(57)【要約】【課題】良好なへき開歩留まりを提供できる、III族窒化物レーザダイオードを作製する方法を提供する。【解決手段】同じインゴットから切り出した２枚のＧａＮ基板を準備する。該ＧａＮ基板上に、レーザダイオードのための複数のエピタキシャル膜を有機金属気相成長法で成長してエピタキシャル基板を作製した。アノード電極及びカソード電極をエピタキシャル基板上に形成して、基板生産物を作製した。一方の基板生産物のへき開では、インゴット成長の後半に成長された結晶領域２２ａからなる基板生産物のエッジを矢印ＣＬ１の方向にブレイクした。他方の基板生産物は、インゴット成長の前半に成長された結晶領域からなる基板生産物のエッジを矢印ＣＬ２の方向にブレイクした。第１の部分２２ａのブレイクが、第３の部分２２ｃのブレイクに比べて良好なへき開歩留まりを提供する。【選択図】図８
2010135618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
III族窒化物レーザダイオードを作製する方法であって、
一端面及び他端面を有すると共に前記一端面から前記他端面への基準軸の方向に成長されたインゴットをスライスして形成され、六方晶系III族窒化物からなる基板を準備する工程と、
前記基板の主面上に形成された積層体を含むエピタキシャル基板を作製すると共に、該エピタキシャル基板に形成されたアノード電極及びカソード電極を含む基板生産物を作製する工程と、
前記基板生産物のへき開を行って、前記レーザダイオードの共振器のためのへき開面を形成する工程と
を備え、
前記積層体は、ｎ型III族窒化物半導体層、活性層及びｐ型III族窒化物半導体層を含み、
前記基板の前記主面は、前記六方晶系III族窒化物のｃ軸に直交するｃ平面と交差しており、
前記基板の前記主面は、前記基板の前記主面の法線ベクトルと前記基準軸の方向を示す基準軸ベクトルとによって規定される所定の平面と前記主面上の交差線分において交差しており、
前記基板生産物は、前記交差線分の延在方向に配置された第１〜第３の部分を含み、前記基板は、前記交差線分の前記延在方向に配置された第１〜第３の部分を含み、前記積層体は、前記基板の前記第１〜第３の部分上にそれぞれ配置された第１〜第３の部分を含み、前記基板生産物の前記第１の部分は前記積層体の前記第１の部分及び前記基板の前記第１の部分を含み、前記基板生産物の前記第２の部分は前記積層体の前記第２の部分及び前記基板の前記第２の部分を含み、前記基板生産物の前記第３の部分は前記積層体の前記第３の部分及び前記基板の前記第３の部分を含み、
前記インゴットの成長において、前記基板の前記第１の部分は前記基板の前記第３の部分よりも後に成長されており、前記交差線分の中点は前記基板の前記第２の部分と前記第１の部分との境界又は前記基板の前記第２の部分内に位置し、前記へき開は、前記基板生産物の前記第１の部分をブレイクすることによって行われ、
前記へき開面は、前記ブレイクによる亀裂が前記交差線分の延在方向に延びることによって形成される、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記基板の前記主面と前記ｃ平面との成す角度は、１０度以上であり、９０度以下であり、
前記基板の前記裏面と前記ｃ平面との成す角度は、１０度以上であり、９０度以下である、ことを特徴とする請求項１に記載された方法。
【請求項３】
前記基板生産物を作製する前記工程では、前記基板の裏面を研磨して、裏面研磨された基板を形成する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載された方法。
【請求項４】
前記裏面研磨された基板の厚みは、６０マイクロメートル以上であり、１５０マイクロメートル以下である、ことを特徴とする請求項３に記載された方法。
【請求項５】
前記インゴットの厚さは５ミリメートル以上である、ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載された方法。
【請求項６】
前記基板は、前記基板の前記主面から裏面に前記基準軸の方向に延びる第１及び第２の領域を含み、
前記第１及び第２の領域は互いに隣接しており、
前記第１の領域の欠陥密度は前記第２の領域の欠陥密度よりも小さく、
前記第１の領域において、前記主面における転位密度及び前記裏面における転位密度の一方は他方により大きい、ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載された方法。
【請求項７】
前記基板の前記第１〜第３の部分の各々において、前記基板の前記主面の転位密度及び前記基板の裏面の転位密度の一方は他方より大きい、ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載された方法。
【請求項８】
前記基準軸は前記六方晶系III族窒化物のｃ軸の方向に延びる、ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載された方法。
【請求項９】
前記基準軸は前記六方晶系III族窒化物のｍ軸の方向に延びる、ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載された方法。
【請求項１０】
前記基準軸は前記六方晶系III族窒化物のａ軸の方向に延びる、ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載された方法。
【請求項１１】
III族窒化物レーザダイオードを作製する方法であって、
所定の軸の方向に延在する主面及び裏面を有しており、六方晶系III族窒化物からなる基板を準備する工程と、
前記基板の前記主面上に形成された積層体を含むエピタキシャル基板を作製すると共に、該エピタキシャル基板に形成されたアノード電極及びカソード電極を含む基板生産物を作製する工程と、
前記基板生産物のへき開を行って、前記III族窒化物レーザダイオードの共振器のためのへき開面を形成する工程と
を備え、
前記積層体は、ｎ型III族窒化物半導体層、活性層及びｐ型III族窒化物半導体層を含み、
前記基板の前記主面は、前記六方晶系III族窒化物のｃ軸に直交するｃ平面と交差しており、
前記基板の前記主面は、前記基板の前記主面の法線ベクトルと基準軸の方向を示す基準軸ベクトルとによって規定される所定の平面と前記主面上の交差線分において交差しており、
前記基準軸はａ軸、ｍ軸及びｃ軸のいずれかであり、
前記交差線分の方向は前記所定の軸の方向と一致しており、
前記基板生産物は、前記交差線分の延在方向に配置された第１〜第３の部分を含み、前記基板は、前記交差線分の前記延在方向に配置された第１〜第３の部分を含み、前記積層体は、前記基板の前記第１〜第３の部分上にそれぞれ配置された第１〜第３の部分を含み、前記基板生産物の前記第１の部分は前記積層体の前記第１の部分及び前記基板の前記第１の部分を含み、前記基板生産物の前記第２の部分は前記積層体の前記第２の部分及び前記基板の前記第２の部分を含み、前記基板生産物の前記第３の部分は前記積層体の前記第３の部分及び前記基板の前記第３の部分を含み、
前記基板の前記主面において、前記基板の前記第１の部分の転位密度は前記基板の前記第３の部分の転位密度より小さく、前記線分の中点は前記基板の前記第２の部分と前記第１の部分との境界又は前記基板の前記第２の部分内に位置し、
前記へき開は、前記基板生産物の前記第１の部分をブレイクすることによって行われ、
前記へき開面は、前記ブレイクによる亀裂が前記所定の軸の方向に延びることによって形成される、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記基板の前記主面と前記ｃ平面との成す角度は、１０度以上であり、９０度以下である、ことを特徴とする請求項１１に記載された方法。
【請求項１３】
前記基板の前記第１〜第３の部分は、それぞれ、前記基板の前記主面の第１〜第３の表エリアに現れており、
前記基板の前記第１〜第３の部分は、それぞれ、前記基板の前記裏面の第１〜第３の裏エリアに現れており、
前記第１の表エリアの転位密度及び前記第１の裏エリアの転位密度の一方は他方より大きい、ことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載された方法。
【請求項１４】
前記第１の表エリアの転位密度は前記第１の裏エリアの転位密度より小さく、
前記第２の表エリアの転位密度は前記第２の裏エリアの転位密度より小さく、
前記第３の表エリアの転位密度は前記第３の裏エリアの転位密度より小さい、ことを特徴とする請求項１３に記載された方法。
【請求項１５】
前記第１の裏エリアの転位密度は前記第１の表エリアの転位密度より小さく、
前記第２の裏エリアの転位密度は前記第２の表エリアの転位密度より小さく、
前記第３の裏エリアの転位密度は前記第３の表エリアの転位密度より小さい、ことを特徴とする請求項１３に記載された方法。
【請求項１６】
前記基板のエッジ上の２点間の距離の最大値は５ミリメートル以上である、ことを特徴とする請求項１１〜請求項１５のいずれか一項に記載された方法。
【請求項１７】
前記基板生産物の前記第１の部分は、前記基板生産物の前記主面のエッジを含み、
前記基板生産物のへき開の形成において、前記基板生産物の前記第１の部分の前記エッジにけがき溝を形成した後に、前記基板生産物の前記第１の部分の前記ブレイクにより、前記へき開を前記基板生産物の前記第１の部分から前記第３の部分へ引き起こす、ことを特徴とする請求項１１〜請求項１６のいずれか一項に記載された方法。
【請求項１８】
前記基板の前記第２の部分は、前記線分の前記中点において前記線分に直交する別の線分によって第４及び第５の部分に分けられており、
前記第４の部分は、前記基板の前記第１の部分と前記第５の部分との間に位置し、
前記第５の部分は、前記基板の前記第３の部分と前記第４の部分との間に位置し、
前記基板の前記主面において、前記基板の前記第１の部分の転位密度は前記第５の部分の転位密度より小さく、前記第４の部分の転位密度は前記基板の前記第３の部分の転位密度より小さい、ことを特徴とする請求項１１〜請求項１７のいずれか一項に記載された方法。
【請求項１９】
前記基板生産物を作製する前記工程では、前記基板の前記裏面を研磨して、裏面研磨された基板を形成し、
前記裏面研磨された基板の厚みは、６０マイクロメートル以上であり、１５０マイクロメートル以下である、ことを特徴とする請求項１１〜請求項１８のいずれか一項に記載された方法。
【請求項２０】
前記へき開面は前記六方晶系III族窒化物のａ面、ｍ面及びｃ面のいずれかである、ことを特徴とする請求項１１〜請求項１９のいずれか一項に記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III族窒化物レーザダイオードを作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、半導体発光素子を製造する方法が記載されている。この方法では、半導体発光素子のためのエピタキシャル膜が（０００１）面サファイア基板上に成長される。サファイア基板の裏面をスクライブすることによって窒化物系III−Ｖ化合物半導体をへき開する。
【０００３】
特許文献２には、ＳｉＣ基板を用いて半導体レーザを作製する方法が記載されている。この方法では、ＳｉＣ基板上に成長されたｐ型ＧａＮ層上にキズをつけた後に、８０ｇを越えるスクライバ荷重を用いてへき開する。
【０００４】
特許文献３〜特許文献５には、窒化ガリウム基板を作製する方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−３１２０５０号公報
【特許文献２】特開平１１−４０８８４号公報
【特許文献３】特開２００１−１０２３０７号公報
【特許文献４】特開２００３−１６５７９９号公報
【特許文献５】特開２００３−１８３１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１及び２のいずれにも、六方晶系III族窒化物半導体からなる基板を用いたIII族窒化物レーザダイオード作製の具体的な手法が開示されていない。特許文献１ではサファイア基板の面方位はｃ面であり、一方で、特許文献２にはＳｉＣ基板の面方位が記載されていない。
【０００６】
一方、窒化ガリウム基板といった六方晶系III族窒化物半導体基板が入手可能になっている。また、窒化ガリウム基板のｃ面だけでなく、窒化ガリウムの半極性面及び無極性面を用いて、発光素子の作製の研究も行われている。
【０００７】
窒化ガリウム基板の作製は特許文献３〜特許文献５に説明されている。窒化ガリウム基板の作製の一例は以下のものである。ＧａＡｓ基板といった支持体上にＧａＮ厚膜をＨＶＰＥ法で成長する。このＧａＮ厚膜をスライスして窒化ガリウム基板を得ている。
【０００８】
半極性面または無極性面を有する窒化ガリウム基板は、ＧａＮ厚膜を成長方向に対して所望の角度で交差する平面に沿ってスライスしてＧａＮ平板を得ている。このＧａＮ平板の主面は鏡面になるように処理される。より詳細には、ｃ平面に交差する平面でＧａＮ厚膜をスライスして半極性または無極性の窒化ガリウム基板を形成するとき、窒化ガリウム基板はほぼ同時期に成長された結晶から成るのでなく、早い成長時期から遅い成長時期におけるＧａＮ層が、地層のように、窒化ガリウム基板のエッジの一端から他端への方向に並ぶ。
【０００９】
既に説明したように、窒化ガリウム基板の作製では、支持体上に成長方向にＧａＮ厚膜が成長される。発明者らの知見によれば、ＧａＮ厚膜成長を初期、中期及び終期と分けたとき、終期に成長されたＧａＮ結晶部分の結晶方位のばらつきは、初期に成長されたＧａＮ結晶部分の結晶方位のばらつきよりも良好である。
【００１０】
本発明は、このような事情を鑑みて為されたものであり、良好なへき開歩留まりを提供できる、III族窒化物レーザダイオードを作製する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面は、III族窒化物レーザダイオードを作製する方法である。この方法は、（ａ）一端面及び他端面を有すると共に前記一端面から前記他端面への基準軸の方向に成長されたインゴットをスライスして形成され六方晶系III族窒化物からなる基板を準備する工程と、（ｂ）前記基板の主面上に形成された積層体を含むエピタキシャル基板を作製すると共に、該エピタキシャル基板に形成されたアノード電極及びカソード電極を含む基板生産物を作製する工程と、（ｃ）前記基板生産物のへき開を行って、前記レーザダイオードの共振器のためのへき開面を形成する工程とを備える。前記積層体は、ｎ型III族窒化物半導体層、活性層及びｐ型III族窒化物半導体層を含む。前記基板の前記主面は、前記六方晶系III族窒化物のｃ軸に直交するｃ平面と交差している。前記基板の前記主面は、前記基板の前記主面の法線ベクトルと前記基準軸の方向を示す基準軸ベクトルとによって規定される所定の平面と前記主面上の交差線分において交差している。前記基板生産物は、前記交差線分の延在方向に配置された第１〜第３の部分を含み、前記基板は、前記交差線分の前記延在方向に配置された第１〜第３の部分を含み、前記積層体は、前記基板の前記第１〜第３の部分上にそれぞれ配置された第１〜第３の部分を含む。前記基板生産物の前記第１の部分は前記積層体の前記第１の部分及び前記基板の前記第１の部分を含み、前記基板生産物の前記第２の部分は前記積層体の前記第２の部分及び前記基板の前記第２の部分を含み、前記基板生産物の前記第３の部分は前記積層体の前記第３の部分及び前記基板の前記第３の部分を含む。前記インゴットの成長において、前記基板の前記第１の部分は前記基板の前記第３の部分よりも後に成長されており、前記交差線分の中点は前記基板の前記第２の部分と前記第１の部分との境界又は前記基板の前記第２の部分内に位置し、前記へき開は、前記基板生産物の前記第１の部分をブレイクすることによって行われる。前記ブレイクによる亀裂が前記交差線分の延在方向に延びることによって形成される。
【００１２】
この方法によれば、基板の第１の部分が第３の部分よりも後に成長されているので、第１の部分における結晶の方位は、第３の部分における結晶の方位よりも揃っている。故に、基板生産物の第１の部分をブレイクすることによってへき開を行うことによって、へき開歩留まりを向上できる。
【００１３】
本発明に係る方法では、前記基板の前記主面と前記ｃ平面との成す角度は、１０度以上であり、９０度以下であることができる。この方法によれば、六方晶系III族窒化物のｃ平面に対して１０度以上の９０度未満の角度で傾斜するとき、半極性の主面を有する基板が提供される。六方晶系III族窒化物のｃ平面に対して基板の主面が９０度の角度を成すとき、無極性の主面を有する基板が提供される。また、角度が１０度以上であるとき、成長時期によって生じる結晶方位の不揃いが基板主面の一端と他端との間において目立つようになる。また、本発明に係る方法では、前記基板の前記裏面と前記ｃ平面との成す角度は、１０度以上であり、９０度以下であることができる。
【００１４】
本発明に係る方法では、前記基板生産物を作製する前記工程では、前記基板の裏面を研磨して、裏面研磨された基板を形成することができる。この方法によれば、基板裏面の研磨により、基板の厚みを調整できる。
【００１５】
本発明に係る方法では、前記裏面研磨された基板の厚みは、６０マイクロメートル以上であることができる。裏面研磨された基板の厚みが小さすぎるとき、その後の工程で意図せず割れるなど取り扱い上の困難が生じる。また、前記裏面研磨された基板の厚みは、１５０マイクロメートル以下であることができる。裏面研磨された基板の厚みが大きすぎるとき、へき開歩留まりが低下する。
【００１６】
本発明に係る方法では、前記インゴットの厚さは５ミリメートル以上であることができる。この方法によれば、５ミリメートル以上の厚さのインゴットを用いて、無極性及び半極性の基板を作製できる。
【００１７】
本発明に係る方法では、前記基板は、前記基板の前記主面から裏面に前記基準軸の方向に延びる第１及び第２の領域を含むことができる。前記第１及び第２の領域は互いに隣接しており、前記第１の領域の欠陥密度は前記第２の領域の欠陥密度よりも小さく、前記第１の領域において、前記主面における転位密度及び前記裏面における転位密度の一方は他方により大きい。
【００１８】
この基板は、所定の転位密度より小さい転位密度の第１の領域と、所定の転位密度より大きい転位密度の第２の領域とを含む構造を有することができる。互いに転位の異なる第１及び第２の領域をインゴットの成長において形成することによって、第１の領域における転位密度が低減される。
【００１９】
本発明に係る方法では、前記基板の前記第１〜第３の部分の各々において、前記基板の前記主面の転位密度及び前記基板の裏面の転位密度の一方は他方より大きい。
【００２０】
この基板は、周囲の領域よりも高い転位密度を有する転位束の複数の領域を含む。転位束は、全体として、基板の裏面から主面に向かう方向に延びており、基板の主面においてランダムに分布する。
【００２１】
本発明に係る方法では、前記基準軸は前記六方晶系III族窒化物のｃ軸の方向に延びることができる。このインゴットは、インゴット全体としてはｃ軸の方向に成長される。本発明に係る方法では、前記基準軸は前記六方晶系III族窒化物のｍ軸の方向に延びることができる。このインゴットは、インゴット全体としてはｍ軸の方向に成長される。本発明に係る方法では、前記基準軸は前記六方晶系III族窒化物のａ軸の方向に延びることができる。このインゴットは、インゴット全体としてはａ軸の方向に成長される。基準軸を選択することによって基板の主面とｃ平面のなす角度を好適なものにする際に基板のサイズを大きくすることができる。
【００２２】
本発明の別の側面に係る方法は、III族窒化物レーザダイオードを作製する方法である。この方法は、（ａ）所定の軸の方向に延在する主面及び裏面を有しており、六方晶系III族窒化物からなる基板を準備する工程と、（ｂ）前記基板の前記主面上に形成された積層体を含むエピタキシャル基板を作製すると共に、該エピタキシャル基板に形成されたアノード電極及びカソード電極を含む基板生産物を作製する工程と、（ｃ）前記基板生産物のへき開を行って、前記III族窒化物レーザダイオードの共振器のためのへき開面を形成する工程とを備える。前記積層体は、ｎ型III族窒化物半導体層、活性層及びｐ型III族窒化物半導体層を含む。前記基板の前記主面は、前記六方晶系III族窒化物のｃ軸に直交するｃ平面と交差している。前記基板の前記主面は、前記基板の前記主面の法線ベクトルと基準軸の方向を示す基準軸ベクトルとによって規定される所定の平面と前記主面上の交差線分において交差している。前記基準軸はａ軸、ｍ軸及びｃ軸のいずれかであり、前記交差線分の方向は前記所定の軸の方向と一致している。前記基板生産物は、前記交差線分の延在方向に配置された第１〜第３の部分を含み、前記基板は、前記交差線分の前記延在方向に配置された第１〜第３の部分を含む。前記積層体は、前記基板の前記第１〜第３の部分上にそれぞれ配置された第１〜第３の部分を含み、前記基板生産物の前記第１の部分は前記積層体の前記第１の部分及び前記基板の前記第１の部分を含み、前記基板生産物の前記第２の部分は前記積層体の前記第２の部分及び前記基板の前記第２の部分を含み、前記基板生産物の前記第３の部分は前記積層体の前記第３の部分及び前記基板の前記第３の部分を含む。前記基板の前記主面において、前記基板の前記第１の部分の転位密度は前記基板の前記第３の部分の転位密度より小さく、前記線分の中点は前記基板の前記第２の部分と前記第１の部分との境界又は前記基板の前記第２の部分内に位置する。前記へき開は、前記基板生産物の前記第１の部分をブレイクすることによって行われ、前記ブレイクによる亀裂が前記交差線分の延在方向に延びることによって形成される。
【００２３】
この方法によれば、基板の第１の部分の転位密度が基板の第３の部分の転位密度より小さい。へき開の起点を第３の部分ではなく第１の部分に設けることによって、第１の部分から第２の部分を経て第３の部分に至るようにへき開を引き起こすことができ、基板のへき開において基板の転位密度の影響を低減できる。故に、第１の部分をブレイクしてへき開を行うことによって、へき開歩留まりを向上できる。
【００２４】
本発明の方法では、前記基板の前記主面と前記ｃ平面との成す角度は、１０度以上であり、９０度以下であることができる。この方法によれば、六方晶系III族窒化物のｃ面に対して１０度以上の９０度未満の角度で傾斜するとき、半極性の主面を有する基板が提供される。六方晶系III族窒化物のｃ面に対して基板の主面が９０度の角度を成すとき、無極性の主面を有する基板が提供される。
【００２５】
本発明の方法では、前記第１〜第３の部分の各々は、前記基板の前記主面から裏面への方向に延びる第１及び第２の領域を含むことができる。前記第１及び第２の領域は互いに隣接しており、前記第１の領域の欠陥密度は前記第２の領域の欠陥密度よりも小さく、前記第１の領域の前記主面における転位密度及び前記裏面における転位密度の一方は他方により大きい。
【００２６】
この基板は、所定の転位密度より小さい転位密度の第１の領域と、所定の転位密度より大きい転位密度の第２の領域とを含む構造を有することができる。互いに転位の異なる第１及び第２の領域をインゴットの成長において形成することによって、第１の領域における転位密度が低減される。
【００２７】
本発明の方法では、前記基板の前記第１〜第３の部分は、それぞれ、前記基板の前記主面の第１〜第３の表エリアに現れており、前記基板の前記第１〜第３の部分は、それぞれ、前記基板の前記裏面の第１〜第３の裏エリアに現れており、前記第１の表エリアの転位密度及び前記第１の裏エリアの転位密度の一方は他方より大きい。
【００２８】
この基板は、周囲の領域よりも高い転位密度を有する複数の転位束の領域を含む。転位束は、全体として、基板の裏面から主面に向かう方向に延びており、基板の主面においてランダムに分布する。
【００２９】
本発明の方法では、前記第１の表エリアの転位密度は前記第１の裏エリアの転位密度より小さく、前記第２の表エリアの転位密度は前記第２の裏エリアの転位密度より小さく、前記第３の表エリアの転位密度は前記第３の裏エリアの転位密度より小さい。或いは、本発明の方法では、前記第１の裏エリアの転位密度は前記第１の表エリアの転位密度より小さく、前記第２の裏エリアの転位密度は前記第２の表エリアの転位密度より小さく、前記第３の裏エリアの転位密度は前記第３の表エリアの転位密度より小さい。
【００３０】
本発明の方法では、前記基板のエッジ上の２点間の距離の最大値は５ミリメートル以上であることができる。ある程度のサイズの基板を用いてレーザダイオードを作製できる。
【００３１】
本発明の方法では、前記基板生産物の前記第１の部分は前記基板生産物の前記主面のエッジを含む。前記基板生産物のへき開の形成において、前記基板生産物の前記第１の部分の前記エッジにけがき溝を形成した後に、前記基板生産物の前記第１の部分の前記ブレイクにより、前記へき開を前記第１の部分から前記第３の部分へ引き起こす。
【００３２】
この方法によれば、けがき溝を前記基板生産物の第１の部分に形成すると共に前記基板生産物の第１の部分へのブレイクによりへき開を引き起こすので、へき開歩留まりを向上できる。
【００３３】
本発明の方法では、前記基板の前記第２の部分は、前記線分の前記中点において前記線分に直交する別の線分によって第４及び第５の部分に分けられており、前記第４の部分は、前記基板の前記第１の部分と前記第５の部分との間に位置し、前記第５の部分は、前記基板の前記第３の部分と前記第４の部分との間に位置し、前記基板の前記主面において、前記基板の前記第１の部分の転位密度は前記第５の部分の転位密度より小さく、前記第４の部分の転位密度は前記基板の前記第３の部分の転位密度より小さい。
【００３４】
この方法によれば、基板は、基板の主面上の線分の方向に配置された第１、第３〜第５の部分において異なる転位密度を有するけれども、良好なへき開歩留まりが提供される。
【００３５】
本発明の方法では、前記基板生産物を作製する前記工程では、前記基板の前記裏面を研磨して、裏面研磨された基板を形成することができる。前記裏面研磨された基板の厚みは、６０マイクロメートル以上であり、１５０マイクロメートル以下である。この方法によれば、基板裏面の研磨により、基板厚を所望の厚みに調整できる。厚みの調整によって、良好なへき開歩留まりを実現できる。
【００３６】
本発明の方法では、前記へき開面は前記六方晶系III族窒化物のａ面、ｍ面及びｃ面のいずれかである。この方法によれば、ａ面、ｍ面またｃ面へのへき開において、良好なへき開歩留まりを実現できる。
【００３７】
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、良好なへき開歩留まりを提供できる、III族窒化物レーザダイオードを作製する方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明のIII族窒化物レーザダイオードを作製する方法、III族窒化物レーザダイオードのレーザバーを作製する方法、及びIII族窒化物レーザダイオードのための基板生産物をへき開する方法に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００４０】
図１は、本実施の形態に係る、III族窒化物レーザダイオードを作製する方法における主要な工程を示す図面である。工程Ｓ１０１では、六方晶系III族窒化物からなる基板２１を準備する。工程Ｓ１０１における基板２１の準備は、例えば図２及び３に示される工程に従って行われる。工程Ｓ１０２では、エピタキシャル膜の積層体を含む基板生産物を作製する。基板生産物は、エピタキシャル基板に形成されたアノード電極及びカソード電極を含む。図４に示されるように、エピタキシャル基板Ｅは、基板２１の主面２１ａ上に形成された積層体を含む。工程Ｓ１０３では、基板生産物のへき開を行って、レーザバーを作製する。このへき開において、レーザダイオードの共振器のためのへき開面を形成する。工程Ｓ１０４では、レーザバーを切断して半導体チップを作製することによって、レーザバーから個々のレーザダイオードを形成する。
【００４１】
図２及び図３に示される工程に従って、基板２１の準備を行う。図２は、六方晶系III族窒化物からなるインゴットを作製する方法の主要な工程を示す図面である。図２（ａ）を参照すると、インゴットを成長するための成長用基板１１を準備する。成長用基板１１は、インゴットの結晶と異なる半導体基板からなることができ、例えばＧａＡｓ等の半導体からなることができる。図２（ｂ）に示されるように、成長用基板１１を成長炉１０ａに配置する。成長炉１０ａを用いて例えばＨＶＰＥ法でIII族窒化物の結晶体１３を基板１１上に成長して、生産物１５を形成する。III族窒化物は、例えばＧａＮ等の窒化ガリウム系半導体であることができる。次いで、生産物１５から結晶体１３を分離する。この分離は、例えば成長用基板１１をエッチングにより除去することによって行われる。分離によって、結晶体１３が得られる。結晶体１３は、切削、研磨等の機械的な加工によって結晶体１３の形状を整えて、図２（ｃ）に示されるように、インゴット１７を形成する。インゴット１７は一端面１７ａ及び他端面１７ｂを有する。インゴット１７は、一端面１７ａから他端面１７ｂへの基準軸Ｇｘの方向に成長された。基準軸Ｇｘの方向は、ベクトルＶＧによって示される。
【００４２】
基準軸Ｇｘは六方晶系III族窒化物のｃ軸の方向に延びることができる。このインゴット１７は、インゴット全体としてはｃ軸の方向に成長される。また、基準軸Ｇｘは六方晶系III族窒化物のｍ軸の方向に延びることができる。このインゴット１７は、インゴット全体としてはｍ軸の方向に成長される。さらに、基準軸Ｇｘは六方晶系III族窒化物のａ軸の方向に延びることができる。このインゴット１７は、インゴット全体としてはａ軸の方向に成長される。
【００４３】
インゴット１７の厚さＤＩは５ミリメートル以上であることができる。５ミリメートル以上の厚さのインゴットを用いて、無極性及び半極性の基板（又はウエハ）を作製できる。インゴット１７の一端面１７ａにおける転位密度は例えば１×１０７ｃｍ−３以上であることができ、またインゴット１７の他端面１７ｂにおける転位密度は例えば５×１０６ｃｍ−３以下であることができる。これらの転位密度は、例えばエッチング後の表面観察やカソードルミネセンス観察によって測定される。
【００４４】
図３（ａ）に示されるように、インゴット１７をスライスして形成して、六方晶系III族窒化物からなる基板２１を作製する。本実施例では、基板２１上には、III族窒化物レーザダイオードが作製される。基板２１は主面２１ａ及び裏面２１ｂを有する。主面２１ａ及び裏面２１ｂは、所定の軸Ａｘの方向に延在しており、例えばこれらの面２１ａ、２１ｂは互いに実質的に平行である。基板２１の主面２１ａは、所定の平面Ｓｘと主面２１ａ上の交差線分Ｌｘにおいて交差しており、平面Ｓｘは基準軸Ｇｘの方向を示す基準軸ベクトルＶＧと主面２１ａの法線ベクトルＶＮとによって規定される。図３（ａ）には、直交座標系Ｓが示されており、ｚ軸は法線ベクトルＶＮの方向に向き、ｘ軸は軸Ａｘの方向を示す。ｙ軸は法線ベクトルＶＮ及び軸Ａｘの両方に直交する。
【００４５】
基板２１の主面２１ａは、六方晶系III族窒化物のｃ軸に直交するｃ平面と交差している。基板２１の主面２１ａと平面ｃとの成す角度は、１０度以上であり、９０度以下であることができる。六方晶系III族窒化物のｃ面に対して１０度以上の９０度未満の角度ＡＯＦＦで傾斜するとき、基板２１の主面２１ａが半極性を有する。六方晶系III族窒化物のｃ面に対して基板２１の主面２１ａが９０度の角度を成すとき、基板２１の主面２１ａが無極性を有する。また、角度が１０度以上であるとき、インゴット１７の結晶成長時期によって生じる結晶方位の不揃いの差が、基板主面２１ａの一端と他端との間において目立つようになる。また、基板２１の裏面２１ｂとｃ平面との成す角度は１０度以上であることができる。また、この角度は９０度以下であることができる。
【００４６】
理解を容易にするために、引き続く説明では、基準軸Ｇｘを基板２１の中心点に設けると共に、交差線分Ｌｘは基板２１のエッジ２１ｅ上の２点２１ｃ、２１ｄ及び基板２１の中心点を通過する。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、基板２１は、交差線分Ｌｘの延在方向に配置された第１〜第３の部分２２ａ、２２ｂ、２２ｃを含む。基準軸Ｇｘは基板２１の主面２１ａと角度θを成しており、ベクトルＶＡ（＝ＶＧ×ｃｏｓθ）の向きは第１〜第３の部分２２ａ〜２２ｃの配列方向を示す。インゴット１７の成長において、第１の部分２２ａは第３の部分２２ｃよりも後に成長されており、交差線分Ｌｘの中点Ｍは第２の部分２２ｂに位置している。一方、基板２１の厚さＤＳは例えば２５０〜８５０マイクロメートルである。
【００４７】
本実施例では、基板２１のエッジ２１ｅは、単一の円周或いは一又は複数の円弧を含むことができる。第１の部分２２ａは基板２１のエッジ２１ｅの一部分を含み、第３の部分２２ｃは基板２１のエッジ２１ｅの別の部分を含む。第２の部分２２ｂは、第１の部分２２ａと第３の部分２２ｃとの間に位置するストライプ形状を有する。一実施例では、基板２１のエッジ２１ｅ上の２点間の距離の最大値は５ミリメートル以上であることができる。ある程度のサイズの基板を用いてレーザダイオードを作製できる。基板２１の主面２１ａにおいて、第１の部分２２ａの転位密度Ｄ１は第３の部分２２ｃの転位密度Ｄ３より小さく、線分Ｌｘの中点Ｍは、第１の部分２２ａと第２の部分２２ｂとの境界上又は第２の部分２２ｂ内に位置している。例えば、第２の部分２２ｂの転位密度（例えば、中点Ｍの近傍の転位密度Ｄ２）は、転位密度Ｄ３より小さく、また転位密度Ｄ１は転位密度Ｄ２よりも小さい。
【００４８】
また、第２の部分２２ｂは、交差線分Ｌｘの中点Ｍにおいて交差線分Ｌｘに直交する別の線分Ｎｘによって第４及び第５の部分２２ｄ、２２ｅに分けられている。第４の部分２２ｄは、第１の部分２２ａと第５の部分２２ｅとの間に位置すると共に、第５の部分２２ｅは、第３の部分２２ｃと第４の部分２２ｄとの間に位置する。第１の部分２２ａの転位密度は第５の部分２２ｅの転位密度より小さく、第４の部分２２ｄの転位密度は第３の部分２２ｃの転位密度より小さい。この基板２１は、基板２１の主面２１ａ上の線分の方向に配置された第１、第３〜第５の部分２２ａ、２２ｃ〜２２ｅにおいて異なる転位密度を有するけれども、良好なへき開歩留まりが提供される。
【００４９】
図１を再び参照すると、工程１０２では基板生産物を作製する。具体的には、図４に示される工程に従って、エピタキシャル基板Ｅの準備を行う。エピタキシャル基板Ｅの作製は、例えば有機金属気相成長法を用いるが、本発明はこれに限定されるものではない。図４（ａ）に示されるように、工程Ｓ１０５では、成長炉１０ｂに基板２１を配置する。引き続く説明では、基板２１は例えばｎ型ＧａＮ基板である。次いで、工程Ｓ１０６では、レーザダイオードのための半導体膜をエピタキシャル成長により堆積する。図４（ｂ）に示されるように、成長炉１０ｂに原料Ｇ０を供給して、ｎ型窒化ガリウム系半導体層を含む第１の半導体領域２３を基板２１上に成長する。ｎ型窒化ガリウム系半導体層は例えばｎ型クラッド層であることができる。続けて、図４（ｃ）に示されるように、成長炉１０ｂに原料Ｇ１を供給して、第１の半導体領域２３上に、第１の半導体領域２３上にレーザダイオードのための発光層２５を成長する。発光層２５は活性層を含み、活性層は、交互に配列された井戸層及び障壁層を含むことができる。また、発光層２５は第１及び第２の光ガイド層を含むことができ、活性層は第１及び第２の光ガイド層の間に設けられる。その後に、図４（ｄ）に示されるように、成長炉１０ｂに原料Ｇ２を供給して、一又は複数のｐ型窒化ガリウム系半導体層を含む第２の半導体領域２７を発光層２５上に成長する。ｐ型窒化ガリウム系半導体層は例えば電子ブロック層、ｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層であることができる。これらの工程により、基板２１と、基板上の積層体２９とを含むエピタキシャル基板Ｅが得られる。工程Ｓ１０７では、成長炉１０ｂからエピタキシャル基板Ｅを取り出す。
【００５０】
必要な場合には、基板生産物を作製する工程Ｓ１０２では、工程Ｓ１０８において、エピタキシャル基板Ｅの表面上に電極を形成する。この後に、工程Ｓ１０９において、基板２１の裏面２１ｂを研磨して、裏面研磨された基板を形成することができる。基板裏面２１ｂの研磨により、エピタキシャル基板の厚みを調整できる。
【００５１】
この後に、工程Ｓ１１０では、エピタキシャル基板Ｅの研磨裏面上に電極を形成して基板生産物Ｐを作製する。図５（ａ）は、本実施の形態の一例として作製されたゲインガイド型レーザダイオードを示す図面である。図５（ａ）は、図５（ｂ）に示されたI−I線に沿って取られている。エピタキシャル基板Ｅの上面に絶縁膜３１を堆積して、積層体２９の上面を絶縁膜３１で覆う。絶縁膜３１は、ｙ軸の方向に延びる開口３１ａを有する。電極３３は、開口３１ａを介して積層体（エピタキシャル基板Ｅの表面ＥＦ）２９に接続される。電極３５は、エピタキシャル基板Ｅの裏面ＥＢに接続される。基板生産物Ｐは、交差線分Ｌｘの延在方向に配置された第１〜第３の部分Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃを含む。積層体２９は、基板２１の第１〜第３の部分２２ａ、２２ｂ、２２ｃ上にそれぞれ設けられた第１〜第３の部分２９ａ、２９ｂ、２９ｃを含む。第１〜第３の部分２９ａ〜２９ｃは、交差線分Ｌｘの延在方向に配置されている。
【００５２】
工程Ｓ１０３では、基板生産物Ｐのへき開を行って、III族窒化物レーザダイオードの共振器のためのへき開面を形成する。このへき開は、基板生産物Ｐの第１の部分Ｐａをブレイクすることによって行われ、へき開面は交差線分Ｌｘの延在方向に延びる。
【００５３】
この方法によれば、基板２１の第１の部分２２ａが第３の部分２２ｃよりも後に成長されているので、第１の部分２２ａにおける結晶の方位は第３の部分２２ｃにおける結晶の方位よりも揃っている。このため、第１の部分２９ａにおける結晶の方位は第３の部分２９ｃにおける結晶の方位よりも揃っている。故に、第１の部分Ｐａにおいてブレイクを引き起こしてへき開を行うことによって、へき開歩留まりを向上できる。また、別の視点から説明すれば、基板２１の第１の部分２２ａの転位密度Ｄ１が第３の部分２２ｃの転位密度Ｄ３より小さい。へき開の起点を第３の部分Ｐｃではなく第１の部分Ｐａに設けることによって、第１の部分Ｐａから第２の部分Ｐｂを経て第３の部分Ｐｃに至るようにへき開を引き起こすことができ、基板２１のへき開において基板２１の転位密度が分布しているけれども、この分布の影響を低減できる。故に、第１の部分Ｐａをブレイクしてへき開を行うことによって、へき開歩留まりを向上できる。
【００５４】
図６を参照しながら、基板生産物Ｐのへき開を説明する。まず、図６（ａ）に示されるように、工程Ｓ１１１では、基板生産物Ｐの第１の部分Ｐａの曲線状のエッジにけがき溝３７を形成する。けがき溝３７は、スクライバー３９を用いて形成される。図６（ｂ）に示されるように、工程Ｓ１１２においてけがき溝３７にブレード４１に位置合わせした後に、工程Ｓ１１３において第１の部分Ｐａのブレイクによりへき開を第１の部分Ｐａから第３の部分Ｐｃへ引き起こす。この方法によれば、けがき溝３７を第１の部分Ｐａに形成すると共に、第１の部分Ｐａへのブレイクによりへき開を引き起こすので、へき開歩留まりを向上できる。図６（ｃ）に示されるように、へき開により、レーザバー４３が形成される。レーザバー４３は、レーザダイオードの共振器のためのへき開面４３ａ、４３ｂを有する。へき開面４３ａ、４３ｂは、図６（ａ）に示された交差線分Ｌｘの延在方向に延びる。
【００５５】
基板２１の主面２１ａの傾斜の方向に応じて、へき開面４３ａ、４３ｂは、六方晶系III族窒化物のａ面、ｍ面及びｃ面のいずれかの面方位の方向に延びることができる。ａ面、ｍ面またｃ面等におけるへき開によって、良好なへき開歩留まりを実現できる。
【００５６】
既に説明したように、必要な場合には、基板生産物を作製する工程Ｓ１０２では、工程Ｓ１０９において基板２１の裏面２１ｂを研磨している。このとき、裏面研磨された基板の厚みは、６０マイクロメートル以上であることができる。裏面研磨された基板の厚みが小さすぎるとき、その後の工程で意図せず割れるなど取り扱い上の困難が生じる。また、裏面研磨された基板の厚みは、１５０マイクロメートル以下であることができる。裏面研磨された基板の厚みが大きすぎるとき、へき開歩留まりが低下する。
【００５７】
図７は、９０度の角度でインゴットをスライスして作製された基板を示す。引き続く説明では、図３に示された基板２１と同一及び類似の部分に同じ参照番号を付す。図７（ａ）に示されるように、インゴット１７をスライスして形成して、六方晶系III族窒化物からなる基板２１を作製する。本実施例では、基板２１上には、III族窒化物レーザダイオードが作製される。基板２１は主面２１ａ及び裏面２１ｂを有する。主面２１ａ及び裏面２１ｂは、所定の軸Ａｘの方向に延在しており、例えばこれらの面２１ａ、２１ｂは互いに実質的に平行である。基板２１の主面２１ａは、所定の平面Ｓｘと主面２１ａ上の交差線分Ｌｘにおいて交差している。この平面Ｓｘは、基準軸Ｇｘの方向を示す基準軸ベクトルＶＧと主面２１ａの法線ベクトルＶＮとによって規定される。図７（ａ）には、直交座標系Ｓが示されており、ｚ軸は法線ベクトルＶＮの方向に向き、ｘ軸は軸Ａｘ、Ｇｘの方向を示す。ｙ軸は法線ベクトルＶＮ及び軸Ａｘの両方に直交する。
【００５８】
基板２１の主面２１ａは、六方晶系III族窒化物のｃ軸に直交するｃ平面と交差している。基板２１の主面２１ａと平面ｃとの成す角度は９０度である。六方晶系III族窒化物のｃ面に対して基板２１の主面２１ａが９０度の角度を成すとき、基板２１の主面２１ａが無極性を有する。角度が９０度であるとき、成長時期によって生じる結晶方位の不揃いが基板主面２１ａの一端と他端との間において目立つようになる。また、基板２１の裏面２１ｂとｃ平面との成す角度も９０度であることができる。
【００５９】
理解を容易にするために、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示されるように、基準軸Ｇｘ、Ａｘを基板２１の中心点に設ける。また、交差線分Ｌｘは基板２１の対向するエッジ２１ｅ上の２点２１ｃ、２１ｄ及び基板２１の中心点Ｍを通過する。基板２１は、交差線分Ｌｘの延在方向に配置された第１〜第３の部分２２ａ、２２ｂ、２２ｃを含む。基準軸Ｇｘは基板２１の主面２１ａと角度ゼロ度を成しており、ベクトルＶＡ（＝ＶＧ×ｃｏｓθ、ここではθ＝０度であるので、ｃｏｓθ＝１である）の向きは第１〜第３の部分２２ａ〜２２ｃの配列方向を示す。インゴット１７の成長において、第１の部分２２ａは第３の部分２２ｃよりも後に成長されており、交差線分Ｌｘの中点Ｍは第２の部分２２ｂに位置している。
【００６０】
本実施例では、基板２１の主面２１ａのエッジ２１ｅは、複数の線分によって規定されている。第１の部分２２ａでは基板２１のエッジ２１ｅは直線上の部分を含み、第３の部分２２ｃでは基板２１のエッジ２１ｅは直線上の部分を含む。第２の部分２２ｂは、第１の部分２２ａと第３の部分２２ｃとの間に位置するストライプ形状を有する。一実施例では、基板２１のエッジ２１ｅ上の２点間の距離の最大値は５ミリメートルであるとき、ある程度の大きさの基板を用いてレーザダイオードを作製できる。基板２１の主面２１ａにおいて、第１の部分２２ａの転位密度Ｄ１は第３の部分２２ｃの転位密度Ｄ３より小さく、線分Ｌｘの中点Ｍは第２の部分２２ｂに位置している。例えば、第２の部分２２ｂの転位密度（例えば、中点Ｍの近傍の転位密度Ｄ２）は、転位密度Ｄ３より小さく、また転位密度Ｄ１は転位密度Ｄ２よりも小さい。また、第２の部分２２ｂは、交差線分Ｌｘの中点Ｍにおいて交差線分Ｌｘに直交する別の線分Ｎｘによって第４及び第５の部分２２ｄ、２２ｅに分けられている。第４の部分２２ｄは、第１の部分２２ａと第５の部分２２ｅとの間に位置すると共に、第５の部分２２ｅは、第３の部分２２ｃと第４の部分２２ｄとの間に位置する。第１の部分２２ａの転位密度D１は第５の部分２２ｅの転位密度D５より小さく、第４の部分２２ｄの転位密度D４は第３の部分２２ｃの転位密度D３より小さい。この基板２１は、基板２１の主面２１ａ上の線分の方向に配置された第１、第３〜第５の部分２２ａ、２２ｃ〜２２ｅにおいて異なる転位密度を有するけれども、良好なへき開歩留まりが提供される。
【００６１】
（実施例）
同じインゴットから切り出した２枚のＧａＮ基板を準備した。これらのＧａＮ基板上に、レーザダイオードのための複数のエピタキシャル膜を有機金属気相成長法で成長してエピタキシャル基板を作製した。また、アノード電極及びカソード電極をエピタキシャル基板上に形成して、基板生産物を作製した。図８（ａ）及び図８（ｃ）を参照すると、四辺形状の基板生産物が示されており、図７（ｂ）に従った参照符号が示されている。一方の基板生産物は、図８（ａ）に示される矢印ＣＬ１のように、インゴットの成長において成長の後半に成長された結晶領域（参照符号２２ａ、２９ａ）からなる基板エッジ（参照符号２１ｃ側のエッジ）をブレイクした。図８（ｂ）は、このブレイクによって作製されたレーザバーを示す。他方の基板生産物は、図８（ｃ）に示される矢印ＣＬ２のように、インゴットの成長において成長の前半に成長された結晶領域（参照符号２２ｃ、２９ｃ）からなる基板エッジ（参照符号２１ｄ側のエッジ）をブレイクした。図８（ｄ）は、このブレイクによって作製されたレーザバーを示す。図８（ｂ）及び図８（ｄ）に示されるように、第１の部分２２ａにおけるブレイクが、第３の部分２２ｃにおけるブレイクに比べて、良好なへき開歩留まりを提供する。
【００６２】
図９〜図１１を参照しながら、いくつかの構造を有するインゴットから基板を作製することについて説明する。引き続き説明される基板の構造は、既に説明された基板の第１〜第３の部分のいずれにも形成されている。
【００６３】
図９（ａ）を参照すると、結晶座標系ＣＲと共にインゴット５１が示されている。インゴット５１は一端面５１ａ及び他端面５１ｂを有する。インゴット５１は、一端面５１ａから他端面５１ｂへの基準軸Ｇｘの方向に成長された。基準軸Ｇｘの方向は、ベクトルＶＧによって示される。インゴット５１は、一端面５１ａから他端面５１ｂへの基準軸Ｇｘの方向に延びる第１及び第２の領域５１ｃ、５１ｄを含む。第１及び第２の領域５１ｃ、５１ｄは互いに隣接している。第１の領域５１ｃの欠陥密度Ｄ１は第２の領域５１ｄの欠陥密度Ｄ２よりも小さい。この実施例では、成長ベクトルＶＧの方向はｃ軸の方向である。第１及び第２の領域５１ｃ、５１ｄはｍ軸の方向に延びており、またａ軸の方向に互いに交互に配列されている。
【００６４】
図９（ｂ）に示されるように、このインゴット５１を、ｃ軸からｍ軸の方向に傾斜した平面Ｒｘに沿ってスライスすることができる。へき開面はａ面となる。或いは、図９（ｃ）に示されるように、このインゴット５１をｃ軸からａ軸の方向に傾斜した平面Ｒｘに沿ってスライスすることができる。へき開面はｍ面となる。
【００６５】
図１２（ａ）は、図９（ｂ）に示されるようにインゴット５１から作製された基板５３を示す。基板５３は、主面５３ａから裏面５３ｂに成長ベクトルＶＧの方向に延びる第１及び第２の領域５３ｃ、５３ｄを含む。第１及び第２の領域５３ｃ、５３ｄは互いに隣接している。第１の領域５３ｃの欠陥密度Ｄ５３ｃは第２の領域５３ｄの欠陥密度Ｄ５３ｄよりも小さい。例えば、欠陥密度Ｄ５３ｃは例えば１×１０７ｃｍ−３以下であり、また欠陥密度Ｄ５３ｄは例えば１×１０８ｃｍ−３より大きい。この実施例では、成長ベクトルＶＧの方向はｃ軸の方向であり、主面５３ａの法線ベクトルＶＮと成長ベクトルＶＧとの角度は１０度以上であり、９０度以下である。第１及び第２の領域５３ｃ、５３ｄはｍ軸の方向に延びており、またａ軸の方向に互いに交互に配列されている。また、第１の領域５３ｃにおいて、主面５３ａにおける転位密度及び裏面５３ｂにおける転位密度の一方は他方により大きい。互いに転位の異なる第１及び第２の領域５３ｃ、５３ｄを成長することによって、第１の領域５３ｃにおける転位密度が第２の領域５３ｄにおける転位密度に比べて低減される。図９（ｃ）に示されるようにインゴット５１から作製された基板における第１及び第２の領域の向きは、図１２（ａ）に示された基板５３を基板５３の中心軸の回りに９０度だけ回転させることによって示される。
【００６６】
図１０（ａ）を参照すると、結晶座標系ＣＲと共にインゴット５５が示されている。インゴット５５は一端面５５ａ及び他端面５５ｂを有する。インゴット５５は、一端面５５ａから他端面５５ｂへの基準軸Ｇｘの方向に成長された。基準軸Ｇｘの方向は、ベクトルＶＧによって示される。インゴット５５は、一端面５５ａから他端面５５ｂへの基準軸Ｇｘの方向に延びる単一の第１の領域５５ｃ及び複数の第２の領域５５ｄを含む。第１及び第２の領域５５ｃ、５５ｄは互いに隣接している。第１の領域５５ｃの欠陥密度Ｄ１は第２の領域５５ｄの欠陥密度Ｄ２よりも小さい。この実施例では、成長ベクトルＶＧの方向はｃ軸の方向である。第２の領域５５ｄの各々は第１の領域５５ｃによって囲まれている。
【００６７】
図１０（ｂ）に示されるように、このインゴット５５をｃ軸からｍ軸の方向に傾斜した平面Ｒｘに沿ってスライスすることができる。へき開面はａ面となる。或いは。図１０（ｃ）に示されるように、このインゴット５５をｃ軸からａ軸の方向に傾斜した平面Ｒｘに沿ってスライスすることができる。へき開面はｍ面となる。
【００６８】
図１２（ｂ）は、図１０（ｂ）に示されるようにインゴット５５から作製された基板５７を示す。基板５７は、主面５７ａから裏面５７ｂに成長ベクトルＶＧの方向に延びる単一の第１の領域５７ｃ及び複数の第２の領域５７ｄを含む。第１及び第２の領域５７ｃ、５７ｄは互いに隣接している。第１の領域５７ｃの欠陥密度Ｄ５７ｃは第２の領域５７ｄの欠陥密度Ｄ５７ｄよりも小さい。例えば、欠陥密度Ｄ５７ｃは例えば１×１０７ｃｍ−３以下であり、また欠陥密度Ｄ５７ｄは例えば１×１０８ｃｍ−３より大きい。この実施例では、成長ベクトルＶＧの方向はｃ軸の方向であり、主面５７ａの法線ベクトルＶＮと成長ベクトルＶＧとの角度は１０度以上であり、９０度以下である。第２の領域５７ｄはｍ軸及びａ軸の方向にアレイ状に配列されており、第２の領域５７ｄの各々は第１の領域５７ｃに囲まれている。また、第１の領域５７ｃにおいて、主面５７ａにおける転位密度及び裏面５７ｂにおける転位密度の一方は他方により大きい。互いに転位の異なる第１及び第２の領域５７ｃ、５７ｄを成長することによって、第１の領域５７ｃにおける転位密度が第２の領域５７ｄにおける転位密度に比べて低減される。図１０（ｃ）に示されるようにインゴット５５から作製された基板における第１及び第２の領域５７ｃ、５７ｄの向きは、図１２（ｂ）に示された基板５７を基板５７の中心軸の回りに９０度だけ回転させることによって示される。
【００６９】
図１１（ａ）を参照すると、結晶座標系ＣＲと共にインゴット６１が示されている。インゴット６１は一端面６１ａ及び他端面６１ｂを有する。インゴット６１は、一端面６１ａから他端面６１ｂへの基準軸Ｇｘの方向に成長された。基準軸Ｇｘの方向は、ベクトルＶＧによって示される。インゴット６１は、一端面６１ａから他端面６１ｂへの基準軸Ｇｘの方向に延びる第１及び第２の領域６１ｃ、６１ｄを含む。第１及び第２の領域６１ｃ、６１ｄは互いに隣接している。第１の領域６１ｃの欠陥密度Ｄ６１ｃは第２の領域６１ｄの欠陥密度Ｄ６１ｄよりも小さい。この実施例では、成長ベクトルＶＧの方向はｃ軸の方向である。インゴット６１は、周囲の領域６１ｃよりも高い転位密度Ｄ６１ｄを有する転位束の複数の領域６１ｄを含む。例えば、欠陥密度Ｄ６１ｃは例えば１×１０７ｃｍ−３以下であり、また欠陥密度Ｄ６１ｄは例えば１×１０８ｃｍ−３より大きい。該転位束は、全体として、インゴット６１の一端面６１ａから他端面６１ｂに向かう方向に延びており、インゴット６１の成長軸Ｇｘに直交する平面においてランダムに分布する。
【００７０】
図１１（ｂ）に示されるように、このインゴット６１をｃ軸からｍ軸の方向に傾斜した平面Ｒｘに沿ってスライスすることができる。へき開面はａ面となる。或いは。図１１（ｃ）に示されるように、このインゴット６１をｃ軸からａ軸の方向に傾斜した平面Ｒｘに沿ってスライスすることができる。へき開面はｍ面となる。
【００７１】
図１２（ｃ）を参照すると、基板６３は、主面６３ａから裏面６３ｂを有する。基板６３は、既に説明した基板の構造と同様に、交差線分Ｌｘの方向に配列された第１〜第３の部分６５ａ、６５ｂ、６５ｃを有する。第１〜第３の部分６５ａ〜６５ｃは、それぞれ、基板６３の主面６３ａの第１〜第３の表エリア６３ｅ、６３ｆ、６３ｇに現れている。第１〜第３の部分６５ａ〜６５ｃは、それぞれ、裏面６３ｂの第１〜第３の裏エリア６３ｈ、６３ｉ、６３ｊに現れている。第１の表エリア６３ｅの転位密度Ｄｅ及び第１の裏エリア６３ｈの転位密度Ｄｈの一方は他方より大きい。この基板６３は、周囲の領域６３ｃよりも高い転位密度を有する複数の転位束の領域６３ｄを含む。転位束は、全体として、基板６３の裏面６３ｂから主面６３ａに向かう方向に延びており、基板６３の主面６３ａにおいてランダムに分布する。
【００７２】
この基板６３では、第１の表エリア６３ｅの転位密度Ｄｅは第１の裏エリア６３ｈの転位密度Ｄｈより小さい。第２の表エリア６３ｆの転位密度Ｄｆは第２の裏エリア６３ｉの転位密度Ｄｉより小さい。第３の表エリア６３ｇの転位密度Ｄｇは第３の裏エリア６３ｊの転位密度Ｄｊより小さい。或いは、基板６３において、第１の裏エリア６３ｈの転位密度Ｄｈは第１の表エリア６３ｅの転位密度Ｄｅより小さい。第２の裏エリア６３ｉの転位密度Ｄｉは第２の表エリア６３ｆの転位密度Ｄｆより小さい。第３の裏エリア６３ｊの転位密度Ｄｊはより第３の表エリア６３ｇの転位密度Ｄｇより小さい。
【００７３】
図１３は、無極性またはほぼ無極性の主面を有する基板をインゴットからスライスする向きを示す図面である。図７を参照しながら既に示したように、インゴットを縦方向のスライスすることによって、ストライプ状の基板を作製できる。インゴット７１はｃ軸の方向に一端面７１ａから他端面７１ｂに向けて成長されている。図１３（ａ）を参照すると、ｍ面主面を有する基板７３ａ、７３ｂを作製することができる。図１３（ｂ）を参照すると、ａ面主面を有する基板７５ａ、７５ｂを作製することができる。図１３（ｃ）を参照すると、ｍ面（ａ面）から所望の角度で傾斜した主面を有する基板７７ａ、７７ｂを作製することができる。この基板７７ａ、７７ｂの主面も無極性を示す。
【００７４】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】図１は、本実施の形態に係る、III族窒化物レーザダイオードを作製する方法における主要な工程を示す図面である。
【図２】図２は、工程Ｓ１０１における基板の準備を示す図面である。
【図３】図３は、工程Ｓ１０１における基板の準備を示す図面である。
【図４】図４は、エピタキシャル基板を作製する工程を示す図面である。
【図５】図５は、エピタキシャル基板上に電極を形成して基板線産物を作製する工程を示す図面である。
【図６】図６は、基板生産物Ｐのへき開を行う工程を示す図面である。
【図７】図７は、９０度の傾斜でインゴットをスライスして作製された基板を示す。
【図８】図８は、へき開の実施例を示す図面である。
【図９】図９は、ストライプ基板の作製のためのインゴットを示す図面である。
【図１０】図１０は、ドット基板の作製のためのインゴットを示す図面である。
【図１１】図１１は、転位束を含む基板の作製のためのインゴットを示す図面である。
【図１２】図１２は、図９〜図１１のインゴットから作製された基板を示す図面である。
【図１３】図１３は、無極性及びほぼ無極性を示す主面を有する基板を示す図面である。
【符号の説明】
【００７６】
Ｅ…エピタキシャル基板、１０ａ、１０ｂ…成長炉、１１…成長用基板、１３…結晶体、１５…生産物、１７…インゴット、Ｇｘ…基準軸、ＶＧ…ベクトル、
１７ａ、１７ｂ…インゴットの端面、２１…基板、２１ａ…基板主面、２１ｂ…基板裏面、２１ｅ…基板のエッジ、Ｓｘ…平面、Ｌｘ…交差線分、ＶＮ…法線ベクトル、Ａｘ…軸、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ…基板の部分、２３…第１の半導体領域、２５…発光層、２７…第２の半導体領域、２９…積層体、３１…絶縁膜、３１ａ…絶縁膜の開口、３３、３５…電極、Ｐ…基板生産物、Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ…基板生産物の部分、２９ａ、２９ｂ、２９ｃ…積層体の部分、３７…けがき溝、３９…スクライバー、４１…ブレード、４３…レーザバー、４３ａ、４３ｂ…へき開面、５１…インゴット、５１ａ、５１ｂ…インゴットの端面、５１ｃ、５１ｄ…第１及び第２の領域、５３…基板、５３ａ…基板主面、５３ｂ…裏面、５３ｃ、５３ｄ…第１及び第２の領域、Ｄ５３ｃ、Ｄ５３ｄ…欠陥密度、５５…インゴット、５５ａ、５５ｂ…インゴットの端面、５５ｃ、５５  ｄ…第１及び第２の領域、５７…基板、５７ａ…基板主面、５７ｂ…基板裏面、５７ｃ、５７ｄ…第１及び第２の領域、Ｄ５７ｃ、Ｄ５７ｄ…欠陥密度、６１…インゴット、６１ａ、６１ｂ…インゴットの端面、６１ｃ、６１ｄ…第１及び第２の領域、６３…基板、６３ａ…基板主面、６３ｂ…基板裏面、６５ａ、６５ｂ、６５ｃ…基板の第１〜第３の部分、６３ｅ、６３ｆ、６３ｇ…第１〜第３の表エリア、６３ｈ、６３ｉ、６３ｊ…第１〜第３の裏エリア、７１…インゴット、７１ａ、７１ｂ…インゴットの端面、７３ａ、７３ｂ…ｍ面主面を有する基板、７５ａ、７５ｂ…ａ面主面を有する基板、７７ａ、７７ｂ…無極性主面を有する基板  
【図１】
2010135618.tif 000003
【図２】
2010135618.tif 000004
【図３】
2010135618.tif 000005
【図４】
2010135618.tif 000006
【図５】
2010135618.tif 000007
【図６】
2010135618.tif 000008
【図７】
2010135618.tif 000009
【図９】
2010135618.tif 000010
【図１０】
2010135618.tif 000011
【図１１】
2010135618.tif 000012
【図１２】
2010135618.tif 000013
【図１３】
2010135618.tif 000014
【図８】
2010135618.tif 000015