(57)【要約】【課題】｛０００１｝面以外の面を主面とするIII族窒化物半導体接合基板を製造する新たな技術を提供する。【解決手段】｛０００１｝面を露出面とするIII族窒化物の結晶から、｛０００１｝面を主面とする複数の結晶片を切り出す切出工程Ｓ１０と、複数の結晶片を互いの主面の少なくとも一部が互いに対向する状態で互いに接合し、板状の接合体を形成する接合工程Ｓ１１と、接合体の一方の面を加工し、複数の結晶片から｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面を露出させる露出工程Ｓ１２と、を有する接合基板の製造方法を提供する。【選択図】図１
2015199631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
｛０００１｝面、又は、｛０００１｝面を０°より大９０°より小傾けた面を主面とするIII族窒化物の結晶片を複数有し、
複数の前記結晶片は、前記主面の少なくとも一部が互いに対向する状態で互いに接合して板状の接合体を構成し、
複数の前記結晶片は、前記板状の接合体の一方の面側において、｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面が露出している接合基板。
【請求項２】
請求項１に記載の接合基板において、
複数の前記結晶片の［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向、又は、当該［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向を所定角度傾けた方向は、前記板状の接合体の法線方向と平行である接合基板。
【請求項３】
請求項１または２に記載の接合基板において、
前記結晶片の前記主面は｛０００１｝面である接合基板。
【請求項４】
｛０００１｝面を露出面とするIII族窒化物の結晶から、｛０００１｝面、又は、｛０００１｝面を０°より大９０°より小傾けた面を主面とする複数の結晶片を切り出す切出工程と、
複数の前記結晶片を互いの前記主面の少なくとも一部が互いに対向する状態で互いに接合し、板状の接合体を形成する接合工程と、
前記接合体の一方の面を加工し、複数の前記結晶片から｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面を露出させる露出工程と、
を有する接合基板の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の接合基板の製造方法において、
前記接合工程では、［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向、又は、当該［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向を所定角度傾けた方向が、前記板状の接合体の延伸方向と垂直になるように複数の前記結晶片を接合する接合基板の製造方法。
【請求項６】
｛０００１｝面、又は、｛０００１｝面を０°より大９０°より小傾けた面を主面とするIII族窒化物の結晶片を複数有し、
複数の前記結晶片は、前記主面の少なくとも一部が互いに対向する状態で互いに接合して板状の接合体を構成し、
複数の前記結晶片は、前記板状の接合体の一方の面側において、｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面が露出している接合基板の前記一方の面上に、III族窒化物を成長させるIII族窒化物半導体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合基板、接合基板の製造方法、及び、III族窒化物半導体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光デバイスの分野等において、｛０００１｝面以外の面を主面とするIII族窒化物半導体基板が求められている。例えば特許文献１に、このようなIII族窒化物半導体基板を製造する技術が開示されている。
【０００３】
特許文献１に記載の技術では、｛０００１｝面を主面とするIII族窒化物母結晶から、｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）０｝（ｈおよびｋは整数）の主面を有する複数のIII族窒化物結晶片を切り出す第１工程と、前記結晶片の［０００１］方向が同一になるように、前記結晶片をそれぞれの主面の少なくとも一部で互いに接合してIII族窒化物結晶の接合体を得る第２工程と、前記接合体に｛０００１｝以外の任意に特定される｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝（ｈ、ｋおよびｌは整数）の主面を形成してIII族窒化物結晶接合基板を得る第３工程と、を備える（特許文献１の図１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１３２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
接合基板の厚さは、「十分な強度を得る」等の観点に基づけば、より厚いのが好ましい。一方、「良好な作業性（重すぎない）」、及び、「良好な保管性（嵩張らない）」等の観点に基づけば、接合基板の厚さは厚すぎないのが好ましい。すなわち、接合基板の厚さは、厚すぎず、また、薄すぎない適切な状態に調整されるのが好ましい。
【０００６】
特許文献１に記載の技術の場合、得られる接合基板の厚さは、主に、結晶片の主面の幅Ｈ、及び、結晶片を互いに接合する際に当該結晶片を傾ける角度Θ（０°≦Θ≦９０°）に依存する（特許文献１の図１（ｂ）参照）。Ｈが大きいほど、また、Θが９０°に近いほど、接合基板の厚さは厚くなる。なお、特許文献１に記載の技術の場合、結晶片の主面の幅Ｈは、III族窒化物母結晶の厚さと一致する（特許文献１の図１（ａ）及び（ｂ）参照）。
【０００７】
ここで、Θは、接合基板の主面とする｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面に基づいて決定される値である。すなわち、Θは、ｈ、ｋ、ｌの値に基づいて決定される値である。このため、接合基板の厚さを調整するために、Θを調整することはできない。
【０００８】
このような特許文献１に記載の技術の場合、接合基板の厚さを所望の値にするためには、結晶片の主面の幅Ｈ、すなわちIII族窒化物母結晶の厚さを調整する必要がある。III族窒化物母結晶の厚さの調整は、「所望の厚さのIII族窒化物母結晶を製造する」、「III族窒化物母結晶を研磨、スライス等して薄くする」等の手段により実現することができる。しかし、製造するIII族窒化物母結晶の厚さの調整は、容易でない。また、III族窒化物母結晶を薄くする手段の場合、得られたIII族窒化物母結晶が所望の厚さより厚い場合は有効であるが、得られたIII族窒化物母結晶が所望の厚さより薄い場合は有効でない。また、当該手段の場合、厚さ調整のために除去された部分が無駄になる。
【０００９】
なお、III族窒化物母結晶の厚さを調整する手段に代えて、得られた接合基板を加工して厚さを調整する手段を採用することも考えられる。しかし、当該手段の場合、得られた接合基板が所望の厚さより厚い場合は有効であるが、得られた接合基板が所望の厚さより薄い場合は有効でない。また、当該手段の場合、厚さ調整のために除去された部分が無駄になる。
【００１０】
本実施形態では、｛０００１｝面以外の面を主面とするIII族窒化物半導体接合基板を製造する新たな技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、
｛０００１｝面、又は、｛０００１｝面を０°より大９０°より小傾けた面を主面とするIII族窒化物の結晶片を複数有し、
複数の前記結晶片は、前記主面の少なくとも一部が互いに対向する状態で互いに接合して板状の接合体を構成し、
複数の前記結晶片は、前記板状の接合体の一方の面側において、｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面が露出している接合基板が提供される。
【００１２】
また、本発明によれば、
｛０００１｝面を露出面とするIII族窒化物の結晶から、｛０００１｝面、又は、｛０００１｝面を０°より大９０°より小傾けた面を主面とする複数の結晶片を切り出す切出工程と、
複数の前記結晶片を互いの前記主面の少なくとも一部が互いに対向する状態で互いに接合し、板状の接合体を形成する接合工程と、
前記接合体の一方の面を加工し、複数の前記結晶片から｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面を露出させる露出工程と、
を有する接合基板の製造方法が提供される。
【００１３】
また、本発明によれば、
｛０００１｝面、又は、｛０００１｝面を０°より大９０°より小傾けた面を主面とするIII族窒化物の結晶片を複数有し、
複数の前記結晶片は、前記主面の少なくとも一部が互いに対向する状態で互いに接合して板状の接合体を構成し、
複数の前記結晶片は、前記板状の接合体の一方の面側において、｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面が露出している接合基板の前記一方の面上に、III族窒化物を成長させるIII族窒化物半導体の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、｛０００１｝面以外の面を主面とするIII族窒化物半導体層を製造する新たな技術が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の接合基板の製造方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図２】切出工程を説明するための図である。
【図３】切出工程を説明するための図である。
【図４】接合工程を説明するための図である。
【図５】露出工程を説明するための図である。
【図６】切出工程を説明するための図である。
【図７】本実施形態のIII族窒化物半導体の製造方法を説明するための図である。
【図８】ＨＶＰＥ装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の自立基板の製造方法の実施形態について図面を用いて説明する。なお、図はあくまで発明の構成を説明するための概略図であり、各部材の大きさ、形状、数、異なる部材の大きさの比率などは図示するものに限定されない。
【００１７】
＜第１の実施形態＞
図１に示すように、本実施形態の接合基板の製造方法は、切出工程Ｓ１０と、接合工程Ｓ１１と、露出工程Ｓ１２とを有する。
【００１８】
切出工程Ｓ１０では、｛０００１｝面を露出面とするIII族窒化物の結晶から、｛０００１｝面を主面とする複数の結晶片を切り出す。切り出す方法は特段制限されず、バンドソー、内周刃、外周刃などを用いて結晶片を切出してもよいし、劈開面で劈開することで結晶片を切出してもよい。
【００１９】
図２及び３を用いて、当該工程の一例を具体的に説明する。図２はIII族窒化物の結晶１０の側面模式図であり、図３はIII族窒化物の結晶１０の平面模式図である。
【００２０】
図２及び３に示すIII族窒化物の結晶１０は、平面形状が略円形であり、厚さがＤ１である。このようなIII族窒化物の結晶１０から、ｍ軸方向に延伸する複数の結晶片１１が切出されている。切断面は、［０００１］方向（ｃ軸方向）及びｍ軸方向と平行である。切断面と｛０００１｝面とのなす角α１は９０°である。α１が９０°である本実施形態の場合、｛０００１｝面が結晶片１１の主面１２となる。なお、結晶片１１は、互いに表裏の関係になる２つの主面１２を有する。本実施形態の場合、＋ｃ面（表面）及び−ｃ面（裏面）の両方が結晶片１１の主面１２となる。
【００２１】
主面１２の幅はｄ１で示される。図２及び３の例の場合、主面１２のｃ軸及びｍ軸と垂直な方向の長さが、幅ｄ１と定義されている。複数の結晶片１１の幅ｄ１は等しいのが好ましい。互いに平行な複数の切断面で複数の結晶片１１が切出されている図２及び３に示す例の場合、ｄ１は、切断面間の間隔と一致する。ｄ１は、Ｄ１よりも大きい値である。
【００２２】
詳細は後述するが、本実施形態の場合、結晶片１１を接合して得られる接合体の厚さは、主にｄ１に依存する。本実施形態では、ｄ１の値を適切に調整することで、接合体の厚さを調整することができる。
【００２３】
なお、III族窒化物の結晶１０の平面形状は略円形に限定されず、その他の形状であってもよい。また、切断面は、少なくとも［０００１］方向と平行であればよく（α１＝９０°）、図示するｍ軸方向と異なる方向と平行になっていてもよい。しかし、{ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ}面を{１１−２○}面になるように接合基板を作製する場合は、切断面は、ｍ軸方向±５°以内の方向と平行、好ましくはｍ軸方向±１°以内の方向と平行、さらに好ましくはｍ軸方向±０．３°以内の方向と平行であるのが好ましい。また、{ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ}面を{１０−１○}面もしくは{２０−２○}面になるように接合基板を作製する場合は、切断面は、a軸方向±５°以内の方向と平行、好ましくはa軸方向±１°以内の方向と平行、さらに好ましくはa軸方向±０．３°以内の方向と平行であるのが好ましい。このようにすれば、接合基板の主面の方位を揃えることが容易になる。
【００２４】
つまり、｛０００１｝面を互いに対向させて接合基板を作る場合、切断面を互いに接した状態で複数の結晶片１１を互いに接合すれば、複数の結晶片１１各々のｃ軸方向を互いに略平行に揃えることができる。しかし、当該調整のみの場合、ｃ軸方向を回転軸とした結晶片１１の回転により、他の軸方向がばらつき得る。複数の結晶片１１の軸方向（ｃ軸、ａ軸、ｍ軸方向）が略平行に揃った接合基板を得るためには、複数の結晶片１１を互いに接合する際、ｃ軸方向にくわえて、他の軸（例：ａ、ｍ軸方向等）も互いに略平行に揃える必要がある。切断面がｍ軸方向もしくはａ軸方向に略平行となっていれば、その切断面が略平行になるように（同一方向を向くように）並べることで、複数の結晶片１１の軸方向（ｃ軸、ａ軸、ｍ軸方向）が略平行に揃った接合基板を容易に得ることができる。但し、ａ、ｍ軸方向を揃える方法があれば、切り出す面のａ、ｍ軸方向にバラつきがあっても構わない。
【００２５】
図１に戻り、接合工程Ｓ１１では、切出工程Ｓ１０で切出した複数の結晶片１１を互いの主面１２の少なくとも一部が互いに対向する状態で互いに接合し、板状の接合体４０を形成する。互いに対向する状態の２つの結晶片１１は、互いに接していてもよいし、２つの結晶片１１の間に小さな隙間が存在してもよいし、２つの結晶片１１の間に互いを繋ぎ合わせる接着部材が存在してもよい。
【００２６】
接合手段としては、（１）結晶片１１どうしの界面にセラミック接着剤やカーボン接着剤等の接着剤を介在させる方法、（２）結晶片１１の主面１２に金属（Ａｕ／Ｔｉ等）を蒸着させた状態で結晶片１１どうしを当接させ、その後加熱して融着させる方法、（３）真空中で原子やイオンの照射を行うことで結晶片１１の主面１２を活性化させた後、活性化された主面１２どうしを当接させて接合する方法、（４）複数の結晶片１１を互いの主面１２の少なくとも一部が互いに対向するように（接してもよいし、小さな隙間が存在してもよい）重ね合わせた後、側面に接着剤等を塗布することで複数の結晶片１１を互いに接着等して固定する方法等が考えられるが、これらに限定されない。
【００２７】
図４を用いて、当該工程の一例を具体的に説明する。図４は、複数の結晶片１１を互いに接合した板状の接合体４０の側面模式図である。複数の結晶片１１は、互いの主面１２（｛０００１｝面）どうしが互いに対向して接合している。具体的には、第１の結晶片１１のｃ面（表面）と、第２の結晶片１１の−ｃ面（裏面）とが対向するように、接合している。
【００２８】
図４に示す接合体４０は、ｍ軸方向に延伸する複数の結晶片１１をｍ軸と垂直な方向（図中の左右方向）に並べて接合することで、板状となっている。すなわち、板状の接合体４０は、ｍ軸方向及びｍ軸と垂直な方向に延伸している。そして、複数の結晶片１１は、［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向（ｈ、ｋ及びｌは整数）であって、［０００１］方向と異なる方向が、接合体４０の延伸方向と略垂直になっている。なお、［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向を所定角度（例：±１０°以内）傾けた方向であって、［０００１］方向と異なる方向が、接合体４０の延伸方向と略垂直になっていてもよい。
【００２９】
例えば、［１１−２２］方向、［１１−２２］方向を所定角度（例：±１０°以内）傾けた方向、［１１−２４］方向、［１１−２４］方向を所定角度（例：±１０°以内）傾けた方向、［１０−１２］方向、［１０−１２］方向を所定角度（例：±１０°以内）傾けた方向、［１０−１１］方向、［１０−１１］方向を所定角度（例：±１０°以内）傾けた方向、［２０−２１］方向、［２０−２１］方向を所定角度（例：±１０°以内）傾けた方向、［２０−２３］方向、及び、［２０−２３］方向を所定角度（例：±１０°以内）傾けた方向の中のいずれかの方向が、接合体４０の延伸方向と略垂直になっていてもよい。
【００３０】
複数の結晶片１１をこのような状態で接合する手段として、図４では、台２０を利用した手段が開示されている。台２０は、水平な所定の設置面３０に、底面２１が接した状態で設置される。台２０は、底面２１とのなす角がβである斜面２２を有する。βは、接合体４０の延伸方向と略垂直にすべき方向、すなわち［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向、又は、［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向を所定角度（例：±１０°以内）傾けた方向と、ｃ軸方向（結晶片１１の主面１２の法線方向）とのなす角の値である。なお、βは、０°より大９０°以下である。
【００３１】
図４に示すように、このような台２０の斜面２２にもたれかかる状態で複数の結晶片１１を互いに接合することで、上述のような接合体４０が得られる。なお、台２０を利用する手段に代えて、特許文献１に開示されている接合台を利用する手段等、その他の手段を採用してもよい。
【００３２】
図１に戻り、露出工程Ｓ１２では、接合体４０の一方の面を加工し、複数の結晶片１１から｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面、又は、｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度（例：±１０°以内）傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面を露出させる。なお、露出させる面は、さらにｍ面及びａ面と異なる面、いわゆる半極性面であってもよい。
【００３３】
上述のような接合体４０の場合、複数の結晶片１１の｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面、又は、｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度（例：±１０°以内）傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面は、接合体４０が延伸する方向と略平行になっている。このため、接合体４０が延伸する方向と略平行な面が露出するように接合体４０を加工することで、当該工程を実現することができる。加工の手段は、研磨、スライス等が考えられるが、これらに限定されない。
【００３４】
接合体４０の加工された面は、平坦な水平面となってもよい。また、当該工程では、接合体４０のその他の面も加工して、平坦な水平面としてもよい。
【００３５】
図５に、露出工程Ｓ１２を実行した後の接合体４０の一例を示す。図示する接合体４０は複数の面が加工されている。図５では、｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面が露出面となっている。
【００３６】
このような本実施形態の場合、露出工程Ｓ１２の後の接合体４０の厚さＤ３は、主に、ｄ１及びβ（図４参照）に依存する。上述の通り、βは、ｈ、ｋ、ｌの値に基づいて決定される値である。このため、本実施形態では、ｄ１を調整することで、露出工程Ｓ１２の後の接合体４０の厚さＤ３を調整する。例えば、ｄ１ｓｉｎβの値が、接合体４０の所望の厚さＤ３よりも多少大きくなるように、ｄ１を調整する。この多少の余裕は、露出工程Ｓ１２で接合体４０の少なくとも一方の面が加工されること等を考慮したものである。
【００３７】
以上説明した本実施形態の接合基板の製造方法によれば、｛０００１｝面以外の面を主面とするIII族窒化物半導体層を製造することができる。具体的には、本実施形態の接合基板の製造方法によれば、以下の接合基板が得られる。
【００３８】
｛０００１｝面を主面１２とするIII族窒化物の結晶片１１を複数有し、
複数の結晶片１１は、主面１２の少なくとも一部が互いに対向する状態で互いに接合して板状の接合体４０を構成し、
複数の結晶片１１は、板状の接合体４０の一方の面側において、｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度（例：±１０°以内）傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面が露出している接合基板。
【００３９】
なお、上記接合基板は、複数の結晶片１１の［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向、又は、当該［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向を所定角度（例：±１０°以内）傾けた方向が、板状の接合体４０の法線方向と平行となる。図５には、複数の結晶片１１の［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向が、板状の接合体４０の法線方向と平行となっている接合体４０が示されている。
【００４０】
｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、及び、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度（例：±１０°以内）傾けた面は、さらに、ｍ面及びａ面と異なる面、いわゆる半極性面であってもよい。例えば、｛１１−２２｝面、｛１１−２２｝面を所定角度（例：±１０°以内）傾けた面、｛１１−２４｝面、｛１１−２４｝面を所定角度（例：±１０°以内）傾けた面、｛１０−１２｝面、｛１０−１２｝面を所定角度（例：±１０°以内）傾けた面、｛１０−１１｝面、｛１０−１１｝面を所定角度（例：±１０°以内）傾けた面、｛２０−２１｝面、｛２０−２１｝面を所定角度（例：±１０°以内）傾けた面、｛２０−２３｝面、及び、｛２０−２３｝面を所定角度（例：±１０°以内）傾けた面の中のいずれかの面であってもよい。複数の結晶片１１の主面１２と、接合基板の露出面とのなす角は、０°より大９０°より小となる。
【００４１】
また、本実施形態では、接合体４０の厚さは、主に、結晶片１１の主面１２（｛０００１｝面）の幅ｄ１に依存する。このため、結晶片１１を切り出すIII族窒化物の結晶１０の厚さＤ１の大小に関わらず、ｄ１を調整することで、接合体４０の厚さを所望の厚さに調整できる。すなわち、本実施形態によれば、III族窒化物の結晶１０の厚さの自由度を大きくすることができる。
【００４２】
また、図２及び３に示す例のように、互いに平行な複数の切断面で複数の結晶片１１が切出されている場合、ｄ１は、切断面間の間隔と一致する。この場合、切断面の間隔を調整するという簡易な調整作業により、接合体４０の厚さを調整することができる。
【００４３】
このようなｄ１の値を調整することで接合体４０の厚さを調整できる本実施形態の接合基板の製造方法及び当該製造方法で得られる接合体４０は、結晶片を切り出す前のIII族窒化物母結晶の厚さを調整することで接合基板の厚さを調整する特許文献１に開示の製造方法及び当該製造方法で得られる接合基板と明らかに異なる。
【００４４】
なお、主面１２は、結晶片１１が有する複数の面の中の面積が最も大きい第１の面、及び、当該第１の面と表裏の関係にある第２の面であるのが好ましい。すなわち、結晶片１１が有する複数の面の中で、主面１２の面積が最も大きくなるように、結晶片１１を切り出すのが好ましい。このようにした場合、主面１２どうしの接合が容易になる。なお、第１の面の面積と第２の面の面積は、同じであってもよい。これは、以下のすべての実施形態において同様である。
【００４５】
＜第２の実施形態＞
本実施形態の接合基板の製造方法は、切出工程Ｓ１０及び接合工程Ｓ１１が第１の実施形態と異なる。その他の工程は、第１の実施形態と同様である。
【００４６】
切出工程Ｓ１０では、｛０００１｝面を露出面とするIII族窒化物の結晶から、｛０００１｝面を０°より大９０°より小傾けた面を主面とする複数の結晶片を切り出す。切り出す方法は特段制限されず、バンドソー、内周刃、外周刃などを用いて結晶片を切出してもよいし、劈開面で劈開することで結晶片を切出してもよい。
【００４７】
図６を用いて、当該工程の一例を具体的に説明する。図６はIII族窒化物の結晶１０の側面模式図である。III族窒化物の結晶１０の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００４８】
結晶片１１を切り出す際の切断面と｛０００１｝面とのなす角α２は、０°より大９０°より小である。α２が０°より大９０°より小である本実施形態では、切断面が結晶片１１の主面１２となる。当該主面１２（切断面）は、｛０００１｝面を０°より大９０°より小傾けた面となっている。なお、結晶片１１の主面１２の幅ｄ２は、Ｄ２ｓｉｎα２となる。図では、上述のような複数の切断面でIII族窒化物の結晶１０を切断し、複数の結晶片１１を切り出している。
【００４９】
なお、本実施形態の場合、主面１２（切断面）は、｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度（例：±１０°以内）傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面とは違う面であってもよい。すなわち、主面１２（切断面）は、露出工程Ｓ１２において露出させる面と違う面であってもよい。
【００５０】
詳細は後述するが、本実施形態の場合、結晶片１１を接合して得られる接合体の厚さは、主にｄ２に依存する。本実施形態では、ｄ２の値を適切に調整することで、接合体の厚さを調整することができる。
【００５１】
なお、III族窒化物の結晶１０の平面形状は略円形に限定されず、その他の形状であってもよい。また、切断面は、図示するｍ軸方向と異なる方向と平行になっていてもよい。しかし、{ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ}面を{１１−２○}面になるように接合基板を作製する場合は、切断面は、ｍ軸方向±５°以内の方向と平行、好ましくはｍ軸方向±１°以内の方向と平行、さらに好ましくはｍ軸方向±０．３°以内の方向と平行であるのが好ましい。また、{ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ}面を{１０−１○}面もしくは{２０−２○}面になるように接合基板を作製する場合は、切断面は、a軸方向±５°以内の方向と平行、好ましくはa軸方向±１°以内の方向と平行、さらに好ましくはa軸方向±０．３°以内の方向と平行であるのが好ましい。このようにすれば、第１の実施形態で説明したように、複数の結晶片１１の軸方向（ｃ軸、ａ軸、ｍ軸方向）が略平行に揃った接合基板を容易に生成することができる。
【００５２】
接合工程Ｓ１１は、結晶片１１の主面１２が異なる点を除き、第１の実施形態と同様である。第１の実施形態では、｛０００１｝面（III族窒化物の結晶１０において露出していた面）が結晶片１１の主面であった。これに対し、本実施形態では、｛０００１｝面を０°より大９０°より小傾けた面である切断面が、結晶片１１の主面となる。なお、結晶片１１は、互いに表裏の関係になる２つの主面１２を有する。本実施形態の場合、＋ｃ面を０°より大９０°より小傾けた面（表面）、及び、−ｃ面を０°より大９０°より小（＋ｃ面を傾ける角度と同じ角度）傾けた面（裏面）の両方が結晶片１１の主面１２となる。
【００５３】
以上説明した本実施形態の接合基板の製造方法によれば、｛０００１｝面以外の面を主面とするIII族窒化物半導体層を製造することができる。具体的には、本実施形態の接合基板の製造方法によれば、以下の接合基板が得られる。
【００５４】
｛０００１｝面を０°より大９０°より小傾けた面を主面１２とするIII族窒化物の結晶片１１を複数有し、
複数の結晶片１１は、主面１２の少なくとも一部が互いに対向する状態で互いに接合して板状の接合体４０を構成し、
複数の結晶片１１は、板状の接合体４０の一方の面側において、｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度（例：±１０°以内）傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面が露出している接合基板。
【００５５】
なお、上記接合基板は、複数の結晶片１１の［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向、又は、当該［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向を所定角度（例：±１０°以内）傾けた方向が、板状の接合体４０の法線方向と平行となる。
【００５６】
また、本実施形態では、接合体４０の厚さは、主に、結晶片１１の主面１２（切断面）の幅ｄ２及びβに依存する。上述の通り、βは、ｈ、ｋ、ｌの値に基づいて決定される値である。このため、本実施形態では、ｄ２を調整することで、露出工程Ｓ１２の後の接合体４０の厚さＤ３を調整する。例えば、ｄ２ｓｉｎβの値が、接合体４０の所望の厚さＤ３よりも多少大きくなるように、ｄ２を調整する。この多少の余裕は、露出工程Ｓ１２で接合体４０の少なくとも一方の面が加工されること等を考慮したものである。
【００５７】
ｄ２は、Ｄ２ｓｉｎα２と定義される。すなわち、ｄ２はＤ２及びα２で調整可能である。Ｄ２はIII族窒化物の結晶１０の厚さであり、α２はIII族窒化物の結晶１０から結晶片１１を切り出す際の角度である（図６参照）。このような本実施形態では、接合体４０の厚さは、Ｄ２のみならず、α２でも調整可能である。このため、α２の調整により接合体４０の厚さを適切に調整できる分、Ｄ２の自由度を大きくすることができる。
【００５８】
ところで、本実施形態の場合、複数の結晶片１１の［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向、又は、当該［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向を所定角度（例：±１０°以内）傾けた方向が、板状の接合体４０の法線方向と平行となり、露出工程Ｓ１２の後に、板状の接合体４０の一方の面側において、｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度（例：±１０°以内）傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面が露出すればよく、上述したα２の値及びβの値は上述した範囲の中で任意に選択できる。
【００５９】
例えば、切出工程Ｓ１０の前に、「III族窒化物の結晶１０の厚さＤ２」、「結晶片１１から露出させる面の詳細、すなわち｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度（例：±１０°以内）傾けた面のｈ、ｋ及びｌの値、さらに所定角度の値」、「板状の接合体４０の法線方向の所望の厚さ」に基づいて、α２及びβを決定する工程を備えてもよい。そして、当該工程で決定したα２で、切出工程Ｓ１０を実行してもよい。
【００６０】
このようなα２の値を調整することで接合体４０の厚さを調整できる本実施形態の接合基板の製造方法及び当該製造方法で得られる接合体４０は、結晶片を切り出す前のIII族窒化物母結晶の厚さのみを調整することで接合基板の厚さを調整する特許文献１に開示の製造方法及び当該製造方法で得られる接合基板と明らかに異なる。
【００６１】
＜第３の実施形態＞
本実施形態では、第１及び第２の実施形態で説明した接合体４０を利用して、III族窒化物を成長させる。
【００６２】
まず、接合体４０そのもの、又は、接合体４０をスライスして得られた構造体を接合基板４１として準備する。その後、接合基板４１の一方の面、具体的には、｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度（例：±１０°以内）傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面が露出している面の上に、III族窒化物５０をエピタキシャル成長させる（図７参照）。なお、接合基板４１の上にIII族窒化物の低温成長バッファ層を形成した後、その上に、III族窒化物を成長させてもよい。また、接合基板４１の上にIII族窒化物のファセットを形成した後、その上に、III族窒化物を成長させてもよい。
【００６３】
ここで、III族窒化物のエピタキシャル成長は、例えば、図８に示すようなハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ）装置１００を用いて実現してもよい。
【００６４】
図示するＨＶＰＥ装置１００は、反応管１２１と、反応管１２１内に設けられている基板ホルダ１２３とを備える。また、ＨＶＰＥ装置１００は、III族原料ガスを反応管１２１内に供給するIII族原料ガス供給部１３９と、窒素原料ガスを反応管１２１内に供給する窒素原料ガス供給部１３７とを備える。さらに、ＨＶＰＥ装置１００は、ガス排出管１３５と、ヒータ１２９、１３０とを備える。
【００６５】
基板ホルダ１２３は、反応管１２１の下流側に回転軸１３２により回転自在に設けられている。ガス排出管１３５は、反応管１２１のうち基板ホルダ１２３の下流側に設けられている。
【００６６】
III族原料ガス供給部１３９は、ガス供給管１２６とソースボート１２８とIII族（Ｇａ）原料１２７と反応管１２１のうち遮蔽板１３６の下の層とを含む。
【００６７】
窒素原料ガス供給部１３７は、ガス供給管１２４と反応管１２１のうち遮蔽板１３６の上の層とを含む。
【００６８】
III族原料ガス供給部１３９は、III族原子のハロゲン化物（たとえば、ＧａＣｌ）を生成し、これを基板ホルダ１２３に保持された接合基板４１の表面に供給する。
【００６９】
ガス供給管１２６の供給口は、III族原料ガス供給部１３９内の上流側に配置されている。このため、供給されたハロゲン化水素ガス（たとえば、ＨＣｌガス）は、III族原料ガス供給部１３９内でソースボート１２８中のIII族原料１２７と接触するようになっている。
【００７０】
これにより、ガス供給管１２６から供給されるハロゲン含有ガスは、ソースボート１２８中のIII族原料１２７の表面または揮発したIII族分子と接触し、III族分子をハロゲン化してIII族のハロゲン化物を含むIII族原料ガスを生成する。なお、このIII族原料ガス供給部１３９の周囲にはヒータ１２９が配置され、III族原料ガス供給部１３９内は、たとえば８００〜９００℃程度の温度に維持される。
【００７１】
反応管１２１の上流側は、遮蔽板１３６により２つの層に区画されている。図中の遮蔽板１３６の上側に位置する窒素原料ガス供給部１３７中を、ガス供給管１２４から供給されたアンモニアが通過し、熱により分解が促進される。なお、この窒素原料ガス供給部１３７の周囲にはヒータ１２９が配置され、窒素原料ガス供給部１３７内は、たとえば８００〜９００℃程度の温度に維持される。
【００７２】
図中の右側に位置する成長領域１２２には、基板ホルダ１２３が配置され、この成長領域１２２内でＧａＮ等のIII族窒化物半導体の成長が行われる。この成長領域１２２の周囲にはヒータ１３０が配置され、成長領域１２２内は、たとえば１０００℃〜１０５０℃程度の温度に維持される。
【００７３】
以上説明した本実施形態によれば、｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度（例：±１０°以内）傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面を成長面としてＧａＮ等のIII族窒化物を成長させ、III族窒化物半導体を製造することができる。
【実施例】
【００７４】
次に本発明の実施例について説明する。
【００７５】
＜実施例１＞
実施例１の接合基板を図１に示す手順で作製した。
【００７６】
［切り出し工程］
（１） 結晶片切り出し用III族窒化物結晶の準備
ＨＶＰＥ法により、直径２インチφ、厚さ３ｍｍＧａＮ結晶を準備した。この結晶は、特願２００９−７１６１８に書かれている方法で準備した。次に、この結晶の（０００１）面およびその裏面を研削により平坦化した。平坦化後の厚みは２．５ｍｍだった。
【００７７】
（２） 結晶片の切り出し
図２および図３を参照して、この結晶を５ｍｍの幅（ｄ１＝５ｍｍ）で、切断面が（１０−１０）面となるように複数枚にスライスすることで、複数の結晶片を得た（α１＝９０°）
【００７８】
［接合工程］
（３） 基板の張り付け
図４を参照して、βの角度が５８．４°になるような治具を利用して、上記工程で作製した複数の結晶片を、互いのｃ面及び−ｃ面（主面１２）の一部が互いに対向する状態で張り合わせた。張り合わせは、所定角度になるように並べた後、側面にセラミック接着剤を塗布して複数の結晶片を互いに接合させた。
【００７９】
［露出工程］
（４） 接合基板の研磨
図５を参照して、接合体の一方の面を研磨加工して、結晶片１１の主面１２（（０００１）面）とのなす角βが５８．４°となる面を露出させた。この時の｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝の方位をＸＲＤで測ったところ、この露出面は｛１１−２２｝面であった。
【００８０】
＜実施例２＞
実施例２の接合基板を図１に示す手順で作製した。
【００８１】
［切り出し工程］
（１）結晶片切り出し用III族窒化物結晶の準備
ＨＶＰＥ法により、直径２インチφ、厚さ３ｍｍＧａＮ結晶を準備した。この結晶は、特願２００９−７１６１８に書かれている方法で準備した。次に、この結晶の（０００１）面およびその裏面を研削により平坦化した。平坦化後の厚みは２．５ｍｍだった。
【００８２】
（２）結晶片の切り出し
図６を参照して、この結晶を１ｍｍの幅（（０００１）面上における幅）で、切断面が（１１−２２）面になるように複数枚スライスすることで、複数の結晶片を得た（α２＝５８．４°）。
【００８３】
［接合工程］
（３）基板の張り付け
図４を参照して、βの角度が１９．３°（＝５８．４°−３９．１°）になるような治具を利用して、上記工程で作製した複数の結晶片を、互いの切断面（主面１２）の一部が互いに対向する状態で張り合わせた。張り合わせは、所定角度になるように並べた後、側面にセラミック接着剤を塗布して複数の結晶片を互いに接合させた。
【００８４】
［露出工程］
（４）接合基板の研磨
図５を参照して、接合体の一方の面を研磨加工して、結晶片１１の主面１２（切断面）とのなす角βが１９．３（＝５８．４°−３９．１°）となる表面を露出させた。この時の｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝の方位をＸＲＤで測ったところ、この露出面は｛１１−２４｝面であった。
【００８５】
以下、参考形態の例を付記する。
１．  ｛０００１｝面、又は、｛０００１｝面を０°より大９０°より小傾けた面を主面とするIII族窒化物の結晶片を複数有し、
複数の前記結晶片は、前記主面の少なくとも一部が互いに対向する状態で互いに接合して板状の接合体を構成し、
複数の前記結晶片は、前記板状の接合体の一方の面側において、｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面が露出している接合基板。
２．  １に記載の接合基板において、
複数の前記結晶片の［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向、又は、当該［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向を所定角度傾けた方向は、前記板状の接合体の法線方向と平行である接合基板。
３．  １または２に記載の接合基板において、
前記結晶片の前記主面は｛０００１｝面である接合基板。
４．  ｛０００１｝面を露出面とするIII族窒化物の結晶から、｛０００１｝面、又は、｛０００１｝面を０°より大９０°より小傾けた面を主面とする複数の結晶片を切り出す切出工程と、
複数の前記結晶片を互いの前記主面の少なくとも一部が互いに対向する状態で互いに接合し、板状の接合体を形成する接合工程と、
前記接合体の一方の面を加工し、複数の前記結晶片から｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面を露出させる露出工程と、
を有する接合基板の製造方法。
５．  ４に記載の接合基板の製造方法において、
前記接合工程では、［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向、又は、当該［ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ］方向を所定角度傾けた方向が、前記板状の接合体の延伸方向と垂直になるように複数の前記結晶片を接合する接合基板の製造方法。
６．  ｛０００１｝面、又は、｛０００１｝面を０°より大９０°より小傾けた面を主面とするIII族窒化物の結晶片を複数有し、
複数の前記結晶片は、前記主面の少なくとも一部が互いに対向する状態で互いに接合して板状の接合体を構成し、
複数の前記結晶片は、前記板状の接合体の一方の面側において、｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面（ｈ、ｋ及びｌは整数）、又は、当該｛ｈｋ−（ｈ＋ｋ）ｌ｝面を所定角度傾けた面であって、｛０００１｝面と異なる面が露出している接合基板の前記一方の面上に、III族窒化物を成長させるIII族窒化物半導体の製造方法。
【符号の説明】
【００８６】
１０    III族窒化物の結晶
１１    結晶片
１２    結晶片の主面
２０    台
２１    底面
２２    斜面
３０    設置面
４０    接合体
４１    接合基板
５０    III族窒化物
１００  ＨＶＰＥ装置
１２１  反応管
１２２  成長領域
１２３  基板ホルダ
１２４  ガス供給管
１２５  配管
１２６  ガス供給管
１２７  III族原料
１２８  ソースボート
１２９  ヒータ
１３０  ヒータ
１３２  回転軸
１３５  ガス排出管
１３６  遮蔽板
１３７  窒素原料ガス供給部
１３９  III族原料ガス供給部
【図１】
2015199631.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2015199631.tif 000009
【図８】
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