基底基板、功能元件及基底基板的制造方法技术

提供一种用于在基底结晶层的结晶培养面上培养13族元素氮化物结晶层的基底基板，该基底基板具有：能够进一步减少13族元素氮化物结晶层中的缺陷、裂纹的结构。基底基板(6)具备：支撑基板(1)，其由氧化铝构成；以及基底结晶层(2A)，其设置在支撑基板(1)的主面(1a)上，该基底结晶层(2A)由13族元素氮化物结晶层构成，且具有结晶培养面(2a)。在支撑基板(1)与基底结晶层(2A)之间存在有支撑基板的材质与13族元素氮化物结晶的反应物、以及13族金属中的至少一者(4A)。反应物至少包含铝和13族元素。

Manufacturing method of base plate, functional element and base plate

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基底基板、功能元件及基底基板的制造方法
技术介绍
作为发光二极管(LED)等发光元件，已知有：在蓝宝石(α-氧化铝单晶)上形成有各种氮化镓(GaN)层的发光元件。例如，已经开始批量生产了：具有在蓝宝石基板上依次层叠n型GaN层、多量子阱层(MQW)、以及p型GaN层而形成的结构的产品，其中所述多量子阱层(MQW)是：包含InGaN层的量子阱层、和包含GaN层的势垒层交替层叠而成的。作为用于培养氮化镓等13族元素氮化物结晶层的基底基板(模板基板)，提出了：在基底基板的基底结晶层的结晶培养面设置凹凸这样的方案。即，在专利文献13中公开了：通过在基底基板的结晶培养面形成出凹凸来降低位错、降低结晶中的应力的方法。在专利文献2中，使基底结晶层的培养面为平坦的c面，并且不具有与c面平行的面，又使相对于c面而倾斜的倾斜面呈连续的，从而形成出凹凸。在专利文献3中，在基底基板的结晶培养面上形成出：+c面的平坦部、和非+c面呈露出的平坦的倾斜面。在专利文献3中，在基底基板的结晶培养面形成出矩形的凹凸。此外，在专利文献4中提出了下述方案：在蓝宝石基板上形成晶种膜时，沿着蓝宝石基板与晶种膜之间的界面，利用加热、或激光来形成出空隙，并且使空隙率为12.5％以下的方案。由此，抑制了氮化镓结晶层的裂纹和开裂。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5359740专利文献2：日本特开2017-36174专利文献3：日本特开2005-281067专利文献4：日本专利6144630r>
技术实现思路
在基底结晶层上培养出13族元素氮化物结晶层后，使温度从培养温度下降至室温时，由于支撑基板和13族元素氮化物结晶层之间的热膨胀不同，应力施加于13族元素氮化物结晶层，在13族元素氮化物结晶层产生翘曲、裂纹。一旦产生该翘曲、裂纹，在13族元素氮化物结晶层上形成其他功能元件时，就会会成为缺陷、成膜不良的原因。本专利技术的课题在于提供一种下述这样结构的基底基板，即：所述基底基板用于在基底结晶层的结晶培养面上培养13族元素氮化物结晶层，在该基底基板中，能够进一步降低13族元素氮化物结晶层中的缺陷、裂纹。本专利技术涉及一种基底基板，其特征在于，所述基底基板具备：支撑基板，其由氧化铝构成；以及基底结晶层，其设置在所述支撑基板的主面上，该基底结晶层由13族元素氮化物结晶构成，且具有结晶培养面，在所述支撑基板与所述基底结晶层之间存在有所述支撑基板的材质与所述13族元素氮化物结晶的反应物、以及13族金属中的至少一者，该反应物至少包含铝和13族元素。另外，本专利技术涉及一种功能元件，其特征在于，所述功能元件具备：所述基底基板、以及设置在所述基底结晶层上的功能层。专利技术效果本专利技术人发现了：在特定组成的支撑基板与13族元素氮化物结晶层之间能够生成特定组成的反应物、13族金属。即，通过从13族元素氮化物放出氮而生成13族金属，另外，13族金属与氧化铝反应而生成反应物。而且，还发现：通过生成这样的反应物、分解物，而在基底结晶层上培养后，使温度从培养温度下降至室温时，能够抑制13族元素氮化物结晶层的翘曲、裂纹，由此完成了本专利技术。附图说明图1的(a)表示在支撑基板1上设置了基底结晶层2的状态；图1的(b)表示在基底结晶层2A和支撑基板1之间形成出反应物4A的状态。图2的(a)表示在基底结晶层2B和支撑基板1之间形成出反应物4B的状态；图2的(b)表示在基底结晶层3上形成出隆起部5的状态。图3的(a)表示在基底结晶层3上设置了较薄的13族元素氮化物结晶层7的状态；图2的(b)表示在基底结晶层3上设置了13族元素氮化物结晶层8的厚膜的状态。图4的(a)、(b)以及(c)分别表示在基底结晶层3上设置了隆起部5、5A、5B的状态。图5的(a)表示在基底结晶层3上设置了隆起部5C的状态；图5的(b)表示在基底结晶层3上设置了隆起部5和平坦部3d的状态；图5的(c)表示在基底结晶层3上设置了多个连续的隆起部5的状态；图5的(d)也表示在基底结晶层3上设置了隆起部5C的状态。图6的(a)、(b)分别表示基底结晶层3的隆起部的平面图案。图7的(a)、(b)分别表示基底结晶层3的隆起部的平面图案。图8的(a)、(b)分别表示基底结晶层3的隆起部的平面图案。图9的(a)、(b)分别表示基底结晶层3的隆起部的平面图案。具体实施方式以下，一边适当参照附图，一边对本专利技术进行详细说明。首先，如图1的(a)所示，在支撑基板1的主面1a上形成出基底结晶层2的膜。1b为支撑基板1的底面。接着，从支撑基板1的底面1b侧，如箭头A那样照射激光。该激光透过支撑基板1，到达基底结晶层2与支撑基板1之间的界面。此处，通过调节激光的能量，如图1的(b)所示那样，在支撑基板和基底结晶层之间生成：支撑基板的材质和基底结晶层的反应物4A。在本例中，反应物4A是与支撑基板1的主面1a和基底结晶层2A之间的界面2b相接的，另外，多个反应物4A被分开，在相邻的反应物4A之间设置有间隙。但是，在本例中，在生成反应物4A时，由于未施加使基底结晶层2A变形的压力，因此，基底结晶层2A未变形，未形成有隆起部。在图2(a)的例子中，反应物4B是与支撑基板1的主面1a和基底结晶层2B之间的界面2b相接的，设置有层状的反应物4B。在本例中，在生成反应物4B时，未施加使基底结晶层2B变形的压力，因此，基底结晶层2B未变形，未形成有隆起部。因此，在反应物4B上，基底结晶层2B呈平坦面。如图1(b)、图2(a)所示，在支撑基板与基底结晶层之间生成了反应物的情况下，即使在基底结晶层未生成有隆起部的情况下，也能够显著地抑制：在基底结晶层上所培养的13族元素氮化物结晶层的翘曲、裂纹。另外，在图2(b)的例子中，使支撑基板的材质与基底结晶层的反应物4生成在支撑基板与基底结晶层之间。在本例中，反应物4是与支撑基板1的主面1a与基底结晶层3之间的界面3b相接的，另外，多个反应物4被分开，在相邻的反应物4之间设置有间隙。然后，在反应物4上生成隆起部5，在隆起部4的上侧，基底结晶层3的弯曲部3c呈弯曲并隆起。另一方面，在未生成有反应物4的部位，成为基底结晶层3与支撑基板的主面1a相接的状态。3a是结晶培养面，6是基底基板。另外，可以代替反应物而生成13族金属；或者也可以生成反应物和13族金属两者。接着，在基底结晶层上培养13族元素氮化物结晶层。例如，在制作出了图2(b)所示的基底基板的情况下，接下来，如图3(a)所示，能够在基底结晶层3的培养面3a上，来培养13族元素氮化物结晶7(薄膜)。20是功能元件的培养面。或者，如图3(b)所示，能够在基底结晶层3的培养面3a上，来培养13族元素氮化物结晶8(厚膜)。20是功能元件的培养面。在该时间点，也可以不将13族元素氮化物结晶8从支撑基板1剥离下来而是作为模板(t本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基底基板，其特征在于，所述基底基板具备：/n支撑基板，其由氧化铝构成；以及/n基底结晶层，其设置在所述支撑基板的主面上，该基底结晶层由13族元素氮化物结晶构成，且具有结晶培养面，/n在所述支撑基板与所述基底结晶层之间存在有所述支撑基板的材质与所述13族元素氮化物结晶的反应物、以及13族金属中的至少一者，该反应物至少包含铝和13族元素。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170927 JP 2017-1864111.一种基底基板，其特征在于，所述基底基板具备：
支撑基板，其由氧化铝构成；以及
基底结晶层，其设置在所述支撑基板的主面上，该基底结晶层由13族元素氮化物结晶构成，且具有结晶培养面，
在所述支撑基板与所述基底结晶层之间存在有所述支撑基板的材质与所述13族元素氮化物结晶的反应物、以及13族金属中的至少一者，该反应物至少包含铝和13族元素。


2.根据权利要求1所述的基底基板，其特征在于，所述反应物存在于所述支撑基板与所述基底结晶层之间。


3.根据权利要求1或2所述的基底基板，其特征在于，所述反应物包含铝、所述13族元素以及氧。


4.根据权利要求中的任一项所述的基底基板，其特征在于，所述基底结晶层具备隆起部，所述反应物和所述13族金属中的至少一者存在于所述隆起部的内侧。


5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤万佐司，坂井正宏，大上翔平，吉野隆史，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP