专利名称：带多层膜的单晶衬底、带多层膜的单晶衬底的制造方法以及元件制造方法
技术领域：
本发明涉及的是带多层膜的单晶衬底、带多层膜的单晶衬底的制造方法以及元件制造方法。
背景技术：
以氮化镓为代表的氮化物半导体，由于带隙宽且能够发出蓝色系光，因此被广泛地使用于LED (发光二极管)或LD (半导体激光器)等中。近年来，对进ー步提高发光效率或高亮度化的研究正积极地进行。一般的氮化物半导体发光元件结构具有如下那样的双异质结构，S卩，在蓝宝石衬底上依次层压有由GaN构成的缓冲层、由n型GaN构成的n型接触层、由n型AlGaN构成的n型包层、由n型InGaN构成的活性层、由p型AlGaN构成的p型包层、由p型GaN构成的p型接触层的双异质结构。活性层构成为包含仅具有由InxGahN(0彡X彡I)构成的阱层的 单量子讲(SQff Single Quantum Well)结构、或者由InxGa1^xN(0 ^ X ^ I)构成的讲层和由InyGahyN(0彡y彡l、y < x)构成的阻挡层的多量子讲结构(MQW Multi Quantum Well)中的In(參照专利文献I)。当在蓝宝石衬底上形成上述多层膜吋，由于多层膜与蓝宝石的热膨胀系数差和晶格常数差而在成膜后的蓝宝石衬底上产生翘曲的情况已被认知。例如在非专利文献I中，公开了对在蓝宝石衬底上外延生长AlN缓冲层和GaN层并如何根据GaN层的膜厚度来缓和因成膜而产生的热应カ的情况进行调查的結果。在该非专利文献I中明确了下述情況，即，随着膜厚度变厚而衬底的翅曲变大，通过伴随于此产生界面缺陷(Interface Defects)、微观裂纹(Microcracks)或位错(Dislocation)、宏观裂纹(Macrocracks)来缓和应力的情况。另外，在非专利文献2的图4中，公开了对通过在蓝宝石衬底上外延生长GaN系LED结构的エ序而产生的衬底翘曲进行In-situ(原位)观察的分析方法。通过这样，发现在一系列的成膜エ序中蓝宝石衬底的曲率根据成膜物质、成膜温度、膜厚度的变化而大幅变化。进而明确了下述情况，即，通过形成在作为活性层的InGaN层的生长阶段中蓝宝石衬底的曲率大致为0这样的成膜エ序，而使衬底面内的发光波长均匀化。如以上所说明，可知经过一系列的成膜エ序导致蓝宝石衬底的翘曲大幅变化，从而对氮化物半导体膜的质量或发光波长的均匀性带来影响。另外，实际上利用与衬底的热膨胀系数差,并以InGaN系活性层中衬底曲率大致为0的方式来设定蓝宝石衬底的翘曲形状和翘曲量的情况较多。在这样的背景下，为了控制蓝宝石衬底的形状和翘曲量，研究了各种各样的研磨加工技术(參照专利文献2等)。另ー方面，在对蓝宝石衬底上层压有氮化物半导体的发光元件进行分割时，在具有80 90 U m左右厚度的蓝宝石衬底的内部会聚脉冲激光从而形成与发光元件的分割预定线相对应的改性区域的技术已被认知(专利文献3)。专利文献3中所公开的技术，是即使对蓝宝石衬底照射激光光线而分割成各个发光元件，也能够抑制发光元件的亮度降低的蓝宝石衬底的加工方法，以发光元件的分割为目的。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特许第3250438号公报专利文献2 :日本特开2006-347776号公报专利文献3 :日本特开2008-6492号公报非专利文献非专利文献I Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 32 (1993) pp. 1528-1533 非专利文献2 :J. Cryst. Growth、Vol. 272、Issues 1-4、(2004)、pp. 94-99
发明内容
如以上所说明，当为了制造发光元件等的各种元件而在蓝宝石衬底等的单晶衬底上根据元件的结构成膜多层膜时，成膜后的衬底(带多层膜的单晶衬底)通常会翘曲。另一方面，在制造元件方面，通常是对带多层膜的单晶衬底进ー步实施各种后エ序。但是，当以带多层膜的衬底翘曲的状态实施后エ序时，会导致元件的质量偏差或成品率降低等。例如，当在后エ序中欲对多层膜进行图案形成处理时，会产生以下所说明的问题。即，在对多层膜进行图案形成处理时，使用光掩模将形成在多层膜上的保护膜曝光。此时，带多层膜的单晶衬底呈翘曲状态。因此，当将为了曝光而照射的光的焦点对准位于单晶衬底中央部的多层膜表面时，在位于单晶衬底的端部附近的多层膜表面处焦点模糊。该情况下，由于在多层膜的面内发生曝光不均匀，因此导致经过后エ序制造的元件的质量偏差或者成品率降低。另外，当在后エ序中欲对带多层膜的单晶衬底的与形成有多层膜的面为相反侧的面进行研磨(背磨处理)时，需要将带多层膜的单晶衬底的形成有多层膜的面粘合并固定在平坦的磨盘上。但是，该情况下，当带多层膜的单晶衬底翘曲时，为了使进行背磨处理的面变平坦，在粘合时需要对带多层膜的单晶衬底施加大的压力来进行粘合处理。但是，由于翘曲越大则必须施加越大的压力，因此，结果在带多层膜的单晶衬底中容易产生裂縫，从而导致成品率降低。另外，为了避免发生这样的问题，也考虑使用厚度更厚的单晶衬底。但是，在该方法中，需要背磨处理的研磨量増大，从而使研磨时间变得更长，因此，生产率降低从而缺乏实用性。考虑到上述情况，可以说优选在实施后エ序之前对因多层膜的成膜而产生的翘曲进行矫正，以使带多层膜的单晶衬底尽可能地成为平坦的状态。本发明是鉴于上述情况而作成的，其课题在于，提供一种因多层膜的成膜而产生的翘曲被矫正了的带多层膜的单晶衬底、带多层膜的单晶衬底的制造方法以及利用该制造方法的元件制造方法。上述课题通过以下的本发明来实现。即，本发明的带多层膜的单晶衬底的特征在于，包括单晶衬底和形成于该单晶衬底一面上的具有两个以上的层的多层膜，并且，在单晶衬底的厚度方向上将单晶衬底进行二等分而得到的两个区域中，至少在单晶衬底的与形成有多层膜的面侧为相反侧的面侧的区域内设有热改性层。
本发明的带多层膜的单晶衬底的一实施方式，优选热改性层是通过对单晶衬底进行激光照射而形成。本发明的带多层膜的单晶衬底的其他实施方式，优选热改性层被设置成与多层膜平行。本发明的带多层膜的单晶衬底的其他实施方式，优选在对于单晶衬底的厚度方向的相对位置，将设有多层膜侧的面假设为0%、与设有多层膜的面为相反侧的面假设为100%时，热改性层设置在单晶衬底的厚度方向的大于50%且小于等于95%的范围内。
本发明的带多层膜的单晶衬底的其他实施方式，优选热改性层相对于单晶衬底的平面方向设置成从下述i) vii)中选择的至少任意一种图形形状i)有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的多角形的形状，ii)有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的圆或椭圆的形状，iii)同心圆状，iv)形成为相对于单晶衬底的中心点略呈点对称的形状，V)形成为相对于通过单晶衬底的中心点的直线略呈线对称的形状，vi)带状，以及vii)螺旋状。本发明的带多层膜的单晶衬底的其他实施方式，优选有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的多角形的形状为网格状。本发明的带多层膜的单晶衬底的其他实施方式，优选构成呈网格状的图形的线之间的间距在50 ii m 2000 u m的范围内。本发明的带多层膜的单晶衬底的其他实施方式，优选在对于单晶衬底的厚度方向的相对位置，将设有多层膜侧的面假设为0%、与设有多层膜的面为相反侧的面假设为100%时，第二热改性层设置在单晶衬底的厚度方向的大于等于0%且小于50%的范围内。本发明的带多层膜的单晶衬底的其他实施方式，优选单晶衬底的材质为蓝宝石。本发明的带多层膜的单晶衬底的其他实施方式，优选单晶衬底的直径为50mm以上且300mm以下。本发明的带多层膜的单晶衬底的其他实施方式，优选单晶衬底的厚度为0.05mm以上且5. Omm以下。本发明的带多层膜的单晶衬底的其他实施方式，优选构成多层膜的至少任意一层为氮化物半导体结晶层。本发明的带多层膜的单晶衬底的其他实施方式，优选通过对多层膜至少实施图案形成处理，能够制造从发光元件、光发电元件、半导体元件中选择的元件。本发明的带多层膜的单晶衬底的制造方法的特征在于，至少经过多层膜成膜后热改性层形成工序来制造带多层膜的单晶衬底，其中，上述多层膜成膜后热改性层形成工序是从在一面上形成有多层膜的单晶衬底的、与形成有多层膜的面侧为相反侧的面侧照射激光，由此，在单晶衬底的厚度方向上将单晶衬底进行二等分而得到的两个区域中，至少在单晶衬底的与形成有多层膜的面侧为相反侧的面侧的区域内形成热改性层，其中，上述多层膜具有两个以上的层且具有压缩应力。本发明的带多层膜的单晶衬底的制造方法的一实施方式，优选激光的照射满足下述A B所示的至少任意一个中所记载的照射条件而实施。<照射条件A> 激光波长200nm 350nm 脉冲宽度纳秒级<照射条件B〉 激光波长350nm 2000nm 脉冲宽度飞秒级 皮秒级本发明的带多层膜的单晶衬底的制造方法的其他实施方式，优选热改性层被形成 为与多层膜平行。本发明的带多层膜的单晶衬底的制造方法的其他实施方式，优选在对于单晶衬底的厚度方向的相对位置，将设有多层膜侧的面假设为0%、与设有多层膜的面为相反侧的面假设为100%时，热改性层被形成为位于单晶衬底的厚度方向的大于50%且小于等于95%的范围内。本发明的带多层膜的单晶衬底的制造方法的其他实施方式，优选热改性层相对于单晶衬底的平面方向按照描绘从下述i) vii)中选择的至少任意一种图形形状的方式形成，即，i)有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的多角形的形状，ii)有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的圆或椭圆的形状，iii)同心圆状，iv)形成为相对于单晶衬底的中心点略呈点对称的形状，V)形成为相对于通过单晶衬底的中心点的直线略呈线对称的形状，vi)带状，以及vii)螺旋状。本发明的带多层膜的单晶衬底的制造方法的其他实施方式，优选有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的多角形的形状为网格状。本发明的带多层膜的单晶衬底的制造方法的其他实施方式，优选构成呈网格状的图形的线之间的间距在50iim 2000iim的范围内。本发明的带多层膜的单晶衬底的制造方法的其他实施方式，优选至少依次经过(I)多层膜成膜前热改性层形成工序、(2)多层膜形成工序以及(3)多层膜成膜后热改性层形成工序来制造带多层膜的单晶衬底，其中，上述(I)多层膜成膜前热改性层形成工序是从单晶衬底的一面侧照射激光，由此，在对于单晶衬底的厚度方向的相对位置，将被照射了激光侧的面假设为0%、与被照射了激光侧的面为相反侧的面假设为100%时，将热改性层形成为位于单晶衬底的厚度方向的大于等于0%且小于50%的范围内；上述(2)多层膜形成工序是在形成有热改性层的单晶衬底的被照射了激光侧的面上形成多层膜，其中，上述多层膜具有两个以上的层且具有压缩应力。本发明的带多层膜的单晶衬底的制造方法的其他实施方式，优选单晶衬底的材质为蓝宝石。本发明的带多层膜的单晶衬底的制造方法的其他实施方式，优选单晶衬底的直径为50_以上且300_以下。
本发明的带多层膜的单晶衬底的制造方法的其他实施方式，优选单晶衬底的厚度为0. 05mm以上且5. Omm以下。本发明的带多层膜的单晶衬底的制造方法的其他实施方式，优选构成多层膜的至少任意一层为氮化物半导体结晶层。本发明的元件制造方法的特征在于，至少经过多层膜成膜后热改性层形成エ序来制造带多层膜的单晶衬底，进而，至少经过元件部分形成エ序来制造包含元件部分和具有与该元件部分略对应尺寸的单晶衬底的元件，其中，上述多层膜成膜后热改性层形成エ序是从在一面上形成有多层膜的单晶衬底的、与形成有多层膜的面侧为相反侧的面侧照射激光，由此，在单晶衬底的厚度方向上将单晶衬底进行二等分而得到的两个区域中，至少在单晶衬底的与形成有多层膜的面侧为相反侧的面侧的区域内形成热改性层，上述多层膜具有两个以上的层且具有压缩应力；上述元件部分形成エ序是对该带多层膜的单晶衬底的多层膜至少实施图案形成处理，由此制造作为从发光元件、光发电元件、半导体元件中选择的任意ー种元件发挥作用的元件部分。
(发明效果)如以上所说明那样，根据本发明，能够提供一种因多层膜的成膜而产生的翘曲被矫正了的带多层膜的单晶衬底、带多层膜的单晶衬底的制造方法以及利用该制造方法的元件制造方法。
图I是表示本实施方式的带多层膜的单晶衬底的制造方法的一例的模式说明图。图2是与图I所示内容呈对应关系的、表示本实施方式的带多层膜的单晶衬底的制造方法的一例的模式说明图。图3是表示热改性层相对于单晶衬底平面方向的配置图形形状的一例的俯视图，在此，图3(a)是表示相对于衬底的定向平面垂直地形成有多条线的帯状的俯视图，图3(b)是表示相对于衬底的定向平面平行地形成有多条线的帯状的俯视图，图3(c)是表示将图3(a)和图3(b)所示的配置图形形状组合后的网格状的俯视图，图3(d)是表示将相同尺寸的多个正六角形以正六角形的六个顶点全部一定与该正六角形所邻接的正六角形的任意一个顶点相互重合的方式有规律地进行配置的形状的俯视图，图3(e)是表示同心圆状的俯视图。图4是表示本实施方式的带多层膜的单晶衬底的制造方法的其他例子的模式说明图。图5是表示本实施方式的带多层膜的单晶衬底的其他例子的模式剖面图。图6是表示多层膜形成エ序的一例的模式说明图，在此，图6(a)是表示成膜开始前的状态的图，图6(b)是表示形成了低温缓冲层之后的状态的图，图6(c)是表示形成了n-GaN层之后的状态的图，图6 (d)是表示形成了具有多量子阱结构的InGaN系活性层之后的状态的图。图7是表示多层膜形成エ序中的单晶衬底的翘曲行为的一例的图表。图8是说明从圆形衬底的曲率计算出衬底的翘曲量的方法的模式说明图。图9是表示本实施方式的元件制造方法的一例的模式说明图，在此，图9(a)是表示元件部分形成エ序的图，图9(b)是表示研磨エ序的图，图9 (c)是表示分割预定线形成エ序的图，图9(d)是表不分割エ序的图。图10是表示在表2所示的实施例Al 实施例A5的实验条件下对在多层膜成膜后具有同等翘曲量的带多层膜的单晶衬底进行激光照射而产生的翘曲量的图表。图11是表示对上述蓝宝石衬底的曲率变化量与作为第一热改性层形成位置的蓝宝石衬底的厚度方向的关系进行评价的结果的图表。(符号说明)10 激光处理前的带膜衬底IOA 第二次激光处理前的带膜衬底12 激光处理后的带膜衬底(带多层膜的单晶衬底) 12A 第二次激光处理后的带膜衬底(带多层膜的单晶衬底)20 单晶衬底20A 研磨后的单晶衬底20D 非成膜面侧区域20U 成膜面侧区域22、22A、22B、22C、22D 热改性层(第一热改性层)24 非成膜面24A 研磨后的非成膜面26 成膜面28、28A、28B、28C、28D 第二热改性层30 多层膜32 元件部分40 激光照射装置50 蓝宝石衬底(单晶衬底)52 成膜面54 非成膜面60 低温缓冲层62 n-GaN 层64 InGaN 系活性层70 多层膜80 磨盘90 分割预定线100 元件
具体实施例方式(带多层膜的单晶衬底及其制造方法)本实施方式的带多层膜的单晶衬底的特征在于，包括单晶衬底和多层膜，并且，在单晶衬底的厚度方向上将单晶衬底进行二等分而得到的两个区域中，至少在单晶衬底的与形成有多层膜的面侧为相反侧的面侧的区域内设有热改性层，其中，上述多层膜形成于单晶衬底的一面上且具有的两个以上的层，并且在热改性层形成前具有压缩应力。在本实施方式的带多层膜的单晶衬底中，在单晶衬底的一面上设有具有压缩应力的多层膜。因此，为了释放该压缩应力，在多层膜上经常作用有欲相对于单晶衬底的平面方向伸展的力。因此，通常情况下，带多层膜的单晶衬底大幅翘曲成设有多层膜的一侧呈凸状。但是，在本实施方式的带多层膜的单晶衬底中，在单晶衬底的厚度方向上将单晶衬底进行二等分而得到的两个区域中，至少在单晶衬底的与形成有多层膜的面侧为相反侧的面侧的区域内设有热改性层。因此，在如下那样的线的设有多层膜一侧的区域内释放多层膜中的压缩应力的力(欲沿着单晶衬底的平面方向伸展的力)，被在单晶衬底的与形成有多层膜的面侧为相反侧的面侧的区域内因热改性层而产生的欲沿着单晶衬底平面方向伸展的力抵消，其中，上述如下那样的线是指在单晶衬底的厚度方向上将单晶衬底进行二等分的线。其结果是，因多层膜的成膜而产生的翘曲被矫正。该情况下，基本上优选通过将该翘曲矫正而尽可能地使单晶衬底接近于平坦状 态，但是，也可以保持因多层膜的成膜产生的翘曲方向不变而仅稍微减小翘曲的程度，或者，也可以按照使因多层膜的成膜产生的翘曲方向反转而朝向反向翘曲的方式来矫正因多层膜的成膜而产生的翘曲。另外，在通过将因多层膜的形成而产生的翘曲矫正来使单晶衬底接近于大致平坦的状态时，与使用现有的带多层膜的单晶衬底的情况相比较，在使用本实施方式的带多层膜的单晶衬底并实施后工序来制造元件时，更加容易抑制元件的质量偏差、或者更加容易提闻成品率。另外，“热改性层”是通过将单晶衬底的一部分区域局部地加热而形成的层。该热改性层具有如下那样的作用，即，当由在单晶衬底的厚度方向上将单晶衬底进行二等分的线所分割的两个区域中的一个区域内形成有该热改性层时，使单晶衬底翘曲成该一个区域侧呈凸状的作用。由此可以推定热改性层与多层膜同样地也具有压缩应力。作为该热改性层的形成方法并没有特别限定，通常使用对单晶衬底进行激光照射的方法。该情况下，通过被激光照射的区域中所存在的原子的多光子吸收而使该区域被局部地加热，从而使该区域相对于周围区域发生晶体结构或结晶性变化等的某一改性，由此形成热改性层。S卩，本实施方式的带多层膜的单晶衬底，能够至少经过多层膜成膜后热改性层形成工序来制造，其中，上述多层膜成膜后热改性层形成工序是从在一面上形成有多层膜的单晶衬底的、与形成有多层膜的面侧为相反侧的面侧照射激光，由此，在将单晶衬底在厚度方向上进行二等分而得到的两个区域中，至少在单晶衬底的与形成有多层膜的面侧为相反侧的面侧的区域内形成热改性层，上述多层膜具有两个以上的层且具有压缩应力。-激光照射条件_另外，只要能够形成热改性层，激光的照射便可以以任何照射条件实施，但是，一般地从能够将能量集中在短的时间宽度中因而能够得到高的峰值输出功率这一点来看，优选使用间断地发出激光束的脉冲激光并在下述I)和2)所示的范围内实施。I)激光波长200nm 5000nm2)脉冲宽度飞秒级 纳秒级(Ifs 1000ns)在此，激光波长或脉冲宽度是在考虑到由成为激光照射对象的单晶衬底的材质引起的透光性/光吸收性、或者形成于单晶衬底内的热改性层的尺寸或图形精度、实用上可利用的激光装置等后适当地进行选择。但是，在进行激光照射时，特别以选择下述A B所示的照射条件为宜。〈照射条件A> 激光波长200nm 350nm 脉冲宽度纳秒级(Ins 1000ns)。另外，更为优选IOns 15ns。〈照射条件B〉 激光波长350nm 2000nm 脉冲宽度飞秒级 皮秒级(Ifs IOOOps)。另外，更为优选200fs 800fs。 另外，与照射条件B相比，照射条件A利用激光波长更短的波段的激光。因此，在使除了激光波长和脉冲宽度以外的其他条件相同而实施激光照射时，与照射条件B相比，照射条件A能够缩短为了得到相同程度的翘曲矫正效果所需的激光加工时间。另外，所使用的激光的波长，适宜选择比成为激光照射对象的单晶衬底的吸收端波长更长的波段的波长。在此，当单晶衬底为蓝宝石衬底吋，能够利用上述照射条件A、B。该情况下，作为除了激光波长和脉冲宽度以外的其他条件，例如从实用性或批量生产率等的观点来看，优选在以下所示的范围内进行选择。 重复频率50kHz 500kHz 激光功率0. 05W 0. 8W 激光的光斑尺寸0. 5 iim 4. Oiim (更为优选2 iim左右) 试样台的扫描速度100mm/s 1000mm/s另外，当单晶衬底为Si衬底时，能够利用上述照射条件B。该情况下，作为除了激光波长以外的其他条件，例如从实用性或批量生产率等的观点来看，优选在以下所示的范围内进行选择。 脉冲宽度50ns 200ns 重复频率10kHz 500kHz 照射能量3 y J 12 y J 激光的光斑尺寸0. 5 ii m 4. 0 ii m 试样台的扫描速度50mm/s 1000mm/s (更为优选100mm/s 1000mm/s)另外，当单晶衬底为GaAs (神化镓)衬底时，能够利用上述照射条件B。该情况下，作为除了激光波长以外的其他条件，例如从实用性或批量生产率等的观点来看，优选在以下所示的范围内进行选择。 脉冲宽度30ns 80ns 重复频率10kHz 500kHz 照射能量J 20 y J 激光的光斑尺寸0. 5 ii m 4. 0 ii m 试样台的扫描速度50mm/s 1000mm/s (更为优选100mm/s 1000mm/s)另外，当单晶衬底为水晶衬底时，能够利用上述照射条件B。该情况下，作为除了激光波长以外的其他条件，例如从实用性或批量生产率等的观点来看，优选在以下所示的范围内进行选择。 脉冲宽度200fs 800fs 重复频率10kHz 500kHz 照射能量3ii J J 激光的光斑尺寸0. 5 ii m 4. 0 ii m 试样台的扫描速度50mm/s 1000mm/s (更为优选100mm/s 1000mm/s)另外，在表I中表示对Si衬底、GaAs衬底以及水晶衬底形成热改性层时的激光照射条件的一例。另外，在进行激光照射时，单晶衬底的被进行激光照射侧的面尤其优选为镜面状态(表面粗糙度Ra为Inm以下程度)。为了将被激光照射的面形成为镜面状态，例如可以实施镜面研磨。 [表 I]
权利要求
1.一种带多层膜的单晶衬底，其特征在于， 包括单晶衬底和形成于该单晶衬底一面上的具有两个以上的层的多层膜， 并且，在所述单晶衬底的厚度方向上将所述单晶衬底进行二等分而得到的两个区域中，至少在所述单晶衬底的与形成有所述多层膜的面侧为相反侧的面侧的区域内设有热改性层。
2.如权利要求I所述的带多层膜的单晶衬底，其特征在于，所述热改性层是通过对所述单晶衬底进行激光照射而形成。
3.如权利要求I或2所述的带多层膜的单晶衬底，其特征在于，所述热改性层被设置成与所述多层膜平行。
4.如权利要求I 3中任一项所述的带多层膜的单晶衬底，其特征在于， 在对于所述单晶衬底的厚度方向的相对位置，将设有所述多层膜侧的面假设为0%、与设有所述多层膜的面为相反侧的面假设为100%时， 所述热改性层设置在所述单晶衬底的厚度方向的大于50%且小于等于95%的范围内。
5.如权利要求I 4中任一项所述的带多层膜的单晶衬底，其特征在于， 所述热改性层相对于所述单晶衬底的平面方向设置成从下述i) vii)中选择的至少任意一种图形形状 i)有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的多角形的形状， ii)有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的圆或椭圆的形状， iii)同心圆状， iv)形成为相对于所述单晶衬底的中心点略呈点对称的形状， v)形成为相对于通过所述单晶衬底的中心点的直线略呈线对称的形状， vi)带状，以及 vii)螺旋状。
6.如权利要求5所述的带多层膜的单晶衬底，其特征在于，所述有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的多角形的形状为网格状。
7.如权利要求6所述的带多层膜的单晶衬底，其特征在于，构成呈所述网格状的图形的线之间的间距在50 ii m 2000 u m的范围内。
8.如权利要求I 7中任一项所述的带多层膜的单晶衬底，其特征在于， 在对于所述单晶衬底的厚度方向的相对位置，将设有所述多层膜侧的面假设为0%、与设有所述多层膜的面为相反侧的面假设为100%时， 第二热改性层设置在所述单晶衬底的厚度方向的大于等于0%且小于50%的范围内。
9.如权利要求I 8中任一项所述的带多层膜的单晶衬底，其特征在于，所述单晶衬底的材质为蓝宝石。
10.如权利要求I 9中任一项所述的带多层膜的单晶衬底，其特征在于，所述单晶衬底的直径为50mm以上且300mm以下。
11.如权利要求I 10中任一项所述的带多层膜的单晶衬底，其特征在于，所述单晶衬底的厚度为0. 05mm以上且5. Omm以下。
12.如权利要求I 11中任一项所述的带多层膜的单晶衬底，其特征在于，构成所述多层膜的至少任意一层为氮化物半导体结晶层。
13.如权利要求I 12中任一项所述的带多层膜的单晶衬底，其特征在于，通过对所述多层膜至少实施图案形成处理，能够制造从发光元件、光发电元件、半导体元件中选择的元件。
14.一种带多层膜的单晶衬底的制造方法，其特征在于， 至少经过多层膜成膜后热改性层形成工序来制造带多层膜的单晶衬底， 所述多层膜成膜后热改性层形成工序是从在一面上形成有多层膜的单晶衬底的、与形成有所述多层膜的面侧为相反侧的面侧照射激光，由此，在所述单晶衬底的厚度方向上将所述单晶衬底进行二等分而得到的两个区域中，至少在所述单晶衬底的与形成有所述多层膜的面侧为相反侧的面侧的区域内形成热改性层，其中，所述多层膜具有两个以上的层且具有压缩应力。
15.如权利要求14所述的带多层膜的单晶衬底的制造方法，其特征在于， 所述激光的照射满足下述A B所示的至少任意一个中所记载的照射条件而实施。
〈照射条件A>激光波长200nm 350nm 脉冲宽度纳秒级 <照射条件B〉激光波长350nm 2000nm 脉冲宽度飞秒级 皮秒级
16.如权利要求14或15所述的带多层膜的单晶衬底的制造方法，其特征在于，所述热改性层被形成为与所述多层膜平行。
17.如权利要求14 16中任一项所述的带多层膜的单晶衬底的制造方法，其特征在于，在对于所述单晶衬底的厚度方向的相对位置，将设有所述多层膜侧的面假设为0%、与设有所述多层膜的面为相反侧的面假设为100%时， 所述热改性层被形成为位于所述单晶衬底的厚度方向的大于50%且小于等于95%的范围内。
18.如权利要求14 17中任一项所述的带多层膜的单晶衬底的制造方法，其特征在于，所述热改性层相对于所述单晶衬底的平面方向按照描绘从下述i) vii)中选择的至少任意一种图形形状的方式形成， i)有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的多角形的形状， ii)有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的圆或椭圆的形状， iii)同心圆状， iv)形成为相对于所述单晶衬底的中心点略呈点对称的形状， v)形成为相对于通过所述单晶衬底的中心点的直线略呈线对称的形状， vi)带状，以及 vii)螺旋状。
19.如权利要求18所述的带多层膜的单晶衬底的制造方法，其特征在于，所述有规律地配置有多个相同形状和相同尺寸的多角形的形状为网格状。
20.如权利要求19所述的带多层膜的单晶衬底的制造方法，其特征在于，构成呈所述网格状的图形的线之间的间距在50iim 2000iim的范围内。
21.如权利要求14 20中任一项所述的带多层膜的单晶衬底的制造方法，其特征在于， 至少依次经过(I)多层膜成膜前热改性层形成工序、(2)多层膜形成工序以及(3)所述多层膜成膜后热改性层形成工序来制造带多层膜的单晶衬底， 所述(I)多层膜成膜前热改性层形成工序是从单晶衬底的一面侧照射激光，由此，在对于单晶衬底的厚度方向的相对位置，将被照射了所述激光侧的面假设为0%、与被照射了所述激光侧的面为相反侧的面假设为100%时，将热改性层形成为位于所述单晶衬底的厚度方向的大于等于0%且小于50%的范围内； 所述(2)多层膜形成工序是在形成有所述热改性层的单晶衬底的被照射了所述激光侧的面上形成多层膜，其中，所述多层膜具有两个以上的层且具有压缩应力。
22.如权利要求14 21中任一项所述的带多层膜的单晶衬底的制造方法，其特征在于，所述单晶衬底的材质为蓝宝石。
23.如权利要求14 22中任一项所述的带多层膜的单晶衬底的制造方法，其特征在于，所述单晶衬底的直径为50mm以上且300mm以下。
24.如权利要求14 23中任一项所述的带多层膜的单晶衬底的制造方法，其特征在于，所述单晶衬底的厚度为0. 05mm以上且5. Omm以下。
25.如权利要求14 24中任一项所述的带多层膜的单晶衬底的制造方法，其特征在于，构成所述多层膜的至少任意一层为氮化物半导体结晶层。
26.一种元件制造方法，其特征在于， 至少经过多层膜成膜后热改性层形成工序来制造带多层膜的单晶衬底， 进而，至少经过元件部分形成工序来制造包含元件部分和具有与该元件部分略对应尺寸的单晶衬底的元件， 所述多层膜成膜后热改性层形成工序是从在一面上形成有多层膜的单晶衬底的、与形成有所述多层膜的面侧为相反侧的面侧照射激光，由此，在所述单晶衬底的厚度方向上将所述单晶衬底进行二等分而得到的两个区域中，至少在所述单晶衬底的与形成有所述多层膜的面侧为相反侧的面侧的区域内形成热改性层，其中，所述多层膜具有两个以上的层且具有压缩应力， 所述元件部分形成工序是对该带多层膜的单晶衬底的所述多层膜至少实施图案形成处理，由此制造作为从发光元件、光发电元件、半导体元件中选择的任意一种元件发挥作用的元件部分。
全文摘要
本发明提供的带多层膜的单晶衬底、带多层膜的单晶衬底的制造方法以及使用该制造方法的元件制造方法，对因多层膜的成膜而产生的翘曲进行矫正；该带多层膜的单晶衬底，包括单晶衬底(20)和形成于单晶衬底(20)一面上的具有两个以上的层且具有压缩应力的多层膜(30)，并且，在单晶衬底(20)的厚度方向上将单晶衬底(20)进行二等分而得到的两个区域(20U、20D)中，至少在单晶衬底(20)的与形成有多层膜(30)的面侧为相反侧的面侧的区域(20D)内设有热改性层(22)。
文档编号H01L21/268GK102770940SQ201180009701
公开日2012年11月7日 申请日期2011年3月4日 优先权日2010年3月5日
发明者会田英雄, 古田健次, 星野仁志, 本庄庆司, 浜元友三郎, 青田奈津子 申请人:并木精密宝石株式会社, 株式会社迪思科