WO2007105782A1 - ３－５族窒化物半導体基板の製造方法 - Google Patents

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Naohiro Nishikawa
Kenji Kasahara
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Abstract

本発明は３−５族窒化物半導体基板の製造方法に関する。本発明の３−５族窒化物半導体基板の製造方法は工程(I-1)～(I-6)を含む。(I-1)下地基板上に無機粒子を配置する、(I-2)無機粒子をエッチングマスクとして下地基板をドライエッチングし、下地基板に凸部を形成する、(I-3)下地基板上にエピタキシャル成長マスク用の被膜を形成する、(I-4)無機粒子を除去して下地基板の露出面を形成する、(I-5)下地基板の露出面上に３−５族窒化物半導体を成長させる、(I-6)３−５族窒化物半導体を下地基板から分離する。また、本発明の３−５族窒化物半導体基板の製造方法は工程(II-1)～(II-7)を含む。(II-1)下地基板上に無機粒子を配置する、(II-2)無機粒子をエッチングマスクとして下地基板をドライエッチングし、下地基板に凸部を形成する、(II-3)無機粒子を除去する、(II-4)下地基板上にエピタキシャル成長マスク用の被膜を形成する、(II-5)凸部の頂部の被膜を除去して下地基板の露出面を形成する、(II-6)下地基板の露出面上に３−５族窒化物半導体を成長させる、(II-7)３−５族窒化物半導体を下地基板から分離する。

Description

3 - 5族窒化物 本基板の製 去
技術分野
本発明は 3― 5族窒化物半導体基板の製造方法に関する。 明
背景鍾
式 I iix G a y A 1 2 N (ただし、 0≤χ≤1、 書 0≤ y≤ 1 0≤z≤l , + y + z = 1 ) で示される 3— 5纏化物轉体は、 紫外、 青色もしくは綠色発光ダイオード素子、 または紫外、 青色もしくは緑色レ一ザダイォ一ド素子等の 体発光素子に用レ、られてレ、 る。 半導体発光素子は、 表示装置へ応用されている。
3— 5族窒化物精体はバルク結晶成長力 S難しいので、 3— 5族窒化物^ »体自≤¾板 の製造方法は実用化されていない。 従って、 サファイア基板の上に有機金属気相成長法 (MOV P E) 等で 3— 5族 化物^体をェピタキシャノレ成長させる方法により、 3—
5族窒化物 体ノ擁力 S製造されている。
ところが、 サファイア慰反は、 3— 5族窒化物 体と格子; ¾ 搬係数が異なる ため、 サファイア基板を用いる方法では、 得られる 3— 5縫化物轉体,擁に高密度の 転位が導入されたり、 反りが生じたり、 害 ijれ.が発生することがあった。
また、 サファイアのような下地基 に成長させた 3— 5族窒化物^体を、 その下地 墓板から分離して 3― 5族窒化物 体基板を製造する方法が提案されている。 例えば、 ハイドライド気相成長法 (HV P E) で G a N層をサファイア基板上に成長させ、 その後 サフアイァ基板を研磨して機械的に除去する方法、 或レ、は、 サファイア基 ¾±に Hy P E で G a N層を成長させ、 その後レ'一ザーパノレスを照射して、 G a N層を剥離させる方法が 提案されている。 また、 特開 2 0 0 0— 1 2 9 0 0号公報には、 除去し^ レヽ基板として G a A s斟反を用い、 G a A s凝反上にHV P EでG a Nを成長させ、 その後 G a A s基 板を により溶解除去する 去が開示されている。 さらに、 特開 2 0 0 4— 5 5 7 9 9 号公報には、 サファイア ®反を凹 ώ¾Ρェし、 凸部の側面及び上面に S i〇2膜を形成した 後、 G a Nを成長させ、 その後冷却して剥離し、 3— 5族窒化物 体基板を得る方法が 開示されている。
しかし、 これらの方法はレ、ずれも実用化されておらず、 3— 5族窒化物轉体凝反を製 る方法が求められていた。 発明の開示
本発明の目的は、 3— 5族窒化物 体凝反の製 方法を¾ ^することにある。 本発明 群は 3— 5族窒化物轉体纖反の製 法にっレ、て検討した結果、 本発明を するに 至った。
すなわち本発明は、 工程 (1-1)〜 (1 )を含む 3— 5族窒化物半導体 B¾の製造方法を提 供する。
(1-1)下地 Sfehに 凝立子を配置する、
(1-2)無辦立子をエッチングマスクとして下 i編反をドライエッチングし、 下 i画反に凸 部を开 ¾¾·τる、
(1-3)下 にェピタキシャノレ成長マスク用の撫莫を形成する、
(1-4) «1¾子を除去して下地 ¾t反の露出面を形成する、
(1-5)下; 反の露出面上に 3— 5族窒化物轉体を成長させる、
(1-6) 3— 5族窒化物半導体を下地難から分离 る。
また本発明は、 工程 (II- 1)〜 (II- 7)を含む 3— 5族窒化物半導体基板の製^法を » する。 , (II-1)下地 S¾±に 立子を配置する、 ■ (ii - 2) 避立子をエッチングマスクとして下地 をドライエッチングし、 下地 反に凸 部を形财る、
(11-3)«立子を除去する、
(II - 4)下地 ¾lS±にェピタキシ'ャル'成長マスク用の擁莫を形成する、
(II- 5)凸部の項部の擁莫を除去して下地基板の露出面を形成する、
(II )下 ½¾®の露出面上に 3— 5族窒化物半導体を成長させる、
(II-7) 3一 5纏化物 体を下地 ¾j¾から分离 f る。' 図面の簡単な説明
図 1 本発明の 3— 5 化物半導体基板の製造方法 1の工程を示す。
図 2 本発明の 3一 5； ^化物^体基板の製 方法 2の工程を示す。
符号の説明
1 下地基板
1 A 下±衝反の表面
1 B 凸部
1 C 谷部
2 無猶立子
3 , 1 3 嫌
4 成長マスク
5 3— 5族窒化物半導体層 発明を実施するための最良の形態
3 - 5.纏化物 權反の製 去 1
本発明の 3― 5族窒化物 体鎌の製 法 1は、 工程 (ト 1)〜な" 6)を含む。 工程 (I- 1)では、 下地 ¾K上に無體立子を配 る。 例えば、 図 1(a)に示すように、 下 土也擁 1を用意し、 下地纖 1の表面 1 A上に塑立子 2を配置する。
下： ¾¾Kは、 例えば、 サファイア、 S i C、 S i、 MgAl2〇4、 L iTa〇3、 Z r B2、 CrB2からなり、 3— 5族窒化物轉体との^^性、 細彭 数差、 高温安定性の 観 から、 好ましくはサファイア、 S i C、 S iであり、 より好ましくはサファイアであ ο 1
讓立子は、 例えば、 酸化物、 窒化物、 炭化物、 硼化物、 硫化物、 セレン化物、 観か らなる。 これらの含有量は、 «^立子に対して、 通常 50重量％以上、 好ましくは 90重 量％以上、 より好ましくは 95重量％以上である。 酸化物としては、 例えば、 シリカ、 ァ ノレミナ、 ジルコニァ、 チタニア、 セリア、
Figure imgf000006_0001
酸化スズ、 イットリウムアルミニゥ ムガーネット （YAG) が挙げられる。 窒化物としては、 例えば、 窒イ 1^、 窒化硼素が 挙げられる。 炭化物としては、 例えば、 m (s i c) 、 炭化硼素、 ダイヤモンド、 グラフアイト、 フラーレン類が挙げられる。 丽匕物としては、 例えば、硼化ジノレコニゥム
(ZrB2) 、硼化クロム （CrB2) が挙げられる。 硫化物としては、 例えば、 硫化廳'ロ\ 硫化力ドミゥム、硫化カルシウム、 硫化ストロンチウムカ挙げられる。 セレン化物として は、 例えば、 セレンィ &、 セレン化カド.ミゥムが挙げられる。 g食化物、 窒化物、 炭化物、 硼化物、硫化物、 セレン化物は、 それに含まれる元素力 S他元素で部分的に難されていて もよく、 これらの例として、 付活剤としてセリゥムゃユーロピウムを含む、 珪赚ゃアル ミン缠の蛍光体が挙げられる。 雄としては、 鶴 （S i) 、 ニッケノレ （Ni) 、 タン グステン （W) 、 タンタル.（T a) 、 クロム （Cr) 、 チタン （T i ) 、 マグネシウム (Mg) 、 カルシウム （Ca) 、 アルミニウム （A1) 、 金 （Au) 、 銀 （Ag) 、 » (Zn) 力 S挙げられる。
解激立子は、加 «したとき、 嫌己の酸化物、 窒化物、 炭化物、 硼化物、 硫化物、 セ レン化物、 となる材料であってもよく、 例えば、 シリコーンであってもよレヽ。 シリコ ーンは s i -o-s iの «| 結合を主骨格として持ち、 s iに 基を有する構造 のポリマーであり、約 5 0 0 °Cに加,理すると、 シリカとなる。
漏立子は、 単独で用いてもよく、 また、 これらを混合して用いてもよい。 また、 謹 粒子は、 例えば、 窒化物からなる耀好を酸化物で被覆した被爾好であってもよい。 これらの中でも、 雜立子は好ましくは酸化物であり、 より好ましくはシリカである。 漏立子は、 形状が 状 （例えば、 断面が円、楕円であるもの） 、 板状 （長さ Lと厚さ Tのアスペクト比 L/Tが 1 . 5〜1 0 0であるもの） 、 針状 （例えば、 iligWと長さ Lの 比 L/'Wが 1 . 5〜： L 0 0であるもの） 、 又は不定形 （様々な形状の粒子を含み、 全体と して形状が不揃いのもの） であってもよく、 状であるの力好ましい。 したがって、 無機 粒子は ί状シリ力であることがより好ましレ、。
立子は、 平：^粒径が通常 5 n m〜 5 0 jt/ m、 好ましくは 1 0 n m〜 1 0〃 mである。 平： ^粒径が 5 n m以上であれば、 後述するドライエツチング工程を長時間行うことが可能 となり、 下 ί編反を深くエッチングすること力容易になる。 平埒粒径が 5 0〃m以下であ れば、 後 る 3— 5； ^化物轉体層の成長工程にぉレ、て凸部間隔が近くなるため、 そ れぞれを合体させて成長させること力容易になる。 上記平埒粒径の範囲内において、粒径 の異なる 凝立子を混合して用いても良い P 平: 粒径は、遠心沈降法により測定した '腿 平均粒径である。 平均樹圣は、 遠心沈降法以外の測定法、 例えば、 動的光散乱法、 コール ターカウンター法、 レ一ザ一回折法、 電子顕 により測定してもよいが、 その場合には、 iSEして、 遠 枕降法により測定した ί機平均樹圣に娜すればよい。 例えば、 標準とな る粒子の平均粒径を遠'枕降法及 也の丰娘測定法で求め、 これらの相関係数を算出する。 相関係数は、 粒径の異なる複数の標準粒子について、遠 枕降法により測定した體平均 に る相関係数を算出して gOE曲線を作^ T ことにより求めること力 s好ましレヽ。
Ι¾Ε曲線を使えば、 遠 枕降法以外の測定法で得られた平均；^圣から體平; ^雄^求め られる。 配置は、 例えば、 塑立子と媒体を含むスラリー中へ下地籠を浸 » る方法、 又はス ラリ一を下±觸反に塗布 爆した後草燥する方法で行えばよ！、。
媒体は、 例えば、 水、 メタノール、 エタノール、 イソプロパノール、 n—ブタノール'、 エチレングリコール、 ジメチルァセトアミド、 メチルェチルケトン、 メチルイソプチルケ トンであり、 _好ましくは水である。
塗布は、 スピンコートにより行うこと力 S好ましい。 この方法によれば無機粒子を下地基 板上に均一な密度で配置できる。 喿はスピナ一を用レヽて行えばよい。
立子の下地難に财る被覆率は、 通常 1 %〜 9 5 %、 好ましくは 3 0 %〜 9 5 %、 より好ましくは 5 0 %〜 9 5 %である。 1 %以上であれば、 後工程で、 下 i編反から 3 - 5族窒化物轉体層カ瑢易に剥がれ付くなる。 下 難の上に配置した無 f避立子は、 何 層構造でもよいが、 1層構造、 即ち聯立子構造であること力 s好ましい。 被覆率は、 電子顕衡竟 (S EM) を用いて求められばよく、 例えば、 図 1 (a)において、 滅疆立子 2 を配置した下地基板 1の表面 1 Aを上面から観察したときの、 測魏野内 （繊 S) にお ける粒子数 Pと粒子の平均粒径 d力 、 次式により求めればょレ、。
被覆率 (%) = ( ( d/ 2) 2 X 7Γ · P · 1 0 0 ) /S 工程 (I - 2)では、 娜 立子をエッチングマスクとして下地 をドライエッチングし、 下地難に凸部を形^"る。 例えば、 図 1 (b)に示すように、 «I ^子 2をマスクにして 下地 1のドライエッチングを行うことにより、 下: ¾¾f反 1に無霞立子 2に対応した凸 部 1 Bを形成する。
ドライエッチングは、例えば、 E C Rドライエッチング装置、 I C Pドライエッチング 装置を用レ、て行えばょレ、。 ドライエッチングは、 通常、 凸部の高さが 1 0 nm〜 5 m、 好ましくは 3 0 n m〜 3〃 mとなる条件で行う。 工程 (1-3)では、 下：!:簡反上にェピタキシャル成長マスク用の劂莫を形成する。 例えば、 図 1 (c)に示すように、 下地基板 1上にェピタキシ'ャル成長マスク用の繊莫 3を形成し、 凸部 1 Bの間の谷部の表面、 嫩灘立子 2の露出面が繊莫 3によって覆われる。
柳莫は、 3― 5族窒化物^体のェピタキシャル成長を抑制する材料からなるものであ ればよく、 例えば、 二酸 (S i 02) 、 窒ィ (S i Nx) 力 なる。
形成は、 例えば、 CVD、 蒸着法により、 下地難を覆う条件で行えばよい。
(I- 4)辦避立子を除去して下：！:編反の露出面を形成する。 例えば、 図 1 (d)に示すように、 »|S子 2を除去し、 凸部 1 Bの各頂部にぉレ、て下： ¾纖1を露出させ、 また凸部 1 B間 に形成される各谷部 1 Cの表面に搠莫 3を残すことにより、 成長マスク 4を形成する。 除去は、例えば、 ブラシ'ロール洗浄機、 研麵を用いる物理的方法で行えばよい。 また、 無職立子と繊莫の選択ェツチングが可能な^ \ 除去はウエットエツチン'グにより行つて ちょい。 (1-5)下： の露出面上に 3— 5族窒化物 体をェピタキシャル成長させる。 例え ば、 図 1 (d)及び (e)に示すように、成長マスク 4によって覆われていない凸部 1 Bの各頂 部 1 B aに 3— 5族窒化物 体を成長させ、 成長させた各 3— 5族窒 ί 体を合体 させることで 3— 5族窒化物^体層 5を形 する。
3— 5族窒化物半導体層は、 通常、 I nxGayA lzN (ただし、 0≤x≤ l, 0≤y ≤1、 0≤ z≤l, x + y + z = 1 ) で示される。
ェピタキシャル成長は、 例えば、 有機 目成長法 (MOVPE) 、 ノ、ライド気相成 長法 (HVPE) 、 分^ ϋエピタキシー法 (ΜΒΕ) により行えばよレヽ。
MOVPEでは、 以下の原料を用レ、ればよレ、。 3繊料としては、 例えば、 トリ チル ガリウム [ (CH3) 3Ga、 以下 "TMG" と記す] 、 トリェチルガリウム [ (C2H5) 3 Ga、 "TEG" ] のような式 R2 R3 G a (Rい R2、 R3は、 ί赚アルキノレ基を示 す） で表されるトリアルキルガリゥム； トリメチルァノレミニゥム [ (CH3) 3A1、 "T MA" ] 、 トリェチルアルミニウム [ (C2H5) 3A1、 "TEA" ] 、 トリイソブチル アルミニウム [ (i—c4H9) 3A1] のような式 R!RsRsAl (Rい R2、 R3は、 低級 アルキル基を示す） で表されるトリアルキノレアノレミ二ゥム； トリメチルァミンァラン
[ (CH3) 3 ： AI H3] ； トリメチルインジウム [ (CH3) 3 I n、 "TM I " ] 、 トリェチルインジウム [ (C2H5) 3 I n] のような式 R!I^Rs I 11 (Rい R2、 R3は、 低被アルキル基を示す） で表されるトリアルキルィンジゥム、 ジェチルインジゥムク口ラ ィド [ (C2H5) 2 I nC 1] のようなトリアルキルインジウムから 1ないし 2つのアル キル基をハロゲン原子に置換したもの、 インジウムクロライド [I nCl] のような式 I nX (Xは.へロゲン原子） で表されるハロゲン化インジウムが挙げられる。 これらは、 単 独で用いても混合して用いてもよレ、。 これらの 3¾¾、料の中で、 ガリウム源としては TM G、 アルミニウム源としては TMA、 インジウム源としては TMI力 S好ましい。 5觸料 としては、 例えば、 アンモニア、 ヒドラジン、 メチルヒドラジン'、 1, 1一ジメチルヒド ラジン、 1 , 2—ジメチルヒドラジン、 t—ブチルァミン、 ェチレンジァミンなどが挙げ られる。 これらは単独でまたは任意の組み合 ¾：で混合して用いることができる。 これら の原料のうち、 アン'モユアとヒドラジンは 分子中に炭素原子を含まなレ、ため、 体中 への炭素の汚染が少なく好適であり、 高繊品力 S入手し竹レ からァンモエアがより 好適である。 MO V P Eでは、 成長時雰囲気ガス及 υ^Τ袭 原料のキヤリァガスとして、 窒素、 水素、 アルゴン'、 ヘリウム、 好ましくは水素、 ヘリウムを用レ、ればよレ、。 これらは 単 llXは混合して用いればよい。 MOVPEでは、 通常、 原料ガスを 炉に導入して、 成長マスクが形成されている下地凝肚に 3― 5族窒化物鸭体層を成長させる。 ^&炉 は、
Figure imgf000010_0001
ンを備え、 炉内には 反を加熱するためのサセプタが設けられている。 サセプタは、 窒化物 体層を:^一に 成長させるために、 通常は回率魂置によって回転できる構造となっている。 サセプタの内 部には、 サセプタを加熱するための赤外線ランフ等の加齊蝶置が備えられている。 このカロ 熱により、 原 合ラインを通じて 炉に供給される原料ガス力成長基板上で 解し、 .擁上に所望の化^ iを餅目成長させる。 炉に供給された原料ガスのうち未 の原 料ガスは、 排気ラインより^ &炉の外部に排出され、 排ガス処離置へ送られる。
HV P Eでは、 以下の原料を用レ、ればよい。 3觸料としては、 例えば、 ガリウム雄 を塩 i _K素ガスと高温で^ Sさせて «する塩化ガリゥムガスゃィンジゥム^ mを塩化水 素ガスと高温で させて «1 "る塩化ィンジゥムガスが挙げられる。 5 としては、 例えば、 アンモニアが挙げられる。 キャリアガスとしては、 例えば、 纏、 水素、 アル'ゴ ン、 ヘリウム、 好ましくは水素、 ヘリウムが挙げられる。 これらは単 3奴は混合して用い ればよレヽ。 HV P Eでは、 これらの原料ガスを β¾炉に導入して下地 に 3— 5族窒 ィヒ物 体層を所定の にまで成長さ 1ばよい。
また、 MB Eでは、 以下の原料を用レ、ればよレ、。 3^J ^料としては、 例えば、 ガリウム、 ァノレミニゥム、 インジウムの '雄が挙げられる。 5觸料としては、 例えば、 窒素、 アン モユアが挙げられる。 MB Eでも、 これらの原料ガスを^ &炉に導入して 3— 5族窒化物 体層を成長さ ·¾τばよレ、。
ェピタキシャル '成長では、 下 ί纏板と 3— 5族窒化物轉体層の間にボイド （空隙） を 形成すること力 S好ましく、 例えば、 図 1 (b).及び (e)に示すように、 下; ¾¾¾ 1の各谷部 1 Cにボイドを形成させるように 3— 5族窒化物^体層 5を成長させること力 S好ましレ、。 ボイドを形成すると、 3— 5鍵化物 体層と下地難の分離が容易になる。 工程 (I )では、 3— 5族窒化物半導体を下地基板から分离 11 "る。 例えば、 図 1 (f)に示 すように、 3— 5族窒化物糟体層 5を下: [：菌反 1から分離し、 3— 5族窒化物轉体層
5カゝらなる自 iz¾t反が得られ,る。
分離は、 応力を加えて機械的に下地基板を 3— 5族窒化物半導体層から剥離する方法で 行えばよく、応力としては内咅応力、 外部応力レ、ずれであってもよレヽ。 分離は、 例えば、 内部応力及び Z又は外部応力を下 i纏反と 3— 5纏匕物 体層の 界面に加える方法で行えばよい。 内部応力及び/又 部応力を界面に加えることにより、 下地難と 3— 5族窒イ^)轉体層を容易に分離 （剥離） できる。
内部応力を利用する 法としては、 3— 5纏化物轉体層の成長後、 3— 5族窒化物 轉体層と下地難との細彭應数差に基く応力により下: t腦反を自然剥离 る;^去が挙 げられる。 典型的には、 3— 5族窒化物轉体層の成長 力 室温まで すること、 室温から低應体 （液 ί樓素等） により低温まで冷却すること、 又は、 室温からカロ熱した 後、 低温媒体 （液脑素等） により低温まで冷却することにより行えばよい。
外部応力を禾,する方法としては、 3— 5鍵化物 体層、 下地難のいずれか一方 を固定して、 fit方に種摩をカ卩える方法が挙げられる。
3 - 5纏化物轉体基板の製 去 2
本発明の 3— 5族窒化物 体蔵の製 去 2は、 工程 (II- 1)〜 (Π- 7)を含む。
工程 (Π-l)では、 下 擁上に 厳子を配置する。 例えば、 図 2 ( a ) に示すように、 下地基板 1を用意し、 下地基板 1の表面 1 A上に無 f凝立子 2を配置する。 下地 ¾板、 無機 粒子としては、 tit己の工程 (ι_ι)と同じものを使用すればよく、 また配置も Slit己の工程 (I -
1)と同じ方法で行えばよレ、。 工程 (Π - 2)では、 無辦立子をエッチングマスクとして下地 をドライエッチングし、 下地難に凸部を形)^る。 例えば、 図 2 (b)に示すように、 凝立子 2をマスクにして 下地基板 1のドライエッチングを行うことにより、 下地基板 1に 微立子 2に対応した凸 部 1 Bを形 る。 ドライエツチングは、 t&t己の工程 (1-2)と同じ方法で行えばよレ、。 工程 (ii- 3)では、 避立子を除去する。 例えば、 図 2 (b)及び ( に示すように、 mL 子 2が除去された、 凸部 1 Bを形成し、 凸部 1 B間の谷部 1 Cを有する ¾¾ 1を得る。 除 去は、 例えば、 ブラシロール微争機、 研謹を用いる物理的方法で行えばよい。 工程 (Π- 4)では、 下:！:編反上にェピタキシャル成長マスク用の繊莫を形成する。 例えば, 図 2 (d)に示すように、 下： 反 1上にェピタキシャノレ成長マスク用の撫莫 1 3を形成す る。 図 2 (d)では、 擁莫 1 3は凹凸状態になっている下地 の表面全体を覆レ、、 すな わち、 凸部 1 B間の谷部 1 Cの表面及び凸部 1 Bの各頂部を覆う。 搠莫は、 嫌己の工程 (1-3)と同じものを用レヽればよく、 また形成は工程 (ト 3)と同じ方法で行えばよ!、。 工程 (Π-5)では、 凸部の頂部の御莫を除去して下: の露出面を形成する。 例えば、 図 2 (e)に示すように、 凸部 1 B間の谷部 1 Cの表面に御莫 1 3を残してェピタキシャル 成長マスク 4を形成する一方、 それ以外の棚莫を除去する。 除去は、 例えば、 研磨により 行えばよレヽ。 工程 (IP6)では、 下地雄の露出面上に 3— 5族窒化物轉体を成長させる。 例えば、 図 2 (e)及び (f)に示すように、成長マスク 4によって覆われてレヽなレ、凸部 1 Bの各頂部 1 B aに 3— 5族窒化物糟体を成長させ、 成長させた各 3— 5族窒化物 体を合体させ ることで 3— 5族窒化物^体層 5を形) る。 工程 (II-7)では、 3— 5族窒化物 体を下地謝反から分离 11"る。 例えば、 図 2 ( に 示すように、 3— 5纏化物半導体層 5を下地難 1力ら分離し、 3— 5族窒化物半導体 層 5からなる自 ΪΖ¾¾が得られる。 分離は、 嫌己の工程 (1"6)と同じ方法で行えばよ 、。 実施例 本発明を！ ¾例により説明するが、 本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例 1
下: ¾¾¾として、 サファイアの C面を鏡 β磨したサファイア を用いた。 ΜΜίί として、 ί状のシリカ粒子 （ [5日東 ib¾ (株） 観、 ノ、イブレシ力 （商品名）'平均樹圣 3 m) を用い、 これをエタノールに分散させた 8重量％スラリーを用いた。 スラリーを 停止しているスピナ一上でサファイア基板に塗布した後、 5 0 0 r p mで 1 0秒間回転さ せ、 続けて 2 5 0 0 r p mで 4 0秒間回転してサファイア基板を纖させた。 サファイア 反上のシ'リカ粒子の被覆率は 8 7 %であった。
サファイア を深さ 0. 3 までドライエッチングして、 サファイア 表面に シリカ粒子の形状に対応した凸部を形成した。 ドライエッチングは、 I C Pドライエッチ ング装置を用レ \ 纖反バイァスパワー 3 0 0 W、 I C Pパワー 8 0 0 W、 圧力 2 P a、 塩 素ガス 3 2 s c c m、 三塩化硼素ガス 4 8 s c c m、アル'ゴンガス 1 9 0 s c c m、 処理 時間 5分間の条件で行った。
サファイア 肚にシリカ粒子がっレ、ている状態で、 蒸着にて二酸ィ瞻 (S i 02) 月莫をサファィァ基†I±に 2 0 0 0 A形成した。
サフアイァ 反の凸部上の s i ο2をシリ力粒子とと.もに綿棒にて除去した。
サフアイァ¾¾_(1に 3— 5族窒化物 体層をェピタキシャル成長させた。 ェピタキシ ャル成長は、 MOV P Eにより、 1気圧で、 サセプタ温度 4 8 5°C、 キャリアガスを水素 とし、 キヤリァガス、 アンモニア及び TMGを供給して、 厚みが約 5 0 0 Aの G a Nバッ ファ層を成長した。 サセプタ温度を 9 0 0°Cにしたのち、 キャリアガス、 アンモニア、 T MGを供給して、 アンドープ G a N層を形成した。 サセプタ温度 1 0 4 0°Cにして炉圧力 を こ落とし、 キヤリァガス、 アンモニア及び TMGを供給してアンドープ G a N層を形成した。 アンドープ G a N層は 2 0〃mまで成長させた後、 成長 の 1 0 4 0°Cから室温までゆっくりと冷却した。 冷却により、 サファイア簾界面で 離が生じた。 サファイア簾を分離して、 3— 5族窒化物 体自 ίζΜ (G a N単結晶、 厚み 2 0 m) を得た。 実施例 2
下地 として、 サファイアの C面を鏡 «磨したサファイア を用いた。 離立子 として瑜伏のシリカ粒子 （ 15日東 ( （株） ^m, ハイプレシ力 （商品名） 平均樹圣 1 μ ηύ を用い、 これをエタノールに分散させた 8重量％スラリーを用いた。 スラリーを停 止してレヽるスピナ一上でサファイア ¾†反に塗布した後、 5 0 0 r p mで 1 0秒間回転させ、 続けて 2 5 0 0 r p mで 4 0秒間回転してサファイア凝反を草 喿させた。 サファイア 上のシリカ立子のネ皮覆率は 8 3 %であった。
サファイア ¾反を深さ 0. 2 1 mまでドライエッチングして、 サファイア凝反表面に シ'リカ粒子の形状に対応した凸部を形成した。 ドライエッチングは、 I C Pドライエッチ ング装置を用レヽ、 擁バィァスパワー 3 0 0 W、 I C Pパワー 8 0 0 W、 圧力 2 P a、 塩 素ガス 3 2 s c c m、 三塩化硼素ガス 4 8 s c c m、 アルゴンガス 1 9 0 s c c m、 処理 時間 3分間の条件で行った。
サファイア基板 にシリカ粒子がついている状態で、.蒸着にて二酸ィ, (S i o2) 月莫をサファイア ¾)¾_ヒに 2 0 0 O A开城した。
サフアイァ の凸部上の S i〇2をシリ力粒子とともに綿棒にて除去した。
続いて、 実施例 1と同様にしてサファイア基 fchに 3— 5族窒化物半導体層をェピタキ シ'ャル成長させた。
アンドープ G a N層を 2 0 / mまで成長させた後、 成長 1 0 4 0°Cから室温までゆ つくりと冷却した。 冷却により、 サファイア基板界面で剥離が生じた。 サファイア ¾t反を 分離して、 3— 5族窒化物半導体自 反 （G a N単結晶、 厚み 2 0 m) を得た。 実施例 3 下 ¾S¾として、 サファイアの C面を鏡 ®W磨したサファイア を用いた。 無揚立子 として、 コロイダルシリカ （日本角蝶 （株） 製、 シーホスター KE— W5 0 (商品名） 、 平均粒径 5 5 0 nm、 水 ） に含まれている球状シリカ粒子を用いた。 サファイア をスピナ一上にセットし、 8 0 0 r p mで回転させながら、 1 6重量0 /0に したスラリ 一を滴下し、 さらに 8 0 0 0 r p mで 4 0秒間回転してサファイア を卓燥させた。 サ ファイア基板上のシリ力粒子の被覆率は 9 2 %であった。
サファイア基板を深さ 0. 1 i mまでドライエッチングして、 サファイア基板表面にシ リカ粒子の形状に対応した凸部を形成した。 ドライエッチングは、 I C Pドライエツチン' グ装置を用レヽ、 纖バィァスパワー 3 0 0 W、 I C Pパワー 8 0 0 W、圧力 2 P a、 鶴 ガス 3 2 s c c m、 三塩化硼素ガス 4 8 s c c m、 アル'ゴンガス 1 9 0 s c c m、 処理時 間 1 . 5分間の条件で行った。 .
サファイア 肚にシリカ粒子がついている状態で、 蒸着にて二酸 (S i〇2) 月莫をサファイア ¾Ιδ±に 2 0 0 O A形成した。
サファイア ¾Kの凸部上の S i o2をシリ力粒子とともに綿棒にて除去した。
続いて、 実施例 1と同様にしてサファイア ®f肚に 3— 5族窒化物半導体層をェピタキ シャル成長させた。
アンドープ G a N層を 2 0 mまで成長させた後、成長 1 0 4 0°Cから室温までゆ つくりと冷却した。 冷却により、 サファイア 界面で剥離が生じた。 サファイア-雄を 分離して、 3— 5族窒化物轉体自立纏 （G a N単結晶、 厚み 2 0 m) を得た。 比較例 1
" ¾t反であるサファイア ¾j£の加工を行うことなく、 実施例 1と同様にして、加工し てレ、なレ、サファイア SfSJbに 3— 5族窒化物轉体層のェピタキシャル成長を行つ；こ。 アンドープ G a N層を 2 0 mまで成長させた後、 成長 1 0 4 0°Cから室温までゆ つくりと冷却した。 G a N層とサファイア基板界面で剥離が生じることはなかった。 さらに成長を続けてアンドープ G a N層を 4 5 U mまで成長させた後、 成長 1 0 4 0°Cから室温までゆっくりと冷却した。 この Pにおいて、 G a N層とサファイア ¾¾界 面で 離が生じることはなく、 G a N層とサファイア.鎌は共に割れた。 産業上の利用可能性
本発明の製^法によれば、 3― 5族窒化物半導体自立擁が容易に得られる,

Claims

請求の範囲
1 . 工程 (ト 1ト (IH5) む 3— 5族窒化物半導体難の製 法。
(1-1)下地 に «粒子を配置する、
(I - 2)無灘立子をエッチングマスクとして下¾»をドライエッチングし、 下地 に凸部を形 る、
(1-3)下 i也基δ±にェピタキシャル成長マスク用の撫莫を开成する、
(1-4) 艚立子を除去して下地基板の露出面を形成する、
(1-5)下 擁の露出面上に 3― 5族窒化物^^体を成長させる、
■ (1 ） 3 - 5族窒化物半導体を下: から分离 §1 "る。
2 . 工程 (II-1)〜 (ΙΙ-7)を含む 3— 5 g化物 体 S«の製^1法。
(II-1)下地 M_hに 立子を配置する、
(Π - 2)» ^子をエッチングマスクとして下地基板をドライエッチングし、 下 «I反 に凸部を形成する、
(Π- 3)«*立子を除去する、
(ΙΙ-4)下:！:也 Sfe :にェピタキシヤル成長マスク用の.ネ颜莫を开成する、
(II-5)凸部の頂部の被膜を除去して下地基板の露出面を形成する、
(II )下 iffi反の露出面上に 3 - 5族窒化物^体を成長させる、
(II— 7) 3 - 5鍵化物^ 体を下地難力、ら分离 る。
3 . 立子は酸化物、 窒化物、 炭化物、 硼化物、 硫化物、 セレン化物及び からなる 群より選ばれる少なくとも 1つからなる請求項 1又は 2記載の方法。
4 . 酸化物はシリカ、 アルミナ、 ジルコニァ、 チタニア、 セリア、 酸イ^^、 酸ィ匕スズ:及 びィットリゥムアルミェゥムガーネットからなる群より選ばれる少なくとも 1 であ る請求項 3記載の方
5 . 立子は、 形状が 伏、 板状、 針状又は不定形である請求項 1又は 2記載の方法。
6. 工程 （I- 5)又は工程 (II"6)において、 下地 ¾j¾と 3— 5族窒化物^^体層の間にボイ ドを开城する請求項 1又は 2 の方法。
7. 工程 (1~6)又は工程 (II-7)において、 分離は、応力を加えて «的に下:!:也 を 3— 5 族窒化物 体層から剥离 f る 法で行われる請求項 1又は 2記載の
8. 分離は内部応力又は外部応力を禾,して行われる請求項 7記載の方
9. 分離は 3― 5 化物 ^体層と下地基板との熱膨張係数差に基く応力により下« 板を自然剥离 る方法で行われる請求項 8記載の方法。
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