(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
種結晶基板上にｐ型ＳｉＣ層を成長させるｐ型層成長工程と、
前記ｐ型ＳｉＣ層上にｎ型ＳｉＣ層を成長させるｎ型層成長工程と、
前記ｐ型ＳｉＣ層にレーザのエネルギーを吸収させ、前記ｎ型ＳｉＣ層を前記種結晶基板側から剥離させるレーザリフトオフ工程と、を含むＳｉＣ材料の製造方法。
【請求項２】
前記ｐ型ＳｉＣ層は、不純物としてＡｌまたはＢの少なくとも一方を含み、
前記ｎ型ＳｉＣ層は、アンドープ、または不純物としてＮを含む請求項１に記載のＳｉＣ材料の製造方法。
【請求項３】
前記ｎ型ＳｉＣ層は、ドナー不純物としてＮを含み、アクセプタ不純物としてＡｌまたはＢの少なくとも一方を含む蛍光材料である請求項２に記載のＳｉＣ材料の製造方法。
【請求項４】
前記ｐ型層成長工程及び前記ｎ型層成長工程にて、前記ｐ型ＳｉＣ層及び前記前記ｎ型ＳｉＣ層を昇華法で成長させ、
前記ｎ型層成長工程にて、水素含有雰囲気で、前記ｎ型ＳｉＣ層を成長させる請求項３に記載のＳｉＣ材料の製造方法。
【請求項５】
前記ｎ型層成長工程の後、前記ｎ型ＳｉＣ層上に第２のｐ型ＳｉＣ層を成長させる第２のｐ型層成長工程と、
前記第２のｐ型層成長工程の後、前記第２のｐ型ＳｉＣ層上に第２のｎ型ＳｉＣ層を成長させる第２のｎ型層成長工程と、を含み、
前記レーザリフトオフ工程にて、前記ｐ型ＳｉＣ層と前記第２のｐ型ＳｉＣ層にレーザのエネルギーを吸収させ、前記ｎ型ＳｉＣ層及び前記第２のｎ型ＳｉＣ層を前記種結晶基板側から剥離させる請求項１から４のいずれか１項にＳｉＣ材料の製造方法。
【請求項６】
前記ｎ型層成長工程の後、前記ｎ型ＳｉＣ層上に発光層を含むIII族窒化物半導体層を成長させるIII族窒化物半導体層成長工程を含み、
前記レーザリフトオフ工程にて、前記ｎ型ＳｉＣ層及び前記III族窒化物半導体層を前記種結晶基板側から剥離させる請求項１から４のいずれか１項にＳｉＣ材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳｉＣ材料の製造方法及びＳｉＣ材料積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
化合物半導体のｐｎ接合による発光素子として、ＬＥＤ（発光ダイオード）が広く実用化され、主に、光伝送、表示及び照明用途に用いられている。白色ＬＥＤにおいては、エネルギー変換効率が既存の蛍光灯と比較して不十分のため、一般照明用途に対しては大幅な効率改善が必要である。さらに、高演色性、低コスト且つ大光束のＬＥＤの実現のためには多くの課題が残されている。
【０００３】
現在市販されている白色ＬＥＤとして、リードフレームに実装された青色発光ダイオード素子と、この青色発光ダイオード素子に被せられＹＡＧ：Ｃｅからなる黄色蛍光体層と、これらを覆いエポキシ樹脂等の透明材料からなるモールドレンズと、を備えたものが一般的である。この白色ＬＥＤでは、青色発光ダイオード素子から青色光が放出されると、黄色蛍光体を通り抜ける際に青色光の一部が黄色光に変換される。青色と黄色は互いに補色の関係にあることから、青色光と黄色光が交じり合うと白色光となる。この白色ＬＥＤでは、効率改善や演色性向上のため、青色発光ダイオード素子の性能向上等が求められている。
【０００４】
青色発光ダイオード素子として、ｎ型のＳｉＣ基板上に、ＡｌＧａＮからなるバッファ層、ｎ−ＧａＮからなるｎ型ＧａＮ層、ＧａＩｎＮ／ＧａＮからなる多重量子井戸活性層、ｐ−ＡｌＧａＮからなる電子ブロック層、ｐ−ＧａＮからなるｐ型コンタクト層が、ＳｉＣ基板側からこの順で連続的に積層されたものが知られている。この青色発光ダイオード素子では、ｐ型コンタクト層の表面にｐ側電極が形成されるとともに、ＳｉＣ基板の裏面にｎ側電極が形成され、ｐ側電極とｎ側電極との間に電圧を印加して電流を流すことにより、多重量子井戸活性層から青色光が放出される。ここで、ＳｉＣ基板には導電性があるため、サファイア基板を用いた青色発光ダイオード素子と異なり、上下に電極を配置することができ、製造工程の簡略化、電流の面内均一性、チップ面積に対する発光面積の有効利用等を図ることができる。
【０００５】
さらに、蛍光体を利用することなく、単独で白色光を生成する発光ダイオード素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この発光ダイオード素子では、前述の青色発光ダイオード素子のｎ型のＳｉＣ基板に代えて、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。
【０００６】
ところで、特許文献１では、蛍光ＳｉＣ材料が昇華法、ＣＶＤ法等により成長され、得られたＳｉＣ単結晶をワイヤーソー等を用いて機械的に切り出して蛍光ＳｉＣ基板としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４１５３４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載のＳｉＣ材料の製造方法では、蛍光ＳｉＣ材料をワイヤーソー等により機械的に切断しているため、製造に要する時間が長く、歩留まりも悪いという問題点があった。
【０００９】
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、短時間でＳｉＣ材料を製造することができ、かつ、歩留まりを向上させることのできるＳｉＣ材料の製造方法及びＳｉＣ材料積層体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明では、種結晶基板上にｐ型ＳｉＣ層を成長させるｐ型層成長工程と、前記ｐ型ＳｉＣ層上にｎ型ＳｉＣ層を成長させるｎ型層成長工程と、前記ｐ型ＳｉＣ層にレーザのエネルギーを吸収させ、前記ｎ型ＳｉＣ層を前記種結晶基板側から剥離させるレーザリフトオフ工程と、を含むＳｉＣ材料の製造方法が提供される。
【００１１】
また、上記ＳｉＣ蛍光材料において、前記ｐ型ＳｉＣ層は、不純物としてＡｌまたはＢの少なくとも一方を含み、前記ｎ型ＳｉＣ層は、アンドープ、または不純物としてＮを含んでいてもよい。
【００１２】
また、上記ＳｉＣ蛍光材料において、前記ｎ型ＳｉＣ層は、ドナー不純物としてＮを含み、アクセプタ不純物としてＡｌまたはＢの少なくとも一方を含む蛍光材料であってもよい。
【００１３】
また、上記ＳｉＣ蛍光材料において、前記ｐ型層成長工程及び前記ｎ型層成長工程にて、前記ｐ型ＳｉＣ層及び前記ｎ型ＳｉＣ層を昇華法で成長させ、前記ｎ型層成長工程にて、水素含有雰囲気で、前記ｎ型ＳｉＣ層を成長させてもよい。
【００１４】
また、上記ＳｉＣ蛍光材料において、前記ｎ型層成長工程の後、前記ｎ型ＳｉＣ層上に第２のｐ型ＳｉＣ層を成長させる第２のｐ型層成長工程と、前記第２のｐ型層成長工程の後、前記第２のｐ型ＳｉＣ層上に第２のｎ型ＳｉＣ層を成長させる第２のｎ型層成長工程と、を含み、前記レーザリフトオフ工程にて、前記ｐ型ＳｉＣ層と前記第２のｐ型ＳｉＣ層にレーザのエネルギーを吸収させ、前記ｎ型ＳｉＣ層及び前記第２のｎ型ＳｉＣ層を前記種結晶基板側から剥離させてもよい。
【００１５】
また、上記ＳｉＣ蛍光材料において、前記ｎ型層成長工程の後、前記ｎ型ＳｉＣ層上に発光層を含むIII族窒化物半導体層を成長させるIII族窒化物半導体層成長工程を含み、前記レーザリフトオフ工程にて、前記ｎ型ＳｉＣ層及び前記III族窒化物半導体層を前記種結晶基板側から剥離させてもよい。
【００１６】
また、本発明では、種結晶基板と、前記種結晶基板上に成長されたｐ型ＳｉＣ層と、前記ｐ型ＳｉＣ層上に成長されたｎ型ＳｉＣ層と、を有するＳｉＣ材料積層体が提供される。
【００１７】
また、上記ＳｉＣ蛍光材料において、前記ｎ型ＳｉＣ層は、炭素原子がキュービックサイトとヘキサゴナルサイトに配置されるＳｉＣ結晶からなり、ドナー不純物とアクセプタ不純物が添加された蛍光材料であり、ヘキサゴナルサイトの炭素原子と置換されるドナー不純物に対する、キュービックサイトの炭素原子と置換されるドナー不純物の割合が、結晶構造におけるヘキサゴナルサイトに対するキュービックサイトの割合よりも大きくともよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、短時間でＳｉＣ材料を製造することができ、かつ、歩留まりを向上させることができる。
【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発光ダイオード素子の模式断面図である。
【図２】図２は、６Ｈ型ＳｉＣ結晶の模式図である。
【図３】図３は、ＳｉＣ基板へ入射した光が蛍光に変換される様子を模式的に示した説明図である。
【図４】図４は、ＳｉＣ蛍光材料の製造方法を示すフローチャートである。
【図５】図５は、結晶成長装置の説明図である。
【図６】図６は、ＳｉＣ材料の成長過程を示し、（ａ）が種結晶基板上に第１のｐ型ＳｉＣ層を形成した状態を示し、（ｂ）が第１のｐ型ＳｉＣ層上に第１のｎ型ＳｉＣ層を形成した状態を示し、（ｃ）が第１のｎ型ＳｉＣ層上に第２のｐ型ＳｉＣ層を形成した状態を示す。
【図７】図７は、ＳｉＣ材料の成長過程を示し、（ａ）が第２のｐ型ＳｉＣ層上に第２のｎ型ＳｉＣ層を形成した状態を示し、（ｂ）が種結晶基板上にｎ組のｐ型ＳｉＣ層及びｎ型ＳｉＣ層を形成した状態を示す。
【図８】図８は、レーザ照射装置の概略説明図である。
【図９】図９は、試料体Ａ、試料体Ｂ及び試料体Ｃについて、波長と吸収係数の関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、試料体Ｂ、試料体Ｄ、試料体Ｅ、試料体Ｆ及び試料体Ｇについて、波長と吸収係数の関係を示すグラフである。
【図１１】図１１は、レーザリフトオフの説明図であり、（ａ）は第ｎのｐ型ＳｉＣ層に焦点を合わせてレーザを照射している状態を示し、（ｂ）は第ｎのｎ型ＳｉＣ層がレーザリフトオフにより剥離された後の状態を示している。
【図１２】図１２は、レーザリフトオフの説明図であり、（ａ）は第２のｐ型ＳｉＣ層に焦点を合わせてレーザを照射している状態を示し、（ｂ）は第１のｐ型ＳｉＣ層に焦点を合わせてレーザを照射している状態を示している。
【図１３】図１３は、変形例を示し、（ａ）は種結晶基板上にｐ型ＳｉＣ層を介して発光ダイオード素子の層構造を形成した状態を示し、（ｂ）はｐ型ＳｉＣ層に焦点を合わせてレーザを照射している状態を示している。
【図１４】図１４は、試料体Ｈ及び試料体Ｉの相対発光強度、室温キャリア濃度、ドナー不純物とアクセプタ不純物の差、ホールに対する当該差の比率、浅いドナー準位を形成するドナーと、深いドナー準位を形成するドナーの比を示す表である。
【図１５】図１５は、試料体Ｈ、試料体Ｉ及び試料体Ｊについて、波長と透過率の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１から図４は本発明の一実施形態を示すものであり、図１は発光ダイオード素子の模式断面図である。
【００２１】
図１に示すように、白色発光ダイオード１は、ホウ素（Ｂ）及び窒素（Ｎ）がドープされたＳｉＣ基板１０と、このＳｉＣ基板１０上に形成され複数の窒化物半導体層により構成された発光部２０と、を備えている。発光部２０からＳｉＣ基板１０へ光が入射すると、ＳｉＣ基板１０にて入射光が吸収されて不純物準位による蛍光が生じるようになっている。
【００２２】
図２に示すように、ＳｉＣ基板１０は、６層ごとに周期的な構造をとる６Ｈ型のＳｉＣ結晶によって形成され、ドナー不純物として窒素を含むとともに、アクセプタ不純物としてホウ素を含んでいる。ＳｉＣ基板１０の製造方法は任意であるが、例えば昇華法、化学気相成長法によってＳｉＣ結晶を成長させて製造することができる。このとき、結晶成長中の雰囲気における窒素ガス（Ｎ２）の分圧を適度に調整することにより、ＳｉＣ基板１０における窒素の濃度を任意に設定することができる。一方、ホウ素は、ホウ素単体またはホウ素化合物を原料に対して適量混合させることにより、ＳｉＣ基板１０におけるホウ素の濃度を任意に設定することができる。
【００２３】
ここで、６Ｈ型のＳｉＣ結晶は、キュービックサイトの割合が２／３、ヘキサゴナルサイトの割合が１／３である。通常であれば、ドナー不純物である窒素は、各サイトの存在割合と同じ割合で各サイトに配置される。すなわち、６Ｈ型のＳｉＣであれば、２／３の窒素がキュービックサイトの炭素原子と置換され、１／３の窒素がヘキサゴナルサイトの炭素原子と置換されることとなる。しかし、本実施形態のＳｉＣ結晶は、キュービックサイトのドナー不純物濃度を高くさせるようドナーを操作する工程を経て製造されているため、ヘキサゴナルサイトの炭素原子と置換されるドナー不純物に対する、キュービックサイトの炭素原子と置換されるドナー不純物の割合が、結晶構造におけるヘキサゴナルサイトに対するキュービックサイトの割合よりも大きくなっている。
【００２４】
図１に示すように、発光部２０は、ＡＩＧａＮで構成されたバッファ層２１と、ｎ―ＧａＮで構成された第１コンタクト層２２と、ｎ−ＡＩＧａＮで構成された第１クラッド層２３と、ＧａｌｎＮ／ＧａＮで構成された多重量子井戸活性層２４と、ｐ―ＡＩＧａＮで構成された電子ブロック層２５と、ｐ−ＡＩＧａＮで構成された第２クラッド層２６と、ｐ―ＧａＮで構成された第２コンタクト層２７と、をＳｉＣ基板１０側からこの順で連続的に有している。発光部２０は、ＳｉＣ基板１０上に、例えば有機金属化合物気相成長法によって積層される。また、第２コンタクト層２７の表面には、Ｎｉ／Ａｕからなるｐ電極３１が形成される。また、第２コンタクト層２７から第１コンタクト層２２の所定位置まで厚さ方向にエッチングすることにより第１コンタクト層２２を露出させ、この露出部分にＴｉ／Ａｌ／Ｔｉ／Ａｕからなるｎ電極３２が形成される。
【００２５】
本実施形態においては、多重量子井戸活性層１０８は、Ｇａ０．９５ｌｎ０．０５Ｎ／ＧａＮからなり、発光のピーク波長は３８５ｎｍである。尚、多重量子井戸活性層２４におけるピーク波長は任意に変更することができる。また、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、発光部２０の層構成は任意である。
【００２６】
以上のように構成された白色発光ダイオード１のｐ電極３１とｎ電極３２に順方向の電圧を印加すると、発光部２０に電流が注入され、多重量子井戸活性層２４において近紫外領域にピーク波長を有する光が放出される。放出された近紫外光は、アクセプタ不純物とドナー不純物がドープされたＳｉＣ基板１０へ入射してほぼ全てが吸収される。ＳｉＣ基板１０では、近紫外光を励起光としてドナー電子とアクセプタ正孔が再結合することにより蛍光が生じ、黄色から赤色にかけて発光する。これにより、白色発光ダイオード１は、暖白色に発光し、照明に適した光が外部へ放出される。
【００２７】
ここで、ＳｉＣ基板１０における蛍光作用について、図３を参照して説明する。図３は、ＳｉＣ基板へ入射した光が蛍光に変換される様子を模式的に示した説明図である。
ＳｉＣ基板１０は主にＳｉＣ結晶で構成されているため、６Ｈ型ＳｉＣ結晶のバンドギャップエネルギーＥｇが形成されている。
ＳｉＣ基板１０に光を入射させると、荷電子帯Ｅ２から伝導帯Ｅ１に自由電子ａが励起され、Ｅ２には自由正孔ｂが生成される。そして、数ｎｓから数μｓの短時間のうちに、自由電子ａはドナー準位ＮＳＤ，ＮＤＤへ緩和してドナー電子ａＳ’，ａＤ’となり、自由正孔ｂはアクセプタ準位ＮＡへと緩和してアクセプタ正孔ｂ’となる。
ここで、キュービックサイトのドナーは深いドナー準位ＮＤＤを形成し、ヘキサゴナルサイトのドナーは浅いドナー準位ＮＳＤを形成することが判明している。
【００２８】
深いドナー準位ＮＤＤへ緩和したドナー電子ａＤ’は、ドナー・アクセプタ・ペア（ＤＡＰ）発光に用いられ、アクセプタ正孔ｂ’と再結合する。そして、その遷移エネルギー（Ｅｇ−ＥＤＤ−ＥＡ）に相当するエネルギーを有する光子ｃがＳｉＣ基板１０の外部へ放出される。ＳｉＣ基板１０の外部へ放出された光子ｃの波長は、遷移エネルギー（Ｅｇ−ＥＤＤ−ＥＡ）に依存する。
一方、浅いドナー準位ＮＳＤへ緩和したドナー電子ａＳ’は、Γバンドとのバンド内吸収に用いられ、アクセプタ正孔ｂ’と再結合しない。すなわち、発光には寄与しない。
【００２９】
ドナー・アクセプタ・ペア発光を的確に行うためには、ＳｉＣ結晶中の室温でのキャリア濃度が、ドナー濃度とアクセプタ濃度の差よりも小さいことが好ましい。
さらに、窒素のイオン化エネルギーはホウ素よりも小さいため、室温において、ある程度の窒素がイオン化する。すると、励起されたドナー電子ａＤ’が再度伝導帯Ｅ１に遷移することとなり、アクセプタ正孔ｂ’と対になるドナー電子ａＤ’が不足することとなる。対となるドナー電子ａＤ’がないアクセプタ正孔ｂ’は、蛍光発光に寄与することができず、そのアクセプタ正孔ｂ’を励起するためのエネルギーが無駄に消費されたこととなる。すなわち、ドナー電子ａＤ’とアクセプタ正孔ｂ’が過不足なく再結合できるように予めイオン化する窒素量を見越してホウ素濃度よりも窒素濃度を多めに設定しておくことにより、高い蛍光量子効率を実現することができる。
【００３０】
次いで、図４を参照してＳｉＣ蛍光材料の製造方法について説明する。図４は、ＳｉＣ蛍光材料の製造方法を示すフローチャートである。
図４に示すように、このＳｉＣ蛍光材料の製造方法は、第１のｐ型層成長工程Ｓ１と、第１のｎ型層成長工程Ｓ２と、第２のｐ型層成長工程Ｓ３と、第２のｎ型層成長工程Ｓ４と、第ｎのｐ型層成長工程Ｓ５と、第ｎのｎ型層成長工程Ｓ６と、レーザリフトオフ工程Ｓ７と、を含んでいる。ここで、ｎは種結晶基板上に形成されるｐ型ＳｉＣ層とｎ型ＳｉＣ層のペア数であり、図４においてはｎは３以上の整数である。
【００３１】
図５は、結晶成長装置の説明図である。
図５に示すように、この結晶成長装置１００は、種結晶基板１１０及び原料１２０が配置される内部容器１３０と、内部容器１３０を収容する収容管１４０と、内部容器１３０を覆う断熱容器１５０と、収容管１４０内へ気体を導入する導入管１６０と、導入管１６０から導入される気体の流量を計る流量計１７０と、収容管１４０内の圧力を調整するポンプ１８０と、収容管１４０の外側に配置され種結晶基板１１０を加熱するためのＲＦコイル１９０と、を有している。
【００３２】
内部容器１３０は、例えば黒鉛からなり、上方を開口した坩堝１３１と、坩堝１３１の開口を閉塞する蓋１３２と、を有する。蓋１３２の内面には、単結晶ＳｉＣからなる種結晶基板１１０が取り付けられる。また、坩堝１３１の内部には、昇華再結晶の原料１２０が収容される。本実施形態においては、原料１２０は、ＳｉＣ結晶の粉末と、Ｂ源となる粉末とが用いられる。尚、Ｂ源としては、例えば、ＬａＢ６、Ｂ４Ｃ、ＴａＢ２、ＮｂＢ２、ＺｒＢ２、ＨｆＢ２、ＢＮ、Ｂを含有した炭素等を挙げることができる。
【００３３】
ＳｉＣ蛍光材料を製造するにあたっては、まず、原料１２０を充填した坩堝１３１を蓋１３２で閉じ、黒鉛製の支持棒により収容管１４０の内部に設置した後、内部容器１３０を断熱容器１５０で被覆する。そして、雰囲気ガスとして、Ａｒガス、Ｎ２ガス及びＨ２ガスを、流量計１７０を介して導入管１６０により収容管１４０の内部へ流す。続いて、ＲＦコイル１９０を用いて、原料１２０を加熱するとともに、ポンプ１８０を用いて収容管１４０内の圧力を制御する。
【００３４】
具体的には、収容管１４０内の圧力を０．０３Ｐａから６００Ｐａの間とし、種結晶基板１１０の初期温度を少なくとも１１００℃とする。初期温度は、１５００℃以下が好ましく、１４００℃以下がより好ましい。そして、原料１２０と種結晶基板１１０の間の温度勾配を１℃から１０℃の間に設定する。
【００３５】
次いで、種結晶基板１１０を初期温度から、１５℃／分から２５℃／分の割合で加熱していき、成長温度まで上昇させる。成長温度は、１７００℃から１９００℃の間が好ましい。成長レートは、１０μｍ／時から２００μｍ／時の間とすることが好ましい。
【００３６】
これにより、原料１２０は、昇華後、温度勾配に基づき形成される濃度勾配により、種結晶基板１１０の方向に拡散して輸送される。ＳｉＣ蛍光材料の成長は、種結晶基板１１０に到着した原料ガスが種結晶上に再結晶することにより実現される。尚、ＳｉＣ結晶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、並びに、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。
【００３７】
図６は、ＳｉＣ材料の成長過程を示し、（ａ）が種結晶基板上に第１のｐ型ＳｉＣ層を形成した状態を示し、（ｂ）が第１のｐ型ＳｉＣ層上に第１のｎ型ＳｉＣ層を形成した状態を示し、（ｃ）が第１のｎ型ＳｉＣ層上に第２のｐ型ＳｉＣ層を形成した状態を示す。図７は、ＳｉＣ材料の成長過程を示し、（ａ）が第２のｐ型ＳｉＣ層上に第２のｎ型ＳｉＣ層を形成した状態を示し、（ｂ）が種結晶基板上にｎ組のｐ型ＳｉＣ層及びｎ型ＳｉＣを形成した状態を示す。
【００３８】
本実施形態においては、図６（ａ）に示すように、まず、種結晶基板１１０上に第１のｐ型ＳｉＣ層２１０を成長させる（第１のｐ型層成長工程：Ｓ１）。本実施形態においては、Ｂの化合物が原料１２０に添加されており、第１のｐ型ＳｉＣ層２１０は不純物元素としてＢを含む。第１のｐ型ＳｉＣ層２１０の厚さは、例えば１０μｍ〜５０μｍである。尚、第１のｐ型ＳｉＣ層２１０は、レーザリフトオフ工程Ｓ７にて光吸収層として作用するので、光吸収層としての機能を果たす限りにおいて、厚さ、不純物濃度等は任意である。
【００３９】
次いで、図６（ｂ）に示すように、第１のｐ型ＳｉＣ層２１０上に第１のｎ型ＳｉＣ層２２０を成長させる（第１のｎ型層成長工程：Ｓ２）。本実施形態においては、Ｎ２ガスが結晶成長時の雰囲気ガス中に添加され、第１のｎ型ＳｉＣ層２２０は不純物元素としてＢ及びＮを含む。さらに、Ｈ２ガスが結晶成長時の雰囲気ガス中に添加されており、これによりドナー不純物のヘキサゴナルサイトの炭素原子との置換を抑制し、キュービックサイトの炭素原子との置換を促進する。第１のｎ型ＳｉＣ層２２０の厚さは、例えば２００μｍ〜３００μｍである。尚、第１のｎ型ＳｉＣ層２２０は、白色発光ダイオード１のＳｉＣ基板１０として使用されるので、レーザリフトオフ後に厚さに関して機械的な加工が必要ないように設計しておくことが望ましい。
【００４０】
ここで、ドナー不純物のキュービックサイトの炭素原子との置換が促進されるメカニズムについては次のように考えられる。まず、結晶成長表面の原子ステップ端で水素原子が炭素原子と反応しＣ−Ｈ結合を形成する。次いで、炭素原子と周りのシリコン原子との結合力が弱まり炭素原子の脱離による炭素空孔が発生する。そして、炭素空孔に窒素が取り込まれる確率が上昇する。ここで、ヘキサゴナルサイトの炭素原子とキュービックサイトの炭素原子では、周りのＳｉ原子の結合力に差があり、キュービックサイトの炭素原子の方が結合力が弱いため、水素原子によって炭素空孔が発生しやすく、このためキュービックサイトの炭素原子と窒素原子の置換が選択的に促進されると考えられる。
【００４１】
このように、水素含有雰囲気でＳｉＣ蛍光材料を昇華法で成長させるような、ヘキサゴナルサイトよりもキュービックサイトの炭素原子と窒素原子の置換を促進させるドナー操作工程を経て作製されるＳｉＣ結晶は、ヘキサゴナルサイトの炭素原子と置換されるドナー不純物に対する、キュービックサイトの炭素原子と置換されるドナー不純物の割合が、結晶構造におけるヘキサゴナルサイトに対するキュービックサイトの割合よりも大きくなっている。
【００４２】
このようにして製造されたＳｉＣ結晶は、ドナー操作工程を経ないで作製された従来のものに比べて、発光に寄与するドナー不純物の割合が高いため、ドナー・アクセプタ・ペア（ＤＡＰ）発光時の発光効率を向上させることができる。このとき、ＳｉＣ結晶における可視光領域の吸収率が、不純物無添加の場合と同程度であると、浅い準位のドナーが少ないので好ましい。
【００４３】
さらに、図６（ｃ）に示すように、第１のｐ型ＳｉＣ層２１０と同様の条件で、第１のｎ型ＳｉＣ層２２０の上に第２のｐ型ＳｉＣ層２３０を成長させる（第２のｐ型層成長工程：Ｓ３）。さらにまた、図７（ａ）に示すように、第１のｎ型ＳｉＣ層２２０と同様の条件で、第２のｐ型ＳｉＣ層２３０の上に第２のｎ型ＳｉＣ層２４０を成長させる（第２のｎ型層成長工程：Ｓ４）。このように、ｐ型ＳｉＣ層とｎ型ＳｉＣ層をこの順で交互に積層していき、図７（ｂ）に示すように、第ｎのｐ型ＳｉＣ層２５０及び第ｎのｎ型ＳｉＣ層２６０まで積層させる（第ｎのｐ型層成長工程：Ｓ５，第ｎのｎ型層成長工程：Ｓ６）。これにより、種結晶基板１１０上の複数のｐ型ＳｉＣ層及びｎ型ＳｉＣ層が積層されたＳｉＣ材料積層体２９０が作製される。
【００４４】
次いで、各ｎ型ＳｉＣ層２２０，２４０，２６０をレーザリフトオフ法により剥離する（レーザリフトオフ工程：Ｓ７）。図８は、レーザ照射装置の概略説明図である。
図８に示すように、レーザ照射装置３００は、レーザビームを発振するレーザ発振器３１０、発振されたレーザビームの方向を変えるミラー３２０、レーザビームをフォーカシングする光学レンズ３３０及びレーザビームの照射対象である作業対象物、即ち接合体１６０を支持するためのステージ３４０を有する。また、レーザ照射装置３００は、レーザビームの経路を真空状態に維持するハウジング３５０を有していてもよい。
【００４５】
レーザ発振器３１０は、ＹＡＧレーザの第２次高調波等を用いることができる。レーザ発振器３１０で放出されたビームは、ミラー３２０で反射されて方向が変更される。ミラー３２０は、レーザビームの方向を変更するために複数設けられる。また、光学レンズ３３０は、ステージ３４０の上方に位置し、ＳｉＣ材料積層体２９０に入射されるレーザビームをフォーカシングする。
【００４６】
ステージ３４０は、図示しない移動手段によりｘ方向及び／又はｙ方向に移動し、その上に載置されたＳｉＣ材料積層体２９０を移動する。レーザビームは、種結晶基板１１０及びｎ型ＳｉＣ層２２０，２４０，２６０を通して照射され、ｐ型ＳｉＣ層２１０，２３０，２５０にて吸収される。ｐ型ＳｉＣ層２１０，２３０，２５０は、可視光域に大きな吸収ピークを有するため、ｎ型ＳｉＣ層２２０，２４０，２６０と比べてレーザの吸収係数が大きい。従って、ｐ型ＳｉＣ層２１０，２３０，２５０を光吸収層として機能させ、ｎ型ＳｉＣ層２２０，２４０，２６０を剥離することができる。
【００４７】
ここで、ｐ型ＳｉＣとｎ型ＳｉＣの試料体を複数作製したところ、ｐ型ＳｉＣがｎ型ＳｉＣよりも可視領域にて吸収係数が大きいことが視覚的に確認されている。具体的に、不純物としてＡｌがドープされたｐ型ＳｉＣを複数作製したところ、黒、あるいは濃い緑の試料体が得られ、可視領域にて吸収係数が大きいことが視覚的に確認された。また、不純物としてＡｌ及びＮがドープされたｎ型ＳｉＣを作製したところ、透明、あるいは薄い緑の試料体が得られ、可視領域にて吸収係数が小さいことが視覚的にも確認されている。すなわち、Ａｌがドープされたｐ型ＳｉＣと、Ａｌ及びＮがドープされたｎ型ＳｉＣを積層させて、可視領域のレーザを照射すると、ｐ型ＳｉＣにて光が吸収されることとなる。
【００４８】
また、不純物としてＢがドープされたｐ型ＳｉＣを作製したところ、黒、あるいは濃い緑の試料体が得られ、可視領域にて吸収係数が大きいことが視覚的に確認された。また、不純物としてＢ及びＮがドープされたｎ型ＳｉＣを作製したところ、透明、あるいは薄い緑の試料体が得られ、可視領域にて吸収係数が小さいことが視覚的に確認された。すなわち、Ｂがドープされたｐ型ＳｉＣと、Ｂ及びＮがドープされたｎ型ＳｉＣを積層させて、可視領域のレーザを照射すると、ｐ型ＳｉＣにて光が吸収されることとなる。
【００４９】
尚、ドナー不純物とアクセプタ不純物がドープされたｎ型ＳｉＣの場合、Ｎ等のドナー不純物の濃度ＮＤと、Ａｌ，Ｂ等のアクセプタ不純物の濃度ＮＡの差（ＮＤ−ＮＡ）が、少なくとも１×１０１９以下のｎ型ＳｉＣであれば、ほぼ透明となることが確認されてる。実際に、ドナー不純物及びアクセプタ不純物を含むｎ型ＳｉＣと、アクセプタ不純物を含むｐ型ＳｉＣの積層体に対して、５３２ｎｍの波長のレーザを、スポット径が３ｍｍ、ピークパワーが０．１〜１．０ＭＷ／ｐｕｌｓｅの条件で、ｎ型ＳｉＣ側から照射したところ、ｎ型ＳｉＣではエネルギーが吸収されずｐ型ＳｉＣにてエネルギーが吸収された。
【００５０】
さらに複数の試料体について、実際に波長と吸収係数の関係を測定した。
図９は、試料体Ａ、試料体Ｂ及び試料体Ｃについて、波長と吸収係数の関係を示すグラフである。試料体Ａは、Ａｌをドープしたｐ型ＳｉＣであり、Ａｌの濃度を１．５×１０１９／ｃｍ３とした。また、試料体Ｂは、アンドープのｎ型ＳｉＣである。また、試料体Ｃは、Ａｌ及びＮをドープしたｎ型ＳｉＣであり、Ａｌの濃度を４×１０１８／ｃｍ３、Ｎの濃度を５．５×１０１８／ｃｍ３とした。図９に示すように、ｐ型ＳｉＣは、ｎ型ＳｉＣと比較して、４２０ｎｍ以上の領域で吸収係数が顕著に大きくなる。ｎ型ＳｉＣは、試料体ＢのようなアンドープのＳｉＣであっても、試料体Ｃのようなアクセプタ不純物としてのＡｌ及びドナー不純物としてのＮがドープされたＳｉＣであってもよいことが理解される。尚、試料体Ｃは、近紫外光により励起されると青色光を発する蛍光ＳｉＣである。
【００５１】
図１０は、試料体Ｂ、試料体Ｄ、試料体Ｅ、試料体Ｆ及び試料体Ｇについて、波長と吸収係数の関係を示すグラフである。試料体Ｄは、Ｂをドープしたｐ型ＳｉＣであり、Ｂの濃度を５×１０１８／ｃｍ３とした。また、試料体Ｅは、Ｂ及びＮをドープしたｎ型ＳｉＣであり、Ｂの濃度を６×１０１７／ｃｍ３、Ｎの濃度を１×１０１９／ｃｍ３とした。また、試料体Ｆは、Ｂ及びＮをドープしたｎ型ＳｉＣであり、Ｂの濃度を４×１０１７／ｃｍ３、Ｎの濃度を２．６×１０１８／ｃｍ３とした。また、試料体Ｇは、Ｂ及びＮをドープしたｎ型ＳｉＣであり、Ｂの濃度を８．９５×１０１７／ｃｍ３、Ｎの濃度を２．５×１０１８／ｃｍ３とした。図１０に示すように、ｐ型ＳｉＣは、ｎ型ＳｉＣと比較して、４５０ｎｍ以上の領域で吸収係数が顕著に大きくなる。
【００５２】
試料体Ｅ、試料体Ｆ及び試料体Ｇについては、いずれも、４５０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の領域と、６８０ｎｍ以上の領域で吸収係数が比較的低くなっている。従って、レーザの波長を４５０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下または６８０ｎｍ以上とすると、ｐ型ＳｉＣとの吸収係数の差が大きくなり好ましい。尚、５８０ｎｍ超６８０ｎｍ未満の領域においても、試料体Ｅの吸収係数が比較的高くなっているものの、試料体Ｆ及び試料体Ｇの吸収係数は比較的低くなっている。これは、各試料体のドナー不純物の濃度ＮＤとのアクセプタ不純物の濃度ＮＡの差（ＮＤ−ＮＡ）に起因すると考えられ、この差（ＮＤ−ＮＡ）は試料体Ｅが９．４×１０１８／ｃｍ３、試料体Ｆが２．２×１０１８／ｃｍ３、試料体Ｇが１．６×１０１８／ｃｍ３である。従って、ドナー不純物の濃度ＮＤとのアクセプタ不純物の濃度ＮＡの差（ＮＤ−ＮＡ）を２．２×１０１８／ｃｍ３以下とすれば、全波長領域で吸収係数が低くなり好ましい。
【００５３】
図１１は、レーザリフトオフの説明図であり、（ａ）は第ｎのｐ型ＳｉＣ層に焦点を合わせてレーザを照射している状態を示し、（ｂ）は第ｎのｎ型ＳｉＣ層がレーザリフトオフにより剥離された後の状態を示している。図１２は、レーザリフトオフの説明図であり、（ａ）は第２のｐ型ＳｉＣ層に焦点を合わせてレーザを照射している状態を示し、（ａ）は第１のｐ型ＳｉＣ層に焦点を合わせてレーザを照射している状態を示している。
【００５４】
レーザリフトオフにあたっては、まず、図１１（ａ）に示すように、種結晶基板１１０から最も離れた第ｎのｐ型ＳｉＣ層２５０にレーザの焦点を合わせ、第ｎのｎ型ＳｉＣ層２６０を通じて第ｎのｐ型ＳｉＣ層２５０にレーザ光を吸収させる。これにより、図１１（ｂ）に示すように、第ｎのｎ型ＳｉＣ層２６０が種結晶基板１１０側から剥離される。
【００５５】
このように、種結晶基板１１０と反対側から順次ｎ型ＳｉＣ層を剥離していく。そして、図１２（ａ）に示すように第２のｐ型ＳｉＣ層２３０にレーザ光を吸収させて第２のｎ型ＳｉＣ層２４０を剥離し、図１２（ｂ）に示すように第１のｐ型ＳｉＣ層２１０にレーザ光を吸収させて第１のｎ型ＳｉＣ層２２０を剥離することにより、全てのｎ型ＳｉＣ層２２０，２４０，２６０が種結晶基板１１０側から剥離される。全てのｎ型ＳｉＣ層２２０，２４０，２６０が剥離された種結晶基板１１０は、再利用することができる。
【００５６】
このように、種結晶基板１１０とｎ型ＳｉＣ層２２０，２４０，２６０との間にｐ型ＳｉＣ層２１０，２３０，２５０を形成し、レーザ光をｐ型ＳｉＣ層２１０，２３０，２５０に吸収させることにより、ｎ型のＳｉＣ材料を得ることができる。このとき、ｐ型ＳｉＣ層２１０，２３０，２５０は吸収層として機能させる厚さであればよく、例えば機械的に分断して剥離する場合の切り代の厚さと比べると飛躍的に薄くすることができる。従って、ＳｉＣ材料を製造する際の歩留まりを飛躍的に向上させることができる。例えば、ＳｉＣ材料をワイヤーソーを用いて機械的に分断する場合、４００μｍ程度の切り代が必要であったが、光吸収層としてのｐ型ＳｉＣ層であれば約１／４０の１０μｍ程度とすることができる。
【００５７】
また、ｐ型ＳｉＣ層２１０，２３０，２５０にレーザ光を吸収させて剥離していることから、例えば機械的に剥離する場合のようにＳｉＣ材料に機械的なダメージが加わることはない。これにより、ダメージの少ない良質なＳｉＣ材料を得ることができる。さらに、レーザ光の照射であれば、機械的に剥離する場合のように加工に時間を要することもなく、短時間でＳｉＣ材料を製造することができる。
【００５８】
このようにして剥離されたＳｉＣ結晶は、そのまま発光ダイオード素子１のＳｉＣ基板１０となる。この後、ＳｉＣ基板１０にIII族窒化物半導体をエピタキシャル成長させる。本実施形態においては、例えば有機金属化合物気相成長法によってバッファ層２１、第１コンタクト層２２、第１クラッド層２３、多重量子井戸活性層２４、電子ブロック層２５、第２クラッド層２６及び第２コンタクト層２７を成長させる。窒化物半導体層を形成した後、各電極３１，３２を形成し、ダイシングにより複数の発光ダイオード素子１に分割することにより、発光ダイオード素子１が製造される。ここで、図１に示すＳｉＣ基板１０は、発光ダイオード素子１の基板とせずに、蛍光体板として利用することも可能である。
【００５９】
図１３は、変形例を示し、（ａ）は種結晶基板上にｐ型ＳｉＣ層を介して発光ダイオード素子の層構造を形成した状態を示し、（ｂ）はｐ型ＳｉＣ層に焦点を合わせてレーザを照射している状態を示している。
前記実施形態においては、種結晶基板１１０と反対側からｎ型ＳｉＣ層を剥離しているが、例えば図１３（ｂ）に示すように、種結晶基板１１０側からｎ型ＳｉＣ層を剥離することも可能である。種結晶基板１１０が例えばアンドープのようなｎ型ＳｉＣ材料であれば、各ｎ型ＳｉＣ層と同様にレーザ光を吸収することはないので、種結晶基板１１０側からレーザ光を照射してもｐ型ＳｉＣ層に到達する前にレーザ光が吸収されるようなことはない。また、種結晶基板１１０上に形成されるｐ型ＳｉＣ層及びｎ型ＳｉＣ層の数も任意である。
【００６０】
また、前記実施形態においては、種結晶基板１１０上にｐ型とｎ型のＳｉＣ材料を順次積層していき、複数のｎ型ＳｉＣ材料を得るものを示したが、例えば図１３（ａ）に示すように、ｐ型ＳｉＣ層２１０を介して発光ダイオード素子１の層構造を形成してもよい。この場合、種結晶基板１１０上にｐ型ＳｉＣ層２１０、ｎ型ＳｉＣ層１０を順次形成した後、ｎ型ＳｉＣ層１０上にIII族窒化物半導体をエピタキシャル成長させる。この後、図１３（ｂ）に示すように、ｐ型ＳｉＣ層２１０にレーザ光を吸収させることにより、発光ダイオード素子１を得ることができる。
【００６１】
また、前記実施形態においては、ｎ型ＳｉＣ層が蛍光材料であるものを示したが、蛍光材料以外のＳｉＣ材料としてもよいことは勿論である。要は、種結晶基板とｎ型のＳｉＣ材料の間にｐ型のＳｉＣ材料を介在させ、ｐ型のＳｉＣ材料にレーザ光を吸収させればよいのである。
【００６２】
また、ｎ型ＳｉＣ層を蛍光材料とするならば、ｎ型ＳｉＣ層はドナー不純物としてＮを含み、アクセプタ不純物としてＡｌまたはＢの少なくとも一方を含む蛍光材料とすることが好ましい。この場合、ｐ型ＳｉＣ層の不純物をｎ型ＳｉＣ層のアクセプタ不純物と同じ材料とするとＳｉＣ材料積層体の作製が容易である。すなわち、ｐ型ＳｉＣ層は不純物としてＡｌまたはＢの少なくとも一方を含むことが好ましい。
【００６３】
また、前記実施形態においては、昇華法によりＳｉＣ蛍光材料を得るものを示したが、ＣＶＤ法等によりＳｉＣ蛍光材料を得るようにしてもよい。また、結晶成長時に水素ガスを添付することにより、ヘキサゴナルサイトの炭素原子と優先的にドナー不純物が置換されるものを示したが、他の方法を用いることもでき、例えば、ＳｉとＣの比を正確に制御することによっても可能である。
【００６４】
また、前記実施形態においては、ＳｉＣ蛍光材料を発光ダイオード素子１の基板として用いるものを示したが、光源と別個の蛍光体として利用することもできる。例えば、ＳｉＣ蛍光材料を粉末状として利用することもできるし、板状にして利用することもできる。
【００６５】
また、ｎ型のＳｉＣ蛍光材料のドナー及びアクセプタとしてＮ及びＢを用いたものを示したが、例えば、Ｎ及びＡｌを用いることでＮ及びＢの組み合わせよりも短波長側で発光させることができるし、ＮとともにＡｌとＢを同時に添加してもよい。さらに、ｎ型のＳｉＣ蛍光材料のドナー及びアクセプタとして、例えばＰ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｌ等の他のＶ族元素やＩＩＩ族元素を用いることもできるし、さらにはＴｉ、Ｃｒ等の遷移金属やＢｅ等のＩＩ族元素も用いることもでき、ＳｉＣ結晶中でドナー不純物及びアクセプタ不純物として使用可能な元素であればドナー及びアクセプタは適宜変更することができる。
【００６６】
また、ＳｉＣ蛍光材料として６Ｈ型のＳｉＣ結晶について、ヘキサゴナルサイトの炭素原子と置換されるドナー不純物に対する、キュービックサイトの炭素原子と置換されるドナー不純物の割合が、結晶構造におけるヘキサゴナルサイトに対するキュービックサイトの割合よりも大きくしたものを示したが、例えば４Ｈ型のＳｉＣ結晶のように、キュービックサイトとヘキサゴナルサイトを有する結晶であれば、他のポリタイプのＳｉＣ結晶でも適用可能である。
【００６７】
ここで、実際に、６Ｈ型のＳｉＣ結晶について、ヘキサゴナルサイトの炭素原子と置換されるドナー不純物に対する、キュービックサイトの炭素原子と置換されるドナー不純物の割合が、結晶構造におけるヘキサゴナルサイトに対するキュービックサイトの割合よりも大きい試料体Ｈを作製した。また、比較のため、６Ｈ型のＳｉＣ結晶について、ヘキサゴナルサイトの炭素原子と置換されるドナー不純物に対する、キュービックサイトの炭素原子と置換されるドナー不純物の割合が、結晶構造におけるヘキサゴナルサイトに対するキュービックサイトの割合と同じ試料体Ｉを作製した。
【００６８】
具体的に、試料体Ｈ及びＩは、図５に示す結晶成長装置を用いて作製し、ドナー不純物として窒素を用い、アクセプタ不純物としてホウ素を用いた。窒素は結晶成長時の雰囲気ガス中にＮ２ガスを含有させることで添加し、ホウ素はＢの化合物を原料１２０に含有させることで添加した。さらに具体的には、試料体Ｈ及びＩは、初期温度を１１００℃、成長温度を１７８０℃、成長レートを１００μｍ／時として作製した。試料体Ｈについては、収容菅１４０内にＡｒガス及びＮ２ガスに加えてＨ２ガスを導入し、収容管１４０内の圧力を０．０８Ｐａとして作製した。また、試料体Ｉについては、収容菅１４０内にＡｒガス及びＮ２ガスに加え、収容管１４０内の圧力を３０Ｐａとして作製した。
【００６９】
以上ようにして作製された試料体Ｈ及びＩの相対発光強度、室温キャリア濃度、ドナー不純物とアクセプタ不純物の差、ホール（Hall）に対する当該差の比率、浅いドナー準位を形成するドナーと、深いドナー準位を形成するドナーの比を測定したところ、図１４に示すようになった。図１４は、試料体Ｈ及び試料体Ｉの相対発光強度、室温キャリア濃度、ドナー不純物とアクセプタ不純物の差、ホールに対する当該差の比率、浅いドナー準位を形成するドナーと、深いドナー準位を形成するドナーの比を示す表である。ここでホール(Hall)とは、室温でのホール効果測定により得られるキャリア濃度のことをさす。
【００７０】
図１４から明らかなように、試料体Ｈは、結晶成長時に水素を添加することにより、ドナー不純物のヘキサゴナルサイトの炭素原子との置換を抑制し、キュービックサイトの炭素原子との置換を促進された。この結果、試料体Ｉと比較して発光強度が４倍となった。また、試料体Ｈについてみると、室温でのキャリア濃度が、ドナー濃度とアクセプタ濃度の差よりも小さく、的確にドナー・アクセプタ・ペア発光が行われていることが理解される。さらに、試料体Ｈは、ホールに対するドナー濃度とアクセプタ濃度の差の比率が試料体Ｉより小さくなっていることから、試料体Ｉと比較して、ドナーである窒素が余分なフリーキャリアを発生させることなくドナー・アクセプタ・ペア発光に寄与していることが理解される。
【００７１】
また、試料体Ｈ及び試料体Ｉについて透過率及び吸収係数を測定した。比較のため、不純物を全く含まない６Ｈ型ＳｉＣ結晶からなる試料体Ｊを作製して、その透過率と比較した。ここで試料体Ｊは、初期温度を１１００℃、成長温度を１７８０℃、成長レートを１００μｍ／時として作製した。図１５は、試料体Ｈ、試料体Ｉ及び試料体Ｊについて、波長と透過率の関係を示すグラフである。
【００７２】
図１５に示すように、試料体Ｈは、可視光領域の透過率が不純物無添加の試料体Ｊと同程度となっており、浅い準位のドナーが比較的少ないことが理解される。これに対し、試料体Ｉは、可視光領域の透過率が試料体Ｊより小さく、浅い準位のドナーが比較的多いことが理解される。
【符号の説明】
【００７３】
１  発光ダイオード素子
１０  ＳｉＣ基板
２１  バッファ層
２２  第１コンタクト層
２３  第１クラッド層
２４  多重量子井戸活性層
２５  電子ブロック層
２６  第２クラッド層
２７  第２コンタクト層
３１  ｐ電極
３２  ｎ電極
１００ 結晶成長装置
１１０ 種結晶基板
１２０ 原料
１３０ 内部容器
１３１ 坩堝
１３２ 蓋
１４０ 収容管
１５０ 断熱容器
１６０ 導入管
１７０ 流量計
１８０ ポンプ
１９０ ＲＦコイル
２１０ 第１のｐ型ＳｉＣ層
２２０ 第１のｎ型ＳｉＣ層
２３０ 第２のｐ型ＳｉＣ層
２４０ 第２のｎ型ＳｉＣ層
２５０ 第ｎのｐ型ＳｉＣ層
２６０ 第ｎのｎ型ＳｉＣ層
３００ レーザ照射装置
３１０ レーザ発振器
３２０ ミラー
３３０ 光学レンズ
３４０ ステージ
３５０ ハウジング
【要約】      （修正有）【課題】短時間でＳｉＣ材料を製造することができ、かつ、歩留まりを向上させることのできるＳｉＣ材料の製造方法及びＳｉＣ材料積層体を提供する。【解決手段】ＳｉＣ材料を製造するにあたり、種結晶基板１１０上にｐ型ＳｉＣ層２１０を成長させた後、ｐ型ＳｉＣ層２１０上にｎ型ＳｉＣ層２２０を成長させ、さらに、ｐ型ＳｉＣ層とｎ型ＳｉＣ層をこの順で交互に積層していき、第ｎのｐ型ＳｉＣ層２５０及び第ｎのｎ型ＳｉＣ層２６０まで積層させることにより、種結晶基板１１０上の複数のｐ型ＳｉＣ層及びｎ型ＳｉＣ層が積層されたＳｉＣ材料積層体２９０が作製される。続いて、ｐ型ＳｉＣ層２５０にレーザのエネルギーを吸収させて、レーザリフトオフによりｎ型ＳｉＣ層２６０を種結晶基板１１０側から剥離させる。【選択図】図１１【図１】
0005521242.tif 000002
【図２】
0005521242.tif 000003
【図３】
0005521242.tif 000004
【図４】
0005521242.tif 000005
【図５】
0005521242.tif 000006
【図６】
0005521242.tif 000007
【図７】
0005521242.tif 000008
【図８】
0005521242.tif 000009
【図９】
0005521242.tif 000010
【図１０】
0005521242.tif 000011
【図１１】
0005521242.tif 000012
【図１２】
0005521242.tif 000013
【図１３】
0005521242.tif 000014
【図１４】
0005521242.tif 000015
【図１５】
0005521242.tif 000016