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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024091016
(43)【公開日】2024-07-04
(54)【発明の名称】窒化物半導体基板の製造方法、および、窒化物半導体基板
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20240627BHJP
C30B 29/38 20060101ALI20240627BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 611S
C30B29/38 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022207267
(22)【出願日】2022-12-23
(71)【出願人】
【識別番号】000002093
【氏名又は名称】住友化学株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100145872
【弁理士】
【氏名又は名称】福岡 昌浩
(74)【代理人】
【識別番号】100187632
【弁理士】
【氏名又は名称】橘高 英郎
(72)【発明者】
【氏名】藤本 哲爾
(72)【発明者】
【氏名】皿山 正二
(72)【発明者】
【氏名】村上 明繁
【テーマコード（参考）】
4G077
5F057
【Ｆターム（参考）】
4G077BE15
4G077FG12
4G077FG13
4G077HA12
5F057AA14
5F057AA34
5F057BA01
5F057BB06
5F057CA02
5F057DA16
5F057GA03
5F057GB21
(57)【要約】
【課題】窒化ガリウム等の窒化物半導体を高速にスライスし、窒化物半導体基板を効率よく製造できる技術を提供する。
【解決手段】窒化物半導体からなる被加工物を準備する工程と、被加工物の主面の中心を回転軸として、被加工物を回転速度Ｎ１で回転させる工程と、被加工物を回転させる方向と同じ方向に、内周刃を有するブレードを回転速度Ｎ２で回転させる工程と、被加工物を回転軸と交差する方向にブレードに対する相対速度ｖで相対移動させ、ブレードによって被加工物を主面と平行な方向にスライスする工程と、を有し、スライスにより被加工物の側面に形成される円環状の切削溝内において、ブレードが入っていない領域Ｚ１と、ブレードが入っている領域Ｚ２との内圧のバランスを保つように、回転速度Ｎ１、回転速度Ｎ２、相対速度ｖ、加工液の供給量Ｌ、および、加工液の粘度ηの少なくともいずれかを制御する、窒化物半導体基板の製造方法。
【選択図】図１
【解決手段】窒化物半導体からなる被加工物を準備する工程と、被加工物の主面の中心を回転軸として、被加工物を回転速度Ｎ１で回転させる工程と、被加工物を回転させる方向と同じ方向に、内周刃を有するブレードを回転速度Ｎ２で回転させる工程と、被加工物を回転軸と交差する方向にブレードに対する相対速度ｖで相対移動させ、ブレードによって被加工物を主面と平行な方向にスライスする工程と、を有し、スライスにより被加工物の側面に形成される円環状の切削溝内において、ブレードが入っていない領域Ｚ１と、ブレードが入っている領域Ｚ２との内圧のバランスを保つように、回転速度Ｎ１、回転速度Ｎ２、相対速度ｖ、加工液の供給量Ｌ、および、加工液の粘度ηの少なくともいずれかを制御する、窒化物半導体基板の製造方法。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
窒化物半導体からなる被加工物を準備する工程と、
前記被加工物の主面の中心を回転軸として、前記被加工物を回転速度Ｎ１で回転させる工程と、
前記被加工物を回転させる方向と同じ方向に、内周刃を有するブレードを回転速度Ｎ２で回転させる工程と、
前記被加工物を前記回転軸と交差する方向に前記ブレードに対する相対速度ｖで相対移動させ、前記ブレードによって前記被加工物を前記主面と平行な方向にスライスする工程と、
を有し、
前記スライスする工程では、スライスにより前記被加工物の側面に形成される円環状の切削溝内において、前記ブレードが入っていない領域Ｚ１に、前記ブレードに供給する加工液を所定量滞留させ、前記領域Ｚ１と、前記ブレードが入っている領域Ｚ２との内圧のバランスを保つように、前記回転速度Ｎ１、前記回転速度Ｎ２、前記相対速度ｖ、前記加工液の供給量Ｌ、および、前記加工液の粘度ηの少なくともいずれかを制御する、窒化物半導体基板の製造方法。
前記被加工物の主面の中心を回転軸として、前記被加工物を回転速度Ｎ１で回転させる工程と、
前記被加工物を回転させる方向と同じ方向に、内周刃を有するブレードを回転速度Ｎ２で回転させる工程と、
前記被加工物を前記回転軸と交差する方向に前記ブレードに対する相対速度ｖで相対移動させ、前記ブレードによって前記被加工物を前記主面と平行な方向にスライスする工程と、
を有し、
前記スライスする工程では、スライスにより前記被加工物の側面に形成される円環状の切削溝内において、前記ブレードが入っていない領域Ｚ１に、前記ブレードに供給する加工液を所定量滞留させ、前記領域Ｚ１と、前記ブレードが入っている領域Ｚ２との内圧のバランスを保つように、前記回転速度Ｎ１、前記回転速度Ｎ２、前記相対速度ｖ、前記加工液の供給量Ｌ、および、前記加工液の粘度ηの少なくともいずれかを制御する、窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項2】
前記スライスする工程では、前記被加工物をスライスする間、前記回転速度Ｎ１を次第に下げる、または、前記回転速度Ｎ２を次第に上げる、請求項１に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項3】
前記スライスする工程では、前記ブレードの所定位置Ｐが、前記被加工物に接触してから、前記主面の平面視において、前記被加工物の外側に抜けるまでの時間Ｔｅが一定になるように、前記回転速度Ｎ１または前記回転速度Ｎ２を制御する、請求項１に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項4】
前記スライスする工程では、前記被加工物を基板として分離するまで、前記回転速度Ｎ１を０にしない、請求項１に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項5】
前記スライスする工程では、前記被加工物を基板として分離した後も、前記回転速度Ｎ１、前記回転速度Ｎ２、および、前記相対速度ｖを０にしない、請求項１に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項6】
前記スライスする工程では、前記被加工物が１回転する間に、前記ブレードが切り込む面積を、２ｍｍ２以下とする、請求項１に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項7】
前記スライスする工程では、前記被加工物の中心に、φ０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の柱部が残るように前記被加工物を切り込み、前記柱部を破断させることによって、前記被加工物を基板として分離する、請求項１に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項8】
前記被加工物は、面内のｃ軸分布が同心円状である窒化物半導体からなり、
前記スライスする工程では、前記窒化物半導体のｃ面と平行な方向にスライスする、請求項１に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
前記スライスする工程では、前記窒化物半導体のｃ面と平行な方向にスライスする、請求項１に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項9】
前記被加工物は、窒化ガリウム結晶からなり、
前記スライスする工程では、前記窒化ガリウム結晶の＋ｃ面を鉛直下向きに保持して、前記窒化ガリウム結晶をスライスする、請求項１に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
前記スライスする工程では、前記窒化ガリウム結晶の＋ｃ面を鉛直下向きに保持して、前記窒化ガリウム結晶をスライスする、請求項１に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項10】
前記被加工物は、窒化ガリウム結晶からなり、
前記スライスする工程では、前記窒化ガリウム結晶の－ｃ面を鉛直下向きに保持して、前記窒化ガリウム結晶をスライスする、請求項８に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
前記スライスする工程では、前記窒化ガリウム結晶の－ｃ面を鉛直下向きに保持して、前記窒化ガリウム結晶をスライスする、請求項８に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項11】
直径４インチ以上の窒化物半導体基板であって、
＋ｃ面側の幾何学的形状は、凸型同心円状であり、
－ｃ面側の幾何学的形状は、凹型同心円状であり、
いずれか一方の主面の中心に、高さ３００μｍ以下、幅０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の微小凸部を有する、窒化物半導体基板。
＋ｃ面側の幾何学的形状は、凸型同心円状であり、
－ｃ面側の幾何学的形状は、凹型同心円状であり、
いずれか一方の主面の中心に、高さ３００μｍ以下、幅０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の微小凸部を有する、窒化物半導体基板。
【請求項12】
面内のｃ軸分布は同心円状である、請求項１１に記載の窒化物半導体基板。
【請求項13】
少なくとも一方の主面に、６回対象のソーマークを有する、請求項１１に記載の窒化物半導体基板。
【請求項14】
少なくとも一方の主面に、螺旋状のソーマークを有する、請求項１１に記載の窒化物半導体基板。
【請求項15】
前記微小凸部を有する主面と反対側の主面の中心に、深さ３００μｍ以下、幅０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の微小凹部を有する、請求項１１に記載の窒化物半導体基板。
【請求項16】
直径４インチ以上の窒化物半導体基板であって、
＋ｃ面側の幾何学的形状は、凸型同心円状であり、
－ｃ面側の幾何学的形状は、凹型同心円状である、窒化物半導体基板。
＋ｃ面側の幾何学的形状は、凸型同心円状であり、
－ｃ面側の幾何学的形状は、凹型同心円状である、窒化物半導体基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、窒化物半導体基板の製造方法、および、窒化物半導体基板に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体結晶をスライスし、半導体基板を製造する方法は各種開示されている。例えば、特許文献１には、単結晶である被加工物を回転させる工程と、被加工物の回転軸と交差する方向にワイヤソーを走行させる工程と、走行中のワイヤソーを用いて、回転中の被加工物を切り込む工程と、を含み、切り込む工程において、被加工物の結晶方位に応じて切り込み量を変える、ことを特徴とする基板の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１６－２２５５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明の目的は、窒化ガリウム等の窒化物半導体を、割れやクラックを抑制しつつ高速にスライスし、窒化物半導体基板を効率よく製造できる技術を提供することである。本明細書で述べる「割れ」とは半導体結晶が割れて分離・分割する事であり、「クラック」とは分割迄には至っていないが半導体結晶内部に亀裂が入っている事を表している。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一態様によれば、
窒化物半導体からなる被加工物を準備する工程と、
前記被加工物の主面の中心を回転軸として、前記被加工物を回転速度Ｎ１で回転させる工程と、
前記被加工物を回転させる方向と同じ方向に、内周刃を有するブレードを回転速度Ｎ２で回転させる工程と、
前記被加工物を前記回転軸と交差する方向に前記ブレードに対する相対速度ｖで相対移動させ、前記ブレードによって前記被加工物を前記主面と平行な方向にスライスする工程と、
を有し、
前記スライスする工程では、スライスにより前記被加工物の側面に形成される円環状の切削溝内において、前記ブレードが入っていない領域Ｚ１に、前記ブレードに供給する加工液を所定量滞留させ、前記領域Ｚ１と、前記ブレードが入っている領域Ｚ２との内圧のバランスを保つように、前記回転速度Ｎ１、前記回転速度Ｎ２、前記相対速度ｖ、前記加工液の供給量Ｌ、および、前記加工液の粘度ηの少なくともいずれかを制御する、窒化物半導体基板の製造方法が提供される。
窒化物半導体からなる被加工物を準備する工程と、
前記被加工物の主面の中心を回転軸として、前記被加工物を回転速度Ｎ１で回転させる工程と、
前記被加工物を回転させる方向と同じ方向に、内周刃を有するブレードを回転速度Ｎ２で回転させる工程と、
前記被加工物を前記回転軸と交差する方向に前記ブレードに対する相対速度ｖで相対移動させ、前記ブレードによって前記被加工物を前記主面と平行な方向にスライスする工程と、
を有し、
前記スライスする工程では、スライスにより前記被加工物の側面に形成される円環状の切削溝内において、前記ブレードが入っていない領域Ｚ１に、前記ブレードに供給する加工液を所定量滞留させ、前記領域Ｚ１と、前記ブレードが入っている領域Ｚ２との内圧のバランスを保つように、前記回転速度Ｎ１、前記回転速度Ｎ２、前記相対速度ｖ、前記加工液の供給量Ｌ、および、前記加工液の粘度ηの少なくともいずれかを制御する、窒化物半導体基板の製造方法が提供される。
【0006】
本発明の他の態様によれば、
直径４インチ以上の窒化物半導体基板であって、
＋ｃ面側の幾何学的形状は、凸型同心円状であり、
－ｃ面側の幾何学的形状は、凹型同心円状であり、
いずれか一方の主面の中心に、高さ３００μｍ以下、幅０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の微小凸部を有する、窒化物半導体基板が提供される。
直径４インチ以上の窒化物半導体基板であって、
＋ｃ面側の幾何学的形状は、凸型同心円状であり、
－ｃ面側の幾何学的形状は、凹型同心円状であり、
いずれか一方の主面の中心に、高さ３００μｍ以下、幅０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の微小凸部を有する、窒化物半導体基板が提供される。
【0007】
本発明のさらに他の態様によれば、
直径４インチ以上の窒化物半導体基板であって、
＋ｃ面側の幾何学的形状は、凸型同心円状であり、
－ｃ面側の幾何学的形状は、凹型同心円状である、窒化物半導体基板が提供される。
直径４インチ以上の窒化物半導体基板であって、
＋ｃ面側の幾何学的形状は、凸型同心円状であり、
－ｃ面側の幾何学的形状は、凹型同心円状である、窒化物半導体基板が提供される。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、窒化ガリウム等の窒化物半導体を、割れやクラックを抑制しつつ高速にスライスし、窒化物半導体基板を効率よく製造できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
＜発明者の得た知見＞
まず、発明者が得た知見について説明する。
まず、発明者が得た知見について説明する。
【0011】
半導体結晶をスライスし、半導体基板を製造する方法は各種開示されている。しかしながら、窒化物半導体、特に窒化ガリウムは、高硬度、高脆性材料であるため、クラックや割れ等を抑制しつつ、高速にスライスすることは非常に困難である。例えば、特許文献１のように、ワイヤソーを用いた方法では、スライス速度を速くすると、クラックや割れが発生することがわかっている。本明細書で述べる「高脆性」とは脆性がより顕著であり脆性破壊し易い事を表している。
【0012】
本願発明者は、上述のような事象に対して鋭意研究を行った。その結果、内周刃を有するブレードを用い、被加工物をブレードと同じ方向に回転させながらスライスすることで、被加工物およびブレードから生じる加工屑を加工液と一緒にスラッジとして速やかに排出し、窒化ガリウム等の被加工物を高速にスライスできることを見出した。この方法によれば、被加工物とブレードとの接触部近傍にスラッジが滞在する時間を短くできるため、クラックや割れ等を抑制しつつ、高速にスライスすることが可能となる。
【0013】
また、本願発明者のさらなる鋭意研究の結果、スライスにより被加工物の側面に形成される円環状の切削溝内において、ブレードが入っていない領域に加工液が充分に滞留していない状態になると、ブレードが入っていない領域と、ブレードが入っている領域との内圧のバランスが崩れ、被加工物の回転中心軸が曲がってしまい、割れやクラックが発生しやすいことがわかった。したがって、ブレードが入っていない領域に、加工液を所定量滞留させ、ブレードが入っていない領域と、ブレードが入っている領域との内圧のバランスを保つように、被加工物の回転速度、ブレードの回転速度、ブレードに対する被加工物の相対速度（被加工物の送り速度）、加工液の供給量、および、加工液の粘度の少なくともいずれかを制御することで、クラックや割れ等を抑制しつつ高速にスライスすることが可能となることを見出した。
【0014】
［本発明の実施形態の詳細］
次に、本発明の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
次に、本発明の一実施形態を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0015】
＜本発明の第１実施形態＞
（１）窒化物半導体基板１００の製造方法
まず、本実施形態の窒化物半導体基板１００の製造方法について説明する。図１は、本実施形態の窒化物半導体基板１００の製造方法の一例を示すフロー図である。図１に示すように、本実施形態の窒化物半導体基板１００の製造方法は、例えば、被加工物準備工程Ｓ１０１と、被加工物回転工程Ｓ１０２と、ブレード回転工程Ｓ１０３と、スライス工程Ｓ１０４と、を有している。
（１）窒化物半導体基板１００の製造方法
まず、本実施形態の窒化物半導体基板１００の製造方法について説明する。図１は、本実施形態の窒化物半導体基板１００の製造方法の一例を示すフロー図である。図１に示すように、本実施形態の窒化物半導体基板１００の製造方法は、例えば、被加工物準備工程Ｓ１０１と、被加工物回転工程Ｓ１０２と、ブレード回転工程Ｓ１０３と、スライス工程Ｓ１０４と、を有している。
【0016】
（被加工物準備工程Ｓ１０１）
被加工物準備工程Ｓ１０１は、例えば、窒化ガリウム等の窒化物半導体からなる被加工物１０を準備する工程である。本実施形態では、被加工物１０が、窒化ガリウムからなる円柱形状のバルク結晶である場合について説明する。なお、被加工物１０の形状は円柱形状に限定されるものではない。被加工物１０の直径は、例えば、４インチ以上８インチ以下である。被加工物１０の主面は、例えば、ｃ面であり、面内のｃ軸分布が同心円状になっている。ここでｃ面とは指数面としては｛０００１｝であり、ｃ軸とは［０００１］であり、ｃ軸分布が同心円状とはｃ面の中心付近から回転対称にｃ軸が分布している事である。このような被加工物１０は、例えば、ＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長法、Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）等によって窒化ガリウムをエピタキシャル成長させることで得ることができる。
被加工物準備工程Ｓ１０１は、例えば、窒化ガリウム等の窒化物半導体からなる被加工物１０を準備する工程である。本実施形態では、被加工物１０が、窒化ガリウムからなる円柱形状のバルク結晶である場合について説明する。なお、被加工物１０の形状は円柱形状に限定されるものではない。被加工物１０の直径は、例えば、４インチ以上８インチ以下である。被加工物１０の主面は、例えば、ｃ面であり、面内のｃ軸分布が同心円状になっている。ここでｃ面とは指数面としては｛０００１｝であり、ｃ軸とは［０００１］であり、ｃ軸分布が同心円状とはｃ面の中心付近から回転対称にｃ軸が分布している事である。このような被加工物１０は、例えば、ＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長法、Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）等によって窒化ガリウムをエピタキシャル成長させることで得ることができる。
【0017】
（被加工物回転工程Ｓ１０２）
被加工物回転工程Ｓ１０２は、例えば、被加工物１０の主面の中心を回転軸として、被加工物１０を回転速度Ｎ１で回転させる工程である。回転速度Ｎ１は、スライス工程Ｓ１０４において変化させることがあるが、初期状態（スライス前）の回転速度Ｎ１は、例えば、５０ｒｐｍ以上５００ｒｐｍ以下である。被加工物１０を回転させない場合、スライス時に結晶が割れてしまう可能性がある。これに対し、被加工物１０を回転させながらスライスすることで、割れを抑制することができる。
被加工物回転工程Ｓ１０２は、例えば、被加工物１０の主面の中心を回転軸として、被加工物１０を回転速度Ｎ１で回転させる工程である。回転速度Ｎ１は、スライス工程Ｓ１０４において変化させることがあるが、初期状態（スライス前）の回転速度Ｎ１は、例えば、５０ｒｐｍ以上５００ｒｐｍ以下である。被加工物１０を回転させない場合、スライス時に結晶が割れてしまう可能性がある。これに対し、被加工物１０を回転させながらスライスすることで、割れを抑制することができる。
【0018】
（ブレード回転工程Ｓ１０３）
ブレード回転工程Ｓ１０３は、例えば、被加工物１０を回転させる方向と同じ方向に、内周刃を有するブレード２０を回転速度Ｎ２で回転させる工程である。回転速度Ｎ２は、スライス工程Ｓ１０４において変化させることがあるが、初期状態の回転速度Ｎ２は、例えば、６００ｒｐｍ以上１２００ｒｐｍ以下である。被加工物１０を回転させる方向と反対の方向に、ブレード２０を回転させた場合、スライス時に結晶が割れてしまう可能性がある。これに対し、被加工物１０を回転させる方向と同じ方向に、ブレード２０を回転させながらスライスすることで、割れを抑制することができる。なお、ブレード回転工程Ｓ１０３は、被加工物回転工程Ｓ１０２の前、または同時に行ってもよい。
ブレード回転工程Ｓ１０３は、例えば、被加工物１０を回転させる方向と同じ方向に、内周刃を有するブレード２０を回転速度Ｎ２で回転させる工程である。回転速度Ｎ２は、スライス工程Ｓ１０４において変化させることがあるが、初期状態の回転速度Ｎ２は、例えば、６００ｒｐｍ以上１２００ｒｐｍ以下である。被加工物１０を回転させる方向と反対の方向に、ブレード２０を回転させた場合、スライス時に結晶が割れてしまう可能性がある。これに対し、被加工物１０を回転させる方向と同じ方向に、ブレード２０を回転させながらスライスすることで、割れを抑制することができる。なお、ブレード回転工程Ｓ１０３は、被加工物回転工程Ｓ１０２の前、または同時に行ってもよい。
【0019】
本実施形態で用いるブレード２０としては、例えば、台金の厚みが１００μｍ以上１５０μｍ以下であり、内周部にダイヤモンド砥粒（４０～７０μｍ径）が電着されているものを用いることができる。ブレード２０を張り上げる際は、例えば、顕微鏡でブレード２０の刃先の位置を複数箇所確認し、刃先の芯ずれが１０μｍ以下となるように調整することが好ましい。これにより、クラックや割れ等を抑制しつつ、被加工物１０を高速にスライスすることができる。なお、台金の厚みは前記範囲に限らず、台金がブレード２０の張り上げ時に掛かる張力に耐え得る高張力鋼の場合はさらに薄くする事で、後述のスライス工程Ｓ１０４において生じる結晶ロスを低減する事が出来る。またブレード２０を張り上げるとは、内周刃切断装置の所定の箇所にブレード２０を設置する際に、台金に張力を掛けながらブレード２０を固定する事である。
【0020】
（スライス工程Ｓ１０４）
図２は、本実施形態のスライス工程Ｓ１０４を説明する模式図である。図２に示すように、スライス工程Ｓ１０４は、例えば、被加工物１０を回転軸と交差（または略直交）する方向にブレード２０に対する相対速度ｖで相対移動させ、ブレード２０によって被加工物１０を主面（例えば、ｃ面）と平行な方向にスライスする工程である。スライス工程Ｓ１０４では、ブレード２０に加工液を供給しながらスライスを行うことが好ましい。なお、本明細書において、被加工物１０を主面と平行な方向にスライスするとは、例えば、スライスする方向が被加工物１０の主面と完全に平行な場合の他、スライスする方向が被加工物１０の主面から若干傾いている（例えば、５度以下の角度で傾いている）場合も含むものとする。
図２は、本実施形態のスライス工程Ｓ１０４を説明する模式図である。図２に示すように、スライス工程Ｓ１０４は、例えば、被加工物１０を回転軸と交差（または略直交）する方向にブレード２０に対する相対速度ｖで相対移動させ、ブレード２０によって被加工物１０を主面（例えば、ｃ面）と平行な方向にスライスする工程である。スライス工程Ｓ１０４では、ブレード２０に加工液を供給しながらスライスを行うことが好ましい。なお、本明細書において、被加工物１０を主面と平行な方向にスライスするとは、例えば、スライスする方向が被加工物１０の主面と完全に平行な場合の他、スライスする方向が被加工物１０の主面から若干傾いている（例えば、５度以下の角度で傾いている）場合も含むものとする。
【0021】
スライス工程Ｓ１０４において、相対速度ｖは、例えば、０．１ｍｍ／ｍｉｎ以上１０ｍｍ／ｍｉｎ以下とすることが好ましい。相対速度ｖが０．１ｍｍ／ｍｉｎ未満では、スライスにかかる時間が長くなってしまい、効率が悪い。これに対し、相対速度ｖを０．１ｍｍ／ｍｉｎ以上とすることで、スライスにかかる時間を短縮し、効率よくスライスすることができる。一方、相対速度ｖが１０ｍｍ／ｍｉｎを超えると、所望の形状の窒化物半導体基板１００が得られない可能性がある。これに対し、相対速度ｖを１０ｍｍ／ｍｉｎとすることで、所望の形状の窒化物半導体基板１００を得ることができる。
【0022】
図３（ａ）は、スライス途中の被加工物１０を示す平面模式図であり、図３（ｂ）は、スライス途中の被加工物１０を示す側面断面図である。なお、図３（ａ）においては、ブレード２０は内径の一部のみを示している。図３（ｂ）に示すように、スライスにより、被加工物１０の側面には円環状の切削溝１１が形成される。ここで、切削溝１１内、特に、ブレード２０が入っていない領域Ｚ１に、加工液が充分に滞留していない状態になると、領域Ｚ１と、ブレード２０が入っている領域Ｚ２との内圧のバランスが崩れ、図３（ｂ）に示す、被加工物１０のブレード２０より下側の領域が振動し、ブレード２０から離れたり接触したりする事で、割れやクラックが発生しやすくなる。したがって、スライス工程Ｓ１０４では、切削溝１１内において、領域Ｚ１に加工液を所定量滞留させ、領域Ｚ１と、領域Ｚ２との内圧のバランスを保つように、回転速度Ｎ１、回転速度Ｎ２、相対速度ｖ、加工液の供給量Ｌ、および、加工液の粘度ηの少なくともいずれかを制御することが好ましい。ここでの内圧とは、領域Ｚ１において加工液が切削溝１１内に滞留していることにより生じている圧力と、領域Ｚ２においてブレード２０が存在している事により生じる圧力を意味するものである。
【0023】
スライス工程Ｓ１０４では、被加工物１０をスライスする間、例えば、加工液の供給量Ｌを次第に上げる、または、加工液の粘度ηを次第に上げることが好ましい。加工液の粘度ηを次第に上げるには、例えば、粘度の高い加工液Ａと、粘度の低い加工液Ｂとを混合しながら供給し、その混合比を次第に変化させればよい。これにより、領域Ｚ１に加工液が滞留しやすくなり、領域Ｚ１と領域Ｚ２との内圧のバランスを保ちやすくなる。なお、スライス工程Ｓ１０４では、加工液の供給量Ｌを次第に上げ、かつ、加工液の粘度ηを次第に上げても構わない。また、加工液の供給量Ｌ（加工液の粘度η）は、段階的に変化させてもよいし、連続的に変化させてもよい。
【0024】
スライス工程Ｓ１０４では、被加工物１０をスライスする間、例えば、回転速度Ｎ１を次第に下げる、または、回転速度Ｎ２を次第に上げることが好ましい。被加工物１０をスライスする間、ブレード２０の加工能は次第に低下する可能性がある。したがって、上記のように回転速度Ｎ１または回転速度Ｎ２を制御することで、ブレード２０の加工能が低下した状態でも、効率よくスライスすることができる。また、領域Ｚ１と領域Ｚ２との内圧のバランスを保ちやすくなる。なお、スライス工程Ｓ１０４では、回転速度Ｎ１を次第に下げ、かつ、回転速度Ｎ２を次第に上げても構わない。また、回転速度Ｎ１（回転速度Ｎ２）は、段階的に変化させてもよいし、連続的に変化させてもよい。
【0025】
さらに、ブレード２０の加工能低下について、本願発明者が鋭意研究した結果、窒化ガリウム等の高硬度、高脆性材料のスライスにおいて、被加工物１０とブレード２０との接触部近傍に加工屑等を含むスラッジが滞在する時間が、ブレード２０の加工能低下に大きな影響を及ぼしていることがわかった。したがって、スライス工程Ｓ１０４では、例えば、図４で示しているブレード２０の所定位置Ｐが、被加工物１０に接触してから、被加工物１０の主面の平面視において、被加工物１０の外側に抜けるまでの時間Ｔｅが一定となるように、回転速度Ｎ１または回転速度Ｎ２を制御することがより好ましいことがわかった。時間Ｔｅが一定であるということは、被加工物１０とブレード２０の所定位置Ｐの周りに存在しているスラッジが接触している時間が一定になっていることを意味し、これにより、ブレード２０の加工能低下を抑制することが可能である。即ち、ブレード２０の所定位置Ｐの周りに存在しているスラッジが被加工物１０と接触している時間が長くなると加工能を低下させてしまう。
【0026】
以下、時間Ｔｅの算出方法について説明する。図４は、時間Ｔｅの算出方法を説明するための平面模式図である。なお、図４では、ブレード２０の内径のみ示し、外径は省略している。図４に示すように、ブレード２０の内周半径はＲｂ、ブレード２０の回転中心座標は（０，０）とする。被加工物１０の半径はＲｓ、被加工物１０の回転中心座標は（Ｒｂ－Ｒ，０）とし（Ｒは被加工物１０の未切断半径）、被加工物１０はＸ軸方向（紙面右方向）に速度ｖで移動するものとする。ブレード２０がＮ回転した際、ブレード２０の所定位置Ｐが被加工物１０に接触したタイミングの座標を（Ｘｃ，Ｙｃ）とし、前記位置Ｐが被加工物１０の外側に抜けるタイミングの座標を（Ｘｅ，Ｙｅ）とする。時間Ｔｅを算出する際は、ブレード２０が１回転すると、被加工物１０の回転中心座標が、Ｘ軸方向にΔＬｓだけ移動すると近似する。ブレード２０がＮ回転する時間Ｔは、Ｔ＝Ｎ／Ｎ２、被加工物１０の移動量Ｌｓは、Ｌｓ＝ｖ×Ｔ、被加工物１０の未切断半径Ｒは、Ｒ＝Ｒｓ－Ｌｓとなる。まず、（Ｘｅ，Ｙｅ）を求める。ブレード２０については、Ｘｅ２＋Ｙｅ２＝Ｒｂ２が成り立ち、被加工物１０については、被加工物１０の回転中心座標が（Ｒｂ－Ｒｓ＋Ｌｓ，０）となるため、（Ｘｅ－（Ｒｂ－Ｒｓ＋Ｌｓ））２＋Ｙｅ２＝Ｒｓ２が成り立つ。これら２つの式から、Ｘｅ＝［Ｒｂ２－Ｒｓ２＋（Ｒｂ－Ｒｓ＋Ｌｓ）２］／２（Ｒｂ－Ｒｓ＋Ｌｓ）となる。（Ｘｃ，Ｙｃ）と（Ｘｅ，Ｙｅ）とのなす角をθとすると、ｃｏｓθ＝Ｘｅ／Ｒｂであるため、θ＝ｃｏｓ－１（Ｘｅ／Ｒｂ）となる。次に、ブレード２０と被加工物１０の相対周速度Ｖを求める。ブレード２０の周速度Ｖｂは、Ｖｂ＝２π×Ｎ２×Ｒｂであり、被加工物１０の周速度Ｖｓは、Ｖｓ＝２π×Ｎ１×Ｒである。ブレード２０と被加工物１０は、同方向に回転しているため、相対周速度Ｖは、Ｖ＝Ｖｂ－Ｖｓとなり、相対角速度ωに変換すると、ω＝Ｖ／Ｒｂとなる。したがって、位置Ｐが、（Ｘｃ，Ｙｃ）から（Ｘｅ，Ｙｅ）まで移動する時間Ｔｅは、Ｔｅ＝θ／ωで表される。
【0027】
上述の式を用いて、Ｒｓ＝５０ｍｍ、Ｎ１＝１００ｒｐｍ、Ｒｂ＝１２０ｍｍ、Ｎ２＝９００ｒｐｍ、ｖ＝５ｍｍ／ｍｉｎの条件で時間Ｔｅを算出した。図５は、被加工物１０の未切断半径Ｒと、時間Ｔｅとの関係を示すグラフである。図５に示すように、回転速度Ｎ１、回転速度Ｎ２、および、相対速度ｖが一定の条件においては、時間Ｔｅはスライス初期に大きく増加し、その後は緩やかに増加している。したがって、例えば、図５に示すような、被加工物１０の未切断半径Ｒの減少に伴う、時間Ｔｅの増加量を打ち消すように、回転速度Ｎ１を下げる（または、回転速度Ｎ２を上げる）ことによって、時間Ｔｅを一定に保ちながら、スライスすることができる。これにより、ブレード２０の切断能低下を抑制し、より高速なスライスが可能となる。
【0028】
スライス工程Ｓ１０４では、例えば、被加工物１０を基板（窒化物半導体基板１００）として分離するまで、回転速度Ｎ１を０にしない（被加工物１０を回転させ続ける）ことが好ましい。被加工物１０を基板として分離する際、回転速度Ｎ１を０にした場合、スライスした基板が回転しているブレード２０と接触して割れてしまう可能性がある。これに対し、被加工物１０を基板として分離するまで被加工物１０を回転させることで、前述した領域Ｚ１と領域Ｚ２の内圧がバランスした状態が維持されてスライスした基板が割れたり、クラックが発生したりすることを抑制できる。
【0029】
スライス工程Ｓ１０４では、例えば、被加工物１０を基板として分離した後も、回転速度Ｎ１、回転速度Ｎ２、および、相対速度ｖを０にしないことが好ましい。これにより、スライス後に残った被加工物１０の切断面（特に中心付近）を平滑にすることができる。被加工物１０を基板として分離した後、所定の時間が経過したら、回転速度Ｎ１、回転速度Ｎ２、および、相対速度ｖを０にし、スライス工程Ｓ１０４を終了すればよい。
【0030】
スライス工程Ｓ１０４では、例えば、被加工物１０が１回転する間に、ブレード２０が切り込む面積を、１ｍｍ２以上２ｍｍ２以下とすることが好ましい。被加工物１０が１回転する間にブレード２０が切り込む面積が１ｍｍ２未満では、スライスにかかる時間が長くなってしまい、効率が悪い。これに対し、被加工物１０が１回転する間にブレード２０が切り込む面積を１ｍｍ２以上とすることで、スライスにかかる時間を短縮し、効率よくスライスすることができる。一方、被加工物１０が１回転する間にブレード２０が切り込む面積が２ｍｍ２を超えると、所望の形状の窒化物半導体基板１００が得られない可能性がある。これに対し、被加工物１０が１回転する間にブレード２０が切り込む面積を２ｍｍ２以下とすることで、所望の形状の窒化物半導体基板１００を得ることができる。
【0031】
スライス工程Ｓ１０４では、例えば、ブレード２０と被加工物１０が接触し始める際に、相対速度ｖを一時的に下げる（例えば、相対速度ｖを０．１ｍｍ／ｍｉｎ以上１ｍｍ／ｍｉｎ未満とする）ことが好ましい。これにより、所望の形状の窒化物半導体基板１００を得ることができる。なお、スライス中の所定のタイミングで一時的に下げた相対速度ｖを再び元の値に戻してもよい。
【0032】
スライス工程Ｓ１０４では、例えば、被加工物１０を切り終える直前（具体的には、例えば、被加工物１０の未切断半径Ｒ＜０．１×Ｒｓを満たす範囲）で、回転速度Ｎ１を１０ｒｐｍ以上５０ｒｐｍ未満まで下げることが好ましい。これにより、所望の形状の窒化物半導体基板１００を得ることができる。
【0033】
スライス工程Ｓ１０４では、例えば、被加工物１０の未切断半径Ｒが完全に０となるまで、ブレード２０によるスライスを継続しなくてもよい。具体的には、例えば、被加工物１０の中心に、φ０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の柱部が残るように被加工物１０を切り込み、柱部を破断させることによって、被加工物１０を基板として分離してもよい。柱部を破断させる際は、被加工物１０の自重によって破断するようにしてもよいし、加工液の供給によって被加工物１０の下側の切断する基板側に振動を与えて破断させるようにしてもよい。また、柱部を破断させる際、回転速度Ｎ１、回転速度Ｎ２、および、相対速度ｖは、０にしてもよいし、回転速度Ｎ２以外はそのまま維持してもよい。この柱部を残す場合、ブレード２０の回転速度Ｎ２のみは０にしないと、切断した基板が回転しているブレード２０と接触して割れ、クラックが生じる可能性がある。被加工物１０をこのように分離することで、スライスした基板がブレード２０や装置の他の箇所と接触することを抑制でき、かつ、クラックや割れを抑制することができる。また、被加工物１０をこのように分離することで、主面の中心に微小凸部１０１（柱部の痕跡）を有する窒化物半導体基板１００を製造することができる。主面の中心に微小凸部１０１を有する窒化物半導体基板１００の詳細は後述する。
【0034】
本実施形態のスライス工程Ｓ１０４では、例えば、窒化ガリウム結晶の＋ｃ面（Ｇａ面）を鉛直下向きに保持して、窒化ガリウム結晶をスライスしている。これにより、－ｃ面（Ｎ面）側の主面の中心に微小凸部１０１を有する窒化物半導体基板１００を製造することができる。窒化ガリウム結晶において、－ｃ面側は、＋ｃ面側より柔らかく、加工が容易なため、－ｃ面側の主面の中心に微小凸部１０１を有する窒化物半導体基板１００は、微小凸部１０１を除去しやすいというメリットがある。
【0035】
（２）窒化物半導体基板１００の構成
次に、本実施形態の窒化物半導体基板１００の構成について説明する。図６（ａ）は、窒化物半導体基板１００の平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。窒化物半導体基板１００は、例えば、直径４インチ以上８インチ以下の窒化物半導体結晶からなり、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、いずれか一方の主面（本実施形態では－ｃ面側）の中心に微小凸部１０１を有している。窒化物半導体基板１００の面内のｃ軸分布は、例えば、被加工物１０と同様に同心円状になっている。窒化物半導体基板１００の厚みは特に限定されないが、例えば、０．２５ｍｍ以上である。
次に、本実施形態の窒化物半導体基板１００の構成について説明する。図６（ａ）は、窒化物半導体基板１００の平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。窒化物半導体基板１００は、例えば、直径４インチ以上８インチ以下の窒化物半導体結晶からなり、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、いずれか一方の主面（本実施形態では－ｃ面側）の中心に微小凸部１０１を有している。窒化物半導体基板１００の面内のｃ軸分布は、例えば、被加工物１０と同様に同心円状になっている。窒化物半導体基板１００の厚みは特に限定されないが、例えば、０．２５ｍｍ以上である。
【0036】
微小凸部１０１の高さは、例えば、３００μｍ以下であり、幅は０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下である。上述したように、このような微小凸部１０１は、例えば、被加工物１０の中心に、φ０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の柱部が残るように被加工物１０を切り込み、柱部を破断させることによって、被加工物１０を基板として分離することで形成される。本実施形態の窒化物半導体基板１００は、主面の中心に敢えて微小凸部１０１を形成することで、クラックや割れのない基板を実現している。微小凸部１０１はサイズが小さいため、研磨等の方法により簡単に除去することができる。特に、本実施形態においては、－ｃ面側に微小凸部１０１が形成されているため、微小凸部１０１を除去しやすい。
【0037】
図６（ｂ）に示すように、本実施形態の窒化物半導体基板１００は、微小凸部１０１を有する主面と反対側の主面（本実施形態では＋ｃ面側）の中心に、深さ３００μｍ以下、幅０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の微小凹部１０２を有している。スライス工程Ｓ１０４において、柱部を破断させて被加工物１０を基板として分離した際、残された被加工物１０の切断面には、このような微小凹部１０２が形成されることがある。したがって、被加工物１０を複数回スライスし、複数枚の窒化物半導体基板１００を製造した場合、図６（ｂ）に示すような、微小凸部１０１および微小凹部１０２を有する窒化物半導体基板１００が得られる。この微小凹部１０２は、その後の研削や研磨等の加工により除去することができる。
【0038】
本実施形態の窒化物半導体基板１００において、＋ｃ面側の幾何学的形状は、凸型同心円状であり、－ｃ面側の幾何学的形状は、凹型同心円状になっている。これにより、その後の加工が少なく低コスト化が可能である。このような形状を有する窒化物半導体基板１００は、例えば、面内のｃ軸分布が同心円状となっている被加工物１０を、本実施形態で説明した方法によりスライスすることで得られる。以下、本明細書における、凸型同心円状および凹型同心円状の定義について説明する。
【0039】
本明細書において、以下の条件１または条件２のいずれか（好ましくは両方）を満たし、主面が凸型形状の場合、幾何学的形状が凸型同心円状というものとする。また、本明細書において、以下の条件１または条件２のいずれか（好ましくは両方）を満たし、主面が凹型形状の場合、幾何学的形状が凹型同心円状というものとする。
【0040】
（条件１）
窒化物半導体基板１００の主面の基準点（主面の幾何中心、または、ｃ軸分布が極値を取る点）から半径ｒの円周上に複数の測定点を設定し、各測定点における厚さ方向の座標ｚの最大値と最小値との差が、例えば、３０μｍ以下であるとき、条件１を満たすものとする。
窒化物半導体基板１００の主面の基準点（主面の幾何中心、または、ｃ軸分布が極値を取る点）から半径ｒの円周上に複数の測定点を設定し、各測定点における厚さ方向の座標ｚの最大値と最小値との差が、例えば、３０μｍ以下であるとき、条件１を満たすものとする。
【0041】
（条件２）
窒化物半導体基板１００の主面の基準点（主面の幾何中心、または、ｃ軸分布が極値を取る点）から半径ｒの円周上に複数の測定点を設定し、各測定点における厚さ方向の座標ｚの標準偏差σが、例えば、２０μｍ以下であるとき、条件２を満たすものとする。
窒化物半導体基板１００の主面の基準点（主面の幾何中心、または、ｃ軸分布が極値を取る点）から半径ｒの円周上に複数の測定点を設定し、各測定点における厚さ方向の座標ｚの標準偏差σが、例えば、２０μｍ以下であるとき、条件２を満たすものとする。
【0042】
条件１および条件２の判定において、半径ｒは、例えば、１ｃｍ以上５ｃｍ以下の範囲で任意の値を選択すればよい。また、半径ｒの円周上に複数の測定点を設定する際は、回転角が均等になるように複数の測定点を設定することが好ましい。例えば、測定点を４点とする場合、測定点１の回転角を０度とし、測定点２、３、４の回転角を９０度、１８０度、２７０度のように決めることが好ましい。該円周上における測定点数は、４点以上とすることが好ましく、８点以上とすることがより好ましく、１２点以上とすることがさらに好ましい。なお、該円周上における測定点数の上限は、特に限定されない。
【0043】
図７は、窒化物半導体基板１００が有するソーマークを示す模式図である。図７に示すように、窒化物半導体基板１００は、少なくとも一方の主面に、６回対称のソーマーク１０３または螺旋状のソーマーク１０４を有していてもよい。このようなソーマーク１０３（ソーマーク１０４）を有する窒化物半導体基板１００は、例えば、面内のｃ軸分布が同心円状となっている被加工物１０を、本実施形態で説明した方法によりスライスすることで得られる。本実施形態のソーマーク１０３（ソーマーク１０４）は、段差が小さい（例えば、段差１０μｍ以下）ため、研磨等の方法により簡単に除去することができる。
【0044】
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
本実施形態によれば、以下に示す１つまたは複数の効果を奏する。
【0045】
（ａ）本実施形態の窒化物半導体基板１００の製造方法においては、内周刃を有するブレード２０を用い、被加工物１０をブレード２０と同じ方向に回転させながらスライスすることで、被加工物１０およびブレード２０から生じる加工屑を加工液と一緒にスラッジとして速やかに排出し、窒化ガリウム等の被加工物１０を高速にスライスできる。本実施形態では、被加工物１０とブレード２０との接触部近傍にスラッジが滞在する時間を短くできるため、クラックや割れ等を抑制しつつ、高速にスライスすることが可能となる。
【0046】
（ｂ）本実施形態の窒化物半導体基板１００の製造方法においては、切削溝１１内において、領域Ｚ１に加工液を所定量滞留させ、領域Ｚ１と、領域Ｚ２との内圧のバランスを保つように、回転速度Ｎ１、回転速度Ｎ２、相対速度ｖ、加工液の供給量Ｌ、および、加工液の粘度ηの少なくともいずれかを制御することで、被加工物１０のブレード２０より下側の領域が振動してブレード２０から離れたり接触したりする事を防止し、クラックや割れ等を抑制しつつ、高速にスライスすることが可能となる。
【0047】
（ｃ）内周刃によるスライスにおいては、例えば、単位時間当たりの切削仕事量を一定にするような制御も考えられる。しかしながら、窒化ガリウム等の高硬度、高脆性材料のスライスにおいて、より高速なスライスを実現し、所望の形状の窒化物半導体基板１００を得るためには、単位時間当たりの切削仕事量を一定にするような制御ではなく、スライス進行に伴うブレード２０の加工能低下を考慮する必要があることがわかった。本実施形態の窒化物半導体基板１００の製造方法においては、被加工物１０をスライスする間、回転速度Ｎ１を次第に下げる、または、回転速度Ｎ２を次第に上げることで、ブレード２０の加工能が低下した状態でも、効率よくスライスすることができる。また、領域Ｚ１と、領域Ｚ２との内圧のバランスを保ちやすくなる。
【0048】
（ｄ）さらに、被加工物１０とブレード２０との接触部近傍に加工屑等のスラッジが滞在する時間が、ブレード２０の加工能低下に大きな影響を及ぼしていることがわかった。本実施形態の窒化物半導体基板１００の製造方法においては、ブレード２０の所定位置Ｐが、被加工物１０に接触してから、被加工物１０の主面の平面視において、被加工物１０の外側に抜けるまでの時間Ｔｅが一定となるように、回転速度Ｎ１または回転速度Ｎ２を制御することで、ブレード２０の切断能低下を抑制し、より高速なスライスが可能となる。具体的には、例えば、回転速度Ｎ１、回転速度Ｎ２、および、相対速度ｖが一定の条件において、時間Ｔｅを算出し、被加工物１０の未切断半径Ｒの減少に伴う、時間Ｔｅの増加量を打ち消すように、回転速度Ｎ１を下げる（または、回転速度Ｎ２を上げる）ことによって、時間Ｔｅを一定に保ちながら、スライスすることができる。
【0049】
（ｅ）本実施形態の窒化物半導体基板１００の製造方法においては、被加工物１０を基板として分離するまで、回転速度Ｎ１を０にしない（被加工物１０を回転させ続ける）ことで、スライスした基板が回転しているブレード２０と接触して割れてしまうことを抑制できる。
【0050】
（ｆ）本実施形態の窒化物半導体基板１００の製造方法においては、被加工物１０を基板として分離した後も、回転速度Ｎ１、回転速度Ｎ２、および、相対速度ｖを０にしないことで、スライス後に残った被加工物１０の切断面（特に中心付近）を平滑にすることができる。
【0051】
（ｇ）本実施形態の窒化物半導体基板１００の製造方法においては、被加工物１０が１回転する間に、ブレード２０が切り込む面積を、１ｍｍ２以上とすることで、スライスにかかる時間を短縮し、効率よくスライスすることができる。また、被加工物１０が１回転する間に、ブレード２０が切り込む面積を、２ｍｍ２以下とすることで、所望の形状の窒化物半導体基板１００を得ることができる。
【0052】
（ｈ）内周刃を有するブレード２０によって、窒化ガリウム等の高硬度、高脆性材料のスライスを行った場合、基板の中心に結晶欠損（凸状の突起、または、凹状の窪み）が発生し、それが起点となり、クラックや割れが発生する可能性がある。本実施形態の窒化物半導体基板１００の製造方法においては、例えば、被加工物１０の中心に、φ０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の柱部が残るように被加工物１０を切り込み、柱部を破断させることによって、被加工物１０を基板として分離している。このような分離により、主面の中心に敢えて微小凸部１０１を形成することで、スライスした基板が回転しているブレード２０と接触して割れてしまうことを抑制でき、かつ、クラックや割れを抑制することができる。
【0053】
（ｉ）本実施形態の窒化物半導体基板１００の製造方法においては、窒化ガリウム結晶の＋ｃ面（Ｇａ面）を鉛直下向きに保持して、窒化ガリウム結晶をスライスしている。これにより、－ｃ面（Ｎ面）側の主面の中心に微小凸部１０１を有する窒化物半導体基板１００を製造することができ、微小凸部１０１を除去しやすくなる。
【0054】
（ｊ）本実施形態の窒化物半導体基板１００は、主面の中心に敢えて微小凸部１０１を形成することで、クラックや割れのない基板を実現している。微小凸部１０１は、上述の結晶欠損に比べてサイズが小さいため、研磨等の方法により簡単に除去することができる。また、本実施形態の窒化物半導体基板１００は、＋ｃ面側の幾何学的形状が凸型同心円状、－ｃ面側の幾何学的形状が凹型同心円状になっているため、その後の加工が少なく低コスト化が可能である。
【0055】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【0056】
例えば、上述の第１実施形態では、スライス工程Ｓ１０４において、窒化ガリウム結晶の＋ｃ面（Ｇａ面）を鉛直下向きに保持して、窒化ガリウム結晶をスライスする場合について説明したが、スライス工程Ｓ１０４では、例えば、窒化ガリウム結晶の－ｃ面（Ｎ面）を鉛直下向きに保持して、窒化ガリウム結晶をスライスしてもよい。この場合、窒化ガリウム結晶のｃ軸分布が面内で同心円状になっているため、スライスされた基板は、ブレード２０から離れるように変形する。したがって、スライスされた基板とブレード２０とが接触するリスクを低減することができる。なお、この方法によって製造された窒化物半導体基板１００は、＋ｃ面側の主面の中心に微小凸部１０１を有することになる。
【0057】
また、例えば、スライス工程Ｓ１０４の後に、例えば、窒化物半導体基板１００の主面を研磨する研磨工程を行ってもよい。研磨によって、微小凸部１０１、微小凹部１０２、ソーマーク１０３（ソーマーク１０４）等は除去することができる。つまり、窒化物半導体基板１００は、微小凸部１０１、微小凹部１０２、および、ソーマーク１０３（ソーマーク１０４）を有していなくてもよい。しかしながら、主面の幾何学的形状は、研磨前の形状が反映されるため、研磨後の窒化物半導体基板１００は、例えば、直径４インチ以上８インチ以下の窒化物半導体結晶からなり、＋ｃ面側の幾何学的形状は、凸型同心円状であり、－ｃ面側の幾何学的形状は、凹型同心円状である。
【0058】
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様を付記する。
以下、本発明の好ましい態様を付記する。
【0059】
（付記１）
窒化物半導体からなる被加工物を準備する工程と、
前記被加工物の主面の中心を回転軸として、前記被加工物を回転速度Ｎ１で回転させる工程と、
前記被加工物を回転させる方向と同じ方向に、内周刃を有するブレードを回転速度Ｎ２で回転させる工程と、
前記被加工物を前記回転軸と交差する方向に前記ブレードに対する相対速度ｖで相対移動させ、前記ブレードによって前記被加工物を前記主面と平行な方向にスライスする工程と、
を有し、
前記スライスする工程では、スライスにより前記被加工物の側面に形成される円環状の切削溝内において、前記ブレードが入っていない領域Ｚ１に、前記ブレードに供給する加工液を所定量滞留させ、前記領域Ｚ１と、前記ブレードが入っている領域Ｚ２との内圧のバランスを保つように、前記回転速度Ｎ１、前記回転速度Ｎ２、前記相対速度ｖ、前記加工液の供給量Ｌ、および、前記加工液の粘度ηの少なくともいずれかを制御する、窒化物半導体基板の製造方法が提供される。
窒化物半導体からなる被加工物を準備する工程と、
前記被加工物の主面の中心を回転軸として、前記被加工物を回転速度Ｎ１で回転させる工程と、
前記被加工物を回転させる方向と同じ方向に、内周刃を有するブレードを回転速度Ｎ２で回転させる工程と、
前記被加工物を前記回転軸と交差する方向に前記ブレードに対する相対速度ｖで相対移動させ、前記ブレードによって前記被加工物を前記主面と平行な方向にスライスする工程と、
を有し、
前記スライスする工程では、スライスにより前記被加工物の側面に形成される円環状の切削溝内において、前記ブレードが入っていない領域Ｚ１に、前記ブレードに供給する加工液を所定量滞留させ、前記領域Ｚ１と、前記ブレードが入っている領域Ｚ２との内圧のバランスを保つように、前記回転速度Ｎ１、前記回転速度Ｎ２、前記相対速度ｖ、前記加工液の供給量Ｌ、および、前記加工液の粘度ηの少なくともいずれかを制御する、窒化物半導体基板の製造方法が提供される。
【0060】
（付記２）
付記１に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記スライスする工程では、前記被加工物をスライスする間、前記回転速度Ｎ１を次第に下げる、または、前記回転速度Ｎ２を次第に上げる。
付記１に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記スライスする工程では、前記被加工物をスライスする間、前記回転速度Ｎ１を次第に下げる、または、前記回転速度Ｎ２を次第に上げる。
【0061】
（付記３）
付記１に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記スライスする工程では、前記ブレードの所定位置Ｐが、前記被加工物に接触してから、前記主面の平面視において、前記被加工物の外側に抜けるまでの時間Ｔｅが一定になるように、前記回転速度Ｎ１または前記回転速度Ｎ２を制御する。
付記１に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記スライスする工程では、前記ブレードの所定位置Ｐが、前記被加工物に接触してから、前記主面の平面視において、前記被加工物の外側に抜けるまでの時間Ｔｅが一定になるように、前記回転速度Ｎ１または前記回転速度Ｎ２を制御する。
【0062】
（付記４）
付記１に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記スライスする工程では、前記被加工物を基板として分離するまで、前記回転速度Ｎ１を０にしない。
付記１に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記スライスする工程では、前記被加工物を基板として分離するまで、前記回転速度Ｎ１を０にしない。
【0063】
（付記５）
付記１に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記スライスする工程では、前記被加工物を基板として分離した後も、前記回転速度Ｎ１、前記回転速度Ｎ２、および、前記相対速度ｖを０にしない。
付記１に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記スライスする工程では、前記被加工物を基板として分離した後も、前記回転速度Ｎ１、前記回転速度Ｎ２、および、前記相対速度ｖを０にしない。
【0064】
（付記６）
付記１に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記スライスする工程では、前記被加工物が１回転する間に、前記ブレードが切り込む面積を、２ｍｍ２以下とする。
好ましくは、前記スライスする工程では、前記被加工物が１回転する間に、前記ブレードが切り込む面積を、１ｍｍ２以上２ｍｍ２以下とする。
付記１に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記スライスする工程では、前記被加工物が１回転する間に、前記ブレードが切り込む面積を、２ｍｍ２以下とする。
好ましくは、前記スライスする工程では、前記被加工物が１回転する間に、前記ブレードが切り込む面積を、１ｍｍ２以上２ｍｍ２以下とする。
【0065】
（付記７）
付記１に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記スライスする工程では、前記被加工物の中心に、φ０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の柱部が残るように前記被加工物を切り込み、前記柱部を破断させることによって、前記被加工物を基板として分離する。
付記１に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記スライスする工程では、前記被加工物の中心に、φ０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の柱部が残るように前記被加工物を切り込み、前記柱部を破断させることによって、前記被加工物を基板として分離する。
【0066】
（付記８）
付記１に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記被加工物は、面内のｃ軸分布が同心円状である窒化物半導体からなり、
前記スライスする工程では、前記窒化物半導体のｃ面と平行な方向にスライスする。
付記１に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記被加工物は、面内のｃ軸分布が同心円状である窒化物半導体からなり、
前記スライスする工程では、前記窒化物半導体のｃ面と平行な方向にスライスする。
【0067】
（付記９）
付記１に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記スライスする工程では、前記窒化ガリウム結晶の＋ｃ面を鉛直下向きに保持して、前記窒化ガリウム結晶をスライスする。
付記１に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記スライスする工程では、前記窒化ガリウム結晶の＋ｃ面を鉛直下向きに保持して、前記窒化ガリウム結晶をスライスする。
【0068】
（付記１０）
付記８に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記スライスする工程では、前記窒化ガリウム結晶の－ｃ面を鉛直下向きに保持して、前記窒化ガリウム結晶をスライスする。
付記８に記載の窒化物半導体基板の製造方法であって、
前記スライスする工程では、前記窒化ガリウム結晶の－ｃ面を鉛直下向きに保持して、前記窒化ガリウム結晶をスライスする。
【0069】
（付記１１）
本発明の他の態様によれば、
直径４インチ以上の窒化物半導体基板であって、
＋ｃ面側の幾何学的形状は、凸型同心円状であり、
－ｃ面側の幾何学的形状は、凹型同心円状であり、
いずれか一方の主面の中心に、高さ３００μｍ以下、幅０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の微小凸部を有する、窒化物半導体基板が提供される。
本発明の他の態様によれば、
直径４インチ以上の窒化物半導体基板であって、
＋ｃ面側の幾何学的形状は、凸型同心円状であり、
－ｃ面側の幾何学的形状は、凹型同心円状であり、
いずれか一方の主面の中心に、高さ３００μｍ以下、幅０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の微小凸部を有する、窒化物半導体基板が提供される。
【0070】
（付記１２）
付記１１に記載の窒化物半導体基板であって、
面内のｃ軸分布は同心円状である。
付記１１に記載の窒化物半導体基板であって、
面内のｃ軸分布は同心円状である。
【0071】
（付記１３）
付記１１に記載の窒化物半導体基板であって、
少なくとも一方の主面に、６回対象のソーマークを有する。
付記１１に記載の窒化物半導体基板であって、
少なくとも一方の主面に、６回対象のソーマークを有する。
【0072】
（付記１４）
付記１１に記載の窒化物半導体基板であって、
少なくとも一方の主面に、螺旋状のソーマークを有する。
付記１１に記載の窒化物半導体基板であって、
少なくとも一方の主面に、螺旋状のソーマークを有する。
【0073】
（付記１５）
付記１１に記載の窒化物半導体基板であって、
前記微小凸部を有する主面と反対側の主面の中心に、深さ３００μｍ以下、幅０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の微小凹部を有する。
付記１１に記載の窒化物半導体基板であって、
前記微小凸部を有する主面と反対側の主面の中心に、深さ３００μｍ以下、幅０．２ｍｍ以上１ｍｍ以下の微小凹部を有する。
【0074】
（付記１６）
本発明のさらに他の態様によれば、
直径４インチ以上の窒化物半導体基板であって、
＋ｃ面側の幾何学的形状は、凸型同心円状であり、
－ｃ面側の幾何学的形状は、凹型同心円状である、窒化物半導体基板が提供される。
本発明のさらに他の態様によれば、
直径４インチ以上の窒化物半導体基板であって、
＋ｃ面側の幾何学的形状は、凸型同心円状であり、
－ｃ面側の幾何学的形状は、凹型同心円状である、窒化物半導体基板が提供される。
【符号の説明】
【0075】
１０ 被加工物
１１ 切削溝
２０ ブレード
１００ 窒化物半導体基板
１０１ 微小凸部
１０２ 微小凹部
１０３、１０４ ソーマーク
Ｓ１０１ 被加工物準備工程
Ｓ１０２ 被加工物回転工程
Ｓ１０３ ブレード回転工程
Ｓ１０４ スライス工程
１１ 切削溝
２０ ブレード
１００ 窒化物半導体基板
１０１ 微小凸部
１０２ 微小凹部
１０３、１０４ ソーマーク
Ｓ１０１ 被加工物準備工程
Ｓ１０２ 被加工物回転工程
Ｓ１０３ ブレード回転工程
Ｓ１０４ スライス工程
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
