WO2004112116A1 - 窒化物半導体結晶表面の加工方法およびその方法により得られた窒化物半導体結晶 - Google Patents

窒化物半導体結晶表面の加工方法およびその方法により得られた窒化物半導体結晶 Download PDF

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Seiji Nakahata
Ryu Hirota
Keiji Ishibashi
Takatomo Sasaki
Yusuke Mori
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Sumitomo Electric Industries, Ltd.
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    • H01L21/30604—Chemical etching
    • H01L21/30612—Etching of AIIIBV compounds

Definitions

  • the present invention relates to a method for processing a nitride semiconductor crystal surface and a nitride semiconductor crystal obtained by the method, and more particularly, to a method for processing a nitride semiconductor crystal surface having a small surface scratch depth and a small thickness of a damaged layer and a method thereof.
  • the present invention relates to a nitride semiconductor crystal obtained by the method. Background art
  • planarization technology is an important technology that forms the basis of the above-described semiconductor crystal fine processing technology.
  • a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method of performing chemical mechanical polishing using a polishing slurry composed of a polishing liquid and abrasive grains is mainly used.
  • Silicon crystals and the like are chemically active, such as dissolving in hydrofluoric acid, so that chemical surface processing is possible.
  • nitride semiconductor crystals such as group III nitride semiconductor crystals are chemically inert ( Stable), so it depends on mechanical processing.
  • mechanical processing means that abrasive grains are interposed between a crystal and a polishing platen (hereinafter referred to as “platen”, the same applies hereinafter), and the platen is moved relatively to the crystal, so that the abrasive particles Cutting or polishing the crystal surface by the frictional force applied to the crystal surface.
  • An object of the present invention is to provide a method of processing the surface of a nitride semiconductor crystal having a small depth of a surface flaw and a thickness of a damaged layer, and a nitride semiconductor crystal obtained by the method.
  • a method for processing the surface of a nitride semiconductor crystal according to the present invention includes contacting a surface of the nitride semiconductor crystal with a liquid containing at least Na, Li, or Ca as a processing liquid.
  • the working fluid is a liquid containing at least Na, and the Na content in the working fluid is 5 moles 0 /. It can be a to 9 5 mol 0/0.
  • the working fluid is a liquid containing at least Li, and the content of Li in the working fluid is 5 mol% to 100 mol. / 0 .
  • nitride semiconductor crystal can be processed A 1 X G a y I n -yN semiconductor crystal (0 ⁇ x ⁇ l, 0 ⁇ y ⁇ l s 0 ⁇ x + y ⁇ 1) and the like.
  • the nitride semiconductor crystal according to the present invention is a nitride semiconductor crystal having a deepest surface flaw depth of 0.01 m or less or an average thickness obtained by the above-described method of applying a nitride semiconductor crystal surface. It is a nitride semiconductor crystal with a work-affected layer thickness of 2 ⁇ m or less.
  • the surface of the nitride semiconductor crystal is brought into contact with a liquid containing at least Na, Li, or Ca as a processing liquid, thereby reducing the surface scratch depth and processing deterioration.
  • a method for processing the surface of a nitride semiconductor crystal having a small layer thickness and a nitride semiconductor crystal obtained by the method can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a method for processing a nitride semiconductor crystal surface according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective sectional view showing one surface plate used in the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective sectional view showing another surface plate used in the present invention.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Referring to FIG. 1, one processing method of the nitride semiconductor crystal surface according to the present invention includes at least Na, Li or Ca as a processing liquid 15 on the surface of the nitride semiconductor crystal 11. It is characterized by contacting a liquid. More specifically, referring to FIG. 1, the nitride semiconductor crystal 11 fixed to the crystal holder 12 is placed on the surface plate 14 fixed on the rotating shaft 13 with the working fluid 15 interposed. The surface of the nitride semiconductor crystal is processed by moving the platen 14 relatively to the nitride semiconductor crystal 11 by pressing and rotating the rotation shaft 13.
  • the surface plate used in the present invention is not particularly limited, and a surface plate A 24 having a flat surface for processing the crystal surface as shown in FIG. 2 and a crystal plane as shown in FIG. 3.
  • a surface plate B34 in which a groove is formed on the surface of the surface plate for processing is preferably used.
  • the groove depth D, groove width W and groove pitch P of the surface plate B are not particularly limited, but the groove depth D is 0.5 mm to 3 mm, the groove width W is 0.5 mm to 3 mm, Groove pitch P is 1 mn! ⁇ 5 mm is preferably used.
  • N a, and the liquid containing L i or C a, N a, N a NH 2, N a X (X is halogen, e.g. I, B r, indicating, for example, C 1.
  • a liquid containing a Na or Na compound such as, a liquid containing a Li or Li compound such as Li, Li NH 2 , Li X, a Ca or C such as Ca, Ca X 2 a refers to a liquid containing a compound, and also includes a liquid containing two or more elements out of Na, Li, and Ca.
  • the nitrogen (N) in the nitride semiconductor crystal is dissolved in the liquid containing Na, Li, or Ca, so that the surface of the nitride semiconductor crystal is etched.
  • the GaN crystal surface is etched by the reaction of the following formula (1).
  • the processing liquid is a liquid containing at least Na, and the Na content in the processing liquid is 5 mol% to 95 mol 0 / Can be 0 .
  • Li or Ca is added to Na as a working fluid, the dissolution amount of the nitride semiconductor crystal in the working fluid is increased, and the processing speed is improved.
  • the content of Na is preferably from 5 mol% to 60 mol%, more preferably from 10 mol% to 50 mol%. / 0 is more preferred.
  • the content of Na in the caries solution is 20 mol from the viewpoint of improving the processing speed. /. ⁇ 95 mol 0 /.
  • 5 0 mol 0 / 0-9 0 mol. / 0 is more preferred.
  • the processing liquid is preferably a liquid containing at least Li from the viewpoint of improving the processing speed.
  • the content of Li in the working fluid was 5 mol / 0 . ⁇ 100 mol. /. And preferably 30 moles 0 /. More preferably to 1 0 0 mole 0/0, 5 0 mole 0 /. Furthermore preferred arbitrariness of ⁇ 1 0 0 mole 0/0.
  • the processing temperature is preferably not less than the melting point of the processing liquid and not more than the boiling point, and more preferably at a temperature of 100 ° C. or higher than the melting point of the processing liquid. Therefore, the temperature is 100 ° C lower than the boiling point of the working fluid.
  • the temperature of the working fluid is higher than the melting point by 100 ° C or more, the amount of dissolved nitrogen in the working fluid increases, and when the temperature is lower than 100 ° C below the boiling point, the working fluid evaporates. The amount decreases and the machining fluid can be used effectively.
  • Table 1 shows the melting points and boiling points of various liquids containing Na, Li or Ca used in the working fluid.
  • the melting point and the boiling point of the working fluid are determined by the composition of the working fluid, and the working temperature can be appropriately determined from the above viewpoint.
  • a nitride semiconductor crystal having a deepest surface flaw depth of 0.01 m or less can be obtained.
  • the above processing method is a physical method such as cutting or polishing with abrasive grains, and is mainly a chemical method, so that there is no surface flaw caused by friction between the cannonball and the crystal surface.
  • a nitride semiconductor crystal having an average thickness of an affected layer of 2 ⁇ or less can be obtained by the above method for processing a nitride semiconductor crystal surface.
  • the above processing method is not a physical method of cutting or polishing with abrasive grains, but is a chemical method exclusively. Therefore, there is no generation of a work-affected layer due to friction between the stone grains and the crystal surface.
  • the thickness of the affected layer of the GaN crystal after processing was evaluated by the CL (Cathode Luminescence) of the crystal cross section.
  • the deepest surface flaw depth of the GaN crystal after processing was 0.05 ⁇ m, and the average thickness of the affected layer was 1.5 ⁇ m.
  • Table 2 summarizes the results.
  • the surface of the GaN crystal was processed by rotating the surface plate at 50 r 111 for 10 hours while pressing the GaN crystal against the surface of the surface plate to which the free abrasive grains were supplied.
  • the deepest surface flaw depth of the GaN crystal after processing was 5 ⁇ m, and the average thickness of the affected layer was 10 ⁇ .
  • Table 2 The results are summarized in Table 2.
  • the surface of the GaN crystal was processed under the same conditions as in Comparative Example 1, except that free abrasive grains of 5 ⁇ m were used. The results are summarized in Table 2.
  • the GaN crystal surface was processed under the same conditions as in Example 1 except that the processing time for the crystal surface was changed to 5 hours. As a result, the deepest surface depth was less than 0.01 m below the measurement limit, and the average thickness of the affected layer was less than 1 ⁇ below the measurement limit.
  • Table 2 The results are summarized in Table 2. (Example 3)
  • the GaN crystal surface was processed under the same conditions as in Example 2 except that Na having a purity of 90% was used as the processing liquid.
  • the results are summarized in Table 2.
  • impurities contained in Na by glow discharge mass spectrometry Fe, Mg, Ti, Sc, and V were detected.
  • the GaN crystal surface was processed using the working fluids shown in Table 2 and the working temperatures and working times shown in Table 2. The results are summarized in Table 2.
  • the GaN crystal surface was processed using the processing fluids shown in Table 3 and the processing temperatures and processing times shown in Table 3. The results are summarized in Table 3.
  • the GaN crystal surface was worked under the same conditions as in Example 1 except that a surface plate B34 having a groove formed in the processing surface as shown in FIG. 3 was used as the surface plate.
  • the groove depth D of the surface plate B used in this example was 1 mm
  • the groove width W was 1 mm
  • the groove pitch P was 2 mm.
  • the GaN crystal surface was processed under the same conditions as in Example 1 except that the processing temperature and the processing time were changed as shown in Table 4. The results are summarized in Table 4.
  • Example 4 to 8 even when Li, Ca, or a mixture of these and Na is used as the working fluid instead of Na, the deepest surface depth is 0.0. Less than 1 / im, high-precision planar processing with an average thickness of less than 1 ⁇ .
  • Example 6 Example 8, Example 10, Example 12 to Example 14, the processing speed is improved by using the processing liquid containing at least Li, and the processing speed is improved. You can save time.
  • Example 2 and Example 9 the processing time can be reduced from 5 hours to 1 hour by using a surface plate having grooves on the processing surface instead of a surface plate having a flat processing surface. Further, as shown in Examples 10 to 12, by setting the processing time to 20 hours to 3 hours as appropriate for the processing temperature of 300 ° C.
  • the crystals to be processed are not limited to GaN crystals, but are A 1 N crystals, A 1 GaN crystals, In N crystals, and In G crystals.
  • Various types of nitride semiconductor crystals such as aN crystal can be processed with high precision.
  • the embodiments and examples disclosed this time should be considered in all respects as illustrative and not restrictive.
  • the scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
  • the present invention can be widely applied to a method for processing a nitride semiconductor crystal surface having a small surface scratch depth and a small thickness of a deteriorated layer, and a nitride semiconductor crystal obtained by the method.

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Abstract

窒化物半導体結晶（１１）の表面に、加工液（１５）として少なくともＮａ、ＬｉまたはＣａを含有する液体を接触させることを特徴とする窒化物半導体結晶表面の加工方法。本加工方法において、加工液（１５）が少なくともＮａを含有する液体であって、加工液（１５）中のＮａ含有率が、５モル％～９５モル％とすることができる。また、加工液（１５）が少なくともＬｉを含有する液体であって、加工液（１５）中のＬｉ含有率が、５モル％～１００モル％とすることができる。上記加工方法によって得られた、最深表面傷深さが０．０１μｍ以下または平均加工変質層厚さが２μｍ以下の窒化物半導体結晶。この結果、表面傷深さおよび加工変質層厚さの小さい窒化物半導体結晶表面の加工方法およびその方法により得られた窒化物半導体結晶を提供できる。

Description

明細書 窒化物半導体結晶表面の加工方法
およびその方法により得られた窒化物半導体結晶 技術分野
本発明は、 窒化物半導体結晶表面の加工方法およびその方法により得られた窒 化物半導体結晶に関し、 より詳しくは、 表面傷深さや加工変質層厚さが小さい窒 化物半導体結晶表面の加工方法およびその方法により得られた窒化物半導体結晶 に関する。 背景技術
半導体デバイスの高集積化に伴ない、 半導体結晶の微細加工技術が注目されつ つある。 ここで、 半導体結晶表面を平坦に加工する技術 （平坦化技術） は、 上記 半導体結晶の微細加工技術の基礎となる重要な技術である。
現在、 半導体結晶表面を平坦に加工する方法としては、 研磨液と砥粒とからな る研磨スラリーを用いて化学的機械的研磨する C M P (Chemical Mechanical Polishing) 法が主流である。
シリコン結晶などは、 フッ酸に溶解するなど化学的に活性であるため、 化学的 な表面加工が可能であるが、 I I I族窒化物半導体結晶などの窒化物半導体結晶 は、 化学的に不活性 （安定） であるため、 機械的加工に依存している。 ここで、 機械的加工とは、 結晶と研磨盤 （定盤という、 以下同じ） との間に砥粒を介在さ せ、 定盤を結晶に対して相対的に移動させることにより、 砥粒と結晶表面にかか る摩擦力によつて結晶表面を切削または研磨して加工することをいう。
機械的加工を行なうと、 結晶表面に砥粒による深い引搔き傷が発生し、 また結 晶表面と砥粒との間の摩擦力により結晶が乱れた層 （加工変質層という。 以下同 じ） が厚く形成される （山本， 結晶工学ハンドブック， 初版， 共立出版， 1 9 9 0年 9月 2 5日，' p . 4 2 1—4 2 3を参照。）。 かかる結晶表面の深い傷または 厚い加工変質層の存在は、 微細加工の際の障害になるとともに、 半導体特性を劣 化させるため、 さらにエッチングなどの方法を用いて、 結晶表面の傷おょぴ加工 変質層を除去する必要があつた。 発明の開示
本宪明は、 表面傷深さおよび加工変質層厚さが小さい窒化物半導体結晶表面の 加工方法およびその方法により得られた窒化物半導体結晶を提供することを目的 とする。
上記目的を達成するため、本発明にかかる窒化物半導体結晶表面の加工方法は、 窒化物半導体結晶の表面に、 加工液として少なくとも N a、 L iまたは C aを含 有する液体を接触させることを特徴とする。 ここで、 加工液は、 少なくとも N a を含有する液体であって、 加工液中の N a含有率が 5モル0/。〜 9 5モル0 /0とする ことができる。 また、 加工液は、'少なくとも L iを含有する液体であって、 加工 液中の L i含有率が 5モル％〜 1 0 0モル。 /0とすることができる。 また、 窒化物 半導体結晶として、 A 1 X G a y I n —yN半導体結晶 （0≤ x≤ l、 0≤ y≤ l s 0≤ x + y≤ 1 ) などを加工することができる。
また、 本発明にかかる窒化物半導体結晶は、 上記の窒化物半導体結晶表面の加 ェ方法によつて得られた、 最深表面傷深さが 0 . 0 1 m以下の窒化物半導体結 晶または平均加工変質層厚さが 2 μ m以下の窒化物半導体結晶である。
上記のように、 本発明によれば、 窒化物半導体結晶の表面に、 加工液として少 なくとも N a、 L iまたは C aを含有する液体を接触させることにより、 表面傷 深さおよび加工変質層厚さの小さい窒化物半導体結晶表面の加工方法およびその 方法により得られた窒化物半導体結晶を提供することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、本発明にかかる窒化物半導体結晶表面の加工方法を説明する図である。 図 2は、 本発明に用いられる一の定盤を示す斜視断面図である。
図 3は、 本発明に用いられる別の定盤を示す斜視断面図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明にかかる窒化物半導体結晶表面の一の加工方法は、 図 1を参照して、 窒 化物半導体結晶 1 1の表面に、 加工液 1 5として少なくとも N a、 L iまたは C aを含有する液体を接触させることを特徴とする。 より詳しくは、 図 1を参照し て、 結晶ホルダー 1 2に固定された窒化物半導体結晶 1 1を、 加工液 1 5を介在 させて、 回転軸 1 3上に固定された定盤 1 4に押し付けて、 回転軸 1 3を回転す ることにより、 定盤 1 4を窒化物半導体結晶 1 1に対して相対的に移動すること により窒化物半導体結晶表面の加工を行なう。
本発明に用いられる定盤には、 特に制限は無く、 図 2に示すような結晶表面を 加工するための定盤表面が平面である定盤 A 2 4、 図 3に示すような結晶平面を 加工するための定盤表面に溝が形成された定盤 B 3 4などが好ましく用いられる。 定盤 Bの'溝深さ D、 溝幅 Wおよび溝ピッチ Pは、 特に制限は無いが、 溝深さ Dは 0 . 5 mm〜 3 mm、 溝幅 Wは 0 . 5 mm〜 3 mm、 溝ピッチ Pは 1 mn！〜 5 m mが好ましく用いられる。
ここで、 N a、 L iまたは C aを含有する液体とは、 N a、 N a N H2、 N a X (Xはハロゲン元素、 たとえば I、 B r、 C 1などを示す。 以下同じ） などの N aまたは N a化合物を含有する液体、 L i、 L i N H2、 L i Xなどの L iまたは L i化合物を含有する液体、 C a、 C a X2などの C aまたは C a化合物を含有す る液体をいい、 N a、 L iおよび C aの中から 2以上の元素を含有する液体も含 まれる。
N a、 L iまたは C aを含む液体には、 窒化物半導体結晶中の窒素 （N) が溶 解することにより、 窒化物半導体結晶表面がエッチングされる。 たとえば、 窒化 物半導体結晶の 1つである G a N結晶に液体 N aを接触させると、 下式 （ 1 ) の 反応により、 G a N結晶表面がエッチングされる。
G a N + 3 N a → G a 3++ N3-+ 3 N a ++ 3 e - ( 1 )
本発明にかかる窒化物半導体結晶表面の加工方法において、 加工液が、 少なく とも N aを含有する液体であって、 加工液中の N a含有率を、 5モル％〜9 5モ ル0 /0とすることができる。 加工液として、 N aに L iまたは C aを添カ卩すると、 窒化物半導体結晶の加工液への溶解量が増大して、 加エスピードが向上する。
N aにL iを添加する場合は、 加工スピード向上の観点から、 加工液における N aの含有率は、 5モル％~ 6 0モル％が好ましく、 1 0モル％〜 5 0モル。 /0が より好ましい。 N aに C aを添加する場合は、 加エスピード向上の観点から、 カロ ェ液における N aの含有率は、 2 0モル。/。〜 9 5モル0/。が好ましく、 5 0モル0 /0 〜9 0モル。 /0がより好ましい。
また、 本発明にかかる窒化物半導体結晶表面の加工法において、 加工スピード 向上の観点から、加工液は少なくとも L iを含有する液体であることが好ましい。 また、 加工液における L iの含有率は 5モル0/。〜 1 0 0モル。/。が好ましく、 3 0 モル0/。〜 1 0 0モル0 /0がより好ましく、 5 0モル0/。〜 1 0 0モル0 /0がさらに好ま しい。
また、本発明にかかる窒化物半導体結晶表面の加工方法において、加工温度は、 加工液の融点以上沸点以下とするのが好ましく、 さらに好ましくは加工液の融点 から 1 0 0 °C高い温度以上であって、 加工液の沸点から 1 0 0 °C低い温度以下で ある。 加工液の液温が、 融点から 1 0 0 °C高い温度以上であると加工液への窒素 の溶解量が増加し、 沸点から 1 0 0 °C低い温度以下であると加工液の蒸発が少な くなり、 加工液を有効に利用することができる。
ここで、 加工液に用いられる各種の N a、 L iまたは C aを含有する液体の融 点および沸点を表 1に示す。 加工液の組成によつて加工液の融点および沸点が決 まり、 さらに上記観点から、 適宜加工温度を決めることができる。
表 1
Figure imgf000007_0001
本発明にかかる窒化物半導体結晶表面の加工方法は、 A 1 XG ay I x-yN半導 体結晶 （0≤x≤ l、 0≤y≤ 1, 0≤x + y≤ 1) 表面の加工に好ましく適用 できる。 A l、 Ga、 I nの含有率の如何に関わらず、 結晶の構成元素として窒 素を有する窒化物半導体結晶に広く適用が可能である。
上記窒化物半導体結晶表面の加工方法によって、 最深表面傷深さが 0. 01 ^ m以下の窒化物半導体結晶を得ることができる。 上記加工方法は、 砥粒による切 削または研磨という物理的な方法でな 専ら化学的方法によるものであるため、 砲粒と結晶表面との摩擦に由来する表面傷が生じることは無い。
また、 上記窒化物半導体結晶表面の加工方法によって、 平均加工変質層厚さが 2 μπι以下の窒化物半導体結晶を得ることができる。 上記加工方法は、 砥粒によ る切削または研磨という物理的な方法でなく、 専ら化学的方法によるものである ため、 石氐粒と結晶表面との摩擦に由来する加工変質層が生じることは無い。
本発明にかかる窒化物半導体結晶表面の加工方法およびその方法により得られ た窒化物半導体結晶について、 実施例を用いて具体的に説明する。
(実施例 1 )
図 1および図 2を参照して、 図 1に示す定盤 1 4として図 2に示す定盤 A 2 4 を用いて、 回転軸 1 3に固定された定盤 A 2 4上に、 純度 1 0 0 ° /。の金属 N aを 載せ、 8 0 0 °Cまで昇温させて液体 N aとして加工液 1 5を形成した。 結晶ホル ダー 1 2に取り付けた窒化物半導体結晶 1 1である G a N結晶を、 加工液 1 5の 面に押し付けながら、 定盤 A 2 4を 5 0 r p mで 1時間回転させることにより、 G a N結晶表面の加工を行なった。 加工後の G a N結晶の表面傷深さを接触式の 段差計で測定した。 また、 加工後の G a N結晶の加工変質層厚さは、 結晶断面の C L (Cathode Luminescence) により評価した。 加工後の G a N結晶の最深表面 傷深さは 0 . 0 5 μ m、 平均加工変質層厚さは 1 . 5 μ mであった。 結果を表 2 にまとめる。
(比較例 1 )
実施例 1と同様の加工装置を用いて、 室温下、 材質が S i Cで粒径が 1 0 の遊離砥粒を定盤表面に供給しながら、 結晶ホルダーに取り付けた窒化物半導体 結晶である G a N結晶を遊離砥粒が供給された定盤表面に押し付けながら、 定盤 を 5 0 r 111で1 0時間回転させることにより、 G a N結晶表面の加工を行なつ た。 加工後の G a N結晶の最深表面傷深さは 5 μ m、 平均加工変質層厚さは 1 0 μ παであった。 結果を表 2にまとめる。
(比較例 2 )
砥粒 5 μ mの遊離砥粒を用いた以外は、 比較例 1と同様の条件で、 G a N結晶 表面の加工を行なった。 結果を表 2にまとめる。
(実施例 2 )
結晶表面の加工時間を 5時間とした以外は、 実施例 1と同様の条件で、 G a N 結晶表面の加工を行なつた。 この結果、 最深表面深さは測定限界以下の 0 . 0 1 m未満、 平均加工変質層厚さは測定限界以下の 1 μ πι未満となった。 結果を表 2にまとめる。 (実施例 3 )
加工液として純度 9 0 %の N aを用いた以外は、 実施例 2と同様の条件で、 G a N結晶表面の加工を行なった。 結果を表 2にまとめる。 なお、 N aに含まれる 不純物をグロ一放電質量分析で測定した結果、 F e、 M g、 T i、 S c、 Vが検 出された。
(実施例 4〜実施例 6 )
表 2に示す加工液を用いて、 表 2に示す加工温度および加工時間により、 G a N結晶表面の加工を行なった。 結果を表 2にまとめる。
(実施例 7〜実施例 1 4 )
表 3に示す加工液を用いて、 表 3に示す加工温度および加工時間により、 G a N結晶表面の加工を行なった。 結果を表 3にまとめる。
(実施例 1 5 ) .
定盤として図 3に示すような加工面に溝が形成された定盤 B 3 4を用いた以外 は、 実施例 1と同様の条件で、 G a N結晶表面の加工を行なった。 なお、 本実施 例に用いた定盤 Bの溝深さ Dは l mm、 溝幅 Wは 1 mm、 溝ピッチ Pは 2 mmで あった。 結果を表 4にまとめる。
(実施例 1 6〜実施例 1 8 )
加工温度と加工時間を表 4に示すように変えた以外は、 実施例 1と同様の条件 で G a N結晶表面の加工を行なった。 結果を表 4にまとめる。
(実施例 1 9〜実施例 2 2 )
加工する結晶を表 4に示す結晶に替えた以外は、 実施例 2と同様の条件で各種 結晶表面の加工を行なった。 結果を表 4にまとめる。
表 2
Figure imgf000010_0001
*不純物として Mg、 Fe、 V、 Sc、 Ti
表 3 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 実施例 7 8 9 10 1 1 12 13 14 窒化物半導体結晶 GaN GaN GaN GaN GaN GaN GaN GaN 加工方法 定盤 A 定盤 A 定盤 A 定盤 A 定盤 A 定盤 A 定盤 A 定盤 A 砥粒径 (μ ϊϊΐ)
Na- Li Na-Li
加工液 Na- Li Na - Li Na- Ca Na - Ca Na -し i Li一 Ca
- Ca -Ca
to 加工液 Na 50 50 50 50 40 40 5
化学 Li 50 50 30 30 95 95 組成 Ca 50 50 30 30 5 (モル0 /0)― 不純物
加工 温度 (。C) 800 800 800 800 800 800 800 800 条件 時間（hr) 5 4 5 3 5 4 2 2 最深表面傷深さ
<0.01 <0.01 <0.01 <0.01 <0.01 ぐ 0.01 ぐ 0.01 <0.01 (μ m)
平均加工変質層
<1 <1 <1 <1 <1 ぐ 1 <1 <1 厚さ （Ai m)
表 4
o
Figure imgf000012_0001
比較例 2と実施例 1とを対比すると、 砥粒径 5 μ mの砥粒に替えて、 本発明に 用いられる加工液の 1つである N aを用いることによって、 最深表面深さが 2 X mから 0 . 0 5 μ πιに、 平均加工変質層厚さが 8 μ πιから 1 . 5 μ πιにと著しく 小さくなつたことがわかる。 また、 実施例 1と実施例 2とを対比すると、 加工温 度 8 0 0 °Cにおいて加工時間を 1時間から 5時間に変更することにより、 最深表 面深さは 0 . 0 1 μ m未満、 平均加工変質層厚さは 1 m未満となり、 極めて精 度の高い表面加工が可能になったことがわかる。
また、 実施例 4〜実施例 8に示すように、 加工液として N aに替えて L i、 C a、 またはこれらと N aとの混合液を用いても、 最深表面深さが 0 . 0 1 /i m未 満、 平均加工変質層厚さが 1 μ πι未満の高精度の平面加工ができる。 特に、 実施 例 6、 実施例 8、 実施例 1 0、 実施例 1 2〜実施例 1 4に示すように、 少なくと も L iを含有する加工液を用いることにより加工スピードが向上し、 加工時間を 短縮できる。 また、 実施例 2と実施例 9とを対比すると、 加工面が平面の定盤に 替えて、 加工面に溝がある定盤を用いることにより加工時間を 5時間から 1時間 に短縮できる。 また、 実施例 1 0〜実施例 1 2に示すように、 加工温度 3 0 0 °C 〜 1 0 0 0 °Cに対して加工時間を 2 0時間〜 3時間と適宜設定することにより、 最深表面深さが◦ . 0 1 μ m未満、 平均加工変質層厚さが 1 μ m未満の高精度の 平面加工ができる。 さらに、 実施例 1 3〜実施例 1 6に示すように、 加工する結 晶は、 G a N結晶に限られず、 A 1 N結晶、 A 1 G a N結晶、 I n N結晶、 I n G a N結晶などの各種の窒化物半導体結晶についても高精度の表面加工ができる。 今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であつて制限的な ものではないと考えられるべきである。 本発明の範囲は、 上記した説明でなくて 特許請求の範囲によって示され、 特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のす ベての変更が含まれることが意図される。 産業上の利用可能性
上記のように、 本発明は、 表面傷深さおよび加工変質層厚さが小さい窒化物半 導体結晶表面の加工方法およびその方法により得られた窒化物半導体結晶に広く 利用することができる。

Claims

請求の範囲
1. 窒化物半導体結晶 （1 1) の表面に、加工液（1 5) として少なくとも Na、 L iまたは C aを含有する液体を接触させることを特徴とする窒化物半導体結晶 表面の加工方法。
2. 前記加工液 （1 5) が少なくとも N aを含有する液体であって、 前記加工液 (15) 中の N a含有率が 5モル％〜 95モル。 /。である、 請求項 1に記載の窒化 物半導体結晶表面の加工方法。
3. 前記加工液 （1 5) が少なくとも L iを含有する液体であって、 前記加工液 ( 15 ) 中の L i含有率が 5モル0/。〜 100モル0 /0である、 請求項 1に記載の窒 化物半導体結晶表面の加工方法。 '
4. 前記窒化物半導体結晶 （1 1) 力 A lxGayI
Figure imgf000014_0001
半導体結晶 （0≤x ≤ 1、 0≤y≤ 1, 0≤x + y≤ l) である請求項 1に記載の窒化物半導体結晶 表面の加工方法。
5. 窒化物半導体結晶 （1 1) の表面に、加工液（ 1 5 ) として少なくとも N a、 L iまたは C aを含有する液体を接触させることを特徴とする窒化物半導体結晶 表面の加工方法によって得られた、 最深表面傷深さが 0. 01 m以下の窒化物 半導体結晶。
6. 前記加工液 （1 5) が少なくとも N aを含有する液体であって、 前記加工液 ( 15) 中の N a含有率が 5モル％〜 95モノレ。/。である、 請枣項 5に記載の窒化 物半導体結晶。
7. 前記加工液 (1 5) が少なくとも L iを含有する液体であって、 前記加工液 (15) 中の L i含有率が 5モル。/。〜 100モル。/。である、 請求項 5に記載の窒 化物半導体結晶。
8. 前記窒化物半導体結晶 （1 1) が A lxGayI
Figure imgf000014_0002
半導体結晶 （0≤x≤ 1、 0≤y≤ 1, 0≤x + y≤ l)である、請求項 5に記載の窒化物半導体結晶。
9. 窒化物半導体結晶 （1 1) の表面に、加工液（1 5) として少なくとも N a、 L iまたは C aを含有する液体を接触させることを特徴とする窒化物半導体結晶 表面の加工方法によって得られた、 平均加工変質層厚さが 2 πι以下の窒化物半 1曰曰 o
10. 前記加工液 （1 5) が少なくとも N aを含有する液体であって、 前記加工 液 （1 5) 中の N a含有率が 5モル0/。〜 95モル％である、 請求項 9に記載の窒 化物半導体結晶。
1 1. 前記加工液 （1 5) が少なくとも L iを含有する液体であって、 前記加工 液 （1 5) 中の L i含有率が 5モル％〜 100モル。 /。である、 請求項 9に記載の 窒化物半導体結晶。
12. 前記窒化物半導体結晶 （1 1) が A lxGayI x— yN半導体結晶 （0≤x ≤ l s 0≤y≤ 1, 0≤x + y≤ l ) である、 請求項 9に記載の窒化物半導体結 晶。 . .
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