JP7284648B2 - 半導体成長用基板、半導体素子、半導体発光素子および半導体素子製造方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図1は、本発明の第1実施形態における半導体成長用基板10を示す模式斜視図である。図1に示すように半導体成長用基板10は、r面サファイア基板11上に、複数の凸形状12が形成されている。
次に、本実施形態における半導体成長用基板10の製造方法について説明する。r面サファイア基板11の表面にナノサイズの凸形状12を形成する方法としては、公知のナノインプリントとパターニングを用いることができる。一例として、r面サファイア基板11上にレジスト膜を塗布し、凸形状12に対応したパターンが形成されたモールドを用い、ナノインプリント技術を用いてレジスト膜にパターンを転写する。次にナノパターンが転写されたレジスト膜とr面サファイア基板11に対して、塩素系ガスを用いて異方性エッチングすることで、ナノサイズの凸形状12がr面サファイア基板11上に形成される。
次に、本発明の第2実施形態について図6を用いて説明する。図6は、本実施形態における凸形状12の構造を模式的に示す部分拡大断面図であり、図6(a)は頂部断面が半円形状の例を示し、図6(b)は頂部に稜線部が形成された例を示している。図6(a)に示した例では、r面サファイア基板11の主面から側壁面部12aが立ち上がって形成されており、側壁面部12aの上方には曲面部12bが形成されている。側壁面部12aは主面に対して垂直に形成されていることが好ましいが、主面に対して傾斜する面として形成されていてもよい。また、曲面部12bは断面が半円形状に形成された曲面であり、側壁面部12aの幅と直径が同程度の曲率で形成されている。曲面部12bの最上部は、凸形状12の頂部12cとなっている。
次に、本発明の第3実施形態について図7を用いて説明する。図7は本実施形態の半導体装置であるLEDを示す模式断面図である。図7に示すようにLED100は、r面サファイア基板11、ナノサイズの凸形状12、a面GaN層14、活性層16、p型半導体層17、n側電極18、p側電極19を有している。
10…半導体成長用基板
11…r面サファイア基板
12…凸形状
12a…側壁面部
12b…曲面部
12c…頂部
13…凹部
14…a面GaN層
15…バッファ層
16…活性層
17…p型半導体層
18…n側電極
19…p側電極
Claims (7)
- サファイアのr面を主面とし、前記主面にナノサイズの凸形状が複数形成されており、
前記凸形状は前記サファイアのr軸およびc軸に垂直なa軸方向に沿って形成され、前記主面から垂直に立ち上がって形成された側壁面部と、前記側壁面部より上方に形成された曲面部とを有することを特徴とする半導体成長用基板。 - 請求項1に記載の半導体成長用基板であって、
前記凸形状の間隔Sが200nm以上500nm以下の範囲であることを特徴とする半導体成長用基板。 - 請求項1または2に記載の半導体成長用基板であって、
前記凸形状の高さHは、500nm以上1200nm以下の範囲であることを特徴とする半導体成長用基板。 - 請求項1から3の何れか一つに記載の半導体成長用基板であって、
前記曲面部は、前記凸形状の幅Dとは直径が異なる曲率で形成されており、
前記凸形状の頂部には2つの前記曲面部が交わる稜線部が形成されていることを特徴とする半導体成長用基板。 - 請求項1から4の何れか一つに記載の半導体成長用基板を用い、
前記半導体成長用基板上に機能層を備えることを特徴とする半導体素子。 - 請求項1から4の何れか一つに記載の半導体成長用基板を用い、
前記半導体成長用基板上に活性層を備えることを特徴とする半導体発光素子。 - r面を主面とするサファイア上に、前記サファイアのr軸およびc軸に垂直なa軸方向に沿って凸形状を複数形成する工程と、
前記主面上に窒化物半導体層を成長する工程と、を備え、
前記凸形状は、前記主面から垂直に立ち上がって形成された側壁面部と、前記側壁面部より上方に形成された曲面部とを有することを特徴とする半導体素子製造方法。
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