(57)【要約】【課題】半導体層における転位密度の低減を的確に図ることのできるIII族窒化物半導体デバイス及びその製造方法を提供する。【解決手段】III族窒化物半導体デバイス１を製造するにあたり、基板２０上にマスク層４０を形成した後、マスク層４０のパターン４４を通じてIII族窒化物半導体からなるナノコラム５０を選択的に成長させ、マスク層４０上にIII族窒化物半導体層１０を成長させるようにした。【選択図】図１
2012077513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＣ又はＳｉからなる基板と、
前記基板上に形成され、所定のパターンが形成されたマスク層と、
前記マスク層の前記パターンを通じて選択的に成長され、III族窒化物半導体からなるナノコラムと、
前記マスク層上に前記ナノコラムより高く成長されたIII族窒化物半導体層と、を備えたIII族窒化物半導体デバイス。
【請求項２】
前記マスク層は、非晶質材料からなる請求項１に記載のIII族窒化物半導体デバイス。
【請求項３】
前記基板と前記マスク層の間に、Ａｌを含むIII族窒化物半導体からなるバッファ層を備える請求項２に記載のIII族窒化物半導体デバイス。
【請求項４】
請求項１から３に記載のIII族窒化物半導体デバイスの製造方法であって、
前記基板上に前記マスク層を形成するマスク層形成工程と、
前記マスク層の前記パターンを通じてIII族窒化物半導体からなる前記ナノコラムを選択的に成長させるナノコラム成長工程と、
前記マスク層上にIII族窒化物半導体層を成長させる半導体層成長工程と、を含むIII族窒化物半導体デバイスの製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載のIII族窒化物半導体デバイスの製造方法であって、
前記基板上にスパッタリング法により前記バッファ層を形成するバッファ層形成工程と、
前記バッファ層が形成された前記基板上に前記マスク層を形成するマスク層形成工程と、
前記マスク層の前記パターンを通じてIII族窒化物半導体からなる前記ナノコラムを選択的に成長させるナノコラム成長工程と、
前記マスク層上にIII族窒化物半導体層を成長させる半導体層成長工程と、を含むIII族窒化物半導体デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III族窒化物半導体デバイス及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＳｉＣ基板上にＧａＮ系の半導体層を形成したＬＥＤ素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。このＬＥＤ素子では、Ｂ及びＮをドープした第１ＳｉＣ層と、Ａｌ及びＮをドープした第２ＳｉＣ層を有する蛍光ＳｉＣ基板が用いられ、多重量子井戸活性層から近紫外光が放出される。近紫外光は、第１ＳｉＣ層及び第２ＳｉＣ層にて吸収され、第１ＳｉＣ層にて緑色から赤色の可視光に、第２ＳｉＣ層にて青色から赤色の可視光にそれぞれ変換される。この結果、蛍光ＳｉＣ基板から演色性が高く太陽光に近い白色光が放出されるようになっている。【０００３】
しかしながら、このＬＥＤ素子では、ＳｉＣ基板とＧａＮ系半導体層の格子不整合及び熱膨張率差により、ＧａＮ系半導体層の転位密度が高くなる。この結果、ＧａＮ系半導体層の厚膜化及び低抵抗化が困難であるという問題点がある。【０００４】
基板上における半導体層の転位密度を減じるべく、基板上にバッファ層を介してＧａＮ膜をＭＯＣＶＤによって成膜した後、金属及び誘電体ナノマスクを利用してＧａＮ膜をエッチングしてナノコラムを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法によれば、ナノコラム形成後、バッファ層及びナノコラム上にＧａＮ系半導体層を、横方向成長を利用して成長させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１５３４５５号公報
【特許文献２】特開２０１０−５１８６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の方法では、基板上に形成されるＵ−ＧａＮ膜は依然として転位密度が高く、これをエッチングして形成されるナノコラム自身もまた転位密度が高いものとなる。この結果、ナノコラム上に形成されるＧａＮ系半導体層に転位が伝搬してしまい、ＧａＮ系半導体層における転位密度の低減効果は不十分である。【０００７】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、半導体層における転位密度の低減を的確に図ることのできるIII族窒化物半導体デバイス及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明では、ＳｉＣ又はＳｉからなる基板と、前記基板上に形成され、所定のパターンが形成されたマスク層と、前記マスク層の前記パターンを通じて選択的に成長され、III族窒化物半導体からなるナノコラムと、前記マスク層上に前記ナノコラムより高く成長されたIII族窒化物半導体層と、を備えたIII族窒化物半導体デバイスが提供される。【０００９】
このIII族窒化物半導体デバイスによれば、マスク層を通じてナノコラムが選択的に成長されるため、ナノコラム自体の転位密度の低減を図ることができる。この結果、マスク層上に形成されるIII族窒化物半導体層へのナノコラムから伝搬する転位が飛躍的に減少し、III族窒化物半導体層の転位密度も小さくなる。また、III族窒化物半導体層の成長時に、当該III族窒化物半導体層内に生じた転位は、ナノコラムとの界面にて終端を持つことになるので、上方へ伝搬することはない。【００１０】
上記III族窒化物半導体デバイスにおいて、前記マスク層は、非晶質材料からなることが好ましい。【００１１】
このIII族窒化物半導体デバイスによれば、マスク層が非晶質材料からなることから、III族窒化物半導体層とマスク層とが強固に結合することはない。これにより、III族窒化物半導体層とマスク層との間に過度の応力が生じた場合には、III族窒化物半導体層とマスク層の間のずれが許容される。この結果、III族窒化物半導体層の転位密度の低減が図られる。【００１２】
上記III族窒化物半導体デバイスにおいて、前記基板と前記マスク層の間に、Ａｌを含むIII族窒化物半導体からなるバッファ層を備えることが好ましい。【００１３】
このIII族窒化物半導体デバイスによれば、バッファ層がＡｌを含んでいるので、例えばＧａＮをＳｉＣまたはＳｉからなる基板に直接的に成長させる場合のように、III族窒化物半導体と基板が互いの界面にて激しく反応することはなく、III族窒化物半導体層を基板上に的確に成長させることができる。【００１４】
また、前記目的を達成するため、本発明では、上記III族窒化物半導体デバイスの製造方法であって、前記基板上に前記マスク層を形成するマスク層形成工程と、前記マスク層の前記パターンを通じてIII族窒化物半導体からなる前記ナノコラムを選択的に成長させるナノコラム成長工程と、前記マスク層上にIII族窒化物半導体層を成長させる半導体層成長工程と、を含むIII族窒化物半導体デバイスの製造方法が提供される。【００１５】
このIII族窒化物半導体デバイスの製造方法によれば、基板上にマスク層を形成しておき、マスク層を利用してナノコラムを成長させるとともに、マスク層上にそのままIII族窒化物半導体層を成長させることができる。従って、従来のように、マスク層を除去する工程が不要であり、製造コストの低減を図ることができる。【００１６】
また、前記目的を達成するため、本発明では、上記III族窒化物半導体デバイスの製造方法であって、前記基板上にスパッタリング法により前記バッファ層を形成するバッファ層形成工程と、前記バッファ層が形成された前記基板上に前記マスク層を形成するマスク層形成工程と、前記マスク層の前記パターンを通じてIII族窒化物半導体からなる前記ナノコラムを選択的に成長させるナノコラム成長工程と、前記マスク層上にIII族窒化物半導体層を成長させる半導体層成長工程と、を含むIII族窒化物半導体デバイスの製造方法が提供される。【００１７】
このIII族窒化物半導体デバイスの製造方法によれば、基板上にマスク層を形成しておき、そのままマスク層を利用してナノコラムを成長させるとともに、マスク層上にIII族窒化物半導体層を形成することができる。従って、従来のように、マスク層を除去する工程が不要であり、製造コストの低減を図ることができる。
また、バッファ層をスパッタリング法により形成するため、低温での成長プロセスが可能となり量産性が向上する。さらに、ＭＯＣＶＤ法等と比較して欠陥の少ない良質な結晶構造を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、半導体層における転位密度の低減を的確に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の一実施形態を示すＬＥＤ素子の模式断面図である。
【図２】図２は、マスク層のパターンを利用してナノコラムが形成された状態を示すＬＥＤ素子の上面説明図である。
【図３】図３は、ＬＥＤ素子の製造過程を示し、（ａ）は基板の状態を示し、（ｂ）はバッファ層が成長された状態を示し、（ｃ）はマスク層が形成された状態を示し、（ｄ）はナノコラムが成長された状態を示す。
【図４】図４は、ＬＥＤ素子の製造過程を示し、（ａ）はIII族窒化物半導体層のうちｎ型層が成長された状態を示し、（ｂ）はIII族窒化物半導体層全体が成長された状態を示し、（ｃ）はIII族窒化物半導体層の一部がエッチングされた状態を示す。
【図５】図５は、ＬＥＤ素子の製造過程を示すフローチャートである。
【図６】図６は、変形例を示し、マスク層のパターンを利用してナノコラムが形成された状態を示すＬＥＤ素子の上面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１から図５は本発明の一実施形態を示すものであり、図１はＬＥＤ素子の模式断面図である。
【００２１】
図１に示すように、III族窒化物半導体デバイスとしてのＬＥＤ素子１は、ＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）で表されるIII族窒化物半導体層１０と、III族窒化物半導体層１０よりも熱膨張率の小さな基板２０と、を備えている。本実施形態においては、基板２０は単結晶６Ｈ型ＳｉＣからなり、熱膨張係数が４．２×１０−６／℃である。また、半導体発光部としての窒化物半導体層は、熱膨張係数が５．６×１０−６／℃である。
【００２２】
基板２０は、ドナー性不純物及びアクセプタ性不純物を含んでおり、III族窒化物半導体層１０から発せられる光により励起されると、ドナー・アクセプタ・ペア発光により所定波長の光を発する。例えば、バルク状のＳｉＣ基板を用いた場合、ドナー性不純物をＮとし、アクセプタ性不純物をＢとすると、紫外光の励起により、おおよそ黄色から橙色の可視光が発せられる。また、バルク状のＳｉＣ基板を用いた場合、ドナー性不純物をＮとし、アクセプタ性不純物をＡｌとすると、紫外光の励起により、おおよそ青色の可視光が発せられる。尚、ドナー性不純物をＮとしつつ、アクセプタ性不純物としてＢ及びＡｌを同時に添加することで、純白色の可視光を得ることもできるし、ＳｉＣをポーラス状とすることにより発光波長を短波長側へシフトさせることもでき、基板の発光波長は任意に変更することができる。
【００２３】
基板２０上には、III族窒化物半導体からなるバッファ層３０が形成される。バッファ層３０は、ＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘーｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）の式で表される材料からなる。本実施形態においては、バッファ層３０として、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ≦１）の式で表され、Ａｌを含むバッファ層３０が用いられる。
【００２４】
バッファ層３０上には、非晶質材料からなるマスク層４０が形成される。マスク層４０には、後述するナノコラム５０を形成するためのパターン４２が形成される。本実施形態においては、マスク層４０として、ＳｉＯ２が用いられる。尚、マスク層４０として、ＳｉＮｘ（０＜ｘ）のような他の材料を用いてもよいことは勿論である。さらにマスク層４０の材料として、Ａｌ２Ｏ３、Ｗ等のような材料を用いることも可能である。これらの材料は、多結晶であっても、非晶質であってもよい。
【００２５】
図２に示すように、マスク層４０のパターン４２は、円形の孔４４を正三角形格子の交点に配置した形状を呈している。孔４４の直径及び間隔は任意であるが、例えば、孔４４の直径を５０〜１０００ｎｍとし、隣接する孔４４同士の間隔を１００〜１０００ｎｍとすることができる。
【００２６】
基板２０上には、バッファ層３０を介し、マスク層４０のパターン４２を通じてナノコラム５０が成長される。本実施形態においては、ナノコラム５０として、ＧａＮが用いられる。ナノコラム５０は、パターン４２に対応して成長されており、マスク層４０なしで成長させる場合に比して、転位密度が小さくなっている。本実施形態においては、ナノコラム５０は、円柱状に形成され、アスペクト比を１以上とすることができる。尚、ナノコラム５０は、柱状に形成されるものであれば、円柱以外の形状としてもよい。
【００２７】
マスク層４０上には、III族窒化物半導体層１０が形成される。III族窒化物半導体層１０は、ｎ型層１２、多重量子井戸活性層１４、ｐ型クラッド層１６、ｐ型コンタクト層１８を基板２０側からこの順に有している。III族窒化物半導体層１０の一部はエッチングにより除去されており、ｎ型層１２の一部が露出し、この露出部分にｎ側電極６０が設けられる。また、ｐ型コンタクト層１８上にはｐ側電極６２が形成されている。
【００２８】
本実施形態においては、ｎ型層１２は、所定量のｎ型ドーパント（例えば、Ｓｉ）をドーピングしたｎ−ＧａＮから形成される。また、多重量子井戸活性層１４は、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦１）／ＡｌｙＧａ１−ｙＮ（０≦ｙ≦１）から形成される多重量子井戸構造を有する。さらに、ｐ型クラッド層１６とｐ型コンタクト層１８とは、所定量のｐ型ドーパント（例えば、Ｍｇ）をドーピングしたｐ−ＧａＮからそれぞれ形成される。
【００２９】
ｎ型層１２からｐ型コンタクト層１８までは、III族窒化物半導体のエピタキシャル成長により形成される。尚、第１導電型層、活性層及び第２導電型層を少なくとも含み、第１導電型層及び第２導電型層に電圧が印加されると、電子及び正孔の再結合により活性層にて光が発せられるものであればよく、III族窒化物半導体層１０の層構成は任意である。
【００３０】
ｎ側電極６０は、ｎ型層１２上に形成され、例えばＮｉ／Ａｕからなり、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により形成される。ｐ側電極６２は、ｐ型コンタクト層１８上に形成され、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなり、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により形成される。
【００３１】
次いで、図３から図５を参照してＬＥＤ素子１の製造方法について説明する。図３及び図４はＬＥＤ素子の模式断面図であり、図５はＬＥＤ素子の製造方法のフローチャートである。尚、図３及び図４は、説明のために図１に対応するよう１素子単位で図示しているが、実際には素子分割前のウェハの状態であり、左右にも他の素子が連続的に形成されている。
【００３２】
まず、昇華法によりドナー性不純物及びアクセプタ性不純物がドープされたバルク状の単結晶６Ｈ型ＳｉＣを生成する。尚、ＳｉＣ結晶の不純物のドーピング濃度は、結晶成長時の雰囲気ガス中への不純物ガスの添加および原料粉末への不純物元素またはその化合物の添加により制御することができる。図３（ａ）に示すように、基板２０は、昇華法のバルク成長により例えば３０ｍｍ程度のバルク結晶を作製しておき、外周研削、スライス、表面研削、表面研磨等の工程を経て作製されている。ここで、基板２０の厚さは任意であるが、例えば２５０μｍである。
【００３３】
この後、図３（ｂ）に示すように、基板２０にバッファ層３０をエピタキシャル成長させる（バッファ層形成工程Ｓ１０（図５））。本実施形態においては、スパッタリング法によりバッファ層３０を基板２０上に全面的に形成する。尚、バッファ層３０は、ＭＯＣＶＤ法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、ＭＢＥ法（Molecular Beam Epitaxy）、ＨＶＰＥ法（Halide Vapor Phase Epitaxy）等によって形成することもできる。さらに、バッファ層３０は、レーザーアブレーション法によって形成することもできる。ここで、バッファ層３０の厚さは任意であるが、例えば１０〜２００ｎｍである。
【００３４】
次いで、図３（ｃ）に示すように、バッファ層３０が形成された基板２０上にマスク層４０を形成する（マスク層形成工程Ｓ２０（図５））。本実施形態においては、真空蒸着法によりマスク層４０をバッファ層３０上に全面的に形成する。ここで、マスク層４０の厚さは任意であるが、例えば１０〜２００ｎｍである。この程度の厚さであれば、マスク層４０が活性層から出射される光の透過の阻害作用が小さくなる。また、光の干渉作用を利用して光を取り出すのであれば、上記阻害作用を考慮する必要はないので、当該干渉作用が得られる程度にマスク層４０の厚さを設定すればよい。この後、ナノインプリント技術を用いてマスク層４０にパターン４４を形成する。
【００３５】
そして、図３（ｄ）に示すように、マスク層４０のパターン４２を利用して、ナノコラム５０をエピタキシャル成長させる（ナノコラム成長工程Ｓ３０（図５））。本実施形態においては、ＭＯＣＶＤ法によりマスク層４０のパターン４２を利用して、バッファ層３０上にナノコラム５０を選択的に成長させる。尚、ナノコラム５０の成長には、ＭＢＥ法、ＨＶＰＥ法等を用いてもよいことは勿論である。ナノコラム５０の高さは任意であるが、例えば５００ｎｍである。本実施形態においては、基板２０上にナノコラム５０を選択的に成長させることから、基板２０に全面的に半導体層を成長させる場合に比べて、ナノコラム５０中の転位密度が極めて小さくなっている。
【００３６】
ナノコラム５０の形成が終わった後、III族窒化物半導体層１０を成長させる（半導体層成長工程（図５））。本実施形態においては、ナノコラム５０とIII族窒化物半導体層１０をＭＯＣＶＤ装置にて連続的に成長する。ここで、Ｖ／III比は、ナノコラム成長工程の方が、半導体成長工程よりも小さい方が好ましい。例えば、Ｖ／III比を、ナノコラム成長工程において９００未満とすることができる。ナノコラム成長時にＶ／III比が大きすぎると、成長される半導体をコラム状に形成することができない。また、ガリウムの供給量は、ナノコラム成長工程の方が、半導体層成長工程よりも小さい方が好ましい。ナノコラム成長工程にて、ガリウムの供給量が多すぎると、マスク上に島状に半導体が結晶成長してナノコラムと一体化したり、ナノコラムの形状にばらつきが生じる。
【００３７】
本実施形態においては、図４（ａ）に示すようにナノコラム５０が埋まるようにｎ型層１２を形成した後、図４（ｂ）に示すように、多重量子井戸活性層１４、ｐ型クラッド層１６、ｐ型コンタクト層１８をマスク層４０側から順次成長させていく。このとき、マスク層４０上に成長されるIII族窒化物半導体層１０において、内部に生じた転位がナノコラム５０の側壁との接触部分にて終端となることから、転位密度を小さくすることができる。また、ナノコラム５０自体の転位密度も低いことから、ナノコラム５０から伝搬する転位は極めて少ない。
【００３８】
また、バッファ層３０をスパッタ装置で形成した後、ナノコラム５０及びIII族窒化物半導体層１０をＭＯＣＶＤ装置で連続的に形成することにより、バッファ層３０をＭＯＣＶＤ装置で成長させる場合と比べて製造工程を短縮することができる。これにより、発光素子１の製造コストを低減することができる。
【００３９】
さらに、ナノコラム成長工程と半導体層成長工程の間に、マスク層形成工程が介在していないため、良質のIII族窒化物半導体層１０を得ることができる。III族窒化物半導体からなるナノコラム５０の成長後に非晶質のマスク層４０を形成した場合、ナノコラム５０の表面がマスク層４０の成分により劣化し、劣化したナノコラム５０をシードとしてIII族窒化物半導体層１０を成長させることになり、良質なIII族窒化物半導体層１０を得ることはできない。
【００４０】
さらにまた、マスク層４０が非晶質材料であることから、マスク層４０上に形成されるIII族窒化物半導体層１０とマスク層４０とが強固に結合することはない。これにより、III族窒化物半導体層１０とマスク層４０との間に過度の応力が生じた場合には、III族窒化物半導体層１０とマスク層４０の相対的なずれが許容される。これによっても、III族窒化物半導体層１０の転位密度の低減が図られる。
【００４１】
尚、III族窒化物半導体層１０の各層の厚さは任意であるが、例えば、ｎ型層１２の厚さを３μｍ、多重量子井戸活性層１４の厚さを１００ｎｍ、ｐ型クラッド層１６の厚さを８０ｎｍ、ｐ型コンタクト層１８の厚さを１０ｎｍとすることができる。このように、III族窒化物半導体層１０の厚さを３μｍ以上とすることができる。III族窒化物半導体層１０を成長した後、フォトレジストによるマスクをｐ型コンタクト層１８上にフォトリソグラフィー技術を用いて形成し、ｐ型コンタクト層１８からｎ型層１２の表面までエッチングした後、マスクを除去する（エッチング工程Ｓ５０（図５））。これにより、図４（ｃ）に示すように、ｎ型層１２からｐ型コンタクト層１８までの複数の化合物半導体層から構成されるメサ部分が形成される。
【００４２】
そして、真空蒸着法及びフォトリソグラフィー技術を用いて、ｎ側電極６０及びｐ側電極６２を形成する（電極形成工程Ｓ６０（図５））。本実施形態においては、ｎ側電極６０の材料とｐ側電極６２の材料が異なっているが、これらの材料を同一とすると、ｎ側電極４０とｐ側電極６２を同時に形成することができる。尚、各電極６０，６２とIII族窒化物半導体層１０のオーミック接触と密着性を確保すべく、所定の温度、所定の雰囲気下で、所定の時間の熱処理を施すことができる。この後、ダイシングにより複数のＬＥＤ素子１に分割することにより、ＬＥＤ素子１が製造される。
【００４３】
以上のように構成されたＬＥＤ素子１は、ｐ側電極６２とｎ側電極６０に電圧を印加すると、多重量子井戸活性層１４から紫外光が発せられる。そして、紫外光が基板２０にて可視光に変換された後、外部へ放射されるようになっている。
【００４４】
このＬＥＤ素子１によれば、マスク層４０を通じてナノコラム５０が選択的に成長されるため、ナノコラム５０自体の転位密度の低減を図ることができる。この結果、マスク層４０上に形成されるIII族窒化物半導体層１０へのナノコラム５０から伝搬する転位が飛躍的に減少し、III族窒化物半導体層１０の転位密度も小さくなる。また、III族窒化物半導体層１０の成長時に、当該III族窒化物半導体層内１０に生じた転位は、ナノコラム５０との界面にて終端を持つことになるので、上方へ伝搬することはない。従って、III族窒化物半導体１０における転位密度の低減を的確に図ることができる。
【００４５】
また、このＬＥＤ素子１によれば、バッファ層３０がＡｌを含んでいるので、例えばＧａＮをＳｉＣまたはＳｉからなる基板に直接的に成長させる場合のように、III族窒化物半導体と基板が互いの界面にて激しく反応することはなく、III族窒化物半導体層１０を基板２０上に的確に成長させることができる。
【００４６】
また、このＬＥＤ素子１の製造方法によれば、基板２０上にマスク層４０を形成しておき、マスク層４０を利用してナノコラム５０を成長させるとともに、マスク層４０上にそのままIII族窒化物半導体層１０を成長させることができる。従って、従来のように、マスク層を除去する工程が不要であり、製造コストの低減を図ることができる。
【００４７】
さらに、バッファ層３０及びナノコラム５０をスパッタリング法により形成するため、低温での成長プロセスが可能となり量産性が向上する。また、ＭＯＣＶＤ法等と比較してバッファ層を欠陥の少ない良質な結晶構造とすることができる。
【００４８】
尚、前記実施形態においては、半導体デバイスとしてＬＥＤ素子１に本発明を適用した例を示したが、例えばＬＤ素子のような他のデバイスに本発明を適用することも可能である。例えば、電界効果トランジスタや、バイポーラトランジスタ等の電子デバイス、太陽電池等にも適用可能である。
【００４９】
また、前記実施形態においては、ナノコラム５０を三角格子の交点に配置したものを示したが、ナノコラムの配置状態は任意に変更することができ、例えば図６に示すように、正方格子の交点に配置するようにしてもよい。
【００５０】
さらに、前記実施形態においては、基板２０として６Ｈ型のＳｉＣを用いたものを示したが、４Ｈ型であっても１５Ｒ型であってもよいことは勿論であるし、基板２０としてＳｉを用いてもよい。さらにまた、基板２０が蛍光機能を有しておらずともよいし、III族窒化物半導体層１０の発光色も任意である。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００５２】
１  ＬＥＤ素子
１０  III族窒化物半導体層
１２  ｎ型層
１４  多重量子井戸活性層
１６  ｐ型クラッド層
１８  ｐ型コンタクト層
２０  基板
３０  バッファ層
４０  マスク層
４２  孔
４４  パターン
５０  ナノコラム
６０  ｎ側電極
６２  ｐ型電極
【図１】
2012077513.tif 000003
【図２】
2012077513.tif 000004
【図３】
2012077513.tif 000005
【図４】
2012077513.tif 000006
【図５】
2012077513.tif 000007
【図６】
2012077513.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成24年4月2日(2012.4.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＣからなる基板と、
前記基板上に形成され、所定の周期的なパターンが形成されたマスク層と、
前記マスク層の前記パターンを通じて選択的に成長され、ＩＩＩ族窒化物半導体からなるナノコラムと、
前記マスク層上に、前記ナノコラムが埋まるように前記ナノコラムより高く成長されたＩＩＩ族窒化物半導体層と、を備えたＩＩＩ族窒化物半導体デバイス。
【請求項２】
前記マスク層は、非晶質材料からなる請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物半導体デバイス。
【請求項３】
前記基板と前記マスク層の間に、Ａｌを含むＩＩＩ族窒化物半導体からなるバッファ層を備える請求項２に記載のＩＩＩ族窒化物半導体デバイス。
【請求項４】
請求項１から３に記載のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法であって、
前記基板上に前記マスク層を形成するマスク層形成工程と、
前記マスク層の前記パターンを通じてＩＩＩ族窒化物半導体からなる前記ナノコラムを選択的に成長させるナノコラム成長工程と、
前記マスク層上にＩＩＩ族窒化物半導体層を成長させる半導体層成長工程と、を含むＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載のＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法であって、
前記基板上にスパッタリング法により前記バッファ層を形成するバッファ層形成工程と、
前記バッファ層が形成された前記基板上に前記マスク層を形成するマスク層形成工程と、
前記マスク層の前記パターンを通じてＩＩＩ族窒化物半導体からなる前記ナノコラムを選択的に成長させるナノコラム成長工程と、
前記マスク層上にＩＩＩ族窒化物半導体層を成長させる半導体層成長工程と、を含むＩＩＩ族窒化物半導体デバイスの製造方法。
【国際調査報告】
2012077513.tif 000009
2012077513.tif 000010
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2012077513.tif 000012