JP2009061462A - Method for manufacturing substrate, and substrate - Google Patents

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敬一朗 田辺
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a substrate, which method can suppress the loss of the material of the substrate in separating the substrate from the material of the substrate, and further to provide the substrate which is low in a manufacturing cost by suppressing the loss of the material of the substrate in separating the substrate from the material of the substrate. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the substrate comprises a step for preparing the material of the substrate, a step for irradiating the material of the substrate with the laser beam to be converged in the material of the substrate from the direction crossing the cleavage plane of the material of the substrate, and for scanning the laser beam in the direction along the cleavage plane, and a step for separating the material of the substrate irradiated with the laser beam by performing the cleavage in the plane along the cleavage plane. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は基板の製造方法および基板に関し、より特定的には、原料基板を複数枚の基板に分離する工程を備えた基板の製造方法およびこれにより製造される基板に関する。   The present invention relates to a substrate manufacturing method and a substrate, and more particularly to a substrate manufacturing method including a step of separating a source substrate into a plurality of substrates and a substrate manufactured thereby.

ＧａＮ（窒化ガリウム）、ＩｎＮ（窒化インジウム）、ＢＮ（窒化硼素）、ＡｌＧａＮ（窒化アルミニウムガリウム）、ＩｎＧａＮ（窒化インジウムガリウム）、ＡｌＮ（窒化アルミニウム）などの基板は、比較的大きな厚みを有する原料基板が、たとえばＨＶＰＥ（Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ；ハイドライド気相成長）法などの手法により作製された後、当該原料基板がワイヤーソーなどによりスライスされ、厚み方向に分離されることにより製造される。そして、上記原料基板をスライスする工程は、基板の製造コストや基板の品質に大きな影響を与える。そのため、原料基板をスライスする工程については種々の検討が行なわれ、多くの提案がなされている（たとえば特許文献１参照）。
石川憲一、「スライシング加工技術の現状と展望」、精密工学会誌、社団法人精密工学会、１９９４年、Ｖｏｌ．６０、Ｎｏ．２、ｐ１６３−１６７ Substrates such as GaN (gallium nitride), InN (indium nitride), BN (boron nitride), AlGaN (aluminum gallium nitride), InGaN (indium gallium nitride), and AlN (aluminum nitride) have a relatively large thickness. Is manufactured by a method such as HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy) method, and the raw material substrate is sliced with a wire saw or the like and separated in the thickness direction. The step of slicing the raw material substrate greatly affects the manufacturing cost of the substrate and the quality of the substrate. For this reason, various studies have been made on the process of slicing the raw material substrate, and many proposals have been made (see, for example, Patent Document 1).
Kenichi Ishikawa, “Current Situation and Prospects of Slicing Technology”, Journal of Japan Society for Precision Engineering, Japan Society for Precision Engineering, 1994, Vol. 60, no. 2, p163-167

しかしながら、上記非特許文献１に開示されたスライス方法を含め、従来のワイヤーソーを用いたスライス方法では、ワイヤーの太さに取りしろを加えた厚みの原料基板が、分離の際に失われる。上記ＨＶＰＥ法により作製されるＧａＮ、ＩｎＮ、ＢＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＮなどの基板は非常に高価であるため、このような損失は製造コストの大幅な上昇を招来する。一方、ワイヤーソーによる切断に代えて、一般的なレーザを使用して原料基板を切断することも可能であるが、切断面の周辺に熱ひずみや熱ダレが発生し、大きな切断しろが必要になったり、原料基板の深さ方向に光が侵入しにくくなって切断不能となったりするという問題がある。特に、ダイヤモンド等の透明基板では、このようなダレによる取りしろの増加が大きな問題である。   However, in the conventional slicing method using a wire saw including the slicing method disclosed in Non-Patent Document 1, a raw material substrate having a thickness obtained by adding a margin to the thickness of the wire is lost during the separation. Since substrates such as GaN, InN, BN, AlGaN, InGaN, and AlN manufactured by the HVPE method are very expensive, such a loss causes a significant increase in manufacturing cost. On the other hand, instead of cutting with a wire saw, it is also possible to cut the raw material substrate using a general laser, but heat distortion and heat sag occur around the cut surface, requiring a large cutting margin There is a problem that light becomes difficult to enter in the depth direction of the raw material substrate and cannot be cut. In particular, with a transparent substrate such as diamond, an increase in the margin due to such sagging is a major problem.

そこで、本発明の目的は、原料基板から基板を分離する際の原料基板の損失を抑制した基板の製造方法および原料基板から基板を分離する際の原料基板の損失が抑制されることにより、製造コストが低減された基板を提供することである。   Accordingly, the object of the present invention is to manufacture a substrate by suppressing loss of the raw material substrate when separating the substrate from the raw material substrate, and a method for manufacturing the substrate that suppresses loss of the raw material substrate when separating the substrate from the raw material substrate. It is to provide a substrate with reduced costs.

本発明に従った基板の製造方法は、基板を準備する工程と、当該基板の内部に集光するレーザ光を、基板の劈開面に交差する方向から基板に照射し、当該劈開面に沿う方向に走査する工程と、レーザ光が照射された基板を当該劈開面に沿う面において分離する工程とを備えている。   The substrate manufacturing method according to the present invention includes a step of preparing a substrate, and a laser beam focused inside the substrate is irradiated to the substrate from a direction intersecting the cleavage surface of the substrate, and the direction along the cleavage surface. And a step of separating the substrate irradiated with the laser light on a plane along the cleavage plane.

本発明の基板の製造方法では、準備された原料基板の内部の劈開面に対してレーザ光が集光照射され、当該劈開面に沿う方向に走査される。これにより、レーザ光が照射された劈開面に沿って照射影響層が形成される。この照射影響層は、たとえば劈開分離面が形成された領域となっており、原料基板を部分的に分離する領域、あるいは周囲の領域に比べて脆弱な領域となっている。そして、たとえば上記照射影響層に対して剪断力が負荷されることにより、原料基板を当該劈開面に沿う面（照射影響層に沿う面）において分離する。   In the substrate manufacturing method of the present invention, laser light is condensed and applied to the cleavage surface inside the prepared raw material substrate, and scanned in a direction along the cleavage surface. Thereby, an irradiation influence layer is formed along the cleavage plane irradiated with the laser beam. This irradiation influence layer is, for example, a region where a cleavage separation surface is formed, and is a region weaker than a region where the raw material substrate is partially separated or a surrounding region. Then, for example, when a shearing force is applied to the irradiation influence layer, the raw material substrate is separated on a plane along the cleavage plane (a plane along the irradiation influence layer).

本発明の基板の製造方法においては、レーザ光を照射することにより原料基板の内部の劈開面に沿って照射影響層が形成される。そして、この照射影響層に沿って原料基板が分離される。そのため、原料基板の形状に関わらず、劈開面である限り、任意の面方位を有する基板を、原料基板の損失を抑制しつつ取り出すことができる。また、本発明の基板の製造方法においては、原料基板の厚みが小さい場合であっても、容易に厚み方向に分離することができる。そのため、厚みの小さい原料基板から、効率よく基板を製造することができる。   In the substrate manufacturing method of the present invention, the irradiation-affected layer is formed along the cleavage plane inside the raw material substrate by irradiating the laser beam. And a raw material board | substrate is isolate | separated along this irradiation influence layer. Therefore, regardless of the shape of the raw material substrate, as long as it is a cleavage plane, a substrate having an arbitrary plane orientation can be taken out while suppressing loss of the raw material substrate. Moreover, in the manufacturing method of the board | substrate of this invention, even if it is a case where the thickness of a raw material board | substrate is small, it can isolate | separate in a thickness direction easily. Therefore, a substrate can be efficiently manufactured from a raw material substrate having a small thickness.

より具体的に説明すると、たとえば、ＧａＮなどの六方晶系の基板を製造する場合、まず、格子欠陥の少ない良質な結晶を作製することが容易な[０００１]軸（ｃ軸）方向にＨＶＰＥ法などにより結晶を成長させ（いわゆるＣ面成長）、原料基板を作製する。この原料基板の劈開面である面、たとえば分極性面である（０００１）面（いわゆるＣ面）、半極性面である（１０−１−３）面、（１０−１−１）面、（１１−２２）面、無極性面である（１１−２０）面（いわゆるＡ面）など所望の面に対してレーザ光を照射し、走査する。このとき、後工程において原料基板を分離するための領域以外の領域に照射影響層、たとえばクラックの形成された層が形成されないように、またレーザの照射により原料基板に溶融領域が形成されないように、たとえばパルス幅やエネルギー密度を調整しつつ、レーザ光を原料基板に対して照射する。そして、レーザ光が照射された劈開面に沿う面において原料基板を劈開させることにより、所望の面方位を有する基板を製造することができる。   More specifically, for example, when a hexagonal substrate such as GaN is manufactured, first, an HVPE method in the [0001] axis (c-axis) direction in which it is easy to manufacture a high-quality crystal with few lattice defects. A crystal is grown by so-called (so-called C-plane growth) to produce a raw material substrate. A surface which is a cleavage plane of this raw material substrate, for example, a (0001) plane (so-called C plane) which is a polarizable plane, a (10-1-3) plane which is a semipolar plane, a (10-1-1) plane, A desired surface such as a (11-22) plane or a nonpolar (11-20) plane (so-called A-plane) is irradiated with laser light to scan. At this time, an irradiation-affected layer, for example, a layer in which cracks are formed, is not formed in a region other than the region for separating the raw material substrate in a subsequent process, and a molten region is not formed in the raw material substrate by laser irradiation. For example, the source substrate is irradiated with laser light while adjusting the pulse width and energy density, for example. Then, the substrate having a desired plane orientation can be manufactured by cleaving the raw material substrate on a plane along the cleavage plane irradiated with the laser beam.

このとき、上述のように、原料基板に溶融領域が形成されることなく、原料基板が劈開により分離されるため、分離に際して生じる原料基板の損失が抑制される。また、上述のように、所望の劈開面にレーザ光を照射して走査することにより、作製の容易な[０００１]方向に成長させた原料基板から、所望の面方位を有する基板を容易に分離することができる。さらに、レーザ光を劈開面に交差する方向から原料基板に照射して上記分離を実施することにより、厚みの小さい原料基板を厚み方向に容易に分離し、効率よく多数の基板を製造することができる。   At this time, as described above, since the raw material substrate is separated by cleavage without forming a melting region in the raw material substrate, the loss of the raw material substrate that occurs during the separation is suppressed. In addition, as described above, a substrate having a desired plane orientation can be easily separated from a source substrate grown in the [0001] direction, which is easy to manufacture, by irradiating and scanning a desired cleavage plane with laser light. can do. Furthermore, by performing the separation by irradiating the raw material substrate from the direction intersecting the cleavage plane with laser light, it is possible to easily separate the thin raw material substrate in the thickness direction and efficiently produce a large number of substrates. it can.

以上のように、本発明の基板の製造方法によれば、原料基板から基板を分離する際の原料基板の損失を抑制した基板の製造方法を提供することができる。   As described above, according to the method for manufacturing a substrate of the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a substrate in which the loss of the source substrate when the substrate is separated from the source substrate is suppressed.

上記基板の製造方法において好ましくは、上記レーザ光のパルス幅は１０ｆｓ以上５００ｐｓ以下であり、上記劈開面におけるレーザ光のエネルギー密度は１０−７ｍＪ／ｃｍ２以上１０ｍＪ／ｃｍ２以下である。 Preferably in the method for manufacturing the substrate, the pulse width of the laser beam is less than 500ps than 10 fs, the energy density of the laser beam in the cleavage plane is 10 -7 mJ / cm 2 or more 10 mJ / cm 2 or less.

原料基板の温度上昇を抑制して原料基板の溶融等を回避するしつつ、容易に原料基板の所望の劈開面に沿って照射影響層を形成するためには、パルス幅が５００ｐｓ（ピコ秒）以下の短パルスレーザが採用されることが好ましい。一方、レーザの安定性および出力の観点から、１０ｆｓ（フェムト秒）以上のパルス幅を有するレーザ光が採用されることが好ましい。また、原料基板を容易に分離可能な照射影響層を形成するためには、上記劈開面におけるレーザ光のエネルギー密度は、１０−７ｍＪ／ｃｍ２以上であることが好ましい。一方、上記劈開面において原料基板を溶融させないこと、レーザ光を集光するためのレンズの耐久性等を考慮すると、上記劈開面におけるレーザ光のエネルギー密度は、１０ｍＪ／ｃｍ２以下であることが好ましい。 In order to easily form an irradiation-affected layer along the desired cleavage plane of the raw material substrate while suppressing the temperature rise of the raw material substrate to avoid melting of the raw material substrate, the pulse width is 500 ps (picoseconds) The following short pulse laser is preferably employed. On the other hand, from the viewpoint of laser stability and output, it is preferable to employ laser light having a pulse width of 10 fs (femtosecond) or more. In order to form an irradiation-affected layer that can easily separate the raw material substrate, the energy density of the laser beam on the cleavage plane is preferably 10 −7 mJ / cm 2 or more. On the other hand, considering that the raw material substrate is not melted on the cleavage plane and the durability of the lens for condensing the laser beam, the energy density of the laser beam on the cleavage plane is 10 mJ / cm 2 or less. preferable.

本発明に従った基板は、上記本発明の基板の製造方法により製造されている。本発明の基板は、上記本発明の基板の製造方法により製造されているため、原料基板から基板を分離する際の原料基板の損失が抑制されている。その結果、本発明の基板によれば、製造コストが低減された基板を提供することができる。   The substrate according to the present invention is manufactured by the above-described substrate manufacturing method of the present invention. Since the substrate of the present invention is manufactured by the substrate manufacturing method of the present invention, the loss of the raw material substrate when the substrate is separated from the raw material substrate is suppressed. As a result, according to the substrate of the present invention, it is possible to provide a substrate with reduced manufacturing costs.

以上の説明から明らかなように、本発明の基板の製造方法および基板によれば、原料基板から基板を分離する際の原料基板の損失を抑制した基板の製造方法および原料基板から基板を分離する際の原料基板の損失が抑制されることにより、製造コストが低減された基板を提供することができる。   As is apparent from the above description, according to the substrate manufacturing method and the substrate of the present invention, the substrate manufacturing method and the substrate are separated from the source substrate with the loss of the source substrate suppressed when the substrate is separated from the source substrate. By suppressing the loss of the raw material substrate at the time, a substrate with reduced manufacturing costs can be provided.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態である実施の形態１における基板の製造方法および基板について説明する。図１は、実施の形態１における基板の製造方法の概略を示すフローチャートである。また、図２は、図１のレーザ光照射工程を説明するための概略断面図である。また、図３は、図１のレーザ光照射工程を説明するための概略平面図である。また、図４は、図１のレーザ光照射工程の変形例を説明するための概略平面図である。また、図５は、図１のレーザ光照射工程を説明するための概略斜視図である。また、図６は、図１のレーザ光照射工程の変形例を説明するための概略斜視図である。また、図７および図８は、図１の支持板貼付工程および劈開分離工程を説明するための概略断面図である。 (Embodiment 1)
Hereinafter, a method for manufacturing a substrate and a substrate in Embodiment 1 which is an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a flowchart showing an outline of a substrate manufacturing method according to the first embodiment. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the laser light irradiation step of FIG. FIG. 3 is a schematic plan view for explaining the laser beam irradiation step of FIG. FIG. 4 is a schematic plan view for explaining a modified example of the laser beam irradiation process of FIG. FIG. 5 is a schematic perspective view for explaining the laser light irradiation step of FIG. FIG. 6 is a schematic perspective view for explaining a modified example of the laser beam irradiation process of FIG. 7 and 8 are schematic cross-sectional views for explaining the support plate attaching step and the cleaving separation step of FIG.

図１を参照して、本実施の形態における基板であるＧａＮ基板の製造方法においては、まず、原料基板を準備する原料基板準備工程が実施される。具体的には、図２を参照して、５ｍｍ以上１５０ｍｍ以下程度の直径、１ｍｍ以上１００ｍｍ以下程度の厚みを有するＧａＮ原料基板１０が、たとえばＨＶＰＥ法により作製される。ここで、ＧａＮ原料基板１０は、（０００１）面を主面１０Ａとして作製される。   Referring to FIG. 1, in the method of manufacturing a GaN substrate which is a substrate in the present embodiment, first, a raw material substrate preparation step for preparing a raw material substrate is performed. Specifically, referring to FIG. 2, GaN raw material substrate 10 having a diameter of about 5 mm to 150 mm and a thickness of about 1 mm to 100 mm is manufactured by, for example, the HVPE method. Here, the GaN raw material substrate 10 is manufactured with the (0001) plane as the main surface 10A.

次に、図１を参照して、ＧａＮ原料基板の内部に集光するレーザ光を、基板の劈開面に交差する方向からＧａＮ原料基板に照射し、劈開面に沿う方向に走査するレーザ光照射工程が実施される。具体的には、図２を参照して、まず、原料基板準備工程において準備されたＧａＮ原料基板１０が、レーザ光照射装置３にセットされる。レーザ光照射装置３は、高精度ステッピングモータにより駆動されることにより、Ｘ軸方向およびＸ軸方向に直交する方向であるＹ軸方向（図２において紙面に垂直な方向）に移動可能なステージ３１と、ステージ３１に対向する位置に配置される集光レンズ３３と、集光レンズ３３を含む光学系を介してステージ３１上にレーザ光４０を照射可能な光源４５とを備えている。集光レンズ３３および光源４５は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に直交する方向であるＺ方向に移動可能である。   Next, referring to FIG. 1, the laser beam focused on the inside of the GaN source substrate is irradiated to the GaN source substrate from the direction intersecting the cleavage plane of the substrate and scanned in the direction along the cleavage plane. A process is performed. Specifically, referring to FIG. 2, first, GaN raw material substrate 10 prepared in the raw material substrate preparation step is set in laser beam irradiation apparatus 3. The laser beam irradiation device 3 is driven by a high-precision stepping motor, so that the stage 31 can move in the X-axis direction and the Y-axis direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2) that is orthogonal to the X-axis direction. A condensing lens 33 disposed at a position facing the stage 31, and a light source 45 capable of irradiating the stage 31 with the laser light 40 via an optical system including the condensing lens 33. The condenser lens 33 and the light source 45 are movable in the Z direction, which is a direction orthogonal to the X axis direction and the Y axis direction.

レーザ光照射工程においては、まず、ステージ３１上に透明石英からなる石英板３２が載置され、石英板３２上にＧａＮ原料基板１０が載置される。集光レンズ３３に対向するＧａＮ原料基板１０の主面１０Ａは、（０００１）面である。次に、光源４５から出射されたレーザ光４０がＧａＮ原料基板１０の内部の劈開面１１に集光するように、ＧａＮ原料基板１０の劈開面１１に交差する方向からＧａＮ原料基板１０に対して照射され、走査される。これにより、ＧａＮ原料基板１０の劈開面１１に沿って、照射影響層４１が形成される。照射影響層４１は、上記レーザ光４０の照射により形成される他の領域よりも脆弱な領域であって、たとえば多数の微小なクラックが形成された領域である。   In the laser light irradiation step, first, a quartz plate 32 made of transparent quartz is placed on the stage 31, and the GaN material substrate 10 is placed on the quartz plate 32. The main surface 10A of the GaN material substrate 10 facing the condenser lens 33 is a (0001) plane. Next, the laser beam 40 emitted from the light source 45 is focused on the cleavage plane 11 inside the GaN source substrate 10 so that the laser beam 40 is directed to the GaN source substrate 10 from the direction intersecting the cleavage plane 11 of the GaN source substrate 10. Irradiated and scanned. Thereby, the irradiation influence layer 41 is formed along the cleavage surface 11 of the GaN raw material substrate 10. The irradiation influence layer 41 is a region that is more fragile than other regions formed by the irradiation of the laser light 40, and is a region in which, for example, a large number of minute cracks are formed.

また、本実施の形態においては、レーザ光４０は所定の繰り返し周波数、たとえば１０Ｈｚ以上１００ＭＨｚ以下の繰り返し周波数で照射されている。そして、図２を参照して、ＧａＮ原料基板１０および石英板３２が載置されたステージ３１は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向（図２において紙面に垂直な方向）に、劈開面１１におけるレーザ光４０のスポット径よりも大きい距離を、照射の繰り返し周波数の逆数に相当する時間で移動する。そのため、図２に示すように、照射影響層４１は、劈開面１１に沿った方向に、複数個分離して形成される。なお、照射影響層４１は、ステージ３１を上記繰返し周波数の逆数に相当する時間に上記スポット径と同等以下の距離だけ移動させることにより、部分的に重なるように複数個形成されてもよい。   In the present embodiment, the laser beam 40 is irradiated at a predetermined repetition frequency, for example, a repetition frequency of 10 Hz to 100 MHz. Referring to FIG. 2, stage 31 on which GaN raw material substrate 10 and quartz plate 32 are placed has a laser on cleavage plane 11 in the X-axis direction and Y-axis direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2). A distance larger than the spot diameter of the light 40 is moved in a time corresponding to the reciprocal of the repetition frequency of irradiation. Therefore, as shown in FIG. 2, a plurality of irradiation-affected layers 41 are formed separately in the direction along the cleavage plane 11. Note that a plurality of irradiation influence layers 41 may be formed so as to partially overlap each other by moving the stage 31 by a distance equal to or less than the spot diameter at a time corresponding to the reciprocal of the repetition frequency.

ここで、ＧａＮ原料基板１０に対するレーザ光４０の照射は、平面的に見て、図３に示すように、照射影響層４１が格子状に並ぶように行われてもよいし、図４に示すように、同心円状に並ぶように行われてもよい。また、劈開面１１としては、図５に示すように、ＧａＮ原料基板１０の主面１０Ａに平行な面、すなわち分極性面である（０００１）面が選択されてもよいし、主面１０Ａに交差する面、たとえば（１０−１−３）面、（１０−１−１）面、（１１−２２）面などの半極性面や（１１−２０）面などの無極性面が選択されてもよい。   Here, the irradiation of the laser beam 40 on the GaN raw material substrate 10 may be performed so that the irradiation influence layers 41 are arranged in a lattice pattern as shown in FIG. Thus, it may be performed so as to be arranged concentrically. Further, as the cleavage plane 11, as shown in FIG. 5, a plane parallel to the main surface 10A of the GaN raw material substrate 10, that is, a (0001) plane which is a polarizable surface may be selected. Intersecting planes, for example, semipolar planes such as (10-1-3) plane, (10-1-1) plane, (11-22) plane, and nonpolar planes such as (11-20) plane are selected. Also good.

次に、図１を参照して、ＧａＮ原料基板の両側の主面に、平行平板形状を有する支持板、たとえばアルミナなどのセラミックス、ガラス、Ｓｉ、金属などからなる支持板を貼り付ける支持板貼付工程が実施される。具体的には、図７を参照して、上記レーザ光照射工程が実施されたＧａＮ原料基板１０の両側の主面１０Ａに対して、支持板５０が貼り付けられる。この場合、たとえば吸着用の穴が形成された支持板５０上にＧａＮ原料基板１０を載置し、当該穴の内部を減圧することにより支持板５０とＧａＮ原料基板１０とを吸着させる方法（真空吸着）や、平滑化処理された支持板５０とＧａＮ原料基板１０とを、純水などの流体を用いて吸着、接着する方法などを採用することができる。   Next, referring to FIG. 1, support plate sticking is performed by attaching a support plate having a parallel plate shape, for example, a support plate made of ceramics such as alumina, glass, Si, metal, or the like, to the main surfaces on both sides of the GaN raw material substrate. A process is performed. Specifically, referring to FIG. 7, support plates 50 are attached to main surfaces 10 </ b> A on both sides of GaN raw material substrate 10 on which the laser beam irradiation process has been performed. In this case, for example, a method (vacuum) in which the GaN raw material substrate 10 is placed on the support plate 50 in which an adsorption hole is formed and the inside of the hole is decompressed to adsorb the support plate 50 and the GaN raw material substrate 10. Adsorption) or a method of adsorbing and adhering the smoothed support plate 50 and the GaN material substrate 10 using a fluid such as pure water can be employed.

次に、図１を参照して、レーザ光４０が照射されたＧａＮ原料基板１０を劈開面１１に沿う面において分離する劈開分離工程が実施される。具体的には、図７を参照して、支持板貼付工程においてＧａＮ原料基板１０の両側の主面に貼り付けられた支持板５０に対し、劈開面１１に平行で互いに反対向き（矢印αの向き）の力が付与される。これにより、複数の照射影響層４１が形成された劈開面１１に沿う面に剪断力が作用する。そして、隣接する領域に比べて脆弱な領域である照射影響層４１に沿ってＧａＮ原料基板１０は、容易に劈開して分離される。つまり、ＧａＮ原料基板１０は、照射影響層４１を含む領域において、劈開して分離される。その結果、図５に示すように劈開面１１として（０００１）面が選択された場合、図８に示すように、分極性面である（０００１）面を主面とする２枚のＧａＮ基板１に分離される。   Next, referring to FIG. 1, a cleavage separation process is performed for separating GaN raw material substrate 10 irradiated with laser light 40 on a surface along cleavage surface 11. Specifically, referring to FIG. 7, the support plates 50 attached to the main surfaces on both sides of the GaN raw material substrate 10 in the support plate attaching step are parallel to the cleavage plane 11 and opposite to each other (indicated by arrows α). Direction) is applied. Thereby, a shearing force acts on the surface along the cleavage plane 11 on which the plurality of irradiation-affected layers 41 are formed. Then, the GaN raw material substrate 10 is easily cleaved and separated along the irradiation influence layer 41 which is a weaker region than the adjacent region. That is, the GaN material substrate 10 is cleaved and separated in the region including the irradiation influence layer 41. As a result, when the (0001) plane is selected as the cleavage plane 11 as shown in FIG. 5, as shown in FIG. 8, two GaN substrates 1 having the (0001) plane as a polarizable plane as the main surface. Separated.

次に、図１を参照して、ＧａＮ基板１から支持板５０を分離する支持板分離工程が実施される。具体的には、劈開分離工程が実施されて作製されたＧａＮ基板１に貼り付けられている支持板５０が、真空吸着が停止されることにより、あるいはＧａＮ基板１および支持板５０が加熱処理または冷却処理されることにより、ＧａＮ基板１から分離される。これにより、自立基板としてのＧａＮ基板１が得られる。   Next, referring to FIG. 1, a support plate separation step for separating the support plate 50 from the GaN substrate 1 is performed. Specifically, the support plate 50 attached to the GaN substrate 1 manufactured by performing the cleavage separation process is stopped when the vacuum adsorption is stopped, or the GaN substrate 1 and the support plate 50 are subjected to heat treatment or By being cooled, the GaN substrate 1 is separated. Thereby, the GaN substrate 1 as a free-standing substrate is obtained.

そして、図１を参照して、ＧａＮ基板１に対して仕上げ処理を実施する仕上げ工程が実施される。具体的には、支持板分離工程が実施されて得られたＧａＮ基板１に対して、必要に応じて洗浄、仕上げ加工などの仕上げ処理が実施される。以上の工程により、本実施の形態におけるＧａＮ基板の製造工程は完了する。   Then, referring to FIG. 1, a finishing process for performing a finishing process on GaN substrate 1 is performed. Specifically, the GaN substrate 1 obtained by performing the support plate separation step is subjected to a finishing process such as cleaning and finishing as necessary. Through the above steps, the manufacturing process of the GaN substrate in the present embodiment is completed.

ここで、レーザ光４０のパルス幅は、ＧａＮ原料基板１０の劈開面１１に沿った領域以外の領域に損傷を与えることを抑制するため、１０ｆｓ以上５００ｐｓ以下とすることが好ましく、３０ｆｓ以上５００ｆｓ以下とすることが特に好ましい。また、劈開面１１に沿った領域に適切な照射影響層４１を形成するためには、劈開面１１におけるレーザ光４０のエネルギー密度が１０−７ｍＪ／ｃｍ２以上１０ｍＪ／ｃｍ２以下であることが好ましく、０．１ｍＪ／ｃｍ２以上１ｍＪ／ｃｍ２以下であることが、特に好ましい。 Here, the pulse width of the laser light 40 is preferably 10 fs or more and 500 fs or less, and preferably 30 fs or more and 500 fs or less, in order to suppress damage to a region other than the region along the cleavage plane 11 of the GaN raw material substrate 10. It is particularly preferable that Furthermore, it to form an appropriate irradiation effect layer 41 in a region along the cleavage plane 11, the energy density of the laser beam 40 in the cleaved surface 11 is 10 -7 mJ / cm 2 or more 10 mJ / cm 2 or less it is preferable, 0.1 mJ / cm 2 or more 1 mJ / cm 2 or less are particularly preferred.

次に、上記本実施の形態における基板の製造方法により製造される基板としてのＧａＮ基板１の特徴について説明する。図９は、実施の形態１における基板の製造方法により製造されたＧａＮ基板の表面（主面）付近を拡大して示す概略図である。   Next, features of the GaN substrate 1 as a substrate manufactured by the substrate manufacturing method in the present embodiment will be described. FIG. 9 is an enlarged schematic view showing the vicinity of the surface (main surface) of the GaN substrate manufactured by the substrate manufacturing method in the first embodiment.

上述のように、本実施の形態におけるＧａＮ基板１は、レーザ光４０が照射されることによりＧａＮ原料基板１０の劈開面１１に沿って複数の照射影響層４１が形成された上で、劈開により分離されて製造されている。その結果、図９を参照して、ＧａＮ基板１の主面には、上記複数の照射影響層４１に対応して、複数の劈開面１１およびステップ１１Ａが形成される。この劈開面１１とステップ１１Ａとの間には、１ｎｍ以上３０００ｎｍ以下程度の高さを有する段差が形成されている。   As described above, the GaN substrate 1 according to the present embodiment is irradiated with the laser beam 40 to form the plurality of irradiation-affected layers 41 along the cleavage surface 11 of the GaN raw material substrate 10 and then cleave. It is manufactured separately. As a result, referring to FIG. 9, a plurality of cleavage planes 11 and step 11 </ b> A are formed on the main surface of GaN substrate 1 corresponding to the plurality of irradiation-affected layers 41. A step having a height of about 1 nm to 3000 nm is formed between the cleavage plane 11 and step 11A.

ここで、一般に、主面上に結晶をエピタキシャル成長させることにより半導体層を形成し、半導体素子を製造するために使用される基板においては、結晶性が高く、良質な半導体層を容易に形成するため、その主面には微小な凹凸（ステップ）が形成されていることが望ましい。そして、ステップを有する主面を形成するため、従来、所定の結晶面に対して僅かに傾斜した（微小なオフ角を有する）主面を形成する対策が採用されている。より具体的に説明すると、たとえば分極性面である（０００１）面を主面とする基板を作製したい場合、主面が（０００１）面となるように作製された基板に対して、研磨などの機械加工が実施されることにより、主面が（０００１）面に対して僅かに傾斜し、主面に８°以下の僅かなオフ角が付与される。   Here, in general, a semiconductor layer is formed by epitaxially growing a crystal on a main surface, and in a substrate used for manufacturing a semiconductor device, a high-quality semiconductor layer having high crystallinity is easily formed. It is desirable that minute irregularities (steps) are formed on the main surface. And in order to form the main surface which has a step, conventionally, the countermeasure which forms the main surface slightly inclined (it has a minute off angle) with respect to the predetermined crystal plane is employ | adopted. More specifically, for example, when it is desired to manufacture a substrate having a (0001) plane as a main surface, which is a polarizable surface, the substrate manufactured so that the main surface is a (0001) plane is subjected to polishing or the like. By performing the machining, the main surface is slightly inclined with respect to the (0001) plane, and a slight off angle of 8 ° or less is given to the main surface.

これに対し、本発明の上記実施の形態における基板の製造方法により製造されたＧａＮ基板１においては、２つの主面のうち少なくとも一方の主面にオフ角が付与されることなく、当該主面に微小な凸部または凹部としてのステップ１１Ａが形成されている。そのため、図９を参照して、主面がたとえば（０００１）面に平行な状態を保持しつつ、かつ機械加工等の新たな加工を実施することなく、主面にステップ１１Ａを形成することができる。また、上述のように、上記ステップ１１Ａは、照射影響層４１の形成に対応して形成される。そのため、照射影響層４１を劈開面１１の全域にわたって周期的に形成することにより、このステップ１１Ａを、ＧａＮ基板１の少なくとも一方の主面全域に、周期的に形成することができる。これにより、上述のオフ角が付与された基板と同様に、主面上において安定したエピタキシャル成長が可能なＧａＮ基板１を提供することが可能となる。   On the other hand, in the GaN substrate 1 manufactured by the substrate manufacturing method in the above embodiment of the present invention, the main surface is not provided with an off angle on at least one main surface of the two main surfaces. Steps 11A are formed as minute convex portions or concave portions. Therefore, referring to FIG. 9, step 11 </ b> A can be formed on the main surface while maintaining the main surface in a state parallel to, for example, the (0001) plane and without performing new processing such as machining. it can. Further, as described above, the step 11A is formed corresponding to the formation of the irradiation influence layer 41. Therefore, the step 11A can be periodically formed on at least one main surface of the GaN substrate 1 by periodically forming the irradiation influence layer 41 over the entire cleavage surface 11. This makes it possible to provide the GaN substrate 1 capable of stable epitaxial growth on the main surface, as with the above-described substrate provided with the off-angle.

また、本実施の形態におけるＧａＮ基板１は、上述のようにＧａＮ原料基板１０を劈開させることにより分割して製造される。そのため、ワイヤーソーなどを用いたスライスが必要ないため、原料基板の損失が大幅に低減され、製造コストが抑制されている。さらに、本実施の形態におけるＧａＮ基板１においては、劈開を利用したＧａＮ原料基板１０の分割が採用されることにより、ダイシングなどの機械加工による大きなひずみをＧａＮ基板１に導入することなく製造することができる。その結果、ＧａＮ基板１の厚みの、円形の主面の直径（主面が多角形形状の場合、これに対する外接円の直径）に対する比を、たとえば１／１００００以上１／１０以下程度、特に１／１００以下にまで薄くした場合でも、そりが実用上十分に小さい範囲に抑制される。ただし、割れの発生を抑制するためには、ＧａＮ基板１は５０μｍ以上の厚みを有していることが好ましい。   Further, the GaN substrate 1 in the present embodiment is divided and manufactured by cleaving the GaN raw material substrate 10 as described above. Therefore, since the slice using a wire saw etc. is unnecessary, the loss of a raw material board | substrate is reduced significantly and the manufacturing cost is suppressed. Furthermore, the GaN substrate 1 in the present embodiment is manufactured without introducing a large strain due to machining such as dicing into the GaN substrate 1 by employing the division of the GaN raw material substrate 10 using cleavage. Can do. As a result, the ratio of the thickness of the GaN substrate 1 to the diameter of the circular main surface (when the main surface is polygonal, the diameter of the circumscribed circle) is, for example, about 1 / 10,000 or more and 1/10 or less, particularly 1 Even when the thickness is reduced to / 100 or less, the warpage is suppressed to a sufficiently small range for practical use. However, in order to suppress the occurrence of cracks, the GaN substrate 1 preferably has a thickness of 50 μm or more.

さらに、近年、分極性面である（０００１）面を主面とするＧａＮ基板上に発光層をエピタキシャル成長させた半導体発光素子においては、ＧａＮ基板の極性に起因して発光素子の出力が低下するという問題が指摘されている。そのため、半導体発光素子に使用されるＧａＮ基板に対しては、分極性面である（０００１）面以外の面、たとえば半極性面である（１０−１−３）面、（１０−１−１）面、（１１−２２）面、無極性面である（１１−２０）面などを主面とすることが要求される場合がある。この要求に応えるためには、たとえば、作製の容易な（０００１）面を主面とするＧａＮ原料基板を作製した上で、機械加工により所望の面を主面とするＧａＮ基板を製造する必要がある。しかし、この場合、機械加工による原料基板の損失が大きく、製造コストが大幅に上昇するという問題が生じる。これに対し、上記本実施の形態における基板の製造方法では、所望の劈開面に対してレーザ光を照射し、走査することにより、原料基板の損失を抑制しつつ、所望の面を主面とするＧａＮ基板１を製造することができる。その結果、本実施の形態におけるＧａＮ基板１によれば、所望の面を主面とする直径２インチ以上の半導体発光素子用のＧａＮ基板を安価に提供することができる。   Further, in recent years, in a semiconductor light emitting device in which a light emitting layer is epitaxially grown on a GaN substrate having a (0001) plane which is a polarizable surface, the output of the light emitting device is reduced due to the polarity of the GaN substrate. Problems have been pointed out. Therefore, for a GaN substrate used for a semiconductor light emitting device, a surface other than the (0001) plane which is a polarizable surface, for example, a (10-1-3) plane which is a semipolar plane, (10-1-1) ) Plane, (11-22) plane, (11-20) plane which is a nonpolar plane, etc. may be required. In order to meet this requirement, for example, it is necessary to manufacture a GaN raw material substrate having a (0001) plane that is easy to manufacture as a main surface and then manufacturing a GaN substrate having a desired surface as a main surface by machining. is there. However, in this case, there is a problem that the loss of the raw material substrate due to machining is large and the manufacturing cost is significantly increased. In contrast, in the substrate manufacturing method according to the present embodiment, the desired surface is defined as the main surface while suppressing loss of the raw material substrate by irradiating and scanning the desired cleavage surface with laser light. The GaN substrate 1 to be manufactured can be manufactured. As a result, according to the GaN substrate 1 in the present embodiment, a GaN substrate for a semiconductor light emitting element having a desired surface as a main surface and having a diameter of 2 inches or more can be provided at low cost.

（実施の形態２）
以下、本発明の一実施の形態である実施の形態２における基板の製造方法について説明する。図１０は、実施の形態２におけるレーザ光照射工程を説明するための概略斜視図である。 (Embodiment 2)
Hereinafter, a method for manufacturing a substrate in the second embodiment which is an embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a schematic perspective view for explaining the laser light irradiation step in the second embodiment.

実施の形態２における基板の製造方法は、基本的には上述した実施の形態１における基板の製造方法と同様に実施される。しかし、図１を参照して、実施の形態２における基板の製造方法は、レーザ光照射工程において、実施の形態１とは異なっている。すなわち、図１０を参照して、実施の形態２におけるレーザ光照射装置３は、集光レンズ３３により集光されたレーザ光４０が直接被照射物であるＧａＮ原料基板１０に照射される構成ではなく、レーザ光４０の光路において、集光レンズ３３と被照射物であるＧａＮ原料基板１０との間にガルバノミラー６０が配置されている点において、実施の形態１におけるレーザ光照射装置３とは異なっている。つまり、集光レンズ３３により集光されたレーザ光４０は、ガルバノミラー６０により反射された後、ＧａＮ原料基板１０に対して照射される。   The substrate manufacturing method in the second embodiment is basically performed in the same manner as the substrate manufacturing method in the first embodiment described above. However, referring to FIG. 1, the substrate manufacturing method in the second embodiment is different from that in the first embodiment in the laser light irradiation step. That is, referring to FIG. 10, the laser beam irradiation apparatus 3 according to the second embodiment has a configuration in which the laser beam 40 condensed by the condenser lens 33 is directly irradiated to the GaN raw material substrate 10 that is an object to be irradiated. In the optical path of the laser beam 40, the laser beam irradiation device 3 in the first embodiment is different from the laser beam irradiation device 3 in the first embodiment in that a galvano mirror 60 is disposed between the condenser lens 33 and the GaN raw material substrate 10 that is an irradiation object. Is different. That is, the laser beam 40 collected by the condenser lens 33 is reflected by the galvanometer mirror 60 and then irradiated to the GaN material substrate 10.

そして、実施の形態２におけるレーザ光照射工程においては、ＧａＮ原料基板１０に対してレーザ光４０を走査させるために、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方にステージ３１が移動する実施の形態１の構成とは異なり、ステージ３１はＸ軸方向にのみ移動し、Ｙ軸方向には移動しない。一方、反射部材としてのガルバノミラー６０が回動することにより、ＧａＮ原料基板１０に対してレーザ光４０が走査される。つまり、本実施の形態におけるレーザ光照射工程においては、レーザ光４０は、回動する反射部材に反射することによりＧａＮ原料基板に対して走査される。   Then, in the laser beam irradiation process in the second embodiment, the stage 31 moves in both the X-axis direction and the Y-axis direction in order to scan the GaN raw material substrate 10 with the laser beam 40 of the first embodiment. Unlike the configuration, the stage 31 moves only in the X-axis direction and does not move in the Y-axis direction. On the other hand, the galvanometer mirror 60 as a reflecting member is rotated to scan the GaN material substrate 10 with the laser light 40. That is, in the laser beam irradiation process in the present embodiment, the laser beam 40 is scanned with respect to the GaN raw material substrate by being reflected by the rotating reflecting member.

より具体的に本実施の形態におけるレーザ光照射工程を説明すると、まず、ステージ３１が固定された状態でレーザ光４０がＧａＮ原料基板１０に照射され、ガルバノミラー６０が回動することにより当該レーザ光４０はＹ軸方向に走査される。Ｙ軸方向の走査が完了すると、ステージ３１がＸ軸方向に所望の距離だけ移動してレーザ光４０がＧａＮ原料基板１０に照射され、ガルバノミラー６０が回動することにより当該レーザ光４０がＹ軸方向に走査される。これを繰返すことにより、本実施の形態におけるレーザ光照射工程は実施される。   More specifically, the laser beam irradiation process in the present embodiment will be described. First, the laser beam 40 is irradiated onto the GaN raw material substrate 10 in a state where the stage 31 is fixed, and the galvano mirror 60 is rotated to thereby rotate the laser. The light 40 is scanned in the Y axis direction. When the scanning in the Y-axis direction is completed, the stage 31 is moved by a desired distance in the X-axis direction, the laser light 40 is irradiated onto the GaN raw material substrate 10, and the galvano mirror 60 is rotated so that the laser light 40 becomes Y Scanned in the axial direction. By repeating this, the laser light irradiation step in the present embodiment is performed.

本実施の形態のように、レーザ光４０の走査にガルバノミラー６０などの反射部材による反射を利用することにより、高速な走査が可能となり、ＧａＮ基板１の生産効率が向上する。なお、本実施の形態においては、Ｙ軸方向にのみガルバノミラーによる走査が行なわれる場合について説明したが、たとえばＸ軸方向およびＹ軸方向の両方にガルバノミラーによる走査が行われてもよい。これにより、ＧａＮ基板１の生産効率を一層向上させることが可能となる。この場合、レーザ光照射装置３においては、複数（２つ）のガルバノミラーが採用されてもよい。   As in the present embodiment, by utilizing the reflection by the reflecting member such as the galvanometer mirror 60 for the scanning of the laser light 40, a high-speed scanning becomes possible and the production efficiency of the GaN substrate 1 is improved. In this embodiment, a case has been described in which scanning with a galvano mirror is performed only in the Y-axis direction, but scanning with a galvano mirror may be performed in both the X-axis direction and the Y-axis direction, for example. Thereby, the production efficiency of the GaN substrate 1 can be further improved. In this case, in the laser beam irradiation device 3, a plurality (two) of galvanometer mirrors may be employed.

以下、本発明の実施例１について説明する。本発明の基板の製造方法により原料基板が製造可能であることを確認する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。   Embodiment 1 of the present invention will be described below. A test was performed to confirm that the raw material substrate can be manufactured by the substrate manufacturing method of the present invention. The test procedure is as follows.

まず、（０００１）面を主面とする直径φ５０ｍｍ、厚みｔ３ｍｍの円盤状のＧａＮ基板を原料基板（サンプル）として準備した。サンプルは、Ｎ２（窒素）ガス、ＮＨ３（アンモニア）ガス、ＨＣｌ（塩化水素）ガスおよびＴＭＧ（トリメチルガリウム）ガスを用いたＨＶＰＥ法により作製した。そして、当該サンプルに対して、上記実施の形態１のレーザ光照射工程、支持板貼付工程および劈開分離工程と同様の工程を実施した。劈開面としては両側の主面からの距離が等しい位置の（０００１）面を採用した。また、レーザ光には、パルス幅、劈開面におけるエネルギー密度、波長などが異なる３種類のレーザを採用した（実施例Ａ〜Ｃ）。また、上記実施の形態２のレーザ光照射工程、支持板貼付工程および劈開分離工程と同様の工程も上記サンプルに対して実施した（実施例Ｄ）。試験条件の詳細および試験結果を表１に示す。 First, a disk-shaped GaN substrate having a (0001) plane as a main surface and a diameter of 50 mm and a thickness of t3 mm was prepared as a raw material substrate (sample). The sample was produced by the HVPE method using N 2 (nitrogen) gas, NH 3 (ammonia) gas, HCl (hydrogen chloride) gas, and TMG (trimethylgallium) gas. And the process similar to the laser beam irradiation process of the said Embodiment 1, the support plate sticking process, and the cleaving separation process was implemented with respect to the said sample. As the cleavage plane, the (0001) plane at the same distance from the main surfaces on both sides was adopted. In addition, three types of lasers having different pulse widths, energy densities on the cleavage plane, wavelengths, and the like were employed as the laser beams (Examples A to C). Moreover, the same process as the laser beam irradiation process, the support plate sticking process, and the cleaving separation process of the second embodiment was also performed on the sample (Example D). Details of test conditions and test results are shown in Table 1.

Figure 2009061462
Figure 2009061462

次に、試験結果について説明する。上記試験条件により厚み方向におけるサンプルの劈開による２等分を試みたところ、いずれの場合においても成功した。このことから、本発明の基板の製造方法によれば、原料基板から基板を分離する際の原料基板の損失を抑制した基板の製造方法を提供可能であることが確認された。ただし、パルス幅：１０ｆｓ以上５００ｐｓ以下、劈開面におけるレーザ光のエネルギー密度：１０−７ｍＪ／ｃｍ２以上１０ｍＪ／ｃｍ２以下の範囲外である実施例ＢおよびＣにおいては、劈開面以外の領域、具体的には劈開面から見てレーザ光が入射する側の領域に損傷（照射影響層）が発生していた。これに対し、パルス幅およびエネルギー密度が上記範囲内である実施例ＡおよびＤにおいては、劈開面以外の領域に損傷は発見されなかった。このことから、パルス幅およびエネルギー密度は上記範囲とすることが好ましいことが確認される。 Next, test results will be described. Attempts were made to bisect the sample by cleaving the sample in the thickness direction under the above test conditions. From this, it was confirmed that according to the method for manufacturing a substrate of the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a substrate that suppresses loss of the source substrate when separating the substrate from the source substrate. However, pulse width: 10 fs or 500ps or less, the energy density of the laser beam in the cleavage plane: In 10 -7 mJ / cm 2 or more 10 mJ / cm 2 or less in the range Examples B and C, the area other than the cleavage plane Specifically, damage (irradiation-affected layer) occurred in the region on the side where the laser beam was incident as viewed from the cleavage plane. On the other hand, in Examples A and D in which the pulse width and the energy density are within the above ranges, no damage was found in the region other than the cleavage plane. From this, it is confirmed that the pulse width and the energy density are preferably within the above ranges.

さらに、上記実施の形態１と同様に実施された実施例Ａ〜Ｃにおけるレーザ光照射工程は、６０分間を要したのに対し、上記実施の形態２と同様に実施された、すなわちガルバノミラーを用いてＹ軸方向の走査を行なった実施例Ｂにおけるレーザ光照射工程は、２分間で完了した。このことから、レーザ光が回動する反射部材に反射することによって原料基板に対して走査されるレーザ光照射工程が採用されることにより、基板の生産効率を向上させることが可能であるといえる。   Further, the laser light irradiation process in Examples A to C performed in the same manner as in the first embodiment described above required 60 minutes, whereas it was performed in the same manner as in the second embodiment. The laser beam irradiation process in Example B, which was used for scanning in the Y-axis direction, was completed in 2 minutes. From this, it can be said that the production efficiency of the substrate can be improved by adopting the laser beam irradiation process in which the laser beam is reflected by the rotating reflecting member and scanned with respect to the raw material substrate. .

なお、上記実施の形態および実施例においては、本発明の基板の製造方法により製造される本発明の基板としてＧａＮからなるＧａＮ基板について説明したが、本発明の基板の製造方法により製造される本発明の基板はこれに限られない。本発明の基板の製造方法により製造される本発明の基板は、劈開面を有する、すなわち結晶性を有する基板であればよく、ＧａＮ基板のほか種々の半導体基板あるいはセラミック基板、たとえばダイヤモンド基板、ＡｌＮ基板、ＴｉＮ基板、ＡｌＧａＮ基板など、種々の基板を含む。   In the above-described embodiments and examples, the GaN substrate made of GaN has been described as the substrate of the present invention manufactured by the substrate manufacturing method of the present invention. However, the present invention manufactured by the substrate manufacturing method of the present invention. The substrate of the invention is not limited to this. The substrate of the present invention manufactured by the substrate manufacturing method of the present invention may be a substrate having a cleavage plane, that is, a substrate having crystallinity. In addition to a GaN substrate, various semiconductor substrates or ceramic substrates such as a diamond substrate, AlN Various substrates such as a substrate, a TiN substrate, and an AlGaN substrate are included.

また、上記実施の形態および実施例においては、劈開分離工程において、劈開面に平行な方向に互いに反対向きの力が負荷される場合について説明したが、劈開面に交差する方向、たとえば劈開面に垂直に互いに反対向きの力が負荷されて劈開分離工程が実施されてもよい。さらに、劈開分離工程は、急激な加熱または冷却、たとえばレーザ光照射工程が実施された原料基板の一部が液体窒素に浸漬されることにより、劈開面にひずみが付与されて実施されてもよい。   In the above-described embodiment and examples, the case where forces opposite to each other are applied in a direction parallel to the cleavage plane in the cleavage separation step has been described. However, in the direction intersecting the cleavage plane, for example, the cleavage plane The cleaving separation process may be performed by applying forces opposite to each other vertically. Further, the cleavage separation step may be performed with a strain applied to the cleavage plane by immersing a part of the raw material substrate subjected to the rapid heating or cooling, for example, the laser beam irradiation step, in liquid nitrogen. .

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、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は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、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time is to be considered as illustrative in all points 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.

本発明の基板の製造方法および基板は、原料基板を複数枚の基板に分離する工程を備えた基板の製造方法およびこれにより製造される基板に、特に有利に適用され得る。   The substrate manufacturing method and the substrate of the present invention can be particularly advantageously applied to a substrate manufacturing method including a step of separating a raw material substrate into a plurality of substrates and a substrate manufactured thereby.

実施の形態１における基板の製造方法の概略を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing an outline of a method for manufacturing a substrate in the first embodiment. 図１のレーザ光照射工程を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the laser beam irradiation process of FIG. 図１のレーザ光照射工程を説明するための概略斜視図である。It is a schematic perspective view for demonstrating the laser beam irradiation process of FIG. 図１のレーザ光照射工程の変形例を説明するための概略斜視図である。It is a schematic perspective view for demonstrating the modification of the laser beam irradiation process of FIG. 図１のレーザ光照射工程を説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the laser beam irradiation process of FIG. 図１のレーザ光照射工程の変形例を説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the modification of the laser beam irradiation process of FIG. 図１の支持板貼付工程および劈開分離工程を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the support plate sticking process and cleavage cleavage process of FIG. 図１の支持板貼付工程および劈開分離工程を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the support plate sticking process and cleavage cleavage process of FIG. 実施の形態１における基板の製造方法により製造されたＧａＮ基板の表面（主面）付近を拡大して示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an enlarged view of the vicinity of the surface (main surface) of a GaN substrate manufactured by the method for manufacturing a substrate in the first embodiment. 実施の形態２におけるレーザ光照射工程を説明するための概略斜視図である。FIG. 10 is a schematic perspective view for explaining a laser beam irradiation process in the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１ ＧａＮ基板、３ レーザ光照射装置、１０ ＧａＮ原料基板、１１ 劈開面、１１Ａ ステップ、３１ ステージ、３２ 石英板、３３ 集光レンズ、４０ レーザ光、４１ 照射影響層、４５ 光源、５０ 支持板、６０ ガルバノミラー。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 GaN substrate, 3 Laser beam irradiation apparatus, 10 GaN raw material substrate, 11 Cleaving surface, 11A step, 31 Stage, 32 Quartz plate, 33 Condensing lens, 40 Laser light, 41 Irradiation influence layer, 45 Light source, 50 Support plate, 60 Galvano mirror.

Claims (3)

基板を準備する工程と、
前記基板の内部に集光するレーザ光を、前記基板の劈開面に交差する方向から前記基板に照射し、前記劈開面に沿う方向に走査する工程と、
前記レーザ光が照射された前記基板を前記劈開面に沿う面において分離する工程とを備えた、基板の製造方法。 Preparing a substrate;
Irradiating the substrate with a laser beam condensed inside the substrate from a direction intersecting the cleavage plane of the substrate, and scanning in a direction along the cleavage plane;
Separating the substrate irradiated with the laser light on a surface along the cleavage plane. 前記レーザ光のパルス幅は１０ｆｓ以上５００ｐｓ以下であり、前記劈開面における前記レーザ光のエネルギー密度は１０−７ｍＪ／ｃｍ２以上１０ｍＪ／ｃｍ２以下である、請求項１に記載の基板の製造方法。 2. The production of a substrate according to claim 1, wherein a pulse width of the laser light is 10 fs or more and 500 ps or less, and an energy density of the laser light on the cleavage plane is 10 −7 mJ / cm 2 or more and 10 mJ / cm 2 or less. Method. 請求項１または２のいずれか１項に記載の基板の製造方法により製造された基板。   The board | substrate manufactured by the manufacturing method of the board | substrate of any one of Claim 1 or 2.
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Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8327666B2 (en) 2009-02-19 2012-12-11 Corning Incorporated Method of separating strengthened glass
US8341976B2 (en) 2009-02-19 2013-01-01 Corning Incorporated Method of separating strengthened glass
US8943855B2 (en) 2009-08-28 2015-02-03 Corning Incorporated Methods for laser cutting articles from ion exchanged glass substrates
US9227868B2 (en) 2012-02-29 2016-01-05 Electro Scientific Industries, Inc. Method and apparatus for machining strengthened glass and articles produced thereby
JP2016035965A (en) * 2014-08-01 2016-03-17 リンテック株式会社 Plate-like member dividing device and plate-like member dividing method
KR20160119718A (en) * 2015-04-06 2016-10-14 가부시기가이샤 디스코 Wafer producing method
KR20160119717A (en) * 2015-04-06 2016-10-14 가부시기가이샤 디스코 Wafer producing method
KR20160119716A (en) * 2015-04-06 2016-10-14 가부시기가이샤 디스코 Wafer producing method
CN106363824A (en) * 2015-07-21 2017-02-01 株式会社迪思科 Wafer thinning method
JP2017024014A (en) * 2015-07-16 2017-02-02 株式会社ディスコ Wafer production method
KR20170032843A (en) * 2015-09-15 2017-03-23 가부시기가이샤 디스코 METHOD OF PRODUCING GaN SUBSTRATE
JP2017121742A (en) * 2016-01-07 2017-07-13 株式会社ディスコ Wafer production method
US9776906B2 (en) 2014-03-28 2017-10-03 Electro Scientific Industries, Inc. Laser machining strengthened glass
US9828278B2 (en) 2012-02-28 2017-11-28 Electro Scientific Industries, Inc. Method and apparatus for separation of strengthened glass and articles produced thereby
US9828277B2 (en) 2012-02-28 2017-11-28 Electro Scientific Industries, Inc. Methods for separation of strengthened glass
US20180001416A1 (en) * 2015-01-15 2018-01-04 Siltectra Gmbh Nonplanar wafer and method for producing a nonplanar wafer
CN108883502A (en) * 2016-03-22 2018-11-23 西尔特克特拉有限责任公司 The combined laser treatment of solid to be divided
US10357850B2 (en) 2012-09-24 2019-07-23 Electro Scientific Industries, Inc. Method and apparatus for machining a workpiece
CN110785833A (en) * 2017-06-19 2020-02-11 罗姆股份有限公司 Method for manufacturing semiconductor device and wafer bonding structure
CN111065765A (en) * 2017-09-01 2020-04-24 国立大学法人名古屋大学 Substrate manufacturing method
JP2020191335A (en) * 2019-05-20 2020-11-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Substrate separation method
US10978311B2 (en) 2016-12-12 2021-04-13 Siltectra Gmbh Method for thinning solid body layers provided with components
CN114423888A (en) * 2019-09-27 2022-04-29 学校法人关西学院 Method and apparatus for manufacturing semiconductor substrate

Cited By (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8341976B2 (en) 2009-02-19 2013-01-01 Corning Incorporated Method of separating strengthened glass
US8327666B2 (en) 2009-02-19 2012-12-11 Corning Incorporated Method of separating strengthened glass
USRE49530E1 (en) 2009-08-21 2023-05-16 Corning Incorporated Crack and scratch resistant glass and enclosures made therefrom
US8943855B2 (en) 2009-08-28 2015-02-03 Corning Incorporated Methods for laser cutting articles from ion exchanged glass substrates
US9828277B2 (en) 2012-02-28 2017-11-28 Electro Scientific Industries, Inc. Methods for separation of strengthened glass
US9828278B2 (en) 2012-02-28 2017-11-28 Electro Scientific Industries, Inc. Method and apparatus for separation of strengthened glass and articles produced thereby
US9227868B2 (en) 2012-02-29 2016-01-05 Electro Scientific Industries, Inc. Method and apparatus for machining strengthened glass and articles produced thereby
US10357850B2 (en) 2012-09-24 2019-07-23 Electro Scientific Industries, Inc. Method and apparatus for machining a workpiece
US9776906B2 (en) 2014-03-28 2017-10-03 Electro Scientific Industries, Inc. Laser machining strengthened glass
JP2016035965A (en) * 2014-08-01 2016-03-17 リンテック株式会社 Plate-like member dividing device and plate-like member dividing method
US11786995B2 (en) * 2015-01-15 2023-10-17 Siltectra Gmbh Nonplanar wafer and method for producing a nonplanar wafer
US20180001416A1 (en) * 2015-01-15 2018-01-04 Siltectra Gmbh Nonplanar wafer and method for producing a nonplanar wafer
JP2016197699A (en) * 2015-04-06 2016-11-24 株式会社ディスコ Wafer producing method
CN106041294B (en) * 2015-04-06 2019-08-16 株式会社迪思科 The generation method of chip
KR20160119718A (en) * 2015-04-06 2016-10-14 가부시기가이샤 디스코 Wafer producing method
KR20160119717A (en) * 2015-04-06 2016-10-14 가부시기가이샤 디스코 Wafer producing method
KR102409602B1 (en) 2015-04-06 2022-06-17 가부시기가이샤 디스코 Wafer producing method
KR102354665B1 (en) 2015-04-06 2022-01-25 가부시기가이샤 디스코 Wafer producing method
KR102354661B1 (en) 2015-04-06 2022-01-24 가부시기가이샤 디스코 Wafer producing method
KR20160119716A (en) * 2015-04-06 2016-10-14 가부시기가이샤 디스코 Wafer producing method
TWI663012B (en) * 2015-04-06 2019-06-21 日商迪思科股份有限公司 Wafer generation method
JP2016197700A (en) * 2015-04-06 2016-11-24 株式会社ディスコ Wafer producing method
JP2016197698A (en) * 2015-04-06 2016-11-24 株式会社ディスコ Wafer generation method
CN106041294A (en) * 2015-04-06 2016-10-26 株式会社迪思科 Wafer producing method
TWI663013B (en) * 2015-04-06 2019-06-21 日商迪思科股份有限公司 Wafer generation method
JP2017024014A (en) * 2015-07-16 2017-02-02 株式会社ディスコ Wafer production method
JP2017024039A (en) * 2015-07-21 2017-02-02 株式会社ディスコ Wafer thinning method
CN106363824A (en) * 2015-07-21 2017-02-01 株式会社迪思科 Wafer thinning method
CN106363824B (en) * 2015-07-21 2019-11-29 株式会社迪思科 The thinning method of chip
JP2017057103A (en) * 2015-09-15 2017-03-23 株式会社ディスコ Formation method of gallium nitride substrate
CN107053498A (en) * 2015-09-15 2017-08-18 株式会社迪思科 The generation method of gallium nitride base board
KR20170032843A (en) * 2015-09-15 2017-03-23 가부시기가이샤 디스코 METHOD OF PRODUCING GaN SUBSTRATE
TWI689367B (en) * 2015-09-15 2020-04-01 日商迪思科股份有限公司 Generation method of gallium nitride substrate
KR102428702B1 (en) * 2015-09-15 2022-08-02 가부시기가이샤 디스코 METHOD OF PRODUCING GaN SUBSTRATE
CN107030905B (en) * 2016-01-07 2020-10-16 株式会社迪思科 Wafer generation method
CN107030905A (en) * 2016-01-07 2017-08-11 株式会社迪思科 Chip generation method
JP2017121742A (en) * 2016-01-07 2017-07-13 株式会社ディスコ Wafer production method
TWI699269B (en) * 2016-01-07 2020-07-21 日商迪思科股份有限公司 Wafer generation method
JP2019511122A (en) * 2016-03-22 2019-04-18 シルテクトラ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクター ハフトゥング Complex laser processing of solids to be separated
US11130200B2 (en) 2016-03-22 2021-09-28 Siltectra Gmbh Combined laser treatment of a solid body to be split
CN108883502A (en) * 2016-03-22 2018-11-23 西尔特克特拉有限责任公司 The combined laser treatment of solid to be divided
US10978311B2 (en) 2016-12-12 2021-04-13 Siltectra Gmbh Method for thinning solid body layers provided with components
CN110785833A (en) * 2017-06-19 2020-02-11 罗姆股份有限公司 Method for manufacturing semiconductor device and wafer bonding structure
CN111065765A (en) * 2017-09-01 2020-04-24 国立大学法人名古屋大学 Substrate manufacturing method
JP2020191335A (en) * 2019-05-20 2020-11-26 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Substrate separation method
JP7316639B2 (en) 2019-05-20 2023-07-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Substrate separation method
CN114423888A (en) * 2019-09-27 2022-04-29 学校法人关西学院 Method and apparatus for manufacturing semiconductor substrate

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