氮化物半导体元件及其制造方法_4

文档序号:9525732阅读:来源:国知局
方向。
[0068]对于具备上述构成的第2实施方式涉及的氮化物半导体元件,在蓝宝石基板10A上配置的凸部11的长边方向的外缘以相对于蓝宝石基板10A的a面成-10°?+10°的范围内的方式延伸的情况下,在氮化物半导体的晶体生长时,氮化物半导体在横向上生长的时间延长。由此,在氮化物半导体的晶体生长时所产生的位错容易收敛于狭窄范围,氮化物半导体层30的位错密度降低。因此,第2实施方式涉及的氮化物半导体元件由于具备位错密度低的氮化物半导体层30,因而温度特性提高。
[0069]〈第3实施方式〉
[0070]对于第3实施方式涉及的氮化物半导体元件,如图11所示俯视时,在蓝宝石基板10B的c面侧的表面上,多个凸部11是使长边方向的外缘相对向而在角度不同的方向上分别以规定间隔排列的。具体而言,该凸部11由其长条形状的长边方向的外缘向第1方向延伸的第1凸部组(第1组)11A和其长条形状的长边方向的外缘向第2方向或第3方向延伸的第2凸部组(第2组)11B构成(第3实施方式涉及的氮化物半导体元件可以包含第1凸部组11A和第2凸部组11B)。
[0071]在此,第1方向、第2方向及第3方向是指以下方向。第1方向是指相对于以作为上述蓝宝石基板10B的ai轴、a 2轴或a 3轴的任意一个方向的第la轴(例如a:轴)为法线的a面(参照图2A及图2B)成-10°?+10°的角度的范围内的方向。第2方向是指相对于以上述蓝宝石基板10B的ai轴、a2轴或a3轴的任意一个方向且与第la轴不同的第2a轴(例如&2轴)为法线的a面(参照图2A及图2B)成-10°?+10°的角度的范围内的方向。第3方向是指相对于以上述蓝宝石基板10B的ai轴、a2轴或a3轴的任意一个方向且与第la轴及第2a轴不同的第3a轴(例如a3轴)为法线的a面(参照图2A及图2B)成_10°?+10°的角度的范围内的方向。
[0072]需要说明的是,第2凸部组11B中,其长条形状的长边方向的外缘可以向第2方向或第3方向中的任一方向延伸,在此图示出向第2方向延伸的示例作为一例。
[0073]对于第3实施方式涉及的氮化物半导体元件,如图11所示,在构成第1凸部组11A的凸部(第1凸部)11的长边方向的延长线上,构成第2凸部组11B的凸部(第2凸部)11改变角度而配置;在构成第2凸部组11B的凸部(第2凸部)11的长边方向的延长线上,构成第1凸部组11A的凸部(第1凸部)11改变角度而配置。在此,如第1实施方式及第2实施方式涉及的氮化物半导体元件那样凸部11全部向相同方向对齐配置的情况下,在发光时有时会形成蝙蝠翼形状的配光特性,即,光沿着凸部11延伸的方向从横向泄露而倾斜方向的发光强。另一方面,如上所述在凸部11的长边方向的延长线上配置另一凸部11 (长边方向不同的另一凸部11),能够抑制这种光的侧漏,能够得到与朗伯分布相近的配光特性。
[0074]对于具备上述构成的第3实施方式涉及的氮化物半导体元件,在蓝宝石基板10B上配置的构成各凸部组的凸部11的长边方向的外缘以相对于以蓝宝石基板10B的ai轴?&3轴中的一个轴为法线的a面的任一面成-10°?+10°的范围内的方式延伸(在第1凸部组11A及第2凸部组11B整体中,存在以与三个a面中的两个分别成-10°?+10°的范围内的方式延伸的凸部11),因此在氮化物半导体的晶体生长时,氮化物半导体在横向生长的时间延长。由此,在氮化物半导体的晶体生长时所产生的位错容易收敛于狭窄范围,氮化物半导体层30的位错密度降低。因此,第3实施方式涉及的氮化物半导体元件由于具备位错密度低的氮化物半导体层30,因而温度特性提高。
[0075]〈第4实施方式〉
[0076]如图12所示俯视时,第4实施方式涉及的氮化物半导体元件的凸部11在蓝宝石基板10C的C面侧的表面上在不同的三个方向上分别以规定间隔排列。具体而言,凸部11由其长条形状的长边方向的外缘向第1方向延伸的第1凸部组11A、其长条形状的长边方向的外缘向第2方向延伸的第2凸部组11B和其长条形状的长边方向的外缘向第3方向延伸的第3凸部组11C构成(第4实施方式涉及的氮化物半导体元件可以包含第1凸部组11A和第2凸部组11B和第3凸部组11C)。在此,第1方向、第2方向及第3方向的意思与上述第3实施方式相同。
[0077]对于第4实施方式涉及的氮化物半导体元件用基板,如图12所示,在构成第1凸部组11A的凸部(第1凸部)11的长边方向的延长线上,构成第2凸部组11B的凸部(第2凸部)11改变角度而配置;在构成第2凸部组11B的凸部(第2凸部)11的长边方向的延长线上,构成第3凸部组11C的凸部(第3凸部)11改变角度而配置;在构成第3凸部组11C的凸部(第3凸部)11的长边方向的延长线上,构成第1凸部组11A的凸部(第1凸部)11改变角度而配置。如此,在凸部11的长边方向的延长线上,通过改变角度而配置其他凸部11,可以进一步抑制光的测漏,可以得到与朗伯分布更相近的配光特性。
[0078]第1凸部组11A、第2凸部组11B及第3凸部组11C可以配置成:例如如图12所示,将各凸部组11A、11B、11C的凸部11以相同数量平行配置,将其在蓝宝石基板10C的规定的点的周围按照具有以该点作为旋转中心的旋转对称性的方式进行配置。另外,在凸部11 (例如构成第1凸部组11A的凸部11)的长边方向的延长线上配置其他凸部组的凸部11 (例如构成第2凸部组11B的凸部11)是指这些凸部11也可以不一定相邻。例如,也可以在构成第1凸部组11A的凸部11的长边方向的延长线上先配置构成第1凸部组11A的凸部11,再在该凸部11的长边方向的延长线上配置构成第2凸部组11B的凸部11。相同的凸部组的凸部11相连续的数量优选为10以下,进一步优选为5以下。
[0079]对于具备上述构成的第4实施方式涉及的氮化物半导体元件,在蓝宝石基板10C上配置的构成各凸部组的凸部11的长边方向的外缘以相对于以蓝宝石基板10C的ai轴?&3轴中的任意一个为法线的三个a面中的一个分别成-10°?+10°的范围内的方式延伸(在第1凸部组11A、第2凸部组11B及第3凸部组11C整体中,存在以与三个a面分别成-10°?+10°的范围内的方式延伸的凸部11),因此在氮化物半导体的晶体生长时氮化物半导体在横向上生长的时间延长。由此,在氮化物半导体的晶体生长时所产生的位错容易收敛于狭窄范围,氮化物半导体层30的位错密度降低。因此,第4实施方式涉及的氮化物半导体元件由于具备位错密度低的氮化物半导体层30,因而温度特性提高。
[0080]需要说明的是,上述第1实施方式?第4实施方式涉及的氮化物半导体元件的蓝宝石基板10?10C中,长条形状的凸部11的两端以半圆形形成为大致相同形状,但凸部11的形状并非限定于此。以下,对氮化物半导体元件中的凸部11形状的其他形态进行说明。需要说明的是,以下说明的其他形态涉及的氮化物半导体元件中,对于蓝宝石基板10以外的构成(参照图1),与第1实施方式涉及的氮化物半导体元件同样,因而省略它们的说明。
[0081]〈第5实施方式〉
[0082][氮化物半导体元件的构成]
[0083]如图13A及图13B所示,第5实施方式涉及的氮化物半导体元件的凸部12俯视下形成为长条形状。另外,如图13A及图13B所示,凸部12具有兼具直线和曲线的底面的外形形状,从该底面向上方突出,以从高度方向的规定位置相对于棱线呈锐角的方式尖突形成。由此,与上述凸部11同样,在氮化物半导体的晶体生长时,从凸部12的上部开始的生长被抑制而氮化物半导体在横向上生长,因而使得在生长方向上产生的多个位错收敛,位错的数目减少。
[0084]如图13A及图13B所示,凸部12的底面形状与第1实施方式?第4实施方式相同,但顶部附近的形状不同。对于凸部12的顶部附近的形状,如图13C?图13E所示,短边方向的截面的上部不是平面而呈尖突形状。另外,如图13D?图13F所示,凸部12的在短边方向的截面中的上部形成为三角形状,下部带有圆角而形成。如后所述,该凸部12可以通过在氮化物半导体元件用基板的制造方法的第1蚀刻工序中在规定条件下对蓝宝石基板10D进行干法蚀刻、并在第2蚀刻工序中在规定条件下对蓝宝石基板10D进行湿法蚀刻而形成。
[0085]如图13B?图13F所示,凸部12在长条形状的长边方向的一端侧以朝向顶部而倾斜的方式形成第1倾斜面121a及第2倾斜面121b,在长条形状的长边方向的另一端侧以朝向顶部而倾斜的方式形成第3倾斜面121c。另外,如图13B?图13F所示,凸部12在长条形状的短边方向的一端侧的上部以朝向顶部而倾斜的方式形成第4倾斜面121d,在长条形状的短边方向的另一端侧的上部以朝向顶部而倾斜的方式形成第5倾斜面121e。这些倾斜面121a、121b、121c、121d、121e相对于蓝宝石基板10D的c面的角度例如优选为20°?50°的范围内,更优选为30°?40°的范围内。
[0086]具备上述构成的凸部12例如可以与第1?第3实施方式同样配置,另外,如图14所示,可以与上述第4实施方式(参照图12)同样地配置在蓝宝石基板10D上。S卩,如图14所
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