(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物単結晶成長用反応チャンバーと、
前記反応チャンバーの内部に装着され基板を固定させるためのサセプタと、
前記サセプタに固定される基板の上面に向かってレーザーが照射されることができるように前記反応チャンバーの上部に提供されたレーザー照射用透明窓と、
前記サセプタに装着される基板の下面がレーザー照射方向を向かうように前記基板を移動させるための基板位置移動アームと、
を含む窒化物単結晶基板の製造装置。
【請求項２】
前記基板上に成長された成長膜の厚さを測定するために前記反応チャンバーの上部に提供された厚さ測定用透明窓をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の窒化物単結晶基板の製造装置。
【請求項３】
前記反応チャンバーの上部において前記レーザー照射用透明窓に対向する位置に設けられて前記基板上に成長された成長膜の反りを測定するために提供された他の透明窓をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の窒化物単結晶基板の製造装置。
【請求項４】
前記基板位置移動アームは、前記基板が位置する真空吸着部を含むことを特徴とする請求項１に記載の窒化物単結晶基板の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は窒化物単結晶基板の製造方法に関する。詳しくはレーザーリフトオフ工程において発生するクラックによる歩留まりの減少を緩和させることが可能な窒化物単結晶基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、記録／再生の高密度化または高解像度が要求される光ディスク分野だけでなく、次世代照明分野において、短波長帯域から発光する半導体素子の研究が活発に進行している。このような短波長帯域から発光可能な半導体素子を構成するための材料として、ＧａＮのような窒化物系単結晶基板が広く使用されている。例えば、ＧａＮ単結晶は３．３９Ｅｖエネルギーバンドギャップを有するため、青系短波長帯域光の発光に適している。
【０００３】
通常、窒化ガリウム単結晶は異種基板上にＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、有機金属化学気相成長）法、ＨＶＰＥ（Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ、水素化物気相エピタキシー）法などの気相成長法、またはＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ、分子線エピタキシー）法を利用し製造されており、ここに使用される異種基板にはサファイア（α−Ａｌ2Ｏ3）基板またはＳｉＣ基板があるが、例えば、サファイアの場合、窒化ガリウムと約１３％の格子定数の差が存在し、熱膨張係数の差（−３４％）も大きいため、サファイア基板と窒化ガリウム単結晶の界面の間に応力が発生し、これにより、結晶内に格子欠陥及びクラックが発生する問題がある。欠陥及びクラックは高品質の窒化物結晶成長を困難にし、結果的にそれにより製造された半導体素子には信頼性が低下し寿命が短くなるという問題がある。
【０００４】
このような問題を解決するための代案として、窒化物半導体素子を同種基板の窒化物単結晶基板上から直接成長させる技術が考慮されており、このために、フリースタンディング（ｆｒｅｅｓｔａｎｄｉｎｇ）窒化物単結晶基板が要求されている。
【０００５】
このようなフリースタンディング窒化物単結晶基板は、まずサファイア基板のような予備基板上に窒化物単結晶バルクを成長させ、次に予備基板を窒化物単結晶バルクから削除する工程から得られる。この際、サファイア基板を削除する方法としてレーザーリフトオフ（ｌａｓｅｒ  ｌｉｆｔ  ｏｆｆ）工程が使用されている。上記レーザーリフトオフ工程はレーザーを照射しサファイア基板との界面からＧａＮ系単結晶バルクを金属ガリウム（Ｇａ）と窒素（１/２Ｎ2）に分解し分離するレーザーリフトオフ（ｌａｓｅｒ  ｌｉｆｔ  ｏｆｆ）工程が使用されている。
【０００６】
しかし、通常のレーザーリフトオフ工程は、２インチ以下の小口径ウェーハから薄い厚さの結晶を成長させた場合には機械的変形またはクラックの発生なく適用され得るが、予備基板が相変わらず異種基板であるため、格子定数と熱膨張係数との差により直径２インチ以上のサイズまたは所定厚さ以上の結晶を成長させた場合には、図１に図示したとおり、深刻な反りとクラック（Ｃ）が発生するという問題が依然として生じる。特に、熱膨張係数による熱応力は、高温（９００〜１２００℃）で成長する窒化物結晶をレーザーリフトオフのために常温へ冷却する過程において深刻なレベルで発生する。
【０００７】
従って、当技術分野においては、窒化物単結晶バルクとサファイア基板のような既存の成長用基板間の応力発生、特に熱膨張係数の差による応力発生問題を根本的に解決することにより良質の窒化物単結晶基板を製造することが可能な方法及びその装置が要求されて来た。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の従来技術の問題を解決するためのもので、その目的はサファイア基板またはＳｉＣ基板のような予備基板上に窒化物単結晶を成長時または成長後、同じ温度のチャンバーで連続的にレーザーリフトオフ工程を実施することにより熱膨張係数の差による応力発生を抑制する窒化物単結晶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】
【０００９】
本発明は反応チャンバー内に裝着されたサセプタに予備基板を配置する段階と、上記予備基板上に窒化物単結晶層を成長させる段階との上記の予備基板を上記反応チャンバー内に維持させながら上記予備基板と上記窒化物結晶層が分離されるようにレーザービームを照射する段階を含む窒化物単結晶基板の製造方法を提供する。
【００１０】
望ましくは、上記レーザービームを照射する段階は反応チャンバー内からインシチュ（ｉｎ−ｓｉｔｕ）状態で実施されるため、窒化物単結晶成長温度範囲内の８００〜１２００℃で実行することが可能で、より望ましくは、上記窒化物単結晶層の成長温度と実際的に同じ温度範囲内で実施することが可能である。従って、熱膨張係数の差による応力発生を最小化しレーザー照射段階から起こるクラック及び反り現象を抑制することが可能である。
【００１１】
本発明により製造される窒化物単結晶層は、組成式ＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）を満足する単結晶層であってもよく、上記予備基板としては、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＭｇＡｌ2Ｏ4、ＭｇＯ、ＬｉＡｌＯ2及びＬｉＧａＯ2からなるグループから選択された物質からなる基板を使用することが可能である。
【００１２】
上記予備基板はシリコン基板の場合は、格子定数の差を緩和するため、上記窒化物単結晶層を成長させる段階の前に、上記予備基板上にＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の低温成長バッファ層を形成する段階をさらに含んだ方が望ましい。
【００１３】
本発明の製造方法に使用される反応チャンバーは上記サセプタに配置された上記予備基板に向かってレーザーが照射されるよう上部にレーザー照射用透明窓を設けるのが望ましい。
【００１４】
この場合、上記予備基板がサファイア基板のように上記窒化物単結晶層より広いエネルギーバンドギャップを有する物質からなる場合、上記レーザービームを照射する段階を上記窒化物単結晶が形成された予備基板の下面がレーザービームの照射される方向を向くよう上記予備基板を移動させる工程と、上記予備基板の下面にレーザービームを照射する工程により実行可能である。
【００１５】
一方、上記予備基板にシリコン基板のように、上記窒化物単結晶層より狭いエネルギーバンドギャップを有する物質からなる場合、上記レーザービームを照射する段階は、上記予備基板上面に形成された上記窒化物単結晶層を向かいレーザービーム照射する工程により具現することが可能である。
【００１６】
本発明の特定の実施形態では、上記窒化物単結晶層を成長させる段階は所定の厚さに窒化物単結晶膜を成長させる１次成長段階と、上記窒化物単結晶膜上に窒化物単結晶を追加成長させる２次成長段階とからなることが可能であるが、この場合、上記レーザーを照射する段階は上記１次成長段階と上記２次成長段階の間で実施することが可能である。
【００１７】
また、他の実施形態では、上記１次成長段階と上記２次成長段階の間に上記予備基板と上記窒化物単結晶膜が部分的に分離されるようレーザーを照射する段階をさらに含み、完全に分離するレーザー照射工程は２次成長段階が完了した後に実行することが可能である。
【００１８】
窒化物単結晶の成長工程の際に採用されるレーザー照射工程は格子定数による応力発生を緩和する効果がある。すなわち、成長の厚さの増加によって大きくなる応力発生を緩和するために、所定の厚さの窒化物単結晶膜を１次成長させた後、予備基板と部分的にまたは完全に分離するようレーザーを照射することにより成長の厚さが増加する２次成長時に発生する応力を最小化することが可能である。
【００１９】
上記の窒化物単結晶の成長工程の際に部分分離または完全分離のためのレーザー照射工程を導入する場合、上記予備基板がシリコン基板であれば、上記１次成長される窒化物単結晶膜の厚さは０．１〜１μｍが望ましい。一方、予備基板がサファイア基板の場合は、上記１次成長される窒化物単結晶膜の厚さは５〜１００μｍが望ましい。
【００２０】
本発明で使用される部分分離のためのレーザー照射工程は、レーザービームが照射される部分が所定の間隔を有するようにレーザーを照射する方式として具現することが可能である。
【００２１】
上述した実施形態において使用される窒化物単結晶層成長工程は、ＨＶＰＥ（Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）またはＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）により実行することが可能である。
【００２２】
本発明の主要な特徴は、窒化物単結晶を成長させる反応チャンバー内から窒化物単結晶と予備基板を分離するためのレーザー照射工程を実施することにより熱膨張係数による応力発生を最小化することにある。本発明に使用される予備基板としては、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＭｇＡｌ2Ｏ4、ＭｇＯ、ＬｉＡｌＯ2及びＬｉＧａＯ2を挙げることができる。基板のエネルギーバンドギャップによってレーザービームの照射方向を変更することが可能である。例えば、サファイア基板のように窒化物単結晶層より大きいエネルギーバンドギャップを有する場合は、その中間の波長（例えば、２６６ｎｍまたは３５５ｎｍ）を有するレーザービーム予備基板下面に向かって照射することが可能であるが、これと違って、シリコン基板のように窒化物単結晶層より小さいエネルギーバンドギャップを有する場合は、その中間の波長（例、５３２ｎｍまたは１０６４ｎｍ）を有するレーザービームを窒化物単結晶層上面方向に照射することが可能である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、レーザー照射による分離工程は反応チャンバー内で連続的に実施することにより熱応力を最小化し、より良質の窒化物単結晶層をより大きい厚さに成長させることが可能である。また、窒化物単結晶の成長過程で、レーザーのための部分分離工程を採用することにより格子定数の差による応力発生を緩和させ、より良質の結晶成長条件を提供することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付の図面を参照し本発明をより詳しく説明する。
図２ａないし図２ｄは本発明の一実施形態による窒化物単結晶基板製造方法を説明するための工程断面図である。本実施形態は成長される窒化物単結晶層より大きいエネルギーバンドギャップを有するサファイア基板を使用する場合を示す。
【００２５】
図２ａに示すように、本発明の窒化物単結晶基板製造方法は予備基板としてサファイア基板２０を備える段階から始まる。上記サファイア基板２０はＨＶＰＥ、ＭＯＣＶＤまたはＭＢＥ工程のための反応チャンバーに配置される。上記サファイア基板２０上にはより良質の窒化物単結晶を成長させるために低温（９００℃以下）でバッファ（図示しない）を形成することが可能である。
【００２６】
次に、図２ｂに示すように上記サファイア基板２０上に窒化物単結晶基板２５を成長させる。上記窒化物単結晶層２５はＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ組成式（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）を満足する単結晶であり得る。このような窒化物単結晶層２５はＨＶＰＥ、ＭＯＣＶＤまたはＭＢＥ工程に成長することが可能であるが、８００〜１２００℃の範囲内の高温条件が要求される。この際、成長される窒化物単結晶層２５は４００μｍ以上の厚さに形成することも可能である。
【００２７】
次に、図２ｃに示すように、反応チャンバー内で連続的に上記サファイア基板２０の下面にレーザーを照射する工程を実施する。このように、本発明のレーザー照射工程はインシチュ状態、すなわち、反応チャンバーから実行されるため熱応力を誘発する温度変化を最小にすることが可能である。本レーザー照射工程は望ましくは８００〜１２００℃の範囲内で実施することが可能である。より望ましくは窒化物成長温度と同じ温度で実施することが可能である。本段階でレーザービームがサファイア基板２０の下面に対し照射されると、窒化物単結晶層は窒素ガスとＩＩＩ族メタル２６に分解される。例えば、ＧａＮの場合レーザーにより窒素ガスとＧａメタルに分解され相互分離される状態を形成することが可能である。
【００２８】
次に、レーザービームをサファイア基板２０の全体面に渡って照射することにより窒化物単結晶層２５とサファイア基板２０の界面はＩＩＩ族メタル２６に変換することが可能で、このようなメタル２６を溶融させ図２ｄに示すようにサファイア基板２０から窒化物単結晶層２５を分離することが可能である。
【００２９】
本実施形態によるレーザー照射による分離工程は、反応チャンバーの上部に窒化物単結晶層の上面に向かってレーザーを照射するためのレーザー照射用透明窓を設け、基板位置調整アームを利用し上記窒化物単結晶が形成された予備基板の下面がレーザービームが照射される方向を向くように上記サファイア基板を移動させることにより具現することが可能である。
【００３０】
また、本発明は窒化物単結晶層のエネルギーバンドギャップより小さいバンドギャップを有する予備基板を使用する形態としても提供することが可能である。図３ａないし図３ｄは本発明の他の実施形態として予備基板にシリコン基板を使用した窒化物単結晶基板の製造方法を説明するための工程断面図である。
【００３１】
図３ａに示すように、本発明の窒化物単結晶基板の製造方法は、シリコン基板３０を反応チャンバーに配置する段階からスタートする。次に、図３ｂに示すように上記シリコン基板３０上にバッファ層３１を形成した後、窒化物単結晶３５を成長させる。上記バッファ層３１はＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）からなる低温バッファ層であり得るし、上記窒化物単結晶層３５はＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ組成式（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）を満足する単結晶であり得る。
【００３２】
次に、図３ｃに示すように反応チャンバー内に連続的に上記シリコン基板３０の上面にレーザーを照射する工程を実施する。本段階ではレーザービームは窒化物単結晶層３５上面に向かって照射され、これによりシリコン基板３０と窒化物単結晶３５の界面に位置したシリコンは蒸発または溶融することがあり得る。先の実施形態と同様に、本発明のレーザー照射工程はインシチュ状態、すなわち反応チャンバー内で実行されるので熱応力を誘発する温度変化を最小化することが可能である。このようなレーザー照射工程は望ましくは８００〜１２００℃の範囲内で実施することが可能であり、より望ましくは窒化物成長温度と同じ温度で実施することが可能である。本段階でレーザービームがシリコン基板３０の上面に対し照射されると、窒化物単結晶層は窒素ガスとＩＩＩ族メタル３６に分解される。例えば、ＧａＮの場合レーザーにより窒素ガスとＧａメタルに分解され相互分離される状態を形成することが可能である。
【００３３】
次に、レーザービームを予備基板の全体面に渡って照射することにより窒化物単結晶層３５とシリコン基板３０の界面のシリコンを蒸発または溶融すことが可能であり、このような反応により、図３ｄに示すように予備基板３０から窒化物単結晶層３５を分離することが可能である。
【００３４】
予備基板と窒化物単結晶層を分離するためのレーザー照射工程を様々な形態で実施することが可能である。例えば、レーザービーム照射軌跡は様々な形態で具現することが可能である。
【００３５】
また、上述の実施形態ではレーザー照射工程は予備基板と窒化物単結晶層を完全に分離するための工程として説明したが、レーザービームの照射軌跡を変形し部分分離のための工程としても適用可能である。これにより、窒化物単結晶層の成長過程で格子定数による応力も緩和することが可能なより望ましい実施形態を提供することが可能である。これは図５ａないし図５ｅを参照してより詳しく説明することとする。
【００３６】
本発明ではレーザービームの照射軌跡を外部の一地点から他地点へと連続的にレーザーを照射する方式を採用する。始まりの一地点が端から開始するのは窒化物が分解され発生する窒素の排出を容易にするためである。このような方式により大きく２つのレーザービーム照射方式を提案することが可能である。上記２種類の照射軌跡は図４ａ及び図４ｂを参照して説明する。
【００３７】
図４ａ及び図４ｂは予備基板のウェーハ４０に対するレーザービームの照射軌跡を標記したものである。まず、図４ａを参照するとウェーハ４０の端の一地点Ａから他端の異なる地点Ｂに連続的に曲がりくねった形態で全体面積に対し照射することが可能である。これと違って図４ｂに示すようにウェーハ４０の端の一地点Ａから内部の他の地点Ｂ（例、中央地点）に螺旋形の軌跡を有するように照射することも可能である。
【００３８】
ここで、一定の線幅Ｗを有する照射ビームの間の間隔をＧとした場合、Ｇを０より大きく、例えば数十ないし数百μｍに設定することにより部分的な分離工程を具現することが可能であり、レーザービームの照射による分解範囲を考慮し上記Ｇをほぼ０に近くまたは０より小さく（すなわち、重畳されるよう）照射することにより完全分離工程形態で実現することが可能になる。
【００３９】
図５ａないし図５ｅは本発明の他の実施形態による窒化物単結晶基板の製造方法を説明するための工程断面図である。図５ａに示すように、本発明の窒化物単結晶基板の製造方法は、予備基板としてサファイア基板５０をＨＶＰＥ、ＭＯＣＶＤまたはＭＢＥ工程のための反応チャンバーに配置する段階から始まる。先に説明したように、上記サファイア基板５０上にはより良質の窒化物単結晶を成長させるために低温（９００℃以下）でバッファ層（図示しない）を予め形成することが可能である。
【００４０】
次に、図５ｂに示すように、上記サファイア基板５０上に所定の厚さｔ１を有する窒化物単結晶膜５５を成長させる。上記窒化物単結晶膜５５はＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ組成式（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）を満足する単結晶が可能である。このように１次成長される窒化物単結晶膜５５は５〜１００μｍの厚さに成長させるのが望ましい。５μｍ未満の場合は格子定数の差による応力発生は些細なもので、１００μｍを超える場合は既に応力発生が深刻なため、１次成長の窒化物単結晶膜は上記の厚さの範囲内が適切である。
【００４１】
次に、図５ｃのように、反応チャンバー内で連続的に上記サファイア基板５０の下面にレーザーを照射する工程を実施する。本段階は反応チャンバー内で実行されるため熱応力をほぼ発生させないことが可能である。また、本実施形態では図示されたとおり部分分離工程を実行することにより界面の一部分だけＩＩＩ族メタル領域が形成されサファイア基板と窒化物単結晶膜５５を相互分離することが可能である。従って、サファイア基板５０と窒化物単結晶膜５５の格子定数の差による応力を大きく緩和させることが可能で、追加の成長工程を通じ良質の窒化物単結晶層をより大きい厚さに成長させることが可能である。このような部分分離工程は図４ａ及び図４ｂに説明したようにレーザービームの間隔Ｇを０より大きく、望ましくは数十または数百μｍに設定することにより容易に具現することが可能である。
【００４２】
次に、図５ｄのように追加の窒化物成長工程を実施することにより応力による影響が最小化された条件でより大きい厚さのｔ２の窒化物単結晶層５５'を形成する。このように１次と２次で窒化物成長工程を区分してその間にレーザー照射工程を採用することにより約４００μｍ以上の厚い窒化物単結晶層５５'を形成することが可能である。
【００４３】
最後に、図５ｅのようにレーザービームをさらに追加で照射することによりサファイア基板５０から窒化物単結晶層５５'を完全に分離することが可能である。このような完全分離工程は熱応力を最小化するために反応チャンバー内で実施するのが望ましいが、部分分離された領域が大きい場合には熱応力発生も大きく低減することもあり得るので、反応チャンバー外部において、すなわち常温において実施することも可能である。
【００４４】
上記の実施形態では窒化物単結晶成長過程から導入されるレーザー分離工程を部分分離工程と例示されているが、サファイア基板上に１次に成長される窒化物単結晶膜の厚さがレーザーの衝撃にも耐えられる程度になるため、完全分離工程を実施することも可能である。
【００４５】
また、予備基板がサファイア基板の場合を例示したが、シリコン基板を使用することも可能である。ただし、シリコン基板の場合には格子定数による影響がサファイア基板の際より大きいため、１次成長される窒化物単結晶膜の厚さを０．１〜１μｍ範囲内にすることが望ましい。この場合部分分離により約３〜４μｍの窒化物単結晶をシリコン基板から成長させることが可能である。
【００４６】
図６ａ及び図６ｂは各々本発明による窒化物単結晶基板の製造装置を表わす断面図である。図６ａを参照すると、上記窒化物単結晶基板の製造装置１００は窒化物単結晶の成長用反応チャンバー１０１と、上記反応チャンバー１０１の内部に装着され予備基板６１を固定させるためのサセプタ１０３と、レーザー照射用透明窓１１０とを含む。上記反応チャンバー１０１はコイルのような加熱部１０９により高温状態が維持され、上記ソースガス供給部１０５、１０７から窒化物成長のためのソースが供給されると予備基板６１上に窒化物単結晶層６５が成長する。上記透明窓１１０は上記サセプタ１０３に固定される予備基板６１上面に向かってレーザーが照射されるよう上記反応チャンバー１０１上部に設けられる。
【００４７】
また、上記透明窓は窒化物単結晶膜の上面全体を照射可能な充分な直径Ｄを有する形態で提供される。窒化物成長工程が完了されるか、または、その成長中に、レーザービームは上記レーザー照射用透明窓１１０（図６ｂの１１０ａ）を通して照射される。このような透明窓１１０は、上述の基板分離のためのレーザー照射用透明窓１１０ａと共に、成長膜の厚さの測定のための透明窓１１０ｃを追加して設けることも可能である。また、上記レーザー照射用透明窓１１０ａは対向する位置に設けられた他の透明窓１１０ｂと共に窒化物単結晶層６５の反りを測定するためのフォト（写真撮影用透明窓）として使用することが可能である。
【００４８】
また、サファイア基板に使用される形態のように、上記サセプタ１０３に装着される予備基板６１の下面のレーザーを照射しなければならない場合には、レーザー照射方向に予備基板６１の下面を向かうように上記基板を移動させるための基板位置移動アーム１２０をさらに含むことが可能である。上記基板位置移動アーム１２０は真空吸着部１２５として具現することが可能である。
【００４９】
上述の実施形態範囲内添付の図面は望ましい実施形態の例示に過ぎないため、本発明は添付の請求範囲により限定することにする。また、本発明は請求範囲に記載された本発明の技術的な思想を外れない範囲内で様々な形態の置換、変形範囲内変更が可能であることを当技術分野において通常の知識を有する者には自明なことである。
〔実施態様〕
１．  反応チャンバー内に装着されたサセプタに予備基板を配置する段階;
上記予備基板上に所定の厚さに窒化物単結晶膜を成長させる１次成長段階；
上記予備基板と上記窒化物単結晶膜が部分的に分離されるようにレーザーを照射する段階；
上記窒化物単結晶膜上に窒化物単結晶を追加成長させる２次成長段階；及び、
上記予備基板を上記反応チャンバー内に維持しながら、上記予備基板と上記窒化物結晶が分離されるようにレーザービームを照射する段階
を含む窒化物単結晶基板の製造方法。
２．  上記予備基板はシリコン基板であり、
上記１次成長される窒化物単結晶膜の厚さは０．１〜１μｍであることを特徴とする実施態様１に記載の窒化物単結晶基板の製造方法。
３．  上記予備基板はサファイア基板であり、
上記１次成長される窒化物単結晶膜の厚さは５〜１００μｍであることを特徴とする実施態様１に記載の窒化物単結晶基板の製造方法。
４．  上記部分分離のためのレーザー照射段階は、
レーザービームが照射される部分が所定の間隔を有するようにレーザーを照射する段階であることを特徴とする実施態様１に記載の窒化物単結晶基板の製造方法。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、記録／再生の高密度化または高解像度が要求される光ディスクの分野、短波長帯域から発光する半導体素子を用いる照明分野などに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】従来のサファイア基板と窒化物単結晶を分離させる工程を表わす断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による窒化物単結晶基板の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態による窒化物単結晶基板の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図４】本発明に採用され得るレーザービーム照射軌跡を表わす概略図である。
【図５】本発明の他の実施形態による窒化物単結晶基板の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図６】各々本発明による窒化物単結晶基板の製造装置を表わす断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
２０、５０  サファイア基板
２５、５５、５５’  窒化物単結晶層
２６、３６  ＩＩＩ族メタル（Ｇａメタル）
３１  バッファ層
３０  シリコン基板
３５  窒化物単結晶層
４０  ウェーハ
６１  予備基板
６５  窒化物単結晶層
１００  窒化物単結晶基板製造装置
１０１反応チャンバー
１０３  サセプタ
１０５、１０７  ソースガス供給部
１０９  加熱部
１１０、１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ  透明窓
１２０  基板位置移動アーム
１２５  真空吸着部
Ａ、Ｂ  地点
Ｄ  透明窓の直径
Ｇ  レーザービームの照射間隔
Ｗ  レーザービームの照射線幅
ｔ１、ｔ１’、ｔ２  窒化物単結晶膜厚
【図１】
0005165526.tif 000002
【図２】
0005165526.tif 000003
【図３】
0005165526.tif 000004
【図４】
0005165526.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005165526.tif 000007