JP6548024B2 - 凹凸構造を含む基板の製造方法及び半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
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Description
図1から図13を参照して、実施の形態1に係る凹凸構造17を含む基板11及び凹凸構造17を含む基板11の製造方法を説明する。
図14及び図15を参照して、実施の形態2に係る半導体発光素子2及びその製造方法を説明する。本実施の形態に係る半導体発光素子2及びその製造方法は、実施の形態1に係る凹凸構造17を含む基板11及びその製造方法を、半導体発光素子2の基板11及び半導体発光素子2の製造方法に適用したものである。
本実施の形態に係る半導体発光素子2の製造方法は、実施の形態1と同様の方法によって、基板11の第2の表面11bに凹凸構造17を形成することと、基板11の第1の表面11a上に、活性層13を含む半導体層18を形成することとを備える。本実施の形態に係る半導体発光素子2の製造方法によれば、向上された光取り出し効率を有する半導体発光素子を、高スループット、安価かつ容易に製造することができる。以上述べたことは、以下の実験結果によっても裏付けられる。
Claims (20)
- 凹凸構造を含む基板の製造方法であって、
第1の表面と前記第1の表面と反対側の第2の表面とを有する前記基板の前記第2の表面上に、第1の層と、第2の層と、第3の層とをこの順に積層することを備え、前記第1の層、前記第2の層及び前記第3の層は互いに異なる材料からなり、前記第1の層は、前記第2の層及び前記第3の層のそれぞれよりも大きな厚さを有し、さらに、
凹凸パターンを有するモールドを前記第3の層にインプリントすることにより、前記第3の層に複数の第1凹部を形成することと、
前記複数の第1凹部が形成された前記第3の層を用いて、前記第2の層に複数の第2凹部を形成することと、
前記複数の第2凹部が形成された前記第2の層をマスクとして用いて、前記第1の層の一部を異方性エッチングすることにより、前記第1の層に複数の第3凹部を形成することとを備え、前記複数の第3凹部において前記基板の前記第2の表面は露出し、さらに、
前記複数の第3凹部において露出された前記基板の前記第2の表面上に、第4の層を形成することと、
前記複数の第3凹部が形成された前記第1の層をリフトオフすることにより、前記基板の前記第2の表面上に複数の柱状構造体を形成することと、
前記複数の柱状構造体を用いて、前記基板の前記第2の表面をエッチングすることにより、前記基板の前記第2の表面に前記凹凸構造を形成することとを備える、方法。 - 前記凹凸構造の凸部は、0.8より大きなアスペクト比を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記凹凸構造の前記凸部は、円錐、多角錐、円柱または多角柱の形状を有する、請求項2に記載の方法。
- 前記第1の層は、400nmより大きな厚さを有する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1の層の前記一部の前記異方性エッチングにおいて、前記第1の層のエッチングレートは前記第2の層のエッチングレートの10倍以上である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数の第1凹部を形成することは、前記複数の第1凹部の底面に前記第3の層の一部を残存させることを含み、
前記第2の層の前記一部をエッチングすることは、前記複数の第1凹部の前記底面に残存した前記第3の層の前記一部を除去することをさらに含む、請求項5に記載の方法。 - 前記基板の前記第2の表面の前記一部の前記エッチングにおいて、前記複数の柱状構造体のエッチングレートは、前記基板のエッチグレートの1.5倍以下である、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数の柱状構造体は、1.0より大きなアスペクト比を有する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数の柱状構造体は、ニッケルを含む、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記基板は、窒化アルミニウム基板である、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記基板は、サファイア基板または酸化ガリウム基板である、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1の層は、第1の樹脂材料を含む、請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第2の層は、無機材料を含む、請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第2の層は、酸化シリコンを含む、請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第3の層は、第2の樹脂材料を含む、請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第2の樹脂材料は、光硬化性樹脂を含み、
前記第3の層に前記複数の第1凹部を形成することは、前記モールドを前記第3の層にインプリントしながら、または、前記モールドを前記第3の層にインプリントした後に、前記第3の層に光を照射して、前記第2の樹脂材料を硬化させることをさらに含み、
前記モールドは、ソフトフィルムモールドである、請求項15に記載の方法。 - 前記凹凸構造は、1μmより小さな周期を有する、請求項1から請求項16のいずれか1項に記載の方法。
- 前記凹凸構造は、フォトニック結晶構造を含む、請求項1から請求項17のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1から請求項18のいずれか1項に記載の方法によって、前記基板の前記第2の表面に前記凹凸構造を形成することと、
前記基板の前記第1の表面上に、活性層を含む半導体層を形成することとを備える、半導体発光素子の製造方法。 - 前記半導体発光素子は深紫外光を放射する、請求項19に記載の半導体発光素子の製造方法。
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