WO2022004046A1 - エピタキシャル結晶成長用自立基板および機能素子 - Google Patents

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正宏 坂井
隆史 吉野
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NGK Insulators Ltd
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    • H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
    • H10H20/0137—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials the light-emitting regions comprising nitride materials

Definitions

  • the present invention relates to a self-supporting substrate for epitaxial crystal growth and a functional element.
  • GaN gallium nitride
  • MQW multiple quantum well layer
  • a gallium nitride layer is formed on a base substrate such as a sapphire substrate, and the base substrate is separated by LLO (laser lift-off) technology or the like to obtain a self-supporting substrate made of gallium nitride.
  • LLO laser lift-off
  • a functional layer such as GaN, AlGaN, or InGaN
  • a light emitting element such as an LED or a power device is manufactured.
  • ultra-bright LEDs and power devices there is an increasing demand for 4-inch and 6-inch large-diameter base substrates.
  • the gallium nitride layer may be significantly warped due to the stress distribution inside the gallium nitride crystal and the dislocation density difference between the front and back surfaces of the gallium nitride layer.
  • the off-angle distribution on the surface of the gallium nitride layer becomes large, so that the function of the functional layer formed on the gallium nitride layer varies depending on the location. For example, in the case of a light emitting element, the variation in the light emitting wavelength may increase depending on the location on the substrate surface.
  • Patent Document 1 As a method for solving such a problem, the proposals described in Patent Documents 1 to 3 have been made. That is, in Patent Document 1, it is attempted to reduce the variation in emission wavelength by keeping the atomic step density of the growth interface substantially constant by using the group 13 element polar surface as the film forming surface (asgrown surface). There is. Patent Document 2 attempts to reduce the variation in emission wavelength by processing the crystal growth surface according to the variation in the crystal axis of the crystal growth surface. In Patent Document 3, a flat surface portion is provided in the central portion of the substrate on the crystal growth surface, and a curved surface portion is provided in the outer peripheral portion thereof, and the off-angle distribution of the flat surface portion is made smaller to reduce the off-angle distribution of the entire substrate.
  • the off-angle distribution on the crystal growth plane (group 13 element polar plane) of the self-supporting substrate can be reduced, thereby reducing the wavelength variation of the light emitting element.
  • a functional element such as a light emitting element structure on the polar surface of the group 13 element of the self-standing substrate, cracks may easily occur in the self-standing substrate and the functional element structure.
  • An object of the present invention is to prevent cracks from being generated in the self-supporting substrate for epitaxial crystal growth made of Group 13 element nitride crystals when the epitaxial crystals are grown.
  • the present invention is a self-supporting substrate for epitaxial crystal growth composed of group 13 elemental nitride crystals selected from gallium nitride, aluminum nitride, indium nitride or a mixed crystal thereof.
  • the self-standing substrate has a nitrogen polar surface and a group 13 element polar surface, the nitrogen polar surface is curved in a convex shape, and a chamfered portion is provided on the outer peripheral portion of the nitrogen polar surface. It relates to a self-supporting substrate for epitaxial crystal growth.
  • the present invention also relates to a functional element having a self-supporting substrate for epitaxial crystal growth and a functional layer provided on the group 13 element polar plane of the self-supporting substrate.
  • the present inventor has investigated various reasons why cracks occur in the process of growing an epitaxial crystal on a self-supporting substrate made of a group 13 element nitride crystal selected from gallium nitride, aluminum nitride, indium nitride or a mixed crystal thereof. , The following findings were obtained.
  • a functional element such as a light emitting element is formed on a group 13 element polar surface of a self-standing substrate. Therefore, at the time of film formation, the nitrogen polar surface of the self-supporting substrate is installed on the susceptor, and the self-supporting substrate is transferred and held.
  • the film thickness of the functional element it is necessary to make the temperature distribution of the group 13 element polar plane on the self-standing substrate uniform. Therefore, it is technical common sense to flatten the nitrogen polar surface of the self-standing substrate.
  • the inventor of the present invention is caused by the fact that by flattening the nitrogen polar surface of the self-supporting substrate, micro-scratches are likely to occur on the nitrogen polar surface of the self-supporting substrate due to gripping and transporting the substrate by tweezers or a robot arm. I thought that cracks would occur. Therefore, I came up with the idea of chamfering the outer peripheral portion of the nitrogen polar surface of the self-standing substrate. However, even when the nitrogen polar surface of the outer peripheral portion of the self-standing substrate is chamfered, the group 13 element nitride formation is hard, so that minute chips and chipping may occur, and cracks in the manufacturing process are completely suppressed. It was difficult.
  • the present inventor has attempted to further shape the nitrogen polar surface into a convex curved shape. This has been difficult to think from the viewpoint of making the heat transfer from the susceptor to the self-supporting substrate uniform.
  • the cracks in the self-supporting substrate and the epitaxial crystal are remarkably reduced. That is, it seems that cracks in the substrate are less likely to occur when the nitrogen polar surface of the self-standing substrate is recessed, but the reality is found to be the opposite.
  • the present invention by reducing chipping and chipping of the end face of the substrate and micro-scratches on the back surface, not only the functional layer epitaxial growth process on the self-standing substrate, but also the device formation process after the functional layer film formation, polishing and the like can be performed.
  • the effect of reducing substrate cracks can be expected in wrapping, thinning process by polishing, transfer between each process, robot transfer in a device equipped with an automatic transfer mechanism, etc.
  • (A) is a schematic diagram showing a self-supporting substrate 21 according to an embodiment of the present invention
  • (b) is a schematic diagram showing a self-supporting substrate 24 of a reference example. It is a bottom view of the self-supporting substrate 21.
  • (A) is a schematic diagram showing the outer peripheral portion of the self-supporting substrate 21 according to the embodiment of the present invention
  • (b) is a schematic diagram showing the outer peripheral portion of the self-supporting substrate 21G.
  • (A), (b) and (c) are diagrams showing the outer peripheral portions of the self-supporting substrates 21A, 21B and 21C, respectively.
  • FIGS. 1A), (b) and (c) are diagrams showing the outer peripheral portions of the self-supporting substrates 21D, 21E and 21F, respectively.
  • FIG. 1 shows a state in which the seed crystal film 2 and the gallium nitride layer 3 are provided on the base substrate 1
  • (b) shows a state in which the gallium nitride layer 3 is separated from the base substrate
  • (c) shows a state. The state where the functional layer is provided on the gallium nitride layer 3A is shown.
  • (A) shows the crystal axis of the base substrate 1, the seed crystal film 2 and the gallium nitride layer 3, and (b) shows the state of irradiating the laser beam A from the base substrate side.
  • (A) shows a state in which the gallium nitride layer 13 and the seed crystal film 12 are separated from the base substrate,
  • (b) shows the surface where the front surface and the back surface of the gallium nitride layer 13 are processed, and (c) is.
  • the self-standing substrate 14 which processed the front surface and the back surface is shown. It is a front view schematically showing the self-supporting substrate which concerns on embodiment of this invention, and the warp of the group 13 element polar plane 17a is different from the warp of a nitrogen polar plane 17b.
  • the present invention is a self-supporting substrate for epitaxial crystal growth composed of group 13 elemental nitride crystals selected from gallium nitride, aluminum nitride, indium nitride or a mixed crystal thereof.
  • the "self-supporting substrate” means a substrate that can be handled as a solid substance without being deformed or damaged by its own weight when handled.
  • the self-supporting substrate of the present invention can be used as a substrate for various semiconductor devices such as light emitting elements.
  • the nitride constituting the group 13 element nitride crystal layer is gallium nitride, aluminum nitride, indium nitride or a mixed crystal thereof.
  • GaN, AlN, InN, Ga x Al 1-x N (1>x> 0), Ga x In 1-x N (1>x> 0), Al x In 1-x N (1>x> 0). >X> 0), Ga x Al y In z N (1>x> 0, 1>y> 0, x + y + z 1), but doped with various n-type dopants or p-type dopants. May be.
  • Preferred examples of the p-type dopant include one or more selected from the group consisting of beryllium (Be), magnesium (Mg), strontium (Sr), and cadmium (Cd).
  • Preferred examples of the n-type dopant include one or more selected from the group consisting of silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn) and oxygen (O).
  • the self-supporting substrate 21 has a group 13 element polar surface 21b and a nitrogen polar surface 21a. Further, the self-standing substrate 21 is provided with a side surface 21e. An epitaxial crystal can be grown on the group 13 element polar surface 21b, and the nitrogen polar surface 21a can be held and transferred by a susceptor or the like.
  • the nitrogen polar surface 21a of the self-standing substrate 21 is warped in a convex shape. This means that when the free-standing substrate is viewed from the nitrogen polar surface side, the nitrogen polar surface is warped so as to protrude from the free-standing substrate.
  • a chamfered portion 21c is provided on the outer peripheral portion 22 of the nitrogen polar surface 21a. Further, in this example, the chamfered portion 21d is provided on the outer peripheral portion 23 of the group 13 element polar surface 21b. Further, the group 13 element polar surface 21b is warped in the direction in which the group 13 element polar surface is recessed when viewed from the self-standing substrate.
  • the radius of curvature of the warp of the nitrogen polar surface is preferably + 5 m or more and + 65 m or less, and more preferably + 7 m or more and + 32 m or less.
  • the value of the radius of curvature is a positive value (+)
  • the value of the radius of curvature is negative (-). Use as a value.
  • the group 13 element polar plane may be warped in a convex shape, may be warped in a concave shape, or may be flat when viewed from the self-supporting substrate.
  • the group 13 element polar surface is warped in the opposite direction to the direction of the warp unevenness of the nitrogen polar surface, that is, warped in a concave shape when viewed from the self-supporting substrate. It is preferable to have. As a result, the variation in the off-angle on the polar plane of the group 13 element can be reduced.
  • the radius of curvature of the warp of the polar surface of the Group 13 element is preferably -3 m or less, and more preferably -7 m or less from the viewpoint of ease of polishing.
  • the value of the radius of curvature is a positive value (+)
  • the value of the radius of curvature is negative. The value is (-).
  • the absolute value of the radius of curvature of the warp of the group 13 element polar surface is made smaller than the absolute value of the radius of curvature of the warp of the nitrogen polar surface.
  • the warp of the group 13 element polar plane is steeper than the warp of the nitrogen polar plane.
  • the variation in the off-angle on the polar surface of nitrogen can be reduced.
  • (absolute value of the radius of curvature of the warp of the group 13 element polar surface) / (absolute value of the radius of curvature of the warp of the nitrogen polar surface) is more preferably 0.7 or less, and 0. It is more preferably 5 or less.
  • (absolute value of the radius of curvature of the warp of the group 13 element polar surface) / (absolute value of the radius of curvature of the warp of the nitrogen polar surface) can be generally 0.01 or more.
  • the self-supporting substrate 24 of the reference example shown in FIG. 1B has a group 13 element polar surface 24b and a nitrogen polar surface 24a.
  • a chamfered portion 24d is provided on the outer peripheral portion 23 of the group 13 element polar surface 24b, and a chamfered portion 24c is provided on the outer peripheral portion 22 of the nitrogen polar surface 24a.
  • the group 13 element polar plane is curved convexly from the self-supporting substrate, and the numerical value of the radius of curvature is positive.
  • the nitrogen polar surface 24a is concavely curved from the self-standing substrate, and the numerical value of the radius of curvature is negative.
  • 24e is a side surface.
  • the group 13 element polar surface is a mirrored surface.
  • the mirror-finished surface is a surface in which the roughness and waviness of the substrate surface are reduced until it is possible to visually confirm that light is reflected and an object is reflected on the processed surface after the substrate surface is processed. Point to. That is, the surface of the substrate after processing is in a state where the roughness and the size of the waviness are sufficiently reduced to a negligible level with respect to the wavelength of visible light. If the mirror surface is processed, epitaxial crystal growth is sufficiently possible on the substrate.
  • the off-angle distribution of the group 13 element polar plane is 0.25 ° or less, whereby the variation in the crystallinity of the epitaxial crystal can be suppressed, and the variation in the characteristics of the functional layer made of the epitaxial crystal can be suppressed. Can be suppressed.
  • the off-angle distribution of the group 13 element polar plane is more preferably 0.1 ° or less. Further, the off-angle distribution of the group 13 element polar plane is often 0.02 ° or more.
  • the warpage of the group 13 element polar plane and the nitrogen polar plane is measured, and the radius of curvature is calculated from the warp.
  • Each warp is measured as follows. First, the warpage of the group 13 element polar plane and the nitrogen polar plane can be measured by a laser displacement meter.
  • a laser displacement meter is a device that measures the displacement of each surface by irradiating each surface with a laser beam. The wavelength of the laser is 655 nm, and a confocal method, a triangular distance measuring method, and an optical interference method can be used as the measuring method depending on the surface roughness.
  • a waveform is obtained except for a range of 3 mm in width from the edge of the substrate.
  • an approximate curve for this waveform is obtained by the least squares method using a quadratic function, and the difference between the maximum value and the minimum value of this approximate curve is measured on two orthogonal axes on the substrate surface, and the two values are measured.
  • the average value is the warp.
  • the radius of curvature R is calculated from this warp value using the following formula.
  • a waveform is obtained except for a range of 3 mm in width from the edge of the substrate.
  • an approximate curve for this waveform is obtained by the least squares method using a quadratic function, and the difference between the maximum value and the minimum value of this approximate curve is measured on two orthogonal axes on the substrate surface, and the two values are measured.
  • the average value is the warp.
  • the radius of curvature R is calculated from this warp value in the same manner as the nitrogen polar surface.
  • the numerical value of the radius of curvature is set as a positive value (+). If it is concave, the value of the radius of curvature is a negative (-) value.
  • a chamfered portion is provided on the outer peripheral portion of the nitrogen polar surface.
  • a chamfered portion 21c is provided on the outer peripheral portion 22 of the nitrogen polar surface 21a of the self-supporting substrate 21 over the entire circumference.
  • the chamfered portion 21c does not have to be provided over the entire circumference of the outer peripheral portion of the nitrogen polar surface, and may be provided at a portion where the carrier (tweezers, robot hand, etc.) of the self-standing substrate comes into contact with the chamfered portion 21c.
  • the carrier tilters, robot hand, etc.
  • the chamfered portion 21c may be provided on the outer peripheral portion 22 in these regions H. Further, the chamfered portion may be provided over the entire width of the outer peripheral portion of the nitrogen polar surface, or may be provided only on a part of the outer peripheral portion. The width of the chamfered portion may be larger than the width of the outer peripheral portion.
  • the chamfered portion 21d is preferably provided on the outer peripheral portion 23 of the group 13 element polar surface 21b in the same manner as the nitrogen polar surface.
  • the chamfered portion 21d does not need to be provided over the entire circumference of the outer peripheral portion 23 of the group 13 element polar surface, but is preferably provided over 50% or more of the outer peripheral portion 23 of the group 13 element polar surface.
  • the chamfered portion may be provided over the entire width of the outer peripheral portion of the group 13 element polar surface, or may be provided only on a part of the outer peripheral portion. The width of the chamfered portion may be larger than the width of the outer peripheral portion.
  • the outer peripheral portion of the group 13 element polar surface refers to a band-shaped region having a width of 1 mm including the outer peripheral edge of the group 13 element polar surface.
  • the outer peripheral portion of the nitrogen polar surface refers to a strip-shaped region having a width of 1 mm including the outer peripheral edge of the nitrogen polar surface.
  • a chamfered portion 21c is provided on the outer peripheral portion 22 of the nitrogen polar surface 21a, and a chamfered portion 21d is provided on the outer peripheral portion 23 of the group 13 element polar surface 21b.
  • each chamfered portion is a flat surface, and each flat surface is inclined with respect to the group 13 element polar surface, the nitrogen polar surface, and the side surface 21e.
  • the side surface 21e is a flat surface.
  • a chamfered portion 21c is provided on the outer peripheral portion 22 of the nitrogen polar surface 21a, and a chamfered portion 21d is provided on the outer peripheral portion 23 of the group 13 element polar surface 21b.
  • each chamfered portion has a protruding curved surface, and each curved surface meets at the outer peripheral edge, and no flat side surface remains.
  • the outer peripheral portion 22 of the nitrogen polar surface 21a and the outer peripheral portion 23 of the group 13 element polar surface 21b are not provided with chamfered portions, so that the side surface 21e is formed. It is flat as a whole.
  • a chamfered portion 21c is provided on the outer peripheral portion 22 of the nitrogen polar surface 21a, and a chamfered portion 21d is provided on the outer peripheral portion 23 of the group 13 element polar surface 21b.
  • the chamfered portions 21c and 21d are inclined with respect to the group 13 element polar plane, the nitrogen polar plane and the side surface 21e.
  • the side surface 21e is a flat surface.
  • a chamfered portion 21c is provided on the outer peripheral portion 22 of the nitrogen polar surface 21a, and a chamfered portion 21d is provided on the outer peripheral portion 23 of the group 13 element polar surface 21b.
  • each chamfered portion is a curved surface (so-called R chamfer) protruding outward.
  • the side surface 21e is a flat surface.
  • a chamfered portion 21c is provided on the outer peripheral portion 22 of the nitrogen polar surface 21a, and a chamfered portion 21d is provided on the outer peripheral portion 23 of the group 13 element polar surface 21b.
  • the chamfered portion 21d is a flat surface and is inclined with respect to the group 13 element polar surface 21b.
  • the chamfered portion 21c is a curved surface (so-called R chamfer) protruding outward.
  • the side surface 21e is a flat surface.
  • a chamfered portion 21c is provided on the outer peripheral portion 22 of the nitrogen polar surface 21a, and a chamfered portion 21d is provided on the outer peripheral portion 23 of the group 13 element polar surface 21b.
  • the chamfered portions 21c and 21d are flat surfaces.
  • the side surface 21e is a curved surface protruding outward.
  • a chamfered portion 21c is provided on the outer peripheral portion 22 of the nitrogen polar surface 21a, and a chamfered portion 21d is provided on the outer peripheral portion 23 of the group 13 element polar surface 21b.
  • the chamfered portions 21c and 21d are curved surfaces (so-called R surfaces) protruding outward.
  • the side surface 21e is also a curved surface protruding outward.
  • the nitrogen polar plane is warped convexly and the Group 13 element polar plane is warped concavely as described above. Thereby, the variation of the off-angle on the polar plane of the group 13 element can be further suppressed. This advantage will be further described.
  • the seed crystal film 2 is formed on the surface 1a of the base substrate 1, and the group 13 element nitride layer is formed on the group 13 element polar surface 2a of the seed crystal film 2.
  • Form 3. the group 13 element nitride layer is separated from the base substrate 1 to obtain a self-supporting substrate 3.
  • a self-supporting substrate may be obtained by irradiating a laser beam from the back surface 1b side of the base substrate 1 as shown by arrow A and separating the group 13 element nitride layer as shown in FIG. 7 (b) by a laser lift-off method.
  • the self-supporting substrate 3 may be obtained by a spontaneous separation method utilizing the difference in heat shrinkage at the time of temperature decrease after the formation of the group 13 element nitride layer, or by slicing the group 13 element nitride using a wire saw or the like.
  • the nitrogen polar surface of the self-standing substrate is attached to the processing platen.
  • the wax thickness is changed by adjusting the load applied to the self-supporting substrate, or a jig is sandwiched between the self-supporting substrate and the processing platen to change the surface shape of the self-standing substrate.
  • the group 13 element polar surface 3a is removed by grinding, lapping, polishing, or the like to thin the plate to a desired thickness and flatten the surface to form a self-supporting substrate.
  • the group 13 element polar surface of the self-standing substrate is attached to the processing platen.
  • the wax thickness is changed by adjusting the load applied to the self-supporting substrate, or a jig is sandwiched between the self-supporting substrate and the processing platen to change the surface shape of the self-standing substrate.
  • the nitrogen polar surface was removed by grinding, lapping, polishing, or the like to thin the plate to a desired thickness and flatten the surface to obtain a self-supporting substrate.
  • the polar surface of the group 13 element is finished and then the polar surface of the nitrogen is finished, but the order may be reversed.
  • the outer peripheral edge of the self-supporting substrate can be chamfered by grinding to obtain the final self-supporting substrate 3A.
  • a crystal is epitaxially grown on the group 13 element polar plane 3a of the self-standing substrate 3A, and a functional layer 4 is formed as shown in FIGS. 7 (c) and 2 to obtain a functional element 5.
  • Reference numeral 3b is a nitrogen polar surface.
  • a substrate having an off-angle in which the crystal axis on the surface of the seed crystal film is tilted from the a-axis, m-axis, and c-axis of the wurtzite structure, is used.
  • This will be described using a base substrate (just substrate) having a temperature of 0 °.
  • FIG. 8A it is assumed that the crystal axis in the substrate 1 is oriented in a certain direction as shown by an arrow B.
  • the crystal axis B is typically the a-axis, m-axis, and c-axis of the wurtzite structure.
  • the crystal axis grows according to the crystal orientation of the underlying substrate as shown by the arrow C. Then, when the group 13 element nitride layer 3 is formed, the crystal axis grows according to the crystal orientation in the seed crystal film as shown by the arrow D.
  • the group 13 element nitride layer is peeled off from the base substrate by irradiating the laser beam as shown by arrow A (FIG. 8 (b)). Then, as schematically shown in FIG. 9A, the group 13 element nitride layer 13 and the seed crystal film 12 warp.
  • the cause of this warpage is, for example, an internal stress due to a difference in defect density or a difference in crystal growth mode between the group 13 element polar surface 13a and the nitrogen polar surface 13b of the gallium nitride layer.
  • the direction of the crystal axis E in the group 13 element nitride layer 13 also changes as a whole.
  • the pressure applied to the group 13 element nitride layer is adjusted and attached to the processing surface plate while leaving a certain degree of warped shape of the gallium nitride layer, and the pair of planes X is formed.
  • the gallium nitride layer is ground and polished so as to be on the front surface and the back surface of the substrate to make a thin plate.
  • the self-supporting substrate 14 as shown in FIG. 9 (c) is obtained.
  • the off angle of the crystal axis E changes greatly depending on the location.
  • the off angle in the group 13 element polar plane means the inclination angle of the crystal axis E with respect to the normal L orthogonal to the group 13 element polar plane.
  • the composition and crystallinity of the functional layer epitaxially grown on the distribution are affected, so that the performance changes depending on the location.
  • the light emitting wavelength fluctuates depending on the location, which causes a decrease in yield.
  • 14b is a nitrogen polar surface.
  • the present inventor makes the amount of warpage of the group 13 element polar surface side of the self-supporting substrate different from the amount of warp of the nitrogen polar surface, and even if there is a warp on the nitrogen polar surface, the off angle on the group 13 element polar surface side.
  • the warp of the group 13 element polar surface 17a and the warp of the nitrogen polar surface 17b of the self-supporting substrate 1 are different.
  • the warp WB of the nitrogen polar surface 17b relatively small, the temperature distribution on the group 13 element polar surface is made small, and the fluctuation of the composition and crystallinity of the functional layer due to this is suppressed, and the tweezers and the robot arm are used. It is considered that it is possible to suppress the occurrence of microscopic scratches on the surface of the nitrogen polar surface that may occur when gripping or transporting the substrate.
  • 17c and 17d are chamfered portions.
  • the thickness distribution (TTV: Total Thickness Variation) of the self-supporting substrate occurs.
  • TTV Total Thickness Variation
  • a large distribution does not occur on the group 13 element polar plane when the functional layer is epitaxially grown on the self-supporting substrate. This is because it utilizes the property that the gallium nitride crystal constituting the self-standing substrate has high thermal conductivity. As a result, no morphology abnormality occurs during film formation of the functional layer, and the emission wavelength shift is sufficiently suppressed.
  • the material of the base substrate is not particularly limited, but sapphire, crystal-oriented alumina, gallium oxide, AlxGa1-xN (0 ⁇ x ⁇ 1), and SiC can be exemplified as suitable examples.
  • AlxGa1-xN (0 ⁇ x ⁇ 1) and InxGa1-xN (0 ⁇ x ⁇ 1) can be exemplified as suitable examples, and gallium nitride is particularly preferable.
  • the material of the seed crystal film is particularly preferably gallium nitride, which has a yellow light emitting effect when observed with a fluorescence microscope. Yellow emission is a peak (yellow emission (YL) or yellow band (YB)) that appears in the range of 2.2 to 2.5 eV in addition to the band-to-band exciton transition (UV).
  • the method for forming the seed crystal film is preferably a metalorganic vapor deposition (MOCVD: Metalorganic Chemical Vapor Deposition) method, a hydride vapor phase deposition (HVPE) method, a pulse excitation deposition (PXD) method, and an MBE. Examples of the method and the sublimation method can be given.
  • MOCVD Metalorganic Chemical Vapor Deposition
  • HVPE hydride vapor phase deposition
  • PXD pulse excitation deposition
  • MBE MBE
  • the metalorganic chemical vapor deposition method is particularly preferred.
  • the growth temperature is preferably 950 to 1200 ° C.
  • the growth direction of the gallium nitride crystal is not particularly limited, but may be the normal direction of the c-plane of the wurtzite structure, or may be the normal direction of each of the a-plane and the m-plane, or the c-plane. , A plane, or a plane inclined from the m plane.
  • the method for producing the gallium nitride layer is not particularly limited, but is limited to a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method, a hydride vapor phase deposition (HVPE) method, a pulse excited deposition (PXD) method, an MBE method, and a sublimation method.
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • HVPE hydride vapor phase deposition
  • PXD pulse excited deposition
  • MBE method an MBE method
  • sublimation method a sublimation method.
  • the vapor phase method such as, the amonothermal method, and the liquid phase method such as the flux method
  • the thickness of the self-standing substrate after polishing is preferably 300 ⁇ m or more, and preferably 1000 ⁇ m or less.
  • the size of the self-standing substrate is not particularly limited, but is preferably 2 inches, 4 inches, 6 inches, and may be 8 inches or more.
  • the width W of the chamfered portion is not particularly limited on the nitrogen polar plane and the group 13 element polar plane, but from the viewpoint of the present invention, it is 1/20 or more and 3 times or less the thickness of the self-supporting substrate. Is preferable, and a length of 1/10 or more and 1 times or less is more preferable.
  • the height D of the chamfered portion is not particularly limited on the nitrogen polar surface and the group 13 element polar surface, but from the viewpoint of the present invention, when the side surface 21e is a flat surface, the height of the self-supporting substrate is increased.
  • the length is preferably 1/20 or more and 1/2 or less, more preferably 1/10 or more and 2/5 or less, and when the side surface 21e is a curved surface, it is 20 minutes of the thickness of the self-standing substrate.
  • a length of 1 or more and 1/2 or less is preferable.
  • the height D of the chamfered portion is a dimension in the thickness direction of the self-supporting substrate from the starting point of the chamfered portion to the end of the self-supporting substrate.
  • the opening width H of the self-standing substrate end shown in FIG. 3 is preferably 70 ⁇ m or more, and more preferably 100 ⁇ m or more.
  • the opening width H is preferably 1/2 or less, more preferably 2/5 or less of the thickness of the self-standing substrate.
  • the opening width H means the height of each chamfered portion when viewed from the center O of each of the polar surfaces 21a and 21b in the thickness direction of the self-standing substrate.
  • Example 1 The self-supporting substrate 21 shown in FIGS. 1 (a) and 3 (a) was prototyped. Specifically, a seed crystal film made of gallium nitride was provided on a base substrate made of sapphire to form a GaN template (substrate diameter 2.5 inches). The thickness of the seed crystal film was 2 ⁇ m. Next, a gallium nitride layer having a thickness of 1 mm was formed by the Na flux method. Next, the gallium nitride layer was peeled off by a laser lift-off method to obtain a gallium nitride substrate having a thickness of 1 mm. At this time, the gallium nitride substrate was warped.
  • the outer circumference of the gallium nitride substrate was ground to form a circle with a diameter of 2 inches, and then the self-standing substrate had a thickness of 400 ⁇ m by grinding, wrapping, and polishing, and the group 13 element polar surface and the nitrogen polar surface were mirror-processed.
  • the warpage of the gallium polar surface and the nitrogen polar surface was adjusted to the range shown in Table 1 by changing the sticking load on the processing platen and the amount of wax used for sticking.
  • 10 samples were prepared, and each warp was shown in the numerical range of the maximum value and the minimum value. Further, chamfered portions were formed on the outer peripheral portions of the nitrogen polar plane and the gallium polar plane.
  • the width W of the chamfered portion was 200 ⁇ m
  • the opening width H of the chamfered portion was 100 ⁇ m
  • the shape of the chamfered portion was a flat surface as shown in FIG. 4 (b).
  • the height D of the chamfered portion is shown in Table 1 in the numerical range of the maximum value and the minimum value.
  • the off-angle distribution on the gallium polar plane of the obtained self-supporting substrate was evaluated.
  • the LED element structure was grown as an epitaxial film on the gallium polar surface of the self-standing substrate by the MOCVD method, and the performance (surface morphology, emission wavelength) of the LED element structure was evaluated. The results of these evaluations are shown in Table 1.
  • the evaluation method is as follows. (warp) The warpage of the gallium polar surface and the nitrogen polar surface of the self-standing substrate was measured as described above, and the radius of curvature was calculated.
  • chamfered portions are provided on the outer peripheral portions of the gallium polar surface and the nitrogen polar surface, respectively, and the radius of curvature of the nitrogen polar surface is in the range of +24.8 to 46.1 m.
  • the radius of curvature of the gallium polar surface was in the range of -46.1 to -24.8 m.
  • Examples 2 to 4 A self-supporting substrate and an LED structure were prototyped and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. That is, in Examples 2 to 4, chamfered portions are provided on the outer peripheral portions of the gallium polar surface and the nitrogen polar surface, respectively. The radius of curvature of the nitrogen polar plane and the radius of curvature of the gallium polar plane are shown in Table 1, but the nitrogen polar plane is warped in a convex shape and the gallium polar plane is warped in a concave shape. As a result, no morphology abnormality part of the epitaxial film was observed, the emission wavelength distribution of the LED was relatively small, and the yield of the self-standing substrate without cracks was 100%.
  • Comparative Examples 1 to 3 The self-supporting substrate and the LED structure of each example were prototyped and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. That is, in Comparative Examples 1 to 3, chamfered portions are not provided on the outer peripheral portions of the gallium polar surface and the nitrogen polar surface, respectively, and the nitrogen polar surface is curved in a convex shape. As a result, no abnormal part of the morphology of the epitaxial film was observed, and the emission wavelength distribution of the LED was relatively small, but the yield of the self-standing substrate without cracks was greatly reduced to 70%.
  • Comparative Examples 4 to 5 The self-supporting substrate and the LED structure of each example were prototyped and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2. That is, in Comparative Examples 4 and 5, chamfered portions are provided on the outer peripheral portions of the gallium polar surface and the nitrogen polar surface, respectively, but the nitrogen polar surface is curved in a concave shape. As a result, no abnormal part of the morphology of the epitaxial film was observed, and the emission wavelength distribution of the LED was relatively small, but the yield of the self-standing substrate without cracks was greatly reduced to 50%.
  • Comparative Examples 6 to 7 The self-supporting substrate and the LED structure of each example were prototyped and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3. Further, in Comparative Examples 6 and 7, chamfered portions are not provided on the outer peripheral portions of the gallium polar surface and the nitrogen polar surface, respectively, and the nitrogen polar surface is curved in a concave shape. As a result, no abnormal part of the morphology of the epitaxial film was observed, and the emission wavelength distribution of the LED was relatively small, but the yield of the self-standing substrate without cracks was greatly reduced to 30%.
  • Comparative Examples 8 to 10 The self-supporting substrate and the LED structure of each example were prototyped and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3. However, in Comparative Examples 8 and 10, the chamfered portions are provided on the outer peripheral portions of the gallium polar surface and the nitrogen polar surface, respectively, but the nitrogen polar surface is flat. As a result, no morphology abnormality part of the epitaxial film was observed, and the emission wavelength distribution of the LED was relatively small, but the yield of the self-standing substrate without cracks was greatly reduced. In Comparative Example 9, chamfered portions are not provided on the outer peripheral portions of the gallium polar surface and the nitrogen polar surface, respectively. Moreover, the nitrogen polar surface is flat. As a result, no morphology abnormality part of the epitaxial film was observed, and the emission wavelength distribution of the LED was relatively small, but the yield of the self-standing substrate without cracks was greatly reduced.
  • Example 11 A self-supporting substrate and an LED structure were prototyped and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3. However, as a self-supporting substrate, a self-supporting substrate 30A having the form shown in FIG. 6A was prototyped. These are substantially the same as the self-standing substrate described in Patent Document 3. That is, the nitrogen polar surface 30a of the self-supporting substrate 30A in FIG. 6A is flat, and the gallium polar surface 30b is also flat, but the outer peripheral portion 31 (width 5 mm) of the gallium polar surface 30b has a concave curved surface. 32 is provided. The side surface 30c of the self-standing substrate is also flat. There is no chamfered part.
  • Example 12 A self-supporting substrate and an LED structure were prototyped and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3. However, as a self-supporting substrate, a self-supporting substrate 30B having the form shown in FIG. 6B was prototyped. That is, the side surface 30c of the self-standing substrate 30B is flat, and the gallium polar surface 30b is also flat, but the outer peripheral portion 31 (width 3 mm) of the gallium polar surface 30b is provided with a concave curved surface 32. Further, the nitrogen polar surface 30d was curved in a convex shape, and the radius of curvature thereof was in the range of +24.8 to 46.1 m. There is no chamfered part.

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Abstract

【課題】窒化ガリウム、窒化アルミニウム、窒化インジウムまたはこれらの混晶から選択された１３族元素窒化物結晶からなるエピタキシャル結晶成長用自立基板において、エピタキシャル結晶を成長させる工程において、自立基板やエピタキシャル結晶にクラックが発生するのを防止することである。 【解決手段】窒化ガリウム、窒化アルミニウム、窒化インジウムまたはこれらの混晶から選択された１３族元素窒化物結晶からなるエピタキシャル結晶成長用自立基板２１は、窒素極性面２１ａと１３族元素極性面２１ｂとを有する。窒素極性面２１ａが凸状に反っており、窒素極性面２１ａの外周部２１ｃに面取り部２１ｃが設けられている。

Description

エピタキシャル結晶成長用自立基板および機能素子
　本発明は、エピタキシャル結晶成長用自立基板および機能素子に関するものである。
　単結晶基板を用いた発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子として、サファイア（α－アルミナ単結晶）上に各種窒化ガリウム（ＧａＮ）層を形成したものが知られている。例えば、サファイア基板上に、ｎ型ＧａＮ層、ＩｎＧａＮ層からなる量子井戸層とＧａＮ層からなる障壁層とが交互積層された多重量子井戸層（ＭＱＷ）、及びｐ型ＧａＮ層が順に積層形成された構造を有するものが量産化されている。また、このような用途に適した積層基板も提案されている。
　サファイア基板などの下地基板上に窒化ガリウム層を形成し、下地基板をLLO(レーザーリフトオフ)技術などによって分離し、窒化ガリウムからなる自立基板を得ることが知られている。こうした自立基板の上にＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮなどの機能層を成膜することによって、ＬＥＤなどの発光素子やパワーデバイスが製造される。最近は、超高輝度ＬＥＤやパワーデバイスにおいて、４インチや６インチの大口径下地基板が求められるようになってきている。
　しかし、下地基板から窒化ガリウム層を剥離させた後に、窒化ガリウム結晶内部の応力分布や、窒化ガリウム層の表裏の転位密度差などに起因して、窒化ガリウム層が大きく反ることがある。こうなると、窒化ガリウム層の表面におけるオフ角分布が大きくなるために、その上に成膜される機能層の機能が場所によって変動することになる。例えば、発光素子の場合には、基板面内で場所によって発光波長のバラツキが大きくなることがある。
　こうした問題点を解決する方法として、特許文献１～３記載の提案がなされている。
　すなわち、特許文献１では、１３族元素極性面を成膜面（アズグロウン面）とすることにより、成長界面の原子ステップ密度をほぼ一定に保つことにより、発光波長のバラツキを低減することを試みている。
　特許文献２では、結晶成長面の結晶軸のばらつきに応じて、結晶成長面の加工を行うことで、発光波長のバラツキを低減することを試みている。
　特許文献３では、結晶成長面の基板中央部に平面部、その外周部に曲面部を設け、平面部のオフ角分布をより小さくすることにより、基板全体としてオフ角分布を小さくしている。
特許4696935 特開2009-126727 特開2009-94230
　特許文献１～３記載の構造により、自立基板の結晶成長面（１３族元素極性面）におけるオフ角分布を小さくすることができ、これによって発光素子の波長ばらつきを小さくできる。しかし、自立基板の１３族元素極性面上に発光素子構造などの機能素子を構造を成膜する工程において、自立基板および機能素子構造内にクラックが発生しやすいことがあった。
　本発明の課題は、１３族元素窒化物結晶からなるエピタキシャル結晶成長用自立基板において、エピタキシャル結晶を成長させたときに基板にクラックが発生するのを防止することである。
　本発明は、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、窒化インジウムまたはこれらの混晶から選択された１３族元素窒化物結晶からなるエピタキシャル結晶成長用自立基板であって、
　前記自立基板が窒素極性面と１３族元素極性面とを有しており、前記窒素極性面が凸状に反っており、前記窒素極性面の外周部に面取り部が設けられていることを特徴とする、エピタキシャル結晶成長用自立基板に係るものである。
　また、本発明は、前記エピタキシャル結晶成長用自立基板、および前記自立基板の前記１３族元素極性面上に設けられた機能層を有することを特徴とする、機能素子に係るものである。
　本発明者は、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、窒化インジウムまたはこれらの混晶から選択された１３族元素窒化物結晶からなる自立基板上にエピタキシャル結晶を成長させる工程においてクラックが発生する理由について種々検討し、以下の知見を得た。
　すなわち、発光素子等の機能素子は自立基板の１３族元素極性面上に成膜する。このため、成膜時には、サセプタ上に自立基板の窒素極性面を設置し、自立基板を移送し、また保持する。ここで、機能素子の成膜厚さを均一にするためには、自立基板上の１３族元素極性面の温度分布を均一にする必要がある。このため、自立基板の窒素極性面をフラットとすることが技術的常識である。
　しかし、本発明者は、自立基板の窒素極性面をフラットにすることによって、ピンセットやロボットアームによる基板の把持や搬送により、自立基板の窒素極性面にミクロな傷が発生しやすかったことが原因でクラックが発生するものと考えた。このため、自立基板の窒素極性面の外周部を面取りすることを想到した。
　しかし、自立基板の外周部の窒素極性面を面取りした場合にも、１３族元素窒化物結は固いため微小な欠けやチッピングが発生することがあり、製造工程内でのクラックを完全に抑制することが難しかった。
　このため、本発明者は、自立基板の窒素極性面の外周部を面取りすることに加えて、更に窒素極性面を凸状に反った形状とすることを試みた。これは、従来は、サセプタから自立基板への熱伝達を均一化するという観点からは考えにくかったことである。ところが、この結果、自立基板上にエピタキシャル結晶を成膜したときに、自立基板やエピタキシャル結晶のクラックが著しく減少することを見いだした。すなわち、自立基板の窒素極性面が凹んでいる場合のほうが基板のクラックが生じにくそうであるが、現実は逆であることを見いだしている。
　更には、本発明により、基板端面の欠けやチッピング、裏面のミクロな傷を低減することにより、自立基板上への機能層エピタキシャル成長工程のみならず、機能層成膜後のデバイス形成工程、研削やラップ、研磨による薄板化工程、各工程間における搬送、自動搬送機構を備えた装置におけるロボット搬送などにおいても、基板クラックを低減する効果が期待できる
（ａ）は、本発明の実施形態に係る自立基板２１を示す模式図であり、（ｂ）は、参考例の自立基板２４を示す模式図である。 自立基板２１の底面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態に係る自立基板２１の外周部を示す模式図であり、（ｂ）は、自立基板２１Ｇの外周部を示す模式図である。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、自立基板２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃの外周部を示す図である。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ、自立基板２１Ｄ、２１Ｅ、２１Ｆの外周部を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、比較例の自立基板３０Ａ、３０Ｂを示す模式図である。 （ａ）は、下地基板１上に種結晶膜２および窒化ガリウム層３を設けた状態を示し、（ｂ）は、窒化ガリウム層３を下地基板から分離した状態を示し、（ｃ）は、窒化ガリウム層３Ａ上に機能層を設けた状態を示す。 （ａ）は、下地基板１、種結晶膜２および窒化ガリウム層３の結晶軸を示し、（ｂ）は、下地基板側からレーザ光Ａを照射している状態を示す。 （ａ）は、窒化ガリウム層１３および種結晶膜１２を下地基板から分離させた状態を示し、（ｂ）は、窒化ガリウム層１３の表面および裏面加工の到達面を示し、（ｃ）は、表面および裏面加工された自立基板１４を示す。 本発明の実施形態にかかる自立基板を模式的に示す正面図であり、１３族元素極性面１７ａの反りと窒素極性面１７ｂの反りとが異なっている。
  以下、本発明の各要素について更に説明する。
  本発明は、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、窒化インジウムまたはこれらの混晶から選択された１３族元素窒化物結晶からなるエピタキシャル結晶成長用自立基板である。本発明において「自立基板」とは、取り扱う際に自重で変形又は破損せず、固形物として取り扱うことのできる基板を意味する。本発明の自立基板は発光素子等の各種半導体デバイスの基板として使用可能である。
　１３族元素窒化物結晶層を構成する窒化物は、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、窒化インジウムまたはこれらの混晶である。具体的には、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＧａｘＡｌ１－ｘＮ（１＞ｘ＞０）、ＧａｘＩｎ１－ｘＮ（１＞ｘ＞０）、ＡｌｘＩｎ１－ｘＮ（１＞ｘ＞０）、ＧａｘＡｌｙＩｎzＮ（１＞ｘ＞０、１＞ｙ＞０、x+y+z=1）であるが、各種のｎ型ドーパント又はｐ型ドーパントでドープされていてもよい。ｐ型ドーパントの好ましい例としては、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、及びカドミウム（Ｃｄ）からなる群から選択される１種以上が挙げられる。ｎ型ドーパントの好ましい例としては、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）及び酸素（Ｏ）からなる群から選択される１種以上が挙げられる。
  本発明では、例えば図１（ａ）に示すように、自立基板２１が、１３族元素極性面２１ｂと窒素極性面２１ａとを有している。また、自立基板２１には側面２１ｅが設けられている。１３族元素極性面２１ｂ上にエピタキシャル結晶を成長させ、窒素極性面２１ａをサセプタなどによって保持し、移送できる。
　ここで、自立基板２１の窒素極性面２１ａが凸状に反っている。これは、窒素極性面側から自立基板を見たときに、窒素極性面が自立基板から突出するように反っていることを意味する。そして、窒素極性面２１ａの外周部２２に面取り部２１ｃが設けられている。また、本例では、１３族元素極性面２１ｂの外周部２３に面取り部２１ｄが設けられている。更に、１３族元素極性面２１ｂは、１３族元素極性面を自立基板から見て凹む方向に反っている。
　本発明の観点からは、窒素極性面の反りの曲率半径が＋５ｍ以上、＋６５ｍ以下であることが好ましく、＋7ｍ以上、＋32ｍ以下であることが更に好ましい。ただし、窒素極性面が凸状になっている場合には曲率半径の数値を正の値（＋）とし、窒素極性面が凹状となっている場合には曲率半径の数値を負（－）の値とする。
　一方、１３族元素極性面は、自立基板から見て凸状に反っていてもよく、あるいは凹状に反っていてもよく、あるいは平坦であってもよい。ただし、１３族元素極性面におけるオフ角のバラツキを抑制するという観点からは、１３族元素極性面が窒素極性面の反りの凹凸の向きとは逆向き、つまり自立基板から見て凹状に反っていることが好ましい。これによって１３族元素極性面におけるオフ角のバラツキを小さくできる。この場合には、１３族元素極性面の反りの曲率半径が、－３ｍ以下であることが好ましく、研磨加工の容易さの観点からは－７ｍ以下であることが更に好ましい。ただし、１３族元素極性面が凸状になっている場合には曲率半径の数値を正の値（＋）とし、１３族元素極性面が凹状となっている場合には曲率半径の数値を負（－）の値とする。
　また、好適な実施形態においては、１３族元素極性面の反りの曲率半径の絶対値を窒素極性面の反りの曲率半径の絶対値よりも小さくする。これは、１３族元素極性面の反りのほうが窒素極性面の反りよりも急峻であることを意味する。これによって窒素極性面におけるオフ角のバラツキを小さくできる。この実施形態においては、（１３族元素極性面の反りの曲率半径の絶対値）／（窒素極性面の反りの曲率半径の絶対値）は、０．7以下とすることが更に好ましく、０．5以下とすることが一層好ましい。また、（１３族元素極性面の反りの曲率半径の絶対値）／（窒素極性面の反りの曲率半径の絶対値）は、一般には０．０１以上とすることができる。
　例えば、図１（ｂ）に示す参考例の自立基板２４は、１３族元素極性面２４ｂと窒素極性面２４ａとを有する。１３族元素極性面２４ｂの外周部２３には面取り部２４ｄが設けられており、窒素極性面２４ａの外周部２２には面取り部２４ｃが設けられている。１３族元素極性面は自立基板から凸状に反っており、曲率半径の数値はプラスである。窒素極性面２４ａは自立基板から凹状に反っており、曲率半径の数値はマイナスである。２４ｅは側面である。
　また、好適な実施形態においては、１３族元素極性面が鏡面加工面である。鏡面加工面とは、基板表面加工後に、光が反射して物が加工表面上に映っていることを目視で確認することが出来るまで基板表面の粗さやうねりが低減されている状態の面を指す。つまり、加工後の基板表面の粗さやうねりの大きさが、可視光の波長に対して十分無視できる程度にまで低減されいる状態の面である。上記鏡面加工されていれば、基板上にエピタキシャル結晶成長が十分可能である。
　また、好適な実施形態においては、１３族元素極性面のオフ角分布が０．２５°以下であり、これによってエピタキシャル結晶の結晶性のバラツキを抑制でき、エピタキシャル結晶からなる機能層の特性のバラツキを抑制できる。１３族元素極性面のオフ角分布は、０．１°以下であることが更に好ましい。また、１３族元素極性面のオフ角分布は、０．０２°以上となることが多い。
　１３族元素極性面および窒素極性面の反りを測定し、反りから曲率半径を算出する。各反りは、以下のようにして測定する。
  まず、１３族元素極性面、窒素極性面の反りは、レーザ変位計によって測定できる。レーザ変位計とは、レーザ光を各面に照射することにより、各面の変位を測定する装置をいう。レーザの波長を６５５ｎｍとし、測定方式には表面粗度に応じて共焦点方式、三角測距方式、光干渉方式を用いることができる。
　ここで、窒素極性面については、基板端から幅３ｍｍの範囲を除いて波形を得る。次いで、二次関数を用いた最小二乗法によって、この波形に対する近似曲線を得、この近似曲線の最高値と最低値との差を基板表面上で直交する２軸でそれぞれ計測し、２値の平均値を反りとする。また、この反り値から下記式を用いて曲率半径Ｒを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 （ここでの曲率半径、基板径、反りの単位は［ｍ］）
　また、１３族元素極性面については、基板端から幅３ｍｍの範囲を除いて波形を得る。次いで、二次関数を用いた最小二乗法によって、この波形に対する近似曲線を得、この近似曲線の最高値と最低値との差を基板表面上で直交する２軸でそれぞれ計測し、２値の平均値を反りとする。また、この反り値から窒素極性面と同様にして曲率半径R を算出する。
　ただし、窒素極性面、１３族元素極性面のそれぞれの場合において、二次関数を用いた最小二乗近似波形が、凸状になっている場合には曲率半径の数値を正の値（＋）とし、凹状となっている場合には曲率半径の数値を負（－）の値とする。
　本発明においては、窒素極性面の外周部に面取り部が設けられている。ここで、好ましくは、例えば図２に示すように、自立基板２１の窒素極性面２１ａの外周部２２に全周にわたって面取り部２１ｃが設けられている。ただし、面取り部２１ｃは、窒素極性面の外周部の全周にわたって設ける必要はなく、自立基板の搬送具（ピンセットやロボットハンドなど）が接触する部分に設けられていればよい。例えば、図２において、自立基板の外周部２２のうち領域Ｈに搬送具が接触する場合には、これら領域Ｈにおいて外周部２２に面取り部２１ｃが設けられていればよい。
　また、面取り部は、窒素極性面の外周部の全幅にわたって設けられていてよく、あるいは外周部の一部のみに設けられいてもよい。面取り部の幅が外周部の幅より大きくともよい。
　また、１３族元素極性面の外周部に面取り部を設ける場合には、好ましくは、窒素極性面と同様に、１３族元素極性面２１ｂの外周部２３に全周にわたって面取り部２１ｄを設ける。ただし、面取り部２１ｄは、１３族元素極性面の外周部２３の全周にわたって設ける必要はないが、１３族元素極性面の外周部２３のうち５０％以上にわたって設けることが好ましい。
　また、面取り部は、１３族元素極性面の外周部の全幅にわたって設けられていてよく、あるいは外周部の一部のみに設けられていてもよい。面取り部の幅が外周部の幅より大きくともよい。
　１３族元素極性面の外周部は、１３族元素極性面の外周エッジを含む幅１ｍｍの帯状領域を指している。また、窒素極性面の外周部は、窒素極性面の外周エッジを含む幅１ｍｍの帯状領域を指している。
（面取り部の形態の説明）
　図３、図４は、各外周部における面取り部の形態について更に例示するものである。
　図３（ａ）に示す自立基板２１では、窒素極性面２１ａの外周部２２に面取り部２１ｃが設けられており、１３族元素極性面２１ｂの外周部２３に面取り部２１ｄが設けられている。本例では、各面取り部は平坦面としており、各平坦面は、１３族元素極性面、窒素極性面および側面２１ｅに対して傾斜している。また側面２１ｅは平坦面である。
　図３（ｂ）に示す自立基板２１Ｇでは、窒素極性面２１ａの外周部２２に面取り部２１ｃが設けられており、１３族元素極性面２１ｂの外周部２３に面取り部２１ｄが設けられている。本例では、各面取り部は突状の湾曲面としており、各湾曲面は外周エッジで会合しており、平坦な側面は残っていない。
　参考例に係る図４（ａ）に示す自立基板２１Ａにおいては、窒素極性面２１ａの外周部２２、１３族元素極性面２１ｂの外周部２３にそれぞれ面取り部が設けられていないので、側面２１ｅは全体として平坦となっている。
　図４（ｂ）に示す自立基板２１Ｂでは、窒素極性面２１ａの外周部２２に面取り部２１ｃが設けられており、１３族元素極性面２１ｂの外周部２３に面取り部２１ｄが設けられている。面取り部２１ｃ、２１ｄは、１３族元素極性面、窒素極性面および側面２１ｅに対して傾斜している。また側面２１ｅは平坦面である。
　図４（ｃ）に示す自立基板２１Ｃでは、窒素極性面２１ａの外周部２２に面取り部２１ｃが設けられており、１３族元素極性面２１ｂの外周部２３に面取り部２１ｄが設けられている。本例では、各面取り部は、外側に向かって突出する湾曲面（いわゆるＲ面取り）となっている。側面２１ｅは平坦面である。
　図５（ａ）に示す自立基板２１Ｄでは、窒素極性面２１ａの外周部２２に面取り部２１ｃが設けられており、１３族元素極性面２１ｂの外周部２３に面取り部２１ｄが設けられている。本例では、面取り部２１ｄは平坦面であり、１３族元素極性面２１ｂに対して傾斜している。また、面取り部２１ｃは、外側に向かって突出する湾曲面（いわゆるＲ面取り）となっている。側面２１ｅは平坦面である。
　図５（ｂ）に示す自立基板２１Ｅでは、窒素極性面２１ａの外周部２２に面取り部２１ｃが設けられており、１３族元素極性面２１ｂの外周部２３に面取り部２１ｄが設けられている。本例では、面取り部２１ｃ、２１ｄは平坦面である。また、側面２１ｅは外側に向かって突出する湾曲面となっている。
　図５（ｃ）に示す自立基板２１Ｆでは、窒素極性面２１ａの外周部２２に面取り部２１ｃが設けられており、１３族元素極性面２１ｂの外周部２３に面取り部２１ｄが設けられている。本例では、面取り部２１ｃ、２１ｄは、外側に向かって突出する湾曲面（いわゆるＲ面）である。また、側面２１ｅも外側に向かって突出する湾曲面となっている。
　好適な実施形態においては、前述したように窒素極性面が凸状に反っており、また１３族元素極性面が凹状に反っている。これによって、１３族元素極性面におけるオフ角のバラツキを更に抑制することができる。この利点について更に述べる。
　典型的には、図７（ａ）に示すように、下地基板１の表面１ａ上に種結晶膜２を形成し、種結晶膜２の１３族元素極性面２ａ上に１３族元素窒化物層３を形成する。次いで、下地基板１から１３族元素窒化物層を分離し、自立基板３を得る。下地基板１の裏面１ｂ側から矢印Ａのようにレーザ光を照射し、レーザリフトオフ法によって図７（ｂ）に示すように１３族元素窒化物層を分離し、自立基板を得てもよいし、１３族元素窒化物層形成後の降温時の熱収縮差を利用した自発分離法や、ワイヤソーなどを使用して１３族元素窒化物をスライスすることにより自立基板３を得てもよい。
　次いで、研削加工により円形に形状を整えた後、自立基板の窒素極性面を加工定盤に貼り付ける。貼り付ける際は、自立基板に印加する荷重を調整することによりワックス厚みを変えたり、自立基板と加工定盤の間に治具を挟んだりして、自立基板の表面形状を変化させる。　次いで、研削、ラップ、研磨加工などにより１３族元素極性面３ａを除去加工することによって所望の厚みに薄板化および表面平坦化をし、自立基板を形成する。
　次いで、自立基板の１３族元素極性面を加工定盤に貼り付ける。貼り付ける際は、自立基板に印加する荷重を調整することによりワックス厚みを変えたり、自立基板と加工定盤の間に治具を挟んだりして、自立基板の表面形状を変化させる。
　次いで、研削、ラップ、研磨加工などにより窒素極性面を除去加工することによって所望の厚みに薄板化および表面平坦化をし、自立基板を得た。　ここでは１３族元素極性面を仕上げた後に窒素極性面を仕上げたが、順序は逆でも良い。
　次いで、研削加工により自立基板外周エッジの面取りをし、最終的な自立基板３Ａを得ることができる。
　次いで、自立基板３Ａの１３族元素極性面３ａ上に結晶をエピタキシャル成長させ、図７（ｃ）、図２に示すように機能層４を成膜し、機能素子５を得る。３ｂは窒素極性面である。
　ここで、自立基板の反りに伴う問題点について更に述べる。種結晶膜表面の結晶軸が、ウルツ鉱構造のa軸、ｍ軸、ｃ軸から傾いた、オフ角を有した下地基板を用いることが一般的に多いが、ここでは分かりやすいようにオフ角０°である下地基板（ジャスト基板）を用いて説明する。図８（ａ）に示すように、下地基板１中で結晶軸が矢印Ｂのように一定方向に向かっているものとする。結晶軸Ｂは、典型的にはウルツ鉱構造のａ軸、ｍ軸、ｃ軸である。種結晶膜２中では結晶軸が矢印Ｃのように下地基板の結晶方位に倣って成長する。そして、１３族元素窒化物層３を成膜すると、結晶軸は矢印Ｄのように種結晶膜中の結晶方位に倣って成長することになる。
　この状態で矢印Ａのようにレーザ光を照射し、１３族元素窒化物層を下地基板から剥離させたものとする（図８（ｂ））。すると、図９（ａ）に模式的に示すように、１３族元素窒化物層１３および種結晶膜１２が反る。この反りの原因は、例えば、窒化ガリウム層の１３族元素極性面１３ａと窒素極性面１３ｂとの間における欠陥密度差や結晶成長モードの違いによる内部応力である。この反りに応じて、１３族元素窒化物層１３中の結晶軸Ｅの方向も全体に変化する。
　例えば、図９（ｂ）に示すように、１３族元素窒化物層に印加する圧力を調整し、窒化ガリウム層の反った形状をある程度残したままで加工定盤に貼り付け、一対の平面Ｘが基板の表面と裏面になるように窒化ガリウム層を研削、研磨加工し薄板化したものとする。この場合には、図９（ｃ）に示すような自立基板１４が得られる。しかし，この自立基板１４の１３族元素極性面１４ａでは、結晶軸Ｅのオフ角が場所によって大きく変化することになる。ただし、１３族元素極性面におけるオフ角とは、１３族元素極性面に直交する法線Ｌに対する結晶軸Ｅの傾斜角度を意味する。１３族元素極性面におけるオフ角の分布が大きくなると、その上にエピタキシャル成長する機能層の組成や結晶性が影響を受けるので、場所によって性能に変化が生ずる。例えば、１３族元素極性面上に発光素子を形成した場合には、発光波長が場所によって変動することになり、歩留り低下の原因となる。なお１４ｂは窒素極性面である。
　本発明者は、自立基板の１３族元素極性面側の反り量と窒素極性面の反り量とを異ならせ、窒素極性面に反りがあったとしても、１３族元素極性面側でのオフ角分布を小さくすることで１３族元素極性面上に成膜した機能層の性能を一層均一化することに成功した。すなわち、図１０に模式的に示すように、例えば自立基板１７の１３族元素極性面１７ａの反りＷＵを相対的に大きくすることで、１３族元素極性面１７ａにおけるオフ角分布を小さくできる。これとともに、自立基板１の１３族元素極性面１７ａの反りと窒素極性面１７ｂの反りとが異なっている。窒素極性面１７ｂの反りＷＢを相対的に小さくすることによって、１３族元素極性面での温度分布を小さくし、これによる機能層の組成や結晶性の変動を抑制し、なおかつピンセットやロボットアームによる基板の把持や搬送時に発生し得る窒素極性面表面のミクロな傷の発生を抑制することができるものと考えられる。１７ｃ、１７ｄは面取り部である。
　１３族元素極性面の反りと窒素極性面の反りとが異なると、自立基板の厚さ分布（TTV：Total Thickness Variation）が生ずる。しかし、自立基板の厚さ分布が生じても、自立基板上に機能層をエピタキシャル成長させるときの１３族元素極性面には大きな分布が発生しない。これは自立基板を構成する窒化ガリウム結晶の熱伝導率が高いという性質を利用しているからである。この結果、機能層の成膜時のモフォロジー異常は発生せず、発光波長ズレは十分抑制される。
　下地基板の材質は特に限定されないが、サファイア、結晶配向性アルミナ、酸化ガリウム、ＡｌxＧａ1-xＮ(０≦ｘ≦１)、ＳｉＣを好適例として例示できる。
　種結晶膜の材質としては、ＡｌxＧａ1-xＮ(０≦ｘ≦１)やＩｎxＧａ1-xＮ(０≦ｘ≦１)を好適例として例示でき、窒化ガリウムが特に好ましい。種結晶膜の材質は、特に好ましくは蛍光顕微鏡観察により黄色発光効果が認められる窒化ガリウムである。黄色発光とは、バンドからバンドへの励起子遷移（ＵＶ）に加えて、２．２～２．５ｅＶの範囲に現れるピーク（黄色発光（ＹＬ）または黄色帯（ＹＢ））である。
　種結晶膜の形成方法は気相成長法が好ましいが、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ： Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、ハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ）法、パルス励起堆積（ＰＸＤ）法、ＭＢＥ法、昇華法を例示できる。有機金属化学気相成長法が特に好ましい。また、成長温度は、950～1200℃が好ましい。
　窒化ガリウム結晶の育成方向は特に限定するものではないが、ウルツ鉱構造のｃ面の法線方向であってよく、またa 面、ｍ面それぞれの法線方向であってもよいし、ｃ面、ａ面、ｍ面から傾斜した面であってもよい。
　窒化ガリウム層の製法は特に限定されないが、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ： Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、ハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ）法、パルス励起堆積（ＰＸＤ）法、ＭＢＥ法、昇華法などの気相法、アモノサーマル法、フラックス法などの液相法を例示できる。
　好適な実施形態においては、研磨加工後の自立基板の厚さは３００μm以上が好ましく、１０００μm以下が好ましい。
　自立基板のサイズは特に限定されないが、好ましくは２インチ、４インチ、６インチであり、８インチ以上であってもよい。
　窒素極性面および１３族元素極性面において、面取り部の幅Ｗ（図３～図５参照）は特に限定されないが、本発明の観点からは、自立基板厚みの２０分の１以上、３倍以下の長さが好ましく、１０分の１以上、１倍以下の長さが更に好ましい。
　窒素極性面および１３族元素極性面において、面取り部の高さD（図３～図５参照）は特に限定されないが、本発明の観点からは、側面２１ｅが平坦面の場合は自立基板厚みの２０分の１以上、２分の１以下の長さが好ましく、１０分の１以上、５分の２以下の長さが更に好ましく、側面２１ｅが湾曲面の場合は自立基板厚みの２０分の１以上、２分の１以下の長さが好ましい。ただし、面取り部の高さＤは、面取り部の起点から自立基板端に至るまでの自立基板厚み方向の寸法である。
　また、窒素極性面および１３族元素極性面において、本発明の観点からは、図３に示す自立基板端の開口幅Ｈが、７０μm以上が好ましく、１００μm以上が更に好ましい。また、開口幅Ｈは、自立基板厚みの２分の１以下が好ましく、５分の２以下が更に好ましい。なお、開口幅Ｈとは、各極性面２１ａ、２１ｂの中心Ｏから自立基板の厚さ方向にみたときの各面取り部の高さを意味する。
　自立基板上に成長させるエピタキシャル結晶としては、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、窒化インジウムまたはこれらの混晶を例示できる。具体的には、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、ＧａｘＡｌ１－ｘＮ（１＞ｘ＞０）、ＧａｘＩｎ１－ｘＮ（１＞ｘ＞０）、ＡｌｘＩｎ１－ｘＮ（１＞ｘ＞０）、ＧａｘＡｌｙＩｎzＮ（１＞ｘ＞０、１＞ｙ＞０、x+y+z=1）を挙げられる。また、自立基板上に設ける機能層としては、発光層の他、整流素子層、スイッチング素子素子、パワー半導体層などを例示できる。また、自立基板の１３族元素極性面上に機能層を設けた後に、窒素極性面を加工、例えば研削、研磨加工することによって、自立基板の厚さや厚さ分布を小さくすることもできる。
（実施例１）
　図１（ａ）および図３（ａ）に示す自立基板２１を試作した。
　具体的には、サファイアからなる下地基板上に、窒化ガリウムからなる種結晶膜を設けてGaNテンプレート(基板径２．５インチ)とした。種結晶膜の厚さは２μｍとした。
　次いで、Naフラックス法によって，厚さ１ｍｍの窒化ガリウム層を形成した。次いで、レーザリフトオフ法によって窒化ガリウム層を剥離させ、厚さ１ｍｍの窒化ガリウム基板を得た。このとき、窒化ガリウム基板には反りが見られた。
　次いで、窒化ガリウム基板の外周を研削加工し、直径２インチの円形にした後、研削、ラップ、研磨により厚さ４００μmを有し、１３族元素極性面、窒素極性面が鏡面加工された自立基板を得た。この際、加工定盤への貼り付け荷重および貼り付けに用いるワックス量を変化させることにより、ガリウム極性面および窒素極性面の反りを、表１に示す範囲に調節した。ただし、サンプルを１０個ごと作製し、各反りを最大値と最小値との数値範囲で示した。
　更に、窒素極性面およびガリウム極性面の各外周部に面取り部を形成した。面取り部の幅Ｗは２００μm、面取り部の開口幅Ｈは１００μmとし、面取り部の形態は、図４（ｂ）に示すような平坦面とした。また、面取り部の高さDは、表１に最大値と最小値の数値範囲で示した。
　得られた自立基板のガリウム極性面におけるオフ角分布を評価した。次いで、自立基板のガリウム極性面上にMOCVD法によって、ＬＥＤ素子構造をエピタキシャル膜として成長させ、ＬＥＤ素子構造の性能（表面モフォロジー、発光波長）を評価した。これらの評価結果を表１に示す。
　評価方法は以下のとおりである。
（反り）
　自立基板のガリウム極性面および窒素極性面の反りを前述のようにして測定し、曲率半径を算出した。
（オフ角分布の測定方法）
　エネルギー分散型X線回折装置(Bruker AXS社製D2 CRYSO)を用いて、基板面内5点を測定した。5点の位置は、基板の中心と、基板の中心を原点とした時にX軸、Y軸上の、基板端から5mm内側の位置4点である。「最大値－最小値」をオフ角分布とした。
　例えば、直径50.8mmの自立基板の場合は、座標(0,0), (45.8,0), (-45.8, 0), (0,45.8), (0,-45.8)の5点で測定を行う。
（ウエハー面内でのエピタキシャル膜のモフォロジー）
　また、得られたエピタキシャル膜の表面モフォロジーを観察し、異常部の発生の有無を確認した。
（ＬＥＤの発光波長分布の測定方法）
　PL（フォトルミネッセンス）測定で、オフ角と同じ5点の発光ピーク波長を測定した。「最大波長－最小値波長」を発光波長分布とした。
（クラックの有無）
　１０枚の自立基板について上述のようにしてエピタキシャル膜を形成し、自立基板およびエピタキシャル膜内でのクラックの有無を観察し、クラック発生率を測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表１に示すように、実施例１では、ガリウム極性面および窒素極性面の外周部にそれぞれ面取り部が設けられており、窒素極性面の曲率半径が＋２４．８～４６．１ｍの範囲にあり、ガリウム極性面の曲率半径が－４６．１～－２４．８ｍの範囲にあった。この結果、エピタキシャル膜のモフォロジー異常部は見られず、ＬＥＤの発光波長分布は１２ｎｍであり、クラックの無い自立基板の歩留りは１００％であった。
（実施例２～４）
　実施例１と同様にして自立基板およびＬＥＤ構造を試作し、評価を行った。結果を表１に示した。
　すなわち、実施例２～４では、ガリウム極性面および窒素極性面の外周部にそれぞれ面取り部が設けられている。窒素極性面の曲率半径およびガリウム極性面の曲率半径は表１に示すが、窒素極性面は凸状に反っており、ガリウム極性面は凹状に反っている。この結果、エピタキシャル膜のモフォロジー異常部は見られず、ＬＥＤの発光波長分布は比較的小さく、クラックの無い自立基板の歩留りは１００％であった。
（比較例１～３）
　実施例１と同様にして各例の自立基板およびＬＥＤ構造を試作し、評価を行った。結果を表２に示した。
　すなわち、比較例１～３では、ガリウム極性面および窒素極性面の外周部にそれぞれ面取り部が設けられておらず、また、窒素極性面が凸状に反っている。この結果、エピタキシャル膜のモフォロジー異常部は見られず、ＬＥＤの発光波長分布も比較的小さかったが、クラックの無い自立基板の歩留りが７０％と大きく低下した。
（比較例４～５）
　実施例１と同様にして各例の自立基板およびＬＥＤ構造を試作し、評価を行った。結果を表２に示した。
　すなわち、比較例４、５では、ガリウム極性面および窒素極性面の外周部にそれぞれ面取り部が設けられているが、窒素極性面が凹状に反っている。この結果、エピタキシャル膜のモフォロジー異常部は見られず、ＬＥＤの発光波長分布も比較的小さかったが、クラックの無い自立基板の歩留りが５０％と大きく低下した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
（比較例６～７）
　実施例１と同様にして各例の自立基板およびＬＥＤ構造を試作し、評価を行った。結果を表３に示した。
　また、比較例６、７では、ガリウム極性面および窒素極性面の外周部にそれぞれ面取り部が設けられておらず、また、窒素極性面が凹状に反っている。この結果、エピタキシャル膜のモフォロジー異常部は見られず、ＬＥＤの発光波長分布も比較的小さかったが、クラックの無い自立基板の歩留りが３０％と大きく低下した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
（比較例８～１０）
　実施例１と同様にして各例の自立基板およびＬＥＤ構造を試作し、評価を行った。結果を表３に示した。
　ただし、比較例８、１０では、ガリウム極性面および窒素極性面の外周部にそれぞれ面取り部が設けられているが、窒素極性面が平坦である。この結果、エピタキシャル膜のモフォロジー異常部は見られず、ＬＥＤの発光波長分布も比較的小さかったが、クラックの無い自立基板の歩留りが大きく低下した。
　比較例９では、ガリウム極性面および窒素極性面の外周部にそれぞれ面取り部が設けられていない。また、窒素極性面が平坦である。この結果、エピタキシャル膜のモフォロジー異常部は見られず、ＬＥＤの発光波長分布も比較的小さかったが、クラックの無い自立基板の歩留りが大きく低下した。
（比較例１１）
　実施例１と同様にして自立基板およびＬＥＤ構造を試作し、評価を行った。結果を表３に示した。
　ただし、自立基板として、図６（ａ）に示す形態の自立基板３０Ａを試作した。これらは特許文献３に記載されている自立基板とほぼ同様のものである。すなわち、図６（ａ）の自立基板３０Ａの窒素極性面３０ａは平坦であり、ガリウム極性面３０ｂも平坦であるが、しかしガリウム極性面３０ｂの外周部３１（幅５ｍｍ）には凹状の湾曲面３２が設けられている。自立基板の側面３０ｃも平坦である。面取り部は設けていない。
　この結果、主に外周の隆起部においてエピタキシャル膜のモフォロジー異常部が観察され、ＬＥＤの発光波長分布が外周湾曲部で特に大きく、かつクラックの無い自立基板の歩留りが大きく低下した。
（比較例１２）
　実施例１と同様にして自立基板およびＬＥＤ構造を試作し、評価を行った。結果を表３に示した。
　ただし、自立基板として、図６（ｂ）に示す形態の自立基板３０Ｂを試作した。すなわち、自立基板３０Ｂの側面３０ｃは平坦であり、ガリウム極性面３０ｂも平坦であるが、しかしガリウム極性面３０ｂの外周部３１（幅３ｍｍ）には凹状の湾曲面３２が設けられている。また、窒素極性面３０ｄは凸状に反っており、その曲率半径は＋２４．８～４６．１ｍの範囲であった。面取り部は設けていない。
　この結果、主に外周の隆起部においてエピタキシャル膜のモフォロジー異常部が観察され、ＬＥＤの発光波長分布が外周湾曲部で特に大きく、かつクラックの無い自立基板の歩留りが大きく低下した。

Claims (12)

  1. 　窒化ガリウム、窒化アルミニウム、窒化インジウムまたはこれらの混晶から選択された１３族元素窒化物結晶からなるエピタキシャル結晶成長用自立基板であって、
    　前記自立基板が窒素極性面と１３族元素極性面とを有しており、前記窒素極性面が凸状に反っており、前記窒素極性面の外周部に面取り部が設けられていることを特徴とする、エピタキシャル結晶成長用自立基板。
  2. 　前記窒素極性面の反りの曲率半径が＋５ｍ以上、＋６５ｍ以下であることを特徴とする、請求項1記載のエピタキシャル結晶成長用自立基板。
  3. 　前記窒素極性面の前記外周部の全周にわたって前記面取り部が設けられていることを特徴とする、請求項1または2記載のエピタキシャル結晶成長用自立基板。
  4. 　前記１３族元素極性面の外周部に面取り部が設けられていることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一つの請求項に記載のエピタキシャル結晶成長用自立基板。
  5. 　前記１３族元素極性面が凹状に反っていることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一つの請求項に記載のエピタキシャル結晶成長用自立基板。
  6. 　前記１３族元素極性面の反りの曲率半径の絶対値が前記窒素極性面の反りの曲率半径の絶対値よりも小さいことを特徴とする、請求項１～５のいずれか一つの請求項に記載のエピタキシャル結晶成長用自立基板。
  7. 　前記１３族元素極性面におけるオフ角分布が０．２５°以下であることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一つの請求項に記載のエピタキシャル結晶成長用自立基板。
  8. 　前記１３族元素極性面が鏡面加工面であることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一つの請求項に記載のエピタキシャル結晶成長用自立基板。
  9. 　前記自立基板の前記窒素極性面端の開口幅が７０μm以上、前記自立基板の厚みの2分の1以下であることを特徴とする、請求項１～８のいずれか一つの請求項に記載のエピタキシャル結晶成長用自立基板。
  10. 　前記自立基板の前記窒素極性面の前記外周部における前記面取り部の高さが、前記自立基板の厚みの２０分の１以上、２分の１以下であることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一つの請求項に記載のエピタキシャル結晶成長用自立基板。
  11. 　請求項１～１０のいずれか一つの請求項に記載のエピタキシャル結晶成長用自立基板、および
    　前記自立基板の前記１３族元素極性面上に設けられた機能層を有することを特徴とする、機能素子。
  12. 　発光機能を有することを特徴とする、請求項１１記載の機能素子。
PCT/JP2021/006355 2020-06-29 2021-02-19 エピタキシャル結晶成長用自立基板および機能素子 Ceased WO2022004046A1 (ja)

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