JP5313651B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a semiconductor element in which a substrate for growth can be easily peeled by wet etching processing and further improvement in light extraction efficiency and securing of mechanical strength are made compatible. <P>SOLUTION: The method of manufacturing the semiconductor element includes: a process of forming a first cavity-containing layer containing a plurality of first cavities on a substrate for growth; a process of forming a second cavity-containing layer containing a plurality of second cavities on the first cavity-containing layer, respective partition wall portions between the second adjacent cavities being provided above the first cavities; a process of epitaxially growing a semiconductor layer on the second cavity-containing layer; a process of bonding a support substrate onto the semiconductor layer; and a process of making an etchant flow in into each of the first and second cavities to connect the first cavities and second cavities, and removing the substrate for growth from the semiconductor layer. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は半導体素子の製造方法に関し、特に有機金属気相成長法を用いて形成される半導体発光素子の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor light emitting device formed using metal organic vapor phase epitaxy.

発光ダイオード等の半導体発光素子は、サファイア基板等の成長用基板上にn層、活性層及びp層等で構成される半導体膜を形成し、成長用基板及び半導体表面に電極を形成して製造される。成長用基板が絶縁体の場合には、反応性イオンエッチング等の技術を用いて半導体層の一部の領域をエッチングし、n層を露出させて、n層及びp層の各々に電極を形成する。   A semiconductor light emitting device such as a light emitting diode is manufactured by forming a semiconductor film composed of an n layer, an active layer, a p layer, etc. on a growth substrate such as a sapphire substrate, and forming electrodes on the growth substrate and the semiconductor surface. Is done. When the growth substrate is an insulator, a part of the semiconductor layer is etched using a technique such as reactive ion etching to expose the n layer, and an electrode is formed on each of the n layer and the p layer. To do.

半導体発光素子は、近年の技術の進歩により高効率、高出力化されている。しかし、高出力化に伴って半導体発光素子から発せられる熱量も増加し、これによる半導体発光素子の効率低下および半導体膜の劣化等、信頼性の低下が問題となっている。これを解決するために比較的熱伝導性の低い成長用基板を除去し、これに替えて比較的熱伝導性の高い金属で半導体膜を支持する構成がとられている。かかる構造とすることにより、半導体発光素子の放熱性が改善される他、成長用基板を除去することにより発光効率、特に光取り出し効率の向上も期待できる。すなわち、成長用基板を光が通過する際に起る光吸収や半導体膜と成長用基板の屈折率差に起因してその界面で全反射される光の成分を減じることが可能となる。成長用基板の剥離は、レーザリフトオフ(LLO)法が用いられるのが一般的である。一方、特許文献1には成長用基板と半導体膜との間にエッチャントを侵入させるための流通孔を有する分離層を形成し、エッチャントをこの流通孔に流通させて分離層をエッチングすることにより成長用基板と半導体層とを分離する手法が記載されている。   Semiconductor light emitting devices have been improved in efficiency and output due to recent technological advances. However, as the output increases, the amount of heat generated from the semiconductor light emitting element also increases, and this causes problems such as a decrease in reliability such as a decrease in efficiency of the semiconductor light emitting element and a deterioration of the semiconductor film. In order to solve this problem, the growth substrate having a relatively low thermal conductivity is removed, and instead, the semiconductor film is supported by a metal having a relatively high thermal conductivity. By adopting such a structure, the heat dissipation of the semiconductor light emitting device can be improved, and the light emission efficiency, particularly the light extraction efficiency can be improved by removing the growth substrate. That is, it is possible to reduce the light component that is totally reflected at the interface due to light absorption that occurs when light passes through the growth substrate and the difference in refractive index between the semiconductor film and the growth substrate. Generally, the growth substrate is peeled off by using a laser lift-off (LLO) method. On the other hand, in Patent Document 1, a separation layer having a flow hole for allowing an etchant to enter between a growth substrate and a semiconductor film is formed, and the etchant is passed through the flow hole to etch the separation layer. A technique for separating the substrate for use and the semiconductor layer is described.

また、半導体発光素子の光取り出し効率の向上のため半導体発光素子の光放射面に凹凸加工を施す技術が知られている。光放射面に凹凸加工を施すことにより、半導体発光素子と封止樹脂との界面において臨界角以上で入射して全反射される光を減ずることができるので、光取り出し効率が向上する。この凹凸形状は、半導体発光素子の光放射面に適切な処理を行うことで形成することができる。特許文献2には、n型窒化ガリウム層の表面に半球状の凹凸パターンを形成し、この凹凸パターンの表面に更に複数の突起部を形成することにより光取り出し効率を改善した半導体発光素子が記載されている。
特開2001−36139号 特開2007−36240号
In addition, a technique is known in which a light emitting surface of a semiconductor light emitting element is processed to have an unevenness in order to improve the light extraction efficiency of the semiconductor light emitting element. By performing uneven processing on the light emitting surface, light that is incident at a critical angle or more and totally reflected at the interface between the semiconductor light emitting element and the sealing resin can be reduced, so that light extraction efficiency is improved. This uneven shape can be formed by performing an appropriate treatment on the light emitting surface of the semiconductor light emitting element. Patent Document 2 describes a semiconductor light emitting device in which light extraction efficiency is improved by forming a hemispherical concavo-convex pattern on the surface of an n-type gallium nitride layer and further forming a plurality of protrusions on the surface of the concavo-convex pattern. Has been.
JP 2001-36139 A JP 2007-36240 A

上記の如く、半導体発光素子表面に形成された光取り出し効率向上のための凹凸は、GaN膜表面をウェットエッチングすることにより容易に形成することができる。GaN膜表面にウェットエッチング処理を施すことによりその表面には、GaNの結晶構造に由来する所謂マイクロコーンと称される六角錐状突起が多数形成される。光取り出し効率をより向上させるためには、この六角錐状突起のサイズをある程度大きくする必要がある。   As described above, the unevenness for improving the light extraction efficiency formed on the surface of the semiconductor light emitting device can be easily formed by wet etching the surface of the GaN film. By subjecting the surface of the GaN film to wet etching, a large number of hexagonal pyramidal projections called so-called micro cones derived from the crystal structure of GaN are formed on the surface. In order to further improve the light extraction efficiency, it is necessary to increase the size of the hexagonal pyramidal projections to some extent.

ここで図1(a)および(b)は、それぞれ比較的大きいサイズの突起が形成された半導体膜の表面と比較的小さいサイズの突起が形成された半導体膜の表面にチップマウンターのコレットが接触したときの突起谷部に加わる力を示したものである。図1(a)に示すように、半導体膜表面に1〜4μm程度の比較的大きいサイズの突起を形成すると、半導体素子を実装基板やステム上にマウントする際等に突起の谷部に加わる力が大きくなる。つまり、この場合、外部からの押圧に対してクラックが生じやすくなる。一方、突起サイズを小さくすると、図1(b)に示すように、押圧が分散され突起の谷部に加わる力が減少するので、クラックの発生を抑制することが可能となる。しかしながら、突起サイズを小さくすると、光取り出し効率向上の効果が低下してしまう。すなわち、半導体膜表面に複数の突起を形成することにより光取り出し効率を向上させようとする場合において、光取り出し効率と、半導体膜の機械的強度はトレードオフの関係にあり、これら双方の特性を高いレベルで確保することは困難であった。   Here, FIGS. 1A and 1B show that the collet of the chip mounter is in contact with the surface of the semiconductor film on which the relatively large protrusions are formed and the surface of the semiconductor film on which the relatively small protrusions are formed. It shows the force applied to the protruding valley when it is done. As shown in FIG. 1A, when a relatively large protrusion of about 1 to 4 μm is formed on the surface of the semiconductor film, the force applied to the valley of the protrusion when the semiconductor element is mounted on the mounting substrate or the stem. Becomes larger. That is, in this case, cracks are likely to occur due to external pressure. On the other hand, when the projection size is reduced, as shown in FIG. 1B, the pressure is dispersed and the force applied to the valley portion of the projection is reduced, so that the occurrence of cracks can be suppressed. However, if the projection size is reduced, the effect of improving the light extraction efficiency is reduced. That is, in the case where the light extraction efficiency is to be improved by forming a plurality of protrusions on the surface of the semiconductor film, the light extraction efficiency and the mechanical strength of the semiconductor film are in a trade-off relationship. It was difficult to secure at a high level.

一方、LLO法を用いて成長用基板を剥離する場合、レーザ光を吸収した窒化物半導体が分解されてNガスを発生させ、このガス圧により半導体膜にクラックが生じる場合がある。また、LLO法を実施するためには、高価な専用の装置を導入する必要があるため、コストアップを招く。更に、LLO法では、多数のウエハを一括処理することが困難であり、レーザ光をウエハ全面に亘って走査させていく処理となるため、比較的長い処理時間を要する。ウエハの大口径化が進むと処理時間は更に長くなる。従って、成長用基板の剥離をウェットエッチングを用いて容易に行うことができれば、品質、コスト、処理時間等の観点から有利となる場合が多いと考えられる。 On the other hand, when the growth substrate is peeled off using the LLO method, the nitride semiconductor that has absorbed the laser light may be decomposed to generate N 2 gas, which may cause cracks in the semiconductor film. In addition, in order to carry out the LLO method, it is necessary to introduce an expensive dedicated device, resulting in an increase in cost. Further, in the LLO method, it is difficult to process a large number of wafers at once, and a process in which laser light is scanned over the entire surface of the wafer requires a relatively long processing time. As the wafer diameter increases, the processing time becomes longer. Therefore, if the growth substrate can be easily removed using wet etching, it is often advantageous from the viewpoint of quality, cost, processing time, and the like.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、成長用基板の剥離をウェットエッチング処理によって容易に行うことができ、更に、光取り出し効率向上と半導体膜の機械的強度の確保を両立させた半導体素子の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such points, and the growth substrate can be easily peeled off by a wet etching process. Further, the improvement of the light extraction efficiency and the securing of the mechanical strength of the semiconductor film are achieved at the same time. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device.

本発明の半導体素子の製造方法は、複数の第1の空洞を含む第1空洞含有層を成長用基板上に形成する工程と、複数の第2の空洞を含み、互いに隣接する前記第2の空洞間の隔壁部の各々が前記第1の空洞の各々の上部に設けられた第2空洞含有層を前記第1空洞含有層上に形成する工程と、前記第2空洞含有層上に半導体層をエピタキシャル成長させる工程と、前記半導体層上に支持基板を接着する工程と、前記第1および第2空洞の各々にエッチャントを流入させて、前記第1空洞の各々と前記第2空洞の各々とを結合させて前記成長用基板を前記半導体層から除去する工程と、を含むことを特徴としている。   The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of forming a first cavity-containing layer including a plurality of first cavities on a growth substrate, and the second second including a plurality of second cavities and adjacent to each other. Forming a second cavity-containing layer on the first cavity-containing layer, each of the partition walls between the cavities being provided above each of the first cavities; and a semiconductor layer on the second cavity-containing layer Epitaxially growing, bonding a support substrate on the semiconductor layer, flowing an etchant into each of the first and second cavities, and each of the first cavities and each of the second cavities And bonding to remove the growth substrate from the semiconductor layer.

前記第1空洞含有層を形成する工程は、前記成長用基板上に選択成長用の第1マスクを形成する工程と、前記成長用基板上に前記第1マスクを介してIII族窒化物を選択成長させて前記第1マスクに沿って前記第1マスク上部に設けられた空洞を有する層を形成する第1選択成長工程と、を含み、前記第2空洞含有層を形成する工程は、前記第1空洞含有層上に選択成長用の第2マスクを形成する工程と、前記第1空洞含有層上に前記第2マスクを介してIII族窒化物を選択成長させて前記第2マスクに沿って前記第2マスク上部に設けられた空洞を有する層を形成する第2選択成長工程と、を含む。   The step of forming the first cavity-containing layer includes a step of forming a first mask for selective growth on the growth substrate, and a group III nitride is selected on the growth substrate via the first mask. And a first selective growth step of forming a layer having a cavity provided on the first mask along the first mask, and the step of forming the second cavity-containing layer includes the first selective growth step. Forming a second mask for selective growth on the first cavity-containing layer, and selectively growing group III nitride on the first cavity-containing layer through the second mask along the second mask. And a second selective growth step of forming a layer having a cavity provided on the second mask.

前記第1選択成長工程は、互いに異なる成長レートで前記III族窒化物の成長を行う第1ステップおよび第2ステップを交互に複数回実施する処理を含む。   The first selective growth step includes a process of alternately performing a first step and a second step of growing the group III nitride at a different growth rate a plurality of times.

前記第1マスクは、マスク部と非マスク部が交互に配されたストライプパターンを有している。前記第2マスクは、マスク部と非マスク部が交互に配されたストライプパターンを有し、前記第2マスクの非マスク部が前記第1マスクのマスク部上に位置するように設けられる。   The first mask has a stripe pattern in which mask portions and non-mask portions are alternately arranged. The second mask has a stripe pattern in which mask portions and non-mask portions are alternately arranged, and the non-mask portion of the second mask is provided on the mask portion of the first mask.

また、本発明の積層構造体の製造方法は、複数の空洞を含む第1空洞含有層を成長用基板上に形成する工程と、複数の空洞を含み、互いに隣接する前記空洞間の隔壁部の各々が前記第1空洞含有層内部の空洞の各々の上部に設けられた第2空洞含有層を前記第1空洞含有層上に形成する工程と、を含むことを特徴としている。   Further, the method for manufacturing a laminated structure of the present invention includes a step of forming a first cavity-containing layer including a plurality of cavities on a growth substrate, and a partition wall portion between the cavities adjacent to each other including the plurality of cavities. Forming a second cavity-containing layer on each first cavity-containing layer, each of which is provided on top of each cavity inside the first cavity-containing layer.

また、本発明の半導体ウエハは、成長用基板と、前記成長用基板の上に形成された複数の第1の空洞を含むIII族窒化物半導体からなる第1空洞含有層と、前記第1空洞含有層の上に形成され、複数の第2の空洞を含み、互いに隣接する前記第2の空洞間の隔壁部の各々が前記第1の空洞の各々の上部に設けられたIII族窒化物半導体からなる第2空洞含有層と、前記第2空洞含有層の上にエピタキシャル成長されたIII族窒化物半導体層と、を含むことを特徴としている。   The semiconductor wafer of the present invention includes a growth substrate, a first cavity-containing layer made of a group III nitride semiconductor including a plurality of first cavities formed on the growth substrate, and the first cavity. A group III nitride semiconductor formed on the containing layer, including a plurality of second cavities, and each of the partition portions between the second cavities adjacent to each other is provided on top of each of the first cavities And a group III nitride semiconductor layer epitaxially grown on the second cavity-containing layer.

また、本発明の積層構造体は、成長用基板と、前記成長用基板の上に形成された複数の第1の空洞を含むIII族窒化物半導体からなる第1空洞含有層と、前記第1空洞含有層の上に形成され、複数の第2の空洞を含み、互いに隣接する前記第2の空洞間の隔壁部の各々が前記第1の空洞の各々の上部に設けられたIII族窒化物半導体からなる第2空洞含有層と、を含むことを特徴としている。   The stacked structure of the present invention includes a growth substrate, a first cavity-containing layer made of a group III nitride semiconductor including a plurality of first cavities formed on the growth substrate, and the first cavity-containing layer. A group III nitride formed on the cavity-containing layer, including a plurality of second cavities, and each of the partition walls between the second cavities adjacent to each other is provided on top of each of the first cavities And a second cavity-containing layer made of a semiconductor.

発明の実施の形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。図2は、本発明の実施例である半導体発光素子の製造工程フロー図である。図3〜図5は、本発明の実施例である半導体発光素子の各製造工程毎の断面図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a manufacturing process flow diagram of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention. 3-5 is sectional drawing for every manufacturing process of the semiconductor light-emitting device which is an Example of this invention.

(第1マスク層形成工程 ステップS1)
はじめに、成長用基板を用意する。本実施例では、MOCVD法(有機金属気相成長法)によりGaN系の半導体エピタキシャル層を形成することができるC面サファイア基板10を成長用基板として用いた。
(First Mask Layer Forming Step Step S1)
First, a growth substrate is prepared. In this example, a C-plane sapphire substrate 10 capable of forming a GaN-based semiconductor epitaxial layer by MOCVD (metal organic vapor phase epitaxy) was used as a growth substrate.

次に、サファイア基板10上にGaN膜の選択成長を行うための第1マスク層を形成する。第1マスク層は、サファイア基板10上にストライプ状に配列されたSiOマスク20によって構成される。第1マスク層の形成手順は以下のとおりである。まず、EB(電子ビーム)法等によりサファイア基板10上に膜厚150nm程度のSiO膜を堆積する。続いて、このSiO膜上にレジストマスクを形成した後、例えばCHFを用いたドライエッチングによりSiO膜を選択的に除去することによりストライプ状のパターニングを施す。本実施例では、1μm幅でSiO膜を除去し、4μm幅のSiOを残すことによりマスク部と非マスク部とが連続するストライプパターンを形成した。すなわち、サファイア基板10上には、4μm幅のSiOマスク20が5μmピッチで形成される。ストライプ状に配列されたSiOマスク20の各々は、サファイア基板10上の一端部からこれと対向する他端部にまで伸張するように形成される(図3(a))。 Next, a first mask layer for selectively growing a GaN film is formed on the sapphire substrate 10. The first mask layer is composed of SiO 2 masks 20 arranged in a stripe pattern on the sapphire substrate 10. The procedure for forming the first mask layer is as follows. First, a SiO 2 film having a thickness of about 150 nm is deposited on the sapphire substrate 10 by an EB (electron beam) method or the like. Then, this was formed a resist mask SiO 2 film is subjected to striped patterning by selectively removing the SiO 2 film by dry etching using, for example, CHF 3. In this embodiment, the SiO 2 film is removed by 1μm wide, to form a stripe pattern in which the mask portion and the non-masked portions are continuous by leaving the SiO 2 of 4μm wide. That is, SiO 2 masks 20 having a width of 4 μm are formed on the sapphire substrate 10 at a pitch of 5 μm. Each of the SiO 2 masks 20 arranged in a stripe shape is formed so as to extend from one end on the sapphire substrate 10 to the other end facing the sapphire substrate 10 (FIG. 3A).

尚、本実施例では、SiOにより第1マスク層を形成することとしたが、例えばTiO、SiN、TiNを用いることもできる。また、SiO膜の膜厚は例えば100〜500nmの範囲で形成することができるが、成膜時間及びその後のGaN膜の成長容易性を考慮して100〜200nmであることが好ましい。 In this embodiment, the first mask layer is formed of SiO 2. However, for example, TiO 2 , SiN, or TiN can be used. Although the film thickness of the SiO 2 film can be formed, for example, in the range of 100 to 500 nm, it is preferably 100~200nm considering the growing ease of film formation time and subsequent GaN film.

また、SiOの成膜方法は、EB法に限らず、例えばスパッタ法、プラズマCVD法、熱CVD法を用いてもよい。また、SiO膜のエッチングはCHFを用いたドライエッチングに限らず、CF及びC等を用いたドライエッチングでも良く、また、HF、BHF、NHF+HF、KOH、NaOH(酸化物)、熱リン酸及、リン酸+硫酸(窒化物)等を用いたウェットエッチングでも良い。 Further, the SiO 2 film forming method is not limited to the EB method, and for example, a sputtering method, a plasma CVD method, or a thermal CVD method may be used. Etching of the SiO 2 film is not limited to dry etching using CHF 3 but may be dry etching using CF 4 and C 2 F 8 or the like, and HF, BHF, NH 4 F + HF, KOH, NaOH (oxidation) Material), hot phosphoric acid, and wet etching using phosphoric acid + sulfuric acid (nitride).

また、SiOマスク20の各々の幅は、加工精度や、後の工程においてこのSiOマスク20上に空洞41を形成することを考慮して1〜4μmとすることが好ましい。また、SiOマスク20の非マスク部は1〜3μmであることが望ましい。 Also, the width of each of the SiO 2 mask 20, machining accuracy and, after it is preferable that the 1~4μm in consideration of forming a cavity 41 on the SiO 2 mask 20 in step. The non-mask portion of the SiO 2 mask 20 is desirably 1 to 3 μm.

また、SiOマスク20は、サファイア基板10上に適当な間隔をもって離散的に形成されていればよく、ストライプ状に限らず、GaN結晶の結晶方位<10−10>と平行な軸およびこれと同等な軸に平行な辺を有する多角形、または、このような多角形が格子状に配列されたパターンであってもよい。なお、後述するが、マスク上方にはウェットエッチングのためのエッチャントが流入する空洞が形成される。このため、マスクパターンは、サファイア基板10の一端部からこれと対向する他端部まで伸張した連続パターンとなっており、ウエハ上に孤立した領域を有していないことが好ましい。これにより、ウエハ端面から流入させたエッチャントをウエハ中央部にまで浸透させることが可能となり、成長用基板を速やかに除去することが可能となる。 The SiO 2 mask 20 is only required to be discretely formed on the sapphire substrate 10 with an appropriate interval, and is not limited to a stripe shape, and an axis parallel to the crystal orientation <10-10> of the GaN crystal and the same. It may be a polygon having sides parallel to the equivalent axis, or a pattern in which such polygons are arranged in a grid. As will be described later, a cavity into which an etchant for wet etching flows is formed above the mask. For this reason, the mask pattern is a continuous pattern extending from one end of the sapphire substrate 10 to the other end facing the sapphire substrate 10 and preferably has no isolated region on the wafer. As a result, the etchant introduced from the wafer end surface can penetrate to the center of the wafer, and the growth substrate can be quickly removed.

また、第1マスク層は、はじめにサファイア基板10上にフォトレジストでパターンを形成しておき、その後SiO膜を堆積し、レジストマスク上に堆積された不要部分をリフトオフして形成してもよい。 The first mask layer may be formed by first forming a pattern with a photoresist on the sapphire substrate 10, then depositing a SiO 2 film, and lifting off unnecessary portions deposited on the resist mask. .

また、成長用基板はサファイア基板に限らず、SiまたはSiC基板等の半導体層の成長に適したものであればよい。   Further, the growth substrate is not limited to the sapphire substrate, and may be any substrate suitable for the growth of a semiconductor layer such as a Si or SiC substrate.

(サーマルクリーニング工程 ステップS2)
次に、SiOマスク20が形成されたサファイア基板10のサーマルクリーニングを行う。具体的には、サファイア基板10をMOCVD装置にセットし、1000℃に制御された還元雰囲気(水素流量10LM、窒素流量7LM)にて7分間処理した。尚、雰囲気温度を1000℃以上、処理時間は3〜20分としてもよい。
(Thermal cleaning process step S2)
Next, thermal cleaning of the sapphire substrate 10 on which the SiO 2 mask 20 is formed is performed. Specifically, the sapphire substrate 10 was set in an MOCVD apparatus and treated for 7 minutes in a reducing atmosphere (hydrogen flow rate 10LM, nitrogen flow rate 7LM) controlled at 1000 ° C. The atmospheric temperature may be 1000 ° C. or higher, and the treatment time may be 3 to 20 minutes.

(低温バッファ層形成工程 ステップS3)
次に、SiOマスク20が形成されたサファイア基板10上にGaNからなる低温バッファ層30を形成する。雰囲気温度525℃に制御されたMOCVD装置にサファイア基板10をセットし、窒素(流量13.5LM)および水素(流量6LM)の混合雰囲気下でトリメチルガリウム(TMG)(流量10μmol/min)およびアンモニア(NH)(流量3.3LM)を供給して(この場合V/III比は14000程度となる)、膜厚150nm程度の低温バッファ層30を形成した。その後、MOCVD装置内部を800℃まで昇温し、30秒保持してアニールを行った。
(Low-temperature buffer layer forming step Step S3)
Next, a low-temperature buffer layer 30 made of GaN is formed on the sapphire substrate 10 on which the SiO 2 mask 20 is formed. The sapphire substrate 10 is set in an MOCVD apparatus controlled to an atmospheric temperature of 525 ° C., and trimethylgallium (TMG) (flow rate 10 μmol / min) and ammonia (flow rate 10 μmol / min) in a mixed atmosphere of nitrogen (flow rate 13.5 LM) and hydrogen (flow rate 6 LM). NH 3 ) (flow rate: 3.3 LM) was supplied (in this case, the V / III ratio was about 14000) to form the low-temperature buffer layer 30 with a thickness of about 150 nm. Thereafter, the temperature inside the MOCVD apparatus was raised to 800 ° C. and kept for 30 seconds for annealing.

かかる条件でSiOマスク20が形成されたサファイア基板10上にGaN膜の成長を行うと、SiOマスク20上にはGaN単結晶は成長せずに多結晶が成長し、非マスク部においてサファイア基板10が露出した部分にGaNの核成長が起る(図3(b))。 When a GaN film is grown on the sapphire substrate 10 on which the SiO 2 mask 20 is formed under such conditions, a GaN single crystal does not grow on the SiO 2 mask 20 but a polycrystal grows. GaN nucleus growth occurs in the exposed portion of the substrate 10 (FIG. 3B).

尚、本工程において、雰囲気温度は425〜625℃の範囲に設定することができる。また、TMG流量は9〜45μmol/minの範囲に設定することができるが、バッファ層30の成膜均一性および上層の半導体エピタキシャル層70の結晶性を高めるために10〜23μmolの範囲に設定するのが好ましい。またV/III比は3000〜25000の範囲に設定することができるが、半導体エピタキシャル層30の結晶性を高くするために6000〜14000の範囲に設定するのが好ましい。上記V/III比の範囲においてNH流量は、3.3〜5.5LMの範囲に設定することができる。また、バッファ層30の膜厚は、30〜1000nmの範囲に設定することができるが、空洞を形成しながら薄膜で核同士を融合させるためには30〜400nmが好ましい。 In addition, in this process, atmospheric temperature can be set to the range of 425-625 degreeC. The TMG flow rate can be set in the range of 9 to 45 μmol / min, but is set in the range of 10 to 23 μmol in order to improve the film formation uniformity of the buffer layer 30 and the crystallinity of the upper semiconductor epitaxial layer 70. Is preferred. The V / III ratio can be set in the range of 3000 to 25000, but is preferably set in the range of 6000 to 14000 in order to increase the crystallinity of the semiconductor epitaxial layer 30. In the range of the V / III ratio, the NH 3 flow rate can be set in the range of 3.3 to 5.5 LM. The thickness of the buffer layer 30 can be set in the range of 30 to 1000 nm, but is preferably 30 to 400 nm in order to fuse nuclei with a thin film while forming a cavity.

(第1空洞含有層形成工程 ステップS4)
先の工程で形成したバッファ層30上に縦方向成長が助長される条件でGaN成長を行う処理(第1ステップと称する)と横方向成長が助長される条件でGaN膜の成長を行う処理(第2ステップと称する)とを交互に複数回繰り返すことにより、SiOマスク20上に空洞41を有する第1空洞含有層40をサファイア基板10上に形成する。
(First cavity-containing layer forming step Step S4)
A process for growing GaN on the buffer layer 30 formed in the previous step under conditions that promote vertical growth (referred to as a first step) and a process for growing a GaN film under conditions that promote lateral growth (see FIG. The first cavity-containing layer 40 having the cavities 41 on the SiO 2 mask 20 is formed on the sapphire substrate 10 by alternately repeating a second step).

具体的には、MOCVD装置内部の温度を800℃に制御し、窒素流量6LM、水素流量7.5LMの雰囲気下で、上記第1ステップにおいては、TMGを流量23μmol/minで供給するとともに、NHを流量2.2LMで供給し、低温バッファ層30上に膜厚20nm程度のGaN膜を形成する。この第1ステップでは、低温バッファ層30を成長させた部分において主にGaN膜の縦方向成長が起る。 Specifically, the temperature inside the MOCVD apparatus is controlled to 800 ° C., and TMG is supplied at a flow rate of 23 μmol / min in an atmosphere of a nitrogen flow rate of 6 LM and a hydrogen flow rate of 7.5 LM. 3 is supplied at a flow rate of 2.2 LM, and a GaN film having a thickness of about 20 nm is formed on the low-temperature buffer layer 30. In this first step, vertical growth of the GaN film mainly occurs in the portion where the low temperature buffer layer 30 is grown.

一方、上記第2ステップにおいては、TMGを流量45μmol/minで供給するとともに、NHを流量4.4LMで供給し、膜厚80nm程度のGaN膜20を形成する。この第2ステップでは、主に第1ステップを経て縦方向に成長したGaN膜の頂部を起点としてGaN膜の横方向成長が起る。 On the other hand, in the second step, TMG is supplied at a flow rate of 45 μmol / min and NH 3 is supplied at a flow rate of 4.4 LM to form a GaN film 20 having a thickness of about 80 nm. In this second step, lateral growth of the GaN film occurs mainly starting from the top of the GaN film grown in the vertical direction through the first step.

第1ステップと第2ステップとでは、TMGおよびNHの流量が異なるため、GaN膜の成長レートが異なり、GaN膜を構成するGa原子およびN原子の吸着と分解・脱離のバランスが互いに異なることから成長方向に違いが生じるものと考えられる。尚、第1ステップにおけるGaN膜の成長レートは23nm/minであり、第2ステップにおけるGaN膜の成長レートは45nm/minである。 Since the flow rates of TMG and NH 3 are different between the first step and the second step, the growth rate of the GaN film is different, and the balance between adsorption and decomposition / desorption of Ga atoms and N atoms constituting the GaN film is different from each other. Therefore, it is thought that a difference occurs in the growth direction. The growth rate of the GaN film in the first step is 23 nm / min, and the growth rate of the GaN film in the second step is 45 nm / min.

上記第1ステップおよび第2ステップを交互に4セット繰り返すことにより、SiOマスク20を挟んで隣接するGaN膜同士が融合し、SiOマスク20の各々の上部に空洞41が形成される。 By repeating four sets alternately the first step and second step, GaN films adjoining each other sandwiching the SiO 2 mask 20 is fused, a cavity 41 is formed in the upper portion of each of the SiO 2 mask 20.

空洞41の各々は、ストライプ状に配列されたSiOマスク20に沿って形成される。つまり、空洞41の各々はサファイア基板10の外縁に沿って設けられた開口部を有し、ウエハ側面の一端から対向する他端に連通するように形成される。空洞41の各々は、後の成長用基板剥離工程(ステップS9)においてウェットエッチングによりサファイア基板10を剥離する際にエッチャントを第1空洞含有層20内部に導入するためのエッチャント導入孔として機能する。また、本工程においては横方向成長が複数回行われることにより、サファイア基板10とGaN膜との界面に生じた結晶欠陥が屈曲し、これが上層部にまで伝搬しなくなるため、半導体エピタキシャル層70の欠陥密度が低減される。 Each of the cavities 41 is formed along the SiO 2 mask 20 arranged in a stripe shape. That is, each of the cavities 41 has an opening provided along the outer edge of the sapphire substrate 10 and is formed so as to communicate from one end of the wafer side surface to the other opposite end. Each of the cavities 41 functions as an etchant introduction hole for introducing an etchant into the first cavity-containing layer 20 when the sapphire substrate 10 is peeled off by wet etching in the subsequent growth substrate peeling step (step S9). Further, in this step, the lateral growth is performed a plurality of times, so that crystal defects generated at the interface between the sapphire substrate 10 and the GaN film are bent and do not propagate to the upper layer portion. Defect density is reduced.

尚、本工程において雰囲気温度は700〜900℃の範囲に設定することができる。また、第1ステップにおいては、TMG流量を10〜30μmol/min、NH流量を1〜3LMの範囲に設定することができる。また第2ステップにおいては、TMG流量を30〜70μmol/min、NH流量を3〜7LMの範囲に設定することができる。また、空洞41のサイズや形状に応じて第1ステップにおいて形成するGaN膜の膜厚を10〜60nm、第2ステップにおいて形成するGaN膜の膜厚を30〜140nmの範囲で変更することが可能である。 In this step, the ambient temperature can be set in the range of 700 to 900 ° C. In the first step, the TMG flow rate can be set to a range of 10 to 30 μmol / min, and the NH 3 flow rate can be set to a range of 1 to 3 LM. In the second step, the TMG flow rate can be set to a range of 30 to 70 μmol / min, and the NH 3 flow rate can be set to a range of 3 to 7 LM. Further, the film thickness of the GaN film formed in the first step can be changed in the range of 10 to 60 nm and the film thickness of the GaN film formed in the second step can be changed in the range of 30 to 140 nm according to the size and shape of the cavity 41. It is.

次に、空洞41が形成されたGaN膜上に更にGaN膜をエピタキシャル成長させ、表面を平坦化することにより第1空洞含有層40を完成させる。具体的には、MOCVD装置内部の温度を1000℃に制御し、窒素(流量6LM)および水素(流量7.5LM)の混合雰囲気下でTMG(流量45μmol/min)およびNH(流量4.4LM)を供給して(この場合V/III比は5000程度となる)、膜厚1.5μm程度の平坦化層を形成し、第1空洞含有層を完成させた(図3(c))。 Next, a GaN film is further epitaxially grown on the GaN film in which the cavity 41 is formed, and the surface is planarized to complete the first cavity-containing layer 40. Specifically, the temperature inside the MOCVD apparatus is controlled to 1000 ° C., and TMG (flow rate 45 μmol / min) and NH 3 (flow rate 4.4 LM) are mixed in a mixed atmosphere of nitrogen (flow rate 6 LM) and hydrogen (flow rate 7.5 LM). (In this case, the V / III ratio is about 5000) to form a planarization layer having a film thickness of about 1.5 μm, thereby completing the first cavity-containing layer (FIG. 3C).

尚、本工程においては、TMG流量を10〜70μmol/minの範囲に設定することができる。またV/III比は2000〜22500の範囲に設定することができるが、平坦性および結晶性の点から3000〜8000の範囲に設定するのが好ましい。上記V/III比の範囲においてNH流量は、3.3〜5.5LMの範囲に設定することができる。また、平坦化層の膜厚は、1〜10μmの範囲に設定することができるが、膜厚が厚くなると後の成長用基板除去工程(ステップS9)での処理時間が増大することになる。 In this step, the TMG flow rate can be set in the range of 10 to 70 μmol / min. The V / III ratio can be set in the range of 2000 to 22500, but is preferably set in the range of 3000 to 8000 from the viewpoint of flatness and crystallinity. In the range of the V / III ratio, the NH 3 flow rate can be set in the range of 3.3 to 5.5 LM. The film thickness of the planarizing layer can be set in the range of 1 to 10 μm. However, when the film thickness is increased, the processing time in the subsequent growth substrate removing step (step S9) is increased.

(第2マスク層形成工程 ステップS5)
次に、第1空洞含有層40上にSiOマスク50がストライプ状に配列された第2マスク層を形成する。第2マスク層を構成するSiOマスク50の各々は、例えば第1マスク層におけるSiOマスク20の各々と同一幅、同一ピッチおよび同一の方向に伸張するように形成される。またSiOマスク50の各々の間に位置する非マスク部51の各々が下方の第1マスク層におけるSiOマスク20の各々と完全に重なるように、また、SiOマスク20の各々の間に位置する非マスク部21の各々が上方の第2マスク層におけるSiOマスク50の各々と完全に重なるようにSiOマスク50を配置する(図3(d))。
(Second Mask Layer Forming Step Step S5)
Next, a second mask layer in which SiO 2 masks 50 are arranged in stripes is formed on the first cavity-containing layer 40. Each of the SiO 2 masks 50 constituting the second mask layer is formed so as to extend in the same width, the same pitch, and the same direction as, for example, each of the SiO 2 masks 20 in the first mask layer. Further, each of the non-mask portions 51 positioned between the SiO 2 masks 50 completely overlaps each of the SiO 2 masks 20 in the lower first mask layer, and between each of the SiO 2 masks 20. The SiO 2 mask 50 is arranged so that each of the positioned non-mask portions 21 completely overlaps with each of the SiO 2 masks 50 in the upper second mask layer (FIG. 3D).

第2マスク層の形成方法は、第1マスク層と同様である。すなわち、第1空洞含有層40の形成後、ウエハをMOCVD装置から取り出し、EB(電子ビーム)法等により第1空洞含有層40上に膜厚150nm程度のSiO膜を堆積する。続いて、このSiO膜上にレジストマスクを形成した後、例えばCHFを用いたドライエッチングによりSiO膜を選択的に除去することにより、マスク部と非マスク部とが連続するストライプ状のパターニングを施す。本実施例では、第1マスク層におけるSiOマスク20と同様1μm幅でSiO膜を除去し、4μm幅のSiOを残し、上記した如き第1マスク層との相対位置関係を有するように第2マスク層のストライプパターンを形成した。SiOマスク50の各々は、ウエハの一端部からこれと対向する他端部にまで伸張するように設けられる。 The method for forming the second mask layer is the same as that for the first mask layer. That is, after the formation of the first cavity-containing layer 40, the wafer is taken out from the MOCVD apparatus, and an SiO 2 film having a thickness of about 150 nm is deposited on the first cavity-containing layer 40 by an EB (electron beam) method or the like. Subsequently, after forming a resist mask on the SiO 2 film, for example, by selectively removing the SiO 2 film by dry etching using CHF 3, striped to the mask portion and the non-masked portion is continuous Patterning is performed. In this embodiment, the SiO 2 film having a width of 1 μm is removed as in the SiO 2 mask 20 in the first mask layer, leaving 4 μm width of SiO 2 so as to have a relative positional relationship with the first mask layer as described above. A stripe pattern of the second mask layer was formed. Each of the SiO 2 masks 50 is provided so as to extend from one end of the wafer to the other end facing the wafer.

尚、本実施例では、SiOにより第2マスク層を形成することとしたが、例えばSi、酸化Ti、SiN、TiNを用いることもできる。また、SiO膜の膜厚は例えば100〜500nmの範囲で形成することができるが、成膜時間及びその後のGaN膜の成長容易性を考慮して100〜200nmであることが好ましい。 In this embodiment, the second mask layer is formed of SiO 2. However, for example, Si, Ti oxide, SiN, or TiN can be used. Although the film thickness of the SiO 2 film can be formed, for example, in the range of 100 to 500 nm, it is preferably 100~200nm considering the growing ease of film formation time and subsequent GaN film.

また、SiOの成膜方法は、EB法に限らず、例えばスパッタ法、プラズマCVD法、熱CVD法を用いてもよい。また、SiO膜のエッチングはCHFを用いたドライエッチングに限らず、CF及びC等を用いたドライエッチングでも良く、また、HF、BHF、NHF+HF、KOH、NaOH(酸化物)、熱リン酸及、リン酸+硫酸(窒化物)等を用いたウェットエッチングでも良い。 Further, the SiO 2 film forming method is not limited to the EB method, and for example, a sputtering method, a plasma CVD method, or a thermal CVD method may be used. Etching of the SiO 2 film is not limited to dry etching using CHF 3 but may be dry etching using CF 4 and C 2 F 8 or the like, and HF, BHF, NH 4 F + HF, KOH, NaOH (oxidation) Material), hot phosphoric acid, and wet etching using phosphoric acid + sulfuric acid (nitride).

また、SiOマスク50の各々の幅は、加工精度や、後の工程においてこのSiOマスク50上に空洞61を形成することを考慮して1〜4μmとすることが好ましい。また、SiOマスク20の非マスク部(すなわち、SiOマスク50の形成ピッチ)は1〜3μmであることが望ましい。 Also, the width of each of the SiO 2 mask 50, machining accuracy and, after it is preferable that the 1~4μm in consideration of forming a cavity 61 on the SiO 2 mask 50 in step. The non-mask portion of the SiO 2 mask 20 (that is, the formation pitch of the SiO 2 mask 50) is preferably 1 to 3 μm.

また、SiOマスク50は、上記した如き第1マスク層との相対位置関係が確保されていればストライプ状に限らず、GaN結晶の結晶方位<10−10>と平行な軸およびこれと同等な軸に平行な辺を有する多角形、または、このような多角形が格子状に配列されたパターンであってもよい。なお、後述するが、マスク上方にはウェットエッチングのためのエッチャントが流入する空洞が形成される。このため、マスクパターンは、サファイア基板10の一端部からこれと対向する他端部まで伸張した連続パターンとなっており、ウエハ上に孤立した領域を有していないことが好ましい。これにより、ウエハ端面から流入させたエッチャントをウエハ中央部にまで浸透させることが可能となり、成長用基板を速やかに除去することが可能となる。また、第2マスク層は、はじめに第1空洞含有層40上にフォトレジストでパターンを形成しておき、その後SiO膜を堆積し、レジストマスク上に堆積された不要部分をリフトオフして形成してもよい。 Further, the SiO 2 mask 50 is not limited to a stripe shape as long as the relative positional relationship with the first mask layer as described above is ensured, and an axis parallel to the crystal orientation <10-10> of the GaN crystal and the same as this. It may be a polygon having sides parallel to a simple axis, or a pattern in which such polygons are arranged in a grid. As will be described later, a cavity into which an etchant for wet etching flows is formed above the mask. For this reason, the mask pattern is a continuous pattern extending from one end of the sapphire substrate 10 to the other end facing the sapphire substrate 10 and preferably has no isolated region on the wafer. As a result, the etchant introduced from the wafer end surface can penetrate to the center of the wafer, and the growth substrate can be quickly removed. The second mask layer is formed by first forming a pattern with a photoresist on the first cavity-containing layer 40, then depositing a SiO 2 film, and lifting off unnecessary portions deposited on the resist mask. May be.

(第2空洞含有層形成工程 ステップS6)
次に、第2マスク層が形成された第1空洞含有層40上にGaN膜をエピタキシャル成長させることにより、SiOマスク50上に空洞61を有する第2空洞含有層60を形成する。具体的には、雰囲気温度700℃に制御されたMOCVD装置に上記各工程を経たウエハをセットし、窒素流量13.5LMの雰囲気下で、TMGを流量45μmol/min、NHを流量5.5LMで供給するとともに、ドーパントガスとしてSiHを供給し、Siが5×1018atom/cmドープされた膜厚500nm程度のGaN膜を第1空洞含有層40上に成長させる。
(Second cavity-containing layer forming step Step S6)
Next, a GaN film is epitaxially grown on the first cavity-containing layer 40 on which the second mask layer is formed, thereby forming the second cavity-containing layer 60 having the cavity 61 on the SiO 2 mask 50. Specifically, the wafer subjected to each of the above steps is set in an MOCVD apparatus controlled to an atmospheric temperature of 700 ° C., and TMG is flowed at 45 μmol / min and NH 3 is flowed at 5.5 LM in an atmosphere with nitrogen flow of 13.5 LM. Then, SiH 4 is supplied as a dopant gas, and a GaN film having a thickness of about 500 nm doped with Si of 5 × 10 18 atoms / cm 3 is grown on the first cavity-containing layer 40.

かかる条件でSiOマスク50が形成された第1空洞含有層40上にGaN膜の成長を行うと、SiOマスク50上にはGaN膜は成長せず、SiOマスク50が形成されていない部分にのみGaN膜の成長が起る。そして、この条件で成長を継続させることにより、SiOマスク50を挟んで隣接するGaN膜同士が融合し、SiOマスク50の各々の上部に空洞61が形成される。その後、TMGおよびNHを供給したまま雰囲気温度を1000℃まで昇温し、膜厚1μm程度のGaN膜をエピタキシャル成長させて第2空洞含有層60を完成させる(図3(e))。 Doing growth of GaN film on the first void-containing layer 40 SiO 2 mask 50 is formed in such a condition, on the SiO 2 mask 50 is GaN film does not grow, the SiO 2 mask 50 is not formed The GaN film grows only in the portion. Then, by continuing growth in this condition, and fusion GaN film between the adjacent sides of the SiO 2 mask 50, a cavity 61 is formed in the upper portion of each of the SiO 2 mask 50. Thereafter, the ambient temperature is raised to 1000 ° C. while supplying TMG and NH 3 , and a GaN film having a thickness of about 1 μm is epitaxially grown to complete the second cavity-containing layer 60 (FIG. 3E).

空洞61の各々は、ストライプ状に配列されたSiOマスク50に沿って形成される。つまり、空洞41の各々はサファイア基板10の外縁に沿って設けられた開口部を有し、ウエハ側面の一端から対向する他端に連通している。空洞50の各々は、後の成長用基板除去工程(ステップS9)においてウェットエッチングによりサファイア基板10を剥離する際にエッチャントを第2空洞含有層20内部に導入するためのエッチャント導入孔として機能する。また、SiOマスク50の各々は、第1マスク層におけるSiOマスク20との間に上記した如き相対位置関係を有しているため、第2空洞含有層60内部の空洞61と第1空洞含有層40内部の空洞41との相対位置関係もこれに準じたものとなる。すなわち、互いに隣接する空洞61間の隔壁部の各々が空洞40の各々の上部に位置している。 Each of the cavities 61 is formed along the SiO 2 mask 50 arranged in a stripe shape. That is, each of the cavities 41 has an opening provided along the outer edge of the sapphire substrate 10 and communicates from one end of the wafer side surface to the other opposite end. Each of the cavities 50 functions as an etchant introduction hole for introducing an etchant into the second cavity-containing layer 20 when the sapphire substrate 10 is peeled off by wet etching in the subsequent growth substrate removing step (step S9). In addition, since each of the SiO 2 masks 50 has the above-described relative positional relationship with the SiO 2 mask 20 in the first mask layer, the cavities 61 and the first cavities in the second cavity-containing layer 60 are provided. The relative positional relationship with the cavity 41 inside the containing layer 40 also conforms to this. That is, each of the partition portions between the cavities 61 adjacent to each other is located at the upper part of each of the cavities 40.

尚、本工程においては、TMG流量を10〜70μmol/minの範囲に設定することができる。またV/III比は2000〜22500の範囲に設定することができるが、平坦性および結晶性の点から3000〜8000の範囲に設定するのが好ましい。上記V/III比の範囲においてNH流量を3.3〜5.5LMの範囲に設定することができる。また、第2空洞含有層60の合計の膜厚は0.5〜3μmの範囲に設定することができる。また、第1空洞含有層40と同様のステップの繰り返しでも良い。 In this step, the TMG flow rate can be set in the range of 10 to 70 μmol / min. The V / III ratio can be set in the range of 2000 to 22500, but is preferably set in the range of 3000 to 8000 from the viewpoint of flatness and crystallinity. In the above V / III ratio range, the NH 3 flow rate can be set in the range of 3.3 to 5.5 LM. The total film thickness of the second cavity-containing layer 60 can be set in the range of 0.5 to 3 μm. Further, the same steps as those for the first cavity-containing layer 40 may be repeated.

(半導体エピタキシャル層形成工程 ステップS7)
次に、MOCVD法により第2空洞含有層60の上にGaN系半導体からなるn層71、発光層72およびp層73を含む半導体エピタキシャル層70を形成する(図4(f))。
(Semiconductor Epitaxial Layer Formation Step Step S7)
Next, a semiconductor epitaxial layer 70 including an n layer 71 made of a GaN-based semiconductor, a light emitting layer 72, and a p layer 73 is formed on the second cavity-containing layer 60 by MOCVD (FIG. 4F).

具体的には、雰囲気温度を1000℃とし、TMG(流量45μmol/min)、NH(流量4.4LM)およびドーパントガスとしてSiHを供給し、Siが5×1018atom/cmドープされた膜厚1〜10μm程度のn層71を形成する。尚、TMGの流量は、10〜70μmol/minの範囲で変更することが可能である。また、NHは3.3〜5.5LMの範囲で変更することが可能である。また、V/III比は、2000〜22500、より好ましくは3000〜8000の範囲に設定することが可能である。 Specifically, the ambient temperature is set to 1000 ° C., TMG (flow rate 45 μmol / min), NH 3 (flow rate 4.4 LM), and SiH 4 as a dopant gas are supplied, and Si is doped at 5 × 10 18 atoms / cm 3. An n layer 71 having a thickness of about 1 to 10 μm is formed. The flow rate of TMG can be changed in the range of 10 to 70 μmol / min. NH 3 can be changed within a range of 3.3 to 5.5LM. The V / III ratio can be set in the range of 2000 to 22500, more preferably 3000 to 8000.

次に、雰囲気温度を760℃とし、TMG(流量3.6μmol/min)、トリメチルインジウム(TMI)(流量3.6μmol/min)およびNH(流量4.4LM)を供給し、GaN/InGa1−yN(各2nm)のペアを30ペア形成することにより、歪み緩和層(図示ぜず)を形成する。尚、TMGおよびTMIの流量は1〜10μmol/minの範囲で変更することが可能である。この場合、In組成がy=0.2程度となるようにTMIとTMG流量を同時に変更することが必要となる。またNHの流量は3.3〜5.5LMの範囲で変更することが可能である。また、GaNに代えてInGa1−xNを形成することとしてもよい。この場合、x<yを満たすように、流量調整が必要となる。また、歪緩和層の膜厚は、GaN/InGa1−yNの各層の膜厚やペア数を変更することにより50〜300nmの範囲で変更することが可能である。また、歪緩和層には、Siを最大5×1017atom/cmドープしてもよい。 Next, the ambient temperature is set to 760 ° C., TMG (flow rate 3.6 μmol / min), trimethylindium (TMI) (flow rate 3.6 μmol / min) and NH 3 (flow rate 4.4 LM) are supplied, and GaN / In y A strain relaxation layer (not shown) is formed by forming 30 pairs of Ga 1-y N (2 nm each). The flow rates of TMG and TMI can be changed in the range of 1 to 10 μmol / min. In this case, it is necessary to simultaneously change the TMI and the TMG flow rate so that the In composition is about y = 0.2. The flow rate of NH 3 can be changed in the range of 3.3 to 5.5LM. In x Ga 1-x N may be formed instead of GaN. In this case, it is necessary to adjust the flow rate so as to satisfy x <y. Moreover, the film thickness of the strain relaxation layer can be changed in the range of 50 to 300 nm by changing the film thickness and the number of pairs of each layer of GaN / In y Ga 1-y N. Further, the strain relaxation layer may be doped with Si at a maximum of 5 × 10 17 atoms / cm 3 .

次に、雰囲気温度を730℃とし、TMG(流量3.6μmol/min)、TMI(流量10μmol/min)およびNH(流量4.4LM)を供給し、GaN障壁層/InGaN井戸層(各14nm/2nm)からなるペアを5ペア形成することにより、多重量子井戸構造の発光層72を形成する。尚、TMGおよびTMIの流量は1〜10μmol/minの範囲で変更することが可能である。この場合、Inの組成比を示すyの値が0.35程度となるようにTMIとTMG流量を同時に変更することが必要となる。またNHの流量は3.3〜5.5LMの範囲で変更することが可能である。また、発光層72には、Siを最大5×1017atom/cmドープしてもよい。 Next, the ambient temperature is set to 730 ° C., TMG (flow rate 3.6 μmol / min), TMI (flow rate 10 μmol / min) and NH 3 (flow rate 4.4 LM) are supplied, and a GaN barrier layer / In y GaN well layer ( By forming five pairs each of 14 nm / 2 nm), the light emitting layer 72 having a multiple quantum well structure is formed. The flow rates of TMG and TMI can be changed in the range of 1 to 10 μmol / min. In this case, it is necessary to simultaneously change the TMI and TMG flow rates so that the y value indicating the In composition ratio is about 0.35. The flow rate of NH 3 can be changed in the range of 3.3 to 5.5LM. The light emitting layer 72 may be doped with Si at a maximum of 5 × 10 17 atoms / cm 3 .

次に、雰囲気温度を870℃とし、TMG(流量8.1μmol/min)、トリメチルアルミニウム(TMA)(流量7.6μmol/min)、NH(流量4.4LM)およびドーパントガスとしてCP2Mg(bis-cyclopentadienyl Mg)を供給することによりMgが1×1020atom/cmドープされた膜厚40nm程度のp−AlGa1−zN層(図示せず)を形成する。尚、TMGの流量は4〜20μmol/minの範囲で変更することが可能である。この場合、Alの組成がZ=0.2程度となるようにTMGとTMAの流量を同時に変更することが必要となる。またNHの流量は3.3〜5.5LMの範囲で変更することが可能である。また、p−AlzGa1−zN層の膜厚は20〜60nmの範囲で変更することが可能である。 Next, the ambient temperature was set to 870 ° C., TMG (flow rate 8.1 μmol / min), trimethylaluminum (TMA) (flow rate 7.6 μmol / min), NH 3 (flow rate 4.4 LM), and CP2Mg (bis- By supplying cyclopentadienyl Mg), a p-Al z Ga 1-z N layer (not shown) having a thickness of about 40 nm doped with 1 × 10 20 atoms / cm 3 of Mg is formed. The TMG flow rate can be changed in the range of 4 to 20 μmol / min. In this case, it is necessary to simultaneously change the flow rates of TMG and TMA so that the composition of Al is about Z = 0.2. The flow rate of NH 3 can be changed in the range of 3.3 to 5.5LM. Moreover, the film thickness of the p-AlzGa 1-z N layer can be changed in the range of 20 to 60 nm.

次に、雰囲気温度を870℃とし、TMG(流量18μmol/min)、NH(流量4.4LM)およびドーパントガスとしてCP2Mg(bis-cyclopentadienyl Mg)を供給することによりMgが1×1020atom/cmドープされた膜厚200nm程度のp層73を形成する。尚、TMGの流量は8〜36μmol/minの範囲で変更することが可能である。またNHの流量は3.3〜5.5LMの範囲で変更することが可能である。また、p層33の膜厚は100〜300nmの範囲で変更することが可能である。続いて、約900℃の窒素雰囲気下で約1分間の熱処理を行うことにより、p層73を活性化させる。 Next, the ambient temperature is set to 870 ° C., and TMG (flow rate: 18 μmol / min), NH 3 (flow rate: 4.4 LM), and CP2Mg (bis-cyclopentadienyl Mg) as a dopant gas are supplied, whereby Mg becomes 1 × 10 20 atoms / A p 3 layer 73 having a thickness of about 200 nm doped with cm 3 is formed. The TMG flow rate can be changed in the range of 8 to 36 μmol / min. The flow rate of NH 3 can be changed in the range of 3.3 to 5.5LM. Further, the thickness of the p layer 33 can be changed within a range of 100 to 300 nm. Subsequently, the p layer 73 is activated by performing heat treatment for about 1 minute in a nitrogen atmosphere at about 900 ° C.

(支持基板接着工程 ステップS8)
次に、EB法等により、p層73上にPt(10Å)およびAg(3000Å)をこの順番で堆積し、電極層81を形成する。Pt層によりp層73との間でオーミック接触が確保され、Ag層により高反射率が確保される。続いて、Ti(1000Å)、Pt(2000Å)およびAu(2000Å)をこの順番で堆積し、接着層82を形成する。接着層82は後述する支持基板90との接着部を構成する(図4(g))。
(Support Substrate Bonding Step Step S8)
Next, Pt (10 Å) and Ag (3000 Å) are deposited in this order on the p layer 73 by the EB method or the like to form the electrode layer 81. The Pt layer ensures ohmic contact with the p layer 73, and the Ag layer ensures high reflectivity. Subsequently, Ti (1000 Å), Pt (2000 Å) and Au (2000 Å) are deposited in this order to form the adhesive layer 82. The adhesive layer 82 constitutes an adhesive portion with the support substrate 90 described later (FIG. 4G).

次に、サファイア基板10に代えて半導体エピタキシャル層70を支持するための支持基板90を用意する。支持基板90としては、例えばSi単結晶基板を用いることができる。支持基板90上には、Pt、Ti、Ni、Au、AuSnがこの順番で積層された接着層91がEB法等により形成される。続いて、この接着層91と半導体エピタキシャル層70上に形成された接着層82とを密着させ真空又はN雰囲気中で熱圧着することにより、半導体エピタキシャル層70のp層73側に支持基板90を貼り付ける(図4(h))。尚、支持基板90は、半導体エピタキシャル層70上にCu等の金属膜をめっき成長させることにより形成されるものであってもよい。 Next, a support substrate 90 for supporting the semiconductor epitaxial layer 70 is prepared instead of the sapphire substrate 10. For example, a Si single crystal substrate can be used as the support substrate 90. On the support substrate 90, an adhesive layer 91 in which Pt, Ti, Ni, Au, and AuSn are laminated in this order is formed by the EB method or the like. Subsequently, the adhesive layer 91 and the adhesive layer 82 formed on the semiconductor epitaxial layer 70 are brought into close contact with each other and thermocompression-bonded in a vacuum or an N 2 atmosphere, so that the support substrate 90 is provided on the p layer 73 side of the semiconductor epitaxial layer 70. Is pasted (FIG. 4H). The support substrate 90 may be formed by growing a metal film such as Cu on the semiconductor epitaxial layer 70.

(成長用基板除去および凹凸形成工程 ステップS9)
次に、上記各工程を経たウエハを液温50℃の5M−KOHに浸漬し、第1および第2の空洞含有層40および60をエッチングすることによりサファイア基板10を剥離する。このウェットエッチング処理において第1および第2の空洞含有層40および60内部に形成された空洞41および61内にエッチャントが流入する。KOHを用いたウェットエッチングにおいては、GaNのC−面に対して垂直方向のエッチングレートの方が、横方向のエッチングレートよりも高い。このため、空洞41および61の内部においては、GaN膜の積層方向上方に向けてエッチングが進行する異方性エッチングとなる。つまり、このウェットエッチング処理により、空洞41および空洞61はそれぞれ上方に向けて拡大していく(図5(i))。エッチングが進行し、下層の空洞41が上層の空洞61と結合した段階でサファイア基板10が半導体エピタキシャル層70および支持基板90を含む半導体発光素子から剥離される。空洞61形成部においてはGaN膜のエッチングが進行するため、サファイア基板10の剥離後は、n層71が表出することとなるが、互いに隣接する空洞61間の領域に対応する部分については、エッチングがn層71に達する前にサファイア基板10の剥離に至るため、この部分は凸部100として残る。すなわち、このウェットエッチング処理により、サファイア基板10剥離後の半導体発光素子側の剥離面には、SiOマスクパターンに対応した比較的長い周期の矩形状凹凸パターンが形成される(本実施例では、SiOマスクパターン一致して幅1μmの凸部100が4μm周期で形成されることとなる)。また、このウェットエッチング処理においては、エッチング面にGaNの結晶構造に由来する幅0.2μm程度の多数の六角錐状突起(マイクロコーン)が上記長周期の凹凸面に沿って形成される。つまり、本工程では、第1および第2空洞含有層40および60に形成された空洞41および61にエッチャントを流入させてエッチング処理を行うことにより、サファイア基板10を半導体発光素子から剥離するとともに、半導体発光素子の表面に比較的長い周期の凹凸と比較的短い周期の凹凸を同時に形成するのである(図5(j))。
(Growth substrate removal and concavo-convex forming step Step S9)
Next, the sapphire substrate 10 is peeled off by immersing the wafer that has undergone the above steps in 5M-KOH at a liquid temperature of 50 ° C. and etching the first and second cavity-containing layers 40 and 60. In this wet etching process, the etchant flows into the cavities 41 and 61 formed in the first and second cavity-containing layers 40 and 60. In wet etching using KOH, the etching rate in the direction perpendicular to the C-plane of GaN is higher than the etching rate in the lateral direction. For this reason, the inside of the cavities 41 and 61 is anisotropic etching in which etching proceeds upward in the stacking direction of the GaN film. That is, by this wet etching process, the cavities 41 and 61 are respectively expanded upward (FIG. 5 (i)). The sapphire substrate 10 is peeled from the semiconductor light emitting device including the semiconductor epitaxial layer 70 and the support substrate 90 when the etching progresses and the lower layer cavity 41 is combined with the upper layer cavity 61. Since the etching of the GaN film proceeds in the cavity 61 forming portion, the n layer 71 will be exposed after the sapphire substrate 10 is peeled off, but the part corresponding to the region between the adjacent cavities 61 is Since the sapphire substrate 10 is peeled before the etching reaches the n layer 71, this portion remains as the convex portion 100. That is, by this wet etching treatment, a rectangular uneven pattern having a relatively long period corresponding to the SiO 2 mask pattern is formed on the peeling surface on the semiconductor light emitting element side after peeling the sapphire substrate 10 (in this embodiment, The convex portions 100 having a width of 1 μm are formed with a period of 4 μm so as to coincide with the SiO 2 mask pattern). In this wet etching process, a large number of hexagonal pyramidal projections (microcones) having a width of about 0.2 μm derived from the crystal structure of GaN are formed on the etched surface along the long-period uneven surface. That is, in this step, the sapphire substrate 10 is peeled from the semiconductor light emitting element by performing an etching process by flowing an etchant into the cavities 41 and 61 formed in the first and second cavity-containing layers 40 and 60, Irregularities having a relatively long period and irregularities having a relatively short period are simultaneously formed on the surface of the semiconductor light emitting element (FIG. 5 (j)).

尚、エッチャントとしてはIII族窒化物半導体をエッチングできるものであればよく、KOHに限らず、例えば熱りん酸、熱りん酸と硫酸の混合液等を用いてもよい。また、HF等を用いてSiOマスクを除去した後、GaN膜のエッチングを行うこととしてもよい。この場合、空洞41および61にエッチャントが侵入しやすくなるためエッチングが容易となる。 The etchant is not limited to KOH as long as it can etch a group III nitride semiconductor. For example, hot phosphoric acid, a mixed solution of hot phosphoric acid and sulfuric acid, or the like may be used. Alternatively, the GaN film may be etched after removing the SiO 2 mask using HF or the like. In this case, etching becomes easy because the etchant easily enters the cavities 41 and 61.

(電極形成工程 ステップS10)
次に、上記した如き凹凸が形成されたn層71表面にEB法等によりTiおよびAlを順次堆積し、更にボンディング性向上のため、最表面にTi/Auを堆積することによりn電極110を形成する(図5(k))。尚、電極材料としてはTi/Al以外に、Al/Rh、Al/Ir、Al/Pt、Al/Pd等を用いることとしてもよい。
(Electrode formation step Step S10)
Next, Ti and Al are sequentially deposited on the surface of the n layer 71 having the unevenness as described above by an EB method or the like, and further Ti / Au is deposited on the outermost surface to improve the bondability. It forms (FIG.5 (k)). In addition to Ti / Al, Al / Rh, Al / Ir, Al / Pt, Al / Pd, or the like may be used as the electrode material.

(チップ分離工程 ステップS11)
次に、n電極110が形成された支持基板付き半導体エピタキシャル層70を個別のチップに分離する。この工程は、まず、半導体エピタキシャル層50表面に各チップ間に溝を設けるようにしたパターンをレジストによりパターニングする。次に、反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching)を用いて半導体エピタキシャル層70表面から電極層81に達する深さまで溝を形成する。その後、支持基板90等をダイシングし、各チップに分離する。また、レーザスクライブ等の技術を用いてもよい。以上の各工程を経ることにより半導体発光素子が完成する。
(Chip Separation Process Step S11)
Next, the semiconductor epitaxial layer 70 with the support substrate on which the n-electrode 110 is formed is separated into individual chips. In this step, first, a pattern in which grooves are provided between the chips on the surface of the semiconductor epitaxial layer 50 is patterned with a resist. Next, a trench is formed from the surface of the semiconductor epitaxial layer 70 to a depth reaching the electrode layer 81 by using reactive ion etching (Reactive Ion Etching). Thereafter, the support substrate 90 and the like are diced and separated into chips. A technique such as laser scribing may be used. The semiconductor light emitting device is completed through the above steps.

このように、本発明の半導体発光素子の製造方法によれば、LLO法によらずウェットエッチングのみでサファイア基板の剥離を行うことが可能となり、高価なLLO装置の導入が不要となり、LLO法を用いた成長用基板の剥離に起因して生じる半導体膜のクラック等の問題を回避することができる。更に、本発明の半導体発光素子の製造方法によれば、成長用基板の剥離工程において複数ウエハの一括処理が容易となり、生産性の向上を図ることが可能となる。また、上記したように、光取り出し面となるn層71表面には、比較的長い周期の凹凸と比較的短い周期の凹凸が形成されるので、光取り出し効率とGaN膜の機械的強度を高いレベルで確保することが可能となる。すなわち、n層表面に形成されるマイクロコーンのサイズを小さくしたことにより機械的強度が確保され、これによって低下した光取り出し効率は、長周期の凹凸によって補完されることとなる。尚、マイクロコーンのサイズが小さい場合でも、界面屈折率差から生じるフレネル反射は抑制され、光取り出し効率の向上に一定の効果を有する。本発明の半導体発光素子の製造方法によれば、このような光取り出し面の凹凸パターンの形成と、成長用基板の剥離を同時に行うことが可能である。   As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, it is possible to peel off the sapphire substrate only by wet etching without using the LLO method. Problems such as cracks in the semiconductor film caused by peeling of the growth substrate used can be avoided. Furthermore, according to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, batch processing of a plurality of wafers can be facilitated in the growth substrate peeling step, and productivity can be improved. Further, as described above, since the surface of the n layer 71 serving as the light extraction surface has irregularities with a relatively long period and irregularities with a relatively short period, the light extraction efficiency and the mechanical strength of the GaN film are high. It becomes possible to secure by level. That is, the mechanical strength is ensured by reducing the size of the microcone formed on the surface of the n layer, and the light extraction efficiency lowered thereby is complemented by the long-period unevenness. Even when the size of the microcone is small, Fresnel reflection resulting from the difference in refractive index of the interface is suppressed, and has a certain effect on improving the light extraction efficiency. According to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present invention, it is possible to simultaneously perform the formation of the concave / convex pattern on the light extraction surface and the separation of the growth substrate.

図1(a)および(b)は、それぞれ比較的大きいサイズの突起が形成された半導体膜の表面と比較的小さいサイズの突起が形成された半導体膜の表面にコレットが接触したときの突起谷部に加わる力を示した図である。FIGS. 1A and 1B show protrusion valleys when a collet contacts the surface of a semiconductor film on which a relatively large protrusion is formed and the surface of a semiconductor film on which a relatively small protrusion is formed. It is the figure which showed the force added to a part. 本発明の実施例である半導体発光素子の製造工程フロー図である。It is a manufacturing process flowchart of the semiconductor light-emitting device which is an Example of this invention. 図3(a)〜(e)は、本発明の実施例である半導体発光素子の製造工程毎の断面図である。FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views for each manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention. 図4(f)〜(h)は、本発明の実施例である半導体発光素子の製造工程毎の断面図である。4F to 4H are cross-sectional views for each manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention. 図5(i)〜(k)は、本発明の実施例である半導体発光素子の製造工程毎の断面図である。5 (i) to 5 (k) are cross-sectional views for each manufacturing process of the semiconductor light emitting device according to the embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 サファイア基板
20 SiOマスク
21 マスク部
22 非マスク部
40 第1空洞含有層
41 空洞
50 SiOマスク
51 非マスク部
60 第2空洞含有層
70 半導体エピタキシャル層
90 支持基板
10 sapphire substrate 20 SiO 2 mask 21 mask portion 22 unmasked portion 40 first cavity-containing layer 41 cavity 50 SiO 2 mask 51 unmasked portion 60 second void-containing layer 70 semiconductor epitaxial layer 90 the support substrate

Claims (11)

複数の第1の空洞を含む第1空洞含有層を成長用基板上に形成する工程と、
複数の第2の空洞を含み、互いに隣接する前記第2の空洞間の隔壁部の各々が前記第1の空洞の各々の上部に設けられ、かつ互いに隣接する前記第1の空洞間の隔壁部の各々の上部に前記第2の空洞の各々が設けられた第2空洞含有層を前記第1空洞含有層上に形成する工程と、
前記第2空洞含有層上に半導体層をエピタキシャル成長させる工程と、
前記半導体層上に支持基板を接着する工程と、
前記第1および第2の空洞の各々にエッチャントを流入させて、前記第1の空洞の各々と前記第2の空洞の各々とを結合させて前記成長用基板を前記半導体層から除去する工程と、を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。
Forming a first cavity-containing layer including a plurality of first cavities on a growth substrate;
Each of the partition portions between the second cavities adjacent to each other including a plurality of second cavities is provided on top of each of the first cavities, and the partition portions between the first cavities adjacent to each other Forming on the first cavity-containing layer a second cavity-containing layer in which each of the second cavities is provided on each of the first cavity, and
Epitaxially growing a semiconductor layer on the second cavity-containing layer;
Bonding a support substrate on the semiconductor layer;
Introducing an etchant into each of the first and second cavities to couple each of the first cavities and each of the second cavities to remove the growth substrate from the semiconductor layer; The manufacturing method of the semiconductor element characterized by the above-mentioned.
前記第1空洞含有層を形成する工程は、
前記成長用基板上に選択成長用の第1マスクを形成する工程と、
前記成長用基板上に前記第1マスクを介してIII族窒化物を選択成長させて前記第1マスクに沿って前記第1マスク上部に設けられた空洞を有する層を形成する第1選択成長工程と、を含み、
前記第2空洞含有層を形成する工程は、
前記第1空洞含有層上に選択成長用の第2マスクを形成する工程と、
前記第1空洞含有層上に前記第2マスクを介してIII族窒化物を選択成長させて前記第2マスクに沿って前記第2マスク上部に設けられた空洞を有する層を形成する第2選択成長工程と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の製造方法。
The step of forming the first cavity-containing layer includes
Forming a first mask for selective growth on the growth substrate;
A first selective growth step of selectively growing group III nitride on the growth substrate through the first mask to form a layer having a cavity provided on the first mask along the first mask. And including
The step of forming the second cavity-containing layer includes
Forming a second mask for selective growth on the first cavity-containing layer;
A second selection is performed in which a group III nitride is selectively grown on the first cavity-containing layer through the second mask to form a layer having a cavity provided on the second mask along the second mask. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a growth step.
前記第1選択成長工程は、縦方向成長が助長される条件で前記III族窒化物の成長を行う第1ステップおよび横方向成長が助長される条件で前記III族窒化物の成長を行う第2ステップを交互に複数回実施する処理を含むことを特徴とする請求項2に記載の半導体素子の製造方法。 The first selective growth step includes a first step of growing the group III nitride under conditions that promote vertical growth, and a second step of growing the group III nitride under conditions that promote lateral growth . The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, further comprising a process of alternately performing the steps a plurality of times. 前記第1マスクは、前記III族窒化物の結晶方位の<10−10>に平行な軸及びこの軸と同等な軸に平行な辺を有し、且つ、前記成長用基板の一端部から他端部まで連続したパターンを有していることを特徴とする請求項2又は3に記載の半導体素子の製造方法。   The first mask has an axis parallel to <10-10> of the crystal orientation of the group III nitride and a side parallel to an axis equivalent to this axis, and the other side from one end of the growth substrate. 4. The method of manufacturing a semiconductor element according to claim 2, wherein the semiconductor element has a pattern continuous to an end. 前記第1マスクは、マスク部と非マスク部が交互に配されたストライプパターンを有していることを特徴とする請求項4に記載の半導体素子の製造方法。   5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the first mask has a stripe pattern in which mask portions and non-mask portions are alternately arranged. 前記第2マスクは、マスク部と非マスク部が交互に配されたストライプパターンを有し、前記第2マスクの非マスク部が前記第1マスクのマスク部上に位置していることを特徴とする請求項4又は5に記載の半導体素子の製造方法。   The second mask has a stripe pattern in which a mask portion and a non-mask portion are alternately arranged, and the non-mask portion of the second mask is positioned on the mask portion of the first mask. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4 or 5. 前記第1マスクは、マスク部の幅が1μm以上4μm以下であり、且つ、非マスク部の幅が1μm以上3μm以下であることを特徴とする請求項6に記載の半導体素子の製造方法。   7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the first mask has a mask portion having a width of 1 μm to 4 μm and a non-mask portion having a width of 1 μm to 3 μm. 前記第2マスクは、マスク部の幅が1μm以上4μm以下であり、且つ、非マスク部の幅が1μm以上3μm以下であることを特徴とする請求項6に記載の半導体素子の製造方法。   7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the second mask has a width of the mask portion of 1 μm to 4 μm and a width of the non-mask portion of 1 μm to 3 μm. 前記第1および第2空洞含有層のエッチングは、その積層方向に向けて進行する異方性エッチングであることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1に記載の半導体素子の製造方法。   9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the etching of the first and second cavity-containing layers is anisotropic etching that proceeds in the stacking direction. 前記第1選択成長工程は、前記第1および第2ステップの実施前に前記半導体層の成長温度よりも低い温度で前記成長用基板上に前記第1マスクを介してIII族窒化物を選択成長させる工程を含むことを特徴とする請求項3に記載の半導体素子の製造方法。   In the first selective growth step, a group III nitride is selectively grown on the growth substrate through the first mask at a temperature lower than the growth temperature of the semiconductor layer before the first and second steps are performed. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, further comprising a step of: 前記半導体層は発光層を含むことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1に記載の半導体素子の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor layer includes a light emitting layer.
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