TW201409748A - 複合基板、發光元件及複合基板的製造方法 - Google Patents

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Makoto Iwai
Yoshitaka Kuraoka
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Ngk Insulators Ltd
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Abstract

在藍寶石基板2的c面2a設置複數個凸部3。接下來，在c面2a上藉由氣相法成長氮化鎵結晶構成的底層5。接下來，在底層5上藉由助熔劑法設置氮化鎵結晶層6。凸部3是六角柱形狀或六角錐形狀。利用位於凸部3的周邊的氮化鎵結晶的成長速度的差異，緩和藍寶石與氮化鎵結晶之間的應力，減少藉由此應力的龜裂、裂痕等。

Description

複合基板、發光元件及複合基板的製造方法
本發明是關於，特別是關於在藍寶石基板上成長氮化鎵結晶的複合基板、發光元件及複合基板的製造方法。
在藍寶石基板上成長氮化鎵結晶的方法，記載於例如特開2000-21772、特開2001-168028。
若使用在表面平坦的c面藍寶石基板之上藉由MOCVD法等形成GaN層而製作的種基板，再於其上藉由助熔劑法在成長溫度為800℃~900℃下將GaN層成長至10~100μm的厚度，則可製作在最表面具有低插牌密度的GaN層之GaN模板。
本案諸位發明人嘗試使用此GaN模板，欲再度藉由MOCVD法製作LED構造。然而，此時遭遇到在高溫(>1000℃)下GaN模板的GaN層發生裂痕、龜裂等。
其原因，認為是在助熔劑法是在成長溫度為800℃~900℃下作厚膜成長，但應用MOCVD法時會將溫度上升到1000℃以上，厚膜GaN層無法耐受應力。
本發明的目的是，在藍寶石基板的c面上成長氮化鎵結晶而獲得複合基板時，提供緩和氮化鎵結晶與藍寶石之間的熱應力的構造。
本發明是關於一種複合基板，其特徵在於包含：一藍寶石基板，在c面設有複數個凸部；以及氮化鎵結晶，在上述c面結晶成長；其中凸部是六角柱形狀或六角錐形狀。
另外，本發明是關於一種發光元件，其特徵在於具有：上述複合基板；以及設於上述氮化鎵結晶上的發光元件構造。
另外，本發明是關於一種複合基板的製造方法，其特徵在於包含：凸部形成步驟，在藍寶石基板的c面設置複數個凸部，此時凸部是六角柱形狀或六角錐形狀；底層形成步驟，在上述c面上藉由氣相法成長氮化鎵結晶構成的底層；以及成長步驟，在上述底層上藉由助熔劑法設置氮化鎵結晶層。
根據本發明，可得到氮化鎵層與藍寶石基板的熱膨脹係數差造成的應力受到抑制、低翹曲量的GaN複合基板。
此GaN複合基板在應用氣相法、特別是有機金屬氣相沉積法(MOCVD)時，即使在高溫下(例如超過1000℃的溫度)，發現在氮化鎵層未發生龜裂、裂痕等。
1‧‧‧種基板(藍寶石基板)
2、2A、2B、2C‧‧‧藍寶石基板
2a‧‧‧c面
3、3A、3B、3C‧‧‧凸部
4‧‧‧間隙
4a‧‧‧差排集中層
5‧‧‧底層
6‧‧‧氮化鎵結晶層
7‧‧‧半導體發光元件構造
8‧‧‧n型接觸層
9‧‧‧n型披覆層
10‧‧‧活性層
11‧‧‧p型披覆層
12‧‧‧p型接觸層
13‧‧‧差排
14‧‧‧空隙
20‧‧‧發光元件
第1圖是顯示在藍寶石基板1上藉由氣相法形成氮化鎵構成的底層5的狀態。
第2圖是第1圖的部分放大圖。
第3圖是第1圖的部分放大圖。
第4圖是顯示本發明的實施形態相關的複合基板10。
第5圖是顯示本發明的實施形態相關的發光元件20。
第6圖是顯示平面觀之在藍寶石基板2A的c面2a形成六角形的凸部3A的例子。
第7圖是顯示平面觀之在藍寶石基板2B的c面2a形成六角形的凸部3B的例子。
第8圖是顯示平面觀之在藍寶石基板2C的c面2a形成圓形的凸部3C的例子。
第9圖是一概略圖，顯示第2圖的微結構中，凸部的週期D及凸部的對角線寬E。
如第1圖所示，在藍寶石基板2的c面2a，有複數個凸部3突出。凸部3較好為以平面觀之為規則性的排列。此為以平面觀之朝向至少一個方向為規則性的排列，亦可以平面觀之朝向二個方向以上為規則性的排列。較好為，凸部在c面內以平面觀之排列成六重旋轉對稱。
凸部的間隔可為固定間隔。
凸部具有六角錐、六角柱的形態。
鄰接的凸部3的間隙4可為平坦面，又亦可以是傾斜面。
在此c面2a上，較好為藉由氣相法形成氮化鎵結晶構成的底層5。
在底層5成長時，氮化鎵結晶的成長速度，會因藍寶石的面方位而不同。因此，在種基板製作時，在凸部3的上表面與側壁面之藍寶石的面方位不同，因此在各面方位間的氮化鎵的成長速度產生差異。其結果，發生在凸部與凸部之間差 排13集中形成之層，而形成將應力緩和的構造(請參考第2圖)。或是，有些成膜條件，是在凸部與凸部之間形成未生成氮化鎵的空隙14，形成介於此層而將應力緩和的構造(請參考第3圖)。這會在後續的高溫處理時，抑制起因於藍寶石與氮化鎵之間的熱應力的龜裂、裂痕等。藉由設計凸部的形狀、尺寸、密度，可以控制應力緩和的程度。
藉由應力的減低可抑制GaN複合基板(模板)的翹曲，可以期待LED製作時的晶圓面內的發光光譜的均一性的提升。
種基板1製作時，藉由橫向成長造成的差排的合併消滅，改善氮化鎵的結晶性，使種基板的GaN層的結晶品質良好(此想法，在側向磊晶覆蓋成長(epitaxially lateral overgrowth；ELO或ELOG)為已知)。
其結果，如第4圖在種基板上藉由助熔劑法形成氮化鎵結晶層6而獲得GaN複合基板10時，此氮化鎵結晶層6的結晶品質良好。
若在GaN複合基板10上藉由氣相法、較好為有機金屬氣相沉積(MOCVD)法製作半導體發光二極體(LED)，已知LED內部的差排密度與GaN模板同等。
因此，若在藉由本發明取得的第4圖的GaN複合基板上，形成如第5圖所示的半導體發光元件構造7，由於可得到差排密度少的發光層，會提升發光元件20的內部量子效率。
如此藉由應用本發明而在光取出效率的提升，可期待藉由如上述之發光的內部量子效率提升的相乘效果。
另外，半導體發光元件構造7具有例如n型半導體層、設於此n型半導體層上的發光區以及設於此發光區上的p型半導體層。
在第5圖的例子中，在氮化鎵層6上，形成n型接觸層8、n型披覆層9、活性層10、p型披覆層11、p型接觸層12，構成發光元件構造7。
此時，發現凸形狀，比起用於一般在市場流通中的PSS(patterned sapphire substrate；圖案化藍寶石基板)的圓形，六角柱乃至六角錘形的情況的應力緩和效果較高。其理由尚未確定，但可根據以下所述成長原理推定。
在藍寶石基板上，首先，從六角柱乃至六角錐以外的c面曝露之處形成GaN的核，此GaN的核成長而成為島狀，此島狀相連成為一樣的膜。六角柱乃至六角錘形的側面，成長GaN的m面，但成長速度比c面慢；再者，凸形狀頂點比周圍平坦，由於是從c面傾斜而難以成核，成長速度更加比六角柱乃至六角錘形的側面還慢，結果就容易發生空隙。即使未發生空隙，來自側面的成長部與來自底部的成長部的合體界面往往會成為不連續，而使應力容易緩和。
例如在第6圖所示的藍寶石基板2A中，在c面2a形成有複數個凸部3A。各凸部3A分別以平面觀之是呈六角形，且將凸部3A配置成六重旋轉對稱。亦即，各凸部3A從基板的c面觀之是成為六角形。將構成凸部的六角柱、六角錐等以平面觀之看成的六角形的對角線寬度E，根據本發明的觀點較好為2μm以上且較好為10μm以下。另外，凸部的週期D，根據本發 明的觀點較好為4μm以上且較好為20μm以下。還有，D/E，根據本發明的觀點較好為1以上且較好為3以下。
在第7圖所示的藍寶石基板2B中，在c面2a形成有複數個凸部3B。各凸部3B分別以平面觀之是呈六角形，且將凸部3B配置成六重旋轉對稱。亦即，各凸部3B從基板的c面觀之是成為六角形。在第7圖的例子中，與第6圖的例子比較，對角線寬E/週期D的比值較大。
(用途)
本發明的複合基板，可用在受到高品質要求的技術領域例如被稱為是日光燈的高演色性的白色LED、高速高密度光記憶裝置用青紫光碟。
(底層的例子)
構成底層的材質，較好為藉由螢光顯微鏡觀察而認定有黃色發光效果的氮化鎵。在此處所指的黃色發光，是在藉由附屬於螢光顯微鏡的水銀燈等的紫外線而發光的波長550nm附近具有峰值，具有此光譜半高寬為50~100nm程度之廣域的光譜。有些情況與其說是黃色，還更接近橙色。
底層的形成方法較好為氣相成長法，可例示有有機金屬化學氣相沉積(MOCVD：Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法、氫化物氣相磊晶(HVPE)法、脈衝激發沉積(PXD)法、MBE法、昇華法。有機金屬化學氣相沉積法為特佳。
黃色發光的氮化鎵結晶，除了從能帶到能帶的激發子遷移(UV)外，還在2.2~2.5eV的範圍出現寬廣的峰值。這稱之為黃色發光(YL)或黃色帶(YB)。
使用螢光顯微鏡，僅激發此範圍的黃色發光，而可以檢出黃色發光的有無。
這樣的黃色發光，是起因於如氮空缺的在結晶原本就有的自然缺陷相關的輻射過程。這樣的缺陷是成為發光中心。公認可能是來自反應環境的Ni、Co、Cr、Ti等的過渡元素等的不純物進入氮化鎵內，而形成黃色發光中心。
這樣的黃色發光的氮化鎵結晶，例如特表2005-506271所例示。
較好為：黃色發光的氮化鎵結晶的差排密度為108~109/cm2、對(0002)面的X光測定的半高寬為250arcsec以下、對(10-12)面的X光測定的半高寬為350arcsec以下。
另外，底層的厚度較好為1μm~5μm。
(液相法氮化鎵膜的適用例)
在適用的實施形態中，液相法氮化鎵膜在螢光顯微鏡測定之時不會作黃色發光。此氮化鎵膜在螢光顯微鏡測定中，會有如以下發光的情況。
藍到藍白色發光(光譜分析的結果，峰值波長為450至460nm，光譜的半高寬為30至50nm之廣域的發光)。
液相法氮化鎵結晶的厚度並未特別限定，但較好為50μm以上、更好為100μm以上。膜厚的上限，由於厚度愈厚則翹曲愈大，從製造上的觀點較好為0.2mm以下。
另外，此液相法氮化鎵結晶，較好為：c面的表面差排密度為106/cm2以下。另外，氮化鎵結晶亦可含有過渡金屬元素例如Ti、Fe、Co、Cr或Ni。還有，較好為以1017/cm3至1021/cm3 的濃度含有施子(donor)及/或受子(acceptor)及/或磁性摻雜物。
(液相法氮化鎵膜的加工)
複合基板，可照原樣使用光碟用構件。然而，有些用途可研磨氮化鎵膜的表面而形成經研磨的氮化鎵膜。研磨方法列舉為例如藉由固定研削石的研削(grinding)後，使用鑽石漿料進行精密研磨(lapping)，進一步使用酸性或鹼性的膠質氧化矽漿料的CMP(化學機械研磨)。
另外，研磨液相法氮化鎵膜之後的厚度，較好為150μm以下、更好為100μm以下。
例如，為了將複合基板用於高演色性的白色LED、汽車的頭燈用LED光源、純綠色等的光碟播放器用超高輝度LED‧雷射二極體等，有必要將已成膜的氮化鎵膜的表面作研磨加工。此時，若氮化鎵膜的翹曲小，則容易貼附至研磨固定盤，可以減少必要的研磨量。另外，在氮化鎵膜之上藉由氣相法形成發光層的情況，會提升此發光層的品質。
(發光層)
若在複合基板上藉由氣相法、較好為有機金屬氣相沉積(MOCVD)法製作半導體發光二極體(LED)，LED內部的差排密度與複合基板為同等。
發光層的成膜溫度，從成膜品質(抑制表面蝕坑發生)的觀點，較好為900℃以上、更好為1000℃以上。另外，從控制發光層中的In組成的觀點，發光層的成膜溫度較好為1200℃以下、更好為1150℃以下。
發光層的材質，較好為13族元素氮化物。13族元素，指的是根據IUPAC制定的週期表的13族元素。13族元素，具體而言為鎵、鋁、銦、鉈等。另外，作為添加劑者，可列舉碳、低熔點金屬(錫、鉍、銀、金)、高熔點金屬(鐵、錳、鈦、鉻等的過渡金屬)等。低熔點金屬，有以防止鈉的氧化為目的而添加的情況；高熔點金屬，有從置入坩堝的容器、成長爐的加熱器等混入的情況。
【實施例】
(實施例1)
(藍寶石基板的加工)
在直徑2英吋、厚度500μm的c面藍寶石基板的表面使用微影，將厚度1μm的阻劑圖形化。阻劑圖形是對角線寬度E=4μm的六角柱以週期D=6μm，作六重旋轉對稱排列的圖形。將上述結構使用氯系乾蝕刻裝置，藉由10分鐘的時間的蝕刻，蝕刻無阻劑部分的藍寶石約1.5μm，具有阻劑的部分就成為六角柱狀的凸部。阻劑殘渣則以脫膜劑(remover)除去。
藉此，得到如第6圖所示形態的藍寶石基板2A。亦即，在藍寶石基板2A的c面2a形成有複數個凸部3A。各凸部3A分別為六角柱形狀，且凸部3A是被配置成為六重旋轉對稱。構成凸部的六角柱以平面觀之的六角形的對角線寬度E為4μm，六角柱的週期D為6μm。
(底層的成膜)
使用MOCVD法，在上述c面設有複數個凸部的藍寶石基板之上，在530℃沉積40nm的低溫GaN緩衝層之後，在1050 ℃層積厚度3μm的GaN膜。自然冷卻至室溫後，測定基板的翹曲時，以GaN已成膜的面朝上時成為凸形狀，二英吋晶圓的翹曲是被定義為置於平坦面時的最高高度-最小高度，約為20μm。
藉由微分干涉顯微鏡，確認在藍寶石基板的凸部與凸部之間，零星發生有微小的空隙(大小為1μm前後)。以有機溶劑、超純水分別作10分鐘期間的超音波清洗之後使其乾燥，將成品作為種結晶基板。
(液相法GaN結晶成長)
接下來，在種結晶基板的上面上藉由助熔劑法成長氮化鎵。
使用氧化鋁坩堝，以莫爾比18：82秤量金屬Ga與金屬Na，與種結晶基板一起配置於坩堝的底部。
在本實施例中，以成長時間為20小時，成長180μm厚度的氮化鎵。基板的翹曲在藍寶石在下方之配置時，為凸形狀，被定義為置於平坦面時的最高高度-最小高度之二英吋晶圓的翹曲，約為250μm。
此氮化鎵結晶，在螢光顯微鏡測定之時不會作黃色發光。另外，此氮化鎵結晶在螢光顯微鏡測定中，有作藍白色發光的情況。關於此發光的起源尚未完全明瞭，但為本製法特有。發光波長為430至500nm之廣域的光譜，是藉由PL光譜測定而瞭解。
(複合基板的製作)
以以下的步驟，對已成長的氮化鎵結晶作研削加 工。
藉由固定研削粒的研削石作研削(grinding)，藉此完成粗磨後，使用鑽石漿料等的游離研削粒作研磨(lapping)，其後使用酸性、鹼性等的CMP漿料作精密研磨(polish)。
氮化鎵結晶的研磨後的厚度，根據本發明的觀點為15μm±5μm。研磨後的晶圓的翹曲，在室溫約80μm。
將上述基板作刷洗(使用刷子擦洗)，以超純水作超音波洗淨後，使其乾燥，作為LED構造成膜用基板。
(LED構造的成膜)
藉由MOCVD法，以以下的步驟，將LED構造成膜。以約15分鐘從室溫升溫至1050℃，在氮與氫與氨的混合氣氛中保持15分鐘進行熱清除(thermal cleaning)之後，在1050℃沉積厚度2μm的n-GaN層，接下來降溫至750℃，沉積10對InGaN/GaN構成的多重量子井(活性層)。再來，成長0.02μm之AlGaN構成的電子阻擋層之後，升溫至1000℃後，沉積p-GaN(p披覆層；厚度80nm)、p+GaN(p接觸層；厚度20nm)，之後放冷至室溫。
從MOCVD爐取出，以目視觀察時，未觀察到龜裂。另外，以微分干涉顯微鏡觀察時，確認表面為平坦。
使用此晶圓，在通常的微影製程製作0.3mm尺寸的LED元件，在電極施加約3.5V的電壓時，可確認發出波長約460nm的藍光。
(實施例2)
使阻劑厚度為0.5μm以外，與實施例1同樣進行，藉由氯系乾蝕刻，將直徑2英吋的c面藍寶石基板蝕刻約2μm 時，凸部的形狀為六角錘狀。
使用此已作凹凸加工的藍寶石基板，與實施例1同樣作底層的成膜。翹曲為約20μm，在凸部與凸部之間觀察到1μm~數μm大小的空隙。此後，以與實施例1同樣的步驟，製作GaN複合基板，接下來作LED構造的成膜。
從MOCVD爐取出，以目視觀察時，未觀察到龜裂。另外，以微分干涉顯微鏡觀察時，確認表面為平坦。
使用此晶圓，在通常的微影製程製作0.3mm尺寸的LED元件，在電極施加約3.5V的電壓時，可確認發出波長約460nm的藍光。
(實施例3)
使凸部的週期D=6μm、六角形的對角線寬度E=3μm以外，與實施例1同樣進行，藉由氯系乾蝕刻，將直徑2英吋的c面藍寶石基板蝕刻約2μm時，凸部的形狀為六角柱狀。
使用此已作凹凸加工的藍寶石基板，與實施例1同樣作底層的成膜。翹曲為約25μm，在凸部與凸部之間觀察到1μm~數μm大小的空隙。此後，以與實施例1同樣的步驟，製作GaN複合基板，接下來作LED構造的成膜。
從MOCVD爐取出，以目視觀察時，未觀察到龜裂。另外，以微分干涉顯微鏡觀察時，確認表面為平坦。
使用此晶圓，在通常的微影製程製作0.3mm尺寸的LED元件，在電極施加約3.5V的電壓時，可確認發出波長約460nm的藍光。
(實施例4)
使凸部的週期D=12μm、六角形的對角線寬度E=4μm以外，與實施例1同樣進行，藉由氯系乾蝕刻，將直徑2英吋的c面藍寶石基板蝕刻約2μm時，凸部的形狀為六角柱狀。
使用此已作凹凸加工的藍寶石基板，與實施例1同樣作底層的成膜。翹曲為約30μm，在凸部與凸部之間觀察到1μm~數μm大小的空隙。此後，以與實施例1同樣的步驟，製作GaN複合基板，接下來作LED構造的成膜。
從MOCVD爐取出，以目視觀察時，未觀察到龜裂。另外，以微分干涉顯微鏡觀察時，確認表面為平坦。
使用此晶圓，在通常的微影製程製作0.3mm尺寸的LED元件，在電極施加約3.5V的電壓時，可確認發出波長約460nm的藍光。
(實施例5)
使凸部的週期D=24μm、六角形的對角線寬度E=8μm以外，與實施例1同樣進行，藉由氯系乾蝕刻，將直徑2英吋的c面藍寶石基板蝕刻約2μm時，凸部的形狀為六角柱狀。
使用此已作凹凸加工的藍寶石基板，與實施例1同樣作底層的成膜。翹曲為約35μm，在凸部與凸部之間觀察到2μm~6μm大小的空隙。此後，以與實施例1同樣的步驟，製作GaN複合基板，接下來作LED構造的成膜。
從MOCVD爐取出，以目視觀察時，僅在晶圓周邊部發生約5條長2~3mm程度的直線型的細裂痕。
使用此晶圓，在通常的微影製程製作0.3mm尺寸的LED元件，在電極施加約3.5V的電壓時，可確認發出波長約 460nm的藍光。
(實施例6)
使凸部的週期D=20μm、六角形的對角線寬度E=10μm以外，與實施例1同樣進行，藉由氯系乾蝕刻，將直徑2英吋的c面藍寶石基板蝕刻約2μm時，凸部的形狀為六角柱狀。
使用此已作凹凸加工的藍寶石基板，與實施例1同樣作底層的成膜。翹曲為約30μm，在凸部與凸部之間觀察到數μm大小的空隙。此後，以與實施例1同樣的步驟，製作GaN複合基板，接下來作LED構造的成膜。
從MOCVD爐取出，以目視觀察時，未觀察到龜裂。另外，以微分干涉顯微鏡觀察時，確認表面為平坦。
使用此晶圓，在通常的微影製程製作0.3mm尺寸的LED元件，在電極施加約3.5V的電壓時，可確認發出波長約460nm的藍光。
(實施例7)
使凸部的週期D=4μm、六角形的對角線寬度E=2μm以外，與實施例1同樣進行，藉由氯系乾蝕刻，將直徑2英吋的c面藍寶石基板蝕刻約2μm時，凸部的形狀為六角柱狀。
使用此已作凹凸加工的藍寶石基板，與實施例1同樣作底層的成膜。翹曲為約25μm，在凸部與凸部之間觀察到1~數μm大小的空隙。此後，以與實施例1同樣的步驟，製作GaN複合基板，接下來作LED構造的成膜。
從MOCVD爐取出，以目視觀察時，未觀察到龜裂。另外，以微分干涉顯微鏡觀察時，確認表面為平坦。
使用此晶圓，在通常的微影製程製作0.3mm尺寸的LED元件，在電極施加約3.5V的電壓時，可確認發出波長約460nm的藍光。
(比較例1)
除了使用在c面未施作凹凸加工的藍寶石基板，與實施例1同樣進行實驗。
種結晶基板的翹曲大小約40μm，為實施例1的約2倍大小。另外，以微分干涉顯微鏡觀察時，未確認有如同在實施例1見到的空隙。
LED構造成膜後從MOCVD爐取出時，主要在晶圓周邊部發生大量(數十條)長10~20mm程度的直線型的細裂痕。以顯微鏡觀察時，瞭解到此裂痕的起點是在藍寶石與種層的界面附近。裂痕幾乎未伸展至藍寶石，而大致貫通至成長的氮化物膜的表面。另外，瞭解到此直線型的裂痕的方向，是大致平行於GaN的劈開方向。
(比較例2)
使凸部的平面的形狀為圓形，其直徑與實施例1的六角柱的對角線寬度相同之外，與實施例1同樣進行實驗。
藉此，獲得如第8圖所示形態的藍寶石基板2C。亦即，在藍寶石基板2C的c面2a形成有複數個圓形的凸部3C。各凸部3C分別從平面觀之為圓形、大致圓柱形狀，且凸部3C是被配置成為六重旋轉對稱。構成凸部的圓的直徑E為4μm，凸部的週期D為6μm。
種結晶基板的翹曲大小約35μm，為實施例1的約2 倍弱大。另外，以微分干涉顯微鏡觀察時，未確認有如同在實施例1見到的空隙。
LED構造成膜後從MOCVD爐取出時，主要在晶圓周邊部發生約十條長10~20mm程度的直線型的細裂痕。
(比較例3)
使凸部的平面的形狀為圓形，其直徑與實施例2的六角柱的對角線寬度相同之外，與實施例2同樣進行實驗。
藉此，獲得如第8圖所示形態的藍寶石基板2C。亦即，在藍寶石基板2C的c面2a形成有複數個圓形的凸部3C。各凸部3C分別從平面觀之為圓形，如第9圖所示，為大致圓錘形狀，且凸部3C是被配置成為六重旋轉對稱。構成凸部的圓的直徑E為4μm，凸部的週期D為6μm。4a為差排集中層。
種結晶基板的翹曲大小約35μm，為實施例1的約2倍弱大。另外，以微分干涉顯微鏡觀察時，未確認有如同在實施例2見到的空隙。
LED構造成膜後從MOCVD爐取出時，主要在晶圓周邊部發生約十條長10~20mm程度的直線型的細裂痕。
1‧‧‧種基板(藍寶石基板)
2‧‧‧藍寶石基板
2a‧‧‧c面
3‧‧‧凸部
4‧‧‧間隙
5‧‧‧底層

Claims (9)

  1. 一種複合基板，其特徵在於包含：一藍寶石基板，在c面設有複數個凸部；以及氮化鎵結晶，在該c面結晶成長；其中該些凸部是六角柱形狀或六角錐形狀。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之複合基板，其中該些凸部在該c面排列成六重旋轉對稱。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之複合基板，其中該些凸部的週期D為20μm以下。
  4. 如申請專利範圍第1至3項任一項所述之複合基板，其中該氮化鎵結晶的最表層，是以助熔劑法(flux method)成長。
  5. 如申請專利範圍第1至4項任一項所述之複合基板，其中該氮化鎵結晶之接觸該c面的底層是藉由氣相法成長。
  6. 一種發光元件，其特徵在於具有：如申請專利範圍第1至5項任一項所述之複合基板；以及設於該氮化鎵結晶上的發光元件構造。
  7. 一種複合基板的製造方法，其特徵在於包含：凸部形成步驟，在藍寶石基板的c面設置複數個凸部，此時該些凸部是六角柱形狀或六角錐形狀；底層形成步驟，在該c面上藉由氣相法成長氮化鎵結晶構成的底層；以及成長步驟，在該底層上藉由助熔劑法設置氮化鎵結晶層。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之複合基板的製造方法，其中在該凸部形成步驟中，藉由蝕刻該藍寶石基板的平坦的c面而 形成該些凸部。
  9. 如申請專利範圍第7或8項所述之複合基板的製造方法，其中該些凸部在該c面排列成六重旋轉對稱。
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