TW201607662A - Ｉｉｉ族氮化物基板之製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係提供相關在由複數晶種結晶基板排列形成的晶種結晶基板上，施行結晶成長而製作III族氮化物基板的新穎技術。 本發明的III族氮化物基板之製造方法，係包括有：準備成形為使側面彼此相對向排列之形狀的複數晶種結晶基板之步驟；依使側面彼此相對向排列配置的方式，將複數晶種結晶基板利用接著劑接著於基材上的步驟；依在複數晶種結晶基板的主面上方，朝各主面上方成長的結晶彼此結合而一體化的方式，使III族氮化物結晶成長的步驟；以及獲得由III族氮化物結晶形成的III族氮化物基板之步驟。

Description

III族氮化物基板之製造方法
本發明係關於III族氮化物基板之製造方法。
因為III族氮化物半導體材料的禁制帶寬較大、屬於直接躍遷式(direct transistion type)，因而例如適用於短波長發光元件。近年有使用於藍紫色雷射二極體、或綠色或藍色或白色發光二極體等。
製作III族氮化物半導體之裝置時，並沒有晶格不匹配較小的良好基板材料，自習知起採用藍寶石基板。但是，因為該晶格不匹配不小，因而在藍寶石基板上建立的III族氮化物半導體裝置，被導入每1cm2中108個~1010個左右的差排缺陷。此外，藍寶石基板的電傳導與熱傳導均非常差，藍寶石基板上的III族氮化物裝置效能低。
但是，近年已有實現並流通差排密度每1cm2中105個~106個左右的高品質單晶氮化鎵基板。藉由於電傳導與熱傳導均良好的該基板上進行同質成長，可簡單地獲得呈高效能的裝置。
目前流通的單晶氮化鎵基板幾乎均利用鹵化物氣相磊晶(Halide Vapor Phase Epitaxy：HVPE)法成長於異種基板上，再依照某種方法使其獨立而製作(例如專利文獻1)。
基於此種製法上的實情，單晶氮化鎵基板在製造中容易破裂，較難大口徑化。已知有若在製造中破裂，則使破裂的零件露出主面的相反面而排列，再藉由III族氮化物複晶成長使其再度相連接，俾提升良率的襯底技術(專利文獻2)。
再者，亦已知將複數晶種結晶露出主面而排列，且藉由在其上施行結晶成長，使相鄰零件相互結合而大口徑化的方法(專利文獻3~6)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第4117156號公報
[專利文獻2]日本專利特開2012-56799號公報
[專利文獻3]日本專利第4915128號公報
[專利文獻4]日本專利第5332168號公報
[專利文獻5]日本專利特開2011-63504號公報
[專利文獻6]日本專利特開2012-31028號公報
然而，根據本案發明者的檢討，專利文獻3~6所記載的方法會發生如下述困難處。專利文獻3~5所記載的方法僅單純排列複數晶種結晶片，所以複數晶種結晶片容易偏移，導致較難施行高品質的結晶成長。專利文獻6所記載的方法係為防止複數晶種結晶片偏移，而利用氧化鋁夾具進行固定，但是即使採用此種固定方法，仍較難施行高品質的結晶成長。
本發明一目的係提供相關在由複數晶種結晶基板排列形成的晶種結晶基板上，施行結晶成長而製作III族氮化物基板的新穎技術。
根據本發明一觀點所提供的III族氮化物基板之製造方法，係包括有：準備成形為使側面彼此相對向排列之形狀的複數晶種結晶基板之步驟；依使上述側面彼此相對向排列配置的方式，將上述複數晶種結晶基板利用接著劑接著於基材上的步驟；依在上述複數晶種結晶基板的主面上方，朝各主面上方成長的結晶彼此結合而一體化的方式，使III族氮化物結晶成長的步驟；以及獲得由上述III族氮化物結晶形成的III族氮化物基板之步驟。
藉由在基材上利用接著劑固定位置而排列晶種結晶基板，並施行結晶成長，可輕易地獲得高品質的III族氮化物基板。
10~17、111~122‧‧‧晶種結晶基板
20、125‧‧‧合體晶種結晶基板
30~34、131~138‧‧‧材料基板
40‧‧‧雷射光
50、51‧‧‧基材
52‧‧‧(基材上之)溝渠、凹部
60‧‧‧接著劑
70‧‧‧III族氮化物單晶層
80‧‧‧III族氮化物結晶部
90‧‧‧III族氮化物合體基板
100‧‧‧(晶種結晶基板之)側面
101‧‧‧劈裂面({10-10}面)
901、902‧‧‧合體基板
圖1中，圖1(A)係表示本發明一實施形態的合體晶種結晶基板中，晶種結晶基板的佈局圖組；圖1(B)至圖1(E)係表示實施形態的材料基板及晶種結晶基板之檢料(material picking)圖案的概略平面圖；圖1(F)係表示實施形態的晶種結晶基板之切取步驟的概略剖視圖。
圖2中，圖2(A)及圖2(B)係表示實施形態的合體基板之製作步驟的概略剖視圖。
圖3中，圖3(A)及圖3(B)係表示實施形態的合體基板之製作步驟的概略剖視圖。
圖4中，圖4(A)及圖4(B)係分別表示實施形態的第1變化例及第2變化例的合體基板之製作步驟的概略剖視圖。
圖5中，圖5(A)係表示實施例的合體晶種結晶基板中，晶種結晶基板之佈局圖組；圖5(B)至圖5(G)係表示實施例的材料基板及晶種結晶基板之撿料圖案的概略平面圖。
以下，針對本發明一實施形態的III族氮化物基板之製作方法進行說明。III族氮化物可舉例如一般式AlxInyGa1-x-yN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)所示者。
此處作為一例，係針對在將從4片直徑75mm的III族氮化物基板所切取之複數晶種結晶基板組合形成的晶種結晶基板上，藉由結晶成長，而製作例如直徑100mm大口徑III族氮化物基板的方法進行說明。所謂「大口徑」係指基板直徑例如為100mm以上、或4吋以上。
以下，切取晶種結晶的III族氮化物基板，亦稱為「材料基板」。將複數晶種結晶基板組合(合體)形成的晶種結晶基板，亦稱為「合體晶種結晶基板」。利用在合體晶種結晶基板上結晶成長而製作的III族氮化物基板，亦稱為「合體基板」。
首先，成為材料基板的III族氮化物單晶基板係準備4片市售直徑75mm的(0001)基板或(000-1)基板。從該等材料基板中，撿料出在組合後成為直徑110mm圓板狀形狀的晶種結晶基板。
圖1(A)所示係組合成圓板狀的7片晶種結晶基板11~17之佈局例圖組，利用晶種結晶基板11~17形成合體晶種結晶基板20。圖1(B)至圖1(E)所示分別係4片材料基板31~34的概略平面圖，在材料基板31~34依對應圖1(A)圖組的方式表示晶種結晶基板11~17之撿料圖案(後述雷射切割時的描繪圖案)。另外，有時將晶種結晶基板11~17不個別區分而稱為「晶種結晶基板10」，將材料基板31~34不個別區分而稱為「材料基板30」。
圖1(A)所示係從主面側(表側)觀看合體晶種結晶基板20的圖， 圖1(B)至圖1(E)係從主面的相反側(背側)觀看材料基板31~34的圖。所以，圖1(A)與圖1(B)至圖1(E)中，晶種結晶基板11~17各形狀係反轉表示。
晶種結晶基板11~17分別係形成為除劃定合體晶種結晶基板20外周的圓弧部以外部分，其餘均由正交於<10-10>方向的邊所包圍之形狀。即，晶種結晶基板10的彼此相對向之側面均作成為露出{10-10}面的側面。
本例子中係構成為在合體晶種結晶基板20的中央部，配置由正交於<10-10>方向的6邊所劃定的六角形狀晶種結晶基板11，在晶種結晶基板11的周圍，配置分別鄰接於晶種結晶基板11之6邊的晶種結晶基板12~17的佈局。依對應於此種佈局的方式，在材料基板31上劃定中央晶種結晶基板11。又，以分別鄰接於晶種結晶基板11之相對向之1對邊的晶種結晶基板為1組，在材料基板32上劃定出晶種結晶基板12、13組，在材料基板33上劃定出晶種結晶基板14、15組，在材料基板34上劃定出晶種結晶基板16、17組。
圖1(B)至圖1(E)所示箭頭中，該等各個方向表示主面方位傾斜的方向，該等各個長度係表示主面方位的傾斜程度，提供所謂斜角分佈的示意。
合體晶種結晶基板20中，較佳係依各個晶種結晶基板11~17 的斜角傾斜方向整合於單一方向的方式進行撿料。例如較佳斜角的傾斜方向彼此間之夾角在合體晶種結晶基板20的面內中最大為10°以下。又，各個晶種結晶基板11~17的單體中，斜角最大值與最小值的差較佳最大為0.5°以下。
例如利用雷射切割裝置，沿著如上述的描繪圖案，從材料基板31~34中切取晶種結晶基板11~17。此時，如以下所說明，較佳係從材料基板31~34的背面側(合體晶種結晶基板20的主面之相反側)施行雷射照射(描繪)，並利用劈裂施行分離。
雷射切割時利用雷射照射所形成的切斷面，一般並不會鉛直於主面、而容易形成推拔形狀。具體而言，雷射入射側的開口容易擴大。所以，藉由從背面描繪，具有主面側之開口不會無效地擴大的效果。
再者，在利用雷射照射所形成的切斷面上，存在有曾熔解後再結晶化的非晶狀之加工變質層。所以，相關圓弧部以外的緣部切斷，為能獲得自然端面的劈裂面(此處係指{10-10}面)，較佳係切割殘留部分厚度(例如材料基板厚度的5%~50%)而形成切割溝渠，最終再利用劈裂進行分離。另外，圓弧部以外的邊部亦可利用雷射照射朝基板厚度方向進行全切割。
圖1(F)所示係利用從背面側的雷射光40照射與劈裂，從材料基板30上切取晶種結晶基板10的步驟的概略剖視圖。在所形成的側 面100，於主面側配置劈裂面({10-10}面)101，並切取晶種結晶基板10。
在施行雷射切割時，會大量產生III族氮化物的切割屑粉，並附著於晶種結晶基板10上，在此狀態下會對後述結晶成長造成不良影響。所以，施行除去該切割屑粉的洗淨。洗淨方法較適當為例如利用由鹽酸與過氧化氫水依1比1混合的藥液施行吹泡洗淨。
依如上述，準備成形為使側面彼此相對向排列之形狀的晶種結晶基板11~17。
其次，針對製作合體基板的方法進行說明。圖2(A)至圖3(B)所示係本實施形態的合體基板之製作步驟的概略剖視圖。
參照圖2(A)。在基材50上，依照圖1(A)所示佈局排列晶種結晶基板11~17(複數晶種結晶基板10)。即，依{10-10}面101露出的側面100彼此儘可能無間隙地接近並相對向的方式，排列晶種結晶基板10。此時，在晶種結晶基板10的背面塗佈接著劑60，並依在基材50上的位置被固定的方式排列晶種結晶基板10(依側面100彼此相對向排列配置的方式，利用接著劑60將複數晶種結晶基板10接著於基材50上)。依此，在基材50上形成合體晶種結晶基板20。複數晶種結晶基板10係整合主面的面方位而配置。即，合體晶種結晶基板20的主面全體成為(0001)面、或成為(000-1)面。
於後述結晶成長中，較佳係依在晶種結晶基板10之各主面上方成長的結晶彼此在面內方向結合呈一體化的方式，使側面100彼此相接近而排列晶種結晶基板10。例如所排列晶種結晶基板10的對向邊間之間隙，最寬地方較佳亦為100μm以下、更佳50μm以下。其理由係若間隙過寬，則在後述結晶成長中容易發生結合不良、貫通孔所致。
基材50的材料最好係其線膨脹係數相較於晶種結晶基板10、及構成在其主面上所成長之結晶的III族氮化物之線膨脹係數，為同等或較小者。藉由依此選擇基材50的線膨脹係數，可抑制因後述結晶成長時的升溫而晶種結晶基板10間的間隙擴大的情形。此處，因為主面係(0001)面或(000-1)面，故應考慮的線膨脹係數係平行於主面的面內方向、即<11-20>方向(a軸方向)的線膨脹係數。<11-20>方向的線膨脹係數係例如當GaN的情況為5.59×10-6/K，又例如當AlN的情況為4.15×10-6/K。線膨脹係數相較於該等為同等或較小、且廉價而取得容易、顯現某程度剛性的基材材料，可舉例如：等向性石墨、加熱分解成之石墨(pyrolytic graphite)、矽、石英等。
接著劑60較佳係能承受後述結晶成長時的成長溫度、成長環境，且線膨脹係數接近於III族氮化物者。具體較佳係以二氧化鋯、二氧化矽等為主成分的接著劑，例如市售的Aron Ceramic® C劑、E劑(東亞合成股份有限公司製)。
參照圖2(B)。在接著劑60固化後，將已形成合體晶種結晶基板20的基材50投入於結晶成長裝置、具體而言為氫化物氣相磊晶(HVPE)裝置中。
在防止晶種結晶基板10分解目的下一邊供應NH3氣體，一邊依成為950℃~1100℃範圍內的溫度、更佳1050℃~1100℃範圍內的溫度的方式，使基板溫度升溫。在基板溫度到達目標溫度後，開始供應III族原料氣體，而在厚度方向上成長例如1mm的III族氮化物結晶。依此，從各個晶種結晶基板10的主面成長之結晶彼此在面內方向上完全結合，獲得大口徑的III族氮化物單晶層70。
參照圖3(A)。接著，從基材50使III族氮化物結晶部80(晶種結晶基板10、與所成長之單晶層70的積層部)獨立(分離)。例如當使用加熱分解成之石墨作為基材50的情況，該基材的最表面層成為犧牲層，可輕易施行從基材50的獨立。當使用除此以外的材料基材50時，使用適當的切片機(slicer)，使III族氮化物結晶部80從基材50獨立。另外，固接於已獨立之結晶部80背面的接著劑60，係利用HF水溶液等施行洗淨而除去。
參照圖3(B)。其次，對已獨立的III族氮化物結晶部80施行外徑加工及表背面的研磨加工。特佳係使屬於晶種結晶部的晶種結晶基板10完全除去。依此可獲得具有直徑100mm大口徑的III族氮化物合體基板90。
利用上述實施形態的III族氮化物基板之製作方法，可獲得如下述效果。
此處，作為第1比較形態係在基材上未使用接著劑，而僅排列載置晶種結晶基板的合體晶種結晶基板上，施行結晶成長的情況。第1比較形態係即使非常細心注意地在基材上排列晶種結晶基板以形成合體晶種結晶基板，仍會因將合體晶種結晶基板投入於結晶成長裝置時所生成的衝撃、在結晶成長裝置中為了提升成長均勻性而使合體晶種結晶基板朝面內方向旋轉時所生成的振動、或因原料氣體等氣體的流動而生成的力等，導致各個晶種結晶基板移動，極難在晶種結晶基板彼此適當相對向靠近狀態下進行結晶成長。
結果，在各個晶種結晶基板上成長的結晶彼此之結合不足，導致作為合體基板的強度不夠、或從主面側朝背面側形成貫通孔，終究不產生結合。又，當相對向之邊彼此的平行度變差的情況，在合體結合區域產生極高密度的缺陷，不僅成為產生龜裂與貫通孔的原因，為了緩和因此所產生的應力，導致所有的晶種結晶基板之主面不可能存在於同一平面上。
即，第1比較形態中，因各個晶種結晶基板的偏移，而導致所完工的結晶特性與形狀容易每次相異，常有無法獲得大口徑基板的情況。即使幸運地形成大口徑基板，仍會形成貫通孔、或極高密度缺陷集中區域。亦有研磨加工困難、或無法降低研磨加工後之斜角變動的問題。
再者，作為第2比較形態，係在基材上未使用接著劑而排列晶種結晶基板，再從外周利用夾具予以固定的合體晶種結晶基板，對其上面施行結晶成長的情況。為了使複數晶種結晶基板完全不偏移而予以固定時，至少在室溫下，朝所排列之晶種結晶基板的排列方向全體地施加壓力。如此，在結晶成長溫度時，因熱膨脹的影響導致壓力增加，造成引發晶種結晶基板的配列崩潰、或主面不可能存在於同一平面上、或數個晶種結晶基板發生脫落或龜裂，甚至此時所產生的微塵附著於主面上，並結合成長於晶種結晶上，結果導致對所獲得基板的品質造成明顯不良影響的問題發生。
另一方面，實施形態係藉由利用接著劑將晶種結晶基板黏貼於基材上，而劃定晶種結晶基板的位置，形成合體晶種結晶基板。藉此，即使施行將合體晶種結晶基板導入於成長裝置內的步驟、從室溫升溫至成長溫度的步驟、使合體晶種結晶基板在成長裝置內旋轉的步驟等，晶種結晶基板的配置仍不偏移，且亦能抑制對晶種結晶基板間施加過度的壓力，而使在晶種結晶基板彼此適當接近相對向狀態下施行的結晶成長變得容易。結果不會有從主面貫穿至其相反面的孔出現，橫跨主面全面所出現斜角的最大值與最小值的差在0.5°以內，可良率佳地輕易製作例如直徑達100mm以上大口徑的高品質III族氮化物基板。
作為第3比較形態，係晶種結晶基板彼此之相對向的側面亦含有{10-10}面以外之面的構造。第3比較形態中，在晶種結晶基板的 角部彼此接近處(相關實施形態係與圖1(A)所例示位置21為同樣位置處)，晶種結晶基板上所成長的結晶彼此之結合容易不完全，且容易殘留貫穿表背面的孔。
另一方面，實施形態中，晶種結晶基板彼此僅依{10-10}面露出的側面呈相對向的方式，劃定晶種結晶基板形狀。藉此，可抑制於晶種結晶基板的角部彼此接近處(圖1(A)所例示位置21)形成貫通孔等不良情況發生。
其次，針對上述實施形態之第1變化例的III族氮化物基板之製作方法進行說明。圖4(A)所示係本變化例的合體基板之製作步驟的概略剖視圖。以下主要針對與上述實施形態間之差異處進行說明。
圖4(A)所示係在基材51上排列複數晶種結晶基板10的步驟，對應於上述實施形態中參照圖2(A)所說明的步驟。在將晶種結晶基板10在背面塗佈接著劑60並排列時，若接著劑60的量過多，有多餘的接著劑60從晶種結晶基板10彼此的間隙滲出於主面側的可能性。
在本變化例的基材51上，係沿著晶種結晶基板10彼此相鄰接的緣部，形成用於使多餘接著劑60流入的溝渠52。本變化例係藉由使用具有此種溝渠52的基材51，可抑制從相鄰接晶種結晶基板10彼此間滲出接著材60的情形。另外，即使未形成連續的溝渠形 狀，若至少在相鄰接晶種結晶基板10彼此之間，形成用於使多餘接著劑60流入的凹部，則仍可產生同樣的效果。本變化例的其餘步驟均係與上述實施形態同樣，本變化例亦同樣地可達到輕易形成高品質合體基板的效果。
其次，針對上述實施形態第2變化例的III族氮化物基板之製作方法進行說明。圖4(B)所示係本變化例的合體基板之製作步驟的概略剖視圖。以下主要針對與上述實施形態間之差異進行說明。
上述實施形態係針對從所成長之III族氮化物單晶層70獲得1片合體基板90的例子(參照圖3(B))進行說明，但如圖4(B)所示本變化例，將較厚地(例如10mm左右)成長的III族氮化物單晶層70(與厚度方向呈交叉)施行切片，亦可獲得複數片合體基板901、902等。
再者，亦可舉例如以下的其他實施形態。上述實施形態中，針對將角部形狀設為由{10-10}面包圍之六角形角部狀的晶種結晶基板形狀之例進行說明。但是，晶種結晶基板形狀並不僅侷限於此，亦可將角部形狀設為由{10-10}面包圍的正三角形之角部狀之形狀。此種晶種結晶基板形狀仍可獲得抑制在晶種結晶基板的角部彼此接近處形成貫通孔等的效果。
再者，上述實施形態係例示製作例如直徑達100mm以上(或直徑達4吋以上)的大口徑合體基板之情況，但亦可製作較小直徑的合體基板。又，在形成合體晶種結晶基板時，晶種結晶基板的撿料 方式並不侷限上述實施形態所例示的佈局。各個晶種結晶基板亦可從例如直徑2吋以下的基板製作。另外，視需要亦可製作圓板狀以外之外形的合體基板。
[實施例] [實施例]
材料基板係準備市售直徑2吋、厚度400μm的GaN(0001)基板計8片。圖5(A)所示係組合為直徑110mm圓板狀的12片晶種結晶基板111~122之佈局圖組；圖5(B)至圖5(G)所示係在8片材料基板131~138上劃定的晶種結晶基板111~122之撿料圖案(描繪圖案)的概略平面圖。各個晶種結晶基板111~122係設為除劃定圓板狀合體晶種結晶基板125外周的圓弧部以外，其餘均由正交於<10-10>方向的邊所包圍之形狀。
另外，與上述實施形態所說明同樣地，表示合體晶種結晶基板125的圖5(A)係圖示主面側，表示材料基板131~138的圖5(B)至圖5(G)係圖示主面的相反側，圖5(A)、與圖5(B)至圖5(G)中的晶種結晶基板111~122形狀係反轉圖示。又，圖5(B)至圖5(G)中的箭頭係與圖1(B)至圖1(E)的說明同樣，提供斜角分佈的示意。
對材料基板131~138藉由從主面之相反側的面施行雷射照射(描繪)而進行雷射切割，獲得晶種結晶基板111~122。更具體而言，施行如下述處理。雷射光係使用波長532nm、輸出5W者。經依2mm/s的饋進速度重寫該描繪圖案計5次，結果挖掘出深350μm 的溝渠。利用劈裂切取由該圖案定義形狀的晶種結晶基板111~122，使其由材料基板131~138獨立出。然後，在除去因切斷所衍生的切割屑粉等之目的下，利用由鹽酸與過氧化氫水的1比1混合液進行洗淨，經水洗後再利用N2吹氣而使乾燥。
其次，將晶種結晶基板111~122以(0001)面朝上，在直徑110mm圓板狀之由加熱分解成之石墨構成的基材上，使用Aron Ceramic C劑，依盡量無間隙的方式緊密地依如圖5(A)所示佈局貼附，形成合體晶種結晶基板125。此時，斜角的傾斜方向係整合於單一方向。將依圖5(B)至圖5(G)所示圖案切取的晶種結晶基板111~122，依圖5(A)所示佈局排列，可使傾斜方向相同。接著劑係經24小時自然乾燥後，再依90℃進行1小時乾燥，進而依150℃進行1小時乾燥而固化。在此利用光學顯微鏡觀察各零件間的間隙，結果確認到最寬處亦為42μm。
然後，將已形成合體晶種結晶基板125的基材投入於HVPE裝置中。依防止晶種結晶分解之目的一邊供應NH3氣體，一邊升溫至1070℃。然後，將GaCl氣體的供應分壓設為3.2kPa，將NH3氣體的供應分壓設為13kPa，在H2/N2混合環境下施行結晶成長。此時，H2組成係設為20%。經5小時成長，形成厚度1.2mm的同質磊晶層，進而從相鄰晶種結晶所成長的同質磊晶層彼此完全結合，獲得直徑110mm的GaN結晶。
從基材的加熱分解成之石墨，最表面層成為犧牲層，可輕易地 施行成長後的結晶獨立。雖在於獨立的結晶背面固接著接著劑成分，但經在HF20%水溶液中浸漬2小時後，結果可完全地除去該成分。
然後，施行已獨立結晶的外徑加工及表背面研磨加工。依如上述獲得直徑100mm的大口徑III族氮化物基板。利用目視及光學顯微鏡確認到全面均無貫通孔。針對主面的面方位分佈，藉X射線繞射法在<10-10>方向、及<11-20>方向上依5mm間距進行評價。結果，斜角的最大值與最小值的差係0.2°。
[比較例1]
比較例1不同於實施例之處在於：將晶種結晶基板未使用接著劑而配置於基材上，並從外周利用氧化鋁製夾具予以固定。然後，利用同質磊晶成長進行合體成長。結果，在各個晶種結晶基板上成長的結晶合體為馬賽克狀，並未在同一平面上合體。又，散見著結合不足的地方，並複數形成貫通孔。又，在氧化鋁製夾具上生成的複晶GaN、與從晶種結晶基板開始成長的結晶GaN間發生固接，在外周部出現高密度的龜裂。針對依此獲得的比較例1之結晶，並無法施行接著後續的加工。
[比較例2]
比較例2不同於實施例之處在於：將晶種結晶基板未使用接著劑，僅單純排列於結晶成長裝置的基座上，並施行利用同質磊晶成長進行的合體成長。雖亦有幸運結合的晶種，但面內旋轉則結合不 完全(亦形成貫通孔)，大多數係間隙過寬而無法結合者。所以，無法取得圓形的大口徑結晶。
以上沿用實施形態及實施例，針對本發明進行說明，惟本發明並不侷限於該等。例如可進行各種變更、改良、組合等，此乃熟習此技術者可輕易思及。
10‧‧‧晶種結晶基板
20‧‧‧合體晶種結晶基板
50‧‧‧基材
60‧‧‧接著劑
70‧‧‧III族氮化物單晶層
100‧‧‧(晶種結晶基板之)側面
101‧‧‧劈裂面({10-10}面)

Claims (10)

  1. 一種III族氮化物基板之製造方法，係包括有：準備成形為使側面彼此相對向排列之形狀的複數晶種結晶基板之步驟；依使上述側面彼此相對向排列配置的方式，將上述複數晶種結晶基板利用接著劑接著於基材上的步驟；依在上述複數晶種結晶基板的主面上方，朝各主面上方成長的結晶彼此結合而一體化的方式，使III族氮化物結晶成長的步驟；以及獲得由上述III族氮化物結晶形成的III族氮化物基板之步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之III族氮化物基板之製造方法，其中，上述基材的材料係選擇相較於上述晶種結晶基板及上述III族氮化物結晶，平行於主面之方向的線膨脹係數相等或較小者。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之III族氮化物基板之製造方法，其中，上述晶種結晶基板及上述III族氮化物結晶係由一般式AlxInyGa1-x-yN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)所示III族氮化物形成。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之III族氮化物基板之製造方法，其中，上述接著劑係以二氧化鋯或二氧化矽為主成分的接著劑。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之III族氮化物基板之製造方法，其中，上述複數晶種結晶基板的上述主面係(0001)面或(000-1)面，使上述複數晶種結晶基板相互相對向的上述側面全部係露出{10-10}面的側面。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之III族氮化物基板之製造方法，其中，上述準備複數晶種結晶基板的步驟，係包括有：從複數材料基板，利用雷射切割切取上述複數晶種結晶基板的步驟；以及對經利用雷射切割切取的上述複數晶種結晶基板施行洗淨的步驟。
  7. 如申請專利範圍第6項之III族氮化物基板之製造方法，其中，上述利用雷射切割切取複數晶種結晶基板的步驟係包括有：從上述晶種結晶基板之主面之相反側，對上述材料基板照射雷射光，而將上述材料基板朝厚度方向進行全切割，或者殘留上述材料基板之一部分厚度而形成切割溝渠的步驟；在殘留上述材料基板之一部分厚度而形成切割溝渠的情況，進一步包括有：從上述材料基板利用劈裂而分離上述晶種結晶基板的步驟。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之III族氮化物基板之製造方法，其中，上述將複數晶種結晶基板接著於上述基材上的步驟中，使上述側面彼此依間隙最大為100μm以下的方式靠近。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之III族氮化物基板之製造方法，其中，上述準備複數晶種結晶基板的步驟，係依上述複數晶種結晶基板各自之斜角的最大值與最小值的差最大為0.5°以下的方式，準備上述複數晶種結晶基板；上述將複數晶種結晶基板接著於上述基材上的步驟，係依在上述基材上排列的複數晶種結晶基板面內，斜角之傾斜方向彼此間的夾角最大為10°以下的方式，排列上述複數晶種結晶基板。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之III族氮化物基板之製造方法，其中，上述基材係在相鄰接配置的上述晶種結晶基板彼此間之間形成凹部。
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