III族金属氮化物单晶的制造方法技术

在基板上形成多个III族金属氮化物单晶的晶种膜(3C)，此时在基板上形成没有被所述晶种膜(3C)覆盖的非育成面(1b)的晶种膜。通过助熔剂法在所述晶种膜上育成III族金属氮化物单晶。多个晶种膜(3C)由所述非育成面(1b)相互分开，且至少在两个方向上排列。晶种膜(3C)的最大内切圆直径(A)为50μm以上、6mm以下，晶种膜(3C)的外接圆直径为50μm以上、10mm以下，非育成面(1b)的最大内切圆直径为100μm以上、1mm以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及III族金属氮化物单晶的育成方法。
技术介绍
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 2000 μ m的间隔形成宽度(或直径)10 100 μ m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2001-267M3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。
技术实现思路
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，本专利技术的专利技术者进一步研究发现，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。本专利技术的课题为，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。本专利技术提供一种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50 μ m以上、6mm以下，所述晶种膜的外接圆直径为50 μ m以上、IOmm以下，所述非育成面的最大内切圆直径为IOOym以上、Imm以下。根据本专利技术，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，没有记载像本专利技术那样，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Iym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，与本专利技术完全不同。附图说明图1为示意性显示基板1上的晶种膜3Α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:3Β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3Α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Ia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。图7(a)为示意性显示在图6的晶种膜3上以助熔剂法育成III族金属氮化物单晶4后的状态的截面图，图7 (b)为示意性显示单晶4从基板1剥离后的状态的截面图。图8(a)为示意性显示基板1的表面Ia上形成晶种膜2后的状态的截面图，图8 (b) 为示意性显示形成凹部5和相互分隔开的晶种膜3后的状态的截面图。图9(a)为示意性显示在图8的晶种膜3上以助熔剂法育成III族金属氮化物单晶4后的状态的截面图、图9(b)为示意性显示单晶4从基板1剥离后的状态的截面图。具体实施例方式下面，参考附图对本专利技术进行更加详细的说明。本专利技术，如图1所示，在基板1的表面形成多个晶种膜3A。各晶种膜3A相互分隔开，相邻的晶种膜3A之间设有非成膜面lb。晶种膜3A以一定间隔朝着图1的水平方向X 排列，且沿着斜向Y也以一定间隔排列。在图2的实例中，在基板1的表面形成多个四边形的晶种膜3B。各晶种膜:3B相互分隔开，相邻的晶种膜3B之间设有非成膜面lb。晶种膜;3B朝着图2中的水平方向X以一定间隔排列，且朝着上下方向Y以一定间隔排列。在图3的实例中，基板1的表面形成多个带状至矩形的晶种膜3C。各晶种膜3C相互间隔开，相邻的晶种膜3C之间设有非成膜面lb。晶种膜3C朝向图3中的水平方向X以一定间隔排列，且朝向上下方向Y以一定间隔排列。图4的实例中，基板1的表面形成多个三角形的晶种膜3C。各晶种膜3C相互分隔4开，相邻的晶种膜3C之间设有非成膜面lb。晶种膜3C朝向图4中的水平方向X以一定间隔排列，且朝着上下方向Y以一定间隔排列。 在图5的实例中，在基板1的表面形成多个圆形的晶种膜3D。各晶种膜3D相互分隔开，相邻的晶种膜3D之间设有非成膜面lb。晶种膜3D，朝向图5中水平方向X以一定间隔排列，且朝向上下方向以一定间隔排列。 在本专利技术中，晶种膜设置为朝着至少两个方向X、Y排列。此处，X轴和Y轴只要交差即可(参照图1)，不需要如图2 5那样正交。但是，X轴和Y轴的交差角度最好是40 140°，更好地是45 135°。在X轴方向、Y轴方向，各晶种膜的间距最好为一定，但是并不是必须为一定。在本专利技术中，晶种膜3A 3D的最大内切圆直径为50 μ m以上、6mm以下。如果晶种膜3A 3D的最大内切圆直径不足50 μ m,在通过助熔剂法育成III族金属氮化物单晶时，由于朝向晶种膜的助熔剂的回熔，导致其上无法育成单晶，从而无法获得一体独立的单晶膜。根据这一观点，晶种膜3A 3D的最大内切圆直径A最好在100 μ m以上。通过气相法形成III族金属氮化物单晶时，不会产生这一问题，反而是最大内切圆直径 A过大会导致无法形成一体的单晶膜。晶种膜3A 3D的最大内切圆直径A超过6mm时，育成的单晶中会产生裂纹。根据这一观点，晶种膜3A 3D的最大内切圆直径A最好在Imm以下，更理想的是500 μ m以下。又，本专利技术中，晶种膜3A 3D的外接圆直径B为50 μ m以上、IOmm以下。晶种膜3A 3D的外接圆直径B不足50 μ m的话，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.07.07 JP 2009-1610001.一种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，其特征在于，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50 μ m以上、6mm以下，所述晶种膜的外接圆直径为50 μ m以上、IOmm以下，所述非育成面的最大内切圆直径为IOOym以上、Imm以下。2.如权利要求1所述的III族金属氮化物单晶的制作方法，其特征在于，所述晶种膜的最大内切圆直径为50 μ m以上、Imm以下，所述晶种膜的外接圆直径为50 μ m以上、IOmm以下，所述非育成面的最大内切圆直径为200μπι以上、Imm以下。3.如权利要求1所述的III族金属氮化物单晶的制作方法，其特征在于，所述晶种膜的最大内切圆直径为50 μ m以上、500 μ m以下，所述晶种膜的外接圆直径为50 μ m以上、IOmm 以下，所述非育成面的最大内切圆直径为200μ m以上、Imm以下。4.如权利要求1 3中任一项所述的III族金属氮化物单晶的制作方法，其特征在于， 在所述晶种膜制作...

【专利技术属性】
技术研发人员：下平孝直，今井克宏，岩井真，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：