WO2021210395A1 - 窒化アルミニウム基板の製造方法、窒化アルミニウム基板、及び、レーザー加工により窒化アルミニウム基板に導入された歪層を除去する方法 - Google Patents

窒化アルミニウム基板の製造方法、窒化アルミニウム基板、及び、レーザー加工により窒化アルミニウム基板に導入された歪層を除去する方法 Download PDF

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大地 堂島
萌子 松原
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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing an aluminum nitride substrate, an aluminum nitride substrate, and a method for removing a strain layer introduced into the aluminum nitride substrate by laser processing.
  • the dislocation when a dislocation occurs in an aluminum nitride substrate, the dislocation may be inherited by a growth layer formed by epitaxial growth using the aluminum nitride substrate as a base substrate. Therefore, it is desirable that the above distortion be removed.
  • An object to be solved by the present invention is to provide a new technique capable of removing a strain layer introduced into an aluminum nitride substrate.
  • the present invention is a method for manufacturing an aluminum nitride substrate, which includes a strain layer removing step of removing the strain layer of the aluminum nitride substrate by heat-treating the aluminum nitride substrate in a nitrogen atmosphere.
  • This is a method for manufacturing an aluminum nitride substrate. In this way, the present invention can remove the strain layer introduced into the aluminum nitride substrate.
  • the strain layer removing step heat-treats the aluminum nitride substrate under the condition of a heating temperature of 1900 ° C. or lower.
  • the present invention can remove the strain layer of the AlN substrate while suppressing the generation of Al droplets.
  • the strain layer removing step heat-treats the aluminum nitride substrate under the condition of nitrogen back pressure of 10 kPa or more.
  • the present invention can remove the strain layer of the AlN substrate while suppressing the generation of Al droplets.
  • a preferred embodiment of the present invention further includes a processing step of performing laser processing for removing a part of the aluminum nitride substrate by irradiating the aluminum nitride substrate with a laser.
  • the present invention can remove the strain layer of the AlN substrate while suppressing the generation of Al droplets.
  • the processing step is a step of forming through holes in the aluminum nitride substrate.
  • the present invention can remove the strain layer of aluminum nitride as the base substrate for epitaxial growth, and thus can contribute to the suppression of dislocation introduction in epitaxial growth.
  • AlN substrate an aluminum nitride substrate
  • the method for manufacturing an AlN substrate according to the embodiment includes a strain layer removing step S12 for removing the strain layer 12 introduced into the AlN substrate 10 by the processing step S11 by heat-treating the AlN substrate 10.
  • the wavelength of the laser L is preferably 808 nm or less, preferably 650 nm or less, preferably 635 nm or less, preferably 589 nm or less, preferably 532 nm or less, and preferably 473 nm or less. Yes, preferably 460 nm or less, preferably 445 nm or less, and preferably 405 nm or less.
  • the wavelength of the laser L is, for example, a wavelength in a wavelength band classified into the visible light region.
  • processing step S11 can be performed based on a known or conventional optical system.
  • the laser L used in the processing step S11 is not limited in its active medium, oscillation form, repetition frequency, pulse width, beam spot diameter, output power, and polarization characteristics.
  • the optical system used in the processing step S11 appropriately includes a scanner equipped with a known or conventional mirror, a shaft rotation motor for alignment, a condenser lens, and a grating.
  • the processing step S11 scans the laser L in the plane of the AlN substrate 10 according to the above shape (pattern).
  • the through hole 11 or the convex portion is formed by scanning the focus of the laser L from the front surface (corresponding to the upper surface) to the bottom surface (corresponding to the lower surface) of the AlN substrate 10.
  • a means for etching the AlN substrate 10 can be adopted by heat-treating the AlN substrate 10.
  • a known or conventional heat treatment mechanism can be appropriately adopted.
  • the strain layer removing step S12 is, for example, a step of accommodating the AlN substrate 10 in the melting point container and heat-treating the melting point container containing the AlN substrate 10. In the heating environment of the AlN substrate 10, the generated gas is appropriately exhausted.
  • the heating temperature is preferably 1400 ° C. or higher, preferably 1500 ° C. or higher, and preferably 1600 ° C. or higher.
  • Example 1 The present invention will be described in more detail with reference to Example 1.
  • Heating conditions The AlN substrate 10 arranged under the above-mentioned conditions was heat-treated under the following conditions. Heating temperature: 1800 ° C Heating time: 10 min Etching amount: 10 ⁇ m Nitrogen back pressure: 30 kPa In the strain layer removing step S12, a temperature gradient is appropriately set in order to realize the following etching amount.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional optical microscope image and a Raman spectroscopic mapping image of the AlN substrate 10 that has undergone the processing step S11 and the strain layer removing step S12.
  • the strain layer 12 (corresponding to the region where the FWHM near the AlN surface 1000 is large and the crystallinity is poor) generated in the vicinity of the recess of the AlN surface 1000 in the processing step S11 removes the strain layer. It can be grasped that it has been removed by the step S12.
  • AlN substrate 10 (AlN substrate 10) Semiconductor material: AlN Board size: Width 10 mm x Length 10 mm x Thickness 524 ⁇ m
  • Heating condition 1 Heating temperature: 1900 ° C Heating time: 10 min Nitrogen back pressure: 90 kPa
  • Heating condition 2 Heating temperature: 1700 ° C Heating time: 10 min Nitrogen back pressure: 10 kPa
  • Heating condition 3 Heating temperature: 1700 ° C Heating time: 10 min Nitrogen back pressure: 90 kPa
  • FIG. 5 shows an SEM image of the AlN substrate 10 that has been heat-etched under the heating condition 1. According to FIG. 5, it can be understood that the formation of Al droplets due to nitrogen desorption was suppressed on the surface of the AlN substrate 10 that was heat-etched under the heating condition 1.
  • FIG. 6 shows an SEM image of the AlN substrate 10 that has been heat-etched under the heating condition 2. According to FIG. 6, it can be understood that the formation of Al droplets was suppressed on the surface of the AlN substrate 10 that was heat-etched under the heating condition 2.
  • FIG. 7 shows an SEM image of the AlN substrate 10 that has been heat-etched under the heating condition 3. According to FIG. 7, it can be understood that the formation of Al droplets was suppressed on the surface of the AlN substrate 10 that was heat-etched under the heating condition 3.
  • FIG. 8 shows an SEM image of the AlN substrate 10 that has been heat-etched under the heating condition 4. According to FIG. 8, it can be understood that more Al droplets are formed on the surface of the AlN substrate 10 that has been heat-etched under the heating condition 4 as compared with the case of the other heating conditions 1 to 3.
  • the formation of the Al droplet on the AlN substrate 10 according to the embodiment of the present invention hinders the quality improvement of the growth layer in the epitaxial growth on the AlN substrate, for example.
  • the strain layer introduced into the aluminum nitride substrate in the process of pattern formation by processing can be removed.
  • the density of defects such as dislocations in the vicinity of the upper wall and the side wall of the pattern can be reduced, and crystal growth (corresponding to epitaxial growth) in which the growth surface progresses from the upper wall and / or the side wall. It is possible to suppress the inheritance of defects such as dislocations in.

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Abstract

本発明の解決しようとする課題は、窒化アルミニウム基板に導入された歪層を除去可能な新規の技術を提供することにある。 上記課題を解決するため、本発明は、窒化アルミニウム基板の製造方法であって、前記窒化アルミニウム基板を窒素雰囲気下で熱処理することにより前記窒化アルミニウム基板の歪層を除去する歪層除去工程と、を含む窒化アルミニウム基板の製造方法である。このように、本発明は、窒化アルミニウム基板に導入された歪層を除去することができる。

Description

窒化アルミニウム基板の製造方法、窒化アルミニウム基板、及び、レーザー加工により窒化アルミニウム基板に導入された歪層を除去する方法
　本発明は、窒化アルミニウム基板の製造方法、窒化アルミニウム基板、及び、レーザー加工により窒化アルミニウム基板に導入された歪層を除去する方法に関する。
　半導体基板の製造において、半導体基板に対してレーザーを照射することにより当該半導体基板を加工するような手法が従来、採用されている。
　特許文献１には、加工対象物に対して吸収性を有する波長のレーザー光線の集光点を加工対象物の上面に位置付けてレーザー光線を加工対象物に照射しアブレーション加工を施して加工対象物の上面に溝を形成する発明が開示されている。なお、特許文献１記載の発明は、既知の半導体材料に対して適用し得る手法である、と把握することができる。
特開平１０－３０５４２０号公報
　ところで、上述した加工対象物に対するレーザー光線の照射を行う手法では、当該照射に起因して加工対象物である半導体基板に歪が導入され得る。当該歪は、半導体基板における転位の発生要因となるため、除去されることが望ましい。当該歪の導入要因として、レーザー光線の照射に限られず、機械的研磨等の既知の半導体プロセスが想定される。
　例えば、窒化アルミニウム基板において転位が発生した場合、当該窒化アルミニウム基板を下地基板とするエピタキシャル成長により形成された成長層に当該転位が引き継がれる恐れがある。よって、上記歪は、除去されることが望ましい。
　本発明の解決しようとする課題は、窒化アルミニウム基板に導入された歪層を除去可能な新規の技術を提供することにある。
　上記課題を解決するため、本発明は、窒化アルミニウム基板の製造方法であって、前記窒化アルミニウム基板を窒素雰囲気下で熱処理することにより前記窒化アルミニウム基板の歪層を除去する歪層除去工程を含む窒化アルミニウム基板の製造方法である。このように、本発明は、窒化アルミニウム基板に導入された歪層を除去することができる。
　本発明の好ましい形態では、前記歪層除去工程は、１９００℃以下の加熱温度の条件下で前記窒化アルミニウム基板を熱処理する。このように、本発明は、Ａｌドロップレットの発生を抑制しながらＡｌＮ基板の歪層を除去することができる。
　本発明の好ましい形態では、前記歪層除去工程は、１０ｋＰａ以上の窒素背圧の条件下で前記窒化アルミニウム基板を熱処理する。このように、本発明は、Ａｌドロップレットの発生を抑制しながらＡｌＮ基板の歪層を除去することができる。
　本発明の好ましい形態では、レーザーを前記窒化アルミニウム基板に照射することにより前記窒化アルミニウム基板の一部を除去するレーザー加工を行う加工工程をさらに含む。このように、本発明は、Ａｌドロップレットの発生を抑制しながらＡｌＮ基板の歪層を除去することができる。
　本発明の好ましい形態では、前記加工工程は、前記窒化アルミニウム基板に貫通孔を形成する工程である。このように、本発明は、エピタキシャル成長の下地基板としての窒化アルミニウムの歪層を除去することができるため、エピタキシャル成長における転位導入の抑制に寄与することができる。
　開示した技術によれば、窒化アルミニウム基板に導入された歪層を除去可能な新規の技術を提供することができる。
　他の課題、特徴及び利点は、図面及び特許請求の範囲と共に取り上げられる際に、以下に記載される発明を実施するための形態を読むことにより明らかになるであろう。
実施の形態にかかるＡｌＮ基板の製造方法を説明する説明図である。 実施の形態にかかる加工工程及び歪層除去工程を説明する説明図である。 実施例１にかかるＡｌＮ基板の観察像及びラマン分光測定結果である。 実施例１にかかるＡｌＮ基板の観察像及びラマン分光測定結果である。 実施例２にかかる加熱条件１で熱処理されたＡｌＮ基板の観察像である。 実施例２にかかる加熱条件２で熱処理されたＡｌＮ基板の観察像である。 実施例２にかかる加熱条件３で熱処理されたＡｌＮ基板の観察像である。 実施例２にかかる加熱条件４で熱処理されたＡｌＮ基板の観察像である。
　以下に添付図面を参照して、この発明にかかる窒化アルミニウム基板の製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。
　本発明の技術的範囲は、添付図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、適宜変更が可能である。
　本明細書に添付の図面は概念図であり、各部材の相対的な寸法等は、本発明を限定するものではない。
　本明細書は、発明の説明の目的で、図面の上下に基づいて、上又は下と指称する場合があるが、本発明の窒化アルミニウム基板の使用態様等との関係で上下を限定するものではない。
　なお、以下の実施の形態の説明及び添付図面において、同様の構成には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
《窒化アルミニウム基板の製造方法》
　図１及び図２は、本発明の実施の形態にかかる窒化アルミニウム基板（以下、単に「ＡｌＮ基板」と記す。）の製造方法の工程を示している。
　実施の形態にかかるＡｌＮ基板の製造方法は、ＡｌＮ基板１０を熱処理することにより加工工程Ｓ１１によりＡｌＮ基板１０に導入された歪層１２を除去する歪層除去工程Ｓ１２と、を含む。
　また、実施の形態にかかるＡｌＮ基板の製造方法は、レーザーＬをＡｌＮ基板１０に照射することによりＡｌＮ基板１０の一部を除去するレーザー加工を行う加工工程Ｓ１１を、さらに含み得る。
　また、この実施の形態は、ＡｌＮ基板１０におけるレーザー加工を行った後に、ＡｌＮ基板１０を熱処理する歪層除去工程Ｓ１２を含む、レーザー加工によりＡｌＮ基板１０に導入された歪層１２を除去する方法として把握することができる。
　ＡｌＮ基板１０（ＡｌＮウェハに相当。）は、単結晶ＡｌＮ基板であってよく、多結晶ＡｌＮ基板であってよく、バルク結晶から加工したウェハや基板であってよく、エピタキシャル成長層を含むウェハや基板であってよく、角ウェハであってよい。
　ＡｌＮ基板１０は、その結晶多形に制限はない。また、ＡｌＮ基板１０は、そのオフ方向やオフ角に制限はない。
　また、ＡｌＮ基板１０は、そのウェハサイズに制限はない。また、ＡｌＮ基板１０は、その膜厚に制限はない。
　また、ＡｌＮ基板１０は、そのドーピング濃度に制限はない。また、ＡｌＮ基板１０は、そのドーパント元素に制限はない。
　以下、実施の形態の各工程について詳細に説明する。
　加工工程Ｓ１１は、レーザーＬをＡｌＮ基板１０に照射することによりＡｌＮ基板１０の一部を除去するレーザー加工を行う工程である。
　本明細書中の説明における「レーザー加工」とは、加工対象物であるＡｌＮ基板１０に対して吸収性を有する波長のレーザー光線の集光点をＡｌＮ基板１０の上面又は内部に位置付けてレーザー光線をＡｌＮ基板１０に照射することで、ＡｌＮ基板１０の上面における溝の形成又はＡｌＮ基板１０の内部における損傷領域の形成を行う加工を指す。
　また、レーザー加工とは、加工対象物を構成する材料における結合エネルギーと同等のエネルギーを有する光波を加工対象物に対してレーザー照射部分（集光点に相当。）を制御しながら照射し集光することで、加工対象物の一部を選択的に加工する手法を指す。
　また、加工工程Ｓ１１は、好ましくは、５３２ｎｍの波長を有するレーザーＬをＡｌＮ基板１０に照射する工程である。
　レーザーＬの波長は、好ましくは８０８ｎｍ以下であり、好ましくは６５０ｎｍ以下であり、また好ましくは６３５ｎｍ以下であり、また好ましくは５８９ｎｍ以下であり、また好ましくは５３２ｎｍ以下であり、また好ましくは４７３ｎｍ以下であり、また好ましくは４６０ｎｍ以下であり、また好ましくは４４５ｎｍ以下であり、また好ましくは４０５ｎｍ以下である。
　また、レーザーＬの波長は、好ましくは３５５ｎｍ以上であり、また好ましくは４０５ｎｍ以上であり、また好ましくは４４５ｎｍ以上であり、また好ましくは４６０ｎｍ以上であり、また好ましくは５３２ｎｍ以上であり、また好ましくは５８９ｎｍ以上であり、また好ましくは６３５ｎｍ以上であり、また好ましくは６５０ｎｍ以上である。
　レーザーＬの波長は、例として、可視光域に分類される波長帯における波長である。
　また、加工工程Ｓ１１は、既知又は慣用の光学系に基づき実施され得る。
　加工工程Ｓ１１はレーザーＬの波長等に応じて適宜、既知の光源を採用し得る。
　加工工程Ｓ１１において用いられるレーザーＬは、その活性媒質、発振形態、繰り返し周波数、パルス幅、ビームスポット径、出力パワー及び偏光特性に制限はない。
　加工工程Ｓ１１において用いられる光学系は、既知又は慣用のミラー、アラインメント用の軸回転モータ等を備えるスキャナ、集光レンズ及びグレーティングを適宜、有する。
　加工工程Ｓ１１において用いられる光学系の集光用レンズは、その倍率及び開口数（ＮＡ）に制限はない。
　また、加工工程Ｓ１１は、ＡｌＮ基板１０に貫通孔１１を形成する工程である。
　ここで、加工工程Ｓ１１は、貫通孔１１を形成することによりＡｌＮ基板１０の強度を低下させる脆化加工工程である、と把握することができる。
　なお、加工工程Ｓ１１は、貫通孔１１の形成において、レーザー照射部分（集光点に相当。）をＡｌＮ基板１０の膜厚方向に走査する。
　貫通孔１１は、ＡｌＮ基板１０の強度を低下させる形状（パターン）であれば採用することができる。
　また、ＡｌＮ基板１０を下地基板とするエピタキシャル成長において、所望の成長層が得られる形状（パターン）に設定することが望ましい。
　このとき、加工工程Ｓ１１は、上記形状（パターン）に応じて、レーザーＬをＡｌＮ基板１０の面内で走査する。
　なお、実施の形態は、ＡｌＮ基板１０や当該成長層の半導体材料の物性（結晶方位等）や成長手法により、最適なパターンを採用することが望ましい。なお、当該形状（パターン）の幅及び深さに制限はない。
　また、加工工程Ｓ１１は、ＡｌＮ基板１０の表面をメサ状に加工する工程である。
　本明細書中の説明における「メサ状」とは、凹凸形状に相当し、当該凹凸形状における上壁及び側壁のなす角に制限はない。
　また、加工工程Ｓ１１における加工深さに制限はない。なお、加工工程Ｓ１１がＡｌＮ基板１０の表面をメサ状に加工する工程であるとき、加工工程Ｓ１１は、上記貫通孔１１に代えて凹部をＡｌＮ基板１０の表面に形成する。
　また、加工工程Ｓ１１は、レーザーＬの焦点をＡｌＮ基板１０の表面（上面に相当。）から底面（下面に相当。）へと走査することにより、貫通孔１１又は凸部を形成する。
　加工工程Ｓ１１は、例えば、特開平１０－３０５４２０号公報、特開２００２－１９２３７０号公報及び特開２０１６－１１１１４７号公報等に記載の方法等の公知技術の少なくとも一部を適宜、採用することができる。
　本発明の実施の形態における加工工程Ｓ１１は、例として、脆加工工程に相当する、と把握することができる。
　歪層除去工程Ｓ１２は、ＡｌＮ基板１０を熱処理することにより加工工程Ｓ１１によりＡｌＮ基板１０に導入された歪層１２を除去する工程である。
　なお、歪層１２は、例として、損傷層に相当する、と把握することができる。
　歪層除去工程Ｓ１２は、ＡｌＮ基板１０を熱処理することにより、ＡｌＮ基板１０をエッチングする手段を採用することができる。このとき、歪層除去工程Ｓ１２は、既知又は慣用の熱処理機構を適宜、採用することができる。
　また、歪層除去工程Ｓ１２は、歪層１２を除去可能な手段であれば、当然に採用することができる。
　また、歪層除去工程Ｓ１２は、熱エッチングにより歪層１２を除去する工程である。
　また、歪層除去工程Ｓ１２は、ＡｌＮ基板１０を窒素雰囲気下（Ｎ２雰囲気下）でエッチングする工程である。なお、本明細書中の説明における「窒素雰囲気」とは、窒素を含む気相種の蒸気圧に相当する。
　なお、歪層除去工程Ｓ１２は、例として、ＡｌＮ基板１０を上記高融点容器に収容し、ＡｌＮ基板１０を含む当該高融点容器を熱処理する工程である。なお、ＡｌＮ基板１０の加熱環境では、発生ガスは適宜、排気される。
　なお、歪層除去工程Ｓ１２が除去する歪層１２の膜厚は適宜、設定され得る。このとき、歪層除去工程Ｓ１２は、加熱温度、窒素背圧等の各種パラメータを調整することで、所望のエッチングレートを実現する、と把握することができる。
　歪層除去工程Ｓ１２におけるＡｌＮ基板１０の加熱温度は、好ましくは２０００℃以下であり、また好ましくは１９００℃以下であり、また好ましくは１８００℃以下であり、また好ましくは１７００℃以下である。
　また、加熱温度は、好ましくは１４００℃以上であり、また好ましくは１５００℃以上であり、また好ましくは１６００℃以上である。
　歪層除去工程Ｓ１２によるＡｌＮ基板１０の熱処理における窒素背圧は、好ましくは１０２ｋＰａ以下であり、また好ましくは９０ｋＰａ以下であり、また好ましくは７０ｋＰａ以下であり、また好ましくは５０ｋＰａ以下であり、また好ましくは２０ｋＰａ以下であり、また好ましくは１０ｋＰａ以下であり、また好ましく１ｋＰａ以下であり、また好ましくは１０２Ｐａ以下であり、また好ましくは１０Ｐａ以下であり、また好ましくは１Ｐａ以下であり、また好ましくは１０－１Ｐａ以下であり、また好ましくは１０－２Ｐａ以下である。
　また、窒素背圧は、好ましくは１０－３Ｐａ以上であり、また好ましくは１０－２Ｐａ以上であり、また好ましくは１０－１Ｐａ以上であり、また好ましくは１０Ｐａ以上であり、また好ましくは１０２Ｐａ以上であり、また好ましくは１ｋＰａ以上であり、また好ましくは１０ｋＰａ以上であり、また好ましくは２０ｋＰａ以上であり、また好ましくは５０ｋＰａ以上であり、また好ましくは７０ｋＰａ以上であり、また好ましくは９０ｋＰａ以上である。
　本発明によれば、ＡｌＮ基板１０を熱処理する歪層除去工程Ｓ１２を含むことにより、レーザー加工によりＡｌＮ基板１０に導入された歪層１２を除去することができる。
　なお、本発明の実施の形態により、歪層１２が除去されたＡｌＮ基板１０は、例として、炭化ケイ素（ＳｉＣ）及びＡｌＮ等の半導体材料にかかるエピタキシャル成長の下地基板に供され得る。
《実施例１》
　実施例１を挙げて本発明をより具体的に説明する。
（ＡｌＮ基板１０）
　半導体材料:ＡｌＮ
　基板サイズ:横幅１０ｍｍ×縦幅１０ｍｍ×厚み５２４μｍ
（加工工程Ｓ１１）
　実施例にかかる加工工程Ｓ１１は、ＡｌＮ基板１０にレーザーＬを照射して、貫通孔１１を形成する工程である。
（レーザー加工条件）
　波長：５３２ｎｍ
　出力パワー：３Ｗ／ｃｍ２
　スポット径：４０μｍ
（加熱条件）
　上述した条件で配置したＡｌＮ基板１０を、以下の条件で加熱処理した。
　加熱温度：１８００℃
　加熱時間：１０ｍｉｎ
　エッチング量：１０μｍ
　窒素背圧：３０ｋＰａ
　なお、歪層除去工程Ｓ１２は、以下のエッチング量を実現するために適宜、温度勾配を設定している。
　図３は、加工工程Ｓ１１を経たＡｌＮ基板１０の断面光学顕微鏡像及びラマン分光マッピング像を示す。
　図４は、加工工程Ｓ１１及び歪層除去工程Ｓ１２を経たＡｌＮ基板１０の断面光学顕微鏡像及びラマン分光マッピング像と、を示す。
　図３及び図４は、それぞれ、ＡｌＮ表面１０００及び１００１を示す。なお、図４は、歪層除去工程Ｓ１２によりＡｌＮ表面１０００がエッチングされＡｌＮ表面１００１が形成されていることを示している。
　なお、ここでの「ラマン分光マッピング像」とは、Ｅ２　ｈｉｇｈ　ｐｅａｋ（～６６０ｃｍ－１に相当。）における全半値幅（ＦＷＨＭ）のマッピング結果を示す。
　図３及び図４によれば、加工工程Ｓ１１においてＡｌＮ表面１０００の凹部近傍に発生している歪層１２（ＡｌＮ表面１０００近傍のＦＷＨＭが大きく結晶性が悪い領域に相当。）が、歪層除去工程Ｓ１２により除去されている、と把握することができる。
《実施例２》
　実施例２を挙げて本発明をより具体的に説明する。
（ＡｌＮ基板１０）
　半導体材料:ＡｌＮ 
　基板サイズ:横幅１０ｍｍ×縦幅１０ｍｍ×厚み５２４μｍ
　上述した条件で配置したＡｌＮ基板１０のＡｌ面（０００１）を、歪層除去工程Ｓ１２において、以下の複数の条件で加熱処理した。
（加熱条件１）
　加熱温度：１９００℃
　加熱時間：１０ｍｉｎ
　窒素背圧：９０ｋＰａ
（加熱条件２）
　加熱温度：１７００℃
　加熱時間：１０ｍｉｎ
　窒素背圧：１０ｋＰａ
（加熱条件３）
　加熱温度：１７００℃
　加熱時間：１０ｍｉｎ
　窒素背圧：９０ｋＰａ
（加熱条件４）
　加熱温度：１８００℃
　加熱時間：１０ｍｉｎ
　窒素背圧：１０ｋＰａ
　図５は、加熱条件１で熱エッチングされたＡｌＮ基板１０のＳＥＭ像を示す。図５によれば、加熱条件１で熱エッチングされたＡｌＮ基板１０の表面において、窒素脱離に伴うＡｌドロップレットの形成が抑制された、と把握することができる。
　図６は、加熱条件２で熱エッチングされたＡｌＮ基板１０のＳＥＭ像を示す。図６によれば、加熱条件２で熱エッチングされたＡｌＮ基板１０の表面において、Ａｌドロップレットの形成が抑制された、と把握することができる。
　図７は、加熱条件３で熱エッチングされたＡｌＮ基板１０のＳＥＭ像を示す。図７によれば、加熱条件３で熱エッチングされたＡｌＮ基板１０の表面において、Ａｌドロップレットの形成が抑制された、と把握することができる。
　図８は、加熱条件４で熱エッチングされたＡｌＮ基板１０のＳＥＭ像を示す。図８によれば、加熱条件４で熱エッチングされたＡｌＮ基板１０の表面において、Ａｌドロップレットが他の加熱条件１～３の場合と比べ多く形成された、と把握することができる。
　図５、図６、図７及び図８によれば、窒素雰囲気下でのＡｌＮ基板１０の熱エッチングにおけるＡｌドロップレットの形成は、低い加熱温度、及び／又は、高い窒素背圧により抑制することができる、と把握することができる。
　なお、本発明の実施の形態にかかるＡｌＮ基板１０上のＡｌドロップレットの形成は、例として、当該ＡｌＮ基板上でのエピタキシャル成長における成長層の品質向上の妨げとなる、と把握することができる。
　本発明によれば、加工によるパターン形成の過程で窒化アルミニウム基板に導入された歪層を除去することができる。
　これにより、パターンの上壁及び側壁のそれぞれの近傍における転位等の欠陥の密度を低減することができ、上壁及び／又は側壁からその成長面が進行するような結晶成長（エピタキシャル成長に相当。）における転位等の欠陥の引き継ぎを抑制することができる。
　１０　ＡｌＮ基板
　１１　貫通孔
　１２　歪層
　３０　坩堝
　３１　原料輸送空間
　４０　半導体材料
　５０　ＳｉＣ容器
　６０　ＴａＣ容器
　Ｓ１１　加工工程
　Ｓ１２　歪層除去工程

 

Claims (6)

  1. 　窒化アルミニウム基板を窒素雰囲気下で熱処理することにより前記窒化アルミニウム基板の歪層を除去する歪層除去工程を含む窒化アルミニウム基板の製造方法。
  2. 　前記歪層除去工程は、１９００℃以下の加熱温度の条件下で前記窒化アルミニウム基板を熱処理する請求項１に記載の窒化アルミニウム基板の製造方法。
  3. 　前記歪層除去工程は、１０ｋＰａ以上の窒素背圧の条件下で前記窒化アルミニウム基板を熱処理する請求項１又は請求項２に記載の窒化アルミニウム基板の製造方法。
  4. 　レーザーを前記窒化アルミニウム基板に照射することにより前記窒化アルミニウム基板の一部を除去するレーザー加工を行う加工工程をさらに含む請求項１～３の何れか一項に記載の窒化アルミニウム基板の製造方法。
  5. 　前記加工工程は、前記窒化アルミニウム基板に貫通孔を形成する工程である請求項４に記載の窒化アルミニウム基板の製造方法。
  6. 　請求項１～５の何れか一項に記載の製造方法により製造された窒化アルミニウム基板。
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