(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化ガリウム層を形成するステップと、
前記酸化ガリウム層上に第１導電型半導体層、活性層、第２導電型半導体層を形成するステップと、
前記第２導電型半導体層上に非導電性基板を形成するステップと、
前記酸化ガリウム層を分離させるステップと、
前記第１導電型半導体層上に導電性基板を形成するステップと、
前記非導電性基板を分離させるステップと、を含み、
前記酸化ガリウム層を分離させるステップは、
２００〜９００℃の温度に加熱するステップと、
急速冷却するステップと、を含む発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記酸化ガリウム層上に窒化処理ステップを含む請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３】
酸化ガリウム層を形成するステップと、
前記酸化ガリウム層上に第１導電型半導体層、活性層、第２導電型半導体層を形成するステップと、
前記第２導電型半導体層上に非導電性基板を形成するステップと、
前記酸化ガリウム層を分離させるステップと、
前記第１導電型半導体層上に導電性基板を形成するステップと、
前記非導電性基板を分離させるステップと、を含み、
前記酸化ガリウム層を分離させるステップにおいて、
前記第１導電型半導体層は、第１導電型ＧａＮ半導体層であり、
前記酸化ガリウム層と前記第１導電型ＧａＮ半導体層の熱膨張係数の差による界面応力によって前記酸化ガリウム層が分離する発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記酸化ガリウム層を分離させるステップは、
前記酸化ガリウム層は熱膨張係数が８．２×１０−６／℃〜８．５×１０−６／℃であり、
前記第１導電型ＧａＮ半導体層の熱膨張係数が５．７×１０−６／℃である請求項３に記載の発光素子の製造方法。
【請求項５】
前記酸化ガリウム層を分離させるステップにおいて、
前記酸化ガリウム層は（１００）または（００１）面に沿って劈開される請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記窒化処理ステップにおいて、
チャンバーに注入されるガスにシリコン（Ｓｉ）を含むガスを含む請求項２に記載の発光素子の製造方法。
【請求項７】
酸化ガリウム層を形成するステップと、
前記酸化ガリウム層に窒化物半導体層を形成するステップと、
前記酸化ガリウム層を分離させるステップと、を含み、
前記酸化ガリウム層を分離させるステップは、
２００〜９００℃の温度に加熱するステップと、
急速冷却するステップと、を含む発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記酸化ガリウム層上に窒化処理ステップを含む請求項７に記載の発光素子の製造方法。
【請求項９】
酸化ガリウム層を形成するステップと、
前記酸化ガリウム層上に窒化物半導体層を形成するステップと、
前記酸化ガリウム層を分離させるステップと、を含み、
前記酸化ガリウム層を分離させるステップにおいて、
前記酸化ガリウム層と前記窒化物半導体層の熱膨張係数の差による界面応力によって前記酸化ガリウム層が分離する発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記窒化物半導体層は、厚さが７０μｍ以上である請求項７に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記窒化物半導体層は、
ＧａＮ半導体層である請求項７に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記窒化処理ステップにおいて、
チャンバーに注入されるガスにシリコン（Ｓｉ）を含むガスを含む請求項８に記載の発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施例は、発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体は、高い熱的安定性と幅広いバンドギャップエネルギーにより、光素子及び高出力電子素子の開発分野において多きく注目を浴びている。特に、窒化物半導体を利用した青色、緑色、ＵＶ発光素子は、商用化されて広く用いられている。
【０００３】
現在、商用化されている窒化物半導体発光素子は、二重基板であるサファイア基板の上に有機化学的に蒸着された窒化物半導体の薄膜層で構成される。窒化物半導体の薄膜と物質が同種の窒化ガリウム基板は、現在その値段があまりにも高価であるため商業的にＬＥＤ作製に適用されていない。現在使用されているサファイア基板は、電気的に絶縁物質である。よって、サファイア基板の上に形成される窒化物半導体発光素子は、基板の一方の方向に負極と正極の金属パッドが両方形成される水平型構造を有する。
【０００４】
根本的に、水平型発光素子の構造は、負極電極の形成のために発光層の一部をエッチングしなければならない短所がある。また、電極が一方にすべて位置することから電流注入の際に電流が発光層に均一に注入されないという問題を有する。この電流の不均一な注入は、発光素子の電気的信頼性の低下及び発光効率の低下を招くという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施例は、窒化物半導体薄膜を基板から効果的に分離できる発光素子の製造方法を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施例に係る発光素子の製造方法は、酸化ガリウム層を形成するステップと、前記酸化ガリウム層上に第１導電型半導体層、活性層、第２導電型半導体層を形成するステップと、前記第２導電型半導体層上に導電性基板を形成するステップと、前記酸化ガリウム層を分離させるステップと、を含む。
【０００７】
また、本発明の実施例に係る発光素子の製造方法は、酸化ガリウム層を形成するステップと、前記酸化ガリウム層上に第１導電型半導体層、活性層、第２導電型半導体層を形成するステップと、前記第２導電型半導体層上に非導電性基板を形成するステップと、前記酸化ガリウム層を分離させるステップと、前記第１導電型半導体層上に導電性基板を形成するステップと、前記非導電性基板を分離させるステップと、を含む。
【０００８】
また、本発明の実施例に係る発光素子の製造方法は、酸化ガリウム層を形成するステップと、前記酸化ガリウム層上に窒化物半導体層を形成するステップと、前記酸化ガリウム層を分離させるステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施例に係る発光素子の製造方法によれば、窒化物半導体薄膜を基板から効果的に分離させることができる。
【００１０】
また、本発明の実施例に係る発光素子の製造方法における基板分離方法は、レーザや化学湿式溶液、もしくは機械的研磨（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を用いずに、ガリウム酸化物結晶物質固有の劈開特性を用いて薄膜を分離させることで経済的に容易で大量生産性に優れて高品質な窒化物半導体薄膜を提供することができる。
【００１１】
また、本発明の実施例に係る発光素子の製造方法によって製造される窒化物半導体発光素子は、高光度、高効率及び高信頼性の垂直型窒化物半導体発光素子を具現するのに大きく寄与すると期待される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施例に係る発光素子の断面図である。
【図２】第１実施例に係る発光素子の製造方法の工程断面図である。
【図３】第１実施例に係る発光素子の製造方法の工程断面図である。
【図４】第１実施例に係る発光素子の製造方法の工程断面図である。
【図５】第１実施例に係る発光素子の製造方法の工程断面図である。
【図６】第２実施例に係る発光素子の断面図である。
【図７】第２実施例に係る発光素子の製造方法の工程断面図である。
【図８】第２実施例に係る発光素子の製造方法の工程断面図である。
【図９】第２実施例に係る発光素子の製造方法の工程断面図である。
【図１０】第２実施例に係る発光素子の製造方法の工程断面図である。
【図１１】第３実施例に係る発光素子の製造方法の工程断面図である。
【図１２】第３実施例に係る発光素子の製造方法の工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る実施例の説明に当たって、各層（膜）、領域、パターン又は構造物が基板、各層（膜）、領域、パッド又はパターンの「上（ｏｎ）」に又は「下（ｕｎｄｅｒ）」に形成されると記載される場合、「上（ｏｎ）」と「下（ｕｎｄｅｒ）」は、「直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）」又は「他の層を介在して（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）」形成されることをすべて含む。また、各層の「上」又は「下」に対する基準は、図面を基準として説明する。
【００１４】
図面において各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、又は概略的に示された。また、各構成要素の大きさは、実際の大きさを全的に反映するのではない。
【００１５】
（第１実施例）
図１は、第１実施例に係る発光素子の断面図である。
【００１６】
第１実施例に係る発光素子は、第２電極層１４０、前記第２電極層１４０上に形成された第２導電型半導体層１３０、活性層１２０、第１導電型半導体層１１０を含むことができる。第１実施例は、第１導電型半導体層１１０に形成された凹凸（Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）Ｒを含めてもよいが、これに限定されるものではない。
【００１７】
酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）は、物質のエネルギーギャップが約４．８ｅＶで透明で優秀な電気伝導性を有している。酸化ガリウムは、ＡｌとＩｎなどの原子を混入することで物質のバンドギャップと物理化学的特性を容易に調節することができる。酸化ガリウムは、単斜晶系（ｍｏｎｏｃｌｉｎｉｃ）の構造で形成されておりガリウム酸化物基板の上に優れた窒化物半導体薄膜を成長することが可能である。  
【００１８】
特に、単斜晶系の結晶構造を有する酸化ガリウムは、（１００）または（００１）結晶学的面（ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃ  ｐｌａｎｅ）に対して物質の固有の特性である劈開（ｃｌｅａｖａｇｅ）特性を有している。劈開は、結晶性物質が特定結晶学的面を境界に断片に割れることを意味する。原子が一定の規則を有して積層されて形成される結晶構造において特定な結晶学的原子面と原子面との間に面間結合力が他の結晶学的面の結合力と比較して非常に弱い際に該当結晶面に沿って劈開が生じる。結晶の劈開は、結晶学上で同じ劈開面に平行であるどの方向でも容易に生じることができる。
【００１９】
本発明の実施例に係る発光素子の製造方法によれば、ガリウム酸化物結晶物質固有の劈開特性を用いて薄膜を分離させることで経済的に容易で大量生産性に優れ高品質な窒化物半導体薄膜を提供することができる。
【００２０】
また、本発明の実施例に係る発光素子の製造方法によって製造される窒化物半導体発光素子は、高光度、高効率及び高信頼性の垂直型窒化物半導体発光素子を具現するのに大きく寄与すると期待される。
【００２１】
以下、図２〜図５を参照して第１実施例に係る発光素子の製造方法を説明する。
【００２２】
最初に、図２に示すように第１基板１００を用意する。前記第１基板１００は、窒化物半導体（ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、ただし０≦ｘ、ｙ≦１）薄膜を形成することができる結晶学的構造を有する基板であれば基本的に使用可能である。例えば、前記第１基板１００は、サファイア、Ｓｉ、ＳｉＣ、もしくはガリウム酸化物（Ｇａ２Ｏ３）、ＧａＮ、ＡｌＮもしくは他の金属酸化物などで形成されてもよいが、これに限定されるものではない。
【００２３】
前記第１基板１００を用意するステップは、化学的湿式洗浄もしくは高温で酸素、水素、窒素もしくはその混合ガスを用いて前記第１基板１００の表面を洗浄するステップを含むことがある。
【００２４】
次に、前記第１基板１００上に劈開性を有する（１００）もしくは（００１）などの結晶学的劈開面を成長表面とする酸化ガリウム層１０５を形成する。前記酸化ガリウム層１０５の薄膜は、薄膜蒸着方法を用いることがある。例えば、化学的蒸着法（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）もしくはスパッタリング方法（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）などを用いることがある。  
【００２５】
一方、表面が（１００）もしくは（００１）などの結晶学的劈開性を有する酸化ガリウム単結晶基板である場合は、前記酸化ガリウム層１０５の薄膜を蒸着しなくてもよい。  
【００２６】
前記酸化ガリウム層１０５薄膜の形成は、ガリウム金属を前記第１基板１００の上に蒸着した後高温で熱的酸化処理を行うことで形成可能である。前記第１基板１００上の酸化ガリウム薄膜は、酸素ガス雰囲気下で高温熱処理することでその結晶品質を改善することができる。前記酸化ガリウム層１０５は、Ｇａ２Ｏ３を基づいてその結晶学的劈開性を維持する範囲内でＡｌ、Ｉｎもしくは他の元素が混合されて形成される混合物もしくは化合物の構造を有することがある。
【００２７】
次に、前記酸化ガリウム層１０５上に第１導電型半導体層１１０、活性層１２０、第２導電型半導体層１３０を含む窒化物半導体層を形成する。
【００２８】
本発明の実施例において、前記第１導電型半導体層１１０は、ｎ型半導体層であってもよくまたはｐ型半導体層であってもよい。前記第２導電型半導体層１３０は、ｐ型半導体層であってもよくまたはｎ型半導体層であってもよい。前記第２導電型半導体層１３０上には、第２の第１導電型半導体層（図示せず）が形成されてｎｐｎ型またはｐｎｐ型の発光構造物を形成することがある。
【００２９】
前記酸化ガリウム層１０５もしくは酸化ガリウム基板の上に窒化物半導体層を形成するステップで酸化ガリウム層１０５表面を高温でアンモニアガスを用いて窒化処理を行うステップをさらに含むことがある。前記高温窒化処理の際に窒素原子を提供できるアンモニアガスは、水素、窒素、もしくは酸素などのキャリアガスと混合された混合ガスで構成されてもよい。
【００３０】
前記高温窒化処理によって前記酸化ガリウム層１０５の表面には、酸化ガリウム窒化膜（図示せず）が形成される。前記酸化ガリウム窒化膜は、以後成長される窒化物半導体層のバッファ層の役割を果たすことができ、酸化ガリウム層１０５上に高品質の窒化物半導体層が形成されるように働く。この際、前記チャンバーに注入されるガスにシランガスとともにシリコン（Ｓｉ）を含むガスを注入することで前記酸化ガリウム窒化膜の電気伝導性を向上することもできる。
【００３１】
以後、前記酸化ガリウム層１０５上に第１導電型半導体層１１０を形成する。例えば、前記第１導電型半導体層１１０は、化学蒸着方法（ＣＶＤ）もしくは分子線エピタキシー（ＭＢＥ）もしくはスパッタリングもしくは水酸化物気相エピタキシー（ＨＶＰＥ）などの方法を用いて形成してもよい。また、前記第１導電型半導体層１１０は、チャンバーにトリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）、及びシリコン（Ｓｉ）のようなｎ型不純物を含むシランガス（ＳｉＨ４）が注入されて形成されてもよい。
【００３２】
前記第１導電型半導体層１１０は、ＧａＮ，ＩｎＮ，ＡｌＮ，ＩｎＧａＮ，ＡｌＧａＮ，ＩｎＡｌＧａＮ，ＡｌＩｎＮ，ＡｌＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓ，ＡｌＩｎＧａＡｓ，ＧａＰ，ＡｌＧａＰ，ＩｎＧａＰ，ＡｌＩｎＧａＰ，ＩｎＰのうち何れか一つ以上で形成されてもよい。
【００３３】
次に、前記第１導電型半導体層１１０上に活性層１２０を形成する。前記活性層１２０は、第１導電型半導体層１１０を介して注入される電子と第２導電型半導体層１３０を介して注入される正孔が互いに会って（再結合し）活性層（発光層）物質固有のエネルギーバンドによって決定されるエネルギーを有する光を放出する層である。  
【００３４】
前記活性層１２０は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）、量子線（Ｑｕａｎｔｕｍ−Ｗｉｒｅ）構造、または量子点（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ）構造のうち少なくとも何れか一つで形成されてもよい。例えば、前記活性層１２０は、トリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）、及びトリメチルインジウムガス（ＴＭＩｎ）が注入されて多重量子井戸構造が形成されてもよいが、これに限定されるものではない。
【００３５】
前記活性層１２０は、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ（ＩｎＧａＡｓ）、ＧａＰ／ＡｌＧａＰ（ＩｎＧａＰ）のうち何れか一つ以上で形成されてもよい。
【００３６】
以後、前記活性層１２０上に第２導電型半導体層１３０を形成する。例えば、前記第２導電型半導体層１３０は、チャンバーにトリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）、及びマグネシウム（Ｍｇ）のようなｐ型不純物を含むビスセチルチクロペンタジエニルマグネシウム（ＥｔＣｐ２Ｍｇ）｛Ｍｇ（Ｃ２Ｈ５Ｃ５Ｈ４）２｝が注入されて形成されてもよいが、これに限定されるものではない。
【００３７】
次に、前記第２導電型半導体層１３０上に第２電極層１４０を形成してもよい。  
【００３８】
前記第２電極層１４０は、オーミック層１４２、反射層（図示せず）、接着層（図示せず）、第２基板１４４などを含むことがある。前記第２電極層１４０は、チタニウム（Ｔｉ）クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ），白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）のうち少なくとも何れか一つで形成されてもよい。
【００３９】
例えば、前記第２電極層１４０は、オーミック層１４２を含めてもよく、正孔注入を効率的に行われるように単一金属もしくは金属合金、金属酸化物などを多重に積層して形成してもよい。例えば、前記オーミック層１４２は、ＩＴＯ、ＩＺＯ（Ｉｎ−ＺｎＯ）、ＧＺＯ（Ｇａ−ＺｎＯ）、ＡＺＯ（Ａｌ−ＺｎＯ）、ＡＧＺＯ（Ａｌ−Ｇａ  ＺｎＯ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎ−Ｇａ  ＺｎＯ）、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ、及びＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｇのうち少なくとも一つを含めて形成されてもよいが、このような材料に限定されるものではない。
【００４０】
また、前記第２電極層１４０は、反射層（図示せず）や接着層（図示せず）を含むことがある。例えば、前記第２電極層１４０が反射層を含む場合、Ａｌ、Ａｇ、もしくはＡｌやＡｇを含む合金を含む金属層で形成されることがある。アルミニウムや銀などは、活性層から発生した光を効果的に反射して発光素子の光抽出効率を大きく改善することができる。また、例えば、前記第２電極層１４０が接着層を含む場合、前記反射層が接着層として機能するか、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などを用いて接着層を形成してもよい。
【００４１】
また、実施例において第２電極層１４０は、第２基板１４４を含むことがある。前記第２基板１４４は、効率的にキャリアを注入できるように電気伝導性に優れた金属、金属合金、もしくは伝導性半導体物質で形成されてもよい。前記第２基板は、銅（Ｃｕ）、銅合金（Ｃｕ  Ａｌｌｏｙ）またはＳｉ、Ｍｏ、ＳｉＧｅ、Ｇｅ、ＧａＮ、ＳｉＣのうち何れか一つ以上であってもよい。前記第２基板を形成される方法は、電気化学的な金属蒸着方法や共晶金属を用いた結合方法などを採用してもよい。
【００４２】
次に、図３に示すように、急速熱処理装備を用いて試料を約２００℃〜９００℃にあげた後、さらに試料を速い速度に冷却する。冷却速度は、少なくとも分（ｍｉｎｕｔｅ）当り５０℃以上であってもよい。酸化ガリウム層１０５の熱膨張係数は約８．２／℃〜８．５×１０−６／℃であって、窒化ガリウム物質の熱膨張係数は約５．７×１０−６／℃である。よって、前記の急速熱処理は、物質間熱膨張係数の差に基づいて酸化ガリウム層１０５と窒化物半導体である第１導電型半導体層１１０界面に応力を誘発してこの応力は、界面に位置した酸化ガリウム層１０５劈開面に沿って薄膜分離を発生させる。
【００４３】
熱処理温度が約９００℃以上になると窒化物半導体薄膜の品質変更が発生する恐れがあり、第２電極層１４０の崩れが発生する恐れがある。急速熱処理温度が約２００℃以下である場合は、発生応力があまりにも小さくて効果的に薄膜分離を招くことができない。前記のような方法で、第１基板１００を分離させると電子伝導層窒化物半導体薄膜である第１導電型半導体層１１０が露出される。  
【００４４】
次に、図４に示すように露出された第１導電型半導体層１１０上にパターンマスク３１０を用いた湿式エッチングによって表面凹凸Ｒを形成することができる。前記第１導電型半導体層１１０は、窒素分極型であるので湿式エッチングを行って表面に凹凸Ｒを形成してもよく、この凹凸は発光素子の光抽出性能を効果的に増大させることができる。
【００４５】
次に、図５に示すように前記パターンマスク３１０を除去して露出された第１導電型半導体層１１０表面に第１電極１５０を形成することで発光素子を製造することができる。この際、露出された第１導電型半導体層１１０表面に対して湿式エッチング処理を行った後、第１電極１５０を形成してもよい。露出された第１導電型半導体層１１０表面に残存する酸化ガリウム物質は、オーミック特性を低下する恐れがあるので酸洗浄を行って除去することが好ましい。
【００４６】
本発明の実施例に係る発光素子の製造方法によれば、効果的に窒化物半導体薄膜を基板から分離させる方法を提供する。
【００４７】
また、実施例に係る発光素子の製造方法において基板分離方法は、ガリウム酸化物結晶物質固有の劈開特性を用いて薄膜を分離させることで経済的に容易で大量生産性に優れて高品質な窒化物半導体薄膜を提供することができる。
【００４８】
また、本発明の実施例に係る発光素子の製造方法によって製造される窒化物半導体発光素子は、高光度、高効率及び高信頼性の垂直型窒化物半導体発光素子を具現するのに大きく寄与すると期待される。
【００４９】
（第２実施例）
図６は、第２実施例に係る発光素子の断面図である。
【００５０】
第２実施例に係る発光素子は、導電性基板２００上に第１導電型半導体層１１０、活性層１２０、第２導電型半導体層１３０が形成されることができる。説明されない符号は、以下の製造方法で説明する。
【００５１】
第２実施例は、前記第１実施例の技術的な特徴を採用することができる。
【００５２】
図７〜図１０を参照して第２実施例に係る発光素子の製造方法を説明する。
【００５３】
最初に、第１実施例及び図７に示すように第１基板１００上に酸化ガリウム層１０５を形成して、前記酸化ガリウム層１０５上に第１導電型半導体層１１０、活性層１２０、第２導電型半導体層１３０を形成する。
【００５４】
以後、前記第２導電型半導体層１３０上に非導電性基板２１０を形成する。例えば、正孔注入層である第２導電型半導体層１３０上に仮の支持基板である非導電性基板２１０を付着する。仮の支持基板としては、サファイア基板などを使用することがある。仮の支持基板である非導電性基板２１０は、固定ピンを用いて物理的に固定させるかもしくは高分子接着性物質を用いて固定させることがある。  
【００５５】
次に、図８に示すように、急速熱処理装備を用いて試料を約２００℃〜９００℃にあげた後、さらに試料を速い速度に冷却する。前記の急速熱処理は、物質間熱膨張係数の差に基づいて酸化ガリウム層１０５と窒化物半導体の界面に応力を誘発してこの応力は、界面に位置した酸化ガリウム層１０５の（１００）または（００１）面に沿って薄膜を分離させて前記酸化ガリウム層１０５を分離して、第１導電型半導体層１１０を露出させることができる。次に、図９に示すように、露出された第１導電型半導体層１１０上に第１電極層１１５を形成してもよい。前記第１電極層１１５は、オーミック層、反射層、接着層などを含めてもよい。  
【００５６】
次に、導電性基板２００を前記第１導電型半導体層１１０または前記第１電極層１１５上に形成させる。前記導電性基板２００は、熱伝導度が優れた金属もしくは半導体物質を用いてもよい。前記導電性基板２００を形成する際に結合（ｂｏｎｄｉｎｇ）用の共晶金属（図示せず）を用いてもよい。  
【００５７】
次に、図１０に示すように前記仮の支持基板である非導電性基板２１０を除去して、前記第２導電型半導体層１３０上に第２電極層２７０を形成してもよい。
【００５８】
（第３実施例）
図１１〜図１２は、第３実施例に係る発光素子の製造方法の工程断面図である。
【００５９】
第３実施例は、酸化ガリウム層１０５上に窒化物半導体層１２５が単一膜で形成される場合、酸化ガリウム層１０５に分離する方法に関する。例えば、前記窒化物半導体層１２５は、ＧａＮ半導体層であってもよいが、これに限定されるものではない。
【００６０】
例えば、図１１に示すように、窒化物半導体層１２５は、酸化ガリウム層１０５上に厚さが約７０μｍ以上の厚い電子伝導層の単一膜で形成されてもよい。前記窒化物半導体層１２５は、化学的蒸着法（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）もしくは水素気相蒸着法（ｈｙｄｒｉｄｅ  ｖａｐｏｒ  ｐｈａｓｅ  ｅｐｉｔａｘｙ）などの方法を用いることがある。  
【００６１】
第３実施例によれば、窒化物半導体層１２５が厚い単一膜で形成される場合以下のように分離できる。
【００６２】
例えば、図１２に示すように、薄膜成長装備内で窒化物半導体層１２５薄膜を成長の後に装備温度を冷却する際、その冷却速度を速くすることで窒化物半導体層１２５薄膜を酸化ガリウム層１０５から自発分離させる。  
【００６３】
酸化ガリウム層１０５の熱膨張係数は約８．２×１０−６／℃〜８．５×１０−６／℃であって、窒化ガリウム物質の熱膨張係数は約５．７×１０−６／℃である。よって、薄膜成長の後に装備温度を急速に冷却させると、物質間熱膨張係数の差に基づいて酸化ガリウム層１０５と窒化物半導体層１２５界面に応力を誘発してこの応力は、界面に位置した酸化ガリウム層１０５劈開面に沿って薄膜分離を発生させる。
【００６４】
この際、実施例において窒化物半導体層１２５の厚さは、少なくとも７０μｍ以上であることができる。窒化物半導体層１２５の厚さが十分厚くなければ、薄膜が自発分離されつつ自ら薄膜の模様を維持せず割れてしまう恐れがある。薄膜成長の後、装備冷却の際にその冷却速度は、少なくとも分（ｍｉｎｕｔｅ）当り５０℃以上であってもよい。分離された窒化物半導体層１２５は、電子伝導性を有してもよく、発光素子の基板として用いてもよい。
【００６５】
実施例による発光素子は、照明システムに適用されることができる。前記照明システムは、照明ユニット、バックライトユニットを含めて、信号灯、車両のヘッドライト、看板などを含めてもよい。
【００６６】
以上、実施例に説明された特徴、構造、効果などは、少なくとも一つの実施例に含まれ、必ず一つの実施例にのみ限定されることではない。なお、各実施例にて例示された特徴、構造、効果などは、実施例が属する分野の通常の知識を有する者により、他の実施例に対しても組合又は変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関係された内容は、実施例の範囲に含まれるものと解析されなければならない。
【００６７】
また、上述の実施例を中心として説明したがこれは但し例示に過ぎなく実施例を限定するものでなく、実施例が属する分野の通常の知識を有する者であれば本実施例の本質的な特性を外さない範囲で以上に例示されない多様な変形と応用が可能であることがわかる。例えば、実施例に具体的に示した各の構成要素は変形して実施することができる。そしてこのような変形と応用にかかる差異点は添付の請求範囲で設定する実施例の範囲に含まれることに解析されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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