[發(fā)明專利]半導(dǎo)體基板、半導(dǎo)體元件、發(fā)光元件以及電子元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980105296.0
• 申請日: 2009-02-20
• 公開（公告）號: CN101952984A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 藤岡洋
• 申請（專利權(quán)）人: 國立大學(xué)法人東京大學(xué)
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;C23C14/06;H01L21/203
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 岳雪蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體基板、半導(dǎo)體元件、發(fā)光元件以及電子元件。

背景技術(shù)

目前，利用13族元素氮化物即AlN、GaN、InN及其混晶相的PN結(jié)的氮化物系LED被廣泛地實(shí)用化。已知：由于氮化物類LED為無機(jī)物且材料的鍵能高，所以壽命長、內(nèi)部發(fā)光效率(內(nèi)部量子效率)高達(dá)90％。這些氮化物類LED大多在藍(lán)寶石、碳化硅等高價單晶基板上使用量產(chǎn)性低的有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積法(MOCVD法)而量產(chǎn)。由此，作為面光源使用，價格高，一直專門作為點(diǎn)光源來使用。

另一方面，作為面光源，已知有機(jī)EL元件(例如，參考專利文獻(xiàn)1)。由于有機(jī)EL元件能夠使用價格低的塑料基板、玻璃基板作為起始材料，因此能夠降低元件的價格，能夠用作面光源。并且，也希望用作能夠彎曲的發(fā)光元件或用于照明。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2008-21480號公報。

但是，由于構(gòu)成有機(jī)EL的發(fā)光層為有機(jī)物，因此，存在耐熱性差、壽命短的問題。并且，發(fā)光效率也比氮化物類LED低。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上情況，本發(fā)明的目的在于，提供一種價格低、壽命長、發(fā)光效率高且能夠彎曲的半導(dǎo)體基板、半導(dǎo)體元件、發(fā)光元件以及電子元件。

為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的半導(dǎo)體基板的特征在于，具有：具有耐熱性和對于外力的可撓性的石墨基板和設(shè)于所述石墨基板上且由13族元素氮化物構(gòu)成的第一半導(dǎo)體層。

根據(jù)本發(fā)明，由于包括具有耐熱性和對于外力的可撓性的石墨基板和設(shè)于所述石墨基板上且由13族元素氮化物構(gòu)成的第一半導(dǎo)體層，因此，在石墨基板上形成第一半導(dǎo)體層時，能夠使用脈沖濺射沉積法(パルススパツタ堆積法)等方法，能夠廉價地制造。另外，由于13族元素氮化物是無機(jī)物，因此壽命長、能夠得到高發(fā)光效率。而且，由于石墨基板具有對于外力的可撓性，因此能夠彎曲。由此，能夠得到價格低、壽命長、發(fā)光效率高且能夠彎曲的半導(dǎo)體基板。

所述半導(dǎo)體基板的特征在于，所述石墨基板含有燒結(jié)的聚合物(ポリマ一)。

根據(jù)本發(fā)明，由于石墨基板含有燒結(jié)的聚合物，因此耐熱性高，能夠因外力而容易彎曲。由于能夠在高溫下進(jìn)行處理，因此，能夠進(jìn)行脈沖濺射沉積法、有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積法、分子束外延生長法等高溫下的處理。

所述半導(dǎo)體基板的特征在于，所述石墨基板的厚度在100μm以下。

根據(jù)本發(fā)明，由于石墨基板的厚度在100μm以下，因此對于外力具有極其優(yōu)良的可撓性。

所述半導(dǎo)體基板的特征在于，進(jìn)一步具有設(shè)于所述石墨基板與所述第一半導(dǎo)體層之間且至少含有HfN(氮化鉿)及ZrN(氮化鋯)中的任一個的第二半導(dǎo)體層。

已知：HfN及ZrN具有高的光反射率。根據(jù)本發(fā)明，由于在石墨基板與第一半導(dǎo)體層之間進(jìn)一步具有至少含有HfN及ZrN中的任一個的第二半導(dǎo)體層，因此能夠通過該第二半導(dǎo)體層反射光。由此，在將第一半導(dǎo)體層作為發(fā)光層使用時，能夠提高來自該發(fā)光層的光的利用率。

所述半導(dǎo)體基板的特征在于，進(jìn)一步具有設(shè)于所述石墨基板與所述第一半導(dǎo)體層之間且含有AlN(氮化鋁)的第三半導(dǎo)體層。

根據(jù)本發(fā)明，由于在石墨基板與第一半導(dǎo)體層之間進(jìn)一步具有含有AlN的第三半導(dǎo)體層，因此能夠使第一半導(dǎo)體層的晶粒大小(グレインサイズ)增大。由此，能夠提高第一半導(dǎo)體層的電學(xué)特性，特別是，在將第一半導(dǎo)體層作為發(fā)光層使用時，也能夠提高第一半導(dǎo)體層的光學(xué)特性。

本發(fā)明的半導(dǎo)體元件的特征在于，具有所述半導(dǎo)體基板。

根據(jù)本發(fā)明，能夠得到具有價格低、壽命長、發(fā)光效率高且能夠彎曲的半導(dǎo)體基板的半導(dǎo)體元件，該半導(dǎo)體元件能夠利用于比現(xiàn)在更廣泛的領(lǐng)域。

本發(fā)明的發(fā)光元件的特征在于，具有所述半導(dǎo)體元件。

根據(jù)本發(fā)明，能夠廉價地得到柔軟且可面發(fā)光的壽命長的元件。

本發(fā)明的電子元件的特征在于，具有所述半導(dǎo)體元件。

根據(jù)本發(fā)明，能夠廉價地得到柔軟且電學(xué)特性好的元件。

根據(jù)本發(fā)明，能夠得到價格低、壽命長、發(fā)光效率高且能夠彎曲的半導(dǎo)體基板、半導(dǎo)體元件、發(fā)光元件以及電子元件。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式的半導(dǎo)體基板結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是表示ZrN的光反射率的曲線圖。

圖3是表示ZrN的光反射率與反射波長的對應(yīng)關(guān)系的圖。

圖4是表示本實(shí)施方式的濺射裝置結(jié)構(gòu)的圖。

圖5是本發(fā)明第一實(shí)施例的散熱片的XRD測定曲線圖。

圖6(a)及(b)是本發(fā)明第一實(shí)施例的散熱片表面的SEM像。