CN1957510A - 氮化物半导体装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种氮化物半导体装置，该氮化物半导体装置(100)具备：n－GaN基板(1)；形成于n－GaN基板(1)的主面上，包括p型区域及n型区域的半导体叠层构造；与半导体叠层构造中所含的p型区域的一部分接触的p侧电极(32)；设于基板(1)的背面的n侧电极(34)。基板(1)的背面包括粗糙区域(40a)和平坦区域(40b)，n侧电极(34)将粗糙区域(40a)的至少一部分覆盖。

Description

氮化物半导体装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及氮化物半导体装置及其制造方法。
背景技术
使用以氮化镓(GaN)为首的III-V族氮化物半导体材料(AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1，0≤y≤1)制作的蓝紫色半导体激光器是用于实现光盘装置的超高密度记录的关键设备，现在已经达到实用水平。蓝紫色半导体激光器的高输出化不仅能够实现光盘的高速写入，而且对于向激光显示器中的应用等新型的技术领域的开拓来说是必需的技术。
近年来，作为为了制造氮化物半导体装置而必需的基板，GaN基板被认为是有实力的。GaN基板与以往所用的蓝宝石基板相比，在晶体的晶格整合或放热性这样的方面上更为优良。另外，与蓝宝石基板为绝缘性的情况不同，GaN基板具有导电性也是优点之一。即，可以采用在GaN基板的背面侧也形成电极，沿横切GaN基板的方向流过电流的构造。如果在具有导电性的GaN基板的背面形成电极，则可以缩小各个半导体装置的尺寸(芯片面积)，当缩小芯片面积时，由于由1片晶片制作得到的芯片的总数增加，因此可以降低制造成本。
在GaN基板的背面形成了n侧电极的半导体激光器例如公布于专利文献1到3等中。
专利文献1：特开2002-16312号公报
专利文献2：特开2004-71657号公报
专利文献3：特开2004-6718号公报
在GaN基板的背面形成了n侧电极的情况下，会有其电接触特性差这样的问题。所述各专利文献中所记载的以往技术中，也想要通过在基板背面形成凹凸等，来实现接触特性的改善。
但是，以往的方法中，接触电阻的改善不充分，另外还发现，根据后面详细说明的理由，当以批量生产水平采用在基板背面形成凹凸的技术时，则会有难以材料利用率优良地制造半导体激光器装置的问题。
发明内容
本发明是鉴于所述情况而完成的，其目的在于，提供在改善基板背面侧的电接触特性的同时，可以材料利用率优良地制造的氮化物半导体装置及其制造方法。
本发明的氮化物半导体装置是具备：含有n型杂质的氮化物类半导体基板；形成于所述半导体基板的主面上，包括p型区域及n型区域的半导体叠层构造；与所述半导体叠层构造中所含的所述p型区域的一部分接触的p侧电极；设于所述半导体基板的背面的n侧电极的氮化物半导体装置，其中，所述半导体基板的背面包括平坦区域和粗糙区域，所述n侧电极将所述粗糙区域的至少一部分覆盖。
在优选的实施方式中，所述半导体基板的背面的所述平坦区域具备具有20μm以上的宽度的带形，位于所述粗糙区域的周围。
在优选的实施方式中，所述半导体基板的背面和所述n侧电极的接触区域的轮廓与所述平坦区域和所述粗糙区域的交界匹配。
在优选的实施方式中，所述半导体基板的背面的所述粗糙区域是研磨加工面或清净化处理面。
在优选的实施方式中，所述半导体基板的所述主面为+C极性面。
在优选的实施方式中，所述半导体基板的背面的所述平坦区域为-C极性面。
在优选的实施方式中，所述半导体基板的背面的所述粗糙区域具有利用蚀刻形成的多个凹部或凸部。
在优选的实施方式中，所述半导体基板的背面的所述粗糙区域中，形成有具有不同的面方位的多个刻面(facet)。
在优选的实施方式中，所述半导体基板的背面的所述粗糙区域的凹凸阶梯处于10nm以上1μm以下的范围，所述平坦区域的凹凸阶梯在10nm以下。
在优选的实施方式中，所述n侧电极将所述半导体基板的背面的所述粗糙区域的整体覆盖。
在优选的实施方式中，所述半导体基板的背面的所述平坦区域被与解理面位置相接地配置。
在优选的实施方式中，所述n侧电极具有由选自Ti、Al、Pt、Au、Mo、Sn、In、Ni、Cr、Nb、Ba、Ag、Rh、Ir、Ru及Hf所构成的组中的至少一种金属或合金形成的层。
在优选的实施方式中，所述n侧电极的接触电阻率在5×10-4Ω·cm2以下。
本发明的氮化物半导体装置的制造方法是包括：准备含有n型杂质的氮化物类半导体基板的工序、在所述半导体基板的主面上形成包括p型区域及n型区域的半导体叠层构造的工序、在所述半导体叠层构造中所含的所述p型区域中形成p侧电极的工序、在包括氮面的所述半导体基板的背面形成n侧电极的工序的氮化物半导体装置的制造方法，其中，包括：在所述半导体基板的背面形成n侧电极之前，在所述背面形成平坦区域和粗糙区域的工序；在形成了所述n侧电极后，使解理面穿过所述平坦区域地进行所述半导体基板的解理的工序。
在优选的实施方式中，在所述半导体基板的背面形成了平坦区域和粗糙区域后，在所述半导体基板的背面形成n侧电极之前，进行减少所述半导体基板的背面的碳浓度的工序。
在优选的实施方式中，减少所述碳浓度的工序包括：在所述半导体基板的背面形成绝缘膜的工序、除去所述绝缘膜的工序。
在优选的实施方式中，减少所述碳浓度的工序包括：在所述半导体基板的背面堆积氧化硅膜的工序、除去所述氧化硅膜的工序。
在优选的实施方式中，形成所述粗糙区域的工序包括：在所述半导体基板的背面形成掩模层的工序，该掩模层具备使所述半导体基板的背面当中的应当形成所述粗糙区域的部分露出的开口部；对所述半导体基板的背面当中的应当形成所述粗糙区域的部分进行蚀刻处理的工序。
在优选的实施方式中，形成所述n侧电极的工序包括：在所述半导体基板的背面覆盖所述掩模层地堆积金属电极层的工序；通过将所述金属电极层当中的位于所述掩模层上的部分与所述掩模层一起除去，而将所述金属电极层图案处理为所述n侧电极的工序。
根据本发明，由于利用氮化物类半导体基板的背面和n侧电极的界面的粗糙区域，接触界面的有效的面积增加，另外，还可以获得接触界面的碳浓度减少的效果，因此可以改善n侧电极的接触特性。另外，由于解理变得容易，因此可以材料利用率优良地制造半导体激光器装置。
附图说明
图1是示意性地表示GaN基板的GaN晶体构造的立体图。
图2是表示本发明的氮化物半导体装置的第一实施方式的剖面图。
图3(a)是表示第一实施方式的氮化物半导体基板的上面侧的一部分的俯视图，(b)是表示该氮化物半导体基板的背面侧的俯视图。
图4是表示第一实施方式的解理前的氮化物半导体装置的主要部分的剖面图。
图5(a)和(b)是示意性地表示一次解理的立体图。
图6是表示本发明的氮化物半导体装置的其他的实施方式的剖面图。
图7是表示本发明的氮化物半导体装置的其他的实施方式的剖面图。
其中，10  n型GaN基板，10a  长条，12  n型GaN层，14  n型AlGaN包覆层，16  GaN光导引层，18  InGaN多重量子阱层，20InGaN中间层，22  p型AlGaN帽层，24  p型GaN光导引层，26  p型AlGaN包覆层，28  p型GaN接触层，30  SiO2层，32  p侧电极(Pd/Pt)，34  n侧电极(Ti/Pt/Au)，36  SiO2层，40a  基板背面的粗糙区域，40b  基板背面的平坦区域，50  解理导引，100  半导体叠层构造。
具体实施方式
本申请发明人利用实验查明，在氮化物半导体基板的背面(bottomsurface)上形成的n侧电极的电接触电阻高的原因是由存在于氮化物半导体基板的背面的碳(C)造成的，另外发现，减少氮化物半导体基板的背面和n侧电极的界面的碳浓度对于接触电阻的减少是有效的，从而形成了本发明。
GaN晶体如图1所示地由Ga原子和N原子构成，具有六方晶构造。各种半导体层的进行外延生长的一侧的GaN基板的表面(top surface)是Ga原子以层状排列的面(Ga面或+C极性面)。与之不同，GaN基板的背面是氮原子(N原子)以层状排列的面(氮面或-C极性面)。氮面(以下称作「N面」。)即使在从背面侧研磨GaN基板而将基板厚度减少为任意的厚度的情况下，也具有总是在GaN基板的背面显现出来的性质。而且，在GaN基板的Ga原子在一部分的点位上与Al原子或In原子置换的一般的氮化物半导体基板中，也与所述相同，基板背面为N面。
根据本申请发明人的研究，GaN基板等氮化物半导体基板的N面容易吸附碳，在N面形成了电极后，碳在N面与电极的界面上稳定地存在。该碳即使利用电极形成后的热处理也不会向周围扩散，稳定地存在于界面上，作为接触界面的电势垒发挥作用。如果可以在n侧电极形成前将存在于基板背面的碳适当地排除，则可以减小存在于接触界面上的电势垒，大幅度地改善n侧电极的接触特性。
当在GaN基板的背面形成凹凸，进行粗糙化时，则可以降低在基板背面中所占的N面的比例(面积比率)。但是，当利用以往技术在基板背面形成凹凸时，则会有难以材料利用率优良地施行GaN基板的「解理」的问题。以下将对该问题进行说明。
由于GaN基板具有六方晶构造，因此材料利用率优良地施行利用GaN基板的「解理」分离为各个半导体芯片(具有近似长方体的形状)的工序是非常困难的。为了材料利用率优良地进行该解理，采用以下的方法是有效的，即，在GaN基板的上面侧的解理预定线上形成多个「凹部的排列(以下称作『解理导引』)」的从基板背面沿着「解理导引」进行一次解理。
由于GaN基板具有透光性，因此本来可以从基板背面侧观察形成于基板上面侧的「解理导引」的位置，沿着解理导引进行一次解理。但是，当在GaN背面全面形成凹凸时，则由于产生基板背面上的散射，因此无法从基板背面观察解理导引。由此，当利用以往技术在GaN基板的背面形成凹凸时，则无法材料利用率优良地进行解理工序。
所以，本发明中，不是在氮化物半导体基板的背面全面形成凹凸，而是通过仅在特定的区域形成凹凸，将基板背面区分为平坦区域(窗区域)和粗糙区域。此外，n侧电极是将粗糙区域的至少一部分覆盖地形成的。
而且，本说明书中的所谓「平坦区域」是与「粗糙区域」相比相对地平滑的面。更具体来说，「平坦区域」是基板背面当中的保持了利用研磨加工平滑化的状态的部分，是指并非有意地形成凹凸的区域。但是，该「平坦区域」也可以在研磨加工后接受用于清净化的处理(清洁处理)。另一方面，「粗糙区域」是基板背面当中的利用蚀刻等处理有意地形成了凹凸的部分。用于粗糙化的蚀刻如果是蚀刻速度根据晶面方位而不同的各向异性蚀刻，则在粗糙区域中就形成具有多个不同的面方位的刻面。
根据本发明，由于在基板背面的平坦区域中不产生散射，因此在基板上面侧形成了「解理导引」的情况下，可以从基板背面侧观察该「解理导引」，恰当地施行一次解理。
以下将对本发明的氮化物半导体装置的制造方法进行说明。
首先，本发明中，在氮化物半导体基板的表面(Ga面)上，利用使用了外延生长技术的公知的半导体生长法，形成半导体叠层构造。半导体叠层构造包括p型区域及n型区域。在制造半导体激光器等发光元件时，半导体叠层构造将会包括双异质构造、用于将光及电流关入一定空间内的构造。
在氮化物基板的表面侧，形成了与半导体叠层构造中的p型区域电接触的p侧电极后，在氮化物半导体基板的背面形成n侧电极之前，本发明中，进行特别的处理，即，进行在氮化物半导体基板的背面的规定区域形成粗糙区域的工序。该工序可以通过在将基板背面的一部分用掩模层覆盖后，蚀刻未由掩模层覆盖的区域而进行。
在优选的实施方式中，在基板背面形成了粗糙区域及平坦区域后，进行用于减少碳浓度的表面处理。该处理包括：将氮化物半导体基板的背面用堆积物的层覆盖的工序、将该层利用蚀刻除去的工序。更优选在氮化物半导体基板的背面堆积了二氧化硅(SiO2)膜后，将该SiO2膜从背面去掉。根据本发明人的实验发现，通过对基板背面进行所述的处理(SiO2膜的堆积和除去)，就可以大幅度地减少存在于基板背面的碳的浓度，由此可以获得减少接触电阻的效果。
在进行了所述的各工序(背面处理)后，当在氮化物半导体基板的背面形成n侧电极时，则在基板背面与n侧电极的界面上有效的接触面积增大，并且可以将界面上的碳浓度减少为测定装置的检测界限以下。利用这些操作，就可以大大地减少接触电阻。
在优选的实施方式中，在设于基板主面侧的半导体叠层构造的上部形成规定解理线的多个凹部(解理导引)。此种凹部例如可以利用划片技术及蚀刻技术来容易地形成。
在基板背面形成了n侧电极后，通过在穿过存在于未被n侧电极覆盖的位置上的平坦区域观察所述的解理导引的同时，沿着解理导引从基板背面进行一次解理，而将氮化物半导体基板分割为多个长条。接下来，通过进行对各长条的二次解理，就可以从各长条中分离各个半导体激光器芯片。
(第一实施方式)
以下，将在参照附图的同时，对本发明的氮化物半导体装置及其制造方法的第一实施方式进行说明。
首先，参照图2。图2示意性地表示了本实施方式的氮化物半导体装置，即，GaN类半导体激光器的剖面。图示的元件剖面是与谐振器端面平行的面，谐振器长度方向与该剖面正交。
本实施方式的半导体激光器具备：掺杂了n型杂质的n型GaN基板(厚度：约100μm)10、设于n型GaN基板10的表面(Ga面)的半导体叠层构造100。
半导体叠层构造100包括：n型GaN层12、n型AlGaN包覆层14、GaN光导引层16、InGaN多重量子阱层18、InGaN中间层20、p型AlGaN帽层22、p型GaN光导引层24、p型AlGaN包覆层26及p型GaN接触层28。
本实施方式的半导体叠层构造100中所含的各半导体层的杂质浓度(掺杂剂浓度)或厚度如以下的表1中所示。
[表1]
  半导体层   杂质浓度(cm-3)   厚度
  n型GaN层12   Si：5×1017   1μm
  n型AlGaN包覆层14   Si：5×1017   1.5μm
  GaN光导引层16   120nm
  InGaN多重量子阱层18   活性层(3nm)/阻挡层(9nm)
  InGaN中间层20   80nm
  p型AlGaN帽层22   Mg：1×1019   20nm
  p型GaN光导引层24   Mg：1×1019   20nm
  p型AlGaN包覆层26   Mg：1×1019   0.5μm
  p型GaN接触层28   Mg：1×1020   0.1μm
而且，表1中所示的杂质、杂质浓度及各半导体层的厚度只不过是一个例子，不是限定本发明的数据。
半导体叠层构造100当中的p型GaN接触层28及p型AlGaN包覆层26被加工为沿着谐振器长度方向延伸的脊条纹的形状。脊条纹的宽度例如为1.5μm左右，谐振器长度例如为600μm。芯片宽度(图5中为与各半导体层平行的方向的元件尺寸)例如为200μm。
半导体叠层构造100的上面当中的除去脊条纹的上面的部分被SiO2层30覆盖，在SiO2层30的中央部形成有使脊条纹的上面露出的条纹状的开口部。穿过SiO2层30的开口部，p型GaN接触层28的表面与p侧电极(Pd/Pt)32接触。
n型GaN基板10的背面被区分为形成了凹凸的粗糙区域40a、未形成凹凸的平坦区域40b。覆盖粗糙区域地设置有n侧电极(Ti/Pt/Au)34。粗糙区域40a中的凹凸阶梯例如处于10nm以上(优选50nm以上)1μm以下的范围。平坦区域40b中的凹凸阶梯例如处于1nm以上10nm以下的范围。
本实施方式中，n型GaN基板10的背面和n侧电极34的界面上的碳浓度被减少为5原子％以下，更具体来说，被减少为2原子％以下。
以下，将对制造本实施方式的氮化物半导体装置的方法的优选的实施方式进行说明。
首先，准备利用公知的方法制作的n型GaN基板10。n型GaN基板10的厚度例如约为400μm左右。n型GaN基板10的表面被利用研磨加工平坦化。
然后，在n型GaN基板10的表面形成半导体叠层构造100。半导体叠层构造100的形成可以利用公知的外延生长技术来进行。例如如下所示地生长各半导体层。
首先，将n型GaN基板10插入有机金属气相生长(MOVPE)装置的小室内。其后，对n型GaN基板10的表面进行500～1100℃左右的热处理(热清洁)。该热处理例如在750℃下进行1分钟以上，优选进行5分钟以上。在进行该热处理期间，最好向小室内流入含有氮原子(N)的气体(N2、NH3、肼等)。
其后，将反应炉控制为约1000℃的温度，同时供给作为原料气体的三甲基镓(TMG)及氨气(NH3)、作为载气的氢和氮，并且还供给作为n型掺杂剂的硅烷(SiH4)气体，生长厚度约为1μm而Si杂质浓度约为5×1017cm-3的n型GaN层12。
然后，在还供给三甲基铝(TMA)的同时，生长由厚度约为1.5μm而Si杂质浓度约为5×1017cm-3的Al0.05Ga0.95N构成的n型AlGaN包覆层14。其后，在生长了由厚度约为120nm的GaN构成的GaN层16后，将温度降低至约800℃，将载气变更为氮，供给三甲基铟(TMI)和TMG，生长由膜厚约为3nm的In0.02Ga0.98N构成的量子阱(3层)和膜厚约为9nm的In0.01Ga0.99N阻挡层(2层)构成的多重量子阱活性层18。其后，生长由In0.01Ga0.99N构成的InGaN中间层20。InGaN中间层20可以大幅度地抑制从形成于其上的p型半导体层中向活性层18的p型掺杂剂(Mg)的扩散，在晶体生长后也可以将活性层18维持为高质量。
然后，再次将反应炉内的温度升高为约1000℃，向载气的氮中又导入氢，在供给作为p型掺杂剂的双环戊二烯基镁(Cp2Mg)气体的同时，生长由膜厚约为20nm而Mg杂质浓度约为1×1019cm-3的Al0.20Ga0.80N构成的p型AlGaN帽层22。
然后，生长由厚度约为20nm而Mg杂质浓度约为1×1019cm-3的p型GaN构成的第二GaN光导引层24。其后，生长由厚度约为0.5μm而杂质浓度约为1×1019cm-3的Al0.05Ga0.95N构成的p型AlGaN包覆层26。最后，生长由厚度约为0.1μm而Mg杂质浓度约为1×1020cm-3的p型GaN接触层28。
下面，参照图3(a)，对在半导体叠层构造的上面形成多个凹部(解理导引)50的工序进行说明。图3(a)是从上面侧看到半导体基板的一部分的俯视图。解理导引50的列在应当进行解理的线上周期性地排列，以沿着该线产生解理的方式发挥作用。作为解理导引50发挥作用的各凹部例如具有1～20μm的深度、1～5μm的宽度、1～40μm的长度，可以利用划片工序及蚀刻工序形成。图3(a)中所示的例子中，凹部的排列间距相当于基板的半导体激光器元件区域的排列区域，然而只要可以沿适当的方向引导解理，则凹部的形状或排列间距的大小可以是任意的。但是，该凹部最好具备从基板上面侧看沿「解理方向」具有锐角的菱形的形状，与基板垂直的剖面形状为锤状。这是因为，当将此种形状的凹部的列作为解理导引而从基板背面侧进行解理时，则很容易沿着凹部的列笔直地进行解理，解理的材料利用率提高。
其后，从背面侧研磨n型GaN基板10，将n型GaN基板10的厚度减少为约100μm左右。然后，如图3(b)所示，在n型GaN基板10的背面形成了具有格子形状的掩模层42后，通过将未被掩模层42覆盖的区域暴露于蚀刻液中，而形成多个蚀刻坑或突起，从而粗糙化。作为蚀刻液，例如可以使用氢氧化钾(KOH)或热磷酸等，通过在室温下进行10～60分钟的所述蚀刻，就可以形成数密度为5×106个/cm2、深度为10～1000nm的坑。被粗糙化了的区域(粗糙区域40a)的形成也可以通过不利用所述的湿式蚀刻，或者与湿式蚀刻并用地进行干式蚀刻来进行。
掩模层42具有规定粗糙区域40a的位置及形状的多个开口部，例如可以通过将抗蚀剂膜曝光·显影而制作。n型GaN基板10的背面当中的被掩模层42覆盖的部分与进行一次解理或二次解理的部分对应。在n型GaN基板10当中的未被掩模层42覆盖的区域中不形成蚀刻坑，作为平坦区域40b发挥作用。
本实施方式中，由于利用所述的方法，在基板背面当中的应当形成n侧电极34的区域形成粗糙区域40a，因此接触界面中的N面的面积比例减少，并且表面积增大。该结果会带来接触界面的碳浓度的减少效果，另外会增大接触的有效的面积，因此可以减少接触电阻。
此后，本实施方式中，为了进一步减少接触电阻，利用ECR溅射法，在n型GaN基板10的背面(研磨面)上堆积厚度0.5～1.5μm左右的SiO2膜。通过蚀刻该SiO2膜，从n型GaN基板1O的背面将SiO2膜除去。SiO2膜在n型GaN基板10的背面中至少需要从应当形成n侧电极的区域中完全地除去。本实施方式中，利用氢氟酸进行SiO2膜的除去。为了除去SiO2膜而使用的蚀刻剂并不限定于氢氟酸，也可以是其他的种类的蚀刻剂。另外，SiO2膜的除去并不限于湿式蚀刻，也可以是干式蚀刻或湿式蚀刻及干式蚀刻的组合。即使在基板背面形成凹凸，也会有在粗糙区域42中残存部分N面的情况，碳吸附于此种N面上，有可能使接触特性恶化。由此，最好进行所述的背面处理(碳减少处理)。
然后，在n型GaN基板1O的背面，将Ti/Pt/Au各金属层从基板侧以该顺序连续地堆积。其后，通过将掩模层42除去，进行位于掩模层42上的金属层的提离，由位于粗糙区域40a上的金属层形成n侧电极34。其后，在氮气气氛中进行烧结处理(约300℃)。该烧结处理具有进一步减少n侧电极34的接触电阻的效果。根据本实施方式，可以将n侧电极34的接触电阻率设为5×10-4Ω·cm以下。
根据本实施方式，由于利用在粗糙区域40a的形成中使用的掩模层42来进行n侧电极34的图案处理，因此n型GaN基板10的背面与n侧电极34的接触区域的轮廓与粗糙区域40a和平坦区域40b的交界匹配。
图4是表示形成了n侧电极34的阶段的n型GaN基板1O的一部分的剖面图。从图4中可以看出，利用蚀刻形成的凹凸形成于基板背面的局部(粗糙区域)。此种凹凸由(000-1)面以外的晶面露出的刻面构成。本实施方式的粗糙区域具有利用蚀刻形成的多个突起部，各突起部(高度：10～1000nm)为多角锥形或多角锥台形，其表面由(000-1)面以外的刻面构成。
然后，沿着图3(b)所示的虚线进行一次解理。图5(a)及(b)示意性地表示了利用一次解理从半导体基板中形成长条10a的工序。通过对利用一次解理得到的长条10a进行二次解理，就可以得到图2所示的半导体激光器。二次解理的方向与一次解理的方向正交。
根据本实施方式，由于形成将粗糙区域40a作为接触面而具有的n侧电极，因此可以增大接触面的有效的面积，并且可以减少接触面中的碳浓度，所以就可以减少n侧电极的接触电阻。另外，如图3(b)所示，由于可以从基板背面观察解理导引，因此也可以材料利用率优良地施行解理。而且，利用解理从基板中分割的各半导体激光器元件的基板背面的平坦区域40b被与解理位置相接地配置。
利用解理从基板中分割的各半导体激光器元件的基板背面的平坦区域40b具备具有20μm以上的宽度的带形，位于粗糙区域40a的周围(参照图3(b))。
基板背面的平坦区域40b的布置并不限定于图3(b)所示的例子。只要平坦区域40b形成于可以从基板背面侧观察解理导引50的位置即可。
(实施方式2)
在参照图6及图7的同时，对本发明的氮化物半导体装置的其他的实施方式进行说明。
图6所示的实施方式除了n型GaN基板的背面的平坦区域由绝缘层36覆盖这一点以外，具备与实施方式1的半导体激光器装置相同的构成。
如图6所示，在基板背面的一部分也可以残存SiO2膜等绝缘层36。虽然需要从n侧电极34应当与基板背面接触的区域中除去绝缘膜，然而即使在n侧电极34的周边作为绝缘层36残存有绝缘膜的一部分，也不会对接触特性产生影响。另外，通过在基板背面残存由SiO2等构成的绝缘层34，该绝缘层34就会吸收从活性层18向基板10漏出的光(杂散光)，还可以获得减少噪音的效果。
图7所示的实施方式除了基板背面倾斜这一点以外，具备与实施方式1的半导体激光器装置相同的构成。如图7所示，基板背面也可以作为整体从N面倾斜。这可以通过在研磨基板背面时将基板背面相对于研磨盘倾斜固定来实现。
而且，根据本发明，由于可以减少基板背面与n侧电极的界面的接触电阻，因此可以打开将以往无法使用的各种金属作为n电极的材料使用的道路。即，可以将Ti、Al、Pt、Au、Mo、Sn、In、Ni、Cr、Nb、Ba、Ag、Rh、Ir、Ru或Hf等金属或合金用于n侧电极的材料中。
所述的各实施方式中，虽然作为氮化物半导体基板使用了GaN基板，然而氮化物半导体基板并不限于GaN，也可以是由AlGaN、InGaN等形成的基板。另外，基板也可以是倾角(off)基板。
产业上的利用可能性
本发明由于改善了被期待作为短波长光源或高耐压元件的利用的氮化物半导体装置的n侧电极接触特性，因此可以有助于可靠性优良的氮化物半导体激光器等的批量生产。

Claims (20)

1.一种氮化物半导体装置，是具备：含有n型杂质的氮化物类半导体基板；形成于所述半导体基板的主面上，包括p型区域及n型区域的半导体叠层构造；与所述半导体叠层构造中所含的所述p型区域的一部分接触的p侧电极；设于所述半导体基板的背面的n侧电极的氮化物半导体装置，其中，
所述半导体基板的背面包括平坦区域和粗糙区域，
所述n侧电极将所述粗糙区域的至少一部分覆盖。
2.根据权利要求1所述的氮化物半导体装置，其中，所述半导体基板的背面的所述平坦区域具备具有20μm以上的宽度的带形，位于所述粗糙区域的周围。
3.根据权利要求1所述的氮化物半导体装置，其中，所述半导体基板的背面和所述n侧电极的接触区域的轮廓与所述平坦区域和所述粗糙区域的交界匹配。
4.根据权利要求1所述的氮化物半导体装置，其中，所述半导体基板的背面的所述粗糙区域是研磨加工面或清净化处理面。
5.根据权利要求1所述的氮化物半导体装置，其中，所述半导体基板的所述主面为+C极性面。
6.根据权利要求1所述的氮化物半导体装置，其中，所述半导体基板的背面的所述平坦区域为-C极性面。
7.根据权利要求1所述的氮化物半导体装置，其中，所述半导体基板的背面的所述粗糙区域具有利用蚀刻形成的多个凹部或凸部。
8.根据权利要求1所述的氮化物半导体装置，其中，所述半导体基板的背面的所述粗糙区域中，形成有具有不同的面方位的多个刻面。
9.根据权利要求1所述的氮化物半导体装置，其中，所述半导体基板的背面的所述粗糙区域的凹凸阶梯处于10nm以上1μm以下的范围，所述平坦区域的凹凸阶梯在10nm以下。
10.根据权利要求1所述的氮化物半导体装置，其中，所述n侧电极将所述半导体基板的背面的所述粗糙区域的整体覆盖。
11.根据权利要求1所述的氮化物半导体装置，其中，所述半导体基板的背面的所述平坦区域被与解理面位置相接地配置。
12.根据权利要求1所述的氮化物半导体装置，其中，所述n侧电极具有由选自Ti、Al、Pt、Au、Mo、Sn、In、Ni、Cr、Nb、Ba、Ag、Rh、Ir、Ru及Hf所构成的组中的至少一种金属或合金形成的层。
13.根据权利要求1所述的氮化物半导体装置，其中，所述n侧电极的接触电阻率在5×10-4Ω·cm2以下。
14.根据权利要求1所述的氮化物半导体装置，其中，所述半导体基板的背面由研磨加工面构成。
15.一种氮化物半导体装置的制造方法，是包括：
准备含有n型杂质的氮化物类半导体基板的工序、
在所述半导体基板的主面上形成包括p型区域及n型区域的半导体叠层构造的工序、
在所述半导体叠层构造中所含的所述p型区域中形成p侧电极的工序、
在包括氮面的所述半导体基板的背面形成n侧电极的工序的氮化物半导体装置的制造方法，其中，包括：
在所述半导体基板的背面形成n侧电极之前，在所述背面形成平坦区域和粗糙区域的工序；
在形成了所述n侧电极后，使解理面穿过所述平坦区域地进行所述半导体基板的解理的工序。
16.根据权利要求15所述的氮化物半导体装置的制造方法，其中，在所述半导体基板的背面形成了平坦区域和粗糙区域后，在所述半导体基板的背面形成n侧电极之前，进行减少所述半导体基板的背面的碳浓度的工序。
17.根据权利要求15所述的氮化物半导体装置的制造方法，其中，减少所述碳浓度的工序包括：在所述半导体基板的背面形成绝缘膜的工序、除去所述绝缘膜的工序。
18.根据权利要求15所述的氮化物半导体装置的制造方法，其中，减少所述碳浓度的工序包括：在所述半导体基板的背面堆积氧化硅膜的工序、和除去所述氧化硅膜的工序。
19.根据权利要求15所述的氮化物半导体装置的制造方法，其中，形成所述粗糙区域的工序包括：
在所述半导体基板的背面形成掩模层的工序，该掩模层具备使所述半导体基板的背面当中的应当形成所述粗糙区域的部分露出的开口部；
对所述半导体基板的背面当中的应当形成所述粗糙区域的部分进行蚀刻处理的工序。
20.根据权利要求19所述的氮化物半导体装置的制造方法，其中，形成所述n侧电极的工序包括：
在所述半导体基板的背面覆盖所述掩模层地堆积金属电极层的工序；
通过将所述金属电极层当中的位于所述掩模层上的部分与所述掩模层一起除去，而将所述金属电极层图案处理为所述n侧电极的工序。
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