TWI221688B - Manufacturing method of a semiconductor light emitting device, semiconductor light emitting device, manufacturing method of semiconductor device, semiconductor device, manufacturing method of a device and device - Google Patents

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TWI221688B
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Tsunenori Asatsuma
Shigetaka Tomiya
Koshi Tamamura
Tsuyoshi Tojo
Osamu Goto
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Sumitomo Electric Industries
Sony Corp
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Description

1221688 ⑴ 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 技術領域 本發明係有關半導體發光元件之製造方法、半導體發光 元件、半導體元件之製造方法、半導體元件、元件之製造 方法及元件，如係適用於使用氮化物系ΠΙ-ν族化合物半導 體之半導體雷射及發光二極體或電子掃描元件的製造上 者。 背景技術 先前於製造半導體元件時，廣泛使用在適切之基板上使 所需之半導體層生長後實施加工的方法。一般而言，由於 半導體層之特性因應晶格常數等基板資訊非常敏感地改 變，因此，最好是採用與生長之半導體層同質之基板，使 半導體層磊晶生長的方法。 因此，半導體元件之基板須以與用於元件之半導體同質 的材料形成，且差排等缺陷密度低者。此因，往往基板缺 陷亦以此種狀態傳播至其上的半導體層，而引起元件特性 降低。 再者，由於氮化鎵等氮化物系III-V族化合物半導體的帶 隙大，因此進行自紫外至紫色，甚至藍色及綠色等其他半 導體不易獲得之波長帶域的發光元件，且發光二極體 (LED)及半導體雷射（LD)均已實用化。 但是，氮化物系III-V族化合物半導體表體生長困難，不 易獲得可用作半導體元件之基板之缺陷少的基板。因而， 通常須採用在與藍寶石及碳化矽等氮化物系III-V族化合 1221688
⑺ 物半導體不同質的基板上進行氮化物系III-V族化合物半 導體的結晶生長，導入低溫緩衝層等的方法。然而，就連 藉由採用此種方法進行生長所獲得之氮化物系III-V族化 合物半導體，其缺陷密度仍非常高，而無法忽略其對元件 特性的影響。 1 因此，製造特性良好之氮化物系III-V族化合物半導體元 件用的基板，須為同質基板，亦即包含氮化物系III-V族化 合物半導體，且缺陷密度低者。 先前之缺陷密度低之氮化物系III-V族化合物半導體基 板的製造方法，於特開平2001-102307號公報中揭示有一種 汽相生長之生長表面並非平面狀態，而具有三次元小平面 構造，藉由保持小平面構造狀態，而不埋入小平面構造情 況下使其生長，以減少差排之單晶氮化鎵基板的製造方 法。 但是，由於特開平2001-102307號公報中所揭示之技術， 特別係藉由使貫通差排集中於有生長層的區域，使其他區 域之貫通差排減少者，因此在所獲得之單晶氮化鎵基板上 同時存在低缺陷密度區域與高缺陷密度區域，且高缺陷密 度區域產生的位置無法控制，而隨機發生。因此，在該單 晶氮化鎵基板上使氮化物系III-V族化合物半導體層生 長，來製造半導體元件，如製造半導體雷射時，無法避免 於發光區域内形成高缺陷密度區域，而導致半導體雷射的 發光特性及可靠性降低。 因此，本發明所欲解決之課題，在提供一種發光特性等 1221688
(3) 之特性良好，可靠性亦高，且使用壽命長之半導體發光元 件及可輕易製造此種半導體發光元件之半導體發光元件 的製造方法。 更一般而言，本發明所欲解決之課題，在提供一種發光 特性等之特性良好，可靠性亦高，且使用壽命長之半導體 元件及可輕易製造此種半導體元件之半導體元件的製造 方法。 進一步一般而言，本發明所欲解決之課題，在提供一種 發光特性等之特性良好，可靠性亦高，且使用壽命長之各 種元件及可輕易製造此種元件之元件的製造方法。 發明之揭示 本發明人為求解決上述問題積極進行檢討。其概要說明 如下 0 本發明人不斷改良特開平2001-102307號公報所揭示之 技術，結果成功控制產生於低缺陷密度區域中之高缺陷密 度區域的位置。藉此，可獲得高缺陷密度區域規則性，如 周期性排列於低缺陷密度區域中的基板，亦可任意改變高 缺陷密度區域的排列圖案。 使用此種基板製造半導體雷射等半導體發光元件，更一 般而言製造半導體元件時，須排除存在於基板上之高缺陷 密度區域對元件的不良影響，或是使其不良影響減少。檢 討各種所用的方法，結果發現以下的方法有效。 亦即，由於可使高缺陷密度區域規則地排列於上述基板 上，因此可因應該排列來設計元件尺寸及元件之配置，或 -10- 1221688
(4) 元件之活性區域（如發光元件中的發光區域）的位置。並藉 由該設計，最後可藉由基板的劃割形成晶片區域（以下稱 「元件區域」）或在元件之活性區域内不含高缺陷密度區 域。藉此，生長於基板上之半導體層上，即使缺陷自底層 基板之高缺陷密度區域傳播，可避免其不良影響擴及元件 區域或活性區域，因此可防止因缺陷造成元件特性的惡化 及可靠性降低等。 上述之方法，於採用與使用於元件之半導體同質獲得低 缺陷密度之基板困難時，及使用氮化物系ΠΙ-ν族化合物半 導體以外之半導體製造半導體元件時均有效。更一般而 言，對採用與使用於元件之材料同質獲得低缺陷密度之基 板困難時，及此種元件的製造上有效。 本發明係依據本發明人之以上檢討，.進一步進行檢討結 果獲得。 亦即，為求解決上述問題，本發明之第一發明係一種半 導體發光元件之製造方法，其係藉由使形成發光元件構造 之氮化物系III-V族化合物半導體層生長於包含具有第一 平均差排密度之結晶之第一區域中規則性排列具有高於 第一平均差排密度之第二平均差排密度之數個第二區域 的氮化物系III-V族化合物半導體基板上，來製造半導體發 光元件，其特徵為： 以實質上不含第二區域之方式，在氮化物系III-V族化合 物半導體基板上劃定元件區域。 此處，所謂「實質上不含第二區域」，係指除元件區域 1221688
(5) 之輪廓線完全包含第二區域外，亦包含該輪廓線通過第二 區域’進行基板之劃割後所獲得之晶片的端面或角部殘留 第二區域（以下均同）。 具體而言，以實質上不含第二區域之方式決定元件區域 的大小及配置。典型之數個第二區域係周期性設置，具體 而言，如設置成六方晶格狀、長方形晶格狀、正方形晶格 狀。亦可同時存在上述兩種以上的排列圖案。再者，亦可 同時存在弟二區域周期性排列所設置的部分，及弟二區域 規則卻並非周期性排列所設置的部分。 典型之元件區域係長方形或正方形，從良妤地進行劈開 等觀點而言，須此等之彼此相對之一對邊平行於< 1-100> 方向，另外之彼此相對之一對邊平行於〈11-20 >方向。 彼此鄰接之兩個第二區域的間隔或第二區域的排列周 期係因應元件大小等來選擇，不過，一般而言係在20 /zm 以上、50//m以上、或i〇〇#m以上。該第二區域之間隔或 第二區域之排列周期的上限雖並不明確，不過，一般而言 約為1000 /zm。典型之該第二區域係貫通氮化物系III-V族 化合物半導體基板。此外，典型之該第二區域具有不定多 角柱狀的形狀。於第一區域與第二區域之間，多存在具有 比第一平均差排密度高，且比第二平均差排密度低之第三 平均差排密度的第三區域作為轉移區域，此時，最宜以實 質上不含此等第二區域及第三區域之方式劃定元件區域。 典型之第二區域的直徑係在l〇Vm以上，100//m以下， 更典型的係在20 以上，50 以下。此外，第三區域存 -12 - 1221688 (6) 在時’其典型的直徑大於第二區域之直徑2〇 #πι以上，200 /zm以下’更典型的係大4〇//m以上，i6〇#m以下，最典型 的係大60 以上，140 以下。 · 一般而言，第二區域之平均差排密度在第一區域之差排 · 密度的5倍以上^典型之第一區域之平均差排密度在2><1〇6 cm以下，第一區域之平均差排密度在lxl 〇8 cm·2以上。第 三區域存在時，典型之平均差排密度小於IX 1〇8 cm·2，大 於 2X 1〇6 cnT2。 半導體發光元件之發光區域，為求防止受到其平均差排鲁 猃度咼之第二區域的不良影響，而自第二區域分離丨以瓜 以上，且苴分離l〇#m以上，更宜分離1〇〇“m以上。第三 區域存在時，半導體發光元件之發光區域最宜不含第二區 域及第三區域。更具體而言，半導體發光元件係半導體雷 射及發光二極體，為前者之半導體雷射時，驅動電流經由 帶狀電極流入的區域宜自第二區域分離丨Am以上，更宜分 離10/zm以上，進一步苴分_1〇〇#m以上。第三區域存在 時，驅動電流經由帶狀電極流入之區域最宜不含第二區域籲 及第三區域。帶狀電極，亦即雷射帶數量可設置一條或數 條’其寬度亦可依需要選擇。 疋件區域I輪廓線於元件區域内實質上不含第二區域· 的範圍’係因應第二區域之排列圖案及此等間隔或排列周 期等以可有效使用基板面積之方式選擇，不過，典型作 法係以包含連接彼此鄰接之至少兩個第二區域的直線方 式來選擇。於晶片化用之劃割步騾中，宜沿著包含連接該 •13 - 1221688
⑺ 彼此鄰接之至少兩個第二區域之直線的輪廓線，進行生長 有氮化物系III-V族化合物半導體層之氮化物系III-V族化 合物半導體基板的劃割。典型的劃割係藉由劈開來進行， 不過亦可使用其他方法，如使用鑽石鋸及雷射束進行。特 別是藉由劈開進行劃割時，元件區域之輪廓線含有連接彼 此鄰接之至少兩個第二區域之直線時，由於平均差排密度 高於第一區域之第二區域的機械性強度低於第一區域，因 此具有可輕易且良好地進行劈開的優點。此尤其有利於半 導體雷射中獲得良好的共振器端面。亦可以元件區域之輪 廓線完全不通過第二區域的方式來選擇。此時，為求將第 二區域之不良影響抑制在最小限度，元件區域之輪廓線宜 自第二區域分離1 /zm以上。而後於劃割步騾中，沿著自該 第二區域向内侧分離1 // m以上的輪廓線，進行生長有氮化 物系III-V族化合物半導體層之氮化物系III-V族化合物半 導體基板的劃割。 氮化物系III-V族化合物半導體基板或氮化物系III-V族 化合物半導體層最典型的係包含AUByGam-JnzASuNnvPv (其中，OSx^l，OSy^l，O^z^l，O^u^l，OSv^l，0 $x + y + z<l，0$u + v<l)，更具體而言，包含 A1XB yGai_x_y-zInzN (其中，，〇Sy$l，0$ζ$1，0$x + y + z<l)，典型 而言，包含 AlxGamlnzN (其中，0$x$l，OSzSl)。氮化 物系III-V族化合物半導體基板最典型的係包含氮化鎵。 有關本發明第一發明之以上敘述，只要不達背其性質， 於以下的發明中亦成立。
1221688 本發明之第二發明係一種半導體發光元件，其特徵為： 使形成發光元件構造之氮化物系III-V族化合物半導體 層生長於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中規則性排列具有高於第一平均差排密度之第二平均差 排密度之數個第二區域的氮化物系III-V族化合物半導體 基板上， 並藉由沿著包含連接彼此鄭接之至少兩個第二區域之 直線的輪廓線，進行生長有氮化物系III-V族化合物半導體 層之氮化物系III-V族化合物半導體基板的劃割來製造。 本發明之第三發明係一種半導體發光元件， 其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中規則性排列具有高於第一平均差排密度之第二平均差 排密度之數個第二區域的氮化物系m-v族化合物半導體 基板上，生長有形成發光元件構造之氮化物系Ιπ_ν族化人 物半導體層，其特徵為： 氮化物系III-V族化合物半導體基板之端而七念、 〜嘀曲或角邵至少 存在一個第二區域。 本發明之第四發明係一種半導體發光元件之製造方法， 其係藉由使形成發光元件構造之氮化物李 仍乐III-V族化合 物半導體層生長於包含具有第一平均缺陷密度之結晶之 第一區域中規則性排列具有高於第一平均缺陷密度之第 二平均缺陷密度之數個第二區域的氮化物萃 仍乐1II-V族化合 物半導體基板上，來製造半導體發光元件，其特徵、 以實質上不含第二區域之方式，在氮化物系IIKV=化合 -15- 1221688 (9)
件 元 光 發 體 α 導 域半 區種 件一 元係 定明 劃發 上五 板第 基之 體明 導發 半本 物 體域缺體 導區均導 半一平半 物第二物 合 之第合 化晶之化 族結度族 -V之密-V m度陷m 系密缺系 物陷均物 化缺平化 氮均一氮 之平第的 造一於域 構第高區 件有有二 元 具具第 光含列個 發包排數 成於性之 形長則度 使生規密 層中陷 基板上， 並藉由沿著包含連接彼此鄰接之至少兩個第二區域之 直線的輪廓線，進行生長有氮化物系III-V族化合物半導體 層之氮化物系III-V族化合物半導體基板的劃割來製造。 本發明之第六發明係一種半導體發光元件， 其係於包含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一區域 中規則性排列具有高於第一平均缺陷密度之第二平均缺 陷密度之數個第二區域的氮化物系III-V族化合物半導體 基板上，生長有形成發光元件構造之氮化物系III-V族化合 物半導體層，其特徵為： 氮化物系III-V族化合物半導體基板之端面或角部至少 存在一個第二區域。 本發明之第四、第五及第六發明中，所謂「平均缺陷密 度」，係指對元件之特性及可靠性等造成不良影響之全部 晶格缺陷的平均密度，缺陷包含全部之差排、疊層缺陷及 點缺陷等者（以下均同）。 本發明之第七發明係一種半導體發光元件之製造方法， 其係藉由使形成發光元件構造之氮化物系III-V族化合 -16- 1221688
(ίο) 物半導體層生長於包含結晶之第一區域中規則性排列結 晶性比第一區域差之數個第二區域的氮化物系III-V族化 合物半導體基板上，來製造半導體發光元件，其特徵為： 以實質上不含第二區域之方式劃定元件區域。 本發明之第八發明係一種半導體發光元件，其特徵為： 使形成發光元件構造之氮化物系III-V族化合物半導體 層生長於包含結晶之第一區域中規則性排列結晶性比第 一區域差之數個第二區域的氮化物系III-V族化合物半導 體基板上， 並藉由沿著包含連接彼此鄰接之至少兩個第二區域之 直線的輪廓線，進行生長有氮化物系III-V族化合物半導體 層之氮化物系III-V族化合物半導體基板的劃割來製造。 本發明之第九發明係一種半導體發光元件， 其係於包含結晶之第一區域中規則性排列結晶性比第 一區域差之數個第二區域的氮化物系III-V族化合物半導 體基板上，生長有形成發光元件構造之氮化物系III-V族化 合物半導體層，其特徵為： 氮化物系III-V族化合物半導體基板之端面或角部至少 存在一個第二區域。 本發明之第七、第八及第九發明中，典型之包含結晶的 第一區域係單晶，結晶性比該第一區域差之第二區域係單 晶、多晶、非晶質、或此等兩個以上同時存在者（以下均 同）。其係與第二區域之平均差排密度或平均缺陷密度高 於第一區域之平均差排密度或平均缺陷密度時對應者。 -17- 1221688
(ii) 本發明之第十發明係一種半導體元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之氮化物系m-v族化合物半 導體層生長於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一 區域中規則性排列具有高於第一平均差排密度之第二平 均差排密度之數個第二區域的氮化物系in-v族化合物半 導體基板上，來製造半導體元件，其特徵為： 以實質上不含第二區域之方式，在氮化物系πι-ν族化合 物半導體基板上劃定元件區域。 本發明之第十一發明係一種半導體元件，其特徵為： 使形成元件構造之氮化物系πι-ν族化合物半導體層生 長於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域中規 則性排列具有高於第一平均差排密度之第二平均差排密 度之數個第二區域的氮化物系III-v族化合物半導體基板 上， 並藉由沿著包含連接彼此鄰接之至少兩個第二區域之 直線的輪廓線，進行生長有氮化物系πι-v族化合物半導體 層之氮化物系III-V族化合物半導體基板的劃割來製造。 本發明之第十二發明係一種半導體元件， 其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中規則性排列具有高於第一平均差排密度之第二平均差 排密度之數個第二區域的氮化物系III-V族化合物半導體 基板上，生長有形成元件構造之氮化物系III-V族化合物半 導體層，其特徵為： 氮化物系III-V族化合物半導體基板之端面或角部至少 -18 - 1221688 _ (12) 存在一個第二區域。 本發明之第十〜第十二發明中，半導體元件内，除發光 二極體及半導體雷射等發光元件之外，還包含受光元件、 及高電子移動率電晶體等場效電晶體（FET)及異質接合雙 極電晶體（ΗΒΤ)等電子掃描元件（以下均同）。 本發明之第十〜第十二發明中，半導體元件之活性區域 為求防止平均差排密度高之第二區域的不良影響，宜自第 二區域分離l//m以上，更宜分離10//m以上，進一步宜分 離100 以上。第三區域存在時，最宜使半導體元件之活 性區域不包含第二區域及第三區域。此處所謂活性區域， 於半導體發光元件中係指發光區域，於半導體受光元件中 係指受光區域，於電子掃描元件中係指電子掃描的區域 (以下均同）。 本發明之第十三發明係一種半導體發光元件之製造方 法， 其係藉由使形成發光元件構造之半導體層生長於包含 具有第一平均差排密度之結晶之第一區域中規則性排列 具有高於第一平均差排密度之第二平均差排密度之數個 第二區域的半導體基板上，來製造半導體發光元件，其特 徵為： 以實質上不含第二區域之方式，在半導體基板上劃定元 件區域。 本發明之第十四發明係一種半導體發光元件，其特徵 為： 1221688
使形成發光元件構造之半導體層生長於包含具有第一 平均差排密度之結晶之第一區域中規則性排列具有高於 第一平均差排密度之第二平均差排密度之數個第二區域 的半導體基板上， 並藉由沿著包含連接彼此鄰接之至少兩個第二區域之 直線的輪廓線，進行生長有半導體層之半導體基板的劃割 來製造。 本發明之第十五發明係一種半導體發光元件， 其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中規則性排列具有高於第一平均差排密度之第二平均差 排密度之數個第二區域的乎導體基板上，生長有形成發光 元件構造之半導體層，其特徵為： 半導體基板之端面或角部至少存在一個第二區域。 本發明之第十六發明係一種半導體元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之半導體層生長於包含具有 第一平均差排密度之結晶之第一區域中規則性排列具有 高於第一平均差排密度之第二平均差排密度之數個第二 區域的半導體基板上，來製造半導體元件，其特徵為： 以實質上不含第二區域之方式，在半導體基板上劃定元 件區域。 本發明之第十七發明係一種半導體元件，其特徵為： 使形成元件構造之半導體層生長於包含具有第一平均 差排密度之結晶之第一區域中規則性排列具有高於第一 平均差排密度之第二平均差排密度之數個第二區域的半 -20· 1221688
(14) 導體基板上， 並藉由沿著包含連接彼此鄰接之至少兩個第二區域之 直線的輪廓線，進行生長有半導體層之半導體基板的劃割 來製造。 本發明之第十八發明係一種半導體元件， 其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中規則性排列具有高於第一平均差排密度之第二平均差 排密度之數個第二區域的半導體基板上，生長有形成元件 構造之半導體層，其特徵為： 半導體基板之端面或角部至少存在一個第二區域。 本發明之第十三〜第十八發明中，半導體基板或半導體 層之材料，除氮化物系III-V族化合物半導體之外，亦可為 具有纖維鋅礦型（wurtzit)構造，更一般.而言具有六方晶系 之結晶構造的其他半導體，如氧化鋅、α-硫化鋅、α-硫 化鎘、α -硒化鎘等，再者，亦可為具有其他結晶構造的 各種半導體。 本發明之第十九發明係一種元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於包含具有第一平 均差排密度之結晶之第一區域中規則性排列具有高於第 一平均差排密度之第二平均差排密度之數個第二區域的 基板上，來製造元件，其特徵為： 以實質上不含第二區域之方式，在基板上劃定元件區 域。 本發明之第二十發明係一種元件，其特徵為： -21 - (15) 、使形成元件構造之層生長於包含具有第一平均差排密 度'^結晶之第一區域中規則性排列具有高 ^ 於罘一平均至 欲度之第二平均差排密度之數個第二區域的基板上， 並藉由沿著包含連接彼此鄰接之至少兩個第二區域之 直線的輪廓線，進行生長有層之基板的劃割來製造。 本發明之第二十一發明係一種元件， 其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中規則性排列具有高於第一平均差排密度之第二平均差 *度之數個第二區域的基板上’生長有形成元件構造之 層’其特徵為： 基板之端面或角部至少存在一個第二區域。 本發明之第十九〜第二十一發明中之元件，除半導體元 件（發光元件、受光元件、電子掃描元件等）之外，係壓電 疋件、焦電元件、光學元件（如使用非線形光學結晶之第 一次向諧波產生元件等）、電介質元件（包含強電介質元 件）、超導元件等。此時，基板或層之材料，半導體元件 可使用上述之各種半導體，壓電元件、焦電元件、光學元 件、電介質元件、超導元件等可使用如氧化物等各種材 料。氧化物材料如 Journal of the Society of Japan Vol. 103，No. 11 (1995) pp. 1099-1111 及 Materials Science and Engineering B41 (1996) 166-173中揭示者等較多者。 本發明之第二十二發明係一種元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於包含具有第一平 均差排密度之結晶之第一區域中規則性排列具有高於第 -22- 1221688
(16) 一平均差排密度之第二平均差排密度之數個第二區域的 基板上，來製造元件，其特徵為： 以元件之活性區域内不含第二區域之方式，在基板上劃 定元件區域。 本發明之第二十三發明係一種元件， 其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中規則性排列具有高於第一平均差排密度之第二平均差 排密度之數個第二區域的基板上，生長有形成元件構造之 層，其特徵為： 基板之内部、端面或角部至少存在一個第二區域，且元 件之活性區域内不含第二區域。 本發明之第二十四發明係一種元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長.於包含具有第一平 均缺陷密度之結晶之第一區域中規則性排列具有高於第 一平均缺陷密度之第二平均缺陷密度之數個第二區域的 基板上，來製造元件，其特徵為： 以元件之活性區域内不含第二區域之方式，在基板上劃 定元件區域。 本發明之第二十五發明係一種元件， 其係於包含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一區域 中規則性排列具有高於第一平均缺陷密度之第二平均缺 陷密度之數個第二區域的基板上，生長有形成元件構造之 層，其特徵為： 基板之内部、端面或角部至少存在一個第二區域，且元 -23 - 1221688
(17) 件之活性區域内不含第二區域。 本發明之第二十六發明係一種元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於包含結晶之第一 區域中規則性排列結晶性比該第一區域差之數個第二區 域的基板上，來製造元件，其特徵為： 以元件之活性區域内不含第二區域之方式劃定元件區 域。 本發明之第二十七發明係一種元件， 其係於包含結晶之第一區域中規則性排列結晶性比該 第一區域差之數個第二區域的基板上，生長有形成元件構 造之層，其特徵為： 基板之内部、端面或角部至少存在一個第二區域，且元 件之活性區域内不含第二區域。 本發明之第二十八發明係一種元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於包含具有第一平 均差排密度之結晶之第一區域中，在第一方向上以第一間 隔，在與第一方向直交之第二方向上，以小於第一間隔之 第二間隔，規則性排列具有高於第一平均差排密度之第二 平均差排密度之數個第二區域的基板上，來製造元件，其 特徵為· 以實質上不含7條以上第二方向之第二區域之行，且元 件之活性區域内不含第二區域之方式，在基板上劃定元件 區域。 本發明之第二十九發明係一種元件， -24- 1221688
(18) 其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中，在第一方向上以第一間隔，在與第一方向直交之第二 方向上，以小於第一間隔之第二間隔，規則性排列具有高 於第一平均差排密度之第二平均差排密度之數個第二區 域的基板上，生長有形成元件構造之層，其特徵為： 基板上實質上不含7條以上第二方向之第二區域之行， 且元件之活性區域内不含第二區域。 本發明之第三十發明係一種元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於包含具有第一平 均缺陷密度之結晶之第一區域中，在第一方向上以第一間 隔，在與第一方向直交之第二方向上，以小於第一間隔之 第二間隔，規則性排列具有高於第一平均缺陷密度之第二 平均缺陷密度之數個第二區域的基板上，來製造元件，其 特徵為： 以實質上不含7條以上第二方向之第二區域之行，且元 件之活性區域内不含第二區域之方式，在基板上劃定元件 區域。 本發明之第三十一發明係一種元件， 其係於包含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一區域 中，在第一方向上以第一間隔，在與第一方向直交之第二 方向上，以小於第一間隔之第二間隔，規則性排列具有高 於第一平均缺陷密度之第二平均缺陷密度之數個第二區 域的基板上，生長有形成元件構造之層，其特徵為： 基板上實質上不含7條以上第二方向之第二區域之行， -25 - 1221688
(19) 且元件之活性區域内不含第二區域。 本發明之第三十二發明係一種元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於包含結晶之第一 區域中，在第一方向上以第一間隔，在與第一方向直交之 第二方向上，以小於第一間隔之第二間隔，規則性排列結 晶性比該第一區域差之數個第二區域的基板上，來製造元 件，其特徵為： 以實質上不含7條以上第二方向之第二區域之行，且元 件之活性區域内不含第二區域之方式，在基板上劃定元件 區域。 本發明之第三十三發明係一種元件， 其係於包含結晶之第一區域中，在第一方向上以第一間 隔，在與第一方向直交之第二方向上，以小於第一間隔之 第二間隔，規則性排列結晶性比該第一區域差之數個第二 區域的基板上，生長有形成元件構造之層，其特徵為： 基板上實質上不含7條以上第二方向之第二區域之行， 且元件之活性區域内不含第二區域。 本發明之第三十四發明係一種元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於包含具有第一平 均差排密度之結晶之第一區域中，在第一方向上以第一間 隔，在與第一方向直交之第二方向上，以小於第一間隔之 第二間隔，規則性排列具有高於第一平均差排密度之第二 平均差排密度之數個第二區域的基板上，來製造元件，其 特徵為： 1221688 (20) 第一間隔在50 //m以上，以第二方向之第二區域之行包 含1條以上，且元件之活性區域内不含第二區域之方式， 在基板上劃定元件區域。 本發明之第三十五發明係一種元件’ 其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中，在第一方向上以第一間隔，在與第一方向直交之第二 方向上，以小於第一間隔之第二間隔，規則性排列具有高 於第一平均差排密度之第二平均差排密度之數個第二區 域的基板上，生長有形成元件構造之層，其特徵為： 第一間隔在50/zm以上，基板上包含1條以上第二方向之 第二區域之行，且元件之活性區域内不含第二區域。 本發明之第三十六發明係一種元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於包含具有第一平 均缺陷密度之結晶之第一區域中，在第一方向上以第一間 隔，在與第一方向直交之第二方向上，以小於第一間隔之 第二間隔，規則性排列具有高於第一平均缺陷密度之第二 平均缺陷密度之數個第二區域的基板上，來製造元件，其 特徵為· 第一間隔在50//m以上，以第二方向之第二區域之行包 含1條以上，且元件之活性區域内不含第二區域之方式， 在基板上劃定元件區域。 本發明之第三十七發明係一種元件， 其係於包含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一區域 中，在第一方向上以第一間隔，在與第一方向直交之第二 -27- 1221688 (21) 方向上，以小於第一間隔之第二間隔，規則性排列具有高 於第一平均缺陷密度之第二平均缺陷密度之數個第二區 域的基板上，生長有形成元件構造之層，其特徵為： 第一間隔在50 //m以上，基板上包含1條以上第二方向之 第二區域之行，且元件之活性區域内不含第二區域。 本發明之第三十八發明係一種元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於包含結晶之第一 區域中，在第一方向上以第一間隔，在與第一方向直交之 第二方向上，以小於第一間隔之第二間隔，規則性排列結 晶性比該第一區域差之數個第二區域的基板上，來製造元 件，其特徵為： 第一間隔在50/zm以上，以第二方向之第二區域之行包 含1條以上，且元件之活性區域内不含第二區域之方式， 在基板上劃定元件區域。 本發明之第三十九發明係一種元件， 其係於包含結晶之第一區域中，在第一方向上以第一間 隔，在與第一方向直交之第二方向上，以小於第一間隔之 第二間隔，規則性排列結晶性比該第一區域差之數個第二 區域的基板上，生長有形成元件構造之層，其特徵為： 第一間隔在50/zm以上，基板上包含1條以上第二方向之 第二區域之行，且元件之活性區域内不含第二區域。 本發明之第四十發明係一種元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於包含具有第一平 均差排密度之結晶之第一區域中，相互平行地規則性排列 -28- 1221688
(22) 具有高於第一平均差排密度之第二平均差排密度之直線 狀延伸之數個第二區域的基板上，來製造元件，其特徵為： 以實質上不含7個以上第二區域，且元件之活性區域内 不含第二區域之方式，在基板上劃定元件區域。 本發明之第四十一發明係一種元件， 其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中，相互平行地規則性排列具有高於第一平均差排密度之 第二平均差排密度之直線狀延伸之數個第二區域的基板 上，生長有形成元件構造之層，其特徵為： 基板上實質上不含7個以上第二區域，且元件之活性區 域内不含第二區域。 本發明之第四十二發明係一種元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長.於包含具有第一平 均缺陷密度之結晶之第一區域中，相互平行地規則性排列 具有高於第一平均缺陷密度之第二平均缺陷密度之直線 狀延伸之數個第二區域的基板上，來製造元件，其特徵為： 以實質上不含7個以上第二區域，且元件之活性區域内 不含第二區域之方式，在基板上劃定元件區域。 本發明之第四十三發明係一種元件， 其係於包含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一區域 中，相互平行地規則性排列具有高於第一平均缺陷密度之 第二平均缺陷密度之直線狀延伸之數個第二區域的基板 上，生長有形成元件構造之層，其特徵為： 基板上實質上不含7個以上第二區域，且元件之活性區 -29- 1221688
(23) 域内不含第二區域。 本發明之第四十四發明係一種元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於包含結晶之第一 區域中，相互平行地規則性排列結晶性比該第一區域差之 直線狀延伸之數個第二區域的基板上，來製造元件，其特 徵為： 以實質上不含7個以上第二區域，且元件之活性區域内 不含第二區域之方式，在基板上劃定元件區域。 本發明之第四十五發明係一種元件， 其係於包含結晶之第一區域中，相互平行地規則性排列 結晶性比該第一區域差之直線狀延伸之數個第二區域的 基板上，生長有形成元件構造之層，其特徵為： 基板上實質上不含7個以上第二區域，且元件之活性區 域内不含第二區域。 本發明之第四十六發明係一種元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於包含具有第一平 均差排密度之結晶之第一區域中，相互平行地規則性排列 具有高於第一平均差排密度之第二平均差排密度之直線 狀延伸之數個第二區域的基板上，來製造元件，其特徵為： 第二區域之間隔在5 0 /z m以上，以含1個以上第二區域， 且元件之活性區域内不含第二區域之方式，在基板上劃定 元件區域。 本發明之第四十七發明係一種元件， 其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 -30- 1221688
(24) 中，相互平行地規則性排列具有高於第一平均差排密度之 第二平均差排密度之直線狀延伸之數個第二區域的基板 上，生長有形成元件構造之層，其特徵為： 第二區域之間隔在50 以上，基板上含1個以上第二區 域，且元件之活性區域内不含第二區域。 本發明之第四十八發明係一種元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於包含具有第一平 均缺陷密度之結晶之第一區域中，相互平行地規則性排列 具有高於第一平均缺陷密度之第二平均缺陷密度之直線 狀延伸之數個第二區域的基板上，來製造元件，其特徵為： 第二區域之間隔在50 //m以上，以含1個以上第二區域， 且元件之活性區域内不含第二區域之方式，在基板上劃定 元件區域。 本發明之第四十九發明係一種元件， 其係於包含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一區域 中，相互平行地規則性排列具有高於第一平均缺陷密度之 第二平均缺陷密度之直線狀延伸之數個第二區域的基板 上，生長有形成元件構造之層，其特徵為： 第二區域之間隔在50 //m以上，基板上含1個以上第二區 域，且元件之活性區域内不含第二區域。 本發明之第五十發明係一種元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於包含結晶之第一 區域中，相互平行地規則性排列結晶性比該第一區域差之 直線狀延伸之數個第二區域的基板上，來製造元件，其特 1221688
(25) 徵為： 第二區域之間隔在50 以上，以含1個以上第二區域， 且元件之活性區域内不含第二區域之方式，在基板上劃定 元件區域。 本發明之第五十一發明係一種元件， 其係於包含結晶之第一區域中，相互平行地規則性排列 結晶性比該第一區域差之直線狀延伸之數個第二區域的 基板上，生長有形成元件構造之層，其特徵為： 第二區域之間隔在50 //m以上，基板上含1個以上第二區 域，且元件之活性區域内不含第二區域。 本發明之第二十二〜第二十七發明中，只要不達背其性 質，本發明第一〜第二十一之發明的相關敘述成立。 本發明之第二十八〜第三十三、第四十〜第四十五之發 明中，第一方向之第二區域之間隔（第一間隔）或直線狀延 伸之第二區域的間隔，與本發明第一發明相關敘述之第二 區域的間隔或第二區域的排列間隔相同。本發明之第三十 四〜第三十九發明中，第一方向之第二區域之間隔（第一間 隔）或直線狀延伸之第二區域的間隔，除其下限為50#m， 與本發明第一發明相關敘述之第二區域的間隔或第二區 域的排列間隔相同。本發明之第二十八〜第三十九發明 中，第二方向之第二區域的間隔，基本上可在小於第一間 隔的範圍内自由選擇，雖須依第二區域之大小，不過，一 般而言係在10 以上，1000 以下，典型而言，係在20 /zm以上，200 /zm以下。 -32- 1221688 (26) 本發明之第二十八〜第三十三、第四十〜第四十五之發 明中，將第二方向之第二區域之行或直線狀延伸之第二區 域的數量上限設於7個，係考慮藉由第二方向之第二區域 之行或直線狀延伸之第二區域的間隔，因與元件之晶片尺 寸的關係，元件區域内亦可能含有約7個。該第二方向之 第二區域之行或直線狀延伸之第二區域的數量，通常晶片 尺寸小之半導體發光元件，典型而言在3個以下。 本發明之第二十二〜第五十一之發明中，除上述以外， 只要不達背其性質，本發明之第一〜第二十一發明相關的 敘述成立。 如上述所構成之本發明，以實質上不含平均差排密度高 於、或平均缺陷密度高於、或結晶性差於第一區域的第二 區域之方式，或是以元件之活性區域内.不含第二區域之方 式，在氮化物系III-V族化合物半導體基板、或半導體基 板、或基板上劃定元件區域，因此，即使自第二區域傳播 差排等缺陷至形成發光元件構造或元件構造之氮化物系 III-V族化合物半導體層、或半導體層、或包含各種材料之 層上，仍可使藉由基板之劃割而獲得之晶片上幾乎不存在 差排等缺陷。 圖式之簡單說明 圖1 A及圖1 B係說明本發明實施形態要點用的斜視圖及 剖面圖，圖2係說明本發明之實施形態要點用的平面圖， 圖3係說明本發明之實施形態要點用的平面圖，圖4係說明 本發明之實施形態要點用的平面圖，圖5係說明本發明之 -33 - 1221688
(27) 實施形態要點用的平面圖，圖6係說明本發明第一種實施 形態之氮化鎵系半導體雷射之製造方法用的平面圖，圖7 係顯示本發明第一種實施形態使用之氮化鎵基板之高缺 陷區域近旁之一種差排密度分布的簡略線圖，圖8係說明 本發明第一種實施形態之氮化鎵系半導體雷射之製造方 法用的平面圖，圖9係說明本發明第一種實施形態之氮化 鎵系半導體雷射之製造方法用的剖面圖，圖1 〇係說明本發 明第一種實施形態之氮化鎵系半導體雷射之製造方法用 的剖面圖，圖1 1係說明本發明第一種實施形態之氮化鎵系 半導體雷射之製造方法用的剖面圖，圖1 2係說明本發明第 二種實施形態之氮化鎵系半導體雷射之製造方法用的剖 面圖，圖1 3係顯示本發明第二種實施形態之氮化鎵系半導 體雷射之製造方法中，藉由劃割所獲得之晶片端面的簡略 線圖，圖1 4係說明本發明第三種實施形態之氮化鎵系半導 體雷射之製造方法用的平面圖，圖15係說明本發明第四種 實施形態之氮化鎵系半導體雷射之製造方法用的平面 圖，圖1 6係說明本發明第五種實施形態之氮化鎵系半導體 雷射之製造方法用的平面圖，圖17係說明本發明第六種實 施形態之氮化鎵系半導體雷射之製造方法用的平面圖，圖 1 8係說明本發明第七種實施形態之氮化鎵系半導體雷射 之製造方法用的平面圖，圖19係顯示藉由本發明之第七種 實施形態所製造之氮化鎵系半導體雷射的剖面圖，圖20 係說明本發明第八種實施形態之氮化鎵系半導體雷射之 製造方法用的平面圖，圖2 1係顯示藉由本發明之第八種實 -34- 1221688
(28) 施形態所製造之氮化鎵系半導體雷射的剖面圖，圖2 2係說 明本發明第九種實施形態之氮化鎵系半導體雷射之製造 方法用的平面圖，圖23係說明本發明第十種實施形態之氮 化鎵系半導體雷射之製造方法用的平面圖，圖24係說明本 發明第十種實施形態之氮化鎵系半導體雷射之製造方法 用的平面圖，圖25係說明本發明第十一種實施形態之氮化 鎵系半導體雷射之製造方法用的平面圖，圖2 6係說明本發 明第十二種實施形態之氮化鎵系半導體雷射之製造方法 用的平面圖，圖27係說明本發明第十三種實施形態之氮化 鎵系半導體雷射之製造方法用的平面圖，圖2 8係說明本發 明第十四種實施形態之氮化鎵系半導體雷射之製造方法 用的平面圖，圖29係說明本發明第十五種實施形態之氮化 鎵系半導體雷射之製造方法用的平面圖，圖30係說明本發 明第十六種實施形態之氮化鎵系半導體雷射之製造方法 用的平面圖，圖3 1係說明本發明第十六種實施形態之氮化 鎵系半導體雷射之製造方法用的平面圖，圖3 2係說明本發 明第十七種實施形態之氮化鎵系半導體雷射之製造方法 用的平面圖，圖3 3係說明本發明第十八種實施形態之氮化 鎵系半導體雷射之製造方法用的平面圖，圖3 4係說明本發 明第十九種實施形態之氮化鎵系半導體雷射之製造方法 用的平面圖，圖3 5係說明本發明第二十種實施形態之氮化 鎵系半導體雷射之製造方法用的平面圖，圖36係說明本發 明第二十一種實施形態之氮化鎵系半導體雷射之製造方 法用的平面圖。 -35 - 1221688
(29) 實施發明之最佳形態 以下，參照圖式說明本發明之實施形態。而實施形態之 全部圖式中，相同或對應之部分註記相同符號。 以下的實施形態中，如圖1A所示，係說明將於包含一 些結晶的區域A中，周期性島狀地排列結晶性與其結晶不 同之區域B者作為基板，並在其上形成半導體元件。區域 B貫通基板。此外，區域B係結晶性比區域A差，且含更多 結晶缺陷者。圖1 B顯示區域B之最接近方向的剖面圖。此 處，區域B通常具有不定多角柱狀的形狀，而圖1A中予以 簡化而作圓柱形狀（以下均同）。於製造半導體雷射時，如 藉由有機金屬化學汽相生長（MOCVD)、氫化物汽相磊晶生 長或鹵化物汽相磊晶生長（HVPE)等，在該基板上使形成元 件構造的半導體層依序生長。而後，執行形成電極等的必 要製程，繼續藉由劈開等執行基板及其上之半導體層的劃 割予以晶片化，來製造半導體元件。 此時，由於底層基板之結晶缺陷亦傳播至生長於其上的 半導體層，因此，形成於包含區域B之元件區域的半導體 元件受到其缺陷之影響形成特性惡化者。如發光二極體及 半導體雷射於發光區域内存在缺陷時，發光特性及可靠性 顯著受損。因而，為避免發光區域，進一步而言，為避免 活性區域受到區域B的不良影響，而採用如下的方法。 (1)配合存在區域B的周期來設計元件尺寸。 如圖2所示，區域B係以等間隔周期性排列成六方晶格 狀，最接近之各區域B中心的間隔為400 //m時，元件區域 -36- 1221688
形 (3 之 之 分 由 導 設 係 的 多 器 構 此 結 共 區 (30) 成400 X 346 的長方形。該346 的數值係400 /zm X 1/2 /2)。 (2) 以元件區域實質上不形成於區域b上之方式，換言 ,以元件區域實質上不含區域B之方式，決定其基板上 元件區域的配置。 如圖3中，藉由沿著虚線所示的線條進行基板的劃割， 離400 X 346 am之長方形的元件區域予以晶片化。藉 此種作法，區域B僅存在於各晶片，亦即僅存在於各半 體元件之端面及角部。 (3) 以兀件内部之活性區域不形成於區域B上之方式， 計元件之活性區域的位置。 如半導體雷射時，由於發光區域多為帶狀的形狀，因此 以其帶狀不形成於區域B上的方式來設計半導體雷射 構造。圖4顯示一種此種帶狀位置。 藉由以上（1)〜（3)所述的方法，可採刻意避免受到缺陷 之區域B之影響的配置方式來配置各元件區域。 除上述之外，特別是半導體雷射，係以發光區域之共振 端面不形成於區域B上之方式來進行元件區域及元件 造的設計。 由於半導缸两射係使用晶片端面作為共振器端面，因 ^圖斤示若形成該共振器之反射鏡的部分形成於 晶缺陷多0區域B上時，雷射的特性受*員。因此，係以 振器之反射鏡部不形成於區域B上之方式，來設計發光 域之位置及基板上之元件區域的配置。 -37- 1221688
(31) 另外，上述（1)中之400 X 346 /zm的長方形係其中一個 例子，元件之尺寸及形狀只須依滿足（2)及（3)所述條件的 方式作選擇即可。 繼續，說明本發明之第一種實施形態。該第一種實施形 怨中係說明·使氮化嫁系半導體層生長於包含平均差排参 度低之結晶的區域A中規則性排列包含平均差排密度高 之結晶之區域B的氮化鎵基板上，而形成氮化鎵系半導體 雷射。 圖6係顯示該第一種實施形態中使用之氮化鎵基板的平 面圖。该氮化嫁基板1之斜視圖及剖面圖與圖1A及圖相 同。該氮化鎵基板1屬η型，為（〇〇〇1)面（c面）方位。不過， 氮化鎵基板1亦可為R面、Α面或Μ面方位者。該氮化錄基 板1上，於包含平均差排密度低之結晶之區域Α中，以六 方晶格狀周期性排列包含平均差排密度高之結晶的區域 B。此時，連接最接近之各區域B的直線與氮化鎵之<^00〉 方向及與其等價之方向一致。不過，亦可使連接最接近之 各區域B的直線與氮化嫁之<ιΐ-20>方向及與其等價之方 向一致。區域B貫通氮化鎵基板1。該氮化鎵基板1的厚度 如為200〜600 /zm。另外，圖6之虛線僅係顯示區域b之相對 性位置關係者，並非實際存在（具有實體性意義）的線條 (以下均同）。 區域B之排列周期（最接近之各區域B中心的間隔）如為 400 ，其直徑如為20 。此夕卜，區域a之平均差排密度 如為2X 106 cm·2，區域B之平均差排密度如為1 X 1〇8 cnr2。 -38-
1221688 (32) 圖7顯示一種自區域B中心之半徑方向的差排密度分布。 該氮化鎵基板1可使用結晶生長技術如以下所述地製 造。 該氮化鎵基板1製造上使用之基本的結晶生長機制，係 生長成具有包含小平面的斜面，並維持其小平面斜面使差 排傳播而聚集於特定位置者。藉由該小平面而生長之區 域，係藉由差排的移動而形成低密度的缺陷區域。於該小 平面斜面下部生長成具有保持明確邊界的高密度缺陷區 域，差排聚集於高密度缺陷區域之邊界或其内部，並於此 處消滅或累積。 小平面形狀亦依該高密度缺陷區域形狀而異。缺陷區域 為點狀時’將該點作為底’小平面圍繞而形成包含小平面 的凹坑。此外，缺陷區域為帶狀時，係將帶作為坑底，而 形成其兩側具有小平面斜面，剖面為三角形的棱狀小平 面。 而後，藉由在生長層表面實施研削、研磨，可將表面予 以平坦化，形成可用作基板的形態。 此外，上述之高密度缺陷區域可能有許多狀態。如有時 包含多晶。此外，即使為單晶，亦可能對周圍之低密度缺 陷區域稍微傾斜。此外，C軸亦可能對周圍低密度缺陷區 域反轉。因而該高密度缺陷區域具有明確的邊界，而與周 圍作區別。 藉由生長成具有該高密度缺陷區域，可不埋入其周圍的 小平面，而維持小平面進行生長。 -39 - 1221688
(33) 該高密度缺陷區域，使氮化鎵結晶生長於底層基板上 時，可藉由預先形成晶種於形成高密度缺陷區域的位置而 產生。該晶種形成非晶質或多結晶之層。使氮化鎵自其上 生長，可精確於該晶種區域内形成高密度缺陷區域。 該氮化鎵基板1的具體製造方法如下。首先，備有底層 基板。該底層基板可使用各種基板，雖可採用一般的藍寶 石基板，不過考慮須於爾後步騾中除去，因此宜採用容易 除去的神化嫁基板等。而該底層基板上，如形成包含氧化 矽膜的晶種。該晶種之形狀可形成點狀或帶狀。該晶種可 規則地形成多數個。更具體而言，此時之晶種係以對應於 圖6所示區域B之配置的配置來形成。而後，如藉由氫化 物汽相磊晶生長（HVPE)生長厚膜的氮化鎵。生長後，於氮 化鎵之厚膜層表面形成有因應晶種圖案形狀的小平面。該 第一種實施形態於晶種為點狀圖案時，係規則地形成有包 含小平面的凹坑。另外，晶種為帶狀圖案時，係形成有稜 狀的小平面。 而後，除去底層基板，繼績研削加工、研磨加工氮化鎵 的厚膜層，將表面予以平坦化。藉此，可製造氮化鎵基板 1。此時之氮化鎵基板1的厚度可自由地設定。 如此製成之氮化鎵基板1的C面係主面，並形成其中規 則地形成有特定尺寸之點狀（或帶狀）高密度缺陷區域，亦 即區域B的基板。區域B以外的早晶區域’亦即區域A的差 排密度低於區域B。 該第一種實施形態，於圖6所示的氮化鎵基板1上，以圖 -40- 1221688
(34) 7所示之形狀及配置劃定元件區域2(粗實線所包固的一個 區劃）。而後’使形成雷射構造之氮化鎵系半導體層生長 於氮化鎵基板1上，於執行雷射帶之形成及電極之形成等 必要製私’而形成雷射構造後，藉由沿著元件區域之輪廓 線’進行形成有雷射構造之氮化鎵基板1的劃割，而分離 成各個氮化鎵系半導體雷射晶片。 圖8中之灰色長方形表示一個氮化鎵系半導體雷射，其 中央附近所描繪的直線係雷射帶3，此相當於發光區域的 位置。再者，此等相連之虛線所描繪的長方形表示雷射條 4，該雷射條4的長邊相當於共振器端面。 於圖8所示的例中，氮化鎵系半導體雷射之尺寸如為6〇〇 //mX346//m，藉由橫方向（長邊方向）沿著連接區域b之直 線，縱方向（雒邊方向）沿著不通過區域B的直線，分別進 行基板的劃割’分離成其尺寸的氮化鎵系半導體雷射。 此時，由於區域B僅存在於各氮化鎵系半導體雷射之長 邊的端面部分’因此，藉由以雷射帶3位於連接各短邊中 點之直線近旁的方式設計元件，可避免區域B之影響波及 發光區域。 共振器之反射鏡係沿著圖8中之縱方向的直線，藉由劈 開等進行基板的劃剳而形成於端面，不過，由於其直線不 通過區域B，因此不受區域B差排的影響。因此，可獲得 發光特性良妤I可靠性高的氮化鎵系半導體雷射。 舉出一種氣化鎵系半導體雷射之具體構造及製程如 下。此處係說明具有脊構造及SCH (分離約束異構）構造的 -41 - 1221688
(35) 氮化鎵系半導體雷射。 亦即，如圖9所示，首先，藉由熱洗淨等將氮化鎵基板1 表面予以潔淨化後，藉由MOCVD法，在其上依序磊晶生 長η型氮化鎵緩衝層5、η型氮化銘鎵鍍層6、η型氮化鎵龙 波導層7、非摻雜之GaHlnxN/Ga^ylnyN多重量子井構造之活 性層8、非摻雜氮化銦鎵防惡化層9、p型氮化鋁鎵蓋層1 0、 P型氮化鎵光波導層11、P型氮化銘鎵鍍層12及p型氮化鎵 接觸層13。 此處，η型氮化鎵緩衝層5之厚度如為0.05 ，η型雜質 如摻雜有碎。η型氮化链鎵鐘層6之厚度如為1.0/zm，η型 雜質如摻雜有矽，鋁組成如為0.08。η型氮化鎵光波導層7 之厚度如為η型雜質如摻雜有碎。非摻雜之 InxGaNxN/InyGaUyN多重量子井構造之活性層8，如井層之 InxGa^xN層厚度為3.5 nm，χ = 0· 14，阻擋層之IrLyGa^yN層厚 度為7 nm，y = 0.02，井數為3。 非摻雜氮化銦鎵防惡化層9具有自連接於活性層8之 面，向連接於p型氮化鋁鎵蓋層10之面，銦組成逐漸單調 減少的分級構造，連接於活性層8之面的銦組成與作為活 性層8阻擔層之IiiyGa^yN層之銦組成y —致，連接於p型氛 化鋁鎵蓋層1 0之面的銦組成為0。該非摻雜氮化銦鎵防惡 化層9的厚度如為20 nm。 P型氮化銘鎵蓋層10之厚度如為10 nm，p型雜質如#雜 有鎂（Mg)。該p型氮化鋁鎵蓋層10之鋁組成如為0.2。該p 型氮化鋁鎵蓋層10係用於防止p型氮化鎵光波導層11、p -42 - 1221688 (36) 型氮化銘鎵鍍層12、及p型氮化鎵接觸層13生長時，銦自 活性層8脫離而惡化，並且防止載體（電子）自活性層8溢流 者。P型氮化鎵光波導層11之厚度如為〇1"m，p型雜質如 摻雜有鎂。p型氮化鋁鎵鍍層12之厚度如為〇 5//m，p型雜 質如掺雜有鎂，雜組成如為0.08。p型氮化鎵接觸層13之 厚度如為0.1 /zm，P型雜質如摻雜有鎂。 此外，不含銦之層之η型氮化鎵緩衝層5、n型氮化鋁鎵 鍍層6、η型氮化鎵光波導層7、p型氮化鋁鎵蓋層1〇、p型 氮化鎵光波導層Π、Ρ型氮化鋁鎵鍍層12、及卩型氮化鎵接 觸層13之生長溫度如約1000°c，含銦層之Gai_xInxN/Gai_yInyN 多重量子井構造之活性層8的生長溫度如7〇〇〜8〇(rc，並為 如7 3 0 °C。非摻雜氮化銦鎵防惡化層9之生長溫度於開始生 長時與活性層8之生長溫度相同，如設.定為73〇t，而後， 如使其直線性上昇’於生長結束時，與p型氮化鋁鎵蓋層 10之生長溫度相同，如達到835°C。 此等氮化鎵系半導體層之生長原料如，鎵之原料使用三 甲基鎵（（CH^Ga，TMG)、鋁之原料使用三甲基鋁（（ch3)3A1， TMA)、銦之原料使用三甲基錮（（CH3)3In，TMI)、氮之原料 使用三氫化氮。此外，載氣如使用氫。捧雜物之n型摻雜 物如使用甲石夕燒（SiH4)，ρ型摻雜物如使用bis=methyl- cyclopentadienylmagnesium ((CH3C5H4)2 Mg)或使用 bis=cyclop- entadienylmagnesium ((C5H5)2Mg)。 其次，自MOCVD裝置取出如上述之使氮化鎵系半導體 層生長的氮化鎵基板1。而後，如藉由CVD法、真空蒸鍍 -43 - 1221688
(37) 法、賤射法等’在整個p型氮化鎵接觸層13上如形成厚度 為0· 1 的氧化碎膜（無圖式）後，藉由光蝕刻在該氧化矽 膜上形成對應於脊部形狀之特定形狀的光阻圖案（無圖 式），將孩光阻圖案作為掩模，如藉由使用氟酸系之蝕刻 液的濕式姓刻或使用含四氟化碳及三氟化碳氫等氟素之 蝕刻氣體的RIE法蝕刻氧化矽膜，形成對應於脊部的形 狀。 其次，將该氧化矽膜作為掩模，藉由RIE法蝕刻至p型 氮化鋁鎵鍍層12之厚度方向的特定深度，如圖1〇所示，形 成延伸於^-ιο”方向的脊14。該脊14之寬度如為3 。 該RIE之蝕刻氣體如使用氯系氣體。 其次，蚀刻除去用作蚀刻掩模的氧化矽膜後，如藉由 cvd法、真m法、賤射法等，在整個基板上形成如厚 度為0·3 //m足氧化矽膜的絕緣膜15。該絕緣膜15係電性絕 緣及表面保護用者。 區域之絕緣膜15表面的光阻圖案（無圖式）。 其/人，將这光阻圖案作為掩模，藉由蝕刻絕緣膜丨5而形 成開口 15a。 其入在仍然殘田光阻圖案的狀態下，如藉由真空蒸鍍 法’在整個基板上依序形成如把膜、舶膜及金膜後，於在 其上形成有鈀膜、鉑膜及金膜的同時除去光阻圖案（剥 洛）。精此，形成有通過絕緣膜U之開口 1Sa而接觸於 氮化鎵接觸層1 3的p側電極 極16此時構成孩P側電極16之叙 -44- 1221688
(38) 膜、銘膜及金膜的厚度，如分別為1〇 nm、loo咖及3〇〇 nm。 其次，進行使p侧電極16歐姆接觸用的合金處理。 其/入’於氮化鎵基板1之内面，如藉由真空蒸鍍法，依 序形成如欽膜、銘膜及金膜，而形成鈦/鉑/金構造的η侧 電極1 7。.此時構成該η侧電極1 7之鈦膜、鉑膜及金膜的厚 度如分別為10 nm、50 nm及1〇〇 nm。其次，進行使11侧電 極17歐姆接觸用的合金處理。 其次’沿著元件區域2之輪廓線，如上述地藉由劈開進 行形成有雷射構造之氮化鎵基板1的劃割，加工成雷射條 而形成兩共振器端面。其次，於此等共振器端面實施 端面塗敷後，再度藉由劈開等進行該雷射條4的劃割予以 晶片/[匕。 藉由以上步驟，如圖11所示，製造具.有作為目的之脊構 造及SCH構造的氮化鎵系半導體雷射。 如以上所述，由於該第一種實施形態係於子均差排密度 低足區域A中以六方晶格狀周期性排列平均盖排密度高 之區域B的氮化鎵基板1上實質上不含區域β之方式劃定 元件區域2後，使形成雷射構造之氮化鎵系半導體層生長 於汶氮化鎵基板丨上，因此，即使差排等缺陷自氮化鎵基 板1足區域Β傳播至該氮化鎵系半導體層上，仍可避免其 影響於元件區域2上的氮化鎵系半導體層。而後，使氮化 鎵系半導體層生長後，於進行脊14之形成、ρ側電極16及η 侧電極17之形成等之後，藉由沿著元件區域2之輪靡線， 進灯形成有雷射構造之氮化鎵基板1的劃割，分離成各個 -45 - (39)
1221688 虱化鎵系，導體雷射晶片，因此該氮化鎵系半導體雷射晶 片内幾乎朱存在自氮化鎵基板丨繼承的差排。因此可實現 發光特性良好，可靠性高且使用壽命長的氮化鎵系半導體 雷射。 此外，由於該第一種實施形態係連接於活性層8而設有 非摻雜氮化銦鎵防惡化層9，且連接於該非摻雜氮化銦鎵 防惡化層9而設有p型氮化鋁鎵蓋層1〇，因此可藉由非摻雜 氮化銦鎵防惡化層9大幅緩和因p型氮化銘鎵蓋層1 〇而產 生於活性層8上的應力，並且可有效抑制用作p型層之p型 摻雜物的鎂擴散至活性層7上。 其次，說明本發明的第二種實施形態。 如圖1 2所示，該第二種實施形態與第一種實施形態不 门 其長方形之元件區域2之輪廊線的長邊及短邊均包含 連接各區域B之中心的直線。此時，雷射帶3的位置亦位 於連接元件區域2之各短邊中點的線上。藉此可避免區域 B的影響波及發光區域。 該第二種實施形態與第一種實施形態不同之處在於，藉 由沿著包含連接各區域Β中心之直線之元件區域2的輪廓 線劈開進行劃割，而形成共振器的反射鏡。 此時，由於區域Β的差排多，因而較區域Α容易損壞。 因此，沿著連接各區域B之直線進行劃割時，區域B係發 揮所謂缝眼的功能，區域A的部分亦可整齊劈開。此時， 因區域B部分的端面差排多，因此並非平坦，不過其間之 區域A部分的端面則形成平坦。圖1 3概念性顯示端面的形 -46- (40)1221688
狀。 ，不過，如為圖12 對發光特性等造成 因此省略說明。 第一種實施形態相 需要平坦性者係雷射帶2的端面部分 所示的配置時’區域B部分的端面不致 不良影響。 上述以外者與第一種實施形態相同， 藉由孩第二種實施形態，亦可獲得與 同的利益。 其次’說明本發明之第三種實施形態。 孫第三種實施形態如圖14所示，於氮化鎵基板ι之包含 平均爰排密度低之結晶之區域A中，以長方形晶格狀周期 性排列包含平均差排密度高之結晶的區域b。並將位於四 個角部之區域B的一個長方形作為元件區域2。此時，連 接長方形之長邊方向最接近之各區域B的直線與氮化鎵 的<1-100>方向一致，連接短邊方向最接近之各區域B的直 線與氮化鎵的<11-20>方向一致。 長方形晶格之長邊方向之區域B的排列周期如為6〇〇 Am ’短邊方向之區域B的排列周期如為4〇〇 ，此時元件區 域2的尺寸為600 /zm X 400 。 元件區域2之雷射帶3位於連接長方形晶格短邊方向之 邊中點的直線上。 上述以外者與第一種實施形態相同，因此省略說明。 藉由該第三種實施形態，亦可獲得與第一種實施形態相 同的利益。 其次，說明本發明之第四種實施形態。 •47- (41)
該第四種實施形能 …如圖15所示，於氮化鎵基板1之區域 Α中，以六方晶格壯闽^ 狀周期性排列區域B者雖與第一種實施 > W相同’不過與第—種實施形態不同之處在於，在區域 人區域B之間形成有區域a之平均差排密度與區域b之 平均差排密度之中間值平均差排密度的區域c作為轉移 - 區域。具體而吕’區域A之平均差排密度在2X1 〇6 cm-2以 下’區域B之平均差排密度在ixl08cin-2以上，區域c之平 均差排密度小於IX 108 cm·2，大於2X 106 cm·2。區域B之排 籲 列周期（取接近之各區域B中心的間隔）如為300/zm，其直 徑如為20 #ιη。此外，區域C之直徑如為120 。 此時，與第一種實施形態不同，長方形之元件區域2之 輪廓線的長邊及短邊均包含連接各區域B中心的直線。元 件區域2之尺寸如為600 βπι X 260 /zm。此時雷射帶3之位置 亦位於連接元件區域2之各短邊中點的線上’不過該雷射 帶3均不含區域B及區域C。藉此可避免區域B及區域C的影 響波及發光區域。 上述以外者與第，種實施形態相同，因此省略說明。 藉由該第四種實施形態，亦可獲得與第一種實施形態相 同的利。 其次，說明本發明之第五種實施形態° 該第五種實施形態如圖16所示’於氮化鎵基板1之區域 A中，以六方晶格狀周期性排列區域B者雖與第一種實施 形態相同，不過與第一種實施形態不同之處在於’在區域 A與區域B之間形成有區域A之平均差排密度與區域8之 -48- (42)
1221688 平均差排密度之中間值平均差排密度的區域c作為轉移 區域。具體而言，區域A之平均差排密度在2 χ 1〇6⑽-2以 下’區域B之平均差排密度在1Xl〇8cm-2以上，區域^之平 均差排密度小於1X108 cm·2,大於2><1〇6 cm-2。區域B之排 列周期（最接近之各區域B中心的間隔）如為4〇〇 ，其直 徑如為20 /zm。此外，區域C之直徑如為i2〇 。 此時，第一例中與第一種實施形態不同，長方形之元件 區域2之短邊方向的輪靡線包含連接各區域b中心的直 線，而長邊方向之輪廓線係自連接最接近之各區域B中心 之直線如分離23 em。此時元件區域2之尺寸如為400 X 300 /zm。此時雷射帶3之位置亦位於連接元件區域2之各短 邊中點的線上，不過該雷射帶3均不含區域B及區域C。藉 此可避免區域B及區域C的影響波及發光區域。 另外，第二例中，長方形之元件區域2之長邊方向的輪 廓線係自連接<1-100>方向最接近之各區域B中心之直線 如分離23 ，短邊方向的輪廓線係自連接<11-20>方向最 接近之各區域B中心之直線如分離l〇〇/im。此時元件區域2 之尺寸如亦為400 //m X 300 /zm。此時雷射帶3之位置亦位於 連接元件區域2之各短邊中點的線上，不過該雷射帶3均不 含區域B及區域C。藉此可避免區域B及區域C的影響波及 發光區域。 上述以外者與第一種實施形態相同，因此省略說明。 藉由該第五種實施形態，亦可獲得與第一種實施形態相 同的利益。 -49- (43)1221688
其次，說明本發明之第六種警、二 賞把形態。 該第六種實施形態於氮化鎵基 运板1之區域A中，以六方 晶格狀周期性排列區域B者雖與〜 一、昂一種實施形態相同，不 過，此時如圖17所示，連接<1^
υϋ>方向最接近之各區域B 中心的間隔設定成長方形之元^ 〒區域2短邊長度的2倍，具 體而言，如設定成700 /zm。 方向取接近之區域B之 線包含連接<11-20〉方向最 接近 < 各區域B中心的直線，長 ..1ΠΑ 邊方向之輪廓線包含連接 <1-1〇〇：>方向最接近之各區域Β " ..0 L T心的直線。此時，元件區 域2尺寸如為6〇6 χ 35〇 一 1 雷射帶3的位置係位於連接 一區域2各短邊中點的線上，不過該雷射帶；3不含區域 該元件區域2短邊方向的輪靡
B ° lL 曰 可避免區域B的影響波及發光區域。 上述以外者與第一種實施形態相同，因此省略說明。 藉由該第六種實施形態，亦可獲得與第一種實施形態相 同的利益。 其次’說明本發明之第七種實施形態。 如圖18所示，該第七種實施形態中，元件區域2内彼此 平行形成有兩個雷射帶3。圖19顯示藉由沿著該元件區域2 I仏廊線進行劃割所獲得之氮化鎵系半導體雷射晶片。 上述以外者與第一種實施形態相同，因此省略說明。 藉由該第七種實施形態，於多束的氮化鎵系半導體雷射 中可獲得與第一種實施形態相同的利益。 其次’說明本發明之第八種實施形態。 如圖2 〇所示，該第八種實施形態中，於元件區域2内形 *50- 似 1688 (44) 成有雷射帶3者雖與第一種實施形態相同，不過，此時該 雷射帶3之寬度係選擇遠比第一種實施形態大。具體而 舌’該雷射帶3之寬度，於長方形之元件區域2的短邊長度 設為a，區域B之直徑設為d時，最大限雖可設為a_d,不過， 由於雷射帶3須自區域B至少分離i # m以上，因此考慮此， 雷射帶3之寬度上限為a-d^m。如a = 346 _，d = 2〇評的情 況下，雷射帶3的寬度上限為346-2〇_2=324 。如將雷射帶 3之寬度設為200 。圖2 1顯示此時藉由沿著元件區域2的 輪廓線進行劃割所獲得之氮化鎵系半導體雷射晶片。 上述以外者與第一種實施形態相同，因此省略說明。 藉由該第八種實施形態，於雷射帶3寬度極大之超高輸 出氮化鎵系半導體雷射中可獲得與第一種實施形態相同 的利益。 其次，說明本發明之第九種實施形態。 圖22係顯不該第九種實施形態中使用之氮化鎵基板的 平面圖。 如圖22所示，該第九種實施形態中，以雷射帶3内不含 區域B之方式劃定有元件區域2。此時雷射帶3自區域]3分 離50/zm以上。此時元件區域2内含有兩個區域B。 上述以外者與第一種實施形態相同，因此省略說明。 藉由該第九種實施形態，可獲得與第一種實施形態相同 的利益。 其次，說明本發明之第十種實施形態。 圖2 3係顯示該第十種實施形態中使用之氮化鎵基板的 -51 -
1221688 平面圖。該氮化鎵基板1屬於η型，並為C面方位。不過， 氮化鎵基板1亦可為R面、A面或Μ面方位者。該氮化鎵基 板1上，於包含平均差排密度低之結晶之區域Α中，在氮 化鎵之<11-20>方向上，如以400 /zm間隔周期性排列，在與 <11-20〉方向直交之<1-100〉方向上如以20〜100//m之間隔周 期性排列包含平均差排密度高之結晶的區域B。不過亦可 調換<11-20〉方向與<1-100>方向。 該第十種實施形態中，如圖24所示，平行於雷射帶3之 一對端面通過<1-100〉方向的區域B之行，且以雷射帶3設 於該區域B之行間之區域中央附近的方式劃定有元件區 域2。此時，元件區域2内實質上不含區域B之行。 上述以外者與第一種實施形態相同，因此省略說明。 藉由該第十種實施形態，可獲得與第一種實施形態相同 的利益。 其次，說明本發明之第十一種實施形態。 如圖25所示，該第十一種實施形態中使用與第十種實施 形態相同的氮化鎵基板1，不過與第十種實施形態不同之 處在於，平行於雷射帶3之一個端面通過<1-100〉方向的區 域B之行，另一方端面通過自該區域B之行分離的位置。 此時元件區域2内實質上不含區域B之行。 上述以外者與第十及第一種實施形態相同，因此省略說 明。 藉由該第十一種實施形態，可獲得與第一種實施形態相 同的利益。 -52 - 1221688
(46) 其次，說明本發明之第十二種實施形態。 如圖26所示，該第十二種實施形態中使用與第十種實施 形態相同的氮化鎵基板1，不過與第十種實施形態不同之 處在於，平行於雷射帶3之一對端面均設於<1-100〉方向的 區域B之行間，且以雷射帶3設於該區域B之行間之區域中 央附近的方式劃定有元件區域2。此時元件區域2内實質上 不含區域B之行。 上述以外者與第十及第一種實施形態相同，因此省略說 明。 藉由該第十二種實施形態，可獲得與第一種實施形態相 同的利益。 其次，說明本發明之第十三種實施形態。 如圖27所示，該第十三種實施形態中.使用與第十種實施 形態相同的氮化鎵基板1，不過與第十種實施形態不同之 處在於，平行於雷射帶3之一個端面通過<1-100 >方向的區 域B之行，另一方端面設於緊鄰於該區域B之行之區域B 之行與其次之區域B之行間，且雷射帶3通過自區域B之行 分離50/zm以上的位置。此時元件區域2内含1行區域B之 行。 上述以外者與第十及第一種實施形態相同，因此省略說 明。 藉由該第十三種實施形態，可獲得與第一種實施形態相 同的利益。 其次，說明本發明之第十四種實施形態。 -53 - 1221688
(47) 如圖28所示，該第十四種實施形態中使用與第十種實施 形態相同的氮化鎵基板1，不過與第十種實施形態不同之 處在於，平行於雷射帶3之一個端面通過自<1-100 >方向的 區域B之行分離的位置，另一方端面設於緊鄰於該區域B 之行之區域B之行與其次之區域B之行間，且雷射帶3通過 自區域B之行分離50/zm以上的位置。此時元件區域2内含1 行區域B之行。 上述以外者與第十及第一種實施形態相同，因此省略說 明。 藉由該第十四種實施形態，可獲得與第一種實施形態相 同的利益。 其次，說明本發明之第十五種實施形態。 圖29係顯示該第十五種實施形態中使用之氮化鎵基板1 的平面圖。該氮化鎵基板1除區域B於<11-20〉方向上，如 以200 //m間隔周期性排列之外，與第十種實施形態中使用 之氮化鎵基板1相同。此時元件區域2内含2行區域B之行。 如圖29所示，該第十五種實施形態中，雷射帶3設於鄰 接之區域B之行間的區域中央附近，且平行於雷射帶3之 一對端面設於此等區域B之行與此等最外側之區域B之行 間的區域中央附近。 上述以外者與第十及第一種實施形態相同，因此省略說 明。 藉由該第十五種實施形態，可獲得與第一種實施形態相 同的利益。 -54- 1221688
(48) 其次，說明本發明之第十六種實施形態。 圖3 0係顯示該第十六種實施形態中使用之氮化鎵基板 的平面圖。該氮化鎵基板1屬於η型，並為C面方位。不過， 氮化鎵基板1亦可為R面、Α面或Μ面方位者。該氮化鎵基 板1上，於包含平均差排密度低之結晶之區域Α中，在與 <1-100〉方向直交之<11-20〉方向上，如以400 /zm間隔周期 性排列包含平均差排密度高之結晶，並線狀延伸於氮化鎵 之<1-100 >方向的區域B。不過亦可調換<1-100〉方向與 < 11-20> 方向。 該第十六種實施形態中，如圖3 1所示，平行於雷射帶3 之一對端面通過區域B，且以雷射帶3設於該區域B之間之 區域中央附近的方式劃定有元件區域2。此時，元件區域2 内實質上不含區域B之行。 上述以外者與第一種實施形態相同，因此省略說明。 藉由該第十六種實施形態，可獲得與第一種實施形態相 同的利益。 其次，說明本發明之第十七種實施形態。 如圖32所示，該第十七種實施形態中使用與第十六種實 施形態相同的氮化鎵基板1，不過與第十六種實施形態不 同之處在於，平行於雷射帶3之一個端面通過區域B，另 一方端面通過自該區域B之行分離的位置。此時元件區域 2内實質上不含區域B之行。 上述以外者與第十六及第一種實施形態相同，因此省略 說明。 -55 - 1221688
(49) 藉由該第十七種實施形態，可獲得與第一種實施形態相 同的利益。 其次，說明本發明之第十八種實施形態。 如圖3 3所示，該第十八種實施形態中使用與第十六種實 施形態相同的氮化鎵基板1，不過與第十六種實施形態不 同之處在於，平行於雷射帶3之一對端面均設於區域B之 間，且以雷射帶3設於該區域B之間之區域中央附近的方 式劃定有元件區域2。此時元件區域2内實質上不含區域B 之行。 上述以外者與第十六及第一種實施形態相同’因此名略 說明。 藉由該第十八種實施形態，可獲得與第一種實施形態相 同的利益。 其次，說明本發明之第十九種實施形態。 如圖34所示，該第十九種實施形態中使用與第十六種實 施形態相同的氮化鎵基板1，不過與第十六種實施形態不 同之處在於，平行於雷射帶3之一個端面通過區域B，另 一方端面設於緊鄰於該區域B之行之區域B與其次之區域 B之間，且雷射帶3通過自區域B分離50 以上的位置。 此時元件區域2内含1行區域B。 上述以外者與第十六及第一種實施形態相同，因此省略 說明。 藉由該第十九種實施形態，可獲得與第一種實施形態相 同的利益。 -56- 1221688
(50) 其次，說明本發明之第二十種實施形態。 如圖35所示，該第二十種實施形態中使用與第十六種實 施形態相同的氮化鎵基板1，不過與第十六種實施形態不 同之處在於，平行於雷射帶3之一個端面通過自區域B分 離的位置，另一方端面設於緊鄰於該區域B之區域B與其 次之區域B之間，且雷射帶3通過自區域B分離50 //m以上 的位置。此時元件區域2内含1行區域B之行。 上述以外者與第十六及第一種實施形態相同，因此省略 說明。 藉由該第二十種實施形態，可獲得與第一種實施形態相 同的利益。 其次，說明本發明之第二十一種實施形態。 圖3 6係顯示該第二十一種實施形態.中使用之氮化鎵基 板1的平面圖。該氮化鎵基板1除區域B於<11-20>方向上， 如以20 0 間隔周期性排列之外，與第十六種實施形態中 使用之氮化鎵基板1相同。此時元件區域2内含2行區域B 之行。 如圖3 6所示，該第二十一種實施形態中，雷射帶3設於 鄰接之區域B之間的區域中央附近，且平行於雷射帶3之 一對端面設於此等區域B與此等最外側之區域B之間的區 域中央附近。 上述以外者與第十六及第一種實施形態相同，因此省略 說明。 藉由該第二十一種實施形態，可獲得與第一種實施形態 -57- 1221688
(51) 相同的利益。 以上，係具體說明本發明之實施形態，不過，本發明並 不限定於上述的實施形態，依據本發明之技術性構想，可 作各種變形。 例如，上述實施形態中列舉之數值、構造、基板、原料、 及製程等僅為範例，依需要亦可使用與此等不同之數值、 構造、基板、原料、及製程等。 具體而言，如上述實施形態中，首先於基板上堆疊形成 雷射構造的η型層，而後在其上堆疊p型層，不過亦可形成 顛倒其堆疊順序，首先在基板上堆疊Ρ型層，而後在其上 堆疊η型層的構造。 此外，上述之實施形態中，係說明將本發明應用於S CH 構造之氮化鎵系半導體雷射的製造上，不過，本發明當然 亦可應用於如DH (雙異構）構造之氮化鎵系半導體雷射的 製造上，亦可應用於氮化鎵系發光二極體的製造上，並可 應用於使用氮化鎵系FET及氮化鎵系異質接合雙極電晶 體（ΗΒΤ)等氮化物系III-V族化合物半導體的電子掃描元件 上。 再者，上述實施形態中，係使用氫氣作為藉由MOCVD 法進行生長時的載氣，不過，依需要亦可使用如氫與氮或 氦、氬氣等之混合氣體的其他載氣。 此外，上述實施形態中，係藉由劈開而形成共振器端 面，不過，共振器端面亦可藉由如RIE等乾式蝕刻而形成。 如以上之說明，本發明以實質上不含平均差排密度高 1221688
(52) 於、或平均缺陷密度高於、或結晶性差於第一區域的第二 區域之方式，或是以元件之活性區域内不含第二區域之方 式，在氮化物系III-V族化合物半導體基板、或半導體基 板、或基板上劃定元件區域，因此，仍可使藉由基板之劃 割而獲得之晶片上幾乎不存在差排等缺陷。因而可實現發 光特性等特性良好、可靠性亦高且使用壽命長之半導體發 光元件，或特性良好、可靠性亦高且使用壽命長之半導體 元件，或特性良好、可靠性亦高且使用壽命長之各種元件。 圖式代表符號說明 1 氮化鎵基板 2 元件區域 3 雷射帶 4 雷射條 5 氮化鎵緩衝層 6 η型氮化鋁鎵鍍層 7 η型氮化鎵光波導層 8 活性層 9 非雜氮化銦鎵防惡化層 10 ρ型氮化鋁鎵蓋層 11 Ρ型氮化鎵光波導層 12 ρ型氮化鋁鎵鍍層 13 Ρ型氮化鎵接觸層 14 脊 15 絕緣膜 16 ρ側電極 17 η側電極 15a 開口 -59-

Claims (1)

1221688 第091123460號專利申請案 中文申請專利範圍替換本(93年1月） 拾、申請專利範圍 1. 一種半導體發光元件之製造方法，其係藉由使形成發 光元件構造之氮化物系III-V族化合物半導體層生長 於氮化物系III-V族化合物半導體基板上，其係於包含 具有第一平均差排密度之結晶之第一區域中，規則性 排列具有高於第一平均差排密度之第二平均差排密 度之數個第二區域，來製造半導體發光元件，其特徵 為： 以實質上不含上述第二區域之方式，在上述氮化物 系III-V族化合物半導體基板上劃定元件區域。 2. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中係以實質上不含上述第二區域之方式決定上 述元件區域之大小及配置。 3. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述數個第二區域係周期性排列。 4. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述數個第二區域係以六方晶格狀周期性排 列。 5. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述數個第二區域係以長方形晶格狀周期性 排列。 6. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述數個第二區域係以正方形晶格狀周期性 排列。 1221688 is.* ^ 'ϊ-> Ns 7. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述元件區域係長方形。 8. 如申請專利範圍第7項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述元件區域之彼此相對的一對邊係平行於 <1-100〉方向，另外彼此相對之一對邊係平行於 < 1 1 -20〉方向。 9. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述元件區域係正方形。 10. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中彼此鄰接之兩個上述第二區域的間隔係在2 0 // m以上。 11. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中彼此鄰接之兩個上述第二區域的間隔係在5 0 /z m以上。 12. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中彼此鄰接之兩個上述第二區域的間隔係在 1 0 0 // m 以上。 13. 如申請專利範圍第3項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述第二區域之排列周期係在2 0 v m以上。 14. 如申請專利範圍第3項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述第二區域之排列周期係在5 0 // m以上。 15. 如申請專利範圍第3項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述第二區域之排列周期係在1 0 0 V m以上。 16.如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述第二區域係貫通上述氮化物系111 - V族化
1221688 合物半導體基板。 17. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述第二區域具有不定多角柱狀之形狀。 18. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中於上述第一區域與第二區域之間設有第三區 域，其具有比上述第一平均差排密度高，且比上述第 二平均差排密度低之第三平均差排密度。 19. 如申請專利範圍第1 8項之半導體發光元件之製造方 法’其中係以實質上不含上述第二區域及上述第三區 域之方式劃定上述元件區域。 20. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述第二區域之直徑係在1 0 # m以上，1 00 // m以下。 21. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述第二區域之直徑係在20//m以上，50/zm 以下。 22. 如申請專利範圍第1 8項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述第三區域之直徑大於第二區域之直徑20 //m以上，200/zm以下。 23. 如申請專利範圍第1 8項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述第三區域之直徑大於第二區域之直徑40 "m以上，160//m以下。 24. 如申請專利範圍第1 8項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述第三區域之直徑大於第二區域之直徑60 /zm以上，140//m以下。 1221688 25. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述第二區域之平均差排密度在上述第一區 域之平均差排密度的5倍以上。 26. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述第二區域之平均差排密度在lxlO8 cnT2 以上。 27. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述第一區域之平均差排密度在2x1 06 cm_2 以下，上述第二區域之平均差排密度在lx 1〇8 cm·2以 上。 28. 如申請專利範圍第1 8項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述第一區域之平均差排密度在2x1 06 cnT2 以下，上述第二區域之平均差排密度在lxl 〇8 cnT2以 上，上述第三區域之平均差排密度小於lx 1〇8 cnT2， 大於 2xl06 cm·2。 29. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述半導體發光元件之發光區域自上述第二 區域相離1 // m以上。 30. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述半導體發光元件之發光區域自上述第二 區域相離10//m以上。 31. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述半導體發光元件之發光區域自上述第二 區域相離1 0 0 // m以上。 32.如申請專利範圍第1 8項之半導體發光元件之製造方
1221688 法，其中上述半導體發光元件之發光區域不含上述第 二區域及上述第三區域。 33. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述半導體發光元件中，驅動電流經由帶狀 電極流入的區域自上述第二區域相離1 // m以上。 34. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述半導體發光元件中，驅動電流經由帶狀 電極流入的區域自上述第二區域相離1 0 # m以上。 35. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述半導體發光元件中，驅動電流經由帶狀 電極流入的區域自上述第二區域相離1 0 0 // m以上。 36. 如申請專利範圍第1 8項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述半導體發光元件中，驅動電流經由帶狀 電極流入的區域不含上述第二區域及上述第三區域。 37. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述元件區域之輪廓線包含連接彼此鄰接之 至少兩個上述第二區域的直線。 38. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中沿著包含連接彼此鄰接之至少兩個上述第二 區域之直線的輪廓線，進行生長有上述氮化物系111 - V 族化合物半導體層之上述氮化物系III-V族化合物半 導體基板的劃割。 39. 如申請專利範圍第3 8項之半導體發光元件之製造方 法，其中係藉由劈開來進行上述劃割。 40.如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方
1221688 法，其中上述元件區域之輪廓線自上述第二區域相離 > 1 // m以上。 · 41. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中沿著自上述第二區域相離1 # m以上的輪廓 線，進行生長有上述氮化物系III-V族化合物半導體層 之上述氮化物系III-V族化合物半導體基板的劃割。 42. 如申請專利範圍第4 1項之半導體發光元件之製造方 法，其中係藉由劈開來進行上述劃割。 43. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 · 法，其中上述氮化物系III-V族化合物半導體基板包含 A1 x B y G a i · x _ y _ z I η z A s u N i _ u. v P v (其中，0 $ X S 1，0 S y $1，O^z^l，0 ^ u ^ 1 » 0 ^ v ^ 1 ? x + y + z< 1，0 S u + v < 1) o 44. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述氮化物系III-V族化合物半導體基板包含 AUByGa^x-y-zIiizN (其中，OS 1，0$ 1，0$ z $ 1 ， Q$ X+y+Z<1) 。 _ 45. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述氮化物系III-V族化合物半導體基板包含 AlxGa^.zInzN (其中，OSxSl，OSzSl)。 46. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述氮化物系III-V族化合物半導體基板包含 氮化鎵。 47. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述半導體發光元件係半導體雷射。
1221688 48. 如申請專利範圍第1項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述半導體發光元件係發光二極體。 49. 一種半導體發光元件之製造方法，其特徵為包含下述 步驟： 使形成發光元件構造之氮化物系ΠΙ-V族化合物半 導體層生長於氮化物系III-V族化合物半導體基板 上，其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一 區域中，規則性排列有具高於上述第一平均差排密度 之第二平均差排密度之數個第二區域， 並藉由沿著包含連接彼此鄰接之至少兩個上述第二 區域之直線的輪廓線，進行生長有上述氮化物系III-V 族化合物半導體層之上述氮化物系III-V族化合物半 導體基板的劃割製造而成。 50. —種半導體發光元件， 其係使形成發光元件構造之氮化物系III-V族化合 物半導體層生長於氮化物系III-ν族化合物半導體基 板上，其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第 一區域中，規則性排列有具高於上述第一平均差排密 度之第二平均差排密度之數個第二區域，其特徵為： 上述氮化物系III-V族化合物半導體基板之端面或 角部至少存在一個上述第二區域。 51. —種半導體發光元件之製造方法， 其係藉由使形成發光元件構造之氮化物系III-V族 化合物半導體層生長於氮化物系III-V族化合物半導 體基板上，其係於包含有具第一平均缺陷密度之結晶
1221688 之第一區域中規則性排列有具高於上述第一平均缺 > 陷密度之第二平均缺陷密度之數個第二區域的，來製 . 造半導體發光元件，其特徵為： 以實質上不含上述第二區域之方式，在上述氮化物 系III-V族化合物半導體基板上劃定元件區域。 52. —種半導體發光元件之製造方法，其特徵為包含下述 步驟： 使形成發光元件構造之氮化物系III-V族化合物半 導體層生長於氮化物系III-V族化合物半導體基板 · 上，其係於包含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一 區域中，規則性排列有具高於上述第一平均缺陷密度 之第二平均缺陷密度之數個第二區域， 並藉由沿著包含連接彼此鄰接之至少兩個上述第二 區域之直線的輪廓線，進行生長有上述氮化物系III-V 族化合物半導體層之上述氮化物系111 - V族化合物半 導體基板的劃割製造而成。 53· —種半導體發光元件， 籲 其係使形成發光元件構造之氮化物系III-V族化合 物半導體層生長於氮化物系III-V族化合物半導體基 板上，其係包含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一 區域中，規則性排列有具高於上述第一平均缺陷密度 之第二平均缺陷密度之數個第二區域，，其特徵為： 上述氮化物系III-V族化合物半導體基板之端面或 角部至少存在一個上述第二區域。 54. —種半導體發光元件之製造方法，
1221688 其係藉由使形成發光元件構造之氮化物系ΠΙ-ν族 化合物半導體層生長於氮化物系III-V族化合物半導 體基板上，其係於包含結晶之第一區域中，規則性排 列有結晶性比該第一區域差之數個第二區域，來製造 半導體發光元件，其特徵為： 以實質上不含上述第二區域之方式劃定元件區域。 55. 如申請專利範圍第54項之半導體發光元件之製造方 法，其中上述第一區域係單晶，上述第二區域係單 晶、多晶或非晶質，或同時混存此等兩個以上者。 56. —種半導體發光元件之製造方法，其特徵為包含下述 步驟： 使形成發光元件構造之氮化物系III-V族化合物半 導體層生長於氮化物系III-V族化合物半導體基板 上，其係於包含結晶之第一區域中，規則性排列有結 晶性比該第一區域差之數個第二區域， 並藉由沿著包含連接彼此鄰接之至少兩個上述第二 區域之直線的輪廓線，進行生長有上述氮化物系III-V 族化合物半導體層之上述氮化物系III-V族化合物半 導體基板的劃割製造而成。 57. —種半導體發光元件， 其係使形成發光元件構造之氮化物系III-V族化合 物半導體層，生長於氮化物系III-V族化合物半導體基 板上，其係於包含結晶之第一區域中，規則性排列有 結晶性比該第一區域差之數個第二區域的，，其特徵
1221688 上述氮化物系in-V族化合物半導體基板之端面或 角部至少存在一個上述第二區域。 58. —種半導體元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之氮化物系III-V族化合 物半導體層生長於氮化物系III-V族化合物半導體基 板上，其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第 一區域中，規則性排列有具高於上述第一平均差排密 度之第二平均差排密度之數個第二區域，來製造半導 體元件，其特徵為： 以實質上不含上述第二區域之方式，在上述氮化物 系III-V族化合物半導體基板上劃定元件區域。 59. —種半導體元件之製造方法，其特徵為包含下述步 驟： 使形成元件構造之氮化物系III-V族化合物半導體 層生長於氮化物系ΠΙ-V族化合物半導體基板上，其係 於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中，規則性排列有具高於上述第一平均差排密度之第 二平均差排密度之數個第二區域， 並藉由沿著包含連接彼此鄰接之至少兩個上述第二 區域之直線的輪廓線，進行生長有上述氮化物系III-V 族化合物半導體層之上述氮化物系III-V族化合物半 導體基板的劃割製造而成。 60· —種半導體元件， 其係使形成元件構造之氮化物系III-V族化合物半 導體層生長於氮化物系III-V族化合物半導體基板
1221688 上，其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一 區域中，規則性排列有具高於上述第一平均差排密度 之第二平均差排密度之數個第二區域，其特徵為： 上述氮化物系III-V族化合物半導體基板之端面或 角部至少存在一個上述第二區域。 61. —種半導體發光元件之製造方法， 其係藉由使形成發光元件構造之半導體層生長於半 導體基板上，其係於包含具有第一平均差排密度之結 晶之第一區域中，規則性排列有具高於上述第一平均 差排密度之第二平均差排密度之數個第二區域，來製 造半導體發光元件，其特徵為： 以實質上不含上述第二區域之方式，在上述半導體 基板上劃定元件區域。 62. —種半導體發光元件之製造方法，其特徵為包含下述 步驟： 使形成發光元件構造之半導體層生長於半導體基板 上，其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一 區域中，規則性排列有具高於上述第一平均差排密度 之第二平均差排密度之數個第二區域， 並藉由沿著包含連接彼此鄰接之至少兩個上述第二 區域之直線的輪廓線，進行生長有上述半導體層之上 述半導體基板的劃割製造而成。 63. —種半導體發光元件， 其係使形成發光元件構造之半導體層生長於半導體 基板上，其係包含具有第一平均差排密度之結晶之第 -11 -
1221688 一區域中，規則性排列有具高於上述第一平均差排密 度之第二平均差排密度之數個第二區域，其特徵為： 上述半導體基板之端面或角部至少存在一個上述第 二區域。 64. —種半導體元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之半導體層生長於半導體 基板上，其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之 第一區域中，規則性排列有具高於上述第一平均差排 密度之第二平均差排密度之數個第二區域，來製造半 導體元件，其特徵為： 以實質上不含上述第二區域之方式，在上述半導體 基板上劃定元件區域。 65. —種半導體元件之製造方法，其特徵為包含下述步 驟： 使形成元件構造之半導體層生長於半導體基板上， 其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區 域中，規則性排列有具高於上述第一平均差排密度之 第二平均差排密度之數個第二區域， 並藉由沿著包含連接彼此鄰接之至少兩個上述第二 區域之直線的輪廓線，進行生長有上述半導體層之上 述半導體基板的劃割製造而成。 66. —種半導體元件， 其係使形成元件構造之半導體層生長於半導體基板 上，其係於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一 區域中，規則性排列有具高於上述第一平均差排密度 -12- 1221688 之第二平均差排密度之數個第二區域，其特徵為： · 上述半導體基板之端面或角部至少存在一個上述第 。 二區域。 67. —種電子元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於基板上，其係 於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中，規則性排列有具高於上述第一平均差排密度之第 二平均差排密度之數個第二區域，來製造元件，其特 徵為： ❿ 以實質上不含上述第二區域之方式，在上述基板上 劃定元件區域。 68. —種電子元件之製造方法，其特徵為包含下述步驟： 使形成元件構造之層生長於基板上，其係於包含具 有第一平均差排密度之結晶之第一區域中，規則性排 列有具高於上述第一平均差排密度之第二平均差排 密度之數個第二區域， 並藉由沿著包含連接彼此鄰接之至少兩個上述第二 · 區域之直線的輪廓線，進行生長有上述層之上述基板 的劃割製造而成。 69. —種電子元件， 其係使形成元件構造之層生長於基板上，其係於包 含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域中，規則 性排列有具高於上述第一平均差排密度之第二平均 差排密度之數個第二區域，其特徵為： 上述基板之端面或角部至少存在一個上述第二區 -13 -
1221688 域。 . 70· —種電子元件之製造方法， - 其係藉由使形成元件構造之層生長於基板上，其係 於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中，規則性排列有具高於上述第一平均差排密度之第 二平均差排密度之數個第二區域，來製造元件，其特 徵為： 以上述元件之活性區域内不含上述第二區域之方 式，在上述基板上劃定元件區域。 φ 71. 如申請專利範圍第70項之電子元件之製造方法，其中 上述基板係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述 元件係半導體發光元件。 72. —種電子元件， 其係使形成元件構造之層生長於基板上，其係於包 含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域中，規則 性排列有具高於上述第一平均差排密度之第二平均 差排密度之數個第二區域，其特徵為： _ 上述基板之内部、端面或角部至少存在一個上述第 二區域，且上述元件之活性區域内不含上述第二區 域。 73. 如申請專利範圍第72項之電子元件，其中上述基板係 氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述元件係半導 體發光元件。 74. —種電子元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於基板上，其係 -14-
1221688 於包含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一區域 · 中，規則性排列有具高於上述第一平均缺陷密度之第 . 二平均缺陷密度之數個第二區域，來製造元件，其特 徵為： 以上述元件之活性區域内不含上述第二區域之方 式，在上述基板上劃定元件區域。 75. 如申請專利範圍第74項之電子元件之製造方法，其中 上述基板係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述 元件係半導體發光元件。 _ 76. —種電子元件， 其係使形成元件構造之層生長於基板上，其係於包 含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一區域中規則 性排列有具高於上述第一平均缺陷密度之第二平均 缺陷密度之數個第二區域，其特徵為： 上述基板之内部、端面或角部至少存在一個上述第 二區域，且上述元件之活性區域内不含上述第二區 域。 _ 77. 如申請專利範圍第76項之電子元件，其中上述基板係 氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述元件係半導 體發光元件。 78. —種電子元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於基板上，其係 於包含結晶之第一區域中，規則性排列有結晶性比該 第一區域差之數個第二區域，來製造元件，其特徵為： 以上述元件之活性區域内不含上述第二區域之方式 -15- 1221688
劃定元件區域。 79. 如申請專利範圍第7 8項之電子元件之製造方法，其中 上述基板係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述 、元件係半導體發光元件。 80. —種電子元件， 其係使形成元件構造之層生長於基板上，其係於包 含結晶之第一區域中規則性排列有結晶性比該第一 區域差之數個第二區域，其特徵為：
上述基板之内部、端面或角部至少存在一個上述第 二區域，且上述元件之活性區域内不含上述第二區 域。 81. 如申請專利範圍第80項之電子元件，其中上述基板係 氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述元件係半導 體發光元件。 82. —種電子元件之製造方法，
其係藉由使形成元件構造之層生長於基板上，其係 於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中，在第一方向上以第一間隔，在與上述第一方向直 交之第二方向上，以小於上述第一間隔之第二間隔， 規則性排列有具高於上述第一平均差排密度之第二 平均差排密度之數個第二區域，來製造元件，其特徵 為： 以實質上不含7條以上上述第二方向之上述第二區 域之行，且上述元件之活性區域内不含上述第二區域 之方式，在上述基板上劃定元件區域。 -16-
1221688 83. 如申請專利範圍第8 2項之電子元件之製造方法，其中 上述基板係氮化物系III_V族化合物半導體基板，上述 元件係半導體發光元件。 84. —種電子元件， 其係使形成元件構造之層生長於基板上，其係於包 含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域中，在第 一方向上以第一間隔，在與上述第一方向直交之第二 方向上，以小於上述第一間隔之第二間隔，規則性排 列有具高於上述第一平均差排密度之第二平均差排 密度之數個第二區域，其特徵為： 上述基板上實質上不含7條以上上述第二方向之上 述第二區域之行，且上述元件之活性區域内不含上述 第二區域。 85. 如申請專利範圍第8 4項之電子元件，其中上述基板係 氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述元件係半導 體發光元件。 86. —種電子元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於基板上，其係 於包含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一區域 中，在第一方向上以第一間隔，在與上述第一方向直 交之第二方向上，以小於上述第一間隔之第二間隔， 規則性排列有具高於上述第一平均缺陷密度之第二 平均缺陷密度之數個第二區域，來製造元件，其特徵 以實質上不含7條以上上述第二方向之上述第二區
1221688 域之行，且上述元件之活性區域内不含上述第二區域 之方式，在上述基板上劃定元件區域。 87. 如申請專利範圍第8 6項之電子元件之製造方法，其中 上述基板係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述 元件係半導體發光元件。 88. —種電子元件， 其係形成元件構造之層生長於基板上，其係於包含 具有第一平均缺陷密度之結晶之第一區域中，在第一 方向上以第一間隔，在與上述第一方向直交之第二方 向上，以小於上述第一間隔之第二間隔，規則性排列 有具高於上述第一平均缺陷密度之第二平均缺陷密 度之數個第二區域，其特徵為： 上述基板上實質上不含7條以上上述第二方向之上 述第二區域之行，且上述元件之活性區域内不含上述 第二區域。 89. 如申請專利範圍第8 8項之電子元件，其中上述基板係 氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述元件係半導 體發光元件。 90. —種電子元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於基板上，其係 於包含結晶之第一區域中，在第一方向上以第一間 隔，在與上述第一方向直交之第二方向上，以小於上 述第一間隔之第二間隔，規則性排列有結晶性比該第 一區域差之數個第二區域，來製造元件，其特徵為： 以實質上不含7條以上上述第二方向之上述第二區
1221688 域之行，且上述元件之活性區域内不含上述第二區域 · 之方式，在上述基板上劃定元件區域。 _ 91. 如申請專利範圍第90項之電子元件之製造方法，其中 上述基板係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述 元件係半導體發光元件。 92. —種電子元件， 其係使形成元件構造之層生長於基板上，其係於包 含結晶之第一區域中，在第一方向上以第一間隔，在 與上述第一方向直交之第二方向上，以小於上述第一 φ 間隔之第二間隔，規則性排列有結晶性比該第一區域 差之數個第二區域，其特徵為： 上述基板上實質上不含7條以上上述第二方向之上 述第二區域之行，且上述元件之活性區域内不含上述 第二區域。 93. 如申請專利範圍第92項之電子元件，其中上述基板係 氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述元件係半導 體發光元件。 _ 94. 一種電子元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於基板上，其係 於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中，在第一方向上以第一間隔，在與上述第一方向直 交之第二方向上，以小於上述第一間隔之第二間隔， 規則性排列有具高於上述第一平均差排密度之第二 平均差排密度之數個第二區域，來製造元件，其特徵 -19-
1221688 上述第一間隔在50/zm以上，以上述第二方向之上 · 述第二區域之行包含1條以上，且上述元件之活性區 - 域内不含上述第二區域之方式，在上述基板上劃定元 件區域。 95. 如申請專利範圍第94項之電子元件之製造方法，其中 上述基板係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述 元件係半導體發光元件。 96. —種電子元件， 其係使形成元件構造之層生長於基板上，其係於包 φ 含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域中，在第 一方向上以第一間隔，在與上述第一方向直交之第二 方向上，以小於上述第一間隔之第二間隔，規則性排 列有具高於上述第一平均差排密度之第二平均差排 密度之數個第二區域，其特徵為： 上述第一間隔在5 0 // m以上，上述基板上包含1條以 上上述第二方向之上述第二區域之杆，且上述元件之 活性區域内不含上述第二區域。 · 97. 如申請專利範圍第9 6項之電子元件，其中上述基板係 氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述元件係半導 體發光元件。 98. —種電子元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於基板上，其係 於包含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一區域 中，在第一方向上以第一間隔，在與上述第一方向直 交之第二方向上，以小於上述第一間隔之第二間隔， -20-
1221688 規則性排列有具高於上述第一平均缺陷密度之第二 · 平均缺陷密度之數個第二區域，來製造元件，其特徵 ， 為： 上述第一間隔在5 O/zm以上，以上述第二方向之上 述第二區域之行包含1條以上，且上述元件之活性區 域内不含上述第二區域之方式，在上述基板上劃定元 件區域。 99. 如申請專利範圍第9 8項之電子元件之製造方法，其中 上述基板係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述 φ 元件係半導體發光元件。 100. —種電子元件， 其係使形成元件構造之層生長於基板上，其係於包 含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一區域中，在第 一方向上以第一間隔，在與上述第一方向直交之第二 方向上，以小於上述第一間隔之第二間隔，規則性排 列有具高於上述第一平均缺陷密度之第二平均缺陷 密度之數個第二區域，其特徵為： 鲁 上述第一間隔在5 0 # m以上，上述基板上包含1條以 上上述第二方向之上述第二區域之行，且上述元件之 活性區域内不含上述第二區域。 101. 如申請專利範圍第100項之電子元件，其中上述基板 係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述元件係半 導體發光元件。 102. —種電子元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於基板上，其係 -21 -
1221688 於包含結晶之第一區域中，在第一方向上以第一間 · 隔，在與上述第一方向直交之第二方向上，以小於上 · 述第一間隔之第二間隔，規則性排列有結晶性比該第 一區域差之數個第二區域，來製造元件，其特徵為： 上述第一間隔在50#m以上，以上述第二方向之上 述第二區域之行包含1條以上，且上述元件之活性區 域内不含上述第二區域之方式，在上述基板上劃定元 件區域。 103. 如申請專利範圍第1 02項之電子元件之製造方法，其 φ 中上述基板係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上 述元件係半導體發光元件。 104. —種電子元件， 其係使形成元件構造之層生長於基板上，其係於包 含結晶之第一區域中，在第一方向上以第一間隔，在 與上述第一方向直交之第二方向上，以小於上述第一 間隔之第二間隔，規則性排列有結晶性比該第一區域 差之數個第二區域，其特徵為： 籲 上述第一間隔在5 0 /z m以上，上述基板上包含1條以 上上述第二方向之上述第二區域之行，且上述元件之 活性區域内不含上述第二區域。 105. 如申請專利範圍第1 04項之電子元件，其中上述基板 係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述元件係半 導體發光元件。 106· —種電子元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於基板上，其係 -22-
1221688 於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中，相互平行地規則性排列有具高於上述第一平均差 排密度之第二平均差排密度之直線狀延伸之數個第 二區域，來製造元件，其特徵為： 以實質上不含7條以上上述第二區域，且上述元件之 活性區域内不含上述第二區域之方式，在上述基板上 劃定元件區域。 107. 如申請專利範圍第1 0 6項之電子元件之製造方法，其 中上述基板係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上 述元件係半導體發光元件。 108. —種電子元件， 其係使形成元件構造之層生長於基板上，其係於包 含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域中，相互 平行地規則性排列有具高於上述第一平均差排密度 之第二平均差排密度之直線狀延伸之數個第二區 域，其特徵為： 上述基板上實質上不含7條以上上述第二區域，且上 述元件之活性區域内不含上述第二區域。 109. 如申請專利範圍第1 0 8項之電子元件，其中上述基板 係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述元件係半 導體發光元件。 110· —種電子元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於基板上，其係 於包含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一區域 中，相互平行地規則性排列有具高於上述第一平均缺 -23 -
1221688 陷密度之第二平均缺陷密度之直線狀延伸之數個第 二區域，來製造元件，其特徵為： 以實質上不含7條以上上述第二區域，且上述元件之 活性區域内不含上述第二區域之方式，在上述基板上 劃定元件區域。 111. 如申請專利範圍第1 1 0項之電子元件之製造方法，其 中上述基板係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上 述元件係半導體發光元件。 112. —種電子元件， 其係使形成元件構造之層生長於基板上，其係於包 含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一區域中，相互 平行地規則性排列有具高於上述第一平均缺陷密度 之第二平均缺陷密度之直線狀延伸之數個第二區 域，其特徵為： 上述基板上實質上不含7條以上上述第二區域，且上 述元件之活性區域内不含上述第二區域。 113. 如申請專利範圍第1 1 2項之電子元件，其中上述基板 係氮化物系ΠΙ-V族化合物半導體基板，上述元件係半 導體發光元件。 114. 一種電子元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於基板上，其係 於包含結晶之第一區域中，相互平行地規則性排列有 結晶性比該第一區域差之直線狀延伸之數個第二區 域，來製造元件，其特徵為： 以實質上不含7條以上上述第二區域，且上述元件之 -24-
1221688 活性區域内不含上述第二區域之方式，在上述基板上 劃定元件區域。 115. 如申請專利範圍第1 1 4項之電子元件之製造方法，其 中上述基板係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上 述元件係半導體發光元件。 116. —種電子元件， 其係使形成元件構造之層生長於基板上，其係於包 含結晶之第一區域中，相互平行地規則性排列有結晶 性比該第一區域差之直線狀延伸之數個第二區域 的，其特徵為： 上述基板上實質上不含7條以上上述第二區域，且上 述元件之活性區域内不含上述第二區域。 117. 如申請專利範圍第1 1 6項之電子元件，其中上述基板 係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述元件係半 導體發光元件。 118. —種電子元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於基板上，其係 於包含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域 中，相互平行地規則性排列有具高於上述第一平均差 排密度之第二平均差排密度之直線狀延伸之數個第 二區域，來製造元件，其特徵為： 上述第二區域之間隔在5 0 # m以上，以含1條以上上 述第二區域，且上述元件之活性區域内不含上述第二 區域之方式’在上述基板上劃定元件區域。 119.如申請專利範圍第1 1 8項之電子元件之製造方法，其
1221688 中上述基板係氮化物系ΠΙ-ν族化合物半導體基板，上 述元件係半導體發光元件。 120. —種電子元件， 其係使形成元件構造之層生長於基板上，其係於包 含具有第一平均差排密度之結晶之第一區域中，相互 平行地規則性排列有具高於上述第一平均差排密度 之第二平均差排密度之直線狀延伸之數個第二區 域，其特徵為： 上述第二區域之間隔在50/zm以上，上述基板上含1 個以上上述第二區域，且上述元件之活性區域内不含 上述第二區域。 121. 如申請專利範圍第1 2 0項之電子元件，其中上述基板 係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述元件係半 導體發光元件。 122. —種電子元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於基板上，其係 於包含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一區域 中，相互平行地規則性排列有具高於上述第一平均缺 陷密度之第二平均缺陷密度之直線狀延伸之數個第 二區域，來製造元件，其特徵為： 上述第二區域之間隔在5 0 # m以上，以含1條以上上 述第二區域，且上述元件之活性區域内不含上述第二 區域之方式，在上述基板上劃定元件區域。 123. 如申請專利範圍第1 2 2項之電子元件之製造方法，其 中上述基板係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上
1221688 述元件係半導體發光元件。 124. —種電子元件， 其係使形成元件構造之層生長於基板上，其係於包 含具有第一平均缺陷密度之結晶之第一區域中，相互 平行地規則性排列有具高於上述第一平均缺陷密度 之第二平均缺陷密度之直線狀延伸之數個第二區 域，其特徵為： 上述第二區域之間隔在50/zm以上，上述基板上含1 條以上上述第二區域，且上述元件之活性區域内不含 上述第二區域。 125. 如申請專利範圍第1 24項之電子元件，其中上述基板 係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述元件係半 導體發光元件。 126. —種電子元件之製造方法， 其係藉由使形成元件構造之層生長於基板上，其係 於包含結晶之第一區域中，相互平行地規則性排列有 結晶性比該第一區域差之直線狀延伸之數個第二區 域，來製造元件，其特徵為： 上述第二區域之間隔在5 0 // m以上，以含1條以上上 述第二區域，且上述元件之活性區域内不含上述第二 區域之方式，在上述基板上劃定元件區域。 127. 如申請專利範圍第1 2 6項之電子元件之製造方法，其 中上述基板係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上 述元件係半導體發光元件。 128. —種電子元件，
1221688 其係使形成元件構造之層生長於基板上，其係於包 含結晶之第一區域中，相互平行地規則性排列有結晶 性比該第一區域差之直線狀延伸之數個第二區域，其 特徵為： 上述第二區域之間隔在50/zm以上，上述基板上含1 條以上上述第二區域，且上述元件之活性區域内不含 上述第二區域。 129.如申請專利範圍第1 2 8項之電子元件，其中上述基板+ 係氮化物系III-V族化合物半導體基板，上述元件係半 導體發光元件。
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