ＩＩＩ族窒化物複合基板およびその評価方法
【課題】ＩＩＩ族窒化物支持基板およびＩＩＩ族窒化物薄膜が実質的に同一の化学組成を有していても、ＩＩＩ族窒化物支持基板上にＩＩＩ族窒化物薄膜が配置されているか否かを評価することができるＩＩＩ族窒化物複合基板およびその評価方法を提供する。
【解決手段】本ＩＩＩ族窒化物複合基板１は、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１の任意に特定されるａ軸２１ａと、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のａ軸２１ａに最も近いＩＩＩ族窒化物支持基板１０のａ軸１０ａとの間のずれ角Δφが０°より大きくかつ６０°より小さい、および、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のｃ軸２１ｃと、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０のｃ軸１０ｃとの間のずれ角Δψが０°より大きくかつ９０°より小さい、の少なくとも一つのずれ角の条件を満たす。
【解決手段】本ＩＩＩ族窒化物複合基板１は、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１の任意に特定されるａ軸２１ａと、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のａ軸２１ａに最も近いＩＩＩ族窒化物支持基板１０のａ軸１０ａとの間のずれ角Δφが０°より大きくかつ６０°より小さい、および、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のｃ軸２１ｃと、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０のｃ軸１０ｃとの間のずれ角Δψが０°より大きくかつ９０°より小さい、の少なくとも一つのずれ角の条件を満たす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスに好適に用いられるＩＩＩ族窒化物複合基板およびその評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスは、一般的にサファイア基板上に半導体層として複数のＩＩＩ族窒化物半導体層が形成されている。このため、かかるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスは、サファイア基板とＩＩＩ族窒化物半導体層との物性の違いによりＩＩＩ族窒化物半導体層中に高い密度で貫通転位が発生し、かかる貫通転位が半導体デバイスの特性を低下させる原因となっていた。たとえば、半導体デバイスがＬＥＤ（発光ダイオード）の場合は、ＩＩＩ族窒化物半導体層中の発光層に発生する貫通転位が非発光再結合中心として振舞うため、貫通転位が発生している部分の周囲の領域の発光強度が低下し、ＬＥＤの輝度が低下する。
【０００３】
一方、基板としてＩＩＩ族窒化物半導体層と物性が同一または近似している貫通転位の密度が低いＩＩＩ族窒化物基板を用いた高輝度のＬＥＤ（ＩＩＩ族窒化物半導体デバイス）が開発されている。しかしながら、かかるＩＩＩ族窒化物基板は高価であるため、ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造コストが高くなる問題がある。
【０００４】
上記問題を解決するために、特表２００４−５１７４７２号公報（特許文献１）は、接着界面に分子付着によりサポート（支持基板）上にＧａＮなどのシード層（薄膜）を転写し、シード層上に有効層のエピタキシーを形成し、シード層と有効層により構成された組立体を接着界面においてサポートに対して分離する方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００４−５１７４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特表２００４−５１７４７２号公報（特許文献１）に開示された方法において、サポート（支持基板）としては、サポート上に形成されたＧａＮなどのシード層（薄膜）上にＧａＮなどの有効層をエピタキシャル成長させる観点から、エピタキシャル成長温度である１０００℃程度以上の高温耐久性を有し、その熱膨張係数がシード層および有効層の熱膨張係数と同一または近似していることが好ましい。かかる観点から、上記シード層上にＩＩＩ族窒化物半導体の有効層をエピタキシャル成長させてＩＩＩ族窒化物半導体デバイスを形成するためには、サポート（支持基板）およびシード層（薄膜）が同じ化学組成のＩＩＩ族窒化物で形成されていることが好ましい。すなわち、ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスを形成するために、ＩＩＩ族窒化物支持基板とＩＩＩ族窒化物支持基板上に配置されたＩＩＩ族窒化物薄膜とを含み、ＩＩＩ族窒化物支持基板およびＩＩＩ族窒化物薄膜が同じ化学組成のＩＩＩ族窒化物で形成されている複合基板を形成することが好ましい。
【０００７】
しかしながら、ＩＩＩ族窒化物支持基板およびＩＩＩ族窒化物薄膜が同じ化学組成のＩＩＩ族窒化物で形成されている複合基板においては、ＩＩＩ族窒化物支持基板上にＩＩＩ族窒化物薄膜が確かに配置されているか否かを評価することが極めて困難である。
【０００８】
したがって、本発明は、ＩＩＩ族窒化物支持基板およびＩＩＩ族窒化物薄膜が実質的に同一の化学組成を有していても、ＩＩＩ族窒化物支持基板上にＩＩＩ族窒化物薄膜が配置されているか否かを評価することができるＩＩＩ族窒化物複合基板およびその評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ＩＩＩ族窒化物支持基板とＩＩＩ族窒化物支持基板上に配置されたＩＩＩ族窒化物薄膜とを含み、ＩＩＩ族窒化物薄膜およびＩＩＩ族窒化物支持基板が実質的に同じ化学組成のＩＩＩ族窒化物で形成されているＩＩＩ族窒化物複合基板であって、ＩＩＩ族窒化物薄膜の任意に特定されるａ軸と、ＩＩＩ族窒化物薄膜のそのａ軸に最も近いＩＩＩ族窒化物支持基板のａ軸との間のずれ角Δφが０°より大きくかつ６０°より小さい、および、ＩＩＩ族窒化物薄膜のｃ軸と、ＩＩＩ族窒化物支持基板のｃ軸との間のずれ角Δψが０°より大きくかつ９０°より小さい、の少なくとも一つのずれ角の条件を満たすＩＩＩ族窒化物複合基板である。
【００１０】
本発明にかかるＩＩＩ族窒化物複合基板において、上記ずれ角Δφを１°より大きくかつ５９°より小さくすることができる。また、上記ずれ角Δψを０．０１°より大きくかつ１０°より小さくすることができる。
【００１１】
また、本発明は、上記のＩＩＩ族窒化物複合基板の評価方法であって、ＩＩＩ族窒化物薄膜およびＩＩＩ族窒化物支持基板において、（０００１）面に平行でない面の回折を維持してφ角をスキャンするＸ線回折法、および、ずれ角Δψのずれ方向またはそのずれ方向と正反対方向からＸ線を入射させかつ（０００１）面に平行な面の回折を維持してω角をスキャンするＸ線回折法、の少なくとも一つのＸ線回折法を用いることにより、ＩＩＩ族窒化物薄膜とＩＩＩ族窒化物支持基板との配置を評価するＩＩＩ族窒化物複合基板の評価方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＩＩＩ族窒化物支持基板およびＩＩＩ族窒化物薄膜が実質的に同一の化学組成を有していても、ＩＩＩ族窒化物支持基板上にＩＩＩ族窒化物薄膜が配置されているか否かを評価することができるＩＩＩ族窒化物複合基板およびその評価方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物複合基板の一例を示す概略図である。
【図２】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物複合基板を製造する方法の一例を示す概略図である。
【図３】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物複合基板の評価方法において用いられる結晶のＸ線回折の一例を示す概略図である。
【図４】実施例１におけるＩＩＩ族窒化物複合基板を示す概略図である。
【図５】実施例１におけるＩＩＩ族窒化物複合基板のＸ線回折を示す概略図である。
【図６】実施例２におけるＩＩＩ族窒化物複合基板を示す概略図である。
【図７】実施例２におけるＩＩＩ族窒化物複合基板のＸ線回折を示す概略図である。
【図８】実施例３におけるＩＩＩ族窒化物複合基板を示す概略図である。
【図９】実施例３におけるＩＩＩ族窒化物複合基板のＸ線回折を示す概略図である。
【図１０】実施例４におけるＩＩＩ族窒化物複合基板を示す概略図である。
【図１１】実施例４におけるＩＩＩ族窒化物複合基板のＸ線回折を示す概略図である。
【図１２】実施例５におけるＩＩＩ族窒化物複合基板を示す概略図である。
【図１３】実施例５におけるＩＩＩ族窒化物複合基板のＸ線回折を示す概略図である。
【図１４】比較例１におけるＩＩＩ族窒化物複合基板を示す概略図である。
【図１５】比較例１におけるＩＩＩ族窒化物複合基板のＸ線回折を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施形態１］
（ＩＩＩ族窒化物複合基板）
図１を参照して、本発明の一実施形態であるＩＩＩ族窒化物複合基板１は、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０とＩＩＩ族窒化物支持基板１０上に配置されたＩＩＩ族窒化物薄膜２１とを含み、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０が実質的に同じ化学組成のＩＩＩ族窒化物で形成され、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１の任意に特定されるａ軸２１ａと、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のそのａ軸２１ａに最も近いＩＩＩ族窒化物支持基板１０のａ軸１０ａとの間のずれ角Δφが０°より大きくかつ６０°より小さい、および、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のｃ軸２１ｃと、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０のｃ軸１０ｃとの間のずれ角Δψが０°より大きくかつ９０°より小さい、の少なくとも一つのずれ角の条件を満たす。
【００１５】
本実施形態のＩＩＩ族窒化物複合基板１は、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０とＩＩＩ族窒化物支持基板１０上に配置されたＩＩＩ族窒化物薄膜２１とを含むものであるが、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０が実質的に同じ化学組成のＩＩＩ族窒化物で形成されているため、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１がＩＩＩ族窒化物支持基板１０上に確かに配置されているか否かを評価することが困難であった。
【００１６】
すなわち、本実施形態のＩＩＩ族窒化物複合基板１において、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０を形成するＩＩＩ族窒化物が実質的に同じ化学組成であるとは、Ｘ線回折において互いに識別できない範囲内にあるものをいう。すなわち、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０を形成するＩＩＩ族窒化物がいずれもＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１、ｘ＝０のときＧａＮ、ｘ＝１のときＡｌＮ）である場合だけでなく、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１がＡｌx1Ｇａ1-x1Ｎ（０≦ｘ１≦１）でＩＩＩ族窒化物支持基板１０がＡｌx0Ｇａ1-x0Ｎ（０≦ｘ０≦１）であって｜ｘ１−ｘ０｜≦０．０５の場合も含まれる。
【００１７】
また、本実施形態のＩＩＩ族窒化物複合基板１においては、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０は、いずれも六方晶系であるウルツ鉱型結晶構造を有する。したがって、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０は、いずれも６回回転対称軸であるｃ軸と、このｃ軸に垂直な６回回転対称の６本のａ軸と、を有する。ここで、ｃ軸とは＜０００１＞方向軸であり、ａ軸とは＜１１−２０＞方向軸である。
【００１８】
本実施形態のＩＩＩ族窒化物複合基板１は、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１の任意に特定されるａ軸２１ａと、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のそのａ軸２１ａに最も近いＩＩＩ族窒化物支持基板１０のａ軸１０ａとの間のずれ角Δφが０°より大きくかつ６０°より小さい、および、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のｃ軸２１ｃと、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０のｃ軸１０ａとの間のずれ角Δψが０°より大きくかつ９０°より小さい、の少なくとも一つのずれ角の条件を満たすため、Ｘ線回折により測定されるＩＩＩ族窒化物薄膜２１の回折強度ピークとＩＩＩ族窒化物支持基板１０の回折強度ピークとを分離して、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１がＩＩＩ族窒化物支持基板１０上に確かに配置されていることを評価することができる。かかる観点から、上記ずれ角Δφは、１°より大きくかつ５９°より小さいことが好ましく、１５°より大きくかつ４５°より小さいことがより好ましい。また、上記ずれ角Δψは、０．０１°より大きいことが好ましく、０．１°より大きいことがより好ましい。なお、窒化物結晶はｃ軸方向とａ軸方向とで熱膨張係数が異なるためＩＩＩ族窒化物薄膜２１とＩＩＩ族窒化物支持基板１０との間の熱膨張係数の差を少なくする観点から、上記ずれ角Δψは、１０°より小さいことが好ましく、１°より小さいことがより好ましい。
【００１９】
なお、ＩＩＩ族窒化物複合基板１について、図１においては、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１の外縁がＩＩＩ族窒化物支持基板１０の外縁よりわずかに内側に描かれているが、これはＩＩＩ族窒化物支持基板１０上にＩＩＩ族窒化物薄膜２１が配置されていることを明確にするためであり、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０の外縁は通常一致している。
【００２０】
また、ＩＩＩ族窒化物複合基板１は、図１においては、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０上に直接ＩＩＩ族窒化物薄膜２１が接合して配置されているように描かれているが、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０とＩＩＩ族窒化物薄膜２１とが少なくとも１層の中間層（図示せず）を介在させて接合して配置されていてもよい。
【００２１】
また、図１を参照して、ＩＩＩ族窒化物複合基板１は、上記所定のずれ角ΔφおよびΔψでＩＩＩ族窒化物支持基板１０上にＩＩＩ族窒化物薄膜２１を配置させるのを容易にする観点から、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０およびＩＩＩ族窒化物薄膜２１のそれぞれに、ＯＦ（オリエンテーションフラット）１０ｏｆ，２１ｏｆおよびＩＦ（アイデンディフィケーションフラット）１０ｉｆ，２１ｉｆが設けられていることが好ましい。
【００２２】
（ＩＩＩ族窒化物複合基板の製造方法）
本実施形態のＩＩＩ族窒化物複合基板１を製造する方法は、特に制限はないが、上記ずれ角Δφが０°より大きくかつ６０°より小さい、および、上記ずれ角Δψが０°より大きくかつ９０°より小さい、の少なくともいずれかとする観点から、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０上にＩＩＩ族窒化物薄膜２１を貼り合わせる方法が好ましい。
【００２３】
図２を参照して、具体的には、本実施形態のＩＩＩ族窒化物複合基板１を製造する方法は、図２（Ａ）に示すように薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０の一方の主面側から深さＤの面（この面がイオン注入領域２０ｉとなる）に水素、ヘリウム、窒素、酸素などのイオンＩを注入する工程（イオン注入工程）と、図２（Ｂ）に示すように薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０のイオンが注入された側の主面とＩＩＩ族窒化物支持基板１０の一方の主面とを貼り合わせる工程（貼り合わせ工程）と、図２（Ｃ）に示すようにＩＩＩ族窒化物支持基板１０および薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０に熱、応力などを加えて、貼り合わせ面から深さＤの薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０のイオン注入領域２０ｉにおいて、薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０をＩＩＩ族窒化物薄膜２１と残りの薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２２とに分離する工程（分離工程）と、を含む。
【００２４】
上記の工程により、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０上に厚さＴDのＩＩＩ族窒化物薄膜２１が貼り合わせにより接合されたＩＩＩ族窒化物複合基板１が得られる。ここで、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１の厚さＴDの大きさは上記イオンの注入深さＤの大きさにほぼ等しい。また、上記イオン注入工程においては、基板へのダメージを小さくする観点から、半径の小さいイオンが好ましく、水素イオンが最も好ましい。
【００２５】
かかる方法は、薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０中のイオン注入領域２０ｉが脆化することを利用したものであり、イオンの注入深さＤは精度よく調節することができるため、厚さＴDの小さい、好ましくは１０ｎｍ〜１００μｍ程度、より好ましくは１０ｎｍ〜１０μｍ程度のＩＩＩ族窒化物薄膜２１を有するＩＩＩ族窒化物複合基板１を製造するのに適した方法である。
【００２６】
なお、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０と薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０との間に少なくとも１層の中間層（図示せず）を介在させて貼り合わせることもできる。たとえば、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０および薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０の少なくともいずれかにＳｉＯ2層などの中間層を形成して、それらの中間層を介在させてＩＩＩ族窒化物支持基板１０と薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０とを貼り合わせることにより、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０とＩＩＩ族窒化物薄膜２１との接合強度を高めるとともに、それらを再度分離することを容易にすることができる。また、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０と薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０との間に、中間層として、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０側から順に薄いＳｉＯ2層、アモルファスＳｉ層、厚いＳｉＯ2層を介在させて貼り合わせることにより、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０とＩＩＩ族窒化物薄膜２１との接合強度を高めるとともに、それらを再度分離することをさらに容易にすることができる。
【００２７】
なお、上記の貼り合わせ工程において、上記所定のずれ角ΔφおよびΔψでのＩＩＩ族窒化物支持基板１０と薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０との貼り合わせを容易にする観点から、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０および薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０のそれぞれの所定の位置にＯＦ１０ｏｆ，２０ｏｆおよびＩＦ（アイデンディフィケーションフラット）１０ｉｆ，２０ｉｆが設けられていることが好ましい。そして、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０のＯＦ１０ｏｆと薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０のＯＦ２０ｏｆとを、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０のＩＦ１０ｉｆと薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０のＩＦ２０ｉｆとを、それぞれ重ね合わせて貼り合わせることにより、上記所定のずれ角ΔφおよびΔψでＩＩＩ族窒化物支持基板１０と薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０とが接合されたＩＩＩ族窒化物複合基板１が得られる。
【００２８】
［実施形態２］
図１および３を参照して、本発明の別の実施形態であるＩＩＩ族窒化物複合基板１の評価方法は、実施形態１のＩＩＩ族窒化物複合基板１の評価方法であって、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０において、（０００１）面に平行でない面の回折を維持してφ角をスキャンするＸ線回折法、および、ずれ角Δψのずれ方向またはそのずれ方向と正反対方向からＸ線を入射させかつ（０００１）面に平行な面の回折を維持してω角をスキャンするＸ線回折法、の少なくとも一つのＸ線回折法を用いることにより、ＩＩＩ族窒化物薄膜とＩＩＩ族窒化物支持基板との配置を評価する。
【００２９】
図３を参照して、結晶１００の主面１００ｓに照射された入射Ｘ線１１１が結晶１００の回折面１００ｄで回折されて出射Ｘ線１１２として放出されるＸ線回折においては、一般に、主面１００ｓに対して垂直なφ軸、回折面１００ｄに対して垂直なｄ軸１２４、主面１００ｓに平行でかつ入射Ｘ線１１１および出射Ｘ線１１２により作られる面に垂直なω軸（２θ軸）、主面１００ｓに平行でかつ入射Ｘ線１１１および出射Ｘ線１１２により作られる面に平行なχ軸が考えられる。また、かかるφ軸、ω軸（２θ軸）およびχ軸の回りの角を、それぞれφ角、ω角（２θ角）およびχ角という。ここで、θ角はＢｒａｇｇ角である。また、φ軸とｄ軸とのなす角をψ角という。
【００３０】
図１、３−７および１０−１１を参照して、ＩＩＩ族窒化物複合基板１において、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１の任意に特定されるａ軸２１ａと、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のａ軸２１ａに最も近いＩＩＩ族窒化物支持基板１０のａ軸１０ａとの間のずれ角Δφが０°より大きくかつ６０°より小さい場合は、（０００１）面と平行でない面（たとえば（１０−１１）面）の回折を維持して、φ角をスキャンするＸ線回折法により、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１に由来するＸ線回折ピークとＩＩＩ族窒化物支持基板１０に由来するＸ線回折ピークとを分離することにより識別することができるため、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０上にＩＩＩ族窒化物薄膜２１が確かに配置されていると評価することができる。
【００３１】
図１、３および６−１３を参照して、ＩＩＩ族窒化物複合基板１において、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のｃ軸２１ｃと、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０のｃ軸１０ｃとの間のずれ角Δψが０°より大きくかつ９０°より小さい場合は、ずれ角Δψのずれ方向またはそのずれ方向と正反対方向からＸ線を入射させかつ（０００１）面に平行な面（たとえば、（０００２）面）の回折を維持してω角をスキャンするＸ線回折法により、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１に由来するＸ線回折ピークとＩＩＩ族窒化物支持基板１０に由来するＸ線回折ピークとを分離することにより識別することができるため、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０上にＩＩＩ族窒化物薄膜２１が確かに配置されていると評価することができる。
【実施例】
【００３２】
（実施例１）
１．ＩＩＩ族窒化物複合基板の作製
図２（Ａ）を参照して、表主面の面方位が（０００１）で裏主面の面方位が（０００−１）で直径が１００ｍｍで厚さが６００μｍの薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）を準備した。次いで、このＧａＮ支持基板に、面方位が｛１１−２０｝のＯＦ２０ｏｆと面方位が｛１０−１０｝のＩＦ２０ｉｆをダイシング加工により作製した。ここで、表主面、裏主面、ＯＦおよびＩＦの面方位の精度は、Ｘ線回折で確認したところ、上記面方位からのオフ角で０．０５°以下であった。次いで、薄膜形成用ＧａＮ基板の裏表面側から深さ０．６μｍの面に水素イオンを注入した（イオン注入領域２０ｉ）。ここで、水素イオンの加速電圧は９０ｋｅＶとし、水素イオンのドーズ量は６×１０17ｃｍ-2とした。
【００３３】
図２（Ｂ）を参照して、表主面の面方位が（０００１）で裏主面の面方位が（０００−１）で直径が１００ｍｍで厚さが６００μｍのＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）を準備した。次いで、このＧａＮ支持基板に、面方位が｛１０−１０｝のＯＦ１０ｏｆと面方位が｛１１−２０｝のＩＦ１０ｉｆをダイシング加工により作製した。ここで、表主面、裏主面、ＯＦおよびＩＦの面方位の精度は、Ｘ線回折で確認したところ、上記面方位からのオフ角で０．０５°以下であった。
【００３４】
次に、薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）のイオン注入側の主面である裏主面およびＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の表主面を、Ａｒガス中でプラズマエッチングすることにより清浄面とした後、互いのＯＦ２０ｏｆ，１０ｏｆおよびＩＦ２０ｉｆ，１０ｉｆがそれぞれ重なり合うように、大気中で貼り合わせることにより接合した。
【００３５】
次に、図２（Ｃ）を参照して、貼り合わせた薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）およびＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）をＮ2ガス雰囲気中３００℃で２時間熱処理することにより、薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）をイオン注入領域２０ｉでＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）と残りの薄膜形成用ＧａＮ基板（残りの薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２２）とに分離することにより、厚さ６００μｍのＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）とその上に接合された厚さ０．６μｍのＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）とで構成されるＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）が得られた。
【００３６】
図４を参照して、得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）は、表主面の面方位が（０００１）で、ＯＦ２１ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ２１ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であり、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）は、表主面の面方位が（０００１）で、ＯＦ１０ｏｆの面方位が｛１０−１０｝で、ＩＦ１０ｉｆの面方位が｛１１−２０｝であった。また、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）のｃ軸とＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）のｃ軸とのずれ角Δψは、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向およびＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向のいずれにも０°であった。結果を表１にまとめた。
【００３７】
２．Ｘ線回折によるＩＩＩ族窒化物複合基板の評価
得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうかを以下のＸ線回折により評価した。
【００３８】
Ｘ線回折は、パナリティカル社のＸ’Ｐｅｒｔ ＭＲＤを用いて行なった。Ｘ線回折においては、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に加えて、主面内の回転を示すφ軸、ｙ軸方向の煽り角度を示すψ軸が存在する。またＸ線の入射軸がω軸であり、かかるω軸は回折強度を測定する軸のひとつである２θ軸と中心軸が同一である。本装置では回折面を指定すると自動的に装置が各軸に対する変位値を計算し、移動するシステムとなっている。
【００３９】
図４および５を参照して、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向（すなわち、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１０−１０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１１−２０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、回折ピークは１つだけしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。
【００４０】
ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向（すなわちＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１１−２０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１０−１０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、回折ピークは１つだけしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。
【００４１】
（１０−１１）面回折を維持してφ角をスキャンした場合は、強度の強い６つの回折ピークと強度の弱い６つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。結果を表１にまとめた。
【００４２】
（実施例２）
１．ＩＩＩ族窒化物複合基板の作製
図２および６を参照して、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、裏主面の面方位が（０００−１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、｛１１−２０｝の面方位のＯＦ２０ｏｆと｛１０−１０｝の面方位のＩＦ２０ｉｆが形成された薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）を用いた以外は、実施例１と同様にして、ＩＩＩ族窒化物複合基板を作製した。
【００４３】
図６を参照して、得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）は、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２１ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、ＯＦ２１ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ２１ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であり、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）は、表主面の面方位が（０００１）で、ＯＦ１０ｏｆの面方位が｛１０−１０｝で、ＩＦ１０ｉｆの面方位が｛１１−２０｝であった。また、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）のｃ軸とＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）のｃ軸とのずれ角Δψは、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向が０．３５°であり、ＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向が０°であった。結果を表１にまとめた。
【００４４】
２．Ｘ線回折によるＩＩＩ族窒化物複合基板の評価
得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうかを実施例１と同様のＸ線回折により評価した。
【００４５】
図６および７を参照して、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向（すなわち、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１０−１０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１１−２０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、強度の強い１つの回折ピークと強度の弱い１つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。
【００４６】
ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向（すなわちＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１１−２０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１０−１０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、回折ピークは１つだけしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。
【００４７】
（１０−１１）面回折を維持してφ角をスキャンした場合は、強度の強い６つの回折ピークと強度の弱い６つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。結果を表１にまとめた。
【００４８】
（実施例３）
１．ＩＩＩ族窒化物複合基板の作製
図２および８を参照して、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、裏主面の面方位が（０００−１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、｛１１−２０｝の面方位のＯＦ２０ｏｆと｛１０−１０｝の面方位のＩＦ２０ｉｆが形成された薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）を用いるとともに、表主面の面方位が（０００１）で、｛１１−２０｝の面方位のＯＦ１０ｏｆと｛１０−１０｝の面方位のＩＦ１０ｉｆが形成されたＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）を用いた以外は、実施例１と同様にして、ＩＩＩ族窒化物複合基板を作製した。
【００４９】
図８を参照して、得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）は、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２１ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、ＯＦ２１ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ２１ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であり、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）は、表主面の面方位が（０００１）で、ＯＦ１０ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ１０ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であった。また、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）のｃ軸とＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）のｃ軸とのずれ角Δψは、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向が０．３５°であり、ＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向が０°であった。結果を表１にまとめた。
【００５０】
２．Ｘ線回折によるＩＩＩ族窒化物複合基板の評価
得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうかを実施例１と同様のＸ線回折により評価した。
【００５１】
図８および９を参照して、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向（すなわち、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１０−１０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１０−１０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、強度の強い１つの回折ピークと強度の弱い１つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。
【００５２】
ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向（すなわちＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１１−２０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１１−２０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、回折ピークは１つだけしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。
【００５３】
（１０−１１）面回折を維持してφ角をスキャンした場合は、強度の強い６つの回折ピークしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。結果を表１にまとめた。
【００５４】
（実施例４）
１．ＩＩＩ族窒化物複合基板の作製
図２および１０を参照して、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、裏主面の面方位が（０００−１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、｛１１−２０｝の面方位のＯＦ２０ｏｆと｛１０−１０｝の面方位のＩＦ２０ｉｆが形成された薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）を用いるとともに、表主面の面方位が（０００１）からＯＦ１０ｏｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、裏主面の面方位が（０００−１）からＯＦ１０ｏｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、｛１０−１０｝の面方位のＯＦ１０ｏｆと｛１１−２０｝の面方位のＩＦ１０ｉｆが形成されたＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）を用いた以外は、実施例１と同様にして、ＩＩＩ族窒化物複合基板を作製した。
【００５５】
図１０を参照して、得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）は、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２１ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、ＯＦ２１ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ２１ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であり、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）は、表主面の面方位が（０００１）からＯＦ１０ｏｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、ＯＦ１０ｏｆの面方位が｛１０−１０｝で、ＩＦ１０ｉｆの面方位が｛１１−２０｝であった。また、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）のｃ軸とＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）のｃ軸とのずれ角Δψは、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向が０．３５°であり、ＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向が０．３５°であった。結果を表１にまとめた。
【００５６】
２．Ｘ線回折によるＩＩＩ族窒化物複合基板の評価
得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうかを実施例１と同様のＸ線回折により評価した。
【００５７】
図１０および１１を参照して、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向（すなわち、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１０−１０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１１−２０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、強度の強い１つの回折ピークと強度の弱い１つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。
【００５８】
ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向（すなわちＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１１−２０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１０−１０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、強度の強い１つの回折ピークと強度の弱い１つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。
【００５９】
（１０−１１）面回折を維持してφ角をスキャンした場合は、強度の強い６つの回折ピークと強度の弱い６つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。結果を表１にまとめた。
【００６０】
（実施例５）
１．ＩＩＩ族窒化物複合基板の作製
図２および１２を参照して、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、裏主面の面方位が（０００−１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、｛１１−２０｝の面方位のＯＦ２０ｏｆと｛１０−１０｝の面方位のＩＦ２０ｉｆが形成された薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）を用いるとともに、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ１０ｉｆの面に垂直な方向以外の＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、裏主面の面方位が（０００−１）からＩＦ１０ｉｆの面に垂直な方向以外の＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、｛１１−２０｝の面方位のＯＦ１０ｏｆと｛１０−１０｝の面方位のＩＦ１０ｉｆが形成されたＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）を用いた以外は、実施例１と同様にして、ＩＩＩ族窒化物複合基板を作製した。
【００６１】
図１２を参照して、得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）は、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２１ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、ＯＦ２１ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ２１ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であり、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）は、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ１０ｉｆの面に垂直な方向以外の＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、ＯＦ１０ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ１０ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であった。また、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）のｃ軸とＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）のｃ軸とのずれ角Δψは、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向が０．５２５°であり、ＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向が０．３０°であった。結果を表１にまとめた。
【００６２】
２．Ｘ線回折によるＩＩＩ族窒化物複合基板の評価
得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうかを実施例１と同様のＸ線回折により評価した。
【００６３】
図１２および１３を参照して、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向（すなわち、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１０−１０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１０−１０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、強度の強い１つの回折ピークと強度の弱い１つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。
【００６４】
ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向（すなわちＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１１−２０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１１−２０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、強度の強い１つの回折ピークと強度の弱い１つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。
【００６５】
（１０−１１）面回折を維持してφ角をスキャンした場合は、強度の強い６つの回折ピークしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。結果を表１にまとめた。
【００６６】
（比較例１）
１．ＩＩＩ族窒化物複合基板の作製
表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、裏主面の面方位が（０００−１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、｛１１−２０｝の面方位のＯＦ２０ｏｆと｛１０−１０｝の面方位のＩＦ２０ｉｆが形成された薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）を用いるとともに、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ１０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向（すなわち薄膜形成用ＧａＮ基板の傾きと同じ方向）に０．３５°傾き、裏主面の面方位が（０００−１）からＩＦ１０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向（すなわち薄膜形成用ＧａＮ基板の傾きと同じ方向）に０．３５°傾き、｛１１−２０｝の面方位のＯＦ１０ｏｆと｛１０−１０｝の面方位のＩＦ１０ｉｆが形成されたＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）を用いた以外は、実施例１と同様にして、ＩＩＩ族窒化物複合基板を作製した。
【００６７】
図１４を参照して、得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）は、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２１ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、ＯＦ２１ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ２１ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であり、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）は、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ１０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向（すなわち薄膜形成用ＧａＮ基板の傾きと同じ方向）に０．３５°傾き、ＯＦ１０ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ１０ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であった。また、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）のｃ軸とＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）のｃ軸とのずれ角Δψは、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向が０°であり、ＯＦ方向１ｏｆの面に垂直な方向も０°であった。結果を表１にまとめた。
【００６８】
２．Ｘ線回折によるＩＩＩ族窒化物複合基板の評価
得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうかを実施例１と同様のＸ線回折により評価した。
【００６９】
図１４および１５を参照して、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向（すなわち、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１０−１０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１０−１０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、回折ピークは１つだけしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。
【００７０】
ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向（すなわちＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１１−２０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１１−２０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、回折ピークは１つだけしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。
【００７１】
（１０−１１）面回折を維持してφ角をスキャンした場合は、強度の強い６つの回折ピークしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。
【００７２】
【表１】
【００７３】
表１を参照して、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０とＩＩＩ族窒化物支持基板上に配置されたＩＩＩ族窒化物薄膜２１とを含み、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０が実質的に同じ化学組成のＩＩＩ族窒化物で形成されているＩＩＩ族窒化物複合基板１においても、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１の任意に特定されるａ軸２１ａと、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のａ軸２１ａに最も近いＩＩＩ族窒化物支持基板１０のａ軸１０ａとの間のずれ角Δφが０°より大きくかつ６０°より小さい、および、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のｃ軸２１ｃと、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０のｃ軸１０ｃとの間のずれ角Δψが０°より大きくかつ９０°より小さい、の少なくとも一つのずれ角の条件を満たすＩＩＩ族窒化物複合基板１を形成することにより、（０００１）面に平行でない面の回折を維持してφ角をスキャンするＸ線回折法、および、ずれ角Δψのずれ方向または前記ずれ方向と正反対方向からＸ線を入射させかつ（０００１）面に平行な面の回折を維持してω角をスキャンするＸ線回折法、の少なくとも一つのＸ線回折法を用いることにより、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０上にＩＩＩ族窒化物薄膜２１が確かに配置されているかどうかを評価することができた。
【００７４】
今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７５】
１ ＩＩＩ族窒化物複合基板、１ｉｆ，１０ｉｆ，２０ｉｆ，２１ｉｆ ＩＦ、１ｎ，１０ｎ，２１ｎ 主面の法線軸、１ｏｆ，１０ｏｆ，２０ｏｆ，２１ｏｆ ＯＦ、１０ ＩＩＩ族窒化物支持基板、１０ａ，２１ａ ａ軸、１０ｃ，２１ｃ ｃ軸、２０，２２ 薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板、２０ｉ イオン注入領域、１００ 結晶、１００ｄ 回折面、１００ｓ 主面、１１１ 入射Ｘ線、１１２ 出射Ｘ線、１２１ χ軸、１２２ ω軸（２θ軸）、１２３ φ軸、１２４ ｄ軸。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイスに好適に用いられるＩＩＩ族窒化物複合基板およびその評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスは、一般的にサファイア基板上に半導体層として複数のＩＩＩ族窒化物半導体層が形成されている。このため、かかるＩＩＩ族窒化物半導体デバイスは、サファイア基板とＩＩＩ族窒化物半導体層との物性の違いによりＩＩＩ族窒化物半導体層中に高い密度で貫通転位が発生し、かかる貫通転位が半導体デバイスの特性を低下させる原因となっていた。たとえば、半導体デバイスがＬＥＤ（発光ダイオード）の場合は、ＩＩＩ族窒化物半導体層中の発光層に発生する貫通転位が非発光再結合中心として振舞うため、貫通転位が発生している部分の周囲の領域の発光強度が低下し、ＬＥＤの輝度が低下する。
【０００３】
一方、基板としてＩＩＩ族窒化物半導体層と物性が同一または近似している貫通転位の密度が低いＩＩＩ族窒化物基板を用いた高輝度のＬＥＤ（ＩＩＩ族窒化物半導体デバイス）が開発されている。しかしながら、かかるＩＩＩ族窒化物基板は高価であるため、ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造コストが高くなる問題がある。
【０００４】
上記問題を解決するために、特表２００４−５１７４７２号公報（特許文献１）は、接着界面に分子付着によりサポート（支持基板）上にＧａＮなどのシード層（薄膜）を転写し、シード層上に有効層のエピタキシーを形成し、シード層と有効層により構成された組立体を接着界面においてサポートに対して分離する方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００４−５１７４７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特表２００４−５１７４７２号公報（特許文献１）に開示された方法において、サポート（支持基板）としては、サポート上に形成されたＧａＮなどのシード層（薄膜）上にＧａＮなどの有効層をエピタキシャル成長させる観点から、エピタキシャル成長温度である１０００℃程度以上の高温耐久性を有し、その熱膨張係数がシード層および有効層の熱膨張係数と同一または近似していることが好ましい。かかる観点から、上記シード層上にＩＩＩ族窒化物半導体の有効層をエピタキシャル成長させてＩＩＩ族窒化物半導体デバイスを形成するためには、サポート（支持基板）およびシード層（薄膜）が同じ化学組成のＩＩＩ族窒化物で形成されていることが好ましい。すなわち、ＩＩＩ族窒化物半導体デバイスを形成するために、ＩＩＩ族窒化物支持基板とＩＩＩ族窒化物支持基板上に配置されたＩＩＩ族窒化物薄膜とを含み、ＩＩＩ族窒化物支持基板およびＩＩＩ族窒化物薄膜が同じ化学組成のＩＩＩ族窒化物で形成されている複合基板を形成することが好ましい。
【０００７】
しかしながら、ＩＩＩ族窒化物支持基板およびＩＩＩ族窒化物薄膜が同じ化学組成のＩＩＩ族窒化物で形成されている複合基板においては、ＩＩＩ族窒化物支持基板上にＩＩＩ族窒化物薄膜が確かに配置されているか否かを評価することが極めて困難である。
【０００８】
したがって、本発明は、ＩＩＩ族窒化物支持基板およびＩＩＩ族窒化物薄膜が実質的に同一の化学組成を有していても、ＩＩＩ族窒化物支持基板上にＩＩＩ族窒化物薄膜が配置されているか否かを評価することができるＩＩＩ族窒化物複合基板およびその評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ＩＩＩ族窒化物支持基板とＩＩＩ族窒化物支持基板上に配置されたＩＩＩ族窒化物薄膜とを含み、ＩＩＩ族窒化物薄膜およびＩＩＩ族窒化物支持基板が実質的に同じ化学組成のＩＩＩ族窒化物で形成されているＩＩＩ族窒化物複合基板であって、ＩＩＩ族窒化物薄膜の任意に特定されるａ軸と、ＩＩＩ族窒化物薄膜のそのａ軸に最も近いＩＩＩ族窒化物支持基板のａ軸との間のずれ角Δφが０°より大きくかつ６０°より小さい、および、ＩＩＩ族窒化物薄膜のｃ軸と、ＩＩＩ族窒化物支持基板のｃ軸との間のずれ角Δψが０°より大きくかつ９０°より小さい、の少なくとも一つのずれ角の条件を満たすＩＩＩ族窒化物複合基板である。
【００１０】
本発明にかかるＩＩＩ族窒化物複合基板において、上記ずれ角Δφを１°より大きくかつ５９°より小さくすることができる。また、上記ずれ角Δψを０．０１°より大きくかつ１０°より小さくすることができる。
【００１１】
また、本発明は、上記のＩＩＩ族窒化物複合基板の評価方法であって、ＩＩＩ族窒化物薄膜およびＩＩＩ族窒化物支持基板において、（０００１）面に平行でない面の回折を維持してφ角をスキャンするＸ線回折法、および、ずれ角Δψのずれ方向またはそのずれ方向と正反対方向からＸ線を入射させかつ（０００１）面に平行な面の回折を維持してω角をスキャンするＸ線回折法、の少なくとも一つのＸ線回折法を用いることにより、ＩＩＩ族窒化物薄膜とＩＩＩ族窒化物支持基板との配置を評価するＩＩＩ族窒化物複合基板の評価方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ＩＩＩ族窒化物支持基板およびＩＩＩ族窒化物薄膜が実質的に同一の化学組成を有していても、ＩＩＩ族窒化物支持基板上にＩＩＩ族窒化物薄膜が配置されているか否かを評価することができるＩＩＩ族窒化物複合基板およびその評価方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物複合基板の一例を示す概略図である。
【図２】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物複合基板を製造する方法の一例を示す概略図である。
【図３】本発明にかかるＩＩＩ族窒化物複合基板の評価方法において用いられる結晶のＸ線回折の一例を示す概略図である。
【図４】実施例１におけるＩＩＩ族窒化物複合基板を示す概略図である。
【図５】実施例１におけるＩＩＩ族窒化物複合基板のＸ線回折を示す概略図である。
【図６】実施例２におけるＩＩＩ族窒化物複合基板を示す概略図である。
【図７】実施例２におけるＩＩＩ族窒化物複合基板のＸ線回折を示す概略図である。
【図８】実施例３におけるＩＩＩ族窒化物複合基板を示す概略図である。
【図９】実施例３におけるＩＩＩ族窒化物複合基板のＸ線回折を示す概略図である。
【図１０】実施例４におけるＩＩＩ族窒化物複合基板を示す概略図である。
【図１１】実施例４におけるＩＩＩ族窒化物複合基板のＸ線回折を示す概略図である。
【図１２】実施例５におけるＩＩＩ族窒化物複合基板を示す概略図である。
【図１３】実施例５におけるＩＩＩ族窒化物複合基板のＸ線回折を示す概略図である。
【図１４】比較例１におけるＩＩＩ族窒化物複合基板を示す概略図である。
【図１５】比較例１におけるＩＩＩ族窒化物複合基板のＸ線回折を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施形態１］
（ＩＩＩ族窒化物複合基板）
図１を参照して、本発明の一実施形態であるＩＩＩ族窒化物複合基板１は、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０とＩＩＩ族窒化物支持基板１０上に配置されたＩＩＩ族窒化物薄膜２１とを含み、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０が実質的に同じ化学組成のＩＩＩ族窒化物で形成され、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１の任意に特定されるａ軸２１ａと、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のそのａ軸２１ａに最も近いＩＩＩ族窒化物支持基板１０のａ軸１０ａとの間のずれ角Δφが０°より大きくかつ６０°より小さい、および、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のｃ軸２１ｃと、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０のｃ軸１０ｃとの間のずれ角Δψが０°より大きくかつ９０°より小さい、の少なくとも一つのずれ角の条件を満たす。
【００１５】
本実施形態のＩＩＩ族窒化物複合基板１は、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０とＩＩＩ族窒化物支持基板１０上に配置されたＩＩＩ族窒化物薄膜２１とを含むものであるが、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０が実質的に同じ化学組成のＩＩＩ族窒化物で形成されているため、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１がＩＩＩ族窒化物支持基板１０上に確かに配置されているか否かを評価することが困難であった。
【００１６】
すなわち、本実施形態のＩＩＩ族窒化物複合基板１において、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０を形成するＩＩＩ族窒化物が実質的に同じ化学組成であるとは、Ｘ線回折において互いに識別できない範囲内にあるものをいう。すなわち、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０を形成するＩＩＩ族窒化物がいずれもＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１、ｘ＝０のときＧａＮ、ｘ＝１のときＡｌＮ）である場合だけでなく、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１がＡｌx1Ｇａ1-x1Ｎ（０≦ｘ１≦１）でＩＩＩ族窒化物支持基板１０がＡｌx0Ｇａ1-x0Ｎ（０≦ｘ０≦１）であって｜ｘ１−ｘ０｜≦０．０５の場合も含まれる。
【００１７】
また、本実施形態のＩＩＩ族窒化物複合基板１においては、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０は、いずれも六方晶系であるウルツ鉱型結晶構造を有する。したがって、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０は、いずれも６回回転対称軸であるｃ軸と、このｃ軸に垂直な６回回転対称の６本のａ軸と、を有する。ここで、ｃ軸とは＜０００１＞方向軸であり、ａ軸とは＜１１−２０＞方向軸である。
【００１８】
本実施形態のＩＩＩ族窒化物複合基板１は、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１の任意に特定されるａ軸２１ａと、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のそのａ軸２１ａに最も近いＩＩＩ族窒化物支持基板１０のａ軸１０ａとの間のずれ角Δφが０°より大きくかつ６０°より小さい、および、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のｃ軸２１ｃと、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０のｃ軸１０ａとの間のずれ角Δψが０°より大きくかつ９０°より小さい、の少なくとも一つのずれ角の条件を満たすため、Ｘ線回折により測定されるＩＩＩ族窒化物薄膜２１の回折強度ピークとＩＩＩ族窒化物支持基板１０の回折強度ピークとを分離して、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１がＩＩＩ族窒化物支持基板１０上に確かに配置されていることを評価することができる。かかる観点から、上記ずれ角Δφは、１°より大きくかつ５９°より小さいことが好ましく、１５°より大きくかつ４５°より小さいことがより好ましい。また、上記ずれ角Δψは、０．０１°より大きいことが好ましく、０．１°より大きいことがより好ましい。なお、窒化物結晶はｃ軸方向とａ軸方向とで熱膨張係数が異なるためＩＩＩ族窒化物薄膜２１とＩＩＩ族窒化物支持基板１０との間の熱膨張係数の差を少なくする観点から、上記ずれ角Δψは、１０°より小さいことが好ましく、１°より小さいことがより好ましい。
【００１９】
なお、ＩＩＩ族窒化物複合基板１について、図１においては、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１の外縁がＩＩＩ族窒化物支持基板１０の外縁よりわずかに内側に描かれているが、これはＩＩＩ族窒化物支持基板１０上にＩＩＩ族窒化物薄膜２１が配置されていることを明確にするためであり、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０の外縁は通常一致している。
【００２０】
また、ＩＩＩ族窒化物複合基板１は、図１においては、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０上に直接ＩＩＩ族窒化物薄膜２１が接合して配置されているように描かれているが、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０とＩＩＩ族窒化物薄膜２１とが少なくとも１層の中間層（図示せず）を介在させて接合して配置されていてもよい。
【００２１】
また、図１を参照して、ＩＩＩ族窒化物複合基板１は、上記所定のずれ角ΔφおよびΔψでＩＩＩ族窒化物支持基板１０上にＩＩＩ族窒化物薄膜２１を配置させるのを容易にする観点から、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０およびＩＩＩ族窒化物薄膜２１のそれぞれに、ＯＦ（オリエンテーションフラット）１０ｏｆ，２１ｏｆおよびＩＦ（アイデンディフィケーションフラット）１０ｉｆ，２１ｉｆが設けられていることが好ましい。
【００２２】
（ＩＩＩ族窒化物複合基板の製造方法）
本実施形態のＩＩＩ族窒化物複合基板１を製造する方法は、特に制限はないが、上記ずれ角Δφが０°より大きくかつ６０°より小さい、および、上記ずれ角Δψが０°より大きくかつ９０°より小さい、の少なくともいずれかとする観点から、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０上にＩＩＩ族窒化物薄膜２１を貼り合わせる方法が好ましい。
【００２３】
図２を参照して、具体的には、本実施形態のＩＩＩ族窒化物複合基板１を製造する方法は、図２（Ａ）に示すように薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０の一方の主面側から深さＤの面（この面がイオン注入領域２０ｉとなる）に水素、ヘリウム、窒素、酸素などのイオンＩを注入する工程（イオン注入工程）と、図２（Ｂ）に示すように薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０のイオンが注入された側の主面とＩＩＩ族窒化物支持基板１０の一方の主面とを貼り合わせる工程（貼り合わせ工程）と、図２（Ｃ）に示すようにＩＩＩ族窒化物支持基板１０および薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０に熱、応力などを加えて、貼り合わせ面から深さＤの薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０のイオン注入領域２０ｉにおいて、薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０をＩＩＩ族窒化物薄膜２１と残りの薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２２とに分離する工程（分離工程）と、を含む。
【００２４】
上記の工程により、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０上に厚さＴDのＩＩＩ族窒化物薄膜２１が貼り合わせにより接合されたＩＩＩ族窒化物複合基板１が得られる。ここで、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１の厚さＴDの大きさは上記イオンの注入深さＤの大きさにほぼ等しい。また、上記イオン注入工程においては、基板へのダメージを小さくする観点から、半径の小さいイオンが好ましく、水素イオンが最も好ましい。
【００２５】
かかる方法は、薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０中のイオン注入領域２０ｉが脆化することを利用したものであり、イオンの注入深さＤは精度よく調節することができるため、厚さＴDの小さい、好ましくは１０ｎｍ〜１００μｍ程度、より好ましくは１０ｎｍ〜１０μｍ程度のＩＩＩ族窒化物薄膜２１を有するＩＩＩ族窒化物複合基板１を製造するのに適した方法である。
【００２６】
なお、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０と薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０との間に少なくとも１層の中間層（図示せず）を介在させて貼り合わせることもできる。たとえば、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０および薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０の少なくともいずれかにＳｉＯ2層などの中間層を形成して、それらの中間層を介在させてＩＩＩ族窒化物支持基板１０と薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０とを貼り合わせることにより、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０とＩＩＩ族窒化物薄膜２１との接合強度を高めるとともに、それらを再度分離することを容易にすることができる。また、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０と薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０との間に、中間層として、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０側から順に薄いＳｉＯ2層、アモルファスＳｉ層、厚いＳｉＯ2層を介在させて貼り合わせることにより、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０とＩＩＩ族窒化物薄膜２１との接合強度を高めるとともに、それらを再度分離することをさらに容易にすることができる。
【００２７】
なお、上記の貼り合わせ工程において、上記所定のずれ角ΔφおよびΔψでのＩＩＩ族窒化物支持基板１０と薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０との貼り合わせを容易にする観点から、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０および薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０のそれぞれの所定の位置にＯＦ１０ｏｆ，２０ｏｆおよびＩＦ（アイデンディフィケーションフラット）１０ｉｆ，２０ｉｆが設けられていることが好ましい。そして、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０のＯＦ１０ｏｆと薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０のＯＦ２０ｏｆとを、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０のＩＦ１０ｉｆと薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０のＩＦ２０ｉｆとを、それぞれ重ね合わせて貼り合わせることにより、上記所定のずれ角ΔφおよびΔψでＩＩＩ族窒化物支持基板１０と薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０とが接合されたＩＩＩ族窒化物複合基板１が得られる。
【００２８】
［実施形態２］
図１および３を参照して、本発明の別の実施形態であるＩＩＩ族窒化物複合基板１の評価方法は、実施形態１のＩＩＩ族窒化物複合基板１の評価方法であって、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０において、（０００１）面に平行でない面の回折を維持してφ角をスキャンするＸ線回折法、および、ずれ角Δψのずれ方向またはそのずれ方向と正反対方向からＸ線を入射させかつ（０００１）面に平行な面の回折を維持してω角をスキャンするＸ線回折法、の少なくとも一つのＸ線回折法を用いることにより、ＩＩＩ族窒化物薄膜とＩＩＩ族窒化物支持基板との配置を評価する。
【００２９】
図３を参照して、結晶１００の主面１００ｓに照射された入射Ｘ線１１１が結晶１００の回折面１００ｄで回折されて出射Ｘ線１１２として放出されるＸ線回折においては、一般に、主面１００ｓに対して垂直なφ軸、回折面１００ｄに対して垂直なｄ軸１２４、主面１００ｓに平行でかつ入射Ｘ線１１１および出射Ｘ線１１２により作られる面に垂直なω軸（２θ軸）、主面１００ｓに平行でかつ入射Ｘ線１１１および出射Ｘ線１１２により作られる面に平行なχ軸が考えられる。また、かかるφ軸、ω軸（２θ軸）およびχ軸の回りの角を、それぞれφ角、ω角（２θ角）およびχ角という。ここで、θ角はＢｒａｇｇ角である。また、φ軸とｄ軸とのなす角をψ角という。
【００３０】
図１、３−７および１０−１１を参照して、ＩＩＩ族窒化物複合基板１において、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１の任意に特定されるａ軸２１ａと、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のａ軸２１ａに最も近いＩＩＩ族窒化物支持基板１０のａ軸１０ａとの間のずれ角Δφが０°より大きくかつ６０°より小さい場合は、（０００１）面と平行でない面（たとえば（１０−１１）面）の回折を維持して、φ角をスキャンするＸ線回折法により、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１に由来するＸ線回折ピークとＩＩＩ族窒化物支持基板１０に由来するＸ線回折ピークとを分離することにより識別することができるため、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０上にＩＩＩ族窒化物薄膜２１が確かに配置されていると評価することができる。
【００３１】
図１、３および６−１３を参照して、ＩＩＩ族窒化物複合基板１において、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のｃ軸２１ｃと、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０のｃ軸１０ｃとの間のずれ角Δψが０°より大きくかつ９０°より小さい場合は、ずれ角Δψのずれ方向またはそのずれ方向と正反対方向からＸ線を入射させかつ（０００１）面に平行な面（たとえば、（０００２）面）の回折を維持してω角をスキャンするＸ線回折法により、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１に由来するＸ線回折ピークとＩＩＩ族窒化物支持基板１０に由来するＸ線回折ピークとを分離することにより識別することができるため、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０上にＩＩＩ族窒化物薄膜２１が確かに配置されていると評価することができる。
【実施例】
【００３２】
（実施例１）
１．ＩＩＩ族窒化物複合基板の作製
図２（Ａ）を参照して、表主面の面方位が（０００１）で裏主面の面方位が（０００−１）で直径が１００ｍｍで厚さが６００μｍの薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）を準備した。次いで、このＧａＮ支持基板に、面方位が｛１１−２０｝のＯＦ２０ｏｆと面方位が｛１０−１０｝のＩＦ２０ｉｆをダイシング加工により作製した。ここで、表主面、裏主面、ＯＦおよびＩＦの面方位の精度は、Ｘ線回折で確認したところ、上記面方位からのオフ角で０．０５°以下であった。次いで、薄膜形成用ＧａＮ基板の裏表面側から深さ０．６μｍの面に水素イオンを注入した（イオン注入領域２０ｉ）。ここで、水素イオンの加速電圧は９０ｋｅＶとし、水素イオンのドーズ量は６×１０17ｃｍ-2とした。
【００３３】
図２（Ｂ）を参照して、表主面の面方位が（０００１）で裏主面の面方位が（０００−１）で直径が１００ｍｍで厚さが６００μｍのＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）を準備した。次いで、このＧａＮ支持基板に、面方位が｛１０−１０｝のＯＦ１０ｏｆと面方位が｛１１−２０｝のＩＦ１０ｉｆをダイシング加工により作製した。ここで、表主面、裏主面、ＯＦおよびＩＦの面方位の精度は、Ｘ線回折で確認したところ、上記面方位からのオフ角で０．０５°以下であった。
【００３４】
次に、薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）のイオン注入側の主面である裏主面およびＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の表主面を、Ａｒガス中でプラズマエッチングすることにより清浄面とした後、互いのＯＦ２０ｏｆ，１０ｏｆおよびＩＦ２０ｉｆ，１０ｉｆがそれぞれ重なり合うように、大気中で貼り合わせることにより接合した。
【００３５】
次に、図２（Ｃ）を参照して、貼り合わせた薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）およびＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）をＮ2ガス雰囲気中３００℃で２時間熱処理することにより、薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）をイオン注入領域２０ｉでＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）と残りの薄膜形成用ＧａＮ基板（残りの薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２２）とに分離することにより、厚さ６００μｍのＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）とその上に接合された厚さ０．６μｍのＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）とで構成されるＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）が得られた。
【００３６】
図４を参照して、得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）は、表主面の面方位が（０００１）で、ＯＦ２１ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ２１ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であり、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）は、表主面の面方位が（０００１）で、ＯＦ１０ｏｆの面方位が｛１０−１０｝で、ＩＦ１０ｉｆの面方位が｛１１−２０｝であった。また、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）のｃ軸とＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）のｃ軸とのずれ角Δψは、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向およびＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向のいずれにも０°であった。結果を表１にまとめた。
【００３７】
２．Ｘ線回折によるＩＩＩ族窒化物複合基板の評価
得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうかを以下のＸ線回折により評価した。
【００３８】
Ｘ線回折は、パナリティカル社のＸ’Ｐｅｒｔ ＭＲＤを用いて行なった。Ｘ線回折においては、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸に加えて、主面内の回転を示すφ軸、ｙ軸方向の煽り角度を示すψ軸が存在する。またＸ線の入射軸がω軸であり、かかるω軸は回折強度を測定する軸のひとつである２θ軸と中心軸が同一である。本装置では回折面を指定すると自動的に装置が各軸に対する変位値を計算し、移動するシステムとなっている。
【００３９】
図４および５を参照して、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向（すなわち、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１０−１０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１１−２０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、回折ピークは１つだけしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。
【００４０】
ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向（すなわちＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１１−２０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１０−１０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、回折ピークは１つだけしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。
【００４１】
（１０−１１）面回折を維持してφ角をスキャンした場合は、強度の強い６つの回折ピークと強度の弱い６つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。結果を表１にまとめた。
【００４２】
（実施例２）
１．ＩＩＩ族窒化物複合基板の作製
図２および６を参照して、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、裏主面の面方位が（０００−１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、｛１１−２０｝の面方位のＯＦ２０ｏｆと｛１０−１０｝の面方位のＩＦ２０ｉｆが形成された薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）を用いた以外は、実施例１と同様にして、ＩＩＩ族窒化物複合基板を作製した。
【００４３】
図６を参照して、得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）は、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２１ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、ＯＦ２１ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ２１ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であり、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）は、表主面の面方位が（０００１）で、ＯＦ１０ｏｆの面方位が｛１０−１０｝で、ＩＦ１０ｉｆの面方位が｛１１−２０｝であった。また、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）のｃ軸とＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）のｃ軸とのずれ角Δψは、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向が０．３５°であり、ＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向が０°であった。結果を表１にまとめた。
【００４４】
２．Ｘ線回折によるＩＩＩ族窒化物複合基板の評価
得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうかを実施例１と同様のＸ線回折により評価した。
【００４５】
図６および７を参照して、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向（すなわち、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１０−１０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１１−２０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、強度の強い１つの回折ピークと強度の弱い１つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。
【００４６】
ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向（すなわちＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１１−２０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１０−１０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、回折ピークは１つだけしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。
【００４７】
（１０−１１）面回折を維持してφ角をスキャンした場合は、強度の強い６つの回折ピークと強度の弱い６つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。結果を表１にまとめた。
【００４８】
（実施例３）
１．ＩＩＩ族窒化物複合基板の作製
図２および８を参照して、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、裏主面の面方位が（０００−１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、｛１１−２０｝の面方位のＯＦ２０ｏｆと｛１０−１０｝の面方位のＩＦ２０ｉｆが形成された薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）を用いるとともに、表主面の面方位が（０００１）で、｛１１−２０｝の面方位のＯＦ１０ｏｆと｛１０−１０｝の面方位のＩＦ１０ｉｆが形成されたＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）を用いた以外は、実施例１と同様にして、ＩＩＩ族窒化物複合基板を作製した。
【００４９】
図８を参照して、得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）は、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２１ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、ＯＦ２１ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ２１ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であり、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）は、表主面の面方位が（０００１）で、ＯＦ１０ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ１０ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であった。また、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）のｃ軸とＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）のｃ軸とのずれ角Δψは、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向が０．３５°であり、ＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向が０°であった。結果を表１にまとめた。
【００５０】
２．Ｘ線回折によるＩＩＩ族窒化物複合基板の評価
得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうかを実施例１と同様のＸ線回折により評価した。
【００５１】
図８および９を参照して、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向（すなわち、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１０−１０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１０−１０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、強度の強い１つの回折ピークと強度の弱い１つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。
【００５２】
ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向（すなわちＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１１−２０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１１−２０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、回折ピークは１つだけしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。
【００５３】
（１０−１１）面回折を維持してφ角をスキャンした場合は、強度の強い６つの回折ピークしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。結果を表１にまとめた。
【００５４】
（実施例４）
１．ＩＩＩ族窒化物複合基板の作製
図２および１０を参照して、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、裏主面の面方位が（０００−１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、｛１１−２０｝の面方位のＯＦ２０ｏｆと｛１０−１０｝の面方位のＩＦ２０ｉｆが形成された薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）を用いるとともに、表主面の面方位が（０００１）からＯＦ１０ｏｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、裏主面の面方位が（０００−１）からＯＦ１０ｏｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、｛１０−１０｝の面方位のＯＦ１０ｏｆと｛１１−２０｝の面方位のＩＦ１０ｉｆが形成されたＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）を用いた以外は、実施例１と同様にして、ＩＩＩ族窒化物複合基板を作製した。
【００５５】
図１０を参照して、得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）は、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２１ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、ＯＦ２１ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ２１ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であり、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）は、表主面の面方位が（０００１）からＯＦ１０ｏｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、ＯＦ１０ｏｆの面方位が｛１０−１０｝で、ＩＦ１０ｉｆの面方位が｛１１−２０｝であった。また、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）のｃ軸とＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）のｃ軸とのずれ角Δψは、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向が０．３５°であり、ＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向が０．３５°であった。結果を表１にまとめた。
【００５６】
２．Ｘ線回折によるＩＩＩ族窒化物複合基板の評価
得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうかを実施例１と同様のＸ線回折により評価した。
【００５７】
図１０および１１を参照して、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向（すなわち、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１０−１０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１１−２０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、強度の強い１つの回折ピークと強度の弱い１つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。
【００５８】
ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向（すなわちＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１１−２０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１０−１０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、強度の強い１つの回折ピークと強度の弱い１つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。
【００５９】
（１０−１１）面回折を維持してφ角をスキャンした場合は、強度の強い６つの回折ピークと強度の弱い６つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。結果を表１にまとめた。
【００６０】
（実施例５）
１．ＩＩＩ族窒化物複合基板の作製
図２および１２を参照して、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、裏主面の面方位が（０００−１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、｛１１−２０｝の面方位のＯＦ２０ｏｆと｛１０−１０｝の面方位のＩＦ２０ｉｆが形成された薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）を用いるとともに、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ１０ｉｆの面に垂直な方向以外の＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、裏主面の面方位が（０００−１）からＩＦ１０ｉｆの面に垂直な方向以外の＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、｛１１−２０｝の面方位のＯＦ１０ｏｆと｛１０−１０｝の面方位のＩＦ１０ｉｆが形成されたＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）を用いた以外は、実施例１と同様にして、ＩＩＩ族窒化物複合基板を作製した。
【００６１】
図１２を参照して、得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）は、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２１ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、ＯＦ２１ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ２１ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であり、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）は、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ１０ｉｆの面に垂直な方向以外の＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、ＯＦ１０ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ１０ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であった。また、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）のｃ軸とＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）のｃ軸とのずれ角Δψは、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向が０．５２５°であり、ＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向が０．３０°であった。結果を表１にまとめた。
【００６２】
２．Ｘ線回折によるＩＩＩ族窒化物複合基板の評価
得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうかを実施例１と同様のＸ線回折により評価した。
【００６３】
図１２および１３を参照して、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向（すなわち、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１０−１０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１０−１０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、強度の強い１つの回折ピークと強度の弱い１つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。
【００６４】
ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向（すなわちＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１１−２０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１１−２０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、強度の強い１つの回折ピークと強度の弱い１つの回折ピークを観測することができ、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されていることを評価できた。
【００６５】
（１０−１１）面回折を維持してφ角をスキャンした場合は、強度の強い６つの回折ピークしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。結果を表１にまとめた。
【００６６】
（比較例１）
１．ＩＩＩ族窒化物複合基板の作製
表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、裏主面の面方位が（０００−１）からＩＦ２０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、｛１１−２０｝の面方位のＯＦ２０ｏｆと｛１０−１０｝の面方位のＩＦ２０ｉｆが形成された薄膜形成用ＧａＮ基板（薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板２０）を用いるとともに、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ１０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向（すなわち薄膜形成用ＧａＮ基板の傾きと同じ方向）に０．３５°傾き、裏主面の面方位が（０００−１）からＩＦ１０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向（すなわち薄膜形成用ＧａＮ基板の傾きと同じ方向）に０．３５°傾き、｛１１−２０｝の面方位のＯＦ１０ｏｆと｛１０−１０｝の面方位のＩＦ１０ｉｆが形成されたＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）を用いた以外は、実施例１と同様にして、ＩＩＩ族窒化物複合基板を作製した。
【００６７】
図１４を参照して、得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）は、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ２１ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向に０．３５°傾き、ＯＦ２１ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ２１ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であり、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）は、表主面の面方位が（０００１）からＩＦ１０ｉｆの面に垂直な＜１０−１０＞方向（すなわち薄膜形成用ＧａＮ基板の傾きと同じ方向）に０．３５°傾き、ＯＦ１０ｏｆの面方位が｛１１−２０｝で、ＩＦ１０ｉｆの面方位が｛１０−１０｝であった。また、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）のｃ軸とＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）のｃ軸とのずれ角Δψは、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向が０°であり、ＯＦ方向１ｏｆの面に垂直な方向も０°であった。結果を表１にまとめた。
【００６８】
２．Ｘ線回折によるＩＩＩ族窒化物複合基板の評価
得られたＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）について、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうかを実施例１と同様のＸ線回折により評価した。
【００６９】
図１４および１５を参照して、ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＩＦ１ｉｆの面に垂直な方向（すなわち、ＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１０−１０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１０−１０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、回折ピークは１つだけしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。
【００７０】
ＧａＮ複合基板（ＩＩＩ族窒化物複合基板１）のＯＦ１ｏｆの面に垂直な方向（すなわちＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）の＜１１−２０＞方向、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）の＜１１−２０＞方向）からの入射Ｘ線を用いて（０００２）面回折を維持してω角をスキャンした場合は、回折ピークは１つだけしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。
【００７１】
（１０−１１）面回折を維持してφ角をスキャンした場合は、強度の強い６つの回折ピークしか観測できず、ＧａＮ支持基板（ＩＩＩ族窒化物支持基板１０）上にＧａＮ薄膜（ＩＩＩ族窒化物薄膜２１）が確かに配置されているのかどうか評価できなかった。
【００７２】
【表１】
【００７３】
表１を参照して、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０とＩＩＩ族窒化物支持基板上に配置されたＩＩＩ族窒化物薄膜２１とを含み、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１およびＩＩＩ族窒化物支持基板１０が実質的に同じ化学組成のＩＩＩ族窒化物で形成されているＩＩＩ族窒化物複合基板１においても、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１の任意に特定されるａ軸２１ａと、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のａ軸２１ａに最も近いＩＩＩ族窒化物支持基板１０のａ軸１０ａとの間のずれ角Δφが０°より大きくかつ６０°より小さい、および、ＩＩＩ族窒化物薄膜２１のｃ軸２１ｃと、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０のｃ軸１０ｃとの間のずれ角Δψが０°より大きくかつ９０°より小さい、の少なくとも一つのずれ角の条件を満たすＩＩＩ族窒化物複合基板１を形成することにより、（０００１）面に平行でない面の回折を維持してφ角をスキャンするＸ線回折法、および、ずれ角Δψのずれ方向または前記ずれ方向と正反対方向からＸ線を入射させかつ（０００１）面に平行な面の回折を維持してω角をスキャンするＸ線回折法、の少なくとも一つのＸ線回折法を用いることにより、ＩＩＩ族窒化物支持基板１０上にＩＩＩ族窒化物薄膜２１が確かに配置されているかどうかを評価することができた。
【００７４】
今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明でなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内のすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００７５】
１ ＩＩＩ族窒化物複合基板、１ｉｆ，１０ｉｆ，２０ｉｆ，２１ｉｆ ＩＦ、１ｎ，１０ｎ，２１ｎ 主面の法線軸、１ｏｆ，１０ｏｆ，２０ｏｆ，２１ｏｆ ＯＦ、１０ ＩＩＩ族窒化物支持基板、１０ａ，２１ａ ａ軸、１０ｃ，２１ｃ ｃ軸、２０，２２ 薄膜形成用ＩＩＩ族窒化物基板、２０ｉ イオン注入領域、１００ 結晶、１００ｄ 回折面、１００ｓ 主面、１１１ 入射Ｘ線、１１２ 出射Ｘ線、１２１ χ軸、１２２ ω軸（２θ軸）、１２３ φ軸、１２４ ｄ軸。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＩＩ族窒化物支持基板と前記ＩＩＩ族窒化物支持基板上に配置されたＩＩＩ族窒化物薄膜とを含み、
前記ＩＩＩ族窒化物薄膜および前記ＩＩＩ族窒化物支持基板が実質的に同じ化学組成のＩＩＩ族窒化物で形成されているＩＩＩ族窒化物複合基板であって、
前記ＩＩＩ族窒化物薄膜の任意に特定されるａ軸と、前記ＩＩＩ族窒化物薄膜の前記ａ軸に最も近い前記ＩＩＩ族窒化物支持基板のａ軸との間のずれ角Δφが０°より大きくかつ６０°より小さい、および、前記ＩＩＩ族窒化物薄膜のｃ軸と、前記ＩＩＩ族窒化物支持基板のｃ軸との間のずれ角Δψが０°より大きくかつ９０°より小さい、の少なくとも一つのずれ角の条件を満たすＩＩＩ族窒化物複合基板。
【請求項２】
前記ずれ角Δφが１°より大きくかつ５９°より小さい請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物複合基板。
【請求項３】
前記ずれ角Δψが０．０１°より大きくかつ１０°より小さい請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物複合基板。
【請求項４】
請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物複合基板の評価方法であって、
前記ＩＩＩ族窒化物薄膜および前記ＩＩＩ族窒化物支持基板において、（０００１）面に平行でない面の回折を維持してφ角をスキャンするＸ線回折法、および、ずれ角Δψのずれ方向または前記ずれ方向と正反対方向からＸ線を入射させかつ（０００１）面に平行な面の回折を維持してω角をスキャンするＸ線回折法、の少なくとも一つのＸ線回折法を用いることにより、
前記ＩＩＩ族窒化物薄膜と前記ＩＩＩ族窒化物支持基板との配置を評価するＩＩＩ族窒化物複合基板の評価方法。
【請求項１】
ＩＩＩ族窒化物支持基板と前記ＩＩＩ族窒化物支持基板上に配置されたＩＩＩ族窒化物薄膜とを含み、
前記ＩＩＩ族窒化物薄膜および前記ＩＩＩ族窒化物支持基板が実質的に同じ化学組成のＩＩＩ族窒化物で形成されているＩＩＩ族窒化物複合基板であって、
前記ＩＩＩ族窒化物薄膜の任意に特定されるａ軸と、前記ＩＩＩ族窒化物薄膜の前記ａ軸に最も近い前記ＩＩＩ族窒化物支持基板のａ軸との間のずれ角Δφが０°より大きくかつ６０°より小さい、および、前記ＩＩＩ族窒化物薄膜のｃ軸と、前記ＩＩＩ族窒化物支持基板のｃ軸との間のずれ角Δψが０°より大きくかつ９０°より小さい、の少なくとも一つのずれ角の条件を満たすＩＩＩ族窒化物複合基板。
【請求項２】
前記ずれ角Δφが１°より大きくかつ５９°より小さい請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物複合基板。
【請求項３】
前記ずれ角Δψが０．０１°より大きくかつ１０°より小さい請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物複合基板。
【請求項４】
請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物複合基板の評価方法であって、
前記ＩＩＩ族窒化物薄膜および前記ＩＩＩ族窒化物支持基板において、（０００１）面に平行でない面の回折を維持してφ角をスキャンするＸ線回折法、および、ずれ角Δψのずれ方向または前記ずれ方向と正反対方向からＸ線を入射させかつ（０００１）面に平行な面の回折を維持してω角をスキャンするＸ線回折法、の少なくとも一つのＸ線回折法を用いることにより、
前記ＩＩＩ族窒化物薄膜と前記ＩＩＩ族窒化物支持基板との配置を評価するＩＩＩ族窒化物複合基板の評価方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−１６２４（Ｐ２０１３−１６２４Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３７２７１（Ｐ２０１１−１３７２７１）
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２１日（２０１１．６．２１）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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