JP5326643B2 - Method of manufacturing nitride semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method which can control a variation of a film thickness in a wafer surface and can efficiently manufacture a nitride semiconductor element with stable quality. <P>SOLUTION: The manufacturing method includes a laminating process to form a nitride semiconductor layer of on a grown substrate to obtain a wafer, a groove forming process to remove a part of the wafer from a nitride semiconductor layer side in a thickness direction to form a plurality of grooves, a process to form burying layers in a plurality of grooves, and removing process composed of a first process to make a bottom surface of some burying layer exposed from the grown substrate side and in a state of being covered with the grown substrate or the nitride semiconductor layer and a second process to expose a bottom surface different from the bottom surface exposed in the first process. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、半導体素子の製造方法に関するものであり、特に窒化物半導体素子の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a nitride semiconductor device.

従来から、InxAlyGa1-x-yN(0≦x、0≦y、0≦x+y≦1)の窒化物半導体を用いた素子として、窒化物半導体発光素子(LED)、レーザダイオード(LD)、垂直共振器型面発光レーザ(VCSEL)、光検出器(PD)等の研究が進められている。
窒化物半導体素子を製造する方法としては、通常、成長基板に窒化物半導体層及び電極等を形成し、得られたウエハを複数のチップに分割して素子が得られる。
また、成長基板上に窒化物半導体層及び電極等を形成した後、半導体層側に別の支持基板が設けられ、成長基板は除去される場合もある(例えば、特許文献1乃至4)。
また、垂直共振器型面発光レーザにおいては、成長基板が除去された後、露出した半導体層表面に、ブラッグ反射器が形成されるものもある(例えば、特許文献5)。
Conventionally, In x Al y Ga as element using a nitride semiconductor of 1-xy N (0 ≦ x , 0 ≦ y, 0 ≦ x + y ≦ 1), the nitride semiconductor light emitting device (LED), laser diode (LD ), Vertical cavity surface emitting lasers (VCSEL), photodetectors (PD), etc. are being researched.
As a method for manufacturing a nitride semiconductor device, a nitride semiconductor layer and electrodes are usually formed on a growth substrate, and the resulting wafer is divided into a plurality of chips to obtain the device.
In addition, after forming a nitride semiconductor layer and electrodes on the growth substrate, another support substrate is provided on the semiconductor layer side, and the growth substrate may be removed (for example, Patent Documents 1 to 4).
In some vertical cavity surface emitting lasers, a Bragg reflector is formed on the exposed semiconductor layer surface after the growth substrate is removed (for example, Patent Document 5).

特開2006−196693号公報JP 2006196669 A 特開2004−95959号公報JP 2004-95959 A 特開2005−333130号公報JP-A-2005-333130 特開2006−135321号公報JP 2006-135321 A 特開2003−234542号公報JP 2003-234542 A

上述したように、窒化物半導体素子は、工程の大部分をウエハ状態で製造されるため、効率よく素子を製造するには、ウエハ面内でのばらつきを抑えることが重要となる。通常、成長基板は特許文献1乃至5のように除去されるか、研磨等により薄膜化されることが多い。このとき、ウエハ面内において加工後の膜厚にばらつきが生じやすい。また、窒化物半導体素子の量産性を向上させるためには、大きなウエハを用いることが効果的であるが、ウエハが大きくなるほどこのような傾向が現れやすくなる。ウエハ面内での厚さのばらつきは、素子特性のばらつきやそれによる歩留まりの低下などの問題を引き起こす。
また、垂直共振器型面発光レーザでは、窒化物半導体で高い反射率を有するブラッグ反射器を得ることは困難であるため、特許文献5のように、誘電体材料からなるブラッグ反射器が用いられる。その場合、成長基板を除去した後にブラッグ反射器が形成される。垂直共振器型面発光レーザでは、共振器長のずれがレーザ特性に大きく影響を与えるため、成長基板除去後の膜厚の制御による共振器長の決定が重要となる。すなわち、垂直共振器型面発光レーザにおいては、上述したようなウエハ面内での膜厚の面内分布の制御もより高い精度で行うことが求められる。
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、ウエハ面内における膜厚のばらつきを抑制し、安定した品質の窒化物半導体素子を効率的に製造することができる製造方法を提供することを目的とする。また、垂直共振器型面発光レーザにおいて、共振器長の制御を好適に行い、高効率の垂直共振器型面発光レーザを製造することができる製造方法を提供することを目的とする。
As described above, since most of the processes of the nitride semiconductor device are manufactured in a wafer state, it is important to suppress variations in the wafer surface in order to manufacture the device efficiently. Usually, the growth substrate is often removed as in Patent Documents 1 to 5, or thinned by polishing or the like. At this time, the processed film thickness tends to vary within the wafer surface. In order to improve the mass productivity of the nitride semiconductor element, it is effective to use a large wafer. However, such a tendency tends to appear as the wafer becomes larger. Variations in the thickness within the wafer surface cause problems such as variations in device characteristics and a decrease in yield.
In addition, in a vertical cavity surface emitting laser, it is difficult to obtain a Bragg reflector having a high reflectance with a nitride semiconductor, and therefore, a Bragg reflector made of a dielectric material is used as in Patent Document 5. . In that case, the Bragg reflector is formed after removing the growth substrate. In the vertical cavity surface emitting laser, the cavity length shift greatly affects the laser characteristics, so that it is important to determine the cavity length by controlling the film thickness after removing the growth substrate. That is, in the vertical cavity surface emitting laser, it is required to control the in-plane distribution of the film thickness in the wafer plane as described above with higher accuracy.
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a manufacturing method capable of efficiently manufacturing a stable quality nitride semiconductor element while suppressing variations in film thickness within the wafer surface. Objective. It is another object of the present invention to provide a manufacturing method capable of manufacturing a highly efficient vertical cavity surface emitting laser by suitably controlling the cavity length in the vertical cavity surface emitting laser.

本発明の窒化物半導体レーザ素子の製造方法は、成長基板上に窒化物半導体層を形成したウエハを、窒化物半導体層側から膜厚方向に一部除去して、複数の溝部を形成する溝部形成工程と、複数の溝部に埋込層を形成する工程と、ウエハの成長基板側の一部を除去し、一部の埋込層の底面を露出させ、他の一部の埋込層の底面は成長基板又は窒化物半導体層により被覆された状態にする第1工程と、該第1工程で被覆されていた底面を露出させる第2工程と、からなる除去工程と、除去工程後に、ウエハを分割し、窒化物半導体素子を得る工程と、を具備することを特徴とする。
また、本発明の窒化物半導体レーザ素子の他の製造方法は、成長基板上に窒化物半導体層を形成してウエハを得る積層工程と、ウエハを窒化物半導体層側から膜厚方向に一部除去して複数の溝部を形成する溝部形成工程と、複数の溝部に埋込層を形成する工程と、成長基板側から一部の埋込層の底面を露出させ、一部の埋込層の底面は成長基板又は窒化物半導体層により被覆された状態にする第1工程と、第1工程で露出させた底面とは異なる底面を露出させる第2工程と、からなる除去工程と、を具備することを特徴とする。
除去工程は、化学機械研磨により行われることが好ましい。
埋込層は、窒化シリコン、酸化ニオブ、酸化シリコンのいずれか1つを含む材料で形成され、除去工程はアルカリ性溶媒を用いて行われることが好ましい。
成長基板は窒化物半導体又はシリコンからなることが好ましい。
第1工程において、ウエハの外周部における厚さが、中心部における厚さよりも薄くなるように研磨してもよい。
第2工程において、ウエハの外周部における厚さを保持したまま、ウエハの中心部と外周部の膜厚差が小さくなるように研磨してもよい。
積層工程は、成長基板上に、第1導電型半導体層、活性層及び第2導電型半導体層の順に窒化物半導体層を積層し、溝部形成工程において、第1導電型半導体層が露出するように窒化物半導体層を除去することもできる。
窒化物半導体素子は、除去工程により露出された面及び窒化物半導体層の表面を共振器面とする垂直共振器型面発光レーザとしてもよい。
除去工程の後、除去工程で露出した面を除去するエッチング工程を具備することもできる。
第1導電型半導体層はAl含有層を有し、成長基板及び該Al含有層よりも成長基板側の第1導電型半導体層は、Al含有層よりも低混晶のAlを含有するかAlを含有せず、溝部形成工程においてAl含有層よりも深く溝部を形成し、エッチング工程においてAl含有層を露出させることもできる。
窒化物半導体素子は、エッチング工程により露出された面及び窒化物半導体層の表面を共振器面とする垂直共振器型面発光レーザとしてもよい。
The method of manufacturing a nitride semiconductor laser device according to the present invention includes a groove portion in which a wafer having a nitride semiconductor layer formed on a growth substrate is partially removed from the nitride semiconductor layer side in the film thickness direction to form a plurality of groove portions. Forming a buried layer in a plurality of grooves, removing a portion of the wafer on the growth substrate side, exposing a bottom surface of a portion of the buried layer, and After the removal step, the wafer comprises a first step in which the bottom surface is covered with the growth substrate or the nitride semiconductor layer, and a second step in which the bottom surface covered in the first step is exposed. And a step of obtaining a nitride semiconductor device .
Another method of manufacturing a nitride semiconductor laser device according to the present invention includes a stacking step of forming a nitride semiconductor layer on a growth substrate to obtain a wafer, and a part of the wafer in the film thickness direction from the nitride semiconductor layer side. A groove forming step of removing and forming a plurality of grooves, a step of forming a buried layer in the plurality of grooves, and exposing a bottom surface of a part of the buried layer from the growth substrate side. A removal step comprising: a first step in which the bottom surface is covered with a growth substrate or a nitride semiconductor layer; and a second step in which a bottom surface different from the bottom surface exposed in the first step is exposed. It is characterized by that.
The removal step is preferably performed by chemical mechanical polishing.
The buried layer is preferably formed of a material containing any one of silicon nitride, niobium oxide, and silicon oxide, and the removing step is preferably performed using an alkaline solvent.
The growth substrate is preferably made of a nitride semiconductor or silicon.
In the first step, polishing may be performed so that the thickness at the outer peripheral portion of the wafer is thinner than the thickness at the central portion.
In the second step, the wafer may be polished so that the difference in film thickness between the central portion and the outer peripheral portion of the wafer is reduced while maintaining the thickness at the outer peripheral portion of the wafer.
In the stacking step, a nitride semiconductor layer is stacked in this order on the growth substrate in the order of the first conductive semiconductor layer, the active layer, and the second conductive semiconductor layer, and the first conductive semiconductor layer is exposed in the groove forming step. In addition, the nitride semiconductor layer can be removed.
The nitride semiconductor device may be a vertical cavity surface emitting laser in which the surface exposed by the removing step and the surface of the nitride semiconductor layer are the cavity surfaces.
After the removing process, an etching process for removing the surface exposed in the removing process may be provided.
The first conductivity type semiconductor layer has an Al-containing layer, and the growth substrate and the first conductivity type semiconductor layer closer to the growth substrate than the Al-containing layer contain Al having a lower mixed crystal than the Al-containing layer. It is also possible to form a groove part deeper than the Al-containing layer in the groove part forming step and expose the Al-containing layer in the etching process.
The nitride semiconductor device may be a vertical cavity surface emitting laser in which the surface exposed by the etching process and the surface of the nitride semiconductor layer are the cavity surfaces.

本発明の窒化物半導体素子の製造方法によれば、ウエハの薄膜化もしくは成長基板除去工程後のウエハ面内における膜厚のばらつきを抑制し、安定した品質の窒化物半導体素子を効率的に製造することができる製造方法を提供することができる。また、垂直共振器型面発光レーザにおいて、精度よく共振器長の制御を行うことができ、高効率の垂直共振器型面発光レーザを製造することができる製造方法を提供することができる。   According to the method for manufacturing a nitride semiconductor device of the present invention, it is possible to efficiently produce a nitride semiconductor device having a stable quality by suppressing variations in film thickness within the wafer surface after the wafer thinning or growth substrate removal step. The manufacturing method which can be performed can be provided. In addition, in the vertical cavity surface emitting laser, it is possible to provide a manufacturing method capable of accurately controlling the cavity length and manufacturing a highly efficient vertical cavity surface emitting laser.

本発明の実施形態に係る垂直共振器型面発光レーザの模式断面図Schematic sectional view of a vertical cavity surface emitting laser according to an embodiment of the present invention 本発明の実施形態に係る垂直共振器型面発光レーザの製造工程を説明する模式図Schematic diagram illustrating a manufacturing process of a vertical cavity surface emitting laser according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る垂直共振器型面発光レーザの製造工程を説明する模式図Schematic diagram illustrating a manufacturing process of a vertical cavity surface emitting laser according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る垂直共振器型面発光レーザの製造工程を説明する模式図Schematic diagram illustrating a manufacturing process of a vertical cavity surface emitting laser according to an embodiment of the present invention. 本発明の別の実施形態に係る窒化物半導体発光素子の模式断面図Schematic sectional view of a nitride semiconductor light emitting device according to another embodiment of the present invention 本発明の別の実施形態に係る窒化物半導体発光素子の製造工程を説明する模式図The schematic diagram explaining the manufacturing process of the nitride semiconductor light-emitting device concerning another embodiment of this invention. 本発明の別の実施形態に係る窒化物半導体発光素子の製造工程を説明する模式図The schematic diagram explaining the manufacturing process of the nitride semiconductor light-emitting device concerning another embodiment of this invention. 本発明の実施例に係る垂直共振器型面発光レーザの模式断面図Schematic sectional view of a vertical cavity surface emitting laser according to an embodiment of the present invention 本発明の実施例に係る垂直共振器型面発光レーザの製造工程を説明する模式図Schematic diagram illustrating a manufacturing process of a vertical cavity surface emitting laser according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係る垂直共振器型面発光レーザの製造工程を説明する模式図Schematic diagram illustrating a manufacturing process of a vertical cavity surface emitting laser according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係る垂直共振器型面発光レーザの製造工程を説明する模式図Schematic diagram illustrating a manufacturing process of a vertical cavity surface emitting laser according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係る垂直共振器型面発光レーザの模式断面図Schematic sectional view of a vertical cavity surface emitting laser according to an embodiment of the present invention

まず、図2乃至4を用いて本発明を構成する各工程について説明する。
<積層工程>
図2(a)に示すように、成長基板10上に窒化物半導体層20を積層してウエハ15を得る。窒化物半導体層の成長方法は、特に限定されず、MOVPE(有機金属気相成長法)、MOCVD(有機金属化学気相成長法)、HVPE(ハイドライド気相成長法)、MBE(分子線エピタキシー法)など、窒化物半導体の成長方法として知られている方法を用いることができる。
<溝部形成工程>
図2(b)に示すように、積層工程において得られたウエハ15の窒化物半導体層側から膜厚方向に一部除去して複数の溝部30を形成する。本発明では、この溝部の深さに対応して最終的なウエハの厚みを決定することもできる。そのため、複数の溝部は略同じ深さで形成され、ウエハ面内において他の溝部も略同じ深さで形成することが好ましい。これにより、ウエハ面内での膜厚分布を抑制することが可能になる。また、この工程により垂直共振器型面発光レーザの共振器長を決定することもできる。つまり、形成した溝部の深さに対応する、窒化物半導体層表面から溝部底面までの厚みを共振器長とすることができる。そのため、溝部の深さを制御することで好適に共振器長を制御することができる。
溝部30の底面は、窒化物半導体層20または成長基板10が露出するように形成されるが、第1導電型半導体層が露出しているものが好ましい。これにより、成長基板の導電性にかかわらず、対向電極構造とすることができ、素子の小型化や光取り出し効率の向上が見込まれる。
First, each process which comprises this invention is demonstrated using FIG. 2 thru | or 4. FIG.
<Lamination process>
As shown in FIG. 2A, a nitride semiconductor layer 20 is stacked on the growth substrate 10 to obtain a wafer 15. The growth method of the nitride semiconductor layer is not particularly limited, and MOVPE (metal organic chemical vapor deposition), MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), HVPE (hydride vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy). Or the like, a method known as a nitride semiconductor growth method can be used.
<Groove formation process>
As shown in FIG. 2B, a plurality of grooves 30 are formed by partially removing the wafer 15 obtained in the stacking step from the nitride semiconductor layer side in the film thickness direction. In the present invention, the final wafer thickness can be determined in accordance with the depth of the groove. Therefore, it is preferable that the plurality of groove portions are formed with substantially the same depth, and the other groove portions are formed with substantially the same depth in the wafer surface. This makes it possible to suppress the film thickness distribution in the wafer plane. Also, the resonator length of the vertical cavity surface emitting laser can be determined by this process. That is, the thickness from the nitride semiconductor layer surface to the groove bottom surface corresponding to the depth of the formed groove portion can be set as the resonator length. Therefore, the resonator length can be suitably controlled by controlling the depth of the groove.
The bottom surface of the groove portion 30 is formed so that the nitride semiconductor layer 20 or the growth substrate 10 is exposed, but it is preferable that the first conductivity type semiconductor layer is exposed. Thereby, regardless of the conductivity of the growth substrate, a counter electrode structure can be obtained, and the device can be downsized and the light extraction efficiency can be improved.

また、溝部を設けることで、窒化物半導体層表面の素子領域を規定することができる。つまり、溝部形成工程において窒化物半導体層が残された領域を素子領域とし、溝部領域でウエハを分割して各素子を得ることもできる。また、このときに必ずしも各溝部領域でウエハを分割することには限定されず、素子領域以外の領域で任意にウエハを分割することができる。例えば、複数の素子領域をもつような垂直共振器型面発光レーザアレイとしてもよい。   Further, by providing the groove, the element region on the surface of the nitride semiconductor layer can be defined. That is, each element can be obtained by dividing the wafer in the groove region by using the region where the nitride semiconductor layer is left in the groove forming step as the device region. At this time, the wafer is not necessarily divided in each groove region, and the wafer can be arbitrarily divided in a region other than the element region. For example, a vertical cavity surface emitting laser array having a plurality of element regions may be used.

溝部の形成は、当該分野で公知の方法を用いて行うことができ、エッチング(ドライエッチング、ウェットエッチング)、ブラスト、スクライブ(カッタースクライブ、レーザスクライブなど)又はダイシング等が挙げられる。その中でも、エッチングで行うことが好ましい。   The groove can be formed by a method known in the art, and examples thereof include etching (dry etching, wet etching), blasting, scribe (cutter scribe, laser scribe, etc.), dicing and the like. Of these, etching is preferable.

ウェットエッチングは、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液、リン酸、硫酸、王水等の酸性溶液等に、窒化物半導体層を所定時間浸漬するなどして、エッチャントに晒すことにより行うことができる。   For example, wet etching is performed by exposing the nitride semiconductor layer to an etchant by immersing the nitride semiconductor layer in an alkaline solution such as potassium hydroxide or sodium hydroxide, or an acidic solution such as phosphoric acid, sulfuric acid, or aqua regia for a predetermined time. It can be carried out.

ドライエッチングは、例えば、反応性イオンエッチング(RIE)、反応性イオンビームエッチング(RIBE)、電子サイクロトロン共鳴(ECR)エッチング、イオンビームエッチング等を利用して行うことができる。いずれにおいてもエッチングガス(例えば、CF4のようなフッ素系、Cl2、CCl4、SiCl4のような塩素系、HIのようなヨウ素系ガスの単独又は混合ガス)を適宜選択すればよい。ドライエッチングする際、エッチングガスの種類を含むエッチング条件(ガス流量、RFパワー、圧力、温度、エッチング時間等)は、適宜調整して決定することができる。 The dry etching can be performed using, for example, reactive ion etching (RIE), reactive ion beam etching (RIBE), electron cyclotron resonance (ECR) etching, ion beam etching, or the like. In any case, an etching gas (for example, a fluorine gas such as CF 4 , a chlorine gas such as Cl 2 , CCl 4 , or SiCl 4 , or an iodine gas such as HI alone or a mixed gas) may be appropriately selected. When performing dry etching, the etching conditions including the type of etching gas (gas flow rate, RF power, pressure, temperature, etching time, etc.) can be determined by appropriately adjusting.

さらに好ましくは、マスクを用いたRIE(反応性イオンエッチング)であり、その理由としては、マスクのパターンによって自由に溝部形成領域や素子領域を決めることができ、溝部の深さについても所望の深さに制御することが比較的容易であるためである。具体的なエッチング方法は特に限定されず、例えば、窒化物半導体層表面に、所定のマスクパターンを形成し、このマスクパターンをマスクとしてエッチングする方法が挙げられる。マスクパターンは、レジスト、SiO2等の絶縁体等を、フォトリソグラフィ及びエッチング工程等の公知の方法により、適当な形状にパターニングすることにより形成することができる。マスクパターンの形状は特に限定されず、マスクパターンを素子領域と対応させる場合は、所望の特性を得るために、円、楕円、矩形等を選択できる。 More preferable is RIE (reactive ion etching) using a mask because the groove formation region and the element region can be freely determined by the mask pattern, and the depth of the groove is also a desired depth. This is because it is relatively easy to control. A specific etching method is not particularly limited, and examples thereof include a method in which a predetermined mask pattern is formed on the surface of the nitride semiconductor layer, and etching is performed using this mask pattern as a mask. The mask pattern can be formed by patterning a resist, an insulator such as SiO 2 or the like into an appropriate shape by a known method such as photolithography and an etching process. The shape of the mask pattern is not particularly limited. When the mask pattern is associated with the element region, a circle, an ellipse, a rectangle, or the like can be selected to obtain desired characteristics.

<埋込形成工程>
図2(c)に示すように、ウエハ15に設けられた複数の溝部30に埋込層40を形成する。埋込層の膜厚は、研磨時の面内分布や埋込層と窒化物半導体層との選択比等を考慮して決定することができるが、少なくとも溝部の底面を被覆するように埋込層を形成し、溝部底面から100nm以上の膜厚で形成されることが好ましい。これにより、研磨時のストップ層としての機能を果たすことができる。また、埋込層の膜厚は、溝部の深さにもよるが、100〜6000nm程度が挙げられる。また、支持基板と接合する場合には、埋込層は溝部全体を充填するように形成されることが好ましく、具体的には、窒化物半導体層の表面と同程度の高さに形成される、もしくは窒化物半導体層表面に形成された電極の表面と同程度の高さに形成されることが好ましい。埋込層と窒化物半導体層や電極との表面を段差なく形成することで、その後のデバイス工程を容易に行うことができる。また、段差により意図せず隙間が設けられることで屈折率分布の変化などによる素子特性の悪化が懸念されるが、これを防ぐことができる。
<Embedding process>
As shown in FIG. 2C, the buried layer 40 is formed in the plurality of grooves 30 provided in the wafer 15. The thickness of the buried layer can be determined in consideration of the in-plane distribution at the time of polishing, the selectivity between the buried layer and the nitride semiconductor layer, etc., but is buried so as to cover at least the bottom surface of the groove. It is preferable to form a layer and form a film having a thickness of 100 nm or more from the bottom of the groove. Thereby, the function as a stop layer at the time of grinding | polishing can be fulfill | performed. Moreover, although the film thickness of a buried layer is based also on the depth of a groove part, about 100-6000 nm is mentioned. Further, in the case of bonding to the support substrate, the buried layer is preferably formed so as to fill the entire groove portion, and specifically, is formed to have the same height as the surface of the nitride semiconductor layer. Alternatively, it is preferably formed at the same height as the surface of the electrode formed on the surface of the nitride semiconductor layer. By forming the surface of the buried layer and the nitride semiconductor layer and the electrode without any step, the subsequent device process can be easily performed. In addition, an unintentionally provided gap due to a step makes it possible to prevent deterioration of element characteristics due to a change in refractive index distribution or the like, but this can be prevented.

埋込層の形成方法は特には限定されず、当該分野で公知の方法を用いて形成することができる。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、ディップ法等が挙げられる。またはこれらの方法の2種以上を組み合わせる方法、あるいはこれらの方法と、全体又は部分的な前処理、不活性ガス(Ar、He、Xe等)又はプラズマの照射、酸素もしくはオゾンガス又はプラズマの照射、酸化処理(熱処理)、露光処理のいずれか1種以上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。   The method for forming the buried layer is not particularly limited, and the buried layer can be formed using a method known in the art. For example, evaporation method, sputtering method, reactive sputtering method, ECR plasma sputtering method, magnetron sputtering method, ion beam assisted evaporation method, ion plating method, laser ablation method, CVD method, spray method, spin coating method, dip method, etc. Is mentioned. Or a combination of two or more of these methods, or these methods and whole or partial pretreatment, irradiation of inert gas (Ar, He, Xe, etc.) or plasma, irradiation of oxygen or ozone gas or plasma, Various methods such as a method of combining any one or more of oxidation treatment (heat treatment) and exposure treatment can be used.

<除去工程>
図2(d)乃至図3(g)に示すように、得られたウエハ15から埋込層40の底面を露出させる除去工程を行う。形成した埋込層40の底面が窒化物半導体層中にある場合は、成長基板10及び窒化物半導体層20の一部を除去し、埋込層40の底面が成長基板中にある場合は、成長基板10の一部を除去する。なお、この工程以降は、成長基板側を上方として加工を行う。
なお、本明細書において、「上」という用語は直上のみならず上方という意味・内容を包含する。
埋込層40の底面を露出させるにあたって、図3(e)に示すように、まず大まかに成長基板10を除去する。ここでの成長基板の除去は、特に限定されず、当該分野で公知の方法により行うことができる。例えば、レーザリフトオフ法、研削、研磨、エッチング等を利用することができ、これらの方法を組み合わせてもよい。
<Removal process>
As shown in FIGS. 2D to 3G, a removing process of exposing the bottom surface of the buried layer 40 from the obtained wafer 15 is performed. When the bottom surface of the formed buried layer 40 is in the nitride semiconductor layer, a part of the growth substrate 10 and the nitride semiconductor layer 20 is removed, and when the bottom surface of the buried layer 40 is in the growth substrate, A part of the growth substrate 10 is removed. After this step, processing is performed with the growth substrate side facing upward.
In the present specification, the term “upper” includes not only directly above but also the meaning / content of upper.
In exposing the bottom surface of the buried layer 40, the growth substrate 10 is first roughly removed as shown in FIG. The removal of the growth substrate here is not particularly limited, and can be performed by a method known in the art. For example, a laser lift-off method, grinding, polishing, etching, or the like can be used, and these methods may be combined.

<第1工程>
続いて、図3(f)に示すように、成長基板側から一部の埋込層40の底面を露出させ、一部の埋込層40の底面は成長基板10又は窒化物半導体層20により被覆された状態にする第1工程を行う。先に形成された埋込層によって、埋込層の底面が露出したところで露出領域では研磨が停止し、露出領域の窒化物半導体層は埋込層の底面と略同じ面で保持される。ここで、露出された埋込層近傍の窒化物半導体層及び露出された埋込層に挟まれる領域の窒化物半導体層を露出領域とする。
<First step>
Subsequently, as shown in FIG. 3F, the bottom surface of the part of the buried layer 40 is exposed from the growth substrate side, and the bottom surface of the part of the buried layer 40 is formed by the growth substrate 10 or the nitride semiconductor layer 20. The 1st process which makes it the coat | covered state is performed. By the previously formed buried layer, polishing is stopped in the exposed region when the bottom surface of the buried layer is exposed, and the nitride semiconductor layer in the exposed region is held on substantially the same surface as the bottom surface of the buried layer. Here, the nitride semiconductor layer in the vicinity of the exposed buried layer and the nitride semiconductor layer in a region sandwiched between the exposed buried layers are defined as an exposed region.

第1工程において露出される埋込層の底面のウエハ内での位置や領域については特に限定されない。除去工程時のウエハの載置状態やウエハの反りの状態を考慮して適宜設定することができる。ウエハ中心部付近のみ露出させるように研磨してもよいし、ウエハ外周部のみ露出させるように研磨してもよいし、中心から外周までの間で任意の領域を露出させてもよいし、これらを組み合わせてもよい。   The position and region in the wafer of the bottom surface of the buried layer exposed in the first step are not particularly limited. It can be set as appropriate in consideration of the wafer mounting state and wafer warpage during the removal step. Polishing may be performed so that only the vicinity of the wafer center is exposed, polishing may be performed so that only the outer periphery of the wafer is exposed, or an arbitrary region may be exposed between the center and the outer periphery, or these May be combined.

また、被覆される埋込層の底面についてもウエハ内での位置や領域については特に限定されない。露出領域と同様に、ウエハ中心部付近のみ被覆されていてもよいし、ウエハ外周部のみ被覆されていてもよいし、中心から外周までの間の任意の領域が被覆されていてもよいし、これらを組み合わせてもよい。また、被覆領域を形成する成長基板又は窒化物半導体層の被覆膜厚についても特に限定されない。この後の第2工程において除去される領域である場合は、垂直共振器型面発光レーザの場合は6μm以内、窒化物半導体発光素子の場合は10μm以内とすることが好ましい。この範囲であれば、第2工程の研磨時に研磨条件等の調整がなくても容易に成長基板や窒化物半導体層を除去して埋込層の底面を露出させることができ好ましい。
また、被覆領域内で被覆された膜厚に分布があってもよい。具体的には、ウエハ外周部に向かって徐々に又は段階的に膜厚が厚くなる形態、ウエハ中心部に向かって徐々に又は段階的に膜厚が厚くなる形態、ウエハ内の任意の領域で徐々に又は段階的に膜厚の分布があるような形態としてもよい。
また、露出領域と被覆領域の割合についても特に限定されない。好ましくは、ウエハ面積の1〜50%程度が第1工程で露出されることが好ましい。
Further, the position and region within the wafer are not particularly limited with respect to the bottom surface of the buried layer to be coated. Similar to the exposed region, it may be covered only near the wafer center, or may be covered only at the outer periphery of the wafer, or an arbitrary region from the center to the periphery may be covered, These may be combined. Further, there is no particular limitation on the coating thickness of the growth substrate or nitride semiconductor layer that forms the coating region. The region to be removed in the second step thereafter is preferably within 6 μm for the vertical cavity surface emitting laser and within 10 μm for the nitride semiconductor light emitting device. Within this range, it is preferable that the growth substrate and the nitride semiconductor layer can be easily removed to expose the bottom surface of the buried layer without adjusting the polishing conditions during the polishing in the second step.
Further, there may be a distribution in the film thickness coated in the coating region. Specifically, in a form in which the film thickness increases gradually or stepwise toward the outer periphery of the wafer, in a form in which the film thickness increases gradually or stepwise toward the center of the wafer, in any region in the wafer It is good also as a form which has distribution of a film thickness gradually or in steps.
Further, the ratio between the exposed area and the covered area is not particularly limited. Preferably, about 1 to 50% of the wafer area is exposed in the first step.

本発明では、図3(e)のようなウエハの外周部における厚さが中心部における厚さよりも薄いウエハにおいて、図3(f)のようにウエハ外周部近傍に露出領域を形成し、それよりも内側の領域が被覆領域となるようにウエハの外周部における厚さが中心部における厚さよりも薄くなるように研磨する形態が挙げられる。このとき被覆領域においてはウエハ中心に近づくにつれて被覆膜厚が厚くなるように研磨することが好ましい。これにより、研磨液であるスラリーが面内全体に効率よく供給されるためである。またこのとき、露出領域はウエハ外周から1〜5mm程度にわたって(ウエハ面積の10%以下程度)形成され、被覆領域の最も厚い箇所でも10μm程度以下となるようにすることが好ましい。このような形態とすると、後述する第2工程でもそのまま研磨を進めるだけで第1工程で露出した以外の埋込層の底面を露出させることができ、簡便な方法で均一な厚みのウエハを得ることができる。
また、別の例としては、図7(f)に示すように、ウエハの片側を露出領域とし、もう一方の側を被覆領域となるようにする。また、被覆領域においては露出領域から遠ざかるにつれて被覆膜厚が厚くなるように研磨することが好ましい。このような形態とすると、第2工程で他方の側を研磨することでウエハ全体の埋込層の底面を露出させることができ、簡便な方法で均一な厚みのウエハを得ることができ好ましい。
また、ウエハの形状は一般的には円形で形成されることが多いが、矩形に切り出されている場合や不定形なウエハを用いた場合には、除去工程を行う場合に、角から窒化物半導体の除去が進み、面内分布がより顕著に現れやすい。このような場合にも本発明の製造方法は有効である。
In the present invention, an exposed region is formed in the vicinity of the outer periphery of the wafer as shown in FIG. 3 (f) in a wafer having a thinner thickness at the outer periphery of the wafer as shown in FIG. An example of the polishing is such that the thickness at the outer peripheral portion of the wafer is thinner than the thickness at the central portion so that the inner region becomes the coating region. At this time, it is preferable to polish the coating region so that the coating film thickness increases as it approaches the center of the wafer. This is because the slurry as the polishing liquid is efficiently supplied to the entire surface. At this time, it is preferable that the exposed region is formed about 1 to 5 mm from the outer periphery of the wafer (about 10% or less of the wafer area), and is about 10 μm or less even at the thickest portion of the coating region. In such a form, the bottom surface of the buried layer other than that exposed in the first step can be exposed only by proceeding with the polishing in the second step described later, and a wafer having a uniform thickness can be obtained by a simple method. be able to.
As another example, as shown in FIG. 7F, one side of the wafer is used as an exposed region and the other side is used as a covered region. Further, it is preferable to polish the coating region so that the coating film thickness increases as the distance from the exposed region increases. Such a configuration is preferable because the bottom surface of the buried layer of the entire wafer can be exposed by polishing the other side in the second step, and a wafer having a uniform thickness can be obtained by a simple method.
In general, the shape of the wafer is often formed in a circular shape. However, when the wafer is cut into a rectangular shape or an amorphous wafer is used, the nitride is removed from the corner when performing the removal process. As the semiconductor is removed, the in-plane distribution tends to appear more remarkably. Even in such a case, the production method of the present invention is effective.

第1工程における除去方法としては、研磨若しくはエッチングを用いることができる。具体的な方法としては、例えば、化学機械研磨(CMP)が挙げられる。ウエハを保持部材で保持して研磨布に押し付け、硬質の微細な砥粒を含んだ研磨液であるスラリーを流しながら研磨を行う。
CMPの装置・条件等は特には限定されず、研磨布の材料、硬度、スラリーの組成、pH、液温、スラリーに含まれる砥粒の粒子濃度、粒子径、粒子硬度、研磨時の加圧、研磨速度等の条件を適宜調整してCMPを行うことができる。
好ましくは、スラリーは、アルカリ性溶媒を含むものであり、これにより好適に窒化物半導体層を研磨することが可能である。スラリーは、例えば、燐酸、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)等が挙げられる。また、スラリーにアルカリ性溶媒を含む場合、埋込層は窒化物半導体層よりもアルカリ性溶媒に溶けにくいものを選択し、CMPのストップ層として機能することのできる材料で形成されることが好ましい。さらには、研磨される成長基板又は窒化物半導体層が−C面であることで、アルカリ性溶媒含むスラリーを用いたCMPで好適に研磨することができ、露出領域において平坦な研磨面が得られるため好ましい。これらの条件を適宜組み合わせてCMPを行い最終的なウエハの膜厚を決定することができる。
Polishing or etching can be used as the removal method in the first step. A specific method includes, for example, chemical mechanical polishing (CMP). The wafer is held by a holding member and pressed against a polishing cloth, and polishing is performed while flowing a slurry which is a polishing liquid containing hard fine abrasive grains.
The CMP apparatus and conditions are not particularly limited, and the material of the polishing cloth, hardness, slurry composition, pH, liquid temperature, particle concentration of abrasive grains contained in the slurry, particle diameter, particle hardness, and pressure applied during polishing Further, CMP can be performed by appropriately adjusting conditions such as the polishing rate.
Preferably, the slurry contains an alkaline solvent, whereby the nitride semiconductor layer can be suitably polished. Examples of the slurry include phosphoric acid, potassium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide (TMAH) and the like. When the slurry contains an alkaline solvent, the buried layer is preferably made of a material that is less soluble in an alkaline solvent than the nitride semiconductor layer, and is made of a material that can function as a CMP stop layer. Furthermore, since the growth substrate or nitride semiconductor layer to be polished is the -C plane, it can be suitably polished by CMP using a slurry containing an alkaline solvent, and a flat polished surface can be obtained in the exposed region. preferable. By combining these conditions as appropriate, CMP can be performed to determine the final wafer thickness.

<第2工程>
続いて、図3(g)に示すように、第1工程で露出させた底面とは異なる底面を露出させる第2工程を行う。つまり、第1工程で形成された露出領域を保持した状態で、第1工程で露出させた底面とは異なる埋込層40の底面を露出させる。第2工程を行うことにより、第1工程及び/又は第2工程で露出された埋込層間の窒化物半導体層が、露出された埋込層と略同じ面で保持される。このとき、露出される底面としては、少なくとも第1工程で露出した以外の埋込層の底面が露出するものであるが、第1工程において被覆されている埋込層の全ての底面を露出させる必要はない。好ましくは形成した全ての埋込層の底面が露出するものである。
<Second step>
Subsequently, as shown in FIG. 3G, a second step of exposing a bottom surface different from the bottom surface exposed in the first step is performed. That is, the bottom surface of the buried layer 40 different from the bottom surface exposed in the first step is exposed in a state where the exposed region formed in the first step is held. By performing the second step, the nitride semiconductor layer between the buried layers exposed in the first step and / or the second step is held on substantially the same surface as the exposed buried layer. At this time, as the exposed bottom surface, at least the bottom surface of the buried layer other than that exposed in the first step is exposed, but all the bottom surfaces of the buried layer covered in the first step are exposed. There is no need. Preferably, the bottom surfaces of all formed buried layers are exposed.

第2工程で露出される埋込層の底面のウエハ内での位置や領域については特に限定されない。ウエハ中心部付近を露出させてもよいし、ウエハ外周部を露出させてもよいし、中心から外周までの間で任意の領域を露出させてもよいし、これらを組み合わせてもよい。好ましくは、上述したように、図3(f)のようなウエハの外周部における厚さが中心部における厚さよりも薄くなるように研磨されたウエハにおいて、外周部における厚さを保持したままウエハの中心部と外周部の膜厚差が小さくなるように研磨されるものである。これにより、ウエハ全面においてほぼ同じ厚さを得ることができる。   The position and region in the wafer of the bottom surface of the buried layer exposed in the second step are not particularly limited. The vicinity of the center of the wafer may be exposed, the outer periphery of the wafer may be exposed, an arbitrary region from the center to the outer periphery may be exposed, or a combination thereof may be used. Preferably, as described above, in the wafer polished such that the thickness at the outer peripheral portion of the wafer as shown in FIG. 3F is thinner than the thickness at the central portion, the wafer is maintained while maintaining the thickness at the outer peripheral portion. Polishing is performed so that the difference in film thickness between the central portion and the outer peripheral portion becomes small. Thereby, substantially the same thickness can be obtained on the entire wafer surface.

第2工程後に露出している埋込層の底面のウエハ内での位置や領域については特に限定されない。ウエハ中心部付近のみ露出していてもよいし、ウエハ外周部のみ露出していてもよいし、中心から外周までの間で任意の領域が露出していてもよいし、これらを組み合わせてもよい。ウエハの有効径を大きくするためには最終的に露出されている領域が大きいことが好ましいが、露出された領域と被覆された領域の割合についても特に限定されない。好ましくは、最終的にウエハ面積の50〜100%程度が所望の厚さに研磨されるように第2工程を行うことが好ましい。   The position and region in the wafer of the bottom surface of the buried layer exposed after the second step are not particularly limited. Only the vicinity of the wafer center may be exposed, only the outer periphery of the wafer may be exposed, an arbitrary region between the center and the periphery may be exposed, or a combination thereof may be used. . In order to increase the effective diameter of the wafer, it is preferable that the finally exposed area is large, but the ratio between the exposed area and the covered area is not particularly limited. Preferably, the second step is preferably performed such that about 50 to 100% of the wafer area is finally polished to a desired thickness.

また、第2工程が終了したときに被覆されている埋込層の底面についてもその位置や領域については特に限定されない。露出されているものと同様に、ウエハ中心部付近のみ露出していてもよいし、ウエハ外周部のみ露出していてもよいし、中心から外周までの間で任意の領域が露出していてもよいし、これらを組み合わせてもよい。また、このときに被覆している成長基板又は窒化物半導体層の被覆膜厚についても特に限定されない。また、被覆膜厚に分布があってもよい。具体的には、ウエハ外周部に向かって徐々に又は段階的に膜厚が厚くなる形態、ウエハ中心部に向かって徐々に又は段階的に膜厚が厚くなる形態、ウエハ内の任意の領域で徐々に又は段階的に膜厚の分布があるような形態としてもよい。   Further, the position and region of the bottom surface of the buried layer that is covered when the second step is completed are not particularly limited. Similar to the exposed one, only the vicinity of the wafer center may be exposed, only the outer periphery of the wafer may be exposed, or an arbitrary region may be exposed between the center and the outer periphery. These may be combined. Further, the coating thickness of the growth substrate or nitride semiconductor layer coated at this time is not particularly limited. Further, the coating film thickness may be distributed. Specifically, in a form in which the film thickness increases gradually or stepwise toward the outer periphery of the wafer, in a form in which the film thickness increases gradually or stepwise toward the center of the wafer, in any region in the wafer It is good also as a form which has distribution of a film thickness gradually or in steps.

本発明では、上述したようなウエハ外周部近傍に露出領域を形成し、それよりも内側の領域が被覆領域となるように研磨されたウエハにおいても、内側の領域を第2工程において研磨し、埋込層の底面を露出させることで面内分布を抑制することができる。最終的には、ウエハ面積の80%程度が、基準となるウエハの厚みを保持するように第2工程で研磨することが好ましい。また、第2工程後、面内におけるウエハ膜厚差は最大2μm以下とすることが好ましい。これにより、素子特性のばらつきやそれによる歩留まりの低下を抑制することができ好ましい。   In the present invention, an exposed region is formed in the vicinity of the outer peripheral portion of the wafer as described above, and the inner region is polished in the second step even in the wafer polished so that the inner region becomes a coating region. In-plane distribution can be suppressed by exposing the bottom surface of the buried layer. Finally, it is preferable to polish in the second step so that about 80% of the wafer area maintains the reference wafer thickness. Further, after the second step, it is preferable that the wafer film thickness difference in the plane is 2 μm or less at maximum. This is preferable because variations in device characteristics and a decrease in yield due to the variation can be suppressed.

第2工程における具体的な除去方法としては、第1工程と同様に行うことができる。また、第1工程と第2工程で、研磨条件を同じにしても変更してもよい。なお、反りを有するようなウエハに研磨を施す場合には、研磨布の硬度を小さくするとウエハ面内での膜厚の分布を抑制することができ、第1工程と第2工程で研磨条件を変えずに続けて研磨を行っても面内でウエハの膜厚を均一にしやすく好ましい。また、第2工程では、第1工程においてすでに露出された窒化物半導体層の面を保持する必要があるが、第1工程と比較して研磨布の硬度を上げることでディッシングを抑制することができ好ましい。また、加圧を大きくする及び/又は回転数を多くすることで迅速に加工を行うことができ好ましい。   A specific removal method in the second step can be performed in the same manner as in the first step. Further, the polishing conditions may be the same or changed in the first step and the second step. When polishing a wafer having warpage, if the hardness of the polishing cloth is reduced, the distribution of the film thickness within the wafer surface can be suppressed, and the polishing conditions in the first and second steps can be reduced. Even if polishing is continued without changing, it is preferable to make the film thickness of the wafer uniform in the surface. In the second step, the surface of the nitride semiconductor layer that has already been exposed in the first step needs to be retained, but dishing can be suppressed by increasing the hardness of the polishing pad compared to the first step. This is preferable. Further, it is preferable that processing can be performed quickly by increasing the pressure and / or increasing the number of rotations.

また、成長基板として窒化物半導体層とは異なる材料からなる異種基板を用いた場合は、レーザリフトオフなどによって成長基板を除去し、窒化物半導体層のみを研磨すればよいので、面内での膜厚のばらつきは研磨条件等によっては比較的少なく抑えることも可能である。しかし、窒化物半導体基板を用いた場合は、窒化物半導体基板及び窒化物半導体層を研削・研磨により除去することになるので、研磨工程を進めるにつれて面内分布が大きくなってしまう。そこで、上述したように埋込層を形成しておくことによって、研磨工程で埋込層の底面が露出された状態でそれ以上研磨されず、ウエハ厚みを保持することができる。   In addition, when a heterogeneous substrate made of a material different from the nitride semiconductor layer is used as the growth substrate, it is only necessary to remove the growth substrate by laser lift-off and polish only the nitride semiconductor layer. Variation in thickness can be suppressed to a relatively small value depending on polishing conditions and the like. However, when a nitride semiconductor substrate is used, the nitride semiconductor substrate and the nitride semiconductor layer are removed by grinding and polishing, so that the in-plane distribution increases as the polishing process proceeds. Therefore, by forming the buried layer as described above, it is possible to maintain the wafer thickness without further polishing with the bottom surface of the buried layer exposed in the polishing step.

以上のように、本発明では、窒化物半導体基板上に形成された窒化物半導体層のように、研磨時に所望の位置で研磨を止め、垂直共振器型面発光レーザのようにウエハの厚み制御が求められる場合にも高精度での制御が可能となる。また、ウエハ面内でも最終的な膜厚の分布をなくし、所望の厚みの領域をウエハ面内で多く確保することができる。   As described above, in the present invention, polishing is stopped at a desired position during polishing like a nitride semiconductor layer formed on a nitride semiconductor substrate, and wafer thickness control is performed like a vertical cavity surface emitting laser. Even when required, control with high accuracy becomes possible. In addition, the final film thickness distribution can be eliminated even within the wafer surface, and a large number of regions having a desired thickness can be secured within the wafer surface.

以下、本発明の実施形態について説明する。
〔実施形態1〕
本発明の製造方法により得られる垂直共振器型面発光レーザは、図1に示すように、支持基板50上に接着層60を介して形成された、第1ブラッグ反射器71、窒化物半導体層20及び第2ブラッグ反射器72から構成され、第2ブラッグ反射器側からレーザ光が出射される。窒化物半導体層20は、支持基板50側から、p型半導体層、活性層及びn型半導体層が順に積層されている。第1ブラッグ反射器71と窒化物半導体層20の間のp型半導体層表面にはp側電極91が形成され、n型半導体層表面にはn側電極92が形成されている。また、第1ブラッグ反射器71の側面には、p側電極91及び接着層60と接続するように接続電極93が設けられている。窒化物半導体層20の側面には、埋込層40が形成されている。また、詳細は後述するが、窒化物半導体層20は、支持基板50とは別の成長基板10上に積層される。
以下、各構成について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
Embodiment 1
As shown in FIG. 1, the vertical cavity surface emitting laser obtained by the manufacturing method of the present invention includes a first Bragg reflector 71 and a nitride semiconductor layer formed on a support substrate 50 with an adhesive layer 60 interposed therebetween. 20 and the second Bragg reflector 72, and laser light is emitted from the second Bragg reflector side. In the nitride semiconductor layer 20, a p-type semiconductor layer, an active layer, and an n-type semiconductor layer are sequentially stacked from the support substrate 50 side. A p-side electrode 91 is formed on the surface of the p-type semiconductor layer between the first Bragg reflector 71 and the nitride semiconductor layer 20, and an n-side electrode 92 is formed on the surface of the n-type semiconductor layer. A connection electrode 93 is provided on the side surface of the first Bragg reflector 71 so as to connect to the p-side electrode 91 and the adhesive layer 60. A buried layer 40 is formed on the side surface of the nitride semiconductor layer 20. Although details will be described later, the nitride semiconductor layer 20 is stacked on a growth substrate 10 different from the support substrate 50.
Each configuration will be described below.

(成長基板10)
成長基板は、窒化物半導体を成長させることができるものであればよい。具体的には、C面、M面、A面及びR面のいずれかを主面とするGaN、AlN等の窒化物半導体、C面、M面、A面及びR面のいずれかを主面とするサファイア、スピネル(MgA124)、炭化珪素、シリコン、ZnS、ZnO、GaAs、ダイヤモンド、ニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウム等からなるものが挙げられる。また、成長基板は、第1主面及び/又は第2主面に、0°〜10°程度のオフ角を有していてもよい。なかでも、結晶性のよい窒化物半導体層を成長させる観点からは窒化物半導体基板が好ましい。また、研磨工程において研磨される面が−C面となるような基板であれば、研磨工程において所望の加工がしやすいため好ましい。
(Growth substrate 10)
The growth substrate may be any substrate that can grow a nitride semiconductor. Specifically, a nitride semiconductor such as GaN or AlN having any one of the C-plane, M-plane, A-plane and R-plane as a main surface, and any one of the C-plane, M-plane, A-plane and R-plane as the main plane. And sapphire, spinel (MgA1 2 O 4 ), silicon carbide, silicon, ZnS, ZnO, GaAs, diamond, lithium niobate, neodymium gallate and the like. The growth substrate may have an off angle of about 0 ° to 10 ° on the first main surface and / or the second main surface. Among these, a nitride semiconductor substrate is preferable from the viewpoint of growing a nitride semiconductor layer with good crystallinity. Moreover, it is preferable if the substrate to be polished in the polishing step is a -C plane because desired processing is easily performed in the polishing step.

(窒化物半導体層20)
成長基板上に積層される窒化物半導体としては、InxAlyGa1-x-yN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)で示されるものが好ましい。これに加えて、III族元素としてBが一部に置換されたものを用いてもよいし、V族元素としてNの一部をP、Asで置換されたものを用いてもよい。活性層のIn含有量を高くすることで長波長域の発光が可能となり、Al含有量を高くすることで紫外域の発光が可能となり、300nm〜650nm程度の波長域での発光が可能となる。
(Nitride semiconductor layer 20)
As the nitride semiconductor laminated on a growth substrate, those represented by In x Al y Ga 1-xy N (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦ x + y ≦ 1) are preferred. In addition to this, an element in which B is partially substituted as a group III element may be used, or an element in which a part of N is substituted with P or As may be used as a group V element. Increasing the In content of the active layer enables light emission in the long wavelength region, and increasing the Al content enables light emission in the ultraviolet region, allowing light emission in the wavelength region of about 300 nm to 650 nm. .

なお、用いる成長基板によっては、結晶核形成層、低温成長バッファ層、高温成長層、マスク層、中間層等を任意に下地層として形成してもよい。   Depending on the growth substrate to be used, a crystal nucleation layer, a low temperature growth buffer layer, a high temperature growth layer, a mask layer, an intermediate layer, or the like may be arbitrarily formed as a base layer.

第1導電型層及び第2導電型層は、いずれか一方がn型、他方がp型であることを意味する。n型層は、n型不純物として、Si、Ge、Sn、S、O、Ti、Zr、CdなどのIV族元素又はVI族元素等を1種類以上含有している。p型層は、p型不純物として、Mg、Zn、Be、Mn、Ca、Sr等を含有している。
不純物は、例えば、5×1016/cm3〜1×1021/cm3程度の濃度範囲で含有されていることが好ましい。ただし、第1及び第2導電型半導体層を構成する半導体層の全てが必ずしも不純物を含有していなくてもよい。
One of the first conductivity type layer and the second conductivity type layer means that one is n-type and the other is p-type. The n-type layer contains at least one group IV element or group VI element such as Si, Ge, Sn, S, O, Ti, Zr, and Cd as an n-type impurity. The p-type layer contains Mg, Zn, Be, Mn, Ca, Sr, etc. as p-type impurities.
The impurities are preferably contained in a concentration range of, for example, about 5 × 10 16 / cm 3 to 1 × 10 21 / cm 3 . However, all of the semiconductor layers constituting the first and second conductivity type semiconductor layers do not necessarily contain impurities.

例えば、第1導電型層、活性層、第2導電型層は、単一膜構造、多層膜構造又は組成比が互いに異なる2層を含む超格子構造であってもよい。これらの層は、組成傾斜層、濃度傾斜層を備えたものであってもよい。
活性層は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造等の量子井戸構造であることが好まし
い。
For example, the first conductivity type layer, the active layer, and the second conductivity type layer may have a single film structure, a multilayer film structure, or a superlattice structure including two layers having different composition ratios. These layers may include a composition gradient layer and a concentration gradient layer.
The active layer preferably has a quantum well structure such as a single quantum well structure or a multiple quantum well structure.

窒化物半導体層の膜厚は特に限定されることなく、例えば、第1導電型層は、0.2〜12μm程度、活性層は、15〜300nm程度、第2導電型層は、20〜500nm程度で形成することができる。   The film thickness of the nitride semiconductor layer is not particularly limited. For example, the first conductivity type layer is about 0.2 to 12 μm, the active layer is about 15 to 300 nm, and the second conductivity type layer is 20 to 500 nm. It can be formed with a degree.

なお、図9(a)に示すように、第1導電型半導体層中にAl含有層24を形成してもよい。この層は、共振器長の最終的な決定を窒化物半導体層のエッチングにより行う場合、好適に膜厚制御をするためのエッチングストップ層として機能させることができる。そのため、Al含有層をエッチングストップ層として機能させる場合には、成長基板やAl含有層よりも成長基板側の第1導電型半導体層は、Alを含有しないか含有したとしてもAl含有層よりも低混晶であることが好ましい。Al含有層の組成・材料は特に限定されるものでなく、例えば、第1導電型半導体層よりも、エッチング等で使用するエッチャントによってエッチングされにくいものであればよい。具体的には、Al組成比が0.1から0.3程度のAlGaNによる層等が挙げられる。Al含有層の膜厚は特に限定されず、例えば、10〜50nm程度が例示され、複数層設けられてもよい。   In addition, as shown to Fig.9 (a), you may form the Al content layer 24 in a 1st conductivity type semiconductor layer. This layer can function as an etching stop layer for suitably controlling the film thickness when the resonator length is finally determined by etching the nitride semiconductor layer. Therefore, when the Al-containing layer is made to function as an etching stop layer, the first conductive semiconductor layer on the growth substrate side of the growth substrate or the Al-containing layer does not contain Al or contains Al even more than the Al-containing layer. A low mixed crystal is preferable. The composition and material of the Al-containing layer are not particularly limited, and may be any material that is less likely to be etched by an etchant used for etching or the like than the first conductivity type semiconductor layer. Specifically, an AlGaN layer having an Al composition ratio of about 0.1 to 0.3 can be used. The film thickness of the Al-containing layer is not particularly limited, and for example, about 10 to 50 nm is exemplified, and a plurality of layers may be provided.

(ブラッグ反射器71,72)
ブラッグ反射器は、誘電体多層膜から形成される。ここで用いられる誘電体としては、例えば、Si、Mg、Al、Hf、Nb、Zr、Sc、Ta、Ga、Zn、Y、B、Ti等の酸化物、窒化物(例えば、AlN、AlGaN、GaN、BN等)又はフッ化物等が挙げられる。具体的には、SiO2、Nb25、TiO2、ZrO2、Ta25、HfO2等が例示される。これらの誘電体のうち、屈折率が異なる2種以上の材料層を交互に積層することにより誘電体多層膜を得ることができる。例えば、SiO2/Nb25、SiO2/ZrO2、SiO2/AlN等の多層膜が好ましい。
(Bragg reflectors 71 and 72)
The Bragg reflector is formed from a dielectric multilayer film. Examples of the dielectric used here include oxides and nitrides such as Si, Mg, Al, Hf, Nb, Zr, Sc, Ta, Ga, Zn, Y, B, and Ti (for example, AlN, AlGaN, GaN, BN, etc.) or fluoride. Specifically, SiO 2, Nb 2 O 5 , TiO 2, ZrO 2, Ta 2 O 5, HfO 2 , and the like. Among these dielectrics, a dielectric multilayer film can be obtained by alternately laminating two or more material layers having different refractive indexes. For example, a multilayer film such as SiO 2 / Nb 2 O 5 , SiO 2 / ZrO 2 , or SiO 2 / AlN is preferable.

所望の反射率を得るために、材料、膜厚、多層膜のペア数等を適宜調整することができる。各層の膜厚は、用いる材料等により適宜調整することができ、所望の発振波長(λ)、用いる材料のλでの屈折率(n)によって決まる。具体的には、λ/(4n)の奇数倍とすることが好ましく、反射率と放熱性を考慮して適宜調整することが好ましい。例えば、発振波長が410nmの素子において、SiO2/Nb25で形成される場合、各層の膜厚としては40〜70nm程度が例示される。繰り返しの積層は、2回以上、好ましくは5〜15回程度が例示される。誘電体多層膜の膜厚は、例えば、0.6〜1.7μm程度が例示される。 In order to obtain a desired reflectance, the material, film thickness, number of pairs of multilayer films, and the like can be adjusted as appropriate. The thickness of each layer can be adjusted as appropriate depending on the material used, and is determined by the desired oscillation wavelength (λ) and the refractive index (n) at λ of the material used. Specifically, it is preferably an odd multiple of λ / (4n), and is preferably adjusted as appropriate in consideration of reflectivity and heat dissipation. For example, when an element having an oscillation wavelength of 410 nm is formed of SiO 2 / Nb 2 O 5 , the thickness of each layer is exemplified by about 40 to 70 nm. Repeated lamination is exemplified twice or more, preferably about 5 to 15 times. The film thickness of the dielectric multilayer film is, for example, about 0.6 to 1.7 μm.

また、第1ブラッグ反射器の最上層(窒化物半導体層から最も遠い層)は、第1ブラッグ反射器を構成する多層膜のうち、屈折率の低い材料を用いることが好ましい。これにより、ブラッグ反射器上に形成される部材との界面における反射率を高めることができる。   The uppermost layer (the layer farthest from the nitride semiconductor layer) of the first Bragg reflector is preferably made of a material having a low refractive index among the multilayer films constituting the first Bragg reflector. Thereby, the reflectance in the interface with the member formed on a Bragg reflector can be raised.

第1ブラッグ反射器は、素子領域を覆う限り、大きさ及び形状は特に限定されない。具体的には、所定の大きさを有する円、楕円、矩形等で形成することができる。円形の場合、直径5〜70μm程度であることが好ましい。また、第1ブラッグ反射器の大きさを支持基板や窒化物半導体層よりも小さくし、第1ブラッグ反射器の側面に後述する接続電極を形成することで好適に放熱させることができる。
なお、本明細書において、素子領域とは図1及び12中のMに示すように、電流が注入されている窒化物半導体層のうち対向するブラッグ反射器に挟まれた領域を意味する。
The first Bragg reflector is not particularly limited in size and shape as long as it covers the element region. Specifically, it can be formed of a circle, ellipse, rectangle or the like having a predetermined size. In the case of a circle, the diameter is preferably about 5 to 70 μm. Further, the size of the first Bragg reflector can be made smaller than that of the support substrate and the nitride semiconductor layer, and heat radiation can be suitably performed by forming a connection electrode described later on the side surface of the first Bragg reflector.
In this specification, the element region means a region sandwiched between opposing Bragg reflectors in a nitride semiconductor layer into which a current is injected, as indicated by M in FIGS.

第1ブラッグ反射器及び第2ブラッグ反射器は、同様の材料、形状、大きさで、形成することができる。ただし、第1ブラッグ反射器及び第2ブラッグ反射器は、必ずしも同一の材料、同一の構成でなくてもよい。所望の反射率を得るために、材料、膜厚、多層膜のペア数、順番等を適宜調整することができる。   The first Bragg reflector and the second Bragg reflector can be formed with the same material, shape, and size. However, the first Bragg reflector and the second Bragg reflector do not necessarily have the same material and the same configuration. In order to obtain a desired reflectance, the material, film thickness, number of pairs of multilayer films, order, and the like can be adjusted as appropriate.

(支持基板50)
支持基板としては、機械的性質、弾性、塑性、放熱性等を考慮して選択される。具体的には、AlN等の絶縁体からなる基板、Si、SiC、Ge等の半導体からなる基板、金属単体又は2種以上の金属の複合体からなる金属基板等が挙げられる。なかでも、Si基板は、導電性を有し、安価で加工しやすいため好ましい。支持基板の膜厚は、例えば、50〜500μm程度が適している。
(Supporting substrate 50)
The support substrate is selected in consideration of mechanical properties, elasticity, plasticity, heat dissipation and the like. Specifically, a substrate made of an insulator such as AlN, a substrate made of a semiconductor such as Si, SiC, or Ge, a metal substrate made of a single metal or a composite of two or more metals can be used. Among these, the Si substrate is preferable because it has conductivity, is inexpensive, and can be easily processed. The film thickness of the support substrate is suitably about 50 to 500 μm, for example.

(埋込層40)
本発明では、埋込層は研磨工程に晒されるため、研磨工程に耐え得る機械的強度を有する材料で形成されることが好ましい。また、窒化物半導体層や成長基板に設けられた溝部に充填されることから、窒化物半導体層や成長基板との熱膨張係数差の小さいものとすることでクラック等の発生を抑制することができる。さらに、活性層付近を被覆する場合は、絶縁性材料で形成されることが好ましい。具体的には、Nb、SiO2、Ga23、Al23、ZrO2等の酸化物、SiN、AlN及びAlGaN等の窒化物、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)やSiC等が挙げられる。また、化学機械研磨(CMP)時のストップ層として機能することのできる材料で形成されることが好ましい。この観点から、機械的にもアルカリ性溶媒にも耐性のある材料であることが好ましく、少なくとも窒化物半導体層及び/又は成長基板よりもアルカリ性溶媒に溶けにくいことが好ましい。以上を考慮すると、好ましい材料としては、窒化シリコン、酸化ニオブ、酸化シリコン、DLC、SiC等が挙げられる。また、Brewer Science社製のProTEKを埋込層として用いることもできる。
また、多層構造の埋込層を用いてもよい。この場合は、多層構造を構成する埋込層のうちいずれかの層がCMPのストップ層として機能すればよい。例えば、第1層を任意の絶縁性材料を選択して活性層付近を被覆し、その上に形成される第2層をCMPのストップ層として機能するようにアルカリ性溶媒に耐性のある材料を選択して形成することもできる。具体的には、第1層として上述したような任意の絶縁性材料を用い、第2層としてPt,W,Moを用いることでこのような構造を実現できる。
また、埋込層は、光閉じ込めの観点から窒化物半導体よりも屈折率の小さな材料であることが好ましく、放熱の観点から熱伝導の良い材料であることが好ましい。
また、埋込層を絶縁性材料で形成した場合は、所望の領域に電流を注入する絶縁層としても機能させることができるが、図12に示すように、埋込層とは別に窒化物半導体層の表面に絶縁層42を設けてもよい。また、窒化物半導体層に、イオン注入、選択酸化(熱酸化、陽極酸化など)等の当該分野で公知の方法を用いて所望の領域に電流を注入するような構造としてもよいし、これらを埋込層及び/又は絶縁層と組み合わせて用いてもよい。
(Embedded layer 40)
In the present invention, since the buried layer is exposed to the polishing process, it is preferably formed of a material having mechanical strength that can withstand the polishing process. In addition, since the grooves provided in the nitride semiconductor layer and the growth substrate are filled, the occurrence of cracks and the like can be suppressed by making the difference in thermal expansion coefficient from the nitride semiconductor layer and the growth substrate small. it can. Furthermore, when covering the vicinity of the active layer, it is preferably formed of an insulating material. Specifically, oxides such as Nb 2 O 5 , SiO 2 , Ga 2 O 3 , Al 2 O 3 , and ZrO 2 , nitrides such as SiN, AlN, and AlGaN, diamond-like carbon (DLC), SiC, etc. Can be mentioned. Moreover, it is preferable to form with the material which can function as a stop layer at the time of chemical mechanical polishing (CMP). From this viewpoint, the material is preferably a material that is mechanically and resistant to an alkaline solvent, and is preferably at least less soluble in an alkaline solvent than the nitride semiconductor layer and / or the growth substrate. Considering the above, preferable materials include silicon nitride, niobium oxide, silicon oxide, DLC, SiC, and the like. Also, ProTEK manufactured by Brewer Science can be used as the buried layer.
Further, a buried layer having a multilayer structure may be used. In this case, any one of the buried layers constituting the multilayer structure may function as a CMP stop layer. For example, select an insulating material for the first layer and cover the vicinity of the active layer, and select a material resistant to an alkaline solvent so that the second layer formed thereon functions as a CMP stop layer. It can also be formed. Specifically, such a structure can be realized by using an arbitrary insulating material as described above as the first layer and using Pt, W, or Mo as the second layer.
The buried layer is preferably made of a material having a refractive index smaller than that of the nitride semiconductor from the viewpoint of light confinement, and is preferably made of a material having good thermal conductivity from the viewpoint of heat dissipation.
Further, when the buried layer is formed of an insulating material, it can function as an insulating layer for injecting current into a desired region. However, as shown in FIG. 12, a nitride semiconductor is provided separately from the buried layer. An insulating layer 42 may be provided on the surface of the layer. The nitride semiconductor layer may have a structure in which current is injected into a desired region using a method known in the art such as ion implantation or selective oxidation (thermal oxidation, anodization, etc.). It may be used in combination with a buried layer and / or an insulating layer.

(p側電極91)
図1に示すように、p側電極は、第2導電型半導体層と第1ブラッグ反射器の間に配置されるため、活性層で発生する波長の光を透過することが好ましい。例えば、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、スズ(Sn)及びマグネシウム(Mg)からなる群から選択された少なくとも1種の元素を含む層の単層膜又は積層膜により形成することができる。また、導電性酸化物で形成することが好ましく、具体的にはZnO、In23、SnO2、ATO、ITO、MgO等が挙げられる。なかでも、ITOが好ましい。p側電極の膜厚は、電極材料の光吸収による光学損失や電気的抵抗等を考慮して、適宜調整することができ、例えば、30〜100nm程度が例示される。
(P-side electrode 91)
As shown in FIG. 1, since the p-side electrode is disposed between the second conductive semiconductor layer and the first Bragg reflector, it is preferable to transmit light having a wavelength generated in the active layer. For example, it can be formed of a single-layer film or a stacked film including at least one element selected from the group consisting of zinc (Zn), indium (In), tin (Sn), and magnesium (Mg). Moreover, it is preferable to form with a conductive oxide, specifically, ZnO, In 2 O 3 , SnO 2 , ATO, ITO, MgO, and the like can be given. Of these, ITO is preferable. The film thickness of the p-side electrode can be appropriately adjusted in consideration of optical loss due to light absorption of the electrode material, electrical resistance, and the like, and for example, about 30 to 100 nm is exemplified.

(n側電極92)
n側電極は、当該分野において公知の材料を用い、金属、合金の酸化物又は窒化物、ITO、ZnO、In23等の透明導電性酸化物からなる群から選択された少なくとも一種を含む単層膜又は積層膜により形成することができる。具体的には、Ti−Pt−Au、Ti−Al−Au等が挙げられる。
(N-side electrode 92)
The n-side electrode is made of a material known in the art and includes at least one selected from the group consisting of metals, alloy oxides or nitrides, and transparent conductive oxides such as ITO, ZnO, and In 2 O 3. It can be formed of a single layer film or a laminated film. Specifically, Ti—Pt—Au, Ti—Al—Au, and the like can be given.

(接続電極93)
接続電極は、p側電極と後述する接着層とを電気的に接続するために設けられるものである。接続電極は、第1ブラッグ反射器の側面に配置されるか、第1ブラッグ反射器を貫通するように形成することが好ましい。ただし、接続電極は、p側電極に電流を供給することができる場合は省略してもよいし、p側電極や接着層との間に他の層を形成してもよい。
(Connection electrode 93)
The connection electrode is provided to electrically connect the p-side electrode and an adhesive layer described later. The connection electrode is preferably disposed on the side surface of the first Bragg reflector or formed so as to penetrate the first Bragg reflector. However, the connection electrode may be omitted when current can be supplied to the p-side electrode, or another layer may be formed between the p-side electrode and the adhesive layer.

また、接続電極の膜厚は特には限定されないが、接続電極の上面(ここでは図1に示す支持基板側の面を指す)が、第1ブラッグ反射器の上面と同程度の高さになるように形成することが好ましい。これによって、積層体と支持基板とを強固に接合することができ、この後の工程中などに支持基板の剥がれを防ぐことができ好ましい。   Further, the thickness of the connection electrode is not particularly limited, but the upper surface of the connection electrode (here, the surface on the support substrate side shown in FIG. 1) is approximately the same height as the upper surface of the first Bragg reflector. It is preferable to form as follows. Thus, the laminate and the support substrate can be firmly bonded, and the support substrate can be prevented from being peeled off during the subsequent steps.

接続電極は、当該分野において公知の材料から電気抵抗や放熱性を考慮して選択することができる。例えば、金属、合金の酸化物又は窒化物、ITO、ZnO、In23等の透明導電性酸化物からなる群から選択された少なくとも一種を含む単層膜又は積層膜により形成することができる。具体的には、Ti−Rh−Au、Ti−Pt−Au、Cr−Rh−Au、Cr−Pt−Au、Ni−Au、Ni−Au−Pt、Pd−Pt、Ni−Pt等が挙げられる。 The connection electrode can be selected from materials known in the art in consideration of electric resistance and heat dissipation. For example, it can be formed of a single layer film or a laminated film including at least one selected from the group consisting of transparent conductive oxides such as metals, alloy oxides or nitrides, ITO, ZnO, and In 2 O 3. . Specifically, Ti—Rh—Au, Ti—Pt—Au, Cr—Rh—Au, Cr—Pt—Au, Ni—Au, Ni—Au—Pt, Pd—Pt, Ni—Pt, and the like can be given. .

(接着層60)
接着層は、支持基板と窒化物半導体ウエハを確実に接合させるため、第1ブラッグ反射器及び接続電極上の全面に形成することが好ましい。接着層は、上述した接続電極と同様の材料を用いて形成することができる。具体的には、(Ti/Si)−Pt−Pd、Ti−Pt−Au−(Au/Sn)、Ti−Pt−Au−(Au/Si)、Ti−Pt−Au−(Au/Ge)、Ti−Pt−Au−In、Au−Sn、In、Au−Si、Au−Ge、Al−Rh−Au−(Au/Sn)等が挙げられる。窒化物半導体層の割れや剥がれを防ぐためには、支持基板の表面にも同様に形成することが好ましいが、窒化物半導体ウエハもしくは支持基板のいずれか一方のみに形成し、他方は省略してもよい。
(Adhesive layer 60)
The adhesive layer is preferably formed on the entire surface of the first Bragg reflector and the connection electrode in order to securely bond the support substrate and the nitride semiconductor wafer. The adhesive layer can be formed using a material similar to that of the connection electrode described above. Specifically, (Ti / Si) -Pt-Pd, Ti-Pt-Au- (Au / Sn), Ti-Pt-Au- (Au / Si), Ti-Pt-Au- (Au / Ge) Ti—Pt—Au—In, Au—Sn, In, Au—Si, Au—Ge, Al—Rh—Au— (Au / Sn), and the like. In order to prevent cracking and peeling of the nitride semiconductor layer, it is preferable to form the same on the surface of the support substrate. However, the nitride semiconductor layer may be formed only on either the nitride semiconductor wafer or the support substrate, and the other may be omitted. Good.

以下、本実施形態の垂直共振器型面発光レーザの製造方法について図1乃至4及び9乃至11を参照しながら説明する。
まず、上述したように積層工程(図2(a))及び溝部形成工程(図2(b))を行う。
第1導電型半導体層中に上述したAl含有層24を有している場合には、溝部の底面は、Al含有層中もしくはAl含有層中24よりも成長基板側に形成されることが好ましい。溝部の底面をAl含有層中に設けた場合は、溝部形成工程において、溝部の深さを高精度で制御することができ、好ましい。また、図9(b)に示すように、溝部30の底面はAl含有層24よりも成長基板側に形成される場合は、後述するエッチング工程で共振器長を再度調整してより正確な長さとすることが可能となり好ましい。
また、2層以上の複数層のAl含有層が形成されてもよい。例えば、成長基板側から順に第1Al含有層、第2Al含有層が形成される場合、両者は離間して形成され、溝部形成工程において、溝部の底面が第1Al含有層に達するまで行うことが好ましい。これにより、溝部の深さを高精度で制御することができ、ウエハ面内において溝部の深さを均一に形成することができる。また、このとき第2Al含有層の膜厚は、第1Al含有層よりも厚い方が好ましい。これにより、後述するエッチング工程で共振器長を再度調整するのが容易になる。また、第1Al含有層のAl混晶比は第2Al含有層よりも小さく、膜厚を薄くすることが好ましい。
また、共振器長を短くすると光学損失を減らし、縦モードの安定性を向上させることができるが、電流注入の観点からは抵抗及び発熱が増大するため、これらを考慮して共振器長を適宜調節することが好ましい。具体的には、共振器長は0.3〜5.0μm程度とすることが適当である。
Hereinafter, a method of manufacturing the vertical cavity surface emitting laser according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and 9 to 11.
First, as described above, the stacking step (FIG. 2A) and the groove forming step (FIG. 2B) are performed.
When the Al-containing layer 24 described above is included in the first conductivity type semiconductor layer, the bottom surface of the groove is preferably formed on the growth substrate side in the Al-containing layer or in the Al-containing layer 24. . When the bottom surface of the groove portion is provided in the Al-containing layer, the depth of the groove portion can be controlled with high accuracy in the groove portion forming step, which is preferable. Also, as shown in FIG. 9B, when the bottom surface of the groove 30 is formed on the growth substrate side with respect to the Al-containing layer 24, the resonator length is adjusted again in an etching process to be described later to make the length more accurate. This is preferable.
Two or more Al-containing layers may be formed. For example, when the first Al-containing layer and the second Al-containing layer are formed in order from the growth substrate side, they are preferably formed so as to be separated from each other, and in the groove portion forming step, the process is preferably performed until the bottom surface of the groove portion reaches the first Al-containing layer. . As a result, the depth of the groove can be controlled with high accuracy, and the depth of the groove can be formed uniformly within the wafer surface. At this time, the thickness of the second Al-containing layer is preferably thicker than that of the first Al-containing layer. This makes it easy to adjust the resonator length again in an etching process described later. In addition, the Al mixed crystal ratio of the first Al-containing layer is smaller than that of the second Al-containing layer, and the film thickness is preferably thin.
Shortening the resonator length can reduce optical loss and improve longitudinal mode stability, but resistance and heat generation increase from the viewpoint of current injection. It is preferable to adjust. Specifically, the resonator length is suitably about 0.3 to 5.0 μm.

続いて図2(c)のように、埋込形成工程を行う。
埋込形成工程の後、図2(d)のように、電極等を形成し支持基板50を接着する。
まず、所望の領域に電流を注入するため、窒化物半導体層表面に絶縁層を形成することが好ましい(図12中42参照)。絶縁層は、後で設けるn側電極と対向する領域に形成されることが好ましい。
続いて、p側電極91を形成することが好ましい。p側電極は、第2導電型層上の一部もしくは全面に接触するように形成される。また、形成された一部においては、図2(d)に示されるように、先に形成した埋込層40上に配置されていてもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 2C, an embedding process is performed.
After the embedding process, electrodes and the like are formed and the support substrate 50 is bonded as shown in FIG.
First, in order to inject a current into a desired region, an insulating layer is preferably formed on the surface of the nitride semiconductor layer (see 42 in FIG. 12). The insulating layer is preferably formed in a region facing an n-side electrode provided later.
Subsequently, it is preferable to form the p-side electrode 91. The p-side electrode is formed so as to be in contact with a part or the entire surface of the second conductivity type layer. Further, in the formed part, as shown in FIG. 2D, it may be disposed on the previously formed buried layer 40.

続いて、p側電極上に接続電極93を形成することが好ましい。接続電極は、埋込層上に形成されたp側電極と接触するように設けることが好ましい。p側電極が第2導電型半導体層と接触している領域(素子領域)に接続電極を配置すると、接続電極の直下にのみに電流が流れ、素子領域の全体に電流が広がりにくくなるが、これを防ぐことができる。   Subsequently, the connection electrode 93 is preferably formed on the p-side electrode. The connection electrode is preferably provided so as to be in contact with the p-side electrode formed on the buried layer. When the connection electrode is disposed in a region (element region) where the p-side electrode is in contact with the second conductivity type semiconductor layer, a current flows only directly below the connection electrode, and the current hardly spreads over the entire element region. This can be prevented.

続いて、素子領域に第1ブラッグ反射器71を形成することが好ましい。その形成領域は、特に限定されるものではなく、p側電極と接続電極が適切な接触面積を確保し、素子領域に均一に電流を供給することができる位置に調整することが好ましい。例えば、図1のように、第2導電型半導体層とp側電極とが直接接触した部位の近傍(上方)に第1ブラッグ反射器を配置し、その回りを取り囲むように接続電極を配置し、さらにその外周にブラッグ反射器71bを形成する形態が例示される。図2(d)に示すように、接続電極93が第1ブラッグ反射器を貫通する形態の場合、その貫通位置は、特には限定されないが、上述したように、素子領域外に接続電極を配置することで、素子領域の全体に電流を広がりやすくすることができる。
第1ブラッグ反射器を構成する誘電体多層膜は、当該分野で公知の方法によって形成することができる。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、ディップ法又はこれらの方法の2種以上を組み合わせる方法、あるいはこれらの方法と、全体又は部分的な前処理、不活性ガス(Ar、He、Xe等)又はプラズマの照射、酸素もしくはオゾンガス又はプラズマの照射、酸化処理(熱処理)、露光処理のいずれか1種以上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。なお、組み合わせの方法では、必ずしも同時又は連続的に成膜及び/又は処理しなくてもよく、成膜した後に処理等を行ってもよいし、その逆でもよい。
Subsequently, it is preferable to form the first Bragg reflector 71 in the element region. The formation region is not particularly limited, and it is preferable that the p-side electrode and the connection electrode ensure an appropriate contact area and be adjusted to a position where current can be supplied uniformly to the element region. For example, as shown in FIG. 1, the first Bragg reflector is disposed near (above) the portion where the second conductivity type semiconductor layer and the p-side electrode are in direct contact, and the connection electrode is disposed so as to surround the periphery thereof. Furthermore, the form which forms the Bragg reflector 71b in the outer periphery is illustrated. As shown in FIG. 2D, when the connection electrode 93 penetrates the first Bragg reflector, the penetration position is not particularly limited. However, as described above, the connection electrode is disposed outside the element region. As a result, the current can be easily spread over the entire element region.
The dielectric multilayer film constituting the first Bragg reflector can be formed by a method known in the art. For example, evaporation method, sputtering method, reactive sputtering method, ECR plasma sputtering method, magnetron sputtering method, ion beam assisted evaporation method, ion plating method, laser ablation method, CVD method, spray method, spin coating method, dip method or A method of combining two or more of these methods, or these methods and whole or partial pretreatment, irradiation of inert gas (Ar, He, Xe, etc.) or plasma, irradiation of oxygen or ozone gas or plasma, oxidation Various methods such as a method of combining one or more of treatment (heat treatment) and exposure treatment can be used. Note that in the combination method, the film formation and / or treatment may not necessarily be performed simultaneously or continuously, and the treatment may be performed after the film formation, or vice versa.

その後、得られたウエハに接着層60を形成する。上述したように、第1ブラッグ反射器の最上層を、第1ブラッグ反射器を構成する多層膜のうち、屈折率の低い材料を用いることによって、接着層との界面における反射率を高めることができる。
続いて、得られたウエハを支持基板50に接合する。このとき、支持基板にも接着層60を形成しておいてもよい。
接合方法は、接合面を合わせた後、所定の温度及び圧力下で保持することによって接合する方法など、当該分野で通常使用される方法等を利用することができる。具体的には、熱圧着法、ダイレクトボンディング法等が挙げられる。
Thereafter, an adhesive layer 60 is formed on the obtained wafer. As described above, the uppermost layer of the first Bragg reflector is made of a low refractive index material among the multilayer films constituting the first Bragg reflector, so that the reflectance at the interface with the adhesive layer can be increased. it can.
Subsequently, the obtained wafer is bonded to the support substrate 50. At this time, the adhesive layer 60 may also be formed on the support substrate.
As a joining method, a method usually used in the field such as a method of joining by joining the joining surfaces and holding them under a predetermined temperature and pressure can be used. Specific examples include a thermocompression bonding method and a direct bonding method.

続いて上述したように第1工程及び第2工程からなる除去工程を行う(図3(e)〜(g))。
成長基板の除去を始めると図3(e)のように成長基板10の厚さに分布が生じる。図3の場合は、ウエハの外周部から優先的に研磨され、中心部付近で成長基板の膜厚が厚くなっている。さらに研磨を進めて窒化物半導体層20を露出させ、図3(f)に示すように、一部の埋込層の底面が露出されるように第1工程を行う。続けて研磨を進め、図3(g)に示すように、第1工程で露出された埋込層の底面とは別の埋込層の底面が露出するように第2工程を行う。このとき、露出された埋込層の近傍や埋込層に挟まれている窒化物半導体層では、それ以上窒化物半導体層は研磨されずその膜厚が維持される。そのまま研磨を進めると、図3(f)におけるウエハ中心部のように窒化物半導体層の残っている領域で研磨が進められる。所望の領域の埋込層の底面が露出されるまで、あるいは均一な厚さのウエハが所望の面積に達するまで適宜研磨を進め、除去工程を終了させる。
本実施形態においては、この除去工程で露出した窒化物半導体層表面を垂直共振器面型面発光レーザの共振器面とすることもでき、この場合、加工後の表面が平坦であることが求められる。また、垂直共振器型面発光レーザでは、端面発光型のレーザ素子と比較して共振器長が短い。そのため、垂直共振器型面発光レーザを効率よく発振させるためには、共振器長を正確な厚みで形成する、すなわち正確な厚みに加工することが求められる。
Subsequently, as described above, the removing step including the first step and the second step is performed (FIGS. 3E to 3G).
When removal of the growth substrate is started, a distribution occurs in the thickness of the growth substrate 10 as shown in FIG. In the case of FIG. 3, the wafer is preferentially polished from the outer peripheral portion of the wafer, and the film thickness of the growth substrate is increased in the vicinity of the central portion. Further, polishing is performed to expose the nitride semiconductor layer 20, and the first step is performed so that the bottom surface of a part of the buried layer is exposed as shown in FIG. Then, the polishing is advanced, and as shown in FIG. 3G, the second step is performed so that the bottom surface of the buried layer different from the bottom surface of the buried layer exposed in the first step is exposed. At this time, in the vicinity of the exposed buried layer and the nitride semiconductor layer sandwiched between the buried layers, the nitride semiconductor layer is not polished any more and the film thickness is maintained. When the polishing is proceeded as it is, the polishing is proceeded in the region where the nitride semiconductor layer remains as in the central portion of the wafer in FIG. Polishing is appropriately performed until the bottom surface of the buried layer in a desired region is exposed, or until a wafer having a uniform thickness reaches a desired area, and the removal step is completed.
In the present embodiment, the surface of the nitride semiconductor layer exposed in this removal step can be used as the cavity surface of the vertical cavity surface emitting laser, and in this case, the processed surface is required to be flat. It is done. In addition, a vertical cavity surface emitting laser has a shorter cavity length than an edge emitting laser element. Therefore, in order to oscillate the vertical cavity surface emitting laser efficiently, it is required to form the cavity length with an accurate thickness, that is, to process it to an accurate thickness.

<エッチング工程>
上述したように、第1導電型半導体層がAl含有層24を有する場合は、研磨工程の後にエッチング工程を行うことで、より平坦な共振器面を形成すると共に、より正確な共振器長とすることができる。
本発明の製造方法によれば、溝部形成工程で形成した溝部30の深さと略同程度の共振器長とすることができるが、研磨条件及び研磨される窒化物半導体層の面積によっては、図10(f)、(g)に示すように、窒化物半導体層がディッシングと呼ばれる凹みを形成してしまうことがある。除去工程において露出される窒化物半導体層の面積が大きい方が迅速に加工されやすい一方で、面積が大きい方がディッシングが起こりやすい。また、CMP加工時の研磨布の硬度を大きくすると窒化物半導体のディッシングを抑制することができる一方で、ウエハ面内での膜厚の分布が起こりやすくなる。そこで、研磨工程によって、ディッシングが起こったとしてもエッチング工程によりディッシング部分を除去し、平坦な共振器面を形成し、より正確な共振器長とすることができ効率よく発振させることのできる垂直共振器型面発光レーザを提供できる。具体的には、図9(b)に示すように、溝部形成工程でAl含有層24よりも深く溝部30を形成する。成長基板10及びAl含有層24よりも成長基板側の第1導電型半導体層がAl含有層よりも低混晶のAlを含有するかAlを含有しない場合に、図10(h)に示すように、研磨工程後にAl含有層が露出するまで窒化物半導体層をエッチングする。
<Etching process>
As described above, when the first conductivity type semiconductor layer has the Al-containing layer 24, an etching process is performed after the polishing process, thereby forming a flatter resonator surface and more accurate resonator length. can do.
According to the manufacturing method of the present invention, the resonator length can be approximately the same as the depth of the groove 30 formed in the groove forming step, but depending on the polishing conditions and the area of the nitride semiconductor layer to be polished, 10 (f) and 10 (g), the nitride semiconductor layer may form a recess called dishing. The larger the area of the nitride semiconductor layer exposed in the removal step, the easier it is to process, while the larger the area, the easier dishing occurs. In addition, when the hardness of the polishing cloth at the time of CMP processing is increased, dishing of the nitride semiconductor can be suppressed, while film thickness distribution in the wafer surface is likely to occur. Therefore, even if dishing occurs in the polishing process, the dishing portion is removed by the etching process, a flat resonator surface is formed, a more accurate resonator length can be obtained, and vertical resonance that can oscillate efficiently A surface-emitting laser can be provided. Specifically, as shown in FIG. 9B, the groove 30 is formed deeper than the Al-containing layer 24 in the groove forming process. As shown in FIG. 10H, when the growth substrate 10 and the first conductivity type semiconductor layer closer to the growth substrate than the Al-containing layer 24 contain lower mixed crystal Al or no Al than the Al-containing layer. In addition, the nitride semiconductor layer is etched until the Al-containing layer is exposed after the polishing step.

このときのエッチングとしては、ドライエッチング又はウェットエッチングを選択することができる。ウェットエッチングは、例えば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのアルカリ水溶液、リン酸、硫酸、王水等の酸性溶液等に、窒化物半導体層を所定時間浸漬するなどして、エッチャントに晒すことにより行うことができる。
ドライエッチングは、例えば、反応性イオンエッチング(RIE)、反応性イオンビームエッチング(RIBE)、電子サイクロトロン共鳴(ECR)エッチング、イオンビームエッチング等を利用して行うことができる。いずれにおいてもエッチングガス(例えば、CF4のようなフッ素系、Cl2、CCl4、SiCl4のような塩素系、HIのようなヨウ素系ガスの単独又は混合ガス)を適宜選択すればよい。ドライエッチングする際、エッチングガスの種類を含むエッチング条件(ガス流量、RFパワー、圧力、温度、エッチング時間等)は、適宜調整して決定することができる。
As the etching at this time, dry etching or wet etching can be selected. For example, wet etching is performed by exposing the nitride semiconductor layer to an etchant by immersing the nitride semiconductor layer in an alkaline solution such as potassium hydroxide or sodium hydroxide, or an acidic solution such as phosphoric acid, sulfuric acid, or aqua regia for a predetermined time. It can be carried out.
The dry etching can be performed using, for example, reactive ion etching (RIE), reactive ion beam etching (RIBE), electron cyclotron resonance (ECR) etching, ion beam etching, or the like. In any case, an etching gas (for example, a fluorine gas such as CF 4 , a chlorine gas such as Cl 2 , CCl 4 , or SiCl 4 , or an iodine gas such as HI alone or a mixed gas) may be appropriately selected. When performing dry etching, the etching conditions including the type of etching gas (gas flow rate, RF power, pressure, temperature, etching time, etc.) can be determined by appropriately adjusting.

好ましくは、マスクを用いたRIEで行うことが好ましい。つまり、素子領域に、円、楕円、矩形等から選択される所定のマスクパターンを形成し、このマスクパターンをマスクとしてエッチングする。マスクパターンは、レジスト、SiO2等の絶縁体等を、フォトリソグラフィ及びエッチング工程等の公知の方法により、適当な形状にパターニングすることにより形成することができる。 Preferably, RIE using a mask is preferable. That is, a predetermined mask pattern selected from a circle, an ellipse, a rectangle, and the like is formed in the element region, and etching is performed using this mask pattern as a mask. The mask pattern can be formed by patterning a resist, an insulator such as SiO 2 or the like into an appropriate shape by a known method such as photolithography and an etching process.

続いて、図3(h)のように、露出した研磨面上に電極等を形成する。
まず、n側電極92を形成することが好ましい。n側電極は、窒化物半導体層に電流を供給し得る形態であれば、どのような位置及び接触面積で形成してもよく、用いる材料、素子の大きさ等によって適宜調整することができる。例えば、第2導電型半導体層とp側電極とが直接接触した部位と対向する領域を取り囲むように、環状形状で配置する形態が好ましい。また、p側電極と第2導電型半導体層とが接触した領域に対して、縦断面視で、第1導電型半導体層の表面に、対角線上に位置するように、n側電極を配置してもよい。対角に配置する場合は、電流を横方向に広げることができるため、素子領域に供給できる電流が増加し、高効率な発光素子を得ることができる。
Subsequently, as shown in FIG. 3H, an electrode or the like is formed on the exposed polished surface.
First, it is preferable to form the n-side electrode 92. The n-side electrode may be formed at any position and contact area as long as it can supply current to the nitride semiconductor layer, and can be appropriately adjusted depending on the material used, the size of the element, and the like. For example, a configuration in which the second conductive semiconductor layer and the p-side electrode are arranged in an annular shape so as to surround a region facing the portion in direct contact is preferable. In addition, an n-side electrode is disposed on the surface of the first conductive type semiconductor layer on the surface of the first conductive type semiconductor layer in a longitudinal sectional view with respect to a region where the p-side electrode and the second conductive type semiconductor layer are in contact with each other. May be. When arranged diagonally, the current can be spread in the lateral direction, so that the current that can be supplied to the element region is increased and a highly efficient light-emitting element can be obtained.

続いて、素子領域に第2ブラッグ反射器72を形成する。なお、n側電極及び第2ブラッグ反射器の形成順序は限定されない。第2ブラッグ反射器は、上述した第1ブラッグ反射器と同様の方法で形成することができる。必ずしも同じ方法を選択する必要はなく、上述した方法の中から適宜選択して形成することが可能である。また、第2ブラッグ反射器は、n側電極の一部を被覆するように形成してもよい。   Subsequently, a second Bragg reflector 72 is formed in the element region. The order of forming the n-side electrode and the second Bragg reflector is not limited. The second Bragg reflector can be formed in the same manner as the first Bragg reflector described above. It is not always necessary to select the same method, and it can be formed by appropriately selecting from the methods described above. The second Bragg reflector may be formed so as to cover a part of the n-side electrode.

なお、第2ブラッグ反射器を形成する前に、第1導電型半導体層と第2ブラッグ反射器との間に、透明電極を形成してもよい。透明電極は、n側電極と電気的に接続するように設けられ、除去工程において露出された埋込層の上にも形成することができる。これにより、第1導電型半導体層での電流分布を改善させることができる。透明電極は、p側電極と同様の材料で、同様に形成することができる。ただし、p側電極と透明電極は、必ずしも同一の材料、同一の構成、形状でなくてもよい。   A transparent electrode may be formed between the first conductivity type semiconductor layer and the second Bragg reflector before forming the second Bragg reflector. The transparent electrode is provided so as to be electrically connected to the n-side electrode, and can also be formed on the buried layer exposed in the removing step. Thereby, the current distribution in the first conductive type semiconductor layer can be improved. The transparent electrode can be formed in the same manner using the same material as the p-side electrode. However, the p-side electrode and the transparent electrode do not necessarily have the same material, the same configuration, and shape.

最後に、図3(h)に示すように、得られた素子の支持基板裏面に接着部材94を形成した後、図4(i)に示すように得られたウエハを素子状態に分離する。接着部材としては、例えば支持基板側からTiSi/Pt/Auで形成されるもの等が挙げられる。ウエハの分割は、ダイサー、スクライバー、エッチング等当該分野で公知の方法を利用することができる。これらの方法で各素子間に溝部を形成し、溝部に沿ってブレイカー等で加圧して分割してもよい。
また、得られた素子を金属や樹脂等で形成される種々のパッケージに実装してレーザ装置を得ることができる。
Finally, as shown in FIG. 3H, an adhesive member 94 is formed on the back surface of the support substrate of the obtained element, and then the wafer obtained as shown in FIG. 4I is separated into an element state. Examples of the adhesive member include those formed of TiSi 2 / Pt / Au from the support substrate side. For dividing the wafer, methods known in the art such as a dicer, a scriber, and etching can be used. Grooves may be formed between the elements by these methods, and divided by pressing along the groove with a breaker or the like.
Further, a laser device can be obtained by mounting the obtained element on various packages formed of metal, resin, or the like.

以上の製造方法によれば、成長基板を除去してブラッグ反射器を形成する垂直共振器型面発光レーザにおいて、高精度で共振器長の制御を行うことができる。また、ウエハ面内の面内分布を抑制することができるので、共振器長のずれが直接素子特性に影響する垂直共振器型面発光レーザにおいても1ウエハからの取れ数を増やすことができ、高品質の垂直共振器型面発光レーザを安定して効率的に製造することができる。   According to the above manufacturing method, in the vertical cavity surface emitting laser in which the growth substrate is removed to form the Bragg reflector, the cavity length can be controlled with high accuracy. In addition, since the in-plane distribution in the wafer surface can be suppressed, even in a vertical cavity surface emitting laser in which the deviation of the resonator length directly affects the element characteristics, the number of wafers taken from one wafer can be increased. A high-quality vertical cavity surface emitting laser can be manufactured stably and efficiently.

〔実施形態2〕
本発明の製造方法により得られる窒化物半導体発光素子は、図5に示すように、支持基板50上に接着層60を介して形成されたp側電極91、窒化物半導体層20、n側電極92から構成され、窒化物半導体層は支持基板側からp型半導体層、活性層及びn型半導体層が順に積層されている。また、窒化物半導体層側面には、埋込層40が形成されている。実施形態1と共通の部材については、同様に用いることが可能である。
図6及び7を参照しながら本実施形態の窒化物半導体発光素子の製造方法について説明する。実施形態1と同様に行う工程については説明を省略する。
まず、上述したように、積層工程(図6(a))及び溝部形成工程を行う(図6(b))。
続いて図6(c)のように、窒化物半導体層表面にp側電極91を形成する。このp側電極としては、上記で記載したような透光性のp側電極に、SiO2/Nb25、SiO2/ZrO2、SiO2/AlN等の多層膜を組み合わせてもよいし、Ag、Al、Rh等からなる反射性の電極としてもよいし、両方を組み合わせてもよい。
続いて図6(d)のように、埋込形成工程を行う。このとき埋込層40の上面を先に形成したp側電極91の表面と同じ高さになるように形成する。
その後、得られたウエハ及び支持基板50に接着層60を形成してウエハを支持基板に接合し(図7(e))、実施形態1と同様に第1工程及び第2工程からなる除去工程を行う(図7(f)〜(g))。その後、窒化物半導体層表面にn側電極92を形成し、支持基板裏面に接着部材94を形成した後、得られたウエハを分割し図5のような発光素子を得る。
窒化物半導体発光素子は、対向電極構造とすることで素子の小型化及び光取り出し効率の向上が見込まれるため、上述したような支持基板を用いる窒化物半導体発光素子の製造方法が提案されている。しかし、シリコン基板や窒化物半導体基板では、研磨加工時の面内分布が著しく、素子特性のばらつきを生じやすい。特に、シリコン基板を用いた場合は、所望の位置で研磨を止めたとしても一部にシリコン基板が残留してしまうこともある。シリコンは窒化物半導体が発光する波長の光を吸収するためシリコン基板の残留した素子では出力が劣る。つまり、同一ウエハから得られた素子でも出力に分布が生じる結果となってしまうが、本発明のように埋込層を形成し、除去工程を2段階で行うことによって、埋込層の底面が露出された面で保持されそれ以上は研磨されず、ウエハ厚みを維持することができる。これにより、所望の位置で研磨を止めることができ、ウエハ面内でも最終的な膜厚の分布をなくし、所望の厚みの領域をウエハ面内で多く確保することができる。また、シリコン基板を用いると基板への不純物ドーピングの工程が必要となるが、本実施形態では成長基板を除去するため、不純物ドーピングの工程を設けずに発光素子を得ることができる。
[Embodiment 2]
As shown in FIG. 5, the nitride semiconductor light emitting device obtained by the manufacturing method of the present invention includes a p-side electrode 91, a nitride semiconductor layer 20, and an n-side electrode formed on a support substrate 50 through an adhesive layer 60. The nitride semiconductor layer has a p-type semiconductor layer, an active layer, and an n-type semiconductor layer stacked in that order from the support substrate side. A buried layer 40 is formed on the side surface of the nitride semiconductor layer. About the member common to Embodiment 1, it is possible to use similarly.
A method for manufacturing the nitride semiconductor light emitting device of this embodiment will be described with reference to FIGS. Description of the steps performed in the same manner as in Embodiment 1 is omitted.
First, as described above, the stacking step (FIG. 6A) and the groove forming step are performed (FIG. 6B).
Subsequently, as shown in FIG. 6C, a p-side electrode 91 is formed on the surface of the nitride semiconductor layer. As the p-side electrode, a light-transmitting p-side electrode as described above may be combined with a multilayer film such as SiO 2 / Nb 2 O 5 , SiO 2 / ZrO 2 , or SiO 2 / AlN. It is good also as a reflective electrode which consists of Ag, Al, Rh, etc., and may combine both.
Subsequently, as shown in FIG. 6D, an embedding process is performed. At this time, the upper surface of the buried layer 40 is formed so as to be the same height as the surface of the p-side electrode 91 previously formed.
After that, an adhesive layer 60 is formed on the obtained wafer and the support substrate 50, and the wafer is bonded to the support substrate (FIG. 7E), and the removal step including the first step and the second step is performed as in the first embodiment. (FIGS. 7 (f) to (g)). Thereafter, an n-side electrode 92 is formed on the surface of the nitride semiconductor layer and an adhesive member 94 is formed on the back surface of the support substrate, and then the obtained wafer is divided to obtain a light emitting device as shown in FIG.
Since the nitride semiconductor light emitting device is expected to be downsized and improve the light extraction efficiency by adopting a counter electrode structure, a method for manufacturing a nitride semiconductor light emitting device using the support substrate as described above has been proposed. . However, in a silicon substrate or a nitride semiconductor substrate, the in-plane distribution at the time of polishing processing is remarkably easy to cause variations in element characteristics. In particular, when a silicon substrate is used, the silicon substrate may remain partially even if polishing is stopped at a desired position. Since silicon absorbs light having a wavelength emitted by the nitride semiconductor, the output of the element on which the silicon substrate remains is inferior. In other words, even if the elements are obtained from the same wafer, the output is distributed. However, by forming the buried layer and performing the removal process in two steps as in the present invention, the bottom surface of the buried layer is reduced. It is held on the exposed surface and is not polished further, and the wafer thickness can be maintained. Thus, polishing can be stopped at a desired position, the final film thickness distribution can be eliminated even within the wafer surface, and a large number of regions having the desired thickness can be secured within the wafer surface. In addition, when a silicon substrate is used, a step of doping impurities into the substrate is required. However, in this embodiment, since the growth substrate is removed, a light emitting element can be obtained without providing a step of doping impurities.

(実施例1)
本実施例では、図1に示すような実施形態1に係る垂直共振器型面発光レーザの製造方法を図2乃至4を参照しながら説明する。
まず、図2(a)に示すように、成長基板として、直径が2インチで転位密度が1×10cm台である窒化物半導体基板10を準備する。この窒化物半導体基板10のC面上に、n側半導体層として、SiをドープしたGaNを膜厚2μmで成長させる。次に、SiドープIn0.02Ga0.98Nよりなる障壁層を13nmの膜厚で成長させ、アンドープIn0.10Ga0.90Nよりなる井戸層を9nmの膜厚で成長させる。障壁層と井戸層とを2回交互に積層し、最後にアンドープIn0.02Ga0.98Nよりなる膜厚の13nm障壁層で終わり、総膜厚57nmの多重量子井戸構造(MQW)の活性層を成長させる。次に、p側半導体層として、Mgをドープしたp型Al0.33Ga0.67N層を7.5nmの膜厚で成長させ、Mgをドープしたp型GaNよりなるコンタクト層を63nmの膜厚で成長させる。
以上のように窒化物半導体層20を形成し得られたウエハ15を反応容器から取り出し、図2(b)に示すように、共振器長及び素子領域を規定するための溝部30を形成する。ウエハ表面の略全面にSiO膜を成膜後、フォトリソグラフィおよびエッチングによってSiOを直径15μmの円形のマスクパターンに形成し、それをマスクとして、RIEを用いて塩素系ガスにより窒化物半導体層20を1μmエッチングしてn側半導体層を底面とする溝部30を形成する。
図2(c)に示すように、形成した溝部30に、SiNからなる埋込層40を1μm形成する。
図2(d)に示すように、得られたウエハにSiO2からなる絶縁層(図示せず、図12中42参照)を形成し、p型半導体層上に直径8μmの円形の開口を有する形状にパターニングする。SiO2からなる絶縁層の上に、ITOからなるp側電極91を膜厚50nmで形成し、オーミック接触を得るために熱処理を行う。Ti/Rh/Auからなる接続電極93を1.3μmの膜厚で成膜し、リフトオフ工程により、p型半導体層とp側電極とが直接接触している領域(素子領域)を開口させる。素子領域である接続電極の開口部及び埋込層上に、直径25μmの円形で第1ブラッグ反射器71を形成する。第1ブラッグ反射器71は、窒化物半導体層側からNb25(膜厚:40nm)とSiO2(膜厚:70nm)とが12ペア積層され、1層目の誘電体層(Nb25)は膜厚20nmで形成する。第1ブラッグ反射器71及び接続電極93の上に、窒化物半導体層側から順に、Ti/Pt/Au/Sn/Au(膜厚:100nm/300nm/300nm/3000nm/100nm)からなる接着層60を形成する。
支持基板50となるシリコン基板の表面に、TiSi2/Pt/Pd(膜厚:3nm/250nm/350nm)からなる接着層60を形成し、シリコン基板の接着層と、ウエハ側の接着層を貼り合わせる。
図3(e)に示すように、研削及び研磨を行う。このとき、ウエハ内における膜厚差は最大で6μm程度である。
続いて、図3(f)に示すように、KOHを含むスラリーを用いて、ウエハの外周部の埋込層40の底面を露出させるようにCMPを行う。続けてCMPを行い、図3(g)に示すように、ウエハ中心部の埋込層40の底面を露出させる。
図3(h)に示すように、n型半導体層上に、素子領域を中心として、直径10μmの円形の開口部を有する形状でn側電極92を形成する。n側電極の開口部に、直径20μmの円形で第2ブラッグ反射器72を形成する。第2ブラッグ反射器は、支持基板50側から、SiO2(膜厚:70nm)とNb25(膜厚:40nm)が7ペア積層される。
最後に、図4(i)に示すように、ダイシングによりウエハをチップ状に分離し、垂直共振器型面発光レーザを得る。
このような方法で製造した垂直共振器型面発光レーザでは、溝部に形成した埋込層が露出するまでCMPを行うことで共振器長を調整しているので、簡便な方法で共振器長の制御が可能になり、高効率の垂直共振器型面発光レーザを得ることができる。
Example 1
In this example, a method for manufacturing a vertical cavity surface emitting laser according to Embodiment 1 as shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 2A, a nitride semiconductor substrate 10 having a diameter of 2 inches and a dislocation density of 1 × 10 6 cm 2 is prepared as a growth substrate. On the C surface of the nitride semiconductor substrate 10, Si-doped GaN is grown as an n-side semiconductor layer with a film thickness of 2 μm. Next, a barrier layer made of Si-doped In 0.02 Ga 0.98 N is grown to a thickness of 13 nm, and a well layer made of undoped In 0.10 Ga 0.90 N is grown to a thickness of 9 nm. A barrier layer and a well layer are alternately stacked twice, and finally an active layer having a multi-quantum well structure (MQW) with a total thickness of 57 nm is grown with a 13 nm barrier layer made of undoped In 0.02 Ga 0.98 N. Let Next, a p-type Al 0.33 Ga 0.67 N layer doped with Mg is grown to a thickness of 7.5 nm as a p-side semiconductor layer, and a contact layer made of p-type GaN doped with Mg is grown to a thickness of 63 nm. Let
The wafer 15 obtained by forming the nitride semiconductor layer 20 as described above is taken out of the reaction vessel, and as shown in FIG. 2B, a groove 30 for defining the resonator length and the element region is formed. After forming the SiO 2 film on substantially the entire surface of the wafer surface, SiO 2 is formed in a circular mask pattern diameter 15μm by photolithography and etching, it as a mask, the nitride semiconductor layer by chlorine-based gas using RIE 20 is etched by 1 μm to form a groove 30 having the n-side semiconductor layer as a bottom surface.
As shown in FIG. 2C, a buried layer 40 made of SiN is formed to 1 μm in the formed groove 30.
As shown in FIG. 2D, an insulating layer made of SiO 2 (not shown, see 42 in FIG. 12) is formed on the obtained wafer, and a circular opening having a diameter of 8 μm is formed on the p-type semiconductor layer. Pattern into shape. A p-side electrode 91 made of ITO is formed with a film thickness of 50 nm on the insulating layer made of SiO 2, and heat treatment is performed to obtain ohmic contact. A connection electrode 93 made of Ti / Rh / Au is formed to a thickness of 1.3 μm, and a region (element region) in which the p-type semiconductor layer and the p-side electrode are in direct contact is opened by a lift-off process. A first Bragg reflector 71 having a diameter of 25 μm is formed on the opening of the connection electrode, which is the element region, and the buried layer. In the first Bragg reflector 71, 12 pairs of Nb 2 O 5 (film thickness: 40 nm) and SiO 2 (film thickness: 70 nm) are stacked from the nitride semiconductor layer side, and the first dielectric layer (Nb 2 O 5 ) is formed with a film thickness of 20 nm. On the first Bragg reflector 71 and the connection electrode 93, the adhesive layer 60 made of Ti / Pt / Au / Sn / Au (film thickness: 100 nm / 300 nm / 300 nm / 3000 nm / 100 nm) in this order from the nitride semiconductor layer side. Form.
An adhesive layer 60 made of TiSi 2 / Pt / Pd (film thickness: 3 nm / 250 nm / 350 nm) is formed on the surface of the silicon substrate to be the support substrate 50, and the adhesive layer on the silicon substrate and the adhesive layer on the wafer side are pasted Match.
As shown in FIG. 3E, grinding and polishing are performed. At this time, the maximum film thickness difference in the wafer is about 6 μm.
Subsequently, as shown in FIG. 3F, CMP is performed using a slurry containing KOH so as to expose the bottom surface of the buried layer 40 on the outer peripheral portion of the wafer. Subsequently, CMP is performed to expose the bottom surface of the buried layer 40 at the center of the wafer, as shown in FIG.
As shown in FIG. 3H, an n-side electrode 92 is formed on the n-type semiconductor layer in a shape having a circular opening having a diameter of 10 μm with the element region as the center. A second Bragg reflector 72 is formed in a circular shape with a diameter of 20 μm in the opening of the n-side electrode. In the second Bragg reflector, 7 pairs of SiO 2 (film thickness: 70 nm) and Nb 2 O 5 (film thickness: 40 nm) are laminated from the support substrate 50 side.
Finally, as shown in FIG. 4I, the wafer is separated into chips by dicing to obtain a vertical cavity surface emitting laser.
In the vertical cavity surface emitting laser manufactured by such a method, the cavity length is adjusted by performing CMP until the buried layer formed in the groove is exposed. Control becomes possible and a highly efficient vertical cavity surface emitting laser can be obtained.

(実施例2)
本実施例に係る垂直共振器型面発光レーザは、図8乃至11に示したように、第1導電型半導体層中にエッチングストップ層としてAl含有層24を有する。この構成以外は、実質的に実施例1と同様である。
具体的には、図9(a)に示すように、第1導電型半導体層を1.5μm形成した後、Al0.2Ga0.8NからなるAl含有層24を50nm形成する。その後、0.5μmの第1導電型半導体層を形成する。活性層及び第2導電型半導体層は、実施例1と同様に形成する。
図9(b)に示すように、溝部形成工程において、窒化物半導体層20を1μmエッチングしてAl含有層24よりも成長基板側の窒化物半導体層20を底面とする溝部30を形成する。
その後、実施例1と同様に、埋込層40を形成し(図9(c))、p側電極等の形成を行い(図9(d))、研磨工程を行う(図10(e)〜(g))。研磨工程は、実施例1と比較して柔らかい研磨布を用いる以外は同様に行う。研磨工程終了時には図10(g)のようにディッシングが形成される。
続いて図10(h)に示すように、素子領域以外の領域にレジストでマスクパターンを形成し、素子領域の窒化物半導体層20をAl含有層が露出するまでエッチングする。
その後、実施例1と同様にして、n側電極等を形成し(図11(i))、チップ化する(図11(j))。
本実施例では、実施例1の研磨工程後にエッチング工程を行うことで、より正確に共振器長を制御することが可能になる。これにより、高効率の垂直共振器型面発光レーザを得ることができ、素子特性の向上が見込まれる。
(Example 2)
As shown in FIGS. 8 to 11, the vertical cavity surface emitting laser according to the present example has an Al-containing layer 24 as an etching stop layer in the first conductivity type semiconductor layer. Except for this configuration, the second embodiment is substantially the same as the first embodiment.
Specifically, as shown in FIG. 9A, after the first conductive type semiconductor layer is formed to have a thickness of 1.5 μm, an Al-containing layer 24 made of Al 0.2 Ga 0.8 N is formed to a thickness of 50 nm. Thereafter, a first conductive semiconductor layer having a thickness of 0.5 μm is formed. The active layer and the second conductivity type semiconductor layer are formed in the same manner as in Example 1.
As shown in FIG. 9B, in the groove forming step, the nitride semiconductor layer 20 is etched by 1 μm to form a groove 30 having the bottom surface of the nitride semiconductor layer 20 on the growth substrate side relative to the Al-containing layer 24.
Thereafter, similarly to Example 1, a buried layer 40 is formed (FIG. 9C), a p-side electrode and the like are formed (FIG. 9D), and a polishing step is performed (FIG. 10E). ~ (G)). The polishing step is performed in the same manner except that a soft polishing cloth is used as compared with Example 1. At the end of the polishing process, dishing is formed as shown in FIG.
Subsequently, as shown in FIG. 10H, a mask pattern is formed with a resist in a region other than the device region, and the nitride semiconductor layer 20 in the device region is etched until the Al-containing layer is exposed.
Thereafter, in the same manner as in Example 1, an n-side electrode or the like is formed (FIG. 11 (i)), and a chip is formed (FIG. 11 (j)).
In the present embodiment, the resonator length can be controlled more accurately by performing the etching process after the polishing process of the first embodiment. As a result, a highly efficient vertical cavity surface emitting laser can be obtained, and improvement in device characteristics is expected.

(実施例3)
本実施例に係る垂直共振器型面発光レーザは、第1導電型半導体層中にエッチングストップ層として機能するAl含有層を複数有する以外は、実質的に実施例2と同様である。
具体的には、第1導電型半導体層を1.5μm形成した後、Al0.2Ga0.8Nからなる第1Al含有層を20nm形成する。その後、1μmの第1導電型半導体層を形成し、Al0.2Ga0.8Nからなる第2Al含有層を30nm形成し、1μmの第1導電型半導体層を形成する。活性層及び第2導電型半導体層は、実施例2と同様に形成する。
溝部形成工程において、窒化物半導体層20をエッチングして第1Al含有層を底面とする溝部を形成する。
その後、実施例2と同様に、研磨工程までを行う。研磨工程終了時には図10(g)のようにディッシングが形成される。
続いて、素子領域以外の領域にレジストでマスクパターンを形成し、素子領域の窒化物半導体層を第2Al含有層が露出するまでエッチングする。
その後、実施例2と同様にして、n側電極等を形成しチップ化する。
本実施例では、実施例2と比較して、溝部形成工程での面内分布が抑制され、より高精度に共振器長を制御することができる。
(Example 3)
The vertical cavity surface emitting laser according to this example is substantially the same as Example 2 except that a plurality of Al-containing layers functioning as etching stop layers are provided in the first conductivity type semiconductor layer.
Specifically, after the first conductive semiconductor layer is formed to 1.5 μm, a first Al-containing layer made of Al 0.2 Ga 0.8 N is formed to 20 nm. Thereafter, a 1 μm first conductive semiconductor layer is formed, a second Al-containing layer made of Al 0.2 Ga 0.8 N is formed to 30 nm, and a 1 μm first conductive semiconductor layer is formed. The active layer and the second conductivity type semiconductor layer are formed in the same manner as in Example 2.
In the groove forming step, the nitride semiconductor layer 20 is etched to form a groove having the first Al-containing layer as a bottom surface.
Thereafter, as in Example 2, the polishing process is performed. At the end of the polishing process, dishing is formed as shown in FIG.
Subsequently, a mask pattern is formed with a resist in a region other than the device region, and the nitride semiconductor layer in the device region is etched until the second Al-containing layer is exposed.
Thereafter, in the same manner as in Example 2, an n-side electrode or the like is formed to form a chip.
In the present embodiment, as compared with the second embodiment, the in-plane distribution in the groove forming process is suppressed, and the resonator length can be controlled with higher accuracy.

(実施例4)
本実施例に係る垂直共振器型面発光レーザは、埋込層40を酸化ニオブで形成する以外は、実質的に実施例1と同様であり、実質的に実施例1と同様に製造することができる。
本実施例では、実施例1と同様の効果が得られる。
Example 4
The vertical cavity surface emitting laser according to this example is substantially the same as Example 1 except that the buried layer 40 is formed of niobium oxide, and is manufactured substantially as in Example 1. Can do.
In the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

(実施例5)
本実施例に係る垂直共振器型面発光レーザは、埋込層40をSiO/Ti/Ptからなる積層構造で形成する以外は、実質的に実施例1と同様である。
形成した溝部30の側面及び底面にSiOを0.5μm形成する。続いて、Tiを0.1μm、Ptを0.5μm形成する。
除去工程において、KOHを用いたスラリーでCMPを行い、ウエハ面内の一部でSiOを露出する。続けて同様の条件でCMPを行い、他の領域の窒化物半導体層を研磨してSiOを露出させると共に、先に露出された領域では、SiO及びTiが研磨され、Pt層が露出される。
これ以外は、実質的に実施例1と同様に製造することができる。
本実施例では、実施例1と比較して絶縁性材料の埋込層を薄膜化させることができ、窒化物半導体層へのダメージを軽減しVfを低減させることができる。
(Example 5)
The vertical cavity surface emitting laser according to this example is substantially the same as that of Example 1 except that the buried layer 40 is formed of a laminated structure made of SiO 2 / Ti / Pt.
0.5 μm of SiO 2 is formed on the side and bottom surfaces of the formed groove 30. Subsequently, 0.1 μm of Ti and 0.5 μm of Pt are formed.
In the removing step, CMP is performed with a slurry using KOH, and SiO 2 is exposed in a part of the wafer surface. Subsequently, CMP is performed under the same conditions to polish the nitride semiconductor layer in other regions to expose the SiO 2 , and in the previously exposed regions, the SiO 2 and Ti are polished to expose the Pt layer. The
Except this, it can be manufactured in substantially the same manner as in Example 1.
In this embodiment, the buried layer of the insulating material can be made thinner as compared with the first embodiment, damage to the nitride semiconductor layer can be reduced, and Vf can be reduced.

(実施例6)
本実施例では、図5に示すような実施形態2に係る窒化物半導体発光素子の製造方法を図6及び7を参照しながら説明する。
シリコン基板10を用いて、第1導電型半導体層の膜厚を5μmとする以外は実施例1と同様にして窒化物半導体層20を成長させ(図6(a))、得られたウエハに4μmの深さの溝部30を形成する(図6(b))。
続いて、図6(c)のように、p型半導体層上の素子領域にp側電極91としてITOを0.05μm、SiO2(膜厚:5000Å)、その上にNb25(膜厚:483Å)/SiO2(膜厚:845Å)を3ペア形成する。
図6(d)のように、溝部に、SiNからなる埋込層40を4μm形成する。このとき埋込層の上面を先に形成したp側電極91の表面と同じ高さになるように形成する。続いて、実施例1と同様にして得られたウエハに、接着層60を形成し、貼り合わせる(図7(e))。
ウエハの最も薄い箇所で埋込層40の底面から5μm程度となるようにシリコン基板10を研削・研磨する(図7(f))。このとき、ウエハ面内において膜厚の分布が生じる。続いて、TMAHを含むスラリーを用いて、埋込層40の底面を露出させるようにCMPを行う。続けてCMPを行い所望の埋込層40の底面を露出させる(図7(g))。
n側電極92を形成し(図7(h))、埋込層40の部分でダイシングを行いチップ状に分離して図5に示すような窒化物半導体発光素子を得る。
このような方法で製造した窒化物半導体発光素子は、所望の位置で研磨を止めることができ、ウエハ面内での膜厚の分布を抑制することができ、所望の厚みの領域をウエハ面内で多く確保し、1ウエハからのチップの採れ数を増やすことができる。
(Example 6)
In this example, a method for manufacturing the nitride semiconductor light emitting device according to the second embodiment as shown in FIG. 5 will be described with reference to FIGS.
Using the silicon substrate 10, a nitride semiconductor layer 20 was grown in the same manner as in Example 1 except that the film thickness of the first conductivity type semiconductor layer was changed to 5 μm (FIG. 6A). A groove 30 having a depth of 4 μm is formed (FIG. 6B).
Subsequently, as shown in FIG. 6C, in the element region on the p-type semiconductor layer, ITO is formed as a p-side electrode 91 by 0.05 μm, SiO 2 (film thickness: 5000 mm), and Nb 2 O 5 (film) Three pairs of thickness: 483 Å) / SiO 2 (film thickness: 845 3) are formed.
As shown in FIG. 6D, a buried layer 40 made of SiN is formed in a thickness of 4 μm in the groove. At this time, the upper surface of the buried layer is formed to be the same height as the surface of the p-side electrode 91 formed earlier. Subsequently, an adhesive layer 60 is formed and bonded to the wafer obtained in the same manner as in Example 1 (FIG. 7E).
The silicon substrate 10 is ground and polished so that the thinnest portion of the wafer is about 5 μm from the bottom surface of the buried layer 40 (FIG. 7F). At this time, a film thickness distribution occurs in the wafer surface. Subsequently, CMP is performed using a slurry containing TMAH so as to expose the bottom surface of the buried layer 40. Subsequently, CMP is performed to expose the bottom surface of the desired buried layer 40 (FIG. 7G).
An n-side electrode 92 is formed (FIG. 7H), and dicing is performed on the buried layer 40 to separate it into chips to obtain a nitride semiconductor light emitting device as shown in FIG.
The nitride semiconductor light emitting device manufactured by such a method can stop polishing at a desired position, can suppress the distribution of the film thickness within the wafer surface, and can provide a region of the desired thickness within the wafer surface. It is possible to secure a large number of chips and increase the number of chips collected from one wafer.

10:成長基板
15:ウエハ
20:窒化物半導体層
21:第1導電型半導体層
22:活性層
23:第2導電型半導体層
24:Al含有層
30:溝部
40:埋込層
50:支持基板
60:接着層
71:第1ブラッグ反射器
72:第2ブラッグ反射器
91:p側電極
92:n側電極
93:接続電極
94:接着部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Growth substrate 15: Wafer 20: Nitride semiconductor layer 21: 1st conductivity type semiconductor layer 22: Active layer 23: 2nd conductivity type semiconductor layer 24: Al content layer 30: Groove part 40: Buried layer 50: Support substrate 60: Adhesive layer 71: First Bragg reflector 72: Second Bragg reflector 91: p-side electrode 92: n-side electrode 93: connection electrode 94: adhesive member

Claims (11)

成長基板上に窒化物半導体層を形成したウエハを、前記窒化物半導体層側から膜厚方向に一部除去して複数の溝部を形成する溝部形成工程と、
前記複数の溝部に埋込層を形成する工程と、
前記ウエハの前記成長基板側の一部を除去し、一部の前記埋込層の底面を露出させ、他の一部の前記埋込層の底面は前記成長基板又は前記窒化物半導体層により被覆された状態にする第1工程と、該第1工程で被覆されていた前記底面を露出させる第2工程と、からなる除去工程と、
前記除去工程後に、前記ウエハを分割し、窒化物半導体素子を得る工程と、
を具備する窒化物半導体素子の製造方法。
To growth substrate to form a nitride semiconductor layer wafer, then partially removed in a thickness direction from the nitride semiconductor layer side, a groove forming step of forming a plurality of grooves,
Forming buried layers in the plurality of grooves,
Removing a portion of the growth substrate side of the wafer to expose the bottom surface of a portion of the buried layer, the bottom surface of the other portion of the buried layer covered by the growth substrate or the nitride semiconductor layer a first step of the state, and a second step of exposing the bottom that was covered by the first step, a removal step consisting of,
Dividing the wafer after the removing step to obtain a nitride semiconductor element;
A method for manufacturing a nitride semiconductor device comprising:
前記除去工程は、化学機械研磨により行われる請求項1に記載の窒化物半導体素子の製造方法。   The method for manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 1, wherein the removing step is performed by chemical mechanical polishing. 前記除去工程はアルカリ性溶媒を用いて行われ、前記埋込層は、前記窒化物半導体層よりもアルカリ性溶媒に溶けにくい材料で形成される請求項1または2に記載の窒化物半導体素子の製造方法。   3. The method for manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 1, wherein the removing step is performed using an alkaline solvent, and the buried layer is formed of a material that is less soluble in an alkaline solvent than the nitride semiconductor layer. . 前記埋込層は、窒化シリコン、酸化ニオブ、酸化シリコンのいずれか1つを含む材料で形成される請求項3に記載の窒化物半導体素子の製造方法。   The method for manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 3, wherein the buried layer is formed of a material including any one of silicon nitride, niobium oxide, and silicon oxide. 前記第1工程において、前記ウエハの外周部における厚さが、中心部における厚さよりも薄くなるように研磨する1乃至4のいずれか1項に記載の窒化物半導体素子の製造方法。   5. The method for manufacturing a nitride semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, wherein, in the first step, polishing is performed so that a thickness at an outer peripheral portion of the wafer is thinner than a thickness at a central portion. 前記第2工程において、前記ウエハの外周部における厚さを保持したまま、前記ウエハの中心部と外周部の膜厚差が小さくなるように研磨する請求項5に記載の窒化物半導体素子の製造方法。   The nitride semiconductor device manufacturing method according to claim 5, wherein in the second step, polishing is performed so that a difference in film thickness between the central portion and the outer peripheral portion of the wafer is reduced while maintaining the thickness at the outer peripheral portion of the wafer. Method. 前記窒化物半導体層は、前記成長基板上に、第1導電型半導体層、活性層及び第2導電型半導体層がこの順に積層されたものであり、前記溝部形成工程において、前記溝部の底面において第1導電型半導体層が露出するように窒化物半導体層を除去する請求項1乃至6のいずれか1項に記載の窒化物半導体素子の製造方法。 The nitride semiconductor layer is formed by laminating a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer in this order on the growth substrate. In the groove forming step, the nitride semiconductor layer is formed on the bottom surface of the groove. The method for manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 1, wherein the nitride semiconductor layer is removed so that the first conductivity type semiconductor layer is exposed. 前記除去工程の後、除去工程で露出した面を除去するエッチング工程を具備する請求項1乃至7のいずれか1項に記載の窒化物半導体素子の製造方法。   The method for manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 1, further comprising an etching step of removing a surface exposed in the removing step after the removing step. 前記窒化物半導体層は、前記成長基板上に、第1導電型半導体層、活性層及び第2導電型半導体層がこの順に積層されたものであり、前記第1導電型半導体層はAl含有層を有し、成長基板及び該Al含有層よりも成長基板側の第1導電型半導体層は、Al含有層よりも低混晶のAlを含有するかAlを含有せず、前記溝部形成工程において前記Al含有層よりも深く溝部を形成し、前記エッチング工程においてAl含有層を露出させる請求項8に記載の窒化物半導体素子の製造方法。 The nitride semiconductor layer is formed by laminating a first conductive type semiconductor layer, an active layer, and a second conductive type semiconductor layer in this order on the growth substrate, and the first conductive type semiconductor layer is an Al-containing layer. The first conductive type semiconductor layer on the growth substrate side of the growth substrate and the Al-containing layer contains lower mixed crystal Al than the Al-containing layer or does not contain Al, and in the groove forming step, The method for manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 8, wherein a groove is formed deeper than the Al-containing layer, and the Al-containing layer is exposed in the etching step. 前記窒化物半導体素子は、前記成長基板が除去された側の面及び前記窒化物半導体層の表面を共振器面とする垂直共振器型面発光レーザである請求項1乃至9に記載の窒化物半導体素子の製造方法。 The nitride semiconductor device, nitride according to claim 1 to 9 is a vertical cavity surface emitting laser that the surface side and the nitride semiconductor layer of the growth substrate has been removed side and the resonator surfaces A method for manufacturing a semiconductor device. 前記成長基板は窒化物半導体又はシリコンからなる請求項1乃至10のいずれか1項に記載の窒化物半導体素子の製造方法。   The method for manufacturing a nitride semiconductor device according to claim 1, wherein the growth substrate is made of a nitride semiconductor or silicon.
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JP2003270467A (en) * 2002-01-09 2003-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing optical waveguide device, optical waveguide device, and coherent light source and optical apparatus using the optical waveguide device
WO2005099057A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Nec Corporation Wafer for nitride semiconductor light emitting element, manufacturing method thereof and nitride semiconductor light emitting element obtained from the wafer
US6956246B1 (en) * 2004-06-03 2005-10-18 Lumileds Lighting U.S., Llc Resonant cavity III-nitride light emitting devices fabricated by growth substrate removal
JP2006216788A (en) * 2005-02-03 2006-08-17 Hitachi Cable Ltd Single crystalline wafer for semiconductor laser
WO2008054995A2 (en) * 2006-10-18 2008-05-08 Nitek, Inc. Vertical deep ultraviolet light emitting diodes
WO2008091837A2 (en) * 2007-01-22 2008-07-31 Cree Led Lighting Solutions, Inc. Fault tolerant light emitters, systems incorporating fault tolerant light emitters and methods of fabricating fault tolerant light emitters

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