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JP2002356398A - Gallium nitride wafer - Google Patents

Gallium nitride wafer

Info

Publication number
JP2002356398A
JP2002356398A JP2001166904A JP2001166904A JP2002356398A JP 2002356398 A JP2002356398 A JP 2002356398A JP 2001166904 A JP2001166904 A JP 2001166904A JP 2001166904 A JP2001166904 A JP 2001166904A JP 2002356398 A JP2002356398 A JP 2002356398A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gan
wafer
plane
gallium nitride
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001166904A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Hirano
哲也 平野
Masahiro Nakayama
雅博 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2001166904A priority Critical patent/JP2002356398A/en
Publication of JP2002356398A publication Critical patent/JP2002356398A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 これまで実在しなかった窒化ガリウムの円形
ウエハを実用的な形にして初めて提供すること。 【解決手段】 1016cm−3〜1020cm−3
濃度で酸素ドープされた六方晶系で{0001}面方位
の窒化ガリウム単結晶よりなり透明であって独立した円
形のウエハであって表面側と裏面側から外周部を5゜〜
30゜の傾斜角でC面取りしたり、0.1〜0.5mm
の半径のR面取りをする。方位を指定するOFを一つあ
るいは二つ付ける。
(57) [Problem] To provide, for the first time, a circular wafer of gallium nitride, which has not existed before, in a practical form. SOLUTION: This is a transparent and independent circular wafer made of a gallium nitride single crystal having a hexagonal system and {0001} plane orientation doped with oxygen at a concentration of 10 16 cm −3 to 10 20 cm −3. The outer circumference is 5mm ~ from front side and back side
Chamfering at an inclination angle of 30 °, 0.1-0.5mm
R chamfer of radius is performed. Attach one or two OFs specifying the direction.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、窒化ガリウム単結
晶の円形ウエハに関する。窒化ガリウム半導体(Ga
N)はバンドギャップが広いので青色発光素子として重
要である。結晶系は六方晶系(Hexagonal)に属する。
結晶構造はウルツ鉱(ZnO)型である。青色発光ダイ
オード(LED)としてGaN系の素子は既に大量に販
売され使用されている。
The present invention relates to a gallium nitride single crystal circular wafer. Gallium nitride semiconductor (Ga
N) is important as a blue light emitting device because of its wide band gap. The crystal system belongs to the hexagonal system (Hexagonal).
The crystal structure is wurtzite (ZnO) type. GaN-based devices have already been sold and used in large quantities as blue light emitting diodes (LEDs).

【0002】GaN単結晶は自然には産出しない。Ga
Nは常圧では加熱すると直接に昇華してしまう。かなり
高圧にして加熱しないと融液とならない。それで結晶成
長法としてよく知られたCzochralski法(引き上げ
法)、Bridgman法(ボート法)などでは結晶成長させる
ことができない。
[0002] GaN single crystals do not naturally occur. Ga
N directly sublimates when heated at normal pressure. It does not turn into a melt unless heated to a very high pressure. Therefore, the crystal cannot be grown by the Czochralski method (pulling method) or the Bridgman method (boat method) which are well known as the crystal growth method.

【0003】[0003]

【従来の技術】本発明はGaNのウエハであるから、従
来の技術としては、ウエハの従来技術とGaNの従来技
術の両方がある。従来技術として両方を説明する必要が
ある。
2. Description of the Related Art Since the present invention is a GaN wafer, there are both conventional wafer technology and conventional GaN technology as conventional technologies. Both need to be described as prior art.

【0004】先述のようにGaN単結晶は通常の結晶成
長法では成長させることができない。そこで、GaN系
の発光素子はサファイヤ基板の上に薄膜成長させて作製
するようになっている。つまりGaN/サファイヤとい
うような積層構造となっている。そのようなバッファ層
となるGaN薄膜の上に、n型、p型のGaN、GaI
nN、AlGaInNなどの薄膜が形成される。ヘテロ
エピタキシャル成長である。薄膜形成は、気相成長法或
いは昇華法による。気相成長法には3つの有力な方法が
ある。有機金属化学気相成長法(MOCVD法)、塩化
物気相成長法(MOC法)、水素化物気相成長法(HV
PE法)である。
As described above, a GaN single crystal cannot be grown by a normal crystal growth method. Therefore, a GaN-based light-emitting element is manufactured by growing a thin film on a sapphire substrate. That is, it has a laminated structure such as GaN / sapphire. On the GaN thin film serving as such a buffer layer, n-type, p-type GaN, GaI
A thin film such as nN or AlGaInN is formed. Hetero-epitaxial growth. The thin film is formed by a vapor phase growth method or a sublimation method. There are three prominent methods for vapor phase growth. Metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), chloride vapor deposition (MOC), hydride vapor deposition (HV)
PE method).

【0005】これらは基板の上に薄膜を形成するための
技術である。だから基板が必要であるが、GaNの基板
を作る事ができない。そこで、サファイヤを基板とする
LEDが大量に製造されている。サファイヤは三方晶系
(Trigonal)の結晶構造をとる。6回対称性や、6回反
転対称性などがない。六方晶系であるGaNとは晶系が
相違する。しかも格子定数も熱膨張率もかなり違う。
[0005] These are techniques for forming a thin film on a substrate. Therefore, a substrate is required, but a GaN substrate cannot be made. Therefore, a large number of LEDs using sapphire as a substrate are manufactured. Sapphire has a trigonal crystal structure. There is no six-fold symmetry or six-fold inversion symmetry. The crystal system is different from GaN which is a hexagonal system. Moreover, the lattice constant and the coefficient of thermal expansion are quite different.

【0006】しかしサファイヤのc面単結晶基板(00
01)面に、GaNのc面(0001)が良好に成長す
るということが分かっている。サファイヤは堅固な材料
であり、GaNも硬く強い材料である。サファイヤを取
り除くということはできないからサファイヤはLEDデ
バイスに貼り付いたままである。
However, a sapphire c-plane single crystal substrate (00
It has been found that the c-plane (0001) of GaN grows favorably on the (01) plane. Sapphire is a hard material, and GaN is also a hard and strong material. The sapphire remains stuck to the LED device because it cannot be removed.

【0007】サファイヤは劈開がないので機械的に切断
(ダイシング)してサファイヤウエハから個々のGaN
−LEDチップを切り出している。またサファイヤは絶
縁体であるから電流が通らない。そこでn−GaN層を
一部露呈させて、その上へn型電極を付けるようにして
いる。つまり二つの電極(p電極、n電極)がいずれも
上面に露出する構造になる。n電極のために発光面積が
削減されるという欠点がある。
Since sapphire has no cleavage, it is mechanically cut (diced) to separate individual GaN from the sapphire wafer.
-LED chips are cut out. Also, sapphire is an insulator and does not pass current. Therefore, the n-GaN layer is partially exposed, and an n-type electrode is provided thereon. In other words, the structure is such that both electrodes (p electrode and n electrode) are exposed on the upper surface. There is a disadvantage that the light emitting area is reduced due to the n-electrode.

【0008】格子定数、熱膨張率が違うので、GaN、
GaInN膜には多数の欠陥が発生する。しかし多大の
欠陥にも拘らずLEDは発光し寿命も長い。異種基板の
上に作製した青色発光GaN−LEDは既に多くの実績
がある。劈開のないこと、絶縁体であること、欠陥が多
いことなどはGaN/サファイヤ−LEDの価値を下げ
ることにはならなかった。小型青色発光素子としてサフ
ァイヤ基板LEDは極めて有用であり多大の製造、使用
の実績をもっている。GaN/サファイヤ型LEDは厚
い使用実績もあり完成したデバイスといえる。
Since the lattice constant and the coefficient of thermal expansion are different, GaN,
Many defects occur in the GaInN film. However, despite many defects, LEDs emit light and have a long life. Blue light-emitting GaN-LEDs fabricated on heterogeneous substrates have already been extensively used. The lack of cleavage, being an insulator, and having many defects did not reduce the value of the GaN / sapphire-LED. Sapphire substrate LEDs are extremely useful as small blue light-emitting elements and have a great deal of production and use results. The GaN / sapphire type LED has a proven track record of use and is a completed device.

【0009】しかしこのようなデバイスでは基板はサフ
ァイヤウエハである。GaN基板というものは存在しな
い。GaNはサファイヤ基板の上に薄く形成された薄膜
にすぎない。そこにおいてGaNは幾何学的にも力学的
にもサファイヤに依存した薄い層にすぎない。独立した
GaN基板ではない。
However, in such a device, the substrate is a sapphire wafer. There is no GaN substrate. GaN is only a thin film formed thinly on a sapphire substrate. There, GaN is only a thin layer that relies on sapphire, both geometrically and mechanically. It is not an independent GaN substrate.

【0010】以上は青色LED(発光ダイオード)の場
合である。青色レーザ(LD)となると少し事情が異な
る。LDは共振器が必要でありサファイヤ基板では作り
にくいからである。サファイヤ基板上のGaN−LDが
試作されている。その場合もGaNは薄膜であって基板
として存在しない。サファイヤの難点は劈開面がないと
いうことである。
The above is the case of a blue LED (light emitting diode). The situation is a little different for a blue laser (LD). This is because an LD requires a resonator and is not easily made with a sapphire substrate. A GaN-LD on a sapphire substrate has been prototyped. Also in that case, GaN is a thin film and does not exist as a substrate. The difficulty with sapphire is that there is no cleavage plane.

【0011】図12は六方最密(Hexagonal Closest Pa
cked;HCP)格子構造を示す。遷移金属単体がこの構
造を取ることがある。六角柱をなす格子である。同等の
6個の原子が底面6隅部、上面6隅部に存在する。底
面、上面中心に1個の原子がある。1/2の高さにおい
て3つの部分正三角形の中心に3つの原子がある。これ
は6原子を含む格子である。6回反転対称性、3回対称
性、鏡映などがある。この構造から単原子のものなら
(0001)が劈開面であろうということが容易にわか
る。2種類原子を含むものなら(0001)の他に{1
−100}が劈開面になる可能性もありそうだというこ
とがわかろう。
FIG. 12 shows a hexagonal closest Pa.
cked; HCP) lattice structure. The transition metal alone may take this structure. It is a grid that forms a hexagonal prism. Equivalent six atoms are present at the bottom six corners and the top six corners. There is one atom at the bottom and top center. At half height, there are three atoms at the center of the three partial equilateral triangles. This is a lattice containing 6 atoms. There are six-fold inversion symmetry, three-fold symmetry, and reflection. From this structure, it can be easily understood that (0001) would be a cleavage plane for a single atom. If it contains two kinds of atoms, besides (0001), $ 1
You can see that it is possible that -100} could be a cleavage plane.

【0012】図13はサファイヤの格子構造である。最
密構造の原子位置に酸素(O)原子が入り、4つのAl
原子は4つの酸素原子によって形成される正四面体の中
心にある。二つのAl原子がc軸方向に重なっており他
の2つのAl原子は2つ離れた正三角形の中心にある。
三回対称性も三回反転対称性もない。だから六方晶でな
くて、三方晶系(Trigonal)である。結合力はAl−O
結合に局在する。O−O、Al−Al結合は微弱である
か、あるいは反結合性である。Alの存在によって上下
結合が強化され(0001)が劈開面ではなくなる。A
l原子の非対称存在のために{1−100}面も劈開面
ではありえない。そのような訳でサファイヤに劈開が存
在しないのである。
FIG. 13 shows a lattice structure of sapphire. Oxygen (O) atoms enter the atomic positions of the close-packed structure, and four Al atoms
The atom is at the center of a tetrahedron formed by four oxygen atoms. Two Al atoms overlap in the c-axis direction, and the other two Al atoms are at the center of an equilateral triangle two away from each other.
There is no triple symmetry or triple inversion symmetry. Therefore, it is not hexagonal but trigonal. The bonding force is Al-O
Localizes to binding. The O—O and Al—Al bonds are weak or antibonding. Due to the presence of Al, the upper and lower bonds are strengthened, but (0001) is no longer a cleavage plane. A
The {1-100} plane cannot be a cleavage plane because of the asymmetric existence of the 1 atom. That is why there is no cleavage in sapphire.

【0013】だからサファイヤ基板LDの場合、共振器
を自然劈開によって形成できない。ダイシング、エッチ
ング、研磨などで、手間と時間を掛けて平坦なミラー面
を作成しなくてはならず高コスト、低歩留まりである。
青色LDでは、劈開のあるZnSe系のLDの方がサフ
ァイヤ基板GaN系LDよりも優勢である。それはGa
N系の半導体がLDに不適だということではない。
Therefore, in the case of the sapphire substrate LD, the resonator cannot be formed by natural cleavage. A flat mirror surface must be created by dicing, etching, polishing, etc., with much effort and time, resulting in high cost and low yield.
In a blue LD, a cleaved ZnSe-based LD is superior to a sapphire substrate GaN-based LD. It is Ga
This does not mean that N-based semiconductors are unsuitable for LD.

【0014】そうではなくて劈開のないサファイヤ基板
を用いるからそのような欠点があるだけである。単結晶
GaN基板がもし存在すれば、ZnSe系LDに匹敵す
るGaN系LDができよう。
[0014] Instead, the use of a sapphire substrate without cleavage causes only such a disadvantage. If a single-crystal GaN substrate is present, a GaN-based LD comparable to a ZnSe-based LD will be produced.

【0015】GaNは低温相では閃亜鉛鉱型(ZnS;
zinc-blende)をとる。これはGaAsと同じで立方晶
系(cubic)に属し、4回反転性、3回対称性、鏡映が
ある(−43m)。より高温では、立方晶と六方晶の混
合になる。
GaN has a zinc blende type (ZnS;
zinc-blende). It is the same as GaAs and belongs to the cubic system (cubic), and has fourfold inversion, threefold symmetry, and reflection (−43 m). At higher temperatures, a mixture of cubic and hexagonal crystals results.

【0016】常温を含む、より高温では六方晶(Hexago
nal)を取る。ウルツ鉱型(ZnO)だと言われる。図
14は六方晶GaNの格子構造を示す。本発明で以後G
aNというのは六方晶のものを指す。HCPの原子位置
にガリウム原子が存在する。六角柱の6本の縦稜線の3
/8の高さに6つの窒素(N)原子がある。1/2の高
さに一つおきにとった3つの正三角形の中心位置にガリ
ウム原子が3つ存在する。そのGa原子の直上に、7/
8の高さで3つのN原子がある。これは5Ga、5Nを
含む構造である。GaはNが作る正四面体の中心にあ
る。NはGaが作る正四面体の中心にある。GaNの共
有結合が結晶を形成している。Ga−Gaや、N−Nは
結合力を持たない。GaNの縦結合は長さが3/8で合
計3本もあるから(0001)は劈開しない。2本切る
だけで済む{1−100}が劈開面となる。そのように
GaNには明確な自然劈開があるという利点もある。
At higher temperatures, including room temperature, hexagonal (Hexago)
nal). It is called wurtzite (ZnO). FIG. 14 shows a lattice structure of hexagonal GaN. In the present invention, G
aN refers to a hexagonal crystal. A gallium atom exists at the atomic position of HCP. 3 of 6 vertical ridgelines of hexagonal prism
There are six nitrogen (N) atoms at a height of / 8. Three gallium atoms are present at the center of three equilateral triangles taken every other half height. Immediately above the Ga atom, 7 /
There are three N atoms at a height of eight. This is a structure containing 5Ga and 5N. Ga is at the center of the tetrahedron created by N. N is at the center of the tetrahedron created by Ga. Covalent bonds of GaN form crystals. Ga-Ga and NN do not have a bonding force. (0001) is not cleaved because the longitudinal coupling of GaN has a length of 3/8 and a total of three. {1-100}, which requires only two cuts, becomes the cleavage plane. As such, GaN also has the advantage of having a clear natural cleavage.

【0017】しかしながらGaNの単独結晶を作るのは
長らく不可能であった。ところが本発明者の努力によっ
て気相成長法を使って、ある基板の上にGaNの膜を厚
く積層して基板を除去することによりGaNの独立結晶
が得られるようになった。透明の薄い板状の結晶であ
る。独立の単結晶基板であるからウエハと呼ぶこともで
きようが、未だ寸法が小さくて10〜18mm角程度の
矩形の基板である。
However, it has not been possible to form a single crystal of GaN for a long time. However, with the efforts of the present inventor, an independent crystal of GaN can be obtained by depositing a thick GaN film on a certain substrate and removing the substrate using a vapor phase growth method. It is a transparent thin plate-shaped crystal. Since it is an independent single crystal substrate, it can be called a wafer, but it is a rectangular substrate having a small size and about 10 to 18 mm square.

【0018】これを円形ウエハにしたいものである。下
地基板の上に薄膜成長させるから形状は、下地基板の形
状によって決まる。下地基板と全く同じ形状にはならず
少し小さいものになる。下地基板を除去するときに力学
的な力がかかるので基板から除去した場合、薄い不定形
のGaN結晶が得られる。これを削って八角形状のウエ
ハとしたこともある。しかし現在のところ得られている
のは先述のように10mm〜18mm角程度の角型の基
板であり、それも月に数枚といった程度である。
This is intended to be a circular wafer. Since the thin film is grown on the base substrate, the shape is determined by the shape of the base substrate. The shape is not exactly the same as the underlying substrate but slightly smaller. Since a mechanical force is applied when removing the base substrate, a thin amorphous GaN crystal is obtained when the base substrate is removed. In some cases, this was cut into an octagonal wafer. However, what has been obtained so far is a rectangular substrate having a size of about 10 mm to 18 mm as described above, which is several sheets per month.

【0019】それらはGaN−LDの基板として実験的
に用いられる。LDの基板としては、サファイヤ基板よ
りGaN基板の方が適している。それでGaN基板の上
にGaN系層をエピタキシャル成長させたLDが試作さ
れている。しかし未だに実用的レベルでの2インチ以上
の径の円形GaNウエハというものは存在しない。
They are used experimentally as GaN-LD substrates. A GaN substrate is more suitable as an LD substrate than a sapphire substrate. Thus, an LD in which a GaN-based layer is epitaxially grown on a GaN substrate has been experimentally manufactured. However, there is not yet a practical level of a circular GaN wafer having a diameter of 2 inches or more.

【0020】サファイヤ、GaNを概観したので、次に
ウエハの研削、OFについての従来技術を振り返ってみ
よう。これらはいずれもSiウエハかGaAsウエハに
関するものである。いずれも不透明であって、金属光沢
をもちGaNより柔らかい材料である。いずれも立方晶
であって、Siはダイヤモンド型、GaAsは閃亜鉛鉱
型(zinc-blende)である。
Now that we have an overview of sapphire and GaN, let's look back at the prior art on wafer grinding and OF. These all relate to a Si wafer or a GaAs wafer. Each of them is opaque, has a metallic luster, and is softer than GaN. Both are cubic, Si is diamond type and GaAs is zinc-blende type.

【0021】特開平2−144908号「半導体装置
の製造方法」は、Siウエハにおいて、表面裏面を区別
するために、OF(オリエンテーションフラット)とC
F(カートリッジフラット)を付けるが、アライメント
装置がOFとCFを間違って検出することがある、とい
う問題を指摘している。そこでSiウエハの外周縁に、
表面と裏面において角度の異なる面取りをしたというも
のを提案している。面取りをしたあと両面を鏡面に研磨
するといっている。これは表裏の面取り角度を変えて表
裏を区別したものである。肉眼では分からないがアライ
メント装置が面取り角度を検出するのであるから表裏を
間違えることがない。
Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 2-144908 discloses a method of manufacturing a semiconductor device. In order to distinguish the front and back surfaces of an Si wafer, an OF (orientation flat) and a C
Although F (cartridge flat) is attached, it points out a problem that the alignment apparatus may erroneously detect OF and CF. Therefore, on the outer edge of the Si wafer,
It proposes that the front and back surfaces are chamfered at different angles. It says that after chamfering, both sides are polished to a mirror surface. This is to distinguish the front and back by changing the chamfer angle of the front and back. Although not visible to the naked eye, the alignment device detects the chamfer angle, so that the front and back are not mistaken.

【0022】特開昭60−167426号「半導体結
晶ウエハー」は、Siウエハにおいて、従来は劈開面に
OFを設けて結晶方位を示していたが、OFには熱スト
レスが集中し、スリップなどの欠陥が発生しやすい、と
いう問題を指摘している。Siウエハが大口径化するの
でOF部位での材料損失が大きくなる、といっている。
そこでOFの代わりにレーザビームで直径1mm、深さ
数百μmの溶融穴を特定方位に形成するといっている。
OFのないウエハである。穴の部分に形成した素子チッ
プは無駄になるがOFによって無駄になる素子チップよ
り数が少ない。それにスリップなども起こらない、とい
っている。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-167426, "Semiconductor Crystal Wafer", shows a crystal orientation of an Si wafer by providing an OF on a cleavage plane in the past. He points out that defects are likely to occur. It is said that since the diameter of the Si wafer increases, material loss at the OF portion increases.
Therefore, it is stated that a laser beam is used to form a molten hole having a diameter of 1 mm and a depth of several hundred μm in a specific direction instead of the OF.
This is a wafer without OF. Although the element chips formed in the holes are wasted, the number is smaller than the number of element chips wasted by the OF. He also says that no slips will occur.

【0023】特開2000−331898「ノッチ付
半導体ウエハ」は、OFをウエハの1箇所に設ける従来
のウエハや、OFとIF(インデックスフラット)を2
箇所に設ける従来のウエハは、その部分だけ質量が減少
するから、レジストをスピンコートする場合に偏荷重の
ためにウエハがロータから離脱するという危険を指摘す
る。ウエハが大口径化するとそのような重心の偏奇が問
題になる。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-331898 "Notched Semiconductor Wafer" discloses a conventional wafer in which an OF is provided at one position on the wafer, or a combination of an OF and an IF (index flat).
Since the weight of the conventional wafer provided at the location is reduced only by that portion, it is pointed out that the risk that the wafer is detached from the rotor due to an uneven load when spin coating the resist is pointed out. When the diameter of the wafer increases, such deviation of the center of gravity becomes a problem.

【0024】そこで弓形に切り取るのではなくてウエハ
の特定方位の周縁にノッチ(切欠き)を設けるウエハで
ある。ノッチは小さいから偏荷重の問題は起こらない。
しかしノッチは結晶方位はわかるが表裏面が分からな
い、と述べている。GaAsウエハでも両面研磨すると
どちらが表であるか見ただけではわからない。そこで円
形ウエハの周縁を表裏で幅が異なるように丸く面取りし
たものを提案している。面取り寸法によって表裏を区別
するのでと共通する。ノッチと表裏不等面取りとによ
ってウエハの方位と表裏を示している。
Therefore, a notch (notch) is provided on a peripheral edge of a specific direction of the wafer instead of being cut in an arc shape. Since the notch is small, the problem of unbalanced load does not occur.
However, the notch states that the crystal orientation is known but the front and back surfaces are unknown. When a GaAs wafer is polished on both sides, it is not clear just by looking at which is the front. Therefore, a proposal has been made in which the periphery of a circular wafer is rounded so that the width differs between the front and back sides. It is common to distinguish front and back by chamfer dimensions. The notch and the front and back unequal chamfer show the orientation and front and back of the wafer.

【0025】特開平7−211603号「ウエハの加
工方法」はSiウエハにOFを設けると円周部と直線部
の交点が尖り、搬送時にウエハが何ものかと衝突したと
き、尖点が欠けて(チッピング)、チッピング片がウエ
ハ面に付いて傷を付けたり膜厚を不均等にしたりすると
いう問題がある、と述べている。OFに代えてノッチに
よって方位を示すウエハにおいてもノッチ端が尖ってい
るからこれが欠けることがある、と問題を説明してい
る。そこで尖りの部分を滑らかな円弧に置き換えたウエ
ハを提案する。OF端やノッチ端が尖点でなくて滑らか
な曲線となるから破損しにくい、と述べている。
Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-212603 discloses a method of processing a wafer. When an OF is provided on a Si wafer, the intersection between the circumferential portion and the linear portion is sharpened. (Chipping), it states that there is a problem that the chipping pieces adhere to the wafer surface and cause scratches or uneven film thickness. The problem is explained that the notch end is pointed and may be missing even in a wafer indicating the orientation by the notch instead of the OF. Therefore, a wafer in which the sharp portion is replaced with a smooth arc is proposed. It is stated that the OF end and the notch end are not sharp points but have a smooth curve, so that they are not easily damaged.

【0026】特開昭58−71616号「半導体装置
の製造方法」は、Siウエハの表裏を分かりやすくする
ために片面だけを面取りするなどして、表裏非対称に加
工するということを提案している。表面側だけを面取り
し、裏面をそのままとすれば、目で見ただけで表裏が判
別できる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-71616, "Method of Manufacturing Semiconductor Device", proposes that a Si wafer is machined asymmetrically by, for example, chamfering only one side to make it easy to see the front and back. . If only the front side is chamfered and the back side is left as it is, the front and back sides can be distinguished just by visual inspection.

【0027】特開平8−316112号「ノッチ付き
半導体ウエーハ」は、オリフラやレーザマークを付けた
ウエハはその分だけ有効な面積が減少し製造コストを押
し上げるので望ましくないと述べている。そこでウエハ
の周縁に小さいノッチを付けて方位を示し、周縁全体を
表裏非対称に面取りして表裏の区別を与えている。非対
称面取りによって表裏を示すという点で、、、な
どのウエハと同様である。
Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8-316112 "Notched Semiconductor Wafer" states that a wafer with an orientation flat or a laser mark is not desirable because the effective area is reduced correspondingly and the manufacturing cost is increased. Therefore, a small notch is attached to the periphery of the wafer to indicate the orientation, and the entire periphery is chamfered asymmetrically to give a distinction between the front and the back. This is similar to a wafer such as, for example, in that the front and back are shown by asymmetric chamfering.

【0028】アメリカ特許第6177292号「Metho
d For Forming GaN Semiconductor And GaN Diode With
The Substrate」は、酸化物基板(例えばサファイヤ)
の上に気相成長法によってGaNをヘテロエピタキシャ
ル成長させ薄い膜を作り、炉から取り出してサファイヤ
基板を削り、再び炉に入れてGaN薄膜を成長させる、
それからサンプルを取り出してサファイヤ基板を削り炉
に入れてGaN薄膜を50〜100μm増やし、それを
取り出しサファイヤ基板を削る…、という複雑な工程の
繰り返しによって、300μm程度の厚みのGaN単結
晶を作ったと述べている。サファイヤ基板を何度も削る
のは、格子定数、熱膨張率の違いによるひずみを除去す
るためである。最終的にはサファイヤ基板のないGaN
基板を得られるが、極めて複雑な工程であって、実用的
ではない。
US Pat. No. 6,177,292 "Metho
d For Forming GaN Semiconductor And GaN Diode With
The Substrate is an oxide substrate (eg sapphire)
GaN is heteroepitaxially grown by vapor phase epitaxy to form a thin film, removed from the furnace, sapphire substrate is shaved, and then put again in the furnace to grow a GaN thin film.
Then, a sample was taken out, the sapphire substrate was cut into a furnace, the GaN thin film was increased by 50 to 100 μm, and the GaN thin film was taken out and the sapphire substrate was cut off. ing. The purpose of shaving the sapphire substrate many times is to remove distortion due to differences in lattice constant and coefficient of thermal expansion. Ultimately GaN without sapphire substrate
Although a substrate can be obtained, it is an extremely complicated process and is not practical.

【0029】[0029]

【発明が解決しようとする課題】本出願人の努力によっ
て2インチ系の自立したGaN単結晶基板を製造するこ
とができるようになってきた。矩形ウエハであってもよ
いのであるが、搬送や薄膜成長などの点で円形ウエハの
方が便利だということもある。GaNの2インチ自立円
形ウエハができたとして、問題点を予め考える。まずウ
エハの表面と裏面が区別されなければならない。それと
結晶方位が分かるということが必要である。さらに搬送
工程やウエハプロセスにおいて欠けにくいということも
重要である。
SUMMARY OF THE INVENTION With the efforts of the present applicant, it has become possible to manufacture a 2-inch freestanding GaN single crystal substrate. Although a rectangular wafer may be used, a circular wafer may be more convenient in terms of transportation and thin film growth. Assuming that a 2-inch freestanding circular wafer of GaN has been made, the problem will be considered in advance. First, the front and back sides of the wafer must be distinguished. It is necessary to know the crystal orientation. Furthermore, it is also important that it is not easily chipped in the transfer process and the wafer process.

【0030】Siウエハ、GaAsウエハの場合は表面
を鏡面研磨し、裏面は鏡面にしない事が多い。その場合
粗面と鏡面は肉眼で見て容易にわかる。金属光沢があっ
て不透明で反射が強いので、面粗度の違う鏡面、非鏡面
は容易に区別できる。ところがGaNは薄いし透明であ
るから、それ自身見えにくい。下地が白地、透明などで
あるとウエハの存在自体が分かりにくくなる。表面と裏
面の面粗度が違っていても目視によって表裏の区別が難
しい。暗い色調の下地の上に置くと透明板の存在が分か
るが表裏の区別まではできない。この点がSi、GaA
sウエハと違うところである。そこで透明なGaNの表
裏を容易に区別できるようにしたGaNウエハを提案す
ることが一つの目的になる。
In the case of a Si wafer or a GaAs wafer, the front surface is often mirror-polished and the rear surface is not mirror-finished. In that case, the rough surface and the mirror surface can be easily recognized by the naked eye. Since it has a metallic luster, is opaque, and has strong reflection, it is easy to distinguish between a mirror surface and a non-mirror surface having different surface roughness. However, since GaN is thin and transparent, it is difficult to see itself. If the base is a white background, transparent, or the like, the existence of the wafer itself becomes difficult to understand. Even if the surface roughness of the front and back surfaces is different, it is difficult to visually distinguish the front and back surfaces. When placed on a dark-colored base, the presence of a transparent plate can be seen, but the front and back cannot be distinguished. This point is Si, GaAs
It is different from s wafer. Therefore, one object is to propose a GaN wafer in which the front and back of transparent GaN can be easily distinguished.

【0031】GaNは、金属や半導体というよりもセラ
ミックに近い感触をもち、剛性はSi、GaAsよりも
高く、硬質の材料である。薄くても高硬度堅牢であるが
衝撃によって破損しやすいから円形ウエハを破損から守
る必要もある。本発明の課題はこれまで実在しなかった
窒化ガリウムの円形ウエハを実用的な形にして初めて提
供することである。
GaN has a feel closer to that of a ceramic than a metal or a semiconductor, has a higher rigidity than Si and GaAs, and is a hard material. Even if it is thin, it has high hardness and robustness, but is easily damaged by impact, so it is necessary to protect the circular wafer from damage. An object of the present invention is to provide a gallium nitride circular wafer, which has not existed before, in a practical form for the first time.

【0032】[0032]

【課題を解決するための手段】本発明の窒化ガリウムウ
エハは、1016cm−3〜1020cm−3の濃度で
酸素あるいはシリコンドープされた六方晶系で{000
1}面方位の窒化ガリウム単結晶よりなり透明であって
独立した円形のウエハであって表面側と裏面側から外周
部を5゜〜30゜の傾斜角で面取り(C面取り)したも
のである。あるいはC面取りの代わりに外周部全体を半
径0.1mm〜0.5mmの円弧断面となるように面取
り(R面取り)することもできる。GaNは透明で見え
にくいが周縁を面取りすると乱反射のため輪郭がくっき
りと見えるようになる。可視化できるので取扱容易にな
る。
Gallium nitride wafer of the present invention SUMMARY OF THE INVENTION may, at 10 16 cm -3 ~10 20 cm at a concentration of -3 oxygen or silicon doped hexagonal {000
A transparent and independent circular wafer made of gallium nitride single crystal having a 1 ° plane orientation and having an outer peripheral portion chamfered (C-chamfered) at an inclination angle of 5 ° to 30 ° from the front side and the back side. . Alternatively, instead of the C-chamfering, the entire outer peripheral portion may be chamfered (R-chamfered) so as to have an arc cross section with a radius of 0.1 mm to 0.5 mm. GaN is transparent and hard to see, but if the edge is chamfered, the outline becomes clear due to diffuse reflection. It is easy to handle because it can be visualized.

【0033】或いは窒化ガリウムウエハ1016cm
−3〜1020cm−3の濃度で酸素ドープされた六方
晶系で{0001}面方位の窒化ガリウム単結晶よりな
り透明であって独立した円形のウエハであって外周部の
一部において弓形部分を切り取り面と直交する特定の結
晶方位{hkm0}を示すためのフラット部を設ける。
Alternatively, a gallium nitride wafer 10 16 cm
A transparent and independent circular wafer made of a hexagonal gallium nitride single crystal having a {0001} plane orientation and doped with oxygen at a concentration of −3 to 10 20 cm −3 and having an arcuate shape at a part of the outer peripheral portion A flat portion is provided for indicating a specific crystal orientation {hkm0} perpendicular to the cut surface.

【0034】特定の結晶方位としてたとえば劈開面{1
−100}を選ぶことができる。あるいは劈開面に直交
する{11−20}面を特定の結晶方位として選択し表
示することができる。
As a specific crystal orientation, for example, cleavage plane # 1
-100 選 ぶ can be selected. Alternatively, the {11-20} plane orthogonal to the cleavage plane can be selected and displayed as a specific crystal orientation.

【0035】或いはウエハ外周部の一部において弓形部
分を切り取り面と直交する特定の結晶方位{hkm0}
を示すための第1フラット部を設け、第1フラット部に
直交する方位の長さの相違する第2フラット部を設け
て、表裏を区別するようにすることもできる。
Alternatively, a specific crystal orientation {hkm0} perpendicular to the cut surface of the arcuate portion in a part of the outer peripheral portion of the wafer.
May be provided, and a second flat portion having a different azimuth length perpendicular to the first flat portion may be provided to distinguish between the front and back sides.

【0036】[0036]

【発明の実施の形態】[1.周縁部を表裏で面取りした
円形GaNウエハ(図1)]透明で円形のGaNウエハ
の周縁の表面側、裏面側を平坦傾斜面によって面取りし
たものである。これをC面取りと呼ぶ。GaNはGaA
sやSiよりさらに剛性が高くて硬度も高い。それだけ
に衝撃に脆いということもある。ウエハの尖った周縁部
が搬送装置などに衝突すると周縁部が欠けたりする恐れ
がある。そこで周縁部を面取りする。図1に周縁部のみ
を示す。面取り角度θは、5゜〜30゜である。ウエハ
の厚みは350μm〜500μm程度である。図10の
ような回転する砥石7によってGaNウエハの周縁を研
削する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [1. Circular GaN Wafer with Peripheral Edge Chamfered on Front and Back (FIG. 1)] This is a transparent and circular GaN wafer with its peripheral front and back sides chamfered by flat inclined surfaces. This is called C chamfering. GaN is GaA
It has higher rigidity and hardness than s and Si. It may be brittle to impact. When the sharp peripheral portion of the wafer collides with a transfer device or the like, the peripheral portion may be chipped. Therefore, the periphery is chamfered. FIG. 1 shows only the peripheral portion. The chamfer angle θ is 5 ° to 30 °. The thickness of the wafer is about 350 μm to 500 μm. The periphery of the GaN wafer is ground by a rotating grindstone 7 as shown in FIG.

【0037】Si、GaAsよりも硬いから砥石もより
硬度の高いものを用いる。研削の時間もより長くかか
る。透明であるから面取り部分は肉眼で見ても良く分か
る。ウエハは透明であるから下地が白、透明、グレーな
どの場合そのままだとウエハの存在が見えにくいが、面
取りをすると輪郭が乱反射により白く光るから所在がよ
く分かるようになる。
Since it is harder than Si and GaAs, a whetstone having higher hardness is used. The grinding time also takes longer. Because it is transparent, the chamfered part can be easily understood by the naked eye. Since the wafer is transparent, if the base is white, transparent, gray, or the like, it is difficult to see the presence of the wafer as it is, but if chamfering, the outline shines white due to irregular reflection, so that the location can be clearly understood.

【0038】さらにGaNには酸素をドープしてn型伝
導性を与える。GaN系のLDやLEDのための基板ウ
エハとした場合に基板の下にn電極を付けカソードを引
き出すことができる。酸素ドープ量は1016〜10
20cm−3程度とする。
Further, GaN is doped with oxygen to provide n-type conductivity. When a substrate wafer for a GaN-based LD or LED is used, an n-electrode can be attached below the substrate to pull out the cathode. The oxygen doping amount is 10 16 to 10
It is about 20 cm −3 .

【0039】[2.周縁部を表裏にわたって円弧断面を
もつよう面取りした円形GaNウエハ(図2)]透明で
円形のGaNウエハの周縁の表面から裏面側にかけて円
弧状曲面によって面取りしたものである。これをR面取
りという。GaNはGaAsやSiよりさらに硬度も高
く周縁部が欠ける恐れがある。図1の面取りは傾斜面で
面取りするから稜線が残る。それに2回研削する必要が
ある。稜線が出るのも好ましくないという場合は、R面
によって周縁部を面取りする。図2にR面取りしたウエ
ハの周縁部のみを示す。面取り半径Rは、0.1mm〜
0.5mmである。ウエハの厚みは350μm〜500
μm(0.5mm)である。
[2. Circular GaN wafer whose peripheral edge is chamfered so as to have an arc cross section over both sides (FIG. 2)] This is a transparent and circular GaN wafer chamfered by an arc-shaped curved surface from the peripheral surface to the rear surface. This is called R chamfering. GaN has higher hardness than GaAs or Si, and may have a lack of peripheral portion. Since the chamfer in FIG. 1 is chamfered on an inclined surface, a ridgeline remains. It needs to be ground twice. If it is not preferable that a ridge line is formed, the peripheral edge is chamfered by the R surface. FIG. 2 shows only the peripheral portion of the wafer that has been rounded. Chamfer radius R is 0.1mm ~
0.5 mm. The thickness of the wafer is 350 μm to 500
μm (0.5 mm).

【0040】500μmであれば、R=250μmで丁
度半円弧の断面図となる。Rが100μm〜250μm
のときは上下縁に分離した面取りとなる。Rが250μ
m〜500μmだと表裏面と交差する稜線が生ずる。図
11のような回転する砥石によってGaNウエハの周縁
を研削する。
If it is 500 μm, a cross section of a semicircular arc is obtained at R = 250 μm. R is 100 μm to 250 μm
In the case of, the chamfer is separated into upper and lower edges. R is 250μ
If it is m to 500 μm, a ridge line intersecting the front and back surfaces is generated. The periphery of the GaN wafer is ground by a rotating grindstone as shown in FIG.

【0041】Si、GaAsよりも硬いから砥石も砥粒
を固定するボンド材が硬い等の硬質材に適するものを用
いる。研削の時間もより長くかかる。前例と同じことで
そのままだと透明であるからウエハが見えにくいが面取
り部分は白く光るので肉眼で見てもよく分かる。n型と
するために酸素を1016〜1020cm−3程度ドー
プする点も同じである。
Since the grindstone is harder than Si and GaAs, a whetstone suitable for a hard material such as a hard bond material for fixing abrasive grains is used. The grinding time also takes longer. In the same manner as in the previous example, the wafer is difficult to see because it is transparent as it is, but the chamfered portion shines white so that it can be easily seen with the naked eye. The same applies to doping about 10 16 to 10 20 cm −3 of oxygen to obtain an n-type.

【0042】[3.劈開面にOFを付けたGaNウエハ
(図4)]c面を表面とする透明で円形のGaNウエハ
の周縁にある{1−100}面に平行な弓形を切り取り
OFとしたものである。GaNは六方晶系の結晶でc面
を表裏面とするGaNウエハ(0001)の周縁部には
劈開面{1−100}がある。劈開面は互いに60゜の
角度をなす3つの面がある。1点の周りには3面がある
が、ウエハの周辺には6つの劈開面がある。
[3. GaN wafer having cleavage plane with OF (FIG. 4)] This is a transparent and circular GaN wafer having a c-plane as a surface, which is obtained by cutting an arc parallel to the {1-100} plane at the periphery of the GaN wafer. GaN is a hexagonal crystal and has a cleavage plane {1-100} at the periphery of a GaN wafer (0001) having the c-plane as the front and back surfaces. The cleavage plane has three planes at an angle of 60 ° to each other. There are three planes around one point, but there are six cleavage planes around the wafer.

【0043】これはGaAs(111)基板の上にEL
O法でGaNを気相成長法で成長させ、GaAs基板を
除去したのち円形に研削して、X線によって結晶方位を
決め劈開方向を求める。そして円形ウエハの劈開面が露
呈するように弓形部を切り取ったものである。劈開とい
うと(1−100)、(01−10)、(−1010)
などの面である。2インチ直径のGaNウエハであれ
ば、弦の長さは10〜20mm程度である。例えば16
mmとする。
This is a method in which EL is formed on a GaAs (111) substrate.
GaN is grown by a vapor phase epitaxy by the O method, the GaAs substrate is removed, and then ground into a circle. The crystal orientation is determined by X-rays to determine the cleavage direction. Then, an arcuate portion is cut out so that the cleavage surface of the circular wafer is exposed. Cleavage is (1-100), (01-10), (-1010)
And so on. If the GaN wafer has a diameter of 2 inches, the length of the chord is about 10 to 20 mm. For example, 16
mm.

【0044】LDの基板とする場合はn型のGaNとす
るため酸素を1016〜1020cm−3ドープする。
方位が明確であるからデバイス製造の場合の位置合わせ
に便利である。これも酸素ドープしてn型とする。L
D、LEDの基板としたときに下側からカソードを引き
出すことができる。以下の例でも同じである。
When an LD substrate is used, oxygen is doped at 10 16 to 10 20 cm −3 to obtain n-type GaN.
Since the orientation is clear, it is convenient for alignment in the case of device manufacturing. This is also doped with oxygen to be n-type. L
D. The cathode can be pulled out from the lower side when the LED substrate is used. The same applies to the following examples.

【0045】[4.劈開面に直交する方向にOFを付け
たGaNウエハ(図5)]c面を表面とする透明で円形
のGaNウエハの周縁にある{11−20}面に平行な
弓形を切り取りOFとしたものである。GaNは六方晶
系の結晶でc面を表裏面とするGaNウエハ(000
1)の周縁部には劈開面{1−100}がある。劈開面
に直交する方向が{11−20}である。
[4. GaN wafer with an OF in the direction perpendicular to the cleavage plane (Fig. 5)] A transparent and circular GaN wafer with a c-plane as the surface, and an arc cut parallel to the {11-20} plane at the periphery of the GaN wafer and cut into an OF It is. GaN is a GaN wafer (000
There is a cleavage plane {1-100} at the periphery of 1). The direction perpendicular to the cleavage plane is {11-20}.

【0046】{11−20}も互いに60゜の角度をな
す3つの面がある。1点の周りには3面があるが、ウエ
ハの周辺には6つの劈開直交面がある。これは劈開に直
交する面が露呈するように弓形部を切り取ったものであ
る。(11−20)、(−2110)、(1−210)
などの面である。2インチ直径のGaNウエハであれ
ば、弦の長さは10〜20mm程度である。LDの基板
とする場合はn型のGaNとするため酸素を1016
1020cm−3ドープする。シリコンなどもドープに
使われる。酸素は原料等からも入る制御しきれないオー
トドープがある。方位が明確であるからデバイス製造の
場合の位置合わせに便利である。
{11-20} also has three surfaces that are at an angle of 60 ° to each other. There are three planes around one point, but there are six cleavage orthogonal planes around the wafer. This is a cut of the bow so that the plane perpendicular to the cleavage is exposed. (11-20), (-2110), (1-210)
And so on. If the GaN wafer has a diameter of 2 inches, the length of the chord is about 10 to 20 mm. In the case of using as an LD substrate, oxygen is set to 10 16 to form n-type GaN.
Doping is performed at 10 20 cm −3 . Silicon is also used for doping. There is an auto-dope which cannot be controlled by oxygen from the raw material or the like. Since the orientation is clear, it is convenient for alignment in the case of device manufacturing.

【0047】[0047]

【実施例】本発明のGaNウエハは、初めて実用的な寸
法形状標識面取りを備えたものである。(111)Ga
As基板の上に窓付きのマスクを付けて(ELO法)窓
を通してGaN薄膜をHVPE法によってC面(000
1)成長させる。1枚分の厚さまで気相成長できたらH
VPE炉から取り出す。図7に示すようなGaAs基板
1の上にGaN2が積層された2層構造のものが得られ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The GaN wafer of the present invention is provided with, for the first time, a practically dimensioned and marked bevel. (111) Ga
A mask with a window is attached on the As substrate (ELO method), and a GaN thin film is passed through the window by C-plane (000) by HVPE method.
1) Grow. If vapor deposition can be performed to the thickness of one sheet, H
Remove from VPE furnace. A two-layer structure in which GaN 2 is stacked on a GaAs substrate 1 as shown in FIG. 7 is obtained.

【0048】GaAs基板1を王水でエッチング除去す
る。するとGaN結晶2の自立膜が得られる。これは周
面3がギザギザであるから図8のような回転する砥石4
によって周面を研削して平滑な周面とする。図9のよう
な円形のGaNウエハ5となる。これらの要素技術は本
発明者らが独自に創案したものからなっている。本発明
のGaNウエハの製造に必要なそれら要素技術を順に説
明する。
The GaAs substrate 1 is removed by etching with aqua regia. Then, a self-standing film of the GaN crystal 2 is obtained. This is because the peripheral surface 3 is jagged, so the rotating whetstone 4 as shown in FIG.
To grind the peripheral surface into a smooth peripheral surface. The result is a circular GaN wafer 5 as shown in FIG. These elemental technologies are made by the present inventors independently. The element technologies required for manufacturing the GaN wafer of the present invention will be described in order.

【0049】サファイヤ上へGaN薄膜を気相成長させ
る方法としては、HVPE法(ハイドライド気相成長
法:Hydride Vapor Phase Epitaxy)、MOC法(有機
金属塩化物気相成長法:Metallorganic Chloride Vapor
Phase Epitaxy)、MOCVD法(有機金属化学的気相
成長法:Metallorganic Chemical Vapor Depositio
n)、昇華法(Sublimation Method)がある。何れもサ
ファイヤ基板の上に数μm厚みのGaNを成長させるた
めに開発された技術である。最もよく使われるのはMO
CVD法である。しかしこれは炭素が不純物として含ま
れるので望ましくない。
As a method of vapor-phase growing a GaN thin film on sapphire, there are HVPE (Hydride Vapor Phase Epitaxy), MOC (Metal Organic Chloride Vapor Growth).
Phase Epitaxy), MOCVD (Metalorganic Chemical Vapor Depositio)
n) and sublimation method. All of these are techniques developed for growing GaN having a thickness of several μm on a sapphire substrate. MO is most often used
This is a CVD method. However, this is undesirable because carbon is included as an impurity.

【0050】本発明者等はHVPE法を選ぶ。薄膜成長
の為でなく単体結晶を作るためにHVPE法を用いる。 [HVPE法]縦長の炉内の上方にGa融液を入れたG
aボートを設ける。炉内でGaボートの直下に回転軸に
よって指示されたサセプタを設ける。サセプタの上に約
2インチ径の(111)GaAs単結晶ウエハを置く。
炉の上方のガス供給管から、水素+塩化水素ガスをGa
ボートに向けて吹き付ける。2Ga+2HCl→2Ga
Cl+Hの反応が起こる。塩化ガリウムはガス状とな
って落下する。もう一つのガス供給管からサセプタの近
傍へ水素+アンモニアガスが吹き付けられる。NH
GaCl→GaN+HCl+Hの反応が起こって、G
aAs基板上へGaN分子が吸着される。
We choose the HVPE method. The HVPE method is used not for growing a thin film but for forming a single crystal. [HVPE method] G containing Ga melt in the upper part of a vertically long furnace
Provide a boat. A susceptor indicated by a rotating shaft is provided directly below the Ga boat in the furnace. Place a (111) GaAs single crystal wafer about 2 inches in diameter on the susceptor.
From the gas supply pipe above the furnace, supply hydrogen + hydrogen chloride gas to Ga
Spray towards the boat. 2Ga + 2HCl → 2Ga
Reaction of Cl + H 2 takes place. Gallium chloride falls in gaseous form. Hydrogen + ammonia gas is blown from another gas supply pipe to the vicinity of the susceptor. NH 3 +
The reaction of GaCl → GaN + HCl + H 2 occurs, and G
GaN molecules are adsorbed on the aAs substrate.

【0051】これは例えば本発明者等の 特願平10−78333号 特願平10−183446号(特開2000−222
12) (10)特願平10−171276号(特開2000−12
900) などに書いてある。
This is disclosed, for example, in Japanese Patent Application No. 10-78333 by the present inventors (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-222).
12) (10) Japanese Patent Application No. 10-171276 (JP-A-2000-12)
900).

【0052】[ELO法(Epitaxial Lateral Overgrow
th)]GaAs基板の上に成長させるのは本発明者らの
独特のものである。たびたび述べているようにGaN薄
膜成長に対する基板は独占的にサファイヤが使われる。
GaAs基板上にGaNを成長させる実験は30年も前
に何度も繰り返され不成功に終わっていた。
[ELO (Epitaxial Lateral Overgrowth)
th)] Growing on a GaAs substrate is unique to the present inventors. As mentioned frequently, sapphire is used exclusively for the substrate for GaN thin film growth.
Experiments for growing GaN on GaAs substrates were repeated many times thirty years ago and were unsuccessful.

【0053】GaAs基板の上にGaN薄膜を成長させ
ることができるようになったのは実は窓を多数有するマ
スク(SiN、SiO)をGaAs基板に付けてから
窓を通じてGaN結晶を独立に成長させるというELO
法が発明されたからである。ELO法の詳細は上記の
〜(10)の本発明者らの出願に記載される。
The fact that a GaN thin film can be grown on a GaAs substrate is actually achieved by attaching a mask (SiN, SiO 2 ) having many windows to a GaAs substrate and then independently growing GaN crystals through the windows. ELO
The law was invented. The details of the ELO method are described in the above-mentioned (10) application of the present inventors.

【0054】あるいは本発明者らの (11)特願平9−298300号 (12)特願平10−9008号 などに説明される。Alternatively, the present invention is described in (11) Japanese Patent Application No. 9-298300 and (12) Japanese Patent Application No. 10-9008.

【0055】GaNは六方晶であるから、窓をそれに合
わせて配置したマスク構造とする。つまり面を同等の正
三角形によって埋め尽くしたとしてその頂点位置に窓
(丸、多角、矩形)を配置する。マスク厚みは例えば1
00nm(0.1μm)である。マスクにはGaNが堆
積しない。孤立した窓からGaAsによって方位が規定
されたGaN結晶粒子が成長する。
Since GaN is hexagonal, it has a mask structure in which windows are arranged in accordance with the windows. That is, the window (circle, polygon, rectangle) is arranged at the vertex position, assuming that the surface is filled with equivalent equilateral triangles. The mask thickness is, for example, 1
00 nm (0.1 μm). GaN does not deposit on the mask. GaN crystal grains whose orientation is defined by GaAs grow from the isolated window.

【0056】これは比較的低温で成長させる。転位は成
長方向に伸びる。温度を高めて続いてGaN成長を持続
する。GaN層がマスク厚みを越えると横方向にマスク
上を這うように成長する。横方向成長が重要でこれによ
って転位が横向きになる。正六角形状に横向き成長した
GaNが隣接窓から成長したものと相会する。転位は相
会面に集積してしまう。以後は縦型成長になるが、転位
を引きずらないから低転位のGaNが成長するのであ
る。ELO法はそのような転位や歪を低減させる作用が
あり、これによって初めてGaAs基板上へのGaN成
長が可能になったのである。
It grows at a relatively low temperature. Dislocations extend in the growth direction. The temperature is increased to continue GaN growth. When the GaN layer exceeds the mask thickness, it grows so as to crawl on the mask in the lateral direction. Lateral growth is important, which causes dislocations to be lateral. GaN grown laterally in a regular hexagonal shape meets that grown from the adjacent window. Dislocations accumulate on the meeting surface. Thereafter, vertical growth occurs, but since dislocations are not dragged, GaN with low dislocations grows. The ELO method has an effect of reducing such dislocations and strains, and for the first time, GaN can be grown on a GaAs substrate.

【0057】しかしそうはいってもGaAs基板を使っ
ているのは本発明者らだけである。それ以外の研究者は
依然としてサファイヤを基板としてGaN成長させてい
る。ELO法で低転位になったといっても、それは隣接
窓から成長したGaNが会合してしばらくの間だけで僅
かな期間である。それ以上に厚くすると再び転位が増加
する。これを防ぐ方法は本発明者らによって与えられ
る。 (13)特願平11−273882号(特開2001−10
2307)に示されている。
However, only the present inventors use the GaAs substrate. Other researchers are still growing GaN on sapphire. Even if the dislocations are reduced by the ELO method, it is only for a while for a while that the GaN grown from the adjacent window is associated, and only for a short time. If the thickness is further increased, dislocations increase again. A method to prevent this is given by the present inventors. (13) Japanese Patent Application No. 11-273882 (JP-A-2001-10)
2307).

【0058】[酸素ドープ(n型基板とするために)]
n型基板GaNというのはこれまで存在しなかったので
あるが、n型とするためにはn型のドーパントを添加し
なければならない。サファイヤ上GaN−LEDでもn
型GaN系薄膜は多用されていたのであるが、そこでn
型ドーパントとして採用されたものはSiであった。シ
ランガス(Siの水素化物ガス)を導入してGaN薄膜
(0.01μm〜数μm程度の厚み)にn型伝導性を与
えている。
[Oxygen doping (for use as an n-type substrate)]
Although an n-type substrate GaN has not existed until now, an n-type dopant must be added to make it n-type. GaN-LED on sapphire n
Type GaN-based thin films have been widely used.
The one adopted as the type dopant was Si. Silane gas (hydride gas of Si) is introduced to impart n-type conductivity to the GaN thin film (thickness of about 0.01 μm to several μm).

【0059】シランガスは危険性が高いので代わりに酸
素をn型ドーパントとしてもよい。酸素は水、酸素ガス
として炉内へ導けるが、これらは安全な物質である。
Since silane gas is highly dangerous, oxygen may be used as the n-type dopant instead. Oxygen can be conducted into the furnace as water and oxygen gas, but these are safe substances.

【0060】(14)特願平11−144151号(特開2
000−44400) 水或いは酸素ガスの形で炉内へ酸素を導入してGaNへ
酸素ドープする。しかし実はそれは容易でない。酸素が
n型ドーパントとして利用できるということがわからな
かったのには理由がある。サファイヤ基板の上にGaN
薄膜を成長させるときはサファイヤ基板がc面基板であ
るから、GaN薄膜もc面で平坦平滑な鏡面成長させる
ことになる。1μm以下の薄膜成長だから当然に平坦面
となる。
(14) Japanese Patent Application No. 11-144151 (JP-A-2
000-44400) Oxygen is introduced into the furnace in the form of water or oxygen gas to dope GaN with oxygen. But that's not easy. There is a reason that oxygen could not be used as an n-type dopant. GaN on sapphire substrate
When growing a thin film, the sapphire substrate is a c-plane substrate, so that the GaN thin film also grows flat and smooth on the c-plane. Since the thin film is grown to a thickness of 1 μm or less, the surface is naturally flat.

【0061】本発明者等の研究によって分かったことで
あるが、c面には酸素は入ってゆかないという性質があ
る。酸素ドープに面選択性があるということである。こ
れまで例外なくサファイヤ上へc面成長させていたから
酸素がドープされなかったのである。だから酸素をn型
ドーパントとする余地がなかった。ところがc面以外の
面、例えばA面{11−20}やM面{1−100}、
あるいはこれから傾斜したA面{11−2m}やM面
{1−10m}(mは整数)などへは酸素が取り込まれ
る。そこでc面を維持した鏡面成長をせず、ジグザグの
表面をもつような粗面成長させることによって酸素をド
ープできる。
As has been found by the study of the present inventors, there is a property that oxygen does not enter the c-plane. This means that oxygen doping has surface selectivity. Until now, oxygen was not doped because c-plane growth was performed on sapphire without exception. Therefore, there was no room for using oxygen as an n-type dopant. However, planes other than c-plane, for example, A-plane {11-20}, M-plane {1-100},
Alternatively, oxygen is taken into the A-plane {11-2m} or M-plane {1-10m} (m is an integer) inclined from this point. Therefore, oxygen can be doped by performing a rough growth having a zigzag surface without performing mirror growth while maintaining the c-plane.

【0062】(15)特願2001−113872号 によってそのような方法が提案される。(15) Japanese Patent Application No. 2001-113872 proposes such a method.

【0063】このようにして2インチ径の透明な(00
01)面をもつ六方晶のGaNウエハが得られる。両面
あるいは片面研磨して、円形ウエハとする。これ以後は
既に述べたように、図8の回転砥石によって周面を平滑
にする。図10の装置で、ウエハの表面裏面をC面取り
する。あるは図11の装置でR面取りする。
In this manner, the transparent (00
A hexagonal GaN wafer having a (01) plane is obtained. Polished on both sides or one side to make a circular wafer. Thereafter, as described above, the peripheral surface is smoothed by the rotating grindstone of FIG. In the apparatus shown in FIG. 10, the front and back surfaces of the wafer are C-chamfered. Alternatively, R chamfering is performed using the apparatus shown in FIG.

【0064】さらに劈開面(M面){1−100}にO
Fを入れる。あるいはそれと直交する面(A面){11
−20}にOFを入れる。さらには表面と裏面を区別す
るために、図6のように第1OFと第2OFを設けるこ
ともできる。また、図6では第一フラット部の長さを第
二フラット部の長さより長くして、表裏面の判別を容易
にしている。
Further, O was added to the cleavage plane (M plane) {1-100}.
Insert F. Or, a plane orthogonal to it (A plane) # 11
Insert OF at -20 °. Further, a first OF and a second OF can be provided as shown in FIG. 6 to distinguish between the front surface and the back surface. In FIG. 6, the length of the first flat portion is made longer than the length of the second flat portion, so that the front and back surfaces can be easily identified.

【0065】[0065]

【発明の効果】従来GaN−LEDの基板はサファイヤ
が用いられていた。GaN−LDもサファイヤを基板と
したものが開発されている。本発明は、GaN−LD用
の基板としてサファイヤ基板より有用なGaNの円形ウ
エハを初めて与える。GaN単結晶基板がGaN系のL
Dの基板として最適であろうということは分かっていた
が、これまで適当な製造方法がないこともあり10mm
〜18mm角程度の矩形ウエハが実験室的に作られてい
ただけであった。大型の円形GaNウエハを作る事がで
きないという状況であった。
Conventionally, sapphire has been used as a substrate for a GaN-LED. A GaN-LD using sapphire as a substrate has also been developed. The present invention provides for the first time a GaN circular wafer that is more useful than a sapphire substrate as a substrate for a GaN-LD. GaN single crystal substrate is GaN-based L
We knew that it would be optimal as a substrate for D, but there was no suitable manufacturing method so far, so 10 mm
A rectangular wafer of about 1818 mm square was merely made in a laboratory. It was impossible to make a large circular GaN wafer.

【0066】ところが本発明者らの努力によって、HV
PE法とELO法とを組み合わせ時間を掛けて成長させ
ることによって2インチ(52mm)程度の円形GaN
ウエハを製造できるようになってきた。GaAs(11
1)基板上に、気相成長法によってGaNを成長させG
aAsを除去することによって独立膜としてGaNウエ
ハを1枚ずつ作製する。GaNウエハは透明であって剛
性が高く堅牢であるが器物との接触によって周辺部が破
損することもある。本発明のように周面を面取りすると
破損する恐れが少なくなる。但しGaAsやSiよりも
硬いので砥石は特別のものを使う必要があり加工時間も
余分にかかる。
However, due to the efforts of the present inventors, HV
Circular GaN of about 2 inches (52 mm) is obtained by combining the PE method and the ELO method and growing over time.
Wafers can now be manufactured. GaAs (11
1) Growing GaN on a substrate by vapor phase epitaxy
By removing aAs, GaN wafers are manufactured one by one as independent films. The GaN wafer is transparent, has high rigidity and is robust, but the peripheral portion may be damaged due to contact with objects. When the peripheral surface is chamfered as in the present invention, the risk of breakage is reduced. However, since it is harder than GaAs or Si, it is necessary to use a special whetstone, which requires extra processing time.

【0067】薄い板であって透明であるから下地が白色
や淡い色調あるいは透明体の場合、GaNウエハの所在
は肉眼で分かりにくいこともある。しかし本発明のよう
に周縁部を面取りするとその部分で光が乱反射されるか
ら輪郭が分かりやすく所在もハッキリする。見えにくい
透明のウエハに面取りすると、そのような視覚的効果が
ある。そのような効果は、SiやGaAsにはない独自
のものである。
Since the substrate is a thin plate and is transparent, the location of the GaN wafer may be difficult to recognize with the naked eye when the base is white, light color, or transparent. However, when the peripheral edge portion is chamfered as in the present invention, light is irregularly reflected at that portion, so that the outline is easy to understand and the location is clear. Chamfering a transparent wafer that is difficult to see has such a visual effect. Such an effect is unique to Si and GaAs.

【0068】酸素をドープしているからn型のGaN基
板とすることができる。n型基板であるから、その上へ
GaN−LEDやGaN−LDを形成しn型電極(カソ
ード)を基板の下へ設けることができる。n電極の為の
面積を節約することができる。サファイヤ基板のLED
と違いn電極の為の面積が不要になる。小型のLD、L
EDとすることができ用途が拡大する。
Since oxygen is doped, an n-type GaN substrate can be obtained. Since the substrate is an n-type substrate, a GaN-LED or GaN-LD can be formed thereon and an n-type electrode (cathode) can be provided below the substrate. The area for the n-electrode can be saved. LED on sapphire substrate
Unlike this, the area for the n-electrode is not required. Small LD, L
ED can be used and the use is expanded.

【0069】GaN基板には{1−100}面が明確な
劈開を示す。GaN基板上に成長させた、窒化物系半導
体薄膜(AlGaN、InGaN、AlInGaNな
ど)は基板と同じ面方位を取る。GaN単結晶基板の劈
開面と、その上に成長した窒化物系半導体の劈開面との
方位が全く同一である。
The {1-100} plane of the GaN substrate shows a clear cleavage. The nitride semiconductor thin film (AlGaN, InGaN, AlInGaN, etc.) grown on the GaN substrate has the same plane orientation as the substrate. The orientation of the cleavage plane of the GaN single crystal substrate and the cleavage plane of the nitride-based semiconductor grown thereon are exactly the same.

【0070】方位が全く同一であるだけでなく格子整合
条件を満たすホモエピタキシャル成長であるから基板と
薄膜の界面の内部応力が小さい。基板の劈開面で自然劈
開すると薄膜もその劈開面で切断されることになる。劈
開面で切断されるからきれいな鏡面となる。LDの場合
には両端面の共振器を基板の自然劈開によって形成でき
る。機械的にダイシングして鏡面研磨するというサファ
イヤ基板LDよりも格段に製造容易になる。
Since the homoepitaxial growth satisfies not only the same orientation but also the lattice matching condition, the internal stress at the interface between the substrate and the thin film is small. When the substrate is naturally cleaved at the cleavage plane of the substrate, the thin film is also cut at the cleavage plane. It is a beautiful mirror surface because it is cut at the cleavage plane. In the case of LD, the resonators at both end faces can be formed by natural cleavage of the substrate. It is much easier to manufacture than a sapphire substrate LD that is mechanically diced and mirror-polished.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】透明でc面成長した六方晶のGaN(窒化ガリ
ウム)ウエハの周縁部の表面側と裏面側で面取りしたC
面取りウエハの周縁部だけの断面図。
FIG. 1 shows a C-chamfered on the front side and the back side of a peripheral portion of a hexagonal GaN (gallium nitride) wafer grown on a transparent c-plane.
FIG. 4 is a cross-sectional view of only a peripheral portion of a chamfered wafer.

【図2】透明でc面成長した六方晶のGaNウエハの周
縁部を断面形状が円弧になるように面取りしたR面取り
ウエハの周縁部だけの断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of only the periphery of an R-chamfered wafer in which the periphery of a transparent c-plane grown hexagonal GaN wafer is chamfered so that the cross-sectional shape becomes an arc.

【図3】透明でc面成長した六方晶のGaNウエハの指
定された面方位(klm0)において周縁部の弓形部分
を切りとり指定方位のフラット面を形成したGaNウエ
ハの平面図。
FIG. 3 is a plan view of a GaN wafer having a transparent c-plane grown hexagonal GaN wafer having a specified plane orientation (klm0) in which an arcuate portion at a peripheral edge is cut to form a flat plane having a specified orientation.

【図4】透明でc面成長した六方晶のGaNウエハの一
つの劈開面(1−100)において周縁部の弓形部分を
切りとり劈開面であるフラット面を形成したGaNウエ
ハの平面図。
FIG. 4 is a plan view of a GaN wafer having a cleaved plane (1-100) of a hexagonal GaN wafer grown on a transparent c-plane, in which a bowed portion at a peripheral edge is cut to form a flat plane that is a cleavage plane.

【図5】透明でc面成長した六方晶のGaNウエハの劈
開面に直交する一つの面(11−20)において周縁部
の弓形部分を切りとり劈開直交面であるフラット面を形
成したGaNウエハの平面図。
FIG. 5 is a plan view of a GaN wafer in which a flat surface which is a cleavage orthogonal plane is formed by cutting off an arcuate portion of a peripheral portion on one plane (11-20) orthogonal to the cleavage plane of a transparent c-plane grown hexagonal GaN wafer. Plan view.

【図6】(1)は透明でc面成長した六方晶のGaNウ
エハの指定された面方位(klm0)において弓形部分
を切りとって第1フラット部を設け、それと直交する方
位(stu0)において弓形部分を切りとって第2フラ
ット部を形成したGaNウエハの平面図。(2)はその
一例であり、劈開面(1−100)に第1フラット部
を、(11−20)に第2フラット部を形成したGaN
ウエハの平面図。
FIG. 6 (1) is a plan view of a transparent c-plane grown hexagonal GaN wafer in which a first flat portion is formed by cutting an arc-shaped portion at a specified plane orientation (klm0), and an arc-shaped portion is formed at an orientation (stu0) orthogonal to the first flat portion. FIG. 4 is a plan view of a GaN wafer in which a second flat portion is formed by cutting a part. (2) is an example, and GaN in which a first flat portion is formed on a cleavage plane (1-100) and a second flat portion is formed on (11-20).
The top view of a wafer.

【図7】円形の(111)GaAs基板の上に、気相成
長法によって、円形のGaN単結晶を積層した状態を示
す断面図。GaN結晶の周面はギザギザである。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which a circular GaN single crystal is stacked on a circular (111) GaAs substrate by a vapor phase growth method. The peripheral surface of the GaN crystal is jagged.

【図8】ギザギザの周面をもつGaN結晶を、回転砥石
によって周縁部を研磨して周縁部を平滑にする工程を示
す平面図。
FIG. 8 is a plan view showing a step of polishing a peripheral portion of a GaN crystal having a jagged peripheral surface with a rotating grindstone to smooth the peripheral portion.

【図9】周縁部を研削したので周縁部が平滑になったG
aNウエハ断面図。
FIG. 9 shows a G in which the peripheral portion is smoothed because the peripheral portion is ground.
aN wafer sectional view.

【図10】円形のGaNウエハの周縁部の表面側と裏面
側を傾斜面をもつ回転砥石によって研削しC面取りする
工程を示す断面図。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a step of grinding and C-chamfering the front side and the back side of the peripheral portion of a circular GaN wafer with a rotating grindstone having an inclined surface.

【図11】円形のGaNウエハの周縁部を、凹曲面を持
つ回転砥石によって研削しR面取りする工程を示す断面
図。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a step of grinding and rounding the periphery of a circular GaN wafer with a rotary grindstone having a concave curved surface.

【図12】六方最密詰構造の格子構造を示す斜視図。FIG. 12 is a perspective view showing a lattice structure of a hexagonal close-packed structure.

【図13】サファイヤの格子構造を示す斜視図。FIG. 13 is a perspective view showing a lattice structure of sapphire.

【図14】窒化ガリウム(GaN)の格子構造を示す斜
視図。
FIG. 14 is a perspective view showing a lattice structure of gallium nitride (GaN).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 GaAs基板 2 GaN結晶 3 周面 4 砥石 5 GaNウエハ 6 GaNウエハ 7 砥石 8 回転軸 9 GaNウエハ 10 砥石 11 回転軸 Reference Signs List 1 GaAs substrate 2 GaN crystal 3 peripheral surface 4 grindstone 5 GaN wafer 6 GaN wafer 7 grindstone 8 rotation axis 9 GaN wafer 10 grindstone 11 rotation axis

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4G077 AA02 AA03 BE15 DB04 EB01 ED06 EE07 FJ03 HA02 TB02 TK11  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4G077 AA02 AA03 BE15 DB04 EB01 ED06 EE07 FJ03 HA02 TB02 TK11

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 六方晶系で{0001}面方位の窒化ガ
リウム単結晶よりなり、透明であって独立した円形のウ
エハであって表面側と裏面側から外周部を5゜〜30゜
の傾斜角で面取りしたことを特徴とする窒化ガリウムウ
エハ。
1. A transparent and independent circular wafer made of a hexagonal gallium nitride single crystal having a {0001} plane orientation and having an outer peripheral portion inclined at 5 ° to 30 ° from the front side and the back side. A gallium nitride wafer characterized by being chamfered at a corner.
【請求項2】 六方晶系で{0001}面方位の窒化ガ
リウム単結晶よりなり、透明であって独立した円形のウ
エハであって外周部全体を半径0.1mm〜0.5mm
の円弧断面となるように面取りしたことを特徴とする窒
化ガリウムウエハ。
2. A transparent and independent circular wafer made of a hexagonal gallium nitride single crystal having a {0001} plane orientation and having a whole outer peripheral portion having a radius of 0.1 mm to 0.5 mm.
A gallium nitride wafer, which is chamfered so as to have an arc cross section.
【請求項3】 六方晶系で{0001}面方位の窒化ガ
リウム単結晶よりなり、透明であって独立した円形のウ
エハであって外周部の一部において弓形部分を切りとり
面と直交する特定の結晶方位{hkm0}を示すための
フラット部を設けたことを特徴とする窒化ガリウムウエ
ハ。
3. A specific, transparent, independent circular wafer made of hexagonal gallium nitride single crystal having a {0001} plane orientation and having an arcuate portion cut at a part of an outer peripheral portion and orthogonal to the plane. A gallium nitride wafer provided with a flat portion for indicating a crystal orientation {hkm0}.
【請求項4】 六方晶系で{0001}面方位の窒化ガ
リウム単結晶よりなり、透明であって独立した円形のウ
エハであって外周部の一部において劈開面を弦とする弓
形部分を切りとり面と直交する劈開面{1−100}で
あるフラット部を設けた事を特徴とする窒化ガリウムウ
エハ。
4. A transparent and independent circular wafer made of a hexagonal gallium nitride single crystal having a {0001} plane orientation, and a part of an outer peripheral portion is cut off at an arcuate portion having a cleavage plane as a chord. A gallium nitride wafer having a flat portion that is a cleavage plane {1-100} perpendicular to the plane.
【請求項5】 六方晶系で{0001}面方位の窒化ガ
リウム単結晶よりなり、透明であって独立した円形のウ
エハであって外周部の一部において劈開面に直交する面
を弦とする弓形部分を切りとり面と直交する{11−2
0}面であるフラット部を設けた事を特徴とする窒化ガ
リウムウエハ。
5. A transparent and independent circular wafer made of a hexagonal gallium nitride single crystal with a {0001} plane orientation, and a plane perpendicular to the cleavage plane in a part of an outer peripheral portion is defined as a chord. # 11-2 perpendicular to the cut surface
A gallium nitride wafer having a flat portion that is a 0 ° plane.
【請求項6】 六方晶系で{0001}面方位の窒化ガ
リウム単結晶よりなり、透明であって独立した円形のウ
エハであって外周部の一部において弓形部分を切りとり
面と直交する特定の結晶方位{hkm0}を示すための
第1フラット部を設け、表裏面を区別するため第1フラ
ット部に直交する方位の長さの相違する第2フラット部
を設けたことを特徴とする窒化ガリウムウエハ。
6. A specific, transparent and independent circular wafer made of a hexagonal gallium nitride single crystal having a {0001} plane orientation and having an arcuate portion cut at a part of an outer peripheral portion and orthogonal to the plane. A gallium nitride, comprising: a first flat portion for indicating a crystal orientation {hkm0}; and a second flat portion having a different direction length perpendicular to the first flat portion for distinguishing front and back surfaces. Wafer.
【請求項7】 1016cm−3〜1020cm−3
濃度でシリコンドープされたことを特徴とする請求項1
〜6のいずれかに記載の窒化ガリウムウエハ。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein silicon is doped at a concentration of 10 16 cm −3 to 10 20 cm −3.
7. The gallium nitride wafer according to any one of items 1 to 6.
【請求項8】 1016cm−3〜1020cm−3
濃度で酸素ドープされたことを特徴とする請求項1〜6
のいずれかに記載の窒化ガリウムウエハ。
8. claim 1, wherein 10 16 cm -3 ~10 20 cm at a concentration of -3 having been oxygen doping
The gallium nitride wafer according to any one of the above.
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