[发明专利]Ⅲ-Ⅴ族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III-V族氮化物半导体基板的制造方法。

背景技术

用式In_xGa_yAl_zN(其中，0≤x≤1、0≤y≤1、0≤z≤1、x+y+z＝1)示出的III-V族(日本的元素周期表)氮化物半导体，用于紫外、蓝色或绿色发光二极管元件，或紫外、蓝色或绿色激光二极管元件等半导体发光元件中。半导体发光元件应用于显示装置。

由于III-V族氮化物半导体大量结晶生长困难，所以III-V族氮化物半导体独立基板的制造方法无法实用化。因此，通过使用有机金属汽相生长法(MOVPE)等在蓝宝石基板之上外延生长III-V族氮化物半导体的方法，制造III-V族氮化物半导体基板。

但是，由于蓝宝石基板的晶格常数和热膨胀系数与III-V族氮化物半导体不同，所以在使用蓝宝石基板的方法中，在得到的III-V族氮化物半导体基板中会存在导入高密度的位错、发生翘曲、并产生裂纹的情形。

此外，提案有将在蓝宝石这样的衬底基板上生长的III-V族氮化物半导体与此衬底基板分离从而制造III-V族氮化物半导体基板的方法。例如提案有利用氢化物汽相生长法(HVPE)、在蓝宝石基板上生长GaN层、此后研磨并机械地去除蓝宝石基板的方法；或者，利用HVPE在蓝宝石基板上生长GaN层、此后照射激光脉冲从而剥离GaN层的方法。此外，在特开2000-12900号公报中，公开了作为容易去除的基板使用GaAs基板、利用HVPE在GaAs基板上生长GaN、此后用王水溶解去除GaAs基板的方法。并且，在特开2004-55799号公报中，公开了凹凸加工蓝宝石基板、在凸部的侧面及上面形成SiO₂膜后生长GaN、此后冷却、剥离从而得到III-V族氮化物半导体基板的方法。

但是，这些方法无论哪一种方法也没有实用化，因而正寻求一种制造III-V族氮化物半导体基板的方法。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种III-V族氮化物半导体基板的制造方法。本发明者等研讨III-V族氮化物半导体基板的制造方法的结果，直至完成本发明。

即，本发明提供一种包括工序(I-1)～(I-6)的III-V族氮化物半导体基板的制造方法：

(I-1)在衬底基板上配置无机粒子，

(I-2)以无机粒子为蚀刻掩模，干法蚀刻衬底基板，在衬底基板上形成凸部，

(I-3)在衬底基板上形成外延生长掩模用的被膜，

(I-4)去除无机粒子形成衬底基板的露出面，

(I-5)在衬底基板的露出面上生长III-V族氮化物半导体，

(I-6)将III-V族氮化物半导体与衬底基板分离。

此外，本发明提供一种包括工序(II-1)～(II-7)的III-V族氮化物半导体基板的制造方法：

(II-1)在衬底基板上配置无机粒子，

(II-2)以无机粒子为蚀刻掩模，干法蚀刻衬底基板，在衬底基板上形成凸部，

(II-3)去除无机粒子，

(II-4)在衬底基板上形成外延生长掩模用的被膜，

(II-5)去除凸部的顶部的被膜形成衬底基板的露出面，

(II-6)在衬底基板的露出面上生长III-V族氮化物半导体，

(II-7)将III-V族氮化物半导体与衬底基板分离。

附图说明

图1表示本发明的III-V族氮化物半导体基板的制造方法1的工序。

图2表示本发明的III-V族氮化物半导体基板的制造方法2的工序。

图中，1-衬底基板，1A-衬底基板的表面，1B-凸部，1C-凹部，2-无机粒子，3、13-被膜，4-生长掩模，5-III-V族氮化物半导体层。

具体实施方式

III-V族氮化物半导体基板的制造方法1

本发明的III-V族氮化物半导体基板的制造方法1，包括工序(I-1)～(I-6)。

在工序(I-1)中，在衬底基板上配置无机粒子。例如，如图1(a)所示，准备衬底基板1，在衬底基板1的表面1A上配置无机粒子2。

例如，衬底基板由蓝宝石、SiC、Si、MgAl₂O₄、LiTaO₃、ZrB₂、CrB₂构成，基于与III-V族氮化物半导体的反应性、热膨胀系数差、高温稳定性的观点，优选为蓝宝石、SiC、Si，更优选为蓝宝石。