(57)【要約】【課題】半導体素子用基板の材料自体がへき開性を有していない場合にも、半導体素子用基板に接合された半導体素子層の素子分離を容易に行うことが可能な半導体素子用基板、半導体素子および半導体素子用基板の製造方法を提供する。【解決手段】この半導体素子用基板１には、直径の１０倍以上の深さを有する複数の細孔１ａが厚み方向に延びるように形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直径の１０倍以上の深さを有する複数の細孔が厚み方向に延びるように形成されている、半導体素子用基板。
【請求項２】
前記細孔は、半導体素子用基板に接合された半導体素子層の厚さ以上の深さを有している、請求項１に記載の半導体素子用基板。
【請求項３】
前記細孔は、陽極酸化によって形成されている、請求項１または２に記載の半導体素子用基板。
【請求項４】
直径の１０倍以上の深さを有する複数の細孔が厚み方向に形成された半導体素子用基板と、
前記半導体素子用基板に接合された半導体素子層とを備え、
前記複数の細孔は、少なくとも前記半導体素子用基板の素子分離領域に対応する部分に形成されている、半導体素子。
【請求項５】
少なくとも前記半導体素子用基板の素子分離領域に対応する部分に形成された前記複数の細孔は、所定の深さまで互いに連結されている、請求項４に記載の半導体素子。
【請求項６】
前記半導体素子用基板の素子分離領域に対応する部分に形成された前記複数の細孔は、前記半導体素子用基板の前記素子分離領域以外の領域に対応する部分に形成された細孔よりも、大きい直径を有している、請求項４または５に記載の半導体素子。
【請求項７】
前記半導体素子用基板の前記複数の細孔の少なくとも一部には、前記半導体素子用基板とは異なる材料が充填されている、請求項４〜６のいずれか１項に記載の半導体素子。
【請求項８】
前記複数の細孔の少なくとも一部に前記異なる材料が充填された前記半導体素子用基板の全体としての熱膨張係数は、前記半導体素子用基板に接合された半導体素子層の熱膨張係数にほぼ等しい、請求項７に記載の半導体素子。
【請求項９】
所定の金属からなる半導体素子用基板を準備する工程と、
前記半導体素子用基板を陽極酸化することによって、直径の１０倍以上の深さを有する複数の細孔を厚み方向に延びるように形成する工程とを備える、半導体素子用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子用基板、半導体素子および半導体素子用基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体素子用基板に接合された半導体素子層の素子分離を容易に行うための半導体素子用基板が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、へき開性を有するＧａＡｓなどの単結晶材料からなる半導体素子用基板が開示されている。この半導体素子用基板では、単結晶材料のへき開性により、半導体素子用基板を容易に分離することが可能であり、半導体素子用基板に接合された半導体素子層も、半導体素子用基板とともに容易に分離することが可能である。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−８４０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の半導体素子用基板では、単結晶材料が有するへき開性を利用して半導体素子層の素子分離を行うので、半導体素子用基板として用いる材料自体がへき開性を有している必要があるという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、半導体素子用基板の材料自体がへき開性を有していない場合にも、半導体素子用基板に接合された半導体素子層の素子分離を容易に行うことが可能な半導体素子用基板、半導体素子および半導体素子用基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による半導体素子用基板には、直径の１０倍以上の深さを有する複数の細孔が厚み方向に延びるように形成されている。
【０００８】
この発明の第１の局面による半導体素子用基板では、上記のように、直径の１０倍以上の深さを有する複数の細孔を厚み方向に延びるように形成することによって、半導体素子用基板は厚み方向に延びる細孔に沿って分離され易くなる。すなわち、半導体素子用基板の材料自体がへき開性を有していなくても、厚み方向に延びる細孔により、半導体素子用基板を容易に分離することができる。また、半導体素子用基板に接合された半導体素子層も、半導体素子用基板とともに容易に分離することができる。したがって、この半導体素子用基板では、半導体素子用基板の材料自体がへき開性を有していない場合にも、半導体素子用基板に接合された半導体素子層の素子分離を容易に行うことができる。
【０００９】
上記第１の局面による半導体素子用基板において、好ましくは、細孔は、半導体素子用基板に接合された半導体素子層の厚さ以上の深さを有している。このように構成すれば、細孔の深さが半導体素子層の厚さよりも小さい場合に比べて、半導体素子用基板をより容易に分離することができるので、半導体素子用基板の分離に伴って、半導体素子層がより容易に分離される。したがって、この半導体素子用基板では、半導体素子用基板に接合された半導体素子層の素子分離をより容易に行うことができる。
【００１０】
上記第１の局面による半導体素子用基板において、好ましくは、細孔は、陽極酸化によって形成されている。このように構成すれば、たとえば、エッチングにより細孔を形成する場合に比べて、細孔の直径に対する深さの大きさの割合を大きくすることができるので、容易に、直径の１０倍以上の深さを有する細孔を形成することができる。
【００１１】
この発明の第２の局面による半導体素子は、直径の１０倍以上の深さを有する複数の細孔が厚み方向に形成された半導体素子用基板と、半導体素子用基板に接合された半導体素子層とを備え、複数の細孔は、少なくとも半導体素子用基板の素子分離領域に対応する部分に形成されている。
【００１２】
この発明の第２の局面による半導体素子では、上記のように、半導体素子用基板に、直径の１０倍以上の深さを有する複数の細孔を厚み方向に延びるように形成することによって、半導体素子用基板は厚み方向に延びる細孔に沿って分離され易くなる。すなわち、半導体素子用基板の材料自体がへき開性を有していなくても、厚み方向に延びる細孔により、半導体素子用基板を容易に分離することができる。また、半導体素子用基板に接合された半導体素子層も、半導体素子用基板とともに容易に分離することができる。したがって、この半導体素子では、半導体素子用基板の材料自体がへき開性を有していない場合にも、半導体素子用基板に接合された半導体素子層の素子分離を容易に行うことができる。また、複数の細孔を半導体素子用基板の素子分離領域に対応する部分に形成することによって、半導体素子層を素子分離領域で容易に素子分離することができる。
【００１３】
上記第２の局面による半導体素子において、好ましくは、少なくとも半導体素子用基板の素子分離領域に対応する部分に形成された複数の細孔は、所定の深さまで互いに連結されている。このように構成すれば、細孔が連結された部分は、他の部分に比べて半導体素子用基板の厚みが小さいので、半導体素子用基板は、細孔が連結された部分でより分離され易くなる。これにより、半導体素子層を素子分離領域でより容易に素子分離することができる。
【００１４】
上記第２の局面による半導体素子において、好ましくは、半導体素子用基板の素子分離領域に対応する部分に形成された複数の細孔は、半導体素子用基板の素子分離領域以外の領域に対応する部分に形成された細孔よりも、大きい直径を有している。このように構成すれば、細孔の直径が大きい分、半導体素子用基板の素子分離領域に対応する部分の機械的強度は他の部分に比べて小さいので、半導体素子用基板は、半導体素子用基板の素子分離領域に対応する部分でより分離され易くなる。このため、半導体素子層を素子分離領域でさらに容易に素子分離することができる。
【００１５】
上記第２の局面による半導体素子において、好ましくは、半導体素子用基板の複数の細孔の少なくとも一部には、半導体素子用基板とは異なる材料が充填されている。このように構成すれば、半導体素子用基板全体として、半導体素子用基板自体とは異なる特性を持たせることができる。これにより、たとえば、半導体素子用基板自体よりも熱伝導率の高い材料を細孔に充填すれば、半導体素子用基板全体としての熱伝導率を高めることができる。また、半導体素子用基板自体とは異なる熱膨張係数を有する材料を細孔に充填すれば、半導体素子用基板全体としての熱膨張係数を調整することができる。
【００１６】
上記第２の局面による半導体素子において、好ましくは、複数の細孔の少なくとも一部に異なる材料が充填された半導体素子用基板の全体としての熱膨張係数は、半導体素子用基板に接合された半導体素子層の熱膨張係数にほぼ等しい。このように構成すれば、半導体素子用基板および半導体素子層の両方が、温度変化に伴ってほぼ等しい量だけ膨張または収縮されるので、半導体素子用基板に接合されている半導体素子層が半導体素子用基板から剥離してしまうのを抑制することができる。
【００１７】
この発明の第３の局面による半導体素子用基板の製造方法は、所定の金属からなる半導体素子用基板を準備する工程と、半導体素子用基板を陽極酸化することによって、直径の１０倍以上の深さを有する複数の細孔を厚み方向に延びるように形成する工程とを備える。
【００１８】
この発明の第３の局面による半導体素子用基板の製造方法では、上記のように、半導体素子用基板に、直径の１０倍以上の深さを有する複数の細孔を厚み方向に延びるように形成することによって、半導体素子用基板は厚み方向に延びる細孔に沿って分離され易くなる。すなわち、半導体素子用基板の材料自体がへき開性を有していなくても、厚み方向に延びる細孔により、半導体素子用基板を容易に分離することができる。また、半導体素子用基板に接合された半導体素子層も、半導体素子用基板とともに容易に分離することができる。したがって、この製造方法では、半導体素子用基板の材料自体がへき開性を有していない場合にも、半導体素子用基板に接合された半導体素子層の素子分離を容易に行うことができる半導体素子用基板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による半導体素子を示した断面図である。また、図２は、図１に示した第１実施形態による半導体素子を示した平面図である。また、図３〜図８は、図１に示した第１実施形態による半導体素子の構造を説明するための図である。図１〜図８を参照して、本発明の第１実施形態による半導体素子１０について説明する。
【００２１】
第１実施形態では、図１に示すように、半導体素子１０は、アルミナなどからなる半導体素子用基板１と、半導体素子層２とを備えている。また、半導体素子用基板１は、約１００μｍの厚さＴ１を有している。また、半導体素子用基板１は、陽極酸化によって形成された厚み方向に延びる複数の細孔１ａを有している。
【００２２】
また、第１実施形態では、複数の細孔１ａは、図２に示すように、平面的に見て、半導体素子用基板１の表面全体にわたって形成されている。また、各細孔１ａは、中心間隔が約１μｍ以下で形成されている。また、細孔１ａは、図１に示すように、約２０ｎｍ〜約２００ｎｍの直径Ｄを有している。また、細孔１ａは、半導体素子用基板１の厚さＴ１とほぼ同じ約１００μｍの深さＨを有している。すなわち、細孔１ａの深さＨは、直径Ｄの１０倍以上の大きさとなっている。また、細孔１ａは、深さＨが半導体素子用基板１に接合された半導体素子層２の厚さＴ２以上の大きさに形成されている。Ｈ≧Ｔ２であるとき、半導体素子用基板１が分離される瞬間の慣性力は半導体素子層２がそのままの形状を保とうとする力に打ち勝つことができ、半導体素子層２も同時に分離することが可能である。なお、厚さＴ２は約１μｍ〜約２０μｍである。したがって、深さＨが約２０μｍ以上であれば、Ｈ≧Ｔ２を満足する。さらに、言い換えれば、直径Ｄは約２０ｎｍ〜約２００ｎｍであるので、Ｈ／Ｄ≧１０であれば、Ｈ≧Ｔ２を満足する。また、細孔１ａの深さＨが半導体素子用基板１の厚さＴ１と同じ場合には、細孔１ａが半導体素子用基板１の厚み方向に貫通していることを意味する。なお、第１実施形態では、細孔１ａが半導体素子用基板１の厚み方向に貫通していることを、必ずしも要しない。
【００２３】
次に、第１実施形態による半導体素子１０の半導体素子用基板１を製造する第１の方法について説明する。まず、図３に示すように、窒化ガリウム（ＧａＮ）などからなる成長基板３に接合された半導体素子層２の、成長基板３が接合されている表面とは反対側の表面にアルミニウムなどからなるバルブ金属部材４を接合する。この状態において、バルブ金属部材４を陽極酸化する。具体的には、図７に示すように、電解液５中でバルブ金属部材４を陽極側に配置して通電することによって、バルブ金属部材４が陽極酸化される。このとき、成長基板３の表面に保護膜６を設けて、バルブ金属部材４を露出させた状態で陽極酸化を行うのが好ましい。このように構成することにより、成長基板３が陽極酸化されるのを抑制することが可能であるとともに、バルブ金属部材４のみを陽極酸化することが可能である。そして、図４に示すように、バルブ金属部材４が陽極酸化されたアルミナなどからなる半導体素子用基板１および半導体素子層２から成長基板３を除去することによって、半導体素子層２に接合された半導体素子用基板１を得ることが可能である。なお、バブル金属とは、陽極酸化により金属表面がその金属の酸化皮膜で覆われる特性を有する金属であり、たとえば、アルミニウム、タンタル、ニオブおよびチタンなどがバルブ金属に含まれる。
【００２４】
次に、第１実施形態による半導体素子１０の半導体素子用基板１を製造する第２の方法について説明する。まず、ガラスなどからなる基板７にアルミニウムなどからなるバルブ金属部材４を接合する。この状態において、バルブ金属部材４を陽極酸化し、図５に示すように、基板７に接合されたアルミナなどからなる半導体素子用基板１を得る。そして、図６に示すように、成長基板３に接合された半導体素子層２の、成長基板３が接合されている表面とは反対側の表面に、半導体素子用基板１の基板７が接合されている表面とは反対側の表面を接合し、その後、基板７を除去する。そして、図４に示すように、半導体素子用基板１および半導体素子層２から成長基板３を除去することによって、半導体素子層２に接合された半導体素子用基板１を得ることが可能である。
【００２５】
第１実施形態では、上記のように、直径Ｄの１０倍以上の深さＨを有する複数の細孔１ａを厚み方向に延びるように形成することによって、半導体素子用基板１は厚み方向に延びる細孔１ａに沿って分離され易くなる。すなわち、半導体素子用基板１の材料自体が、たとえば、アルミナなどのようにへき開性を有していなくても、厚み方向に延びる細孔１ａにより、半導体素子用基板１を容易に分離することができる。また、半導体素子用基板１に接合された半導体素子層２も、半導体素子用基板１とともに容易に分離することができる。したがって、この半導体素子用基板１では、半導体素子用基板１の材料自体がへき開性を有していない場合にも、半導体素子用基板１に接合された半導体素子層２の素子分離を容易に行うことができる。また、半導体素子用基板１に、たとえば、ＧａＡｓなどのへき開性を有する比較的高価な単結晶材料を用いる必要がないので、単結晶材料よりも安価なへき開性を有しない材料を半導体素子用基板１に用いることができる。
【００２６】
ここで、図８を参照して、半導体素子層２の素子分離方法について説明する。図８に示すように、半導体素子用基板１に接合された半導体素子層２を支持台８に乗せる。この際、半導体素子層２の素子分離したい部分を、支持台８のＶ形状の溝部８ａに合わせて配置する。そして、先端が鋭利な、たとえば、楔９などを、半導体素子用基板１の上方から垂直方向に支持台８の溝部８ａに向かって押圧することによって、容易に、素子分離したい部分で半導体素子層２を素子分離することができる。この際、半導体素子層２の素子分離の精度は、半導体素子用基板１の各細孔１ａの中心間隔の大きさに起因する。したがって、第１実施形態では、各細孔１ａの中心間隔が約１μｍ以下であるので、半導体素子層２の素子分離の精度は、約１μｍ以下となる。なお、一般的なダイシングによる半導体素子層の素子分離の精度は、約±１μｍであるので、第１実施形態の半導体素子用基板１では、一般的なダイシングによる素子分離と同程度以上の精度で半導体素子層２の素子分離を行うことができる。
【００２７】
また、第１実施形態では、半導体素子用基板１に、半導体素子用基板１に接合された半導体素子層２の厚さＴ２以上の深さＨを有する細孔１ａを形成することによって、細孔１ａの深さＨが半導体素子層２の厚さＴ２よりも小さい場合に比べて、半導体素子用基板１をより容易に分離することができるので、半導体素子用基板１の分離に伴って、半導体素子層２が容易に分離される。したがって、この半導体素子用基板１では、半導体素子用基板１に接合された半導体素子層２の素子分離を容易に行うことができる。
【００２８】
（第２実施形態）
図９は、本発明の第２実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した平面図である。図１０は、図９に示した第２実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。図９および図１０を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、三角格子状に規則配列された複数の細孔２１ａを有する半導体素子用基板２１を備えた半導体素子２０について説明する。
【００２９】
第２実施形態では、半導体素子２０は、半導体素子層（図示せず）に接合された半導体素子用基板２１を備えている。また、半導体素子用基板２１は、陽極酸化によって形成された厚み方向に延びる複数の細孔２１ａを有している。また、複数の細孔２１ａは、図９に示すように、平面的に見て、半導体素子用基板１の表面全体にわたって三角格子状に規則配列されている。
【００３０】
次に、第２実施形態による半導体素子２０の半導体素子用基板２１の製造方法について説明する。まず、図１０に示すように、ドット状の凸部２２ａを有する押圧部材２２により、アルミニウムなどからなるバルブ金属部材２３の表面に凹部２３ａを三角格子状に規則配列で形成する。その後、上記第１実施形態と同様に、バルブ金属部材２３を陽極酸化することによって、複数の細孔２１ａを形成する。この際、細孔２１ａは、押圧部材２２により形成された凹部２３ａに形成される。これにより、図９に示すように、三角格子状に規則配列された細孔２１ａを有する半導体素子用基板２１を得ることが可能である。
【００３１】
なお、第２実施形態のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００３２】
第２実施形態では、上記のように、半導体素子用基板２１に三角格子状に規則配列された細孔２１ａを形成することによって、たとえば、図９に示す線分Ｌ１〜Ｌ４に沿って、容易に精度よく半導体素子用基板２１に接合された半導体素子層の素子分離を行うことができる。特に、線分Ｌ１〜Ｌ３では、線分Ｌ４に比べて、細孔間隔が狭いので、より容易に精度よく半導体素子用基板２１および半導体素子層の素子分離を行うことができる。
【００３３】
図１１は、図９に示した第２実施形態による半導体素子を半導体レーザ素子に適用した場合の全体構成を示した斜視図である。ここで、図１１に示した半導体レーザ素子２４について説明する。半導体レーザ素子２４は、半導体レーザ素子層２５と、半導体レーザ素子層２５に接合される半導体素子用基板２１とを備えている。
【００３４】
半導体レーザ素子層２５は、半導体素子用基板２１に遠い側から順に、ｎ側電極２５ａと、ｎ型クラッド層２５ｂと、活性層２５ｃと、矢印Ｘ方向に延びるように形成されたリッジ部２５ｈを有するｐ型クラッド層２５ｄと、絶縁層２５ｅと、ｐ側電極２５ｆと、半田２５ｇとを含んでおり、矢印Ｘ方向に延びる共振器が形成されている。また、半導体レーザ素子層２５は、素子分離をする前に半導体レーザ素子層２５のリッジ部２５ｈが延びる方向（矢印Ｘ方向）と半導体素子用基板２１の線分Ｌ２とが直交するように半導体素子用基板２１に貼り合わされる。第２実施形態では、ｎ型クラッド層２５ｂ、活性層２５ｃおよびｐ型クラッド層２５ｄは、（０００１）面を主面とする窒化物半導体からなり、リッジ部２５ｈは［１−１００］方向に延びる。
【００３５】
次に、第２実施形態による半導体素子２４の半導体レーザ素子層２５の製造方法について説明する。図１２〜図１５は、図１１に示した第２実施形態による半導体素子の半導体レーザ素子層の製造方法を説明するための図である。まず、図１２に示すように、成長基板２６上に成長されたｎ型クラッド層２５ｂ、活性層２５ｃおよびｐ型クラッド層２５ｄの上面に、エッチングマスク２７を設ける。そして、エッチングマスク２７が設けられた部分以外をエッチングした後、図１３に示すように、シリカ（ＳｉＯ２）からなる絶縁膜２５ｅを形成する。これにより、エッチングマスク２７下方にリッジ部２５ｈが形成される。そして、図１４に示すように、エッチングマスク２７およびリッジ部２５ｈ上の絶縁膜２５ｅを除去する。その後、図１５に示すように、ｐ側電極２５ｆおよび半田２５ｇを設ける。半田材には低融点半田材Ｓｎ・Ａｇ・Ｃｕなどを用いる。続いて、半田２５ｇ側に半導体素子用基板（図示せず）を接合し、成長基板２６を除去し、ｎ電極２５ａを形成する。その後、線分Ｌ２に沿って、半導体素子用基板２１と半導体素子層２５を分離位置で分離、劈開することで、半導体素子層２５に（１−１００）面の劈開面を形成する。
【００３６】
上記のように、第２実施形態による半導体素子を半導体レーザ素子２４に適用した場合には、素子分離する分離境界（線分Ｌ２）をレーザ共振器端面位置に一致させる（共振器方向は分離境界に垂直方向にする）ことによって、良好な共振器端面を形成することができる。
【００３７】
なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００３８】
（第３実施形態）
図１６は、本発明の第３実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した平面図である。図１７は、図１６の２００−２００線に沿った断面図である。図１８は、図１６に示した第３実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。図１６〜図１８を参照して、この第３実施形態では、上記第１実施形態と異なり、半導体素子層（図示せず）の素子分離領域に対応する部分３１ｂのみに複数の細孔３１ａを有する半導体素子用基板３１を備えた半導体素子３０について説明する。
【００３９】
第３実施形態では、半導体素子３０は、半導体素子層に接合された半導体素子用基板３１を備えている。また、半導体素子用基板３１は、図１６に示すように、平面的に見て、半導体素子用基板３１の素子分離領域に対応する部分３１ｂのみに複数の細孔３１ａを有している。また、細孔３１ａは、図１７に示すように、陽極酸化によって、半導体素子用基板３１の一方表面から等方的に放射状に延びるように形成されている。また、半導体素子用基板３１のバルブ金属部材３２の残厚は、放射状に延びるように形成された細孔３１ａの、半導体素子用基板３１の一方表面に対して垂直方向に延びる部分３１ｃで最も小さくなっている。
【００４０】
次に、第３実施形態による半導体素子３０の半導体素子用基板３１の製造方法について説明する。まず、図１８に示すように、バルブ金属部材３２の素子分離領域に対応する部分３２ａ以外の部分に保護マスク３３を設ける。この状態で、バルブ金属部材３２を陽極酸化する。これにより、バルブ金属部材３２の素子分離領域に対応する部分３２ａ近傍のみが陽極酸化され、細孔３１ａが形成される。この際、細孔３１ａは、バルブ金属部材３２の一方表面から等方的に放射状に延びるように形成される。これにより、図１６および図１７に示すように、半導体素子用基板３１の素子分離領域に対応する部分３１ｂのみに複数の細孔３１ａを有する半導体素子用基板３１を得ることが可能である。
【００４１】
なお、第３実施形態のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００４２】
第３実施形態では、上記のように、半導体素子用基板３１の素子分離領域に対応する部分３１ｂのみに複数の細孔３１ａを形成することによって、半導体素子用基板３１に接合された半導体素子層（図示せず）を素子分離領域で容易に分離することができるとともに、半導体素子用基板３１全体としての細孔３１ａの個数を少なくすることができるので、細孔３１ａにより半導体素子用基板３１全体としての機械的強度が低下するのを抑制することができる。さらに、金属部が大部分を占めるので放熱性に優れ（熱伝導率が大きい）、半導体素子の信頼性を向上させることができる。
【００４３】
また、第３実施形態では、半導体素子用基板３１の細孔３１ａが放射状に形成されていても、半導体素子用基板３１の残厚が半導体素子用基板３１の一方表面に対して垂直方向に延びる部分３１ｃで最も小さくなっているので、半導体素子用基板３１を一方表面に対して垂直方向に容易に分離することができる。これにより、半導体素子用基板３１に接合された半導体素子層も、半導体素子用基板３１とともに半導体素子用基板３１の一方表面に対して垂直方向に容易に分離することができる。
【００４４】
図１９は、図１６に示した第３実施形態による半導体素子を半導体レーザ素子に適用した場合の全体構成を示した斜視図である。ここで、図１９に示した半導体レーザ素子３４について説明する。半導体レーザ素子３４は、半導体レーザ素子層３５と、半導体レーザ素子層３５に接合される半導体素子用基板３１とを備えている。
【００４５】
半導体レーザ素子層３５は、半導体素子用基板３１に遠い側から順に、ｎ側電極３５ａと、ｎ型クラッド層３５ｂと、活性層３５ｃと、矢印Ｘ方向に延びるように形成されたリッジ部３５ｈを有するｐ型クラッド層３５ｄと、絶縁層３５ｅと、ｐ側電極３５ｆと、半田３５ｇとを含んでいる。また、半導体レーザ素子層３５は、素子分離位置Ａ、Ｂが素子分離領域に対応する部分３１ｂに沿うように半導体素子用基板３１に貼り合わされる。ここで、素子分離位置Ａは、共振器方向（矢印Ｘ方向）と垂直で共振器面を形成する位置にあたり、素子分離位置Ｂは、共振器方向と平行になる。なお、半導体レーザ素子層３５の製造方法については、上記第２実施形態と同様である。
【００４６】
ウェハ状態で、半導体素子用基板３１と半導体レーザ素子層３５を貼り合わせた後は、まず、素子分離位置Ａと分離境界Ａとに沿って、図８に示す方法を用いてバー状に分離し、同時に共振器端面を形成する。続いて、素子分離位置Ｂと分離境界Ｂとに沿って、同じく図８に示す方法を用いて個々の半導体レーザ素子チップにまで分離する。
【００４７】
上記のように、第３実施形態による半導体素子を半導体レーザ素子３４に適用した場合には、素子分離する分離境界Ａ（素子分離領域に対応する部分３１ｂ）をレーザ共振器端面位置に沿わせる（共振器方向は分離境界Ａに垂直にし、分離境界Ｂに平行にする）ことによって、良好な共振器端面を形成することができる。
【００４８】
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００４９】
（第４実施形態）
図２０は、本発明の第４実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した平面図である。図２１は、図２０の３００−３００線に沿った断面図である。図２０および図２１を参照して、この第４実施形態では、上記第１実施形態と異なり、素子分離領域に対応する部分４１ｂの複数の細孔４１ａが他の部分の細孔４１ｃよりも大きい直径を有する半導体素子用基板４１を備えた半導体素子４０について説明する。
【００５０】
第４実施形態では、半導体素子４０は、半導体素子層（図示せず）に接合された半導体素子用基板４１を備えている。また、図２０および図２１に示すように、半導体素子用基板４１の素子分離領域に対応する部分４１ｂに形成された細孔４１ａは、他の部分に形成された細孔４１ｃよりも、大きい直径を有している。
【００５１】
次に、第４実施形態による半導体素子４０の半導体素子用基板４１の製造方法について説明する。まず、陽極酸化によって形成された複数の細孔４１ｃを有する半導体素子用基板４１の素子分離領域以外の領域に対応する部分に保護マスク（図示せず）を施す。そして、保護マスクが施されていない露出された部分の細孔４１ｃの直径を、たとえば、ウェットエッチングにより拡大し、他の部分の細孔４１ｃよりも大きい直径を有する細孔４１ａを形成する。これにより、図２０および図２１に示すように、半導体素子用基板４１の素子分離領域に対応する部分４１ｂに形成された細孔４１ａが、他の部分に形成された細孔４１ｃよりも大きい直径を有する半導体素子用基板４１を得ることが可能である。
【００５２】
なお、第４実施形態のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００５３】
第４実施形態では、上記のように、半導体素子用基板４１の素子分離領域に対応する部分４１ｂに、半導体素子用基板４１の素子分離領域以外の領域に対応する部分に形成された細孔４１ｃよりも大きい直径を有する細孔４１ａを形成することによって、細孔の直径が大きい分、半導体素子用基板４１の素子分離領域に対応する部分４１ｂの機械的強度は他の部分に比べて小さいので、半導体素子用基板４１は、半導体素子用基板４１の素子分離領域に対応する部分４１ｂで分離され易くなる。このため、半導体素子層を素子分離領域で容易に素子分離することができる。
【００５４】
図２２は、図２０に示した第４実施形態による半導体素子を半導体レーザ素子に適用した場合の全体構成を示した斜視図である。ここで、図２２に示した半導体レーザ素子４２について説明する。半導体レーザ素子４２は、半導体レーザ素子層４３と、半導体レーザ素子層４３に接合される半導体素子用基板４１とを備えている。
【００５５】
半導体レーザ素子層４３は、半導体素子用基板４１に遠い側から順に、ｎ側電極４３ａと、ｎ型クラッド層４３ｂと、活性層４３ｃと、矢印Ｘ方向に延びるように形成されたリッジ部４３ｈを有するｐ型クラッド層４３ｄと、絶縁層４３ｅと、ｐ側電極４３ｆと、半田４３ｇとを含んでいる。また、半導体レーザ素子層４３は、素子分離位置が素子分離領域に対応する部分４１ｂに沿うように半導体素子用基板４１に貼り合わされる。なお、半導体レーザ素子層４３の製造方法については、上記第２実施形態と同様である。
【００５６】
上記のように、第４実施形態による半導体素子を半導体レーザ素子４２に適用した場合には、素子分離する分離境界Ａ（素子分離領域に対応する部分４１ｂ）をレーザ共振器端面位置に沿わせる（共振器方向は分離境界Ａに垂直にし、分離境界Ｂに平行にする）ことによって、良好な共振器端面を形成することができる。
【００５７】
なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００５８】
（第５実施形態）
図２３は、本発明の第５実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した断面図である。図２４は、図２３に示した第５実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。図２３および図２４を参照して、この第５実施形態では、上記第１実施形態と異なり、素子分離領域に対応する部分５１ｂの複数の細孔５１ａが所定の深さまで互いに連結されている半導体素子用基板５１を備えた半導体素子５０について説明する。
【００５９】
第５実施形態では、半導体素子５０は、半導体素子層（図示せず）に接合された半導体素子用基板５１を備えている。また、図２３に示すように、半導体素子用基板５１の素子分離領域に対応する部分５１ｂに形成された複数の細孔５１ａは、所定の深さまで互いに連結されている。
【００６０】
次に、第５実施形態による半導体素子５０の半導体素子用基板５１の製造方法について説明する。図２４に示すように、陽極酸化によって形成された複数の細孔５１ｃを有する半導体素子用基板５１の素子分離領域以外の領域に対応する部分に保護マスク５２を施す。そして、保護マスク５２が施されていない露出された部分の複数の細孔５１ｃを、たとえば、ドライエッチングにより所定の深さまで連結する。これにより、図２３に示すように、素子分離領域に対応する部分５１ｂの複数の細孔５１ａが所定の深さまで互いに連結されている半導体素子用基板５１を得ることが可能である。また、本方法以外にも、レーザスクライブなどによっても、細孔の連結が可能である。
【００６１】
なお、第５実施形態のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００６２】
第５実施形態では、上記のように、半導体素子用基板５１の素子分離領域に対応する部分５１ｂに形成された複数の細孔５１ａを、所定の深さまで互いに連結することによって、細孔５１ａが連結された部分は、他の部分に比べて半導体素子用基板５１の厚みが小さいので、半導体素子用基板５１は、細孔５１ａが連結された部分で分離され易くなる。これにより、半導体素子層を素子分離領域で容易に素子分離することができる。
【００６３】
図２５は、図２３に示した第５実施形態による半導体素子を半導体レーザ素子に適用した場合の全体構成を示した斜視図である。ここで、図２５に示した半導体レーザ素子５３について説明する。半導体レーザ素子５３は、半導体レーザ素子層５４と、半導体レーザ素子層５４に接合される半導体素子用基板５１とを備えている。
【００６４】
半導体レーザ素子層５４は、半導体素子用基板５１に遠い側から順に、ｎ側電極５４ａと、ｎ型クラッド層５４ｂと、活性層５４ｃと、矢印Ｘ方向に延びるように形成されたリッジ部５４ｈを有するｐ型クラッド層５４ｄと、絶縁層５４ｅと、ｐ側電極５４ｆと、半田５４ｇとを含んでいる。また、半導体レーザ素子層５４は、素子分離位置が素子分離領域に対応する部分５１ｂに沿うように半導体素子用基板５１に貼り合わされる。なお、半導体レーザ素子層５４の製造方法については、上記第２実施形態と同様である。
【００６５】
上記のように、第５実施形態による半導体素子を半導体レーザ素子５３に適用した場合には、素子分離する分離境界Ａ（素子分離領域に対応する部分５１ｂ）をレーザ共振器端面位置に沿わせる（共振器方向は分離境界Ａに垂直にし、分離境界Ｂに平行にする）ことによって、良好な共振器端面を形成することができる。
【００６６】
なお、第５実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００６７】
（第６実施形態）
図２６は、本発明の第６実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した断面図である。図２７は、図２６に示した第６実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。図２６および図２７を参照して、この第６実施形態では、上記第１実施形態と異なり、半導体素子用基板６１とは異なる材料が細孔６１ａに充填された半導体素子用基板６１を備えた半導体素子６０について説明する。
【００６８】
第６実施形態では、半導体素子６０は、半導体素子層（図示せず）に接合された半導体素子用基板６１を備えている。また、図２６に示すように、半導体素子用基板６１の複数の細孔６１ａには、半導体素子用基板６１よりも熱伝導率の高い銅などからなる金属メッキ６２が充填されている。
【００６９】
次に、第６実施形態による半導体素子６０の半導体素子用基板６１の製造方法について説明する。なお、金属メッキ６２は、本発明の「半導体素子用基板とは異なる材料」の一例である。図２７に示すように、ケイ素（Ｓｉ）などからなる導電性基板６３に接合されたバルブ金属部材（図示せず）を陽極酸化して、複数の細孔６１ａを有する半導体素子用基板６１を得る。そして、図２６に示すように、電解メッキにより細孔６１ａ内部に銅などからなる金属メッキ６２を充填し、導電性基板６３を除去する。これにより、半導体素子用基板６１とは異なる材料が細孔６１ａに充填された半導体素子用基板６１を得ることが可能である。
【００７０】
なお、第６実施形態のその他の構造は、上記第１実施形態と同様である。
【００７１】
第６実施形態では、上記のように、半導体素子用基板６１の複数の細孔６１ａに、半導体素子用基板６１よりも熱伝導率が高い銅などからなる金属メッキ６２を充填することによって、半導体素子用基板６１全体としての熱伝導率を高めることができる。
【００７２】
なお、第６実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７３】
（第７実施形態）
図２８は、本発明の第７実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した平面図である。図２９は、図２８に示した第７実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。図２８および図２９を参照して、この第７実施形態では、上記第６実施形態と異なり、半導体素子用基板７１全体としての熱膨張係数が、半導体素子用基板７１に接合された半導体素子層の熱膨張係数に等しい半導体素子７０について説明する。
【００７４】
第７実施形態では、半導体素子７０は、窒化ガリウム（ＧａＮ）系の半導体素子層（図示せず）と、半導体素子層に接合されたアルミナからなる半導体素子用基板７１とを備えている。また、図２８に示すように、半導体素子用基板７１の細孔７１ａには、銅からなる金属メッキ７２およびシリカ（ＳｉＯ２）７３が充填されている。具体的には、半導体素子用基板７１は、アルミナ、銅およびシリカの体積比が、アルミナ：銅：シリカ＝０．１：０．２７：０．６３となるように構成されている。これにより、半導体素子用基板７１を、全体として、熱膨張係数が半導体素子層の熱膨張係数（５．６×１０−６／Ｋ）に実質的に等しくなるように構成することが可能である。なお、半導体素子用基板７１に用いるアルミナの力学特性は、熱膨張係数が７．０×１０−６／Ｋであり、熱伝導率が３２Ｗ／ｍＫである。また、銅からなる金属メッキ７２の力学特性は、熱膨張係数が１６．８×１０−６／Ｋであり、熱伝導率が３９０Ｗ／ｍＫである。また、シリカ７３の力学特性は、熱膨張係数が０．５×１０−６／Ｋであり、熱伝導率が１．２Ｗ／ｍＫである。なお、金属メッキ７２やシリカ７３は、本発明の「半導体素子用基板とは異なる材料」の一例である。その他の例では、有機導電材料やＩＴＯなどの無機導電材料なども適宜組み合わせて用いることができる。
【００７５】
次に、第７実施形態による半導体素子７０の半導体素子用基板７１の製造方法について説明する。図２９に示すように、陽極酸化によって形成された複数の細孔７１ａを有する半導体素子用基板７１の表面の一部に保護マスク７４を施す。この状態で、電解メッキにより、保護マスク７４が設けられていない露出された部分の複数の細孔７１ａに銅からなる金属メッキ７２を充填する。その後、金属メッキ７２が充填されていない保護マスク７４が設けられている細孔７１ａにシリカ７３を充填する。なお、半導体素子用基板７１の表面積に対する保護マスク７４を施す面積の割合、および、半導体素子用基板７１の表面積に対する細孔７１ａの面積の割合を調整することによって、上記したアルミナ：銅：シリカ＝０．１：０．２７：０．６３の体積比の半導体素子用基板７１を製造することが可能である。これにより、全体としての熱膨張係数が、半導体素子用基板７１に接合された半導体素子層の熱膨張係数に等しい半導体素子用基板７１を得ることが可能である。
【００７６】
なお、第７実施形態のその他の構造は、上記第６実施形態と同様である。
【００７７】
第７実施形態では、上記のように、複数の細孔７１ａに銅からなる金属メッキ７２およびシリカ７３を充填して半導体素子用基板７１全体としての熱膨張係数が半導体素子用基板７１に接合された半導体素子層の熱膨張係数にほぼ等しくなるように半導体素子用基板７１を構成することによって、半導体素子用基板７１および半導体素子の両方が、温度変化に伴ってほぼ等しい量だけ膨張または収縮されるので、半導体素子用基板７１に接合されている半導体素子層が半導体素子用基板７１から剥離してしまうのを抑制することができる。
【００７８】
なお、第７実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００７９】
（第８実施形態）
図３０は、本発明の第８実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した平面図である。図３１〜図３５は、図３０に示した第８実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。図３０〜図３５を参照して、この第８実施形態では、上記第７実施形態と異なり、細孔８１ａが三角格子状に規則配列された半導体素子用基板８１を備えた半導体素子８０について説明する。
【００８０】
第８実施形態では、半導体素子８０は、窒化ガリウム（ＧａＮ）系の半導体素子層（図示せず）と、半導体素子層に接合されたアルミナからなる半導体素子用基板８１とを備えている。また、図３０に示すように、半導体素子用基板８１の三角格子状に規則配列された細孔８１ａには、銅からなる金属メッキ８２およびシリカ（ＳｉＯ２）８３が充填されている。具体的には、半導体素子用基板８１は、アルミナ、銅およびシリカの体積比が、アルミナ：銅：シリカ＝０．１：０．２７：０．６３となるように構成されている。これにより、半導体素子用基板８１を、全体として、熱膨張係数が半導体素子層の熱膨張係数（５．６×１０−６／Ｋ）に実質的に等しくなるように構成することが可能である。なお、半導体素子用基板８１に用いるアルミナの力学特性は、熱膨張係数が７．０×１０−６／Ｋであり、熱伝導率が３２Ｗ／ｍＫである。また、銅からなる金属メッキ８２の力学特性は、熱膨張係数が１６．８×１０−６／Ｋであり、熱伝導率が３９０Ｗ／ｍＫである。また、シリカ８３の力学特性は、熱膨張係数が０．５×１０−６／Ｋであり、熱伝導率が１．２Ｗ／ｍＫである。なお、金属メッキ８２は、本発明の「半導体素子用基板とは異なる材料」の一例である。
【００８１】
図３１は陽極酸化する前のバルブ金属８５の表面を示す。ここで、三角格子を形成する点群の中でドット状凹部を形成する点と形成しない点とを設けて陽極酸化を行うと、たとえば、４００−４００線に沿った断面は、図３３に示すように、ドット状凹部を形成しない点においては成長不足の細孔が形成されることが知られている。
【００８２】
次に、第８実施形態による半導体素子８０の半導体素子用基板８１の製造方法について説明する。まず、図３２に示すように、アルミニウムからなるバルブ金属部材８５を導電性基板８６に接合した後、ドット状の凸部８４ａを有する押圧部材８４により、バルブ金属部材８５の表面に凹部８５ａを三角格子状に規則配列で形成する。この際、押圧部材８４のドット状の凸部８４ａを所望の配列で設けておけば、バルブ金属部材８５の表面に所望の規則配列で凹部８５ａを形成することが可能である。そして、上記第１実施形態と同様に、バルブ金属部材８５を陽極酸化することによって、図３３に示すように、導電性基板８６が露出するように細孔８１ａを形成する。この際、凹部８５ａが設けられていない部分には、凹部８５ａが設けられていた部分よりも深さの小さい細孔８１ｂが形成される。その後、電解メッキにより、導電性基板８６が露出された複数の細孔８１ａに銅からなる金属メッキ８２を充填する。そして、図３４に示すように、導電性基板８６を除去するとともに、深さの小さい細孔８１ｂが半導体素子用基板８１を貫通するように半導体素子用基板８１を研磨して、細孔８１ｂにシリカ８３を充填する（図３５参照）。なお、半導体素子用基板８１の表面積に対する細孔８１ａおよび８１ｂの面積の割合を調整することによって、上記したアルミナ：銅：シリカ＝０．１：０．２７：０．６３の体積比の半導体素子用基板８１を製造することが可能である。これにより、全体としての熱膨張係数が、半導体素子用基板８１に接合された半導体素子層の熱膨張係数に等しく、かつ、細孔８１ａが三角格子状に規則配列された半導体素子用基板８１を得ることが可能である。
【００８３】
なお、第８実施形態のその他の構造は、上記第７実施形態と同様である。
【００８４】
第８実施形態では、上記のように、半導体素子用基板８１に三角格子状に規則配列された複数の細孔８１ａを設けることによって、容易に、細孔８１ａの個数や金属メッキ８２およびシリカ８３を充填する細孔８１ａの個数を調整することができるので、容易に、半導体素子用基板８１全体としての熱膨張係数を半導体素子層の熱膨張係数に等しくなるように調整することができる。
【００８５】
図３６は、図３０に示した第８実施形態による半導体素子を半導体レーザ素子に適用した場合の全体構成を示した斜視図である。ここで、図３６に示した半導体レーザ素子８７について説明する。半導体レーザ素子８７は、半導体レーザ素子層８８と、半導体レーザ素子層８８に接合される半導体素子用基板８１とを備えている。
【００８６】
半導体レーザ素子層８８は、半導体素子用基板８１に遠い側から順に、ｎ側電極８８ａと、ｎ型クラッド層８８ｂと、活性層８８ｃと、矢印Ｘ方向に延びるように形成されたリッジ部８８ｈを有するｐ型クラッド層８８ｄと、絶縁層８８ｅと、ｐ側電極８８ｆと、半田８８ｇとを含んでいる。また、半導体レーザ素子層８８は、素子分離位置が素子分離領域に対応する部分８１ｂに沿うように半導体素子用基板８１に貼り合わされる。なお、半導体レーザ素子層８８の製造方法については、上記第２実施形態と同様である。
【００８７】
上記のように、第８実施形態による半導体素子を半導体レーザ素子８７に適用した場合には、素子分離する分離境界Ａ（素子分離領域に対応する部分８１ｂ）をレーザ共振器端面位置に沿わせる（共振器方向は分離境界Ａに垂直にし、分離境界Ｂに平行にする）ことによって、良好な共振器端面を形成することができる。なお、素子分離領域に対応する部分８１ｂには、上記第５実施形態に示した複数の細孔を所定の深さまで互いに連結させることを併用するとさらに素子分離が容易になる。
【００８８】
なお、第８実施形態のその他の効果は、上記第７実施形態と同様である。
【００８９】
（第９実施形態）
第９実施形態は、熱膨張係数の異方性を利用して効果を得るものである。図３７は、本発明の第９実施形態による半導体素子の全体構成を示した斜視図である。図３８は、図３７に示した第９実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した平面図である。図３７および図３８を参照して、この第９実施形態では、上記第８実施形態と異なり、共振器方向（矢印Ｘ方向）の熱膨張係数が半導体レーザ素子層９２の熱膨張係数と実質的に等しい半導体素子用基板９１を備えた半導体素子９０について説明する。なお、半導体レーザ素子層９２は、本発明の「半導体素子層」の一例である。
【００９０】
第９実施形態では、図３７に示すように、半導体素子９０は、半導体レーザ素子層９２と、半導体レーザ素子層９２に接合される半導体素子用基板９１とを備えている。また、半導体素子用基板９１は、図３７および図３８に示すように、三角格子状に規則配列された細孔９１ａを有している。また、半導体素子用基板９１は、共振器方向（矢印Ｘ方向）の熱膨張係数が、半導体レーザ素子層９２の熱膨張係数と実質的に同じになるように構成されている。具体的には、半導体素子用基板９１の複数の細孔９１ａには、熱膨張係数の大きい銅からなる金属メッキ９３および熱膨張係数の小さいシリカ９４が充填されている。この金属メッキ９３およびシリカ９４を充填する細孔９１ａの個数を調整することによって、共振器方向（矢印Ｘ方向）の熱膨張係数を調整することが可能である。たとえば、矢印Ｘ方向の面積比をアルミナ：銅：シリカ＝０．１：０．２７：０．３６とすると、矢印Ｘ方向の熱膨張係数を窒化ガリウム系半導体素子層と実質的に同じにすることができる。上記比率を実現するためには、まず、細孔を形成した後に単位面積あたりの面積比がアルミナ：細孔＝０．１：０．９になるように、ウェットエッチングにより細孔径を拡大する。その後、矢印Ｘ方向に、たとえば、２７列分に銅を充填し、次に３６列分にシリカを充填し、これを交互に繰り返す。なお、図３７および図３８では、簡単のため、１列置きに銅、シリカ、銅、シリカ、・・・と描画している。また、共振器方向に直交する方向（矢印Ｙ方向）については、熱膨張係数の値に拘束されることなく、熱伝導率の大きい金属メッキ９３を極力多くの細孔９１ａに充填する。なお、金属メッキ９３は、本発明の「半導体素子用基板とは異なる材料」の一例である。
【００９１】
半導体レーザ素子層９２は、図３７に示すように、ｎ側電極９２ａと、ｎ型クラッド層９２ｂと、活性層９２ｃと、ｐ型クラッド層９２ｄと、絶縁層９２ｅと、ｐ側電極９２ｆと、半田９２ｇとを含んでいる。なお、半導体レーザ素子層９２の製造方法については、上記第２実施形態と同様である。
【００９２】
なお、第９実施形態のその他の構造は、上記第８実施形態と同様である。
【００９３】
第９実施形態では、上記のように、半導体素子用基板９１を、共振器方向（矢印Ｘ方向）の熱膨張係数が半導体レーザ素子層９２の熱膨張係数と実質的に同じになるように構成することによって、温度変化が生じる場合にも、半導体素子用基板９１と半導体レーザ素子層９２とが共振器方向（矢印Ｘ方向）に実質的に同じ量だけ膨張または収縮されるので、共振器方向にそりが生じるのを抑制することができる。
【００９４】
また、第９実施形態では、半導体素子用基板９１の共振器方向に直交する方向（矢印Ｙ方向）については、熱伝導率の大きい金属メッキ９３を極力多くの細孔９１ａに充填することによって、半導体素子用基板９１全体としての熱伝導率を高めることができる。
【００９５】
なお、第９実施形態のその他の効果は、上記第８実施形態と同様である。
【００９６】
（第１０実施形態）
図３９は、本発明の第１０実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した平面図である。図４０〜図４２は、図３９に示した第１０実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。図３９〜図４２を参照して、この第１０実施形態では、上記第６実施形態と異なり、シリカ（ＳｉＯ２）からなる半導体素子用基板１０１を備えた半導体素子１００について説明する。
【００９７】
第１０実施形態では、半導体素子１００は、窒化ガリウム（ＧａＮ）系の半導体素子層（図示せず）と、熱膨張係数の小さいシリカ（ＳｉＯ２）からなる半導体素子用基板１０１とを備えている。また、図３９に示すように、半導体素子用基板１０１は、三角格子状に規則配列された細孔１０１ａに、熱膨張係数の大きい銅からなる金属メッキ１０２を含んでいる。また、半導体素子用基板１０１は、銅およびシリカの体積比が、銅：シリカ＝０．３：０．７となるように構成されている。これにより、半導体素子用基板１０１を、全体として、熱膨張係数が窒化ガリウム（ＧａＮ）系の半導体素子層の熱膨張係数（５．６×１０−６／Ｋ）に実質的に等しくなる。なお、銅からなる金属メッキ１０２の力学特性は、熱膨張係数が１６．８×１０−６／Ｋであり、熱伝導率が３９０Ｗ／ｍＫである。また、シリカからなる半導体素子用基板１０１の母材の力学特性は、熱膨張係数が０．５×１０−６／Ｋであり、熱伝導率が１．２Ｗ／ｍＫである。なお、金属メッキ１０２は、本発明の「半導体素子用基板とは異なる材料」の一例である。
【００９８】
次に、第１０実施形態による半導体素子１００の半導体素子用基板１０１の製造方法について説明する。まず、図４０に示すように、導電性基板１０４に接合されたアルミなどからなるバルブ金属部材（図示せず）を陽極酸化して、三角格子状に規則配列された細孔１０３ａを有するアルミナなどからなる酸化物部材１０３を得る。そして、図４１に示すように、電解メッキにより、酸化物部材１０３の複数の細孔１０３ａに銅からなる金属メッキ１０２を充填し、導電性基板１０４を除去する。その後、図４２に示すように、リン酸水溶液などを用いたウェットエッチングにより、酸化物部材１０３を除去するとともに、除去した部分にシリカ（ＳｉＯ２）を塗布する。すなわち、酸化物部材１０３とシリカとを置換する。これにより、シリカ（ＳｉＯ２）からなる半導体素子用基板１０１を得ることが可能である。
【００９９】
なお、第１０実施形態のその他の構造は、上記第６実施形態と同様である。
【０１００】
第１０実施形態では、上記のように、半導体素子用基板１０１の母材を熱膨張係数の小さいシリカ（ＳｉＯ２）で構成し、熱膨張係数の大きい銅からなる金属メッキ１０２を細孔１０１ａに含めることによって、容易に、半導体素子用基板１０１の全体としての熱膨張係数を窒化ガリウム（ＧａＮ）系の半導体素子層の熱膨張係数に実質的に等しくなるように調整することができる。
【０１０１】
なお、第１０実施形態のその他の効果は、上記第６実施形態と同様である。
【０１０２】
（第１１実施形態）
図４３は、本発明の第１１実施形態による半導体素子を示した断面図である。図４４〜図４６は、図４３に示した第１１実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。図４３〜図４６を参照して、この第１１実施形態では、上記第１０実施形態と異なり、直径が深さ方向にテーパ状に変化する複数の細孔１１１ａを有する半導体素子用基板１１１を備えた半導体素子１１０について説明する。
【０１０３】
第１１実施形態では、図４３に示すように、半導体素子１１０は、窒化ガリウム（ＧａＮ）系の半導体素子層１１２と、熱膨張係数の小さいシリカ（ＳｉＯ２）からなる半導体素子用基板１１１とを備えている。また、半導体素子用基板１１１には、直径が深さ方向にテーパ状に変化する複数の細孔１１１ａが形成されている。また、半導体素子用基板１１１は、三角格子状に規則配列された細孔１１１ａに、熱膨張係数の大きい銅からなる金属メッキ１１３を含んでいる。なお、銅からなる金属メッキ１１３の力学特性は、熱膨張係数が１６．８×１０−６／Ｋであり、熱伝導率が３９０Ｗ／ｍＫである。また、シリカからなる半導体素子用基板１１１の母材の力学特性は、熱膨張係数が０．５×１０−６／Ｋであり、熱伝導率が１．２Ｗ／ｍＫである。
【０１０４】
次に、第１１実施形態による半導体素子１１０の半導体素子用基板１１１の製造方法について説明する。まず、図４４に示すように、一方表面に保護膜１１４を設けた状態で、アルミなどからなるバルブ金属部材１１５を陽極酸化し、複数の細孔１１５ａを形成する。そして、ウェットエッチングにより細孔１１５ａの直径を拡大した後、図４５に示すように、さらに陽極酸化を行い、細孔１１５ａの深さを大きくする。そして、再びウェットエッチングにより細孔１１５ａの直径を拡大した後、さらに陽極酸化を行う。これを数回繰り返し、バルブ金属部材１１５に、直径が深さ方向にテーパ状に変化する複数の細孔１１５ａを形成する。その後、図４６に示すように、電解メッキにより、バルブ金属部材１１５の複数の細孔１１５ａに銅からなる金属メッキ１１３を充填する。そして、ウェットエッチングにより、バルブ金属部材１１５を除去するとともに、除去した部分にシリカ（ＳｉＯ２）を塗布する。すなわち、バルブ金属部材１１５とシリカとを置換する。これにより、シリカ（ＳｉＯ２）からなる半導体素子用基板１１１を得ることが可能である。
【０１０５】
なお、第１１実施形態のその他の構造は、上記第１０実施形態と同様である。
【０１０６】
第１１実施形態では、上記のように、直径が深さ方向にテーパ状に変化する複数の細孔１１１ａを有する半導体素子用基板１１１を設けることによって、半導体素子用基板１１１の厚さ方向に、熱膨張係数の大きい金属メッキ１１３と熱膨張係数の小さいシリカ（ＳｉＯ２）との割合を変化せることができるので、半導体素子用基板１１１全体としての熱膨張係数を厚さ方向に変化せることができる。これにより、半導体素子用基板１１１のそりの調整を行うことができる。
【０１０７】
なお、第１１実施形態のその他の効果は、上記第１０実施形態と同様である。
【０１０８】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１０９】
たとえば、上記第２実施形態では、平面的に見て、半導体素子用基板２１の全体に三角格子状に規則配列された細孔２１ａを設ける例を示したが、本発明はこれに限らず、図４７に示すように、素子分離領域に対応する部分２１ｂのみに規則配列された細孔２１ａを設け、他の部分にはランダム配列された細孔２１ａを設けてもよい。
【０１１０】
また、上記第３実施形態では、素子分離領域に対応する部分３１ｂにランダム配列された複数の細孔３１ａを設ける例を示したが、本発明はこれに限らず、図４８に示すように、規則配列された細孔３１ａを設けてもよい。これにより、半導体素子用基板３１を、素子分離領域に対応する部分３１ｂでより容易に分離することができる。
【０１１１】
また、上記第４実施形態では、素子分離領域に対応する部分４１ｂのランダム配列された複数の細孔４１ａの直径を拡大する例を示したが、本発明はこれに限らず、図４９に示すように、半導体素子用基板４１全体に規則配列された複数の細孔４１ａを形成し、素子分離領域に対応する部分４１ｂの規則配列された複数の細孔４１ａの直径を拡大するようにしてもよい。これにより、半導体素子用基板４１を、素子分離領域に対応する部分４１ｂでより容易に分離することができる。
【０１１２】
また、上記第６実施形態では、半導体素子用基板６１に形成された全ての細孔６１ａに金属メッキ６２を充填する例を示したが、本発明はこれに限らず、図５０に示すように、素子分離領域に対応する部分の細孔６１ａに金属メッキ６２を充填しなくてもよい。これにより、細孔６１ａが金属メッキ６２で充填されていない分、機械的強度が小さい素子分離領域に対応する部分で半導体素子用基板６１を分離し易くなる。
【０１１３】
また、上記第１実施形態〜第１１実施形態では、半導体素子用基板の細孔の一例として、陽極酸化により形成した細孔を示したが、本発明はこれに限らず、直径の１０倍以上の深さを有する細孔であれば、陽極酸化以外の他の方法により形成した細孔であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明の第１実施形態による半導体素子を示した断面図である。
【図２】図１に示した第１実施形態による半導体素子を示した平面図である。
【図３】図１に示した第１実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図４】図１に示した第１実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図５】図１に示した第１実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図６】図１に示した第１実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図７】図１に示した第１実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を陽極酸化する際の概念図である。
【図８】図１に示した第１実施形態による半導体素子の半導体素子用基板および半導体素子層を分離する際の概念図である。
【図９】本発明の第２実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した平面図である。
【図１０】図９に示した第２実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図１１】図９に示した第２実施形態による半導体素子を半導体レーザ素子に適用した場合の全体構成を示した斜視図である。
【図１２】図１１に示した第２実施形態による半導体素子の半導体レーザ素子層の製造方法を説明するための図である。
【図１３】図１１に示した第２実施形態による半導体素子の半導体レーザ素子層の製造方法を説明するための図である。
【図１４】図１１に示した第２実施形態による半導体素子の半導体レーザ素子層の製造方法を説明するための図である。
【図１５】図１１に示した第２実施形態による半導体素子の半導体レーザ素子層の製造方法を説明するための図である。
【図１６】本発明の第３実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した平面図である。
【図１７】図１６の２００−２００線に沿った断面図である。
【図１８】図１６に示した第３実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図１９】図１６に示した第３実施形態による半導体素子を半導体レーザ素子に適用した場合の全体構成を示した斜視図である。
【図２０】本発明の第４実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した平面図である。
【図２１】図２０の３００−３００線に沿った断面図である。
【図２２】図２０に示した第４実施形態による半導体素子を半導体レーザ素子に適用した場合の全体構成を示した斜視図である。
【図２３】本発明の第５実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した断面図である。
【図２４】図２３に示した第５実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図２５】図２３に示した第５実施形態による半導体素子を半導体レーザ素子に適用した場合の全体構成を示した斜視図である。
【図２６】本発明の第６実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した断面図である。
【図２７】図２６に示した第６実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図２８】本発明の第７実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した平面図である。
【図２９】図２８に示した第７実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図３０】本発明の第８実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した平面図である。
【図３１】図３０に示した第８実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図３２】図３０に示した第８実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図３３】図３０に示した第８実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図３４】図３０に示した第８実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図３５】図３０に示した第８実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図３６】図３０に示した第８実施形態による半導体素子を半導体レーザ素子に適用した場合の全体構成を示した斜視図である。
【図３７】本発明の第９実施形態による半導体素子の全体構成を示した斜視図である。
【図３８】図３７に示した第９実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した平面図である。
【図３９】本発明の第１０実施形態による半導体素子の半導体素子用基板を示した平面図である。
【図４０】図３９に示した第１０実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図４１】図３９に示した第１０実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図４２】図３９に示した第１０実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図４３】本発明の第１１実施形態による半導体素子を示した断面図である。
【図４４】図４３に示した第１１実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図４５】図４３に示した第１１実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図４６】図４３に示した第１１実施形態による半導体素子の半導体素子用基板の製造方法を説明するための図である。
【図４７】第２実施形態の変形例を示した図である。
【図４８】第３実施形態の変形例を示した図である。
【図４９】第４実施形態の変形例を示した図である。
【図５０】第６実施形態の変形例を示した図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１、２１、３１、４１、５１、６１、７１、８１、９１、１０１、１１１    半導体素子用基板
１ａ、２１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ、６１ａ、７１ａ、８１ａ、９１ａ、１０１ａ、１１１ａ    細孔
２    半導体素子層
１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０    半導体素子
６２、７２、８２、９３、１０２    金属メッキ
９２    半導体レーザ素子層（半導体素子層）
【図１】
2009212223.tif 000003
【図２】
2009212223.tif 000004
【図３】
2009212223.tif 000005
【図４】
2009212223.tif 000006
【図５】
2009212223.tif 000007
【図６】
2009212223.tif 000008
【図７】
2009212223.tif 000009
【図８】
2009212223.tif 000010
【図９】
2009212223.tif 000011
【図１０】
2009212223.tif 000012
【図１１】
2009212223.tif 000013
【図１２】
2009212223.tif 000014
【図１３】
2009212223.tif 000015
【図１４】
2009212223.tif 000016
【図１５】
2009212223.tif 000017
【図１６】
2009212223.tif 000018
【図１７】
2009212223.tif 000019
【図１８】
2009212223.tif 000020
【図１９】
2009212223.tif 000021
【図２０】
2009212223.tif 000022
【図２１】
2009212223.tif 000023
【図２２】
2009212223.tif 000024
【図２３】
2009212223.tif 000025
【図２４】
2009212223.tif 000026
【図２５】
2009212223.tif 000027
【図２６】
2009212223.tif 000028
【図２７】
2009212223.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
2009212223.tif 000031
【図３０】
2009212223.tif 000032
【図３１】
2009212223.tif 000033
【図３２】
2009212223.tif 000034
【図３３】
2009212223.tif 000035
【図３４】
2009212223.tif 000036
【図３５】
2009212223.tif 000037
【図３６】
2009212223.tif 000038
【図３７】
2009212223.tif 000039
【図３８】
2009212223.tif 000040
【図３９】
2009212223.tif 000041
【図４０】
2009212223.tif 000042
【図４１】
2009212223.tif 000043
【図４２】
2009212223.tif 000044
【図４３】
2009212223.tif 000045
【図４４】
2009212223.tif 000046
【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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