[发明专利]基底基板、基底基板的制造方法和第13族氮化物结晶的制造方法

说明书

作为本发明的一个实施方式的基底基板(14)在蓝宝石基板(15)上具备第13族氮化物的晶种层(16)。在晶种层(16)的主面以条纹状重复出现凸部(16a)和凹部(16b)，凸部(16a)的阶差(ha)为0.3～40μm，凸部(16a)的宽度(wa)为5～100μm，凹部(16b)的厚度(tb)为2μm以上，凹部(16b)的宽度(wb)为50～500μm。

技术领域

本发明涉及基底基板、基底基板的制造方法和第13族氮化物结晶的制造方法。

背景技术

作为在利用助熔剂法制作以氮化镓结晶为代表的第13族氮化物结晶时使用的基底基板，已知有在该基底基板的晶种层的主面以阶梯状设有微米级台阶的基底基板(参照专利文献1)。利用该基底基板使GaN结晶生长的步骤如下。即，将包括GaN晶种层的基底基板浸渍于含有金属镓和金属钠的混合熔液中，一边向该混合熔液中导入氮气一边使GaN结晶在基底基板的主面上生长。在主面上生长GaN结晶时，以台阶的阶差附近为起点向斜上方产生晶界。另一方面，晶种层中含有的位错向与晶界前进方向交叉的方向传递，在晶界与位错交叉的地点位错的传递被晶界终止。因此，使用该基底基板利用助熔剂法而制作的GaN结晶中的上层部分几乎不存在因位错所致的缺陷。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2011/046203号小册子

发明内容

然而，在上述的基底基板中，因为以阶梯状设有微米级台阶，因此存在需要具有某种程度的厚度的晶种层的问题。

本发明是为了解决这样的课题而进行的，主要目的在于提供一种即使晶种层的厚度薄、也能够利用助熔剂法制作因位错所致的缺陷少的第13族氮化物结晶的基底基板。

本发明为了实现上述主要目的而采用以下方法。

本发明的基底基板是包括第13族氮化物的晶种层的基底基板，

在上述晶种层的主面以条纹状重复出现凸部和凹部，

上述凸部的阶差为0.3～40μm，上述凸部的宽度为5～100μm，上述凹部的厚度为2μm以上，上述凹部的宽度为50～500μm。

该基底基板例如如下所述地用于助熔剂法。即，将基底基板和第13族金属、助熔剂一起放入到容器中，一边向该容器导入氮气一边加热，由此使第13族氮化物结晶在基底基板的晶种层的主面上生长。此处，在晶种层上，二个凹部之间存在一个凸部。第13族氮化物结晶在晶种层上生长时，以该凸部的一方边缘附近为起点，晶界向斜上方延伸以覆盖二个凹部中的一方。另外，以同一凸部的另一方边缘附近为起点，晶界向斜上方延伸以覆盖二个凹部中的另一方。在各凸部发生这样的晶界延伸。从彼此相邻的凸部开始产生的晶界在中途发生冲突。从凸部产生的晶界一边卷入夹杂物(inclusion)一边生长，但在晶界彼此冲突的位置形成空洞(void，内包有夹杂物)而拘束夹杂物。因此，在相比晶界彼此冲突的位置靠上侧的上层部生长出没有(或几乎没有)夹杂物的第13族氮化物结晶。另外，在晶界彼此冲突的位置形成的许多空洞发挥缓和由基底基板中的晶种层与除晶种层以外的层的热膨胀差所产生的热应力的作用，因此抑制在所生长的第13族氮化物中产生裂纹。另一方面，晶种层中含有的位错在与晶界前进的方向交叉的方向传递，在晶界与位错交叉的地点位错的传递被晶界终止，位错不会超越晶界而向上方传递。因此，得到的第13族氮化物结晶中相比空洞靠上侧的上层部成为夹杂物、裂纹、位错减少了的高品质的结晶。因此，通过研磨等将得到的第13族氮化物结晶中相比空洞靠下侧的下层部(包含晶种层)除去，由此能够得到高品质的第13族氮化物结晶。由此，根据本发明的基底基板，并非像以往那样阶梯状的台阶，而是以条纹状重复设有凸部和凹部的结构，因此即使晶种层的厚度薄，也能够利用助熔剂法制作高品质的第13族氮化物结晶。