(57)【要約】      （修正有）【課題】薄いＩＩＩ族元素窒化物層であっても積層基板から割れることなく剥離可能であり、低コストで容易に実施できるＩＩＩ族元素窒化物基板の製造方法を提供する。【解決手段】酸化物基板１１の上にＩＩＩ族元素窒化物層１２が形成された積層基板を準備し、アルカリ金属を含む液４１により、酸化物基板１１のＩＩＩ族元素窒化物層１２と接する面の一部もしくは全部を溶解することにより、積層基板からＩＩＩ族元素窒化物層１２を剥離して、ＩＩＩ族元素窒化物層１２をＩＩＩ族元素窒化物基板とする。【選択図】図１
2008013391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＩＩ族元素窒化物基板の製造方法であって、酸化物基板の上にＩＩＩ族元素窒化物層が形成された積層基板を準備し、アルカリ金属を含む液により、前記酸化物基板の前記ＩＩＩ族元素窒化物層と接する面の一部もしくは全部を溶解することにより、前記積層基板から前記ＩＩＩ族元素窒化物層を剥離して、前記ＩＩＩ族元素窒化物層をＩＩＩ族元素窒化物基板とすることを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記ＩＩＩ族元素窒化物基板および前記ＩＩＩ族元素窒化物層における前記ＩＩＩ族元素窒化物が、ＡｌｓＧａｔＩｎ（１−ｓ−ｔ）Ｎ（ただし、０≦ｓ≦１、０≦ｔ≦１、ｓ＋ｔ≦１）で表される請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記ＩＩＩ族元素窒化物が、ＧａＮであり、前記酸化物基板がサファイア基板である請求項２記載の製造方法。
【請求項４】
前記サファイア基板の上に、ＧａＮ層が直接形成されており、前記アルカリ金属を含む液が、ＮａＯＨ、Ｎａ、ＬｉＯＨおよびＬｉからなる群から選択される少なくとも一つの溶液もしくは融液を含む請求項３記載の製造方法。
【請求項５】
前記サファイア基板の上に、ＳｉおよびＳｉＯ２の少なくとも一方を含むマスク部が形成されており、前記マスク部の上に前記ＧａＮ層が形成されており、前記アルカリ金属を含む液が、Ｎａ融液を含み、前記マスク部を溶解することにより、前記ＧａＮ層を剥離する請求項３記載の製造方法。
【請求項６】
前記酸化物基板の前記ＩＩＩ族元素窒化物層と接する面の一部もしくは全部を溶解する工程を、窒素含有ガス雰囲気下で実施する請求項１から５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
前記酸化物基板の前記ＩＩＩ族元素窒化物層と接する面の一部もしくは全部を溶解する工程を、高圧下で実施する請求項１から６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
前記酸化物基板の前記ＩＩＩ族元素窒化物層と接する面の一部もしくは全部を溶解する工程を、加熱下で実施する請求項１から７のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＩＩ族元素窒化物基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＩＩ族元素窒化物結晶の半導体は、例えば、ヘテロ接合高速電子デバイスや光電子デバイス（半導体レーザー、発光ダイオード、センサ等）等の分野に使用されており、特に窒化ガリウム（ＧａＮ）が注目されている。従来では、窒化ガリウムの単結晶を得るために、ガリウムと窒素ガスとを直接反応させることが行われていた（非特許文献１参照）。しかし、この場合、１３００〜１６００℃、８０００〜１７０００ａｔｍ（約８００〜１７００ＭＰａ）という超高温高圧を必要とする。この問題を解決するために、ナトリウム（Ｎａ）フラックス中で窒化ガリウム単結晶を育成する技術（以下、「Ｎａフラックス法」ともいう）が開発された（例えば、特許文献１〜４、非特許文献２、３参照）。この方法によれば、加熱温度が６００〜８００℃と大幅に下がり、また圧力も、約５０ａｔｍ（約５ＭＰａ）程度まで下げることができる。
【０００３】
前記Ｎａフラックス法において、予め、前記Ｎａフラックス中に種結晶を入れておき、この種結晶を核として結晶を育成させる方法がある。この方法によれば、バルクサイズの結晶を得ることもできる。前記種結晶としては、ＧａＮ単結晶を育成する場合、例えば、ＭＯＣＶＤ法やＨＶＰＥ法によりサファイア基板の上にＧａＮ結晶薄膜が形成された積層基板が使用される。このような技術を、「液相エピタキシャル成長法」ともいう。しかしながら、このような積層基板を使用してバルク状のＧａＮ結晶をエピタキシャル成長させると、図４に示すように、得られるＧａＮ結晶１３にクラックが生じるおそれがある。すなわち、サファイア基板１１の熱膨張係数は、ＧａＮ層１２およびＧａＮ結晶１３の熱膨張係数と異なるため、同図の矢印２１で示すように、応力が発生し、ＧａＮ結晶１３にクラック２２が発生してしまう。また、クラックが発生しない場合でも、発生した応力によって、得られるＧａＮ結晶１３の結晶性（品質）が低下してしまう。従って、図５に示すように、前記サファイア基板１１から前記ＧａＮ層１２を剥離してＧａＮ結晶１３を成長させれば、得られるＧａＮ結晶１３において、クラックが発生せず、結晶性（品質）も優れたものとなる。したがって、前記積層基板からのＧａＮ層の剥離技術の開発が重要となる。前記剥離技術において重要な事項は、出来るだけ薄いＧａＮ層をサファイア基板から剥離させることが可能であること、および安価に剥離可能であることである。サファイア基板からのＧａＮ層の剥離方法としては、多くの手法が提案されている。例えば、レーザー光をサファイア基板とＧａＮ層との界面に集光することで剥離する「レーザーリフトオフ法」や（非特許文献４参照）、予め、サファイア基板とＧａＮ層との界面部に金属を挟んでおくことで結晶成長時に自然に剥離させる「ＶＡＳ（Ｖｏｉｄ  Ａｓｓｉｓｔｅｄ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）法」（非特許文献５参照）等がある。しかし、いずれの手法を用いた場合も、プロセスが複雑であり、ＧａＮ層が薄いと剥離の際に割れてしまう恐れがあり、さらにコストがかかるという問題がある。この問題は、ＧａＮ結晶の育成法に限らず、ＩＩＩ族元素窒化物結晶の育成法全体においても解決すべき重要な問題である。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３２７４９５号公報
【特許文献２】特開２００１−１０２３１６号公報
【特許文献３】特開２００３−２３８２９号公報
【特許文献４】特開２００３−２９２４００号公報
【非特許文献１】Ｊ．Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｌｉｄｓ，１９９５、５６、６３９
【非特許文献２】日本結晶成長学会誌  ３０、２、ｐｐ３８−４５（２００３）
【非特許文献３】Ｊ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．４２，ｐｐＬ８７９−Ｌ８８１（２００３）
【非特許文献４】Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，  Ｐａｒｔ  ２：  Ｌｅｔｔｅｒｓ  Ｖｏｌｕｍｅ  ３８，  Ｉｓｓｕｅ  ３  Ａ，  １９９９，  Ｐａｇｅｓ  Ｌ２１７−Ｌ２１９
【非特許文献５】Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，  Ｐａｒｔ  ２：  Ｌｅｔｔｅｒｓ  Ｖｏｌｕｍｅ  ４２，  Ｉｓｓｕｅ  １  Ａ／Ｂ，  １５  Ｊａｎｕａｒｙ  ２００３，  Ｐａｇｅｓ  Ｌ１−Ｌ３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、薄いＩＩＩ族元素窒化物層であっても積層基板から割れることなく剥離可能であり、低コストで容易に実施できるＩＩＩ族元素窒化物基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するために、本発明のＩＩＩ族元素窒化物基板の製造方法は、酸化物基板の上にＩＩＩ族元素窒化物層が形成された積層基板を準備し、アルカリ金属を含む液により、前記酸化物基板の前記ＩＩＩ族元素窒化物層と接する面の一部もしくは全部を溶解することにより、前記積層基板から前記ＩＩＩ族元素窒化物層を剥離して、前記ＩＩＩ族元素窒化物層をＩＩＩ族元素窒化物基板とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明者等は、前記目的を達成するために、一連の研究を重ねた結果、前記酸化物基板のＩＩＩ族元素窒化物層と接する面の一部もしくは全部を溶解することにより、前記積層基板から前記ＩＩＩ族元素窒化物層を剥離して、これを基板とする方法によれば、前記ＩＩＩ族元素窒化物層が薄くても、これを割ることなく剥離することができ、しかも低コストかつ容易に実施できることを見出し、本発明を為すに至った。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明のＩＩＩ族元素窒化物基板の製造方法を、ＩＩＩ族元素窒化物結晶の製造方法に適用してもよい。
すなわち、本発明のＩＩＩ族元素窒化物結晶の製造方法は、アルカリ金属を含む融液中で、ＩＩＩ族元素および窒素を反応させてＩＩＩ族元素窒化物結晶を育成するＩＩＩ族元素窒化物結晶の製造方法であって、酸化物基板の上にＩＩＩ族元素窒化物層が形成された積層基板を準備し、前記アルカリ金属を含む融液により、前記酸化物基板の前記ＩＩＩ族元素窒化物層と接する面の一部もしくは全部を溶解することにより、前記積層基板から前記ＩＩＩ族窒化物層を剥離して若しくは剥離しながら、前記ＩＩＩ族元素窒化物層をＩＩＩ族元素窒化物基板とし、前記ＩＩＩ族元素窒化物基板の上に前記ＩＩＩ属元素窒化物結晶を育成することを特徴とする。
前記本発明のＩＩＩ族元素窒化物結晶の製造方法によれば、前記ＩＩＩ族元素窒化物層を剥離した後、これを基板としてＩＩＩ族元素窒化物結晶を育成できるし、前記ＩＩＩ族元素窒化物層を剥離しながら、これを基板としてＩＩＩ族元素窒化物結晶を育成することもできる。本発明のＩＩＩ族元素窒化物結晶の製造方法によれば、基板の製造と同時に結晶育成も実施するため、例えば、結晶育成の前後において前記ＩＩＩ族元素窒化物層を剥離していた従来法に比べ、省力化、省工程化が可能であり製造効率に優れる。
【０００９】
本発明の前記両製造方法おいて、前記ＩＩＩ族元素窒化物結晶、前記ＩＩＩ族元素窒化物基板および前記ＩＩＩ族元素窒化物層における前記ＩＩＩ族元素窒化物が、ＡｌｓＧａｔＩｎ（１−ｓ−ｔ）Ｎ（ただし、０≦ｓ≦１、０≦ｔ≦１、ｓ＋ｔ≦１）で表されることが好ましい。この場合、前記ＩＩＩ族元素窒化物が、ＧａＮであり、前記酸化物基板がサファイア基板であることが好ましい。
【００１０】
本発明の前記両製造方法において、液相エピタキシャル成長法の基板となる前記ＩＩＩ族元素窒化物層は、例えば、結晶であってもよいし、非晶質（アモルファス）であってもよいし、結晶の場合は、単結晶であってもよいし、多結晶であってもよい。また、前記ＩＩＩ族元素窒化物層の形態は、特に制限されないが、例えば、薄膜層の形態が好ましい。前記薄膜層の厚みは、特に制限されず、例えば、０．０００５〜１０００００μｍ、好ましくは０．００１〜５００００μｍ、より好ましくは０．０１〜５０００μｍの範囲である。前記酸化物基板は、前記サファイア基板に限定されず、その他の前記酸化物基板の材質としては、例えば、酸化リチウムガリウム（ＬｉＧａＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、各種ガラス、ＬａＡｌＯ３、ＭｎＦｅ２Ｏ４、ＺｎＦｅ２Ｏ４、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＮｄＧａＯ３、ＬｉＡｌＯ２、ＳｃＡｌＭｇＯ４、Ｃａ８Ｌａ２（ＰＯ４）６Ｏ２等があげられる。前記薄膜層は、例えば、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）、ハライド気相成長法（ＨＶＰＥ）、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）等によって、前記酸化物基板上に形成できる。前記薄膜層の最大径は、例えば、２ｃｍ以上であり、好ましくは３ｃｍ以上であり、より好ましくは５ｃｍ以上であり、大きいほどよく、その上限は、限定されない。また、バルク状化合物半導体の規格が２インチであるから、この観点から、前記最大径の大きさは５ｃｍであることが好ましく、この場合、前記最大径の範囲は、例えば、２〜５ｃｍであり、好ましくは３〜５ｃｍであり、より好ましくは５ｃｍである。なお、前記最大径とは、例えば、前記薄膜層表面の外周のある点と、その他の点を結ぶ線であって、最も長い線の長さをいう。
【００１１】
本発明のＩＩＩ族元素窒化物結晶の製造方法において、製造対象となる前記ＩＩＩ族元素窒化物結晶は、例えば、単結晶および多結晶のいずれであってもよいが、単結晶が好ましい。
【００１２】
本発明の前記両製造方法において、前記酸化物基板のＩＩＩ族元素窒化物層と接する面は、全部を溶解してもよいし、一部を溶解してもよい。全部を溶解すれば、それに伴ない自然に前記ＩＩＩ族元素窒化物層が剥離するし、一部を溶解しても、前記液の流れや振動等の微小な力により前記ＩＩＩ族元素窒化物層が剥離する。
【００１３】
本発明の前記両製造方法において、前記アルカリ金属を含む液および融液の前記アルカリ金属は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）およびフランシウム（Ｆｒ）であり、この中で、好ましいのは、ＮａおよびＬｉである。前記アルカリ金属を含む液において、前記アルカリ金属は、単体元素として含まれていてもよいし、例えば、ＮａＯＨのような化合物の形態で含まれていてもよい。前記アルカリ金属を含む液および融液は、前記アルカリ金属以外の成分を含んでいてもよく、例えば、ＩＩＩ族元素窒化物結晶の原料となるＩＩＩ族元素（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）や窒素（Ｎ）、ＩＩＩ族元素窒化物結晶の育成の際のフラックス原料等を含んでいてもよい。前記窒素は、ガス、窒素分子、窒素化合物等、その形態に制限はない。前記フラックス原料としては、例えば、アルカリ土類金属があげられ、具体的には、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂｒ）およびラジウム（Ｒａ）がある。
【００１４】
本発明の前記両製造方法において、前記積層基板が、前記サファイア基板の上に、ＧａＮ層が直接形成された積層基板の場合、前記アルカリ金属を含む液が、ＮａＯＨ、Ｎａ、ＬｉＯＨおよびＬｉからなる群から選択される少なくとも一つの溶液または融液を含むことにより、前記サファイア基板のＧａＮ層に接する面の一部もしくは全部を溶解することにより、前記ＧａＮ層を剥離することが好ましい。
【００１５】
本発明の前記両製造方法において、前記積層基板が、前記サファイア基板の上にＳｉおよびＳｉＯ２の少なくとも一方を含むマスク部が形成されており、前記マスク部の上に前記ＧａＮ層が形成されている積層基板の場合、前記アルカリ金属を含む液が、Ｎａ融液を含み、前記マスク部を溶解することにより、前記ＧａＮ層を剥離することが好ましい。
【００１６】
本発明の前記両製造方法において、前記酸化物基板の前記ＩＩＩ族元素窒化物層と接する面の一部もしくは全部を溶解する工程を、窒素含有ガス雰囲気下で実施することが好ましく、高圧下で実施することも好ましい。前記窒素含有ガスは、例えば、窒素ガス、ＮＨ３ガスおよびこれらの混合ガスがあげられる。前記高圧下とは、大気圧以上の圧力を意味し、例えば、１〜１００ＭＰａの範囲、好ましくは、１〜５０ＭＰａの範囲、より好ましくは、１〜１０ＭＰａの範囲である。また、前記酸化物基板の前記ＩＩＩ族元素窒化物層と接する面の一部もしくは全部を溶解する工程は、加熱下で実施することが好ましい。前記加熱下とは室温以上の温度条件下を意味し、例えば、１００〜２０００℃の範囲、好ましくは２００〜１５００℃の範囲、より好ましくは３００〜１０００℃の範囲である。このように、窒素含有ガス雰囲気下かつ高温（加熱）高圧下であれば、アルカリ金属を含む液によるＩＩＩ族元素窒化物層の溶解を防止でき、また、剥離と平行してＩＩＩ族元素窒化物結晶の育成も実施可能である。前記酸化物基板の前記ＩＩＩ族元素窒化物層と接する面の一部もしくは全部を溶解する工程の処理時間は、例えば、０．１〜３００時間、好ましくは、１〜２００時間、より好ましくは、５〜１００時間である。
【００１７】
つぎに、本発明のＩＩＩ族元素窒化物基板の製造方法の一例について、説明する。
【００１８】
図１（Ａ）に示すように、耐熱耐圧容器３１中に、サファイア基板１１の上に直接ＧａＮ薄膜層１２が形成された積層基板を配置する。前記耐熱耐圧容器１１としては、例えば、ステンレス容器があげられる。前記耐熱耐圧容器３１の上部には、蓋３２が配置され、前記蓋３２には、ガス導入管３３が配置されている。前記耐熱耐圧容器３１中に、アルカリ金属を含む液４１を入れる。前記液４１は、ＮａＯＨ、Ｎａ、ＬｉＯＨおよびＬｉからなる群から選択される少なくとも一つの溶液または融液が、好ましい。前記ＮａＯＨ溶液またはＬｉＯＨ溶液の規定濃度は、例えば、０．０１〜３０Ｎ（０．０１〜３０ｍｏｌ／Ｌ）の範囲、好ましくは、０．１〜２５Ｎ（０．１〜２５ｍｏｌ／Ｌ）の範囲、より好ましくは、１〜２５Ｎ（１〜２５ｍｏｌ／Ｌ）の範囲である。また、前記ＮａＯＨまたはＬｉ等の融液を使用する場合は、ＧａおよびＮａの少なくとも一方の融液を組みあせて使用してもよく、具体的には、ＮａＯＨまたはＬｉ等の融液と、ＧａおよびＮａの少なくとも一方との混合融液であってもよい。そして、同図の矢印で示すように前記ガス導入管３３から窒素含有ガスを導入すると同時に、ヒータ（図示せず）により加熱して前記耐熱耐圧容器３１内を高温高圧条件下とし、一定時間処理する。前記高温高圧条件および処理時間は、前述のとおりである。この処理により、図１（Ｂ）に示すように、サファイア基板１１の前記ＧａＮ薄膜層１２と接する面の一部および全部が溶解し、その結果、前記ＧａＮ薄膜層１２を剥離することができ、これによりＧａＮ薄膜層１２を液相エピタキシャル成長法の基板として使用することができる。
【００１９】
図２に、本発明のＩＩＩ族元素窒化物基板の製造方法のその他の例を示す。なお、図２において、図１と同一部分には、同一符号を付している。図示のように、この例では、サファイア基板の上に、ＳｉおよびＳｉＯ２の少なくとも一方を含むマスク部１１１が形成されており、前記マスク部１１１を介してＧａＮ薄膜層１２が形成された積層基板が、耐熱耐容器３１内に配置されている。前記マスク部１１１中のＳｉもしくはＳｉＯ２は、Ｎａ融液に溶解する。したがって、前記耐熱耐圧容器３１中には、Ｎａ融液を入れる。前記Ｎａ融解液は、ＧａＮ結晶を育成する際のフラックスとしても機能するため、Ｎａ融液とＧａ融液との混合融液を耐熱耐圧容器３１中にいれて、基板の製造とＧａＮ結晶の育成を同時に実施してもよい。例えば、ＧａおよびＮａを耐熱耐圧容器３１に入れる。そして、同図の矢印で示すように前記ガス導入管３３から窒素含有ガスを導入すると同時に、ヒータ（図示せず）により加熱して前記耐熱耐圧容器３１内を高温高圧条件下とし、一定時間処理する。前記高温高圧条件および処理時間は、前述のとおりである。この処理により、図２（Ｂ）に示すように、耐熱耐圧容器３１中で、ＧａおよびＮａの混合融液が生成し、これにより、サファイア基板１１のマスク部１１１の一部および全部が溶解し、その結果、前記ＧａＮ薄膜層１２を剥離することができ、これが液相エピタキシャル成長法の基板となり、雰囲気ガス中のＮと前記融液中のＧａが前記混合融液中で反応して前記基板上にＧａＮ結晶１３が成長する。なお、前記ＧａＮ薄膜層１２の剥離と前記ＧａＮ結晶の育成は平行して実施（同時実施）してもよい。また、Ｎａだけを耐熱耐圧容器３１中に入れて、基板の製造だけを行ってもよい。
【００２０】
つぎに、本発明におけるＩＩＩ族元素窒化物結晶の製造方法は、前記アルカリ金属を含む融液中で、ＩＩＩ族元素および窒素を反応させてＩＩＩ族元素窒化物結晶を育成する製造方法であって、前記本発明のＩＩＩ族元素窒化物基板の製造方法により、前記基板を作成して若しくは作成しながら、前記ＩＩＩ族元素窒化物結晶を育成する。前記基板の作成方法は、前述したので、その他の部分について、以下、説明する。
【００２１】
前記融液における前記アルカリ金属は、液相エピタキシャル成長法におけるフラックスとして機能する。前記アルカリ金属は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）およびフランシウム（Ｆｒ）であり、この中で、ＬｉおよびＮａが好ましく、より好ましくはＮａである。前記融液は、その他の成分を含んでいてもよく、例えば、ＩＩＩ族元素窒化物結晶の原料となるＩＩＩ族元素（Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ）や窒素（Ｎ）、アルカリ金属以外のフラックス原料等を含んでいてもよい。前記窒素は、ガス、窒素分子、窒素化合物等、その形態に制限はない。前記フラックス原料としては、例えば、アルカリ土類金属があげられ、具体的には、カルシウム（Ｃａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂｒ）およびラジウム（Ｒａ）があり、この中で、ＣａおよびＭｇが好ましく、より好ましくはＣａである。ＩＩＩ族元素に対するアルカリ金属の添加割合は、例えば、０．１〜９９．９ｍｏｌ％、好ましくは１〜９９ｍｏｌ％、より好ましくは５〜９８ｍｏｌ％である。また、アルカリ金属とアルカリ土類金属の混合フラックスを使用する場合のモル比は、例えば、アルカリ金属：アルカリ土類金属＝９９．９９〜０．０１：０．０１〜９９．９９、好ましくは９９．９〜０．０５：０．１〜９９．９５、より好ましくは９９．５〜１：０．５〜９９である。
【００２２】
ＩＩＩ族元素と窒素との前記反応条件は、例えば、温度１００〜１５００℃、圧力１００Ｐａ〜２０ＭＰａであり、好ましくは、温度３００〜１２００℃、圧力０．０１ＭＰａ〜１０ＭＰａであり、より好ましくは、温度５００〜１１００℃、圧力０．１ＭＰａ〜６ＭＰａである。前記反応は、窒素含有ガス雰囲気下で実施することが好ましい。前記窒素含有ガスが、前記フラックスに溶けてＩＩＩ族元素窒化物結晶の育成原料となるからである。前記窒素含有ガスは、例えば、窒素（Ｎ２）ガス、アンモニア（ＮＨ３）ガス等であり、これらは混合してもよく、混合比率は制限されない。特に、アンモニアガスを使用すると、反応圧力を低減できるので、好ましい。
【００２３】
前記本発明の製造方法において、前記フラックスによって、窒素濃度が上昇するまでに、前記ＩＩＩ族元素窒化物基板が溶解するおそれがある。これを防止するために、少なくとも反応初期において、窒化物を前記フラックス中に存在させておくことが好ましい。前記窒化物としては、例えば、Ｃａ３Ｎ２、Ｌｉ３Ｎ、ＮａＮ３，ＢＮ，Ｓｉ３Ｎ４，ＩｎＮ等があり、これらは単独で使用してもよく、２種類以上で併用してもよい。また、前記窒化物の前記フラックスにおける割合は、例えば、０．０００１ｍｏｌ％〜９９ｍｏｌ％であり、好ましくは、０．００１ｍｏｌ％〜５０ｍｏｌ％であり、より好ましくは０．００５ｍｏｌ％〜１０ｍｏｌ％である。
【００２４】
前記本発明の製造方法において、前記混合フラックス中に、不純物を存在させることも可能である。このようにすれば、不純物含有のＩＩＩ族元素窒化物結晶を製造できる。前記不純物は、例えば、珪素（Ｓｉ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等がある。
【００２５】
つぎに、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は下記の実施例によって限定されない。
【実施例１】
【００２６】
図１に示すようにして、ＧａＮ基板を製造した。すなわち、まず、ステンレス容器３１中に、サファイア基板１１の上に直接ＧａＮ薄膜層１２が形成された積層基板を配置するとともに、融液原料を入れた。前記融液原料は、Ｇａ：Ｎａ：Ｌｉ＝２７：７０：３０（ｍｏｌ比）の組成である。そして、同図の矢印で示すように前記ガス導入管３３から窒素ガスを導入すると同時に、ヒータ（図示せず）により加熱して前記耐熱耐圧容器３１内を、８５０℃、１２ａｔｍ（約１．２ＭＰａ）の高温高圧条件下とし、４０時間処理した。この処理により、図１（Ｂ）に示すように、サファイア基板１１から前記ＧａＮ薄膜層１２を剥離することができた。
【実施例２】
【００２７】
図２に示すようにして、ＧａＮ基板を製造した。すなわち、まず、ステンレス容器３１中に、サファイア基板の上に、ＳｉＯ２製マスク部１１１が形成されており、前記マスク部１１１を介してＧａＮ薄膜層１２が形成された積層基板を配置すると共に、融液原料を入れた。前記融液原料は、Ｇａ：Ｎａ＝２７：７３（ｍｏｌ比）の組成である。そして、同図の矢印で示すように前記ガス導入管３３から窒素ガスを導入すると同時に、ヒータ（図示せず）により加熱して前記耐熱耐圧容器３１内を、８５０℃、３５ａｔｍ（約３．５ＭＰａ）の高温高圧条件下とし、９６時間処理した。この処理により、図２（Ｂ）に示すように、サファイア基板１１から前記ＧａＮ薄膜層１２を剥離しながら、前記ＧａＮ薄膜層１２を基板としてＧａＮ単結晶１３を育成することができた。得られたＧａＮ単結晶を図３の写真に示す。同図において、（Ａ）は、ＧａＮ単結晶の表側の写真であり、（Ｂ）は、ＧａＮ単結晶の裏側および剥離したサファイア基板の写真である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上のように、本発明のＩＩＩ族元素窒化物基板の製造方法によれば、低コストかつ容易に高品質のＩＩＩ族元素窒化物基板を製造することができる。また、本発明のＩＩＩ族元素窒化物結晶の製造方法によれば、効率よく高品質のＩＩＩ族元素窒化物結晶を製造することができる。したがって、本発明は、例えば、ヘテロ接合高速電子デバイスや光電子デバイス（半導体レーザー、発光ダイオード、センサ等）等のＩＩＩ族元素窒化物半導体の分野に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１（Ａ）および（Ｂ）は、本発明の一実施例を示す説明図である。
【図２】図２（Ａ）および（Ｂ）は、本発明のその他の実施例を示す説明図である。
【図３】図３（Ａ）および（Ｂ）は、前記その他の実施例で得られたＧａＮ単結晶の写真である。
【図４】図４は、積層基板上のＩＩＩ族元素窒化物結晶に応力が発生する状態を説明する説明図である。
【図５】図５は、酸化物基板を除去してＩＩＩ族元素窒化物結晶を育成した状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１１    酸化物基板、サファイア基板
１２    ＩＩＩ族元素窒化物層、ＩＩＩ族元素窒化物基板、ＧａＮ薄膜層、ＧａＮ基板
１３    ＩＩＩ族元素窒化物結晶、ＧａＮ結晶
２１    応力
２２    クラック
３１    耐熱耐圧容器、ステンレス容器
３２    蓋
３３    ガス導入管
４１    液、融液
１１１  マスク部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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