[发明专利]氮化物半导体基板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氮化物半导体基板的制造方法，特别涉及一种可高效制造以非极性面为主表面的氮化物半导体基板的氮化物半导体基板的制造方法。

背景技术

由GaN(氮化镓)等氮化物半导体构成的氮化物半导体基板用于发光元件(例如发光二极管、激光二极管)等半导体装置的制造。并且，上述氮化物半导体基板以{0001}为生长面使结晶生长，通过在{0001}面中将该结晶切片，可高效地制造。因此，GaN基板等氮化物半导体基板的主表面一般是{0001}面。

但是，例如在面方位是{0001}的GaN基板的主表面上形成InGaN(氮化铟镓)等半导体层来制造半导体装置时，因产生压电电场而导致出现无法获得原本期待的特性的问题。

对此，近年来，为了解决上述压电电场导致的问题，研究采用以非极性面的{1-100}面、{11-20}面为主表面的氮化物半导体基板。并且，作为高效制造以非极性面为主表面的氮化物半导体基板的方法，提出了以下方案(例如参照专利文献1)：从以{0001}为生长面而生长的结晶切下以上述非极性面为主表面的衬底基板，以该非极性面为生长面生长结晶，在该非极性面中将该结晶切片。

专利文献1：特开2008-143772号公报

发明内容

但是，以{1-100}面、{11-20}面为生长面生长结晶时，生长表面易于变得过饱和，易形成多晶生长的多晶区域。并且，当形成了该多晶区域时，需要不含有该区域地获取基板。并且，易产生以该区域为起点结晶产生龟裂的问题。

因此，本发明的目的在于提供一种抑制上述多晶生长、可高效制造以非极性面为主表面的氮化物半导体基板的氮化物半导体基板的制造方法。

本发明的一个侧面中的氮化物半导体基板的制造方法具有以下工序：准备衬底基板的工序，该衬底基板由氮化物半导体构成，具有相对{1-100}面的偏离角为4.1°以上47.8°以下的主表面；在衬底基板的上述主表面上，使由氮化物半导体构成的半导体层外延生长的工序；以及从该半导体层获取主表面是m面的氮化物半导体基板的工序。

在上述一个侧面中的制造方法中，作为衬底基板，采用具有相对{1-100}面的偏离角为4.1°以上47.8°以下的主表面的基板，采用在该主表面上使半导体层生长的工艺。因此，在半导体层的生长中，抑制了衬底基板的主要生长面(和主表面平行的生长面)上出现{1-100}面的情况。这样一来，抑制了半导体层进行多晶生长。并且，从抑制了多晶区域的发生的该半导体层可高效获取以m面为主表面的氮化物半导体板。因此，根据本发明的一个侧面中的氮化物半导体基板的制造方法，可抑制多晶生长，高效制造以非极性面为主表面的氮化物半导体基板。

其中，采用具有相对{1-100}面的偏离角小于5.1°的(相对{0001}面的偏离角超过84.9°)主表面的衬底基板时，在主要的生长面上出现{1-100}面，半导体层中产生多晶区域。并且，相对{1-100}面的偏离角小于5.1°时，不是与衬底基板的主表面平行的面，以{1-100}面为生长面而生长的区域(m面生长部)在半导体层中所占比率(m面生长部比率)变大，为获取具有所希望的直径的氮化物半导体基板而必需的半导体层的直径变得过大。因此，优选上述偏离角为5.1°以上，考虑到切片加工的精度等，优选上述偏离角为4.1°以上。

另一方面，采用具有相对{1-100}面的偏离角超过46.8°的(相对{0001}面的偏离角小于43.2°)主表面的衬底基板时，为获取主表面是m面的氮化物半导体基板而必需的半导体层的厚度，超过在实际的制造工艺中允许的限度，不现实。并且，相对{1-100}面的偏离角超过46.8°时，在主要的生长面中混合存在相对c面的偏离角为62°以下的面。其中，以相对c面的偏离角为62°以下的面为生长面生长的区域和其他区域相比，氧的取入量变小，该区域的电阻变大。其结果是，在获得的基板的面内，产生电阻的分布。因此，优选上述偏离角为46.8°以下，考虑到切片加工的精度等，优选上述偏离角为47.8°以下。

并且，本申请中的氮化物半导体基板具体是指由3B族元素和氮的化合物构成的基板。

并且，主表面是m面的氮化物半导体基板是指，主表面实质上是m面({1-100}面)的氮化物半导体基板，具体而言是指主表面相对{1-100}面的偏离角在a方向为±2°以下，且在c方向为±2°以下的氮化物半导体基板。

在上述一个侧面的氮化物半导体基板的制造方法中，优选：上述衬底基板的主表面的相对于{1-100}面的偏离角为9.1°以上20.5°以下。