JP2001223387A - Manufacturing method of iii nitride compound semiconductor light-emitting element - Google Patents

Manufacturing method of iii nitride compound semiconductor light-emitting element

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JP2001223387A
JP2001223387A JP2000375584A JP2000375584A JP2001223387A JP 2001223387 A JP2001223387 A JP 2001223387A JP 2000375584 A JP2000375584 A JP 2000375584A JP 2000375584 A JP2000375584 A JP 2000375584A JP 2001223387 A JP2001223387 A JP 2001223387A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide element isolation of a III nitride compound semiconductor light-emitting element, electrode formation, and manufacture of an end-surface reflection mirror with no use of etching technology to a III nitride compound semiconductor where etching is difficult to be performed. SOLUTION: There are provided a first process where a dielectrics film is formed in a pattern on a light-emitting element board or on a substrate where a III nitride semiconductor film is formed on its surface, a second process where a III nitride compound semiconductor film is grown selectively in a region of the III nitride semiconductor film except for the dielectrics film, and a third process where a multilayer structure is formed which comprises at least a III nitride semiconductor light-emitting layer and a p-type III nitride compound semiconductor layer on the III nitride compound semiconductor film. Here, multilayer structure is thinner than the dielectrics film.

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、III族窒化物系化
合物半導体を含む薄膜積層構造を用いた発光ダイオード
(以下LEDという)、半導体レーザなどのIII族窒化物系
化合物半導体発光素子の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode using a thin film laminated structure containing a group III nitride compound semiconductor.
The present invention relates to a method for manufacturing a group III nitride compound semiconductor light emitting device such as a semiconductor laser (hereinafter referred to as an LED).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、青色発光デバイスは、II-VI
族のZnSe、IV-IV族のSiC、III-V族のGaNなど
を用いて研究が進められており、最近では、その中でも
III族窒化物系化合物半導体が常温で、高効率の発光を
することが示され注目を集めている。
2. Description of the Related Art Conventionally, blue light emitting devices have been II-VI
Studies have been made using group ZnSe, group IV-IV SiC, group III-V GaN, etc.
Group III nitride-based compound semiconductors have been shown to emit light at high efficiency at room temperature, and have been receiving attention.

【0003】このように、高効率の発光をするIII族窒
化物系化合物半導体を用いた素子が期待されているにも
かかわらず、その研究が進展しなかった最も大きな原因
としては、III族窒化物系化合物半導体層を成長させる
ための格子定数または熱膨張係数の同じ適当な基板材料
が無いことである。
[0003] As described above, despite the expectation of a device using a group III nitride-based compound semiconductor that emits light with high efficiency, the major cause of the failure to make progress in the research is the group III nitride nitride. That there is no suitable substrate material having the same lattice constant or thermal expansion coefficient for growing the compound semiconductor layer.

【0004】近年、有機金属化合物化学的気相成長(M
OCVD法)によってサファイア基板上にIII族窒化物
系化合物半導体層を成長させる方法が報告されている。
つまり、サファイア基板上にIII族窒化物系化合物半導
体層としてのGaN、AlNなどのバッファ層を比較的
低温で成長させ、その上にGaNの成長を行うことによ
って成長層の表面状態、結晶性が著しく向上し、ノンド
ープGaNエピ層でバックグラウンドキャリア濃度の低
い良好な電気特性のものが得られることが報告されてい
る。また、このようにして形成した結晶性の良好なGa
NまたはAlGaNにp型不純物としてMgを添加し、
電子線照射または熱処理を行うことにより低抵抗のP型
層が得られることが報告されている。
In recent years, organometallic compound chemical vapor deposition (M
A method of growing a group III nitride compound semiconductor layer on a sapphire substrate by an OCVD method has been reported.
That is, a buffer layer such as GaN or AlN as a group III nitride compound semiconductor layer is grown on a sapphire substrate at a relatively low temperature, and GaN is grown on the buffer layer. It has been reported that the non-doped GaN epilayer has a remarkably improved and low background carrier concentration and good electrical characteristics. In addition, the thus formed Ga with good crystallinity is formed.
Adding Mg as a p-type impurity to N or AlGaN,
It has been reported that a low-resistance P-type layer can be obtained by performing electron beam irradiation or heat treatment.

【0005】これらの結晶成長技術や価電子制御技術の
進展によりAlGaNとInGaNを用いたダブルへテ
ロ構造を用いた青色LEDで1(cd)を超え、SiC
を用いた青色LEDで商品化されている従来の素子に比
べて100倍程度明るい素子が開発されるようになっ
た。
With the progress of these crystal growth techniques and valence electron control techniques, blue LEDs using a double heterostructure using AlGaN and InGaN exceed 1 (cd) and have a SiC
A device that is about 100 times brighter than a conventional device commercialized as a blue LED using a LED has been developed.

【0006】上記のようにGaN系化合物半導体を用い
て、屋外での使用にも十分耐えられる、十分な光度を持
った青色LEDが開発され、赤色、緑色のLEDと組み
合わせたフルカラーディスプレイなどへの応用の期待が
高まっている。
As described above, a GaN-based compound semiconductor has been used to develop a blue LED having a sufficient luminosity, which can withstand outdoor use, and has been developed for a full-color display combined with red and green LEDs. Expectations for applications are growing.

【0007】図llに現在作製されているGaN系化合
物半導体を用いた青色LEDの構造を示している。
FIG. 11 shows the structure of a blue LED using a GaN-based compound semiconductor currently manufactured.

【0008】図11において、サファイア基板11上
に、GaNバッファ層3、n型GaN成長層4、n型A
lGaNクラッド層5、InGaN発光層6、p型Al
GaNクラッド層7さらにp型GaNコンタクト層8を
順次膜成長させる。このp型GaNコンタクト層8上に
p側電極10を形成し、また、n型GaN成長層4の途
中までの各成長層の両端部をエッチングして、n型Ga
N成長層4上にn側電極13を形成する。以上により、
GaN系化合物半導体を用いた青色LEDが構成され
る。
In FIG. 11, a GaN buffer layer 3, an n-type GaN growth layer 4, an n-type A
lGaN cladding layer 5, InGaN light emitting layer 6, p-type Al
A GaN cladding layer 7 and a p-type GaN contact layer 8 are sequentially grown. A p-side electrode 10 is formed on the p-type GaN contact layer 8, and both ends of each growth layer up to the middle of the n-type GaN growth layer 4 are etched to form an n-type Ga
An n-side electrode 13 is formed on the N growth layer 4. From the above,
A blue LED using a GaN-based compound semiconductor is formed.

【0009】このように、GaN系化合物半導体は絶縁
物であるサファイア基板11上に成長しているために、
LEDのp側またはn側の電極10,13を形成するに
は、いずれの電極10,13も成長層の表面側から形成
する必要があるため、例えばn側電極13を形成するの
に、n型GaN成長層4の途中まで各成長層をエッチン
グして除去することが必要になる。また、LEDを個々
のチップに分割する際のダメージをInGaN発光層6
などの活性層に及ぼさないようにするために、接合端面
をエッチングすることが必要である。
As described above, since the GaN-based compound semiconductor grows on the sapphire substrate 11 which is an insulator,
In order to form the p-side or n-side electrodes 10 and 13 of the LED, it is necessary to form both electrodes 10 and 13 from the surface side of the growth layer. It is necessary to etch and remove each growth layer halfway through the type GaN growth layer 4. In addition, when the LED is divided into individual chips, damages are caused by the InGaN light emitting layer 6.
In order not to affect the active layer, it is necessary to etch the joint end face.

【0010】このように、GaN系化合物半導体を用い
た発光デバイスまたは電子素子を作製する場合にそのエ
ッチング技術は必要不可欠なものであった。また、青か
ら紫外域までの短波長半導体レーザが実現できれば、例
えば光ディスクの記憶容量の増大など、今後のマルチメ
ディア時代に向けて大きな用途開発が期待されている。
このような半導体レーザを実現する場合には素子内に共
振器構造を作り込む必要がある。GaAs系のIII-V族
半導体を用いた半導体レーザにおいては基板に用いられ
ているGaAs結晶は、特定の結晶面に沿った劈開面が
存在するために、これを利用することにより、基板に対
して垂直の共振器用反射ミラーを容易に形成することが
できる。しかしながら、GaN系化合物半導体の成長に
おいて一般に用いられているサファイア基板は、上記G
aAs結晶のような劈開面が存在しないために、半導体
レーザを作製するためにはエッチングなどの方法によっ
て基板に垂直な鏡面の反射ミラーを形成することが必要
であった。
As described above, the etching technique is indispensable when manufacturing a light emitting device or an electronic element using a GaN-based compound semiconductor. If a short-wavelength semiconductor laser from the blue to the ultraviolet region can be realized, great application development is expected in the future multimedia era, for example, by increasing the storage capacity of an optical disk.
In order to realize such a semiconductor laser, it is necessary to form a resonator structure in the device. In a semiconductor laser using a GaAs group III-V semiconductor, the GaAs crystal used for the substrate has a cleavage plane along a specific crystal plane. Thus, a vertical cavity reflecting mirror can be easily formed. However, the sapphire substrate generally used in the growth of GaN-based compound semiconductors has the above-mentioned G
Since there is no cleavage plane such as an aAs crystal, it is necessary to form a mirror having a mirror surface perpendicular to the substrate by a method such as etching in order to manufacture a semiconductor laser.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上記したエッチング技
術は非常に重要なものであるが、III族窒化物系化合物
半導体は非常に化学的に安定な材料であるためにそのエ
ッチングは非常に困難なことが知られている。リン酸な
どを用いたGaNのウェットエッチングの報告例がある
ものの、このウェットエッチング方法では特定の形状に
制御性よくエッチングすることが非常に困難であり、L
EDの作製には歩留まりや信頼性などの点から実用上問
題となっていた。
Although the above-mentioned etching technique is very important, the etching is very difficult because the group III nitride compound semiconductor is a very chemically stable material. It is known. Although there is a report on wet etching of GaN using phosphoric acid or the like, it is very difficult to etch a specific shape with a good controllability by this wet etching method.
The production of ED has been a practical problem in terms of yield, reliability, and the like.

【0012】また、近年、塩素系のガスを用いたリアク
ティブイオンエッチング(RIE)などのドライエッチ
ングによるIII族窒化物系化合物半導体のエッチングに
関する報告もなされている。しかしこれらはまだ十分に
確立された技術とはいえず、特に、半導体レーザの反射
ミラーに用いられるような垂直な鏡面を得ることができ
ないのが現状であった。このことが、高効率の発光をす
るIII族窒化物系化合物半導体を用いた半導体レーザな
どの発光素子が期待されているにもかかわらず、いまだ
に実現されていないことの大きな原因の一つとなってい
た。
In recent years, there have been reports on the etching of group III nitride compound semiconductors by dry etching such as reactive ion etching (RIE) using a chlorine-based gas. However, these are not yet well-established technologies, and in particular, at present, it is not possible to obtain a vertical mirror surface used for a reflection mirror of a semiconductor laser. This is one of the major reasons why light emitting devices such as semiconductor lasers using Group III nitride compound semiconductors that emit light with high efficiency have been expected, but have not yet been realized. Was.

【0013】このようなエッチング技術を用いずに、電
極形成、素子分離を行う技術として「特開昭56−15
0880号公報」には、絶縁性薄膜上に導電性多結晶窒
化ガリウム薄膜を形成することを用いた素子が報告され
ている。
A technique for forming electrodes and separating elements without using such an etching technique is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-15 / 1981.
No. 0880 discloses a device using a conductive polycrystalline gallium nitride thin film formed on an insulating thin film.

【0014】ところが、図12に示すこの方法では、サ
ファイア基板11上に設けられた単結晶GaN成長層4
の側面にはアルミナ上に形成された多結晶導電性薄膜5
1が存在しているため、MIS型の発光素子にのみ適用
可能であって、近年開発されているpn接合またはDH
構造の高輝度LEDの場合には、pn接合界面にこの導
電性薄膜が接することになり、その適応が不可能であっ
た。
However, in this method shown in FIG. 12, the single-crystal GaN growth layer 4 provided on the sapphire substrate 11
On the side of the polycrystalline conductive thin film 5 formed on alumina
1 can be applied only to the MIS type light emitting element, and has recently been developed for a pn junction or DH.
In the case of a high-brightness LED having a structure, this conductive thin film comes into contact with the pn junction interface, and its adaptation was impossible.

【0015】一方、選択的にGaN薄膜を形成する方法
として、一部をSiOxで覆ったサファイア基板上へA
lNバッファ層を介してGaN成長を行うことにより可
能なことが文献(天野浩:名古屋大学博士過程論文・1
989年)に報告されている。また、一部をSiO2
覆ったn型GaN成長層(基板はサファイア)上にp型
GaN成長層を選択的に成長させることによるpn接合
型LEDの作製も文献(1990年電気学会研究会資料
EFM−90−23p.57)で報告されている。
On the other hand, as a method of selectively forming a GaN thin film, a sapphire substrate partially covered with SiO x is deposited on a sapphire substrate.
What can be achieved by growing GaN through the 1N buffer layer (Hiroshi Amano: Nagoya University doctoral dissertation, 1)
989). Also, a pn junction type LED is manufactured by selectively growing a p-type GaN growth layer on an n-type GaN growth layer (substrate is sapphire) partially covered with SiO 2. Reported in document EFM-90-23 p.57).

【0016】しかし、半導体レーザの端面反射鏡に用い
られるような垂直反射鏡を得ることについては何等言及
されておらず、これらの方法では実現不可能であった。
However, there is no mention of obtaining a vertical mirror such as that used for an end face mirror of a semiconductor laser, and these methods cannot be realized.

【0017】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、エッチングが困難なIII族窒化物系化合物半導体に
対してエッチング技術を用いずにIII族窒化物系化合物
半導体発光素子の素子分離、電極形成、端面反射鏡作製
をすることができるIII族窒化物系化合物半導体発光素
子の製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems. It is an object of the present invention to provide a method for separating a group III nitride-based compound semiconductor light emitting device without using an etching technique for a group III nitride-based compound semiconductor which is difficult to etch. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a group III nitride compound semiconductor light emitting device capable of forming an electrode and manufacturing an end face reflection mirror.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明のIII族窒化物系
化合物半導体発光素子は、基板上に、またはIII族窒
化物系化合物半導体膜が表面に形成された基板上に、誘
電体膜をパターン状に形成する第1工程と、前記III
族窒化物系化合物半導体膜の前記誘電体膜以外の領域に
選択的にIII族窒化物系化合物半導体膜を成長させる
第2工程と、前記III族窒化物系化合物半導体膜上に
少なくともIII族窒化物系化合物半導体発光層とp型
III族窒化物系化合物半導体層を含む多層構造を形成
する第3工程と、を順次行うIII族窒化物系化合物半
導体発光素子の製造方法において、前記多層構造の厚さ
は前記誘電体膜の厚さより小さいことを特徴とする、そ
のことにより上記目的が達成される。
According to the present invention, there is provided a group III nitride compound semiconductor light emitting device comprising a dielectric film formed on a substrate or a substrate having a group III nitride compound semiconductor film formed on a surface thereof. A first step of forming a pattern;
A second step of selectively growing a group III nitride-based compound semiconductor film in a region of the group III nitride-based compound semiconductor film other than the dielectric film; and forming at least a group III nitride on the group III nitride-based compound semiconductor film. A third step of forming a multilayer structure including a compound-based compound semiconductor light-emitting layer and a p-type group III nitride-based compound semiconductor layer, the method comprising the steps of: The thickness is smaller than the thickness of the dielectric film, thereby achieving the above object.

【0019】上記構成により、以下、その作用を説明す
る。
The operation of the above configuration will be described below.

【0020】本発明の素子形成技術は、気相成長法また
は分子線エピタキシー法などによってIII族窒化物系化
合物半導体を成長させる際に、成長用基板、または予め
素子の最下層となるIII族窒化物系化合物半導体を成長
した基板上に誘電体薄膜を予めパターン状に形成した場
合に、この誘電体薄膜上にはIII族窒化物系化合物半導
体単結晶薄膜は膜成長せず、誘電体薄膜のない基板上に
のみIII族窒化物系化合物半導体薄膜が成長することを
利用したものである。
The device forming technique of the present invention is used for growing a group III nitride-based compound semiconductor by a vapor phase growth method or a molecular beam epitaxy method or the like. When a dielectric thin film is preliminarily formed in a pattern on a substrate on which a nitride-based compound semiconductor has been grown, a group III nitride-based compound semiconductor single crystal thin film does not grow on this dielectric thin film, and This is based on the fact that a group III nitride-based compound semiconductor thin film grows only on a non-existing substrate.

【0021】本発明者らはこのような選択成長技術を応
用して、例えば、予め比較的厚めの誘電体薄膜を部分的
に形成した基板を用いて、誘電体薄膜のない領域にIII
族窒化物系化合物半導体の誘電体薄膜よりは層厚の薄い
層を成長させることにより、この誘電体薄膜とIII族窒
化物系化合物半導体薄膜との界面には電気的に不活性な
非常に安定な界面が形成されることを見いだした。この
ような安定な界面はそのままで素子分離の際の分離層と
して利用することが可能となる。
The present inventors have applied such a selective growth technique to, for example, use a substrate on which a relatively thick dielectric thin film has been partially formed in advance, and apply a method to a region having no dielectric thin film.
By growing a layer thinner than the dielectric thin film of the group III nitride compound semiconductor, the interface between this dielectric thin film and the group III nitride compound semiconductor thin film is electrically inactive and very stable. It was found that a perfect interface was formed. Such a stable interface can be used as it is as a separation layer at the time of element isolation.

【0022】また、誘電体薄膜の断面を垂直な鏡面を得
ることは比較的容易な技術であるが、この垂直鏡面誘電
体薄膜を選択成長の際に用いることによって、誘電体薄
膜とIII族窒化物系化合物半導体成長層との界面に半導
体レーザなどの発光素子の反射ミラーに適用可能な垂直
鏡面が得られることも見いだした。この垂直鏡面を用い
ることによって従来は実現されていなかったIII族窒化
物系化合物半導体レーザなどの発光素子が初めて実現で
きた。
It is a relatively easy technique to obtain a vertical mirror surface in the cross section of the dielectric thin film. However, by using this vertical mirror dielectric thin film for selective growth, the dielectric thin film and the group III nitride It has also been found that a vertical mirror surface applicable to a reflection mirror of a light emitting device such as a semiconductor laser can be obtained at an interface with a compound semiconductor growth layer. By using this vertical mirror surface, a light emitting device such as a group III nitride compound semiconductor laser, which has not been realized conventionally, can be realized for the first time.

【0023】したがって、本発明においては、エッチン
グが困難なIII族窒化物系化合物半導体に対してエッチ
ング技術を用いずにIII族窒化物系化合物半導体素子の
素子分離、電極形成、端面反射鏡作製が可能となるため
に、これら素子の信頼性を大幅に改善することが可能と
なるとともに、製造過程も簡略化可能となり、このため
に、これら素子の実用化が進展することになる。
Therefore, in the present invention, it is possible to separate a group III nitride compound semiconductor device, form an electrode, and manufacture an end face reflection mirror without using an etching technique for a group III nitride compound semiconductor which is difficult to etch. As a result, the reliability of these devices can be greatly improved, and the manufacturing process can be simplified. Therefore, the practical use of these devices will be advanced.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。なお、以下に述べるIII族窒化物系化合物
半導体とは(AlxGa1-xyIn1-yN(0≦x≦1、
0≦y≦1)で表される化合物半導体を示している。
Embodiments of the present invention will be described below. Note that the group III nitride-based compound semiconductor described below is (Al x Ga 1 -x ) y In 1 -y N (0 ≦ x ≦ 1,
It shows a compound semiconductor represented by 0 ≦ y ≦ 1).

【0025】(第1の実施の形態)本実施の形態では、
SiC基板上にAlGaN/InGaNのダブルヘテロ
構造を作製して青色LEDを作製する場合であり、有機
金属化学的気相成長法(MOCVD法)によってIII族
窒化物系化合物半導体薄膜を成長させた場合である。図
1は本発明の第1の実施の形態におけるIII族窒化物系
化合物半導体青色LEDの構造を示す断面図である。
(First Embodiment) In this embodiment,
This is a case where a blue LED is manufactured by forming an AlGaN / InGaN double heterostructure on a SiC substrate, and a group III nitride-based compound semiconductor thin film is grown by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). It is. FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a group III nitride compound semiconductor blue LED according to the first embodiment of the present invention.

【0026】図1において、6H‐SiC基板1上に格
子状に誘電体薄膜としてのSiO2膜2を膜厚約4μm
で設け、SiO2膜2の格子内の6H‐SiC基板1上
に、III族窒化物系化合物半導体薄膜として、膜厚約2
0nmのGaNバッファ層3、膜厚約2.5μmのn型
GaN成長層4、膜厚約200nmのn型Al0.lGa0
.9Nクラッド層5、膜厚50nmのIn0.06Ga0.94
発光層6、膜厚約200nmのAl0.lGa0.9Nクラッ
ド層7、さらに膜厚300nmのGaNコンタクト層8
を順次設けている。このように、III族窒化物系化合物
半導体薄膜をSiO2膜2の格子内に選択成長可能であ
りSiO2膜2上には膜は成長せず、SiO 2膜2の格子
内の6H‐SiC基板1上にのみ合計3.25μmのII
I族窒化物系化合物半導体によるダブルヘテロ積層構造
が構成される。
In FIG. 1, a case is formed on a 6H-SiC substrate 1.
SiO as a dielectric thin filmTwoFilm 2 is about 4 μm thick
Provided with SiOTwoOn the 6H-SiC substrate 1 in the lattice of the film 2
A group III nitride-based compound semiconductor thin film having a thickness of about 2
GaN buffer layer 3 of 0 nm, n-type with a thickness of about 2.5 μm
GaN growth layer 4, about 200 nm thick n-type Al0.lGa0
.9N clad layer 5, 50 nm thick In0.06Ga0.94N
Emitting layer 6, Al having a thickness of about 200 nm0.lGa0.9N crush
Layer 7, and a GaN contact layer 8 having a thickness of 300 nm.
Are sequentially provided. Thus, the group III nitride compound
Semiconductor thin film is made of SiOTwoIt can be selectively grown in the lattice of the film 2
Ri SiOTwoNo film grows on the film 2 and SiO 2 TwoLattice of membrane 2
3.25 μm II only on the 6H-SiC substrate 1
Double hetero-stacked structure using group I nitride compound semiconductor
Is configured.

【0027】さらに、6H‐SiC基板1の裏面側にn
側電極としてのオーム性電極9が設けられ、GaN層8
上にp側電極としてのオーム性電極10が設けられてい
る。以上により、本実施の形態における青色LEDが構
成される。
Further, on the back surface of the 6H-SiC substrate 1, n
An ohmic electrode 9 is provided as a side electrode, and a GaN layer 8 is provided.
An ohmic electrode 10 as a p-side electrode is provided thereon. As described above, the blue LED according to the present embodiment is configured.

【0028】この青色LEDは以下のようにして製造す
ることができる。
This blue LED can be manufactured as follows.

【0029】まず、表面研磨の後に酸化処理によって表
面のダメージ層を除去したn型(0001)Si面の6
H‐SiC基板1を用いてスパッタ法によりその上にS
iO 2膜2を形成する。このSiO2膜2の膜厚は約4μ
mとした。
First, after surface polishing, the surface is oxidized.
6 of the n-type (0001) Si surface from which the damaged layer on the surface has been removed
H-SiC substrate 1 is used to form S
iO TwoThe film 2 is formed. This SiOTwoThe thickness of the film 2 is about 4 μ
m.

【0030】次に、通常のフォトリソグラフィーにより
SiO2膜2に、図2に示すように250μmのSiO2
膜2のない領域21と、50μmの幅の格子状にパター
ン化されたSiO2層(SiO2膜2を残した領域)22
を形成する。このSiO2膜2のエッチングにはバッフ
ァードフッ酸を用いた。このSiO2層22のパターン
を形成した6H‐SiC基板1をMOCVD装置のリア
クターにセットし、リアクターを水素で良く置換した
後、水素を流しながら温度をll00℃まで上昇させて
20分間保持し、SiO2膜2のない領域21の6H‐
SiC基板1表面のクリーニングを行う。
Next, by a conventional photolithography in the SiO 2 film 2, SiO 2 of 250μm as shown in FIG. 2
A region 21 without the film 2 and a SiO 2 layer (region leaving the SiO 2 film 2) 22 patterned in a grid pattern with a width of 50 μm
To form Buffered hydrofluoric acid was used for etching the SiO 2 film 2. The 6H-SiC substrate 1 on which the pattern of the SiO 2 layer 22 was formed was set in a reactor of a MOCVD apparatus, and after sufficiently replacing the reactor with hydrogen, the temperature was increased to 110 ° C. while flowing hydrogen, and held for 20 minutes. 6H-of the region 21 without the SiO 2 film 2
The surface of the SiC substrate 1 is cleaned.

【0031】その後、温度を500℃まで下げ、水素に
加えて、アンモニア(NH3)を毎分5リットル、トリ
メチルガリウム(以下TMGという)を毎分3×10-5
モル流しながら3分間保持してGaNバッファ層3を約
20nmの膜厚で成長させる。その後、このTMGの流
れを止めて温度を1050℃まで上昇させる。その温度
が1050℃に安定したら再びTMG、シラン(SiH
4)を毎分0.3cc流し、1時間の膜成長で約2.5
μmのn型GaN成長層4を成長させる。
Thereafter, the temperature is lowered to 500 ° C., and in addition to hydrogen, 5 liters of ammonia (NH 3 ) per minute and 3 × 10 -5 of trimethylgallium (hereinafter referred to as TMG) per minute are added.
The GaN buffer layer 3 is grown to a thickness of about 20 nm by holding the film for 3 minutes while flowing in a molar flow. Thereafter, the flow of TMG is stopped and the temperature is increased to 1050 ° C. When the temperature stabilizes at 1050 ° C., TMG and silane (SiH
4 ) at a flow rate of 0.3 cc / min, and about 2.5
A μm n-type GaN growth layer 4 is grown.

【0032】続いて、これらNH3、TMG、トリメチ
ルアルミニウム(以下TMAという)を毎分6×10-6
モル、シラン(SiH4)を毎分0.3cc流し、5分
間の膜成長で約200nmのn型Al0.lGa0.9Nクラ
ッド層5を膜成長させる。このクラッド層の電子濃度は
2×1018cm-3である。
Subsequently, these NH3, TMG and trimethylaluminum (hereinafter referred to as TMA) were added at 6 × 10 -6 per minute.
A mole of silane (SiH 4 ) is flowed at 0.3 cc per minute, and an n-type Al 0.1 Ga 0.9 N clad layer 5 of about 200 nm is grown by film growth for 5 minutes. The electron concentration of this cladding layer is 2 × 10 18 cm −3 .

【0033】さらに、これらTMG、TMA、SiH4
の流れを止めて温度を800℃まで下降させる。温度が
800℃に安定したらTMGおよびトリメチルインジウ
ム(以下TMIという)を毎分8×10-5モル、ジエチ
ルジンク(以下DEZという)を毎分1×10-8モル流
し、1分間の成長で50nmのIn0.06Ga0.94N発光
層6を成長させる。ZnはこのIn0.06Ga0.94N発光
層6中で深いアクセプタ準位を形成し、このアクセプタ
準位を発光センターとする活性発光層となる。この活性
発光層からの室温での発光ピーク波長は約450nmで
ある。
Further, these TMG, TMA, SiH 4
Is stopped and the temperature is lowered to 800 ° C. When the temperature is stabilized at 800 ° C., TMG and trimethylindium (hereinafter referred to as TMI) are flowed at 8 × 10 -5 mol / min, and diethyl zinc (hereinafter referred to as DEZ) at 1 × 10 -8 mol / min. The In 0.06 Ga 0.94 N light emitting layer 6 is grown. Zn forms a deep acceptor level in the In 0.06 Ga 0.94 N light emitting layer 6, and becomes an active light emitting layer having the acceptor level as a light emitting center. The emission peak wavelength at room temperature from this active light emitting layer is about 450 nm.

【0034】さらに、これらのTMD、TMI、DEZ
の流れを止めて温度を再び1050℃まで上昇させる。
温度が1050℃に安定したらTMG、TMAおよびビ
スシクロペンタジエニル(Cp2Mg)を毎分5×10
-6モル流し、5分間の膜成長で約200nmのAl0.l
Ga0.9Nクラッド層7を成長させる。続いて、TMA
の流れを止めてマグネシウムを添加し、7.5分間の膜
成長で300nmのGaNコンタクト層8を成長させ
る。
Further, these TMD, TMI, DEZ
Is stopped and the temperature is raised again to 1050 ° C.
When the temperature is stabilized at 1050 ° C., TMG, TMA and biscyclopentadienyl (Cp 2 Mg) are added at 5 × 10 5 / min.
-6 mol, and about 200 nm of Al 0.1
A Ga 0.9 N cladding layer 7 is grown. Then, TMA
Is stopped, magnesium is added, and a GaN contact layer 8 of 300 nm is grown by film growth for 7.5 minutes.

【0035】以上の各層の膜成長により、図3に示すよ
うにSiO2膜2のない領域21の6H−SiC基板1
上に合計3.25μmのIII族窒化物系化合物半導体に
よるダブルヘテロ積層構造が構成できる。この膜成長で
は選択成長が可能であり格子状のSiO2層22上には
膜は成長しない。このようにして得られたウェハを装置
から取り出し、窒素雰囲気中700℃で20分間の熱処
理を行うことにより、マグネシウムを添加したAl0.l
Ga0.9Nクラッド層7およびGaNコンタクト層8の
低抵抗p型化を行う。この処理により両層の正孔濃度は
約1×1018cm -3となった。
By the above-described film growth of each layer, as shown in FIG.
Sea urchinTwo6H-SiC substrate 1 in region 21 without film 2
On top of 3.25 μm group III nitride compound semiconductor
Thus, a double hetero laminated structure can be formed. With this film growth
Is a lattice-shaped SiO that can be selectively grown.TwoOn layer 22
The film does not grow. The wafer obtained in this way is
And heat treatment in a nitrogen atmosphere at 700 ° C for 20 minutes.
By performing the treatment, the magnesium-added Al0.l
Ga0.9N cladding layer 7 and GaN contact layer 8
Reduce the resistance to p-type. With this treatment, the hole concentration in both layers is
About 1 × 1018cm -3It became.

【0036】このn型6H‐SiC基板1の裏面を研磨
することにより、基板裏面の成長付着物を除去した後、
n型6H‐SiC基板1へのオーム性電極のn側電極9
としてニッケルを部分的に形成し、また、p型GaNコ
ンタクト層8へのオーム性電極のp側電極10として金
(Au)をそれぞれ真空蒸着により形成し、図3のよう
なLEDチップウェハが形成される。最終的にLEDを
個々のチップに分割するためにIII族窒化物系化合物半
導体成長層のない格子状のSiO2層22上からダイシ
ングして素子分割する。
By polishing the back surface of the n-type 6H-SiC substrate 1 to remove growth deposits on the back surface of the substrate,
n-side electrode 9 of ohmic electrode on n-type 6H-SiC substrate 1
Nickel is partially formed, and gold (Au) is formed by vacuum evaporation as the p-side electrode 10 of the ohmic electrode on the p-type GaN contact layer 8 to form an LED chip wafer as shown in FIG. Is done. Finally, in order to divide the LED into individual chips, dicing is performed from the lattice-shaped SiO 2 layer 22 having no group III nitride-based compound semiconductor growth layer to divide the elements.

【0037】以上のようにして得られたLEDチップに
おいては、III族窒化物系化合物半導体成長層とSiO2
層22との間には安定な界面が形成されており、−5V
の印加電圧における漏れ電流は1nA以下であり、DC
20mA駆動による信頼性試験においても1万時間にお
いても30%以下の光出力低下にとどまった。
In the LED chip obtained as described above, the group III nitride compound semiconductor growth layer and the SiO 2
A stable interface is formed between the layer 22 and -5V
Leakage current at an applied voltage of 1 nA or less, and DC
The light output was reduced by 30% or less even in the reliability test using the 20 mA drive and in 10,000 hours.

【0038】(第2の実施の形態)本実施の形態では、
SiC基板1上にAlGaN/InGaNのダブルヘテ
ロ構造を作製して青色LEDを作製する場合であり、第
1の実施の形態と異なるのは、選択成長に用いるSiO
2膜2の膜厚を0.4μmとし、膜成長させるIII族窒化
物系化合物半導体層の全層厚よりも薄くした場合であ
る。
(Second Embodiment) In this embodiment,
A blue LED is manufactured by fabricating a double heterostructure of AlGaN / InGaN on the SiC substrate 1. What is different from the first embodiment is the SiO 2 used for selective growth.
2 This is a case where the film 2 has a thickness of 0.4 μm and is thinner than the total thickness of the group III nitride compound semiconductor layer to be grown.

【0039】図4に本発明の第2の実施の形態における
III族窒化物系化合物半導体青色LEDの構造を示す断
面図である。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows the structure of a group III nitride compound semiconductor blue LED.

【0040】図4において、6H‐SiC基板1上に、
第1の実施の形態と同様の誘電体薄膜としてのSiO2
膜2を格子状にパターニングした基板を用いて、有機金
属化学的気相成長法(MOCVD法)によって第1の実
施の形態と全く同様の手順によって、III族窒化物系化
合物半導体薄膜をそれぞれ膜成長させた。本実施の形態
においては、格子状にパターニングされたSiO2層よ
りもIII族窒化物系化合物半導体薄膜層を厚く成長させ
るため、このIII族窒化物系化合物半導体薄膜層はSi
2層の膜厚以上の領域ではそれぞれ若干広がって膜成
長する。
In FIG. 4, on a 6H-SiC substrate 1,
SiO 2 as a dielectric thin film similar to that of the first embodiment
Using a substrate obtained by patterning the film 2 in a lattice pattern, a group III nitride-based compound semiconductor thin film is formed by a metal organic chemical vapor deposition method (MOCVD method) in exactly the same procedure as in the first embodiment. Grew. In the present embodiment, the group III nitride-based compound semiconductor thin film layer is grown thicker than the lattice-patterned SiO 2 layer.
In a region larger than the film thickness of the O 2 layer, the film grows slightly slightly.

【0041】以上のようにして得られたLEDチップに
おいても、−5Vの印加電圧における漏れ電流は1nA
以下であり、DC20mA駆動による信頼性試験におい
ても1万時間においても30%以下の光出力低下にとど
まった。
In the LED chip obtained as described above, the leakage current at an applied voltage of -5 V is 1 nA.
The light output was reduced by 30% or less even in the reliability test using the DC 20 mA drive in 10,000 hours.

【0042】また、このLEDでは活性発光層の両端部
は完全に平行ではなく斜め角度を持ったものが形成され
ているので、平坦な端面が形成されているにもかかわら
ず共振器構造は形成されない。このことにより、注入電
流を増大させていっても発振が起こらず安定なLEDモ
ードで発光強度のみが増大するスーパールミネッセント
LEDが形成できる。したがって、本実施の形態で得ら
れるLEDはパルス駆動による高駆動電流での使用が有
利である。
Further, in this LED, since both ends of the active light-emitting layer are not perfectly parallel but have an oblique angle, the resonator structure is formed despite the flat end face being formed. Not done. This makes it possible to form a superluminescent LED in which only the emission intensity increases in a stable LED mode without oscillation even if the injection current is increased. Therefore, it is advantageous to use the LED obtained in this embodiment at a high driving current by pulse driving.

【0043】(第3の実施の形態)本実施の形態では、
成長層の表面状態、結晶性が著しく向上するサファイア
基板上にAlGaN/InGaNのダブルヘテロ構造を
作製して青色LEDを作製する場合であり、有機金属化
学的気相成長法(MOCVD法)によってIII族窒化物
系化合物半導体薄膜を成長させた場合である。
(Third Embodiment) In the present embodiment,
This is a case in which a blue LED is manufactured by manufacturing a double heterostructure of AlGaN / InGaN on a sapphire substrate in which the surface state and crystallinity of the growth layer are significantly improved, and which is manufactured by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). This is a case where a group III nitride compound semiconductor thin film is grown.

【0044】図5は本発明の第3の実施の形態における
III族窒化物系化合物半導体青色LEDの構造を示す断
面図である。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
It is sectional drawing which shows the structure of a group III nitride compound semiconductor blue LED.

【0045】図5において、サファイア基板ll上に、
III族窒化物系化合物半導体薄膜として、GaNバッフ
ァ層3、n型GaN成長層4、n型AlGaNクラッド
層5、InGaN発光層6、p型AlGaNクラッド層
7さらにp型GaNコンタクト層8を順次設けている。
このInGaN発光層6の両端面側に接するようにSi
34膜12が設けられており、また、n型GaN成長層
4の両端面側に接するように電極層13がサファイア基
板ll上に設けられている。以上のようにして青色LE
Dが構成される。
In FIG. 5, on a sapphire substrate 11
As a group III nitride compound semiconductor thin film, a GaN buffer layer 3, an n-type GaN growth layer 4, an n-type AlGaN cladding layer 5, an InGaN light-emitting layer 6, a p-type AlGaN cladding layer 7, and a p-type GaN contact layer 8 are sequentially provided. ing.
Si is contacted with both end faces of the InGaN light emitting layer 6.
A 3 N 4 film 12 is provided, and an electrode layer 13 is provided on the sapphire substrate 11 so as to be in contact with both end surfaces of the n-type GaN growth layer 4. Blue LE as above
D is configured.

【0046】この青色LEDは以下のようにして製造す
ることができる。
This blue LED can be manufactured as follows.

【0047】まず、サファイアC面基板ll上にスパッ
タ法により誘電対膜としてのSiO 2膜2、さらにSi3
4膜12を連続的に形成する。このSiO2膜2の膜厚
は2μm、Si34膜12の膜厚は2μmとした。次
に、通常のフォトリソグラフィーにより図6bに示す格
子状のパターンに形成する。ここでは、200μmの幅
のSi34/SiO2のない領域31と、150μmの
幅のSi34/SiO2の格子状のパターン領域(Si
2膜2/Si34膜12を残した領域)32を形成し
た。このSi34膜12のエッチングにはリン酸を用
い、また、SiO2膜2のエッチングにはバッファード
フッ酸を用いた。このSi34/SiO2の格子状のパ
ターン領域32を形成したサファイア基板11をMOC
VD装置のリアクターにセットし、このリアクターを水
素で良く置換した後、アンモニアを流しながら温度を1
100℃まで上昇させて20分間保持し、Si34/S
iO2のない領域31のサファイア基板11の表面の窒
化膜の成膜を行う。
First, a spatter is placed on a sapphire C-plane substrate 11.
SiO as a dielectric pair film by the TwoFilm 2, further SiThree
NFourThe film 12 is formed continuously. This SiOTwoFilm thickness of film 2
Is 2 μm, SiThreeNFourThe thickness of the film 12 was 2 μm. Next
The case shown in FIG.
It is formed in a child pattern. Here, a width of 200 μm
SiThreeNFour/ SiOTwoRegion 31 without
Width SiThreeNFour/ SiOTwoLattice pattern area (Si
OTwoFilm 2 / SiThreeNFour(Region leaving film 12) 32
Was. This SiThreeNFourUse phosphoric acid to etch film 12
And also SiOTwoBuffered for etching of film 2
Hydrofluoric acid was used. This SiThreeNFour/ SiOTwoThe grid of pa
The sapphire substrate 11 having the turn regions 32 formed thereon is
Set it in the reactor of the VD device,
After replacing well with hydrogen, the temperature is reduced to 1 while flowing ammonia.
Raise to 100 ° C. and hold for 20 minutes,ThreeNFour/ S
iOTwoOf the surface of the sapphire substrate 11 in the region 31 without
An oxide film is formed.

【0048】その後、温度を500℃まで下げ、アンモ
ニア(NH3)を毎分5リットル、トリメチルガリウム
(TMG)を毎分3×10-5モル流しながら1分間保持
してGaNバッファ層3を約20nmの膜厚で成長させ
る。その後の膜成長は、第1の実施の形態と全く同様に
行うことにより、図3と同様のn型GaN成長層4、n
型AlGaNクラッド層5、InGaN発光層6、p型
AlGaNクラッド層7、p型GaNコンタクト層8の
成長層が順次得られる。このサファイア基板llは絶縁
性であるためにn型GaN成長層4へのオーム性電極1
3も基板上面側から形成する必要がある。このオーム性
電極13の形成工程を以下に示す。
Thereafter, the temperature was lowered to 500 ° C., and the GaN buffer layer 3 was maintained for about 1 minute while flowing 5 liters of ammonia (NH 3 ) per minute and 3 × 10 -5 mol of trimethylgallium (TMG) per minute. It is grown to a thickness of 20 nm. Subsequent film growth is performed in exactly the same manner as in the first embodiment, so that the same n-type GaN growth layers 4 and n as in FIG.
Growth layers of the p-type AlGaN cladding layer 5, the InGaN light emitting layer 6, the p-type AlGaN cladding layer 7, and the p-type GaN contact layer 8 are obtained in this order. Since the sapphire substrate 11 is insulative, the ohmic electrode 1
3 also needs to be formed from the upper surface side of the substrate. The process of forming the ohmic electrode 13 will be described below.

【0049】図7に示すようにSi34膜12を部分的
にエッチングする。このとき、活性発光層であるInG
aN発光層6に接する部分のSi34膜12は約20μ
mの幅の保護層として残しておく。その下部のSiO2
膜2をバッファードフッ酸を用いたウェットエッチング
によって全て取り除き、その部分にn型GaN成長層4
へのオーム性電極のn側電極13としてアルミニウムを
真空蒸着により形成する。さらに、p型GaN層8への
オーム性電極のp側電極10として金(Au)を真空蒸
着により形成することにより、図5に示すLEDウェハ
が形成される。最終的に、このLEDを個々のチップに
分割するために、アルミニウム電極層13の上からダイ
シングすることによりすべての工程が終了する。
As shown in FIG. 7, the Si 3 N 4 film 12 is partially etched. At this time, the active light-emitting layer InG
The part of the Si 3 N 4 film 12 in contact with the aN light emitting layer 6 is about 20 μm.
It is left as a protective layer having a width of m. The lower SiO 2
The film 2 is entirely removed by wet etching using buffered hydrofluoric acid, and the n-type GaN growth layer 4 is
Aluminum is formed as an n-side electrode 13 of an ohmic electrode by vacuum evaporation. Further, gold (Au) is formed as a p-side electrode 10 of an ohmic electrode on the p-type GaN layer 8 by vacuum deposition, whereby the LED wafer shown in FIG. 5 is formed. Finally, in order to divide the LED into individual chips, dicing is performed on the aluminum electrode layer 13 to complete all the steps.

【0050】以上のようにして得られたLEDチップに
おいて、III族窒化物系化合物半導体成長層とSi34
層との間には安定な界面が形成されており、−5Vの印
加電圧における漏れ電流は1nA以下であり、DC 2
0mA駆動による信頼性試験においても1万時間におい
ても30%以下の光出力低下にとどまった。
In the LED chip obtained as described above, the group III nitride based compound semiconductor growth layer and the Si 3 N 4
A stable interface is formed with the layer, the leakage current at an applied voltage of −5 V is 1 nA or less, and DC 2
The light output was reduced by 30% or less even in the reliability test using the 0 mA drive and in 10,000 hours.

【0051】(第4の実施の形態)本実施の形態は、S
iC基板上にAlGaN/GaNのダブルヘテロ構造を
作製して紫外LDを作製する場合であり、有機金属化学
的気相成長法(MOCVD法)によってIII族窒化物系
化合物半導体薄膜を成長させた場合である。
(Fourth Embodiment) In this embodiment, the S
This is a case where an AlGaN / GaN double heterostructure is formed on an iC substrate to produce an ultraviolet LD, and a group III nitride-based compound semiconductor thin film is grown by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). It is.

【0052】図8aは本発明の第4の実施の形態におけ
るIII族窒化物系化合物半導体紫外LDの構造を示す断
面図、図8bはその平面図である。
FIG. 8A is a sectional view showing the structure of a group III nitride compound semiconductor ultraviolet LD according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 8B is a plan view thereof.

【0053】図8aおよび図8bにおいて、6H‐Si
C基板1上に、III族窒化物系化合物半導体薄膜とし
て、GaNバッファ層3、n型GaN成長層4、n型A
lGaNクラッド層5、GaN発光層61、p型AlG
aNクラッド層7さらにp型GaNコンタクト層8を順
次設けている。このIII族窒化物系化合物半導体層の両
端面側に接するように誘電体層としてのSiO2膜2よ
りなる格子状パターンのSiO2層22が設けられてい
る。これらp型GaNコンタクト層8およびSiO2
22上に保護膜としてのAl23膜14が設けられてい
る。このAl23膜14上にAu/Ni積層膜よりなる
p側電極15が設けられており、Au/Ni積層膜より
なるp側電極15は、Al23膜14に形成されたスト
ライプを介してGaNコンタクト層8に直接接触してい
る。また、6H‐SiC基板1の裏面には、オーム性電
極のn側電極9が全面に設けられている。以上のように
して紫外LDが構成される。
8A and 8B, 6H-Si
On a C substrate 1, a GaN buffer layer 3, an n-type GaN growth layer 4, an n-type A
lGaN cladding layer 5, GaN light emitting layer 61, p-type AlG
An aN cladding layer 7 and a p-type GaN contact layer 8 are sequentially provided. An SiO 2 layer 22 having a lattice pattern of an SiO 2 film 2 as a dielectric layer is provided so as to be in contact with both end faces of the group III nitride compound semiconductor layer. An Al 2 O 3 film 14 is provided on the p-type GaN contact layer 8 and the SiO 2 layer 22 as a protective film. A p-side electrode 15 made of an Au / Ni laminated film is provided on the Al 2 O 3 film 14, and the p-side electrode 15 made of the Au / Ni laminated film is a stripe formed on the Al 2 O 3 film 14. Directly contact the GaN contact layer 8 through the gate electrode. On the back surface of the 6H-SiC substrate 1, an n-side electrode 9 of an ohmic electrode is provided on the entire surface. The ultraviolet LD is configured as described above.

【0054】この紫外LDは以下のようにして製造する
ことができる。
This ultraviolet LD can be manufactured as follows.

【0055】まず、表面研磨の後に酸化処理によって表
面のダメージ層を除去したn型(0001)C面から
〈1120〉方向に5度オフした6H‐SiC基板1を
用い、スパッタ法により6H‐SiC基板1上にSiO
2膜2を形成する。このSiO2膜2の膜厚は約4μmと
した。
First, a 6H-SiC substrate 1 which was turned off by 5 degrees in the <1120> direction from the n-type (0001) C plane from which the damaged layer was removed by oxidation treatment after surface polishing was used, and 6H-SiC was formed by sputtering. SiO on the substrate 1
2 A film 2 is formed. The thickness of this SiO 2 film 2 was about 4 μm.

【0056】次に、通常のフォトリソグラフィーにより
SiO2膜2に図2に示したのと同じパターンを形成す
る。図2のように250μmのSiO2膜2のない領域
21と、50μmの幅の格子状パターンのSiO2層2
2を形成する。本実施の形態におけるLD作製において
は、選択成長によって形成するIII族窒化物系化合物半
導体層とSiO2層22との界面を反射ミラーとして利
用するために、この界面の基板に対する垂直性、平垣性
が重要である。選択成長に関する種々の実験検討の結果
からSiO2などの誘電体層のエッチング面の方向をIII
族窒化物系化合物半導体結晶の結晶型である六方晶の一
辺である(1100)方向にIII族窒化物系化合物半導
体層と誘電体層との界面が最も平坦な層が得られること
が判明した。したがって、ここでは、6H‐SiC基板
1の(ll00)方向と平行にSiO2膜2のエッチン
グ面が得られるようにした。このSiO2膜2のエッチ
ングにはCF4ガスを用いたRIE法を用い、垂直性に
優れたSiO2のエッチング面を得た。このSiO2膜2
の格子状パターンであるSiO2層22を形成した6H
‐SiC基板1をMOCVD装置のリアクターにセット
し、このリアクターを水素で良く置換した後、水素を流
しながら温度を1300℃まで上昇させて20分間保持
し、SiO2膜2のない領域21の6H‐SiC基板1
表面のクリーニングを行う。
Next, the same pattern as that shown in FIG. 2 is formed on the SiO 2 film 2 by ordinary photolithography. As shown in FIG. 2, a region 21 having no 250 μm SiO 2 film 2 and a SiO 2 layer 2 having a grid pattern having a width of 50 μm.
Form 2 In the LD fabrication according to the present embodiment, the interface between the group III nitride compound semiconductor layer formed by selective growth and the SiO 2 layer 22 is used as a reflection mirror. is important. The direction of the etched surface of the dielectric layer such as SiO 2 from the results of various experiments study on selective growth III
It has been found that a layer having the most flat interface between the group III nitride compound semiconductor layer and the dielectric layer in the (1100) direction, which is one side of the hexagonal crystal which is the crystal form of the group nitride compound semiconductor crystal, is obtained. . Therefore, here, the etched surface of the SiO 2 film 2 was obtained in parallel with the (110) direction of the 6H-SiC substrate 1. The SiO 2 film 2 was etched by RIE using CF 4 gas to obtain an SiO 2 etched surface having excellent perpendicularity. This SiO 2 film 2
6H formed with a SiO 2 layer 22 which is a lattice pattern of
Sets -SiC substrate 1 to the reactor of the MOCVD apparatus, after replacing well the reactor with hydrogen, the temperature was raised to 1300 ° C. under a stream of hydrogen and maintained for 20 minutes, 6H of the SiO 2 film 2 without areas 21 -SiC substrate 1
Clean the surface.

【0057】その後、温度を500℃まで下げ、アンモ
ニア(NH3)を毎分5リットル、トリメチルガリウム
(TMG)を毎分3×10-5モル流しながら3分間保持
してGaNバッファ層3を約20nmの膜厚で成長させ
る。さらに、このTMGの流れを止めて温度を1050
℃まで上昇させる。温度が1050℃に安定したらTM
G、NH3、シラン(SiH4)を毎分0.3cc流し、
1時間の膜成長で約2.5μmのn型GaN成長層4を
成長させる。
Thereafter, the temperature was lowered to 500 ° C., and the GaN buffer layer 3 was maintained for about 3 minutes while flowing 5 liters of ammonia (NH 3 ) per minute and 3 × 10 -5 mol of trimethylgallium (TMG) per minute. It is grown to a thickness of 20 nm. Further, the flow of TMG is stopped and the temperature is increased to 1050.
Increase to ° C. When the temperature stabilizes at 1050 ° C, TM
G, NH 3 , and silane (SiH 4 ) were flowed at 0.3 cc per minute,
An n-type GaN growth layer 4 of about 2.5 μm is grown by film growth for one hour.

【0058】続いて、NH3、TMGに加えてトリメチ
ルアルミニウム(TMA)を毎分6×10-6モル、シラ
ン(SiH4)を毎分0.3cc流し、25分間の膜成
長で約1μmのAl0.15Ga0.85Nクラッド層5を成長
させる。このクラッド層5の電子濃度は2×1018cm
-3である。
Subsequently, in addition to NH 3 and TMG, trimethylaluminum (TMA) was flowed at a rate of 6 × 10 -6 mol / min, and silane (SiH 4 ) was flowed at a rate of 0.3 cc / min. An Al 0.15 Ga 0.85 N clad layer 5 is grown. The electron concentration of this cladding layer 5 is 2 × 10 18 cm
It is -3 .

【0059】さらに、NH3、SiH4の流れを止め、1
分間の膜成長で50nmのGaN発光層61を膜成長さ
せる。このノンドープGaN発光層6がLDの活性層と
なる。室温での発振波長は約366nmである。
Further, the flow of NH 3 and SiH 4 is stopped.
The GaN light emitting layer 61 having a thickness of 50 nm is grown by performing the film growth for one minute. This non-doped GaN light emitting layer 6 becomes an active layer of the LD. The oscillation wavelength at room temperature is about 366 nm.

【0060】さらに、TMAおよびCp2Mgを毎分5
×10-6モル流し、25分間の膜成長で約1μmのp型
Al0.15Ga0.85Nクラッド層7を膜成長させる。続い
て、TMAの流れを止め、7.5分間の膜成長で300
nmのGaNコンタクト層8を膜成長させる。
Further, TMA and Cp 2 Mg were added at a rate of 5
A p-type Al 0.15 Ga 0.85 N cladding layer 7 of about 1 μm is grown by flowing the film at a rate of × 10 -6 mol for 25 minutes. Subsequently, the flow of TMA is stopped, and the film is grown for 7.5 minutes for 300 minutes.
A GaN contact layer 8 of nm is grown.

【0061】以上の各膜成長により、図8bのようにS
iO2膜2のない領域21の6H−SiC基板1上に合
計4.85μmのIII族窒化物系化合物半導体によるダ
ブルヘテロ積層構造を構成することができる。この膜成
長では、III族窒化物系化合物半導体の、SiO2膜2の
ない領域21への選択成長が可能であり、格子状パター
ンのSiO2層22上にはIII族窒化物系化合物半導体膜
は成長しない。このようにして得られたウェハを装置か
ら取り出し、窒素雰囲気中700℃の温度で20分間の
熱処理を行うことにより、マグネシウムを添加したAl
0.15Ga0.85Nクラッド層7およびGaNコンタクト層
8の低抵抗p型化を行う。この処理により両層の正孔濃
度は約1×1018cm-3となった。
As shown in FIG.
On the 6H-SiC substrate 1 in the region 21 where the iO 2 film 2 is not formed, a double hetero laminated structure made of a group III nitride-based compound semiconductor having a total of 4.85 μm can be formed. In this film growth, the group III nitride compound semiconductor can be selectively grown on the region 21 where the SiO 2 film 2 is not provided, and the group III nitride compound semiconductor film is formed on the SiO 2 layer 22 having a lattice pattern. Does not grow. The wafer thus obtained is taken out of the apparatus and subjected to a heat treatment at a temperature of 700 ° C. for 20 minutes in a nitrogen atmosphere to thereby obtain a magnesium-added Al.
The resistance of the 0.15 Ga 0.85 N cladding layer 7 and the GaN contact layer 8 is reduced to a p-type. This treatment resulted in a hole concentration of about 1 × 10 18 cm −3 in both layers.

【0062】さらに、エピ層の上に保護膜としてAl2
3膜14を電子ビーム蒸着により形成し、幅が3μm
の電極ストライプ構造を形成して電極とし、このストラ
イプを介してGaNコンタクト層8に直接接触するよう
にAu/Ni積層膜15を形成する。さらに、(110
0)方向に沿って形成したSiO2膜2とIII族窒化物系
化合物半導体積層膜との界面を反射ミラーとして利用す
るために、この部分のSiO2層22を20μmの幅だ
け残してエッチング除去する。さらに、6H‐SiC基
板1の裏面の成長付着物を研磨除去した後、基板へのオ
ーム性電極のn側電極9としてNiを全面に蒸着するこ
とにより図8に示す半導体レーザ素子が形成できる。
Further, Al 2 was used as a protective film on the epi layer.
An O 3 film 14 is formed by electron beam evaporation and has a width of 3 μm.
Is formed as an electrode, and an Au / Ni laminated film 15 is formed so as to directly contact the GaN contact layer 8 via the stripe. Furthermore, (110
0) In order to use the interface between the SiO 2 film 2 formed along the direction and the group III nitride compound semiconductor laminated film as a reflection mirror, the SiO 2 layer 22 in this portion is removed by etching leaving a width of 20 μm. I do. Further, after the growth deposits on the back surface of the 6H-SiC substrate 1 are polished and removed, Ni is vapor-deposited on the entire surface of the substrate as the n-side electrode 9 of the ohmic electrode, whereby the semiconductor laser device shown in FIG. 8 can be formed.

【0063】このようにして形成した半導体レーザ素子
に電流を流したところ、80mA(約l×104A/m2
の電流密度)の電流で366nmの紫外域でのレーザ発
振が観測された。その比較例として同じウェハを用いて
選択成長法を用いずにエッチングにより反射ミラーを形
成した場合は、さらに大電流を加えてもレーザ発振は観
測されなかった。上記のような選択成長による良好な反
射ミラーの形成がレーザ発振が達成できた原因と考えら
れる。
When a current was passed through the semiconductor laser device thus formed, it was found to be 80 mA (about 1 × 10 4 A / m 2).
Laser current in the ultraviolet region of 366 nm was observed at a current density of 366 nm. As a comparative example, when the reflection mirror was formed by etching using the same wafer without using the selective growth method, laser oscillation was not observed even when a larger current was applied. It is considered that the favorable formation of the reflection mirror by the selective growth as described above is the cause of the achievement of laser oscillation.

【0064】したがって、予め比較的厚めの誘電体薄膜
を格子状パターンに部分的に形成した基板を用いて、誘
電体薄膜のない領域にIII族窒化物系化合物半導体の誘
電体薄膜よりは層厚の薄い層を成長させることにより、
この誘電体薄膜とIII族窒化物系化合物半導体薄膜との
界面には電気的に不活性な非常に安定な界面が形成され
る。このような安定な界面はそのままで素子分離の際の
分離層として利用することが可能となる。また、誘電体
薄膜の断面を垂直な鏡面を得ることは比較的容易な技術
であるが、この垂直鏡面誘電体薄膜を選択成長の際に用
いることによって、誘電体薄膜とIII族窒化物系化合物
半導体成長層との界面に発光素子の反射ミラーに適用可
能な垂直鏡面が得られる。
Therefore, by using a substrate in which a relatively thick dielectric thin film is partially formed in a lattice pattern in advance, a region having no dielectric thin film has a layer thickness greater than that of a group III nitride compound semiconductor dielectric thin film. By growing a thin layer of
An electrically stable and very stable interface is formed at the interface between the dielectric thin film and the group III nitride compound semiconductor thin film. Such a stable interface can be used as it is as a separation layer at the time of element isolation. It is a relatively easy technique to obtain a vertical mirror surface in the cross section of the dielectric thin film. However, by using this vertical mirror dielectric thin film during selective growth, the dielectric thin film and the group III nitride compound can be obtained. A vertical mirror surface applicable to the reflection mirror of the light emitting element is obtained at the interface with the semiconductor growth layer.

【0065】このようにして、本実施の形態において
は、エッチング技術を用いずにIII族窒化物系化合物半
導体素子の素子分離、電極形成、端面反射鏡作製が可能
となるために、これら素子の信頼性を大幅に改善するこ
とが可能となるとともに、製造過程も簡略化可能とな
り、このために、これら素子の実用化が進展する。
As described above, according to the present embodiment, it becomes possible to perform element isolation, electrode formation, and fabrication of an end face mirror of a group III nitride compound semiconductor element without using an etching technique. The reliability can be greatly improved, and the manufacturing process can be simplified, so that the practical use of these devices is advanced.

【0066】(第5の実施の形態)本実施の形態では、
サファイア基板11上にAlGaN/InGaNのダブ
ルヘテロ構造を作製した青紫色LDの場合であり、有機
金属化学的気相成長法(MOCVD法)によってIII族
窒化物系化合物半導体薄膜を成長した場合である。
(Fifth Embodiment) In the present embodiment,
This is a case of a blue-violet LD in which a double heterostructure of AlGaN / InGaN is formed on a sapphire substrate 11, and a case where a group III nitride-based compound semiconductor thin film is grown by metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). .

【0067】図9aは本発明の第5の実施の形態におけ
るIII族窒化物系化合物半導体青紫色LDの構造を示す
断面図、図9bはその平面図である。
FIG. 9A is a sectional view showing the structure of a group III nitride compound semiconductor blue-violet LD according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a plan view thereof.

【0068】図9aおよび図9bにおいて、サファイア
基板11上にIII族窒化物系化合物半導体薄膜が設けら
れており、III族窒化物系化合物半導体薄膜下部のn型
GaN成長層4上にn側電極13が設けられている。ま
た、III族窒化物系化合物半導体薄膜上部のGaNコン
タクト層8上に保護膜としてのAl23膜14が設けら
れている。このAl23膜14上にはp側電極10が設
けられており、このp側電極10はAl23膜14のス
トライプを介してGaNコンタクト層8と直接接触して
いる。以上のようにして青紫色LDが構成される。
9A and 9B, a group III nitride compound semiconductor thin film is provided on a sapphire substrate 11, and an n-side electrode is formed on an n-type GaN growth layer 4 below the group III nitride compound semiconductor thin film. 13 are provided. An Al 2 O 3 film 14 is provided as a protective film on the GaN contact layer 8 above the group III nitride compound semiconductor thin film. The p-side electrode 10 is provided on the Al 2 O 3 film 14, and the p-side electrode 10 is in direct contact with the GaN contact layer 8 via the stripe of the Al 2 O 3 film 14. A blue-violet LD is formed as described above.

【0069】この青紫色LDは以下のようにして製造す
ることができる。
This blue-violet LD can be manufactured as follows.

【0070】まず、(0001)面のサファイア基板1
1をMOCVD装置のリアクターにセットし、リアクタ
ーを水素で良く置換した後、アンモニアと水素を流しな
がら温度を1200℃まで上昇させて10分間保持し、
サファイア基板ll表面の窒化処理を行う。
First, the (0001) plane sapphire substrate 1
1 was set in the reactor of the MOCVD apparatus, and after sufficiently replacing the reactor with hydrogen, the temperature was increased to 1200 ° C. while flowing ammonia and hydrogen, and held for 10 minutes.
The surface of the sapphire substrate 11 is nitrided.

【0071】その後、温度を500℃まで下げ、アンモ
ニア(NH3)を毎分5リットル、トリメチルガリウム
(TMG)を毎分3×10-5モル流しながら3分間保持
してGaNバッファ層3を約20nmの膜厚で成長させ
る。さらに、TMGの流れを止めて温度を1050℃ま
で上昇させる。温度が1050℃に安定したら再びTM
Gに加えてシラン(SiH4)を毎分0.3ccを流
し、1時間の膜成長で約2.5μmのn型GaN成長層
4を膜成長させる。
Thereafter, the temperature was lowered to 500 ° C., and 5 minutes of ammonia (NH 3 ) and 3 × 10 -5 of trimethylgallium (TMG) were flowed per minute and held for 3 minutes to hold the GaN buffer layer 3 at about 3 minutes. It is grown to a thickness of 20 nm. Further, the flow of TMG is stopped and the temperature is increased to 1050 ° C. When the temperature stabilizes at 1050 ° C, TM
In addition to G, silane (SiH 4 ) is flowed at 0.3 cc / min, and an n-type GaN growth layer 4 of about 2.5 μm is grown by 1 hour of film growth.

【0072】この後、n型GaN成長層4を2.5μm
成長させたサファイア基板11をMOCVD装置から取
り出して、スパッタ装置に導入し、スパッタ法により
1.5μmの膜厚のSiO2膜2を形成する。このSi
2膜2の1.5μmの膜厚は、続いて成長するIII族窒
化物系化合物半導体多層膜の合計層厚より大きい値であ
る。
Thereafter, the n-type GaN growth layer 4 is
The grown sapphire substrate 11 is taken out of the MOCVD apparatus, introduced into a sputtering apparatus, and a 1.5 μm-thick SiO 2 film 2 is formed by a sputtering method. This Si
The thickness of the O 2 film 2 of 1.5 μm is larger than the total thickness of the subsequently grown group III nitride compound semiconductor multilayer film.

【0073】次に、RIE法を用いSiO2膜2に対し
て図2に示すような、250μmの幅のSiO2膜2の
ない領域21と50μmの幅の格子状パターンのSiO
2層22を形成する。この場合、SiO2膜2のエッチン
グ断面は基板面に対して90°±1°に形成することが
できた。
Next, as shown in FIG. 2, a region 21 without the SiO 2 film 2 having a width of 250 μm and a SiO 2 film having a grid pattern having a width of 50 μm are formed on the SiO 2 film 2 by RIE.
The two layers 22 are formed. In this case, the etched section of the SiO 2 film 2 could be formed at 90 ° ± 1 ° with respect to the substrate surface.

【0074】このSiO2層22の格子状パターンが形
成されたn型GaN成長層4を2.5μm成長したサフ
ァイア基板llをMOCVD装置のリアクターに再び導
入し、リアクターを水素で良く置換した後、NH3、T
MG、トリメチルアルミニウム(TMA)を毎分6×1
-6モル、シラン(SiH4)を毎分0.3cc流し、
12分間の膜成長で約500nmのn型Al0.lGa0.9
Nクラッド層5を成長させる。このクラッド層5の電子
濃度は2×1018cm-3である。
The sapphire substrate 11 on which the n-type GaN growth layer 4 on which the SiO 2 layer 22 is formed in a lattice pattern is grown to a thickness of 2.5 μm is introduced again into the reactor of the MOCVD apparatus, and the reactor is sufficiently replaced with hydrogen. NH 3 , T
MG, trimethylaluminum (TMA) at 6 × 1 per minute
0 -6 mol, silane (SiH 4) was flowed min 0.3 cc,
After growing the film for 12 minutes, about 500 nm of n-type Al 0.1 Ga 0.9
The N cladding layer 5 is grown. The electron concentration of the cladding layer 5 is 2 × 10 18 cm −3 .

【0075】さらに、これらTMG、TMA、SiH4
の流れを止めて温度を800℃まで下降させる。温度が
800℃に安定したらTMGおよびトリメチルインジウ
ム(TMI)を毎分4×10-4モル流し、12秒間の膜
成長で10nmのIn0.25Ga0.75N発光層6を成長さ
せる。この発光層6からの室温での発光ピーク波長は約
432nmである。さらに、これらのTMG、TMIの
流れを止めて温度を再び1050℃まで上昇させる。温
度が1050℃に安定したらを毎分5×10-6モル流
し、12分間の膜成長で約500nmの膜厚のAl0.l
Ga0.9Nクラッド層7を成長させる。続いて、TMA
の流れを止めてマグネシウムを添加し、7.5分間の膜
成長で300nmのGaNコンタクト層8を成長させ
る。
Further, these TMG, TMA, SiH 4
Is stopped and the temperature is lowered to 800 ° C. When the temperature is stabilized at 800 ° C., 4 × 10 −4 mol of TMG and trimethylindium (TMI) are flowed per minute, and a 10 nm In 0.25 Ga 0.75 N light emitting layer 6 is grown by film growth for 12 seconds. The emission peak wavelength at room temperature from the light emitting layer 6 is about 432 nm. Further, the flow of TMG and TMI is stopped, and the temperature is raised again to 1050 ° C. When the temperature is stabilized at 1050 ° C., 5 × 10 -6 mol per minute is flowed, and Al 0.1 having a thickness of about 500 nm is grown by film growth for 12 minutes.
A Ga 0.9 N cladding layer 7 is grown. Then, TMA
Is stopped, magnesium is added, and a GaN contact layer 8 of 300 nm is grown by film growth for 7.5 minutes.

【0076】以上のIII族窒化物系化合物半導体薄膜の
成長により、図10のようにSiO2膜2のない領域2
1のn型GaN成長層4上に合計1.31μmのIII族
窒化物系化合物半導体によるダブルヘテロ積層構造を成
長させることができる。この膜成長では、選択成長が可
能であり、格子状パターンのSiO2層22上にはIII族
窒化物系化合物半導体膜は成長しない。このようにして
得られたウェハを装置から取り出し、窒素雰囲気中70
0℃で20分間の熱処理を行うことにより、マグネシウ
ムを添加したAl0.lGa0.9Nクラッド層7およびGa
Nコンタクト層8の低抵抗p型化を行う。この処理によ
り両層の正孔濃度は約l×1018cm-3となった。
[0076] By the above Group III nitride compound semiconductor thin film growth, the region with no SiO 2 film 2 as shown in FIG. 10 2
On the n-type GaN growth layer 4, a double hetero-stacked structure made of a group III nitride compound semiconductor having a total of 1.31 μm can be grown. In this film growth, selective growth is possible, and a group III nitride-based compound semiconductor film does not grow on the SiO 2 layer 22 having a lattice pattern. The wafer thus obtained is taken out of the apparatus, and placed in a nitrogen atmosphere.
By performing a heat treatment at 0 ° C. for 20 minutes, the Al 0.1 Ga 0.9 N clad layer 7 containing magnesium and the Ga
The resistance of the N contact layer 8 is reduced to a p-type. As a result of this treatment, the hole concentration of both layers became about 1 × 10 18 cm −3 .

【0077】その後、バッファードフッ酸によりSiO
2層22を除去した後、n型GaN成長層4へのオーム
性電極のn側電極13としてアルミニウムを、真空蒸着
により形成し、続いて、p型GaNコンタクト層8上に
保護膜としてAl23膜14を電子ビーム蒸着により形
成し、幅が3μmの電極ストライプ構造を形成し、p型
GaNコンタクト層8へのオーム性電極のp側電極10
として金(Au)をそれぞれ真空蒸着により形成し、図
10のようなLDウェハが形成される。最終的に、LD
を個々のチップに分割するためにアルミニウムよりなる
n側電極13の部分またはn型GaN成長層4部分をダ
イシングする。SiO2膜22を除去した後のIII族窒化
物系化合物半導体層は、そのままで反射ミラーとなるた
め、図9aおよび図9bに示す半導体レーザ素子がIII
族窒化物系化合物半導体層をエッチングすることなしに
形成できる。この半導体レーザ素子に電流を流したとこ
ろ、70mAの電流でレーザ発振が観測された。その発
振波長は約432nmである。
Thereafter, the buffered hydrofluoric acid is used to remove SiO 2
After removing the two layers 22, aluminum is formed by vacuum evaporation as the n-side electrode 13 of the ohmic electrode on the n-type GaN growth layer 4, and then Al 2 is formed on the p-type GaN contact layer 8 as a protective film. An O 3 film 14 is formed by electron beam evaporation to form an electrode stripe structure having a width of 3 μm, and the p-side electrode 10 of the ohmic electrode to the p-type GaN contact layer 8 is formed.
Gold (Au) is formed by vacuum evaporation, and an LD wafer as shown in FIG. 10 is formed. Finally, LD
Is divided into individual chips to dice a portion of the n-side electrode 13 made of aluminum or a portion of the n-type GaN growth layer 4. The group III nitride-based compound semiconductor layer after the removal of the SiO 2 film 22 becomes a reflection mirror as it is, so that the semiconductor laser device shown in FIG. 9A and FIG.
It can be formed without etching the group III nitride compound semiconductor layer. When a current was applied to this semiconductor laser device, laser oscillation was observed at a current of 70 mA. Its oscillation wavelength is about 432 nm.

【0078】したがって、基板1上に予め形成され、格
子状にパターン化された誘電体膜としてのSiO2膜2
により、III族窒化物系化合物半導体層の選択成長を行
うことにより、III族窒化物系化合物半導体層に対して
エッチング技術を用いずに素子分離、電極形成、端面反
射鏡が形成できる。
Accordingly, the SiO 2 film 2 as a dielectric film formed in advance on the substrate 1 and patterned in a lattice pattern
As a result, by selectively growing the group III nitride-based compound semiconductor layer, element isolation, electrode formation, and end face reflection mirror can be formed on the group III nitride-based compound semiconductor layer without using an etching technique.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、選択成長
によるIII族窒化物系化合物半導体成長を用いることに
より、III族窒化物系化合物半導体に対してエッチング
技術を用いずに発光素子、電子素子における素子分離、
電極形成を行うことができ、歩留まり良く信頼性の高い
発光素子を得ることができる。
As described above, according to the present invention, by using a group III nitride-based compound semiconductor growth by selective growth, a light-emitting element can be obtained without using an etching technique for a group III nitride-based compound semiconductor. Element separation in electronic elements,
An electrode can be formed, and a highly reliable light-emitting element with high yield can be obtained.

【0080】また、エッチングが困難なIII族窒化物系
化合物半導体に対してエッチング技術を用いずに、半導
体レーザ素子に必要な垂直鏡面が得られるため、従来実
現されていなかったIII族窒化物系化合物半導体を用い
た短波長半導体レーザを実用化することができる。
Further, since a vertical mirror surface required for a semiconductor laser device can be obtained without using an etching technique for a group III nitride compound semiconductor which is difficult to etch, a group III nitride compound semiconductor which has not been realized conventionally can be obtained. A short-wavelength semiconductor laser using a compound semiconductor can be put to practical use.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態におけるIII族窒化
物系化合物半導体青色LEDの構造を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a group III nitride compound semiconductor blue LED according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の青色LEDの誘電体膜パターン化工程に
おける図であって、aはその断面図、bはその平面図で
ある。
FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a process of patterning a dielectric film of the blue LED of FIG. 1, wherein a is a cross-sectional view and b is a plan view thereof.

【図3】図1の青色LEDウェハの一作製工程を示す断
面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing one manufacturing process of the blue LED wafer of FIG.

【図4】本発明の第2の実施の形態におけるIII族窒化
物系化合物半導体青色LEDの構造を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a structure of a group III nitride compound semiconductor blue LED according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態におけるIII族窒化
物系化合物半導体青色LEDの構造を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a structure of a group III nitride compound semiconductor blue LED according to a third embodiment of the present invention.

【図6】図5の青色LEDの誘電体膜パターン化工程に
おける図であって、aはその断面図、bはその平面図で
ある。
FIGS. 6A and 6B are views showing a step of patterning the dielectric film of the blue LED of FIG. 5, wherein a is a cross-sectional view and b is a plan view.

【図7】図5の青色LEDウェハの一作製工程を示す断
面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing one manufacturing step of the blue LED wafer of FIG. 5;

【図8】aは本発明の第4の実施の形態におけるIII族
窒化物系化合物半導体紫外LDの構造を示す断面図、b
はその平面図である。
FIG. 8A is a sectional view showing a structure of a group III nitride compound semiconductor ultraviolet LD according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG.
Is a plan view thereof.

【図9】aは本発明の第5の実施の形態におけるIII族
窒化物系化合物半導体青紫色LDの構造を示す断面図、
bはその平面図である。
FIG. 9A is a cross-sectional view showing a structure of a group III nitride compound semiconductor blue-violet LD according to a fifth embodiment of the present invention;
b is a plan view thereof.

【図10】図9の青紫色LDの一作製工程を示す断面図
である。
10 is a cross-sectional view showing one manufacturing step of the blue-violet LD in FIG.

【図11】従来のIII族窒化物系化合物半導体DH型青
色LEDの構造を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional group III nitride compound semiconductor DH blue LED.

【図12】従来のIII族窒化物系化合物半導体MIS型
青色LEDの構造を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional group III nitride compound semiconductor MIS blue LED.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 n型SiC基板 2 SiO2膜 3 GaNバッファ層 4 n型GaN成長層 5 n型AlGaNクラッド層 6 InGaN発光層 7 p型AlGaNクラッド層 8 p型GaNコンタクト層 9 n側電極 10 p側電極 11 サファイア基板 12 Si34膜 13 n側電極 14 Al23膜 15 P側電極 21 SiO2膜2を除去した領域 22 SiO2膜2を残した領域(SiO2層) 31 SiO2膜2/Si34膜12を除去した
領域 32 SiO2膜2/Si34膜12を残した領
域 61 GaN発光層
Reference Signs List 1 n-type SiC substrate 2 SiO 2 film 3 GaN buffer layer 4 n-type GaN growth layer 5 n-type AlGaN cladding layer 6 InGaN light emitting layer 7 p-type AlGaN cladding layer 8 p-type GaN contact layer 9 n-side electrode 10 p-side electrode 11 Sapphire substrate 12 Si 3 N 4 film 13 n-side electrode 14 Al 2 O 3 film 15 P-side electrode 21 area where SiO 2 film 2 is removed 22 area where SiO 2 film 2 is left (SiO 2 layer) 31 SiO 2 film 2 / A region where the Si 3 N 4 film 12 is removed 32 SiO 2 film 2 / A region where the Si 3 N 4 film 12 is left 61 GaN light emitting layer

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、またはIII族窒化物系化合
物半導体膜が表面に形成された基板上に、誘電体膜をパ
ターン状に形成する第1工程と、 前記III族窒化物系化合物半導体膜の前記誘電体膜以
外の領域に選択的にIII族窒化物系化合物半導体膜を
成長させる第2工程と、 前記III族窒化物系化合物半導体膜上に少なくともI
II族窒化物系化合物半導体発光層とp型III族窒化
物系化合物半導体層を含む多層構造を形成する第3工程
と、を順次行うIII族窒化物系化合物半導体発光素子
の製造方法において、 前記多層構造の厚さは前記誘電体膜の厚さより小さいこ
とを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体発光素子
の製造方法。
A first step of forming a dielectric film in a pattern on a substrate or on a substrate having a group III nitride-based compound semiconductor film formed on a surface thereof; A second step of selectively growing a group III nitride-based compound semiconductor film in a region of the film other than the dielectric film; and forming at least I on the group III nitride-based compound semiconductor film.
A third step of forming a multilayer structure including a group II nitride-based compound semiconductor light emitting layer and a p-type group III nitride-based compound semiconductor layer, the method comprising the steps of: A method of manufacturing a group III nitride compound semiconductor light emitting device, wherein the thickness of the multilayer structure is smaller than the thickness of the dielectric film.
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