本發(fā)明涉及ramo4基板及其制造方法。

背景技術(shù)：

作為包含通式ramo4所表示的單晶體(通式中，r表示選自sc、in、y和鑭系元素中的一個或多個三價元素，a表示選自fe(iii)、ga和al中的一個或多個三價元素，m表示選自mg、mn、fe(ii)、co、cu、zn和cd中的一個或多個二價元素)的ramo4基板之一，已知scalmgo4基板。scalmgo4基板被用作gan等氮化物半導體的生長基板(例如，參照專利文獻1。)。圖1是示出專利文獻1記載的以往的scalmgo4基板制造方法的例子。以往的scalmgo4基板是通過將scalmgo4塊體材料劈開而制造的。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2015-178448號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

然而，僅僅劈開的話難以得到具有所期望的表面形狀的ramo4基板。因此，需要更高品質(zhì)的基板。也就是說，本發(fā)明的目的在于提供更高品質(zhì)的基板。

用于解決問題的手段

為了達成上述目的，本發(fā)明提供一種ramo4基板，其是包含通式ramo4所表示的單晶體(通式中，r表示選自sc、in、y和鑭系元素中的一個或多個三價元素，a表示選自fe(iii)、ga和al中的一個或多個三價元素，m表示選自mg、mn、fe(ii)、co、cu、zn和cd中的一個或多個二價元素)的ramo4基板，在一面具有外延生長面，在另一面具有暗光面，所述暗光面具有比所述外延生長面更大的表面粗糙度。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種更高品質(zhì)的ramo4基板。

附圖說明

圖1為以往的scalmgo4基板的制造工序的圖。

圖2的圖2a為以往的scalmgo4基板的側(cè)視圖，圖2b為該scalmgo4基板的俯視圖。

圖3為以往的僅通過劈開而形成的外延生長面的平面度測定結(jié)果的圖。

圖4為本發(fā)明的實施方式的scalmgo4基板的制造工序的圖。

圖5為使用2μm金剛石漿料，進行scalmgo4劈開面研磨加工時的平面度測定結(jié)果的圖。

圖6為使用0.125μm金剛石漿料，對scalmgo4劈開面進行研磨加工時的平面度測定結(jié)果的圖。

圖7為使用膠態(tài)二氧化硅，對scalmgo4劈開面進行研磨加工時的平面度測定結(jié)果的圖。

圖8為使用0.5μm金剛石固定磨粒加工，對scalmgo4劈開面進行研磨加工時的平面度測定結(jié)果的圖。

圖9為本發(fā)明的實施方式中的基于粗凹凸形成工序的磨削加工后的平面度測定結(jié)果的圖。

圖10為本發(fā)明的實施方式中的基于微小凹凸形成工序的研磨加工后的平面度測定結(jié)果的圖。

圖11為本發(fā)明的實施方式的scalmgo4基板的afm測定結(jié)果的圖。

圖12的圖12a為本實施方式的scalmgo4基板的具有多個劈開面的外延生長面的俯視圖，圖12b為該scalmgo4基板的側(cè)視圖。

圖13為形成具有多個劈開面的外延生長面時施加的力的圖。

圖14為本發(fā)明的實施方式的scalmgo4基板的afm測定結(jié)果的圖。

圖15為2個鄰接的劈開面的x方向截面放大圖。

圖16為本發(fā)明的具有暗光面的scalmgo4基板的圖。

圖17為本發(fā)明的具有暗光面的scalmgo4基板的局部放大截面圖。

具體實施方式

以下，對本發(fā)明的實施方式參照附圖進行說明。

首先，對至于本發(fā)明的見解進行敘述。如引用文獻1所示，以往通過將scalmgo4塊體材料劈開來制作scalmgo4基板。若通過劈開形成scalmgo4基板的背面(非外延生長面)，則該表面形狀的一部分容易變成鏡面狀，在進行用于在外延生長面?zhèn)刃纬善骷?、布線結(jié)構(gòu)的圖案的曝光處理時，光容易從背面?zhèn)确瓷洹Ｒ虼?，有時由于該反射光而產(chǎn)生雙圖案化等現(xiàn)象，圖案化精度降低。另外，若通過劈開制作scalmgo4基板，則外延生長面與背面(非外延生長面)容易變成同樣的表面形狀，在操作時還有難以判別正反而弄錯的可能性。進而，若背面為鏡面狀，則在制造裝置的臺面等平坦面設置scalmgo4基板時，scalmgo4基板容易滑移，難以可靠地固定。因此，期望在scalmgo4基板的背面?zhèn)刃纬奢^粗且均勻的凹凸形狀。然而，僅僅劈開的話，難以形成這樣的凹凸形狀。

另一方面，對于外延生長面?zhèn)纫彩莾H僅劈開的話難以加工成所期望的形狀。具體來說，若僅通過劈開形成外延生長面，則容易在外延生長面產(chǎn)生高度500nm以上的高低差。若高度500nm以上的高低差部分在外延生長面存在，則使結(jié)晶在基板上外延生長時產(chǎn)生問題。對于在基板的外延生長面存在高度500nm以上的高低差時的弊害進行說明。若在存在高度500nm以上的高低差的外延生長面制作gan等的結(jié)晶，則在高度500nm以上的高低差部分成為不同的晶體取向。例如，若在外延生長面上利用mocvd(metal-organicchemicalvapordeposition)法形成用于led發(fā)光層的ingan層，則銦的組成在高低差部分和平坦部發(fā)生變化。而且若銦的組成發(fā)生變化，則作為led元件的發(fā)光波長和亮度發(fā)生變化。其結(jié)果是，作為led元件產(chǎn)生發(fā)光不均，發(fā)生亮度降低。

圖2a為以往的scalmgo4基板001的側(cè)視圖，圖2b為該基板001的俯視圖。如圖2a和圖2b所示，在scalmgo4基板001的劈開面(外延生長面002)容易形成高低差部003，高低差部003的高度為500nm以上。圖3中示出通過以往的制造方法、即劈開而形成的scalmgo4基板001的外延生長面002的平面度的測定數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)是以在φ40mm的scalmgo4基板001的同一平面內(nèi)正交的xy軸使用激光反射式測長機(三鷹光器制nh-3ma)獲取的數(shù)據(jù)。圖3中箭頭所示的部分為500nm以上的凹凸部。對于scalmgo4基板而言，由于劈開時的劈開方向的剝離力有偏差，因而不在同一原子層發(fā)生劈開，其結(jié)果認為產(chǎn)生包含500nm以上的高低差的凹凸部。

與此相對，本發(fā)明提供一種scalmgo4基板的制造方法，其在一面具有外延生長面，在另一面具有表面粗糙度比外延生長面更大的暗光面。

圖4中示出本實施方式涉及的scalmgo4基板的制造方法中的各工序。本發(fā)明的制造方法包括：準備scalmgo4塊體材料的工序(塊體材料準備工序)；通過將其劈開從而分割形成基板的工序(劈開工序)；以及對基板的與外延生長面對應的面、和相反側(cè)的面進行加工的工序(外延生長面形成工序和暗光面形成工序)。

在塊體材料準備工序中，例如，準備使用高頻感應加熱型切克勞斯基(czochralski)爐制造的單品scalmgo4鑄錠。作為鑄錠的制造方法，例如，作為起始原料將純度為4n(99.99％)的sc2o3、al2o3和mgo以規(guī)定的摩爾比配合。然后，向直徑100mm的銥制的坩堝中投入該起始原料3400g。接著，將投入了原料的坩堝投入高頻感應加熱型切克勞斯基爐的培育爐中，使該爐內(nèi)成為真空。其后，向爐內(nèi)導入氮，在爐內(nèi)變成大氣壓的時刻開始坩堝的加熱。然后，用12小時緩緩加熱直到到達scalmgo4的熔點為止使材料熔融。接著，將沿(0001)方位切出的scalmgo4單晶用作晶種，使該晶種降下至接近坩堝內(nèi)的熔液。然后使晶種一邊以一定的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)一邊緩緩降下，使晶種的前端接觸熔液并緩緩降低溫度，同時以提拉速度0.5mm/h的速度使晶種上升(沿0001軸方向提拉)，進行結(jié)晶生長。由此，可以得到直徑50mm、直筒部的長度50mm的單晶鑄錠。

在此，對scalmgo4單晶進行說明。scalmgo4單晶呈巖鹽型結(jié)構(gòu)(111)面的sco2層、與六方晶(0001)面的almgo2層交替地層疊的結(jié)構(gòu)。六方晶(0001)面的2層與纖鋅礦型結(jié)構(gòu)相比是平面的，與面內(nèi)的鍵相比，上下層間的鍵達到0.03nm之長，鍵合力弱。因此，scalmgo4單晶可以以(0001)面劈開。利用該特性，可以進行通過劈開將塊體材料分割來準備板狀體的工序(劈開工序)。

可是，與scalmgo4單晶的劈開相關的性質(zhì)雖然使劈開工序能夠容易地實施，但是使利用以往的加工方法的劈開面的加工變得困難。也就是說，在以往的加工方法中，未能除去在外延生長面?zhèn)犬a(chǎn)生的高度500nm以上的凹凸，進而也難以在外延生長面的相反側(cè)的面(背面)無不均地形成大致均勻的凹凸。

以下，對于在以往的加工方法中，在外延生長面?zhèn)炔荒艹?00nm以上的凹凸，在背面?zhèn)炔荒軣o不均地形成大致均勻的凹凸形狀的理由進行說明。說明時，介紹對scalmgo4基板實施了如下加工的例子，該加工是一般來說認為對于gan等的半導體基板來說，能夠使表面的凹凸小于500nm的加工。加工區(qū)域設為10mm見方。

首先，使用以往的粗研磨加工中使用的直徑2μm尺寸的金剛石漿料(磨粒)，對scalmgo4的劈開面進行磨光研磨加工，將結(jié)果示于圖5。圖5是利用前述的激光反射式測長機沿x方向測定加工的面的截面形狀的平坦度的結(jié)果。如圖5所示，可知若進行該加工，則在表面產(chǎn)生500nm以上的凹凸。另外，通過該加工形成的凹凸如圖5所示局部地分布在劈開面。磨光研磨加工中金剛石漿料在scalmgo4表面滾動，由此將經(jīng)滾動的部分的材料微小地除去。但是，單晶scalmgo4為多個sco2層與almgo2層的層疊體，因此認為由于加工力的偏差而部分地在深層發(fā)生剝離。因此，如圖5所示，分析到局部地產(chǎn)生了500nm以上的凹凸。

通常，為了減少這樣的加工力的偏差，使磨粒尺寸小于能夠容許的凹凸的尺寸是有效的。因此，作為磨粒，使用直徑0.125μm尺寸的金剛石漿料，對scalmgo4的劈開面進行磨光研磨加工，將結(jié)果示于圖6。此時的x方向的平坦度的測定方法與使用直徑2μm尺寸的金剛石漿料進行研磨的情況同樣。如圖6所示，即便使磨粒尺寸小于能夠容許的凹凸尺寸(500nm)，也局部地產(chǎn)生500nm以上的凹凸。

另一方面，磨粒種的硬度、形狀也對被研磨面的表面形狀造成影響。因此，將使用比金剛石更柔軟、且形狀更近似于球的膠態(tài)二氧化硅磨粒實施研磨加工的結(jié)果示于圖7。研磨加工以一般的gan單晶加工時的加壓力1000pa進行。此時的x方向的平坦度的測定方法與使用直徑2μm尺寸的金剛石漿料進行研磨的情況同樣。如圖7所示，根據(jù)該方法，能夠除去微小的凹凸，但這也未能除去500nm以上的凹凸，而且凹凸還是局部地產(chǎn)生。

如以上，無論利用使用任何游離磨粒的研磨加工，都不能使scalmgo4基板的外延生長面的凹凸小于500nm，進而也未能在基板的整面無不均地形成大致均勻的凹凸。

因此，使用直徑0.5μm尺寸的金剛石固定磨粒，進行了磨削加工。將其結(jié)果示于圖8。此時的x方向的平坦度的測定方法與使用直徑2μm尺寸的金剛石漿料進行研磨的情況同樣。如圖8所示，即使使用固定磨粒也產(chǎn)生500nm以上的凹凸，而且凹凸還是局部地產(chǎn)生。

由這些結(jié)果可知，在以往的加工方法中，不能將scalmgo4基板的表面加工成不含500nm以上的凹凸那樣的平滑面，也難以在基板的整面無不均地形成大致均勻的凹凸。這是因為，即使想要除去通過劈開而產(chǎn)生的凹凸，若整體中所占的平坦面的比例大，則對平坦面進行加工時，加工負荷也容易集中在一部分區(qū)域。并且，不在表面，而在更加深入表面的內(nèi)部發(fā)生劈開導致的破裂。并且，認為通過除去破裂部分而局部地形成新的凹凸。另外，在平坦面的比例高的情況下，僅僅施加在內(nèi)部不劈開那樣的載荷的話，基本不能除去劈開工序中產(chǎn)生的凹凸。

因此，在本發(fā)明中，在外延生長面的形成(外延生長面形成工序)時，鑒于scalmgo4材料的特征，采用以下詳述的加工方法(粗凹凸形成工序和微小凹凸形成工序)。具體來說，在scalmgo4基板的成為外延生長面的區(qū)域整面形成大致一定高度的凹凸形狀(粗凹凸形成工序)。接著，通過階段性地減小加壓力，從而減小加壓力的偏差的絕對量而防止內(nèi)部的劈開，并且緩緩減小在整面形成的一定高度的凹凸形狀(微小凹凸形成工序)。即，在本發(fā)明中，通過至少進行：準備將scalmgo4單晶體以(0001)面劈開而得到的scalmgo4板狀體的劈開工序；在scalmgo4板狀體上形成500nm以上的凹凸的粗凹凸形成工序；對上述500nm以上的凹凸進行研磨而除去500nm以上的凹凸的微小凹凸形成工序，從而在scalmgo4基板的一面形成外延生長面。

在此，在粗凹凸形成工序中，按照連續(xù)地凹凸的高度為500nm以下的區(qū)域(以下，也稱“平坦部”)的面積均為1mm²以下的方式，使凹凸形狀分布于外延生長面的整面。這是由于，在粗凹凸形成工序中若形成大于1mm²的平坦部，則在微小凹凸形成工序中，由于加工負荷的集中而在內(nèi)部劈開，產(chǎn)生大于500nm的凹凸。另外，在粗凹凸形成工序中形成的多個凹凸的凸部的高度之差優(yōu)選落在±0.5μm以下的范圍內(nèi)。通過按照高度的偏差落入該范圍內(nèi)的方式，在整面形成均勻高度的凹凸，從而能夠通過微小凹凸形成工序緩緩降低凹凸的高度，能夠在面內(nèi)形成均勻的平坦部。

在本發(fā)明的制造方法中，在粗凹凸形成工序中，使用第1磨粒形成高度500nm以上的凹凸，在微小凹凸形成工序中，使用硬度低于上述第1磨粒的第2磨粒形成高度低于500nm的凹凸。

更詳細而言，在對一定高度的凹凸形狀進行加工的凹凸形成工序中，使用磨粒尺寸大的金剛石固定磨粒進行磨削加工。作為磨粒，使用#300以上且#20000以下(優(yōu)選為#600)的金剛石磨粒。通過使用該范圍的尺寸的金剛石磨粒的加工，可以使加工面的凹凸的高度之差落入±5μm以下的范圍內(nèi)。另外，粗凹凸形成工序中的加工條件優(yōu)選設為：磨石轉(zhuǎn)速500min^-1以上且50000min^-1以下(優(yōu)選為1800min^-1)、scalmgo4基板轉(zhuǎn)速10min^-1以上且300min^-1以下(優(yōu)選為100min^-1)、加工速度0.01μm/秒以上且1μm/秒以下(優(yōu)選為0.3μm/秒)、加工除去量1μm以上且300μm以下(優(yōu)選為20μm)。圖9中示出使用#600的金剛石磨粒，以磨石轉(zhuǎn)速1800min^-1、scalmgo4基板轉(zhuǎn)速100min^-1、加工速度0.3μm/秒、加工除去量20μm進行加工的結(jié)果。圖9為利用與前述同樣的方法測定加工面的x方向的平坦度的結(jié)果。如圖9所示，在成為外延生長面的區(qū)域不產(chǎn)生1mm²以上的平坦部(凹凸的高度為500nm以下區(qū)域連續(xù)1mm²以上的部位)，能夠形成規(guī)則的凹凸形狀。

接著對將粗凹凸形成工序中形成的凹凸緩緩除去的微小凹凸形成工序進行說明。在微小凹凸形成工序中，將上述高度500nm以上的凹凸除去，并且通過階段性地減弱了加壓力的研磨而形成高度低于500nm的凹凸。在微小凹凸形成工序中，優(yōu)選：使用以膠態(tài)二氧化硅為主成分的漿料作為磨粒，轉(zhuǎn)速10min^-1以上且1000min^-1以下(優(yōu)選為60min^-1)、漿料供給量0.02ml/分鐘以上且2ml/分鐘以下(優(yōu)選為0.5ml/分鐘)、研磨墊為無紡布墊。在微小凹凸形成工序中，加工力容易選擇性地集中在凸部。因此，加壓力優(yōu)選在微小凹凸形成工序的初期設為10000pa以上且20000pa以下的范圍，隨著凸部變得平坦而設為5000pa以上且小于10000pa，最終將加壓力的范圍設為1000pa以上且小于5000pa的范圍。通過像這樣階段性地降低加壓力，從而能夠不發(fā)生內(nèi)部的劈開地從成為外延生長面的區(qū)域除去高度500nm以上的凹凸。

在微小凹凸形成工序中，最初將加壓力設為15000pa進行3分鐘研磨加工，接著將加壓力降至8000pa進行5分鐘研磨加工，最后將加壓力降至1000pa進行10分鐘研磨加工，將結(jié)果示于圖10。圖10是利用與前述同樣的方法測定加工后的外延生長面的截面形狀的平坦度的表面形狀測定結(jié)果。另外，圖11中示出對于外延生長面的10μm見方的范圍通過afm(原子力顯微鏡)進行測定的表面形狀測定結(jié)果。如圖11所示，在10μm見方的范圍內(nèi)沒有高度500nm以上的凹凸，表示最大高度的rmax為6.42nm，如此連高度50nm以上的凹凸也沒有觀察到。需要說明的是rq為0.179nm。由進一步詳細地進行形狀分析的圖11可知100μm²的微小的區(qū)域中表面粗糙度ra為0.139nm，能夠形成沒有50nm以上的凹凸的極平滑面。利用上述方法形成的scalmgo4基板的100μm²的范圍內(nèi)的表面粗糙度ra為0.08nm以上且0.5nm以下。需要說明的是，上述表面粗糙度ra為利用bruker公司的dimensionicon，依照iso13565-1測定的值。

為了像這樣消除在劈開產(chǎn)生的凹凸而得到平滑面，可以通過如下方式實現(xiàn)：故意將通過劈開而形成的平滑面加工成有規(guī)則性的凹凸形狀(粗凹凸形成工序)，然后再利用不發(fā)生劈開的加工一點點除去(微小凹凸形成工序)。也就是說，根據(jù)本發(fā)明，可以得到以往的工藝中未能實現(xiàn)的具有凹凸的高度低于500nm、進一步凹凸的高度為50nm以下的外延生長面的scalmgo4基板。另外，在得到的基板的表面，例如對10μm見方(100μm²)的范圍內(nèi)的表面粗糙度進行觀察時，表面粗糙度ra為0.08nm以上且0.5nm以下。由此，例如在本基板的外延生長面形成led發(fā)光層的情況下，不會產(chǎn)生前述那樣的組成的變化和由其導致的led元件的發(fā)光不均和亮度降低的問題。進一步，通過凹凸的高度為50nm以下，例如在外延生長面形成led發(fā)光層后的電極形成時，可以抑制因凹凸造成的形成不良(在高低差部的蝕刻殘留等)，因此使用本基板制造的led等器件的制造成品率提高。

需要說明的是，本發(fā)明中，僅在一側(cè)的面形成外延生長面。并且如后所述，在另一側(cè)的面(背面)形成暗光面。

在此，上述外延生長面可以由單一的(0001)面(劈開面)構(gòu)成。但是，若在外延生長面存在成為缺陷、異物等偶發(fā)的結(jié)晶生長的晶種的部分，則在外延生長面利用例如mocvd法進行g(shù)an的氣相生長時，有時ga原子向偶發(fā)的結(jié)晶生長的晶種聚集，發(fā)生局部的不均勻生長。為了防止這種情況，外延生長面可以具有相互憑借高低差而分離并規(guī)則地分布的多個劈開面。在scalmgo4基板上利用例如mocvd法進行g(shù)an的氣相生長時，ga原料在一部分與甲基鍵合的狀態(tài)下使作為外延生長面的劈開面的(0001)面移動(遷移)。然后，如果有穩(wěn)定的位置則在該位置停止并切斷與甲基的鍵合，與n鍵合而外延生長下去。因此，通過在外延生長面形成多個劈開面，并將相互相鄰的劈開面的高低差部分作為上述穩(wěn)定的位置加以利用，從而可以進行外延生長的穩(wěn)定化。另外，通過規(guī)則地制作多個劈開面，在外延生長面利用mocvd法進行外延生長時，具有可以均勻地進行整齊的生長的優(yōu)點。

圖12中示出具備具有多個劈開面060的外延生長面002的scalmgo4基板001的圖。圖12a為scalmgo4基板的俯視圖，圖12b為scalmgo4基板的側(cè)視圖。如圖12a所示，在scalmgo4基板中，優(yōu)選劈開面060呈長條狀的形狀，多個劈開面060平行地規(guī)則形成。劈開面060的x方向的寬度為劈開面寬度061，鄰接的劈開面間的高低差高度為劈開面間高度062。

在此，劈開面寬度061優(yōu)選按照利用mocvd法進行外延生長時ga原料能夠遷移到作為穩(wěn)定的位置的劈開面的高低差部的方式設定。具體來說，在利用mocvd法進行g(shù)an結(jié)晶外延生長的情況下，若將劈開面寬度設為1.5nm以上且500nm以下的范圍，則可以在外延生長面整面形成均勻的外延膜。原因在于，若劈開面寬度小于1.5nm，則進行外延生長時的ga原料的穩(wěn)定位置非常接近原料分子大小。因此，有時不能實現(xiàn)可得到均勻的外延膜的臺階流動生長(外延生長從各高低差部沿橫向進展的、可以得到均勻的外延膜的生長模式)。另外，原因在于，若劈開面寬度為500nm以上，則高低差與高低差的間隔遠遠大于利用mocvd法的在ga原料的gan表面的遷移距離(ga原料分子附著于外延生長面的表面后，與作為n原料的nh3分子反應而變成gan為止的期間，ga原料分子在外延生長面的表面上移動的距離)，因此同樣不能實現(xiàn)臺階流動生長。進一步，若將劈開面寬度設為5nm以上且150nm以下的范圍，則能夠在外延生長面整面均勻地形成晶體取向偏差小、雜質(zhì)濃度均勻的良好的外延膜。原因在于，將劈開面寬度設為5nm以上且150nm以下的范圍的情況下，與利用mocvd法的在ga原料的gan表面的遷移距離匹配，因此附著于表面的ga原料分子的大部分遷移至劈開面的高低差部。并且，原因在于，臺階流動生長在scalmgo4基板的外延生長面整面良好地進行，維持基底的晶體取向而生長出均勻的外延膜。

在此，對按照劈開面寬度061成為1.5nm以上且500nm以下的方式進行加工的方法進行說明。將對包含多個劈開面的表面進行加工時的加工狀態(tài)的圖示于圖13。圖13為外延生長面002的x方向截面圖，加工時向磨粒070施加的力的方向為，磨粒070沿x方向作用的力和沿z方向作用的力的合成向量構(gòu)成的合力。該情況下，磨粒移動方向與劈開面產(chǎn)生角度。在外延生長面002整面進行觀察時，相對于對磨粒070施加的力的向量，某些方向上容易加工，某些方向上難以加工，如此根據(jù)傾斜角的大小而加工狀態(tài)不同。因此，為了不在各劈開面060產(chǎn)生凹凸，需要斟酌劈開方向與對磨粒施加的力的向量方向的開角θ大的狀態(tài)來設定加壓力。因此，需要在與不將劈開面分離成多個時相比更低壓的狀態(tài)下進行最終加工，在上述的微小凹凸形成工序中最終的加壓力的范圍設為20pa以上且3000pa以下的范圍。

即，在前述的微小凹凸形成工序中，使用以膠態(tài)二氧化硅為主成分的漿料和包含無紡布的研磨墊，在上述研磨墊10min^-1以上且1000min^-1以下、漿料供給量0.02ml/分鐘以上且2ml/分鐘以下、加壓力20pa以上且20000pa以下的條件下形成上述多個劈開面。更詳細而言，上述多個劈開面可以通過將微小凹凸形成工序中的加壓力按照10000pa以上且20000pa以下、5000pa以上且小于10000pa、20pa以上且3000pa以下的順序隨著加工進展而減弱從而形成。

圖14中，示出在上述微小凹凸形成工序中，將最后的加壓力降至200pa，進行了10分鐘研磨加工的結(jié)果。除了最后的加壓條件以外，與得到圖11所示的scalmgo4基板時的條件相同。圖14為對于100μm²的范圍通過afm測定的表面形狀測定結(jié)果。如圖14所示，可知外延生長面002由長條狀的多個劈開面形成。

在此，在將劈開面寬度061設為1.5nm以上且500nm以下時，將微小凹凸形成工序中的最終加壓力設為20pa以上且3000pa以下的范圍，但在將劈開面寬度061設為5nm以上且150nm以下的情況下，對磨粒施加的加壓力的合成向量與劈開方向的開角θ的范圍變小，因此將最終加壓力設為100pa以上且2800pa以下的范圍為宜。即，在將劈開面寬度061設為5nm以上且150nm以下的情況下，多個劈開面通過將加壓力按照10000pa以上且20000pa以下、5000pa以上且小于10000pa、100pa以上且2800pa以下的順序隨著加工進展而減弱，由此能夠形成上述劈開面。

在此，對劈開面間高度062進行說明。圖15中示出2個鄰接的劈開面的x方向截面放大圖。圖15中，對于包含mgalo2原子層081和sco2原子層082的scalmgo4基板而言，sco2原子層082為1層，與此相對，mgalo2層081層疊了2層，mgalo2層081的層之間成為劈開面。因此，最表面由mgalo2層081的1層形成。對于劈開面間高度062而言，從由scalmgo4原子排列想到的劈開部的特征出發(fā)，2層厚的mgalo2原子層081和1層厚的sco2原子層082的厚度為最小單位。也就是說，這成為圖12的劈開面間高度062的最小單位，具體來說，約為0.8nm。

此外，利用mocvd法進行g(shù)an結(jié)晶外延生長的情況下，為了抑制從高低差部的壁面開始的外延生長，期望劈開面間高度為一定高度以下。高低差部的壁面與劈開面的晶體取向不同。由此容易引起如下問題：相對于在劈開面外延生長的結(jié)晶，在壁面外延生長的結(jié)晶的雜質(zhì)濃度不同，或該結(jié)晶成為多晶產(chǎn)生的起因而外延生長的成品率降低。具體來說，若將劈開面間高度設為上述最小單位的1倍至10倍的范圍，則多晶產(chǎn)生被抑制，外延生長的成品率提高。即，劈開面間高度062優(yōu)選為0.8nm以上且8nm以下。為了將劈開面間高度062形成為0.8nm以上且8nm以下，按照如下方式進行加工：對于以最終加壓力進行加工后的結(jié)果的外延生長面用afm測定100μm²的范圍，表面粗糙度ra為0.08nm以上且1.5nm以下。

進一步，若將劈開面間高度設為上述最小單位的1倍至4倍的范圍，則可以得到除了多晶抑制之外，而且雜質(zhì)濃度在外延生長面整面均勻的良好的外延膜。即，劈開面間高度062更優(yōu)選設為0.8nm以上且3.2nm以下。為了將劈開面間高度062形成為0.8nm以上且3.2nm以下，按照如下方式進行加工：對于以最終加壓力進行加工后的結(jié)果的外延生長面用afm測定100μm²的范圍，表面粗糙度ra為0.08nm以上且1.0nm以下。

在此，對于本發(fā)明的制造方法中的外延生長面的形成方法，對詳細內(nèi)容進行概括。外延生長面在粗凹凸形成工序和微小凹凸形成工序中形成。然后，在粗凹凸形成工序中，使用附著有#300以上且#2000以下的金剛石磨粒的磨石，在下面的加工條件下形成上述500nm以上的凹凸。磨石轉(zhuǎn)速為500min^-1以上且50000min^-1以下，scalmgo4板狀體轉(zhuǎn)速為10min^-1以上且300min^-1以下，加工速度為0.01μm/秒以上且1μm/秒以下，加工除去量為1μm以上且300μm以下。另一方面，在微小凹凸形成工序中，使用以膠態(tài)二氧化硅為主成分的漿料和包含無紡布的研磨墊，在下面的加工條件下形成上述凹凸的除去(小于500nm的凹凸的形成)。研磨墊的轉(zhuǎn)速為10min^-1以上且1000min^-1以下，漿料供給量為0.02ml/分鐘以上且2ml/分鐘以下，加壓力為1000pa以上且20000pa以下。進一步，將加壓力按照10000pa以上且20000pa以下、5000pa以上且小于10000pa、1000pa以上且小于5000pa的順序減弱，由此能夠更正確地形成上述小于500nm的凹凸。另外，在外延生長面形成多個劈開面的情況下，將微小凹凸形成工序的最終加壓力設為20pa以上且3000pa以下。

另一方面，在本發(fā)明中，在外延生長面的相反側(cè)的面(背面)的形成(暗光面形成工序)時，鑒于scalmgo4材料的特征，采用以下詳述的加工方法。

在本發(fā)明的scalmgo4基板中，如圖16所示，將外延生長面002的背面作為暗光面090。圖16示出具有暗光面090的scalmgo4001基板。另外，圖17示出暗光面090的放大圖。通過在scalmgo4基板的背面具有暗光面090，能夠識別scalmgo4基板001的正反。另外，傳送scalmgo4基板001時，暗光面090起到防滑的作用，能夠抑制在傳送時scalmgo4基板001滑動撞擊而產(chǎn)生傷痕或缺損。暗光面090為表面粗糙度ra比外延生長面002更粗的面，例如，在外延生長面002形成多個劈開面060的情況下，暗光面090也具有最大的表面粗糙度。具體來說，由單一劈開面構(gòu)成的外延生長面002的表面粗糙度ra優(yōu)選為0.08nm以上且0.5nm以下，具有多個劈開面時優(yōu)選為0.08nm以上且1.5nm以下，暗光面090的表面粗糙度優(yōu)選為500nm以上且8000nm以下。需要說明的是，這些表面粗糙度為100μm²的區(qū)域內(nèi)的測定值。本發(fā)明的scalmgo4基板中，優(yōu)選在外延生長面002的背面整體無不均地形成有大致均勻的凹凸。在“無不均地形成有大致均勻的凹凸”的面，具體來說，優(yōu)選按照連續(xù)地凹凸的高度為500nm以下區(qū)域的面積為1mm²以下的方式形成有凹凸。若局部地形成凹凸，則在加工外延生長面?zhèn)葧r，光從背面?zhèn)鹊钠教沟膮^(qū)域發(fā)生反射，有時對曝光產(chǎn)生影響等。

本發(fā)明中，外延生長面001的凹凸形狀的高度為500nm以下，與此相對，暗光面090的凹凸形狀的高度優(yōu)選為500nm以上。凹凸高度是利用前述的激光反射式測長機測定的值。這是由于，scalmgo4基板的外延生長面的背面不是具有高度500nm以上的凹凸的暗光面形狀的情況下，在使用本基板制造器件的工序中，如前所述，影響由來自背面的反射光所致的曝光，或在操作時難以判別正反而有弄錯的可能性，或在制造裝置的臺面等平坦面設置基板時容易滑移。另一方面，凹凸形狀的高度優(yōu)選為500μm以下。這是由于，若存在500μm以上的凹凸，則容易發(fā)生以此為起點的應力集中等。需要說明的是，在暗光面090具有大致均勻高度的凹凸具體來說是指具有0.5μm以上且500μm以下的凹凸形狀。

具有大致均勻高度的凹凸的暗光面可以使用磨粒尺寸大的金剛石固定磨粒通過磨削加工而形成。作為磨粒尺寸使用#300以上且#2000以下的金剛石磨粒。更優(yōu)選使用#600的金剛石磨粒。暗光面090是使用附著有#300以上且#2000以下的金剛石磨粒的磨石，在以下加工條件下形成的：磨石轉(zhuǎn)速500min^-1以上且50000min^-1以下，scalmgo4板狀體轉(zhuǎn)速10min^-1以上且300min^-1以下，加工速度0.01μm/秒以上且1μm/秒以下，加工除去量1μm以上且300μm以下。憑借#600的金剛石磨粒，能夠進一步減小多個凹凸的高度之差。此時的加工條件優(yōu)選設為：磨石轉(zhuǎn)速1800min^-1、scalmgo4基板轉(zhuǎn)速100min^-1、加工速度0.3μm/秒、加工除去量20μm。

另外，為了消除加工對加工變質(zhì)層的影響，可以實施形成加工變質(zhì)層的磨削加工、噴砂加工。

需要說明的是，在本發(fā)明的scalmgo4基板的背面(暗光面)上可以具有由一層或多層構(gòu)成的保護層。如前所述，scalmgo4的劈開性高。因此，在傳送scalmgo4基板時或?qū)ν庋由L面?zhèn)冗M行加工時，若對scalmgo4基板的背面?zhèn)?、即暗光面?zhèn)仁┘迂摵?，則有時其一部分破裂，或剝落。與此相對，若在scalmgo4基板的背面?zhèn)刃纬杀Ｗo層，則這樣的破裂或剝落被抑制。需要說明的是，本發(fā)明中，由于scalmgo4基板的背面為暗光面，因此還有scalmgo4基板與保護層的密合性良好，保護層難以剝離的優(yōu)點。

作為在暗光面上形成的保護層，可以為由sio2、aln、碳、sin、al2o3、或gan等構(gòu)成的層。這樣的保護層可以通過濺射法、真空蒸鍍法、離子鍍法等pvd(物理蒸鍍)法、等離子體cvd法、光cvd法等cvd(化學氣相生長)法等而形成。

另外，保護層的厚度可以設為0.1μm以上且5μm以下。通過將保護層的厚度設為上述范圍，能夠充分保護暗光面。保護層的厚度薄于scalmgo4基板的厚度為宜。保護層的厚度優(yōu)選為0.1μm以上且1μm以下。進而，在保護層由多層構(gòu)成的情況下，可以按照越接近所述暗光面則厚度越厚的方式構(gòu)成。通過形成按照隨著接近暗光面而厚度變厚的方式使厚度緩緩變化的多層膜，能夠?qū)崿F(xiàn)密合性與牢固性的兼顧。

在此，上述的外延生長面是指，在成為基板的結(jié)晶上使其它結(jié)晶外延生長的面，例如，可以設為距離基板的外周5mm以上內(nèi)側(cè)的區(qū)域。外延生長是指，在基底的基板的結(jié)晶面一致地使結(jié)晶新排列的結(jié)晶的生長方式。在該外延生長面，可以利用mocvd法、movpe(metal-organicvaporphaseepitaxy)法、hvpe(hydridevaporphaseepitaxy)法等氣相生長法、助熔劑法等液相生長法使iii族氮化合物等的化合物半導體的結(jié)晶生長。

需要說明的是，作為在scalmgo4基板上進行外延生長的方法，對gan的mocvd生長進行了說明，但在gan中添加了al、in的algainn系結(jié)晶生長中也具有同樣的效果。

另外，生長方法也不限于mocvd，也可以是其它hvpe生長，或在mocvd生長后進行hvpe生長等生長手法的并用?？梢栽谝韵路桨钢袘胹calmgo4基板：在生長溫度為500～600℃左右的低溫下使algainn系緩沖層生長后，在1000℃以上的高溫下進行g(shù)an結(jié)晶生長。另外，也可以在以下方案中應用scalmgo4基板：在上述algainn系結(jié)晶層上制作該algainn系的異質(zhì)結(jié)等而形成發(fā)光器件、功率器件等。

(其它實施方式)

需要說明的是，在上述實施方式中，對于包含通式ramo4所表示的單晶體的基板之中由scalmgo4的單晶體得到的基板進行了說明，但本發(fā)明不限于此。

需要說明的是，本發(fā)明的基板由通式ramo4所表示的大致單一結(jié)晶材料構(gòu)成。上述通式中，r表示選自sc、in、y和鑭系元素(原子號67-71)中的一個或多個三價元素，a表示選自fe(iii)、ga和al中的一個或多個三價元素，m表示選自mg、mn、fe(ii)、co、cu、zn、cd中的一個或多個二價元素。需要說明的是，大致單一結(jié)晶材料是指，構(gòu)成外延生長面的ramo4包含90at％以上，且關注于任意的結(jié)晶軸時，在外延生長面的任何部分其方向都相同那樣的結(jié)晶質(zhì)固體。但是，結(jié)晶軸的方向局部地改變的結(jié)晶、包含局部的晶格缺陷的結(jié)晶也被當做單晶。需要說明的是，o為氧。但是如上所述，期望r為sc、a為al、m為mg。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

在向基板上進行mocvc氣相生長時使led發(fā)光層生長而制造led元件時，通過利用本發(fā)明的基板，能夠防止作為led元件發(fā)生發(fā)光不均，防止亮度的降低。

符號說明

001scalmgo4基板

002外延生長面

003高低差部

060劈開面

061劈開面寬度

062劈開面間高度

070磨粒

081mgalo2原子層

082sco2原子層

090暗光面