(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の半導体層にパターニングされたレジストを形成する工程と、
前記基板の温度を６０℃から７０℃のいずれかの温度とした上で、前記レジストをマスクとして、Ｃｌ２とＳｉＣｌ４との混合ガスにより前記半導体層をエッチングし、リッジトップの幅が１．２μｍ以上であり、リッジ側面のリッジ成長面に対する角度は８０°以下であるリッジ構造を形成する工程と、
前記リッジ構造の側面に絶縁膜を形成する工程と、を備え、
前記リッジ構造のリッジボトムの幅は１．４５μｍ以下であ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】
前記混合ガスは、３０ｓｃｃｍの前記Ｃｌ２当たり２ｓｃｃｍ以上の前記ＳｉＣｌ４が添加されている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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リッジ構造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】
特許文献１には、リッジ構造を有する半導体発光素子が開示されている。この半導体発光素子は、リッジ構造の上面（以後、リッジトップという）とその上に形成される電極との間の抵抗を低減するために、リッジトップの幅を十分に大きくするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３５３９６号公報
【特許文献２】特開平１１−１８６６５９号公報
【特許文献３】特開２００２−２９９７６３号公報
【特許文献４】特開平８−２９３４８９号公報
【特許文献５】特開２００２−３７４０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
リッジ構造の形状は、以下の３つの要件を満たすことが望ましい。第１には、リッジトップとその上に形成される電極との間の抵抗を低減するために、リッジトップの幅が大きいことである。第２には、キンクレベルの低下を抑制するために、リッジ構造の下面（以後、リッジボトムという）の幅が小さいことである。第３には、リッジ構造の側面に形成される絶縁膜が剥がれないように、リッジ構造の側面に傾斜をつけることである。ところが、特許文献１に開示のリッジ構造では第１の要件しか考慮されていない。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、電極との抵抗を低減でき、かつ、キンクレベル低下及び絶縁膜剥がれを抑制できる形状のリッジ構造を有する半導体発光素子の製造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】
【０００６】
本願の発明に係る半導体発光素子の製造方法は、基板上の半導体層にパターニングされたレジストを形成する工程と、該基板の温度を６０℃から７０℃のいずれかの温度とした上で、該レジストをマスクとして、Ｃｌ２とＳｉＣｌ４との混合ガスにより該半導体層をエッチングし、リッジトップの幅が１．２μｍ以上であり、リッジ側面のリッジ成長面に対する角度は８０°以下であるリッジ構造を形成する工程と、該リッジ構造の側面に絶縁膜を形成する工程と、を備え、該リッジ構造のリッジボトムの幅は１．４５μｍ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、基板温度を６０℃から７０℃のいずれかの温度とした上でリッジ構造を形成するので、電極との抵抗を低減でき、かつ、キンクレベル低下及び絶縁膜剥がれを抑制できる形状のリッジ構造を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体発光素子の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】半導体層の上にパターニングされたレジストが形成されたことを示す図である。
【図４】エッチング後の構造の断面図である。
【図５】絶縁膜形成後の構造の断面図である。
【図６】リッジトップの幅と動作電圧不良発生率の関係を示す図である。
【図７】リッジボトムの幅とキンク歩留りの関係を示す図である。
【図８】基板温度とリッジ角度の関係及び基板温度とリッジボトム−トップ寸法差の関係を示す図である。
【図９】混合ガスのＳｉＣｌ４添加量とエッチング速度、及びＳｉＣｌ４添加量と対レジスト選択比の関係を示す図である。
【図１０】混合ガスのＳｉＣｌ４添加量とリッジ構造のボトム−トップ寸法差の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態．
図１は本発明の実施の形態に係る半導体発光素子の断面図である。本発明の実施の形態に係る半導体発光素子１０は、基板１１を備えている。基板１１はＧａＮで形成されている。基板１１上にはリッジ構造１２が形成されている。リッジ構造１２のリッジトップの幅（ＬＴ）は１．２μｍであり、リッジボトムの幅（ＬＢ）は１．４５μｍであり、リッジ高さ（ＬＨ）は０．５μｍである。リッジ側面のリッジ成長面に対する角度（θ）（以後、リッジ角度という）は８０°である。
【００１０】
リッジ構造１２の両側面側にはチャネル１４が形成されている。チャネル１４はリッジ構造１２よりも低く形成された部分である。チャネル１４の外側にはテラス１６が形成されている。テラス１６はリッジ構造１２と同じ高さで形成された部分である。そしてリッジ構造１２の側面、チャネル１４上、及びテラス１６の側面を覆うように絶縁膜１８が形成されている。絶縁膜１８はＳｉＯ２で形成されている。
【００１１】
図２は本発明の実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法を示すフローチャートである。以後、このフローチャートに沿って説明する。まず、基板上の半導体層にパターニングされたレジスト（フォトレジスト）を形成する（ステップ２０）。図３は半導体層３０の上にパターニングされたレジスト３２が形成されたことを示す図である。レジスト３２は複数形成されるが、少なくとも１つのレジストの幅（ＬＴ）は１．２μｍである。
【００１２】
次いで、エッチングを行う（ステップ２２）。ステップ２２では、基板１１を６０℃から７０℃のいずれかの温度とした上で、レジスト３２をマスクとして、Ｃｌ２とＳｉＣｌ４との混合ガスにより半導体層３０をエッチングする。ここで、混合ガスのＳｉＣｌ４の体積は、混合ガス全体における体積の６．２５％となるようにする。このエッチングは誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）を用いて行う。具体的には、前述の混合ガスをエッチング室内でプラズマ化し、ドライエッチングする。
【００１３】
図４はエッチング後の構造の断面図である。半導体層３０のエッチングを終えると、リッジ構造１２、チャネル１４、及びテラス１６が形成される。リッジ構造１２は、幅が１．２μｍで形成されたレジストの直下部分にある。従って、リッジトップの幅は１．２μｍである。また、リッジボトムの幅（ＬＢ）は１．４５μｍとなり、リッジ高さ（ＬＨ）は０．５μｍとなる。リッジ角度（θ）は８０°となる。
【００１４】
次いで、少なくともレジスト上及びリッジ構造の側面に絶縁膜を形成する（ステップ２４）。図５は絶縁膜３４形成後の構造の断面図である。絶縁膜３４は、レジスト上、リッジ構造１２の側面、チャネル１４上、及びテラス１６の側面に形成される。
【００１５】
次いで、リフトオフを行う（ステップ２６）。ステップ２６では、レジスト３２を除去してその上の絶縁膜をリフトオフする。リフトオフを終えると図１の半導体発光素子１０が形成される。本発明の実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法は上述の工程を備える。
【００１６】
図６は、リッジトップの幅と動作電圧不良発生率の関係を示す図である。ここでいう動作電圧不良とは、リッジトップとその上に形成される電極との間の抵抗増大による不良である。図６から、リッジトップの幅を１．２μｍ以上とすると動作電圧不良を抑制できることが分かる。本発明の実施の形態に係る半導体発光素子は、リッジトップの幅が１．２μｍであるので、リッジトップとその上に形成される電極との間の抵抗を十分に低減し動作電圧不良を抑制できる。
【００１７】
図７は、リッジボトムの幅とキンク歩留りの関係を示す図である。キンク歩留りとは、キンクレベルが所定値より高い製品の割合である。リッジボトムの幅が大きいと、１次横モードをカットオフできずキンクレベルが低下する。その結果キンク歩留りが低下する。ところが、リッジボトムの幅を１．４５μｍ以下とするとキンクレベルの低下を抑制でき、キンク歩留りを高めることができる。本発明の実施の形態に係る半導体発光素子は、リッジボトムの幅（ＬＢ）が１．４５μｍであるので、キンクレベルの低下を抑制しキンク歩留りを高めることができる。
【００１８】
ところで、リッジ角度が９０°程度の場合、絶縁膜のリッジ側面に対する密着性が低下し、絶縁膜が剥がれることがある。ＦＦＰ//形状の劣化を抑制するためには絶縁膜剥がれを抑制することが好ましい。ここで、発明者は、リッジ構造１２の側面に形成された絶縁膜の剥がれを抑制するためにはリッジ角度を８０°以下とすればよいことを見出した。そして、本発明の実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法では、基板１１を６０℃から７０℃のいずれかの温度として半導体層３０をエッチングすることでリッジ角度を８０°以下としている。
【００１９】
図８は、基板温度とリッジ角度の関係、及び基板温度とリッジのボトム−トップ寸法差の関係を示す図である。図８から分かるようにリッジ角度を８０°以下とするためには、基板温度を７０℃以下とすることが必要である。また、リッジトップの幅を１．２μｍとしたときに、リッジボトムの幅を１．４５μｍ以下とするためには基板温度を６０℃以上としてボトム−トップ寸法差を０．２５以下とすることが必要である。以上より、本発明の実施の形態に係る半導体発光素子を製造するためには、基板温度を６０℃から７０℃の間の値としてエッチングを行う必要がある。そして、本発明の実施の形態では基板１１を６０℃から７０℃のいずれかの温度とした状態で半導体層３０をエッチングするので、リッジボトムの幅を１．４５μｍ以下とし、かつリッジ角度を８０°程度とすることができる。
【００２０】
このようにしてリッジ角度をつけることができる理由は、エッチングが進行するに従いＳｉを含む反応生成物がレジストの側面、或いはエッチングによって形成されつつあるリッジ側面に付着する事により、それらがマスクとなるためと考えられる。また、基板の温度を高温にするほどリッジ角度が上がる理由としては、基板の温度が上がるほど反応生成物のレジスト側面などへの付着量が低減するためと考えられる。
【００２１】
エッチングの工程で用いた混合ガスについて説明する。混合ガスのＳｉＣｌ４の体積は、混合ガス全体における体積の６．２５％以上となるようにした。これは、Ｃｌ２ガス３０ｓｃｃｍに対して２ｓｃｃｍ以上のＳｉＣｌ４ガスを添加することに相当する。図９は混合ガスのＳｉＣｌ４添加量とエッチング速度、及びＳｉＣｌ４添加量と対レジスト選択比の関係を示す図である。Ｃｌ２ガス３０ｓｃｃｍに対して２ｓｃｃｍ以上のＳｉＣｌ４を添加すると対レジスト選択比を高めることができる。また、ＳｉＣｌ４の添加量を増やすとエッチング速度が低下する傾向にあるが、２ｓｃｃｍとするとエッチング速度の低下を抑制できる。よって、本発明の実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法で用いた混合ガスによれば、対レジスト選択比を高めつつ、十分なエッチング速度を得ることができる。
【００２２】
図１０は混合ガスのＳｉＣｌ４添加量とリッジ構造のボトム−トップ寸法差の関係を示す図である。この図から、ＳｉＣｌ４添加量はリッジ構造の形状にほとんど影響しないことが分かる。なお、図９及び図１０におけるデータは基板温度を２０℃に設定して測定されたものである。
【００２３】
本発明の実施の形態ではリッジトップの幅を１．２μｍとしたが、電極との抵抗を低減するためにこれよりも大きい値でもよい。また、リッジボトムの幅は１．４５μｍとしたが、キンクレベル歩留りを向上するためにこれよりも小さい値でもよい。また、リッジ角度は８０°以下であれば絶縁膜剥がれを抑制できるので、８０°以下としてもよい。以上より、リッジトップの幅が１．２μｍ以上であり、リッジボトムの幅が１．４５μｍ以下であり、リッジ角度が８０°以下であれば、電極との抵抗を低減でき、かつ、キンクレベル低下及び絶縁膜剥がれを抑制できる。
【００２４】
本発明の実施の形態では混合ガスにおけるＳｉＣｌ４の体積は、混合ガス全体の体積の６．２５％となるようにした。しかしながら、ＳｉＣｌ４の体積を増やしても高い対レジスト選択比を得られるので、６．２５％以上の値であれば特に限定されない。なお、ＳｉＣｌ４の体積を増やしすぎてエッチング速度が低下することを避けるために、ＳｉＣｌ４の体積は、混合ガス全体の体積の１８．７５％以下（Ｃｌ２３０ｓｃｃｍあたりＳｉＣｌ４を６ｓｃｃｍ以下）とすることが望ましい。
【００２５】
半導体発光素子の用途によっては、キンクレベルの規格が不要な場合がある。この場合にはリッジボトムの幅を１．４５μｍ以下に制限する必要はない。
【符号の説明】
【００２６】
１０  半導体発光素子、  １２  リッジ構造、  １４  チャネル、  １６  テラス、  １８  絶縁膜
【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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