氮化物晶体衬底的制造方法及氮化物晶体层叠体技术

本发明专利技术涉及氮化物晶体衬底的制造方法及氮化物晶体层叠体。本发明专利技术的课题在于提供一种使晶体膜在集合晶种衬底上生长的技术，本发明专利技术的所述技术能够提高在相邻的晶种衬底的抵接部上生长的晶体膜的晶体质量。氮化物晶体衬底的制造方法包括下述工序：第1工序，将由氮化物晶体形成且主面为c面的多个晶种衬底，以相邻的晶种衬底的侧面相互抵接的方式排列配置在底板上，由此构成集合晶种衬底；和第2工序，使晶体膜在集合晶种衬底上生长，在第1工序中，以晶种衬底的面内方向位置被位置限制部限制的状态在底板上配置晶种衬底，至少1个晶种衬底以相对于所述底板为非粘接的方式被配置，所述位置限制部对晶种衬底的面内方向位置加以限制。

Manufacturing method of nitride crystal substrate and nitride crystal stack

The invention relates to a manufacturing method of a nitride crystal substrate and a nitride crystal stack. The subject of the invention is to provide a technology for growing the crystal film on the aggregate seed substrate. The technology of the invention can improve the crystal quality of the crystal film growing on the connecting part of the adjacent crystal seed substrate. Method of manufacturing nitride crystal substrate comprises the following steps: first step, will be formed and the main nitride crystal surface is C the crystal substrate, the substrate adjacent to the side of the seed are abutted against each other is arranged on the bottom plate forming configuration, set crystal substrate; and the second step, the crystal film growth in the collection of seed crystal substrate, at the first step, the direction of seed surface of the substrate by a position regulating part limited state in a base configuration crystal substrate, at least 1 seed crystal substrate with respect to the floor for the non bonding way is configured, direction position of the position limit of crystal a surface of the substrate within the limits.

【技术实现步骤摘要】
氮化物晶体衬底的制造方法及氮化物晶体层叠体
本专利技术涉及氮化物晶体衬底的制造方法及氮化物晶体层叠体。
技术介绍
在制作发光元件、高速晶体管等半导体器件时，可使用由例如氮化镓晶体等氮化物晶体形成的衬底(以下，称为氮化物晶体衬底)。作为用于以大直径、大面积形成氮化物晶体衬底的技术，已提出了如下技术：在将由氮化物晶体形成的多个晶种衬底以相邻的晶种衬底的侧面相互抵接的方式排列配置而得到的衬底(以下，称为集合晶种衬底)上，以使在相邻的晶种衬底上生长而成的晶体膜一体化的方式、即以可得到在集合晶种衬底的整个面上一体地生长而成的晶体膜的方式，使晶体膜生长(例如专利文献1)。然而，在这样的技术中，在相邻的晶种衬底的抵接部上生长的晶体膜容易产生缺陷，难以提高晶体的质量。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-224143号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术的一个目的在于提供一种使晶体膜在集合晶种衬底上生长的技术，所述技术能够提高在相邻的晶种衬底的抵接部上生长的晶体膜的晶体质量。用于解决课题的手段根据本专利技术的一种方式，提供一种氮化物晶体衬底的制造方法，所述方法包括下述工序：第1工序，将由氮化物晶体形成且主面为c面的多个晶种衬底，以相邻的所述晶种衬底的侧面相互抵接的方式排列配置在底板上，由此构成集合晶种衬底；和第2工序，使晶体膜在上述集合晶种衬底上生长，上述第1工序中，以上述晶种衬底的面内方向位置被位置限制部限制的状态在上述底板上配置上述晶种衬底，至少1个上述晶种衬底以相对于上述底板为非粘接的方式被配置，所述位置限制部对上述晶种衬底的面内方向位置加以限制。根据本专利技术的另一方式，可提供一种氮化物晶体层叠体，其具有：集合晶种衬底，所述集合晶种衬底是通过将多个晶种衬底以相邻的所述晶种衬底的侧面相互抵接的方式排列配置而构成的，所述晶种衬底由氮化物晶体形成且主面为c面；和在上述集合晶种衬底上生长而成的晶体膜，上述晶体膜以在相邻的上述晶种衬底的抵接部上形成连续的c面的方式生长。专利技术的效果在使晶体膜在集合晶种衬底上生长的技术中，能够提高在相邻的晶种衬底的抵接部上生长的晶体膜的晶体质量。附图说明[图1]图1为表示在本专利技术的第1实施方式中被配置于底板上的集合晶种衬底的概略俯视图。[图2]图2(a)为表示在第1实施方式中被配置于底板上的集合晶种衬底的概略剖视图，图2(b)为表示在第1实施方式中、在集合晶种衬底上形成了晶体膜的状态的概略剖视图。[图3]图3(a)及图3(b)分别为表示使膜厚较厚的晶体膜生长并进行切片而得到氮化物晶体衬底的方法的一例及另一例的概略剖视图。[图4]图4(a)为表示在第1实施方式的第1变形例中被配置于底板上的集合晶种衬底的概略俯视图，图4(b)为表示在第1实施方式的第1变形例中、在集合晶种衬底上形成了晶体膜的状态的概略剖视图。[图5]图5为表示在第1实施方式的第2变形例中被配置于底板上的集合晶种衬底的概略俯视图。[图6]图6(a)为表示在第1实施方式的第3变形例中被配置于底板上的集合晶种衬底的概略剖视图，图6(b)为表示在第1实施方式的第3变形例中、在集合晶种衬底上形成了晶体膜的状态的概略剖视图。[图7]图7(a)为表示在第2实施方式中被配置于底板上的集合晶种衬底的概略剖视图，图7(b)为表示在第2实施方式中、在集合晶种衬底上形成了晶体膜的状态的概略剖视图。[图8]图8(a)及图8(b)分别为按照第1实施方式使氮化物晶体膜生长的实验中的、载置于底板上的集合晶种衬底的晶体生长前及晶体生长后的照片。[图9]图9(a)为按照第1实施方式使氮化物晶体膜生长的实验中的、在集合晶种衬底上形成的晶体膜的照片。图9(b)为按照第1实施方式使氮化物晶体膜生长的实验中的、在相邻的晶种衬底的抵接部上生长而成的晶体膜的微分干涉图像。图9(c)为表示按照第1实施方式使氮化物晶体膜生长的实验中的、在相邻的晶种衬底的抵接部上生长而成的晶体膜的X射线摇摆曲线的测定结果的图。[图10]图10为表示在比较方式中被配置于底板上的集合晶种衬底的概略俯视图。[图11]图11(a)为表示在比较方式中被配置于底板上的集合晶种衬底的概略剖视图，图11(b)为表示在比较方式中、在集合晶种衬底上形成了晶体膜的状态的概略剖视图。附图标记说明100集合晶种衬底110、110a、110b、110c、111、112、113晶种衬底120c面121a、121bc轴方向130主面140晶体膜150氮化物晶体层叠体160氮化物晶体衬底200底板201载置面202(底板的)表层210位置限制部211固定用构件212固定用晶种衬底213倾斜支撑用构件220粘接剂230间隔物具体实施方式＜本专利技术的第1实施方式＞对本专利技术的第1实施方式涉及的氮化物晶体衬底的制造方法进行说明。首先，参照图1及图2(a)，对通过将多个晶种衬底110排列配置在底板200上从而构成集合晶种衬底100的工序进行说明。图1为表示配置在底板200上的集合晶种衬底100的概略俯视图。集合晶种衬底100是如下构成的：将由氮化物晶体形成且主面为c面的多个晶种衬底110，以相邻的晶种衬底110的侧面相互抵接的方式排列配置在底板200上。作为氮化物晶体，此处以氮化镓(GaN)晶体为例进行说明。但是，氮化物晶体不限于GaN晶体，例如，也可以是氮化铝(AlN)晶体、氮化铝镓(AlGaN)晶体、氮化铟(InN)晶体、氮化铟镓(InGaN)晶体、氮化铝铟镓(AlInGaN)晶体等氮化物晶体，即由AlxInyGa1-x-yN(0≤x+y≤1)的组成式表示的第III族氮化物半导体的晶体。所谓衬底的主面为c面、即(0001)面，是指主面的法线方向与c轴方向所成的角度为±1°以内。所谓“抵接”，是指以尽可能不产生间隙的方式使构件的面彼此接近且相对，而并非是指构件的面彼此完全接触、即完全没有间隙地接触的程度。所谓“接近”，是指相对的部分的最大间隙于室温(例如25℃)优选为100μm以下、更优选为50μm以下。在通过位置限制部210(其限制晶种衬底110的(底板200的载置面201中的)面内方向位置)而限制了晶种衬底110的面内方向位置的状态下，将晶种衬底110配置在底板200上。另外，至少1个晶种衬底110以相对于底板200为非粘接的方式配置。需要说明的是，有时将晶种衬底110“以相对于底板200为非粘接的方式配置”简称为“以非粘接方式配置”。在第1实施方式中，作为位置限制部210，可使用以与集合晶种衬底100的外周端面抵接的方式被配置在底板200上、且被粘接在底板200的表层上的固定用构件211。另外，随着使用与晶种衬底110分别地准备的固定用构件211作为位置限制部210，构成集合晶种衬底100的全部晶种衬底110以非粘接方式被配置。作为固定用构件211的材料，优选使用与晶种衬底110为相同组成的氮化物晶体。这是因为，通过在后述的晶体膜140的生长时、与在晶种衬底110上生长同样地使晶体膜140在固定用构件211上生长，从而可抑制在晶种衬底110上生长而成的晶体膜140承受不必要的应力的情况。需要说明的是，固定用构件211的形状、大小没有特别限制。作为构成底板200的材料，优选使用下述材料：具有可耐受后述的晶体膜140的本文档来自技高网...

【技术保护点】
氮化物晶体衬底的制造方法，所述方法包括下述工序：第1工序，将由氮化物晶体形成且主面为c面的多个晶种衬底，以相邻的所述晶种衬底的侧面相互抵接的方式排列配置在底板上，由此构成集合晶种衬底；和第2工序，使晶体膜在所述集合晶种衬底上生长，所述第1工序中，以所述晶种衬底的面内方向位置被位置限制部限制的状态在所述底板上配置所述晶种衬底，至少1个所述晶种衬底以相对于所述底板为非粘接的方式被配置，所述位置限制部对所述晶种衬底的面内方向位置加以限制。

【技术特征摘要】
2016.09.29 JP 2016-1917491.氮化物晶体衬底的制造方法，所述方法包括下述工序：第1工序，将由氮化物晶体形成且主面为c面的多个晶种衬底，以相邻的所述晶种衬底的侧面相互抵接的方式排列配置在底板上，由此构成集合晶种衬底；和第2工序，使晶体膜在所述集合晶种衬底上生长，所述第1工序中，以所述晶种衬底的面内方向位置被位置限制部限制的状态在所述底板上配置所述晶种衬底，至少1个所述晶种衬底以相对于所述底板为非粘接的方式被配置，所述位置限制部对所述晶种衬底的面内方向位置加以限制。2.如权利要求1所述的氮化物晶体衬底的制造方法，其中，使用固定用构件作为所述位置限制部，所述固定用构件以与所述集合晶种衬底的外周端面抵接的方式被配置在所述底板上、并被粘接于所述底板的表层，构成所述底板的材料是可通过使所述表层剥离而将粘接的所述固定用构件从所述底板分离的材料。3.如权利要求2所述的氮化物晶体衬底的制造方法，其中，所述固定用构件包括第1固定用构件和第2固定用构件，所述第1固定用构件与被配置在所述集合晶种衬底的外周端部的第1晶种衬底抵接，所述第2固定用构件与被配置在所述集合晶种衬底的外周端部的第2晶种衬底抵接，所述第1晶种衬底和所述第2晶种衬底是以在所述第1晶种衬底与所述第2晶种衬底之间夹有所述固定用构件不抵接的晶种衬底的方式、沿所述集合晶种衬底的外周缘而配置的，该所述固定用构件不抵接的晶种衬底通过被第1晶种衬底和第2晶种衬底卡定从而被限制了向所述外周侧方向的移动，所述第1晶种衬底被所述第1固定用构件限制了向所述集合晶种衬底的外周侧方向的移动，所述第2晶种衬底被所述第2固定用构件限制了向所述集合晶种衬底的外周侧方向的移动。4.如权利要求3所述的氮化物晶体衬底的制造方法，其中，所述第1工序中，所述集合晶种衬底由将正六边形的晶种衬底被填充在平面上而成的结构切成以规定的正六边形的晶种衬底的中心为中心的圆形而得到的图案构成，所述图案是在沿作为所述集合晶种衬底的外周缘的圆周而排列的晶种衬底中每隔1个地配置有扇状的晶种衬底的图案，所述第1晶种衬底和所述第2晶种衬底由所述扇状的晶种衬底构成。5.如权利要求1所述的氮化物晶体衬底的制造方法，其中，使用被粘接在所述底板的表层的固定用晶种衬...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田丈洋，
申请(专利权)人：赛奥科思有限公司，住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP