JP2006352079A - 自立基板、その製造方法及び半導体発光素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】自立基板、その製造方法及び半導体発光素子を提供する。自立基板は、半導体層と無機粒子を含み、かつ無機粒子は半導体層に含まれる。自立基板の製造方法は、次の工程(a)〜(c)をこの順に含む。(a)基板上に無機粒子を配置する工程、(b)半導体層を成長させる工程、(c)半導体層と基板を分離する工程。半導体発光素子は、前記の自立基板、伝導層、発光層及び電極を含む。
【選択図】図1
Description
本発明の目的は、より高輝度の半導体発光素子、その製造に使用する自立基板、及びより簡便な方法で下地基板から独立した自立基板の製造方法を提供することにある。
すなわち、本発明は、〔1〕半導体層と無機粒子を含み、無機粒子は半導体層に含まれる自立基板を提供する。
また、本発明は、〔2〕次の工程(a)〜(c)を含む自立基板の製造方法を提供する。
(a)基板上に無機粒子を配置する工程、
(b)工程(a)で得られた基板上に半導体層を成長させる工程、
(c)半導体層と基板を分離する工程。
さらに、本発明は、〔3〕前記の自立基板、伝導層、発光層及び電極を含む半導体発光素子を提供する。
半導体層は通常3−5族窒化物であり、好ましくはInxGayAlzN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z=1)で示される金属窒化物である。半導体層の組成は、例えば、X線回折法や自立基板を切断し、切断面をSEM−EDXにより分析することにより求めればよい。
また半導体層は、例えば、窒化物半導体発光素子の動作に必要な層を高品質の結晶にするための、単層あるいは多層(厚膜層、超格子薄膜層等)、又は、バッファ層を含んでもよい。
無機粒子は、半導体層に含まれ、酸化物、窒化物、炭化物、硼化物、硫化物、セレン化物、金属のような無機物を含む。無機物の含有量は、無機粒子に対して、通常50重量%以上、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上である。半導体層中の無機粒子の組成は、自立基板を切断し、半導体層の断面をSEM−EDXにより分析することにより求めればよい。
酸化物は、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、セリア、酸化亜鉛、酸化スズ及びイットリウムアルミニウムガーネット(YAG)である。
炭化物は、例えば、炭化珪素(SiC)、炭化硼素、ダイヤモンド、グラファイト、フラーレン類である。
硼化物は、例えば、硼化ジルコニウム(ZrB2)、硼化クロム(CrB2)である。
硫化物は、例えば硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化カルシウム、硫化ストロンチウムである。
セレン化物は、例えば,セレン化亜鉛、セレン化カドミウムである。
酸化物、窒化物、炭化物、硼化物、硫化物、セレン化物は、それに含まれる元素が他元素で部分的に置換されていてもよい。酸化物に含まれる元素が他元素で部分的に置換されたものの例として、付活剤としてセリウムやユーロピウムを含む、珪酸塩やアルミン酸塩の蛍光体が挙げられる。
無機粒子が1つの無機物からなる場合、無機粒子は好ましくは酸化物、より好ましくはシリカからなる。混合物としては、好ましくはシリカ粒子とシリカ以外の酸化物粒子の組合せ、より好ましくはシリカ粒子とチタニア粒子の組合せである。複合化したものとしては、例えば、窒化物からなる粒子上に酸化物を有するものが挙げられる。
無機粒子は、半導体層の成長におけるマスク材料を含むことが好ましく、その表面にマスク材料を有することがさらに好ましい。無機粒子の表面にマスク材料が存在する場合、マスク材料は、無機粒子の表面の30%以上覆うことが好ましく、50%以上を覆うことがより好ましい。
本発明の自立基板の製造方法は、基板、又は任意のバッファ層の上に無機粒子を配置する工程(a)を含む。
基板は、例えば、サファイア、SiC、Si、MgAl2O4、LiTaO3、ZrB2、CrB2、好ましくはサファイア、SiC、Siある。
自立基板の製造方法は、基板上にバッファ層を成長させる工程(s1)を含んでもよい。バッファ層は、通常、InxGayAlzN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z=1)で示される3−5族窒化物である。バッファ層は1層でも2層以上あってもよい。バッファ層の成長は、例えば、有機金属気相成長(MOVPE)、分子線エピタキシー(MBE)、ハイドライド気相成長(HVPE)により、400℃〜700℃の温度条件で行えばよい。
酸化物は、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、セリア、酸化亜鉛、酸化スズ及びイットリウムアルミニウムガーネット(YAG)である。
炭化物は、例えば、炭化珪素(SiC)、炭化硼素、ダイヤモンド、グラファイト、フラーレン類である。
硼化物は、例えば、硼化ジルコニウム(ZrB2)、硼化クロム(CrB2)である。
硫化物は、例えば硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化カルシウム、硫化ストロンチウムである。
セレン化物は、例えば,セレン化亜鉛、セレン化カドミウムである。
酸化物、窒化物、炭化物、硼化物、硫化物、セレン化物は、それに含まれる元素が他元素で部分的に置換されていてもよい。酸化物に含まれる元素が他元素で部分的に置換されたものの例として、付活剤としてセリウムやユーロピウムを含む、珪酸塩やアルミン酸塩の蛍光体が挙げられる。
無機粒子は、加熱処理したとき、前記の酸化物、窒化物、炭化物、硼化物、硫化物、セレン化物、金属となる材料であってもよく、例えば、シリコーンであってもよい。シリコーンはSi−O−Siの無機性結合を主骨格として持ち、Siに有機置換基を有する構造のポリマーであり、約500℃に加熱処理すると、シリカとなる。
無機粒子として、上記の1つの無機物、又はこれらの混合物や複合化したものいずれを用いてもよい。1つの無機物からなる無機粒子は好ましくは酸化物、より好ましくはシリカからなる。混合物としては、好ましくはシリカ粒子とシリカ以外の酸化物粒子の組合せ、より好ましくはシリカ粒子とチタニア粒子の組合せである。複合化したものとしては、例えば、窒化物からなる粒子上に酸化物を有するものが挙げられる。
平均粒径は、遠心沈降法により測定した体積平均粒径である。平均粒径は、遠心沈降法以外の測定法、例えば、動的光散乱法、コールターカウンター法、レーザー回折法、電子顕微鏡により測定してもよいが、その場合には、較正して、遠心沈降法により測定した体積平均粒径に換算すればよい。例えば、標準となる粒子の平均粒径を、遠心沈降法及び他の粒度測定法で求め、これらの相関係数を算出する。相関係数は、粒径の異なる複数の標準粒子について、遠心沈降法により測定した体積平均粒径に対する相関係数を算出して較正曲線を作成することにより求めることが好ましい。較正曲線を使えば、遠心沈降法以外の測定法で得られた平均粒径から、体積平均粒径が求められる。
被覆率(%)=((d/2)2×π・P・100)/S
無機粒子の基板に対する被覆率は、通常1%以上、好ましくは30%以上、さらに好ましくは50%以上であり、通常95%以下、好ましくは90%以下、さらに好ましくは80%以下である。
無機粒子は、半導体層をエピタキシャル成長して平坦化しやすいことから、通常、基板上に1層が配置され、例えば、無機粒子の90%以上が1層に配置されるが、半導体層をエピタキシャル成長して平坦化ができれば2層以上であってもよく、1種類の無機粒子を少なくとも2層配置してもよいし、少なくとも2種類の無機粒子を別々に単層配置してもよい。チタニア粒子とシリカ粒子の組合せのように、少なくとも2種類の無機粒子を配置する場合、最初に配置する無機粒子(例えば、チタニア)の基板の対する被覆率は、通常1%以上、好ましくは30%以上であり、通常95%以下、好ましくは90%以下、さらに好ましくは80%以下である。2番目以降に配置する無機粒子(例えば、シリカ)の基板の対する被覆率は、通常1%以上、好ましくは30%以上、さらに好ましくは50%以上であり、通常95%以下、好ましくは90%以下、さらに好ましくは80%以下である。
半導体層としては、例えば、InxGayAlzN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z=1)で示される3−5族窒化物である。半導体層は1層でも2層以上あってもよい。
さらに、半導体層は、ファセット構造を形成するもの、又は、形成しないものいずれでもよいが、無機粒子の被覆率が高い場合、ファセット構造を形成するものが好ましい。ファセット構造を形成する半導体層は、平坦化しやすい。
ファセット構造を形成しながら半導体層を成長させる場合において、3−5族窒化物半導体層の好ましい組成は、無機粒子の粒径、及び配置状態に依存するが、無機粒子の被覆率が高い場合、通常、高いAl組成であることが好ましい。しかし、埋め込み層がGaN層、又はファセット構造のAl組成に比べて低いAl組成を有するAlGaN層である場合、3−5族窒化物半導体層のAl組成があまり高くなると、埋め込み層とファセット構造の間に生じる格子不整合が大きくなり、基板にクラックや転位を生じることがある。
3−5族窒化物半導体層をMOVPEにより成長させる場合、次の3族原料と5族原料をキャリアガスにより、反応炉に導入する方法で行えばよい。
トリメチルガリウム[(CH3)3Ga、以下TMGという。]、
トリエチルガリウム[(C2H5)3Ga、以下TEGという。]のような式:
R1R2R3Ga
〔R1、R2、R3は、低級アルキル基を示す。〕で表されるトリアルキルガリウム;
トリメチルアルミニウム[(CH3)3Al、以下TMAという。]、
トリエチルアルミニウム[(C2H5)3Al、以下TEAという。]、
トリイソブチルアルミニウム[(i−C4H9)3Al]のような式:
R1R2R3Al
〔R1、R2、R3は、低級アルキル基を示す。〕で表されるトリアルキルアルミニウム;
トリメチルアミンアラン[(CH3)3N:AlH3];
トリメチルインジウム[(CH3)3In、以下TMIという。]、
トリエチルインジウム[(C2H5)3In]のような式:
〔R1、R2、R3は、低級アルキル基を示す。〕で表されるトリアルキルインジウム;
ジエチルインジウムクロライド[(C2H5)2InCl]のようなトリアルキルインジウムから1ないし2つのアルキル基をハロゲン原子に置換したもの;
インジウムクロライド[InCl]のような式:
InX
〔Xはハロゲン原子〕で表されるハロゲン化インジウム等である。
これらは、単独で用いても組合わせて用いてもよい。
3族原料のうち、ガリウム源としてTMG、アルミニウム源としてTMA、インジウム源としてTMIが好ましい。
p型ドーパントは、例えば、Mg、Zn、Cd、Ca、Be、好ましくはMg、Caである。p型ドーパントとして使用されるMg原料は、例えば、
ビスシクロペンタジエニルマグネシウム[(C5 H5 )2 Mg]、ビスメチルシクロペンタジエニルマグネシウム[(C5 H4 CH3 )2 Mg]、ビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウム[(C5 H4 C2 H5 )2 Mg]であり、Ca原料は、ビスシクロペンタジエニルカルシウム[(C5 H5 )2 Ca]及びその誘導体、例えば、ビスメチルシクロペンタジエニルカルシウム[(C5 H4 CH3 )2 Ca]、ビスエチルシクロペンタジエニルカルシウム[(C5 H4 C2 H5 )2 Ca]、ビスパーフロロシクロペンタジエニルカルシウム[(C5 F5 )2 Ca];ジ−1−ナフタレニルカルシウム及びその誘導体;カルシウムアセチリド及びその誘導体、例えば、ビス(4,4−ジフロロー3−ブテン−1−イニル)−カルシウム、ビスフェニルエチニルカルシウムである。これらは単独又は組合せ使用すればよい。
3族原料は、例えば、ガリウム金属と塩化水素ガスを高温で反応させることにより生成する塩化ガリウムガス、インジウム金属と塩化水素ガスを高温で反応させることにより生成する塩化インジウムガスである。
5族原料は、例えば、アンモニアである。
キャリアガスは、例えば、窒素、水素、アルゴン、ヘリウム、好ましくは水素、ヘリウムである。これらは単独又は組合わせて用いればよい。
3族原料は、例えば、ガリウム、アルミニウム、インジウムのような金属である。
5族原料は、例えば、窒素やアンモニアのガスである。
キャリアガスは、例えば、窒素、水素、アルゴン、ヘリウム、好ましくは水素、ヘリウムである。これらは単独、又は組合わせて用いればよい。
工程(b)では、さらに、半導体層の表面を平坦化してもよく、例えば、横方向成長を促進させることにより、ファセット構造を形成しながら半導体層を成長することで得られた基板のファセット構造を埋め込んで平坦化させてもよい。このような成長により、ファセットまで到達した転位は横方向に曲げられ、無機粒子は半導体層に埋没し、半導体層の結晶欠陥が減少する。
除去は、工程(b)で得られる半導体積層基板から基板を除去する方法で行えばよく、内部応力、外部応力のような物理的手段、エッチングのような化学的手段いずれで行ってもよい。
除去は、例えば、基板と半導体層の熱膨張係数の相違による熱応力(内部応力)を発生させるため、工程(b)にて半導体層を成長させた後、冷却する方法で行えばよい。
除去は、研磨、レーザリフトオフにより行ってもよい。この方法では、半導体層の上に、剛性を有する支持基板を貼り合せた後、研磨等を行ってもよい。
また除去は、基板又は半導体層を固定し、固定されていない他方を外力を加える方法で行ってもよい。
また、工程(b)として、工程(a)で得られたものの上に、半導体層を成長させる工程(b1)と、得られた半導体層の上に他の半導体層を成長させる工程(b2)を行ってもよい。繰り返し行うことにより、より高い輝度を示す半導体発光素子の製造に適した自立基板が得られる。
図4(a)に示すように、基板21の表面21A上に無機粒子23を配置する。無機粒子23の配置は、前述のように、無機粒子23を媒体(水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、エチレングリコール、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等)に分散させたスラリー中へ基板21を浸漬し乾燥する方法、又はスラリーを基板21の表面21Aに塗布又は噴霧し乾燥する方法により行えばよい。
3−5族窒化物半導体積層基板22Dにおける基板21と3−5族窒化物半導体結晶層22Bの結合力は、無機粒子23が存在しないときの基板と3−5族窒化物半導体結晶層の結合力に比較して弱い。
本発明の半導体発光素子は、前記の自立基板、伝導層、発光層及び電極を含むものであり、通常、ダブルヘテロ構造を有し、前記の自立基板の上にn型伝導層、発光層及びp型伝導層をこの順に含み、かつ電極を含む。
n型伝導層は、例えば、式InxGayAlzN(x+y+z=1、0≦x<1、0<y≦1、0≦z<1)で示される3−5族窒化物からなるn型コンタクト層である。n型コンタクト層は、半導体発光素子の動作電圧を低減する観点から、n型キャリア濃度が1×1018cm-3以上、1×1019cm-3以下であることが好ましい。n型コンタクト層は、結晶性を高くする観点から、Inの量が通常5%以下(すなわちxが0.05以下)、好ましくは1%以下であり、Alの量が通常5%以下(すなわちzが0.05以下)、好ましくは1%以下である。n型コンタクト層はGaNからなることがさらに好ましい。
半導体発光素子は、n型半導体と発光層の間に、式InxGayAlzN(x+y+z=1、0≦x<1、0<y≦1、0≦z<1)で示される3−5族窒化物からなる層を含んでもよい。この層は単層であってもよいし、組成又はキャリア濃度が異なる層からなる多層であってもよい。
さらに、半導体発光素子は、p型コンタクト層とAlGaN層の間に、AlGaN層より空間電荷密度の低い式InxGayAlzN(x+y+z=1、0≦x<1、0<y≦1、0≦z<1)で表される窒化物からなる層を含んでもよい。
n型コンタクト層3、発光層4、p型コンタクト層5の形成は、MOVPE、HVPE、MBE等により行えばよく、例えば、MOVPEであれば、自立基板22を反応炉内に置き、前記の有機金属原料及び必要に応じてドーパント用原料を流量を調節しながら供給して成長させ、熱処理することにより行えばよい。例えば、n型コンタクト層3の成長温度は、850℃以上、1100℃以下、発光層4の成長温度は600℃以上、1000℃以下、p型コンタクト層5の成長温度は通常800℃以上、1100℃以下である。
実施例1
〔自立基板の製造〕
基板31として、C面を鏡面研磨したサファイアを用いた。シリカ粒子32の原料として、コロイダルシリカ((株)日本触媒製、シーホスターKE−W50(商品名)、平均粒径550nm)を用いた。番号は図6に基づく。スピナーに基板31をセットし、その上に10重量%に希釈したコロイダルシリカを塗布し、スピン乾燥して、基板31上にシリカ粒子32を配置した。SEMで観察したところ、シリカ粒子は単一層であり、基板31のシリカ粒子による表面の被覆率は36%であった。
以下に従って、3−5族窒化物半導体層を常圧MOVPEによりエピタキシャル成長させ、シリカ粒子32を含む3−5族窒化物半導体層を成長させた。
13重量%に希釈したコロイダルシリカを用いた以外、実施例1の〔自立基板の製造〕と同じ操作を行って、自立基板を得た。基板のシリカ粒子による表面の被覆率は55%であった。シリカ粒子を配置した基板の写真を図8に示す。この例でも、分離は基板31と基板31とシリカ粒子32の間で生じた。
〔自立基板の製造〕
基板として、C面を鏡面研磨したサファイアを用いた。シリカ粒子の原料として、コロイダルシリカ(日産化学工業(株)製、MP−1040(商品名)、平均粒径100nm)を用いた。スピナーに基板をセットし、その上に10重量%に希釈したコロイダルシリカを塗布し、スピン乾燥して、基板上にシリカ粒子を配置した。基板のシリカ粒子による表面の被覆率は55%であった。
1気圧で、サセプタの温度を485℃、キャリアガスを水素とし、キャリアガス、アンモニア及びTMGを供給して、厚み約500ÅのGaNバッファ層を基板上に成長させた。サセプタの温度を800℃にし、キャリアガス、アンモニア、TMA及びTMGを供給して、アンドープAlGaN層をGaNバッファ層上に成長させた。サセプタ温度を1040℃にして炉圧力を1/4気圧に落とし、キャリアガス、アンモニア及びTMGを供給してアンドープGaN層を成長させた。その後、1040℃から室温まで冷却して、シリカ粒子を含む3−5族窒化物半導体層からなる自立基板(GaN単結晶、厚さ:12μm)を得た。分離は基板とシリカ粒子の間で生じた。
シリカ濃度を40重量%に調節したコロイダルシリカ(日産化学工業(株)製、MP−4540M(商品名)、平均粒径450nm)を用いたこと、アンドープGaN層を40μmまで成長させた以外、実施例3の〔自立基板の製造方法〕と同じ操作を行って、シリカ粒子を含む3−5族窒化物半導体層からなる自立基板(GaN単結晶、厚さ:40μm)を得た。この例における基板のシリカ粒子による表面の被覆率は71%であった。また、分離は基板とシリカ粒子の間で生じた。
基板として、C面を鏡面研磨したサファイアを用いた。無機粒子の原料として、チタニアスラリー(シーアイ化成(株)製、NanoTek TiO2(商品名)、平均粒径40nm、分散媒:水)及びコロイダルシリカ(日産化学工業(株)製、MP−1040(商品名)、平均粒径100nm)を用いた。スピナーに基板をセットし、その上に1重量%に希釈したチタニアスラリーを塗布し、スピン乾燥して、基板上にチタニア粒子を配置した。基板のチタニア粒子による表面の被覆率は36%であった。さらに、その上に40重量%に調節したコロイダルシリカを塗布し、スピン乾燥して、基板上にシリカ粒子を配置した。基板のシリカ粒子による表面の被覆率は71%であった。
1気圧で、サセプタの温度を485℃、キャリアガスを水素とし、キャリアガス、アンモニア及びTMGを供給して、厚み約500ÅのGaNバッファ層を基板上に成長させた。サセプタの温度を800℃にし、キャリアガス、アンモニア、TMA及びTMGを供給して、アンドープAlGaN層をGaNバッファ層上に成長させた。サセプタ温度を1040℃にして炉圧力を1/4気圧に落とし、キャリアガス、アンモニア及びTMGを供給して厚さ20μmのアンドープGaN層を成長させた。その後、1040℃から室温まで冷却して、チタニア粒子及びシリカ粒子を含む3−5族窒化物半導体層からなる自立基板(GaN単結晶、厚さ:20μm)を得た。分離は基板と無機粒子の間で生じた。
シリカ粒子の配置を行わなかった以外、実施例1の〔自立基板の製造〕と同じ操作を行った。この例では、3−5族窒化物半導体層は基板から分離することなく、割れた。
図9に示す層構造を有する半導体発光素子を作製した。
〔半導体発光素子用基板の製造〕
実施例1の〔自立基板の製造〕において、アンドープGaN層34の成長後、室温まで冷却することなく、アンドープGaN層34の上に、n型コンタクト層として、約3.5μmのSiドープGaN層35を成長させた後、以下に従って発光層37を成長させた。反応炉温度を下げて780℃とし、窒素をキャリアガスとしてGaN層36を成長させた後、3nmのInGaN層37A、18nmのGaN層37Bを交互に5回成長させた。
InGaN層37Aの上に18nmのGaN層37Cを成長させて、発光層37を得た。
Al組成0.05のMgドープAlGaN層38を25nm成長させ、反応炉温度を1040℃に上げ、キャリアガス、アンモニア、TMG及び(C5 H4 C2 H5 )2 Mg(EtCp2Mg)を30分間供給して、150nmのMgドープGaN層39を成長させた。その後、反応炉を室温まで冷却して、シリカ粒子32を含む3−5族窒化物半導体層からなる自立基板と半導体層を含む3−5族窒化物半導体発光素子用基板40を得た。分離は基板31とシリカ粒子32の基板31側の間で生じた。
3−5族窒化物半導体発光素子用基板40のMgドープGaN層39に、フォトリソグラフィによりp電極用パタ−ンを形成し、NiAuを真空蒸着し、リフトオフにより電極パターンを形成し、熱処理して、面積が3.14×10-4cm2であるオーミックp電極を得た。フォトリソグラフィによりマスクパターンを形成し、ドライエッチングして、SiドープGaN層35を露出させた。マスク除去後、ドライエッチング面上にフォトリソグラフィによりn電極用パターンを形成し、Alを真空蒸着し、リフトオフにより電極パターンを形成してn電極を得た。
得られた半導体発光素子に電圧を印加して基板状態で発光特性を調べた。発光波長は440nmで、光出力10.2mW(順方向電流20mA)であった。
シリカ粒子を配置しなかったこと、及び半導体発光素子用基板をレーザーリフトオフにより基板を除去したこと以外、実施例7の〔半導体発光素子用基板の製造〕と同じ操作を行って半導体発光素子用基板を得、さらに〔電極の形成〕と同じ操作を行って半導体発光素子を得た。半導体発光素子について、実施例6の〔半導体発光素子の評価〕と同じ条件で評価した結果、発光波長は440nmで、光出力4.0mW(順方向電流20mA)であった。
3 n型コンタクト層
4 発光層
5 p型コンタクト層
6、7 電極
21、31 基板
21A、22A 表面
21B 成長領域
22 自立基板
23、24、32 無機粒子
22B、25 3−5族窒化物半導体層
33 GaNバッファ層
34 アンドープGaN層
35 SiドープGaN層
36 GaN層
37 発光層
37A InGaN層
37B GaN層
37C GaN層
38 MgドープAlGaN層
39 MgドープGaN層
40 3−5族窒化物半導体発光素子用基板
101 金属板
102 半導体発光素子用パッケージ
Claims (26)
- 半導体層と無機粒子を含み、無機粒子は半導体層に含まれる自立基板。
- 半導体層が無機粒子以外の部分に、金属窒化物を含む請求項1記載の自立基板。
- 無機粒子が酸化物、窒化物、炭化物、硼化物、硫化物、セレン化物及び金属からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む請求項1又は2記載の自立基板。
- 無機粒子が酸化物を含む請求項1〜3いずれか記載の自立基板。
- 酸化物がシリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、セリア、マグネシア、酸化亜鉛、酸化スズ及びイットリウムアルミニウムガーネットからなる群より選ばれる少なくとも1つである請求項4記載の自立基板。
- 酸化物がシリカである請求項5記載の自立基板。
- 無機粒子が半導体層の成長におけるマスク材料を含む請求項1〜6いずれか記載の自立基板。
- 無機粒子がその表面にマスク材料を有する請求項7記載の自立基板。
- マスク材料がシリカ、ジルコニア、チタニア、窒化珪素、窒化硼素、W、Mo、Cr、Co、Si、Au、Zr、Ta、Ti、Nb、Pt、V、Hf及びPdからなる群より選ばれる少なくとも1つである請求項7又は8記載の自立基板。
- 無機粒子は、形状が球状、板状、針状である、又は不定形である請求項1〜9いずれか記載の自立基板。
- 無機粒子は、形状が球状である請求項10記載の自立基板。
- 無機粒子は、平均粒径が5nm以上50μm以下である請求項1〜11いずれか記載の自立基板。
- 次の工程(a)〜(c)をこの順に含む自立基板の製造方法。
(a)基板上に無機粒子を配置する工程、
(b)半導体層を成長させる工程、
(c)半導体層と基板を分離する工程。 - 基板は、サファイア、SiC、Si、MgAl2O4、LiTaO3、ZrB2及びCrB2からなる群より選ばれる少なくとも1つである請求項13記載の方法。
- 無機粒子は、酸化物、窒化物、炭化物、硼化物、硫化物、セレン化物及び金属からなる群より選ばれる少なくとも1つを含む請求項13又は14記載の方法。
- 無機粒子が酸化物を含む請求項15記載の方法。
- 酸化物がシリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、セリア、マグネシア、酸化亜鉛、酸化スズ及びイットリウムアルミニウムガーネットからなる群より選ばれる少なくとも1つである請求項16記載の方法。
- 酸化物がシリカである請求項17記載の方法。
- 無機粒子は、形状が球状、板状、針状である、又は不定形である請求項13〜18いずれか記載の方法。
- 無機粒子は、形状が球状である請求項19記載の方法。
- 無機粒子は、平均粒径が5nm以上50μm以下である請求項13〜20いずれか記載の方法。
- 半導体層は、InxGayAlzN層(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x+y+z=1)で示される3−5族窒化物である請求項13〜21いずれか記載の方法。
- 工程(a)は、無機粒子を配置するサブ工程(a1)と、次いで他の無機粒子を配置するサブ工程(a2)を含む請求項13記載の方法。
- サブ工程(a1)で用いる無機粒子がチタニアからなる請求項23記載の方法。
- サブ工程(a2)で用いる無機粒子がシリカからなる請求項23記載の方法。
- 請求項1〜12いずれか記載の自立基板、伝導層、発光層及び電極を含む半導体発光素子。
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