JP2001284643A - Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子用ウェハ、その製造方法およびｉｉｉ族窒化物半導体発光素子 - Google Patents
Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子用ウェハ、その製造方法およびｉｉｉ族窒化物半導体発光素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】｛１００｝面からなる表面を有するＳｉ単結晶
基板上に、該基板との密着したＢＰ系材料からなる緩衝
層を形成し、さらに該緩衝層上にＩＩＩ族窒化合物半導
体層を形成してＩＩＩ族窒化物半導体発光素子用ウェハ
を製造する。 【解決手段】Ｓｉ単結晶基板表面に側壁を｛１１１｝面
とする四角錐状の細孔を設け、該基板表面上に気相成長
法によりＢＰ系材料からなる緩衝層を形成する。該四角
錐状の細孔は、エッチングにより設ける。
基板上に、該基板との密着したＢＰ系材料からなる緩衝
層を形成し、さらに該緩衝層上にＩＩＩ族窒化合物半導
体層を形成してＩＩＩ族窒化物半導体発光素子用ウェハ
を製造する。 【解決手段】Ｓｉ単結晶基板表面に側壁を｛１１１｝面
とする四角錐状の細孔を設け、該基板表面上に気相成長
法によりＢＰ系材料からなる緩衝層を形成する。該四角
錐状の細孔は、エッチングにより設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、珪素（Ｓｉ）単結
晶基板の表面上にリン化硼素（ＢＰ）系材料からなる緩
衝層を介して設けられたＩＩＩ族窒化物半導体層を具備
するＩＩＩ族窒化物半導体発光素子用ウェハとその製造
方法、および該ウェハから製造されたＩＩＩ族窒化物半
導体層を発光部として利用する発光ダイオード或いはレ
ーザーダイオード等のＩＩＩ族窒化物半導体発光素子に
関する。
晶基板の表面上にリン化硼素（ＢＰ）系材料からなる緩
衝層を介して設けられたＩＩＩ族窒化物半導体層を具備
するＩＩＩ族窒化物半導体発光素子用ウェハとその製造
方法、および該ウェハから製造されたＩＩＩ族窒化物半
導体層を発光部として利用する発光ダイオード或いはレ
ーザーダイオード等のＩＩＩ族窒化物半導体発光素子に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、一般式ＡｌXＧａYＩｎZＮ
（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦１、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝
１）で表記されるＩＩＩ族窒化物半導体は、青色帯或い
は緑色帯などの短波長の可視光を出射する発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）等の発光素
子を構成するための材料として利用されている。近年で
は、上記のＩＩＩ族窒化物半導体からなるｐｎ接合型の
ダブルヘテロ（ＤＨ）構造の発光部を、珪素（Ｓｉ）単
結晶からなる基板上に形成する技術が知られている（特
開平１１−４０８５０号公報）。この場合、基板として
利用されるＳｉ単結晶の面方位は｛１００｝または｛１
１１｝であるのがもっぱらである（特開平１０−２４２
５８６号公報）。
（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｚ≦１、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝
１）で表記されるＩＩＩ族窒化物半導体は、青色帯或い
は緑色帯などの短波長の可視光を出射する発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）等の発光素
子を構成するための材料として利用されている。近年で
は、上記のＩＩＩ族窒化物半導体からなるｐｎ接合型の
ダブルヘテロ（ＤＨ）構造の発光部を、珪素（Ｓｉ）単
結晶からなる基板上に形成する技術が知られている（特
開平１１−４０８５０号公報）。この場合、基板として
利用されるＳｉ単結晶の面方位は｛１００｝または｛１
１１｝であるのがもっぱらである（特開平１０−２４２
５８６号公報）。
【０００３】さらに最近では、｛１００｝面からなる表
面を有するＳｉ基板上にＩＩＩ族窒化物半導体層を気相
成長法により堆積する場合、リン化硼素（ＢＰ）系材料
からなる結晶層を緩衝層として利用する技術が開示され
ている（特開平１１−１６２８４８号公報）。閃亜鉛鉱
結晶型のＢＰ結晶（格子定数＝４．５３８Å）は、格子
定数を４．５１０Åとする立方晶の窒化ガリウム（Ｇａ
Ｎ）との格子ミスマッチ（ｍｉｓｍａｔｃｈ）度が約
０．６％と矮小である。従って、緩衝層をＢＰ結晶から
構成すると、その上に結晶欠陥密度の低いＧａＮ結晶層
を形成するのに有利である。
面を有するＳｉ基板上にＩＩＩ族窒化物半導体層を気相
成長法により堆積する場合、リン化硼素（ＢＰ）系材料
からなる結晶層を緩衝層として利用する技術が開示され
ている（特開平１１−１６２８４８号公報）。閃亜鉛鉱
結晶型のＢＰ結晶（格子定数＝４．５３８Å）は、格子
定数を４．５１０Åとする立方晶の窒化ガリウム（Ｇａ
Ｎ）との格子ミスマッチ（ｍｉｓｍａｔｃｈ）度が約
０．６％と矮小である。従って、緩衝層をＢＰ結晶から
構成すると、その上に結晶欠陥密度の低いＧａＮ結晶層
を形成するのに有利である。
【０００４】また特開平１１−２６６００６号公報に
は、Ｓｉ単結晶基板上にＢＰ系材料のひとつである窒化
リン化硼素（ＢＰ1-XＮX、但し０≦Ｘ≦１）からなる緩
衝層を介してＧａＮ系ＩＩＩ族窒化物半導体層を積層す
る技術が開示されている。窒素（Ｎ）の組成比を約６％
とするＢＰ0.94Ｎ0.06は立方晶のＧａＮと格子整合を果
たすため、ＢＰ0.94Ｎ0.06からなる緩衝層を用いると、
Ｓｉ単結晶基板上に結晶欠陥の少ないＧａＮからなる半
導体層を形成するのに有利である。
は、Ｓｉ単結晶基板上にＢＰ系材料のひとつである窒化
リン化硼素（ＢＰ1-XＮX、但し０≦Ｘ≦１）からなる緩
衝層を介してＧａＮ系ＩＩＩ族窒化物半導体層を積層す
る技術が開示されている。窒素（Ｎ）の組成比を約６％
とするＢＰ0.94Ｎ0.06は立方晶のＧａＮと格子整合を果
たすため、ＢＰ0.94Ｎ0.06からなる緩衝層を用いると、
Ｓｉ単結晶基板上に結晶欠陥の少ないＧａＮからなる半
導体層を形成するのに有利である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、基板であるＳ
ｉ単結晶（格子定数＝５．４３０８Å）と、例えば閃亜
鉛鉱結晶型のＢＰとの格子ミスマッチの大きさは約１７
％に達する（「日本結晶成長学会誌」、Ｖｏｌ．２５，
Ｎｏ．３（１９９８）、Ａ２８頁参照）。そのため、Ｓ
ｉ単結晶基板上にＢＰからなる緩衝層を形成した場合、
上記の格子ミスマッチに起因して｛１００｝面を有する
Ｓｉ単結晶基板と該基板上に形成したＢＰからなる緩衝
層との密着性が不充分となり、ＢＰ緩衝層がＳｉ基板か
ら剥離し易いという不具合が発生する。
ｉ単結晶（格子定数＝５．４３０８Å）と、例えば閃亜
鉛鉱結晶型のＢＰとの格子ミスマッチの大きさは約１７
％に達する（「日本結晶成長学会誌」、Ｖｏｌ．２５，
Ｎｏ．３（１９９８）、Ａ２８頁参照）。そのため、Ｓ
ｉ単結晶基板上にＢＰからなる緩衝層を形成した場合、
上記の格子ミスマッチに起因して｛１００｝面を有する
Ｓｉ単結晶基板と該基板上に形成したＢＰからなる緩衝
層との密着性が不充分となり、ＢＰ緩衝層がＳｉ基板か
ら剥離し易いという不具合が発生する。
【０００６】一方、ＩＩＩ族窒化物半導体発光素子の一
般的な平面形状は方形であるため、｛１１１｝面を有す
るＳｉ単結晶を基板として利用した場合、［１１０］方
向への劈開を利用して方形の発光素子を安定して形成す
ることが困難になるという問題が生じる。そのため、
｛１００｝面を有するＳｉ単結晶基板に代えて｛１１
１｝面を有するＳｉ単結晶を発光素子用の基板として利
用するのは、発光素子の製造上好ましくない。
般的な平面形状は方形であるため、｛１１１｝面を有す
るＳｉ単結晶を基板として利用した場合、［１１０］方
向への劈開を利用して方形の発光素子を安定して形成す
ることが困難になるという問題が生じる。そのため、
｛１００｝面を有するＳｉ単結晶基板に代えて｛１１
１｝面を有するＳｉ単結晶を発光素子用の基板として利
用するのは、発光素子の製造上好ましくない。
【０００７】本発明は、上記の従来技術の問題点を克服
すべく成されたもので、劈開により簡易に方形の発光素
子が形成できる｛１００｝面からなる表面を有するＳｉ
単結晶基板上に、該基板との密着したＢＰ系材料からな
る緩衝層を形成し、さらに該緩衝層上にＩＩＩ族窒化合
物半導体層を形成して製造したＩＩＩ族窒化物半導体発
光素子用ウェハとその製造方法、および該ウェハから製
造されたＩＩＩ族窒化物半導体発光素子を提供すること
を目的とする。
すべく成されたもので、劈開により簡易に方形の発光素
子が形成できる｛１００｝面からなる表面を有するＳｉ
単結晶基板上に、該基板との密着したＢＰ系材料からな
る緩衝層を形成し、さらに該緩衝層上にＩＩＩ族窒化合
物半導体層を形成して製造したＩＩＩ族窒化物半導体発
光素子用ウェハとその製造方法、および該ウェハから製
造されたＩＩＩ族窒化物半導体発光素子を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】すなわち本願の発明は、
珪素（Ｓｉ）単結晶からなる基板と、該基板表面上に設
けられたリン化硼素（ＢＰ）系材料からなる緩衝層と、
該緩衝層上に設けられたＩＩＩ族窒化物半導体層とを備
えてなるＩＩＩ族窒化物半導体発光素子用ウェハにおい
て、前記基板が｛１００｝面からなる表面を有し、かつ
該表面に側壁を｛１１１｝面とする四角錐状の細孔が設
けられていることを特徴とする。上記の発明において、
前記四角錐状の細孔の底面の一辺の長さ（Ｗ）が、１０
μｍ以上で５００μｍ以下の範囲であることが望まし
い。また上記の発明において、前記四角錐状の細孔が、
基板表面に等間隔で規則的に設けられていることが望ま
しい。また本願の発明は、上記のＩＩＩ族窒化物半導体
発光素子用ウェハを用いて作製したＩＩＩ族窒化物半導
体発光素子である。
珪素（Ｓｉ）単結晶からなる基板と、該基板表面上に設
けられたリン化硼素（ＢＰ）系材料からなる緩衝層と、
該緩衝層上に設けられたＩＩＩ族窒化物半導体層とを備
えてなるＩＩＩ族窒化物半導体発光素子用ウェハにおい
て、前記基板が｛１００｝面からなる表面を有し、かつ
該表面に側壁を｛１１１｝面とする四角錐状の細孔が設
けられていることを特徴とする。上記の発明において、
前記四角錐状の細孔の底面の一辺の長さ（Ｗ）が、１０
μｍ以上で５００μｍ以下の範囲であることが望まし
い。また上記の発明において、前記四角錐状の細孔が、
基板表面に等間隔で規則的に設けられていることが望ま
しい。また本願の発明は、上記のＩＩＩ族窒化物半導体
発光素子用ウェハを用いて作製したＩＩＩ族窒化物半導
体発光素子である。
【０００９】また本願の別の発明は、珪素（Ｓｉ）単結
晶からなる基板と、該基板表面上に設けられたリン化硼
素（ＢＰ）系材料からなる緩衝層と、該緩衝層上に設け
られたＩＩＩ族窒化物半導体層とを備えてなるＩＩＩ族
窒化物半導体発光素子用ウェハの製造方法において、
｛１００｝面からなる表面を有し、かつ該表面に側壁を
｛１１１｝面とする四角錐状の細孔が設けられている前
記Ｓｉ単結晶の基板表面上に、気相成長法によりＢＰ系
材料からなる緩衝層を形成することを特徴とする。上記
の発明においては、前記ＢＰ系材料からなる緩衝層上
に、更に気相成長法によりＩＩＩ族窒化物半導体層を形
成することが望ましい。さらに上記の発明においては、
前期気相成長法が有機金属熱分解気相成長法（ＭＯＣＶ
Ｄ法）であることが望ましい。また上記の発明におい
て、前記四角錐状の細孔をエッチングにより設けること
が望ましい。
晶からなる基板と、該基板表面上に設けられたリン化硼
素（ＢＰ）系材料からなる緩衝層と、該緩衝層上に設け
られたＩＩＩ族窒化物半導体層とを備えてなるＩＩＩ族
窒化物半導体発光素子用ウェハの製造方法において、
｛１００｝面からなる表面を有し、かつ該表面に側壁を
｛１１１｝面とする四角錐状の細孔が設けられている前
記Ｓｉ単結晶の基板表面上に、気相成長法によりＢＰ系
材料からなる緩衝層を形成することを特徴とする。上記
の発明においては、前記ＢＰ系材料からなる緩衝層上
に、更に気相成長法によりＩＩＩ族窒化物半導体層を形
成することが望ましい。さらに上記の発明においては、
前期気相成長法が有機金属熱分解気相成長法（ＭＯＣＶ
Ｄ法）であることが望ましい。また上記の発明におい
て、前記四角錐状の細孔をエッチングにより設けること
が望ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係わる｛１０
０｝面を有するＳｉ単結晶基板の平面模式図である。ま
た、図２は図１に示すＳｉ単結晶基板の破線Ａ−Ａ’に
沿った断面図であり、特に細孔の断面形状を示す模式図
である。
０｝面を有するＳｉ単結晶基板の平面模式図である。ま
た、図２は図１に示すＳｉ単結晶基板の破線Ａ−Ａ’に
沿った断面図であり、特に細孔の断面形状を示す模式図
である。
【００１１】図１を用いて説明すれば、本発明で基板と
して利用する｛１００｝面からなる表面を有するＳｉ単
結晶基板１０の特徴は、基板１０の｛１００｝面からな
る表面１１に、側壁１２を｛１１１｝面とする四角錐状
の細孔（ピット：ｐｉｔ）１３が形成されていることに
ある。細孔１３は、例えば水酸化ナトリウム（ＮａＯ
Ｈ）水溶液または水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液等を
用いる湿式エッチングにより形成できる。細孔１３の代
表的な形成方法として、例えば重量濃度が５％程度のＮ
ａＯＨ水溶液を用いて、温度を８５℃とし時間にして約
５分間、Ｓｉ単結晶基板１０の表面１１の湿式エッチン
グを行う方法がある。この方法は、基板１０の導電形が
ｎ形またはｐ形にかかわらず用いることが出来る。或い
は、重量濃度を約５０％とするＫＯＨ水溶液を用いて６
５℃で約５分間、基板１０の表面１１をエッチングする
ことによっても、Ｓｉ単結晶基板１０の表面１１に本発
明の細孔１３を形成することが出来る。
して利用する｛１００｝面からなる表面を有するＳｉ単
結晶基板１０の特徴は、基板１０の｛１００｝面からな
る表面１１に、側壁１２を｛１１１｝面とする四角錐状
の細孔（ピット：ｐｉｔ）１３が形成されていることに
ある。細孔１３は、例えば水酸化ナトリウム（ＮａＯ
Ｈ）水溶液または水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液等を
用いる湿式エッチングにより形成できる。細孔１３の代
表的な形成方法として、例えば重量濃度が５％程度のＮ
ａＯＨ水溶液を用いて、温度を８５℃とし時間にして約
５分間、Ｓｉ単結晶基板１０の表面１１の湿式エッチン
グを行う方法がある。この方法は、基板１０の導電形が
ｎ形またはｐ形にかかわらず用いることが出来る。或い
は、重量濃度を約５０％とするＫＯＨ水溶液を用いて６
５℃で約５分間、基板１０の表面１１をエッチングする
ことによっても、Ｓｉ単結晶基板１０の表面１１に本発
明の細孔１３を形成することが出来る。
【００１２】細孔１３をＳｉ単結晶基板１０の表面１１
に不規則に形成することもできるが、規則的に形成する
方が後工程においてＳｉ単結晶基板表面１１上に均一な
ＢＰ系材料からなる緩衝層を形成するためには好都合と
なる。Ｓｉ単結晶基板１０の表面１１に相互の間隔を一
定とする規則的な細孔１３を形成する手段として、Ｓｉ
単結晶基板１０の表面１１の所望の領域を二酸化珪素
（ＳｉＯ2）等の耐熱性かつ耐薬品性の被膜で部分的に
被覆した後、例えばガスエッチング等による選択エッチ
ングにより細孔１３を形成する方法がある。このような
ガスエッチングの場合、エッチングガスには塩化水素
（ＨＣｌ）等のハロゲン（ｈａｌｏｇｅｎ）を含む気体
やそれと水素との混合ガス等が利用できる。
に不規則に形成することもできるが、規則的に形成する
方が後工程においてＳｉ単結晶基板表面１１上に均一な
ＢＰ系材料からなる緩衝層を形成するためには好都合と
なる。Ｓｉ単結晶基板１０の表面１１に相互の間隔を一
定とする規則的な細孔１３を形成する手段として、Ｓｉ
単結晶基板１０の表面１１の所望の領域を二酸化珪素
（ＳｉＯ2）等の耐熱性かつ耐薬品性の被膜で部分的に
被覆した後、例えばガスエッチング等による選択エッチ
ングにより細孔１３を形成する方法がある。このような
ガスエッチングの場合、エッチングガスには塩化水素
（ＨＣｌ）等のハロゲン（ｈａｌｏｇｅｎ）を含む気体
やそれと水素との混合ガス等が利用できる。
【００１３】上記の選択エッチングを利用した細孔１３
の形成方法を用いれば、被膜で被覆する領域の平面積を
調整することにより、細孔１３の底面１３ａの面積を調
整できる。即ち、ほぼ正方形となる細孔１３の底面１３
ａの一辺の長さ（図１及び図２に記号”Ｗ”で表記す
る。）は、基板の表面１１の被膜により被覆していない
領域の大きさにより調整でき、被膜により被覆していな
い領域を同一の平面形状及び平面積で表面１１に規則的
に配列した基板の表面を選択エッチングすると、Ｗを一
定とする細孔１３をＳｉ単結晶基板１０の表面１１に規
則的に配置して形成することができる。
の形成方法を用いれば、被膜で被覆する領域の平面積を
調整することにより、細孔１３の底面１３ａの面積を調
整できる。即ち、ほぼ正方形となる細孔１３の底面１３
ａの一辺の長さ（図１及び図２に記号”Ｗ”で表記す
る。）は、基板の表面１１の被膜により被覆していない
領域の大きさにより調整でき、被膜により被覆していな
い領域を同一の平面形状及び平面積で表面１１に規則的
に配列した基板の表面を選択エッチングすると、Ｗを一
定とする細孔１３をＳｉ単結晶基板１０の表面１１に規
則的に配置して形成することができる。
【００１４】前述のようにＢＰ結晶と立方晶のＧａＮ或
いは立方晶の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）との格子ミス
マッチ度は約１％以下と僅かである。また、ＢＰ結晶の
｛１１０｝結晶面の格子面間隔（約３．２１Å）は、六
方晶ウルツ鉱結晶（ｗｕｒｔｚｉｔｅ）型のＧａＮ（ａ
軸格子定数＝３．１８Å）あるいはＡｌＮ（ａ軸格子定
数＝３．１１Å）の何れの格子定数にも近似している。
従って、ＢＰ結晶からなる緩衝層は、その上に格子ミス
マッチに起因する結晶欠陥の密度が低い良質のＩＩＩ族
窒化物半導体層を形成するのに有利に作用する。一方、
Ｓｉ単結晶（格子定数＝５．４３０８Å）とＢＰ結晶と
の間には、約１７％の大きさの結晶格子のミスマッチが
存在する。しかし、Ｓｉ単結晶の｛１１１｝面の間隔は
約３．１４Åであり、ＢＰ結晶の｛１１０｝結晶面の間
隔（約３．１９Å）とほぼ同等となるため、Ｓｉ単結晶
の｛１１１｝面からなる表面上では、良質のＢＰ結晶層
の形成が促進される。すなわち、Ｓｉ単結晶の｛１１
１｝面からなる表面には良質のＢＰ結晶層を形成でき、
その結果、Ｓｉ単結晶基板とその上のＢＰからなる緩衝
層との密着性を向上させることが可能となる。
いは立方晶の窒化アルミニウム（ＡｌＮ）との格子ミス
マッチ度は約１％以下と僅かである。また、ＢＰ結晶の
｛１１０｝結晶面の格子面間隔（約３．２１Å）は、六
方晶ウルツ鉱結晶（ｗｕｒｔｚｉｔｅ）型のＧａＮ（ａ
軸格子定数＝３．１８Å）あるいはＡｌＮ（ａ軸格子定
数＝３．１１Å）の何れの格子定数にも近似している。
従って、ＢＰ結晶からなる緩衝層は、その上に格子ミス
マッチに起因する結晶欠陥の密度が低い良質のＩＩＩ族
窒化物半導体層を形成するのに有利に作用する。一方、
Ｓｉ単結晶（格子定数＝５．４３０８Å）とＢＰ結晶と
の間には、約１７％の大きさの結晶格子のミスマッチが
存在する。しかし、Ｓｉ単結晶の｛１１１｝面の間隔は
約３．１４Åであり、ＢＰ結晶の｛１１０｝結晶面の間
隔（約３．１９Å）とほぼ同等となるため、Ｓｉ単結晶
の｛１１１｝面からなる表面上では、良質のＢＰ結晶層
の形成が促進される。すなわち、Ｓｉ単結晶の｛１１
１｝面からなる表面には良質のＢＰ結晶層を形成でき、
その結果、Ｓｉ単結晶基板とその上のＢＰからなる緩衝
層との密着性を向上させることが可能となる。
【００１５】しかし、｛１１１｝面を有するＳｉ単結晶
は互いに直交する方向に劈開できず、方形の発光素子を
製造するのに不便であり、一方｛１００｝面を有するＳ
ｉ単結晶であれば互いに直交する［１１０］結晶方位に
沿った劈開を利用して簡便に方形状のＩＩＩ族窒化物半
導体発光素子が形成できる。そこで本発明では、Ｓｉ単
結晶基板の｛１００｝面からなる表面に｛１１１｝面が
露出した細孔を上記のようにして形成し、細孔の｛１１
１｝面からなる側壁をもとに良質のＢＰ結晶層を成長さ
せることにより、劈開に依る発光素子の作製上の利点を
損なうことなく、Ｓｉ単結晶基板との密着性に優れたＢ
Ｐ結晶からなる緩衝層を｛１００｝面からなる表面を有
するＳｉ基板上に形成することが可能となる。その結
果、｛１００｝面からなる表面を有するＳｉ基板上に上
記の緩衝層を介して良質のＩＩＩ族窒化物半導体層を形
成することが可能となる。
は互いに直交する方向に劈開できず、方形の発光素子を
製造するのに不便であり、一方｛１００｝面を有するＳ
ｉ単結晶であれば互いに直交する［１１０］結晶方位に
沿った劈開を利用して簡便に方形状のＩＩＩ族窒化物半
導体発光素子が形成できる。そこで本発明では、Ｓｉ単
結晶基板の｛１００｝面からなる表面に｛１１１｝面が
露出した細孔を上記のようにして形成し、細孔の｛１１
１｝面からなる側壁をもとに良質のＢＰ結晶層を成長さ
せることにより、劈開に依る発光素子の作製上の利点を
損なうことなく、Ｓｉ単結晶基板との密着性に優れたＢ
Ｐ結晶からなる緩衝層を｛１００｝面からなる表面を有
するＳｉ基板上に形成することが可能となる。その結
果、｛１００｝面からなる表面を有するＳｉ基板上に上
記の緩衝層を介して良質のＩＩＩ族窒化物半導体層を形
成することが可能となる。
【００１６】さらに本発明では、発光素子の製造に有利
になるように、図１及び図２に示した細孔１３の底面１
３ａの一辺の長さ（Ｗ）の値を規定する。すなわち発光
素子の製造には、以下で定める大きさの細孔１３を形成
した｛１００｝面を有するＳｉ単結晶を基板１０として
使用するのが有利である。
になるように、図１及び図２に示した細孔１３の底面１
３ａの一辺の長さ（Ｗ）の値を規定する。すなわち発光
素子の製造には、以下で定める大きさの細孔１３を形成
した｛１００｝面を有するＳｉ単結晶を基板１０として
使用するのが有利である。
【００１７】｛１１１｝面を側壁１２とする四角錘状の
細孔１３の深さ（図２に記号Ｄで示す。）は、細孔１３
の底面１３ａの一辺の長さＷの増長に伴い増大する。す
なわち、深さＤと一辺の長さＷとの間には、Ｄ＝０．５
８×Ｗで近似される関係がある。Ｗが極端に大きく、従
って深さＤが極端に大となると、細孔１３をＢＰ系材料
からなる緩衝層で充分に埋没させるのが困難となる。細
孔１３が緩衝層により十分埋没されなくなると、緩衝層
を形成した後も細孔１３の表面に「窪み」が生ずる。こ
のため、Ｓｉ基板１０の表面１１上に形成したＢＰ系材
料からなる緩衝層の表面の平坦性は損なわれるものとな
る。このように細孔１３上と細孔１３以外の表面上とで
段差が生じている緩衝層上には、凹凸が無く表面の平坦
性に優れるＩＩＩ族窒化物半導体層が形成できないとい
った不具合を招く。細孔１３を緩衝層により充分に埋め
尽くすのに好適なＷの値は、概ね５００μｍ以下であ
る。
細孔１３の深さ（図２に記号Ｄで示す。）は、細孔１３
の底面１３ａの一辺の長さＷの増長に伴い増大する。す
なわち、深さＤと一辺の長さＷとの間には、Ｄ＝０．５
８×Ｗで近似される関係がある。Ｗが極端に大きく、従
って深さＤが極端に大となると、細孔１３をＢＰ系材料
からなる緩衝層で充分に埋没させるのが困難となる。細
孔１３が緩衝層により十分埋没されなくなると、緩衝層
を形成した後も細孔１３の表面に「窪み」が生ずる。こ
のため、Ｓｉ基板１０の表面１１上に形成したＢＰ系材
料からなる緩衝層の表面の平坦性は損なわれるものとな
る。このように細孔１３上と細孔１３以外の表面上とで
段差が生じている緩衝層上には、凹凸が無く表面の平坦
性に優れるＩＩＩ族窒化物半導体層が形成できないとい
った不具合を招く。細孔１３を緩衝層により充分に埋め
尽くすのに好適なＷの値は、概ね５００μｍ以下であ
る。
【００１８】またＷが１０μｍ未満の場合、Ｄが浅くな
るため細孔１３は緩衝層で容易に埋没される。しかし、
この場合のようにＤが浅い細孔では、細孔の側壁をなす
Ｓｉ結晶の｛１１１｝面上に素早く成長するＢＰ系材料
からなる結晶により、細孔１３が容易に埋め尽くされた
上、更に緩衝層の形成の過程で細孔の側壁を構成する
（１．１．−１）、（−１．１．−１）、（−１．−
１．−１）、及び（１．−１．−１）面の各結晶面の垂
直方向に優勢的に成長するＢＰ系材料からなる結晶によ
り、ピラミッド状の突起が形成される。このピラミッド
状の突起により緩衝層の表面の平坦性は劣るものとな
り、さらに緩衝層上に形成されるＩＩＩ族窒化物半導体
層も表面の平坦性に劣るものとなるという不都合が生じ
る。従って、細孔１３の底面１３ａの一辺の長さＷの値
は、１０μｍ以上で５００μｍ以下の範囲とするのが好
適である。
るため細孔１３は緩衝層で容易に埋没される。しかし、
この場合のようにＤが浅い細孔では、細孔の側壁をなす
Ｓｉ結晶の｛１１１｝面上に素早く成長するＢＰ系材料
からなる結晶により、細孔１３が容易に埋め尽くされた
上、更に緩衝層の形成の過程で細孔の側壁を構成する
（１．１．−１）、（−１．１．−１）、（−１．−
１．−１）、及び（１．−１．−１）面の各結晶面の垂
直方向に優勢的に成長するＢＰ系材料からなる結晶によ
り、ピラミッド状の突起が形成される。このピラミッド
状の突起により緩衝層の表面の平坦性は劣るものとな
り、さらに緩衝層上に形成されるＩＩＩ族窒化物半導体
層も表面の平坦性に劣るものとなるという不都合が生じ
る。従って、細孔１３の底面１３ａの一辺の長さＷの値
は、１０μｍ以上で５００μｍ以下の範囲とするのが好
適である。
【００１９】Ｗの大きさが上記のように規定された細孔
は、Ｓｉ基板の｛１００｝面からなる表面上に一定の間
隔をもって規則的に形成するのが好ましい。例えば、一
辺の長さ（＝Ｌ）を３５０μｍとする正方形のＩＩＩ族
窒化物半導体発光素子を作製する場合、Ｗを２０μｍと
する四角錐状の細孔を頂点１３ｂ（図２参照）の間隔が
３０μｍとなるようにして、表面上に規則的に配列した
Ｓ基板を用いることができる。このように規則的に配列
された細孔の存在により、Ｓｉ基板上に形成されたＢＰ
系材料からなる緩衝層とＳｉ基板表面との密着の強度は
均一に増大させることができる。また、細孔を規則的に
配列することにより、例えばＩＩＩ族窒化物半導体を利
用するＬＥＤにあっては、発光部から出射される発光の
強度を均一に一様とすることができる。
は、Ｓｉ基板の｛１００｝面からなる表面上に一定の間
隔をもって規則的に形成するのが好ましい。例えば、一
辺の長さ（＝Ｌ）を３５０μｍとする正方形のＩＩＩ族
窒化物半導体発光素子を作製する場合、Ｗを２０μｍと
する四角錐状の細孔を頂点１３ｂ（図２参照）の間隔が
３０μｍとなるようにして、表面上に規則的に配列した
Ｓ基板を用いることができる。このように規則的に配列
された細孔の存在により、Ｓｉ基板上に形成されたＢＰ
系材料からなる緩衝層とＳｉ基板表面との密着の強度は
均一に増大させることができる。また、細孔を規則的に
配列することにより、例えばＩＩＩ族窒化物半導体を利
用するＬＥＤにあっては、発光部から出射される発光の
強度を均一に一様とすることができる。
【００２０】ＢＰ系材料からなる緩衝層とは、硼素
（Ｂ）とリン（Ｐ）とを構成元素として含む結晶から構
成される緩衝層をいう。すなわちＢＰ系材料には、例え
ば窒化リン化硼素（ＢＰ1-XＮX、ただし０≦Ｘ＜１）や
砒化リン化硼素（ＢＰ1-YＡｓY、ただし０≦Ｙ＜１）も
含まれる。Ｓｉ基板表面上に設けるＢＰ系材料からなる
緩衝層は、気相成長法により成長するのが好ましい。こ
の緩衝層は、例えば三塩化硼素（ＢＣｌ3）及び三塩化
リン（ＰＣｌ3）等を原料とするハロゲン系気相成長法
（ＶＰＥ法）や三塩化リンの代わりにホスフィン（ＰＨ
3）をリン原料とするハイドライド（ｈｙｄｒｉｄｅ）
ＶＰＥ法、或いはトリアルキル（ｔｒｉａｌｋｙｌ）硼
素を硼素原料とする有機金属熱分解気相成長法（ＭＯＣ
ＶＤ法）等の気相成長手段をもって成長できる。また、
ＭＯＣＶＤ法と分子線エピタキシャル法（ＭＢＥ法）と
を複合したＭＯ−ＭＢＥ法によっても形成できる。
（Ｂ）とリン（Ｐ）とを構成元素として含む結晶から構
成される緩衝層をいう。すなわちＢＰ系材料には、例え
ば窒化リン化硼素（ＢＰ1-XＮX、ただし０≦Ｘ＜１）や
砒化リン化硼素（ＢＰ1-YＡｓY、ただし０≦Ｙ＜１）も
含まれる。Ｓｉ基板表面上に設けるＢＰ系材料からなる
緩衝層は、気相成長法により成長するのが好ましい。こ
の緩衝層は、例えば三塩化硼素（ＢＣｌ3）及び三塩化
リン（ＰＣｌ3）等を原料とするハロゲン系気相成長法
（ＶＰＥ法）や三塩化リンの代わりにホスフィン（ＰＨ
3）をリン原料とするハイドライド（ｈｙｄｒｉｄｅ）
ＶＰＥ法、或いはトリアルキル（ｔｒｉａｌｋｙｌ）硼
素を硼素原料とする有機金属熱分解気相成長法（ＭＯＣ
ＶＤ法）等の気相成長手段をもって成長できる。また、
ＭＯＣＶＤ法と分子線エピタキシャル法（ＭＢＥ法）と
を複合したＭＯ−ＭＢＥ法によっても形成できる。
【００２１】ＢＰ系材料からなる緩衝層を、Ｓｉ基板と
ＧａＮ等のＩＩＩ族窒化物半導体層と間の格子のミスマ
ッチを緩和するための緩衝層として利用する場合には、
該緩衝層の成長温度は、成長方法にかかわらずおよそ２
００℃以上で５００℃以下の温度とするのが好ましい。
さらにこの温度範囲でＢＰ系材料からなる緩衝層をＳｉ
基板上に成長させた上に、より高温でＢＰ系材料からな
る緩衝層をもう一度成長し、２層構造の緩衝層を形成す
ると、結晶欠陥密度の少ないＩＩＩ族窒化物半導体層を
成長するのにより好適な緩衝層となる。
ＧａＮ等のＩＩＩ族窒化物半導体層と間の格子のミスマ
ッチを緩和するための緩衝層として利用する場合には、
該緩衝層の成長温度は、成長方法にかかわらずおよそ２
００℃以上で５００℃以下の温度とするのが好ましい。
さらにこの温度範囲でＢＰ系材料からなる緩衝層をＳｉ
基板上に成長させた上に、より高温でＢＰ系材料からな
る緩衝層をもう一度成長し、２層構造の緩衝層を形成す
ると、結晶欠陥密度の少ないＩＩＩ族窒化物半導体層を
成長するのにより好適な緩衝層となる。
【００２２】
【作用】Ｓｉ単結晶基板の｛１００｝面からなる表面に
｛１１１｝面が露出した細孔を形成し、細孔の｛１１
１｝面からなる側壁をもとにして良質のＢＰ結晶層をＳ
ｉ単結晶基板の表面に成長させると、Ｓｉ単結晶基板と
の密着性に優れたＢＰ結晶からなる緩衝層をＳｉ基板上
に形成することが出来る。さらに、ＢＰ結晶からなる緩
衝層は、その上に格子ミスマッチに起因する結晶欠陥の
密度が低い良質のＩＩＩ族窒化物半導体層を形成するの
に有利に作用する。
｛１１１｝面が露出した細孔を形成し、細孔の｛１１
１｝面からなる側壁をもとにして良質のＢＰ結晶層をＳ
ｉ単結晶基板の表面に成長させると、Ｓｉ単結晶基板と
の密着性に優れたＢＰ結晶からなる緩衝層をＳｉ基板上
に形成することが出来る。さらに、ＢＰ結晶からなる緩
衝層は、その上に格子ミスマッチに起因する結晶欠陥の
密度が低い良質のＩＩＩ族窒化物半導体層を形成するの
に有利に作用する。
【００２３】
【実施例】以下に本発明に係わるＩＩＩ族窒化物半導体
発光素子を製造した実施例を説明する。図３は、Ｓｉ単
結晶を基板として用い、ＩＩＩ族窒化物半導体層を発光
部として利用する本実施例に係わるＬＥＤ１００の平面
模式図である。また、図４は図３に示すＬＥＤ１００の
破線Ｂ−Ｂ’に沿った断面模式図である。
発光素子を製造した実施例を説明する。図３は、Ｓｉ単
結晶を基板として用い、ＩＩＩ族窒化物半導体層を発光
部として利用する本実施例に係わるＬＥＤ１００の平面
模式図である。また、図４は図３に示すＬＥＤ１００の
破線Ｂ−Ｂ’に沿った断面模式図である。
【００２４】ＬＥＤ１００は、Ｓｉ単結晶基板１０１と
その表面上に気相成長法により順次形成した結晶層とを
備えたエピタキシャルウェハから作製した。エピタキシ
ャルウェハを構成するＳｉ単結晶基板１０１および各結
晶層は、以下のものである。 （１）＜１１０＞方向に２°傾斜した｛１００｝面から
なる表面に、底面の一辺の長さを約３０μｍとし、頂点
の間隔を４５μｍと一定にして、湿式による選択エッチ
ングにより形成された細孔１０９が規則的に配列されて
いるアンチモン（Ｓｂ）がドープされたｎ形のＳｉ単結
晶からなる基板１０１。 （２）前記の基板１０１上に、トリエチルボラン（（Ｃ
2Ｈ5）3Ｂ）／ホスフィン（ＰＨ3）／水素（Ｈ2）を用
いる常圧のＭＯＣＶＤ法により、３５０℃でＰＨ 3と
（Ｃ2Ｈ5）3Ｂの供給比率（Ｖ／ＩＩＩ比率）を約３０
０に設定して成長させた、層厚を約１５ｎｍとするアン
ドープ（ｕｎｄｏｐｅ）でｎ形のリン化硼素（ＢＰ）か
らなる第一の緩衝層１０２。 （３）ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）を珪素（Ｓｉ）のドーピン
グ原料とし、上記と同じＭＯＣＶＤ法により、ＢＰから
なる低温緩衝層１０２上に約１０５０℃で積層された、
層厚を約１００ｎｍとしキャリア濃度が約２×１０18ｃ
ｍ-3である、Ｓｉがドープされたｎ形のＢＰからなる第
二の緩衝層１０３。 （４）前記の第二の緩衝層１０３上に、トリメチルガリ
ウム（（ＣＨ3）3Ｇａ）／アンモニア（ＮＨ3）／Ｈ2を
用いる常圧のＭＯＣＶＤ法により１０５０℃で成長させ
た、層厚を約５００ｎｍとしキャリア濃度を約１×１０
18ｃｍ-3とする、Ｓｉをドープしたｎ形の窒化ガリウム
（ＧａＮ）からなる下部クラッド層１０４。 （５）前記の下部クラッド層１０４上に、（ＣＨ3）3Ｇ
ａ／シクロペンタジエニルインジウム（Ｉ）（Ｃ5Ｈ5Ｉ
ｎ（Ｉ））／ＮＨ3／Ｈ2を用いる常圧のＭＯＣＶＤ法に
より８９０℃で成長させた、平均的なインジウム（Ｉ
ｎ）組成比を約０．１２とする、Ｉｎ組成が相違する複
数の相（ｐｈａｓｅ）からなる多相構造からなる、層厚
を約７０ｎｍとする窒化ガリウム・インジウム混晶（Ｇ
ａ0.88Ｉｎ0. 12Ｎ）からなる発光層１０５。 （６）前記の発光層１０５上に、（ＣＨ3）3Ｇａ／ＮＨ
3／Ｈ2を用いる常圧のＭＯＣＶＤ法により１０３０℃で
成長させた、層厚を約６５０ｎｍとしキャリア濃度を約
３×１０17ｃｍ-3とする、ｐ形の窒化ガリウム（Ｇａ
Ｎ）からなる上部クラッド層１０６。
その表面上に気相成長法により順次形成した結晶層とを
備えたエピタキシャルウェハから作製した。エピタキシ
ャルウェハを構成するＳｉ単結晶基板１０１および各結
晶層は、以下のものである。 （１）＜１１０＞方向に２°傾斜した｛１００｝面から
なる表面に、底面の一辺の長さを約３０μｍとし、頂点
の間隔を４５μｍと一定にして、湿式による選択エッチ
ングにより形成された細孔１０９が規則的に配列されて
いるアンチモン（Ｓｂ）がドープされたｎ形のＳｉ単結
晶からなる基板１０１。 （２）前記の基板１０１上に、トリエチルボラン（（Ｃ
2Ｈ5）3Ｂ）／ホスフィン（ＰＨ3）／水素（Ｈ2）を用
いる常圧のＭＯＣＶＤ法により、３５０℃でＰＨ 3と
（Ｃ2Ｈ5）3Ｂの供給比率（Ｖ／ＩＩＩ比率）を約３０
０に設定して成長させた、層厚を約１５ｎｍとするアン
ドープ（ｕｎｄｏｐｅ）でｎ形のリン化硼素（ＢＰ）か
らなる第一の緩衝層１０２。 （３）ジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）を珪素（Ｓｉ）のドーピン
グ原料とし、上記と同じＭＯＣＶＤ法により、ＢＰから
なる低温緩衝層１０２上に約１０５０℃で積層された、
層厚を約１００ｎｍとしキャリア濃度が約２×１０18ｃ
ｍ-3である、Ｓｉがドープされたｎ形のＢＰからなる第
二の緩衝層１０３。 （４）前記の第二の緩衝層１０３上に、トリメチルガリ
ウム（（ＣＨ3）3Ｇａ）／アンモニア（ＮＨ3）／Ｈ2を
用いる常圧のＭＯＣＶＤ法により１０５０℃で成長させ
た、層厚を約５００ｎｍとしキャリア濃度を約１×１０
18ｃｍ-3とする、Ｓｉをドープしたｎ形の窒化ガリウム
（ＧａＮ）からなる下部クラッド層１０４。 （５）前記の下部クラッド層１０４上に、（ＣＨ3）3Ｇ
ａ／シクロペンタジエニルインジウム（Ｉ）（Ｃ5Ｈ5Ｉ
ｎ（Ｉ））／ＮＨ3／Ｈ2を用いる常圧のＭＯＣＶＤ法に
より８９０℃で成長させた、平均的なインジウム（Ｉ
ｎ）組成比を約０．１２とする、Ｉｎ組成が相違する複
数の相（ｐｈａｓｅ）からなる多相構造からなる、層厚
を約７０ｎｍとする窒化ガリウム・インジウム混晶（Ｇ
ａ0.88Ｉｎ0. 12Ｎ）からなる発光層１０５。 （６）前記の発光層１０５上に、（ＣＨ3）3Ｇａ／ＮＨ
3／Ｈ2を用いる常圧のＭＯＣＶＤ法により１０３０℃で
成長させた、層厚を約６５０ｎｍとしキャリア濃度を約
３×１０17ｃｍ-3とする、ｐ形の窒化ガリウム（Ｇａ
Ｎ）からなる上部クラッド層１０６。
【００２５】Ｓｉ単結晶基板１０１の表面上に、気相成
長法により順次上記の結晶層を形成して作製したエピタ
キシャルウェハを用いて、ＬＥＤ１００を作製した。Ｌ
ＥＤ１００は、周知のフォトリソグラフィー（写真食
刻）技術を利用して、上記のエピタキシャルウェハに次
のｐ形およびｎ形のオーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極１０
７、１０８を形成して作製した。 （１）最表層の上部クラッド層１０６上に形成した、金
（Ａｕ）からなる直径を約１３０μｍとする円形のｐ形
オーミック電極１０７。 （２）Ｓｉ単結晶基板１０１の裏面の略全面に形成した
アルミニウム（Ａｌ）からなるｎ形オーミック電極１０
８。 次に、Ｓｉ単結晶基板１０１の［１１０］方向の劈開性
を利用して、ｐ形およびｎ形のオーミック電極１０７、
１０８が形成されたエピタキシャルウェハを一般的なス
クライブ手段により個別のＬＥＤに分割した。ＬＥＤの
平面形状は一辺を約３５０μｍとする正方形とした。
長法により順次上記の結晶層を形成して作製したエピタ
キシャルウェハを用いて、ＬＥＤ１００を作製した。Ｌ
ＥＤ１００は、周知のフォトリソグラフィー（写真食
刻）技術を利用して、上記のエピタキシャルウェハに次
のｐ形およびｎ形のオーミック（Ｏｈｍｉｃ）電極１０
７、１０８を形成して作製した。 （１）最表層の上部クラッド層１０６上に形成した、金
（Ａｕ）からなる直径を約１３０μｍとする円形のｐ形
オーミック電極１０７。 （２）Ｓｉ単結晶基板１０１の裏面の略全面に形成した
アルミニウム（Ａｌ）からなるｎ形オーミック電極１０
８。 次に、Ｓｉ単結晶基板１０１の［１１０］方向の劈開性
を利用して、ｐ形およびｎ形のオーミック電極１０７、
１０８が形成されたエピタキシャルウェハを一般的なス
クライブ手段により個別のＬＥＤに分割した。ＬＥＤの
平面形状は一辺を約３５０μｍとする正方形とした。
【００２６】このＬＥＤについて、上記のｐ形オーミッ
ク電極１０７に金（Ａｕ）ワイヤを結線（ボンディン
グ）し、ボンディング強度を測定して、Ｓｉ単結晶基板
１０１と第一の緩衝層１０２及び第二の緩衝層１０３と
の密着性を評価した。ボンディング強度を測定するため
の一般的な引っ張り（ｐｕｌｌ）テストにおいて、本実
施例にかかわるＬＥＤの試料約５００個では、５ｇの引
っ張り荷重に対して、Ｓｉ単結晶基板１０１の表面から
の第一の緩衝層１０２および第二の緩衝層１０３の剥離
はひとつも認められなかった。
ク電極１０７に金（Ａｕ）ワイヤを結線（ボンディン
グ）し、ボンディング強度を測定して、Ｓｉ単結晶基板
１０１と第一の緩衝層１０２及び第二の緩衝層１０３と
の密着性を評価した。ボンディング強度を測定するため
の一般的な引っ張り（ｐｕｌｌ）テストにおいて、本実
施例にかかわるＬＥＤの試料約５００個では、５ｇの引
っ張り荷重に対して、Ｓｉ単結晶基板１０１の表面から
の第一の緩衝層１０２および第二の緩衝層１０３の剥離
はひとつも認められなかった。
【００２７】これに対して、Ｓｉ単結晶基板の表面に本
発明に係わる細孔を設けていない従来のＬＥＤでは、同
様の引っ張り荷重を５ｇとした引っ張りテストにおい
て、２０％の試料でＳｉ単結晶基板と緩衝層との間での
部分的な剥離が発生した。
発明に係わる細孔を設けていない従来のＬＥＤでは、同
様の引っ張り荷重を５ｇとした引っ張りテストにおい
て、２０％の試料でＳｉ単結晶基板と緩衝層との間での
部分的な剥離が発生した。
【００２８】また、本実施例のＬＥＤについて、ｐ形お
よびｎ形オーミック電極１０７、１０８間に電流を流通
させ、下記の特性を得た。 （イ）発光波長＝４５６ｎｍ（ただし、順方向電流＝２
０ｍＡ） （ロ）発光輝度＝１．２カンデラ（ｃｄ）（ただし、順
方向電流＝２０ｍＡ） （ハ）順方向電圧＝３．８ボルト（Ｖ）（ただし、順方
向電流＝２０ｍＡ） （ニ）逆方向電圧＝１５Ｖ以上（ただし、逆方向電流＝
１０μＡ）
よびｎ形オーミック電極１０７、１０８間に電流を流通
させ、下記の特性を得た。 （イ）発光波長＝４５６ｎｍ（ただし、順方向電流＝２
０ｍＡ） （ロ）発光輝度＝１．２カンデラ（ｃｄ）（ただし、順
方向電流＝２０ｍＡ） （ハ）順方向電圧＝３．８ボルト（Ｖ）（ただし、順方
向電流＝２０ｍＡ） （ニ）逆方向電圧＝１５Ｖ以上（ただし、逆方向電流＝
１０μＡ）
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、｛１００｝面を表面と
するＳｉ単結晶基板において、｛１１１｝面を側壁とす
る四角錐状の細孔を該表面に形成したので、該表面上に
基板との密着性に優れるリン化硼素（ＢＰ）系材料から
なる緩衝層を形成でき、さらに該緩衝層上に結晶性に優
れたＩＩＩ族窒化物半導体層を形成できる。このように
して作製した半導体発光素子用ウェハからは、劈開性を
利用して簡易にＩＩＩ族窒化物半導体発光素子を作製す
ることができる。
するＳｉ単結晶基板において、｛１１１｝面を側壁とす
る四角錐状の細孔を該表面に形成したので、該表面上に
基板との密着性に優れるリン化硼素（ＢＰ）系材料から
なる緩衝層を形成でき、さらに該緩衝層上に結晶性に優
れたＩＩＩ族窒化物半導体層を形成できる。このように
して作製した半導体発光素子用ウェハからは、劈開性を
利用して簡易にＩＩＩ族窒化物半導体発光素子を作製す
ることができる。
【図１】本発明に係わる｛１００｝面を有するＳｉ単結
晶基板の平面模式図。
晶基板の平面模式図。
【図２】図１に示すＳｉ単結晶基板の破線Ａ−Ａ’に沿
った断面図。
った断面図。
【図３】本発明の実施例に係わるＬＥＤの平面模式図。
【図４】図３に示すＬＥＤの破線Ｂ−Ｂ’に沿った断面
模式図。
模式図。
１０ Ｓｉ単結晶基板 １１ 表面 １２ 側壁 １３ 細孔 １３ａ 細孔の底面 １３ｂ 細孔の頂点 Ｗ 細孔の底面の一辺の長さ Ｄ 細孔の深さ １００ ＬＥＤ １０１ Ｓｉ単結晶基板 １０２ 第一の緩衝層 １０３ 第二の緩衝層 １０４ 下部クラッド層 １０５ 発光層 １０６ 上部クラッド層 １０７ ｐ形オーミック電極 １０８ ｎ形オーミック電極 １０９ 細孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G077 AA03 BE15 BE42 DB08 ED06 EF01 HA02 HA06 5F041 CA33 CA34 CA40 CA65 CA74 5F045 AA04 AB09 AB14 AB17 AC01 AC03 AC08 AC09 AC12 AD06 AD07 AD08 AD09 AD12 AD14 AF03 AF13 BB12 CA10 CA12 DA53 EE12 HA13 HA14 5F073 CA17 CB04 CB07 DA05 DA22 DA35
Claims (8)
- 【請求項１】珪素（Ｓｉ）単結晶からなる基板と、該基
板表面上に設けられたリン化硼素（ＢＰ）系材料からな
る緩衝層と、該緩衝層上に設けられたＩＩＩ族窒化物半
導体層とを備えてなるＩＩＩ族窒化物半導体発光素子用
ウェハにおいて、前記基板が｛１００｝面からなる表面
を有し、かつ該表面に側壁を｛１１１｝面とする四角錐
状の細孔が設けられていることを特徴とするＩＩＩ族窒
化物半導体発光素子用ウェハ。 - 【請求項２】前記四角錐状の細孔の底面の一辺の長さ
（Ｗ）が、１０μｍ以上で５００μｍ以下の範囲である
ことを特徴とする請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物半導
体発光素子用ウェハ。 - 【請求項３】前記四角錐状の細孔が、基板表面に等間隔
で規則的に設けられていることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載のＩＩＩ族窒化物半導体発光素子用ウェ
ハ。 - 【請求項４】珪素（Ｓｉ）単結晶からなる基板と、該基
板表面上に設けられたリン化硼素（ＢＰ）系材料からな
る緩衝層と、該緩衝層上に設けられたＩＩＩ族窒化物半
導体層とを備えてなるＩＩＩ族窒化物半導体発光素子用
ウェハの製造方法において、｛１００｝面からなる表面
を有し、かつ該表面に側壁を｛１１１｝面とする四角錐
状の細孔が設けられている前記Ｓｉ単結晶の基板表面上
に、気相成長法によりＢＰ系材料からなる緩衝層を形成
することを特徴とするＩＩＩ族窒化物半導体発光素子用
ウェハの製造方法。 - 【請求項５】前記ＢＰ系材料からなる緩衝層上に、更に
気相成長法によりＩＩＩ族窒化物半導体層を形成するこ
とを特徴とする請求項４に記載のＩＩＩ族窒化物半導体
発光素子用ウェハの製造方法。 - 【請求項６】前記気相成長法が有機金属熱分解気相成長
法（ＭＯＣＶＤ法）であることを特徴とする請求項４ま
たは５に記載のＩＩＩ族窒化物半導体発光素子用ウェハ
の製造方法。 - 【請求項７】前記四角錐状の細孔をエッチングにより設
けることを特徴とする請求項４乃至６に記載のＩＩＩ族
窒化物半導体発光素子用ウェハの製造方法。 - 【請求項８】請求項１乃至３に記載のＩＩＩ族窒化物半
導体発光素子用ウェハを用いて作製したＩＩＩ族窒化物
半導体発光素子。
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