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公開番号2025140836
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024040437
出願日2024-03-14
発明の名称AlN単結晶基板及びデバイス
出願人日本碍子株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C30B 29/38 20060101AFI20250919BHJP(結晶成長)
要約【課題】波長265nmでの低い吸収定数を有し、かつ、チッピングが発生しにくいAlN単結晶基板を提供する。
【解決手段】AlN単結晶で構成され、かつ、直径50mm以上の円板状である、AlN単結晶基板であって、AlN単結晶基板の表面に、長さ40mmの少なくとも1本の第一仮想線分を、第一仮想線分上における4mm間隔の複数の測定点で波長265nmでの吸収係数を測定した場合に、全測定点における吸収係数の最大値が25cm^-1以下であり、かつ、全測定点間での吸収係数の最大値と最小値の差が5cm^-1以内となるように引くことができ、かつ、AlN単結晶基板の表面に、少なくとも1本の第一仮想線分と直交する長さ40mmの長さの第二仮想線分を、第二仮想線分上における4mm間隔の複数の測定点で波長265nmでの吸収係数を測定した場合に、上記同様の条件を満たすように引くことができることによって特定される、AlN単結晶基板。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ＡｌＮ単結晶で構成され、かつ、直径５０ｍｍ以上の円板状である、ＡｌＮ単結晶基板であって、
前記ＡｌＮ単結晶基板の表面に、長さ４０ｍｍの少なくとも１本の第一仮想線分を、前記第一仮想線分上における４ｍｍ間隔の複数の測定点で波長２６５ｎｍでの吸収係数を測定した場合に、全測定点における吸収係数の最大値が２５ｃｍ
－１
以下であり、かつ、全測定点間での吸収係数の最大値と最小値の差が５ｃｍ
－１
以内となるように引くことができ、かつ、
前記ＡｌＮ単結晶基板の前記表面に、前記少なくとも１本の第一仮想線分と直交する長さ４０ｍｍの長さの第二仮想線分を、前記第二仮想線分上における４ｍｍ間隔の複数の測定点で波長２６５ｎｍでの吸収係数を測定した場合に、全測定点における吸収係数の最大値が２５ｃｍ
－１
以下であり、かつ、全測定点間での吸収係数の最大値と最小値の差が５ｃｍ
－１
以内となるように引くことができることによって特定される、ＡｌＮ単結晶基板。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記第一仮想線分上の前記全測定点間での吸収係数の最大値と最小値の差が３ｃｍ
－１
以内であり、かつ、前記第二仮想線分上の前記全測定点間での吸収係数の最大値と最小値の差が３ｃｍ
－１
以内である、請求項１に記載のＡｌＮ単結晶基板。
【請求項３】
前記第一仮想線分上の前記全測定点における吸収係数の最大値が１５ｃｍ
－１
以下であり、かつ、前記第二仮想線分上の前記全測定点における吸収係数の最大値が１５ｃｍ
－１
以下である、請求項１又は２に記載のＡｌＮ単結晶基板。
【請求項４】
前記ＡｌＮ単結晶基板が、直径１００ｍｍ以上の円板状である、請求項１又は２に記載のＡｌＮ単結晶基板。
【請求項５】
請求項１又は２に記載のＡｌＮ単結晶基板を備えた、デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ＡｌＮ単結晶基板及びデバイスに関するものである。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）単結晶が、ＡｌＮ系半導体を用いた深紫外線発光素子の下地基板として注目されている。例えば、ＡｌＮ系半導体として、ＡｌＮやＡｌＧａＮ等が用いられる。これらのＡｌＮ系半導体は直接遷移型のバンド構造を有するため、発光デバイスに適しており、深紫外領域のＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）やＬＤ（ＬａｓｅｒＤｉｏｄｅ）への応用が可能である。
【０００３】
特許文献１（ＷＯ２０２３／１８１２５８）には、加工された際にクラックが発生しにくいＡｌＮ単結晶基板が開示されている。このＡｌＮ単結晶基板は、ＡｌＮ単結晶基板の２５℃における熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）をλ
２５
、ＡｌＮ単結晶基板の２００℃における熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）をλ
２００
、ＡｌＮ単結晶基板の２５℃における電気抵抗率（Ω・ｃｍ）をρ、ＡｌＮ単結晶基板の透過スペクトルにおける６４０～６６０ｎｍにおける透過率（％）の平均値をＴ
６４０－６６０
、透過スペクトルにおける２６０～２８０ｎｍにおける透過率（％）の平均値をＴ
２６０－２８０
としたとき、５≦［（λ
２５
－λ
２００
）×ｌｏｇ
１０
ρ］／（Ｔ
６４０－６６０
－Ｔ
２６０－２８０
）≦５０の関係式を満たすものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
ＷＯ２０２３／１８１２５８Ａ１
【非特許文献】
【０００５】
「光学技術の基礎用語－光と光学に関連する用語の解説サイト－」における「光の多重反射による反射率と透過率」というウェブサイト記事（URL: https://www.optics-words.com/kogaku_kiso/multiple_reflection.htmlから２０２４年２月２０日時点で入手可能）
【発明の概要】
【０００６】
紫外域で発光するＬＥＤにＡｌＮ単結晶基板を用いる場合、紫外域における高い透過率（すなわち低い吸収係数）が望まれる。したがって、紫外域で低い吸収係数を有するＡｌＮ単結晶基板が望まれている。しかしながら、ＬＥＤ製造におけるデバイスの歩留まりを上げるためには、ＡｌＮ単結晶基板には、低い吸収係数は勿論のこと、チッピング（欠けやクラックといった欠陥）が少ないことが求められる。
【０００７】
本発明者らは、今般、互いに直交する２本の仮想線分上における４ｍｍ間隔の複数の測定点で測定される波長２６５ｎｍでの吸収係数が所定の条件を満たすＡｌＮ単結晶基板であると、チッピング（欠けやクラックといった欠陥）が発生しにくくなることを見出した。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、波長２６５ｎｍで低い吸収定数を有し、かつ、チッピング（欠けやクラックといった欠陥）が発生しにくいＡｌＮ単結晶基板を提供することにある。
【０００９】
本開示によれば、以下の態様が提供される。
［態様１］
ＡｌＮ単結晶で構成され、かつ、直径５０ｍｍ以上の円板状である、ＡｌＮ単結晶基板であって、
前記ＡｌＮ単結晶基板の表面に、長さ４０ｍｍの少なくとも１本の第一仮想線分を、前記第一仮想線分上における４ｍｍ間隔の複数の測定点で波長２６５ｎｍでの吸収係数を測定した場合に、全測定点における吸収係数の最大値が２５ｃｍ
－１
以下であり、かつ、全測定点間での吸収係数の最大値と最小値の差が５ｃｍ
－１
以内となるように引くことができ、かつ、
前記ＡｌＮ単結晶基板の前記表面に、前記少なくとも１本の第一仮想線分と直交する長さ４０ｍｍの長さの第二仮想線分を、前記第二仮想線分上における４ｍｍ間隔の複数の測定点で波長２６５ｎｍでの吸収係数を測定した場合に、全測定点における吸収係数の最大値が２５ｃｍ
－１
以下であり、かつ、全測定点間での吸収係数の最大値と最小値の差が５ｃｍ
－１
以内となるように引くことができることによって特定される、ＡｌＮ単結晶基板。
［態様２］
前記第一仮想線分上の前記全測定点間での吸収係数の最大値と最小値の差が３ｃｍ
－１
以内であり、かつ、前記第二仮想線分上の前記全測定点間での吸収係数の最大値と最小値の差が３ｃｍ
－１
以内である、態様１に記載のＡｌＮ単結晶基板。
［態様３］
前記第一仮想線分上の前記全測定点における吸収係数の最大値が１５ｃｍ
－１
以下であり、かつ、前記第二仮想線分上の前記全測定点における吸収係数の最大値が１５ｃｍ
－１
以下である、態様１又は２に記載のＡｌＮ単結晶基板。
［態様４］
前記ＡｌＮ単結晶基板が、直径１００ｍｍ以上の円板状である、態様１～３のいずれか一つに記載のＡｌＮ単結晶基板。
［態様５］
態様１～４のいずれか一つに記載のＡｌＮ単結晶基板を備えた、デバイス。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
ＡｌＮ単結晶基板上の第一仮想線分及び第二仮想線分を仮想的に示す模式上面図である。
光の吸収がある場合の多重反射の透過率を説明するための概念図である。
ＡｌＮ原料粉末の作製に用いられる熱処理装置の構成を示す模式断面図である。
昇華法に用いられる結晶成長装置の構成を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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