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TWI640104B - 氮化物半導體元件及其製造方法 - Google Patents

氮化物半導體元件及其製造方法 Download PDF

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TWI640104B
TWI640104B TW104117242A TW104117242A TWI640104B TW I640104 B TWI640104 B TW I640104B TW 104117242 A TW104117242 A TW 104117242A TW 104117242 A TW104117242 A TW 104117242A TW I640104 B TWI640104 B TW I640104B
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nitride semiconductor
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semiconductor device
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下岡知祐
佐野雅彥
東直樹
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日商日亞化學工業股份有限公司
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Abstract

一種氮化物半導體元件，其包含：藍寶石基板，其以c面作為主面且於上述主面設置有複數個俯視下為長條形狀之凸部；及氮化物半導體層，其設置於上述藍寶石基板之上述主面上；且上述凸部於俯視下其長條形狀之長邊方向之外緣向相對於上述藍寶石基板之a面成-10°~+10°之角度之範圍內之方向延伸。

Description

氮化物半導體元件及其製造方法
本發明係關於一種藉由自基板之結晶成長而形成之氮化物半導體元件及其製造方法。
包含氮化物半導體之發光二極體(LED)通常係藉由在藍寶石基板上依序積層n型半導體層、活性層、p型半導體層而構成。先前，為提高發光二極體之光提取效率，提出有預先於藍寶石基板上設置長條狀之凹部構造或長條狀之凹部與凸部之複合構造之技術(參照日本專利特開2008-53385號公報、日本專利特開2008-91942號公報及日本專利特開2012-114204號)。
然而，於如上所述之具有長條狀之槽之藍寶石基板之情形時，雖然具有一定之錯位密度降低效果，但若於槽之底面與未形成槽之藍寶石基板之上表面之間結晶成長之時序不同，則結晶性變差。
本發明之實施形態係鑒於上述情況而完成者，其課題在於提供一種具有一定之錯位密度降低效果、並且可提高溫度特性之氮化物半導體元件及其製造方法。
本發明之實施形態之氮化物半導體元件具備如下之構成，即，包含：藍寶石基板，其以c面作為主面且於上述主面設置有複數個俯視下為長條形狀之凸部；及氮化物半導體層，其設置於上述藍寶石基板之上述主面上；且上述凸部於俯視下其長條形狀之長邊方向之外緣向相對於上述藍寶石基板之a面成-10°~+10°之角度之範圍內之方向延伸。
又，本發明之實施形態之氮化物半導體元件之製造方法包括：蝕刻步驟，其係藉由在藍寶石基板之c面側之表面設置掩膜進行乾式蝕刻而形成複數個凸部，該凸部於俯視下為長條形狀，且其長條形狀之長邊方向之外緣相對於上述藍寶石基板之a面而在-10°~+10°之角度之範圍內；及半導體層成長步驟，其係使氮化物半導體層於上述藍寶石基板之形成有上述凸部之側之面上成長。
根據本發明之實施形態之氮化物半導體元件，由於包含自具備長條形狀之凸部之藍寶石基板成長之錯位密度較低之氮化物半導體層，故而溫度特性提高。又，根據本發明之實施形態之氮化物半導體元件之製造方法，藉由使用具備長條形狀之凸部之藍寶石基板，可降低氮化物半導體層之錯位密度。又，藉此可提高氮化物半導體元件之溫度特性。
1、2‧‧‧氮化物半導體元件
10、10A、10B、10C、10D‧‧‧藍寶石基板(氮化物半導體元件用基板)
11、12、111‧‧‧凸部
11A、12A‧‧‧第1凸部群
11B、12B‧‧‧第2凸部群
11C、12C‧‧‧第3凸部群
20‧‧‧緩衝層
30‧‧‧氮化物半導體層
31‧‧‧n型半導體層
32‧‧‧活性層
33‧‧‧p型半導體層
40‧‧‧n電極
50‧‧‧整面電極
60‧‧‧p電極
121a‧‧‧第1傾斜面
121b‧‧‧第2傾斜面
121c‧‧‧第3傾斜面
121d‧‧‧第4傾斜面
121e‧‧‧第5傾斜面
M‧‧‧掩膜
SC‧‧‧藍寶石結晶
圖1係模式性地表示本發明之第1實施形態之氮化物半導體元件之整體構成之剖視圖。
圖2係模式性地表示藍寶石基板中之藍寶石結晶之面方位之圖，圖2A為單位晶胞圖，圖2B為藍寶石結晶構造之俯視圖。
圖3係模式性地表示本發明之第1實施形態之氮化物半導體元件用基板之俯視圖。
圖4係模式性地表示形成於本發明之第1實施形態之氮化物半導體元件用基板之凸部之圖，圖4A為凸部之立體圖，圖4B為凸部之俯視圖，圖4C為圖4B之X1-X1剖視圖，圖4D為圖4B之X2-X2剖視圖，圖4E為圖4B之X3-X3剖視圖。
圖5A及圖5B係表示氮化物半導體之結晶成長之方向與錯位之收斂之情形之說明圖。
圖6A係表示長邊方向之外緣向第1方向延伸之凸部處之刻面之集合部之圖，圖6B係表示長邊方向之外緣向與第1方向正交之方向延伸之凸部處之刻面之集合部之圖。
圖7係以顯示使GaN於設置有長條狀之凸部之藍寶石基板上成長之狀態之掃描電子顯微鏡(SEM)照片為基礎製作出之模式圖，圖7A及圖7B係表示凸部之長邊方向之外緣向藍寶石基板之a面方向延伸之例之圖，圖7C及圖7D係表示凸部之長邊方向之外緣向藍寶石基板之c面方向延伸之例之圖。
圖8係模式性地表示本發明之第1實施形態之氮化物半導體元件用基板之製造方法之圖，圖8A係自側面觀察掩膜形成步驟之剖視圖，圖8B係自正面觀察掩膜形成步驟之剖視圖，圖8C係自側面觀察蝕刻步驟中之中途經過之剖視圖，圖8D係自正面觀察蝕刻步驟中之中途經過之剖視圖，圖8E係自側面觀察蝕刻步驟中乾式蝕刻結束之狀態之剖視圖，圖8F係自正面觀察蝕刻步驟中乾式蝕刻結束之狀態之剖視圖。
圖9係模式性地表示本發明之第1實施形態之氮化物半導體元件之製造方法之圖，圖9A係自側面觀察緩衝層形成步驟之剖視圖，圖9B係自正面觀察半導體成長步驟中之中途經過之剖視圖，圖9C係自正面觀察半導體成長步驟中之中途經過之剖視圖，圖9D係自側面觀察半導體層成長步驟之剖視圖，圖9E係表示於半導體層成長步驟之後 形成有電極之氮化物半導體元件之一例之俯視圖，圖9F係表示於半導體層成長步驟之後形成有電極之氮化物半導體元件之一例之剖視圖且為圖9E之X4-X4剖視圖。
圖10係模式性地表示本發明之第2實施形態之氮化物半導體元件用基板之俯視圖。
圖11係模式性地表示本發明之第3實施形態之氮化物半導體元件用基板之俯視圖。
圖12係模式性地表示本發明之第4實施形態之氮化物半導體元件用基板之俯視圖。
圖13係模式性地表示形成於本發明之第5實施形態之氮化物半導體元件用基板之凸部之圖，圖13A為凸部之立體圖，圖13B為凸部之俯視圖，圖13C為圖13B之X5-X5剖視圖，圖13D為圖13B之X6-X6剖視圖，圖13E為圖13B之X7-X7剖視圖，圖13F為圖13B之X8-X8剖視圖。
圖14係模式性地表示本發明之第5實施形態之氮化物半導體元件用基板之俯視圖。
以下，參照圖式對本發明之實施形態之氮化物半導體元件及其製造方法進行說明。再者，於以下之說明中參照之圖式係概略地表示本發明之實施形態者，因此有誇張各構件之比例尺或間隔、位置關係等或者省略構件之一部分之圖示之情況。又，於以下之說明中，相同之名稱及符號原則上表示相同或同質之構件，且適當省略詳細說明。
<第1實施形態>
[氮化物半導體元件之構成]
對於本發明之第1實施形態之氮化物半導體元件之構成，參照圖1~圖4進行說明。如圖1所示，氮化物半導體元件1具備作為氮化物半導體元件用基板之藍寶石基板10、緩衝層20及氮化物半導體層30積層 而成之構造。
藍寶石基板(氮化物半導體元件用基板)10用於支持氮化物半導體層30並且使氮化物半導體(例如GaN)成長。如圖1及圖3所示，藍寶石基板10形成為平板狀，於其上表面形成有複數個俯視下為長條形狀之凸部11。又，藍寶石基板10包含上述凸部11在內整體上形成為例如50μm~300μm之範圍之厚度。
再者，「俯視下為長條形狀」係指於俯視下其形狀之長度為最大之方向(長邊方向)之長度較其形狀之長度為最小之方向(短邊方向)之長度長之形狀，較佳為如後所述長邊方向之長度為短邊方向之長度之2倍以上。
凸部11可提高氮化物半導體元件1之光提取效率，並且於使氮化物半導體於藍寶石基板10上結晶成長時可降低錯位密度。此處，如圖2A所示，藍寶石基板10包含具有六方晶之結晶構造之藍寶石結晶SC，且以c面((0001)面)作為主面。再者，本說明書中之c面亦可為相對於c面略微傾斜之帶有偏離角之面。偏離角之角度例如約為3°以下。上述凸部11形成於該主面即c面側之表面。又，如圖2A及圖2B所示，藍寶石結晶SC除c面以外亦具有作為單位晶胞圖中之六稜柱之側面之6個m面及分別與a1軸、a2軸、a3軸之1個正交之3個a面。與m面正交之方向為m軸方向，m軸方向有3個方向，其分別向與a1軸、a2軸、a3軸之1個相差30度之方向延伸。
如圖1及圖3所示，凸部11可形成為分別以相同形狀排列多個(複數個)。又，如圖3所示俯視時，凸部11可於藍寶石基板10之c面(主面)側(圖1及圖3中為上表面側)之表面，在該凸部11之長邊方向(圖3中為左右方向)及短邊方向(圖3中為上下方向)上分別以特定間隔排列。
具體如圖3所示，凸部11可以長條形狀之長邊方向作為列方向、以長條形狀之短邊方向作為行方向，分別以特定間隔排列於列方向及 行方向上，且使於該行方向上彼此相鄰之列之凸部11之位置分別於列方向上錯開而排列。換而言之，可於行方向上使下一行之凸部11之位置與上一行之凸部11之位置於列方向上錯開而排列。即，凸部11可配置成俯視下各自之中心位於三角形晶格之頂點。再者，上述凸部11之中心係指該凸部11之長邊方向之中心線與短邊方向之中心線交叉之點。
凸部11間之間隔(最短距離)較佳為例如於長邊方向及短邊方向上均設為0.3μm~2μm之範圍內。又，凸部11之長邊方向之長度及短邊方向之長度較佳為例如分別設為1μm~15μm及1μm~5μm之範圍內，凸部11之高度較佳為例如設為0.5μm~2.5μm之範圍內。再者，凸部11之個數根據藍寶石基板10之面積考慮上述凸部11間之間隔及長度而決定。例如，凸部11均勻地配置於藍寶石基板10之整個面。凸部11之長度較佳為長邊方向之長度為短邊方向之長度之2倍以上。
如圖4A及圖4B所示，凸部11形成為俯視下為長條形狀。又，如圖4A及圖4B所示，凸部11之長邊方向之兩端各自可形成為大致相同形狀，且可形成為俯視下各自為半圓形狀。並且，如圖4D及圖4E所示，凸部11於短邊方向上之截面(與短邊方向平行之截面)之上部可呈非平面之尖突形狀(作為「尖突形狀」，如圖4D及圖4E所示，可例示具有曲率之變化呈不連續之部分(角部)之形狀)。即，關於短邊方向之截面形狀，凸部11可形成為自高度之特定位置朝向頂部成為銳角之三角形頂部。
此處，凸部11之截面形狀為梯形狀等具有上平面之形狀之情形時，氮化物半導體亦會自該上平面(c面)成長。並且，自該上表面成長之氮化物半導體於橫向上幾乎不成長，因此導致於成長方向上產生之複數個錯位不收斂，氮化物半導體表面之錯位密度增大。另一方面，如上所述於凸部11之截面形狀中不存在上平面之情形時，自凸部 11之上部之成長被抑制而氮化物半導體於橫向上成長。因此，該凸部11使得於成長方向上產生之複數個錯位收斂，從而錯位密度降低。
又，於結晶成長中，比較穩定之結晶面有以刻面之形式出現之傾向，六方晶之氮化物半導體(例如GaN)以自氮化物半導體之a面略微傾斜之面作為刻面進行結晶成長。因此，若凸部11之長邊方向之前端俯視下為半圓形狀，則可使各刻面以大致均等之寬度成長，可使氮化物半導體朝向該半圓之中心附近接合。又，凸部11之長邊方向之長度較佳為短邊方向之長度之2倍以上，藉此，如後所述可使自藍寶石基板10之c面區域(未形成凸部11之平坦之區域)產生之錯位於橫向上行進，而可減少於氮化物半導體之表面出現之貫通錯位之數。又，凸部11之長邊方向之長度較佳為不過長以便自凸部11之兩側成長之氮化物半導體容易於凸部11上接合。具體而言，凸部11之長邊方向之長度較佳為短邊方向之長度之20倍以下，進而較佳為10倍以下。自其他觀點觀之，凸部11之長邊方向之長度較佳為至少自藍寶石基板10之一端不會到達另一端之程度之長度，進而較佳為自氮化物半導體元件之一端不會到達另一端之程度之長度。
如圖3所示，凸部11於俯視下其長條形狀之長邊方向之外緣(外緣之與長邊方向大致平行之部分)可向第1方向延伸。該第1方向係指相對於上述藍寶石基板10之a面(參照圖2)成-10°~+10°之角度之範圍內之方向。再者，此處之a面可為與a1軸、a2軸、a3軸中之任一者正交之a面。
藉由如此般於藍寶石基板10上形成凸部11，而如圖5A之虛線箭頭所示，於氮化物半導體之結晶成長時，由於氮化物半導體主要自藍寶石基板10之c面(未形成凸部11之平坦面)成長，故而可以於凸部11上匯合(自藍寶石基板之不同部分成長之氮化物半導體彼此於凸部11上接合)之方式於橫向上亦成長。
返回圖1對氮化物半導體元件1之構成繼續說明。緩衝層20用於緩衝藍寶石基板10與於該藍寶石基板10上成長之氮化物半導體之晶格常數差。緩衝層20形成於藍寶石基板10與氮化物半導體層30之間。該緩衝層20例如包含AlN。如後所述，緩衝層20可藉由在氮化物半導體元件用基板之製造方法之緩衝層形成步驟中例如於特定條件下進行濺鍍而形成。緩衝層20例如為如圖1所示之被覆藍寶石基板10之層狀，亦可於一部分使藍寶石基板10露出。
於氮化物半導體元件1為LED晶片等發光元件之情形時，氮化物半導體層30構成發光部。此情形時，如圖1所示，氮化物半導體層30隔著緩衝層20而形成於藍寶石基板10之c面(主面)上，可具有自下依序積層n型半導體層31、活性層32及p型半導體層33而成之構造。活性層32例如為具有井層(發光層)及障壁層之量子井構造。
氮化物半導體層30包含GaN、AlN或InN、或者作為其等之混晶之III-V族氮化物半導體(InXAlYGa1-X-YN(0X、0Y、X+Y1))。III族元素可部分或全部使用B，V族元素可為利用P、As、Sb取代N之一部分而成之混晶。
此處，參照圖5A及圖5B，對結晶成長與錯位進行說明。使用未形成凸部11之平坦之藍寶石基板10之情形時，氮化物半導體無法於橫向上成長，但如上所述於藍寶石基板10上形成有凸部11之情形時，於氮化物半導體成長時，氮化物半導體於橫向上亦可成長。錯位基本上於結晶之成長方向上行進，因此如圖5A及圖5B所示，氮化物半導體朝向凸部11上於橫向上成長，藉此氮化物半導體中之錯位亦朝向凸部11上於橫向上行進。然後，氮化物半導體於凸部11上接合，藉此錯位亦於凸部11上收斂，最終氮化物半導體之表面之錯位減少。如此，氮化物半導體一面維持露出刻面之狀態一面慢慢地接合，藉此亦可抑制於凸部11上產生新之錯位，最終氮化物半導體層30之錯位密度降低。 此時，如圖5A及圖5B所示，關於氮化物半導體，露出刻面之狀態之時間較長(於露出刻面之狀態下成長之膜厚較厚)時錯位容易收斂，容易減小錯位之數。再者，於圖5A及圖5B中，橫向成長中之錯位之行進方向為單方向，但錯位之行進方向有於中途發生變化之情況。例如，有初期向上方行進，自中途向橫向或斜上方行進之情況。
藉由使凸部11為其長邊方向之外緣向相對於藍寶石基板10之a面成-10°~+10°之角度之範圍內之方向延伸之形狀，可延長直至氮化物半導體於凸部11上匯合為止之時間。對此，以下，以作為氮化物半導體之代表之一的GaN為例進行說明。
六方晶系之GaN以上方作為c軸方向進行結晶成長。並且，於橫向上，m軸方向較a軸方向更難以成長，因此有維持刻面而成長之傾向，該刻面以於俯視下與GaN之a面(與藍寶石基板10之c面垂直交叉之面)等效之面與藍寶石基板10之c面之交線為底邊。此時，GaN之a面與藍寶石基板10之m面位於同一平面。即，GaN有維持以於俯視下與藍寶石基板10之m面一致之線為底邊之刻面而成長之傾向。因此，於藍寶石基板10之表面配置長邊方向之外緣沿著藍寶石基板10之與m面不同之面(典型地為a面)延伸之長條形狀之凸部11。藉此，凸部11之長邊方向之外緣與GaN之a面變得不一致，刻面之底邊與凸部11之長邊方向之外緣為非平行。
其結果，與凸部11之長邊方向之外緣與GaN之a面一致之情況、即刻面之底邊與凸部11之長邊方向之外緣平行之情況相比，於凸部11之短邊方向上之GaN之成長速度變慢。因此，於凸部11上進行橫向成長之時間變長，錯位容易收斂，因此可降低錯位密度。又，若氮化物半導體容易成長之方向(a軸方向)與凸部11之短邊方向一致，則自凸部11之兩側成長之氮化物半導體自正面接合，因此有於接合時產生新之刃型錯位之虞。因此，考慮藉由將凸部11之短邊方向與氮化物半導 體容易成長之a軸方向錯開而配置，而於a軸方向上成長之氮化物半導體不會自正面接合，從而GaN之結晶於凸部11接合時，可抑制新之刃型錯位之產生。
又，關於氮化物半導體元件1，如上所述氮化物半導體之成長面與凸部11之長邊方向之外緣不一致，因此氮化物半導體慢慢地自前端部附近接合，於凸部11之中心附近收斂。因此，如圖6A之粗線所示，有於俯視下殘留有錯位之範圍較小(較窄)、錯位密度亦較小之傾向。另一方面，例如圖6B所示，凸部111之長邊方向之外緣未向相對於藍寶石基板10之a面成-10°~+10°之範圍內之方向延伸之情形時(例如向與第1方向正交之方向延伸之情形時)，凸部111之長邊方向之外緣與氮化物半導體之成長面基本一致，因此氮化物半導體幾乎於凸部111之長邊方向之中心線附近同時匯合，無法進一步於橫向上成長。因此，如圖6B之粗線所示，有於俯視下殘留有錯位之範圍變大(變廣)、錯位密度亦變大之傾向。
繼而，將使GaN於設置有長條形狀之凸部之藍寶石基板上成長之示例示於圖7A~圖7D中。圖7A~圖7D係以於藍寶石基板上形成緩衝層並使GaN成長之狀態之掃描電子顯微鏡(SEM)照片為基礎製作出之模式圖。凸部11及凸部111分別係長邊方向之長度約為10μm、短邊方向之長度約為2.6μm、高度約為1.4μm。圖7A及圖7B係凸部11之長邊方向之外緣向藍寶石基板之a面方向延伸之例，關於GaN之膜厚，圖7A約為0.5μm、圖7B約為1.5μm。粗線所包圍之於圖中之橫向延伸之區域為凸部11，其以外之區域為GaN。如圖7B所示，該例中凸部11之長邊方向之外緣與GaN之成長面不一致，因此GaN於凸部11之前端部開始匯合，但於凸部11之中心附近，GaN之刻面間之距離尚較大，且GaN之刻面間之距離並不固定。若使此種GaN進一步成長，則GaN慢慢地自凸部11之前端附近匯合，於凸部11之中心附近收斂。
另一方面，圖7C及圖7D係凸部111之長邊方向之外緣向藍寶石基板之m面方向延伸之例，關於GaN之膜厚，圖7C約為0.5μm、圖7D約為1.5μm。如圖7D所示，於該例中，凸部111之長邊方向之外緣與GaN之成長面一致，因此GaN自凸部111之長邊方向之兩側幾乎平行地成長，GaN之刻面間之距離大致固定。若使此種GaN進一步成長，則自兩側成長之GaN幾乎於凸部111之長邊方向之中心線附近同時匯合。
具備上述構成之第1實施形態之氮化物半導體元件1由於包含自具備長條形狀之凸部11之藍寶石基板10成長之錯位密度較低之氮化物半導體層30，故而溫度特性提高。此處所謂之溫度特性之提高係指提高環境溫度時之輸出之變化程度較小。例如係指若將於常溫環境(例如25℃)下進行驅動時之氮化物半導體元件1之輸出設為1，則於高溫環境(例如100℃)下進行驅動時之氮化物半導體元件1之輸出會低於1，但其降低程度較小。推測此種溫度特性之提高之原因在於，因錯位密度之降低而使因錯位引起之電子之捕獲減少。更詳細而言，認為因氮化物半導體層30中之尤其是活性層32之錯位密度較低，而溫度特性提高。活性層32之錯位密度可由在作為其基底之n型半導體層31之表面出現之錯位之密度而決定，因此尤佳為減小n型半導體層31之表面之錯位密度。
[氮化物半導體元件之製造方法]
以下，參照圖8A~圖8F及圖9A~圖9F對本發明之第1實施形態之氮化物半導體元件1之製造方法進行說明。再者，以下，對氮化物半導體元件1為LED晶片之情況之製造方法進行說明。
首先，對氮化物半導體元件用基板之製造方法進行說明。氮化物半導體元件用基板之製造方法依序進行圖8A及圖8B所示之掩膜形成步驟及圖8C~圖8F所示之蝕刻步驟。再者，圖8A與圖8B、圖8C與 圖8D、圖8E與圖8F分別係對相同步驟改變視角而表示之圖。圖8A、圖8C、圖8E係自側面觀察之剖視圖，圖8B、圖8D、圖8F係自正面觀察之剖視圖。再者，自側面觀察之剖視圖係自凸部11之長邊方向之側面(與長邊方向平行之側面)觀察之剖視圖，自正面觀察之剖視圖係自與該側面正交之方向觀察之剖視圖。
掩膜形成步驟係於藍寶石基板10上設置掩膜之步驟。掩膜形成步驟中，具體而言如圖8A和圖8B所示，於平板狀之藍寶石基板10之c面側之表面成膜例如SiO2，並進行圖案化，藉此形成被覆要形成凸部11之區域之複數個長條形狀之掩膜M。
蝕刻步驟係對藍寶石基板10進行蝕刻之步驟。蝕刻步驟中，具體而言如圖8C~圖8F所示，對配置有掩膜M之藍寶石基板10進行乾式蝕刻，藉此於該藍寶石基板10之c面側之表面可形成複數個凸部11，該凸部11於俯視下為長條形狀，且其長條形狀之長邊方向之外緣相對於藍寶石基板10之a面而在-10°~+10°之角度之範圍內。再者，使用不會被蝕刻之材料作為掩膜之材料而進行蝕刻之情形時，若使用長條形狀之掩膜進行蝕刻，則凸部11之上部於前視下(即，自與圖8B、圖8D、圖8F同樣之方向進行觀察之情形時)為平面狀。然而，於本實施形態中，使用可被蝕刻之材料作為掩膜M，藉此於該第1蝕刻步驟中，藍寶石基板10上之掩膜M亦被蝕刻，掩膜M不僅上表面而且自側面亦被慢慢地被蝕刻，從而掩膜M之直徑變小，因此於藍寶石基板10上凸部11之上部被蝕刻為於前視下上端尖突之半球狀等圓頂狀。若凸部11為具有平坦之上表面(c面)之某形狀，則氮化物半導體會自上表面成長，因此較佳為半球狀等無平坦之上表面之形狀。
作為乾式蝕刻之具體方法，可使用例如氣相蝕刻、電漿蝕刻、反應性離子蝕刻等，作為此時之蝕刻氣體，可列舉例如Cl2、SiCl4、BCl3、HBr、SF6、CH4、CH2F2、CHF3、C4F8、CF4、惰性氣體之Ar 等。
繼而，對氮化物半導體元件1之製造方法進行說明。氮化物半導體元件1之製造方法係於上述氮化物半導體元件用基板之製造方法(參照圖8A~圖8F)之後進而依序進行圖9A所示之緩衝層形成步驟及圖9B所示之半導體層成長步驟。再者，圖9A、圖9D及圖9E、與圖9B及圖9C係分別改變視角而表示之圖，圖9A、圖9D及圖9E係自側面觀察之剖視圖，圖9B及圖9C係自正面觀察之剖視圖。
又，氮化物半導體元件1亦可藉由與上述氮化物半導體元件用基板之製造方法(參照圖8)不同之方法，預先準備例如圖8E及圖8F所示之形成有複數個長條形狀之凸部11之藍寶石基板10作為基板準備步驟，且於該基板準備步驟之後依序進行圖9A所示之緩衝層形成步驟及圖9B~圖9D所示之半導體層成長步驟。
緩衝層形成步驟係於藍寶石基板10上形成緩衝層20之步驟。緩衝層形成步驟中，具體如圖9A所示，於形成有凸部11之藍寶石基板10上例如藉由濺鍍形成緩衝層20。緩衝層形成步驟亦可省略，但較佳為進行。緩衝層20例如圖9A所示為被覆藍寶石基板10之層狀，亦可於一部分使藍寶石基板10露出。
半導體層成長步驟係使氮化物半導體層30於藍寶石基板10之形成有凸部11之側之面上成長而形成發光元件構造之步驟。半導體層成長步驟中，具體如圖9B~圖9D所示，使n型半導體層31隔著緩衝層20於形成有凸部11之藍寶石基板10之c面側之表面進行結晶成長。此時，如圖9B及圖9C所示，n型半導體層31自各凸部11之間之區域向上方及橫向成長，成長成覆蓋凸部11。於完全覆蓋凸部11之前，構成n型半導體層31之氮化物半導體一面維持相對於藍寶石基板10之表面呈傾斜之成長面(刻面)一面進行成長。繼而，使活性層32於n型半導體層31上成長，進而使p型半導體層33成長，形成包含活性層32之發光 元件構造。再者，亦可於凸部11上進行接合之前使不意圖添加雜質之未摻雜氮化物半導體層成長，然後，添加n型雜質使n型氮化物半導體層成長。又，進而較佳為至少於在凸部11上進行接合之前使包含GaN之氮化物半導體成長。又，亦可代替發光元件構造而形成場效電晶體等其他元件構造。
藉由經過以上步驟，可製作如圖9D所示之氮化物半導體元件1。繼而，將氮化物半導體元件1為半導體發光元件(LED晶片)時之具體例示於圖9E及圖9F中。如圖9E及圖9F所示之氮化物半導體元件2具備具有凸部11之藍寶石基板10、設置於其上之n型半導體層31、活性層32及p型半導體層33，n型半導體層31部分露出而設置有n電極40，於p型半導體層33之表面設置有整面電極50及p電極60。亦可藉由在上述半導體層成長步驟之後進行電極形成步驟，而製造具備該等電極之氮化物半導體元件。即，如圖9E及圖9F所示，首先，藉由乾式蝕刻等去除p型半導體層33及活性層32之一部分區域而使n型半導體層31之一部分露出。其次，於露出之n型半導體層31上形成n電極40，於p型半導體層33上形成整面電極50，於整面電極50上形成p電極60，藉此可製造如圖9E及圖9F所示之氮化物半導體元件2。再者，於上述半導體層成長步驟之後可包括單片化步驟，該單片化步驟係對上述發光元件構造及藍寶石基板10進行分割，而單片化成元件。此時，電極形成步驟可於半導體層成長步驟之後且單片化步驟之前進行。
如此，氮化物半導體元件1之製造方法中，形成於藍寶石基板10上之凸部11之長邊方向之外緣以相對於該藍寶石基板10之a面成-10°~+10°之範圍內之方式延伸，因此於氮化物半導體之結晶成長時氮化物半導體於橫向上成長之時間延長。藉此，於氮化物半導體之結晶成長時所產生之錯位容易收斂於較窄之範圍，氮化物半導體層30之錯位密度降低。因此，可提高氮化物半導體元件1之溫度特性。
以上，藉由用於實施發明之形態對本發明之實施形態之氮化物半導體元件及其製造方法具體地進行了說明，但本發明之主旨(本發明之技術範圍)並非限定於該等記載，必須基於申請專利範圍之記載而寬泛解釋。又，當然基於該等記載進行各種變更、改變等而成者亦包含於本發明之主旨(本發明之技術範圍)內。
例如，上述氮化物半導體元件1之藍寶石基板10係如圖3所示般排列有長條形狀之凸部11，但排列方法並非限定於此。以下，對氮化物半導體元件中之凸部11配置之其他形態進行說明。再者，以下說明之其他形態之氮化物半導體元件中，關於藍寶石基板10以外之構成(參照圖1)、凸部11之具體構成(參照圖4)以及製造方法(參照圖8)，與第1實施形態之氮化物半導體元件1同樣，因此省略該等之說明。
<第2實施形態>
如圖10所示俯視時，第2實施形態之氮化物半導體元件之凸部11於藍寶石基板10A之c面側之表面，在該凸部11之長邊方向(圖10中為左右方向)及短邊方向(圖10中為上下方向)上分別以特定間隔排列。又，具體如圖10所示，凸部11可以長條形狀之長邊方向作為列方向、以長條形狀之短邊方向作為行方向，分別以特定間隔排列於列方向及行方向上，且以於該行方向上彼此相鄰之列之凸部11之位置相同之方式排列，並且使於列方向上彼此相鄰之行之凸部11之位置分別於行方向上錯開而排列。換而言之，可於行方向上使下一行之凸部11之位置與上一行之凸部11之位置對齊而排列，並且凸部11可於列方向上使下一列之凸部11之位置與上一列之凸部11之位置錯開而配置。即，凸部11配置成俯視下各自之中心位於三角晶格之頂點。
此處，如圖10所示，凸部11於俯視下其長條形狀之長邊方向之外緣可向第1方向延伸。該第1方向係指相對於上述藍寶石基板10A之a面成-10°~+10°之角度之範圍內之方向。
關於具備上述構成之第2實施形態之氮化物半導體元件，在配置於藍寶石基板10A上之凸部11之長邊方向之外緣以相對於藍寶石基板10A之a面成-10°~+10°之範圍內之方式延伸之情形時，於氮化物半導體之結晶成長時，氮化物半導體於橫向上成長之時間延長。藉此，於氮化物半導體之結晶成長時所產生之錯位容易收斂於較窄之範圍，氮化物半導體層30之錯位密度降低。因此，第2實施形態之氮化物半導體元件由於具備錯位密度較低之氮化物半導體層30，故而溫度特性提高。
<第3實施形態>
關於第3實施形態之氮化物半導體元件，如圖11所示俯視時，於藍寶石基板10B之c面側之表面，複數個凸部11使長邊方向之外緣相對向而於角度不同之方向上分別以特定間隔排列。具體而言，該凸部11包含其長條形狀之長邊方向之外緣向第1方向延伸之第1凸部群(第1群)11A及其長條形狀之長邊方向之外緣向第2方向或第3方向延伸之第2凸部群(第2群)11B(第3實施形態之氮化物半導體元件可包含第1凸部群11A及第2凸部群11B)。
此處，第1方向、第2方向及第3方向係指以下方向。第1方向係相對於上述藍寶石基板10B之以作為a1軸、a2軸或a3軸之任一方向之第1a軸(例如a1軸)為法線之a面(參照圖2A及圖2B)成-10°~+10°之角度之範圍內之方向。第2方向係相對於上述藍寶石基板10B之以a1軸、a2軸或a3軸之任一方向且與第1a軸不同之第2a軸(例如a2軸)為法線之a面(參照圖2A及圖2B)成-10°~+10°之角度之範圍內之方向。第3方向係相對於上述藍寶石基板10B之以a1軸、a2軸或a3軸之任一方向且與第1a軸及第2a軸不同之第3a軸(例如a3軸)為法線之a面(參照圖2A及圖2B)成-10°~+10°之角度之範圍內之方向。
再者，第2凸部群11B中，其長條形狀之長邊方向之外緣可向第2 方向或第3方向中之任一方向延伸，此處圖示出向第2方向延伸之例作為一例。
關於第3實施形態涉及之氮化物半導體元件，如圖11所示，於構成第1凸部群11A之凸部(第1凸部)11之長邊方向之延長線上，構成第2凸部群11B之凸部(第2凸部)11改變角度而配置；於構成第2凸部群11B之凸部(第2凸部)11之長邊方向之延長線上，構成第1凸部群11A之凸部(第1凸部)11改變角度而配置。此處，如第1實施形態及第2實施形態之氮化物半導體元件般凸部11全部向相同方向對齊而配置之情形時，於發光時有成為蝙蝠翼形狀之配光特性之情況，即，光沿著凸部11延伸之方向自橫向洩漏而傾斜方向之發光較強。另一方面，如上所述於凸部11之長邊方向之延長線上配置另一凸部11(長邊方向不同之另一凸部11)，可抑制此種光之橫向洩漏，可獲得與朗伯分佈相近之配光特性。
關於具備上述構成之第3實施形態之氮化物半導體元件，構成配置於藍寶石基板10B上之各凸部群之凸部11之長邊方向之外緣以相對於藍寶石基板10B之以a1軸~a3軸中之一個為法線之a面中之任一個成-10°~+10°之範圍內之方式延伸(於第1凸部群11A及第2凸部群11B整體中，存在以與三個a面中之兩個分別成-10°~+10°之範圍內之方式延伸之凸部11)，因此於氮化物半導體之結晶成長時，氮化物半導體於橫向成長之時間延長。藉此，於氮化物半導體之結晶成長時所產生之錯位容易收斂於狹窄範圍，氮化物半導體層30之錯位密度降低。因此，第3實施形態之氮化物半導體元件由於具備錯位密度較低之氮化物半導體層30，故而溫度特性提高。
<第4實施形態>
如圖12所示俯視時，第4實施形態之氮化物半導體元件之凸部11於藍寶石基板10C之c面側之表面，在不同之三個方向上分別以特定間 隔排列。具體而言，凸部11包含其長條形狀之長邊方向之外緣向第1方向延伸之第1凸部群11A、其長條形狀之長邊方向之外緣向第2方向延伸之第2凸部群11B及其長條形狀之長邊方向之外緣向第3方向延伸之第3凸部群11C(第4實施形態之氮化物半導體元件可包含第1凸部群11A、第2凸部群11B及第3凸部群11C)。此處，第1方向、第2方向及第3方向之意思與上述第3實施形態相同。
關於第4實施形態涉及之氮化物半導體元件用基板，如圖12所示，於構成第1凸部群11A之凸部(第1凸部)11之長邊方向之延長線上，構成第2凸部群11B之凸部(第2凸部)11改變角度而配置；於構成第2凸部群11B之凸部(第2凸部)11之長邊方向之延長線上，構成第3凸部群11C之凸部(第3凸部)11改變角度而配置；於構成第3凸部群11C之凸部(第3凸部)11之長邊方向之延長線上，構成第1凸部群11A之凸部(第1凸部)11改變角度而配置。如此，藉由在凸部11之長邊方向之延長線上，改變角度而配置另一凸部11，可進一步抑制光之橫向洩漏，可獲得與朗伯分佈更相近之配光特性。
第1凸部群11A、第2凸部群11B及第3凸部群11C例如圖12所示，將各凸部群11A、11B、11C之凸部11以相同個數平行配置，且將其等於藍寶石基板10C之特定點之周圍以具有以該點作為旋轉中心之旋轉對稱性之方式進行配置。又，於凸部11(例如構成第1凸部群11A之凸部11)之長邊方向之延長線上配置有另一凸部群之凸部11(例如構成第2凸部群11B之凸部11)亦可不必使該等凸部11相鄰。例如，亦可於構成第1凸部群11A之凸部11之長邊方向之延長線上先配置構成第1凸部群11A之凸部11，再於該凸部11之長邊方向之延長線上配置構成第2凸部群11B之凸部11。相同之凸部群之凸部11相連續之個數較佳為10以下，進而較佳為5以下。
關於具備上述構成之第4實施形態之氮化物半導體元件，構成配 置於藍寶石基板10C上之各凸部群之凸部11之長邊方向之外緣以相對於藍寶石基板10C之以a1軸~a3軸中之任一個為法線之三個a面中之一個分別成-10°~+10°之範圍內之方式延伸(於第1凸部群11A、第2凸部群11B及第3凸部群11C整體中，存在以與三個a面分別成-10°~+10°之範圍內之方式延伸之凸部11)，因此於氮化物半導體之結晶成長時氮化物半導體於橫向上成長之時間延長。藉此，於氮化物半導體之結晶成長時所產生之錯位容易收斂於較窄之範圍，氮化物半導體層30之錯位密度降低。因此，第4實施形態之氮化物半導體元件由於具備錯位密度較低之氮化物半導體層30，故而溫度特性提高。
再者，上述第1實施形態~第4實施形態之氮化物半導體元件之藍寶石基板10~10C中，長條形狀之凸部11之兩端以半圓形形成為大致相同形狀，但凸部11之形狀並非限定於此。以下，對氮化物半導體元件中之凸部11形狀之其他形態進行說明。再者，以下說明之其他形態之氮化物半導體元件中，關於藍寶石基板10以外之構成(參照圖1)，與第1實施形態之氮化物半導體元件同樣，因而省略該等之說明。
<第5實施形態>
[氮化物半導體元件之構成]
如圖13A及圖13B所示，第5實施形態之氮化物半導體元件之凸部12形成為俯視下為長條形狀。又，如圖13A及圖13B所示，凸部12具有兼具直線與曲線之底面之外形形狀，自該底面向上方突出，以自高度方向之特定位置相對於稜線呈銳角之方式尖突而形成。藉此，與上述凸部11同樣，於氮化物半導體之結晶成長時，自凸部12之上部之成長被抑制而氮化物半導體於橫向上成長，因而使得於成長方向上產生之複數個錯位收斂，錯位之數減少。
如圖13A及圖13B所示，凸部12之底面形狀與第1實施形態~第4 實施形態相同，但頂部附近之形狀不同。關於凸部12之頂部附近之形狀，如圖13C~圖13E所示，短邊方向之截面之上部不為平面而呈尖突形狀。又，如圖13D~圖13F所示，凸部12之於短邊方向之截面中之上部形成為三角形狀，下部帶有圓角而形成。如後所述，該凸部12可藉由如下方式形成：於氮化物半導體元件用基板之製造方法之第1蝕刻步驟中於特定條件下對藍寶石基板10D進行乾式蝕刻，並於第2蝕刻步驟中於特定條件下對藍寶石基板10D進行濕式蝕刻。
如圖13B~圖13F所示，凸部12於長條形狀之長邊方向之一端側以朝向頂部而傾斜之方式形成有第1傾斜面121a及第2傾斜面121b，於長條形狀之長邊方向之另一端側以朝向頂部而傾斜之方式形成有第3傾斜面121c。又，如圖13B~圖13F所示，凸部12於長條形狀之短邊方向之一端側之上部以朝向頂部而傾斜之方式形成有第4傾斜面121d，於長條形狀之短邊方向之另一端側之上部以朝向頂部而傾斜之方式形成有第5傾斜面121e。該等傾斜面121a、121b、121c、121d、121e相對於藍寶石基板10D之c面之角度例如較佳為20°~50°之範圍內，更佳為30°~40°之範圍內。
具備上述構成之凸部12例如可與第1~第3實施形態同樣配置，又，如圖14所示，可與上述第4實施形態(參照圖12)同樣地配置於藍寶石基板10D上。即，如圖14所示俯視時，第5實施形態之氮化物半導體元件之凸部12於藍寶石基板10D之c面側之表面，於不同之三個方向上分別以特定間隔排列。具體而言，凸部12包括其長條形狀之長邊方向向第1方向延伸之第1凸部群12A、其長條形狀之長邊方向向第2方向延伸之第2凸部群12B及其長條形狀之長邊方向向第3方向延伸之第3凸部群12C。
關於具備上述構成之第5實施形態之氮化物半導體元件，構成配置於藍寶石基板10D上之各凸部群之凸部12之長邊方向之外緣以相對 於藍寶石基板10D之以a1軸~a3軸之一個為法線之三個a面分別成-10°~+10°之範圍內之方式延伸，並且於凸部12上具備氮化物半導體不易成長之第1傾斜面121a~第5傾斜面121e。因此，氮化物半導體元件於氮化物半導體之結晶成長時可抑制自凸部12上之不需要之結晶成長，且氮化物半導體於橫向上成長之時間延長。藉此，於氮化物半導體之結晶成長時所產生之錯位容易收斂於較窄之範圍，氮化物半導體層30之錯位密度降低。因此，第5實施形態之氮化物半導體元件由於具備錯位密度較低之氮化物半導體層30，故而溫度特性提高。
[氮化物半導體元件之製造方法]
以下，對本發明之第5實施形態之氮化物半導體元件之製造方法進行說明。首先，對氮化物半導體元件用基板之製造方法進行說明。氮化物半導體元件用基板之製造方法可依序進行掩膜形成步驟、第1蝕刻步驟及第2蝕刻步驟。掩膜形成步驟與第1實施形態中所述之掩膜形成步驟同樣，第1蝕刻步驟與第1實施形態中所述之蝕刻步驟同樣。
第2蝕刻步驟係於第1蝕刻步驟之後進一步對藍寶石基板10D進行蝕刻之步驟。具體而言，於第2蝕刻步驟中，對藉由第1蝕刻步驟而形成有具有俯視下呈半圓形狀之兩端之凸部12之藍寶石基板10D進行濕式蝕刻，藉此於凸部12之長邊方向之一端側形成朝向頂部而傾斜之第1傾斜面121a及第2傾斜面121b，並且於凸部12之長邊方向之另一端側形成朝向頂部而傾斜之第3傾斜面121c。又，於第2蝕刻步驟中，於濕式蝕刻之過程中，蝕刻自前視下具有半圓形狀之凸部12之兩端之前端部推進，以朝向成為頂部之稜線尖突成三角形狀之方式蝕刻。
作為濕式蝕刻之蝕刻溶液，可使用例如磷酸或焦磷酸、或向該等中添加硫酸而成之混酸、或者氫氧化鉀。又，作為濕式蝕刻之條件，較佳為例如使蝕刻液之溫度為150°~300°、使浸漬時間為1分鐘~60分鐘。即，於第2蝕刻步驟中，藉由濕式蝕刻使得傾斜面121a、 121b、121c、121d、121e以所期望之範圍形成。
凸部12之底面形狀較佳為具有俯視下呈半圓形狀之兩端。利用濕式蝕刻，有自凸部12之頂部進行去除之傾向，因此第1傾斜面121a、第2傾斜面121b及第3傾斜面121c隨著濕式蝕刻之進行而自頂部朝向底面側延伸。因此，於使凸部12之兩端之底面形狀維持半圓形狀時，於第1傾斜面121a~第3傾斜面121c到達凸部12之底面之前停止蝕刻即可。再者，若使蝕刻進行至第1傾斜面121a~第3傾斜面121c到達凸部12之底面，則可形成如下形狀：長條形狀之長邊方向之一端朝向該長邊方向尖突而形成，並且長邊方向之另一端形成為四邊形狀。又，同樣之形狀藉由在掩膜形成步驟之後僅進行濕式蝕刻來代替第1蝕刻步驟及第2蝕刻步驟而亦可獲得。
又，於上述第1實施形態之氮化物半導體元件1之製造方法中，可藉由使用上述藍寶石基板10D代替藍寶石基板10而製造氮化物半導體元件。

Claims (17)

  1. 一種氮化物半導體元件，其包含：藍寶石基板，其以c面作為主面且於上述主面設置有複數個俯視下為長條形狀之凸部；及氮化物半導體層，其設置於上述藍寶石基板之上述主面上；且上述凸部於俯視下其長條形狀之長邊方向之外緣向相對於上述藍寶石基板之a面成-10°~+10°之角度之範圍內之方向延伸，且上述凸部係藉由與上述藍寶石基板相同之材料一體形成。
  2. 如請求項1之氮化物半導體元件，其中上述凸部之長邊方向之長度為短邊方向之長度之2倍以上。
  3. 如請求項1或2之氮化物半導體元件，其中上述凸部之短邊方向上之截面為上部尖突之形狀。
  4. 如請求項1或2之氮化物半導體元件，其中上述凸部之長邊方向之前端於俯視下為半圓形。
  5. 如請求項1或2之氮化物半導體元件，其中上述凸部係以上述長條形狀之長邊方向作為列方向、以上述長條形狀之短邊方向作為行方向，分別以特定間隔排列於列方向及行方向上，且使於上述行方向上彼此相鄰之列之凸部之位置分別於列方向上錯開而排列。
  6. 如請求項4之氮化物半導體元件，其中上述凸部係以上述長條形狀之長邊方向作為列方向、以上述長條形狀之短邊方向作為行方向，分別以特定間隔排列於列方向及行方向上，且使於上述行方向上彼此相鄰之列之凸部之位置分別於列方向上錯開而排 列。
  7. 如請求項1或2之氮化物半導體元件，其中上述凸部係以上述長條形狀之長邊方向作為列方向、以上述長條形狀之短邊方向作為行方向，分別以特定間隔排列於列方向及行方向上，且使於上述行方向上彼此相鄰之列之凸部之位置分別於列方向上對齊而排列。
  8. 如請求項4之氮化物半導體元件，其中上述凸部係以上述長條形狀之長邊方向作為列方向、以上述長條形狀之短邊方向作為行方向，分別以特定間隔排列於列方向及行方向上，且使於上述行方向上彼此相鄰之列之凸部之位置分別於列方向上對齊而排列。
  9. 如請求項1或2之氮化物半導體元件，其中上述藍寶石基板具有：第1凸部群，其包括複數個第1凸部，上述複數個第1凸部各自之上述長條形狀之長邊方向之外緣向相對於上述藍寶石基板之以第1a軸為法線之a面成-10°~+10°之角度之範圍內之方向延伸；及第2凸部群，其包括複數個第2凸部，上述複數個第2凸部各自之上述長條形狀之長邊方向之外緣向相對於上述藍寶石基板之以與上述第1a軸不同之第2a軸為法線之a面成-10°~+10°之角度之範圍內之方向延伸。
  10. 如請求項4之氮化物半導體元件，其中上述藍寶石基板具有：第1凸部群，其包括複數個第1凸部，上述複數個第1凸部各自之上述長條形狀之長邊方向之外緣向相對於上述藍寶石基板之以第1a軸為法線之a面成-10°~+10°之角度之範圍內之方向延伸；及第2凸部群，其包括複數個第2凸部，上述複數個第2凸部各自 之上述長條形狀之長邊方向之外緣向相對於上述藍寶石基板之以與上述第1a軸不同之第2a軸為法線之a面成-10°~+10°之角度之範圍內之方向延伸。
  11. 如請求項9之氮化物半導體元件，其中於構成上述第1凸部群之上述第1凸部之長邊方向之延長線上，配置有構成上述第2凸部群之上述第2凸部，於構成上述第2凸部群之上述第2凸部之長邊方向之延長線上，配置有構成上述第1凸部群之上述第1凸部。
  12. 如請求項10之氮化物半導體元件，其中於構成上述第1凸部群之上述第1凸部之長邊方向之延長線上，配置有構成上述第2凸部群之上述第2凸部，於構成上述第2凸部群之上述第2凸部之長邊方向之延長線上，配置有構成上述第1凸部群之上述第1凸部。
  13. 如請求項1或2之氮化物半導體元件，其中上述藍寶石基板具有：第1凸部群，其包括複數個第1凸部，上述複數個第1凸部各自之上述長條形狀之長邊方向之外緣向相對於上述藍寶石基板之以第1a軸為法線之a面成-10°~+10°之角度之範圍內之方向延伸；第2凸部群，其包括複數個第2凸部，上述複數個第2凸部各自之上述長條形狀之長邊方向之外緣向相對於上述藍寶石基板之以與上述第1a軸不同之第2a軸為法線之a面成-10°~+10°之角度之範圍內之方向延伸；及第3凸部群，其包括複數個第3凸部，上述複數個第3凸部各自之上述長條形狀之長邊方向之外緣向相對於上述藍寶石基板之以與上述第1a軸及第2a軸不同之第3a軸為法線之a面成-10°~+10°之角度之範圍內之方向延伸。
  14. 如請求項4之氮化物半導體元件，其中上述藍寶石基板具有：第1凸部群，其包括複數個第1凸部，上述複數個第1凸部各自之上述長條形狀之長邊方向之外緣向相對於上述藍寶石基板之以第1a軸為法線之a面成-10°~+10°之角度之範圍內之方向延伸；第2凸部群，其包括複數個第2凸部，上述複數個第2凸部各自之上述長條形狀之長邊方向之外緣向相對於上述藍寶石基板之以與上述第1a軸不同之第2a軸為法線之a面成-10°~+10°之角度之範圍內之方向延伸；及第3凸部群，其包括複數個第3凸部，上述複數個第3凸部各自之上述長條形狀之長邊方向之外緣向相對於上述藍寶石基板之以與上述第1a軸及第2a軸不同之第3a軸為法線之a面成-10°~+10°之角度之範圍內之方向延伸。
  15. 如請求項13之氮化物半導體元件，其中於構成上述第1凸部群之上述第1凸部之長邊方向之延長線上，配置有構成上述第2凸部群之上述第2凸部，於構成上述第2凸部群之上述第2凸部之長邊方向之延長線上，配置有構成上述第3凸部群之上述第3凸部，於構成上述第3凸部群之上述第3凸部之長邊方向之延長線上，配置有構成上述第1凸部群之上述第1凸部。
  16. 如請求項14之氮化物半導體元件，其中於構成上述第1凸部群之上述第1凸部之長邊方向之延長線上，配置有構成上述第2凸部群之上述第2凸部，於構成上述第2凸部群之上述第2凸部之長邊方向之延長線上，配置有構成上述第3凸部群之上述第3凸部，於構成上述第3凸部群之上述第3凸部之長邊方向之延長線 上，配置有構成上述第1凸部群之上述第1凸部。
  17. 一種氮化物半導體元件之製造方法，其包括：蝕刻步驟，其係藉由在藍寶石基板之c面側之表面設置掩膜進行乾式蝕刻而形成複數個凸部，該凸部於俯視下為長條形狀，其長條形狀之長邊方向之外緣相對於上述藍寶石基板之a面而在-10°~+10°之角度之範圍內，且藉由與上述藍寶石基板相同之材料一體形成；及半導體層成長步驟，其係使氮化物半導體層於上述藍寶石基板之形成有上述凸部之側之面上成長。
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