TWI452617B - 平滑化第三族氮化物基材之方法 - Google Patents

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平滑化第三族氮化物基材之方法
本發明係關於一種平滑化方法，特別係用於研磨及/或拋光包含III－N表面特別為III－N基材或包含外來基材之III－N樣板之材料。此處N表示氮；III表示週期系之III主族中選自於鋁、鎵及銦(後文中將部分縮寫為(Al、Ga、In))之至少一種元素。本發明進一步係關於III－N基材及包含外來基材之III－N樣板。此等III－N基材及III－N樣板良好適合用作為電子裝置/電子元件之製造用之基材或樣板。
長久以來機械拋光及/或化學機械拋光為商業上使用於平坦化與平滑化半導體基材表面諸如GaAs表面之商用標準方法。為了達成此項目的，平滑且平坦以及無缺陷的基材表面為用於製造微電子裝置/元件或光電子裝置/元件之隨後的磊晶步驟或光刻術步驟之先決要件。已知具有c－平面定向之GaN基材之拋光方法因Ga－極性([0001]－方向性)表面及N－極性([000]－方向性)表面之化學安定性不同而有差異。如此，Ga表面(亦即[0001])於室溫幾乎為化學惰性，N－表面(亦即[000])受各種蝕刻劑(例如水性NaOH溶液或水性KOH溶液)的影響。此外，Ga－表面顯然比N－表面更硬。
Weyher等人(本體及磊晶GaN之化學拋光，結晶生長期刊182(1997)17)提供一種拋光N－表面之拋光方法(備註：後來進行N－表面或Ga－表面所得結果之交互關聯，例如參考J.Weyher等人，「GaN單晶及同質磊晶結構之缺陷」，晶體生長期刊281(205、135))包含使用鑽石料漿之機械拋光步驟，隨後為使用KOH及/或NaOH水溶液之CMP步驟。但Ga－表面不適用該種方法，Ga－表面對隨後之磊晶有不等的較高重要性(例如參考Miskys等人，「於獨立式HVDE－GaN－基材上之MOCVD磊晶」，Fris.phys.stat.sol.(a)176(1999,443))。Weyher等人並未指示用於磨粒之硬質材料。
Porowsky等人所述方法(「GaN及Ga1－x－y Alx Iny N之晶體及磊晶層之機械－化學拋光」，US 6,399,500)係與前述Weyher等人之先前技術相對應。但並未曾外顯暗示拋光面的極性。未曾指示用於磨粒之硬質材料。
Tavernier等人(「氮化鎵之化學機械拋光」，電化學及固態函件5(2002)G61)報告經由使用氧化矽作為磨粒之CMP處理方法，該方法只能成功地應用於GaN的氮表面，而不適當於Ga表面。
Karouta等人(「使用反應性離子蝕刻之Ga極性GaN基材之最終拋光」，電子材料期刊28(1999)1448)提出一種利用化學離子蝕刻(RIE)來拋光GaN的Ga表面之方法，其中晶體已經於前一個機械拋光步驟中使用鑽石料漿進行前處理。RIE方法之額外缺點為極為繁瑣，離子照射導致接近表面區的晶格的毀損。
Kim等人(「GaN基材之製造方法」，US 6,211,089)報告一種拋光GaN基材之方法，包含使用鑽石料漿及碳化硼板進行機械拋光之步驟，其中用於消除拋光損傷，也使用有前述缺點之RIE方法以及額外之端末退火方法。
Xu等人(「高表面品質GaN晶圓及其製造方法」，US 6,951,695)說明一種經由使用氧化矽或氧化鋁磨粒於酸性溶液或鹼性溶液中化學機械拋光Alx Gay Inz －端末(0001)－Alx Gay Inz N－表面之方法。由該說明中進一步推演出經由較佳使用鑽石料漿(或另外碳化矽、碳化硼或氧化鋁料漿)於CMP步驟前方之機械拋光所造成的晶體結構損傷，以及由CMP處理所造成的晶體結構損傷可藉隨後之濕化學蝕刻步驟來消除或減少，該步驟例如係使用180℃熱磷酸，該方法之技術上煩瑣。
Kato等人(「半導體基材之拋光組成物及使用其製造半導體基材之方法」，日本專利申請案2003－100373)說明一種單純用於拋光GaN之料漿組成物，係由硬磨粒(例如鑽石)與軟磨粒(例如氧化矽)之混合物所組成。於所述拋光程序中，料漿係維持於10℃至80℃之溫度。於高溫拋光之技術方面極為煩瑣。
本發明之目的係提供一種平滑化特別係用於拋光III－N表面之方法，該方法一方面也可成功地應用於III－N晶體之幾乎呈化學惰性表面[亦即(Al、Ga、In)表面]，另一方面，對晶格的損傷儘可能地降低，如此可提供具有改良表面結構之III－N基材及III－N樣板。
該目的可經由一種方法達成，該方法係製備包含於欲被平滑化之表面包含III－N化合物之一種材料之平滑化表面之方法，其中使用立方氮化硼(cBN)作為磨粒材料。平滑化方法特別包括研磨方法及/或尤其包括III-N材料表面之拋光處理。出乎意外地發現特別使用粒材cBN，一方面可於幾乎化學惰性且硬質之(Al、Ga、In)N之(Al、Ga、In)表面上達成效果，另一方面可減少晶格的受損。其理由推定係由於立方氮化硼(cBN)具有最適合特別拋光III-N材料之硬度，藉該硬度相反效應獲得最佳調合。此種cBN材料例如比氧化矽更硬，故當拋光時與幾乎為化學惰性且硬質之(Al、Ga、In)表面上約可達成實質磨蝕。另一方面，cBN材料比鑽石硬度低，因而減少對晶格的損傷。
注意Keizo等人於JP-A-2001-085373說明一種CMP拋光液，其含有例如氧化矽、氮化矽、鋁、氧化鋯、氧化鈰、氮化硼、鑽石、硬碳等作為磨粒材料，但該材料係用於拋光矽晶圓。JP-A-2001-085373之目的係針對含有有機界面活性劑之濕磨粒，俾便容易將磨粒分散於水，獲得氧化矽薄膜對氮化矽薄膜之較高拋光速率比。如此當拋光III-N表面時無法由此揭示導出任何可解決特定問題的提示。
根據本發明使用立方氮化硼(cBN)作為磨粒材料之平滑化較佳係朝向III-N材料之III極性(例如Ga極性)表面[0001]進行，原因在於就本化學惰性表面可獲得本發明之特殊效果。但根據本發明之平滑化另外或此外可就III-N材料之N極性表面[000]進行。
特別適合供拋光用之料漿為額外含有選自於由氨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、過氧化氫及有機鹼所組成之組群之一種或多種物質之水溶性懸浮液。
於較佳實施例中，獨立式III－N基材或III－N樣板經研磨及/或拋光，該樣板包含一外來基材、一III－N上層及任選地，由III－N或其它材料所形成之一種或多種中間層。外來基材之材料較佳係選自於由藍寶石、碳化矽、氮化鎵、氮化鋁、砷化鎵、氧化鋅、矽、鋁酸鋰、及鎵酸鋰所組成之組群。
為了於較佳實施例進一步改善晶體品質，特別改善表面之晶體品質，具有確切定向c－、a－、m－或r－平面之獨立式III－N基材表面，或朝向c－、a－、m－或r－平面錯誤定向0.1度至30度之平面經研磨及/或經拋光。更佳為經研磨及/或經拋光之表面具有確切定向之III－極性(例如Ga－極性)c－平面，或一平面具有朝向確切定向III－極性(例如Ga－極性)c－平面之錯誤定向0.1度至1度。
cBN磨粒材料之適當平均粒徑例如係於0.1微米至20微米之範圍，較佳係於0.5微米至10微米及又更佳係於1微米至6微米之範圍。
若拋光程序包含多步驟特別為2、3、4、5或6個拋光步驟，其中於個別接續步驟之立方氮化硼粒子之平均粒徑遞減，則拋光處理之功效及效果進一步改善。拋光步驟之特佳組合在於於兩個連續步驟或較佳三個連續步驟中，cBN之平均粒徑由分別大於4至7微米(第一步驟)，2微米至小於4微米(第二步驟)及0.5微米至小於2微米(任選的第三步驟)，特別平均粒徑分別約為6微米，約3微米及約1微米，其中「約」之表示法表示±0.5微米公差。
進一步較佳於拋光處理之前進行研磨處理。較佳於研磨處理中使用立方氮化硼作為研磨劑。
利用特選之平滑化劑cBN，即使使用直徑至少為40毫米之大尺寸III－N基材或III－N樣板，仍可達成相反性質的獨特組合，換言之可達成絕佳平滑化，包括表面粗度之絕佳均勻度與由於晶體損傷微小、實質上不顯著因而高度保有晶體品質之組合。特別於整個基材表面或晶圓表面上具有極低表面粗度均勻度為藉本發明所能達成之性質之組合測量值。如此，根據本發明之表面粗度之rms值，且特別為整個晶圓表面上(只有邊緣除外例如5毫米邊緣除外)之rms的均勻分布可作為有意義參數，例如利用白光干涉計映射晶圓表面可測量該性質，其中rms值之標準差為表面粗度均勻度之測量值。根據本發明，提供大尺寸III－N基材或III－N樣板，此處於利用白光干涉計量術於平滑化表面上映射中，rms值之標準差為5%或以下。
例如，前述Miskys等人之公開文獻作為本發明之表面粗度均勻度之重要性的比較，如根據本發明指示表面粗度均勻度可由晶圓表面上rms值的均勻分布來指示。根據先前技術，即使對GaN層之Ga－極性表面進行煩瑣的拋光處理，拋光處理包括4個10分鐘的拋光步驟，使用15、7、3及0.25尺寸之鑽石磨粒，及包括另一個使用超細拋光材料(0.04微米尺寸)之長拋光步驟於此拋光處理後，儘管表面平滑，但於拋光後表面上留下顯微刮痕，該刮痕位置隨後變成GaN成長的主要孕核位置，於此等刮痕位置上方經過磊晶生長後，產生顯著可檢測之表面缺陷。
至於絕佳晶體品質測量值，特別以得自搖擺曲線映射及/或微拉曼映射所得特殊測量值為適當。如此於平行於藉本發明之平滑化處理所得生長平面之平行面上，根據本發明之獨立式III－N基材及III－N樣板於搖擺曲線映射中，測量得於半最大(半寬)之全寬標準差為5%或以下，較佳為3%或以下，又更佳為2%或以下。另外，或同時，於藉本發明平滑化方法所得平行於生長面之表面上，根據本發明之獨立式III－N基材及III－N樣板於微拉曼映射中，於E2 －光子半最大(半寬)測量得之全寬之標準差為5%或以下，較佳為3%或以下，及又更佳為2%或以下。
標準差之測量方式可經由於多個例如100個測量點進行個別搖擺曲線映射測量或微拉曼測量，測定標準差，形成全部測量值於半最大之全寬平均值，以及藉尋常統計評估測定相對於平均值之標準差。
根據本發明，較佳製造具有直徑至少為2吋(約5厘米)、至少3吋(約7.6厘米)、或至少4吋(約10厘米)或以上之III－N基材或III－N樣板。
根據本發明之平滑化處理用於III－極性(例如Ga－極性)表面之較佳用途，III－N基材或III－N樣板較佳係根據本發明製造，其中前文就白光干涉計映射、搖擺曲線映射及/或微拉曼映射所述之各項參數也適用於/有效用於III－極性(例如Ga－極性)表面。更佳，該等參數有效用於/適用於兩種表面，亦即分別為III－極性表面(例如Ga－極性表面)及N－極性表面。
於前述定義中，N表示氮，III表示元素週期系統之第III族中之至少一種元素。III元素須選自於由Al、Ga及In單獨或組合所組成之元素之組群。因此對應通式為Alx Ga1 Inz N，其中0x1、0y1、0z1及x＋y＋z＝1。可能之III－N化合物之實例為四元化合物諸如(Al、Ga、In)N、三元化合物諸如(Al、Ga)N、(Ga、In)N及(Al、In)N或二元化合物諸如GaN或AlN。如前文舉例說明之括弧中之III族元素，全部合理之原子比皆屬可能，亦即個別元素由0原子%至100原子%(例如(Al、Ga)N＝Alx Ga1－x N，其中0x1)。(Al、Ga)N及GaN為特佳。後文實例說明不僅適用於本文指示之III－N化合物實例，同時也適用於全部可能之III－N化合物。除了III－N基材之外，本發明也有利地適用於III－N樣板，該III－N樣板包含一如前述之外來基材、一III－N上層及任選地由III－N或其它材料所形成之一層或多層中間層，及III－N表面對應地經平滑化。薄層及厚層、基材及樣板之III－N組成可分開選用。組成物可相同或相異。本發明特別適用於已經藉磊晶法，較佳利用氣相磊晶諸如藉MOVPE法尤其藉HVPE所製備之III－N層、III－N基材及III－N樣板。III－N化合物較佳為結晶，尤其為單晶。
圖式簡單說明
後文將參照附圖利用較佳實施例及實例舉例說明本發明之進一步細節，但該等實施例及實例僅供舉例說明之用而非限制性，其中第1圖顯示於使用含cBN料漿(本發明)及使用含鑽石料漿(比較例)以機械方式拋光後，GaN晶圓之表面粗度(rms)值之比較，以及第2圖為適合用於利用白光干涉計量術測量rms值之表面研究原理。
 較佳實施例之詳細說明
拋光法可於商業上常用拋光機進行，其中於較佳實施例中，支承板及其上固定的晶圓經旋轉，拋光期間晶圓額外於徑向方向進行振盪運動。其上固定有拋光布之拋光板及晶圓於拋光期間彼此壓合，其中料漿係滴落於拋光布上。
料漿為含cBN作為磨粒之以水性為基礎之分散液。為了獲得最佳光滑面，進行多個拋光步驟，其中由一個拋光步驟至下一個拋光步驟，cBN之平均晶粒大小縮小。三次隨後拋光步驟中可能的分級為平均粒徑6微米、3微米、及1微米。
於拋光回合之中或另外於拋光回合之前或之間視需要可調理拋光布(例如使用羅門哈斯公司(Rohm and Hass)德國Feldkirchen之「戴爾革」(DiaGrid)襯墊調理機)來調理拋光布)。
於拋光之(Al、Ga、In)N－晶圓或(Al、Ga、In)－N樣板係藉各種氣相法或溶液生長法製造。恰在生成步驟後，可於拋光處理之前進行選自於下列各步驟之額外機械處理步驟(一個或多個)：－圓形研磨，－平坦處及/或刻痕的研磨，－線鋸，－蝕刻圓化，－研磨，其中後述研磨步驟包含使用平均粒徑遞減的研磨劑進行連續多個部分步驟。例如可使用碳化矽鑽石或立方氮化硼作為研磨劑。
用於使用白光干涉計映射晶圓表面，其中rms值之標準差用作為表面粗度均勻度之測量值，晶圓表面可於光柵內劃分成彼此正交距離最大5毫米。考慮邊界5毫米之邊際，現在於各個光柵進行表面掃描，其中掃描區至少為光柵大小的1%。rms值可以市售白光干涉計使用白光以標準方式測定。
經處理表面之晶體品質可藉科技測量，例如利用X光繞射測量例如與於特定晶格平面之繞射相對應，X光繞射曲線於半最大值(半寬)之絕對值之空間分布及/或全寬之空間分布。於生長平面或生長面之晶體品質均勻度可利用所謂之搖擺曲線映射測定(記錄於樣本表面之不同位置之Ω掃描之記錄)，該搖擺曲線映射已經於生長平面或生長面之平行平面記錄。例如當於[0001]方向生長時，(0002)晶格平面之反射可用於Ω掃描。於生長方向之晶體品質均勻度可利用已經由相對應之本體晶體獲得之個別基材之(0002)Ω掃描於半最大值(半寬度)之全寬度平均值之標準差來測定。
第二種測定晶體品質均勻度之方法為拉曼映射。如此例如於平行於生長面之一平面掃描中E2 －光子於半最大值(半寬度)之頻率及全寬標準差為平行於該生長面之晶體品質之均勻度之測量值。
微拉曼測量係使用雷射激光波長532奈米(頻率倍增Nd：YAG雷射)，激光功率3毫瓦(例如使用喬賓伊凡(Jobin Yvon)之Labram800HR－光譜儀)進行，其中雷射係利用顯微鏡光學裝置聚焦於樣板上至光束直徑約1微米。當於表面上掃描時，於x方向及y方向之增量例如約為2.5毫米。選用適當邊際，例如距離晶圓表面為2毫米。當於垂直於表面之晶圓開縫表面上掃描時，z方向的增量約為10微米。E2 －光子於半最大值(半寬度)之頻率及全寬係藉勞倫斯(Lorentz)線性分析測定。
實例：作為拋光機，使用I－B－S Fertigungs－und Vertriebs－GmbH公司之PT 350普密爾(Premium)。具有(0001)方向性GaN－晶圓已經利用熱熔蠟(Thermowax)黏著於加熱支承板之N極性背側上，其中支承板再度冷卻至室溫至處理程序重新開始。拋光布為基於聚胺基甲酸酯之中硬度布(羅門哈斯公司SUBA IV)黏著於拋光板上。cBN料漿(cBN料漿W69S1 6微米/3微米HVY、經銷商Dieter Manfred Bduel,Wittenberg，德國)以約5毫升/分鐘之流速滴落。cBN料漿的使用係於兩個彼此獨立式拋光步驟，分別使用6微米大小及3微米大小之cBN磨粒(分別為平均粒徑)進行。拋光板及拋光樣本分別以~30 min－1 及~20 min－1 速度旋轉。此外，樣本係偏心固定，於徑向方向振盪。拋光期間之壓縮力約為1.700克/平方厘米。
如此拋光後之晶圓之Ga－極性表面與使用相同條件但係使用鑽石料漿(平均粒徑6微米及3微米)拋光之晶圓之Ga－極性表面利用市售白光干涉計(才果新視野(Zygo New View)做比較。測量之表現進一步詳細說明如後。
第1圖顯示於使用cBN料漿及鑽石料漿進行機械拋光後，平均表面粗度(rms值)之比較。
如由第1圖收集，於各個拋光步驟中，使用cBN料漿比較鑽石料漿，相對於平均值可由第1圖收集得顯著較低表面粗度，尤其收集得絕對rms值之較低標準差。此處，rms值係於350×260平方微米面積測定。
GaN表面分析，特別測量粗度，包括利用市售白光干涉計(才果新視野)測得rms值之標準測量值。
白光干涉計之原理顯示於第2圖(來源：才果羅特(zygoLOT))。測量原理係基於顯微鏡與干涉計的組合。此處白光源分成二光束，其中一部分光束係於一參考鏡反射，另一光束係於樣本反射。隨後兩個部分光束重疊。由於樣本表面之起伏地形，收集光束之不同光徑長度，如此獲得干涉圖樣，利用頻域分析(FDA)進行干涉圖樣之分析。使用白光允許分析多種光波長之干涉。參考鏡與樣本表面間之相對位置可利用壓電致動器來異位。
利用分析干涉信號，由確切測定鏡與樣本間之光徑變化之相對關係，獲得高達0.1奈米之垂直準確度。樣本反射率0.4%足夠用於測量，故即使微弱反射面也可測量。
用於測定E2 －光子於半最大值(半寬度)之頻率及全寬之微拉曼測量可利用喬賓伊凡之市售Labram800HR－光譜計進行測定如下：－雷射激光波長532奈米(倍頻Nd：YAG－雷射)，－激光功率3毫瓦，－利用顯微鏡光學裝置經雷射線聚焦於樣本上至約1微米之光束直徑。
光譜儀額外利用氖電漿線校準。測量值可於反向散射幾何進行，其中選定偏極化測定值，故可檢測E2 －光子[表面上掃描：z(y x/y)－z；開縫面掃描：y(x x)－y]。當於表面上掃描時，於x方向及y方向之增量約為2.5毫米。距離晶圓邊緣的邊際為2毫米。當於垂直表面之晶圓開縫面掃描時，於z方向之增量約為10微米。E2 －光子於半最大值(半寬度)之頻率及全寬係藉勞倫斯線性分析測定。
第1圖顯示於使用含cBN料漿(本發明)及使用含鑽石料漿(比較例)以機械方式拋光後，GaN晶圓之表面粗度(rms)值之比較，以及第2圖為適合用於利用白光干涉計量術測量rms值之表面研究原理。

Claims (23)

  1. 一種製備第III族氮(III-N)化合物料之平滑化表面之方法，包含以一包含立方氮化硼磨粒之水性懸浮液形式的料漿拋光一材料欲被平滑化之表面，該表面包含III-N化合物，其中III表示週期系統第III族之至少一種元素，選自於Al、Ga、及In；其中該拋光程序包含多個連續的拋光步驟，其中該磨粒在至少一個後續步驟中具有連續縮小的平均粒徑。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該料漿含有選自於由氨、氫氧化鉀、氫氧化鈉、過氧化氫及有機鹼所組成之組群之至少一種物質。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該材料係選自於由獨立式(free-standing)III-N基材及III-N樣板所組成之組群，其中該III-N樣板包含一外來基材、一上III-N層、及任選地由III-N或另一種材料所形成之至少一層中間層。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法，進一步包含以包含立方氮化硼磨粒之一料漿讓欲平滑化之表面接受研磨處理。
  5. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該外來基材之材料係選自於由藍寶石、碳化矽、氮化鎵、氮化鋁、砷化鎵、氧化鋅、矽、鋁酸鋰、及鎵酸鋰所組成之組群。
  6. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該獨立式III-N基材或該III-N樣板分別具有欲平滑化之表面，係由正確定向之c-、a-、m-或r-平面所界定，或由具有朝向c-、a-、m-或r-平面錯誤定向0.1度至30度之平面所界定。
  7. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該獨立式III-N基材或該III-N樣板分別具有欲平滑化之表面，係由正確定向之III-極性c-平面所界定，或由具有朝向III-極性c-平面錯誤定向0.1度至1度之平面所界定。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中於三個連續拋光步驟中，磨粒之平均粒徑分別係於4微米至7微米、2微米至4微米及0.5微米至2微米之範圍。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中於該三個連續拋光步驟中，平均粒徑分別約為6微米、約3微米及約1微米。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含於拋光處理之前進行一研磨程序。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中使用立方氮化硼作為研磨劑。
  12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該含有立方氮化硼之料漿係朝向III-N材料之III-極性表面[0001]施用。
  13. 一種獨立式III-N基材，其中III表示週期系統第III 族中之至少一種元素，選自於Al、Ga、及In，該基材具有大於40毫米之直徑，其中於利用白光干涉計量術於表面上映射中，rms值之標準差為5%或以下，其中之一或兩者，在平行於生長面之表面上之搖擺曲線映射中，於半最大值測量得之全寬之標準差為5%或以下，在平行於生長面之表面上之微拉曼映射中，於E2 -光子半最大值測量得之全寬之標準差為5%或以下。
  14. 一種光學裝置，包含一光學元件、電子元件或光電子元件形成於一III-N基材上，其中該基板包含一如申請專利範圍第13項之基板。
  15. 一種獨立式III-N基材，其中III表示週期系統第III族中之至少一種元素，選自於Al、Ga、及In，該基材具有大於40毫米之直徑，其中該獨立式III-N基材的表面已藉由一包含立方氮化硼磨料之水性懸浮液形式之料漿，並藉由包含多數個連續拋光步驟的拋光被平滑化，其中該磨料在至少一個後續步驟中具有一連續縮小的平均粒徑，任一者或兩者，在平行於生長面之表面上之搖擺曲線映射中，於半最大值測量得之全寬之標準差為5%或以下， 在平行於生長面之表面上之微拉曼映射中，於E2 -光子半最大值測量得之全寬之標準差為5%或以下。
  16. 如申請專利範圍第15項之獨立式III-N基材，其中該獨立式III-N基材之一表面具有正確定向之c-、a-、m-或r-平面，或具有朝向c-、a-、m-或r-平面錯誤定向0.1度至30度之平面。
  17. 如申請專利範圍第15項之獨立式III-N基材，其中該獨立式III-N基材之表面具有正確定向之III-極性c-平面，或具有朝向正確定向之III-極性c-平面錯誤定向0.1度至1度之平面。
  18. 如申請專利範圍第15項之獨立式III-N基材，其該平滑化表面是III-N材料之III-極性表面[0001]。
  19. 一種III-N樣板，其中III表示週期系統第III族中之至少一種元素，選自於Al、Ga、及In，其中該樣板包含一外來基材、一III-N上層、及任選地由III-N或另一種材料所形成之至少一層中間層，具有大於40毫米之直徑，其中於利用白光干涉計量術於表面上映射中，rms值之標準差為5%或以下，其中之一或兩者，在平行於生長面之表面上之搖擺曲線映射中，於半最大值測量得之全寬之標準差為5%或以下，在平行於生長面之表面上之微拉曼映射中，於 E2 -光子半最大值測量得之全寬之標準差為5%或以下。
  20. 如申請專利範圍第19項之III-N樣板，其中於平行於生長面之表面上之搖擺曲線映射中，於半最大值測量得之全寬之標準差為5%或以下。
  21. 一種光學裝置，包含一光學元件、電子元件或光電子元件形成於III-N樣板上，其中該樣板包含如申請專利範圍第19項之一樣板上。
  22. 一種III-N樣板，其中III表示週期系統第III族中之至少一種元素，選自於Al、Ga、及In，其中該樣板包含一外來基材、一III-N上層、及任選地由III-N或另一種材料所形成之至少一中間層，該樣板具有大於40毫米之直徑，其中該III-N上層的表面已藉由一包含立方氮化硼磨料之水性懸浮液形式之料漿，並藉由包含多數個連續拋光步驟的拋光被平滑化，其中該磨料在至少一個後續步驟中具有一連續縮小的平均粒徑，其中任一者或兩者，在平行於生長面之表面上之搖擺曲線映射中，於半最大值測量得之全寬之標準差為5%或以下，在平行於生長面之表面上之微拉曼映射中，於E2 -光子半最大值測量得之全寬之標準差為5%或以下。
  23. 如申請專利範圍第22項之樣板，其中該外來基材 是由選自於由藍寶石、碳化矽、氮化鎵、氮化鋁、砷化鎵、氧化鋅、矽、鋁酸鋰、及鎵酸鋰所組成之組群的一材料形成。
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