JP2023061163A - 基板、発光素子、及び基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】結晶性に優れた窒化アルミニウム層（ＡｌＮ層）を含む基板の提供。【解決手段】基板１０は、窒化アルミニウムの単結晶からなるＡｌＮ層Ｌ１と、α‐アルミナの単結晶からなるサファイア層Ｌ２と、を含む。複数の突起２が、サファイア層Ｌ２の表面ＳＬ２に形成されている。複数の突起２は、α‐アルミナの（０００１）面に略平行な方向において略等間隔で並んでいる。複数の突起２は、α‐アルミナの単結晶の一部である。ＡｌＮ層Ｌ１は、複数の突起２が形成されたサファイア層Ｌ２の表面ＳＬ２を覆っている。窒化アルミニウムの（０００１）面は、α‐アルミナの（０００１）面に略平行である。窒化アルミニウムの単結晶は、希土類元素、アルカリ土類元素及びアルカリ金属元素からなる群より選ばれる少なくとも一種の添加元素を含む。【選択図】図１

Description

本開示は、基板、発光素子、及び基板の製造方法に関する。

窒化アルミニウム等の第１３族元素の窒化物は半導体である。第１３族元素の窒化物の結晶は、青色帯から紫外帯にわたる短波長光を発する発光素子、又はパワートランジスタの材料として注目されている。

例えば、深紫外線発光ダイオード（ＵＶＣ‐ＬＥＤ）は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる結晶質のバッファー層（ＡｌＮ層）を含む。ＡｌＮ層は、有機金属化学蒸着法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ； ＭＯＣＶＤ）、有機金属物理蒸着法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ； ＭＯＰＶＤ）、スパッタリング、及び分子線エピタキシー（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ； ＭＢＥ）等の気相成長法により、サファイア基板（サファイア層）の表面に形成される。そして、ｎ型半導体層、発光層及びｐ型半導体層等の複数の化合物半導体層をＡｌＮ層の表面に順次積層することにより、ＵＶＣ‐ＬＥＤが製造される。

例えば、ＵＶＣ‐ＬＥＤに含まれるｎ型半導体層は、ｎ型の窒化アルミニウムガリウム（ｎ‐ＡｌＧａＮ）を含む。例えば、ＵＶＣ‐ＬＥＤに含まれるｐ型半導体層は、ｐ型の窒化ガリウム（ｐ‐ＧａＮ）を含む。発光層で発生する光（深紫外線）は、ｎ‐ＡｌＧａＮを含むｎ型半導体層を透過するが、ｐ‐ＧａＮを含むｐ型半導体層に吸収される。したがって、発光層で発生する光がｎ型半導体層、ＡｌＮ層及びサファイア層を透過することにより、光がＵＶＣ‐ＬＥＤ外へ取り出される。つまり、光がサファイア層を透過し易いほど、ＵＶＣ‐ＬＥＤの発光効率が増加する。

従来のＵＶＣ‐ＬＥＤにおけるＡｌＮ層（バッファー層）及びサファイア基板其々の厚みは略均一である。つまり、ＡｌＮ層及びサファイア基板其々の表面は平坦であり、ＡｌＮ層及びサファイア基板の間の界面は平面である。その結果、発光層において生じた光の一部が、ＡｌＮ層に接するサファイア基板の表面において反射され易い。つまり、ＡｌＮ層及びサファイア基板の間の平坦な界面に因り、光の内部全反射（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ； ＴＩＲ）が起き易い。光の内部全反射に因り、光の内部損失（ＵＶＣ‐ＬＥＤにおける発熱量）が増加し、ＵＶＣ‐ＬＥＤの発光効率が低下してしまう。

ＵＶＣ‐ＬＥＤにおける光の内部全反射は、ＡｌＮ層をパターン化サファイア基板（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｓａｐｐｈｉｒｅ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ； ＰＳＳ）の表面に形成することによって抑制される。ＰＳＳの表面には、寸法及び形状において等しい複数の突起（パターン）が等間隔で形成されている。したがって、ＡｌＮ層及びＰＳＳの間の界面は平面でない。ＡｌＮ層及びＰＳＳの間の界面に位置する複数の突起に因り、光子が適度に拡散され、光のエスケープコーンが拡張する。その結果、光がＰＳＳを容易に透過する。つまり、ＡｌＮ層がＰＳＳの表面に形成されたＵＶＣ‐ＬＥＤに依れば、光の内部全反射が抑制され、光取り出し効率（Ｌｉｇｈｔ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）が増加する。

例えば、下記特許文献１は、有機金属気相エピタキシー（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ；ＭＯＶＰＥ)によってＰＳＳの表面に形成されたＡｌＮ層を開示している。ＭＯＶＰＥは、上記のＭＯＣＶＤと同義である。下記特許文献１は、ＡｌＮ層が、多結晶からなる第一ＡｌＮ結晶を含むことも開示している。さらに下記特許文献１は、多結晶からなる第一ＡｌＮ結晶が、ＰＳＳの複数の突起を覆っていることも開示している。

特開２０１７－１３７２０１号公報

ＰＳＳの表面に形成された各突起の側面においては、特定の面方位の結晶面が露出していない。したがって、ＡｌＮ層の成長の始点となる核が各突起の側面において生成し難く、ＡｌＮ層の結晶の方位が、ＰＳＳの結晶の方位と一致し難い。その結果、ＭＯＣＶＤ等の気相成長法によってＰＳＳの表面に直接形成されたＡｌＮ層は、ＵＶＣ‐ＬＥＤの発光効率が高まる程度に優れた結晶性を有し難い。例えば、上記特許文献１に記載の通り、気相成長法によってＰＳＳの表面に直接形成されたＡｌＮ層は多結晶を含む。ＡｌＮ層の結晶性の劣化に因り、ＡｌＮ層上に積層される各半導体層（発光層等）の結晶性が劣化する。例えば、多数の格子欠陥（例えば貫通転位）がｎ型半導体層内に形成され易い。各半導体層の結晶性の劣化は、ＵＶＣ‐ＬＥＤの発光効率の低下、ＵＶＣ‐ＬＥＤの生産コストの増加及びＵＶＣ‐ＬＥＤの短寿命化を引き起こす。気相成長法によってＰＳＳの表面に形成されたＡｌＮ層の結晶性を向上させるためには、ＡｌＮ層を厚くする必要がある。例えば、気相成長法によってＰＳＳの表面に形成されたＡｌＮ層が十分な結晶性を有するためには、ＡｌＮ層の厚みが１０μｍ以上であることが望ましい。しかし、ＡｌＮ層の厚みの増加に伴い、ＡｌＮ層の形成に要する時間が増加し、ＵＶＣ‐ＬＥＤの生産性が低下する。さらに、ＡｌＮ層の厚みの増加に伴い、ＡｌＮ層及びＰＳＳの界面近傍に作用する応力が増加し、ＡｌＮ層及びＰＳＳの界面近傍において亀裂（ｃｒａｃｋ）が形成され易い。ＡｌＮ層の厚みの増加に因りＡｌＮ層の結晶性が向上する場合であっても、ＡｌＮ層及びＰＳＳの界面近傍におけるＡｌＮ層の結晶性を向上させることは困難である。

本発明の一側面の目的は、結晶性に優れた窒化アルミニウム層（ＡｌＮ層）を含む基板、当該基板を含む発光素子、及び基板の製造方法を提供することである。

本発明の一側面に係る基板は、窒化アルミニウムの単結晶からなるＡｌＮ層と、α‐アルミナの単結晶からなるサファイア層と、を含む。複数の突起が、サファイア層の表面に形成されている。複数の突起は、α‐アルミナの（０００１）面に略平行な方向において略等間隔で並んでいる。複数の突起は、α‐アルミナの単結晶の一部である。ＡｌＮ層は、複数の突起が形成されたサファイア層の表面を覆っている。窒化アルミニウムの（０００１）面は、α‐アルミナの（０００１）面に略平行である。窒化アルミニウムの単結晶は、希土類元素、アルカリ土類元素及びアルカリ金属元素からなる群より選ばれる少なくとも一種の添加元素を含む。

ＡｌＮ層の厚みは、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であってよい。

ＡｌＮ層の表面の面内（Ｉｎ‐Ｐｌａｎｅ）方向において測定される窒化アルミニウムの（１－１００）面のロッキングカーブ（ｒｏｃｋｉｎｇ ｃｕｒｖｅ）の半値全幅(Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ； ＦＷＨＭ)は、０°以上０．４°以下であってよい。

複数の突起其々は、錐体であってよく、錐体の側面と錐体の底面との間の角度は、０°より大きく５３°以下であってよい。

ＡｌＮ層の表面において複数の突起に重なる部分が、突出していてよい。

本発明の一側面に係る基板は、発光素子に用いられてよい。

本発明の一側面に係る発光素子は、上記の基板を含む。

本発明の一側面に係る発光素子は、基板と、ＡｌＮ層に重なるｎ型半導体層と、ｎ型半導体層に重なる発光層と、発光層に重なるｐ型半導体層と、を含んでよい。

本発明の一側面に係る基板の製造方法は、上記の基板を製造する方法である。本発明の一側面に係る基板の製造方法は、酸化アルミニウムを含む酸化物層を、α‐アルミナの単結晶からなるサファイア基板の表面に形成する工程と、添加元素を酸化物層に付着させる工程と、添加元素が付着された酸化物層を還元窒化する工程と、を含む。複数の突起が、サファイア基板の表面に形成されている。複数の突起は、α‐アルミナの（０００１）面に略平行な方向において略等間隔で並んでいる。複数の突起は、α‐アルミナの単結晶の一部である。添加元素は、希土類元素、アルカリ土類元素及びアルカリ金属元素からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素である。

本発明の一側面によれば、結晶性に優れた窒化アルミニウム層（ＡｌＮ層）を含む基板、当該基板を含む発光素子、及び基板の製造方法が提供される。

図１は、本発明の一実施形態に係る基板の模式的な断面図である。 図２は、窒化アルミニウムの結晶構造の斜視図である。 図３は、窒化アルミニウムの結晶構造の単位胞（ｕｎｉｔ ｃｅｌｌ）における基本ベクトル、結晶方位及び結晶面を示す模式図である。 図４は、α‐アルミナの結晶構造の斜視図及び上面図である。 図５は、α‐アルミナの結晶構造の単位胞における基本ベクトル、結晶方位及び結晶面を示す模式図である。 図６は、サファイア層の表面に形成された複数の突起のうちの一つの斜視図である。 図７は、複数の突起が形成されたサファイア層の表面の模式的な正面図である。 図８は、面内方向におけるロッキングカーブの測定方法を示す模式図である。 図９は、ＡｌＮ層の表面の面内方向において測定される窒化アルミニウムの（１－１００）面のロッキングカーブの一例である。 図１０は、本発明の一実施形態に係る基板を含む発光素子の模式的な断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態が説明される。図面において、同等の構成要素には同等の符号が付される。本発明は下記実施形態に限定されるものではない。図１、図７、図８及び図１０に示されるＸ，Ｙ及びＺは、互いに直交する３つの座標軸を意味する。各座標軸が示す方向は、図１、図７、図８及び図１０に共通する。

（基板、及び基板の製造方法）
図１は、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１及びサファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２に略垂直な方向における基板１０の断面を示す。本実施形態に係る基板１０は、ＡｌＮ層Ｌ１と、サファイア層Ｌ２と、を含む。ＡｌＮ層Ｌ１は、サファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２に直接積層されている。基板１０は、ＡｌＮ層Ｌ１及びサファイア層Ｌ２のみからなっていてよい。

図１及び図７に示されるように、複数の突起２が、サファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２の少なくとも一部又は全体に形成されている。複数の突起２は、寸法及び形状において互いに略等しくてよい。複数の突起２は、サファイア層Ｌ２を構成するα‐アルミナの（０００１）面に略平行な方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）において略等間隔で並んでいる。

図１に示される基板１０のように、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１において複数の突起２に重なる部分１が、複数の突起２に沿って突出していてよい。ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１とは、ＡｌＮ層Ｌ１の表面のうちサファイア層Ｌ２に接する表面の裏面である。図１０に示される基板１０のように、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１の全体が平坦であってもよい。複数の突起２の高さは、サファイア層Ｌ２の厚みに比べて著しく小さいので、肉眼によって観察されるサファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２は略平坦である。肉眼によって観察されるＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１も略平坦である。

ＡｌＮ層Ｌ１は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）の単結晶（のみ）からなる。つまり、ＡｌＮ層のＬ１の全体が、窒化アルミニウムの一つの単結晶（のみ）からなっている。サファイア層Ｌ２は、α‐アルミナ（α‐Ａｌ_２Ｏ_３）の単結晶（のみ）からなる。サファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２に形成された複数の突起２は、サファイア層Ｌ２を構成するα‐アルミナの単結晶の一部である。つまり、複数の突起２はサファイア層Ｌ２の一部であり、複数の突起２を含むサファイア層Ｌ２の全体が、α‐アルミナの一つの単結晶（のみ）からなっている。

ＡｌＮ層Ｌ１は、複数の突起２が形成されたサファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２の少なくとも一部又は全体を直接覆っている。つまり、複数の突起２其々が、ＡｌＮ層Ｌ１を構成するＡｌＮの単結晶に接している。サファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２のうち隣り合う一対の突起２の間に位置する部分（例えば、平面）も、ＡｌＮ層Ｌ１を構成するＡｌＮの単結晶に接している。

ＡｌＮ層Ｌ１を構成する窒化アルミニウムの結晶構造は、六方晶系のウルツ鉱（ｗｕｒｔｚｉｔｅ）型構造である。窒化アルミニウムのウルツ鉱型構造は、図２に示される。ウルツ鉱型構造の単位胞は、図３に示される。基本ベクトル、結晶方位及び結晶面の表記のために、図３中の原子は省略されているが、ウルツ鉱型構造の単位胞ｕｃ１（正六角柱）の１２個の頂点其々には、アルミニウムが配置される。図３中のａ_１、ａ_２、ａ_３及びｃは、ウルツ鉱型構造の単位胞ｕｃ１を構成する基本ベクトル（結晶軸）である。ａ_１の方位は［１０００］である。ａ_２の方位は［０１００］である。ａ_３の方位は［００１０］である。ｃの方位は［０００１］である。ａ_１、ａ_２及びａ_３其々の長さは、互いに等しい。ａ_１、ａ_２及びａ_３のいずれもｃに垂直である。ａ_１、ａ_２及びａ_３が互いになす角度は、１２０°である。

サファイア層Ｌ２を構成するα‐アルミナの結晶構造は、コランダム（ｃｏｒｕｎｄｕｍ）型構造である。コランダム型構造は、正確には菱面体晶（ｒｈｏｍｂｏｈｅｄｒａｌ ｃｒｙｓｔａｌ）であるが、コランダム型構造は六方晶で近似されてよい。α‐アルミナのコランダム型構造は、図４に示される。図４に示される六角形の図形は、ｃ軸方向からみられるコランダム型構造（正六角柱）におけるアルミニウム原子及び酸素原子の配置を示している。コランダム型構造の単位胞は、図５に示される。基本ベクトル、結晶方位及び結晶面の表記のために、図５中の原子は省略されているが、コランダム型構造の単位胞ｕｃ２（正六角柱）の１２個の頂点其々には、酸素が配置される。図５中のａ_１、ａ_２、ａ_３及びｃは、コランダム型構造の単位胞ｕｃ２を構成する基本ベクトル（結晶軸）である。ａ_１の方位は［１０００］である。ａ_２の方位は［０１００］である。ａ_３の方位は［００１０］である。ｃの方位は［０００１］である。ａ_１、ａ_２及びａ_３其々の長さは、互いに略等しい。ａ_１、ａ_２及びａ_３のいずれもｃに略垂直である。ａ_１、ａ_２及びａ_３が互いになす角度は、略１２０度である。α‐アルミナの（０００１）面は、α‐アルミナのｃ面と言い換えられてよい。

ＡｌＮ層Ｌ１を構成する窒化アルミニウムの単結晶の（０００１）面は、サファイア層Ｌ２を構成するα‐アルミナの単結晶の（０００１）面に略平行である。例えば、図３中の窒化アルミニウムの単結晶の（０００１）面は、図１及び図７中のＸ軸及びＹ軸に略平行であり、図５中のα‐アルミナの単結晶の（０００１）面も、図１及び図７中のＸ軸及びＹ軸に略平行である。複数の突起２は、サファイア層Ｌ２を構成するα‐アルミナの単結晶の一部であるので、ＡｌＮ層Ｌ１を構成する窒化アルミニウムの単結晶の（０００１）面は、複数の突起２其々を構成するα‐アルミナの単結晶の（０００１）面に略平行である。複数の突起２其々は、サファイア層Ｌ２を構成するα‐アルミナの単結晶の（０００１）面に略垂直な方向（図１及び図７中のＺ軸方向）において延びている。換言すれば、複数の突起２其々は、ＡｌＮ層Ｌ１を構成する窒化アルミニウムの単結晶の（０００１）面に略垂直な方向において延びている。
以下に記載の「ＡｌＮ層Ｌ１の（０００１）面」とは、ＡｌＮ層Ｌ１を構成する窒化アルミニウムの単結晶の（０００１）面を意味する。以下に記載の「サファイア層Ｌ２の（０００１）面」とは、サファイア層Ｌ２を構成するα‐アルミナの単結晶の（０００１）面を意味する。

ＡｌＮ層Ｌ１を構成する窒化アルミニウムの単結晶は、希土類元素、アルカリ土類元素及びアルカリ金属元素からなる群より選ばれる少なくとも一種の添加元素Ｍを含む。希土類元素は、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素であってよい。アルカリ土類元素は、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びバリウム（Ｂａ）からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素であってよい。アルカリ金属元素は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）及びラジウム（Ｒａ）からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素であってよい。

本実施形態に係る基板１０の製造方法は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）を含む酸化物層を、α‐アルミナの単結晶からなるサファイア基板（ＰＳＳ）の表面に形成する工程と、添加元素Ｍを酸化物層に付着させる工程と、添加元素Ｍが付着された酸化物層を還元窒化する工程と、を含む。複数の突起が、サファイア基板の表面に形成されている。複数の突起は、サファイア基板を構成するα‐アルミナの（０００１）面に略平行な方向において略等間隔で並んでいる。複数の突起は、サファイア基板を構成するα‐アルミナの単結晶の一部である。
サファイア基板（ＰＳＳ）は、基板１０を構成するサファイア層Ｌ２に対応する。酸化物層が形成されるサファイア基板の表面は、基板１０を構成するサファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２に対応する。サファイア基板の表面に形成された複数の突起は、基板１０を構成するサファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２に形成された複数の突起２に対応する。
酸化物層はサファイア基板の表面に新たに形成される層であり、酸化物層はサファイア基板の表面自体とは異なる。添加元素Ｍが付着された酸化物層の還元窒化によって、添加元素Ｍを含むＡｌＮ層Ｌ１がサファイア基板（サファイア層Ｌ２）の表面（表面Ｓ_Ｌ２）に形成される。酸化物層が形成されていないサファイア基板の表面は直接還元窒化されない。
酸化物層は、サファイア基板の表面に形成された複数の突起其々の表面に直接形成される。その結果、酸化物層に含まれる酸化アルミニウムの結晶構造は、複数の突起其々を構成するα‐アルミナの結晶構造と連続し易く、酸化物層に含まれる酸化アルミニウムの（０００１）面は、複数の突起其々を構成するα‐アルミナの（０００１）面と略平行になり易い。したがって、酸化物層（酸化アルミニウム）の還元窒化によって形成されるＡｌＮ層Ｌ１の（０００１）面も、複数の突起其々を構成するα‐アルミナの（０００１）面と略平行になり易い。
酸化物層の還元窒化の過程において、添加元素Ｍは酸化物層の還元窒化を促進する。例えば、添加元素Ｍが酸化物層からの酸素の除去と酸化物層への窒素の導入を促進する。その結果、結晶性に優れたＡｌＮ層Ｌ１が形成され易い。つまり、添加元素Ｍが付着された酸化物層の還元窒化によって形成されたＡｌＮ層Ｌ１は、添加元素Ｍが付着されていない酸化物層の還元窒化によって形成されたＡｌＮ層よりも結晶性に優れている。
上記のメカニズムに因り、添加元素Ｍを含むＡｌＮ層Ｌ１はサファイア基板（サファイア層Ｌ２）の高い結晶性を引き継ぐことができる。つまりサファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２に形成されたＡｌＮ層Ｌ１は、サファイア層Ｌ２と同様に優れた結晶性を有し、ＡｌＮ層Ｌ１の（０００１）面の方位が、サファイア層Ｌ２の（０００１）面の方位と略一致する。例えば、サファイア層Ｌ２の（０００１）面と略平行な（０００１）面を有する窒化アルミニウムの単結晶が、サファイア層Ｌ２の一部である複数の突起２其々の表面に直接形成されていてよい。
ＡｌＮ層Ｌ１が添加元素Ｍを含むことにより、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１が平滑になり易い。ＡｌＮ層Ｌ１の優れた結晶性と表面の平滑性に因り、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１に形成される窒化物半導体層（例えばｎ型ＡｌＧａＮ層）における結晶欠陥が抑制され易く、窒化物半導体層の結晶性が向上し、窒化物半導体層の平滑な表面が形成され易い。
酸化物層の還元窒化が促進され易く、ＡｌＮ層Ｌ１の結晶性が向上し易いことから、ＡｌＮ層Ｌ１は、添加元素Ｍとして、Ｅｕ及びＣａのうち少なくとも一種の元素を含むことが好ましい。

本実施形態によれば、ＡｌＮ層Ｌ１が薄い場合であっても、ＡｌＮ層Ｌ１は結晶性に優れ、ＡｌＮ層Ｌ１の（０００１）面の方位が、サファイア層Ｌ２の（０００１）面の方位と略一致する。例えば、ＡｌＮ層Ｌ１の厚みＴは、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であってよい。ＡｌＮ層Ｌ１の厚みＴは略均一であってよい。ＡｌＮ層Ｌ１の厚みＴは不均一であってもよい。ＡｌＮ層Ｌ１の厚みＴは、ＡｌＮ層Ｌ１の（０００１）面に略垂直な方向（図１中のＺ軸方向）におけるＡｌＮ層Ｌ１の幅と言い換えられてよい。ＡｌＮ層Ｌ１の厚みＴは、サファイア層Ｌ２の（０００１）面に略垂直な方向（図１中のＺ軸方向）におけるＡｌＮ層Ｌ１の幅と言い換えられてよい。
ＡｌＮ層Ｌ１の厚みＴが１０ｎｍ以上である場合、複数の突起２を含むサファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２の全体が均一且つ確実にＡｌＮ層Ｌ１で覆われ易い。ＡｌＮ層Ｌ１の厚みＴが１０００ｎｍよりも大きい場合、酸化物層の形成、及び添加元素Ｍが付着された酸化物層の還元窒化に要する時間が過度に増加し、基板１０の生産性が低下する。ＡｌＮ層Ｌ１の厚みＴが１０００ｎｍ以下である場合、ＡｌＮ層Ｌ１及びサファイア層Ｌ２の界面近傍に作用する応力が抑制され易く、ＡｌＮ層Ｌ１及びサファイア層Ｌ２の界面近傍における亀裂が抑制され易く、ＡｌＮ層Ｌ１の結晶性が向上し易い。

ＡｌＮ層Ｌ１の結晶性は、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１の面内方向において測定される窒化アルミニウムの（１－１００）面のロッキングカーブの半値全幅に基づいて評価される。（１－１００）面のロッキングカーブの半値全幅は小さいことが好ましい。ＡｌＮ層Ｌ１中の格子欠陥（転位等）が少ないほど、（１－１００）面のロッキングカーブの半値全幅は小さい。（１－１００）面のロッキングカーブの半値全幅が小さいほど、ＡｌＮ層Ｌ１の（１－１００）面の配向度が高く、ＡｌＮ層Ｌ１は結晶性に優れている。
ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１の面内方向は、ＡｌＮ層Ｌ１の（０００１）面に略平行である面内方向と言い換えられてよい。ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１の面内方向は、サファイア層Ｌ２の（０００１）面に略平行である面内方向と言い換えられてもよい。
以下に記載の「ＲＣ（１－１００）」は、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１の面内方向において測定される窒化アルミニウムの（１－１００）面のロッキングカーブを意味する。

例えば、ＲＣ（１－１００）の半値全幅は、０°以上０．４０°以下、０°以上０．３０°以下、０°以上０．２４°以下、０°以上０．２１°以下、０°以上０．１９°以下、０．１５°以上０．４０°以下、０．１５°以上０．３０°以下、０．１５°以上０．２４°以下、０．１５°以上０．２１°以下、又は０．１５°以上０．１９°以下であってよい。ＲＣ（１－１００）の半値全幅が０．４０°以下である場合、ＡｌＮ層Ｌ２に直接又は間接的に積層される窒化物半導体層中の格子欠陥（例えば転位）が抑制される。つまりＲＣ（１－１００）の半値全幅が０．４０°以下である場合、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１に直接又は間接的に重なる窒化物半導体層は、サファイア層Ｌ２及びＡｌＮ層Ｌ１と同様に、優れた結晶性を有することができる。その結果、基板１０及び窒化物半導体層を含む発光素子の発光効率が高まる。

ＲＣ（１－１００）は、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１におけるφスキャンによって測定される。φスキャンの概要は、図８に示される。φスキャンは、Ｉｎ Ｐｌａｎｅ測定の一種である。説明の便宜上、基板１０は円盤（ウェハー）であり、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１の形状は、円である。φスキャンでは、基板１０がＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１の中心に対して回転する。つまり、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１の中心は基板１０の回転中心であり、φは基板１０の回転角である。φの単位は、°（ｄｅｇｒｅｅ）である。φスキャンでは、入射Ｘ線がＸ線源ＸＲからＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１の中心へ照射される。方向ｄ１は、入射Ｘ線の方向である。φスキャンに用いる入射Ｘ線は、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１に略平行である。入射Ｘ線は、窒化アルミニウムの（１－１００）面において回折され、回折Ｘ線として検出器Ｄによって検出される。φスキャンによって測定される回折Ｘ線は、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１に略平行である。基準点が、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１において入射Ｘ線が照射される位置（つまり表面Ｓ_Ｌ１の中心）と定義される場合、方向ｄ２は、基準点から検出器Ｄへ向かう方向である。つまり方向ｄ２は、入射Ｘ線が照射される位置に対する検出器Ｄの方向である。２θ_２は、窒化アルミニウムの（１－１００）面に由来する回折Ｘ線の回折角である。φスキャンとは、方向ｄ１と方向ｄ２との間の角度を回折角２θ_２に固定し、窒化アルミニウムの（１－１００）面に由来する回折Ｘ線の強度を、φの変化に伴って連続的に測定する方法である。窒化アルミニウムの（１－１００）面のロッキングカーブは、窒化アルミニウムの（１－１００）面に由来する回折Ｘ線の強度のツイスト（ｔｗｉｓｔ）分布と言い換えられてよい。回折Ｘ線の強度の単位は、例えば、任意単位（ａｒｂｉｔｒａｒｙ ｕｎｉｔ）又はｃｐｓ（ｃоｕｎｔｓ ｐｅｒ ｓｅｃоｎｄ）であってよい。

図９は、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１の面内方向において測定される窒化アルミニウムの（１－１００）面のロッキングカーブの一例である。ロッキングカーブの横軸はΔφである。ロッキングカーブの縦軸は、回折Ｘ線の強度である。ロッキングカーブの横軸における原点は、窒化アルミニウムの（１－１００）面に由来する回折Ｘ線の強度が最大であるφに対応する。φ_０が、窒化アルミニウムの（１－１００）面に由来する回折Ｘ線の強度が最大であるφと定義される場合、窒化アルミニウムの（１－１００）面のロッキングカーブは、φが（φ_０－Δφ）以上（φ_０＋Δφ）以下である範囲における（１－１００）面の回折Ｘ線の強度の分布である。入射Ｘ線は、銅（Ｃｕ）の特性Ｘ線（ＣｕＫα線）であってよい。窒化アルミニウムの（１－１００）面に由来する回折Ｘ線の回折角２θ_２は、約３３．２２°であってよい。

図６に示されるように、複数の突起２其々は、錐体（例えば円錐）であってよい。突起２（錐体）の側面と突起２（錐体）の底面との間の角度αは、０°より大きく５３．０°以下、０°より大きく５２．４°以下、３０．０°以上５３．０°以下、３０．０°以上５２．４°以下、３０．５°以上５３．０°以下、３０．５°以上５２．４°以下、４５．０°以上５３．０°以下、又は４５．０°以上５２．４°以下であってよい。
複数の突起２が存在するためには、当然に角度αは０°より大きい。角度αが３０．０°以上（より好ましくは４５°以上）である場合、基板１０を含む発光素子（例えば、ＵＶＣ‐ＬＥＤ）における光の内部全反射が抑制され易い。角度αが５３．０°以下である場合、サファイア層Ｌ２の（０００１）面に略平行な（０００１）面を有する窒化アルミニウムの単結晶からなるＡｌＮ層Ｌ１が形成され易い。換言すれば、角度αが５３．０°以下である場合、サファイア層Ｌ２の（０００１）面に略平行な（１１－２０）面を有する窒化アルミニウムの結晶がＡｌＮ層Ｌ１中に形成され難い。その結果、結晶方位において異なる二種類の窒化アルミニウムの結晶の間の界面（粒界）における光の反射及び散乱が抑制され、発光素子の発光効率が高まる。
突起２（錐体）の高さｈは限定されない。例えば、突起２（錐体）の高さｈは、５００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であってよい。
突起２（錐体）の底面の最大幅ｄ（例えば、円の直径）は限定されない。例えば、突起２（錐体）の底面の最大幅ｄは、１０００ｎｍ以上１７００ｎｍ以下であってよい。
図７に示されるように、サファイア層Ｌ２の（０００１）面に略平行な方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）において、正三角形の３つの頂点其々が一つの突起２の重心と一致するように、複数の突起２が略等間隔で並進対称的にサファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２に並んでいてよい。突起２の重心は、突起２の頂点、又は突起２の幾何中心と言い換えられてよい。
サファイア層Ｌ２の（０００１）面に略平行な方向において隣り合う一対の突起２の重心の間隔ｉは、限定されない。例えば、突起２（錐体）の底面の最大幅がｄと表される場合、隣り合う一対の突起２の重心の間隔ｉは、ｄ以上２ｄ未満であってよい。
酸化物層及びＡｌＮ層Ｌ１の形成の前後において、サファイア層Ｌ２（ＰＳＳ）の表面Ｓ_Ｌ２に形成された複数の突起２其々の寸法、形状及び位置は、略一定であってよい。ＡｌＮ層Ｌ１の前駆体である酸化物層が形成される前に、複数の突起２其々の寸法、形状及び位置が、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて測定されてよい。ＡｌＮ層Ｌ１及びサファイア層Ｌ２の積層方向（図１中のＺ軸方向）に略平行である基板１０の断面において、複数の突起２其々の寸法、形状及び位置が透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）又は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて測定されてもよい。

例えば、複数の突起２を含むサファイア層Ｌ２の厚みは、約５０μｍ以上３０００μｍ以下であってよい。サファイア層Ｌ２の厚みは、略均一であってよい。例えば、α‐アルミナの（０００１）面に略平行な方向におけるサファイア層Ｌ２（又は基板１０）の縦幅は、５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であってよい。例えば、α‐アルミナの（０００１）面に略平行な方向におけるサファイア層Ｌ２（又は基板１０）の横幅は、５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であってよい。サファイア層Ｌ２（又は基板１０）は、円盤（ウェハー）であってよい。サファイア層Ｌ２（又は基板１０）の形状は、矩形であってもよい。

ＡｌＮ層Ｌ１は、添加元素Ｍの濃度の合計が１原子ｐｐｍ以上１０００原子ｐｐｍ以下である領域を含んでよい。添加元素Ｍの濃度の合計が１原子ｐｐｍ以上１０００原子ｐｐｍ以下である領域は、「Ｍ含有領域」と表記される。Ｍ含有領域における添加元素Ｍの濃度の合計の最小値が１原子ｐｐｍであってよく、Ｍ含有領域における添加元素Ｍの濃度の合計の最大値が１０００原子ｐｐｍであってよい。ＡｌＮ層Ｌ１のうちＭ含有領域を除く領域も、添加元素Ｍを含んでよい。ＡｌＮ層Ｌ１のうちＭ含有領域を除く領域は、添加元素Ｍを含まなくてもよい。ＡｌＮ層Ｌ１のうちＭ含有領域を除く領域における添加元素Ｍの濃度の合計は、０原子ｐｐｍ以上１原子ｐｐｍ未満であってよい。Ｍ含有領域における添加元素Ｍの濃度の合計は、還元窒化前の酸化物層の表面に付着する添加元素Ｍの質量又は物質量に基づいて制御されてよい。
ＡｌＮ層Ｌ１中に残存する添加元素Ｍの濃度の合計を１原子ｐｐｍ以上に制御することにより、酸化物層（ＡｌＮ層Ｌ１の前駆体）を構成する酸素の殆どは還元窒化によって除去され、ＡｌＮ層Ｌ１中に残存しない。その結果、結晶性に優れたＡｌＮ層Ｌ１が形成され易く、ＲＣ（１－１００）の半値全幅が０°以上０．４０°以下になり易い。酸化物層からの酸素の除去に伴って添加元素Ｍは窒化されてよく、添加元素Ｍは窒化物としてＡｌＮ層Ｌ１中に残存してよい。ＡｌＮ層Ｌ１中に残存する添加元素Ｍの濃度の合計を１０００原子ｐｐｍ以下に制御することにより、添加元素Ｍに由来する化合物（例えばＭの窒化物）に因るＡｌＮ層Ｌ１の結晶性の劣化が抑制され易い。還元窒化前の酸化物層の表面に付着する添加元素Ｍの大部分は、酸化物層の還元窒化の過程において気化してよく、ＡｌＮ層Ｌ１中に残存しなくてよい。ＡｌＮ層Ｌ１における添加元素Ｍの濃度の合計は、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１からサファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２に向かう方向に沿って増加してよい。
ＡｌＮ層Ｌ１の結晶性が向上し易いことから、ＡｌＮ層Ｌ１の全体における添加元素Ｍの濃度の合計が、１原子ｐｐｍ以上１０００原子ｐｐｍ以下であってもよい。

添加元素Ｍは、ＡｌＮ層Ｌ１とサファイア層Ｌ２との間の境界近傍に存在してよい。例えば、ＡｌＮ層Ｌ１のうちＡｌＮ層Ｌ１及びサファイア層Ｌ２の境界に沿う境界領域が、上記の添加元素Ｍを含んでよい。つまり、境界領域が、添加元素Ｍの濃度の合計が１原子ｐｐｍ以上１０００原子ｐｐｍ以下である領域（Ｍ含有領域）であってよい。境界領域が添加元素Ｍを含む場合、境界領域に応力が集中し易く、ＡｌＮ層Ｌ１全体の反りが抑制され易い。反りが抑制されたＡｌＮ層Ｌ１を含む基板１０は、発光素子の製造に適している。特に、Ａｌ、Ｎ及びＯに比べてイオン半径が大きい添加元素Ｍが境界領域に含まれる場合、境界領域に応力が集中し易い。境界領域に含まれる添加元素Ｍの少なくとも一部は、Ｅｕ及びＣａのうち少なくとも一種であってよい。境界領域が、Ｅｕ及びＣａのうち少なくとも一種を含むことにより、境界領域に起因する上記の効果が得られ易い。

上記の境界領域は、ＡｌＮ層Ｌ１のうちサファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２からの距離が１０００ｎｍ以下、５００ｎｍ以下、２００ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、又は５０ｎｍ以下である領域であってよい。境界領域は、Ａｌ、Ｎ及び添加元素Ｍのみから構成されてよい。境界領域は、Ａｌ、Ｎ、添加元素Ｍ及びＯのみから構成されてよい。境界領域におけるＮの含有量は、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１からサファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２に向かう方向に沿って減少してよい。一方、境界領域におけるＯの含有量は、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１からサファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２に向かう方向に沿って増加してよい。

窒化アルミニウムの結晶性が損なわれない限りにおいて、ＡｌＮ層Ｌ１は、Ａｌ、Ｎ及び添加元素Ｍに加えて、他の元素（不純物等）を含んでよい。例えば、ＡｌＮ層Ｌ１のうちＡｌＮ層Ｌ１及びサファイア層Ｌ２の境界に沿う境界領域が、Ａｌ、Ｎ及び添加元素Ｍに加えて、微量の酸素（Ｏ）を含んでよい。つまり、ＡｌＮ層Ｌ１においてサファイア層Ｌ２に面する領域は、微量の酸素を含んでよい。
サファイア層Ｌ２は、Ａｌ及びＯに加えて、他の元素（不純物等）を含んでよい。例えば、サファイア層Ｌ２はのうちＡｌＮ層Ｌ１及びサファイア層Ｌ２の境界に沿う境界領域が、微量の窒素（Ｎ）を含んでよい。つまり、サファイア層Ｌ２においてＡｌＮ層Ｌ１に面する領域は、微量の窒素を含んでよい。
ＡｌＮ層Ｌ１及びサファイア層Ｌ２は組成及び結晶構造において異なる。したがって、ＡｌＮ層Ｌ１及びサファイア層Ｌ２の積層方向に略平行である基板１０の断面の画像内において、ＡｌＮ層Ｌ１及びサファイア層Ｌ２はコントラストに基づいて識別可能である。ＡｌＮ層Ｌ１及びサファイア層Ｌ２の間の界面（境界）は、基板１０の断面の画像において特定可能である。したがって、ＡｌＮ層Ｌ１の厚みＴは、基板１０の断面の画像において測定されてよい。基板１０の断面の画像は、ＴＥＭ又はＳＥＭを用いて撮影されてよい。

ＡｌＮ層Ｌ１の結晶性が損なわれない限りにおいて、ＡｌＮ層Ｌ１は、微量の酸窒化アルミニウムを含んでもよい。例えば、ＡｌＮ層Ｌ１のうち上記の境界領域が、微量の酸窒化アルミニウムを含んでもよい。ただし、酸窒化アルミニウムは、ＡｌＮ層Ｌ１の結晶性を損ない易い。また酸窒化アルミニウムは、光の反射の一因であり、基板１０を含む発光素子の発光能を損ない易い。したがって、ＡｌＮ層Ｌ１は酸窒化アルミニウムを含まないことが好ましい。酸窒化アルミニウムの具体的組成は限定されないが、例えば、酸窒化アルミニウムは下記化学式１で表されてよい。下記化学式１中のＶｐは、陽イオンの空孔であり、下記化学式１中のｘは、２より大きく６未満である。
Ａｌ_{（６４＋ｘ）／３}Ｖｐ_{（８－ｘ）／３}Ｏ_３２－ｘＮ_ｘ （１）

（基板の製造方法の詳細）
上述の通り、基板１０の製造方法は、酸化アルミニウムを含む酸化物層を、寸法及び形状において等しい複数の突起が略等間隔で形成されたパターン化サファイア基板（ＰＳＳ）の表面に形成する工程（被覆工程）と、添加元素Ｍを酸化物層に付着させる工程（付着工程）と、添加元素Ｍが付着された酸化物層を還元窒化する工程（還元窒化工程）と、を含む。各工程の詳細は以下の通りである。

被覆工程では、酸化物層が、ＰＳＳの一方の表面に形成される。酸化物層に含まれる酸化アルミニウムは、α‐アルミナであってよい。酸化物層は、酸化アルミニウムのみからなっていてよい。酸化物層はＡｌＮ層Ｌ１の前駆体である。酸化物層は、ＰＳＳの一方の表面の一部又は全体に直接重なる。酸化物層は、有機金属分解(Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ： ＭＯＤ)法によって形成されてよい。有機金属分解法では、Ａｌの有機化合物を含む原料溶液が調整される。原料溶液はＰＳＳの表面に塗布される。ＰＳＳの表面に塗布された原料溶液を乾燥することにより、Ａｌを含む膜（未酸化膜）がＰＳＳの表面に形成される。未酸化膜を大気中で加熱することにより、未酸化膜中の有機化合物が分解及び除去され、未酸化膜中のＡｌが酸化される。その結果、未酸化膜から酸化物層が形成される。原料溶液中のＡｌの濃度（単位：モル／リットル）、及びＰＳＳの表面に塗布される原料溶液の体積又は質量に基づいて、酸化物層の厚みが調整されてよい。原料溶液の塗布及び乾燥による未酸化膜の形成、並びに大気中での未酸化膜の加熱（酸化）を交互に繰り返すことにより、酸化物層の厚みを増加させてよい。酸化物層の厚みは、ＡｌＮ層Ｌ１の厚みと略同じであってよい。したがって、酸化物層の厚みに基づいてＡｌＮ層Ｌ１の厚みが制御されてよい。酸化物層の厚みは、例えば、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であってよい。酸化物層の厚みは、酸化物層が形成されたＰＳＳの断面においてＴＥＭ又はＳＥＭを用いて測定されてよい。

被覆工程に用いるＰＳＳは、基板１０を構成するサファイア層Ｌ２に相当する。酸化物層が形成されるＰＳＳの表面の結晶方位は、ＰＳＳを構成するα‐アルミナの単結晶の［０００１］である。換言すれば、複数の突起が、α‐アルミナの単結晶の（０００１）面に略平行な方向において、ＰＳＳの表面に略等間隔に並んでいる。ＰＳＳの寸法及び形状は、特に限定されない。ＰＳＳの厚みは、例えば、５０μｍ以上３０００μｍ以下であってよい。ＰＳＳは、ウェハーであってよい。ウェハーの直径は、例えば、５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であってよい。ＰＳＳの形状は、矩形であってもよい。例えば、ＰＳＳの製造方法は、複数の突起の寸法、形状及び位置に対応するフォトレジストマスクを平坦なサファイア基板上に形成する工程と、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ドライエッチング等のエッチングにより、フォトレジストマスクが形成されたサファイア基板の表面を処理する工程と、を含む。市販のＰＳＳが被覆工程に用いられてよい。

還元窒化工程では、酸化物層が還元窒化される。例えば還元窒化工程では、酸化物層が形成されたサファイア基板が窒素ガス中で加熱される。その結果、酸化物層中の酸素が窒素で置換され、酸化物層がＡｌＮ層Ｌ１になる。還元窒化工程では、酸化物層の全体がＡｌＮ層Ｌ１になってよい。つまり、還元窒化工程後、酸化物層は残存しなくてよい。

還元窒化工程では、酸化物層が、１４５０℃以上１７００℃以下である還元窒化温度で還元窒化されてよい。例えば、窒素ガス中で加熱されるサファイア基板の温度が、１４５０℃以上１７００℃以下であってよい。
酸化層を１４５０℃以上である高温で還元窒化することに因り、窒化アルミニウムの結晶化が促進され、またＡｌＮ層Ｌ１とサファイア基板（サファイア層Ｌ２）との界面における格子欠陥が抑制され易い。その結果、ＲＣ（１－１００）の半値全幅が０°以上０．４°以下であるＡｌＮ層Ｌ１が形成され易い。
還元窒化温度が１６００℃以上である場合、ＡｌＮ層Ｌ１中及びサファイア層Ｌ２中の酸窒化アルミニウムの生成が抑制され易く、酸窒化アルミニウムに因るＡｌＮ層Ｌ１の結晶性の劣化が抑制され易い。その結果、ＲＣ（１－１００）の半値全幅が０°以上０．４°以下であるＡｌＮ層Ｌ１が形成され易い。
仮に還元窒化温度が１４５０℃未満である場合、窒素が酸化物層内へ十分に拡散せず、窒化アルミニウムの結晶化が促進され難い。その結果、ＲＣ（１－１００）の半値全幅が０．４°を超え易い。
仮にＡｌＮ層Ｌ１が従来の気相成長法（例えばＭＯＣＶＤ）によってＰＳＳの表面に直接形成される場合、ＡｌＮ層Ｌ１とＰＳＳ（サファイア層）との界面における格子欠陥（格子不整合）に因り、ＡｌＮ層Ｌ１の結晶性が損なわれ易い。その結果、ＲＣ（１－１００）の半値全幅が０．４°を超え易い。
仮にＡｌＮ層Ｌ１が従来の気相成長法で形成された後、ＡｌＮ層Ｌ１が１４５０℃以上１７００℃以下で加熱される場合、ＡｌＮ層Ｌ１とＰＳＳ（サファイア層）との間の熱膨張率の差に因り、応力がＡｌＮ層Ｌ１において生じ易い。応力に因りＡｌＮ層Ｌ１が割れ易い。その結果、ＲＣ（１－１００）の半値全幅が０．４°を超え易い。
仮に、酸化物層が形成されていないサファイア基板の表面の直接還元窒化することによってＡｌＮ層Ｌ１が形成された場合、ＲＣ（１－１００）の半値全幅は、０．４０°よりも大きい傾向がある。

還元窒化工程前に実施される付着工程では、上述の添加元素Ｍが、酸化物層の表面の一部又は全体に付着される。つまり、還元窒化工程では、添加元素Ｍが表面に付着した酸化物層が還元窒化される。例えば、添加元素Ｍを含む有機金属化合物の溶液が、酸化物層の表面に塗布されてよい。さらに、添加元素Ｍを含む溶液が塗布された酸化物層を大気中で加熱することにより、有機成分のみが分解及び焼失されてよい。添加元素Ｍを含む有機金属化合物の溶液として、有機金属分解（ＭＯＤ）法に用いられる有機金属化合物の溶液が用いられてよい。

還元窒化工程において、添加元素Ｍは、酸化物層の還元窒化を促進する。つまり、添加元素Ｍが付着した酸化物層が窒素ガス中で加熱される場合、添加元素Ｍが酸化物層の表面から酸素（Ｏ^２－）を引き抜き、酸素欠陥が酸化物層の表面に形成される。窒素は酸素欠陥へ導入され、酸素欠陥を通じて酸化物層の表面から酸化物層の内部へ熱拡散し易い。その結果、高い結晶性を有するＡｌＮ層Ｌ１が酸化物層から形成され易い。還元窒化工程では、添加元素Ｍが窒素ガスと反応して添加元素Ｍの窒化物が生成してよい。Ｍの窒化物が酸化物中の酸素と反応して、添加元素Ｍの酸化物と窒化アルミニウムが生成してもよい。添加元素ＭはＡｌＮ層Ｌ１中に残存する。少なくとも一部の添加元素Ｍは、添加元素Ｍの酸化物として、ＡｌＮ層Ｌ１から離脱してもよい。仮に付着工程が実施されず、添加元素Ｍが表面に付着していない酸化物層が還元窒化される場合、酸化物層が十分に還元窒化されず、非常に薄いＡｌＮ層Ｌ１が形成され易い。

酸化物層の表面に付着する少なくとも一部の添加元素Ｍは、Ｅｕ及びＣａのうち少なくとも一種の元素であることが好ましい。Ｅｕ又はＣａは、上述の添加元素の中でも電気陰性度が比較的小さい元素である。したがって、Ｅｕ又はＣａは酸化物層の表面から酸素を引き抜き易く、酸素欠陥が酸化物層の表面に形成され易い。その結果、窒素が酸素欠陥を介して酸化物層内へ拡散し易い。また、Ｅｕ又はＣａは、添加元素Ｍの中でも比較的融点が低い元素である。したがって、Ｅｕ又はＣａは、低温においても、半ば液相として酸化物層の表面全体へ拡散し易い。その結果、ＡｌＮ層Ｌ１の結晶性が高まり易い。

上述の通り、Ｅｕ及びＣａは、比較的低温においても、酸化物の表面全体へ十分に拡散し易く、酸化物の還元窒化を促進することができる。したがって、窒素ガス中で加熱されるＰＳＳの温度が、窒化アルミニウムが生成し難い低温であっても、Ｅｕ及びＣａのうち少なくとも一方を用いることにより、高い結晶性を有するＡｌＮ層Ｌ１が形成され易い。窒化アルミニウムが生成し難い低温とは、例えば、１６３０℃未満である。しかし、Ｅｕ及びＣａのうち少なくとも一方を用いることにより、１４５０℃以上１６３０℃未満である還元窒化温度で、酸窒化アルミニウムの生成を抑制しながら、高い結晶性を有するＡｌＮ層Ｌ１を形成することができる。

Ｅｕ及びＣａよりも融点が高い添加元素Ｍを用いた場合、添加元素Ｍを酸化物層の表面全体へ拡散させるために、還元窒化温度は、Ｅｕ又はＣａを用いる場合よりも高温でなければならない。しかし、還元窒化温度が高いほど、酸窒化アルミニウムがサファイア基板中に生成し易い。仮に還元窒化温度が１７００℃より高い場合、ＡｌＮ層Ｌ１の一部で酸窒化アルミニウムが形成され易いため、ＲＣ（１－１００）の半値全幅が０．４°を超え易く、ＡｌＮ層Ｌ１は単結晶層ではなくなる傾向がある。

還元窒化の継続時間、添加元素Ｍの使用量、及び窒素ガスの分圧又は供給量は、酸化物層の厚みに応じて調整されてよい。還元窒化の継続時間が長いほど、酸化物層の還元窒化が促進される。酸化物層の表面に付着する添加元素Ｍが多いほど、酸化物層の還元窒化が促進される。窒素ガスの分圧又は供給量が大きいほど、酸化物層の還元窒化が促進される。

窒素ガス中での酸化物層の還元窒化は、炭素粉末の存在下で実施されてよい。酸化物層から脱離した酸素が、雰囲気中の炭素と反応して一酸化炭素が生成してよい。

以上の方法により、サファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２を直接覆うＡｌＮ層Ｌ１が形成され、基板１０が完成される。

還元窒化工程に続く気相成長法により、ＡｌＮ層Ｌ１を更に成長させてもよい。例えば、図１に示されるように、還元窒化工程によって形成されたＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１において複数の突起２に重なる部分１が、複数の突起２に沿って突出している場合、還元窒化工程に続くＭＯＣＶＤによってＡｌＮ層Ｌ１の厚みを増加させてよい。その結果、図１０に示されるように、ＡｌＮ層Ｌ１の表面Ｓ_Ｌ１の全体が平坦になってよい。ＭＯＣＶＤにおいて用いられるＡｌＮ層Ｌ１の原料は、例えば、トリメチルアルミニウム（Ｃ_６Ｈ_１８Ａｌ_２）及びアンモニア（ＮＨ_３）であってよい。還元窒化工程に続く気相成長法は、発光素子の製造過程において実施されてよい。

（発光素子）
本実施形態に係る基板１０は、発光素子に用いられてよい。つまり本実施形態に係る発光素子は、上記の基板１０を含む。例えば、本実施形態に係る発光素子は発光ダイオードであってよい。発光ダイオードは、例えば、ＵＶＣ ＬＥＤ又はＤＵＶ ＬＥＤ等の深紫外線発光ダイオードであってよい。以下では、基板１０を含む発光素子の一例として、図１０に示される発光ダイオード１００が説明される。ただし、本実施形態に係る発光ダイオードの構造は、図１０に示される積層構造に限定されない。発光素子の製造過程において、基板１０を含む積層体が、複数のチップ型発光素子に分割されてよい。

本実施形態に係る発光ダイオード１００は、基板１０と、基板１０を構成するＡｌＮ層Ｌ１（バッファー層）に重なるｎ型半導体層４０と、ｎ型半導体層４０に重なる発光層４２と、発光層４２に重なるｐ型半導体層４４と、ｎ型半導体層４０の表面に設置された第一電極４８と、ｐ型半導体層４４の表面に設置された第二電極４６と、を含む。障壁層（電子ブロック層）が発光層４２とｐ型半導体層４４との間に介在していてもよい。ｎ型半導体層４０、発光層４２、ｐ型半導体層４４、第一電極４８及び第二電極４６其々は、スパッタリング、ＭＯＣＶＤ又はＭＯＰＶＤ等の気相成長法によって形成されてよい。

ＡｌＮ層Ｌ１（バッファー層）がサファイア層Ｌ２とｎ型半導体層４０との間に配置されることにより、サファイア層Ｌ２とｎ型半導体層４０との間の格子不整合が抑制され、基板１０に積層される各半導体層の結晶欠陥が抑制され易い。

例えば、ｎ型半導体層４０は、ｎ型の窒化ガリウム（ｎ‐ＧａＮ）又はｎ型の窒化アルミニウムガリウム（ｎ‐ＡｌＧａＮ）を含んでよい。ｎ型半導体層４０は、ｎ‐ＧａＮ又はｎ‐ＡｌＧａＮに加えて、珪素（Ｓｉ）、炭素（Ｃ）及びチタン（Ｔｉ）等の４価元素を含んでよい。ｎ型半導体層４０は、複数の層から構成されていてよい。
例えば、発光層４２は、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）又は窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）を含んでよい。発光層４２は、複数の層から構成されていてよい。例えば、発光層４２は、障壁層と井戸層とを含む多重量子井戸構造を有してよい。
例えば、ｐ型半導体層４４は、ｐ型の窒化ガリウム（ｐ‐ＧａＮ）又はｐ型の窒化アルミニウムガリウム（ｐ‐ＡｌＧａＮ）を含んでよい。ｐ型半導体層４４は、更にマグネシウム（Ｍｇ）を含んでよい。ｐ型半導体層４４は、複数の層から構成されていてよい。例えば、ｐ型半導体層４４は、発光層４２に重なるｐ型クラッド層と、ｐ型クラッド層に重なるｐ型コンタクト層とを有してよい。
例えば、ｎ型半導体層４０に設置された第一電極４８は、インジウム（Ｉｎ）を含んでよい。
例えば、ｐ型半導体層４４に設置された第二電極４６は、ニッケル（Ｎｉ）及び金（Ａｕ）のうち少なくともいずれかを含んでよい。

発光ダイオード１００が基板１０を含むことにより、光の内部全反射が抑制され、光取り出し効率が増加する。発光ダイオード１００が基板１０を含むことにより、基板１０（ＡｌＮ層Ｌ１）の表面に直接又は間接的に積層される各半導体層（ｎ型半導体層４０、発光層４２及びｐ型半導体層４４）の結晶性が向上する。これらの理由に因り、発光ダイオード１００の発光効率が高まり、光（例えば深紫外線）の強度が増加する。

以上、本発明の一実施形態が説明されたが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。

例えば、サファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２に形成された複数の突起２其々は、六角錐等の角錐、又は半球であってもよい。正方形の４つの頂点其々が一つの突起２の重心と一致するように、複数の突起２が略等間隔で並進対称的にサファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２に並んでいてよい。ＡｌＮ層Ｌ１で覆われたサファイア層Ｌ２の表面Ｓ_Ｌ２の裏面においても、寸法及び形状において等しい複数の突起２が略等間隔で並んでいてよい。

本実施形態に係る基板１０の用途は、発光ダイオードに限定されない。本実施形態に係る基板１０は、紫外線レーザー等の半導体レーザー発振器に備わる基板であってもよい。つまり、本実施形態に係る発光素子は半導体レーザー発振器であってもよい。本実施形態に係る基板１０は、パワートランジスタに用いられてもよい。本実施形態に係る基板１０は、多様な半導体素子の基板に用いられてもよい。基板１０を半導体素子の基板に用いることにより、半導体素子のパワーの損失が低減される。基板１０は、圧電素子（例えば圧電薄膜素子）に用いられてよい。基板１０を圧電素子に用いることにより、圧電素子の圧電特性が向上する。

以下では実施例及び比較例により本発明がさらに詳細に説明されるが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

（実施例１）
＜基板の作製＞
酸化物層用の原料溶液（第一溶液）として、Ａｌの有機化合物を含むＭＯＤ用溶液が調製された。第一溶液中のＡｌの濃度は、０．４ｍоｌ／Ｌであった。

スピンコートにより、第一溶液がパターン化サファイア基板（ＰＳＳ）の表面全体に塗布された。
ＰＳＳは、α‐アルミナの単結晶からなっていた。第一溶液が塗布されたＰＳＳの表面は、α‐アルミナの（０００１）面（ｃ面）に平行であった。ＰＳＳは、ウェハーであった。ＰＳＳの直径は２インチであった。ＰＳＳの厚みは、０．４５ｍｍであった。ＰＳＳの厚みは、略均一であった。
寸法及び形状において等しい複数の円錐（突起）が、第一溶液が塗布されたＰＳＳの表面全体において等間隔で並んでいた。各円錐の高さｈは、下記表１に示される。各円錐の底面（円）の最大幅ｄ（直径）は、下記表１に示される。各円錐における側面と底面との間の角度αは、下記表１に示される。
スピンコートは、２０００ｒｐｍで２０秒間実施された。ＰＳＳの表面に塗布された第一溶液を１５０℃で乾燥することにより、Ａｌを含む膜（未酸化膜）がＰＳＳの表面に形成された。未酸化膜を大気中において６００℃で２時間加熱することにより、酸化アルミニウムからなる酸化物層がＰＳＳの表面に形成された。

第一溶液の塗布及び乾燥による未酸化膜の形成、並びに大気中での未酸化膜の加熱（酸化）からなる一連の工程が、５回繰り返された。酸化物層の厚みは略均一であった。

スピンコートにより、Ｃａの有機化合物を含むＭＯＤ用溶液（第二溶液）が酸化物層の表面全体に塗布された。第二溶液に含まれるＣａは、添加元素Ｍの一種である。第二溶液におけるＣａの有機化合物の濃度は、０．００１ｍоｌ／Ｌであった。第二溶液を用いたスピンコートは、２０００ｒｐｍで２０秒間実施された。第二溶液の塗布後、ＰＳＳが１５０℃のホットプレート上で１０分間乾燥された。ＰＳＳの乾燥後、ＰＳＳが空気中において６００℃で２時間加熱された。

上記の工程を経たＰＳＳがアルミナ板上に載せられた。５ｍｇのカーボンの粉末（計２０ｍｇのカーボン）がＰＳＳの周囲の４か所其々に配置された。Ｃａを含む第二溶液が塗布されたＰＳＳの表面は、アルミナ板に接することなく露出していた。アルミナ板の寸法は、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍであった。続いて、ＰＳＳの全体をアルミナ匣鉢（Ｓａｇｇａｒ）で覆った後、ＰＳＳが窒化処理炉内の試料設置台に設置された。アルミナ匣鉢の寸法は縦７５ｍｍ×横７５ｍｍ×高さ７０ｍｍであった。窒化処理炉としては、カーボンをヒーターとする抵抗加熱型の電気炉が用いられた。窒化処理炉内でＰＳＳを加熱する前に、回転ポンプと拡散ポンプを用いて０．０３Ｐａまで炉内が脱気された。次いで、炉内の気圧が１００ｋＰａ（大気圧）になるまで、窒素ガスを炉内へ流した後、窒素ガスの供給が停止された。炉内への窒素ガスの供給後、炉内のＰＳＳを還元窒化温度Ｔ_ＲＮで還元窒化時間ｔ_ＲＮにわたって加熱することにより、ＰＳＳの表面に形成された酸化物層が還元窒化された。つまり、酸化物層の還元窒化により、ＡｌＮ層がＰＳＳの表面に形成された。実施例１の還元窒化温度Ｔ_ＲＮは、下記表１に示される。実施例１の還元窒化時間ｔ_ＲＮは、下記表１に示される。炉内の昇降温速度は６００℃／時間に調整された。還元窒化を経たＰＳＳを室温まで冷却した後、ＰＳＳが炉外へ取り出された。

以上の手順で実施例１の基板が作製された。下記の分析及び測定のために、実施例１の基板として、複数の同じ基板が作製された。

＜基板の分析＞
以下のＸ線回折（ＸＲＤ）法では、入射Ｘ線としてＣｕの特性Ｘ線（ＣｕＫα線）が用いられた。

ＡｌＮ層の表面のＯｕｔ‐оｆ‐Ｐｌａｎｅ方向におけるθ‐２θスキャンによって、ＸＲＤパターンが測定された。実施例１のＸＲＤパターンは、窒化アルミニウムのウルツ鉱型構造の（０００２）面に由来する回折線のピークを有していた。窒化アルミニウムの（１－１０２）面の極図がＸＲＤ法で測定された。極図は、６回の回転対称性を示す６つのピークを有していた。ＸＲＤパターンは、窒化アルミニウム及びα‐アルミナ以外の結晶相に由来する回折線ピークを有していなかった。例えば、ＸＲＤパターンは、酸窒化アルミニウム（ＡｌＯＮ）の結晶相に由来するピークを有していなかった。

上記の測定結果は、窒化アルミニウムの単結晶からなるＡｌＮ層が、α‐アルミナの単結晶からなるサファイア層（ＰＳＳ）の表面に直接重なっていることを示していた。また上記の測定結果は、ＡｌＮ層の（０００１）面が、サファイア層の（０００１）面に平行であることを示していた。

φスキャンにより、ＡｌＮ層の表面の面内方向における窒化アルミニウムの（１－１００）面のロッキングカーブＲＣ（１－１００）が測定された。実施例１のＲＣ（１－１００）の半値全幅ＦＷＨＭは、下記表１に示される。

ＡｌＮ層及びサファイア層の積層方向に略平行である基板の断面が、ＴＥＭによって観察された。基板の断面においてＡｌＮ層の厚みＴが測定された。実施例１のＡｌＮ層の厚みＴは、不均一であった。実施例１のＡｌＮ層の厚みＴは、下記表１に示される範囲内であった。つまり、実施例１のＡｌＮ層の厚みＴの最小値は１５０ｎｍであり、実施例１のＡｌＮ層の厚みＴの最大値は２１０ｎｍであった。

実施例１の基板の表面をスパッタリングで徐々に掘りながら、ＡｌＮ層の表面からの深さ方向に沿って、基板の組成が分析された。深さ方向とは、ＡｌＮ層の表面に垂直であり、ＡｌＮ層の表面からサファイア層の表面へ向かう方向である。組成の分析には、ＥＳＣＡ(Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ)及びＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）が用いられた。深さ方向に沿った分析では、Ａｌ、Ｎ及び添加元素Ｍ（Ｃａ）を含み、且つＯを含まない部分（ＡｌＮ層）が検出された後、Ａｌ及びＯを含み、且つＮを含まない部分（サファイア層）が検出された。

（実施例２～９及び比較例１）
実施例２～９及び比較例１其々のＰＳＳの表面に形成された各円錐の高さｈは、下記表１に示される。実施例２～９及び比較例１其々の円錐の底面（円）の最大幅ｄ（直径）は、下記表１に示される。実施例２～９及び比較例１其々の円錐における側面と底面との間の角度αは、下記表１に示される。

実施例２～９其々の還元窒化温度Ｔ_ＲＮ及び還元窒化時間ｔ_ＲＮは、下記表１に示される。

実施例５の場合、酸化物層の形成から酸化物層の還元窒化までの一連の工程が、２回実施された。つまり実施例５の場合、酸化物層の形成から酸化物層の還元窒化までの一連の工程によってＡｌＮ層が形成された後、ＡｌＮ層の表面における酸化物層の形成、第二溶液の酸化物層への塗布、酸化物層の加熱、及び酸化物層の還元窒化が実施された。実施例５の場合、１回目の還元窒化時間ｔ_ＲＮは３５時間であり、２回目の還元窒化時間ｔ_ＲＮも３５時間であった。

実施例９では、酸化物層の表面に塗布される第二溶液として、Ｅｕの有機化合物を含むＭＯＤ用溶液が用いられた。第二溶液におけるＥｕの有機化合物の濃度は、０．００１ｍоｌ／Ｌであった。

比較例１の場合、一般的なＭＯＣＶＤによってＡｌＮ層がＰＳＳの表面に直接形成された。つまり比較例１の場合、酸化物層の形成から酸化物層の還元窒化までの一連の工程は実施されなかった。

上記の事項を除いて実施例１と同様の方法で、実施例２～９及び比較例１其々の基板が作製された。実施例１と同様の方法で、実施例２～９及び比較例１其々の基板が分析された。分析の結果は、以下の通りであった。

実施例２～９及び比較例１のいずれの場合も、窒化アルミニウムの単結晶からなるＡｌＮ層が、α‐アルミナの単結晶からなるサファイア層（ＰＳＳ）の表面に直接重なっていた。実施例２～９及び比較例１のいずれの場合も、ＡｌＮ層の（０００１）面が、サファイア層の（０００１）面に平行であった。

実施例２～９其々のＡｌＮ層は、下記表１に示される添加元素Ｍを含んでいた。比較例１のＡｌＮ層は、添加元素Ｍを含んでいなかった。

実施例２～９及び比較例１其々のＲＣ（１－１００）の半値全幅ＦＷＨＭは、下記表１に示される。

実施例２～９のいずれの場合も、ＡｌＮ層の厚みＴは不均一であった。実施例２～９其々のＡｌＮ層の厚みＴは、下記表１に示される範囲内であった。比較例１のＡｌＮ層の厚みＴは略均一であった。比較例１のＡｌＮ層の厚みＴは、下記表１に示される。

実施例１～９及び比較例１のいずれの場合も、ＡｌＮ層の表面において複数の円錐（突起）に重なる部分が突出していた。

本発明の一側面に係る基板は、例えば、深紫外線発光ダイオードの基板に用いられる。

Ｌ１…ＡｌＮ層、Ｌ２…サファイア層、Ｓ_Ｌ１…ＡｌＮ層の表面、Ｓ_Ｌ２…サファイア層の表面、２…突起、１０…基板、４０…ｎ型半導体層、４２…発光層、４４…ｐ型半導体層、４６…第二電極、４８…第一電極、１００…発光ダイオード（発光素子）。

Claims (9)

1. 窒化アルミニウムの単結晶からなるＡｌＮ層と、
   α‐アルミナの単結晶からなるサファイア層と、
   を備え、
   複数の突起が、前記サファイア層の表面に形成されており、
   前記複数の突起が、前記α‐アルミナの（０００１）面に略平行な方向において略等間隔で並んでおり、
   前記複数の突起が、前記α‐アルミナの単結晶の一部であり、
   前記ＡｌＮ層が、前記複数の突起が形成された前記サファイア層の前記表面を覆っており、
   前記窒化アルミニウムの（０００１）面が、前記α‐アルミナの（０００１）面に略平行であり、
   前記窒化アルミニウムの単結晶が、希土類元素、アルカリ土類元素及びアルカリ金属元素からなる群より選ばれる少なくとも一種の添加元素を含む、
   基板。
2. 前記ＡｌＮ層の厚みが、１０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である、
   請求項１に記載の基板。
3. 前記ＡｌＮ層の表面の面内方向において測定される前記窒化アルミニウムの（１－１００）面のロッキングカーブの半値全幅が、０°以上０．４°以下である、
   請求項１又は２に記載の基板。
4. 前記複数の突起其々が、錐体であり、
   前記錐体の側面と前記錐体の底面との間の角度が、０°より大きく５３°以下である、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の基板。
5. 前記ＡｌＮ層の表面において前記複数の突起に重なる部分が突出している、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の基板。
6. 発光素子に用いられる、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の基板。
7. 請求項１～６のいずれか一項に記載の基板を備える、
   発光素子。
8. 前記基板と、
   前記ＡｌＮ層に重なるｎ型半導体層と、
   前記ｎ型半導体層に重なる発光層と、
   前記発光層に重なるｐ型半導体層と、
   を備える、
   請求項７に記載の発光素子。
9. 請求項１～６のいずれか一項に記載の基板を製造する方法であって、
   酸化アルミニウムを含む酸化物層を、α‐アルミナの単結晶からなるサファイア基板の表面に形成する工程と、
   添加元素を前記酸化物層に付着させる工程と、
   前記添加元素が付着された前記酸化物層を還元窒化する工程と、
   を備え、
   複数の突起が、前記サファイア基板の前記表面に形成されており、
   前記複数の突起が、前記α‐アルミナの（０００１）面に略平行な方向において略等間隔で並んでおり、
   前記複数の突起が、前記α‐アルミナの単結晶の一部であり、
   前記添加元素が、希土類元素、アルカリ土類元素及びアルカリ金属元素からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素である、
   基板の製造方法。
   
   

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