[发明专利]III族金属氮化物单晶的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及III族金属氮化物单晶的育成方法。

背景技术

氮化镓薄膜结晶作为优秀的蓝色发光元件而受到关注，并用于发光二极管，且其作为光拾取用的蓝紫色半导体激光元件也受到期待。

日本专利公开号2004-247711的专利申请中，将在模板基板表面形成为有凹凸形状的基板作为种基板，以Na助熔剂法使得GaN结晶成长后，将形成有凹部的空隙部附近的助溶剂法成长部分从模板分离(剥离)出去。

日本专利公开号2005-12171的专利申请中，模板基板的表面的晶种膜上设置间隙，在晶种上通过助熔剂法使III族金属氮化物单晶成长。

又，日本专利公开号2008-239365的专利申请中记载了，通过在蓝宝石基板的表面加工形成岛状部，在岛状部的表面形成晶种膜，通过助熔剂法在晶种膜上形成III族金属氮化物单晶。

日本专利公开号2009-120465的专利申请中，在底层基板上以250～2000μm的间隔形成宽度(或直径)10～100μm的掩膜、接着在基板上以气相成长法生成GaN结晶。

日本专利公开号2004-182551的专利申请中，多个晶种部分形成于底层基板表面，接着以气相法育成氮化镓单晶。

日本专利公开号2001-267243的图11和第0058段落中，基板上形成多个岛状台阶，其上以气相法形成III族金属氮化物单晶。

发明内容

如上所述，在基板上例如形成带状晶种膜，在相邻的晶种膜之间形成基板非育成面，接着以助熔剂法形成III族金属氮化物单晶的方法在日本专利公开号2004-247711、日本专利公开号2005-12171、日本专利公开号2008-239365的专利申请中有所记载。又，日本专利公开号2009-120465、日本专利公开号2004-182551中，在晶种膜上以气相法形成III族金属氮化物单晶。进一步的，在日本专利公开号2001-267243中，在基板上形成多个岛状晶种膜，在其上以气相法形成III族金属氮化物单晶。

但是，本发明的发明者进一步研究发现，以助熔剂法育成III族金属氮化物单晶后冷却时，单晶不从基板上剥离的情况很多，尤其是，使单晶整体剥离非常困难。又，育成的III族金属氮化物单晶中容易出现裂纹，成为不合格的原因。

本发明的课题为，在基板上形成多个晶种膜，通过助熔剂法在晶种膜上育成III族金属氮化物单晶时，使育成的单晶容易从基板剥离，且抑制单晶中的裂纹。

本发明提供一种III族金属氮化物单晶的制作方法，该方法包括：在基板上形成多个III族金属氮化物单晶的晶种膜，此时在基板上形成没有被所述晶种膜覆盖的非育成面的晶种膜制作步骤；和通过助熔剂法在所述晶种膜上育成III族金属氮化物单晶的育成步骤，所述多个晶种膜由所述非育成面相互分开，且至少在两个方向上排列，所述晶种膜的最大内切圆直径为50μm以上、6mm以下，所述晶种膜的外接圆直径为50μm以上、10mm以下，所述非育成面的最大内切圆直径为100μm以上、1mm以下。

根据本发明，能促进以助熔剂法育成的III族金属氮化物单晶从基板剥离，自然剥离也容易发生。并且，能够抑制育成的单晶中裂纹的产生。

日本专利公开号2004-247711、日本专利公开号2005-12171、日本专利公开号2008-239365的专利申请中，没有记载像本发明那样，至少朝两个方向排列晶种膜。

日本专利公开号2009-120465、日本专利公开号2004-182551、日本专利公开号2001-267243的专利申请中，以气相法形成III族金属氮化物单晶。因此，晶种膜的宽度、相邻晶种膜的间隔、都需要为1μm或附近数值，如果晶种膜的宽度和间隔大于此，则无法进行一体成膜，因此，与本发明完全不同。

附图说明

图1为示意性显示基板1上的晶种膜3A的平面的图案的俯视图。

图2为示意性显示基板1上的晶种膜3B的平面的图案的俯视图。

图3为示意性显示基板1上的晶种膜3C的平面的图案的俯视图。

图4为示意性显示基板1上的晶种膜3A的平面的图案的俯视图。

图5为示意性显示基板1上的晶种膜3D的平面的图案的俯视图。

图6(a)为示意性显示基板1的表面1a上形成晶种膜2后的状态的截面图，图6(b)为示意性显示形成相互分隔开的晶种膜3后的状态的截面图。