磊晶成長用基板及使用其的發光組件的製作方法
2023-06-20 08:30:32 2
本發明是關於一種用以使半導體層等進行磊晶成長的基板、及於該基板上形成有半導體層的發光組件。
背景技術：
半導體發光組件通常有發光二極體(Light Emitting Diode：LED)或雷射二極體(Laser Diode：LD)等，且廣泛用於背光裝置等所使用的各種光源、照明、信號機、大型顯示器等。
具有氮化物半導體等半導體層的發光組件通常通過如下方式構成：於透光性基板上依序使緩衝層、n型半導體層、活性層、p型半導體層磊晶成長，而形成電性連接於n型、p型的各半導體層的n側電極、p側電極。於所述發光組件中，活性層中所產生的光是自半導體層的外部露出面(上表面、側面)、基板的露出面(背面、側面)等朝組件外部射出。於此種發光組件中，若活性層中所產生的光以相對於半導體層與電極的界面或半導體層與基板的界面為特定的臨界角以上的角度入射，則一面重複全反射一面於半導體層內朝橫向傳播，所述期間光的一部分被吸收，而光提取效率降低。
因此，於專利文獻1、2中公開有蝕刻基板的半導體層成長面而形成凹凸圖案，由此提高發光組件的光提取效率的情況。進而，於專利文獻2中公開有將此種凹凸圖案設置於基板的半導體層成長面，由此可減少半導體層的錯位密度，而抑制發光組件的特性變差的情況。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2010-206230號公報
[專利文獻2]日本特開2001-210598號公報
技術實現要素：
[發明所欲解決的課題]
關於如上述的半導體發光組件，期望使其進一步提高發光效率。又，亦要求以更高的生產效率製造半導體發光組件。因此，本發明的目的在於提供一種可進一步高效率地製造半導體發光組件等發光組件，可使發光組件的發光效率提高的磊晶成長用基板、及使用該基板的發光組件。
[解決課題的技術手段]
根據本發明的第1態樣而提供一種磊晶成長用基板，其是基材上形成有具有大量凸部與凹部的凹凸圖案，其特徵在於：
i)上述凸部各自具有俯視下蜿蜒並延伸的細長形狀；
ii)上述凹凸圖案中，上述大量的凸部其延伸方向、彎曲方向及長度不均一。
於上述磊晶成長用基板中，凹凸的平均間距可設為100nm-10μm的範圍。
於上述磊晶成長用基板中，上述凸部的與延伸方向正交的剖面形狀亦可自底部向頂部變窄。又，上述大量凸部的一部分亦可具有分支的形狀。
於上述磊晶成長用基板中，因具有如上述i)及ii)的特徵，故而即便將上述凹凸圖案於與上述基板表面正交的任一方向切斷，凹凸剖面亦重現出現。
於上述磊晶成長用基板中，上述凹凸圖案的凹凸的深度的標準偏差可為10nm-5μm的範圍。
於上述磊晶成長用基板中，上述凸部的延伸方向於俯視下不規則地分布，且
上述凹凸圖案的每單位面積的區域所含有的上述凸部於俯視下的輪廓線可含有較曲線區間多的直線區間。
於上述磊晶成長用基板中，俯視下與上述凸部的延伸方向大致正交的方向的上述凸部的寬度可一定。
於上述磊晶成長用基板中，上述曲線區間是如下區間：於以上述凸部的寬度的平均值的π(圓周率)倍的長度劃分上述凸部於俯視下的輪廓線，由此形成多個區間的情形時，區間的兩端點間的直線距離相對於所述兩端點間的上述輪廓線的長度的比成為0.75以下；且
上述直線區間可為上述多個區間中並非上述曲線區間的區間。
於上述磊晶成長用基板中，上述曲線區間是如下區間：於以上述凸部的寬度的平均值的π(圓周率)倍的長度劃分上述凸部於俯視下的輪廓線，由此形成多個區間的情形時，連結區間的一端及所述區間的中點的線段、與連結所述區間的另一端及所述區間的中點的線段所成的2個角度中成為180°以下的角度成為120°以下；
上述直線區間是上述多個區間中並非上述曲線區間的區間，且
上述多個區間中上述曲線區間的比例可為70％以上。
於上述磊晶成長用基板中，上述凸部的延伸方向於俯視下不規則地分布，且
俯視下與上述凸部的延伸方向大致正交的方向的上述凸部的寬度可一定。
於上述磊晶成長用基板中，通過對利用掃描式探針顯微鏡對上述凹凸圖案進行解析而獲得的凹凸解析圖像實施二維高速傅立葉變換處理而獲得的傅立葉變換像，顯現以波數的絕對值為0μm-1的原點為大致中心的圓狀或圓環狀花樣，且上述圓狀或圓環狀花樣可存在于波數的絕對值成為10μm-1以下的範圍內的區域內。
上述磊晶成長用基板亦可於形成有上述凹凸圖案的上述基材的表面具有緩衝層。又，上述凸部亦可由與構成上述基材的材料不同的材料形成，於該情形時，上述凸部亦可由溶膠凝膠材料形成。或者，上述凹部亦可由與構成上述基材的材料相同的材料形成。尤其是上述基材亦可為藍寶石基板。
根據本發明的第2態樣而提供一種發光組件，其於上述磊晶成長用基板上具備至少含有第1導電型層、活性層及第2導電型層的半導體層。
發明的效果
本發明的磊晶成長用基板的凹凸圖案具有凸部，所述凸部具有由相對平緩的傾斜面所構成的剖面形狀，且山脊狀連綿延伸，因此於通過使用模具的壓印法而形成所述凹凸圖案的情形時，難以產生模具的模具堵塞，而可高效率地製造。又，於磊晶成長用基板上使層進行磊晶成長的情形時，因凹凸形狀的傾斜面相對平緩，故而可將磊晶成長層均勻地積層於凹凸圖案上而形成缺陷較少的磊晶層。又，本發明的磊晶成長用基板具有使光提取效率提高的繞射光柵基板的功能，使用所述基板而製作的發光組件的發光效率較高。因此，本發明的磊晶成長用基板對具有優異的發光效率的發光組件的製造極為有效。
附圖說明
圖1中的(a)-(c)是實施形態的磊晶成長用基板的概略剖面圖；
圖2中的(a)是實施形態的磊晶成長用基板的表面的AFM圖像的例，圖2中的(b)是表示圖2中的(a)的AFM圖像中的切斷在線的磊晶成長用基板的剖面圖像；
圖3中的(a)-(d)是具備緩衝層的實施形態的磊晶成長用基板的概略剖面圖；
圖4中的(a)-(d)是概念性地表示利用基材蝕刻法的磊晶成長用基板的製造方法的各步驟的圖；
圖5是利用凹部蝕刻法的磊晶成長用基板的製造方法的流程圖；
圖6中的(a)-(e)是概念性地表示利用凹部蝕刻法的磊晶成長用基板的製造方法的各步驟的圖；
圖7是表示利用凹部蝕刻法的磊晶成長用基板的製造方法中的壓抵步驟及剝離步驟的情況的一例的概念圖；
圖8是利用剝離轉印法的磊晶成長用基板的製造方法的流程圖；
圖9中的(a)-(e)是概念性地表示利用剝離轉印法的磊晶成長用基板的製造方法的各步驟的圖；
圖10是表示利用剝離轉印法的磊晶成長用基板的製造方法中的塗布步驟、密合步驟及剝離步驟的情況的一例的概念圖；
圖11中的(a)-(e)是概念性地表示利用微觸法的磊晶成長用基板的製造方法的各步驟的圖；
圖12是實施形態的光學組件的概略剖面圖；
圖13是實施形態的磊晶成長等基板的俯視解析圖像(黑白圖像)的一例；
圖14中的(a)及圖14中的(b)是用以對於俯視解析圖像中判定凸部的分支的方法的一例進行說明的圖；
圖15中(a)是用以說明曲線區間的第1定義方法的圖，圖15中的(b)是用以說明曲線區間的第2定義方法的圖；
圖16是表示於實施例1中進行了溶劑退火處理的薄膜的表面的AFM圖像；
附圖符號說明：
20：緩衝層，40：基材，60：凸部，70：凹部，80：凹凸圖案，100：磊晶成長用基板，120：抗蝕劑層，140：模具，200：發光組件，220：半導體層。
具體實施方式
以下，針對本發明的磊晶成長用基板、及使用其的發光組件的實施形態及這些的製造方法，一面參照圖式一面進行說明。
磊晶成長用基板
將實施形態的磊晶成長用基板100的概略剖面圖如圖1中(a)所示。實施形態的磊晶成長用基板100是如圖1中的(a)所示般於基材40的表面形成有具有大量凸部60與凹部70的凹凸圖案80。圖2中的(a)中表示本實施形態的磊晶成長用基板的AFM圖像的例，圖2中的(b)中表示圖2中的(a)的AFM圖像中的切斷線中的磊晶成長用基板的剖面輪廓。
作為磊晶成長用基板100的基材40，可使用各種具有透光性的基板。例如可使用由玻璃、藍寶石單晶(Al2O3；A面、C面、M面、R面)、尖晶石單晶(MgAl2O4)、ZnO單晶、LiAlO2單晶、LiGaO2單晶、MgO單晶等氧化物單晶、Si單晶、SiC單晶、SiN單晶、GaAs單晶、AlN單晶、GaN單晶及ZrB2等硼化物單晶等材料所構成的基板。這些中，較佳為藍寶石單晶基板及SiC單晶基板。再者，基材的面方位並無特別限定。又，基材可為偏離角為0度的同軸基板(just substrate)，亦可為賦予有偏離角的基板。
磊晶成長用基板100的凹凸圖案80的剖面形狀是如圖1中的(a)及圖2中的(b)所示般由相對平緩的傾斜面所構成且形成自基材40朝向上方的波形(本申請中適當稱為「波形構造」)。即，凸部60具有如自所述基材側的底部向頂部變窄的剖面形狀。於凹凸圖案80的平面形狀中，如於圖2中的(a)中表示AFM圖像的例般，凸部(白色部分)山脊狀彎曲延伸，且其延伸方向、彎曲方向及延伸長度於俯視下不規律。即，具有如下特徵：i)凸部具有各自蜿蜒且延伸的細長形狀，ii)凸部於凹凸圖案中其延伸方向、彎曲方向及長度不均一。因此，凹凸圖案80與如條紋、波形條紋、鋸齒狀的有規律配向的圖案或點狀圖案等明顯不同。凹凸圖案80不包含上述有規律配向的圖案，於所述方面上，可與如規律性或包含大量直線的電路圖案進行區別。因具有如上述的特徵，故而即便將凹凸圖案80於與基材40的表面正交的任一方向切斷，凹凸剖面亦重複出現。又，凸部於俯視時，一部分或全部於途中分支(參照圖2中的(a))。再者，於圖2中的(a)中，凸部的間距以整體來看均勻。又，凹凸圖案80的凹部70是以凸部60劃分，且沿著凸部60延伸，與凸部60同樣地，延伸方向、彎曲方向及延伸長度於俯視下不規律。
於使用磊晶成長用基板作為例如由GaN系半導體材料形成的發光組件的基板的情形時，為了使發光組件的光提取效率提高，凹凸的間距較佳為於傅立葉變換像中如成為圓環狀的頻率分布具有寬度，進而較佳為如凹凸的方向沒有指向性的不規律的凹凸圖案。為了使磊晶成長用基板100發揮作為使發光組件的光提取效率提高的繞射光柵的作用，凹凸的平均間距較佳為設為100nm-10μm的範圍，更佳為100-1500nm的範圍內。若凹凸的平均間距未達上述下限，則有相對於發光組件的發光波長，間距變得過小，因此不會產生由凹凸引起的光的繞射的傾向，另一方面，若凹凸的平均間距超過上限，則有繞射角變小而作為繞射光柵的功能喪失的傾向。凹凸的平均間距進而較佳為200-1200nm的範圍內。
凹凸圖案的凹凸的深度分布的平均值較佳為20nm-10μm的範圍。凹凸的深度分布的平均值更佳為50nm-5μm的範圍內，若凹凸的深度分布的平均值未達上述下限，則有深度相對於發光波長過小，因此不會產生所需的繞射的傾向，另一方面，若凹凸的深度分布的平均值超過上限，則於基板上積層半導體層而製造發光組件的情形時，半導體層表面的平坦化所必需的半導體層的層厚變大，而發光組件的製造所需的時間變長。凹凸的深度分布的平均值更佳為100nm-2μm的範圍內。凹凸的深度的標準偏差較佳為10nm-5μm的範圍內。若凹凸的深度的標準偏差未達上述下限，則有深度相對於可見光的波長過小，因此不會產生所需的繞射的傾向，另一方面，若凹凸的深度的標準偏差超過上限，則有繞射光強度產生不均的傾向。凹凸的深度的標準偏差更佳為25nm-2.5μm的範圍內。
本申請中，所謂凹凸的平均間距，是指於對形成有凹凸的表面中的凹凸的間距(相鄰的凸部彼此或相鄰的凹部彼此的間隔)進行測定的情形時，凹凸的間距的平均值。此種凹凸的間距的平均值是使用掃描式探針顯微鏡(例如，Hitachi High-Tech Science股份有限公司製造的製品名「E-sweep」等)，根據下述條件：
測定方式：懸臂間歇接觸方式
懸臂的材質：矽
懸臂的杆寬度：40μm
懸臂的尖梢前端的直徑：10nm
對表面的凹凸進行解析並對凹凸解析圖像進行測定後，對所述凹凸解析圖像中的任意相鄰的凸部彼此或相鄰的凹部彼此的間隔進行100點以上測定，可通過求出其算術平均而算出。
又，於本申請中，凹凸的深度分布的平均值及凹凸深度的標準偏差可以下述方式算出。針對表面的凹凸的形狀，使用掃描式探針顯微鏡(例如，Hitachi High-TechScience股份有限公司製造的製品名「E-sweep」等)而對凹凸解析圖像進行測定。凹凸解析時，於上述條件下對任意的3μm見方(縱3μm、橫3μm)或10μm見方(縱10μm、橫10μm)的測定區域進行測定而求出凹凸解析圖像。此時，以納米尺度分別求出測定區域內的16384點(縱128點×橫128點)以上的測定點中的凹凸高度的數據。再者，此種測定點的數量是根據所使用的測定裝置的種類或設定而不同，例如於使用上述的Hitachi High-Tech Science股份有限公司製造的製品名「E-sweep」作為測定裝置的情形時，於10μm見方的測定區域內可進行65536點(縱256點×橫256點)的測定(以256×256像素的解析度的測定)。此處，對於凹凸解析圖像而言，為了提高測定精度，亦可實施包含1次傾斜修正的平坦處理。又，於以下所述的關於凹凸形狀的各種解析中，為了確保充分的測定精度，測定區域可設為將所述測定區域所包含的凸部的寬度的平均值的15倍以上的長度設為1邊長度的正方形狀區域。然後，關於以上述方式測得的凹凸高度(單位：nm)，首先求出全部測定點中距離基材的底面(形成有凹凸圖案的面的相對側的面)的高度為最高的測定點P。然後，以包含所述測定點P且與基材的底面平行的面為基準面(水平面)，求出距離所述基準面的深度的值(自測定點P的距離基材底面的高度值減去各測定點的距離基材底面的高度值而獲得的差值)作為凹凸深度的資料。再者，此種凹凸深度數據可通過測定裝置(例如Hitachi High-Tech Science股份有限公司製造的製品名「E-sweep」)，利用測定裝置中的軟體等而自動計算而求出，將此種自動計算而求出的值用作凹凸深度的數據。
以上述方式求出各測定點的凹凸深度的數據後，採用可通過求出其算術平均及標準偏差而算出的值分別作為凹凸的深度分布的平均值及凹凸深度的標準偏差。於本說明書中，凹凸的平均間距及凹凸的深度分布的平均值是與形成有凹凸的表面的材料無關，可通過如上述的測定方法而求出。
又，本申請案中所謂「不規律的凹凸圖案」，包含如下近似周期構造，即針對解析表面的凹凸形狀而獲得的凹凸解析圖像實施二維高速傅立葉變換處理而獲得的傅立葉變換像，顯現如以波數的絕對值為0μm-1的原點為大致中心的圓或圓環狀花樣，也就是說，雖上述凹凸的方向沒有指向性但具有凹凸的間距的分布。所述圓狀或圓環狀花樣可存在于波數的絕對值成為10μm-1以下(亦可設為0.1-10μm-1的範圍內，進而亦可設為0.667-10μm-1的範圍內，較佳為可設為0.833-5μm-1的範圍內)的範圍內的區域內。自此種凹凸圖案散射及/或繞射的光並非單一或窄帶域的波長的光，而具有相對廣域的波長帶，且散射光及/或所繞射的光沒有指向性，朝向所有方向。因此，此種具有近似周期構造的基板只要其凹凸間距的分布會將可見光線繞射，則可較佳地用於如LED的發光組件所使用的基板。
再者，於對凹凸解析圖像實施二維高速傅立葉變換處理而獲得的傅立葉變換像中，通過亮點集合而觀察到花樣。因此，此處所謂「傅立葉變換像顯現圓狀的花樣」，意指如下情況，即於傅立葉變換像中亮點集合而成的花樣看似大致圓形的形狀，亦包含看似外形的一部分成為凸狀或凹狀。又，所謂「傅立葉變換像顯現圓環狀的花樣」，意指如下情況，即於傅立葉變換像中亮點集合而成的花樣看似大致圓環狀，亦包含環的外側的圓或內側的圓的形狀看似大致圓形狀，且亦包含看似所述環的外側的圓或內側的圓的外形的一部分成為凸狀或凹狀。又，所謂「圓狀或圓環狀的花樣存在于波數的絕對值成為10μm-1以下(亦可設為0.1-10μm-1的範圍內，進而亦可設為0.667-10μm-1的範圍內，較佳為可設為0.833-5μm-1的範圍內)的範圍內的區域內」，是指如下情況，即構成傅立葉變換像的亮點中30％以上的亮點存在于波數的絕對值成為10μm-1以下(亦可設為0.1-10μm-1的範圍內，進而亦可設為0.667-10μm-1的範圍內，較佳為可設為0.833-5μm-1的範圍內)的範圍內的區域內。以滿足上述條件的方式形成凹凸圖案，由此於使用實施形態的磊晶成長用基板作為發光組件的基板的情形時，可使來自發光組件的發光的波長相依性及指向性(向一定方向較強發光的性質)變得夠小。
再者，關於凹凸圖案與傅立葉變換像的關係，可知下述情況。於凹凸圖案本身間距沒有分布或沒有指向性的情形時，傅立葉變換像亦以無規律圖案(沒有花樣)顯現，但於凹凸圖案於XY方向整體為等向但間距分布的情形時，顯現圓或圓環狀的傅立葉變換像。又，於凹凸圖案具有單一的間距的情形時，有傅立葉變換像所顯現的圓環變得輪廓鮮明的傾向。
上述凹凸解析圖像的二維高速傅立葉變換處理可通過使用具備二維高速傅立葉變換處理軟體的計算機的電子圖像處理而容易地進行。
再者，以將凸部以白色顯示，將凹部以黑色顯示的方式對凹凸解析圖像進行處理，由此可獲得如圖13所示的俯視解析圖像(黑白圖像)。圖13是表示本實施形態的磊晶成長用基板100中的測定區域的俯視解析圖像的一例的圖。
將俯視解析圖像的凸部(白色顯示部)的寬度稱為「凸部的寬度」。關於上述凸部的寬度的平均值，是自俯視解析圖像的凸部中選擇任意100處以上，針對上述任意100處以上，對俯視下與凸部的延伸方向大致正交的方向上的自凸部的邊界直至相反側的邊界的長度進行測定，可通過算出其算術平均而算出。
再者，對凸部的寬度的平均值進行計算時，是使用如上述般自俯視解析圖像的凸部隨機抽選的位置的值，但亦可不使用凸部分支的位置的值。凸部中，某區域是否為分支的區域例如可通過所述區域是否延伸一定以上而進行判定。更具體而言，可通過所述區域的延伸長度相對於所述區域的寬度的比是否為一定(例如1.5)以上而進行判定。
使用圖14，對針對向某方向延伸的凸部的中途位置中向與所述凸部的延伸軸線大致正交的方向突出的區域，判定所述區域是否分支的方法的一例進行說明。此處，所謂凸部的延伸軸線，於將是否分支的判定對象區域自凸部排除的情形時，是沿著由凸部的外緣的形狀而定的凸部的延伸方向的假想軸線。更具體而言，所謂凸部的延伸軸線，是以通過與凸部的延伸方向正交的凸部的寬度的大致中心點的方式所劃的線。圖14中的(a)及圖14中的(b)均為僅將俯視解析圖像中的凸部的一部分選出而進行說明的概要圖，區域S顯示凸部。於圖14中的(a)及圖14中的(b)中，於凸部的中途位置突出的區域A1、A2設為被選定作是否分支的判定對象區域。於所述情形時，於自凸部將區域A1、A2除外的情形時，將延伸軸線L1、L2界定為通過與凸部的延伸方向正交的凸部的寬度的大致中心點的線。此種延伸軸線可通過利用計算機的圖像處理而進行界定，亦可由實施解析作業的作業者而進行界定，亦可通過利用計算機的圖像處理及作業者的人工操作兩者而進行界定。圖14中的(a)中，關於區域A1，是於沿著延伸軸線L1延伸的凸部的中途位置，朝與延伸軸線L1正交的方向突出。圖14中的(b)中，關於區域A2，是於沿著延伸軸線L2延伸的凸部的中途位置，朝與延伸軸線L2正交的方向突出。再者，關於相對於與延伸軸線L1、L2正交的方向傾斜並突出的區域，亦只要使用與以下所述的關於區域A1、A2的看法相同的看法，判定是否分支即可。
根據上述判定方法，區域A1的延伸長度d2相對於區域A1的寬度d1的比為大約0.5(未達1.5)，因此判定區域A1並非分支的區域。於所述情形時，通過區域A1且與延伸軸線L1正交的方向的長度d3是設為用以算出凸部的寬度的平均值的測定值之一。另一方面，區域A2的延伸長度d5相對於區域A2的寬度d4的比為大約2(1.5以上)，因此判定區域A2為分支的區域。於所述情形時，通過區域A2且與延伸軸線L2正交的方向的長度d6是不設為用以算出凸部的寬度的平均值的測定值之一。
於本實施形態的磊晶成長用基板100中，凹凸圖案80的俯視下與凸部的延伸方向大致正交的方向上的凸部的寬度可一定。凸部的寬度是否一定可基於通過上述測定而獲得的100點以上的凸部的寬度而進行判定。具體而言，自100點以上的凸部的寬度算出凸部的寬度的平均值及凸部的寬度的標準偏差。然後，將通過用凸部的寬度的標準偏差除以凸部的寬度的平均值而算出的值(凸部的寬度的標準偏差/凸部的寬度的平均值)定義為凸部的寬度的變動係數。關於所述變動係數，凸部的寬度越一定(寬度的變動較少)，所述變動係數越成為較小的值。因此，可通過變動係數是否為特定值以下，而判定凸部的寬度是否一定。例如於變動係數為0.25以下的情形時，可定義為凸部的寬度一定。
又，如圖13所示般，於本實施形態的磊晶成長用基板100中，凹凸圖案所含有的凸部(白色部分)的延伸方向是於俯視下不規則地分布。即，凸部並非有規律排列的條紋狀或有規律配置的點形狀等，是成為向不規律方向延伸的形狀。又，於測定區域，即凹凸圖案的特定區域中，每單位面積的區域所含有的凸部於俯視下的輪廓線含有較曲線區間多的直線區間。
本實施形態中，所謂「含有較曲線區間多的直線區間」，意指如下情況，即未成為如下的凹凸圖案：於凸部的輪廓在線的全部區間中，彎曲的區間佔大部分。關於凸部於俯視下的輪廓線是否含有較曲線區間多的直線區間，例如可通過使用以下所示的2種曲線區間的定義方法中的任一種而進行判定。
＜曲線區間的第1定義方法＞
於曲線區間的第1定義方法中，將曲線區間定義為如下區間，即以凸部的寬度的平均值的π(圓周率)倍的長度劃分凸部於俯視下的輪廓線，由此形成多個區間的情形時，區間的兩端點間的直線距離相對於兩端點間的輪廓線的長度的比成為0.75以下。又，直線區間是定義為上述多個區間中曲線區間以外的區間，即上述比大於0.75的區間。以下，參照圖15中的(a)，對使用上述第1定義方法而判定凸部於俯視下的輪廓線是否含有較曲線區間多的直線區間的程序的一例進行說明。圖15中的(a)是表示凹凸圖案的俯視解析圖像的一部分的圖，為了方便起見，將凹部塗白而進行表示。區域S1是表示凸部，區域S2是表示凹部。
程序1-1
自測定區域內的多個凸部選擇一個凸部。決定所述凸部的輪廓線X上的任意位置為起點。於圖15中的(a)中，作為一例，將點A設定為起點。於凸部的輪廓線X上，自所述起點以特定的間隔設置基準點。此處，特定的間隔是凸部的寬度的平均值的π(圓周率)/2倍的長度。於圖中的15(a)中，作為一例，依序設定點B、點C及點D。
程序1-2
若將作為基準點的點A-D設置於凸部的輪廓線X上，則設定判定對象的區間。此處，將起點及終點為基準點，且包含成為中間點的基準點的區間設定為判定對象。於圖15中的(a)的例中，於選擇點A作為區間的起點的情形時，自點A數來第2個設定的點C成為區間的終點。關於距點A的間隔，此處設定為凸部的寬度的平均值的π/2倍的長度，因此點C是沿著輪廓線X距離點A僅凸部的寬度的平均值的π倍的長度。同樣地，於選擇點B作為區間的起點的情形時，自點B數來第2個設定的點D成為區間的終點。再者，此處，以所設定的順序設定成為對象的區間，且設為點A為最初所設定的點。即，首先將點A及點C的區間(區間AC)設為處理對象的區間。然後，對圖15中的(a)所示的連結點A及點C的凸部的輪廓線X的長度La、與點A及點C之間的直線距離Lb進行測定。
程序1-3
使用於程序1-2中所測得的長度La及直線距離Lb，計算直線距離Lb相對於長度La的比(Lb/La)。於所述比成為0.75以下的情形時，判定凸部的輪廓線X的成為區間AC的中點的點B為存在於曲線區間的點。另一方面，於上述比大於0.75的情形時，判定點B為存在於直線區間的點。再者，於圖15中的(a)所示的例中，因上述比(Lb/La)成為0.75以下，故而判定點B為存在於曲線區間的點。
程序1-4
關於分別選擇程序1-1中所設定的各點作為起點的情形時，進行程序1-2及程序1-3。
程序1-5
針對測定區域內的全部凸部，進行程序1-1至程序1-4。
程序1-6
於針對測定區域內的全部凸部所設定的全部點中，判定為存在於直線區間的點的點的比例為整體的50％以上的情形時，判定凸部於俯視下的輪廓線含有較曲線區間多的直線區間。另一方面，於針對測定區域內的全部凸部所設定的全部點中，判定為存在於直線區間的點的點的比例未達整體的50％的情形時，判定凸部於俯視下的輪廓線含有較直線區間多的曲線區間。
上述程序1-1至程序1-6的處理可通過測定裝置所具備的測定功能而進行，亦可通過與上述測定裝置不同的解析用軟體等的實行而進行，亦可以手動進行。
再者，關於上述程序1-1中於凸部的輪廓在線設定點的處理，只要於「由於環凸部1周，或超出測定區域而無法設定較上述點更多的點」的情形時結束處理即可。又，關於最初所設定的點與最後所設定的點的外側的區間，因無法算出上述比(Lb/La)，故而只要設為上述判定的對象外即可。又，關於輪廓線的長度未滿凸部的寬度的平均值的π倍的凸部，只要設為上述判定的對象外即可。
＜曲線區間的第2定義方法＞
於曲線區間的第2定義方法中，曲線區間是定義為如下區間，即於以凸部的寬度的平均值的π(圓周率)倍的長度劃分凸部於俯視下的輪廓線，由此形成多個區間的情形時，連結區間的一端(點A)及所述區間的中點(點B)的線段(線段AB)、與連結所述區間的另一端(點C)及所述區間的中點(點B)的線段(線段CB)所成的2個角度中較小者(成為180°以下者)的角度成為120°以下。又，直線區間是定義為上述多個區間中曲線區間以外的區間，即上述角度大於120°的區間。以下，參照圖5中的(b)，對使用上述第2定義方法而判定凸部於俯視下的輪廓線是否含有較曲線區間多的直線區間的程序的一例進行說明。圖15中的(b)是表示與圖15中的(a)相同的凹凸圖案的俯視解析圖像的一部分的圖。
程序2-1
自測定區域內的多個凸部選擇一個凸部。決定所述凸部的輪廓線X上的任意位置為起點。於圖15中的(b)中，作為一例，將點A設定為起點。於凸部的輪廓線X上，自所述起點以特定的間隔設置基準點。此處，特定的間隔是凸部的寬度的平均值的π(圓周率)/2倍的長度。於圖15中的(b)中，作為一例，依序設定點B、點C及點D。
程序2-2
若將作為基準點的點A-D設置於凸部的輪廓線X上，則設定判定對象的區間。此處，將起點及終點為基準點，且包含成為中間點的基準點的區間設定為判定對象。於圖15中的(b)的例中，於選擇點A作為區間的起點的情形時，自點A數來第2個設定的點C成為區間的終點。關於距點A的間隔，此處設定為凸部的寬度的平均值的π/2倍的長度，因此點C是沿著輪廓線X距離點A僅凸部的寬度的平均值的π倍的長度。同樣地，於選擇點B作為區間的起點的情形時，自點B數來第2個設定的點D成為區間的終點。再者，此處，以所設定的順序設定成為對象的區間，且設為點A為最初所設定的點。即，首先將點A及點C的區間(區間AC)設為處理對象的區間。然後，對線段AB與線段CB所成的2個角度中較小者(成為180°以下者)的角度θ進行測定。
程序2-3
於角度θ成為120°以下的情形時，判定點B為存在於曲線區間的點，另一方面，於角度θ大於120°的情形時，判定點B為存在於直線區間的點。再者，於圖15中的(b)所示的例中，因角度θ成為120°以下，故而判定點B為存在於曲線區間的點。
程序2-4
關於分別選擇程序2-1中所設定的各點作為起點的情形，進行程序2-2及程序2-3。
程序2-5
針對測定區域內的全部凸部，進行程序2-1至程序2-4。
程序2-6
於針對測定區域內的全部凸部所設定的全部點中，判定為存在於直線區間的點的點的比例為整體的70％以上的情形時，判定凸部於俯視下的輪廓線含有較曲線區間多的直線區間。另一方面，於針對測定區域內的全部凸部所設定的全部點中，判定為存在於直線區間的點的點的比例未達整體的70％的情形時，判定凸部於俯視下的輪廓線含有較直線區間多的曲線區間。
上述程序2-1至2-6的處理可通過測定裝置所具備的測定功能而進行，亦可通過與上述測定裝置不同的解析用軟體等的實行而進行，亦可以手動進行。
再者，關於上述程序2-1中於凸部的輪廓在線設定點的處理，只要於「由於環凸部1周，或超出測定區域而無法設定較上述點更多的點」的情形時結束處理即可。又，關於最初所設定的點與最後所設定的點的外側的區間，因無法算出上述角度θ，故而只要設為上述判定的對象外即可。又，關於輪廓線的長度未滿凸部的寬度的平均值的π倍的凸部，只要設為上述判定的對象外即可。
如上所述，可通過使用曲線區間的第1及第2定義方法中的任一種，而針對測定區域判定凸部於俯視下的輪廓線X是否含有較曲線區間多的直線區間。再者，針對某磊晶成長用基板100的凹凸圖案80，關於「每單位面積的區域所含有的凸部於俯視下的輪廓線是否含有較曲線區間多的直線區間」的判定，可通過基於自磊晶成長用基板100的凹凸圖案80的區域隨機抽選並測定的一個測定區域進行判定而進行，亦可通過對針對同一磊晶成長用基板100的凹凸圖案80中的多個不同的測定區域的判定結果進行綜合性判定而進行。於所述情形時，例如亦可採用針對多個不同的測定區域的判定結果中較多者的判定結果作為「每單位面積的區域所含有的凸部於俯視下的輪廓線是否含有較曲線區間多的直線區間」的判定結果。
於圖1中的(a)所示的實施形態的磊晶成長用基板100及下述的圖3中的(a)所示的實施形態的磊晶成長用基板100c中，將形成有凹凸圖案的面的凹凸深度為凹凸深度分布的平均值以下的區域稱為凹凸圖案的凸部60，將形成有凹凸圖案的面的凹凸深度超過凹凸深度分布的平均值的區域稱為凹凸圖案的凹部70。
關於圖1中的(a)所示的實施形態的磊晶成長用基板100，是通過基材40的表面形成凹凸形狀而形成有凹凸圖案80，但亦可如圖1中的(b)所示的實施形態的磊晶成長用基板100a般，形成由以自基材40的表面突出的方式形成的凸部60a及通過60a而劃分的基材表面露出的區域(凹部70a)所構成的凹凸圖案80a，亦可如圖1中的(c)所示的磊晶成長用基板100b般，以自基材40的表面突出的方式形成的凸部60a及基材40的表面的凹陷區域(基材40的厚度變小的部分的基材表面、凹部70b)形成凹凸圖案80b。磊晶成長用基板100a、100b中，就耐熱性的觀點而言，凸部60a較佳為由無機材料形成。
實施形態的磊晶成長用基板亦可如圖3中的(a)至(c)所示的基板100c、100d、100e般，於凹凸圖案80、80a、80b的表面具備緩衝層20。又，亦可如圖3中的(d)所示的基板100f般，於基材40上形成緩衝層20，以自緩衝層20的表面突出的方式形成凸部60a，於凸部60a間劃分緩衝層20露出的區域(凹部70f)，而形成凹凸圖案80f。於本實施形態的磊晶成長用基板100c、100d、100e、100f上使半導體層磊晶成長的情形時，通過緩衝層20而緩和基材40與半導體層的晶格常數之差，而可形成結晶性較高的半導體層。於為了使GaN系半導體層進行磊晶成長而使用實施形態的磊晶成長用基板100c-100f的情形時，緩衝層20可由AlxGa1-xN(0≦x≦1)構成，並不限於單層構造，亦可為積層有組成不同的2種以上的2層以上的多層構造。緩衝層的層厚較佳為1nm-100nm的範圍內。
本實施形態的磊晶成長用基板100的凹凸圖案80具有凸部，所述凸部具有由相對平緩的傾斜面所構成的剖面形狀，且山脊狀連綿延伸，因此於通過使用模具的壓印法而形成所述凹凸圖案80的情形時，難以產生模具的模具堵塞而可高效率地製造。又，本實施形態的磊晶成長用基板100的凹凸圖案80具有由相對平緩的傾斜面所構成的剖面形狀，因此於本實施形態的磊晶成長用基板100於凹凸圖案80上具有緩衝層20的情形時，緩衝層20是均勻且沒有缺陷地形成。
又，於磊晶成長用基板100上使層進行磊晶成長的情形時，具有如下述的優點。首先，因凹凸形狀的傾斜面相對平緩，故而可於凹凸圖案80上均勻地積層磊晶成長層，而形成缺陷較少的磊晶層。進而，凹凸圖案是如凹凸的朝向沒有指向性的不規律形狀，因此即便假設產生圖案所導致的缺陷，亦可形成缺陷沒有各向異性且均質的磊晶成長層。
又，於磊晶成長用基板100上使半導體層磊晶成長而製造發光組件的情形時，具有如下述的優點。第1，因本實施形態的磊晶成長用基板的光提取效率較高，故而使用所述基板而製作的發光組件的發光效率較高。第2，因通過本實施形態的磊晶成長用基板而繞射的光沒有指向性，故而自使用所述基板而製作的發光組件提取的光沒有指向性而朝向所有方向。第3，因下述理由而可縮短發光組件的製造時間。於使用具有凹凸圖案的基板而製造發光組件的情形時，必須如下述般，將半導體層進行積層直至凹凸形狀被半導體層覆蓋而表面變平坦。本實施形態的磊晶成長用基板因為數10納米級的凹凸深度而具有充分的光提取效率，因此與如專利文獻1所記載的先前的具有次微米-微米級的凹凸深度的凹凸圖案的基板相比，可使積層半導體層的層厚變小。因此，可縮短半導體層的成長時間，而可縮短發光組件的製造時間。
[磊晶成長用基板的製造方法]
對磊晶成長用基板的製造方法進行說明。實施形態的磊晶成長用基板例如可使用以下所說明的凹凸圖案轉印用的模具，並通過基材蝕刻法、凹部蝕刻法、微觸法、剝離轉印法等而進行製造。以下，首先對凹凸圖案轉印用的模具及其製造方法進行說明，繼而對基材蝕刻法、凹部蝕刻法、微觸法及剝離轉印法進行說明。
(0)凹凸圖案轉印用模具
作為磊晶成長用基板的製造所使用的凹凸圖案轉印用的模具，例如包含利用下述方法所製造的金屬模具或膜狀的樹脂模具等。對於構成樹脂模具的樹脂而言，亦包括如天然橡膠或合成橡膠的橡膠。模具於表面具有凹凸圖案，且模具的凹凸圖案的剖面形狀由相對平緩的傾斜面所構成且形成波形構造。關於模具的凹凸圖案的平面形狀，凸部山脊狀連綿延伸，且亦可於途中存在分支。
對凹凸圖案轉印用的模具的製造方法的例進行說明。首先，進行用以形成模具的凹凸圖案的母模圖案的製作。母模的凹凸圖案例如較佳為通過下述方法而形成：使用本申請人等的WO2012/096368號所記載的利用嵌段共聚物的利用加熱的自組織(微相分離)的方法(以下，適當稱為「BCP(Block Copolymer)熱退火法」)、或WO2013/161454號所記載的利用嵌段共聚物於溶劑環境下的自組織的方法(以下，適當稱為「BCP溶劑退火法」)、或WO2011/007878A1所公開的通過對聚合物膜上的蒸鍍膜進行加熱、冷卻而利用聚合物表面的褶皺形成凹凸的方法(以下，適當稱為「BKL(Buckling)法」)。於利用BCP熱退火法或BCP溶劑退火法形成圖案的情形時，形成圖案的材料可使用任意的材料，但較佳為由選自由如聚苯乙烯的苯乙烯是聚合物、如聚甲基丙烯酸甲酯的聚甲基丙烯酸烷基酯、聚環氧乙烷、聚丁二烯、聚異戊二烯、聚乙烯吡啶、及聚乳酸所組成的群組中的2種的組合所構成的嵌段共聚物。通過這些材料的自組織而形成的圖案較佳為如WO2013/161454號所記載的水平圓柱結構(圓柱結構為水平配向於基材的結構)、或者如Macromolecules 2014,47,2所記載的垂直層狀結構(層狀結構為垂直配向於基材的結構)，為了形成更深的凹凸，更佳為垂直層狀結構。又，針對通過溶劑退火處理而獲得的凹凸圖案，亦可進行利用照射準分子UV光等紫外線所代表的能量線的蝕刻、或者利用如RIE(反應性離子蝕刻)及ICP蝕刻的乾式蝕刻法的蝕刻。又，針對經上述蝕刻的凹凸圖案，亦可實施加熱處理。進而，可利用如Adv.Mater.2012,24,5688–5694或Science 322,429(2008)所記載的方法，基於通過BCP熱退火法或BCP溶劑退火法而形成的凹凸圖案，而形成凹凸深度更大的凹凸圖案。即，於由SiO2、Si等所構成的底層上塗布嵌段共聚物，通過BCP熱退火法或BCP溶劑退火法而形成嵌段共聚物的自組織結構。繼而，將嵌段共聚物的一片段選擇地蝕刻並去除。以剩餘的另一片段為屏蔽而蝕刻底層，而於底層形成所欲深度的溝槽(凹部)。於下述的基材蝕刻法、凹部蝕刻法、微觸法或剝離轉印法中使用所製造的凹凸圖案轉印用的模具的情形時，凹凸圖案的凹凸的深度分布的平均值較佳為20nm-10μm的範圍，更佳為50nm-5μm的範圍內。若凹凸的深度分布的平均值未達上述下限，則有深度相對於發光波長過小，因此不會產生所需的繞射的傾向，另一方面，若凹凸的深度分布的平均值超過上限，則於基板上積層半導體層而製造發光組件的情形時，半導體層表面的平坦化所必需的半導體層的層厚變大，而發光組件的製造所需的時間變長。凹凸的深度分布的平均值更佳為100nm-2μm的範圍內。於利用下述的微觸法使用所製造的凹凸圖案轉印用的模具的情形時，凹凸圖案的凹凸的深度分布的平均值較理想為相對於凹凸圖案的平均間距為1-10倍左右。若凹凸深度小於上述下限，則有如下情況，即通過微觸法而於基材上轉印溶膠凝膠材料時，於基材上的目標部分以外亦形成有溶膠凝膠材料的塗膜。另一方面，若模具的凹凸深度大於上述上限，則有如下可能性，即於下述的微觸法的密合步驟中模具的形狀變形，而轉印於基材上的圖案變形，而無法獲得所需的圖案。
亦可代替如上述的BCP熱退火法、BKL法及BCP溶劑退火法而利用光微影法形成凹凸圖案。除此以外，例如亦可通過切削加工法、電子束直接繪圖法、粒子束加工法及操作探針加工法等微細加工法、以及使用微粒子的自組織的微細加工法而製作母模的凹凸圖案。
通過BCP熱退火法或BKL法或BCP溶劑退火法等而形成凹凸圖案的母模後，可以下述方式，通過電鑄法等而形成進而轉印有圖案的模具。首先，可通過無電鍍敷、濺鍍或蒸鍍等而於具有圖案的母模上形成成為用以電鑄處理的導電層的晶種層。關於晶種層，為了使後續的電鑄步驟中的電流密度均勻，且使通過後續的電鑄步驟而堆積的金屬層的厚度一定，較佳為10nm以上。作為晶種層的材料，例如可使用鎳、銅、金、銀、白金、鈦、鈷、錫、鋅、鉻、金-鈷合金、金-鎳合金、硼-鎳合金、焊錫、銅-鎳-鉻合金、錫鎳合金、鎳-鈀合金、鎳-鈷-磷合金、或這些的合金等。繼而，於晶種層上通過電鑄(電鍍)而堆積金屬層。關於金屬層的厚度，例如以包括晶種層的厚度的整體計，可設為10-30000μm的厚度。作為通過電鑄而堆積的金屬層的材料，可使用可用作晶種層的上述金屬物質中的任一種。關於所形成的金屬層，就用以後續的形成模具的樹脂層的壓抵、剝離及洗淨等處理的容易性而言，較理想為具有適當的硬度及厚度。
將以上述方式獲得的含有晶種層的金屬層自具有凹凸構造的母模進行剝離而獲得金屬基板。關於剝離方法，可物理性剝離，亦可使用使形成圖案的材料溶解的有機溶劑，例如甲苯、四氫呋喃(THF)、氯仿等而使這些溶解並去除。將金屬基板自母模剝離時，可利用洗淨將所殘留的材料成分去除。作為洗淨方法，可利用使用界面活性劑等的溼式洗淨或者使用紫外線或電漿的乾式洗淨。又，例如亦可使用黏著劑或接著劑而將所殘留的材料成分進行附著除去等。以上述方式獲得的自母模轉印有圖案的金屬基板(金屬模具)可用作本實施形態的凹凸圖案轉印用的模具。
進而，使用所獲得的金屬基板，將金屬基板的凹凸構造(圖案)轉印至膜狀的支持基板，由此可製作如膜狀模具般有撓性的模具。例如將硬化性樹脂塗布於支持基板後，將金屬基板的凹凸構造壓抵於樹脂層並且使樹脂層硬化。作為支持基板，例如可列舉：由玻璃、石英、矽等無機材料構成的基材；由聚矽氧樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、環烯聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚醯亞胺(PI)、聚芳酯等有機材料構成的基材、鎳、銅、鋁等金屬材料。又，支持基板的厚度可設為1-500μm的範圍。
作為硬化性樹脂，例如可列舉：環氧系、丙烯酸系、甲基丙烯酸系、乙烯醚系、氧雜環丁烷系、胺酯系、三聚氰胺系、脲系、聚酯系、聚烯烴系、酚系、交聯型液晶系、氟系、聚矽氧系、聚醯胺系等單體、低聚物、聚合物等各種樹脂。硬化性樹脂的厚度較佳為0.5-500μm的範圍內。若厚度未達上述下限，則硬化樹脂層的表面所形成的凹凸的高度容易變得不足，若厚度超過上述上限，則有如下可能性，即硬化時所產生的樹脂的體積變化的影響變大，而變得無法良好地形成凹凸形狀。
作為塗布硬化性樹脂的方法，例如可採用旋轉塗布法、噴塗法、浸漬塗布法、滴下法、凹版印刷法、網版印刷法、凸版印刷法、模具塗布法、淋幕式塗布法、噴墨法、濺鍍法等各種塗布方法。進而，作為使硬化性樹脂硬化的條件，根據所使用的樹脂的種類而不同，例如較佳為硬化溫度為室溫-250℃的範圍內，硬化時間為0.5分鐘-3小時的範圍內。又，亦可為通過照射如紫外線或電子束的能量線而使硬化性樹脂硬化的方法，於所述情形時，照射量較佳為20mJ/cm2-5J/cm2的範圍內。
繼而，自硬化後的硬化樹脂層卸下金屬基板。作為卸下金屬基板的方法，並不限定於機械剝離法，可採用公知的方法。可以上述方式獲得的於支持基板上具有形成有凹凸的硬化樹脂層的膜狀的樹脂模具可用作本實施形態的凹凸圖案轉印用的模具。
又，於利用上述方法所獲得的金屬基板的凹凸構造(圖案)上塗布橡膠系的樹脂材料，使所塗布的樹脂材料硬化，自金屬基板進行剝離，由此可製作轉印有金屬基板的凹凸圖案的橡膠模具。所獲得的橡膠模具可用作本實施形態的凹凸圖案轉印用的模具。橡膠系的樹脂材料尤佳為聚矽氧橡膠、或聚矽氧橡膠與其他材料的混合物或共聚物。作為聚矽氧橡膠，例如可使用聚有機矽氧烷、交聯型聚有機矽氧烷、聚有機矽氧烷/聚碳酸酯共聚物、聚有機矽氧烷/聚苯共聚物、聚有機矽氧烷/聚苯乙烯共聚物、聚三甲基矽烷基丙炔、聚四甲基戊烯等。聚矽氧橡膠與其他樹脂材料相比，廉價，且耐熱性優異，導熱性較高，有彈性，即便於高溫條件下亦難以變形，因此於高溫條件下進行凹凸圖案轉印工藝的情形時較佳。進而，聚矽氧橡膠系的材料因氣體或水蒸氣穿透性較高，故而可使被轉印材的溶劑或水蒸氣容易地穿透。因此，於如下述般為了向溶膠凝膠材料轉印凹凸圖案而使用橡膠模具的情形時，聚矽氧橡膠系的材料較佳。又，橡膠系材料的表面自由能量較佳為25mN/m以下。由此，將橡膠模具的凹凸圖案轉印至基材上的塗膜時的脫模性變良好，而可防止轉印不良。橡膠模具例如可設為長度50-1000mm、寬度50-3000mm、厚度1-50mm。若橡膠模具的厚度小於上述下限，則有橡膠模具的強度變小，從而橡膠模具於操作中破損的可能。若厚度大於上述上限，則於橡膠模具製作時變得難以自主模具剝離。又，亦可視需要而於橡膠模具的凹凸圖案面上實施脫模處理。
(1)基材蝕刻法
於基材蝕刻法中，使用通常的納米壓印法而製造磊晶成長用基板。即，如圖4中的(a)至(d)所示般，首先，於基材40上塗布具有利用熱或紫外線照射的硬化作用的納米壓印用抗蝕劑而形成抗蝕劑層120(參照圖4中的(a))。將上述具有凹凸圖案的模具140壓抵於抗蝕劑層120，而將模具140的凹凸圖案轉印於抗蝕劑層120(參照圖4中的(b))。於模具剝離後，於抗蝕劑層120的凹部抗蝕劑材料殘留而成為殘渣，因此利用氧氣(O2)等將其蝕刻去除，由此使基材40的表面露出(圖4中的(c)參照)。繼而，將基材40的露出部分進行蝕刻(參照圖4中的(d))。此時，於如抗蝕劑層120與基材40的蝕刻速率的比成為1：1的條件(蝕刻氣體的組成)下，將抗蝕劑層120與基材40的蝕刻同時進行，由此可將抗蝕劑層120的凹凸圖案的形狀轉印至基材40。於使用藍寶石基板作為基材40的情形時，基材的蝕刻例如可通過使用包含BCl3等的氣體的RIE而進行。以上述方式可製造形成有由凸部60及凹部70所構成的凹凸圖案80的磊晶成長等基板100。
於納米壓印法中，通常有如下情況，即將模具自抗蝕劑層進行剝離時，於模具的凹部填滿有抗蝕劑層的狀態下被剝離(產生模具的模具堵塞)，從而難以進行高速下的圖案轉印。然而，本實施形態中所使用的模具的凹凸圖案的剖面形狀由相對平緩的傾斜面所構成，且模具的凹凸圖案的平面形狀的凸部山脊狀連綿延伸，因此難以產生上述的模具堵塞，亦可減少模具的洗淨或交換的頻率。因此，於本製造方法中，可以高速長時間連續生產，且亦可抑制製造成本。
(2)凹部蝕刻法
於上述基材蝕刻法中，將基材的露出部分進行蝕刻處理，於凹部蝕刻法中，將形成於基材上的凹凸構造體的凹部進行蝕刻而使基板露出。利用凹部蝕刻法的磊晶成長用基板的製造方法是如圖5所示般主要具有：溶液製備步驟S1，其是製備溶膠凝膠材料；塗布步驟S2，其是將所製備的溶膠凝膠材料塗布於基材；乾燥步驟S3，其是將塗布於基材的溶膠凝膠材料的塗膜進行乾燥；壓抵步驟S4，其是將形成有轉印圖案的模具壓抵於經特定時間乾燥的塗膜；預燒成步驟S5，其是將模具所壓抵的塗膜進行預燒成；剝離步驟S6，其是將模具自塗膜進行剝離；蝕刻步驟S7，其是將塗膜的凹部去除；及硬化步驟S8，其是使塗膜硬化。以下，針對各步驟，參照圖6中的(a)至(e)並且依序進行說明。
＜溶膠凝膠材料溶液製備步驟＞
首先製備溶膠凝膠材料(無機材料)的溶液。作為溶膠凝膠材料，尤其是可使用二氧化矽、Ti系材料或ITO(銦-錫氧化物)系材料、ZnO、ZrO2、Al2O3等溶膠凝膠材料。例如於利用溶膠凝膠法而於基材上形成由二氧化矽所構成的凸部的情形時，製備金屬烷氧化物(二氧化矽前驅物)作為溶膠凝膠材料。作為二氧化矽的前驅物，可使用四甲氧基矽烷(TMOS)、四乙氧基矽烷(TEOS)、四異丙氧基矽烷、四正丙氧基矽烷、四異丁氧基矽烷、四正丁氧基矽烷、四第二丁氧基矽烷、四第三丁氧基矽烷等四烷氧基矽烷所代表的四烷氧化物單體、或甲基三甲氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、丙基三甲氧基矽烷、異丙基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷(MTES)、乙基三乙氧基矽烷、丙基三乙氧基矽烷、異丙基三乙氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、甲基三丙氧基矽烷、乙基三丙氧基矽烷、丙基三丙氧基矽烷、異丙基三丙氧基矽烷、苯基三丙氧基矽烷、甲基三異丙氧基矽烷、乙基三異丙氧基矽烷、丙基三異丙氧基矽烷、異丙基三異丙氧基矽烷、苯基三異丙氧基矽烷、甲苯基三乙氧基矽烷等三烷氧基矽烷所代表的三烷氧化物單體、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二甲基二丙氧基矽烷、二甲基二異丙氧基矽烷、二甲基二-正丁氧基矽烷、二甲基二-異丁氧基矽烷、二甲基二-第二丁氧基矽烷、二甲基二-第三丁氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽烷、二乙基二乙氧基矽烷、二乙基二丙氧基矽烷、二乙基二異丙氧基矽烷、二乙基二-正丁氧基矽烷、二乙基二-異丁氧基矽烷、二乙基二-第二丁氧基矽烷、二乙基二-第三丁氧基矽烷、二丙基二甲氧基矽烷、二丙基二乙氧基矽烷、二丙基二丙氧基矽烷、二丙基二異丙氧基矽烷、二丙基二-正丁氧基矽烷、二丙基二-異丁氧基矽烷、二丙基二-第二丁氧基矽烷、二丙基二-第三丁氧基矽烷、二異丙基二甲氧基矽烷、二異丙基二乙氧基矽烷、二異丙基二丙氧基矽烷、二異丙基二異丙氧基矽烷、二異丙基二-正丁氧基矽烷、二異丙基二-異丁氧基矽烷、二異丙基二-第二丁氧基矽烷、二異丙基二-第三丁氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、二苯基二乙氧基矽烷、二苯基二丙氧基矽烷、二苯基二異丙氧基矽烷、二苯基二-正丁氧基矽烷、二苯基二-異丁氧基矽烷、二苯基二-第二丁氧基矽烷、二苯基二-第三丁氧基矽烷等二烷氧基矽烷所代表的二烷氧化物單體。進而，亦可使用烷基的碳數為C4-C18的烷基三烷氧基矽烷或二烷基二烷氧基矽烷。亦可使用乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷等具有乙烯基的單體、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷等具有環氧基的單體、對苯乙烯基三甲氧基矽烷等具有苯乙烯基的單體、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基甲基二乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷等具有甲基丙烯醯基的單體、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等具有丙烯醯基的單體、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-2-(胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-三乙氧基矽烷基-N-(1,3-二甲基-亞丁基)丙基胺、N-苯基-3-胺基丙基三甲氧基矽烷等具有胺基的單體、3-脲基丙基三乙氧基矽烷等具有脲基的單體、3-巰基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷等具有巰基的單體、雙(三乙氧基矽烷基丙基)四硫化物等具有硫基的單體、3-異氰酸酯基丙基三乙氧基矽烷等具有異氰酸酯基的單體、使這些單體少量聚合而成的聚合物、特徵在於向上述材料的一部分導入有官能基或聚合物的複合材料等金屬烷氧化物。又，亦可這些化合物的烷基或苯基的一部分、或全部經氟取代。進而，可列舉：乙醯丙酮金屬鹽、金屬羧酸酯、氧氯化物、氯化物、或這些的混合物等，但並不限定於這些。作為金屬物質，除Si以外，可列舉：Ti、Sn、Al、Zn、Zr、In等、或這些的混合物等，但並不限定於這些。亦可使用適當混合有上述氧化金屬的前驅物。又，亦可通過向這些材料中添加界面活性劑而形成經中孔化的凹凸構造體。進而，作為二氧化矽的前驅物，可使用於分子中具有與二氧化矽親和性、反應性的水解基及具有撥水性的有機官能基的矽烷偶合劑。例如可列舉：正辛基三乙氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷等矽烷單體、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷、乙烯基甲基二甲氧基矽烷等乙烯基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷等甲基丙烯醯基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油氧基丙基三乙氧基矽烷等環氧矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-巰基丙基三乙氧基矽烷等巰基矽烷、3-辛醯基硫-1-丙基三乙氧基矽烷等硫矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、3-(N-苯基)胺基丙基三甲氧基矽烷等胺基矽烷、使這些單體聚合而成的聚合物等。
於使用TEOS與MTES的混合物作為溶膠凝膠材料的溶液的情形時，這些的混合比例如以摩爾比計可設為1：1。通過使所述溶膠凝膠材料進行水解及聚縮合反應而產生非晶質二氧化矽。為了調整溶液的pH值成合成條件，而添加鹽酸等酸或氨等鹼。pH值較佳為4以下或10以上。又，為了進行水解亦可添加水。關於所添加的水的量，相對於金屬烷氧化物種，以摩爾比計可設為1.5倍以上。
作為溶膠凝膠材料溶液的溶劑，例如可列舉：甲醇、乙醇、異丙基醇(IPA)、丁醇等醇類、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、環己烷等脂肪族烴類、苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族烴類、二乙基醚、四氫呋喃、二口惡烷等醚類、丙酮、甲基乙基酮、異佛爾酮、環己酮等酮類、丁氧基乙醚、己氧基乙基醇、甲氧基-2-丙醇、苄氧基乙醇等醚醇類、乙二醇、丙二醇等醇類、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯等二醇醚類、乙酸乙酯、乳酸乙酯、γ-丁內酯等酯類、苯酚、氯酚等酚類、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮等醯胺類、氯仿、二氯甲烷、四氯乙烷、單氯苯、二氯苯等滷素系溶劑、二硫化碳等含雜原子化合物、水、及這些的混合溶劑。尤其是乙醇及異丙醇較佳，又，於這些中混合有水亦較佳。
作為溶膠凝膠材料溶液的添加物，可使用用以調整黏度的聚乙二醇、聚環氧乙烷、羥丙基纖維素、聚乙烯醇、或作為溶液穩定劑的三乙醇胺等烷醇胺、乙醯丙酮等β-二酮、β-酮酯、甲醯胺、二甲基甲醯胺、二口惡烷等。又，作為溶膠凝膠材料溶液的添加物，可使用會因照射準分子UV光等紫外線所代表的能量線等光而產生酸或鹼的材料。通過添加上述材料，而變得可通過照射光而使溶膠凝膠材料溶液硬化。
＜塗布步驟＞
如圖6中的(a)所示般，將以上述方式製備的溶膠凝膠材料(無機材料)的溶液塗布於基材40上而形成溶膠凝膠材料的塗膜64。作為溶膠凝膠材料的塗布方法，可使用棒式塗布法、旋轉塗布法、噴塗法、浸漬塗布法、模具塗布法、噴墨法等任意的塗布方法，就可將溶膠凝膠材料均勻地塗布於相對大面積的基材，且可於溶膠凝膠材料凝膠化前迅速地結束塗布的方面而言，較佳為棒式塗布法、模具塗布法及旋轉塗布法。塗膜64的膜厚較佳為500nm以上。再者，於基材40上，為了使密合性提高，亦可設置表面處理層或易接著層等。
＜乾燥步驟＞
溶膠凝膠材料的塗布後，為了使塗膜64中的溶劑蒸發，而於大氣中或減壓下進行保持基材。若所述保持時間較短，則塗膜64的黏度變得過低，而變得無法向塗膜64轉印凹凸圖案，若保持時間過長，則前驅物的聚合反應進行，塗膜64的黏度變得過高，而變得無法向塗膜64轉印凹凸圖案。又，塗布溶膠凝膠材料後，伴隨著溶劑的蒸發的進行，前驅物的聚合反應亦進行，溶膠凝膠材料的黏度等物性亦於短時間內變化。就形成凹凸圖案的穩定性的觀點而言，較理想為圖案轉印可良好地進行的乾燥時間範圍夠廣，其可根據乾燥溫度(保持溫度)、乾燥壓力、溶膠凝膠材料種、溶膠凝膠材料種的混合比、溶膠凝膠材料製備時所使用的溶劑量(溶膠凝膠材料的濃度)等而進行調整。
＜壓抵步驟＞
繼而，如圖6中的(b)所示般，於塗膜64重疊模具140並進行壓抵，而將模具140的凹凸圖案轉印至溶膠凝膠材料的塗膜64。作為模具140，可使用上述的凹凸圖案轉印用模具，較理想為使用有柔軟性或撓性的膜狀模具。此時，亦可使用壓抵輥而將模具140壓抵於溶膠凝膠材料的塗膜64。於使用壓抵輥的輥工藝中，與加壓式相比，具有如下優點：因模具與塗膜所接觸的時間較短，故而可防止由模具或基材及設置基材的平臺等的熱膨脹係數的差異引起的圖案變形；可防止由於溶膠凝膠材料溶液中的溶劑的爆沸而於圖案中產生氣體的氣泡，或者氣痕殘留；因與基材(塗膜)線接觸，故可使轉印壓力及剝離力變小，而容易應對大面積化；沒有壓抵時夾帶氣泡的情況等。又，亦可一面壓抵模具一面加熱基材。作為使用壓抵輥而將模具壓抵於溶膠凝膠材料的塗膜的例，是如圖7所示般，向壓抵輥122與朝其正下方搬送的基材40之間送入膜狀模具140，由此可將膜狀模具140的凹凸圖案轉印至基材40上的塗膜64。即，通過壓抵輥122而將膜狀模具140壓抵於塗膜64時，一面同步搬送膜狀模具140與基材40，一面以膜狀模具140被覆基材40上的塗膜64的表面。此時，將壓抵輥122壓抵於膜狀模具140的背面(與形成有凹凸圖案的面相反側的面)並且進行滾動，由此膜狀模具140與基材40前進並且密合。再者，就將長條的膜狀模具140朝向壓抵輥122送入而言，其對如下情況便利，即自卷取有長條的膜狀模具140的膜輥直接陸續送出膜狀模具140而使用。
＜預燒成步驟＞
亦可於將模具140壓抵於溶膠凝膠材料的塗膜64後，將塗膜進行預燒成。通過進行預燒成，塗膜64的凝膠化進行，圖案固化，而於模具140的剝離時圖案變得難以變形。於進行預燒成的情形時，較佳為於大氣中以室溫-300℃的溫度進行加熱。再者，預燒成未必一定要進行。又，於溶膠凝膠材料溶液中添加有通過照射紫外線等光而產生酸或鹼的材料的情形時，亦可代替將塗膜64進行預燒成而例如照射準分子UV光等紫外線所代表的能量線。
＜剝離步驟＞
模具140的壓抵或溶膠凝膠材料的塗膜64的預燒成後，如圖6中的(c)所示般，自形成有凹凸的塗膜(凹凸構造)62將模具140進行剝離。作為模具140的剝離方法，可採用公知的剝離方法。亦可一面加熱一面將模具140剝離，由此，所產生的氣體自凹凸構造體62逸出而可防止於凹凸構造體62內產生氣泡。於使用輥工藝的情形時，與以加壓式使用的板狀模具相比，剝離力可變小，從而溶膠凝膠材料不會殘留於模具140中而可容易地將模具140自凹凸構造體62剝離。尤其是因一面加熱凹凸構造體62一面進行壓抵，故而反應容易進行，從而剛壓抵後模具140變得容易自凹凸構造體62剝離。進而，為了提高模具140的剝離性，亦可使用剝離輥。如圖7所示般，將剝離輥123設置於壓抵輥122的下遊側，通過剝離輥123而將膜狀模具140向塗膜64進行推壓並且進行滾動支持，由此可將膜狀模具140附著於塗膜64的狀態維持在僅壓抵輥122與剝離輥123的間的距離(一定時間)。然後，於剝離輥123的下遊側以將膜狀模具140朝剝離輥123的上方提拉的方式變更膜狀模具140的進路，由此將膜狀模具140自形成有凹凸的塗膜(凹凸構造體)62剝離。再者，於塗膜64上附著有膜狀模具140的期間亦可進行上述的塗膜64的預燒成或加熱。再者，於使用剝離輥123的情形時，例如可通過一面加熱至室溫-300℃一面進行剝離而使模具140的剝離變得更容易。
＜蝕刻步驟＞
於模具的剝離後，如圖6中的(c)所示般，於凹凸構造體62的凹部(凹凸構造體的厚度較薄的區域)存在溶膠凝膠材料的膜，將凹凸構造體62的凹部的溶膠凝膠材料蝕刻去除，由此如圖6中的(d)所示般，使基材40的表面露出，由此於基材40上形成凸部60a。蝕刻可通過使用CHF3、SF6等氟系氣體的RIE而進行。亦可通過使用BHF等的溼式蝕刻而進行蝕刻。於蝕刻步驟中不僅蝕刻凹凸構造體62的凹部，亦蝕刻包含凸部的凹凸構造體62整體，因此凹凸構造體62的凹部被蝕刻而基材表面露出，於將特定尺寸的凸部60a形成於基材40上的時點停止蝕刻。如此於由溶膠凝膠材料所構成的凸部60a間劃分基材表面露出的區域(凹部70a)。蝕刻後的凹凸構造體62a是自由溶膠凝膠材料所構成的多個凸部60a形成。再者，於利用RIE等乾式蝕刻進行蝕刻的情形時，露出的基材表面破裂(產生損傷)，因此亦可利用磷酸系的化學溶液等進行後處理。
＜硬化步驟＞
蝕刻步驟後，將由溶膠凝膠材料所構成的凹凸構造體62a(凸部60a)硬化。凸部60a可通過正式燒成而硬化。通過正式燒成，構成凸部60a的二氧化矽(非晶形二氧化矽)中所含有的羥基等脫離而塗膜變得更牢固。正式燒成可於600-1200℃的溫度下進行5分鐘-6小時左右。如此凸部60a硬化，可形成形成於基材40上的凹凸構造體62a(凸部60a)及凹部70a形成有凹凸圖案80a的磊晶成長用基板100a。此時，於凸部60a由二氧化矽所構成的情形時，視燒成溫度、燒成時間而成為非晶質或晶質、或非晶質與晶質的混合狀態。又，於溶膠凝膠材料溶液中添加有通過照射紫外線等光而產生酸或鹼的材料的情形時，可代替對凸部60a進行燒成而例如照射準分子UV光等紫外線所代表的能量線，由此可使凸部60a硬化。
再者，硬化步驟與蝕刻步驟亦可任一步驟先進行。於硬化步驟後進行蝕刻步驟的情形時，於硬化步驟中使由溶膠凝膠材料所構成的凹凸構造體硬化後，於蝕刻步驟中將所硬化的凹凸構造體的凹部蝕刻除去，使基材表面露出。
又，亦可對凸部60a的表面進行疏水化處理。疏水化處理的方法只要使用已知的方法即可，例如若為二氧化矽表面，則可利用二甲基二氯矽烷、三甲基烷氧基矽烷等進行疏水化處理，亦可使用利用六甲基二矽氮烷等三甲基矽烷基化劑與聚矽氧油進行疏水化處理的方法，亦可利用使用超臨界二氧化碳的金屬氧化物粉末的表面處理方法。
進而，亦可如圖6中的(e)所示般，將蝕刻步驟中露出的基材表面進行蝕刻而於基材40形成凹部70b。由此，可形成磊晶成長用基板100b，所述磊晶成長用基板100b形成有由凹凸構造體62a(凸部60a)及凹部70b所構成的凹凸圖案80b。所述磊晶成長用基板100b是於基材40形成有凹部70b，因此與未進行基材40的蝕刻的基板100a相比，可使凹凸圖案的凹凸深度變大。於使用藍寶石基板作為基材40的情形時，基材40的蝕刻例如可通過使用包含BCl3等的氣體的RIE而進行。
於凹部蝕刻法中使用的模具140的凹凸圖案的剖面形狀是由相對平緩的傾斜面所構成，且模具140的凹凸圖案的平面形狀是凸部山脊狀連綿延伸，因此與基材蝕刻法同樣地，模具不易堵塞，而可減少模具的洗淨或交換的頻率。因此，於本製造方法中，可以高速長時間連續地生產，且亦可抑制製造成本。
若與如基材蝕刻法的通過使基材表面變凹凸而形成凹凸圖案的磊晶成長用基板的製造方法相比，利用凹部蝕刻法的磊晶成長用基板的製造方法可縮短基板的製造時間。於基材表面直接形成凹凸的情形時，必須僅以所形成的凹凸圖案的凹凸深度蝕刻基材，但於凹部蝕刻法中，只要於模具剝離後將殘留於凹凸構造體的凹部的溶膠凝膠材料進行蝕刻即可。
又，凹部蝕刻法可如上述般應用輥工藝，因此可以高速連續地生產磊晶成長用基板。又，因不使用光微影法，故而可降低磊晶成長用基板的生產成本，且減輕對環境的負荷。
(3)剝離轉印法
利用剝離轉印法的磊晶成長用基板的製造方法是如圖8所示般主要具有：溶液製備步驟P1，其是製備溶膠凝膠材料；塗布步驟P2，其是將所製備的溶膠凝膠材料塗布於模具；密合步驟P3，其是使所塗布的溶膠凝膠材料密合於基材上；剝離步驟P4，其是將模具自塗膜進行剝離；及硬化步驟P5，其是使塗膜硬化。以下，針對各步驟，參照圖9中的(a)至(e)並且依序進行說明。
＜溶膠凝膠材料溶液製備步驟＞
首先製備溶膠凝膠材料(無機材料)的溶液。溶膠凝膠材料的溶液的製備可利用與上述凹部蝕刻法中的溶膠凝膠材料溶液製備步驟所記載的方法相同的方法進行。
＜塗布步驟＞
如圖9中的(a)所示般，將以上述方式製備的溶膠凝膠材料(無機材料)的溶液塗布於模具140的凹凸圖案上，而於模具140的凹部140a形成塗膜66。此時，較佳為僅對模具140的凹部140a填充溶膠凝膠材料的溶液，從而於模具140的凸部140b未附著有溶膠凝膠材料的溶液。因此，溶膠凝膠材料溶液的塗布量較佳為設為與模具的凹部的體積相等的量。作為模具140，可使用上述的凹凸圖案轉印用模具，但較理想為使用有柔軟性或撓性的膜狀模具。例如可如圖10所示般，向模具塗布機30的前端附近送入膜狀模具140，自模具塗布機30噴出溶膠凝膠材料，由此於膜狀模具140的凹部140a形成塗膜66。就量產性的觀點而言，較佳為一面連續地搬送膜狀模具140，一面利用設置於特定位置的模具塗布機30將溶膠凝膠材料連續地塗布於膜狀模具140。作為塗布方法，可使用棒式塗布法、噴塗法、模具塗布法、噴墨法等任意的塗布方法，就可將溶膠凝膠材料均勻地塗布於寬度相對較大的模具，且可於溶膠凝膠材料凝膠化前迅速地結束塗布的方面而言，較佳為模具塗布法。
＜密合步驟＞
如圖9中的(b)所示般，將形成有溶膠凝膠材料的塗膜66的模具140壓抵於基材40，由此使塗膜66密合於基材40上。由此，塗膜66密合於基材40的與模具140的凹部140a對向的部分。此時，亦可使用壓抵輥(密合輥)而將模具140壓抵於基材40。基材40亦可使用通過O3處理等而對表面進行過親水處理。通過對基材40的表面進行親水處理，而可使基材40與溶膠凝膠材料的塗膜66的密合力變大。關於使用壓抵輥而將模具壓抵於基材的例，例如，如圖10所示般，向壓抵輥22與朝其正下方搬送的基材40之間，送入形成有塗膜66的膜狀模具140，由此可使形成於膜狀模具140的凹部140a的塗膜66密合於基材40。即，通過壓抵輥22而將凹部140a形成有塗膜66的膜狀模具140壓抵於基材40時，一面同步搬送膜狀模具140與基材40，一面以膜狀模具140被覆基材40的表面。此時，將壓抵輥22壓抵於膜狀模具140的背面(與形成有凹凸圖案的面相反側的面)，由此形成於膜狀模具140的凹部140a的塗膜66與基材40一面前進一面密合。再者，將長條的膜狀模具140朝向壓抵輥22送入時，自卷取有長條的膜狀模具140的膜卷取輥直接卷出膜狀模具140而使用較有利。
於所述密合步驟中，於將塗膜壓抵於基材時亦可對塗膜進行加熱。例如可通過壓抵輥而對塗膜進行加熱，亦可直接或自基材側對塗膜進行加熱。於通過壓抵輥而對塗膜進行加熱的情形時，亦可於壓抵輥(密合輥)的內部設置加熱手段，可使用任意的加熱手段。雖壓抵輥的內部具備加熱器者較佳，但亦可具備與壓抵輥分開的加熱器。不論哪種情形，只要可一面加熱塗膜一面進行壓抵，則可使用任意的壓抵輥。壓抵輥較佳為具有表面有耐熱性的乙烯-丙烯-二烯橡膠(EPDM)或聚矽氧橡膠、腈橡膠、氟橡膠、丙烯酸橡膠、氯丁二烯橡膠等樹脂材料的被膜的輥。又，為了對抗由壓抵輥所施加的壓力，可以與壓抵輥對向並夾住基材的方式設置支持輥，或者亦可設置支持基材的支持臺。
密合(壓抵)時的塗膜的加熱溫度可設為室溫-300℃，於使用壓抵輥而進行加熱的情形時，壓抵輥的加熱溫度可同樣地設為室溫-300℃。通過以上述方式加熱壓抵輥，而可將模具立刻自被模具壓抵的塗膜剝離，而可提高生產性。若塗膜或壓抵輥的加熱溫度超過300℃，則有超過由樹脂材料所構成的模具的耐熱溫度的可能。又，通過一面加熱塗膜一面進行壓抵，而可期待與下述的溶膠凝膠材料層的預燒成相同的效果。
使塗膜密合於基材後，亦可對塗膜進行預燒成。於不對塗膜進行加熱的情況下進行壓抵的情形時，較佳為進行預燒成。通過進行預燒成而使塗膜的凝膠化進行，圖案固化，而於模具剝離時圖案變得難以變形。於進行預燒成的情形時，較佳為於大氣中以室溫-300℃的溫度進行加熱。又，於溶膠凝膠材料溶液中添加有通過照射紫外線等光而產生酸或鹼的材料的情形時，亦可代替對塗膜進行預燒成，而照射例如準分子UV光等紫外線所代表的能量線。
＜剝離步驟＞
自密合步驟後的塗膜及基材將模具進行剝離。於模具剝離後，如圖9中的(c)所示般，溶膠凝膠材料的塗膜密合於基材40上的對應於模具140的凹部140a的部分而形成凸部60a。基材40於對應於模具140的凹部140a的區域(基材40的形成有凸部60a的區域)以外的區域中表面露出。如此於由溶膠凝膠材料所構成的凸部60a間劃分基材表面露出的區域(凹部70a)。作為模具的剝離方法，可採用公知的剝離方法。亦可一面進行加熱一面剝離模具，由此所產生的氣體自塗膜逸出而可防止於膜內產生氣泡。於使用輥工藝的情形時，與以加壓式使用的板狀模具相比，剝離力可變小，從而塗膜不會殘留於模具中而可容易地將模具自塗膜剝離。尤其是因一面加熱塗膜一面進行壓抵，故而反應容易進行，從而剛壓抵後模具變得容易自塗膜剝離。進而，為了提高模具的剝離性，亦可使用剝離輥。如圖10所示般，將剝離輥23設置於壓抵輥22的下遊側，通過剝離輥23而將膜狀模具140及塗膜66向基材40推壓並且進行滾動支持，由此可將膜狀模具140及塗膜66附著於基材40的狀態維持在僅壓抵輥22與剝離輥23之間的距離(一定時間)。然後，於剝離輥23的下遊側以將膜狀模具140向剝離輥23的上方提拉的方式變更膜狀模具140的進路，由此將膜狀模具140自由溶膠凝膠材料的塗膜所構成的凸部60a及基材40剝離。再者，可於膜狀模具140附於基材40的期間進行上述的塗膜的預燒成或加熱。再者，於使用剝離輥23的情形時，例如可通過一面加熱至室溫-300℃一面進行剝離而使塗膜的剝離變得更容易。進而，亦可將剝離輥23的加熱溫度設為高於壓抵輥的加熱溫度或預燒成溫度的溫度。於所述情形時，一面加熱至高溫一面進行剝離，由此所產生的氣體自塗膜66逸出，而可防止氣泡的產生。再者，於圖10中，關於未密合於基材40的塗膜66，即於膜狀模具140的對向於基材40與連續搬送的基材40之間的區域所形成的塗膜66，於直接附著於膜狀模具140的凹部140a的狀態下與膜狀模具140一起被搬送。
＜硬化步驟＞
將模具剝離後，使由溶膠凝膠材料所構成的凸部60a硬化。硬化可利用與凹部蝕刻法的硬化步驟所記載的方法相同的方法進行。如此塗膜硬化，而可形成如圖9中的(d)所示的形成於基材40上的凸部60a及凹部70a形成凹凸圖案80a的磊晶成長用基板100a。又，亦可與上述凹部蝕刻法同樣地，對凸部60a的表面進行疏水化處理。
如圖9中的(e)所示般，亦可蝕刻通過上述實施形態的方法而製造的磊晶成長用基板100a的露出的基材表面而於基材40形成凹部70b。由此，可形成磊晶成長用基板100b，所述磊晶成長用基板100b形成有由凸部60a及凹部70b所構成的凹凸圖案80b。所述磊晶成長用基板100b是於基材40形成有凹部70b，因此與未進行基材40的蝕刻的基板100a相比，可使凹凸圖案的凹凸深度變大。於使用藍寶石基板作為基材的情形時，基材的蝕刻例如可通過使用包含BCl3等的氣體的RIE而進行。
剝離轉印法中所使用的模具140的凹凸圖案的剖面形狀由相對平緩的傾斜面所構成，且模具140的凹凸圖案的平面形狀是凸部山脊狀連綿延伸，因此與基材蝕刻法同樣地，模具不易堵塞，而可減少模具的洗淨或交換的頻率。因此，於本製造方法中，可以高速長時間連續地生產，且亦可抑制製造成本。
若與如基材蝕刻法的通過使基材表面變凹凸而形成凹凸圖案的磊晶成長用基板的製造方法相比，利用剝離轉印法的磊晶成長用基板的製造方法可縮短基板的製造時間。於剝離轉印法中，於密合步驟中，使溶膠凝膠材料的塗膜僅密合於基材的最終形成凸部的區域，因此於模具剝離後的時點，於形成有凸部的區域以外的部分基材表面露出。因此，於剝離轉印法中，無需為了使基材表面露出而進行蝕刻。因此，與僅以所形成的凹凸圖案的凹凸深度直接蝕刻基材表面而形成凹凸的情形相比，製造時間變短。又，於對基材表面進行蝕刻的情形時，有通過蝕刻而露出的基材表面破裂(產生損傷)的情況，而有必需於蝕刻後進行化學溶液處理等的情況，但於剝離轉印法中，因無需蝕刻，故而不會產生上述損傷，亦無需化學溶液處理。
又，剝離轉印法可如上述般應用輥工藝，因此可以高速連續地生產磊晶成長用基板。又，因未使用光微影法，故而可減少磊晶成長用基板的生產成本，且降低對環境的負荷。
針對剝離轉印法的變化形態，一面參照圖11中的(a)至(e)一面進行說明。以下，將剝離轉印法的變化形態適當稱為「微觸法」。微觸法是與上述的剝離轉印法同樣地主要具有：溶液製備步驟，其是製備溶膠凝膠材料；塗布步驟，其是將所製備的溶膠凝膠材料塗布於模具；密合步驟，其是使所塗布的溶膠凝膠材料密合於基材上；剝離步驟，其是將模具自塗膜進行剝離；及硬化步驟，其是使塗膜硬化。於上述的剝離轉印法中，形成於基材40上的凸部60a是形成於與模具140的凹部140a相對向的部分，但於微觸法中，凸部60a是形成於基材40的與模具140的凸部140b相對向的部分。
＜溶膠凝膠材料溶液製備步驟＞
溶膠凝膠材料溶液的製備是以與上述剝離轉印法的說明所記載的方法相同的方式進行。
＜塗布步驟＞
於微觸法中，如圖11中的(a)所示般，將所製備的溶膠凝膠材料(無機材料)的溶液僅塗布於模具140的凸部140b而形成塗膜68。溶膠凝膠材料較理想為僅塗布於模具140的凸部140b的表面(與基材40對向的面)，但根據塗布方法，亦可溶膠凝膠材料折入凸部140b的側部，即凹部140a。即便於所述情形時，若剝離步驟後，反映模具的凸部140b的圖案的由溶膠凝膠材料所構成的凸部60a形成於基材40上，則溶膠凝膠材料亦可附著於模具的凹部140a。作為塗布方法，可使用棒式塗布法、旋轉塗布法、噴塗法、浸漬塗布法、模具塗布法、噴墨法等任意的塗布方法，就可將溶膠凝膠材料均勻地塗布於相對大面積的模具，且可於溶膠凝膠材料硬化(凝膠化)前迅速地結束塗布的方面而言，較佳為棒式塗布法、模具塗布法及旋轉塗布法。或者，將模具成形為輥狀，將輥狀的模具浸漬於淺淺地填充於容器中的溶膠凝膠材料並使之旋轉，由此亦可向模具的凸部140b塗布溶膠凝膠材料。關於輥狀的模具，例如可通過將撓性的模具卷於金屬等硬質的輥而進行製作。塗布於模具的凸部140b的溶膠凝膠材料的塗膜68的膜厚較佳為1-3000nm。溶膠凝膠材料的塗膜的膜厚例如可根據溶膠凝膠材料的黏度等而進行製備。
微觸法中所使用的模具較佳為如上述的橡膠模具般可彈性變形的模具。又，較理想為於剝離步驟後，於基材上將溶膠凝膠材料的塗膜僅轉印至對應於模具的凸部的部分而形成凸部，因此模具的凹凸的深度分布的平均值較理想為相對於所形成的凹凸圖案的間距為1-10倍左右。若模具的凹凸深度小於上述下限，則有於基材上的目標部分以外亦轉印有溶膠凝膠材料的塗膜的情況。另一方面，若模具的凹凸深度大於上述上限，則有如下可能性，即於密合步驟中模具的形狀變形，而轉印至基材上的圖案變形，而無法獲得所欲的圖案。
＜密合步驟＞
如圖11中的(b)所示般，將形成有溶膠凝膠材料的塗膜68的模具140壓抵於基材40，由此使塗膜68密合於基材40上。由此，塗膜68密合於基材40的與模具140的凸部140b相對向的部分。又，基材40亦可使用通過O3處理等而對表面進行了親水處理。通過對基板40的表面進行親水處理，而可使基板40與溶膠凝膠材料的接著力進一步變大。
於密合步驟中，使溶膠凝膠材料的塗膜接觸於基材時，亦可加熱塗膜。通過進行加熱，而促進溶膠凝膠材料的化學反應、以及由此而產生的水及溶劑的蒸發，從而塗膜的硬化(凝膠化)進行。因此，可防止未硬化的塗膜潤溼擴散至模具的凸部的尺寸以上而轉印至基材。又，可防止未硬化的塗膜於剝離步驟後殘留於模具的凸部。若塗膜殘留於模具的凸部，則有如下的可能：於將模具重複使用而製造磊晶成長用基板的情形時，形成於模具上的塗膜的膜厚變動，或殘留的塗膜硬化而成為微粒的原因。作為對塗膜進行加熱的方法，例如可通過模具進行加熱，或者亦可直接加熱塗膜或自基材側對塗膜進行加熱。加熱中，可使用任意的加熱手段，例如於自基材側進行加熱的情形時，可於基材的背面側設置加熱板而進行加熱。關於塗膜的加熱溫度，雖依存於對基材進行處理的速度，但溫度越高越理想，較理想為接近模具的耐熱溫度。例如於模具由聚二甲基矽氧烷(PDMS)形成的情形時，溶膠凝膠材料的塗膜的加熱溫度較佳為150-200℃。於溶膠凝膠材料溶液中添加有通過照射紫外線等光而產生酸或鹼的材料的情形時，亦可代替加熱塗膜而例如通過照射準分子UV光等紫外線所代表的能量線而使凝膠化進行。
＜剝離步驟＞
將模具自塗膜及基材進行剝離。於模具剝離後，如圖11中的(c)所示般，溶膠凝膠材料的塗膜密合於基材40上的對應於模具140的凸部140b的部分而形成凸部60a。基材40於對應於模具140的凸部140b的區域(形成有凸部60a的區域)以外的區域中表面露出。如此於由溶膠凝膠材料所構成的凸部60a間劃分基材表面露出的區域(凹部70a)。作為模具的剝離方法，可採用公知的剝離方法。若使用上述的輥狀的模具，則通過僅使塗布有溶膠凝膠材料的輥狀的模具於基材40上滾動，而可將溶膠凝膠材料的塗膜68轉印至基材40上而形成凸部60a，並且可將模具自基材40進行剝離。
＜硬化步驟＞
將模具剝離後，使由溶膠凝膠材料所構成的凸部60a硬化。硬化可利用與上述的剝離轉印法的硬化步驟所記載的方法相同的方法而進行。如此塗膜硬化，而可形成如圖11中的(d)所示的形成於基材40上的凸部60a及凹部70a形成凹凸圖案80a的磊晶成長用基板100a。又，亦可與上述剝離轉印法同樣地，對凸部60a的表面進行疏水化處理。
再者，亦可與上述剝離轉印法同樣地，如圖11中的(e)所示般，蝕刻通過微觸法而製造的磊晶成長用基板100a的露出的基材表面而於基材40形成凹部70b。由此，可形成磊晶成長用基板100b，所述磊晶成長用基板100b形成有由凸部60a及凹部70b所構成的凹凸圖案80b。
上述剝離轉印法中所使用的模具140的凹凸圖案的剖面形狀是由相對平緩的傾斜面所構成，且模具140的凹凸圖案的平面形狀是凸部山脊狀連綿延伸，因此與基材蝕刻法同樣地，模具不易堵塞，而可減少模具的洗淨或交換的頻率。因此，於微觸法中，可以高速長時間連續地生產，且亦可抑制製造成本。
若與如基材蝕刻法的通過使基材表面變凹凸而形成凹凸圖案的磊晶成長用基板的製造方法相比，利用微觸法的磊晶成長用基板的製造方法可與利用剝離轉印法的磊晶成長用基板的製造方法同樣地，縮短基板的製造時間。於微觸法中，於密合步驟中，使溶膠凝膠材料的塗膜僅密合於基材的最終形成凸部的區域，因此於模具剝離後的時點，於形成有凸部的區域以外的部分基材表面露出。因此，於微觸法中，無需為了使基材表面露出而進行蝕刻。因此，與僅以所形成的凹凸圖案的凹凸深度直接蝕刻基材表面而形成凹凸的情形相比，製造時間變短。又，於對基材表面進行蝕刻的情形時，有通過蝕刻而露出的基材表面破裂(產生損傷)的情況，而有必需於蝕刻後進行化學溶液處理等的情況，但於剝離轉印法中，因無需蝕刻，故而不會產生上述損傷，亦無需化學溶液處理。
又，可與剝離轉印法同樣地，於微觸法中亦應用輥工藝，因此可以高速連續地生產磊晶成長用基板。又，因未使用光微影法，故而可降低磊晶成長用基板的生產成本，且減輕對環境的負荷。
亦可於如上述般利用基材蝕刻法、凹部蝕刻法、剝離轉印法、微觸法所製作的基板的表面(形成有凹凸圖案的面)進而形成緩衝層，由此所獲得的基板亦包含於實施形態的磊晶成長用基板。此種基板是如圖3中的(a)至(c)所圖標般於凹凸圖案80、80a、80b的表面具備緩衝層20。凹凸圖案的剖面形狀是由相對平緩的傾斜面所構成且形成波形結構，因此可形成缺陷較少的緩衝層。
亦可於凹部蝕刻法中的塗布步驟前、或剝離轉印法、微觸法中的密合步驟前，於基材上形成緩衝層，由此所獲得的基板亦包含於實施形態的磊晶成長用基板。此種基板是如圖3中的(d)所圖示般，以自緩衝層20的表面突出的方式形成凸部60a，並於凸部60a間劃分緩衝層20露出的區域(凹部70f)，由此形成凹凸圖案80f。
緩衝層20可使用低溫MOCVD法或濺鍍法等公知的方法而形成，層厚較佳為1-100nm的範圍內。於具有緩衝層的磊晶成長用基板100c、100d、100e、100f的表面使半導體層磊晶成長的情形時，通過緩衝層而可緩和基板與半導體層的晶格常數的差異，而形成結晶性較高的半導體層。於使GaN系的半導體層於實施形態的磊晶成長用基板上進行磊晶成長的情形時，緩衝層可由AlxGa1-xN(0≦x≦1)構成，並不限於單層構造，亦可為積層有組成不同的2種以上的2層以上的多層構造。
再者，於上述的凹部蝕刻法、微觸法、剝離轉印法中，亦可使用TiO2、ZnO、ZnS、ZrO、BaTiO3、SrTiO2等溶膠凝膠材料的溶液或微粒子分散液作為塗布步驟中所塗布的無機材料的溶液。其中，就成膜性或折射率的關係而言，較佳為TiO2。其中，就成膜性或折射率的關係而言，較佳為TiO2。亦可使用液相堆積法(LPD：Liquid Phase Deposition)等而形成無機材料的塗膜。
又，作為塗布步驟中所塗布的無機材料，亦可使用聚矽氮烷溶液。於所述情形時，亦可使將其進行塗布及轉印而形成的凸部於硬化步驟中進行陶瓷化(二氧化矽改質)而形成由二氧化矽所構成的凸部。再者，所謂「聚矽氮烷」，是具有矽-氮鍵的聚合物，且是由Si-N、Si-H、N-H等所構成的SiO2、Si3N4及兩者的中間固溶體SiOXNY等陶瓷前驅物無機聚合物。更佳為如日本特開平8-112879號公報所記載的下述通式(1)所表示的於相對低溫下進行陶瓷化而改質為二氧化矽的化合物。
通式(1)：
-Si(R1)(R2)-N(R3)-
式中，R1、R2、R3分別表示氫原子、烷基、烯基、環烷基、芳基、烷基矽烷基、烷基胺基或烷氧基。
於上述通式(1)所表示的化合物中，尤佳為R1、R2及R3全部為氫原子的全氫聚矽氮烷(亦稱為PHPS)、或與Si鍵結的氫部分的一部分經烷基等取代的有機聚矽氮烷。
作為於低溫下進行陶瓷化的聚矽氮烷的其他例，亦可使用使聚矽氮烷與烷醇矽進行反應而獲得的烷醇矽加成聚矽氮烷(例如，日本特開平5-238827號公報)、使聚矽氮烷與去水甘油進行反應而獲得的去水甘油加成聚矽氮烷(例如，日本特開平6-122852號公報)、使聚矽氮烷與醇進行反應而獲得的醇加成聚矽氮烷(例如，日本特開平6-240208號公報)、使聚矽氮烷與金屬羧酸鹽進行反應而獲得的金屬羧酸鹽加成聚矽氮烷(例如，日本特開平6-299118號公報)、使聚矽氮烷與含有金屬的乙醯丙酮酸錯合物進行反應而獲得的乙醯丙酮酸錯合物加成聚矽氮烷(例如，日本特開平6-306329號公報)、向聚矽氮烷添加金屬微粒子而獲得的金屬微粒子添加聚矽氮烷(例如，日本特開平7-196986號公報)等。
作為聚矽氮烷溶液的溶劑，可使用脂肪族烴、脂環式烴、芳香族烴等烴溶劑、滷化烴溶劑、脂肪族醚、脂環式醚等醚類。為了促進對氧化矽化合物的改質，亦可添加胺或金屬的觸媒。
[發光組件]
可使用上述實施形態的磊晶成長用基板而製造發光組件。實施形態的發光組件200是如圖12所示般於磊晶成長用基板100上具備依序積層第1導電型層222、活性層224、及第2導電型層226而形成的半導體層220。進而，實施形態的發光組件200具備：與第1導電型層222電性連接的第1電極240、及與第2導電型層226電性連接的第2電極260。
作為半導體層220的材料，可使用發光組件所使用的公知的材料。作為發光組件所使用的材料，例如通式InxAlyGa1-x-yN(0≦x≦1，0≦y≦1，0≦x+y≦1)所表示的GaN系半導體材料為眾所周知，於本實施形態的發光組件中，亦可使用包含這些周知的GaN系半導體且由通式AlXGaYInZN1-AMA表示的GaN系半導體，並無任何限制。GaN系半導體除含有Al、Ga及In以外，亦可含有其他III族元素，亦可視需要而含有Ge、Si、Mg、Ca、Zn、Be、P、As及B等元素。進而，並不限於刻意添加的元素，亦有含有依存於半導體層的成長條件等而必然含有的雜質、以及原料、反應管材質所含的微量雜質的情形。除上述氮化物半導體以外，亦可使用GaAs、GaP系化合物半導體、AlGaAs、InAlGaP系化合物半導體等其他半導體材料。
作為第1導電型層的n型半導體層222是積層於基板100上。n型半導體層222於上述技術中可以公知的材料及構造而形成，例如可由n-GaN形成。活性層224是積層於n型半導體層222上。活性層224於上述技術中可以公知的材料及構造而形成，例如可具有將GaInN及GaN積層多層而成的多重量子井(MQW)構造。活性層224是通過電子及電洞的注入而發光。作為第2導電型層的p型半導體層226積層於活性層224上。p型半導體層226於上述技術中可具有公知的構造，例如可由p-AlGaN及p-GaN形成。半導體層(n型半導體層、活性層及p型半導體層)的積層方法並無特別限定，可應用MOCVD(有機金屬化學氣相沉積法)、HVPE(氫化物氣相沉積法)、MBE(分子束磊晶法)等可使GaN系半導體成長的公知的方法。就層厚控制性、量產性的觀點而言，較佳為MOCVD法。
於磊晶成長用基板100的表面形成有凹凸圖案80，但於n型半導體層的磊晶成長中，如日本特開2001-210598號公報所記載的半導體層的橫方向成長會導致表面的平坦化進行。因活性層必須於平坦的面上形成，故而必須於表面變平坦前積層n型半導體層。關於實施形態的磊晶成長用基板，因凹凸圖案的剖面形狀由相對平緩的傾斜面所構成，且形成波形結構，故而表面的平坦化的進行迅速，可使n型半導體層的層厚變小。可縮短半導體層的成長時間。
作為第1電極的n電極240是形成於對p型半導體層226及活性層224的一部分進行蝕刻而露出的n型半導體層222上。n電極222於上述技術中可以公知的材料及構造形成，例如由Ti/Al/Ti/Au等構成，且通過真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等而形成。作為第2電極的p電極260是形成於p型半導體層226上。p電極226於上述技術中可以公知的材料及構造形成，例如可自由ITO等所構成的透光性導電膜與由Ti/Au積層體等所構成的電極墊形成。p電極260亦可由Ag、Al等高反射性材料形成。n電極240及p電極260可通過真空蒸鍍法、濺鍍法、CVD法等任意的成膜法而形成。
再者，只要為至少含有第1導電型層、活性層及第2導電型層，且若向第1導電型層及第2導電型層施加電壓，則通過電子及電洞的再結合而使活性層發光，則半導體層的層構成任意。
以上述方式構成的實施形態的光學組件200可為自p型半導體226側提取光的面朝上方式的光學組件，於所述情形時，較佳為p電極260使用透光性導電材料。實施形態的光學組件200亦可為自基板100側提取光的覆晶方式的光學組件，於所述情形時，較佳為p電極260使用高反射材料。不論何種方式，均可通過基板的凹凸圖案80的繞射效果，而將活性層224所產生的光有效地提取至組件外部。
又，於光學組件200中，於基板100形成有凹凸圖案80，因此形成錯位密度較少的半導體層220，而抑制發光組件200的特性變差。
實施例
以下，通過實施例及比較例而對本發明具體地進行說明，但本發明並不限定於這些實施例。
實施例1
＜膜模具的製作＞
首先，準備如下述的由聚苯乙烯(以下，適當簡略為「PS」)與聚甲基丙烯酸甲酯(以下，適當簡略為「PMMA」)所構成的Polymer Source公司製造的嵌段共聚物。
PS片段的Mn＝800,000
PMMA片段的Mn＝750,000
嵌段共聚物的Mn＝1,550,000
分子量分布(Mw/Mn)＝1.28
將甲苯以總量成為10g的方式添加於所述嵌段共聚物150mg與作為聚環氧乙烷的45mg的Aldrich製造的聚乙二醇2050(平均Mw＝2050)中並使之溶解。利用孔徑0.2μm的薄膜過濾器過濾所述溶液而獲得嵌段共聚物溶液。
通過旋轉塗布而將混合Shin-Etsu Silicones公司製造的KBM-5103 1g、離子交換水1g、乙酸0.1mL、及異丙醇19g而成的混合溶液塗布於玻璃基板上(以旋轉速度1000rpm進行30秒鐘)。將塗布有混合溶液的基板於130℃下進行15分鐘處理，由此獲得矽烷偶合處理玻璃。使用所獲得的矽烷偶合處理玻璃作為基材，於基材上通過旋轉塗布而塗布上述嵌段共聚物溶液，由此形成膜厚160nm的嵌段共聚物的薄膜。旋轉塗布是於旋轉速度1000rpm下進行30秒鐘。
繼而，將形成有薄膜的基材於事先充滿有氯仿蒸氣的乾燥器中靜置35小時，並於室溫下進行靜置，由此將薄膜進行溶劑退火處理。於乾燥器(容量5L)內設置有填充有15g氯仿的螺旋瓶，且乾燥器內的環境是被飽和蒸氣壓的氯仿所填滿。於溶劑退火處理後的薄膜的表面觀察到凹凸，而可知構成薄膜的嵌段共聚物發生微層分離。
使用原子力顯微鏡(SII NanoTechnology公司製造的附帶環境控制單元的掃描式探針顯微鏡「NanonaviII station/E-sweep」)，對進行溶劑退火處理而波形化的薄膜的表面(電鑄前的階段)的凹凸形狀進行測定，而獲得解析圖像。將所獲得的解析圖像示於圖16。原子力顯微鏡的解析條件是如下所述。
測定模式：動力模式
懸臂：SI-DF40P2(材質：Si，杆寬度：40μm，尖梢前端的直徑：10nm)
測定環境：大氣中
測定溫度：25℃。
於通過上述溶劑退火處理而波形化的薄膜的表面，通過濺鍍而形成作為電流晶種層的50nm左右的較薄的鎳層。繼而，將所述附薄膜的基材放入胺基磺酸鎳浴中，於溫度50℃下進行電鑄(最大電流密度0.05A/cm2)處理而使鎳析出直至成為厚度250μm。將附薄膜的基材自以上述方式獲得的鎳電鑄體機械性地剝離。
繼而，將鎳電鑄體於大金化成品販賣公司製造的HD-2101TH中浸漬約1分鐘，進行乾燥後，靜置一夜。次日，將鎳電鑄體浸漬於大金化成品販賣公司製造的HDTH中而進行約1分鐘超音波處理洗淨。以上述方式獲得經脫模處理的鎳模具。
繼而，於PET基板(東洋紡織製造，COSMOSHINE A-4100)上塗布氟系UV硬化性樹脂，一面壓抵鎳模具一面以600mJ/cm2照射紫外線，由此使氟系UV硬化性樹脂硬化。樹脂硬化後，將鎳模具自硬化的樹脂剝離。以上述方式獲得由附有轉印有鎳模具的表面形狀的樹脂膜的PET基板所構成的膜模具。利用上述原子力顯微鏡對膜模具的表面進行測定，結果可知，形成於膜模具的表面的凹凸圖案具有延伸方向、彎曲方向及長度不均一的大量凸部，且各凸部具有蜿蜒並延伸的細長形狀。凹凸圖案的凹凸的平均間距為600nm，凹凸的深度分布的平均值為85nm。
＜磊晶成長用基板的製作＞
利用通常的洗淨方法對以C面為主面的單晶藍寶石基板(KYOCERA製造)進行洗淨。繼而，利用濺鍍將Ni堆積於藍寶石基板上，而形成膜厚50nm的Ni層(屏蔽層)。進而，通過旋轉塗布而將作為抗蝕劑的熱塑性樹脂塗布於屏蔽層上。所形成的抗蝕劑膜的膜厚為120nm。將形成有屏蔽層及抗蝕劑膜的藍寶石基板加熱至150℃，使抗蝕劑膜軟化，壓抵上述膜模具。於將膜模具壓抵於抗蝕劑的狀態下將藍寶石基板冷卻至室溫。其後，將膜模具自抗蝕劑膜剝離。由此，膜模具的表面凹凸圖案轉印至抗蝕劑膜。此時，於所轉印的凹凸圖案的凹部中殘留有抗蝕劑膜。即，於凹凸圖案的凹部中屏蔽層未露出於表面。
針對形成有具有凹凸圖案的抗蝕劑膜的藍寶石基板進行使用氧氣(O2)的電漿灰化處理。由此，雖於凹凸圖案的凸部殘留有抗蝕劑膜，但於凹部中屏蔽層露出。
繼而，進行使用Ar氣體的電漿蝕刻處理。由此，於凹凸圖案的凹部，所露出的屏蔽層被蝕刻而露出藍寶石基板。進而，進行使用BCl3氣體的電漿蝕刻處理。由此，於凹凸圖案的凹部所露出的藍寶石基板被蝕刻。其後，使經蝕刻處理的藍寶石基板浸漬於加熱的硝酸中。由此，將殘留於基板上的屏蔽層及抗蝕劑膜去除。
通過以上，而將膜模具的凹凸圖案轉印至藍寶石基板。於本實施例中，使用轉印有凹凸圖案的藍寶石基板作為磊晶成長用基板。利用上述原子力顯微鏡對磊晶成長用基板的表面進行測定而獲得凹凸解析圖像。根據所獲得的解析圖像可知，磊晶成長用基板的表面的凹凸圖案具有延伸方向、彎曲方向及長度不均一的大量凸部，且各凸部具有俯視下蜿蜒並延伸的細長形狀。又，可知，凹凸圖案的剖面形狀是由平緩的傾斜面所構成，且形成波形構造。凹凸圖案的凹凸的平均間距為600nm，凹凸的深度分布的平均值為130nm，凹凸深度的標準偏差為87.0nm。又，通過對凹凸解析圖像實施二維高速傅立葉變換處理而獲得的傅立葉變換像顯現以波數的絕對值為0μm-1的原點為大致中心的圓環狀花樣。
＜發光組件的製作＞
通過濺鍍法而於磊晶成長用基板上堆積AlN。繼而，於AlN層上積層氮化鎵系化合物半導體層。氮化鎵系化合物半導體層設為如下構成，即依序積層有底層、n型半導體層、發光層(活性層)、p型半導體層。底層是由厚度3μm的未摻雜GaN構成。n型半導體層是由厚度3μm的摻雜有矽的n型GaN層構成。發光層是設為將GaInN/GaN進行5周期形成而成的多重量子井構造。p型半導體層是由摻雜有Mg的p型GaN所構成。氮化鎵系化合物半導體層的積層是通過MOCVD法，並於所述技術領域中周知的通常條件下進行。
通過ICP蝕刻法而使形成n電極的區域的n型GaN層露出。於n型GaN層上形成n電極，於p型GaN上形成p電極。n電極的露出、以及p電極及n電極的形成是通過通常的光微影法、蝕刻法、濺鍍法及蒸鍍法，使用通常的蝕刻氣體及電極材料而進行。
形成n電極及p電極後，對藍寶石基板的背面進行研削、研磨。繼而，使用雷射刻劃器自半導體層側刻劃線後，進行碾壓而切割為長1mm×寬0.5mm的晶片。由此，可獲得發光組件。
比較例1
代替轉印有膜模具的凹凸圖案的藍寶石基板而使用通過電子束曝光法而形成有凹凸圖案的藍寶石基板作為磊晶成長用基板，除此以外，以與實施例1相同的方式製作發光組件。於本比較例中，磊晶成長用基板具有底面的徑為2.7μm、高度為1.6μm的圓錐狀突起(凸部)以周期3μm進行三角晶格排列的凹凸圖案。通過對利用上述原子力顯微鏡對磊晶成長用基板的表面進行測定而獲得的凹凸解析圖像實施二維高速傅立葉變換處理而獲得的傅立葉變換像是顯現以波數的絕對值為0μm-1的原點為大致中心的於六角形的頂點亮點集合的點狀圖像。
比較例2
代替轉印有膜模具的凹凸圖案的藍寶石基板而使用未形成有凹凸圖案的藍寶石基板作為磊晶成長用基板，除此以外，以與實施例1相同的方式製作發光組件。
＜搖擺曲線測定＞
於實施例1、比較例1中形成底層(未摻雜GaN)後，使用X射線繞射裝置而進行GaN(0002)面的搖擺曲線測定。實施例1的底層的搖擺曲線的半值寬為260arcsec。比較例1的底層的搖擺曲線的半值寬為284arcsec。自上述情況可知，實施例1的底層的結晶的傾斜分布小於比較例1的底層，而具有優異的結晶性。
＜利用微分幹涉顯微鏡的觀察＞
於實施例1、比較例1中形成底層(未摻雜GaN)後，使用微分幹涉顯微鏡對底層的表面進行觀察，結果可知實施例1的底層的表面較比較例1的底層的表面平坦。
根據上述搖擺曲線測定及微分幹涉顯微鏡觀察的結果可認為，於實施例1中，形成有較比較例1缺陷較少且結晶性優異的半導體層。於實施例1中，可認為磊晶成長用基板的凹凸圖案的剖面形狀如上述般由平緩的傾斜面所構成，因此可將半導體層均勻地積層於凹凸圖案上，而使半導體層良好地磊晶成長。
＜發光組件的光提取效率的評價＞
針對實施例1及比較例2的發光組件，使用施加測定器(Advantest公司製造，型號：R6244)而施加電壓(V)，對流過發光組件的電流(I)進行測定。又，使用總光通量測定裝置(Spectra Co-op公司製造，Solid Lambda CCD UV-NIR)，對所製作的發光組件施加電壓(V)而測定總光通量(L)。使測定值匹配於下述式(I)：
EQE＝IQE×EIE×LEE (I)
而求出光提取效率。於上述式(I)中，EQE表示外部量子效率，IQE表示內部量子效率，EIE表示電子注入效率，LEE表示光提取效率。再者，EIE為100％。IQE是通過H.Yoshida et al.,APPLIED PHYSICS LETTERS96，211122(2010)所記載的方法而算出。
實施例1的發光組件的光提取效率為17.8％。比較例2的發光組件的光提取效率為10.0％。即，實施例1的發光組件的光提取效率高於比較例2的發光組件。根據上述情況可知，實施例1中用作磊晶成長用基板的具有凹凸圖案的藍寶石基板具有作為使光提取效率提高的繞射光柵基板的功能。
以上，通過實施形態而對本發明進行了說明，但本發明的光學組件並不限定於上述實施形態，可於申請專利範圍所記載的技術思想的範圍內適當改變。
產業上的可利用性
本發明的磊晶成長用基板的凹凸圖案可通過壓印法而高效率地製造。又，可於磊晶成長用基板上形成缺陷較少的磊晶層。進而，本發明的磊晶成長用基板具有使光提取效率提高的繞射光柵基板的功能，使用所述基板而製作的發光組件的發光效率較高。因此，本發明的磊晶成長用基板對具有優異的發光效率的發光組件的製造極為有效，對節能亦作出貢獻。