專利名稱：基板、基板的制造方法及發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基板、基板的制造方法及發(fā)光元件，更特別涉及發(fā)光元件用基板及其制造方法、以及使用該基板的發(fā)光元件。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED :Light Emitting Diode)等發(fā)光元件通常具有這樣的構(gòu)造在基板一側(cè)的主表面上，通過(guò)(例如)外延生長(zhǎng)，形成了含有發(fā)光區(qū)域的半導(dǎo)體層的層疊結(jié)構(gòu)。作為上述基板，有時(shí)采用由(例如)藍(lán)寶石制成的基板。采用藍(lán)寶石基板的發(fā)光元件與采用由(例如)碳化硅制成的基板的發(fā)光元件相比，所發(fā)出的光的亮度和對(duì)比度、導(dǎo)電率等特性都很優(yōu)異。因此采用藍(lán)寶石基板的發(fā)光元件通常廣為人知。采用藍(lán)寶石基板的發(fā)光元件在(例如)日本特開(kāi)2005-79171號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)·I)中有所公開(kāi)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2005-79171號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題但是藍(lán)寶石作為工業(yè)制品相當(dāng)昂貴。因此，由藍(lán)寶石基板制成的發(fā)光元件具有成本變高之類的問(wèn)題。在發(fā)光元件普及的過(guò)程中，考慮到為了使發(fā)光元件能適用于更廣泛的用途，降低發(fā)光元件的成本是必要的。鑒于上述問(wèn)題進(jìn)行了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種基板及其制造方法，所述基板可形成與藍(lán)寶石基板所制成的發(fā)光元件相比更廉價(jià)的發(fā)光元件。另外，提供了采用該基板的發(fā)光元件。解決問(wèn)題的方法本發(fā)明涉及的基板為由尖晶石制成的發(fā)光元件用基板。本發(fā)明的發(fā)明者經(jīng)過(guò)潛心研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)(例如)作為用于上述發(fā)光二極管等發(fā)光元件的基板，可以利用在光學(xué)元件領(lǐng)域中主要使用的尖晶石來(lái)取代藍(lán)寶石。尖晶石的強(qiáng)度等物理性質(zhì)與藍(lán)寶石的強(qiáng)度等物理性質(zhì)相近。還發(fā)現(xiàn)使用尖晶石形成的發(fā)光元件用基板也與由藍(lán)寶石制成的發(fā)光元件用基板一樣耐用。例如，尖晶石制發(fā)光元件用基板雖然與藍(lán)寶石制發(fā)光元件用基板不同，但表現(xiàn)出在實(shí)用上沒(méi)有問(wèn)題的水平的強(qiáng)度(楊氏模量)。另外，尖晶石對(duì)發(fā)光元件中的發(fā)光區(qū)域所產(chǎn)生的熱進(jìn)行散熱，因此具有在實(shí)用上沒(méi)有問(wèn)題的水平的熱傳導(dǎo)率。然而傳統(tǒng)上，作為發(fā)光元件用的基板，使用藍(lán)寶石等單晶體是技術(shù)常識(shí)，在本領(lǐng)域的技術(shù)人員中，自身沒(méi)有考慮過(guò)將原本是多晶體的尖晶石用作基板材料的候選材料。沒(méi)有被本領(lǐng)域技術(shù)人員的常識(shí)所約束，本發(fā)明人經(jīng)過(guò)研究，結(jié)果得到尖晶石可以用作發(fā)光元件用基板這樣的知識(shí)。如果利用尖晶石代替藍(lán)寶石來(lái)形成發(fā)光元件用基板，則可以降低該基板的生產(chǎn)成本。上述尖晶石制基板優(yōu)選為這樣的燒結(jié)體，此燒結(jié)體為復(fù)合氧化物，且Si元素的含量為20ppm以下，該復(fù)合氧化物具有組成為MgO -HAl2O3 (I. 05彡η彡I. 30)的尖晶石型結(jié)晶構(gòu)造。對(duì)于上述燒結(jié)體，優(yōu)選在厚度為Imm時(shí)，波長(zhǎng)為350nm以上且450nm以下的光線的直線透過(guò)率為80%以上。由此，對(duì)于由多晶體尖晶石制成的基板，獲得了良好的透光性。上述尖晶石制基板具有主表面,對(duì)于該主表面，當(dāng)設(shè)定多個(gè)長(zhǎng)5mmX寬5mm的四方形區(qū)域時(shí)，在所述多個(gè)區(qū)域中，對(duì)于多個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象區(qū)域而言，表示LTV (Local ThicknessVariation)為I. O μ m以下的評(píng)價(jià)對(duì)象區(qū)域的比率的PLTV(Percent LTV)優(yōu)選為90%以上，其中所述多個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象區(qū)域?yàn)槌チ寺淙刖嚯x主表面外周3_范圍內(nèi)的區(qū)域后的部分。若上述PLTV至少為90%，則即使是多晶體尖晶石制基板，也可以不使用接合材料而將構(gòu)成發(fā)光元件的半導(dǎo)體層直接接合到該基板的主表面。因此，通過(guò)使用該基板，可以得到特性優(yōu)異的發(fā)光兀件。本發(fā)明所涉及的基板的制造方法為由尖晶石制成的發(fā)光元件用基板的制造方法， 所述尖晶石的組成為MgO · HAl2O3 (1.05 ^ n ^ I. 30)，且Si元素的含量為20ppm以下。該基板的制造方法具有形成成形體的工序，所述成形體由Si元素含量為50ppm以下且純度為99. 5質(zhì)量％以上的尖晶石粉末構(gòu)成；第I燒結(jié)工序，其中，在真空中于1500°C以上且1800°C以下對(duì)成形體進(jìn)行燒結(jié)，由此形成密度為95%以上的燒結(jié)體；以及第2燒結(jié)工序，其中，在1600°C以上且1900°C以下對(duì)燒結(jié)體進(jìn)行加壓燒結(jié)。通過(guò)上述方法，可以形成作為尖晶石燒結(jié)體的基板，該尖晶石燒結(jié)體的組成為MgO -HAl2O3 (I. 05彡η彡I. 30)，且Si元素的含量為20ppm以下。該基板具有作為發(fā)光元件用基板的必要強(qiáng)度和透光性。因此，即使采用該基板取代藍(lán)寶石基板，也能提供如上所述的在實(shí)用上沒(méi)有問(wèn)題的發(fā)光元件。上述第I燒結(jié)工序在50Pa以下的壓力下進(jìn)行，當(dāng)將燒結(jié)體的中心部分到燒結(jié)體外側(cè)的最短厚度定義為D (mm)，并且將從1000°C直至到達(dá)最高溫度的升溫時(shí)間定義為t分鐘時(shí)，優(yōu)選具有以下關(guān)系D = aXt1/2O. I ^ a ^ 3o若以上述條件進(jìn)行第I燒結(jié)工序的升溫，則當(dāng)此燒結(jié)工序結(jié)束后，能夠使Si元素的含量減低至20ppm以下，結(jié)果能夠獲得高透光率的尖晶石燒結(jié)體。因此，在尖晶石制的發(fā)光元件用基板中，能夠獲得高透光率。上述基板的制造方法也可以在第2燒結(jié)工序后，進(jìn)一步具有對(duì)燒結(jié)體進(jìn)行切片的工序，以及采用化學(xué)機(jī)械拋光法對(duì)通過(guò)切片工序得到的基板的表面進(jìn)行拋光的工序。在拋光工序中，可以在基板夾在拋光墊和拋光頭之間的狀態(tài)下對(duì)基板進(jìn)行拋光，其中所述拋光墊被設(shè)置在平臺(tái)上，并且所述拋光頭被設(shè)置為與所述拋光墊相對(duì)。此外，優(yōu)選在拋光頭和基板之間設(shè)置軟質(zhì)層，該軟質(zhì)層的硬度比拋光頭的硬度低。此時(shí)，能夠提高基板的平坦性。結(jié)果能夠得到可以將半導(dǎo)體層接合至主表面的基板。本發(fā)明所涉及的發(fā)光元件具有上述尖晶石制基板，以及設(shè)置在該基板的一側(cè)的主表面上并含有發(fā)光層的半導(dǎo)體層。如上所述，若采用尖晶石制基板，則可以廉價(jià)地提供與采用藍(lán)寶石制基板的發(fā)光元件具有同樣功能的發(fā)光元件。另外，可以將上述基板與半導(dǎo)體層接合。作為接合方法，可以采用具有透過(guò)性的接合材料將基板與半導(dǎo)體層接合，也可以采用表面活化法等使基板和半導(dǎo)體層直接接合。由此，通過(guò)將具有良好結(jié)晶性的半導(dǎo)體層接合至基板，能夠得到特性優(yōu)異的發(fā)光元件。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，可以廉價(jià)地提供與采用藍(lán)寶石制基板的發(fā)光元件具有同樣功能的發(fā)光元件。另外能夠確?；宓耐高^(guò)特性。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明[圖I]為示出本實(shí)施方案所涉及的基板的形態(tài)的概略圖。[圖2]為示出采用了圖I中的基板的LED的形態(tài)的截面概略圖。 [圖3]為對(duì)本實(shí)施方案所涉及的基板的制造方法進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。[圖4]為對(duì)圖3中的工序(S30)所具有的工序進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。[圖5]為對(duì)根據(jù)本發(fā)明的基板的實(shí)施方案2的制造方法中的加工工序進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。[圖6]為對(duì)圖5中示出的CMP工序進(jìn)行說(shuō)明的模式圖。[圖7]為示出根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的實(shí)施方案3的截面概略圖。[圖8]為對(duì)圖7中示出的發(fā)光元件的制造方法進(jìn)行說(shuō)明的流程圖。[圖9]為對(duì)圖8中示出的貼合工序進(jìn)行說(shuō)明的模式圖。[

圖10]為對(duì)圖8中示出的貼合工序進(jìn)行說(shuō)明的模式圖。[圖11]為示出根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的實(shí)施方案4的截面概略圖。[圖12]為對(duì)圖8中示出的貼合工序進(jìn)行說(shuō)明的模式圖。[圖13]為對(duì)圖8中示出的貼合工序進(jìn)行說(shuō)明的模式圖。[圖14]為以三維形式示出I號(hào)試樣的基板的主表面中的凹凸?fàn)顟B(tài)的模式圖。[圖15]為對(duì)I號(hào)試樣的基板的主表面中的PLTV進(jìn)行說(shuō)明的模式圖。[圖16]為示出采用了I號(hào)試樣的基板的接合基板的外觀的照片。[圖17]為以三維形式示出2號(hào)試樣的基板的主表面中的凹凸?fàn)顟B(tài)的模式圖。[圖18]為對(duì)2號(hào)試樣的基板的主表面中的PLTV進(jìn)行說(shuō)明的模式圖。[圖19]為示出采用了2號(hào)試樣的基板的接合基板的外觀的照片。[圖20]為以三維形式示出3號(hào)試樣的基板的主表面中的凹凸?fàn)顟B(tài)的模式圖。[圖21]為對(duì)3號(hào)試樣的基板的主表面中的PLTV進(jìn)行說(shuō)明的模式圖。[圖22]為示出采用了3號(hào)試樣的基板的接合基板的外觀的照片。[圖23]為以三維形式示出4號(hào)試樣的基板的主表面中的凹凸?fàn)顟B(tài)的模式圖。[圖24]為對(duì)4號(hào)試樣的基板的主表面中的PLTV進(jìn)行說(shuō)明的模式圖。[圖25]為示出采用了4號(hào)試樣的基板的接合基板的外觀的照片。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，在以下的圖中，對(duì)于相同或者相當(dāng)?shù)牟糠指接邢嗤膮⒄站幪?hào)，不重復(fù)對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明。(實(shí)施方案I)如圖I所示，本實(shí)施方案的基板10為(例如)尖晶石制成的晶片，其主表面IOa的直徑為4英寸。作為構(gòu)成基板10的尖晶石的組成，可以列舉(例如)MgO · ηΑ1203?；?0用于(例如)具有圖2所示構(gòu)造的LED等發(fā)光元件30。圖2的發(fā)光元件30具有(例如)在基板10的主表面IOa上依次層疊由緩沖層I、η型GaN (氮化鎵)層2、η型AlGaN (氮化鋁鎵)層3、多量子阱4、ρ型AlGaN層5、ρ型GaN層6構(gòu)成的半導(dǎo)體層而成的構(gòu)造。緩沖層I是為了抑制晶格失配而設(shè)置的薄膜，優(yōu)選由(例如)InGaN (氮化銦鎵化合物)構(gòu)成，所述晶格失配為構(gòu)成基板10的尖晶石的晶格常數(shù)與構(gòu)成η型GaN層2等的化合物半導(dǎo)體薄膜的化合物半導(dǎo)體晶格常數(shù)的差中的兩者的晶格失配。多量子阱4為該LED的發(fā)光區(qū)域(發(fā)光層)，優(yōu)選具有(例如)由多個(gè)Ina2Gaa8N的極薄膜層和Ala2Gaa8N的極薄膜層交替層疊而成的構(gòu)造。由緩沖層I、η型GaN層2、η型AlGaN層3、多量子阱4、ρ型AlGaN層5、ρ型GaN層6構(gòu)成的半導(dǎo)體層優(yōu)選按此順序通過(guò)(例如)外延生長(zhǎng)形成。 在上述半導(dǎo)體層的層疊構(gòu)造全部形成后，通過(guò)蝕刻除去其一部分，具體為η型GaN層2的一部分、以及η型AlGaN層3、多量子阱4、ρ型AlGaN層5、ρ型GaN層6。由此使η型GaN層2的主表面的一部分和ρ型GaN層6的主表面成為露出的狀態(tài)。其后，使用分別與部分露出的上述η型GaN層2以及ρ型GaN層6的主表面形成歐姆接觸的金屬材料，在這些主表面上形成η型電極7和ρ型電極8。按照以上步驟，形成了圖2所示的發(fā)光元件30。關(guān)于該發(fā)光元件30，通過(guò)將η型電極7和ρ型電極8之間導(dǎo)通，在作為發(fā)光層的多量子阱4中發(fā)生空穴與電子的再結(jié)合，從而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。此光可以從基板10的底面(圖2中的基板10下方的主表面)射出(透過(guò))。這是由于構(gòu)成基板10的尖晶石可以透過(guò)上述發(fā)光元件30所發(fā)出的光。由于光透過(guò)基板10，包括基板10的發(fā)光元件30進(jìn)行發(fā)熱。因此相當(dāng)?shù)膽?yīng)力施加到基板10和其它半導(dǎo)體層。即發(fā)光元件30工作時(shí)，基板10發(fā)熱，該熱也傳遞至基板10?？傊?，此時(shí)對(duì)于基板10產(chǎn)生了熱應(yīng)力。因此，基板10優(yōu)選具有相應(yīng)的強(qiáng)度。對(duì)于結(jié)構(gòu)體，通常，楊氏模量越高，則強(qiáng)度越高；楊氏模量越低，則強(qiáng)度越低。因此為了具備在上述條件中耐用的強(qiáng)度，基板10的楊氏模量?jī)?yōu)選為150GPa以上且350GPa以下。若基板10的楊氏模量為150GPa以上，則具備在上述條件中耐用的強(qiáng)度。另外，對(duì)于結(jié)構(gòu)體，通常，楊氏模量越高，則硬度越高；楊氏模量越低，則硬度越低。因此，例如當(dāng)基板10的楊氏模量超過(guò)350GPa時(shí)，則基板10的硬度過(guò)高，從而提高了導(dǎo)致碎裂的可能性。另外，由于基板10的硬度過(guò)高，使加工變得困難。因此從具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度且抑制碎裂等不良狀況的角度考慮，優(yōu)選基板10的楊氏模量在上述范圍內(nèi)，其中認(rèn)為180GPa以上且300GPa以下為最優(yōu)選的范圍。上述發(fā)光元件30的基板10的強(qiáng)度雖然與藍(lán)寶石制成的LED用基板不同，但即使取代藍(lán)寶石用作發(fā)光元件30用基板，其強(qiáng)度也為在實(shí)用上沒(méi)有問(wèn)題的水平。因此，作為發(fā)光元件30用基板，即使采用尖晶石制基板10取代藍(lán)寶石制基板，也能確保具有與由藍(lán)寶石制基板構(gòu)成的LED用基板同樣的功能。因此，通過(guò)采用尖晶石制基板10，與采用藍(lán)寶石制基板的情況相比，能夠廉價(jià)地形成LED等發(fā)光元件30。接下來(lái)，對(duì)于構(gòu)成基板10的尖晶石燒結(jié)體，其組成為MgO · ηΑ1203(1.05彡η彡I. 30)，且Si元素的含量為20ppm以下。該尖晶石燒結(jié)體在厚度為Imm時(shí)，波長(zhǎng)為350nm以上且450nm以下的可視光線的直線透過(guò)率優(yōu)選為80%以上，更加優(yōu)選為82%以上，特別優(yōu)選為84%以上，直線通過(guò)率非常高。另外，獲得了穩(wěn)定的高透光率，且偏差小。此外，即使是具有厚度的原材料，對(duì)于可視光線也獲得了穩(wěn)定的高透光率。 尖晶石燒結(jié)體為具有組成是MgO^nAl2O3 (I. 05彡η彡I. 30)的尖晶石型結(jié)晶構(gòu)造的復(fù)合氧化物，其含有M g O和A12 O 3作為成分。由于尖晶石燒結(jié)體的晶型為立方晶，難以在晶界處發(fā)生光散射，因此當(dāng)以高密度進(jìn)行燒結(jié)時(shí)，得到良好的透光性。通過(guò)使1.05 ^ I. 30, MgO的成分量變少，可以使微觀的晶格的偏差和畸變變小，從而改善透光性。由此角度考慮，優(yōu)選1.06彡I. 125。通常，作為尖晶石燒結(jié)體的透光性降低的主要原因，有金屬雜質(zhì)的混入，作為金屬雜質(zhì)，可以列舉Si、Ti、Na、K、Ca、Fe、C等。這些金屬雜質(zhì)來(lái)自于原料粉末并混入燒結(jié)體中。通過(guò)使這些金屬雜質(zhì)中Si的含量為20ppm以下，能夠得到穩(wěn)定的高透光性。由此角度考慮，Si元素的含量更加優(yōu)選為IOppm以下，特別優(yōu)選為5ppm以下。通過(guò)這樣對(duì)Si元素的含量進(jìn)行控制，即使是在厚度為IOmm以上的尖晶石燒結(jié)體中，也能得到均一的透光性。Si元素在燒結(jié)時(shí)與尖晶石粉末反應(yīng)，生成液相。此液相具有促進(jìn)尖晶石粉末的燒結(jié)性的效果，但如果該液相殘留在晶界上，則成為異相，使透光率降低。由于Si元素以外的金屬雜質(zhì)例如包括Na、K、Ca或Fe等在內(nèi)的雜質(zhì)的混入，尖晶石燒結(jié)體的透光性、透光性的偏差以及制造上的穩(wěn)定性會(huì)受到不良影響。因此，尖晶石粉末中的MgO · HAl2O3的純度設(shè)定為99. 5質(zhì)量％以上，優(yōu)選99. 9質(zhì)量％以上，更優(yōu)選99. 99質(zhì)
量％以上。接下來(lái)對(duì)本發(fā)明的基板10的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。參照?qǐng)D3，本發(fā)明的尖晶石燒結(jié)體即基板10的制造方法具有高純度尖晶石粉末準(zhǔn)備工序(S10)、成形工序(S20)、燒結(jié)工序(S30)和加工工序(S40)。在高純度尖晶石粉末準(zhǔn)備工序(SlO)中，準(zhǔn)備(例如)Si元素的含量為50ppm以下、平均粒徑為O. Ιμ 以上O. 3μπι以下、純度為99. 5質(zhì)量％以上且組成為MgO · ηΑ1203(1.05 ^ 1.30)的尖晶石粉末。需要說(shuō)明的是，此處的粉末顆粒的粒徑是指在通過(guò)激光衍射散射法采用粒度分布測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定的情況下，在從小粒徑側(cè)向著大粒徑側(cè)對(duì)該粉末的體積進(jìn)行累計(jì)時(shí)累積體積為50%處的粉末截面的直徑的值。上述粒度分布的測(cè)定方法具體為這樣的方法通過(guò)對(duì)照射到粉末顆粒的激光的散射光的散射強(qiáng)度分布進(jìn)行解析，從而對(duì)粉末顆粒的直徑進(jìn)行測(cè)定。所準(zhǔn)備的尖晶石粉末中包含的多個(gè)粉末顆粒的粒徑平均值為上述平均粒徑。在成形工序(S20)中，由在工序(SlO)中所制備的尖晶石粉末形成成形體。其具體通過(guò)沖壓成形或CIP (Cool Isostatic Pressing,冷等靜壓加工)而成形。更具體的是,優(yōu)選(例如)在首先通過(guò)沖壓成形對(duì)工序(SlO)中制備的MgOmAl2O3粉末進(jìn)行預(yù)成形后，再進(jìn)行CIP，從而得到成形體。但在此處，可以只進(jìn)行沖壓成形和CIP中的任意一者，也可以兩者都進(jìn)行，例如進(jìn)行沖壓成形后，再進(jìn)行CIP等。此處，在沖壓成形中，優(yōu)選采用(例如)10MPa以上300MPa以下，特別是20MPa的壓力，在CIP中，優(yōu)選采用(例如)160MPa以上250MPa以下，特別是180MPa以上230MPa以下的壓力。
接下來(lái)實(shí)施圖3中示出的燒結(jié)工序(S30)。關(guān)于燒結(jié)工序(S30)，具體而言，參照?qǐng)D4，其優(yōu)選具有第I燒結(jié)工序(S31)和第2燒結(jié)工序(S32)這2階段的工序。在第一燒結(jié)工序(S31)中，在真空中并于1500°C以上且1800°C以下對(duì)成形體進(jìn)行燒結(jié)，以形成密度為95%以上的燒結(jié)體。通過(guò)在真空氣氛中進(jìn)行燒結(jié)，可以使作為雜質(zhì)的Si元素所生成的液相在真空中蒸發(fā)而除去。從該角度考慮，真空度優(yōu)選50Pa以下，更優(yōu)選20Pa以下。第I燒結(jié)工序的條件根據(jù)Si元素的量和燒結(jié)體的厚度而不同，當(dāng)將燒結(jié)體的中心部分到燒結(jié)體外側(cè)的最短厚度定義為D (mm)，并且將從1000°C直至到達(dá)最高溫度的升溫時(shí)間定義為t分鐘時(shí)，優(yōu)選具有以下關(guān)系D = aXt1/2 O. I ^ a ^ 3通過(guò)在這樣的范圍內(nèi)升溫，當(dāng)尖晶石粉末中的Si元素的含量為50ppm以下時(shí)，在第I燒結(jié)工序結(jié)束后，可以將Si元素的含量降低至20ppm以下，從而得到了高透光率的尖晶石燒結(jié)體。從進(jìn)一步降低燒結(jié)體中的Si元素含量從而提高尖晶石燒結(jié)體的透光率的角度考慮，尖晶石粉末中的Si元素含量?jī)?yōu)選為30ppm以下。當(dāng)尖晶石粉末中的Si元素的含量為50ppm以上時(shí)，通過(guò)進(jìn)一步延長(zhǎng)第I燒結(jié)工序中在真空氣氛中的升溫時(shí)間，能夠降低燒結(jié)體中的Si元素含量。另外，從得到密度為95%以上的高密度燒結(jié)體的角度考慮，第I燒結(jié)工序中的溫度優(yōu)選1500°C以上。從提高燒結(jié)體的透光率的角度考慮，燒結(jié)體的密度更優(yōu)選95%以上。在本說(shuō)明書(shū)中，密度是指根據(jù)阿基米德法計(jì)算出的相對(duì)密度。另一方面，從抑制真空中的MgO的蒸發(fā)、防止冷卻時(shí)Al2O3作為第二相析出、維持高透光性的角度考慮，燒結(jié)溫度優(yōu)選1800°C以下，更優(yōu)選1700°C以下，進(jìn)一步優(yōu)選1650°C以下。第I燒結(jié)工序結(jié)束后，在第2燒結(jié)工序(S32)中，通過(guò)HIP (HotIsostaticPressing,熱等靜壓)等在1600°C以上1900°C以下對(duì)燒結(jié)體進(jìn)行加壓燒結(jié)。當(dāng)在溫度1600°C以上1900°C以下、壓力約IOOMPa的條件下進(jìn)行HIP時(shí)，由于通過(guò)塑性變形(組成変形)和擴(kuò)散機(jī)制促進(jìn)了空穴的去除，因此，能夠更加高密度化，并進(jìn)一步提高透光率。HIP中使用的氣體優(yōu)選Ar氣、N2氣等惰性氣體、O2氣或這些氣體的混合氣體，若混合O2氣時(shí)，則能夠防止由脫氧造成的透光性的降低。對(duì)于以上述方式進(jìn)行燒結(jié)的燒結(jié)體，進(jìn)行如圖3所示的加工工序(S40)。具體地說(shuō)，首先通過(guò)MWS (Multi Wire Saw)將上述燒結(jié)體切割(切削加工)成期望的(基板10的)厚度(對(duì)燒結(jié)體進(jìn)行切片的工序)。由此完成具有期望厚度的基板10的基體。需要說(shuō)明的是，所期望的厚度優(yōu)選在考慮到最終所期待形成的基板10的厚度、以及在后續(xù)工序中對(duì)基板10的主表面IOa進(jìn)行的拋光等的基礎(chǔ)上來(lái)決定。接下來(lái)對(duì)上述基板10的基體的主表面進(jìn)行拋光。具體地說(shuō)，這是對(duì)如上所述最終形成的基板10的主表面IOa進(jìn)行拋光以使平均粗糙度Ra成為期望的值的工序。特別是如上所述，優(yōu)選對(duì)作為發(fā)光元件用基板的基板10的主表面IOa進(jìn)行拋光，以獲得如上所述的期望的Ra。在為了實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的平坦度而對(duì)基板10的主表面IOa進(jìn)行拋光的情況下，優(yōu)選按順序進(jìn)行粗拋光、普通拋光和利用金剛石磨粒進(jìn)行的拋光這3階段的拋光。具體地說(shuō)，在第一階段的粗拋光以及第二階段的普通拋光中，利用拋光機(jī)對(duì)主表面IOa進(jìn)行鏡面加工。此處，在粗拋光和普通拋光中，用于拋光的磨粒的標(biāo)號(hào)是不同的。具體來(lái)說(shuō)，在粗拋光中，優(yōu)選使用磨粒的標(biāo)號(hào)為#800至#2000的GC磨石，在普通拋光中，優(yōu)選使用磨粒的粒徑為3μπι至5 μ m的金剛石磨石。接下來(lái)，作為第3階段的精加工工序，優(yōu)選使用上述金剛石磨粒進(jìn)行拋光。金剛石磨粒的硬度非常高，并且磨粒的平均粒徑非常小(約O. 5 μ m至I. O μ m),因此，金剛石磨粒適合用作高精度鏡面精加工用磨粒。使用該磨粒進(jìn)行(例如)10分鐘拋光加工。由此可以實(shí)現(xiàn)上述平坦性高的主表面10a，即主表面IOa的平均粗糙度Ra為O. Olnm以上3. Onm以下。(實(shí)施方案2)參照?qǐng)D5，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的基板10的實(shí)施方案2的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。此基板10的制造方法基板上與圖3所示的高純度尖晶石準(zhǔn)備工序(SlO) 加工工序(S40)相同，但加工工序(S40)中的拋光工序的內(nèi)容有一部分不同。具體而言，對(duì)于切割燒結(jié)體而得到的基板10的基體，實(shí)施了如圖5所示的拋光加工工序。這里進(jìn)行4階段的拋光。具體而言，優(yōu)選按·順序進(jìn)行粗拋光工序(s41)、半精拋光工序(S42)、精拋光工序(S43)以及CMP工序(S44)。參照?qǐng)D5，在第I階段的粗拋光工序(S41)中，采用拋光機(jī)(例如雙面拋光裝置)對(duì)基板的主表面(表面和底面)進(jìn)行拋光。作為拋光劑，采用標(biāo)號(hào)(例如)為#800至#2000的GC磨石。需要說(shuō)明的是，拋光量為(例如)50 μ m以上200 μ m以下。接下來(lái)，實(shí)施半精拋光工序(S42)。在此工序(S42)中，采用(例如)單面拋光裝置分別對(duì)基板的主表面(表面和底面)進(jìn)行拋光。作為拋光劑，可以采用(例如)磨粒的粒徑為3μπι以上5μπι以下的金剛石磨粒。拋光量可以為(例如)10 μ m以上30 μ m以下。接下來(lái)實(shí)施精拋光工序(S43)。在該工序(S43)中，使用(例如)單面拋光裝置分別對(duì)基板的主表面(表面和底面)進(jìn)行拋光。作為拋光劑，可以采用(例如)磨粒的粒徑為O. 5μπι以上Iym以下的金剛石磨粒。拋光量可以為(例如)3 μ m以上10 μ m以下。這里，金剛石磨粒的硬度非常高，并且磨粒的平均粒徑如上所述非常小，因此適合用作高精度鏡面加工用磨粒。接下來(lái)，實(shí)施CMP工序(S44)。在此工序(S44)中，采用(例如)CMP裝置對(duì)基板的主表面一側(cè)進(jìn)行拋光。作為用于拋光的拋光液，采用與通常的藍(lán)寶石用拋光液相比機(jī)械拋光作用得到增強(qiáng)的拋光液(抑制了化學(xué)拋光作用的拋光液)。拋光時(shí)間可以是(例如)10分鐘以上45分鐘以下，更加優(yōu)選為15分鐘以下40分鐘以下。需要說(shuō)明的是，在上述CMP工序(S44)中，采用了圖6所示的CMP裝置。參照?qǐng)D6，在CMP裝置中，在基板10夾在平面形狀為圓形的平臺(tái)42、設(shè)置在平臺(tái)42上的拋光墊43以及被設(shè)置為與拋光墊43相對(duì)的拋光頭45之間的狀態(tài)下，對(duì)該基板10進(jìn)行拋光。在拋光頭45和基板10之間設(shè)置有硬度較拋光頭45的硬度低的軟質(zhì)層44?；?0隔著軟質(zhì)層44通過(guò)拋光頭45壓向拋光墊43。平臺(tái)42被與其中央部分連接的支柱41所支持。另外，拋光頭45也被與該拋光頭45的中央部分相連接的旋轉(zhuǎn)支柱46所支持。另外，從拋光液供給部47向拋光墊43供給拋光液48。通過(guò)采用如此構(gòu)成的CMP裝置，能夠提高基板10的平坦性。具體而言，可以得到這樣的基板10 :對(duì)于基板10的主表面10a，當(dāng)設(shè)定多個(gè)長(zhǎng)5mmX寬5mm的四方形區(qū)域時(shí)，在所述多個(gè)區(qū)域中，對(duì)于多個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象區(qū)域而言，表示LTV為I. 0μ m以下的評(píng)價(jià)對(duì)象區(qū)域的比率的PLTV為90%以上，其中所多個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象區(qū)域?yàn)槌チ寺淙刖嚯x主表面IOa外周3mm范圍內(nèi)的區(qū)域后的部分。在此基板10的主表面IOa上，半導(dǎo)體層能夠容易地進(jìn)行接合。(實(shí)施方案3)參照?qǐng)D7，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的實(shí)施方案3進(jìn)行說(shuō)明。參照?qǐng)D7，發(fā)光元件為發(fā)光二極管，其具有基板10、接合在基板10的主表面IOa上的P型歐姆接觸外延層16、在P型歐姆接觸外延層16上形成的P型包覆層18、在P型包覆層18上形成的活性層20、在活性層20上形成的η型包覆層22、η型電極7以及ρ型電極8。η型電極7形成于η型包覆層22上。作為ρ型包覆層18，可以形成(例如)ρ型(AlxGa1Ja5Ina5Pt5另外，作為活性層20，可以形成(例如)(AlxGa1J0.5Ιη0.5Ρο另外，作為η型包覆層22，可以形成(例如)η型(AlxGa1Ja5InO. 5Ρ。此時(shí)，η型包覆層22、活性層20、ρ型包覆層18的適當(dāng)?shù)暮穸确謩e為約O. 5μπι以上3. Ομπι以下、O. 5μπι以上2. Ομπι以下、O. 5ym以上3. Oym以下。 通過(guò)除去η型包覆層22、活性層20和ρ型包覆層18的一部分，形成開(kāi)口部分。在此開(kāi)口部分的底部，露出P型歐姆接觸外延層16的上表面。在此開(kāi)口部分的底部，形成與P型歐姆接觸外延層16接觸的ρ型電極8。另外，形成與η型包覆層22的表面接觸的η型電極7。ρ型歐姆接觸外延層16的材料可以采用AlGaAs、AlGaInP或者AlAsP,材料的能隙較活性層20的能隙大，只要是不吸收活性層20所發(fā)出的光的材料(或者對(duì)于該光的吸收率十分低的材料)即可。另外，活性層20的Al組成可約為0<x<0. 45,η型包覆層22的Al組成可約為O. 5 ^ X ^ I、ρ型包覆層18的Al組成可約為O. 5 SxS I。需要說(shuō)明的是，若χ = 0，則活性層20的組成為Gaa5Ina5P,發(fā)光兀件發(fā)出的光的波長(zhǎng)λ為635nm。需要說(shuō)明的是，上述(AlxGah)a5Ina5P等化合物的組成比例是適當(dāng)?shù)睦樱琁II _ V族半導(dǎo)體材料的任何材料和比例也可以適用于本發(fā)明。此外，本發(fā)明的活性層20可以采用SH結(jié)構(gòu)、DH結(jié)構(gòu)、多量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)、或者量子阱異質(zhì)結(jié)構(gòu)(QWH)等任意構(gòu)成。接下來(lái)，參照?qǐng)D8至圖10，對(duì)圖7所示的發(fā)光元件的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，如圖8所示，實(shí)施構(gòu)成材料準(zhǔn)備工序(S100)。在此構(gòu)成材料準(zhǔn)備工序(S100)中，采用上述實(shí)施方案2中示出的制造方法來(lái)準(zhǔn)備本發(fā)明的尖晶石制基板10。另外，在η型GaAs基板上形成半導(dǎo)體層，從而準(zhǔn)備外延結(jié)構(gòu)體，所述半導(dǎo)體層含有應(yīng)該成為發(fā)光元件的半導(dǎo)體層的活性層20。如圖9所示,該外延結(jié)構(gòu)體由η型GaAs基板26、在該η型GaAs基板26上形成的蝕刻停止層24、在蝕刻停止層24上形成的η型包覆層22、在η型包覆層22上形成的活性層20、在活性層20上形成的ρ型包覆層18和在ρ型包覆層18上形成的ρ型歐姆接觸外延層16構(gòu)成。上述各層分別使用外延生長(zhǎng)法形成。需要說(shuō)明的是，作為上述蝕刻停止層24的材料，可以采用任意III- V族化合物半導(dǎo)體材料，GaAs基板26可以符合晶格常數(shù)也可以不符合。優(yōu)選構(gòu)成蝕刻停止層24的材料的蝕刻速度與GaAs基板26的蝕刻速度相比非常小。例如，InGaP和AlGaAs優(yōu)選作為蝕刻停止層24的材料。接下來(lái)，實(shí)施貼合工序(S110)。具體而言，如圖9所示，在外延結(jié)構(gòu)體中，通過(guò)向與基板10接合的面即P型歐姆接觸外延層16的表面照射離子束50，使該表面活化。需要說(shuō)明的是，也可以使等離子體等取代離子束50與該表面接觸。其后，如圖10所示，使基板10的主表面IOa與外延結(jié)構(gòu)體的ρ型歐姆接觸外延層16的表面接觸。需要說(shuō)明的是，此時(shí)基板10的主表面IOa也可以負(fù)荷應(yīng)力，以使基板10的主表面IOa壓向ρ型歐姆接觸外延層16的表面。這里，本發(fā)明的基板10就主表面IOa而言顯示出優(yōu)異的平坦性，因此能夠確實(shí)地進(jìn)行如上所述的接合(常溫接合)。需要說(shuō)明的是，如上所述，ρ型歐姆接觸外延層16的表面被直接接合至基板10的主表面10a，但也可以(例如)通過(guò)透過(guò)性接合層而將ρ型歐姆接觸外延層16的表面接合至基板10的主表面10a。透過(guò)性接合層的材料可以采用旋涂式玻璃(S0G)、聚酰亞胺或者硅樹(shù)脂等任意的接合材料。接下來(lái)，實(shí)施后處理工序(S120)。具體而言，通過(guò)5H3P04:3H202:3H20或INH4OH: 35H202等蝕刻液將非透過(guò)性的η型GaAs基板除去。這里，由(例如)InGaP或AlGaAs等形成的蝕刻停止層24有時(shí)仍然會(huì)吸收從活性層發(fā)出的光。因此，有必要進(jìn)一步除去蝕刻停止層24，而只保留與η型電極7接觸的η型包覆層22的部分?？梢酝ㄟ^(guò)干式蝕刻等任意 方法除去蝕刻停止層24。另外，采用(例如)RIE等干式蝕刻法，部分除去η型包覆層22、活性層20和ρ型包覆層18，露出ρ型歐姆接觸外延層16的上表面的一部分。其后，在P型歐姆接觸外延層16上形成P型電極8。另外，在η型包覆層22上形成η型電極7。由此，能夠形成如圖7所示的發(fā)光元件，該發(fā)光元件為P型和η型歐姆接觸金屬層(ρ型電極8和η型電極7)在同側(cè)形成的LED結(jié)構(gòu)。(實(shí)施方案4)參照?qǐng)D11，對(duì)本發(fā)明的發(fā)光元件的實(shí)施方案4進(jìn)行說(shuō)明。參照?qǐng)D11，發(fā)光元件為AlGaAs紅色LED (發(fā)光波長(zhǎng)650nm)，其具有基板10、接合在基板10的主表面IOa上的P型包覆層54、在ρ型包覆層54上形成的活性層53、在活性層53上形成的η型包覆層52、η型電極7和ρ型電極8。η型電極7形成于η型包覆層52上。作為P型包覆層54，可以采用(例如)Al組成為大約70 80%且厚度為O. 5 μ m以上2 μ m以下的ρ型AlGaAs層。另外，作為η型包覆層52，可以采用(例如)A1組成為大約70 80%且厚度為O. 5 μ m以上2 μ m以下η型AlGaAs層。通過(guò)除去η型包覆層52和活性層53的一部分，形成開(kāi)口部分。在此開(kāi)口部分的底部，露出有P型包覆層54的上表面。在此開(kāi)口部分的底部，形成與P型包覆層54接觸的P型電極8。接下來(lái)，參照?qǐng)D12和圖13對(duì)圖11所示的發(fā)光元件的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。圖11所示的發(fā)光元件的制造方法基本上與圖8所示發(fā)光元件的制造方法相同。即，首先實(shí)施構(gòu)成材料準(zhǔn)備工序(S100)。在此構(gòu)成材料準(zhǔn)備工序(S100)中，采用上述實(shí)施方案2所示的制造方法來(lái)準(zhǔn)備本發(fā)明的尖晶石制基板10。另外，在η型GaAs基板上形成半導(dǎo)體層，從而準(zhǔn)備外延結(jié)構(gòu)體，所述半導(dǎo)體層含有應(yīng)該成為發(fā)光元件的半導(dǎo)體層的活性層53。如圖12所示，該外延結(jié)構(gòu)體由η型GaAs基板26、在該η型GaAs基板26上形成的η型包覆層52、在η型包覆層52上形成的活性層53和在活性層53上形成的ρ型包覆層54構(gòu)成。上述各層分別使用外延生長(zhǎng)法形成。接下來(lái)，實(shí)施貼合工序(S110)。具體而言，如圖12所示，在外延結(jié)構(gòu)體中，通過(guò)向與基板10接合的面即P型包覆層54的表面照射離子束50，使該表面活化。需要說(shuō)明的是，也可以使等離子體等取代離子束50與該表面接觸。其后，如圖13所不,使基板10的主表面IOa與外延結(jié)構(gòu)體的P型包覆層54的表面接觸。需要說(shuō)明的是，此時(shí)基板10的主表面IOa也可以負(fù)荷應(yīng)力，以使基板10的主表面IOa壓向ρ型包覆層54的表面。這里，本發(fā)明的基板10的主表面IOa顯示出優(yōu)異的平坦性，因此能夠確實(shí)地進(jìn)行如上所述的接合。 需要說(shuō)明的是，如上所述，ρ型包覆層54的表面被直接接合至基板10的主表面IOa,但也可以(例如)通過(guò)透過(guò)性接合層而將ρ型包覆層54的表面接合至基板10的主表面10a。透過(guò)性粘合層的材料可以采用如實(shí)施方案3中說(shuō)明的旋涂式玻璃(S0G)、聚酰亞胺或者硅樹(shù)脂等任意的接合材料。接下來(lái)，實(shí)施后處理工序(S120)。具體而言，通過(guò)NH4OH:H2O2= I. 7:1等的蝕刻液將非透過(guò)性的η型GaAs基板移除。另外，應(yīng)用(例如)RIE等干式蝕刻法，部分除去η型包覆層52和活性層53，露出ρ型包覆層54的上表面的一部分。其后，在ρ型包覆層54上形成P型電極8。另外，在η型包覆層52上形成η型電極7。由此，能夠形成如圖11所示的發(fā)光元件，該發(fā)光元件為P型和η型歐姆接觸金屬層(P型電極8和η型電極7)在同側(cè)形成的LED結(jié)構(gòu)。(實(shí)驗(yàn)例I)為了確認(rèn)本發(fā)明的效果，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。(試樣)準(zhǔn)備了 4張直徑為4英寸、厚度為O. 25mm的尖晶石制基板。另外，對(duì)于拋光工序，進(jìn)行了在上述本發(fā)明的實(shí)施方案2中進(jìn)行說(shuō)明的4階段拋光。需要說(shuō)明的是，對(duì)于粗拋光工序(S41)、半精拋光工序(S42)、精拋光工序(S43)，4張基板為共通的加工條件。在4張基板中，對(duì)于I號(hào)試樣和2號(hào)試樣，在CMP工序(S44)中，以在CMP裝置的平臺(tái)側(cè)追加軟質(zhì)層的狀態(tài)來(lái)實(shí)施CMP工序。另外，在4張基板的試樣中，對(duì)于3號(hào)試樣和4號(hào)試樣，在CMP工序中，在CMP裝置的拋光墊側(cè)追加軟質(zhì)層。(實(shí)驗(yàn)內(nèi)容)對(duì)于如上所述而準(zhǔn)備的基板(保持基板)進(jìn)行面精度的評(píng)價(jià)。另外，將由實(shí)際上不同于尖晶石的材質(zhì)制成的晶片常溫接合至由尖晶石制成的保持基板的主表面，通過(guò)目視對(duì)接合狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。為了易于對(duì)接合狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，所述晶片(接合用晶片)使用了透光材料。具體而言，作為構(gòu)成接合用晶片的透光性材料，此處使用了 LiTaO315面精度的評(píng)價(jià)對(duì)于保持基板的主表面，采用平面度測(cè)定解析裝置來(lái)測(cè)定PLTV。需要說(shuō)明的是，作為PLTV，采用了如下數(shù)值。即，對(duì)于保持基板的主表面，設(shè)定多個(gè)長(zhǎng)5mmX寬5mm的四方形區(qū)域，在該多個(gè)區(qū)域中，假定多個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象區(qū)域(位點(diǎn))，該多個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象區(qū)域?yàn)槌チ寺淙刖嚯x主表面外周3mm范圍內(nèi)的區(qū)域后的部分。對(duì)于所述評(píng)價(jià)對(duì)象區(qū)域，將LTV (LocalThickness Variation)為I. O μ m以下的評(píng)價(jià)對(duì)象區(qū)域的比率設(shè)定為PLTV。位點(diǎn)可以以與平面取向平行的方式設(shè)置。LTV可以表示為一個(gè)位點(diǎn)中的最大值和最小值的差，該位點(diǎn)具有以保持基板的底面作為基準(zhǔn)的高度。
在數(shù)據(jù)解析中，當(dāng)所設(shè)定的長(zhǎng)5mmX寬5mm的四方形區(qū)域(位點(diǎn))的中心點(diǎn)被包含在距離主表面的外周3mm的范圍內(nèi)時(shí)，將其從評(píng)價(jià)對(duì)象中排除，若該中心點(diǎn)與距離主表面的外周3_的范圍相比處于內(nèi)側(cè)，則采用其作為評(píng)價(jià)對(duì)象。另外，對(duì)于各個(gè)保持基板，采用平面度測(cè)定解析裝置來(lái)測(cè)定其彎曲度。其中，對(duì)只固定保持基板底面的中心點(diǎn)時(shí)距離基準(zhǔn)面的高度進(jìn)行測(cè)定，將此高度的最大值設(shè)為彎曲度值。接合狀態(tài)的評(píng)價(jià)進(jìn)行面精度的評(píng)價(jià)后，將直徑為4英寸、厚度為O. 5mm的透光性接合用晶片常溫接合至各基板的主表面。具體而言，通過(guò)向接合用晶片的表面照射氬離子，將該接合用晶片的表面活化，之后，通過(guò)將由尖晶石制成的保持基板的主表面壓向接合用晶片的所述表面以進(jìn)行常溫接合。然后，對(duì)于接合后的保持基板，通過(guò)目視，確認(rèn)接合狀態(tài)良好的部分和發(fā)生不良接合的部分。具體而言，對(duì)于發(fā)生接合不良的部分，由于在接合用晶片的所述表面與由尖晶石制成的保持基板之間形成空隙，因此與接合狀態(tài)良好的部分相比發(fā)白，因而通過(guò)目視確認(rèn)了該變色部分?！?結(jié)果)測(cè)定結(jié)果如圖14至圖26所示。圖14至圖16為I號(hào)試樣的結(jié)果，圖17至圖19為2號(hào)試樣的結(jié)果，圖20至圖22為3號(hào)試樣的結(jié)果，圖23至圖25為4號(hào)試樣的結(jié)果。圖
14、圖17、圖20、圖23為以三維形式示出各個(gè)保持基板主表面中的凹凸?fàn)顟B(tài)的模式圖。另夕卜，在圖15、圖18、圖21、圖24中，對(duì)于各個(gè)保持基板主表面中所設(shè)定的多個(gè)5mm正方形的區(qū)域，白色表示LTV為I. O μ m以下的區(qū)域，而黑色表示LTV超過(guò)I. O μ m的區(qū)域。另外，圖
16、圖19、圖22、圖25示出了接合后的基板(接合基板)的外觀。關(guān)于I號(hào)試樣，參照?qǐng)D14至圖16，除去了距離保持基板的外周3mm的范圍的PLTV為72%，彎曲度為78μπι。另外，如由示出了接合用晶片的接合狀態(tài)的圖16看到的那樣，在保持基板的主表面中，顯示出接合狀態(tài)良好的部分的比率為80%。關(guān)于2號(hào)試樣，參照?qǐng)D17至圖19，除去了距離保持基板的外周3mm的范圍的PLTV為66%，彎曲度為66 μ m。另外，如由示出了接合用晶片的接合狀態(tài)的圖19看到的那樣，在保持基板的主表面中，顯示出接合狀態(tài)良好的部分的比率為70%。關(guān)于3號(hào)試樣，參照?qǐng)D20至圖22，除去了距離保持基板的外周3mm的范圍的PLTV為92%，彎曲度為91 μ m。另外，如由示出了接合用晶片的接合狀態(tài)的圖22看到的那樣，在保持基板的主表面中，顯示出接合狀態(tài)良好的部分的比率為98%。關(guān)于4號(hào)試樣，參照?qǐng)D23至圖25，除去了距離保持基板的外周3mm的范圍的PLTV為95%，彎曲度為96 μ m。另外，如由示出了接合用晶片的接合狀態(tài)的圖25看到的那樣，在保持基板的主表面中，顯示出接合狀態(tài)良好的部分的比率為98%。(實(shí)驗(yàn)例2)關(guān)于上述I至4號(hào)試樣，將接合用晶片接合后，對(duì)該接合基板進(jìn)行切片，對(duì)于切片所得到的樣品，研究由尖晶石制成的保持基板與接合用晶片之間的接合力。(試樣)準(zhǔn)備采用了上述實(shí)驗(yàn)例I中形成的I至4號(hào)試樣的保持基板的接合基板。(實(shí)驗(yàn)內(nèi)容)
將準(zhǔn)備的4張接合基板進(jìn)行切片，切成多個(gè)IOmmXlOmm的四方形試樣。然后，從每張接合基板中分別取出10個(gè)IOmmX IOmm的四方形試樣，將兩個(gè)表面接合至固定裝置，用抗拉測(cè)試機(jī)將尖晶石制成的保持基板與接合用晶片沿180°的方向剝離，從而測(cè)定抗拉強(qiáng)度。(結(jié)果)對(duì)于采用I號(hào)試樣和2號(hào)試樣的保持基板的試樣，其平均抗拉強(qiáng)度為5MPa。另一方面，對(duì)于米用3號(hào)試樣和4號(hào)試樣的保持基板的試樣,其平均抗拉強(qiáng)度為12MPa。由此得知，特別是當(dāng)PLTV為90%以上時(shí)，所接合的基板間的接合力(抗拉強(qiáng)度)變得很大。應(yīng)當(dāng)理解的是，本次所公開(kāi)的實(shí)施方案在各個(gè)方面都是示例性的，而非限制性的。本發(fā)明的范圍不是由上述實(shí)施方案，而是由所請(qǐng)求保護(hù)的范圍示出，旨在包括與所請(qǐng)求保 護(hù)的范圍處于相同意義和范圍內(nèi)的所有變更。工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明作為更廉價(jià)地制造在實(shí)用上可替代具有藍(lán)寶石基板的發(fā)光元件的發(fā)光元件的技術(shù)，特別優(yōu)異。符號(hào)說(shuō)明I緩沖層；2n型GaN層；3n型AlGaN層；4多量子阱；5p型AlGaN層；6p型GaN層；7n型電極；8p型電極；10基板；10a主表面；16p型歐姆接觸外延層；18、54p型包覆層；20、53活性層；22、52n型包覆層；24蝕刻停止層；26n型GaAs基板；30發(fā)光元件；40CMP裝置；41支柱；42平臺(tái)；43拋光墊；44軟質(zhì)層；45拋光頭；46旋轉(zhuǎn)支柱；47拋光液供給部；48拋光液；50離子束。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光元件(30)用基板，其由尖晶石制成。
2.權(quán)利要求I所述的基板，其中，所述尖晶石的燒結(jié)體的組成為MgO· ηΑ1203(I. 05彡η彡I. 30)，且Si元素的含量為20ppm以下。
3.權(quán)利要求2所述的基板，其中，所述燒結(jié)體在厚度為Imm時(shí)，波長(zhǎng)為350nm以上且450nm以下的光線的直線透過(guò)率為80%以上。
4.權(quán)利要求I所述的基板，該基板具有主表面(10a)， 對(duì)于所述主表面(10a)，當(dāng)設(shè)定多個(gè)長(zhǎng)5mmX寬5mm的四方形區(qū)域時(shí)，在所述多個(gè)區(qū)域中，對(duì)于多個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象區(qū)域而言，表示LTV為I. Oym以下的所述評(píng)價(jià)對(duì)象區(qū)域的比率的PLTV為90%以上，其中所述多個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象區(qū)域?yàn)槌チ寺淙刖嚯x所述主表面(IOa)外周3mm范圍內(nèi)的所述區(qū)域后的部分。
5.一種基板的制造方法，其為由尖晶石制成的發(fā)光元件(30)用基板(10)的制造方法，所述尖晶石的組成為MgO · HAl2O3 (I. 05彡η彡I. 30)且Si元素的含量為20ppm以下， 所述基板的制造方法具有 形成成形體的工序(S20)，所述成形體由Si元素含量為50ppm以下且純度為99. 5質(zhì)量％以上的尖晶石粉末構(gòu)成； 第I燒結(jié)工序(S31 )，其中，在真空中于1500°C以上且1800°C以下對(duì)所述成形體進(jìn)行燒結(jié)，由此形成密度為95%以上的燒結(jié)體；以及 第2燒結(jié)工序(S32)，其中，在1600°C以上且1900°C以下對(duì)所述燒結(jié)體進(jìn)行加壓燒結(jié)。
6.權(quán)利要求5所述的基板(10)的制造方法，其中，由所述第I燒結(jié)工序(S31)形成的所述燒結(jié)體的Si元素含量為20ppm以下。
7.權(quán)利要求5所述的基板(10)的制造方法，其中，所述第I燒結(jié)工序(S31)在50Pa以下的壓力下進(jìn)行， 當(dāng)將所述燒結(jié)體的中心部分到所述燒結(jié)體外側(cè)的最短厚度定義為D (mm),并且將從1000°C直至到達(dá)最高溫度的升溫時(shí)間定義為t分鐘時(shí)，具有以下關(guān)系D = a Xt172O. I ^ a ^ 3o
8.權(quán)利要求5所述的基板(10)的制造方法，其還具有 在所述第2燒結(jié)工序(S32)后，對(duì)所述燒結(jié)體進(jìn)行切片的工序，以及采用化學(xué)機(jī)械拋光法對(duì)通過(guò)上述切片工序得到的基板的表面進(jìn)行拋光的工序(S44)，在所述拋光工序(S44)中，在所述基板(10)夾在拋光墊(43)和拋光頭(45)之間的狀態(tài)下對(duì)所述基板(IO )進(jìn)行拋光，其中所述拋光墊(43 )被設(shè)置在平臺(tái)(42 )上，并且所述拋光頭(45 )被設(shè)置為與所述拋光墊(43 )相對(duì)，此外， 在所述拋光頭(45)和所述基板(10)之間設(shè)置軟質(zhì)層(44)，該軟質(zhì)層(44)的硬度比所述拋光頭(45)的硬度低。
9.一種發(fā)光兀件，具有 權(quán)利要求I所述的基板(10)，以及 半導(dǎo)體層(I 6)，所述半導(dǎo)體層(I 6)設(shè)置在所述基板(10)的一側(cè)的主表面上并且包含發(fā)光層(4)。
10.權(quán)利要求9所述的發(fā)光元件，其中，所述基板(10)與所述半導(dǎo)體層(I 6)相接合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基板、該基板的制造方法、以及使用了該基板的發(fā)光元件，所述基板可以形成與藍(lán)寶石基板制成的發(fā)光元件相比更廉價(jià)的發(fā)光元件。本發(fā)明的基板(10)由尖晶石制成，且為發(fā)光元件(30)用基板(10)。優(yōu)選構(gòu)成基板(10)的尖晶石的燒結(jié)體的組成為MgO·nAl2O3(1.05≤n≤1.30)，且Si元素的含量為20ppm以下。
文檔編號(hào)C04B35/645GK102947246SQ20118003005
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者中山茂, 辻裕 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社