[发明专利]GaN模板基板和器件基板

说明书

本发明实现不产生筋状的形貌异常的器件基板。GaN模板基板包括基底基板和在基底基板上外延生长而形成的第1GaN层，第1GaN层在面内方向上固有的压缩应力在260MPa以上，或者拉曼光谱中波数568cm^‑1附近的GaN的E2声子的峰值半高宽在1.8cm^‑1以下，这二者同时满足，器件基板包括在第1GaN层上外延生长而形成的第2GaN层、以及在第2GaN层上外延生长而形成的包括13族氮化物的器件层。

技术领域

本发明涉及在基底基板上形成GaN层而得到的GaN模板基板。

背景技术

以往，通过在Flux-GaN模板上层叠13族氮化物制器件构造来制作器件基板时，有在基板表面产生筋状的形貌异常这样的问题。图3是产生了这样的形貌异常的器件基板表面的Normarski型微分干涉显微镜像。图3中，在箭头所示的部位，经确认，有筋状的形貌异常(line crack)。通过将该器件基板单片化而得到的器件芯片(LED芯片、HEMT芯片等)中形成于形貌异常产生部的器件芯片成为无法发挥所要求的特性的特性不良品，因此，形貌异常的产生是器件芯片的生产率降低的主要原因。

但是，产生这样的筋状的形貌异常的主要原因目前并未明确。

另一方面，众所周知，在例如蓝宝石基板上层叠较厚的GaN膜时会产生裂纹，为了抑制该裂纹的产生，在层叠构造内导入低温中间层是有效的，这已经被人们发现了(例如，参见非专利文献1)。

但是，这样的方法中使用低品质的中间层，因此，所得到的层叠构造内存在结晶缺陷，结果导致以下问题：该结晶缺陷妨碍制作高品质的器件(LED、HEMT)。

在先技术文献

非专利文献

非专利文献1:シリーズ結晶成長のダイナミクス4巻エピタキシャル成長のフロンティア，中嶋一雄責任編集，共立出版株式会社発行，P.14～P.19。

发明内容

本发明的目的在于实现不会产生筋状的形貌异常的器件基板。

本发明的发明人反复进行各种研究，结果发现：在MOCVD-GaN模板(种基板)中，在GaN膜具有较高的固有压缩应力时，或者GaN膜具有较高的结晶性时，能够抑制上述筋状的形貌异常。在此，压缩应力和结晶性都是利用拉曼分光法能够定量化的值。

为了解决上述问题，在本发明的第1方案中，GaN模板基板包括：由蓝宝石形成的基底基板和在所述基底基板上形成的包括GaN的缓冲层，以及在所述缓冲层上外延生长而形成的第1GaN层，所述第1GaN层在面内方向上固有的压缩应力在260MPa以上。

在本发明的第2方案中，GaN模板基板包括：由蓝宝石形成的基底基板和在所述基底基板上外延生长而形成的第1GaN层，在对所述第1GaN层进行拉曼分光测定而得到的拉曼光谱中，波数568cm^-1附近的GaN的E2声子的峰值半高宽在1.8cm^-1以下。

在本发明的第3方案中，在第2方案涉及的GaN模板基板中，包括：在所述基底基板上外延生长而形成的包括GaN的缓冲层，所述第1GaN层是在所述缓冲层上外延生长而形成的，所述第1GaN层在面内方向上固有的压缩应力在260MPa以上。

在本发明的第4方案中，在第1或第3方案涉及的GaN模板基板中，所述压缩应力的值根据对所述第1GaN层进行拉曼分光测定而得到的拉曼光谱来求出。

在本发明的第5方案中，第1～第4方案中的任一方案涉及的GaN模板基板还包括在所述第1GaN层上外延生长而形成的第2GaN层。

在本发明的第6方案中，在第1～第5方案中的任一方案涉及的GaN模板基板中，所述第1GaN层被形成为厚度1μm～5μm。