[发明专利]化合物半导体单晶基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化合物半导体单晶基板及其制造方法，特别涉及一种由使用水平舟法(horizontal boat method)形成的晶锭制造的化合物半导体单晶基板及其制造方法。

背景技术

一直以来，为了制造化合物半导体单晶基板，作为切片加工由半导体构成的晶锭的方法，已知有使用线锯的加工方法(例如参照日本特开2007-54909号公报(专利文献1))。在专利文献1中，为了抑制被加工物的切断面中的表面精度(例如平面度、表面粗糙度等)的下降，提出了降低线锯的挠曲量的技术方案。具体而言，提出了以下方案：对于架设在两个辊间的线锯，通过缩短位于被加工物表面和辊之间的线锯的长度(即，使被加工物的配置从两个辊间的中间点偏向一个辊侧)，从而减小最大挠曲量。

另一方面，对于使用水平舟法(例如水平布里奇曼法等)形成的晶锭(例如GaAs等III-V族化合物半导体单晶晶锭)，因加工空间的制约等，为了将该晶锭切片以获得基板，一般使用内径刀切断机、带锯机。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-54909号公报

发明内容

发明要解决的问题

例如，可通过以下说明的水平舟法形成晶锭。图15是用于说明通过水平舟法形成化合物半导体的晶锭的步骤的示意图。如图15所示，在水平舟法中，例如在石英制的舟31的内部加入化合物半导体的原料，通过加热器32将该舟31内的原料加热到熔点以上，熔解原料。之后，通过沿着舟31的长度方向形成温度梯度，从配置在舟31端部的籽晶33侧生长化合物半导体的单晶34。作为温度梯度的形成方法，局部变更在舟31的长度方向上排列配置的加热器32的输出(例如图15的籽晶33侧的加热器32是低输出，相反侧(熔液35侧)配置的加热器32为高输出)。在这种温度条件下，例如通过相对于加热器32使舟31逐渐向籽晶33侧移动，而使熔液35从籽晶33侧固化，生长单晶34(单晶34和熔液35的固液界面36逐渐向离开籽晶33的方向移动)。这样获得的晶锭由图15可知，具有沿着舟31的内周表面的曲面状的表面部分、和平坦的自由面。

为了将使用上述水平舟法形成的晶锭切片，例如当利用内径刀切断机时，使获得的基板的厚度变薄存在极限。例如，通过内径刀切断机难以切出300μm以下的厚度的基板。这是因为，使用内径刀切断机切出这样薄的基板时，在晶锭的切断过程中发生基板切口、破裂的情况较多。尤其是，在掺硅的III-V族化合物半导体晶锭中，难以切出载流子浓度高的材料(例如载流子浓度是1.0×10¹⁸以上)。这是因为，硅的掺杂量越高，晶体的各向异性性越强，裂开性变大。

并且，为了较薄地将该晶锭切片，专利文献1中公开的使用线锯的方法不再适用。其原因之一是，从图15可知，使用水平舟法形成的晶锭并非象使用乔赫拉斯基法形成的硅晶锭那样的圆柱状等单纯的形状。即，现有方法中，难以将使用水平舟法形成的晶锭切得足够薄。进一步，使用上述内径刀切断机等将晶锭切片时，切割费用和使用线锯等时相比变多。即，由相同大小的晶锭切出的基板个数在使用内径刀切断机等时，比使用线锯时少。其结果是，制造成本增加。

另一方面，近年来，要求材料成本的降低，因此希望减少基板的厚度、降低切割时的切割费用。

本发明用于解决上述问题而出现，本发明的目的在于提供一种可由使用水平舟法形成的晶锭而低成本地获得足够薄的化合物半导体单晶基板的化合物半导体单晶基板的制造方法及该化合物半导体单晶基板。

用于解决问题的手段

本发明的化合物半导体单晶基板的制造方法具有以下步骤：准备由化合物半导体构成的单晶晶锭的步骤，该化合物半导体使用水平舟法在(111)方向上形成；由夹具固定该晶锭的步骤；以及对由夹具固定的上述晶锭，使用线锯以(100)±7°或(511)±7°的面取向，在将线锯的锯线在(01-1)方向往复进给的同时使由夹具固定的晶锭在和锯线的往复方向正交的方向上升，而进行切片的步骤。

这样，通过用夹具固定使用水平舟法形成的晶锭，可使用线锯将该晶锭切片，所以可获得比以往薄的化合物半导体单晶基板。并且，因使用线锯将晶锭切片，所以和以往使用内径刀切断机等时相比能够减少切割费用。因此，可增加由一个晶锭切出的化合物半导体单晶基板的个数，从而可降低该化合物半导体单晶基板的制造成本。

本发明的化合物半导体单晶基板使用上述化合物半导体单晶基板的制造方法制造而成。该化合物半导体单晶基板和以往相比厚度较薄，可低成本制造。

发明效果