氮化镓结晶生长用蓝宝石基板、氮化镓结晶的制造方法及氮化镓结晶的制作方法
【专利摘要】本发明提供与以往相比实现氮化镓结晶更低的错位化，能实现氮化镓结晶更高的品质化的氮化镓结晶生长用蓝宝石基板、氮化镓结晶的制造方法及氮化镓结晶。一种氮化镓结晶生长用蓝宝石基板（10），其在蓝宝石基板（11）的C面上形成多个微小凸部（12），以朝向蓝宝石基板（11）的a轴方向距C面的角度为43.2度的面为基准面，距该基准面±10度以内的区域（13）占微小凸部（12）的表面积的5%以上的比例。一种氮化镓结晶的制造方法，其使氮化镓结晶（14）在该氮化镓结晶生长用蓝宝石基板（10）上生长。一种氮化镓结晶（14），其由该制造方法制造。
【专利说明】氮化镓结晶生长用蓝宝石基板、氮化镓结晶的制造方法及氮化镓结晶
【技术领域】
[0001]本发明涉及氮化镓结晶生长用蓝宝石基板、氮化镓结晶的制造方法及氮化镓结晶。
【背景技术】
[0002]作为用于提高氮化镓类发光二极管(LED)的光取出效率的方法，使用在蓝宝石基板的C面上形成圆锥状或多边形锥状的微小凸部或微小凹部等凹凸部，在其上使氮化镓结晶生长到变得平坦，并且在其上形成发光层的方法(例如专利文献I或2)。
[0003]这些方法当在表面形成有凹凸部的蓝宝石基板上使氮化镓结晶生长时，通过促进生长初期的岛状生长，错位彼此会合、消除，与在平坦的表面的蓝宝石基板上使氮化镓结晶生长的场合相比，具有得到错位少的氮化镓结晶的效果，对氮化镓结晶的高品质化是有效的。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献1:日本特开2004-200523号公报
[0006]专利文献2:日本特开2006-66442号公报
[0007]近年来，氮化镓结晶要求更进一步的高品质化，期望改进上述方法。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的目的在于提供与以往相比实现氮化镓结晶更低的错位化，能实现氮化镓结晶更高的品质化的氮化镓结晶生长用蓝宝石基板、氮化镓结晶的制造方法及氮化嫁结晶。
[0009]为了实现该目的而研究的本发明是一种氮化镓结晶生长用蓝宝石基板，其在蓝宝石基板的C面上形成多个微小凸部，以朝向上述蓝宝石基板的a轴方向距C面的角度为43.2度的面为基准面，距该基准面±10度以内的区域占上述微小凸部的表面积的5%以上的比例。
[0010]另外，本发明是一种氮化镓结晶的制造方法，其使氮化镓结晶在上述氮化镓结晶生长用蓝宝石基板上生长。
[0011]另外，本发明是一种氮化镓结晶，其由上述制造方法制造。
[0012]本发明的效果如下。
[0013]根据本发明，能够提供与以往相比，实现氮化镓结晶更低的错位化，能实现氮化镓结晶更高的品质化的氮化镓结晶生长用蓝宝石基板、氮化镓结晶的制造方法及氮化镓结晶。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是表示本发明的一个实施方式的氮化镓结晶生长用蓝宝石基板的图。[0015]图2是表示氮化镓结晶结构的图。
[0016]图3 (a)?(f)是说明微小凸部的形成方法与调整其倾斜面的角度的方法的图。
[0017]图4是说明数值限定的根据的图。
[0018]图中:
[0019]10一氮化嫁结晶生长用蓝宝石基板，11一蓝宝石基板，12一微小凸部，13一区域，14 一氮化镓结晶，15—抗蚀剂，16—光致抗蚀剂图案。
【具体实施方式】
[0020]下面，根据【专利附图】
【附图说明】本发明优选的实施方式。
[0021]如图1所示，本实施方式的氮化镓结晶生长用蓝宝石基板10的特征在于，在蓝宝石基板11的C面(包括其微倾斜面)上形成多个微小凸部12，以朝向蓝宝石基板11的a轴方向距C面的角度为43.2度的面为基准，从基准面±10度以内的区域13占微小凸部12的表面积的5%以上的比例。
[0022]朝向蓝宝石基板11的a轴方向距C面的角度为43.2度的面是在其上使氮化镓结晶生长时，成为氮化镓结晶的R面(10-12面)的面。以下叙述其理由。
[0023]在接合异种材料时，为了对形成接合必要的能量为最小，且为了缓和异种材料间的格子变形，各个材料在接合面内以使结晶轴的方位偏离的形式接合。因此，当使氮化镓结晶在蓝宝石基板11上生长的场合，如图2所示，氮化镓结晶14在与蓝宝石基板11的接合面相对于蓝宝石基板11的结晶轴旋转30度而生长。
[0024]由此，朝向蓝宝石基板11的a轴方向距C面的角度为43.2度的面在使氮化镓结晶14生长时旋转，结果，成为朝向氮化镓结晶14的m轴方向距C面的角度为43.2度的面、即氮化镓结晶14的R面。
[0025]氮化镓结晶14的R面是在许多结晶面中稳定、且在氮化镓结晶14生长时的原料的获取效率低的面。因此，当在微小凸部12的倾斜面上存在以某种程度的面积接近R面的区域13时，在R面上的生长比其他面上慢，因此在氮化镓结晶生长用蓝宝石基板10上形成以氮化镓结晶14的R面包围的六角锥状的结构。
[0026]该六角锥状的结构由R面包围，因此比形成由R面以外的面构成的凹凸的场合稳定，在氮化镓结晶14的生长时长时间维持六角锥状的结构，与以往相比，长时间持续岛状生长。这样，与以往相比，促进错位彼此的会合、消除，实现所得到的氮化镓结晶14的更低的错位化。
[0027]为了得到这种由R面构成的六角锥状的结构，如上所述，以朝向蓝宝石基板11的a轴方向距C面的角度为43.2度的面为基准面，需要距基准面土 10度以内的区域13占微小凸部12的表面积的5%以上的比例。
[0028]另外，只要利用AFM (原子力显微镜)测定表面形状，就能够求出表面的微小部分的面积与相对于基准面的角度。使用该AFM，分别求出满足区域13的基准的部分的面积的合计、微小凸部12的面积，计算出面积比例。
[0029]在此，叙述形成微小凸部12的方法、调整其倾斜面的角度的方法。
[0030]如图3所示，首先，在蓝宝石基板11的C面上涂敷抗蚀剂15 (图3 (a))。之后，为了使抗蚀剂15中的多余的有机溶剂蒸发，将涂敷有抗蚀剂15的蓝宝石基板11载置在保温盘上，进行数分钟的预备加热。此时的温度根据抗蚀剂15的种类不同，但在使用酚醛清漆系列树脂的场合是120°C左右。
[0031]并且，进行图案的露光、显像及清洗等，形成光致抗蚀剂图案16(图3(b))。此时，通过形成六边形图案的光致抗蚀剂图案16，能够在之后的工序中，形成图1所示的带圆度的六角锥状的微小凸部12，能适当地控制在将朝向蓝宝石基板11的a轴方向距C面的角度为43.2度的面作为基准面时，距基准面±10度以内的区域13占微小凸部12的表面积的比例。
[0032]接着，利用温度控制为比预备加热的温度低的100°C左右的紫外线照射装置向蓝宝石基板11上的光致抗蚀剂图案16照射紫外线，使抗蚀树脂架桥、固化。
[0033]之后，将蓝宝石基板11加热为比预备加热的温度高的150°C，完全除去在预备加热中未除尽的抗蚀剂15中的有机溶剂。只要在预备加热时以高温处理，就能够完全除去有机溶剂，但会对之后的图案的露光等处理带来不良影响，有可能无法形成期望的光致抗蚀剂图案16，因此优选分两阶段加热。
[0034]接着，使蓝宝石基板11进入等离子蚀刻装置，在供给Cl2气体、BCl3气体及Ar气体等后，产生等离子，进行蓝宝石基板11的蚀刻，从而形成微小凸部12 (图3 (C))。
[0035]此时，例如通过延长蚀刻时间，在微小凸部12上逐渐形成倾斜面，并且其倾斜面变得平缓(图3 (d)~(f))。即，通过调整蚀刻时间等蚀刻条件，能调整微小凸部12的倾斜面的角度。
[0036]这样，以使朝向蓝宝石基板11的a轴方向距C面的角度为43.2度的面为基准面，距基准面±10度以内的区域13占微小凸部12的表面积的5%以上的比例的方式，调整微小凸部12的倾斜面的角度。`
[0037]利用这些方法，通过调整蚀刻时间来将当使朝向蓝宝石基板11的a轴方向距C面的角度为43.2度的面为基准面时，距基准面±10度以内的区域13占微小凸部12的表面积的比例调整到0%至50%，在得到的氮化镓结晶生长用蓝宝石基板上分别使氮化镓结晶生长。并且，对各个氮化镓结晶测定R面与C面的X线摇摆曲线的半宽的结果，得到表1及图4所示的结果。
[0038][表 I]
[0039]
【权利要求】
1.一种氮化镓结晶生长用蓝宝石基板，其在蓝宝石基板的C面上形成多个微小凸部，该氮化镓结晶生长用蓝宝石基板的特征在于， 以朝向上述蓝宝石基板的a轴方向距C面的角度为43.2度的面为基准面，距该基准面±10度以内的区域占上述微小凸部的表面积的5%以上的比例。
2.一种氮化镓结晶的制造方法，其特征在于， 使氮化镓结晶在权利要求1所述的氮化镓结晶生长用蓝宝石基板上生长。
3.一种氮化镓结晶，其特征在于， 由权利要求2所述的制造方法制造。
【文档编号】H01L33/32GK103811611SQ201310337259
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年8月5日 优先权日:2012年8月7日
【发明者】藤仓序章, 今野泰一郎 申请人:日立金属株式会社