本发明专利技术提供一种由在大致法线方向上沿特定结晶方位取向的多个氮化镓系单晶粒子构成的多晶氮化镓自立基板。该自立基板的基板表面的利用电子背散射衍射法(EBSD)的反极图成像测定的各氮化镓系单晶粒子的结晶方位按照相对于特定结晶方位以各种角度倾斜的方式分布，其平均倾斜角为1～10°。此外，本发明专利技术的发光元件包括所述自立基板和形成于基板上的发光功能层，该发光功能层具有一层以上的在大致法线方向具有单晶结构的由多个半导体单晶粒子构成的层。根据本发明专利技术，可以提供能够降低基板表面的缺陷密度的多晶氮化镓自立基板。此外，使用本发明专利技术的多晶氮化镓自立基板也可以提供能够获得高发光效率的发光元件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术设及多晶氮化嫁自立基板和使用该多晶氮化嫁自立基板的发光元件。
技术介绍
作为使用单晶基板的发光二极管化ED)等发光元件，已知在蓝宝石(a-氧化侣单 晶）上形成了各种氮化嫁(GaN)层的发光元件。例如，已经开始批量生产具有在蓝宝石基板 上依次层叠 n型GaN层、多量子阱层(MQW)、W及P型GaN层而形成的结构的产品，所述多量子 阱层(MQW)是包含InGaN层的量子阱层和包含GaN层的势垒层交替层叠而成的。另外，还提出 了适合运样的用途的层叠基板。例如，专利文献1(日本特开2012-184144号公报）中，提出了 一种氮化嫁结晶层叠基板，该氮化嫁结晶层叠基板包含蓝宝石基底基板和在该基板上进行 结晶生长而形成的氮化嫁结晶层。 但是，在蓝宝石基板上形成GaN层的情况下，因为GaN层与作为异种基板的蓝宝石 之间晶格常数和热膨胀率不一致，所W容易发生位错。另外，因为蓝宝石是绝缘性材料，所 W无法在其表面形成电极，从而无法构成在元件的正反面都包括电极的纵型结构的发光元 件。于是，人们关注在氮化嫁(GaN)单晶上形成了各种GaN层的LED。如果是GaN单晶基板，贝U 因为材质与GaN层相同，所W容易匹配晶格常数和热膨胀率，与使用蓝宝石基板的情况相比 能够期待性能的提高。例如，在专利文献2(日本特开2010-132556号公报）中，公开了厚度 为200]imW上的自立n型氮化嫁单晶基板。 在先技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开2012-184144号公报 专利文献2:日本特开2010-132556号公报
技术实现思路
[000引但是，单晶基板一般面积比较小且价格高。特别是，人们日益要求降低使用大面积 基板的Lm)的制造成本，但是，量产大面积单晶基板不容易，其制造成本更高。因此，希望找 到能够成为氮化嫁等单晶基板的替代材料的廉价材料。本专利技术人率先在满足运样的要求的 多晶氮化嫁自立基板的制作方面取得了成功(运并非是公知的，不构成现有技术），但希望 进一步改善多晶氮化嫁自立基板的结晶性。 本专利技术人此番发现:通过使多晶氮化嫁自立基板的构成粒子在大致法线方向上沿 特定结晶方位取向，而且，使运些构成粒子的取向方位W规定范围内的平均倾斜角来倾斜， 能够降低基板表面的缺陷密度。另外，还发现:通过使用运样的多晶氮化嫁自立基板来构成 发光元件，能够获得比使用构成粒子的取向方位不倾斜的多晶氮化嫁自立基板的发光元件 高的发光效率。 因此，本专利技术的目的在于提供能够降低基板表面的缺陷密度的多晶氮化嫁自立基 板。此外，本专利技术的另一目的在于提供使用多晶氮化嫁自立基板能够获得高发光效率的发 光元件。 根据本专利技术的一个方案提供一种多晶氮化嫁自立基板，该多晶氮化嫁自立基板由 在大致法线方向上沿特定结晶方位取向的多个氮化嫁系单晶粒子构成，其中，基板表面的 利用电子背散射衍射法化BSD)的反极图成像测定的各氮化嫁系单晶粒子的结晶方位按照 相对于特定结晶方位W各种角度倾斜的方式分布，其平均倾斜角为1~10°。 根据本专利技术的另一方案提供一种发光元件，该发光元件包括:本专利技术的上述方案 的多晶氮化嫁自立基板和发光功能层，该发光功能层形成于该基板上，具有一层W上的在 大致法线方向上具有单晶结构的由多个半导体单晶粒子构成的层。【附图说明】 图1是表示使用本专利技术多晶氮化嫁自立基板而制作的纵型发光元件的一例的示意 截面图。 图2是在例Al中测定的多晶氮化嫁自立基板的板表面的反极图方位成像图。 图3是表示在例Al中根据反极图方位成像图算出的最外表面构成粒子的相对于C 轴方向的倾斜角的频度的曲线。【具体实施方式】[001W 多晶氮化嫁自立基板 本专利技术的氮化嫁基板可具有自立基板的形态。本专利技术中"自立基板"是指处理或使 用时不会因自重而变形或破损，能够作为固体物进行处理或使用的基板。本专利技术的多晶氮 化嫁自立基板能够用作发光元件等各种半导体器件的基板，除此之外，还可W用作电极(可 W是P型电极或n型电极）、p型层、n型层等基材W外的部件或层。应予说明，在W下的说明 中，W作为主要用途之一的发光元件为例说明本专利技术的优点，但在无损技术整合性的范围 内，相同或近似的优点也适用于其他半导体器件。 本专利技术的多晶氮化嫁自立基板由在大致法线方向上沿特定结晶方位取向的多个 氮化嫁系单晶粒子构成。而且，对于该多晶氮化嫁自立基板而言，基板表面(板表面)的利用 电子背散射衍射法化BSD)的反极图成像测定的各氮化嫁系单晶粒子的结晶方位按照相对 于特定结晶方位(例如C轴、a轴等方位）W各种角度倾斜的方式分布，其平均倾斜角为1~ 10°。此外，EBSD是在对结晶性材料照射电子束时，利用在试样表面产生的电子背散射衍射 来观测菊池线衍射图形、亦即EBSD图形，得到与试样的结晶系或结晶方位相关的信息的公 知方法，通过与扫描电子显微镜(SEM)进行组合，一边使电子束扫描一边测定并解析邸SD图 形，得到与微小区域的结晶系或结晶方位的分布相关的信息。另外，通过如上所述那样使多 晶氮化嫁自立基板的构成粒子在大致法线方向上沿特定结晶方位取向，并且使运些构成粒 子的取向方位W规定范围内的平均倾斜角倾斜，能够降低基板表面的缺陷密度。降低缺陷 密度的原因虽然尚未阐明，但是，推测可能是W下原因：氮化嫁系单晶粒子的取向方位发生 若干倾斜，使得因与制造时使用的基底基板(典型的是取向多晶烧结体)的晶格不匹配而产 生的缺陷彼此缔合，在粒子内容易消失。而且，还可W认为是取向方位发生若干倾斜而使得 缺陷也相对于法线方向倾斜发展，在晶界部消失。 在此基础上，通过使用运样的构成粒子的取向方位倾斜了的多晶氮化嫁自立基板 来构成发光元件，与使用构成粒子的取向方位未倾斜的多晶氮化嫁自立基板的发光元件相 比，能够获得高发光效率。能够获得高发光效率的原因虽然尚未阐明，但是，推测可能是W 下原因：由于如上所述，基板的缺陷密度低，所W在其上生长的发光功能层的缺陷密度也 低，其结果，能够获得高发光效率。此外，推测还可能是由于在基板上形成的发光功能层也 具有取向方位发生了倾斜的结构，因而光导出效率得W提高。 构成多晶氮化嫁自立基板的多个氮化嫁系单晶粒子在大致法线方向上沿特定结 晶方位取向。特定结晶方位可W是氮化嫁能够具有的任意结晶方位(例如C面、a面等）。例 如、在多个氮化嫁系单晶粒子在大致法线方向上沿C面取向的情况下，基板表面的各构成粒 子被配置成其C轴朝向大致法线方向（即、使C面从基板表面露出）。而且，构成多晶氮化嫁自 立基板的多个氮化嫁系单晶粒子在大致法线方向上沿特定结晶方位取向，并且各个构成粒 子W各种角度发生若干倾斜。即、基板表面整体上呈在大致法线方向上沿规定的特定结晶 方位取向，各氮化嫁系单晶粒子的结晶方位按照相对于特定结晶方位W各种角度倾斜的方 式分布。该特有的取向状态如上所述，可W利用基板表面(板表面)的EBSD的反极图成像(例 如参照图2)来评价。即、基板表面的利用EBSD的反极图成像测定的各氮化嫁系单晶粒子的 结晶方位按照相对于特定结晶方位W各种角度倾斜的方式分布，其倾斜角的平均值(平均 倾斜角）为1~10°，优选1~8°，进一步优选1~5°。此外，优选利用邸SD的反极图成像测定的 氮化嫁系单晶粒子的80%本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多晶氮化镓自立基板，由在大致法线方向沿特定结晶方位取向的多个氮化镓系单晶粒子构成，其中，基板表面的利用电子背散射衍射法亦即EBSD的反极图成像测定的各氮化镓系单晶粒子的结晶方位按照相对于特定结晶方位以各种角度倾斜的方式分布，其平均倾斜角为1～10°。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：渡边守道，吉川润，仓冈義孝，七泷努，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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