晶种基板的制造方法、13族元素氮化物结晶的制造方法及晶种基板技术

在支撑基板1上设置包含13族元素氮化物的晶种层2。通过从支撑基板1侧照射激光A而沿着支撑基板与晶种层3的界面设置包含13族元素氮化物的变质部4。变质部4为位错缺陷导入部或非晶质部。

Manufacturing Method of Seed Substrate, 13 Group Elements Nitride Crystallization and Seed Substrate

A seed layer 2 containing 13 group element nitrides is arranged on the support substrate 1. By irradiating laser A from the side of the support substrate 1, a modified part 4 containing 13 group elements nitrides is arranged along the interface between the support substrate and the seed layer 3. The metamorphic Part 4 is the dislocation defect introducing part or amorphous part.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】晶种基板的制造方法、13族元素氮化物结晶的制造方法及晶种基板
本专利技术涉及用于培养氮化镓等的晶种基板及其制造方法、以及13族元素氮化物结晶的制造方法。
技术介绍
专利文献1中，提出以下内容：在蓝宝石基板上形成硬度较低的中间层，在该中间层上形成氮化镓的晶种膜，通过助熔剂法来培养氮化镓的厚膜。该氮化镓的厚膜在降温时从蓝宝石基板剥离。另外，专利文献2中，在蓝宝石基板上形成晶种膜时，沿着蓝宝石基板与晶种膜的界面而形成空隙。并且，在晶种膜上形成氮化镓的厚膜之后的降温过程中，氮化镓的厚膜从蓝宝石基板自然剥离。专利文献3中，在蓝宝石基板上形成晶种膜时，沿着蓝宝石基板与晶种膜的界面而形成空隙，并且，使空隙率为12.5％以下。由此，降低了晶种膜上培养的氮化镓结晶的开裂、缺陷。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许4886711专利文献2：WO2009/011407专利文献3：WO2014/034338
技术实现思路
但是，专利文献1及专利文献2中记载的制法中，有时在氮化镓层与支撑基板之间残留有未自然剥离而固定的部分，导致成品率降低。另外，发现有得到的氮化镓层的翘曲增大的倾向。特别是随着支撑基板的面积增大，发现该开裂、翘曲增大，构成问题。专利文献3的制法中，能够培养高品质的氮化镓结晶层。但是，其提供了一种在支撑基板上一体化有氮化镓结晶层的模板基板，而不是提供包含氮化镓结晶层的自立基板。另外，专利文献3中记载的制法中，晶种层的厚度较薄，例如为几微米，因此，界面的氮化镓在激光照射区域中热分解时，氮化镓膜因热分解的冲击而裂开，氮化镓在激光照射区域中消失，形成空隙。但是，接下来，在通过助熔剂法而在晶种层上培养氮化镓结晶时，有时晶种从空隙的部分回熔到熔液中(晶种的氮化镓结晶溶解到熔液中，直至氮饱和。)，导致晶种层消失。因此，存在以下问题：为了防止晶种层的消失，必须追加利用气相生长法而再次形成晶种膜。本专利技术的课题是在晶种基板上培养13族元素氮化物结晶时、抑制得到的13族元素氮化物结晶开裂、改善成品率。本专利技术涉及一种晶种基板的制造方法，其特征在于，具有：在支撑基板上设置包含13族元素氮化物的晶种层的工序、以及通过从支撑基板侧照射激光而沿着支撑基板与晶种层的界面设置包含13族元素氮化物的变质部的工序，变质部为位错缺陷导入部或非晶质部。另外，本专利技术涉及一种13族元素氮化物结晶的制造方法，其特征在于，具有：在支撑基板上设置包含13族元素氮化物的晶种层的工序；通过从支撑基板侧照射激光而沿着支撑基板与晶种层的界面设置包含13族元素氮化物的变质部的工序，变质部为位错缺陷导入部或非晶质部；以及在晶种层上培养13族元素氮化物结晶的工序。另外，本专利技术涉及一种晶种基板，其特征在于，包括：支撑基板；晶种层，该晶种层包含13族元素氮化物，并设置在支撑基板上；以及变质部，该变质部为位错缺陷导入部或非晶质部，且包含13族元素氮化物，并沿着支撑基板与所述晶种层的界面设置。在从支撑基板侧照射激光时，如果光能量密度较小，则存在于与支撑基板的界面的晶种没有发生反应。另一方面，专利文献3中，使光能量充分提高，由此，将处于与支撑基板的接合界面的晶种分解为金属原子和氮原子。由此，晶种裂开，形成空隙。针对于此，本专利技术的专利技术人调整激光的光能量、晶种膜的厚度等，由此，获得不会沿着支撑基板与晶种层的界面产生空隙的条件。并且，对得到的晶种基板进行了分析，结果为：沿着晶种层与支撑基板的界面，晶种发生变质，从而确认到变质层。具体而言，当使用微分干涉显微镜使焦点从晶种表面逐渐向深度方向移动时，沿着晶种与支撑基板的界面观察到对比度不同的区域。另外，使用透射型电子显微镜观察晶种与支撑基板的界面截面时，也在相同的区域观测到颜色不同的对比度。可知：该对比度不同的区域为导入了位错缺陷的变质层。另外，可知：还有时晶种变为非晶质，这种情况下，由结晶带来的衍射对比度消失，因此，看起来清晰且均匀。由此，可知：沿着支撑基板与晶种层的界面而设置有导入了位错缺陷的变质部或者非晶质化的变质部的情况下，如果在该晶种上培养13族元素氮化物结晶，则抑制了刚培养成13族元素氮化物结晶后的开裂。并且，在该形成有变质部的晶种基板上培养13族元素氮化物结晶，结果抑制了刚形成结晶后的开裂。并且，可知：该13族元素氮化物结晶能够从支撑基板上容易地分离，分离后的13族元素氮化物结晶中，开裂被明显抑制，成品率得到改善。此外，可知：基板的翘曲也得到改善。附图说明图1中，(a)表示在支撑基板1上设置有晶种层2的状态，(b)表示在晶种层3设置有变质层4的状态，(c)表示在晶种基板5上设置有13族元素氮化物结晶6的状态。图2中，(a)表示从支撑基板分离的自立基板8，(b)表示在自立基板8上形成有功能元件9的状态。图3中，(a)表示在支撑基板1上设置有晶种层2的状态，(b)表示在晶种层13设置有图案化的变质部14的状态，(c)表示在晶种层13上形成有13族元素氮化物结晶6的状态。图4是表示支撑基板、变质层及晶种层的透射型电子显微镜照片(50,000倍)。图5是表示支撑基板、变质层及晶种层的透射型电子显微镜照片(1,000,000倍)。具体实施方式以下，适当参照附图，对本专利技术详细地进行说明。如图1所示，在支撑基板1的主面1a上形成晶种膜2。1b是支撑基板1的底面。本例中，在晶种膜2形成有界面2b和表面2a。接下来，如图1(b)所示，从支撑基板1的底面1b侧按箭头A照射激光。该激光透过支撑基板1，到达晶种层与支撑基板的界面。此处，调节激光的能量，使得沿着界面而生成变质层4。变质层4的主面4a与支撑基板1的主面1a相接触。本例中，对晶种层3的整面均匀地照射激光A，因此，在晶种层3的整面生成变质层4。10是晶种层3与变质层4的界面，3a是结晶培养面，5是晶种基板。接下来，如图1(c)所示，在晶种层3的培养面3a上培养13族元素氮化物结晶6。6a是功能元件的培养面。此时，还可以不将13族元素氮化物结晶6从支撑基板1剥离而用作模板(template)基板。但是，优选的实施方式中，将13族元素氮化物结晶6从支撑基板分离而制成自立基板，将该自立基板用作模板基板。即，通过将13族元素氮化物结晶6从支撑基板分离，得到图2(a)所示的自立基板8。本例中，自立基板8具有结晶6和附着于其底面侧的附着部分7。但是，附着部分7可以是结晶组织与结晶6一体化，另外，也可以没有附着部分。接下来，在13族元素氮化物结晶6上形成功能元件结构。该功能元件结构的种类没有特别限定，可例示发光元件。另外，可以在结晶上形成多层功能层。例如，图2(b)的例子中，在结晶上形成有发光元件结构9。对于发光元件结构9，在13族元素氮化物结晶6上形成有n型接触层9a、n型包层9b、活性层9c、p型包层9d、p型接触层9e。图1的例子中，对晶种层的整面均匀地照射激光，在晶种层的整面形成有变质层。但是，还可以对晶种层的一部分照射激光，使变质层图案化。例如，图3(a)～(c)的例子中，交替且规则地形成设置有变质层的区域和没有设置变质层的区域。即，如图3(a)所示，在支撑基板1的主面1a上形成晶种膜2。接下来，如图3(b)所示，从支撑基板1的底面1b侧按箭头A照射激光。该激光透过支撑基板1，到达晶种层与支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶种基板的制造方法，其特征在于，具有：在支撑基板上设置包含13族元素氮化物的晶种层的工序、以及通过从所述支撑基板侧照射激光而沿着所述支撑基板与所述晶种层的界面设置包含所述13族元素氮化物的变质部的工序，所述变质部为位错缺陷导入部或非晶质部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.24 JP 2016-0601851.一种晶种基板的制造方法，其特征在于，具有：在支撑基板上设置包含13族元素氮化物的晶种层的工序、以及通过从所述支撑基板侧照射激光而沿着所述支撑基板与所述晶种层的界面设置包含所述13族元素氮化物的变质部的工序，所述变质部为位错缺陷导入部或非晶质部。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沿着所述支撑基板与所述晶种层的所述界面设置彼此分离的多个所述变质部。3.一种13族元素氮化物结晶的制造方法，其特征在于，具有：在支撑基板上设置包含13族元素氮化物的晶种层的工序；通过从所述支撑基板侧照射激光而沿着所述支撑基板与所述晶种层的界面设置包含所述13族元素氮化物的变质部的工序，所述变质部为位错缺陷导入部或非晶质部；以及在所述晶种层上培养13族元素氮化物结晶的工序。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述13族元素氮化物结晶从所述支撑基板分离。5.根据权利要求4所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂井正宏，吉野隆史，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP