JP2004311964A - 窒化物半導体素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】窒化物半導体基板を用いながら、そのへき開が容易であり、製造歩留まりの高い窒化物半導体素子およびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明による窒化物半導体素子の製造方法は、複数のチップ用基板に分割される窒化物半導体基板であって、分割後に各チップ用基板として機能する複数の素子部分と、前記素子部分を結合している素子間部分とを有し、前記素子間部分の平均厚さが前記素子部分の厚さよりも小さい窒化物半導体基板を用意する工程（Ａ）と、前記素子部分上にストライプ状開口部を有するマスク層を窒化物半導体基板の上面に形成する工程（Ｂ）と、前記窒化物半導体基板の上面のうち、前記マスク層の前記開口部を介して露出している領域上に、窒化物半導体の層を選択的に成長させる工程（Ｃ）と、前記窒化物半導体基板の素子間部分から前記窒化物半導体基板をへき開し、個々に分割されたチップ用基板を有する複数の窒化物半導体素子を形成する工程（Ｄ）とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、光情報処理分野などへの応用が期待される半導体レーザなどの窒化物半導体素子およびその製造方法に関する。

光ディスクの記録密度を拡大するためには、データの読み出し／書き込みに必要なレーザ光の波長を短くすることが求められる。現在普及しているＤＶＤのプレーヤやレコーダでは、波長６６０ｎｍ帯の赤色半導体レーザが広く用いられており、この赤色半導体レーザは、例えばＩｎＧａＡｌＰ系化合物半導体をＧａＡｓ基板上にエピタキシャル成長させることによって製造される。

近年、ＤＶＤよりも記録密度を拡大するため、次世代の光ディスクが活発に開発されている。そのような次世代光ディスク用の光源としては、赤色の光よりも波長が更に短い青紫色レーザ光（波長４００ｎｍ帯）を安定に放射することが要求される。

Ｖ族元素に窒素（Ｎ）を含有するＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体は、ＧａＡｓ系半導体に比べてバンドギャップが大きく、吸放出される光のエネルギーが大きくなるため、発光波長が短い。このため、窒化物半導体は、短波長光の発光材料として有望視されている。

窒化物半導体の中でも、窒化ガリウム系化合物半導体（ＧａＮ系半導体：Ａｌ_xＧａ_yＩｎ_zＮ（０≦ｘ, ｙ, ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１））の研究が盛んに行われ、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）や緑色ＬＥＤが実用化されている。また、光ディスク装置の大容量化のために、４００ｎｍ帯に発振波長を有する半導体レーザが必要とされており、ＧａＮ系半導体を材料とする半導体レーザの開発が進められている。

しかし、このようなＧａＮ系半導体レーザは、ＧａＡｓ系半導体レーザとは異なり、半導体基板を用いることなく、サファイア基板、またはサファイア上低転位基板を用いて作製されてきた。良質なＧａＮ系半導体基板の作製が困難であったからである。しかし、最近、ＧａＮ系半導体基板の品質が向上してきたため、ＧａＮ系半導体基板を用いて窒化物半導体素子を作製することが検討され始めている。

図９は、ＧａＮ基板上に積層構造を有する従来の半導体レーザの構造を示す斜視図である。このような半導体レーザは、例えば、特許文献１や特許文献２などに開示されている。図１０から図１４を参照しながら、図９の半導体レーザの製造方法を説明する。

まず、図１０に示すｎ型ＧａＮ基板３０１を用意する。ｎ型ＧａＮ基板３０１は、六方晶の単結晶から構成されており、その主面（上面）は（０００１）面である。

次に、図１１に示すように、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）法により、ｎ型ＧａＮ基板３０１上にｎ型窒化物半導体３０３とｐ型窒化物半導体３０４とを堆積する。ｎ型窒化物半導体３０３は、ｎ型ＧａＮ基板３０１に近い側から、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層およびｎ−ＧａＮ光ガイド層を含み、ｐ型窒化物半導体３０４は、ｎ型ＧａＮ基板３０１に近い側から、Ｇａ_1-xＩｎ_xＮ/Ｇａ_1-yＩｎ_yＮ（０＜ｙ＜ｘ＜１）多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層、ｐ−ＧａＮ光ガイド層、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層、およびｐ−ＧａＮコンタクト層を含む。

次に、図１２に示されるように、ｐ型窒化物半導体３０４の上面を加工し、それぞれが２μｍ程度の幅を有する複数のリッジストライプを形成する。なお、図１２は、共振器長方向に垂直な面で切り取った断面を示している。

この後、図１３に示すように、ｐ型窒化物半導体３０４に形成された各リッジストライプの両側を絶縁膜３０５によって覆う。リッジストライプの上面は、絶縁膜３０５に形成されたストライプ状の開口部を介して露出している。その後、リッジストライプの頂部におけるｐ型窒化物半導体３０４と接するように、例えばＮｉ／Ａｕから成るｐ電極３０６を形成する。基板３０１の裏面には、必要に応じて研磨処理を施した後、例えば、Ｔｉ／Ａｌからなるｎ電極３０７を形成する。

次に、基板３０１の＜１１−２０＞方向に沿って、一次へき開を行ない、（１−１００）面からなる共振器端面を形成する。より具体的には、一次へき開により、１つのウェハから多数のバーを形成する。各バーは、図１３の紙面に平行な共振器端面を有している。その後、各バーを二次へき開によって多数のチップに分離する。より具体的には、＜１―１００＞方向に沿って二次へき開を行ない、図１４に示すようにチップの分離を行なう。＜１―１００＞方向は、（１−１００）面からなる共振器端面に垂直であり、二次へき開によって露出する面は、共振器端面および基板主面の両方に垂直な（１１−２０）面である。

図９の素子を動作させるとき、ｎ電極３０７を接地し、不図示の駆動回路によりｐ電極３０６に電圧を印可する。すると、ＭＱＷ活性層に向かってｐ電極３０６側からホールが注入されるとともに、ｎ電極３０７側からＭＱＷ活性層に向かって電子が注入される。その結果、ＭＱＷ活性層内で反転分布が形成され、光学利得を生じるため、発振波長４００ｎｍ帯のレーザ発振が引き起こされる。
特開平１１−３３０６２２号公報 特開２００１−１４８３５７号公報

上述の方法によって半導体レーザチップを作製する場合、チップ分離のための二次へき開の歩留まりが悪いという問題がある。これは、ＧａＮなどの窒化物半導体基板が有する結晶構造に起因する問題である。

一般に、六方晶の窒化物半導体では、（１−１００）面がへき開されやすい面方位であり、これと垂直な（１１−２０）面は（１−１００）面と比較してへき開されにくい。そこで、ＧａＮ基板上を用いる半導体レーザの場合、高品質の共振器端面を得るために、通常、一次へき開を＜１１−２０＞方向に沿って行ない、（１−１００）面からなる共振器端面を形成する。その後、チップ分離のための二次へき開を＜１−１００＞方向に沿って行う。しかしながら、＜１−１００＞方向に沿ってへき開する場合、＜１−１００＞方向に対して３０度ずれた方向、例えば＜２−１−１０＞方向に沿って割れることが多く、歩留まりが低下する。

本発明は上記の事情を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造歩留まりの高い窒化物半導体素子およびその製造方法を提供することにある。

本発明による窒化物半導体素子の製造方法は、複数のチップ用基板に分割される窒化物半導体基板であって、分割後に各チップ用基板として機能する複数の素子部分と、前記素子部分を結合している素子間部分とを有し、前記素子間部分の平均厚さが前記素子部分の厚さよりも小さい窒化物半導体基板を用意する工程（Ａ）と、前記素子部分上にストライプ状開口部を有するマスク層を窒化物半導体基板の上面に形成する工程（Ｂ）と、前記窒化物半導体基板の上面のうち、前記マスク層の前記開口部を介して露出している領域上に、窒化物半導体の層を選択的に成長させる工程（Ｃ）と、前記窒化物半導体基板の素子間部分から前記窒化物半導体基板をへき開し、個々に分割されたチップ用基板を有する複数の窒化物半導体素子を形成する工程（Ｄ）とを含む。

好ましい実施形態において、前記工程（Ａ）は、上面の平坦な窒化物半導体基板を用意する工程（ａ１）と、前記基板の上面に溝を形成することによって前記素子間部分の平均厚さを前記素子部分の厚さよりも小さくする工程（ａ２）とを含む。

好ましい実施形態において、前記工程（ａ１）では、前記上面が（０００１）面のＧａＮ系化合物半導体基板を用意し、前記工程（ａ２）では、＜１−１００＞方位に延びる溝を形成する。

好ましい実施形態において、前記工程（ａ２）は、前記基板の上面を０．１μｍ以上エッチングすることによって前記溝を形成する工程を含む。

好ましい実施形態において、前記工程（Ｃ）では、選択成長法により、ＧａＮ系化合物半導体の層を含む積層構造を形成する。

好ましい実施形態において、前記工程（Ｄ）の分割を行なう時点において、前記窒化物半導体基板の素子間部分上に存在している窒化物半導体の層の合計厚さは、前記素子部分上に存在している窒化物半導体の層の合計厚さよりも小さい。

本発明の半導体発光素子は、共振器長方向に延びるストライプ状凸部を有する窒化物半導体基板と、前記窒化物半導体基板の主面上に形成され、前記ストライプ状凸部の上面における選択された領域上にストライプ状開口部を有するマスク層と、前記ストライプ状凸部の上面における選択された領域上に成長した窒化物半導体の積層構造とを備え、前記窒化物半導体の積層構造の厚さが、前記マスク層上に存在する窒化物半導体の厚さよりも大きい。

好ましい実施形態において、前記窒化物半導体の積層構造は、ｐ型半導体の層およびｎ型半導体の層を含む。

好ましい実施形態において、前記基板は、上面が（０００１）面のＧａＮ系化合物半導体基板であり、共振器端面が（１−１００）面である。

好ましい実施形態において、前記凸部の幅は、５０μｍ以上５００μｍ以下であり、前記マスク層のストライプ状開口部の幅は、３０μｍ以上４８０μｍ以下であり、かつ前記凸部の幅よりも狭い。

前記窒化物半導体の積層構造の幅は前記マスク層のストライプ状開口部の幅よりも大きく、前記窒化物半導体の積層構造は前記マスク層上に横方向へ成長した部分を含んでいる。

好ましい実施形態において、前記マスク層は前記基板の凸部の両側面を覆っている。

好ましい実施形態では、前記窒化物半導体基板の主面において、前記基板の凸部の両側に存在する段差の高さは、０．１μｍ以上である。

一般に、窒化物半導体基板の結晶構造は六方晶であり、＜１―１００＞方向のへき開が困難であるが、本発明では、素子間部分の平均厚さが素子部分の厚さよりも小さい窒化物半導体基板を用い、窒化物半導体の積層構造を素子部分上に選択的に成長させるため、素子部分でのへき開が容易になる。本発明によれば、窒化物半導体基板を用いて窒化物半導体素子を歩留まり良く量産できるので、青色半導体レーザなどの短波長光源を安価に供給できるようになる。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。

まず、図１を参照する。図１は、本実施形態の窒化物半導体レーザの構造を示す斜視図である。図示されるように、本実施形態における基板１０１は、六方晶の結晶構造を有するｎ型ＧａＮ単結晶から形成されている。ｎ型ＧａＮ基板１０１の主面（上面）は（０００１）面である。また、ｎ型ＧａＮ基板１０１は、共振器端面が（１−１００）面、素子の側面が（１１−２０）面となるようにへき開され、チップに分割されたものである。

本実施形態では、基板１０１としてｎ型のＧａＮ基板を用いているが、素子構造に応じて導電型が反転されていても良い。また、六方晶の結晶構造を有する窒化物半導体基板であれば、他にＡｌＧａＮ基板やＡｌＮ基板などを用いても良い。

図１に示されるように、ｎ型ＧａＮ基板１０１の主面には、共振器長方向＜１−１００＞に沿って延びるストライプ状凸部が形成されている。好ましい実施形態において、この凸部の幅は例えば５０μｍ以上５００μｍ以下の範囲に設定される。なお、共振器長は、例えば４００μｍ以上８００μｍ以下の範囲に設定される。

ｎ型ＧａＮ基板１０１の主面のストライプ状凸部が形成されている領域の両側には、凸部の上面レベルよりも低いレベルに位置する面が存在し、段差（０．１〜１０μｍ）が形成されている。このため、ｎ型ＧａＮ基板１０１の共振器端面を、共振器長方向から見た場合、ｎ型ＧａＮ基板１０１の上部が凸状に盛りあがっているように観察される。

また、ｎ型ＧａＮ基板１０１の主面には、選択成長のマスク層として機能する絶縁膜１０２が形成されている。絶縁膜１０２は、例えばシリコン窒化膜から形成され、ストライプ状凸部の上面における選択された領域上にストライプ状開口部を有しているが、基板主面の他の領域を被覆している。ストライプ状開口部の幅は、３０μｍ以上４８０μｍ以下であり、凸部の幅よりも狭く設計されることが好ましい。

絶縁膜１０２は、その上に窒化物半導体が成長しにくい材質であれば、どのような材料から形成されていても良いが、好ましくは、シリコンナイトライド、シリコンオキシナイトライド、シリコン酸化物、酸化アルミニウムなどから形成される。なお、選択成長のマスクとして機能する材料であれば、マスク層は必ずしも絶縁性を有している必要がないため、半導体や金属からマスク層を形成することも可能である。

本実施形態では、ｎ型ＧａＮ基板１０１におけるストライプ状凸部の上面に窒化物半導体の積層構造が形成されている。この積層構造は、後に詳しく説明するように、絶縁膜１０２によって主面が部分的に覆われたｎ型ＧａＮ基板１０１上に選択的に成長させられたものである。なお、図面では、絶縁膜１０２上に窒化物半導体が全く堆積していないように記載されているが、窒化物半導体の積層構造の厚さよりも薄い層であれば、絶縁膜１０２の全体を被覆していてもよい。選択成長の条件によっては、絶縁膜１０２上にも窒化物半導体が成長する場合があるが、絶縁膜１０２上に存在する窒化物半導体の厚さが窒化物半導体の積層構造の厚さ（高さ）よりも小さければ、問題ない。

ｎ型ＧａＮ基板１０１におけるストライプ状凸部上に形成された窒化物半導体の積層構造は、より詳細には、基板１０１上に成長したｎ型窒化物半導体１０３と、ｎ型窒化物半導体１０３上に成長したｐ型窒化物半導体１０４とを含んでおり、これらの半導体１０３、１０４は、更に多様な組成の窒化物半導体層を含んでいる。

ｐ型窒化物半導体１０４の上部は、リッジストライプ形状に加工されており、リッジストライプの頂部に開口を有する絶縁膜１０５で被覆されている。そして、リッジストライプ頂部のｐ型化合物半導体１０４と接するようにｐ電極１０６が形成されており、基板１０１の裏面側にはｎ電極１０７が形成されている。

窒化物半導体の積層構造の幅は、絶縁膜１０２のストライプ状開口部の幅より広くても良い。図示されている例における窒化物半導体の積層構造は、絶縁膜１０２上に横方向へ成長した部分を含んでいる。この積層構造の底部における幅は、例えば４０μｍ以上４９０μｍ以下の範囲に設定される。

図１に示す半導体レーザでは、絶縁膜１０２に設けた開口部の幅が共振器長方向に一定であるが、開口部の幅が位置に応じて変化するように絶縁膜１０２がパターニングされていてもよい。絶縁膜１０２における開口部の形状、大きさ、位置を調節することにより、選択成長によって形成される窒化物半導体の積層構造の形状、大きさ、および位置を制御することが可能である。また、絶縁膜１０２の開口部のパターンが同一であっても、選択成長の条件を調節することにより、窒化物半導体の積層構造の幅を変化させることも可能である。

図１の素子によれば、ｎ電極１０７を接地し、ｐ電極１０６に電圧を加えることにより、ｐ電極１０６側から多重量子井戸活性層にホールを注入し、またｎ電極１０７側から多重量子井戸活性層に電子を注入する。こうして、多重量子井戸活性層内で光学利得を生じさせ、発振波長４００ｎｍ帯のレーザ発振を引き起こすことができる。

次に、図２から図８を参照しながら、図１の半導体レーザを製造する方法を説明する。

まず、図２に示すように、六方晶の結晶構造を有し、主面１０が（０００１）面であるｎ型ＧａＮ基板１０１を用意する。基板１０１の厚さは、例えば４００μｍである。この段階におけるｎ型ＧａＮ基板１０１は、チップに分割されておらず、直径が例えば２インチ程度のウェハ形状を有している。図２は、基板１０１の一部を模式的に示した部分拡大図である。

次に、図３に示すように基板１０１の主面に溝１２を形成する。本実施形態における溝１２の幅は５０μｍ、深さは５００ｎｍであり、溝の延びる方向（図面の紙面に垂直な方向）は、基板１０１の＜１−１００＞方向である（図１参照）。この溝１２は、２次へき開を容易にするために形成される。したがって、溝１２は素子間部分１６に形成され、最終的なチップ用基板として基板１０１から切り出される素子部分１４は、隣接する２つの溝１２の間の領域に位置している。

本実施形態では、溝１２の間隔（素子部分１４の幅に略対応する大きさ）は、例えば４５０μｍに設定される。溝１２は周期的に配列され、そのピッチは、最終的に基板１０１から切り出される各素子のチップサイズを規定することになる。２次へき開を容易にするため、溝１２の深さの下限値は、０．１μｍ以上に設定することが好ましい。一方、溝１２の深さの上限値は、プロセス開始時点における基板厚さの１０％程度である。溝１２の深さが基板厚さに比べて上記の割合を超えて大きくなりすぎると、基板１０１の機械的強度が低下し、製造工程中に基板１０１が破損する可能性がある。

このような溝１２は、フォトリソグラフィ技術によって基板１０１の主面１０上にレジストパターン（不図示）を形成した後、このレジストパターンをマスクとして基板１０１をエッチングすることによって容易に形成される。溝１２の形成は、例えば反応性イオンエッチングによって好適に行なうことができる。この場合、溝１２の深さはエッチング時間で管理される。

次に、シリコン窒化膜からなる絶縁膜１０２をスパッタ法によって基板１０１の主面上に堆積する。絶縁膜１０２の厚さは、選択成長のマスクとして機能する大きさであれば任意である。絶縁膜１０２の絶縁耐圧は考慮する必要がない。本実施形態では、厚さ約５０ｎｍのシリコン窒化膜からなる絶縁膜１０２を形成している。その後、図４に示すように、絶縁膜１０２をパターニングすることにより、溝１２と溝１２との間の部分（基板主面の凸部）の位置に絶縁膜１０２の開口部を形成する。開口部を介して基板１０１の凸部の一部が露出する。溝１２は絶縁膜１０２によって全体が覆われた状態にある。この開口部の平面形状は、共振器長方向に長手方向を有するストライプ形状である。

次に、図５に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、窒化物半導体の積層構造３０を形成する。この積層構造３０は、基板１０１に近い側から、ｎ型窒化物半導体１０３およびｐ型窒化物半導体１０４を含んでいる。より詳細には、ｎ型窒化物半導体１０３が、ｎ−Ａｌ_0.07Ｇａ_0.93Ｎクラッド層およびｎ−ＧａＮ光ガイド層を含み、ｐ型窒化物半導体１０４が多重量子井戸活性層、p-ＧａＮ光ガイド層、ｐ−Ａｌ_0.07Ｇａ_0.93Ｎクラッド層、ｐ−ＧａＮ層を含んでいる。積層構造３０を構成する各半導体層の詳細は、半導体レーザの種類に応じて他のものであってもよい。

積層構造３０は、絶縁膜１０２の開口部から選択的に成長した窒化物半導体の層から構成される。選択成長により、窒化物半導体は絶縁膜１０２上には成長しにくいため、絶縁膜１０２の開口部上に形成される積層構造の厚さは、絶縁膜１０２上に堆積する窒化物半導体の厚さよりも大きい（図５では、その厚さは０である）。

次に、図６に示すように、ｐ型窒化物半導体１０４に幅２μｍ程度のリッジストライプを形成する。次に、図７に示すように、リッジストライプの両側を絶縁膜１０５で覆った後、リッジストライプの頂部に電流注入領域を形成する。そして、リフトオフ法により、リッジストライプ頂部に露出しているｐ型窒化物半導体１０４表面に接するように、例えばＮｉ／Ａｕからなるｐ電極１０６を形成する。基板１０１の裏面には、必要に応じて研磨処理を施した後、例えば、Ｔｉ／Ａｌからなるｎ電極１０７を形成する。

この後、基板１０１の＜１１−２０＞方向に沿って一次へき開を行ない、（１−１００）面からなる共振器端面を形成する。共振器端面は、図７の紙面に平行である。この一次へき開により、一枚のウェハから多数のバーが形成される。各バーでは、図７に示すように複数の素子が直列的に連結した状態にある。

次に、基板１０１の溝１２が形成されている部分から、共振器端面に垂直な＜１―１００＞方向に沿って二次へき開を行なう。こうして、図８に示すように、チップに分割された素子を得ることができる。図８では、３つの素子のみが図示されているが、現実には多数の素子が各バーから形成される。図８において、隣接する素子の二次へき開によって生じた（１１−２０）面が相互に対向するように図示されている。

上述した方法で、図１の素子が形成される。各素子は、もともと一枚のウェハ状態にあった基板１０１の素子部分をチップ用基板として有している。

ｐ電極１０６は絶縁膜１０２の開口部上にのみ形成されることが望ましい。この場合、二次へき開によるチップ分割領域（素子間部分）にｐ電極１０６が存在しないため、チップ分割によって、ｐ電極が剥がれる等の不良が発生しにくい。

なお、本実施形態によれば、例えば図７に示すように、隣接する積層構造３０の間に＜１−１００＞方向の延びる溝状空隙４０が形成される。これに対して、従来例では、図１３に示されるように素子間部分でも基板１０１上に積層構造が連続的に存在しているため、上記の溝状空隙は存在していない。このような溝状空隙４０の存在も、＜１−１００＞方向の二次へき開を容易にする効果を示す。

本実施形態では、基板１０１の主面１０に溝１２を形成することによって＜１−１００＞方向の二次へき開を容易化しているが、このような溝１２を基板１０１の主面１０に形成しない場合でも、＜１−１００＞方向に延びる溝状空隙４０の存在により、＜１−１００＞方向の二次へき開を歩留まり良く実行できる可能性がある。そのような場合、基板１０１の主面に溝１２を形成する必要はなくなる。このように基板１０１の主面に溝を形成しない場合は、選択成長時における選択性を高め、絶縁膜１０２上に堆積する半導体の層厚を充分に小さくすることが好ましい。ただし、基板１０１が１００μｍを超えるような厚さを有する場合は、溝状空隙４０に加えて溝１２を設けることが好ましい。

なお、上記の実施形態では、＜１１−２０＞方向に連続した溝１２を形成することにより基板１０１の素子間部分における平均厚さを他の部分よりも相対的に薄くしているが、溝１２を形成する代わりに、複数のピット列を形成しても良い。また、溝やピット列は、基板の裏面側に形成しても良い。

本発明は、光情報処理分野などへの応用が期待される短波長半導体レーザの実用化に大きく寄与する。

本発明による窒化物半導体素子の実施形態の構造を示す斜視図である。 図１の窒化物半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。 図１の窒化物半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。 図１の窒化物半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。 図１の窒化物半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。 図１の窒化物半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。 図１の窒化物半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。 図１の窒化物半導体素子の製造方法を示す工程断面図である。 従来の窒化物半導体レーザの構造を示す斜視図である。 図９の窒化物半導体レーザの製造方法を示す工程断面図である。 図９の窒化物半導体レーザの製造方法を示す工程断面図である。 図９の窒化物半導体レーザの製造方法を示す工程断面図である。 図９の窒化物半導体レーザの製造方法を示す工程断面図である。 図９の窒化物半導体レーザの製造方法を示す工程断面図である。

符号の説明

１０１ ｎ型ＧａＮ基板
１０２ 絶縁膜
１０３ ｎ型窒化物半導体
１０４ ｐ型窒化物半導体
１０５ 絶縁膜
１０６ ｐ電極
１０７ ｎ電極
３０１ ｎ型ＧａＮ基板
３０２ 絶縁膜
３０３ ｎ型窒化物半導体
３０４ ｐ型窒化物半導体
３０５ 絶縁膜
３０６ ｐ電極
３０７ ｎ電極

Claims (13)

1. 複数のチップ用基板に分割される窒化物半導体基板であって、分割後に各チップ用基板として機能する複数の素子部分と、前記素子部分を結合している素子間部分とを有し、前記素子間部分の平均厚さが前記素子部分の厚さよりも小さい窒化物半導体基板を用意する工程（Ａ）と、
   前記素子部分上にストライプ状開口部を有するマスク層を窒化物半導体基板の上面に形成する工程（Ｂ）と、
   前記窒化物半導体基板の上面のうち、前記マスク層の前記開口部を介して露出している領域上に、窒化物半導体の層を選択的に成長させる工程（Ｃ）と、
   前記窒化物半導体基板の素子間部分から前記窒化物半導体基板をへき開し、個々に分割されたチップ用基板を有する複数の窒化物半導体素子を形成する工程（Ｄ）と、
   を含む窒化物半導体素子の製造方法。
2. 前記工程（Ａ）は、
   上面の平坦な窒化物半導体基板を用意する工程（ａ１）と、
   前記基板の上面に溝を形成することによって前記素子間部分の平均厚さを前記素子部分の厚さよりも小さくする工程（ａ２）と、
   を含む、請求項１に記載の製造方法。
3. 前記工程（ａ１）では、前記上面が（０００１）面のＧａＮ系化合物半導体基板を用意し、
   前記工程（ａ２）では、＜１−１００＞方位に延びる溝を形成する、請求項２に記載の製造方法。
4. 前記工程（ａ２）は、前記基板の上面を０．１μｍ以上エッチングすることによって前記溝を形成する工程を含む、請求項３に記載の製造方法。
5. 前記工程（Ｃ）では、選択成長法により、ＧａＮ系化合物半導体の層を含む積層構造を形成する請求項１から４のいずれかに記載の製造方法。
6. 前記工程（Ｄ）のへき開を行なう時点において、前記窒化物半導体基板の素子間部分上に存在している窒化物半導体の層の合計厚さは、前記素子部分上に存在している窒化物半導体の層の合計厚さよりも小さい、請求項１から５のいずれかに記載の製造方法。
7. 共振器長方向に延びるストライプ状凸部を有する窒化物半導体基板と、
   前記窒化物半導体基板の主面上に形成され、前記ストライプ状凸部の上面における選択された領域上にストライプ状開口部を有するマスク層と、
   前記ストライプ状凸部の上面における選択された領域上に成長した窒化物半導体の積層構造と、
   を備え、
   前記窒化物半導体の積層構造の厚さが、前記マスク層上に存在する窒化物半導体の厚さよりも大きい、半導体発光素子。
8. 前記窒化物半導体の積層構造は、ｐ型半導体の層およびｎ型半導体の層を含む請求項７に記載の半導体発光素子。
9. 前記基板は、上面が（０００１）面のＧａＮ系化合物半導体基板であり、
   共振器端面が（１−１００）面である、請求項７または８に記載の半導体発光素子。
10. 前記凸部の幅は、５０μｍ以上５００μｍ以下であり、
    前記マスク層のストライプ状開口部の幅は、３０μｍ以上４８０μｍ以下であり、かつ前記凸部の幅よりも狭い請求項７から９のいずれかに記載の半導体発光素子。
11. 前記窒化物半導体の積層構造の幅は、前記マスク層のストライプ状開口部の幅よりも大きく、前記窒化物半導体の積層構造は前記マスク層上に横方向へ成長した部分を含んでいる請求項７から１０のいずれかに記載の半導体発光素子。
12. 前記マスク層は、前記基板の凸部の両側面を覆っている請求項７から１１のいずれかに記載の半導体発光素子。
13. 前記窒化物半導体基板の主面において、前記基板の凸部の両側に存在する段差の高さは、０．１μｍ以上である請求項７から１２のいずれかに記載の半導体発光素子。