JP5620762B2 - Iii族窒化物半導体基板およびiii族窒化物半導体基板の製造方法 - Google Patents
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Description
図1(a)は本実施形態のIII族窒化物半導体基板の平面概略図の一例であり、図1(b)は図1(a)のIII族窒化物半導体基板を下から上方向に見た側面概略図である。
(1)III族窒化物半導体で構成される基板の複数の小片を互いに近接した状態で並べる工程と、
(2)複数の前記小片で形成された層(基板小片層)の第1の面上に、III族窒化物半導体で構成される裏打ち層を積層し、複数の前記小片を結合する工程と、
を有する。以下、各工程について説明する。
本実施例では、図4に示した構造の装置を用いたHVPE法により、貫通クラックに起因して2分割された2インチGaN基板の結合を行った。
直径2インチの円形で、(0001)Ga面および(000−1)N面を有するGaN基板であって、クラックにより2分割されたGaN基板を準備した。
上記GaN基板を研磨した。具体的には、まず、セラミック円盤上にワックスを用いてGaN基板を接着保持した。この際、分割前のGaN基板の形状が再現されるように2分割されたGaN基板を配列した状態で、接着保持した。また、片面ラッピング装置に鋳物定盤を取り付け、粒径10μm以上20μm以下のダイヤモンドスラリーを滴下した。
次に、高純度ガリウムをHVPE装置の石英製Gaソースボートの中に充填し、Gaソースボートを石英製リアクター内の所定位置に配置した。なお、以下の説明において、ガスの供給量の単位としては、標準状態に換算した単位である「sccm」を使用する。
次いで、裏打ち層が形成されたGaN基板に対して、円筒研削機による円筒加工を行った。まず、当該GaN基板をGaおよびN面の中心部で支持した後、この中心部を中心に50rpmで回転させた。そして、回転しているGaN基板に1000rpmで回転しているダイヤモンド砥石(♯200)を押し当て円筒加工を行った。
次いで、円筒加工後のGaN基板を研磨した。具体的には、まず、セラミック円盤上にワックスを用いてGaN基板を接着保持した。また、片面ラッピング装置に鋳物定盤を取り付け、粒径1μm以上2μm以下のダイヤモンドスラリーを滴下した。
本実施例では、実施例1で行った「前処理」工程を行わなかった点以外は、実施例1と同様にした。
本実施例では、実施例1の「裏打ち層形成」工程における、「成長部リアクターの温度が1050℃、Gaソースボートの温度が800℃に達した後、Gaソースボート上に200sccmでHClガスを供給することでGaClを生成し、これをGaN基板上のGa面に供給して、気相成長を開始した。」処理を、「成長部リアクターの温度が800℃、Gaソースボートの温度が800℃に達した後、Gaソースボート上に200sccmでHClガスを供給することでGaClを生成し、これをGaN基板上のGa面に供給して、気相成長を開始した。」処理に変更した点以外は、実施例1と同様にした。
本実施例では、実施例1の「裏打ち層形成」工程における、「リアクター温度が400℃以上になったら、リアクター内にNH3を2000sccmで供給した。そして、成長部リアクターの温度が1050℃、Gaソースボートの温度が800℃に達した後、Gaソースボート上に200sccmでHClガスを供給することでGaClを生成し、これをGaN基板上のGa面に供給して、気相成長を開始した。」処理を、「リアクター温度が400℃以上になったら、リアクター内にNH3を10000sccmで供給した。そして、成長部リアクターの温度が1000℃、Gaソースボートの温度が800℃に達した後、Gaソースボート上に1500sccmでHClガスを供給することでGaClを生成し、これをGaN基板上のGa面に供給して、気相成長を開始した。」処理に変更した点以外は、実施例1と同様にした。
図5(a)は本実施形態のIII族窒化物半導体基板の平面概略図の一例であり、図5(b)は図5(a)のIII族窒化物半導体基板のイ−イの断面概略図である。
以下、参考形態の例を付記する。
1. III族窒化物半導体(AlxGa1−x−yInyN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1))で構成される基板の小片が複数集まった基板小片層と、
前記基板小片層の第1の面に積層され、複数の前記小片を結合する、III族窒化物半導体で構成される裏打ち層と、
を有するIII族窒化物半導体基板。
2. 1に記載のIII族窒化物半導体基板において、
前記裏打ち層は、多結晶のIII族窒化物半導体で構成されるIII族窒化物半導体基板。
3. III族窒化物半導体(AlxGa1−x−yInyN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1))で構成される基板の複数の小片を互いに近接した状態で並べる工程と、
複数の前記小片で形成された層の第1の面上に、III族窒化物半導体で構成される裏打ち層を積層し、複数の前記小片を結合する工程と、
を有するIII族窒化物半導体基板の製造方法。
4. 3に記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
前記裏打ち層を積層する前に、前記第1の面に対して、算術平均粗さ(Ra)が0.01μm以上となるよう表面処理を行う工程、をさらに有するIII族窒化物半導体基板の製造方法。
5. 3または4に記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
前記裏打ち層を積層する工程では、400℃以上800℃以下の温度条件でIII族窒化物半導体の層を形成するIII族窒化物半導体基板の製造方法。
10A´、10C´、10D´ 小片
10 基板小片層
10´ 基板小片層
20 裏打ち層
30 ワックスの層
40 貫通ピットおよび/または貫通クラック
50 III族窒化物半導体基板
Claims (5)
- III族窒化物半導体(AlxGa1−x−yInyN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1))で構成される基板の小片が複数集まった基板小片層と、
前記基板小片層の第1の面に積層され、複数の前記小片を結合する、多結晶のIII族窒化物半導体で構成される裏打ち層と、
を有するIII族窒化物半導体基板。 - III族窒化物半導体(AlxGa1−x−yInyN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1))で構成される基板の小片が複数集まった基板小片層と、
前記基板小片層の第1の面に積層され、複数の前記小片を結合する、多結晶のIII族窒化物半導体で構成される裏打ち層と、
を有し、
前記基板小片層の前記裏打ち層と接する面の算術平均粗さ(Ra)は、0.01μm以上であるIII族窒化物半導体基板。 - III族窒化物半導体(AlxGa1−x−yInyN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1))で構成される基板の小片が複数集まった基板小片層と、
前記基板小片層の第1の面に積層され、複数の前記小片を結合する、多結晶のIII族窒化物半導体で構成される裏打ち層と、
を有し、
前記基板小片層の前記第1の面と反対側の面は、その上に素子を形成される素子形成面となるIII族窒化物半導体基板。 - III族窒化物半導体(AlxGa1−x−yInyN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1))で構成される基板の複数の小片を互いに近接した状態で並べる工程と、
複数の前記小片で形成された層の第1の面上に、多結晶のIII族窒化物半導体で構成される裏打ち層を積層し、複数の前記小片を結合する工程と、
を有するIII族窒化物半導体基板の製造方法。 - III族窒化物半導体(AlxGa1−x−yInyN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1))で構成される基板の複数の小片の第1の面に対して、算術平均粗さ(Ra)が0.01μm以上となるよう表面処理を行う工程と、
前記表面処理後の複数の前記小片を互いに近接した状態で、前記第1の面が露出面となるように並べる工程と、
複数の前記小片で形成された層の前記露出面上に、多結晶のIII族窒化物半導体で構成される裏打ち層を積層し、複数の前記小片を結合する工程と、
を有するIII族窒化物半導体基板の製造方法。
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