JP2008235466A - 窒化物半導体素子およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】窒化物半導体基板の高転位密度領域を有する表面領域に形成した凹部およびその近傍を被覆する保護膜を形成し、窒化物半導体基板の表面に第1窒化物半導体層を形成した後、前記保護膜を除去して、第1窒化物半導体層の上部に、活性層を含む第2窒化物半導体層を形成する。
【選択図】図2
Description
基板を製造した後に凹部4を形成する場合は、凹部4を形成する方法は特に限定されない。例えば、凹部4に対応したマスクパターンを用いてエッチングする方法、または、マスクパターンを使用せずに、低転位密度領域3と、高転位密度領域2とのエッチング選択比を利用して高転位密度領域2に凹部4を形成する方法などがある。具体的には、BFHや他の酸溶液、ドライエッチング等における低転位密度領域3と、高転位密度領域2とのエッチング選択比を利用して、高転位密度領域2を選択的に食刻させて凹部4を形成することができる。
この第2工程においては、まず、図1(C)に示すように、窒化物半導体基板1の全面に、保護膜となるSiO2等の膜5を500〜50000Å、好ましくは3000〜7000Åの膜厚で成膜する。膜5を成膜する方法としては、例えば、蒸着法、スパッタ法、反応性スパッタ法、ECRプラズマスパッタ法、マグネトロンスパッタ法、イオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、レーザアブレーション法、CVD法、スプレー法、スピンコート法、ディップ法またはこれらの方法の2種類以上を組み合わせる方法、あるいはこれらの方法と酸化処理(熱処理)とを組み合わせる方法等、種々の方法を利用することができる。その中でも、成膜時に前記基板の表面に与えるダメージが少ない成膜方法であるCVD法が好ましい。
この窒化物半導体素子SD1は、窒化物半導体基板1の低転位密度領域3の上部に、高転位密度領域2に形成された凹部4を挟んで、断面略T字形状に形成された第1窒化物半導体層6と、第1窒化物半導体層6の上部および側部に積層された第2窒化物半導体層8とを備える。第2窒化物半導体層8には、活性層等が含まれる。
図4に示すGaN系発光素子の第1窒化物半導体層6および第2窒化物半導体層8において、11はn型窒化物半導体層、12はn型クラッド層、13はn型光ガイド層、14は活性層、15はp型光ガイド層、16はp型クラッド層を、それぞれ示す。さらに、活性層の上部には、p型キャップ層(図示せず)、p型クラッド層16の上部には、p型コンタクト層(図示せず)などが形成される。
また、図5(A)〜(C)は、本発明の方法の第2実施形態における保護膜5aの形成以後の主要工程を順を追って示す図である。
この窒化物半導体素子SD2は、窒化物半導体基板1の低転位密度領域3の上部に、高転位密度領域2に形成された凹部4を挟んで、凹部4の側縁から離隔して、低転位密度領域3の表面領域にのみ積層された第1窒化物半導体層9と、第1窒化物半導体層9の上部および側部に積層された第2窒化物半導体層10とを備える。第2窒化物半導体層10には、活性層等が含まれる。
2 高転位密度領域
3 低転位密度領域
4 凹部
5 膜
5a 保護膜
6 第1窒化物半導体層
8 第2窒化物半導体層
9 第1窒化物半導体層
9a 保護膜
10 第2窒化物半導体層
Claims (8)
- 表面から裏面に貫通する高転位密度領域と、前記高転位密度領域よりも結晶欠陥が少ない低転位密度領域とを有する窒化物半導体基板を用いる窒化物半導体素子の製造方法であって、
前記高転位密度領域を有する表面領域に凹部を有する窒化物半導体基板を準備する第1工程と、
前記凹部およびその近傍を被覆する保護膜を形成する第2工程と、
前記窒化物半導体基板の表面に第1窒化物半導体層を形成する第3工程と、
前記保護膜を除去する第4工程と、
前記第1窒化物半導体層の上部に、活性層を含む第2窒化物半導体層を形成する第5工程と、
を含む窒化物半導体素子の製造方法。 - 前記第3工程が、前記保護膜の側端と、前記保護膜によって被覆されていない前記窒化物半導体基板の表面とを被覆する断面略T字形状の第1窒化物半導体層を形成する工程である請求項1に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 前記第3工程が、前記保護膜と膜厚が略同一の前記第1窒化物半導体層を前記保護膜によって被覆されていない前記窒化物半導体基板の表面に形成する工程である請求項1に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
- 表面から裏面に貫通する高転位密度領域と、前記高転位密度領域よりも結晶欠陥が少ない低転位密度領域とを有する窒化物半導体基板と、
前記窒化物半導体基板の前記高転位密度領域に形成された凹部と、
前記窒化物半導体基板の前記低転位密度領域の上部に断面略T字形状に形成された第1窒化物半導体層と、
前記第1窒化物半導体層の上部および側部に積層された、活性層を含む第2窒化物半導体層と、
を備える窒化物半導体素子。 - 表面から裏面に貫通する高転位密度領域と、前記高転位密度領域よりも結晶欠陥が少ない低転位密度領域とを有する窒化物半導体基板と、
前記窒化物半導体基板の前記高転位密度領域に形成された凹部と、
前記窒化物半導体基板の前記低転位密度領域の上部に形成された第1窒化物半導体層と、
前記第1窒化物半導体層の上部および側部に積層された、活性層を含む第2窒化物半導体層と、
を備える窒化物半導体素子。 - 前記第2窒化物半導体層は、前記窒化物半導体基板の前記低転位密度領域の上部を被覆している請求項4または請求項5に記載の窒化物半導体素子。
- 前記第2窒化物半導体層は、前記窒化物半導体基板の前記凹部を被覆している請求項4または請求項5に記載の窒化物半導体素子。
- 前記第1窒化物半導体層は、前記断面略T字形状の柱部の両側に空隙を有している請求項4に記載の窒化物半導体素子。
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