III族窒化物半導体基板及びその製造方法
【課題】c軸方向に1mm以上の厚さを有するIII族窒化物半導体のバルク結晶を、スライスまたは研磨することにより、無極性面または半極性面からなる面を形成し、該面を平坦な表面となるように加工したIII族窒化物半導体基板を提供する。
【解決手段】平坦な無極性面あるいは半極性面薄膜を得るために必要な基板を提供することにより、ピエゾ電界の発生を抑制する。
【解決手段】平坦な無極性面あるいは半極性面薄膜を得るために必要な基板を提供することにより、ピエゾ電界の発生を抑制する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光や電子デバイスなどの基板として利用できるIII族窒化物半導体基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
窒化ガリウム(GaN)、窒化インジウム(InN)、窒化アルミニウム(AlN)及びこれらの混晶である窒化インジウムガリウム(InGaN)、窒化アルミニウムガリウム(AlGaN)等のIII族窒化物系半導体材料は、禁制帯幅が大きく、バンド間遷移も直接遷移型であるため、短波長発光素子への適用が盛んに検討されている。この中で特にInGaNはIII族混晶組成比によってバンドギャップが近紫外(GaN:3.4eV)から赤外(InN:0.7eV)まで変化でき、可視域全体をカバー可能であるためInGaNを発光層に用いたLEDやLDが実用化されている。
【0003】
現在主流の白色LEDはInGaNを発光層に用いた青色LEDチップに、黄色発光のYAG蛍光体が組み合わされた構造となっており、従来の白色光源になかった超小型、超軽量、長寿命、容易駆動などの特徴があり、現在では、ほとんどの携帯電話の小型カラー液晶ディスプレイでバックライトとして使われるなど急速に普及してきている。
【0004】
InGaN系LEDはこれまでサファイア基板やSiC基板の(0001)極性面上に作製されており、その効率は年々向上している。例えば、青色LEDの外部量子効率は約50%に達し、それを用いた白色LEDの発光効率も100lm/Wを超えるレベルに到達している。
【0005】
しかしながらこのような高い発光効率が得られるのは、360nm域の紫外から、400nm域の紫、および460nm域の青色までであり、500nmより長波長域では効率の低下が顕著となる。
【0006】
特に深刻なのは、緑色(530nm域)で、青色の半分程度の効率となってしまい、現在、LEDの有望な用途として注目されている、青(InGaN系)、緑(InGaN系)、赤(AlGaInP系)の三原色LEDをバックライトとした液晶ディスプレイの実用化を進める上で緑色LEDの効率向上は重要な課題となっている(非特許文献2、3)。
【0007】
上記の問題点は、活性層として用いているInGaNのIn混晶組成を高くすることによって生じる現象である。このことは、(0001)極性面上に作製されたInGaNでは大きなピエゾ電界が生じ、活性層に注入した電子と正孔が引き離されるために発光遷移確率が低くなることが一つの大きな要因であることが明らかになってきている。これを解決するためにピエゾ電界が発生しない無極性面や半極性面に素子構造を作製することが提案され、特許文献1、2及び非特許文献1に示されるように活発に研究がなされてきた。
【特許文献1】特表2006−510227
【特許文献2】特表2006−514780
【非特許文献1】Mitsuru Funato , Masaya Ueda, Yoichi Kawakami , Yukio Narukawa , Takao Kosugi , Masayoshi Takahashi and Takashi Mukai"Blue,Green,andAmber InGaN/GaN Light−Emitting Diodes on Semipolar {11−22} GaN Bulk Substrates." , Jpn.J.Appl.Phys.vol.45,No.26,2006,pp.L659−L662.
【非特許文献2】成川幸男、長濱慎一、玉置寛人、向井孝志、"GaN系発光素子を用いた高輝度白色光源の開発"、応用物理学会誌、Vol.74、No.11、pp1423−1432、(2005)
【非特許文献3】渡辺智、"InGaN系高出力LEDの現状と応用"、応用物理学会誌、Vol.74、No.11、pp.1437−1442、(2005)
【非特許文献4】Troy J.BAKER , Benjamin A.HASKELL , Feng Wu , Paul T.FINI , James S.SPECK and Shuji NAKAMURA"Characterization of Planar Semipolar Gallium Nitride Films on Spinel Substrate." , Jpn.J.Appl.Phys.vol.44,No.29,2005,pp.L920−L922
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従来、無極性面や半極性面にInGaN等のIII族窒化物半導体を成長させる場合、下地基板に異種材料の基板を用いて、その上に所望の面方位を持ったIII族窒化物半導体を成長させる。
【0009】
例えば、特許文献1及び2にある様にr面(1−102)サファイア上に(11−20)GaNを成長させたり、非特許文献4にある様に、下地基板にスピネル(MgAl2O4)を用いて(100)MgAl2O4上に(10−1−1)GaN、(110)MgAl2O4上に(10―1―3) GaNを成長させたりしているが、これらの膜は非特許文献1に記述されているように異種基板上に成長させるために、高い転位密度を有し、またその成長自体が難しいために、成長条件の最適化が困難であり、原子レベルで平坦な膜は得られていないという問題を残している。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明によれば、c軸方向に1mm以上の厚さを有するIII族窒化物半導体のバルク結晶を、スライスまたは研磨することにより、無極性面または半極性面からなる面を形成し、該面を平坦な表面となるように加工したIII族窒化物半導体基板が提供される。
【0011】
無極性面は、例えば、(11−20)面または(10−10)面とし、半極性面は、(10−1−1)面、(10−1−3)面、(10−11)面、(10−13)面または(11−22)面とすることができる。さらに、無極性面又は半極性面の作製において、表面に対して垂直な結晶方位の傾きを±1°以内とすることもできる。これにより、エピタキシャル成長させた後のLED系の作製において期待する無極性あるいは半極性の特性をもつデバイスが得られる。
【0012】
上記基板において、III族窒化物半導体バルク結晶のc軸成長面をas grown面のままとして作製しておいてもよい。また、上記基板は、III族窒化物半導体バルク結晶の(0001)面、(000−1)面、(11−20)面または(10―10)面に平坦面を加工した後、無極性あるいは半極性基板を作製することができる。さらに、上記基板は、III族窒化物半導体バルク結晶の成長面および裏面に対し、それぞれ、異なる外観を呈するように表面処理をしたものとしてもよい。
【0013】
異なる外観を呈するとは、目視又は何らかの手段で識別できるものであれば、何でもよい。例えば、一方の面が平滑面、もう片方の面が粗面となるように表面処理したものは、異なる外観を呈するといえる。さらに例示すれば、一方の面が鏡面、もう片方の面が梨地面となるように処理したものであってもよい。これにより、基板の表と裏を判別するためのオリフラとして利用できる。
【0014】
表面処理として、具体的に例を挙げれば、バルク基板のGa面側を鏡面、N面側を梨地面になるようにラッピングを行なう方法がある。こうすることにより、上下の方位の区別をつけることが可能になる。このとき、(11−22)の表と裏はGa面に対して鋭角の面が裏面、鈍角の面が表面((11−21)面)となる。
【0015】
上記基板において、無極性面または半極性面からなる面の表面粗さは、1μm×1μmの範囲でRMS≦1nmとすることができる。これにより、エピタキシャル成長させた後の平坦度を良好とすることができる。
【0016】
上記基板は、サファイアまたはSiCからなる下地基板上にIII族窒化物半導体を成長させた後、下地基板を除去して得られる自立基板であってもよい。
【0017】
III族窒化物半導体バルク結晶は、ウルツ鉱型結晶であるIII族窒化物半導体基板であってもよい。ウルツ鉱型結晶には、例えば、GaNがある。
【0018】
本発明によれば、下地に異種基板を用いずに所望の面方位を持つIII族窒化物半導体基板上にエピタキシャル薄膜を成長させることが可能になり、膜質が向上する。
【0019】
また、本発明によれば、c軸方向に1mm以上の厚さに成長させたIII族窒化物半導体のバルク結晶をスライスまたは研磨し、無極性面または半極性面からなる面を形成させる工程と、該面を平坦な表面となるように加工する工程とを含むことを特徴とするIII族窒化物半導体基板の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、平坦な無極性面あるいは半極性面薄膜を得るために必要な基板が提供される。また、本発明によれば、平坦な無極性面あるいは半極性面薄膜を得るために必要な基板の製造方法を提供される。この基板を用いることにより、ピエゾ電界の発生を抑制したIII族窒化物発光素子が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
【0022】
<実施例1>
HVPE法によりサファイア基板上にGaNの成長を行ない、c軸方向に約3mm成長させたバルクGaN結晶の写真を図1に示す。これを図2及び図3で示した(11−22)面の基板が得られるように、c面からa面(11―20)方向に58.4°傾けてスライスした基板の写真を図6に示す。ここでGaNの各種面のミラー指数(hkil)に対する回折角(2θ)を示した表を図4に示す。この表から(11−22)面の2θは約69.1°となる。この表面の面指数を確認するためにXRD測定を行なったところ、図5に示す様に約69.1°にピークが現れておりこの面が(11−22)面であることを確認した。
【0023】
<実施例2>
次にこの(11−22)面の基板をダイヤ塗粒を用いてラッピング゛研磨を行ない、コロイダルシリカを用いてCMP研磨を行なった。表面の粗さは図7に示す様に1μm×1μmの範囲でRMS=0.19nmが得られた。
【0024】
<実施例3>
実施例1で得られた(11−22)面の裏面(−1−12−1)面を実施例1と同様に研磨した結果を図8に示す。1μm×1μmの範囲でRMS=0.19nmが得られた。
【0025】
<実施例4>
c軸方向に6〜8mm成長させたバルクGaN自立基板を図9に示すように(11−22)基板として切出すときに、(0002)Ga面はas grown面で(0002)N面が剥離面だとすると、図10に示すような(11−22)基板として加工した場合、Ga面側とN面側の判断がつきにくい。そこでこのバルク基板のGa面側を鏡面、N面側を梨地面になるようにラッピングを行なうと上下の方位の区別をつけられる(−X方向をGa面側、+X方向をN面側)。(11−22)の表と裏はGa面に対して鋭角の面が裏面、鈍角の面が表面((11−22))面となる。バルク結晶において(11−22)面の±Xの方向が決まると、それに垂直な方向(±Y方向)は<10−10>と決められる。(11−22)面の表面に対して垂直な結晶方位の傾きをこの±X、Y方向で測定した結果を図11に示す。図11(a)はこの基板のサイズを示す写真、図11(b)は(11−22)面に対して±X、Y方向を示したスケッチである。ここで表面に対する結晶方位の傾きの絶対値は図11(d)に示すようにX、Y方向へのベクトルの和となるため計算式としては√((±X方向の傾き)2+(±Y方向の傾き)2) となる。測定結果を図11(c)に示すがいずれも±1°以内であった。
【0026】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】実施例1に係るバルクGaN結晶の写真である。
【図2】実施例1に係る(11−22)面の基板を模式的に示した図である。
【図3】実施例1に係る(11−22)面の基板を模式的に示した図である。
【図4】実施例1に係るGaNの各種面のミラー指数(hkil)に対する回折角(2θ)を示した表である。
【図5】実施例1に係るXRD測定結果を示した図である。
【図6】実施例1に係るスライスした基板を示した写真である。
【図7】実施例2に係る基板の表面の粗さを示した図である。
【図8】実施例3に係る基板の表面の粗さを示した図である。
【図9】実施例4に係る基板の切出しを示した図である。
【図10】実施例4に係る基板を示した図である。
【図11】(a)は実施例4に係る基板のサイズを示す写真である。(b)は実施例4に係る(11―22)面に対して±X、Y方向を示した図である。(c)は実施例4に係る測定結果を示した表である。(d)実施例4に係る結晶方位の傾きの絶対値を示した図である。
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光や電子デバイスなどの基板として利用できるIII族窒化物半導体基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
窒化ガリウム(GaN)、窒化インジウム(InN)、窒化アルミニウム(AlN)及びこれらの混晶である窒化インジウムガリウム(InGaN)、窒化アルミニウムガリウム(AlGaN)等のIII族窒化物系半導体材料は、禁制帯幅が大きく、バンド間遷移も直接遷移型であるため、短波長発光素子への適用が盛んに検討されている。この中で特にInGaNはIII族混晶組成比によってバンドギャップが近紫外(GaN:3.4eV)から赤外(InN:0.7eV)まで変化でき、可視域全体をカバー可能であるためInGaNを発光層に用いたLEDやLDが実用化されている。
【0003】
現在主流の白色LEDはInGaNを発光層に用いた青色LEDチップに、黄色発光のYAG蛍光体が組み合わされた構造となっており、従来の白色光源になかった超小型、超軽量、長寿命、容易駆動などの特徴があり、現在では、ほとんどの携帯電話の小型カラー液晶ディスプレイでバックライトとして使われるなど急速に普及してきている。
【0004】
InGaN系LEDはこれまでサファイア基板やSiC基板の(0001)極性面上に作製されており、その効率は年々向上している。例えば、青色LEDの外部量子効率は約50%に達し、それを用いた白色LEDの発光効率も100lm/Wを超えるレベルに到達している。
【0005】
しかしながらこのような高い発光効率が得られるのは、360nm域の紫外から、400nm域の紫、および460nm域の青色までであり、500nmより長波長域では効率の低下が顕著となる。
【0006】
特に深刻なのは、緑色(530nm域)で、青色の半分程度の効率となってしまい、現在、LEDの有望な用途として注目されている、青(InGaN系)、緑(InGaN系)、赤(AlGaInP系)の三原色LEDをバックライトとした液晶ディスプレイの実用化を進める上で緑色LEDの効率向上は重要な課題となっている(非特許文献2、3)。
【0007】
上記の問題点は、活性層として用いているInGaNのIn混晶組成を高くすることによって生じる現象である。このことは、(0001)極性面上に作製されたInGaNでは大きなピエゾ電界が生じ、活性層に注入した電子と正孔が引き離されるために発光遷移確率が低くなることが一つの大きな要因であることが明らかになってきている。これを解決するためにピエゾ電界が発生しない無極性面や半極性面に素子構造を作製することが提案され、特許文献1、2及び非特許文献1に示されるように活発に研究がなされてきた。
【特許文献1】特表2006−510227
【特許文献2】特表2006−514780
【非特許文献1】Mitsuru Funato , Masaya Ueda, Yoichi Kawakami , Yukio Narukawa , Takao Kosugi , Masayoshi Takahashi and Takashi Mukai"Blue,Green,andAmber InGaN/GaN Light−Emitting Diodes on Semipolar {11−22} GaN Bulk Substrates." , Jpn.J.Appl.Phys.vol.45,No.26,2006,pp.L659−L662.
【非特許文献2】成川幸男、長濱慎一、玉置寛人、向井孝志、"GaN系発光素子を用いた高輝度白色光源の開発"、応用物理学会誌、Vol.74、No.11、pp1423−1432、(2005)
【非特許文献3】渡辺智、"InGaN系高出力LEDの現状と応用"、応用物理学会誌、Vol.74、No.11、pp.1437−1442、(2005)
【非特許文献4】Troy J.BAKER , Benjamin A.HASKELL , Feng Wu , Paul T.FINI , James S.SPECK and Shuji NAKAMURA"Characterization of Planar Semipolar Gallium Nitride Films on Spinel Substrate." , Jpn.J.Appl.Phys.vol.44,No.29,2005,pp.L920−L922
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
従来、無極性面や半極性面にInGaN等のIII族窒化物半導体を成長させる場合、下地基板に異種材料の基板を用いて、その上に所望の面方位を持ったIII族窒化物半導体を成長させる。
【0009】
例えば、特許文献1及び2にある様にr面(1−102)サファイア上に(11−20)GaNを成長させたり、非特許文献4にある様に、下地基板にスピネル(MgAl2O4)を用いて(100)MgAl2O4上に(10−1−1)GaN、(110)MgAl2O4上に(10―1―3) GaNを成長させたりしているが、これらの膜は非特許文献1に記述されているように異種基板上に成長させるために、高い転位密度を有し、またその成長自体が難しいために、成長条件の最適化が困難であり、原子レベルで平坦な膜は得られていないという問題を残している。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明によれば、c軸方向に1mm以上の厚さを有するIII族窒化物半導体のバルク結晶を、スライスまたは研磨することにより、無極性面または半極性面からなる面を形成し、該面を平坦な表面となるように加工したIII族窒化物半導体基板が提供される。
【0011】
無極性面は、例えば、(11−20)面または(10−10)面とし、半極性面は、(10−1−1)面、(10−1−3)面、(10−11)面、(10−13)面または(11−22)面とすることができる。さらに、無極性面又は半極性面の作製において、表面に対して垂直な結晶方位の傾きを±1°以内とすることもできる。これにより、エピタキシャル成長させた後のLED系の作製において期待する無極性あるいは半極性の特性をもつデバイスが得られる。
【0012】
上記基板において、III族窒化物半導体バルク結晶のc軸成長面をas grown面のままとして作製しておいてもよい。また、上記基板は、III族窒化物半導体バルク結晶の(0001)面、(000−1)面、(11−20)面または(10―10)面に平坦面を加工した後、無極性あるいは半極性基板を作製することができる。さらに、上記基板は、III族窒化物半導体バルク結晶の成長面および裏面に対し、それぞれ、異なる外観を呈するように表面処理をしたものとしてもよい。
【0013】
異なる外観を呈するとは、目視又は何らかの手段で識別できるものであれば、何でもよい。例えば、一方の面が平滑面、もう片方の面が粗面となるように表面処理したものは、異なる外観を呈するといえる。さらに例示すれば、一方の面が鏡面、もう片方の面が梨地面となるように処理したものであってもよい。これにより、基板の表と裏を判別するためのオリフラとして利用できる。
【0014】
表面処理として、具体的に例を挙げれば、バルク基板のGa面側を鏡面、N面側を梨地面になるようにラッピングを行なう方法がある。こうすることにより、上下の方位の区別をつけることが可能になる。このとき、(11−22)の表と裏はGa面に対して鋭角の面が裏面、鈍角の面が表面((11−21)面)となる。
【0015】
上記基板において、無極性面または半極性面からなる面の表面粗さは、1μm×1μmの範囲でRMS≦1nmとすることができる。これにより、エピタキシャル成長させた後の平坦度を良好とすることができる。
【0016】
上記基板は、サファイアまたはSiCからなる下地基板上にIII族窒化物半導体を成長させた後、下地基板を除去して得られる自立基板であってもよい。
【0017】
III族窒化物半導体バルク結晶は、ウルツ鉱型結晶であるIII族窒化物半導体基板であってもよい。ウルツ鉱型結晶には、例えば、GaNがある。
【0018】
本発明によれば、下地に異種基板を用いずに所望の面方位を持つIII族窒化物半導体基板上にエピタキシャル薄膜を成長させることが可能になり、膜質が向上する。
【0019】
また、本発明によれば、c軸方向に1mm以上の厚さに成長させたIII族窒化物半導体のバルク結晶をスライスまたは研磨し、無極性面または半極性面からなる面を形成させる工程と、該面を平坦な表面となるように加工する工程とを含むことを特徴とするIII族窒化物半導体基板の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、平坦な無極性面あるいは半極性面薄膜を得るために必要な基板が提供される。また、本発明によれば、平坦な無極性面あるいは半極性面薄膜を得るために必要な基板の製造方法を提供される。この基板を用いることにより、ピエゾ電界の発生を抑制したIII族窒化物発光素子が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
【0022】
<実施例1>
HVPE法によりサファイア基板上にGaNの成長を行ない、c軸方向に約3mm成長させたバルクGaN結晶の写真を図1に示す。これを図2及び図3で示した(11−22)面の基板が得られるように、c面からa面(11―20)方向に58.4°傾けてスライスした基板の写真を図6に示す。ここでGaNの各種面のミラー指数(hkil)に対する回折角(2θ)を示した表を図4に示す。この表から(11−22)面の2θは約69.1°となる。この表面の面指数を確認するためにXRD測定を行なったところ、図5に示す様に約69.1°にピークが現れておりこの面が(11−22)面であることを確認した。
【0023】
<実施例2>
次にこの(11−22)面の基板をダイヤ塗粒を用いてラッピング゛研磨を行ない、コロイダルシリカを用いてCMP研磨を行なった。表面の粗さは図7に示す様に1μm×1μmの範囲でRMS=0.19nmが得られた。
【0024】
<実施例3>
実施例1で得られた(11−22)面の裏面(−1−12−1)面を実施例1と同様に研磨した結果を図8に示す。1μm×1μmの範囲でRMS=0.19nmが得られた。
【0025】
<実施例4>
c軸方向に6〜8mm成長させたバルクGaN自立基板を図9に示すように(11−22)基板として切出すときに、(0002)Ga面はas grown面で(0002)N面が剥離面だとすると、図10に示すような(11−22)基板として加工した場合、Ga面側とN面側の判断がつきにくい。そこでこのバルク基板のGa面側を鏡面、N面側を梨地面になるようにラッピングを行なうと上下の方位の区別をつけられる(−X方向をGa面側、+X方向をN面側)。(11−22)の表と裏はGa面に対して鋭角の面が裏面、鈍角の面が表面((11−22))面となる。バルク結晶において(11−22)面の±Xの方向が決まると、それに垂直な方向(±Y方向)は<10−10>と決められる。(11−22)面の表面に対して垂直な結晶方位の傾きをこの±X、Y方向で測定した結果を図11に示す。図11(a)はこの基板のサイズを示す写真、図11(b)は(11−22)面に対して±X、Y方向を示したスケッチである。ここで表面に対する結晶方位の傾きの絶対値は図11(d)に示すようにX、Y方向へのベクトルの和となるため計算式としては√((±X方向の傾き)2+(±Y方向の傾き)2) となる。測定結果を図11(c)に示すがいずれも±1°以内であった。
【0026】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】実施例1に係るバルクGaN結晶の写真である。
【図2】実施例1に係る(11−22)面の基板を模式的に示した図である。
【図3】実施例1に係る(11−22)面の基板を模式的に示した図である。
【図4】実施例1に係るGaNの各種面のミラー指数(hkil)に対する回折角(2θ)を示した表である。
【図5】実施例1に係るXRD測定結果を示した図である。
【図6】実施例1に係るスライスした基板を示した写真である。
【図7】実施例2に係る基板の表面の粗さを示した図である。
【図8】実施例3に係る基板の表面の粗さを示した図である。
【図9】実施例4に係る基板の切出しを示した図である。
【図10】実施例4に係る基板を示した図である。
【図11】(a)は実施例4に係る基板のサイズを示す写真である。(b)は実施例4に係る(11―22)面に対して±X、Y方向を示した図である。(c)は実施例4に係る測定結果を示した表である。(d)実施例4に係る結晶方位の傾きの絶対値を示した図である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
c軸方向に1mm以上の厚さを有するIII族窒化物半導体のバルク結晶を、スライスまたは研磨することにより、無極性面または半極性面からなる面を形成し、該面を平坦な表面となるように加工したIII族窒化物半導体基板。
【請求項2】
前記無極性面が、(11−20)面または(10−10)面であり、前記半極性面が、(10−1−1)面、(10−1−3)面、(10−11)面、(10−13)面または(11−22)面である、請求項1に記載のIII族窒化物半導体基板。
【請求項3】
無極性面または半極性面からなる前記面が、(11―22)面である、請求項1または2に記載のIII族窒化物半導体基板。
【請求項4】
前記III族窒化物半導体バルク結晶のc軸成長面をas grown面のままとして、無極性面あるいは半極性面からなる前記面を形成した、請求項1乃至3いずれかに記載のIII族窒化物半導体基板。
【請求項5】
前記III族窒化物半導体バルク結晶の(0001)面、(000−1)面、(11−20)面または(10―10)面に平坦面を加工した後、無極性面または半極性面からなる前記面を形成した、請求項1乃至4いずれかに記載のIII族窒化物半導体基板。
【請求項6】
前記III族窒化物半導体バルク結晶の成長面および裏面に対し、それぞれ、異なる外観を呈するように表面処理を施した後、無極性面または半極性面からなる前記面を形成した、請求項1乃至5いずれかに記載のIII族窒化物半導体基板。
【請求項7】
無極性面または半極性面からなる前記面の表面粗さが、1μm×1μmの範囲でRMS≦1nmである、請求項1乃至6いずれかに記載のIII族窒化物半導体基板。
【請求項8】
前記III族窒化物半導体バルク結晶は、サファイアまたはSiCからなる下地基板上にIII族窒化物半導体を成長させた後、前記下地基板を除去して得られる自立基板である、請求項1乃至7いずれかに記載のIII族窒化物半導体基板。
【請求項9】
前記III族窒化物半導体バルク結晶は、ウルツ鉱型結晶である、請求項1乃至8いずれかに記載のIII族窒化物半導体基板。
【請求項10】
c軸方向に1mm以上の厚さに成長させたIII族窒化物半導体のバルク結晶をスライスまたは研磨し無極性面または半極性面からなる面を形成させる工程と、
該面を平坦な表面となるように加工する工程と、
を含むことを特徴とするIII族窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項11】
請求項10に記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
サファイアまたはSiCからなる下地基板上にIII族窒化物半導体を成長させる工程と、
前記下地基板を除去する工程と、
を含むことを特徴とするIII族窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項12】
請求項10または11に記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、III族窒化物半導体バルク結晶の成長面および裏面に対し、それぞれ異なる外観を呈するように表面処理を施した後、無極性面または半極性面からなる前記面を形成させる工程を含むことを特徴とするIII族窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項1】
c軸方向に1mm以上の厚さを有するIII族窒化物半導体のバルク結晶を、スライスまたは研磨することにより、無極性面または半極性面からなる面を形成し、該面を平坦な表面となるように加工したIII族窒化物半導体基板。
【請求項2】
前記無極性面が、(11−20)面または(10−10)面であり、前記半極性面が、(10−1−1)面、(10−1−3)面、(10−11)面、(10−13)面または(11−22)面である、請求項1に記載のIII族窒化物半導体基板。
【請求項3】
無極性面または半極性面からなる前記面が、(11―22)面である、請求項1または2に記載のIII族窒化物半導体基板。
【請求項4】
前記III族窒化物半導体バルク結晶のc軸成長面をas grown面のままとして、無極性面あるいは半極性面からなる前記面を形成した、請求項1乃至3いずれかに記載のIII族窒化物半導体基板。
【請求項5】
前記III族窒化物半導体バルク結晶の(0001)面、(000−1)面、(11−20)面または(10―10)面に平坦面を加工した後、無極性面または半極性面からなる前記面を形成した、請求項1乃至4いずれかに記載のIII族窒化物半導体基板。
【請求項6】
前記III族窒化物半導体バルク結晶の成長面および裏面に対し、それぞれ、異なる外観を呈するように表面処理を施した後、無極性面または半極性面からなる前記面を形成した、請求項1乃至5いずれかに記載のIII族窒化物半導体基板。
【請求項7】
無極性面または半極性面からなる前記面の表面粗さが、1μm×1μmの範囲でRMS≦1nmである、請求項1乃至6いずれかに記載のIII族窒化物半導体基板。
【請求項8】
前記III族窒化物半導体バルク結晶は、サファイアまたはSiCからなる下地基板上にIII族窒化物半導体を成長させた後、前記下地基板を除去して得られる自立基板である、請求項1乃至7いずれかに記載のIII族窒化物半導体基板。
【請求項9】
前記III族窒化物半導体バルク結晶は、ウルツ鉱型結晶である、請求項1乃至8いずれかに記載のIII族窒化物半導体基板。
【請求項10】
c軸方向に1mm以上の厚さに成長させたIII族窒化物半導体のバルク結晶をスライスまたは研磨し無極性面または半極性面からなる面を形成させる工程と、
該面を平坦な表面となるように加工する工程と、
を含むことを特徴とするIII族窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項11】
請求項10に記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、
サファイアまたはSiCからなる下地基板上にIII族窒化物半導体を成長させる工程と、
前記下地基板を除去する工程と、
を含むことを特徴とするIII族窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項12】
請求項10または11に記載のIII族窒化物半導体基板の製造方法において、III族窒化物半導体バルク結晶の成長面および裏面に対し、それぞれ異なる外観を呈するように表面処理を施した後、無極性面または半極性面からなる前記面を形成させる工程を含むことを特徴とするIII族窒化物半導体基板の製造方法。
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図9】
【図10】
【図1】
【図6】
【図7】
【図8】
【図11】
【図3】
【図4】
【図5】
【図9】
【図10】
【図1】
【図6】
【図7】
【図8】
【図11】
【公開番号】特開2008−91598(P2008−91598A)
【公開日】平成20年4月17日(2008.4.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−270353(P2006−270353)
【出願日】平成18年10月2日(2006.10.2)
【出願人】(000165974)古河機械金属株式会社 (211)
【公開日】平成20年4月17日(2008.4.17)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年10月2日(2006.10.2)
【出願人】(000165974)古河機械金属株式会社 (211)
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