，已說明晶錠3之切片步驟（812〇)中使用如上所述 之多線鑛裝置1之情形’但亦可使用單線之線鑛將晶鍵3切 片。又，亦可使用將鑽石磨粒固著於鋸絲22上之固定磨粒 線鑛來實施i刀片步驟⑻2〇)。料，還可—面使㈣22往 復移動’-面使鑛絲22擺動。又，上述裝置係一面使晶鍵 3朝鋸絲22上升一面進行切片之方式，但晶錠3之移動方向 亦可為不同之方向，例如亦可為―面使晶錠3下降—面進 行切片之方式。 接下來，具體說明切片步驟（sl2〇)之内容。首先，於加 工對象物即複數個晶錠3之外周面上，預先形成表示晶錠3 之劈開方向之第—^向平面（QF，Orientation Flat)3a、及 143186.doc 201012614 較該第一 OF面3a小的第二OF面3b。繼而，將複數個晶錠3 經由支持材3〗而安裝於工件支持台〗1上（晶錠安裝步驟）。 此結果獲得如圖5所示之結構。再者，於如後所述之條紋 狀芯基板或者點狀芯基板中，可根據結晶表面之組織來判 別該結晶之面方位，因此未必需要形成上述〇1?面。 再者，於該晶錠安裝步驟令，如圖5所示，將複數個晶 錠3配置成使主表面相互對向（或者使主表面相互接觸）、且
沿著其中心軸方向排列。並且，以使該申心軸方向與圖* 中箭頭A所示之垂直方向及箭頭8所示之鋸絲以之移動方 向正父的方式，將晶錠3安裝於工件支持台丨丨上。此時， 亦能夠以使第-〇W3a與箭頭A所示之傳送方向相對之方 式（即’第-OF面3a與表示傳送方向之箭頭八大致正交之方 式），將複數個晶錠3設置於工件支持台丨〗上。又，宜以使 晶錠3Μ_υ面與箭頭績示之傳送方向及箭頭B所示之 鑛絲22之移動方向平行的方式，將晶鍵3固定於工件支 台11上。 1卞又得 一上述第〇ρτφ 3a及第二〇F面3b之形成位置可任意決 :曰夠以與晶錠3之<11-2°>方向正交之方式(即沿 以：曰錠3:2〇)面)而形成第一0阳”又，例如亦能夠 以與曰曰錠3之CW方向正交之方式(即， 100)面）而形成第_ 及第二。F面3a 3:::3此一來’在將形成有第-夠以使晶…:方:錠3固定於工件支持台11上時’能 干之方鑛絲22之移動方向即箭所 不方向成特定角度之方式，將晶錠3固定於工件支持台 143186.doc •13- 201012614 上例如，亦可使鋸絲22之移動方向、即箭頭B所示之 方向與第—沉面邱1·1^)面）之角度成為特定角度。 再者，於圖4及圖5所示之多線錯裝置，以使箭頭b所 示之錯絲22之移動方向與第一 〇Fi&3a平行之方式將晶錠 3固疋於工件支持台"上。藉此，晶錠3之傳送方向(箭頭a 所示之方向）與第一 〇F面成為正交。其結果，晶錠3自第 一 OF面3a被切割。 如此將晶錠3固定於工件支持台u上之後，開始進行晶 錠3之切削（切片）。具體而言’使導輥⑵〜a朝正方向及❹ 逆方向交替地旋轉、擺動，藉此開始㈣22之往復移動。 繼而’使固定有晶錠3之工件支持台u朝圖4中箭頭A所示 之方向（上方）移動。此結果會使晶錠3朝鋸絲U(鑛絲行川 側移動。X ’同時開始自漿料喷嘴13進行㈣之喷射。在 晶旋3接觸於鑛絲22後，在浸入至晶键3與鑛絲^之間之聚 料的作用下’晶錠3被切削。並且’一面自浆料喷嘴⑶共 給漿料’-面使晶錠3以大致一定速度朝箭頭八所示之方向 移動。此結果為，晶錠3被切片成與鑛絲行2ι之鑛絲以間φ 的間隔相對應之厚度之板狀的基板。以此方式實施切片 步驟（S120)。 其次，如圖2所示，實施清洗步驟（Sl3〇)。於該步驟 (S130)中’進行用以自切片步驟（sl2〇)中所形成之⑽基 板之表面去除聚料及其他異物之清洗。作為清洗之方法， 可使用先前周知之任意方法。 以此方式’可獲得本發明之GaN基板。再者，此處，於 143186.doc •14- 201012614 上述切片步驟（SI 20)中，如圖6所示，所獲得之基板具有 於as k 3之Ga原子面4側凸起之形狀。此處，圖6係用以說 明切片步驟中之晶錠之切片狀態的模式圖。在以上述多線 鋸裝置1進行切片時，於大多數之切片條件下會切出於Ga 原子面4側成凸形狀之基板》 認為其原因在於GaN結晶之極性。即，將（〇〇〇1)面作為 主表面之GaN基板在表面側與背面側之最表面所呈現的原 子不同。即，圖6所示之晶錠3之Ga原子面4(Ga原子呈現於 最表面之面）之化學穩定性強且硬度高。另一方面，與Ga 原子面4相比，背面側即N原子面5(N原子呈現於最表面之 面）之穩疋性較差，且其硬度亦相對較低。例如，N原子面 可利用KOH等強驗溶液進行濕式姓刻，但對於以原子面 4 ’則難以進行此種濕式蝕刻。 因此，在使用如圖4及圖5所示之多線鋸裝置丨之情形 時與使用内周刃等片鋸之情形相比，由於鑛絲22之剛性 參低於片鋸之剛性，故存在因晶錠3之表面與背面之硬度差 異而導致於加工中鋸絲22會根據加工負載而朝Ga原子面4 側逃脫的傾向。其結果如圖6之軌跡7所示，鋸絲22於切片 中移位。如上所述之鋸絲22之移位在切片速度為更高速時 會顯著發生。特別是若平均加工速度為〇 7 μιη/Η以上則 如圖6所示，所切片之基板具有朝仏原子面*侧（朝表面側） 凸起之凸形狀》 再者，若平均加工速度慢於上述〇7 pm/小時（H)之值， 則會發生因加工速度變小而獲得未必成為於以原子面側為 143186.doc •15- 201012614 凸形狀之基板的情形。另一方面，若加工速度過快，則經 切片所獲得之基板之翹曲程度變大，且於基板表面會產生 局部較深的鋸痕。因此，例如在翹曲之值超過5〇 μιη，則 會發生以下問題：於所獲得之基板之表面上成長磊晶膜之 後在製作元件之步驟中進行加工時發生基板裂開，或者由 於基板之主表面内之傾斜角分布變大而導致所形成之例如 發光元件等之波長分布不均。因此，平均加工速度以例如 2.5 μιη/Η以下為佳。 又，關於漿料中所含之磨粒，使用鑽石磨粒。宜使用單 ΒΒ鑽石磨粒作為鑽石磨粒。又，關於磨粒之粒徑，平均粒 徑為0.5 μιη以上、40 μιτι以下為佳。又，鑽石磨粒之最寬 表面上的相對較長之長邊相對於與該長邊交叉之相對較短 之短邊的長度之比’宜為1.3以上。但其中，上述長度之 比較佳為1.4以上、2.5以下。其中，尤其好的是14以上、 2.0以下’其中進而更好的是1 5以上、2 〇以下。若上述比 值大於2.0，則於加工時鑽石磨粒受到衝擊時，該鑽石磨 粒容易破碎而使粒徑變小。若鑽石磨粒之粒徑變小，則磨 粒之切削刀變小。因此’實施切片步驟（sl2〇)時之加工效 率下降。其結果，後述之加工變質層15形成為較所需之深 度更深。 於如上所述之條件下實施切片步驟（S12〇)，藉此可獲得 使具有於Ga原子面4側成凸形狀之翹曲之基板的輕曲值之 不均為較小狀態之基板10。 再者’如圖7所示，由上述步驟所獲得之基板1〇之表面 143186.doc -16 - 201012614 形成有加工變質層15。此處，圖7係用於說明藉由基板製 作步驟（S 100)所獲得之基板之剖面結構的部分剖面模式 圖。如上所述調整上述切片步驟（sl2〇)中之條件，藉此於 本發明所獲得之基板1〇中加工變質層15之深度（加工變質 層15之厚度）會充分變小。具體而言，加工變質層15之最 大深度為10 μιη以下，加工變質層15之平均深度為5 以 下。 ^ 又，於所獲得之基板10中’主表面（圖7所示之Ga原子面 4及N原子面5)之表面粗糙度以於1〇 mm線上為〇〇5叫^以 上、1 μηι以下。又，於所獲得之基板1〇中，在使用線鋸進 行切片加工時線鋸之延伸方向（圖4中箭頭Β所示之方向）、 及與該延伸方向垂直之方向（圖4中箭頭Α所示之方向）上， 基板10之表面之粗糙度存在各向異性。參照圖8來更詳細 說明此點。圖8係用於說明所獲得之基板之表面粗糙度之 各向異性的模式圖。 φ 參照圖8，可認識到能略微得知，於基板1〇中，在切片 時線鋸會在沿著圖4所示之鋸絲22之延伸方向的方向（箭頭 16所示之方向）上移動。此時，在沿著鋸絲22之延伸方向 (移動方向）之方向即箭頭17所示之方向、及與該箭頭”所 示之方向垂直之方向即箭頭18所示之方向上，表面粗糙度 之指標之值產生差異。具體而言，在沿著箭頭以所示之方 向之方向上測定的算術平均粗糙度Ra、最大高度Rz、十點 平均粗糙度Rzjis中之至少丨個的值，成為大於箭頭17所示 之方向上測定的該指標之值。再者，圖8中，基板1〇中箭 143186.doc -17- 201012614 箭頭17所示 頭18所示之方向為GaN結晶之<112〇>方向 之方向為GaN結晶之<ι_ι00>方向。 又’如圖9所示’對基板1〇定義翹曲方向之正盥負。此 處，圖9係用於說明基板之輕曲方向之正及負的定義的模 式圖。如圖9所示，於基板1〇中，將Ga原子面4側為凸形狀 之翹曲之形狀定義為翹曲方向正(+)。又，如圖9之下段所 不，將Ga原子面4側為凹形狀（即N原子面5側為凸形狀）之 翹曲之狀態定義為翹曲方向負。 此時趣曲之π度Η在輕曲方向為正之情形時係如圖9 之上段所示而規定。具體而言’於以Ga原子面4作為上側 而將基板職置在壓録面19上之狀態下，將基板i〇U 原子面5(背面）中離壓盤表面19最遠之位置與壓盤表面以之 間的距離作為勉曲之高度H。又，在輕曲方向為負之情形 時，如圖9之下段所示而規定翹曲之高度H。具體而言，於 以Ga原子面4成為表面側之方式將基板1〇放置在壓盤表面 之狀I、下將基板1〇之N原子面5之外周部（背面端部 8)中離壓盤表面19最遠之位置與壓盤表面丨9之間的距離規 疋為翹曲之高度Η。於如此規定時，上述基板製作步驟 (s 1〇〇)中所獲得之基板1〇之形狀為於Ga原子面4侧成凸形 狀且基板之趣曲之高度Η為超過〇 μηι、5 0 μιη以下。 以此方式實施基板製作步驟（S 100)之後，如圖1所示實 鼽成膜步驟（S200)。該成膜步驟（S2〇〇)中，於基板製作步 驟（s 1〇〇)中所獲得之基板1〇上形成磊晶膜。參照圖3而更 詳細地說明該成膜步驟（S200)之内容。 143186.doc 201012614 如圖3所示，於成膜步驟（S200)中，首先實施預處理步 驟（S2 10)。於該步驟（S2 10)中，在將基板配置於氣相成長 裝置内部之狀態下，供給氣化氫（HC1)氣體或氨（Nh3)氣等 而對基板10之表面進行氣相蝕刻。由於上述基板製作步驟 (S100)中所獲得之基板1〇之加工變質層之厚度相對較薄， 故利用此種氣相蝕刻而去除加工變質層。以此方式，實施 預處理步驟（S210)。 其次，如圖3所示實施磊晶成長步驟（S220)。於該步驟 (S220)中，使用先前周知之方法於基板1〇之主表面上形成 磊晶層9(參照圖1〇)。此結果如圖1〇所示，可獲得於基板⑺ 之主表面上形成有磊晶層9之附磊晶層之基板2〇。此處， 圖10係表示本發明之附磊晶層之基板之立體模式圖。 如圖10所示，本發明之附磊晶層之基板20係於基板10之 主表面上形成有磊晶層9。如上所述，本發明之基板1〇 中，切片步驟（S 120)後之表面狀態及翹曲之狀態為良好。 ❿ 又，如上所述，於基板10中加工變質層之厚度變得充分 薄。因此，僅進行如上所述之預處理步驟（S21〇)便可去除 表面之較薄的加工變質層，且維持該狀態地直接實施磊晶 成長步驟（S220)，藉此可形成高品質的磊晶層9。 (實施形態2) 圖11係用於說明構成本發明的附磊晶層之基板之製造方 法之實施形態2之基板製作步驟的流程圖。參照圖u，對 本發明之附磊晶層之基板之製造方法的實施形態2進行說 明。 。 143186.doc •19· 201012614 圖11所示之步驟對應於圖1所示之基板製作步驟 (S 100)。在實施圖11所示之步驟之後，實施圖1及圖3所示 之成膜步驟（S200)，藉此可獲得本發明之附磊晶層之基 板。 其次，對圖11所示之基板製作步驟之内容進行說明。如 圖11所示，該實施形態中之基板製作步驟基本上包括與圖 2所示之基板製作步驟相同之構成，但在清洗步驟（sl3〇) 之後實施研磨步驟（S140)之點不同。於該研磨步驟（sl4〇) 中，對已實施清洗步驟（S130)之形成有磊晶層之基板之與 表面為相反侧的表面（背面：例如N原子面）進行加工。於 該研磨步驟（S140)中，可使用先前周知之任意方法，但亦 可實施第1研磨步驟，即，例如一面將含有第i研磨材（例 如鑽石磨粒）與第1潤滑劑（例如以乙二醇與水為主成分之液 體）之研磨液供給至第1壓盤（例如錫合金製的壓盤）上，一 面使用該第1壓盤及研磨液來研磨基板之表面。繼而，於 該第1研磨步驟之後，亦可實施第2研磨步驟，即，一面將 第2潤滑劑（例如與第1潤滑劑相同之液體）供給至埋入有第2 研磨材（例如鑽石磨粒）之第2壓盤（例如錫合金製的壓盤） 上，一面使用埋入有第2研磨材之第2壓盤來研磨基板表 面。藉此，在第2研磨步驟中，由於將第2研磨材埋入至第 2壓盤中，故第2研磨材彼此不會凝聚於研磨步驟中。因 此，可一面抑制因研磨材之凝聚而於基板表面發生刮痕， 一面研磨基板表面，進行鏡面加工。 再者，於上述研磨步驟（S 140)中，宜僅研磨加工N原子 143186.doc -20· 201012614 面（奇面）此係指於進行基板10之研磨加工時，將該基板 之表面（Ga原子面）用蟻等貼附於底板上加以固定，並研磨 基板之背面’但此時因蠟厚之不均等而存在研磨後的基板 之Φ狀不均之虞。並且，若對基板之表面及背面之兩方進 行如上所述之研磨加工’則存在研磨後之基板之形狀（例 勉曲方向）不均之可能性。因此，從抑制如上所述之形 狀不均之觀點而言，該研磨加工宜僅對基板之背面進行。 此處，亦考慮不將基板貼附於底板等上便可進行研磨加工 之雙面同時研磨法、或者利用真空吸附而固定基板並進行 研磨之方法，但該等方法中，當基板之翹曲量較大時有發 生基板裂開之虞，故不現實。 其後，以先前周知之方法清洗加工後之基板，進而實施 圖1及圖3所示之成膜步驟（S2〇〇)，藉此可獲得如圖1〇所示 之附磊晶層之基板20。再者，亦可於上述研磨步驟（sl4〇) 中，對形成有磊晶層之表面即Ga原子面進行研磨加工（例 ❹如鏡面加工）。於此情形時，可不實施圖3所示之預處理步 驟（S210)，但彳疋確實去除加工變質層之觀點而言亦可實 施上述預處理步驟（S210)。 (實施形態3) 圖12係用於說明構成本發明的附磊晶層之基板之製造方 法之實施形態3之基板製作步驟的流程圖。參照圖丨2，對 本發明之附磊晶層之基板之製造方法的實施形態3進行說 明。 本發明的附磊晶層之基板之製造方法之實施形態3基本 143186.doc •21 - 201012614
上包括與上述實施形態2的附旁B 的附為日日層之基板之製造方法為 相同之步驟，但基板製作步驟之内容之一部分不同。即， 於圖12所示之基板製作步驟中’在切片步驟⑻赠清洗 步驟（Sl3〇)之間實施餘刻步驟（si5〇)。其他步驟基本上與 上述本發明的附磊晶屉 I ' 層之土板之製k方法之實施形態2為 相同。 於上述钱刻步驟（S150)中，去除形成於基板表面之加工 變質層。此處’例如對於N原子面側之加工變質層可使 用KOH或NaOH等強驗或者磷酸而進行㈣。又，當加工⑩ 變質層之深度較深時，宜提高該藥液（钮刻液）之溫度及濃 度而錢刻速度提高。另—方面，對於仏原子面侧之加工 變質層，由於該Ga原子面難則吏用濕式蚀刻進行㈣，故 使用乾式#刻。作為乾式钮刻之條件，例如可使用反應性 離子飯刻裝置作為設備，且可制氣氣作為反應氣體。 再者，於上述蝕刻步驟（S150)中，亦可對基板1〇之表面 及背面（例如Ga原子面4及N原子面5)之兩方進行蝕刻。 又，於上述蝕刻步驟（S150)中，亦可僅對背面（與形成有磊Θ 晶層之表面為相反側之背面）進行蝕刻’或者亦可僅對表 面進行姓刻。又，於圖12所示之步驟中，亦可不實施研磨 步驟（S140)。 繼而，於實施圖〗2所示之步驟之後，進而實施圖丨及圖3 所示之成膜步驟（S200) ’藉此可獲得如圖1〇所示之附蟲晶 層之基板20。再者，如此利用蝕刻步驟（Sl5〇)而去除加工 變質層’從而可省略成膜步驟（S200)中之預處理步驟 143186.doc •22· 201012614 (S210)(參照圖 3)。 此處’於上述實施形態丨〜實施形態3之晶錠成長步驟 (S110)中’可使用各種方法。例如，可使用以下方法， 即’將形成有複數個開口部之遮罩形成於異質基板上，且 於該遮罩上，側向成長GaN層。參照圖13〜圖16而具體說 明該方法》圖13〜圖16係用於說明GaN晶錠之製造方法之 一例的模式圖。 ^ 如圖13所示’首先準備作為異質基板之GaAs基板25。 於該GaAs基板25之表面上形成包含以〇2之遮罩層26 ^該遮 罩層26中’形成有分散配置之複數個窗部27。窗部27之平 面形狀可為任意之形狀’例如可為四角形狀。又，該窗部 27於平面上之配置可為矩陣狀，但亦可配置成例如窗部27 沿著GaAs基板之[11 ·2]方向而排列，且該窗部27排列複數 行。再者，宜將窗部27配置成，使與該^丨卜]]方向正交之 [-110]方向上所鄰接之窗部27之行彼此錯開半間距的窗部 瘳 27之配置。若將上述行中窗部27之間的間隔設為L，將鄰 接之窗部27之行之間的距離設為d，則宜以滿足d=30 5L/2 之關係之方式决疋距離d及間隔L。亦即，宜以平面上將窗 部27配置於正三角形之頂點之方式而形成遮罩層％。如上 所述之形成有窗部27之遮罩層26係可使用先前周知之CVD (Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積）法或光微影法 而形成。 其次，如圖14所示，於較低溫度（例如45〇£>c以上、 500°C以下）之溫度條件下，使用HVPE法於窗部27之内部 143186.doc -23- 201012614 形成GaN緩衝層28。作為該GaN缓衝層28之厚度，例如可 設為10 nm以上、未滿100 nm之值。再者，遮罩層26之厚 度設為100 nm以上、數100 nm以下之值。因此，上述GaN 緩衝層28較遮罩層26之厚度更薄。此結果如圖14所示， GaN緩衝層28以各自孤立之狀態而形成於窗部27之内部。 其次，於較高溫度（例如800°C以上、1050°C以下）之溫 度條件下，使用HVPE法形成GaN磊晶層29(參照圖15)。再 者，於此時間點GaN緩衝層28結晶化。繼而，於上述窗部 27之内部孤立產生之GaN結晶通常形成六角錐。之後，包 含GaN結晶之六角錐朝高度方向與底部側方逐漸成長。該 六角錐之底面擴展成六角形狀而填充窗部27。隨著進一步 成長，GaN磊晶層29擴展至遮罩層26之上部表面上。認為 此時亦為保持有六角錐形狀之狀態。接著，與自鄰接之其 他窗部27中所成長之其他的（六角錐形狀的）GaN磊晶層接 觸後，GaN磊晶層29朝上方繼續成長。如此一來，如圖15 所示，GaN磊晶層29成為特定之厚度。 其次，去除GaAs基板25(參照圖15)。其後，藉由研磨而 去除遮罩層26。此結果如圖16所示，可獲得特定厚度之包 含GaN之基板30。接著，將該基板30作為晶種，於該基板 30上成長GaN磊晶層。以此方式，可形成晶錠3(參照圖 4) 〇 又，作為用以獲得晶錠之其他方法，可使用例如圖1 7〜 圖21所示之刻面遮罩成長法。圖17〜圖21係用於說明本發 明之晶錠之製造方法之其他例的模式圖。參照圖1 7〜圖 143186.doc -24- 201012614 21 ’對本發明之晶錠之製造方法之其他例進行說明。 首先’準備作為基底基板之GaAs基板25(參照圖17)。於
GaAs基板25上形成遮罩層26。作為遮罩層26，例如可使用 包含Si〇2、SiN、A1N等之介電質膜。該遮罩層26之形狀例 如可為直徑20 μιη以上、1 00 μηι以下之孤立的點狀（圓形 狀）之形狀，亦可為隔開間隔而相互平行延伸之直線帶 狀。其結果為’獲得如圖17所示之結構。再者，作為遮罩 魯層26之製造方法，可使用先前周知之方法，例如cvD法或 光微影法。 其次’使用 HVPE法、MOC(Metal Organic Chloride，金 屬有機氣化）法、M〇CVD(Metal Organic Chemical Vap〇r Deposition ’有機金屬化學氣相沈積）法、昇華法之任一 種，於形成有該遮罩層26之GaAs基板25之表面上氣相成長 GaN之結晶39。該GaN之結晶核會選擇性地產生於GaAs* 板25之露出之部分（圖17中之基底露出部分38)上，而不產 φ 生於遮罩層26上。因此，在結晶39成長時，該結晶會自基 底露出部分38鼓起並朝遮罩層26之上部表面上蔓延。然 而，於遮罩層26上，該結晶難以成長，因此GaN結晶之成 長緩慢。此結果為，於遮罩層2 6上，在結晶3 9上形成傾斜 之面。如此一來，獲得如圖18所示之構成。該傾斜之面成 為所謂之刻面F。該刻面ρ為面指數較低之（卜 101}面等。 進而，若繼續GaN之成長，則如圖19所示，GaN結晶之 厚度會變厚。並且，於基底露出部分38上，結晶會較早地 143186.doc -25- 201012614 成長，另一方面，於遮罩層26上，該結晶會較晚地成長。 其結果為，刻面F形成於遮罩層26上，結晶中之錯位因刻 面F而被引至内側。因此，錯位集中於遮罩層％上之區 域。將如上所述之錯位集中之遮罩層26上之部分稱為缺陷 集合區域Η。再者，若遮罩層26過小，則缺陷集合區域η 會於結晶成長之中途消失，故遮罩層26之寬度宜為2〇 以上、200 μχη以下之程度。藉此，缺陷集合區域η不會於 結晶成長之中途消失，而是該缺陷集合區以朝上方延 伸之方式而形成於與遮罩層26相同之位置。再者，遮罩層 26之更佳之寬度例如為5〇 μηι。 於上述缺陷集合區域Η中高密度地存在有錯位因此成 為於該缺陷集合區域Η除外之區域中錯位較少且密度較低 之單晶。其中，若對該單晶亦進行更詳細之研究，則將其 區別為2種部分。即，位於刻面F之正下方之單晶之部分成 為導電性高且錯位少的單晶區域z(單晶低錯位伴隨區 域）’位於刻面與刻面之接縫處的平坦部（成為c面之部分） 之正下方之部分成為導電性低且錯位少的單晶區域Y(單晶 低錯位區域）。 充分進行上述結晶之成長步驟，在結晶之厚度達充分二 厚度之時間點停止結晶成長。其後，自成長裝置中取出i 基板，研削上部表面中出現刻面之部分，藉此如圖2〇所; 使結晶之上部表面平坦化。 其後，進而去除GaAs基板25。與此同時亦去除遮罩7 26。繼而，與GaAs基板25相接之_結晶之背面側亦藉玉 143186.doc -26 - 201012614 進行研磨等之加工而平坦化。此結果可獲得如圖21所示之 包含GaN之晶鍵3。以此所獲得之晶錠3中，單晶區域γ、z 為（〇〇01)早晶’缺陷集合區域Η成為極性反轉之（〇〇〇_ι)單 晶。亦即，晶錠3之上部表面中之單晶γ、ζ之區域成為Ga 原子面’缺陷集合區域Η成為n原子面。因此，於使用該 晶鍵3並以本發明之基板製作步驟（sl〇〇)所獲得之基板ι〇 之Ga原子面成為主要區域之主表面中，在以與缺陷集合區 ❹ 域Η之延伸方向交叉之方式而將晶錠3切片之情形時，亦會 混5存在有成為Ga原子面之區域（單晶區域）與成為Ν原子 面之區域（缺陷集合區域）。 實施例1 為了確認本發明之效果，進行如下之實驗。 (試樣） 晶鍵： 作為包含GaN之晶錠’準備以（0〇〇1)面作為主表面之直 ⑩ 4為50 mm厚度為20 mm之GaN晶旋。再者，該晶键係 使用圖13〜圖I6所示之方法而製造者。
GaN基板： 由上述晶錠而準備以下3種基板，即，試樣A :僅進行切 片步驟及清洗步驟後之原生切片基板；試樣B :於切片步 驟後，利用蝕刻而去除加工變質層後之基板；試樣C :於 切片後，利用蝕刻去除加工變質層，進而僅對表面（(}&原 子面）進行鏡面研磨所成之基板。 又，由上述條件之晶錠而準備如下基板，即，作為比較 143186.doc •27- 201012614 例之試樣D ·於切片步驟後，分別研削基板之 面’進而分別研磨加工表面及背面所成之基板。及旁 (處理條件） °式樣A〜試樣C之切片步驟： 作為處理裝置，使用多線 粒，使用i曰· I罝作為構成漿料之磨 =料之潤滑劑，使㈣物油1包含單晶鑽石之磨U :於該礦物油中而製成漿料。再者，本說明書押 二平均粒徑」’係指於以雷射繞射·散射法之粒 二 定（參照 JIS R1629 1QQ7「姓々 h ， K1629_1997「精密陶究原料之雷射繞射•散射 ，布方法」）進行測定時的自小粒獲側起 ，、積體積為50%之粒子徑（D5〇)的值。 m切割速度（晶錠之傳送速度）設為2 _小時 又，將鋸絲之移動速度設為7〇〇 m/min，將鋸絲之張 力設為40 N。鑛絲之直徑為Gl8 _。切片後基板之厚产 為 400 μιη。 又 試樣D之切片步驟： 乍為處理裝置’與試樣Α〜試樣c同樣地使用多線雜裝 作為構成漿料之磨粒，使用單晶鑽石磨粒之平均粒 徑設為9 _。又’作為構成漿料之潤滑材，使用礦物/， 將包含單晶鑽石之磨粒混合於該礦物油中而製成聚料。 並且，將切割速度（晶旋之傳送速度）設為2 mm/小時。 又’將鋸絲之移動速度設為7〇〇 m/min，將鋸絲之張力設 為N錯絲之直從為〇18職。將切片後之基板之厚度 143186.doc -28- 201012614 設為 400 μχη。 試樣Β及試樣C之钱刻步驟： 對基板之表面側（Ga原子面側）進行反應性離子蝕刻 (RIE，Reactive Ion Etching)。作為蝕刻氣體，使用氣 氣。利用該钱刻而自基板之Ga原子面僅去除深度5叫。 基板之背面侧（1^原子面侧），亦進行反應性離子蝕刻 (RIE)。作為蝕刻氣體，使用氣（C1)氣。利用該蝕刻而自基 • 板之N原子面僅去除深度$ μιη。 試樣C之鏡面研磨步驟： 使用如下構成之研磨裝置對基板之表面（Ga原子面）進行 鏡面研磨。具體而言，作為研磨裝置，使用包含配置於台 上之壓盤、及载置於壓盤表面上之研磨治具者。研磨裝置 中，在壓盤與研磨治具之間配置有GaN基板，並使壓盤及 研磨治具旋轉，藉此進行基板之研磨。壓盤係具有中心點 及半徑r之圓盤。壓盤以圓周速度乂進行逆時針方向旋轉。 ❿壓盤上，連接有冷卻壓盤之冷卻器。藉由使用冷卻器而可 將壓盤之溫度控制成與室溫相同之溫度（例如2〇它）。於此 If形時，可防止研磨時之壓盤之發熱及變形。 於研磨/σ具上，連接有使研磨治具旋轉及擺動之馬達。 馬達配置於台上。研磨治具進行與壓盤之旋轉方向為相同 方向、例如逆時針方向之旋轉。於台上，配置有使研磨液 滴下至壓盤表面之滴下裝置（分注器ρ滴下裝置具有滴下 噴嘴。自滴下噴嘴滴下研磨液或潤滑劑。研磨液為漿料 狀。 143186.doc -29- 201012614 研磨治具包含貼附有基板之圓盤狀之板、與包圍板之圓 環狀之驅動環。於板上，自壓盤側依序配置有鉛錘與支持 棒。板包含陶瓷。基板係用蠟等之接著劑而貼附於板上。 基板係用紹垂並經由板而均等按壓於壓盤上。於驅動環之 下面（與壓盤相對向之面）上，形成有放射狀之槽。研磨治 具係以使基板之表面與壓盤之表面相接觸之方式而配置。 使用上述研磨裝置而實施第丨研磨步驟、清潔步驟以及 第2研磨步驟，藉此對基板之表面進行鏡面加工。 響 作為第1研磨步驟之研磨條件，使用如下條件：研磨液 之滴下量：5 cc/min;研摩材之最大粒徑：i μβι以下；壓 盤之直徑（Φ) : 450 mm ;壓盤之構成材料：錫；驅動環之 旋轉速度：30 rpm ;驅動環之擺動速度：1〇次/牆：驅動 環之2擺動衝程·· 30 mm ;鉛錘之載荷：丨96χ1〇4 pa(2〇〇 g/cm2);研磨時間：6〇 _。再者，作為研磨液’使用對 满滑劑（乙二醇）中混合多晶鑽石之研磨材所成之漿料。浆 料中之磨粒之濃度為每升1〇克拉。 編
清潔步驟中，使用擦拭布與超純水去除壓盤上之異物。 並且’作為第2研磨步驟，使用埋入有研磨材之壓盤來研 磨基板之表面。具體而言，預先將研磨材㈣於包含錫之 壓盤之表面上而將其埋入（裝料）。於該裝料中，例如一面 將含有單晶鐵石磨粒（最大粒徑為i μιη以下）與潤滑劑之研 磨液供給至壓盤表面’ 一面將未貼附基板之研磨治具按壓 於麼盤上。繼而，使麼盤及研磨治具旋轉。作為該裝料步 驟之具趙條件，使用如下條件：研磨液之滴下U 143l86.doc -30- 201012614 cc/min，驅動ί辰之旋轉速度·· 6〇 rpm ;驅動環之擺動速 度：10次/min，·驅動環之擺動衝程mm ;鉛錘之载 荷：1.96X104 Pa(2〇〇 g/cm2);裝料時間：6〇 min。該裝料 步驟之結果為，成為於壓盤表面埋入有研磨材之狀態。 一面將潤滑劑供給至如上所述之壓盤一面研磨基板，藉 此實施第2研磨步驟（鏡面加工步驟）。作為具體之研磨條 件，使用如下條件：潤滑劑之滴下量：5 cc/min ;壓盤之 圓周速度v : 28 m/min ;鉛錘之載荷：196M04 Pa(2〇〇 g/cm2);研磨時間：6〇 min。 試樣D之研削步驟： 於研削步驟中，使用切入式研削機。磨石係使用#6〇〇鑽 石之陶瓷化磨石》作為上述研削機之運轉條件，將磨石之 旋轉速度设為1〇〇〇 rpm，一面將水溶性切削水潑到磨石 上，一面研削試樣此時，試樣D亦以旋轉速度_ rpm 而旋轉、且在將試樣D之傳送速度設為〇·5 μπι/3π之條件下 ❹ 進行研削。 試樣D之研磨步驟： 作為研磨步驟，使用試樣A〜c之基板製作中所用之研磨 裝置而實施第1研磨步驟、清潔步驟以及第2研磨步驟，藉 此對基板之表面進行鏡面加工。 作為第1研磨步驟之研磨條件，使用如下條件：研磨液 之滴下量：5 cc/min ;研磨材之最大粒徑：！ μηι以下；壓 盤之直彳工（φ) . 450 mm ;壓盤之構成材料：錫；驅動環之 旋轉速度：3G fpm ;驅動環之擺動速度：10:欠/min ;驅動 143186.doc -31 · 201012614 環之擺動衝巷. .30 mm ;錯錘之載荷：1 96xl〇4 pa(2〇〇 g/cm )，研磨日聋p弓. ^ 寻間.6〇 min。再者，作為研磨液，使用對 潤滑劑(乙二醇)中混合多晶鑽石之研磨材所成之漿料。漿 料中之磨粒之濃度為每升10克拉。 清潔步驟4? & m 、 使用擦拭布與超純水去除壓盤上之異物。 w 為第2研磨步驟，使用埋入有研磨材之壓盤來研 參 表面具體而言，預先將研磨材按壓於包含錫之 壓：之表面上而將其埋入(裝料)。於該裝料中，例如一面 有單aa鑽石磨粒（最大粒徑為1 μηι以下）與潤滑劑之研 磨液供給至壓舷志t ^ ^ , 盤表面，一面將未貼附基板之研磨治具按壓 於壓盤上。繼而，使壓盤及研磨治具旋轉。作為該裝料步 驟之具體條件，使用如下條件：研磨液之滴下量：5 min ’驅動環之旋轉速度：6G rpm ;驅動環之擺動速 度.1〇次/min ;驅動環之擺動衝程：30 mm ;鉛錘之載 荷 1.96x10 pa(2〇〇 g/cm2);裝料時間：Μη。該裝料 步驟之結果為，成為於壓盤表面埋入有研磨材之狀態。 ❹ 一面將潤滑劑供給至如上所述之壓盤，一面研磨基板， 藉此實施第2研磨步驟（鏡面加工步驟）。作為具體之研磨條 件，使用如下條件：潤滑劑之滴下量：5 ee/min;壓盤之 圓周速度v : 28 m/min ;鉛錘之載荷：！ 96χ1〇4 pa(2〇〇 g/cm2);研磨時間： 60 min。 藉由實施如上之步驟而準備試樣A〜D各15〇片的基板。 (測定方法） 對於各試樣之基板，測定翹曲方向與翹曲量。翹曲方向 143186.doc -32- 201012614 係如本申請案之圖9中所說明，將於Ga原子面側成凸形狀 之凊开> 作為正，將於Ga原子面侧成凹形狀之情形作為負。 又，對翹曲量亦進行如圖9所說明之定義。具體而言，以
Ga原子面為上側之方式將各基板放置於平坦的壓盤上來測 定翹曲方向及翹曲量。 (測定結果） 將測定結果示於圖22及圖23。圖22及圖23係表示實施例 ❿ 1中之基板翹曲量之測定結果的圖表。圖22表示對於試樣 A試樣C之測疋結果。又，圖23表示對於作為比較例之試 樣D之測定結果。 圖22及圖23中，橫轴表示翹曲量（單位：μιη)，縱轴表示 頻率（基板數）。再者，橫軸上〇之攔相當於翹曲量為零之情 形，例如橫轴上5之攔相當於翹曲量超過〇且為5 μιη以下之 情形，橫轴上1〇之欄相當於翹曲量超過5 μιη且為1〇 μιηα 下之情形。 φ 又’於圖22及圖23中，凡例顯示中之Ave.係表示各試樣 中之翹曲量之值的平均值。又，凡例顯示中之〇係表示各 試樣中之翹曲量之測定結果的標準偏差。 如根據圖22及圖23所知，將作為比較例之試樣D確認為 翹曲量之平均值較小、但翹曲方向為正側與負側之兩方的 基板。另一方面，於作為本申請案發明之實施例之試樣A〜 試樣C中，不存在翹曲方向為負側之基板，所有的翹曲方 向一致為正侧。又可知，自僅進行切片之試樣A起，至切 片後亦進行蝕刻之試樣B，進而至亦進行研磨之試樣c， 143186.doc -33· 201012614 翹曲量之平均值及標準偏差逐漸變小。 實施例2 ' 為了確認切片步驟後之基板之表面粗糙度與磨粒之粒徑 的關係，進行如下實驗。 (試樣） 晶鍵： 準備與實施例1中所準備之GaN晶錠相同之晶錠。
GaN基板： 如後所述使用各種各樣粒徑之磨粒實施切片步驟，藉此參 由上述晶錠而獲得包含GaN之基板。 (處理條件） 晶旋之切片步驟： 作為處理裝置，與實施例〗同樣地使用多線鋸裝置。構 成漿料之磨粒為單晶鑽石錄，其粒徑分別如表丄所示而 變更。 刀片v驟中，使用礦物油作為構成漿料之潤滑劑。使單 晶鑽石分散於該礦物油中而製成漿料。 〇 並且，將切割速度（晶錠之傳送速度）設為2㈣小時。 將鋸絲之移動速度设為7〇〇 ，將鋸絲之張力設 為4〇 N。錯絲之吉种為〇8 直位為〇.18 _。切片後之基板之厚度為 400 μιη 〇 然後’如表i所示使㈣種粒徑之磨粒進行切片步驟， 藉此準備10種試樣E〜試樣N。 (測定方法） 143186.doc -34· 201012614 表面粗糙度Ra : mm 對於切片後之基板，測定其表面粗糙度以。具體而古， 在與線鑛移動之方_痕之延伸方向 > 正交之方心 用觸針式表面⑽度儀心表面祕度。载長度為1〇 平均研磨速度： 又，對於為了形成各試樣£〜試樣N而使用之磨粒，测定 使用該磨粒時之平妗猫由、太Λ
十构研磨速度。具體而言，使用直徑為 380咖之鑄鐵製的壓盤料研磨μ，—面將各試樣Ε〜試 樣Ν之切片中所用之漿料供給至該研磨盤—面研磨gw基 板’根據研磨時間與研磨量而計算出使用各漿料時之平均 研磨速度作為3彡研磨之條件，將GaN基板按壓於研磨盤 之載何-又為以心^❸⑽的^^將研磨盤之轉速設為 60 rpm ’將研磨時間設為丨小時，對於研磨後之基板面内 之9點測疋研磨量。接著，將對各基板所測定之研磨量之 平均值作為平均研磨量。如上所述研磨時間為1小時，故 該平均研磨量即為平均研磨速度。 最大翹•曲量： 對切片步驟後之各基板測定最大之翹曲量。^曲量之測 定方法係與實施例1中之測定方法相同。 (測定結果） 將測定結果示於表1。 143186.doc -35- 201012614 [表l] 區分 試樣ID 平均粒徑 (μιη) 表面粗糙度 Ra(nm) 平均研磨速度 (Mm/H) 最大翹曲量 (μιη) 比較例 E 0.1 0.02 0.3 100以上 F 0.5 0.05 1 50 G 3 __ 0.09 4 45 實施例 Η 6 0.11 15 31 I 9 0.25 26 20 J 12 0.34 32 9 K 20 0.63 45 5 L 40 0.95 60 1 比較例 Μ 80 1.75 110 0 N 100 2.5 125 0 如表1所示，可知磨粒之粒徑越小，則切片後之基板之 表面粗糙度Ra會變得越小。基板之表面粗糙度較小時較 佳但另一方面，根據平均研磨速度亦可知加工效率變 差。試樣E中，由於上述之加工效率下降而導致加工後之 基板之翹曲變差。因此，為了將切片後之基板之翹曲量限 制於可容許之範圍内，從確保某種程度之加工效率之觀點 而言’磨粒之平均粒徑宜為0.5 μιη以上。 另一方面’若磨粒之平均粒徑變大，則加工效率變高 (平均研磨速度變快）’但切片後之基板之表面粗糙度尺3亦 變大。為了實現於磊晶成長等之後處理中不會成問題之表 面粗糖度（Ra為1 μιη以下），宜為使磨粒之平均粒徑為4〇 μιη以下。 實施例3 143186.doc -36· 201012614 對於本發明之基板’形成LED(Lighting Emitting Diode ’發光一極體）結構之磊晶層後，進行發光波長之不 均與發光強度之評價。 (試樣） 於實施例2所獲得之切片後之基板之表面形成作為led 結構之磊晶層，並分割基板以使LED晶片化。作為上述 LED結構’具體而言，形成有於GaN基板表面上依序積層 以下各層之結構：包含摻雜有Siin型Al〇.12Ga〇.88N之中間 層、包含摻雜有Si之n型〇aN之包覆層、包含非摻雜 In0.uGa〇.89N之井層、包含非摻雜In〇()lGa()99N之障壁層、 包含摻雜有Mg之p型Al〇.12GaG.88N之包覆層、以及摻雜有 Mg之p型GaN接觸層。 (處理條件） 作為形成磊晶層之步驟，使用與本發明之實施形態1所 說明之成膜步驟中之方法為相同的方法。即，利用預處 理、即以HC1氣體進行之蝕刻而去除加工變質層後，進行 磊晶層之形成。LED結構之各磊晶層係藉由有機金屬氣相 成長法（MOCVD)而製作。原料係使用三甲基鎵（TMG)、三 曱基鋁（TMA)、三甲基銦（TMI)、氨（NH3)、單矽烷 (SiH4)、環戊二烯基鎂（Cp2Mg)。 具體的磊晶層之形成方法如下所述。首先，於配置在 MOCVD爐之反應室内之晶座上配置GaN基板。繼而，將 基板加熱至1050°C，將反應室内壓力（爐内壓力）設為1〇1 kPa後，向反應室内供給原料氣體（TMG、TMA、NH3、 143186.doc -37- 201012614
SiH4)，藉此於GaN基板之表面上形成厚度為50 nm之η型 Al〇.i2Ga〇.88N中間層。其次，將爐内壓力維持於1〇1 kPa， 並且將基板溫度變更為1100°C。其後，將原料氣體 (TMG、NH3、SiH4)供給至反應室内，藉此於上述中間層 上形成2 μιη之η型GaN包覆層。繼而，使障壁層及井層交 替成長。於障壁層之成長中，維持101 kPa之爐内壓力， 並且將基板溫度變更為900°C。其後，將原料氣體（TMG、 TMI、NHs)供給至反應室内’藉此形成厚度為15 nm之非 摻雜InoinGaos^N層。於井層之成長中，維持kPa之爐 内壓力，並且將基板溫度變更為80(TC ^其後，將原料氣 體（TMG、TMI、NH3)供給至反應室内，藉此形成厚度為 50 nm之非摻雜ino.nGao.89!^層。井層及障壁層之成長反覆 進行必要之次數。本實施例中反覆進行6次。其後，將爐 内壓力維持於101 kPa，並且將基板溫度變更為。 繼而，使用原料氣體（TMG、TMA、NH3、Cp2Mg)，形成 厚度為20 rim之p型AlmGao.88]^包覆層。接著，使用原料 氣體（TMG、NH3、Cp2Mg)，形成厚度為 15〇 11111之1)型（^>^ 接觸層。 (測定方法） 發光波長之測定： 於電流密度為100 A/cm2之條件下使各個LED發光，測定 其發光波長。 發光強度之測定： 在與上述發光波長之測定為相同之條件下使㈣發光， 143186.doc -38· 201012614 測定其發光強度。 (測定結果） 將測定結果示於以下之表2。 [表2] 區分 試樣ID 波長不均(nm) [最大波長一最小波長] 發光強度 (相對值） 備註 比較例 E 20以上 85 實施例 F 10以下 97 G 10以下 96 Η 10以下 100 最佳結果 I 10以下 96 J 10以下 92 K 10以下 85 L 10以下 80 比較例 Μ 20以上 78 N 20以上 55
再者，表2中表示波長不均之欄係表示自相同基板所獲 得之LED中之最大波長與最小波長之差。又，發光強度之 欄係表示自相同基板所獲得之LED中之發光強度之平均 值，其係以將發光強度最高之試樣Η之發光強度設為1 00之 相對值所表示。 根據表2亦可知，本發明之實施例中，可使基板中之波 長不均為10 nm以下，並且可確保充分之發光強度。 實施例4 關於本發明之基板之製造方法，對切片步驟中之磨粒之 143186.doc -39- 201012614 特=咖ww㈣進行評價
QB 錠： 準備與實施例1中所準備之GaN晶錠為相同之 又’準備8«料作為以多線鑛裝置將該 ：用 之聚料。㈣漿料㈣a 刀片時所用 策抖係於冋種礦物油中混合有平均粒徑為9 μιη之鑽石磨粒者，該鑽石磨粒(品種㈣之粒子 晶品質如後述之表3所示各不相同。 基板： 如上所述’使用含有各不相同之條件之鑽石磨粒（品種 “)之_料將晶錠切片，藉此獲得試樣〇〜試樣v之美 板。 土 (處理條件） 使用各種漿料將上述晶錠切片。切片條件係與實施例】 中之試樣A〜試樣C之切片條件相同。 (測定方法） 關於鑽石磨粒之形狀： 利用掃描式電子顯微鏡（SEM，Scanning Electr〇n M1Croscope)觀察鑽石磨粒’測定鑽石磨粒之長邊與短邊之 長度。繼而，對於50個粒子，將對具有最寬面積之表面所 測定的長邊與短邊之長度之比（長邊（L)/短邊（s)比）的平均 值作為各鑽石磨粒之品種之L/S比。 關於鑽石磨粒之結晶品質： 進行錢石磨粒之X射線繞射，測定於第1峰值（44。）處之 143186.doc -40· 201012614 積分強度。再者，通常推定為上述積分強度越大，則結晶 性越佳。 關於加工變質層之深度： 關於切片後之基板表面上所形成之加工變質層對該基 板之剖面拍攝陰極發光（CL，Cath〇d〇luminescence)像。並 _ 且將°亥CL像中檢測為黑之區域作為加工變質層，測定其 厚度作為加工變質層之厚度。再者，對於自丨個晶錠所切 出之1片基板，測定5點之加工變質層之厚度，將其平均值 作為各試樣〇〜v中之平均加卫變質層深度，且將5點中之 最大者作為最大加工變質層深度。 (測定結果） 將測定結果示於表3。 [表3] 區分 試樣 ID 鑽石 品種 L/S比 X射線繞射 (相對值） 平均加工 變質層深 唐 ίΊπτΑ 最大加工變 質層深度 判定
表3中’ L/S比之襴係表示對鑽石磨粒所測 定之長邊之長 ❹ 143186.doc -41 · 201012614 度除以短邊之長度所得的值。又，χ射線繞射之攔中，對 上述積分強度，以將顯示最高值之試樣卩之積分強度設為 U基準值）之相對值*表示。再者’以上述方式獲得之試樣 〇〜V之基板之魅曲量均為50 μιη以下。 根據表3亦可知’關於本發明之實施例之試樣〇〜試樣υ 中’加工變質層之平均深度及最大深度均充分小於比較例 之試樣V。具體而言，若將加工變質層之平均深度之基準 值設為5 μι將最大深度之基準值設為1Q _，則本發明 之實施例之試樣〇〜試樣ϋ均滿足該基準。亦即可知，若鑽 石磨粒之L/S比為1.3以上’則可使加工變質層之厚度充分 減小。此原因認為如下：如圖24所示，於鑽石磨粒之Μ 比為1.3以上時，作為磨粒之切削刃之端部（長邊）的長度會 充分變長’因此切削性良好，切片對基板造成之損傷變 少〇 此處’圖24係鑽石磨粒中品種。之磨粒之随照片。並 且’圖25係使請石磨粒之品種❻行切片後之基板即試 樣Q之表面之光學顯微鏡照片。χ ’圖26係鑽石磨粒中品 種h之磨粒之讀照片。並且，圖27係使用鑽石磨粒之品 種h進行切片後之基板即試樣v之表面之光學顯微鏡照片。 再者’圖24及圖26所示之SEM照片之倍率為咖倍圖Μ 及圖27所示之光學顯微鏡照片之倍率為5〇倍。 與圖24所示之品種c相比，圖26所示之鐵石磨粒之品種匕 之L/S較小。因此，品種h中磨粒之切削刀之長度較圖抑 示之品種c更短。又，根據圖25可知’試樣q之表面較為均 143186.doc •42- 201012614 質且未形成明顯之鑛痕。另一方面可知，於圖27所示之 °式樣V之表面形成有鋸痕42，且亦產生部分裂紋41。 再者，可認為上述結果為如下所述。即，所謂適合於晶 鍵刀片之鑽石磨粒之條件，認為係相對較大之切削刃存在 於磨粒之長邊，結晶品質良好。此處所謂「鐵石磨粒之結 曰日口口質良好」，係指破碎或者加熱處理時產生於磨粒内部 之微細之缺陷較少，或合成鑽石時所混入之雜質或者晶格 ❹缺陷較少。關於如上所述之鑽石磨粒，其外觀接近無色透 明。另一方面，關於如上所述之結晶品質不良之鑽石磨 粒，於反覆加工而對鑽石賦予衝擊之情形時容易破碎而變 細。若如上所述鑽石磨粒變細，則磨粒之切削刃變小，切 片加工中之加工效率下降。此結果認為於切片後之基板表 面上易產生鑛痕，結果有使基板表面之加工變質層變深之 傾向。 實施例5 參對於實施例4中所獲得之基板、與利用線鋸以外之方法 切片後之基板，形成LED結構之磊晶層後進行發光波長之 不均與發光強度之評價。 (試樣） 基板： 準備實施例4中所得之切片後之基板（試樣〇〜試樣v)、使 用内周刃將GaN晶錠切片所得之基板（試樣w)、以及使用 放電加工將GaN晶錠切片所得之基板（試樣χ)。再者，作為 GaN晶錠，準備與實施⑷中所準備之㈣晶錠為相同之晶 143186.doc -43- 201012614 鍵。 然後，於該等基板之表面上形成作為LED結構之磊晶 層，並分割基板以使LED晶片化。再者，LED結構係與實 施例3中所製成之LED之結構相同。 (處理條件） 關於使用内周刃之切片（試樣W): 使用電鍍有30/40 μπι之磨粒之内周刃刀片，將GaN晶錠 切片。再者，切片時使用礦物油作為潤滑劑。刀片之規格 為：刀片外徑450 mm，内徑150 mm，厚度250 μπι，鑽石 粒度#200〜230。 作為切片時之條件，將刀片之轉速設為1400 rpm，將晶 錠之傳送速度設為1.4 mm/min。 關於使用放電加工之切片（試樣X): 對直徑為0.2 mm之黃銅製的鋸絲施加7 N之張力，且將 加工時之平均加工電壓設為4 5 W而進行放電加工，藉此將 GaN晶鼓切片。將晶錠之傳送速度設為5 mm/min。 (測定方法） 關於加工變質層之平均深度及最大深度： 對試樣U及試樣V之基板，測定形成於其表面之加工變 質層之平均深度及最大深度。再者，作為測定方法，使用 與實施例4之加工變質層之深度之測定方法為相同的方 法。 發光波長及發光強度之測定： 使用與實施例3之測定方法為相同之測定方法。 143186.doc -44- 201012614 (測定結果） 關於加工變質層之平均深度及最大深度： 試樣W之基板中，加工變質層之平均深度為6.5 μιη，最 大深度為14.2 μιη。又，試樣X之基板中，加工變質層之平 均深度為4.5 μπι，最大深度為3 5 μιη。 關於發光波長及發光強度： 將測定結果示於表4。 [表4]
區分 試樣ID 波長不均(rnn) [最大波長一最小波長] 發光強度 (相對值） 備註 實施例 0 10以下 93 P 10以下 98 Q 10以下 100 最佳結果 R 10以下 91 S 10以下 75 T 10以下 87 U 10以下 80 比較例 V 10以下 18 參考例 W 未發光 未發光 内周刃加工品 X 未發光 未發光 放電加工品 再者，表4中，係將試樣Q(發光強度最高之試樣）之發光 強度設為1 00並以相對值來表示其他試樣之發光強度。
根據表4亦可知，由本發明之實施例之試樣Ο〜試樣U之 基板所得之LED中，發光波長之不均亦較小，為1 0 nm以 下，且發光強度亦充分高。另一方面，由比較例之試樣V 143186.doc -45- 201012614 之基板所得之LED中，雖發光波長之不均在某種程度上較 小，但發光強度並不充分。 並且，關於以線鋸以外之方法切片所得之試樣w及試樣 X之基板，無法確認led中之發光。 雖亦存在與上述實施形態及實施例之一部分重複之部 分，但舉出本發明之特徵技術之構成。如圖2所示，本發 明之基板之製造方法包括：晶錠成長步驟（S110)，其係作 為準備包含氮化鎵（GaN)之晶錠之步驟；以及切片步驟 (S120)，其係作為將晶錠3切片而獲得包含氮化鎵之基板_ 1〇。於切片步驟（S120)中，切片後之基板1〇之主表面之算 術平均粗糙度Ra於1〇 mm線上為〇 〇5 μιη以上、i以下。 藉此，於所獲得之基板10之表面形成磊晶層9(參照圖 1〇)之情形時’如圖】〜圖3所示’並不特別進行用於去除加 工變質層15(參照圖7)之研磨步驟便可形成膜質良好的遙晶 層9。因此，可省略用於去除加工變質層15之研削、研磨 步驟等’故能夠以較先前更低之成本而製造用以形成蟲晶 層9之基板1〇。又，由於如上所述不進行研削、研磨步粵 驟’故無需確保用於該研削步驟等之研削量。因此，比先 則相比可較有效地利用包含GaN之晶旋3(例如，若為相 同厚度之基板10,則可自晶錠3獲得更多片的基板1〇)。再 者，由於進行氣相㈣作為該蠢晶層9之形成步驟（蠢晶成 長步驟（S220))之預處理步驟（S21〇)，故可去除基板1〇表面 之加冑質層15。χ，上述算術平均粗縫度以更好的是 0.05 μιη以上、〇.6㈣以下，進而好的是〇 〇5哗以上、〇 3 143186.doc -46- 201012614 μπι以下。 於上述基板之製造方法中，在藉由基板製 所獲得之基板10之主表而μ ^ ） 表面上，於使用圖21所示之晶錠3之 情形時，成為Ga原子面之區域與成為ν原子面之區域係配 置於相同平面上°料’作為包含GaN之晶錠3之製造方 法’如圖17〜圖21等所示’可用使用有異質基板之方法(例 如，將形成有複數個條紋狀或點狀之開口部之遮罩形成於 異質基板上’且於該遮罩上成長⑽層之方法）。以此種方 法所獲得之明錠3中’㊅密度地存在錯位之缺陷集合區域η (參照圖19〜圖21)與錯位冑度相對較低之單晶區域γ、ζ(參 照圖19〜圖21)形成為係以於晶錠3之成長方向上延伸之方 式而形成。若利用本發明之上述基板之製造方法而由上述 晶錠3製造基板1()(例如，若朝與晶鍵3之成長方向垂直之 方向將該晶錠3切片），則可獲得於主表面上呈現出單晶區 域υ、ζ及條紋狀或點狀之缺陷集合區域Η的基板1〇(稱為 條紋狀芯基板或點狀芯基板）。於上述基板1〇之主表面 上，當單晶區域Υ、Ζ為（^原子面時，所露出之缺陷集合 區域Η成為Ν原子面。以如上所述之方法所獲得之GaN晶錠 3中，可降低單晶區域γ'ζ中之缺陷密度，故若使用本發 明之基板之製造方法而由該晶錠3製造基板丨〇，則可獲得 適合於發光元件等之製造之基板丨〇。 於上述基板之製造方法中，在切片步驟（S120)*，如圖 9之上段側所示，切片後之基板1〇之形狀為於Qa原子面成 為主要構成區域之基板之主表面侧（Ga原子面4側）成凸形 143186.doc •47· 201012614 狀（即，圖9所示之趣曲方向為正）。進而，切片後之基板⑺ 之翹曲之高度Η(參照圖9)為超過〇 μιη、5〇 μιη以下。 於此情形時，於基板10之主表面（例如Ga原子面4)上形 成磊晶層之步驟（成膜步驟（S2〇〇))中，可抑制因基板1〇之 形狀不均所導致的溫度分布之不均’故可良好地保持所形 成之磊晶層9之膜質。上述切片後之基板1〇如圖6等所說 明，自相同晶錠3獲得之所有的基板1〇亦可為於以原子面 成為主要構成區域之主表面側（Ga原子面4侧）成凸形狀。 於此情形時，所獲得之基板1〇均具有於該Ga原子面4側成 凸形狀之一致的形狀，因此於該基板1〇之以原子面4上形 成蟲晶層9時，可形成穩定品質之磊晶層9。 此處’將基板10之翹曲之高度Η之上限值設為5〇 ^爪之 理由在於：若發生超過該上限值之基板10之翹曲，則於在 基板10之主表面形成磊晶層9之情形時，所形成之磊晶層9 之膜質之劣化變得顯著。再者，翹曲之高度Η宜為40 μιηα 下。 上述基板之製造方法中，於切片步驟（S120)中，亦可使 用線鑛將晶錠3切片。於此情形時，與使用内周刃之刀片 之情形相比’能夠以較少之切削量進行晶錠3之切片。 又’若使用如圖4及圖5所示之多線鋸裝置1作為線鋸，則 可自1個晶旋3同時製造複數個基板10，故可使基板10之製 造效率提高。因此，可降低基板1〇之製造成本。進而，於 GaN之結晶中，如圖6等中所說明，Ga原子面4與N原子面5 之硬度不同（Ga原子面4之硬度高於N原子面5)，故在使用 143186.doc -48- 201012614 線鋸將晶錠3切片時，鋸絲22之軌跡7會凸向Ga原子面4 側。因此，藉由適當調整鋸絲22之張力等，可使經切片所 獲得之基板10之形狀一致成為於Ga原子面4側成凸形之形 狀。 上述基板之製造方法中，於切片步驟（S 120)中，在使用 線錯將日日鍵3切片時所用之磨粒之平均粒徑亦可為0.5 μπι :上 μηι以下。藉此，可使所獲得之基板10之表面粗 φ 糙度充刀小，並且亦可使切片步驟中之加工速度（切片速 度）處於某種程度實用之範圍内。作為磨粒之材質，只要 t研削GaN ’則可使用任意材料’特別好的是使用硬度高 於GaN之材料。考慮到加工效率，則宜使用單晶鑽石磨粒 來作為磨粒。 再者’將磨粒之平均粒徑之下限值設為〇·5 μηι之理由在 於，若使磨粒之平均粒徑小於該下限值，則在將晶鍵3切 片時之加工效率低下，結果使所獲得之基板10之勉曲變大 瘳f之問題變得顯著。又’將磨粒之平均粒徑之上限值設為 4〇㈣之理由在於’若超過該上限值，雖在將晶錠3切片時 之加工效率變高，但所獲得之基板1〇之表面粗鍵度變大， 當於該基板1〇表面形成磊晶層9時磊晶層9之膜質之劣化會 變付顯著。再者，廢撕夕〇>. ^曆粒之千均粒徑之下限以1 μηι為佳，較 佳為3吨，更佳為5吨。又，磨粒之平均粒徑之上限以3〇 μηι為佳，較佳為20μιη，更佳為1〇0111。 上述基板之製造方法中’磨粒之具有最寬面積之表面上 的相對較長之長邊（L)相對於與該長邊交又之相對較短之 143186.doc •49- 201012614 短，的長度之比(叫為13以上。於此情形時，磨粒之 長邊成為所謂的切削刀，故於上述比為13以上之磨板中 該切削刀之長度變長’可確保充分之加工效率。又，可抑 制由加工效率降低所導致的基板10表面上之加工變質層之 厚度增大。再者’上述比（L/s)更好的是14以上、^ 下其中，更好的是1.4以上、2 0以下，其中進而好的是 1 _ 5以上、2 · 0以下。 上述基板之製造方法中，於切片步驟（sl2〇)中形成於 切片後之基板1G之主表面上之加工變質層15的最大深度為 1〇 μΠ1以下，且加工變質層之平均深度為5 μιη以下。 於此情形時，作為於基板10之表面形成磊晶層9之預處 理步驟（S210)，進行將HC1氣體或Μ%氣體等用作反應氣體 之氣相㈣，#此可容易地去除加工變質層。因而，為了 去除加工變質層’不另外進行研磨加工等便可形成蟲晶層 9因此，可降低於基板10上形成有磊晶層9之附磊晶層之 基板20、或者使用有該附磊晶層之基板2〇之半導體元件的 製造成本。再者，於上述加工變質層之最大深度超過⑺ μπι或者加工變貝層之平均深度超過5 時難以利用氣 相蝕刻而去除該加工變質層。又，為了去除基板1〇之〇&原 子面4上之加工變質層而可使用上述氣相蝕刻但為了去 除N原子面5上之加工變質層，例如亦可用使用有尺〇11或磷 酸之濕式蝕刻。 如圖卜圖3所示，本發明之附磊晶層之基板之製造方法 包括：基板製作步驟（S100)，其係作為使用上述基板之製 143186.doc -50· 201012614 化方法而準備基板之步驟；預處理步驟（s2丨〇)，利用氣相 姓刻而自基板10之主表面上去除加工變質層；以及蟲晶成 長步驟（S220)，於加工變質層已被去除之基板 10之主表面 上形成包含氮化鎵系半導體之磊晶層。 於此情形時，僅進行氣相蝕刻作為磊晶成長步驟（S220) 之預處理步驟（S210)，便可去除加工變質層而使基板1〇之 表面狀態成為適合於形成磊晶層之狀態，故為了去除加工 變質層而無需另外進行研磨步驟等。因此’可降低附磊晶 層之基板20之製造成本。 如圖12及圖1〜圖3所示，本發明之附磊晶層之基板之製 造方法包括：使用上述基板之製造方法而準備基板之步驟 (晶錠成長步驟（siio)及切片步驟（S120));蝕刻步驟 (S 150)，其係作為自基板1〇之主表面上去除加工變質層之 步驟；以及磊晶成長步驟（S220)，於加工變質層已被去除 之基板10之主表面上形成包含氮化鎵系半導體之磊晶層。 ❿ 於此情形時，可預先利用蝕刻步驟（S150)中之蝕刻而確 實去除加工變質層。（故而，於成膜步驟（S200)中無需進行 氣相蝕刻等作為預處理）因此，可縮短附磊晶層之基板之 製造步驟中之成膜步驟（S200)所需的時間。 如圖11、圖12以及圖1〜圖3所示，本發明之附磊晶層之 基板之製造方法包括：使用上述基板之製造方法而準備基 板之步驟（晶錠成長步驟（S110)及切片步驟（sl2〇));研磨 加工基板之研磨步驟（S140);以及磊晶成長步驟（S22〇)， 於研磨加工後之基板之主表面上形成包含氮化鎵系半導體 143186.doc 51 201012614 之蠢晶層。再者’亦可如圖12所示，於上述研磨步驟 (S140)之前’實施作為自基板1〇之主表面上去除加工變質 層之步驟的蝕刻步驟（S150)»又，於上述研磨加工（sl4〇) 中’亦可僅研磨形成有蠢晶層9之基板1〇之主表面（例如Ga 原子面4)及與该主表面為相反側之背面（例如n原子面5 )之 任一方。又，該研磨步驟（S 140)中更好的是僅研磨背面。 於此情形時，在形成遙晶層9前’可利用研磨步驟 (S 140)而使基板1 〇之平坦性提高。此結果為，於形成蠢晶 層9之蟲晶成長步驟（S220)中，可降低因基板之平坦性 較差而導致所形成之磊晶層9之膜質下降的可能性。 又，若預先進行蝕刻步驟（S150)，則可利用該蝕刻步驟 (S150)中之姓刻而確實去除加工變質層。（故而，成膜步驟 (S200)中’無需進行氣相触刻等作為預處理）因此，可縮短 附磊晶層之基板之製造步驟中之成膜步驟（S2〇〇)所需的時 間。 本發明之附磊晶層之基板20係使用如圖1〜圖3、圖u、 圖12專所示之上述附蟲晶層之基板之製造方法而製造的附 磊晶層之基板。於此情形時，由於利用上述之製造方法進 行製造’故可製成低成本之附磊晶層之基板。 本發明之基板10係使用上述基板之製造方法所製造之基 板。於此情形時，由於利用上述之製造方法進行製造，故 可製成低成本之基板1〇。 本發明之基板10係包含氮化鎵之基板10，且主表面（Ga 原子面4)之表面粗糖度以於1 〇 mm線上為〇 〇5 以上、1 143186.doc -52· 201012614 μιη以下。於主表面上形成有如圖7所示之加工變質層i5。 加工變質層15之最大深度為1〇 μπι以下，且加工變質層之 平均深度為5 μιη以下。 於，情料，於基板10之主表面上形成i晶層之情形 時，藉由磊晶層之形成步驟（成膜步驟（S2〇〇))中之預處理 步驟（S210)(氣相蝕刻）而可容易去除加工變質層15。進 而，因基板10之表面粗糙度充分小，故可於基板1〇上形成 膜質良好的蟲晶層9。因此’若使用上述基板1〇，則能夠 以低成本而獲得特性優異之附磊晶層之基板2〇。 上述基板10可具有於Ga原子面成為主要之構成區域之主 表面之側（例如Ga原子面4側）成凸形狀的形狀（圖9所示之翹 曲方向為正之形狀），且圖9所示之翹曲之高度H可超過 〇 μπι、50 μιη以下。藉此，基板1〇之形狀為於原子面側 成凸开/狀之較簡單的翹曲形狀，又，勉曲之高度Η亦變得 充刀小故於基板10上形成蟲晶層9之情形時，可抑制基 參板10之面内溫度分布之不均。此結果可抑制所形成之磊晶 層9之品質的局部不均。 於上述基板10中，在主表面上，成為Ga原子面之區域 (例如單晶區域γ、Z)與成為N原子面之區域（例如缺陷集合 區域H)可配置於相同平面上.缺陷集合區域H可於主表面 上配置成條紋狀或點狀。如此於主表面上混合存在有單晶 區域與缺陷集合區域之基板係被稱為所謂的條紋狀芯基板 或點狀芯基板者。該種基板1〇可降低單晶區域中之缺陷密 度，因此能實現於主表面上可形成更高品質之磊晶層9之 143186.doc •53· 201012614 基板1 〇。 上述基板10亦可用作構成發光元件或電子電路元件之基 板。於此情形時，可使用形成於該基板10上之高品質之磊 晶層9而形成元件，因此可獲得特性優異之發光元件或電 子電路元件。 此處’所謂發光元件，係指發光二極體或雷射二極體等 的包含有於基板10上形成磊晶成長層之結構且可出射光的 疋件。又，所謂電子電路元件’係指場效電晶體或蕭基能 障二極體等的用於電子電路之元件。 上述基板10中’如使用圖8所說明，關於主表面之算術 平均粗糙度Ra、最大高度Rz、十點平均粗糙度Rzjis中之 至少1個’與使用線鋸進行切片加工時在沿著線鋸延伸方 向（圖8中箭頭16所示之方向）之方向上所測定的值相比，在 與線鑛之延伸方向垂直之方向（圖8中箭頭18所示之方向）上 所測定的值較大。 於此情形時可知，基板1〇係藉由使用線鋸將晶錠3切片 而獲得、且於切片後未進行先前所實施之研削加工等的基 板。由於上述基板10未進行上述研削加工等，故加工成本 較先前更降低。此處，算術平均粗糙度Ra、最大高度Rza 及十點平均粗糙度Rzjis均係由Jis B0601 : 2001所規定者。 當認為’本次揭示之實施形態及實施例於所有方面均為 例示’而非限制性者。本發明之範圍係由申請專利範圍而 非以上之說明所表示，且設法包含與申請專利範圍均等之 意義及範圍内之所有的變更。 143186.doc -54- 201012614 [產業上之可利用性] 本發明可特別有利地應用於為了構成發光元件或電路元 件而於表面上形成有磊晶層之氮化鎵基板、以及使用有該 基板之附磊晶層之基板。 【圖式簡單說明】 圖1係用於說明本發明之附磊晶層之基板之製造方法的 流程圖。
圖2係用於說明圖丨所示之基板之製造方法中之基板製作 步驟的流程圖。 圖3係用於說明圖丨所示之基板之製造方法中之成膜步驟 的流程圖。 圖4係表示多線鋸裝置之立體模式圖。 圖5係表示於圖4所示之多線鑛裝置中將複數個晶鍵安裝 在工件支持台上之狀態的放大立體模式圖。 圖6係用於說明切片步驟中 7那甲之晶錠之切片狀態的模式 圖。 步驟（S100)所獲得之基板 之表面粗糙度之各向異性 圖7係用於說明藉由基板製作 之剖面結構的部分剖面模式圖。 圖8係用於說明所獲得之基板 的模式圖。 之正及負的定義的模式 圖9係用於說明基板之翹曲方向 圖。 圖 圖 1 〇係表示本發明之附蟲晶 11係用於說明構成本發明 層之基板之立體模式圖。 的附磊晶層之基板之製造方 143186.doc -55- 201012614 法之實施形態2之基板製作步驟的流程圖。 圖12係表示構成本發明的附磊晶層之基板之製造方法的 實施形態3之基板製作步驟之内容的流程圖。 圖13係用於說明GaN晶錠之製造方法之一例的模式圖。 圖14係用於說明GaN晶錠之製造方法之一例的模式圖。 圖15係用於說明GaN晶錠之製造方法之一例的模式圖。 圖16係用於說明GaN晶錠之製造方法之一例的模式圖。 圖17係用於說明本發明之晶錠之製造方法之其他例的模 式圖。 圖1 8係用於說明本發明之晶錠之製造方法之其他例的模 式圖。 圖19係用於說明本發明之晶錠之製造方法之其他例的模 式圖。 圖20係用於說明本發明之晶錠之製造方法之其他例的模 式圖。 圖2 1係用於說明本發明之晶錠之製造方法之其他例的模 式圖。 圖22係表示實施例1之基板之翹曲量之測定結果的圖 表。 圖23係表示實施例i之基板之翹曲量之測定結果的圖 表。 圖24係鑽石磨粒中品種^之磨粒之sem照片。 圖25係使用鑽石磨粒之品種〇所切片之基板即試樣Q之表 面的光學顯微鏡照片。 143186.doc -56- 201012614 圖26係鑽石磨粒中品種磨粒之照片。 圖27係使用鑽石磨粒之品種“斤 、 面的光學顯微鏡照片。 ι即試樣V之表 【主要元件符號說明】
1 多線鋸裝置 3 晶鍵 3a 第一 OF面 3b 第二OF面 4 Ga原子面 5 N原子面 7 軌跡 8 背面端部 9 蟲晶層 10、30 基板 11 工件支持台 12a〜12c 導軺i 13 漿料喷嘴 15 加工變質層 16 〜18 箭頭 19 壓盤表面 20 附蟲晶層之基板 21 鋸絲行 22 鋸絲 25 GaAs基板 143186.doc -57· 201012614 26 遮罩層 27 窗部 28 GaN緩衝層 29 GaN蟲晶層 31 支持材 38 基底露出部分 39 結晶 41 裂紋 42 鋸痕 143186.doc - 58-

Claims (1)

  1. 201012614 七、申請專利範圍： 1' 種基板（10、30)之製造方法，其包括以下步驟： 準備包含氮化鎵之晶錠（3);以及 將上述晶錠（3)切片而獲得包含氮化鎵之基板〇〇、 30)； 於上述獲得基板（1〇、3〇)之步驟中，上述切片後之基 板（10 30)之主表面之算術平均粗趟度Ra於1 〇 mm線上 為0.05 μιη以上、1 μηι以下。 ❹2.如請求項1之基板（10、30)之製造方法，其中於藉由上述 獲得基板（10、30)之步驟所獲得之上述基板（1〇、3〇)之 主表面上，成為Ga原子面（4)之區域與成為ν原子面（5)之 區域係配置於相同平面上。 3. 如請求項1之基板（10、3〇)之製造方法，其中於上述獲得 基板（10、30)之步驟中， 上述切片後之上述基板（10、30)之形狀為於Ga原子面 (4)成為主要構成區域之上述基板（1〇、3〇)之主表面側成 凸形狀； 上述切片後之上述基板（10、30)之翹曲之高度為超過 〇 μηι、5 0 μιη 以下。 4. 如凊求項1之基板（1〇、3〇)之製造方法，其中於上述獲得 基板（10、30)之步驟中，使用線鋸將上述晶錠切片。 5·如請求項4之基板（1〇、3〇)之製造方法，其中於上述獲得 基板（10、30)之步驟中，使用線鋸將上述晶錠（3)切片時 所用之磨粒之平均粒徑為0.5 μιη以上、40 μηι以下。 143186.doc 201012614 6. 如請求項5之基板（10、30)之製造方法，其中上述磨粒之 最寬表面上的相對較長之長邊相對於與上述長邊交又之 相對較短之短邊的長度之比為1.3以上。 7. 如請求項6之基板（1〇、30)之製造方法，其中上述比為 1.4以上、2.0以下。 8. 如請求項1之基板（10、30)之製造方法，其中於上述獲得 基板（10、30)之步驟中，於上述切片後的上述基板（1〇、 3〇)之主表面上所形成之加工變質層（15)之最大深度為ι〇 μπι以下，上述加工變質層（15)之平均深度為5 以下。 9. 一種附蟲晶層之基板（20)之製造方法，其包括以下步 驟： 使用如請求項8之基板（1〇、30)之製造方法而準備基板 (10、30); 藉由氣相蝕刻而自上述基板（1〇、30)之主表面上去除 上述加工變質層（15);以及 於上述加工變質層（15)已被去除之上述基板（1〇、30) 之主表面上形成包含氮化鎵系半導體之磊晶層（9)。 10. 種附蟲晶層之基板（20)之製造方法，其包括以下步 驟： 使用如請求項1之基板（1〇、3 0)之製造方法而準備基板 (10 、 30); 自上述基板（10、30)之主表面上去除加工變質層 (15);以及 於上述加工變質層（15)已被去除之上述基板（10、3 0) 143186.doc 201012614 之主表面上形成包含氮化鎵系半導體之磊晶層（9)。 11. 一種附蟲晶層之基板（20)之製造方法，其包括以下步 驟： 使用如請求項1之基板（10、30)之製造方法而準備基板 (10 、 30); 研磨加工上述基板（10、30);以及 於上述研磨加工後之上述基板（10、30)之主表面上形 成包含氮化鎵系半導體之磊晶層（9)。 12. —種附磊晶層之基板（2〇)，其係使用如請求項9之附磊晶 層之基板（20)之製造方法所製造。 13. —種基板（1〇、30)，其係使用如請求項丨之基板（ι〇、3〇) 之製造方法所製造。 14. 一種基板（1〇、30)，其係包含氮化鎵者， 其主表面之表面粗糙度以於1〇 mm線上為〇〇5 pm以 上、1 μηι以下； 於上述主表面上形成有加工變質層（15); 上述加工變質層（15)之最大深度為1〇 _以下，上述加 工變質層（15)之平均深度為5 _以下。 15. 如請求項14之基板(1〇、3〇)，其具有於仏原子面⑷成為 主要構成區域之上述主表面之側成凸形狀之形狀，且麵 曲之南度為超過〇pm、5〇 μιη以下。 16·如請求項14之基板〇〇、3〇)，其中於上述主表面上，成 ^原子面（4)之區域與成為Ν原子面（5)之區域係配置於 相同平面上。 143186.doc 201012614 17. 18. 如叫求項14之基板（1〇、30)，其係用作構成發光元件或 電子電路元件之基板（1〇、3 0)。 如請求項14之基板（10、30)，其中關於上述主表面之算 術平均粗糙度Ra、最大高度Rz、十點平均粗糙度Rzjis* 之至少1個，與使用線錄進行切片加工時在沿著上述線 鋸延伸方向之方向上所測定的值相比，在與上述線鋸之 延伸方向垂直之方向上所測定的值較大。 143186.doc
TW098130244A 2008-09-08 2009-09-08 Substrate, substrate provided with epitaxial layer and methods for manufacturing the substrates TW201012614A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008229445 2008-09-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW201012614A true TW201012614A (en) 2010-04-01

Family

ID=41797210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098130244A TW201012614A (en) 2008-09-08 2009-09-08 Substrate, substrate provided with epitaxial layer and methods for manufacturing the substrates

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8268643B2 (zh)
JP (2) JP5104830B2 (zh)
CN (1) CN102149857A (zh)
TW (1) TW201012614A (zh)
WO (1) WO2010027044A1 (zh)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2415070A4 (en) * 2009-04-01 2012-09-26 Cabot Microelectronics Corp SELF-CLEANING WIRE SAW TYPE APPARATUS AND METHOD
US8690636B2 (en) * 2009-05-26 2014-04-08 Hitachi Cable, Ltd. Compound semiconductor substrate production method
US9583678B2 (en) 2009-09-18 2017-02-28 Soraa, Inc. High-performance LED fabrication
TWI377102B (en) * 2009-11-18 2012-11-21 Ind Tech Res Inst Wire cut electrical discharge machine
DE102010007459B4 (de) * 2010-02-10 2012-01-19 Siltronic Ag Verfahren zum Abtrennen einer Vielzahl von Scheiben von einem Kristall aus Halbleitermaterial
JP5569167B2 (ja) * 2010-06-14 2014-08-13 日立金属株式会社 Ｉｉｉ族窒化物単結晶基板の製造方法
JP5310671B2 (ja) * 2010-08-03 2013-10-09 旭硝子株式会社 磁気記録媒体用ガラス基板及びその製造方法
US8597967B1 (en) * 2010-11-17 2013-12-03 Soraa, Inc. Method and system for dicing substrates containing gallium and nitrogen material
JP2013038116A (ja) * 2011-08-04 2013-02-21 Sumitomo Electric Ind Ltd Ｉｉｉ族窒化物結晶基板の製造方法
US8686431B2 (en) 2011-08-22 2014-04-01 Soraa, Inc. Gallium and nitrogen containing trilateral configuration for optical devices
US9646827B1 (en) 2011-08-23 2017-05-09 Soraa, Inc. Method for smoothing surface of a substrate containing gallium and nitrogen
JP5808208B2 (ja) * 2011-09-15 2015-11-10 株式会社サイオクス 窒化物半導体基板の製造方法
US8912025B2 (en) 2011-11-23 2014-12-16 Soraa, Inc. Method for manufacture of bright GaN LEDs using a selective removal process
US20130144421A1 (en) * 2011-12-01 2013-06-06 Memc Electronic Materials, Spa Systems For Controlling Temperature Of Bearings In A Wire Saw
US9123533B2 (en) 2012-08-10 2015-09-01 Avogy, Inc. Method and system for in-situ etch and regrowth in gallium nitride based devices
KR102103712B1 (ko) * 2012-09-03 2020-04-23 히다찌긴조꾸가부시끼가이사 고경도 재료의 멀티 와이어 쏘에 의한 절단 방법
WO2014097931A1 (ja) 2012-12-17 2014-06-26 三菱化学株式会社 窒化ガリウム基板、および、窒化物半導体結晶の製造方法
CN103114323B (zh) * 2013-02-06 2016-05-25 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种用于GaN单晶衬底的表面抛光方法
WO2014129544A1 (ja) 2013-02-22 2014-08-28 三菱化学株式会社 周期表第１３族金属窒化物結晶およびその製造方法
FR3014342B1 (fr) * 2013-12-06 2016-05-06 Commissariat Energie Atomique Procede d'usinage de piece de forme complexe et de faible epaisseur.
JP2015147293A (ja) * 2014-01-09 2015-08-20 株式会社コベルコ科研 被加工物の切断方法
JP6230112B2 (ja) * 2014-01-17 2017-11-15 旭ダイヤモンド工業株式会社 ウェハの製造方法およびウェハの製造装置
EP3101160B1 (en) 2014-01-28 2019-06-12 Sumitomo Chemical Company, Limited Semiconductor substrate manufacturing method
JP6281312B2 (ja) * 2014-02-20 2018-02-21 株式会社Sumco シリコンウェーハの製造方法
JP6245069B2 (ja) * 2014-05-22 2017-12-13 新日鐵住金株式会社 炭化珪素単結晶インゴットのワイヤー加工方法
JP6444249B2 (ja) * 2015-04-15 2018-12-26 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP6521122B2 (ja) * 2018-02-22 2019-05-29 日本電気硝子株式会社 デバイスの製造方法
JP2019210444A (ja) * 2018-06-01 2019-12-12 博 石塚 高度の不規則形状を有する超砥粒研磨材
JP7231352B2 (ja) * 2018-07-31 2023-03-01 住友化学株式会社 窒化物結晶成長用基板の製造方法
CN108896004B (zh) * 2018-08-01 2020-03-20 中国石油大学(华东) 一种裂缝面粗糙度各向异性表征方法
DE102018221922A1 (de) * 2018-12-17 2020-06-18 Siltronic Ag Verfahren zur Herstellung von Halbleiterscheiben mittels einer Drahtsäge, Drahtsäge und Halbleiterscheibe aus einkristallinem Silizium
CN112847862A (zh) * 2021-02-09 2021-05-28 常州时创能源股份有限公司 一种适用于单晶小硅块的切割方法
JP2022147881A (ja) * 2021-03-24 2022-10-06 アダマンド並木精密宝石株式会社 Ｇａ２Ｏ３系単結晶基板並びにＧａ２Ｏ３系単結晶基板の製造方法
EP4074870B1 (en) * 2021-04-14 2023-05-03 SiCrystal GmbH Monocrystalline sic substrates having an asymmetrical geometry and method of producing same
JP7533354B2 (ja) * 2021-05-20 2024-08-14 信越半導体株式会社 シリコンウェーハの製造方法
WO2023181601A1 (ja) * 2022-03-23 2023-09-28 株式会社トクヤマ Ｉｉｉ族窒化物単結晶の製造方法、およびｉｉｉ族窒化物単結晶成長用基板

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2571488B2 (ja) * 1992-01-14 1997-01-16 信越半導体株式会社 ワイヤーソーによるワークの切断方法及び切断装置
JP2967896B2 (ja) * 1993-06-18 1999-10-25 信越化学工業株式会社 ウエーハの製造方法
JP2842307B2 (ja) 1995-06-30 1999-01-06 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ−ｖ族化合物半導体結晶の切断方法
JP2003041240A (ja) * 2001-05-23 2003-02-13 Fujimi Inc 切断砥粒およびそれを含む切断用組成物、ならびにその組成物を用いたシリコンウェーファーの製造法
JP3801125B2 (ja) * 2001-10-09 2006-07-26 住友電気工業株式会社 単結晶窒化ガリウム基板と単結晶窒化ガリウムの結晶成長方法および単結晶窒化ガリウム基板の製造方法
KR100550491B1 (ko) 2003-05-06 2006-02-09 스미토모덴키고교가부시키가이샤 질화물 반도체 기판 및 질화물 반도체 기판의 가공 방법
JP2005112641A (ja) * 2003-10-03 2005-04-28 Sumitomo Electric Ind Ltd 窒化物半導体基板および窒化物半導体基板の製造方法
JP4232605B2 (ja) 2003-10-30 2009-03-04 住友電気工業株式会社 窒化物半導体基板の製造方法と窒化物半導体基板
JP4525353B2 (ja) * 2005-01-07 2010-08-18 住友電気工業株式会社 Ｉｉｉ族窒化物基板の製造方法
JP2007030155A (ja) * 2005-06-24 2007-02-08 Sumitomo Electric Ind Ltd 窒化物半導体結晶の加工方法
CN1883859A (zh) 2005-06-24 2006-12-27 住友电气工业株式会社 加工氮化物半导体晶体的方法
JP4301251B2 (ja) * 2006-02-15 2009-07-22 住友電気工業株式会社 ＧａＮ結晶基板
JP2008028259A (ja) * 2006-07-24 2008-02-07 Mitsubishi Chemicals Corp 単結晶ＧａＮ基板の製造方法
JP4991229B2 (ja) * 2006-09-22 2012-08-01 信越半導体株式会社 切断方法およびエピタキシャルウエーハの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013032278A (ja) 2013-02-14
US20120319129A1 (en) 2012-12-20
US20110163326A1 (en) 2011-07-07
JP5104830B2 (ja) 2012-12-19
WO2010027044A1 (ja) 2010-03-11
US8592948B2 (en) 2013-11-26
CN102149857A (zh) 2011-08-10
JP2010087486A (ja) 2010-04-15
US8268643B2 (en) 2012-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW201012614A (en) Substrate, substrate provided with epitaxial layer and methods for manufacturing the substrates
TWI463553B (zh) Iii族氮化物結晶及其表面處理方法、iii族氮化物積層體及其製造方法、與iii族氮化物半導體裝置及其製造方法
JP4333820B1 (ja) 化合物半導体基板
TWI386990B (zh) Ｉｉｉ族元素氮化物結晶薄膜之表面處理方法、ｉｉｉ族元素氮化物結晶基底、具磊晶層的ｉｉｉ族元素氮化物結晶基底、及半導體裝置
US9127376B2 (en) Method for manufacturing nitride semiconductor self-supporting substrate and nitride semiconductor self-supporting substrate
JP2008535761A (ja) 歪み、反り、及びｔｔｖが少ない７５ミリメートル炭化珪素ウェハ
WO2009107567A1 (ja) 窒化物半導体ウエハーの加工方法と窒化物半導体ウエハー及び窒化物半導体デバイスの製造方法並びに窒化物半導体デバイス
US20150249122A1 (en) Aluminum Nitride Substrate and Group-III Nitride Laminate
JP2003249466A (ja) シリコンからなる半導体ウェーハ、多数の半導体ウェーハの製造方法及びその使用
EP2748840A2 (en) A semiconductor substrate and method of manufacturing
JP5828993B1 (ja) 複合基板および機能素子
US20230399770A1 (en) Group iii nitride crystal, group iii nitride semiconductor, group iii nitride substrate, and method for producing group iii nitride crystal
JP2006060069A (ja) ＡｌＮ結晶の表面処理方法、ＡｌＮ結晶基板、エピタキシャル層付ＡｌＮ結晶基板および半導体デバイス
JP5767141B2 (ja) 窒化ガリウム基板およびそれを用いた光デバイス
JP5636642B2 (ja) 化合物半導体基板
JP2016074553A (ja) Ｉｉｉ族窒化物半導体単結晶基板の製造方法
JP6620916B1 (ja) 窒化ガリウム結晶基板
JP5668769B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物結晶およびその表面処理方法、ｉｉｉ族窒化物積層体およびその製造方法、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
JP6268505B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物基板およびｉｉｉ族窒化物結晶の製造方法
JP6038237B2 (ja) 窒化ガリウム基板の製造方法
JP2011049610A (ja) ＡｌＮ結晶の表面処理方法、ＡｌＮ結晶基板、エピタキシャル層付ＡｌＮ結晶基板および半導体デバイス
JP2017178765A (ja) Ｉｉｉ族窒化物基板およびｉｉｉ族窒化物結晶の製造方法
JP2010166017A (ja) 化合物半導体基板及び半導体デバイス