窒化物半導体基板の製造方法
【課題】湾曲した窒化物半導体結晶から、面内および基板間で格子面方向のばらつきが少ない窒化物半導体基板を得る方法を提供する。
【解決手段】異種基板上にエピタキシャル成長させて得られた湾曲した窒化物半導体結晶１２の凹状の面にダイアモンド砥粒などにより研削を行って加工変質層１３を導入する。加工変質層１３の導入によって窒化物半導体結晶１２の曲率半径は大きくなり、面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］が平行化される。この状態の窒化物半導体結晶１２から、表面１２ａから裏面１２ｂに向かってスライスして複数の基板１４を切り出す。このようにして得られた基板１４は、基板表面と特定の結晶格子面とが成す角度が基板の面内で略同じとなるため、湾曲した窒化物半導体結晶１２から、結晶格子面が揃った複数の基板１４を切り出すことが可能となる。
【解決手段】異種基板上にエピタキシャル成長させて得られた湾曲した窒化物半導体結晶１２の凹状の面にダイアモンド砥粒などにより研削を行って加工変質層１３を導入する。加工変質層１３の導入によって窒化物半導体結晶１２の曲率半径は大きくなり、面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］が平行化される。この状態の窒化物半導体結晶１２から、表面１２ａから裏面１２ｂに向かってスライスして複数の基板１４を切り出す。このようにして得られた基板１４は、基板表面と特定の結晶格子面とが成す角度が基板の面内で略同じとなるため、湾曲した窒化物半導体結晶１２から、結晶格子面が揃った複数の基板１４を切り出すことが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異種基板上にエピタキシャル成長させて得られた湾曲した窒化物半導体結晶から、結晶面方向の面内ばらつきが少ない窒化物半導体基板を得るための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）をはじめとする窒化物半導体結晶は、青色発光素子と蛍光体との組み合わせにより白色を得る光源などの半導体装置に用いられる材料として盛んな研究が行われてきている。窒化物半導体結晶は主に、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタキシ法（ＭＢＥ法）あるいはハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）といったエピタキシャル成長の手法により、異種基板上に育成される。
【０００３】
ところで、異種基板上にエピタキシャル成長させて得られる窒化物半導体結晶は、下地基板との熱膨張率の違いや格子不整合により内部応力が生じて結晶成長中に反りを生じ易く、特に、厚膜に結晶成長させて得られた窒化物半導体結晶は下地基板を除去した単独膜の状態でも大きく反ったものとなる。
【０００４】
このような湾曲した窒化物半導体単独膜の反りを低減させる手法として、凹型に反った方の面にダイヤモンド砥石を用いた研削によって加工変質層を形成して平坦化するという手法が報告されている（特許文献１：特開２００５−１３６１６７号公報）。そしてこの手法によれば、窒化物半導体結晶の基板としての幾何学的な反りは、例えば±４０μｍ〜±１００μｍ程度から+３０μｍ〜−２０μｍ程度へと低減されるとされる。
【０００５】
このような基板の幾何学的な反りの低減は、当該基板上に素子を形成する際のデバイスプロセス上の要求に応え得るものである。しかし、歩留まり良く半導体素子を作製するという観点からは、基板を幾何学的に平坦なものとするだけでは、十分とはいえない。その理由は、半導体素子としての特性を設計どおりのものとするためには、基板の面内で、結晶面方向のばらつきが少ないことが求められるところ、基板が幾何学的に平坦であることは必ずしも、基板の面内で結晶面方向のばらつきが少ないことを意味しないからである。
【０００６】
例えば、比較的大型の窒化物半導体結晶を育成しておいてその結晶から複数の基板を切り出す場合、結晶の中心部と周辺部とで結晶面方向が異なる場合には、当該結晶から切り出されて得られた基板の内での結晶面方向のばらつきが無視できないのみならず、基板間での結晶面方向ばらつきも大きくなり、半導体素子の製造歩留まりは下がることとなる。
【０００７】
また、半導体素子によっては、結晶成長面にではなく、これと特定の角度をなす特殊な結晶面に作製することとなるが、結晶部位によって結晶面方向が異なる場合には、そのような特殊な結晶面を主面とする基板を切り出すための高精度な方位合わせも困難である。
【特許文献１】特開２００５−１３６１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、異種基板上にエピタキシャル成長させて得られた湾曲した窒化物半導体結晶から、面内および基板間で結晶面方向（格子面方向）のばらつきが少ない複数の窒化物半導体基板を得る方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するために、本発明の窒化物半導体基板の製造方法は、異種基板上にエピタキシャル成長させて得られた窒化物半導体結晶の面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］が互いに平行となるように前記窒化物半導体結晶の少なくとも一方主面に加工変質層を形成し、その後前記窒化物半導体結晶を切断することを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、前記切断はワイヤーソーを使用し、平行に一度に複数分割される。
【００１１】
前記切断される結晶面は、例えば、Ｃ面（極性面）、Ａ面またはＭ面（非極性面）、若しくはＣ面に対して傾斜する半極性面である。
【００１２】
本発明において、好ましくは、前記格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］の結晶面内での平行度は１度以内である。
【００１３】
また、本発明において、前記窒化物半導体基板から前記加工変質層を取り除く工程を更に備えるようにしてもよい。
【００１４】
前記窒化物半導体結晶は、例えば、窒化ガリウム系結晶である。
【００１５】
本発明の窒化物半導体ウエーハは、平板状でない窒化物半導体ウエーハにおいて、面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］が使用面と直交することを特徴とする。
【００１６】
本発明の窒化物半導体ウエーハは、少なくとも端面の一部に加工変質層が形成されているものとすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、窒化物半導体結晶の湾曲を加工変質層の導入により制御し、面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］を平行化した状態の窒化物半導体結晶から基板を切り出すこととしたので、基板表面と特定の結晶格子面とが成す角度が基板の面内で略同じとなる。このため、湾曲した窒化物半導体結晶から、結晶格子面が揃った複数の基板を切り出すことが可能となる。
【００１８】
また、窒化物半導体結晶の面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］が平行だと、ワイヤーソーで一度に平行に複数切断すると、結晶格子面が揃った基板を同時に多数切り出せるので、生産効率を向上させることができる。
【００１９】
更に、加工変質層を形成した窒化物半導体結晶から同時に多数の基板を切り出した後は、必要に応じて加工変質層を除去してもよく、この場合、切り出された多数の基板は再び反る方向に変形してしまうが、切り出された各基板は略同じように変形するため、切り出された各基板の面内での結晶面方向のばらつきは、湾曲した窒化物半導体結晶をそのままの状態で一度に平行に複数スライスして多数の基板を切り出した場合に比べて、少なくできる。
【００２０】
通常窒化物半導体結晶は、ある程度大きい状態にエピタキシャル成長で作られ、次に薄いウエーハにスライスされ、その後この薄いウエーハを細かく分割して多数の半導体素子を製造するのに用いられることが多い。
【００２１】
上述の窒化物半導体結晶に加工変質層を形成して面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］を平行化した後にワイヤーソーで一度に平行に複数切断する方法で、薄いウエーハ状に切り出し、研磨やエッチングなどの半導体ウエーハに対し通常行われる表面仕上げ方法により加工変質層を除去して窒化物半導体ウエーハを作ると、この窒化物半導体ウエーハは上記のように再び反る方向に変形してしまうが、窒化物半導体ウエーハの切断面と共に内部の結晶構造も変形するため、切断面の面内各点で格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］と切断面との交わる角度は同一となる。
【００２２】
このようにして作られた窒化物半導体ウエーハの切断面を研磨し、デバイスを形成するための使用面とし、へき開面を基準として細かく分割すると、分割された各窒化物半導体結晶の内部の結晶構造は略同一となるため、この分割された各窒化物半導体結晶を用いて多数の半導体素子を製造すると、半導体素子の性能のばらつきを少なくすることができる。
【００２３】
しかし、窒化物半導体ウエーハの使用目的によっては、無理に加工変質層を除去する必要はない。
【００２４】
特に、薄い窒化物半導体ウエーハにした時に加工変質層がウエーハの端面部分に来る場合には、半導体素子の製造にほとんど影響を及ぼさないので、除去する必要はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、以下では、窒化ガリウム系などの窒化物半導体結晶の結晶型は六方晶型であるとして説明し、その格子面指数を（ｈｋｉｌ）、格子面方向を［ｈｋｉｌ］で示すが、窒化物半導体結晶は立方晶型をも取り得るから、その場合には格子面指数は（ｈｋｌ）、格子面方向は［ｈｋｌ］で表記されることとなる。
【００２６】
図１（Ａ）乃至（Ｅ）は、異種基板１１上に窒化物半導体結晶１２をエピタキシャル成長させた場合に、結晶成長につれて、窒化物半導体結晶１２が湾曲してゆく様子を説明するための図で、ここでは、異種基板１１は（０００１）面（Ｃ面）を主面とする六方晶型のサファイア基板である（図１（Ａ））。
【００２７】
サファイア基板上には、基板と同じ六方晶型の窒化物半導体結晶１２（ここでは、ＧａＮ結晶）がＣ軸方向にエピタキシャル成長するが、その膜厚が薄い場合には湾曲は生じないから、基板面内で同一の方向（図中に矢印で示した）に結晶成長が進行する（図１（Ｂ））。しかし、サファイアとＧａＮとは約１４％の格子不整合があるから、ＧａＮの結晶成長が進行して膜厚が増すにつれてＧａＮ結晶内部に応力が発生し、徐々に湾曲が生じるとともに格子面方向［ｈｋｉｌ］（図中の矢印方向）が面内でばらつきはじめ（図１（Ｃ）−（Ｄ））、窒化物半導体結晶１２が厚膜である場合には、サファイア基板とＧａＮ結晶との界面に生じた応力によってサファイア基板が自然剥離する場合もある（図１（Ｅ））。
【００２８】
このようなエピタキシャル成長の結果として得られた窒化物半導体結晶１２は、その面内において、格子面方向［ｈｋｉｌ］が場所ごとに異なり、湾曲の程度が大きければ大きいほど、格子面方向［ｈｋｉｌ］の面内ばらつき（すなわち、図中に示した矢印同士が成す角度）は大きくなる。
【００２９】
図２は、湾曲してエピタキシャル成長した窒化物半導体結晶１２の一方の主面に加工変質層１３を形成して湾曲の度合いを制御し、これによって窒化物半導体結晶１２の面内における格子面方向のばらつきの程度を低減させる様子を説明するための図で、エピタキシャル成長後の湾曲した窒化物半導体結晶１２（図２（Ａ））の一方の主面（図１においてサファイア基板側であった面）に加工変質層１３を形成している（図２（Ｂ）−（Ｃ））。
【００３０】
エピタキシャル成長で得られた湾曲した窒化物半導体結晶１２の凹面側に加工変質層１３を導入すると凹面は広がり、加工変質のレベルに応じて平坦化することが知られている（特許文献１参照）。本発明では、湾曲した窒化物半導体結晶１２の面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］（図中では矢印で結晶成長方向であるＣ軸方向、すなわち［０００１］方向）が互いに平行となるように窒化物半導体結晶１２の凹面側に加工変質層１３を導入する（図２（Ｃ））。なお、このような加工変質層１３を、凹面側だけではなく凸面側にも導入するようにしてもよい。
【００３１】
図３は、加工変質層１３を導入して面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］を平行化した窒化物半導体結晶１２から基板を切り出す様子を説明するための図で、図３（Ａ）は窒化物半導体結晶１２の側面図、図３（Ｂ）は加工変質層１３導入後の窒化物半導体結晶１２の表面１２ａから裏面１２ｂに向かって垂直に（すなわち、格子面方向［０００１］に平行に）スライスして複数の基板１４を得た様子を示す図、そして、図３（Ｃ）は得られた基板１４の斜視図である。
【００３２】
なお、窒化物半導体結晶１２は直径は例えば６０mm程度、厚さは５mm程度であり、この結晶から切り出される基板の厚さは例えば０．５mm程度である。このような場合、切り出された基板１４は、長さＬが６０mm、幅Ｈが５mm、厚さｔが０．５mmなどとなる。図３（Ｂ）の場合、加工変質層１３は基板１４の端面部分にあるので、加工変質層１３は特には除去しないで、角部の研削、表面の研磨及びエッチングなどの工程により基板１４を仕上げる。但し、必要がある場合には、加工変質層１３は除去してもよい。
【００３３】
その後、デバイス機能を有する層を積層して、基板１４を例えば基板１４のへき開面を基準面として０．２mm角に分割して半導体素子の製造に用いる。分割する手段としては、スライス、劈開などの方法がある。
【００３４】
図３では、スライスされて得られる基板面はＣ面に垂直な格子面とされているが、窒化物半導体結晶１２の結晶成長面がどの格子面であり、切り出して得られた基板１４の表面１５にどのような素子を形成するかにより、切断される結晶面として、極性面であるＣ面、非極性面であるＡ面（すなわち、（１１−２０）面）またはＭ面（すなわち、（１−１００）面）、若しくはＣ面に対して傾斜する半極性面などが選択されることとなる。
【００３５】
窒化物半導体結晶１２を切る方法としては、例えばＸ線回折法を用いて結晶の方位を調べて切る方向を決め、ワイヤーソーで一度に平行に複数スライスすると、製造効率が向上するので望ましい。勿論、必要に応じて他の方法でスライスしてもかまわない。また、図３（Ａ）では一つの面にのみ加工変質層１３を形成しているが、必要に応じて、対向する側の面にも加工変質層１３を形成してもかまわない。
【００３６】
図４は、加工変質層１３を導入して面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］を平行化した窒化物半導体結晶１２からウエーハ状の基板を切り出す様子を説明するための図で、図４（Ａ）は窒化物半導体結晶１２の側面図、図４（Ｂ）は加工変質層１３導入後の窒化物半導体結晶１２の側面の一方端１２ｃから他方端１２ｄに沿って（すなわち、格子面方向［０００１］に垂直に）同時に切断して４枚のウエーハ１４を得た様子を示す図、そして、図４（Ｃ）は得られたウエーハ１４の斜視図である。
【００３７】
ウエーハ１４の厚さは例えば０．５mm程度であるから、切り出されたウエーハ１４は、直径Ｄが６０mm、厚さｔが０．５mmなどであり、この後、角部の研削、表面の研磨及びエッチングなどの工程により、加工変質層１３を除去されてウエーハ１４は仕上げられる。そして、デバイス機能を有する層を積層して、ウエーハ１４を例えばウエーハ１４のへき開面を基準面として０．２mm角に分割して半導体素子の製造に用いられることとなる。図４（Ａ）の場合も、一つの面にのみ加工変質層１３を形成しているが、必要に応じて、対向する側の面にも加工変質層１３を形成してもかまわない。
【００３８】
つまり、湾曲した窒化物半導体結晶１２の面内各点での格子面方向（この図ではＣ軸方向、すなわち［０００１］方向）が互いに平行となるように窒化物半導体結晶１２の凹面側に加工変質層１３を導入しておき、この状態で、複数のウエーハを同時に切り出すことで基板を得るのである。
【００３９】
ここで、窒化物半導体結晶１２から複数のウエーハを同時に切り出すのは、結晶が湾曲しようとする効果は窒化物半導体結晶１２の厚さに依存して変化するため、ウエーハを１枚ずつ切り出した場合には、加工変質層１３による凹面を広げる効果と上記結晶が湾曲しようとする効果のバランスが崩れ、ウエーハを切り出す工程中に窒化物半導体結晶１２の面内各点での格子面方向の平行性が低下してしまうためである。
【００４０】
本発明において、格子面方向［ｈｋｉｌ］（若しくは［ｈｋｌ］）の結晶面内での平行度は、１度以内であることが好ましい。この程度の平行度であれば、切り出されたウエーハ上にデバイス機能を有する複数層を例えばHVPE法やMOVPE法などで積層したときに、容易に各層の界面を平坦に形成することができる。しかし、上記平行度が１度を超えると、各層の界面を平坦に形成することが急激に困難となり、界面に凹凸ができやすく例えば発光素子とした場合、発光強度の低下の原因となる。また、切り出されたウエーハの上記平行度が１度を超えると、ウエーハ上に形成した層の結晶構造自体にも影響が及び、層形成時に層内部に混入されるドーパント物質の混入量にも偏りを生じ、同様に発光素子とした際に輝度むらを生じてしまう。
【００４１】
また、窒化物半導体基板を得た後に、当該基板に残存している加工変質層部分を取り除くこととしてもよい。基板を得た後に加工変質層部分を除去した場合には、当該基板（従って素子形成面も）が幾何学的に湾曲を生じる可能性はあるが、仮にそのような湾曲が生じたとしても格子面は基板表面と同じ湾曲状態にあるため、局所的にみた場合の基板表面と格子面との関係は、基板面内において概ね一定の関係に保たれることとなるからである。
【００４２】
以下に、実施例により本発明をより詳細に説明する。
【実施例１】
【００４３】
Ｃ面を主面とする直径６０ｍｍのサファイア基板を用い、ＧａＮ結晶をＣ軸方向にエピタキシャル成長させて厚さ約５ｍｍの結晶を得た。この基板はＣ面側が凹状に湾曲しており、Ｘ線回折法によって評価したところ、曲率半径は約３ｍであった。このＧａＮ結晶の凹状に湾曲している側の面の全面に、粒径３０〜４０μｍのダイアモンド砥粒により、深さ０．０５ｍｍの研削を行って加工変質層を導入した。研削加工した結晶表面には、深さ数μmから十数μmの無数の微細なクラックが形成されており、ＧａＮ結晶の湾曲度は緩和されて曲率半径は約５ｍとなった。つまり、格子面方向［０００１］の結晶面内での平行度は、約０．７度となった。
【００４４】
この状態の結晶から、Ｍ面の表面をもつ基板を切り出した。具体的には、Ｘ線回折法によって結晶の方位を合わせ、結晶の表面と裏面を横切るように、ワイヤーソーで５枚の基板を一度でスライスし、その表面を研磨加工した。
【００４５】
図５は、得られた基板の面内での基板表面と特定の結晶格子面（本実施例ではＭ面）との成す角度のばらつきの程度をＸ線回折法で調べた結果を説明するための図で、図５（Ａ）に示したように、基板の面内（研磨面）の中心点（ａ）と基板周辺の点（ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）の計５点について、Ｍ面（図では（ｈｋｉｌ）と表示）と研磨面（Ｓ）が成す角度（図５（Ｂ）中のθ）を微小部Ｘ線回折の手法で調べた。
【００４６】
本実施例で得られた基板の場合、Ｍ面と研磨面が成す角度の最大値は０．５°であった。これに対して、加工変質層を導入することなく切り出した基板の場合は、Ｍ面と研磨面が成す角度の最大値は１．０°であった。
【実施例２】
【００４７】
実施例１とは成長条件を変えて、曲率半径約１５ｍの、直径６０ｍｍで厚さ約５ｍｍのＣ軸方向にエピタキシャル成長したＧａＮ結晶を得た。なお、用いた基板は実施例１と同様に、Ｃ面を主面とする直径６０ｍｍのサファイア基板である。このＧａＮ結晶の凹状に湾曲している側の面（Ｃ面）の全面に、粒径３０〜４０μｍのダイアモンド砥粒により、深さ０．０５ｍｍの研削を行って加工変質層を導入した。
【００４８】
研削加工した結晶表面には、深さ数μmから十数μmの無数の微細なクラックが形成され、結晶はクラックが形成された側の面（Ｃ面）が広がる方向に変形し、凹状であったＣ面側が凸状となった。この湾曲をＸ線回折法によって測定したところ、約１５ｍであった曲率半径が、反対側の向きに約２５ｍとなった。
【００４９】
次に、上記結晶面と反対側の面（−Ｃ面）の全面に、粒径３〜５μｍのダイアモンド砥粒により、深さ０．０２ｍｍ研削を行って加工変質層を導入した。この処理により結晶は再び変形した、Ｃ面の湾曲を再度Ｘ線回折法で測定したところ、曲率半径は約４５ｍであった。つまり、格子面方向［０００１］の結晶面内での平行度は、約０．１度となった。
【００５０】
この状態の結晶からＡ面の表面をもつ基板を切り出した。具体的には、Ｘ線回折法によって結晶の方位を合わせ、結晶の表面と裏面を横切るように、ワイヤーソーで５枚の基板を一度でスライスし、その表面を研磨加工した。
【００５１】
そして、上述した手法により、基板表面とＡ面との成す角度のばらつきの程度をＸ線回折法で調べた結果、本実施例で得られた基板の場合、Ｍ面と研磨面が成す角度の最大値は０．１°であった。これに対して、加工変質層を導入することなく切り出した基板の場合は、Ｍ面と研磨面が成す角度の最大値は０．３°であった。
【実施例３】
【００５２】
実施例１および２とは成長条件を変えて、曲率半径約１０ｍの、直径６０ｍｍで厚さ約５ｍｍのＣ軸方向にエピタキシャル成長したＧａＮ結晶を得た。なお、用いた基板は実施例１および２と同様に、Ｃ面を主面とする直径６０ｍｍのサファイア基板である。このＧａＮ結晶の凹状に湾曲している側の面（Ｃ面）の全面に、粒径３０〜４０μｍのダイアモンド砥粒により、深さ０．０５ｍｍの研削を行って加工変質層を導入した。
【００５３】
研削加工した結晶表面には、深さ数μmから十数μmの無数の微細なクラックが形成され、結晶はクラックが形成された側の面（Ｃ面）が広がる方向に変形し、湾曲をＸ線回折法によって測定したところ、約１０ｍであった曲率半径が約４５ｍとなった。
【００５４】
この結晶の一方端から他方端にわたって、研削面（Ｃ面）に沿ってワイヤーソーで１度に５枚スライスして複数のウエーハを得た。これらのウエーハのうち、加工変質層が導入されたままのウエーハから加工変質層を取り除く研磨加工を施したところ、Ｃ面側の表面の湾曲状態は結晶成長直後の状態に戻った。このとき、Ｃ面側の表面の湾曲に伴って、ＧａＮ結晶内部の結晶格子面の湾曲状態も成長直後の状態に戻り、Ｃ面側の表面と特定の結晶格子面とが成す角度は、Ｃ面側の全面で略同じとなった。
【００５５】
なお、スライスにより加工変質層と切り離されて得られた他のウエーハのＣ面側の湾曲状態も成長直後の状態へと戻っており、Ｃ面側の表面と特定の結晶格子面とが成す角度はＣ面側の全面で略同じとなっていた。
【００５６】
このようにして得られたウエーハに半導体素子を形成し、劈開や結晶軸基準のスライスにより０．２mm角に分割してチップとした。得られたチップは、表面と特定の結晶格子面とが成す角度の関係は何れも略同じであり、作製された半導体素子の性能のばらつきも殆どなかった。
【００５７】
なお、上記実施例は何れも、Ｃ軸方向にエピタキシャル成長させたＧａＮ結晶を用いたものであったが、Ｍ軸方向、Ａ軸方向、或いは−Ｃ軸方向に成長させたＧａＮ結晶にも、本発明は適用できる。また、ＧａＮ結晶以外にも、ＡｌＮ結晶やＩｎＮ結晶などの窒化物半導体結晶でも同様の効果を得ることができる。更に、オフ角を有する窒化物半導体基板の作製にも、本発明は適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明により、異種基板上にエピタキシャル成長させて得られた湾曲した窒化物半導体結晶から、面内および基板間で結晶面方向（格子面方向）のばらつきが少ない複数の窒化物半導体基板を得る方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】異種基板上に窒化物半導体結晶をエピタキシャル成長させた場合に、結晶成長につれて、窒化物半導体結晶が湾曲してゆく様子を説明するための図である。
【図２】湾曲してエピタキシャル成長した窒化物半導体結晶の一方の主面に導入した加工変質層によって窒化物半導体結晶の面内における格子面方向のばらつきの程度を低減させる様子を説明するための図である。
【図３】加工変質層を導入して面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］を平行化した窒化物半導体結晶から基板を切り出す様子を説明するための図である。
【図４】加工変質層を導入して面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］を平行化した窒化物半導体結晶からウエーハ状の基板を切り出す様子を説明するための図である。
【図５】基板の面内での基板表面と特定の結晶格子面との成す角度のばらつきの程度をＸ線回折法で調べた結果を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
１１ 異種基板
１２ 窒化物半導体結晶
１３ 加工変質層
１４ 窒化物半導体基板
１５ 基板表面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異種基板上にエピタキシャル成長させて得られた湾曲した窒化物半導体結晶から、結晶面方向の面内ばらつきが少ない窒化物半導体基板を得るための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化ガリウム（ＧａＮ）をはじめとする窒化物半導体結晶は、青色発光素子と蛍光体との組み合わせにより白色を得る光源などの半導体装置に用いられる材料として盛んな研究が行われてきている。窒化物半導体結晶は主に、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタキシ法（ＭＢＥ法）あるいはハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）といったエピタキシャル成長の手法により、異種基板上に育成される。
【０００３】
ところで、異種基板上にエピタキシャル成長させて得られる窒化物半導体結晶は、下地基板との熱膨張率の違いや格子不整合により内部応力が生じて結晶成長中に反りを生じ易く、特に、厚膜に結晶成長させて得られた窒化物半導体結晶は下地基板を除去した単独膜の状態でも大きく反ったものとなる。
【０００４】
このような湾曲した窒化物半導体単独膜の反りを低減させる手法として、凹型に反った方の面にダイヤモンド砥石を用いた研削によって加工変質層を形成して平坦化するという手法が報告されている（特許文献１：特開２００５−１３６１６７号公報）。そしてこの手法によれば、窒化物半導体結晶の基板としての幾何学的な反りは、例えば±４０μｍ〜±１００μｍ程度から+３０μｍ〜−２０μｍ程度へと低減されるとされる。
【０００５】
このような基板の幾何学的な反りの低減は、当該基板上に素子を形成する際のデバイスプロセス上の要求に応え得るものである。しかし、歩留まり良く半導体素子を作製するという観点からは、基板を幾何学的に平坦なものとするだけでは、十分とはいえない。その理由は、半導体素子としての特性を設計どおりのものとするためには、基板の面内で、結晶面方向のばらつきが少ないことが求められるところ、基板が幾何学的に平坦であることは必ずしも、基板の面内で結晶面方向のばらつきが少ないことを意味しないからである。
【０００６】
例えば、比較的大型の窒化物半導体結晶を育成しておいてその結晶から複数の基板を切り出す場合、結晶の中心部と周辺部とで結晶面方向が異なる場合には、当該結晶から切り出されて得られた基板の内での結晶面方向のばらつきが無視できないのみならず、基板間での結晶面方向ばらつきも大きくなり、半導体素子の製造歩留まりは下がることとなる。
【０００７】
また、半導体素子によっては、結晶成長面にではなく、これと特定の角度をなす特殊な結晶面に作製することとなるが、結晶部位によって結晶面方向が異なる場合には、そのような特殊な結晶面を主面とする基板を切り出すための高精度な方位合わせも困難である。
【特許文献１】特開２００５−１３６１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、異種基板上にエピタキシャル成長させて得られた湾曲した窒化物半導体結晶から、面内および基板間で結晶面方向（格子面方向）のばらつきが少ない複数の窒化物半導体基板を得る方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するために、本発明の窒化物半導体基板の製造方法は、異種基板上にエピタキシャル成長させて得られた窒化物半導体結晶の面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］が互いに平行となるように前記窒化物半導体結晶の少なくとも一方主面に加工変質層を形成し、その後前記窒化物半導体結晶を切断することを特徴とする。
【００１０】
好ましくは、前記切断はワイヤーソーを使用し、平行に一度に複数分割される。
【００１１】
前記切断される結晶面は、例えば、Ｃ面（極性面）、Ａ面またはＭ面（非極性面）、若しくはＣ面に対して傾斜する半極性面である。
【００１２】
本発明において、好ましくは、前記格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］の結晶面内での平行度は１度以内である。
【００１３】
また、本発明において、前記窒化物半導体基板から前記加工変質層を取り除く工程を更に備えるようにしてもよい。
【００１４】
前記窒化物半導体結晶は、例えば、窒化ガリウム系結晶である。
【００１５】
本発明の窒化物半導体ウエーハは、平板状でない窒化物半導体ウエーハにおいて、面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］が使用面と直交することを特徴とする。
【００１６】
本発明の窒化物半導体ウエーハは、少なくとも端面の一部に加工変質層が形成されているものとすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、窒化物半導体結晶の湾曲を加工変質層の導入により制御し、面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］を平行化した状態の窒化物半導体結晶から基板を切り出すこととしたので、基板表面と特定の結晶格子面とが成す角度が基板の面内で略同じとなる。このため、湾曲した窒化物半導体結晶から、結晶格子面が揃った複数の基板を切り出すことが可能となる。
【００１８】
また、窒化物半導体結晶の面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］が平行だと、ワイヤーソーで一度に平行に複数切断すると、結晶格子面が揃った基板を同時に多数切り出せるので、生産効率を向上させることができる。
【００１９】
更に、加工変質層を形成した窒化物半導体結晶から同時に多数の基板を切り出した後は、必要に応じて加工変質層を除去してもよく、この場合、切り出された多数の基板は再び反る方向に変形してしまうが、切り出された各基板は略同じように変形するため、切り出された各基板の面内での結晶面方向のばらつきは、湾曲した窒化物半導体結晶をそのままの状態で一度に平行に複数スライスして多数の基板を切り出した場合に比べて、少なくできる。
【００２０】
通常窒化物半導体結晶は、ある程度大きい状態にエピタキシャル成長で作られ、次に薄いウエーハにスライスされ、その後この薄いウエーハを細かく分割して多数の半導体素子を製造するのに用いられることが多い。
【００２１】
上述の窒化物半導体結晶に加工変質層を形成して面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］を平行化した後にワイヤーソーで一度に平行に複数切断する方法で、薄いウエーハ状に切り出し、研磨やエッチングなどの半導体ウエーハに対し通常行われる表面仕上げ方法により加工変質層を除去して窒化物半導体ウエーハを作ると、この窒化物半導体ウエーハは上記のように再び反る方向に変形してしまうが、窒化物半導体ウエーハの切断面と共に内部の結晶構造も変形するため、切断面の面内各点で格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］と切断面との交わる角度は同一となる。
【００２２】
このようにして作られた窒化物半導体ウエーハの切断面を研磨し、デバイスを形成するための使用面とし、へき開面を基準として細かく分割すると、分割された各窒化物半導体結晶の内部の結晶構造は略同一となるため、この分割された各窒化物半導体結晶を用いて多数の半導体素子を製造すると、半導体素子の性能のばらつきを少なくすることができる。
【００２３】
しかし、窒化物半導体ウエーハの使用目的によっては、無理に加工変質層を除去する必要はない。
【００２４】
特に、薄い窒化物半導体ウエーハにした時に加工変質層がウエーハの端面部分に来る場合には、半導体素子の製造にほとんど影響を及ぼさないので、除去する必要はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下に、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、以下では、窒化ガリウム系などの窒化物半導体結晶の結晶型は六方晶型であるとして説明し、その格子面指数を（ｈｋｉｌ）、格子面方向を［ｈｋｉｌ］で示すが、窒化物半導体結晶は立方晶型をも取り得るから、その場合には格子面指数は（ｈｋｌ）、格子面方向は［ｈｋｌ］で表記されることとなる。
【００２６】
図１（Ａ）乃至（Ｅ）は、異種基板１１上に窒化物半導体結晶１２をエピタキシャル成長させた場合に、結晶成長につれて、窒化物半導体結晶１２が湾曲してゆく様子を説明するための図で、ここでは、異種基板１１は（０００１）面（Ｃ面）を主面とする六方晶型のサファイア基板である（図１（Ａ））。
【００２７】
サファイア基板上には、基板と同じ六方晶型の窒化物半導体結晶１２（ここでは、ＧａＮ結晶）がＣ軸方向にエピタキシャル成長するが、その膜厚が薄い場合には湾曲は生じないから、基板面内で同一の方向（図中に矢印で示した）に結晶成長が進行する（図１（Ｂ））。しかし、サファイアとＧａＮとは約１４％の格子不整合があるから、ＧａＮの結晶成長が進行して膜厚が増すにつれてＧａＮ結晶内部に応力が発生し、徐々に湾曲が生じるとともに格子面方向［ｈｋｉｌ］（図中の矢印方向）が面内でばらつきはじめ（図１（Ｃ）−（Ｄ））、窒化物半導体結晶１２が厚膜である場合には、サファイア基板とＧａＮ結晶との界面に生じた応力によってサファイア基板が自然剥離する場合もある（図１（Ｅ））。
【００２８】
このようなエピタキシャル成長の結果として得られた窒化物半導体結晶１２は、その面内において、格子面方向［ｈｋｉｌ］が場所ごとに異なり、湾曲の程度が大きければ大きいほど、格子面方向［ｈｋｉｌ］の面内ばらつき（すなわち、図中に示した矢印同士が成す角度）は大きくなる。
【００２９】
図２は、湾曲してエピタキシャル成長した窒化物半導体結晶１２の一方の主面に加工変質層１３を形成して湾曲の度合いを制御し、これによって窒化物半導体結晶１２の面内における格子面方向のばらつきの程度を低減させる様子を説明するための図で、エピタキシャル成長後の湾曲した窒化物半導体結晶１２（図２（Ａ））の一方の主面（図１においてサファイア基板側であった面）に加工変質層１３を形成している（図２（Ｂ）−（Ｃ））。
【００３０】
エピタキシャル成長で得られた湾曲した窒化物半導体結晶１２の凹面側に加工変質層１３を導入すると凹面は広がり、加工変質のレベルに応じて平坦化することが知られている（特許文献１参照）。本発明では、湾曲した窒化物半導体結晶１２の面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］（図中では矢印で結晶成長方向であるＣ軸方向、すなわち［０００１］方向）が互いに平行となるように窒化物半導体結晶１２の凹面側に加工変質層１３を導入する（図２（Ｃ））。なお、このような加工変質層１３を、凹面側だけではなく凸面側にも導入するようにしてもよい。
【００３１】
図３は、加工変質層１３を導入して面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］を平行化した窒化物半導体結晶１２から基板を切り出す様子を説明するための図で、図３（Ａ）は窒化物半導体結晶１２の側面図、図３（Ｂ）は加工変質層１３導入後の窒化物半導体結晶１２の表面１２ａから裏面１２ｂに向かって垂直に（すなわち、格子面方向［０００１］に平行に）スライスして複数の基板１４を得た様子を示す図、そして、図３（Ｃ）は得られた基板１４の斜視図である。
【００３２】
なお、窒化物半導体結晶１２は直径は例えば６０mm程度、厚さは５mm程度であり、この結晶から切り出される基板の厚さは例えば０．５mm程度である。このような場合、切り出された基板１４は、長さＬが６０mm、幅Ｈが５mm、厚さｔが０．５mmなどとなる。図３（Ｂ）の場合、加工変質層１３は基板１４の端面部分にあるので、加工変質層１３は特には除去しないで、角部の研削、表面の研磨及びエッチングなどの工程により基板１４を仕上げる。但し、必要がある場合には、加工変質層１３は除去してもよい。
【００３３】
その後、デバイス機能を有する層を積層して、基板１４を例えば基板１４のへき開面を基準面として０．２mm角に分割して半導体素子の製造に用いる。分割する手段としては、スライス、劈開などの方法がある。
【００３４】
図３では、スライスされて得られる基板面はＣ面に垂直な格子面とされているが、窒化物半導体結晶１２の結晶成長面がどの格子面であり、切り出して得られた基板１４の表面１５にどのような素子を形成するかにより、切断される結晶面として、極性面であるＣ面、非極性面であるＡ面（すなわち、（１１−２０）面）またはＭ面（すなわち、（１−１００）面）、若しくはＣ面に対して傾斜する半極性面などが選択されることとなる。
【００３５】
窒化物半導体結晶１２を切る方法としては、例えばＸ線回折法を用いて結晶の方位を調べて切る方向を決め、ワイヤーソーで一度に平行に複数スライスすると、製造効率が向上するので望ましい。勿論、必要に応じて他の方法でスライスしてもかまわない。また、図３（Ａ）では一つの面にのみ加工変質層１３を形成しているが、必要に応じて、対向する側の面にも加工変質層１３を形成してもかまわない。
【００３６】
図４は、加工変質層１３を導入して面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］を平行化した窒化物半導体結晶１２からウエーハ状の基板を切り出す様子を説明するための図で、図４（Ａ）は窒化物半導体結晶１２の側面図、図４（Ｂ）は加工変質層１３導入後の窒化物半導体結晶１２の側面の一方端１２ｃから他方端１２ｄに沿って（すなわち、格子面方向［０００１］に垂直に）同時に切断して４枚のウエーハ１４を得た様子を示す図、そして、図４（Ｃ）は得られたウエーハ１４の斜視図である。
【００３７】
ウエーハ１４の厚さは例えば０．５mm程度であるから、切り出されたウエーハ１４は、直径Ｄが６０mm、厚さｔが０．５mmなどであり、この後、角部の研削、表面の研磨及びエッチングなどの工程により、加工変質層１３を除去されてウエーハ１４は仕上げられる。そして、デバイス機能を有する層を積層して、ウエーハ１４を例えばウエーハ１４のへき開面を基準面として０．２mm角に分割して半導体素子の製造に用いられることとなる。図４（Ａ）の場合も、一つの面にのみ加工変質層１３を形成しているが、必要に応じて、対向する側の面にも加工変質層１３を形成してもかまわない。
【００３８】
つまり、湾曲した窒化物半導体結晶１２の面内各点での格子面方向（この図ではＣ軸方向、すなわち［０００１］方向）が互いに平行となるように窒化物半導体結晶１２の凹面側に加工変質層１３を導入しておき、この状態で、複数のウエーハを同時に切り出すことで基板を得るのである。
【００３９】
ここで、窒化物半導体結晶１２から複数のウエーハを同時に切り出すのは、結晶が湾曲しようとする効果は窒化物半導体結晶１２の厚さに依存して変化するため、ウエーハを１枚ずつ切り出した場合には、加工変質層１３による凹面を広げる効果と上記結晶が湾曲しようとする効果のバランスが崩れ、ウエーハを切り出す工程中に窒化物半導体結晶１２の面内各点での格子面方向の平行性が低下してしまうためである。
【００４０】
本発明において、格子面方向［ｈｋｉｌ］（若しくは［ｈｋｌ］）の結晶面内での平行度は、１度以内であることが好ましい。この程度の平行度であれば、切り出されたウエーハ上にデバイス機能を有する複数層を例えばHVPE法やMOVPE法などで積層したときに、容易に各層の界面を平坦に形成することができる。しかし、上記平行度が１度を超えると、各層の界面を平坦に形成することが急激に困難となり、界面に凹凸ができやすく例えば発光素子とした場合、発光強度の低下の原因となる。また、切り出されたウエーハの上記平行度が１度を超えると、ウエーハ上に形成した層の結晶構造自体にも影響が及び、層形成時に層内部に混入されるドーパント物質の混入量にも偏りを生じ、同様に発光素子とした際に輝度むらを生じてしまう。
【００４１】
また、窒化物半導体基板を得た後に、当該基板に残存している加工変質層部分を取り除くこととしてもよい。基板を得た後に加工変質層部分を除去した場合には、当該基板（従って素子形成面も）が幾何学的に湾曲を生じる可能性はあるが、仮にそのような湾曲が生じたとしても格子面は基板表面と同じ湾曲状態にあるため、局所的にみた場合の基板表面と格子面との関係は、基板面内において概ね一定の関係に保たれることとなるからである。
【００４２】
以下に、実施例により本発明をより詳細に説明する。
【実施例１】
【００４３】
Ｃ面を主面とする直径６０ｍｍのサファイア基板を用い、ＧａＮ結晶をＣ軸方向にエピタキシャル成長させて厚さ約５ｍｍの結晶を得た。この基板はＣ面側が凹状に湾曲しており、Ｘ線回折法によって評価したところ、曲率半径は約３ｍであった。このＧａＮ結晶の凹状に湾曲している側の面の全面に、粒径３０〜４０μｍのダイアモンド砥粒により、深さ０．０５ｍｍの研削を行って加工変質層を導入した。研削加工した結晶表面には、深さ数μmから十数μmの無数の微細なクラックが形成されており、ＧａＮ結晶の湾曲度は緩和されて曲率半径は約５ｍとなった。つまり、格子面方向［０００１］の結晶面内での平行度は、約０．７度となった。
【００４４】
この状態の結晶から、Ｍ面の表面をもつ基板を切り出した。具体的には、Ｘ線回折法によって結晶の方位を合わせ、結晶の表面と裏面を横切るように、ワイヤーソーで５枚の基板を一度でスライスし、その表面を研磨加工した。
【００４５】
図５は、得られた基板の面内での基板表面と特定の結晶格子面（本実施例ではＭ面）との成す角度のばらつきの程度をＸ線回折法で調べた結果を説明するための図で、図５（Ａ）に示したように、基板の面内（研磨面）の中心点（ａ）と基板周辺の点（ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）の計５点について、Ｍ面（図では（ｈｋｉｌ）と表示）と研磨面（Ｓ）が成す角度（図５（Ｂ）中のθ）を微小部Ｘ線回折の手法で調べた。
【００４６】
本実施例で得られた基板の場合、Ｍ面と研磨面が成す角度の最大値は０．５°であった。これに対して、加工変質層を導入することなく切り出した基板の場合は、Ｍ面と研磨面が成す角度の最大値は１．０°であった。
【実施例２】
【００４７】
実施例１とは成長条件を変えて、曲率半径約１５ｍの、直径６０ｍｍで厚さ約５ｍｍのＣ軸方向にエピタキシャル成長したＧａＮ結晶を得た。なお、用いた基板は実施例１と同様に、Ｃ面を主面とする直径６０ｍｍのサファイア基板である。このＧａＮ結晶の凹状に湾曲している側の面（Ｃ面）の全面に、粒径３０〜４０μｍのダイアモンド砥粒により、深さ０．０５ｍｍの研削を行って加工変質層を導入した。
【００４８】
研削加工した結晶表面には、深さ数μmから十数μmの無数の微細なクラックが形成され、結晶はクラックが形成された側の面（Ｃ面）が広がる方向に変形し、凹状であったＣ面側が凸状となった。この湾曲をＸ線回折法によって測定したところ、約１５ｍであった曲率半径が、反対側の向きに約２５ｍとなった。
【００４９】
次に、上記結晶面と反対側の面（−Ｃ面）の全面に、粒径３〜５μｍのダイアモンド砥粒により、深さ０．０２ｍｍ研削を行って加工変質層を導入した。この処理により結晶は再び変形した、Ｃ面の湾曲を再度Ｘ線回折法で測定したところ、曲率半径は約４５ｍであった。つまり、格子面方向［０００１］の結晶面内での平行度は、約０．１度となった。
【００５０】
この状態の結晶からＡ面の表面をもつ基板を切り出した。具体的には、Ｘ線回折法によって結晶の方位を合わせ、結晶の表面と裏面を横切るように、ワイヤーソーで５枚の基板を一度でスライスし、その表面を研磨加工した。
【００５１】
そして、上述した手法により、基板表面とＡ面との成す角度のばらつきの程度をＸ線回折法で調べた結果、本実施例で得られた基板の場合、Ｍ面と研磨面が成す角度の最大値は０．１°であった。これに対して、加工変質層を導入することなく切り出した基板の場合は、Ｍ面と研磨面が成す角度の最大値は０．３°であった。
【実施例３】
【００５２】
実施例１および２とは成長条件を変えて、曲率半径約１０ｍの、直径６０ｍｍで厚さ約５ｍｍのＣ軸方向にエピタキシャル成長したＧａＮ結晶を得た。なお、用いた基板は実施例１および２と同様に、Ｃ面を主面とする直径６０ｍｍのサファイア基板である。このＧａＮ結晶の凹状に湾曲している側の面（Ｃ面）の全面に、粒径３０〜４０μｍのダイアモンド砥粒により、深さ０．０５ｍｍの研削を行って加工変質層を導入した。
【００５３】
研削加工した結晶表面には、深さ数μmから十数μmの無数の微細なクラックが形成され、結晶はクラックが形成された側の面（Ｃ面）が広がる方向に変形し、湾曲をＸ線回折法によって測定したところ、約１０ｍであった曲率半径が約４５ｍとなった。
【００５４】
この結晶の一方端から他方端にわたって、研削面（Ｃ面）に沿ってワイヤーソーで１度に５枚スライスして複数のウエーハを得た。これらのウエーハのうち、加工変質層が導入されたままのウエーハから加工変質層を取り除く研磨加工を施したところ、Ｃ面側の表面の湾曲状態は結晶成長直後の状態に戻った。このとき、Ｃ面側の表面の湾曲に伴って、ＧａＮ結晶内部の結晶格子面の湾曲状態も成長直後の状態に戻り、Ｃ面側の表面と特定の結晶格子面とが成す角度は、Ｃ面側の全面で略同じとなった。
【００５５】
なお、スライスにより加工変質層と切り離されて得られた他のウエーハのＣ面側の湾曲状態も成長直後の状態へと戻っており、Ｃ面側の表面と特定の結晶格子面とが成す角度はＣ面側の全面で略同じとなっていた。
【００５６】
このようにして得られたウエーハに半導体素子を形成し、劈開や結晶軸基準のスライスにより０．２mm角に分割してチップとした。得られたチップは、表面と特定の結晶格子面とが成す角度の関係は何れも略同じであり、作製された半導体素子の性能のばらつきも殆どなかった。
【００５７】
なお、上記実施例は何れも、Ｃ軸方向にエピタキシャル成長させたＧａＮ結晶を用いたものであったが、Ｍ軸方向、Ａ軸方向、或いは−Ｃ軸方向に成長させたＧａＮ結晶にも、本発明は適用できる。また、ＧａＮ結晶以外にも、ＡｌＮ結晶やＩｎＮ結晶などの窒化物半導体結晶でも同様の効果を得ることができる。更に、オフ角を有する窒化物半導体基板の作製にも、本発明は適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明により、異種基板上にエピタキシャル成長させて得られた湾曲した窒化物半導体結晶から、面内および基板間で結晶面方向（格子面方向）のばらつきが少ない複数の窒化物半導体基板を得る方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】異種基板上に窒化物半導体結晶をエピタキシャル成長させた場合に、結晶成長につれて、窒化物半導体結晶が湾曲してゆく様子を説明するための図である。
【図２】湾曲してエピタキシャル成長した窒化物半導体結晶の一方の主面に導入した加工変質層によって窒化物半導体結晶の面内における格子面方向のばらつきの程度を低減させる様子を説明するための図である。
【図３】加工変質層を導入して面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］を平行化した窒化物半導体結晶から基板を切り出す様子を説明するための図である。
【図４】加工変質層を導入して面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］を平行化した窒化物半導体結晶からウエーハ状の基板を切り出す様子を説明するための図である。
【図５】基板の面内での基板表面と特定の結晶格子面との成す角度のばらつきの程度をＸ線回折法で調べた結果を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６０】
１１ 異種基板
１２ 窒化物半導体結晶
１３ 加工変質層
１４ 窒化物半導体基板
１５ 基板表面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異種基板上にエピタキシャル成長させて得られた窒化物半導体結晶の面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］が互いに平行となるように前記窒化物半導体結晶の少なくとも一方主面に加工変質層を形成し、その後前記窒化物半導体結晶を切断することを特徴とする窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項２】
前記切断はワイヤーソーを使用し、平行に一度に複数分割することを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項３】
前記切断される結晶面は、Ｃ面（極性面）、Ａ面またはＭ面（非極性面）、若しくはＣ面に対して傾斜する半極性面である請求項１又は２に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項４】
前記格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］の結晶面内での平行度が１度以内である請求項１乃至３の何れか１項に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項５】
前記窒化物半導体基板から前記加工変質層を取り除く工程を更に備えている請求項１乃至４の何れか１項に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項６】
前記窒化物半導体結晶は窒化ガリウム系結晶である請求項１乃至５に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項７】
平板状でない窒化物半導体ウエーハにおいて、面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］が使用面と直交することを特徴とする窒化物半導体ウエーハ。
【請求項８】
少なくとも端面の一部に加工変質層が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の窒化物半導体ウエーハ。
【請求項１】
異種基板上にエピタキシャル成長させて得られた窒化物半導体結晶の面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］が互いに平行となるように前記窒化物半導体結晶の少なくとも一方主面に加工変質層を形成し、その後前記窒化物半導体結晶を切断することを特徴とする窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項２】
前記切断はワイヤーソーを使用し、平行に一度に複数分割することを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項３】
前記切断される結晶面は、Ｃ面（極性面）、Ａ面またはＭ面（非極性面）、若しくはＣ面に対して傾斜する半極性面である請求項１又は２に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項４】
前記格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］の結晶面内での平行度が１度以内である請求項１乃至３の何れか１項に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項５】
前記窒化物半導体基板から前記加工変質層を取り除く工程を更に備えている請求項１乃至４の何れか１項に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項６】
前記窒化物半導体結晶は窒化ガリウム系結晶である請求項１乃至５に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項７】
平板状でない窒化物半導体ウエーハにおいて、面内各点での格子面方向［ｈｋｉｌ］若しくは［ｈｋｌ］が使用面と直交することを特徴とする窒化物半導体ウエーハ。
【請求項８】
少なくとも端面の一部に加工変質層が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の窒化物半導体ウエーハ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２９６６２（Ｐ２００９−２９６６２Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９５６７２（Ｐ２００７−１９５６７２）
【出願日】平成１９年７月２７日（２００７．７．２７）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２７日（２００７．７．２７）
【出願人】（０００００５９６８）三菱化学株式会社 (4,356)
【Ｆターム（参考）】
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