化合物半導体基板の製造方法
【課題】高精度な化合物半導体単結晶基板を製造できる化合物半導体基板の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る化合物半導体基板の製造方法は、化合物半導体としてのＧａＮ単結晶のインゴット３０を準備するインゴット準備工程と、インゴット３０を切断部材で切断してＧａＮ単結晶基板を形成する切断工程とを備え、切断工程は、インゴット３０と切断部材との接触部分３２の温度を１６０℃以下に制御してインゴット３０を切断する。
【解決手段】本発明に係る化合物半導体基板の製造方法は、化合物半導体としてのＧａＮ単結晶のインゴット３０を準備するインゴット準備工程と、インゴット３０を切断部材で切断してＧａＮ単結晶基板を形成する切断工程とを備え、切断工程は、インゴット３０と切断部材との接触部分３２の温度を１６０℃以下に制御してインゴット３０を切断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化合物半導体基板の製造方法に関する。特に、本発明は、化合物半導体単結晶を切断する工程を備える化合物半導体基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、及び炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の化合物半導体単結晶のインゴットから単結晶基板を製造する方法として、口径１５０ｍｍφ以上、かつ、長さ３００ｍｍ以上のインゴットを準備する工程と、インゴットを走行するワイヤに押し当てて切断する工程とを備え、切断する工程は、インゴットの径方向の中心部分においてのみ、切断開始及び切断完了付近よりもワイヤの繰り出し速度を速くする基板の製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の基板の製造方法によれば、インゴット中心部におけるワイヤの繰り出し速度を速くしているので、ワイヤの磨耗が小さく、ワイヤのブレを低減することができることから、得られる基板の切断面の反りを小さくできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８８７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の基板の製造方法においては、非常に硬いＧａＮ等の化合物半導体をスライスする場合において、経済的観点から切断速度を速くした場合に、得られる基板の切断面の凹凸が大きくなる場合、又は切断による結晶表面のダメージが大きくなる場合がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、高精度な化合物半導体単結晶基板を製造できる化合物半導体基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、化合物半導体としてのＧａＮ単結晶のインゴットを準備するインゴット準備工程と、インゴットを切断部材で切断してＧａＮ単結晶基板を形成する切断工程とを備え、切断工程は、インゴットと切断部材との接触部分の温度を１６０℃以下に制御してインゴットを切断する化合物半導体基板の製造方法が提供される。
【０００８】
また、ＧａＮ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａは、９μｍ以下が好ましい。
【０００９】
また、本発明は上記目的を達成するため、化合物半導体としてのＡｌＮ単結晶のインゴットを準備するインゴット準備工程と、インゴットを切断部材で切断してＡｌＮ単結晶基板を形成する切断工程とを備え、切断工程は、インゴットと切断部材との接触部分の温度を２００℃以下に制御してインゴットを切断する化合物半導体基板の製造方法が提供される。
【００１０】
また、ＡｌＮ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａは、９μｍ以下が好ましい。
【００１１】
また、本発明は上記目的を達成するため、化合物半導体としてのＳｉＣ単結晶のインゴットを準備するインゴット準備工程と、インゴットを切断部材で切断してＳｉＣ単結晶基板を形成する切断工程とを備え、切断工程は、インゴットと切断部材との接触部分の温度を２４０℃以下に制御してインゴットを切断する化合物半導体基板の製造方法が提供される。
【００１２】
また、ＳｉＣ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａは、１８μｍ以下が好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る化合物半導体基板の製造方法によれば、高精度な化合物半導体単結晶基板を製造できる化合物半導体基板の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造に用いられるワイヤソー装置の概要図である。
【図２】ＧａＮ単結晶の熱伝導率の温度依存性を示す図である。
【図３】ＧａＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を示す図である。
【図４】ＧａＡｓウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を示す図である。
【図５】ＧａＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を異なる切断速度毎に対比して示す図である。
【図６】ＡｌＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を示す図である。
【図７】ＳｉＣウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る化合物半導体基板であるＧａＮ基板の製造に用いられるワイヤソー装置の概要を示す。
【００１６】
第１の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法は、化合物半導体としてのＧａＮ単結晶からなるインゴット３０からＧａＮ単結晶基板を製造する方法である。ＧａＮ単結晶基板は、ワイヤソー装置１を用いてインゴット３０の切り出し部分を冷却しながらインゴット３０を切断することにより製造される。
【００１７】
（ワイヤソー装置１の概要）
ワイヤソー装置１は切断部材としてのワイヤソー２０を所定の方向に所定の速度で往復運動させるローラー１０、ローラー１２、及びローラー１４と、ＧａＮからなるインゴット３０を保持する保持部５５と、保持部５５をワイヤソー２０の方向に連続的に移動可能な送り部５０と、少なくともワイヤソー２０とインゴット３０との接触部分３２を冷却する冷却液４２を接触部分３２に向けて供給する冷却液供給部４０とを備える。なお、冷却液４２は、図示しない温度制御装置内において所定の循環速度で循環され、インゴット３０の種類に応じて予め定められた温度に保持される。
【００１８】
（ＧａＮ単結晶基板の製造方法）
まず、ＧａＮ単結晶からなるインゴット３０を準備する（インゴット準備工程）。次に、インゴット３０をワイヤソー装置１の保持部５５に保持する（保持工程）。続いて、ローラー１２乃至ローラー１４に沿ってワイヤソー２０を予め定められた速度で稼働させる。そして、送り部５０を稼働させ、インゴット３０をワイヤソー２０に向けて所定の送り速度で近づける。この場合に、インゴット３０とワイヤソー２０との接触部分３２に向けて、所定の温度に冷却した冷却液４２を冷却液供給部４０から吹き付ける。なお、ワイヤソー２０の表面に砥粒が接着されていない場合、冷却液４２には砥粒を含むスラリを用いることができる。一方、ワイヤソー２０の表面に砥粒が接着されている場合、冷却液４２には水性の冷却液を用いることができる。
【００１９】
そして、インゴット３０をワイヤソー２０で切断してＧａＮ単結晶基板を形成する（切断工程）。ここで、切断工程において冷却液４２の所定の温度は、ワイヤソー２０とインゴット３０との接触による摩擦熱の放散が促進され、インゴット３０の熱膨張が抑制される温度に設定する。具体的に、第１の実施の形態においては、接触部分３２の温度が１６０℃以下、好ましくは１４０℃以下に制御することができる温度に冷却液４２の温度は設定される。これにより、インゴット３０とワイヤソー２０との接触により発生する摩擦熱によるＧａＮ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａが低減される。すなわち、第１の実施の形態においては、インゴット３０をワイヤソー２０によって切断、つまり、スライスする場合に接触部分３２の温度を所定の温度以下に保つことにより、ＧａＮ単結晶の熱伝導率を高めてワイヤソー２０とインゴット３０との接触による摩擦熱の放散を促進させることにより、インゴット３０、及び切断中のＧａＮウェハの熱膨張が抑制される。
【００２０】
（発明者が得た知見）
第１の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法は、接触部分３２をインゴット３０の種類に応じて所定の温度以下に制御する手法であるが、斯かる手法は発明者が得た以下の知見によるものである。
【００２１】
すなわち、ワイヤソー装置１は、高速で往復運動するワイヤソー２０に化合物半導体単結晶からなるインゴット３０をゆっくりと押しつけることによりインゴット３０を切断する装置である。この場合において、インゴット３０とワイヤソー２０とが高速で擦れ合うので、接触部分３２において大きな摩擦熱が発生する。摩擦熱が発生すると接触部分３２付近の結晶が熱膨張する。ここで、摩擦熱を速やかに放散させない場合、接触部分３２の温度が徐々に変化する（例えば、徐々に上昇する）ので、結晶の熱膨張の程度を制御できず、切断して得られる単結晶基板の表面、すなわち、切断面に凹凸が発生する原因になるという知見を本発明者は得た。また、摩擦熱によりインゴット３０の内部における温度の不均一が生じた場合、インゴット３０から複数枚の単結晶基板を切り出した場合において、単結晶基板毎に切断面の凹凸が大きくばらつく原因にもなるという知見も本発明者は得た。
【００２２】
接触部分３２における摩擦熱を放散させるには、接触部分３２を冷却することが考えられる。例えば、砥粒を含んだスラリを接触部分３２に供給しながらインゴット３０を切断する遊離砥粒型の切断方法の場合、スラリにより接触部分３２を冷却する。また、表面に砥粒が接着されたワイヤソー２０によりインゴット３０を切断する固定砥粒型の切断方法の場合、冷却液を接触部分３２に供給する。そこで、本実施の形態に係るワイヤソー装置１は、所定の温度に制御された冷却液４２を接触部分３２に供給する冷却液供給部４０を備える。
【００２３】
ここで、本発明者は、化合物半導体（すなわち、ＧａＮ、ＡｌＮ、及びＳｉＣ）の熱伝導率に着目した。化合物半導体結晶の室温における熱伝導率は、表１に示すように、他の化合物半導体（例えば、ＧａＡｓ等）に比べて非常に大きい。しかしながら、化合物半導体の熱伝導率は、温度が上昇するにつれて減少する。例えば、図２にＧａＮ単結晶の熱伝導率の温度依存性を示す。なお、以下の説明においてＧａＮ、ＡｌＮ、及びＳｉＣを高熱伝導率の化合物半導体と、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、ＧａＰ、及びＩｎＰを低熱伝導率の化合物半導体と称する。
【００２４】
【表１】
【００２５】
図２は、ＧａＮ単結晶の熱伝導率の温度依存性を示す。
【００２６】
図２を参照すると分かるようにＧａＮ単結晶の熱伝導率は、２００℃において室温の約１／２に減少しており、８００℃では室温の約１／４程度に減少する。ＧａＡｓ、ＧａＰ等の低熱伝導率を示す他の化合物半導体の熱伝導率も温度の上昇につれて減少するので、２００℃、８００℃等の高温であってもＧａＮ、ＡｌＮ、及びＳｉＣの熱伝導率はＧａＡｓ等に比べて相対的に大きい。しかしながら、高熱伝導率の化合物半導体の熱伝導率と、低熱伝導率の化合物半導体の熱伝導率との差は小さくなる。したがって、接触部分３２の温度が高温の場合には、切断対象たるインゴット３０を構成する化合物半導体の種類によらず、摩擦熱の放散には大きな差が生じない。しかしながら、摩擦熱を適切に放散させ、接触部分３２の温度を下げた場合、高熱伝導率の化合物半導体の熱伝導率は非常に大きくなるので、摩擦熱を適切に放散させ得るという知見を本発明者は得た。
【００２７】
そこで、本発明者は、接触部分３２を冷却すると共に、インゴット３０を構成する化合物半導体の種類に応じて接触部分３２の温度を所定の温度以下に制御することにより、摩擦熱を速やかに放散させて、摩擦熱による結晶の熱膨張の変動を抑制できることに想到したものである。
【００２８】
（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法は、化合物半導体としてのＧａＮからなるインゴット３０とワイヤソー２０との接触部分３２の温度を適切な温度（具体的には、１６０℃以下）に制御するので、ＧａＮ単結晶の熱伝導率の低下が抑制され、インゴット３０の切断中に発生する摩擦熱が効率よく放散される。これにより、切断中のインゴット３０の熱膨張収縮を抑制でき、切断中におけるＧａＮ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａが抑制されるので、インゴット３０から得られるＧａＮ単結晶基板の切断面の凹凸を小さくでき、高精度で高速な切断を実現できる。
【００２９】
また、第１の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法によれば、切断面の凹凸を抑制できると共に、切断面の結晶のダメージを抑制できるので、スライス後の研磨工程における表面の除去量を少なくでき、１つのインゴットから切り出せる単結晶基板の枚数を増加させることができると共に、その後の研磨工程に要する時間も短縮することができる。したがって、第１の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法によれば、低コストでＧａＮ単結晶基板を提供することができる。
【００３０】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法は、化合物半導体としての窒化アルミニウム（ＡｌＮ）単結晶の基板を製造する方法である。第２の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法は、第１の実施の形態と異なり、切断対象がＡｌＮからなるインゴット３０であり、接触部分３２の温度を２００℃以下に制御する点を除き、第１の実施の形態と同様の工程を備える。すなわち、第２の実施の形態においては、ワイヤソー装置１によりＡｌＮからなるインゴットを切断する場合における当該インゴットとワイヤソー２０との接触部分の温度を２００℃以下、好ましくは１６０℃以下に制御する。
これにより、ＡｌＮからなるインゴットとワイヤソー２０との接触により発生する摩擦熱によるＡｌＮ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａを低減する。
【００３１】
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法は、化合物半導体としての炭化ケイ素（ＳｉＣ）単結晶の基板を製造する方法である。第３の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法は、第１の実施の形態と異なり、切断対象がＳｉＣからなるインゴット３０であり、接触部分３２の温度を２４０℃以下に制御する点を除き、第１の実施の形態と同様の工程を備える。すなわち、第３の実施の形態においては、ワイヤソー装置１によりＳｉＣからなるインゴットを切断する場合における当該インゴットとワイヤソー２０との接触部分の温度を２４０℃以下、好ましくは２００℃以下に制御する。これにより、ＳｉＣからなるインゴットとワイヤソー２０との接触により発生する摩擦熱によるＳｉＣ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａを低減する。
【００３２】
［変形例］
第１〜第３の実施の形態においてはＧａＮ、ＡｌＮ、及びＳｉＣについてのみ説明したが、高熱伝導率・硬質脆性材料についても第１〜第３の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法を適用できる。また、インゴット３０のスライスの方向はｃ面に平行な場合のみならず、任意の結晶面のスライスに適用できる。
【実施例１】
【００３３】
実施例１においてはＧａＮからなるインゴットからＧａＮ単結晶を製造した。具体的に、φ５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのｃ面を主面とするＧａＮ単結晶のインゴット３０を、固定砥粒型のワイヤソー２０を用いてスライスした。ワイヤソー２０としては、線径２５０μｍのダイヤモンド電着ワイヤソーを用いた。そして、ワイヤソー２０とインゴット３０との接触部分３２に、一定温度に制御した水性冷却液を吹きかけながらインゴット３０をスライスした。なお、水性冷却液としては、水を主成分とする冷却液を用いることができる。また、ワイヤソー２０のワイヤ走行速度は３３０ｍ／ｍｉｎ、切断速度（すなわち、送り部５０の送り速度）は２ｍｍ／ｈに設定した。その結果、厚さ約０．６ｍｍのＧａＮウェハを１０枚切り出すことができた。
【００３４】
ここで、冷却液４２の温度、冷却液４２の循環速度、及びインゴット３０への冷却液４２の吹き付け位置を調整して、インゴット３０とワイヤソー２０との接触部分３２の温度を１００℃から２２０℃の間で変化させ、切り出して得られたＧａＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａを比較した。算術平均うねりＷａとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１で規定される算術平均うねりをいう。算術平均うねりＷａは、レーザ変位計を用い、得られたＧａＮウェハの切断面の表面形状を測定することにより算出した。測定条件は次の通りである。
（１）レーザ変位計のレーザスポット径：２μｍ
（２）カットオフ波長λc：０．０８ｍｍ
（３）輪郭曲線フィルタ波長λf：４０ｍｍ
（４）測定長さ：５ｍｍ(基準長さ) x ９（回数） = ４５ｍｍ
ＧａＮウェハの中心を通る直線上において、ＧａＮウェハの中心とＧａＮウェハの中心から両側にそれぞれ５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍの間隔で離れた８点の計９点の位置で、ＧａＮウェハを切断した方向（ワイヤソーのワイヤが走行した方向に対して垂直方向）にレーザを移動させて測定した。ＧａＮウェハの切断面は、表面と裏面の２つがあるが、どちらの面を測定しても同様な算術平均うねりＷａの測定結果となった。
なお、接触部分３２の温度は、インゴット３０の接触部分３２の近傍に熱電対を埋め込んで測定した。また、接触部分３２の温度は、冷却液４２の温度、冷却液４２の種類、冷却液４２の吹き付け量、冷却液４２の吹き付け位置を調整して制御した。
【００３５】
図３は、ＧａＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を示す。
【００３６】
ＧａＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａは接触部分３２の温度の低下に伴って減少した。特に、接触部分３２の温度が１８０℃以下において算術平均うねりＷａの急激な減少が始まり、接触部分３２の温度が１６０℃以下においては算術平均うねりＷａが９μｍ以下になり飽和した。すなわち、接触部分３２の温度が１００℃以上１６０℃以下において算術平均うねりＷａが９μｍ以下であるという良好な結果が得られた。また、接触部分３２の温度が１４０℃以下において算術平均うねりＷａが６μｍ未満であるという良好な結果が得られた。
【００３７】
一方、比較としてＧａＡｓインゴットに対して実施例１と同様の実験を実施した。その結果を図４に示す。
【００３８】
図４は、ＧａＡｓウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を示す。
【００３９】
ＧａＮの場合と同様に温度の低下に伴ってＧａＡｓウェハの切断面の算術平均うねりＷａが小さくなる傾向を示した。しかしながら、ＧａＮのように算術平均うねりＷａが急激に減少することはなかった。
すなわち、インゴット３０がＧａＮの場合、ＧａＡｓ等の低熱伝導率の化合物半導体とは異なり、接触部分３２の温度を低下させることによってアズスライスウェハ、すなわち、インゴット３０のスライスにより得られるＧａＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａが急激に減少する領域があり、特に、接触部分３２の温度を１４０℃以下にすることによって算術平均うねりＷａを非常に小さくすることができることが示された。
【実施例２】
【００４０】
実施例２では、ＧａＮからなるインゴット３０からＧａＮウェハを製造する場合に、切断速度を１ｍｍ／ｈ、２ｍｍ／ｈ（すなわち、実施例１と同一速度）、及び４ｍｍ／ｈの範囲で変化させて、実施例１と同様にしてＧａＮウェハを製造して、ＧａＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａを比較した。その結果を図５に示す。
【００４１】
図５は、ＧａＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を異なる切断速度毎に対比して示す。
【００４２】
図５を参照すると分かるように、切断速度が大きいほど算術平均うねりＷａは大きいものの、何れの切断速度においても接触部分３２の温度を１６０℃以下に保つことによって算術平均うねりＷａが１８μｍ以下という良好な結果が得られることが示された。
【実施例３】
【００４３】
実施例３においてはＡｌＮからなるインゴットからＡｌＮ単結晶を製造した。具体的に、φ１．５インチ、厚さ２０ｍｍのＡｌＮ単結晶のインゴット３０を、固定砥粒型のワイヤソー２０を用いてスライスした。ワイヤソー２０としては、線径２５０μｍのダイヤモンド電着ワイヤソーを用いた。そして、ワイヤソー２０とインゴット３０との接触部分３２に、一定温度に制御した水性冷却液を吹きかけながらインゴット３０をスライスした。
なお、ワイヤソー２０のワイヤ走行速度は３３０ｍ／ｍｉｎ、切断速度は２ｍｍ／ｈに設定した。その結果、厚さ約０．６ｍｍのＡｌＮウェハを２１枚切り出すことができた。
【００４４】
ここで、冷却液４２の温度、冷却液４２の循環速度、及びインゴット３０への冷却液４２の吹き付け位置を調整して、インゴット３０とワイヤソー２０との接触部分３２の温度を１２０℃から２６０℃の間で変化させ、切り出して得られたＡｌＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａを比較した。なお、接触部分３２の温度は実施例１と同様に、インゴット３０の接触部分３２の近傍に熱電対を埋め込んで測定した。
【００４５】
図６は、ＡｌＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を示す。
【００４６】
ＡｌＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａは接触部分３２の温度の低下に伴って減少した。特に、接触部分３２の温度が２２０℃以下において算術平均うねりＷａの急激な減少が始まり、接触部分３２の温度が２００℃以下においては算術平均うねりＷａが９μｍ以下になって飽和した。すなわち、接触部分３２の温度が１２０℃以上２００℃以下において良好な結果が得られた。したがって、ＡｌＮからなるインゴット３０の場合においても実施例１と同様に、接触部分３２の温度を低下させることによりアズスライスウェハの切断面の算術平均うねりＷａが急激に減少する領域があり、特に、接触部分３２の温度を１６０℃以下にすることによって算術平均うねりＷａを６μｍ以下に非常に小さくすることができることが示された。
【実施例４】
【００４７】
実施例４においてはＳｉＣからなるインゴットからＳｉＣ単結晶を製造した。具体的に、φ３インチ、厚さ３０ｍｍの６Ｈ−ＳｉＣ単結晶のインゴット３０を、固定砥粒型のワイヤソー２０を用いてスライスした。ワイヤソー２０としては、線径２５０μｍのダイヤモンド電着ワイヤソーを用いた。そして、ワイヤソー２０とインゴット３０との接触部分３２に、一定温度に制御した水性冷却液を吹きかけながらインゴット３０をスライスした。なお、ワイヤソー２０のワイヤ走行速度は３３０ｍ／ｍｉｎ、切断速度は２ｍｍ／ｈに設定した。その結果、厚さ約０．６ｍｍのＳｉＣウェハを３２枚切り出すことができた。
【００４８】
ここで、冷却液４２の温度、冷却液４２の循環速度、及びインゴット３０への冷却液４２の吹き付け位置を調整して、インゴット３０とワイヤソー２０との接触部分３２の温度を１５０℃から３００℃の間で変化させ、切り出して得られたＳｉＣウェハの切断面の算術平均うねりＷａを比較した。なお、接触部分３２の温度は実施例１と同様に、インゴット３０の接触部分３２の近傍に熱電対を埋め込んで測定した。
【００４９】
図７は、ＳｉＣウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を示す。
【００５０】
ＳｉＣウェハの切断面の算術平均うねりＷａは接触部分３２の温度の低下に伴って減少した。特に、接触部分３２の温度が２４０℃以下において算術平均うねりＷａが１８μｍ以下となり、算術平均うねりＷａの急激な減少が始まり、接触部分３２の温度が２００℃以下においては算術平均うねりＷａが１２μｍ未満になって飽和した。すなわち、接触部分３２の温度が１５０℃以上２４０℃以下において良好な結果が得られた。したがって、ＳｉＣからなるインゴット３０の場合においても実施例１及び実施例３と同様に、接触部分３２の温度を低下させることによりアズスライスウェハの切断面の算術平均うねりＷａが急激に減少する領域があり、特に、接触部分３２の温度を２００℃以下にすることによって算術平均うねりＷａを非常に小さくすることができることが示された。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００５２】
１ ワイヤソー装置
１０、１２、１４ ローラー
２０ ワイヤソー
３０ インゴット
３２ 接触部分
４０ 冷却液供給部
４２ 冷却液
５０ 送り部
５５ 保持部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化合物半導体基板の製造方法に関する。特に、本発明は、化合物半導体単結晶を切断する工程を備える化合物半導体基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、及び炭化ケイ素（ＳｉＣ）等の化合物半導体単結晶のインゴットから単結晶基板を製造する方法として、口径１５０ｍｍφ以上、かつ、長さ３００ｍｍ以上のインゴットを準備する工程と、インゴットを走行するワイヤに押し当てて切断する工程とを備え、切断する工程は、インゴットの径方向の中心部分においてのみ、切断開始及び切断完了付近よりもワイヤの繰り出し速度を速くする基板の製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の基板の製造方法によれば、インゴット中心部におけるワイヤの繰り出し速度を速くしているので、ワイヤの磨耗が小さく、ワイヤのブレを低減することができることから、得られる基板の切断面の反りを小さくできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８８７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の基板の製造方法においては、非常に硬いＧａＮ等の化合物半導体をスライスする場合において、経済的観点から切断速度を速くした場合に、得られる基板の切断面の凹凸が大きくなる場合、又は切断による結晶表面のダメージが大きくなる場合がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、高精度な化合物半導体単結晶基板を製造できる化合物半導体基板の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、化合物半導体としてのＧａＮ単結晶のインゴットを準備するインゴット準備工程と、インゴットを切断部材で切断してＧａＮ単結晶基板を形成する切断工程とを備え、切断工程は、インゴットと切断部材との接触部分の温度を１６０℃以下に制御してインゴットを切断する化合物半導体基板の製造方法が提供される。
【０００８】
また、ＧａＮ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａは、９μｍ以下が好ましい。
【０００９】
また、本発明は上記目的を達成するため、化合物半導体としてのＡｌＮ単結晶のインゴットを準備するインゴット準備工程と、インゴットを切断部材で切断してＡｌＮ単結晶基板を形成する切断工程とを備え、切断工程は、インゴットと切断部材との接触部分の温度を２００℃以下に制御してインゴットを切断する化合物半導体基板の製造方法が提供される。
【００１０】
また、ＡｌＮ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａは、９μｍ以下が好ましい。
【００１１】
また、本発明は上記目的を達成するため、化合物半導体としてのＳｉＣ単結晶のインゴットを準備するインゴット準備工程と、インゴットを切断部材で切断してＳｉＣ単結晶基板を形成する切断工程とを備え、切断工程は、インゴットと切断部材との接触部分の温度を２４０℃以下に制御してインゴットを切断する化合物半導体基板の製造方法が提供される。
【００１２】
また、ＳｉＣ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａは、１８μｍ以下が好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る化合物半導体基板の製造方法によれば、高精度な化合物半導体単結晶基板を製造できる化合物半導体基板の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造に用いられるワイヤソー装置の概要図である。
【図２】ＧａＮ単結晶の熱伝導率の温度依存性を示す図である。
【図３】ＧａＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を示す図である。
【図４】ＧａＡｓウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を示す図である。
【図５】ＧａＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を異なる切断速度毎に対比して示す図である。
【図６】ＡｌＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を示す図である。
【図７】ＳｉＣウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る化合物半導体基板であるＧａＮ基板の製造に用いられるワイヤソー装置の概要を示す。
【００１６】
第１の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法は、化合物半導体としてのＧａＮ単結晶からなるインゴット３０からＧａＮ単結晶基板を製造する方法である。ＧａＮ単結晶基板は、ワイヤソー装置１を用いてインゴット３０の切り出し部分を冷却しながらインゴット３０を切断することにより製造される。
【００１７】
（ワイヤソー装置１の概要）
ワイヤソー装置１は切断部材としてのワイヤソー２０を所定の方向に所定の速度で往復運動させるローラー１０、ローラー１２、及びローラー１４と、ＧａＮからなるインゴット３０を保持する保持部５５と、保持部５５をワイヤソー２０の方向に連続的に移動可能な送り部５０と、少なくともワイヤソー２０とインゴット３０との接触部分３２を冷却する冷却液４２を接触部分３２に向けて供給する冷却液供給部４０とを備える。なお、冷却液４２は、図示しない温度制御装置内において所定の循環速度で循環され、インゴット３０の種類に応じて予め定められた温度に保持される。
【００１８】
（ＧａＮ単結晶基板の製造方法）
まず、ＧａＮ単結晶からなるインゴット３０を準備する（インゴット準備工程）。次に、インゴット３０をワイヤソー装置１の保持部５５に保持する（保持工程）。続いて、ローラー１２乃至ローラー１４に沿ってワイヤソー２０を予め定められた速度で稼働させる。そして、送り部５０を稼働させ、インゴット３０をワイヤソー２０に向けて所定の送り速度で近づける。この場合に、インゴット３０とワイヤソー２０との接触部分３２に向けて、所定の温度に冷却した冷却液４２を冷却液供給部４０から吹き付ける。なお、ワイヤソー２０の表面に砥粒が接着されていない場合、冷却液４２には砥粒を含むスラリを用いることができる。一方、ワイヤソー２０の表面に砥粒が接着されている場合、冷却液４２には水性の冷却液を用いることができる。
【００１９】
そして、インゴット３０をワイヤソー２０で切断してＧａＮ単結晶基板を形成する（切断工程）。ここで、切断工程において冷却液４２の所定の温度は、ワイヤソー２０とインゴット３０との接触による摩擦熱の放散が促進され、インゴット３０の熱膨張が抑制される温度に設定する。具体的に、第１の実施の形態においては、接触部分３２の温度が１６０℃以下、好ましくは１４０℃以下に制御することができる温度に冷却液４２の温度は設定される。これにより、インゴット３０とワイヤソー２０との接触により発生する摩擦熱によるＧａＮ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａが低減される。すなわち、第１の実施の形態においては、インゴット３０をワイヤソー２０によって切断、つまり、スライスする場合に接触部分３２の温度を所定の温度以下に保つことにより、ＧａＮ単結晶の熱伝導率を高めてワイヤソー２０とインゴット３０との接触による摩擦熱の放散を促進させることにより、インゴット３０、及び切断中のＧａＮウェハの熱膨張が抑制される。
【００２０】
（発明者が得た知見）
第１の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法は、接触部分３２をインゴット３０の種類に応じて所定の温度以下に制御する手法であるが、斯かる手法は発明者が得た以下の知見によるものである。
【００２１】
すなわち、ワイヤソー装置１は、高速で往復運動するワイヤソー２０に化合物半導体単結晶からなるインゴット３０をゆっくりと押しつけることによりインゴット３０を切断する装置である。この場合において、インゴット３０とワイヤソー２０とが高速で擦れ合うので、接触部分３２において大きな摩擦熱が発生する。摩擦熱が発生すると接触部分３２付近の結晶が熱膨張する。ここで、摩擦熱を速やかに放散させない場合、接触部分３２の温度が徐々に変化する（例えば、徐々に上昇する）ので、結晶の熱膨張の程度を制御できず、切断して得られる単結晶基板の表面、すなわち、切断面に凹凸が発生する原因になるという知見を本発明者は得た。また、摩擦熱によりインゴット３０の内部における温度の不均一が生じた場合、インゴット３０から複数枚の単結晶基板を切り出した場合において、単結晶基板毎に切断面の凹凸が大きくばらつく原因にもなるという知見も本発明者は得た。
【００２２】
接触部分３２における摩擦熱を放散させるには、接触部分３２を冷却することが考えられる。例えば、砥粒を含んだスラリを接触部分３２に供給しながらインゴット３０を切断する遊離砥粒型の切断方法の場合、スラリにより接触部分３２を冷却する。また、表面に砥粒が接着されたワイヤソー２０によりインゴット３０を切断する固定砥粒型の切断方法の場合、冷却液を接触部分３２に供給する。そこで、本実施の形態に係るワイヤソー装置１は、所定の温度に制御された冷却液４２を接触部分３２に供給する冷却液供給部４０を備える。
【００２３】
ここで、本発明者は、化合物半導体（すなわち、ＧａＮ、ＡｌＮ、及びＳｉＣ）の熱伝導率に着目した。化合物半導体結晶の室温における熱伝導率は、表１に示すように、他の化合物半導体（例えば、ＧａＡｓ等）に比べて非常に大きい。しかしながら、化合物半導体の熱伝導率は、温度が上昇するにつれて減少する。例えば、図２にＧａＮ単結晶の熱伝導率の温度依存性を示す。なお、以下の説明においてＧａＮ、ＡｌＮ、及びＳｉＣを高熱伝導率の化合物半導体と、ＧａＡｓ、ＺｎＳｅ、ＧａＰ、及びＩｎＰを低熱伝導率の化合物半導体と称する。
【００２４】
【表１】
【００２５】
図２は、ＧａＮ単結晶の熱伝導率の温度依存性を示す。
【００２６】
図２を参照すると分かるようにＧａＮ単結晶の熱伝導率は、２００℃において室温の約１／２に減少しており、８００℃では室温の約１／４程度に減少する。ＧａＡｓ、ＧａＰ等の低熱伝導率を示す他の化合物半導体の熱伝導率も温度の上昇につれて減少するので、２００℃、８００℃等の高温であってもＧａＮ、ＡｌＮ、及びＳｉＣの熱伝導率はＧａＡｓ等に比べて相対的に大きい。しかしながら、高熱伝導率の化合物半導体の熱伝導率と、低熱伝導率の化合物半導体の熱伝導率との差は小さくなる。したがって、接触部分３２の温度が高温の場合には、切断対象たるインゴット３０を構成する化合物半導体の種類によらず、摩擦熱の放散には大きな差が生じない。しかしながら、摩擦熱を適切に放散させ、接触部分３２の温度を下げた場合、高熱伝導率の化合物半導体の熱伝導率は非常に大きくなるので、摩擦熱を適切に放散させ得るという知見を本発明者は得た。
【００２７】
そこで、本発明者は、接触部分３２を冷却すると共に、インゴット３０を構成する化合物半導体の種類に応じて接触部分３２の温度を所定の温度以下に制御することにより、摩擦熱を速やかに放散させて、摩擦熱による結晶の熱膨張の変動を抑制できることに想到したものである。
【００２８】
（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法は、化合物半導体としてのＧａＮからなるインゴット３０とワイヤソー２０との接触部分３２の温度を適切な温度（具体的には、１６０℃以下）に制御するので、ＧａＮ単結晶の熱伝導率の低下が抑制され、インゴット３０の切断中に発生する摩擦熱が効率よく放散される。これにより、切断中のインゴット３０の熱膨張収縮を抑制でき、切断中におけるＧａＮ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａが抑制されるので、インゴット３０から得られるＧａＮ単結晶基板の切断面の凹凸を小さくでき、高精度で高速な切断を実現できる。
【００２９】
また、第１の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法によれば、切断面の凹凸を抑制できると共に、切断面の結晶のダメージを抑制できるので、スライス後の研磨工程における表面の除去量を少なくでき、１つのインゴットから切り出せる単結晶基板の枚数を増加させることができると共に、その後の研磨工程に要する時間も短縮することができる。したがって、第１の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法によれば、低コストでＧａＮ単結晶基板を提供することができる。
【００３０】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法は、化合物半導体としての窒化アルミニウム（ＡｌＮ）単結晶の基板を製造する方法である。第２の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法は、第１の実施の形態と異なり、切断対象がＡｌＮからなるインゴット３０であり、接触部分３２の温度を２００℃以下に制御する点を除き、第１の実施の形態と同様の工程を備える。すなわち、第２の実施の形態においては、ワイヤソー装置１によりＡｌＮからなるインゴットを切断する場合における当該インゴットとワイヤソー２０との接触部分の温度を２００℃以下、好ましくは１６０℃以下に制御する。
これにより、ＡｌＮからなるインゴットとワイヤソー２０との接触により発生する摩擦熱によるＡｌＮ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａを低減する。
【００３１】
［第３の実施の形態］
本発明の第３の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法は、化合物半導体としての炭化ケイ素（ＳｉＣ）単結晶の基板を製造する方法である。第３の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法は、第１の実施の形態と異なり、切断対象がＳｉＣからなるインゴット３０であり、接触部分３２の温度を２４０℃以下に制御する点を除き、第１の実施の形態と同様の工程を備える。すなわち、第３の実施の形態においては、ワイヤソー装置１によりＳｉＣからなるインゴットを切断する場合における当該インゴットとワイヤソー２０との接触部分の温度を２４０℃以下、好ましくは２００℃以下に制御する。これにより、ＳｉＣからなるインゴットとワイヤソー２０との接触により発生する摩擦熱によるＳｉＣ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａを低減する。
【００３２】
［変形例］
第１〜第３の実施の形態においてはＧａＮ、ＡｌＮ、及びＳｉＣについてのみ説明したが、高熱伝導率・硬質脆性材料についても第１〜第３の実施の形態に係る化合物半導体基板の製造方法を適用できる。また、インゴット３０のスライスの方向はｃ面に平行な場合のみならず、任意の結晶面のスライスに適用できる。
【実施例１】
【００３３】
実施例１においてはＧａＮからなるインゴットからＧａＮ単結晶を製造した。具体的に、φ５０ｍｍ、厚さ１０ｍｍのｃ面を主面とするＧａＮ単結晶のインゴット３０を、固定砥粒型のワイヤソー２０を用いてスライスした。ワイヤソー２０としては、線径２５０μｍのダイヤモンド電着ワイヤソーを用いた。そして、ワイヤソー２０とインゴット３０との接触部分３２に、一定温度に制御した水性冷却液を吹きかけながらインゴット３０をスライスした。なお、水性冷却液としては、水を主成分とする冷却液を用いることができる。また、ワイヤソー２０のワイヤ走行速度は３３０ｍ／ｍｉｎ、切断速度（すなわち、送り部５０の送り速度）は２ｍｍ／ｈに設定した。その結果、厚さ約０．６ｍｍのＧａＮウェハを１０枚切り出すことができた。
【００３４】
ここで、冷却液４２の温度、冷却液４２の循環速度、及びインゴット３０への冷却液４２の吹き付け位置を調整して、インゴット３０とワイヤソー２０との接触部分３２の温度を１００℃から２２０℃の間で変化させ、切り出して得られたＧａＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａを比較した。算術平均うねりＷａとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１で規定される算術平均うねりをいう。算術平均うねりＷａは、レーザ変位計を用い、得られたＧａＮウェハの切断面の表面形状を測定することにより算出した。測定条件は次の通りである。
（１）レーザ変位計のレーザスポット径：２μｍ
（２）カットオフ波長λc：０．０８ｍｍ
（３）輪郭曲線フィルタ波長λf：４０ｍｍ
（４）測定長さ：５ｍｍ(基準長さ) x ９（回数） = ４５ｍｍ
ＧａＮウェハの中心を通る直線上において、ＧａＮウェハの中心とＧａＮウェハの中心から両側にそれぞれ５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍの間隔で離れた８点の計９点の位置で、ＧａＮウェハを切断した方向（ワイヤソーのワイヤが走行した方向に対して垂直方向）にレーザを移動させて測定した。ＧａＮウェハの切断面は、表面と裏面の２つがあるが、どちらの面を測定しても同様な算術平均うねりＷａの測定結果となった。
なお、接触部分３２の温度は、インゴット３０の接触部分３２の近傍に熱電対を埋め込んで測定した。また、接触部分３２の温度は、冷却液４２の温度、冷却液４２の種類、冷却液４２の吹き付け量、冷却液４２の吹き付け位置を調整して制御した。
【００３５】
図３は、ＧａＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を示す。
【００３６】
ＧａＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａは接触部分３２の温度の低下に伴って減少した。特に、接触部分３２の温度が１８０℃以下において算術平均うねりＷａの急激な減少が始まり、接触部分３２の温度が１６０℃以下においては算術平均うねりＷａが９μｍ以下になり飽和した。すなわち、接触部分３２の温度が１００℃以上１６０℃以下において算術平均うねりＷａが９μｍ以下であるという良好な結果が得られた。また、接触部分３２の温度が１４０℃以下において算術平均うねりＷａが６μｍ未満であるという良好な結果が得られた。
【００３７】
一方、比較としてＧａＡｓインゴットに対して実施例１と同様の実験を実施した。その結果を図４に示す。
【００３８】
図４は、ＧａＡｓウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を示す。
【００３９】
ＧａＮの場合と同様に温度の低下に伴ってＧａＡｓウェハの切断面の算術平均うねりＷａが小さくなる傾向を示した。しかしながら、ＧａＮのように算術平均うねりＷａが急激に減少することはなかった。
すなわち、インゴット３０がＧａＮの場合、ＧａＡｓ等の低熱伝導率の化合物半導体とは異なり、接触部分３２の温度を低下させることによってアズスライスウェハ、すなわち、インゴット３０のスライスにより得られるＧａＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａが急激に減少する領域があり、特に、接触部分３２の温度を１４０℃以下にすることによって算術平均うねりＷａを非常に小さくすることができることが示された。
【実施例２】
【００４０】
実施例２では、ＧａＮからなるインゴット３０からＧａＮウェハを製造する場合に、切断速度を１ｍｍ／ｈ、２ｍｍ／ｈ（すなわち、実施例１と同一速度）、及び４ｍｍ／ｈの範囲で変化させて、実施例１と同様にしてＧａＮウェハを製造して、ＧａＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａを比較した。その結果を図５に示す。
【００４１】
図５は、ＧａＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を異なる切断速度毎に対比して示す。
【００４２】
図５を参照すると分かるように、切断速度が大きいほど算術平均うねりＷａは大きいものの、何れの切断速度においても接触部分３２の温度を１６０℃以下に保つことによって算術平均うねりＷａが１８μｍ以下という良好な結果が得られることが示された。
【実施例３】
【００４３】
実施例３においてはＡｌＮからなるインゴットからＡｌＮ単結晶を製造した。具体的に、φ１．５インチ、厚さ２０ｍｍのＡｌＮ単結晶のインゴット３０を、固定砥粒型のワイヤソー２０を用いてスライスした。ワイヤソー２０としては、線径２５０μｍのダイヤモンド電着ワイヤソーを用いた。そして、ワイヤソー２０とインゴット３０との接触部分３２に、一定温度に制御した水性冷却液を吹きかけながらインゴット３０をスライスした。
なお、ワイヤソー２０のワイヤ走行速度は３３０ｍ／ｍｉｎ、切断速度は２ｍｍ／ｈに設定した。その結果、厚さ約０．６ｍｍのＡｌＮウェハを２１枚切り出すことができた。
【００４４】
ここで、冷却液４２の温度、冷却液４２の循環速度、及びインゴット３０への冷却液４２の吹き付け位置を調整して、インゴット３０とワイヤソー２０との接触部分３２の温度を１２０℃から２６０℃の間で変化させ、切り出して得られたＡｌＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａを比較した。なお、接触部分３２の温度は実施例１と同様に、インゴット３０の接触部分３２の近傍に熱電対を埋め込んで測定した。
【００４５】
図６は、ＡｌＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を示す。
【００４６】
ＡｌＮウェハの切断面の算術平均うねりＷａは接触部分３２の温度の低下に伴って減少した。特に、接触部分３２の温度が２２０℃以下において算術平均うねりＷａの急激な減少が始まり、接触部分３２の温度が２００℃以下においては算術平均うねりＷａが９μｍ以下になって飽和した。すなわち、接触部分３２の温度が１２０℃以上２００℃以下において良好な結果が得られた。したがって、ＡｌＮからなるインゴット３０の場合においても実施例１と同様に、接触部分３２の温度を低下させることによりアズスライスウェハの切断面の算術平均うねりＷａが急激に減少する領域があり、特に、接触部分３２の温度を１６０℃以下にすることによって算術平均うねりＷａを６μｍ以下に非常に小さくすることができることが示された。
【実施例４】
【００４７】
実施例４においてはＳｉＣからなるインゴットからＳｉＣ単結晶を製造した。具体的に、φ３インチ、厚さ３０ｍｍの６Ｈ−ＳｉＣ単結晶のインゴット３０を、固定砥粒型のワイヤソー２０を用いてスライスした。ワイヤソー２０としては、線径２５０μｍのダイヤモンド電着ワイヤソーを用いた。そして、ワイヤソー２０とインゴット３０との接触部分３２に、一定温度に制御した水性冷却液を吹きかけながらインゴット３０をスライスした。なお、ワイヤソー２０のワイヤ走行速度は３３０ｍ／ｍｉｎ、切断速度は２ｍｍ／ｈに設定した。その結果、厚さ約０．６ｍｍのＳｉＣウェハを３２枚切り出すことができた。
【００４８】
ここで、冷却液４２の温度、冷却液４２の循環速度、及びインゴット３０への冷却液４２の吹き付け位置を調整して、インゴット３０とワイヤソー２０との接触部分３２の温度を１５０℃から３００℃の間で変化させ、切り出して得られたＳｉＣウェハの切断面の算術平均うねりＷａを比較した。なお、接触部分３２の温度は実施例１と同様に、インゴット３０の接触部分３２の近傍に熱電対を埋め込んで測定した。
【００４９】
図７は、ＳｉＣウェハの切断面の算術平均うねりＷａと接触部分の温度との関係を示す。
【００５０】
ＳｉＣウェハの切断面の算術平均うねりＷａは接触部分３２の温度の低下に伴って減少した。特に、接触部分３２の温度が２４０℃以下において算術平均うねりＷａが１８μｍ以下となり、算術平均うねりＷａの急激な減少が始まり、接触部分３２の温度が２００℃以下においては算術平均うねりＷａが１２μｍ未満になって飽和した。すなわち、接触部分３２の温度が１５０℃以上２４０℃以下において良好な結果が得られた。したがって、ＳｉＣからなるインゴット３０の場合においても実施例１及び実施例３と同様に、接触部分３２の温度を低下させることによりアズスライスウェハの切断面の算術平均うねりＷａが急激に減少する領域があり、特に、接触部分３２の温度を２００℃以下にすることによって算術平均うねりＷａを非常に小さくすることができることが示された。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００５２】
１ ワイヤソー装置
１０、１２、１４ ローラー
２０ ワイヤソー
３０ インゴット
３２ 接触部分
４０ 冷却液供給部
４２ 冷却液
５０ 送り部
５５ 保持部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化合物半導体としてのＧａＮ単結晶のインゴットを準備するインゴット準備工程と、
前記インゴットを切断部材で切断してＧａＮ単結晶基板を形成する切断工程とを備え、
前記切断工程は、前記インゴットと前記切断部材との接触部分の温度を１６０℃以下に制御して前記インゴットを切断する化合物半導体基板の製造方法。
【請求項２】
前記ＧａＮ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａが９μｍ以下である請求項１に記載の化合物半導体基板の製造方法。
【請求項３】
化合物半導体としてのＡｌＮ単結晶のインゴットを準備するインゴット準備工程と、
前記インゴットを切断部材で切断してＡｌＮ単結晶基板を形成する切断工程とを備え、
前記切断工程は、前記インゴットと前記切断部材との接触部分の温度を２００℃以下に制御して前記インゴットを切断する化合物半導体基板の製造方法。
【請求項４】
前記ＡｌＮ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａが９μｍ以下である請求項３に記載の化合物半導体基板の製造方法。
【請求項５】
化合物半導体としてのＳｉＣ単結晶のインゴットを準備するインゴット準備工程と、
前記インゴットを切断部材で切断してＳｉＣ単結晶基板を形成する切断工程とを備え、
前記切断工程は、前記インゴットと前記切断部材との接触部分の温度を２４０℃以下に制御して前記インゴットを切断する化合物半導体基板の製造方法。
【請求項６】
前記ＳｉＣ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａが１８μｍ以下である請求項５に記載の化合物半導体基板の製造方法。
【請求項１】
化合物半導体としてのＧａＮ単結晶のインゴットを準備するインゴット準備工程と、
前記インゴットを切断部材で切断してＧａＮ単結晶基板を形成する切断工程とを備え、
前記切断工程は、前記インゴットと前記切断部材との接触部分の温度を１６０℃以下に制御して前記インゴットを切断する化合物半導体基板の製造方法。
【請求項２】
前記ＧａＮ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａが９μｍ以下である請求項１に記載の化合物半導体基板の製造方法。
【請求項３】
化合物半導体としてのＡｌＮ単結晶のインゴットを準備するインゴット準備工程と、
前記インゴットを切断部材で切断してＡｌＮ単結晶基板を形成する切断工程とを備え、
前記切断工程は、前記インゴットと前記切断部材との接触部分の温度を２００℃以下に制御して前記インゴットを切断する化合物半導体基板の製造方法。
【請求項４】
前記ＡｌＮ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａが９μｍ以下である請求項３に記載の化合物半導体基板の製造方法。
【請求項５】
化合物半導体としてのＳｉＣ単結晶のインゴットを準備するインゴット準備工程と、
前記インゴットを切断部材で切断してＳｉＣ単結晶基板を形成する切断工程とを備え、
前記切断工程は、前記インゴットと前記切断部材との接触部分の温度を２４０℃以下に制御して前記インゴットを切断する化合物半導体基板の製造方法。
【請求項６】
前記ＳｉＣ単結晶基板の切断面の算術平均うねりＷａが１８μｍ以下である請求項５に記載の化合物半導体基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−９７００（Ｐ２０１１−９７００Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６５７８６（Ｐ２０１０−６５７８６）
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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