JP2000277437A - Growth method for nitride semiconductor and element thereof - Google Patents

Growth method for nitride semiconductor and element thereof

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JP2000277437A
JP2000277437A JP8028899A JP8028899A JP2000277437A JP 2000277437 A JP2000277437 A JP 2000277437A JP 8028899 A JP8028899 A JP 8028899A JP 8028899 A JP8028899 A JP 8028899A JP 2000277437 A JP2000277437 A JP 2000277437A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a growth method for a nitride semiconductor wherein such nitride semiconductor substrate is provided as, when a device structure is formed with a nitride semiconductor as a substrate, no chipping or cracking occurs with the substrate even if a resonance surface is formed by beveling, for better life characteristics while dislocation is so reduced as to improve reliability of an element at actual use, and to provide a nitride semiconductor element which is excellent in such element characteristics as life characteristics with the one provided by that growth method for nitride the semiconductor as a substrate. SOLUTION: A first nitride semiconductor 2 is grown on a nitride semiconductor substrate 1 by such method as dislocation is reduced by using the lateral growth of a nitride semiconductor (method for forming a first protective film 11 or first rough 13). A device structure is formed to grow a nitride semiconductor element on the first nitride semiconductor 2 thus provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は窒化物半導体(In
XAlYGa1-X-YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦1)の成長
方法に係り、特に転位の少ない窒化物半導体の成長方法
に関する。また、本発明は、前記窒化物半導体よりなる
基板を用い発光ダイオード、レーザダイオード等の発光
素子、あるいは太陽電池、光センサー等の受光素子に使
用される窒化物半導体(InXAlYGa1-X-YN、0≦
X、0≦Y、X+Y≦1)よりなる窒化物半導体素子に関す
る。
The present invention relates to a nitride semiconductor (In).
X Al Y Ga 1-XY N , 0 ≦ X, 0 ≦ Y, relates to a method of growing X + Y ≦ 1), in particular a method for the growth of small nitride semiconductor dislocation. Further, the present invention provides a nitride semiconductor (In x Al Y Ga 1- ) used for a light emitting element such as a light emitting diode or a laser diode, or a light receiving element such as a solar cell or an optical sensor using the substrate made of the nitride semiconductor. XY N, 0 ≦
X, 0 ≦ Y, and X + Y ≦ 1).

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、窒化物半導体からなる青色、青緑
色の発光ダイオード(LED)、レーザダイオード(L
D)が実用化されたり実用可能になっている。
2. Description of the Related Art In recent years, blue and blue-green light emitting diodes (LEDs) and laser diodes (L
D) has been put to practical use or has become practical.

【0003】例えば、本発明者等は、Aplide Physics L
etters. Vol.73, Number6 (1998) pp.832-834 に、サフ
ァイア上に、有機金属化学気相成長法(MOCVD)に
より2μmの膜厚で成長させたGaN層上に、0.1μ
mの膜厚のSiO2よりなる保護膜を部分的に形成し、
その後、保護膜を有する面上に再度GaNをMOCVD
により20μmの膜厚で成長(ELOG成長)させ、続
いて、ハイドライド気相成長法(HVPE)により20
0μmの膜厚のGaNを成長させ、その後サファイア基
板を研磨により除去して、ほぼ150μmの膜厚のGa
Nの基板を得て、このGaN基板上にデバイス構造を形
成し、GaN基板のM面[六方晶系の側面;例えば{1
−100}等]で劈開して共振面を形成してなる窒化物
半導体素子を報告している。そして、報告されたレーザ
素子は、劈開により形成された共振面からのレーザ光の
ファーフィールドパターンが良好で、また出力5mWと
なるように動作電流を調整し50℃の条件下でほぼ18
0時間の連続発振が可能となる。
[0003] For example, the present inventors have proposed that Applide Physics L
Vol.73, Number6 (1998) pp.832-834 describes that a 0.1 μm thick GaN layer was grown on sapphire to a thickness of 2 μm by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD).
a protective film made of SiO 2 having a thickness of m
After that, GaN is again MOCVD on the surface having the protective film.
Is grown to a film thickness of 20 μm (ELOG growth), followed by hydride vapor phase epitaxy (HVPE).
GaN having a thickness of about 0 μm is grown, and then the sapphire substrate is removed by polishing.
An N substrate is obtained, a device structure is formed on the GaN substrate, and the M plane of the GaN substrate [a hexagonal side surface;
-100 ° etc.] and a nitride semiconductor device formed by forming a resonance surface. The reported laser element has a good far-field pattern of laser light from the resonance surface formed by cleavage, and has an operating current adjusted so as to have an output of 5 mW.
Continuous oscillation for 0 hours becomes possible.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ap
pl.Phys.Lett.に報告されている窒化物半導体素子は、
レーザ素子の実用化の可能性を有しているものの、実用
化のためには寿命特性が十分満足できるものではない。
上記報告されているレーザ素子は、高温でかなりの長時
間、連続発振できるが、連続発振が180時間を過ぎる
と、動作電流が急激に増加することから、素子の劣化が
かなり進行していると推測できる。
However, the above Ap
The nitride semiconductor device reported to pl.Phys.Lett.
Although there is a possibility of practical use of a laser element, the life characteristics are not sufficiently satisfactory for practical use.
The above reported laser device can continuously oscillate at a high temperature for a considerably long time. I can guess.

【0005】本発明者等は、寿命特性のさらなる向上の
ために種々検討した結果、デバイス構造を成長させる窒
化物半導体基板の表面に、表面透過型電子顕微鏡(表面
TEM)観察によると、ほぼ均一に1×107個/cm2
程度の転位が確認され、この転位により寿命特性が低下
するのではないかと考えた。上記転位密度は、従来のサ
ファイア基板上にGaNを成長させていく場合に比べれ
ば、かなり低減されているが、実用化に際しての素子の
信頼性を十分にするには、寿命特性をさらに向上させる
必要がある。
As a result of various studies for further improving the life characteristics, the present inventors have found that the surface of a nitride semiconductor substrate on which a device structure is grown has a substantially uniform surface according to a surface transmission electron microscope (surface TEM) observation. 1 × 10 7 pieces / cm 2
A degree of dislocation was confirmed, and it was considered that this dislocation might deteriorate the life characteristics. Although the above dislocation density is considerably reduced as compared with the case where GaN is grown on a conventional sapphire substrate, the life characteristics are further improved in order to ensure sufficient reliability of the device in practical use. There is a need.

【0006】窒化物半導体基板の表面にほぼ均一に転位
が見られる原因として、劈開の際の物理的強度を向上さ
せ欠けや割れを防止するため、HVPEで膜厚200μ
mの厚さに窒化物半導体を成長させる過程で、保護膜の
形成されていない部分(窓部)上部に見られる転位が、
窒化物半導体の成長と共に均一に広がっているためと推
測できる。
The reason why dislocations are observed almost uniformly on the surface of the nitride semiconductor substrate is that HVPE is used to improve the physical strength at the time of cleavage and to prevent chipping or cracking.
In the process of growing the nitride semiconductor to a thickness of m, the dislocations seen above the portion where the protective film is not formed (window portion)
It can be inferred that it spreads uniformly with the growth of the nitride semiconductor.

【0007】ちなみに、保護膜を形成後、MOCVDで
20μmの膜厚で窒化物半導体を成長させた時点では、
窓部上部にはほぼ1×109個/cm2程度の転位が見ら
れるが、一方、保護膜上部にはほとんど転位が見られな
い。仮に、この転位のない保護膜上部にデバイス構造、
特にリッジ形状のストライプを形成すると、寿命特性が
向上する。しかし、20μmの膜厚の窒化物半導体から
サファイアを除去して、劈開により共振面を形成するに
は、20μmの膜厚の窒化物半導体基板では物理的強度
が十分でなく、欠けや割れが生じ歩留まりが低下する。
さらに、デバイス構造を形成する際にも窒化物半導体基
板の物理的強度が必要である。このように、サファイア
を除去して窒化物半導体のみの基板上に、デバイス構造
を形成することは、鏡面状の共振面を得ることができる
劈開という簡易な方法を可能にするものの、劈開時及び
デバイス工程時の物理的強度が十分となる程度の膜厚に
成長させなければならず、このため、ELOG成長で得
られた転位のほとんどない部分が窒化物半導体基板表面
から失われてしまう。以上のように、レーザ素子の寿命
特性の向上には、デバイス構造を形成するための窒化物
半導体基板の転位密度をより一層低下させることが望ま
れる。
By the way, when a nitride semiconductor is grown to a thickness of 20 μm by MOCVD after forming the protective film,
Almost 1 × 10 9 dislocations / cm 2 are observed in the upper part of the window, while almost no dislocations are observed in the upper part of the protective film. Suppose the device structure,
In particular, when a ridge-shaped stripe is formed, the life characteristics are improved. However, in order to remove sapphire from a 20 μm-thick nitride semiconductor and form a resonance surface by cleavage, a 20 μm-thick nitride semiconductor substrate does not have sufficient physical strength and causes chipping or cracking. Yield decreases.
Further, the physical strength of the nitride semiconductor substrate is also required when forming a device structure. As described above, removing the sapphire and forming the device structure on the nitride semiconductor-only substrate enables a simple method of cleavage capable of obtaining a mirror-like resonance surface. The film must be grown to a thickness that provides sufficient physical strength at the time of the device process. For this reason, almost no dislocations obtained by ELOG growth are lost from the surface of the nitride semiconductor substrate. As described above, in order to improve the life characteristics of a laser element, it is desired to further reduce the dislocation density of a nitride semiconductor substrate for forming a device structure.

【0008】そこで、本発明の目的は、窒化物半導体を
基板とした場合、デバイス構造を形成しても、劈開によ
り共振面を形成しても、基板に欠けやクラックの発生が
生じず、更に、寿命特性を良好にでき、実用化に際して
の素子の信頼性が向上するような転位の低減される窒化
物半導体基板の得られる窒化物半導体の成長方法を提供
することである。更に、本発明の目的は、本発明の窒化
物半導体の成長方法により得られる窒化物半導体を基板
とし、寿命特性など素子特性の良好な窒化物半導体素子
を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a nitride semiconductor substrate, in which a chip is not chipped or cracked even when a device structure is formed or a resonance surface is formed by cleavage. Another object of the present invention is to provide a method of growing a nitride semiconductor, which can provide a nitride semiconductor substrate with reduced dislocations, which can improve the life characteristics and improve the reliability of the element in practical use. It is a further object of the present invention to provide a nitride semiconductor device having good device characteristics such as lifetime characteristics, using a nitride semiconductor obtained by the nitride semiconductor growth method of the present invention as a substrate.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、下記
(1)〜(16)の構成により、本発明の目的を達成す
ることができる。 (1) 窒化物半導体基板上に、窒化物半導体の横方向
の成長を利用して転位の低減される方法により、第1の
窒化物半導体を成長させる第1の工程(第1の工程のE
LOG成長)を有することを特徴とする窒化物半導体の
成長方法。 (2) 前記第1の工程が、窒化物半導体基板上に第1
の保護膜を部分的に形成し、その後、第1の保護膜の形
成面上に第1の窒化物半導体を成長させてなることを特
徴とする(1)に記載の窒化物半導体の成長方法。 (3) 前記第1の保護膜が、窒化物半導体基板のM軸
方向、<1−100>、<10−10>及び<01−1
0>のいずれかのM軸方向に対して平行方向に形成され
たストライプ形状であることを特徴とする(2)に記載
の窒化物半導体の成長方法。 (4) 前記第1の工程が、窒化物半導体基板の表面に
第1の凹凸を形成し、その後、第1の凹凸を有する面上
に第1の窒化物半導体を成長させてなることを特徴とす
る(1)に記載の窒化物半導体の成長方法。 (5) 前記第1の凹凸が、窒化物半導体基板のM軸方
向、<1−100>、<10−10>及び<01−10
>のいずれかのM軸方向に対して平行方向に形成された
ストライプ形状であることを特徴とする(4)に記載の
窒化物半導体の成長方法。 (6) 前記窒化物半導体基板が、その表面の転位密度
が1010個/cm2以下であることを特徴とする(1)
に記載の窒化物半導体の成長方法。 (7) 前記窒化物半導体基板が、50〜1000μm
の膜厚を有することを特徴とする(1)〜(6)のいず
れかに記載の窒化物半導体の成長方法。 (8) 前記窒化物半導体基板が、窒化物半導体と異な
る材料よりなる異種基板上に、成長速度を10μm/時
間以下0.5μm/時間以上で、窒化物半導体の横方向
の成長を利用し転位の低減される方法により第2の窒化
物半導体を成長させる第2の工程(第2の工程のELO
G成長)と、第2の工程後、前記第2の窒化物半導体上
に、成長速度を500μm/時間以下10μm/時間以
上で、第2の窒化物半導体の膜厚より厚膜の第3の窒化
物半導体を成長させる第3の工程と、第3の工程後、少
なくとも異種基板を除去する第4の工程とにより得られ
る第3の窒化物半導体からなることを特徴とする(1)
〜(7)のいずれかに記載の窒化物半導体の成長方法。 (9) 前記窒化物半導体基板が、前記第4の工程後
に、第3の窒化物半導体の異種基板を除去した面とは反
対の面上に、成長速度を500μm/時間以下10μm
/時間以上で、第4の窒化物半導体を成長させる第5の
工程により得られる少なくとも第3の窒化物半導体と第
4の窒化物半導体とを有することを特徴とする(8)に
記載の窒化物半導体の成長方法。 (10) 前記第2の工程が、異種基板上に成長された
窒化物半導体上に、第2の保護膜を部分的に形成し、そ
の後、第2の保護膜を有する面上に第2の窒化物半導体
を成長させる工程であることを特徴とする(8)〜
(9)のいずれかに記載の窒化物半導体の成長方法。 (11) 前記第2の工程で形成される第2の保護膜
が、前記窒化物半導体基板のM軸方向、<1−100
>、<10−10>及び<01−10>のいずれかのM
軸方向に対して平行方向となるように形成されたストラ
イプ形状であり、且つ、第1の工程で形成される第1の
保護膜又は第1の凹凸と平行となるように形成されるこ
とを特徴とする(10)に記載の窒化物半導体の成長方
法。 (12) 前記第2の工程が、異種基板上に成長された
窒化物半導体上に第2の凹凸を形成し、その後、第2の
凹凸を有する面上に第2の窒化物半導体を成長させる工
程であることを特徴とする(8)〜(9)のいずれかに
記載の窒化物半導体の成長方法。 (13) 前記第2の工程で形成される第2の凹凸が、
前記窒化物半導体基板のM軸方向、<1−100>、<
10−10>及び<01−10>のいずれかのM軸方向
に対して平行方向となるように形成されたストライプ形
状であり、且つ、第1の工程で形成される第1の凹凸又
は第1の保護膜と平行となるように形成されることを特
徴とする(12)に記載の窒化物半導体の成長方法。 (14) 前記(1)〜(13)のいずれかに記載の窒
化物半導体の成長方法により得られた転位の低減された
窒化物半導体を基板として、この窒化物半導体基板上
に、少なくとn型窒化物半導体、活性層、及びp型窒化
物半導体を有するデバイス構造が形成されてなることを
特徴とする窒化物半導体素子。 (15) 前記窒化物半導体素子が、ストライプ形状の
第1の保護膜又はストライプ形状の第1の凹凸の、スト
ライプ方向に平行に形成されたリッジ形状のストライプ
を有することを特徴する(14)に記載の窒化物半導体
素子。 (16) 前記窒化物半導体素子のリッジ形状のストラ
イプが、ストライプ形状の第1の保護膜の上部、又はス
トライプ形状の第1の凹凸の凹部上部に形成されている
ことを特徴とする(14)又は(15)に記載の窒化物
半導体素子。
That is, the present invention can achieve the object of the present invention by the following constitutions (1) to (16). (1) A first step of growing a first nitride semiconductor on a nitride semiconductor substrate by a method of reducing dislocations by utilizing lateral growth of the nitride semiconductor (E in the first step)
LOG growth). (2) The first step is a step in which the first step is performed on a nitride semiconductor substrate.
(1) The method for growing a nitride semiconductor according to (1), wherein the first protective film is partially formed, and then the first nitride semiconductor is grown on the surface on which the first protective film is formed. . (3) The first protective film is formed in the M-axis direction of the nitride semiconductor substrate, <1-100>, <10-10>, and <01-1.
0>, wherein the nitride semiconductor layer has a stripe shape formed in a direction parallel to any of the M-axis directions. (4) In the first step, first irregularities are formed on the surface of the nitride semiconductor substrate, and then the first nitride semiconductor is grown on the surface having the first irregularities. (1) The method for growing a nitride semiconductor according to (1). (5) The first unevenness is in the M-axis direction of the nitride semiconductor substrate, <1-100>, <10-10>, and <01-10.
<4> The method for growing a nitride semiconductor according to the item (4), wherein the stripe shape is formed in a direction parallel to the M-axis direction. (6) The nitride semiconductor substrate has a surface with a dislocation density of 10 10 / cm 2 or less (1).
3. The method for growing a nitride semiconductor according to item 1. (7) The nitride semiconductor substrate has a thickness of 50 to 1000 μm.
The method for growing a nitride semiconductor according to any one of (1) to (6), having a film thickness of: (8) The dislocation using a lateral growth of the nitride semiconductor at a growth rate of 10 μm / hour or less and 0.5 μm / hour or more, wherein the nitride semiconductor substrate is formed on a heterogeneous substrate made of a material different from the nitride semiconductor. Step of Growing a Second Nitride Semiconductor by the Method of Reducing the ELO (ELO of the Second Step)
G growth) and, after the second step, a third film having a growth rate of not more than 500 μm / hour and not less than 10 μm / hour on the second nitride semiconductor and having a thickness larger than the thickness of the second nitride semiconductor. It is characterized by comprising a third nitride semiconductor obtained by a third step of growing a nitride semiconductor and, after the third step, at least a fourth step of removing a heterogeneous substrate (1).
The method for growing a nitride semiconductor according to any one of (1) to (7). (9) After the fourth step, the nitride semiconductor substrate has a growth rate of 500 μm / hour or less of 10 μm or less on a surface opposite to a surface from which the heterogeneous substrate of the third nitride semiconductor is removed.
The nitride according to (8), comprising at least a third nitride semiconductor and a fourth nitride semiconductor obtained by a fifth step of growing a fourth nitride semiconductor at a rate of not less than / hour. Method of growing semiconductors. (10) In the second step, a second protective film is partially formed on the nitride semiconductor grown on the heterogeneous substrate, and then the second protective film is formed on the surface having the second protective film. (8)-characterized by a step of growing a nitride semiconductor.
The method for growing a nitride semiconductor according to any one of (9). (11) The second protective film formed in the second step is formed in a manner such that the M-axis direction of the nitride semiconductor substrate is <1-100.
>, <10-10> or any one of <01-10>
It is a stripe shape formed so as to be parallel to the axial direction, and is formed so as to be parallel to the first protective film or the first unevenness formed in the first step. The method for growing a nitride semiconductor according to (10), wherein (12) The second step forms second irregularities on the nitride semiconductor grown on the heterogeneous substrate, and then grows the second nitride semiconductor on the surface having the second irregularities. The method for growing a nitride semiconductor according to any one of (8) to (9), which is a step. (13) The second unevenness formed in the second step is:
M-axis direction of the nitride semiconductor substrate, <1-100>, <
10-10> and <01-10>, a stripe shape formed so as to be parallel to the M-axis direction of any one of the first unevenness or the first unevenness formed in the first step. (12) The method for growing a nitride semiconductor according to (12), wherein the nitride semiconductor is formed so as to be parallel to the protective film. (14) A nitride semiconductor having reduced dislocations obtained by the method for growing a nitride semiconductor according to any one of (1) to (13) is used as a substrate, and at least n is formed on the nitride semiconductor substrate. A nitride semiconductor device, comprising: a device structure having a p-type nitride semiconductor, an active layer, and a p-type nitride semiconductor. (15) The nitride semiconductor device according to (14), wherein the nitride semiconductor element has a stripe-shaped first protective film or a ridge-shaped stripe formed of stripe-shaped first irregularities parallel to the stripe direction. The nitride semiconductor device as described in the above. (16) The ridge-shaped stripe of the nitride semiconductor element is formed on the upper part of the stripe-shaped first protective film or on the upper part of the concave part of the stripe-shaped first unevenness (14). Or the nitride semiconductor device according to (15).

【0010】つまり、本発明の成長方法は、デバイス構
造を形成可能な程度の厚膜の窒化物半導体基板上に、上
記の如く、第1の工程においてELOG成長させること
により、表面の転位を低減し、特に表面にほとんど転位
の見られない部分を有する第1の窒化物半導体を成長さ
せることにより、劈開しても欠けや割れが発生し難く、
且つ転位のほとんどない部分を有しているので素子の劣
化を防止でき寿命特性を向上できる良好な基板を提供す
ることができる。上記基板は、デバイス構造を形成する
ための基板であり、本発明においては、第1の工程にお
ける窒化物半導体基板と転位の低減された第1の窒化物
半導体とからなるものが、デバイス構造を形成するため
の基板となる。以下単に本発明の基板とする場合があ
る。
In other words, according to the growth method of the present invention, dislocation on the surface is reduced by performing ELOG growth in the first step on a nitride semiconductor substrate having a film thickness large enough to form a device structure as described above. In particular, by growing the first nitride semiconductor having a portion where dislocations are hardly observed on the surface, chipping and cracking hardly occur even when cleaved,
In addition, since there is a portion having almost no dislocation, it is possible to provide a good substrate which can prevent deterioration of the element and improve the life characteristics. The substrate is a substrate for forming a device structure. In the present invention, the substrate including the nitride semiconductor substrate in the first step and the first nitride semiconductor with reduced dislocations has a device structure. A substrate to be formed. Hereinafter, it may be simply referred to as the substrate of the present invention.

【0011】従来、前記課題で示したように、転位を低
減する試みは、デバイス構造を形成するための基板とし
て、窒化物半導体を厚膜に成長させる工程の前段階で転
位の伝播を抑制したり止めたりする試みが種々行われて
いる。
Conventionally, as shown in the above-mentioned problem, an attempt to reduce dislocations is to suppress the propagation of dislocations before a step of growing a nitride semiconductor into a thick film as a substrate for forming a device structure. Various attempts have been made to turn it off or on.

【0012】これに対して、本発明は、デバイス構造を
形成可能な程度に厚膜に成長された窒化物半導体基板上
に、従来の知見から考えると一見製造工程を複雑化、長
時間化しているように思われるようなELOG成長を行
うことにより、前記課題を解決することができる。窒化
物半導体基板上にELOG成長をすることで得られる第
1の窒化物半導体は、転位密度が低減され、さらには転
位がほとんどない部分を有している。この窒化物半導体
基板と第1の窒化物半導体とからなる本発明の基板は、
厚膜の窒化物半導体基板により物理的強度が得られ、さ
らに本発明の基板の第1の窒化物半導体上にデバイス構
造を形成すると、寿命特性の向上が可能となる。本発明
の方法は、前記したように一見製造工程を煩雑にしてし
ているように思われるが、本発明の基板を用いることで
寿命特性の向上が可能となると共に、割れや欠けが防止
され歩留まりの向上が可能となり、製造工程を総合的に
考慮した場合、製造効率の向上につながる。
On the other hand, according to the present invention, on the basis of conventional knowledge, the manufacturing process is seemingly complicated and requires a long time on a nitride semiconductor substrate grown to a thickness large enough to form a device structure. The above problem can be solved by performing ELOG growth that seems to exist. The first nitride semiconductor obtained by performing ELOG growth on the nitride semiconductor substrate has a portion where the dislocation density is reduced and further, there is almost no dislocation. The substrate of the present invention comprising the nitride semiconductor substrate and the first nitride semiconductor,
When a thick nitride semiconductor substrate provides physical strength, and when a device structure is formed on the first nitride semiconductor of the substrate of the present invention, the life characteristics can be improved. Although the method of the present invention seems to complicate the manufacturing process at a glance as described above, the life characteristics can be improved by using the substrate of the present invention, and cracking and chipping are prevented. The yield can be improved, and when the manufacturing process is comprehensively considered, the manufacturing efficiency is improved.

【0013】本発明の課題は、上記Appl.Phys.Lett.で
の報告のように、転位の低減された厚膜の窒化物半導体
を基板とし、この上にデバイス構造を形成してなるレー
ザ素子が、かなりの長時間の連続発振を達成できたこと
によって、実用化の達成や信頼性の向上のために解決し
なければならない問題点として新たに見出されたもので
ある。このことから、たとえ、窒化物半導体基板上にデ
バイス構造を形成してなる窒化物半導体素子であって
も、得られた素子が長時間の連続発振をすることができ
ないような素子からは、基板の転位が寿命特性へどのよ
うに影響するかといったような本発明の課題を新たに見
出すことは困難である。
An object of the present invention is to provide a laser device comprising a thick nitride semiconductor with reduced dislocations as a substrate and a device structure formed thereon, as reported in Appl. Phys. Lett. However, the achievement of continuous oscillation for a considerably long time has been newly found as a problem that must be solved in order to achieve practical use and improve reliability. For this reason, even if a nitride semiconductor device obtained by forming a device structure on a nitride semiconductor substrate cannot be used for a long time, It is difficult to find a new subject of the present invention such as how the dislocation of the semiconductor affects the life characteristics.

【0014】また更に、本発明において、第1の工程に
おける窒化物半導体の横方向の成長を利用して転位の低
減される方法(以下、第1の工程のELOG成長と言う
場合がある。)が、窒化物半導体基板上に第1の保護膜
を部分的に形成し、その後、第1の保護膜の形成面上に
第1の窒化物半導体を成長させてなると、転位の進行を
防止するのに好ましい。また更に、本発明において、第
1の保護膜が、窒化物半導体基板のM軸方向、<1−1
00>、<10−10>及び<01−10>のいずれか
のM軸方向に対して平行方向に形成されたストライプ形
状であると、窒化物半導体の横方向の成長を促進でき転
位の伝播を抑制するのに好ましい。更に第1の保護膜
が、後述のストライプ形状の第2の保護膜又はストライ
プ形状の第2の凹凸と平行に形成されていると、第1の
窒化物半導体の横方向の成長がより良好となり、第1の
窒化物半導体上を良好に得ることができ、転位の低減で
も好ましい。
Still further, in the present invention, a method for reducing dislocations by utilizing the lateral growth of the nitride semiconductor in the first step (hereinafter sometimes referred to as ELOG growth in the first step). However, when a first protective film is partially formed on a nitride semiconductor substrate, and then the first nitride semiconductor is grown on a surface on which the first protective film is formed, dislocation progress is prevented. Preferred for Still further, in the present invention, the first protective film may be formed in a manner that:
A stripe shape formed in a direction parallel to the M-axis direction of any one of <00>, <10-10>, and <01-10> can promote the lateral growth of the nitride semiconductor and propagate the dislocation. It is preferable to suppress Further, when the first protective film is formed in parallel with the second protective film in the form of a stripe or the second unevenness in the form of a stripe described later, the lateral growth of the first nitride semiconductor becomes better. In addition, it is possible to favorably obtain on the first nitride semiconductor, and it is also preferable to reduce dislocations.

【0015】また更に、本発明において、第1の工程の
ELOG成長が、窒化物半導体基板の表面に第1の凹凸
を形成するのみで、その第1の凹凸を有する面上に第1
の窒化物半導体を成長させると、転位の伝播を抑制する
点で好ましい。この場合は、上記のような第1の保護膜
を用いない。また更に、本発明において、第1の凹凸
が、窒化物半導体基板のM軸方向、<1−100>、<
10−10>及び<01−10>のいずれかのM軸方向
に対して平行方向に形成されたストライプ形状である
と、窒化物半導体の横方向の成長を促進でき転位の伝播
を抑制するのに好ましい。
Still further, according to the present invention, the ELOG growth in the first step only forms the first irregularities on the surface of the nitride semiconductor substrate, and the first irregularities are formed on the surface having the first irregularities.
It is preferable to grow a nitride semiconductor of the above in that propagation of dislocations is suppressed. In this case, the first protective film as described above is not used. Still further, in the present invention, the first unevenness is in the direction of the M axis of the nitride semiconductor substrate, <1-100>, <1.
When the stripe shape is formed in a direction parallel to the M-axis direction of any one of <10-10> and <01-10>, lateral growth of the nitride semiconductor can be promoted and propagation of dislocations can be suppressed. Preferred.

【0016】また更に、本発明において、第1の工程で
用いられる窒化物半導体基板が、その表面の転位密度が
1010個/cm2以下のものであると、窒化物半導体基
板上にELOG成長させて得られる第1の窒化物半導体
の表面に現れる転位を低減するのに好ましい。また更
に、本発明において、前記窒化物半導体基板が、50μ
m〜1000μmの膜厚を有すると、デバイス工程や劈
開工程での物理的強度が良好となり、窒化物半導体基板
の欠けや割れ等が防止され、素子を量産する場合の歩留
まりの向上の点で好ましい。
Furthermore, in the present invention, if the dislocation density of the surface of the nitride semiconductor substrate used in the first step is 10 10 / cm 2 or less, ELOG growth is performed on the nitride semiconductor substrate. This is preferable for reducing dislocations appearing on the surface of the first nitride semiconductor obtained by the above method. Still further, in the present invention, the nitride semiconductor substrate has a thickness of 50 μm.
When the thickness is from m to 1000 μm, the physical strength in the device step or the cleavage step becomes good, chipping or cracking of the nitride semiconductor substrate is prevented, and it is preferable from the viewpoint of improving the yield when mass-producing elements. .

【0017】更に本発明において、窒化物半導体基板
が、上記第2の工程〜第4の工程から得られる少なくと
も第3の窒化物半導体からなるものであると、第3の窒
化物半導体の表面には既に転位がある程度低減されてい
るので、この第3の窒化物半導体の上にELOG成長さ
せるて得られる第1の窒化物半導体の表面には更に転位
が低減され好ましい。また、第3の窒化物半導体を成長
させる際に、成長速度の速い方法により成長させると、
第3の窒化物半導体を厚膜に成長させても異常成長の発
生が起こりにくい。ここで、第1の工程における、第1
の窒化物半導体は、第3の窒化物半導体の異種基板を除
去した面とは反対の面上に成長させる。
Further, in the present invention, when the nitride semiconductor substrate is made of at least the third nitride semiconductor obtained from the second to fourth steps, the surface of the third nitride semiconductor Since dislocations have already been reduced to some extent, dislocations are preferably further reduced on the surface of the first nitride semiconductor obtained by performing ELOG growth on this third nitride semiconductor. When growing the third nitride semiconductor by a method of growing at a high rate,
Even if the third nitride semiconductor is grown into a thick film, abnormal growth hardly occurs. Here, the first step in the first step
Is grown on the surface opposite to the surface of the third nitride semiconductor from which the dissimilar substrate has been removed.

【0018】更に、本発明において、窒化物半導体基板
が、前記第4の工程後に、第5の工程を経て得られる第
3の窒化物半導体とその上に成長された第4の窒化物半
導体とからなるものであると、反りが軽減され、第1の
工程のELOG成長を行うのに好ましい。つまり、異種
基板を除去すると、第3の窒化物半導体の成長面と除去
面との面状態が異なるため、第3の窒化物半導体に反り
が発生する傾向が見られる場合があるが、第3の窒化物
半導体の成長面(異種基板の除去面とは反対の面)に第
4の窒化物半導体を成長させると、第3の窒化物半導体
の反りが軽減される。また異種基板を除去後に第4の窒
化物半導体を成長させることで、窒化物半導体基板の物
理的強度を補強することができる。
Further, in the present invention, the nitride semiconductor substrate may include a third nitride semiconductor obtained through a fifth step after the fourth step, and a fourth nitride semiconductor grown thereon. It is preferable that the substrate be made of, since warpage is reduced and ELOG growth in the first step is performed. That is, when the heterogeneous substrate is removed, the surface state of the growth surface of the third nitride semiconductor is different from the surface state of the removed surface. When the fourth nitride semiconductor is grown on the growth surface of the nitride semiconductor (the surface opposite to the surface on which the heterogeneous substrate is removed), the warpage of the third nitride semiconductor is reduced. By growing the fourth nitride semiconductor after removing the heterogeneous substrate, the physical strength of the nitride semiconductor substrate can be reinforced.

【0019】更に本発明において、第2の工程でのEL
OG成長が、異種基板上に成長された窒化物半導体上
に、第2の保護膜を部分的に形成して第2の窒化物半導
体を成長させる工程、又は異種基板上に成長された窒化
物半導体上に、第2の凹凸を形成して第2の窒化物半導
体を成長させる工程、であると窒化物半導体基板の転位
が低減でき、転位の少ない第1の窒化物半導体を成長さ
せるのに好ましい。更に本発明において、第2の工程で
形成される第2の保護膜又は第2の凹凸が、前記窒化物
半導体基板の<1−100>、<10−10>及び<0
1−10>のいずれかのM軸方向に対して平行方向とな
るように形成されたストライプ形状であり、且つ、第1
の工程で形成される第1の保護膜又は第1の凹凸と平行
となるように形成されていると、窒化物半導体の横方向
の成長がより促進され窒化物半導体基板の転位を低減す
るのに好ましいと共に、第1の工程で窒化物半導体基板
上に成長される第1の窒化物半導体の横方向の成長がよ
り良好となり、転位の低減の点で好ましい。
Further, in the present invention, the EL in the second step
OG growth is a step of partially forming a second protective film on a nitride semiconductor grown on a heterogeneous substrate to grow the second nitride semiconductor, or a nitride grown on a heterogeneous substrate. In the step of forming the second unevenness on the semiconductor and growing the second nitride semiconductor, the dislocation of the nitride semiconductor substrate can be reduced, and the first nitride semiconductor having few dislocations can be grown. preferable. Further, in the present invention, the second protective film or the second unevenness formed in the second step is formed by the <1-100>, <10-10>, and <0> of the nitride semiconductor substrate.
1-10> is a stripe shape formed so as to be parallel to any of the M-axis directions, and
Is formed so as to be parallel to the first protective film or the first unevenness formed in the step, the lateral growth of the nitride semiconductor is further promoted and the dislocation of the nitride semiconductor substrate is reduced. In addition, the lateral growth of the first nitride semiconductor grown on the nitride semiconductor substrate in the first step is further improved, which is preferable in terms of reducing dislocations.

【0020】ここで、第1の保護膜などを形成する際に
は、既に第2の保護膜などは除去されているが、窒化物
半導体基板の異種基板を除去した面には、転位分布がス
トライプ状に観測され、このストライプ状の転位分布に
沿って第1の保護等を形成する。このように形成するこ
とにより、第1の保護膜と第2の保護膜、あるは第1の
保護膜と第2の凹凸、第1の凹凸と第2の保護膜、第1
の凹凸と第2の凹凸等がそれぞれ窒化物半導体のM軸方
向に平行となる。またオリエンテーションフラット面
(オリフラ面)が窒化物半導体のM軸方向に垂直となる
ようにし、このオリフラ面を基準にすることで、第1の
工程と第2の工程で用いられる保護膜や凹凸が平行方向
のストライプ形状として形成可能である。
Here, when the first protective film and the like are formed, the second protective film and the like have already been removed, but the dislocation distribution does not appear on the surface of the nitride semiconductor substrate from which the heterogeneous substrate has been removed. Observed in a stripe shape, a first protection or the like is formed along the dislocation distribution in the stripe shape. By forming in this manner, the first protective film and the second protective film, or the first protective film and the second unevenness, the first unevenness and the second protective film,
And the second unevenness are parallel to the M-axis direction of the nitride semiconductor. In addition, the orientation flat surface (orientation flat surface) is perpendicular to the M-axis direction of the nitride semiconductor, and by using this orientation flat surface as a reference, the protective film and unevenness used in the first and second steps are reduced. It can be formed as a stripe shape in the parallel direction.

【0021】また、本発明において、上記本発明の窒化
物半導体の成長方法により得られる転位の低減された窒
化物半導体(窒化物半導体基板と第1の窒化物半導体と
からなる)を基板として、この基板上に、少なくともn
型窒化物半導体、活性層、及びp型窒化物半導体を有す
るデバイス構造が形成されてなると、寿命特性などの素
子特性が良好な窒化物半導体素子を提供することができ
る。また更に、本発明において、窒化物半導体素子が、
ストライプ形状の第1の保護膜又はストライプ形状の第
1の凹凸の、ストライプ方向に平行に形成されたリッジ
形状のストライプを有すると、窒化物半導体基板のM軸
方向に垂直な面での劈開により良好な鏡面状の共振面が
得られファーフィールドパターンが良好となり好まし
い。また更に、本発明において、窒化物半導体素子のリ
ッジ形状のストライプが、第1の保護膜の上部、又は第
1の凹凸の凹部上部に形成されていると、これらの部分
には第1の窒化物半導体の表面での転位が最も少なくな
る傾向があるため、素子の劣化が防止され、寿命特性の
向上の点で好ましい。
In the present invention, a nitride semiconductor (comprising a nitride semiconductor substrate and a first nitride semiconductor) having reduced dislocations obtained by the method for growing a nitride semiconductor of the present invention is used as a substrate. On this substrate, at least n
When a device structure including a p-type nitride semiconductor, an active layer, and a p-type nitride semiconductor is formed, a nitride semiconductor device having good device characteristics such as life characteristics can be provided. Still further, in the present invention, the nitride semiconductor element
When the first protective film in the form of a stripe or the first unevenness in the form of a stripe has a ridge-shaped stripe formed in parallel to the stripe direction, the nitride semiconductor substrate is cleaved in a plane perpendicular to the M-axis direction. It is preferable because a good mirror-like resonance surface is obtained and the far-field pattern becomes good. Still further, in the present invention, when the ridge-shaped stripe of the nitride semiconductor element is formed on the first protective film or on the concave portion of the first unevenness, the first nitride film is formed on these portions. Since the dislocation on the surface of the product semiconductor tends to be minimized, deterioration of the element is prevented, which is preferable from the viewpoint of improving the life characteristics.

【0022】本発明において、後述の説明の中のアンド
ープとは、意図的に不純物をドープしないで形成した層
を示し、隣接する層からの不純物の拡散、原料又は装置
からのコンタミネーションにより不純物が混入した層で
あっても、意図的に不純物をドープしていない場合はア
ンドープ層とする。
In the present invention, the term “undoped” in the following description refers to a layer formed without intentionally doping an impurity. Even if it is a mixed layer, it is an undoped layer if an impurity is not intentionally doped.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下に図1〜5を用いて本発明を
詳細に説明する。まず図1(a)〜(d)は、本発明の
窒化物半導体の成長方法により得られるデバイス構造を
形成するための基板の模式的断面図を示している。この
図1を用いて、本発明の第1の工程を有する窒化物半導
体の成長方法を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to FIGS. First, FIGS. 1A to 1D are schematic sectional views of a substrate for forming a device structure obtained by the nitride semiconductor growth method of the present invention. With reference to FIG. 1, a method for growing a nitride semiconductor having the first step of the present invention will be described.

【0024】本発明の窒化物半導体の成長方法は、第1
の工程により、窒化物半導体基板1上に、窒化物半導体
の横方向の成長を利用して転位の低減される方法(第1
の工程のELOG成長)により、転位の低減された第1
の窒化物半導体2を得ることができる。第1の工程にお
いて、第1の窒化物半導体2を成長させる第1の工程の
ELOG成長としては、窒化物半導体の横方向の成長を
利用して転位を低減させる方法であれば特に限定され
ず、成長のいずれかの段階で、窒化物半導体の縦方向の
成長速度に対して、窒化物半導体の横方向の成長速度が
促進され、転位の伝播が抑制されるような方法が挙げら
れる。転位がどのように伝播するかは定かではないが、
転位は窒化物半導体の成長の方向に沿って伝播する傾向
があり、窒化物半導体の横方向の成長が促進されると横
方向に伝播し、一旦横方向に伝播した転位は再び縦方向
に伝播しにくくなる傾向があると思われる。その結果、
転位の低減された第1の窒化物半導体を成長させること
ができると推測される。
The method for growing a nitride semiconductor according to the present invention comprises:
In the step (1), dislocations are reduced on the nitride semiconductor substrate 1 by utilizing lateral growth of the nitride semiconductor (first method).
ELOG growth in the first step), the first
Can be obtained. In the first step, the ELOG growth in the first step of growing the first nitride semiconductor 2 is not particularly limited as long as it is a method of reducing dislocations by utilizing lateral growth of the nitride semiconductor. At any stage of the growth, there is a method in which the lateral growth rate of the nitride semiconductor is promoted with respect to the vertical growth rate of the nitride semiconductor, and the propagation of dislocations is suppressed. It is not clear how dislocations propagate,
Dislocations tend to propagate along the direction of growth of the nitride semiconductor. If the lateral growth of the nitride semiconductor is promoted, the dislocations propagate in the lateral direction. It seems that it tends to be difficult. as a result,
It is estimated that the first nitride semiconductor with reduced dislocations can be grown.

【0025】第1の工程のELOG成長としては、従来
公知の厚膜の窒化物半導体基板を成長させる前工程で行
われるELOG成長などを用いてもよく、また本出願人
が出願した例えば特願平10−77245、同10−2
75826、同10−119377、同10−1328
31、同11−37827、同11−37826、同1
0−146431各号の明細書等に記載されているEL
OG成長などを用いることができる。但し、これらのE
LOG成長は、異種基板上で行われているのに対し、本
発明の第1の工程のELOG成長は、厚膜の窒化物半導
体基板上で行われる点が異なっているが、ほぼ同様に行
うことができる。
As the ELOG growth in the first step, a conventionally known ELOG growth performed in a step before growing a thick nitride semiconductor substrate may be used. Flat 10-77245, same 10-2
75826, 10-119377, 10-1328
31, 11-37827, 11-37826, 1
EL described in the specification etc. of each item of No. 0-146431
OG growth or the like can be used. However, these E
LOG growth is performed on a heterogeneous substrate, whereas ELOG growth in the first step of the present invention is performed on a thick nitride semiconductor substrate, but is performed in substantially the same manner. be able to.

【0026】本発明の第1の工程のELOG成長の好ま
しい具体例としては、窒化物半導体基板上に窒化物半導
体が成長しにくいか、又は成長しない材料からなる第1
の保護膜11を用いる方法、又は、窒化物半導体基板に
第1の凹凸13を形成して行う方法などがあげられる。
このように第1の保護膜11や第1の凹凸13を形成
し、この形成面に第1の窒化物半導体2を成長させる
と、第1の窒化物半導体2の成長過程のいずれかの段階
で、窒化物半導体の縦方向の成長に対して、窒化物半導
体の横方向の成長が促進され、転位が窒化物半導体の横
方向の成長と共に横方向へ進行し、再び縦方向に進行し
にくくなり、その結果、転位の低減された第1の窒化物
半導体2を得ることができると考えられる。
As a preferred specific example of the ELOG growth in the first step of the present invention, a first material made of a material in which a nitride semiconductor is difficult to grow on a nitride semiconductor substrate or which does not grow is used.
And a method of forming the first unevenness 13 on the nitride semiconductor substrate.
When the first protective film 11 and the first unevenness 13 are formed as described above, and the first nitride semiconductor 2 is grown on the formation surface, any one of the steps of the growth process of the first nitride semiconductor 2 As compared with the vertical growth of the nitride semiconductor, the lateral growth of the nitride semiconductor is promoted, and the dislocations progress in the horizontal direction together with the lateral growth of the nitride semiconductor, and it is difficult to progress in the vertical direction again. As a result, it is considered that the first nitride semiconductor 2 with reduced dislocations can be obtained.

【0027】このようにして得られた第1の窒化物半導
体2表面の平均の転位密度は、窒化物半導体基板表面の
平均の転位密度に対して、ほぼ1/100以下程度に減
少し、好ましい条件では、第1の窒化物半導体2の表面
にはほとんど転位が見られなくなる。また、第1の窒化
物半導体2表面の転位の分布は、第1の保護膜11上部
又は第1の凹凸13の凹部上部が、その他の部分(窓部
上部又は凸部上部)に比べ極めて転位が少なくなり、表
面TEMやカソードルミネッセンス(CL)などの観察
によるとほとんど転位が見られなくなる。このように第
1の窒化物半導体2の平均の転位密度が減少すれば、第
1の窒化物半導体2上に形成させる素子の寿命特性の向
上が可能となり、更に、ほとんど転位のない部分に、素
子のリッジ形状のストライプを形成すると、素子の寿命
特性の飛躍的な向上が可能となる。第1の窒化物半導体
2の表面の転位密度は、第1の工程で行われるELOG
成長の種類にもよるが、平均の転位密度としては1×1
5個/cm3以下、好ましい条件では1×104個/c
3以下、より好ましい条件では1×103個/cm3
下となる。また、第1の保護膜11上部の転位密度、及
び第1の凹凸13の凹部上部の転位は、ほとんど見られ
なくなる傾向がある。また窓部上部、及び第1の凹凸1
3の凸部上部の転位密度は、1×107個/cm3以下、
好ましい条件では1×106個/cm3以下、より好まし
い条件では1×105個/cm3以下となる。本発明にお
いて、転位密度の測定は、表面TEM又はCL等により
観察する。
The average dislocation density on the surface of the first nitride semiconductor 2 obtained in this manner is reduced to about 1/100 or less of the average dislocation density on the surface of the nitride semiconductor substrate, which is preferable. Under the conditions, dislocations are hardly observed on the surface of the first nitride semiconductor 2. Further, the distribution of dislocations on the surface of the first nitride semiconductor 2 is such that the dislocations in the upper portion of the first protective film 11 or in the concave portions of the first irregularities 13 are extremely dislocations as compared with other portions (the upper portion of the window or the upper portion of the convex portion). And dislocations are hardly observed according to the observation of the surface TEM, the cathode luminescence (CL) and the like. If the average dislocation density of the first nitride semiconductor 2 decreases as described above, it is possible to improve the life characteristics of an element formed on the first nitride semiconductor 2, and further, to a portion having almost no dislocation, When the ridge-shaped stripe of the element is formed, the life characteristics of the element can be significantly improved. The dislocation density on the surface of the first nitride semiconductor 2 is determined by ELOG performed in the first step.
Depending on the type of growth, the average dislocation density is 1 × 1
0 5 / cm 3 or less, preferably 1 × 10 4 / c
m 3 or less, more preferably 1 × 10 3 / cm 3 or less under more preferable conditions. Also, the dislocation density above the first protective film 11 and the dislocation above the concave portion of the first unevenness 13 tend to be hardly observed. The upper part of the window and the first irregularities 1
The dislocation density at the top of the convex part of No. 3 is 1 × 10 7 / cm 3 or less,
Under preferable conditions, it is 1 × 10 6 / cm 3 or less, and under more preferable conditions, it is 1 × 10 5 / cm 3 or less. In the present invention, the dislocation density is measured by surface TEM or CL.

【0028】以下にELOG成長が第1の保護膜11を
用いて行われる場合と、第1の凹凸13を形成して行わ
れる場合の、それぞれの一実施の形態により得られる窒
化物半導体基板1と第1の窒化物半導体2とからなるデ
バイス構造を形成する基板の模式的断面図である図1
(a)〜(d)を用いてさらに詳細に説明する。図1
(a)〜(c)は第1の保護膜11を用いて行う形態で
あり、図1(d)は第1の凹凸13を形成して行う形態
である。また、第1の保護膜11を用いる形態で、凹凸
を形成しこの凹部底部及び/又は凸部上部に保護膜を形
成する場合があるが、このような形態も第1の保護膜を
形成して行う場合として以下に説明する。まず図1
(a)は、窒化物半導体基板1上に第1の保護膜11を
形成し、この形成面上に第1の窒化物半導体2を成長さ
せてなる模式的断面図である。図1(b)は、窒化物半
導体基板1に凹凸を形成し、この凹部底部及び凸部上部
に第1の保護膜11を形成し、この形成面上に第1の窒
化物半導体2を成長させてなる模式的断面図である。図
1(c)は、窒化物半導体基板1に凹凸を形成し、この
凸部上部にのみ第1の保護膜11を形成し、この形成面
上に第1の窒化物半導体2を成長させてなる模式的断面
図である。図1(d)は、窒化物半導体基板1に第1の
凹凸13を形成し、この形成面上に第1の窒化物半導体
2を成長させてなる模式的断面図である。図1(d)で
は、保護膜を用いずに行う形態である。
In the following, the nitride semiconductor substrate 1 obtained by one embodiment of the case where the ELOG growth is performed using the first protective film 11 and the case where the first unevenness 13 is formed is performed. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a substrate forming a device structure composed of the first nitride semiconductor 2 and FIG.
This will be described in more detail with reference to (a) to (d). FIG.
(A) to (c) show a mode in which the first protective film 11 is used, and FIG. 1 (d) shows a mode in which the first unevenness 13 is formed. In some cases, the first protective film 11 is used to form concavities and convexities, and a protective film is formed on the bottom of the concave portion and / or on the upper portion of the convex portion. This is described below. First, Figure 1
1A is a schematic cross-sectional view in which a first protective film 11 is formed on a nitride semiconductor substrate 1 and a first nitride semiconductor 2 is grown on the surface on which the first protective film 11 is formed. FIG. 1 (b) shows an example in which unevenness is formed on a nitride semiconductor substrate 1, a first protective film 11 is formed on the bottom of the concave portion and on the upper portion of the convex portion, and a first nitride semiconductor 2 is grown on the formed surface. It is a typical sectional view made to do. FIG. 1 (c) shows a case where irregularities are formed on a nitride semiconductor substrate 1, a first protective film 11 is formed only on the protrusions, and a first nitride semiconductor 2 is grown on the formed surface. FIG. FIG. 1D is a schematic cross-sectional view in which the first unevenness 13 is formed on the nitride semiconductor substrate 1 and the first nitride semiconductor 2 is grown on the formed surface. FIG. 1D shows an embodiment in which the process is performed without using a protective film.

【0029】上記ELOG成長により得られる第1の窒
化物半導体2としては、特に限定されないが、好ましく
はGaNからなる窒化物半導体である。第1の窒化物半
導体2は、アンドープでも不純物をドープされてもよ
い。アンドープであると結晶性の点で好ましく、またE
LOG成長の際にp型不純物(Be、Zn、Mn、Cr
及びMg)、及びn型不純物(Si、Ge及びSn)の
いずれか1種以上、好ましくはp型不純物の少なくとも
1種以上、より好ましくはp型不純物の少なくとも1種
以上とn型不純物の少なくとも1種以上、最も好ましく
はMgとSiとをドープすると、窒化物半導体の横方向
の成長が促進され、転位の低減及び空隙発生の防止の点
で好ましい。不純物のドープ量としては、好ましくは1
×1017/cm3〜1×1019/cm3、より好ましくは
1×1017/cm3〜1×1019/cm3、更に好ましく
は5×1017/cm3〜5×1019/cm3である。不純
物の濃度が上記範囲であると窒化物半導体の横方向の成
長を縦方向の成長に比べ良好に促進でき、結晶欠陥の伝
播の抑制及び空隙の発生の防止の点で好ましい。p型不
純物とn型不純物とをドープする場合は、両者の濃度の
和が上記範囲のドープ量となるように適宜調整してドー
プされる。この場合p型不純物とn型不純物の濃度の比
は、用いる不純物の種類により、空隙や転位を良好に防
止できるように適宜調整される。また、第1の窒化物半
導体2にn電極を形成する場合には、n型不純物をドー
プする、n型不純物をp型不純物より多めにドープする
等、n型不純物とp型不純物のドープ量を調整する。
The first nitride semiconductor 2 obtained by the above-described ELOG growth is not particularly limited, but is preferably a nitride semiconductor made of GaN. The first nitride semiconductor 2 may be undoped or doped with impurities. Undoped is preferable in terms of crystallinity.
During LOG growth, p-type impurities (Be, Zn, Mn, Cr
And Mg), and at least one of n-type impurities (Si, Ge and Sn), preferably at least one or more p-type impurities, more preferably at least one or more p-type impurities and at least one of n-type impurities Doping with at least one kind, most preferably Mg and Si, promotes the lateral growth of the nitride semiconductor, which is preferable in terms of reducing dislocations and preventing generation of voids. The doping amount of the impurity is preferably 1
× 10 17 / cm 3 to 1 × 10 19 / cm 3 , more preferably 1 × 10 17 / cm 3 to 1 × 10 19 / cm 3 , still more preferably 5 × 10 17 / cm 3 to 5 × 10 19 / cm. cm 3 . When the impurity concentration is within the above range, lateral growth of the nitride semiconductor can be favorably promoted as compared with vertical growth, which is preferable in terms of suppressing propagation of crystal defects and preventing generation of voids. In the case of doping with a p-type impurity and an n-type impurity, doping is performed with appropriate adjustment so that the sum of the concentrations of the two becomes the doping amount in the above range. In this case, the ratio of the concentration of the p-type impurity to the concentration of the n-type impurity is appropriately adjusted depending on the type of the impurity used so that voids and dislocations can be favorably prevented. When an n-electrode is formed in the first nitride semiconductor 2, doping amounts of the n-type impurity and the p-type impurity, such as doping the n-type impurity or doping the n-type impurity more than the p-type impurity, are used. To adjust.

【0030】第1の窒化物半導体2の膜厚としては、特
に限定されないが、好ましくは5μm〜50μmであ
り、より好ましくは10μm〜35μmである。第1の
窒化物半導体2の膜厚が上記範囲であると、窒化物半導
体基板1に形成された第1の保護膜11や第1の凹凸1
3を良好に覆うことができ、窒化物半導体基板1の表面
の転位密度より第1の窒化物半導体2の表面の転位密度
が少なくなり、更に第1の窒化物半導体2の表面の転位
分布で、特に第1の保護膜11上部及び第1の凹凸13
の凹部上部にはほとんど転位が見られなくなる。
The thickness of the first nitride semiconductor 2 is not particularly limited, but is preferably 5 μm to 50 μm, and more preferably 10 μm to 35 μm. When the thickness of the first nitride semiconductor 2 is within the above range, the first protective film 11 and the first unevenness 1 formed on the nitride semiconductor substrate 1 are formed.
3 can be satisfactorily covered, the dislocation density on the surface of the first nitride semiconductor 2 becomes lower than the dislocation density on the surface of the nitride semiconductor substrate 1, and the dislocation distribution on the surface of the first nitride semiconductor 2 In particular, the upper part of the first protective film 11 and the first irregularities 13
Almost no dislocation is seen in the upper part of the concave portion.

【0031】図1(a)〜(c)の第1の保護膜11の
材料としては、第1の保護膜11表面に窒化物半導体が
成長しないか、又は成長しにくい性質を有する材料が好
ましく、例えば酸化ケイ素(SiOX)、窒化ケイ素
(SiXY)、酸化チタン(TiOX)、酸化ジルコニ
ウム(ZrOX)等の酸化物、窒化物、またこれらの多
層膜の他、1200℃以上の融点を有する金属等を用い
ることができる。これらの保護膜材料は、窒化物半導体
の成長温度600℃〜1100℃の温度にも耐え、その
表面に窒化物半導体が成長しないか、成長しにくい性質
を有している。保護膜材料を窒化物半導体表面に形成す
るには、例えば蒸着、スパッタ、CVD等の気相製膜技
術を用いることができる。
As a material of the first protective film 11 shown in FIGS. 1A to 1C, a material having a property in which a nitride semiconductor does not grow or hardly grows on the surface of the first protective film 11 is preferable. For example, oxides and nitrides such as silicon oxide (SiO x ), silicon nitride (Si x N y ), titanium oxide (TiO x ), zirconium oxide (ZrO x ), and multilayer films of these, and 1200 ° C. or higher And the like having a melting point of. These protective film materials have the property of withstanding the growth temperature of the nitride semiconductor of 600 ° C. to 1100 ° C. and preventing the nitride semiconductor from growing or hardly growing on the surface thereof. In order to form the protective film material on the surface of the nitride semiconductor, for example, a vapor deposition technique such as vapor deposition, sputtering, or CVD can be used.

【0032】まず、図1(a)の場合の第1の保護膜1
1の形成方法や形状等について説明する。第1の保護膜
11を窒化物半導体基板1上に部分的(選択的)に形成
するには、フォトリソグラフィー技術を用いて、所定の
形状を有するフォトマスクを作製し、そのフォトマスク
を介して、前記材料を気相製膜することにより、所定の
形状を有する第1の保護膜11を形成できる。第1の保
護膜11の形状は特に問うものではなく、例えばドッ
ト、ストライプ、碁盤目状の形状のいずれかの形状、好
ましくはストライプの形状が挙げられる。第1の保護膜
11がストライプ形状であると、転位の低減された第1
の窒化物半導体2を良好に形成することができ好まし
い。
First, the first protective film 1 in the case of FIG.
The forming method, shape, and the like of No. 1 will be described. In order to partially (selectively) form the first protective film 11 on the nitride semiconductor substrate 1, a photomask having a predetermined shape is manufactured using a photolithography technique, and the photomask is formed through the photomask. The first protective film 11 having a predetermined shape can be formed by vapor-phase deposition of the above material. The shape of the first protective film 11 is not particularly limited, and may be, for example, any one of a dot, a stripe, and a grid shape, preferably a stripe shape. When the first protective film 11 has a stripe shape, the first
It is preferable because the nitride semiconductor 2 can be favorably formed.

【0033】また、第1の保護膜11は、第1の保護膜
11が形成されていない部分(窓部)の表面積より大き
くなるように、第1の保護膜11の表面積を調整して形
成されることが好ましい。第1の保護膜11の表面積及
び窓部の表面積の調整は、保護膜の形状によっても異な
るが、例えば保護膜がストライプ状の形状の場合、保護
膜のストライプの幅と窓部の幅を調整することにより行
うことができる。
The first protective film 11 is formed by adjusting the surface area of the first protective film 11 so as to be larger than the surface area of the portion (window portion) where the first protective film 11 is not formed. Preferably. The adjustment of the surface area of the first protective film 11 and the surface area of the window portion vary depending on the shape of the protective film. Can be performed.

【0034】第1の保護膜11の大きさは、特に限定さ
れないが、例えばストライプで形成した場合、好ましい
ストライプ幅は0.5〜100μm、より好ましくは1
μm〜50μm、更に好ましくは2〜25μmである。
また、ストライプピッチ(第1の保護膜11が形成され
ていない窓部の幅)は、ストライプ幅よりも狭くするこ
とが望ましく、例えば具体的には5μm以下、好ましく
は0.1〜3μm、より好ましくは0.8〜2μmであ
る。
The size of the first protective film 11 is not particularly limited. For example, when the first protective film 11 is formed of a stripe, the preferable stripe width is 0.5 to 100 μm, and more preferably 1.
μm to 50 μm, more preferably 2 to 25 μm.
Further, the stripe pitch (the width of the window portion where the first protective film 11 is not formed) is desirably smaller than the stripe width. Preferably it is 0.8 to 2 μm.

【0035】上記のように、第1の保護膜11の表面積
を大きくすると、転位の伝播が、第1の保護膜11によ
り抑制され、更に窓部から伝播している転位の伝播が横
方向に進行して再び縦方向に伝播しにくくなる傾向があ
り、第1の保護膜11上部の第1の窒化物半導体2の表
面領域(表面から表面付近)の転位のほとんど見られな
い部分を広範囲で得ることができ好ましい。更に第1の
窒化物半導体2の表面が鏡面状となる傾向があり好まし
い。
As described above, when the surface area of the first protective film 11 is increased, the propagation of dislocations is suppressed by the first protective film 11, and the propagation of dislocations propagating from the window is further reduced in the lateral direction. It tends to be difficult to propagate in the vertical direction again, and a portion of the surface region of the first nitride semiconductor 2 above the first protection film 11 where dislocations are scarcely observed (a surface-to-surface vicinity) is widely observed. It is preferable because it can be obtained. Further, the surface of the first nitride semiconductor 2 tends to be mirror-like, which is preferable.

【0036】また、第1の保護膜11の膜厚は、特に限
定されないが、薄い方がより短時間で表面が鏡面状の転
位の少ない第1の窒化物半導体2が得られる傾向があり
好ましく、具体的には保護膜の材質にも左右されるが例
えば0.01〜5μmであり、好ましくは0.02〜3
μmであり、より好ましくは0.05〜2μmである。
この範囲であると転位の縦方向の伝播を良好に防止でき
転位を低減できると共に、第1の窒化物半導体2の表面
を鏡面状にするのに好ましい。また、保護膜の膜厚は、
保護膜の材質にもよるが、膜厚を薄くしてもピンホール
等の膜質むらが生じなければ、薄ければ薄いほど、短時
間で第1の窒化物半導体2が保護膜を覆うことができ鏡
面状の第1の窒化物半導体2を得るには好ましい。
The thickness of the first protective film 11 is not particularly limited. However, a thinner protective film 11 is preferable since the first nitride semiconductor 2 having a mirror-like surface and less dislocations can be obtained in a shorter time. For example, although it depends on the material of the protective film, the thickness is, for example, 0.01 to 5 μm, preferably 0.02 to 3 μm.
μm, and more preferably 0.05 to 2 μm.
Within this range, dislocations can be favorably prevented from propagating in the vertical direction, dislocations can be reduced, and the surface of the first nitride semiconductor 2 is preferably mirror-finished. The thickness of the protective film is
Although it depends on the material of the protective film, the first nitride semiconductor 2 can cover the protective film in a shorter time as the thinner, as long as the film quality such as pinholes does not occur even if the film thickness is reduced. It is preferable to obtain a mirror-shaped first nitride semiconductor 2.

【0037】次に、図(b)に示すように、第1の工程
において、窒化物半導体基板1に凹凸を形成し、この凹
部底部と凸部上部に第1の保護膜11を形成する場合に
ついて説明する。
Next, as shown in FIG. 2B, in the first step, the unevenness is formed on the nitride semiconductor substrate 1 and the first protective film 11 is formed on the bottom of the concave portion and the upper portion of the convex portion. Will be described.

【0038】窒化物半導体基板1に凹凸の形状を設ける
方法としては、窒化物半導体基板1を一部分取り除くこ
とができる方法であればいずれの方法でもよく、例えば
エッチング、ダイシング等が挙げられ、好ましくはエッ
チングである。エッチングにより、窒化物半導体基板1
に部分的(選択的)に凹凸を形成する場合は、フォトリ
ソグラフィー技術における種々の形状のマスクパターン
を用いて、ストライプ状、碁盤目状等のフォトマスクを
作製し、レジストパターンを窒化物半導体基板1に形成
してエッチングすることにより形成できる。また、ダイ
シングで行う場合は、例えば、ストライプ状や碁盤目状
に形成できる。
As a method of forming the unevenness on the nitride semiconductor substrate 1, any method may be used as long as the nitride semiconductor substrate 1 can be partially removed, and examples thereof include etching and dicing. Etching. By etching, nitride semiconductor substrate 1
In the case where the unevenness is partially (selectively) formed, a stripe-like or checkerboard-like photomask is produced using mask patterns of various shapes in photolithography technology, and the resist pattern is changed to a nitride semiconductor substrate. 1 and etched. When dicing is performed, for example, it can be formed in a stripe shape or a grid shape.

【0039】また、窒化物半導体基板1に、凹凸の形状
をエッチングにて行う場合のエッチング方法としては、
ウエットエッチング、ドライエッチング等の方法があ
り、平滑な面を形成するには、好ましくはドライエッチ
ングを用いる。ドライエッチングには、例えば反応性イ
オンエッチング(RIE)、反応性イオンビームエッチ
ング(RIBE)、電子サイクロトロンエッチング(E
CR)、イオンビームエッチング等の装置があり、いず
れもエッチングガスを適宜選択することにより、窒化物
半導体をエッチングしてできる。例えば、本出願人が先
に出願した特開平8−17803号公報記載の窒化物半
導体の具体的なエッチング手段を用いることができる。
In the case where the unevenness is formed on the nitride semiconductor substrate 1 by etching, the etching method is as follows.
There are methods such as wet etching and dry etching, and dry etching is preferably used to form a smooth surface. The dry etching includes, for example, reactive ion etching (RIE), reactive ion beam etching (RIBE), and electron cyclotron etching (E
There are devices such as CR) and ion beam etching, all of which can etch a nitride semiconductor by appropriately selecting an etching gas. For example, a specific nitride semiconductor etching means described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-17803 previously filed by the present applicant can be used.

【0040】また、エッチングによって凹凸を形成する
場合、エッチング面が、図1(b)に示すように窒化物
半導体基板1に対して凹部側面がほぼ垂直となる形状、
又は順メサ形状や逆メサ形状でもよく、あるいは窒化物
半導体基板1の凹部側面が階段状になるように形成され
た形状でもよい。図1(b)のように凹凸の凸部上部と
凹部底部に第1の保護膜11を形成する場合、凹部側面
が順メサ形状であると、凹部底部を良好に第1の保護膜
11で覆い易くなり、さらに凹部側面の保護膜材料を良
好に除去し易くなり好ましい。図1(b)の場合、EL
OG成長の最初から、窒化物半導体の成長が実質的に全
て横方向の成長から始まるように、凹部底部と凸部上部
に第1の保護膜11を形成し、凹部側面のみから第1の
窒化物半導体2を成長させるものである。このような成
長方向の調整による転位の低減は、転位が一旦横方向に
伝播すると再び縦方向に伝播しにくくなる傾向があるか
らである。
When the unevenness is formed by etching, the etched surface has a shape in which the side surface of the recess is substantially perpendicular to the nitride semiconductor substrate 1 as shown in FIG.
Alternatively, the shape may be a normal mesa shape or a reverse mesa shape, or a shape formed so that the side surface of the concave portion of the nitride semiconductor substrate 1 is stepped. As shown in FIG. 1B, when the first protective film 11 is formed on the upper part of the convex part and the bottom part of the concave part as shown in FIG. This is preferable because it is easy to cover, and it is easy to remove the protective film material on the side surface of the concave portion. In the case of FIG.
From the beginning of the OG growth, the first protective film 11 is formed on the bottom of the recess and the top of the projection so that substantially all of the nitride semiconductor growth starts from the lateral growth, and the first nitride film is formed only from the side of the recess. The object semiconductor 2 is grown. Such a reduction in dislocations by adjusting the growth direction is because once a dislocation propagates in the horizontal direction, it tends to be difficult to propagate again in the vertical direction.

【0041】また、図1(b)の場合の凹凸の形状、つ
まり凹部の深さや幅等について以下に示す。凹部の深さ
は、特に限定されないが、500オングストローム以
上、好ましくは0.5〜5μm程度である。凹部の深さ
が上記範囲であると、ELOG成長が安定し、第1の窒
化物半導体2の表面が鏡面状になり易い。凹凸をストラ
イプ状の形状とする場合、ストライプの形状として、例
えば凸部上部の幅は凹凸を形成しない場合の第1の保護
膜の幅と同様であり、凹部開口部:窓部)の幅は、特に
限定されないが、2〜5μmである。
The shape of the concavities and convexities in the case of FIG. 1B, that is, the depth and width of the concave portion are shown below. The depth of the concave portion is not particularly limited, but is not less than 500 Å, preferably about 0.5 to 5 μm. When the depth of the concave portion is within the above range, ELOG growth is stable, and the surface of the first nitride semiconductor 2 tends to be mirror-like. When the unevenness is in the form of a stripe, for example, the width of the upper part of the protrusion is the same as the width of the first protective film in the case where the unevenness is not formed, and the width of the opening of the concave part (window) is as follows. Although not particularly limited, it is 2 to 5 μm.

【0042】第1の保護膜11を凹部底部と凸部上部に
形成する方法としては、凹凸を形成する方法がエッチン
グである場合とダイシングである場合とで、多少異な
る。まずエッチングで凹凸を形成する場合、窒化物半導
体基板1上に保護膜材料を形成後、その上にレジスト膜
を形成しパターンを転写し露光、現像して部分的に第1
の保護膜11を形成した後、窒化物半導体基板1をエッ
チングすることで凹凸の形状を形成する。続いて凹凸を
形成した窒化物半導体基板1上、つまり第1の保護膜1
1上及び凹部底部等に更に保護膜材料を形成し、CF4
とO2ガスによるドライエッチングにより、窒化物半導
体基板1の凹部側面の保護膜をエッチングして除去し凹
部側面を露出させ、図1(b)に示すように第1の保護
膜11を凹部底部と凸部上部に形成する。このように形
成すると、例えば図1(b)では、第1の保護膜11は
一層として図示されているが、凸部上部の第1の保護膜
11上に更に保護膜が形成され2層の保護膜が積層され
たような状態になっている。ここで凹部底部に第1の保
護膜11を形成する前に、凸部上部の第1の保護膜11
を取り除いてから、凸部上部と凹部底部とに同時に保護
膜材料を形成してもよい。
The method of forming the first protective film 11 on the bottom of the concave portion and the upper portion of the convex portion is slightly different depending on whether the method of forming the irregularities is etching or dicing. First, in the case of forming irregularities by etching, after forming a protective film material on the nitride semiconductor substrate 1, a resist film is formed thereon, the pattern is transferred, exposed, and developed to partially form the first.
After the formation of the protective film 11, the nitride semiconductor substrate 1 is etched to form irregularities. Subsequently, on the nitride semiconductor substrate 1 on which the unevenness is formed, that is, the first protective film 1
1. A protective film material is further formed on the top and the bottom of the recess, and CF 4
The protective film on the side surface of the concave portion of the nitride semiconductor substrate 1 is removed by dry etching using O 2 gas and O 2 gas to expose the side surface of the concave portion. As shown in FIG. And formed on the upper part of the projection. When formed in this manner, for example, in FIG. 1B, the first protective film 11 is illustrated as a single layer, but a further protective film is formed on the first protective film 11 above the convex portion, and two layers are formed. It is in a state where the protective films are stacked. Here, before forming the first protective film 11 on the bottom of the concave portion, the first protective film 11 on the upper portion of the convex portion is formed.
After the removal, the protective film material may be simultaneously formed on the convex portion upper portion and the concave portion bottom portion.

【0043】次に、ダイシングで凹凸を形成する場合、
窒化物半導体基板1を上面からダイシング・ソーで窒化
物半導体基板1に凹凸を形成し、その後、その上に保護
膜を形成し、CF4とO2ガスによるドライエッチングに
より凹部側面が露出されるように保護膜をエッチングに
より除去することで所望の形状及び位置に第1の保護膜
11を形成する。
Next, when forming irregularities by dicing,
Irregularities are formed on the nitride semiconductor substrate 1 from above by a dicing saw using a dicing saw, and then a protective film is formed thereon, and the concave side surfaces are exposed by dry etching with CF 4 and O 2 gas. As described above, the first protective film 11 is formed in a desired shape and position by removing the protective film by etching.

【0044】凹凸の凸部上部と凹部底部に形成される第
1の保護膜11の膜厚は、特に限定されないが、凹部側
面にも同時に形成されるので、ドライエッチングにより
凹部側面の保護膜材料を除去して側面を露出することの
できる膜厚であり、且つ凹部底面を被覆できる膜厚にす
ることが好ましい。また、第1の保護膜11の膜厚は、
第1の窒化物半導体2が横方向に成長し易いように調整
されていることが好ましく、場合によっては凹部底部と
凸部上部の第1の保護膜11の膜厚が異なってもよい。
The thickness of the first protective film 11 formed on the upper and lower portions of the convex portions of the concave and convex portions is not particularly limited. It is preferable that the film thickness is such that the side surfaces can be exposed by removing the film and that the bottom surface of the concave portion can be covered. The thickness of the first protective film 11 is
It is preferable that the first nitride semiconductor 2 is adjusted so as to grow easily in the lateral direction. In some cases, the thickness of the first protective film 11 at the bottom of the concave portion and the upper portion of the convex portion may be different.

【0045】図1(b)の場合のELOG成長による第
1の窒化物半導体2の様子を説明する。まず、第1の保
護膜11の形成されていない露出されている凹部側面か
ら第1の窒化物半導体2が横方向の成長により成長を開
始する。そして隣接している凹部側面から成長した第1
の窒化物半導体2が凹部底部の第1の保護膜11を覆う
ように接合しながら成長を続け、第1の保護膜11とほ
ぼ同じ高さに成長すると、第1の保護膜11上に横方向
に成長して、第1の保護膜11を覆い、図1(b)に示
すような第1の窒化物半導体2を成長させることができ
る。このELOG成長の過程で、転位は窒化物半導体の
横方向の成長と共に横方向に伝播するので、縦方向に伝
播する転位が激減し、第1の窒化物半導体2の表面付近
には転位がほとんど見られなくなる。
The state of the first nitride semiconductor 2 by ELOG growth in the case of FIG. 1B will be described. First, the first nitride semiconductor 2 starts growing laterally from the exposed side surface of the concave portion where the first protective film 11 is not formed. And the first grown from the side surface of the adjacent concave portion
Nitride semiconductor 2 continues to grow while being bonded so as to cover the first protective film 11 at the bottom of the concave portion. When the nitride semiconductor 2 grows at substantially the same height as the first protective film 11, the nitride semiconductor 2 Thus, the first nitride semiconductor 2 as shown in FIG. 1B can be grown by covering the first protective film 11 by growing in the direction. In the process of the ELOG growth, the dislocation propagates in the lateral direction along with the lateral growth of the nitride semiconductor. Therefore, the dislocation propagating in the vertical direction is drastically reduced. I can't see it.

【0046】次に、図1(c)に示すように、窒化物半
導体基板1に形成された凹凸の凸部上部のみに第1の保
護膜11が形成される場合について説明する。この場
合、凹凸の形成の方法は上記の図1(b)の場合と同様
に、ダイシング又はエッチングにより形成され、凹部側
面の形状も上記と同様である。
Next, as shown in FIG. 1 (c), a case where the first protective film 11 is formed only on the upper portions of the uneven portions formed on the nitride semiconductor substrate 1 will be described. In this case, as in the case of FIG. 1B described above, the method of forming the irregularities is formed by dicing or etching, and the shape of the side surface of the concave portion is also the same.

【0047】図1(c)に示すように、窒化物半導体基
板1の凹部側面と凹部底部が成長可能な面として露出さ
れ、凸部上面には、第1の保護膜11が形成され凸部上
部からの窒化物半導体の成長を抑制している。このよう
な状態で第1の窒化物半導体2を成長させると、成長開
始時には、凹部側面と凹部底部とから成長が始まると考
えられる。しかし、成長するに従い、凹部側面から横方
向に成長した窒化物半導体により凹部底部から縦方向に
成長を始めた窒化物半導体の成長が遮られる。その結
果、第1の保護膜11上に横方向に成長し第1の保護膜
11を覆うのは、凹部側面から横方向に成長を開始した
窒化物半導体であり、図1(c)に示すように、厚膜の
第1の窒化物半導体2が得られる。得られる第1の窒化
物半導体2は、上記と同様に転位の伝播が良好に抑制さ
れる。
As shown in FIG. 1C, the side surface and the bottom surface of the concave portion of the nitride semiconductor substrate 1 are exposed as surfaces on which the growth is possible, and the first protective film 11 is formed on the upper surface of the convex portion. The growth of the nitride semiconductor from above is suppressed. When the first nitride semiconductor 2 is grown in such a state, it is considered that the growth starts from the side surface of the concave portion and the bottom portion of the concave portion at the start of the growth. However, as the semiconductor grows, the growth of the nitride semiconductor that has started to grow vertically from the bottom of the recess is blocked by the nitride semiconductor that has grown laterally from the side surface of the recess. As a result, the nitride semiconductor that has grown laterally on the first protective film 11 and covers the first protective film 11 is the nitride semiconductor that has started to grow laterally from the side surface of the concave portion, as shown in FIG. Thus, the first nitride semiconductor 2 having a thick film is obtained. In the first nitride semiconductor 2 obtained, propagation of dislocations is favorably suppressed as described above.

【0048】図1(c)に示す凹部底部に第1の保護膜
11を形成しない場合の凹凸の形状のサイズは、窒化物
半導体基板1の凹部側面での窒化物半導体の成長が、凹
部底部での成長に対して優先されるように調整して形成
されている。具体的な図1(c)の凹凸の形状として
は、好ましくは凹部側面の窒化物半導体基板1の側面の
長さ[図1(c)のd]と、凹部の開口部の幅[図1
(c)のw]を調整して形成されてなるもの、より好ま
しくは、凹凸の形状が、露出された窒化物半導体基板1
の凹部側面の長さ(d)と凹部の開口部の幅(w)との
関係、w/dが、0<w/d≦5、更に好ましくは0<
w/d≦3、最も好ましくは0<w/d≦1を示すよう
に調整して形成されていると、成長速度を良好にコント
ロールでき窒化物半導体基板1の凹部側面からの成長を
より促進でき、凹部底部からの窒化物半導体の成長を中
断し易くなり、転位の少ない第1の窒化物半導体2が得
られ易くなる。
In the case where the first protective film 11 is not formed on the bottom of the concave portion shown in FIG. 1C, the size of the concave and convex shape is such that the growth of the nitride semiconductor on the side surface of the concave portion of the nitride semiconductor substrate 1 depends on the bottom of the concave portion. It is formed so as to be prioritized with respect to the growth in. 1C, preferably, the length of the side surface of the nitride semiconductor substrate 1 on the concave side [d in FIG. 1C] and the width of the opening of the concave [FIG.
(C) is formed by adjusting w], more preferably, the nitride semiconductor substrate 1 with the uneven shape exposed.
The relationship between the length (d) of the side surface of the concave portion and the width (w) of the opening of the concave portion, w / d is 0 <w / d ≦ 5, more preferably 0 <
When formed so as to satisfy w / d ≦ 3, most preferably 0 <w / d ≦ 1, the growth rate can be controlled well, and the growth from the side surface of the concave portion of the nitride semiconductor substrate 1 can be further promoted. As a result, the growth of the nitride semiconductor from the bottom of the concave portion is easily interrupted, and the first nitride semiconductor 2 with few dislocations is easily obtained.

【0049】また、形成された凹凸の凸部上部に形成さ
れる第1の保護膜11の形成面の形状は、特に限定され
ないが、例えば、上記w/dの関係に加えて更に、凹凸
を形成された窒化物半導体基板1を上から見た形状がラ
ンダムな窪み、ストライプ状、碁盤面状、ドット状等に
形成してもよく、好ましくはストライプ形状である。例
えば凹凸をストライプ状の形状とする場合、ストライプ
の形状として、例えば凸部上部のストライプ幅を10〜
20μm、ストライプ間隔(凹部の開口部)を2〜5μ
mとしてもよい。
The shape of the surface on which the first protective film 11 is formed above the convex portions of the formed concavities and convexities is not particularly limited. The shape of the formed nitride semiconductor substrate 1 as viewed from above may be formed in a random depression, stripe, grid, dot, or the like, and is preferably a stripe. For example, when the unevenness is in the form of a stripe, the width of the stripe at the upper part of the protrusion is 10 to 10 as the shape of the stripe.
20 μm, stripe interval (opening of concave portion) 2 to 5 μm
It may be m.

【0050】次に、図1(d)に示すように、第1の凹
凸13を形成するのみで第1の保護膜11を形成しない
場合について説明する。図1(d)の第1の凹凸13の
形成の方法としては、上記の図1(b)、(c)の凹凸
を形成する場合と同様に、ドライエッチングやダイシン
グなどで形成され、また、凹部側面の形状も上記と同様
である。但し、図1(d)の場合は保護膜を形成してな
い点で上記と異なり、その点について以下に示す。ま
ず、エッチングにより第1の凹凸13を形成する場合、
フォトリソグラフィー技術における種々の形状のマスク
パターンを用いて、ストライプ状、碁盤目状等のフォト
マスクを作製し、レジストパターンを第1の窒化物半導
体2に形成してエッチングすることにより形成できる。
そして、エッチングして凹凸を形成後に、凸部上部のフ
ォトマスクが除去され、第1の凹凸13のみを窒化物半
導体基板1に形成することができる。また、ダイシング
で行う場合は、エッチングの場合のようにフォトマスク
を用いないので、上記図1(b)等と同様に凹凸を形成
することができる。
Next, as shown in FIG. 1D, a case where only the first unevenness 13 is formed and the first protective film 11 is not formed will be described. 1D, the first unevenness 13 is formed by dry etching, dicing, or the like as in the case of forming the unevenness in FIGS. 1B and 1C. The shape of the side surface of the concave portion is the same as above. However, the case of FIG. 1D is different from the above in that the protective film is not formed, and that point is described below. First, when the first irregularities 13 are formed by etching,
It can be formed by preparing a stripe-shaped or grid-shaped photomask using mask patterns of various shapes in the photolithography technique, forming a resist pattern on the first nitride semiconductor 2, and etching.
Then, after forming the irregularities by etching, the photomask above the convexities is removed, and only the first irregularities 13 can be formed on the nitride semiconductor substrate 1. In the case of performing dicing, a photomask is not used as in the case of etching, so that unevenness can be formed in the same manner as in FIG. 1B and the like.

【0051】第1の凹凸13の形状は、特に限定され
ず、上記図1(b)や(c)と同様に、ランダムな窪
み、ストライプ形状、碁盤目状、ドット状等の形状が挙
げられ、窒化物半導体の横方向の成長を促進させ転位を
低減させるのにストライプ形状であることが好ましい。
第1の凹凸13の形状のサイズ、つまり凹部側面の長さ
や、凸部上部の幅と凹部底部の幅などは、特に限定され
ないが、少なくとも凹部内での縦方向の成長が抑制さ
れ、凹部開口部から厚膜に成長する第1の窒化物半導体
2が凹部側面から横方向に成長したものとなるように調
整されていることが好ましい。第1の凹凸13の形状を
ストライプ状とする場合、ストライプの形状として、例
えばストライプ幅(凸部上部の幅)を3〜20μm、ス
トライプ間隔(凹部底部の幅)を3〜20μmのものを
形成することができる。凹部開口部から成長する第1の
窒化物半導体2の部分を多くするには、凹部底部の幅を
広くし、凸部上部の幅を狭くすることで可能となり、こ
のようにすると転位の低減された部分を多くすることが
できる。凹部底部の幅を広くした場合には、凹部の深さ
を深めにすることが、凹部底部から成長する可能性のあ
る縦方向の成長を防止するのに好ましい。
The shape of the first unevenness 13 is not particularly limited, and may be a random depression, a stripe shape, a grid shape, a dot shape, or the like, as in FIGS. 1B and 1C. In order to promote the lateral growth of the nitride semiconductor and reduce dislocations, it is preferable to use a stripe shape.
The size of the shape of the first irregularities 13, that is, the length of the side surface of the concave portion, the width of the upper portion of the convex portion, and the width of the bottom portion of the concave portion are not particularly limited. It is preferable that the first nitride semiconductor 2 growing from a portion to a thick film is adjusted so as to grow laterally from the side surface of the concave portion. When the shape of the first unevenness 13 is a stripe shape, the stripe shape is, for example, a stripe width (width of the upper portion of the convex portion) of 3 to 20 μm and a stripe interval (width of the lower portion of the concave portion) of 3 to 20 μm. can do. Increasing the portion of the first nitride semiconductor 2 that grows from the opening of the concave portion can be achieved by increasing the width of the bottom portion of the concave portion and decreasing the width of the upper portion of the convex portion. In this manner, dislocations are reduced. Can be more. When the width of the bottom of the recess is increased, it is preferable to increase the depth of the recess in order to prevent the growth in the vertical direction that may grow from the bottom of the recess.

【0052】図1(d)の場合、第1の窒化物半導体2
は、第1の凹凸13の凸部上部及び凹部底部から成長を
始めるが、凹部底部からの縦方向からの縦方向の成長に
比べ、凹部側面からの横方向の成長が促進されるので、
凹部内部で側面から成長したものが接合し、底部からの
成長を抑制する。その結果、凹部開口部上部には転位が
ほとんど見られなくなる。一方、凸部上部から成長する
第1の窒化物半導体2は、縦方向の成長と、凹部開口部
に向う横方向の成長をする傾向がある。この縦方向の成
長では転位の伝播は抑制されにくいが、凹部開口部に向
う成長では転位が横方向に伝播するので転位の伝播を抑
制される傾向がある。その結果、凸部上部の第1の窒化
物半導体2も転位が低減される。また図1(d)の場
合、凹部上部にはほとんど転位が見られないが、凸部上
部には条件(例えば窒化物半導体基板1の転位密度や反
応条件等の成長の条件)によってはやや多めに転位が見
られるので、凹部開口部の上部にリッジ形状のストライ
プを形成することが寿命特性の点で好ましい。あるい
は、図1(d)でのELOG成長を第1の窒化物半導体
2上に再び行い、その場合、窒化物半導体基板1上に形
成された凹部上部には凸部が来るように第1の窒化物半
導体2上に凹凸を形成することが転位の低減の点で好ま
しい。
In the case of FIG. 1D, the first nitride semiconductor 2
Starts growing from the top of the first uneven portion 13 and the bottom of the concave portion, but the lateral growth from the side surface of the concave portion is promoted as compared with the vertical growth from the vertical direction from the bottom of the concave portion.
What has grown from the side surface inside the recess joins to suppress growth from the bottom. As a result, dislocations are hardly observed at the upper portion of the opening of the concave portion. On the other hand, the first nitride semiconductor 2 growing from the upper portion of the convex portion tends to grow vertically and laterally toward the opening of the concave portion. In the vertical growth, propagation of dislocations is difficult to be suppressed, but in growth toward the opening of the concave portion, the propagation of dislocations tends to be suppressed since the dislocations propagate in the horizontal direction. As a result, the dislocation of the first nitride semiconductor 2 on the protrusion is also reduced. In the case of FIG. 1D, almost no dislocations are found in the upper portion of the concave portion, but it is slightly larger in the upper portion of the convex portion depending on conditions (for example, growth conditions such as dislocation density and reaction conditions of the nitride semiconductor substrate 1). Since dislocations are seen in the ridge, it is preferable to form a ridge-shaped stripe above the opening of the concave portion from the viewpoint of life characteristics. Alternatively, the ELOG growth in FIG. 1D is performed again on the first nitride semiconductor 2, in which case the first nitride semiconductor substrate 1 is formed such that the first concave portion formed on the nitride semiconductor substrate 1 has a convex portion. It is preferable to form irregularities on the nitride semiconductor 2 from the viewpoint of reducing dislocations.

【0053】また、図1(a)、(b)、(c)のEL
OG成長の場合も、第1の窒化物半導体2上に再びEL
OG成長させてもよい。再びELOG成長する場合、新
たな保護膜の形成位置としては、第1の窒化物半導体2
の表面に転位が現れている場合には、その部分、例え
ば、第1の保護膜11の形成されていない窓部上部の表
面等、に形成すると転位の低減の点で好ましい。このよ
うなELOG成長の繰り返しは、2回以上行ってもよ
い。転位は、ELOG成長を繰り返して行うことによ
り、より転位の伝播を抑制できる傾向がある。
The EL shown in FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c)
In the case of OG growth, EL is again formed on the first nitride semiconductor 2.
OG growth may be performed. When ELOG growth is performed again, the position where a new protective film is formed is the first nitride semiconductor 2
When dislocations appear on the surface of the substrate, it is preferable to form dislocations on such portions, for example, on the surface of the upper portion of the window where the first protective film 11 is not formed, from the viewpoint of reducing dislocations. Such ELOG growth may be repeated two or more times. Dislocations tend to be able to further suppress the propagation of dislocations by repeating ELOG growth.

【0054】第1の工程において、第1の窒化物半導体
2を成長させる方法としては、特に限定されないが、M
OVPE(有機金属気相成長法)、HVPE(ハイドラ
イド気相成長法)、MBE(分子線エピタキシー法)、
MOCVD(有機金属化学気相成長法)等、窒化物半導
体を成長させるのに知られている全ての方法を適用でき
る。好ましい成長方法としては、膜厚が50μm以下で
はMOCVD法を用いると成長速度をコントロールし易
い。また膜厚が50μm以下ではHVPEでは成長速度
が速くてコントロールが難しい。
In the first step, the method for growing the first nitride semiconductor 2 is not particularly limited.
OVPE (metalorganic vapor phase epitaxy), HVPE (hydride vapor phase epitaxy), MBE (molecular beam epitaxy),
All known methods for growing nitride semiconductors, such as MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), can be applied. As a preferable growth method, when the film thickness is 50 μm or less, the growth rate is easily controlled by using the MOCVD method. When the film thickness is 50 μm or less, HVPE has a high growth rate and is difficult to control.

【0055】上記第1の工程で得られる窒化物半導体基
板1と第1の窒化物半導体2からなるデバイス構造を形
成するための基板は、転位が少なく、特に第1の保護膜
11上部及び第1の凹凸13の凹部上部にはほとんど見
られなくなり、素子の寿命特性を向上できる。更に、窒
化物半導体のM軸方向に対して垂直に劈開すると良好な
劈開面が得られると共に、劈開の際に基板の欠けや割れ
が発生しにくく歩留まりの向上も可能となる。
The substrate for forming a device structure composed of the nitride semiconductor substrate 1 and the first nitride semiconductor 2 obtained in the first step has few dislocations, and particularly has an upper portion of the first protective film 11 and a lower portion. It is hardly seen above the concave portion of the first unevenness 13, and the life characteristics of the element can be improved. Further, when cleavage is performed perpendicularly to the M-axis direction of the nitride semiconductor, a good cleavage plane is obtained, and at the time of cleavage, chipping or cracking of the substrate hardly occurs, and the yield can be improved.

【0056】また更に、図1(a)、(b)、(c)及
び(d)における第1の保護膜11及び第1の凹凸13
は、その形状がストライプ形状であって、このストライ
プが窒化物半導体基板1のM軸方向、<1−100>、
<10−10>及び<01−10>のいずれかのM軸方
向に対して平行方向に形成されていると、窒化物半導体
の横方向の成長を促進でき転位の伝播を抑制するのに好
ましい。また、第1の保護膜11上部、及び第1の凹凸
13の凹部上部の第1の窒化物半導体表面には、上記し
たようにほとんど転位が見られなくなることから、これ
らの転位のほとんど見られない部分に、リッジ形状のス
トライプを形成すると寿命特性を向上させるのに好まし
い。また、このようにリッジ形状のストライプが形成さ
れていると、共振面を劈開により形成する際にも、窒化
物半導体基板1のM軸方向に垂直に劈開することがで
き、良好な鏡面状の共振面が得られ易くなり好ましい。
Further, the first protective film 11 and the first unevenness 13 in FIGS. 1 (a), 1 (b), 1 (c) and 1 (d) are shown.
Is a stripe shape, and the stripe is in the M-axis direction of the nitride semiconductor substrate 1, <1-100>,
When formed in a direction parallel to the M-axis direction of either <10-10> or <01-10>, it is preferable to promote the lateral growth of the nitride semiconductor and to suppress the propagation of dislocations. . In addition, as described above, almost no dislocations are found on the first protective film 11 and on the first nitride semiconductor surface above the concave portions of the first unevenness 13. It is preferable to form a ridge-shaped stripe in the non-existing portion to improve the life characteristics. Further, when the ridge-shaped stripe is formed as described above, even when the resonance surface is formed by cleavage, it can be cleaved perpendicularly to the M-axis direction of the nitride semiconductor substrate 1, and a good mirror surface can be obtained. This is preferable because a resonance surface can be easily obtained.

【0057】次に、第1の工程のELOG成長により第
1の窒化物半導体2を成長させるための窒化物半導体基
板1について説明する。本発明において、窒化物半導体
基板1としては、特に限定されないが、第1の窒化物半
導体2を形成後、この形成面にデバイス構造を形成する
際、及び劈開により共振面を形成する際等に、物理的強
度があり欠けや割れ等の発生しにくい程度の膜厚を有
し、第1の工程で得られる第1の窒化物半導体2の転位
を低減し易いものが好ましい。具体的に、好ましい窒化
物半導体基板1として、第1の窒化物半導体を成長させ
る面上の転位密度が1010/cm3以下、より好ましく
は109/cm3以下であるものが挙げられる。転位密度
が上記範囲であると、窒化物半導体基板上にELOG成
長により成長させる第1の窒化物半導体2の転位を低減
させるのに好ましい。また、転位が少ないと、物理的強
度も向上し、欠けや割れなどの防止の点でも好ましい。
また窒化物半導体基板1として、好ましくは膜厚が50
μm〜1000μmであり、より好ましくは80μm〜
500μmである。このような膜厚であると、窒化物半
導体基板1の物理的強度が向上し、歩留まり等の点で好
ましい。また、窒化物半導体基板1を構成する組成とし
ては、特に限定されないが、GaNよりなる窒化物半導
体が挙げられる。窒化物半導体基板1は、アンドープで
も、不純物がドープされていてもよい。窒化物半導体基
板1にn電極を形成する場合には、窒化物半導体基板1
にn型不純物をドープしてオーミック接触を有するよう
にする。また、窒化物半導体基板1の結晶性の点からは
アンドープであることが好ましい。
Next, the nitride semiconductor substrate 1 for growing the first nitride semiconductor 2 by ELOG growth in the first step will be described. In the present invention, the nitride semiconductor substrate 1 is not particularly limited. However, after forming the first nitride semiconductor 2, when forming a device structure on this formation surface, or when forming a resonance surface by cleavage, or the like, It is preferable that the first nitride semiconductor 2 has a physical strength and a film thickness to the extent that chipping, cracking, and the like are not easily generated, and easily reduces the dislocation of the first nitride semiconductor 2 obtained in the first step. Specifically, a preferable nitride semiconductor substrate 1 is one having a dislocation density of 10 10 / cm 3 or less, more preferably 10 9 / cm 3 or less, on the surface on which the first nitride semiconductor is grown. When the dislocation density is in the above range, it is preferable to reduce the dislocation of the first nitride semiconductor 2 grown by ELOG growth on the nitride semiconductor substrate. Further, when the dislocation is small, the physical strength is also improved, which is preferable in terms of preventing chipping and cracking.
The nitride semiconductor substrate 1 preferably has a thickness of 50
μm to 1000 μm, more preferably 80 μm to
It is 500 μm. With such a thickness, the physical strength of the nitride semiconductor substrate 1 is improved, which is preferable in terms of yield and the like. The composition of the nitride semiconductor substrate 1 is not particularly limited, but a nitride semiconductor made of GaN is exemplified. The nitride semiconductor substrate 1 may be undoped or doped with impurities. When the n-electrode is formed on the nitride semiconductor substrate 1, the nitride semiconductor substrate 1
Is doped with an n-type impurity to have ohmic contact. It is preferable that the nitride semiconductor substrate 1 is undoped from the viewpoint of crystallinity.

【0058】本発明において、窒化物半導体基板1の形
成方法としては、特に限定されないが、窒化物半導体の
横方向の成長を利用し転位の低減される方法を含む方法
が好ましい。例えば具体的な方法としては、好ましくは
第2〜第4の工程により得られる少なくとも第3の窒化
物半導体を有する基板を得る方法が挙げられ、より好ま
しくは第2〜第5の工程により得られる少なくとも第3
の窒化物半導体及び第4の窒化物半導体を有する基板を
得る方法が挙げられる。異種基板を除去する際に、バッ
ファ層から第2の窒化物半導体は除去されても、残って
いてもよいが、好ましくは反りや劈開性の点から除去さ
れていることが好ましい。
In the present invention, a method for forming the nitride semiconductor substrate 1 is not particularly limited, but a method including a method for reducing dislocations by utilizing lateral growth of the nitride semiconductor is preferable. For example, as a specific method, a method for obtaining a substrate having at least a third nitride semiconductor preferably obtained in the second to fourth steps is mentioned, and more preferably obtained in the second to fifth steps. At least third
To obtain a substrate having the nitride semiconductor and the fourth nitride semiconductor. When removing the heterogeneous substrate, the second nitride semiconductor may be removed from the buffer layer or may remain, but is preferably removed from the viewpoint of warpage and cleavage.

【0059】本発明の窒化物半導体基板1が、第3の窒
化物半導体であると転位の低減された結晶性の良好な窒
化物半導体基板1となるので、第1の窒化物半導体2の
転位の低減及び結晶性の向上の点で好ましい。また、窒
化物半導体基板1が第3及び第4の窒化物半導体である
と、第3の窒化物半導体の除去面と成長面との面状態が
異なるため反りが生じる傾向があるが、第3の窒化物半
導体上に第4の窒化物半導体を成長させることにより反
りを軽減させることができ、第1の工程でのELOG成
長を良好に行う点で好ましい。また、第5の工程後に、
第3の窒化物半導体の除去面側から研磨して、窒化物半
導体基板1を第4の窒化物半導体のみとしてもよく、第
4の窒化物半導体のみからなると、第3と第4の窒化物
半導体との境目に生じている可能性のある酸化膜等によ
る素子特性へ及ぼす可能性のある悪影響の原因を除去で
きるので、素子特性の向上の点で好ましい。
If the nitride semiconductor substrate 1 of the present invention is a third nitride semiconductor, it becomes a nitride semiconductor substrate 1 with reduced dislocations and good crystallinity. It is preferable in terms of reduction of crystallinity and improvement of crystallinity. Further, when the nitride semiconductor substrate 1 is a third and a fourth nitride semiconductor, there is a tendency that warpage occurs because the surface states of the removed surface and the growth surface of the third nitride semiconductor are different. By growing a fourth nitride semiconductor on the above-mentioned nitride semiconductor, the warpage can be reduced, which is preferable in that the ELOG growth in the first step is favorably performed. After the fifth step,
The third nitride semiconductor may be polished from the side from which the third nitride semiconductor has been removed, and the nitride semiconductor substrate 1 may be made only of the fourth nitride semiconductor. If only the fourth nitride semiconductor is used, the third and fourth nitride semiconductors may be used. Since the cause of an adverse effect on the device characteristics due to an oxide film or the like that may be formed at the boundary with the semiconductor can be removed, it is preferable from the viewpoint of improving the device characteristics.

【0060】以下に図2〜図5を用いて、第2の工程か
ら順に説明する。第2の工程は、図2に示すように、窒
化物半導体と異なる材料よりなる異種基板21上に成長
速度を10μm/時間以下0.5μm/時間以上で、窒
化物半導体の横方向の成長を利用し転位の低減される方
法(第2の工程のELOG成長)により第2の窒化物半
導体22を成長させる工程である。上記第2の窒化物半
導体22を成長させる成長速度は、上記のように10μ
m/時間以下0.5μm/時間以上、好ましくは7μm
/時間以下1μm/時間以上、より好ましくは5μm/
時間以下1.5μm/時間以上である。成長速度が上記
範囲であると、第2の工程のELOG成長の際に、転位
の伝播を良好に抑制でき、また第2の窒化物半導体22
の膜厚を調整するのに好ましい。このような成長速度を
有する具体的な成長方法として、例えばMOCVDが挙
げられる。
The second step will be described below in order with reference to FIGS. In the second step, as shown in FIG. 2, the lateral growth of the nitride semiconductor is performed at a growth rate of 10 μm / hour or less and 0.5 μm / hour or more on a heterogeneous substrate 21 made of a material different from the nitride semiconductor. This is a step of growing the second nitride semiconductor 22 by using a method of reducing dislocations (ELOG growth in the second step). The growth rate for growing the second nitride semiconductor 22 is 10 μm as described above.
0.5 μm / hour or less, preferably 7 μm or less
/ Hr or less 1 μm / hr or more, more preferably 5 μm / hr
The time is 1.5 μm / hour or less. When the growth rate is within the above range, the propagation of dislocations can be favorably suppressed during the ELOG growth in the second step, and the second nitride semiconductor 22
It is preferable to adjust the thickness of the film. A specific growth method having such a growth rate is, for example, MOCVD.

【0061】第2の工程において、異種基板21として
は、窒化物半導体と異なる材料よりなる基板であればど
のようなものでも良く、例えば、C面、R面、又はA面
を主面とするサファイア、スピネル(MgA124)の
ような絶縁性基板、SiC(6H、4H、3Cを含
む)、ZnS、ZnO、GaAs、Si、及び窒化物半
導体と格子整合する酸化物基板等、従来知られている窒
化物半導体を成長させることができる基板材料を用いる
ことができる。また、前記異種基板21の主面をオフア
ングルさせた基板、さらに好ましくはステップ状にオフ
アングルさせた基板を用いることもできる。このように
異種基板の主面がオフアングルされていると転位がより
少なくなる。
In the second step, the heterogeneous substrate 21 may be any substrate as long as it is made of a material different from that of the nitride semiconductor. For example, the main surface is a C surface, an R surface, or an A surface. sapphire insulating substrate such as spinel (MgA1 2 O 4), (including 6H, 4H, and 3C) SiC, ZnS, ZnO, GaAs, Si, and the oxide substrate or the like to the nitride semiconductor and the lattice matching, conventionally known A substrate material capable of growing the nitride semiconductor used can be used. Further, a substrate in which the main surface of the dissimilar substrate 21 is off-angled, more preferably, a substrate in which the main surface is off-angled in a step shape, can be used. As described above, when the main surface of the heterogeneous substrate is off-angle, the number of dislocations is further reduced.

【0062】第2の窒化物半導体22としては、特に限
定されないが、GaNよりなる窒化物半導体が好まし
い。また、第2の窒化物半導体22は、アンドープで
も、不純物をドープされてもよい。第2の窒化物半導体
22が、アンドープであると結晶性の点で好ましい。ま
た、第2の工程でのELOG成長の際に、前記第1の工
程のELOG成長の場合と同様に、p型不純物及び/ま
たはn型不純物をドープすると、窒化物半導体の横方向
の成長が促進され、転位の低減及び隣接の窒化物半導体
同士の接合部分での空隙発生の防止の点で好ましい。第
2の窒化物半導体22の膜厚は、特に限定されず、少な
くとも第1の保護膜11や第1の凹凸13を覆うことの
できる膜厚以上であり、例えば具体的な膜厚としては、
好ましくは1〜50μm、より好ましくは2〜40μ
m、さらに好ましくは7〜20μmである。上記範囲の
膜厚であると、第1の保護膜11等を良好に覆うことが
でき、転位の伝播の抑制の点で好ましい。
[0062] The second nitride semiconductor 22 is not particularly limited, but is preferably a nitride semiconductor made of GaN. The second nitride semiconductor 22 may be undoped or doped with impurities. The second nitride semiconductor 22 is preferably undoped from the viewpoint of crystallinity. Further, when the p-type impurity and / or the n-type impurity are doped at the time of the ELOG growth in the second step, similarly to the case of the ELOG growth in the first step, the lateral growth of the nitride semiconductor is increased. It is promoted and is preferable in terms of reduction of dislocations and prevention of generation of voids at a junction between adjacent nitride semiconductors. The thickness of the second nitride semiconductor 22 is not particularly limited, and is not less than a thickness capable of covering at least the first protective film 11 and the first unevenness 13.
Preferably 1 to 50 μm, more preferably 2 to 40 μm
m, more preferably 7 to 20 μm. When the thickness is in the above range, the first protective film 11 and the like can be covered well, which is preferable in terms of suppressing the propagation of dislocations.

【0063】第2の工程において、第2の窒化物半導体
22を成長させる第2の工程のELOG成長としては、
特に限定されず、窒化物半導体の縦方向の成長速度に対
して、窒化物半導体の横方向の成長速度が促進されるよ
うな方法であればよい。例えば従来公知のELOG成長
や、既に本出願人が出願した明細書に記載の窒化物半導
体の成長方法が挙げられる。本出願人が出願したものと
しては、例えば特願平10−77245、同10−27
5826、同10−119377、同10−13283
1、同11−37827、同11−37826、同10
−146431各号の明細書等に記載されているELO
G成長などを用いることができる。
In the second step, the ELOG growth in the second step of growing the second nitride semiconductor 22 includes:
There is no particular limitation, and any method may be used as long as the growth rate in the lateral direction of the nitride semiconductor is promoted relative to the growth rate in the vertical direction of the nitride semiconductor. For example, conventionally known ELOG growth and a nitride semiconductor growth method described in the specification already filed by the present applicant can be mentioned. The applicants have filed, for example, Japanese Patent Application Nos. 10-77245 and 10-27.
5826, 10-119377, 10-13283
1, 11-37827, 11-37826, 10
ELO described in the specification of each item of 146431
G growth or the like can be used.

【0064】第2の工程において、ELOG成長の具体
例の一実施の形態としては上記の各号明細書に記載され
ているが、例えば図2に示す、第2の保護膜12を用い
る場合と、第2の凹凸14を形成する場合を挙げて第2
の工程のELOG成長の一実施の形態を以下に説明す
る。図2の(a)〜(d)に、第2の工程における、異
種基板21上に、第2の保護膜12又は第2の凹凸14
を用いて行うELOG成長により得られる第2の窒化物
半導体22等を示す一実施の形態である模式的断面図を
示す。まず、図2(a)は、異種基板21上に、薄膜の
窒化物半導体25を成長させ、この表面上に第2の保護
膜12を部分的に形成し、第2の保護膜12を形成した
面上に第2の窒化物半導体22を成長させてなる模式的
断面図である。図2(a)では、異種基板21上に薄膜
の窒化物半導体25を成長させているが、薄膜の窒化物
半導体25を省略してもよい。転位の低減のためには、
薄膜の窒化物半導体25を形成することが好ましい。図
2(b)は、異種基板21上に、薄膜の窒化物半導体2
5を成長させ、この薄膜の窒化物半導体25に凹凸を形
成し、凹部底部及び凸部上部に、第2の保護膜12を形
成し、この第2の保護膜12を形成した面上に第2の窒
化物半導体22を成長させてなる模式的断面図である。
図2(c)は、異種基板21上に、薄膜の窒化物半導体
25を成長させ、この薄膜の窒化物半導体25に凹凸を
形成し、凸部上部にのみ第2の保護膜12を形成し、こ
の上から第2の窒化物半導体22を成長させてなる模式
的断面図である。図2(d)は、異種基板21上に、薄
膜の窒化物半導体25を成長させ、この薄膜の窒化物半
導体25に第2の凹凸14を形成し、この第2の凹凸1
4を形成した面上に第2の窒化物半導体22を成長させ
てなる模式的断面図である。
In the second step, one embodiment of the specific example of the ELOG growth is described in each of the above-mentioned specifications. For example, the case where the second protective film 12 shown in FIG. In the case where the second unevenness 14 is formed,
An embodiment of the ELOG growth in the step (1) will be described below. 2A to 2D show the second protective film 12 or the second unevenness 14 on the heterogeneous substrate 21 in the second step.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of one embodiment showing a second nitride semiconductor 22 and the like obtained by ELOG growth using GaN. First, FIG. 2A shows that a thin nitride semiconductor 25 is grown on a heterogeneous substrate 21, a second protective film 12 is partially formed on the surface thereof, and the second protective film 12 is formed. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a state where a second nitride semiconductor 22 is grown on the surface which has been made. In FIG. 2A, the thin-film nitride semiconductor 25 is grown on the heterogeneous substrate 21, but the thin-film nitride semiconductor 25 may be omitted. To reduce dislocations,
It is preferable to form a thin nitride semiconductor 25. FIG. 2B shows a thin nitride semiconductor 2 on a heterogeneous substrate 21.
5 is grown, irregularities are formed on the nitride semiconductor 25 of the thin film, a second protective film 12 is formed on the bottom of the concave portion and on the convex portion, and a second protective film 12 is formed on the surface on which the second protective film 12 is formed. 2 is a schematic cross-sectional view obtained by growing a second nitride semiconductor 22. FIG.
FIG. 2C shows that a thin nitride semiconductor 25 is grown on a heterogeneous substrate 21, irregularities are formed on the thin nitride semiconductor 25, and a second protective film 12 is formed only on the convex portions. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a second nitride semiconductor 22 grown from above. FIG. 2D shows that a thin nitride semiconductor 25 is grown on the heterogeneous substrate 21, and the second unevenness 14 is formed on the thin nitride semiconductor 25.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view in which a second nitride semiconductor 22 is grown on the surface on which No. 4 is formed.

【0065】上記薄膜の窒化物半導体25としては、特
に限定されないが、GaNよりなる窒化物半導体が挙げ
られる。また薄膜の窒化物半導体25は、アンドープで
も、不純物をドープされていてもよいが、結晶性の点か
らアンドープが好ましい。薄膜の窒化物半導体25は、
高温、具体的には約900℃程度〜1100℃、好まし
くは1050℃で異種基板21上に成長される。薄膜の
窒化物半導体25の膜厚は特に限定しないが、例えば1
00オングストローム以上、好ましくは1〜10μm程
度、より好ましくは1〜5μmの膜厚で形成することが
望ましい。薄膜の窒化物半導体25の膜厚は、第2の保
護膜12や第2の凹凸14を形成するための下地層とな
るので、保護膜や凹凸の形成されたかにより適宜調整さ
せるものであり、上記範囲の膜厚であると、調整がし易
くなる。
The thin film nitride semiconductor 25 is not particularly limited, but includes a nitride semiconductor made of GaN. The thin film nitride semiconductor 25 may be undoped or doped with impurities, but is preferably undoped from the viewpoint of crystallinity. The thin film nitride semiconductor 25
It is grown on the heterogeneous substrate 21 at a high temperature, specifically about 900 ° C. to 1100 ° C., preferably 1050 ° C. The thickness of the thin nitride semiconductor 25 is not particularly limited.
It is desirable to form the layer with a thickness of at least 00 Å, preferably about 1 to 10 μm, and more preferably 1 to 5 μm. Since the thickness of the thin nitride semiconductor 25 becomes a base layer for forming the second protective film 12 and the second irregularities 14, it is appropriately adjusted depending on whether the protective film and the irregularities are formed, When the film thickness is in the above range, adjustment becomes easy.

【0066】また、第2の工程において、図2(a)に
は示されているが、異種基板21上に、薄膜の窒化物半
導体25を成長させる前(薄膜の窒化物半導体25を成
長させない場合は第2の保護膜12を形成させる前)
に、低温成長バッファ層を成長させてもよい。バッファ
層としては、AlN、GaN、AlGaN、InGaN
等が用いられる。バッファ層は、900℃以下300℃
以上の温度で、膜厚0.5μm〜10オングストローム
で成長される。このように異種基板21上にバッファ層
を900℃以下の温度で形成すると、異種基板21に接
して成長される窒化物半導体と異種基板21との格子定
数不正を緩和し第2の窒化物半導体22の転位が少なく
なる傾向にある。
In the second step, as shown in FIG. 2A, before growing the thin nitride semiconductor 25 on the heterogeneous substrate 21 (the thin nitride semiconductor 25 is not grown). In this case, before forming the second protective film 12)
Then, a low-temperature growth buffer layer may be grown. AlN, GaN, AlGaN, InGaN
Are used. The buffer layer is 900 ° C or less and 300 ° C
At the above temperature, the film is grown with a film thickness of 0.5 μm to 10 Å. When the buffer layer is formed on the heterogeneous substrate 21 at a temperature of 900 ° C. or lower in this way, the lattice constant between the nitride semiconductor grown in contact with the heterogeneous substrate 21 and the heterogeneous substrate 21 is reduced, and the second nitride semiconductor No. 22 dislocations tend to be reduced.

【0067】第2の工程において、第2の保護膜12の
形成方法、形状及びサイズ、また第2の凹凸14の形成
方法、形状及びサイズの詳細は、上記第1の工程の窒化
物半導体基板1に形成される第1の保護膜11や第1の
凹凸13の形成方法、形状及びサイズなどと同様であ
る。但し、第1の工程では窒化物半導体基板1上に第1
の保護膜11又は第1の凹凸13を形成するのに対し
て、第2の工程では異種基板21上に成長された薄膜の
窒化物半導体25上等に形成される点が相違する。
In the second step, the formation method, shape and size of the second protective film 12 and the formation method, shape and size of the second unevenness 14 are described in detail in the nitride semiconductor substrate in the first step. The method, shape, size, and the like of the first protective film 11 and the first unevenness 13 formed on the substrate 1 are the same. However, in the first step, the first
The difference is that the protective film 11 or the first unevenness 13 is formed on the thin film nitride semiconductor 25 grown on the heterogeneous substrate 21 in the second step.

【0068】ここで、第2の工程のELOG成長により
得られた窒化物半導体基板1上に、第1の工程のELO
G成長が行われるが、第1の工程のELOG成長と第2
の工程のELOG成長とは、同一でも異なっていてもよ
い。例えば、第2の工程のELOG成長が図2の(b)
の方法であり、第1の工程のELOG成長が図1の
(d)の方法である、または第2の工程では図2(a)
の方法で、第1の工程が図1の(a)の方法である等の
種々の組み合わせで行ってもよい。このような第1の工
程と第2の工程でのELOG成長の選択は、転位の低減
されやすいような条件や、量産する際に歩留まりの低下
しにくい条件などを考慮して選択される。また、第1の
保護膜11又は第1の凹凸13と、第2の保護膜12又
は第2の凹凸14との形状がストライプ形状である場
合、第1の工程で形成されるストライプ形状の第1の保
護膜11や第1の凹凸13と、第2の工程で形成される
ストライプ形状の第2の保護膜12や第2の凹凸14と
が、平行に形成され、且つそれらは窒化物半導体基板1
のM軸方向に対して平行方向となるように形成されるこ
とが好ましい。第1の工程と第2の工程での保護膜など
が上記のように窒化物半導体基板1の3種あるM軸方向
のうち、同一のM軸方向に対して平行方向に形成されて
いると、第1の工程でELOG成長により成長される第
1の窒化物半導体2の横方向の成長が良好に促進され、
転位の低減及び空隙の発生の防止の点で好ましい。
Here, the ELO of the first step is placed on the nitride semiconductor substrate 1 obtained by the ELOG growth of the second step.
G growth is performed, but the first step ELOG growth and the second step
The process may be the same or different from the ELOG growth. For example, the ELOG growth in the second step is performed as shown in FIG.
In the first step, the ELOG growth in the first step is the method in FIG. 1D, or in the second step, the method shown in FIG.
In the above method, the first step may be performed in various combinations such as the method shown in FIG. The selection of the ELOG growth in the first step and the second step is selected in consideration of the condition that the dislocation is easily reduced and the condition that the yield hardly decreases in mass production. When the first protective film 11 or the first irregularities 13 and the second protective film 12 or the second irregularities 14 have a stripe shape, the stripe shape of the stripe formed in the first step is the same. The first protective film 11 and the first irregularities 13 are formed in parallel with the stripe-shaped second protective film 12 and the second irregularities 14 formed in the second step, and they are formed of a nitride semiconductor. Substrate 1
Is preferably formed in a direction parallel to the M-axis direction. If the protective film and the like in the first step and the second step are formed parallel to the same M-axis direction among the three types of M-axis directions of the nitride semiconductor substrate 1 as described above. The lateral growth of the first nitride semiconductor 2 grown by ELOG growth in the first step is favorably promoted,
It is preferable in terms of reducing dislocations and preventing generation of voids.

【0069】窒化物半導体基板1を構成するGaN結晶
は、点対称であるので、劈開が容易となる3種のM軸方
向のいずれかの方向に平行となるように第1の工程でス
トライプ形状の保護膜などを形成しても、同様の結果が
得られるのではないかと推測される。しかし、実際に行
って見ると、窒化物半導体基板1の3種あるM軸方向の
うち、同一のM軸方向に平行となるように、第1の工程
と第2の工程とで保護膜や凹凸などを形成すると、第1
の工程のELOG成長が良好となり転位の低減された第
1の窒化物半導体2の成長が良好となる傾向がある。
Since the GaN crystal forming the nitride semiconductor substrate 1 is point-symmetric, it is formed in a stripe shape in the first step so as to be parallel to any of the three types of M-axis directions for easy cleavage. It is presumed that similar results can be obtained even if a protective film or the like is formed. However, when it is actually performed, the protective film and the protective film in the first and second steps are parallel to the same M-axis direction among the three types of M-axis directions of the nitride semiconductor substrate 1. When irregularities are formed, the first
There is a tendency that the ELOG growth in the step (1) is good and the growth of the first nitride semiconductor 2 with reduced dislocation is good.

【0070】第1の保護膜又は第1の凹凸と、第2の保
護膜又は第2の凹凸とが、窒化物半導体基板1の同一の
M軸方向に対して平行方向となるようにする方法として
は、窒化物半導体基板1の異種基板21等を除去した面
には、CL等による転位分布の観察によると転位分布が
ストライプ状に観測され、このストライプ状の転位分布
に沿って第1の保護等を形成したり、又はオリエンテー
ションフラット面(オリフラ面)が窒化物半導体のM軸
方向に垂直となるようにし、このオリフラ面を基準に
し、第1の工程と第2の工程で用いられる保護膜や凹凸
を平行方向のストライプ形状として形成する。このよう
に形成することにより、第1の保護膜と第2の保護膜、
あるは第1の保護膜と第2の凹凸、第1の凹凸と第2の
保護膜、第1の凹凸と第2の凹凸等がそれぞれ窒化物半
導体のM軸方向に平行となる。
A method in which the first protective film or the first irregularities and the second protective film or the second irregularities are parallel to the same M-axis direction of the nitride semiconductor substrate 1. According to the dislocation distribution observed by CL or the like on the surface of the nitride semiconductor substrate 1 from which the dissimilar substrate 21 and the like have been removed, the dislocation distribution is observed in a stripe shape. A protection or the like is formed, or an orientation flat surface (orientation flat surface) is made perpendicular to the M-axis direction of the nitride semiconductor, and the protection used in the first step and the second step is based on the orientation flat surface. The film and the irregularities are formed as stripes in the parallel direction. By forming in this manner, the first protective film and the second protective film,
Alternatively, the first protective film and the second unevenness, the first unevenness and the second protective film, the first unevenness and the second unevenness, and the like are respectively parallel to the M-axis direction of the nitride semiconductor.

【0071】また、前記したように、第2の工程で用い
られる異種基板21としては、異種基板となる材料の主
面をオフアングルさせた基板、さらにステップ状にオフ
アングルさせた基板を用いたほうが好ましい。オフアン
グルさせた基板を用いると、表面に3次元成長が見られ
ず、ステップ成長があらわれ表面が平坦になり易い。更
にステップ状にオフアングルされているサファイア基板
のステップに沿う方向(段差方向)が、サファイアのA
面に対して垂直に形成されていると、窒化物半導体のス
テップ面がレーザの共振器方向と一致し、レーザ光が表
面粗さにより乱反射されることが少なくなり好ましい。
As described above, as the heterogeneous substrate 21 used in the second step, a substrate in which the main surface of the material to be the heterogeneous substrate is off-angled, and a substrate in which the stepped off-angle is further used. More preferred. When a substrate with an off-angle is used, three-dimensional growth is not observed on the surface, and step growth appears, so that the surface tends to be flat. Further, the direction (step direction) along the steps of the sapphire substrate that is off-angled in a step shape is A
When formed perpendicular to the surface, the step surface of the nitride semiconductor coincides with the cavity direction of the laser, and laser light is less likely to be irregularly reflected due to surface roughness, which is preferable.

【0072】更に好ましい異種基板としては、(000
1)面[C面]を主面とするサファイア、(112−0)
面[A面]を主面とするサファイア、又は(111)面を
主面とするスピネルである。ここで異種基板が、(00
01)面[C面]を主面とするサファイアであるとき、前
記薄膜の窒化物半導体25等に形成される保護膜や凹凸
のストライプ形状が、そのサファイアの(112−0)
面[A面]に対して垂直なストライプ形状を有しているこ
と[窒化物半導体の(101−0)[M面]に平行方向に
ストライプを形成すること]が好ましく、また、オフア
ングルのオフ角θ(図8に示すθ)は好ましくは0.1
°〜0.5°、より好ましくは0.1°〜0.2°であ
る。
More preferred heterogeneous substrates include (000
1) Sapphire whose main surface is plane [C-plane], (112-0)
Sapphire whose main surface is the [A-plane] or spinel whose main surface is the (111) plane. Here, the heterogeneous substrate is (00
01) When the sapphire is a sapphire having the [C-plane] as a main surface, the protective film formed on the nitride semiconductor 25 or the like of the thin film or the stripe shape of the unevenness is (112-0) of the sapphire.
It is preferable to have a stripe shape perpendicular to the plane [A-plane] [to form a stripe in a direction parallel to the (101-0) [M-plane] of the nitride semiconductor]. The off angle θ (θ shown in FIG. 8) is preferably 0.1
° to 0.5 °, more preferably 0.1 to 0.2 °.

【0073】また(112−0)面[A面]を主面とする
サファイアであるとき、前記保護膜や凹凸のストライプ
形状はそのサファイアの(11−02)面[R面]に対し
て垂直なストライプ形状を有していることが好ましく、
また(111)面を主面とするスピネルであるとき、前
記凹凸のストライプ形状はそのスピネルの(110)面
に対して垂直なストライプ形状を有していることが好ま
しい。ここでは、保護膜や凹凸がストライプ形状の場合
について記載したが、本発明においてサファイアのA面
及びR面、スピネルの(110)面に窒化物半導体が横
方向に成長し易いので、これらの面に第1の窒化物半導
体の端面が形成されるように保護膜や凹凸の形成を考慮
することが好ましい。
In the case of sapphire having the (112-0) plane [A-plane] as the main surface, the stripe shape of the protective film and the unevenness is perpendicular to the (11-02) -plane [R-plane] of the sapphire. It is preferable to have a simple stripe shape,
In the case of a spinel having a (111) plane as a main surface, it is preferable that the uneven stripe shape has a stripe shape perpendicular to the (110) plane of the spinel. Here, the case where the protective film and the concavities and convexities are stripe-shaped has been described. However, in the present invention, the nitride semiconductor easily grows in the lateral direction on the A-plane and R-plane of sapphire and the (110) plane of spinel. It is preferable to consider the formation of the protective film and the unevenness so that the end face of the first nitride semiconductor is formed first.

【0074】本発明において用いられる異種基板21に
ついて図を用いて更に詳細に説明する。図6はサファイ
アの結晶構造を示すユニットセル図である。まず、C面
を主面とするサファイアを用い、凹凸はサファイアA面
に対して垂直なストライプ形状とする場合について説明
する。例えば、図7は主面側のサファイア基板の平面図
である。この図はサファイアC面を主面とし、オリエン
テーションフラット(オリフラ)面をA面としている。
この図に示すように保護膜や凹凸のストライプをA面に
対して垂直方向で、互いに平行なストライプを形成す
る。図7に示すように、サファイアC面上に窒化物半導
体を選択成長させた場合、窒化物半導体は面内ではA面
に対して平行な方向で成長しやすく、垂直な方向では成
長しにくい傾向にある。従ってA面に対して垂直な方向
でストライプを設けると、ストライプとストライプの間
の窒化物半導体がつながって成長しやすくなり、ELO
G成長が容易に可能となると考えられるが詳細は定かで
はない。
The heterogeneous substrate 21 used in the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 6 is a unit cell diagram showing the crystal structure of sapphire. First, a case will be described in which sapphire whose main surface is the C surface is used, and the unevenness is a stripe shape perpendicular to the sapphire A surface. For example, FIG. 7 is a plan view of a sapphire substrate on the main surface side. In this figure, the sapphire C plane is the main surface, and the orientation flat (orientation flat) surface is the A surface.
As shown in this figure, the protective film and the uneven stripes are formed in parallel to each other in the direction perpendicular to the A-plane. As shown in FIG. 7, when a nitride semiconductor is selectively grown on a sapphire C plane, the nitride semiconductor tends to grow in a direction parallel to the A plane in the plane and hard to grow in a direction perpendicular to the A plane. It is in. Therefore, when the stripes are provided in a direction perpendicular to the A-plane, the nitride semiconductors between the stripes are connected to each other, and the nitride semiconductors are easily grown.
It is thought that G growth can be easily performed, but the details are not clear.

【0075】次に、A面を主面とするサファイア基板を
用いた場合、上記C面を主面とする場合と同様に、例え
ばオリフラ面をR面とすると、R面に対して垂直方向
に、互いに平行なストライプを形成することにより、ス
トライプ幅方向に対して窒化物半導体が成長しやすい傾
向にあるため、転位の少ない窒化物半導体層を成長させ
ることができる。
Next, when a sapphire substrate having the A surface as the main surface is used, as in the case where the C surface is the main surface, for example, if the orientation flat surface is an R surface, the orientation flat surface is perpendicular to the R surface. By forming stripes parallel to each other, a nitride semiconductor tends to grow in the stripe width direction, so that a nitride semiconductor layer with few dislocations can be grown.

【0076】また次に、スピネル(MgAl24)に対
しても、窒化物半導体の成長は異方性があり、窒化物半
導体の成長面を(111)面とし、オリフラ面を(11
0)面とすると、窒化物半導体は(110)面に対して
平行方向に成長しやすい傾向がある。従って、(11
0)面に対して垂直方向にストライプを形成すると窒化
物半導体層と隣接する窒化物半導体同士が保護膜の上部
でつながって、転位の少ない結晶を成長できる。なおス
ピネルは四方晶であるため特に図示していない。
Next, also with respect to spinel (MgAl 2 O 4 ), the growth of the nitride semiconductor is anisotropic, and the growth surface of the nitride semiconductor is (111) plane, and the orientation flat surface is (11).
When the plane is the 0) plane, the nitride semiconductor tends to grow in a direction parallel to the (110) plane. Therefore, (11
When a stripe is formed in a direction perpendicular to the 0) plane, the nitride semiconductor layer and the adjacent nitride semiconductor are connected to each other at the upper portion of the protective film, and a crystal with few dislocations can be grown. The spinel is not shown in the figure because it is tetragonal.

【0077】次に、本発明の成長方法において、図3に
示すように、第3の工程では、上記第2の工程のELO
G成長により形成された第2の窒化物半導体22上に、
成長速度を500μm/時間以下10μm/時間以上
で、第3の窒化物半導体23を成長させる。第3の工程
で、第3の窒化物半導体23を成長させる成長速度は、
上記のように500μm/時間以下10μm/時間以
上、好ましくは100μm/時間以下50μm/時間以
上である。第3の窒化物半導体23を成長させる速度
が、上記範囲であると、第3の窒化物半導体23を上記
の膜厚に成長させる際に、異常成長が防止でき、更に第
3の窒化物半導体23の成長面がきれいとなり好まし
い。例えば成長速度が上記範囲となる具体的な方法とし
ては、例えばHVPE等が挙げられる。
Next, in the growth method of the present invention, as shown in FIG. 3, in the third step, the ELO of the second step is performed.
On the second nitride semiconductor 22 formed by G growth,
The third nitride semiconductor 23 is grown at a growth rate of 500 μm / hour or less and 10 μm / hour or more. In the third step, the growth rate for growing the third nitride semiconductor 23 is:
As described above, it is not more than 500 μm / hour and not less than 10 μm / hour, preferably not more than 100 μm / hour and not less than 50 μm / hour. When the growth rate of the third nitride semiconductor 23 is within the above range, abnormal growth can be prevented when growing the third nitride semiconductor 23 to the above film thickness, and furthermore, the third nitride semiconductor 23 is preferable because the growth surface is clean. For example, HVPE or the like can be cited as a specific method in which the growth rate falls within the above range.

【0078】第3の工程で成長される第3の窒化物半導
体23としては、特に限定されないが、GaNからなる
窒化物半導体が結晶性の点などから好ましい。また、第
3の窒化物半導体23は、アンドープでも不純物をドー
プされてもよいが、アンドープであると結晶性の点で好
ましい。
The third nitride semiconductor 23 grown in the third step is not particularly limited, but a nitride semiconductor made of GaN is preferable from the viewpoint of crystallinity and the like. Further, the third nitride semiconductor 23 may be undoped or doped with impurities, but is preferably undoped from the viewpoint of crystallinity.

【0079】第3の窒化物半導体23の膜厚は、前記第
2の窒化物半導体22の膜厚より厚く成長される。第3
の窒化物半導体23の膜厚としては、特に限定されない
が、後述の第4の工程で少なくとも異種基板21を除去
された後、第1の工程を行う際やデバイス構造を形成す
る際等の物理的強度に耐えられ、欠けや割れ等の生じに
くい膜厚以上で、装置の大きさや操作がし易い範囲の膜
厚が望ましい。例えば、第3の窒化物半導体23の具体
的な膜厚としては、好ましくは50μm〜1000μ
m、より好ましくは80μm〜500μmである。この
ような範囲の膜厚であると、第3の窒化物半導体23を
窒化物半導体基板1とした場合に、操作性よく、また欠
けや割れ等の発生が防止でき好ましい。
The third nitride semiconductor 23 is grown to be thicker than the second nitride semiconductor 22. Third
The thickness of the nitride semiconductor 23 is not particularly limited, but may be a physical value such as when performing the first step or forming a device structure after at least the heterogeneous substrate 21 is removed in the fourth step described later. It is desirable that the film thickness is not less than the film thickness that can withstand the mechanical strength and does not easily cause chipping or cracking, and is in a range where the size of the apparatus and the operation are easy. For example, the specific thickness of the third nitride semiconductor 23 is preferably 50 μm to 1000 μm.
m, more preferably 80 μm to 500 μm. When the film thickness is in such a range, when the third nitride semiconductor 23 is used as the nitride semiconductor substrate 1, operability is good and chipping, cracking, and the like can be prevented, which is preferable.

【0080】次に、図4に示すように、第4の工程で
は、第3の工程で第3の窒化物半導体23を成長後に、
少なくとも異種基板21を除去して、少なくとも第3の
窒化物半導体23を有する第1の工程で用いられる窒化
物半導体基板1とする。第4の工程で除去される部分と
しては、少なくとも異種基板21が除去されていればよ
く、図2のバッファ層、薄膜の窒化物半導体25、又は
第2の保護膜13等を有していても、劈開により共振面
を形成できる。好ましくは異種基板21〜第2の窒化物
半導体22までが除去されていると、第3の窒化物半導
体23の反りの軽減の点で好ましく、更に保護膜上の空
隙の発生の可能性のある第2の窒化物半導体22を除去
すると劈開性がより良好となる。また、第4の工程で除
去される部分は、製造工程での操作性のし易さや、反り
等を考慮して、第3の窒化物半導体の一部までを除去し
てもよい。第3の窒化物半導体23から異種基板21等
を除去する方法としては、例えば研磨等の方法が挙げら
れる。また、第3の窒化物半導体23を第1の工程での
窒化物半導体基板1とする場合、第3の窒化物半導体2
3の異種基板21等を除去した面とは反対の面上に第1
の工程のELOG成長を行う。
Next, as shown in FIG. 4, in a fourth step, after growing the third nitride semiconductor 23 in the third step,
At least the dissimilar substrate 21 is removed to obtain the nitride semiconductor substrate 1 having at least the third nitride semiconductor 23 and used in the first step. As a portion to be removed in the fourth step, it is sufficient that at least the heterogeneous substrate 21 is removed, and the buffer layer, the nitride semiconductor 25 of the thin film, the second protective film 13 and the like shown in FIG. Also, a resonance surface can be formed by cleavage. It is preferable to remove the heterosubstrate 21 to the second nitride semiconductor 22 from the viewpoint of reducing the warpage of the third nitride semiconductor 23, and furthermore, there is a possibility that a void may be generated on the protective film. When the second nitride semiconductor 22 is removed, the cleavability becomes better. In addition, the part to be removed in the fourth step may be removed to a part of the third nitride semiconductor in consideration of operability in a manufacturing step, warpage, and the like. As a method for removing the heterogeneous substrate 21 and the like from the third nitride semiconductor 23, for example, a method such as polishing is given. When the third nitride semiconductor 23 is used as the nitride semiconductor substrate 1 in the first step, the third nitride semiconductor 2
3 on the surface opposite to the surface from which the different substrate
The ELOG growth of the step is performed.

【0081】次に、第5の工程を有する場合について説
明する。図5に示すように、上記第4の工程後に、第5
の工程において、第3の窒化物半導体23の異種基板2
1等を除去した面とは反対の面上に、成長速度を500
μm/時間以下10μm/時間以上で、第4の窒化物半
導体を成長させる。第5の工程を有する場合は、第1の
工程での窒化物半導体基板1は、少なくとも第3の窒化
物半導体と第4の窒化物半導体とからなり、好ましくは
第3と第4の窒化物半導体のみからなる。
Next, a case having the fifth step will be described. As shown in FIG. 5, after the fourth step, the fifth step
In the step, the heterogeneous substrate 2 of the third nitride semiconductor 23 is formed.
On the surface opposite to the surface from which 1 etc. has been removed, a growth rate of 500
The fourth nitride semiconductor is grown at a rate of 10 μm / hour or less and 10 μm / hour or less. In the case where the fifth step is provided, the nitride semiconductor substrate 1 in the first step is composed of at least a third nitride semiconductor and a fourth nitride semiconductor, preferably the third and fourth nitride semiconductors. It consists of semiconductor only.

【0082】また、本発明の成長方法において、第5の
工程を有する場合、第4の窒化物半導体24を成長後に
第3の窒化物半導体を除去し、第1の工程で用いられる
窒化物半導体基板1として、第4の窒化物半導体24の
みからなるものを用いてもよい。第5の工程後に、第3
の窒化物半導体23を除去して、第4の窒化物半導体2
4のみにすると、第3と第4の窒化物半導体との境界部
分が除去されるので、境界部分に生じると思われる酸化
膜を除去でき素子特性(寿命特性等)の向上の点で好ま
しい。第4の窒化物半導体のみを第1の工程で用いる窒
化物半導体基板1とする場合、第4の窒化物半導体の膜
厚は、特に限定されないが、例えば80〜500μmの
膜厚を有することが物理的強度の点で好ましい。
When the growth method of the present invention includes the fifth step, the third nitride semiconductor is removed after growing the fourth nitride semiconductor 24, and the nitride semiconductor used in the first step is removed. As the substrate 1, a substrate composed of only the fourth nitride semiconductor 24 may be used. After the fifth step, the third
Is removed, and the fourth nitride semiconductor 2 is removed.
When only 4 is used, the boundary between the third and fourth nitride semiconductors is removed, so that an oxide film which is considered to be formed at the boundary can be removed, which is preferable in terms of improvement in element characteristics (lifetime characteristics and the like). When the nitride semiconductor substrate 1 using only the fourth nitride semiconductor in the first step is used, the thickness of the fourth nitride semiconductor is not particularly limited, but may be, for example, 80 to 500 μm. It is preferable in terms of physical strength.

【0083】第4の窒化物半導体24としては、特に限
定されないが、上記第3の窒化物半導体23と同様の窒
化物半導体を挙げることができる。第4の窒化物半導体
の成長速度は、上記のように500μm/時間以下10
μm/時間以上であり、好ましくは上記第3の窒化物半
導体23を成長させる場合と同様である。このように異
種基板21を除去した後で、第3の窒化物半導体23の
成長面に第4の窒化物半導体24を成長させると、第3
の窒化物半導体23の反りが軽減され、第1の工程やデ
バイス工程等を良好に行える。また、第4の窒化物半導
体24を成長させるとより結晶性が向上し、第4の窒化
物半導体24上に上記第1の工程を行うと、第1の窒化
物半導体2の転位の低減及び結晶性の向上の点で好まし
い。
The fourth nitride semiconductor 24 is not particularly limited, but may be the same nitride semiconductor as the third nitride semiconductor 23 described above. The growth rate of the fourth nitride semiconductor is 500 μm / hour or less as described above.
μm / hour or more, and is preferably the same as the case where the third nitride semiconductor 23 is grown. After removing the heterogeneous substrate 21 in this manner, when the fourth nitride semiconductor 24 is grown on the growth surface of the third nitride semiconductor 23, the third
Of the nitride semiconductor 23 is reduced, and the first step, the device step, and the like can be favorably performed. When the fourth nitride semiconductor 24 is grown, the crystallinity is further improved. When the first step is performed on the fourth nitride semiconductor 24, the dislocation of the first nitride semiconductor 2 can be reduced. It is preferable from the viewpoint of improving crystallinity.

【0084】第4の窒化物半導体24の膜厚は、特に限
定されず、第4の窒化物半導体24の膜厚が厚いほど反
りが軽減され結晶性の向上の点で好ましいが、あまり厚
膜にすると操作性等が低下する場合や装置の大きさに限
りがあるので、第3の窒化物半導体23と第4の窒化物
半導体24の膜厚の合計が1000μm以下、好ましく
は800μm以下、好ましくは400μm以下となるこ
とが好ましく、少なくとも第3と第4の窒化物半導体の
膜厚が共に80μm以上であることが好ましい。膜厚が
この範囲であると物理的強度及び操作性等の点で好まし
い。この場合、第3の窒化物半導体23の膜厚は、上記
の膜厚の範囲で且つ第3と第4の窒化物半導体の膜厚の
合計が1000μm以下となるように調整される。
The thickness of the fourth nitride semiconductor 24 is not particularly limited. The thicker the thickness of the fourth nitride semiconductor 24 is, the better the warpage is reduced and the better the crystallinity is. In this case, the operability or the like is reduced or the size of the device is limited, so that the total thickness of the third nitride semiconductor 23 and the fourth nitride semiconductor 24 is 1000 μm or less, preferably 800 μm or less, preferably Is preferably 400 μm or less, and at least the thickness of at least the third and fourth nitride semiconductors is preferably 80 μm or more. It is preferable that the film thickness is in this range in terms of physical strength, operability, and the like. In this case, the thickness of the third nitride semiconductor 23 is adjusted such that the total thickness of the third and fourth nitride semiconductors is 1000 μm or less within the above range.

【0085】次に、上記本発明の窒化物半導体の成長方
法により得られる本発明の基板上に、デバイス構造を形
成してなる窒化物半導体素子について説明する。本発明
の窒化物半導体素子は、上記本発明の方法により得られ
る窒化物半導体の基板上(窒化物半導体基板1上に成長
された第1の窒化物半導体2上)に、少なくともn型窒
化物半導体、活性層、及びp型窒化物半導体を有するデ
バイス構造が形成されてなる素子が挙げられる。上記素
子を構成するn型窒化物半導体などは、特に限定され
ず、従来公知のデバイス構造を適宜用いることができ
る。デバイス構造の一実施の形態としては、後述の実施
例に示されるものが挙げられる。しかし、本発明はこれ
に限定されない。また、電極や素子の形状なども特に限
定されず、公知の種々のものを用いることができる。つ
まり、前記本発明の窒化物半導体の成長方法により得ら
れる基板が転位の低減された良好な基板であるので、デ
バイス構造の種類により差あるものの、寿命特性を良好
にすることができるものである。また、基板は窒化物半
導体からなるので窒化物半導体のM軸方向に垂直な面で
良好に劈開できる。
Next, a nitride semiconductor device having a device structure formed on the substrate of the present invention obtained by the method for growing a nitride semiconductor of the present invention will be described. The nitride semiconductor device of the present invention has at least an n-type nitride on the substrate of the nitride semiconductor obtained by the method of the present invention (on the first nitride semiconductor 2 grown on the nitride semiconductor substrate 1). An element in which a device structure having a semiconductor, an active layer, and a p-type nitride semiconductor is formed is exemplified. There is no particular limitation on the n-type nitride semiconductor or the like constituting the above-described element, and a conventionally known device structure can be appropriately used. As one embodiment of the device structure, there is a device structure described in an example described later. However, the present invention is not limited to this. The shape of the electrodes and the elements is not particularly limited, and various known ones can be used. That is, since the substrate obtained by the method for growing a nitride semiconductor of the present invention is a good substrate with reduced dislocations, the life characteristics can be improved although it varies depending on the type of device structure. . Further, since the substrate is made of a nitride semiconductor, it can be cleaved favorably on a plane perpendicular to the M-axis direction of the nitride semiconductor.

【0086】また本発明において、好ましい窒化物半導
体素子としては、例えばレーザ素子において、発光領域
がリッジ形状のストライプであるのもが寿命特性などの
素子特性の点から挙げられる。より好ましい素子として
は、リッジ形状のストライプが、上記第1の工程で形成
されるストライプ形状の第1の保護膜11及び第1の凹
凸13のストライプ方向に平行に形成され、さらに好ま
しくはストライプ形状の第1の保護膜11の保護膜上部
及び第1の凹凸13の凹部上部に形成されることが寿命
特性を向上させる点で好ましい。第1の工程のELOG
成長の種類によって、第1の窒化物半導体2表面の平均
の転位密度に差はあるが、第1の保護膜11上部及び第
1の凹凸13の凹部上部には転位がほとんど見られなく
なることから、この部分に発光領域、例えば上記のよう
なリッジ形状のストライプを形成すると、レーザ素子な
どを作動中に転位の伝播を防止でき素子劣化を抑制し寿
命特性の向上が可能となる。
In the present invention, a preferable nitride semiconductor device is, for example, a laser device in which a light emitting region is a ridge-shaped stripe in view of device characteristics such as life characteristics. As a more preferable element, a ridge-shaped stripe is formed in parallel with the stripe direction of the first protective film 11 and the first unevenness 13 having the stripe shape formed in the first step, and more preferably the stripe shape is formed. It is preferable that the first protective film 11 be formed above the protective film of the first protective film 11 and the concave portion of the first unevenness 13 in order to improve the life characteristics. ELOG of the first step
Although there is a difference in the average dislocation density on the surface of the first nitride semiconductor 2 depending on the type of growth, dislocations are hardly seen in the upper portion of the first protective film 11 and the upper portion of the concave portion of the first unevenness 13. If a light emitting region, for example, a ridge-shaped stripe as described above is formed in this portion, propagation of dislocations can be prevented during operation of the laser element or the like, element deterioration can be suppressed, and life characteristics can be improved.

【0087】[0087]

【実施例】以下に本発明の一実施の形態である実施例を
示し、更に本発明を詳細に説明する。しかし本発明はこ
れに限定されない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, which are embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to this.

【0088】[実施例1]以下に図1(a)に示される
窒化物半導体基板1と第1の窒化物半導体2からなる窒
化物半導体の基板を製造させる工程を示す。(第2の工
程から第4の工程は図2〜図4を参照)
[Example 1] A process for manufacturing a nitride semiconductor substrate composed of the nitride semiconductor substrate 1 and the first nitride semiconductor 2 shown in FIG. (Refer to FIGS. 2 to 4 for the second to fourth steps.)

【0089】[窒化物半導体基板1の製造] (第2の工程)異種基板21として、C面を主面とし、
オリフラ面をA面とするサファイア基板21を用い、こ
のサファイア基板21をMOCVDの反応容器内にセッ
トし、温度を510℃にして、キャリアガスに水素、原
料ガスにアンモニアとTMG(トリメチルガリウム)と
を用い、サファイア基板21上にGaNよりなるバッフ
ァ層を200オングストロームの膜厚で成長させる。
[Manufacture of Nitride Semiconductor Substrate 1] (Second Step) As the heterogeneous substrate 21, the C-plane is a main surface,
Using a sapphire substrate 21 having an orientation flat surface as an A surface, this sapphire substrate 21 is set in a MOCVD reaction vessel, the temperature is set to 510 ° C., hydrogen is used as a carrier gas, and ammonia and TMG (trimethylgallium) are used as source gases. Is used to grow a GaN buffer layer on the sapphire substrate 21 to a thickness of 200 angstroms.

【0090】バッファ層成長後、TMGのみ止めて、温
度を1050℃まで上昇させ、1050℃になったら、
原料ガスにTMG、アンモニア、シランガスを用い、ア
ンドープGaNよりなる薄膜の窒化物半導体25を5μ
mの膜厚で成長させる。バッファ層と薄膜の窒化物半導
体25とを積層したウェーハの、その薄膜の窒化物半導
体25の上にストライプ状のフォトマスクを形成し、C
VD装置によりストライプ幅18μm、窓部2μmのS
iO2よりなる第2の保護膜12を0.5μmの膜厚で
形成する。なお、第2の保護膜12のストライプ方向は
サファイアA面に対して垂直な方向、つまり図7に示す
ように、オリフラ面に対して垂直な方向でとする。この
ように形成すると、サファイアのA面に垂直な方向が、
窒化物半導体のM軸方向に対して平行方向となる。
After the growth of the buffer layer, only TMG is stopped, the temperature is increased to 1050 ° C., and when the temperature reaches 1050 ° C.,
Using TMG, ammonia, and silane gases as source gases, a thin film of nitride semiconductor 25 made of undoped GaN is formed in a thickness of 5 μm.
It is grown to a thickness of m. A stripe-shaped photomask is formed on the thin-film nitride semiconductor 25 of the wafer in which the buffer layer and the thin-film nitride semiconductor 25 are stacked, and C
S with a stripe width of 18 μm and a window of 2 μm using a VD device
A second protective film 12 made of iO 2 is formed with a thickness of 0.5 μm. Note that the stripe direction of the second protective film 12 is a direction perpendicular to the sapphire A surface, that is, a direction perpendicular to the orientation flat surface as shown in FIG. When formed in this way, the direction perpendicular to the A-plane of sapphire
The direction is parallel to the M-axis direction of the nitride semiconductor.

【0091】第2の保護膜12を形成後、ウェーハをM
OCVDの反応容器に移し、1050℃にて、原料ガス
にTMG、アンモニア、シランガス、Cp2Mg(シク
ロペンタジエニルマグネシウム)を用い、SiとMgの
不純物を5×1017/cm3ドープしたGaNよりなる
第2の窒化物半導体22をMOCVD装置により15μ
mの膜厚で成長させる。SiとMgの不純物は第2の窒
化物半導体22の成長と同時にドープされる。但し、第
2の窒化物半導体22の成長速度は、3μm/時間とし
た。
After forming the second protective film 12, the wafer is
GaN doped with Si and Mg impurities at 5 × 10 17 / cm 3 at 1050 ° C. using TMG, ammonia, silane gas, and Cp 2 Mg (cyclopentadienyl magnesium) as source gases at 1050 ° C. The second nitride semiconductor 22 composed of
It is grown to a thickness of m. The impurities of Si and Mg are doped simultaneously with the growth of the second nitride semiconductor 22. However, the growth rate of the second nitride semiconductor 22 was 3 μm / hour.

【0092】得られた第2の窒化物半導体22の表面を
CL(カソードルミネッセンス)により観察すると、第
2の保護膜12上部はほとんど結晶欠陥が見られず、窓
部上部は8×105個/cm2程度観測された。転位密度
は、観測される部分によりやや差が生じる場合がある。
When the surface of the obtained second nitride semiconductor 22 is observed by CL (cathode luminescence), almost no crystal defects are found on the upper portion of the second protective film 12, and 8 × 10 5 on the upper portion of the window portion. / Cm 2 was observed. The dislocation density may be slightly different depending on the observed part.

【0093】(第3の工程)次に、第2の窒化物半導体
22上に、アンドープのGaNからなる第3の窒化物半
導体23をHVPE装置により200μmの膜厚で成長
させる。但し、第3の窒化物半導体23の成長速度は、
50μm/時間とした。
(Third Step) Next, a third nitride semiconductor 23 made of undoped GaN is grown on the second nitride semiconductor 22 to a thickness of 200 μm by an HVPE apparatus. However, the growth rate of the third nitride semiconductor 23 is:
50 μm / hour.

【0094】(第4の工程)次に、第3の窒化物半導体
23を成長後に、サファイア基板21から第2の窒化物
半導体22までを研磨により除去して第3の窒化物半導
体24のみの窒化物半導体基板1が得られる。得られた
第3の窒化物半導体24のサファイア基板などを除去し
た面には、ストライプ状に転位のほとんどない部分とや
や転位の多い部分とが存在している。一方、第3の窒化
物半導体24の成長面は、平均的に転位密度が1×10
7個/cm2程度存在している。
(Fourth Step) Next, after growing the third nitride semiconductor 23, the sapphire substrate 21 to the second nitride semiconductor 22 are removed by polishing to remove only the third nitride semiconductor 24. The nitride semiconductor substrate 1 is obtained. On the surface of the obtained third nitride semiconductor 24 from which the sapphire substrate or the like has been removed, there are a stripe-like portion having almost no dislocations and a slightly more dislocation portion. On the other hand, the growth surface of the third nitride semiconductor 24 has an average dislocation density of 1 × 10
There are about 7 / cm 2 .

【0095】[本発明の基板の製造] (第1の工程)上記の第3の窒化物半導体23からなる
窒化物半導体基板1上に、第3の窒化物半導体23の除
去面のストライプ状の転位分布と平行となるような窒化
物半導体のM軸方向に対して平行方向に、第1の保護膜
11を第3の窒化物半導体23の成長面(除去面とは反
対の面)に、上記第2の工程で形成した第2の保護膜1
2と同様に形成する。第1の保護膜11を形成後、第1
の窒化物半導体2をMOCVD装置で15μmの膜厚で
成長させる。第1の窒化物半導体2の表面の転位密度
は、窓部上部の表面にはわずかな転位が見られるが、第
1の保護膜11上部の第1の窒化物半導体2の表面には
ほとんど転位が見られない。
[Manufacture of Substrate of the Present Invention] (First Step) On the nitride semiconductor substrate 1 made of the third nitride semiconductor 23 described above, a striped surface of the removal surface of the third nitride semiconductor 23 is formed. In the direction parallel to the M-axis direction of the nitride semiconductor which is parallel to the dislocation distribution, the first protective film 11 is placed on the growth surface of the third nitride semiconductor 23 (the surface opposite to the removal surface), Second protective film 1 formed in the second step
2 is formed. After forming the first protective film 11, the first
Is grown to a film thickness of 15 μm using a MOCVD apparatus. Regarding the dislocation density on the surface of the first nitride semiconductor 2, slight dislocations are seen on the surface above the window portion, but almost dislocations are found on the surface of the first nitride semiconductor 2 above the first protective film 11. Can not be seen.

【0096】[実施例2]実施例1において、第3の工
程で成長される第3の窒化物半導体23の膜厚を150
μmとし、更に第4の工程後に下記第5の工程を追加す
る他は同様にしてデバイス構造を形成するための基板を
製造する。 (第5の工程)サファイア基板等を除去された第3の窒
化物半導体23の成長面上に、アンドープのGaNから
なる第4の窒化物半導体24を、HVPE装置により、
200μmの膜厚で成長させる(図5)。
[Embodiment 2] In Embodiment 1, the thickness of the third nitride semiconductor 23 grown in the third step is set to 150.
Then, a substrate for forming a device structure is manufactured in the same manner except that a fifth step is added after the fourth step. (Fifth step) On the growth surface of the third nitride semiconductor 23 from which the sapphire substrate or the like has been removed, a fourth nitride semiconductor 24 made of undoped GaN is applied by an HVPE apparatus.
It is grown to a thickness of 200 μm (FIG. 5).

【0097】得られた第3の窒化物半導体23と第4の
窒化物半導体24からなる窒化物半導体基板1上に第1
の工程のELOG成長をさせる。第3の窒化物半導体2
3の成長面に第4の窒化物半導体24を成長させると反
りが軽減され、第1の工程でのELOG成長が実施例1
より良好となり、転位の良好に低減された第1の窒化物
半導体2を得ることができる。
On the nitride semiconductor substrate 1 composed of the obtained third nitride semiconductor 23 and fourth nitride semiconductor 24, the first
The ELOG growth of the step is performed. Third nitride semiconductor 2
When the fourth nitride semiconductor 24 is grown on the growth surface of No. 3, warpage is reduced, and ELOG growth in the first step is performed in the first embodiment.
Thus, the first nitride semiconductor 2 with better dislocation and reduced dislocation can be obtained.

【0098】[実施例3]以下に図1(b)に示される
窒化物半導体基板1と第1の窒化物半導体2からなる窒
化物半導体の基板を製造させる工程を示す。(第2の工
程から第5の工程は図2〜図5を参照)
[Embodiment 3] A process for manufacturing a nitride semiconductor substrate composed of the nitride semiconductor substrate 1 and the first nitride semiconductor 2 shown in FIG. (Refer to FIGS. 2 to 5 for the second to fifth steps.)

【0099】(第2の工程)異種基板21として、2イ
ンチφ、C面を主面とし、オリフラ面をA面とするサフ
ァイア基板21をMOCVDの反応容器内にセットし、
温度を510℃にして、キャリアガスに水素、原料ガス
にアンモニアとTMG(トリメチルガリウム)とを用
い、サファイア基板21上にGaNよりなるバッファ層
(図示されていない)を約200オングストロームの膜
厚で成長させる。
(Second Step) As a heterogeneous substrate 21, a sapphire substrate 21 having a 2-inch φ, C surface as a main surface and an orientation flat surface as an A surface is set in a MOCVD reaction vessel.
The temperature was set to 510 ° C., and a buffer layer (not shown) made of GaN was formed on the sapphire substrate 21 with a thickness of about 200 Å using hydrogen as the carrier gas, ammonia and TMG (trimethylgallium) as the source gas. Let it grow.

【0100】バッファ層を成長後、TMGのみ止めて、
温度を1050℃まで上昇させる。1050℃になった
ら、原料ガスにTMG、アンモニアを用い、アンドープ
のGaNよりなる薄膜の窒化物半導体25を2μmの膜
厚で成長させる。
After growing the buffer layer, only TMG is stopped.
Increase temperature to 1050 ° C. When the temperature reaches 1050 ° C., a thin nitride semiconductor 25 made of undoped GaN is grown to a thickness of 2 μm using TMG and ammonia as source gases.

【0101】薄膜の窒化物半導体25を成長後、ストラ
イプ状のフォトマスクを形成し、スパッタ装置によりス
トライプ幅15μm、ストライプ間隔(凹部の開口部)
3μmのSiO2よりなる第2の保護膜12を0.5μ
mの膜厚で形成し、続いて、RIE装置により薄膜の窒
化物半導体25の途中までエッチングして凹凸を形成す
ることにより薄膜の窒化物半導体25の凹部側面を露出
させる。なお、ストライプ方向は、図7に示すように、
オリフラ面に対して垂直な方向で形成する。このように
オリフラ面に垂直な方向で成長させると、オリフラ面に
垂直な方向が窒化物半導体のM軸方向に対して平行方向
となる。
After growing the nitride semiconductor 25 as a thin film, a stripe-shaped photomask is formed, and a stripe width of 15 μm and a stripe interval (opening of a concave portion) are formed by a sputtering apparatus.
0.5 μm of the second protective film 12 made of 3 μm SiO 2
Then, the recessed side surface of the thin-film nitride semiconductor 25 is exposed by etching the nitride semiconductor 25 in the middle of the thin film using an RIE apparatus to form irregularities. The stripe direction is as shown in FIG.
It is formed in a direction perpendicular to the orientation flat surface. When the growth is performed in the direction perpendicular to the orientation flat surface, the direction perpendicular to the orientation flat surface is parallel to the M-axis direction of the nitride semiconductor.

【0102】薄膜の窒化物半導体25に、凹凸を形成し
た後、凹凸を形成した薄膜の窒化物半導体25の表面に
スパッタ装置により保護膜材料を形成し、CF4とO2
スにより、凹凸を形成したことにより形成された第2の
窒化物半導体22の凹部側面の保護膜をエッチングによ
り除去して凹部側面を露出させ、凸部上部及び凹部底部
に第2の保護膜12を形成する。
After forming irregularities on the thin nitride semiconductor 25, a protective film material is formed on the surface of the thin nitride semiconductor 25 having the irregularities by a sputtering apparatus, and the irregularities are formed by CF 4 and O 2 gas. The protective film on the side surface of the concave portion of the second nitride semiconductor 22 formed by the formation is removed by etching to expose the side surface of the concave portion, and the second protective film 12 is formed on the upper portion of the convex portion and the lower portion of the concave portion.

【0103】第2の保護膜12を形成後、MOCVDの
反応容器内にセットし、温度を1050℃で、原料ガス
にTMG、アンモニア、シランガス、Cp2Mgを用
い、成長と同時にSiとMgの不純物を5×1017/cm
3ドープしたGaNよりなる第2の窒化物半導体22を
MOCVD装置により15μmの膜厚で成長させる。但
し、第2の窒化物半導体22の成長速度は、2μm/時
間として行った。
After the second protective film 12 is formed, it is set in a MOCVD reaction vessel at a temperature of 1050 ° C., using TMG, ammonia, silane gas and Cp 2 Mg as source gases, and simultaneously growing Si and Mg at the same time. 5 × 10 17 / cm of impurities
A second nitride semiconductor 22 made of 3- doped GaN is grown to a thickness of 15 μm using a MOCVD apparatus. However, the growth rate of the second nitride semiconductor 22 was set at 2 μm / hour.

【0104】得られた第2の窒化物半導体22の表面を
CL(カソードルミネッセンス)により観察すると、転
位は非常に低減されている。但し、第2の窒化物半導体
22の表面には、第2の保護膜12のストライプ方向と
平行に転位の分布がわずかに見られる。この転位の分布
は、他のほとんど転位の見られない部分とを相対的に比
較した場合である。
When the surface of the obtained second nitride semiconductor 22 is observed by CL (cathode luminescence), dislocation is extremely reduced. However, on the surface of the second nitride semiconductor 22, a slight distribution of dislocations is seen parallel to the stripe direction of the second protective film 12. This distribution of dislocations is a case where the distribution is relatively compared with other portions where almost no dislocations are observed.

【0105】(第3の工程)次に、第2の窒化物半導体
22上に、アンドープのGaNからなる第3の窒化物半
導体23をHVPE装置により100μmの膜厚で成長
させる。但し、第3の窒化物半導体23の成長速度は、
50μm/時間とした。
(Third Step) Next, a third nitride semiconductor 23 made of undoped GaN is grown on the second nitride semiconductor 22 to a thickness of 100 μm by an HVPE apparatus. However, the growth rate of the third nitride semiconductor 23 is:
50 μm / hour.

【0106】(第4の工程)次に、第3の窒化物半導体
23を成長後に、サファイア基板21から第2の窒化物
半導体22までを研磨により除去して第3の窒化物半導
体23のみとする。第3の窒化物半導体23の除去面に
は、第2の窒化物半導体23の表面にわずかに分布して
いた転位分布とほぼ同様のものが見られる。
(Fourth Step) Next, after growing the third nitride semiconductor 23, the sapphire substrate 21 to the second nitride semiconductor 22 are removed by polishing to remove only the third nitride semiconductor 23. I do. On the surface from which the third nitride semiconductor 23 has been removed, a dislocation distribution almost similar to that slightly distributed on the surface of the second nitride semiconductor 23 can be seen.

【0107】(第5の工程)次に、第3の窒化物半導体
23の成長面上に、アンドープのGaNからなる第4の
窒化物半導体24を、HVPE装置により、250μm
の膜厚で成長させる。得られた第3の窒化物半導体23
と第4の窒化物半導体24からなる窒化物半導体基板
[図2(b)]の表面には、わずかな転位がほぼ均一に
見られる。
(Fifth Step) Next, on the growth surface of the third nitride semiconductor 23, a fourth nitride semiconductor 24 made of undoped GaN was deposited at 250 μm using an HVPE apparatus.
It grows with the film thickness of. Obtained third nitride semiconductor 23
On the surface of the nitride semiconductor substrate [FIG. 2 (b)] composed of the first and fourth nitride semiconductors 24, slight dislocations are seen almost uniformly.

【0108】(第1の工程)上記の第3の窒化物半導体
23と第4の窒化物半導体24からなる窒化物半導体基
板1上に、第3の窒化物半導体23の除去面のストライ
プ状の非常にわずかな転位分布と平行となるような窒化
物半導体のM軸方向に対して平行方向に、第1の保護膜
11を第4の窒化物半導体24の成長面に、上記第2の
工程で形成したように、凹凸を形成後に第2の保護膜1
2を形成したのと同様に、凹部底部と凸部上部に第1の
保護膜11を形成する。第1の保護膜11を形成後、第
1の窒化物半導体2をMOCVD装置で15μmの膜厚
で成長させる。第1の窒化物半導体2の表面の転位は、
全体的にほとんど見られない。そして、窒化物半導体基
板1と第1の窒化物半導体2からなる基板1[図1
(b)]は、転位がほとんど見られず、欠けや割れが発
生しにくい。
(First Step) On the nitride semiconductor substrate 1 composed of the third nitride semiconductor 23 and the fourth nitride semiconductor 24, a striped surface of the removal surface of the third nitride semiconductor 23 is formed. The first protective film 11 is placed on the growth surface of the fourth nitride semiconductor 24 in a direction parallel to the M-axis direction of the nitride semiconductor so as to be parallel to a very slight dislocation distribution. The second protective film 1 after the formation of the irregularities
As in the case of forming No. 2, the first protective film 11 is formed on the bottom of the concave portion and the upper portion of the convex portion. After the formation of the first protective film 11, the first nitride semiconductor 2 is grown to a thickness of 15 μm using a MOCVD apparatus. Dislocations on the surface of the first nitride semiconductor 2 are:
Hardly seen overall. Then, a substrate 1 composed of the nitride semiconductor substrate 1 and the first nitride semiconductor 2 [FIG.
In (b)], dislocations are scarcely observed, and chipping and cracking hardly occur.

【0109】[実施例4]以下に図1(c)の基板を製
造する方法について記載する。 (第2の工程)異種基板1として、2インチφ、C面を
主面とし、オリフラ面をA面とするサファイア基板1を
反応容器内にセットし、温度を510℃にして、キャリ
アガスに水素、原料ガスにアンモニアとTMG(トリメ
チルガリウム)とを用い、サファイア基板1上にGaN
よりなるバッファ層(図示されていない)を約200オ
ングストロームの膜厚で成長させる。
[Embodiment 4] A method of manufacturing the substrate of FIG. 1C will be described below. (Second step) As a heterogeneous substrate 1, a sapphire substrate 1 having a 2-inch φ, C surface as a main surface and an orientation flat surface as an A surface is set in a reaction vessel. Ammonia and TMG (trimethylgallium) are used as hydrogen and source gas, and GaN is formed on the sapphire substrate 1.
A buffer layer (not shown) is grown to a thickness of about 200 Å.

【0110】バッファ層を成長後、TMGのみ止めて、
温度を1050℃まで上昇させる。1050℃になった
ら、原料ガスにTMG、アンモニアを用い、アンドープ
のGaNよりなる薄膜の窒化物半導体25を2μmの膜
厚で成長させる。
After growing the buffer layer, only TMG is stopped.
Increase temperature to 1050 ° C. When the temperature reaches 1050 ° C., a thin nitride semiconductor 25 made of undoped GaN is grown to a thickness of 2 μm using TMG and ammonia as source gases.

【0111】薄膜の窒化物半導体25を成長後、ストラ
イプ状のフォトマスクを形成し、スパッタ装置によりス
トライプ幅15μm、ストライプ間隔(凹部の開口部)
2μmのSiO2よりなる第2の保護膜11を0.5μ
mの膜厚で形成し、続いて、RIE装置によりサファイ
ア基板1が露出するまで薄膜の窒化物半導体25をエッ
チングして凹凸を形成することにより薄膜の窒化物半導
体25の凹部側面を露出させることにより凸部上部のみ
に第2の保護膜12を形成する。凹部側面の幅dはほぼ
2μmである。なお、ストライプ方向は、図7に示すよ
うに、オリフラ面に対して垂直な方向であり、窒化物半
導体のM軸方向に対して平行方向となる。
After growing the nitride semiconductor 25 as a thin film, a stripe-shaped photomask is formed, and a stripe width of 15 μm and a stripe interval (opening of a concave portion) are formed by a sputtering apparatus.
The second protective film 11 made of 2 μm SiO 2 has a thickness of 0.5 μm.
m, and then etching the thin film nitride semiconductor 25 by an RIE apparatus until the sapphire substrate 1 is exposed to form irregularities, thereby exposing the concave side surfaces of the thin film nitride semiconductor 25. As a result, the second protective film 12 is formed only on the upper part of the protrusion. The width d of the side surface of the concave portion is approximately 2 μm. As shown in FIG. 7, the stripe direction is a direction perpendicular to the orientation flat surface and parallel to the M-axis direction of the nitride semiconductor.

【0112】第2の保護膜12を形成後、反応容器内に
セットし、温度を1050℃で、原料ガスにTMG、ア
ンモニア、シランガス、Cp2Mgを用い、成長と同時
にSiとMgの不純物を5×1017/cm3ドープしたG
aNよりなる第2の窒化物半導体22を、MOCVD装
置により、15μmの膜厚で成長させる。第2の窒化物
半導体22の成長速度は、2μm/時間である。
After the second protective film 12 is formed, the film is set in a reaction vessel at a temperature of 1050 ° C., using TMG, ammonia, silane gas and Cp 2 Mg as a source gas. 5 × 10 17 / cm 3 doped G
A second nitride semiconductor 22 made of aN is grown to a thickness of 15 μm by a MOCVD apparatus. The growth rate of second nitride semiconductor 22 is 2 μm / hour.

【0113】(第3の工程)次に第2の窒化物半導体2
2上に、アンドープのGaNからなる第3の窒化物半導
体23を、HVPE装置により、150μmの膜厚に成
長させる。成長速度は、50μm/時間である。
(Third Step) Next, the second nitride semiconductor 2
A third nitride semiconductor 23 made of undoped GaN is grown on the substrate 2 to a thickness of 150 μm using an HVPE apparatus. The growth rate is 50 μm / hour.

【0114】(第4の工程)第3の窒化物半導体23を
成長後、サファイア基板から第2の窒化物半導体22ま
でを除去し、第3の窒化物半導体23のみとする。第3
の窒化物半導体23の除去面には、わずかな転位が第2
の保護膜12と平行にストライプ状に分布している。
(Fourth Step) After the growth of the third nitride semiconductor 23, the portion from the sapphire substrate to the second nitride semiconductor 22 is removed, leaving only the third nitride semiconductor 23. Third
On the surface from which the nitride semiconductor 23 has been removed, slight dislocations
Are distributed in a stripe shape in parallel with the protective film 12.

【0115】(第5の工程)第3の窒化物半導体23の
成長面上に、アンドープのGaNからなる第4の窒化物
半導体24を、HVPE装置により、200μmの膜厚
に成長させる。成長速度は、50μm/時間である。以
上の工程を経ることにより、第3の窒化物半導体23と
第4の窒化物半導体24からなる窒化物半導体基板1
[図2(c)]を得ることができる。得られた窒化物半
導体基板1の表面には1×107個/cm2程度の転位が
見られる。
(Fifth Step) On the growth surface of the third nitride semiconductor 23, a fourth nitride semiconductor 24 made of undoped GaN is grown to a thickness of 200 μm by an HVPE apparatus. The growth rate is 50 μm / hour. Through the above steps, the nitride semiconductor substrate 1 including the third nitride semiconductor 23 and the fourth nitride semiconductor 24
[FIG. 2 (c)] can be obtained. Dislocations of about 1 × 10 7 / cm 2 are observed on the surface of the obtained nitride semiconductor substrate 1.

【0116】(第1の工程)次に、上記の第3の窒化物
半導体23と第4の窒化物半導体24からなる窒化物半
導体基板1の表面に、ストライプ状のフォトマスクを形
成し、スパッタ装置によりストライプ幅15μm、スト
ライプ間隔(凹部の開口部の幅w)2μmのSiO2
りなる第1の保護膜11を0.5μmの膜厚で形成し、
続いて、RIE装置により凹部側面の幅dがほぼ2μm
の深さにエッチングして凹凸を形成することにより、凸
部上部にのみ第1の保護膜11を形成する。形成された
第1の保護膜11のストライプ方向は、第2の保護膜1
2のストライプ方向と平行となるように、窒化物半導体
基板1の3種あるM軸方向のうち同一のM軸方向に対し
て平行方向である。
(First Step) Next, a stripe-shaped photomask is formed on the surface of the nitride semiconductor substrate 1 composed of the third nitride semiconductor 23 and the fourth nitride semiconductor 24, and sputtering is performed. A first protective film 11 made of SiO 2 having a stripe width of 15 μm and a stripe interval (width w of the opening of the concave portion) of 2 μm is formed with a thickness of 0.5 μm by an apparatus.
Subsequently, the width d of the side surface of the concave portion is approximately 2 μm by the RIE device.
The first protective film 11 is formed only on the upper part of the protrusion by etching to a depth of 3. The stripe direction of the formed first protective film 11 is the same as that of the second protective film 1.
The direction is parallel to the same M-axis direction among the three types of M-axis directions of the nitride semiconductor substrate 1 so as to be parallel to the two stripe directions.

【0117】上記のように凸部上部のみに第1の保護膜
11を形成した後、第1の窒化物半導体2を、30μm
の膜厚で成長させる。第1の窒化物半導体2の表面の転
位は、窓部上部の表面にわずかにストライプ状に分布し
ているが、全体的に転位が非常に低減された窒化物半導
体基板1と第1の窒化物半導体2からなる基板[図1
(c)]を得ることができる。
After forming the first protective film 11 only on the upper portion of the convex portion as described above, the first nitride semiconductor 2 is reduced to 30 μm.
It grows with the film thickness of. The dislocations on the surface of the first nitride semiconductor 2 are slightly distributed in the form of stripes on the upper surface of the window portion. Substrate composed of the object semiconductor 2 [FIG.
(C)] can be obtained.

【0118】[実施例5]以下に、図1(d)に示され
る基板を製造する方法についての一実施の形態である。
(第2の工程から第5の工程は図2(d)〜図5を参
照) (第2の工程)異種基板21として、2インチφ、C面
を主面とし、オリフラ面をA面とするサファイア基板2
1を反応容器内にセットし、温度を510℃にして、キ
ャリアガスに水素、原料ガスにアンモニアとTMG(ト
リメチルガリウム)とを用い、サファイア基板21上に
GaNよりなるバッファ層(図示されていない)を約2
00オングストロームの膜厚で成長させる。
[Embodiment 5] Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing the substrate shown in FIG. 1D will be described.
(Refer to FIG. 2D to FIG. 5 for the second to fifth steps.) (Second step) As the heterogeneous substrate 21, the 2 inch φ, the C surface is the main surface, and the orientation flat surface is the A surface. Sapphire substrate 2
1 was set in a reaction vessel, the temperature was set to 510 ° C., and a buffer layer (not shown) made of GaN was formed on a sapphire substrate 21 using hydrogen as a carrier gas, ammonia and TMG (trimethylgallium) as a source gas. ) About 2
It is grown to a thickness of 00 Å.

【0119】バッファ層を成長後、TMGのみ止めて、
温度を1050℃まで上昇させる。1050℃になった
ら、原料ガスにTMG、アンモニア、シランガスを用
い、Siを1×1018/cm3ドープしたGaNよりなる
薄膜の窒化物半導体層25を2μmの膜厚で成長させ
る。
After growing the buffer layer, only TMG is stopped.
Increase temperature to 1050 ° C. When the temperature reaches 1050 ° C., a thin film nitride semiconductor layer 25 of GaN doped with 1 × 10 18 / cm 3 of Si is grown to a thickness of 2 μm using TMG, ammonia, and silane gas as source gases.

【0120】薄膜の窒化物半導体層25を成長後、スト
ライプ状のフォトマスクを形成し、スパッタ装置により
ストライプ幅(凸部の上部になる部)5μm、ストライ
プ間隔(凹部底部となる部分)10μmにパターニング
されたSiO2膜を形成し、続いて、RIE装置により
SiO2膜の形成されていない部分の薄膜の窒化物半導
体層25を薄膜の窒化物半導体25が残る程度に途中ま
でエッチングして凹凸を形成することにより、凹部側面
に薄膜の窒化物半導体25を露出させる。凹凸を形成し
た後、凸部上部のSiO2を除去することにより第2の
凹凸14を形成する。なお、第2の凹凸14のストライ
プ方向は、図7に示すように、オリフラ面に対して垂直
な方向で形成する。
After growing the thin nitride semiconductor layer 25, a stripe-shaped photomask is formed, and the stripe width (the part to be the top of the projection) is 5 μm and the stripe interval (the part to be the bottom of the depression) is 10 μm by a sputtering apparatus. A patterned SiO 2 film is formed, and then the thin film nitride semiconductor layer 25 in a portion where the SiO 2 film is not formed is etched halfway by an RIE apparatus to such an extent that the thin film nitride semiconductor 25 remains. Is formed, thereby exposing the thin nitride semiconductor 25 on the side surface of the concave portion. After forming the irregularities, the second irregularities 14 are formed by removing the SiO 2 above the convex portions. The stripe direction of the second unevenness 14 is formed in a direction perpendicular to the orientation flat surface, as shown in FIG.

【0121】次に、反応容器内にセットし、温度を10
50℃で、原料ガスにTMG、アンモニア、シランガス
を用い、アンドープのGaNよりなる第2の窒化物半導
体層22を、MOCVD装置により、15μmの膜厚で
成長させる。成長速度は、2μm/時間である。
Next, it was set in a reaction vessel, and the temperature was set at 10
At 50 ° C., a second nitride semiconductor layer 22 made of undoped GaN is grown to a thickness of 15 μm by MOCVD using TMG, ammonia and silane gas as source gases. The growth rate is 2 μm / hour.

【0122】(第3の工程)上記第2の窒化物半導体2
2上に、アンドープのGaNからなる第3の窒化物半導
体23を、HVPE装置により、100μmの膜厚で成
長させる。成長速度は、50μm/時間である。
(Third Step) The Second Nitride Semiconductor 2
On the second substrate 2, a third nitride semiconductor 23 made of undoped GaN is grown with a HVPE apparatus to a thickness of 100 μm. The growth rate is 50 μm / hour.

【0123】(第4の工程)第3の窒化物半導体23を
成長後に、サファイア基板1から第2の窒化物半導体ま
でを除去して、単独の第3の窒化物半導体23とする。
(Fourth Step) After the growth of the third nitride semiconductor 23, the steps from the sapphire substrate 1 to the second nitride semiconductor are removed to form a single third nitride semiconductor 23.

【0124】(第5の工程)第4の工程で得られた第3
の窒化物半導体23の成長面上に、アンドープのGaN
からなる第4の窒化物半導体24を、HVPE装置によ
り、200μmの膜厚で成長させる。成長速度は、50
μm/時間である。
(Fifth Step) The third step obtained in the fourth step
Undoped GaN on the growth surface of the nitride semiconductor 23
Is grown with an HVPE apparatus to a thickness of 200 μm. The growth rate is 50
μm / hour.

【0125】上記の工程を経ることにより、第3の窒化
物半導体23と第4の窒化物半導体24からなる窒化物
半導体基板が得られる。得られた第4の窒化物半導体2
4表面には、5×106個/cm2程度の転位が見られ
た。また、第3の窒化物半導体23の除去面には転位の
分布が、凹部開口部から成長した部分にはほとんど転位
が見られないが、凸部上部から成長した部分には1×1
7個/cm2程度の転位が第2の凹凸13のストライプ
方向に平行に分布している。
Through the above steps, a nitride semiconductor substrate including the third nitride semiconductor 23 and the fourth nitride semiconductor 24 is obtained. Obtained fourth nitride semiconductor 2
On the four surfaces, dislocations of about 5 × 10 6 / cm 2 were observed. In addition, dislocation distribution is hardly observed on the surface from which the third nitride semiconductor 23 has been removed and dislocations are hardly observed in the portion grown from the opening of the concave portion, but 1 × 1 in the portion grown from the upper portion of the convex portion.
0 7 / cm 2 of about dislocations are distributed in parallel to the stripe direction of the second concave-convex 13.

【0126】(第1の工程)次に、図1(c)の基板を
成長させる。上記の第3の窒化物半導体23と第4の窒
化物半導体24からなる窒化物半導体基板1上に、上記
第2の工程で形成した第2の凹凸14と同様に、第1の
凹凸13を形成する。但し、第1の凹凸13のストライ
プ方向は、第2の凹凸14のストライプ方向と平行とな
るように、上記第3の窒化物半導体23の除去面に分布
しているストライプ状の転位と平行となるように形成す
ることで、窒化物半導体のM軸方向に対して平行方向と
なる。この第1の凹凸13を有する上にアンドープのG
aNからなる第1の窒化物半導体2を20μmの膜厚で
成長させる。得られた窒化物半導体基板1と第1の窒化
物半導体2とからなる基板の表面は、凹部開口部から成
長した部分には転位がほとんど見られず、凸部上部から
成長した部分には転位がわずかに見られる程度である。
また基板は欠け等の防止される程度の膜厚を有してい
る。
(First Step) Next, the substrate shown in FIG. 1C is grown. The first unevenness 13 is formed on the nitride semiconductor substrate 1 composed of the third nitride semiconductor 23 and the fourth nitride semiconductor 24 in the same manner as the second unevenness 14 formed in the second step. Form. However, the stripe direction of the first unevenness 13 is parallel to the stripe-shaped dislocation distributed on the removal surface of the third nitride semiconductor 23 so that the stripe direction of the first unevenness 13 is parallel to the stripe direction of the second unevenness 14. By forming so as to be, the direction becomes parallel to the M-axis direction of the nitride semiconductor. An undoped G layer having the first unevenness 13
A first nitride semiconductor 2 made of aN is grown to a thickness of 20 μm. On the surface of the obtained substrate composed of nitride semiconductor substrate 1 and first nitride semiconductor 2, almost no dislocation was observed in the portion grown from the opening of the concave portion, and no dislocation was observed in the portion grown from the upper portion of the convex portion. Is slightly visible.
Further, the substrate has a thickness such that chipping or the like is prevented.

【0127】[実施例6]実施例5において、第5の工
程で第4の窒化物半導体24を300μmの膜厚で成長
させ、その後第3の窒化物半導体23を研磨して除去
し、ほぼ250μmの膜厚の第4の窒化物半導体24を
第1の工程で用いられる窒化物半導体基板1とする他は
同様にして本発明の基板を製造する。得られた本発明の
基板は、実施例5と同様に、転位が低減され、特に凹部
上部の表面には、転位がほとんど見られない。
Example 6 In Example 5, the fourth nitride semiconductor 24 was grown to a thickness of 300 μm in the fifth step, and then the third nitride semiconductor 23 was polished and removed. A substrate of the present invention is manufactured in the same manner except that the fourth nitride semiconductor 24 having a thickness of 250 μm is used as the nitride semiconductor substrate 1 used in the first step. In the obtained substrate of the present invention, dislocations are reduced as in Example 5, and dislocations are hardly observed particularly on the surface of the upper portion of the concave portion.

【0128】以下に、上記本発明の窒化物半導体の成長
方法により得られた本発明の基板を用いてなる、本発明
の窒化物半導体素子の一実施の形態である窒化物半導体
素子の実施例を示す。しかし本発明はこれに限定されな
い。 [実施例7]実施例1により得られた第3の窒化物半導
体23からなる窒化物半導体の基板上に第1の窒化物半
導体2を成長させてなる基板上に、以下のデバイス構造
を順に成長させる。
The following is an example of a nitride semiconductor device as an embodiment of the nitride semiconductor device of the present invention using the substrate of the present invention obtained by the method for growing a nitride semiconductor of the present invention. Is shown. However, the present invention is not limited to this. [Embodiment 7] The following device structures are sequentially arranged on a substrate obtained by growing the first nitride semiconductor 2 on the nitride semiconductor substrate made of the third nitride semiconductor 23 obtained in Embodiment 1. Let it grow.

【0129】(アンドープn型コンタクト層)[図9に
は図示されていない]窒化物半導体の基板上に、105
0℃で原料ガスにTMA(トリメチルアルミニウム)、
TMG、アンモニアガスを用いアンドープのAl0.05
0.95Nよりなるn型コンタクト層を1μmの膜厚で成
長させる。 (n型コンタクト層72)次に、同様の温度で、原料ガ
スにTMA、TMG及びアンモニアガスを用い、不純物
ガスにシランガス(SiH4)を用い、Siを3×10
18/cm3ドープしたAl0.05Ga0.95Nよりなるn型
コンタクト層72を3μmの膜厚で成長させる。
(Undoped n-type contact layer) [not shown in FIG. 9] On the nitride semiconductor substrate, 105
At 0 ° C., TMA (trimethylaluminum)
Undoped Al 0.05 G using TMG and ammonia gas
a An n-type contact layer made of 0.95 N is grown to a thickness of 1 μm. (N-type contact layer 72) Next, at the same temperature, TMA, TMG and ammonia gas are used as source gases, silane gas (SiH 4 ) is used as impurity gas, and
An n-type contact layer 72 of 18 / cm 3 doped Al 0.05 Ga 0.95 N is grown to a thickness of 3 μm.

【0130】(クラック防止層73)次に、温度を80
0℃にして、原料ガスにTMG、TMI(トリメチルイ
ンジウム)及びアンモニアを用い、不純物ガスにシラン
ガスを用い、Siを5×10 18/cm3ドープしたIn
0.08Ga0.92Nよりなるクラック防止層73を0.15
μmの膜厚で成長させる。
(Crack prevention layer 73)
0 ° C and TMG, TMI (trimethyl ether)
Silane and ammonia as impurity gas
5 × 10 Si using gas 18/ CmThreeDoped In
0.08Ga0.92The crack preventing layer 73 made of N is 0.15
It is grown to a thickness of μm.

【0131】(n型クラッド層74)次に、温度を10
50℃にして、原料ガスにTMA、TMG及びアンモニ
アを用い、アンドープのAl0.14Ga0.86NよりなるA
層を25オングストロームの膜厚で成長させ、続いて、
TMAを止め、不純物ガスとしてシランガスを用い、S
iを5×1018/cm3ドープしたGaNよりなるB層
を25オングストロームの膜厚で成長させる。そして、
この操作をそれぞれ160回繰り返してA層とB層の積
層し、総膜厚8000オングストロームの多層膜(超格
子構造)よりなるn型クラッド層74を成長させる。
(N-type cladding layer 74)
The temperature was raised to 50 ° C., and TMA, TMG and ammonia were used as raw material gases, and A made of undoped Al 0.14 Ga 0.86 N
A layer is grown to a thickness of 25 Å, followed by
Stop TMA and use silane gas as impurity gas.
A B layer made of GaN doped with i at 5 × 10 18 / cm 3 is grown to a thickness of 25 Å. And
This operation is repeated 160 times to laminate the A layer and the B layer, and grow the n-type cladding layer 74 composed of a multilayer film (superlattice structure) having a total film thickness of 8000 angstroms.

【0132】(n型ガイド層75)次に、同様の温度
で、原料ガスにTMG及びアンモニアを用い、アンドー
プのGaNよりなるn型ガイド層75を0.075μm
の膜厚で成長させる。
(N-type guide layer 75) Next, at the same temperature, using TMG and ammonia as source gases, an n-type guide layer 75 of undoped GaN was formed to a thickness of 0.075 μm.
It grows with the film thickness of.

【0133】(活性層76)次に、温度を800℃にし
て、原料ガスにTMI、TMG及びアンモニアを用い、
不純物ガスとしてシランガスを用い、Siを5×1018
/cm3ドープしたIn0.01Ga0.99Nよりなる障壁層
を100オングストロームの膜厚で成長させる。続い
て、シランガスを止め、アンドープのIn0.11Ga0.89
Nよりなる井戸層を50オングストロームの膜厚で成長
させる。この操作を3回繰り返し、最後に障壁層を積層
した総膜厚550オングストロームの多重量子井戸構造
(MQW)の活性層76を成長させる。
(Active Layer 76) Next, the temperature was raised to 800 ° C., and TMI, TMG and ammonia were used as raw material gases.
Using silane gas as an impurity gas, Si is 5 × 10 18
A barrier layer made of In 0.01 Ga 0.99 N doped with / cm 3 is grown to a thickness of 100 Å. Subsequently, the silane gas was stopped, and undoped In 0.11 Ga 0.89
A well layer made of N is grown to a thickness of 50 angstroms. This operation is repeated three times, and finally, an active layer 76 of a multiple quantum well structure (MQW) having a total film thickness of 550 angstroms, on which a barrier layer is laminated, is grown.

【0134】(p型電子閉じ込め層77)次に、同様の
温度で、原料ガスにTMA、TMG及びアンモニアを用
い、不純物ガスとしてCp2Mg(シクロペンタジエニ
ルマグネシウム)を用い、Mgを1×1019/cm3
ープしたAl0.4Ga0.6Nよりなるp型電子閉じ込め層
77を100オングストロームの膜厚で成長させる。
(P-type electron confinement layer 77) Next, at the same temperature, TMA, TMG and ammonia are used as source gases, Cp 2 Mg (cyclopentadienyl magnesium) is used as an impurity gas, and Mg is reduced to 1 ×. A p-type electron confinement layer 77 made of 10 19 / cm 3 doped Al 0.4 Ga 0.6 N is grown to a thickness of 100 Å.

【0135】(p型ガイド層78)次に、温度を105
0℃にして、原料ガスにTMG及びアンモニアを用い、
アンドープのGaNよりなるp型ガイド層78を0.0
75μmの膜厚で成長させる。このp型ガイド層78
は、アンドープとして成長させるが、p型電子閉じ込め
層77からのMgの拡散により、Mg濃度が5×1016
/cm3となりp型を示す。
(P-type guide layer 78) Next, the temperature was set to 105
0 ° C, using TMG and ammonia as raw material gas,
The p-type guide layer 78 made of undoped GaN is
It is grown to a thickness of 75 μm. This p-type guide layer 78
Is grown as undoped, but the Mg concentration is 5 × 10 16 due to the diffusion of Mg from the p-type electron confinement layer 77.
/ Cm 3 , indicating p-type.

【0136】(p型クラッド層79)次に、同様の温度
で、原料ガスにTMA、TMG及びアンモニアを用い、
アンドープのAl0.1Ga0.9NよりなるA層を25オン
グストロームの膜厚で成長させ、続いて、TMAを止
め、不純物ガスとしてCp2Mgを用い、Mgを5×1
18/cm3ドープしたGaNよりなるB層を25オン
グストロームの膜厚で成長させる。そして、この操作を
それぞれ100回繰り返してA層とB層の積層し、総膜
厚5000オングストロームの多層膜(超格子構造)よ
りなるp型クラッド層79を成長させる。
(P-type cladding layer 79) Next, at the same temperature, using TMA, TMG and ammonia as the source gas,
An A layer made of undoped Al 0.1 Ga 0.9 N is grown to a thickness of 25 Å, followed by stopping TMA, using Cp 2 Mg as an impurity gas, and adding 5 × 1 Mg.
A B layer of GaN doped with 0 18 / cm 3 is grown to a thickness of 25 Å. This operation is repeated 100 times to stack the A layer and the B layer, thereby growing the p-type cladding layer 79 composed of a multilayer film (superlattice structure) having a total film thickness of 5000 angstroms.

【0137】(p型コンタクト層80)次に、同様の温
度で、原料ガスにTMG及びアンモニアを用い、不純物
ガスとしてCp2Mgを用い、Mgを1×1020/cm3
ドープしたGaNよりなるp型コンタクト層80を15
0オングストロームの膜厚で成長させる。
(P-type contact layer 80) Next, at the same temperature, TMG and ammonia are used as source gases, Cp 2 Mg is used as an impurity gas, and Mg is 1 × 10 20 / cm 3.
The p-type contact layer 80 made of doped GaN is
It is grown to a thickness of 0 Å.

【0138】反応終了後、反応容器内において、ウエハ
を窒素雰囲気中、700℃でアニーリングを行い、p型
層を更に低抵抗化する。アニーリング後、ウエハを反応
容器から取り出し、最上層のp側コンタクト層の表面に
SiO2よりなる保護膜を形成して、RIE(反応性イ
オンエッチング)を用いSiCl4ガスによりエッチン
グし、図10に示すように、n電極を形成すべきn側コ
ンタクト層2の表面を露出させる。次に図10(a)に
示すように、最上層のp側コンタクト層80のほぼ全面
に、PVD装置により、Si酸化物(主として、SiO
2)よりなる第1の保護膜61を0.5μmの膜厚で形
成した後、第1の保護膜61の上に所定の形状のマスク
をかけ、フォトレジストよりなる第3の保護膜63を、
ストライプ幅1.8μm、厚さ1μmで形成する。次
に、図10(b)に示すように第3の保護膜63形成
後、RIE(反応性イオンエッチング)装置により、C
4ガスを用い、第3の保護膜63をマスクとして、前
記第1の保護膜をエッチングして、ストライプ状とす
る。その後エッチング液で処理してフォトレジストのみ
を除去することにより、図10(c)に示すようにp側
コンタクト層80の上にストライプ幅1.8μmの第1
の保護膜61が形成できる。
After the reaction, the wafer is annealed in a nitrogen atmosphere at 700 ° C. in the reaction vessel to further reduce the resistance of the p-type layer. After annealing, the wafer is taken out of the reaction vessel, a protective film made of SiO 2 is formed on the surface of the uppermost p-side contact layer, and is etched by SiCl 4 gas using RIE (reactive ion etching). As shown, the surface of the n-side contact layer 2 where the n-electrode is to be formed is exposed. Next, as shown in FIG. 10A, almost all of the uppermost p-side contact layer 80 is coated with a Si oxide (mainly SiO 2) by a PVD apparatus.
2 ) After forming a first protective film 61 of 0.5 μm in thickness, a mask of a predetermined shape is applied on the first protective film 61 to form a third protective film 63 of photoresist. ,
It is formed with a stripe width of 1.8 μm and a thickness of 1 μm. Next, as shown in FIG. 10B, after the formation of the third protective film 63, the RIE (reactive ion etching) device
The first protective film is etched into a stripe shape using F 4 gas and using the third protective film 63 as a mask. Thereafter, the photoresist is removed by treating with an etchant, thereby forming a first 1.8 μm stripe width on the p-side contact layer 80 as shown in FIG.
Can be formed.

【0139】さらに、図10(d)に示すように、スト
ライプ状の第1の保護膜61形成後、再度RIEにより
SiCl4ガスを用いて、p側コンタクト層10、およ
びp側クラッド層89をエッチングして、ストライプ幅
1.8μmのリッジ形状のストライプを形成する。但
し、リッジ形状のストライプは、図9に示すように、E
LOG成長を行う際に形成した第1の保護膜11の上部
で且つ第1の保護膜11の中心部分を避けるように形成
される。リッジストライプ形成後、ウェーハをPVD装
置に移送し、図10(e)に示すように、Zr酸化物
(主としてZrO2)よりなる第2の保護膜62を、第
1の保護膜61の上と、エッチングにより露出されたp
側クラッド層79の上に0.5μmの膜厚で連続して形
成する。このようにZr酸化物を形成すると、p−n面
の絶縁をとるためと、横モードの安定を図ることができ
好ましい。次に、ウェーハをフッ酸に浸漬し、図10
(f)に示すように、第1の保護膜61をリフトオフ法
により除去する。
Further, as shown in FIG. 10D, after forming the first protective film 61 in the form of a stripe, the p-side contact layer 10 and the p-side cladding layer 89 are again formed by RIE using SiCl 4 gas. By etching, a ridge-shaped stripe having a stripe width of 1.8 μm is formed. However, as shown in FIG.
It is formed so as to avoid the central portion of the first protective film 11 above the first protective film 11 formed during the LOG growth. After the formation of the ridge stripe, the wafer is transferred to a PVD apparatus, and a second protective film 62 made of Zr oxide (mainly ZrO 2 ) is placed on the first protective film 61 as shown in FIG. , P exposed by etching
It is formed continuously on the side cladding layer 79 with a thickness of 0.5 μm. The formation of the Zr oxide in this way is preferable because the pn plane is insulated and the transverse mode can be stabilized. Next, the wafer was immersed in hydrofluoric acid, and FIG.
As shown in (f), the first protective film 61 is removed by a lift-off method.

【0140】次に図10(g)に示すように、p側コン
タクト層80の上の第1の保護膜61が除去されて露出
したそのp側コンタクト層の表面にNi/Auよりなる
p電極20を形成する。但しp電極20は100μmの
ストライプ幅として、この図に示すように、第2の保護
膜62の上に渡って形成する。第2の保護膜62形成
後、図9に示されるように露出させたn側コンタクト層
72の表面にはTi/Alよりなるn電極21をストラ
イプと平行な方向で形成する。
Next, as shown in FIG. 10 (g), a p-electrode made of Ni / Au is formed on the surface of the p-side contact layer exposed by removing the first protective film 61 on the p-side contact layer 80. 20 is formed. However, the p-electrode 20 has a stripe width of 100 μm and is formed over the second protective film 62 as shown in FIG. After the formation of the second protective film 62, an n-electrode 21 made of Ti / Al is formed on the exposed surface of the n-side contact layer 72 in a direction parallel to the stripe as shown in FIG.

【0141】以上のようにして、n電極とp電極とを形
成したウェーハを、ストライプ状の電極に垂直な方向
で、基板側からバー状に劈開し、劈開面(11−00
面、六角柱状の結晶の側面に相当する面=M面)に共振
器を作製する。共振器面にSiO 2とTiO2よりなる誘
電体多層膜を形成し、最後にp電極に平行な方向で、バ
ーを切断して図9に示すようなレーザ素子とする。得ら
れたレーザ素子をヒートシンクに設置し、それぞれの電
極をワイヤーボンディングして、室温でレーザ発振を試
みた。その結果、室温においてしきい値2.5kA/c
2、しきい値電圧5Vで、発振波長400nmの連続
発振が確認され、室温で1万時間以上の寿命を示す。更
に、デバイス構造の形成時や共振面を劈開により形成す
る際等に欠けや割れが防止され、良好な共振面が得られ
更に歩留まりが向上する。
As described above, the n-electrode and the p-electrode are formed.
The resulting wafer is oriented perpendicular to the striped electrodes.
Then, the substrate is cleaved in a bar shape from the substrate side, and the cleavage plane (11-00)
Resonance on the plane, the plane corresponding to the side of the hexagonal columnar crystal = M plane)
Make a vessel. SiO on the resonator surface TwoAnd TiOTwoInvitation
A dielectric multilayer film is formed, and finally, in a direction parallel to the p-electrode,
Then, the laser device is cut as shown in FIG. Get
Place the laser elements on a heat sink and
Attempt laser oscillation at room temperature by wire bonding the poles
saw. As a result, the threshold value at room temperature is 2.5 kA / c.
mTwoWith a threshold voltage of 5 V and an oscillation wavelength of 400 nm
Oscillation has been confirmed and shows a life of 10,000 hours or more at room temperature. Change
Then, when forming the device structure or forming the resonance surface by cleavage,
Chipping and cracking are prevented, and a good resonance surface is obtained.
Further, the yield is improved.

【0142】[実施例8]実施例7において、窒化物半
導体の基板として、実施例2〜実施例6の基板をそれぞ
れ用いる他は同様にして、レーザ素子を作製した。得ら
れた5種のレーザ素子は、実施例7とほぼ同様に、デバ
イス構造を形成するための基板の表面には転位が非常に
低減され、更には転位のほとんど見られない部分を有し
ているので、寿命特性が良好であり、デバイス構造の形
成時や共振面を劈開により形成する時等に欠けや割れが
防止され良好な結果を得ることができる。
Example 8 A laser device was fabricated in the same manner as in Example 7, except that the substrates of Examples 2 to 6 were used as nitride semiconductor substrates. The obtained five kinds of laser elements have a very small number of dislocations on the surface of a substrate for forming a device structure, and further have a portion in which almost no dislocations are observed, similarly to the seventh embodiment. As a result, the life characteristics are good, and chipping and cracking are prevented when a device structure is formed or when a resonance surface is formed by cleavage, and good results can be obtained.

【0143】[0143]

【発明の効果】本発明は、窒化物半導体を基板としてデ
バイス構造を形成したり、劈開により共振面を形成して
も、基板に欠けやクラックの発生が生じず、更に窒化物
半導体の基板の表面部分の転位を低減し、特に成長面の
表面にほとんど転位のない部分を有しており、寿命特性
等の素子特性を良好にすることができ、実用化に際して
の信頼性の向上が達成できるような窒化物半導体からな
る基板の得られる窒化物半導体の成長方法を提供するこ
とができる。更に、本発明は、本発明の窒化物半導体の
成長方法により得られる窒化物半導体を基板とし、寿命
特性など素子特性の良好な窒化物半導体素子を提供する
ことができる。
According to the present invention, even when a device structure is formed using a nitride semiconductor as a substrate or a resonance surface is formed by cleavage, no chipping or cracking occurs in the substrate. It has reduced dislocations on the surface, and especially has a portion with almost no dislocations on the surface of the growth surface, so that device characteristics such as life characteristics can be improved and reliability in practical use can be improved. It is possible to provide a method for growing a nitride semiconductor in which a substrate made of such a nitride semiconductor is obtained. Further, the present invention can provide a nitride semiconductor device having good device characteristics such as life characteristics, using a nitride semiconductor obtained by the nitride semiconductor growth method of the present invention as a substrate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明のデバイス構造を形成するため
の窒化物半導体の基板の一実施の形態である基板の模式
的断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a substrate as an embodiment of a nitride semiconductor substrate for forming a device structure according to the present invention.

【図2】図2は、本発明の第1の工程での窒化物半導体
基板となる窒化物半導体を成長させる工程の一実施の形
態であるウエハの模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a wafer as one embodiment of a step of growing a nitride semiconductor to be a nitride semiconductor substrate in a first step of the present invention.

【図3】図3は、本発明の第1の工程での窒化物半導体
基板となる窒化物半導体を成長させる工程の一実施の形
態であるウエハの模式的断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a wafer as an embodiment of a step of growing a nitride semiconductor to be a nitride semiconductor substrate in a first step of the present invention.

【図4】図4は、本発明の第1の工程での窒化物半導体
基板となる窒化物半導体を成長させる工程の一実施の形
態であるウエハの模式的断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a wafer as an embodiment of a step of growing a nitride semiconductor to be a nitride semiconductor substrate in a first step of the present invention.

【図5】図5は、本発明の第1の工程での窒化物半導体
基板となる窒化物半導体を成長させる工程の一実施の形
態であるウエハの模式的断面図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a wafer as an embodiment of a step of growing a nitride semiconductor to be a nitride semiconductor substrate in a first step of the present invention.

【図6】図6は、サファイアの面方位を示すユニットセ
ル図である。
FIG. 6 is a unit cell diagram showing a plane orientation of sapphire.

【図7】図7は、保護膜のストライプ方向を説明するた
めの基板主面側の平面図である。
FIG. 7 is a plan view of the main surface of the substrate for explaining the stripe direction of the protective film.

【図8】図8は、オフアングルした異種基板の部分的な
形状を示す模式的断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a partial shape of an off-angled dissimilar substrate.

【図9】図9は、本発明の一実施の形態である窒化物半
導体レーザ素子を示す模式的断面図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a nitride semiconductor laser device according to one embodiment of the present invention.

【図10】図10は、リッジ形状のストライプを形成す
る一実施の形態である方法の各工程におけるウエハの部
分的な構造を示す模式的断面図である。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a partial structure of a wafer in each step of a method according to an embodiment for forming a ridge-shaped stripe.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・窒化物半導体基板 2・・・第1の窒化物半導体基板 11・・・第1の保護膜 12・・・第2の保護膜 13・・・第1の凹凸 14・・・第2の凹凸 21・・・異種基板 22・・・第2の窒化物半導体 23・・・第3の窒化物半導体 24・・・第4の窒化物半導体 25・・・薄膜の窒化物半導体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nitride semiconductor substrate 2 ... 1st nitride semiconductor substrate 11 ... 1st protective film 12 ... 2nd protective film 13 ... 1st unevenness 14 ... 2. Unevenness 21 ... heterogeneous substrate 22 ... second nitride semiconductor 23 ... third nitride semiconductor 24 ... fourth nitride semiconductor 25 ... thin film nitride semiconductor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F041 AA40 AA43 CA05 CA23 CA34 CA40 CA46 CA64 CA65 CA74 CA75 CA77 CB04 5F045 AA04 AB14 AC01 AC03 AC08 AC09 AC12 AD14 AF04 AF09 AF13 BB16 CA11 CA13 DA53 DA67 DB02 5F051 AA08 BA11 CB08 CB10 CB30 GA03 5F073 AA07 AA13 AA45 AA74 AA83 CA07 CB05 CB07 DA04 DA05 DA25 DA32 DA35 EA29 5F088 AB07 BA13 CB04 CB07 CB14 GA02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F041 AA40 AA43 CA05 CA23 CA34 CA40 CA46 CA64 CA65 CA74 CA75 CA77 CB04 5F045 AA04 AB14 AC01 AC03 AC08 AC09 AC12 AD14 AF04 AF09 AF13 BB16 CA11 CA13 DA53 DA67 DB02 5F051 AA08 CB10CB GA03 5F073 AA07 AA13 AA45 AA74 AA83 CA07 CB05 CB07 DA04 DA05 DA25 DA32 DA35 EA29 5F088 AB07 BA13 CB04 CB07 CB14 GA02

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒化物半導体基板上に、窒化物半導体の
横方向の成長を利用して転位の低減される方法により、
第1の窒化物半導体を成長させる第1の工程を有するこ
とを特徴とする窒化物半導体の成長方法。
1. A method for reducing dislocations by utilizing lateral growth of a nitride semiconductor on a nitride semiconductor substrate,
A method for growing a nitride semiconductor, comprising a first step of growing a first nitride semiconductor.
【請求項2】 前記第1の工程が、窒化物半導体基板上
に第1の保護膜を部分的に形成し、その後、第1の保護
膜の形成面上に第1の窒化物半導体を成長させてなるこ
とを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体の成長方
法。
2. The first step partially forms a first protective film on a nitride semiconductor substrate, and thereafter grows a first nitride semiconductor on a surface on which the first protective film is formed. 2. The method for growing a nitride semiconductor according to claim 1, wherein said method is performed.
【請求項3】 前記第1の保護膜が、窒化物半導体基板
のM軸方向、<1−100>、<10−10>及び<0
1−10>のいずれかのM軸方向に対して平行方向に形
成されたストライプ形状であることを特徴とする請求項
2に記載の窒化物半導体の成長方法。
3. The method according to claim 1, wherein the first protective film is formed in the direction of the M-axis of the nitride semiconductor substrate, <1-100>, <10-10> and <0.
3. The method for growing a nitride semiconductor according to claim 2, wherein the nitride semiconductor has a stripe shape formed in a direction parallel to the M-axis direction of any one of 1-10>.
【請求項4】 前記第1の工程が、窒化物半導体基板の
表面に第1の凹凸を形成し、その後、第1の凹凸を有す
る面上に第1の窒化物半導体を成長させてなることを特
徴とする請求項1に記載の窒化物半導体の成長方法。
4. The method according to claim 1, wherein the first step includes forming first irregularities on the surface of the nitride semiconductor substrate, and thereafter, growing the first nitride semiconductor on the surface having the first irregularities. The method for growing a nitride semiconductor according to claim 1, wherein:
【請求項5】 前記第1の凹凸が、窒化物半導体基板の
M軸方向、<1−100>、<10−10>及び<01
−10>のいずれかのM軸方向に対して平行方向に形成
されたストライプ形状であることを特徴とする請求項4
に記載の窒化物半導体の成長方法。
5. The method according to claim 1, wherein the first unevenness is in the M-axis direction of the nitride semiconductor substrate, <1-100>, <10-10>, and <01.
10. A stripe shape formed in a direction parallel to any one of the M-axis directions of -10>.
3. The method for growing a nitride semiconductor according to item 1.
【請求項6】 前記窒化物半導体基板が、その表面の転
位密度が1010個/cm2以下であることを特徴とする
請求項1に記載の窒化物半導体の成長方法。
6. The method for growing a nitride semiconductor according to claim 1, wherein the dislocation density of the surface of the nitride semiconductor substrate is 10 10 / cm 2 or less.
【請求項7】 前記窒化物半導体基板が、50〜100
0μmの膜厚を有することを特徴とする請求項1〜6の
いずれかに記載の窒化物半導体の成長方法。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein said nitride semiconductor substrate is 50 to 100.
7. The method for growing a nitride semiconductor according to claim 1, having a thickness of 0 [mu] m.
【請求項8】 前記窒化物半導体基板が、窒化物半導体
と異なる材料よりなる異種基板上に、成長速度を10μ
m/時間以下0.5μm/時間以上で、窒化物半導体の
横方向の成長を利用し転位の低減される方法により第2
の窒化物半導体を成長させる第2の工程と、 第2の工程後、前記第2の窒化物半導体上に、成長速度
を500μm/時間以下10μm/時間以上で、第2の
窒化物半導体の膜厚より厚膜の第3の窒化物半導体を成
長させる第3の工程と、 第3の工程後、少なくとも異種基板を除去する第4の工
程とにより得られる第3の窒化物半導体からなることを
特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の窒化物半導
体の成長方法。
8. A nitride semiconductor substrate having a growth rate of 10 μm on a heterogeneous substrate made of a material different from a nitride semiconductor.
at a rate of 0.5 μm / hour or less and 0.5 μm / hour or less by a method of reducing dislocations by utilizing lateral growth of a nitride semiconductor.
A second step of growing a nitride semiconductor, and after the second step, a film of the second nitride semiconductor on the second nitride semiconductor at a growth rate of 500 μm / hour or less and 10 μm / hour or more A third step of growing a third nitride semiconductor having a thickness larger than the thickness; and a third step of removing at least a foreign substrate after the third step. The method for growing a nitride semiconductor according to claim 1.
【請求項9】 前記窒化物半導体基板が、前記第4の工
程後に、第3の窒化物半導体の異種基板を除去した面と
は反対の面上に、成長速度を500μm/時間以下10
μm/時間以上で、第4の窒化物半導体を成長させる第
5の工程により得られる少なくとも第3の窒化物半導体
と第4の窒化物半導体とを有することを特徴とする請求
項8に記載の窒化物半導体の成長方法。
9. The growth rate of the nitride semiconductor substrate is set to 500 μm / hour or less on the surface opposite to the surface from which the heterogeneous substrate of the third nitride semiconductor is removed after the fourth step.
9. The semiconductor device according to claim 8, comprising at least a third nitride semiconductor and a fourth nitride semiconductor obtained by a fifth step of growing a fourth nitride semiconductor at a rate of not less than μm / hour. A method for growing a nitride semiconductor.
【請求項10】 前記第2の工程が、異種基板上に成長
された窒化物半導体上に、第2の保護膜を部分的に形成
し、その後、第2の保護膜を有する面上に第2の窒化物
半導体を成長させる工程であることを特徴とする請求項
8〜9のいずれかに記載の窒化物半導体の成長方法。
10. The second step includes forming a second protective film partially on a nitride semiconductor grown on a heterogeneous substrate, and then forming a second protective film on a surface having the second protective film. The method for growing a nitride semiconductor according to any one of claims 8 to 9, wherein the method is a step of growing the nitride semiconductor of (2).
【請求項11】 前記第2の工程で形成される第2の保
護膜が、前記窒化物半導体基板のM軸方向、<1−10
0>、<10−10>及び<01−10>のいずれかの
M軸方向に対して平行方向となるように形成されたスト
ライプ形状であり、且つ、第1の工程で形成される第1
の保護膜又は第1の凹凸と平行となるように形成される
ことを特徴とする請求項10に記載の窒化物半導体の成
長方法。
11. The method according to claim 1, wherein the second protective film formed in the second step is formed in a direction along the M-axis of the nitride semiconductor substrate, <1-10.
0>, <10-10>, and <01-10> in a stripe shape formed in a direction parallel to the M-axis direction, and a first shape formed in the first step.
The method for growing a nitride semiconductor according to claim 10, wherein the nitride semiconductor is formed so as to be parallel to the protective film or the first unevenness.
【請求項12】 前記第2の工程が、異種基板上に成長
された窒化物半導体上に第2の凹凸を形成し、その後、
第2の凹凸を有する面上に第2の窒化物半導体を成長さ
せる工程であることを特徴とする請求項8〜9のいずれ
かに記載の窒化物半導体の成長方法。
12. The method according to claim 12, wherein the second step forms second irregularities on the nitride semiconductor grown on the heterogeneous substrate.
The method for growing a nitride semiconductor according to claim 8, wherein the method is a step of growing a second nitride semiconductor on a surface having the second unevenness.
【請求項13】 前記第2の工程で形成される第2の凹
凸が、前記窒化物半導体基板のM軸方向、<1−100
>、<10−10>及び<01−10>のいずれかのM
軸方向に対して平行方向となるように形成されたストラ
イプ形状であり、且つ、第1の工程で形成される第1の
凹凸又は第1の保護膜と平行となるように形成されるこ
とを特徴とする請求項12に記載の窒化物半導体の成長
方法。
13. The method according to claim 1, wherein the second unevenness formed in the second step is in the M-axis direction of the nitride semiconductor substrate, <1-100.
>, <10-10> or any one of <01-10>
It is a stripe shape formed so as to be parallel to the axial direction, and is formed so as to be parallel to the first unevenness or the first protective film formed in the first step. The method for growing a nitride semiconductor according to claim 12, wherein:
【請求項14】 前記請求項1〜13のいずれかに記載
の窒化物半導体の成長方法により得られた転位の低減さ
れた窒化物半導体を基板として、この窒化物半導体基板
上に、少なくとn型窒化物半導体、活性層、及びp型窒
化物半導体を有するデバイス構造が形成されてなること
を特徴とする窒化物半導体素子。
14. A nitride semiconductor having reduced dislocations obtained by the method for growing a nitride semiconductor according to claim 1 as a substrate, and at least n is formed on the nitride semiconductor substrate. A nitride semiconductor device, comprising: a device structure having a p-type nitride semiconductor, an active layer, and a p-type nitride semiconductor.
【請求項15】 前記窒化物半導体素子が、ストライプ
形状の第1の保護膜又はストライプ形状の第1の凹凸
の、ストライプ方向に平行に形成されたリッジ形状のス
トライプを有することを特徴する請求項14に記載の窒
化物半導体素子。
15. The nitride semiconductor device according to claim 1, wherein the nitride semiconductor element has a stripe-shaped first protective film or a ridge-shaped stripe of the stripe-shaped first unevenness formed in parallel with the stripe direction. 15. The nitride semiconductor device according to 14.
【請求項16】 前記窒化物半導体素子のリッジ形状の
ストライプが、ストライプ形状の第1の保護膜の上部、
又はストライプ形状の第1の凹凸の凹部上部に形成され
ていることを特徴とする請求項14又は15に記載の窒
化物半導体素子。
16. A ridge-shaped stripe of the nitride semiconductor device, wherein the ridge-shaped stripe is formed on a stripe-shaped first protective film,
16. The nitride semiconductor device according to claim 14, wherein the nitride semiconductor device is formed above a concave portion of the stripe-shaped first unevenness.
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Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001048799A1 (en) * 1999-12-24 2001-07-05 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for producing group iii nitride compound semiconductor and group iii nitride compound semiconductor device
WO2001048798A1 (en) * 1999-12-24 2001-07-05 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for producing group iii nitride compound semiconductor and group iii nitride compound semiconductor device
WO2002065556A1 (en) * 2001-02-15 2002-08-22 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor light emitting element and production therefor
JP2002246694A (en) * 2001-02-15 2002-08-30 Sharp Corp Nitride semiconductor light emitting element and method of manufacturing the same
JP2002252421A (en) * 2001-02-27 2002-09-06 Sanyo Electric Co Ltd Nitride-base semiconductor device and method of forming nitride-base semiconductor
JP2002252423A (en) * 2001-02-22 2002-09-06 Sony Corp Method of manufacturing semiconductor device
JP2002344088A (en) * 2001-05-11 2002-11-29 Sharp Corp Nitride semiconductor laser element and optical device including the same
JP2003060318A (en) * 2001-06-06 2003-02-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd GaN COMPOUND SEMICONDUCTOR EPITAXIAL WAFER AND SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME
JP2003086905A (en) * 2001-09-12 2003-03-20 Sharp Corp Nitride semiconductor laser element and semiconductor optical unit using the same
US6580098B1 (en) 1999-07-27 2003-06-17 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for manufacturing gallium nitride compound semiconductor
US6617668B1 (en) 1999-05-21 2003-09-09 Toyoda Gosei Co., Ltd. Methods and devices using group III nitride compound semiconductor
US6645295B1 (en) 1999-05-10 2003-11-11 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for manufacturing group III nitride compound semiconductor and a light-emitting device using group III nitride compound semiconductor
JP2004262757A (en) * 2001-04-24 2004-09-24 Sony Corp Nitride semiconductor, semiconductor element, and their manufacture methods
US6844246B2 (en) 2001-03-22 2005-01-18 Toyoda Gosei Co., Ltd. Production method of III nitride compound semiconductor, and III nitride compound semiconductor element based on it
US6855620B2 (en) 2000-04-28 2005-02-15 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for fabricating Group III nitride compound semiconductor substrates and semiconductor devices
US6861305B2 (en) 2000-03-31 2005-03-01 Toyoda Gosei Co., Ltd. Methods for fabricating group III nitride compound semiconductors and group III nitride compound semiconductor devices
US6860943B2 (en) 2001-10-12 2005-03-01 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for producing group III nitride compound semiconductor
US6967122B2 (en) 2000-03-14 2005-11-22 Toyoda Gosei Co., Ltd. Group III nitride compound semiconductor and method for manufacturing the same
JP2005353690A (en) * 2004-06-08 2005-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nitride semiconductor light-emitting element
JP2006510227A (en) * 2002-12-16 2006-03-23 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア Growth of nonpolar gallium nitride with low dislocation density by hydride vapor deposition method
US7052979B2 (en) 2001-02-14 2006-05-30 Toyoda Gosei Co., Ltd. Production method for semiconductor crystal and semiconductor luminous element
US7141444B2 (en) 2000-03-14 2006-11-28 Toyoda Gosei Co., Ltd. Production method of III nitride compound semiconductor and III nitride compound semiconductor element
JP2007150376A (en) * 2007-03-20 2007-06-14 Sharp Corp Nitride semiconductor light-emitting device, epi wafer and its manufacturing method, and epi wafer
JP2007184379A (en) * 2006-01-05 2007-07-19 Furukawa Co Ltd Group iii nitride semiconductor crystal, manufacturing method thereof, group iii nitride semiconductor substrate, and semiconductor device
JP2007189134A (en) * 2006-01-16 2007-07-26 Sony Corp METHOD OF MANUFACTURING UNDERLYING LAYER COMPOSED OF GaN-BASED COMPOUND SEMICONDUCTOR, GaN-BASED SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
CN100392929C (en) * 2004-05-10 2008-06-04 夏普株式会社 Semiconductor device and method for fabrication thereof
CN100440657C (en) * 2004-01-05 2008-12-03 夏普株式会社 Nitride semiconductor laser device and method for fabrication thereof
US7619261B2 (en) 2000-08-07 2009-11-17 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for manufacturing gallium nitride compound semiconductor
US7635875B2 (en) * 2001-07-24 2009-12-22 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device
US7683386B2 (en) 2003-08-19 2010-03-23 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device with protrusions to improve external efficiency and crystal growth
US7763527B2 (en) 2004-06-10 2010-07-27 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor element, semiconductor device, and method for fabrication thereof
US7772611B2 (en) 2004-05-10 2010-08-10 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor device with depressed portion
JP2011223017A (en) * 2011-06-10 2011-11-04 Sony Corp Method of manufacturing semiconductor device
CN113632200A (en) * 2019-03-01 2021-11-09 加利福尼亚大学董事会 Method for planarizing surface on epitaxial lateral growth layer

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8140859B1 (en) 2000-07-21 2012-03-20 The Directv Group, Inc. Secure storage and replay of media programs using a hard-paired receiver and storage device

Cited By (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6645295B1 (en) 1999-05-10 2003-11-11 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for manufacturing group III nitride compound semiconductor and a light-emitting device using group III nitride compound semiconductor
US6617668B1 (en) 1999-05-21 2003-09-09 Toyoda Gosei Co., Ltd. Methods and devices using group III nitride compound semiconductor
US6881651B2 (en) 1999-05-21 2005-04-19 Toyoda Gosei Co., Ltd. Methods and devices using group III nitride compound semiconductor
US6580098B1 (en) 1999-07-27 2003-06-17 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for manufacturing gallium nitride compound semiconductor
US6835966B2 (en) 1999-07-27 2004-12-28 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for manufacturing gallium nitride compound semiconductor
US6818926B2 (en) 1999-07-27 2004-11-16 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for manufacturing gallium nitride compound semiconductor
US6930329B2 (en) 1999-07-27 2005-08-16 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for manufacturing gallium nitride compound semiconductor
US6893945B2 (en) 1999-07-27 2005-05-17 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for manufacturing gallium nitride group compound semiconductor
US7176497B2 (en) 1999-07-27 2007-02-13 Toyoda Gosei Co., Ltd. Group III nitride compound semiconductor
US6979584B2 (en) 1999-12-24 2005-12-27 Toyoda Gosei Co, Ltd. Method for producing group III nitride compound semiconductor and group III nitride compound semiconductor device
WO2001048799A1 (en) * 1999-12-24 2001-07-05 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for producing group iii nitride compound semiconductor and group iii nitride compound semiconductor device
US6830948B2 (en) 1999-12-24 2004-12-14 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for producing group III nitride compound semiconductor and group III nitride compound semiconductor device
WO2001048798A1 (en) * 1999-12-24 2001-07-05 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for producing group iii nitride compound semiconductor and group iii nitride compound semiconductor device
US7141444B2 (en) 2000-03-14 2006-11-28 Toyoda Gosei Co., Ltd. Production method of III nitride compound semiconductor and III nitride compound semiconductor element
US7462867B2 (en) 2000-03-14 2008-12-09 Toyoda Gosei Co., Ltd. Group III nitride compound semiconductor devices and method for fabricating the same
US6967122B2 (en) 2000-03-14 2005-11-22 Toyoda Gosei Co., Ltd. Group III nitride compound semiconductor and method for manufacturing the same
US7491984B2 (en) 2000-03-31 2009-02-17 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for fabricating group III nitride compound semiconductors and group III nitride compound semiconductor devices
US6861305B2 (en) 2000-03-31 2005-03-01 Toyoda Gosei Co., Ltd. Methods for fabricating group III nitride compound semiconductors and group III nitride compound semiconductor devices
US6855620B2 (en) 2000-04-28 2005-02-15 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for fabricating Group III nitride compound semiconductor substrates and semiconductor devices
US7619261B2 (en) 2000-08-07 2009-11-17 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for manufacturing gallium nitride compound semiconductor
US7052979B2 (en) 2001-02-14 2006-05-30 Toyoda Gosei Co., Ltd. Production method for semiconductor crystal and semiconductor luminous element
US6984841B2 (en) 2001-02-15 2006-01-10 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor light emitting element and production thereof
JP2002246694A (en) * 2001-02-15 2002-08-30 Sharp Corp Nitride semiconductor light emitting element and method of manufacturing the same
WO2002065556A1 (en) * 2001-02-15 2002-08-22 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor light emitting element and production therefor
JP2002252423A (en) * 2001-02-22 2002-09-06 Sony Corp Method of manufacturing semiconductor device
US7829900B2 (en) 2001-02-27 2010-11-09 Sanyo Electric Co., Ltd. Nitride-based semiconductor element and method of forming nitride-based semiconductor
US6994751B2 (en) 2001-02-27 2006-02-07 Sanyo Electric Co., Ltd. Nitride-based semiconductor element and method of forming nitride-based semiconductor
US7355208B2 (en) 2001-02-27 2008-04-08 Sanyo Electric Co., Ltd. Nitride-based semiconductor element and method of forming nitride-based semiconductor
JP2002252421A (en) * 2001-02-27 2002-09-06 Sanyo Electric Co Ltd Nitride-base semiconductor device and method of forming nitride-base semiconductor
US6844246B2 (en) 2001-03-22 2005-01-18 Toyoda Gosei Co., Ltd. Production method of III nitride compound semiconductor, and III nitride compound semiconductor element based on it
JP2004262757A (en) * 2001-04-24 2004-09-24 Sony Corp Nitride semiconductor, semiconductor element, and their manufacture methods
JP2002344088A (en) * 2001-05-11 2002-11-29 Sharp Corp Nitride semiconductor laser element and optical device including the same
JP2003060318A (en) * 2001-06-06 2003-02-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd GaN COMPOUND SEMICONDUCTOR EPITAXIAL WAFER AND SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME
US7804101B2 (en) * 2001-07-24 2010-09-28 Nichia Corporation Semiconductor light-emitting device
US8344402B2 (en) 2001-07-24 2013-01-01 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device
US10593833B2 (en) 2001-07-24 2020-03-17 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device
US10396242B2 (en) 2001-07-24 2019-08-27 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device
US9865773B2 (en) 2001-07-24 2018-01-09 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device
US8796721B2 (en) 2001-07-24 2014-08-05 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device
US8344403B2 (en) 2001-07-24 2013-01-01 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device
US7745245B2 (en) 2001-07-24 2010-06-29 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device
US8299486B2 (en) 2001-07-24 2012-10-30 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device
US8227280B2 (en) 2001-07-24 2012-07-24 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device
US7635875B2 (en) * 2001-07-24 2009-12-22 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device
US8148744B2 (en) 2001-07-24 2012-04-03 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device
JP4656782B2 (en) * 2001-09-12 2011-03-23 シャープ株式会社 Nitride semiconductor laser device and semiconductor optical device thereof
JP2003086905A (en) * 2001-09-12 2003-03-20 Sharp Corp Nitride semiconductor laser element and semiconductor optical unit using the same
US6860943B2 (en) 2001-10-12 2005-03-01 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for producing group III nitride compound semiconductor
US7847293B2 (en) 2002-12-16 2010-12-07 The Regents Of The University Of California Growth of reduced dislocation density non-polar gallium nitride
JP2006510227A (en) * 2002-12-16 2006-03-23 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア Growth of nonpolar gallium nitride with low dislocation density by hydride vapor deposition method
US7683386B2 (en) 2003-08-19 2010-03-23 Nichia Corporation Semiconductor light emitting device with protrusions to improve external efficiency and crystal growth
CN100440657C (en) * 2004-01-05 2008-12-03 夏普株式会社 Nitride semiconductor laser device and method for fabrication thereof
US7529283B2 (en) 2004-01-05 2009-05-05 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor laser device and method for fabrication thereof
US8288794B2 (en) 2004-05-10 2012-10-16 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor layers on substrate having ridge portions with inflow prevention walls near engraved regions
CN100392929C (en) * 2004-05-10 2008-06-04 夏普株式会社 Semiconductor device and method for fabrication thereof
US7772611B2 (en) 2004-05-10 2010-08-10 Sharp Kabushiki Kaisha Nitride semiconductor device with depressed portion
JP2005353690A (en) * 2004-06-08 2005-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nitride semiconductor light-emitting element
US7501667B2 (en) 2004-06-08 2009-03-10 Panasonic Corporation Nitride semiconductor light-emitting device
US7852891B2 (en) 2004-06-08 2010-12-14 Panasonic Corporation Nitride semiconductor light-emitting device
US7763527B2 (en) 2004-06-10 2010-07-27 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor element, semiconductor device, and method for fabrication thereof
JP2007184379A (en) * 2006-01-05 2007-07-19 Furukawa Co Ltd Group iii nitride semiconductor crystal, manufacturing method thereof, group iii nitride semiconductor substrate, and semiconductor device
JP2007189134A (en) * 2006-01-16 2007-07-26 Sony Corp METHOD OF MANUFACTURING UNDERLYING LAYER COMPOSED OF GaN-BASED COMPOUND SEMICONDUCTOR, GaN-BASED SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF
JP2007150376A (en) * 2007-03-20 2007-06-14 Sharp Corp Nitride semiconductor light-emitting device, epi wafer and its manufacturing method, and epi wafer
JP2011223017A (en) * 2011-06-10 2011-11-04 Sony Corp Method of manufacturing semiconductor device
CN113632200A (en) * 2019-03-01 2021-11-09 加利福尼亚大学董事会 Method for planarizing surface on epitaxial lateral growth layer
JP2022522750A (en) * 2019-03-01 2022-04-20 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア How to flatten the surface on the epitaxial side growth layer

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