CN105684166A - 基板及其制造方法、发光元件及其制造方法、以及具有该基板或发光元件的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基板及其制造方法、发光元件及其制造方法、以及具有该基板或发光元件的装置，该基板在表面上具有所希望的图案，即使无光阻膜仍可形成图案，从而可实现伴随工序数量的消减以及工序数量的消减的低成本化。准备平坦的基板，在基板面上形成含有感光剂的电介质，且图案形成电介质，通过在基板面上形成所希望的图案的电介质，可得到在平坦的基板面上具有由岛状凸部构成的图案，且凸部由电介质构成的基板。

Description

基板及其制造方法、发光元件及其制造方法、以及具有该基板或发光元件的装置
技术领域
本发明涉及一种基板及其制造方法、发光元件及其制造方法、以及具有该基板或发光元件的装置。
背景技术
发光二极管(LED：LightEmittingDiode)为利用化合物半导体的特性将电能转换成光能的一种EL(ElectroLuminescence)元件，目前利用3-5族化合物半导体的发光二极管被实用化。该3-5族化合物半导体为直接跃迁型半导体，相比使用其他半导体的元件，可在高温下进行稳定的动作。并且，3-5族化合物半导体因能量转换效率良好、且寿命长，而较多使用于各种照明装置或灯饰、电子设备等中。
这种LED发光元件(以下，适当标记为“发光元件”)形成于蓝宝石(Al2O3)基板的表面上，该结构的示意图示于图17(例如，参考专利文献1的图3)。由图17可知，在现有的发光元件100中，在蓝宝石基板101的表面上经由由GaN系半导体材料构成的低温成长缓冲层(未图示)而形成有n型GaN接触层(n-GaN层)102。在n-GaN层102形成有n型电极。在该n-GaN层102上形成有n型AlGaN包层(未图示。根据情况省略)、InGaN发光层(活性层)103、p型AlGaN包层104，而在其上形成p型GaN接触层105。并且，在p型GaN接触层105上形成有作为p型电极的ITO(氧化铟锡)透明电极106及金属电极。InGaN发光层103采用由InGaN阱层与InGaN(GaN)势垒层构成的多量子阱结构(MQW：MultipleQuantumWell)。另外，在n-GaN层102上的未形成有InGaN发光层103的部位形成有n型电极层107。
以发光元件100的InGaN发光层103发出的光由p型电极和/或蓝宝石基板101提取，为了提高其光提取效率，主要的课题是减少错位。然而，成长于蓝宝石基板101上的GaN层中，会在蓝宝石的光栅常数与GaN的光栅常数之间产生光栅常数差，这种光栅常数差，在GaN结晶中产生作为高密度的非发光再键合中心而动作的贯通错位。因该贯通错位导致光的输出(外部量子效率)以及耐久寿命减少，同时还造成漏电流的増加。
并且，在蓝色区域的波长中，GaN的折射率为约2.4，蓝宝石的折射率为约1.8，空气的折射率为1.0，在GaN与蓝宝石之间将会产生约0.6的折射率差，在GaN与空气之间会产生约1.4的折射率差。由于该折射率差的产生，InGaN发光层103发出的光线在p型电极或GaN与空气的界面或蓝宝石基板101之间反覆进行全反射。光线因该全反射而被封闭在InGaN发光层103，在传播InGaN发光层103中的期间被自动吸收、或是被电极等吸收，最终会转换成热。即，为了限制折射率差而引起的全反射，会产生发光元件的光提取效率大幅降低的现象。
为了提高光提取效率，公开有例如在蓝宝石基板面上形成凹凸图案，再于该凹凸图案上形成上述各GaN层102至105或是电极的发光元件。作为凹凸图案的形成方法，则有将蓝宝石基板表面进行蚀刻加工的方法。并且，作为更加提高凹凸图案的制造效率的发光元件，公开有一种将折射率小于GaN的SiO2、ZrO2、TiO2等电介质构成的凹凸图案，形成在平坦的蓝宝石基板的表面上的发光元件(例如，参考专利文献1的图1)。
在如图18所示，专利文献1所公开的发光元件108中，在蓝宝石基板101表面上形成有以电介质构成的凸部109的图案。如此，通过在蓝宝石基板101表面形成凸部109的图案，可在InGaN发光层103下方形成凹凸状的折射率界面。从而，可将在InGaN发光层103，且横向传播、且被吸收于发光元件108内部的局部光线，通过凸部109的光散射效果而提取至蓝宝石基板101及InGaN发光层103的外部，可提高光提取效率。并且，无需对蓝宝石基板101的表面进行蚀刻加工，便可提高发光元件108的发光效率，同时也可实现FACELO(Facet-ControlledEpitaxialLateralOvergrowth)的成长模式，得到已减少错位密度的GaN系发光元件。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2009-54898号公报
发明的概要
发明要解决的技术课题
然而，在专利文献1中，在凸部109的图案形成方面采用一般的光刻蚀技术。从而，在形成凸部109时，除了成为凸部109的基质的SiO2膜以外，另外还必需将光阻膜形成在SiO2膜上，之后经由掩模而对光阻膜进行图案形成，将图案化的光阻膜作为新的掩模，将SiO2膜通过蚀刻而进行图案形成。因此，必须要进行光阻膜的成膜工序或曝光、显影工序、以及SiO2膜的蚀刻工序，因此工序数量增加，且伴随工序数量的增加也引起成本价格的高涨。
并且，当以光刻蚀技术与蚀刻加工形成凸部109的情况下，则必需要经过曝光、显影的工序。从而，可形成的凸部109的剖面形状限定于梯形型，造成可形成的凸部形状的自由度变低。因此，通过光刻蚀技术与蚀刻加工将难以实现光提取效率提高，并难以制作可缩短覆盖凸部的GaN层的成长时间的剖面形状的凸部。
并且，即便是将图案形成的SiO2膜作为新的掩模，利用蚀刻加工在蓝宝石基板表面进行图案形成，也仍然在制造工序的途中需要光阻膜。从而，造成工序数量的增加，以及伴随工序数量的增加引起成本价格的高涨。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种基板及其制造方法、发光元件及其制造方法、以及具有该基板或发光元件的装置，该基板在表面上具有所希望的图案，即使无光阻膜仍可形成图案，从而可实现伴随工序数量的消减以及工序数量的消减的低成本化。
用于解决技术课题的手段
上述课题通过以下的本发明而达成。即，
(1)本发明的基板的制造方法的特征在于，准备平坦的基板，
在所述基板面上形成含有感光剂的电介质，
图案形成所述电介质，将所希望的图案的所述电介质形成于所述基板面上
(2)本发明的基板的制造方法的一实施方式在图案形成所述电介质后将所述电介质进行退火，优选于所述基板面上形成所希望的所述图案的所述电介质。
并且，基板的制造方法的另一实施方式，优选在图案形成所述电介质后，在所述退火前对所述电介质进行后烘烤。
(3)并且，本发明的基板的制造方法的另一实施方式，优选在100℃以上且400℃以下的温度范围进行所述后烘烤。
(4)并且，本发明的基板的制造方法的另一实施方式，优选在600℃以上且1700℃以下的温度范围进行所述退火。
(5)并且，本发明的基板的制造方法的另一实施方式，优选所述电介质为硅氧烷树脂组成物、含有氧化钛的硅氧烷树脂组成物、含有氧化锆的硅氧烷树脂组成物中的任一种。
(6)并且，本发明的基板的制造方法的另一实施方式，优选通过将所述电介质涂布于所述基板面上，将所述电介质形成在所述基板面上，
接着，将在所述基板面上形成所述电介质的所述基板进行预烘烤，
接着，使用掩模，将所述电介质曝光成所希望的所述图案，
接着，对曝光的所述电介质进行显影，
对所述电介质进行所述退火，在所述基板面上形成所希望的所述图案的所述电介质。
(7)并且，本发明的基板的制造方法的另一实施方式，优选用所希望的所述图案，将所述电介质直接图案形成在所述基板面上，
接着，将在所述基板面上形成所述电介质的所述基板进行预烘烤，
接着，将所述电介质进行曝光，
在所述电介质进行所述退火，在所述基板面上形成所希望的所述图案的所述电介质。
(8)并且，本发明的基板的制造方法的另一实施方式，优选为通过将所述电介质涂布于所述基板面上，从将所述电介质形成在所述基板面上，
接着，将模型按压至所述电介质，使所述电介质固化，
将所述电介质进行所述退火，于所述基板面上形成所希望的所述图案的所述电介质。
(9)并且，本发明的基板的制造方法的另一实施方式的特征在于，准备所述的基板，
将所述图案作为掩模图案，蚀刻处理所述基板的表面，在所述基板的表面形成所希望的所述图案。
(10)并且，本发明的发光元件的制造方法，其特征在于：准备所述的基板，
在所述凸部及所述基板上，形成GaN层、AlN层、InN层中的至少一层，
制造发光元件。
(11)并且，本发明的基板的特征在于，在平坦的基板面上具有由岛状的凸部构成的图案，所述凸部由电介质构成。另外，该基板可包含于光源或显示器、以及太阳能电池。
(12)并且，本发明的基板的一实施方式，优选所述凸部的至少一部分为曲面状(具有曲面状)。
(13)并且，本发明的基板的另一实施方式，优选构成所述凸部的电介质以SiO2、TiO2、ZrO2中任一种作为主要成分。
(14)并且，本发明的基板的另一实施方式，优选所述凸部整体为曲面，且具有顶部及侧部并无区别且不存在平坦面的曲面形状。
(15)并且，本发明的基板的另一实施方式，优选为所述凸部为半球形。
(16)并且，本发明的基板的另一实施方式，优选所述凸部的平面形状为圆形或椭圆形。
(17)并且，本发明的基板的特征在于，在所述基板的表面具有所希望的所述图案。
(18)并且，本发明的发光元件的特征在于，包含形成于所述凸部及所述基板上的GaN层、AlN层、InN层中至少一层。
另外，该发光元件优选可包含于光源或显示器。
发明效果
根据所述(1)、(9)、(11)(17)中任一项的发明，通过图案形成含有感光剂的电介质，由此在基板面上能够形成由凸部构成的所希望的图案，因此，无需成膜光阻膜，也能够在基板面上形成图案。从而实现伴随工序数量的消减与工序的简易化，以及工序数量的消减的基板的低成本化。并且，由此所得到的基板可适用于光源、显示器、基板等。
并且，根据所述(2)的发明，通过对在形成所希望的图案后的电介质实施退火处理，从而无需成膜光阻膜且在基板面上，将所希望的图案成形为任意的侧面形状。并且，通过退火而去除感光剂的成分，可防止有机成分混入至GaN层等的发光元件中。
并且，根据所述(3)的发明，通过在100℃以上且400℃以下的温度范围进行后烘烤，可提高电介质的流动性，因此，可将电介质图案的整体、或是顶部/侧部的一部分圆化成形为曲面状，且可以提高发光元件的光提取效率。并且，若剖面形状与梯形形状或是矩形形状的凸部进行比较，则成形为曲面状凸部在GaN层等成膜时，由于GaN层的横向成长时间变短，因此可缩短GaN层的成长时间。
并且，根据所述(4)的发明，通过在600℃以上1700℃以下的温度范围进行退火，从而能够将凸部的感光剂成分通过退火而去除，因此，如前所述，可防止有机成分混入至GaN层等发光元件。并且，可防止产生在凸部上的GaN层的成长，或是难以产生成长。通过抑制在凸部上的GaN层的成长，可实现FACELO的成长模式，因此可形成错位密度较少的GaN层。
并且，根据所述(5)的发明，由于硅氧烷树脂组成物、含有氧化钛的硅氧烷树脂组成物、以及含有氧化锆的硅氧烷树脂组成物的包覆性良好，因此，可在基板表面形成厚度均匀，且高度无不均匀的电介质。并且，由于固化收缩小，因此能够以所希望的高度与大小以及间距容易在基板面上形成凸部。并且，由于硅氧烷树脂组成物、含有氧化钛的硅氧烷树脂组成物、含有氧化锆的硅氧烷树脂组成物在固化后难以产生裂纹，因此在GaN层成长时，在凸部与GaN层的界面将难以产生缝隙(空隙)。因此，可防止发光元件的电气特性的恶化。
并且，根据所述(6)的发明，通过使用光刻蚀法形成所希望的图案，而可无需成膜光阻膜，便能在基板面上形成图案。从而，可实现伴随工序数量的消减与工序的简易化着以及工序数量的消减的低成本化。并且，由于光刻蚀法工序的时间较短，因此，可在短时间内制作出在面上具有所希望的图案的基板。
并且，根据所述(7)的发明，通过使用喷墨法形成所希望的图案，可直接进行图案形成，因此可以提高凸部图案的种类的自由度。
并且，根据所述(8)的发明，通过使用纳米压印法来形成所希望的图案，可利用简便的设备，且较低的成本，在基板面上形成具有所希望的大小、间距、高度的凸部图案。
并且，根据所述(10)或(18)的发明，通过使凸部形成在基板表面上，可在各凸部得到光散射效果。从而，可将在发光元件内部被吸收的局部光线，提取至基板及InGaN发光层的外部，而可以提高发光元件的光提取效率。并且，如此得到的发光元件可适用于光源或显示器等。
并且，通过图案形成含有感光剂的电介质，可在基板面上形成由凸部构成的所希望的图案，因此，无需形成光阻膜，便能在基板面上形成图案。从而，实现伴随工序数量的消减与工序的简易化、以及工序数量的消减的发光元件的低成本化，同时，还可制造出提高所述光提取效率的发光元件。
并且，根据所述(12)的发明，通过将凸部的一部分形成为曲面状，而能够更加提高发光元件的光提取效率。并且，若剖面形状与梯形形状或是矩形形状的凸部进行比较，则成形为曲面状凸部在GaN层等成膜时，由于GaN层的横向成长时间变短，因此可缩短GaN层的成长时间。
并且，根据所述(13)的发明，通过将构成凸部的材料以SiO2、TiO2、ZrO2中任一项作为主要成分而形成电介质，可防止发生在凸部上的GaN层的成长，或是难以产生成长。通过抑制在凸部上的GaN层的成长，可实现FACELO的成长模式，因此可形成减少错位密度的GaN层。
并且，根据所述(14)或(15)的发明，通过凸部整体以曲面形成，而没有顶部及侧部的区别，不存在平坦面的曲面形状，因此可提高发光元件的光提取效率。并且，通过将凸部成形为半球形，而可更加提高所述光提取效率。当然，如前所述，若剖面形状与梯形形状或矩形形状的凸部进行比较，则成形为曲面状的凸部在形成GaN层等层时，GaN层的横向成长时间变短，因此可缩短GaN层的成长时间。
并且，根据所述(16)的发明，通过将凸部的平面形状设定为圆形或是椭圆形，而可将电介质层的图案形成工序简易化。尤其，通过将所述平面形状设定成圆形，除了所述效果以外，即使是因多个凸部而引起光的反射、折射、衰减等彼此之间的相互作用(例如，干涉)，也会因为该相互作用并无方向性，而使光线可均匀的朝全方向发射而出，因此可制作光提取效率高的发光元件。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的发光元件的结构的示意图。
图2是表示表面上具有本发明所涉及的所希望的图案的基板的示意图。
图3(a)是图2所示的基板的扩大侧视图。图3(b)是仅表示扩大图2所示的基板的凸部的部分俯视图。
图4(a)是表示在表面上具有本发明所涉及的平面形状为椭圆的凸部的图案的部分俯视图。图4(b)是仅表示图4(a)所示的基板的凸部的部分俯视图。图4(c)是将图4(a)所示的基板，从不同于90度的方向所观察的扩大侧视图。图4(d)是仅表示图4(c)所示的基板的凸部的部分俯视图。
图5(a)是仅表示本发明所涉及的平面形状为三角形的凸部的部分俯视图。图5(b)是仅表示本发明所涉及的平面形状为六角形的凸部的部分俯视图。
图6是表示在表面上具有本发明所涉及的平面形状为略多边形的凸部的图案的扩大侧视图。
图6A是基板的变形例的基板的扩大侧视图。图6A(a)是图3(a)所示的基板的变形例的基板的扩大侧视图。图6A(b)是图4(c)所示的基板的变形例的基板的扩大侧视图。图6A(c)是图6所示的基板的变形例的基板的扩大侧视图。
图7(a)是表示梯形形状的凸部中的GaN层的成长阶段的凸部扩大图。图7(b)是表示梯形形状的凸部中的GaN层的成长阶段的凸部扩大图。图7(c)是表示整体图案成形为曲面状的凸部中的GaN层的成长阶段的凸部扩大图。图7(d)是表示顶部的一部分成形为曲面状的凸部中的GaN层的成长阶段的凸部扩大图。
图8是表示本实施方式所涉及的制造方法的一方式的光刻蚀法制造工序的示意图。
图9是表示本实施方式所涉及的制造方法的另一方式的压印法制造工序的示意图。
图10是表示本实施方式所涉及的制造方法的另一方式的喷墨法制造工序的示意图。
图11是表示本发明所涉及的发光元件的制造过程的剖视图。
图12是表示本发明的实施例的凸部剖面形状的AFM图像。
图13是表示本发明的实施例的凸部形状的AFM立体图像。
图14是一种具备具有本发明的发光元件的光源的照明装置。
图15是一种具备具有本发明的发光元件的光源的显示装置。
图16是一种具备本发明的基板的太阳能电池。
图17是表示现有的发光元件的结构的示意图。
图18是表示现有的其他的发光元件的结构的示意图。
具体实施方式
以下，参考图1～图7，说明本实施例方式中的基板、以及使用该基板的发光元件，其中，该基板用于形成发光元件用GaN层，且基板面上具有所希望的图案。图1所示，于表面上具有所希望的图案的基板1(以下，称的为“基板1”)，为LED发光元件8(以下，又称的为“发光元件8”)的基底基板。并且，如图2所示，基板1为在平坦的基板1a的表面上，具有由岛状的凸部1b所形成的图案。另外，凸部1b为以电介质构成。
所述所谓的岛状，是指在基板1a的厚度方向中，由凸部1b顶部至基板1a表面高度为止的各个凸部1b具有独立的突出形状。从而，若是由凸部1b顶部至基板1a表面高度为止的各个凸部1b具有独立的突出形状时，则满足岛状图案的条件，当由基板平面方向(在图1或图2中，由上往下的方向)观察基板1a时，凸部1b可为相互分离，或是在凸部1b的底面、即基板1a表面上，凸部1b的侧部可为相互连接均可。
通过在基板1a的表面上形成凸部1b，而可在各凸部1b得到光散射效果。从而，在发光元件8内部所被吸收的局部光线，可提取至基板1a及InGaN发光层3的外部，进而可以提高发光元件8的光提取效率。
n型GaN接触层(n-GaN层)2的成长由凸部1b之间的基板1a表面、即由非凸部1b的平坦部而开始，伴随着n-GaN层2的厚度变厚，进而覆盖凸部1b的侧部及顶部。从而，将覆盖基板1a的表面与凸部1b的图案而形成GaN层。
基板1a的材料可为如蓝宝石(Al2O3)、Si、SiC、GaAs、InP、尖晶石等可成长3-5族化合物半导体的材料，其中，特别是蓝宝石在形成3-5族化合物半导体方面最为适当。以下，以蓝宝石基板作为基板1a的例继续说明。
当使用蓝宝石基板作为基板1a时，基板1a表面可由C面、A面、R面等适当的做选择，或者也可由这些表面倾斜。
并且，作为n-GaN层2的开始成长的部位的基板1a表面，其表面粗糙度Ra为1nm以下程度的镜面状态，在防止n-GaN层2内的结晶成长时所产生的缺陷的观点上尤其优选。基板1a表面形成为镜面状态，例如可实施镜面研磨。
凸部1b的材料作为含有感光剂的电介质。通过以含有感光剂的电介质形成凸部1b，即使是没有如后述的光阻膜(即，凸部1b形成膜的蚀刻用掩模)，仍可在基板1a的表面上形成凸部1b的图案。并且，作为形成凸部1b的电介质，优选为以SiO2、TiO2、ZrO2的任一种作为主要成分的电介质，作为材料例如可举出硅氧烷树脂组成物、含有氧化钛的硅氧烷树脂组成物、含有氧化锆的硅氧烷树脂组成物。
硅氧烷树脂组成物含有具有硅氧烷键合的主骨架的聚合物。虽然并未特别限制具有硅氧烷键合的主骨架的聚合物，但优选由GPC(凝胶渗透色谱仪(gelpermeationchromatography))测定的聚苯乙烯换算下的重均分子量(Mw)为1000～100000，进一步优选2000～50000。若Mw小于1000时，则会造成涂膜性变差，若大于100000时，对图案形成时的显影液的溶解性变差。
由于硅氧烷树脂组成物、含有氧化钛的硅氧烷树脂组成物、含有氧化锆的硅氧烷树脂组成物的包覆性良好，因此可在基板1a表面形成厚度均匀，或是高度无不均匀的电介质。并且，由于固化收缩小，因此能够以所希望的高度与大小以及间距容易在基板1a面上形成凸部1b。并且，由于硅氧烷树脂组成物、含有氧化钛的硅氧烷树脂组成物、含有氧化锆的硅氧烷树脂组成物在固化后难以产生裂纹，因此在GaN层(2至5)成长时，在凸部1b与GaN层的界面间将难以产生缝隙(空隙)。从而，可防止在发光元件8中的电气特性的恶化。另外，所述间距是指相邻的凸部1b之间的中心间距中的最小距离。
并且，通过将构成凸部1b的材料以SiO2、TiO2、ZrO2中任一项作为主要成分而形成电介质，可防止产生在凸部1b上的GaN层的成长，或是难以产生成长。通过抑制在凸部1b上的GaN层的成长，可实现FACELO的成长模式，因此可形成减少错位密度的GaN层。
并且，当将发光元件8的GaN层中的发光波长设定为λ时，则凸部1b的大小与凸部1b彼此的间距设定为至少λ/(4n)以上，在可充分的将光线进行散射或衍射的方面优选。另外，凸部1b的大小是指，利用凸部1b的平面形状进行各种设定，但其平面形状却如后述，当为圆形的情况下以半径长度表示，当为椭圆形的情况下以短轴方向的半径长度表示，当为多边形的情况下，以形成凸部1b的构成边的单边长度表示。并且，n是指GaN层的折射率，作为一例则为约2.4。另外，当将基板1a使用在发光元件8的情况下，优选电介质的折射率至少与氮化镓(GaN)的折射率不同。并且，由防止光朝基板侧透射，提高发光元件的亮度的观点来看，更优选电介质的折射率小于氮化镓(GaN)的折射率。
并且，当所有的GaN层2至5的总膜厚为30μm以下的情况下，由减少因散射或衍射而造成的光的全反射次数的观点来看，优选凸部1b间之间距为50μm以下。并且，由提高GaN层的结晶性(即，防止凹槽产生)的观点来看，更优选凸部1b间之间距为20μm以下。更优选，将凸部间之间距设定为10μm以下，通过将所述间距设定为10μm以下，而可增加光散射面，提高光线的散射或衍射的概率，进而提高发光元件8的光提取效率。
凸部1b的侧面形状为如图3(a)、图4(a)及(c)、或图6所示，优选至少使凸部1b的一部分形成为曲面状。即，凸部1b的至少一部分具有曲面。通过凸部1b的一部分形成为曲面状，可进一步提高发光元件8的光提取效率。并且，在与基板垂直的面的剖面形状为梯形形状或矩形形状的凸部进行比较，由于成形为曲面状的凸部1b在成膜GaN层(2至5)等时GaN层的横向成长时间变短，因此可缩短GaN层的成长时间。详细而言，当使GaN层横向成长于如图7(a)所示的侧面形状为梯形形状的凸部13，或是如图7(b)所示的侧面形状为矩形形状的凸部14上时，GaN层将如箭头所示，必需经过先在侧部13a、14a成长，接着在顶部13b、14b的平面上成长的两阶段的成长。另一方面，当如图7(c)所示的图案整体成形为曲面状的凸部1b中，如箭头所示可通过一持续性的横向成长能够将GaN层形成于凸部1b上，因此可缩短GaN层的成长时间。并且，当如图7(d)所示的顶部的一部分成形为曲面状的凸部1b中，由于可将侧部1c上的GaN层的成长快速地移至顶部1d，因此可缩短GaN层的成长时间。即使是侧部的一部分成形为曲面状的凸部，也会因为在侧部上的GaN层的迅速成长，使该GaN层的成长可迅速地移至顶部，因此可缩短GaN层的成长时间。
作为具体的凸部1b的形状的一方式，可举出如图5(a)或(b)所示的平面形状为略多边形，且侧面形状如图6所示侧部1c倾斜，同时凸部顶部1d形成为曲面的形状。
当锥角θ为90°时，凸部1b的剖面形状形成为矩形，当为180°时，则成为完全没有凸部1b的平坦状态。为利用GaN层而掩埋凸部1b，锥角θ则必需至少为90°以上。
略多边形是指三角形或六角形，并不一定为几何学中完全的多边形，在加工上的理由等来看，也包含有角或边带圆弧状的多边形。通过将凸部1b的平面形状成形为三角形或六角形，可在相对于GaN层的成长稳定面几乎平行的面上具有顶点，并且可将与相对于GaN层的成长稳定面几乎平行的面交叉的直线设为构成边。
并且，作为凸部1b平面形状的其他方式，通过将凸部1b整体以曲面形成而具有顶部及侧部并无区别，不存在平坦面的曲面形状，这从所述光提取效率的提高与缩短GaN层(2至5)的横向成长时间的观点来看更优选，凸部1b如图3(a)所示进一步优选为半球形。从而，在凸部1b的各部位中的曲率为大于0，除了凸部1b与基板1a连接的部位以外，并不存在角部。并且，上述图3(a)、图4(c)、以及图6中分别所示的基板1a与凸部1b，也可具有如图6A所示的变形例。在图6A(a)与(b)所示的变形例中，当凸部1b整体以曲面形成的情况下，该曲面在中途具有拐点，在该拐点的前后，则具有与顶部曲面的曲率相反符号的曲率的曲面1f。并且，在图6A(c)所示的变形例在局部具有侧部1c，在该侧部1c的前后，具有与顶部曲面的曲率为相反符号的曲率的曲面1f。在该变形例中，由基板1a朝向凸部1b成微缓连续，因而可促进GaN层的成长，而且可缩短成长时间。另外，图4(a)的凸部1b也可同样的形成曲面1f。
另外，凸部1b的平面形状优选为如图3(b)所示的圆形，或是如图4(b)及(d)所示的椭圆形。通过形成为圆形，即便是因多个凸部1b、1b、……而引起光的反射、折射、衰减等彼此相互作用(例如，干涉)的产生，也会因为其相互作用并无方向性，而使光线可在全方向均匀发射，可制作出光提取效率高的发光元件8。从而，更优选圆形的平面形状的凸部1b。并且，通过将平面形状设定为圆形或椭圆形，而可使电介质层之后述的图形形成工序简易化。
形成在基板1a表面的所有凸部1b虽然优选相同大小、形状，但各个凸部1b仍可针对其大小、形状、或是所述曲率具有些微的差异。并且，有关凸部1b的排列方式方面也没有限制，也可为如方格状排列结构一样具有规则性的间距的排列方式，也可为不规则的间距的排列方式。或者，作为凸部1b的平面形状可在一个基板1a面上併用圆形或椭圆形以及略多边形形状。
通过在形成于如上所述的基板1表面上的凸部1b及基板1a上，形成两层以上的GaN层2至5及p型电极6与n型电极层7，可制造发光元件8。p型电极6在p型GaN接触层5上与金属电极一同形成，n型电极层7则形成在n-GaN层2上的未形成有InGaN发光层3的部位。两层以上的GaN层是指，例如如图1所示，可举出n型GaN接触层(n-GaN层)2、InGaN发光层(活性层)3、p型AlGaN包层4、以及p型GaN接触层5，但并不限定于该结构。优选至少由具有n型导电性的层，具有p型导电性的层，以及具有在这些之间所夹设的发光层的3-5族氮化物半导体的层构成。作为活性层3，优选由InxGayAlzN(其中，0≤x≤1、0≤y≤1、0≤z≤1、x+y+z＝1)所表示的3-5族氮化物半导体构成的层。
形成在所述基板1上的3-5族氮化物半导体，并不限定于GaN层，也可将AlN层或InN层的任一层变更为至少含有该成分。具体而言，可举出将由AlN等所形成的缓冲层形成在基板1上，且形成n-GaN层2。并且，在所述缓冲层中，也可使用由GaN构成的层。
接着，参考图8～图11说明基板1的制造方法。图8是表示本实施方式的所述制造方法所涉及的一实施方式的光刻蚀法的制造工序的示意图。图9是表示本实施方式的所述制造方法所涉及的另一实施方式的压印法的制造工序的示意图。图10是表示本实施方式的所述制造方法所涉及的另一实施方式的喷墨法的制造工序的示意图。
如图8(a)、图9(a)、图10(a)所示，首先准备平坦的基板1a，接着如图8(b)、图9(b)、图10(b)所示，在基板1a面上形成含有感光剂的电介质1e，将电介质1e进行图案形成，将由所希望的图案的电介质构成的所述凸部1b形成在基板1a面上。在图8及图9所示的制造方法中，以恒定的厚度的膜形成电介质1e，在图10的制造方法中，形成为多个突出形状。另外，平坦的基板1a是指图案形成电介质1e的基板1a的表面为镜面状态，表面粗糙度Ra为1nm以下左右。并且，所希望的图案是指由岛状的凸部1b构成的图案。
通过图案形成含有感光剂的电介质，可在基板1a面上形成由所述凸部1b构成的所希望的图案，因此，无需进行光阻膜(凸部1b形成膜的蚀刻用掩模)的成膜作业，便可图案形成在基板1a面上。从而，实现伴随工序数量的消减与工序的简易化、以及工序数量的消减的基板1的低成本化。
并且，作为所述电介质1e，以所述硅氧烷树脂组成物为例，分别针对各个工序进行详细说明。以下，将基板1a以蓝宝石制(以下，适当记为“蓝宝石基板1a”)的情况为例进行说明。
作为所述图8(a)、图9(a)、图10(a)的前工序，将蓝宝石基板1a进行UV/O3洗净，之后水洗，进行去水烘烤。并且，对蓝宝石基板1a实施HMDS(六甲基二硅氮烷)工序，进行烘烤，如图8(a)、图9(a)、图10(a)所示，准备作为平坦基板的蓝宝石基板1a。
接着，在图8(b)或图9(b)中，在该蓝宝石基板1a的表面上通过旋涂机均匀涂布硅氧烷树脂组成物。
通过在凸部1b的材料中使用硅氧烷树脂组成物，由于包覆性良好，因此可在基板1a表面形成厚度均匀，高度无不均的电介质。并且，由于固化収缩小，因此能够以所希望的高度与大小以及间距容易在基板1a面上形成凸部1b。并且，由于硅氧烷树脂组成物在固化后难以产生裂纹，因此在GaN层(2至5)成长时，在凸部1b与GaN层的界面将难以产生缝隙(空隙)。从而，可防止发光元件8的电气特性的恶化。
在基板1a表面上形成硅氧烷树脂组成物后，由该硅氧烷树脂组成物将所述所希望的图案形成在基板1a表面上的方法有多种，例如可举出所述光刻蚀法、压印法、以及喷墨法这三种方法。
光刻蚀法的工序如下。如所述，将电介质1e涂布于基板1a的面上，由此将电介质1e的膜形成于基板1a的面上(参考图8(b))。之后，将在基板1a面上形成电介质1e的膜的基板1a进行预烘烤，接着如图8(c)所示，使用掩模10将电介质1e的膜曝光于所希望的图案。并且，将曝光的电介质1e进行显影(参考图8(d))，且将显影的电介质1e进行后烘烤。之后，如图8(e)所示，在后烘烤后对介电质1e进行退火，在基板1a面上形成所希望的图案的电介质1e(在图8(e)的时间点下，电介质1e成为凸部1b)。并且，在上述例子中，虽将显影的电介质1e进行后烘烤后，将电介质1e进行退火，但并不仅限于此，也可无需进行后烘烤而直接将显影的电介质1e进行退火。
压印法的工序如下。如所述，将电介质1e涂布于基板1a的面上，由此将电介质1e的膜形成于基板1a的面上(参考图9(b))。之后，将模型11按压至电介质1e的膜，通过光照射而使所述电介质固化(参考图9(c))。接着，将电介质1e进行后烘烤(参考图9(d))，如图9(e)所示，在后烘烤后将电介质1e进行退火，在基板1a面上形成所希望的图案的电介质1e(在图9(e)的时间点下，电介质1e成为凸部1b)。
喷墨法的工序如下。不同于如所述的通过旋涂机来涂布硅氧烷树脂组成物，而是利用喷嘴12，直接将电介质1e以所希望的图案图案形成在基板1a面上(参考图10(b))。接着，将在表面上形成电介质1e的基板1a进行预烘烤，并且曝光后将电介质1e进行后烘烤(参考图10(c))。并且，如图10(d)所示，在后烘烤后将电介质1e进行退火，在基板1a面上形成所希望的图案的电介质1e(在图10(d)的时间点下，电介质1e成为凸部1b)。并且，无论是压印法或是喷墨法，仍可不经过后烘烤而直接将电介质1e进行退火。
在光刻蚀法中，作为曝光的光源，由形成微细图案的观点来看，优选高压汞灯的g线(波长436nm)、h线(波长405nm)、i线(波长365nm)、KrF准分子雷射(波长248nm)、ArF准分子雷射(波长193nm)等。并且，作为电介质1e的膜有正型与负型，但是由图案的微细化的观点来看，则优选正型。当为正型的情况时，曝光后不进行烘烤而需要进行显影。曝光后，当以60℃以上进行烘烤的情况下，由于曝光部的硅氧烷将产生有缩合反应，因此对于显影液的溶解性降低，无法形成图案，因此而不优选。
在正型的感光性硅氧烷中，作为感光剂，则优选使用双叠氮萘酚酮-5-磺酸酯(naphthoquinonediazide-5-sulfonicacidester)。
曝光装置由可进行图案的微细化的观点来看，优选采用可进行缩小式投影曝光手法的装置。
并且，在光刻蚀法中的显影液中，使用溶解硅氧烷树脂组成物的药液，且存在有机溶剂的情况、有机碱或无机碱的情况。然而，从在氢氧化钾(KOH)等无机碱中无法避免混入至后工序的观点来看，优选采用作为有机碱的TMAH(Tetra-methyl-ammonium-hydroxyde)。
如所述，在进行光刻蚀法、压印法、或是喷墨法而形成电介质1e的图案后，还对电介质1e进行后烘烤。通过后烘烤，可利用加热来去除附着于基板1a及电介质1e的冲洗液。并且，在后烘烤后，将电介质1e进行退火，在基板1a面上形成所希望的图案的电介质1e。
通过在100℃以上且400℃以下的温度范围进行后烘烤，可提高电介质1e的流动性，因此可将电介质1e图案的整体、或是顶部/侧部的一部分圆化成形为曲面状，且可提高发光元件8的光提取效率。并且，若剖面形状与梯形形状或矩形形状的凸部(例如，凸部109)进行比较，成形为曲面状的凸部1b可在GaN层(2至5)等成膜时，GaN层的横向成长时间变短，因此可缩短GaN层的成长时间。并且，当温度小于100℃时，电介质1e的流动性变得不充分，造成电介质1e图案的整体、或是顶部/侧部的一部分无法成形为曲面状。并且，当温度超过400℃时，电介质1e的流动性变大，无法得到所希望的分析度的图案。
通过对形成所希望的图案的电介质1e实施退火，由此无需形成光阻膜(凸部1b形成膜的蚀刻用掩模)而可在基板1a面上，将所希望的图案成形为任意的侧面形状。并且，通过利用退火来去除感光剂的成分，可防止有机成分混入至GaN层(2至5)等发光元件8。另外，去除感光剂成分是指，通过退火而使感光剂液化，并通过蒸发去除。
并且，通过使用光刻蚀法来形成所希望的图案，由此无需形成光阻膜(即，凸部1b形成膜的蚀刻用掩模)而可在基板1a面上形成图案。从而，实现伴随工序数量的消减与工序的简易化、以及工序数量的消减的基板1的低成本化。并且，由于光刻蚀法工序的时间较短，因此可在短时间内制作出在表面上具有所希望的图案的基板1。
针对压印法进行更优选详细的描述。作为模型11的材料，只要是使用例如像石英制等紫外线透射率良好的材料即可。作为石英模型的制作方法，首先准备石英，接着将光阻涂布在石英基板上，利用一般的光刻蚀法或电子线描绘法将岛状图案进行曝光、显影。接着，以100nm左右的厚度蒸镀Al，之后剥离，进而将Al作为掩模而通过使用CHF3(三氟化甲烷)的RIE(ReactiveIonEtching：反应性离子蚀刻)装置将石英蚀刻加工至规定的深度。规定的深度设定成与凸部1b的高度相同。用磷酸将蚀刻加工后残留的不需要的Al去除，最后再以纯水洗净后干燥，可完成石英模型。
在将这种模型11持续按压至电介质1e的状态下，将紫外线通过模型11而进行照射，使电介质1e固化。此时，照射紫外线的方向可由模型11侧进行照射，且由于蓝宝石基板1a为透明体，因此也可由蓝宝石基板1a侧照射紫外线。另外，当由基板1a侧照射紫外线时，模型11的材料并不一定需要为透明体，因此也可使用石英以外的材质，例如也可使用硅等不透明体。并且，作为透明状材料，也可将蓝宝石使用于模型11。
并且，将模型11按压至电介质1e时，为了避免在各个电介质1e内进入气泡，也可在真空气氛中进行。并且，在此作为压印法表示光纳米压印法的例，但也可使用其他利用热而使电介质1e固化的热纳米压印法。
将岛状的电介质1e在固化后剥离模型11，并用氧气RIE装置将残留在相当于模型11的凸部的部分(岛状的电介质1e以外的部分)的不需要的电介质去除。
如上所述，通过使用纳米压印法形成所希望的图案，而可通过简便的设备，且较低的成本，在基板1a面上形成所希望的大小、间距、高度的凸部1b的图案。
并且，通过使用喷墨法形成所希望的图案，可直接进行图案形成，因此可提高凸部1b的图案种类的自由度。
并且，在上述的光刻蚀法、压印法、以及喷墨法中，由通用性最高的观点上来看，优选光刻蚀法。
通过在600℃以上且1700℃以下的温度范围进行退火，可去除凸部1b的感光剂成分，因此可防止有机成分混入至GaN层(2至5)等发光元件8。并且，可防止产生在凸部1b上的GaN层的成长，或难以产生成长。通过抑制在凸部1b上的GaN层的成长，可实现FACELO的成长模式，因此可形成错位密度较少的GaN层。并且，当温度小于600℃时，则无法将SiO2、TiO2、ZrO2中任一种作为主要成分。并且，当温度超过1700℃时，超过作为凸部1b的主要成分的SiO2、TiO2、ZrO2任一材料的熔点，从而有可能导致凸部1b的形状变形，因此不优选。
接着，针对发光元件8的制造方法进行说明。首先准备在表面上具有所希望的图案的基板1，该基板1以所述说明的制造方法所制造，通过在凸部1b及基板1a上形成GaN层、AlN层、InN层中的至少一层而制造发光元件8。
图1所示的GaN层2至5，可采用外延成长法等公知的方法进行成长也可，也可采用针对各GaN层2至5分别以不同的成膜方法和/或成膜条件来进行成长也可。外延成长是指包含同质外延成长、以及异质外延成长。作为成膜法，可举出如电镀法等液相成膜法，但优选采用溅镀法或CVD法(ChemicalVaporDeposition)等的气相成膜法。并且，当以制造发光元件8为目的而成膜3-5族氮化物半导体层等半导体层的膜的情况下，则更优选利用MOCVD法(MetalOrganicChemicalVaporDeposition)、MOVPE法(MetalOrganicVaporPhaseEpitaxy)、HVPE法(Hydridevaporphaseepitaxy)、MBE法(MolecularBeamEpitaxy)等气相成膜法。当作为基板1b所使用的材料为蓝宝石等无机材料的情况下，优选作为构成各半导体层的材料也可作为金属材料、金属氧化物材料、无机半导体材料等无机材料，优选将所有的层由这些无机材料构成。其中，当作为成膜法采用MOCVD法的情况下，也可在半导体层的无机材料中含有有机金属衍生的有机物。
首先，在蓝宝石制基板1的凸部1b侧的表面上，成膜由GaN或AlN构成的缓冲层，且依序成膜形成n-GaN层2、InGaN发光层(活性层)3、p型AlGaN包层4、以及p型GaN接触层5的膜。之后，通过进行规定的后加工得到发光元件8。
由于凸部1b由电介质构成，因此在凸部1b表面并不会露出特定的面方位的结晶面，而难以生成成为n-GaN层2的成长起点的核。即，由于在凸部1b侧部并未露出特定的面方位的结晶面，因此使由凸部1b侧部朝GaN层的结晶成长受到抑制。并且，由于凸部1b的至少一部分(例如，顶部)形成为曲面状，且几乎没有平坦的部分、或是平坦部分相当窄，因此不会成长GaN层。不过，由于在基板1的面上整面露出特定的面方位的结晶面(例如，蓝宝石的C面等)，因此GaN的核容易生成，且将n-GaN层2成长下去。
从而，如图11(a)所示，n-GaN层2的成长由凸部1b之间的基板1a表面，即为非凸部1b的平坦部开始，伴随着n-GaN层2的厚度增加，n-GaN层2在横向(水平方向)成长，如图11(b)所示，覆盖凸部1b的侧部及顶部。最终，当n-GaN层2的厚度达到凸部1b的高度以上时，基板1a的表面与凸部1b的图案将会如图11(c)所示，被n-GaN层2覆盖，从平面方向观察时，仅会观察到平坦的n-GaN层2的表面。
从而，由于凸部1b的侧部将成为n-GaN层2的横向成长区域，因此可防止从凸部1b的侧部的错位产生。并且，由于凸部1b的至少一部分(例如，顶部)形成为曲面状，几乎没有平坦的部分、或是平坦部分相当窄。从而，可抑制或防止从凸部1b的n-GaN层2的成长，因此可防止凸部1b附近的n-GaN层2内的错位产生。通过如上所述，相比成长在平坦状基板上的GaN层，而能够更加减少贯通错位的数量。
并且，通过形成由GaN或是AlN构成的缓冲层，将可防止在n-GaN层2的膜厚方向上的膜质或膜厚不均等现象的产生。
并且，当通过公知方法成膜GaN层3至5后，以电子束蒸镀法形成膜p型电极6。并且，在n-GaN层2上的未形成有InGaN发光层3的部位，通过使用ICP-RIE而进行蚀刻加工、进而露出n-GaN层2。而且，在露出的n-GaN层2上，以电子束蒸镀法形成由Ti/Al的层叠结构构成的n型电极层7，且在p型电极6上形成由Ti/Al构成的p型金属电极9，制作出发光元件8。另外，作为p型电极6及n型电极层7的材料，也可使用Ni、Au、Pt、Pd、Rh等金属。
通过使凸部1b形成在基板1a的表面上，可在各个凸部1b得到光散射效果。因此，可将已被发光元件8内部所吸收的局部光线，提取至基板1a及InGaN发光层3的外部，可提高发光元件8的光提取效率。
并且，通过图案形成含有感光剂的电介质，可在基板1a面上形成由凸部1b构成的所希望的图案，因此无需形成光阻膜(凸部1b形成膜的蚀刻用掩模)，仍可在基板1a面上形成图案。从而，实现伴随工序数量的消减与工序的简易化、以及工序数量的消减的发光元件8的低成本化，并且可制造出提高所述光提取效率的发光元件8。
并且，还可将由电介质构成的凸部1b的图案作为掩模，通过对基板1a表面进行干蚀刻或是湿蚀刻处理，可直接在基板1a表面形成岛状图案。
以下，举出实施例1说明本发明，但本发明并不仅限定于以下的实施例1。
(实施例1)
-制造方法-
首先，准备平坦的蓝宝石基板，该基板表面为C面，且为表面粗糙度Ra1nm的镜面状态。将该蓝宝石基板以UV/O3洗净五分钟，之后水洗，利用加热板在130℃的温度下进行三分钟的去水烘烤。并且，在完成去水烘烤后的蓝宝石基板表面上，利用旋涂机涂布HMDS(hexamethyldisilazane：六甲基二硅氮烷)药液，、以300rpm的速度下涂布10秒、再以700rpm的速度下涂布10秒的两阶段的工序来进行。之后，将蓝宝石基板通过加热板而在120℃的温度烘烤50秒。
接着，利用旋涂机将由硅氧烷树脂组成物构成的膜成形于蓝宝石基板表面上，该硅氧烷树脂组成物作为电介质，折射率为小于GaN的2.4折的射率，并含有作为感光剂的萘醌二迭氮-5-磺酸酯(naphthoquinonediazide-5-sulfonicacidester)，且以700rpm的速度下涂布10秒，再以1500rpm的速度下涂布30秒钟的两阶段的工序来进行。其结果，形成厚度为1.55μm的硅氧烷树脂组成物膜。另外，硅氧烷树脂组成物采用TorayIndustries,Inc制的正型感光性硅氧烷ER-S2000(预烘烤膜的折射率1.52(632.8nm)棱镜偶合法)。
在本实施例中，采用光刻蚀法作为将所希望的图案由所述硅氧烷树脂组成物膜形成在蓝宝石基板面上的方法。将在面上形成硅氧烷树脂组成物膜的蓝宝石基板通过加热板而在110℃下烘烤3分钟，接着将硅氧烷树脂组成物膜进行图案曝光。在本实施例中，制作使凸部的平面形状为圆形，且使该圆形的直径形成为4.9μm、且凸部间之间距形成为6.0μm的图案的正型用掩模，将硅氧烷树脂组成物膜进行曝光。作为曝光的光源，使用光照射能以i-line换算为65mJ/cm2的由g、h、i线构成的宽光(BroadLighting)(g线＝436nm、h线＝405nm、i线＝365nm)。并且，将硅氧烷树脂组成物膜设为正型、在曝光装置中使用接触曝光装置。
并且，将曝光的硅氧烷树脂组成物膜显影，使用2.38wt％-TMAH的显影液，且将硅氧烷树脂组成物膜浸渍60秒于该显影液中。之后，将蓝宝石基板以及显影的硅氧烷树脂组成物以230℃的温度在加热板进行三分钟之后烘烤。
并且，在后烘烤之后，将蓝宝石基板上的显影的硅氧烷树脂组成物在大气气氛中以1000℃的温度进行一个小时的退火，在蓝宝石基板的面上形成所希望的图案及侧面形状的凸部。
-凸部-
确认通过上述工序所制造的凸部，确认如下所述的图案及含有SiO2的凸部。
平面形状：圆形
圆形的直径：4.9μm
高度：0.47μm
间距：6.0μm
侧面形状：整体由曲面所形成的曲面形状(参考图12及图13)
(实施例2)
-制造方法-
除了将作为硅氧烷树脂组成物的TorayIndustries,Inc制的正型感光性硅氧烷ER-S2000，变更为TorayIndustries,Inc制的正型感光性含有氧化钛硅氧烷ER-S3000以外，与实施例1相同，在蓝宝石基板的面上形成所希望的图案及侧面形状的凸部。
采用预烘烤膜的折射率1.78(632.8nm)棱镜偶合法。
-凸部-
确认通过上述工序所制造的凸部，确认如下所述的图案及含TiO2的凸部。
平面形状：圆形
圆形的直径：4.9μm
高度：1.00μm
间距：6.0μm
侧面形状：整体由曲面所形成的曲面形状(参考图12及图13)
(实施例3)
-制造方法-
除了将作为硅氧烷树脂组成物的TorayIndustries,Inc制的正型感光性硅氧烷ER-S2000，变更为TorayIndustries,Inc制的正型感光性含有氧化锆硅氧烷ER-S3100以外，与实施例1相同，在蓝宝石基板的面上形成所希望的图案及侧面形状的凸部。
采用预烘烤膜的折射率1.64(632.8nm)棱镜偶合法。
-凸部-
确认通过上述工序所制造的凸部，确认如下所述的图案及含ZrO2的凸部。
平面形状：圆形
圆形的直径：4.9μm
高度：1.50μm
间距：6.0μm
侧面形状：整体由曲面所形成的曲面形状(参考图12及图13)
(比较例)
以下说明比较例。在比较例中，以等离子CVD法成膜SiO2膜，之后在SiO2膜上形成光阻膜，并与实施例1同样将所述光阻膜进行曝光、显影，将所述光阻膜如实施例1所记载那样对所述光阻膜图案进行图案形成。将图案形成的光阻膜作为掩模，进行SiO2膜的干蚀刻。
在确认完成的凸部的图案以及SiO2含量时，得到与实施例1的凸部相同的结果。
＜评价＞
针对实施例1及比较例，评价至形成凸部为止所需工序数量与前置时间。由该结果得到，在实施例1中的所需工序数量为8，前置时间为70分钟的评价结果。另一方面，在比较例中的所需工序数为9、前置时间为110分钟。由以上评价结果确认到本实施例可实现工序数量的消减以及前置时间的缩短。当大量生产的情况，或是基板尺寸大的情况下，由于在比较例中因SiO2膜的成膜工序、或SiO2膜的干蚀刻工序的装置尺寸而使晶圆的处理片数受到限制，且前置时间的差异更显著。
上述的基板及发光元件可适用于以下的装置或设备等。例如，通过包括该发光元件，可适用于如图14所示那样，照明100所用的光源101、或组装至设备等之中的光源。当这些光源中当该发光元件由V族元素中的氮(N)构成的情况下，由于尤其适合于蓝色的可视光至紫外光，为了发射蓝色的可视光或紫外光，而利用于所需的设备等中。例如，可利用于作为下述产品的光源，如：用于发出蓝色光(短波长)的照明、信号机、投光器、内视镜等的光源、彩色显示器200的三原色的单一光源201(参考图15)、用于捡拾光线的光源、以及用于发出紫外光的杀菌室或冷藏室等的光源。另外，在与萤光涂料的涂布面组合而产生白光或暖光色，可应用至作为如萤光灯等的照明设备(例如，植物育成用照明)、显示器的背光、车辆用灯、投影机、照相机用闪光灯等的光源。当然，本申请的发光元件并不仅限定于氮化物系的化合物半导体，其适用范围也当然并不限定于如上所述的范围。
并且，如图16所示，本申请的基板并不仅作为发光元件，也可作为接收来自各种方向的光线的受光元件，而可利用作为光二极管的基板、太阳能电池或太阳光发电面板300的基板301。
另外，本发明并不仅限定于例示的实施例或适用例，只要是其构成不脱离各项权利要求书所记载的内容范围即可实施。即，虽然尤其以图示的方式说明有关本发明的特定的实施方式，但是，只要是不脱离本发明的技术思想及目的范围，对于上述实施方式，本领域技术人员可在数量、以及其他详细的结构中进行各种变形。
符号说明
1-在表面上具有所希望的图案的基板，1a-基板，2b-凸部，2-n型GaN接触层(n-GaN层)，3-InGaN发光层(活性层)，4-p型AlGaN包层，5-p型GaN接触层，6-p型电极，7-n型电极层，8-LED发光元件，9-金属电极，10-掩模，11-模型，12-喷嘴，13-梯形形状的凸部，14-矩形形状的凸部，100-照明装置，101-光源(发光元件)，200-显示器装置，201-光源(发光元件)，300-太阳能电池，301-基板。

Claims (22)

1.一种基板的制造方法，其特征在于，
准备平坦的基板，
在所述基板面上形成含有感光剂的电介质，
图案形成所述电介质，将所希望的图案的所述电介质形成于所述基板面上。
2.根据权利要求1所述的基板的制造方法，其特征在于，
在图案形成所述电介质后对所述电介质进行退火，将所希望的所述图案的所述电介质形成于所述基板面上。
3.根据权利要求2所述的基板的制造方法，其特征在于，
在图案形成所述电介质后，且在所述退火前对所述电介质进行后烘烤。
4.根据权利要求3所述的基板的制造方法，其特征在于，
在100℃以上且400℃以下的温度范围进行所述后烘烤。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的基板的制造方法，其特征在于，
在600℃以上且1700℃以下的温度范围进行所述退火。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的基板的制造方法，其特征在于，
所述电介质为硅氧烷树脂组合物、含有氧化钛的硅氧烷树脂组合物、含有氧化锆的硅氧烷树脂组合物中的任一种。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的基板的制造方法，其特征在于，
通过将所述电介质涂布于所述基板面上，从而将所述电介质形成于所述基板面上，
接着，对在所述基板面上形成了所述电介质的所述基板进行预烘烤，
接着，使用掩模，将所述电介质曝光成所希望的所述图案，
接着，对曝光了的所述电介质进行显影，
对所述电介质进行所述退火，在所述基板面上形成所希望的所述图案的所述电介质。
8.根据权利要求2至6中任一项所述的基板的制造方法，其特征在于，
用所希望的所述图案，将所述电介质直接图案形成于所述基板面上，
接着，对在所述基板面上形成了所述电介质的所述基板进行预烘烤，
接着，对所述电介质进行曝光，
对所述电介质进行所述退火，在所述基板面上形成所希望的所述图案的所述电介质。
9.根据权利要求2至6中任一项所述的基板的制造方法，其特征在于，
通过将所述电介质涂布于所述基板面上，将所述电介质形成在所述基板面上，
接着，将模型按压至所述电介质、使所述电介质固化，
将所述电介质进行所述退火，在所述基板面上形成所希望的所述图案的所述电介质。
10.一种基板的制造方法，其特征在于，
准备权利要求1至9中任一项所述的基板，
将所述图案作为掩模，蚀刻处理所述基板的表面，在所述基板的表面形成所希望的所述图案。
11.一种发光元件的制造方法，其特征在于，
准备权利要求1至10中任一项所述的基板，
在凸部及所述基板上形成GaN层、AlN层、InN层中的至少一层来制造发光元件。
12.一种基板，其特征在于，
在基板的平坦面上具有由岛状的凸部构成的图案，且所述凸部由电介质构成。
13.根据权利要求12所述的基板，其特征在于，
所述凸部的至少一部分为曲面状。
14.根据权利要求12或13所述的基板，其特征在于，
构成所述凸部的电介质以SiO2、TiO2、ZrO2中任一种作为主要成分。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的基板的制造方法，其特征在于，
所述凸部整体为曲面，且具有顶部及侧部并无区别且不存在平坦面的曲面形状。
16.根据权利要求15所述的基板，其特征在于，
所述凸部为半球形。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的基板，其特征在于，
所述凸部的平面形状为圆形或椭圆形。
18.一种基板，其特征在于，
权利要求12至17项中任一项所述的所述基板中，
在所述基板的表面具有所希望的所述图案。
19.一种发光元件，其包含：
权利要求12至18项中任一项所述的基板、以及形成于所述凸部及所述基板上的GaN层、AlN层、InN层中至少一层。
20.一种光源，其具备权利要求19所述的发光元件。
21.一种显示器，其具备权利要求19所述的发光元件。
22.一种太阳能电池，其具备权利要求12至18中任一项所述的基板。
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