CN1707891A - 半导体元件、半导体器件及其制造方法 - Google Patents

半导体元件、半导体器件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于制造半导体元件的方法和利用该方法制造的半导体元件，该方法包括：第一步骤，在具有作为其至少一部分表面的氮化物半导体层的衬底上，形成至少包括一个凹陷部分的刻槽区域和作为非刻槽区域的脊部分，由此生成已处理衬底；以及第二步骤，布设一氮化物半导体分层结构部分，该部分至少包括在刻槽区域中和脊部分表面上的一种类型的氮化物半导体薄膜。在第二步骤中，使设置在接近刻槽区域的脊部分的区域上的氮化物半导体分层结构的厚度大于设置在半导体元件生成区上的氮化物半导体分层结构部分的厚度，由此在接近刻槽区域的脊部分的区域上形成第一伪脊部分。

Description

半导体元件、半导体器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种诸如氮化物半导体激光元件的半导体元件(element)、一种结合了此类半导体元件的半导体器件(device)以及一种制造它们的方法。
背景技术
在很多常规的半导体元件中，通过蚀刻等将半导体生长层的顶部分形成脊状形状且夹在用于电流限制的绝缘膜的不同的片之间。这一结构通常称为脊状结构。具有此类脊状结构的半导体元件可以安装在诸如子座(submount)的安装构件上，例如，半导体元件的衬底侧朝上，其相对侧朝下，在该相对侧上外延生长半导体生长层。这种安装方法被称作结在下(junction-down)安装。在半导体器件的制造过程中，当通过结在下安装方法安装半导体元件时，由于半导体元件的脊部分是升高的，因此可能在受到压力时被损伤。
作为这一难题的解决方案，传统提出了一种在脊部分两侧形成有伪脊区域的半导体器件(参见Japanese Patent Application Laid-openNo.2000-164986)。现在将参照附图描述这种半导体器件。图15为一半导体元件的截面图，该半导体元件上形成有伪脊区域，还同时示出了一安装构件，该安装构件由子座、管座(stem)等构成，半导体元件安装在该安装构件上。
图15所示的半导体元件10具有在衬底1的表面上布置的半导体生长层2。半导体元件10具有在其上通过蚀刻等形成的脊状部分8，还具有在该脊状部分8的两侧形成的伪脊区域9，该伪脊区域9如此形成，使得从衬底1的表面测量的半导体生长层2的厚度在伪脊区域9中比在脊状部分8中大。此外，如此布置用于电流限制的SiO2膜3，使得其不同的部分夹住脊状部分8，且形成p-侧电极4，来使其覆盖脊状部分8周围的半导体生长层2的表面部分以及脊状部分8表面的自身。
在安装步骤中，将半导体元件10固定于安装构件，令半导体元件10的衬底1一侧朝上，且在其间涂布焊料5。这里，安装构件由子座6和管座7构成。通过这种方法，就防止了脊状部分8被压并被损坏。此外，还实现了良好的散热，因为子座6是由导热率高的材料制成，而半导体元件10是以发热的半导体生长层2朝下的方式固定到子座6上的。
图15所示的半导体器件具有以下的不便之处。在半导体元件10中，就衬底1在下方而言，伪脊区域9的表面需要做得比脊状部分8的表面高。因此，为了形成伪脊区域9，对于在伪脊区域9中布置半导体生长层2或者调整SiO2膜3的厚度，必须执行独立的步骤。这导致了在制作半导体元件的过程中需要更多的步骤，使得工艺更复杂且造成成品率低。
发明内容
鉴于上述传统情况所遇到的不便之处，本发明的目的是提供一种半导体元件、一种结合了该元件的半导体器件和一种制造它们的方法。通过在其上形成有带凹陷部分的刻槽区域的衬底上布设氮化物半导体生长层，该半导体元件允许在形成为升高部分的脊的两侧方便地形成比脊部分厚的伪脊部分。
为了实现上述目的，根据本发明，用于制造半导体元件的方法包括：第一步骤，在具有作为衬底的至少一部分表面的氮化物半导体层的衬底上，形成至少包括一个凹陷部分的刻槽区域和作为非刻槽区域的脊部分，由此生成已处理衬底；以及第二步骤，布设一氮化物半导体分层结构部分，该部分包括在刻槽区域中和脊部分表面上的至少一种类型的氮化物半导体薄膜。这里，在第二步骤中，使设置在接近刻槽区域的脊部分的区域上的氮化物半导体分层结构的、从脊部分的表面到氮化物半导体分层结构的表面测量的厚度大于设置在半导体元件生成区上的氮化物半导体分层结构部分的、从脊部分的表面到氮化物半导体分层结构部分的表面测量的厚度，由此在接近刻槽区域的脊部分的区域上形成第一伪脊部分，其中半导体元件生成区为脊部分的除了接近刻槽区域的区域之外的区域。
根据本发明，在上述半导体元件制造方法中，在第二步骤中，在形成所述氮化物半导体分层结构部分时，所述刻槽区域的凹陷部分未被完全填充。
根据本发明，在上述半导体元件制造方法中，在所述第二步骤中，构成所述氮化物半导体分层结构部分的氮化物半导体薄膜包括AlGaN层，该AlGaN层的Al成分比为0.03或更多且该AlGaN层的总厚度为1μm或更大。
根据本发明，在上述半导体元件制造方法中，在所述第二步骤中，使设置在第一伪脊部分上的所述氮化物半导体分层结构部分的、从所述脊部分的表面到所述氮化物半导体分层结构部分的表面测量的厚度，比设置在所述半导体元件生成区上的所述氮化物半导体分层结构部分的、从所述脊部分的表面到所述氮化物半导体分层结构部分的表面测量的厚度大200nm或更多。
根据本发明，在上述半导体元件制造方法中，在所述第一步骤中，如此形成所述刻槽区域，使其包括两个或更多的凹陷部分和夹于其间的狭窄平坦部分，所述狭窄平坦部分在垂直于所述刻槽区域延伸的第一方向的方向上具有100μm或更小的宽度，并且，在所述第二步骤中，使设置在所述狭窄平坦部分上的氮化物半导体分层结构部分的、从所述狭窄平坦部分的表面到所述氮化物半导体分层结构部分的表面测量的厚度大于设置在所述半导体元件生成区上的氮化物半导体分层结构部分的、从所述脊部分的表面到所述氮化物半导体分层结构部分的表面测量的厚度，由此在所述狭窄平坦部分中形成第二伪脊部份。
根据本发明，在上述半导体元件制造方法中，在所述第一步骤中，如此形成所述刻槽区域，使其包括三个凹陷部分和夹于其间的两个狭窄平坦部分，所述每个狭窄平坦部分在垂直于所述刻槽区域延伸的第一方向的方向上具有100μm或更小的宽度，并且，在所述第二步骤中，使设置在所述狭窄平坦部分上的氮化物半导体分层结构部分的、从所述狭窄平坦部分的表面到所述氮化物半导体分层结构部分的表面测量的厚度大于设置在所述半导体元件生成区上的氮化物半导体分层结构部分的、从所述脊部分的表面到所述氮化物半导体分层结构部分的表面测量的厚度，由此在所述狭窄平坦部分中形成两个第二伪脊部份。
根据本发明，所述半导体元件制造方法进一步包括：第三步骤，在所述第二步骤中形成的半导体元件生成区中制作半导体元件；第四步骤，在垂直于所述第一方向的方向上解理所述已处理的衬底以形成具有多个安装于其上的半导体元件的条；以及第五步骤，通过在平行于所述第一方向的方向上劈开所述条进行芯片分割，以将所述条上的半导体元件分割成分立的芯片。这里，在所述第五步骤中，在设置在所述刻槽区域中的所述氮化物半导体分层结构部分的顶面上，或者在恰好位于所述刻槽区域下方的所述已处理衬底的一部分的下表面上进行划片，形成平行于所述第一方向的划线，然后进行所述的芯片分割。
根据本发明，所述半导体元件制造方法进一步包括：第三步骤，在所述第二步骤中形成的半导体元件生成区中制作半导体元件；第四步骤，在垂直于所述第一方向的方向上解理所述已处理衬底以形成具有多个安装于其上的半导体元件的条；以及第五步骤，通过在平行于所述第一方向的方向上劈开所述条进行芯片分割，以将所述条上的半导体元件分割成分立的芯片。这里，在所述第五步骤中，在所述第二伪脊部分上的中间部分中，或者在恰好位于所述第二伪脊部分下方的所述已处理衬底的一部分的下表面上进行划片，形成平行于所述第一方向的划线，然后进行所述的芯片分割。
根据本发明，所述半导体元件制造方法进一步包括：第三步骤，在所述第二步骤中形成的半导体元件生成区中制作半导体元件；第四步骤，在垂直于所述第一方向的方向上解理所述已处理衬底以形成具有多个安装于其上的半导体元件的条；以及第五步骤，通过在平行于所述第一方向的方向上劈开所述条进行芯片分割，以将所述条上的半导体元件分割成分立的芯片。这里，在所述第五步骤中，在设置在所述刻槽区域中的、夹在所述两个狭窄平坦部分之间的凹陷部分中的所述氮化物半导体分层结构部分中，或者在恰好位于该凹陷部分下方的所述已处理衬底的一部分的下表面上进行划片，形成平行于所述第一方向的划线，然后进行所述的芯片分割。
此外，根据本发明，通过上述半导体元件制造方法之一制造半导体元件。
此外，根据本发明，半导体器件配备有：根据本发明的上述半导体元件；以及其上安装所述半导体元件的安装构件。这里，所述半导体元件以如此方式安装在所述安装构件上，使得所述半导体元件与所述安装构件的表面接触，所述半导体元件的氮化物半导体分层结构部分一侧朝下。
此外，根据本发明，一种用于制造半导体元件的方法包括：第一步骤，在具有作为衬底的至少一部分表面的氮化物半导体层的衬底上，形成至少包括一个凹陷部分的刻槽区域和作为非刻槽区域的脊部分，由此生成已处理衬底；以及第二步骤，布设一氮化物半导体分层结构部分，该部分至少包括在刻槽区域中和脊部分表面上的一种类型的氮化物半导体薄膜。这里，在所述第一步骤中，所述刻槽区域以网格形状形成，所述刻槽区域彼此平行且彼此间以变化的间距形成以便形成多个具有变化面积的非刻槽区域，以及，在所述第二步骤中，设置在所述非刻槽区域上的所述氮化物半导体分层结构部分的、从所述脊部分的表面到所述氮化物半导体分层结构部分的表面测量的厚度根据所述脊部分的表面厚度而变化。
此外，根据本发明，通过上述半导体元件制造方法制造半导体元件。
附图说明
图1是在本发明的第一实施例中、具有形成于其上的氮化物半导体激光元件的晶片的一部分的示意性截面图；
图2a和2b分别是本发明的第一实施例中、其上设置氮化物半导体生长层之前的已处理衬底的一部分的示意性截面图和俯视图；
图3是本发明的第一实施例中的、其上设置了氮化物半导体生长层之后的已处理衬底的一部分的示意性截面图；
图4是示出依据本发明的氮化物半导体生长层结构的示意性截面图；
图5是一曲线图，示出了AlGaN膜中Al的含量比和伪脊部分及激光器元件生成区之间厚度差Z的相互关系；
图6a和6b为示出刻槽区域被氮化物半导体薄膜填充的程度的图；
图7为示出本发明的第一实施例中、氮化物半导体激光元件的结在下安装的图；
图8为示出伪脊部分和激光器元件生成区之间的厚度差Z和成品率的相互关系的曲线图；
图9是在本发明的第二实施例中、具有形成于其上的氮化物半导体激光元件的晶片的一部分的示意性截面图；
图10a和10b分别是本发明的第二实施例中、其上设置氮化物半导体生长层之前的已处理衬底的一部分的示意性截面图和俯视图；
图11是在本发明的第二实施例的另一例中、具有形成于其上的氮化物半导体激光元件的晶片的一部分的示意性截面图；
图12为示出伪脊部分的宽度M和伪脊部分及激光器元件生成区之间的厚度差Z的相互关系的曲线图；
图13为本发明的第三实施例的已处理衬底的一部分的俯视图；
图14为本发明的第三实施例中的组合半导体器件的外透视图；以及
图15为示出常规做法中半导体元件的结在下安装的图。
具体实施方式
在下文中将要描述本发明的各种实施例。在描述之前，将定义以下描述中经常使用的一些术语。在本说明书中，“刻槽区域”表示，例如，如图2a和2b所示，在已处理衬底11的表面上形成为凹陷部分的呈条带形的槽，而“脊”表示在任何凹陷部分之外的形成为升高部分的呈条带形的区域。在图2a和2b中，槽和脊形成为在一个方向延伸的条带形。或者，槽和脊可以形成为网格形状，槽彼此之间交叉且脊彼此之间交叉。每个刻槽区域可以包括单个的凹陷部分、或者包括多个连续的凹陷部分的组合，其间夹有一个或多个平坦部分。
在本说明书中，“氮化物半导体衬底”表示由AlxGayInzN(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，且x+y+z＝1)形成的衬底。在氮化物半导体衬底中包含的氮元素中，大约10％或更少可以用As、P或Sb元素代替(只要衬底保持六方晶体结构)。氮化物半导体衬底可以掺有Si、O、Cl、S、C、Ge、Zn、Cd、Mg或Be。在这些掺杂剂中，对n型氮化物半导体特别优选的是Si、O和Cl。氮化物半导体衬底主平面的优选取向为C平面{0001}、A平面{11-20}、R平面{1-102}、M平面{1-100}或{1-101}平面的方向。只要衬底的主平面与上述晶面之一的方向之间具有2°或更小的偏角，就有可能获得满意的表面形态。
在本说明书中，“不相似衬底”表示由氮化物半导体之外的材料形成的衬底。用作不相似衬底的，例如，是蓝宝石衬底、SiC衬底、Si衬底或GaAs衬底。
在本说明书中，“已处理衬底”表示一氮化物半导体衬底或具有在氮化物半导体衬底表面上或在不相似衬底的表面上设置的氮化物半导体薄膜表面上形成的刻槽区域的衬底。刻槽区域可以以固定间隔形成，或者可以以变化的宽度形成。刻槽区域可以以固定深度形成，或者可以以变化的深度形成。
在本说明书中，“氮化物半导体激光元件”表示的是任何以如下方式制作的分立芯片：在已处理衬底上设置氮化物半导体生长层，然后通过各种步骤在其上形成脊部分和电极层，并随后将所得产品劈裂成分立的芯片。
在本说明书中，“氮化物半导体激光器件”表示将氮化物半导体激光元件以结在下的方式安装到诸如管座或子座的安装构件上获得的产品。
在本说明书中，“安装构件”表示管座、安装在管座上的子座，氮化物半导体激光元件安装于子座上。因此，在本说明书中，“将氮化物半导体激光元件结在下安装于安装构件”意思或者是，“将氮化物半导体激光元件结在下直接安装于管座”，或者是“将氮化物半导体激光元件结在下安装于管座上所安装的子座”。
第一实施例
以下将参照相关附图描述本发明的第一实施例。该实施例举氮化物半导体激光元件作为半导体元件的例子。图1是本实施例的氮化物半导体激光元件的示意性截面图。图2是在将图4所示的氮化物半导体生长层12设置于其上之前的已处理衬底11的示意性截面图，而图2b是图2a的俯视图。在这些图中的每一个中，还示出了平面的方向。图3是具有在图2a和2b所示的已处理衬底11上设置的氮化物半导体生长层12的晶片的示意性截面图。
关于这一氮化物半导体激光元件，首先将参照附图描述已处理衬底11是如何制作的。在该实施例中，n型GaN衬底被用作已处理衬底11的材料。为了制作图2所示的已处理衬底11，首先，在n型GaN衬底的顶面上气相淀积SiO2、SiNx等。在该实施例中，通过气相淀积SiO2在n型GaN衬底表面上形成SiO2膜；作为替代，可以在n型GaN衬底的表面上形成任何其他介电材料膜。气相淀积是通过电子束淀积、溅射淀积等完成的。SiO2膜等不必一定由气相淀积形成，而是可以由等离子体CVD等形成。接着，光致抗蚀剂材料被涂布到这一SiO2膜上，然后通过普通光刻技术在[1-100]方向上形成具有开口的条形光致抗蚀剂图案。接着，通过利用ICP(感应耦合等离子体)的RIB(反应离子刻蚀)等，将SiO2膜向n型GaN衬底方向蚀刻一半深度。接下来，除去留在n型GaN衬底上的光致抗蚀剂，然后，利用未蚀刻的SiO2膜作为硬掩模，蚀刻n型GaN衬底以形成作为凹陷部分的刻槽区域16。尔后使用诸如HF(氢氟酸)的蚀刻剂除去SiO2膜。通过这种方法制作具有[1-100]方向延伸的刻槽区域16的已处理衬底11，如图2所示。在该实施例中，使用RIE蚀刻n型GaN衬底并形成刻槽区域16；作为替代，可以使用湿法蚀刻等。
在以上描述中，已处理衬底11通过在n型GaN衬底表面上直接开挖刻槽区域16而形成。或者，可以首先在n型GaN衬底的表面上生长诸如GaN、InGaN、AlGaN和InAlGaN之类的氮化物半导体薄膜并然后开挖刻槽区域16，从而形成已处理衬底11。或者，可以首先在不相似衬底的表面上生长氮化物半导体薄膜，然后开挖刻槽区域16，从而形成已处理衬底11。
如上所述形成的刻槽区域16形成在已处理衬底11的顶面上，平行于[1-100]方向延伸。刻槽区域16的开口均为5μm宽和5μm深。在平行于[11-20]方向上测量，相邻刻槽区域16之间的距离，即刻槽区域16的周期为400μm。
在通过上述步骤制作的已处理衬底11上，通过适当使用公知技术，例如MOCVD(金属有机化学气相淀积)外延生长图4所示的氮化物半导体生长层12。通过这种方法制作了如图1所示的氮化物半导体激光元件。由于氮化物半导体生长层12是通过适当使用公知技术形成的，因此在这方面将不做详细解释。
如图4所示，该氮化物半导体生长层12通过按如下顺序在已处理衬底11的表面上设置以下诸层形成：2.0μm厚的n型GaN层40；1.5μm厚的n型Al0.062Ga0.938N第一覆层41；0.2μm厚的n型Al0.1Ga0.9N第二覆层42；0.1μm厚的n型Al0.062Ga0.938N第三覆层43；0.1μm厚的n型GaN波导层44；包括三个4nm厚InGaN阱层和四个8nm厚GaN势垒层的多量子阱有源层45；20nm厚的p型Al0.3Ga0.7N防蒸发层46；0.08μm厚的p型GaN波导层47；0.5μm厚的p型Al0.062Ga0.938N覆层48；和0.1μm厚的p型GaN接触层49。多量子阱有源层45通过按以下顺序设置其组成层形成：势垒层、阱层、势垒层、阱层、势垒层、阱层和势垒层。
上述构造的氮化物半导体生长层12外延生长在前述已处理衬底11上，以制作图1所示的氮化物半导体激光元件。
这样，图1所示的氮化物半导体激光元件在如上所述制作的使得其具有刻槽区域16的已处理衬底11上形成有氮化物半导体生长层12，该氮化物半导体生长层12具有包括多个如图4所示的氮化物半导体薄膜的分层结构。此外，以这样的方式通过干法蚀刻等在氮化物半导体生长层的表面上形成充当激光波导的脊条(ridge stripe)14和用于限制电流的SiO2膜15，使得脊条14夹在SiO2膜15的不同片之间。然后，在所示脊条14和SiO2膜15的表面上形成p侧电极17，并在已处理衬底11的下表面上形成n侧电极18。p侧电极17表面上的升高部分被称为条20。沿着接近刻槽区域16的脊的两个边缘部分，生长比在形成氮化物半导体激光元件的平坦部分中更厚的氮化物半导体生长层12，由此形成伪脊部分13。在通过这种方法形成的氮化物半导体生长层12的情况下，刻槽区域16未被槽中形成的氮化物半导体生长层12完全填充。
上述脊条14通过如下方式形成：利用普通光刻技术形成光致抗蚀剂宽度为2μm、在[1-100]方向(谐振器方向)延伸的条形光致抗蚀剂图案，然后利用诸如ICP(感应耦合等离子体)的等离子体源通过RIE(反应离子刻蚀)进行蚀刻。这里，从氮化物半导体生长层12的表面向下到p型GaN波导层47或多量子阱有源层45的紧上方(immediately above)进行蚀刻。
p侧电极17通过从其更接近氮化物半导体生长层12的一侧开始按照所述顺序沉积诸如Pd/Mo/Au的材料层形成。可以改为使用任何其他组合材料，例如按所述顺序沉积的Pd/Pt/Au或Ni/Au。同样地，n侧电极18通过从其更接近已处理衬底11的下表面的一侧开始按所述顺序沉积诸如Ti/Al/Pt/Au的材料层形成。可以改用其他任何组合材料。
接着将参照附图描述图1所示的伪脊部分13。当在图2所示的已处理衬底11上沉积具有图4所示的分层结构的氮化物半导体生长层12时，沿着脊接近刻槽区域16的两个边缘部分形成了伪脊部分13，如示出了晶片的截面的图3所示。氮化物半导体生长层12的形成伪脊部分13的部分比沉积在脊的其他区域中的氮化物半导体生长层12的部分厚。在以下的描述中，在伪脊部分13之外的脊上的区域被称为“激光器元件生成区19”。
伪脊部分13和激光器元件生成区19中的氮化物半导体生长层12之间的厚度差是因为，在接近凹陷区域16的伪脊部分13中的氮化物半导体薄膜生长速率高于激光器元件生成区19中的生长速率。伪脊部分13和激光器元件生成区19中的氮化物半导体薄膜之间生长速率这种巨大差异源于再蒸发可能性的差异，即，曾被氮化物半导体薄膜生长面所吸附的氮化物半导体薄膜源材料的原子和分子从生长面蒸发而未形成氮化物半导体薄膜的可能性。
具体地说，已经吸附到刻槽区域16之间的脊表面上的源材料的原子和分子迁移或移动到稳定能量区域，在那里它们与表面的原子和分子结合起来形成氮化物半导体薄膜。不过，如果它们不能在预定的时间内移动到稳定能量区域，它们就从生长面再次蒸发。如所周知，当在如已处理衬底11的衬底表面上形成刻槽区域16时，刻槽区域16之间的脊的能量最稳定的部分是接近刻槽区域16的边缘部分。这样，接近刻槽区域16的脊的边缘部分中的再蒸发可能性就低。结果，在接近刻槽区域16的脊的两个边缘部分中，氮化物半导体薄膜以高于激光器元件生成区19，即，脊的其他部分中的速率生长。这样，就形成了伪脊部分13。
当通过这种方法形成氮化物半导体生长层12时，在该实施例中，在氮化物半导体生长层12刚沉积之后在激光器元件生成区19中测量得到的，图4所示的氮化物半导体生长层12的厚度约为4.64μm。在伪脊部分13中和激光器元件生成区19中之间的厚度差Z大约为0.9μm(即，在伪脊部分13中在已处理衬底11上沉积的氮化物半导体生长层的厚度大约为5.54μm)。伪脊部分13在平行于[11-20]方向的方向(参见图1)上的宽度X为30μm。
再蒸发可能性的差异及其他因素为伪脊部分13带来了比激光器元件生成区19更大的厚度。根据图5所示的曲线图，据认为原因在于AlGaN层厚度的差异。图5所示的曲线图还表明，Al含量比例越低，伪脊部分13和激光器元件生成区19之间的厚度差Z越可能更小，并且，当Al含量比例为零，即利用GaN膜时，厚度差Z为零。据认为原因在于，与AlGaN相比，GaN在生长面上更容易迁移，因此其源材料的原子和分子在生长面内均匀分散，使得所生长的膜在生长面之内具有了均匀厚度。
图5是一曲线图，示出了包含在氮化物半导体生长层12中的AlGaN层的Al含量比和伪脊部分13与激光器元件生成区19之间厚度差Z(参见图3)之间的相互关系。关于图5所示的Al含量比，Al含量比为0.1的膜是，例如由Al0.1Ga0.9N形成的膜。图5所示的结果是以预定Al含量比在图2所示的已处理衬底11上生长0.52μm的p型AlGaN层和1.8μm厚的n型AlGaN层时获得的。这样，在激光器元件生成区19上生长的AlGaN层的总厚度为2.32μm，等于图4所示的p型AlGaN层和n型AlGaN层的设计厚度之和。
通过这种方式，在其上形成有刻槽区域16的已处理衬底11上生长氮化物半导体薄膜，使得在生长面之内获得变化的厚度成为可能。具体地说，在接近刻槽区域16的伪脊部分13中可以将具有图4所示的分层结构的氮化物半导体生长层12生长得比激光元件生成区19中的厚。这消除了执行额外步骤以形成伪脊部分13的必要；即，只需简单地与在其他区域中同时在晶片的那些部分中沉积氮化物半导体生长层12即可形成厚度更大的伪脊部分13。这有助于实现比常规技术实现的制造工艺更简单的制造工艺。
此外，当在其上形成有刻槽区域16的已处理衬底11上通过MOCVD等沉积氮化物半导体生长层12时，在氮化物半导体生长层12中没有观察到出现裂纹。通常，由于氮化物半导体生长层12包括多种类型的具有不同晶格常数和热膨胀系数的膜，会发生晶格位错或类似情况，从而在氮化物半导体生长层12内产生应变。这通常会导致产生裂纹。相反，在该实施例中，使用其上形成有刻槽区域16的已处理衬底11有助于释放氮化物半导体生长层12中存在的应变，并藉此防止裂纹的发生。此时，刻槽区域16未被氮化物半导体生长层12完全填满，据认为这促进了应变的释放。
在该实施例中，被称为刻槽区域16未被氮化物半导体生长层12完全填满的状态是这样的状态，其中，如图6b中晶片的示意性截面图所示，存在作为刻槽区域16中的凹陷部分的槽。相反，在图6a所示的状态中，刻槽区域16被氮化物半导体生长层12完全填满，因此没有槽存在，当氮化物半导体生长层12以上述方式沉积时，不能在伪脊部分13中形成比在激光器元件生成区19中更厚的氮化物半导体生长层12。因此，不论氮化物半导体生长层12的表面是否平坦，都假定在本实施例中没有考虑如图6a所示的状态。
通过依据该实施例的上述方法，制作了晶片，该晶片具有在其上形成有刻槽区域16的已处理衬底11的表面上沉积的、表面上没有裂纹的氮化物半导体生长层12，且该晶片具有形成于其上的激光器元件生成区19和伪脊部分13。在该晶片上的激光器元件生成区19中，形成脊条14、SiO2膜15和p侧电极17，以制作图1所示的氮化物半导体激光元件。
通过这种方式在激光器元件生成区19中形成脊条14、SiO2膜15和p侧电极17之后，接着从已处理衬底11的下表面对其进行抛光或蚀刻，去除的部分的已处理衬底11，以将晶片的厚度减小到大约100μm。尔后，在已处理衬底11的下表面上形成n侧电极18。这里，可以为各氮化物半导体激光元件单独形成n侧电极18，或者可以如图1所示连续形成为单层。
然后在垂直于谐振器方向([1-100]方向，参见图1)的方向上解理这样获得的晶片，以形成两个谐振器端面，其中脊条14沿谐振器方向延伸。这里，谐振器长度是600μm。经过这一解理晶片的步骤，晶片被分成条。这样分开的条每个都具有在其上以行形成的大量氮化物半导体激光元件。这一步骤中进行的解理通过如下方式完成：首先用金刚石笔在晶片的下表面上划线，然后向晶片施加适当的力。或者，用金刚石笔仅在晶片的一部分划线，例如在其边缘部分，然后利用划线作为起点解理晶片。谐振器端面可以通过蚀刻形成。
通过这种方式形成两个谐振器端面之后，在那些谐振器端面上通过电子束淀积等交替气相淀积SiO2和TiO2介电膜以形成多层介电反射膜。介电材料不必一定是SiO2/TiO2，而可以是，例如SiO2/Al2O3。接着，将如图1所示的均具有在其上以行形成的大量氮化物半导体激光元件的条沿[1-100]方向，即平行于脊条14的方向劈裂，以获得分立的氮化物半导体激光元件(芯片)。这里，利用划在沉积于刻槽区域16中的氮化物半导体生长层的顶面上的、或者划在恰好位于刻槽区域16下方的已处理衬底11的一部分的下表面上的划线，完成芯片分割。通过这种方法制作了如图7所示的氮化物半导体激光元件71。
如此获得的氮化物半导体激光元件71被安装和固定在子座73的表面，令其p-侧电极17一侧朝下，元件71和子座73之间设有焊料72。通过这种方式制作了氮化物半导体激光器件，其具有结在下安装在安装构件上的氮化物半导体激光元件71，安装构件包括设置在管座74上的子座73。这里，伪脊部分13的尖端突出得超过脊条14和条20。因此，当氮化物半导体激光元件安装在子座73的表面上时，防止了脊条14和条20受到压力，从而防止了脊条14被损坏。这样，可以以高成品率在安装构件上安装氮化物半导体激光元件71。在该实施例中，利用氮化物半导体激光元件71和子座73之间的焊料将前者安装到后者上。或者，可以利用其间设置的焊料72直接将氮化物半导体激光元件71安装到管座74上。
对于进行结在下安装的情况，图8示出了成品率和氮化物半导体生长层12生长在伪脊部分13的部分和生长在激光器元件生成区19中的部分之间的厚度差Z(参见图3)的相互关系。当Z值小于0.2μm时，脊条14和条20易于受到压力，因此脊条14易于被损坏，造成相当低的成品率。具体地说，如图8所示，当Z值变得小于0.2μm时，成品率急剧降低。因此，优选地，氮化物半导体生长层12生长在伪脊部分13中的部分和生长在激光器元件生成区19中的部分的厚度差Z为0.2μm或更大。
此外，如图5所示，当Al含量比为0.03或更大时，氮化物半导体生长层12生长在伪脊部分13中的部分和生长在激光器元件生成区19中的部分的厚度差Z为0.2μm或更大。因此，设置在已处理衬底11上的氮化物半导体生长层12中所包含的AlGaN层中的Al含量比须为0.03或更大。已经发现，当AlGaN层中Al含量比为0.03或更大时，如果p型和n型AlGaN层的总厚度为1μm或更大，氮化物半导体生长层12生长在伪脊部分13中的部分和生长在激光器元件生成区19中的部分的厚度差Z为0.2μm或更大。因此，AlGaN层应当是这样的：其中的Al含量比为0.03或更大，且p型和n型层的总厚度为1μm或更大。
第二实施例
以下将参照相关附图描述本发明的第二实施例。该实施涉及氮化物半导体激光元件作为半导体元件的例子。图9是在该实施例中具有形成于其上的氮化物半导体激光元件的晶片的一部分的示意性截面图。图10a是在将图4所示的氮化物半导体生长层12设置于其上之前的已处理衬底101的示意性截面图，而图10b是图10a的俯视图。在这些图中的每一个中，同时示出了平面的方向。图9所示的氮化物半导体激光元件中的氮化物半导体生长层12是通过形成图4所示构造的氮化物半导体薄膜制作的。
首先，将描述图9所示的氮化物半导体激光元件的已处理衬底101。第一实施例中所使用的已处理衬底11的每个刻槽区域16包括单个的凹陷部分，与此不同，如图10a和10b所示，已处理衬底101具有刻槽区域104，每个刻槽区域104包括两个在[1-100]方向延伸的凹陷部分102和夹于这两个凹陷部分102之间的狭窄平坦部分103。狭窄平坦部分103具有平坦表面且具有100μm或更小的宽度M。刻槽区域104通过类似第一实施例中执行的步骤形成，包括普通光刻和蚀刻，因此在这方面将不会给出详细解释。
在图9所示的氮化物半导体激光元件中，在通过在其上形成刻槽区域104制作的已处理衬底101上，通过一起形成图4所示的多个氮化物半导体薄膜，形成氮化物半导体生长层12。此外，在氮化物半导体生长层12的表面上，在夹于相邻刻槽区域104之间的激光器元件生成区90中，以如此方式形成充当激光波导的脊条94和用于电流限制的SiO2膜95，使得脊条94被夹在SiO2膜95的不同片之间。然后，在脊条94和SiO2膜95的表面上形成p侧电极97，并在已处理衬底101的下表面上形成n侧电极98。恰好位于脊条94上方的p侧电极的表面上的升高部分被称为条96。除非以下特别说明，该氮化物半导体激光元件的制作方法及其其他特征都与第一实施例中相同，因此，对于详细解释，将参考第一实施例的描述，且不会重复重叠的解释。
此外，在狭窄平坦部分103的表面上沉积比在刻槽区域104之间所夹的激光元件生成区90上更厚的氮化物半导体生长层12，由此形成伪脊部分93。如在第一实施例中那样，这样形成的伪脊部分93防止了在安装步骤中安装时使已经形成的脊条94损坏。如上所述，与在第一实施例中比较，在平行于[11-20]方向上使均夹在两个凹陷部分102之间的狭窄平坦部分103具有100μm或更小的宽度M，即使在Al含量比小的时候，也能够令氮化物半导体薄膜设在伪脊部分93的部分和生长在激光器元件生成区90上的部分之间具有大厚度差Z。即，在该实施例中，不仅在AlGaN膜中而且在GaN膜(其中的Al含量比为零)中，氮化物半导体薄膜在伪脊部分93上生长的生长速率也比氮化物半导体薄膜在激光器元件生成区90上生长的生长速率高。
其上形成氮化物半导体激光元件的晶片然后在垂直于谐振器方向([1-100]方向)的方向上解理，在谐振器的方向上脊条94延伸，从而将晶片分成条，并由此形成两个谐振器端面。如何形成谐振器端面，如何在谐振器端面上气相淀积保护膜等等与在第一实施例中相同，因此在这些方面将不给出详细解释。接下来进行芯片分割，使其上均具有如图9所示的成行形成的多个氮化物半导体激光元件的条分成分立的氮化物半导体激光元件。
这里，在该实施例中，用金刚石笔在伪脊部分93表面的中部进行划片或类似操作，之后，沿着经伪脊部分93中部延伸的分割线99进行芯片分割。这里，不必非要在伪脊部分93的顶面上进行划片，而可以在已处理衬底101的下表面上进行。此外，在每个伪脊部分93的两侧形成两个凹陷部分102。氮化物半导体生长层12从凹陷部分102的底面开始沉积在其中，因此凹陷部分102被氮化物半导体生长层部分地填充。即，凹陷部分102没有被氮化物半导体生长层12完全填充。这样在凹陷部分102中形成槽，而这些槽充当着芯片分割的导向装置。这样，在芯片分割过程中，即使晶片在非预期方向破裂，位于伪脊部分93两侧的凹陷部分102也防止了从那里继续裂开。这样就能够以高成品率进行芯片分割。
举例来说，在伪脊部分93的宽度M小，因此难以在伪脊部分93的表面上进行划片的情况下，有可能使用如图11所示的已处理衬底111，而不是已处理衬底101，图11示出了本实施例的另一结构示例。在这一已处理衬底111中，每个刻槽区域114包括两个窄开口宽度的凹陷部分112、开口宽度足以允许在其中进行划片的凹陷部分116以及夹在这些凹陷部分112和116之间的两个狭窄平坦部分113。在这种情况下，在进行芯片分割时，在生长于凹陷部分116的底面上的氮化物半导体生长层12表面上进行划片，其中每个凹陷部分116夹在两个由在狭窄平坦部分113表面上生长氮化物半导体生长层所形成的伪脊部分115之间。通过这样做，沿着分割线119完成芯片分割，其中分割线119沿凹陷部分116的中部延伸。这里，不必一定在生长于凹陷部分116底面上的氮化物半导体生长层12的表面上进行划片，而是可以在恰好位于凹陷部分116下方的已处理衬底111的下表面上进行。
当以上述方式进行芯片分割时，凹陷部分112和116未被氮化物半导体生长层12完全填充，而只是被从凹陷部分112和116底面开始沉积在其中的氮化物半导体生长层12部分填充，具有在其中形成的槽。这些形成在凹陷部分112和116中的槽充当着芯片分割的导向装置。这样，在芯片分割过程中，即使晶片在非预期方向上破裂，在位于刻槽区域114两侧上的凹陷部分112和116中形成的槽充当了导向装置，并防止破裂从那里继续发展。这样就能够以高成品率进行芯片分割。
图12示出了伪脊部分93或115的宽度M(参见图9或11)与氮化物半导体薄膜生长于狭窄平坦部分103或113上的部分和其生长于激光器元件生成区90上的部分之间的厚度差Z(参见图9)之间的相互关系。图12的曲线图示出了以下问题。当伪脊部分93或115的宽度M是120μm时，氮化物半导体薄膜的厚度差Z大约为0.1μm；相反，当宽度M为100μm或更小时，氮化物半导体薄膜的厚度差Z较大，即大约0.5μm或更大。即，当宽度M小到100μm以下时，狭窄平坦部分103或113中的氮化物半导体薄膜的生长速率变得高于激光器元件生成区90中氮化物半导体薄膜的生长速率，因此氮化物半导体薄膜的厚度差Z变得更大了。同样在这种情况下，上述两组区域之间的生长速率差在AlGaN的情况下比GaN大。顺便提及，图12的曲线图所示的结果是在1μm厚的GaN层上生长1μm厚的Al0.03Ga0.97N层条件下获得的。
如上所述，据认为，当宽度M为100μm或更小时氮化物半导体薄膜厚度差Z变大的原因如下。首先，如前所述，AlGaN的再蒸发可能性在平坦区域的边缘部分趋于较低，而在其中央部分较高。第二，在狭窄平坦部分103或113中，其宽度M小到100μm或更小；这使得再蒸发可能性高的平坦区域变窄，因此使得边缘部分的影响更强了。这从整体上降低了狭窄平坦部分103或113的再蒸发可能性，造成了高的生长速率。
通过这种方式，通过形成作为非刻槽区域的狭窄平坦部分103或113使其宽度M为100μm或更小并随后在晶片上生长氮化物半导体薄膜，有可能形成相对于激光器元件生成区90具有期望高度差的伪脊部分93或115。此外，即使谐振器方向([1-100]方向)上狭窄平坦部分103或113的长度为100μm或更大，只要它们的宽度M(在[11-20]方向)为100μm或更小，仍然能够获得同样的效果。通过使狭窄平坦部分103或113在谐振器方向上的长度为100μm或更小，有可能更有效地获得上述高度差。
第三实施例
以下将参照相关附图描述本发明的第三实施例。图13为在该实施例中已处理衬底131的一部分的俯视图。在该实施例中，在已处理衬底131上所示的区域中，形成有刻槽区域132a到132i，这些刻槽区域具有类似于第一或第二实施例中刻槽区域16、104或114的结构。刻槽区域132a到132e彼此平行形成，且刻槽区域132f到132i彼此平行形成。刻槽区域132a到132e垂直于刻槽区域132f到132i形成。
在如上所述形成的刻槽区域132a到132i中，令刻槽区域132a和132b之间的距离为“b”，令刻槽区域132b和132c，以及刻槽区域132c和132d之间的距离为“c”，令刻槽区域132d和132e之间的距离为“e”，令刻槽区域132f和132g之间的距离为“f”，且令刻槽区域132g和132h，以及刻槽区域132h和132i之间的距离为“d”。在该实施例中，这些距离“b”、“c”、“d”、“e”、和“f”分别假设为30μm、60μm、80μm、120μm和200μm。形成刻槽区域132a到132i使之具有20μm的宽度“a”和5μm的深度。这里，刻槽区域132a到132i形成脊133a到133l。脊133a和133b每一个均具有“b”דc”＝A1的面积，脊133c、133d、133e和133f每一个均具有“c”דd”＝A2的面积，脊133g具有“b”דf”＝A3的面积，脊133h和133i每一个均具有“d”דe”＝A4的面积，脊133j和133k每一个均具有“c”דf”＝A5的面积，而脊133l具有“e”דf”＝A6的面积。在该实施例中，面积A1、A2、A3、A4、A5和A6分别等于2400μm2、4800μm2、6000μm2、9600μm2、12000μm2和24000μm2。这样，脊133a到133l具有按以下顺序越来越大的面积：133a＝133b＜133c＝133d＝133e＝133f＜133g＜133h＝133i＜133j＝133k＜133l。
通过这种方式，以网格状图案在已处理衬底131上形成了刻槽区域132a到132i，结果，形成了面积不同的脊133a到133l。脊133a到133l的面积越小，氮化物半导体薄膜在它们上的生长速率就越高，从而氮化物半导体薄膜的生长面的水平高度越高。即，通过以网格状形状形成间隔变化的刻槽区域132a到132i并随后恰当设定各脊的面积，有可能获得具有期望厚度的氮化物半导体薄膜。
当在上述其上形成有刻槽区域132a到132i以及脊133a到133l的已处理衬底131上生长GaN或AlGaN时，在不同脊上各个区域中的生长面具有变化的水平高度。例如，在图13中，脊133a在纵向和横向均宽100μm或更小(具体地说，分别是80μm和30μm)，因此具有2400μm2的面积A1，这是所有脊中最小的，因此这里的氮化物半导体薄膜具有最大的生长厚度。这样，那里生长的膜的生长面具有最高的水平高度。在其他区域中，随着它们的面积从A1增加到A2，到A3，到A4，到A5，到A6，生长面的水平高度在下降。脊133l在纵向和横向上均超过100μm宽(具体地说，分别为200μm和120μm)，因此具有24000μm2的面积A6。这里，氮化物半导体薄膜具有大致等于未在已处理衬底131上形成刻槽区域132a到132i时所获得的生长厚度。
这样，令氮化物半导体薄膜在脊133a到133l上的生长面的水平高度分别为133aT到133lT，那么生长面按以下顺序具有越来越高的水平高度：133aT＝133bT＞133cT＝133dT＝133eT＝133fT＞133gT＞133hT＝133iT＞133jT＝133kT＞133lT。通过这种方式，在生长氮化物半导体薄膜之前，在已处理衬底131上形成具有不同面积的脊。通过随后生长氮化物半导体薄膜，有可能随着各脊上不同的生长面积(脊面积)使生长的氮化物半导体薄膜具有变化的表面水平高度。
利用通过这种方式在氮化物半导体薄膜中获得的水平高度差，有可能，例如在同一已处理衬底上制作氮化物半导体激光器和PD(光电二极管)，由此制作出组合的半导体元件。图14示出了此类组合半导体器件的例子。图14示出了按照上述方式制作的已处理衬底141，和在已处理衬底141上形成的PD 142和氮化物半导体激光元件143。在已处理衬底141的表面上，由于形成氮化物半导体激光元件143的区域的面积小于形成PD 142的区域的面积，因此氮化物半导体激光元件143具有比PD 142更高的生长面。这样就可能利用PD 142监测氮化物半导体激光元件143发出的光而不截断它。还有可能引入电子器件以制作组合半导体器件。
该实施例涉及这样一种情况，其中，形成在已处理衬底141上的激光器为氮化物半导体激光器，但是该激光器可以是基于任何其他类型半导体的半导体激光器，例如III-V族化合物半导体。第一和第二实施例均涉及氮化物半导体激光元件，但是它们可以应用于除了氮化物半导体激光元件之外的任何半导体元件。
本申请要求于2004年6月10日在日本提交的专利申请No.2004-172326的优先权，在此将其全部内容引入作为参考。

Claims (13)

1.一种用于制作半导体元件的方法，包括：
第一步骤，在具有作为其至少一部分表面的氮化物半导体层的衬底上，形成至少包括一个凹陷部分的刻槽区域和作为非刻槽区域的脊部分，由此生成已处理衬底；以及
第二步骤，沉积氮化物半导体分层结构部分，该部分包括在所述刻槽区域中和在所述脊部分表面上的至少一种类型的氮化物半导体薄膜，
其中，在所述第二步骤中，使设置在接近所述刻槽区域的脊部分的区域上的氮化物半导体分层结构的、从所述脊部分的表面到所述氮化物半导体分层结构的表面测量的厚度大于设置在半导体元件生成区上的氮化物半导体分层结构部分的、从所述脊部分的表面到所述氮化物半导体分层结构部分的表面测量的厚度，由此在接近刻槽区域的脊部分的区域上形成第一伪脊部分，其中所述半导体元件生成区为所述脊部分的、接近所述刻槽区域的区域之外的区域。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在所述第二步骤中，在形成所述氮化物半导体分层结构部分时，所述刻槽区域的凹陷部分未被完全填充。
3.如权利要求1所述的方法，其中，在所述第二步骤中，构成所述氮化物半导体分层结构部分的氮化物半导体薄膜包括AlGaN层，所述AlGaN层的Al含量比为0.03或更大且所述AlGaN层的总厚度为1μm或更大。
4.如权利要求1所述的方法，其中，在所述第二步骤中，使设置在所述第一伪脊部分上的所述氮化物半导体分层结构部分的、从所述脊部分的表面到所述氮化物半导体分层结构部分的表面测量的厚度，比设置在所述半导体元件生成区上的所述氮化物半导体分层结构部分的、从所述脊部分的表面到所述氮化物半导体分层结构部分的表面测量的厚度大200nm或更多。
5.如权利要求1所述的方法，其中，在所述第一步骤中，如此形成所述刻槽区域，使其包括两个或更多凹陷部分和夹于其间的狭窄平坦部分，所述狭窄平坦部分在垂直于第一方向上具有100μm或更小的宽度，在第一方向上所述刻槽区域延伸，且
其中，在所述第二步骤中，使设置在所述狭窄平坦部分上的所述氮化物半导体分层结构部分的、从所述狭窄平坦部分的表面到所述氮化物半导体分层结构部分的表面测量的厚度，比设置在所述半导体元件生成区上的所述氮化物半导体分层结构部分的、从所述脊部分的表面到所述氮化物半导体分层结构部分的表面测量的厚度大，由此在所述狭窄平坦部分中形成第二伪脊部份。
6.如权利要求1所述的方法，其中，在所述第一步骤中，如此形成所述刻槽区域，使其包括三个凹陷部分和夹于其间的两个狭窄平坦部分，所述狭窄平坦部分的每一个在垂直于第一方向上具有100μm或更小的宽度，在第一方向上所述刻槽区域延伸，且
其中，在所述第二步骤中，使设置在所述狭窄平坦部分上的所述氮化物半导体分层结构部分的、从所述狭窄平坦部分的表面到所述氮化物半导体分层结构部分的表面测量的厚度，比设置在所述半导体元件生成区上的所述氮化物半导体分层结构部分的、从所述脊部分的表面到所述氮化物半导体分层结构部分的表面测量的厚度大，由此在所述狭窄平坦部分中形成两个第二伪脊部份。
7.如权利要求1所述的方法，还包括：
第三步骤，在所述第二步骤中形成的半导体元件生成区中制作半导体元件；
第四步骤，在垂直于所述第一方向的方向上解理所述已处理衬底以形成具有多个安装于其上的半导体元件的条；以及
第五步骤，通过在平行于所述第一方向的方向上劈开所述条进行芯片分割，以将所述条上的半导体元件分割成分立的芯片，
其中，在所述第五步骤中，在设置在所述刻槽区域中的所述氮化物半导体分层结构部分的顶面上，或者在恰好位于所述刻槽区域下方的所述已处理衬底的一部分的下表面上进行划片，形成平行于所述第一方向的划线，然后进行所述的芯片分割。
8.如权利要求5所述的方法，还包括：
第三步骤，在所述第二步骤中形成的半导体元件生成区中制作半导体元件；
第四步骤，在垂直于所述第一方向的方向上解理所述已处理衬底以形成具有多个安装于其上的半导体元件的条；以及
第五步骤，通过在平行于所述第一方向的方向上劈开所述条进行芯片分割，以将所述条上的半导体元件分割成分立的芯片，
其中，在所述第五步骤中，在所述第二伪脊部分上的中间部分中，或者在恰好位于所述第二伪脊部分下方的所述已处理衬底的一部分的下表面上进行划片，形成平行于所述第一方向的划线，然后进行所述的芯片分割。
9.如权利要求6所述的方法，其进一步包括：
第三步骤，在所述第二步骤中形成的半导体元件生成区中制作半导体元件；
第四步骤，在垂直于所述第一方向的方向上解理所述已处理衬底以形成具有多个安装于其上的半导体元件的条；以及
第五步骤，通过在平行于所述第一方向的方向上劈开所述条进行芯片分割，以将所述条上的半导体元件分割成分立的芯片，
其中，在所述第五步骤中，在设置在所述刻槽区域中的、夹在所述两个狭窄平坦部分之间的凹陷部分中的所述氮化物半导体分层结构部分中，或者在恰好位于该凹陷部分下方的所述已处理衬底的一部分的下表面上进行划片，形成平行于所述第一方向的划线，然后进行所述的芯片分割。
10.一种半导体元件，通过权利要求1所述的方法制作。
11.一种半导体器件，包括：
如权利要求10所述的半导体元件；以及
在其上安装所述半导体元件的安装构件，
其中，所述半导体元件以如此方式安装在所述安装构件上，使得所述半导体元件与所述安装构件的表面接触，使所述半导体元件的氮化物半导体分层结构部分一侧朝下。
12.一种用于制作半导体元件的方法，包括：
第一步骤，在具有作为其至少一部分表面的氮化物半导体层的衬底上，形成包括至少一个凹陷部分的刻槽区域和作为非刻槽区域的脊部分，由此生成已处理衬底；以及
第二步骤，沉积一氮化物半导体分层结构部分，该部分包括在所述刻槽区域中和在所述脊部分表面上的至少一种类型的氮化物半导体薄膜，
其中，在所述第一步骤中，所述刻槽区域以网格形状形成，相邻的所述刻槽区域彼此平行且彼此间以变化的间距形成以便形成多个具有变化面积的非刻槽区域，且
其中，在所述第二步骤中，设置在所述非刻槽区域上的所述氮化物半导体分层结构部分的、从所述脊部分的表面到所述氮化物半导体分层结构部分的表面测量的厚度随着所述脊部分的表面面积而变化。
13.一种半导体元件，通过权利要求12所述的方法制作。
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