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公開番号2024112617
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-21
出願番号2023017784
出願日2023-02-08
発明の名称窒化物結晶成長用種基板、窒化物結晶基板の製造方法、および剥離中間体
出願人住友化学株式会社
代理人個人,個人
主分類C30B 29/38 20060101AFI20240814BHJP(結晶成長)
要約【課題】窒化物結晶基板を容易に得る。
【解決手段】窒化物結晶成長用種基板は、基板と、基板の上方に設けられ、n型のIII族窒化物結晶を含む中間層と、中間層上に設けられ、中間層のキャリア濃度よりも低いキャリア濃度を有するIII族窒化物結晶を含むカバー層と、を備え、中間層は、ポーラス状に構成され、カバー層の表面の算術平均粗さは、1.0nm以下であり、カバー層の表面の二乗平均平方根粗さは、2.0nm以下である、ここで、算術平均粗さおよび二乗平均平方根粗さは、原子間力顕微鏡によりカバー層の表面を5μm角の視野で観察したときの値である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板の上方に設けられ、ｎ型のＩＩＩ族窒化物結晶を含む中間層と、
前記中間層上に設けられ、前記中間層のキャリア濃度よりも低いキャリア濃度を有するＩＩＩ族窒化物結晶を含むカバー層と、
を備え、
前記中間層は、ポーラス状に構成され、
前記カバー層の表面の算術平均粗さは、１．０ｎｍ以下であり、
前記カバー層の前記表面の二乗平均平方根粗さは、２．０ｎｍ以下である、
ここで、前記算術平均粗さおよび前記二乗平均平方根粗さは、原子間力顕微鏡により前記カバー層の前記表面を５μｍ角の視野で観察したときの値である
窒化物結晶成長用種基板。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記中間層の厚さは、１００ｎｍ超である
請求項１に記載の窒化物結晶成長用種基板。
【請求項３】
前記中間層は、複数のボイドを含み、
前記基板の主面に沿った方向における前記中間層中の前記複数のボイドのそれぞれの長さは、前記基板の主面に直交する任意の断面を見たときに、３０ｎｍ以上である
請求項１または請求項２に記載の窒化物結晶成長用種基板。
【請求項４】
前記中間層は、複数のボイドを含み、
前記基板の主面に沿った方向における前記中間層中の前記複数のボイドのそれぞれの長さは、前記カバー層の下面から下方に３０ｎｍの深さにおける前記基板の主面に沿った断面を見たときに、３０ｎｍ以上である
請求項１または請求項２に記載の窒化物結晶成長用種基板。
【請求項５】
前記中間層は、複数のボイドを含み、
前記中間層の厚さ方向における前記複数のボイドのそれぞれの深さは、１００ｎｍ超である
請求項１または請求項２に記載の窒化物結晶成長用種基板。
【請求項６】
前記カバー層の厚さは、１０ｎｍ以上２μｍ以下である
請求項１または請求項２に記載の窒化物結晶成長用種基板。
【請求項７】
前記基板の直径は、２インチ以上である
請求項１または請求項２に記載の窒化物結晶成長用種基板。
【請求項８】
前記基板と前記中間層との間に設けられ、前記中間層のキャリア濃度よりも低いキャリア濃度を有するＩＩＩ族窒化物結晶を含む下地層をさらに備える
請求項１または請求項２に記載の窒化物結晶成長用種基板。
【請求項９】
（ａ）基板を準備する工程と、
（ｂ）前記基板の上方に、ｎ型のＩＩＩ族窒化物結晶を含む中間層を形成する工程と、
（ｃ）前記中間層上に、前記中間層のキャリア濃度よりも低いキャリア濃度を有するＩＩＩ族窒化物結晶を含むカバー層を形成する工程と、
（ｄ）電気化学処理により、前記カバー層の表面状態を維持しつつ、前記カバー層における転位を通して前記中間層をポーラス状にする工程と、
（ｅ）前記カバー層上に、ＩＩＩ族窒化物結晶からなる再成長層をエピタキシャル成長させる工程と、
（ｆ）ポーラス状にした前記中間層の少なくとも一部を境として、前記再成長層を前記基板から剥離させる工程と、
を備える
窒化物結晶基板の製造方法。
【請求項１０】
（ｆ）では、（ｅ）後に降温する間に、前記再成長層を前記基板から自発的に剥離させる
請求項９に記載の窒化物結晶基板の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、窒化物結晶成長用種基板、窒化物結晶基板の製造方法、および剥離中間体に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
ＩＩＩ族窒化物結晶からなる窒化物結晶基板を得る製造方法として、様々な方法が開示されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００３－１７８９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示の目的は、再成長層を安定的に成長させるとともに、再成長層を容易に剥離することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様によれば、
基板と、
前記基板の上方に設けられ、ｎ型のＩＩＩ族窒化物結晶を含む中間層と、
前記中間層上に設けられ、前記中間層のキャリア濃度よりも低いキャリア濃度を有するＩＩＩ族窒化物結晶を含むカバー層と、
を備え、
前記中間層は、ポーラス状に構成され、
前記カバー層の表面の算術平均粗さは、１．０ｎｍ以下であり、
前記カバー層の前記表面の二乗平均平方根粗さは、２．０ｎｍ以下である、
ここで、前記算術平均粗さおよび前記二乗平均平方根粗さは、原子間力顕微鏡により前記カバー層の前記表面を５μｍ角の視野で観察したときの値である
窒化物結晶成長用種基板が提供される。
【０００６】
本開示の他の態様によれば、
（ａ）基板を準備する工程と、
（ｂ）前記基板の上方に、ｎ型のＩＩＩ族窒化物結晶を含む中間層を形成する工程と、
（ｃ）前記中間層上に、前記中間層のキャリア濃度よりも低いキャリア濃度を有するＩＩＩ族窒化物結晶を含むカバー層を形成する工程と、
（ｄ）電気化学処理により、前記カバー層の表面状態を維持しつつ、前記カバー層における転位を通して前記中間層をポーラス状にする工程と、
（ｅ）前記カバー層上に、ＩＩＩ族窒化物結晶からなる再成長層をエピタキシャル成長させる工程と、
（ｆ）ポーラス状にした前記中間層の少なくとも一部を境として、前記再成長層を前記基板から剥離させる工程と、
を備える
窒化物結晶基板の製造方法が提供される。
【０００７】
本開示の他の態様によれば、
上述の窒化物結晶基板の製造方法により得られる剥離中間体であって、
少なくとも、前記カバー層と、前記再成長層と、を備える
剥離中間体が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、再成長層を安定的に成長させるとともに、再成長層を容易に剥離することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本開示の一実施形態に係る窒化物結晶成長用種基板を示す概略断面図である。
図２は、本開示の一実施形態に係る窒化物結晶基板の製造方法を示すフローチャートである。
図３Ａは、本開示の一実施形態に係る窒化物結晶基板の製造方法を示す概略断面図である。
図３Ｂは、本開示の一実施形態に係る窒化物結晶基板の製造方法を示す概略断面図である。
図３Ｃは、本開示の一実施形態に係る窒化物結晶基板の製造方法を示す概略断面図である。
図４は、本開示の一実施形態に係る窒化物結晶基板の製造方法を示す概略断面図である。
図５は、本開示の一実施形態に係る窒化物結晶基板の製造方法を示す概略断面図である。
図６は、本開示の一実施形態に係る窒化物結晶基板の製造方法を示す概略断面図である。
図７は、本開示の一実施形態に係る窒化物結晶基板の製造方法を示す概略断面図である。
図８Ａは、サンプルＡ１の表面を原子間力顕微鏡により観察した図である。
図８Ｂは、サンプルＡ２の表面を原子間力顕微鏡により観察した図である。
図８Ｃは、サンプルＡ３の表面を原子間力顕微鏡により観察した図である。
図９は、サンプルＡ１の断面を走査型電子顕微鏡により観察した図である。
図１０は、サンプルＡ２の断面を走査型電子顕微鏡により高倍率で観察した図である。
図１１は、サンプルＡ１の再成長層が剥離した断面を走査型電子顕微鏡により観察した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜発明者等が得た知見＞
窒化物結晶基板を得る製造方法として、例えば、上述の特許文献１に記載のＶＡＳ（Ｖｏｉｄ－ＡｓｓｉｓｔｅｄＳｅｐａｒａｔｉｏｎ）法が知られている。
（【００１１】以降は省略されています）

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