(57)【要約】【課題】半導体層を構成する材料と異なる材料からなる基板を用い、この上にＩＩＩ族化合物半導体層を成膜する工程を有し、得られる半導体発光層の発光波長分布σを小さくすることが可能な半導体発光素子の製造方法を提供する。【解決手段】ＩＩＩ族化合物半導体層を有する半導体発光素子の製造方法であって、基板上に少なくとも１つの化合物半導体層を成膜し、反り量Ｈが５０μｍ≦Ｈ≦２５０μｍの範囲である化合物半導体基板を形成する化合物半導体基板形成工程と、形成された前記化合物半導体基板上に複数のＩＩＩ族化合物半導体層からなる発光層を形成する発光層形成工程と、を有することを特徴とする半導体発光素子の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩＩＩ族化合物半導体層を有する半導体発光素子の製造方法であって、
基板上に少なくとも１つの化合物半導体層を成膜し、反り量Ｈが５０μｍ≦Ｈ≦２５０μｍの範囲である化合物半導体基板を形成する化合物半導体基板形成工程と、
形成された前記化合物半導体基板上に複数のＩＩＩ族化合物半導体層からなる発光層を形成する発光層形成工程と、
を有することを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記ＩＩＩ族化合物半導体層が、少なくともＩＩＩ族窒化物を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記基板の直径Ｄが、５０ｍｍ〜１５５ｍｍの範囲から選ばれることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記基板の厚さｄが、０．４ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲から選ばれることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項５】
前記基板の反り量Ｈが、−１０μｍ≦Ｈ≦１０μｍの範囲から選ばれることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記化合物半導体基板の反り量Ｈが、１００μｍ≦Ｈ≦１１５μｍの範囲から選ばれることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記基板は、ＩＩＩ族化合物半導体層と異なる材料から構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記基板は、サファイアから構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子の製造方法に関し、より詳しくは、ＩＩＩ族化合物半導体層を有する半導体発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層等の化合物半導体層を有する半導体発光素子は、サファイア単結晶等からなる基板上に化合物半導体層を成膜し、さらに正極や負極等を設けた後、基板の被研削面を研削及び研磨し、その後、適当な形状に切断することにより発光素子チップとして調製される（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１７７５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、半導体層を構成する化合物半導体とは異なる材料からなる基板を用い、この基板上に化合物半導体層を成膜すると、得られる化合物半導体発光層の波長分布の標準偏差σ（本明細書中、発光波長分布σ（ｎｍ）とも言う。）が大きくなるという問題がある。特に、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法：ＯＲＧＡＮＩＣ  ＭＥＴＡＬ  ＣＨＥＭＩＣＡＬ  ＶＡＰＯＵＲ  ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ）により化合物半導体層を形成する場合にこのような傾向が大きい。
これは、主として、基板と化合物半導体との熱膨張係数の差により、基板に反りが生じることに原因があると考えられる。基板に反りが生じると、ＭＯＣＶＤにより化合物半導体層を成膜する場合、基板上に温度分布が生じ、例えば、Ｉｎ（インジウム）等の元素の分布が不均一になってしまう。これにより、当該化合物半導体層から発光素子を製造する際に、同一基板内で所望しない波長を有する発光素子が出来てしまい、同一基板からの製品の収得率を低下するとう問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、化合物半導体層を構成する材料と異なる材料からなる基板を用い、この上にＩＩＩ族化合物半導体層を成膜する工程を有し、得られる化合物半導体発光層の発光波長分布σを小さくすることを可能とする、化合物半導体発光素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かくして本発明によれば、ＩＩＩ族化合物半導体層を有する半導体発光素子（化合物半導体発光素子とも言う。）の製造方法であって、基板上に少なくとも１つの化合物半導体層を成膜し、反り量Ｈが５０μｍ≦Ｈ≦２５０μｍの範囲である化合物半導体基板を形成する化合物半導体基板形成工程と、形成された化合物半導体基板上に複数のＩＩＩ族化合物半導体層からなる発光層を形成する発光層形成工程と、を有することを特徴とする半導体発光素子の製造方法が提供される。
【０００７】
ここで、本発明が適用される半導体発光素子の製造方法において、基板上に成膜されるＩＩＩ族化合物半導体層が、少なくともＩＩＩ族窒化物を含むことが好ましい。
また、基板の直径Ｄが、５０ｍｍ〜１５５ｍｍの範囲から選ばれることが好ましい。
さらに、基板の厚さｄが、０．４ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲から選ばれることが好ましい。
またさらに、基板の反り量Ｈが、−１０μｍ≦Ｈ≦１０μｍの範囲から選ばれることが好ましい。
次に、本発明が適用される半導体発光素子の製造方法において、化合物半導体基板の反り量Ｈが、１００μｍ≦Ｈ≦１１５μｍの範囲から選ばれることが好ましい。
また、基板は、ＩＩＩ族化合物半導体層と異なる材料から構成されることが好ましい。
さらに、本発明が適用される半導体発光素子の製造方法において、基板は、サファイアから構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、半導体発光素子の製造方法において、反り量Ｈが５０μｍ≦Ｈ≦２５０μｍの範囲である化合物半導体基板を用い、これに発光層を形成することにより、同一基板内で得られる半導体発光層の発光波長分布σを小さくすることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。
【００１０】
（半導体発光素子）
本実施の形態において製造される半導体発光素子は、通常、所定の基板と基板上に成膜された化合物半導体層とを有している。化合物半導体層を構成する化合物半導体としては、例えば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、ＩＶ−ＩＶ族化合物半導体等が挙げられる。本実施の形態では、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体が好ましく、中でも、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体が好ましい。以下に、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体を有する半導体発光層を例に挙げて説明する。
【００１１】
図１は、本実施の形態において製造される半導体発光素子の層構造の一例を説明する図である。図１に示すように、半導体発光素子Ｉは、基板１１０上に形成された中間層１２０の上に、下地層１３０、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０、ｐ型半導体層１６０が順次積層されて構成されている。なお、化合物半導体層（ＩＩＩ族化合物半導体層）２００は、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０及びｐ型半導体層１６０をまとめて総称する。
さらに、ｐ型半導体層１６０上に透明正極１７０（図２参照）が積層され、その上に正極ボンディングパッド１８０が形成されるとともに、ｎ型半導体層１４０のｎ型コンタクト層１４１に形成された露出領域１４３に負極ボンディングパッド１９０が積層されている。
ここで、本実施の形態では、基板１１０上に、少なくとも中間層１２０を含み、さらにＩＩＩ族化合物半導体からなる下地層１３０及びｎ型半導体層１４０から選ばれる少なくとも１層を成膜したものを化合物半導体基板１００と称し、発光機能を有さない半導体層積層基板として取り扱う。
【００１２】
ここで、ＩＩＩ族化合物半導体からなる下地層１３０上に成膜されたｎ型半導体層１４０は、ｎ型コンタクト層１４１及びｎ型クラッド層１４２を有する。発光層１５０は、障壁層１５１及び井戸層１５２が交互に積層された構造を有する。ｐ型半導体層１６０は、ｐ型クラッド層１６１及びｐ型コンタクト層１６２が積層されている。
本実施の形態では、基板１１０上に成膜された化合物半導体層（中間層１２０、下地層１３０、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０及びｐ型半導体層１６０を含めたＩＩＩ族化合物半導体層）の合計の厚さは、５μｍ以上、好ましくは８μｍ以上、さらに好ましくは９μｍ以上である。また、これらの合計の厚さは、１５μｍ以下、好ましくは１４μｍ以下、さらに好ましくは１３μｍ以下である。
前述した化合物半導体層（ＩＩＩ族化合物半導体層）の合計の厚さが過度に薄いと、特に、下地層１３０及びｎ型半導体層１４０の膜厚が薄いと、その後に積層する発光層１５０及びｐ型半導体層１６０の結晶性が悪くなるため、半導体発光素子Ｉを形成した場合は発光強度が弱くなる傾向がある。
【００１３】
（基板１１０）
基板１１０は、ＩＩＩ族窒化物化合物半導体とは異なる材料から構成され、基板１１０上にＩＩＩ族窒化物半導体結晶がエピタキシャル成長される。基板１１０を構成する材料としては、例えば、サファイア、炭化ケイ素（シリコンカーバイド：ＳｉＣ）、シリコン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化マンガン亜鉛鉄、酸化マグネシウムアルミニウム、ホウ化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化リチウムガリウム、酸化リチウムアルミニウム、酸化ネオジウムガリウム、酸化ランタンストロンチウムアルミニウムタンタル、酸化ストロンチウムチタン、酸化チタン、ハフニウム、タングステン、モリブデン等が挙げられる。これらの中でも、サファイア、炭化ケイ素（シリコンカーバイド：ＳｉＣ）が好ましい。
また、基板１１０の表面は半導体層を積層する側の面（表面）とその反対側の面（裏面）の表面粗さＲａ（算術平均粗さ）が異なっている方が好ましい。特に、表面粗さＲａの関係は表面≦裏面となっている基板を用いると良い。
【００１４】
（中間層１２０）
前述したように、本実施の形態では、基板１１０はＩＩＩ族窒化物化合物半導体とは異なる材料から構成される。このため、後述するように化合物半導体層２００を有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）により成膜する際に、バッファ機能を発揮する中間層１２０を基板１１０上に設けることが好ましい。特に、中間層１２０が単結晶構造であることは、バッファ機能の面から好ましい。単結晶構造を有する中間層１２０を基板１１０上に成膜した場合、中間層１２０のバッファ機能が有効に作用し、中間層１２０上に成膜される下地層１３０と化合物半導体層２００は、良好な配向性及び結晶性を持つ結晶膜となる。
中間層１２０は、Ａｌを含有することが好ましく、ＩＩＩ族窒化物であるＡｌＮを含むことが特に好ましい。中間層１２０を構成する材料としては、一般式ＡｌＧａＩｎＮで表されるＩＩＩ族窒化物化合物半導体であれば特に限定されない。さらに、Ｖ族として、ＡｓやＰが含有されても良い。中間層１２０が、Ａｌを含む組成の場合、ＧａＡｌＮとすることが好ましく、Ａｌの組成が５０％以上であることが好ましい。
【００１５】
（下地層１３０）
下地層１３０に用いる材料としては、Ｇａを含むＩＩＩ族窒化物（ＧａＮ系化合物半導体）が用いられ、特に、ＡｌＧａＮ、又はＧａＮを好適に用いることができる。下地層１３０の膜厚は０．１μｍ以上、好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは１μｍ以上である。
【００１６】
（ｎ型半導体層１４０）
ｎ型半導体層１４０は、ｎ型コンタクト層１４１及びｎ型クラッド層１４２から構成される。ｎ型コンタクト層１４１としては、下地層１３０と同様にＧａＮ系化合物半導体が用いられる。また、下地層１３０及びｎ型コンタクト層１４１を構成する窒化ガリウム系化合物半導体は同一組成であることが好ましく、これらの合計の膜厚を０．１μｍ〜２０μｍ、好ましくは０．５μｍ〜１５μｍ、さらに好ましくは１μｍ〜１２μｍの範囲に設定することが好ましい。
【００１７】
ｎ型クラッド層１４２は、ＡｌＧＮ、ＧａＮ、ＧａＩｎＮ等によって形成することが可能である。また、これらの構造のヘテロ接合や複数回積層した超格子構造としてもよい。ＧａＩｎＮとする場合には、後述する発光層１５０を構成する井戸層１５２のＧａＩｎＮのバンドギャップよりも大きくすることが望ましい。ｎ型クラッド層１４２の膜厚は、好ましくは５ｎｍ〜５００ｎｍ、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。
【００１８】
（発光層１５０）
発光層１５０は、窒化ガリウム系化合物半導体からなる障壁層１５１と、インジウムを含有する窒化ガリウム系化合物半導体からなる井戸層１５２とが交互に繰り返して積層され、且つ、ｎ型半導体層１４０側及びｐ型半導体層１６０側に障壁層１５１が配される順で積層して形成される。本実施の形態では、発光層１５０は、６層の障壁層１５１と５層の井戸層１５２とが交互に繰り返して積層され、発光層１５０の最上層及び最下層に障壁層１５１が配され、各障壁層１５１間に井戸層１５２が配される構成とされている。
【００１９】
障壁層１５１としては、例えば、インジウムを含有した窒化ガリウム系化合物半導体からなる井戸層１５２よりもバンドギャップエネルギーが大きいＡｌｃＧａ１−ｃＮ（０≦ｃ≦０．３）等の窒化ガリウム系化合物半導体を好適に用いることができる。
また、井戸層１５２には、インジウムを含有する窒化ガリウム系化合物半導体として、例えば、Ｇａ１−ｓＩｎｓＮ（０＜ｓ＜０．４）等の窒化ガリウムインジウムを用いることができる。
井戸層１５２の膜厚としては、特に限定されないが、量子効果の得られる程度の膜厚、即ち臨界膜厚領域であることが好ましい。例えば、井戸層１５２の膜厚は、１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲であることが好ましく、２ｎｍ〜６ｎｍの膜厚であればより好ましい。
【００２０】
（ｐ型半導体層１６０）
ｐ型半導体層１６０は、ｐ型クラッド層１６１及びｐ型コンタクト層１６２から構成される。ｐ型クラッド層１６１としては、好ましくは、ＡｌｄＧａ１−ｄＮ（０＜ｄ≦０．４）のものが挙げられる。ｐ型クラッド層１６１の膜厚は、好ましくは１ｎｍ〜４００ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍである。
ｐ型コンタクト層１６２としては、少なくともＡｌｅＧａ１−ｅＮ（０≦ｅ＜０．５）を含んでなる窒化ガリウム系化合物半導体層が挙げられる。ｐ型コンタクト層１６２の膜厚は、特に限定されないが、１０ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００２１】
（透明正極１７０）
透明正極１７０を構成する材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２）、ＡＺＯ（ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３）、ＩＺＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）、ＧＺＯ（ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３）等の従来公知の材料が挙げられる。また、透明正極１７０の構造は特に限定されず、従来公知の構造を採用することができる。透明正極１７０は、ｐ型半導体層１６０上のほぼ全面を覆うように形成しても良く、格子状や樹形状に形成しても良い。
【００２２】
（正極ボンディングパッド１８０）
透明正極１７０上に形成される電極としての正極ボンディングパッド１８０は、例えば、従来公知のＡｕ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｕ等の材料から構成される。正極ボンディングパッド１８０の構造は特に限定されず、従来公知の構造を採用することができる。
正極ボンディングパッド１８０の厚さは、１００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であり、好ましくは３００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内である。
【００２３】
（負極ボンディングパッド１９０）
図２に示すように、負極ボンディングパッド１９０は、基板１１０上に成膜された中間層１２０及び下地層１３０の上にさらに成膜された化合物半導体層２００（ｎ型半導体層１４０、発光層１５０及びｐ型半導体層１６０）において、ｎ型半導体層１４０のｎ型コンタクト層１４１に接するように形成される。このため、負極ボンディングパッド１９０を形成する際は、ｐ型半導体層１６０、発光層１５０及びｎ型半導体層１４０の一部を除去し、ｎ型コンタクト層１４１の露出領域１４３を形成し、この上に負極ボンディングパッド１９０を形成する。
負極ボンディングパッド１９０の材料としては、各種組成および構造の負極が周知であり、これら周知の負極を何ら制限無く用いることができ、この技術分野でよく知られた慣用の手段で設けること
ができる。
【００２４】
（半導体発光素子の製造方法）
次に、半導体発光素子の製造方法について説明する。
図２は、本実施の形態が適用される製造方法により得られる半導体発光素子の一例を説明する図である。
本実施の形態において半導体発光素子Ｉは、所定の直径Ｄと厚さｄとを有するサファイア製の基板１１０上に、Ｖ族元素を含むガスと金属材料とをプラズマで活性化して反応させることによりＩＩＩ族窒化物からなる中間層１２０を成膜する。続いて、中間層１２０上に、下地層１３０、ｎ型半導体層１４０を有する化合物半導体基板１００（図１参照）を形成する（化合物半導体基板形成工程）。続いて、化合物半導体基板１００上に、発光層１５０及びｐ型半導体層１６０を成膜する（発光層形成工程）。次いで、基板１１０を所定の厚さになる迄研削し、その後、適当な大きさに切断して形成される。
【００２５】
本実施の形態では、使用する基板１１０の直径Ｄは、通常、５０ｍｍ〜１５５ｍｍの範囲から選択される。また、基板１１０の厚さｄは、通常、０．４ｍｍ〜１．５ｍｍ、好ましくは０．４ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲から選択される。
このとき、使用する基板１１０は、反り量Ｈが、−３０μｍ≦Ｈ≦３０μｍ、−３０μｍ≦Ｈ＜０、または０＜Ｈ≦３０μｍの範囲から選ばれることが好ましく、−１０μｍ≦Ｈ≦１０μｍ、−１０μｍ≦Ｈ＜０、または０＜Ｈ≦１０μｍの範囲から選ばれることがさらに好ましい。
本実施の形態では、特に、基板１１０の直径Ｄが５０ｍｍ〜５１ｍｍ（約２インチ）程度の場合や１００ｍｍ〜１０２ｍｍ（約４インチ）程度の場合には、基板１１０の反り量Ｈが、−１０μｍ≦Ｈ＜０または０＜Ｈ≦１０μｍの範囲から選ばれることが好ましい。
【００２６】
ここで、基板１１０の反りとは、基板１１０を水平な基準面に置いた時の、基準面とウェーハ表面との距離の最大値と最小値の差と定義される。本願においては、基板１１０の反り量Ｈの測定は、レーザ光斜入射干渉計（ＮＩＤＥＫ社製フラットネステスターＦＴ−１７）によりＳＯＲＩ値を測定することで行った。そして、反りの方向が凸形状の場合にはプラス値、凹形状の場合はマイナス値とした。
【００２７】
本実施の形態では、前述した基板１１０上にＩＩＩ族窒化物半導体結晶をエピタキシャル成長させる際、中間層１２０は、スパッタ法を用いて、プラズマで活性化して反応した原料を基板１１０上に成膜することが好ましい。ここで、Ｖ族元素を窒素とし、中間層１２０を成膜する際のガス中における窒素のガス分率を５０％〜９９％以下の範囲とするとともに、中間層１２０を単結晶組織として形成する。これにより、短時間で良好な結晶性を有する中間層１２０を、特定の異方性を持つ配向膜として基板１１０上に成膜することができる。その結果、中間層１２０上に、結晶性の良好なＩＩＩ族窒化物半導体を効率良く成長させることが可能となる。
【００２８】
本実施の形態では、中間層１２０をスパッタ法によって形成した後、その上に、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によって、下地層１３０、ｎ型半導体層１４０を順次成膜し化合物半導体基板１００を形成する（化合物半導体基板形成工程）。
続いて、化合物半導体基板１００上に、ＭＯＣＶＤ法により、発光層１５０及びｐ型半導体層１６０を順次成膜する。
【００２９】
本実施の形態では、化合物半導体基板形成工程において、前述のように少なくとも１つの化合物半導体層を成膜して得た化合物半導体基板１００は、その反り量Ｈが、５０μｍ≦Ｈ≦２５０μｍの範囲にあるように形成される。ここで、化合物半導体基板１００の反り量Ｈは、８０μｍ≦Ｈ≦２００μｍの範囲であることが好ましく、８０μｍ≦Ｈ≦１５０μｍの範囲であることがさらに好ましく、１００μｍ≦Ｈ≦１２０μｍの範囲であることが特に好ましい。
【００３０】
ここで、化合物半導体基板１００の反りとは、基板１１０の反り量Ｈについて説明したと同様に、化合物半導体基板１００を水平な基準面に置いた時の、基準面と化合物半導体基板１００表面との距離の最大値と最小値の差と定義される。化合物半導体基板１００の反り量Ｈの測定は、レーザ光斜入射干渉計（ＮＩＤＥＫ社製フラットネステスターＦＴ−１７）によりＳＯＲＩ値を測定することで行う。反りの方向が凸形状の場合にはプラス値、凹形状の場合はマイナス値とした。
【００３１】
本実施の形態において、化合物半導体基板１００の反り量Ｈが上記の範囲となることにより、例えば、ＭＯＣＶＤ法によりさらに発光層１５０及びｐ型半導体層１６０を順次成膜して得られる化合物半導体層２００の発光波長分布σを６ｎｍ以下にすることができる。
化合物半導体基板１００の反り量Ｈが５０μｍより小さくなると、その上に形成された化合物半導体層２００からの発光波長分σが６ｎｍより大きくなる傾向にある。
また、化合物半導体基板１００の反り量Ｈが２５０μｍより大きくなると、その上に形成された化合物半導体層２００からの発光波長分布σが６ｎｍより大きくなる傾向がある。
【００３２】
ＭＯＣＶＤ法では、キャリアガスとして水素（Ｈ２）又は窒素（Ｎ２）、ＩＩＩ族原料であるＧａ源としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）又はトリエチルガリウム（ＴＥＧ）、Ａｌ源としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）又はトリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）、Ｉｎ源としてトリメチルインジウム（ＴＭＩ）又はトリエチルインジウム（ＴＥＩ）、Ｖ族原料であるＮ源としてアンモニア（ＮＨ３）、ヒドラジン（Ｎ２Ｈ４）等が用いられる。
ドーパントとしては、ｎ型にはＳｉ原料としてモノシラン（ＳｉＨ４）又はジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、Ｇｅ原料としてゲルマンガス（ＧｅＨ４）、テトラメチルゲルマニウム（（ＣＨ３）４Ｇｅ）、テトラエチルゲルマニウム（（Ｃ２Ｈ５）４Ｇｅ）等の有機ゲルマニウム化合物を利用できる。
【００３３】
尚、窒化ガリウム系化合物半導体は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ以外にも、他のＩＩＩ族元素が含有された構成とすることができ、必要に応じてＧｅ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｂｅ等のドーパント元素を含有することができる。さらに、意図的に添加した元素に限らず、成膜条件等に依存して必然的に含まれる不純物、並びに原料、反応管材質に含まれる微量不純物を含む場合もある。
【００３４】
尚、化合物半導体層の内、下地層１３０をＭＯＣＶＤ法によって形成した後、ｎ型コンタクト層１４１及びｎ型クラッド層１４２の各層をスパッタ法で成膜し、続いて、その上に発光層１５０をＭＯＣＶＤ法で形成し、そして、ｐ型半導体層１６０を構成するｐ型クラッド層１６１及びｐ型コンタクト層１６２の各層を反応性スパッタ法で形成してもよい。
【００３５】
前述した直径Ｄ及び厚さｄを有する基板１１０上に中間層１２０、下地層１３０及び化合物半導体層２００を成膜した後、化合物半導体層２００のｐ型半導体層１６０上に透明正極１７０が積層され、その上に正極ボンディングパッド１８０が形成される。さらに、ｎ型半導体層１４０のｎ型コンタクト層１４１に形成された露出領域１４３に負極ボンディングパッド１９０が設けられたウェーハが形成される。
その後、基板１１０の被研削面を、所定の厚さになるまで研削及び研磨する。本実施の形態では、約２０分間程度の研削工程により、ウェーハの基板１１０が研削され、基板１１０の厚さは、例えば、約９００μｍから約１２０μｍ迄減少する。さらに、本実施の形態では、研削工程に続き、約１５分間の研磨工程により、基板１１０の厚さは、約１２０μｍから約８０μｍ迄に研磨される。
次いで、基板１１０の厚さが調整されたウェーハは、例えば、３５０μｍ角の正方形に切断することにより、基板１１０上に中間層１２０、下地層１３０及び化合物半導体層２００が成膜された半導体発光素子が形成される。
【実施例】
【００３６】
以下、実施例に基づき本発明を更に詳細に説明する。但し、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
実施例において使用したサファイア基板の反り量Ｈと化合物半導体ウェーハから得られた発光波長の分布（発光波長分布σ）の評価方法は以下の通りである。
【００３７】
（１）化合物半導体基板の反り量Ｈ
化合物半導体基板の反り量Ｈは、レーザ光斜入射干渉計（株式会社ニデック社製：フラットネステスターＦＴ−１７）により測定したＳＯＲＩ値により評価した。ＳＯＲＩ値は、化合物半導体基板をフラットネステスターのバウチャックに吸着し、垂直より手前方向に８度傾斜した状態で測定した。測定はサファイア基板の外周１ｍｍを除いた（インサイド値１ｍｍ）範囲とした。
【００３８】
（２）サファイア基板の反り量Ｈ
サファイア基板の反り量Ｈは、化合物半導体基板の場合と同様な手法を用いて測定した。
【００３９】
（３）化合物半導体ウェーハから得られた発光波長の分布（発光波長分布σ）
発光波長分布σの測定は、本発明において限定されないが、好ましくはＰＬマッパー（ＡＣＣＥＮＴ社製：ＲＰＭ−Σ）を用いて測定することができる。
【００４０】
（実施例１〜１０）
表１に示す直径Ｄと厚さｄとを有するサファイア製の基板１１０を使用し、図２に示すように、この基板１１０上に、スパッタ法によりＡｌＮからなる中間層１２０を０．０５μｍ成膜し、その上に、有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）によって、厚さ８μｍのアンドープＧａＮからなる下地層１３０及び厚さ２μｍのＳｉドープＧａＮからなるｎ型コンタクト層１４１を成膜した化合物半導体基板１００を作成した。
さらに、化合物半導体基板１００の上に、ＭＯＣＶＤによって厚さ２５０ｎｍのＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎからなるｎ型クラッド層１４２を形成した後、厚さ１６ｎｍのＳｉドープＧａＮからなる障壁層１５１および厚さ２．５ｎｍのＩｎ０．２Ｇａ０．８Ｎからなる井戸層１５２を５回積層し、最後に障壁層１５１を設けた多重量子井戸構造の発光層１５０を形成した。
【００４１】
さらに、厚さ１０ｎｍのＭｇドープＡｌ０．０７Ｇａ０．９３Ｎからなるｐ型クラッド層１６１、厚さ１５０ｎｍのＭｇドープＧａＮからなるｐ型コンタクト層１６２を順に形成した。
尚、窒化ガリウム系化合物半導体層の積層は、ＭＯＣＶＤ法により、当該技術分野においてよく知られた通常の条件で行なった。
その後、前述のＰＬマッパー（ＡＣＣＥＮＴ社製：ＲＰＭ−Σ）により波長分布σを測定し、表１に記載の結果を得た。
次に、ＧａＮからなるｐ型コンタクト層１６２上に、厚さ２５０ｎｍのＩＺＯからなる透明正極１７０を形成した後、ＳｉＯ２からなる保護膜を形成する等、当該技術分野においてよく知られた通常の条件で発光素子用のチップを製造した。
【００４２】
【表１】
2010157604.tif 000003
【００４３】
表１に示す結果から、反り量Ｈが５０μｍ≦Ｈ≦２５０μｍの範囲である化合物半導体基板を使用して形成された化合物半導体発光層（実施例１〜１０）は、発光波長の波長分布σが６ｎｍ以下の良好な数値を示すことが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施の形態において製造される半導体発光素子の層構造の一例を説明する図である。
【図２】本実施の形態が適用される製造方法により得られる半導体発光素子の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００…化合物半導体基板、１１０…基板、１２０…中間層、１３０…下地層、１４０…ｎ型半導体層、１５０…発光層、１６０…ｐ型半導体層、１７０…透明正極、１８０…正極ボンディングパッド、１９０…負極ボンディングパッド、２００…化合物半導体層（ＩＩＩ族化合物半導体層）、Ｉ…半導体発光素子
【図１】
2010157604.tif 000004
【図２】
2010157604.tif 000005