[发明专利]金刚石晶体的研磨方法和金刚石晶体

说明书

实现能够从主面上去除包含位错的加工变质部的金刚石晶体的研磨方法和从主面上去除了该加工变质部的金刚石晶体。准备主面的面取向为(100)的金刚石晶体，接着，在对金刚石晶体的主面实施机械研磨时，将金刚石晶体与旋转的研磨轮的接触部位处的研磨轮的旋转方向上的切线方向设为相对于金刚石晶体的110方向为±10°以内，对金刚石晶体的主面实施机械研磨。通过该机械研磨，使加工变质部与金刚石晶体的面取向(111)方向平行地、进而贯通地出现在金刚石晶体的主面上。接着，对金刚石晶体的主面实施CMP，去除与面取向(111)方向平行地出现的加工变质部，从而从主面上去除加工变质部。

技术领域

本发明涉及金刚石晶体的研磨方法和金刚石晶体。

背景技术

金刚石晶体作为终极的半导体用材料而备受期待。其理由在于，金刚石晶体具备高导热率、较高的电子迁移率和空穴迁移率、较高的击穿电场强度、低介电损失以及较宽的带隙等作为半导体用材料而无与伦比的多个优异的特性。带隙约为5.5eV，在现有的半导体用材料中具有极高的值。特别是近年来，正在开发充分利用较宽的带隙的紫外发光元件、具有优异的高频特性的场效应晶体管、散热板等。

作为这样的金刚石晶体的一个例子，公开了专利文献1。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/046294号

发明内容

发明所要解决的问题

在将金刚石晶体用于半导体用途的情况下，可以考虑在金刚石晶体的主面上形成半导体层的方式。因此，为了将主面上的表面粗糙度控制在市场所要求的数值内，需要在主面上实施研磨。

因此，本申请人在基底基板的面上，通过异质外延生长使金刚石结晶生长形成，并进一步地对所生长的金刚石晶体的主面(面取向(100))实施机械研磨，并通过同步加速器X射线形貌法来进行测定。将基于同步加速器X射线形貌法的金刚石晶体的侧面的形貌照片示于图10。

如图10所示，已确认在实施了机械研磨的金刚石晶体的主面及其附近的厚度部分，贯通金刚石晶体的主面地形成有包含位错的加工变质部6。

在将金刚石晶体用于半导体用途的情况下，贯通主面地形成有包含位错的加工变质部这一情况使得在金刚石晶体的主面上形成有半导体层时相继于加工变质部而在半导体层中也形成有位错、缺陷，因此不优选。因此，在上市阶段的金刚石晶体的主面上，要求没有包含位错的加工变质部的状态。

因此，本申请人导入化学机械研磨(以下称为CMP：Chemical MechanicalPolishing)并对主面状态进行观察，通过本申请人的验证而确认到仅通过实施CMP无法彻底去除在主面上出现的加工变质部。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于实现能够从主面上去除包含位错的加工变质部的金刚石晶体的研磨方法和从主面上去除了该加工变质部的金刚石晶体。

用于解决问题的手段

上述问题通过以下的本发明来解决。即，本发明的金刚石晶体的研磨方法的特征在于，准备主面的面取向为(100)的金刚石晶体，接着，在对金刚石晶体的主面实施使用了研磨轮的机械研磨时，将金刚石晶体与旋转的研磨轮的接触部位处的研磨轮的旋转方向上的切线方向设为相对于金刚石晶体的110方向为±10°以内，对金刚石晶体的主面实施机械研磨，使加工变质部与金刚石晶体的面取向(111)方向平行地且贯通地出现在金刚石晶体的主面上，接着，对金刚石晶体的主面实施CMP，去除与面取向(111)方向平行地出现的加工变质部，从而从主面上去除加工变质部。

另外，本发明的金刚石晶体的特征在于，主面的面取向为(100)，并且不包含与面取向(111)方向平行的加工变质部，且在主面上未出现与面取向(111)方向平行的加工变质部。

发明效果