[发明专利]半导体基板、半导体元件、发光元件以及电子元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体基板、半导体元件、发光元件以及电子元件。

背景技术

目前，利用13族元素氮化物即AlN、GaN、InN及其混晶相的PN结的氮化物系LED被广泛地实用化。已知：由于氮化物类LED为无机物且材料的键能高，所以寿命长、内部发光效率(内部量子效率)高达90％。这些氮化物类LED大多在蓝宝石、碳化硅等高价单晶基板上使用量产性低的有机金属化学气相沉积法(MOCVD法)而量产。由此，作为面光源使用，价格高，一直专门作为点光源来使用。

另一方面，作为面光源，已知有机EL元件(例如，参考专利文献1)。由于有机EL元件能够使用价格低的塑料基板、玻璃基板作为起始材料，因此能够降低元件的价格，能够用作面光源。并且，也希望用作能够弯曲的发光元件或用于照明。

专利文献1：日本特开2008-21480号公报。

但是，由于构成有机EL的发光层为有机物，因此，存在耐热性差、寿命短的问题。并且，发光效率也比氮化物类LED低。

发明内容

鉴于以上情况，本发明的目的在于，提供一种价格低、寿命长、发光效率高且能够弯曲的半导体基板、半导体元件、发光元件以及电子元件。

为了达成上述目的，本发明的半导体基板的特征在于，具有：具有耐热性和对于外力的可挠性的石墨基板和设于所述石墨基板上且由13族元素氮化物构成的第一半导体层。

根据本发明，由于包括具有耐热性和对于外力的可挠性的石墨基板和设于所述石墨基板上且由13族元素氮化物构成的第一半导体层，因此，在石墨基板上形成第一半导体层时，能够使用脉冲溅射沉积法(パルススパツタ堆積法)等方法，能够廉价地制造。另外，由于13族元素氮化物是无机物，因此寿命长、能够得到高发光效率。而且，由于石墨基板具有对于外力的可挠性，因此能够弯曲。由此，能够得到价格低、寿命长、发光效率高且能够弯曲的半导体基板。

所述半导体基板的特征在于，所述石墨基板含有烧结的聚合物(ポリマ一)。

根据本发明，由于石墨基板含有烧结的聚合物，因此耐热性高，能够因外力而容易弯曲。由于能够在高温下进行处理，因此，能够进行脉冲溅射沉积法、有机金属化学气相沉积法、分子束外延生长法等高温下的处理。

所述半导体基板的特征在于，所述石墨基板的厚度在100μm以下。

根据本发明，由于石墨基板的厚度在100μm以下，因此对于外力具有极其优良的可挠性。

所述半导体基板的特征在于，进一步具有设于所述石墨基板与所述第一半导体层之间且至少含有HfN(氮化铪)及ZrN(氮化锆)中的任一个的第二半导体层。

已知：HfN及ZrN具有高的光反射率。根据本发明，由于在石墨基板与第一半导体层之间进一步具有至少含有HfN及ZrN中的任一个的第二半导体层，因此能够通过该第二半导体层反射光。由此，在将第一半导体层作为发光层使用时，能够提高来自该发光层的光的利用率。

所述半导体基板的特征在于，进一步具有设于所述石墨基板与所述第一半导体层之间且含有AlN(氮化铝)的第三半导体层。

根据本发明，由于在石墨基板与第一半导体层之间进一步具有含有AlN的第三半导体层，因此能够使第一半导体层的晶粒大小(グレインサイズ)增大。由此，能够提高第一半导体层的电学特性，特别是，在将第一半导体层作为发光层使用时，也能够提高第一半导体层的光学特性。

本发明的半导体元件的特征在于，具有所述半导体基板。

根据本发明，能够得到具有价格低、寿命长、发光效率高且能够弯曲的半导体基板的半导体元件，该半导体元件能够利用于比现在更广泛的领域。

本发明的发光元件的特征在于，具有所述半导体元件。

根据本发明，能够廉价地得到柔软且可面发光的寿命长的元件。

本发明的电子元件的特征在于，具有所述半导体元件。

根据本发明，能够廉价地得到柔软且电学特性好的元件。

根据本发明，能够得到价格低、寿命长、发光效率高且能够弯曲的半导体基板、半导体元件、发光元件以及电子元件。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的半导体基板结构的图。

图2是表示ZrN的光反射率的曲线图。

图3是表示ZrN的光反射率与反射波长的对应关系的图。

图4是表示本实施方式的溅射装置结构的图。

图5是本发明第一实施例的散热片的XRD测定曲线图。

图6(a)及(b)是本发明第一实施例的散热片表面的SEM像。