JP2003051611A - 半導体素子の製造方法及び半導体素子 - Google Patents
半導体素子の製造方法及び半導体素子Info
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- JP2003051611A JP2003051611A JP2001237187A JP2001237187A JP2003051611A JP 2003051611 A JP2003051611 A JP 2003051611A JP 2001237187 A JP2001237187 A JP 2001237187A JP 2001237187 A JP2001237187 A JP 2001237187A JP 2003051611 A JP2003051611 A JP 2003051611A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成長基板上の窒化物系化合物半導体層を素子
に分離する際に、下地成長層を成長基板とともに分離す
ることができ、裏面に電極を効率良く形成することがで
きる半導体素子の製造方法及び半導体素子を提供するこ
とを目的とする 【解決手段】 基板上に形成される下地成長層より小さ
いバンドギャップエネルギーの半導体を用いて下側導電
層を形成し、素子毎の領域に分離する素子分離溝を形成
することにより、下地成長層と下側導電層のバンドギャ
ップエネルギーの間にエネルギー値を有するレーザ光を
照射して、下地成長層と下側導電層との下側導電層側界
面においてアブレーションが生じさせ、半導体成長層を
基板及び下地成長層から簡便に分離できると同時に複数
の素子に分離でき、半導体素子の下側導電層に裏面から
効率良く電極を形成することができる。
に分離する際に、下地成長層を成長基板とともに分離す
ることができ、裏面に電極を効率良く形成することがで
きる半導体素子の製造方法及び半導体素子を提供するこ
とを目的とする 【解決手段】 基板上に形成される下地成長層より小さ
いバンドギャップエネルギーの半導体を用いて下側導電
層を形成し、素子毎の領域に分離する素子分離溝を形成
することにより、下地成長層と下側導電層のバンドギャ
ップエネルギーの間にエネルギー値を有するレーザ光を
照射して、下地成長層と下側導電層との下側導電層側界
面においてアブレーションが生じさせ、半導体成長層を
基板及び下地成長層から簡便に分離できると同時に複数
の素子に分離でき、半導体素子の下側導電層に裏面から
効率良く電極を形成することができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子の製造方
法及び半導体素子に関し、特に、窒化物系化合物半導体
を用いて構成される半導体素子の製造方法及び半導体素
子において、下地成長層を成長基板とともに分離するこ
とができ、下側導電層に裏面から電極を効率良く形成す
ることができる半導体素子の製造方法及び半導体素子に
関する。
法及び半導体素子に関し、特に、窒化物系化合物半導体
を用いて構成される半導体素子の製造方法及び半導体素
子において、下地成長層を成長基板とともに分離するこ
とができ、下側導電層に裏面から電極を効率良く形成す
ることができる半導体素子の製造方法及び半導体素子に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、サファイア基板上に積層された半
導体成長層はエッチングを施すことによりサファイア基
板から剥離される。しかし、エッチングを施してサファ
イア基板から半導体成長層を剥離する場合、エッチング
速度の緩慢やエッチングによる半導体成長層の腐食など
の問題がある。
導体成長層はエッチングを施すことによりサファイア基
板から剥離される。しかし、エッチングを施してサファ
イア基板から半導体成長層を剥離する場合、エッチング
速度の緩慢やエッチングによる半導体成長層の腐食など
の問題がある。
【０００３】窒化系化合物半導体成長層において、ウェ
ットエッチングを施してサファイア基板から剥離するこ
とは困難であり、反応性イオンエッチングなどのような
ドライエッチングを施してサファイア基板から剥離され
る。しかし、反応性イオンエッチングには毒性のガスを
用いるため、ドライエッチングによる半導体成長層の腐
食が大きい。
ットエッチングを施してサファイア基板から剥離するこ
とは困難であり、反応性イオンエッチングなどのような
ドライエッチングを施してサファイア基板から剥離され
る。しかし、反応性イオンエッチングには毒性のガスを
用いるため、ドライエッチングによる半導体成長層の腐
食が大きい。
【０００４】このようなエッチングを施して半導体成長
層を成長基板から剥離する問題を考慮して、成長基板の
裏側からレーザ光を照射して半導体成長層と成長基板と
の界面においてアブレーションを生じさせて半導体成長
層を剥離する方法が開発された。
層を成長基板から剥離する問題を考慮して、成長基板の
裏側からレーザ光を照射して半導体成長層と成長基板と
の界面においてアブレーションを生じさせて半導体成長
層を剥離する方法が開発された。
【０００５】窒化物系化合物半導体成長層の場合、サフ
ァイア基板上に形成された半導体成長層は、サファイア
基板の裏側からレーザ光を照射され、半導体成長層のア
ンドープ層やバッファ層においてレーザ光は吸収されア
ブレーションが生じ、サファイア基板からアンドープ層
やバッファ層とともに半導体成長層は剥離される。その
後、アンドープ層やバッファ層にエッチングを施し、素
子の裏面に電極を形成する。
ァイア基板上に形成された半導体成長層は、サファイア
基板の裏側からレーザ光を照射され、半導体成長層のア
ンドープ層やバッファ層においてレーザ光は吸収されア
ブレーションが生じ、サファイア基板からアンドープ層
やバッファ層とともに半導体成長層は剥離される。その
後、アンドープ層やバッファ層にエッチングを施し、素
子の裏面に電極を形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、サファイア基
板から剥離された半導体成長層の裏面のアンドープ層や
バッファ層は多結晶やアモルファス状であるため、抵抗
が高く電極を形成するには不向きであり、半導体素子の
裏面に電極を形成する場合には裏面にエッチングを施し
てアンドープ層やバッファ層を除去するので効率が良く
ない。
板から剥離された半導体成長層の裏面のアンドープ層や
バッファ層は多結晶やアモルファス状であるため、抵抗
が高く電極を形成するには不向きであり、半導体素子の
裏面に電極を形成する場合には裏面にエッチングを施し
てアンドープ層やバッファ層を除去するので効率が良く
ない。
【０００７】さらに、半導体素子の裏面に電極を形成す
る場合、裏面にエッチングを施す工程とともに半導体素
子を形成する製造工程が増え、半導体素子の生産コスト
が上昇する。また、半導体素子の生産コストの上昇とと
もに、半導体素子を実装した画像表示装置などの生産コ
ストも上昇する。
る場合、裏面にエッチングを施す工程とともに半導体素
子を形成する製造工程が増え、半導体素子の生産コスト
が上昇する。また、半導体素子の生産コストの上昇とと
もに、半導体素子を実装した画像表示装置などの生産コ
ストも上昇する。
【０００８】そこで、本発明の半導体素子の製造方法及
び半導体素子は、下地成長層を成長基板とともに分離す
ることができ、下側導電層に裏面から電極を効率良く形
成することができる半導体素子の製造方法及び半導体素
子を提供することを目的とする。
び半導体素子は、下地成長層を成長基板とともに分離す
ることができ、下側導電層に裏面から電極を効率良く形
成することができる半導体素子の製造方法及び半導体素
子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明における半導体素
子の製造方法は、基板上に下地成長層を形成する工程
と、前記下地成長層上にバンドギャップエネルギーが前
記下地成長層より小さい下側導電層を形成する工程と、
前記下側導電層上に半導体成長層を積層して形成する工
程と、前記基板上に形成された前記下側導電層及び前記
半導体成長層を素子毎の領域に分離する工程と、前記基
板に光を照射して前記下地成長層と前記下側導電層との
界面において前記基板から前記下側導電層及び前記半導
体成長層を分離して複数の素子を形成する工程とを有す
ることを特徴とする。
子の製造方法は、基板上に下地成長層を形成する工程
と、前記下地成長層上にバンドギャップエネルギーが前
記下地成長層より小さい下側導電層を形成する工程と、
前記下側導電層上に半導体成長層を積層して形成する工
程と、前記基板上に形成された前記下側導電層及び前記
半導体成長層を素子毎の領域に分離する工程と、前記基
板に光を照射して前記下地成長層と前記下側導電層との
界面において前記基板から前記下側導電層及び前記半導
体成長層を分離して複数の素子を形成する工程とを有す
ることを特徴とする。
【００１０】基板上に形成された半導体層は基板の裏側
から光を照射され基板から分離されるのであるが、バン
ドギャップエネルギーが下地成長層より小さな半導体を
用いて下側導電層を形成し、これらの間のエネルギー値
を有するレーザ光を成長基板の裏側から照射すると、下
地成長層と下側導電層との下側導電層側界面においてア
ブレーションを生じさせることができる。そのため、下
地成長層と下側導電層との界面において半導体層から下
地成長層やバッファ層を成長基板とともに簡便に分離す
ることができる。
から光を照射され基板から分離されるのであるが、バン
ドギャップエネルギーが下地成長層より小さな半導体を
用いて下側導電層を形成し、これらの間のエネルギー値
を有するレーザ光を成長基板の裏側から照射すると、下
地成長層と下側導電層との下側導電層側界面においてア
ブレーションを生じさせることができる。そのため、下
地成長層と下側導電層との界面において半導体層から下
地成長層やバッファ層を成長基板とともに簡便に分離す
ることができる。
【００１１】さらに、半導体層には下地成長層に至る深
さを有する素子毎の領域に分離する素子分離溝を形成し
た後にレーザ光を照射して基板から分離すると、半導体
層を基板から分離すると同時に複数の半導体素子を形成
することができ、分離された下側導電層に裏側から効率
良く電極を形成することができる。
さを有する素子毎の領域に分離する素子分離溝を形成し
た後にレーザ光を照射して基板から分離すると、半導体
層を基板から分離すると同時に複数の半導体素子を形成
することができ、分離された下側導電層に裏側から効率
良く電極を形成することができる。
【００１２】また、基板を下地成長層とともに簡便に分
離することができ、複数の素子に効率良く分離すること
ができるため、半導体素子の生産コストを低減すること
ができる。
離することができ、複数の素子に効率良く分離すること
ができるため、半導体素子の生産コストを低減すること
ができる。
【００１３】本発明における半導体素子は、基板上に下
地成長層が形成され、前記下地成長層上にバンドギャッ
プエネルギーが前記下地成長層より小さい下側導電層が
形成され、前記下側導電層上に前記半導体成長層が積層
されて形成され、前記下側導電層及び前記半導体成長層
が素子毎の領域に分離され、前記基板に光を照射して前
記下地成長層と前記下側導電層との界面において前記基
板から分離されてなることを特徴とする。
地成長層が形成され、前記下地成長層上にバンドギャッ
プエネルギーが前記下地成長層より小さい下側導電層が
形成され、前記下側導電層上に前記半導体成長層が積層
されて形成され、前記下側導電層及び前記半導体成長層
が素子毎の領域に分離され、前記基板に光を照射して前
記下地成長層と前記下側導電層との界面において前記基
板から分離されてなることを特徴とする。
【００１４】基板上に形成された半導体層は基板の裏側
から光を照射され基板から分離されるのであるが、バン
ドギャップエネルギーが下地成長層より小さな半導体を
用いて下側導電層を形成し、これらの間のエネルギー値
を有するレーザ光を成長基板の裏側から照射すると、下
地成長層と下側導電層との下側導電層側界面においてア
ブレーションを生じさせることができる。そのため、下
地成長層と下側導電層との界面において半導体層から下
地成長層やバッファ層を成長基板とともに簡便に分離さ
れる半導体素子を実現することができる。
から光を照射され基板から分離されるのであるが、バン
ドギャップエネルギーが下地成長層より小さな半導体を
用いて下側導電層を形成し、これらの間のエネルギー値
を有するレーザ光を成長基板の裏側から照射すると、下
地成長層と下側導電層との下側導電層側界面においてア
ブレーションを生じさせることができる。そのため、下
地成長層と下側導電層との界面において半導体層から下
地成長層やバッファ層を成長基板とともに簡便に分離さ
れる半導体素子を実現することができる。
【００１５】さらに、半導体層には下地成長層に至る深
さを有する素子毎の領域に分離する素子分離溝を形成し
た後にレーザ光を照射して基板から分離すると、半導体
層を基板から分離すると同時に複数の素子に効率良く分
離される半導体素子を実現することができる。
さを有する素子毎の領域に分離する素子分離溝を形成し
た後にレーザ光を照射して基板から分離すると、半導体
層を基板から分離すると同時に複数の素子に効率良く分
離される半導体素子を実現することができる。
【００１６】また、基板を下地成長層とともに簡便に分
離することができ、複数の素子に効率良く分離すること
ができるため、分離された下側導電層に裏側から効率良
く電極を形成された半導体素子を実現することができ
る。
離することができ、複数の素子に効率良く分離すること
ができるため、分離された下側導電層に裏側から効率良
く電極を形成された半導体素子を実現することができ
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照しながら説明する。
て図を参照しながら説明する。
【００１８】［第一の実施の形態］成長基板上に下地成
長層が形成され、下側導電層、第一導電層、活性層、及
び第二導電層が積層されて半導体成長層が形成され、下
地成長層に至る素子分離溝が半導体成長層に形成された
後に、下地成長層と下側導電層との界面において分離し
て形成されるプレナー型の半導体発光素子について説明
する。
長層が形成され、下側導電層、第一導電層、活性層、及
び第二導電層が積層されて半導体成長層が形成され、下
地成長層に至る素子分離溝が半導体成長層に形成された
後に、下地成長層と下側導電層との界面において分離し
て形成されるプレナー型の半導体発光素子について説明
する。
【００１９】図１（ａ）に示すように、成長基板１１上
に下地成長層１２が形成される。一般には、成長基板１
１としては、次にウルツ鉱型の化合物半導体層を形成し
得るものであれば特に限定されず、種々のものを用いる
ことができ、例えば、成長基板１１として、窒化ガリウ
ム（ＧａＮ）系化合物半導体の材料を成長させる場合に
多く利用されているＣ面を主面としたサファイア基板を
用いることができる。第一の実施の形態における成長基
板１１は、後述する成長基板１１を分離する際にレーザ
光を裏側から照射するため、サファイア基板などの光透
過性を有する基板とする。
に下地成長層１２が形成される。一般には、成長基板１
１としては、次にウルツ鉱型の化合物半導体層を形成し
得るものであれば特に限定されず、種々のものを用いる
ことができ、例えば、成長基板１１として、窒化ガリウ
ム（ＧａＮ）系化合物半導体の材料を成長させる場合に
多く利用されているＣ面を主面としたサファイア基板を
用いることができる。第一の実施の形態における成長基
板１１は、後述する成長基板１１を分離する際にレーザ
光を裏側から照射するため、サファイア基板などの光透
過性を有する基板とする。
【００２０】成長基板１１の主面上に形成される下地成
長層１２も、一般には種々のものを用いることができ
る。下地成長層１２としては、例えば、ＩＩＩ族系化合
物半導体を用いることができ、窒化ガリウム（ＧａＮ）
系化合物半導体、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）系化合物
半導体、窒化インジウム（ＩｎＮ）系化合物半導体、窒
化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）系化合物半導体、
窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）系化合物半導
体などがある。
長層１２も、一般には種々のものを用いることができ
る。下地成長層１２としては、例えば、ＩＩＩ族系化合
物半導体を用いることができ、窒化ガリウム（ＧａＮ）
系化合物半導体、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）系化合物
半導体、窒化インジウム（ＩｎＮ）系化合物半導体、窒
化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）系化合物半導体、
窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）系化合物半導
体などがある。
【００２１】下地成長層１２の成長させる方法として
は、種々の気相成長法を挙げることができる。例えば、
有機金属化合物気相成長法（ＭＯＶＰＤ（ＭＯＶＰＥ）
法）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）などの気相成
長法や、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）を用い
て成長させることができる。特に、ＭＯＶＰＥ法を用い
ると、迅速に結晶性の良いものが得られる。図１（ａ）
では省略しているが、下地成長層１２の底部側には所要
のバッファ層を形成しても良い。
は、種々の気相成長法を挙げることができる。例えば、
有機金属化合物気相成長法（ＭＯＶＰＤ（ＭＯＶＰＥ）
法）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）などの気相成
長法や、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）を用い
て成長させることができる。特に、ＭＯＶＰＥ法を用い
ると、迅速に結晶性の良いものが得られる。図１（ａ）
では省略しているが、下地成長層１２の底部側には所要
のバッファ層を形成しても良い。
【００２２】図１（ｂ）のように下地成長層１２の上に
下側導電層であるｎ側コンタクト層１３が形成され、さ
らに順に第一導電層１４、活性層１５、第二導電層１６
及びｐ側コンタクト層１７が積層され半導体成長層が形
成される。このとき、下地成長層１２上に積層されるｎ
側コンタクト層１３は、下地成長層１２よりバンドギャ
ップエネルギーが小さい半導体を用いて形成される。ｎ
側コンタクト層１３は下地成長層１２と同様に、ウルツ
鉱型の化合物半導体層である。第一の実施の形態におい
て、下地成長層１２に比べてバンドギャップエネルギー
が小さい半導体として、例えば、下地成長層１２にはＡ
ｌＧａＮ、ｎ側コンタクト層１３にはＧａＮを用いるこ
とができる。
下側導電層であるｎ側コンタクト層１３が形成され、さ
らに順に第一導電層１４、活性層１５、第二導電層１６
及びｐ側コンタクト層１７が積層され半導体成長層が形
成される。このとき、下地成長層１２上に積層されるｎ
側コンタクト層１３は、下地成長層１２よりバンドギャ
ップエネルギーが小さい半導体を用いて形成される。ｎ
側コンタクト層１３は下地成長層１２と同様に、ウルツ
鉱型の化合物半導体層である。第一の実施の形態におい
て、下地成長層１２に比べてバンドギャップエネルギー
が小さい半導体として、例えば、下地成長層１２にはＡ
ｌＧａＮ、ｎ側コンタクト層１３にはＧａＮを用いるこ
とができる。
【００２３】一般に、第一導電層１４は下地成長層１２
と同様に、ウルツ鉱型の化合物半導体層であって、例え
ばシリコンドープのＧａＮの如き材料から形成される。
第一導電層１４はｎ型クラッド層として機能し、活性層
１５は、半導体発光素子の光を生成するための層であ
り、第一導電層１４の上に積層され、発光するのに好適
な膜厚を有する。ｐ側コンタクト層１７及び第二導電層
１６は、ウルツ鉱型の化合物半導体層であって、例えば
マグネシウムドープのＧａＮの如き材料から形成され
る。この第二導電層１６はｐ型クラッド層として機能す
る。また、活性層１５は単一のバルク活性層で構成する
ことも可能であるが、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造、二
重量子井戸（ＤＱＷ）構造、多重量子井戸（ＭＱＷ）構
造などの量子井戸構造を形成したものであっても良い。
量子井戸構造には必要に応じて量子井戸の分離のために
障壁層が併用される。
と同様に、ウルツ鉱型の化合物半導体層であって、例え
ばシリコンドープのＧａＮの如き材料から形成される。
第一導電層１４はｎ型クラッド層として機能し、活性層
１５は、半導体発光素子の光を生成するための層であ
り、第一導電層１４の上に積層され、発光するのに好適
な膜厚を有する。ｐ側コンタクト層１７及び第二導電層
１６は、ウルツ鉱型の化合物半導体層であって、例えば
マグネシウムドープのＧａＮの如き材料から形成され
る。この第二導電層１６はｐ型クラッド層として機能す
る。また、活性層１５は単一のバルク活性層で構成する
ことも可能であるが、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造、二
重量子井戸（ＤＱＷ）構造、多重量子井戸（ＭＱＷ）構
造などの量子井戸構造を形成したものであっても良い。
量子井戸構造には必要に応じて量子井戸の分離のために
障壁層が併用される。
【００２４】図１（ｃ）は成長基板１１上に積層された
半導体成長層に素子分離溝１８を形成する工程を示して
いる。素子分離溝１８は反応性イオンエッチング等の処
理を施して形成され、半導体成長層は素子毎の領域に分
離される。素子分離溝１８の深さは、下地成長層１２に
至る深さであるため、後述のように、成長基板１１の裏
側からレーザ光を照射して成長基板１１及び下地成長層
１２を分離すると同時に、半導体成長層を複数の半導体
発光素子に効率良く分離することができる。
半導体成長層に素子分離溝１８を形成する工程を示して
いる。素子分離溝１８は反応性イオンエッチング等の処
理を施して形成され、半導体成長層は素子毎の領域に分
離される。素子分離溝１８の深さは、下地成長層１２に
至る深さであるため、後述のように、成長基板１１の裏
側からレーザ光を照射して成長基板１１及び下地成長層
１２を分離すると同時に、半導体成長層を複数の半導体
発光素子に効率良く分離することができる。
【００２５】図２（ｄ）は成長基板１１上の裏側からレ
ーザ光を照射し成長基板１１を分離する工程を示す図で
ある。図２（ｄ）に示すように、前述のように下地成長
層１２上に積層されるｎ側コンタクト層１３は、下地成
長層１２よりバンドギャップエネルギーが小さい半導体
を用いて形成されるため、成長基板１１の裏側から照射
するレーザ光として、これらのバンドギャップエネルギ
ーの間にエネルギー値を有するレーザ光を用いると、レ
ーザ光は下地成長層１２において吸収されず、ｎ側コン
タクト層１３において吸収される。レーザ光を吸収した
下地成長層１２とｎ側コンタクト層１３とのｎ側コンタ
クト層１３側界面においてアブレーションが生じ、この
界面において下地成長層１２とともに成長基板１１を分
離することができる。このとき照射されるレーザ光に
は、例えば、紫外線であるエキシマレーザや高調波ＹＡ
Ｇレーザのようなレーザ光がある。
ーザ光を照射し成長基板１１を分離する工程を示す図で
ある。図２（ｄ）に示すように、前述のように下地成長
層１２上に積層されるｎ側コンタクト層１３は、下地成
長層１２よりバンドギャップエネルギーが小さい半導体
を用いて形成されるため、成長基板１１の裏側から照射
するレーザ光として、これらのバンドギャップエネルギ
ーの間にエネルギー値を有するレーザ光を用いると、レ
ーザ光は下地成長層１２において吸収されず、ｎ側コン
タクト層１３において吸収される。レーザ光を吸収した
下地成長層１２とｎ側コンタクト層１３とのｎ側コンタ
クト層１３側界面においてアブレーションが生じ、この
界面において下地成長層１２とともに成長基板１１を分
離することができる。このとき照射されるレーザ光に
は、例えば、紫外線であるエキシマレーザや高調波ＹＡ
Ｇレーザのようなレーザ光がある。
【００２６】例えば、下地成長層１２にＡｌＧａＮ（Ａ
ｌ組成が約１５％）、ｎ側コンタクト層１３にＧａＮを
用いて成長基板の裏側から３倍高調波ＹＡＧレーザ（３
５５ｎｍ）を照射した場合、ＡｌＧａＮのバンドギャッ
プエネルギーが３．８ｅＶ、ＧａＮのバンドギャップエ
ネルギーが３．２ｅＶ、３倍高調波ＹＡＧレーザ光のレ
ーザ光のエネルギーが３．５ｅＶであることから、レー
ザ光は下地成長層１２では吸収されず、ｎ側コンタクト
層１３において吸収される。レーザ光を吸収したｎ側コ
ンタクト層１３と下地成長層１２とのｎ側コンタクト層
１３側界面においてＧａＮが金属のＧａと窒素とに分解
され、成長基板１１及び下地成長層１２を簡便に分離す
ることができる。
ｌ組成が約１５％）、ｎ側コンタクト層１３にＧａＮを
用いて成長基板の裏側から３倍高調波ＹＡＧレーザ（３
５５ｎｍ）を照射した場合、ＡｌＧａＮのバンドギャッ
プエネルギーが３．８ｅＶ、ＧａＮのバンドギャップエ
ネルギーが３．２ｅＶ、３倍高調波ＹＡＧレーザ光のレ
ーザ光のエネルギーが３．５ｅＶであることから、レー
ザ光は下地成長層１２では吸収されず、ｎ側コンタクト
層１３において吸収される。レーザ光を吸収したｎ側コ
ンタクト層１３と下地成長層１２とのｎ側コンタクト層
１３側界面においてＧａＮが金属のＧａと窒素とに分解
され、成長基板１１及び下地成長層１２を簡便に分離す
ることができる。
【００２７】このように、ｎ側コンタクト層１３のバン
ドギャップエネルギーが下地成長層１２のバンドギャッ
プエネルギーより小さく、これらの間にエネルギーの値
を持つレーザ光を照射すると、レーザ光は下地成長層１
２において吸収されずにｎ側コンタクト層１３に至り、
ｎ側コンタクト層１３において吸収される。ｎ側コンタ
クト層１３でレーザ光が吸収され、ｎ側コンタクト層１
３側界面においてアブレーションが生じて、成長基板１
１は下地成長層１２とともに簡便に分離することができ
る。
ドギャップエネルギーが下地成長層１２のバンドギャッ
プエネルギーより小さく、これらの間にエネルギーの値
を持つレーザ光を照射すると、レーザ光は下地成長層１
２において吸収されずにｎ側コンタクト層１３に至り、
ｎ側コンタクト層１３において吸収される。ｎ側コンタ
クト層１３でレーザ光が吸収され、ｎ側コンタクト層１
３側界面においてアブレーションが生じて、成長基板１
１は下地成長層１２とともに簡便に分離することができ
る。
【００２８】図２（ｅ）は成長基板１１から分離した第
一導電層、活性層、及び第二導電層にｐ側電極１９およ
びｎ側電極２０を形成する工程を示す図である。ｐ側電
極１９は、ｐ側コンタクト層１７に蒸着法などにより形
成され、例えば、Ｔｉ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造またはＮｉ
（Ｐｄ）/Ｐｔ/Ａｕ電極構造を有する。ｎ側電極２０
は、例えば、ＡｕＧｅ/Ｎｉ/Ａｕ電極構造を有し、ｎ側
コンタクト層１３に蒸着法などにより形成される。
一導電層、活性層、及び第二導電層にｐ側電極１９およ
びｎ側電極２０を形成する工程を示す図である。ｐ側電
極１９は、ｐ側コンタクト層１７に蒸着法などにより形
成され、例えば、Ｔｉ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造またはＮｉ
（Ｐｄ）/Ｐｔ/Ａｕ電極構造を有する。ｎ側電極２０
は、例えば、ＡｕＧｅ/Ｎｉ/Ａｕ電極構造を有し、ｎ側
コンタクト層１３に蒸着法などにより形成される。
【００２９】また、上述のように、下地成長層１２上に
積層されるｎ側コンタクト層１３を下地成長層１２より
バンドギャップエネルギーが小さい半導体を用いて形成
し、これらのバンドギャップエネルギーの間にエネルギ
ー値を有するレーザ光を用いて成長基板１１及び下地成
長層１２を分離した後、へき開して複数の半導体発光素
子に分離すると、半導体レーザの共振端面となるへき開
面を形成することができる。
積層されるｎ側コンタクト層１３を下地成長層１２より
バンドギャップエネルギーが小さい半導体を用いて形成
し、これらのバンドギャップエネルギーの間にエネルギ
ー値を有するレーザ光を用いて成長基板１１及び下地成
長層１２を分離した後、へき開して複数の半導体発光素
子に分離すると、半導体レーザの共振端面となるへき開
面を形成することができる。
【００３０】以上のように、ｎ側コンタクト層１３のバ
ンドギャップエネルギーが下地成長層１２のバンドギャ
ップエネルギーより小さく、これらの間にエネルギーの
値を持つレーザ光を照射すると、レーザ光照射により下
地成長層１２とｎ側コンタクト層１３とのｎ側コンタク
ト層１３側界面においてアブレーションが生じさせるこ
とができ、半導体成長層を成長基板１１及び下地成長層
１２から簡便に分離することができ、電極形成に適した
下側導電層であるｎ側コンタクト層１３を露出させるこ
とができる。
ンドギャップエネルギーが下地成長層１２のバンドギャ
ップエネルギーより小さく、これらの間にエネルギーの
値を持つレーザ光を照射すると、レーザ光照射により下
地成長層１２とｎ側コンタクト層１３とのｎ側コンタク
ト層１３側界面においてアブレーションが生じさせるこ
とができ、半導体成長層を成長基板１１及び下地成長層
１２から簡便に分離することができ、電極形成に適した
下側導電層であるｎ側コンタクト層１３を露出させるこ
とができる。
【００３１】さらに、素子分離溝１８を下地成長層１２
に至る深さに形成した後にレーザ光照射により成長基板
１１及び下地成長層１２から半導体成長層を分離する
と、成長基板１１が下地成長層１２とともに分離される
と同時に、半導体成長層を複数の半導体発光素子毎に効
率良く分離することができ、複数の半導体発光素子に分
離されたｎ側コンタクト層１３の裏面に効率良くｎ側電
極を形成することができる。
に至る深さに形成した後にレーザ光照射により成長基板
１１及び下地成長層１２から半導体成長層を分離する
と、成長基板１１が下地成長層１２とともに分離される
と同時に、半導体成長層を複数の半導体発光素子毎に効
率良く分離することができ、複数の半導体発光素子に分
離されたｎ側コンタクト層１３の裏面に効率良くｎ側電
極を形成することができる。
【００３２】［第二の実施の形態］成長基板上に下地成
長層が形成され、下地成長層上に下側導電層が形成さ
れ、下側導電層上に選択成長によって第一導電層、活性
層、及び第二導電層が積層されて断面略三角形状で六角
錘状の半導体成長層が形成された後に、下地成長層と下
側導電層との界面において分離されて形成される半導体
発光素子について説明する。
長層が形成され、下地成長層上に下側導電層が形成さ
れ、下側導電層上に選択成長によって第一導電層、活性
層、及び第二導電層が積層されて断面略三角形状で六角
錘状の半導体成長層が形成された後に、下地成長層と下
側導電層との界面において分離されて形成される半導体
発光素子について説明する。
【００３３】図３（ａ）に示すように、成長基板３１上
に下地成長層３２及び下側導電層３３が順に積層されて
形成される。成長基板３１としては、次にウルツ鉱型の
化合物半導体層を形成し得るものであれば特に限定され
ず、種々のものを使用できる。例えば、成長基板３１と
して、窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体の材料を
成長させる場合に多く利用されているＣ面を主面とした
サファイア基板を用いることができる。この場合の基板
主面としてのＣ面は、５乃至６度の範囲で傾いた面方位
を含むものである。ここで、第二の実施の形態において
成長基板３１は、後述する成長基板３１を分離する際に
レーザ光を裏側から照射するため、サファイア基板など
の光透過性を有する基板とする。
に下地成長層３２及び下側導電層３３が順に積層されて
形成される。成長基板３１としては、次にウルツ鉱型の
化合物半導体層を形成し得るものであれば特に限定され
ず、種々のものを使用できる。例えば、成長基板３１と
して、窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体の材料を
成長させる場合に多く利用されているＣ面を主面とした
サファイア基板を用いることができる。この場合の基板
主面としてのＣ面は、５乃至６度の範囲で傾いた面方位
を含むものである。ここで、第二の実施の形態において
成長基板３１は、後述する成長基板３１を分離する際に
レーザ光を裏側から照射するため、サファイア基板など
の光透過性を有する基板とする。
【００３４】この成長基板３１の主面上に形成される下
地成長層３２及び下側導電層３３としては、後の工程で
六角錐のピラミッド構造を形成することからウルツ鉱型
の化合物半導体を用いることができる。例えば、ＩＩＩ
族系化合物半導体を用いることができ、更には窒化ガリ
ウム（ＧａＮ）系化合物半導体、窒化アルミニウム（Ａ
ｌＮ）系化合物半導体、窒化インジウム（ＩｎＮ）系化
合物半導体、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）系
化合物半導体、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａ
Ｎ）系化合物半導体などである。
地成長層３２及び下側導電層３３としては、後の工程で
六角錐のピラミッド構造を形成することからウルツ鉱型
の化合物半導体を用いることができる。例えば、ＩＩＩ
族系化合物半導体を用いることができ、更には窒化ガリ
ウム（ＧａＮ）系化合物半導体、窒化アルミニウム（Ａ
ｌＮ）系化合物半導体、窒化インジウム（ＩｎＮ）系化
合物半導体、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）系
化合物半導体、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａ
Ｎ）系化合物半導体などである。
【００３５】下地成長層３２及び下側導電層３３を成長
させる方法としては、種々の気相成長法を挙げることが
できる。例えば、有機金属化合物気相成長法（ＭＯＣＶ
Ｄ（ＭＯＶＰＥ）法）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ
法）などの気相成長法や、ハイドライド気相成長法（Ｈ
ＶＰＥ法）を用いて成長させることができる。特に、Ｍ
ＯＶＰＥ法を用いると、迅速に結晶性の良いものが得ら
れる。また、図３では省略しているが、下地成長層３２
の底部側には所要のバッファ層を形成しても良い。
させる方法としては、種々の気相成長法を挙げることが
できる。例えば、有機金属化合物気相成長法（ＭＯＣＶ
Ｄ（ＭＯＶＰＥ）法）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ
法）などの気相成長法や、ハイドライド気相成長法（Ｈ
ＶＰＥ法）を用いて成長させることができる。特に、Ｍ
ＯＶＰＥ法を用いると、迅速に結晶性の良いものが得ら
れる。また、図３では省略しているが、下地成長層３２
の底部側には所要のバッファ層を形成しても良い。
【００３６】下地成長層３２は、一般にはｎ側電極を形
成するための導電層として機能することから、その全体
にシリコンなどの不純物がドープされる。第二の実施の
形態においては、後述するように、成長基板３１の裏側
からレーザ光を照射してアブレーションにより成長基板
３１を分離する際に、下地成長層３２の一部を成長基板
とともに分離する。そのため、成長基板３１とともに分
離される部分の層には不純物をドープしなくても良い。
成するための導電層として機能することから、その全体
にシリコンなどの不純物がドープされる。第二の実施の
形態においては、後述するように、成長基板３１の裏側
からレーザ光を照射してアブレーションにより成長基板
３１を分離する際に、下地成長層３２の一部を成長基板
とともに分離する。そのため、成長基板３１とともに分
離される部分の層には不純物をドープしなくても良い。
【００３７】下地成長層３２上に積層される下側導電層
３３にはシリコンなどの不純物がドープされてｎ側電極
を形成され、下地成長層３２よりバンドギャップエネル
ギーが小さい半導体を用いて形成される。例えば、下地
成長層３２に比べてバンドギャップエネルギーが小さい
半導体として、下地成長層３２にはＡｌＧａＮ、下側導
電層３３にはＧａＮを用いることができる。
３３にはシリコンなどの不純物がドープされてｎ側電極
を形成され、下地成長層３２よりバンドギャップエネル
ギーが小さい半導体を用いて形成される。例えば、下地
成長層３２に比べてバンドギャップエネルギーが小さい
半導体として、下地成長層３２にはＡｌＧａＮ、下側導
電層３３にはＧａＮを用いることができる。
【００３８】図３（ｂ）のように、下地成長層３２及び
下側導電層３３を順に積層した下地成長層３２上の全面
にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などからなる成長阻
害膜３４を形成する。この成長阻害膜３４はマスク層と
して用いられる膜であり、スパッタ法若しくはその他の
方法によって下地成長層３２の表面に形成される。
下側導電層３３を順に積層した下地成長層３２上の全面
にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などからなる成長阻
害膜３４を形成する。この成長阻害膜３４はマスク層と
して用いられる膜であり、スパッタ法若しくはその他の
方法によって下地成長層３２の表面に形成される。
【００３９】図３（ｃ）に示すように、成長阻害膜３４
を全面に形成した後、マスクとして機能する成長阻害膜
３４の一部が除去されて開口部３４ａが形成される。一
般に、選択成長する上で開口部３４ａの形状は、基板主
面に対して傾斜した傾斜面を有するファセット構造に形
成することができる形状であれば特に限定されるもので
はない。一例としてストライプ状、矩形状、円形状、楕
円状、三角形状、又は六角形状などの多角形形状とされ
る。成長阻害膜３４の下部の下側導電層３３は開口部３
４ａの形状を反映してその表面が露出する。第二の実施
の形態において、第一導電層、活性層、及び第二導電層
を断面略三角形状の六角錘状に選択成長させることがで
きる形状としては、円形状や六角形状などがある。
を全面に形成した後、マスクとして機能する成長阻害膜
３４の一部が除去されて開口部３４ａが形成される。一
般に、選択成長する上で開口部３４ａの形状は、基板主
面に対して傾斜した傾斜面を有するファセット構造に形
成することができる形状であれば特に限定されるもので
はない。一例としてストライプ状、矩形状、円形状、楕
円状、三角形状、又は六角形状などの多角形形状とされ
る。成長阻害膜３４の下部の下側導電層３３は開口部３
４ａの形状を反映してその表面が露出する。第二の実施
の形態において、第一導電層、活性層、及び第二導電層
を断面略三角形状の六角錘状に選択成長させることがで
きる形状としては、円形状や六角形状などがある。
【００４０】このような所定の形状の開口部３４ａが形
成された後、図４（ｄ）に示すように、選択成長により
第一導電層３５、活性層３６、及び第二導電層３７が積
層される。
成された後、図４（ｄ）に示すように、選択成長により
第一導電層３５、活性層３６、及び第二導電層３７が積
層される。
【００４１】第一導電層３５は下地成長層３２と同様
に、ウルツ鉱型の化合物半導体層であって、例えばシリ
コンドープのＧａＮの如き材料から形成される。この第
一導電層３５はｎ型クラッド層として機能する。この第
一導電層３５は、例えば、成長基板３１がサファイア基
板として、その主面がＣ面である場合には、選択成長に
よって断面略三角形状の六角錐形状に形成することがで
きる。
に、ウルツ鉱型の化合物半導体層であって、例えばシリ
コンドープのＧａＮの如き材料から形成される。この第
一導電層３５はｎ型クラッド層として機能する。この第
一導電層３５は、例えば、成長基板３１がサファイア基
板として、その主面がＣ面である場合には、選択成長に
よって断面略三角形状の六角錐形状に形成することがで
きる。
【００４２】活性層３６は、半導体発光素子の光を生成
するための層であり、例えばＩｎＧａＮ層やＩｎＧａＮ
層をＡｌＧａＮ層で挟む構造の層からなる。この活性層
３６は、第一導電層３５の傾斜面からなるファセットに
沿って延在され、発光するのに好適な膜厚を有する。ま
た、活性層３６は単一のバルク活性層で構成することも
可能であるが、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造、二重量子
井戸（ＤＱＷ）構造、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造など
の量子井戸構造を形成したものであっても良い。量子井
戸構造には必要に応じて量子井戸の分離のために障壁層
が併用される。
するための層であり、例えばＩｎＧａＮ層やＩｎＧａＮ
層をＡｌＧａＮ層で挟む構造の層からなる。この活性層
３６は、第一導電層３５の傾斜面からなるファセットに
沿って延在され、発光するのに好適な膜厚を有する。ま
た、活性層３６は単一のバルク活性層で構成することも
可能であるが、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造、二重量子
井戸（ＤＱＷ）構造、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造など
の量子井戸構造を形成したものであっても良い。量子井
戸構造には必要に応じて量子井戸の分離のために障壁層
が併用される。
【００４３】第二導電層３７は、ウルツ鉱型の化合物半
導体層であって、例えばマグネシウムドープのＧａＮの
如き材料から形成される。この第二導電層３７はｐ型ク
ラッド層として機能する。この第二導電層３７も第一導
電層３５の傾斜面からなるファセットに沿って延在され
る。選択成長によって形成される六角錐形状の傾斜面は
例えばＳ面、｛１１−２２｝面及びこれら各面に実質的
に等価な面の中から選ばれる面とされる。
導体層であって、例えばマグネシウムドープのＧａＮの
如き材料から形成される。この第二導電層３７はｐ型ク
ラッド層として機能する。この第二導電層３７も第一導
電層３５の傾斜面からなるファセットに沿って延在され
る。選択成長によって形成される六角錐形状の傾斜面は
例えばＳ面、｛１１−２２｝面及びこれら各面に実質的
に等価な面の中から選ばれる面とされる。
【００４４】図４（ｅ）及び図４（ｆ）は素子分離溝３
９を形成する工程を示している。図４（ｅ）に示すよう
に、最外部に形成された第二導電層３７が素子分離溝３
９形成のためのエッチングにより侵食されるのを防ぐた
め、第二導電層３７及び成長阻害膜３４が形成されてい
る下側導電層３３の全面に保護膜３８で覆う。保護膜３
８は、例えば、プラズマＣＶＤ法等により形成されるシ
リコン酸化膜などである。このような保護膜３８が形成
された後、図４（ｆ）に示すように、反応性イオンエッ
チングなどの処理を施して素子分離溝３９を形成し、素
子毎の領域に分離する。
９を形成する工程を示している。図４（ｅ）に示すよう
に、最外部に形成された第二導電層３７が素子分離溝３
９形成のためのエッチングにより侵食されるのを防ぐた
め、第二導電層３７及び成長阻害膜３４が形成されてい
る下側導電層３３の全面に保護膜３８で覆う。保護膜３
８は、例えば、プラズマＣＶＤ法等により形成されるシ
リコン酸化膜などである。このような保護膜３８が形成
された後、図４（ｆ）に示すように、反応性イオンエッ
チングなどの処理を施して素子分離溝３９を形成し、素
子毎の領域に分離する。
【００４５】素子分離溝３９の深さは、下地成長層３２
に至る深さである。後述するように、成長基板３１の裏
側からレーザ光を照射して成長基板３１を分離する際
に、下地成長層３２と下側導電層３３との下側導電層３
３側界面においてアブレーションが生じ、成長基板３１
を下地成長層３２とともに分離することができる。この
とき、素子分離溝３９を下地成長層３２に至る深さに形
成することにより、成長基板３１及び下地成長層３２を
分離すると同時に素子毎の領域に分離することができ、
効率良く半導体発光素子を形成することができる。
に至る深さである。後述するように、成長基板３１の裏
側からレーザ光を照射して成長基板３１を分離する際
に、下地成長層３２と下側導電層３３との下側導電層３
３側界面においてアブレーションが生じ、成長基板３１
を下地成長層３２とともに分離することができる。この
とき、素子分離溝３９を下地成長層３２に至る深さに形
成することにより、成長基板３１及び下地成長層３２を
分離すると同時に素子毎の領域に分離することができ、
効率良く半導体発光素子を形成することができる。
【００４６】素子分離溝３９が形成された後、酸などに
より保護膜３８を除去する（図５（ｇ））。図５（ｈ）
に示すように、保護膜３８を除去した後に、六角錐形状
の第一導電層、活性層、及び第二導電層の最外部にある
第二導電層３７の表面にｐ側電極４０の形成する。ｐ側
電極４０は、一例として、Ｎｉ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造また
はＰｄ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造を有し、蒸着法などによって
形成される。また、ｎ側電極は裏面に形成されるため、
ここでは形成されていない。
より保護膜３８を除去する（図５（ｇ））。図５（ｈ）
に示すように、保護膜３８を除去した後に、六角錐形状
の第一導電層、活性層、及び第二導電層の最外部にある
第二導電層３７の表面にｐ側電極４０の形成する。ｐ側
電極４０は、一例として、Ｎｉ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造また
はＰｄ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造を有し、蒸着法などによって
形成される。また、ｎ側電極は裏面に形成されるため、
ここでは形成されていない。
【００４７】図５（ｉ）は成長基板３１の裏側からレー
ザ光を照射して成長基板３１を分離する工程を示す図で
ある。前述のように下側導電層３３のバンドギャップエ
ネルギーが下地成長層３２のバンドギャップエネルギー
に比べて小さいため、成長基板１１の裏側から照射する
レーザ光として、これらのバンドギャップエネルギーの
間にエネルギー値を有するレーザ光を用いると、レーザ
光は下地成長層３２において吸収されず、下側導電層３
３において吸収される。そのため、レーザ光を吸収する
下側導電層３３と下地成長層３２との下側導電層３３側
界面において、アブレーションが生じ、下地成長層３２
とともに成長基板３１を分離することができる。また、
成長基板３１を分離するために照射されるレーザ光に
は、紫外線であるエキシマレーザや高調波ＹＡＧレーザ
などのレーザ光がある。
ザ光を照射して成長基板３１を分離する工程を示す図で
ある。前述のように下側導電層３３のバンドギャップエ
ネルギーが下地成長層３２のバンドギャップエネルギー
に比べて小さいため、成長基板１１の裏側から照射する
レーザ光として、これらのバンドギャップエネルギーの
間にエネルギー値を有するレーザ光を用いると、レーザ
光は下地成長層３２において吸収されず、下側導電層３
３において吸収される。そのため、レーザ光を吸収する
下側導電層３３と下地成長層３２との下側導電層３３側
界面において、アブレーションが生じ、下地成長層３２
とともに成長基板３１を分離することができる。また、
成長基板３１を分離するために照射されるレーザ光に
は、紫外線であるエキシマレーザや高調波ＹＡＧレーザ
などのレーザ光がある。
【００４８】例えば、下地成長層３２をＡｌＧａＮ（Ａ
ｌ組成が約１５％）、下側導電層３３をＡｌＮよりもバ
ンドギャップエネルギーの小さなＧａＮとした場合、３
倍高調波ＹＡＧレーザ（３５５ｎｍ）を成長基板３１の
裏側から照射すると、下側導電層３３と下地成長層３２
との下側導電層３３側界面において、ＧａＮが金属のＧ
ａと窒素とに分解して成長基板３１及び下地成長層３２
は簡便に分離することができる。
ｌ組成が約１５％）、下側導電層３３をＡｌＮよりもバ
ンドギャップエネルギーの小さなＧａＮとした場合、３
倍高調波ＹＡＧレーザ（３５５ｎｍ）を成長基板３１の
裏側から照射すると、下側導電層３３と下地成長層３２
との下側導電層３３側界面において、ＧａＮが金属のＧ
ａと窒素とに分解して成長基板３１及び下地成長層３２
は簡便に分離することができる。
【００４９】これは、下地成長層３２であるＡｌＧａＮ
（Ａｌ組成が約１５％）のバンドギャップエネルギーが
３．８ｅＶ、下側導電層３３であるＧａＮのバンドギャ
ップエネルギーが３．２ｅＶ、３倍高調波ＹＡＧレーザ
（３５５ｎｍ）のレーザ光のエネルギーが３．５ｅＶで
あることから、ＹＡＧレーザは下地成長層３２において
吸収されずに透過し、下側導電層３３に至って吸収され
るからである。
（Ａｌ組成が約１５％）のバンドギャップエネルギーが
３．８ｅＶ、下側導電層３３であるＧａＮのバンドギャ
ップエネルギーが３．２ｅＶ、３倍高調波ＹＡＧレーザ
（３５５ｎｍ）のレーザ光のエネルギーが３．５ｅＶで
あることから、ＹＡＧレーザは下地成長層３２において
吸収されずに透過し、下側導電層３３に至って吸収され
るからである。
【００５０】このように、下側導電層３３として、バン
ドギャップエネルギーが下地成長層３２より小さな半導
体を用いて積層し、この二層のバンドギャップエネルギ
ーの間に位置するエネルギーをもつレーザ光を照射する
と、下地成長層３２において吸収されず、下側導電層３
３に至って吸収される。レーザ光を吸収した下側導電層
３３と下地成長層３２との下側導電層３３側界面におい
てアブレーションが生じ、成長基板３１及び下地成長層
３２を簡便に分離することができる。
ドギャップエネルギーが下地成長層３２より小さな半導
体を用いて積層し、この二層のバンドギャップエネルギ
ーの間に位置するエネルギーをもつレーザ光を照射する
と、下地成長層３２において吸収されず、下側導電層３
３に至って吸収される。レーザ光を吸収した下側導電層
３３と下地成長層３２との下側導電層３３側界面におい
てアブレーションが生じ、成長基板３１及び下地成長層
３２を簡便に分離することができる。
【００５１】図６（ｊ）に示すように、成長基板３１及
び下地成長層３２を分離した際、素子分離溝３９の深さ
が下地成長層３２に至る深さであるため、レーザ光を照
射して成長基板３１および下地成長層３２を分離すると
同時に、複数の素子毎に分離される。
び下地成長層３２を分離した際、素子分離溝３９の深さ
が下地成長層３２に至る深さであるため、レーザ光を照
射して成長基板３１および下地成長層３２を分離すると
同時に、複数の素子毎に分離される。
【００５２】図６（ｋ）は素子の裏面にｎ側電極４１を
形成する工程を示す図である。ｎ側電極４１は、一例と
して、Ｔｉ/Ａｌ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造であり、蒸着法な
どによって形成される。
形成する工程を示す図である。ｎ側電極４１は、一例と
して、Ｔｉ/Ａｌ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造であり、蒸着法な
どによって形成される。
【００５３】以上のように、下側導電層３３のバンドギ
ャップエネルギーが下地成長層３２のバンドギャップエ
ネルギーに比べて小さく、成長基板３１の裏側から照射
するレーザ光として、これらのバンドギャップエネルギ
ーの間にエネルギー値を有するレーザ光を用いる場合、
レーザ光は下地成長層３２において吸収されず、下側導
電層３３において吸収される。このようなレーザ光を照
射することにより下地成長層３２と下側導電層３３との
下側導電層３３側界面においてアブレーションが生じ、
成長基板３１及び下地成長層３２を分離することがで
き、電極形成に適した下側導電層３３を露出させること
ができる。
ャップエネルギーが下地成長層３２のバンドギャップエ
ネルギーに比べて小さく、成長基板３１の裏側から照射
するレーザ光として、これらのバンドギャップエネルギ
ーの間にエネルギー値を有するレーザ光を用いる場合、
レーザ光は下地成長層３２において吸収されず、下側導
電層３３において吸収される。このようなレーザ光を照
射することにより下地成長層３２と下側導電層３３との
下側導電層３３側界面においてアブレーションが生じ、
成長基板３１及び下地成長層３２を分離することがで
き、電極形成に適した下側導電層３３を露出させること
ができる。
【００５４】さらに、素子分離溝３９を下地成長層３２
に至る深さに形成した後にレーザ光照射により成長基板
３１及び下地成長層３２から半導体成長層を分離する
と、成長基板３１が下地成長層３２とともに分離される
と同時に、半導体成長層を複数の半導体発光素子毎に効
率良く分離することができ、複数の半導体発光素子に分
離された下側導電層３３の裏面に効率良くｎ側電極を形
成することができる。
に至る深さに形成した後にレーザ光照射により成長基板
３１及び下地成長層３２から半導体成長層を分離する
と、成長基板３１が下地成長層３２とともに分離される
と同時に、半導体成長層を複数の半導体発光素子毎に効
率良く分離することができ、複数の半導体発光素子に分
離された下側導電層３３の裏面に効率良くｎ側電極を形
成することができる。
【００５５】［第三の実施の形態］成長基板上に下地成
長層が形成され、下地成長層上に下側導電層が形成さ
れ、下側導電層上に選択成長によって第一導電層、活性
層、及び第二導電層が積層されて断面略台形状で台形柱
状の半導体成長層が形成された後に、下地成長層と下側
導電層との界面において分離されて形成される半導体発
光素子について説明する。
長層が形成され、下地成長層上に下側導電層が形成さ
れ、下側導電層上に選択成長によって第一導電層、活性
層、及び第二導電層が積層されて断面略台形状で台形柱
状の半導体成長層が形成された後に、下地成長層と下側
導電層との界面において分離されて形成される半導体発
光素子について説明する。
【００５６】図７（ａ）に示すように、第二の実施の形
態と同様に、成長基板５１上に下地成長層５２及び下側
導電層５３順に積層し、下地成長層５２上に成長阻害膜
５４を形成する。下地成長層５２は、成長基板５１とと
もに分離されるため不純物をドープしなくても良い。
態と同様に、成長基板５１上に下地成長層５２及び下側
導電層５３順に積層し、下地成長層５２上に成長阻害膜
５４を形成する。下地成長層５２は、成長基板５１とと
もに分離されるため不純物をドープしなくても良い。
【００５７】成長基板５１は、サファイア基板のような
次にウルツ鉱型の化合物半導体を形成し得るものであれ
が良いが、第三の実施の形態において成長基板５１は、
後述する成長基板５１を分離する際にレーザ光を裏側か
ら照射するため、サファイア基板などの光透過性を有す
る基板とする。
次にウルツ鉱型の化合物半導体を形成し得るものであれ
が良いが、第三の実施の形態において成長基板５１は、
後述する成長基板５１を分離する際にレーザ光を裏側か
ら照射するため、サファイア基板などの光透過性を有す
る基板とする。
【００５８】下地成長層５２上に積層される下側導電層
５３は、窒化ガリウム（ＧａＮ）などのウルツ鉱型の化
合物半導体であり、シリコンなどの不純物がドープさ
れ、ｎ側電極が形成される。また、下側導電層５３は、
下地成長層５２よりもバンドギャップエネルギーが小さ
い半導体を用いて形成される。例えば、第二の実施の形
態と同様に、下地成長層５２に比べてバンドギャップエ
ネルギーが小さい半導体として、下地成長層５２にはＡ
ｌＧａＮ、下側導電層５３にはＧａＮを用いることがで
きる。
５３は、窒化ガリウム（ＧａＮ）などのウルツ鉱型の化
合物半導体であり、シリコンなどの不純物がドープさ
れ、ｎ側電極が形成される。また、下側導電層５３は、
下地成長層５２よりもバンドギャップエネルギーが小さ
い半導体を用いて形成される。例えば、第二の実施の形
態と同様に、下地成長層５２に比べてバンドギャップエ
ネルギーが小さい半導体として、下地成長層５２にはＡ
ｌＧａＮ、下側導電層５３にはＧａＮを用いることがで
きる。
【００５９】下側導電層５３上に形成される成長阻害膜
５４はシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなり、スパ
ッタ法などにより形成される。
５４はシリコン酸化膜やシリコン窒化膜からなり、スパ
ッタ法などにより形成される。
【００６０】図７（ｂ）は成長阻害膜５４にストライプ
状の開口部５４ａを形成する工程を示す。この開口部５
４ａの形状は、一般には基板主面に対して傾斜面を有す
るファセット構造にすることができるストライプ状の開
口部であれば良い。第三の実施の形態では断面略台形状
の台形柱状の半導体発光素子を形成するストライプ状で
あるが、例えば、開口部５４ａの長手方向を［１−１０
０］方向若しくは［１１-２０］方向とすると、断面略
台形状の台形柱状の第一導電層、活性層、及び第二導電
層を形成することができる。
状の開口部５４ａを形成する工程を示す。この開口部５
４ａの形状は、一般には基板主面に対して傾斜面を有す
るファセット構造にすることができるストライプ状の開
口部であれば良い。第三の実施の形態では断面略台形状
の台形柱状の半導体発光素子を形成するストライプ状で
あるが、例えば、開口部５４ａの長手方向を［１−１０
０］方向若しくは［１１-２０］方向とすると、断面略
台形状の台形柱状の第一導電層、活性層、及び第二導電
層を形成することができる。
【００６１】図７（ｃ）に示すように、ストライプ状の
開口部５４ａから選択成長によって断面略台形状で台形
柱状の第一導電層５５が形成される。第一導電層５５
は、ウルツ鉱型の化合物半導体からなり、例えばシリコ
ンドープのＧａNの如き材料から形成され、ｎ型クラッ
ド層として機能する。
開口部５４ａから選択成長によって断面略台形状で台形
柱状の第一導電層５５が形成される。第一導電層５５
は、ウルツ鉱型の化合物半導体からなり、例えばシリコ
ンドープのＧａNの如き材料から形成され、ｎ型クラッ
ド層として機能する。
【００６２】図７（ｃ）のような断面略台形状で台形柱
状の第一導電層５５が形成された後に、第二の実施の形
態と同様に、順に活性層５６、第二導電層５７が積層し
て形成される（図８（ｄ））。活性層５６は、半導体発
光素子の光を生成するための層であり、例えばＩｎＧａ
Ｎ層やＩｎＧａＮ層をＡｌＧａＮ層で挟む構造の層から
なる。また、活性層５６は単一のバルク活性層で構成す
ることも可能であるが、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造、
二重量子井戸（ＤＱＷ）構造、多重量子井戸（ＭＱＷ）
構造などの量子井戸構造を形成したものであっても良
い。量子井戸構造には必要に応じて量子井戸の分離のた
めに障壁層が併用される。第二導電層５７は、ウルツ鉱
型の化合物半導体層であって、例えばマグネシウムドー
プのＧａＮの如き材料から形成され、ｐ型クラッド層と
して機能する。
状の第一導電層５５が形成された後に、第二の実施の形
態と同様に、順に活性層５６、第二導電層５７が積層し
て形成される（図８（ｄ））。活性層５６は、半導体発
光素子の光を生成するための層であり、例えばＩｎＧａ
Ｎ層やＩｎＧａＮ層をＡｌＧａＮ層で挟む構造の層から
なる。また、活性層５６は単一のバルク活性層で構成す
ることも可能であるが、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造、
二重量子井戸（ＤＱＷ）構造、多重量子井戸（ＭＱＷ）
構造などの量子井戸構造を形成したものであっても良
い。量子井戸構造には必要に応じて量子井戸の分離のた
めに障壁層が併用される。第二導電層５７は、ウルツ鉱
型の化合物半導体層であって、例えばマグネシウムドー
プのＧａＮの如き材料から形成され、ｐ型クラッド層と
して機能する。
【００６３】図８（ｅ）及び図８（ｆ）は素子分離溝５
９を形成する工程を示している。図８（ｅ）に示すよう
に、第二の実施の形態と同様に、最外部に形成された第
二導電層５７及び成長阻害膜５４が形成されている下側
導電層５３の全面にプラズマＣＶＤ法等によりシリコン
酸化膜などの保護膜５８を形成し、図８（ｆ）に示すよ
うに、反応性イオンエッチングなどの処理を施して素子
分離溝５９を形成し、素子毎の領域に分離する。
９を形成する工程を示している。図８（ｅ）に示すよう
に、第二の実施の形態と同様に、最外部に形成された第
二導電層５７及び成長阻害膜５４が形成されている下側
導電層５３の全面にプラズマＣＶＤ法等によりシリコン
酸化膜などの保護膜５８を形成し、図８（ｆ）に示すよ
うに、反応性イオンエッチングなどの処理を施して素子
分離溝５９を形成し、素子毎の領域に分離する。
【００６４】素子分離溝５９の深さは、下地成長層５２
に至る深さである。後述するように、成長基板５１の裏
側からレーザ光を照射して成長基板５１を分離する際
に、下地成長層５２と下側導電層５３との下側導電層５
３側界面においてアブレーションが生じ、成長基板５１
を下地成長層５２とともに分離することができる。この
とき、素子分離溝５９を下地成長層５２に至る深さに形
成することにより、成長基板５１及び下地成長層５２を
分離すると同時に下側導電層５３及び半導体成長層を素
子毎に分離することができ、効率良く半導体発光素子を
形成することができる。
に至る深さである。後述するように、成長基板５１の裏
側からレーザ光を照射して成長基板５１を分離する際
に、下地成長層５２と下側導電層５３との下側導電層５
３側界面においてアブレーションが生じ、成長基板５１
を下地成長層５２とともに分離することができる。この
とき、素子分離溝５９を下地成長層５２に至る深さに形
成することにより、成長基板５１及び下地成長層５２を
分離すると同時に下側導電層５３及び半導体成長層を素
子毎に分離することができ、効率良く半導体発光素子を
形成することができる。
【００６５】素子分離溝５９が形成された後、酸などに
より保護膜５８を除去し（図９（ｇ））、図９（ｈ）に
示すように、保護膜５８を除去した後に、六角錐形状の
半導体成長層の最外部にある第二導電層５７の表面にｐ
側電極６０の形成する。ｐ側電極６０は、一例として、
Ｎｉ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造またはＰｄ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造
を有し、蒸着法などによって形成される。また、ｎ側電
極は裏面に形成されるため、ここでは形成されていな
い。
より保護膜５８を除去し（図９（ｇ））、図９（ｈ）に
示すように、保護膜５８を除去した後に、六角錐形状の
半導体成長層の最外部にある第二導電層５７の表面にｐ
側電極６０の形成する。ｐ側電極６０は、一例として、
Ｎｉ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造またはＰｄ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造
を有し、蒸着法などによって形成される。また、ｎ側電
極は裏面に形成されるため、ここでは形成されていな
い。
【００６６】図９（ｉ）は成長基板５１の裏側からレー
ザ光を照射して成長基板５１を分離する工程を示す図で
ある。前述のように下側導電層５３のバンドギャップエ
ネルギーが下地成長層５２のバンドギャップエネルギー
に比べて小さいため、成長基板５１の裏側から照射する
レーザ光として、これらのバンドギャップエネルギーの
間にエネルギー値を有するレーザ光を用いると、レーザ
光は下地成長層５２において吸収されず、下側導電層５
３において吸収される。そのため、このようなレーザ光
を成長基板５１の裏側から照射すると、レーザ光は下地
成長層５２を透過し、下側導電層５３において吸収さ
れ、レーザ光を吸収する下側導電層５３と下地成長層５
２との下側導電層５３側界面においてアブレーションが
生じ、下地成長層５２とともに成長基板５１を分離する
ことができる。また、成長基板５１を分離するために照
射されるレーザ光には、紫外線であるエキシマレーザや
高調波ＹＡＧレーザなどのレーザ光がある。
ザ光を照射して成長基板５１を分離する工程を示す図で
ある。前述のように下側導電層５３のバンドギャップエ
ネルギーが下地成長層５２のバンドギャップエネルギー
に比べて小さいため、成長基板５１の裏側から照射する
レーザ光として、これらのバンドギャップエネルギーの
間にエネルギー値を有するレーザ光を用いると、レーザ
光は下地成長層５２において吸収されず、下側導電層５
３において吸収される。そのため、このようなレーザ光
を成長基板５１の裏側から照射すると、レーザ光は下地
成長層５２を透過し、下側導電層５３において吸収さ
れ、レーザ光を吸収する下側導電層５３と下地成長層５
２との下側導電層５３側界面においてアブレーションが
生じ、下地成長層５２とともに成長基板５１を分離する
ことができる。また、成長基板５１を分離するために照
射されるレーザ光には、紫外線であるエキシマレーザや
高調波ＹＡＧレーザなどのレーザ光がある。
【００６７】例えば、下地成長層５２をＡｌＧａＮ（Ａ
ｌ組成が約１５％）、下側導電層５３をＡｌＮよりもバ
ンドギャップエネルギーの小さなＧａＮとした場合、３
倍高調波ＹＡＧレーザ（３５５ｎｍ）を成長基板５１の
裏側から照射すると、下側導電層５３と下地成長層５２
との下側導電層５３側界面において、ＧａＮが金属のＧ
ａと窒素とに分解して成長基板３１及び下地成長層３２
は簡便に分離することができる。
ｌ組成が約１５％）、下側導電層５３をＡｌＮよりもバ
ンドギャップエネルギーの小さなＧａＮとした場合、３
倍高調波ＹＡＧレーザ（３５５ｎｍ）を成長基板５１の
裏側から照射すると、下側導電層５３と下地成長層５２
との下側導電層５３側界面において、ＧａＮが金属のＧ
ａと窒素とに分解して成長基板３１及び下地成長層３２
は簡便に分離することができる。
【００６８】これは、下地成長層５２であるＡｌＧａＮ
（Ａｌ組成が約１５％）のバンドギャップエネルギーが
３．８ｅＶ、下側導電層５３であるＧａＮのバンドギャ
ップエネルギーが３．２ｅＶ、３倍高調波ＹＡＧレーザ
（３５５ｎｍ）のレーザ光のエネルギーが３．５ｅＶで
あることから、ＹＡＧレーザは下地成長層５２において
吸収されずに透過し、下側導電層５３に至って吸収され
るからである。
（Ａｌ組成が約１５％）のバンドギャップエネルギーが
３．８ｅＶ、下側導電層５３であるＧａＮのバンドギャ
ップエネルギーが３．２ｅＶ、３倍高調波ＹＡＧレーザ
（３５５ｎｍ）のレーザ光のエネルギーが３．５ｅＶで
あることから、ＹＡＧレーザは下地成長層５２において
吸収されずに透過し、下側導電層５３に至って吸収され
るからである。
【００６９】このように、下地成長層５２として、バン
ドギャップエネルギーが下側導電層５３より大きな半導
体を用いて積層し、この二層のバンドギャップエネルギ
ーの間に位置するエネルギーをもつレーザ光を照射する
と、下地成長層５２において吸収されずに透過し、下側
導電層５３に至って吸収される。レーザ光を吸収した下
側導電層５３と下地成長層５２との下側導電層５３側界
面においてアブレーションが生じ、成長基板３１及び下
地成長層３２を簡便に分離することができる。
ドギャップエネルギーが下側導電層５３より大きな半導
体を用いて積層し、この二層のバンドギャップエネルギ
ーの間に位置するエネルギーをもつレーザ光を照射する
と、下地成長層５２において吸収されずに透過し、下側
導電層５３に至って吸収される。レーザ光を吸収した下
側導電層５３と下地成長層５２との下側導電層５３側界
面においてアブレーションが生じ、成長基板３１及び下
地成長層３２を簡便に分離することができる。
【００７０】図１０（ｊ）に示すように、成長基板３１
及び下地成長層３２を分離した際、素子分離溝５９の深
さが下地成長層５２に至る深さであるため、下側導電層
５３、第一導電層、活性層、及び第二導電層は素子毎に
分離される。図１０（ｋ）に示すように、素子の裏面に
ｎ側電極６１を形成する。ｎ側電極６１は、一例とし
て、Ｔｉ/Ａｌ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造であり、蒸着法など
によって形成される。
及び下地成長層３２を分離した際、素子分離溝５９の深
さが下地成長層５２に至る深さであるため、下側導電層
５３、第一導電層、活性層、及び第二導電層は素子毎に
分離される。図１０（ｋ）に示すように、素子の裏面に
ｎ側電極６１を形成する。ｎ側電極６１は、一例とし
て、Ｔｉ/Ａｌ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造であり、蒸着法など
によって形成される。
【００７１】このように分離された断面略台形状の台形
柱状の半導体発光素子は、台形柱の稜線と垂直な方向に
ダイシングやエッチングを施されて複数の素子に分離さ
れる。このとき、例えば、へき開などにより半導体レー
ザの共振端面となるへき界面を形成することができる。
柱状の半導体発光素子は、台形柱の稜線と垂直な方向に
ダイシングやエッチングを施されて複数の素子に分離さ
れる。このとき、例えば、へき開などにより半導体レー
ザの共振端面となるへき界面を形成することができる。
【００７２】以上のように、下側導電層５３のバンドギ
ャップエネルギーが下地成長層５２のバンドギャップエ
ネルギーに比べて小さく、成長基板５１の裏側から照射
するレーザ光として、これらのバンドギャップエネルギ
ーの間にエネルギー値を有するレーザ光を用いる場合、
レーザ光は下地成長層５２において吸収されず、下側導
電層５３において吸収される。このようなレーザ光を照
射することにより下地成長層５２と下側導電層５３との
下側導電層５３側界面においてアブレーションが生じ、
成長基板３１及び下地成長層３２を分離することがで
き、電極形成に適した下側導電層５３を露出させること
ができる。
ャップエネルギーが下地成長層５２のバンドギャップエ
ネルギーに比べて小さく、成長基板５１の裏側から照射
するレーザ光として、これらのバンドギャップエネルギ
ーの間にエネルギー値を有するレーザ光を用いる場合、
レーザ光は下地成長層５２において吸収されず、下側導
電層５３において吸収される。このようなレーザ光を照
射することにより下地成長層５２と下側導電層５３との
下側導電層５３側界面においてアブレーションが生じ、
成長基板３１及び下地成長層３２を分離することがで
き、電極形成に適した下側導電層５３を露出させること
ができる。
【００７３】さらに、素子分離溝５９を下地成長層５２
に至る深さに形成した後にレーザ光照射により成長基板
５１及び下地成長層５２から半導体成長層を分離する
と、成長基板５１が下地成長層５２とともに分離される
と同時に、半導体成長層を複数の半導体発光素子毎に効
率良く分離することができ、複数の半導体発光素子に分
離された下側導電層５３の裏面に効率良くｎ側電極を形
成することができる。
に至る深さに形成した後にレーザ光照射により成長基板
５１及び下地成長層５２から半導体成長層を分離する
と、成長基板５１が下地成長層５２とともに分離される
と同時に、半導体成長層を複数の半導体発光素子毎に効
率良く分離することができ、複数の半導体発光素子に分
離された下側導電層５３の裏面に効率良くｎ側電極を形
成することができる。
【００７４】
【発明の効果】本発明によれば、成長基板の裏側からレ
ーザ光を照射してアブレーションを生じさせて成長基板
を分離する際に、多結晶やアモルファス状のバッファ層
やアンドープ層を成長基板とともに同時に簡便に分離す
ることができる。そのため、成長基板を分離する際に、
単結晶からなる結晶性の良いｎ側コンタクト層などの下
側導電層を露出させることができ、電極形成に好適な下
側導電層に裏面から効率良くｎ側電極を形成することが
できる。また、下側導電層に効率良く電極を形成するこ
とができるため、半導体素子の生産コストを低減するこ
とができ、半導体素子を実装した画像表示装置の製造コ
ストも低減することができる。
ーザ光を照射してアブレーションを生じさせて成長基板
を分離する際に、多結晶やアモルファス状のバッファ層
やアンドープ層を成長基板とともに同時に簡便に分離す
ることができる。そのため、成長基板を分離する際に、
単結晶からなる結晶性の良いｎ側コンタクト層などの下
側導電層を露出させることができ、電極形成に好適な下
側導電層に裏面から効率良くｎ側電極を形成することが
できる。また、下側導電層に効率良く電極を形成するこ
とができるため、半導体素子の生産コストを低減するこ
とができ、半導体素子を実装した画像表示装置の製造コ
ストも低減することができる。
【００７５】下側成長層及び半導体層に素子毎の領域に
分離する素子分離溝を下地成長層に至るように形成し、
成長基板の裏側からレーザ光を照射して成長基板を分離
すると、レーザ光照射により成長基板及び下地成長層か
ら半導体層を分離すると同時に半導体層を複数の半導体
素子に効率良く分離することができる。
分離する素子分離溝を下地成長層に至るように形成し、
成長基板の裏側からレーザ光を照射して成長基板を分離
すると、レーザ光照射により成長基板及び下地成長層か
ら半導体層を分離すると同時に半導体層を複数の半導体
素子に効率良く分離することができる。
【００７６】従来のように成長基板のみを分離させたり
下地成長層の中途部から分離させたりする半導体素子と
は異なり、本発明の半導体素子では成長基板及び下地成
長層が分離されるため、従来の半導体素子に比べて小型
化がされた半導体素子を実現することができる。小型化
された半導体素子は、素子を実装するときに、例えば合
成樹脂などで周囲を固めて容易に扱えるサイズにしたと
しても、電極が裏面に形成されているため、様々な形態
の配線を形成することができる。
下地成長層の中途部から分離させたりする半導体素子と
は異なり、本発明の半導体素子では成長基板及び下地成
長層が分離されるため、従来の半導体素子に比べて小型
化がされた半導体素子を実現することができる。小型化
された半導体素子は、素子を実装するときに、例えば合
成樹脂などで周囲を固めて容易に扱えるサイズにしたと
しても、電極が裏面に形成されているため、様々な形態
の配線を形成することができる。
【図１】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
ける下地成長層の形成、半導体成長層の形成、及び素子
分離溝の形成の工程を示し、（ａ）は下地成長層形成の
工程断面図であり、（ｂ）は第一導電層、活性層、及び
第二導電層の形成の工程断面図であり、（ｃ）は素子分
離溝形成の工程断面図である。
ける下地成長層の形成、半導体成長層の形成、及び素子
分離溝の形成の工程を示し、（ａ）は下地成長層形成の
工程断面図であり、（ｂ）は第一導電層、活性層、及び
第二導電層の形成の工程断面図であり、（ｃ）は素子分
離溝形成の工程断面図である。
【図２】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
ける半導体成長層の分離及び両電極の形成の工程を示
し、（ｄ）は半導体成長層分離の断面図であり、（ｅ）
は両電極形成の工程断面図である。
ける半導体成長層の分離及び両電極の形成の工程を示
し、（ｄ）は半導体成長層分離の断面図であり、（ｅ）
は両電極形成の工程断面図である。
【図３】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
ける下地成長層、成長阻害膜及び開口部の形成工程を示
し、（ａ）は下地成長層形成の工程断面図であり、
（ｂ）は成長阻害膜形成の工程断面図であり、（ｃ）は
開口部形成の工程断面図である。
ける下地成長層、成長阻害膜及び開口部の形成工程を示
し、（ａ）は下地成長層形成の工程断面図であり、
（ｂ）は成長阻害膜形成の工程断面図であり、（ｃ）は
開口部形成の工程断面図である。
【図４】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
ける第一導電層、活性層、及び第二導電層の形成及び素
子分離溝の形成工程を示し、（ｄ）は第一導電層、活性
層、及び第二導電層の形成の工程断面図であり、（ｅ）
は保護膜形成の工程断面図であり、（ｆ）は素子分離溝
形成の工程断面図である。
ける第一導電層、活性層、及び第二導電層の形成及び素
子分離溝の形成工程を示し、（ｄ）は第一導電層、活性
層、及び第二導電層の形成の工程断面図であり、（ｅ）
は保護膜形成の工程断面図であり、（ｆ）は素子分離溝
形成の工程断面図である。
【図５】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
ける保護膜の除去、ｐ側電極の形成、及び成長基板の分
離の工程を示し、（ｇ）は保護膜除去の工程断面図であ
り、（ｈ）はｐ側電極形成の工程断面図であり、（ｉ）
は成長基板分離の工程断面図である。
ける保護膜の除去、ｐ側電極の形成、及び成長基板の分
離の工程を示し、（ｇ）は保護膜除去の工程断面図であ
り、（ｈ）はｐ側電極形成の工程断面図であり、（ｉ）
は成長基板分離の工程断面図である。
【図６】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
ける成長基板の分離及びｎ側電極の形成の工程を示し、
（ｊ）は成長基板分離の工程断面図であり、（ｋ）はｎ
側電極形成の工程断面図である。
ける成長基板の分離及びｎ側電極の形成の工程を示し、
（ｊ）は成長基板分離の工程断面図であり、（ｋ）はｎ
側電極形成の工程断面図である。
【図７】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
ける下地成長層、成長阻害膜、開口部の形成及び第一導
電層の形成工程を示し、（ａ）は下地成長層及び成長阻
害膜形成の工程断面図であり、（ｂ）は開口部形成の工
程断面図であり、（ｃ）は第一導電層形成の工程断面図
である。
ける下地成長層、成長阻害膜、開口部の形成及び第一導
電層の形成工程を示し、（ａ）は下地成長層及び成長阻
害膜形成の工程断面図であり、（ｂ）は開口部形成の工
程断面図であり、（ｃ）は第一導電層形成の工程断面図
である。
【図８】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
ける第一導電層、活性層、及び第二導電層の形成、保護
膜の形成、及び素子分離溝の形成工程を示し、（ｄ）は
活性層及び第二導電層形成の工程断面図であり、（ｅ）
は保護膜形成の工程断面図であり、（ｆ）は素子分離溝
形成の工程断面図である。
ける第一導電層、活性層、及び第二導電層の形成、保護
膜の形成、及び素子分離溝の形成工程を示し、（ｄ）は
活性層及び第二導電層形成の工程断面図であり、（ｅ）
は保護膜形成の工程断面図であり、（ｆ）は素子分離溝
形成の工程断面図である。
【図９】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
ける保護膜の除去、ｐ側電極の形成、及び成長基板の分
離の工程を示し、（ｇ）は保護膜除去の工程断面図であ
り、（ｈ）はｐ側電極形成の工程断面図であり、（ｉ）
は成長基板分離の工程断面図である。
ける保護膜の除去、ｐ側電極の形成、及び成長基板の分
離の工程を示し、（ｇ）は保護膜除去の工程断面図であ
り、（ｈ）はｐ側電極形成の工程断面図であり、（ｉ）
は成長基板分離の工程断面図である。
【図１０】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法に
おける成長基板の分離及びｎ側電極の形成の工程を示
し、（ｊ）は成長基板分離の工程断面図であり、（ｋ）
はｎ側電極形成の工程断面図である。
おける成長基板の分離及びｎ側電極の形成の工程を示
し、（ｊ）は成長基板分離の工程断面図であり、（ｋ）
はｎ側電極形成の工程断面図である。
１１，３１，５１ 成長基板
１２，３２，５２ 下地成長層
１３ ｎ側コンタクト層
１４，３５，５５ 第一導電層
１５，３６，５６ 活性層
１６，３７，５７ 第二導電層
１７ ｐ側コンタクト層
１８，４０，６０ ｐ側電極
１９，４１，６１ ｎ側電極
３３，５３ 下側導電層
３４，５４ 成長阻害膜
３４ａ，５４ａ 開口部
３８，５８ 保護膜
３９，５９ 素子分離溝
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
// Ｂ２３Ｋ 101:40 Ｂ２３Ｋ 101:40
(72)発明者 土居 正人
東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ
ー株式会社内
(72)発明者 大畑 豊治
東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ
ー株式会社内
Ｆターム(参考） 4E068 AA00 DA10
4G077 AA03 BE13 BE15 DB08 ED06
EF03 FJ03 HA02
5F041 AA42 CA05 CA14 CA34 CA40
CA46 CA65 CA66 CA74 CA75
CA76 CA92 CA98 FF04
5F052 DA04 KA03
Claims (26)
- 【請求項１】 基板上に下地成長層を形成する工程と、
前記下地成長層上にバンドギャップエネルギーが前記下
地成長層より小さい下側導電層を形成する工程と、前記
下側導電層上に半導体層を積層して形成する工程と、前
記基板上に形成された前記下側導電層及び前記半導体層
を素子毎の領域に分離する素子分離溝を形成する工程
と、前記基板に光を照射して前記下地成長層と前記下側
導電層との界面において前記基板から前記下側導電層及
び前記半導体層を分離する工程とを有することを特徴と
する半導体素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記下側導電層及び半導体層はウルツ鉱
型化合物半導体層であることを特徴とする請求項１記載
の半導体素子の製造方法。 - 【請求項３】 前記ウルツ鉱型化合物半導体層は窒化物
系化合物半導体層であることを特徴とする請求項２記載
の半導体素子の製造方法。 - 【請求項４】 前記下地成長層はＡｌＧａＮであり、且
つ前記下側導電層はＧａＮであることを特徴とする請求
項１記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項５】 前記半導体層は、前記基板上に該基板の
主面に積層する結晶層を形成し、前記主面に平行な面内
に延在する第一導電層、活性層、及び第二導電層を前記
結晶層に形成してなる、若しくは前記基板上に該基板の
主面に対して傾斜した傾斜結晶面を有する結晶層を形成
し、前記傾斜結晶面に平行な面内に延在する第一導電
層、活性層、及び第二導電層を前記結晶層に形成してな
る、ことを特徴とする請求項１記載の半導体素子の製造
方法。 - 【請求項６】 前記基板は光透過性を有することを特徴
とする請求項１記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項７】 前記光は前記基板の裏側から照射される
ことを特徴とする請求項記１載の半導体素子の製造方
法。 - 【請求項８】 前記基板からの分離は前記光の照射によ
り生じるアブレーションによる分離であることを特徴と
する請求項１記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項９】 前記光は前記下地成長層のバンドギャッ
プエネルギーと前記下側導電層のバンドギャップエネル
ギーとの間のエネルギー値を有することを特徴とする請
求項１記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１０】 前記光はレーザ光であることを特徴と
する請求項１記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１１】 前記レーザ光の波長は３４０ｎｍ以上
３６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１０記載
の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１２】 前記素子分離溝は前記下地成長層に至
る深さを有することを特徴とする請求項１記載の半導体
素子の製造方法。 - 【請求項１３】 前記素子の前記下側導電層の分離した
裏面に一方の電極を形成することを特徴とする請求項１
記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１４】 基板上に下地成長層が形成され、前記
下地成長層上にバンドギャップエネルギーが前記下地成
長層より小さい下側導電層が形成され、前記下側導電層
上に前記半導体層が積層されて形成され、前記下側導電
層及び前記半導体層を素子毎の領域に分離する素子分離
溝が形成され、前記基板に光を照射して前記下地成長層
と前記下側導電層との界面において前記基板から分離さ
れてなることを特徴とする半導体素子。 - 【請求項１５】 前記下側導電層及び前記半導体層はウ
ルツ鉱型化合物半導体層であることを特徴とする請求項
１４記載の半導体素子。 - 【請求項１６】 前記ウルツ鉱型化合物半導体層は窒化
物系化合物半導体層であることを特徴とする請求項１５
記載の半導体素子。 - 【請求項１７】 前記下地成長層はＡｌＧａＮであり、
且つ前記下側導電層はＧａＮであることを特徴とする請
求項１４記載の半導体素子。 - 【請求項１８】 前記半導体層は、前記基板上に該基板
の主面に積層する結晶層を形成し、前記主面に平行な面
内に延在する第一導電層、活性層、及び第二導電層を前
記結晶層に形成してなる、若しくは前記基板上に該基板
の主面に対して傾斜した傾斜結晶面を有する結晶層を形
成し、前記傾斜結晶面に平行な面内に延在する第一導電
層、活性層、及び第二導電層を前記結晶層に形成してな
る、ことを特徴とする請求項１４記載の半導体素子。 - 【請求項１９】 前記基板は光透過性を有することを特
徴とする請求項１４記載の半導体素子。 - 【請求項２０】 前記光は前記基板の裏側から照射され
ることを特徴とする請求項記１４載の半導体素子。 - 【請求項２１】 前記基板からの分離は前記基板に照射
される光によるアブレーションにより分離されることを
特徴とする請求項１４記載の半導体素子。 - 【請求項２２】 前記光は前記下地成長層のバンドギャ
ップエネルギーと前記下側導電層のバンドギャップエネ
ルギーとの間のエネルギー値を有することを特徴とする
請求項１４記載の半導体素子。 - 【請求項２３】 前記光はレーザ光であることを特徴と
する請求項１４記載の半導体素子。 - 【請求項２４】 前記レーザ光の波長は３４０ｎｍ以上
３６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２３記載
の半導体素子。 - 【請求項２５】 前記素子分離溝は前記下地成長層に至
る深さを有することを特徴とする請求項１４記載の半導
体素子。 - 【請求項２６】 前記素子の前記下側導電層の分離した
裏面に一方の電極が形成されることを特徴とする請求項
１４記載の半導体素子。
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| JP2001237187A JP4899266B2 (ja) | 2001-08-03 | 2001-08-03 | 半導体素子の製造方法 |
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-
2001
- 2001-08-03 JP JP2001237187A patent/JP4899266B2/ja not_active Expired - Fee Related
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