專利名稱：氮化物系半導體元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氮化物系半導體元件的制造方法及氮化物半導體元件。
背景技術(shù)：
氮化物系半導體元件，作為下一代的大容量光盤用光源所使用的 半導體激光元件等，其開發(fā)正在興盛起來。例如，可以參照國際公開 公報WO 03 / 038957Al。
氮化物系半導體元件，可通過在氮化物系半導體基板上利用有機 金屬氣相堆積法使氮化物系半導體各層進行結(jié)晶成長來制造。
圖1是示意性地表示氮化物系半導體基板的立體圖。
氮化物系半導體基板1701由貫通其表面1702和背面1703的條 狀的結(jié)晶缺陷集中的位錯集中區(qū)域1704、 1705、 1706、 1707和正常 的結(jié)晶區(qū)域構(gòu)成的非位錯集中區(qū)域1708、 1709、 1710構(gòu)成。非位錯 集中區(qū)域1708、 1709、 1710的寬度、即位錯集中區(qū)域之間的間隔例 如約為400(im。
在該氮化物系半導體基板1701的表面1702上，例如利用有機金 屬氣相堆積法(MOCVD: Metalorganic Chemical Vapor Deposition)
使氮化物系半導體進行結(jié)晶成長，得到氮化物系半導體的層疊結(jié)構(gòu)。
圖2是從與位錯集中區(qū)域的延長方向成直角的方向看所得到的現(xiàn) 有的氮化物系半導體的層疊結(jié)構(gòu)的示意圖。在氮化物系半導體基板 1701的表面1702上形成結(jié)晶成長層1801、 1802、 1803。在這些結(jié)晶 成長層1801、 1802、 1803上，膜厚不是一定的，例如，在位錯集中 區(qū)域1704、 1705附近的端部1804、 1805處厚，在中央部1806處薄， 是不均勻的。
為了由具有這樣的結(jié)晶成長層1801、 1802、 1803的氮化物系半導體制作氮化物系半導體激光元件，需要形成條狀的光導波路，得到 光封入結(jié)構(gòu)。為了形成光導波路而有多種方法，山脊形光導波路可以 通過將深度和寬度精密地控制在百分之一 Mm左右精度的蝕刻技術(shù)來 形成。
但是，在具有膜厚不均勻的結(jié)晶成長層的氮化物系半導體激光元 件中，因在光導波路的形成工序中蝕刻不均勻的原因，會造成特性惡 化和成品率下降。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在氮化物系半導體基板的非位 錯集中區(qū)域的表面上、在氮化物系半導體的層疊結(jié)構(gòu)中具有膜厚均勻 的結(jié)晶成長層的氮化物系半導體元件及其制造方法。
上述目的可以如下這樣來實現(xiàn)，本發(fā)明是一種氮化物系半導體元 件的制造方法，該氮化物系半導體元件使用了條狀的位錯集中區(qū)域和 非位錯集中區(qū)域交互地存在、位錯集中區(qū)域從表面貫通到背面的氮化 物系半導體基板，其包括以下的工序在上述氮化物系半導體基板的
非位錯集中區(qū)域的表面上層疊氮化物系半導體層的層疊工序；在氮化
物系半導體基板的表面上、在沿著上述位錯集中區(qū)域的附近的非位錯
集中區(qū)域形成槽的槽形成工序；而且該槽形成工序在上述層疊工序之 前進行。
通過上述這樣的方法，可以保證在層疊工序中層疊的氮化物系半 導體各層的膜厚的均勻性，可以改善元件特性以及制品成品率。
另外，上述槽形成工序包括在上述氮化物系半導體基板的表面 上、在除去沿著上述位錯集中區(qū)域的附近非位錯集中區(qū)域的非位錯集 中區(qū)域形成蝕刻掩模的掩模形成子工序；對包括上述位錯集中區(qū)域并 且沿著位錯集中區(qū)域的非位錯集中區(qū)域進行蝕刻的蝕刻子工序；除去 在上述掩模形成子工序中形成的蝕刻掩模的掩模除去子工序。
根據(jù)這樣的方法，可以沿著位錯集中區(qū)域，在包含位錯集中區(qū)域 的非位錯集中區(qū)域形成槽。
另外，在上述掩模形成子工序中形成的蝕刻掩模由Si02構(gòu)成，上 述蝕刻子工序是使用Cl2氣體的反應(yīng)性離子蝕刻。通過這樣的方法，可以確實地形成槽。
另外，由在上述掩模形成子工序中形成的蝕刻掩模之間的距離所 決定的在蝕刻子工序中形成的槽的寬度和在上述蝕刻子工序中形成的 槽的深度，應(yīng)形成為可以抑制在后續(xù)的層疊工序中應(yīng)層疊在位錯集中 區(qū)域表面的氮化物系半導體層向非位錯集中區(qū)域的遷移的寬度和深度。
通過這樣的方法，可以抑制所層疊的氧化物系半導體的吸附晶種 的遷移，可以確保膜厚的均勻性。
另外，在上述槽形成工序中所形成的槽，利用各向異性蝕刻來形 成，并且從氮化物系半導體基板的表面朝槽底方向近乎直角地形成非 位錯集中區(qū)域的臺階部。
通過這樣的方法，可以容易地形成包含有位錯集中區(qū)域的槽。
另外，在上述槽形成工序中所形成的槽，從氮化物系半導體基板 的表面朝著槽底方向形成非位錯集中區(qū)域的臺階部的斜面，該斜面是 朝著位錯集中區(qū)域一側(cè)傾斜的臺形狀。
通過這樣的方法，可以降低邊緣效應(yīng)，進一步提高膜厚的均勻性。
另外，在上述槽形成工序中所形成的槽，從氮化物系半導體基板
的表面朝著槽底方向形成非位錯集中區(qū)域的臺階部的斜面，該斜面是
朝著非位錯集中區(qū)域一側(cè)傾斜的反臺形狀。
通過這樣的方法，可以進一步抑制吸附晶種的遷移。
另外，還具有與在上述槽形成工序中形成的槽同時、在非位錯集
中區(qū)域拉開間隔地形成向著與上述槽成直角方向延伸的直角槽的直角
槽形成工序。
按照這樣的方法，通過在兩個方向形成槽，可以進一步地提高膜 厚的均勻性，并且，氮化物系半導體元件的分離也變得容易。
另外，上述氮化物系半導體基板的表面由(0001)結(jié)晶面構(gòu)成。
通過這樣的方法，在分離氮化物系半導體元件時可以通過劈開而 可以容易地進行。
上述目的可以如下這樣來實現(xiàn)，本發(fā)明是一種氮化物系半導體元 件，它使用了具有條狀的位錯集中區(qū)域的氮化物系半導體基板，其中在氮化物系半導體基板的非位錯集中區(qū)域的至少一端部形成臺階 部，在該臺階部的底部延伸位錯集中區(qū)域，在上述非位錯集中區(qū)域的 表面上形成氮化物系半導體各層。
通過這樣的構(gòu)成，可以使構(gòu)成氮化物系半導體元件的氮化物系半 導體各層的膜厚變得均勻，可以得到半導體特性優(yōu)異且成品率良好的 氮化物系半導體元件。


圖1是示意性地表示具有條狀的位錯集中區(qū)域的氮化物系半導體 基板的立體圖。
圖2是現(xiàn)有的氮化物系半導體的層疊結(jié)構(gòu)剖面的示意圖。
圖3是用于說明本發(fā)明的氮化物系半導體元件的實施方式1的在
GaN基板上形成的結(jié)晶成長層的膜厚的剖面圖。
圖4A和圖4B是用于說明上述實施方式的槽形成工序的剖面圖。
圖5是用于說明上述實施方式的槽圖案的上面圖。
圖6是用于說明上述實施方式的氮化物系半導體元件的制造工序
的剖面圖(之一)。
圖7是用于說明上述實施方式的氮化物系半導體元件的制造工序
的剖面圖(之二)。
圖8是用于說明上述實施方式的氮化物系半導體元件的制造工序
的剖面圖(之三)。
圖9是用于說明上述實施方式的氮化物系半導體元件的制造工序
的剖面圖(之四)。
圖IO是上述實施方式的氮化物系半導體元件的剖面圖。
圖11是用于說明本發(fā)明的氮化物系半導體元件的其他實施方式
的槽圖案的上面圖。
圖12是表示其他實施方式的槽剖面的剖面圖(之一)。 圖13是表示其他實施方式的槽剖面的剖面圖(之二)。 圖14是表示其他實施方式的槽剖面的剖面圖(之三)。 圖15是表示其他實施方式的槽剖面的剖面圖(之四)。圖16是用于估計在GaN基板上形成的結(jié)晶成長層的膜厚的偏差 的說明圖。
圖17是表示上述實施方式和現(xiàn)有例的膜厚的偏差的比較例的圖。
圖18是表示上述實施方式1的槽的深度和寬度與在CaN基板上 形成的結(jié)晶成長層的膜厚均勻性之間的關(guān)系的圖。
具體實施例方式
以下，使用附圖，對本發(fā)明的氮化物系半導體及其制造方法的實 施方式進行說明。 [實施方式1]
圖3是用于說明在本發(fā)明的氮化物系半導體元件的制造方法的實 施方式1中在GaN基板上形成的結(jié)晶成長層的膜厚的剖面圖。
該氮化物系半導體元件101是在作為氮化物系半導體基板的GaN 基板102的表面103上形成由氮化物系半導體的結(jié)晶成長層104構(gòu)成 的層疊結(jié)構(gòu)而成。
在GaN基板102上形成貫通表面103和背面105的條狀的結(jié)晶缺 陷集中的位錯集中區(qū)域106、 107。沿著該位錯集中區(qū)域106、 107的 延伸方向形成槽108、 109。
通過MOCVD法，向在形成了該槽108、 109的GaN基板102的 表面103供給包含Ga、 Al、 In等的III族元素和N元素的結(jié)晶成長原 料，形成結(jié)晶成長層104。
這些III族元素和N元素的吸附晶種幾乎不在位錯集中區(qū)域 106、 107的表面吸附。本來應(yīng)該吸附在位錯集中區(qū)域106、 107上的 吸附晶種在GaN基板102上所形成的槽108、 109中堆積。另外，由 于槽108、 109是按照距離表面103具有深度d所形成的，所以可以抑 制堆積在槽108、 109的非位錯集中區(qū)域的吸附晶種向槽108、 109外 的非位錯集中區(qū)域110的表面103遷移。
其結(jié)果是，提高了在非位錯集中區(qū)域110的表面103上形成的結(jié) 晶成長膜104的膜厚的均勻性。另外，由于槽108、 109是通過蝕刻而形成的，所以在槽108、 109與表面103的分界處形成角。由于吸附晶種容易吸附在角立起的 部分上(邊緣效應(yīng))，所以在角部分lll、 112上，在結(jié)晶成長層104 上形成有些突起的傾斜部113、 114。
接下來，對本實施方式的氮化物系半導體基板的槽形成工序進行
如圖4A所示，將GaN基板102的(0001)結(jié)晶面作為表面 103，在沿著形成有槽的位錯集中區(qū)域106、 107 (貫通附圖紙面的方 向)的非位錯集中區(qū)域以外的非位錯集中區(qū)域110的表面103上，利 用PCVD法(Plasma Chemical Vaper Deposition)形成Si。2層，作為 掩模201。另外，作為掩模201的材料，也可以使用Ni (鎳)、光刻 膠、A1203、 SiN等絕緣材料。掩模201的膜厚例如可以設(shè)為0.36 jjjn。
將形成了 Si。2層201的GaN基板102利用RIE (Reactive lon Etching)法有選擇地蝕刻位錯集中區(qū)域106、 107和其近旁的非位錯 集中區(qū)域。該蝕刻條件例如設(shè)定為使用Cl2氣體，氣壓為 25mTorr，流量為25sccm，等離子體激發(fā)功率為200W，蝕刻速率為 0.135|im / min。由此，形成距離GaN基板102的表面103具有深度d 為l(im的槽。另外，關(guān)于蝕刻所用的氣體來說，也可以使用BCb等 含有氯的氣體。
在該蝕刻工序之后，除去作為掩模所形成的Si02層。
圖4B是在槽形成工序中得到的GaN基板102的剖面圖。在GaN 基板102的表面103上，形成有深度d=lpm、寬度w=100|im的槽 108、 109。
圖5是示意性地表示從圖4B的上方來看的GaN基板102的上面 圖。在GaN基板102的表面103上，形成沿著條狀的位錯集中區(qū)域 106、 107、…的槽108、 109、…。這些槽108、 109的中心間的間隔 例如為400fim。
接下來，說明槽形成工序結(jié)束后的GaN基板102上作為氮化物系 半導體元件的氮化物系半導體激光元件的層疊工序。另外，為了使說明簡單，對于GaN基板102是n型導電性的情況進行說明，剖面圖僅 對于槽108、 109的中心間進行記載。
圖6是用于說明層疊工序的剖靣圖。以下的層疊工序通過 MOCVD法來進行。
(1) 在n型導電性的GaN基板102上，形成緩沖層401。該緩 沖層形成工序是，將GaN基板102放入氫氣及氮氣環(huán)境的反應(yīng)爐中， 在供給作為氮化物系半導體層的氮化原料的NH;氣體的狀態(tài)下，將 GaN基板102加熱到IOO(TC左右。在GaN基板102的溫度達到約 IOO(TC的時刻，將含有作為Ga原料的TMGa (三甲基鎵)及作為鋁 原料的TMA1 (三甲基鋁)的氫氣供給到反應(yīng)爐內(nèi)，在GaN基板102 上形成不摻雜的Al。.(HGa。.99N層，作為緩沖層401。該緩沖層401，例 如形成l.Opm的厚度，起到在該上層形成的氮化物系半導體激光結(jié)構(gòu) 與GaN基板102之間的緩沖層的作用。
(2) 在緩沖層401上形成n型包敷層402。 該包敷層形成工序是，將含有作為Ga原料的TMGa (三甲基
鎵)及TMA1 (三甲基鋁)、作為用于得到n型導電性的Ge雜質(zhì)原料 的GeH4 (甲鍺烷)的氫氣供給到反應(yīng)爐內(nèi)，形成厚度約為1.5pm的 由摻雜了 Ge的Al,Gaa93N構(gòu)成的n型包敷層402。
(3) 在n型包敷層402上形成n側(cè)載流子塊層403。
該n側(cè)載流子塊層形成工序是，將含有作為Ga原料的TMGa及 作為鋁原料的TMA1的氫氣供給到反應(yīng)爐內(nèi)，形成厚度約為20nm的 由Alo.2Gao.8N構(gòu)成的n側(cè)載流子塊層403。
(4) 在n側(cè)載流子塊層403上形成發(fā)光層404。 該發(fā)光層形成工序是，將GaN基板102的溫度降到約80(TC左
右，向供給了 NH3氣體的氮氣環(huán)境的反應(yīng)爐內(nèi)供給作為Ga原料的 TEGa (三乙基鎵)及作為In原料的TMIn (三甲基銦)，形成具有多 重量子阱(MQW: Multiple Quantum Well)結(jié)構(gòu)的MQW活性層。 MQW活性層是，將厚度約為3.5nm的由不摻雜的InxGa"N構(gòu)成的3 個量子阱層和厚度約為20nm的由不摻雜的InyGa,.yN構(gòu)成的3個量子 壁壘層交替地層疊。
在此，x〉y， x二0.15， y=0.03。
10在MQW活性層的上面，同樣地供給TEGa及TMIn，形成膜厚 約為0.1^im的由不摻雜的In。^Ga。.99N構(gòu)成的p側(cè)光導層。
向反應(yīng)爐供給作為Ga原料的TMGa及作為Al原料的TMA1，在 p側(cè)光導層的上面，形成膜厚約為20nm的由AlQ.25Gao.75N構(gòu)成的p側(cè)
載流子塊層。
發(fā)光層404由這些MQW活性層和p側(cè)光導層和載流子塊層構(gòu)成。
(5) 在發(fā)光層404上形成p型包敷層405。 該包敷層形成工序是，再次將GaN基板102的溫度加熱到1000
t:左右，在向反應(yīng)爐內(nèi)供給了 NH3氣體的氫氣及氮氣環(huán)境中，向反應(yīng) 爐供給作為p型雜質(zhì)Mg的原料的Mg (C5H5) 2 (環(huán)戊二烯基鎂)、 作為Ga原料的TMGa及作為Al原料的TMA1，形成厚度約為0.5pm 的由摻雜了 Mg的Al,Ga詣N構(gòu)成的p型包敷層405。
(6) 在p型包敷層405上形成p側(cè)接觸層406。 該接觸層形成工序是，再度將GaN基板溫度降至80(TC左右，在
向反應(yīng)爐內(nèi)供給了 NH3氣體的氮氣環(huán)境中，供給作為Ga原料的 TMGa及作為In原料的TMIn，形成厚度約為2nm的由不摻雜的 Ino.07Gao.93N構(gòu)成的p側(cè)接觸層406。
在以上的各工序中，使在GaN基板102上氮化物系半導體元件的 層疊工序完成，將基板407的溫度降至室溫附近，將基板407從反應(yīng) 爐中取出。
接下來，在形成了氮化物系半導體激光元件的層疊結(jié)構(gòu)的基板 407上形成光導波路。
如圖7所示，光導波路形成工序包括在基板407的p側(cè)接觸層 406上的近乎中央位置、與位錯集中區(qū)域106、 107的延伸方向近乎平 行地形成寬度約為1.5pm的條狀的由Si02構(gòu)成的掩模501;通過使用 Cl2氣體的R正法進行的山脊形成蝕刻。
在山脊形成蝕刻中，如圖8所示，通過蝕刻除去形成了掩模501 的區(qū)域以外的區(qū)域的p側(cè)接觸層406的全部和p型包敷層405的膜厚 的約90%。由此，在p型包敷層601上形成膜厚約為0.45pm的突狀 部602。接下來，如圖9所示在p型包敷層601的平坦部和該突狀部602 的側(cè)面形成由Si02層構(gòu)成的電流塊層701，除去掩模501，該電流塊 層形成約為0.2pm的膜厚。除i了掩模5Gl的部分成為帶狀槽702。
如圖10所示，在除去了掩模501的帶狀槽702中，在p側(cè)接觸層 406上形成了 p側(cè)歐姆電極801后，形成覆蓋整個上面的p側(cè)襯墊電 極802。
再將GaN基板102的背面105研磨到容易劈開的厚度后，在 GaN基板102的背面105形成n側(cè)歐姆電極803和n側(cè)襯墊電極 804，生成氮化物系半導體元件。
根據(jù)以上這樣的制造方法，由于在氮化物系半導體激光元件的疊 層工序中的膜厚在非位錯集中區(qū)域IIO近乎是均等的，所以即使在光 導波路形成工序中的要求山脊形成蝕刻那樣的精度的蝕刻中，也不會 制造不良品，可以提高制品的成品率。
按照在槽108、 109之間具有2以上的山脊部的方式形成半導體 激光元件也可以。
另外，在上述實施方式中，雖然形成了沿著GaN基板102的位錯 集中區(qū)域106等的槽108等，但是作為其他的槽形成圖案，也可形成 圖ll所示那樣的槽。
圖11是GaN基板102的上面圖。也可在非位錯集中區(qū)域110的 表面103上形成與槽108、 109等成直角方向的直角槽901、 902等。 該直角槽901、 902的間隔D，按照使從間隔D減了直角槽901等的 槽寬的長度為氮化物系半導體激光元件的光路長或者其光路長的整數(shù) 倍數(shù)的長度那樣形成即可。這樣的話，以該直角槽為基準容易分離一 個氮化物系半導體激光元件。
雖然在上述上實施方式中，槽108等通過各向異性蝕刻使剖面成 為長方形，但是將槽剖面按照以下這樣作成也可以。
圖12是將槽剖面IOOI作成臺形狀。通過作成這樣的形狀，可以 降低邊緣效應(yīng)。這時，將槽深設(shè)為2pm。
圖13是將槽剖面1101作成反臺形狀。如果作成這樣的形狀的 話，從槽內(nèi)向槽外的吸附晶種的遷移將更加減少。
而且，如圖14所示，也可以將槽剖面1201作成臺階形狀。雖然上述各槽108等包含位錯集中區(qū)域106等，但是也可以不蝕 刻位錯集中區(qū)域106，在位錯集中區(qū)域106的兩側(cè)的非位錯集中區(qū)域 中形成一對的槽1301、 1302。
在上述實施方式中，雖然使用n型GaN基板102進行了說明，當 然也可以使用p型GaN基板。
在上述中，以具有山脊型光導波路結(jié)構(gòu)的半導體激光器為例進行 了說明，但是由于根據(jù)本發(fā)明可以使氮化物系半導體各層的膜厚變?yōu)?均勻，所以即使用于具有其他光導波路結(jié)構(gòu)的半導體激光器，可以改 善元件的特性以及提高制品的成品率。例如，在通過離子注入而形成 光導波路的情況下，如果半導體各層的膜厚不均勻的話，由于對于層 疊方向上的發(fā)光層位置的離子注入深度不同，所以橫方向的光封入不 均勻，會對元件特性造成不良影響，但是根據(jù)本發(fā)明，由于可使氮化 物系半導體各層的膜厚均勻，所以可以使上述離子注入深度均勻。其 結(jié)果是，由于可以使橫方向的光封入均勻，所以可以改善元件特性以 及提高制品的成品率。
通過形成條狀的電極而設(shè)置光導波路的電極條狀結(jié)構(gòu)(與上述的 山脊型光導波路結(jié)構(gòu)不同，是不形成山脊部的結(jié)構(gòu))的情況下，若半 導體各層的膜厚不均勻的話，有可能造成在其上面形成的電極的附著 力的下降。而且，在將具有電極條狀結(jié)構(gòu)的元件從該電極側(cè)安裝在輔 助支架等的基臺上的進行所謂向下連接(Junctiondown)組裝的情況 下，若半導體各層的膜厚不均勻的話，則防熱特性變壞，難以控制發(fā) 光點的位置。其結(jié)果是，有可能造成元件特性變差，并導致制品的成 品率降低。但是，根據(jù)本發(fā)明，由于可以使氮化物系半導體各層的膜 厚均勻，所以可以解決這樣的問題，因此可以改善元件的特性以及提
咼產(chǎn)品的成品率o
雖然在上述實施方式中使用GaN基板作為氮化物系半導體基板進 行了說明，但是不限于此，也可以是包含AlGaN、 A1N、 AlGalnN的 氮化物系半導體基板，當然也可以使用在它們中加入了 B的通式是 AlGalnBN的基板。
雖然在上述的實施方式中使用MOCVD法進行了氮化物系半導體 各層的結(jié)晶成長，但是不限于該方法，也可以使用HVPE (氫化物氣相堆積)法、或者、使用Al、 Ga、 In、 NH3、 SiH4、 GeH4及Mg
(C5H5) 2等作為原料氣體的氣體源MBE (分子束堆積)法、使用 Al、 Ga、 In、 CeH4、 Mg和氮自由基或聯(lián)氨的MBE法等進行結(jié)晶成長。
雖然在上述實施方式中在GaN基板的(0001)結(jié)晶面上層疊氮化 物系半導體的各層，但是也可以在其他方向上進行層疊。例如，也可 以在(1 — 100)或(11—20)結(jié)晶面等的(H、 K、 一H—K、 0)結(jié) 晶面上層疊氮化物系半導體的各層。在這種情況下，在發(fā)光層不產(chǎn)生 壓電電場，所以可以提高發(fā)光層的發(fā)光效率。
也可以使用在從(0001)結(jié)晶面起l.(T以下的范圍內(nèi)截斷的氮化 物系半導體基板。
雖然在上述的實施方式中使用了 MQW結(jié)構(gòu)作為發(fā)光層，發(fā)光層 即使是單一量子阱結(jié)構(gòu)，也可以得到同樣的效果。
由于本發(fā)明的內(nèi)容涉及提高膜厚的均勻性的技術(shù)，所以從使發(fā)光 層的膜厚等均勻等的觀點來看，對于發(fā)光二極管和受光元件也是有效 的。而且，對于具有復雜的蝕刻圖案和電極圖案的FET等的有源元件 也是有效的。
接下來，表示使上述實施方式中的GaN基板上的氮化物系半導體 的層疊結(jié)構(gòu)的結(jié)晶成長層的膜厚的均勻性與作為現(xiàn)有技術(shù)的不形成沿 著位錯集中區(qū)域的槽的情況相比較的試驗數(shù)據(jù)。
圖16表示用于比較膜厚均勻性的膜厚測定方法。將結(jié)晶成長層 的最大膜厚部分與最小膜厚部分的膜厚差設(shè)為At。
在圖17中表示使平均膜厚為3pm時的比較例。
在比較例中，利用如現(xiàn)有例那樣不形成槽的情況、在實施方式1 中說明了的圖5所示的槽圖案和圖11所示的槽圖案這三種進行了比 較。在第1欄中表示膜厚差，在第2欄中用％表示用平均膜厚除膜厚 差所得的值。
從該圖可以理解到，在氮化物系半導體的結(jié)晶成長層形成之前， 通過形成槽，可以抑制吸附晶種的遷移，提高膜厚的均勻性。特別 是，在沿著位錯集中區(qū)域的方向和其直角方向的兩個方向上形成槽圖 案時，可以完全地確保膜厚的均勻性。
14接下來，圖18中的曲線表示該膜厚的均勻性與槽的深度和槽的
寬度(半值)之間的關(guān)系。橫軸表示槽的半值寬度，縱軸是用pm單 位來表示槽的深度。另外，該平均膜厚為3)im。圖中的X符號表示膜 厚不均勻的點，A符號表示可以確保膜厚均勻性的分界點，〇符號表 小-膜厚均勻性良好的點。其結(jié)果是，在曲線的上方(交叉線部分)， 能夠確保膜厚均勻性，這點己由實驗結(jié)果確認。
如果加大槽的半值寬度，則可以阻礙非位錯集中區(qū)域的有效利 用，而若加深槽的深度的話，則蝕刻處理的效率變差。
因此，將槽的深度設(shè)為0.7, 2.5pm的范圍、將槽的半值寬度 與此相應(yīng)地設(shè)為70jim 20pm的范圍是有效的，
本發(fā)明的氮化物系半導體元件的制造方法及氮化物系半導體元 件，作為半導體激光特性優(yōu)異且在制造階段中提高了成品率的氮化物 系半導體元件，在大容量光盤用光源等的領(lǐng)域中得到應(yīng)用。
權(quán)利要求
1. 一種使用氮化物系半導體基板的氮化物系半導體元件的制造方法，其特征在于，包括以下的工序?qū)盈B工序，在所述氮化物系半導體基板的表面上層疊氮化物系半導體層；槽形成工序，在氮化物系半導體基板的表面上形成槽，在此，該槽形成工序在所述層疊工序之前進行，所述氮化物系半導體基板是(H、K、—H—K、O)面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物系半導體元件的制造方法，其特 征在于將槽的深度設(shè)為0.7 2.5pm的范圍，將槽的半值寬度設(shè)為70 20pm的范圍。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物系半導體元件的制造方法，其特 征在于在所述基板的表面上，在所述槽和沒有形成所述槽的區(qū)域的分界 處形成角部分，所述氮化物系半導體層形成為具有向所述角部分突起 的傾斜部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化物系半導體元件的制造方法，其特征在于所述氮化物系半導體元件是半導體激光。
5. —種使用氮化物系半導體基板的氮化物系半導體元件的制造方法，其特征在于，包括以下的工序?qū)盈B工序，在所述氮化物系半導體基板的表面上層疊氮化物系半導體層;，在氮化物系半導體基板的表面上形成槽;在所述槽部分離所述基板，形成工序在所述層疊工序之前進行，所述分離工序在所述層疊工序之后進行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮化物系半導體元件的制造方法，其特 征在于將槽的深度設(shè)為0.7 2.5|im的范圍，將槽的半值寬度設(shè)為70 20(im的范圍。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮化物系半導體元件的制造方法，其特 征在于在所述基板的表面上，在所述槽和沒有形成所述槽的區(qū)域的分界 處形成角部分，所述氮化物系半導體層形成為具有向所述角部分突起 的傾斜部。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮化物系半導體元件的制造方法，其特 征在于所述氮化物系半導體元件是半導體激光。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氮化物系半導體元件的制造方法，在具有從表面貫通到背面的條狀的位錯集中區(qū)域的GaN基板的表面上將氮化物系半導體各層以均勻的膜厚進行層疊。氮化物系半導體基板，例如，沿GaN基板表面的位錯集中區(qū)域，在位錯集中區(qū)域附近的非位錯集中區(qū)域形成槽。在形成了該槽的GaN基板的表面上形成氮化物系半導體的各層，作為結(jié)晶成長層。
文檔編號H01L21/3065GK101459318SQ200910000559
公開日2009年6月17日 申請日期2005年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者伊豆博昭, 山口勤, 狩野隆司, 畑雅幸, 野村康彥 申請人:三洋電機株式會社