(57)【要約】 【課題】  直線状平行の結晶欠陥集合領域Ｈと低欠陥単結晶領域Ｚ、あるいは直線状平行の結晶欠陥集合領域Ｈと低欠陥単結晶領域Ｚ、Ｃ面成長領域Ｙが交替するようなストライプ構造を持つ３族窒化物基板結晶を片面研削、研磨するときにウエハ研磨プレートへの貼付けによって研削、研磨の出来映えが著しく異なる。ストライプ構造を持つ３族窒化物ウエハの研磨後の平坦性を上げ、面粗度を小さくし、面だれを少なくして良品の比率を上げる。【解決手段】  圧縮率が１％〜１５％のパッドを持つ研磨定盤を用い、複数のストライプ型３族窒化物ウエハをストライプＳの方向が回転方向Ｇと垂直になるように研磨ホルダ−Ｋに放射状に貼付け、研磨ホルダーＫがウエハＷに与える圧力を１００ｇ／ｃｍ２〜１５００ｇ／ｃｍ２にして、ｐＨが１〜１２の研磨液を供給しつつ研磨ホルダ−と研磨定盤を回転させながらストライプ型３族窒化物ウエハを研磨する。 【選択図】図２
2008066355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のストライプ型３族窒化物ウエハをストライプＳの方向が回転方向Ｇと垂直になるように研磨ホルダ−に貼付け、ウエハを研削、ラッピング、および／またはポリシングすることを特徴とする３族窒化物基板の製造方法。
【請求項２】
圧縮率が１％〜１５％のパッドを持つ研磨定盤を用い、研磨定盤のパッドがウエハに与える圧力を１００ｇ／ｃｍ２（９．８ｋＰａ）〜１５００ｇ／ｃｍ２（１４７ｋＰａ）にして、ｐＨが１〜１２の研磨液を供給しつつ研磨ホルダ−と研磨定盤を回転させながらストライプ型３族窒化物ウエハをポリシングすることを特徴とする請求項１に記載の３族窒化物基板の製造方法。
【請求項３】
パッド圧縮率の範囲が１％〜１０％であることを特徴とする請求項２に記載の３族窒化物基板の製造方法。 
【請求項４】
パッドからウエハにかかる圧力が３００ｇ／ｃｍ２（２９．４ｋＰａ））〜１０００ｇ／ｃｍ２（９８ｋＰａ）であることを特徴とする請求項２に記載の３族窒化物基板の製造方法。 
【請求項５】
研磨液のｐＨがｐＨ＝１．５〜１０であることを特徴とする請求項２に記載の３族窒化物基板の製造方法。 
【請求項６】
研磨液のｐＨが、ｐＨ＝２〜７であることを特徴とする請求項５に記載の３族窒化物基板の製造方法。 
【請求項７】
ｐＨ調整のために研磨液に添加した酸が有機酸または有機酸塩であることを特徴とする請求項２に記載の３族窒化物基板の製造方法。 
【請求項８】
上面に窒素面を持つ転位が集合した結晶欠陥集合領域Ｈと上面に３族元素面を持つ低転位の低欠陥単結晶領域Ｚが直線平行状に繰り返し並ぶストライプ構造を持ち気相成長法で作製した３族窒化物基板を、圧縮率が１％〜１５％のパッドを持つ研磨定盤を用い、研磨定盤のパッドがウエハに与える圧力を１００ｇ／ｃｍ２（９．８ｋＰａ）〜１５００ｇ／ｃｍ２（１４７ｋＰａ）にして、ｐＨが１〜１２の研磨液を供給しつつ研磨ホルダ−と研磨定盤を回転させながらストライプ型３族窒化物ウエハをポリシングすることによって得られた、ストライプ直角方向のオフ角が０．１゜未満である領域の比率である平坦性が４０％以上、面粗度がＲａ２ｎｍ以下であることを特徴とする３族窒化物基板。 
【請求項９】
上面に窒素面を持つ転位が集合した結晶欠陥集合領域Ｈと上面に３族元素面を持つ低転位の低欠陥単結晶領域ＺとＣ面成長領域Ｙが直線平行状に繰り返し並ぶストライプ構造を持ち気相成長法で作製した３族窒化物基板を、圧縮率が１％〜１５％のパッドを持つ研磨定盤を用い、研磨定盤のパッドがウエハに与える圧力を１００ｇ／ｃｍ２（９．８ｋＰａ）〜１５００ｇ／ｃｍ２（１４７ｋＰａ）にして、ｐＨが１〜１２の研磨液を供給しつつ研磨ホルダ−と研磨定盤を回転させながらストライプ型３族窒化物ウエハをポリシングすることによって得られた、ストライプ直角方向のオフ角が０．１゜未満である領域の比率である平坦性が４０％以上、面粗度がＲａ２ｎｍ以下であることを特徴とする３族窒化物基板。
【請求項１０】
前記複数のストライプ型３族窒化物ウエハを研磨ホルダ−に貼付ける際に、ストライプＳの方向が回転方向Ｇと垂直になるように研磨ホルダ−に貼付けてポリシングすることによって得られたことを特徴とする請求項８、９に記載の３族窒化物基板。
【請求項１１】
請求項８から請求項１０までのいずれかの３族窒化物基板の少なくとも一方の主面側にエピタキシャル成長により形成された１層以上の３族窒化物層を有するエピタキシャル層付き３族窒化物基板。
【請求項１２】
請求項８から請求項１０までのいずれかの３族窒化物基板と、前記３族窒化物基板の少なくとも一方の主面側にエピタキシャル成長により形成された１層以上の３族窒化物層と、前記３族窒化物基板またはエピタキシャル成長された３族窒化物層に形成された電極とを含む３族窒化物デバイス。 
【請求項１３】
請求項８から請求項１０までのいずれかの３族窒化物基板を選択し、前記３族窒化物基板の少なくとも一方の主面側に３族窒化物層をエピタキシャル成長させることを特徴とするエピタキシャル層付き３族窒化物基板の製造方法。
【請求項１４】
請求項８から請求項１０までのいずれかの３族窒化物基板を選択し、前記３族窒化物基板の少なくとも一方の主面側に３族窒化物層をエピタキシャル成長させ、前記３族窒化物基板またはエピタキシャル成長された３族窒化物層に電極を形成することを特徴とする３族窒化物デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ストライプ構造を有する、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）基板を研磨プレートに貼付けて研削、研磨する方法に関する。基板結晶は何れも窒素を５族元素として含み３族元素が異なるので合わせて３族窒化物と呼ぶ。何れも液相からの結晶成長ができない。気相成長によって下地基板の上に厚い膜を作り下地基板を除去するという手法で基板が作られる。 
【０００２】
研削は粗い固定砥粒を使って表面を削り厚みを減少させる工程である。研磨にはラッピングとポリシングがある。ラッピングは細かい固定砥粒あるいは粗い遊離砥粒を使ってよりゆっくりと厚みを減らし、表面の粗さを改善し、加工変質層を低減する工程である。ポリシングは細かい遊離砥粒を使って表面をより平滑にし、加工変質層をより低減する工程である。ＣＭＰ（化学的機械的研磨）は薬品の化学作用と砥粒の物理作用でポリシングするものである。 
【０００３】
Ｓｉウエハは丈夫で靭性もあって研削、ラッピング、ポリシングなどが容易である。しかしＧａＮウエハはＳｉより硬いのにより脆く衝撃に弱い。３族窒化物基板はＳｉウエハと同じ様には研削、ラッピング、ポリシングなどができない。それで３族窒化物に対し特別の砥石や研磨液や研磨布などが必要である。 
【０００４】
半導体基板の研磨、研削などでは両面の場合と片面の場合がある。ここでは片面の場合を対象とする。片面研磨の場合は、円盤状の研磨プレート（ホルダ−ともいう）にウエハを貼付け、それを定盤の研磨布に押しつけ研磨プレートを自転、定盤を公転させ研磨液を供給しながらウエハの下面を研磨する。両面を研磨する必要がある場合は同じことを両面に繰り返して行う。 
【０００５】
両面研磨方法が別にある。それはいくつかの穴を持ち外周に歯車部を持つキャリヤという治具を複数枚、上下の定盤によって挟み、キャリヤの歯車部を太陽歯車とインターナルギヤに噛み合わせ、キャリヤを遊星運動させながら研磨液を上定盤の溝から流してウエハの両面を同時に研磨するものである。本発明はこれを採用せず、研磨プレートにウエハを固定して片面ずつ研磨する方法の改良である。 
【０００６】
本発明ではストライプ構造がウエハの必須の条件である。これはＳｉウエハ、ＧａＡｓウエハなどでは存在しないものである。窒化ガリウムなどの３族窒化物基板を特別な手法で作製したときにできる構造である。ストライプウエハとはウエハのある方向に伸びる平行な構造物が繰り返して存在するような異方性のあるウエハである。 
【０００７】
転位が集合した結晶欠陥集合領域Ｈと転位がほとんどない低欠陥単結晶領域Ｚとが平行交互に存在するウエハ（（ＨＺ）ｍタイプ）あるいは転位が集合した結晶欠陥集合領域Ｈと転位がほとんどない低欠陥単結晶領域Ｚ、Ｃ面成長領域Ｙとが平行交互に存在するウエハ（（ＨＺＹＺ）ｍタイプ）がストライプ構造を持つウエハである。本発明はストライプウエハの研削、ラッピング、ポリシングを対象にする。 
【背景技術】
【０００８】
大型の窒化ガリウム結晶（ＧａＮ）など３族窒化物結晶基板を作ることは難しい。４０ｍｍ以上の直径を持つ窒化ガリウムウエハは未だ大量安価に製造できない。ＧａＮ結晶基板自体が新しいので適当な研磨の方法が未だに知られていない。ＧａＮはＳｉより硬くて研削、研磨が難しく、それでいて脆いので、より一層研削、研磨が困難である。一般に３族窒化物結晶基板は製造困難であり、しかも硬くて脆いので研磨も難しい。 
【０００９】
研磨方法に関する従来技術はほとんどない。だからＧａＮやＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ基板の片面研磨に関する従来技術を挙げることができない。数ｍｍ程度の小さいＧａＮ結晶があってもそれはデバイス作製のための役に立たない。ここでは直径４０ｍｍ以上の３族窒化物半導体を対象とする。特に直径５０ｍｍ以上のものが重要である。 
【００１０】
特許文献１はＧａＡｓウエハの片面研磨に関する。研磨プレート（研磨ホルダ−）に液状ワックスをスプレーで吹き付け、ＧａＡｓウエハを押しつけて研磨プレート（研磨ホルダ−）に固定するというものである。ＧａＡｓウエハの片面研磨の準備段階である貼付け方法の提案である。ＳｉウエハやＧａＡｓウエハの研磨技術に関する改良は数多い。３族窒化物基板に対するものはほとんどない。 
【００１１】
本発明はストライプ構造を持つ基板の研磨方法に関するものである。ストライプ構造は一般的な手法で作られるものではなく本発明者の独自の方法によるものである。だからストライプ構造をまず説明しなければならない。ストライプ構造というのは、欠陥（転位）が多数高密度に集合した結晶欠陥集合領域Ｈと、転位がほとんどない低欠陥で単結晶である低欠陥単結晶領域Ｚが交互平行に多数存在するような異方性ある構造である。低欠陥で単結晶である部分は二つに区別される。 
【００１２】
一つは結晶欠陥集合領域Ｈに接し導電性が高い低欠陥単結晶領域Ｚである。もう一つは結晶欠陥集合領域Ｈに非接触の導電性の低いＣ面成長領域Ｙである。Ｈ、Ｚ、Ｙは互いに平行で繰り返し存在する（図４）。Ｙは存在しないときもある（図３）。ＨとＺとＹ或いは、ＨとＺが平行にあるのでストライプ構造と呼ぶのである。 
【００１３】
ストライプ構造を理解するにはまずファセット成長法とでも呼ぶべき本発明者の独自の成長法を知らなくてはならない。窒化ガリウムは下地基板（サファイヤ基板など）の上に気相成長させて作る。従来は注意深く成長条件を制御しＣ面を維持しながら窒化ガリウム薄膜を成長させていた。特許文献２は初めて本発明者らがファセット成長法を見出してそれを提案するものである。下地基板の上に窒化ガリウム結晶核を作り成長を始めると、初めは平坦でなく結晶粒が独自に成長した凹凸多い表面となる。成長が進むに従い膜が形成されて平坦にすることができるようになる。 
【００１４】
ここでファセット成長法というのは、平坦にしないで凹凸面（ファセットからできる）をそのまま維持して成長させる独自の新規な手法である。ファセットによるピット（凹部）が表面に多数形成され維持されると、横方向縦方向の成長速度の違いのためその上にあったファセットはファセットピットの底へ移動する。ピット底に転位が高密度に凝集する。その他の部分から転位が除かれるのでその他の部分は低転位になる。特許文献２はピットがどこにできるのか分からないのでこれらはランダム型という。 
【００１５】
特許文献３はピットのできる位置を明確に予断することができるようにしたものである。下地基板（サファイヤ、ＧａＡｓ）の上にＳｉＯ２のマスクを孤立点状に６回対称性があるように形成し、その上にＧａＮを気相成長（ＨＶＰＥ）する。マスクの直上に必ずピット底がくるようにファセットができる。孤立点状にマスク、ピットを配置するのでこれをドット型と呼ぶ。マスクの上は結晶欠陥集合領域Ｈとなる。マスク上でない部分は低欠陥単結晶領域ＺあるいはＣ面成長領域Ｙとなる。これはどこがＨ、Ｚ，Ｙになるのか予め決めることができる。発光素子などのデバイスを形成するには、結晶欠陥集合領域Ｈに掛からないようにチップの位置を決めないといけない。 
【００１６】
ドット型では発光素子チップ位置を連続してウエハ上に設けるのが難しい。そこで特許文献４は平行直線状のマスクを下地基板の上に設けその上にＧａＮを気相成長させたものを提案している。マスクの上は成長が遅れてファセットの底になる。マスク上は結晶欠陥集合領域Ｈになる。 
【００１７】
ファセットによって転位は結晶欠陥集合領域Ｈへと送られる。マスク上の結晶欠陥集合領域Ｈに転位が集結する。マスク上以外の部分は低欠陥単結晶領域Ｚ、Ｃ面成長領域Ｙとなる。 
【００１８】
マスクが直線平行なので、結晶欠陥集合領域Ｈ、低欠陥単結晶領域Ｚ、Ｃ面成長領域Ｙも直線状平行になる。ＨＺＹＺＨＺＹ…型のストライプウエハができる。図４はこのような形のストライプウエハを示す。図４（１）は平面図、（２）は縦断面図である。発光素子として低欠陥単結晶領域Ｚ、Ｃ面成長領域Ｙを使うが、Ｚ、Ｙが直線状に存在するのでウエハ上における発光素子の分布をうまく定めることができ好都合である。なお、結晶成長時の温度、ガス流れ等の成長条件ばらつきにより、各領域の幅がある程度変動して形状が直線状平行から多少ずれる場合がある。
【００１９】
ストライプタイプのウエハはそれゆえ特許文献４に提案されており、結晶欠陥集合領域Ｈの幅ｈは、１μｍ〜２００μｍである。低欠陥単結晶領域Ｚ（幅ｚ）とＣ面成長領域Ｙ（幅ｙ）と低欠陥単結晶領域Ｚの３領域が隣接するＨ、Ｈによって挟まれる４重構造（ＨＺＹＺＨＺＹＺＨ…：（ＨＺＹＺ）ｍと略記）の場合は、２ｚ＋ｙが１０μｍ〜２０００μｍである。ピッチｐ＝２ｚ＋ｙ＋ｈは２０μｍ〜２０００μｍである。
【００２０】
低欠陥単結晶領域Ｚ（幅ｚ）だけの１領域が隣接するＨ、Ｈによって挟まれる２重構造（ＨＺＨＺＨＺ…：（ＨＺ）ｍと略記）の場合は、ｚが１０μｍ〜２０００μｍである。図３はＨＺからなるストライプウエハを示す。図３（１）は平面図、（２）は縦断面図である。ピッチｐ＝ｚ＋ｈは２０μｍ〜２０００μｍである。ピッチｐはデバイスの幅を規定するので素子の幅によって決める。例えばｐ＝４００μｍとすると、３００μｍ〜３５０μｍ角のＬＤ、ＬＥＤなどのデバイスの作製に向いている。
【００２１】
【特許文献１】特開２００４−１６５３６０
【特許文献２】特開２００１−１０２３０７
【特許文献３】特開２００３−１６５７９９
【特許文献４】特開２００３−１８３１００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
３族窒化物の良質の結晶基板を製造するための試みが長い間続けられ、ファセット成長法によって５０φの低転位のＧａＮ自立結晶基板を製造することが可能になった。低転位にするためにファセット成長させるのは有効であるしストライプ型とするとどの位置がどのような構造を持つようになるのか予め分かるのでデバイス作製に都合がよい。ストライプ型ＧａＮは、下地基板にマスクを平行に付けて成長させる方法で作ったものである。下地基板を除去したものはＺＨＺＨＺＨ…＝（ＨＺ）ｍの繰り返し、あるいはＺＨＺＹＺＨＺＹＺＨ…＝（ＨＺＹＺ）ｍの繰り返し構造を持つ。
【００２３】
Ｚ，Ｙは低転位で単結晶であるがこれはＧａ面（ＧａＡｌ、Ａｌ、ＩｎＡｌ面を含む：（０００１）面）であって強健である。化学的物理的に強いので容易に腐食されない。Ｈは転位密度が高い。これも単結晶であるが方位が１８０゜異なっている。Ｈの表面はＮ面（窒素面：（０００−１）面）である。Ｈは化学薬品によって腐食され易い。また容易に削ることができる。ＨとＺとではその性質が著しく異なる。裏面側では反対で、低欠陥単結晶領域Ｚの裏面がＮ面に、結晶欠陥集合領域Ｈの裏面がＧａ面になっている。 
【００２４】
そのような異方性、非均一性があるウエハである。異方性があって均一でないから研磨でも異方性を考慮した工夫が必要である、ということが分かってきた。本発明はストライプ型の３族窒化物ウエハの研磨方法を提案する。 
【００２５】
ストライプは＜１−１００＞方向に平行に作ることが多い。それは｛１１−２ｎ｝ファセットと平行であり、｛１１−２ｎ｝ファセットは作り易いファセットである。劈開面は｛１−１００｝面であるがこれはストライプ＜１−１００＞方向に垂直となる。 
【００２６】
そうではなくて、ストライプを＜１１−２０＞方向に平行にすることもできる。その場合ファセットは｛１−１０ｎ｝となる。劈開面｛１−１００｝はストライプに平行になる。 
【課題を解決するための手段】
【００２７】
図５に研磨装置の概略を示す。圧縮率が１％〜１５％のパッドＰを持つ研磨定盤Ｑを用い、複数のストライプ型３族窒化物ウエハＷを、ストライプＳの方向が回転方向Ｇと垂直になるように研磨ホルダ−Ｋに放射状に貼付け、研磨ホルダーＫがウエハＷに与える圧力を１００ｇ／ｃｍ２（９．８ｋＰａ）〜１５００ｇ／ｃｍ２（１４７ｋＰａ）にして、ｐＨが１〜１２の研磨液Ｅを供給しつつ研磨ホルダ−Ｋと研磨定盤Ｑを回転させながら、ストライプ型３族窒化物ウエハを研磨する。 
【００２８】
ストライプＳの方向が回転方向Ｇと垂直だというのは図２に示すような貼付けである。ストライプＳの方向が回転方向と平行だというのは図１に示すような貼付けである。本発明は図２のようにストライプウエハを研磨ホルダ−Ｋに貼付けることを主張している。Ｓ垂直Ｇという貼付け方向は、研削、ラッピング、ポリシングに共通して言えることである。 
【００２９】
パッド圧縮率のより望ましい範囲は１％〜１０％である。より好ましい範囲は１％〜３％である。 
パッドからウエハにかかる圧力はより好ましくは３００ｇ／ｃｍ２（２９．４ｋＰａ）〜１０００ｇ／ｃｍ２（９８ｋＰａ）である。 
【００３０】
研磨液のｐＨは、より好ましい範囲はｐＨ＝１．５〜１０である。さらに良いのは、ｐＨ＝２〜６である。酸性であるのが望ましい。アルカリは結晶欠陥集合領域Ｈを選択的に腐食する。そのため表面に凹凸ができる。だから酸性の研磨液が適する。 
【００３１】
酸性にする場合、塩酸、硫酸、硝酸などの無機酸を使うこともできる。またクエン酸やリンゴ酸などの有機酸も使うことができる。有機酸は作用が弱くて結晶欠陥集合領域Ｈを腐食しないのでウエハの平坦性を保持する上で有利である。無機酸、有機酸とも、金属元素と化合した無機酸塩、有機酸塩であってもよい。 
【００３２】
研削、ラッピング、ポリシング後のミラーウエハを評価する指標として平坦性、面だれ、面粗度などがある。 
【００３３】
平坦性というのは低欠陥単結晶領域Ｚ（ＹがあればＹを含む）において、ストライプＳに垂直な方向でのオフ角が０．１゜未満の領域面積が低欠陥単結晶領域Ｚ全体の面積に占める割合をいう。図３に示した（ＨＺ）ｍ構造のストライプ型基板について説明すると、ポリシング後のストライプ型基板の拡大図である図６において、ストライプに垂直な方向の断面図での低欠陥単結晶領域Ｚの幅ｚと、オフ角が０．１°未満の領域の幅ａの比率から、下式で示される。
平坦性(％)  ＝  ａ／ｚ  ×  １００  
平坦性８０％というと、低欠陥単結晶領域Ｚでストライプ垂直方向オフ角が０．１゜未満の領域が低欠陥単結晶領域Ｚ全体の８０％だということである。通常のウエハの平坦性とは定義が違う。 
【００３４】
平坦性はウエハの評価の指標であって研削、ラッピング、ポリシングの定義ではない。平坦部だけをデバイス作製のために使うことができる。平坦性が低いウエハはデバイス作製に利用できる面積が狭くなるということである。本発明では研磨後のウエハの平坦性としては４０％以上であることを要求する。さらに好ましくは６０％以上とする。さらによいのは８０％以上になることである。 
【００３５】
面だれというのはウエハの外周部が削られて表面高さより低くなりウエハ全体が凸形状になることである。これも有効面積を減らす。平坦性はこれとは少し違う。ストライプ構造の場合、結晶欠陥集合領域Ｈが物理的化学的に弱いので、研削、ラッピング、研磨によって凹部になることがある。それが平坦性で評価される。それは結晶欠陥集合領域Ｈ毎にできる凹部であるから、外周部に限定される面だれとは区別される。 
【００３６】
面粗度もミラーウエハの評価指標となる。Ｒｍａｘ、Ｒａ、Ｒｚ、Ｒｙ、Ｒｍｓなど色々の面粗度の種類がある。ここではＲａを面粗度の指標とする。ウエハ表面にできた山・谷の差の絶対値を平均したものである。目的によって面粗度への要求の程度は異なる。ここでは研磨後のウエハのＲａとしてはＲａ２．０ｎｍ以下であることを要求する。更に望ましくはＲａ０．９ｎｍ以下とする。 
【００３７】
さらにミラーウエハに３族窒化物層をエピタキシャル成長させたエピウエハにしてフォトルミネセンス（ＰＬ）強度を調べて評価することもある。 
【００３８】
エピ成長させ電極を付けてデバイスとして実際に通電し発光させてデバイスの性能を調べてウエハの出来具合を調べるということもある。デバイスにした場合の合格となったデバイスの割合を歩留まりという。同じウエハでも目的とするデバイスによって歩留まりは異なる。ここでは青色レーザ（４３０ｎｍ）を作製した場合の歩留まりが３５％以上だということを要求する。 
【発明の効果】
【００３９】
ストライプ構造を有する３族窒化物結晶ウエハのストライプを研磨ホルダ−Ｋの回転方向Ｇに平行に付けると、物理的化学的に弱い結晶欠陥集合領域Ｈが選択的に削られる。そのために平坦性が低下し面粗度も悪くなる。本発明はそうでなくストライプＳを研磨ホルダ−Ｋの回転方向Ｇに垂直になるように貼付ける。研磨ホルダ−Ｋは自転し、研磨定盤Ｑは公転するので、ウエハとパッドの相対運動の方向は常に研磨ホルダ−Ｋの円周方向Ｇだという訳ではない。 
【００４０】
しかし時間平均するとウエハとパッドの相対運動の方向は研磨ホルダ−Ｋの円周方向Ｇだということが分かる。ウエハＷのストライプＳに直交するようにパッドが相対運動するので、特に弱い結晶欠陥集合領域Ｈが選択的に腐食され削られるということがない。そのために本発明のようにするとＺ、Ｈ、Ｙの削れ量が平均化し平坦性が保持される。また面粗度の劣化をも防ぐことができるのである。 
【００４１】
研磨液のｐＨの設定も重要である。強いアルカリ性の研磨液は化学的に弱い結晶欠陥集合領域Ｈを選択的に腐食する。そのため結晶欠陥集合領域Ｈが窪んで凹部となる。そうなると平坦性が低下し面粗度も悪くなる。そのためｐＨの範囲は１〜１２である。より好ましくは１．５〜１０である。酸性では結晶欠陥集合領域Ｈの選択的な腐蝕が小さいことから、さらに良いのは２〜６である。Ｈ、Ｚ、Ｙともにほぼ同じ割合で厚みが減少していくので平坦性は維持され面粗度は小さい。ｐＨ＜１の強酸はやはり結晶欠陥集合領域Ｈを腐食して凹部を形成するので良くない。 
【００４２】
パッドの圧縮率はあまりに大きいと結晶欠陥集合領域Ｈが腐食された凹部に入り込みさらに結晶欠陥集合領域Ｈの凹みが進行する。圧縮率が小さいと硬くて伸縮しない。パッドが硬すぎると衝撃が発生しやすくスクラッチが入りやすい。またウエハを破損するおそれがある。そのような訳でパッドの圧縮率は低い方が良いのであるが、あまりに硬いもの困る。それでパッド圧縮率は１％以上とする。 
【００４３】
だから圧縮率の範囲は１％〜１５％である。その範囲であると、結晶欠陥集合領域Ｈが選択的に摩耗するということがない。よって平坦性が護られる。より好ましくは、圧縮率は１％〜１０％である。最も良いのは１％〜３％である。ここでパッドの圧縮率というのは、初荷重Ｗ１を負荷して１分後の厚さＴ１と、荷重をＷ２に増して１分後の厚さＴ２から、次式により求められる。
圧縮率(％)＝  （Ｔ１−Ｔ２）  ／  Ｔ１  ×  １００  
Ｗ１は１００ｇ／ｃｍ２、Ｗ２は１８００ｇ／ｃｍ２とした。 
【００４４】
圧力は１００ｇ／ｃｍ２（９．８ｋＰａ）〜１５００ｇ／ｃｍ２（１４７ｋＰａ）にする。より好ましくは、圧力は３００ｇ／ｃｍ２（２９．４ｋＰａ）〜１０００ｇ／ｃｍ２（９８ｋＰａ）がいい。
【００４５】
そのように条件を整えてウエハを研削、ラッピング、ポリシングすると、平坦性が４０％以上、面粗度がＲａ２．０ｎｍ以下のミラーウエハを得ることができる。
【００４６】
前記ミラーウエハの上に３族窒化物層をエピ成長させた際に、結晶性、モフォロジーの良好なエピタキシャル層を形成でき、ＬＤを作製した場合歩留まりを３５％以上にできる。 
【００４７】
本発明の３族窒化物ミラーウエハは以下のような半導体デバイスの基板として利用することができる。  
半導体デバイスには、発光素子（発光ダイオード、半導体レーザ）、電子素子（整流器、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、ＨＥＭＴ）、半導体センサ−（温度センサ−、圧力センサ−、放射センサ−、可視−紫外光検出器）、ＳＡＷデバイス、加速度センサ、ＭＥＭＳ部品、圧伝振動子、共振器、圧電アクチュエータなどがある。
【００４８】
本発明のエピタキシャル層付き３族窒化物基板は、３族窒化物基板の少なくとも一方の主面側にエピタキシャル成長により形成された１層以上の３族窒化物層を含む。かかる１層以上の３族窒化物層は、モフォロジーおよび結晶の良好なエピタキシャル層であり、かかるエピタキシャル層上には、モフォロジーおよび結晶の良好なエピタキシャル層をさらに形成して、高特性の半導体デバイスを作製することが容易となる。
ここで、３族窒化物層には、特に制限がなく、たとえばＧａxＡｌyＩｎ1-x-yＮ層（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）などが挙げられる。また、３族窒化物層をエピタキシャル成長をさせる方法にも、特に制限がなく、ＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長、以下同じ）法、ＭＢＥ（分子線エピタキシー、以下同じ）法、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相堆積、以下同じ）法などが好ましく挙げられる。なお、３族窒化物層のエピタキシャル成長前に、３族窒化物基板の表面を改質するため、エピタキシャル成長を行なう装置内で窒化物結晶基板のエッチングおよび／またはアニールを行なうことができる。
【００４９】
本発明の半導体デバイスは、３族窒化物基板の少なくとも一方の主面側に形成されている１層以上の３族窒化物層と、３族窒化物基板または３族窒化物層に形成された電極とを含む半導体デバイスである。半導体デバイスは、３族窒化物基板の少なくとも一方の主面側にモフォロジーおよび結晶の良好なエピタキシャル層である３族窒化物層が１層以上形成されているため、高特性の半導体デバイスとなる。
【００５０】
本発明のエピタキシャル層付き３族窒化物基板の製造方法は、半導体デバイス用基板として３族窒化物基板を選択し、３族窒化物基板の少なくとも一方の主面側に１層以上の３族窒化物層をエピタキシャル成長させることを特徴とする。かかる製造方法によれば、３族窒化物基板の少なくとも一方の主面側にモフォロジーおよび結晶の良好なエピタキシャル層である３族窒化物層が１層以上形成されるため、高特性および長寿命の半導体デバイスが得られる。  
【００５１】
本発明の半導体デバイスの製造方法は、半導体デバイス用基板として３族窒化物基板を選択し、３族窒化物基板の少なくとも一方の主面側に１層以上の３族窒化物層を成長させ、さらに３族窒化物基板または３族窒化物層に電極を形成することを特徴とする。かかる製造方法によれば、３族窒化物基板の少なくとも一方の主面側にモフォロジーおよび結晶の良好なエピタキシャル層である３族窒化物層が１層以上形成されるため、高特性および長寿命の半導体デバイスが得られる。
【実施例１】
【００５２】
［実施例１；ウエハ貼付け方向、ストライプＳと回転方向Ｇの関係］   
外形１３５ｍｍ厚み３０ｍｍのアルミナブロックを研磨ホルダ−（研磨プレート）とした。研削、ラッピング、ポリシングの対象となるウエハは直径５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのストライプ型ＧａＮ基板である。結晶欠陥集合領域Ｈの幅がｈ＝５０μｍ、低欠陥単結晶領域Ｚの幅がｚ＝３５０μｍで、ピッチはｐ＝４００μｍである。Ｃ面成長領域Ｙは存在しない（ｙ＝０）。同時に研削、ラッピング、ポリシングするウエハ３枚を一組の試料とする。
【００５３】
熱可塑性の固形ワックスを使って３枚のＧａＮウエハを研磨ホルダ−に貼付ける。研磨ホルダ−をワックスの軟化点＋３０℃に加熱してワックスを溶かし、研磨ホルダ−（研磨プレート）の外周から５ｍｍに外縁がくる位置に３枚のストライプＧａＮウエハを均等に貼付けた。ストライプに関する貼付け方向は表１に示す通りである。
【００５４】
「平行」とあるのは図１のようにウエハＷのストライプＳの方向と研磨ホルダ−Ｋの回転方向Ｇが平行だというものである。「垂直」とあるのは図２のようにウエハＷのストライプＳの方向が研磨ホルダ−Ｋの回転方向Ｇと垂直だというものである。 
【００５５】
３枚一組の４つの試料組（試料１、試料２、試料３、試料４）について研削を行った。試料１、３はストライプＳが回転方向Ｇに垂直である（図２）。試料２、４はストライプＳが回転方向Ｇに平行である（図１）。 
【００５６】
ウエハＷを研磨プレートＫに貼付けた後、試料１〜４についてダイヤ砥石２０００番で研削をした。試料３、４は研削加工に止めた。試料１、２に付いては研削後さらに平均粒径２μｍのダイヤモンド遊離砥粒を用いてラッピングした。機械加工後の最大スクラッチ深さ、加工変質層の厚さ、平坦性を測定した。 
【００５７】
表１に測定結果を示した。スクラッチは研削、研磨などでできた直線状の傷である。試料３、４は目の粗い固定砥石による研削だけであるからスクラッチは深い。試料４が２９０ｎｍの最大スクラッチ深さであるのに、試料３は９５ｎｍの最大スクラッチ深さである。 
【００５８】
加工変質層厚みは試料４で７μｍ（平均値）と厚い。試料３では４μｍで半減している。これは何れもストライプＳの研磨ホルダ−Ｋへの取り付け方位の違いに起因する。スクラッチが浅く加工変質層が薄い方が望ましい。試料４より試料３の方が良い結果を与える。それはストライプＳが回転方向Ｇと垂直の方（Ｓ垂直Ｇという）が良いということである。
【００５９】
結晶欠陥集合領域Ｈは欠陥が密集する部位であるが物理的にも化学的にも弱い。削ると容易に傷が付く。それに反して低欠陥単結晶領域Ｚ、Ｃ面成長領域Ｙは硬く堅牢で物理的化学的に強健である。容易に削れない。 
【００６０】
ストライプＳと回転方向Ｇが平行（図１）だと砥石がストライプと平行に表面を擦るストライプＳを構成するＨ、Ｚの物理的、化学的な強度の違いが研削、研磨における深いスクラッチと厚い変質層として現れる。 
【００６１】
ストライプＳと回転方向Ｇが垂直（図２）だと砥石がストライプと垂直に表面を擦るがその方向には強弱面が交替しており硬質面が補強するので傷が付きにくい。ストライプＳを構成するＨ、Ｚの物理的、化学的な強度の違いは平均化され、研削、研磨において浅いスクラッチ、薄い変質層として現れる。 
【００６２】
【表１】
2008066355.tif 000003
【００６３】
試料１、２はラッピングもしている。研削よりラッピングは砥粒が細かく、しかも遊離砥粒だからスクラッチが削られ浅くなる。試料１の最大スクラッチ深さは２１ｎｍ、試料２の最大スクラッチ深さは４９ｎｍである。これも試料１は回転方向ＧがストライプＳに垂直であり、研削、ラッピング方向に表面強度が交替するので傷が浅いのである。試料２は回転方向ＧがストライプＳに平行だから（「Ｓ平行Ｇ」という）表面の強度の弱い所から深く抉られるのでスクラッチが深い。加工変質層も試料１で０．５μｍ、試料２で２μｍである。これも試料１が優れている。回転方向ＧがストライプＳに垂直であり強度が平均化（ＨＺＨＺＨ…或いはＨＺＹＺＨ…）され変質層が薄い。
【００６４】
試料１、２についてさらにコロイダルシリカを用いたＣＭＰ（化学的機械的研磨）を行った。その後の表面粗さは、試料１がＲａ０．５ｎｍ、試料２がＲａ１．４ｎｍであった。平坦性は試料１が６５％、試料２が４５％であった。平坦性というのはオフ角が０．１゜未満の領域が低欠陥単結晶領域Ｚの中で何％を占めるかという指標である。大きい方が良い。Ｓ垂直Ｇである試料１は、Ｓ平行Ｇである試料２よりも表面粗さが低く平坦性も優れている。それはストライプＳが研磨ホルダ−Ｋの回転方向Ｇに垂直だからである。 
【００６５】
試料１は機械研磨後に結晶欠陥集合領域Ｈが窪むということもなく平坦性の問題はなかった。試料１〜４のうち、Ｓ垂直Ｇの試料１が最も優れている。研削だけの場合で比べると試料３は試料４より優れる。これも同じように試料３はＳ垂直Ｇなので砥石の運動方向がＨ、Ｚを横切り研削が平均化されるからである。 
【実施例２】
【００６６】
［実施例２；研磨液のｐＨの影響（無機酸と有機酸）］   
実施例１で試料１としたもの（Ｓ垂直Ｇ）について、条件を様々に（６種類）変えてＣＭＰを行った。特にＣＭＰ研磨液のｐＨを変えて実験をした。 
試料１は、外形１３５ｍｍ厚み３０ｍｍのアルミナブロックを研磨ホルダ−Ｋとし、ストライプＳが回転方向Ｇに垂直になるように（放射状に）３枚の４００μｍピッチストライプ型５０φＧａＮウエハを固形ワックスで貼付け、研削、ラッピングしたものである。ダイヤ砥石２０００番の研削とダイヤラッピングの後、表２に示す条件でＣＭＰを実行した。それぞれ試料５〜１４とする。
【００６７】
遊離砥粒は試料５〜１４の何れもコロイダルシリカ（ＳｉＯ２）である。ｐＨは、試料５については０．８、試料６は１．０、試料７は１．５、試料８、９、１４についてはｐＨ＝２．０、試料１０は６．０といずれも酸性とした。試料１１はｐＨ＝１０、試料１２はｐＨ＝１２、試料１３はｐＨ＝１３といずれもアルカリ性とした。ｐＨ調整のための添加剤は、試料５〜７は塩酸、試料８、９は硝酸、試料１０は炭酸、試料１１〜１３は水酸化カリウム、試料１４はリンゴ酸である。 
【００６８】
【表２】
2008066355.tif 000004
【００６９】
パッドの圧縮率は、試料５〜７、９〜１４はいずれも１５％である。試料８は８％である。ウエハにかかる圧力は試料５〜１４ともに３００ｇ／ｃｍ２（２９．４ｋＰａ）である。 
ＣＭＰの後、試料の平坦性、表面粗さＲａを調べた。平坦性は、オフ角０．１゜以内の部分が占める割合である。４０％以上が必要であり、６０％以上あるのが望ましい。 
【００７０】
パッド圧縮率など他の条件もあって簡単でないが、この結果だけからいえば、試料５，１３が３８％、３５％で平坦性が低く不合格である。試料６，１２は平坦性４５％、４０％で合格である。試料７、１１は５５％、５８％でさらによい。試料９、１０は平坦性が６０％以上でさらによい。試料８、１４は平坦性が８０％以上でさらによい。平坦性を上げるには研磨液は強酸性、強アルカリ性ではいけない。ｐＨが１〜１２なら平坦性が４０％以上となりうる。ｐＨが１．５〜１０で平坦性が５５％以上となる。研磨液は酸性が望ましく、平坦性を６０％以上とするならｐＨは２〜６（酸性）とする。無機酸よりも有機酸を用いることにより平坦性をさらに向上できる。 
【００７１】
面粗度について、試料５，１３が１ｎｍ以上であって、比較的悪い。  試料６、７、１１，１２は比較的良い。試料８、９、１０、１４は０．６ｎｍ以下であってさらによい。研磨液が強酸性、強アルカリ性の場合、結晶欠陥集合領域Ｈが研磨液によって選択的に腐食されるので面粗度が悪くなり平坦性も落ちる。 
【００７２】
ｐＨは２〜６が良く、目的によっては１〜１２程度まで使える。酸性でも無機酸よりもリンゴ酸、クエン酸のような有機酸の方が平坦性が向上する。無機酸は結晶欠陥集合領域Ｈを選択的に腐食するが、有機酸はその作用が少ないので平坦になるのであろう。 
【００７３】
ＣＭＰ後に、ＭＯＣＶＤ法によってその上にエピ層を積層してＰＬ（フォトルミネセンス）の発光を調べた。エピ特性というのはＰＬ強度（任意単位）である。試料５，１３は３５、３９で特に弱い。試料６、７、１１，１２は４８，６１，６２，４５で十分のＰＬ強度を示す。試料８、９、１０、１４はかなり大きいＰＬ強度（８４、７３、６８，８６）を示す。試料５，１３は強酸、強アルカリによって結晶欠陥集合領域Ｈが腐食され平坦性が悪く、粗さも大きい。そのためエピ層の品質が悪くなり、ＰＬ強度が低くなる。 
【００７４】
さらに様々の窒化物層をウエハの上にエピタキシャル成長させ、電極を付けて４３０ｎｍ青色レーザデバイスを作り、チップ分離してＬＤ発光の特性を調べ、良品の歩留まりを調べた。試料５，１３は２８、３２で特に悪い。研磨液が強酸性、強アルカリ性のためである。試料１１、１２は歩留まりが５３％、３７％で比較的悪い。これもアルカリ研磨液のために結晶欠陥集合領域Ｈが腐食され平坦性や面粗度が劣るからであろう。試料１４は７４％の歩留まりで優れている。試料８、９、１０は７３％、６２％、５７％の歩留まりでこれも良い基板を与えているということが分かる。   
【実施例３】
【００７５】
［実施例３；パッド圧縮率の影響］   
実施例１で試料１としたもの（Ｓ垂直Ｇ）について、条件を様々に（５種類）変えてＣＭＰを行った。特にパッド圧縮率を変えた。結晶欠陥集合領域Ｈが弱くて削られやすいため、パッドが変形しやすいと削られた結晶欠陥集合領域Ｈの窪みにパッドが入り込んでさらに結晶欠陥集合領域Ｈを深く削る可能性がある。 
【００７６】
試料１は、外形１３５ｍｍ厚み３０ｍｍのアルミナブロックを研磨ホルダ−ＫとしストライプＳが回転方向に垂直になるように（放射状に）３枚の４００μｍピッチストライプ型５０φＧａＮウエハを固形ワックスで貼付け、研削、ラッピングしたものである。ダイヤ砥石２０００番の研削とダイヤラッピングの後、表３に示す条件でＣＭＰを実行した。それぞれ試料１５〜２１とする。
【００７７】
遊離砥粒は試料１５〜２１の何れもコロイダルシリカ（ＳｉＯ２）である。ｐＨは、試料１５〜２１の何れについてもｐＨ＝１１（アルカリ性）である。ｐＨ＝１１はアルカリ性が強すぎて実施例２では悪いｐＨ範囲であることが分かっている。しかしそれはパッド圧縮率が１５％、８％というように高いものであり、パッド圧縮率が低いともっと良い結果が得られるかも知れない。だから条件の悪いところであるｐＨ＝１１でさらに実験をした。研磨液のｐＨ調整成分はＫＯＨである。 
【００７８】
【表３】
2008066355.tif 000005
【００７９】
パッドの圧縮率は、試料１５が０．８％、試料１６が１．０％、試料１７が１．５％、試料１８が３、試料１９は１０％、試料２０は１５％、試料２１は２０％で順に圧縮率が大きくなっている。 
【００８０】
ウエハにかかる圧力は試料１５〜２１ともに３００ｇ／ｃｍ２（２９．４ｋＰａ）である。 
【００８１】
ＣＭＰの後、試料の平坦性、表面粗さＲａを調べた。試料２１が３５％で平坦性が最も低い。試料２０は平坦性４０％、試料１９は平坦性６０％と向上する。試料２１、２０、１９を比べるとパッドの圧縮率が大きすぎると平坦でなくなるということが分かる。圧縮率は１５％以下で平坦性が４０％以下である。平坦性を６０％以上とするには、圧縮率を１０％以下にしなければならない。平坦性を８０％以上にするには圧縮率を３％以下とする。 
【００８２】
面粗度は、試料１５がＲａ２．３ｎｍで最も大きい。試料１６がＲａ０．９ｎｍと改善する。パッドの圧縮率が小さいと、砥粒が３族窒化物基板に研磨中に強くあたるために、表面粗さが粗くなる。よってパッドの圧縮率は１%以上である必要がある。
【００８３】
また、面粗度は試料２１がＲａ１．４ｎｍで比較的大きい。試料２０がＲａ０．５５ｎｍと改善する。面粗度は試料１８（Ｒａ０．４２ｎｍ）、試料１９（Ｒａ０．４５ｎｍ）で優れている。パッドの圧縮率が大きいとパッドが変形しやすく欠陥集合領域Ｈの窪みへ入りやすい。そのため結晶欠陥集合領域Ｈが特に腐食されて凹凸が激しくなる。表面が平坦でなくなり面粗度が大きくなる。だからパッド圧縮率は１５％以下である必要がある。より好ましくは１０％以下とする。３％以下であればさらに良い。 
【００８４】
ＣＭＰ後に、ＭＯＣＶＤ法によってその上にエピ層を積層してＰＬ（フォトルミネセンス）の発光を調べた。エピ特性というのはＰＬ強度（任意単位）である。試料１５、２１が、３５、３６で特に弱い。試料１７は９０で十分のＰＬ強度を持つ。試料１６，１８はかなり大きいＰＬ強度（７５、８４）を示す。試料１５はパッド圧縮率が小さく、砥粒が３族窒化物結晶に強くあたるために、面粗度が大きい。そのためＰＬ強度が弱くなる。試料２１はパッド圧縮率が大きく変形しやすく結晶欠陥集合領域Ｈの窪みに入って結晶欠陥集合領域Ｈを深く削る。そのために面粗度が大きく、平坦性が悪くなる。面だれが発生しＰＬ強度が弱くなる。 
【００８５】
さらに様々の窒化物層をウエハの上にエピタキシャル成長させ、電極を付けてレーザデバイスを作り、チップ分離してＬＤ発光の特性を調べ、良品の歩留まりを調べた。試料２１は歩留まりが２７％で悪い。これも圧縮率が大きいので結晶欠陥集合領域Ｈが削られ、平坦性や面粗度が劣るからであろう。試料１５は歩留まりが２６％で悪い。面粗度が大きいからと考えられる。試料１６，１７，１８は７０％、７８％、７１％の歩留まりで優れている。試料２０、１９は４２％、５６％の歩留まりである。   
【００８６】
これらの結果からパッド圧縮率は１５％以下でなければならない。より好ましくは１０％以下である。３％以下であればさらに良い。 
【実施例４】
【００８７】
［実施例４；圧力の影響］   
実施例１で試料１としたもの（Ｓ垂直Ｇ）について、条件を様々に（９種類）変えてＣＭＰを行った。特に圧力を変えた。結晶欠陥集合領域Ｈが弱くて削られやすいがパッドに加えた圧力が小さいと、低欠陥単結晶領域Ｚ、Ｃ面成長領域Ｙでの研磨速度が弱まり化学的耐久性に劣る結晶欠陥集合領域Ｈの除去比率が増大し平坦性が減る可能性が考えられる。圧力が大きいとパッドが変形し結晶欠陥集合領域Ｈを深く削るので平坦性が減るという可能性がある。また砥粒の押しつけられる力が強くなり、面粗度Ｒａも大きくなる。だから圧力の影響も調べる必要がある。 
【００８８】
試料１は、外形１３５ｍｍ厚み３０ｍｍのアルミナブロックを研磨ホルダ−ＫとしストライプＳが回転方向Ｇに垂直になるように（放射状に）３枚の４００μｍピッチストライプ型５０φＧａＮウエハを固形ワックスで貼付け、研削、ラッピングしたものである。ダイヤ砥石２０００番の研削とダイヤラッピングの後、表４に示す条件でＣＭＰを実行した。それぞれ試料２２〜３０とする。
【００８９】
遊離砥粒は試料２２〜３０の何れもコロイダルシリカ（ＳｉＯ２）である。ｐＨは、試料２２〜３０の何れについてもｐＨ＝２．５（酸性）である。ｐＨ調整のための添加剤はＨＮＯ３（硝酸）である。ｐＨ＝２．５は酸性で実施例２では良いｐＨ範囲であることが分かっている。圧力を変えるのでｐＨは良い範囲のものを選んだ。 
【００９０】
【表４】
2008066355.tif 000006
【００９１】
パッドの圧縮率は、試料２２〜３０の何れについても３％とした。 
ウエハにかかる圧力は試料２２は８０ｇ／ｃｍ２（７．８ｋＰａ）、試料２３は１００ｇ／ｃｍ２（９．８ｋＰａ）、試料２４は１５０ｇ／ｃｍ２（１４．７ｋＰａ）、試料２５は３００ｇ／ｃｍ２（２９．４ｋＰａ）、試料２６は５００ｇ／ｃｍ２（４９ｋＰａ）、試料２７は８００ｇ／ｃｍ２（７８．４ｋＰａ）、試料２８は１０００ｇ／ｃｍ２（９８．０ｋＰａ）、試料２９は１５００ｇ／ｃｍ２（１１８ｋＰａ）、試料３０は１６００ｇ／ｃｍ２（１５７ｋＰａ）である。 
【００９２】
ＣＭＰの後、試料の平坦性、表面粗さＲａを調べた。試料２２が３８％で平坦性が最も低い。試料２３は５０％で改善する。試料２６、２７は平坦性が８５％、８２％で良好である。圧力が高い試料３０は５２％で平坦性が低下する。パッドにかける圧力が高すぎても低すぎても平坦性は悪くなる。
【００９３】
面粗度は、試料３０がＲａ２．５ｎｍで大きすぎる。試料２９はＲａ２．０ｎｍで面粗度が改善している。面粗度は試料２４（Ｒａ０．３９ｎｍ）、試料２３（Ｒａ０．４０ｎｍ）で優れている。圧力が大きくなると面粗度が粗くなって表面が劣化する。 
【００９４】
圧力が小さすぎると物理的化学的に強い低欠陥単結晶領域Ｚ、Ｃ面成長領域Ｙの研磨速度が遅く、弱い結晶欠陥集合領域Ｈだけが削れてしまうので平坦性が低下する。圧力が大きすぎると、パッドが変形して弱い結晶欠陥集合領域Ｈが大きく削れて平坦性が劣化する。押しつけ圧が大きいので面粗度も大きく低下する。 
【００９５】
この結果から圧力は、１００ｇ／ｃｍ２（９．８ｋＰａ）〜１５００ｇ／ｃｍ２（１４７ｋＰａ）であることが必要である。より好ましくは３００ｇ／ｃｍ２（２９．４ｋＰａ）〜１０００ｇ／ｃｍ２（９８ｋＰａ）である。 
【００９６】
ＣＭＰ後に、ＭＯＣＶＤ法によってその上にエピ層を積層してＰＬ（フォトルミネセンス）の発光を調べた。表においてエピ特性というのはＰＬ強度（任意単位）である。試料３０が１２で特に弱い。試料２６、２７は９１、８８で十分のＰＬ強度を持つ。試料２５、２８はかなり大きいＰＬ強度（７８、６８）を示す。試料３０はパッドからウエハにかかる圧力が大きすぎて結晶欠陥集合領域Ｈが異常に削られる。平坦性が低く面粗度も大きいのでエピ層の品質が低下する。 
【００９７】
さらに様々の窒化物層をウエハの上にエピタキシャル成長させ電極を付けてレーザデバイスを作りチップ分離してＬＤ発光の特性を調べ良品の歩留まりを調べた。試料３０は歩留まりが８％で極めて悪い。試料２２は３４％で良くない。試料２５は歩留まりが７５％で良好である。これらの結果から圧力は高すぎてもいけないし、低すぎてもいけないということが明らかになる。 
【００９８】
パッドに加える圧力は、１００ｇ／ｃｍ２（９．８ｋＰａ）〜１５００ｇ／ｃｍ２（１４７ｋＰａ）であることが必要である。より好ましくは３００ｇ／ｃｍ２（２９．４ｋＰａ）〜１０００ｇ／ｃｍ２（９８ｋＰａ）である。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】ウエハＷのストライプＳが回転方向Ｇと平行になるようにストライプ型ＧａＮウエハを研磨ホルダ−Ｋに貼付けた状態を示す研磨ホルダ−底面図。
【０１００】
【図２】ウエハＷのストライプＳが回転方向Ｇと垂直になるようにストライプ型ＧａＮウエハを研磨ホルダ−Ｋに貼付けた状態を示す研磨ホルダ−底面図。
【０１０１】
【図３】（ＨＺ）ｍ構造を持つストライプ構造ウエハの図。（１）は平面図、（２）は縦断面図。
【０１０２】
【図４】（ＨＺＹＺ）ｍ構造を持つストライプ構造ウエハの図。（１）は平面図、（２）は縦断面図。
【０１０３】
【図５】ウエハＷを研磨ホルダ−Ｋに貼付け片面研磨するようにした研磨装置の概略構成図。
【０１０４】
【図６】ポリシング後のストライプ型基板の拡大図であり、Ｈは結晶欠陥集合領域、Ｚは低欠陥単結晶領域、zは低欠陥単結晶領域Ｚの幅、aはオフ角が０．１゜未満の低欠陥単結晶領域Ｚの幅を示す。
【符号の説明】
【０１０５】
Ｗ  ＧａＮウエハ 
Ｈ  結晶欠陥集合領域 
Ｚ  低欠陥単結晶領域 
Ｙ  Ｃ面成長領域 
Ｋ  研磨ホルダ− 
Ｇ  回転（円周）方向 
Ｓ  ストライプ（方向）
Ｑ  研磨定盤
Ｅ  研磨液 
ａ  オフ角が０．１未満の低欠陥単結晶領域Ｚの幅
z   低欠陥単結晶領域Ｚの幅
【図１】
2008066355.tif 000007
【図２】
2008066355.tif 000008
【図３】
2008066355.tif 000009
【図４】
2008066355.tif 000010
【図５】
2008066355.tif 000011
【図６】
2008066355.tif 000012