JP2002026438A - Nitride-based semiconductor element and its manufacturing method - Google Patents
Nitride-based semiconductor element and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、窒化物系半導体基
板を用いた窒化物系半導体素子およびその製造方法に関
する。なお、ここでは、BN(窒化ホウ素)、GaN
(窒化ガリウム)、AlN(窒化アルミニウム)、In
N(窒化インジウム)もしくはTlN(窒化タリウム)
またはこれらの混晶等のIII −V族窒化物系半導体を窒
化物系半導体と呼ぶ。The present invention relates to a nitride semiconductor device using a nitride semiconductor substrate and a method of manufacturing the same. Here, BN (boron nitride), GaN
(Gallium nitride), AlN (aluminum nitride), In
N (indium nitride) or TlN (thallium nitride)
Alternatively, a group III-V nitride semiconductor such as a mixed crystal thereof is referred to as a nitride semiconductor.
【0002】[0002]
【従来の技術】サファイア基板上に窒化物系半導体層が
形成されてなる窒化物系半導体素子においては、サファ
イア基板と窒化物系半導体層との間の格子定数の差が大
きい。このため、サファイア基板上に成長させた窒化物
系半導体層においては多くの転位が発生しており結晶性
が劣化している。したがって、このような窒化物系半導
体素子においては、素子特性が劣化する。2. Description of the Related Art In a nitride-based semiconductor device having a nitride-based semiconductor layer formed on a sapphire substrate, the difference in lattice constant between the sapphire substrate and the nitride-based semiconductor layer is large. Therefore, many dislocations occur in the nitride-based semiconductor layer grown on the sapphire substrate, and the crystallinity is deteriorated. Therefore, in such a nitride-based semiconductor device, the device characteristics deteriorate.
【0003】そこで、サファイア基板に代わって、Ga
N等の窒化物系半導体からなる基板を用いた窒化物系半
導体素子の研究が進められている。Therefore, instead of a sapphire substrate, Ga
Research on a nitride semiconductor device using a substrate made of a nitride semiconductor such as N has been advanced.
【0004】図6は、GaN基板上に、GaN系半導体
層が形成されてなる半導体レーザ素子の例を示す模式的
な断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view showing an example of a semiconductor laser device in which a GaN-based semiconductor layer is formed on a GaN substrate.
【0005】図6に示す半導体レーザ素子は、n−Ga
N基板50上に、厚さ約3μmのn−GaN層51、厚
さ1000Åのn−In0.05Ga0.95Nからなるn−I
nGaN緩衝層52、厚さ4000Åのn−Al0.05G
a0.95Nからなるn−AlGaNクラッド層53、厚さ
70Åのn−GaNからなるn−GaN光ガイド層5
4、多重量子井戸(MQW)構造を有するMQW活性層
55、厚さ2000Åのp−Al0.2 Ga0.8 Nからな
るp−AlGaN層56、厚さ70Åのp−GaN層5
7、厚さ4000Åのp−Al0.05Ga0.95Nからなる
p−AlGaNクラッド層58および厚さ4000Åの
p−GaNからなるp−GaN光ガイド層59が順に形
成されてなる。n−GaN基板50の結晶成長面と反対
側の面(裏面)にn電極60が形成されている。また、
p−GaN光ガイド層59の所定領域上にp電極61が
形成されている。The semiconductor laser device shown in FIG.
On an N substrate 50, an n-GaN layer 51 having a thickness of about 3 μm and an n-I layer made of n-In 0.05 Ga 0.95 N having a thickness of 1000 °
nGaN buffer layer 52, 4000 nm thick n-Al 0.05 G
a n-AlGaN cladding layer 53 made of a 0.95 N, n-GaN optical guiding layer 5 made of n-GaN having a thickness of 70 °
4. MQW active layer 55 having a multiple quantum well (MQW) structure, p-AlGaN layer 56 made of p-Al 0.2 Ga 0.8 N having a thickness of 2000 °, p-GaN layer 5 having a thickness of 70 °
7. A p-AlGaN cladding layer 58 made of p-Al 0.05 Ga 0.95 N having a thickness of 4000Å and a p-GaN light guide layer 59 made of p-GaN having a thickness of 4000Å are sequentially formed. An n-electrode 60 is formed on a surface (back surface) opposite to the crystal growth surface of n-GaN substrate 50. Also,
A p-electrode 61 is formed on a predetermined region of the p-GaN light guide layer 59.
【0006】上記の半導体レーザ素子の作製時において
は、まず、厚さ300〜500μm程度のn−GaN基
板50上に各層51〜59を成長させる。その後、劈開
により共振器端面の形成および素子分離を行う。ここ
で、この場合においてはGaNが非常に硬度が大きい材
料であるため、このような厚さの大きなn−GaN基板
50を劈開することは非常に困難である。In manufacturing the semiconductor laser device, first, the layers 51 to 59 are grown on an n-GaN substrate 50 having a thickness of about 300 to 500 μm. After that, the end face of the resonator is formed and the elements are separated by cleavage. Here, in this case, since GaN is a material having a very high hardness, it is very difficult to cleave the n-GaN substrate 50 having such a large thickness.
【0007】そこで、従来の半導体レーザ素子の作製時
においては、劈開工程の前に、あらかじめn−GaN基
板50の厚さが100μm程度になるまでn−GaN基
板50を研磨(ラッピング)する。このようにn−Ga
N基板50を研磨して厚さを小さくした後、劈開を行っ
て共振器端面の形成および素子分離を行う。Therefore, in manufacturing a conventional semiconductor laser device, before the cleavage step, the n-GaN substrate 50 is polished (lapping) until the thickness of the n-GaN substrate 50 becomes about 100 μm. Thus, n-Ga
After the N substrate 50 is polished to reduce the thickness, the substrate is cleaved to form a resonator end face and perform element isolation.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】前述のようにn−Ga
N基板50は非常に硬度が大きいため、厚さを120μ
m程度とした場合においても、n−GaN基板50を容
易に劈開することは困難であり、劈開の際に劈開面の不
良が生じ劈開の歩留りが低い。As described above, n-Ga
Since the N substrate 50 has a very high hardness, the thickness is set to 120 μm.
Even when the distance is about m, it is difficult to easily cleave the n-GaN substrate 50, and the cleavage surface is defective during the cleavage, resulting in a low cleavage yield.
【0009】一方、例えばn−GaN基板50の厚さが
50〜80μm程度となるまで研磨を行う場合において
は、n−GaN基板50の厚さが小さくなるため、容易
に劈開することが可能となり、劈開の歩留りが向上す
る。On the other hand, for example, when polishing is performed until the thickness of the n-GaN substrate 50 becomes about 50 to 80 μm, the thickness of the n-GaN substrate 50 becomes small, so that the cleavage can be easily performed. The yield of cleavage is improved.
【0010】しかしながら、50〜80μmの厚さまで
n−GaN基板50を研磨すると、n−GaN基板50
の機械的強度等に問題が生じ、n−GaN基板50およ
びその上に形成された各層51〜59において反りが発
生する。それにより、各層51〜59、特にMQW活性
層55に歪を発生させるおそれがある。また、反りが発
生したn−GaN基板50を劈開することは、平坦な基
板を劈開することに比較して難しく、劈開の作業が困難
となる。加えて、硬度の非常に大きなn−GaN基板5
0をこのような厚さになるまで研磨するには長い時間が
かかるため、半導体レーザ素子の製造効率が低下すると
ともに製造コストが増加する。したがって、このような
方法は半導体レーザ素子の大量生産に適さない。However, when the n-GaN substrate 50 is polished to a thickness of 50 to 80 μm,
Of the n-GaN substrate 50 and the layers 51 to 59 formed on the n-GaN substrate 50 are warped. As a result, there is a possibility that distortion occurs in each of the layers 51 to 59, particularly the MQW active layer 55. In addition, cleaving the warped n-GaN substrate 50 is more difficult than cleaving a flat substrate, which makes the cleavage operation difficult. In addition, the n-GaN substrate 5 having a very high hardness
Since it takes a long time to polish 0 to such a thickness, the manufacturing efficiency of the semiconductor laser device is reduced and the manufacturing cost is increased. Therefore, such a method is not suitable for mass production of semiconductor laser devices.
【0011】本発明の目的は、劈開工程における歩留り
が高くかつ大量生産が可能な窒化物系半導体素子および
その製造方法を提供することである。An object of the present invention is to provide a nitride-based semiconductor device having a high yield in a cleavage step and capable of mass production, and a method of manufacturing the same.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段および発明の効果】本発明
者が種々の実験および検討を行った結果、GaN基板の
裏面(結晶成長層側の面と反対側の面)の表面粗さを基
板の厚さの所定値以下の範囲とすることにより、GaN
基板の厚さが比較的大きな場合においても、容易にGa
N基板を劈開することが可能になることを見出した。そ
して、この結果に基づいて以下の発明を案出した。Means for Solving the Problems and Effects of the Invention As a result of various experiments and studies conducted by the present inventors, the surface roughness of the back surface of the GaN substrate (the surface opposite to the surface on the crystal growth layer side) was determined. By setting the thickness of the GaN layer to a predetermined value or less, the GaN
Even when the thickness of the substrate is relatively large, Ga
It has been found that the N substrate can be cleaved. And based on this result, the following invention was devised.
【0013】本発明に係る窒化物系半導体素子は、窒化
物系半導体基板の一方の面上に窒化物系半導体からなる
能動素子領域が形成され、窒化物系半導体基板の厚さは
120μm以上200μm以下でありかつ窒化物系半導
体基板の他方の面は深さが窒化物系半導体基板の厚さの
0.1%以下である凹部を含む凹凸形状を有するもので
ある。In the nitride semiconductor device according to the present invention, an active element region made of a nitride semiconductor is formed on one surface of a nitride semiconductor substrate, and the thickness of the nitride semiconductor substrate is 120 μm or more and 200 μm or more. The other surface of the nitride-based semiconductor substrate has an uneven shape including a concave portion having a depth of 0.1% or less of the thickness of the nitride-based semiconductor substrate.
【0014】なお、この場合の窒化物系半導体素子の能
動素子領域とは、例えば発光ダイオード素子や半導体レ
ーザ素子の発光層や活性層、導波路素子のコア層、PI
NフォトダイオードのI(真性:intrinsic )層、フォ
トダイオードやHBT(ヘテロ接合バイポーラトランジ
スタ)のpn接合部分、FET(電界効果型トランジス
タ)のチャネル部分等に相当する。The active element region of the nitride-based semiconductor device in this case is, for example, a light-emitting layer or active layer of a light-emitting diode device or a semiconductor laser device, a core layer of a waveguide device,
It corresponds to an I (intrinsic) layer of an N photodiode, a pn junction of a photodiode or HBT (heterojunction bipolar transistor), a channel of an FET (field effect transistor), and the like.
【0015】本発明に係る窒化物系半導体素子において
は、窒化物系半導体基板の他方の面(以下、裏面と呼
ぶ)の凹凸形状における凹部の深さが、窒化物系半導体
基板の厚さの0.1%以下である。このような窒化物系
半導体基板においては、裏面の研磨等により裏面付近に
導入された微細なクラック等の結晶欠陥が充分に除去さ
れる。In the nitride semiconductor device according to the present invention, the depth of the concave portion in the uneven shape on the other surface (hereinafter referred to as the back surface) of the nitride semiconductor substrate is smaller than the thickness of the nitride semiconductor substrate. 0.1% or less. In such a nitride-based semiconductor substrate, crystal defects such as fine cracks introduced near the back surface are sufficiently removed by polishing the back surface or the like.
【0016】上記のような窒化物系半導体基板を備えた
窒化物系半導体素子においては、窒化物系半導体基板の
厚さが120μm以上200μm以下と比較的大きくて
も、基板と基板上に形成された能動素子領域とを容易に
かつ劈開面の不良等を生じることなく劈開することが可
能である。したがって、このような窒化物系半導体素子
の作製時においては、劈開工程において歩留まりの向上
が図られる。In a nitride-based semiconductor device provided with the above-described nitride-based semiconductor substrate, even if the thickness of the nitride-based semiconductor substrate is relatively large, ie, 120 μm or more and 200 μm or less, the nitride-based semiconductor substrate is formed on the substrate and the substrate. It is possible to cleave the active element region easily and without causing a cleavage surface defect or the like. Therefore, when such a nitride-based semiconductor device is manufactured, the yield is improved in the cleavage step.
【0017】ところで、上記の窒化物系半導体素子の作
製時においては、劈開工程の前に、あらかじめ劈開が可
能な厚さまで窒化物系半導体基板を研磨しておく。By the way, when the above-mentioned nitride-based semiconductor device is manufactured, before the cleavage step, the nitride-based semiconductor substrate is polished in advance to a thickness that allows cleavage.
【0018】ここで、上記の窒化物系半導体素子におい
ては、窒化物系半導体基板の厚さが比較的大きくても劈
開が可能であるため、前述の研磨に要する時間の短縮化
を図ることが可能となる。それにより、上記の窒化物系
半導体素子においては、高い製造効率および低コストで
の製造が可能となる。このような窒化物系半導体素子
は、大量生産に適している。Here, in the above-mentioned nitride-based semiconductor device, cleavage can be performed even if the thickness of the nitride-based semiconductor substrate is relatively large, so that the time required for the above-mentioned polishing can be reduced. It becomes possible. Thereby, in the above-mentioned nitride-based semiconductor device, it is possible to manufacture at high manufacturing efficiency and at low cost. Such a nitride semiconductor device is suitable for mass production.
【0019】さらに、上記の窒化物系半導体素子におい
ては、窒化物系半導体基板の厚さが120μm以上20
0μm以下と比較的大きいため、窒化物系半導体基板の
機械的強度が十分であり、窒化物系半導体基板における
反りの発生を防止することができる。したがって、この
ような窒化物系半導体素子においては、能動素子領域に
おいて、歪みの発生を防止することが可能となる。それ
により、上記の窒化物系半導体素子においては、良好な
素子特性が実現される。Further, in the above nitride semiconductor device, the thickness of the nitride semiconductor substrate is not less than 120 μm and not more than 20 μm.
Since it is relatively large, that is, 0 μm or less, the mechanical strength of the nitride-based semiconductor substrate is sufficient, and the occurrence of warpage in the nitride-based semiconductor substrate can be prevented. Therefore, in such a nitride-based semiconductor device, it is possible to prevent the occurrence of distortion in the active device region. Thereby, in the nitride-based semiconductor device, good device characteristics are realized.
【0020】上記において、窒化物系半導体基板の厚さ
は120μm以上150μm以下であることが好まし
い。このような厚さの基板においては、さらに容易に劈
開を行うことが可能となる。したがって、劈開工程にお
ける歩留まりがさらに向上する。In the above, it is preferable that the thickness of the nitride-based semiconductor substrate is from 120 μm to 150 μm. Cleavage can be more easily performed on a substrate having such a thickness. Therefore, the yield in the cleavage step is further improved.
【0021】窒化物系半導体基板および能動素子領域
は、ガリウム、アルミニウムおよびインジウムの少なく
とも1つを含む窒化物系半導体から構成されてもよい。
この場合、能動素子領域において、窒化物系半導体の組
成をそれぞれ調整することにより、所望の特性を有する
窒化物系半導体素子を得ることが可能となる。The nitride semiconductor substrate and the active element region may be made of a nitride semiconductor containing at least one of gallium, aluminum and indium.
In this case, by adjusting the composition of the nitride semiconductor in the active element region, a nitride semiconductor element having desired characteristics can be obtained.
【0022】窒化物系半導体基板はGaNから構成され
てもよい。また、窒化物系半導体基板はAlGaNから
構成されてもよい。このような材料から構成される窒化
物系半導体基板は、非常に硬度が大きいため、研磨に長
い時間を有する。The nitride-based semiconductor substrate may be composed of GaN. Further, the nitride-based semiconductor substrate may be made of AlGaN. Since the nitride-based semiconductor substrate composed of such a material has extremely high hardness, it has a long polishing time.
【0023】ここで、上記の窒化物系半導体素子におい
ては、前述のように窒化物系半導体基板の厚さが120
μm以上200μm以下と比較的大きいため、硬度の大
きな材料から構成される窒化物系半導体基板を研磨する
量は少なくてよい。したがって、この場合においては、
研磨に要する時間を顕著に短縮することが可能となる。
それにより、この場合においては、製造効率の向上およ
び製造コストの低減化の上でより有効な効果が得られ
る。Here, in the above-mentioned nitride semiconductor device, the thickness of the nitride semiconductor substrate is 120
Since it is relatively large, that is, not less than μm and not more than 200 μm, the amount of polishing the nitride-based semiconductor substrate made of a material having high hardness may be small. Therefore, in this case,
The time required for polishing can be significantly reduced.
Thereby, in this case, more effective effects can be obtained in improving the manufacturing efficiency and reducing the manufacturing cost.
【0024】窒化物系半導体基板および能動素子領域
は、窒化物系半導体基板の基板面と垂直な劈開面を有し
てもよい。The nitride-based semiconductor substrate and the active element region may have a cleavage plane perpendicular to the substrate surface of the nitride-based semiconductor substrate.
【0025】本発明に係る窒化物系半導体素子の製造方
法は、窒化物系半導体基板の一方の面上に窒化物系半導
体からなる能動素子領域を形成する工程と、窒化物系半
導体基板の厚さが120μm以上200μm以下となり
かつ窒化物系半導体基板の他方の面の有する凹凸形状の
凹部の深さが窒化物系半導体基板の厚さの0.1%以下
となるまで窒化物系半導体基板の他方の面を研磨する工
程とを備えたものである。According to a method of manufacturing a nitride-based semiconductor device according to the present invention, a step of forming an active device region made of a nitride-based semiconductor on one surface of a nitride-based semiconductor substrate; Of the nitride-based semiconductor substrate until the thickness of the nitride-based semiconductor substrate becomes 120 μm or more and 200 μm or less and the depth of the concave-convex concave portion of the other surface of the nitride-based semiconductor substrate becomes 0.1% or less of the thickness of the nitride-based semiconductor substrate. Polishing the other surface.
【0026】本発明に係る窒化物系半導体素子の製造方
法においては、窒化物系半導体基板の他方の面(以下、
裏面と呼ぶ)の凹凸形状における凹部の深さが窒化物系
半導体基板の厚さの0.1%以下となるように研磨を行
う。このような窒化物系半導体基板においては、裏面の
研磨等により裏面付近に導入された微細なクラック等の
結晶欠陥が充分に除去される。In the method of manufacturing a nitride-based semiconductor device according to the present invention, the other surface of the nitride-based semiconductor substrate
Polishing is performed so that the depth of the concave portion in the concave and convex shape (referred to as the back surface) is 0.1% or less of the thickness of the nitride-based semiconductor substrate. In such a nitride-based semiconductor substrate, crystal defects such as fine cracks introduced near the back surface are sufficiently removed by polishing the back surface or the like.
【0027】上記の方法においては、このような窒化物
系半導体基板を形成することにより、窒化物系半導体基
板の厚さが120μm以上200μm以下と比較的大き
くても、劈開工程において、基板と基板上に形成された
能動素子領域を容易にかつ劈開面の不良等を生じること
なく劈開することが可能となる。したがって、劈開工程
において歩留まりの向上を図ることが可能となる。In the above method, even if the thickness of the nitride-based semiconductor substrate is relatively large from 120 μm to 200 μm by forming such a nitride-based semiconductor substrate, in the cleavage step, the substrate and the substrate are separated. It is possible to cleave the active element region formed thereon easily and without causing a defect in the cleavage plane or the like. Therefore, it is possible to improve the yield in the cleavage step.
【0028】また、上記の方法においては、劈開工程の
前に、あらかじめ劈開が可能な厚さまで窒化物系半導体
基板の研磨を行う。ここで、この場合においては、前述
のように窒化物系半導体基板の厚さが比較的大きくても
劈開が可能であるため、上記の研磨に要する時間を短縮
することが可能となる。したがって、上記の方法によれ
ば、窒化物系半導体素子の製造効率の向上を図ることが
可能になるとともに、製造コストの低減化を図ることが
可能になる。In the above method, before the cleavage step, the nitride-based semiconductor substrate is polished in advance to a thickness that allows cleavage. Here, in this case, since the cleavage can be performed even if the thickness of the nitride-based semiconductor substrate is relatively large as described above, the time required for the above-described polishing can be reduced. Therefore, according to the above method, it is possible to improve the manufacturing efficiency of the nitride-based semiconductor device and to reduce the manufacturing cost.
【0029】また、上記の方法においては、窒化物系半
導体基板の厚さを120μm以上200μm以下と比較
的大きくするため、上記の方法により作製された窒化物
系半導体素子においては、窒化物系半導体基板の機械的
強度が十分であり、窒化物系半導体基板における反りの
発生が防止されている。このような窒化物系半導体素子
においては、能動素子領域において歪みの発生が防止さ
れるので、良好な素子特性が実現可能となる。In the above method, since the thickness of the nitride-based semiconductor substrate is relatively large from 120 μm to 200 μm, the nitride-based semiconductor device manufactured by the above-mentioned method has The mechanical strength of the substrate is sufficient, and the occurrence of warpage in the nitride-based semiconductor substrate is prevented. In such a nitride-based semiconductor device, since distortion is prevented from being generated in the active device region, good device characteristics can be realized.
【0030】以上のように、上記の窒化物系半導体素子
の製造方法によれば、良好な素子特性を有する窒化物系
半導体素子を高い歩留まりで製造することが可能とな
る。したがって、このような方法によれば、窒化物系半
導体素子の大量生産が実現可能となる。As described above, according to the above-described method for manufacturing a nitride-based semiconductor device, a nitride-based semiconductor device having good device characteristics can be manufactured at a high yield. Therefore, according to such a method, mass production of nitride-based semiconductor elements can be realized.
【0031】窒化物系半導体基板の研磨工程の後、窒化
物系半導体基板および能動素子領域に窒化物系半導体基
板の基板面と垂直な劈開面を形成する工程をさらに備え
てもよい。After the step of polishing the nitride-based semiconductor substrate, a step of forming a cleavage plane perpendicular to the substrate surface of the nitride-based semiconductor substrate in the nitride-based semiconductor substrate and the active element region may be further provided.
【0032】[0032]
【発明の実施の形態】図1は本発明に係る窒化物系半導
体素子の例を示す模式的な断面図である。なお、この場
合においては、窒化物系半導体素子として窒化物系半導
体レーザ素子について説明する。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a nitride semiconductor device according to the present invention. In this case, a nitride semiconductor laser device will be described as the nitride semiconductor device.
【0033】図1に示すGaN系半導体レーザ素子10
0は、n−GaN基板1上に、n−バッファ層2、n−
クラッド層3、活性層4、p−クラッド層5およびp−
コンタクト層6が順に積層されてなる。これらの層2〜
6は、一般式Inx Aly Ga1-x-y Nで表される化合
物半導体からなる。The GaN-based semiconductor laser device 10 shown in FIG.
0 denotes an n-buffer layer 2 and an n-
Cladding layer 3, active layer 4, p-cladding layer 5, and p-
The contact layers 6 are sequentially laminated. These layers 2
6 comprises a compound semiconductor represented by the general formula In x Al y Ga 1-xy N.
【0034】上記の半導体レーザ素子100において
は、各層2〜6におけるIn、AlおよびGaの組成
(すなわちxおよびyの値)を調整することにより、波
長の選択性の広い青色発光を実現することが可能であ
る。In the above-described semiconductor laser device 100, by adjusting the composition of In, Al, and Ga in each of the layers 2 to 6 (ie, the values of x and y), it is possible to realize blue light emission having a wide wavelength selectivity. Is possible.
【0035】なお、上記の各層2〜6の組成において、
xおよびyは、0≦x≦1であり、0≦y≦1であり、
かつxおよびyはx+y=1の関係を満たしている。In the above composition of each of the layers 2 to 6,
x and y are 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1,
Further, x and y satisfy the relationship of x + y = 1.
【0036】上記の半導体レーザ素子100は以下の方
法により作製される。半導体レーザ素子100の作製時
には、まず、図2(a)に示すように、120〜400
μmの範囲の所定の厚さを有するn−GaN基板1上
に、MOCVD法(有機金属化学的気相成長法)等によ
り、n−バッファ層2、n−クラッド層3、活性層4、
p−クラッド層5およびp−コンタクト層6を連続的に
成長させる。The above-described semiconductor laser device 100 is manufactured by the following method. When manufacturing the semiconductor laser device 100, first, as shown in FIG.
An n-buffer layer 2, an n-cladding layer 3, an active layer 4, and an n-GaN layer 1 are formed on an n-GaN substrate 1 having a predetermined thickness in the range of μm by MOCVD (metal organic chemical vapor deposition) or the like.
The p-cladding layer 5 and the p-contact layer 6 are continuously grown.
【0037】なお、この場合においては、常圧MOCV
D法により各層2〜6を成長させている。すなわち、各
層2〜6の成長時においては、成長圧力を1気圧(約1
00kPa)とし、H2 およびN2 からなるキャリアガ
スとともに原料ガスを導入する。原料ガスとしては、G
a(CH3 )3 、In(CH3 )3 、Al(CH3 ) 3
およびNH3 を用いる。In this case, the normal pressure MOCV
The layers 2 to 6 are grown by the D method. That is, each
During the growth of the layers 2 to 6, the growth pressure is 1 atm (about 1 atm).
00 kPa) and HTwoAnd NTwoCarrier gas consisting of
Source gas together with the source gas. As the source gas, G
a (CHThree)Three, In (CHThree)Three, Al (CHThree) Three
And NHThreeIs used.
【0038】ここで、この場合においては、原料ガス中
におけるGa(CH3 )3 、In(CH3 )3 、Al
(CH3 )3 およびNH3 の各々の比率を調整すること
により、各層2〜6においてそれぞれGa、In、Al
の組成比の調整を行う。Here, in this case, Ga (CH 3 ) 3 , In (CH 3 ) 3 , Al
By adjusting the ratio of each of (CH 3 ) 3 and NH 3 , Ga, In, Al
Is adjusted.
【0039】また、n−バッファ層2およびn−クラッ
ド層3の成長時においては、SiH 4 をドーパントガス
としてさらに導入する。それにより、n型不純物として
Siがドープされてなるn−バッファ層2およびn−ク
ラッド層3が形成される。Further, the n-buffer layer 2 and the n-
During the growth of the doped layer 3, the SiH FourThe dopant gas
Will be introduced further. Thereby, as an n-type impurity
N-buffer layer 2 doped with Si and n-
The lad layer 3 is formed.
【0040】一方、p−クラッド層5およびp−コンタ
クト層6の成長時においては、Cp 2 Mgをドーパント
ガスとしてさらに導入する。それにより、p型不純物と
してMgがドープされてなるp−クラッド層5およびp
−コンタクト層6が形成される。On the other hand, the p-cladding layer 5 and the p-contour
In growing the contact layer 6, Cp TwoMg as dopant
Further introduction as gas. Thereby, p-type impurities and
The p-cladding layer 5 and p
A contact layer 6 is formed;
【0041】なお、この場合においてはn型不純物とし
てSiを用いているが、Si以外にSe等を用いてもよ
い。また、この場合においてはp型不純物としてMgを
用いているが、Mg以外にBe、Zn等を用いてもよ
い。Although Si is used as the n-type impurity in this case, Se or the like may be used instead of Si. In this case, Mg is used as the p-type impurity, but Be, Zn, or the like may be used instead of Mg.
【0042】また、上記においては常圧MOCVD法に
より各層2〜6を成長させているが、減圧MOCVD法
により各層2〜6を成長させてもよい。Although the layers 2 to 6 are grown by the normal pressure MOCVD method in the above description, the layers 2 to 6 may be grown by the reduced pressure MOCVD method.
【0043】Inx Aly Ga1-x-y Nからなる各層2
〜6の組成(x,y)およびキャリア濃度を表1に示
す。Each layer 2 of In x Al y Ga 1-xy N
Table 1 shows compositions (x, y) and carrier concentrations of Nos. 6 to 6.
【0044】[0044]
【表1】 [Table 1]
【0045】上記の半導体レーザ素子100において、
n−バッファ層2は活性層4の結晶性を向上させるため
に形成される層である。なお、このようなn−バッファ
層2は、半導体レーザ素子に必ずしも必要な層ではな
い。したがって、n−バッファ層2を有さない構造も可
能である。In the semiconductor laser device 100 described above,
The n-buffer layer 2 is a layer formed for improving the crystallinity of the active layer 4. Note that such an n-buffer layer 2 is not always necessary for a semiconductor laser device. Therefore, a structure without the n-buffer layer 2 is also possible.
【0046】n−クラッド層3は、発光領域を形成する
pin接合のn側を構成する層である。このようなn−
クラッド層3においては、所望するレーザ光の波長によ
って組成(x,y)が適宜調整される。The n-cladding layer 3 is a layer constituting the n-side of the pin junction forming the light emitting region. Such n-
In the cladding layer 3, the composition (x, y) is appropriately adjusted depending on the desired wavelength of the laser beam.
【0047】活性層4は、実質的に真性な半導体から構
成されており、発光領域の中心となる層である。このよ
うな活性層4においては、所望するレーザ光の波長によ
って組成(x,y)が適宜調整される。The active layer 4 is substantially composed of an intrinsic semiconductor, and is a layer serving as the center of the light emitting region. In such an active layer 4, the composition (x, y) is appropriately adjusted according to the wavelength of a desired laser beam.
【0048】p−クラッド層5は、発光領域を形成する
pin接合のp側を構成する層である。このようなp−
クラッド層5においては、n−クラッド層3および活性
層4との関係を考慮して、所望するレーザ光の波長によ
って組成(x,y)が適宜調整される。The p-cladding layer 5 is a layer constituting the p-side of the pin junction forming the light emitting region. Such p-
In the clad layer 5, the composition (x, y) is appropriately adjusted depending on the desired wavelength of the laser light in consideration of the relationship between the n-clad layer 3 and the active layer 4.
【0049】ここで、この場合においては、n−クラッ
ド層3およびp−クラッド層5のバンドギャップが活性
層4のバンドギャップよりも大きくなるようにn−クラ
ッド層3およびp−クラッド層5の組成(x,y)調整
されている。それにより、活性層4へ注入されるキャリ
アの量を増加させ、半導体レーザ素子100の発光強度
を向上させることが可能となる。このように、本例の半
導体レーザ素子100はダブルヘテロ(DH)構造を有
する半導体レーザ素子である。Here, in this case, n-cladding layer 3 and p-cladding layer 5 are formed such that the band gap of n-cladding layer 3 and p-cladding layer 5 becomes larger than the band gap of active layer 4. The composition (x, y) is adjusted. Thereby, the amount of carriers injected into the active layer 4 can be increased, and the emission intensity of the semiconductor laser device 100 can be improved. As described above, the semiconductor laser device 100 of the present embodiment is a semiconductor laser device having a double hetero (DH) structure.
【0050】p−コンタクト層6は、後述のp電極15
とのオーミック接触面を設けるためのものである。The p-contact layer 6 is provided with a p-electrode 15 described later.
This is for providing an ohmic contact surface with the substrate.
【0051】以上のようにして、n−GaN基板1上に
各層2〜6が形成されてなる半導体ウエハ90を作製す
る。その後、この半導体ウエハ90をCVD炉から取り
出す。As described above, the semiconductor wafer 90 having the layers 2 to 6 formed on the n-GaN substrate 1 is manufactured. Thereafter, the semiconductor wafer 90 is taken out of the CVD furnace.
【0052】続いて、半導体ウエハ90のp−コンタク
ト層6の上面全体に、スパッタリング法またはCVD法
により、SiO2 膜等の酸化膜を形成する。次に、所定
のフォトリソグラフィー技術により、この酸化膜の上面
にフォトレジストのパターンを形成し、さらにこのフォ
トレジストのパターンに基づいて酸化膜を選択的にエッ
チングする。Subsequently, an oxide film such as a SiO 2 film is formed on the entire upper surface of the p-contact layer 6 of the semiconductor wafer 90 by a sputtering method or a CVD method. Next, a photoresist pattern is formed on the upper surface of the oxide film by a predetermined photolithography technique, and the oxide film is selectively etched based on the photoresist pattern.
【0053】以上のようにして、p−コンタクト層6の
所定領域上に、酸化膜およびフォトレジストからなるエ
ッチング用マスク(図示せず)を形成する。As described above, an etching mask (not shown) made of an oxide film and a photoresist is formed on a predetermined region of p-contact layer 6.
【0054】続いて、図2(a)に示すように、上記の
エッチング用マスク(図示せず)を用いてp−コンタク
ト層6およびp−クラッド層5の一部領域をエッチング
し、p−クラッド層5を露出させる。このようにして、
p−コンタクト層6およびp−クラッド層5から構成さ
れる幅10μm程度のリッジ部10を形成する。その
後、エッチング用マスクを除去するとともに、半導体ウ
エハ90を洗浄する。Subsequently, as shown in FIG. 2A, a partial region of the p-contact layer 6 and the p-cladding layer 5 is etched by using the above-mentioned etching mask (not shown). The cladding layer 5 is exposed. In this way,
A ridge portion 10 having a width of about 10 μm constituted by the p-contact layer 6 and the p-cladding layer 5 is formed. Thereafter, the etching mask is removed and the semiconductor wafer 90 is cleaned.
【0055】さらに、リッジ部10のp−コンタクト層
6の上面にp電極15を形成する。なお、この場合にお
いては、スパッタリング法または電子ビーム蒸着法等に
より半導体ウエハ90の表面にNi膜、Pd膜、Pt膜
等の金属膜を堆積するとともに所定のスライトエッチン
グ等を行ってp電極15を形成する。Further, a p-electrode 15 is formed on the upper surface of the p-contact layer 6 of the ridge 10. In this case, a metal film such as a Ni film, a Pd film, or a Pt film is deposited on the surface of the semiconductor wafer 90 by a sputtering method, an electron beam evaporation method, or the like, and the p-electrode 15 is formed by performing a predetermined slide etching or the like. Form.
【0056】続いて、n−GaN基板1の裏面(結晶成
長層側と反対側の面)の研磨を行う。以下、研磨工程の
詳細について説明する。Subsequently, the back surface (the surface opposite to the crystal growth layer side) of the n-GaN substrate 1 is polished. Hereinafter, details of the polishing step will be described.
【0057】図3は、n−GaN基板1の研磨工程を示
す模式図であり、図4は、図3の破線Aの領域の部分拡
大図である。FIG. 3 is a schematic view showing a polishing step of the n-GaN substrate 1, and FIG. 4 is a partially enlarged view of a region indicated by a broken line A in FIG.
【0058】図3および図4に示すように、研磨工程の
際には、平坦な表面を有するガラス等の基板30上にバ
フ31を敷く。そして、このバフ31上に、水あるいは
オイルを流すとともにダイヤモンド、酸化ケイ素、アル
ミナ等の研磨剤(図示せず)を配置する。この場合、研
磨剤の粒子の粗さは0.2〜1μm程度、好ましくは
0.2〜0.5μm程度とする。As shown in FIGS. 3 and 4, in the polishing step, a buff 31 is laid on a substrate 30 made of glass or the like having a flat surface. Then, water or oil is flowed on the buff 31 and an abrasive (not shown) such as diamond, silicon oxide, or alumina is arranged. In this case, the abrasive particles have a roughness of about 0.2 to 1 μm, preferably about 0.2 to 0.5 μm.
【0059】一方、半導体ウエハ90の結晶成長層側の
表面にワックス21を塗布して表面を保護するととも
に、この結晶成長層側を上にして半導体ウエハ90をホ
ルダ(研磨治具)20に取り付けて固定する。On the other hand, a wax 21 is applied to the surface of the semiconductor wafer 90 on the crystal growth layer side to protect the surface, and the semiconductor wafer 90 is attached to the holder (polishing jig) 20 with the crystal growth layer side up. And fix it.
【0060】なお、このホルダ20は、矢印Rの方向に
回転可能に形成されるとともに、上下方向(矢印Sの方
向)に移動可能に形成されている。The holder 20 is formed so as to be rotatable in the direction of arrow R and to be movable in the vertical direction (direction of arrow S).
【0061】半導体ウエハ90をホルダ20に取り付け
た後、ホルダ20を矢印Rの方向に回転させるとともに
n−GaN基板1の裏面を研磨剤に押し当てて研磨を行
う。After attaching the semiconductor wafer 90 to the holder 20, the holder 20 is rotated in the direction of the arrow R and the back surface of the n-GaN substrate 1 is pressed against the abrasive to perform polishing.
【0062】このような研磨工程においては、n−Ga
N基板1の厚さが120〜200μm程度となり、かつ
n−GaN基板1の裏面における表面粗さが基板の厚さ
の0.1%以下となるまで研磨を行う。In such a polishing step, n-Ga
Polishing is performed until the thickness of the N substrate 1 becomes about 120 to 200 μm and the surface roughness on the back surface of the n-GaN substrate 1 becomes 0.1% or less of the thickness of the substrate.
【0063】なお、この場合のn−GaN基板1の裏面
における表面粗さとは、n−GaN基板1の裏面の有す
る凹凸形状の凹部の深さに相当する。この場合、n−G
aN基板1の裏面の表面粗さは、例えば原子間力顕微鏡
(AFM)を用いた測定方法(AFM法)により測定す
る。In this case, the surface roughness on the back surface of the n-GaN substrate 1 corresponds to the depth of the concave portion of the uneven shape on the back surface of the n-GaN substrate 1. In this case, nG
The surface roughness of the back surface of the aN substrate 1 is measured by, for example, a measurement method (AFM method) using an atomic force microscope (AFM).
【0064】例えば、図2(a)の工程において厚さ3
00μmのn−GaN基板1上に各層2〜6を成長させ
た場合、図3および4に示す研磨工程において、n−G
aN基板1の厚さが120μmとなりかつn−GaN基
板1の裏面における表面粗さが100nm以下、より好
ましくは30nm以下となるまで研磨を行う。For example, in the process shown in FIG.
When each of the layers 2 to 6 is grown on the n-GaN substrate 1 of 00 μm, in the polishing step shown in FIGS.
Polishing is performed until the thickness of the aN substrate 1 becomes 120 μm and the surface roughness on the back surface of the n-GaN substrate 1 becomes 100 nm or less, more preferably 30 nm or less.
【0065】なお、結晶成長時から120〜200μm
の範囲内の厚さのn−GaN基板1を用いる場合におい
ては、研磨工程においてn−GaN基板1の厚さをこれ
以上小さくしなくてもよい。この場合においては、n−
GaN基板1の裏面の表面粗さが上記の範囲となるよう
に研磨を行えばよい。Note that 120 to 200 μm
In the case where the n-GaN substrate 1 having a thickness within the range described above is used, the thickness of the n-GaN substrate 1 does not need to be further reduced in the polishing step. In this case, n-
Polishing may be performed so that the surface roughness of the back surface of the GaN substrate 1 is in the above range.
【0066】ここで、後述する劈開工程を考慮すると、
研磨後のn−GaN基板1の厚さは120〜150μm
程度であることが好ましい。したがって、あらかじめ1
20〜150μm程度の厚さのn−GaN基板を用いる
か、あるいは、120〜150μm程度の厚さになるま
で研磨を行うことが好ましい。Here, considering the cleavage step described later,
The thickness of the n-GaN substrate 1 after polishing is 120 to 150 μm
It is preferred that it is about. Therefore, 1
It is preferable to use an n-GaN substrate having a thickness of about 20 to 150 μm, or to perform polishing until the thickness becomes about 120 to 150 μm.
【0067】上記のようにしてn−GaN基板1の裏面
が所定の滑らかさに達するまで研磨を行った後、半導体
ウエハ90をホルダ20から取り外すとともに半導体ウ
エハ90の洗浄を行う。その後、スパッタリング法また
は真空蒸着法により、Ti膜、Al膜、Ni膜等の金属
膜をn−GaN基板1の裏面に堆積しn電極16を形成
する。After the back surface of the n-GaN substrate 1 is polished until it reaches a predetermined smoothness as described above, the semiconductor wafer 90 is removed from the holder 20 and the semiconductor wafer 90 is cleaned. After that, a metal film such as a Ti film, an Al film, or a Ni film is deposited on the back surface of the n-GaN substrate 1 by a sputtering method or a vacuum evaporation method to form an n-electrode 16.
【0068】続いて、劈開により半導体ウエハ90を分
割して端面を形成し、共振器を作製する。さらに、劈開
により半導体ウエハ90を個々の素子に分離し、図1に
示す半導体レーザ素子100を作製する。Subsequently, the semiconductor wafer 90 is divided by cleavage to form an end face, and a resonator is manufactured. Further, the semiconductor wafer 90 is separated into individual devices by cleavage, and the semiconductor laser device 100 shown in FIG. 1 is manufactured.
【0069】ここで、この場合においては、前述のよう
にn−GaN基板1の裏面が所定の滑らかさに達するま
で研磨されている。このため、n−GaN基板1の裏面
においては裏面の研磨等により裏面付近に導入された微
細なクラック等の結晶欠陥が充分に除去されている。こ
のようなn−GaN基板1においては、厚さが120〜
200μmと大きくても、劈開面の不良を生じることな
く容易に劈開を行うことが可能となる。それにより、共
振器作製および素子分離の劈開工程における歩留りが向
上する。Here, in this case, as described above, the back surface of the n-GaN substrate 1 is polished until it reaches a predetermined smoothness. Therefore, on the back surface of the n-GaN substrate 1, crystal defects such as minute cracks introduced near the back surface are sufficiently removed by polishing the back surface or the like. In such an n-GaN substrate 1, a thickness of 120 to
Even if it is as large as 200 μm, it is possible to easily cleave without causing a defect in the cleavage plane. As a result, the yield in the cleaving process of manufacturing the resonator and separating the elements is improved.
【0070】特に、n−GaN基板1の厚さが120〜
150μmである場合においては、劈開工程をより容易
に行うことが可能となり、劈開工程における歩留りがさ
らに向上する。In particular, when the thickness of the n-GaN substrate 1 is 120 to
When the thickness is 150 μm, the cleavage step can be performed more easily, and the yield in the cleavage step is further improved.
【0071】上記のようにして各半導体レーザ素子10
0に分離した後、最後に各半導体レーザ素子100を所
定のステムにマウントし、ワイヤーボンディングを行
う。以上のようにして半導体レーザ装置が作製される。As described above, each semiconductor laser element 10
After the separation, the semiconductor laser devices 100 are finally mounted on predetermined stems, and wire bonding is performed. The semiconductor laser device is manufactured as described above.
【0072】以上のように、上記の半導体層レーザ素子
の作製方法においては、n−GaN基板1の裏面の表面
粗さを基板の厚さの0.1%以下とするため、従来では
劈開が困難であった厚さ大きなn−GaN基板1におい
ても、容易にかつ劈開面の不良を生じることなく劈開を
行うことが可能となる。それにより、劈開工程における
歩留りが向上する。As described above, in the above-described method for manufacturing a semiconductor layer laser device, cleavage is conventionally performed in order to reduce the surface roughness of the back surface of the n-GaN substrate 1 to 0.1% or less of the thickness of the substrate. Even in the case of the n-GaN substrate 1 having a large thickness, which has been difficult, the cleavage can be easily performed without causing a defect in the cleavage plane. Thereby, the yield in the cleavage step is improved.
【0073】また、この場合においては、研磨工程後の
n−GaN基板1の厚さが従来のn−GaN基板の厚さ
より大きくてよいため、n−GaN基板1の研磨工程に
要する時間を従来の場合に比べて短縮することが可能と
なる。したがって、半導体レーザ素子100の作製時に
おいては製造効率の向上が図られるとともに製造コスト
の低減化が図られる。In this case, the thickness of the n-GaN substrate 1 after the polishing step may be larger than the thickness of the conventional n-GaN substrate. It is possible to reduce the length as compared with the case of Therefore, at the time of manufacturing the semiconductor laser device 100, the manufacturing efficiency is improved and the manufacturing cost is reduced.
【0074】また、上記の半導体レーザ素子100は、
n−GaN基板1の厚さが120〜200μmと大きい
ため機械的に安定であり、反りの発生が防止されてい
る。反りが発生したn−GaN基板1を劈開することと
比較して、平坦なn−GaN基板1を劈開する作業は容
易である。このため、半導体レーザ素子100において
は組立工程の歩留まりが向上する。The above-described semiconductor laser device 100
Since the thickness of the n-GaN substrate 1 is as large as 120 to 200 μm, it is mechanically stable, and the occurrence of warpage is prevented. The work of cleaving the flat n-GaN substrate 1 is easier than the work of cleaving the warped n-GaN substrate 1. Therefore, in the semiconductor laser device 100, the yield of the assembly process is improved.
【0075】また、上記のように反りが防止されること
から、n−GaN基板1上に形成された各層2〜6、特
に活性層4においては、ストレスおよびストレイン等の
歪みが生じるおそれがない。したがって、このような半
導体レーザ素子100においては、発光効率の向上やリ
ーク電流の低減等、素子特性の向上が図られる。Further, since the warpage is prevented as described above, there is no possibility that distortion such as stress and strain is generated in each of the layers 2 to 6 formed on the n-GaN substrate 1, particularly, the active layer 4. . Therefore, in such a semiconductor laser device 100, the device characteristics are improved, for example, the luminous efficiency is improved and the leak current is reduced.
【0076】以上のことから、上記の半導体レーザ素子
の製造方法によれば、良好な素子特性を有するGaN系
青色発光半導体レーザ素子100を高い歩留りで製造す
ることが可能となる。したがって、このような方法は、
半導体レーザ素子の大量生産に適してよい。As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor laser device described above, it is possible to manufacture the GaN-based blue light emitting semiconductor laser device 100 having good device characteristics at a high yield. Therefore, such a method
It may be suitable for mass production of semiconductor laser devices.
【0077】ここで、上記においては、n−GaN基板
1上に各層2〜6を成長させた後にn−GaN基板1の
裏面を研磨する場合について説明したが、あらかじめn
−GaN基板1の一方の面(裏面)を研磨し、その後、
n−GaN基板1の他方の面に各層を2〜6を成長させ
てもよい。この場合においても上記と同様の効果が得ら
れる。In the above description, the case where the layers 2 to 6 are grown on the n-GaN substrate 1 and then the back surface of the n-GaN substrate 1 is polished has been described.
Polishing one surface (back surface) of the GaN substrate 1,
The layers 2 to 6 may be grown on the other surface of the n-GaN substrate 1. In this case, the same effect as above can be obtained.
【0078】なお、この場合においては、研磨によりあ
らかじめn−GaN基板1の厚さを120〜200μ
m、好ましくは120〜150μmとする。In this case, in this case, the thickness of the n-GaN substrate 1 is previously set to 120 to 200 μm by polishing.
m, preferably 120 to 150 μm.
【0079】上記においては、n−GaN基板1上にn
型半導体層およびp型半導体層が順に形成された半導体
レーザ素子100について説明したが、p−GaN基板
上にp型半導体層およびn型半導体層が順に形成されて
なる半導体レーザ素子であってもよい。この場合におい
ては、p−GaN基板の裏面(結晶成長側と反対側の
面)を上記の方法と同様の方法により研磨することによ
り、上記と同様の効果が得られる。In the above, n-GaN substrate 1 has n
Although the semiconductor laser device 100 in which the p-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer are sequentially formed has been described, a semiconductor laser device in which a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer are sequentially formed on a p-GaN substrate may be used. Good. In this case, the same effect as described above can be obtained by polishing the back surface of the p-GaN substrate (the surface opposite to the crystal growth side) by the same method as described above.
【0080】上記においては本発明を半導体レーザ素子
に適用する場合について説明したが、半導体レーザ素子
以外の半導体発光素子、例えば発光ダイオードに本発明
を適用してもよい。さらに、本発明は、窒化物系半導体
基板を用いる半導体素子ならば、半導体発光素子以外の
半導体素子においても適用可能である。In the above, the case where the present invention is applied to a semiconductor laser device has been described. However, the present invention may be applied to a semiconductor light emitting device other than the semiconductor laser device, for example, a light emitting diode. Further, the present invention can be applied to semiconductor devices other than the semiconductor light emitting device as long as the semiconductor device uses a nitride-based semiconductor substrate.
【0081】また、上記においては窒化物系半導体基板
としてGaN基板を用いる場合について説明したが、本
発明においては、GaN以外の窒化物系半導体からなる
窒化物系半導体基板を用いることも可能である。例えば
窒化物系半導体基板として、AlGaN基板、AlN基
板等を用いることも可能である。In the above description, the case where a GaN substrate is used as the nitride semiconductor substrate has been described. However, in the present invention, a nitride semiconductor substrate made of a nitride semiconductor other than GaN can be used. . For example, an AlGaN substrate, an AlN substrate, or the like can be used as the nitride-based semiconductor substrate.
【0082】[0082]
【実施例】実施例においては、図2〜4に示す方法によ
り、共振器長が500μmの共振器を有し、かつn−G
aN基板1の裏面の表面粗さが基板の厚さの約0.01
〜約0.4%の範囲内でそれぞれ異なる複数の試料を作
製した。そして、この各々の試料について、共振器作製
時の劈開工程における歩留りを求めた。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the preferred embodiment, the method shown in FIGS.
The surface roughness of the back surface of the aN substrate 1 is about 0.01 of the thickness of the substrate.
A plurality of different samples were prepared within a range of about 0.4%. Then, the yield of each sample in the cleavage step at the time of manufacturing the resonator was determined.
【0083】なお、ここでは、共振器を作製する際に劈
開面の不良等が発生した試料を不良品とし、これらの試
料を除去することにより歩留りを求めた。In this case, the samples in which the cleavage plane was defective in producing the resonator were regarded as defective products, and the yield was determined by removing these samples.
【0084】また、この場合においては、図3および図
4に示す研磨工程後のn−GaN基板1の厚さが120
μmである場合、160μmである場合、および200
μmである場合の各々について、劈開工程における歩留
りを求めた。In this case, the thickness of n-GaN substrate 1 after the polishing step shown in FIGS.
μm, 160 μm, and 200 μm.
For each case of μm, the yield in the cleavage step was determined.
【0085】実施例の結果を図5に示す。図5に示すよ
うに、n−GaN基板1の厚さが120μm、160μ
mおよび200μmのいずれの場合においても、n−G
aN基板1の裏面における表面粗さが基板の厚さの0.
1%以下の範囲においては劈開の歩留りが高いことが明
らかとなった。また、n−GaN基板1の厚さが160
μmの場合の方が、厚さが200μmの場合に比べて劈
開の歩留りが高く、さらに、厚さが120μmである場
合において劈開の歩留りがさらに高くなることが明らか
となった。FIG. 5 shows the results of the example. As shown in FIG. 5, the thickness of the n-GaN substrate 1 is 120 μm and 160 μm.
m and 200 μm, nG
The surface roughness on the back surface of the aN substrate 1 is set to 0.
It became clear that the cleavage yield was high in the range of 1% or less. The thickness of the n-GaN substrate 1 is 160
It has been clarified that the cleavage yield is higher in the case of μm than in the case of the thickness of 200 μm, and further higher in the case of the thickness of 120 μm.
【0086】なお、比較のため、n−GaN基板1の厚
さが200μmを越える場合、ここでは250μmであ
る場合について上記と同様にして劈開の歩留まりを求め
たところ、この場合においては劈開の歩留まりが全体的
に15%以下と低くなることがわかった。For comparison, when the thickness of the n-GaN substrate 1 exceeds 200 μm, here, when the thickness is 250 μm, the cleavage yield is obtained in the same manner as described above. In this case, the cleavage yield is obtained. Was found to be as low as 15% or less as a whole.
【0087】以上の結果から、n−GaN基板1の裏面
における表面粗さを基板の厚さの0.1%以下とするこ
とにより、素子の劈開の歩留りが向上することがわかっ
た。さらに、この場合においてはn−GaN基板1の厚
さを120〜160μm程度とすることが好ましく、そ
れにより劈開の歩留りが向上することがわかった。From the above results, it was found that the yield of cleavage of the device was improved by setting the surface roughness on the back surface of the n-GaN substrate 1 to 0.1% or less of the thickness of the substrate. Further, in this case, it is preferable that the thickness of the n-GaN substrate 1 be about 120 to 160 μm, and it has been found that the cleavage yield is improved thereby.
【図1】本発明に係る窒化物系半導体レーザ素子の例を
示す模式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a nitride-based semiconductor laser device according to the present invention.
【図2】図1の窒化物系半導体レーザ素子の製造方法を
示す模式的な工程断面図である。FIG. 2 is a schematic process sectional view illustrating a method for manufacturing the nitride-based semiconductor laser device of FIG.
【図3】図1の窒化物系半導体レーザ素子の研磨工程を
示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a polishing step of the nitride-based semiconductor laser device of FIG.
【図4】図3の部分拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged sectional view of FIG. 3;
【図5】実施例の結果を示す図である。FIG. 5 is a view showing a result of an example.
【図6】GaN基板を用いた従来の窒化物系半導体レー
ザ素子の例を示す模式的な断面図である。FIG. 6 is a schematic sectional view showing an example of a conventional nitride-based semiconductor laser device using a GaN substrate.
1 n−GaN基板 2 n−バッファ層 3 n−クラッド層 4 活性層 5 p−クラッド層 6 p−コンタクト層 15 p電極 16 n電極 20 ホルダ 21 ワックス 30 基板 31 バフ 100 半導体レーザ素子 Reference Signs List 1 n-GaN substrate 2 n-buffer layer 3 n-cladding layer 4 active layer 5 p-cladding layer 6 p-contact layer 15 p-electrode 16 n-electrode 20 holder 21 wax 30 substrate 31 buff 100 semiconductor laser element
Claims (8)
物系半導体からなる能動素子領域が形成され、前記窒化
物系半導体基板の厚さは120μm以上200μm以下
でありかつ前記窒化物系半導体基板の他方の面は深さが
前記窒化物系半導体基板の厚さの0.1%以下である凹
部を含む凹凸形状を有することを特徴とする窒化物系半
導体素子。An active element region formed of a nitride-based semiconductor is formed on one surface of a nitride-based semiconductor substrate, and the nitride-based semiconductor substrate has a thickness of not less than 120 μm and not more than 200 μm, and A nitride-based semiconductor device, characterized in that the other surface of the semiconductor substrate has an uneven shape including a concave portion whose depth is 0.1% or less of the thickness of the nitride-based semiconductor substrate.
μm以上150μm以下であることを特徴とする請求項
1記載の窒化物系半導体素子。2. The nitride-based semiconductor substrate has a thickness of 120.
2. The nitride-based semiconductor device according to claim 1, wherein the thickness is not less than 150 μm and not more than μm.
素子領域は、ガリウム、アルミニウムおよびインジウム
の少なくとも1つを含む窒化物系半導体から構成される
ことを特徴とする請求項1または2記載の窒化物系半導
体素子。3. The nitride according to claim 1, wherein said nitride semiconductor substrate and said active element region are made of a nitride semiconductor containing at least one of gallium, aluminum and indium. Material semiconductor device.
成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記
載の窒化物系半導体素子。4. The nitride-based semiconductor device according to claim 1, wherein said nitride-based semiconductor substrate is made of GaN.
ら構成されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
に記載の窒化物系半導体素子。5. The nitride semiconductor device according to claim 1, wherein said nitride semiconductor substrate is made of AlGaN.
素子領域は、前記窒化物系半導体基板の基板面と垂直な
劈開面を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれ
かに記載の窒化物系半導体素子。6. The nitride semiconductor substrate and the active element region have a cleavage plane perpendicular to a substrate surface of the nitride semiconductor substrate. Nitride based semiconductor devices.
物系半導体からなる能動素子領域を順に形成する工程
と、 前記窒化物系半導体基板の厚さが120μm以上200
μm以下となりかつ前記窒化物系半導体基板の他方の面
の有する凹凸形状の凹部の深さが前記窒化物系半導体基
板の厚さの0.1%以下となるまで前記窒化物系半導体
基板の他方の面を研磨する工程とを備えたことを特徴と
する窒化物系半導体素子の製造方法。7. A step of sequentially forming an active element region made of a nitride-based semiconductor on one surface of a nitride-based semiconductor substrate, wherein the thickness of the nitride-based semiconductor substrate is not less than 120 μm and not more than 200 μm.
μm or less, and the other side of the nitride-based semiconductor substrate until the depth of the concave portion of the uneven shape of the other surface of the nitride-based semiconductor substrate becomes 0.1% or less of the thickness of the nitride-based semiconductor substrate. Polishing the surface of the nitride semiconductor device.
後、前記窒化物系半導体基板および前記能動素子領域に
前記窒化物系半導体基板の基板面と垂直な劈開面を形成
する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項7記載
の窒化物系半導体素子の製造方法。8. After the polishing step of the nitride-based semiconductor substrate, the method further comprises the step of forming a cleavage plane perpendicular to the substrate surface of the nitride-based semiconductor substrate in the nitride-based semiconductor substrate and the active element region. The method for manufacturing a nitride-based semiconductor device according to claim 7, wherein
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6791120B2 (en) | 2002-03-26 | 2004-09-14 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nitride-based semiconductor device and method of fabricating the same |
JP2004335559A (en) * | 2003-04-30 | 2004-11-25 | Nichia Chem Ind Ltd | Semiconductor element using group iii nitride substrate |
JP2007142198A (en) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Rohm Co Ltd | Semiconductor laser and method of manufacturing semiconductor laser |
JP2013522871A (en) * | 2010-03-09 | 2013-06-13 | シン,ワンウン | Transparent LED wafer module and manufacturing method thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02114526A (en) * | 1988-10-24 | 1990-04-26 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Silicon wafer and polishing method thereof and semiconductor electronic device using this silicon wafer |
JPH02119225A (en) * | 1988-10-28 | 1990-05-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Mirror finishing apparatus |
JPH08330628A (en) * | 1995-03-30 | 1996-12-13 | Toshiba Corp | Light-emitting semiconductor element and its manufacture |
JPH114048A (en) * | 1997-04-17 | 1999-01-06 | Nichia Chem Ind Ltd | Nitride semiconductor device and manufacture thereof |
JP2000031591A (en) * | 1998-07-08 | 2000-01-28 | Toshiba Corp | Semiconductor light emitting element |
-
2000
- 2000-07-05 JP JP2000203306A patent/JP2002026438A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02114526A (en) * | 1988-10-24 | 1990-04-26 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | Silicon wafer and polishing method thereof and semiconductor electronic device using this silicon wafer |
JPH02119225A (en) * | 1988-10-28 | 1990-05-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Mirror finishing apparatus |
JPH08330628A (en) * | 1995-03-30 | 1996-12-13 | Toshiba Corp | Light-emitting semiconductor element and its manufacture |
JPH114048A (en) * | 1997-04-17 | 1999-01-06 | Nichia Chem Ind Ltd | Nitride semiconductor device and manufacture thereof |
JP2000031591A (en) * | 1998-07-08 | 2000-01-28 | Toshiba Corp | Semiconductor light emitting element |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6791120B2 (en) | 2002-03-26 | 2004-09-14 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nitride-based semiconductor device and method of fabricating the same |
US6890779B2 (en) | 2002-03-26 | 2005-05-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nitride-based semiconductor device and method of fabricating the same |
CN100448039C (en) * | 2002-03-26 | 2008-12-31 | 三洋电机株式会社 | Nitride-based semiconductor device |
US7629623B2 (en) | 2002-03-26 | 2009-12-08 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nitride-based semiconductor device and method of fabricating the same |
US7655484B2 (en) | 2002-03-26 | 2010-02-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nitride-based semiconductor device and method of fabricating the same |
JP2004335559A (en) * | 2003-04-30 | 2004-11-25 | Nichia Chem Ind Ltd | Semiconductor element using group iii nitride substrate |
JP2007142198A (en) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Rohm Co Ltd | Semiconductor laser and method of manufacturing semiconductor laser |
JP2013522871A (en) * | 2010-03-09 | 2013-06-13 | シン,ワンウン | Transparent LED wafer module and manufacturing method thereof |
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