帶多層膜的單晶襯底、帶多層膜的單晶襯底的製造方法以及元件製造方法
2023-10-04 10:27:39
專利名稱：帶多層膜的單晶襯底、帶多層膜的單晶襯底的製造方法以及元件製造方法
技術領域：
本發明涉及的是帶多層膜的單晶襯底、帶多層膜的單晶襯底的製造方法以及元件製造方法。
背景技術：
以氮化鎵為代表的氮化物半導體，由於帶隙寬且能夠發出藍色系光，因此被廣泛地使用於LED (發光二極體)或LD (半導體雷射器)等中。近年來，對進ー步提高發光效率或高亮度化的研究正積極地進行。一般的氮化物半導體發光元件結構具有如下那樣的雙異質結構，S卩，在藍寶石襯底上依次層壓有由GaN構成的緩衝層、由n型GaN構成的n型接觸層、由n型AlGaN構成的n型包層、由n型InGaN構成的活性層、由p型AlGaN構成的p型包層、由p型GaN構成的p型接觸層的雙異質結構。活性層構成為包含僅具有由InxGahN(0彡X彡I)構成的阱層的 單量子講(SQff Single Quantum Well)結構、或者由InxGa1^xN(0 ^ X ^ I)構成的講層和由InyGahyN(0彡y彡l、y < x)構成的阻擋層的多量子講結構(MQW Multi Quantum Well)中的In(參照專利文獻I)。當在藍寶石襯底上形成上述多層膜吋，由於多層膜與藍寶石的熱膨脹係數差和晶格常數差而在成膜後的藍寶石襯底上產生翹曲的情況已被認知。例如在非專利文獻I中，公開了對在藍寶石襯底上外延生長AlN緩衝層和GaN層並如何根據GaN層的膜厚度來緩和因成膜而產生的熱應カ的情況進行調查的結果。在該非專利文獻I中明確了下述情況，即，隨著膜厚度變厚而襯底的翅曲變大，通過伴隨於此產生界面缺陷(Interface Defects)、微觀裂紋(Microcracks)或位錯(Dislocation)、宏觀裂紋(Macrocracks)來緩和應力的情況。另外，在非專利文獻2的圖4中，公開了對通過在藍寶石襯底上外延生長GaN系LED結構的エ序而產生的襯底翹曲進行In-situ(原位)觀察的分析方法。通過這樣，發現在一系列的成膜エ序中藍寶石襯底的曲率根據成膜物質、成膜溫度、膜厚度的變化而大幅變化。進而明確了下述情況，即，通過形成在作為活性層的InGaN層的生長階段中藍寶石襯底的曲率大致為0這樣的成膜エ序，而使襯底面內的發光波長均勻化。如以上所說明，可知經過一系列的成膜エ序導致藍寶石襯底的翹曲大幅變化，從而對氮化物半導體膜的質量或發光波長的均勻性帶來影響。另外，實際上利用與襯底的熱膨脹係數差,並以InGaN系活性層中襯底曲率大致為0的方式來設定藍寶石襯底的翹曲形狀和翹曲量的情況較多。在這樣的背景下，為了控制藍寶石襯底的形狀和翹曲量，研究了各種各樣的研磨加工技術(參照專利文獻2等)。另ー方面，在對藍寶石襯底上層壓有氮化物半導體的發光元件進行分割時，在具有80 90 U m左右厚度的藍寶石襯底的內部會聚脈衝雷射從而形成與發光元件的分割預定線相對應的改性區域的技術已被認知(專利文獻3)。專利文獻3中所公開的技術，是即使對藍寶石襯底照射雷射光線而分割成各個發光元件，也能夠抑制發光元件的亮度降低的藍寶石襯底的加工方法，以發光元件的分割為目的。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特許第3250438號公報專利文獻2 :日本特開2006-347776號公報專利文獻3 :日本特開2008-6492號公報非專利文獻非專利文獻I Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 32 (1993) pp. 1528-1533 非專利文獻2 :J. Cryst. Growth、Vol. 272、Issues 1-4、(2004)、pp. 94-99
發明內容
如以上所說明，當為了製造發光元件等的各種元件而在藍寶石襯底等的單晶襯底上根據元件的結構成膜多層膜時，成膜後的襯底(帶多層膜的單晶襯底)通常會翹曲。另一方面，在製造元件方面，通常是對帶多層膜的單晶襯底進ー步實施各種後エ序。但是，當以帶多層膜的襯底翹曲的狀態實施後エ序時，會導致元件的質量偏差或成品率降低等。例如，當在後エ序中欲對多層膜進行圖案形成處理時，會產生以下所說明的問題。即，在對多層膜進行圖案形成處理時，使用光掩模將形成在多層膜上的保護膜曝光。此時，帶多層膜的單晶襯底呈翹曲狀態。因此，當將為了曝光而照射的光的焦點對準位於單晶襯底中央部的多層膜表面時，在位於單晶襯底的端部附近的多層膜表面處焦點模糊。該情況下，由於在多層膜的面內發生曝光不均勻，因此導致經過後エ序製造的元件的質量偏差或者成品率降低。另外，當在後エ序中欲對帶多層膜的單晶襯底的與形成有多層膜的面為相反側的面進行研磨(背磨處理)時，需要將帶多層膜的單晶襯底的形成有多層膜的面粘合併固定在平坦的磨盤上。但是，該情況下，當帶多層膜的單晶襯底翹曲時，為了使進行背磨處理的面變平坦，在粘合時需要對帶多層膜的單晶襯底施加大的壓力來進行粘合處理。但是，由於翹曲越大則必須施加越大的壓力，因此，結果在帶多層膜的單晶襯底中容易產生裂縫，從而導致成品率降低。另外，為了避免發生這樣的問題，也考慮使用厚度更厚的單晶襯底。但是，在該方法中，需要背磨處理的研磨量増大，從而使研磨時間變得更長，因此，生產率降低從而缺乏實用性。考慮到上述情況，可以說優選在實施後エ序之前對因多層膜的成膜而產生的翹曲進行矯正，以使帶多層膜的單晶襯底儘可能地成為平坦的狀態。本發明是鑑於上述情況而作成的，其課題在於，提供一種因多層膜的成膜而產生的翹曲被矯正了的帶多層膜的單晶襯底、帶多層膜的單晶襯底的製造方法以及利用該製造方法的元件製造方法。上述課題通過以下的本發明來實現。即，本發明的帶多層膜的單晶襯底的特徵在於，包括單晶襯底和形成於該單晶襯底一面上的具有兩個以上的層的多層膜，並且，在單晶襯底的厚度方向上將單晶襯底進行二等分而得到的兩個區域中，至少在單晶襯底的與形成有多層膜的面側為相反側的面側的區域內設有熱改性層。
本發明的帶多層膜的單晶襯底的一實施方式，優選熱改性層是通過對單晶襯底進行雷射照射而形成。本發明的帶多層膜的單晶襯底的其他實施方式，優選熱改性層被設置成與多層膜平行。本發明的帶多層膜的單晶襯底的其他實施方式，優選在對於單晶襯底的厚度方向的相對位置，將設有多層膜側的面假設為0%、與設有多層膜的面為相反側的面假設為100%時，熱改性層設置在單晶襯底的厚度方向的大於50%且小於等於95%的範圍內。
本發明的帶多層膜的單晶襯底的其他實施方式，優選熱改性層相對於單晶襯底的平面方向設置成從下述i) vii)中選擇的至少任意一種圖形形狀i)有規律地配置有多個相同形狀和相同尺寸的多角形的形狀，ii)有規律地配置有多個相同形狀和相同尺寸的圓或橢圓的形狀，iii)同心圓狀，iv)形成為相對於單晶襯底的中心點略呈點對稱的形狀，V)形成為相對於通過單晶襯底的中心點的直線略呈線對稱的形狀，vi)帶狀，以及vii)螺旋狀。本發明的帶多層膜的單晶襯底的其他實施方式，優選有規律地配置有多個相同形狀和相同尺寸的多角形的形狀為網格狀。本發明的帶多層膜的單晶襯底的其他實施方式，優選構成呈網格狀的圖形的線之間的間距在50 ii m 2000 u m的範圍內。本發明的帶多層膜的單晶襯底的其他實施方式，優選在對於單晶襯底的厚度方向的相對位置，將設有多層膜側的面假設為0%、與設有多層膜的面為相反側的面假設為100%時，第二熱改性層設置在單晶襯底的厚度方向的大於等於0%且小於50%的範圍內。本發明的帶多層膜的單晶襯底的其他實施方式，優選單晶襯底的材質為藍寶石。本發明的帶多層膜的單晶襯底的其他實施方式，優選單晶襯底的直徑為50mm以上且300mm以下。本發明的帶多層膜的單晶襯底的其他實施方式，優選單晶襯底的厚度為0.05mm以上且5. Omm以下。本發明的帶多層膜的單晶襯底的其他實施方式，優選構成多層膜的至少任意一層為氮化物半導體結晶層。本發明的帶多層膜的單晶襯底的其他實施方式，優選通過對多層膜至少實施圖案形成處理，能夠製造從發光元件、光發電元件、半導體元件中選擇的元件。本發明的帶多層膜的單晶襯底的製造方法的特徵在於，至少經過多層膜成膜後熱改性層形成工序來製造帶多層膜的單晶襯底，其中，上述多層膜成膜後熱改性層形成工序是從在一面上形成有多層膜的單晶襯底的、與形成有多層膜的面側為相反側的面側照射雷射，由此，在單晶襯底的厚度方向上將單晶襯底進行二等分而得到的兩個區域中，至少在單晶襯底的與形成有多層膜的面側為相反側的面側的區域內形成熱改性層，其中，上述多層膜具有兩個以上的層且具有壓縮應力。本發明的帶多層膜的單晶襯底的製造方法的一實施方式，優選雷射的照射滿足下述A B所示的至少任意一個中所記載的照射條件而實施。 雷射波長200nm 350nm 脈衝寬度納秒級<照射條件B〉 雷射波長350nm 2000nm 脈衝寬度飛秒級 皮秒級本發明的帶多層膜的單晶襯底的製造方法的其他實施方式，優選熱改性層被形成 為與多層膜平行。本發明的帶多層膜的單晶襯底的製造方法的其他實施方式，優選在對於單晶襯底的厚度方向的相對位置，將設有多層膜側的面假設為0%、與設有多層膜的面為相反側的面假設為100%時，熱改性層被形成為位於單晶襯底的厚度方向的大於50%且小於等於95%的範圍內。本發明的帶多層膜的單晶襯底的製造方法的其他實施方式，優選熱改性層相對於單晶襯底的平面方向按照描繪從下述i) vii)中選擇的至少任意一種圖形形狀的方式形成，即，i)有規律地配置有多個相同形狀和相同尺寸的多角形的形狀，ii)有規律地配置有多個相同形狀和相同尺寸的圓或橢圓的形狀，iii)同心圓狀，iv)形成為相對於單晶襯底的中心點略呈點對稱的形狀，V)形成為相對於通過單晶襯底的中心點的直線略呈線對稱的形狀，vi)帶狀，以及vii)螺旋狀。本發明的帶多層膜的單晶襯底的製造方法的其他實施方式，優選有規律地配置有多個相同形狀和相同尺寸的多角形的形狀為網格狀。本發明的帶多層膜的單晶襯底的製造方法的其他實施方式，優選構成呈網格狀的圖形的線之間的間距在50iim 2000iim的範圍內。本發明的帶多層膜的單晶襯底的製造方法的其他實施方式，優選至少依次經過(I)多層膜成膜前熱改性層形成工序、(2)多層膜形成工序以及(3)多層膜成膜後熱改性層形成工序來製造帶多層膜的單晶襯底，其中，上述(I)多層膜成膜前熱改性層形成工序是從單晶襯底的一面側照射雷射，由此，在對於單晶襯底的厚度方向的相對位置，將被照射了雷射側的面假設為0%、與被照射了雷射側的面為相反側的面假設為100%時，將熱改性層形成為位於單晶襯底的厚度方向的大於等於0%且小於50%的範圍內；上述(2)多層膜形成工序是在形成有熱改性層的單晶襯底的被照射了雷射側的面上形成多層膜，其中，上述多層膜具有兩個以上的層且具有壓縮應力。本發明的帶多層膜的單晶襯底的製造方法的其他實施方式，優選單晶襯底的材質為藍寶石。本發明的帶多層膜的單晶襯底的製造方法的其他實施方式，優選單晶襯底的直徑為50_以上且300_以下。
本發明的帶多層膜的單晶襯底的製造方法的其他實施方式，優選單晶襯底的厚度為0. 05mm以上且5. Omm以下。本發明的帶多層膜的單晶襯底的製造方法的其他實施方式，優選構成多層膜的至少任意一層為氮化物半導體結晶層。本發明的元件製造方法的特徵在於，至少經過多層膜成膜後熱改性層形成エ序來製造帶多層膜的單晶襯底，進而，至少經過元件部分形成エ序來製造包含元件部分和具有與該元件部分略對應尺寸的單晶襯底的元件，其中，上述多層膜成膜後熱改性層形成エ序是從在一面上形成有多層膜的單晶襯底的、與形成有多層膜的面側為相反側的面側照射雷射，由此，在單晶襯底的厚度方向上將單晶襯底進行二等分而得到的兩個區域中，至少在單晶襯底的與形成有多層膜的面側為相反側的面側的區域內形成熱改性層，上述多層膜具有兩個以上的層且具有壓縮應力；上述元件部分形成エ序是對該帶多層膜的單晶襯底的多層膜至少實施圖案形成處理，由此製造作為從發光元件、光發電元件、半導體元件中選擇的任意ー種元件發揮作用的元件部分。
(發明效果)如以上所說明那樣，根據本發明，能夠提供一種因多層膜的成膜而產生的翹曲被矯正了的帶多層膜的單晶襯底、帶多層膜的單晶襯底的製造方法以及利用該製造方法的元件製造方法。
圖I是表示本實施方式的帶多層膜的單晶襯底的製造方法的一例的模式說明圖。圖2是與圖I所示內容呈對應關係的、表示本實施方式的帶多層膜的單晶襯底的製造方法的一例的模式說明圖。圖3是表示熱改性層相對於單晶襯底平面方向的配置圖形形狀的一例的俯視圖，在此，圖3(a)是表示相對於襯底的定向平面垂直地形成有多條線的帯狀的俯視圖，圖3(b)是表示相對於襯底的定向平面平行地形成有多條線的帯狀的俯視圖，圖3(c)是表示將圖3(a)和圖3(b)所示的配置圖形形狀組合後的網格狀的俯視圖，圖3(d)是表示將相同尺寸的多個正六角形以正六角形的六個頂點全部一定與該正六角形所鄰接的正六角形的任意一個頂點相互重合的方式有規律地進行配置的形狀的俯視圖，圖3(e)是表示同心圓狀的俯視圖。圖4是表示本實施方式的帶多層膜的單晶襯底的製造方法的其他例子的模式說明圖。圖5是表示本實施方式的帶多層膜的單晶襯底的其他例子的模式剖面圖。圖6是表示多層膜形成エ序的一例的模式說明圖，在此，圖6(a)是表示成膜開始前的狀態的圖，圖6(b)是表示形成了低溫緩衝層之後的狀態的圖，圖6(c)是表示形成了n-GaN層之後的狀態的圖，圖6 (d)是表示形成了具有多量子阱結構的InGaN系活性層之後的狀態的圖。圖7是表示多層膜形成エ序中的單晶襯底的翹曲行為的一例的圖表。圖8是說明從圓形襯底的曲率計算出襯底的翹曲量的方法的模式說明圖。圖9是表示本實施方式的元件製造方法的一例的模式說明圖，在此，圖9(a)是表示元件部分形成エ序的圖，圖9(b)是表示研磨エ序的圖，圖9 (c)是表示分割預定線形成エ序的圖，圖9(d)是表不分割エ序的圖。圖10是表示在表2所示的實施例Al 實施例A5的實驗條件下對在多層膜成膜後具有同等翹曲量的帶多層膜的單晶襯底進行雷射照射而產生的翹曲量的圖表。圖11是表示對上述藍寶石襯底的曲率變化量與作為第一熱改性層形成位置的藍寶石襯底的厚度方向的關係進行評價的結果的圖表。(符號說明)10 雷射處理前的帶膜襯底IOA 第二次雷射處理前的帶膜襯底12 雷射處理後的帶膜襯底(帶多層膜的單晶襯底) 12A 第二次雷射處理後的帶膜襯底(帶多層膜的單晶襯底)20 單晶襯底20A 研磨後的單晶襯底20D 非成膜面側區域20U 成膜面側區域22、22A、22B、22C、22D 熱改性層(第一熱改性層)24 非成膜面24A 研磨後的非成膜面26 成膜面28、28A、28B、28C、28D 第二熱改性層30 多層膜32 元件部分40 雷射照射裝置50 藍寶石襯底(單晶襯底)52 成膜面54 非成膜面60 低溫緩衝層62 n-GaN 層64 InGaN 系活性層70 多層膜80 磨盤90 分割預定線100 元件
具體實施例方式(帶多層膜的單晶襯底及其製造方法)本實施方式的帶多層膜的單晶襯底的特徵在於，包括單晶襯底和多層膜，並且，在單晶襯底的厚度方向上將單晶襯底進行二等分而得到的兩個區域中，至少在單晶襯底的與形成有多層膜的面側為相反側的面側的區域內設有熱改性層，其中，上述多層膜形成於單晶襯底的一面上且具有的兩個以上的層，並且在熱改性層形成前具有壓縮應力。在本實施方式的帶多層膜的單晶襯底中，在單晶襯底的一面上設有具有壓縮應力的多層膜。因此，為了釋放該壓縮應力，在多層膜上經常作用有欲相對於單晶襯底的平面方向伸展的力。因此，通常情況下，帶多層膜的單晶襯底大幅翹曲成設有多層膜的一側呈凸狀。但是，在本實施方式的帶多層膜的單晶襯底中，在單晶襯底的厚度方向上將單晶襯底進行二等分而得到的兩個區域中，至少在單晶襯底的與形成有多層膜的面側為相反側的面側的區域內設有熱改性層。因此，在如下那樣的線的設有多層膜一側的區域內釋放多層膜中的壓縮應力的力(欲沿著單晶襯底的平面方向伸展的力)，被在單晶襯底的與形成有多層膜的面側為相反側的面側的區域內因熱改性層而產生的欲沿著單晶襯底平面方向伸展的力抵消，其中，上述如下那樣的線是指在單晶襯底的厚度方向上將單晶襯底進行二等分的線。其結果是，因多層膜的成膜而產生的翹曲被矯正。該情況下，基本上優選通過將該翹曲矯正而儘可能地使單晶襯底接近於平坦狀 態，但是，也可以保持因多層膜的成膜產生的翹曲方向不變而僅稍微減小翹曲的程度，或者，也可以按照使因多層膜的成膜產生的翹曲方向反轉而朝向反向翹曲的方式來矯正因多層膜的成膜而產生的翹曲。另外，在通過將因多層膜的形成而產生的翹曲矯正來使單晶襯底接近於大致平坦的狀態時，與使用現有的帶多層膜的單晶襯底的情況相比較，在使用本實施方式的帶多層膜的單晶襯底並實施後工序來製造元件時，更加容易抑制元件的質量偏差、或者更加容易提聞成品率。另外，「熱改性層」是通過將單晶襯底的一部分區域局部地加熱而形成的層。該熱改性層具有如下那樣的作用，即，當由在單晶襯底的厚度方向上將單晶襯底進行二等分的線所分割的兩個區域中的一個區域內形成有該熱改性層時，使單晶襯底翹曲成該一個區域側呈凸狀的作用。由此可以推定熱改性層與多層膜同樣地也具有壓縮應力。作為該熱改性層的形成方法並沒有特別限定，通常使用對單晶襯底進行雷射照射的方法。該情況下，通過被雷射照射的區域中所存在的原子的多光子吸收而使該區域被局部地加熱，從而使該區域相對於周圍區域發生晶體結構或結晶性變化等的某一改性，由此形成熱改性層。S卩，本實施方式的帶多層膜的單晶襯底，能夠至少經過多層膜成膜後熱改性層形成工序來製造，其中，上述多層膜成膜後熱改性層形成工序是從在一面上形成有多層膜的單晶襯底的、與形成有多層膜的面側為相反側的面側照射雷射，由此，在將單晶襯底在厚度方向上進行二等分而得到的兩個區域中，至少在單晶襯底的與形成有多層膜的面側為相反側的面側的區域內形成熱改性層，上述多層膜具有兩個以上的層且具有壓縮應力。-雷射照射條件_另外，只要能夠形成熱改性層，雷射的照射便可以以任何照射條件實施，但是，一般地從能夠將能量集中在短的時間寬度中因而能夠得到高的峰值輸出功率這一點來看，優選使用間斷地發出雷射束的脈衝雷射並在下述I)和2)所示的範圍內實施。I)雷射波長200nm 5000nm2)脈衝寬度飛秒級 納秒級(Ifs 1000ns)在此，雷射波長或脈衝寬度是在考慮到由成為雷射照射對象的單晶襯底的材質引起的透光性/光吸收性、或者形成於單晶襯底內的熱改性層的尺寸或圖形精度、實用上可利用的雷射裝置等後適當地進行選擇。但是，在進行雷射照射時，特別以選擇下述A B所示的照射條件為宜。〈照射條件A> 雷射波長200nm 350nm 脈衝寬度納秒級(Ins 1000ns)。另外，更為優選IOns 15ns。〈照射條件B〉 雷射波長350nm 2000nm 脈衝寬度飛秒級 皮秒級(Ifs IOOOps)。另外，更為優選200fs 800fs。 另外，與照射條件B相比，照射條件A利用雷射波長更短的波段的雷射。因此，在使除了雷射波長和脈衝寬度以外的其他條件相同而實施雷射照射時，與照射條件B相比，照射條件A能夠縮短為了得到相同程度的翹曲矯正效果所需的雷射加工時間。另外，所使用的雷射的波長，適宜選擇比成為雷射照射對象的單晶襯底的吸收端波長更長的波段的波長。在此，當單晶襯底為藍寶石襯底吋，能夠利用上述照射條件A、B。該情況下，作為除了雷射波長和脈衝寬度以外的其他條件，例如從實用性或批量生產率等的觀點來看，優選在以下所示的範圍內進行選擇。 重複頻率50kHz 500kHz 雷射功率0. 05W 0. 8W 雷射的光斑尺寸0. 5 iim 4. Oiim (更為優選2 iim左右) 試樣臺的掃描速度100mm/s 1000mm/s另外，當單晶襯底為Si襯底時，能夠利用上述照射條件B。該情況下，作為除了雷射波長以外的其他條件，例如從實用性或批量生產率等的觀點來看，優選在以下所示的範圍內進行選擇。 脈衝寬度50ns 200ns 重複頻率10kHz 500kHz 照射能量3 y J 12 y J 雷射的光斑尺寸0. 5 ii m 4. 0 ii m 試樣臺的掃描速度50mm/s 1000mm/s (更為優選100mm/s 1000mm/s)另外，當單晶襯底為GaAs (神化鎵)襯底時，能夠利用上述照射條件B。該情況下，作為除了雷射波長以外的其他條件，例如從實用性或批量生產率等的觀點來看，優選在以下所示的範圍內進行選擇。 脈衝寬度30ns 80ns 重複頻率10kHz 500kHz 照射能量J 20 y J 雷射的光斑尺寸0. 5 ii m 4. 0 ii m 試樣臺的掃描速度50mm/s 1000mm/s (更為優選100mm/s 1000mm/s)另外，當單晶襯底為水晶襯底時，能夠利用上述照射條件B。該情況下，作為除了雷射波長以外的其他條件，例如從實用性或批量生產率等的觀點來看，優選在以下所示的範圍內進行選擇。 脈衝寬度200fs 800fs 重複頻率10kHz 500kHz 照射能量3ii J J 雷射的光斑尺寸0. 5 ii m 4. 0 ii m 試樣臺的掃描速度50mm/s 1000mm/s (更為優選100mm/s 1000mm/s)另外，在表I中表示對Si襯底、GaAs襯底以及水晶襯底形成熱改性層時的雷射照射條件的一例。另外，在進行雷射照射時，單晶襯底的被進行雷射照射側的面尤其優選為鏡面狀態(表面粗糙度Ra為Inm以下程度)。為了將被雷射照射的面形成為鏡面狀態，例如可以實施鏡面研磨。 [表 I]
權利要求
1.一種帶多層膜的單晶襯底，其特徵在於， 包括單晶襯底和形成於該單晶襯底一面上的具有兩個以上的層的多層膜， 並且，在所述單晶襯底的厚度方向上將所述單晶襯底進行二等分而得到的兩個區域中，至少在所述單晶襯底的與形成有所述多層膜的面側為相反側的面側的區域內設有熱改性層。
2.如權利要求I所述的帶多層膜的單晶襯底，其特徵在於，所述熱改性層是通過對所述單晶襯底進行雷射照射而形成。
3.如權利要求I或2所述的帶多層膜的單晶襯底，其特徵在於，所述熱改性層被設置成與所述多層膜平行。
4.如權利要求I 3中任一項所述的帶多層膜的單晶襯底，其特徵在於， 在對於所述單晶襯底的厚度方向的相對位置，將設有所述多層膜側的面假設為0%、與設有所述多層膜的面為相反側的面假設為100%時， 所述熱改性層設置在所述單晶襯底的厚度方向的大於50%且小於等於95%的範圍內。
5.如權利要求I 4中任一項所述的帶多層膜的單晶襯底，其特徵在於， 所述熱改性層相對於所述單晶襯底的平面方向設置成從下述i) vii)中選擇的至少任意一種圖形形狀 i)有規律地配置有多個相同形狀和相同尺寸的多角形的形狀， ii)有規律地配置有多個相同形狀和相同尺寸的圓或橢圓的形狀， iii)同心圓狀， iv)形成為相對於所述單晶襯底的中心點略呈點對稱的形狀， v)形成為相對於通過所述單晶襯底的中心點的直線略呈線對稱的形狀， vi)帶狀，以及 vii)螺旋狀。
6.如權利要求5所述的帶多層膜的單晶襯底，其特徵在於，所述有規律地配置有多個相同形狀和相同尺寸的多角形的形狀為網格狀。
7.如權利要求6所述的帶多層膜的單晶襯底，其特徵在於，構成呈所述網格狀的圖形的線之間的間距在50 ii m 2000 u m的範圍內。
8.如權利要求I 7中任一項所述的帶多層膜的單晶襯底，其特徵在於， 在對於所述單晶襯底的厚度方向的相對位置，將設有所述多層膜側的面假設為0%、與設有所述多層膜的面為相反側的面假設為100%時， 第二熱改性層設置在所述單晶襯底的厚度方向的大於等於0%且小於50%的範圍內。
9.如權利要求I 8中任一項所述的帶多層膜的單晶襯底，其特徵在於，所述單晶襯底的材質為藍寶石。
10.如權利要求I 9中任一項所述的帶多層膜的單晶襯底，其特徵在於，所述單晶襯底的直徑為50mm以上且300mm以下。
11.如權利要求I 10中任一項所述的帶多層膜的單晶襯底，其特徵在於，所述單晶襯底的厚度為0. 05mm以上且5. Omm以下。
12.如權利要求I 11中任一項所述的帶多層膜的單晶襯底，其特徵在於，構成所述多層膜的至少任意一層為氮化物半導體結晶層。
13.如權利要求I 12中任一項所述的帶多層膜的單晶襯底，其特徵在於，通過對所述多層膜至少實施圖案形成處理，能夠製造從發光元件、光發電元件、半導體元件中選擇的元件。
14.一種帶多層膜的單晶襯底的製造方法，其特徵在於， 至少經過多層膜成膜後熱改性層形成工序來製造帶多層膜的單晶襯底， 所述多層膜成膜後熱改性層形成工序是從在一面上形成有多層膜的單晶襯底的、與形成有所述多層膜的面側為相反側的面側照射雷射，由此，在所述單晶襯底的厚度方向上將所述單晶襯底進行二等分而得到的兩個區域中，至少在所述單晶襯底的與形成有所述多層膜的面側為相反側的面側的區域內形成熱改性層，其中，所述多層膜具有兩個以上的層且具有壓縮應力。
15.如權利要求14所述的帶多層膜的單晶襯底的製造方法，其特徵在於， 所述雷射的照射滿足下述A B所示的至少任意一個中所記載的照射條件而實施。
〈照射條件A>雷射波長200nm 350nm 脈衝寬度納秒級 <照射條件B〉雷射波長350nm 2000nm 脈衝寬度飛秒級 皮秒級
16.如權利要求14或15所述的帶多層膜的單晶襯底的製造方法，其特徵在於，所述熱改性層被形成為與所述多層膜平行。
17.如權利要求14 16中任一項所述的帶多層膜的單晶襯底的製造方法，其特徵在於，在對於所述單晶襯底的厚度方向的相對位置，將設有所述多層膜側的面假設為0%、與設有所述多層膜的面為相反側的面假設為100%時， 所述熱改性層被形成為位於所述單晶襯底的厚度方向的大於50%且小於等於95%的範圍內。
18.如權利要求14 17中任一項所述的帶多層膜的單晶襯底的製造方法，其特徵在於，所述熱改性層相對於所述單晶襯底的平面方向按照描繪從下述i) vii)中選擇的至少任意一種圖形形狀的方式形成， i)有規律地配置有多個相同形狀和相同尺寸的多角形的形狀， ii)有規律地配置有多個相同形狀和相同尺寸的圓或橢圓的形狀， iii)同心圓狀， iv)形成為相對於所述單晶襯底的中心點略呈點對稱的形狀， v)形成為相對於通過所述單晶襯底的中心點的直線略呈線對稱的形狀， vi)帶狀，以及 vii)螺旋狀。
19.如權利要求18所述的帶多層膜的單晶襯底的製造方法，其特徵在於，所述有規律地配置有多個相同形狀和相同尺寸的多角形的形狀為網格狀。
20.如權利要求19所述的帶多層膜的單晶襯底的製造方法，其特徵在於，構成呈所述網格狀的圖形的線之間的間距在50iim 2000iim的範圍內。
21.如權利要求14 20中任一項所述的帶多層膜的單晶襯底的製造方法，其特徵在於， 至少依次經過(I)多層膜成膜前熱改性層形成工序、(2)多層膜形成工序以及(3)所述多層膜成膜後熱改性層形成工序來製造帶多層膜的單晶襯底， 所述(I)多層膜成膜前熱改性層形成工序是從單晶襯底的一面側照射雷射，由此，在對於單晶襯底的厚度方向的相對位置，將被照射了所述雷射側的面假設為0%、與被照射了所述雷射側的面為相反側的面假設為100%時，將熱改性層形成為位於所述單晶襯底的厚度方向的大於等於0%且小於50%的範圍內； 所述(2)多層膜形成工序是在形成有所述熱改性層的單晶襯底的被照射了所述雷射側的面上形成多層膜，其中，所述多層膜具有兩個以上的層且具有壓縮應力。
22.如權利要求14 21中任一項所述的帶多層膜的單晶襯底的製造方法，其特徵在於，所述單晶襯底的材質為藍寶石。
23.如權利要求14 22中任一項所述的帶多層膜的單晶襯底的製造方法，其特徵在於，所述單晶襯底的直徑為50mm以上且300mm以下。
24.如權利要求14 23中任一項所述的帶多層膜的單晶襯底的製造方法，其特徵在於，所述單晶襯底的厚度為0. 05mm以上且5. Omm以下。
25.如權利要求14 24中任一項所述的帶多層膜的單晶襯底的製造方法，其特徵在於，構成所述多層膜的至少任意一層為氮化物半導體結晶層。
26.一種元件製造方法，其特徵在於， 至少經過多層膜成膜後熱改性層形成工序來製造帶多層膜的單晶襯底， 進而，至少經過元件部分形成工序來製造包含元件部分和具有與該元件部分略對應尺寸的單晶襯底的元件， 所述多層膜成膜後熱改性層形成工序是從在一面上形成有多層膜的單晶襯底的、與形成有所述多層膜的面側為相反側的面側照射雷射，由此，在所述單晶襯底的厚度方向上將所述單晶襯底進行二等分而得到的兩個區域中，至少在所述單晶襯底的與形成有所述多層膜的面側為相反側的面側的區域內形成熱改性層，其中，所述多層膜具有兩個以上的層且具有壓縮應力， 所述元件部分形成工序是對該帶多層膜的單晶襯底的所述多層膜至少實施圖案形成處理，由此製造作為從發光元件、光發電元件、半導體元件中選擇的任意一種元件發揮作用的元件部分。
全文摘要
本發明提供的帶多層膜的單晶襯底、帶多層膜的單晶襯底的製造方法以及使用該製造方法的元件製造方法，對因多層膜的成膜而產生的翹曲進行矯正；該帶多層膜的單晶襯底，包括單晶襯底(20)和形成於單晶襯底(20)一面上的具有兩個以上的層且具有壓縮應力的多層膜(30)，並且，在單晶襯底(20)的厚度方向上將單晶襯底(20)進行二等分而得到的兩個區域(20U、20D)中，至少在單晶襯底(20)的與形成有多層膜(30)的面側為相反側的面側的區域(20D)內設有熱改性層(22)。
文檔編號H01L21/268GK102770940SQ201180009701
公開日2012年11月7日 申請日期2011年3月4日 優先權日2010年3月5日
發明者會田英雄, 古田健次, 星野仁志, 本庄慶司, 浜元友三郎, 青田奈津子 申請人:並木精密寶石株式會社, 株式會社迪思科