本發(fā)明涉及ramo4基板及其制造方法。

背景技術：

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基板的制造方法的例子。如圖1所示，以往的scalmgo4基板是通過將scalmgo4塊體材料劈開而制造的。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2015-178448號公報

技術實現要素：

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，需要更高品質的基板。也就是說，本發(fā)明的目的在于提供更高品質的基板。

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，在至少一面具有外延生長面，所述外延生長面具有有規(guī)則性分布的、相互分離的多個劈開面。

發(fā)明效果

根據本發(fā)明，可以提供一種更高品質的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，對scalmgo4劈開面進行研磨加工時的平面度測定結果的圖。

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果的圖。

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

圖10為本發(fā)明的實施方式中的劈開面形成工序后的平面度測定結果的圖。

圖11為本發(fā)明的具有單一劈開面的scalmgo4基板的afm測定結果的圖。

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基板的側視圖。

圖13為形成外延生長面時施加的力的說明圖。

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

圖15為2個鄰接的劈開面的x方向截面放大圖。

圖16為具有暗光面形狀的scalmgo4基板的圖。

圖17為具有暗光面形狀的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。然而，僅僅劈開的話容易在scalmgo4基板的用于進行gan生長的外延生長面產生高度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，則使結晶在基板上外延生長時產生問題。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，則鋼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。其結果是，作為led元件產生發(fā)光不均，發(fā)生亮度降低。

接著，對以往的具有高度500nm以上的高低差的scalmgo4基板的詳細內容及其問題進行說明。圖2a為以往的scalmgo4基板001的側視圖，圖2b為該基板001的俯視圖。如圖2a和圖2b所示，在scalmgo4基板001的外延生長面002構成了高低差部003。在此，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的平面度的測定數據。該數據是以在的scalmgo4基板001的同一平面內正交的xy軸使用激光反射式測長機(三鷹光器制nh-3ma)獲取的數據。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，其結果認為產生包含500nm以上的高低差的凹凸部。

因此，本發(fā)明中，提供包括除去高度500nm以上的高低差的工序的制造方法。另外，特別提供包括在外延生長面形成具有規(guī)則性分布的、相互分離的多個劈開面的工序的制造方法。

圖4中示出本實施方式涉及的scalmgo4基板的制造工序。本發(fā)明的制造方法中，包括：準備scalmgo4塊體材料的工序(塊體材料準備工序)；將其劈開從而分斷形成基板的工序(劈開工序)；以及對基板的與外延生長面對應的面進行加工的工序(凹凸形成工序和劈開面形成工序)。

例如，在塊體材料準備工序中，準備使用高頻感應加熱型切克勞斯基(czochralski)爐制造的單晶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，使該爐內成為真空。其后，導入氮，在爐內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的熔液。然后使晶種一邊以一定的旋轉速度旋轉一邊緩緩降下，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單晶呈巖鹽型結構(111)面的sco2層、與六方晶(0001)面的almgo2層交替地層疊的結構。六方晶(0001)面的2層與纖鋅礦型結構相比是平面的，與面內的鍵相比，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，未能除去在劈開面形成的高度500nm以上的凹凸。對其理由進行說明。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果。如圖5所示，可知若進行該加工，則在表面產生500nm以上的凹凸。磨光研磨加工中金剛石漿料在scalmgo4表面滾動，由此將經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，分析到產生了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)，電產生了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。

如以上，無論利用使用任何游離磨粒的研磨加工，都未能使scalmgo4基板的外延生長面的凹凸小于500nm。

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。將其結果示于圖8。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生500nm以上的凹凸。

由這些結果可知，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。這是因為，即使想要除去通過劈開產生的凹凸，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(凹凸)。并且，不在表面，而在更加深入表面的內部發(fā)生劈開導致的破裂。并且，認為通過除去破裂部分而形成新的凹凸。另外，在平坦面的比例高的情況下，僅僅施加在內部不劈開那樣的載荷的話，基本不能除去劈開工序中產生的凹凸。

因此，本發(fā)明鑒于scalmgo4材料的特征，采用以下詳述的加工方法(凹凸形成工序和劈開面形成工序)。具體來說，在scalmgo4基板的成為外延生長面的區(qū)域整面形成一定高度的凹凸形狀(凹凸形成工序)。接著，通過階段性地減小研磨時的加壓力，從而減小研磨時的加壓力的偏差的絕對量。并且，防止內部的劈開，且緩緩減小凹凸形成工序中形成的一定高度的凹凸形狀，形成相互分離的多個劈開面(劈開面形成工序)。

即，本發(fā)明的制造方法中，至少進行：準備將scalmgo4單晶體以(0001)面劈開而得到的scalmgo4板狀體的工序(劈開工序)；在scalmgo4板狀體上形成500nm以上的凹凸的工序(凹凸形成工序)；對上述500nm以上的凹凸進行研磨，形成具有規(guī)則性分布的、相互分離的多個劈開面(小于500nm的凹凸)的工序(劈開面形成工序)。

本發(fā)明中，在凹凸形成工序中，按照該工序結束后在成為外延生長面的區(qū)域存在的、連續(xù)地凹凸的高度為500nm以下區(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，在凹凸形成工序中若形成大于1mm²的平坦部，則在劈開面形成工序中，由于加工負荷的集中而在內部劈開，產生高度大于500nm的凹凸。另外，在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。通過在整面形成高度的偏差落入該范圍內那樣的均勻高度的凹凸，從而通過劈開面形成工序能夠緩緩降低凹凸的高度，能夠在成為外延生長面的區(qū)域形成相互分離的多個劈開面。

具體來說，在凹凸形成工序中，使用第1磨粒形成500nm以上的凹凸。并且，在劈開面形成工序中，使用比上述第1磨粒的硬度低的第2磨粒形成小于500nm的凹凸(多個劈開面)。

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。另外，凹凸形成工序中的加工條件優(yōu)選設為：磨石轉速500min^-1以上且50000min^-1以下(優(yōu)選為1800min^-1)、scalmgo4基板轉速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中示出測定使用#600的金剛石磨粒，以磨石轉速1800min^-1、scalmgo4基板轉速100min^-1、加工速度0.3μm/秒、加工除去量20μm進行加工時的截面形狀的平坦度的結果。圖9為利用與前述同樣的方法測定加工面的x方向的平坦度的結果。如圖9所示，若進行凹凸形成工序，則在成為外延生長面的區(qū)域不產生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。

接著對將凹凸形成工序中形成的凹凸緩緩除去的工序進行說明。通過進行將加壓力階段性地減弱的研磨，從而能夠除去通過前述的凹凸形成工序形成的高度500nm以上的凹凸，并且形成高度低于500nm的凹凸。在此，高度500nm以上的凹凸的除去可以通過以下方式進行：使用以膠態(tài)二氧化硅為主成分的漿料作為磨粒，轉速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)，使用無紡布墊作為研磨墊。加壓力在凹凸多的情況下容易在凸部選擇性地集中加工力，因此優(yōu)選在初期設為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小于5000pa。通過像這樣階段性地降低加壓力，能夠不發(fā)生內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。此時，若將最終的加壓力設為1000pa以上且小于5000pa，則容易在外延生長面僅形成單一的劈開面。

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x方向的平坦度的表面形狀測定結果。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果。如圖11所示，在10μm見方的范圍內沒有500nm以上的凹凸，表示最大高度的rmax為6.42nm，如此連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生的凹凸而得到平滑面，可以通過如下方式實現：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(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。也就是說，根據本發(fā)明，可以得到以往的工藝中未能實現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。利用上述方法得到的基板的表面的10μm見方(100μm²)的范圍內的表面粗糙度ra為0.08nm以上且0.5nm以下。并且，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。

在此，在scalmgo4基板的外延生長面，可以形成上述那樣的、單一的(0001)面(劈開面)，但若在外延生長面存在成為缺陷、異物等偶發(fā)的結晶生長的晶種的部分，則在外延生長面利用例如mocvd法進行gan的氣相生長時，有時ga原子向偶發(fā)的結晶生長的晶種聚集，發(fā)生局部的不均勻生長。因此，本發(fā)明中，為了防止這樣的情況，外延生長面優(yōu)選按照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的方式進行上述加工。

以下對于在外延生長面具有規(guī)則地分布的多個劈開面的優(yōu)點進行說明。在scalmgo4基板上利用mocvd法進行gan的氣相生長的情況下，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，在外延生長面上利用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12a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的俯視圖，圖12b中示出scalmgo4基板001的側視圖。如圖12a所示，優(yōu)選劈開面060呈長條狀的形狀，多個劈開面與外延生長面002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gan結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，則該寬度遠遠大于利用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。

本發(fā)明中，對按照使劈開面寬度061成為1.5nm以上且500nm以下的方式進行加工的方法(劈開面形成工序)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成的合力。該情況下，磨粒移動方向與劈開面產生角度。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產生凹凸，需要斟酌最難加工的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。具體來說，在緩緩除去上述凹凸的工序中，通過將最終的加壓力的范圍設為20pa以上且3000pa以下的范圍，能夠形成多個劈開面。

即，在緩緩除去前述凹凸的工序中，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，所述研磨墊的轉速設為10min^-1以上且1000min^-1以下，漿料供給量設為0.02ml/分鐘以上且2ml/分鐘以下，加壓力設為1000pa以上且20000pa以下，由此形成多個劈開面。更詳細而言，在緩緩除去前述凹凸的工序中，加壓力按照成為10000pa以上且20000pa以下、5000pa以上且小于10000pa、20pa以上且3000pa以下的加壓力的方式依次減弱從而形成上述多個劈開面。

圖14中示出在緩緩除去上述凹凸的工序中，將最后的加壓力降至200pa進行了10分鐘研磨加工的結果。除了最后的加壓條件以外，與得到前述的圖11所示的scalmgo4基板時的條件相同。圖14為在10μm見方(100μm²)的范圍內通過afm測定的表面形狀測定結果。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，將最終加壓力設為20pa以上且3000pa以下的范圍，但將劈開面寬度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變小，因此將最終加壓力設為100pa以上且2800pa以下的范圍為宜。也就是說，將劈開面寬度061設為5nm以上且150nm以下的情況下，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加壓力的方式形成。

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，在包含mgalo2原子層081與sco2原子層082的scalmgo4基板中，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11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gan結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。由此產生如下問題：相對于在劈開面外延生長的結晶，在壁面外延生長的結晶的雜質濃度不同，或該結晶成為多晶產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)選設為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而形成：對于以最終加壓力進行加工后的結果的外延生長面用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而形成：對于以最終加壓力進行加工后的結果的外延生長面用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，對本方法的詳細內容進行概括。在凹凸形成工序中，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。磨石轉速為500min^-1以上且50000min^-1以下，scalmgo4板狀體轉速為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。另外，在劈開面形成工序中，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多個劈開面(小于500nm的凹凸)。研磨墊的轉速為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20pa以上且20000pa以下。進一步，通過將加壓力按照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，從而能夠更正確地形成多個劈開面(上述小于500nm的凹凸)。需要說明的是，形成單一的劈開面的情況下，將所述劈開面形成工序的最終的加壓力設為1000pa以上且小于5000pa。

需要說明的是，外延生長面僅在一面(表面)形成即可。通過僅對一面(表面)進行研磨，能夠實現工序的簡化。該情況下，在另一面(背面)側，500nm以上的凹凸在被形成的狀態(tài)下保留。但是，也可以在兩面形成外延生長面。該情況下，能夠在兩面進行gan等氮化物半導體的外延生長。

在本發(fā)明的scalmgo4基板中，如圖16所示，一側的面即外延生長面002的背面可以為暗光面形狀090。圖16示出具有暗光面形狀090的scalmgo4基板001。通過在scalmgo4基板的背面具有暗光面形狀090，能夠識別scalmgo4基板001的正反。另外，傳送scalmgo4基板001時，暗光面形狀090起到防滑的作用，能夠抑制在傳送時scalmgo4基板001滑動撞擊從而產生的傷痕或缺損。暗光面形狀090比外延生長面002的表面粗糙度ra大，在外延生長面002形成多個劈開面060的情況下，暗光面形狀090的表面粗糙度也最大。具體來說，由單一劈開面構成的外延生長面002的表面粗糙度ra通常為0.08nm以上且0.5nm以下，具有多個劈開面時為0.08nm以上且1.5nm以下。與此相對，暗光面形狀的090的表面粗糙度為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)域內的測定值。圖17中示出暗光面形狀090的放大圖。

進一步，外延生長面001的凹凸形狀的高度為500nm以下，與此相對，作為暗光面形狀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。scalmgo4基板的外延生長面的背面不是凹凸的高度為500nm以上的暗光面形狀的情況下，在進行用于在外延生長面?zhèn)刃纬善骷Y構、布線結構的圖案的曝光處理時，由于scalmgo4基板是透明的，有時光從背面發(fā)生反射，對曝光產生影響。另外，有時產生如下問題：在操作時難以判別正反而有弄錯的可能性、在制造裝置的臺面等平坦面設置基板時容易滑移。

暗光面形狀090可以利用在表面均勻地形成凹凸的加工工藝而形成。具體來說，可以通過使用磨粒尺寸大的金剛石固定磨粒的磨削加工來形成。作為磨粒，使用#100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。即，具有暗光面形狀090的基板可以通過進行如下工序而得到：準備將scalmgo4單晶體以(0001)面劈開而得到的scalmgo4板狀體的工序；對scalmgo4板狀體的一側的面(表面)進行研磨而形成外延生長面的工序；對與上述外延生長面為相反側的面(背面)進行加工而形成比上述外延生長面的表面粗糙度更大的暗光面的工序。暗光面是使用附著有#100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：磨石轉速500min^-1以上且50000min^-1以下、scalmgo4板狀體轉速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。優(yōu)選憑借#600的金剛石磨粒能夠使凹凸之差更小。作為優(yōu)選的加工條件，以磨石轉速1800min^-1、scalmgo4基板轉速100min^-1、加工速度0.3μm/秒，按照加工除去量成為20μm的方式實施加工。

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

在此，外延生長面是指，在成為基板的結晶上使其它結晶外延生長的面，例如，可以設為距離基板的外周5mm以上內側的區(qū)域。外延生長是指，在基底的基板的結晶面一致地使結晶新排列的結晶的生長樣式。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。對于生長溫度而言，也可以在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gan結晶生長。

還可以在上述algainn系結晶層上制作該algainn系的異質結等而形成發(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晶材料構成。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和cd中的一個或多個二價元素。需要說明的是，大致單一結晶材料是指，構成外延生長面的ramo4包含90at％以上，且關注于任意的結晶軸時，在外延生長面的任何部分其方向都相同那樣的結晶質固體。但是，結晶軸的方向局部地改變的結晶、包含局部的晶格缺陷的結晶也被當做單晶。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暗光面形狀