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TW201706465A - 氮化物半導體成長用基板及其製造方法、以及半導體器件及其製造方法 - Google Patents

氮化物半導體成長用基板及其製造方法、以及半導體器件及其製造方法 Download PDF

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TW201706465A
TW201706465A TW105108158A TW105108158A TW201706465A TW 201706465 A TW201706465 A TW 201706465A TW 105108158 A TW105108158 A TW 105108158A TW 105108158 A TW105108158 A TW 105108158A TW 201706465 A TW201706465 A TW 201706465A
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TW
Taiwan
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nitride semiconductor
single crystal
substrate
convex portions
growth
Prior art date
Application number
TW105108158A
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English (en)
Inventor
柴田真佐知
吉田丈洋
Original Assignee
住友化學股份有限公司
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

在本發明的一實施方式中，提供一種氮化物半導體成長用基板16，在其表面具有第二氮化物半導體單結晶層14，該第二氮化物半導體單結晶層14包含連續膜17、及週期性排列於連續膜17上之角錐台狀或角錐狀的複數個凸部分15，其中，至少複數個凸部分15和連續膜17的複數個凸部分15下之區域是由連續的氮化物半導體單結晶所構成，複數個凸部分15，其結晶方位相一致，並且，各個凸部分的底面包含(0001)面，該(0001)面具有由平行於a軸之邊所構成的形狀。

Description

氮化物半導體成長用基板及其製造方法、以及半導體器件 及其製造方法
本發明有關於一種氮化物半導體成長用基板及其製造方法、以及半導體器件及其製造方法。
以氮化鎵(GaN)為代表的III族氮化物半導體的結晶，廣泛應用於發光二極體和雷射等的光學器件(optical device)、或是二極體和電晶體等高頻器件(high frequency devices)，今後也期望應用於電力器件。
該等器件大多被製造於GaN的c面成長基板上，但為了提高器件特性，會嘗試故意地在GaN的c面成長基板的一部分上形成一非c面，並利用該面來製造器件。
例如，在下述專利文獻1中，揭示出一種場效電晶體，該場效電晶體利用GaN的c面成長基板的傾斜面(非極性面)而形成，可排除由於壓電場(piezo electric field)所產生的不良影響。
又，在下述非專利文獻1中，報告一種發光二極體的開發例子，該發光二極體可利用已形成於GaN 的c面成長基板上之傾斜面(非c面)而高效且多色地發光。
進一步，在下述的非專利文獻2中，報告有一研究結果，藉由使用遮罩來選擇成長，在基板上使具有傾斜面之GaN結晶成長，並對由已積層成長於GaN結晶上而成的氮化銦鎵(InGaN)所發出的光進行調查。
[先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2011-82218號公報
(非專利文獻)
非專利文獻1：K.Nishizuka et.al., Efficient radiative recombination from<11-22>-oriented InxGal-xN multiple quantum wells fabricated by the regrowth technique, APPLIED PHYSICS LETTERS (2004), 85(15):3122-3124
非專利文獻2：H. Miyake et.al., Blue emission from InGaN/GaN hexagonal pyramid structures, Superlattices and Microstructures (2007), Vol. 41 issues 5-6,341-346
製造器件所使用的GaN磊晶晶圓，大多是利用以下模板(template)來作為基底，該模板是使GaN單結晶層在藍寶石或矽等的異質基板上進行異質磊晶 (hetero epitaxial)成長而成。又，也有一部分是使用GaN的獨立式單結晶基板來作為GaN磊晶晶圓的基底。
由於一般的GaN模板或GaN的獨立式單結晶基板等，具有平坦的研磨面或已成長於其上之平坦的磊晶成長面，為了製造出一種利用如上述專利文獻1或非專利文獻1等所揭示之傾斜面而成的器件，需要使用光微影(photolithography)等微加工技術，在基底也就是GaN模板或GaN的獨立式單結晶基板等的表面上進行GaN結晶的3維加工。
在該等微加工中，通常採用以下步驟：藉由化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)法等，在GaN結晶的表面沉積作為遮罩的二氧化矽(SiO2)膜等，並使用光微影技術來形成所需的遮罩圖案後，藉由反應性離子蝕刻等，對GaN結晶進行蝕刻，最後移除遮罩。
但是，該等步驟不僅非常煩雜，費時費力，而且存下以下問題：在蝕刻後的GaN的表面上，往往會殘留蝕刻損傷，無法再現性良好地獲得所期望的器件特性。
又，如非專利文獻2所揭示地在使用遮罩來選擇成長中，仍需使用煩雜的光微影技術。又，由於在基板表面上會露出遮罩的材質面，因此在後續磊晶成長時和製程時，容易由於與遮罩的線膨脹係數差異而引起 裂紋。進一步，需考慮結晶成長條件，以避免遮罩上的異常成長。
本發明的目的在於提供一種氮化物半導體成長用基板及其製造方法、以及使用該氮化物半導體成長用基板製造而成的半導體器件及其製造方法，該氮化物半導體成長用基板適合用於製造特性良好且成品率(良率)優良的器件，且表面具有3維週期排列結構。
依據本發明的一實施方式，提供[1]~[12]所述的氮化物半導體成長用基板。又，依據本發明的其他實施方式，提供[13]~[20]所述的氮化物半導體成長用基板的製造方法。又，依據本發明的其他實施方式，提供[21]所述的半導體器件。又，依據本發明的其他實施方式，提供[22]所述之半導體器件的製造方法。
[1]一種氮化物半導體成長用基板，在其表面具有氮化物半導體層，該氮化物半導體層包含連續膜、及週期性排列於前述連續膜上之角錐台狀或角錐狀的複數個凸部分，至少前述複數個凸部分和前述連續膜的前述複數個凸部分下之區域是由連續的氮化物半導體單結晶所構成，前述複數個凸部分，其結晶方位相一致，並且，各個凸部分的底面包含(0001)面，該(0001)面具有由平行於a軸之邊所構成的形狀。
[2]如[1]所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分是角錐台狀，其頂面包含 (0001)面，該(0001)面具有由平行於a軸之邊所構成的形狀。
[3]如[1]或[2]所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分的傾斜面，其面方位、大小及形狀均勻，且無加工損傷。
[4]如[3]所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述傾斜面包含(10-1n)面，並且，n為任意整數。
[5]如[4]所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述傾斜面包含生成態的鏡面成長面。
[6]如[1]~[5]中任一項所述之窒化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分的高度均勻。
[7]如[1]~[5]中任一項所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分的高度週期性變化，且前述複數個凸部分的頂點或頂面位於兩個假想平面中的任一平面上。
[8]如[1]~[7]中任一項所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分之中的任意相鄰凸部分的中心之間的距離為100μm以上且10mm以下。
[9]如[1]~[8]中的任一項所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分之中的任意相鄰凸部分的底面之間的距離為1mm以下。
[10]如[1]~[9]中的任一項所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分的高度為50μm以上且5mm以下。
[11]如[1]~[10]中任一項所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分之中的任意相鄰凸部分的底面之間的區域的差排密度，比前述凸部分的內部的差排密度高。
[12]如[1]~[11]中任一項所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分的底面的形狀為三角形、四角形或六角形。
[13]一種氮化物半導體成長用基板的製造方法，其包括以下步驟：在表面由氮化物半導體單結晶所構成的平坦的基板上，以形成週期圖案的方式，形成平行於前述氮化物半導體單結晶的a軸之複數個直線狀槽；及，使氮化物半導體結晶在已形成有前述複數個直線狀槽之前述基板上進行磊晶成長，以形成氮化物半導體層，該氮化物半導體層的表面具有複數個凸部分，該複數個凸部分由角錐台狀或角錐狀氮化物半導體單結晶所構成，且以與前述複數個直線狀槽所形成的週期圖案相對應之圖案作週期性排列。
[14]如[13]所述之氮化物半導體成長用基板的製造方法，其中，前述基板的表面包含c面。
[15]如[13]或[14]所述之氮化物半導體成長用基板的製造方法，其中，前述複數個直線狀槽的寬度為10μm以上且100μm以下。
[16]如[13]~[15]中任一項所述之氮化物半導體成長用基板的製造方法，其中，前述複數個直線狀槽之中，方向相同的槽的中央之間的距離為100μm以上且10mm以下。
[17]如[13]~[16]中任一項所述之氮化物半導體成長用基板的製造方法，其中，前述氮化物半導體層是藉由在成長環境氣體中含有氫氣之氫化物氣相磊晶(Hydride vapour phase epitaxy，HVPE)法而形成。
[18]如[13]~[17]中任一項所述之氮化物半導體成長用基板的製造方法，其中，前述氮化物半導體層包含連續膜。
[19]如[13]~[18]中任一項所述之氮化物半導體成長用基板的製造方法，其中，在使前述氮化物半導體層成長之後，將沉積於前述凸部分的傾斜面上的不需要的氮化物半導體結晶加以蝕刻除去。
[20]如[13]~[19]中任一項所述之氮化物半導體成長用基板的製造方法，其中，前述複數個直線狀槽所形成的週期圖案包含三角形、四角形或六角形的格子。
[21]一種半導體器件，其含有如[1]~[12]中任一項所述之氮化物半導體成長用基板的前述複數個凸部分之中的一種。
[22]一種半導體器件的製造方法，其包括以下步驟：使複數個氮化物半導體的單結晶膜，在如[1]~[12]中任一項所述之氮化物半導體成長用基板的前述複數個凸部分上進行磊晶成長，形成多層磊晶成長層；及，在形成前述多層磊晶成長層之後，分割前述氮化物半導體成長用基板，來形成複數個半導體器件，該複數個半導體器件各自含有前述複數個凸部分之中的一種。
依據本發明的一實施方式，可提供一種氮化物半導體成長用基板及其製造方法、及使用其氮化物半導體成長用基板製造而成的半導體器件及其製造方法，該氮化物半導體成長用基板適合用於製造特性良好且成品率優良的器件，且表面具有3維週期排列結構。
10、20‧‧‧模板
11、21‧‧‧異質基板
12、22‧‧‧第一氮化物半導體單結晶層
13、23‧‧‧槽
14、24‧‧‧第二氮化物半導體單結晶層
15、25、26‧‧‧凸部分
15a、25a、26a‧‧‧頂面
15b、25b、26b‧‧‧傾斜面
16、27‧‧‧氮化物半導體成長用基板
17、28‧‧‧連續膜
30‧‧‧獨立式基板
31‧‧‧氮化物半導體單結晶層
32‧‧‧多層磊晶成長層
35‧‧‧半導體器件
第1(a)圖是示意性地表示第一實施方式的氮化物半導體成長用基板的製造步驟的垂直剖面圖。
第1(b)圖是示意性地表示第一實施方式的氮化物半導體成長用基板的製造步驟的垂直剖面圖。
第1(c)圖是示意性地表示第一實施方式的氮化物半導體成長用基板的製造步驟的垂直剖面圖。
第1(d)圖是示意性地表示第一實施方式的氮化物半導體成長用基板的製造步驟的垂直剖面圖。
第1(e)圖是示意性地表示第一實施方式的氮化物半導體成長用基板的製造步驟的垂直剖面圖。
第2(a)圖是表示模板的一部分的俯視圖。
第2(b)圖是表示第二氮化物半導體單結晶層的一部分的俯視圖。
第2(c)圖是表示第二氮化物半導體單結晶層的一部分的俯視圖。
第3(a)圖是示意性地表示第二實施方式的氮化物半導體成長用基板的製造步驟的垂直剖面圖。
第3(b)圖是示意性地表示第二實施方式的氮化物半導體成長用基板的製造步驟的垂直剖面圖。
第3(c)圖是示意性地表示第二實施方式的氮化物半導體成長用基板的製造步驟的垂直剖面圖。
第3(d)圖是示意性地表示第二實施方式的氮化物半導體成長用基板的製造步驟的垂直剖面圖。
第3(e)圖是示意性地表示第二實施方式的氮化物半導體成長用基板的製造步驟的垂直剖面圖。
第4(a)圖是表示模板的一部分的俯視圖。
第4(b)圖是表示第二氮化物半導體單結晶層的一部分的俯視圖。
第4(c)圖是表示第二氮化物半導體單結晶層的一部分的俯視圖。
第5(a)圖是示意性地表示第三實施方式的半導體器件的製造步驟的垂直剖面圖。
第5(b)圖是示意性地表示第三實施方式的半導體器件的製造步驟的垂直剖面圖。
第5(c)圖是示意性地表示第三實施方式的半導體器件的製造步驟的垂直剖面圖。
第5(d)圖是示意性地表示第三實施方式的半導體器件的製造步驟的垂直剖面圖。
第6(a)圖是表示實施例的氮化物半體成長用基板的藉由掃描式電子顯微鏡而得的俯視相片。
第6(b)圖是表示實施例的氮化物半導體成長用基板的藉由掃描電子顯微鏡而得的剖面相片。
第6(c)圖是表示實施例的氮化物半導體成長用基板的藉由掃描電子顯微鏡而得的剖面的鳥瞰相片。
第7(a)圖是表示其他實施例的氮化物半導體成長用基板的藉由掃描電子顯微鏡而得的俯視相片。
第7(b)圖是表示其他實施例的氮化物半導體成長用基板的藉由掃描電子顯微鏡而得的剖面相片。
第7(c)圖是表示其他實施例的氮化物半導體成長用基板的藉由掃描電子顯微鏡而得的剖面的鳥瞰相片。
(第一實施方式)
本實施方式，提供一種氮化物半導體成長用基板，該氮化物半導體成長用基板適合用於製造特性良好的器件，且在基板表面形成有3維週期排列結構，該3維週期排列結構具有不存在加工損傷的傾斜面。
第1(a)圖~第(e)圖是示意性地表示第一實施方式的氮化物半導體成長用基板的製造步驟的垂直剖面圖。
首先，如第1(a)圖所示，在由與氮化物半導體不同的材料所構成之異質基板11上，使第一氮化物半導體單結晶層12進行異質磊晶成長，獲得模板10。接著，如第1(b)圖所示，在模板10的表面形成槽13。接著，如第1(c)圖、第1(d)圖所示，在形成有槽13之模板10上，使第二氮化物半導體單結晶層14進行磊晶成長。接著，視需要，如第1(e)圖所示，從第二氮化物半導體單結晶層14上切下氮化物半導體成長用基板16。以下，詳細說明該等各步驟。
第1(a)圖所示之異質基板11的上表面平坦，成長於該上表面上的第一氮化物半導體單結晶層12的上表面亦平坦。
異質基板11是由例如藍寶石、Si、GaAs、ZnO或Ga2O3所構成之基板。從結晶成長時的穩定性(反應性)和獲取的容易度等觀點來看，較佳為使用藍寶石基板來作為異質基板11。具體而言，例如可使用市 售的用於GaN磊晶結晶成長用之c面藍寶石基板，其直徑為65mm，厚度為400μm。
第一氮化物半導體單結晶層12是由氮化物半導體單結晶所構成。此處，氮化物半導體單結晶是指由組成式InxAlyGazN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z=1)所表示的單結晶。第一氮化物半導體單結晶層12是例如厚度為2μm的無摻雜GaN薄膜。
又，為了提高第一氮化物半導體單結晶層12的結晶性，確保表面的平坦性，期望應用低溫緩衝層插入技術，該技術廣泛用於GaN的異質磊晶成長中。使用低溫緩衝層來使GaN結晶在藍寶石基板上進行異質磊晶成長之技術，已揭示於例如日本專利第3026087號公報中。
再者，亦可使用單結晶GaN的獨立式基板(self-supporting substrate)來代替模板10。此時，在單結晶GaN的獨立式基板上形成有槽13，作為第二氮化物半導體單結晶層14的磊晶成長的基底來使用。
在第1(b)圖所示之步驟中，形成於模板10的表面之槽13，是由平行於六方晶的氮化物半導體單結晶的a軸之直線狀槽的組合所構成，並具有由平行於a軸之邊所構成的排列成三角形的格子狀週期圖案。此時，成長於模板10上的第二氮化物半導體單結晶層14 的角錐台狀或角錐狀凸部分15的傾斜面15b，可由鏡面(facet)成長面構成(關於傾斜面15b和鏡面成長面，將在下文中加以說明)。例如，構成槽13之直線狀槽的寬度為40μm，深度為60μm，槽的節距(相鄰槽的中央之間的距離)為1mm。
第2(a)圖是表示模板10的一部分的俯視圖，其表示槽13的圖案的一例。第2(a)圖所示之第一氮化物半導體單結晶層12的上表面，是構成第一氮化物半導體單結晶層12之氮化物半導體單結晶的c面，也就是(0001)面，構成第一氮化物半導體單結晶層12之氮化物半導體單結晶的c軸，垂直朝向紙面。第1(b)圖所示之模板10的剖面，與第2(a)圖的切斷線A-A分割出的剖面相對應。
第2(a)圖所示之槽13藉由旋轉操作的中心軸的設定位置，而具有最多6次旋轉對稱性。例如，當在格子狀圖案的三角形的頂點上設定旋轉操作的中心軸時，槽13的圖案具有6次對稱性。又，當在格子狀圖案的三角形的中心上設定旋轉操作的中心軸時，槽13的圖案具有3次對稱性。
當格子狀圖案的三角形的中心位於模板10的中心軸上時，第2(a)圖所示之槽13的圖案相對於模板10的中心軸，具有3次旋轉對稱性。又，當格子狀圖案的三角形的頂點位於模板10的中心軸上時，第2(a) 圖所示之槽13的圖案相對於模板10的中心軸，具有6次旋轉對稱性。
形成槽13，可使用市售的雷射加工機、切塊機(dicer)及放電加工機等，可以高位置精度對細槽進行加工，較佳為使用對加工後的GaN結晶損傷少的雷射加工機。例如，使用市售的釔鋁石榴石晶體(Neodymium-doped Yttrium Aluminium Garnet，Nd：YAG)雷射的高諧波的波長為532nm、355nm、266nm、213nm等的雷射加工機。
當使用雷射加工機來實施槽加工時，在槽13的內部和周圍等會附著有第一氮化物半導體單結晶層12和異質基板11的加工屑(例如，GaN和藍寶石的加工屑)。為了除去此加工屑，較佳為使用純水和有機溶劑等對實施槽加工後的模板10進行超音波清洗，使用氧進行起泡(bubbleing)清洗(例如，使用鹽酸與過氧化氫水的混合液進行清洗)，然後使用純水仔細清洗。
較佳為，構成槽13之直線狀槽在第一氮化物半導體單結晶層12的上表面上的寬度W為10μm以上且100μm以下。若寬度W小於10μm，當使第二氮化物半導體單結晶層14在模板10上成長時，槽13很快會被掩埋於第二氮化物半導體單結晶層14，因此夾住槽13且相鄰之第二氮化物半導體單結晶層14的三角錐台狀或三角錐狀凸部分15彼此連結，難以維持3 維週期排列結構(關於第二氮化物半導體單結晶層14的凸部分15，在下文加以說明)。另一方面，若寬度W大於100μm，由於槽13的內部所產生的氮化物半導體的多結晶核大幅成長，因此，此時亦難以維持第二氮化物半導體單結晶層14的3維週期排列結構。
又較佳為，在構成槽13之複數個直線狀槽之中，方向相同的槽的中央之間的距離(節距)D1為100μm以上且10mm以下。若節距D1小於100μm，難以使第二氮化物半導體單結晶層14的凸部分15成長至足以製造半導體器件之大小。另一方面，若節距D1大於10mm，在被槽13劃分之一個區域中產生複數個第二氮化物半導體單結晶層14的凸部分15，這些凸部分可能會在非整齊的狀態下連結成長。此時，難以維持第二氮化物半導體單結晶層14的3維週期排列結構。
較佳為，如第2(a)圖所示，槽13具有劃分相等形狀和麵積之區域之圖案。此時，可使成長於所劃分之複數個區域上的第二氮化物半導體單結晶層14的凸部分15的形狀和大小均勻。
較佳為，在第1(c)圖、第1(d)圖所示之步驟中，所形成的第二氮化物半導體單結晶層14由氮化物半導體結晶所構成，尤其較佳為由GaN結晶所構成。第二氮化物半導體單結晶層14是例如厚度為2mm的摻雜Si的GaN結晶層。
第二氮化物半導體單結晶層14亦可為i型(半絕緣性)、n型或p型中的任一者。可使用Si、S、Se、Ge、O、C、Fe、Mg及Zn等來作為被摻雜的不純物元素，以控制導電性。
第二氮化物半導體單結晶層14具有由凸部分15構成的3維週期排列結構。凸部分15的底面(在第1(c)圖所示之狀態下與模板10相接之面)與模板10的上表面相同，為氮化物半導體單結晶的(0001)面。
第1(c)圖表示以下狀態，也就是在模板10上的被槽13所劃分之各區域中使第二氮化物半導體單結晶層14的凸部分15成長、且相鄰凸部分15接觸前的狀態。
凸部分15是成長於模板10的被槽13所劃分之三角形區域狀中之三角錐台狀或三角錐狀部分。由於凸部分15的底面的邊緣與槽13的邊緣一致，因此，凸部分15的底面的形狀是由平行於氮化物半導體單結晶的a軸的邊所構成的三角形。
六方晶的氮化物半導體單結晶的鏡面成長面為(10-1n)面(n為任意整數)，與a軸平行。因此，沿著構成模板10上的槽13之平行於a軸之直線狀槽，出現鏡面成長面，形成凸部分15的傾斜面15b。
又，根據結晶成長條件，凸部分15具有三角錐台狀或三角錐狀形狀。但考慮到當在第二氮化物半 導體單結晶層14上進行磊晶結晶成長時的成長結晶的品質、及確保半導體器件的形成電極之區域，凸部分15較佳為三角錐台狀。再者，亦可對三角錐台狀或三角錐狀凸部分15的頂部實施研磨加工，以形成具有所需高度之三角錐台狀的凸部分15。
又，當第二氮化物半導體單結晶層14包含三角錐台狀的凸部分15時，其頂面15a與模板10的上表面相同，為氮化物半導體單結晶的(0001)面。再者，較佳為，頂面15a是(0001)面，但若在5°以內，亦可具有自(0001)面偏移之偏移角(offset angle)。若偏移角超過5°，由於凸部分15傾斜會造成傾斜面15b的面積的偏差變大，因此，難以使用第二氮化物半導體單結晶層14來製造特性優異的半導體器件。
較佳為，全部凸部分15的頂面15a的大小、形狀及高度大致均勻。若模板10上的被槽13所劃分之區域的形狀及大小大致均勻，可使頂面15a的大小、形狀及高度大致均勻。當頂面15a的大小、形狀及高度大致均勻時，傾斜面15b的大小、形狀亦大致均勻。藉由提高頂面15a的大小、形狀及高度的均勻性及傾斜面15b的大小、形狀的均勻性，可提高使用第二氮化物半導體單結晶層14製造而成的半導體器件的製造成品率。
又，要求凸部分15的傾斜面15b不存在加工損傷，以提高使用第二氮化物半導體單結晶層14製 造而成的半導體器件的製造成品率。由於傾斜面15b是由氮化物半導體單結晶的鏡面成長面所構成的生成態(as-grown)的面，未實施蝕刻等加工，因此不存在加工損傷。可藉由使用穿透式電子顯微鏡(transmission electron microscope；TEM)對傾斜面15b的剖面進行觀察，調查氮化物半導體單結晶的原子排列是否紊亂，來判斷傾斜面15b有無加工損傷。再者，亦可藉由以氮化物半導體單結晶的鏡面成長面構成傾斜面15b，來提高傾斜面15b的大小、形狀的均勻性。
又，藉由以鏡面成長面構成傾斜面15b，由於全部傾斜面15b的面方位等效，因此，可抑制使用第二氮化物半導體單結晶層14製造而成的半導體器件的特性的偏差。
可使用氫化物氣相磊晶(Hydride vapour phase epitaxy，HVPE)法、有機金屬化學澱積法(Metalorganic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)法等氣相成長法和Na通量法、氨熱法等液相成長法，使第二室化物半導體單結晶層14成長。其中，較佳為使用結晶成長速度快、低原料成本的HVPE法。當使用HVPE法使第二氮化物半導體單結晶層14成長時，較佳為成長環境氣體中含有氫氣。如此可易於維持凸部分15的形狀，容易形成第二氮化物半導體單結晶層14的3維週期排列結構。
使用GaN的HVPE法所實施的成長技術的詳情，已揭示於例如日本專利第3553583號公報。使用HVPE法使GaN成長時摻雜Si之技術的詳情已揭示於例如日本專利第3279528號公報。
第2(b)圖對應第1(c)圖，是表示第二氮化物半導體單結晶層14的一部分的俯視圖，其表示第二氮化物半導體單結晶層14的圖案的一例。第1(c)圖所示之模板10和第二氮化物半導體單結晶層14的剖面，與第2(b)圖的由切斷線B-B分割出的剖面相對應。
第2(b)圖所示之第二氮化物半導體單結晶層14成長於第2(a)圖所示之模板10上，複數個凸部分15有效排列。第2(b)圖所示之凸部分15的形狀及大小均勻。
第1(d)圖表示以下狀態：第二氮化物半導體單結晶層14繼續成長，且第二氮化物半導體單結晶層14由模板10上的氮化物半導體單結晶的連續膜17與其上之複數個凸部分15所構成。此氮化物半導體單結晶的連續膜17的部分與複數個凸部分15的結晶方位一致。
藉由選擇可維持凸部分15的傾斜面15b的鏡面成長面之結晶成長條件，即使第二氮化物半導體單結晶層14繼續成長，相鄰凸部分15亦不會向水平方向成長結合並變得平坦，可維持各自的三角錐台狀或三角 錐狀形狀。亦即，第1(d)圖所示之狀態下的凸部分15的形狀與第1(c)圖所示之狀態下的凸部分15的形狀相比，幾乎無變化。因此，可將由凸部分15所構成的第二氮化物半導體單結晶層14的3維週期排列結構有效用於製造半導體器件。
亦可將第1(d)圖所示之狀態的第二氮化物半導體單結晶層14與模板10的積層體，作為氮化物半導體成長用基板，用於磊晶結晶成長的基底基板等用途。
藉由利用含有氫氣之HVPE法使第二氮化物半導體單結晶層14在成長環境氣體中成長，可易於形成如第1(d)圖所示之含有氮化物半導體單結晶的連續膜17之狀態的第二氮化物半導體單結晶層14。
又，由於需要有足夠的厚度，以便從第二氮化物半導體單結晶層14上切下氮化物半導體成長用基板16，因此，較佳為使用結晶成長速度較快的HVPE法。
再者，第二氮化物半導體單結晶層14的成長結束後，在凸部分15的傾斜面15b上，可能會附著有結晶方位不同的氮化物半導體的結晶。此時較佳為，藉由使用加熱後的磷酸與硫酸的混合酸等之濕蝕刻，將附著的氮化物半導體的結晶移除。
又較佳為，凸部分15的高度H為50μm以上且5mm以下。由於高度H與傾斜面15b的面積 成比例，且與相鄰凸部分15的中心之間的距離相同，因此，過低過高皆不具實用性。亦即，若高度H大於5mm，凸部分15的均質的磊晶成長變得困難；而若小於50μm，難以獲得足夠製造半導體器件的大小。
較佳為，第二氮化物半導體單結晶層14的相鄰凸部分15間的區域，也就是模板10的槽13的正上方的區域比凸部分15內的區域的差排密度(dislocation density)高。已知構成半導體器件之氮化物半導體單結晶中的結晶殘缺也就是差排會降低器件特性和壽命，較佳的是差排密度越低越好。依據本實施方式，當氮化物半導體結晶成長並形成凸部分15時，在結晶中以grown-in傳送之差排有以下性質：向成長界面的傾斜方向彎曲，聚集於相鄰凸部分15間的區域。利用此性質，可使差排集中至相鄰凸部分15間的區域，並減少凸部分15內的差排密度。
再者，亦考慮如上述非專利文獻2所揭示之方法，並非在模板10上形成槽13，而是在模板10上形成遮罩圖案，並使第二氮化物半導體單結晶層14選擇成長，但由於形成遮罩圖案需要煩雜的光微影製程，又，殘留於第二氮化物半導體單結晶層14的底部之遮罩圖案與第二氮化物半導體單結晶層14的線膨脹係數差，導致第二氮化物半導體單結晶層14在磊晶步驟和製程步中產生裂紋之危險性較高，因此不適合用於工業。
第2(c)圖對應第1(d)圖，是表示第二氮化物半導體單結晶層14的一部分的俯視圖，其表示凸部分15的圖案的一例。第1(d)圖所示之模板10和第二氮化物半導體單結晶層14的剖面，與第2(c)圖的由切斷線C-C分割出的剖面相對應。
第2(c)圖所示之第二氮化物半導體單結晶層14是第2(b)圖所示之第二氮化物半導體單結晶層14成長而成，具有與第2(b)圖所示之第二氮化物半導體單結晶層14的形狀、大小大致相同的凸部分15。
較佳為，如第2(c)圖所示，第二氮化物半導體單結晶層14的凸部分15大致無縫排列。此時，可有效形成利用凸部分15之半導體器件。
較佳為，平面視角下的相鄰凸部分15的中心之間的距離D2為100μm以上且10mm以下。距離D2越大，凸部分15的底面越大。當距離D2小於100μm時，凸部分15的大小對於製造半導體器件而言略小，可能會難以處理。
另一方面，若距離D2過大，只要模板10的槽13的寬度不是過於巨大，隨著凸部分15的底面變大，凸部分15的高度亦變大，因此，氮化物半導體單結晶難以均勻地磊晶成長。相反地，若抑制凸部分15的高度以確保凸部分15的均質性，由於傾斜面15b相對於凸部分15的底面的大小之大小比例變小，因此， 半導體器件的特性和獲取率降低。因此，從現行的半導體器件的晶片大小來看，距離D2較佳為10mm以下。
再者，較佳的是相鄰凸部分15的底面之間的距離D3為1mm以下。其原因在於：若距離D3超過1mm，當使結晶在第二氮化物半導體單結晶層14上進行磊晶成長時，在相鄰凸部分15的底面與底面的間隙中產生新的3維結晶核，而導致第二氮化物半導體單結晶層14的表面的週期排列結構紊亂。
第1(e)圖表示從模板10上的第二氮化物半導體單結晶層14上切下氮化物半導體成長用基板16的情況。如第1(e)圖所示，在使第二氮化物半導體單結晶層14成長至足夠的厚度之後，藉由與模板10的表面平行，也就是與c面平行地進行切斷，雖然在原始基板中並未使用氮化物半導體單結晶的獨立式基板，仍可獲得獨立式基板的氮化物半導體成長用基板16。
在第二氮化物半導體單結晶層14之切斷中，可使用一般用於切斷Si結晶和GaAs結晶之線鋸(wire saw)等。
如上所述，依據本實施方式，可獲得一種氮化物半導體成長用基板，其具有由凸部分15所構成的3維週期排列結構。具體而言，可獲得以下基板：作為模板基板之氮化物半導體成長用基板，其如第1(d)圖所示，由第二氮化物半導體單結晶層14與模板10所構 成，其中，該第二氮化物半導體單結晶層14由連續膜17與其上之複數個凸部分15所構成；及，作為獨立式基板的氮化物半導體成長用基板16，其如第1(e)圖所示，從第二氮化物半導體單結晶層14上切下。
本實施方式的氮化物半導體成長用基板上的第二氮化物半導體單結晶層14，大部分由氮化物半導體單結晶所構成，較佳為全部由氮化物半導體單結晶所構成。相鄰凸部分15間的區域可能會是多結晶和非晶質等，但至少複數個凸部分15和連續膜17的複數個凸部分15下的區域是由連續的氮化物半導體單結晶所構成。
較佳為，在本實施方式中獲得的氮化物半導體成長用基板，是直徑為50mm以上的大致圓形。本實施方式的氮化物半導體成長用基板，由於在形成3維週期排列結構時不需光微影等微加工製程，可利用結晶成長步驟，因此，可在大型的整個基板上形成均勻的3維週期排列結構。為活用此特性，較佳的是氮化物半導體成長用基板的直徑為50mm以上，更佳的是100mm以上。再者，大致圓形是指包含以下狀態之含義：在圓形基板上實施加工有定向平面(Orientation Flat，OF)和指數平面(Index Flat，IF)等標記。
又，如第1(c)圖所示，是藉由在模板10的由槽13所劃分之各區域中產生結晶核並使其成長，來形成第二氮化物半導體單結晶層14，因此，由第二氮化 物半導體單結晶層14所獲得之氮化物半導體成長用基板的內部不易殘留變形，不易出現結晶方位的分佈偏差和基板的顛倒等缺陷。因此，即使在使用本實施方式的氮化物半導體成長用基板進行磊晶結晶成長，或進行後續製程時，在步驟過程中，基板亦不會出現裂紋等缺陷。
(第二實施方式)
第二實施方式與第一實施方式的不同之處在於：第二氮化物半導體單結晶層的由凸部分所構成的3維週期排列結構的圖案。關於其他與第一實施方式相同的構造，將會省略或簡略說明。
第3(a)圖~第3(e)圖是示意性地表示第二實施方式的氮化物半導體成長用基板的製造步驟的垂直剖面圖。
首先，如第3(a)圖所示，在由與氮化物半導體不同的材料所構成的異質基板21上，使第一氮化物半導體單結晶層22進行異質磊晶成長，獲得模板20。接著，如第3(b)圖所示，在模板20的表面形成槽23。接著，如第3(c)圖、第3(d)圖所示，在形成有槽23之模板20上，使第二氮化物半導體單結晶層24進行磊晶成長。接著，視需要，如第3(e)圖所示，從第二氮化物半導體單結晶層24上切下氮化物半導體成長用基板27。以下，詳細說明該等各步驟。
第3(a)圖所示之異質基板21、第一氮化物半導體單結晶層22分別是與第一實施方式的異質基板11、第一氮化物半導體單結晶層12相同的構件。
在如第3(b)圖所示之步驟中，形成於模板20的表面上的槽23，是由平行於六方晶的氮化物半導體單結晶的a軸之直線狀槽的組合所構成，並具有由平行於a軸之邊所構成的排列成六角形與三角形的格子狀圖案。此時，成長於模板20上的第二氮化物半導體單結晶層24的凸部分25、26的傾斜面25b、26b可由鏡面成長面構成(關於傾斜面25b、26b及鏡面成長面，將在下文中加以說明)。例如，構成槽23之直線狀槽的寬度為40μm，深度為60μm，槽的節距(相鄰槽的中央之間的距離)為1mm。
第4(a)圖是表示模板20的一部分的俯視圖，表示槽23的圖案的一例。第4(a)圖所示之第一氮化物半導體單結晶層22的上表面是構成第一氮化物半導體單結晶層22之氮化物半導體單結晶的c面，即(0001)面，構成第一氮化物半導體單結晶層22之氮化物半導體單結晶的c軸垂直朝向紙面。如第3(b)圖所示之模板10的剖面，與第4(a)圖之切斷線D-D分割出的剖面相對應。
如第4(a)圖所示之槽23藉由旋轉操作之中心軸的設定位置，而具有最多6次旋轉對稱性。例如， 當在格子狀圖案的六角形的中心上設定旋轉操作的中心軸時，槽23的圖案具有6次對稱性。又，當在格子狀圖案的三角形的中心上設定旋轉操作的中心軸時，槽23的圖案具有3次對稱性。
當格子狀圖案的六角形的中心位於模板10的中心軸上時，第4(a)圖所示之槽23的圖案相對於模板10的中心軸，具有6次旋轉對稱性。又，格子狀圖案的三角形的頂點位於模板10的中心軸上時，第4(a)圖所示之槽13的圖案相對於模板10的中心軸，具有3次旋轉對稱性。
槽23藉由與第一實施方式之槽13相同的方法所形成，由與槽13相同的直線狀槽構成。
第3(c)圖、第3(d)圖所示之第二氮化物半導體單結晶層24與第一實施方式的第二氮化物半導體單結晶層14相同，由氮化物半導體結晶組成，並利用相同的成長方法形成。
第二氮化物半導體單結晶層24具有由凸部分25、26所構成的3維週期排列結構。凸部分25、26的底面在(在第3(c)圖所示之狀態下與模板20相接觸的面)與模板20的上表面相同，是氮化物半導體單結晶的(0001)面。
凸部分25是成長於模板20的由槽23劃分的六角形區域狀上的六角錐台狀或六角錐狀部分，凸部 分26是成長於模板20的由槽23劃分的三角形區域狀之三角錐台狀或三角錐狀部分。由於凸部分25、26的底面的邊緣與槽23的邊緣相一致，因此，凸部分25的底面的形狀是由平行於氮化物半導體單結晶的a軸的邊所構成的六角形，凸部分26的底面的形狀是由平行於氮化物半導體單結晶的a軸的邊所構成的三角形。
六方晶的氮化物半導體單結晶的鏡面成長面是(10-1n)面(n為任意整數)，並與a軸平行。因此，沿著構成模板10上的槽13之平行於a軸之直線狀槽，出現鏡面成長面，形成凸部分25、26的傾斜面25b、26b。
成長於模板10上的面積較大的區域上的凸部分25的高度有以下傾向：比成長於面積較小的區域上的凸部分26的高度更高。因此，第二氮化物半導體單結晶層24的凸部分的高度週期性變化，且凸部分25的頂面25a或頂點與凸部分26的頂面26a或頂點分別位於不同高度的兩個假想平面上。
第3(c)圖表示以下狀態，也就是第二氮化物半導體單結晶層14的凸部分25、26在模板20上的由槽23劃分之各自的區域上成長，相鄰凸部分25、26接觸前之狀態。
又，根據結晶成長條件，凸部分25具有六角錐台狀或六角錐狀形狀。同樣地，根據結晶成長條件， 凸部分26具有三角錐台狀或三角錐狀形狀。但考慮到在第二氮化物半導體單結晶層24上進行磊晶結晶成長時的成長結晶的品質、和確保形成半導體器件的電極之區域，凸部分25、26分別較佳為三角錐台狀、六角錐台狀。再者，亦可對三角錐台狀或三角錐狀凸部分25的頂部實施研磨加工，以形成具有所需高度之三角錐台狀的凸部分25。同樣地，亦可對六角錐台狀或六角錐狀凸部分26的頂部實施研磨加工，以形成具有所需高度之六角錐台形的凸部分26。
又，當第二氮化物半導體單結晶層24包含三角錐台狀的凸部分25及六角錐台狀的凸部分26時，其頂面25a、26a與模板20的上表面相同，是氮化物半導體單結晶的(0001)面。再者，頂面25a、26a較佳為(0001)面，但若在5°以內，亦可具有自(0001)面偏移之偏移角。若偏移角超過5°，由於凸部分25、26傾斜會造成傾斜面25b、26b的面積的偏差變大，因此，難以使用第二氮化物半導體單結晶層24來製造特性優異的半導體器件。
較佳為，全部凸部分25的頂面25a的大小、形狀及高度大致均勻。當頂面25a的大小、形狀及高度大致均勻時，傾斜面25b的大小、形狀亦大致均勻。同樣地，較佳為，全部凸部分26的頂面26a的大小、形狀及高度大致均勻。當頂面26a的大小、形狀及高度大 致均勻時，傾斜面26b的大小、形狀亦大致均勻。藉由提高頂面25a、26a的大小、形狀及高度的均勻性及傾斜面25b、26b的大小、形狀的均勻性，可提高使用第二氮化物半導體單結晶層24製造而成的半導體器件的製造成品率。
又，要求凸部分25的傾斜面25b及凸部分26的傾斜面26無加工損傷，以提高使用第二氮化物半導體單結晶層24製造而成的半導體器件的製造成品率。由於傾斜面25b、26b是由氮化物半導體單結晶的鏡面成長面所構成的生成態的面，未實施蝕刻等加工，因此不存在加工損傷。可藉由使用穿透式電子顯微鏡(transmission electron microscope；TEM)對傾斜面25b、26b的剖面進行觀察，調查氮化物半導體單結晶的原子排列是否紊亂，來判斷傾斜面25b、26b有無加工損傷。再者，亦可藉由以氮化物半導體單結晶的鏡面成長面構成傾斜面25b、26b，來提高傾斜面25b、26b的大小、形狀的均勻性。
又，藉由使鏡面成長面構成傾斜面25b、26b，由於全部傾斜面25b、26b的面方位等效，因此，可抑制使用第二氮化物半導體單結晶層24製造而成的半導體器件的特性的偏差。
第4(b)圖與第3(c)圖相對應，是表示第二氮化物半導體單結晶層24的一部分的俯視圖，其表示 第二氮化物半導體單結晶層24的圖案的一例。第3(c)圖所示之模板20及第二氮化物半導體單結晶層24的剖面，與第4(b)圖的切斷線E-E分割出的剖面相對應。
第4(b)圖所示之第二氮化物半導體單結晶層24成長於第4(a)圖所示之模板20上，複數個凸部分25、26有效排列。第4(b)圖所示之凸部分25的形狀及大小和凸部分26的形狀及大小分別為均勻。因此，凸部分25的頂面25a的高度及凸部分26的頂面26a的高度亦分別為均勻。
第3(d)圖表示第二氮化物半導體單結晶層24繼續成長，且第二氮化物半導體單結晶層24由模板20上的氮化物半導體單結晶的連續膜28與其上之複數個凸部分25、26所構成的狀態。此氮化物半導體單結晶的連續膜28的部分與複數個凸部分25、26的結晶方位相一致。
由於凸部分25的傾斜面25b及凸部分26的傾斜面26b是鏡面成長面，因此，即使第二氮化物半導體單結晶層24繼續成長，相鄰凸部分25、26亦不會向水平方向成長結合並變得平坦，可維持各自的形狀。亦即，第3(d)圖所示之狀態下的凸部分25、26的形狀與第3(c)圖所示之狀態下的凸部分25、26的形狀相比，幾乎無變化。因此，可將凸部分25、26所構成 的第二氮化物半導體單結晶層24的3維週期排列結構有效用於製造半導體器件。
再者，可在將第二氮化物半導體單結晶層24用於製造半導體器件時，亦可不使用傾斜面的面積較小的凸部分26，而僅使用傾斜面的面積較大的凸部分25。
亦可將第3(d)圖所示之狀態的第二氮化物半導體單結晶層24與模板20的積層體作為氮化物半導體成長用基板，用於磊晶結晶成長的基底基板等用途。
較佳的是，相鄰凸部分25、26的底面之間的距離為1mm以下。其原因在於：若此距離超過1mm，當在第二氮化物半導體單結晶層24上使結晶進行磊晶成長時，在相鄰凸部分25、26的底面與底面的間隙會產生新的3維結晶核，而導致第二氮化物半導體單結晶層24的表面的週期排列結構紊亂。
較佳為，第二氮化物半導體單結晶層24的相鄰凸部分25、26間的區域，也就是模板20的槽23的正上方的區域比凸部分25、26內的區域的差排密度高。已知構成半導體器件之氮化物半導體單結晶中的結晶殘缺，也就是差排，會降低器件特性和壽命，較佳的是差排密度越低越好。依據本實施方式，氮化物半導體結晶成長而形成凸部分25、26時，存在以下性質：在結晶中以grown-in傳送之差排向成長界面的傾斜方向彎曲，聚集於相鄰凸部分15間的區域。利用此性質， 可使差排集中在相鄰凸部分25、26間的區域，減少凸部分25、26內的差排密度。
第4(c)圖與第3(d)圖相對應，是表示第二氮化物半導體單結晶層24的一部分的俯視圖，其表示凸部分25、26的圖案的一例。第3(d)圖所示之模板20及第二氮化物半導體單結晶層24的剖面，與第4(c)圖的切斷線F-F分割出的剖面相對應。
第4(c)圖所示之第二氮化物半導體單結晶層24是第4(b)圖所示之第二氮化物半導體單結晶層24成長而成，具有與第4(b)圖所示之第二氮化物半導體單結晶層24的形狀、大小大致相同的凸部分25、26。
較佳為，第二氮化物半導體單結晶層24的凸部分25、26如第4(c)圖所示，大致無縫排列。此時，可有效形成利用凸部分25、26之半導體器件。
第3(e)圖表示從模板20上的第二氮化物半導體單結晶層24上切下氮化物半導體成長用基板27的情況。如第3(e)圖所示，在使第二氮化物半導體單結晶層24成長至足夠的厚度之後，藉由與模板20的表面平行，也就是與c面平行地進行切斷，雖然在原始基板中並未使用氮化物半導體單結晶的獨立式基板，仍可獲得獨立式基板的氮化物半導體成長用基板27。
在第二氮化物半導體單結晶層24之切斷中，可使用一般用於切斷Si結晶和GaAs結晶之線鋸等。
如上所述，依據本實施方式，可獲得一種氮化物半導體成長用基板，其具有由凸部分25、26所構成的3維週期排列結構。具體而言，可獲得以下基板：作為模板基板之氮化物半導體成長用基板，其如第3(d)圖所示，由第二氮化物半導體單結晶層24與模板20所構成，其中，該第二氮化物半導體單結晶層24由連續膜28與其上之複數個凸部分25、26所構成；及，作為獨立式基板的氮化物半導體成長用基板27，其如第3(e)圖所示，從第二氮化物半導體單結晶層24上切下。
本實施方式的氮化物半導體成長用基板上的第二氮化物半導體單結晶層24，大部分由氮化物半導體單結晶所構成，較佳為全部由氮化物半導體單結晶所構成。相鄰凸部分25、26間的區域可能會是多結晶和非晶質等，但至少複數個凸部分25、26及連續膜28的複數個凸部分25、26下的區域是由連續的氮化物半導體單結晶所構成。
較佳的是，本實施方式中獲得的氮化物半導體成長用基板與第一實施方式的氮化物半導體成長用基板的直徑相同，為50mm以上，更佳的是100mm以上。
(第三實施方式)
在第三實施方式中，使用氮化物半導體成長用基板來製造半導體器件。形成氮化物半導體成長用基板之前的步驟與第一實施方式及第二實施方式大致相同，相同部分將會省略或簡略說明。
第5(a)圖~第5(d)圖是示意性地表示第三實施方式的半導體器件的製造步驟的垂直剖面圖。
首先，如第5(a)圖所示，在形成有槽之氮化物半導體的獨立式基板30上，使作為氮化物半導體成長用基板之氮化物半導體單結晶層31進行異質磊晶成長。接著，如第5(b)圖所示，在氮化物半導體單結晶層31上形成多層磊晶成長層32。接著，如第5(c)圖所示，在多層磊晶成長層32的上表面形成電極33，進一步，在移除獨立式基板30之後，在氮化物半導體單結晶層31的下表面形成電極34。接著，如第5(d)圖所示，分割氮化物半導體單結晶層31、多層磊晶成長層32及電極34，獲得複數個半導體器件35。以下，詳細說明該等各步驟。
第5(a)圖所示之氮化物半導體的獨立式基板30在c面的表面具有與第一實施方式的模板10的槽13相同的槽，與模板10同樣地作為氮化物半導體單結晶的磊晶成長的基底基板而使用。氮化物半導體的獨立 式基板30為例如GaN獨立式基板。亦可使用模板10來代替氮化物半導體的獨立式基板30。
第5(a)圖所示之氮化物半導體單結晶層31與第一實施方式的第二氮化物半導體單結晶層24相同，由氮化物半導體單結晶所構成，並利用相同的成長方法所形成。又，具有由與第二氮化物半導體單結晶層14相同的凸部分所構成的3維週期排列結構。
再者，獨立式基板30亦可具有與第二實施方式之模板20的槽23相同的槽，氮化物半導體單結晶層31亦可具有與第二氮化物半導體單結晶層24相同的3維週期排列結構。
第5(b)圖所示之多層磊晶成長層32包含發光二極體(LED)和雷射二極體(LD)用發光層，藉由MOCVD法等所形成。多層磊晶成長層32的各層由氮化物半導體的單結晶膜組成。氮化物半導體單結晶層31由於表面的3維週期排列結構不存在由蝕刻等造成的加工損傷，因此，可使結晶品質較好的多層磊晶成長層32成長。
第5(c)圖所示之電極33是在氮化物半導體單結晶層31的複數個凸部分的各自的頂面上，使用光微影等所形成。獨立式基板30藉由背面研磨(back wrap)和磨削等手段移除。此時，可將氮化物半導體單結晶層31的厚度調整至與製造而成的半導體器件35的 高度一致。再者，亦可不移除即殘留獨立式基板30。但當使用模板10來代替獨立式基板30時，需要移除異質基板11。電極34形成於氮化物半導體單結晶層31的整個下表面。
在第5(d)圖所示之步驟中，氮化物半導體單結晶層31、多層磊晶成長層32及電極34由氮化物半導體單結晶層31的凸部分之間的部分所分割。為進行此分割，可藉由例如切塊機(dicer)等進行切斷，亦可使用劃線器(scriber)和切塊機在氮化物半導體單結晶層31的上表面及下表面實施槽加工後，再進行割斷。
依據本實施方式，由於將氮化物半導體單結晶層31的一個凸部分作為半導體器件的構成器件，因此，無需精確定位等以進行分割，可簡單地製造半導體晶片。
再者，分割而成的氮化物半導體單結晶層31的凸部分之間的部分無需為單結晶的氮化物半導體，亦可為多結晶和非晶質的氮化物半導體等。但考慮到成長於氮化物半導體單結晶層31上的多層磊晶成長層32的結晶品質和多層磊晶成長層32的形成後的製程加工上的方便性，較為不理想的是在氮化物半導體單結晶層31的表面上出現單結晶的氮化物半導體以外的材料，較佳的是氮化物半導體單結晶層31的凸部分之間的部分， 亦是與凸部分的結晶方位相一致之氮化物半導體的連續單結晶。
為提高氮化物半導體單結晶層31的利用效率，較佳的是如第2(c)圖和第4(c)圖所示，凸部分儘可能整體高密度排列；但另一方面，為易於進行分割等器件製造的製程，亦可故意將凸部分的間隔分開排列。此時，可在相鄰之凸部分的底面與底面之間形成較寬的槽，亦可藉由形成雙重線狀的槽，在構成雙重線之槽與槽之間形成由(0001)面組成的平面和以(0001)面為頂面的細長四角錐台。又，亦可以形成器件的電極為目的，在相鄰之凸部分的底面與底面之間故意形成一空間。
又，在本實施方式中，雖然使用一個凸部來製造一個半導體器件，但亦可將一個凸部進行分割以製造複數個半導體器件，亦可使用複數個凸部來製造一個半導體器件。
在本實施方式中，雖然目的在於將凸部分的傾斜面所表現出的非c面的特性用於器件，但藉由將多層磊晶成長層32的表面設置為非平坦面而故意設置為凹凸面，亦可應用於提高發光器件的出光效率之技術中。
(實施方式之效果)
依據上述第一實施方式和第二實施方式，藉由利用氮化物半導體單結晶的鏡面成長來形成氮化物半導體成長用基板的表面的3維週期排列結構，可無需實施蝕刻 等加工，而獲得3維週期排列結構的傾斜面。藉此，可獲得一種氮化物半導體成長用基板，其傾斜面不受加工損傷，且成品率高，成本低，且具有3維週期排列結構。
又，依據上述第三實施方式，可使用具有在表面無加工損傷之傾斜面之氮化物半導體成長用基板，製造出高成品率且特性及信賴性優異的半導體器件。
又，上述各實施方式由於可利用以往的結晶成長技術和加工技術等來實施，因此，相對於所獲得的效果，成本負擔很低。
[實施例]
以下，基於上述實施方式，製造氮化物半導體成長用基板及半導體器件，並說明評價結果。
(實施例1)
首先，在作為異質基板11之市售的直徑為50mm、厚度為360μm之單結晶藍寶石c面基板上，藉由MOCVD法，使作為第一氮化物半導體單結晶層12之無摻雜GaN層成長，而形成模板10。
在形成此無摻雜GaN層時，使用三甲基鎵(Trimethylgallium，TMG)與NH3作為原料氣體。將成長壓力設置為常壓，將藍寶石基板在氫氣環境中，以1200℃進行10分鐘的熱清洗(thermal cleaning)，清潔表面後，將基板溫度下降至620℃使低溫無摻雜 GaN緩衝層成長20nm，接著，將基板溫度上升至1050℃，使無凹痕等之平坦的無摻雜GaN連續膜的厚度成長至2μm。
接著，在所獲得之模板10的表面加工槽13。在槽加工中，使用市售的波長532nm、額定輸出5W之YVO4脈波雷射加工機。槽13的圖案如第2(a)圖所示，是平行於a軸之直線狀槽所構成的三角形格子圖案。將槽13的寬度設置為30μm，深度設置為20μm，槽的節距(相鄰槽的中央之間的距離)設置為1.2mm。
接著，在甲醇中對模板10進行超音波清洗後，再進行烘乾，以移除使用雷射加工機實施槽加工時附著於槽13的內部和周圍之GaN及藍寶石的粉狀加工屑。
接著，利用HVPE法，使作為第二氮化物半導體單結晶層14之摻雜Si的GaN層在實施槽加工後的模板10上進行磊晶成長。
此摻雜Si的GaN層將加熱至780℃之金屬Ga與HCl氣體接觸所生成之GaCl與NH3作為原料氣體，又，將氫所稀釋之SiH2Cl2氣體作為摻雜氣體，將該等氣體供給至加熱至1050℃之模板10上並使其成長。將成長時的爐內壓力設置為常壓，將載氣的組成設置為氮50%、氫50%，原料氣體的V/III比設置為4。 成長中，使模板10以5rpm的轉速自轉，將結晶的成長速度設置為~300μm/h，結晶的平均膜厚的目標設置為1mm。將成長結晶的目標載送濃度設置為1×1018cm-3。
如此可觀察到將使作為第二氮化物半導體單結晶層14之摻雜Si的GaN層成長之模板10冷卻後從爐內切下後，作為凸部分15之三角錐台狀的GaN單結晶與模板10上的槽13的圖案相對應地，以第2(c)圖所示之週期性排列而形成。各自的凸部分15的頂面15a是一邊長度為約500μm的大致正三角形的平面，三角形的各邊平行於GaN的a軸。由此可判斷，全部凸部分15是結晶方位一致的單結晶，頂面15a是c面。
又，從第二氮化物半導體單結晶層14的外觀，無法看到裂縫和異常成長產生之狀況，亦無法看到未成長區域和凹痕等。分割此第二氮化物半導體單結晶層14而觀察剖面後，從模板10的上表面至凸部分15的頂面15a之高度為約1.2mm，凸部分15的高度為約180μm。已確認各凸部分15的底部與GaN的連續膜17相連，第二氮化物半導體單結晶層14的全體是具有凸部分15之週期排列結構之GaN的連續膜。又，測定凸部分15的傾斜面15b與GaN結晶的c面所成之角度，為大致32°，由此推斷出傾斜面15b是(10-13)面。
此處，若從裡面側觀察為藍寶石基板之異質基板11，可看到在與形成於表面之槽13的節距大致相同位置之節距中產生的細微裂縫，但該等裂縫未向第二氮化物半導體單結晶層14側發展。推測該等異質基板11內的裂縫產生的原因在於：在結晶冷卻時，異質基板11與第二氮化物半導體單結晶層14的線膨脹係數差所引起。
如此獲得一種氮化物半導體成長用基板，其係由第二氮化物半導體單結晶層14與模板10所構成的模板基板，在表面具有三角錐台的週期排列結構。第6(a)圖、第6(b)圖及第6(c)圖分別表示本實施例的氮化物半導體成長用基板的藉由掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM)而得的俯視相片、剖面相片及剖面的鳥瞰相片。
(實施例2)
利用與上述實施例1相同的方法，在直徑為50mm之模板10上，形成作為第二氮化物半導體單結晶層14之摻雜Si的GaN層，其由約厚度為1mm之GaN的連續膜17與其上之三角錐台狀的凸部分15所構成。
接著，將第二氮化物半導體單結晶層14在結晶成長方向上垂直切斷，從作為異質基板11之藍寶石基板上分離。將第二氮化物半導體單結晶層14黏貼於切片加工用台座上，使用電線放電加工機進行第二氮 化物半導體單結晶層14之切斷。藉由此切斷步驟，第二氮化物半導體單結晶層14不會出現裂縫。藉此獲得一種厚度為約600μm之摻雜Si的GaN單結晶的獨立式基板16，在其表面具有三角錐台狀的凸部分15的週期排列結構。
利用以陰極射線致發光(cathod luminescence)觀察的暗點密度，對所獲得之獨立式基板16的差排密度進行評價，確認在凸部分15的頂面15a及傾斜面15b中進入4×107~8×107cm-2之範圍。另一方面，確認相鄰凸部分15間的槽部的差排密度是2×108~8×108cm-2，差排密度，比凸部分15內部高出大約1位數。
(實施例3)
最初，準備直徑為50mm、厚度為400μm的c面GaN獨立式基板，其係利用日本專利第3631724號公報所揭示之結晶成長技術(VAS法)製造而成。
接著，與上述實施例1同樣地使用雷射加工機，在此GaN獨立式基板的表面加工槽23。如第4(a)圖所示，此槽23形成為具有由平行於a軸之直線狀槽所構成的三角格子與六角格子之圖案。將槽23的寬度設置為50μm，深度設置為60μm，槽的節距(相鄰槽的中央之間的距離)設置為1mm。
接著，利用HVPE法，使作為第二氮化物半導體單結晶層24之摻雜Si的GaN層在實施槽加工後的GaN獨立式基板上進行磊晶成長。將成長中之原料載氣的組成設置為氮90%、氫10%，除此以外，其餘HVPE成長條件與實施例1相同。此第二氮化物半導體單結晶層24與GaN獨立式基板構成氮化物半導體成長用基板。
如此將使作為第二氮化物半導體單結晶層24之摻雜Si的GaN層成長之GaN獨立式基板冷卻後從爐內切下後，可觀察到作為高度較高的凸部分25之六角錐台形的GaN單結晶與作為高度較低的凸部分26之三角錐台狀的GaN單結晶與GaN獨立式基板上的槽23的圖案相對應地，以第4(c)圖所示之週期性排列所形成。
從第二氮化物半導體單結晶層24的外觀無法看到裂縫和異常成長產生之狀況，亦無法看到未成長區域和凹痕等。分割此第二氮化物半導體單結晶層24而觀察剖面後，從GaN獨立式基板的上表面至凸部分25的頂面25a之高度為約1280μm，從GaN獨立式基板的上表面至凸部分26的頂面26a之高度為約970μm。各凸部分25的頂面25a為大致正六角形，其各邊平行於GaN的a軸。又，各凸部分26的頂面26a為大致正三角形，其各邊平行於GaN的a軸。已確認各 凸部分25、26的底部與厚度為約880μm的GaN的連續膜28相連，第二氮化物半導體單結晶層24的全體是具有凸部分25、26之週期排列結構之GaN的連續膜。又，測定凸部分25的傾斜面25b與GaN結晶的c面所成之角度，為大致43.2°，由此推斷出傾斜面25b是(10-12)面。
利用以陰極射線致發光觀察的暗點密度，對第二氮化物半導體單結晶層24的差排密度進行評價，確認在六角錐台形的凸部分25的頂面25a及傾斜面25b中進入2×106~5×106cm-2之範圍。另一方面，確認相鄰凸部分25、26間的槽部的差排密度是5×106~9×106cm-2，差排密度，比凸部分25內部高出大約1位數。
如此獲得一種在表面具有三角錐台的週期排列結構之氮化物半導體成長用基板，其係由第二氮化物半導體單結晶層24與GaN獨立式基板所構成。
(實施例4)
首先，藉由MOCVD法，使作為第一氮化物半導體單結晶層22之無摻雜GaN層在作為異質基板21之市售的直徑為50mm、厚度為360μm之單結晶藍寶石c面基板上成長，而形成模板20。此無摻雜GaN層的成長條件與實施例1相同。
接著，與上述實施例1相同地使用雷射加工機，在此模板20的表面上加工槽23。如第4(a)圖所示，此槽23形成為具有由平行於a軸之直線狀槽所構成的三角格子與六角格子之圖案。將槽23的寬度設置為50μm，深度設置為60μm，槽的節距(相鄰槽的中央之間的距離)設置為1mm。
接著，利用HVPE法，使作為第二氮化物半導體單結晶層24之摻雜Si的GaN層在實施槽加工後的模板20上進行磊晶成長。HVPE成長條件與實施例1相同。
如此將使作為第二氮化物半導體單結晶層24之摻雜Si的GaN層成長之模板20冷卻後從爐內切下後，可觀察到作為高度較高的凸部分25之六角錐台形的GaN單結晶與作為高度較低的凸部分26之三角錐台狀的GaN單結晶即對應模板20上的槽23的圖案，以第4(c)圖所示之週期性排列所形成。
從第二氮化物半導體單結晶層24的外觀無法看到裂縫和異常成長產生之狀況，亦無法看到未成長區域和凹痕等。分割此第二氮化物半導體單結晶層24而觀察剖面後，從模板20的上表面至凸部分25的頂面25a之高度為約1400nm，從模板20的上表面至凸部分26的頂面26a之高度為約1180μm。各凸部分25的頂面25a為大致正六角形，其各邊平行於GaN的a 軸。又，各凸部分26的頂面26a為大致正三角形，其各邊平行於GaN的a軸。已確認各凸部分25、26的底部與厚度為約1060μm之GaN的連續膜28相連，第二氮化物半導體單結晶層24的全體是具有凸部分25、26之週期排列結構之GaN的連續膜。又，測定凸部分25的傾斜面25b與GaN結晶的c面所成之角度，從為大致43.2°，由此推斷出傾斜面25b是(10-12)面。
利用以陰極射線致發光所觀察之暗點密度，對第二氮化物半導體單結晶層24的差排密度進行評價，確認在六角錐台形的凸部分25的頂面25a及傾斜面25b中進入3×107~6×107cm-2之範圍。另一方面，確認相鄰凸部分25、26的間的槽部的差排密度是5×106~9×106cm-2，比凸部分25內部整體差排密度高。
如此獲得一種在表面具有三角錐台的週期排列結構之氮化物半導體成長用基板，其係由第二氮化物半導體單結晶層24與模板20所構成。第7(a)圖、第7(b)圖及第7(c)圖分別表示此本實施例的氮化物半導體成長用基板的藉由掃描電子顯微鏡而得的俯視相片、剖面相片及剖面的鳥瞰相片。
(實施例5)
首先，藉由MOCVD法，使作為第一氮化物半導體單結晶層12之無摻雜GaN層，在作為異質基板11之市售的直徑為100mm、厚度為600μm的單結晶藍寶石c面基板上成長，而形成模板10。
在形成此無摻雜GaN層時，使用三甲基鎵與NH3作為原料氣體。將成長壓力設置為常壓，將藍寶石基板在氫氣環境中，以1200℃進行10分鐘的熱清洗，清潔表面後，將基板溫度下降至600℃使低溫無摻雜GaN緩衝層成長20nm，接著，將基板溫度上升至1050℃，使無摻雜GaN連續膜的厚度成長至1.5μm。載氣使用氫與氮之混合氣體。結晶的成長速度為約3μm/h。使用光學顯微鏡對成長後從爐中取出的第一氮化物半導體單結晶層12的表面進行觀察，確認獲得一種在整個基板上無凹痕等之平坦的連續膜。
接著，使用市售的雷射加工機，在所獲得之模板10的表面加工槽13。如第2(a)圖所示，槽13的圖案是平行於a軸之直線狀槽所構成的三角形格子圖案。將槽13的寬度設置為60μm，深度設置為900μm，槽的節距(相鄰槽的中央之間的距離)設置為2mm。
接著，在純水及甲醇中對模板10進行超音波清洗後，再進行烘乾，以移除使用雷射加工機實施槽 加工時附著於槽13的內部和周圍之GaN及藍寶石的粉狀加工屑。
接著，利用HVPE法，使作為第二氮化物半導體單結晶層14之Ge摻雜GaN層在實施槽加工後的模板10上進行磊晶成長。
此Ge摻雜GaN層將加熱至800℃之金屬Ga與HCl氣體接觸所生成之GaCl與NH3作為原料氣體，又，將氫所稀釋之GeCl4氣體作為摻雜氣體，將該等氣體供給至加熱至1100℃之模板10上並使其成長。將成長時的爐內壓力設置為常壓，將載氣的組成設置為氮90%、氫10%，原料氣體的V/III比設置為3。成長中，將模板10以4rpm之轉速自轉，將結晶的成長速度設置為~250μm/h，結晶的平均膜厚的目標設置為1100μm。將成長結晶的目標載送濃度設置為8×1018cm-3。
如此將使作為第二氮化物半導體單結晶層14之摻雜Si的GaN層成長之模板10冷卻後從爐內切下後，可觀察到作為凸部分15之三角錐台狀的GaN單結晶與模板10上的槽13的圖案相對應地，以第2(c)圖所示之週期性排列所形成。
又，從第二氮化物半導體單結晶層14的外觀無法看到裂縫和異常成長產生之狀況，亦無法看到未成長區域和凹痕等。分割此第二氮化物半導體單結晶層 14而觀察剖面後，從模板10的上表面至凸部分15的頂面15a之高度為約1.3mm，凸部分15的高度為約200μm。各凸部分15的頂面15a為大致正三角形，其各邊平行於GaN的a軸。已確認各凸部分15的底部與GaN的連續膜17相連，第二氮化物半導體單結晶層14的全體是具有凸部分15之週期排列結構之GaN的連續膜。又，測定凸部分15的傾斜面15b與GaN結晶的c面所成之角度，為大致32°，由此推斷出傾斜面15b是(10-13)面。
如此獲得一種在表面具有三角錐台的週期排列結構之氮化物半導體成長用基板，其係由第二氮化物半導體單結晶層14與模板10所構成的模板基板。
(實施例6)
準備在上述實施例2中獲得的表面具有三角錐台的週期排列結構且直徑為50mm之摻雜Si的GaN單結晶的獨立式基板16，其上藉由MOCVD法形成LED結構的多層磊晶晶圓層32。
在形成此多層磊晶晶圓層32時，使用TMG、三甲鋁(Trimethylaluminium，TMA)、三甲基銦(Trimethylindium，TMI)及NH3作為原料氣體。首先，將獨立式基板16在NH3與H2之混合氣流(NH3：H2=1：2)中升溫至1150℃，將其溫度保持5分鐘後，從第一層之成長所必需之III族原料氣體開始 依序流出，使各磊晶晶圓層成長。成長後的多層磊晶晶圓層32的結構是由從獨立式基板16側開始依序為厚度為1μm之n-GaN層，In0．2Ga0．8N/GaN-3-MQW(Well層的厚度為3nm，隔斷層的厚度為10nm)，厚度為40nm的p-Al0.1Ga0.9N層及厚度為500nm的p-GaN層所構成的多層結構。此處，MQW層是將溫度下降至800℃成長而成。其他層的成長溫度為1150℃。將全部成長壓力設置為常壓。但，在此所列舉之磊晶晶圓層的厚度和混晶組成是基於在c面GaN基板上進行設定條件時的資料算出，可知在獨立式基板16的凸部分15的傾斜面15b上之磊晶晶圓層中，膜厚向較薄方向稍微歪斜，In組成向較低方向稍微歪斜。
接著，在凸部分15的頂面15a上的多層磊晶晶圓層32上，使用光微影技術形成直徑為150μm的圓形Ni/Au結構的p型電極，使用背面研磨將獨立式基板16的裡面側移除600μm後，在裡面全面形成Ti/Al/Ti/Au結構的n型電極。藉此，從獨立式基板16的裡面至凸部分15的頂面15a之高度為約970μm。
接著，將此獨立式基板16安裝於黏著片材，使用晶圓裂紋器在凸部分15間的槽部進行裂紋，分割成作為複數個半導體器件之LED晶片。如此獲得在底 面的一邊為約1000μm之三角柱上重迭三角錐台之形狀的LED晶片。
對製造而成的LED晶片通電，使用分光器測定發光波長，觀測到從三角錐台狀的凸部分15的頂面15a發出峰波長為470nm的藍色光，相對於次，觀測到從凸部分15的傾斜面15b發出峰波長為430nm的紫色光，確認可製造出一種以1個晶片發出2個波長的光之LED晶片。
以上，雖然對本發明的實施方式及實施例加以說明，但本發明並不限於上述實施方式及實施例，在不脫離本發明的精神之範圍內，可進行各種變化並實施。
例如，形成於模板10和獨立式基板30上的槽的圖案並不限於第2(a)圖所示之槽13的圖案和第4(a)圖所示之槽23的圖案。此槽的圖案可為平行於a軸之直線所構成的圖案，亦可為例如將六角格子組合而成的龜甲紋(蜂巢狀)型的圖案和菱型格子圖案。例如，當槽的圖案為龜甲紋型時，第二氮化物半導體單結晶層的凸部分全部為六角錐台狀或六角錐狀；當槽的圖案為萎型格子圖案時，第二氮化物半導體單結晶層的凸部分全部為四角錐台狀或四角錐狀。又，若凸部分的傾斜面可以鏡面成長面所形成，則槽13亦可為非連續性槽，例如由多個孔所構成。
進一步，考慮到在異質基板11、21的裡面側，加工作為破壞誘導部之槽之變化例。此時，由於異質基板11、21與第二氮化物半導體單結晶層14、24的線膨脹係數差造成第二氮化物半導體單結晶層14、24中產生應力時，異質基板11、21最先產生裂縫，因此，可抑制第二氮化物半導體單結晶層14、24上產生裂縫。又，當異質基板11、21的裡面的槽形成在與槽13、23相對向之位置時，亦可容易進行元件形成後的元件分離。
又，在上述實施方式中，模板10的第一氮化物半導體單結晶層12和獨立式基板30的表面是氮化物半導體單結晶的c面，但亦可是m面和a面等非c面。此時，雖然難以形成具有旋轉對稱性之圖案的凸部分，但可形成具有傾斜面之凸部分。
又，上述所記載之實施方式及實施例並非用於限制申請專利範圍中的發明。又，應注意實施方式及實施例中所說明之特徵的全部組合並非為發明之解決問題之技術手段所必需。
[產業上的可利用性]
本發明可應用於氮化物半導體成長用基板，該氮化物半導體成長用基板用於製造發光二極體和雷射等的光學器件、或是二極體和電晶體等高頻器件。
10‧‧‧模板
11‧‧‧異質基板
12‧‧‧第一氮化物半導體單結晶層
14‧‧‧第二氮化物半導體單結晶層
15‧‧‧凸部分
15a‧‧‧頂面
15b‧‧‧傾斜面
16‧‧‧氮化物半導體成長用基板
17‧‧‧連續膜

Claims (22)

  1. 一種氮化物半導體成長用基板，在其表面具有氮化物半導體層，該氮化物半導體層包含連續膜、及週期性排列於前述連續膜上之角錐台狀或角錐狀的複數個凸部分，至少前述複數個凸部分和前述連續膜的前述複數個凸部分下之區域是由連續的氮化物半導體單結晶所構成，前述複數個凸部分，其結晶方位相一致，並且，各個凸部分的底面包含(0001)面，該(0001)面具有由平行於a軸之邊所構成的形狀。
  2. 如請求項1所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分是角錐台狀，其頂面包含(0001)面，該(0001)面具有由平行於a軸之邊所構成的形狀。
  3. 如請求項1或2所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分的傾斜面，其面方位、大小及形狀均勻，且無加工損傷。
  4. 如請求項3所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述傾斜面包含(10-1n)面，並且，n為任意整數。
  5. 如請求項4所述之氮化物半導體成長用基 板，其中，前述傾斜面包含生成態的鏡面成長面。
  6. 如請求項1或2所述之窒化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分的高度均勻。
  7. 如請求項1或2所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分的高度週期性變化，且前述複數個凸部分的頂點或頂面位於兩個假想平面中的任一平面上。
  8. 如請求項1或2所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分之中的任意相鄰凸部分的中心之間的距離為100μm以上且10mm以下。
  9. 如請求項1或2所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分之中的任意相鄰凸部分的底面之間的距離為1mm以下。
  10. 如請求項1或2所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分的高度為50μm以上且5mm以下。
  11. 如請求項1或2所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分之中的相鄰凸部分的底面之間的區域的差排密度，比前述凸部分的內部的差排密度高。
  12. 如請求項1或2所述之氮化物半導體成長用基板，其中，前述複數個凸部分的底面的形狀為三角 形、四角形或六角形。
  13. 一種氮化物半導體成長用基板的製造方法，其包括以下步驟：在表面由氮化物半導體單結晶所構成的平坦的基板上，以形成週期圖案的方式，形成平行於前述氮化物半導體單結晶的a軸之複數個直線狀槽；及，使氮化物半導體結晶在已形成有前述複數個直線狀槽之前述基板上進行磊晶成長，以形成氮化物半導體層，該氮化物半導體層的表面具有複數個凸部分，該複數個凸部分由角錐台狀或角錐狀氮化物半導體單結晶所構成，且以與前述複數個直線狀槽所形成的週期圖案相對應之圖案作週期性排列。
  14. 如請求項13所述之氮化物半導體成長用基板的製造方法，其中，前述基板的表面包含c面。
  15. 如請求項13或14所述之氮化物半導體成長用基板的製造方法，其中，前述複數個直線狀槽的寬度為10μm以上且100μm以下。
  16. 如請求項13或14所述之氮化物半導體成長用基板的製造方法，其中，前述複數個直線狀槽之中，方向相同的槽的中央之間的距離為100μm以上且10mm以下。
  17. 如請求項13或14所述之氮化物半導體 成長用基板的製造方法，其中，前述氮化物半導體層是藉由在成長環境氣體中含有氫氣之氫化物氣相磊晶法而形成。
  18. 如請求項13或14所述之氮化物半導體成長用基板的製造方法，其中，前述氮化物半導體層包含連續膜。
  19. 如請求項13或14所述之氮化物半導體成長用基板的製造方法，其中，在使前述氮化物半導體層成長之後，將沉積於前述凸部分的傾斜面上的不需要的氮化物半導體結晶加以蝕刻除去。
  20. 如請求項13或14所述之氮化物半導體成長用基板的製造方法，其中，前述複數個直線狀槽所形成的週期圖案包含三角形、四角形或六角形的格子。
  21. 一種半導體器件，其含有如請求項1~12中任一項所述之氮化物半導體成長用基板的前述複數個凸部分之中的一種。
  22. 一種半導體器件的製造方法，其包括以下步驟：使複數個氮化物半導體的單結晶膜，在如請求項1~12中任一項所述之氮化物半導體成長用基板的前述複數個凸部分上進行磊晶成長，形成多層磊晶成長層；及， 在形成前述多層磊晶成長層之後，分割前述氮化物半導體成長用基板，來形成複數個半導體器件，該複數個半導體器件各自含有前述複數個凸部分之中的一種。
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