JP2000357843A - Method for growing nitride semiconductor - Google Patents

Method for growing nitride semiconductor

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JP2000357843A JP16807999A JP16807999A JP2000357843A JP 2000357843 A JP2000357843 A JP 2000357843A JP 16807999 A JP16807999 A JP 16807999A JP 16807999 A JP16807999 A JP 16807999A JP 2000357843 A JP2000357843 A JP 2000357843A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for growing nitride semiconductor which can obtain nitride semiconductor in which dislocation is reduced and excellent in crystallinity without using a protective film like SiO2, and a nitride semiconductor element using a substrate of the nitride semiconductor excellent in crystallinity in which dislocation is reduced. SOLUTION: In a first process, first nitride semiconductor 2 is grown on a dissimilar substrate 1 composed of material different from the nitride semiconductor. In a second process, the surface of the first nitride semiconductor 2 is partly modified in such a manner that nitride semiconductor is hard to be grown or not grown, and selectivity to the growth of nitride semiconductor is imparted to the surface of the first nitride semiconductor 2. In a third process, second nitride semiconductor 3 is grown on the first nitride semiconductor 2 which has the modified part partly on the surface.

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よりなる基
板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(InXAlYGa
1-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), and more particularly to a method of growing substrate made fewer nitride semiconductor dislocation. Further, the present invention provides a nitride semiconductor (In x Al Y Ga) 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.
The present invention relates to a nitride semiconductor device comprising 1-XYN , 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1).

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、サファイア、スピネル、炭化ケイ
素のような窒化物半導体と異なる異種基板の上、又は異
種基板上に成長された窒化物半導体上に、窒化物半導体
が成長しないかあるいは成長しにくい材料からなるSi
2等の保護膜を成長させ、この上に窒化物半導体を選
択成長させることにより、転位を低減できる種々の窒化
物半導体の成長方法[ELOG(Epitaxially laterall
y overgrown GaN)の成長方法]が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, a nitride semiconductor has not grown or has grown on a heterogeneous substrate different from a nitride semiconductor such as sapphire, spinel or silicon carbide, or on a nitride semiconductor grown on a heterogeneous substrate. Si made of difficult material
By growing a protective film such as O 2 and selectively growing a nitride semiconductor thereon, various nitride semiconductor growth methods [ELOG (Epitaxially laterally
y overgrown GaN) growth method] is known.

【0003】例えば、SiO2等の保護膜を用いる場合
のELOGの成長方法としては、Jpn.J.App
l.Phys.Vol.37(1998)pp.L30
9−L312(以下単にJ.J.A.P.の文献とす
る。)に、サファイア上に成長させた窒化物半導体上に
SiO2等のマスクを部分的(例えばストライプ形状)
に形成し、その後、この上に窒化物半導体を成長させる
ことにより、転位の少ない窒化物半導体を得ることが記
載されている。このELOG成長は、マスクを形成しこ
のマスクを覆うように意図的にGaNを横方向に成長さ
せることにより、マスク上方部に成長した窒化物半導体
には転位がほとんど見られなくなるものである。つま
り、マスクを覆うように窒化物半導体が横方向に成長す
ると、この窒化物半導体の成長に伴って転位も横方向に
伝播し、一旦横方向に伝播した転位は、再び縦方向(窒
化物半導体の成長方向)に伝播しなくなり、これによっ
て、マスク上方部に成長する窒化物半導体には転位がほ
とんど見られなくなる。そして、マスクを形成していな
い部分に成長したGaNの表面には、ほぼ1×107
cm2の転位があるが、マスクの上方部に成長したGa
Nの表面には転位がほとんど見られなくなる。このよう
に、転位の少ない窒化物半導体の基板を得ることが可能
となったことから、窒化物半導体素子の寿命特性を向上
させることができる。
For example, as a method for growing ELOG when a protective film such as SiO 2 is used, see Jpn. J. App
l. Phys. Vol. 37 (1998) pp. L30
In 9-L312 (hereinafter simply referred to as JJAP), a mask of SiO 2 or the like is partially (eg, stripe-shaped) on a nitride semiconductor grown on sapphire.
It is described that a nitride semiconductor having a small number of dislocations is obtained by forming a nitride semiconductor thereon and then growing a nitride semiconductor thereon. In this ELOG growth, dislocation is hardly observed in the nitride semiconductor grown above the mask by forming a mask and intentionally growing GaN in a lateral direction so as to cover the mask. That is, when the nitride semiconductor grows in the lateral direction so as to cover the mask, dislocations also propagate in the horizontal direction with the growth of the nitride semiconductor. In the growth direction), whereby dislocations are hardly observed in the nitride semiconductor grown above the mask. The surface of GaN grown on the portion where the mask is not formed is almost 1 × 10 7 /
Although there is a dislocation of cm 2 , Ga grown on the upper part of the mask
Almost no dislocation is seen on the surface of N. As described above, it is possible to obtain a nitride semiconductor substrate with few dislocations, so that the life characteristics of the nitride semiconductor element can be improved.

【0004】しかし、上記J.J.A.P.の文献に記
載のELOGの成長方法は、転位を低減でき、寿命特性
の良好な素子を得ることができるものの、成長時の熱に
よってSiO2が分解する可能性がある。SiO2が分解
すると、SiO2上から窒化物半導体が異常成長した
り、分解したSiやO等が窒化物半導体に入りGaNを
汚染したりして、結晶性の低下を招くことがある。
[0004] However, in the above J.P. J. A. P. In the method of growing ELOG described in the above document, dislocations can be reduced and a device having good lifetime characteristics can be obtained, but there is a possibility that SiO 2 is decomposed by heat during growth. When SiO 2 is decomposed, the nitride semiconductor may grow abnormally on the SiO 2 , or decomposed Si or O may enter the nitride semiconductor and contaminate GaN, resulting in a decrease in crystallinity.

【0005】これに対して、SiO2等の保護膜を用い
ない場合のELOGの成長方法としては、特開平8−6
4791号公報に、異種基板上にアモルファス状のGa
N膜を成長させた後、このアモルファス状のGaN膜を
ストライプ状にエッチングし、この上にさらに窒化物半
導体を成長させることにより、アモルファスGaN膜部
分以外から成長する窒化物半導体の転位が、アモルファ
スGaN膜上部に成長する特定の窒化物半導体部分に集
中し、アモルファス膜上部以外に成長する窒化物半導体
の転位を低減できることが記載されている。
On the other hand, as a method of growing ELOG without using a protective film such as SiO 2 , Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 4791 discloses that amorphous Ga
After the N film is grown, the amorphous GaN film is etched in a stripe shape, and a nitride semiconductor is further grown on the GaN film. It is described that dislocations of a nitride semiconductor grown on a portion other than the upper portion of the amorphous film can be reduced by concentrating on a specific nitride semiconductor portion growing on the upper portion of the GaN film.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
8−64791号公報に記載の方法では、転位がアモル
ファスGaN膜の上部に成長する特定の部分に集中する
傾向があるが、十分に転位をアモルファス膜に集中させ
ることができず、ストライプ状のアモルファス以外から
成長する窒化物半導体の転位の低減が十分ではない。こ
のようなSiO2等の保護膜を用いないELOGの成長
方法では、十分満足できる程度に転位の低減された窒化
物半導体を得ることができない。寿命特性の良好な窒化
物半導体素子を作製するには、転位の少ない窒化物半導
体の基板を得ることが望ましいが、上記従来の方法では
十分な寿命特性を有する程度に転位を低減させることが
難しい。
However, in the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-64791, dislocations tend to concentrate on a specific portion growing on the upper part of the amorphous GaN film. It cannot be concentrated on the film, and the reduction of dislocations in the nitride semiconductor grown from a material other than the stripe amorphous is not sufficient. With such a growth method of ELOG without using a protective film such as SiO 2, it is not possible to obtain a nitride semiconductor with reduced dislocations to a sufficiently satisfactory degree. In order to manufacture a nitride semiconductor device having good lifetime characteristics, it is desirable to obtain a nitride semiconductor substrate with few dislocations. However, it is difficult to reduce dislocations to such an extent that the conventional method has sufficient lifetime characteristics. .

【0007】そこで、本発明の目的は、SiO2等の保
護膜を用いずとも、転位の低減された、結晶性が良好な
窒化物半導体を得ることができる窒化物半導体の成長方
法を提供することである。更に、本発明は、結晶性が良
好で且つ転位の少ない窒化物半導体を基板とする窒化物
半導体素子を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of growing a nitride semiconductor capable of obtaining a nitride semiconductor having reduced dislocations and good crystallinity without using a protective film such as SiO 2. That is. Still another object of the present invention is to provide a nitride semiconductor device using a nitride semiconductor having good crystallinity and few dislocations as a substrate.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】即ち、本発明の目的は、
下記(1)〜(11)の構成によって達成することがで
きる。 (1) 窒化物半導体と異なる材料よりなる異種基板の
上に、第1の窒化物半導体を成長させる第1の工程と、
前記第1の工程後、前記第1の窒化物半導体の表面を部
分的に、窒化物半導体が成長しにくいか又は成長しない
ように改質し、第1の窒化物半導体の表面への窒化物半
導体の成長に選択性を持たせる第2の工程と、前記第2
の工程後、前記表面が部分的に改質された第1の窒化物
半導体上に、第2の窒化物半導体を成長させる第3の工
程を少なくとも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2の工程が、異種基板上に成長された第
1の窒化物半導体上に、保護膜を部分的に形成した後、
該保護膜の形成されていない部分を、ドライエッチング
してN欠損部分を形成して第1の窒化物半導体の表面を
部分的に改質し、その後、保護膜を除去する工程である
ことを特徴とする前記(1)に記載の窒化物半導体の成
長方法。 (3) 前記ドライエッチングがが、希ガス及びO2
スの少なくとも1種以上のガスを用いることを特徴とす
る前記(2)に記載の窒化物半導体の成長方法。 (4) 前記第2の工程が、異種基板上に成長された第
1の窒化物半導体上に、不純物を部分的に拡散させて第
1の窒化物半導体の表面を部分的に改質する工程である
ことを特徴とする前記(1)に記載の窒化物半導体の成
長方法。 (5) 前記不純物が、周期律表の3B族及び5B族以
外の元素であることを特徴する前記(4)に記載の窒化
物半導体の成長方法。 (6) 前記第2の窒化物半導体を成長後に、前記第2
及び第3の工程を繰り返して行う、但し、第2の窒化物
半導体の表面の改質される部分が、第1の窒化物半導体
の表面に改質された部分以外の部分上部に形成されるこ
とを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに記載の
窒化物半導体の成長方法。 (7) 前記異種基板が、サファイアのC面がステップ
状にオフアングルされていることを特徴とする前記
(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
ァイア基板のオフアングル角が、0.1°〜0.5°で
あることを特徴とする前記(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ことを特徴
とする前記(1)〜(8)のいずれかに記載の窒化物半
導体の成長方法。 (10) 前記窒化物半導体の成長方法で得られる窒化
物半導体を基板とし、この上に素子構造となる少なくと
もn型窒化物半導体、活性層、及びp型窒化物半導体が
形成されていることを特徴とする窒化物半導体素子。 (11) 前記窒化物半導体の成長方法で得られた窒化
物半導体基板上に、素子構造となる少なくともn型窒化
物半導体、活性層、及びp型窒化物半導体が形成され、
窒化物半導体基板の第1の窒化物半導体に形成された改
質部分上部に、窒化物半導体レーザ素子の光を導波する
ストライプ形状又はリッジ形状を形成してなること特徴
とする窒化物半導体レーザ素子。
That is, the object of the present invention is to
This can be achieved by the following configurations (1) to (11). (1) a first step of growing a first nitride semiconductor on a heterogeneous substrate made of a material different from the nitride semiconductor;
After the first step, the surface of the first nitride semiconductor is partially modified so that the nitride semiconductor hardly grows or does not grow, and the nitride on the surface of the first nitride semiconductor is A second step for providing selectivity to semiconductor growth;
A method of growing a nitride semiconductor, comprising: at least a third step of growing a second nitride semiconductor on the first nitride semiconductor having the surface partially modified after the step of . (2) after the second step includes partially forming a protective film on the first nitride semiconductor grown on the heterogeneous substrate,
Dry etching the portion where the protective film is not formed to form an N-deficient portion to partially modify the surface of the first nitride semiconductor, and then remove the protective film. The method for growing a nitride semiconductor according to the above (1), which is characterized in that: (3) The method for growing a nitride semiconductor according to (2), wherein the dry etching uses at least one of a rare gas and an O 2 gas. (4) The second step is a step of partially diffusing impurities into the first nitride semiconductor grown on the heterogeneous substrate to partially modify the surface of the first nitride semiconductor. The method for growing a nitride semiconductor according to the above (1), wherein (5) The method for growing a nitride semiconductor according to (4), wherein the impurity is an element other than Group 3B and Group 5B of the periodic table. (6) After growing the second nitride semiconductor,
And the third step is repeated, provided that the modified portion of the surface of the second nitride semiconductor is formed above the portion other than the modified portion of the surface of the first nitride semiconductor. The method for growing a nitride semiconductor according to any one of (1) to (5), wherein (7) The method for growing a nitride semiconductor according to any one of (1) to (6), wherein the C-plane of sapphire is stepwise off-angled in the heterogeneous substrate. (8) The off-angle angle of the sapphire substrate that is off-angled in the step shape is 0.1 ° to 0.5 °, according to any one of (1) to (7). A method for growing a nitride semiconductor. (9) The direction (step direction) along the steps of the sapphire substrate that is off-angled in the step shape is formed perpendicular to the A-plane of sapphire. The method for growing a nitride semiconductor according to any one of the above items. (10) A nitride semiconductor obtained by the above-described nitride semiconductor growth method is used as a substrate, and at least an n-type nitride semiconductor, an active layer, and a p-type nitride semiconductor that form an element structure are formed thereon. A nitride semiconductor device. (11) At least an n-type nitride semiconductor, an active layer, and a p-type nitride semiconductor that form an element structure are formed on the nitride semiconductor substrate obtained by the nitride semiconductor growth method,
A nitride semiconductor laser, wherein a stripe shape or a ridge shape for guiding light of a nitride semiconductor laser element is formed on a modified portion formed on a first nitride semiconductor of a nitride semiconductor substrate. element.

【0009】つまり、本発明の窒化物半導体の成長方法
は、異種基板上に成長された第1の窒化物半導体の表面
を部分的に、窒化物半導体が成長しにくくなるように改
質することにより、この改質部分への第2の窒化物半導
体の成長が抑制され、第1の窒化物半導体の表面への窒
化物半導体の成長に選択性が生じ、従来のSiO2等の
保護膜を用いた場合のように、改質部分が保護膜のよう
な働きをすることで、改質部分の上方部に成長する第2
の窒化物半導体には転位がほとんど見られなくなる。
In other words, the method of growing a nitride semiconductor according to the present invention comprises partially modifying the surface of the first nitride semiconductor grown on a heterogeneous substrate so that the nitride semiconductor does not grow easily. Accordingly, the second nitride semiconductor growth into the reforming portion is suppressed, the first nitride semiconductor growth into the nitride semiconductor surface occur selectivity, prior art such as SiO 2 protective film As in the case of using the modified portion, the modified portion acts like a protective film, so that the second portion that grows above the modified portion is formed.
Almost no dislocations are seen in the nitride semiconductor.

【0010】従来のSiO2を用いないELOGの成長
方法では、SiO2を用いた場合のように窒化物半導体
の成長に選択性が得られないので、意図的に窒化物半導
体を横方向に成長させることができない。また、SiO
2を用いる従来技術では、窒化物半導体の成長に選択性
が得られ転位のほとんどない部分を形成することができ
るが、熱によるSiO2の分解による汚染等での結晶性
の低下が懸念される。
[0010] In the conventional SiO 2 the ELOG growth method without using, because not obtained selectivity to nitride semiconductor growth as in the case of using SiO 2, deliberately growing a nitride semiconductor laterally I can't let it. In addition, SiO
In the conventional technique using 2 , it is possible to obtain selectivity in the growth of the nitride semiconductor and to form a portion having almost no dislocation, but there is a concern that the crystallinity may be reduced due to contamination due to decomposition of SiO 2 by heat. .

【0011】これに対して、本発明の窒化物半導体の成
長方法は、上記のように、SiO2等のマスクを用いず
とも、窒化物半導体の表面を部分的に改質することで、
窒化物半導体の成長に選択性を持たせることができる。
これによって、改質部分へ向かって、意図的に窒化物半
導体を横方向に成長させることができ、その結果、転位
の低減が可能となる。本発明において、改質部分では窒
化物半導体の成長が抑制され、改質部分以外から窒化物
半導体が成長する。この成長を始めた窒化物半導体が、
厚膜に成長していく過程で、成長の抑制されている改質
部分方向に意図的に横方向に成長し、それと同時に転位
も改質部分方向に向かって横方向に伝播する。その結
果、改質部分の上方部に成長する第2の窒化物半導体に
は転位がほとんど見られなくなる。
On the other hand, according to the method of growing a nitride semiconductor of the present invention, as described above, the surface of the nitride semiconductor is partially modified without using a mask such as SiO 2 .
Selectivity can be given to the growth of the nitride semiconductor.
Thereby, the nitride semiconductor can be intentionally grown in the lateral direction toward the modified portion, and as a result, the dislocation can be reduced. In the present invention, the growth of the nitride semiconductor is suppressed in the modified portion, and the nitride semiconductor grows from portions other than the modified portion. The nitride semiconductor that started this growth,
In the process of growing into a thick film, it grows intentionally in the direction of the modified portion where the growth is suppressed, and at the same time, the dislocation also propagates in the direction of the modified portion in the lateral direction. As a result, almost no dislocation is seen in the second nitride semiconductor growing above the modified portion.

【0012】転位は、窒化物半導体の成長の方向とほぼ
同様の方向に伝播する性質を有するが、窒化物半導体の
縦方向の成長に比べて横方向の成長が促進される(意図
的に横方向に成長させる場合に横方向の成長が促進され
る傾向がある。)と横方向に伝播する傾向がある。そし
て、一旦横方向に伝播した転位は、再び横方向の成長に
比べて、縦方向の成長が促進されても、再び縦方向(改
質部分の上方部)に伝播しにくくなる傾向がある。その
結果、改質部分の上に向かって意図的に横方向に成長し
た窒化物半導体部分には転位がほとんど見られなくな
る。
The dislocation has the property of propagating in a direction substantially similar to the growth direction of the nitride semiconductor, but promotes the lateral growth as compared with the vertical growth of the nitride semiconductor (intentionally the horizontal growth). When growing in the direction, the growth in the lateral direction tends to be promoted.). Dislocations that have once propagated in the horizontal direction tend to be less likely to propagate in the vertical direction (above the reformed portion) again, even if growth in the vertical direction is promoted, as compared to growth in the horizontal direction again. As a result, dislocations are hardly observed in the nitride semiconductor portion intentionally grown laterally on the modified portion.

【0013】また、転位のほとんど見られない部分を有
する第2の窒化物半導体を基板として素子構造を形成す
ると、寿命特性の良好な窒化物半導体素子が得られる。
この場合、素子の導波路等が、転位のほとんど見られな
い部分の上方に形成されていることが寿命特性を向上さ
せる点で好ましい。
When a device structure is formed using a second nitride semiconductor having a portion where dislocations are hardly observed as a substrate, a nitride semiconductor device having good life characteristics can be obtained.
In this case, it is preferable that the waveguide or the like of the element is formed above a portion where dislocation is hardly observed, from the viewpoint of improving the life characteristics.

【0014】更に、本発明は、第2の工程が、異種基板
上に成長された第1の窒化物半導体上に、保護膜を部分
的に形成した後、該保護膜の形成されていない部分を、
ドライエッチングしてN欠損部分を形成して第1の窒化
物半導体の表面を部分的に改質し、その後、保護膜を除
去する工程であると、改質部分への窒化物半導体の成長
を良好に抑制でき、改質部分以外から成長する窒化物半
導体の横方向の成長を良好とし、転位の低減の点で好ま
しい。この場合、保護膜の形成されていない分部をドラ
イエッチングするとN欠損部分が形成され、このN欠損
となった窒化物半導体の表面には窒化物半導体が成長し
ないか又は成長しにくくなる。更に、本発明は、ドライ
エッチングが、希ガス及びO2ガスの少なくとも1種以
上のガスを用いて行うものであると、スパッタリングの
みでのドライエッチングとなり有効に改質できる点で好
ましい。保護膜の形成されていない部分の第1の窒化物
半導体の表面では、上記のようなガスでドライエッチン
グすると、窒化物半導体はほとんど削れず、窒化物半導
体の質のみが変わる。そのため改質部分を有する第1の
窒化物半導体の表面を、第2の窒化物半導体が良好に覆
い易くなる。
Further, according to the present invention, in the second step, after a protective film is partially formed on the first nitride semiconductor grown on the heterogeneous substrate, a portion where the protective film is not formed is formed. To
In the step of forming the N-deficient portion by dry etching to partially modify the surface of the first nitride semiconductor and then removing the protective film, the growth of the nitride semiconductor on the modified portion is reduced. This is preferable in that the nitride semiconductor can be satisfactorily suppressed and the lateral growth of the nitride semiconductor grown from portions other than the modified portion is improved, and the dislocation is reduced. In this case, when the portion where the protective film is not formed is dry-etched, an N-deficient portion is formed, and the nitride semiconductor does not grow or hardly grows on the surface of the nitride semiconductor having the N-deficiency. Further, the present invention is preferable in that the dry etching is performed using at least one of a rare gas and an O 2 gas, since the dry etching is performed only by sputtering and the reforming can be effectively performed. When dry etching is performed with the above-described gas on the surface of the first nitride semiconductor where the protective film is not formed, the nitride semiconductor is hardly removed, and only the quality of the nitride semiconductor changes. Therefore, the surface of the first nitride semiconductor having the modified portion is easily covered with the second nitride semiconductor.

【0015】また、本発明は、第2の工程が、異種基板
上に成長された第1の窒化物半導体上に、不純物を部分
的に拡散させて第1の窒化物半導体の表面を部分的に改
質する工程であると、改質部分への窒化物半導体の成長
を良好に抑制でき、改質部分以外から成長する窒化物半
導体の横方向の成長を良好とし、転位の低減の点で好ま
しい。更に本発明は、不純物が、周期律表の3B族及び
5B族以外の元素であると、不純物の拡散部分への窒化
物半導体の成長を良好に抑制でき好ましい。不純物の拡
散部分では、窒化物半導体が成長しない又は成長しにく
くなっている。
According to the present invention, in the second step, the surface of the first nitride semiconductor is partially diffused by partially diffusing impurities into the first nitride semiconductor grown on the heterogeneous substrate. In the step of reforming, the growth of the nitride semiconductor on the modified portion can be suppressed well, the lateral growth of the nitride semiconductor grown from other than the modified portion can be improved, and the dislocation can be reduced. preferable. Further, in the present invention, when the impurity is an element other than the 3B group and 5B group of the periodic table, the growth of the nitride semiconductor in the diffusion portion of the impurity is preferably suppressed, which is preferable. In the impurity diffusion portion, the nitride semiconductor does not grow or hardly grows.

【0016】また、本発明の方法における第1の窒化物
半導体の表面の改質の方法は、第1の窒化物半導体表面
にあまり段差が生じず、改質部分以外から成長する第2
の窒化物半導体が良好に改質部分を覆い易くなる傾向が
ある。そして、この改質部分を覆い易くなる傾向は、第
2の窒化物半導体の膜厚を比較的薄膜で成長させても、
転位の低減が良好に行われるので、第2及び第3の工程
を繰り返して行う場合、成長時間の短縮など操作の簡素
化が可能となり好ましい。
Further, in the method of modifying the surface of the first nitride semiconductor in the method of the present invention, the step of forming the second nitride semiconductor from a portion other than the modified portion does not cause much step on the surface of the first nitride semiconductor.
Tends to easily cover the modified portion. The tendency to easily cover the modified portion is that even if the second nitride semiconductor is grown relatively thin,
Since the dislocation is favorably reduced, it is preferable to repeat the second and third steps, because it is possible to simplify the operation such as shortening the growth time.

【0017】更に、本発明において、第2の窒化物半導
体を厚膜に成長させた後、第2の工程と第3の工程を繰
り返すことで転位を更に低減させることができる。但
し、繰り替えされる第2の工程は、第1の窒化物半導体
の表面に形成された改質部分以外の上部に、第2の窒化
物半導体の表面に形成される改質部分が位置するよう
に、第2の窒化物半導体の表面に部分的に改質が行われ
る。また、第2及び第3の工程は、2回以上繰り返して
もよい。このように第1の窒化物半導体の表面の改質部
分と、第2の窒化物半導体の表面の改質部分とが、上記
のように交互になっていると、改質部分の上部に厚膜に
成長する窒化物半導体には転位がほとんど見られなくな
ることから、改質部分を有する第2の窒化物半導体上に
成長させる窒化物半導体の表面全面には、転位がほとん
ど見られなくなる。このように全体的に転位の低減され
た窒化物半導体を基板として素子構造を成長させると、
寿命特性の良好な素子を量産する場合に好ましい。
Further, in the present invention, the dislocation can be further reduced by repeating the second and third steps after growing the second nitride semiconductor into a thick film. However, the second step to be repeated is performed so that the modified portion formed on the surface of the second nitride semiconductor is located above the portion other than the modified portion formed on the surface of the first nitride semiconductor. Then, the surface of the second nitride semiconductor is partially modified. Further, the second and third steps may be repeated two or more times. As described above, when the modified portion on the surface of the first nitride semiconductor and the modified portion on the surface of the second nitride semiconductor are alternated as described above, a thick portion is formed above the modified portion. Since dislocations are hardly seen in the nitride semiconductor grown on the film, dislocations are hardly seen on the entire surface of the nitride semiconductor grown on the second nitride semiconductor having the modified portion. When a device structure is grown using a nitride semiconductor having reduced dislocations as a substrate as a whole,
This is preferable when mass-producing devices having good life characteristics.

【0018】更に、本発明の成長方法において、異種基
板が、サファイアのC面がステップ状にオフアングルさ
れているものであると、得られた窒化物半導体を基板と
して素子構造を形成する際に、1チップの大きさに値す
る程度の幅の良好な平面を有する窒化物半導体基板が得
られ、寿命特性の良好な素子が選られやすくなり好まし
い。更に、ステップ状にオフアングルされていると、レ
ーザ素子ではしきい値が低下し、LEDでは発光出力が
20〜30%向上する傾向がある。更に本発明におい
て、ステップ状にオフアングルされているサファイア基
板のオフアングル角が、0.1°〜0.5°であると、
上記良好な平面となる部分の表面性が良好となり、この
上に素子を形成すると寿命特性をより良好にすることが
でき好ましい。更にオフ角が上記範囲であると、しきい
値がより低下し、発光出力がより向上し好ましい。更に
本発明において、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、サ
ファイアのA面に対して窒化物半導体のM面が平行とな
るように第2の窒化物半導体が成長し、段差方向に平行
に、例えばリッジ形状のストライプを形成すると、M面
で劈開し易くなり良好な共振面が得られるので好まし
い。
Further, in the growth method of the present invention, if the heterogeneous substrate has a sapphire C-plane which is off-angled in a step shape, a device structure is formed using the obtained nitride semiconductor as a substrate. It is preferable because a nitride semiconductor substrate having a flat surface having a width equivalent to the size of one chip can be obtained, and an element having good life characteristics can be easily selected. Further, when the angle is turned off in a step shape, the threshold value of the laser element tends to decrease, and the light emission output of the LED tends to increase by 20 to 30%. Furthermore, in the present invention, when the off-angle of the sapphire substrate that is off-angled in a step shape is 0.1 ° to 0.5 °,
The surface property of the above-mentioned good plane portion becomes good, and it is preferable to form an element thereon to improve the life characteristics. Further, when the off angle is in the above range, the threshold value is further reduced, and the light emission output is further improved, which is preferable. Further, in the present invention, the direction (step direction) along the step of the sapphire substrate that is off-angled in a step shape is:
When formed perpendicular to the A-plane of sapphire, the second nitride semiconductor grows such that the M-plane of the nitride semiconductor is parallel to the A-plane of sapphire, and is parallel to the step direction. For example, it is preferable to form a ridge-shaped stripe because cleavage is easily performed on the M plane and a good resonance surface can be obtained.

【0019】また本発明は、上記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て、
この上に素子構造となる少なくともn型窒化物半導体、
活性層、及びp型窒化物半導体を形成することにより、
寿命特性の良好な窒化物半導体素子を得ることができ
る。更に、本発明において、リッジ形状のストライプを
有する窒化物半導体レーザ素子を製造する場合、前記窒
化物半導体の成長方法で改質された部分の上部にリッジ
形状のストライプが位置するように素子を製造すると、
より良好な寿命特性のレーザ素子が得られ好ましい。ま
た上記本発明の方法で第2及び第3の工程を繰り返す場
合は、特にリッジ形状のストライプの形成される位置を
考慮しなくともよい。転位の少ない部分に窒化物半導体
素子を形成すると、良好な素子特性を有するので好まし
い。
The present invention also provides, as a substrate, a nitride semiconductor obtained by the method for growing a nitride semiconductor according to the present invention.
At least an n-type nitride semiconductor having an element structure thereon,
By forming an active layer and a p-type nitride semiconductor,
A nitride semiconductor device having good life characteristics can be obtained. Further, in the present invention, when manufacturing a nitride semiconductor laser device having a ridge-shaped stripe, the device is manufactured such that the ridge-shaped stripe is positioned above a portion modified by the nitride semiconductor growth method. Then
It is preferable because a laser element having better life characteristics can be obtained. Further, when the second and third steps are repeated by the method of the present invention, it is not necessary to particularly consider the position where the ridge-shaped stripe is formed. It is preferable to form a nitride semiconductor element in a portion where dislocations are small, since good element characteristics are obtained.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明を更に詳
細に説明する。図1〜図4は、本発明の窒化物半導体の
成長方法の一実施の形態を段階的に示した模式図であ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIGS. 1 to 4 are schematic views showing stepwise an embodiment of the nitride semiconductor growth method of the present invention.

【0021】本発明の窒化物半導体の成長方法の一実施
の形態として、まず、図1の第1の工程において、異種
基板1上に第1の窒化物半導体2を成長させ、図2の第
2の工程において、第1の窒化物半導体2の表面を部分
的に窒化物半導体が成長しにくいか又は成長しないよう
に改質し、第1の窒化物半導体2の表面への窒化物半導
体の成長に選択性を持たせ、続いて図3の第3の工程に
おいて、部分的に改質された第1の窒化物半導体2上
に、第2の窒化物半導体3を成長させる。
As an embodiment of the method for growing a nitride semiconductor according to the present invention, first, in a first step of FIG. 1, a first nitride semiconductor 2 is grown on a heterogeneous substrate 1 and a first step of FIG. In the second step, the surface of the first nitride semiconductor 2 is partially modified so that the nitride semiconductor hardly grows or does not grow, and the surface of the first nitride semiconductor 2 is In the third step of FIG. 3, a second nitride semiconductor 3 is grown on the partially modified first nitride semiconductor 2 in the third step of FIG.

【0022】以下に上記各工程ごとに図を用いて更に詳
細に説明する。 (第1の工程)図1は異種基板1上に、第1の窒化物半
導体2を成長させる第1の工程を行った模式的段面図で
ある。この第1の工程において、用いることのできる異
種基板としては、例えば、C面、R面、及びA面のいず
れかを主面とするサファイア、スピネル(MgA1
24)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
る窒化物半導体と異なる基板材料を用いることができ
る。好ましい異種基板としては、サファイア、スピネル
が挙げられる。
Hereinafter, each of the above steps will be described in more detail with reference to the drawings. (First Step) FIG. 1 is a schematic step view showing a first step of growing a first nitride semiconductor 2 on a heterogeneous substrate 1. In the first step, as a heterogeneous substrate that can be used, for example, sapphire or spinel (MgA1) having any one of C-plane, R-plane, and A-plane as a main surface is used.
Insulating substrate such as 2 O 4 ), SiC (6H, 4H, 3C)
, ZnS, ZnO, GaAs, Si, and an oxide substrate lattice-matched with a nitride semiconductor, and a substrate material different from a conventionally known nitride semiconductor can be used. Preferred heterosubstrates include sapphire and spinel.

【0023】また、第1の工程において、異種基板1上
に第1の窒化物半導体2を成長させる前に、異種基板1
上にバッファ層(図示されていない)を形成してもよ
い。バッファ層としては、AlN、GaN、AlGa
N、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1上
にバッファ層を900℃以下の温度で形成すると、異種
基板1と第1の窒化物半導体2との格子定数不正を緩和
し、第1の窒化物半導体2の結晶欠陥が少なくなる傾向
にある。
In the first step, before growing the first nitride semiconductor 2 on the heterogeneous substrate 1,
A buffer layer (not shown) may be formed thereon. AlN, GaN, AlGa
N, InGaN, or the like is used. The buffer layer is 900
It is grown at a temperature of 300 ° C. or lower and a film thickness of 0.5 μm to 10 Å. When the buffer layer is formed on the heterogeneous substrate 1 at a temperature of 900 ° C. or less as described above, the lattice constant between the heterogeneous substrate 1 and the first nitride semiconductor 2 is reduced, and crystal defects of the first nitride semiconductor 2 are reduced. Tends to decrease.

【0024】第1の工程において、異種基板1上に形成
される第1の窒化物半導体2としては、アンドープ(不
純物をドープしない状態、undope)のGaN、Si、G
e、及びS等のn型不純物をドープしたGaNを用いる
ことができる。第1の窒化物半導体2は、高温、具体的
には約900℃より高温〜1100℃、好ましくは10
50℃で異種基板1上に成長される。このような温度で
成長させると、第1の窒化物半導体2は単結晶となる。
第1の窒化物半導体2の膜厚は特に限定しないが、第1
の窒化物半導体の表面の改質が良好に行える程度の膜厚
であることが好ましく、例えば具体的には、500オン
グストローム〜10μmが好ましく、2.5μm〜5μ
mがより好ましい。上記範囲であると、反りが防止さ
れ、結晶性が良好となり好ましい。
In the first step, as the first nitride semiconductor 2 formed on the heterogeneous substrate 1, undoped GaN, Si, G
GaN doped with n-type impurities such as e and S can be used. The first nitride semiconductor 2 has a high temperature, specifically, a temperature higher than about 900 ° C. to 1100 ° C., preferably 10 ° C.
It is grown on the heterogeneous substrate 1 at 50 ° C. When grown at such a temperature, the first nitride semiconductor 2 becomes a single crystal.
Although the thickness of the first nitride semiconductor 2 is not particularly limited,
The thickness is preferably such that the surface of the nitride semiconductor can be satisfactorily modified. For example, specifically, the thickness is preferably 500 Å to 10 μm, and more preferably 2.5 μm to 5 μm.
m is more preferred. When the content is in the above range, the warpage is prevented and the crystallinity is improved, which is preferable.

【0025】(第2の工程)次に、図2は異種基板1上
に第1の窒化物半導体2を成長させた後、第1の窒化物
半導体2の表面を部分的に窒化物半導体が成長しにくい
又は成長しないように改質し、第1の窒化物半導体2の
表面への窒化物半導体の成長に選択性を持たせてなる模
式的断面図である。
(Second Step) Next, FIG. 2 shows that after the first nitride semiconductor 2 is grown on the heterogeneous substrate 1, the surface of the first nitride semiconductor 2 is partially covered with the nitride semiconductor. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view obtained by modifying the surface of the first nitride semiconductor 2 so that the nitride semiconductor is hardly grown or not grown, and has selectivity for growing the nitride semiconductor on the surface of the first nitride semiconductor 2.

【0026】第2の工程において、部分的に表面を改質
するとは、少なくとも第1の窒化物半導体2の表面に、
窒化物半導体が成長しないように窒化物半導体の表面の
性質を変化させて、窒化物半導体の成長を抑制すること
である。また、第1の窒化物半導体2の表面に形成され
る改質の部分の形状は、特に限定されないが、第1の窒
化物半導体2を真上から見た状態での形状が、例えば、
ランダム状、ストライプ状、碁盤目状、ドット状に形成
できる。好ましい形状としては、ストライプ状であり、
この形状とすると、異常成長が少なく、より平坦に埋ま
り好ましい。
In the second step, partially modifying the surface means that at least the surface of the first nitride semiconductor 2 is
The purpose is to suppress the growth of the nitride semiconductor by changing the surface properties of the nitride semiconductor so that the nitride semiconductor does not grow. Further, the shape of the modified portion formed on the surface of the first nitride semiconductor 2 is not particularly limited, but the shape of the first nitride semiconductor 2 when viewed from directly above is, for example,
It can be formed in a random shape, a stripe shape, a grid shape, or a dot shape. A preferred shape is a stripe shape,
This shape is preferable because it has less abnormal growth and is more buried flat.

【0027】改質の部分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は、特に限定されないが、
例えば改質部分のストライプ幅を1〜30μm、好まし
くは10〜20μmであり、改質部分以外の部分のスト
ライプ間隔を1〜30μm、好ましくは2〜20μmで
あるものを形成することができる。このようなストライ
プ形状を有していると、転位の低減と面状態を良好にす
る点で好ましい。
When the shape of the modified portion is a stripe, the shape of the stripe is not particularly limited.
For example, a stripe width of the modified portion of 1 to 30 μm, preferably 10 to 20 μm, and a stripe interval of a portion other than the modified portion of 1 to 30 μm, preferably 2 to 20 μm can be formed. Having such a stripe shape is preferable in terms of reducing dislocations and improving the surface state.

【0028】本発明において、第1の窒化物半導体2の
表面の改質としては、特に限定されず、少なくとも窒化
物半導体の成長が抑制されていればよく、例えば好まし
い具体例としては、一旦、部分的に保護膜を形成した後
ドライエッチングすることで保護膜の形成されていない
部分を改質する方法[但し、保護膜は、改質後に等方性
のエッチング(ドライエッチングまたはウエットエッチ
ング)で除去する](図2のa−1からa−3参照)、
及び不純物(周期律表の3B族及び5B族以外の元素)
を拡散させて改質する方法(図2のb−1からb−3参
照)が挙げられる。以下にこれらの好ましい改質の方法
について説明する。
In the present invention, the modification of the surface of the first nitride semiconductor 2 is not particularly limited, as long as growth of the nitride semiconductor is suppressed at least. A method in which a portion where a protective film is not formed is modified by dry etching after forming a protective film partially [however, the protective film is subjected to isotropic etching (dry etching or wet etching) after the modification. Remove (see a-1 to a-3 in FIG. 2),
And impurities (elements other than groups 3B and 5B in the periodic table)
(See b-1 to b-3 in FIG. 2). Hereinafter, these preferable reforming methods will be described.

【0029】まず、図2の(a−1)から(a−3)に
示されたドライエッチングにて改質する方法について説
明する。図2の(a−1)に示すように、保護膜を第1
の窒化物半導体2の表面に部分的に形成する。その後、
図2(a−2)に示すように、保護膜の形成されている
第1の窒化物半導体2上からドライエッチングして、保
護膜の形成されていない部分の第1の窒化物半導体2表
面にN欠損部分を形成することにより、第1の窒化物半
導体2の表面を部分的に改質する。改質後、図2(a−
3)に示すように、保護膜を等方性のエッチング(ドラ
イエッチングまたはウエットエッチング)で除去する。
First, a method of modifying by dry etching shown in (a-1) to (a-3) of FIG. 2 will be described. As shown in (a-1) of FIG.
Is formed partially on the surface of the nitride semiconductor 2. afterwards,
As shown in FIG. 2A-2, dry etching is performed on the first nitride semiconductor 2 on which the protective film is formed, and the surface of the first nitride semiconductor 2 where the protective film is not formed is formed. The surface of the first nitride semiconductor 2 is partially reformed by forming an N-deficient portion. After reforming, FIG.
As shown in 3), the protective film is removed by isotropic etching (dry etching or wet etching).

【0030】第1の窒化物半導体2上に形成される保護
膜としては、特に限定されず、第1の窒化物半導体の表
面をドライエッチングで改質する際に第1の窒化物半導
体を保護できるような材料であれば特に限定されず、例
えば酸化物、金属、フッ化物、窒化物、等が挙げられ
る。例えば具体的には酸化ケイ素(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、金属等を用いることができる。好ましい保護
膜材料としては、SiO2及びSiNが挙げられる。こ
のような保護膜を用いることは、ドライエッチング時の
選択制、及び窒化物半導体へ拡散しない点で好ましい。
The protective film formed on the first nitride semiconductor 2 is not particularly limited, and protects the first nitride semiconductor when the surface of the first nitride semiconductor is modified by dry etching. The material is not particularly limited as long as the material can be used, and examples thereof include an oxide, a metal, a fluoride, and a nitride. For example, specifically, oxides and nitrides such as silicon oxide (SiO x ), silicon nitride (Si x N y ), titanium oxide (TiO x ), and zirconium oxide (ZrO x ), and multilayer films and metals thereof Can be used. Preferred protective film materials include SiO 2 and SiN. The use of such a protective film is preferable in terms of selective control at the time of dry etching and not diffusing into a nitride semiconductor.

【0031】上記のような保護膜を第1の窒化物半導体
2の表面に形成する方法としては、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。ま
た、部分的(選択的)に形成するためには、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保護膜を
形成できる。保護膜の形状は、特に限定されないが、例
えばドット、ストライプ、碁盤面状の形状で形成でき、
好ましくはストライプ状の形状でストライプがオリエン
テーションフラット面(サファイアのA面)に垂直にな
るように形成される。また保護膜が形成されている表面
積は、保護膜が形成されていない部分の表面積より小さ
い方が転位を防止して良好な結晶性を有する窒化物半導
体基板を得ることができる。保護膜の幅は、上記した改
質部分以外の部分の幅で調整され、また、保護膜と保護
膜の間の幅は、上記の改質部分の幅で調整される。更に
保護膜の形成される形状として、改質部分の形状が上記
したような例えばストライプ状等になるように適宜調整
される。
As a method for forming the above protective film on the surface of the first nitride semiconductor 2, for example, a vapor deposition technique such as vapor deposition, sputtering, or CVD can be used. Further, in order to partially (selectively) form, a photomask having a predetermined shape is manufactured by using a photolithography technique, and the material is vapor-phase-formed through the photomask. A protective film having a predetermined shape can be formed. Although the shape of the protective film is not particularly limited, for example, a dot, a stripe, and a checkerboard shape can be formed,
It is preferably formed in a stripe shape so that the stripe is perpendicular to the orientation flat surface (Sapphire A surface). Further, when the surface area where the protective film is formed is smaller than the surface area of the portion where the protective film is not formed, dislocation is prevented and a nitride semiconductor substrate having good crystallinity can be obtained. The width of the protective film is adjusted by the width of the portion other than the above-mentioned modified portion, and the width between the protective films is adjusted by the width of the above-mentioned modified portion. Further, the shape on which the protective film is formed is appropriately adjusted so that the shape of the modified portion becomes, for example, a stripe shape as described above.

【0032】上記のように保護膜を第1の窒化物半導体
2の表面に部分的に形成した後、N欠損部分を形成する
ドライエッチングについて記載する。ドライエッチング
としては、異方性のドライエッチングであり、さらに非
反応性のドライエッチングが好ましい。エッチングに用
いられるガスとしては、He、Ne、Ar及びXe等の
希ガス、及びO2ガス等の少なくとも1種以上のガスを
用いることができる。このようなガスを用いると、スパ
ッタリングのみでのドライエッチングとなり、有効に改
質できる点で好ましい。改質されている部分は、N欠損
となり、この部分には窒化物半導体が成長しないような
性質の結晶面となっている。また、保護膜の形成されて
いない部分の第1の窒化物半導体の表面では、上記のよ
うなガスでドライエッチングすると、窒化物半導体はほ
とんど削れず、窒化物半導体の質のみが変わる。そのた
め改質部分を有する第1の窒化物半導体の表面を、第2
の窒化物半導体が良好に覆い易くなる。上記のように改
質部分を形成した後、第1の窒化物半導体2の表面から
保護膜を除去し、この上に第2の窒化物半導体3を成長
させる。本発明において、ドライエッチングによる改質
部分は、従来技術のSiO2を用いる場合のELOGの
成長方法におけるSiO2と同様の働きをする。
The dry etching for forming an N-deficient portion after the protective film is partially formed on the surface of the first nitride semiconductor 2 as described above will be described. The dry etching is anisotropic dry etching, and more preferably non-reactive dry etching. As a gas used for etching, a rare gas such as He, Ne, Ar, and Xe, and at least one gas such as an O 2 gas can be used. Use of such a gas is preferable in that dry etching is performed only by sputtering, and the gas can be effectively reformed. The modified portion becomes N-deficient, and has a crystal face having such a property that the nitride semiconductor does not grow in this portion. Further, on the surface of the first nitride semiconductor in the portion where the protective film is not formed, when dry etching is performed with the above gas, the nitride semiconductor is hardly removed, and only the quality of the nitride semiconductor changes. Therefore, the surface of the first nitride semiconductor having the modified portion is
Is easily covered with the nitride semiconductor. After forming the modified portion as described above, the protective film is removed from the surface of the first nitride semiconductor 2, and the second nitride semiconductor 3 is grown thereon. In the present invention, the reforming portion by dry etching, the same function as SiO 2 in the growth process of ELOG when using SiO 2 of the prior art.

【0033】次に、図2の(b−1)から(b−3)に
示された不純物の拡散により改質する方法について記載
する。図2の(b−1)に示すように、第1の窒化物半
導体2上に、不純物となる元素を部分的に形成し、続い
て、図2(b−2)に示すように、熱処理を行い元素を
第1の窒化物半導体2の表面付近に拡散させ、その後、
図2(b−3)に示すように、不純物となる元素を第1
の窒化物半導体2表面から除去することで、元素の形成
されていた部分に不純物が拡散され、その部分の表面は
窒化物半導体の成長の抑制されるような性質の結晶面と
なり改質される。
Next, a method for modifying by diffusion of impurities shown in (b-1) to (b-3) of FIG. 2 will be described. As shown in FIG. 2B-1, an element to be an impurity is partially formed on the first nitride semiconductor 2, and then, as shown in FIG. To diffuse the element near the surface of the first nitride semiconductor 2, and then
As shown in FIG. 2B-3, the element to be an impurity is
By being removed from the surface of the nitride semiconductor 2, the impurity is diffused into the portion where the element has been formed, and the surface of that portion is reformed into a crystal surface having such properties as to suppress the growth of the nitride semiconductor. .

【0034】上記の不純物となる元素としては、特に限
定されないが、例えば好ましい元素としては、3B族及
び5B族以外の元素が挙げられ、より好ましくは3B族
及び5B族以外の元素で電気陰性度が、Gaより大きい
元素が挙げられる。更に好ましい具体例としては、N
i、Au、Co、Cr、Fe及びCuのいずれか1種以
上の元素を用いることができる。このような元素を用い
ると、改質部分以外への拡散が少なく、第1の窒化物半
導体2の表面を部分的に改質でき、改質後に成長させる
第2の窒化物半導体3の転位を良好に低減でき好まし
い。不純物となる元素の形成される形状や、元素の形成
されない部分の幅等は、上記の改質部分及び改質部分以
外の部分の形状と同様である。また、不純物となる元素
の形成される際の膜厚は、第1の窒化物半導体2の表面
が改質される程度であれば特に限定されず、例えば好ま
しい膜厚としては、10オングストローム〜5μm、好
ましくは100オングストローム〜1μmである。上記
範囲の膜厚であると、第1の窒化物半導体の改質と、不
純物となる元素の形成及び除去の点で好ましい。
The element serving as the impurity is not particularly limited. For example, preferable elements include elements other than the groups 3B and 5B, more preferably elements other than the groups 3B and 5B. But an element larger than Ga. More preferred specific examples include N
Any one or more of i, Au, Co, Cr, Fe and Cu can be used. When such an element is used, the diffusion to the portion other than the modified portion is small, the surface of the first nitride semiconductor 2 can be partially modified, and the dislocation of the second nitride semiconductor 3 grown after the modification can be reduced. It is preferable because it can be reduced favorably. The shape in which an element serving as an impurity is formed, the width of a portion where no element is formed, and the like are the same as the shapes of the above-described modified portion and portions other than the modified portion. The thickness of the element to be an impurity is not particularly limited as long as the surface of the first nitride semiconductor 2 is modified. For example, a preferable thickness is 10 Å to 5 μm. , Preferably 100 Å to 1 μm. A film thickness in the above range is preferable in terms of reforming the first nitride semiconductor and formation and removal of an element serving as an impurity.

【0035】上記の元素を第1の窒化物半導体2の表面
に形成後の熱処理としては、元素が拡散される程度の温
度で熱処理され、具体的には、例えば200〜800
℃、好ましくは400〜700℃程度に熱して、元素を
第1の窒化物半導体に拡散させる。上記範囲の温度で熱
処理すると、不純物となる元素が良好に拡散され第1の
窒化物半導体2の表面の改質の点で好ましい。
The heat treatment after forming the above elements on the surface of the first nitride semiconductor 2 is performed at a temperature at which the elements are diffused, and specifically, for example, 200 to 800
C., preferably about 400 to 700 ° C., to diffuse the element into the first nitride semiconductor. Heat treatment at a temperature in the above range is preferable from the viewpoint of improving the surface of the first nitride semiconductor 2 because the element serving as an impurity is well diffused.

【0036】上記の熱処理の後、元素を第1の窒化物半
導体2の表面から除去する。除去の方法としては、例え
ば、王水、フッ酸等で処理して除去する。そして、元素
を除去された第1の窒化物半導体2の表面には、元素が
拡散されており、この部分が窒化物半導体の成長が抑制
されるような性質を有する結晶面となり、改質されてい
る。
After the above heat treatment, the elements are removed from the surface of the first nitride semiconductor 2. As a method of removal, for example, treatment with aqua regia, hydrofluoric acid or the like is performed to remove. The element is diffused on the surface of the first nitride semiconductor 2 from which the element has been removed, and this portion becomes a crystal face having such a property as to suppress the growth of the nitride semiconductor, and is modified. ing.

【0037】(第3の工程)次に、図3は、表面を部分
的に改質された第1の窒化物半導体2上に、第2の窒化
物半導体3を成長させる第3の工程を行った模式的断面
図である。第2の窒化物半導体3としては、前記第1の
窒化物半導体2と同様のものを用いることができる。第
2の窒化物半導体3の成長温度は、第1の窒化物半導体
2を成長させる場合と同様である。第2の窒化物半導体
3の膜厚は、特に限定されないが、少なくとも第1の窒
化物半導体2の表面の改質部分を良好に覆うことができ
る程度の膜厚であればよく、例えば、具体的には、5〜
30μm、好ましくは10〜15μmである。このよう
な膜厚で成長させると、改質部分を有する第1の窒化物
半導体2の表面を良好に覆うことができ、転位の低減さ
れた良好な第2の窒化物半導体3を得ることができる。
(Third Step) Next, FIG. 3 shows a third step of growing the second nitride semiconductor 3 on the first nitride semiconductor 2 whose surface is partially modified. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view performed. As the second nitride semiconductor 3, the same as the first nitride semiconductor 2 can be used. The growth temperature of the second nitride semiconductor 3 is the same as that for growing the first nitride semiconductor 2. The thickness of the second nitride semiconductor 3 is not particularly limited, but may be any thickness as long as it can cover at least the modified portion of the surface of the first nitride semiconductor 2 satisfactorily. Typically, 5
It is 30 μm, preferably 10 to 15 μm. When grown at such a film thickness, the surface of the first nitride semiconductor 2 having the modified portion can be satisfactorily covered, and a favorable second nitride semiconductor 3 with reduced dislocations can be obtained. it can.

【0038】第2の窒化物半導体3は、まず、改質部分
以外の部分の第1の窒化物半導体2の表面から成長し、
成長していく過程で、改質部分へ向かって横方向に成長
して改質部分を覆う。そして、厚膜に成長させると、改
質部分は窒化物半導体が成長しないような性質を有して
いるが、あたかも改質部分に窒化物半導体が成長したよ
うに図4のように第2の窒化物半導体3が成長する。ま
た、図4に示すように、改質部分にはわずかに空隙が形
成される場合がある。
First, the second nitride semiconductor 3 grows from the surface of the first nitride semiconductor 2 in a portion other than the modified portion,
In the process of growing, it grows laterally toward the modified portion to cover the modified portion. Then, when grown into a thick film, the modified portion has such a property that the nitride semiconductor does not grow, but as if the nitride semiconductor grew in the modified portion, as shown in FIG. The nitride semiconductor 3 grows. In addition, as shown in FIG. 4, a slight gap may be formed in the modified portion.

【0039】また、第2の窒化物半導体3を成長させる
際に、不純物(例えばSi、Ge、Sn、Be、Zn、
Mn、Cr、及びMg等)をドープして成長さる、減圧
条件下で成長させる、または窒化物半導体の原料となる
III族とV族の成分のモル比(III/Vのモル比)
を調整して成長させる等により、横方向の成長を縦方向
の成長に比べて促進させ転位を低減させる点で好まし
い。このような反応条件は、転位を低減するために、窒
化物半導体を意図的に横方向に成長させる場合に適用で
きる。
In growing the second nitride semiconductor 3, impurities (for example, Si, Ge, Sn, Be, Zn,
(Mn, Cr, Mg, etc.) dope, grow under reduced pressure conditions, or the molar ratio of group III and group V components (III / V molar ratio) used as a nitride semiconductor raw material
Is preferable in that the growth in the horizontal direction is promoted as compared with the growth in the vertical direction to reduce dislocations. Such reaction conditions can be applied when a nitride semiconductor is intentionally grown in the lateral direction to reduce dislocations.

【0040】また、本発明において、第2及び第3の工
程を繰り返す場合、図5に示すように、第1の窒化物半
導体2の表面の改質部分の上方部に、第2の窒化物半導
体3の表面に部分的に形成される改質部分以外の部分が
位置するように、及び第1の窒化物半導体2の表面の改
質部分以外の部分の上部に、第2の窒化物半導体3の表
面の改質部分が位置するように、第2の窒化物半導体3
の表面を部分的に改質する。そして、改質部分を有する
第2の窒化物半導体3上に第3の窒化物半導体4を成長
させる。第3の窒化物半導体4は、表面全体が転位の少
ない窒化物半導体となり好ましい。第3の窒化物半導体
4としては、第2の窒化物半導体と同様のものが挙げら
れる。また、第3の窒化物半導体4の膜厚は、特に限定
されないが、少なくとも第2の窒化物半導体3の改質部
分を良好に覆うことができる程度の膜厚であればよい。
In the present invention, when the second and third steps are repeated, as shown in FIG. 5, the second nitride is placed on the surface of the first nitride semiconductor 2 above the modified portion. The second nitride semiconductor is positioned so that a portion other than the modified portion that is partially formed on the surface of the semiconductor 3 is located, and above the portion other than the modified portion on the surface of the first nitride semiconductor 2. 3 so that the modified portion of the surface of the second nitride semiconductor 3 is located.
Partially modify the surface. Then, the third nitride semiconductor 4 is grown on the second nitride semiconductor 3 having the modified portion. The third nitride semiconductor 4 is preferable because the entire surface is a nitride semiconductor with few dislocations. Examples of the third nitride semiconductor 4 include those similar to the second nitride semiconductor. The thickness of the third nitride semiconductor 4 is not particularly limited, but may be any thickness as long as it can cover at least the modified portion of the second nitride semiconductor 3 well.

【0041】また、第2の窒化物半導体3は、この上に
素子構造となる窒化物半導体を成長させるための基板と
なるが、素子構造を形成するには異種基板を予め除去し
てから行う場合と、異種基板等を残して行う場合があ
る。また、素子構造を形成した後で異種基板を除去する
場合もある。異種基板等を除去する場合の第2の窒化物
半導体3の膜厚は、50μm以上、好ましくは100μ
m以上、好ましくは500μm以下である。この範囲で
あると異種基板及び保護膜等を研磨除去しても、第2の
窒化物半導体3が割れにくくハンドリングが容易となり
好ましい。
The second nitride semiconductor 3 serves as a substrate on which a nitride semiconductor having an element structure is grown, and the element structure is formed after removing a heterogeneous substrate in advance. In some cases, the process is performed while leaving a different substrate or the like. In some cases, the heterogeneous substrate is removed after the element structure is formed. The thickness of the second nitride semiconductor 3 when removing a heterogeneous substrate or the like is 50 μm or more, preferably 100 μm.
m, preferably 500 μm or less. When the thickness is in this range, the second nitride semiconductor 3 is less likely to be cracked even when the heterogeneous substrate, the protective film, and the like are polished and removed, so that handling is preferable.

【0042】また異種基板等を残して行う場合の第2の
窒化物半導体3の膜厚は、特に限定されないが、100
μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは2
0μm以下である。この範囲であると異種基板と窒化物
半導体の熱膨張係数差によるウエハの反りが防止でき、
更に素子基板となる第2の窒化物半導体5の上に素子構
造となる窒化物半導体を良好に成長させることができ
る。
The thickness of the second nitride semiconductor 3 in the case where a different kind of substrate or the like is left is not particularly limited.
μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably 2 μm or less.
0 μm or less. Within this range, warpage of the wafer due to a difference in thermal expansion coefficient between the heterogeneous substrate and the nitride semiconductor can be prevented,
Furthermore, a nitride semiconductor having an element structure can be favorably grown on the second nitride semiconductor 5 serving as an element substrate.

【0043】本発明の窒化物半導体の成長方法におい
て、第1の窒化物半導体2、及び第2の窒化物半導体3
等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(ハライド
気相成長法)、MBE(分子線エピタキシー法)、MO
CVD(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M
OCVD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 method for growing a nitride semiconductor according to the present invention, the first nitride semiconductor 2 and the second nitride semiconductor 3
Although there is no particular limitation on the method of growing
OVPE (metalorganic vapor phase epitaxy), HVPE (halide vapor phase epitaxy), MBE (molecular beam epitaxy), MO
All methods known for growing nitride semiconductors, such as CVD (metal organic chemical vapor deposition), can be applied.
As a preferable growth method, when the film thickness is 50 μm or less, M
The use of the OCVD method makes it easy to control the growth rate.
When the film thickness is 50 μm or less, HVPE has a high growth rate and is difficult to control.

【0044】また本発明において、第2の窒化物半導体
3上には、素子構造となる窒化物半導体を形成すること
ができるので、明細書内において第2の窒化物半導体3
を素子基板又は窒化物半導体基板と言う場合がある。
In the present invention, a nitride semiconductor having an element structure can be formed on the second nitride semiconductor 3.
May be referred to as an element substrate or a nitride semiconductor substrate.

【0045】また第1の工程における前記異種基板とな
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。
Further, it is preferable to use a substrate in which the main surface of the material serving as the heterogeneous substrate in the first step is off-angled, and further a substrate whose stepped off-angle is used. 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. Furthermore, when the direction (step direction) along the step of the sapphire substrate that is off-angled in a step shape is formed perpendicular to the A-plane of sapphire, the step surface of the nitride semiconductor is aligned with the cavity direction of the laser. Matches,
This is preferable because laser light is less likely to be irregularly reflected due to surface roughness.

【0046】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
記第1の窒化物半導体等に形成される改質部分のストラ
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11に示すθ)は0.1°〜0.5°、好
ましくは0.1°〜0.2°が好ましい。また(112
−0)面[A面]を主面とするサファイアであるとき、前
記改質部分のストライプ形状は、そのサファイアの(1
1−02)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、前記改質部分のストライプ形状
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、改質
部分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(1
10)面に窒化物半導体が横方向に成長し易いので、改
質部分の形状を、これらの面を考慮して形成することが
好ましい。
Further 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
In the case of sapphire whose main surface is the (01) plane [C plane], the stripe shape of the modified portion formed in the first nitride semiconductor or the like is the (112-0) plane [A plane] of the sapphire.
[A stripe is formed in a direction parallel to the (101-0) [M-plane] of the nitride semiconductor], and an off-angle off angle θ (see FIG. 11) is from 0.1 ° to 0.5 °, preferably from 0.1 ° to 0.2 °. (112
−0) When the sapphire has a main surface of the [A-plane], the striped shape of the modified portion is (1) of the sapphire.
The spinel preferably has a stripe shape perpendicular to the (1-02) plane [R-plane]. When the spinel has a (111) plane as a main surface, the modified part has a stripe shape. It preferably has a stripe shape perpendicular to the (110) plane of the spinel. Here, the case where the modified portion has a stripe shape has been described. However, in the present invention, the A-plane and the R-plane of sapphire and (1)
10) Since the nitride semiconductor easily grows in the lateral direction on the surface, it is preferable to form the shape of the modified portion in consideration of these surfaces.

【0047】本発明に用いられる異種基板について図を
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り、以下のサファイアの各
面を例示している。まず本発明の方法において、C面を
主面とするサファイアを用い、改質部分が、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7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改質部分のストライプを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、図1〜
図4に示したような結晶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 used in the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 6 is a unit cell diagram showing a crystal structure of sapphire, and exemplifies the following surfaces of sapphire. First, in the method of the present invention, a case will be described in which sapphire having a C-plane as a main surface is used and the modified portion has a stripe shape perpendicular to the sapphire A-plane. For example, FIG. 7 is a plan view of a sapphire substrate on the main surface side. In FIG. 7, the sapphire C plane is the main plane, and the orientation flat (orientation flat) plane is the A plane. As shown in this figure, the stripes of the modified portion are formed in the direction perpendicular to the A-plane and parallel to each other. 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 the direction perpendicular to the A-plane, the nitride semiconductors between the stripes are connected and grow easily, and FIGS.
It is thought that the crystal growth as shown in FIG. 4 can be easily performed, but the details are not clear.

【0048】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、結晶欠陥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, similarly to 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 crystal defects can be grown.

【0049】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、結晶欠陥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 the 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 having few crystal defects can be grown. The spinel is not shown in the figure because it is tetragonal.

【0050】また、以下に、オフアングルされたサファ
イア基板のステップに沿う方向が、サファイア基板のA
面に対して垂直に形成されてなる場合について図11を
用いて説明する。ステップ状にオフアングルしたサファ
イアなどの異種基板は、図11に示すようにほぼ水平な
テラス部分Aと、段差部分Bとを有している。テラス部
分Aの表面凹凸は少なく、ほぼ規則正しく形成されてい
る。このようなオフ角θを有するステップ状部分は、基
板全体にわたって連続して形成されていることが望まし
いが、特に部分的に形成されていてもよい。なおオフ角
θとは、図11に示すように、複数の段差の底部を結ん
だ直線と、最上層のステップの水平面との角度を示すも
のとする。また異種基板は、オフ角が0.1°〜0.5
°、好ましくは0.1°〜0.2°である。オフ角を上
記範囲とすると、第1の窒化物半導体2表面は細かな筋
状のモフォロジーとなり、エピタキシャル成長表面(第
2の窒化物半導体3表面)は波状のモフォロジーとな
り、この基板を用いて得られる窒化物半導体素子は平滑
で、特性も長寿命、高効率、高出力、歩留まりの向上し
たものが得られる。
In the following, the direction along the step of the sapphire substrate that has been off-angled corresponds to the A of the sapphire substrate.
The case of being formed perpendicular to the plane will be described with reference to FIG. A dissimilar substrate such as sapphire that is off-angled in a step shape has a substantially horizontal terrace portion A and a step portion B as shown in FIG. The surface irregularities of the terrace portion A are small and are formed almost regularly. The step portion having such an off angle θ is desirably formed continuously over the entire substrate, but may be formed particularly partially. Note that the off angle θ indicates an angle between a straight line connecting the bottoms of a plurality of steps and the horizontal plane of the uppermost step as shown in FIG. In addition, the off-angle of the heterogeneous substrate is 0.1 ° to 0.5 °.
°, preferably 0.1 ° to 0.2 °. When the off-angle is in the above range, the surface of the first nitride semiconductor 2 has a fine streak-like morphology, and the epitaxial growth surface (the surface of the second nitride semiconductor 3) has a wavy morphology, which is obtained using this substrate. The nitride semiconductor device is smooth and has characteristics such as long life, high efficiency, high output, and improved yield.

【0051】本発明の窒化物半導体素子(以下本発明の
素子と言う場合がある。)について以下に説明する。本
発明の窒化物半導体素子は、前記した本発明の窒化物半
導体の成長法により得られる第2の窒化物半導体3(窒
化物半導体基板)上に、素子構造となる少なくともn型
及びp型の窒化物半導体等が形成されてなるものであ
る。本発明において、前記本発明の成長方法により得ら
れる窒化物半導体上に素子構造を形成する場合、改質部
分上部に発光領域など(例えばレーザ素子においてはリ
ッジ形状のストライプなど)が位置するように素子構造
を形成することが、寿命特性等の素子特性が良好な素子
を得るのに好ましい。本発明の窒化物半導体素子を構成
する窒化物半導体としては、特に限定されず、少なくと
もn型窒化物半導体、活性層、及びp型の窒化物半導体
が積層されていればよい。例えば、n型窒化物半導体層
として、超格子構造を有するn型窒化物半導体層を有
し、この超格子構造のn型層にn電極を形成することの
できるn型窒化物半導体が形成されているもの等が挙げ
られる。活性層としては、例えばInGaNを含んでな
る多重量子井戸構造の活性層が挙げられる。また、窒化
物半導体素子構造を形成するその他の構成は、例えば電
極、素子の形状等、いずれのものを適用させてもよい。
本発明の窒化物半導体素子の一実施の形態を実施例に示
したが、本発明はこれに限定されない。
The nitride semiconductor device of the present invention (hereinafter sometimes referred to as the device of the present invention) will be described below. The nitride semiconductor device of the present invention is formed on the second nitride semiconductor 3 (nitride semiconductor substrate) obtained by the above-described nitride semiconductor growth method of the present invention, at least of n-type and p-type having an element structure. It is formed by forming a nitride semiconductor or the like. In the present invention, when an element structure is formed on a nitride semiconductor obtained by the growth method of the present invention, a light emitting region or the like (for example, a ridge-shaped stripe in a laser element) is located above a modified portion. Forming an element structure is preferable for obtaining an element having good element characteristics such as life characteristics. The nitride semiconductor constituting the nitride semiconductor device of the present invention is not particularly limited as long as at least an n-type nitride semiconductor, an active layer, and a p-type nitride semiconductor are stacked. For example, an n-type nitride semiconductor having an n-type nitride semiconductor layer having a superlattice structure as an n-type nitride semiconductor layer and capable of forming an n-electrode in the n-type layer having the superlattice structure is formed. And the like. An example of the active layer is an active layer having a multiple quantum well structure containing InGaN. In addition, any other structure such as an electrode and an element shape may be applied to other structures for forming the nitride semiconductor element structure.
Although one embodiment of the nitride semiconductor device of the present invention has been described in the embodiment, the present invention is not limited to this.

【0052】本発明の窒化物半導体素子構造となる窒化
物半導体を成長させる方法は、特に限定されないがMO
VPE(有機金属気相成長法)、HVPE(ハライド気
相成長法)、MBE(分子線エピタキシー法)、MOC
VD(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
ましい成長方法は、MOCVD法であり、結晶をきれい
に成長させることができる。しかし、MOCVD法は時
間がかかるため、膜厚が厚い場合には時間の短い方法で
行うことが好ましい。また使用目的によって種々の窒化
物半導体の成長方法を適宜選択し、窒化物半導体の成長
を行うことが好ましい。
The method for growing the nitride semiconductor for forming the nitride semiconductor device structure of the present invention is not particularly limited.
VPE (metalorganic vapor phase epitaxy), HVPE (halide vapor phase epitaxy), MBE (molecular beam epitaxy), MOC
All methods known for growing nitride semiconductors, such as metal organic chemical vapor deposition (VD), can be applied. A preferred growth method is the MOCVD method, which allows the crystal to grow cleanly. However, since the MOCVD method takes time, when the film thickness is large, it is preferable to perform the method with a short time. Further, it is preferable to appropriately select various methods for growing a nitride semiconductor depending on the purpose of use and grow the nitride semiconductor.

【0053】[0053]

【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、本発明の更に詳細に説明する。しかし、本発明は
これに限定されない。 [実施例1]実施例1における各工程を図1〜図4を用
いて示す。また実施例1はMOCVD法を用いて行っ
た。
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. [Embodiment 1] Each step in Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. Example 1 was performed using the MOCVD method.

【0054】(第1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T
MG(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。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T
MG、アンモニアを用い、アンドープのGaNよりなる
第1の窒化物半導体層2を2.5μmの膜厚で成長させ
る(図1)。
(First Step) 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 as a heterogeneous substrate 1 in a reaction vessel. Hydrogen for carrier gas, ammonia and T for source gas
A buffer layer (not shown) made of GaN on sapphire substrate 1 using MG (trimethylgallium)
Is grown to a thickness of about 200 angstroms. After growing the buffer layer, only TMG is stopped and the temperature is set to 1050 ° C.
Up to When the temperature reaches 1050 ° C, T
A first nitride semiconductor layer 2 made of undoped GaN is grown to a thickness of 2.5 μm using MG and ammonia (FIG. 1).

【0055】(第2の工程)第1の窒化物半導体層2を
成長後、第1の窒化物半導体層2上に、CVD装置によ
りSiO2を形成し、フォトリソグラフィーによりスト
ライプ状のフォトマスクを介して、保護膜の形成されな
い部分(改質部分)のストライプ幅10μm、保護膜の
形成される部分(改質部分以外の部分)のストライプ間
隔10μmとなるようにパターニングされたSiO2
からなる保護膜を形成し(図2のa−1)、続いて、R
IE装置によりArガスでスパッタリング(ドライエッ
チング)して、保護膜の形成されていな部分の第1の窒
化物半導体層2表面をN欠損として改質する(図2のa
−2)。改質後は、保護膜を除去する(図2のa−
3)。そして、SiO2が形成されていない部分の第1
の窒化物半導体の表面ではN欠損がおこり、この部分に
は窒化物半導体が成長しないかまたは成長しにくく改質
されている(図2のa−3)。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。
(Second Step) After the first nitride semiconductor layer 2 is grown, SiO 2 is formed on the first nitride semiconductor layer 2 by a CVD apparatus, and a striped photomask is formed by photolithography. The SiO 2 film is patterned so that the stripe width of the portion where the protective film is not formed (modified portion) is 10 μm and the stripe interval of the portion where the protective film is formed (the portion other than the modified portion) is 10 μm. A protective film is formed (a-1 in FIG. 2).
Sputtering (dry etching) with an Ar gas by an IE device to modify the surface of the first nitride semiconductor layer 2 where the protective film is not formed as N deficiency (a in FIG. 2).
-2). After the modification, the protective film is removed (FIG.
3). Then, the first portion of the portion where SiO 2 is not formed
N deficiency occurs on the surface of the nitride semiconductor of No. 1, and the nitride semiconductor does not grow or hardly grows in this portion, and is modified (a-3 in FIG. 2). The stripe direction is formed in a direction perpendicular to the orientation flat surface as shown in FIG.

【0056】(第3の工程)次に、第1の窒化物半導体
層2の表面が部分的に改質部分の形成されたウエハを反
応容器内にセットし、原料ガスにTMG、アンモニアを
用い、アンドープのGaNよりなる第2の窒化物半導体
層3を15μmの膜厚で成長させる(図3及び図4)。
(Third Step) Next, a wafer in which the surface of the first nitride semiconductor layer 2 is partially modified is set in a reaction vessel, and TMG and ammonia are used as source gases. Then, a second nitride semiconductor layer 3 made of undoped GaN is grown to a thickness of 15 μm (FIGS. 3 and 4).

【0057】第2の窒化物半導体層3を成長後、ウェー
ハを反応容器から取り出し、アンドープのGaNよりな
る窒化物半導体基板を得る。
After the growth of the second nitride semiconductor layer 3, the wafer is taken out of the reaction vessel to obtain a nitride semiconductor substrate made of undoped GaN.

【0058】得られた第2の窒化物半導体層3(本発明
の窒化物半導体基板)をCL(カソードルミネセンス)
方法により観測すると、改質部分以外の部分の上方部は
転位密度がやや多めであったが、改質部分の上方部には
ほとんど転位が見られず良好な結晶性を有している。
The obtained second nitride semiconductor layer 3 (nitride semiconductor substrate of the present invention) is replaced with CL (cathodoluminescence).
Observed by the method, the dislocation density was slightly higher in the upper part of the part other than the modified part, but there was almost no dislocation in the upper part of the modified part, indicating good crystallinity.

【0059】[実施例2]実施例1において、第2の工
程を以下のようにする他は同様にして第2の窒化物半導
体3を成長させる。 (第2の工程)第1の窒化物半導体層2を成長後、改質
部分のストライプ幅10μm、改質部分以外の部分のス
トライプ間隔10μmとなるように、厚さ1000オン
グストロームの膜厚でNiを改質される部分にストライ
プ状に形成する(図2のb−1)。次に、600℃で熱
処理して、Niを第1の窒化物半導体層2の表面部分に
拡散させる(図2のb−2)。その後、ストライプ状の
Niを除去し、第1の窒化物半導体層2の表面にNiが
拡散された改質面が形成される(図2のb−3)。Ni
が不純物として拡散された部分の第1の窒化物半導体2
の表面では、窒化物半導体が成長しないかまたは成長し
にくく改質されている。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。
[Example 2] A second nitride semiconductor 3 is grown in the same manner as in Example 1, except that the second step is performed as follows. (Second step) After the first nitride semiconductor layer 2 is grown, a Ni film having a thickness of 1000 angstroms is formed so as to have a stripe width of 10 μm in the modified portion and a stripe interval of 10 μm in portions other than the modified portion. Is formed in a striped shape on the portion to be modified (b-1 in FIG. 2). Next, heat treatment is performed at 600 ° C. to diffuse Ni into the surface of the first nitride semiconductor layer 2 (b-2 in FIG. 2). Thereafter, the striped Ni is removed, and a modified surface in which Ni is diffused is formed on the surface of the first nitride semiconductor layer 2 (b-3 in FIG. 2). Ni
Nitride semiconductor 2 in a portion where is diffused as an impurity
On the surface of, the nitride semiconductor does not grow or hardly grows and is modified. The direction of the stripe is shown in FIG.
As shown in (1), it is formed in a direction perpendicular to the orientation flat surface.

【0060】以上のようにして得られた第2の窒化物半
導体3を実施例1と同様にして観測すると、改質部分上
部にはほとんど転位が見られず、実施例1と同等の良好
な結果が得られた。
When the second nitride semiconductor 3 obtained as described above was observed in the same manner as in Example 1, almost no dislocation was observed in the upper portion of the modified portion, and the same good quality as in Example 1 was observed. The result was obtained.

【0061】[実施例3]実施例1で得られた第2の窒
化物半導体3の表面に、実施例1の第2の工程及び第3
の工程を繰り返す。 (繰り返される第2の工程)まず、図5に示すように、
第1の窒化物半導体2の表面の改質部分の上部に、第2
の窒化物半導体3の表面に形成される改質部分以外の部
分が位置するように、さらに第1の窒化物半導体2の表
面の改質部分以外の部分の上部に、第2の窒化物半導体
3の表面に形成される改質部分が位置するように、第2
の窒化物半導体層3上に、CVD装置によりSiO2
形成し、フォトリソグラフィーによりストライプ状のフ
ォトマスクを介して、保護膜の形成されない部分(改質
部分)のストライプ幅10μm、保護膜の形成される部
分(改質部分以外の部分)のストライプ間隔10μmに
パターニングされたSiO2膜からなる保護膜を形成
し、続いて、RIE装置によりArガスでスパッタリン
グ(ドライエッチング)して、保護膜の形成されていな
部分の第2の窒化物半導体層3表面をN欠損として改質
する。改質後は、保護膜を除去する。SiO2膜の除去
面は、実施例1の第1の窒化物半導体の表面に形成され
た改質部分と同様に、窒化物半導体が成長しにくくなっ
ている。 (繰り返される第3の工程)次に、改質部分を有する第
2の窒化物半導体3上に、アンドープのGaNからなる
第3の窒化物半導体4を15μmの膜厚で成長させる
(図5)。
[Embodiment 3] The second step of Embodiment 1 and the third step are performed on the surface of the second nitride semiconductor 3 obtained in Embodiment 1.
Is repeated. (Repeated Second Step) First, as shown in FIG.
A second nitride semiconductor is provided on the surface of the first nitride semiconductor 2 above the modified portion.
The second nitride semiconductor is further formed on the surface of the first nitride semiconductor 2 other than the modified portion so that the portion other than the modified portion formed on the surface of the nitride semiconductor 3 is located. 3 so that the modified portion formed on the surface of
SiO 2 is formed on the nitride semiconductor layer 3 by a CVD apparatus, and a stripe width of 10 μm in a portion where the protective film is not formed (modified portion) and a protective film is formed by photolithography via a striped photomask. A protective film made of a SiO 2 film patterned at a stripe interval of 10 μm in a portion to be formed (a portion other than the modified portion) is formed, and subsequently, the protective film is sputtered (dry-etched) with an RIE apparatus using Ar gas. The surface of the portion of the second nitride semiconductor layer 3 that is not formed is modified as N-deficiency. After the modification, the protective film is removed. The removed surface of the SiO 2 film makes it difficult for the nitride semiconductor to grow, similarly to the modified portion formed on the surface of the first nitride semiconductor of the first embodiment. (Repeated Third Step) Next, a third nitride semiconductor 4 made of undoped GaN is grown to a thickness of 15 μm on the second nitride semiconductor 3 having the modified portion (FIG. 5). .

【0062】以上のようにして得られた第3の窒化物半
導体4をCL方法により観察すると、全体的に転位の低
減された窒化物半導体を得ることができる。
When the third nitride semiconductor 4 obtained as described above is observed by the CL method, it is possible to obtain a nitride semiconductor with reduced dislocations as a whole.

【0063】[実施例4]以下に、図8を用いて実施例
4を説明する。図8は本発明の実施例1で得られた第2
の窒化物半導体を基板として素子構造を形成してなる本
発明の一実施の形態であるレーザ素子の構造を示す模式
的断面図である。実施例1で得られた第2の窒化物半導
体3を窒化物半導体基板として以下の素子構造を積層成
長させる。
Embodiment 4 Embodiment 4 will be described below with reference to FIG. FIG. 8 shows the second example obtained in Example 1 of the present invention.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a structure of a laser device according to an embodiment of the present invention, in which a device structure is formed using a nitride semiconductor as a substrate. Using the second nitride semiconductor 3 obtained in Example 1 as a nitride semiconductor substrate, the following device structure is grown by lamination.

【0064】(アンドープn型コンタクト層)[図8に
は図示されていない] 窒化物半導体基板1上に、1050℃で原料ガスにTM
A(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Al0.05Ga0.95Nよりなるn型
コンタクト層を1μmの膜厚で成長させる。
(Undoped n-type contact layer) [not shown in FIG. 8] On the nitride semiconductor substrate 1, a source gas of TM
An n-type contact layer made of undoped Al 0.05 Ga 0.95 N is grown to a thickness of 1 μm using A (trimethylaluminum), TMG, and ammonia gas.

【0065】(n型コンタクト層32)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、S
iを3×1018/cm3ドープしたAl0.05Ga0.95
よりなるn型コンタクト層2を3μmの膜厚で成長させ
る。
(N-type contact layer 32) Next, at the same temperature, TMA, TMG and ammonia gas were used as source gases, silane gas (SiH 4 ) was used as impurity gas, and S
Al 0.05 Ga 0.95 N doped with 3 × 10 18 / cm 3 i
The n-type contact layer 2 is grown to a thickness of 3 μm.

【0066】(クラック防止層33)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33を0.15
μmの膜厚で成長させる。
(Crack prevention layer 33)
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 33 made of N is 0.15
It is grown to a thickness of μm.

【0067】(n型クラッド層34)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層を積
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34を成長させる。
(N-type cladding layer 34)
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 34 composed of a multilayer film (superlattice structure) having a total film thickness of 8000 Å.

【0068】(n型ガイド層35)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35を0.075μm
の膜厚で成長させる。
(N-Type Guide Layer 35) Next, at the same temperature, an N-type guide layer 35 made of undoped GaN was formed to a thickness of 0.075 μm using TMG and ammonia as source gases.
It grows with the film thickness of.

【0069】(活性層36)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36を成長させる。
(Active Layer 36) 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 36 of a multiple quantum well structure (MQW) having a total thickness of 550 angstroms, on which a barrier layer is laminated, is grown.

【0070】(p型電子閉じ込め層37)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
37を100オングストロームの膜厚で成長させる。
(P-type electron confinement layer 37) 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 37 made of Al 0.4 Ga 0.6 N doped with 10 19 / cm 3 is grown to a thickness of 100 Å.

【0071】(p型ガイド層38)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8を0.07
5μmの膜厚で成長させる。このp型ガイド層8は、ア
ンドープとして成長させるが、p型電子閉じ込め層37
からのMgの拡散により、Mg濃度が5×1016/cm
3となりp型を示す。
(P-type guide layer 38) Next, the temperature was set to 105
0 ° C, using TMG and ammonia as raw material gas,
0.07 p-type guide layer 8 made of undoped GaN
It is grown to a thickness of 5 μm. This p-type guide layer 8 is grown as undoped, but the p-type electron confinement layer 37 is formed.
Mg concentration from 5 × 10 16 / cm
3 indicates p-type.

【0072】(p型クラッド層39)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39を成長させる。
(P-type cladding layer 39) Next, at the same temperature, TMA, TMG and ammonia were used
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 laminate the A layer and the B layer, thereby growing a p-type cladding layer 39 of a multilayer film (superlattice structure) having a total film thickness of 5000 Å.

【0073】(p型コンタクト層40)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40を15
0オングストロームの膜厚で成長させる。
(P-type contact layer 40) 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 40 made of doped GaN is
It is grown to a thickness of 0 Å.

【0074】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9に示すように、n電極を形成すべきn側コン
タクト層32の表面を露出させる。次に図9(a)に示
すように、最上層のp側コンタクト層40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9(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、CF4
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9(c)に示すようにp側コンタク
ト層40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 completion of the reaction, the wafer is annealed at 700 ° C. in a nitrogen atmosphere in a 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 32 where the n-electrode is to be formed is exposed. Next, as shown in FIG. 9A, almost all of the uppermost p-side contact layer 40 is covered 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. 9B, after forming the third protective film 63,
CF 4 by RIE (Reactive Ion Etching)
The first protective film is etched into a stripe shape by using gas and using the third protective film 63 as a mask. Thereafter, the first protective film 61 having a stripe width of 1.8 μm can be formed on the p-side contact layer 40 as shown in FIG.

【0075】さらに、図9(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S
iCl4ガスを用いて、p側コンタクト層40、および
p側クラッド層39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8に示すように、第
1の窒化物半導体に形成した凹部上部にくるように形成
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9(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39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9(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. 9D, after the first protection film 61 in the form of a stripe is formed, S is formed again by RIE.
The p-side contact layer 40 and the p-side cladding layer 39 are etched using iCl 4 gas to form a ridge-shaped stripe having a stripe width of 1.8 μm. However, as shown in FIG. 8, the ridge-shaped stripe is formed so as to be located above the concave portion formed in the first nitride semiconductor. 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. Then, a film having a thickness of 0.5 μm is continuously formed on the p-side cladding layer 39 exposed by the etching. 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 is immersed in hydrofluoric acid, and as shown in FIG. 9F, the first protective film 61 is removed by a lift-off method.

【0076】次に図9(g)に示すように、p側コンタ
クト層40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8に示されるように露出させたn側コンタクト層2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. 9 (g), the first protective film 61 on the p-side contact layer 40 is removed and the exposed surface of the p-side contact layer is made of Ni / Au.
An electrode 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 forming the second protective film 62,
As shown in FIG. 8, on the exposed surface of the n-side contact layer 2, an n-electrode 21 made of Ti / Al is formed in a direction parallel to the stripe.

【0077】以上のようにして、n電極とp電極とを形
成したウェーハのサファイア基板を研磨して70μmと
した後、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SiO2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
8に示すようなレーザ素子とする。なお共振器長は30
0〜500μmとすることが望ましい。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/cm2、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。また、第2の
窒化物半導体の面状態が良好であるので、素子特性の良
好なレーザ素子を歩留まりよく得られる。
As described above, the sapphire substrate of the wafer on which the n-electrode and the p-electrode have been formed is polished to 70 μm, and then cleaved in a bar shape from the substrate side in a direction perpendicular to the stripe-shaped electrodes. A resonator is formed on a cleavage plane (11-00 plane, a plane corresponding to the side surface of a hexagonal columnar crystal = M plane).
A dielectric multilayer film made of SiO 2 and TiO 2 is formed on the cavity surface, and finally, the bar is cut in a direction parallel to the p-electrode to obtain a laser device as shown in FIG. The resonator length is 30
It is desirable to set it to 0 to 500 μm. The obtained laser element was set on a heat sink, and the respective electrodes were wire-bonded, and laser oscillation was attempted at room temperature. As a result, continuous oscillation at an oscillation wavelength of 400 nm was confirmed at room temperature with a threshold value of 2.5 kA / cm 2 and a threshold voltage of 5 V, and a lifetime of 10,000 hours or more was shown at room temperature. Further, since the surface state of the second nitride semiconductor is good, a laser device having good device characteristics can be obtained with high yield.

【0078】[実施例5]以下、図10を元に実施例5
について説明する。図10は本発明の成長方法により得
られた窒化物半導体層を基板とする一実施の形態のレー
ザ素子の構造を示す模式断面図である。
Embodiment 5 Hereinafter, Embodiment 5 will be described with reference to FIG.
Will be described. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a laser device according to one embodiment using a nitride semiconductor layer obtained by the growth method of the present invention as a substrate.

【0079】実施例1において、第2の窒化物半導体3
を成長させる際に、Siを1×10 18/cm3ドープし
て、膜厚を150μmとする他は同様にして、Siドー
プの第2の窒化物半導体3を得る。得られたウエハのサ
ファイア基板等を研磨、除去し、第2の窒化物半導体3
の単体とする。
In the first embodiment, the second nitride semiconductor 3
When growing Si, 1 × 10 18/ CmThreeDope
In the same manner, except that the film thickness is 150 μm,
A second nitride semiconductor 3 is obtained. The size of the obtained wafer
The fire substrate and the like are polished and removed, and the second nitride semiconductor 3 is removed.
As a simple substance.

【0080】次に、サファイア基板を除去した面とは反
対の面の第2の窒化物半導体層3(SiドープGaN)
を主面とするウェーハをMOVPE装置の反応容器内に
セットし、この第2の窒化物半導体層3の上に下記各層
を形成する。
Next, the second nitride semiconductor layer 3 (Si-doped GaN) on the surface opposite to the surface from which the sapphire substrate has been removed
Is set in the reaction vessel of the MOVPE apparatus, and the following layers are formed on the second nitride semiconductor layer 3.

【0081】(n側クラッド層43)次に、Siを1×
1019/cm3ドープしたn型Al0.2Ga0.8Nよりなる
第1の層、20オングストロームと、アンドープ(undo
pe)のGaNよりなる第2の層、20オングストローム
とを交互に100層積層してなる総膜厚0.4μmの超
格子構造とする。
(N-side cladding layer 43) Next, Si was added to 1 ×
A first layer of 10 19 / cm 3 doped n-type Al 0.2 Ga 0.8 N, 20 Å, and undoped
A superlattice structure having a total film thickness of 0.4 μm is formed by alternately laminating 100 second layers composed of GaN of pe) and 20 angstroms.

【0082】(n側光ガイド層44)続いて、Siを1
×1017/cm3ドープしたn型GaNよりなるn型光ガ
イド層44を0.1μmの膜厚で成長させる。
(N-side light guide layer 44) Subsequently, 1
An n-type light guide layer 44 of x10 17 / cm 3 doped n-type GaN is grown to a thickness of 0.1 μm.

【0083】(活性層45)次に、Siを1×1017
cm3ドープのIn0.2Ga0.8Nよりなる井戸層、25オ
ングストロームと、Siを1×1017/cm3ドープのI
0.01Ga0.95Nよりなる障壁層、50オングストロー
ムを交互に積層してなる総膜厚175オングストローム
の多重量子井戸構造(MQW)の活性層45を成長させ
る。
(Active Layer 45) Then, Si was added to 1 × 10 17 /
A well layer of In 0.2 Ga 0.8 N doped with cm 3 , 25 Å, and I × 10 17 / cm 3 doped with Si
An active layer 45 having a multiple quantum well structure (MQW) having a total film thickness of 175 Å is formed by alternately laminating barrier layers of n 0.01 Ga 0.95 N and 50 Å.

【0084】(p側キャップ層46)次に、バンドギャ
ップエネルギーがp側光ガイド層47よりも大きく、か
つ活性層45よりも大きい、Mgを1×1020/cm3
ープしたp型Al0.3Ga0.9Nよりなるp側キャップ層
46を300オングストロームの膜厚で成長させる。
(P-side Cap Layer 46) Next, p-type Al 0.3 doped with Mg at 1 × 10 20 / cm 3 , having a band gap energy larger than that of the p-side light guide layer 47 and larger than that of the active layer 45. A p-side cap layer 46 of Ga 0.9 N is grown to a thickness of 300 Å.

【0085】(p側光ガイド層47)次に、バンドギャ
ップエネルギーがp側キャップ層46より小さい、Mg
を1×1018/cm3ドープしたp型GaNよりなるp側
光ガイド層47を0.1μmの膜厚で成長させる。
(P-side light guide layer 47) Next, Mg band gap energy is smaller than that of the p-side cap layer 46.
Is grown at a film thickness of 0.1 μm by p-type GaN doped with 1 × 10 18 / cm 3 .

【0086】(p側クラッド層48)次に、Mgを1×
1020/cm3ドープしたp型Al0.2Ga0.8Nよりなる
第1の層、20オングストロームと、Mgを1×1020
/cm3ドープしたp型GaNよりなる第2の層、20オ
ングストロームとを交互に積層してなる総膜厚0.4μ
mの超格子層よりなるp側クラッド層48を形成する。
(P-side cladding layer 48) Next, Mg was added to 1 ×
A first layer of p-type Al 0.2 Ga 0.8 N doped with 10 20 / cm 3 , 20 Å, and 1 × 10 20 Mg;
/ Cm 3 doped second layer of p-type GaN, 20 angstrom alternately laminated to a total film thickness of 0.4 μm
A p-side cladding layer 48 of m superlattice layers is formed.

【0087】(p側コンタクト層49)最後に、Mgを
2×1020/cm3ドープしたp型GaNよりなるp側コ
ンタクト層49を150オングストロームの膜厚で成長
させる。
(P-side contact layer 49) Finally, a p-side contact layer 49 made of p-type GaN doped with Mg at 2 × 10 20 / cm 3 is grown to a thickness of 150 Å.

【0088】反応終了後、反応容器内において、ウェー
ハを窒素雰囲気中、700℃でアニーリングを行い、p
型層をさらに低抵抗化する。アニーリング後、ウェーハ
を反応容器から取り出し、図10に示すように、RIE
装置により最上層のp型コンタクト層49と、p型クラ
ッド層48とをエッチングして、4μmのストライプ幅
を有するリッジ形状とし、リッジ表面の全面にNi/A
uよりなるp電極51を形成する。
After completion of the reaction, the wafer is annealed in a nitrogen atmosphere at 700 ° C.
The resistance of the mold layer is further reduced. After annealing, the wafer is taken out of the reaction vessel and, as shown in FIG.
The uppermost p-type contact layer 49 and the p-type cladding layer 48 are etched by a device to form a ridge shape having a stripe width of 4 μm, and Ni / A is formed on the entire surface of the ridge surface.
A p electrode 51 made of u is formed.

【0089】次に、図10に示すようにp電極51を除
くp側クラッド層48、コンタクト層49の表面にSi
2よりなる絶縁膜50を形成し、この絶縁膜50を介
してp電極51と電気的に接続したpパッド電極52を
形成する。
Next, as shown in FIG. 10, the surface of the p-side cladding layer 48 and the contact layer 49 excluding the p-electrode 51 is
An insulating film 50 made of O 2 is formed, and a p pad electrode 52 electrically connected to the p electrode 51 via the insulating film 50 is formed.

【0090】p側電極形成後、第2の窒化物半導体層3
の素子構造が形成されていない表面全面に、Ti/Al
よりなるn電極53を0.5μmの膜厚で形成し、その
上にヒートシンクとのメタライゼーション用にAu/S
nよりなる薄膜を形成する。
After the formation of the p-side electrode, the second nitride semiconductor layer 3
Ti / Al over the entire surface on which the element structure of
An n-electrode 53 is formed with a thickness of 0.5 μm, and Au / S is formed thereon for metallization with a heat sink.
A thin film made of n is formed.

【0091】その後、n電極側53からスクライブし、
第2の窒化物半導体層3のM面(11−00、図6の六
角柱の側面に相当する面)で第2の窒化物半導体層5を
劈開し、共振面を作製する。共振面の両方あるいはどち
らか一方にSiO2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、バーを切断してレ
ーザチップとした。次にチップをフェースアップ(基板
とヒートシンクとが対向した状態)でヒートシンクに設
置し、pパッド電極52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ところ、室温において、閾値
電流密度2.5kA/cm2、閾値電圧4.5Vで、発振
波長405nmの連続発振が確認され、1万時間以上の
寿命を示した。
Then, scribe from the n-electrode side 53,
The second nitride semiconductor layer 5 is cleaved at the M-plane (11-00, a surface corresponding to the side surface of the hexagonal prism in FIG. 6) of the second nitride semiconductor layer 3, thereby forming a resonance surface. A dielectric multilayer film composed of SiO 2 and TiO 2 was formed on both or one of the resonance surfaces, and finally, the bar was cut in a direction parallel to the p-electrode to form a laser chip. Next, the chip is mounted on the heat sink face up (in a state where the substrate and the heat sink are opposed to each other), and the p-pad electrode 52 is wire-bonded.
When laser oscillation was attempted at room temperature, continuous oscillation at an oscillation wavelength of 405 nm was confirmed at room temperature at a threshold current density of 2.5 kA / cm 2 and a threshold voltage of 4.5 V, indicating a lifetime of 10,000 hours or more.

【0092】[実施例6]実施例3で得られた第3の窒
化物半導体4を基板として、実施例4と同様の素子構造
を形成してレーザ素子を作製した。得られたレーザ素子
は実施例4と同様に良好な寿命特性を有している。ま
た、リッジ形状のストライプを形成する位置を第2の窒
化物半導体3の改質部分上部に関係なく改質部分以外の
部分上部に形成しても良好な特性を示す。
Example 6 Using the third nitride semiconductor 4 obtained in Example 3 as a substrate, an element structure similar to that of Example 4 was formed to manufacture a laser element. The obtained laser element has good life characteristics as in Example 4. In addition, good characteristics are exhibited even if the ridge-shaped stripe is formed at the upper portion of the second nitride semiconductor 3 other than the modified portion regardless of the upper portion of the modified portion.

【0093】[実施例7]実施例1において、サファイ
ア基板1として、2インチφ、オフアングル角θ=0.
2°、ステップ段差(高さ)約1原子層、テラス幅Wが
約40オングストロームのステップを有し、C面を主面
とし、オリフラ面をA面として、ステップに沿う方向、
すなわち段差の方向がこのA面に対して垂直な方向に設
けてあるサファイア基板を用いる他は同様にして第2の
窒化物半導体3を成長させる。得られた第2の窒化物半
導体3を基板として、実施例4と同様の素子構造を形成
してレーザ素子を製造する。得られたレーザ素子は、実
施例4よりしきい値が低下し、より良好な寿命特性を有
する。
[Embodiment 7] In the embodiment 1, as the sapphire substrate 1, 2 inches φ, off-angle θ = 0.
2 °, a step (height) of about 1 atomic layer, a terrace width W having steps of about 40 angstroms, a C-plane as a main surface, an orientation flat surface as an A-plane, a direction along the steps,
That is, the second nitride semiconductor 3 is grown in the same manner except that a sapphire substrate provided with the direction of the step perpendicular to the A-plane is used. Using the obtained second nitride semiconductor 3 as a substrate, an element structure similar to that of Example 4 is formed to manufacture a laser element. The obtained laser device has a lower threshold than that of Example 4, and has better life characteristics.

【0094】[0094]

【発明の効果】本発明は、上記の如く、窒化物半導体の
表面を部分的に改質することにより、改質部分が、従来
のELOG成長の場合に用いられていたSiO2とほぼ
同様に窒化物半導体の横方向の成長を意図的に促進し、
それによって、転位の低減された、結晶性が良好な窒化
物半導体を得ることができ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、結晶性が良好
で転位の少ない窒化物半導体を基板とする寿命特性の良
好な窒化物半導体素子を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the surface of the nitride semiconductor is partially modified so that the modified portion is substantially similar to SiO 2 used in the conventional ELOG growth. Intentionally promote lateral growth of nitride semiconductors,
Thus, it is possible to provide a nitride semiconductor growth method capable of obtaining a nitride semiconductor with reduced dislocation and good crystallinity. Further, the present invention can provide a nitride semiconductor element having good crystallinity and good lifetime characteristics using a nitride semiconductor with few dislocations as a substrate.

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

【図1】本発明の方法の各工程において得られる窒化物
半導体ウェーハの構造を示す模式的断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a structure of a nitride semiconductor wafer obtained in each step of the method of the present invention.

【図2】本発明の方法の各工程において得られる窒化物
半導体ウェーハの構造を示す模式的断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a structure of a nitride semiconductor wafer obtained in each step of the method of the present invention.

【図3】本発明の方法の各工程において得られる窒化物
半導体ウェーハの構造を示す模式的断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a structure of a nitride semiconductor wafer obtained in each step of the method of the present invention.

【図4】本発明の方法の各工程において得られる窒化物
半導体ウェーハの構造を示す模式的断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a structure of a nitride semiconductor wafer obtained in each step of the method of the present invention.

【図5】本発明の方法の各工程において得られる窒化物
半導体ウェーハの構造を示す模式的断面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a structure of a nitride semiconductor wafer obtained in each step of the method of the present invention.

【図6】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】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】本発明の方法による基板を用いた窒化物半導体
LD素子の一構造を示す模式断面図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing one structure of a nitride semiconductor LD device using a substrate according to the method of the present invention.

【図9】図9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. 9 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.

【図10】本発明の方法による基板を用いた窒化物半導
体LD素子の一構造を示す模式断面図である。
FIG. 10 is a schematic sectional view showing one structure of a nitride semiconductor LD device using a substrate according to the method of the present invention.

【図11】本発明の方法による基板の一部を拡大して示
した模式的断面図である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged part of a substrate according to the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・・異種基板 2・・・・第1の窒化物半導体 3・・・・第2の窒化物半導体 4・・・・第3の窒化物半導体 Reference numeral 1 denotes a heterogeneous substrate 2 denotes a first nitride semiconductor 3 denotes a second nitride semiconductor 4 denotes a third nitride semiconductor

フロントページの続き Fターム(参考) 5F041 CA21 CA46 CA49 CA61 CA74 5F045 AA04 AB09 AB14 AB17 AB18 AB32 AB33 AC01 AC08 AC11 AC12 AC19 AD07 AD08 AD09 AD10 AD11 AD12 AD13 AD14 AD15 AF02 AF03 AF04 AF06 AF09 AF13 AF20 BB12 CA10 CA12 CA13 DA53 DA54 DA55 HA13 HA14 HA16 HA20 5F073 AA13 AA74 CA17 CB05 CB07 DA05 DA24 EA29 Continued on front page F-term (reference) 5F041 CA21 CA46 CA49 CA61 CA74 5F045 AA04 AB09 AB14 AB17 AB18 AB32 AB33 AC01 AC08 AC11 AC12 AC19 AD07 AD08 AD09 AD10 AD11 AD12 AD13 AD14 AD15 AF02 AF03 AF04 AF06 AF09 AF13 AF20 BB12 CA10 DA55 HA13 HA14 HA16 HA20 5F073 AA13 AA74 CA17 CB05 CB07 DA05 DA24 EA29

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒化物半導体と異なる材料よりなる異種
基板の上に、第1の窒化物半導体を成長させる第1の工
程と、前記第1の工程後、前記第1の窒化物半導体の表
面を部分的に、窒化物半導体が成長しにくいか又は成長
しないように改質し、第1の窒化物半導体の表面への窒
化物半導体の成長に選択性を持たせる第2の工程と、前
記第2の工程後、前記表面が部分的に改質された第1の
窒化物半導体上に、第2の窒化物半導体を成長させる第
3の工程を少なくとも有することを特徴とする窒化物半
導体の成長方法。
1. A first step of growing a first nitride semiconductor on a heterogeneous substrate made of a material different from a nitride semiconductor, and after the first step, a surface of the first nitride semiconductor A second step of partially modifying the nitride semiconductor so that it hardly grows or does not grow so that the nitride semiconductor has selectivity on the growth of the nitride semiconductor on the surface of the first nitride semiconductor; After the second step, at least a third step of growing a second nitride semiconductor on the first nitride semiconductor whose surface is partially modified is provided. Growth method.
【請求項2】 前記第2の工程が、異種基板上に成長さ
れた第1の窒化物半導体上に、保護膜を部分的に形成し
た後、該保護膜の形成されていない部分を、ドライエッ
チングしてN欠損部分を形成して第1の窒化物半導体の
表面を部分的に改質し、その後、保護膜を除去する工程
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。
2. The method according to claim 2, wherein in the second step, after a protection film is partially formed on the first nitride semiconductor grown on the heterogeneous substrate, a portion where the protection film is not formed is removed by dry etching. The nitride semiconductor according to claim 1, wherein the step of forming the N-deficient portion by etching to partially modify the surface of the first nitride semiconductor, and thereafter removing the protective film. Growth method.
【請求項3】 前記ドライエッチングが、希ガス及びO
2ガスの少なくとも1種以上のガスを用いることを特徴
とする請求項2に記載の窒化物半導体の成長方法。
3. The dry etching is performed by using a rare gas and O
3. The method for growing a nitride semiconductor according to claim 2, wherein at least one of two gases is used.
【請求項4】 前記第2の工程が、異種基板上に成長さ
れた第1の窒化物半導体上に、不純物を部分的に拡散さ
せて第1の窒化物半導体の表面を部分的に改質する工程
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。
4. The step of partially modifying a surface of the first nitride semiconductor by partially diffusing an impurity into the first nitride semiconductor grown on the heterogeneous substrate. 2. The method for growing a nitride semiconductor according to claim 1, wherein
【請求項5】 前記不純物が、周期律表の3B族及び5
B族以外の元素であることを特徴する請求項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 impurities are a 3B group or a 5B group of the periodic table.
The method for growing a nitride semiconductor according to claim 4, wherein the nitride semiconductor is an element other than Group B.
【請求項6】 前記第2の窒化物半導体を成長後に、前
記第2及び第3の工程を繰り返して行う、但し、第2の
窒化物半導体の表面の改質される部分が、第1の窒化物
半導体の表面に改質された部分以外の部分上部に形成さ
れることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の
窒化物半導体の成長方法。
6. The step of repeating the second and third steps after growing the second nitride semiconductor, provided that the portion of the surface of the second nitride semiconductor that is modified is the first nitride semiconductor. The method for growing a nitride semiconductor according to any one of claims 1 to 5, wherein the nitride semiconductor is formed on a portion other than a modified portion on the surface of the nitride semiconductor.
【請求項7】 前記異種基板が、サファイアのC面がス
テップ状にオフアングルされてい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 method for growing a nitride semiconductor according to claim 1, wherein the heterogeneous substrate has a C-plane of sapphire that is stepped off-angle.
【請求項8】 前記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オフアングル角が、0.1°〜0.
5°であ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. An off-angle angle of the sapphire substrate which is off-angled in a step shape is 0.1 ° to 0.1 °.
The method for growing a nitride semiconductor according to claim 1, wherein the angle is 5 °.
【請求項9】 前記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こ
とを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の窒化物
半導体の成長方法。
9. A direction (step direction) along a step of the sapphire substrate that is off-angled in a step shape.
Is formed perpendicular to the A-plane of sapphire. The method for growing a nitride semiconductor according to claim 1, wherein
【請求項10】 前記窒化物半導体の成長方法で得られ
る窒化物半導体を基板とし、この上に素子構造となる少
なくともn型窒化物半導体、活性層、及びp型窒化物半
導体が形成されていることを特徴とする窒化物半導体素
子。
10. A nitride semiconductor obtained by the method for growing a nitride semiconductor is used as a substrate, and at least an n-type nitride semiconductor, an active layer, and a p-type nitride semiconductor having an element structure are formed thereon. A nitride semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項11】 前記窒化物半導体の成長方法で得られ
た窒化物半導体基板上に、素子構造となる少なくともn
型窒化物半導体、活性層、及びp型窒化物半導体が形成
され、窒化物半導体基板の第1の窒化物半導体に形成さ
れた改質部分上部に、窒化物半導体レーザ素子の光を導
波するストライプ形状又はリッジ形状を形成してなるこ
と特徴とする窒化物半導体レーザ素子。
11. A nitride semiconductor substrate obtained by the method for growing a nitride semiconductor, wherein at least n
The nitride semiconductor laser, the active layer, and the p-type nitride semiconductor are formed, and the light of the nitride semiconductor laser device is guided above the modified portion formed on the first nitride semiconductor of the nitride semiconductor substrate. A nitride semiconductor laser device formed by forming a stripe shape or a ridge shape.
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