TW202130863A - Ｉｉｉ族氮化物單晶基板及其製造方法 - Google Patents

Ｉｉｉ族氮化物單晶基板及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202130863A
TW202130863A TW109145969A TW109145969A TW202130863A TW 202130863 A TW202130863 A TW 202130863A TW 109145969 A TW109145969 A TW 109145969A TW 109145969 A TW109145969 A TW 109145969A TW 202130863 A TW202130863 A TW 202130863A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
single crystal
nitride single
main surface
group iii
Prior art date
Application number
TW109145969A
Other languages
English (en)
Inventor
永島徹
Original Assignee
日商德山股份有限公司
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 日商德山股份有限公司 filed Critical 日商德山股份有限公司
Publication of TW202130863A publication Critical patent/TW202130863A/zh

Links

Images

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
    • C30B29/38—Nitrides
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/34—Nitrides
    • 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
    • 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
    • C30B33/00—After-treatment of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined 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
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02013—Grinding, lapping
    • 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
    • H01L21/02002—Preparing wafers
    • H01L21/02005—Preparing bulk and homogeneous wafers
    • H01L21/02008—Multistep processes
    • H01L21/0201—Specific process step
    • H01L21/02024—Mirror polishing
    • 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
    • H01L21/02389—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
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

一種III族氮化物單晶基板，具有：第1主面，及與該第1主面為相反側之第1背面，基板的第1主面的曲率半徑的絕對值為10m以上，基板的第1主面的中心之晶格面的曲率半徑的絕對值為10m以上，基板的第1主面的中心之低角入射面的X線搖擺曲線(rocking curve)的1/1000強度寬幅為1200秒以下。

Description

ＩＩＩ族氮化物單晶基板及其製造方法
本發明係關於供使發光裝置或電子裝置等的元件層成長之用的最佳的高品質的III族氮化物單晶及其製造方法。
氮化鋁、氮化鎵、氮化銦等III族氮化物半導體可以形成任意組成的混晶半導體，藉由該混晶組成，可以改變能帶間隙之值。亦即，藉由使用III族氮化物半導體結晶，原理上可以製作出從紅外光到紫外光之寬廣範圍的發光元件。特別是近年來，竭力進行使用鋁系III族氮化物半導體(主要是氮化鋁鎵混晶)之發光元件的開發。
現在，於III族氮化物半導體發光元件的製造，作為基板由結晶品質、紫外光透過性、量產性或成本的觀點來看一般採用藍寶石基板。但是，在藍寶石基板上使III族氮化物成長的情形，會因為藍寶石基板與形成半導體層積膜的III族氮化物(例如氮化鋁鎵等)之間的晶格常數或熱膨脹係數等的不同，而產生結晶缺陷(錯合差排，misfit dislocation)或龜裂等，而成為元件的發光性能降低的原因。因此，以採用晶格常數接近於半導體層積膜的晶格常數，且熱膨脹係數接近於半導體層積膜的熱膨脹係數的基板為較佳。因此，作為形成前述鋁系III族氮化物半導體的基板，可以適宜地使用氮化鋁或氮化鋁鎵等III族氮化物單晶基板。
作為前述III族氮化物單晶基板之製造方法，已知有昇華(PVT:Physical Vapor Transport)法、有機金屬氣相成長(MOCVD:Metalorganic Chimical Vapor Deposition)、氫化物氣相磊晶(HVPE:Hydride Vapor Phase Epitaxy)等氣相成長法(參照專利文獻1)。PVT法，是使固體的III族氮化物在高溫昇華，在下底基板(基座基板)上析出而使單晶成長的方法。PVT法能夠以高成長速度成長出厚膜這點是有利的。另一方面，MOCVD法、HVPE法，是在下底基板上藉由使III族原料氣體與氮源氣體(例如氨氣)反應而製造單晶的方法，可得到高純度的III族氮化物單晶這點是有利的。此外，還有鈉助熔劑法或氨熱(ammonothermal)法等液相法之III族氮化物單晶基板之製造方法係屬已知。
作為藉由前述製造方法得到的III族氮化物單晶基板的課題，可以舉出單晶基板自身的曲率半徑的大小，或者基板中的曲率半徑的離散。此處所說的曲率半徑，包含III族氮化物單晶的晶格面的曲率半徑，與III族氮化物單晶基板的元件成長表面(以下亦稱為「III族氮化物單晶的主面」)的曲率半徑雙方。前述III族氮化物單晶的晶格面的曲率半徑，因晶格面的翹曲而變小，顯示該晶格面的彎曲的大小。此外，前述III族氮化物單晶的主面的曲率半徑，因該主面表面的翹曲而變小，顯示該表面的彎曲的大小。這些的曲率半徑小的情形，該III族氮化物單晶的晶格面，及/或主面表面大幅彎曲，所以III族氮化物單晶基板表面的偏角(off-angle)的離散，或形成於III族氮化物單晶基板上的裝置層的品質的離散會受到影響。例如，會發生用於發光元件層的氮化鋁鎵之組成的離散，或表面粗糙度的離散，結果，成為發光元件的發光波長離散，輸出性能降低，及/或生產率降低的原因。
因此，提出了改善曲率半徑的III族氮化物單晶及其結晶成長方法。例如，於專利文獻2，提出了改良研磨方法改善III族氮化物單晶基板表面形狀的曲率半徑。此外，例如於專利文獻3，提出了把GaAs單晶基板作為初期基板使用而製造的具有一定曲率半徑的III族氮化物單晶基板。此外，例如於專利文獻4，提出了把藍寶石單晶基板作為初期基板使用而製造的改善了平行於基板面內的特定結晶軸的方向之曲率半徑的III族氮化物單晶基板。然而，GaAs及藍寶石不是III族氮化物，所以GaAs單晶基板或藍寶石單晶基板作為初期基板使用而製造的III族氮化物單晶基板，在其結晶品質方面是不利的。近年來，期待更高品質的單晶，所以提出了將III族氮化物單晶作為初期基板使用而製造的改善晶格面及主面雙方的曲率半徑而且改善III族氮化物單晶基板的背面的平坦性之III族氮化物單晶基板(參照專利文獻5)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2016-094337號公報 [專利文獻2]日本專利第3581145號公報 [專利文獻3]日本專利第5093127號公報 [專利文獻4]日本特開2019-112266號公報 [專利文獻5]日本特開2018-078260號公報
[發明所欲解決之課題]
如此，用於III族氮化物半導體的製造之III族氮化物單晶基板，可以在初期基板上藉由習知的結晶成長方法使III族氮化物單晶層成長之後，因應於需要由初期基板分離III族氮化物單晶層，進而研磨處理III族氮化物單晶層的表面，及III族氮化物單晶層或初期基板的背面而得。接著，使用晶格面及主面雙方的曲率半徑被改善且基板背面的粗糙度也被改善的III族氮化物單晶基板，於該基板上製造III族氮化物半導體發光元件，可以抑制得到的發光元件的性能離散同時提高輸出性能。
然而，由本案發明人等的檢討，查明了即使根據前述方法製造III族氮化物單晶基板，也會在製造批次之間產生晶格面及主面的曲率半徑的離散，而得到晶格面及主面的一方或雙方的曲率半徑小的III族氮化物單晶基板的情形。這樣的基板，III族氮化物單晶基板面內的偏角分佈的離散變大，所以不適於作為供製造元件性能的離散程度很小的III族氮化物發光元件之用的基板。此外，使用這樣的III族氮化物單晶基板製造III族氮化物半導體層時，III族氮化物單晶基板上的III族氮化物半導體層發生晶格緩和，於該III族氮化物半導體層發生差排，導致包含於III族氮化物半導體層的差排比包含於III族氮化物單晶基板的差排還大幅增加的現象偶爾會被觀察到。
本發明的目的在於提供供使高性能的發光裝置或電子裝置等的鋁系III族氮化物半導體元件層成長之用的合適的高品質的III族氮化物單晶及其製造方法。 [供解決課題之手段]
本案發明人等，首先針對III族氮化物單晶基板的晶格面及主面的曲率半徑產生離散，而得到晶格面及主面的一方或雙方的曲率半徑小的III族氮化物單晶基板，測定了該基板的X線搖擺曲線，及差排密度。然而，於任意要測定的基板，X線搖擺曲線半峰全幅值及差排密度與良品比為相同程度之值，不是會影響裝置性能之值。由此，查明了前述曲率半徑的離散，不是在藉由晶體成長法製造III族氮化物單晶的情形所產生的。
其次，針對製造前述III族氮化物半導體層時之III族氮化物半導體層的晶格緩和的發生原因進行檢討時，查明了前述晶格緩和的發生，受到III族氮化物單晶基板的表面附近的結晶排列的影響，該結晶排列高度均勻化的III族氮化物單晶基板上使III族氮化物半導體層成長的情形，前述晶格緩和的發生會被抑制。而獲得這樣的晶格排列高度均勻化的III族氮化物單晶基板，主面的低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅在特定範圍以下之知識。
本案發明人等，接著檢討可以抑制III族氮化物半導體層發生晶格緩和的III族氮化物單晶基板之製造方法。著眼於藉由晶體成長法製造III族氮化物單晶之後，為了使成長表面的平滑化，而進行該表面的研削與研磨這點，詳細檢討了這些加工方法。於專利文獻5，記載了組合研削與研磨而加工III族氮化物單晶的表面及背面等雙面，得到III族氮化物單晶基板。專利文獻5記載的加工方法，主要著眼於III族氮化物單晶基板的成長表面(亦即主面)的表面粗糙度及與主面相反側的背面之表面粗糙度。本案發明人等檢討的結果，查明了專利文獻5記載的加工方法，關於基板的主面及背面的表面粗糙度可以毫無問題地得到所要的表面粗糙度，另一方面，得到的III族氮化物單晶基板的晶格面及基板表面的曲率半徑會產生離散。
根據前述知識，本案發明人等，於專利文獻5記載的方法，著眼於III族氮化物單晶基板的主面及背面的研磨加工後的研磨狀態。特別是著眼於III族氮化物單晶基板在研磨加工背面側之前的III族氮化物單晶的狀態，藉由X線搖擺曲線測定詳細地調查研磨前後的主面及背面的表面狀態時，發現了在實施最終的研磨修整之前的狀態，主面及背面之平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的峰寬幅之比值收斂於特定範圍內，接著，進行研磨直到主面的低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅成為在特定範圍內，可以安定地得到晶格面及主面雙方的曲率半徑都有所改善之III族氮化物單晶基板，而且，於III族氮化物單晶基板上製造III族氮化物半導體層時之III族氮化物半導體層的晶格緩和也被抑制。
本發明包含以下[1]～[11]之實施型態。 [1] 一種III族氮化物單晶基板，具有：第1主面，及與該第1主面為相反側之第1背面，前述基板的第1主面的曲率半徑的絕對值為10m以上，前述基板的第1主面的中心之晶格面的曲率半徑的絕對值為10m以上，前述基板的第1主面的中心之低角入射面的X線搖擺曲線(rocking curve)的1/1000強度寬幅為1200秒以下。
[2] 如[1]之III族氮化物單晶基板，前述基板的第1主面的曲率半徑的絕對值為15m以上。
[3] 如[1]或[2]之III族氮化物單晶基板，前述基板的第1主面的中心之晶格面的曲率半徑的絕對值為15m以上。
[4] 如[1]～[3]之任一之III族氮化物單晶基板，前述基板的第1主面的中心之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1000秒以下。
[5] 如[1]～[4]之任一之III族氮化物單晶基板，由前述III族氮化物單晶基板的第1主面側所見之平面視圖之第1主面的全範圍之晶格面的曲率半徑的絕對值為10m以上，該基板的第1主面的全範圍之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1200秒以下。
[6] 如[1]～[5]之任一之III族氮化物單晶基板，前述III族氮化物單晶基板的主面為(001)面，前述基板的主面的中心之低角入射面為(103)面。
[7] 如[1]～[6]之任一之III族氮化物單晶基板，前述III族氮化物單晶基板，為具有：具有第2主面，以及與該第2主面為相反側之第2背面之III族氮化物單晶下底基板，以及被層積於前述III族氮化物單晶下底基板的前述第2主面上之與該下底基板同種的III族氮化物單晶層之III族氮化物單晶層積體。
[8] 如[1]～[7]之任一之III族氮化物單晶基板，前述III族氮化物單晶為氮化鋁單晶。
[9] 如[8]之III族氮化物單晶基板，前述第1主面為鋁面。
[10] 一種III族氮化物單晶基板之製造方法，依序包含：(1)準備具有第1主面，以及與該第1主面為相反側之第1背面之III族氮化物單晶的步驟，(2)研削在前述步驟(1)得到的III族氮化物單晶的前述第1主面的表面，以及前述第1背面的表面的步驟，(3)研磨在前述步驟(2)得到的III族氮化物單晶的前述第1主面的表面，以及前述第1背面的表面的步驟；前述步驟(3)，依序包含：(3-1)以使前述III族氮化物單晶的第1主面的中心之平行於第1主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅wmain ，與該單晶的第1背面的中心之平行於第1主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅wback 之比wmain /wback 成為0.5～10的方式進行研磨，得到III族氮化物單晶前驅基板的步驟，(3-2)以使前述步驟(3-1)所得到的III族氮化物單晶前驅基板的第1主面的中心之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1200秒以下的方式，進行研磨的步驟。
[11] 如[10]之III族氮化物單晶基板之製造方法，前述(1)準備步驟，包含在具有第2主面，以及與該第2主面為相反側之第2背面的III族氮化物單晶下底基板的前述第2主面上，藉由氣相沉積法層積與該下底基板同種的III族氮化物的單晶層的步驟。 [發明之效果]
本發明之III族氮化物單晶基板，低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅在特定範圍內。該1/1000強度寬幅，顯示III族氮化物單晶的基板表面附近之結晶排列的秩序性。亦即，該1/1000強度寬幅較小之本發明的III族氮化物單晶基板，基板表面附近之結晶排列接近於完全結晶，差排密度很小。進而本發明之III族氮化物單晶基板，主面的曲率半徑及主面中心之晶格面的曲率半徑很大。藉此，基板面內之偏角的離散變小，所以可以提高在III族氮化物單晶基板上製造的發光元件或電子裝置等之III族氮化物半導體元件的品質及生產率的安定性。進而，根據本發明的III族氮化物單晶基板，也抑制在III族氮化物單晶基板上成長III族氮化物半導體元件層時的晶格緩和，所以，可以抑制III族氮化物半導體元件的性能的離散，以及提高III族氮化物半導體元件的生產率。
以下，參照圖式進而詳細說明本發明之實施型態。但，本發明並不僅以這些型態為限。又，圖式未必反映正確的尺寸。此外，在圖式亦有省略部分符號的情形。於本說明書，在沒有特別聲明時，關於數值A及B之「A～B」之標記意味著「A以上B以下」。於相關的標記，僅對數值B賦予單位的情形，該單位也適用於數值A。於本說明書，「或」及「或者」之用語，在沒有特別聲明時意味著邏輯和。於本說明書，針對要素E1 及E2 ，「E1 及/或E2 」的標示與「E1 、或E2 、或者這些的組合」是等價的，針對N個要素E1 、…、Ei 、…、EN (N為3以上的整數)，「E1 、…、及/或EN 」的標示，與「E1 、…、或Ei 、…、或EN 、或者這些的組合」(i為滿足1＜i＜N的所有整數為值域的變數)是等價的。於本說明書，針對元素所謂「III族」意味著週期表第13族的元素。於本說明書，所謂「X線搖擺曲線」意味著「X線歐米茄(ω)搖擺曲線」。此外，於本說明書，所謂「半峰全幅值」，在沒有特別聲明時意味著半峰全寬。
＜1. III族氮化物單晶基板＞ 本發明之III族氮化物單晶基板(以下稱為「III族氮化物單晶基板」或簡稱「基板」)，具有：第1主面，及與該第1主面為相反側之背面，前述基板的第1主面的曲率半徑的絕對值為10m以上，前述基板的第1主面的中心之晶格面的曲率半徑的絕對值為10m以上，前述基板的第1主面的中心之低角入射面的X線搖擺曲線(rocking curve)的1/1000強度寬幅為1200秒以下。藉著在這樣的III族氮化物單晶基板上層積成為裝置之III族氮化物半導體層，可以提高製造的發光元件或電子裝置等之III族氮化物半導體元件的品質及生產率的安定性。於本說明書，所謂「低角入射面」是指X線入射角度對表面為12˚以下之繞射面。
於本說明書，III族氮化物單晶基板之主面(第1主面)，為III族氮化物單晶基板之面，是在其上被層積成為裝置之III族氮化物半導體層之面，也稱為結晶成長面。此外，前述III族氮化物單晶基板，具有與該主面相反側的背面。
於一實施型態，本發明之III族氮化物單晶基板，可以是具備下底基板，與被層積於該下底基板的主面(第2主面)上的III族氮化物單晶層之III族氮化物單晶層積體。此情形，III族氮化物單晶層的主面為III族氮化物半導體基板的主面(第1主面)，下底基板的背面(第2背面)是III族氮化物單晶基板的背面(第1背面)。
III族氮化物單晶基板的成長面可以是c面((001)面)、a面((110)面)、m面((100)面)之任一。III族氮化物單晶基板的成長面為c面的情形，平行於主面的低指數繞射面為(002)面，低角入射面為(103)面。III族氮化物單晶基板的成長面為a面的情形，平行於主面的低指數繞射面為(110)面，低角入射面為(114)面。此外，III族氮化物單晶基板的成長面為m面的情形，平行於主面的低指數繞射面為(100)面，低角入射面為(106)面。藉由使基板的狀態，滿足關於本發明規定的低角入射面的X線搖擺曲線的要件，較佳為進而滿足關於平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線之要件，可以提供不會影響III族氮化物單晶基板的成長面的面指數，而適於成長被製造高性能的發光裝置或電子裝置等的半導體元件的鋁系III族氮化物半導體元件層之用的高品質的III族氮化物單晶基板。
III族氮化物單晶基板的成長面，亦即主面，從容易獲得大直徑的III族氮化物單晶基板的觀點來看，以c面((001)面)為佳。
III族氮化物單晶基板為包含下底基板與III族氮化物單晶層的層積體的情形，被層積於下底基板上的該III族氮化物單晶層的主面之曲率半徑，及該主面的中心之晶格面的曲率半徑，及該主面的中心之低角入射面的X線搖擺曲線之1/1000強度寬幅只要滿足前述範圍即可。
於本說明書，III族氮化物單晶基板之主面的中心以下述方式決定。主面的形狀具有旋轉對稱性的情形，主面的旋轉對稱軸的位置為主面的中心。作為具有旋轉對稱性的形狀之例，可以舉出圓及正多角形(例如正六角形等)。於一實施型態，III族氮化物單晶基板的形狀，為圓或正多角形，或者部分扭曲的圓或者部分扭曲的正多角形。作為部分扭曲的圓與正多角形之例，可以舉出部分缺口的圓及正多角形。主面具有的缺口(亦即設於基板的缺口)之例，可以舉出定向平面(orientation flat)等。
主面為部分扭曲的圓而不具有旋轉對稱性的情形，原來的圓的中心為主面的中心。原來的圓，可以看成是其外周部之中與主面的外周部重疊的部分的總長為最長之圓。又，原來的圓的中心，可以看成是由主面的外周部往對向的外周部拉的直線之中最長的2條線的交點。
主面為部分扭曲的多角形而不具有旋轉對稱性的情形，原來的正多角形的中心為主面的中心。原來的正多角形，可以看成是其外周部之中與主面的外周部重疊的部分的總長為最長之正多角形。
於本說明書，III族氮化物單晶基板的「主面之全範圍」意味著該基板被載置於水平的(亦即與鉛直方向正交的)平面時，由主面中心的上方觀察該基板的情形(平面俯視)觀察到的主面的全體。於平面俯視，亦有於主面外周部的外周側可以觀察該基板的側面的情形，但基板的側面不包含於前述「主面之全範圍」。
構成III族氮化物單晶基板的III族氮化物之例，可以舉出氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)、氮化鋁鎵(AlGaN)等公知的III族氮化物。本發明的III族氮化物單晶基板，由有用於發光元件的製造的觀點來看以GaN單晶基板，或AlN單晶基板為佳，特別是由有用於作為深紫外光LED之製造用的基板這點來看，以AlN單晶基板為特佳。
此外，本發明之III族氮化物單晶基板，為具備III族氮化物單晶下底基板，與被層積於該下底基板上的III族氮化物單晶層的層積體的情形，構成該下底基板的III族氮化物，與被層積於該下底基板上的III族氮化物單晶層的III族氮化物，以係同種的III族氮化物為佳。從前，製造III族氮化物單晶的層積體之方法，採用藉由在下底基板上磊晶成長而層積III族氮化物單晶層的方法。在下底基板上使與該下底基板不同的III族氮化物的單晶層成長的異質磊晶成長，不僅會因為下底基板與III族氮化物單晶層之間的晶格常數以及熱膨脹係數之差，於被成長的III族單晶成長層大量發生差排，而且在III族氮化物單晶層中有蓄積殘留應變的傾向。在III族氮化物單晶層蓄積殘留應變的話，所得到的層積體(III族氮化物單晶基板)的主面及/或晶格面的曲率半徑有惡化的傾向。對此，在下底基板上使與該下底基板相同的III族氮化物的單晶層成長的同質磊晶成長，下底基板與成長的III族氮化物單晶層之間晶格常數與熱膨脹係數不產生差異，所以III族氮化物單晶層可以繼承下底基板的結晶品質而成長，亦即可以得到高品質的III族氮化物單晶所以較佳。
III族氮化物單晶基板，具有III族元素極性面與氮極性面。例如，III族氮化物為AlN的情形，III族元素極性面為鋁面。本發明之III族氮化物單晶基板的主面，亦可為III族元素極性面，亦可為氮極性面。但是，由獲得適於裝置製作的梯狀階地構造的表面的觀點來看，III族氮化物單晶基板的主面以III族元素極性面(例如III族氮化物為AlN的情形為鋁面)為較佳。
III族氮化物單晶基板的主面的面方位沒有特別限制，本發明在III族氮化物單晶基板的主面為c面、m面、或者a面的情形特別發揮功效。主面為c面的情形，主面亦可為III族元素極性面(以下亦稱為「+c面」)，亦可為氮極性面(以下亦稱為「-c面」)。
III族氮化物單晶基板，以結晶成長面朝向鉛直方向上側的方式置於水平面上時，有往上成凸狀(亦即結晶成長面為凸狀)的情形，與往下成凸狀(亦即結晶成長面為凹狀)的情形。於本說明書，III族氮化物單晶基板的主面及晶格面的曲率半徑，在該面為往上成凸狀時具有正號，往下成凸狀時具有負號。本發明之III族氮化物單晶基板的主面(第1主面)的曲率半徑的絕對值為10m以上，該基板的主面(第1主面)的中心之晶格面的曲率半徑的絕對值為10m以上。III族氮化物單晶基板的主面的曲率半徑及該基板的主面的中心之晶格面的曲率半徑，不管是正值還是負值，絕對值較大者意味著彎曲小而屬較佳。但是由工業上有效率地製造的觀點來看，前述曲率半徑的絕對值至少有一方為15m以上為佳，至少一方為20m以上為特佳。又，III族氮化物單晶基板的主面的曲率半徑，藉由精密地進行後述的研磨步驟可以增大，但由工業生產性的觀點來看，較佳為1000m以下，或者300m以下，或者200m以下。此外，III族氮化物單晶基板的主面中心之晶格面的曲率半徑的上限，隨著結晶成長條件而不同，通常為300m以下程度。
進而，從對於製造的發光元件或電子裝置等III族氮化物半導體元件的品質及生產率的安定化有所貢獻的觀點來看，III族氮化物單晶基板的主面(第1主面)側的平面俯視之主面的全範圍之晶格面的曲率半徑的絕對值以10m以上為特佳。
III族氮化物單晶基板的晶格面的曲率半徑，可藉由以下方法求出。亦即，基板的晶格面的曲率半徑，由該基板的主面內不同的2點測定的平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的峰位置來計算。具體而言，使用薄膜X線繞射裝置於基板主面內的不同2點測定X線搖擺曲線。藉由2點間的距離Δx(單位:m)，及2點間的繞射峰位置的差Δω(單位:rad)來以公式:Δx/Δω計算出曲率半徑R(單位:m)。基板主面中心之晶格面的曲率半徑，把通過基板主面的中心的直線上的2點作為測定點測定X線搖擺曲線之後，根據該測定結果藉由前述公式Δx/Δω來計算。圖1係使用相關於一實施型態之III族氮化物單晶基板10(以下亦稱為「基板10」)的平面圖，說明基板的主面為圓的情形之通過主面的中心的直線及該直線上的2點的選擇法之圖。基板10具有主面11，主面11具有外周部12。基板10為圓形的基板，主面11的形狀為圓。主面11的形狀具有旋轉對稱性，所以主面11的中心13的位置，為主面11的旋轉對稱軸的位置。圖2係使用相關於一實施型態之III族氮化物單晶基板20(以下亦稱為「基板20」)的平面圖，說明基板的主面為正多角形的情形之通過主面的中心的直線及該直線上的2點的選擇法之圖。基板20具有主面21，主面21具有外周部22。基板20為正六角形的基板，主面21的形狀為正六角形。主面21的形狀具有旋轉對稱性，所以主面21的中心23的位置，為主面21的旋轉對稱軸的位置。圖3係使用相關於一實施型態之III族氮化物單晶基板30(以下亦稱為「基板30」)的平面圖，說明基板的主面為部分扭曲的圓的情形之通過主面的中心的直線及該直線上的2點的選擇法之圖。基板30具有主面31，主面31具有外周部32。基板30為具有定向平面(orientation flat)的亦即一部分缺口的圓形的基板，主面31的形狀為部分扭曲的圓。主面31的形狀由圓形部分扭曲，所以不具有旋轉對稱性。主面31的「原來的圓」39，可以看成是其外周部之中與主面31的外周部32重疊的部分39a的總長為最長之圓39。原來的圓39的中心33為主面31的中心。圖4係使用相關於一實施型態之III族氮化物單晶基板40(以下亦稱為「基板40」)的平面圖，說明基板的主面為部分扭曲的正多角形的情形之通過主面的中心的直線及該直線上的2點的選擇法之圖。基板40具有主面41，主面41具有外周部42。基板40為具有定向平面(orientation flat)的亦即一部分缺口的正六角形的基板，主面41的形狀為部分扭曲的正六角形。主面41的形狀由正六角形部分扭曲，所以不具有旋轉對稱性。主面41的「原來的正六角形」49，可以看成是其外周部之中與主面41的外周部42重疊的部分49a的總長為最長之正六角形49。原來的正六角形49的中心43為主面41的中心。以下，參照基板10、20、30、及40為例同時加以說明。通過基板的主面中心的直線(14(圖1)、24(圖2)、34(圖3)、44(圖4))，係以該直線的長度D，亦即該直線與主面的外周部之2個交點也就是第1交點E1與第2交點E2之間的距離D成為最長的方式來選擇。存在著複數個這樣的直線的候補的情形，不管選擇哪個候補對於測定結果都不會產生顯著差異。例如基板為具有1個定向平面的圓板狀基板的情形(參照圖3)，通過主面中心的直線(34)，可以選擇對定向平面的缺口平行的直線。求取主面中心之晶格面的曲率半徑時，通過主面中心的直線上的2點之第1測定點P1及第2測定點P2，以成為對主面的中心(13(圖1)、23(圖2)、33(圖3)、43(圖4))成為對稱的方式(亦即與主面中心的距離d1、d2為相等(d1=d2)的方式)來選擇。通過主面中心的直線上2點間的距離Δx(=d1+d2)，於該2點之結晶品質與主面中心之結晶品質沒有大幅差異的範圍，也就是該2點之平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的半峰全幅值，未滿主面中心之該指數繞射面的X線搖擺曲線的半峰全幅值的2倍的範圍，取充分或者是最長者。那樣的2點，可以選擇距離前述直線與主面的外周部的交點為2mm以上的位置(亦即第1測定點P1距離第1交點E1為2mm以上的位置，且第2測定點P2距離第2交點為2mm以上的位置)，2點間的距離Δx，對通過主面中心的直線的長度D，為70～85%的長度的位置。2點間的距離Δx，對通過主面中心的直線長度D為70～85%的範圍內的話，測定結果不會產生顯著差異。如此般，根據針對主面的中心為對稱的充分遠離的2點之平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的測定結果來算出的曲率半徑(「主面的中心之晶格面的曲率半徑」)，可以評估基板全面的平均的晶格面的曲率半徑。
基板的主面全範圍之晶格面的曲率半徑可以藉由以下1)～5)之程序來測定。 1)於III族氮化物單晶基板的主面內，設定通過基板的主面中心的直線。作為「通過主面中心的直線」，使用與用於「主面的中心之晶格面的曲率半徑」的測定的前述「通過主面中心的直線」相同的直線。 2)在前述1)設定的通過主面中心的直線上，設定針對主面中心為對稱而且等間隔配置的2n+1個(n為2以上之整數)測定點。該直線上的複數測定點，至少包含主面的中心，隔開5mm以上的間隔等間隔地配置。2n+1個測定點針對主面中心對稱地配置，所以沿著該直線，於主面中心的兩側，分別被配置n個測定點。最外側的2個測定點，在距離該直線與主面的外周部的交點2mm以上的範圍內，該最外側的2個測定點間的距離，選擇對通過主面中心的直線的長度D為70～85%的長度的位置。以下，參照基板30為例同時加以說明，但本程序亦可適用於基板30以外的基板。圖5是模式說明用於基板30的「主面的全範圍之晶格面的曲率半徑」之測定的測定點配置之平面圖。於圖5，表示出5個(亦即n=2)測定點P1、P2、P3、P4、及(中心)33。這5個測定點，被配置於通過主面中心33的直線34上。直線34，與使用於前述說明的「主面的中心之晶格面的曲率半徑」的測定的前述直線34為相同。直線34上的5個測定點(P1、P2、P3、P4、及(中心)33)，包含主面的中心33，隔開5mm以上的間隔Δx等間隔地配置。最外側的2個測定點P1、P2，在距離該直線34與主面的外周部的交點E1、E22mm以上的範圍內，該最外側的2個測定點P1、P2間的距離L，選擇對通過主面中心的直線34的長度D為70～85%的長度的位置。 3)針對在前述2)設定的2n+1個測定點，測定平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線。 4)分別針對鄰接的2個測定點之組(例如於圖5為P1與P3之組，P3與中心33之組，中心33與P4之組，以及P4與P2之組)之各個，由2點間的間隔Δx(單位:m)，與在前述3)所得到的該2點的X線搖擺曲線的峰位置之差Δω(單位:rad)藉由公式:Δx/Δω算出曲率半徑。 5)在前述4)所得到的2n個曲率半徑的值的最小值，為「基板主面全範圍之晶格面的曲率半徑」。 於前述4)針對鄰接的2個測定點之組算出的曲率半徑，評估著晶格面的基板面內之局部的曲率半徑。在前述5)取這些的最小值，所以「基板主面的全範圍之晶格面的曲率半徑」，可說是評估晶格面的曲率半徑之橫跨主面全範圍的最差值。
於III族氮化物單晶基板，在晶格面的曲率半徑的主面內之面內離散為越小越好。作為評估晶格面的曲率半徑的面內離散的指標，可以使用通過基板主面的中心的直線上的的座標，與平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的峰繞射角度的相關係數的平方(R2 )。晶格面的曲率半徑在主面內的面內離散，具體而言，可以藉由以下1)～5)之程序來評估。 1)於III族氮化物單晶基板的主面內，設定通過主面中心的直線。作為「通過主面中心的直線」，使用與用於「主面的中心之晶格面的曲率半徑」的測定的前述「通過主面中心的直線」相同的直線。 2)在前述1)設定的通過主面中心的直線上，設定針對主面中心為對稱而且等間隔配置的2n+1個(n為2以上之整數)測定點。該2n+1個測定點的設定，針對「基板主面全範圍之晶格面的曲率半徑」之測定方法與前述說明的程序2)同樣地進行。 3)針對在前述2)設定的2n+1個測定點，測定平行於III族氮化物單晶的主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線。該X線搖擺曲線的測定，以在前述1)設定的直線與入射的X線線束於基板的平面俯視為重疊的方式進行。此外，該2n+1個測定點之X線搖擺曲線的測定，於X線繞射裝置針對III族氮化物單晶基板的理想的主面(亦即假定主面為完全平坦(主面的曲率半徑為無限大)的假想主面)之X線的入射角度，針對所有測定點成為相同的方式進行的。亦即，為了針對2n+1個測定點測定X線搖擺曲線，有必要使用同一X線繞射裝置進行2n次基板上的測定點的變更，然而X線繞射裝置之基板上的測定點的變更，係藉由使X線的線束方向及空間的位置保持相同，同時使III族氮化物單晶基板平行移動，或者，固定III族氮化物單晶基板的狀態下使X線線束平行移動而進行的。 4)針對前述2n+1個測定點，設定在前述1)設定的直線上的座標(單位:mm)。直線上的座標取法，不影響得到的R2 之值，例如可以主面中心成為原點的方式取座標。將主面中心之哪一側的座標取為正，都不影響得到的R2 之值，例如可以把在前述3)接近於X線入射之側取為負。 5)針對前述2n+1個測定點，算出在前述4)設定的座標(單位:mm)，與在前述3)得到的X線搖擺曲線的峰繞射角度(單位:deg)之間的相關係數R，計算其平方R2 。 以下，參照基板30為例同時加以說明，但本程序亦可適用於基板30以外的基板。圖6是以基板30為例，模式說明前述直線上的2n+1個測定點的座標，與平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的峰繞射角度的關係之圖。圖6(A)是從圖5提取直線34及5個測定點之圖。圖6(B)是模式說明於圖3以直線34切斷基板30的剖面及往各測定點之入射X線及繞射X線(參照各箭頭)之圖。圖6(C)是取各測定點的直線上的座標為橫軸(X軸)，針對各測定點測定的X線搖擺曲線的峰繞射角度為縱軸(Y軸)之散佈圖，以及模式說明以測定點的座標為獨立變數，以峰繞射角度為從屬變數藉由最小平方法求出的回歸直線之圖。在面內的曲率半徑的離散越小，相關係數的平方R2 越接近1。亦即，在面內的曲率半徑的離散越小，針對2n+1個測定點以測定點的座標為獨立變數，平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的峰繞射角度作為從屬變數，藉由最小平方法求出的線性回歸直線(參照圖6(C))之擬合成為良好。R2 較佳為0.92以上，更佳為0.98以上。
基板主面的曲率半徑，由使用白色干涉顯微鏡測定的主面表面的高度分佈與主面的尺寸，根據可以把主面表面的形狀以球形來近似的假設而算出。基板主面的曲率半徑，具體而言，可以藉由以下1)～4)之程序來測定。 1)使用白色干涉顯微鏡，在物鏡倍率1～10倍的條件下，取得距離主面外周部2mm以上的範圍全體的高度分佈的資訊。 2)在前述1)取得的根據面內高度分佈之資訊，把高度Z表示為面內的平面座標(X，Y)的函數的下列公式(1)中的參數C0 ～C5 ，以平面坐標(X，Y)為獨立變數，高度Z為從屬變數而藉由非線性最小平方擬合來決定。
[數式1]
Figure 02_image001
面內的平面座標的取法(X軸及Y軸的方向，以及原點的位置)不會影響結果，例如可以將主面中心取為原點。作為非線性最小平方擬合之計算方法，可以使用Gauss-Newton法，梯度法(例如BFGS法、L-BFGS法、共軛梯度法等)、信賴區域法(例如Levenberg-Marquardt法等)等公知的手法。 3)在前述2)決定的參數C0 ～C5 之中使用C4 及C5 藉由下列數式(2)算出撓曲S。
[數式2]
Figure 02_image003
數式(2)中r為主面的中心與距主面中心最遠的測定點之間的面內距離。 4)使用在前述3)算出的撓曲S，根據球形近似，藉由下列數式(3)算出主面的曲率半徑Rcrv 。
[數式3]
Figure 02_image005
數式(3)中，r為數式(2)中所定義的。 前述1)～4)之測定及計算，例如使用Zygo公司製造的白色干涉顯微鏡NewView7300自動進行。
本發明之III族氮化物單晶基板，該基板的主面中心之低角入射面的搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1200秒以下。
III族氮化物單晶基板的主面(成長面)為c面的情形，低角入射面為(103)面。主面為c面的基板之(103)面的X線搖擺曲線的測定時，X線以對該基板表面夾約1.38˚之淺角度入射III族氮化物單晶。而且，藉由觀測(103)面的搖擺曲線之1/1000強度寬幅，成為觀測該X線的繞射峰的緩坡。亦即，藉由(103)面的搖擺曲線的1/1000強度寬幅，可以得到關於III族氮化物單晶基板的表面附近的結晶排列的資訊。於主面(成長面)為a面或m面的情形也同樣，藉由低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅，可以得到關於III族氮化物單晶基板的表面附近的結晶排列的資訊。於主面(成長面)為a面亦即(110)面的情形，低角入射面為(114)面，主面(成長面)為m面亦即(100)面的情形，低角入射面為(106)面。主面的中心之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅在前述範圍，意味著III族氮化物單晶基板的表面附近的結晶排列的均勻性高，於該III族氮化物單晶基板上成長III族氮化物半導體層時發生的晶格緩和或潛傷的風險可以大幅減低。搖擺曲線的1/1000強度寬幅的算出，可以用與半峰全幅值同樣的程序來進行。亦即，在除去搖擺曲線的背景線的狀態(亦即拉了基線的狀態)下，量測搖擺曲線之最強的繞射強度，求出對應於其1/1000的強度的搖擺曲線的繞射角度寬幅。
於一實施型態，III族氮化物單晶基板的主面全範圍之之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅，為1200秒以下是較佳的。基板的主面全範圍之低角入射面的X線搖擺曲線之1/1000強度寬幅，可以藉由以下1)～3)之程序來測定。 1)於基板的主面上決定4個以上的測定點。各測定點，被配置在相對於由主面中心到主面的外周部為止的距離，與中心之距離為70～85%的區域。亦即，各測定點，係在連接主面中心與主面的外周部的線段上，以由中心起算之距離為該線段長度的70～85%的方式配置的。以下，參照基板30為例同時加以說明，但本程序亦可適用於基板30以外的基板。圖7是模式說明基板30之「主面的全範圍之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅」的測定之測定點配置之平面圖。第1測定點(P1)及第2測定點(P2)，被定於通過主面中心(33)的第1直線(34)上。第1直線(34)，以該第1直線(34)與主面外周部的2個交點(E1、E2)之間的距離D(=r1+r2)成為最長的方式選擇。存在著複數個這樣的直線的候補的情形，不管選擇哪個候補對於測定結果都不會產生顯著差異。例如基板為具有1個定向平面的圓板狀基板的情形(參照圖7)，通過主面中心的第1直線(34)，可以選擇對定向平面的缺口平行的直線。第1直線(34)與主面的外周部之2個交點，分別為第1交點(E1)與第2交點(E2)。第1測定點(P1)，被定在主面的中心(33)與第1交點(E1)之間且由中心(33)起算的距離(d1)為中心(33)與第1交點(E1)之間的距離(r1)的70～85%之位置。第2測定點(P2)，被定在主面的中心(33)與第2交點(E2)之間且由中心(33)起算的距離(d2)為中心(33)與第2交點(E2)之間的距離(r2)的70～85%之位置。這樣的第1及第2測定點，可以採用關聯於「基板主面中心之晶格面的曲率半徑」而於先前說明的2個測定點P1、P2(參照圖3)。第3測定點(P3)及第4測定點(P4)，被配置在主面中心(33)與第1直線(34)正交的第2直線(35)上。第2直線(35)與主面的外周部之2個交點，分別為第3交點(E3)與第4交點(E4)。第3測定點(P3)，被定在的中心(33)與第3交點(E3)之間且由中心(33)起算的距離(d3)為中心(33)與第3交點(E3)之間的距離的70～85%之位置。第4測定點(P4)定在的中心(33)與第4交點(E4)之間且由中心(33)起算的距離(d4)為中心(33)與第4交點(E4)之間的距離的70～85%之位置。任意地進而再決定第5個以後的測定點亦可。第5個以後的各測定點，也在連接主面中心與主面的外周部的線段上，以由中心起算之距離為該線段長度的70～85%的方式配置。 2)針對在前述1)決定的各測定點，測定低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅。低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅的測定，可以與關於「主面中心之低角入射面的搖擺曲線的1/1000強度寬幅」的前述說明同樣地進行。 3)在前述2)得到的低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅值的最大值，為「主面的全範圍之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅」。 「主面的全範圍之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅」為1200秒以下，意味著III族氮化物單晶基板的表面附近的結晶排列的均勻性橫跨主面的全範圍都很高，於減低該III族氮化物單晶基板上成長III族氮化物半導體層時發生的晶格緩和或潛傷的風險上是有利的。
所謂潛傷，是指在III族氮化物單晶基板的切片加工或者研削步驟或拋光步驟發生的深度研磨傷而即使經過化學機械研磨(CMP)也無法完全除去殘留於基板表面附近所導致的隱蔽傷痕，或者存在於表面的細微的凹凸(細微的表面龜裂)而以光學顯微鏡等非破壞檢查方式難以檢測出的傷痕。潛傷，即使以例如諾馬斯基(Nomarski)型微分干涉顯微鏡也難以檢測出。潛傷，在III族氮化物單晶基板上使III族氮化物半導體層成長時，多半會因為由潛傷存在之處成長連成線狀的被稱為小丘的凸形狀表面型態(morphology)，才發覺其存在。
由有貢獻於製造的發光元件或電子裝置等III族氮化物半導體結晶的品質或生產率的安定化之觀點來看，前述低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅，以1000秒以下為佳，850秒以下為更佳。該1/1000強度寬幅之值以小為佳，但由於測定裝置及測定條件使分解能受到限制，該1/1000強度寬幅例如可在10秒以上。
由有貢獻於被製造的發光元件或電子裝置等III族氮化物半導體結晶的品質或生產率的安定化之觀點來看，III族氮化物單晶基板的主面全範圍之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅以1200秒以下為特佳。
III族氮化物單晶基板的厚度，於本說明書揭示的各步驟以及於該III族氮化物單晶基板上成長元件層的步驟，可以在不會因為強度不足產生破裂的範圍內適當決定。III族氮化物單晶基板的厚度，例如可為50～2000μm，較佳可為100～1000μm。進而，從抑制被形成於基板上的元件層的性能離散的觀點來看，III族氮化物單晶基板中的厚度離散以小為佳。針對該基板厚度的離散可以藉由TTV(總厚度變異，Total Thickness Variation)來評估。TTV較佳為30μm以下，更佳為20μm以下，特佳為10μm以下。厚度的離散的理想值為0μm，此意味著厚度沒有離散的狀態。TTV，意味著由基板背面起算的最大厚度減去最小厚度之差，是顯示半導體晶圓之厚度不均的指標。亦即，為了測定TTV有必要測定基板全面的厚度，但考慮到後述的基板製造方法(單晶成長方法)的特徵的話，在複數點測定基板的厚度，可以把測定結果的最大值減去最小值之值視為TTV。於本說明書，III族氮化物單晶基板的TTV評估，例如可以藉由以下程序1)～7)來進行。以下，參照基板30為例同時加以說明，但本程序亦可適用於基板30以外的基板。圖8是模式說明基板30的TTV評估之測定點配置之平面圖。 1)決定通過基板的中心(33)的第1直線(34)。第1直線(34)，以該第1直線(34)與主面外周部的2個交點(E1、E2)之間的距離成為最長的方式選擇。存在著複數個這樣的直線的候補的情形，不管選擇哪個候補對於測定結果都不會產生顯著差異。例如基板為具有1個定向平面的圓板狀基板的情形(參照圖7)，通過主面中心的第1直線(34)，可以選擇對定向平面的缺口平行的直線。第1直線(34)與主面的外周部之2個交點，分別為第1交點(E1)與第2交點(E2)。 2)於第1直線(34)上，決定第1及第2測定點(P1、P2)。第1測定點(P1)，被定在基板中心(33)與第1交點(E1)之間且由第1交點(E1)朝向中心(33)之靠內側2mm的位置。第2測定點(P2)，被定在基板中心(33)與第2交點(E2)之間且由第2交點(E2)朝向中心(33)之靠內側2mm的位置。 3)決定於基板中心(33)與第1直線(34)正交的第2直線(35)。第2直線(35)與基板的外周部之2個交點，分別為第3交點(E3)與第4交點(E4)。 4)於第2直線(35)上，決定第3及第4測定點(P3、P4)。第3測定點(P3)，被定在基板中心(33)與第3交點(E3)之間且由第3交點(E3)朝向中心(33)之靠內側2mm的位置。第4測定點(P4)，被定在基板中心(33)與第4交點(E4)之間且由第4交點(E4)朝向中心(33)之靠內側2mm的位置。 5)基板中心(33)與第1測定點(P1)之中點決定為第5測定點(P5)，基板中心(33)與第2測定點(P2)之中點決定為第6測定點(P5)，基板中心(33)與第3測定點(P3)之中點決定為第7測定點(P7)，基板中心(33)與第4測定點(P4)之中點決定為第8測定點(P8)。 6)於第1～第8測定點(P1～P8)以及基板中心(33)合計9處測定基板的厚度。 7)可以把在前述6)所得到的9個測定值之最大值與最小值之差，視為TTV。 又，於TTV之評估，基板厚度測定，可以使用接觸式測微器，或者非接觸式雷射測距器(例如Keyence公司的分光干涉式位移計SI-F系列)來進行。
III族氮化物單晶基板的主面表面，由在III族氮化物單晶基板上得到高品質的裝置層的觀點來看以平坦為佳，藉由原子間力顯微鏡(AFM)觀察該主面表面之4μm2 (2μm×2μm)視野範圍時的表面粗糙度Ra(算術平均粗糙度)約為0.1nm以下為佳。從使具有量子阱構造的裝置層成長之觀點來看，主面表面，為可以觀察到梯狀階地構造(亦即可以確認到原子階地的構造)的狀態為更佳。此外，背面的表面粗糙度的評估可以使用白色干涉顯微鏡來進行。於III族氮化物單晶基板上使裝置成長的結晶成長裝置之該基板的加熱，一般於超過1000℃的高溫條件下實施。於這樣的高溫條件下，對該基板之輻射傳熱的影響很大，所以作為供管理背面的表面粗糙度的評估手法，適用解析白色光之評估手法。藉由白色干涉顯微鏡以物鏡倍率50倍的條件測定的背面的表面粗糙度Ra，以100nm以下為佳，5nm以下更佳，2nm以下特佳。藉由白色干涉顯微鏡測定的主面的表面粗糙度Ra，以0.8nm以下為佳，0.55nm以下為更佳。表面粗糙度Ra的測定處，例如可以關連於「基板主面全範圍之晶格面的曲率半徑」之測定使用前述說明的2n+1個測定點(參照圖5)，藉由取該2n+1個處所得到的表面粗糙度Ra之值的算術平均值，可以評估面全體的表面粗糙度。
III族氮化物單晶基板的主面之差排密度，以106 cm-2 以下為佳，105 cm-2 以下為更佳，104 cm-2 以下為特佳。此外，III族氮化物單晶基板的主面與背面的差排密度之差以小者為佳，兩者實質為相同程度為佳，具體而言，背面的差排密度對主面的差排密度之比(背面/主面)在1/5～5的範圍內為佳。又，於本說明書所謂「差排密度」意味著藉由蝕坑密度法測定的差排密度。反映前述的小的差排密度，本發明之III族氮化物單晶基板之平行於主面的低指數繞射面(主面為c面的情形為(002)面，主面為a面的情形為(110)面，主面為m面的情形為(100)面)的X線搖擺曲線的半峰全幅值較佳為70秒以下，更佳為40秒以下。此外，對主面為非對稱繞射面(主面為c面的情形為(101)面，a面的情形為(111)面，m面的情形為(201)面)的X線搖擺曲線的半峰全幅值較佳為50秒以下，更佳為20秒以下。此外，III族氮化物單晶基板的主面與背面的X線搖擺曲線之半峰全幅值的差以小為佳，平行於主面的低指數繞射面及對主面之非對稱繞射面都是背面的X線搖擺曲線之半峰全幅值對主面的X線搖擺曲線之半峰全幅值之比(背面/主面)在1/2～2的範圍內為佳。亦即，針對背面的中心測定的平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的半峰全幅值之相對於針對主面中心測定的該低指數繞射面的X線搖擺曲線的半峰全幅值之比(背面/主面)在1/2～2之範圍內為佳，針對背面的中心測定的平行於主面的非對稱繞射面的X線搖擺曲線的半峰全幅值之相對於針對主面中心測定的該非對稱繞射面的X線搖擺曲線的半峰全幅值之比(背面/主面)在1/2～2之範圍內為佳。
III族氮化物單晶基板中的不純物的合計濃度，以1×1019 cm-3 以下為佳，5×1017 cm-3 以下為更佳。III族氮化物單晶基板中的不純物濃度，針對Si、O、Cl、B、及C能夠以二次離子質量分析法(SIMS)測定，針對無法以二次離子質量分析法檢測出的金屬元素，可以藉由輝光放電(glow discharge)質量分析法來測定。於本說明書，III族氮化物單晶基板中的「不純物的合計濃度」，意味著以二次離子質量分析法測定的Si、O、Cl、B、及C的濃度，與藉由輝光放電質量分析法測定的金屬元素的合計濃度。III族氮化物單晶基板的對於使用於紫外線殺菌的265nm波長紫外線的吸收係數，以30cm-1 以下為佳，15cm-1 以下為更佳，10cm-1 以下為特佳。又，該吸收係數的下限值為0cm-1 。又，於本說明書，「對波長265nm的紫外線之吸收係數」意味著表示板狀樣本的直線光透過率之下述數式(4)之補正吸收係數α265 。
[數式4]
Figure 02_image007
數式(4)中，T265 表示波長265nm之直線光透過率，x為板厚(cm)，R265 為波長265nm之反射率。於本說明書，氮化鋁單晶的波長265nm之補正吸收係數α265 之值，藉由以R265 =0.160解出數式(4)而算出。此外，對電子裝置的應用為重要的熱傳導率，III族氮化物單晶基板的熱傳導率以300 W/m･K以上為佳，330 W/m･K以上為更佳。
以下，詳述前述本發明的III族氮化物單晶基板之製造方法。
＜2. III族氮化物單晶基板之製造方法＞ 圖9是說明相關於本發明之一實施型態之III族氮化物單晶基板之製造方法S100(以下亦稱為「製造方法S100」)之流程圖。如圖9所示，製造方法S100為依序包含： (1)準備具有第1主面，以及與該第1主面為相反側之第1背面之III族氮化物單晶的步驟S10(於以下亦稱為「準備步驟S10」)， (2)研削在步驟(1)(準備步驟S10)得到的III族氮化物單晶的第1主面的表面，以及第1背面的表面的步驟S20(於以下亦稱為「研削步驟S20」)， (3)研磨在步驟(2)(研削步驟S20)得到的III族氮化物單晶的第1主面的表面，以及第1背面的表面的步驟S30(於以下亦稱為「研磨步驟S30」) ；進而，步驟(3)(研磨步驟S30)依序包含： (3-1)以使III族氮化物單晶的第1主面的中心之平行於第1主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅wmain ，與該單晶的第1背面的中心之平行於第1主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅wback 之比wmain /wback (=δ1 )成為0.5～10的方式進行研磨，得到III族氮化物單晶前驅基板的步驟S31(於以下亦稱為「第一研磨步驟S31」)， (3-2)以使步驟(3-1)(第一研磨步驟S31)所得到的III族氮化物單晶前驅基板的第1主面的中心之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1200秒以下的方式，進行研磨的步驟S32(於以下亦稱為「第二研磨步驟S32」)。 以下，說明各步驟。
((1)準備步驟S10) 準備步驟S10，為準備具有第1主面，以及與該第1主面為相反側之第1背面之III族氮化物單晶的步驟。準備該III族氮化物單晶的方法可以使用公知的方法，由比較容易得到直徑大的單晶的觀點來看，以在下底基板上使III族氮化物單晶層成長為佳。III族氮化物單晶層的成長法，可以採用公知的結晶成長法。具體而言，可以適用昇華法、物理氣相輸送(PVT)法、有機金屬氣相成長(MOCVD)法、氫化物氣相成長(HVPE:Hydride Vapor Phase Epitaxy)法等氣相成長法，或者氨熱(Amonothermal)法、助熔劑(flux)法等液相成長法。這些成長法中，由不使下底基板的差排密度或缺陷密度等結晶品質惡化而可以使III族氮化物單晶層成長這點，以及單晶的成長速度比較快而生產性良好這點來看，可以較佳地採用HVPE法或昇華法等氣相成長法，或者氨熱法等結晶成長法，特佳可以採用氣相成長法。
(下底基板) 於準備步驟S10使用的下底基板，可以使用III族氮化物單晶層可以結晶成長的下底基板，沒有特別限制，亦可使用III族氮化物單晶下底基板，亦可使用III族氮化物以外的異種基板作為下底基板。但是，由在III族氮化物單晶層的成長時維持良好的結晶品質的觀點來看，以使用III族氮化物單晶下底基板為佳，藉由使用與使成長的III族氮化物單晶層同種的III族氮化物構成之III族氮化物單晶下底基板為更佳。
如前所述，把異種基板作為下底基板使用的情形，在下底基板與成長在該下底基板上的III族氮化物單晶層之間起因於晶格常數及/或熱膨脹係數不同而發生形變等，由於其影響而有無法充分獲得本發明的效果之虞。此外，假定在異種基板之下底基板上使III族氮化物單晶層成長之後，把該III族氮化物單晶層由下底基板剝離而得到僅由III族氮化物單晶構成的自立基板，進而把該自立基板使用作為下底基板使用於該自立基板上成長新的III族氮化物單晶層，也有可能會殘留因為在異種基板上成長III族氮化物單晶層而造成的形變等之影響。由這樣的觀點來看，作為下底基板，以使用在自然核發生環境下，亦即在單晶不殘留形變的環境下得到的III族氮化物單晶為佳，把分離成長於該下底基板上的III族氮化物單晶層而得的自立基板作為新的下底基板使用為較佳。此外，進而本發明在作為下底基板使用氮化鋁單晶的情形發揮顯著的效果。
下底基板的差排密度，較佳為106 cm-2 以下，更佳為105 cm-2 以下，進而更佳為104 cm-2 以下。下底基板之晶粒(出現在下底基板表面的結晶成長面之面內的結晶方位與周圍不同的區域)之佔有面積率，亦即有效結晶成長面(下底基板的結晶成長面之中排除距離下底基板的外周部未滿1mm的範圍之面內區域)的面積內晶粒區域佔有的比例，較佳為20%以下，更佳為5%以下。下底基板的厚度較佳為50μm以上2000μm以下。下底基板的結晶成長面之主面的表面粗糙度，藉由原子間力顯微鏡測定的表面粗糙度Ra，以0.5nm以下為佳。於下底基板上成長III族氮化物單晶層之前，可以研磨下底基板的主面使表面粗糙度Ra成為0.5nm以下。下底基板中的不純物的合計濃度較佳為1×1020 cm-3 以下，更佳為5×1019 cm-3 以下，進而更佳為1×1018 cm-3 以下。藉由使不純物濃度為前述上限值以下，可以抑制起因於不純物的III族氮化物單晶層自身的晶格常數的變化，可以抑制下底基板與成長於該基板上的III族氮化物單晶層之間的晶格常數的不整合導致的形變。下底基板的結晶成長面的面方位沒有特別限制，可為+c面、-c面、m面、及a面之任一，此外亦可為這些以外的面方位。
(III族氮化物單晶層之氣相成長法) 如前所述，作為III族氮化物單晶的氣相成長法，可以採用昇華法、物理氣相輸送(PVT)法、有機金屬氣相成長(MOCVD)法、氫化物氣相成長(HVPE:Hydride Vapor Phase Epitaxy)法等公知的氣相成長法。
根據HVPE法之III族氮化物單晶層的成長，係於被配置下底基板的反應器內，把原料氣體之III族金屬鹵化物氣體與氮源氣體，以被各運載氣體稀釋的狀態來供給，使兩種氣體在被加熱的下底基板上反應而進行的。III族金屬鹵化物氣體之較佳例可以舉出氯化鎵氣體或氯化鋁氣體等，這些可以藉由純度99.9999質量%以上的高純度III族金屬，與純度99.999質量%以上的高純度氯化氫氣體或高純度氯氣接觸而得。作為氮源氣體可以適宜地使用氨氣。運載氣體，可以適宜地使用露點被管理在-110℃以下(亦即被除去水分)的氫、氮、氬、氦等作為運載氣體為公知的氣體。各種原料氣體，作為與氯化氫等鹵化氫氣體之混合氣體來供給亦可。下底基板的加熱速度、III族金屬鹵化物氣體、及氮源氣體的供給量、以及供給氣體的線速度，是影響結晶成長速度的因子，可以因應於所要的結晶成長速度而適切地決定。作為III族氮化物單晶使氮化鎵單晶成長的情形，下底基板的加熱溫度，較佳為900℃以上1600℃以下，更佳為1000℃以上1200℃以下。作為III族氮化物單晶使氮化鋁單晶成長的情形，下底基板的加熱溫度，較佳為1200℃以上1800℃以下，更佳為1350℃以上1700℃以下，進而更佳為1450℃以上1600℃以下。作為基板的加熱手段，可以使用電阻加熱、高頻感應加熱、光加熱等公知的加熱手段，這些加熱手段亦可單獨使用，亦可組合使用。此外，於成長中，對該III族氮化物單晶層照射具有超過該III族氮化物單晶的能帶間隙能的能量之光同時進行成長亦為可能。例如作為III族氮化物單晶使氮化鋁單晶成長的情形，也可以照射來自封入氙氣體等稀有氣體類或鹵素氣體的準分子燈，封入水銀的水銀燈等光源之光，藉此得到費米能階效果，亦即藉由控制缺陷生成能量而可以抑制III族氮化物單晶內部的點缺陷的生成，而且可以使III族氮化物單晶成長時一併供給n型或p型摻雜物的情形也能夠保持電中性地抑制在結晶中生成的補償缺陷的產生。
原料氣體之III族金屬鹵化物氣體的供給量例如可以為0.001sccm以上500sccm以下，氮源氣體的供給量例如可以為0.01sccm以上5000sccm以下。此外，為了整流在反應器內部的氣體流，於裝置的下游區域設置無油乾式真空幫浦使反應器內部的壓力維持一定，同時促進來自反應器的排氣也是有效的。結晶成長中的反應器內部的壓力，以維持在100Torr以上1000Torr以下為佳，維持在360Torr以上760Torr以下更佳。
藉由昇華法使III族氮化物單晶層成長的情形，設置於反應器內的育成坩堝之單側固定於下底基板，育成坩堝中於該下底基板的相反側配置III族氮化物多晶原料，於氮氛圍下藉由在該下底基板側與該多晶原料側之間設溫度梯度而使該多晶原料氣化，於下底基板上堆積單晶。坩堝的材料一般使用鎢膜或碳化鉭等，於根據昇華法之結晶成長，成長溫度較佳為1800℃以上2300℃以下，反應器內的壓力被控制在100Torr以上1000Torr以下為較佳。作為III族氮化物多晶原料，以使用預先藉由昇華精製除去不純物者為佳。
藉由前述方法，可以準備III族氮化物單晶。此外，III族氮化物單晶基板使用III族氮化物單晶層的情形，藉著由得到的層積體除去下底基板，可以準備由成長的III族氮化物單晶層構成的III族氮化物單晶基板。由前述層積體除去下底基板時，亦可藉由機械加工、雷射加工、蝕刻加工等公知的加工手段除去下底基板，亦可於III族氮化物單晶層內部或者下底基板的內部，或者III族氮化物單晶層與下底基板之界面藉由進行根據線鋸或雷射之切片加工而除去下底基板。藉由切片加工除去下底基板的情形，切片後的下底基板，在對主面(被切片之面)之表面進行研削、研磨等加工之後，可以作為供準備其他III族氮化物單晶基板之用的下底基板而再利用。
((2)研削步驟) 藉由前述(1)準備步驟S10得到的III族氮化物單晶，接著被供給至研削該單晶的主面的表面，以及與該主面相反側的背面的表面之研削步驟S20。在前述(1)準備步驟S10得到的III族氮化物單晶，產生起因於結晶成長面(主面)之III族氮化物單晶成長速度的離散所導致的III族氮化物單晶層厚度的離散，或者起因於結晶成長時的表面龜裂及/或髒污所導致之該主面及背面的表面粗糙度的增大。因此，為了所得到的III族氮化物單晶的主面及背面的表面粗糙度的減低，以及厚度調整，而進行研削。此外，III族氮化物單晶的主面形狀為部分扭曲的圓或者部分扭曲的正多角形的情形，藉由研削該單晶外周部的一部分，使該單晶的主面形狀為圓形或者正多角形狀亦可。
研削方法之例，可以舉出以接著劑或蠟等將基板固定在陶瓷等平板上，使磨粒被固定之磨石旋轉同時抵接於主面表面進行研削的方法，以及使游離磨粒流動而使金屬定盤旋轉同時研削基板表面的方法。在研削加工使用的磨粒的型態，可為被固定化於金屬或樹脂等的磨粒，亦可為游離磨粒。此外，磨粒一般使用鑽石、碳化矽、碳化硼等一般磨粒。使用於研削的磨粒的粒徑例如可為1μm以上100μm以下，研削速度例如可為0.1μm/分以上100μm/分以下。研削量可以考慮後述的(3)研磨步驟S30之研磨量而適宜決定。表面粗糙度，考慮後述的(3)研磨步驟S30後的平坦性，跨基板全面被研削，以被固定於平板上的狀態進行到基板厚度的離散成為5μm以下為止為較佳。被固定在平板的狀態下之基板厚度的離散，例如能夠以中心部1點與外周部4點合計5點之厚度測定值之最大值與最小值之差，亦即關連於TTV在前述說明的第1～第4測定點及基板中心合計5點(參照圖8)之厚度測定值的最大值與最小值之差來進行評估。基板的厚度測定，可以使用接觸式測微器，或者非接觸式雷射測距器(例如Keyence公司的分光干涉式位移計SI-F系列)來進行。平板，以使用表面粗糙度及平坦性受到管理之平板為佳。單面的研削結束之後，除去將基板固定於平板的接著劑，使基板一度由平板剝離進行洗淨後，把基板的相反側之面朝上(亦即被研削之側)再度貼附於平板，對該相反側之面進行研削加工。
((3)研磨步驟S30) 對藉由前述(2)研削步驟S20得到的III族氮化物單晶，進行研磨該單晶的主面，以及與該主面相反側的背面的表面之研磨步驟S30。本發明之製造方法S100，特徵為此(3)研磨步驟S30包含： (3-1)以使III族氮化物單晶的主面的中心之平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅wmain ，與該單晶的背面的中心之平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅wback 之比wmain /wback (=δ1 )成為0.5～10的方式進行研磨，得到III族氮化物單晶前驅基板的步驟(第一研磨步驟S31)，及 (3-2)以使步驟(3-1)(第一研磨步驟S31)所得到的III族氮化物單晶前驅基板的主面的中心之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1200秒以下的方式，進行研磨的步驟(於第二研磨步驟S32)。
((3-1)第一研磨步驟S31) 在第一研磨步驟S31，以使前述III族氮化物單晶的主面的中心之平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅wmain ，與該單晶的背面的中心之平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅wback 之比δ1 =wmain /wback 成為0.5～10的方式進行研磨。以下，把第一研磨步驟S31得到的III族氮化物單晶基板稱為III族氮化物前驅基板，經過後述的第二研磨步驟S32而最終得到的基板稱為III族氮化物單晶基板。藉由使III族氮化物前驅基板成為這樣的狀態之後，最終研磨主面而得到最終的III族氮化物單晶基板，不僅改善晶格面的曲率半徑，連主面的曲率半徑也可以改善。比δ1 以1～8為佳，以1.5～6為更佳。又，III族氮化物單晶的背面的中心，與主面中心同樣地決定。
研磨方法，例如可以使用化學機械研磨(CMP)法，使用鑽石磨粒等之機械研磨等公知的方法。此外，結晶成長面(亦即主面)的研磨，以及結晶成長面的背面的研磨，其研磨方法亦可使用相同的方法，亦可使用不同的方法，以採用CMP法為更佳。根據CMP法研磨時，無特別限制可以採用公知的方法。例如，可以把含有20～45質量%的一次粒徑為20～80奈米的膠體氧化矽的pH2～11的泥漿滴在不織布或者仿麂皮墊(pad)上，使III族氮化物單晶基板旋轉同時加壓(亦即在III族氮化物單晶基板與墊之間施加壓力)而進行研磨。一般而言，研削為藉由磨粒被固定的剛性磨石，或者沒有泥漿保持能力的剛性金屬定盤與泥漿(游離磨粒)之組合來進行，而研磨是使用具有泥漿保持能力的柔軟的非金屬素材之研磨墊(例如不織布式的墊、仿麂皮之墊等)與泥漿(游離磨粒)之組合來進行。又，通常前述柔軟的非金屬素材之研磨墊，固定在金屬定盤而使用。氮極性面的化學耐久性低，特別是接觸到鹼性液體的話容易被腐蝕而有表面粗糙度變大的傾向。亦即在研磨氮極性面時，使用酸性或中性的研磨劑也是有效的。
被研磨的基板以流水洗淨後，進而進行作為半導體洗淨方法廣為一般習知的根據稀釋氫氟酸之洗淨(DHF洗淨)、根據硫酸與過氧化氫水之混合液的洗淨(SPM洗淨)，或者根據鹽酸與過氧化氫水的混合液之洗淨(SC-2洗浄)，可以除去膠體氧化矽研磨劑、金屬、有機物等異物。為了防止洗淨中的洗淨藥液所導致的氮極性面的表面龜裂，使用把pH調整到4～10之範圍內，較佳為pH調整到5～9的範圍內的市售的洗潔劑，組合超音波洗淨及/或擦洗洗淨除去研磨劑、金屬、有機物等亦為有效。
關於基板的研磨，使用雙面同時研磨機效率佳地加工基板的兩面的方法係屬已知。然而，III族氮化物單晶在III族元素極性面與氮極性面其化學耐久性大幅不同，一般而言氮極性面的化學耐久性比III族元素極性面更低。由此，氮極性面的加工速度比III族元素極性面還要快。因此，於III族氮化物單晶適用雙面同時研磨機的話，氮極性面側先行被研磨，厚度的控制變得顯著困難。於本發明的製造方法S100，以使前述比δ1 成為特定範圍的方式，分別單面研磨III族元素極性面與氮極性面為較佳，單面分別交互反覆研磨亦可。此時，最後研磨III族元素極性面而結束第一研磨步驟S31亦可，最後研磨氮極性面結束第一研磨步驟S31亦可。例如，III族氮化物單晶基板的主面為III族元素極性面，背面為氮極性面的情形，為了減低進行裝置層的成長的主面之潛傷風險的目的，以及在後述的(3-2)第二研磨步驟S32進行主面的最終研磨這點的話，第一研磨步驟S31，以最後研磨氮極性面(背面)而使前述之比δ1 成為特定的範圍內的方式結束為較佳。
此外，交互反覆進行III族元素極性面的研磨與氮極性面的研磨之次數，以越少者在成本方面越為有利。但是，可以因應於研磨面的修整的狀態而反覆進行僅任意次數之各面的研磨。此外，研削步驟S20及研磨步驟S30之分別的加工階段，亦可變更研削/研磨條件同時將同一面加工複數次，亦可於各研削/研磨加工階段適宜地改變研削磨石的磨石號數、拋光泥漿以及CMP泥漿的粒度及/或pH等而進行研削/研磨。此外，於各研削/研磨階段，也可以適宜變更壓力、荷重、定盤的轉速、溫度、定盤的材質、研磨墊的材質等研削/研磨條件而進行研磨。
又，於進行前述(2)研削步驟S20之後的主面及背面，以及從前述(1)準備步驟S10得到的下地基板上被層積III族氮化物單晶層之層積體除去下底基板時的背面(與下底基板連接之側之面)的表面表層，藉由加工，分別產生具有晶格形變或紊亂之層(以下亦稱為「加工變質層」)。此加工變質層，在主面與背面為不同，藉由加工變質層之差，產生III族氮化物單晶基板之彎曲。例如於III族氮化物單晶基板的單面殘留研削加工導致的加工變質層的情形，該基板以加工變質層殘留之面側成為凸形狀的方式彎曲。在這樣的狀態，使用該III族氮化物單晶基板製造裝置的話，據推測起因於結晶軸的彎曲及/或結晶成長面最表面的彎曲，於成為裝置層的III族氮化物半導體層會發生組成不均勻，應力，及/或缺陷，而使得裝置性能發生離散。亦即，於本發明的製造方法S100之(3)研磨步驟S30，以最終除去表面(主面)及背面的加工變質層為佳。(3)於研磨步驟S30，以最終得到的III族氮化物單晶基板具有晶格面之較佳的曲率半徑以及主面之較佳的曲率半徑的方式，使表面(主面)及背面的加工變質層殘留某個程度同時進行研削步驟S20及第一研磨步驟S31，在第一研磨步驟S31，以前述之比δ1 成為特定範圍內的方式進行主面及背面的研磨，得到III族氮化物單晶前驅基板為佳。進而，於第二研磨步驟S32藉由除去主面的加工變質層，可以得到適於裝置製作的本發明之III族氮化物單晶基板。
藉由前述之第一研磨步驟S31，可以得到使III族氮化物單晶的主面的中心之平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅wmain ，與該單晶的背面的中心之平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅wback 之比δ1 =wmain /wback 為0.5～10之III族氮化物單晶前驅基板。此外，該前驅基板的主面之平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線之1/1000強度寬幅wmain ，較佳為3500秒以下，更佳為2500秒以下，進而更佳為1500秒以下。另一方面，該前驅基板的背面之平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線之1/1000強度寬幅wback ，較佳為1000秒以下，更佳為500秒以下，進而更佳為300秒以下。
((3-2)第二研磨步驟S32) 在第二研磨步驟S32，以在第一研磨步驟S31得到的III族氮化物單晶前驅基板的主面的中心之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1200秒以下的方式，進行研磨。藉由做出這樣的狀態，於III族氮化物單晶基板上製造發光裝置或電子裝置等III族氮化物半導體層時III族氮化物半導體層之晶格緩和受到抑制，而且潛傷的發生也有被抑制的傾向。所謂潛傷，是指在III族氮化物單晶的切片加工或者研削步驟或拋光步驟發生的深度研磨傷而即使經過化學機械研磨(CMP)也無法完全除去殘留於基板表面附近所導致的隱蔽傷痕，或者存在於表面的細微的凹凸(細微的表面龜裂)而以光學顯微鏡等非破壞檢查方式難以檢測出的傷痕。潛傷，即使以例如諾馬斯基(Nomarski)型微分干涉顯微鏡也難以檢測出。潛傷，在III族氮化物單晶基板上使III族氮化物半導體層成長時，多半會因為由潛傷存在之處成長連成線狀的被稱為小丘的凸形狀表面型態(morphology)，才發覺其存在。小丘處所，為結晶成長的異常處，所以連帶使裝置的可信賴性降低。於第二研磨步驟S32，以基板的主面的中心之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅成為1000秒以下的方式進行研磨為較佳，以該1/1000強度寬幅成為800秒以下的方式進行研磨為更佳。
進而，III族氮化物單晶前驅基板的主面的研磨後之該基板中心之平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅wmain ’，與該單晶的背面的中心之平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅wback ’之比δ2 =wmain ’/wback ’為0.3～1.5為佳。藉由做出這樣的狀態，可以進而改善III族氮化物單晶基板的晶格面的曲率半徑。比δ2 以0.4～1.2為佳，以0.5～1.0為更佳。藉由使比δ1 以及比δ2 雙方分別都在前述範圍內，可以增大III族氮化物單晶基板的主面及晶格面雙方的曲率半徑，亦即可以更為接近於平坦。進而，在第一研磨步驟S31殘留主面的加工變質層的情形，以在第二研磨步驟S32除去該加工變質層為佳。第二研磨步驟S32之研磨，及研磨後的基板的洗淨，可以分別以與前述(3-1)第一研磨步驟S31之研磨及洗淨同樣地進行。藉著進行第二研磨步驟S32，可以製造相關於本發明的第1態樣的III族氮化物單晶基板。 [實施例]
以下，藉由實施例更詳細地說明本發明，但本發明並不以這些實施例為限。於以下的實施例及比較例，作為III族氮化物單晶基板使用主面為c面的氮化鋁單晶基板。此外，實施例及比較例之X線搖擺曲線、晶格面之曲率半徑、成長面之曲率半徑、以及表面粗糙度之測定方法如以下所述。
(X線搖擺曲線的測定) III族氮化物單晶基板及III族氮化物單晶前驅基板之(002)面與(101)面、(103)面之X線搖擺曲線(Ω搖擺曲線)，使用在薄膜X線繞射裝置(Panalytical公司製造X’Pert MRD)上安裝了1/2˚縱向狹縫及X(橫)向2mm、Y(縱)向2mm之X線照射區域限制用交叉狹縫之Ge(220)四結晶單色化模組與Xe比例係數管檢測器(PW3011/20)進行了測定。X線輸出為2kW，X線係對使用Cu燈管的X線產生裝置施加電壓45kV與電流45mA使其產生。Ω搖擺曲線以可量測對峰強度為1/1000強度之峰寬幅的方式設定充分的X線照射時間(時間常數)。具體而言，於Ω搖擺曲線的測定，使測定間隔為0.004˚，X線照射時間(時間常數)為0.5秒。
(晶格面的曲率半徑的測定) III族氮化物單晶基板之晶格面的曲率半徑，使用在薄膜X線繞射裝置(Panalytical公司製造X’Pert MRD)上安裝了1/2˚狹縫及X方向2mm、Y方向2mm之X線照射區域限制用交叉狹縫之Ge(220)四結晶單色化模組與Xe比例係數管檢測器(PW3011/20)，藉由觀察III族氮化物單晶之(002)面繞射而進行了測定。X線輸出為2kW，X線係對使用Cu燈管的X線產生裝置施加電壓45kV與電流45mA使其產生。於Ω搖擺曲線的測定，使測定間隔為0.004˚，X線照射時間(時間常數)為0.5秒。於結晶成長面內之不同的2點之場所測定X線搖擺曲線之後，以2點間的距離Δx(單位:m)，及2點間的繞射峰位置的差Δω(單位:rad)的情形，曲率半徑R(單位:m)以Δx/Δω計算出。主面之測定點的配置，為圖5所示的在通過主面中心的直線上等間隔配置的5點(主面中心(33)及第1～第4測定點(P1～P4))，圖5中的Δx為10mm。通過主面中心(33)的直線(34)上之座標，以基板中心(33)為座標0mm。第1交點E1(基板外周部)與第1測定點P1之間的距離，及第2交點E2(基板外周部)與第2測定點P2之間的距離，分別為2mm以上。
主面的中心位置之晶格面的曲率半徑，係由+20mm位置與-20mm位置的X線搖擺曲線的測定結果來計算。2個測定點P1、P2的配置如圖3所示，圖3中的Δx為40mm。晶格面往上凸的狀態為正的曲率半徑，往下凸的狀態為負的曲率半徑。此外，通過III族氮化物單晶基板的基板中心之直線上平行於主面的低指數繞射面之(002)面的X線搖擺曲線以10mm間隔測定(測定點的配置如圖5所示，測定針對第1～第4測定點(P1～P4)以及基板中心(33)合計5處進行。圖5中的間隔Δx為10mm，從最外側的測定點P1、P2起到直線34與基板外周部之2個交點E1、E2為止的距離分別為2mm以上），針對相鄰的2個測定點之各組算出曲率半徑RCRV =Δx/Δω。藉由從算出的4個曲率半徑取最小值，算出由基板的主面側平面俯視之主面全範圍之晶格面的曲率半徑。針對5個測定點，算出各測定點的直線34上的座標，與X線搖擺曲線的峰繞射角度之間的相關係數R，計算其平方R2 。在實施例1得到的III族氮化物單晶基板，取測定位置的直線34上的座標為橫軸(X軸)，將X線搖擺曲線的峰繞射角度取為縱軸(Y軸)所描繪的散佈圖，及以測定點的座標為獨立變數，以峰繞射角度為從屬變數，藉由最小平方法求出的回歸直線顯示於圖10。
(結晶成長面(主面)的曲率半徑的測定) III族氮化物單晶基板的成長面(主面)之曲率半徑，藉由使用白色干涉顯微鏡(Zygo公司製造之NewView7300)，作為物鏡使用倍率為1～10倍的物鏡取得該基板全面的高度資訊，由距離主面的外周部的距離為2mm以上的範圍全體的面內高度分佈的資訊，以球形近似假設來算出。使用於測定的白色干涉顯微鏡之Zygo公司製造之NewView7300，根據面內的高度分佈的資訊以下述程序自動進行曲率半徑的計算。根據取得的面內高度分佈之資訊，是把高度Z表示為面內的平面座標(X，Y)的函數之數式(1)中的參數C0 ～C5 ，以平面坐標(X，Y)為獨立變數，高度Z為從屬變數而藉由非線性最小平方擬合來決定。
[數式5]
Figure 02_image009
決定的數式(1)中的參數C0 ～C5 之中使用C4 及C5 藉由數式(2)算出撓曲S。
[數式6]
Figure 02_image011
數式(2)中r為面的中心，與距離面中心最遠的測定點之間的面內距離。使用算出的撓曲S，根據球形近似，藉由數式(3)算出曲率半徑Rcrv 。
[數式7]
Figure 02_image013
數式(3)中，r為數式(2)中所定義的。與晶格面的曲率半徑同樣，主面往上凸的狀態為正的曲率半徑，主面往下凸的狀態為負的曲率半徑。
(主面及背面的表面粗糙度的評估) III族氮化物單晶基板的主面的表面粗糙度Ra(算數平均粗糙度)，藉由原子間力顯微鏡(Pacific Nanotechnology公司製造Nano-R系統)觀察4μm2 (2μm×2μm)視野範圍而求出。背面的表面粗糙度Ra(算數平均粗糙度)使用白色干涉顯微鏡(Zygo公司NewView7300)以物鏡倍率50倍，觀察58800μm2 (280μm×210μm)視野範圍而求出。測定處之配置如圖5所示，測定是於第1～第4測定點(P1～P4)以及基板中心(33)合計5處進行的。圖5中的間隔Δx為10mm，從最外側的測定點P1、P2起到直線34與基板外周部之2個交點E1、E2為止的距離分別為2mm以上。藉由得到的5個測定處的表面粗糙度Ra之值的算術平均值，評估面全體的表面粗糙度。
＜實施例1＞ ((1)準備步驟S10) 是藉由昇華法製造的直徑2吋的市售氮化鋁單晶基板作為下底基板使用，於該下底基板上以專利文獻1記載的HVPE法進行結晶成長後，經過研削加工及研磨加工得到氮化鋁單晶基板的實施例。
下底基板使用藉由昇華法製造的直徑2吋，厚度400μm的市售+c面氮化鋁單晶。該下底基板於m面設有第一定向平面(與基板中心的距離:24.1mm)，對第一定向平面順時針旋轉90˚的位置設有a面的第二定向平面(與基板中心的距離:25.0mm)。於基板中心傾斜往m軸方向的偏角θm為0.31˚，傾斜往a軸方向的偏角θa為0.00˚。跨該下底基板全體的差排密度為104 cm-2 。結晶成長面之主面亦即+c面之(002)面以及(101)面之X線搖擺曲線半峰全幅值分別為14秒與10秒，背面亦即-c面之(002)面以及(101)面之X線搖擺曲線半峰全幅值分別為19秒與11秒。此外，藉由X線繞射拓樸學(X-ray diffraction topography)確認晶粒時，於結晶面內全面未被觀測到結晶方位偏移的區域或微小角粒界，晶粒的區域為0%。藉由原子間力顯微鏡測定的主面的表面粗糙度Ra為0.1nm，主面的曲率半徑為-6m，晶格面的曲率半徑為-30m。此外，不純物，主要包含矽、碳、氧，其合計濃度為2×1019 cm-3 ，波長265nm之吸收係數為250cm-1 。
對下底基板，在25℃電子工業用丙酮中進行10分鐘超音波洗淨(頻率38kHz)，接著在50℃的電子工業用乙醇中進行10分鐘頻率38kHz的超音波洗淨。進而，將該下底基板的成長面之+c面以尼龍刷與稀釋100倍的基板洗淨劑(花王股份公司製造，CLEANTHROUGH RP-1)進行擦洗洗淨，進行附著於基板表面的微小微粒之除去，進行根據超純水之清洗。洗淨的該下底基板一旦減壓至20Torr以下，進而供給露點在-65℃以下的氮氣恢復至760Torr之大氣壓後，在HVPE裝置的反應器內的承受器上設置該下底基板使+c面成為成長面。
設置下底基板後，以高純度氮氣氣流沖洗反應器內部，將運載氣體切換為氫氮混合氣體調整至成長時的壓力之750Torr，把基板溫度升溫至1450℃。接著，III族金屬鹵化物氣體先行供給至下底基板，接著以迅速地使氮源氣體被供給至下底基板的方式控制原料氣體的供給，開始III族氮化物單晶層的成長。
此時，作為III族金屬鹵化物氣體，對加熱至250℃的6N級的高純度鋁，與混合氫氣與氮氣之混合運載氣體一同以90sccm供給氯化氫氣體，使產生氯化鋁氣體。進而於該氯化鋁氣體，與氫氣運載氣體一起以540sccm供給氯化氫氣體，作為包含氫氮混合運載氣體1230sccm之合計1800sccm的混合原料氣體，將該混合原料氣體導入反應器。氯化氫氣體供給至反應器之前使通過吸附式精製器(Entegris Japan公司，氯化氫用Gate KeeperC-HCL)。此外，作為氮源氣體，將氨氣250sccm、氯化氫氣體10sccm，及氫運載氣體40sccm合計300sccm往反應區域供給。其他，作為沖洗反應器全體之用的氣體，流通以氫與氮以7：3之比例混合之氫氮混合運載氣體11000sccm。進而，作為供在到達基板之前抑制III族金屬鹵化物氣體與氨氣反應之用的障壁氣體，將氮氣4100sccm由III族金屬鹵化物氣體供給用噴嘴與氨氣供給用噴嘴之間供給。以上，供給至反應器內的氣體的合計流量為17200sccm。此外，成長中的系內壓力保持在500Torr。藉著保持前述狀態，以55～65μm/h的成長速度進行7小時的成長後，停止氣體的供給，冷卻至室溫。如此進行，得到具備下底基板，與被層積於該下底基板上的氮化鋁單晶層之氮化鋁單晶。
((2)研削步驟S20) 在準備步驟S10藉由HVPE法製作的氮化鋁單晶(下底基板厚度400μm，氮化鋁單晶層的外周部厚度385μm，中心部厚度455μm)的主面及背面之雙面，以主面及背面的順序以把#1200的鑽石粒子固定化在金屬定盤之磨石來研削。使主面的表面平坦化，以氮化鋁單晶層的中心部厚度成為350μm的方式加工，或者由背面研削下底基板以下底基板中心部厚度成為370μm的方式加工。結果，氮化鋁單晶中心部的總厚度成為720μm。進而，使用粒徑1μm的鑽石漿與銅定盤，依照前述單晶主面，接著背面的順序進行拋光研削，進而使兩面平坦化。使主面側的氮化鋁單晶層中心部厚度為320μm，下底基板的中心部厚度為335μm調整氮化鋁單晶的中心部總厚度成為655μm。
((3)研磨步驟S30) ((3-1)第一研磨步驟S31) 經過研削步驟S20後的氮化鋁單晶的背面藉由使用膠體氧化矽研磨劑(粒徑20nm，pH7.3)及仿麂皮墊之CMP法研磨40μm之厚度份量，藉由把背面修整成鏡面狀態，得到氮化鋁單晶前驅基板。下底基板的中心部的厚度為295μm，氮化鋁單晶層積體的中心部總厚度為615μm。針對氮化鋁單晶前驅基板的主面及背面的(002)面(亦即平行於主面的低指數繞射面)測定X線搖擺曲線時，主面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為521秒，背面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為177秒，背面對表面的1/1000強度寬幅之比δ1 為2.9。
((3-2)第二研磨步驟S32) 把在第一研削步驟S31得到的氮化鋁單晶前驅基板的主面藉由使用膠體氧化矽研磨劑(粒徑20nm，pH8.8)及不織布墊研磨12μm之厚度份量後，進而把墊變更為仿麂皮墊研磨3μm之厚度份量，得到氮化鋁單晶基板。研磨後的氮化鋁單晶層的中心部厚度為305μm，下底基板的中心部厚度為295μm，氮化鋁單晶基板的中心部總厚度為600μm。研磨後，藉由純水進行5分鐘的流水清洗(流量:1.8L/分)，在鐵氟龍(登錄商標)燒杯中的1%氫氟酸水溶液浸漬基板5分鐘除去膠體氧化矽研磨劑。得到的基板藉由純水進行1分鐘流水清洗(流量:1.8L/分)後，以轉速6000rpm進行30秒旋轉乾燥。
測定所得到的氮化鋁單晶基板的面內計9處的厚度離散(TTV)的結果為3μm。此外，於基板中心位置，傾斜往m軸方向的偏角θm為0.30˚，傾斜往a軸方向的偏角θa為0.00˚。於所得到的氮化鋁單晶基板的基板中心位置進行根據X線搖擺曲線的評估時，針對主面及背面的(002)面(亦即平行於主面的低指數繞射面)繞射，主面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為148秒，背面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為162秒，背面對表面的1/1000強度寬幅之比δ2 為0.91。此外，主面中心位置之(103)面(亦即低角入射面)之X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為960秒，由基板端部起算位在距中心側5mm的外周部之(103)面的搖擺曲線的1/1000強度寬幅為870秒。此外，在基板中心及距中心10mm的位置計4處，距中心20mm的位置計4處合計9處位置進行同樣的測定，都與前述值同等。根據AFM在2μm×2μm視野範圍觀察主面的表面粗糙度Ra進行評估，表面粗糙度Ra為0.1nm，約0.24nm之高低差的梯狀階地構造明顯地被觀察到。背面的表面粗糙度Ra，根據白色干涉顯微鏡在280μm×210μm視野範圍觀察的結果為1.4nm(基板中心及距中心10mm的位置計4處，距中心20mm的位置計4處合計9處位置測定的平均值)。以白色干涉顯微鏡排除外周2mm將基板面內全面使用倍率2.5倍的物鏡觀察時，完全未觀察到伴隨著研磨的傷痕，主面的曲率半徑為-43m。進而，於氮化鋁單晶基板的基板中心位置，主面的(101)面(亦即非對稱繞射面)的半峰全幅值為10秒，藉由蝕坑密度法測定的差排密度為1×104 cm-2 。又，在根據蝕坑密度法測定差排密度時，藉由在加熱至450℃的氫氧化鈉與氫氧化鉀之混合熔鹽，浸漬氮化鋁單晶的表面，於表面產生蝕坑。基板的主面中心之晶格面的曲率半徑為-50m，主面全範圍之晶格面的曲率半徑為-47m。此外，在被配置在通過氮化鋁單晶基板的基板中心的直線上的間隔5mm的5個測定點測定(002)面的X線搖擺曲線，針對5個測定點，算出各測定點的直線座標，與X線搖擺曲線的峰繞射角度之間的相關係數R，計算其平方R2 為0.999，於基板面內的前面確認為均勻的狀態。圖10顯示取測定位置的直線34上的座標為橫軸(X軸)，將X線搖擺曲線的峰繞射角度取為縱軸(Y軸)所描繪的散佈圖，及以測定點的座標為獨立變數，以峰繞射角度為從屬變數，藉由最小平方法求出的回歸直線。此外，藉由二次離子質量分析法(SIMS)測定不純物濃度，Si濃度為7×1016 cm-3 ，O濃度為6×1016 cm-3 ，Cl濃度為4×1014 cm-3 ，B濃度為1×1016 cm-3 ，C與H未檢測出(檢測下限值未滿2×1016 cm-3 )。藉由電暈放電質量分析來測定以SIMS測定的元素以外之金屬元素為未檢測出(檢測下限值0.1ppmwt)。氮化鋁單晶基板的波長265nm之吸收係數為6cm-1 ，熱傳導率為330 W/m･K。
(往III族氮化物單晶基板上之III族氮化物半導體層之成長) 接著，於前述氮化物單晶基板上，藉由MOCVD法成長III族氮化物半導體層作為發光元件構造，確認了III族氮化物半導體層之結晶品質。於MOCVD步驟之前，藉由聚氨酯泡沫與稀釋20倍的Sunwash MD-3041(Lion股份公司製造)藉由擦洗洗淨除去微小的微粒，接著將基板在加熱至90˚C的磷酸與硫酸之混合物(磷酸:硫酸=1:3(體積比))浸漬10分鐘，進行表面的天然氧化膜的除去。接著，使用MOCVD法，於基板主面上，形成n型層(Al0.7 Ga0.3 N)、活性層(阱層:Al0.5 Ga0.5 N、障壁層:Al0.7 Ga0.3 N)、電子阻礙層(AlN層)、p型覆層(Al0.8 Ga0.2 N)及p型接觸層(GaN層)。
藉由諾馬斯基(Nomarski)微分干涉顯微鏡觀察成長的III族氮化物半導體層的成長面全面的表面形狀。III族氮化物單晶基板的表面附近存在潛傷的情形，III族氮化物半導體層在被稱為線狀小丘的潛傷上呈現出凸部連續的表面形狀，但於本實施例未觀察到線狀小丘。接著，使用薄膜X線繞射裝置(Panalytical公司製造X’Pert MRD)進行了III族氮化物半導體層之逆晶格映射測定。於逆晶格映射測定，使用安裝了1/2˚縱向狹縫及X方向2mm、Y方向2mm之X線照射區域限制用交叉狹縫之Ge(220)四結晶單色化模組與半導體方式X線檢測器(PIXcel-3D檢測器)，以包含氮化鋁的(114)繞射面及氮化鎵的(114)繞射面的方式進行了測定。逆晶格映射的測定結果顯示於圖11。成長於氮化鋁單晶基板上的n型層、活性層、p覆層之逆晶格點，於逆晶格映射係與氮化鋁單晶基板的逆晶格點幾乎相同的Qx值，確認了前述n型層及活性層，p覆層沒有發生晶格緩和，對於單晶氮化鋁基板為一致(coherent)的成長。
＜實施例2＞ 除了於研削步驟，使主面的拋光研削的厚度減少約10μm以外，藉由與實施例1同樣的操作製造了氮化鋁單晶基板。(3-1)第一研磨步驟S31之後的氮化鋁單晶前驅基板之δ1 為4.2。接著，實施(3-2)第二研磨步驟S32之主面的研磨的結果，氮化鋁單晶基板主面的中心位置之(103)面(低角入射面)之X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1105秒，由基板端部起算位在距中心側5mm的外周部之(103)面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1035秒。基板的主面中心之晶格面的曲率半徑為-28m，主面全範圍之晶格面的曲率半徑為-26m，(101)面(非對稱繞射面)的X線搖擺曲線的半峰全幅值為11秒，顯示良好的特性，主面的曲率半徑為-35m。成長於氮化鋁單晶基板上的元件層沒有發生緩和或潛傷等異常。其他結果顯示於表1。
＜實施例3＞ 於研削步驟S20，不實施主面的拋光研削而使用將#2000的鑽石粒子固定於金屬定盤之磨石，而且比實施例1增加30μm的研削餘量進行研削，而使背面的拋光研削的餘量比實施例減少10μm。針對背面的研磨，於第二研磨步驟S32之主面的研磨，使根據仿麂皮墊之CMP研磨厚度增加約7μm。前述以外，藉由與實施例1同樣的操作製造了氮化鋁單晶基板。第一研磨步驟S31之後的氮化鋁單晶前驅基板之δ1 為6.2。接著，實施第二研磨步驟S32之主面的研磨的結果，氮化鋁單晶基板主面的中心位置之(103)面(低角入射面)之X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為738秒，由基板端部起算位在距中心側5mm的外周部之(103)面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為786秒。基板的主面中心之晶格面的曲率半徑為-12m，主面全範圍之晶格面的曲率半徑為-12m，(101)面(非對稱繞射面)的X線搖擺曲線的半峰全幅值為17秒，顯示良好的特性，主面的曲率半徑為-13m。成長於氮化鋁單晶基板上的元件層沒有發生緩和或潛傷等異常。其他結果顯示於表1。
＜實施例4＞ 於研削步驟S20，不實施主面的拋光研削而使用將#2000的鑽石粒子固定於金屬定盤之磨石，而且比實施例1增加30μm的研削餘量進行研削。針對背面的研磨，以第一研磨步驟S31之CMP加工的研磨餘量成為30μm的方式實施研磨，進而，於第二研磨步驟S32之主面的研磨，使根據仿麂皮墊之CMP研磨厚度增加約7μm。前述以外，藉由與實施例1同樣的操作製造了氮化鋁單晶基板。第一研磨步驟S31之後的氮化鋁單晶前驅基板之δ1 為5.1。接著，實施第二研磨步驟S32之主面的研磨的結果，氮化鋁單晶基板主面的中心位置之(103)面(低角入射面)之X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為810秒，由基板端部起算位在距中心側5mm的外周部之(103)面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為920秒。基板的主面中心之晶格面的曲率半徑為-19m，主面全範圍之晶格面的曲率半徑為-18m，(101)面(非對稱繞射面)的X線搖擺曲線的半峰全幅值為12秒，顯示良好的特性，主面的曲率半徑為-16m。成長於氮化鋁單晶基板上的元件層沒有發生緩和或潛傷等異常。其他結果顯示於表1。
＜比較例1＞ 除了於研削步驟S20，不實施主面的拋光研削，而使用將#1200的鑽石粒子固定於金屬定盤之磨石研削主面，而且使研削餘量增加25μm以外，與實施例1同樣進行，製造了氮化鋁單晶前驅基板。於第二研磨步驟S32之主面的研磨，根據仿麂皮墊之CMP研磨厚度為8μm。除前述以外，藉由與實施例1同樣的操作，製造了氮化鋁單晶基板。第一研磨步驟S31之後的氮化鋁單晶前驅基板之δ1 為23.3。接著，實施第二研磨步驟S32之主面的研磨的結果，可知氮化鋁單晶基板主面的中心位置之(103)面(低角入射面)之X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1041秒，由基板端部起算位在距中心側5mm的外周部之(103)面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1360秒，於外周部研磨的情況並不良好。基板的主面中心之晶格面的曲率半徑為-33m，主面全範圍之晶格面的曲率半徑為-31m，(101)面(非對稱繞射面)的X線搖擺曲線的半峰全幅值為11秒，顯示良好的特性，主面的曲率半徑為-7m。成長於氮化鋁單晶基板上的元件層沒有發生緩和或潛傷等異常。其他結果顯示於表1。
＜比較例2＞ 於研削步驟S20，不實施主面的拋光研削，而使用將#2000的鑽石粒子固定於金屬定盤之磨石研削主面，而且使研削餘量比實施例1增加30μm進行研削，得到氮化鋁單晶前驅基板。於第二研磨步驟S31之主面的研磨，根據仿麂皮墊之CMP研磨厚度減少為2μm。除了前述以外，藉由與實施例1同樣的操作，得到氮化鋁單晶基板。第一研磨步驟S31之後的氮化鋁單晶前驅基板之δ1 為13.8。接著，實施第二研磨步驟S32之主面的研磨的結果，氮化鋁單晶基板主面的中心位置之(103)面(低角入射面)之X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1219秒，由基板端部起算位在距中心側5mm的外周部之(103)面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1430秒。基板的主面中心之晶格面的曲率半徑為50m，主面全範圍之晶格面的曲率半徑為45m，(101)面(非對稱繞射面)的X線搖擺曲線的半峰全幅值為10秒，顯示良好的特性，主面的曲率半徑為8m。針對成長於此氮化鋁單晶基板上的元件層進行逆晶格映射時，n型層及活性層、p覆層之Qx值接近於p-GaN層的Qx值，查明了發生緩和。
＜比較例3＞ 於研削步驟S20，不實施主面的拋光研削，使用將#2000的鑽石粒子固定於金屬定盤之磨石研削主面，而且比實施例1增加30μm的研削餘量進行研削。第一研磨步驟S31之背面的CMP加工之研磨餘量減少至30μm的狀態做成氮化鋁單晶前驅基板。除了前述以外，與實施例1同樣進行，得到氮化鋁單晶基板。第一研磨步驟S31之後的氮化鋁單晶前驅基板之δ1 為7.4。接著，實施第二研磨步驟S32之結果，氮化鋁單晶基板主面的中心位置之(103)面(低角入射面)之X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1305秒，由基板端部起算位在距中心側5mm的外周部之(103)面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1390秒。基板的主面中心之晶格面的曲率半徑為-41m，主面全範圍之晶格面的曲率半徑為-36m，(101)面(非對稱繞射面)的X線搖擺曲線的半峰全幅值為11秒，顯示良好的特性，主面的曲率半徑為-12m。但是，於氮化鋁單晶基板上使元件層成長時發生緩和，於逆晶格映射，n型層及活性層、p覆層之Qx值接近於p-GaN層的Qx值。此外，以諾馬斯基(Nomarski)型微分干涉顯微鏡觀察元件層時，觀察到10條被認為是存在於氮化鋁單晶基板表面的潛傷所導致的線狀小丘。
＜比較例4＞ 於研削步驟S20，不實施主面的拋光研削，而使用將#2000的鑽石粒子固定於金屬定盤之磨石研削，而且比實施例1增加30μm的研削餘量。不實施背面的CMP加工而實施至背面的拋光研削為止的狀態，製作氮化鋁單晶前驅基板。進而，不實施在第二研磨步驟S32之主面之根據仿麂皮墊的CMP研磨，而把使用不織布墊的CMP研磨餘量減少5μm。除了前述以外，與實施例1同樣進行，得到氮化鋁單晶基板。藉由變更主面的研削條件與背面的研磨條件，第一研磨步驟S31之後的氮化鋁前驅基板之δ1 為1.9。第二研磨步驟S32之後的氮化鋁單晶基板的主面的中心位置之(103)面(低角入射面)之X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為3638秒。基板的主面中心之晶格面的曲率半徑為34m，主面全範圍之晶格面的曲率半徑為34m，主面的曲率半徑為 -22m，(101)面搖擺曲線的半峰全幅值為12秒，顯示良好的特性，但於此氮化鋁單晶基板上使元件層成長時發生了程度大的緩和。於逆晶格映射觀測的n型層及活性層、p覆層之Qx值，比起比較例3更接近於p-GaN層的Qx值。此外，以諾馬斯基(Nomarski)型微分干涉顯微鏡觀察元件層時，觀察到多達超過10條被認為是存在於氮化鋁單晶基板表面的潛傷所導致的線狀小丘。
Figure 02_image015
10,20,30,40:III族氮化物單晶基板 11,21,31,41:主面 12,22,32,42:外周部 13,23,33,43:中心 14,24,34,44:(通過主面/基板的中心的)第1直線
[圖1]是使用相關於一實施型態之III族氮化物單晶基板10的平面圖，說明基板的主面為圓的情形之通過主面中心的直線，及該直線上的2點的選擇法之圖。 [圖2]是使用相關於一實施型態之III族氮化物單晶基板20的平面圖，說明基板的主面為正多角形的情形之通過主面中心的直線，及該直線上的2點的選擇法之圖。 [圖3]是使用相關於一實施型態之III族氮化物單晶基板30的平面圖，說明基板的主面為部分扭曲的圓的情形之通過主面中心的直線，及該直線上的2點的選擇法之圖。 [圖4]是使用相關於一實施型態之III族氮化物單晶基板40的平面圖，說明基板的主面為部分扭曲的正多角形的情形之通過主面中心的直線，及該直線上的2點的選擇法之圖。 [圖5]是模式說明用於基板30的「主面的全範圍之晶格面的曲率半徑」之測定的測定點配置之平面圖。 [圖6]是以基板30為例，模式說明通過主面的中心的直線上的2n+1個測定點的座標，與平行於主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的峰繞射角度的關係之圖。(A)是從圖5提取直線34及5個測定點之圖。(B)是模式說明於圖3以直線34切斷基板30的剖面及往各測定點之入射X線及繞射X線(參照各箭頭)之圖。(C)是取各測定點的直線上的座標為橫軸(X軸)，針對各測定點測定的X線搖擺曲線的峰繞射角度為縱軸(Y軸)之散佈圖，以及模式說明以測定點的座標為獨立變數，以峰繞射角度為從屬變數藉由最小平方法求出的回歸直線之圖。 [圖7]是模式說明基板30之「主面的全範圍之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅」的測定之測定點配置之平面圖。 [圖8]是模式說明基板30的TTV評估之測定點配置之平面圖。 [圖9]是說明相關於一實施型態之III族氮化物單晶基板之製造方法S100之流程圖。 [圖10]是針對在實施例1製造的氮化鋁單晶基板的通過基板中心的直線上配置的5mm間隔的5個測定點所測定的(002)面的X線搖擺曲線，取直線上的座標為橫軸(X軸)，取X線搖擺曲線的峰繞射角度為縱軸(Y軸)所畫的散佈圖，以及以測定點的座標為獨立變數，以峰繞射角度為從屬變數藉由最小平方法求出的回歸直線之圖表。 [圖11]是在實施例1製造的氮化鋁單晶基板的主面上成長的元件層之逆晶格映射的測定結果。
S100:製造方法

Claims (11)

  1. 一種III族氮化物單晶基板，具有：第1主面，及與該第1主面為相反側之第1背面， 前述基板的第1主面的曲率半徑的絕對值為10m以上， 前述基板的第1主面的中心之晶格面的曲率半徑的絕對值為10m以上， 前述基板的第1主面的中心之低角入射面的X線搖擺曲線(rocking curve)的1/1000強度寬幅為1200秒以下。
  2. 如請求項1之III族氮化物單晶基板，其中前述基板的第1主面的曲率半徑的絕對值為15m以上。
  3. 如請求項1或2之III族氮化物單晶基板，其中前述基板的第1主面的中心之晶格面的曲率半徑的絕對值為15m以上。
  4. 如請求項1～3之任一之III族氮化物單晶基板，其中前述基板的第1主面的中心之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1000秒以下。
  5. 如請求項1～4之任一之III族氮化物單晶基板，其中由前述III族氮化物單晶基板的第1主面側所見之平面視圖之第1主面的全範圍之晶格面的曲率半徑的絕對值為10m以上，該基板的第1主面的全範圍之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1200秒以下。
  6. 如請求項1～5之任一之III族氮化物單晶基板，其中前述III族氮化物單晶基板的主面為(001)面，前述基板的主面的中心之低角入射面為(103)面。
  7. 如請求項1～6之任一之III族氮化物單晶基板，其中 前述III族氮化物單晶基板，為具有： 具有第2主面，以及與該第2主面為相反側之第2背面之III族氮化物單晶下底基板，以及 被層積於前述III族氮化物單晶下底基板的前述第2主面上之與該下底基板同種的III族氮化物單晶層 之III族氮化物單晶層積體。
  8. 如請求項1～7之任一之III族氮化物單晶基板，其中前述III族氮化物單晶為氮化鋁單晶。
  9. 如請求項8之III族氮化物單晶基板，其中前述第1主面為鋁面。
  10. 一種III族氮化物單晶基板之製造方法，依序包含： (1)準備具有第1主面，以及與該第1主面為相反側之第1背面之III族氮化物單晶的步驟， (2)研削在前述步驟(1)得到的III族氮化物單晶的前述第1主面的表面，以及前述第1背面的表面的步驟， (3)研磨在前述步驟(2)得到的III族氮化物單晶的前述第1主面的表面，以及前述第1背面的表面的步驟； 前述步驟(3)，依序包含： (3-1)以使前述III族氮化物單晶的第1主面的中心之平行於第1主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅wmain ，與該單晶的第1背面的中心之平行於第1主面的低指數繞射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅wback 之比wmain /wback 成為0.5～10的方式進行研磨，得到III族氮化物單晶前驅基板的步驟， (3-2)以使前述步驟(3-1)所得到的III族氮化物單晶前驅基板的第1主面的中心之低角入射面的X線搖擺曲線的1/1000強度寬幅為1200秒以下的方式，進行研磨的步驟。
  11. 如請求項10之III族氮化物單晶基板之製造方法，其中 前述(1)準備步驟，包含 在具有第2主面，以及與該第2主面為相反側之第2背面的III族氮化物單晶下底基板的前述第2主面上，藉由氣相沉積法層積與該下底基板同種的III族氮化物的單晶層的步驟。
TW109145969A 2019-12-24 2020-12-24 Ｉｉｉ族氮化物單晶基板及其製造方法 TW202130863A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-233420 2019-12-24
JP2019233420 2019-12-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202130863A true TW202130863A (zh) 2021-08-16

Family

ID=76576011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109145969A TW202130863A (zh) 2019-12-24 2020-12-24 Ｉｉｉ族氮化物單晶基板及其製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220364267A1 (zh)
JP (1) JPWO2021132491A1 (zh)
KR (1) KR20220118998A (zh)
DE (1) DE112020006300T5 (zh)
TW (1) TW202130863A (zh)
WO (1) WO2021132491A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2022191003A1 (zh) * 2021-03-09 2022-09-15
CN113718232A (zh) * 2021-08-26 2021-11-30 长江存储科技有限责任公司 一种喷淋头、成膜控制方法、控制器及机台

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS581145B2 (ja) 1979-03-19 1983-01-10 株式会社井上ジャパックス研究所 導電異方性ゴム又はプラスチツク
JPS581145A (ja) 1981-06-25 1983-01-06 Konishiroku Photo Ind Co Ltd 染料を含有するハロゲン化銀写真感光材料
WO2010024285A1 (ja) * 2008-09-01 2010-03-04 住友電気工業株式会社 窒化物基板の製造方法および窒化物基板
JP5093127B2 (ja) 2009-01-15 2012-12-05 住友電気工業株式会社 窒化ガリウム基板および窒化物半導体エピタクシャル基板
JP5949064B2 (ja) * 2012-03-30 2016-07-06 三菱化学株式会社 ＧａＮバルク結晶
JP6635756B2 (ja) 2014-11-10 2020-01-29 株式会社トクヤマ Ｉｉｉ族窒化物単結晶製造装置、該装置を用いたｉｉｉ族窒化物単結晶の製造方法、及び窒化アルミニウム単結晶
WO2017164233A1 (ja) * 2016-03-23 2017-09-28 株式会社トクヤマ 窒化アルミニウム単結晶基板の製造方法
JP6856356B2 (ja) 2016-11-11 2021-04-07 株式会社トクヤマ 窒化アルミニウム単結晶基板及び、該単結晶基板の製造方法
JP6913626B2 (ja) 2017-12-25 2021-08-04 株式会社サイオクス 半導体積層物

Also Published As

Publication number Publication date
DE112020006300T5 (de) 2022-12-29
KR20220118998A (ko) 2022-08-26
WO2021132491A1 (ja) 2021-07-01
US20220364267A1 (en) 2022-11-17
JPWO2021132491A1 (zh) 2021-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101377813B1 (ko) ＳｉＣ 에피택셜 웨이퍼 및 그 제조 방법
JP5076020B2 (ja) ＳｉＣエピタキシャルウェハ
JP4959763B2 (ja) ＳｉＣエピタキシャルウェハ及びその製造方法
JP5384714B2 (ja) ＳｉＣエピタキシャルウェハ及びその製造方法
JP5888280B2 (ja) シリコンウエーハの研磨方法およびエピタキシャルウエーハの製造方法
CN108461384B (zh) 硅晶片
US9431489B2 (en) β-Ga2O3-based single crystal substrate
US20110183113A1 (en) Silicon carbide single crystal substrate
US9349915B2 (en) β-Ga2O3-based single crystal substrate
TW202130863A (zh) Ｉｉｉ族氮化物單晶基板及其製造方法
US20200388492A1 (en) METHOD FOR MANUFACTURING SiC EPITAXIAL WAFER
JP5604577B2 (ja) ＳｉＣエピタキシャルウェハ
JP6856356B2 (ja) 窒化アルミニウム単結晶基板及び、該単結晶基板の製造方法
JP5124690B2 (ja) ＳｉＣエピタキシャルウェハ
TWI778220B (zh) 氮化鎵結晶基板
JP7103210B2 (ja) シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法及びシリコンエピタキシャルウェーハ
WO2020136973A1 (ja) シリコンエピタキシャルウェーハの製造方法及びシリコンエピタキシャルウェーハ