[发明专利]发光器件用衬底

说明书

技术领域

本发明涉及发光器件用衬底，更具体地，本发明涉及能够提高发光器件设计自由度的发光器件用衬底。

背景技术

通常将氮化物半导体用于形成用于制造发光器件如LED的发光器件用衬底。与常规半导体如硅相比，氮化物半导体具有宽的带隙，且通过改变用于III族元素的镓、铟或铝的浓度，能够改变所述带隙的宽度。因此，以刚才所述的方式对带隙宽度进行调节，可在跨过几乎整个可见光光谱的宽范围内对利用这种氮化物半导体制造的发光器件所发射的光的波长进行设计。鉴于上述原因，将氮化物半导体广泛用作发光器件用衬底。

为了在将例如氮化镓用作氮化物半导体的情况中制造发光器件，优选地，在由氮化镓制成的大块衬底的一个主表面上形成氮化镓外延层。(应注意，本文中的“主表面”是指在表面中具有最大表面积的主要侧面。)然而，由于其成本格外高，难以获得氮化镓类化合物半导体的大块衬底。也就是说，难以将材料直接用作发光器件用衬底。

另一方面，试图在成本比氮化镓类化合物半导体的大块衬底低的衬底如单晶硅的一个主表面上直接形成氮化镓多层结构，这导致如下可能性：因为包括硅与氮化镓之间的热膨胀系数之差和晶格失配的原因，单晶硅衬底中的热应力会增大，从而使得硅衬底、多层结构等发生弯曲(bowing)。另外可能的是，会发生诸如氮化镓多层结构从硅衬底剥离、形成在所述氮化镓多层结构上的发光器件的电特性发生劣化、或者氮化镓多层结构中的位错密度增加的麻烦。

在这个背景下，例如下面引用的专利文献1公开了一种衬底制造方法，现在对其进行说明。首先，通过氮化镓衬底的一个主表面将离子注入所述衬底中，从而在相对接近所述主表面的衬底内部形成取向与所述主表面平行的离子注入层。然后，将通过其实施离子注入的主表面与例如单晶硅衬底的主表面叠加，随后进行热处理。以这种方式，将沿氮化镓衬底，通过其实施离子注入的主表面与叠加的单晶衬底的主表面接合，同时在离子注入层中形成脆性区域。通过向所述脆性区域施加能量，能够将所述氮化镓衬底分离，从而在单晶硅衬底上形成接合至所述衬底的氮化镓膜。因为在脆性区域剥离的氮化镓膜非常薄，所以可以将已经与单晶硅衬底分离的氮化镓衬底使用多次以实施刚才所述的操作。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本特开2006-210660号公报

发明内容

技术问题

然而，专利文献1中所公开的在品质不同的物质的底部衬底上叠加氮化镓衬底并将两者接合在一起的方法，并不意味着在使用所述衬底制造发光器件时，可利用任意物质的底部衬底。即，如果制造例如上述氮化镓类化合物半导体的发光器件用衬底，则与氮化镓衬底叠加并接合在一起的底部衬底的物质必须根据为了使用所述发光器件用衬底的目的来选择。

例如，在专利文献1中公开的情况中，由于在氮化镓膜上形成外延层时因为热处理和相关处理而导致硅与氮化镓反应，所以在与氮化镓膜接合的主表面的一部分中在作为发光器件用衬底的硅衬底中会产生凹状缺陷(凹陷)，其中在所述专利文献1中对将氮化镓衬底叠加在硅衬底的一个主表面上并将两者接合在一起。在已经产生缺陷的区域中，硅衬底和氮化镓膜变得未接合。因此，会发生如下情况，由于产生缺陷，所以硅衬底与氮化镓膜接合的表面积变小，因此所述两者接合在一起的强度下降。

此外，关于发光器件，经常要求，优选的构型为能够将发射的光沿与多层衬底和底部衬底的主表面交叉的方向传播并将其从底部衬底的主表面侧传递到外部的一种构型。然而，在专利文献1中所公开的情况中，利用其中底部衬底由硅形成的发光器件用衬底，硅单晶在大多数情况下不能传播发光器件所发射的可见光。因此，在专利文献1中所公开的发光器件用衬底的构型的情况下，从器件的底部衬底侧取出光有困难，从而使得必须添加包括将底部衬底剥离的单独操作。

考虑到上述各个问题而产生了本发明，本发明的目的是可获得缺陷最少的发光器件用衬底，所述发光器件用衬底使得发射的光能够从器件的衬底侧射出。

解决问题的手段