(57)【要約】【課題】本発明は窒化物半導体の製造方法及びこれを利用した窒化物半導体に関するものである。  【解決手段】本発明により、サファイア基板１０２に自己組織化金属層を形成する。上記自己組織化金属層を有するサファイア基板１０２を加熱し、該サファイア基板１０２の表面を不規則に露出させるよう自己組織化金属を凝結させる。上記自己組織化金属凝結体（ｃｌｕｓｔｅｒ）をマスクとして上記サファイア基板１０２の露出した部分をプラズマでエッチングする。上記自己組織化金属の凝結体をウェットエッチングで除去する。本発明はナノ寸法の凹凸構造をサファイア基板１０２の表面に形成し、サファイア基板１０２と窒化物半導体層間１１２〜１１８の量子効率を増大させながら、これら同士のストレスとそれに伴う転位を減少させることができる。【選択図】図７
2005183905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体の製造方法において、
（イ）サファイア基板に自己組織化金属層を形成する段階と、
（ロ）上記自己組織化金属層を有するサファイア基板を加熱し、上記サファイア基板の表面を不規則に露出させるよう自己組織化金属を凝結させナノ寸法の金属凝結体（ｃｌｕｓｔｅｒ）を形成する段階と、
（ハ）上記自己組織化金属凝結体（ｃｌｕｓｔｅｒ）をマスクとして上記サファイア基板の露出した部分をプラズマでエッチングしてナノ寸法の凹凸構造をサファイア基板の表面に形成する段階と、
（ニ）上記自己組織化金属凝結体をウェットエッチングにより除去する段階と、
を有することを特徴とする窒化物半導体の製造方法。
【請求項２】
上記（イ）の金属層の形成段階において、上記金属層は約１０ないし２００ｎｍの厚さで形成されることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体の製造方法。
【請求項３】
上記（イ）の金属層の形成段階において、上記金属層は約３０ないし１００ｎｍの厚さで形成されることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体の製造方法。
【請求項４】
上記（イ）の金属層の形成段階は気相蒸着により上記金属層を形成することを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体の製造方法。
【請求項５】
上記気相蒸着は電子ビーム蒸着方式を用いてフィラメントと電子ビームポケット内側のルツボ間の５ｋＶの電圧及び２ｍＡの放出電流において５ないし１０分間行われることを特徴とする請求項４に記載の窒化物半導体の製造方法。
【請求項６】
上記自己組織化金属はＰｔ、Ａｕ、Ｃｒ及びその合金を含むグループのうち、少なくとも一種であることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体の製造方法。
【請求項７】
上記（ロ）の自己組織化金属の凝結段階は窒素雰囲気において５００ないし１０００℃の区間で約２ないし１０分間行われることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体の製造方法。
【請求項８】
上記（ロ）の自己組織化金属の凝結段階は窒素雰囲気において７００ないし１０００℃の区間で約７ないし１０分間行われることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体の製造方法。
【請求項９】
上記（ハ）のプラズマエッチング段階はＩＣＰ−ＲＩＥ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ−Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）を用いることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体の製造方法。
【請求項１０】
上記ＩＣＰ−ＲＩＥは臭化水素（ＨＢｒ）または三塩化硼素（ＢＣｌ３）を１分当たり１ないし２００ｃｃの流量で注入させながら、５０ないし１００Ｗの高周波電力、１ないし１０ｍｍＴｏｒｒの圧力、及び１００ないし３００ＶのＤＣバイアスで常温ないし１００℃において約５ないし２０間行われることを特徴とする請求項９に記載の窒化物半導体の製造方法。
【請求項１１】
上記（ハ）のプラズマエッチング段階は上記サファイア基板表面の露出した部分に直径５０ないし５００ｎｍで深さ３ないし５０ｎｍの不規則な気孔（ｐｏｒｅ）を形成することを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体の製造方法。
【請求項１２】
上記（ハ）のプラズマエッチング段階は上記サファイア基板表面の露出した部分に直径５０ないし５００ｎｍで深さ５ないし２０ｎｍの不規則な気孔を形成することを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体の製造方法。
【請求項１３】
上記（ニ）のウェットエッチング段階は上記エッチングされたサファイア基板を王水に浸し、約８０ないし９０℃において約３０秒ないし２分間加熱することを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体の製造方法。
【請求項１４】
上記（ニ）のウェットエッチング段階以降に、上記サファイア基板の上面に窒化物層を形成する段階をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体の製造方法。
【請求項１５】
上記サファイア基板を炭化珪素（ＳｉＣ）基板、酸化物基板、及び炭化物基板のうち、いずれかで代替することを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体の製造方法。
【請求項１６】
サファイア基板と該基板の上面に順次に形成された窒化物核生成層、ｎ型ＧａＮ層、活性層、及びｐ型ＧａＮ層を含む窒化物半導体において、
上記サファイア基板の上面に請求項１に記載の方法により形成されたナノ寸法の凹凸構造をさらに有することを特徴とする窒化物半導体。
【請求項１７】
上記凹凸構造は直径５０ないし５００ｎｍで深さ３ないし５０ｎｍの不規則な気孔（ｐｏｒｅ）を有することを特徴とする請求項１６記載の窒化物半導体。
【請求項１８】
上記凹凸構造は直径５０ないし５００ｎｍで深さ５ないし２０ｎｍの不規則な気孔を有することを特徴とする請求項１６に記載の窒化物半導体。
【請求項１９】
上記サファイア基板は炭化珪素（ＳｉＣ）基板、酸化物基板、及び炭化物基板のうち、いずれかで代替されることを特徴とする請求項１６に記載の窒化物半導体。
【請求項２０】
発光ダイオード用窒化物半導体において、
サファイア基板と、
上記基板の上面に順次に形成された窒化物核生成層、ｎ型ＧａＮ層、活性層、及びｐ型ＧａＮ層と、
直径５０ないし５００ｎｍで深さ３ないし５０ｎｍの不規則な気孔（ｐｏｒｅ）を有し上記サファイア基板の上面に形成された凹凸構造と、
を有することを特徴とする窒化物半導体。
【請求項２１】
上記気孔は直径５０ないし５００ｎｍで深さ５ないし２０ｎｍであることを特徴とする請求項２０に記載の窒化物半導体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は窒化物半導体に関するもので、より具体的にはナノ寸法の凹凸構造をサファイア基板の表面に形成して、サファイア基板と窒化物半導体層間の量子効率を増大させながら、これらのストレスとそれによる転位を減少させることのできる窒化物半導体の製造方法に関する。また、本発明は上記窒化物半導体の製造方法により製造される窒化物半導体に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード、即ちＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）は基本的にサファイア基板に積層されたｐ型とｎ型半導体層の接合から成り、電圧を与えると電子と正孔との結合によりバンドギャップ（ｂａｎｄ  ｇａｐ）に該当するエネルギーを光で放出する一種の光電子素子（ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ）である。
【０００３】
かかるＬＥＤの半導体層は、異種基板のサファイア、炭化珪素（ＳｉＣ）、酸化物または炭化物基板に有機金属化学気相蒸着法（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）または分子線エピタキシ法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）を利用して窒化ガリウム（ＧａＮ）単結晶薄膜を成長させ得る。しかし、サファイアなどの基板物質はＧａＮと格子定数及び熱膨張係数が相違する為、高品質の窒化物単結晶を成長させることは大変困難である。
【０００４】
通常、これを解決すべく低温核生成層を用いた２段階の異種接合法（ｈｅｔｅｒｏｅｐｉｔａｘｙ）を利用するが、この技法により成長させた窒化物層は約１０９ないし１０１０ｃｍ−２に至る結晶欠陥を含むようになる。
【０００５】
かかる結晶欠陥は窒化物半導体に特性不良をもたらす為、結晶欠陥を減らすべくＥＬＯＧ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ  Ｌａｔｅｒａｌ  Ｏｖｅｒｇｒｏｗｔｈ）またはパターニングされた基板（ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を用いる技法が開発されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、該技法は横方向成長（ｌａｔｅｒａｌ  ｇｒｏｗｔｈ）のために長い時間を必要としＬＥＤ素子成長のためには大変手間がかかり、不便である。また、翼領域（ｗｉｎｇ  ｒｅｇｉｏｎ）でのみ結晶欠陥密度が低いこともやはり問題とされてきた。
【０００７】
さらに、基板にパターンを形成する際、マスクが有するパターンの寸法がマイクロメートル単位である為、この寸法より小さいパターンを基板に形成することができない。即ち、従来の技術により基板に形成されるパターンは一定数値以上の寸法となり、それに応じて結晶欠陥もやはり一定数値以上を維持することになる。
【０００８】
したがって、本発明は、上述した従来技術の問題を解決すべく案出されたものであり、本発明の目的は、ナノ寸法の凹凸構造をサファイア基板の表面に形成し、サファイア基板と窒化物半導体層間の量子効率を増大させながら、これら同士のストレスとそれによる転位（ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ）を減少させることのできる窒化物半導体の製造方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、上記窒化物半導体の製造方法により製造される窒化物半導体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述した本発明の目的を成し遂げるべく、本発明の特徴により提供される窒化物半導体の製造方法は、（イ）サファイア基板に自己組織化金属層を形成する段階；（ロ）上記自己組織化金属層を有するサファイア基板を加熱して上記サファイア基板の表面を不規則に露出させるよう自己組織化金属を凝結させる段階；（ハ）上記自己組織化金属の凝結体（ｃｌｕｓｔｅｒ）をマスクとして上記サファイア基板の露出した部分をプラズマで食刻する段階；及び（ニ）上記自己組織化金属の凝結体をウェットエッチングで除去する段階、を含む。
【００１１】
上記窒化物半導体の製造方法において、上記（イ）の金属層形成段階において上記金属層は約１０ないし２００ｎｍの厚さで形成されることが好ましく、約３０ないし１００ｎｍの厚さで形成されるとより好ましい。上記窒化物半導体の製造方法において、上記（イ）の金属層形成段階は気相蒸着により上記金属層を形成する。この際、好ましくは、上記気相蒸着は電子ビーム蒸着方式を用いてフィラメントと電子ビームポケット側ルツボ間５ｋＶの電圧及び２ｍＡの放出電流において５ないし１０分間行われる。上記窒化物半導体の製造方法において、上記自己金属化金属はＰｔ、Ａｕ、Ｃｒ及びその合金を含むグループ中の少なくとも一種であることが好ましい。上記窒化物半導体の製造方法において、上記（ロ）の自己組織化金属の凝結段階は窒素雰囲気において５００ないし１０００℃の区間で約２ないし１０分間行うと好ましく、窒素雰囲気において７００ないし１０００℃の区間で約７ないし１０分間行うことがより好ましい。上記窒化物半導体の製造方法において、上記（ハ）のプラズマエッチング段階はＩＣＰ−ＲＩＥ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ−Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）を用いて行うことが好ましい。この際好ましくは、上記ＩＣＰ−ＲＩＥは、臭化水素（ＨＢｒ）または三塩化硼素（ＢＣｌ３）を１分当たり１ないし２００ｃｃの流量で注入させながら、５０ないし１００Ｗの高周波電力、１ないし１０ｍｍＴｏｒｒの圧力、及び１００ないし３００ＶのＤＣバイアスで常温ないし１００℃において約５ないし２０分間行われる。
【００１２】
上記窒化物半導体の製造方法において、上記（ハ）のプラズマエッチング段階は上記サファイア基板表面の露出した部分に直径５０ないし５００ｎｍで深さ３ないし５０ｎｍの不規則な気孔（ｐｏｒｅ）を形成すると好ましい。より好ましくは、上記（ハ）のプラズマエッチング段階は、上記サファイア基板の表面の露出した部分に直径５０ないし５００ｎｍで深さ５ないし２０ｎｍの不規則な気孔を形成することができる。上記窒化物半導体の製造方法において、上記（ニ）のウェットエッチング段階は、上記エッチングされたサファイア基板を王水に浸して約８０ないし９０℃において約３０秒ないし２分間加熱し行う。
【００１３】
上記窒化物半導体の製造方法は、上記（ニ）のウェットエッチング段階以降に上記サファイア基板の上面に窒化物層を形成する段階をさらに含む。また、上記窒化物半導体の製造方法において、上記サファイア基板を炭化珪素（ＳｉＣ）基板、酸化物基板、及び炭化物基板中いずれかで代替することができる。先述した本発明の目的を成し遂げるべく本発明の他の特徴によれば、サファイア基板と該基板の上面に順次に形成される窒化物核生成層、ｎ型ＧａＮ層、活性層及びｐ型ＧａＮ層を含む窒化物半導体が提供され、上記窒化物半導体は上記サファイア基板の上面は凹凸構造を有するよう先述した製造方法により形成された凹凸構造をさらに含む。
【００１４】
本発明の窒化物半導体において、上記凹凸構造は直径５０ないし５００ｎｍで深さ３ないし５０ｎｍの不規則な気孔（ｐｏｒｅ）を含むことが好ましく、直径５０ないし５００ｎｍで深さ５ないし２０ｎｍの不規則的な気孔を含むとより好ましい。また、本発明の窒化物半導体において、上記サファイア基板は炭化珪素（ＳｉＣ）基板、酸化物基板、及び炭化物基板中いずれかで代替することができる。先述した本発明の目的を成し遂げるための本発明のさらに他の特徴により提供される発光ダイオード用窒化物半導体は、サファイア基板；上記基板の上面に順次に形成される窒化物核生成層、ｎ型ＧａＮ層、活性層、及びｐ型ＧａＮ層；並びに、直径５０ないし５００ｎｍで深さ３ないし５０ｎｍの不規則な気孔（ｐｏｒｅ）を有し上記サファイア基板の上面に形成される凹凸構造を含む。本発明の窒化物半導体において、上記気孔は直径５０ないし５００ｎｍで深さ５ないし２０ｎｍであると好ましい。
【００１５】
本発明はナノ寸法の凹凸構造が上面に形成されたサファイア基板を形成し、該サファイア基板を用いて窒化物半導体を製造することを提案する。サファイア基板の凹凸構造はＧａＮ成長の際核の生成に影響を及ぼし、サファイア基板の上面に形成されるＧａＮの結晶欠陥を減らす。具体的には、気孔（ｐｏｒｅ）が形成された部分においてはＧａＮの成長が制限され突起が形成された部分においてＧａＮの核生成が増加し、それに応じてサファイア基板とＧａＮ核との境界に生じる欠陥が減少するようになる。
【００１６】
一方、全反射条件によると、反射角はサファイア基板と空気間の屈折率またはＧａＮと空気間の屈折率により決定されるが、かかる全反射条件が臨界角より小さい場合光が素子の外に漏れなくなる。かかる問題は本発明によりナノ寸法の凹凸構造をサファイア基板の上面に形成して克服することができる。即ち、本発明のナノ寸法の凹凸構造はＬＥＤにおいて量子効率を増加させるようになる。また、ナノ寸法の凹凸構造は格子定数の相違による内部ストレスとそれによる転位（ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ）を減少させることにより窒化物半導体及びこれを用いるＬＥＤの信頼性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１７】
先述したような本発明による窒化物半導体の製造方法及びこれを利用した窒化物半導体によると、サファイア基板の表面にナノ寸法の凹凸構造が形成されるので、その上に成長されるＧａＮの核生成に影響を及ぼし、これはサファイアの表面とＧａＮ核との境界に生じる欠陥を減少させる。  
また、サファイア基板の表面にナノ寸法の凹凸構造が形成されると、光の全反射条件を改善し量子効率を増大させる。  
さらに、先述したナノ寸法の凹凸構造はサファイア基板の表面とＧａＮ層との格子定数の相違によるこれら同士のストレス及びそれによる転位もやはり減少させることができる。そうすると、上記窒化物半導体及びこれを用いたＬＥＤの信頼性を大幅に改善させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の諸特徴及び利点を添付の図面を参照しながら詳しく説明する。
【００１９】
先ず、本発明による窒化物半導体の製造方法を添付の図１ないし７を参照しながら詳しく説明するが、これら図１ないし７は本発明による窒化物半導体の製造方法を段階別に説明する工程断面図である。
【００２０】
（イ）サファイア基板上の自己組織化金属層の形成段階
先ず、適宜な寸法のサファイア基板（１０２）を用意して所望の作業を行える反応機内に装着する。次いで、上記サファイア基板（１０２）の表面に自己組織化金属（ｓｅｌｆ−ｏｒｇａｎｉｚｅｄ  ｍｅｔａｌ）を塗布して図１に示したように予め定められた厚さの金属層（１０４）を形成する。
【００２１】
本段階に用いる自己組織化金属としてはＰｔ、Ａｕ、Ｃｒ及びその合金があり、本段階はこれらの中から少なくとも一種を用いてサファイア基板（１０２）の表面に自己組織化金属層（１０４）を形成することになる。
【００２２】
この際、気相蒸着により自己組織化金属をサファイア基板（１０２）の表面に蒸着し上記自己組織化金属層（１０４）を形成する。好ましくは、気相蒸着は電子ビーム蒸着方式を用いて行い、反応機内のフィラメントと電子ビームポケット側ルツボ間の５ｋＶの電圧及び２ｍＡの放出電流において５ないし１０分間行われる。こうして、上記自己組織化金属層（１０４）を約１０ないし２００ｎｍの厚さで形成する。好ましくは、上記自己組織化金属層（１０４）を約３０ないし１００ｎｍの厚さで形成する。
【００２３】
一方、本発明の窒化物半導体の製造方法に用いられる上記サファイア基板（１０２）は炭化珪素（ＳｉＣ）基板、酸化物基板、及び炭化物基板中いずれかで代替することができる。
【００２４】
（ロ）自己組織化金属の凝結段階
先述した（イ）段階から得た構造、即ち上記自己組織化金属層（１０４）が形成されたサファイア基板（１０２）を予め定められた条件で加熱する。本加熱段階は反応機内の窒素雰囲気において５００ないし１０００℃の区間で約２ないし１０分間行われ、好ましくは窒素雰囲気において７００ないし１０００℃の区間で約７ないし１０分間行われる。
【００２５】
こうすると、上記自己組織化金属層（１０４）を成している自己組織化金属は不規則に凝結され、上記サファイア基板（１０２）の表面に図２に示したように不規則的な形態の自己組織化金属の凝結体（ｃｌｕｓｔｅｒ）１０６を形成し、上記サファイア基板（１０２）を部分的に露出させるようになる。
【００２６】
この際、凝結体（１０６）は、その断面を調べると相異する直径または幅（Ｗ１、Ｗ２）で形成され、これら凝結体（１０６）同士の間隔（Ｇ１、Ｇ２）もやはり相異に形成される。この際、これらの間隔（Ｇ１、Ｇ２）は５０ないし５００ｎｍで形成することが好ましい。一方、これらの間隔の中心間距離（Ｌ１、Ｌ２）は主に凝結体（１０６）の幅（Ｗ１、Ｗ２）により決定されるが、これは１００ないし１０００ｎｍで形成し、好ましくは１００ｎｍないし３００ｎｍで形成する。
【００２７】
かかる凝結体（１０６）は様々な形態（ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）に形成されることができ、該形態は使用された自己組織化金属の種類、合金であれば金属同士の比率及び加熱条件などに応じて異なりもする。
【００２８】
（ハ）サファイア基板のエッチング段階
次いで、先述した（ロ）段階から得た構造、即ち表面に自己組織化金属の凝結体（１０６）が形成された上記サファイア基板（１０２）を図３に示したようにプラズマでエッチングする。
【００２９】
図３に示した本エッチング段階はＩＣＰ−ＲＩＥ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ−Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）を用いて行う。この際、本エッチング段階は臭化水素（ＨＢｒ）または三塩化硼素（ＢＣｌ３）を１分当たり１ないし２００ｃｃの流量で注入させながら、５０ないし１００Ｗの高周波電力、１ないし１０ｍｍＴｏｒｒの圧力及び１００ないし３００ＶのＤＣバイアスで常温ないし１００℃において約５ないし２０分間行うことが好ましい。
【００３０】
こうすると、上記自己組織化金属の凝結体（１０６）がマスクとして作用するので、上記サファイア基板（１０２）は露出した部分、即ち自己組織化金属の凝結体（１０６）が形成されない部分のみ選択的にエッチングされ、図４に示したように不規則な寸法の多数の気孔（１０８）を形成する。
【００３１】
本エッチング段階を経て上記サファイア基板（１０２）の露出した表面に直径５０ないし５００ｎｍで深さ３ないし５０ｎｍの不規則な気孔（ｐｏｒｅ、１０８）を形成することができ、好ましくは本エッチング段階を経て上記サファイア基板（１０２）の露出した表面に直径５０ないし５００ｎｍで深さ５ないし２０ｎｍの不規則な気孔（１０８）を形成することができる。ここで、気孔（１０８）の直径は（ハ）段階から得られる凝結体（１０６）同士の間隔（Ｇ１、Ｇ２）に主に依存し、気孔（１０８）の深さはエッチング段階の条件を適宜に調節することにより制御できる。
【００３２】
（ニ）自己組織化金属凝結体の除去段階
次いでウェットエッチング段階を行いサファイア基板（１０２）の表面に残っている自己組織化金属の凝結体（１０６）を除去する。本ウェットエッチング段階は、上記プラズマエッチングされたサファイア基板を王水（ａｑｕａ  ｒｅｇｉａ）に浸し約８０ないし９０℃において約３０秒ないし２分間加熱して行う。王水は濃塩酸（ＨＣｌ）と濃硝酸（ＨＮＯ３）との混合溶液で、その混合比は３：１が好ましい。
【００３３】
こうすると、図５に示したように自己組織化金属の凝結体（１０６）は除去され、サファイア基板（１０２）の表面には気孔（１０８）と共に突起（１１０）が形成され、本発明において要求するナノ（ｎａｎｏ）サイズの凹凸構造を得るようになる。この際、突起（１１０）の幅または直径は自己組織化金属の凝結体（１０６）の間隔（Ｇ１、Ｇ２）とこれら間隔の中心間距離（Ｌ１、Ｌ２）により主に決定される。
【００３４】
（ホ）上記サファイア基板上における窒化物層の形成段階
このように気孔（１０８）と突起（１１０）の凹凸構造が形成されたサファイア基板（１０２）に、図６に示したように窒化物、具体的には窒化ガリウム（ＧａＮ）から成る核生成層（１１２）を形成する。ＧａＮ核生成層（１１２）は通常０．１μｍ以下の厚さで形成する。
【００３５】
この際、サファイア基板（１０２）の表面に気孔（１０８）と突起（１１０）とを含むナノサイズの凹凸構造が形成されているので、サファイア基板（１０２）とＧａＮ核生成層（１１２）同士の格子定数相違による内部ストレスと転位（ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ）の発生が減少する。これはＧａＮ核生成層（１１２）の形成段階の信頼性を高める利点を奏する。
【００３６】
次いで、図７に示したようにＧａＮ核生成層（１１２）の上部にｎ型ＧａＮ層（１１４）、活性層（ａｃｔｉｖｅ  ｒｅｇｉｏｎ）１１６、及びｐ型ＧａＮ層（１１８）を順次に形成して本発明による窒化物半導体（１００）を完成させる。
【００３７】
一方、これらｎ型ＧａＮ層（１１４）、活性層（ａｃｔｉｖｅ  ｒｅｇｉｏｎ）１１６、及びｐ型ＧａＮ層（１１８）を形成する技術は公知であるので、これについての追加的な説明は省く。
【００３８】
図８は先述したような本発明の製造方法により製造された窒化物半導体の部分切開斜視図である。図８によると、本発明の窒化物半導体（１００）は、サファイア基板（１０２）と該サファイア基板（１０２）の上面に成長させられたＧａＮなどの窒化物層（１１２−１１８）とを含む。上記窒化物層は上記サファイア基板（１０２）の上面に形成されたＧａＮ核生成層（１１２）と該ＧａＮ核生成層（１１２）の上部に順次に形成されたｎ型ＧａＮ半導体層（１１４）、活性層（ａｃｔｉｖｅ  ｒｅｇｉｏｎ）１１６、及びｐ型ＧａＮ半導体層（１１８）を含む。
【００３９】
一方、上記サファイア基板（１０２）の上面にはナノ寸法の凹凸構造、即ち気孔（１０８）と突起（１１０）が形成されている。これら気孔（１０８）は概ね直径５０ないし５００ｎｍで深さ３ないし５０ｎｍで、好ましくは５ないし２０ｎｍの深さで不規則に形成される。
【００４０】
このようにナノ寸法の気孔（１０８）と突起（１１０）とでなる凹凸構造がサファイア基板（１０２）の表面に形成されると、サファイア基板（１０２）の上面に形成される窒化物層（１１２−１１８）、とりわけＧａＮ核生成層（１１２）のストレスが減少し転位（ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ）の発生もやはり減少するようになる。こうすると、窒化物層（１１２−１１８）が容易且つ安定的に形成されることができる。
【００４１】
また、サファイア基板（１０２）と窒化物層（１１２−１１８）との間にナノ寸法の凹凸構造が形成されると全反射が減少し、これら同士の透過率が増加して量子効率が改善される利点がある。
【００４２】
一方、本発明の窒化物半導体（１００）に用いられる上記サファイア基板（１０２）は炭化珪素（ＳｉＣ）基板、酸化物基板、及び炭化物基板中いずれかで代替されることができる。
【００４３】
上記においては本発明の好ましき実施例を参照しながら説明したが、該当技術分野において通常の知識を有する者であれば添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内において本発明を多様に修正及び変更できることに想到するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による窒化物半導体の製造方法を段階別に説明する工程断面図である。
【図２】本発明による窒化物半導体の製造方法を段階別に説明する工程断面図である。
【図３】本発明による窒化物半導体の製造方法を段階別に説明する工程断面図である。
【図４】本発明による窒化物半導体の製造方法を段階別に説明する工程断面図である。
【図５】本発明による窒化物半導体の製造方法を段階別に説明する工程断面図である。
【図６】本発明による窒化物半導体の製造方法を段階別に説明する工程断面図である。
【図７】本発明による窒化物半導体の製造方法を段階別に説明する工程断面図である。
【図８】本発明の製造方法により製造した窒化物半導体の部分切開斜視図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０２  基板
１０８  気孔
１１０  突起
１１２  ＧａＮ核生成層
１１４  ｎ型ＧａＮ層
１１６  活性層
１１８  ｐ型ＧａＮ層
【図１】
2005183905.tif 000003
【図２】
2005183905.tif 000004
【図３】
2005183905.tif 000005
【図４】
2005183905.tif 000006
【図５】
2005183905.tif 000007
【図６】
2005183905.tif 000008
【図７】
2005183905.tif 000009
【図８】
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