JP2001274518A - Substrate for semiconductor element, method for manufacturing the same and semiconductor element using the same - Google Patents

Substrate for semiconductor element, method for manufacturing the same and semiconductor element using the same

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JP2001274518A
JP2001274518A JP2000082286A JP2000082286A JP2001274518A JP 2001274518 A JP2001274518 A JP 2001274518A JP 2000082286 A JP2000082286 A JP 2000082286A JP 2000082286 A JP2000082286 A JP 2000082286A JP 2001274518 A JP2001274518 A JP 2001274518A
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JP
Japan
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nitrogen compound
group iii
layer
substrate
iii nitrogen
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JP2000082286A
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Japanese (ja)
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Toshiaki Fukunaga
敏明 福永
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture a flat substrate for a semiconductor element with less defects by simple processes. SOLUTION: An AlN buffer layer 12 is formed with the film thickness of about 20 nm at a temperature 500 deg.C on a 6H-SiC substrate 11, then the temperature is turned to 1050 deg.C and a GaN layer 13 is grown for about 3 μm. Thereafter, an SiO2 film 14 is formed and resist 15 is applied. Then, a stripe area where the SiO2 film 14 of the width of 5 μm is removed is formed with the interval of about 25 μm, it is turned to a mask, the GaN layer 13 is removed for the depth of about 3 μm by dry etching and rectangular groove stripes are formed. After removing the resist 15 and the SiO2 film 14, when heat treatment is performed at 1050 deg.C by nitrogen and ammonia gas atmosphere, a low-defect GaN layer 16 is formed at the groove part by a mass transport phenomenon. Thereafter, with the resist 18 and the SiO2 film 17 as the mask, the GaN layer 13 to the upper surface of the SiC substrate 11 or a part is removed by dry etching by using chlorine-based gas. Thereafter, the resist 18 and the SiO2 film 17 are removed. Then, the GaN layer 19 is selectively grown for about 10 μm.

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、半導体素子用基板
およびその製造方法およびその半導体素子用基板を用い
た半導体素子および半導体レーザ装置、特に、欠陥密度
の少ない基板を作製するのが困難であるIII族窒素化合
物からなる半導体素子用基板およびその製造方法および
その半導体素子用基板を用いた半導体素子および半導体
レーザ装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device substrate, a method of manufacturing the same, a semiconductor device and a semiconductor laser device using the semiconductor device substrate, and in particular, it is difficult to manufacture a substrate having a low defect density. The present invention relates to a semiconductor element substrate made of a group III nitrogen compound, a method of manufacturing the same, and a semiconductor element and a semiconductor laser device using the semiconductor element substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】410nm帯の短波長半導体レーザ装置
として、1999年発行のJpn.Appl.phys.Vol.38.pp.L226-L
229において、サファイヤ基板上にGaNを形成した
後、SiO2をマスクとして、選択成長を利用してGa
Nを形成した後、サファイヤ基板を剥がしたGaN基板
上に、n−GaNバッファ層、n−InGaNクラック
防止層、n−AlGaN/GaN変調ドープ超格子クラ
ッド層、n−GaN光導波層、n−InGaN/InG
aN多重量子井戸活性層、p−AlGaNキャリアブロ
ック層、p−GaN光導波層、p−AlGaN/GaN
変調ドープ超格子クラッド層、p−GaNコンタクト層
を積層してなるものが報告されている。しかしながら、
この半導体レーザではまだ、欠陥密度が多く、高出力で
の信頼性が得られていない。
2. Description of the Related Art As a short-wavelength semiconductor laser device in the 410 nm band, Jpn.Appl.phys.Vol.38.pp.L226-L issued in 1999.
At 229, after GaN is formed on the sapphire substrate, Ga is formed by selective growth using SiO2 as a mask.
After N is formed, the sapphire substrate is peeled off and the n-GaN buffer layer, the n-InGaN crack preventing layer, the n-AlGaN / GaN modulation-doped superlattice cladding layer, the n-GaN optical waveguide layer, and the n-GaN InGaN / InG
aN multiple quantum well active layer, p-AlGaN carrier block layer, p-GaN optical waveguide layer, p-AlGaN / GaN
A layer formed by laminating a modulation-doped superlattice cladding layer and a p-GaN contact layer has been reported. However,
This semiconductor laser still has a high defect density and has not been able to obtain high output reliability.

【0003】そこで、これらの半導体レーザに用いる低
欠陥な基板を作製する方法として、1998年発行のExt.Ab
str.(MRS Fall Meet.Boston)G3.38において、T.S.Zhele
va氏らによる、Pendeo-Epitaxy-A New Approach for La
teral Growth of Gallium Nitride Structuresが紹介さ
れている。ここでは、SiO2のマスクをせず、GaN
を形成した後、ストライプ状にGaNをサファイヤ基板
までとり除き、その基板上にGaNを成長することによ
り、GaNの横方向への成長を利用して、平坦な膜が形
成されることが報告されている。また、この方法を利用
して、1999年発行のSPIE Vol.3628.pp.158においては、
InGaN多重量子井戸半導体レーザ装置ができること
が報告されているが、信頼性として、5mWレベルにと
どまっており、さらに、欠陥密度の低減が必要である。
Therefore, as a method of manufacturing a low defect substrate used for these semiconductor lasers, Ext.
str. (MRS Fall Meet.Boston) G3.38, TSZhele
Pendeo-Epitaxy-A New Approach for La by va et al.
Teral Growth of Gallium Nitride Structures is introduced. Here, without masking SiO2, GaN
After forming GaN, it is reported that a flat film is formed by removing GaN in a stripe shape to the sapphire substrate and growing GaN on the substrate, utilizing the lateral growth of GaN. ing. Also, using this method, in SPIE Vol.3628.pp.158 issued in 1999,
Although it has been reported that an InGaN multiple quantum well semiconductor laser device can be produced, the reliability is limited to a level of 5 mW, and the defect density needs to be further reduced.

【0004】さらに、1999年の第60回応用物理学術講演
会の講演予稿集1における281頁2p-W-11に記載の新田
氏らによる、「マストランスポートによるGaNの貫通転
位密度の低減」では、サファイア基板上に積層されたGa
N層に周期的溝構造を形成し、1000℃で窒素とアンモニ
ア雰囲気で熱処理する時に、マストランスポートによ
り、溝中に欠陥の少ない領域ができることが報告されて
いる。しかし、デバイス作製に応用するには上記に記載
されている以上の広い面積にわたって、欠陥密度の低減
が必要となる。
[0004] Furthermore, Nitta et al., Described on page 281, p. W-11, in Proceedings of the 60th Annual Meeting of the Japan Society of Applied Physics 1999, "Reduction of threading dislocation density in GaN by mass transport." ”Shows that Ga stacked on a sapphire substrate
It has been reported that when a periodic groove structure is formed in an N layer and heat treatment is performed in a nitrogen and ammonia atmosphere at 1000 ° C., a region having few defects is formed in the groove by mass transport. However, application to device fabrication requires a reduction in defect density over a larger area than described above.

【0005】また、特開平10-312971号において、Ga
N化合物半導体層とサファイヤ基板結晶の熱膨張差およ
び格子定数差によって生じるクラックを抑え、欠陥の導
入を抑制する方法として、マスクにより成長領域を制限
し、エピタキシャル成長によりGaN化合物半導体膜の
ファセット構造を形成し、マスクを覆うまでファセット
構造を完全に埋め込み、最終的には平坦な表面を有する
結晶成長方法が報告されている。本方法では種となる成
長領域の下地全体が格子不整合の大きな基板上に成長さ
れているために、基板の影響を受け、横方向に成長する
結晶方位が変わり、平坦化も困難であり、この方法を繰
り返しても面方位に差が生じるため、欠陥を実用レベル
まで低減できないという欠点があった。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-312971, Ga
As a method of suppressing cracks caused by the difference in thermal expansion and lattice constant between the N compound semiconductor layer and the sapphire substrate crystal and suppressing the introduction of defects, a growth region is limited by a mask, and a facet structure of a GaN compound semiconductor film is formed by epitaxial growth. Then, a crystal growth method has been reported in which a facet structure is completely buried until the mask is covered, and finally a flat surface is obtained. In this method, since the entire base of the seed growth region is grown on a substrate with a large lattice mismatch, the crystal orientation that grows in the lateral direction changes due to the influence of the substrate, and planarization is also difficult, Even if this method is repeated, there is a difference in the plane orientation, so that the defect cannot be reduced to a practical level.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、特に短
波長の半導体レーザ装置において、その基板の結晶欠陥
が多いことから、高出力下での信頼性等に問題があっ
た。
As described above, especially in a semiconductor laser device having a short wavelength, there are many problems in the reliability under a high output because the substrate has many crystal defects.

【0007】本発明は上記事情に鑑みて、欠陥密度の低
い、信頼性の高い半導体素子用基板およびその製造方法
およびその半導体素子用基板を用いた半導体素子および
半導体レーザ装置を提供することを目的とするものであ
る。
In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a highly reliable semiconductor element substrate having a low defect density, a method of manufacturing the same, and a semiconductor element and a semiconductor laser device using the semiconductor element substrate. It is assumed that.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体素子用基
板の製造方法は、ベース基板上に、低温成長法により形
成されるAlNまたはGaNからなるバッファ層を介し
て第一のIII族窒素化合物層を結晶成長させる第一の工
程と、第一のIII族窒素化合物層を凹凸状にパターニン
グする第二の工程と、窒素とアンモニア雰囲気で熱処理
して前記凹部内部に第二のIII族窒素化合物層を形成す
る第三の工程と、第二のIII族窒素化合物層、該第二のI
II族窒素化合物層の下の第一のIII族窒素化合物層およ
びバッファ層を残すように、第一のIII族窒素化合物層
および前記バッファ層を前記基板まで除去する第四の工
程と、該残された第二のIII族窒素化合物層、第一のIII
族窒素化合物層およびバッファ層を結晶成長の核にし
て、表面が平坦化するまで第三のIII族窒素化合物層を
結晶成長させる第五の工程とを含むことを特徴とするも
のである。
According to a method of manufacturing a substrate for a semiconductor device of the present invention, a first group III nitrogen compound is formed on a base substrate via a buffer layer of AlN or GaN formed by a low-temperature growth method. A first step of growing a crystal of the layer, a second step of patterning the first group III nitrogen compound layer in an uneven shape, and a heat treatment in a nitrogen and ammonia atmosphere to form a second group III nitrogen compound inside the recess. A third step of forming a layer; a second group III nitrogen compound layer;
A fourth step of removing the first group III nitrogen compound layer and the buffer layer to the substrate so as to leave the first group III nitrogen compound layer and the buffer layer below the group II nitrogen compound layer; Second group III nitrogen compound layer, first III
A fifth step of using the group III nitrogen compound layer and the buffer layer as nuclei for crystal growth and growing a third group III nitrogen compound layer until the surface is flattened.

【0009】また、第五の工程後に、第二のIII族窒素
化合物層の上部に対応する第三のIII族窒素化合物層の
上に、少なくとも第二のIII族窒素化合物層の幅で、III
族窒素化合物が結晶成長し得ない材料からなるマスク層
を形成し、該マスク層が形成されていない第三のIII族
窒素化合物層の表面をIII族窒素化合物の結晶成長の核
にして、III族窒素化合物層を、表面が平坦化するまで
結晶成長させる第六の工程を行ってもよい。
[0009] After the fifth step, on the third group III nitrogen compound layer corresponding to the upper part of the second group III nitrogen compound layer, at least the width of the second group III nitrogen compound layer is equal to
Forming a mask layer made of a material in which the group III nitrogen compound cannot grow crystals, and using the surface of the third group III nitrogen compound layer on which the mask layer is not formed as a nucleus for crystal growth of the group III nitrogen compound; A sixth step of growing the group-nitrogen compound layer until the surface is flattened may be performed.

【0010】また、第六の工程後、直前の工程で形成さ
れたIII族窒素化合物層の上であって、該III族窒素化合
物層の直前に形成したマスク層の間にあるスペース部の
上に、III族窒素化合物が結晶成長し得ない材料からな
るマスク層を形成し、該マスク層が形成されていないII
I族窒素化合物の表面をIII族窒素化合物の結晶成長の核
にして、III族窒素化合物層を、表面が平坦化するまで
結晶成長させる工程を1回以上行ってもよい。
[0010] After the sixth step, above the group III nitrogen compound layer formed in the immediately preceding step and above the space portion between the mask layers formed immediately before the group III nitrogen compound layer. Then, a mask layer made of a material in which the group III nitrogen compound cannot grow crystal is formed, and the mask layer is not formed.
The step of growing the group III nitrogen compound layer until the surface is flattened may be performed one or more times using the surface of the group I nitrogen compound as a nucleus for crystal growth of the group III nitrogen compound.

【0011】各III族窒素化合物層を、導電性不純物を
ドーピングしながら形成してもよい。
Each group III nitrogen compound layer may be formed while doping with conductive impurities.

【0012】前記工程のうち最後の工程後、ベース基板
を除去してもよい。
After the last of the above steps, the base substrate may be removed.

【0013】また、ベース基板は、サファイア、Si
C、ZnO、LiGaO2、LiAlO2、GaAs、
GaP、GeおよびSiからなる群より選ばれるいずれ
か一つであることが望ましい。
The base substrate is made of sapphire, Si
C, ZnO, LiGaO2, LiAlO2, GaAs,
It is desirably any one selected from the group consisting of GaP, Ge and Si.

【0014】バッファ層および各III族窒素化合物層
を、HVPE(hydride vapor phase epitaxy)法また
はMOCVD(metalorganic chemical vapor depositi
on)法により形成することが望ましい。
The buffer layer and each group III nitrogen compound layer are formed by HVPE (hydride vapor phase epitaxy) or MOCVD (metal organic chemical vapor deposition).
On) method is desirable.

【0015】III族窒素化合物層は、GaN、InGa
N、AlGaN、InAlGaN、InAlNおよびI
nNからなる群より選ばれる一つからなることが望まし
い。
The group III nitrogen compound layer is made of GaN, InGa
N, AlGaN, InAlGaN, InAlN and I
Desirably, it consists of one selected from the group consisting of nN.

【0016】本発明の半導体素子用基板は、上記構成に
よる本発明の半導体素子用基板の製造方法により製造さ
れたことを特徴とするものである。
A semiconductor device substrate according to the present invention is manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device substrate according to the present invention having the above-described structure.

【0017】本発明の半導体素子は、上記構成による本
発明の半導体素子用基板の製造方法により製造された半
導体素子用基板上に半導体層を備えてなることを特徴と
するものである。
A semiconductor device according to the present invention is characterized in that a semiconductor layer is provided on a substrate for a semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a substrate for a semiconductor device according to the present invention having the above configuration.

【0018】本発明の半導体レーザ装置は、上記構成に
よる本発明の半導体素子用基板の製造方法により製造さ
れた半導体素子用基板上に、半導体層を備えてなり、該
半導体層に形成された電流注入窓となるストライプの幅
が1μm以上であることを特徴とするものである。
A semiconductor laser device according to the present invention comprises a semiconductor layer on a semiconductor element substrate manufactured by the method for manufacturing a semiconductor element substrate according to the present invention having the above-described structure, and a current formed on the semiconductor layer. The width of a stripe serving as an injection window is 1 μm or more.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明の半導体素子用基板の製造方法に
よれば、ベース基板上に低温成長法によるバッファ層を
介して第一のIII族窒素化合物層を成長させ、この欠陥
の多い第一のIII族窒素化合物層を、凹凸状にパターニ
ングした後、窒素とアンモニアで熱処理することにより
マストランスポート現象が起こり、凹部内部に低欠陥な
第二のIII族窒素化合物層が形成され、次に、その凹部
内部に形成された第二のIII族窒素化合物層とその下の
第一のIII族窒素化合物層とバッファ層を残し、それを
結晶成長の核にして、横方向の成長により第三のIII族
窒素化合物層を形成することにより、低欠陥なIII族窒
素化合物の基板を形成することができる。つまり、マス
トランスポート現象により形成された凹部内部の低欠陥
な第二のIII族窒素化合物層を結晶成長の核にしている
ので、低欠陥なIII族窒素化合物の基板を得ることがで
きる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device substrate of the present invention, a first group III nitrogen compound layer is grown on a base substrate via a buffer layer formed by a low-temperature growth method. After patterning the group III nitrogen compound layer of the unevenness, heat treatment with nitrogen and ammonia causes a mass transport phenomenon, and a low-defect second group III nitrogen compound layer is formed inside the concave portion. Leaving the second group III nitrogen compound layer formed inside the recess and the first group III nitrogen compound layer and the buffer layer thereunder, using it as a nucleus for crystal growth, and growing the third group by lateral growth. By forming the group III nitrogen compound layer of the above, a substrate of a group III nitrogen compound with low defect can be formed. That is, since the low-defect second group III nitrogen compound layer inside the recess formed by the mass transport phenomenon is used as a nucleus for crystal growth, a low-defect group III nitrogen compound substrate can be obtained.

【0020】本発明による半導体素子用基板の製造方法
では、さらに、凹部内部に形成されたIII族窒素化合物
層の上部であって第三のIII族窒素化合物の上部に、マ
スク層を形成し、そのマスク層の間に露出している第三
のIII族窒素化合物を結晶成長の核にしてIII族窒素化合
物を横方向に選択成長させることにより、欠陥の無い平
坦なIII族窒素化合物層を得ることができる。
In the method of manufacturing a substrate for a semiconductor device according to the present invention, a mask layer is further formed on the group III nitrogen compound layer formed inside the recess and on the third group III nitrogen compound. A third group III nitrogen compound exposed between the mask layers is used as a nucleus for crystal growth, and a group III nitrogen compound is selectively grown in a lateral direction to obtain a flat group III nitrogen compound layer without defects. be able to.

【0021】さらに、直前の工程で形成されたIII族窒
素化合物層の上であって、そのIII族窒素化合物層の直
前に形成したマスク層のスペース部の上に、さらにマス
ク層を形成し、マスク層が形成されていない箇所に露出
しているIII族窒素化合物層を結晶成長の核としてIII族
窒素化合物を選択成長させるという工程を繰り返すこと
により、工程毎に欠陥を減少させることができ、最終的
には完全に欠陥の無い基板を得ることができる。
Furthermore, a mask layer is further formed on the group III nitrogen compound layer formed in the immediately preceding step and on the space portion of the mask layer formed immediately before the group III nitrogen compound layer, By repeating the step of selectively growing a group III nitrogen compound using the group III nitrogen compound layer exposed at a place where the mask layer is not formed as a nucleus for crystal growth, defects can be reduced in each step, Finally, a completely defect-free substrate can be obtained.

【0022】また、III族窒素化合物の層を結晶成長さ
せる際、導電性不純物をドーピングすることにより、導
電性の基板を製造することができる。
Further, a conductive substrate can be manufactured by doping a conductive impurity when crystal growing a layer of a group III nitrogen compound.

【0023】さらに、最後の工程の後に、ベース基板を
除去してもよく、信頼性上問題ない。
Further, after the last step, the base substrate may be removed, and there is no problem in reliability.

【0024】また、本発明の半導体素子によれば、欠陥
の少ない本発明の半導体素子用基板の上に半導体層を備
えてなるので、信頼性を向上させることができる。
Further, according to the semiconductor device of the present invention, since the semiconductor layer is provided on the semiconductor device substrate of the present invention having few defects, the reliability can be improved.

【0025】また、本発明の半導体レーザ装置によれ
ば、本発明の半導体素子用基板上に、半導体層を備えて
なり、該半導体層に形成された電流注入窓となるストラ
イプの幅が1μm以上であることにより、発振領域を低
欠陥な領域上に形成することが可能であるので、高出力
まで高い信頼性が得られる。
According to the semiconductor laser device of the present invention, a semiconductor layer is provided on the semiconductor element substrate of the present invention, and the width of a stripe serving as a current injection window formed in the semiconductor layer is 1 μm or more. By virtue of this, the oscillation region can be formed on the region having a low defect, so that high reliability up to high output can be obtained.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0027】本発明の第1の実施の形態による半導体素
子用基板の製造方法について説明し、その半導体素子用
基板の製造過程を図1に示す。トリメチルガリウム(TM
G)、トリメチルアルミニウム(TMA)、トリメチルイン
ジウム(TMI)およびアンモニアを成長用原料とし、n型
ドーパントガスとしてシランガスを用い、p型ドーパン
トとしてシクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)
を用いる。
A method of manufacturing a semiconductor device substrate according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a process of manufacturing the semiconductor device substrate. Trimethylgallium (TM
G), trimethylaluminum (TMA), trimethylindium (TMI) and ammonia as raw materials for growth, silane gas as n-type dopant gas, and cyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) as p-type dopant
Is used.

【0028】次に、図1aに示すように、有機金属気相
成長法により(0001)面6H-SiC基板11上に温度500
℃でAlNバッファ層12を20nm程度の膜厚で形成する。
続いて、温度を1050℃にしてGaN層13を3μm程度成長さ
せる。その後SiO2膜14を形成し、レジスト15を塗布後、
通常のリソグラフィーを用いて、
Next, as shown in FIG. 1A, the metal film is grown on a (0001) 6H-SiC substrate 11 at a temperature of 500
An AlN buffer layer 12 is formed at a temperature of about 20 nm.
Subsequently, the temperature is set to 1050 ° C., and the GaN layer 13 is grown to about 3 μm. After that, an SiO 2 film 14 is formed, and after applying a resist 15,
Using normal lithography,

【0029】[0029]

【数式1】 方向に幅25μmのSiO2膜14とレジスト15を残すように、5
μm程度の間隔でラインアンドスペースのパターンを形
成する。
[Formula 1] 5 so as to leave a 25 μm wide SiO 2 film 14 and resist 15
Line and space patterns are formed at intervals of about μm.

【0030】次に、図1bに示すように、レジスト15と
SiO2膜14をマスクとして、塩素系のガスを用いてGaN層1
3をドライエッチングにより深さ3μm程度除去し、矩形
状の溝ストライプを形成する。その後、レジスト15とSi
O2膜14を除去する。
Next, as shown in FIG.
Using the SiO 2 film 14 as a mask, a GaN layer 1
3 is removed by about 3 μm in depth by dry etching to form a rectangular groove stripe. After that, resist 15 and Si
The O 2 film 14 is removed.

【0031】次に、図1cに示すように、窒素とアンモ
ニアガス雰囲気で、1050℃で熱処理を行うと、マストラ
ンスポート現象が起こり溝部にGaN層16が形成される。
熱処理時間は、溝がほぼ埋まるまで行う。GaN層16の形
成には溝側面からの横方向成長が支配的であるため、欠
陥密度の低いGaN層16が形成される。ここで、マストラ
ンスポート現象とは、ある基板上に形成された物質の構
成元素の一部が蒸発または表面マイグレーションにより
移動し、その一部が、同一基板上の他の箇所で結晶性を
有して形成される現象のことをいう。
Next, as shown in FIG. 1C, when heat treatment is performed at 1050 ° C. in an atmosphere of nitrogen and ammonia gas, a mass transport phenomenon occurs and the GaN layer 16 is formed in the groove.
The heat treatment is performed until the groove is almost filled. Since the lateral growth from the groove side surface is dominant in forming the GaN layer 16, the GaN layer 16 having a low defect density is formed. Here, the mass transport phenomenon means that some of the constituent elements of a substance formed on a certain substrate move by evaporation or surface migration, and a part of the element has crystallinity at another part of the same substrate. A phenomenon that is formed by

【0032】その後、図1dに示すように、SiO2膜17を
形成し、レジスト18を塗布後、通常のリソグラフィーを
用いて、
After that, as shown in FIG. 1D, an SiO 2 film 17 is formed, a resist 18 is applied, and then a usual lithography

【0033】[0033]

【数式2】 方向に、上記溝部に形成されたGaN層16の端から溝内部
に向かって1μm程度内側に入った箇所から溝内部に向
かう領域以外のレジスト18とSiO2膜17を除去する。
[Formula 2] In the direction, the resist 18 and the SiO 2 film 17 are removed from the region other than the region extending from the end of the GaN layer 16 formed in the groove toward the inside of the groove by about 1 μm toward the inside of the groove.

【0034】次に、図1eに示すように、レジスト18と
SiO2膜17をマスクとして、GaN層13とバッファ層12を塩
素系のガスを用いてドライエッチングによりSiC基板11
の上面まであるいは一部を除去する。その後、レジスト
18とSiO2膜17を除去する。
Next, as shown in FIG.
Using the SiO 2 film 17 as a mask, the GaN layer 13 and the buffer layer 12 are dry-etched using a chlorine-based gas to form the SiC substrate 11.
Up to or part of the top surface. Then resist
18 and the SiO 2 film 17 are removed.

【0035】次に、図1fに示すように、GaN層19を10
μm程度選択成長させる。この時、GaN層19は基板11上に
は付着せず、横方向の結晶成長により最終的にストライ
プが合体し表面が平坦化し、半導体素子用基板が完成す
る。
Next, as shown in FIG.
Selectively grow about μm. At this time, the GaN layer 19 does not adhere to the substrate 11, but the stripes are finally combined by the lateral crystal growth and the surface is flattened, thereby completing the semiconductor element substrate.

【0036】このように作製した半導体素子用基板上に
GaN系半導体層(例えば、GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlN
等)を結晶成長することにより、半導体発光素子並びに
電子デバイスを作製できる。
On the semiconductor element substrate thus manufactured,
GaN-based semiconductor layers (for example, GaN, InGaN, AlGaN, InGaAlN
, Etc.) to produce a semiconductor light emitting element and an electronic device.

【0037】上記基板11は、(0001)面4H-SiC基
板を用いてもよい。
The substrate 11 may be a (0001) plane 4H-SiC substrate.

【0038】また、上記作製した半導体素子用基板上に
さらにGaN層を100〜200μm程度成長し、SiC基板を除去
した後、GaN系半導体層(例えば、GaN、InGaN、AlGaN、
InGaAlN等)を結晶成長することによっても、半導体発光
素子並びに電子デバイスを作製できる。
Further, a GaN layer is further grown to a thickness of about 100 to 200 μm on the semiconductor device substrate prepared above, and after removing the SiC substrate, a GaN-based semiconductor layer (for example, GaN, InGaN, AlGaN,
A semiconductor light emitting element and an electronic device can also be manufactured by crystal growth of InGaAlN).

【0039】次に、本発明の第2の実施の形態による半
導体素子用基板について説明し、その断面図を図2に示
す。本発明は、上記第1の実施の形態の最終工程まで同
じであるので、同一要素には同符号を付し、説明は省略
する。
Next, a description will be given of a semiconductor device substrate according to a second embodiment of the present invention, and a cross-sectional view thereof is shown in FIG. Since the present invention is the same up to the last step of the first embodiment, the same elements are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0040】上記第1の実施の形態における図1fの工
程までで形成された基板上に、GaN層19の上であって、
ライン状に残されたGaN層16の上部に、GaN層16の各々の
端から2μm程度幅広くマスク層20を形成する。次に、
温度を1050℃にしてGaN層21を20μm程度選択成長さ
せる。これにより、ライン状のGaN層16の上部に存在す
る若干の欠陥をマスクしているので、選択成長されたGa
N層21の表面をさらに低欠陥とすることができる。
On the substrate formed up to the step of FIG. 1f in the first embodiment, the GaN layer 19
A mask layer 20 is formed on the GaN layer 16 left in the form of a line so as to have a width of about 2 μm from each end of the GaN layer 16. next,
At a temperature of 1050 ° C., the GaN layer 21 is selectively grown to about 20 μm. This masks some defects existing above the linear GaN layer 16, so that the selectively grown Ga
The surface of the N layer 21 can be further reduced in defect.

【0041】また、さらに、GaN層21の上で、マスク層2
0が形成されていない領域の上部に、マスク層を形成
し、GaN層21の露出している部分を結晶成長の核にし
て、GaNを結晶成長させる工程を1回以上行うことによ
り、最表面でほとんど欠陥のないGaN基板を作製するこ
とができる。
Further, on the GaN layer 21, the mask layer 2
A mask layer is formed above the region where 0 is not formed, and the exposed portion of the GaN layer 21 is used as a crystal growth nucleus to perform crystal growth of GaN one or more times. Thus, a GaN substrate having almost no defects can be manufactured.

【0042】また、図3に示すように、マスク層を形成
してGaN層を結晶成長させる工程を所望の回数行った
後、SiC基板を除去してもよい。
As shown in FIG. 3, the SiC substrate may be removed after a desired number of steps of forming a mask layer and crystal-growing a GaN layer.

【0043】上記第1および第2の実施の形態では、Ga
N基板の作製方法について述べたが、AlGaN、InGaN、InA
lGaN、InAlNあるいはInNを結晶成長させてこれらの基板
を作製することができる。
In the first and second embodiments, Ga
The method of fabricating the N substrate was described, but AlGaN, InGaN, InA
These substrates can be manufactured by crystal growth of lGaN, InAlN or InN.

【0044】また、上記2つの実施の形態では、GaNの
成長はアンドープの場合について述べたが、GaNの成長
時に導電性不純物を導入することにより、nまたはp型Ga
N導電性基板を作製できる。その際、例えばp型の不純
物Mgの活性化のために、成長後窒素雰囲気中で熱処理を
実施するか、または、窒素リッチ雰囲気で成長を実施す
るかのいずれの方法を用いてもよい。また、導電性の基
板を作製した後、基板上に活性層等の半導体層を積層し
た後、図3に示すように基板を除去した後、さらにバッ
ファ層を除去することにより、裏面に電極を形成するこ
とができ、素子作製プロセスが簡略化できる。
In the above two embodiments, the case of undoped GaN growth has been described. However, by introducing a conductive impurity during the growth of GaN, n or p-type Ga is grown.
N conductive substrate can be manufactured. At this time, for example, a heat treatment may be performed in a nitrogen atmosphere after the growth or a growth may be performed in a nitrogen-rich atmosphere to activate the p-type impurity Mg. Also, after forming a conductive substrate, after laminating a semiconductor layer such as an active layer on the substrate, removing the substrate as shown in FIG. 3, and further removing the buffer layer, an electrode is formed on the back surface. And the element manufacturing process can be simplified.

【0045】また、GaN層の結晶成長には、ガリウム(G
a)と塩化水素(HCl)の反応生成物であるGaClとアンモ
ニア(NH3)を用いるハイドライドVPE法を用いた成長方
法でもよい。
In addition, gallium (G) is used for crystal growth of the GaN layer.
a) A growth method using a hydride VPE method using GaCl, which is a reaction product of hydrogen chloride (HCl), and ammonia (NH 3 ) may be used.

【0046】また、上記2つの実施の形態では、SiC基
板を用いた場合について説明したが、サファイア、Zn
O、LiGaO2、 LiAlO2、ZnSe、GaAs、GaP、Ge、Si等の基
板上へも同様の手法により形成できる。
In the above two embodiments, the case where the SiC substrate is used has been described.
It can be formed on a substrate of O, LiGaO 2 , LiAlO 2 , ZnSe, GaAs, GaP, Ge, Si or the like by the same method.

【0047】マスク材料としては、上記のSiO2以外にも
SiNやAlN、TiN等の高温にたいして耐熱特性のよいマス
ク材料を用いてもよい。
As a mask material, in addition to the above-mentioned SiO 2 ,
A mask material such as SiN, AlN, or TiN having good heat resistance at high temperatures may be used.

【0048】次に本発明の第3の実施の形態による半導
体レーザ素子について説明し、その断面図を図4に示
す。この半導体レーザ素子の基板としては上記第1の実
施の形態による半導体素子用基板を用い、各要素には同
符号を付し、説明を省略する。図4に示すように、GaN
層19の上にn-GaNコンタクト層31、150ペアのn-Al0.14
Ga0.86N(2.5nm)/GaN(2.5nm)超格子クラッド層3
2、n-GaN光導波層33、n-In0.02Ga0.98N(10.5nm)/I
n0.15Ga0.85N(3.5nm)3重量子井戸活性層34、p-Al
0.2Ga0.8Nキャリアブロック層35、p-GaN光導波層36、1
50ペアのp-Al0.14Ga0.86N(2.5nm)/GaN(2.5nm)
超格子クラッド層37、p-GaNコンタクト層38を積層す
る。p型の不純物Mgの活性化のために、成長後窒素雰囲
気中で、熱処理を実施するか、または、窒素リッチ雰囲
気で成長を実施するかのいずれの方法を用いてもよい。
Next, a description will be given of a semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention, and a sectional view of the semiconductor laser device is shown in FIG. The substrate of the semiconductor laser device according to the first embodiment is used as the substrate of the semiconductor laser device, and the same reference numerals are given to the respective components, and the description is omitted. As shown in FIG.
On the layer 19, an n-GaN contact layer 31, 150 pairs of n-Al 0.14
Ga 0.86 N (2.5 nm) / GaN (2.5 nm) superlattice cladding layer 3
2, n-GaN optical waveguide layer 33, n-In 0.02 Ga 0.98 N (10.5 nm) / I
n 0.15 Ga 0.85 N (3.5 nm) triple quantum well active layer 34, p-Al
0.2 Ga 0.8 N carrier block layer 35, p-GaN optical waveguide layer 36, 1
50 pairs of p-Al 0.14 Ga 0.86 N (2.5 nm) / GaN (2.5 nm)
A superlattice cladding layer 37 and a p-GaN contact layer 38 are stacked. For activation of the p-type impurity Mg, either a heat treatment may be performed in a nitrogen atmosphere after the growth or a growth may be performed in a nitrogen-rich atmosphere.

【0049】引き続き、SiO2膜(図示せず)とレジスト
(図示せず)を形成し、通常のリソグラフィーにより、
1〜2μmの幅よりなるストライプ領域のレジストとSiO2
膜が残るように、この領域以外のSiO2膜とレジストを除
去する。RIE(反応性イオンエッチング装置)で選択エ
ッチングによりp-Al0.14Ga0.86N(2.5nm)/GaN(2.5
nm)超格子クラッド層37の途中までエッチングを行
う。このエッチングのp-Al0.14Ga0.86N(2.5nm)/Ga
N(2.5nm)超格子クラッド層37の残し厚は、基本横モ
ード発振が達成できる厚みとする。その後、レジストと
SiO2膜を除去する。
Subsequently, an SiO 2 film (not shown) and a resist (not shown) are formed, and are formed by ordinary lithography.
Resist and SiO 2 in a stripe region with a width of 1-2 μm
The SiO 2 film and the resist are removed except for this region so that the film remains. P-Al 0.14 Ga 0.86 N (2.5 nm) / GaN (2.5 nm) by selective etching with RIE (Reactive Ion Etching Equipment)
nm) Etching is performed partway through the superlattice cladding layer 37. P-Al 0.14 Ga 0.86 N (2.5 nm) / Ga
The remaining thickness of the N (2.5 nm) superlattice cladding layer 37 is a thickness at which fundamental transverse mode oscillation can be achieved. Then, with resist
The SiO 2 film is removed.

【0050】引き続き、SiO2膜(図示せず)とレジスト
(図示せず)を形成し、ストライプ領域とストライプ領
域の各端から50μm外側の領域を含む領域以外のSiO2
とレジストを除去し、RIEでn-GaNコンタクト層31が露出
するまでエッチングを行う。その後、通常のリソグラフ
ィー技術を用い絶縁膜39、Ti/Auよりなるn電極41と、p
型コンタクト層38の表面にストライプ状にNi/Auよりな
るp電極40を形成する。その後、基板を研磨し試料をへ
き開して形成した共振器面に高反射率コート、無反射コ
ートを行い、その後、チップ化して半導体レーザ素子を
形成する。
Subsequently, an SiO 2 film (not shown) and a resist (not shown) are formed, and the SiO 2 film and the resist are removed except for the stripe region and a region including a region 50 μm outside each end of the stripe region. Etching is performed by RIE until the n-GaN contact layer 31 is exposed. Thereafter, using an ordinary lithography technique, an insulating film 39, an n-electrode 41 of Ti / Au,
A p-electrode 40 of Ni / Au is formed on the surface of the mold contact layer 38 in a stripe shape. Thereafter, the substrate surface is polished, and the sample is cleaved to form a resonator surface, which is coated with a high reflectance coating and a non-reflection coating, and then formed into chips to form a semiconductor laser device.

【0051】本実施の形態による半導体レーザ素子は低
欠陥な基板上にストライプが形成されているので、安定
な基本横モード発振を得ることができる。
In the semiconductor laser device according to the present embodiment, since a stripe is formed on a substrate having a low defect, stable fundamental transverse mode oscillation can be obtained.

【0052】次に本発明の第4の実施の形態による半導
体レーザ素子について説明し、その断面図を図5に示
す。この半導体レーザ素子の基板は上記第2の実施の形
態による半導体素子用基板のSiO2膜20の形成まで同じで
あり、各要素には同符号を付し、説明を省略する。図5
に示すように、第2の実施の形態で形成されたSiO2膜20
の上にn-GaNコンタクト層50を結晶成長させる。引き続
き、150ペアのn-Al0.14Ga0.86N(2.5nm)/GaN(2.5
nm)超格子クラッド層51、n-GaN光導波層52、n-In
0.02Ga0.98N(10.5nm)/In0.15Ga0.85N(3.5nm)3
重量子井戸活性層53、p-Al0.2Ga0.8Nキャリアブロック
層54、p-GaN光導波層55、150ペアのp-Al0. 14Ga0.86N
(2.5nm)/GaN(2.5nm)超格子クラッド層56、p-G
aNコンタクト層57を積層する。p型の不純物Mgの活性化
のために、成長後窒素雰囲気中で、熱処理を実施する
か、または、窒素リッチ雰囲気で成長を実施するのいず
れの方法を用いてもよい。
Next, a semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention will be described, and a cross-sectional view thereof is shown in FIG. The substrate of this semiconductor laser device is the same up to the formation of the SiO 2 film 20 of the substrate for a semiconductor device according to the second embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. FIG.
As shown in FIG. 3, the SiO 2 film 20 formed in the second embodiment
An n-GaN contact layer 50 is crystal-grown thereon. Subsequently, 150 pairs of n-Al 0.14 Ga 0.86 N (2.5 nm) / GaN (2.5 nm)
nm) Superlattice cladding layer 51, n-GaN optical waveguide layer 52, n-In
0.02 Ga 0.98 N (10.5 nm) / In 0.15 Ga 0.85 N (3.5 nm) 3
Quantum well active layer 53, p-Al 0.2 Ga 0.8 N of the carrier block layer 54, p-GaN optical waveguide layer 55,150 pairs p-Al 0. 14 Ga 0.86 N
(2.5 nm) / GaN (2.5 nm) superlattice cladding layer 56, p-G
The aN contact layer 57 is laminated. In order to activate the p-type impurity Mg, any method of performing heat treatment in a nitrogen atmosphere after growth or performing growth in a nitrogen-rich atmosphere may be used.

【0053】引き続き、SiO2膜(図示せず)とレジスト
(図示せず)を形成し、通常のリソグラフィーにより1
〜2μmの幅よりなるストライプ領域のみが残るように、
レジストとSiO2膜を除去する。RIE(反応性イオンエッ
チング装置)で選択エッチングによりp-Al0.14Ga0.86N
(2.5nm)/GaN(2.5nm)超格子クラッド層56の途中
までエッチングを行う。このエッチングのp-Al0.14Ga
0.86N(2.5nm)/GaN(2.5nm)超格子クラッド層56
の残し厚は、基本横モード発振が達成できる厚みとす
る。
Subsequently, an SiO 2 film (not shown) and a resist (not shown) are formed, and 1.
So that only the stripe region with a width of ~ 2 μm remains
The resist and the SiO 2 film are removed. P-Al 0.14 Ga 0.86 N by selective etching with RIE (Reactive Ion Etching Equipment)
(2.5 nm) / GaN (2.5 nm) The etching is performed halfway through the superlattice cladding layer 56. P-Al 0.14 Ga of this etching
0.86 N (2.5 nm) / GaN (2.5 nm) superlattice cladding layer 56
Is a thickness at which fundamental transverse mode oscillation can be achieved.

【0054】その後、レジストとSiO2膜を除去し、引き
続きSiO2膜(図示せず)とレジスト(図示せず)を形成
し、ストライプの存在する領域およびストライプの各端
から50μm外側の領域以外のレジストとSiO2膜を除去
し、RIEでn-GaNコンタクト層50が露出するまでエッチン
グを行う。その後、通常のリソグラフィー技術を用い絶
縁膜58、Ti/Auよりなるn電極60と、p型コンタクト層の
表面にストライプ状にNi/Auよりなるp電極59を形成す
る。その後、基板を研磨し試料をへき開して形成した共
振器面に高反射率コート、無反射コートを行い、その
後、チップ化して半導体レーザ素子を形成する。
After that, the resist and the SiO 2 film are removed, and subsequently, an SiO 2 film (not shown) and a resist (not shown) are formed, except for the region where the stripe exists and the region 50 μm outside each end of the stripe. The resist and the SiO 2 film are removed, and etching is performed by RIE until the n-GaN contact layer 50 is exposed. Thereafter, an insulating film 58, an n-electrode 60 made of Ti / Au, and a p-electrode 59 made of Ni / Au are formed on the surface of the p-type contact layer in stripes by using a usual lithography technique. Thereafter, the substrate surface is polished, and the sample is cleaved to form a resonator surface, which is coated with a high reflectance coating and a non-reflection coating, and then formed into chips to form a semiconductor laser device.

【0055】上記第3と第4の実施の形態による半導体
レーザ素子の発振する波長λに関しては、Inx4Ga
1-x4N を活性層とし、組成を0≦x4≦0.5とすることによ
り、360≦λ≦550(nm)の範囲で制御が可能である。
また、第3および第4の実施の形態では、各半導体層の
導電性を反転(n型とp型を入れ換え)して形成してもよ
い。
With respect to the wavelength λ at which the semiconductor laser devices according to the third and fourth embodiments oscillate, In x4 Ga
By using 1-x4 N as an active layer and setting the composition to 0 ≦ x4 ≦ 0.5, control can be performed in the range of 360 ≦ λ ≦ 550 (nm).
In the third and fourth embodiments, the conductivity of each semiconductor layer may be inverted (the n-type and the p-type are interchanged).

【0056】また、第3および第4の実施の形態では、
狭ストライプの基本モード発振する半導体レーザ素子に
ついて述べたが、ストライプ幅を2μm以上にして、幅
広ストライプの高出力半導体レーザ素子を作製すること
ができる。
In the third and fourth embodiments,
Although a semiconductor laser device that oscillates in a fundamental mode with a narrow stripe has been described, a high-power semiconductor laser device with a wide stripe can be manufactured by setting the stripe width to 2 μm or more.

【0057】また、本発明の半導体素子用基板を、低欠
陥な基板が必要とされるAlGaN系の短波長の半導体レー
ザ素子(活性層の組成により発振波長は300nm〜3
60nmまで制御が可能である)に用いることは、非常
に効果的であり、信頼性の高い半導体レーザ素子を得る
ことができる。
Also, the semiconductor device substrate of the present invention may be replaced with an AlGaN-based short-wavelength semiconductor laser device (an oscillation wavelength of 300 nm to 3 nm depending on the composition of the active layer).
(It is possible to control up to 60 nm), which is very effective and can provide a highly reliable semiconductor laser device.

【0058】本発明による半導体素子用基板は、広範囲
な低欠陥領域を有するので、信頼性が高いため、高速な
情報・画像処理及び通信、計測、医療、印刷の分野での
必要とされる光・電子デバイス作製用の基板として応用
できる。ここでいう、半導体素子あるいは光・電子デバ
イスとしては、電界効果トランジスタ、半導体レーザ素
子、半導体光増幅器、半導体発光素子、光検出器等が挙
げられる。
The substrate for a semiconductor device according to the present invention has a wide range of low-defect areas and is therefore highly reliable. Therefore, the light required in the fields of high-speed information / image processing and communication, measurement, medicine, and printing is required. -Applicable as a substrate for manufacturing electronic devices. Here, the semiconductor element or the opto-electronic device includes a field effect transistor, a semiconductor laser element, a semiconductor optical amplifier, a semiconductor light emitting element, a photodetector, and the like.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態による半導体素子用
基板の製造過程を示す図
FIG. 1 is a view showing a manufacturing process of a semiconductor device substrate according to a first embodiment of the present invention;

【図2】本発明の第2の実施の形態による半導体素子用
基板を示す断面図
FIG. 2 is a sectional view showing a semiconductor device substrate according to a second embodiment of the present invention;

【図3】本発明の第2の実施の形態による半導体素子用
基板からSiC基板を除去した半導体素子用基板を示す断
面図
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device substrate according to a second embodiment of the present invention, in which a SiC substrate is removed from the semiconductor device substrate;

【図4】本発明の第3の実施の形態による半導体レーザ
素子を示す断面図
FIG. 4 is a sectional view showing a semiconductor laser device according to a third embodiment of the present invention;

【図5】本発明の第4の実施の形態による半導体レーザ
素子を示す断面図
FIG. 5 is a sectional view showing a semiconductor laser device according to a fourth embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 SiC基板 12 AlNバッファ層 13 GaN層 14,17 SiO2膜 15,18 レジスト 16 低欠陥GaN層 19 GaN層11 SiC substrate 12 AlN buffer layer 13 GaN layer 14,17 SiO 2 film 15,18 resist 16 Low defect GaN layer 19 GaN layer

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ベース基板上に、低温成長法により形成
されるAlNまたはGaNからなるバッファ層を介して
第一のIII族窒素化合物層を結晶成長させる第一の工程
と、 前記第一のIII族窒素化合物層を凹凸状にパターニング
する第二の工程と、 窒素とアンモニア雰囲気で熱処理して前記凹部内部に第
二のIII族窒素化合物層を形成する第三の工程と、 前記第二のIII族窒素化合物層、該第二のIII族窒素化合
物層の下の前記第一のIII族窒素化合物層および前記バ
ッファ層を残すように、第一のIII族窒素化合物層およ
び前記バッファ層を前記基板まで除去する第四の工程
と、 該残された第二のIII族窒素化合物層、第一のIII族窒素
化合物層およびバッファ層を結晶成長の核にして、表面
が平坦化するまで第三のIII族窒素化合物層を結晶成長
させる第五の工程とを含むことを特徴とする半導体素子
用基板の製造方法。
A first step of crystal-growing a first group III nitrogen compound layer on a base substrate via a buffer layer made of AlN or GaN formed by a low-temperature growth method; A second step of patterning the group III nitrogen compound layer in a concavo-convex shape; a third step of heat-treating in a nitrogen and ammonia atmosphere to form a second group III nitrogen compound layer inside the concave portion; Group III nitrogen compound layer, the first Group III nitrogen compound layer and the buffer layer, leaving the first Group III nitrogen compound layer and the buffer layer below the second Group III nitrogen compound layer, the substrate A fourth step of removing the second group III nitrogen compound layer, the first group III nitrogen compound layer and the buffer layer as nuclei for crystal growth, and a third step until the surface is planarized. Fifth growth of group III nitrogen compound layer Method of manufacturing a substrate for a semiconductor device, which comprises a step.
【請求項2】 前記第五の工程後に、前記第二のIII族
窒素化合物層の上部に対応する前記第三のIII族窒素化
合物層の上に、少なくとも前記第二のIII族窒素化合物
層の幅で、III族窒素化合物が結晶成長し得ない材料か
らなるマスク層を形成し、該マスク層が形成されていな
い第三のIII族窒素化合物層の表面をIII族窒素化合物の
結晶成長の核にして、III族窒素化合物層を、表面が平
坦化するまで結晶成長させる第六の工程を行うことを特
徴とする請求項1記載の半導体素子用基板の製造方法。
2. After the fifth step, at least the second group III nitrogen compound layer is formed on the third group III nitrogen compound layer corresponding to the upper part of the second group III nitrogen compound layer. Forming a mask layer made of a material that cannot grow a group III nitrogen compound with a crystal, and forming a surface of the third group III nitrogen compound layer on which the mask layer is not formed with a nucleus for crystal growth of the group III nitrogen compound. 2. The method according to claim 1, wherein a sixth step of crystal-growing the group III nitrogen compound layer until the surface is flattened is performed.
【請求項3】 前記第六の工程後、直前の工程で形成さ
れたIII族窒素化合物層の上であって、該III族窒素化合
物層の直前に形成したマスク層の間にあるスペース部の
上に、III族窒素化合物が結晶成長し得ない材料からな
るマスク層を形成し、該マスク層が形成されていないII
I族窒素化合物の表面をIII族窒素化合物の結晶成長の核
にして、III族窒素化合物層を、表面が平坦化するまで
結晶成長させる工程を1回以上行うことを特徴とする請
求項2記載の半導体素子用基板の製造方法。
3. After the sixth step, a space portion above the group III nitrogen compound layer formed in the immediately preceding step and between the mask layers formed immediately before the group III nitrogen compound layer is formed. A mask layer made of a material in which the group III nitrogen compound cannot grow crystals is formed thereon, and the mask layer is not formed.
3. The method according to claim 2, wherein the step of growing the group III nitrogen compound layer until the surface is flattened is performed at least once by using the surface of the group I nitrogen compound as a nucleus for crystal growth of the group III nitrogen compound. Method for manufacturing a substrate for a semiconductor element.
【請求項4】 前記各III族窒素化合物層を、導電性不
純物をドーピングしながら形成することを特徴とする請
求項1、2または3記載の半導体素子用基板の製造方
法。
4. The method according to claim 1, wherein each of the group III nitrogen compound layers is formed while doping with a conductive impurity.
【請求項5】 前記工程のうち最後の工程後、前記ベー
ス基板を除去することを特徴とする請求項1、2、3ま
たは4記載の半導体素子用基板の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the base substrate is removed after the last of the steps.
【請求項6】 前記ベース基板が、サファイア、Si
C、ZnO、LiGaO2、LiAlO2、GaAs、
GaP、GeおよびSiからなる群より選ばれるいずれ
か一つであることを特徴とする請求項1、2、3、4ま
たは5記載の半導体素子用基板の製造方法。
6. The base substrate is made of sapphire, Si
C, ZnO, LiGaO2, LiAlO2, GaAs,
6. The method according to claim 1, wherein the substrate is any one selected from the group consisting of GaP, Ge, and Si.
【請求項7】 前記バッファ層および前記各III族窒素
化合物層を、HVPE法またはMOCVD法により形成
することを特徴とする請求項1から6いずれか1項記載
の半導体素子用基板の製造方法。
7. The method according to claim 1, wherein the buffer layer and each of the group III nitrogen compound layers are formed by HVPE or MOCVD.
【請求項8】 前記III族窒素化合物層が、GaN、I
nGaN、AlGaN、InAlGaN、InAlNお
よびInNからなる群より選ばれる一つからなることを
特徴とする請求項1から7いずれか1項記載の半導体素
子用基板の製造方法。
8. The group III nitrogen compound layer is composed of GaN, I
The method for manufacturing a substrate for a semiconductor device according to claim 1, wherein the method comprises one selected from the group consisting of nGaN, AlGaN, InAlGaN, InAlN, and InN.
【請求項9】 前記請求項1から8いずれか1項記載の
半導体素子用基板の製造方法により製造された半導体素
子用基板。
9. A substrate for a semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a substrate for a semiconductor device according to claim 1.
【請求項10】 前記請求項1から8いずれか1項記載
の半導体素子用基板の製造方法により製造された半導体
素子用基板上に半導体層を備えてなることを特徴とする
半導体素子。
10. A semiconductor device comprising a semiconductor layer on a semiconductor device substrate manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device substrate according to claim 1. Description:
【請求項11】 前記請求項1から8いずれか1項記載
の半導体素子用基板の製造方法により製造された半導体
素子用基板上に、半導体層を備えてなり、該半導体層に
形成された電流注入窓となるストライプの幅が1μm以
上であることを特徴とする半導体レーザ装置。
11. A semiconductor element substrate provided on a semiconductor element substrate manufactured by the method for manufacturing a semiconductor element substrate according to any one of claims 1 to 8, wherein a semiconductor layer is provided. A semiconductor laser device, wherein a width of a stripe serving as an injection window is 1 μm or more.
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