JP5838965B2 - 発光素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板、基板の製造方法および発光素子に関するものであり、より特定的には、発光素子用の基板およびその製造方法、さらに当該基板を用いた発光素子に関するものである。

発光ダイオード（ＬＥＤ：Lｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの発光素子は、通常、基板の一方の主表面上に、たとえばエピタキシャル成長により、発光領域を含む半導体層の積層構造が形成された構成を有する。上記基板として、たとえばサファイアからなる基板が用いられる場合がある。

サファイア基板を用いた発光素子は、たとえば炭化珪素からなる基板を用いた発光素子に比べて、発する光の輝度やコントラスト、導電率などの特性がいずれも優れている。このためサファイア基板を用いた発光素子が一般に広く知られている。サファイア基板を用いた発光素子は、たとえば特開２００５−７９１７１号公報（特許文献１）に開示されている。

特開２００５−７９１７１号公報

しかしながらサファイアは工業製品としては高価である。このため、サファイア基板からなる発光素子はコスト高になるという問題を抱えている。発光素子が普及する中で、発光素子がより広い用途に適用可能とするためには、発光素子のコスト低減が不可欠であると考えられる。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものである。その目的は、サファイア基板からなる発光素子よりも安価な発光素子を形成することが可能な基板およびその製造方法を提供することである。また、当該基板を用いた発光素子を提供することである。

本発明に係る基板は、スピネルからなる、発光素子用の基板である。本発明の発明者は鋭意研究の結果、たとえば上述した発光ダイオードなどの発光素子に用いられる基板として、サファイアの代わりに、光学素子の分野で主に用いられるスピネルを用いることができる可能性があることを見出した。スピネルの強度などの物性値は、サファイアの強度などの物性値に近い。スピネルを用いて形成する発光素子用の基板も、サファイアからなる発光素子用の基板と同様に実用に耐えうるという可能性を見出した。たとえば、スピネル製の発光素子用基板は、サファイア製の発光素子用基板と同等ではないが実用上問題ないレベルの強度（ヤング率）を示す。またスピネルは、発光素子における発光領域が発生する熱を放熱するため実用上問題ないレベルの熱伝導率を有する。

しかし従来、発光素子用の基板としてはサファイアなどの単結晶体を用いることが技術常識であり、当業者の間ではそもそも多結晶体のスピネルを基板材料の候補とすること自体、考えられていなかった。発明者は当業者の常識にとらわれることなく研究を進めた結果、スピネルを発光素子用基板として用いうるという知見を得た。サファイアの代わりにスピネルを用いて発光素子用基板を形成すれば、当該基板の生産コストを低減することができる。

上記のスピネル製の基板は、組成がＭｇＯ・ｎＡｌ_２Ｏ_３ （１．０５≦ｎ≦１．３０）となるスピネル型結晶構造を有する複合酸化物であり、Ｓｉ元素の含有量が２０ｐｐｍ以下である焼結体であることが好ましい。上記焼結体は、厚さ１ｍｍでの波長３５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の光線による直線透過率が８０％以上であることが好ましい。このようにすれば、多結晶体であるスピネルからなる基板の良好な光透過性が得られる。

上記スピネル製の基板は主表面を有し、当該主表面について、縦５ｍｍ×横５ｍｍの四角形状の複数の領域を設定した場合、当該複数の領域のうち、主表面の外周から３ｍｍの範囲に入る領域を除いた部分である複数の評価対象領域について、ＬＴＶ（Ｌｏｃａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が１．０μｍ以下となっている評価対象領域の割合を示すＰＬＴＶ（Ｐｅｒｃｅｎｔ ＬＴＶ）が９０％以上であることが好ましい。上記のＰＬＴＶが少なくとも９０％あれば、多結晶体であるスピネル製の基板でも、発光素子を構成する半導体層を当該基板の主表面に接着材料を用いることなく直接接合することが可能となる。したがって、この基板を用いることで、優れた特性の発光素子を得ることができる。

本発明に係る基板の製造方法は、組成が、ＭｇＯ・ｎＡｌ_２Ｏ_３ （１．０５≦ｎ≦１．３０）であり、Ｓｉ元素の含有量が２０ｐｐｍ以下である、スピネルからなる発光素子用の基板の製造方法である。Ｓｉ元素の含有量が５０ｐｐｍ以下であり、純度が９９.５質量％以上であるスピネル粉末から成形体を形成する工程と、成形体を真空中において１５００℃以上１８００℃以下で焼結することにより、密度９５％以上の焼結体を形成する第１の焼結工程と、焼結体を１６００℃以上１９００℃以下で加圧焼結する第２の焼結工程とを備える。

上記の方法により、組成がＭｇＯ・ｎＡｌ_２Ｏ_３ （１．０５≦ｎ≦１．３０）であり、Ｓｉ元素の含有量が２０ｐｐｍであるスピネルの焼結体としての基板を形成することができる。当該基板は、発光素子用の基板として必要な強度や光透過性を備えるものとなる。このためサファイア基板の代わりに当該基板を用いても、上記のとおり実用上問題ない発光素子を提供することができる。

上記第１の焼結工程は、圧力が５０Ｐａ以下で行ない、焼結体の中心部から焼結体の外側までの最短の厚さをＤ（ｍｍ）とし、１０００℃から最高温度に到達するまでの昇温時間をｔ分とするとき、
Ｄ＝ａ×ｔ^１／２
０．１≦ａ≦３
の関係を有することが好ましい。

上記の条件にて第１の焼結工程の昇温をすれば、当該焼結工程の終了後に、Ｓｉ元素の含有量を２０ｐｐｍ以下に低減することができ、その結果、高い光透過率のスピネル焼結体を得ることができる。したがってスピネル製の、発光素子に用いる基板において、高い光透過率を得ることができる。

上記基板の製造方法は、第２の焼結工程の後に、焼結体をスライスする工程と、スライスする工程により得られた基板の表面を、化学機械研磨法を用いて研磨する工程とをさらに備えていてもよい。研磨する工程では、定盤上に配置された研磨パッドと、当該研磨パッドと対向するように配置された研磨ヘッドとの間に基板が挟まれた状態で基板が研磨されてもよい。さらに、研磨ヘッドと基板との間には研磨ヘッドより硬度の低い軟質層が配置されていることが好ましい。この場合、基板の平坦性を向上させることができる。その結果、主表面に半導体層を接合することが可能な基板を得ることができる。

本発明に係る発光素子は、上記のスピネル製の基板と、当該基板の一方の主表面上に配置され、発光層を含む半導体層とを備える。上記のように、スピネル製の基板を用いれば、サファイア製の基板を用いた発光素子と同等の機能を有する発光素子を、より安価に提供することができる。また、上記基板と半導体層とは接合されていてもよい。接合方法としては、透過性の接着材料を用いて基板と半導体層とを接合してもよいし、表面活性化法などを用いて基板と半導体層とを直接接合してもよい。このようにすれば、良好な結晶性を備える半導体層を基板に接合することで、優れた特性の発光素子を得ることができる。

本発明によれば、サファイア製の基板を用いた発光素子と同等の機能を有する発光素子を、より安価に提供することができる。また基板の透過特性を確保することができる。

本実施の形態に係る基板の態様を示す概観図である。 図１の基板を用いたＬＥＤの態様を示す概略断面図である。 本実施の形態に係る基板の製造方法を説明するためのフローチャートである。 図３中の工程（Ｓ３０）に含まれる工程を説明するためのフローチャートである。 本発明による基板の実施の形態２の製造方法における加工工程を説明するためのフローチャートである。 図５に示したＣＭＰ工程を説明するための模式図である。 本発明による発光素子の実施の形態３を示す概略断面図である。 図７に示した発光素子の製造方法を説明するためのフローチャートである。 図８に示した貼り合わせ工程を説明するための模式図である。 図８に示した貼り合わせ工程を説明するための模式図である。 本発明による発光素子の実施の形態４を示す概略断面図である。 図８に示した貼り合わせ工程を説明するための模式図である。 図８に示した貼り合わせ工程を説明するための模式図である。 試料Ｎｏ．１の基板の主表面における凹凸の状態を３次元で示した模式図である。 試料Ｎｏ．１の基板の主表面におけるＰＬＴＶを説明するための模式図である。 試料Ｎｏ．１の基板を用いた接合基板の外観を示す写真である。 試料Ｎｏ．２の基板の主表面における凹凸の状態を３次元で示した模式図である。 試料Ｎｏ．２の基板の主表面におけるＰＬＴＶを説明するための模式図である。 試料Ｎｏ．２の基板を用いた接合基板の外観を示す写真である。 試料Ｎｏ．３の基板の主表面における凹凸の状態を３次元で示した模式図である。 試料Ｎｏ．３の基板の主表面におけるＰＬＴＶを説明するための模式図である。 試料Ｎｏ．３の基板を用いた接合基板の外観を示す写真である。 試料Ｎｏ．４の基板の主表面における凹凸の状態を３次元で示した模式図である。 試料Ｎｏ．４の基板の主表面におけるＰＬＴＶを説明するための模式図である。 試料Ｎｏ．４の基板を用いた接合基板の外観を示す写真である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

（実施の形態１）
図１に示すように、本実施の形態の基板１０は、たとえば主表面１０ａが直径４インチであり、スピネルからなるウェハである。基板１０を構成するスピネルの組成としてはたとえばＭｇＯ・ｎＡｌ_２Ｏ_３が挙げられる。

基板１０は、たとえば図２に示す構成を有するＬＥＤなどの発光素子３０に用いられる。図２の発光素子３０は、たとえば基板１０の主表面１０ａ上にバッファ層１、ｎ型ＧａＮ（窒化ガリウム）層２、ｎ型ＡｌＧａＮ（アルミ窒化ガリウム）層３、多重量子井戸４、ｐ型ＡｌＧａＮ層５、ｐ型ＧａＮ層６からなる半導体層がこの順に積層された構成である。

バッファ層１は、基板１０を構成するスピネルの格子定数と、ｎ型ＧａＮ層２などの化合物半導体薄膜を構成する化合物半導体格子定数との差における両者の格子不整合を抑制するために配置される薄膜であり、たとえばＩｎＧａＮ（窒化インジウム・ガリウム化合物）から構成されることが好ましい。

多重量子井戸４は当該ＬＥＤの発光領域（発光層）であり、たとえばＩｎ_０．２Ｇａ_０．８Ｎの極薄膜層とＡｌ_０．２Ｇａ_０．８Ｎの極薄膜層とが交互に複数積層された構成であることが好ましい。

バッファ層１および、ｎ型ＧａＮ層２、ｎ型ＡｌＧａＮ層３、多重量子井戸４、ｐ型ＡｌＧａＮ層５、ｐ型ＧａＮ層６からなる半導体層はこの順に、たとえばエピタキシャル成長により形成されることが好ましい。

そして上記の半導体層の積層構造が全て形成された後、その一部、具体的にはｎ型ＧａＮ層２の一部、およびｎ型ＡｌＧａＮ層３、多重量子井戸４、ｐ型ＡｌＧａＮ層５、ｐ型ＧａＮ層６をエッチングにより除去する。このようにしてｎ型ＧａＮ層２の主表面の一部、およびｐ型ＧａＮ層６の主表面が露出した状態となるようにする。

その後、部分的に露出された上記ｎ型ＧａＮ層２およびｐ型ＧａＮ層６の主表面上に、それぞれとオーミック接触をなす金属材料を用いてｎ型電極７およびｐ型電極８が形成される。

以上の手順により、図２に示す発光素子３０が形成される。当該発光素子３０はｎ型電極７とｐ型電極８との間を導通することにより、発光層である多重量子井戸４において正孔と電子との再結合が起こり、発光現象が生じる。

当該光は、基板１０の裏側（図２における基板１０の下側の主表面）から放出（透過）することができる。これは基板１０を構成するスピネルは、上記発光素子３０が発する光を透過することが可能であるためである。

基板１０に光が透過することにより、基板１０を含む発光素子３０は発熱する。このため基板１０やその他の半導体層には相当の応力が加わる。すなわち発光素子３０が作動すると基板１０は発熱し、その熱が基板１０にも伝播する。つまりこの際、基板１０には熱応力が発生する。このため基板１０は、相応の強度を有することが好ましい。

構造体は一般に、ヤング率が高いと強度が高くなり、ヤング率が低いと強度が低くなる。したがって基板１０は、上述した条件での使用に耐えうる強度を備えるために、ヤング率が１５０ＧＰａ以上３５０ＧＰａ以下であることが好ましい。基板１０のヤング率が１５０ＧＰａ以上であれば、上記条件での使用に耐えうる強度を有するものとなる。また構造体は一般に、ヤング率が高いと硬度が高くなり、ヤング率が低いと硬度が低くなる。このためたとえば基板１０のヤング率が３５０ＧＰａを超えると、基板１０の硬度が過剰に高くなるためにチッピングを起こす可能性が高くなる。また、基板１０の硬度が過剰に高くなるために加工が困難となる。このため適切な強度を有し、かつチッピングなどの不具合を抑制する観点から基板１０のヤング率は上記範囲内であることが好ましく、そのなかでも１８０ＧＰａ以上３００ＧＰａ以下であることが最も好ましい範囲であるといえる。

上記発光素子３０の基板１０の強度は、サファイアからなるＬＥＤ用の基板と同等ではないが、発光素子３０用の基板としてサファイアの代わりに用いても実用上問題ないレベルの強度である。したがって発光素子３０用として、サファイア製の基板の代わりにスピネル製の基板１０を用いても、サファイア製の基板からなるＬＥＤ用の基板と同等の機能を確保することができる。したがってスピネル製の基板１０を用いることにより、サファイア製の基板を用いた場合よりも安価に、ＬＥＤなどの発光素子３０を形成することができる。

次に、基板１０を構成するスピネルの焼結体については、その組成が、ＭｇＯ・ｎＡｌ_２Ｏ_３ （１．０５≦ｎ≦１．３０）であり、Ｓｉ元素の含有量が２０ｐｐｍ以下である。このスピネル焼結体は、厚さ１ｍｍでの波長３５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の可視光線による直線透過率が、好ましくは８０％以上であり、より好ましくは８２％以上であり、特に好ましくは８４％以上であり、直線透過率が十分に高い。また、安定して高い光透過率が得られ、バラツキが小さい。さらに、厚みのある素材でも、可視光線に対して安定した高い透過率が得られる。

スピネル焼結体は、組成がＭｇＯ・ｎＡｌ_２Ｏ_３ （１．０５≦ｎ≦１．３０）となるスピネル型結晶構造を有する複合酸化物であり、ＭｇＯとＡｌ_２Ｏ_３を成分として含む。スピネル焼結体は、結晶型が立方晶であるため、結晶粒界での光の散乱が起こりにくく、高密度に焼結すると、良好な光透過性が得られる。１．０５≦ｎ≦１．３０とすることにより、ＭｇＯの成分量を少なくして、微視的な結晶格子のバラツキと歪みを小さくし、透光性を改善することができる。かかる観点から、１．０６≦ｎ≦１．１２５が好ましい。

一般に、スピネル焼結体の光透過性を低下させる要因として、金属不純物の混入があり、金属不純物としては、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｆｅ、Ｃなどが挙げられる。これらの金属不純物は、原料粉末に由来して焼結体中に混入する。これらの金属不純物のうち、Ｓｉ元素の含有量を２０ｐｐｍ以下とすることにより、高い光透過性を安定して得ることができるようになる。かかる観点から、Ｓｉ元素の含有量は、１０ｐｐｍ以下がより好ましく、５ｐｐｍ以下が特に好ましい。Ｓｉ元素の含有量をこのように制御することにより、厚さ１０ｍｍ以上のスピネル焼結体においても、均一な光透過性を得ることができる。Ｓｉ元素は、焼結時にスピネル粉末と反応して液相を生成する。この液相は、スピネル粉末の焼結性を早める効果があるが、この液相が粒界に残存すると、異相となり、光透過率を低下させる。

Ｓｉ元素以外の金属不純物、たとえば、Ｎａ、Ｋ、ＣａまたはＦｅなどを含め、不純物の混入により、スピネル焼結体の光透過性、そのバラツキおよび製造上の安定性が悪影響を受ける。このため、スピネル粉末におけるＭｇＯ・ｎＡｌ_２Ｏ_３の純度は、９９.５質量％以上とし、９９.９質量％以上が好ましく、９９.９９質量％以上がより好ましい。

次に本発明の基板１０の製造方法について説明する。
図３を参照して、本発明のスピネル焼結体である基板１０の製造方法は、高純度スピネル粉末準備工程（Ｓ１０）と成形工程（Ｓ２０）と、焼結工程（Ｓ３０）と加工工程（Ｓ４０）とを備える。

高純度スピネル粉末工程（Ｓ１０）においては、たとえばＳｉ元素の含有量が５０ｐｐｍ以下、平均粒径が０．１μｍ以上０．３μｍ以下、純度が９９.５質量％以上であり、組成がＭｇＯ・ｎＡｌ_２Ｏ_３（１．０５≦ｎ≦１．３０）であるスピネル粉末を準備する。

なお、ここで粉末粒子の粒径とは、レーザ回折・散乱法による粒子径分布測定方法を用いて測定した場合における、小粒径側から大粒径側に向けて当該粉末の体積を積算した累積体積が５０％となる箇所における粉末断面の直径の値を意味する。上述した粒子径分布測定方法とは具体的には、粉末粒子に照射したレーザ光の散乱光の散乱強度分布を解析することにより、粉末粒子の直径を測定する方法である。準備したスピネル粉末中に含まれる複数の粉末粒子の粒径の平均値が、上述した平均粒径である。

成形工程（Ｓ２０）においては、工程（Ｓ１０）にて準備したスピネル粉末から成形体を形成する。これは具体的には、プレス成形またはＣＩＰ（Ｃｏｌｄ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ；冷間等方圧加工法）により成形する。より具体的には、たとえば工程（Ｓ１０）で準備したＭｇＯ・ｎＡｌ_２Ｏ_３の粉末を、まずプレス成形により予備成形した後、ＣＩＰを行ない、成形体を得ることが好ましい。ただしここではプレス成形とＣＩＰとのいずれか一方のみを行なってもよいし、たとえばプレス成形を行なった後にＣＩＰを行なうなど、両方を行なってもよい。

ここでプレス成形においてはたとえば１０ＭＰａ以上３００ＭＰａ以下、特に２０ＭＰａの圧力を用いることが好ましく、ＣＩＰにおいてはたとえば１６０ＭＰａ以上２５０ＭＰａ以下、特に１８０ＭＰａ以上２３０ＭＰａ以下の圧力を用いることが好ましい。

次に図３に示す焼結工程（Ｓ３０）を実施する。焼結工程（Ｓ３０）は具体的には、図４を参照して第１の焼結工程（Ｓ３１）と第２の焼結工程（Ｓ３２）との２段階の工程を有することが好ましい。

第１の焼結工程（Ｓ３１）においては、真空中において１５００℃以上１８００℃以下で成形体を焼結し、密度９５％以上の焼結体を形成する。真空雰囲気で焼結することにより、不純物であるＳｉ元素から生成した液相を真空中で蒸発させ、除去することが可能となる。かかる観点から、真空度は、５０Ｐａ以下が好ましく、２０Ｐａ以下がより好ましい。

第１の焼結工程の条件は、Ｓｉ元素の量や焼結体の厚さにより異なるが、焼結体の中心部から焼結体の外側までの最短の厚さをＤ（ｍｍ）とし、１０００℃から最高温度に到達するまでの昇温時間をｔ分とするとき、
Ｄ＝ａ×ｔ^１／２
０．１≦ａ≦３
の関係を有することが好ましい。

このような範囲内で昇温することにより、スピネル粉末におけるＳｉ元素の含有量が５０ｐｐｍ以下であるときは、第１の焼結工程の終了後に、Ｓｉ元素の含有量を２０ｐｐｍ以下に低減することが可能であり、高い光透過率のスピネル焼結体が得られる。焼結体中のＳｉ元素含有量を一層低減し、スピネル焼結体の光透過率を高める点で、スピネル粉末中のＳｉ元素含有量は、３０ｐｐｍ以下が好ましい。スピネル粉末中のＳｉ元素の含有量が５０ｐｐｍ以上の場合には、第１の焼結工程における真空雰囲気中での昇温時間をさらに長くすることにより、焼結体中のＳｉ元素含有量を低減することは可能である。

また、第１の焼結工程における温度は、密度９５％以上の高密度焼結体を得る点で、１５００℃以上が好ましい。焼結体の密度は、焼結体の光透過率を高める点で、９５％以上がより好ましい。本明細書において、密度は、アルキメデス法により計算される相対密度を指す。一方、焼結温度は、真空中でのＭｇＯの蒸発を抑え、冷却時にＡｌ_２Ｏ_３が第２相として析出するのを防止し、光透過性を高く維持する点で、１８００℃以下が好ましく、１７００℃以下がより好ましく、１６５０℃以下がさらに好ましい。

第１の焼結工程の終了後、第２の焼結工程（Ｓ３２）において、ＨＩＰ（Ｈｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ；熱間等方加圧）などにより焼結体を１６００℃以上１９００℃以下で加圧焼結する。温度１６００℃以上１９００℃以下、圧力１００ＭＰａ程度でＨＩＰすると、組成変形と拡散機構により空孔の除去が促進されるため、さらに高密度化することができ、光透過率が一層向上する。ＨＩＰに用いるガスは、Ａｒガス、Ｎ_２ガスなどの不活性ガス、Ｏ_２ガスまたはこれらの混合ガスが好ましく、Ｏ_２ガスを混合すれば、脱酸素による透光性の低下を防止することができる。

以上により焼結がなされた焼結体に対して、図３に示すように加工工程（Ｓ４０）を行なう。これは具体的には、まず上記焼結体を所望の（基板１０の）厚みとなるようにＭＷＳ（Ｍｕｌｔｉ Ｗｉｒｅ Ｓａｗ）等により切断（切削加工）する（焼結体をスライスする工程）。これにより、所望の厚みを有する基板１０の下地が完成する。なおここで所望の厚みとは、最終的に形成したい基板１０の厚みと、後工程における基板１０の主表面１０ａの研磨しろ等を考慮した上で決定することが好ましい。

次に、上記基板１０の下地の主表面を研磨する。具体的には、上述したように最終的に形成される基板１０の主表面１０ａを、平均粗さＲａが所望の値となるように研磨する工程である。特に上述したように、発光素子用の基板としての基板１０は、主表面１０ａを上述した所望のＲａとなるように研磨することが好ましい。

基板１０の主表面１０ａを、優れた平坦度を達成するために研磨する場合は、粗研磨と通常研磨と、ダイヤ砥粒を用いた研磨との３段階の研磨を順に行なうことが好ましい。具体的には、第１段階である粗研磨および第２段階である通常研磨において、研磨機を用いて主表面１０ａを鏡面加工する。ここで粗研磨と通常研磨とでは、研磨に用いる砥粒の番手が異なる。具体的には、粗研磨においては砥粒の番手が＃８００〜＃２０００であるＧＣ砥石を、通常研磨においては砥粒の粒径が３〜５μｍであるダイヤモンド砥石を用いることが好ましい。

次に第３段階である仕上げ加工としての研磨は、上述したようにダイヤ砥粒を用いて行なうことが好ましい。ダイヤ砥粒は硬度が非常に高く、かつ砥粒の平均粒径が０．５μｍ〜１．０μｍ程度と非常に小さいことから、高精度な鏡面加工用の砥粒として用いることに適している。当該砥粒を用いてたとえば１０分間研磨加工を行なう。このようにすれば、上述した主表面１０ａの平均粗さＲａが０．０１ｎｍ以上３．０ｎｍ以下である平坦性の高い主表面１０ａを実現することができる。

（実施の形態２）
図５を参照して、本発明による基板１０の実施の形態２の製造方法を説明する。当該基板１０の製造方法は、基本的には図３に示した高純度スピネル粉末準備工程（Ｓ１０）〜加工工程（Ｓ４０）と同様であるが、加工工程（Ｓ４０）における研磨工程の内容が一部異なっている。具体的には、焼結体を切断して得られる基板１０の下地について、図５に示すような研磨加工工程を実施する。ここでは、４段階の研磨を行なう。具体的には、粗研磨工程（ｓ４１）、中仕上げ研磨工程（Ｓ４２）、仕上げ研磨工程（Ｓ４３）、およびＣＭＰ工程（Ｓ４４）を順に行なうことが好ましい。

図５を参照して、第１段階である粗研磨工程（Ｓ４１）では、研磨機（たとえば両面研磨装置）を用いて基板の主表面（表面および裏面）を研磨する。研磨剤としては、番手がたとえば＃８００〜＃２０００であるＧＣ砥石を用いる。なお、研磨量はたとえば５０μｍ以上２００μｍ以下とする。

次に、中仕上げ研磨工程（Ｓ４２）を実施する。当該工程（Ｓ４２）では、たとえば片面研磨装置を用いて、基板の主表面（表面および裏面）をそれぞれ研磨する。研磨剤としては、たとえば砥粒の粒径が３μｍ以上５μｍ以下であるダイヤモンド砥粒を用いることができる。研磨量は、たとえば１０μｍ以上３０μｍ以下とすることができる。

次に、仕上げ研磨工程（Ｓ４３）を実施する。当該工程（Ｓ４３）では、たとえば片面研磨装置を用いて、基板の主表面（表面および裏面）をそれぞれ研磨する。研磨剤としては、たとえば砥粒の粒径が０．５μｍ以上１μｍ以下であるダイヤモンド砥粒を用いることができる。研磨量は、たとえば３μｍ以上１０μｍ以下とすることができる。ここで、ダイヤ砥粒は硬度が非常に高く、かつ砥粒の平均粒径が上述のように非常に小さいことから、高精度な鏡面加工用の砥粒として用いることに適している。

次に、ＣＭＰ工程（Ｓ４４）を実施する。当該工程（Ｓ４４）では、たとえばＣＭＰ装置を用いて、基板の主表面の一方を研磨する。研磨に用いるスラリーとしては、通常のサファイア用スラリーよりも機械的研磨作用を強めたもの（化学研磨作用を抑制したもの）を用いる。研磨時間は、たとえば１０分以上４５分以下、より好ましくは１５分以上４０分以下とすることができる。

なお、上述したＣＭＰ工程（Ｓ４４）では、図６に示すようなＣＭＰ装置４０を用いる。図６を参照して、ＣＭＰ装置は、平面形状が円形状の定盤４２と、定盤４２上に配置された研磨パッド４３と、研磨パッド４３と対向するように配置された研磨ヘッド４５との間に基板１０が挟まれた状態で当該基板１０が研磨される。研磨ヘッド４５と基板１０との間には研磨ヘッド４５より硬度の低い軟質層４４が配置されている。基板１０は、軟質層４４を介して研磨ヘッド４５により研磨パッド４３に押圧されている。定盤４２はその中央部に接続された支柱４１により支持される。また、研磨ヘッド４５も、当該研磨ヘッド４５の中央部に接続された回転支柱４６により支持される。また、スラリー供給部４７からはスラリー４８が研磨パッド４３に供給される。このような構成のＣＭＰ装置を用いることで、基板１０の平坦性を向上させることができる。具体的には、基板１０の主表面１０ａについて、縦５ｍｍ×横５ｍｍの四角形状の複数の領域を設定した場合、当該複数の領域のうち、主表面１０ａの外周から３ｍｍの範囲に入る領域を除いた部分である複数の評価対象領域について、ＬＴＶが１．０μｍ以下となっている評価対象領域の割合を示すＰＬＴＶが９０％以上となった基板１０を得ることができる。このような基板１０の主表面１０ａ上には、半導体層を容易に接合することができる。

（実施の形態３）
図７を参照して、本発明による発光素子の実施の形態３を説明する。

図７を参照して、発光素子は発光ダイオードであって、基板１０と、基板１０の主表面１０ａに接合されたｐ型オーミック接触エピタキシャル層１６と、ｐ型オーミック接触エピタキシャル層１６上に形成されたｐ型クラッド層１８と、ｐ型クラッド層１８上に形成された活性層２０と、活性層２０上に形成されたｎ型クラッド層２２と、ｎ型電極７およびｐ型電極８とを備える。ｎ型電極７はｎ型クラッド層２２上に形成されている。ｐ型クラッド層１８としては、たとえばp型(Ａｌ_ｘＧａ_１-ｘ)_0.5Ｉｎ_０．５Ｐを形成してもよい。また、活性層２０としては、たとえば(Ａｌ_ｘＧａ_１-ｘ)_０．５Ｉｎ_０．５Ｐを形成してもよい。また、ｎ型クラッド層２２として、たとえばｎ型(Ａｌ_ｘＧａ_１-ｘ)_０．５Ｉｎ_０．５Ｐを形成してもよい。ここでｎ型クラッド層２２、活性層２０、ｐ型クラッド層１８の好適な厚さは、それぞれ、およそ０．５μｍ以上３．０μｍ以下、０．５μｍ以上２．０μｍ以下、０．５μｍ以上３．０μｍ以下である。

ｎ型クラッド層２２、活性層２０およびｐ型クラッド層１８の一部が除去されることにより開口部が形成されている。当該開口部の底ではｐ型オーミック接触エピタキシャル層１６の上部表面が露出している。当該開口部の底において、ｐ型オーミック接触エピタキシャル層１６に接触するようにｐ型電極８が形成されている。また、ｎ型クラッド層２２の表面に接触するようにｎ型電極７が形成されている。

p型オーミック接触エピタキシャル層１６の材料は、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ、あるいはＡｌＡｓＰを用いることができ、材料のエネルギーギャップが活性層２０のエネルギーギャップより大きく、活性層２０から発した光が吸収されない材料（あるいは当該光の吸収率が十分低い材料）であればよい。

また、活性層２０のＡｌ組成はおよそ０≦ｘ≦０．４５、ｎ型クラッド層２２のＡｌ組成はおよそ０．５≦ｘ≦１、ｐ型クラッド層１８のＡｌ組成はおよそ０．５≦ｘ≦１であってもよい。なお、ｘ＝０であれば、活性層２０の組成はＧａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ、発光素子が出射する光の波長λは６３５ｎｍである。

なお、上述した（Ａｌ_ｘＧａ_１−ｘ）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐなどの化合物の組成の割合は好適な例であり、ＩＩＩ−Ｖ族半導体材料のいかなる材料および割合もまた、本発明に適用することができる。さらに、本発明の活性層２０は、ＳＨ構造、ＤＨ構造、多次元量子井戸（ＭＱＷ）構造、又は量子井戸へテロ構造（ＱＷＨ）などの任意の構成を採用できる。

次に、図７に示した発光素子の製造方法を、図８〜図１０を参照して説明する。
まず、図８に示すように、構成材準備工程（Ｓ１００）を実施する。この構成材準備工程（Ｓ１００）では、上述した実施の形態２に示した製造方法を用いて、本発明によるスピネル製の基板１０を準備する。また、発光素子の半導体層となるべき活性層２０を含む半導体層をｎ型ＧａＡｓ基板上に形成した、エピタキシャル構造体を準備する。当該エピタキシャル構造体は、図９に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２６と、当該ｎ型ＧａＡｓ基板２６上に形成されたエッチングストップ層２４と、エッチングストップ層２４上に形成されたｎ型クラッド層２２と、ｎ型クラッド層２２上に形成された活性層２０と、活性層２０上に形成されたｐ型クラッド層１８と、ｐ型クラッド層１８上に形成されたp型オーミック接触エピタキシャル層１６とから構成されている。上述した各層はそれぞれエピタキシャル成長法を用いて形成されている。

なお、上記エッチングストップ層２４の材料としては、いかなるＩＩＩ−Ｖ族化合半導体材料を用いてもよく、ＧａＡｓ基板２６と格子定数が適合してもしなくてもよい。エッチングストップ層２４を構成する材料のエッチング速度は、ＧａＡｓ基板２６のエッチング速度より非常に小さいことが好ましい。例えば、ＩｎＧａＰやＡｌＧａＡｓはエッチングストップ層２４の材料として好ましい。

次に、貼り合わせ工程（Ｓ１１０）を実施する。具体的には、図９に示すようにエピタキシャル構造体において基板１０と接合する面であるｐ型オーミック接触エピタキシャル層１６の表面にイオンビーム５０を照射することにより、当該表面を活性化する。なお、イオンビーム５０に代えて、プラズマなどを当該表面に接触させてもよい。

その後、図１０に示すように、基板１０の主表面１０ａと、エピタキシャル構造体のｐ型オーミック接触エピタキシャル層１６の表面とを接触させる。なお、このとき基板１０の主表面１０ａがｐ型オーミック接触エピタキシャル層１６の表面に押圧されるように応力を負荷してもよい。ここで、本発明による基板１０は、主表面１０ａに関して優れた平坦性を示すため、上記のような接合（常温接合）を確実に行なうことができる。

なお、上述のようにｐ型オーミック接触エピタキシャル層１６の表面を基板１０の主表面１０ａに直接接合したが、たとえば透過性接着層を介してｐ型オーミック接触エピタキシャル層１６の表面を基板１０の主表面１０ａに接着してもよい。透過性接着層の材料はスピンオンガラス（ＳＯＧ）、ポリイミド、あるいはシリコーンなどの任意の接着材料を用いることができる。

次に、後処理工程（Ｓ１２０）を実施する。具体的には、不透過性のｎ型ＧａＡｓ基板を、５Ｈ_３ＰＯ_４:３Ｈ_２Ｏ_２:３Ｈ_２Ｏや１ＮＨ_４ＯＨ:３５Ｈ_２Ｏ_２などのエッチング液によって取り除く。ここで、たとえばＩｎＧａＰやＡｌＧａＡｓ等からなるエッチングストップ層２４は依然として、活性層から発せられた光を吸収する場合がある。従って、エッチングストップ層２４さらにを取り除き、ｎ型電極７と接触するｎ型クラッド層２２の部分のみを残す必要がある。エッチングストップ層２４は、ドライエッチングなど任意の方法により除去できる。

また、例えばＲＩＥなどのドライエッチング法を適用し、ｎ型クラッド層２２、活性層２０、ｐ型クラッド層１８を部分的に取り除いて、p型オーミック接触エピタキシャル層１６の上部表面の一部を露出させる。その後、ｐ型電極８をp型オーミック接触エピタキシャル層１６上に形成する。また、ｎ型電極７をｎ型クラッド層２２上に形成する。このようにして、図７に示されるような、ｐ型とｎ型のオーミック接触金属層（ｐ型電極８およびｎ型電極７）が同じ側に形成されたＬＥＤ構造である発光素子を形成できる。

（実施の形態４）
図１１を参照して、本発明による発光素子の実施の形態４を説明する。

図１１を参照して、発光素子はＡｌＧａＡｓ赤色ＬＥＤ（発光波長：６５０ｎｍ）であって、基板１０と、基板１０の主表面１０ａに接合されたｐ型クラッド層５４と、ｐ型クラッド層５４上に形成された活性層５３と、活性層５３上に形成されたｎ型クラッド層５２と、ｎ型電極７およびｐ型電極８とを備える。ｎ型電極７はｎ型クラッド層５２上に形成されている。ｐ型クラッド層５４としては、たとえばおよそ７０〜８０％のＡｌ組成で厚みが０．５μｍ以上２μｍ以下のｐ型ＡｌＧａＡｓ層を用いることができる。また、ｎ型クラッド層５２として、たとえばおよそ７０〜８０％のＡｌ組成で０．５μｍ以上２μｍ以下のｎ型ＡｌＧａＡｓ層を用いることができる。

ｎ型クラッド層５２および活性層５３の一部が除去されることにより開口部が形成されている。当該開口部の底ではｐ型クラッド層５４の上部表面が露出している。当該開口部の底において、ｐ型クラッド層５４に接触するようにｐ型電極８が形成されている。

次に、図１１に示した発光素子の製造方法を、図１２および図１３を参照して説明する。

図１１に示した発光素子の製造方法は、基本的には図８に示した発光素子の製造方法と同様である。すなわち、まず、構成材準備工程（Ｓ１００）を実施する。この構成材準備工程（Ｓ１００）では、上述した実施の形態２に示した製造方法を用いて、本発明によるスピネル製の基板１０を準備する。また、発光素子の半導体層となるべき活性層５３を含む半導体層をｎ型ＧａＡｓ基板上に形成した、エピタキシャル構造体を準備する。当該エピタキシャル構造体は、図１２に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板２６と、当該ｎ型ＧａＡｓ基板２６上に形成されたｎ型クラッド層５２と、ｎ型クラッド層５２上に形成された活性層５３と、活性層５３上に形成されたｐ型クラッド層５４とから構成されている。上述した各層はそれぞれエピタキシャル成長法を用いて形成されている。

次に、貼り合わせ工程（Ｓ１１０）を実施する。具体的には、図１２に示すようにエピタキシャル構造体において基板１０と接合する面であるｐ型クラッド層５４の表面にイオンビーム５０を照射することにより、当該表面を活性化する。なお、イオンビーム５０に代えて、プラズマなどを当該表面に接触させてもよい。

その後、図１３に示すように、基板１０の主表面１０ａと、エピタキシャル構造体のｐ型クラッド層５４の表面とを接触させる。なお、このとき基板１０の主表面１０ａがｐ型クラッド層５４の表面に押圧されるように応力を負荷してもよい。ここで、本発明による基板１０は、主表面１０ａに関して優れた平坦性を示すため、上記のような接合を確実に行なうことができる。

なお、上述のようにｐ型クラッド層５４の表面を基板１０の主表面１０ａに直接接合したが、たとえば透過性接着層を介してｐ型クラッド層５４の表面を基板１０の主表面１０ａに接着してもよい。透過性接着層の材料は、実施の形態３で説明したようにスピンオンガラス（ＳＯＧ）、ポリイミド、あるいはシリコーンなどの任意の接着材料を用いることができる。

次に、後処理工程（Ｓ１２０）を実施する。具体的には、不透過性のｎ型ＧａＡｓ基板を、ＮＨ_４ＯＨ:Ｈ_２Ｏ_２＝１．７:１などのエッチング液によって取り除く。また、例えばＲＩＥなどのドライエッチング法を適用し、ｎ型クラッド層５２および活性層５３を部分的に取り除いて、p型クラッド層５４の上部表面の一部を露出させる。その後、p型電極８をｐ型クラッド層５４上に形成する。また、ｎ型電極７をｎ型クラッド層５２上に形成する。このようにして、図１１に示されるような、ｐ型とｎ型のオーミック接触金属層（ｐ型電極８およびｎ型電極７）が同じ側に形成されたＬＥＤ構造である発光素子を形成できる。

（実験例１）
本発明の効果を確認するため、以下のような実験を行なった。

（試料）
直径４インチで厚みが０．２５ｍｍのスピネル製の基板を４枚準備した。

また、研磨工程については、上述した本発明の実施の形態２において説明した４段階の研磨を行なった。なお、粗研磨工程（Ｓ４１）、中仕上げ研磨工程（Ｓ４２）、仕上げ研磨工程（Ｓ４３）については、４枚とも共通の加工条件である。

４枚の基板のうち、試料Ｎｏ．１および試料Ｎｏ．２については、ＣＭＰ工程（Ｓ４４）においてＣＭＰ装置の定盤側に軟質層を追加した状態でＣＭＰ工程を実施した。また、４枚の試料のうち試料Ｎｏ．３および試料Ｎｏ．４については、ＣＭＰ工程においてＣＭＰ装置の研磨ヘッド側に軟質層を追加した。

（実験内容）
上述のようにして準備した基板（保持基板）について、面精度の評価を行なった。また実際にスピネルとは異なる材質からなるウェハをスピネルからなる保持基板の主表面に常温接合し、目視で接合状態の評価を行なった。当該ウェハ（接合用ウェハ）は、接合状態の評価を容易にするために光を透過する材料からなるものを用いた。具体的には、接合用ウェハを構成する光透過性の材料として、ここではＬｉＴａＯ_３を用いた。

面精度の評価：
保持基板の主表面について、平面度測定・解析装置を用いてＰＬＴＶを測定した。なお、ＰＬＴＶとしては、以下のような数値を用いた。すなわち、保持基板の主表面について縦５ｍｍ×横５ｍｍの四角形状の複数の領域を設定し、当該複数の領域のうち、主表面の外周から３ｍｍの範囲に入る領域を除いた部分である複数の評価対象領域（サイト）を想定した。当該評価対象領域について、ＬＴＶ（Ｌｏｃａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が１．０μｍ以下となっている評価対象領域の割合をＰＬＴＶとした。サイトはオリエンテーションフラットに平行に設けることができる。ＬＴＶは、保持基板の裏面を基準とした高さの一サイトにおける最大値と最小値の差として表すことができる。

データ解析においては、設定した縦５ｍｍ×横５ｍｍの四角形状の領域（サイト)の中心点が、主表面の外周から３ｍｍの範囲に含まれていれる場合には、評価対象から除外し、当該中心点が主表面の外周から３ｍｍの範囲より内側であれば、評価対象として取り扱っている。

また、それぞれの保持基板について平面度測定・解析装置を用いて反りを測定した。ここにおいて、保持基板の裏面の中心点のみを固定した時の基準面からの高さを測定し、その高さの最大値を反り値とした。

接合状態の評価：
面精度の評価を行なった後、各基板の主表面に、直径が４インチ、厚みが０．５ｍｍである光透過性の接合用ウェハを常温接合した。具体的には、接合用ウェハの表面にアルゴンイオンを照射することで当該接合用ウェハの表面を活性化し、その後接合用ウェハの当該表面にスピネルからなる保持基板の主表面を押圧することで常温接合した。そして、接合後の保持基板について、良好な接合状態の部分と接合不良が発生している部分とを目視で確認した。具体的には、接合不良が発生した部分には接合用ウェハの当該表面とスピネルからなる保持基板との間に空隙が形成されるため、良好な接合状態の部分より白っぽくなっているので、当該変色した部分を目視で確認した。

（結果）
測定結果を図１４〜図２６に示す。図１４〜図１６は試料Ｎｏ．１の結果であり、図１７〜図１９は試料Ｎｏ．２の結果であり、図２０〜図２２は試料Ｎｏ．３の結果であり、図２３〜図２５は試料Ｎｏ．４の結果である。図１４、図１７、図２０、図２３は、それぞれ保持基板の主表面における凹凸の状態を３次元で示した模式図である。また、図１５、図１８、図２１、図２４は、それぞれ保持基板の主表面において設定された５ｍｍ角の複数の領域について、ＬＴＶが１．０μｍ以下となった領域を白く表示し、一方ＬＴＶが１．０μｍ超えとなった領域を黒く表示している。また、図１６、図１９、図２２、図２５は、接合後の基板（接合基板）の外観を示している。

試料Ｎｏ．１について、図１４〜図１６を参照して、保持基板の外周から３ｍｍの範囲を除いたＰＬＴＶは７２％であり、反りは７８μｍであった。また、接合用ウェハを接合した状態を示す図１６からわかるように、保持基板の主表面において良好な接合状態を示す部分の割合は８０％であった。

試料Ｎｏ．２について、図１７〜図１９を参照して、保持基板の外周から３ｍｍの範囲を除いたＰＬＴＶは６６％であり、反りは６６μｍであった。また、接合用ウェハを接合した状態を示す図１９からわかるように、保持基板の主表面において良好な接合状態を示す部分の割合は７０％であった。

試料Ｎｏ．３について、図２０〜図２２を参照して、保持基板の外周から３ｍｍの範囲を除いたＰＬＴＶは９２％であり、反りは９１μｍであった。また、接合用ウェハを接合した状態を示す図２２からわかるように、保持基板の主表面において良好な接合状態を示す部分の割合は９８％であった。

試料Ｎｏ．４について、図２３〜図２５を参照して、保持基板の外周から３ｍｍの範囲を除いたＰＬＴＶは９５％であり、反りは９６μｍであった。また、接合用ウェハを接合した状態を示す図２５からわかるように、保持基板の主表面において良好な接合状態を示す部分の割合は９８％であった。

（実験例２）
上述した試料Ｎｏ．１〜４について、接合用ウェハを接合した後に当該接合基板をダイシングし、ダイシングにより得られたサンプルについてスピネルからなる保持基板と接合用ウェハとの間の接合力を調査した。

（試料）
上記実験例１において形成した試料Ｎｏ．１〜４の保持基板を用いた接合基板を準備した。

（実験内容）
準備した４枚の接合基板を、１０ｍｍ×１０ｍｍという四角形状の複数の試料を切出すようにダイシングした。そして、１０ｍｍ×１０ｍｍという四角形状の試料を各接合基板からそれぞれ１０個ずつ取り出し、両表面を治具に接着して引張試験機でスピネルからなる保持基板と接合用ウェハとを１８０°方向に引き剥がして引張強度を測定した。

（結果）
試料Ｎｏ．１および試料Ｎｏ．２の保持基板を用いた試料は、平均の引張強度が５ＭＰａであった。一方、試料Ｎｏ．３および試料Ｎｏ．４の保持基板を用いた試料は、平均の引張強度が１２ＭＰａであった。このように、特にＰＬＴＶが９０％以上となっていれば、接合された基板間の接合力（引張強度）が十分大きくなることが分かる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、実用上サファイア基板を有する発光素子に代替することが可能な発光素子をより安価に製造する技術として、特に優れている。

１ バッファ層、２ ｎ型ＧａＮ層、３ ｎ型ＡｌＧａＮ層、４ 多重量子井戸、５ ｐ型ＡｌＧａＮ層、６ ｐ型ＧａＮ層、７ ｎ型電極、８ ｐ型電極、１０ 基板、１０ａ 主表面、１６ ｐ型オーミック接触エピタキシャル層、１８，５４ ｐ型クラッド層、２０，５３ 活性層、２２，５２ ｎ型クラッド層、２４ エッチングストップ層、２６ ｎ型ＧａＡｓ基板、３０ 発光素子、４０ ＣＭＰ装置、４１ 支柱、４２ 定盤、４３ 研磨パッド、４４ 軟質層、４５ 研磨ヘッド、４６ 回転支柱、４７ スラリー供給部、４８ スラリー、５０ イオンビーム。

Claims (8)

1. 主表面を有し、前記主表面について、縦５ｍｍ×横５ｍｍの四角形状の複数の領域を設定した場合、前記複数の領域のうち、前記主表面の外周から３ｍｍの範囲に入る前記領域を除いた部分である複数の評価対象領域について、ＬＴＶが１．０μｍ以下となっている前記評価対象領域の割合を示すＰＬＴＶが９０％以上であり、スピネルからなる基板と、前記基板の主表面に接着材料を用いることなく貼り合せて直接接合された発光層を含む半導体層とを有する発光素子の製造方法であって、
   スピネル製の基板を準備し、前記半導体層をｎ型ＧａＡｓ基板に形成してエピタキシャル構造体を準備する構成材準備工程と、
   エピタキシャル構造体において基板と接合する面の表面を活性化して、基板の主表面と該当表面とを接触させて直接接合する貼り合わせ工程とを備える、発光素子の製造方法。
2. 不透過性のｎ型ＧａＡｓ基板を取り除く後処理工程をさらに備える、請求項１に記載の発光素子の製造方法。
3. 前記スピネルの焼結体の組成がＭｇＯ・ｎＡｌ_２Ｏ_３ （１．０５≦ｎ≦１．３０）であり、Ｓｉ元素の含有量が２０ｐｐｍ以下である、請求項１または２に記載の発光素子の製造方法。
4. 前記焼結体は、厚さ１ｍｍでの波長３５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の光線による直線透過率が８０％以上である、請求項３に記載の発光素子の製造方法。
5. Ｓｉ元素の含有量が５０ｐｐｍ以下であり、純度が９９.５質量％以上であるスピネル粉末から成形体を形成する工程と、
   前記成形体を真空中において１５００℃以上１８００℃以下で焼結することにより、密度９５％以上の焼結体を形成する第１の焼結工程と、
   前記焼結体を１６００℃以上１９００℃以下で加圧焼結する第２の焼結工程とを備える、請求項３に記載の発光素子の製造方法。
6. 前記第１の焼結工程により形成する前記焼結体は、Ｓｉ元素の含有量が２０ｐｐｍ以下である、請求項５に記載の発光素子の製造方法。
7. 前記第１の焼結工程は、
   圧力が５０Ｐａ以下で行ない、
   前記焼結体の中心部から前記焼結体の外側までの最短の厚さをＤ（ｍｍ）とし、１０００℃から最高温度に到達するまでの昇温時間をｔ分とするとき、
   Ｄ＝ａ×ｔ^１／２
   ０．１≦ａ≦３
   の関係を有する、請求項５または６に記載の発光素子の製造方法。
8. 前記第２の焼結工程の後に、前記焼結体をスライスする工程と、
   前記スライスする工程により得られた基板の表面を、化学機械研磨法を用いて研磨する工程とをさらに備え、
   前記研磨する工程では、定盤上に配置された研磨パッドと、前記研磨パッドと対向するように配置された研磨ヘッドとの間に前記基板が挟まれた状態で前記基板が研磨され、さらに、
   前記研磨ヘッドと前記基板との間には前記研磨ヘッドより硬度の低い軟質層が配置されている、請求項５または６に記載の発光素子の製造方法。