JP5561489B2 - GaN free-standing substrate manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、ＧａＮ自立基板の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a GaN free-standing substrate.
従来、ＧａＮ自立基板を製造するにあたって、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）等の下地基板上にＧａＮ結晶をＨＶＰＥ（ｈｙｄｒｉｄｅ ｖａｐｏｒ ｐｈａｓｅ ｅｐｉｔａｘｙ）法等によって気相成長させ、該気相成長後にＧａＮ結晶を下地基板から剥離させる方法が知られている。 Conventionally, when a GaN free-standing substrate is manufactured, a GaN crystal is vapor-phase grown on a base substrate such as sapphire (Al 2 O 3 ) by a HVPE (hydride vapor phase epitaxy) method, and the GaN crystal is formed on the base after the vapor-phase growth. A method of peeling from a substrate is known.
ＧａＮ結晶をサファイア基板から剥離する方法として、これまでレーザによる方法や金属中間層を用いる方法などが提案されている。 As a method for peeling a GaN crystal from a sapphire substrate, a laser method, a method using a metal intermediate layer, and the like have been proposed.
前記レーザによる剥離は、ＧａＮとサファイアとの界面にレーザ光を集光し界面部分を熱分解することで、ＧａＮ自立基板を得る方法である。この方法は剥離にレーザ光を使うため、手間がかかり、またサファイアを剥離中にＧａＮ結晶が割れることもあるため歩留まりに問題がある。 The peeling by the laser is a method for obtaining a GaN free-standing substrate by condensing laser light at the interface between GaN and sapphire and thermally decomposing the interface portion. Since this method uses a laser beam for peeling, it takes time, and the GaN crystal may break during peeling of sapphire, which causes a problem in yield.
前記金属中間層を用いる剥離はＧａＮとサファイア基板との間に薬品でエッチングできる金属層を挿入し、ＧａＮ結晶の成長後にこの金属中間層を除去する方法である。この方法は、エッチング工程が増えることになるので、その分手間がかかることになる。 The peeling using the metal intermediate layer is a method of inserting a metal layer that can be etched with a chemical between GaN and a sapphire substrate, and removing the metal intermediate layer after the growth of the GaN crystal. Since this method increases the number of etching steps, it takes much time.
また、いずれの方法においてもＧａＮ結晶成長中の反りや、降温中の熱膨張係数差によって生じる応力によってＧａＮ層に割れやクラックが生じることがある。従って、より簡単に、かつＧａＮ層に割れやクラックなどのダメージを与えることなく、サファイア基板から剥離する技術を確立することが望まれていた。 In any method, cracks or cracks may occur in the GaN layer due to warpage during GaN crystal growth or stress caused by a difference in thermal expansion coefficient during temperature drop. Therefore, it has been desired to establish a technique for peeling from the sapphire substrate more easily and without damaging the GaN layer such as cracks or cracks.
例えば、特許文献１には、ＩＩＩ族窒化物半導体基板の製造方法として、下地基板上にＩＩＩ族窒化物半導体層を気相成長させる工程と、前記ＩＩＩ族窒化物半導体層から前記下地基板を除去する工程とを含む、ＩＩＩ族窒化物半導体層を含むＩＩＩ族窒化物半導体自立基板を製造する方法において、前記下地基板の裏面には下地基板の劈開方向に沿って、前記下地基板全面を横断するように、予めパターン化した溝形状が形成されていることを特徴とするＩＩＩ族窒化物半導体自立基板の製造方法が開示されている。 For example, in Patent Document 1, as a method for manufacturing a group III nitride semiconductor substrate, a step of vapor-phase-growing a group III nitride semiconductor layer on a base substrate, and the base substrate is removed from the group III nitride semiconductor layer A group III nitride semiconductor free-standing substrate including a group III nitride semiconductor layer, wherein the back surface of the base substrate crosses the entire surface of the base substrate along the cleavage direction of the base substrate. Thus, a method for manufacturing a group III nitride semiconductor free-standing substrate is disclosed, in which a groove shape that is patterned in advance is formed.
特許文献１の実施例には、ｃ面サファイア基板の［１１−２０］方向に溝を形成し、この基板上にＧａＮ厚膜を成長すると、この溝部分から基板のみが破壊され、自立基板が得られることが開示されている。また、特許文献１には、サファイアは（１−１０２）面で劈開するため、この面での劈開を起こしやすくするために（１−１００）面に沿ってａ軸方向に溝を形成することが開示されている。 In the example of Patent Document 1, when a groove is formed in the [11-20] direction of a c-plane sapphire substrate and a GaN thick film is grown on this substrate, only the substrate is destroyed from this groove portion, and a free-standing substrate is formed. It is disclosed that it can be obtained. Further, in Patent Document 1, since sapphire is cleaved at the (1-102) plane, a groove is formed in the a-axis direction along the (1-100) plane in order to easily cause cleavage at this plane. Is disclosed.
しかしながら、ｃ面サファイア基板の場合、このような方法で溝を形成しても、かなり強い力を加えなければ基板を割ることができないという問題があった。例えば、ｃ面サファイア基板をダイヤモンドペンでケガキ線をつけることで溝を形成して、人の力で割ろうとすると、サファイア基板の上から体重をかけて押すことが必要となる。そして、この場合、ケガキ方などの溝の形成の仕方や力の加え方によっては線の部分できれいに割れずに斜めに割れたりすることがあるという問題もあった。 However, in the case of the c-plane sapphire substrate, there is a problem that even if the groove is formed by such a method, the substrate cannot be broken unless a considerably strong force is applied. For example, if a groove is formed by marking a c-plane sapphire substrate with a diamond pen and is to be divided by human power, it is necessary to push the weight from above the sapphire substrate. In this case, there is also a problem that depending on the way of forming the groove, such as the method of marking, and how to apply the force, the line portion may be cracked diagonally without being broken cleanly.
しかしながら、本発明者らが鋭意研究を重ねた結果、a面サファイア基板の場合、［０００１］方向に溝を形成すれば、該基板を上から押すだけで簡単にわることができることを見出し、本発明を完成させた。 However, as a result of repeated studies by the present inventors, it has been found that in the case of an a-plane sapphire substrate, if a groove is formed in the [0001] direction, the substrate can be easily changed by simply pressing the substrate from above. Completed the invention.
本発明は、上記した事情に鑑みなされたもので、ＧａＮ層をサファイア下地基板から簡単に剥離できるようにしたＧａＮ自立基板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a GaN free-standing substrate in which a GaN layer can be easily separated from a sapphire base substrate.
上記課題を解決するために、本発明のＧａＮ自立基板の製造方法は、サファイア下地基板上にＧａＮ層を気相成長させる工程と、前記ＧａＮ層から前記サファイア下地基板を、前記成長中の反りもしくは降温中の熱応力によって前記下地基板を破壊することで除去する工程と、を含む、ＧａＮ自立基板を製造する方法において、前記サファイア下地基板が、面方位が（１１−２０）面であるａ面サファイア下地基板であり、
前記サファイア下地基板の表面もしくは裏面に前記サファイア下地基板全面を横断するように溝を形成し、前記溝が前記a面サファイア下地基板の劈開しやすい面方向に形成されており、
前記a面サファイア下地基板の劈開しやすい面方向が、［０００１］方向となるｃ軸方向であり、前記溝の形成方向を、前記ｃ軸方向に形成することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a method of manufacturing a GaN free-standing substrate according to the present invention includes a step of vapor-phase-growing a GaN layer on a sapphire base substrate, and the warping during growth of the sapphire base substrate from the GaN layer. A method of manufacturing a GaN free-standing substrate, comprising: removing the base substrate by destroying the base substrate by a thermal stress during cooling. The a-plane in which the sapphire base substrate has a (11-20) plane A sapphire base substrate,
A groove is formed on the front surface or the back surface of the sapphire base substrate so as to cross the entire surface of the sapphire base substrate, and the groove is formed in a surface direction that is easy to cleave the a-plane sapphire base substrate ,
A plane direction in which the a-plane sapphire base substrate is easily cleaved is a c-axis direction that is a [0001] direction, and the groove is formed in the c-axis direction .
このようにa面サファイア下地基板の劈開しやすい面方向に溝を形成することで、小さい応力でサファイア下地基板を割ることが可能となる。また、小さい応力でサファイア下地基板を割ることができるので、より簡単に歩留まりよくＧａＮ層をサファイア下地基板から剥離することができる。 In this way, by forming the groove in the surface direction in which the a-plane sapphire base substrate is easily cleaved, it is possible to break the sapphire base substrate with a small stress. Further, since the sapphire base substrate can be broken with a small stress, the GaN layer can be peeled off from the sapphire base substrate more easily and with a high yield.
前記ａ面サファイア下地基板の劈開しやすい面方向が、［０００１］方向となるｃ軸方向であり、前記溝の形成方向を、前記ｃ軸方向に形成するのが好適である。 The surface direction of the a-plane sapphire base substrate that is easy to cleave is the c-axis direction that is the [0001] direction, and the groove formation direction is preferably formed in the c-axis direction.
前記ＧａＮ層を気相成長させる工程において、気相成長がＨＶＰＥ法によるのが好ましい。 In the step of vapor-phase growing the GaN layer, the vapor-phase growth is preferably performed by an HVPE method.
前記ＧａＮ層を気相成長させる工程において、成長させる前記ＧａＮ層の厚さを１．０ｍｍ以上とするのがさらに好ましい。 In the step of vapor phase growing the GaN layer, it is more preferable that the thickness of the GaN layer to be grown is 1.0 mm or more.
本発明によれば、ＧａＮ層をサファイア下地基板から簡単に剥離できるようにしたＧａＮ自立基板の製造方法を提供することができるという著大な効果を有する。 According to the present invention, there is a remarkable effect that it is possible to provide a method for manufacturing a GaN free-standing substrate in which the GaN layer can be easily peeled from the sapphire base substrate.
以下、本発明の一つの実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、これらの説明は例示的に示されるもので限定的に解釈すべきものでないことはいうまでもない。 In the following, one embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, it is needless to say that these descriptions are given by way of example and should not be construed as limiting.
図1において、符号１０は、本発明に係るＧａＮ自立基板の製造方法に用いられる面方位が（１１−２０）面であるａ面サファイア下地基板を示す。
In FIG. 1,
前記サファイア下地基板１０の表面もしくは裏面には、前記サファイア下地基板１０の全面を横断するように溝１２が形成されている。かかる溝は、ダイサー（ブレードを用いた機械加工）で溝を形成したものである。なお、ダイヤモンドペンでケガいて溝１２を形成することも可能である。
前記溝１２は、前記a面サファイア下地基板１０の劈開しやすい面方向である［０００１］方向となるｃ軸方向に形成されている。図示例では、オリエンテーションフラット１４と平行となる例を示した。
The
次に、ｃ面サファイア下地基板とa面サファイア下地基板の劈開しやすい面方向の違いを図２に示したサファイアの結晶構造に基づいて説明する。 Next, the difference in the plane direction between the c-plane sapphire base substrate and the a-plane sapphire base substrate that is easy to cleave will be described based on the crystal structure of sapphire shown in FIG.
ｃ面サファイア基板を下地基板として用いた場合の溝の形成方向として、特許文献１にはサファイアの劈開面が（１−１０２）面なので、この面の劈開を起こしやすくするために、［１１−２０］方向（ａ軸方向）に形成することが記載されている。 As a groove forming direction when a c-plane sapphire substrate is used as a base substrate, in Patent Document 1, since the cleavage plane of sapphire is the (1-102) plane, in order to facilitate the cleavage of this plane, [11- 20] direction (a-axis direction).
（１−１０２）面とは、図２に示したサファイアの結晶構造のユニットセル中において図２（ａ）に示してあるような面で、六回対称となる。図２（ａ）からも分かるように、ｃ面サファイア下地基板においてａ軸方向に溝を形成するということは、特許文献１に記載されているように（１−１００）面に沿う方向に溝を形成することになる。（１−１００）面に沿って形成された溝は一部、（１−１０２）面にも沿うことにもなるので、ａ軸方向に溝を形成すれば、（１−１０２）面での劈開が起こりやすくなることが予想できる。 The (1-102) plane is a plane as shown in FIG. 2A in the unit cell having the sapphire crystal structure shown in FIG. As can be seen from FIG. 2 (a), forming a groove in the a-axis direction in the c-plane sapphire base substrate means that the groove is in the direction along the (1-100) plane as described in Patent Document 1. Will be formed. Since a part of the groove formed along the (1-100) plane is also along the (1-102) plane, if the groove is formed in the a-axis direction, Cleavage can be expected to occur.
一方、ａ面サファイア基板の場合、図２（ｂ）に示すように、［０００１］方向（ｃ軸方向）に溝を形成すると非常に基板が割れやすくなる。上述した特許文献１の理屈をa面サファイア下地基板に適用すると、ｃ軸方向に溝を形成することで（１−１０２）面での劈開が誘発されやすくなることになる。 On the other hand, in the case of an a-plane sapphire substrate, as shown in FIG. 2 (b), if a groove is formed in the [0001] direction (c-axis direction), the substrate is very easily broken. When the reason of Patent Document 1 described above is applied to an a-plane sapphire base substrate, cleavage in the (1-102) plane is likely to be induced by forming a groove in the c-axis direction.
ところが、図２（ｂ）に示すように（１−１０２）面はｃ面に対して約４３°傾いているため、a面サファイア下地基板の場合で、この面から基板の劈開が起こるとすれば、図３（a）に示すように、a面サファイア下地基板１０の表面又は裏面に斜めに、割れ１６が生じて割れることになる。しかし、a 面サファイア下地基板においてｃ軸方向に溝を形成すると、図３（ｂ）のように基板は溝に沿って割れ１８が生じまっすぐ割れる。このとき、ｍ面で割れていると考えられる。
However, as shown in FIG. 2 (b), the (1-102) plane is inclined by about 43 ° with respect to the c-plane, so in the case of an a-plane sapphire base substrate, if the substrate is cleaved from this plane, For example, as shown in FIG. 3A, the
a面サファイア下地基板１０においてｃ軸方向に溝を形成した場合、ｍ面で劈開しているとすると、図４に示すように、ｍ面は（１−１０２）面からは約４７°傾いている。特許文献１には、溝形状のパターンが、劈開が誘発される場合において、劈開方向から３°以下の範囲でずれていてもよい旨の記載があるが（特許文献１、段落００２０）、本発明では、かかる溝形成方向の劈開面である（１−１０２）面からのずれは、上述の３°を大きく超えていることになる。このように、a面サファイア下地基板においてｃ軸方向に溝を形成した場合には、従来の溝形成方向とは大きく異なることになる。
When a groove is formed in the c-axis direction in the a-plane
劈開面であると言われている（１−１０２）面は、ｃ面からは約４３°、ｍ面からは約４７°傾いているため、a面サファイア下地基板の場合、図４に示すように、（１−１０２）面はｃ面とｍ面のちょうど中間あたりに存在することになる。 Since the (1-102) plane, which is said to be a cleavage plane, is inclined by about 43 ° from the c-plane and about 47 ° from the m-plane, in the case of an a-plane sapphire base substrate, as shown in FIG. In addition, the (1-102) plane exists just in the middle between the c-plane and the m-plane.
つまり、（１−１０２）面がa面サファイア下地基板の劈開に大きく貢献しているとするならば、ｃ軸方向に溝を形成してもｍ軸方向に溝を形成しても（１−１０２）面の貢献度が同程度と考えられ、従って、割れやすさも同程度になるはずである。 That is, if the (1-102) plane greatly contributes to the cleavage of the a-plane sapphire base substrate, the groove is formed in the c-axis direction or the m-axis direction (1- 102) The contribution of the surface is considered to be the same, and therefore the ease of cracking should be the same.
しかし、実際にはa面サファイア下地基板に対してｍ軸方向に溝を形成すると、簡単には劈開しない（ｃ面基板に溝を形成して劈開しようとしたときと同じように、非常に割れ難い）。以上より、a面サファイア下地基板の劈開はｍ面から起こりやすく、故に、サファイア基板の面方位がa面であり、且つ溝形成方向をｃ軸方向とすることで、劈開が起こりやすくなるのである。 However, in actuality, if a groove is formed in the m-axis direction with respect to the a-plane sapphire base substrate, it is not easily cleaved (as in the case of trying to cleave the c-plane substrate by forming a groove, hard). As described above, the cleavage of the a-plane sapphire base substrate is likely to occur from the m-plane, and therefore, the plane orientation of the sapphire substrate is the a-plane and the groove forming direction is the c-axis direction, so that cleavage is likely to occur. .
以下に、本発明の実施例をあげてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想から逸脱しない限り様々の変形が可能であることは勿論である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples, and various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention. Of course.
（実施例1）
ＧａＮ自立基板を得るために、a面サファイア下地基板１０の裏面にダイサーで溝加工を施した。使用したa面サファイア下地基板１０は厚さ４３０μｍ、サイズは２インチである。形成する溝は、深さを２００μｍ、幅を５０μｍで固定とし、a面サファイア下地基板１０の端から端まで基板全面を横断するように形成した。
(Example 1)
In order to obtain a GaN free-standing substrate, the back surface of the a-plane
かかる溝１２のパターンとしては、図５（ａ）に示すように、a面サファイア下地基板１０の中心部分に基板全面を横断するように［０００１］方向となるｃ軸方向に１本形成した（パターン１）。かかる溝１２のパターンをそれぞれ５枚のa面サファイア下地基板１０の裏面に形成した。
As the pattern of the
これらの溝１２がパターン加工されたa面サファイア下地基板１０上にＨＶＰＥ法によりＧａＮ厚膜を１ｍｍ形成した。このように厚膜を成長することで、成長中に生じる反り、あるいは熱膨張係数差によって生じる降温中の応力によって、サファイア基板のみを溝部分から破壊しＧａＮ自立基板を得ることができる。このようにして、ＧａＮが割れずに得られた確率（剥離成功率）を表１に示す。
A 1 mm thick GaN film was formed on the a-plane
（実施例２）
ＧａＮ自立基板を得るために、a面サファイア下地基板１０の裏面にダイサーで溝加工を施した。使用したa面サファイア下地基板１０は厚さ４３０μｍ、サイズは２インチである。形成する溝は、深さを２００μｍ、幅を５０μｍで固定とし、a面サファイア下地基板１０の端から端まで基板全面を横断するように形成した。
(Example 2)
In order to obtain a GaN free-standing substrate, the back surface of the a-plane
かかる溝２０のパターンとしては、図５（ｂ）に示すように、a面サファイア下地基板１０のオリエンテーションフラット１４側から８．５ｍｍピッチで基板全面を横断するように［０００１］方向となるｃ軸方向に５本形成した（パターン２）。かかる溝２０のパターンをそれぞれ５枚のa面サファイア下地基板１０の裏面に形成した。
As a pattern of the
これらの溝２０がパターン加工されたa面サファイア下地基板１０上に実施例１と同様にしてＨＶＰＥ法によりＧａＮ厚膜を１ｍｍ形成した。ＧａＮが割れずに得られた確率（剥離成功率）を表１に示す。
A 1-mm thick GaN film was formed on the a-plane
（実施例３）
ＧａＮ自立基板を得るために、a面サファイア下地基板１０の裏面にダイサーで溝加工を施した。使用したa面サファイア下地基板１０は厚さ４３０μｍ、サイズは２インチである。形成する溝は、深さを２００μｍ、幅を５０μｍで固定とし、a面サファイア下地基板１０の端から端まで基板全面を横断するように形成した。
(Example 3)
In order to obtain a GaN free-standing substrate, the back surface of the a-plane
かかる溝２２のパターンとしては、図５（ｃ）に示すように、a面サファイア下地基板１０のオリエンテーションフラット１４側から０．５ｍｍピッチで基板全面を横断するように［０００１］方向となるｃ軸方向に１００本形成した（パターン３）。かかる溝２２のパターンをそれぞれ５枚のa面サファイア下地基板１０の裏面に形成した。
As a pattern of the
これらの溝２２がパターン加工されたa面サファイア下地基板１０上に実施例１と同様にしてＨＶＰＥ法によりＧａＮ厚膜を１ｍｍ形成した。ＧａＮが割れずに得られた確率（剥離成功率）を表１に示す。
A 1-mm thick GaN film was formed on the a-plane
（比較例１）
ＧａＮ自立基板を得るために、ｃ面サファイア下地基板２４の裏面にダイサーで溝加工を施した。使用したｃ面サファイア下地基板２４は厚さ４３０μｍ、サイズは２インチである。形成する溝は、深さを２００μｍ、幅を５０μｍで固定とし、ｃ面サファイア下地基板２４の端から端まで基板全面を横断するように形成した。
(Comparative Example 1)
In order to obtain a GaN free-standing substrate, the back surface of the c-plane
かかる溝２８のパターンとしては、図６（ａ）に示すように、ｃ面サファイア下地基板２４の中心部分に基板全面を横断するように［１１−２０］方向となるａ軸方向に１本形成した（パターン１）。かかる溝２８のパターンをそれぞれ５枚のｃ面サファイア下地基板２４の裏面に形成した。
As the pattern of the
これらの溝２８がパターン加工されたｃ面サファイア下地基板２４上にＨＶＰＥ法によりＧａＮ厚膜を１ｍｍ形成した。このようにして、ＧａＮが割れずに得られた確率（剥離成功率）を表１に示す。
A 1-mm thick GaN film was formed on the c-plane
（比較例２）
ＧａＮ自立基板を得るために、ｃ面サファイア下地基板２４の裏面にダイサーで溝加工を施した。使用したｃ面サファイア下地基板２４は厚さ４３０μｍ、サイズは２インチである。形成する溝は、深さを２００μｍ、幅を５０μｍで固定とし、ｃ面サファイア下地基板２４の端から端まで基板全面を横断するように形成した。
(Comparative Example 2)
In order to obtain a GaN free-standing substrate, the back surface of the c-plane
かかる溝３０のパターンとしては、図６（ｂ）に示すように、ｃ面サファイア下地基板２４のオリエンテーションフラット２６側に直交して８．５ｍｍピッチで基板全面を横断するように［１１−２０］方向となるａ軸方向に５本形成した（パターン２）。かかる溝３０のパターンをそれぞれ５枚のｃ面サファイア下地基板２４の裏面に形成した。
As the pattern of the
これらの溝２４がパターン加工されたｃ面サファイア下地基板２４上に比較例１と同様にしてＨＶＰＥ法によりＧａＮ厚膜を１ｍｍ形成した。ＧａＮが割れずに得られた確率（剥離成功率）を表１に示す。
A 1-mm thick GaN film was formed on the c-plane
（比較例３）
ＧａＮ自立基板を得るために、ｃ面サファイア下地基板２４の裏面にダイサーで溝加工を施した。使用したｃ面サファイア下地基板２４は厚さ４３０μｍ、サイズは２インチである。形成する溝は、深さを２００μｍ、幅を５０μｍで固定とし、ｃ面サファイア下地基板２４の端から端まで基板全面を横断するように形成した。
(Comparative Example 3)
In order to obtain a GaN free-standing substrate, the back surface of the c-plane
かかる溝３２のパターンとしては、図６（ｃ）に示すように、ｃ面サファイア下地基板２４のオリエンテーションフラット２６側に直交して０．５ｍｍピッチで基板全面を横断するように［１１−２０］方向となるａ軸方向に１００本形成した（パターン３）。かかる溝３２のパターンをそれぞれ５枚のｃ面サファイア下地基板２４の裏面に形成した。
As a pattern of the
これらの溝３２がパターン加工されたｃ面サファイア下地基板２４上に比較例１と同様にしてＨＶＰＥ法によりＧａＮ厚膜を１ｍｍ形成した。ＧａＮが割れずに得られた確率（剥離成功率）を表１に示す。
A 1-mm thick GaN film was formed on the c-plane
表１からわかるように、実施例のa面サファイア下地基板と比較例のｃ面サファイア下地基板共に溝の本数が多い程成功率が高くなる傾向があることがわかった。 As can be seen from Table 1, both the a-plane sapphire substrate of the example and the c-plane sapphire substrate of the comparative example have a tendency that the success rate tends to increase as the number of grooves increases.
また、比較例のｃ面サファイア下地基板よりも実施例のa面サファイア下地基板を用いた場合の方が成功率が高いことがわかった。パターンが１本の実施例１では４０％の成功率であるが、これは１００本のパターンを設けた比較例３と同様の結果であり、このことからも、ｃ面サファイア下地基板よりもa面サファイア下地基板を用いた場合の方が成功率が高いことがわかる。これはa面サファイア基板のｃ軸方向への溝形成により、基板が非常に割れやすくなっていることが起因していることが考えられる。 Moreover, it turned out that the success rate is higher when the a-plane sapphire substrate of the example is used than the c-plane sapphire substrate of the comparative example. In Example 1, where the number of patterns is one, the success rate is 40%. This is the same result as in Comparative Example 3 in which 100 patterns are provided. It can be seen that the success rate is higher when the surface sapphire base substrate is used. This can be attributed to the fact that the substrate is very easily broken by the formation of grooves in the c-axis direction of the a-plane sapphire substrate.
１０： a面サファイア下地基板、１２，２０，２２，２８，３０，３２：溝、１４，２６：オリエンテーションフラット、１６，１８：割れ、２４：ｃ面サファイア下地基板。 10: a-plane sapphire substrate, 12, 20, 22, 28, 30, 32: groove, 14, 26: orientation flat, 16, 18: crack, 24: c-plane sapphire substrate.
Claims (3)
前記サファイア下地基板の表面もしくは裏面に前記サファイア下地基板全面を横断するように溝を形成し、前記溝が前記a面サファイア下地基板の劈開しやすい面方向に形成されており、
前記a面サファイア下地基板の劈開しやすい面方向が、［０００１］方向となるｃ軸方向であり、前記溝の形成方向を、前記ｃ軸方向に形成することを特徴とするＧａＮ自立基板の製造方法。 A step of vapor-phase-growing a GaN layer on the sapphire base substrate, and a step of removing the sapphire base substrate from the GaN layer by destroying the base substrate by warping during growth or thermal stress during temperature reduction; The sapphire base substrate is an a-plane sapphire base substrate whose plane orientation is a (11-20) plane,
A groove is formed on the front surface or the back surface of the sapphire base substrate so as to cross the entire surface of the sapphire base substrate, and the groove is formed in a surface direction that is easy to cleave the a-plane sapphire base substrate ,
The c-axis direction in which the a-plane sapphire base substrate is easily cleaved is a c-axis direction that is a [0001] direction, and the groove forming direction is formed in the c-axis direction. Method.
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