(57)【要約】【課題】III族窒化物半導体の半極性面と電極膜との接触の変動を低減可能な、III族窒化物半導体発光素子を作製する方法を提供する。【解決手段】III族窒化物半導体発光素子を作製する方法では、III族窒化物半導体領域１３の半極性主面１３ａに接合を成す電極膜３１上に設けられたマスクを用いて、摂氏４００度以下の基板温度で、電極膜３１及びIII族窒化物半導体領域１３のエッチングを行う。エッチングされたIII族窒化物半導体領域は、半導体リッジ部を有する。エッチングの前において、III族窒化物半導体領域１３の半極性主面１３ａと電極膜３１との接合のコンタクト抵抗は１×１０−３ｃｍ−２以下である。この接合のコンタクト抵抗が上記の値の範囲であるとき、摂氏４００度以下の基板温度を用いたエッチングでは、該接合の劣化を低減できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
III族窒化物半導体発光素子を作製する方法であって、
III族窒化物半導体領域の半極性主面に接合を成す電極膜上に設けられたマスクを用いて、摂氏４００度以下の基板温度で、前記電極膜及び前記III族窒化物半導体領域のエッチングを行って、エッチングされたIII族窒化物半導体領域を形成する工程と、
を備え、
前記エッチングされたIII族窒化物半導体領域は、半導体リッジ部を有し、
前記III族窒化物半導体領域は活性層を含み、
前記エッチングの前において、前記III族窒化物半導体領域の前記半極性主面と前記電極膜との接合のコンタクト抵抗は１×１０−３ｃｍ−２以下である、III族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項２】
前記半導体リッジ部は六方晶系のIII族窒化物半導体層を含み、
前記III族窒化物半導体層のｃ軸と前記半導体リッジ部の上面の法線軸との成す角度は、４５度以上８０度以下又は１００度以上１３５度以下の角度範囲にある、請求項１に記載されたIII族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項３】
当該方法は、ｐ型ドーパントのためのガス及び原料ガスを成長炉に供給して、ｐドープのコンタクト層を成長する工程を更に備え、
前記III族窒化物半導体領域は前記コンタクト層を含み、
前記III族窒化物半導体領域の前記コンタクト層は、III族窒化物半導体からなり、
前記コンタクト層は前記半極性主面を提供し、
前記コンタクト層のｐ型ドーパント濃度は１×１０２０ｃｍ−３以上である、請求項１又は請求項２に記載されたIII族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項４】
前記コンタクト層の酸素濃度は、１×１０１７ｃｍ−３以下である、請求項３に記載されたIII族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項５】
前記エッチングされたIII族窒化物半導体領域を形成するに先だって、前記III族窒化物半導体領域の前記半極性主面と前記電極膜との接合の評価を行う工程と、
前記評価の結果に基づき、前記電極膜及び前記III族窒化物半導体領域に前記エッチングを行うか否かについて判断する工程と、
を更に備える、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項６】
前記III族窒化物半導体領域の主面の酸洗浄を行って、酸洗浄された半極性主面を形成する工程と、
該半極性主面の上に前記電極膜を蒸着する工程と、
を更に備える、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項７】
前記電極膜上に前記マスクを形成する工程を更に備え、
前記マスクを形成する前記工程は、
リフトオフのための犠牲膜を前記電極膜上に形成する工程と、
前記電極膜上に誘電体膜を成長する工程と、
リッジのためのパターンを有するレジストマスクを前記誘電体膜の上に形成する工程と、
前記レジストマスクを用いて前記誘電体膜のエッチングを行って、誘電体マスクを形成する工程と、
前記誘電体マスクを用いて前記犠牲膜から前記電極膜を介して前記III族窒化物半導体領域までのエッチングを行って、リフトオフ層、電極及びエッチングされた窒化物半導体領域を形成する工程と、
を備え、
前記誘電体膜を成長する前記工程において、前記犠牲膜は前記誘電体膜と前記電極膜との間に設けられ、
前記犠牲膜は絶縁性を示す、請求項６に記載されたIII族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項８】
前記犠牲膜は、レジスト、ポリイミド、及びベンゾシクロブテンの少なくともいずれかを含む、請求項７に記載されたIII族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項９】
前記誘電体膜は、電子ビーム蒸着法で成長されたシリコン系無機絶縁層を含む、請求項７又は請求項８に記載されたIII族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項１０】
前記エッチングされたIII族窒化物半導体領域の前記半導体リッジ部を形成した後に、前記エッチングされたIII族窒化物半導体領域及び前記誘電体マスク上に絶縁膜を形成する工程と、
前記リフトオフ層を用いて前記絶縁膜のリフトオフを行って、前記エッチングされた窒化物半導体領域の上に保護層を形成する工程と、
を更に備え、
前記保護層は、前記半導体リッジ上の前記電極の上に開口を有する、請求項７〜請求項９のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項１１】
前記絶縁膜は、電子ビーム蒸着法で成長されたシリコン系無機絶縁膜を含む、請求項１０に記載されたIII族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項１２】
前記電極膜は金層及びパラジウム層の少なくともいずれかを含む、請求項７〜請求項１０のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項１３】
前記電極膜は、蒸着により成長されたパラジウム層を含み、
前記犠牲膜はレジストからなり、
前記犠牲膜のエッチングにおけるエッチャントはフッ素系ガスを含む、請求項７〜請求項１２のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項１４】
前記犠牲膜のエッチングにおけるエッチャントは、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＣＨＦ３／Ａｒの少なくともいずれかを含む、請求項７〜請求項１３のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項１５】
前記電極膜は、蒸着により成長された金層を含み、
前記犠牲膜はレジストからなり、
前記犠牲膜のエッチングにおけるエッチャントは酸素を含む、請求項７〜請求項１４のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項１６】
前記エッチングの後において、前記III族窒化物半導体領域の前記半極性主面と前記電極膜との接合は１×１０−３ｃｍ−２以下のコンタクト抵抗を有する、請求項１〜請求項１５のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項１７】
前記窒化物半導体領域は、III族窒化物半導体層及び別のIII族窒化物半導体層を含み、
前記III族窒化物半導体層は、前記別のIII族窒化物半導体層上に設けられ前記電極と接触を成し、
前記エッチングでは、前記III族窒化物半導体層及び前記別のIII族窒化物半導体層がエッチングされ、
前記III族窒化物半導体層の材料は前記別のIII族窒化物半導体層の材料と異なり、
前記別のIII族窒化物半導体層は、III族構成元素としてインジウムを含む、請求項１〜請求項１６のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項１８】
前記基板温度は摂氏８０度以上である、請求項１〜請求項１７のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項１９】
前記基板温度は摂氏２００度以上である、請求項１〜請求項１８のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項２０】
III族窒化物半導体基板の主面の上に前記III族窒化物半導体領域を成長する工程を更に備え、
前記III族窒化物半導体基板のｃ軸と前記主面の法線軸との成す角度は４５度以上８０度以下又は１００度以上１３５度以下の角度範囲にあり、
前記III族窒化物半導体基板のｃ軸と前記III族窒化物半導体領域の前記半極性主面の法線軸との成す角度は４５度以上８０度以下又は１００度以上１３５度以下の角度範囲にある、請求項１〜請求項１９のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項２１】
前記エッチングは、インダクティブ・カップリング・プラズマ・反応性イオンエッチング法で行われる、請求項１〜請求項２０のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項２２】
前記活性層の発光スペクトルのピーク波長は４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長範囲内にある、請求項１〜請求項２１のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項２３】
前記活性層の発光スペクトルのピーク波長は５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の波長範囲内にある、請求項１〜請求項２１のいずれか一項に記載された窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項２４】
III族窒化物半導体発光素子を作製する方法であって、
III族窒化物半導体領域と、前記III族窒化物半導体領域の主面に接合を成す電極膜とを含むいくつかの評価用基板生産物を準備する工程と、
前記評価用基板生産物の前記接合におけるコンタクト抵抗の第１見積もりを行う工程と、
前記第１見積もりの後に、前記評価用基板生産物の前記電極膜上にマスクを形成する工程と、
前記マスクを用いて、いくつかの基板温度で前記基板生産物のエッチングを行う工程と、
前記評価用基板生産物の前記エッチングの後に、前記基板生産物の前記接合におけるコンタクト抵抗の第２見積もりを行う工程と、
前記第１見積もりにおけるコンタクト抵抗と前記第２見積もりにおけるコンタクト抵抗との対応付けを行うと共に、前記エッチングにおける前記基板温度に係る条件及び前記対応付けに基づき、エッチング条件の決定を行う工程と、
前記III族窒化物半導体発光素子のためのエピタキシャル膜を含むエピタキシャル基板を準備する工程と、
前記エピタキシャル基板の主面上に電極膜を形成して、半導体素子のための基板生産物を準備する工程と、
前記決定されたエッチング条件を用いて、前記基板生産物のエッチングを行う工程と、
を備える、III族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項２５】
III族窒化物半導体発光素子を作製する方法であって、
III族窒化物半導体領域と、前記III族窒化物半導体領域の主面に接合を成す電極膜とを含むいくつかの評価用基板生産物を準備する工程と、
前記評価用基板生産物の前記接合におけるコンタクト抵抗の第１見積もりを行う工程と、
前記第１見積もりの後に、いくつかの基板温度で前記評価用基板生産物の熱処理を行う工程と、
前記評価用基板生産物の前記熱処理の後に、前記基板生産物の前記接合におけるコンタクト抵抗の第２見積もりを行う工程と、
前記第１見積もりにおけるコンタクト抵抗と前記第２見積もりにおけるコンタクト抵抗との対応付けを行うと共に、前記基板温度の条件及び前記対応付けに基づき、前記熱処理の温度範囲の条件を決定する工程と、
前記III族窒化物半導体発光素子のためのエピタキシャル膜を含むエピタキシャル基板を準備する工程と、
前記エピタキシャル基板の主面上に電極膜を形成して、半導体素子のための基板生産物を準備する工程と、
前記決定された温度範囲内の基板温度で、前記基板生産物の熱処理を行う工程と、
を備える、III族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項２６】
前記基板生産物の前記熱処理は、前記基板生産物のエッチングの際における熱によるものである、請求項２５に記載されたIII族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項２７】
前記エッチングにより、前記エピタキシャル基板及び前記電極膜から半導体リッジ部を形成する、請求項２４又は請求項２６に記載されたIII族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項２８】
前記エピタキシャル基板の前記主面は半極性を示す、請求項２４〜請求項２７のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項２９】
前記電極膜は金層及びパラジウム層の少なくともいずれかを含む、請求項２４〜請求項２８のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【請求項３０】
前記エピタキシャル基板の前記主面は、前記III族窒化物半導体発光素子のｐドープのコンタクト層によって提供される、請求項２９に記載されたIII族窒化物半導体発光素子を作製する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III族窒化物半導体発光素子を作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ストライプ状のリッジ部位を有する化合物半導体レーザの作製方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９８３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、ｃ面上に成長されたエピタキシャル層と金属層との物理的接触を形成するに際して、エピタキシャル層の表面に電極膜を蒸着した後に、マスクのために絶縁膜及び金属膜を含む多層膜構造を形成する。次いで、リッジ構造を形成するために、レジストマスクを用いて、多層膜構造、電極膜及びエピタキシャル層に異方性のエッチングを行う。
【０００５】
例えばリッジ構造を有する窒化物半導体発光素子を作製するとき、エッチングによりIII族窒化物半導体を加工してリッジ構造を形成する。リッジ構造形成のための加工に加えて、電極も形成する必要がある。また、エッチングにより形成されたIII族窒化物半導体面上に保護層を形成する。
【０００６】
半極性面と金属膜との物理的な接触を形成するとき、金属−半導体の界面の特性をコンタクト抵抗として評価することができる。発明者らの知見によれば、半極性面では、半極性面と金属膜との物理的な接触は、エッチング等のプロセスを適用した際の熱ストレスに敏感である。半極性面と金属膜との接触のコンタクト抵抗は、半極性面では、熱的なストレス（例えばドライエッチング）の前後においてコンタクト抵抗の変化が大きくなることがある。
【０００７】
発明者らの緻密な考察及び実験から、III族窒化物半導体の半極性面に接触を成す電極を形成する為に好適な方法が見出された。
【０００８】
本発明は、このような事情を鑑みて為されたものであり、III族窒化物半導体の半極性面と電極膜との接触の変動を低減可能な、III族窒化物半導体発光素子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】
【０００９】
本発明は、III族窒化物半導体発光素子を作製する方法に関する。この方法は、（ａ）III族窒化物半導体領域の半極性主面に接合を成す電極膜上に設けられたマスクを用いて、摂氏４００度以下の基板温度で、前記電極膜及び前記III族窒化物半導体領域のエッチングを行って、エッチングされたIII族窒化物半導体領域を形成する工程を備え。前記エッチングされたIII族窒化物半導体領域は、半導体リッジ部を有し、前記III族窒化物半導体領域は活性層を含み、前記エッチングの前において、前記III族窒化物半導体領域の前記半極性主面と前記電極膜との接合のコンタクト抵抗は１×１０−３ｃｍ−２以下である。
【００１０】
このIII族窒化物半導体発光素子を作製する方法（以下「製造方法」と記す）によれば、リッジ形成のためのエッチングの前において、III族窒化物半導体領域の半極性主面と電極膜との接合のコンタクト抵抗が１×１０−３ｃｍ−２以下である。摂氏４００度以下の基板温度を用いたエッチングでは、III族窒化物半導体領域の半極性主面と電極膜との接合の劣化を低減できる。
【００１１】
本発明の製造方法では、前記半導体リッジ部は六方晶系のIII族窒化物半導体層を含み、前記III族窒化物半導体層のｃ軸と前記半導体リッジ部の前記上面の法線軸との成す角度は、４５度以上８０度以下又は１００度以上１３５度以下の角度範囲にあることができる。
【００１２】
この製造方法によれば、半極性面にうち上記の角度範囲において、不適切な基板温度を用いたエッチングが上記の接合の劣化を顕著に引き起こす。
【００１３】
本発明の製造方法は、ｐ型ドーパントのためのガス及び原料ガスを成長炉に供給して、ｐドープのコンタクト層を成長する工程を更に備えることができる。前記III族窒化物半導体領域は前記コンタクト層を含み、前記III族窒化物半導体領域の前記コンタクト層は、III族窒化物半導体からなり、前記コンタクト層は前記半極性主面を提供し、前記ｐ型コンタクト層のｐ型ドーパント濃度は１×１０２０ｃｍ−３以上であることができる。
【００１４】
この製造方法によれば、コンタクト抵抗のｐ型ドーパント濃度は１×１０２０ｃｍ−３以上であるとき、低いコンタクト抵抗を実現できるコンタクト層の形成が容易になる。
【００１５】
本発明の製造方法では、前記コンタクト層の酸素濃度は、１×１０１７ｃｍ−３以下であることができる。この製造方法によれば、コンタクト抵抗の酸素濃度が１×１０１７ｃｍ−３以下であるとき、低いコンタクト抵抗を実現できるコンタクト層の形成が容易になる。
【００１６】
本発明の製造方法では、前記コンタクト層の前記III族窒化物半導体は、有機金属気相成長法で成長され、前記コンタクト層の水素濃度は１×１０１９ｃｍ−３以下であり、前記コンタクト層の炭素濃度は１×１０１７ｃｍ−３以下であることができる。
【００１７】
この製造方法によれば、コンタクト抵抗における意図しない不純物（水素、炭素）が、それぞれ、上記の範囲にあるとき、低いコンタクト抵抗を実現できるコンタクト層の形成が容易になる。
【００１８】
本発明の製造方法は、前記エッチングされたIII族窒化物半導体領域を形成するに先だって、前記III族窒化物半導体領域の前記半極性主面と前記電極膜との接合の評価を行う工程と、前記評価の結果に基づき、前記電極膜及び前記III族窒化物半導体領域に前記エッチングを適用するか否かについて判断する工程とを更に備えることができる。
【００１９】
本発明の製造方法は、前記III族窒化物半導体領域の主面の酸洗浄を行って、酸洗浄された半極性主面を形成する工程と、該半極性主面の上に前記電極膜を蒸着する工程とを更に備えることができる。
【００２０】
この製造方法によれば、窒化物半導体領域の半極性主面の酸洗浄を行うと共に、該酸洗浄された主面上に金属膜を蒸着する。このため、酸化されやすい窒化物半導体半極性主面をリッジ形成のためのプロセス雰囲気にさらすことなく、電極のための金属膜で半極性主面を覆うことができる。これ故に、良好な品質を有するコンタクト層と電極膜との間に良好な界面の形成が容易になり、良好なコンタクト抵抗を得ることができる。
【００２１】
本発明の製造方法は、前記電極膜上に前記マスクを形成する工程を更に備えることができる。前記マスクを形成する前記工程は、リフトオフのための犠牲膜を前記電極膜上に形成する工程と、誘電体膜を前記電極膜の上に成長する工程と、リッジのためのパターンを有するマスクを前記誘電体膜の上に形成する工程と、前記マスクを用いて前記誘電体膜のエッチングを行って、誘電体マスクを形成する工程と、前記誘電体マスクを用いて前記犠牲膜から前記金属膜を介して前記窒化物半導体領域までのエッチングを行って、リフトオフ層、電極及びエッチングされた窒化物半導体領域を形成する工程とを備えることができる。前記誘電体膜を成長する前記工程において、前記犠牲膜は前記誘電体膜と前記金属膜との間に設けられ、前記犠牲膜は絶縁性を示し、前記レジストマスクは、リッジのためのパターンを有することができる。
【００２２】
この製造方法によれば、上記の工程に従って作製されるマスクは、リッジ形状の加工及びリフトオフのためのマスク構造を提供できる。
【００２３】
本発明の製造方法では、前記犠牲膜は、レジスト、ポリイミド、及びベンゾシクロブテンの少なくともいずれかを含むことができる。
【００２４】
この作製方法によれば、これらの樹脂を異方性エッチングにより加工してリフトオフ層を形成でき、またこのリフトオフ層を使用してリフトオフが可能になる。
【００２５】
本発明の製造方法では、前記誘電体膜は、電子ビーム蒸着法で成長されたシリコン系無機絶縁層を含むことができる。この作製方法によれば、樹脂膜を保護するように、シリコン系無機絶縁層を成長できる。
【００２６】
本発明の製造方法は、前記エッチングされたIII族窒化物半導体領域の前記半導体リッジ部を形成した後に、前記エッチングされたIII族窒化物半導体領域及び前記誘電体マスク上に絶縁膜を形成する工程と、前記リフトオフ層を用いて前記絶縁膜のリフトオフを行って、前記エッチングされた窒化物半導体領域の上に保護層を形成する工程とを更に備えることができる。前記保護層は、前記半導体リッジの上の前記電極の上に開口を有する。
【００２７】
この作製方法によれば、半導体リッジの形成から、エッチングされた窒化物半導体領域を覆う保護層の形成までのプロセスに、電極に接合を成す半極性面を露出することなく、電極、半導体リッジ及び保護層を形成できる。
【００２８】
本発明の製造方法では、前記エッチングの後において、前記III族窒化物半導体領域の前記半極性主面と前記電極膜との接合は１×１０−３ｃｍ−２以下のコンタクト抵抗を有することが好ましい。この作製方法によれば、熱処理に対して安定な特性を示すメタル−半導体の接触を提供できる。
【００２９】
本発明の製造方法では、前記絶縁膜は、電子ビーム蒸着法で成長されたシリコン系無機絶縁膜を含むことが好ましい。この作製方法によれば、樹脂膜を保護するように、シリコン系無機絶縁層を成長できる。
【００３０】
本発明の製造方法では、前記電極膜は金層及びパラジウム層の少なくともいずれかを含むことができる。この作製方法によれば、窒化物半導体半極性面に良好なコンタクト抵抗を提供できる。
【００３１】
本発明の製造方法では、前記電極膜は、蒸着により成長されたパラジウム層を含み、前記犠牲膜はレジストからなり、前記犠牲膜のエッチングにおけるエッチャントはフッ素系ガスを含むことができる。この作製方法によれば、低温におけるエッチング中に生成されるピラー状の微小突起の密度の低減に寄与する。
【００３２】
本発明の製造方法では、前記犠牲膜のエッチングにおけるエッチャントは、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＣＨＦ３／Ａｒの少なくともいずれかを含むことができる。この製方法によれば、フッ素系ガスとして、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＣＨＦ３／Ａｒの少なくともいずれかを使用できる。
【００３３】
本発明の製造方法では、前記電極膜は、蒸着により成長された金層を含み、前記犠牲膜はレジストからなり、前記犠牲膜のエッチングにおけるエッチャントは酸素を含むことができる。この作製方法によれば、電極として金を用いた場合に、低温におけるエッチング中に生成されるピラー状の微小突起の密度の低減に寄与する。
【００３４】
本発明の製造方法では、前記窒化物半導体領域は、III族窒化物半導体層及び別のIII族窒化物半導体層を含み、前記III族窒化物半導体層は、前記別のIII族窒化物半導体層の上に設けられ前記電極と接触を成し、前記エッチングでは、前記III族窒化物半導体層及び前記別のIII族窒化物半導体層がエッチングされ、前記III族窒化物半導体層の材料は前記別のIII族窒化物半導体層の材料と異なり、前記別のIII族窒化物半導体層は、III族構成元素としてインジウムを含むことができる。
【００３５】
この作製方法によれば、半導体リッジに加工される窒化物半導体領域が、第１及び第２III族窒化物半導体層を含むので、半導体リッジを形成する際にエッチングの結果、第１及び第２III族窒化物半導体層の両方がエッチングされて、第１及び第２III族窒化物半導体層は半導体リッジの表面に現れる。発明者らの知見によれば、エッチング雰囲気においてインジウムの蒸気圧が他の構成元素（Ｇａ）に比べて低いので、低い基板温度を用いるエッチングにおいてインジウムはピラー状の微小突起の形成の基点になりやすい。
【００３６】
本発明の製造方法では、前記基板温度は摂氏８０度以上であることが好ましい。本発明の製造方法では、前記基板温度は摂氏２００度以上であることができる。
【００３７】
本発明の製造方法は、III族窒化物半導体基板の主面の上に前記窒化物半導体領域を成長する工程を更に備えることができる。前記III族窒化物半導体基板のｃ軸と前記主面の法線軸との成す角度は４５度以上８０度以下又は１００度以上１３５度以下の角度範囲にあり、前記III族窒化物半導体基板のｃ軸と前記窒化物半導体領域の前記半極性主面の法線軸との成す角度は４５度以上８０度以下又は１００度以上１３５度以下の角度範囲にあることができる。
【００３８】
この作製方法によれば、エッチングされるIII族窒化物半導体のｃ軸とリッジ部の上面の法線軸との成す角度が４５度以上８０度以下又は１００度以上１３５度以下の角度範囲にあるとき、微小突起の生成がｃ面に比べて顕著になる。また熱に対するコンタクト抵抗劣化の程度がｃ面に比べて顕著になる。
【００３９】
本発明の製造方法では、前記エッチングは、インダクティブ・カップリング・プラズマ・反応性イオンエッチング法で行われることができる。この作製方法によれば、エッチングにおける異方性及び所望のリッジ高を実現できる。
【００４０】
本発明の製造方法では、前記活性層の発光スペクトルのピーク波長は４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長範囲内にあることができる。この作製方法によれば、半極性面の利用により、５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内の青色から緑の波長領域に発光スペクトルのピーク波長を有する発光素子を提供できる。また、本発明の製造方法では、前記活性層の発光スペクトルのピーク波長は５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の波長範囲内にあることができる。この作製方法によれば、半極性面の利用により、５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内の緑の波長領域に発光スペクトルのピーク波長を有する発光素子を提供できる。
【００４１】
本発明は、半導体素子を作製する方法に関する。この方法は、（ａ）III族窒化物半導体領域と、前記III族窒化物半導体領域の主面に接合を成す電極膜とを含むいくつかの評価用基板生産物を準備する工程と、（ｂ）前記評価用基板生産物の前記接合におけるコンタクト抵抗の第１見積もりを行う工程と、（ｃ）前記評価用基板生産物の前記電極膜上に設けられたマスクを形成する工程と、（ｄ）前記マスクを用いて、いくつかの基板温度で前記基板生産物のエッチングを行う工程と、（ｅ）前記評価用基板生産物の前記エッチングの後に、前記基板生産物の前記接合におけるコンタクト抵抗の第２見積もりを行う工程と、（ｆ）前記第１見積もりにおけるコンタクト抵抗と前記第２見積もりにおけるコンタクト抵抗との対応付けを得ると共に、該対応付け、及び前記エッチングにおける前記基板温度の条件に基づき、エッチング条件を決定する工程と、（ｇ）半導体素子のためのエピタキシャル膜を含むエピタキシャル基板を準備する工程と、（ｈ）前記エピタキシャル基板の主面上に電極膜を形成して、半導体素子のための基板生産物を準備する工程と、（ｉ）前記決定されたエッチング条件を用いて、前記基板生産物のエッチングを行う工程を備える。
【００４２】
この製造方法によれば、第１見積もりにおけるコンタクト抵抗と第２見積もりにおけるコンタクト抵抗との対応付けを行う。この対応付けでは、例えば第１見積もりと第２見積もりとの間においてコンタクト抵抗の変動の有無を判断するようにしてもよい。また、この変動幅が、所望の値を満たすとき、良い接合が形成されたと見なす。そして、上記の対応付け、及びエッチングにおける基板温度の条件に基づき、エッチング条件を決定する。このため、熱処理に対する所望の耐性を示すコンタクト抵抗の範囲をエッチング条件と関連付けて見出した後に、この範囲内のコンタクト抵抗を提供可能な基板生産物を作製して、この基板生産物に、決定されたエッチング条件を適用できる。
【００４３】
本発明は、半導体素子を作製する方法に関する。この方法は、（ａ）III族窒化物半導体領域と、前記III族窒化物半導体領域の主面に接合を成す電極膜とを含むいくつかの評価用基板生産物を準備する工程と、（ｂ）前記評価用基板生産物の前記接合におけるコンタクト抵抗の第１見積もりを行う工程と、（ｃ）前記第１見積もりの後に、いくつかの基板温度で前記基板生産物の熱処理を行う工程と、（ｄ）前記評価用基板生産物の前記熱処理の後に、前記基板生産物の前記接合におけるコンタクト抵抗の第２見積もりを行う工程と、（ｅ）前記第１見積もりにおけるコンタクト抵抗と前記第２見積もりにおけるコンタクト抵抗との対応付けを行うと共に、該対応付け及び前記基板温度の条件に基づき、温度範囲の条件を決定する工程と、（ｆ）半導体素子のためのエピタキシャル膜を含むエピタキシャル基板を準備する工程と、（ｇ）前記エピタキシャル基板の主面上に電極膜を形成して、半導体素子のための基板生産物を準備する工程と、（ｈ）前記決定された温度範囲を満たす基板温度で、前記基板生産物の熱処理を行う工程とを備える。
【００４４】
この製造方法によれば、第１見積もりにおけるコンタクト抵抗と第２見積もりにおけるコンタクト抵抗との対応付けを得る。この対応付けでは、例えば第１見積もりと第２見積もりとの間においてコンタクト抵抗の変動の有無に関して、この変動の結果、変動後のコンタクト抵抗が所望の値を満たすとき、良い接合が形成されたと判断するようにしてもよい。該対応付け及び熱処理における基板温度の条件に基づき、熱処理に係る条件を決定する。このため、熱処理に対する所望の耐性を示すコンタクト抵抗の範囲をエッチング条件と関連付けて見出した後に、この範囲内のコンタクト抵抗を発揮可能な基板生産物を作製して、この基板生産物に、熱的なプロセスを適用できる。
【００４５】
本発明の製造方法では、前記エピタキシャル基板の前記主面は半極性を示す。この製造方法によれば、III族窒化物の半極性と電極面との界面の性質は、エッチング等の際の熱的処理に起因する熱ストレスに敏感である。
【００４６】
本発明の製造方法では、前記エピタキシャル基板及び前記電極膜から前記エッチングにより、半導体リッジ部を形成することができる。この製造方法によれば、リッジの形成は、金属−半導体の界面と基板温度との関係に影響を与える。
【００４７】
本発明の製造方法では、前記電極膜は金層及びパラジウム層の少なくともいずれかを含むことができる。この作製方法によれば、窒化物半導体半極性面に良好なコンタクト抵抗を提供できる。
【００４８】
本発明の製造方法では、前記エピタキシャル基板の前記主面は、前記III族窒化物半導体発光素子のｐドープのコンタクト層によって提供されることができる。この作製方法によれば、ｐドープの窒化物半導体半極性面に小さく安定なコンタクト抵抗を提供できる。
【００４９】
本発明の製造方法では、前記コンタクト層はＧａＮからなることが好ましい。この作製方法によれば、ＧａＮは、低いコンタクト抵抗を実現するために好適である。
【発明の効果】
【００５０】
以上説明したように、本発明は、III族窒化物半導体の半極性面と該半極性面に接触を成す電極膜との接触の変動を低減可能な、III族窒化物半導体発光素子を作製する方法を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本実施の形態に係る窒化物半導体発光素子を作製する方法における主要な工程を含む工程フロー示す図面である。
【図２】図２は、本実施の形態に係る窒化物半導体発光素子を作製する方法及び窒化物半導体発光素子のための電極を形成する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図３】図３は、本実施の形態に係る窒化物半導体発光素子を作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図４】図４は、本実施の形態に係る窒化物半導体発光素子を作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図５】図５は、本実施の形態に係る窒化物半導体発光素子を作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図６】図６は、エピタキシャル多層膜の一例から形成したエッチングされたエピタキシャル多層膜を示す図面である。
【図７】図７は、本実施の形態に係る窒化物半導体発光素子を作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図８】図８は、本実施の形態に係る窒化物半導体発光素子を作製する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。
【図９】図９は、本実施の形態に係る窒化物半導体発光素子を模式的に示す図面である。
【図１０】図１０は、本実施の形態に係る半導体素子を作製する方法における主要な工程を含む工程フロー示す図面である。
【図１１】図１１は、本実施の形態に係る半導体素子を作製する方法における主要な工程を含む工程フロー示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
引き続いて、添付図面を参照しながら、III族窒化物半導体発光素子を作製する方法、III族窒化物半導体光素子を作製する方法、III族窒化物半導体素子を作製する方法、及び窒化物半導体発光素子のための電極を形成する方法に係る本発明の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。
【００５３】
図１は、本実施の形態に係る、III族窒化物半導体光素子を作製する方法、III族窒化物半導体素子を作製する方法、及び窒化物半導体発光素子のための電極を形成する方法における主要な工程を含む工程フローを示す図面である。また、図２〜図８は、本実施の形態に係る、III族窒化物半導体光素子を作製する方法、III族窒化物半導体素子を作製する方法、及び窒化物半導体発光素子のための電極を形成する方法における主要な工程を模式的に示す図面である。図２〜図５及び図７、図８の模式図では、矩形の基板が描かれているが、基板の形状はこれに限定されない。また、理解を容易にするために、引き続く説明では、一素子のサイズの基板上に窒化物半導体発光素子を作成する手順を説明する。
【００５４】
この方法では、最初の工程Ｓ１００で、窒化物半導体発光素子のためのエピタキシャル成長層を形成するための基板を準備する。基板（図２の（ａ）部における参照符号「１１」）は、例えば六方晶系III族窒化物からなる主面（図２の（ａ）部における参照符号「１１ａ」）を有する。基板１１は、例えば六方晶系III族窒化物からなることができ、六方晶系III族窒化物は、例えば窒化ガリウム系半導体からなることができ、窒化ガリウム系半導体は例えばＧａＮ、ＡｌＮ等を含む。
【００５５】
図２の（ａ）部に示されるように、工程Ｓ１０１において、基板１１を成長炉１０ａに置いた後に、基板１１上に窒化物半導体発光素子のためのエピタキシャル多層膜１３を成長する。エピタキシャル多層膜１３はIII族窒化物半導体領域であり、またエピタキシャル多層膜１３は複数のIII族窒化物層を含む。基板１１は六方晶系III族窒化物からなる主面１１ａを有し、またこの主面１１ａは半極性を示す。エピタキシャル多層膜１３は、六方晶系III族窒化物からなる主面１１ａに対してエピタキシャルに成長される。エピタキシャル多層膜１３のIII族窒化物層の各々におけるｃ軸の向きは、該六方晶系III族窒化物のｃ軸の向きに一致する。図２の（ａ）部を参照すると、六方晶系III族窒化物のｃ軸Ｃｘを示すｃ軸ベクトルＣＶが描かれており、結晶方位を示す結晶座標系ＣＲが示されている。結晶座標系ＣＲは、六方晶系III族窒化物のｃ軸、ａ軸及びｍ軸を示す軸を有する。本実施例では、基板１１のｃ軸Ｃｘは、基板主面１１ａの法線ベクトルＮＶで表される法線軸Ｎｘを基準にして角度ＡＬＰＨＡで傾斜している。引き続き説明された実施例では、リッジ構造は、ｍ軸及びｃ軸によって規定されるｍ−ｃ面に沿って延在する。基板１１のｃ軸Ｃｘと基板主面１１ａの法線軸Ｎｘとの成す角度ＡＬＰＨＡは４５度以上８０度以下又は１００度以上１３５度以下の角度範囲にある。
【００５６】
基板１１のｃ軸Ｃｘとエピタキシャル多層膜１３の半極性主面１３ａの法線軸（本実施例では、法線軸Ｎｘと同じ）との成す角度は４５度以上８０度以下又は１００度以上１３５度以下の角度範囲にあることができる。エピタキシャル多層膜１３のIII族窒化物半導体のｃ軸とエピタキシャル多層膜１３の半極性主面１３ａ（後工程においてリッジ部の上面）の法線軸との成す角度が４５度以上８０度以下又は１００度以上１３５度以下の角度範囲にある。このとき、半極性面にうち少なくとも上記の角度範囲では、不適切な基板温度を用いたエッチングにより熱ストレスが上記の接合の劣化を顕著に引き起こす。
【００５７】
成膜は、例えば有機金属気相成長法で行われることができる。このとき、成長炉１０ａには、有機金属原料Ｇ１が供給されて、エピタキシャル多層膜１３の複数のIII族窒化物層が、法線軸Ｎｘの方向に順に配列するように成長される。エピタキシャル多層膜１３は、ｎ型窒化ガリウム系半導体層１５、ｎ型窒化ガリウム系半導体クラッド層１７、ｎ側窒化ガリウム系半導体光ガイド層１９、活性層２１、ｐ側窒化ガリウム系半導体光ガイド層２３、窒化ガリウム系半導体電子ブロック層２５、ｐ側窒化ガリウム系半導体光ガイド層２６、ｐ型窒化ガリウム系半導体クラッド層２７、及びｐ型窒化ガリウム系半導体コンタクト層２９を含むことができる。活性層２１は、井戸層２１ａ及び障壁層２１ｂを含み、これら井戸層２１ａ及び障壁層２１ｂが、法線軸Ｎｘの方向に交互に配列されている。
【００５８】
エピタキシャル多層膜１３の一例。
ｎ型窒化ガリウム系半導体層１５：Ｓｉドープｎ型ＧａＮ。
ｎ型窒化ガリウム系半導体クラッド層１７：Ｓｉドープｎ型ＡｌＧａＮ。
ｎ側窒化ガリウム系半導体光ガイド層１９：Ｓｉドープｎ型ＧａＮ、アンドープＩｎＧａＮ。
活性層２１：単一又は多重量子井戸構造。
井戸層２１ａ：アンドープＩｎＧａＮ。
障壁層２１ｂ：アンドープＩｎＧａＮ又はアンドープＧａＮ。
ｐ側窒化ガリウム系半導体光ガイド層２３：アンドープＩｎＧａＮ。
窒化ガリウム系半導体電子ブロック層２５：Ｍｇドープｐ型ＡｌＧａＮ。
ｐ側窒化ガリウム系半導体光ガイド層２６：Ｍｇドープｐ型ＧａＮ。
ｐ型窒化ガリウム系半導体クラッド層２７：Ｍｇドープｐ型ＡｌＧａＮ。
ｐ型窒化ガリウム系半導体コンタクト層２９：Ｍｇドープｐ型ＧａＮ。
【００５９】
当該方法では、エピ成長の最終段階で、ｐ型ドーパントのためのガス及び原料ガスを成長炉に供給して、III族窒化物半導体からなるｐドープのコンタクト層を有機金属気相成長法で成長する。一実施例では、このコンタクト層は、電極膜を形成する半極性主面を提供する。ｐ型コンタクト層のｐ型ドーパント濃度は１×１０２０ｃｍ−３以上であり、１ｘ１０２１ｃｍ−３以下であることができる。コンタクト抵抗のｐ型ドーパント濃度は１×１０２０ｃｍ−３以上であるとき、低いコンタクト抵抗を実現できるコンタクト層の形成が容易になる。また、このコンタクト層の酸素濃度は１×１０１７ｃｍ−３以下であるとき、低いコンタクト抵抗を実現できるコンタクト層の形成が容易になる。さらに、コンタクト層の水素濃度は１×１０１９ｃｍ−３以下であることができ、コンタクト層の炭素濃度は１×１０１７ｃｍ−３以下であることができる。コンタクト抵抗における意図しない不純物（水素、炭素）が、それぞれ、上記の濃度範囲にあるとき、低いコンタクト抵抗を実現できるコンタクト層の形成が容易になる。
【００６０】
活性層２１の発光スペクトルのピーク波長は４８０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長範囲内にあることができる。半極性面の利用により、５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内の青色から緑の波長領域に発光スペクトルのピーク波長を有する発光素子を提供できる。また、活性層２１の発光スペクトルのピーク波長は５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の波長範囲内にあることが好ましい。半極性面の利用により、５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の範囲内の緑の波長領域に発光スペクトルのピーク波長を有する発光素子を提供できる。エピタキシャル多層膜１３の成長が完了した後に、成長炉１０ａからエピタキシャル基板Ｅを取り出す。エピタキシャル基板Ｅの窒化物半導体領域の個々の半導体層の表面は、基板主面１１ａの面方位を引き継いで半極性主面を示す。エピタキシャル基板Ｅの窒化物半導体領域は活性層２１を含み、この活性層２１も半極性に従う性質を有する。半極性の利点を生かして、５００ｎｍ以上５４０ｎｍ以下の波長範囲内に発光スペクトルのピーク波長を有する発光素子を提供できる。
【００６１】
成長炉１０ａから取り出されたエピタキシャル基板Ｅは、酸素を含む大気にさらされる。これ故に、その表面に自然酸化膜が形成される。発明者らの実験によれば、窒化ガリウム系半導体の半極性主面は酸素と結合しやすく、これ故に、ｃ面に比べて厚い自然酸化膜が成長する。エピタキシャル多層膜１３のIII族窒化物半導体のｃ軸とエピタキシャル多層膜１３の半極性主面１３ａ（後工程においてリッジ部の上面）の法線軸との成す角度が４５度以上８０度以下又は１００度以上１３５度以下の角度範囲にある。このとき、半極性面にうち上記の角度範囲において、不適切な基板温度を用いたエッチングにより熱ストレスが上記の接合の劣化を顕著に引き起こす。
【００６２】
次いで、エピタキシャル基板Ｅの表面１３ａの自然酸化膜やコンタミネーションを除去するために、図２の（ｂ）部に示されるように、電極のための金属層の成長に先立って、処理装置１０ｂに配置される。工程Ｓ１０２では、処理装置１０ｂを用いて、自然酸化膜やコンタミネーションを除去するためのウエット処理が行われ、好適な例では、エピタキシャル基板Ｅは酸溶液４３ａに浸される。この酸溶液は例えば塩酸を含むことが好ましい。
【００６３】
エピタキシャル基板Ｅの酸洗浄の後に、速やかに（例えば３０分以下に）、図３の（ａ）部に示されるように、該エピタキシャル基板Ｅを成膜装置１０ｃに配置することが好ましい。工程Ｓ１０３では、成膜装置１０ｃを用いて、該酸洗浄された主面１３ａ上に、原料Ｇ２をい用いて電極膜３１を蒸着する。電極膜３１は、例えば金層、パラジウム層及び白金層、Ｔｉ層の少なくともいずれかを含むことができる。これらの金属は、窒化物半導体半極性面に良好なコンタクト抵抗を提供できる。好ましくは、電極膜３１としてＰｄを用いることがよい。特に熱処理を行わないノンアロイ電極を形成しやすい。電極膜３１は、例えば蒸着法で形成されることができる。電極膜３１の厚さは例えば１０ｎｍ以上であり、例えば２００ｎｍ以下であることができる。
【００６４】
必要であるときは、エピタキシャル多層膜１３のエッチングを行うことに先だって、工程Ｓ１１３において、エピタキシャル多層膜１３の半極性主面１３ａと電極膜３１との接合の評価を行うことができる。この評価は、ウエハ上のＴｅｓｔ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｇｒｏｕｐ（ＴＥＧ）領域に形成したＴＬＭパターン等の測定用素子を用いて行われる。工程Ｓ１１４では、評価の結果に基づき、電極膜３１及びエピタキシャル多層膜１３に、引き続いておこなわれるエッチングを行うか否かについて判断することができる。
【００６５】
工程Ｓ１０４では、図３の（ｂ）部に示されるように、電極膜３１上に、原料Ｇ３を用いて、リフトオフのための犠牲膜３３を形成する。犠牲膜３３は絶縁性を示すことが好ましい。犠牲膜３３が樹脂からなるとき、犠牲膜３３は、誘電体マスクから金属膜への応力を低減できる。犠牲膜３３の樹脂は、例えばレジスト、ポリイミド、及びベンゾシクロブテンの少なくともいずれかを含むことができる。これらの樹脂を異方性エッチングにより加工してリフトオフ層を形成でき、またこれをリフトオフのために使用できる。犠牲膜３３の樹脂膜の形成は、例えばスピナーといった成膜装置１０ｄを用いた塗布により行われる。犠牲膜３３は電極膜３１に接触し、電極膜３１を覆う。
【００６６】
また、電極膜３１上に、誘電体膜３５を成長する。誘電体膜３５を成長する工程において、犠牲膜３３は誘電体膜３５と電極膜３１との間に設けられる。誘電体膜３５はシリコン系無機絶縁層、ＡｌＮ、ＴｉＯ２を含むことができ、シリコン系無機絶縁層は例えばシリコン酸化物（具体的にはＳｉＯ２）、ＳｉＮ等からなることができる。誘電体膜３５は例えば電子ビーム蒸着法を適用可能な成膜装置１０ｅで成長されることが好ましい。この方法によれば、成膜の際の熱から樹脂膜３５を保護するように、電子ビーム蒸着法でシリコン系無機絶縁層を成長できる。
【００６７】
工程Ｓ１０５では、図４の（ａ）部に示されるように、リッジのためのパターンを有するマスク３７を誘電体膜３５上に形成する。マスク３７は、例えばフォトレジストからなることができ、例えばフォトリソグラフィのためのレチクル４３ｂを用いて形成されることができる。このレジストマスクの作成は例えば以下のように行われる。塗布器１０ｆを用いてフォトレジストを誘電体膜３５上に塗布した後に、露光装置１０ｇでフォトマスクを介してフォトレジストに露光し、さらに露光したフォトレジストを現像装置１０ｈで現像する。図４の（ａ）部に示される実施例では、マスク３７は例えばストライプ形状を成す。ストライプ幅は例えば２μｍである。
【００６８】
工程Ｓ１０６では、図４の（ｂ）部に示されるように、マスク３７を用いて誘電体膜３５をエッチング装置１０ｊでエッチングして、誘電体マスク３５ａを形成する。このエッチングは、例えばインダクティブ・カップリング・プラズマ・反応性イオンエッチング法（ＩＣＰ−ＲＩＥ法）で行われることが好ましい。このエッチング法によれば、異方的なエッチングを低ダメージで実現できる。誘電体膜３５がシリコン酸化物からなるときは、エッチャントとしてＣＨＦ３を用いることができる。誘電体膜３５のエッチングにおけるエッチャントは、ＣＨＦ３といったフッ素系ガスを用いることができる。エッチャントとして、ＣＨＦ３、ＣＦ４、ＣＦ４+Ａｒの少なくともいずれかを使用できる。
【００６９】
工程Ｓ１０７では、図５の（ａ）部に示されるように、誘電体マスク３５ａを用いて犠牲膜３３のエッチングを行って、リフトオフ層３３ａを形成する。犠牲膜３３が樹脂からなるときは、リフトオフ層３３ａも樹脂からなる。犠牲膜３３のエッチングにおけるエッチャントはフッ素系ガス又は酸素を含むことが好ましい。フッ素系ガスとして、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＣＨＦ３／Ａｒの少なくともいずれかを使用できる。このエッチングは、例えばＩＣＰ−ＲＩＥ法で行われることが好ましい。このエッチング法によれば、エッチングにおける異方性を実現できる。これ故に、リフトオフ層３３ａの幅は誘電体マスク３５ａの幅とほぼ同じであり、リフトオフ層３３ａに実質的なサイドエッチは生じない。リフトオフ層３３ａは電極３１ａの表面に接触し、覆う。
【００７０】
なお、犠牲膜３３のエッチングの際にレジスト製のマスク３７もエッチャントにさらされる。誘電体マスク３５ａの形成から窒化物半導体領域のエッチングまでのエッチングにおいて不都合がなければ、マスク３７を除去することなく、犠牲膜３３から窒化物半導体領域までのエッチングを行うことができる。引き続く工程の処理においてマスク３７の一部が残ることがあるが、理解を容易にするために、積層マスクの最上層に誘電体マスク３５ａを描く。
【００７１】
工程Ｓ１０８では、図５の（ｂ）部に示されるように、誘電体マスク３５ａを用いて導電層３１のエッチングを行って、電極３１ａを形成する。電極３１ａは、金層、パラジウム層及び白金層の少なくともいずれかを含むことができる。導電層３１のエッチングは例えばアルゴン（Ａｒ）を用いることができる。次いで、工程Ｓ１０８では、導電層３１のエッチングが完了した後に、窒化物半導体領域３９のエッチングを行って、エッチングされた窒化物半導体領域４１を形成する。このエッチングは、ＩＣＰ−ＲＩＥ法で行われることが好ましい。このエッチング法によれば、エッチングにおける異方性及び所望のリッジ高を実現できる。窒化物半導体領域３９のエッチングにおける基板温度は、摂氏４００度以下であり、また摂氏８０度以上であることが好ましい。
【００７２】
このエッチング中の基板温度が低いとき、ピラー状の微小突起が形成される場合がある。微小突起の生成は、リッジ部の形成のためにエッチングされるIII族窒化物半導体表面の面方位に依存しており、また、半極性面においては、微小突起の生成がｃ面に比べて生成されやすい。発明者らの実験によれば、エッチングにおける基板温度が摂氏８０度以上の範囲にあるとき、微小突起４３の面密度の増大を避けることができる。
【００７３】
微小突起がリッジ部の近傍に形成されるとき、窒化物半導体発光素子のリーク電流を増加させる。発明者らの実験によれば、該ピラー形状突起の面密度は２×１０８ｃｍ−２以下であるとき、窒化物半導体発光素子のリーク電流を実用的なレベルにまで低減できる。
【００７４】
また、窒化物半導体領域３９のエッチングにおける基板温度は摂氏１００度以上であることができる。この温度範囲によれば、ピラー形状突起４３の面密度を充分に低減できる。さらには、基板温度は摂氏２００度以上であることができる。この温度範囲によれば、より安定してピラー状突起の発生を抑制できるからである。
【００７５】
エピタキシャル多層膜１３といったIII族窒化物半導体領域の半極性主面１３ａに接合を成す電極膜３１上にマスクが設けられる。このマスクを用いて、摂氏４００度以下の基板温度で、電極膜及びエピタキシャル多層膜１３の異方的ドライエッチングを行って、エッチングされたIII族窒化物半導体領域を形成する。エッチングされたIII族窒化物半導体領域は、半導体リッジ部を有する。発光素子では、この電極はオーミック接触のために設けられる。エッチングの前において、エピタキシャル多層膜１３の半極性主面１３ａと電極膜３１との接合のコンタクト抵抗は１×１０−３ｃｍ−２以下であることができる。この製造方法によれば、リッジ形成のためのエッチングの前において、III族窒化物半導体領域の半極性主面と電極膜との接合のコンタクト抵抗が１×１０−３ｃｍ−２以下であるので、摂氏４００度以下の基板温度を用いたエッチングは、III族窒化物半導体領域の半極性主面と電極膜との接合の劣化を低減できる。
【００７６】
発明者らの実験によれば、エッチングにおける基板温度が摂氏４００度以下の範囲にあるとき、III族窒化物半導体の半極性面と該半極性面に接触を成す電極膜との接触の変動を低減可能な、III族窒化物半導体発光素子を作製する方法を提供できる。
【００７７】
また、エッチングの後において、エピタキシャル多層膜１３の半極性主面１３ａと電極膜３１との接合のコンタクト抵抗は１×１０−３ｃｍ−２以下であることが好ましい。この作製方法によれば、熱処理に対して安定な特性を示すメタル−半導体の接触を提供できる。
【００７８】
一方、誘電体マスク３５ａを用いて犠牲膜３３から電極膜３１を介して窒化物半導体領域３９までのエッチングを行って、リフトオフ層３３ａ、電極３１ａ及びエッチングされた窒化物半導体領域４１を形成するとき、窒化物半導体領域３９の半極性主面３９ａをエッチングして半導体リッジ４１ａを形成する。発明者らの知見によれば、このエッチング中の結果として形成された表面４１ｂには、ピラー状の微小突起４３が形成される場合がある。微小突起４３の生成は、リッジ部４１ａの形成のためにエッチングされるIII族窒化物半導体表面の面方位に依存しており、また、半極性面においては、微小突起の生成がｃ面に比べて生成されやすい。微小突起がリッジ部４１ａの近傍に形成されるとき、窒化物半導体発光素子のリーク電流を増加させる。
【００７９】
図６は、エピタキシャル多層膜１３の一例から形成したエッチングされたエピタキシャル多層膜を示す図面である。エピタキシャル多層膜１３は、半極性面上にエピタキシャル成長された半導体層を含むので、エピタキシャル多層膜１３内の半導体層界面（接合）は、基板の結晶軸に従った半極性面にある。エッチング及びリフトオフのための積層マスクをエピタキシャル基板上に形成した後に、エッチングのために、エッチング装置１０ｊのステージ９上にエピ基板が搭載される。ステージ９は基板温度の調整を行うことができる。本実施例では、エピタキシャル多層膜１３に含まれる３つ半導体層（図５の（ａ）部に示されたIII族窒化物半導体層Ａ、III族窒化物半導体層Ｂ及びIII族窒化物半導体層Ｃ）がエッチングされる。これら半導体層のうち隣接する層の材料は互いに異なる。エピタキシャル多層膜１３の一例に基づいて説明すると、ｐ型窒化ガリウム系半導体コンタクト層２９（例えば、Ｍｇドープｐ型ＧａＮ）、ｐ型窒化ガリウム系半導体クラッド層２７（例えば、Ｍｇドープｐ型ＡｌＧａＮ）及びｐ側窒化ガリウム系半導体光ガイド層２６（例えば、Ｍｇドープｐ型ＧａＮ）がエッチングされる。
【００８０】
半導体リッジを形成する際のエッチングの結果、III族窒化物半導体層Ａ〜Ｃがエッチングされて、これらのIII族窒化物半導体層Ａ〜Ｃが半導体リッジ４１ａの側面及びエッチングされた窒化物半導体領域４１の表面４１ｂに現れる。エッチングされるIII族窒化物半導体層が、III族構成元素としてインジウムを含むとき、エッチング雰囲気においてインジウムの蒸気圧が他の構成元素（Ｇａ）に比べて低いので、インジウムはピラー状の微小突起の形成の基点になりやすい。ｐ型窒化ガリウム系半導体コンタクト層２９は例えばＧａＮ、ＩｎＧａＮ等からなることができ、ｐ型窒化ガリウム系半導体クラッド層２７例えばＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＧａＮ等からなることができ、ｐ側窒化ガリウム系半導体光ガイド層２６例えばＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ等からなることができる。本実施例の方法によれば、ピラー状の微小突起の面密度を低減できる。熱ストレスに耐えた金属−半導体の接合ＪＲを有する。
【００８１】
また、この作製方法によれば、図３の（ｂ）部及び図４の（ａ）部に示されるように、窒化物半導体領域３９の半極性主面３９ａの酸洗浄を行うと共に、該酸洗浄された主面上に電極膜３１を蒸着するので、酸化されやすい窒化物半導体半極性主面１３ａをリッジ形成のためのプロセスにさらすことなく、電極３１ａのための電極膜３１で半極性主面１３ａを覆うことができる。これ故に、良好なコンタクト抵抗を得ることができる。
【００８２】
好ましい実施例の一つを説明する。電極膜３１は、蒸着により成長されたパラジウム層を含むことが好ましく、犠牲層３３はレジストからなることが好ましい。犠牲層３３のエッチングにおけるエッチャントはフッ素系ガスを含むことが好ましい。この方法によれば、このエッチング中に生成されるピラー状の微小突起の密度を低減でき、又は実質的のゼロにできる。このとき、犠牲層３３のエッチングにおけるエッチャントは、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＣＨＦ３／Ａｒの少なくともいずれかを含むことが好ましい。
【００８３】
好ましい実施例の別の一つを説明する。電極膜３１は、蒸着により成長された金層を含むことが好ましく、犠牲層３３はレジストからなることが好ましい。犠牲層３３のエッチングにおけるエッチャントは酸素を含むことが好ましい。この方法によれば、このエッチング中に生成されるピラー状の微小突起の密度を低減でき、又は実質的のゼロにできる。
【００８４】
次の工程Ｓ１０９では、図７の（ａ）部に示されるように、エッチングされた窒化物半導体領域４１の半導体リッジ４１ａを形成した後に、成膜装置１０ｋを用いて、エッチングされた窒化物半導体領域４１及び誘電体マスク３５ａ上に絶縁膜４５を形成する。これによって、基板生産物ＳＰ１が形成される。絶縁膜４５は第１部分４５ａ及び第２部分４５ｂを含む。第１部分４５ａは半導体リッジ４１ａ上の誘電体マスク３５ａの上面３５ｂ及び側面３５ｃ上に成長され、これらを覆う。第２部分４５ｂはエッチングされた窒化物半導体領域４１のエッチングされた表面４１ｂ、半導体リッジ４１ａの側面４１ｃ、電極３１ａの側面３１ｃ上に成長され、これらを覆う。リフトオフ層３３ａは樹脂からなるので、リフトオフ層３３ａの側面に沿って形成され第１部分４５ａ及び第２部分４５ｂを繋ぐブリッジ状の絶縁体が成長する。成膜装置１０ｋは、例えば電子ビーム蒸着法、スパッタ等により成膜を適用できる。例えば、絶縁膜４５は、電子ビーム蒸着法で成長されたシリコン系無機絶縁膜を含むことができる。この方法によれば、リフトオフ層３３ａを保護するように、絶縁膜４５のためのシリコン系無機絶縁層を成長できる。このシリコン系無機絶縁層は例えばシリコン酸化物（具体的にはＳｉＯ２）、ＡｌＮ，ＴｉＯ２等からなることができる。
【００８５】
工程Ｓ１１０では、図７の（ｂ）部に示されるように、リフトオフ層３３ａを用いて絶縁膜４５のリフトオフを装置１０ｍで行う。このリフトオフにより、誘電体マスク３５ａの上面３５ｂ及び側面３５ｃ上の第１部分４５を除去すると共に、エッチングされた窒化物半導体領域４１の表面４１ｂ、半導体リッジ４１ａの側面４１ｃ、及び電極３１ａの側面３１ｃ上には第２部分４５ｂを残す。第２部分４５ｂからなる保護層４７が、エッチングされた窒化物半導体領域４１のエッチングされた表面４１ｂ、半導体リッジ４１ａの側面４１ｃ、及び電極３１ａの側面３１ｃ上に形成される。保護層４７は、半導体リッジ４１ａ上の電極３１ａ上に開口４７ａを有する。絶縁膜４５の堆積に際して、リフトオフ層３３ａが電極３１の上面３１ｂの全体を覆っているので、保護層４７の開口４７ａは、電極３１ａに対して自己整合的に位置決め可能である。保護層４７の厚さＤ１は例えば２００ｎｍ以上であり、例えば７００ｎｍ以下であることができる。
【００８６】
これまでの一連の工程によれば、半導体リッジ４１ａの形成から、エッチングされた窒化物半導体領域４１を覆う保護層の形成までのプロセスに、電極に接合を成す半極性面４１ｄを露出することなく、電極３１ａ、半導体リッジ４１ａ及び保護層４７を形成できる。これによって、基板生産物ＳＰ２が形成される。また、電極３１ａと半導体リッジ４１ａの上面との接合ＪＲのエッジを覆う。
【００８７】
工程Ｓ１１１では、図８の（ａ）部に示されるように、基板生産物ＳＰ２のパッド電極４９を電極３１ａ及び保護層４７上に形成する。パッド電極４９は例えばＡｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなることができる。パッド電極４９の導電膜の堆積として蒸着法を用いることができ、導電膜のパターン形成はリフトオフ法を用いることができる。パッド電極４９は保護層４７を覆っており、電極３１ａの上面３１ｂに接触を成す。
【００８８】
工程Ｓ１１２では、図８の（ｂ）部に示されるように、基板生産物ＳＰ３に電極５１を形成する。必要な場合には、基板１１の裏面を研磨して研磨された基板１２を形成した後に、基板１２の研磨面１２ｂに電極５１を形成する。これらの工程により、窒化物半導体発光素子が形成される。
【００８９】
（実施例１）
｛２０−２１｝面のＧａＮ基板上に、以下の窒化ガリウム系半導体層を順にエピタキシャル成長して、レーザ構造を有するエピタキシャルウエハを作製する。
ｎ−ＧａＮバッファ層。
ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層。
ｎ−ＩｎＧａＮガイド層。
アンドープＩｎＧａＮ活性層。
ｐ−ＡｌＧａＮ電子ブロック層。
ｐ−ＩｎＧａＮガイド層。
ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層。
ｐ−ＧａＮコンタクト層。
このエピタキシャルウエハのために活性化処理を行った後にｐ側電極のための金属膜を蒸着する。金属膜は例えばＰｄからなり、その膜厚は３０ｎｍである。この金属膜上に、リフトオフの際の犠牲層として使用される厚さ０．４μｍのレジスト層を塗布する。続いてリッジ形成用のマスクのための厚さ２００ｎｍのシリコン酸化層を電子ビーム蒸着により形成する。シリコン酸化層上に、リッジ形成用のための幅２μｍのレジストマスクを形成する。このような複合膜構造を形成した後に、レジストマスクを用いて、ＣＨＦ３ガスをエッチング装置（例えばＩＣＰ−ＲＩＥ装置）に供給しながらシリコン酸化層をエッチングして、シリコン酸化物マスクを形成する。同様にして、ＣＨＦ３ガスをエッチング装置（ＩＣＰ−ＲＩＥ）に供給しながらレジスト層をエッチングして、犠牲層を形成する。その後に、Ａｒガスをエッチング装置（例えばＩＣＰ−ＲＩＥ装置）に供給しながらＰｄ層をエッチングする。この後に、Ｃｌ２、ＢＣｌ３をエッチング装置（ＩＣＰ−ＲＩＥ）に供給しながら、エピタキシャルウエハの窒化ガリウム系半導体層をエッチングする。
【００９０】
このエッチング実験において、ｐ−ＧａＮコンタクト層の成長条件を変えて、２種類のエピタキシャルウエハ（以下、エピウエハと記す）を準備する。
エピウエハ（Ａ）：Ｍｇ濃度５×１０１９ｃｍ−３。
エピウエハ（Ｂ）：Ｍｇ濃度５×１０２０ｃｍ−３。
ＲＩＥの際の基板温度が異なるいくつかの条件で、ｐ−ＧａＮコンタクトのエッチングを行うと共に、エッチング前及びエッチング後のコンタクト抵抗（評価抵抗）のリストを下記に示す。基板温度の単位は摂氏である。コンタクト抵抗の単位は、Ω・ｃｍ−２である。
デバイス名、  基板温度、評価抵抗（ＲＩＥ前）、コンタクト抵抗（ＲＩＥ後）。
エピウエハ１：２００℃、３×１０−３Ω・ｃｍ−２、２×１０−２Ω・ｃｍ−２。
エピウエハ２：３００℃、１×１０−４Ω・ｃｍ−２、１×１０−４Ω・ｃｍ−２。
エピウエハ３：４００℃、３×１０−４Ω・ｃｍ−２、３×１０−４Ω・ｃｍ−２。
エピウエハ４：４５０℃、３×１０−４Ω・ｃｍ−２、２×１０−３Ω・ｃｍ−２。
エピウエハ５：  ６０℃、３×１０−４Ω・ｃｍ−２、３×１０−３Ω・ｃｍ−２。
【００９１】
エッチング条件としては、例えば下記条件が適用できる。
ＩＣＰパワー：３００Ｗ。
ＲＦパワー：２００Ｗ。
Ｃｌ２ガス：１００ｓｃｃｍ（cm3/minat 0℃ 1,013hPa）
ＢＣｌ３ガス：１０ｓｃｃｍ（cm3/minat 0℃ 1,013hPa）
チャンバ−内の圧力：１Ｐａ。
【００９２】
この実施例では、ＲＩＥ時の基板温度が摂氏４００度を超えると、エッチング前のコンタクト抵抗が１×１０−３Ω・ｃｍ−２以下であっても、エッチングの熱ストレスにより、エッチング後のコンタクト抵抗が増加する。基板温度が摂氏４００度以下であるときエッチング前後に係るコンタクト抵抗の差が小さい。
また、エッチング温度が低いエピウエハ５では、ピラー状の残渣が観察される。この度の実験では、コンタクト抵抗によらず、エッチング時の基板温度が摂氏８０度未満であるとき、窒化ガリウム系半導体のエッチングされた表面（エッチ面）にピラー状残渣が観察される。ピラー状残渣を抑制するためには、エッチング時の基板温度は摂氏８０度以上であることが好ましい。
【００９３】
ＩＣＰ−ＲＩＥ装置は、上部電極（ＩＣＰ電極部）及び下部電極（ＲＦバイアス電極）を有しており、これらの電極に独立してパワーを印加することができる。２つのパワー印加により、プラズマ密度とプラズマの加速電圧を独立に制御できる。発明者らの実験によれば、ＩＣＰパワーを高くするとエッチング中の基板温度が上昇する。具体的な温度の詳細は、エッチング装置の温度センサの校正にも依存しており、発明者らの実験によれば、摂氏２００度〜摂氏４００度程度まで上昇する。ＩＣＰパワーを下げると、基板温度の上昇を抑制することは可能だが、特に半極性基板では、エッチングされた表面のモフォロジが荒れることがある。特にひどい場合には、エッチングされた表面にピラー状の残渣が観察されるようになり、これはデバイス特性を大幅に低下させる。
【００９４】
コンタクト抵抗が１×１０−３Ω・ｃｍ−２程度まで低減されるとき、実施例の結果から理解されるように、エピウエハ２及びエピウエハ３のように、エッチング前後におけるコンタクト抵抗の劣化が実質的にない。
【００９５】
コンタクト抵抗を改善するためには、コンタクト層のｐ型ドーパント（例えばＭｇ）濃度は１×１０２１ｃｍ−３以下であることが好ましく、ドーピング濃度が高すぎる場合には、過剰なＭｇにより結晶性が劣化してコンタクト抵抗が劣化するからであり、コンタクト層のｐ型ドーパント（例えばＭｇ）濃度は１×１０２０ｃｍ−３以上であることが好ましく、障壁の幅を狭めてオーミック接触を得るためにである。また、コンタクト層の酸素（不純物）濃度は１×１０１７ｃｍ−３以下であることが好ましく、十分なキャリア濃度を得るためにはｐ層を補償する酸素を低減する必要があるためである。コンタクト層の水素（不純物）濃度は１×１０１９ｃｍ−３以下であることが好ましく、水素もｐ層の活性化率を低下させるため十分なキャリア濃度を得るためには水素を低減する必要があるからである。コンタクト層の炭素（不純物）濃度は１×１０１７ｃｍ−３以下であることが好ましく、十分なキャリア濃度を得るためである。さらに、例えばｐ型ＧａＮ層の成長温度は例えば摂氏７００度〜摂氏１１００度であることが好ましい。ｐ型ＧａＮ層の成長におけるＶ／III流量比は、５０００〜１００００であることが好ましい。
【００９６】
（実施例２）
Ｐｄ膜を用いる形態。
ＧａＮウエハの｛２０−２１｝面上に、以下の窒化ガリウム系半導体膜を順にエピタキシャル成長して、レーザ構造のエピタキシャルウエハを作製する：ｎ型ＧａＮバッファ層；ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層；ｎ型ＩｎＧａＮ光ガイド層；ＩｎＧａＮ活性層；ｐ型ＡｌＧａＮ電子ブロック層、；ｐ型ＩｎＧａＮ光ガイド層；ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層；ｐ型ＧａＮコンタクト層。このエピタキシャルウエハ上に、パラジウムからなるｐ側Ｐｄ膜を蒸着法にて作製する。この電極膜の膜厚は例えば３０ｎｍである。電極膜上に、リフトオフの際の犠牲層となるレジスト層（厚さ約０．８μｍ）を塗布した後に、続いてリッジ形成用のマスクとなるシリコン酸化膜（厚さ３００ｎｍ、ＳｉＯ２）を電子ビーム蒸着により形成する。これらの工程により、基板生産物が準備される。シリコン酸化膜上に、リッジストライプを規定するレジストマスク（例えば２μｍ幅）を形成する。ＣＨＦ３ガスを含むガスをＩＣＰ−ＲＩＥ装置に供給して、レジストマスクを用いてシリコン酸化膜をエッチングして、酸化膜マスクを形成する。次いで、以下の２条件でレジスト層をエッチングしてレジスト犠牲層を形成する。レジスト犠牲層を形成した後に、Ａｒを含むエッチングガスをＩＣＰ−ＲＩＥ装置に供給して、Ｐｄ膜をエッチングする。続けて、Ｃｌ２及びＢＣｌ３を含むガスをＩＣＰ−ＲＩＥ装置に供給して、ＧａＮエピタキシャル層をエッチングする。エッチングにおける基板温度は摂氏２５０度である。
条件（ａ）：オーバーエッチング有り。
レジスト層のちょうど平均的厚みのレジスト部分のエッチングが終わる終点でエッチングを終了すると、レジスト塗布膜厚分布に依存してレジストのエッチング残りが発生する。これを避けるために、オーバーエッチングを行う。平均レジスト厚みの１．３倍の厚みのレジストのエッチングが終わる時間までエッチングを行う。この条件で、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置にエッチングガスとしてＯ２を供給して、レジスト層のエッチングを行う。その後、Ｐｄ膜をエッチングすると共にＧａＮ層のリッジの深さまでエッチングする。走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて外観を観察すると、エッチングされたＧａＮ面にピラー状の突起が発生している。発明者の実験によれば、レジスト層のエッチングガス（酸素）により、Ｐｄ表面が変質して、変質物がＰｄエッチング後にもマイクロマスクとしてＧａＮ表面に残り、エッチング残渣を生じさせている可能性がある。この条件の微細突起の面密度は例えば１×１０１１ｃｍ−２である。
【００９７】
条件（ｂ）：オーバーエッチング無し。
平均レジスト厚みの１．３倍の厚みのレジストのエッチングが終わる時間までエッチングを行う。この条件で、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置にエッチングガスとしてＡｒ／ＣＨＦ３ガスを供給して、レジスト層のエッチングを行う。その後、Ｐｄ膜をエッチングすると共にＧａＮ層のリッジの深さまでエッチングする。Ｃｌ２ガスを用いてＩＣＰ−ＲＩＥ法でＧａＮ層をエッチングする。エッチングされたＧａＮ面にピラー状の突起は実質的にゼロと言える程度にまで少なく、観察した領域範囲では、非常に良好な表面では、ピラー状の突起は見られない。
【００９８】
（実施例３）
Ａｕ膜を用いる形態。
Ａｕ膜（１００ｎｍ）をＰｄ膜の替わりに形成した点を除いて、実施例１と同様に基板生産物を準備する。犠牲層はレジストとする。基板生産物のシリコン酸化膜上に、リッジストライプを規定するレジストマスク（２μｍ幅）を形成する。次いで、以下の２条件でレジスト層をエッチングしてレジスト犠牲層を形成する。レジスト犠牲層を形成した後に、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置にエッチングガスとしてＡｒを供給して、Ｐｄ膜をエッチングする。続けて、Ｃｌ２及びＢＣｌ３をＩＣＰ−ＲＩＥ装置に供給して、ＧａＮエピタキシャル層をエッチングする。エッチングにおける基板温度は摂氏２５０度である。
【００９９】
条件（ａ）：オーバーエッチ有り。
平均レジスト厚みの１．３倍の厚みのレジストのエッチングが終わる時間までエッチングを行う。この条件で、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置にエッチングガスとしてＡｒ／ＣＨＦ３ガスを供給して、レジスト層のエッチングを行う。ＡｕがＣＨＦ３と反応してエッチングされるので、オーバーエッチング中にレジスト膜の塗布厚の分布に応じてＡｕがエッチングされてしまう。ＡｕはＣｌ２、ＣＦ４、やＣＨＦ３でエッチングされる。オーバーエッチング中のＡｕエッチングの結果として、Ａｕ膜をＡｒでエッチングする前に、Ａｕ膜の膜厚分布が生じる。このＡｕ膜をＡｒでエッチングする。ＩＣＰ−ＲＩＥエッチング装置にエッチングガスとしてＡｒを供給する。Ａｒエッチングは反応性がなく、エッチングされる材料による選択性の差が比較的小さい（ここではＡｕとＧａＮとの選択比）。Ａｒを用いたＡｕ膜のオーバーエッチング中に、ＧａＮ層がエッチングされる。Ｃｌ２を用いたＧａＮエッチング後に表面を観察すると、Ａｕの膜厚ばらつきの結果として、リッジ深さに分布が発生する。リッジ深さが適切な深さよりも浅いとき、半導体レーザのしきい値電流Ｉｔｈの上昇を引き起こし、リッジ深さが適切な深さより深いとき半導体レーザの信頼性が低下する。そのため、素子歩留まりが悪化することになる。この条件のピラー状の微細突起の面密度は例えば１×１０１０ｃｍ−２である。
【０１００】
条件（ｂ）：オーバーエッチ無し。
平均レジスト厚みの１．３倍の厚みのレジストのエッチングが終わる時間までエッチングを行う。この条件で、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置にエッチングガスとしてＯ２を供給して、レジスト層のエッチングを行う。その後、Ａｕ膜をＡｒでエッチングすると共にＧａＮ層のリッジの深さまでエッチングする。Ｃｌ２ガスを用いてＩＣＰ−ＲＩＥ法でＧａＮ層をエッチングする。エッチングされたＧａＮ面にピラー状の突起は実質的にゼロと言える程度にまで少なく、観察した領域範囲では、非常に良好な表面では、ピラー状の突起は見られない。
【０１０１】
（実施例４）
以下の窒化ガリウム系半導体膜をＧａＮウエハの｛２０−２１｝面上に順にエピタキシャル成長して、レーザ構造のエピタキシャルウエハを作製する：ｎ型ＧａＮバッファ層；ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層；ｎ型ＩｎＧａＮ光ガイド層；ＩｎＧａＮ活性層；ｐ型ＡｌＧａＮ電子ブロック層；ｐ型ＩｎＧａＮ光ガイド層；ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層；ｐ型ＧａＮコンタクト層。このエピタキシャルウエハ上に、パラジウムからなるｐ側Ｐｄ膜を蒸着法にて作製する。この電極膜の膜厚は３０ｎｍである。電極膜上に、リフトオフの際の犠牲層となるレジスト層（厚さ約０．４μｍ）を塗布した後に、続いてリッジ形成用のマスクとなるシリコン酸化膜（厚さ３００ｎｍ、ＳｉＯ２）を電子ビーム蒸着により形成する。これらの工程により、基板生産物が準備される。シリコン酸化膜上に、リッジストライプを規定するレジストマスク（例えば２μｍ幅）を形成する。ＣＨＦ３ガスをＩＣＰ−ＲＩＥ装置に供給して、レジストマスクを用いてシリコン酸化膜をエッチングして、酸化膜マスクを形成する。実施例１と同じ条件で、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置にエッチングガスとしてＡｒ／ＣＨＦ３ガスを供給して、レジスト層のエッチングを行う。その後、Ｃｌ２及びＢＣｌ３をＩＣＰ−ＲＩＥ装置に供給して、ＧａＮ層をエッチングする。ＧａＮ層のエッチングにおける基板温度として、摂氏５０度、摂氏６０度、摂氏８０度、摂氏１００度、摂氏２００度を用いる。
【０１０２】
エッチャントＣｌ２を用いてエッチングされたＧａＮ面におけるピラー状微細突起を観察すると、以下の結果となる。
基板温度  ：摂氏５０度、摂氏６０度、摂氏８０度、摂氏１００度、摂氏２００度。
突起面密度（ｃｍ−２）：２×１０１０、１×１０９、２×１０８、実質ゼロ、  実質ゼロ。
また、この実験及び他の実験に基づけば、２×１０８ｃｍ−２の突起面密度を得るには、基板温度が摂氏８０度以上であることが好ましい。これらの基板温度の範囲において、エッチングの前後に係るコンタクト抵抗の変動は、実施例１に示されるように、初期のコンタクト抵抗に依存している。
【０１０３】
（実施例５）
Ｐｔ膜を用いる形態。
Ｐｔ膜（１００ｎｍ）をＰｄ膜の替わりに形成した点を除いて、実施例１と同様に基板生産物を準備する。犠牲層はＢＣＢ膜を用いる。基板生産物のシリコン酸化膜上に、リッジストライプを規定するレジストマスク（例えば２μｍ幅）を形成する。次いで、以下の条件でＢＣＢ層をエッチングしてＢＣＢ犠牲層を形成する。ＢＣＢ犠牲層を形成した後に、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置にエッチングガスとしてＡｒを供給して、Ｐｔ膜をエッチングする。続けて、Ｃｌ２及びＢＣｌ３をＩＣＰ−ＲＩＥ装置に供給して、ＧａＮエピタキシャル層をエッチングする。
【０１０４】
条件（ａ）。
ＣＦ４ガスを用いてＳｉ酸化膜をエッチングした後に、ＣＦ４ガスを含むエッチングガスをＩＣＰ−ＲＩＥ装置に供給して、ＢＣＢ層のエッチングを行う。エッチング時間は平均ＢＣＢ厚みの１．１倍の厚みのＢＣＢのエッチングが終わる時間までとする。その後、Ｐｔ膜をＡｒでエッチングすると共にＧａＮ層のリッジの深さまでエッチングする。Ｃｌ２ガスを用いてＩＣＰ−ＲＩＥ法でＧａＮ層をエッチングする。エッチングされたＧａＮ面にピラー状の突起は実質的にゼロと言える程度にまで少なく、観察した領域範囲では、非常に良好な表面では、ピラー状の突起は見られない。
【０１０５】
条件（ｂ）。
ＣＦ４ガスを用いてＳｉ酸化膜をエッチングした後に、Ｏ２を含むエッチングガスをＩＣＰ−ＲＩＥ装置に供給して、レジスト層のエッチングを行う。エッチング時間は平均ＢＣＢ厚みの１．１倍の厚みのＢＣＢのエッチングが終わる時間までとする。その後、Ｐｔ膜をＡｒでエッチングする。続いてＣｌ２ガスを用いてＩＣＰ−ＲＩＥ法でＧａＮ層をリッジの深さまでエッチングする。エッチングされたＧａＮ面にピラー状の突起は１×１０１０ｃｍ−２と、ＢＣＢ犠牲層をＣＦ４でエッチングした場合に比べて非常に多い。
【０１０６】
犠牲層としてたとえばＡｌ金属層を使用している製造方法では、アルミニウムは、ＧａＮをエッチングするＣｌ２ガスといったハロゲン系ガスと容易に反応するので、素子歩留まりの低下の可能性がある。ＧａＮのエッチング後に、基板生産物を反応性イオンエッチングのチャンバから取り出したとき、リッジ部周辺に残留するＣｌ２ガスとアルミニウムとが反応してこの反応生成物がリッジ周辺に残る。これは、リフトオフ性を悪化させ、或いは保護層のための絶縁膜の密着性やカバリッジを悪化させることになる。
【０１０７】
幅１〜２μｍ程度のＡｌ犠牲層にサイドエッチングをウエットエッチングで行う製造方法では、サイドエッチング量を再現性よく制御することは困難であり、たとえばサイドエッチングの不足はリフトオフ不良を発生させる。また、過剰なサイドエッチングは、サイドエッチング形成工程でその上層のシリコン酸化物マスクのはがれを引き起こす。これは、リフトオフ不良を発生させる原因になる。
【０１０８】
発明者らの知見によれば、レジスト層を犠牲層として用いるとき、犠牲層のレジスト側面に付着したシリコン酸化物等の絶縁膜は容易に除去できる。このため、サイドエッチングを意図的に導入しなくても、リフトオフが可能である。この場合、シリコン酸化膜の蒸着後に、レジスト用の剥離液やアセトンといった有機溶剤に、レジスト犠牲膜を（例えば１時間）浸漬することにより、リフトオフが可能である。犠牲層のレジストの厚みは０．２μｍ以上であることがよい。また、レジストの厚みは１μｍ以下であることが好ましい。
【０１０９】
リフトオフ用犠牲Ａｌ層の直下にＳｉ３Ｎ４層が設けられて、リフトオフの際にこのＳｉ３Ｎ４層も同時に除去する作製方法では、リフトオフの結果としてリッジ部上面にＧａＮコンタクト層を露出させた後に、ｐ側電極のための金属層を蒸着する。この場合、コンタクト層表面に酸化物層が形成され、或いは不純物層が形成される。特に、ｃ軸をｍ面方向に傾斜させた半極性の面方位の窒化ガリウム系半導体面は、その不安定性から高いコンタクト抵抗を示すことがある。それに対して、本実施の形態では、エピタキシャルウエハの作製完了直後に、まず王水、塩酸、フッ酸、燐酸などで表面を酸洗浄した後に、直ちに金属層（例えばＰｄ、Ａｕ、Ｐｔ）を形成することができる。この金属層でエピタキシャルウエハの表面を被覆した後に、犠牲層、絶縁膜マスク層を形成するので、良好なコンタクト層を有する半導体レーザといった半導体発光素子を作製できる。
【０１１０】
また、エピタキシャルウエハの窒化ガリウム系半導体の最表面の法線軸がｃ軸を基準にして７５度の角度で傾斜する面方位、或いはこの傾斜角から−３０度以上＋５度の範囲における面方位では、これまで用いられてきた極性ｃ面を有する半導体面と比較して、ピラー状の突起がエッチングにおいて容易に形成される。また、熱的なストレスを、半極性面と金属層との界面が受けるとき、熱ストレスの前後を比較するとコンタクト抵抗の変動が大きくなる。これはウエハ表面での原子配列の違いにより、熱ストレスにより界面での原子の拡散が容易に起こりやすいため、または密着性の低下が起こりやすいためである。
【０１１１】
上記の実施の形態に加えて、以下の手順を適用できる。図３の（ｂ）部に示されるように、リフトオフのためのマスクのための金属膜（ここではＡｕ層）３１、犠牲膜（ここでは樹脂膜）３３、及び誘電体膜３５を窒化物半導体領域３９の半極性主面３９ａ上に順に成長する。次に、図４の（ａ）部に示されるように、リッジのためのパターンを有するマスク３７を誘電体膜３５上に形成する。図４の（ｂ）部に示されるように、マスク３７を用いて誘電体膜３５のエッチングを行って誘電体マスク３５ａを形成する。図５の（ａ）部及び（ｂ）部に示されるように、誘電体マスク３５ａを用いて犠牲膜３３、電極膜３１、及び窒化物半導体領域３９を異方的エッチング法によりエッチングして、リフトオフ層３３ａ、電極３１ａ及びエッチングされた窒化物半導体領域４１を形成する。これらの工程により、半導体リッジ４１ａを含む窒化物半導体領域４１を形成できる。犠牲膜３３の反応性イオンエッチングにおけるエッチャントとして酸素を用いる。
【０１１２】
電極膜３１に金（Ａｕ）を含むとき、金は、犠牲膜３３の樹脂をエッチング可能なハロゲン系ガス（例えばＣＨＦ３、Ｃｌ２等）によりエッチングされる。犠牲膜３３のオーバーエッチングの際に電極膜３１の金表面がハロゲン系ガスにさらされるとき、発明者らの知見によれば、金層の表面モフォロジが低下する場合がある。この表面モフォロジは、窒化物半導体領域３９のエッチングにおいて下地に転写されることがあり、これがピラー状突起の生成の基点となることがある。
【０１１３】
この作製方法によれば、樹脂犠牲膜３３の形成には、塗布（例えば、スピンコートでの塗布）を用いるので、犠牲膜３３の膜厚分布は生じる。これ故に、犠牲膜３３のオーバーエッチングを行わない場合、犠牲膜３３の膜厚の不均一性がそのまま電極膜３１や窒化物半導体領域３９のエッチングに引き継がれる。これは、リッジ深さの面内分布を引き起こす。しかしながら、犠牲膜３３の反応性イオンエッチングにおけるエッチャントが酸素を含むので、金を侵すハロゲン系ガスを用いることなく、犠牲膜のオーバーエッチングを行うことができる。
【０１１４】
また、上記の実施の形態に加えて、以下の手順を適用できる。図３の（ｂ）部に示されるように、リフトオフのためのマスクのための金属膜（ここではＰｄ層）３１、犠牲膜（ここでは樹脂膜）３３、及び誘電体膜３５を窒化物半導体領域３９の半極性主面３９ａ上に順に成長する。次に、図４の（ａ）部に示されるように、リッジのためのパターンを有するマスク３７を誘電体膜３５上に形成する。図４の（ｂ）部に示されるように、マスク３７を用いて誘電体膜３５のエッチングを行って誘電体マスク３５ａを形成する。図５の（ａ）部及び（ｂ）部に示されるように、誘電体マスク３５ａを用いて犠牲膜３３、電極膜３１、及び窒化物半導体領域３９を異方的エッチング法によりエッチングして、リフトオフ層３３ａ、電極３１ａ及びエッチングされた窒化物半導体領域４１を形成する。これらの工程により、半導体リッジ４１ａを含む窒化物半導体領域４１を形成できる。犠牲膜３３の反応性イオンエッチングにおけるエッチャントとして、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＣＨＦ３／Ａｒの少なくともいずれかを含むガスを用いることができる。
【０１１５】
金属層３１のパラジウム（Ｐｄ）は、犠牲膜３３の樹脂をエッチング可能な酸素（酸素プラズマ）と反応する。犠牲膜３３のオーバーエッチングの際にパラジウム層の表面が酸素プラズマにさらされるとき、発明者らの知見によれば、パラジウム層の表面に変質層が形成されることがある。窒化物半導体領域３９のエッチングにおいて、変質層がピラー状突起の生成の基点となることがある。
【０１１６】
上記作製方法によれば、樹脂の犠牲膜３３の形成には、塗布（例えば、スピンコートでの塗布）を用いるので、犠牲膜３３の膜厚分布が生成される。犠牲膜３３のオーバーエッチングを行わない場合、犠牲膜３３の膜厚の不均一性がそのまま金属層３１や窒化物半導体領域４１のエッチングに引き継がれる。これは、リッジ深さの面内分布を引き起こす。しかしながら、犠牲膜３３の反応性イオンエッチングにおけるエッチャントが酸素を含むので、金を侵すハロゲン系ガスを用いることなく、犠牲膜のオーバーエッチングを行うことができる。
【０１１７】
図９は、本実施の形態に係る窒化物半導体発光素子の構造を模式的に示す図面である。窒化物半導体発光素子６１は、III族窒化物からなる半極性主面６３ａを有する基板６３と、半極性主面６３ａ上に設けられIII族窒化物半導体からなる半導体積層６５と、半導体積層６５上に設けられた電極６７と、半導体積層６５の表面６５ａを覆う保護層６９と、電極６７と、保護膜６９上に設けられたパッド電極７１と、基板裏面６３ｂ上の裏面電極７３を備える。基板６３は例えばIII族窒化物半導体基板を含む。
【０１１８】
半導体積層６５は、第１、第２及び第３部分６５ａ、６５ｂ、６５ｃ並びにリッジ部６５ｄを含む。第１、第２及び第３部分６５ａ、６５ｂ、６５ｃは、半極性主面６３ａに沿って配列され、第２部分６５ｂは第１部分６５ａと第３部分６５ｃとの間に設けられる。リッジ部６５ｄは第２部分６５ｂ上に位置する。第１及び第３部分６５ａ、６５ｃの表面は、エッチングにより形成される。エッチングの基板温度が適切であるときは、この表面に形成されるピラー形状突起の面密度は、許容可能な範囲である。保護層６９は、リッジ部６５ｄの上面６５ｅに開口６９ａを有する。電極６７は保護層６９の開口６９ａを介してリッジ部６５ｄの上面６５ｅに接合を成す。
【０１１９】
リッジ部６５ｄはIII族窒化物半導体エピタキシャル層として、以下のものを含む：ｐ型窒化ガリウム系半導体コンタクト層７３（例えばＧａＮ）、ｐ型窒化ガリウム系半導体クラッド層７５（例えばＡｌＧａＮ）、及びｐ型窒化ガリウム系半導体光ガイド層７７（例えばＩｎＧａＮ）。リッジ部６５ｄの側面は、窒化ガリウム系半導体コンタクト層７３の側面、窒化ガリウム系半導体クラッド層７５の側面、窒化ガリウム系半導体光ガイド層７７の側面から構成される。窒化物半導体領域（図５の（ｂ）部における参照符号４１）の表面４１ｂは、窒化ガリウム系半導体光ガイド層７７の側面及び上面から構成される。
【０１２０】
半導体積層６５は、リッジ部６５ｄのIII族窒化物半導体エピタキシャル層７３、７５、７７に加えて、以下のIII族窒化物半導体エピタキシャル層を含む：ｐ型窒化ガリウム系半導体電子ブロック層７９（例えばＡｌＧａＮ）、窒化ガリウム系半導体光ガイド層８１（例えばＩｎＧａＮ）、窒化ガリウム系半導体活性層８３（例えばＩｎＧａＮ、ＧａＮ）、ｎ型窒化ガリウム系半導体光ガイド層８５（例えばＩｎＧａＮ）、ｎ型窒化ガリウム系半導体クラッド層８７（例えばＡｌＧａＮ）、及びｎ型窒化ガリウム系半導体バッファ層８９（例えばＧａＮ）。これらのIII族窒化物半導体エピタキシャル層のｃ軸とリッジ上面６５ｅ（又は基板６３の半極性主面６３ａ）の法線軸との成す角度は、４５度以上８０度以下又は１００度以上１３５度以下の角度範囲にある。
【０１２１】
この窒化物半導体発光素子６１によれば、基板６３の半極性主面６３ａ上のIII族窒化物半導体をエッチングしてリッジ部６５ｄを形成するとき、その形成に係るエッチングにより、半導体積層６５の第１及び第３部分６５ａ、６５ｃの表面にはピラー状の微小突起が形成される。発明者らの知見によれば、微小突起の生成は、リッジ部６５ｄの形成のためにエッチングされるIII族窒化物半導体表面の面方位に依存しており、また、半極性面においては、微小突起の生成がｃ面に比べて生成されやすい。発明者らの観察によれば、エッチングされるIII族窒化物半導体７３、７５、７７のｃ軸とリッジ部６５ｄの上面６５ｅ（又は基板６３の半極性主面６３ａ）の法線軸との成す角度が４５度以上８０度以下又は１００度以上１３５度以下の角度範囲にあるとき、微小突起の生成がｃ面に比べて顕著になる。発明者らの実験によれば、微小突起がリッジ部６５ｄの近傍に形成されるとき、窒化物半導体発光素子６１にリーク電流を増加させる。該ピラー形状突起の面密度がゼロより大きく２×１０８ｃｍ−２以下であるとき、窒化物半導体発光素子６１のリーク電流を０．５μＡに低減できる。
【０１２２】
窒化物半導体発光素子６１では、III族構成元素としてインジウムを含む窒化ガリウム系半導体層がリッジ部の表面に現れるとき、エッチング雰囲気においてインジウムの蒸気圧が他の構成元素（Ｇａ）に比べて低いので、インジウムは、窒化ガリウム系半導体層のエッチングにおいてピラー状の微小突起の形成の基点になりやすい。しかしながら、ＧａＮ系半導体に先立つ樹脂や金属のエッチングに起因するマイクロマスクの生成が低減されているので、インジウムの低蒸気圧に起因するピラー状微小突起生成を低減できる。
【０１２３】
電極６７はリッジ部６５ｄの上面６５ｅの全体を覆い、保護層６９はリッジ部６５ｄの側面６５ｆを覆ってリッジ部６５ｄの上面６５ｅのエッジを覆うように設けられる。電極６７は、リッジ部６５ｄの上面６５ｅ全体を覆って自己整合的に形成される。保護層６９がリッジ部６５ｄの上面６５ｅのエッジを覆うように設けられるので、保護層６９がリッジ部６５ｄの上面６５ｅと電極６７との界面Ｊ０が側面６５ｆに現れる部位６５ｇを覆って、該部分６５ｇを保護できる。
【０１２４】
複数のピット形状突起のうちの全部又は一部は、保護層６９を突き抜けていることができる。発明者らの観察によれば、ピット形状突起のうちのいくつかのピット形状突起は、保護層６９を突き抜けて、該ピット形状突起の先端が保護層６９に覆われていない。突き抜けたピット形状突起のいくつかはパッド電極７１に接触を成す。この接触により、リッジ部６５ｄを経由しない電流経路が形成される。
【０１２５】
次に、図１０を参照しながら、III族窒化物半導体素子を作製する方法を説明する。この作製方法では、工程Ｓ２０１において、III族窒化物半導体領域と、III族窒化物半導体領域の主面に接合を成す電極膜とを含むいくつかの評価用基板生産物を準備する。評価用基板生産物は、作製されるべきIII族窒化物半導体素子に対応する構造を有することができるが、評価に適用可能な構造を含む簡素な基板生産物であってもよい。工程Ｓ２０２では、これらの評価用基板生産物の接合におけるコンタクト抵抗の第１見積もりを行う。この見積もりは例えばＴＬＭ法等によって行われることができる。見積もりの後に、工程Ｓ２０３において、評価用基板生産物の電極膜上に設けられたマスクを形成する。この後に、工程Ｓ２０４において、マスクを用いて、いくつかの基板温度で基板生産物のエッチングを行う。評価用基板生産物のエッチングの後に、工程Ｓ２０５において、基板生産物の接合におけるコンタクト抵抗の第２見積もりを行う。この見積もりは例えばＴＬＭ法等によって行われることができる。次いで、工程Ｓ２０６では、第１見積もりにおけるコンタクト抵抗と第２見積もりにおけるコンタクト抵抗との対応付けを行う。この対応付けでは、例えば第１見積もりと第２見積もりとの間においてコンタクト抵抗の変動の有無を判断するようにしてもよい。この変動が、所望の値を満たすとき、良い接合が形成されたと見なす。或いは、対応付けでは、例えば第１見積もりと第２見積もりとの間においてコンタクト抵抗の変動の有無に関して、この変動の結果、変動後のコンタクト抵抗が所望の値を満たすとき、良い接合が形成されたと判断するようにしてもよい。工程Ｓ２０７では、対応付けと、エッチングにおける基板温度の条件とに基づき、エッチング条件の決定を行う。工程Ｓ２０８では、半導体素子のためのエピタキシャル膜を含むエピタキシャル基板を準備する。この準備は、例えば本実施の形態において説明されたエピタキシャル成長により行われることができる。工程Ｓ２０９では、このエピタキシャル基板の主面上に電極膜を形成して、半導体素子のための基板生産物を準備する。電極膜の形成についても、例えば本実施の形態において説明された蒸着法といった成膜により行われることができる。工程Ｓ２１０では、決定されたエッチング条件を用いて、基板生産物のエッチングを行う。
【０１２６】
この製造方法によれば、第１見積もりにおけるコンタクト抵抗と第２見積もりにおけるコンタクト抵抗との差分を得ると共に、エッチングにおける基板温度の条件及び差分に基づき、エッチング条件を決定する。このため、熱処理に対する所望の耐性を示すコンタクト抵抗の範囲をエッチング条件と関連付けて見出した後に、この範囲内のコンタクト抵抗を発揮可能な基板生産物を作製して、この基板生産物に、決定されたエッチング条件を適用できる。
【０１２７】
さらに、図１１を参照しながら、III族窒化物半導体素子を作製する方法を説明する。この製造方法では、工程Ｓ３０１において、III族窒化物半導体領域と、該III族窒化物半導体領域の主面に接合を成す電極膜とを含むいくつかの評価用基板生産物を準備する。評価用基板生産物は、作製されるべきIII族窒化物半導体素子に対応する構造を有することができるが、評価に適用可能な構造を含む簡素な基板生産物であってもよい。工程Ｓ３０２では、評価用基板生産物の接合におけるコンタクト抵抗の第１見積もりを行う。この見積もりは例えばＴＬＭ法等によって行われることができる。見積もりの後に、工程Ｓ３０３では、いくつかの基板温度で基板生産物の熱処理を行う。熱処理としては、例えばエッチング、アニールといったプロセスにより熱的ストレスを含むことができる。工程Ｓ３０４では、評価用基板生産物の熱処理の後に、基板生産物の前記接合におけるコンタクト抵抗の第２見積もりを行う。この見積もりは例えばＴＬＭ法等によって行われることができる。工程Ｓ３０５では、第１見積もりにおけるコンタクト抵抗と第２見積もりにおけるコンタクト抵抗との間で、既に説明したような対応付けを行う。工程Ｓ３０６では、該対応付けと基板温度の条件とに基づき、熱処理の温度範囲の条件を決定する。工程Ｓ３０７では、半導体素子のためのエピタキシャル膜を含むエピタキシャル基板を準備する。エピタキシャル基板の準備は、例えばエピタキシャル成長によって達成される。工程Ｓ３０８では、エピタキシャル基板の主面上に電極膜を形成して、半導体素子のための基板生産物を準備する。工程Ｓ３０９では、決定された温度範囲を満たす基板温度で、基板生産物の熱処理を行う。基板生産物の熱処理は、例えば基板生産物のエッチングの際における熱によるものであってもよい。
【０１２８】
この製造方法によれば、第１見積もりにおけるコンタクト抵抗と第２見積もりにおけるコンタクト抵抗との差分を得ると共に、熱処理における基板温度の条件及び差分に基づき、熱処理に係る条件を決定する。このため、熱処理に対する所望の耐性を示すコンタクト抵抗の範囲をエッチング条件と関連付けて見出した後に、この範囲内のコンタクト抵抗を発揮可能な基板生産物を作製して、この基板生産物に、熱的なプロセスを適用できる。
【０１２９】
上記の製造方法では、エピタキシャル基板の主面は、半極性を有することができる。III族窒化物の半極性と電極面との界面の性質は、エッチング等の際の熱的処理に起因する熱ストレスに敏感である。
【０１３０】
上記の製造方法では、エピタキシャル基板及び電極膜のエッチングから、半導体リッジ部を形成することができる。半極性面上に電極を有する素子では、リッジの形成は、金属−半導体の界面と基板温度との関係に影響を与える。
【０１３１】
上記の製造方法では、電極膜は金層及びパラジウム層の少なくともいずれかを含むことができる。これらの金属は、窒化物半導体半極性面に良好なコンタクト抵抗を提供できる。
【０１３２】
上記の製造方法では、エピタキシャル膜の主面はIII族窒化物半導体素子のｐドープのコンタクト層によって提供されることができる。この形態では、小さな変動の安定なコンタクト抵抗をｐドープの窒化物半導体半極性面に提供できる。このコンタクト層はｐ型ＧａＮからなることができる。ＧａＮは、低いコンタクト抵抗を実現するために好適である。
【０１３３】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、III族窒化物半導体の半極性面と電極膜との接触の変動を低減可能な、III族窒化物半導体発光素子を作製する方法が提供される。
【符号の説明】
【０１３５】
１１…基板、１１ａ…基板の主面、１０ａ…成長炉、１３…エピタキシャル多層膜、１３ａ…エピタキシャル多層膜の半極性主面、Ｃｘ…ｃ軸、ＣＶ…ｃ軸ベクトル、ＣＲ…結晶座標系、ＮＶ…法線ベクトル、Ｎｘ…法線軸、１５…ｎ型窒化ガリウム系半導体層、１７…ｎ型窒化ガリウム系半導体クラッド層、１９…ｎ側窒化ガリウム系半導体光ガイド層、２１…活性層、２１ａ…井戸層、２１ｂ…障壁層、２３…ｐ側窒化ガリウム系半導体光ガイド層、２５…窒化ガリウム系半導体電子ブロック層、２６…ｐ側窒化ガリウム系半導体光ガイド層、２７…ｐ型窒化ガリウム系半導体クラッド層、２９…ｐ型窒化ガリウム系半導体コンタクト層、Ｅ…エピタキシャル基板、３１…電極膜、３１ａ…電極、３３…犠牲膜、３３ａ…リフトオフ層、３５…誘電体膜、３５ａ…誘電体マスク、３７…マスク、３９…窒化物半導体領域、４１…エッチングされた窒化物半導体領域、４１ａ…半導体リッジ、４５…絶縁膜、４５ａ…絶縁膜の第１部分、４５ｂ…絶縁膜の第２部分、４７…保護層、５１…電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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