RAMO4基板制造技术

本发明专利技术的课题在于防止具有劈开性的RAMO4基板的破坏。解决方法为一种RAMO4基板，其包含含有通式RAMO4所表示的单晶体(通式中，R表示选自Sc、In、Y和镧系元素中的一个或多个三价元素，A表示选自Fe(III)、Ga和Al中的一个或多个三价元素，M表示选自Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn和Cd中的一个或多个二价元素)的RAMO4基材部，所述RAMO4基材部在端部具有倾斜部。

【技术实现步骤摘要】
RAMO4基板
本专利技术涉及RAMO4基板。
技术介绍
ScAlMgO4基板被用作GaN等氮化物半导体的外延生长用基板等(例如，参照专利文献1)。图5是示出专利文献1中记载的以往的ScAlMgO4基板的制造方法的例子。如图5所示，以往的ScAlMgO4基板通过将ScAlMgO4块体材料劈开来制造。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-178448号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如专利文献1所示，具有劈开性的ScAlMgO4虽然容易利用劈开性形成基板，但是其劈开性有时对基板的坚固性造成影响。例如，在使用ScAlMgO4基板制造晶片、器件时，有时在基板的端部(边缘)产生碎裂或缺损，有时对成品率造成影响等。因此，要求坚固性更高的基板。用于解决问题的手段本专利技术提供一种RAMO4基板，其包含含有通式RAMO4所表示的单晶体(通式中，R表示选自Sc、In、Y和镧系元素中的一个或多个三价元素，A表示选自Fe(III)、Ga和Al中的一个或多个三价元素，M表示选自Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn和Cd中的一个或多个二价元素)的RAMO4基材部，所述RAMO4基材部在端部具有倾斜部。专利技术效果根据本专利技术，能够实现坚固性高的RAMO4基板。附图说明图1为本专利技术的实施方式1中的倾斜部的截面图。图2的图2A、图2B为表示倾斜部的一例的截面图。图3的图3A、图3B为对斜面研磨中的加工负荷进行说明的图，图3C、图3D为对倾斜部的形状与易劈开程度的关系进行说明的图。图4为本专利技术的实施方式2中的倾斜部的截面图。图5为以往的ScAlMgO4基板的制造工序的图。图6为以往的仅通过劈开形成的外延生长面的平面度测定结果的图。图7的图7A为本实施方式的ScAlMgO4基板的具有多个劈开面的外延生长面的俯视图，图7B为该ScAlMgO4基板的侧视图。图8为使用2μm金刚石浆料对ScAlMgO4劈开面进行研磨加工时的平面度测定结果的图。图9为测定ScAlMgO4基板的剪切力的方法的说明图。图10为表示ScAlMgO4基板的偏离角与剪切力的关系的图。图11为对边冠(edgecrown)进行说明的图。具体实施方式以下，对于本专利技术的实施方式参照附图进行说明。实施方式中，将RAMO4基板设为ScAlMgO4进行说明。另外，以下的实施方式中有时将ScAlMgO4基板与ScAlMgO4基材部以相同的意思使用。(实施方式1)首先，对至于本专利技术的见解进行说明。ScAlMgO4单晶呈岩盐型结构(111)面的ScO2层、与六方晶(0001)面的AlMgO2层交替地层叠的结构。六方晶(0001)面的2层与纤锌矿型结构相比是平面的，与面内的键相比，上下层间的键达到0.03nm之长，键合力弱。因此，ScAlMgO4单晶可以以(0001)面劈开。利用该特性，能够进行通过劈开将块体材料分割，来准备板状体的工序(劈开工序)。然而，虽然上述关于ScAlMgO4单晶的劈开的性质能够使劈开工序容易实施，即利用劈开从ScAlMgO4铸锭加工成ScAlMgO4基板，但是使基于以往的加工方法的劈开面的加工难以实施。将劈开ScAlMgO4块体材料时的劈开面(以下也称“外延生长面”)的平面度测定数据示于图6。该数据是以在φ40mm的ScAlMgO4基板的同一平面内正交的XY轴使用激光反射式测长机(三鹰光器制NH-3MA)获取的数据。如图6中箭头所示，通过劈开形成的劈开面存在500nm以上的凹凸部。形成ScAlMgO4基板时，由于劈开时的劈开方向的剥离力有偏差，因而不在同一原子层发生劈开，其结果认为产生包含500nm以上的高低差的凹凸部。接着，对于向ScAlMgO4单晶的(0001)面(ScAlMgO4基板的劈开面)的外延生长进行说明。外延生长面可以由单一的(0001)面(劈开面)构成。但是，若在外延生长面存在成为缺陷、异物等偶发的结晶生长的晶种的部分，则在外延生长面利用例如MOCVD法进行GaN的气相生长时，有时Ga原子向偶发的结晶生长的晶种聚集，发生局部的不均匀生长。因此，需要将上述劈开工序中得到的ScAlMgO4基板的外延生长面加工平坦，但如上所述，不容易除去在劈开面产生的500nm以上的凹凸。特别是在ScAlMgO4基板的劈开面的加工时，即使想要除去通过劈开产生的凹凸，若整体中所占的平坦面的比例大，则对平坦面进行加工时，加工负荷也容易集中在一部分区域(凹凸)。并且，有时不在表面，而在更加深入表面的内部发生劈开导致的破裂。认为新的凹凸是由于除去破裂部分而形成的。另外，在平坦面的比例高的情况下，仅仅施加在内部不劈开那样的载荷的话，基本不能除去劈开工序中产生的凹凸。在此，对于利用以往的加工法使劈开面(外延生长面)平坦化的ScAlMgO4基板进行说明。将使用一般用于粗研磨加工的直径2μm尺寸的金刚石浆料(磨粒)，对ScAlMgO4的劈开面进行磨光研磨加工后的结果示于图8。图8为沿X方向测定加工后的面的平坦度的结果。如图8所示，可知若进行该加工，则在表面产生500nm以上的凹凸。磨光研磨加工中金刚石浆料在ScAlMgO4表面滚动，由此将经滚动的部分的材料微小地除去。但是，单晶ScAlMgO4为多个ScO2层与AlMgO2层的层叠体，因此认为由于加工力的偏差而部分地在深层发生剥离。因此，如图8所示，分析到产生了500nm以上的凹凸。也就是说，ScAlMgO4的劈开性对于利用劈开现象从铸锭分割成某一厚度的基板是非常有效的，微观来看产生上述那样的凹凸，容易通过外力而劈开。因此，可以说劈开性对基板的表面状态和形状带来影响。对于上述现象，本专利技术人等经过深入研究发现，通过特殊的加工法，能够在ScAlMgO4基板上形成相互凭借高低差而分离的劈开面。利用该加工方法得到的ScAlMgO4基板如图7所示，在外延生长面202具有规则分布的多个劈开面(以下，也称“微小平面”)260。另外，该外延生长面202不具有500nm以上的凹凸。本专利技术人等具体发现以下详述的加工方法(粗凹凸形成工序和微小凹凸形成工序)。这是本专利技术的凹凸除去工序。具体来说，在ScAlMgO4基板的成为外延生长面的区域整面形成一定高度的凹凸形状(粗凹凸形成工序)。接着，通过阶段性地减小加压力，从而减小加压力的偏差的绝对量而防止在内部的劈开，并且缓缓减小在整面形成的一定高度的凹凸形状(微小凹凸形成工序)。在粗凹凸形成工序中，按照连续地表面粗糙度为500nm以下的区域(以下，也称“平坦部”)的面积均为1mm2以下的方式，使凹凸形状分布于成为外延生长面的区域的整面。这是由于，在粗凹凸形成工序中若形成大于1mm2的平坦部，则在微小凹凸形成工序中，由于加工负荷的集中而在内部劈开，产生大于500nm的凹凸。另外，在粗凹凸形成工序中形成的多个凹凸的凸部的高度之差优选落在±0.5μm以下的范围内。通过在整面形成高度的偏差落入该范围内那样的均匀高度的凹凸，能够通过微小凹凸形成工序缓缓降低凹凸的高度，能够在面内形成均匀的平坦部。具体来说，在粗凹凸形成工序中，使用第1磨粒形成高度500nm以上的凹凸，在微小凹凸形成工序中，使用硬度低于上述第1磨粒的第2磨粒形成高度低于500nm的凹凸。更详细而言，在对一定高度的凹凸形状进行加工的粗凹凸形成工序本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种RAMO4基板，其包含含有通式RAMO4所表示的单晶体的RAMO4基材部，通式中，R表示选自Sc、In、Y和镧系元素中的一个或多个三价元素，A表示选自Fe(III)、Ga和Al中的一个或多个三价元素，M表示选自Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn和Cd中的一个或多个二价元素，所述RAMO4基材部在端部具有倾斜部。

【技术特征摘要】
2016.03.25 JP 2016-061044;2016.11.01 JP 2016-214481.一种RAMO4基板，其包含含有通式RAMO4所表示的单晶体的RAMO4基材部，通式中，R表示选自Sc、In、Y和镧系元素中的一个或多个三价元素，A表示选自Fe(III)、Ga和Al中的一个或多个三价元素，M表示选自Mg、Mn、Fe(II)、Co、Cu、Zn和Cd中的一个或多个二价元素，所述RAMO4基材部在端部具有倾斜部。2.如权利要求1所述的RAMO4基板，其中，所述RAMO4基材部的主面相对于所述单晶体的劈开面具有偏离角θ，所述倾斜部包...

【专利技术属性】
技术研发人员：田代功，片冈秀直，冈山芳央，横山信之，鹰巢良史，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP