氧化镓基板的制造方法和氧化镓基板用研磨浆料技术

本发明专利技术是一种氧化镓基板的制造方法，包括：使用研磨浆料对氧化镓基板进行研磨，上述研磨浆料包含二氧化锰粒子和水。研磨浆料包含二氧化锰粒子和水。研磨浆料包含二氧化锰粒子和水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化镓基板的制造方法和氧化镓基板用研磨浆料


[0001]本专利技术涉及氧化镓基板的制造方法和氧化镓基板用研磨浆料。

技术介绍

[0002]近年来，提出了使用化合物半导体基板代替硅半导体基板。作为化合物半导体，可以举出碳化硅、氮化镓、氧化镓等。与硅半导体相比，化合物半导体在具有较大带隙方面优异。化合物半导体基板被研磨，在其研磨面形成外延膜。
[0003]在专利文献1中记载了氧化镓基板的研磨方法。在该研磨方法中，依次使用了包含金刚石粒子的研磨浆料和包含胶体二氧化硅的研磨浆料。记载了根据该研磨方法，可以在氧化镓单晶的主表面形成台阶和平台。
[0004]在专利文献2中记载了由碳化硅或氮化镓形成的基板的研磨方法。在该研磨方法中，使用了包含能够取得多个氧化数的金属元素的氧化性粒子的浆料作为研磨浆料。记载了：作为氧化性粒子的具体例，公开了氧化锰粒子，特别优选氧化性高的二氧化锰粒子。
[0005]在专利文献3中公开了用包含二氧化锰的磨粒对硅基板进行研磨。在专利文献3的第33段落中记载了硅基板的研磨机理。根据该记载，为了以高速率研磨硅基板，在碱环境下研磨是重要的，要求磨粒在碱环境下不溶解。因此，在专利文献3中，只不过以一个例子举出二氧化锰作为在碱环境下不溶解的磨粒之一，没有任何启示将二氧化锰磨粒用于氧化镓基板的研磨。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2008－105883号公报
[0009]专利文献2：日本特开2017－71787号公报
[0010]专利文献3：日本特开2015－189806号公报

技术实现思路

[0011]在专利文献1中，依次使用包含金刚石粒子的研磨浆料和包含胶体二氧化硅的研磨浆料。在这种情况下，难以用胶体二氧化硅完全除去由金刚石粒子产生的损伤。应予说明，在仅使用包含胶体二氧化硅的研磨浆料的情况下，存在研磨速度过低的问题。
[0012]在专利文献2中使用包含二氧化锰粒子的研磨浆料。记载了由于二氧化锰粒子具有高氧化性，所以对碳化硅或氮化镓具有高研磨力。与此相对，由于氧化镓为氧化物，所以无法利用粒子的氧化性来提高研磨速度。
[0013]本公开的一个方案提供一种可以兼顾提高氧化镓基板的研磨速度和减少损伤的技术。
[0014]本公开的一个方案的氧化镓基板的制造方法包括：使用研磨浆料对氧化镓基板进行研磨，上述研磨浆料包含二氧化锰粒子和水。
[0015]根据本公开的一个方案，可以兼顾提高氧化镓基板的研磨速度和减少损伤。
附图说明
[0016]图1是表示一个实施方式的氧化镓基板的制造方法的流程图。
[0017]图2是表示例4和例10～例18的粒子材料与研磨速度的关系的图。
[0018]图3表示例4、例10～例11和例15～例18的粒子材料、研磨速度和莫氏硬度的关系。
[0019]图4是表示例1～例5的粒子含量与研磨速度的关系的图。
[0020]图5是表示例3和例6～例9的pH与研磨速度的关系的图。
[0021]图6表示例19～例23的pH与ζ电位的关系。
[0022]图7表示例19～例23的pH与粒径分布的关系。
具体实施方式
[0023]以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。应予说明，在本说明书的晶体学记载中，用[]表示个别取向，用＜＞表示集合取向，用()表示个别面，用{}表示集合面。晶体学上的指数为负通常在数字上加横杠来表示，但是在本说明书中通过在数字前加负符号来表示晶体学上的负指数。
[0024]图1是表示一个实施方式的氧化镓基板的制造方法的流程图。如图1所示，氧化镓基板的制造方法包括使用一次研磨浆料对氧化镓基板进行一次研磨(S1)。作为氧化镓基板，例如，可以使用预先将β－Ga2O3单晶用线锯等切片成板状、接着用磨削装置等磨削成规定的厚度的基板。氧化镓基板可以包含掺杂剂，也可以不包含。作为掺杂剂，可以使用例如Si、Sn、Al或In等。
[0025]氧化镓基板形成为圆盘状，在氧化镓基板的外周形成表示氧化镓晶体取向的切口等。也可以形成定向平面代替切口。氧化镓基板具有相互平行的第1主表面和第2主表面。第1主表面是用一次研磨浆料研磨的主表面。第1主表面例如为{001}面。{001}面是与＜001＞方向垂直的晶面，可以是(001)面和(00－1)面中任一个。
[0026]应予说明，第1主表面也可以是除{001}面以外的晶面。另外，第1主表面也可以相对于预先设定的晶面具有所谓的off角。off角提高在研磨后的第1主表面上形成的外延膜的晶体性。不仅第1主表面，第2主表面也可以用一次研磨浆料进行研磨。
[0027]一次研磨浆料包含二氧化锰(MnO2)粒子和水。二氧化锰粒子为分散质，水为分散介质。二氧化锰详细情况在后面叙述，但是与作为一般研磨材料的金刚石和二氧化硅等相比，具有低莫氏硬度且具有高研磨速度。
[0028]尽管莫氏硬度低，但是研磨速度高，因此推断在研磨中发生二氧化锰与氧化镓的化学反应。推断通过该化学反应，构成氧化镓的氧与镓的结合变弱，氧化镓的研磨速度变高。
[0029]如上所述，与作为一般研磨材料的金刚石和二氧化硅等相比，二氧化锰具有低莫氏硬度且具有高研磨速度。因此，可以兼顾提高氧化镓基板的研磨速度和减少损伤。损伤例如为裂缝或划痕。由金刚石粒子形成的损伤深度为15μm左右，由二氧化锰粒子形成的损伤深度为2μm以下。
[0030]应予说明，作为氧化锰，除二氧化锰(MnO2)之外，还可以举出一氧化锰(MnO)、三氧化二锰(Mn2O3)、四氧化三锰(Mn3O4)等，其中，二氧化锰(MnO2)的研磨速度特别高。详细后述。
[0031]二氧化锰粒子在一次研磨浆料中所占的含量例如为0.01质量％～50质量％。如果
上述含量为0.01质量％以上，则研磨速度高。上述含量优选为0.1质量％以上，更优选为0.5质量％以上。另外，如果上述含量为20％以下，则一次研磨浆料的材料成本低。上述含量优选为40质量％以下，更优选为20质量％以下。
[0032]应予说明，一次研磨浆料除二氧化锰粒子之外还可以包含其他材料的粒子。其他材料的粒子在不降低研磨速度的范围内且不增加损伤的范围内进行添加。作为其他材料的粒子，可以举出例如胶体二氧化硅粒子。
[0033]从研磨速度的观点出发，一次研磨浆料的pH不特别限定，但是从分散性的观点出发，优选为1～3或7～14。如果pH为1～3，则粒子的ζ电位为正值，其绝对值大，因此粒子彼此排斥，分散性变好。pH优选为1～2。另外，如果pH为7～14，则粒子的ζ电位为负值，其绝对值大，因此粒子彼此排斥，分散性变好。如果分散性好，则保管容易。pH优选为8～14。
[0034]一次研磨浆料可以包含用于调整其pH的pH调节剂。作为pH调节剂，例如，可以使用硝酸(HNO3)或氢氧化钠(NaOH)等。pH调节剂还具有作为分散剂的作用。分散剂提高二氧化锰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种氧化镓基板的制造方法，包括：使用研磨浆料对氧化镓基板进行研磨，所述研磨浆料包含二氧化锰粒子和水。2.根据权利要求1所述的氧化镓基板的制造方法，其中，所述二氧化锰粒子在所述研磨浆料中所占的含量为0.01质量％～50质量％。3.根据权利要求1或2所述的氧化镓基板的制造方法，其中，所述研磨浆料的pH为1～3或7～14。4.根据权利要求1～3中任一项所述的氧化镓基板的制造方法，其中，所述二氧化锰粒子的用动态光散射法测定的粒径分布中的体积基准的累计分率50％的粒径为1nm～2000nm。5.根据权利要求1～4中任一项所述的氧化镓基板的制造方法，包括：在进行所述研磨后用清洗液清洗所述氧化镓基板。6.根据权利要求5所述的氧化镓基板的制造方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：平林佑介，
申请(专利权)人：AGC株式会社，
类型：发明
国别省市：