CN107407006A

CN107407006A - 蓝宝石部件、及蓝宝石部件的制造方法

Info

Publication number: CN107407006A
Application number: CN201680018288.2A
Authority: CN
Inventors: 奥村雅弘; 加藤真也; 尾崎嘉秀
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2017-11-28
Anticipated expiration: 2036-03-28
Also published as: US20180112332A1; EP3276049A1; US10351969B2; WO2016153070A1; CN107407006B; EP3276049A4; JPWO2016153070A1; JP6633615B2; EP3276049B1

Abstract

本发明提供一种蓝宝石部件，其特征在于，其是以蓝宝石为主成分且具备与蓝宝石晶体的C面平行的主面的蓝宝石部件，在上述主面的至少一部分区域配置多个平台结构层，所述平台结构层具有与蓝宝石晶体的C面平行的平台面、和与上述平台面的边缘线抵接的侧面，在从与上述主面垂直的方向俯视时，在上述区域配置有多个彼此不平行的曲线状的上述边缘线。

Description

蓝宝石部件、及蓝宝石部件的制造方法

技术领域

本发明涉及一种蓝宝石部件、及蓝宝石部件的制造方法。

背景技术

就作为氧化铝的单晶的蓝宝石而言，其晶体晶格常数接近成为LED元件的材料的氮化镓(GaN)，并且被广泛地用作用于制成LED元件的GaN晶体的生长用基板。用作GaN晶体的生长用基板的蓝宝石基板不仅表面(主面)被高精度地平坦化，而且例如出于使为了抑制GaN等晶体的位错缺陷的缓冲层有效地生长的目的，有时还使用在主面形成有凹凸的蓝宝石基板、主面被适度粗面化的蓝宝石基板。例如在日本特开平11-274568号公报(专利文献1)中公开了在主面形成有凹部的蓝宝石基板。在专利文献1中记载了：通过利用反应性离子蚀刻对主面进行加工来形成凹部、或者通过使用较粗糙的研磨磨粒的机械性研磨来对主面进行粗面化。

发明内容

本实施方式的蓝宝石部件以蓝宝石为主成分，且具备沿着蓝宝石晶体的C面的平行的主面。在该主面的至少一部分区域配置有多个平台结构层，所述平台结构层具有沿着上述C面的平台面、和与该平台面的边缘线抵接的侧面。

另外，上述蓝宝石部件的制造方法具有：加工工序，得到具有沿着蓝宝石晶体的C面的主面的基材；加热工序，将上述基材加热至1800℃～2000℃；和缓慢冷却工序，在该加热工序后以，6小时以上降温至室温。

另外，蓝宝石部件的制造方法具有：加工工序，得到具有沿着蓝宝石晶体的M面的主面的基材；加热工序，将上述基材加热至1800℃～2000℃；和缓慢冷却工序，在该加热工序后，以6小时以上降温至室温。

附图说明

图1(a)为示意性地表示本实施方式的蓝宝石部件的立体图，(b)为放大表示包含蓝宝石部件的主面的一部分的剖视图，(c)为进一步放大表示包含蓝宝石部件的主面的一部分的图。

图2为本实施方式的蓝宝石部件的电子显微镜照片，(a)为在加工工序中使用树脂金刚石板作为研磨垫时的加热工序中，在1950℃的状态维持约5小时后进行缓慢冷却的例子，(b)为在加热工序中以1950℃的状态维持约40小时后进行缓慢冷却的例子。

图3为本实施方式的蓝宝石部件的电子显微镜照片，(a)为在加工工序中使用铸铁板作为研磨垫时的加热工序中，以1950℃的状态维持约5小时后进行缓慢冷却的例子，(b)为在加热工序中以1950℃的状态维持约40小时后进行缓慢冷却的例子。

图4为本实施方式的蓝宝石部件的制造方法的流程图的一例。

图5为紧接加工工序后的基材的主面的电子显微镜照片，(a)是图2(a)及图2(b)所示的蓝宝石部件的制造过程中的电子显微镜照片，(b)是图3(a)及图3(b)所示的蓝宝石部件的制造过程中的电子显微镜照片。

图6为表示蓝宝石晶体的晶体结构的图。

图7为本实施方式的蓝宝石部件的其他制造方法中的紧接加工工序后的与M面大致平行的主面的表面的电子显微镜照片，(a)为加工工序中使用树脂金刚石板作为研磨垫时的例子，(b)为在加工工序中使用铸铁板作为研磨垫时的例子。

图8中，(a)为对图7(a)的基材在加热工序中以1950℃的状态维持约5小时后进行缓慢冷却后的照片，(b)为在加热工序中以1950℃的状态维持约40小时后进行缓慢冷却后的照片。

图9中，(a)为对图7(b)的基材在加热工序中以1950℃的状态维持约5小时后进行缓慢冷却后的照片，(b)为在加热工序中以1950℃的状态维持约40小时后进行缓慢冷却后的照片。

具体实施方式

在蓝宝石部件的表面性状的形成时，在基于机械性的研磨的粗面化中，容易在蓝宝石基板的表面产生细小的伤痕或破碎层，因研磨产生的研磨屑等也容易附着。另外，在使用附着有破碎层或研磨屑的蓝宝石基板作为GaN晶体生长用基板的情况下，破碎层或研磨屑容易破裂或剥离，难以使GaN等的晶体层稳定地生长。另外，在利用反应性离子蚀刻等进行加工的情况下，凹部或凸部的表面表现出通过加工而形成的面，此种凹部的底面或凸部的顶面容易以自蓝宝石的晶面倾斜的状态而被形成，经加工后的表面容易自蓝宝石的晶面错离。在蓝宝石的晶面错离的面上，GaN晶体也难以规则地被配置。另外，在基于反应性离子蚀刻等的加工中，直至形成具有结晶性高的表面的缓冲层为止需要较长的晶体生长时间。此外，在基于反应性离子蚀刻等的加工中，包括在之前进行的光刻法等而需要耗费较多的工夫和时间，因此导致蓝宝石基板的价格较高。

另外，蓝宝石基板还具有硬度高而难以产生损伤、光的透过性高、对各种化学试剂的耐性高等性质，还提出各种药液的存积槽等的使用方法。例如，在通过机械性的加工或磨削而形成此种存积槽的情况下，表面被无规地粗面化，从而基板主面的可见光的散射过度变大，蓝宝石基板的透光性降低。

以下，对本实施方式的蓝宝石部件及蓝宝石部件的制造方法进行说明。图1(a)是示意性表示本实施方式的蓝宝石部件1的立体图，图1(b)是将包含蓝宝石部件1的主面1A的一部分放大表示的剖视图，图1(c)是将包含主面1A的一部分进一步放大表示的图。

图2(a)及图2(b)、图3(a)及图3(b)均是蓝宝石部件1的电子显微镜照片的一例。予以说明，各附图的电子显微镜照片均是使用日本电子公司制扫描电子显微镜JSM-7001F拍摄得到的照片。图2(a)及图2(b)、图3(a)及图3(b)的蓝宝石部件1是利用本实施方式的蓝宝石部件的制造方法的一个实施方式制造的蓝宝石部件，具体而言，经过以下工序得到：加工工序，得到具有沿着蓝宝石晶体的C面的主面的基材；加热工序，将基材加热至1800℃～2000℃；和缓慢冷却工序，在加热工序后，以6小时以上降温至室温。图2(a)及图2(b)、图3(a)及图3(b)的各照片表示从与蓝宝石部件1的主面1A垂直的方向俯视时的状态。

本实施方式的蓝宝石部件1以蓝宝石作为主成分且具备沿着蓝宝石晶体的C面(大致平行)的主面1A，在主面1A的至少一部分区域配置有多个平台结构层10，所述平台结构层10具有沿着蓝宝石晶体的C面(大致平行)的平台面10α、和与平台面10α的边缘线20抵接的侧面10β。另外，根据其他的观点，关于本实施方式的蓝宝石部件1，在从与主面1A垂直的方向俯视时，在该区域配置有多个彼此不平行(边缘线20彼此的间隔不同。)的曲线状的边缘线20。

在多个平台结构层配置于主面1A的区域中，主面1A具有适度的凹凸，例如在GaN等的晶体生长基板中使用蓝宝石部件1的情况下，可以在较短时间生长出良好的缓冲层。例如，在被称作所谓偏角基板(日文：オフアングル基板)的、具有自C面或A面等晶面倾斜仅微小角度的主面的基板的情况下，有时形成具有数十～数百埃程度的台阶高度的所谓台阶-平台结构。在该台阶-平台结构中，平行地配置有多条在与倾斜方向对应的方向延伸的直线状的棱线(台阶部与平台部的棱线)。为了在较短时间内形成良好的缓冲层而使用此种斜基板的情况下，棱线的排列的规则性高，且凹凸的程度也小，因此在晶体生长的初始阶段，容易局部地形成较大的晶粒，此种晶粒破坏了晶体取向的整体的均等性，有时使充分均等的缓冲层的形成很耗费时间。

蓝宝石部件1由于配置有彼此不平行的多个曲线状的边缘线20，因此不易局部地形成较大的晶粒，另一方面，由于如上述那样具有沿着蓝宝石晶体的C面的平台面10α，因此容易使生长的缓冲层的晶体取向整体上相一致，可以在较短时间生长出良好的缓冲层。

在将蓝宝石部件1用于晶体生长基板的情况下，优选平台层结构10配置于主面1A的整体。另外，优选在主面1A的整体上配置有多个彼此不平行的曲线状的边缘线20。予以说明，可以仅在一部分形成多个平台层结构10，也可以使形成有多个平台层结构10的区域分别分散地位于分离开的位置。在以较短时间生长出良好的缓冲层的情况等，优选多个平台层结构10配置于主面1A的面积的50％以上的区域。

蓝宝石部件1具备多个平台面10α，所述平台面10α具备至少比1μm见方的正方形大的平坦部30。即，在比可见光的波长程度的长度即1μm见方的正方形大的平坦部30，由于可见光的散射少，因此透过蓝宝石部件1的可见光的散射较少。例如在将蓝宝石部件1用于各种药液的存积槽的情况等，由于光的散射少，视觉辨认性高，因此隔着蓝宝石部件从存积槽的外侧容易视觉辨认存积槽内部的药液的状态。另外，平台面10α的此种平坦部30与蓝宝石晶体的C面平行，因此例如即使在GaN等晶体生长基板中使用蓝宝石部件1的情况下，在具有较广面积的平台面10α表面也容易生长结晶性良好的GaN晶体，因此可以以较短时间生长出晶体缺陷少且具有结晶性高的良好的表面的缓冲层。

另外，蓝宝石部件1具备多个平台面10α，所述平台面10α具备至少比5μm见方的正方形大的平坦部60。与平坦部30相比，比5μm见方的正方形大的平坦部60的可见光的散射更少，透过蓝宝石部件1的光的视觉辨认性高。另外，在平台面10α的此种平坦部60，更容易生长良好的GaN晶体，因此可以在更短时间生长良好的缓冲层。

蓝宝石部件1还具备从与主面1A垂直的方向俯视时为闭合曲线状的多个圆周边缘21，周长长的第一圆周边缘不交叉地围绕(包围周围)周长短的第二圆周边缘。即蓝宝石部件1成为配置有具有阶梯状的表面的突起状的凸部40、具有阶梯状的表面的孔状的凹部50的形状。由此，例如在缓冲层的生长等中，局部地均匀化的晶粒的生长得到进一步抑制，因此可以以较短时间生长结晶性高的缓冲层。

就突起状的凸部40而言，具有周长短的第二圆周边缘的平台面10α配置在具有周长长的第一圆周边缘的平台面10α的上侧。另外，就孔状的凹部50而言，具有周长长的第一圆周边缘的平台面10α配置在具有周长短的第二圆周边缘的平台面10α的上侧。凸部40和凹部50也具有多个平台面10α，即使在这些凸部40和凹部50的表面，也可以使生长出的缓冲层的结晶性较高。

予以说明，在圆周边缘21的至少一个为大致六边形时，就GaN晶体等而言，其单位晶格为六棱柱状，若圆周边缘21为大致六边形，则与生长的GaN晶体整合性高，因此，在这一点也可以使生长的缓冲层的结晶性较高。另外，在六边形状的圆周边缘21的各边沿着(大致平行于)蓝宝石晶体的M面时，六边形状的各边与作为生长用基板的蓝宝石部件1的各边大致平行，因此即使在凸部40、凹部50部分，与边同蓝宝石部件1晶体整合(日文：結晶整合)边生长的GaN晶体的整合性也高，可以使生长的缓冲层的结晶性较高。

图4为本发明的蓝宝石部件的制造方法的流程图的一例。图4所示的流程图与制造上述的蓝宝石部件1的实施方式对应，并且与后述的其他实施方式也对应。

首先，对制造上述的蓝宝石部件1的实施方式进行说明。首先，准备以蓝宝石为主成分的例如板状体。以蓝宝石为主成分的板状体包含通过例如EFG法等晶体生长方法而育成的作为氧化铝单晶的蓝宝石。予以说明，作为氧化铝单晶的蓝宝石的育成方法等并无特别限定，可以为泡生法(日文：カイロポ一ラス法)、HEM法等。

在本实施方式中，具有：加工工序，对以蓝宝石为主成分的板状体进行加工而使例如算术平均粗糙度Ra达到0.1μm以上，得到具有沿着蓝宝石晶体的C面的主面的基材；加热工序，将该基材加热至1800℃～2000℃；和缓慢冷却工序，在该加热工序后，以6小时以上降温至室温。

在加工工序中，例如使用使被加工体与运动的磨石的表面滑动接触而对该被加工体进行机械性磨削的平面磨削盘等，对以蓝宝石为主成分的板状体的表面进行磨削，由此得到具有与蓝宝石晶体的C面大致平行的主面的基材。这样，实施过平面磨削盘等机械加工后的主面，成为利用机械性加工对硬度非常高的蓝宝石进行削取后的状态的面，算术平均粗糙度Ra较大，为0.1μm以上(表面粗糙)。

图5(a)及图5(b)为紧接加工工序后的基材的主面的电子显微镜照片。图5(a)为使用树脂金刚石板作为平面磨削盘的研磨垫时的例子，图5(b)为使用铸铁板作为平面磨削盘的研磨垫时的例子。更详细而言，图5(a)为使用树脂金刚石板#325作为研磨板、并使用三井HITEC公司制平面磨削装置以0.05mm/traversemode(横动模式)进行研磨(磨削)时的例子。另外，图5(b)为使用铸铁板作为研磨板、并使用平均粒径25μm的金刚石浆料且采用共立精机株式会社制研磨装置在自重模式下进行研磨时的例子。

予以说明，图5(a)是图2(a)及(b)所示的蓝宝石部件1的制造过程中的电子显微镜照片(紧接加工工序后的照片)，图5(b)是图3(a)及(b)所示的蓝宝石部件1的制造过程中的电子显微镜照片(紧接加工工序后的照片)。正如从图5(a)及图5(b)所示的照片所能判断的那样，在机械性地磨削后的状态下，作为氧化铝的单晶的蓝宝石机械性地被破坏，存无数的非常细的裂纹、龟裂。因此，紧接该加工工序后，例如透过主面的光被这些裂纹或龟裂等散射，由观察者视觉辨出发白地浑浊。

在本实施方式中，进行将此种加工工序的基材(加工体)加热至1800℃～2000℃的加热工序、和在加热工序后以6小时以上降温至室温的缓慢冷却工序。予以说明，在本实施方式中，在形成稀有气体气氛的加热炉内配置加工后的基材来进行这些加热工序及缓慢冷却工序。

在加热工序中，首先在加热炉的腔室内配置加工后的基材，并将腔室内用作为稀有气体的氩(Ar)气进行置换。之后，用约14(小时)使腔室内的温度缓慢地升温至1950℃，在1950℃的状态下维持约5小时～50小时。蓝宝石的熔点为约2070℃左右。在加热工序中，如此地使基材升温至接近蓝宝石熔点的温度并维持较长时间。利用该加热工序，包含蓝宝石的基材的最外表面部分成为部分熔融等以原子单位容易移动的状态，原子位置的再排列进行。

认为在该过程中，在加工工序中形成于表面的、蓝宝石被机械性地破坏所形成的非常细小的裂纹和龟裂等逐渐被修复(逐渐填埋该间隙)。另外认为：以使表面能的电势变小的方式、即使表面积变小的方式进行原子的再排列，从而非常细小的凹凸逐渐被平坦化。

此种加热工序后，以6小时以上降温至室温。通过如此地以长时间缓慢地冷却，从而最外表面的晶体化进行。即，因加工工序而机械性地被破坏的晶体部分，以与该破坏部分的下层的晶体部分相对应的方式而再度被晶体化。通过如此长时间地缓慢冷却来促进重结晶化，从而晶体被破坏所产生的细小裂纹等进一步被平坦化。

图6是表示蓝宝石晶体的晶体结构的图。如图6所示，蓝宝石是六方晶系，具有成为其中心轴的C轴，并且具有与C轴垂直的C面。与C轴平行的、属于六边形的外侧面的6个平面部分分别成为M面。经过加工工序和缓慢冷却工序，具有与蓝宝石晶体的C面平行的平台面10α、和与平台面10α抵接的侧面10β的平台结构层10缓缓地生长。基材的主面与蓝宝石晶体的C面大致平行，因此在该主面，在与蓝宝石晶体的C面平行的方向上容易生长较大的晶面，逐渐形成具备至少比1μm见方的正方形大的平坦部的水平的大的平台面10α。另一方面认为：与蓝宝石晶体的C面垂直的、蓝宝石晶体的M面，也是比较容易出现晶面的(晶体容易一致)面，因此与蓝宝石晶体的C面垂直的侧面10β也容易以一定程度的大小进行生长，清楚地形成边缘线20。其结果为：在从与主面垂直的方向俯视时，平台面10α均处于具备彼此不平行的曲线状的边缘线20的状态，并且处于配置有多个平台面10α的状态，所述平台面10α具备至少比1μm见方的正方形大的平坦部30、且配置有多个被层叠的其他多个平台结构层10的边缘线20。

经过此种工序，可以制造蓝宝石部件1。予以说明，图2(a)及图2(b)所示的蓝宝石部件1是在加工工序中使用金刚石树脂板作为研磨垫时的例子，图2(a)是在加热工序中以1950℃的状态维持约5小时后进行缓慢冷却的例子，图2(b)是在加热工序中以1950℃的状态维持约40小时后进行缓慢冷却的例子。另外，图3(a)及图3(b)所示的蓝宝石部件1是在加工工序中使用铸铁板作为研磨垫时的例子，图3(a)是在加热工序中以1950℃的状态维持约5小时后进行缓慢冷却的例子，图3(b)是在加热工序中以1950℃的状态维持约40小时后进行缓慢冷却的例子。可见：加热时间长的一方(图2(b)及图3(b)的例子)与加热时间短的一方(图2(a)及图3(a)的例子)相比，平台面10α的大小更大。另外可知：凸部40、凹部50的大小也是加热时间长的一方较大，且形状也成为更接近六边形的形状。即加热时间较大的一方，M面的变得更大。通过调整加热时间，从而可以对平台面10α、凸部40、凹部50调整其大小等。

加热工序的温度并不限定于1950℃，但是为了使平台面10α的大小较大，而优选为1800℃以上。另外，加热炉内的气氛并无限定，但是，为了使平台面10α较大，而优选将加工后的基材配置在氩(Ar)气等稀有气体气氛来实施加热工序和缓慢冷却工序。

利用本实施方式的制造方法制造的蓝宝石部件1可以适合用于例如GaN晶体生长用基板等。就本实施方式的制造方法而言，无需在加工后经历光刻、反应性离子蚀刻等工艺，而仅通过在加工后实质上在加热炉内配置成为蓝宝石部件1的基材的工夫，便可以形成具备带凹凸的表面的蓝宝石部件1，可以降低制造蓝宝石部件1所耗费的成本。另外，在本实施方式的制造方法中，可以形成具有配置了多个不平行的曲线状的边缘线20的表面的蓝宝石部件1，并且通过使用该蓝宝石部件1，从而例如可以在短时间内形成结晶性高的缓冲层。另外，由于无需实施所谓的CMP研磨，因此可以抑制在CMP研磨等中容易产生的主面端部的过度摩耗(所谓的面塌边)。

接着，对本实施方式的蓝宝石部件的制造方法的其他例(第二实施方式)进行说明。该第二实施方式也可以用与图4相同的流程图来表示。在第二实施方式中，具有：加工工序，对以蓝宝石为主成分的板状体进行加工使得例如算术平均粗糙度Ra达到0.1μm以上，而得到具有沿着(大致平行于)蓝宝石晶体的M面的主面的基材；加热工序，将该基材加热至1800℃～2000℃；和缓慢冷却工序，在该加热工序后，以6小时以上降温至室温。相对于上述的实施方式，第二实施方式仅在加工工序中所得的基材的主面为M面这一点不同，其他工序中的条件等也与之前的实施方式同样。

具体而言，在第二实施方式中，例如使用使被加工体与运动的磨石的表面滑动接触而对该被加工体进行机械性地磨削的平面磨削盘等，对以蓝宝石为主成分的板状体的表面进行磨削，由此得到具有与蓝宝石晶体的M面大致平行的主面的基材。通过机械加工所形成的主面的算术平均粗糙度Ra较大，为0.1μm以上(表面粗糙)。

表1是对第一实施方式的蓝宝石部件和其他蓝宝石部件分别进行确认颗粒的产生容易性的实验的结果的数据。表1中的“第一实施方式”对应于图3(a)所示的蓝宝石部件1。即“第一实施方式”是在加工工序中使用铸铁板作为研磨垫、并且在加热工序中以1950℃的状态维持约5小时后进行缓慢冷却的例子。表1中的“其他蓝宝石”对应于图5(a)所示的蓝宝石部件。即“其他蓝宝石”在研磨工序后并未实施加热及缓慢冷却的工序。表1中的“颗粒数”是使用光散射式的液中颗粒计数器(LPC：Liquid Particle Counter)测定的数值。具体而言，于存积在大型烧杯内的5L的纯水中配置样品，对纯水施加超声波进行超声波清洗。对超声波清洗后的该纯水，使用作为LPC装置的PMS公司制CLS-700T测量从样品游离的直径0.2μm以上的颗粒的总数。各测定对象样品(“第一实施方式”及“他的蓝宝石”)各准备5个，对各测定对象样品全部进行相同的测量。

[表1]

样品No.	第一实施方式	其他蓝宝石
			1	172	1838
2	232	3072
			3	258	4647
4	268	4722
			5	276	4825
平均	241.3	3820.8

如表1所示，在第一实施方式中，颗粒的产生受到大幅地抑制。认为这是由于：利用基于加热及缓慢冷却的重结晶化，在研磨中晶体被破坏所形成的细小的龟裂、裂纹等被修复。

图7(a)及图7(b)是第二实施方式的紧接加工工序后的与M面大致平行的主面的表面的电子显微镜照片。图7(a)是使用金刚石树脂板作为平面磨削盘的研磨垫时的例子，图7(b)是使用铸铁板作为平面磨削盘的研磨垫时的例子。正如由图7(a)及图7(b)所示的照片所能判断的那样，在机械性地磨削后的状态下，作为氧化铝单晶的蓝宝石被机械性地破坏而存在无数的非常细小的裂纹、龟裂。

在此种加工工序后，进行将经加工后的基材(加工体)加热至1800℃～2000℃的加热工序、和在加热工序之后以6小时以上降温至室温的缓慢冷却工序。予以说明，在第二实施方式中，也在形成稀有气体气氛的加热炉内配置加工后的基材来进行这些加热工序及缓慢冷却工序。

在加热工序中，首先在加热炉的腔室内配置加工后的基材，将腔室内用作为稀有气体的氩(Ar)气进行置换。之后，用约14(小时)使腔室内的温度缓慢地升温至1950℃，在1950℃的状态下维持约5小时～50小时。在此种加热工序后，以6小时以上降温至室温。通过如此长时间地缓慢地冷却，从而进行最外表面的晶体化。

图8(a)及图8(b)、图9(a)及图9(b)是缓慢冷却工序后的、与蓝宝石晶体的M面平行的主面的电子显微镜照片。图8(a)及图8(b)是对图7(a)的基材进行加热工序及缓慢冷却工序后的照片，图8(a)是在加热工序中以1950℃的状态维持约5小时后进行缓慢冷却的例子，图8(b)是在加热工序中以1950℃的状态维持约40小时后进行缓慢冷却的例子。图9(a)及图9(b)是对图7(b)的基材进行加热工序及缓慢冷却工序后的照片，图9(a)是在加热工序中以1950℃的状态维持约5小时后进行缓慢冷却的例子，图9(b)是在加热工序中以1950℃的状态维持约40小时后进行缓慢冷却的例子。

在第二实施方式中，因加工工序而被机械性地破坏的晶体部分以与该破坏部分的下层的晶体部分相对应的方式而再度被晶体化。如此长时间地缓慢冷却来促进重结晶化，从而晶体被破坏所产生的细小裂纹等进一步被平坦化。在第二实施方式中，即使在电子显微镜照片中，也无法确认到如边缘线20那样的晶体层的边界，形成凹凸极少且与M面平行的面。认为这是由于：与蓝宝石晶体的C面等其他的晶体层相比，蓝宝石晶体层的M面的晶体取向容易取得一致。

如在图8(a)及图8(b)、图9(a)及图9(b)中也能确认的那样，可知：若加热工序中的温度的维持时间为5小时左右的时间，则被充分地平坦化，即使将加热工序中的温度的维持时间设为40小时左右的长时间，表面的凹凸的状态也无较大变化。例如图8(a)所示的蓝宝石部件的算术平均粗糙度(Ra)为0.25(μm)，利用第二实施方式的制造方法，得到高精度地平坦化后的主面。

根据第二实施方式的制造方法，可以以较少的工夫和时间廉价地制造具有较平坦的、与M面平行的主面的蓝宝石部件。蓝宝石的硬度高，以往，为了将例如算术平均粗糙度(Ra)平坦化至例如不足0.5μm，通常将磨削加工后的蓝宝石部件的主面分阶段地研磨数次而使其平坦化，最终利用使用胶体二氧化硅的CMP(Chemical Mechanical Polishing)研磨，将算术平均粗糙度(Ra)高精度地平坦化至不足0.5μm。在仅基于此种研磨的平坦化的作业中，便需要大规模的多种研磨装置，各研磨作业需要耗费从半日到数日的实际作业时间、还需要研磨作业中的频繁的确认等工夫。在第二实施方式中，加工工序中的研磨后，仅耗费实质上在加热炉内配置蓝宝石部件的工夫，便能利用加热炉实施加热工序和缓慢冷却工序，因此耗费的工夫非常少，并且通过1次的加热工序和缓慢冷却工序便能平坦化，因此总作业时间也少。在本发明的蓝宝石部件的制造方法的第二实施方式中，可以较廉价地制造透过的光的散射小的蓝宝石部件。另外，不实施所谓的CMP研磨便能得到具有高精度地被平坦化的表面的蓝宝石部件，因此可以抑制在CMP研磨等中容易发生的主面端部的过度摩耗(所谓的面塌边)。

予以说明，在第二实施方式中，加热工序的温度并不限定为1950℃，但是为了高精度地平坦化而优选为1800℃以上。另外，加热炉内的气氛并无限定，但是为了高精度地平坦化，而优选在氩(Ar)气等稀有气体气氛中配置加工后的基材来实施加热工序和缓慢冷却工序。

这样在接近于以蓝宝石为主成分的部件和蓝宝石的熔点的温度进行温度处理时的、由晶体取向所致的处理后的表面的结构的不同、各结构的详细情况，是本申请发明人经过试行错误的实验而首次得以发现的。

以上对本发明的实施方式及实施例进行了说明，但是本发明并不限定于上述的实施方式和实施例。本发明当然可以在不脱离本发明的主旨的范围进行各种的改良及变更。

符号说明

1 蓝宝石部件

1A 主面

10 平台结构层

10α 平台面

10β 侧面

20 边缘线

21 圆周边缘

30、60 平坦部

40 凸部

50 凹部

Claims

1.一种蓝宝石部件，其特征在于，其是以蓝宝石为主成分且具备沿着蓝宝石晶体的C面的主面的蓝宝石部件，

在所述主面的至少一部分区域配置有多个平台结构层，所述平台结构层具有沿着所述C面的平台面、和与该平台面的边缘线抵接的侧面。

2.根据权利要求1所述的蓝宝石部件，其特征在于，所述平台面具备比1μm见方的正方形大的平坦部。

3.根据权利要求2所述的蓝宝石部件，其特征在于，所述平台面具备比5μm见方的正方形大的平坦部。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的蓝宝石部件，其特征在于，在所述主面的俯视中，

具备闭合曲线状的圆周边缘，

周长长的第一圆周边缘不交叉地围绕周长短的第二圆周边缘。

5.根据权利要求4所述的蓝宝石部件，其特征在于，所述第二圆周边缘位于所述第一圆周边缘的上侧。

6.根据权利要求4所述的蓝宝石部件，其特征在于，所述第一圆周边缘位于所述第二圆周边缘的上侧。

7.根据权利要求4～6中任一项所述的蓝宝石部件，其特征在于，所述圆周边缘的至少一个为六边形状圆周边缘。

8.根据权利要求7所述的蓝宝石部件，其特征在于，所述六边形状圆周边缘的各边沿着所述蓝宝石晶体的M面。

9.一种蓝宝石部件的制造方法，其特征在于，其是权利要求1～8中任一项所述的蓝宝石部件的制造方法，该方法具有：

加工工序，得到具有沿着蓝宝石晶体的C面的主面的基材；

加热工序，将所述基材加热至1800℃～2000℃；和

缓慢冷却工序，在该加热工序后，以6小时以上降温至室温。

10.一种蓝宝石部件的制造方法，其特征在于，其具有：

加工工序，得到具有沿着蓝宝石晶体的M面的主面的基材；

加热工序，将所述基材加热至1800℃～2000℃；

缓慢冷却工序，在该加热工序后，以6小时以上降温至室温。