(57)【要約】【課題】本発明は窒化物層および垂直構造窒化物半導体発光素子の製造方法に関する。【解決手段】本発明は,サファイア基板を備える段階;上記サファイア基板上に、窒化物より高い融点を有し窒化物より高い熱伝導性を有する物質からなるバッファ層を形成する段階;上記バッファ層上に窒化物層を形成する段階;及び上記サファイア基板の下部にレーザを照射し上記窒化物層を分離する段階を含む窒化物層の製造方法を提供する。本発明において上記窒化物層はＡｌｘＩｎｙＧａ(１-ｘ-ｙ)Ｎ組成式(ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である)を有する物質で、上記バッファ層はＳｉＣからなることを特徴とする。【選択図】図２ｃ
2006310851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サファイア基板を備える段階と、
上記サファイア基板上に、窒化物より高い融点を有し窒化物より高い熱伝導性を有する物質からなるバッファ層を形成する段階と、
上記バッファ層上に窒化物層を形成する段階と、
上記サファイア基板の下部にレーザを照射して上記窒化物層を分離する段階とを含む窒化物層の製造方法。
【請求項２】
上記バッファ層の厚さは２０００Å以下であることを特徴とする請求項１に記載の窒化物層の製造方法。
【請求項３】
上記バッファ層はＳｉＣからなることを特徴とする請求項１に記載の窒化物層の製造方法。
【請求項４】
上記窒化物層はＡｌｘＩｎｙＧａ(１-ｘ-ｙ)Ｎ組成式(ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である)を有する物質であることを特徴とする請求項１に記載の窒化物層の製造方法。
【請求項５】
上記窒化物層を分離する段階は、
Ｉを照射されるレーザの強度、ＩＮを窒化物層が分解されるに必要なレーザ強度、αをレーザの吸収係数、Ｚをバッファ層の厚さとして、下記の数１のような強度を有するレーザをサファイア基板の下部に照射して上記バッファ層と窒化物層の界面で上記窒化物層を分離する段階であることを特徴とする請求項１に記載の窒化物層の製造方法。
【数１】
2006310851.tif 000008
【請求項６】
サファイア基板を備える段階と、
上記サファイア基板上にＳｉＣからなるバッファ層を形成する段階と、
上記バッファ層上にＡｌｘＩｎｙＧａ(１-ｘ-ｙ)Ｎ組成式(ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である)を有する窒化物層を形成する段階と、
Ｉを照射されるレーザの強度、ＩＮを窒化物層が分解されるに必要なレーザ強度、αをレーザの吸収係数、Ｚをバッファ層の厚さとして、下記の数２のような強度を有するレーザをサファイア基板の下部に照射して上記バッファ層と窒化物層の界面で上記窒化物層を分離する段階とを含む窒化物層の製造方法。
【数２】
2006310851.tif 000009
【請求項７】
サファイア基板を備える段階と、
上記サファイア基板上にＳｉＣからなるバッファ層を形成する段階と、
上記バッファ層上にＡｌｘＩｎｙＧａ(１-ｘ-ｙ)Ｎ組成式(ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である)を有するｎ型窒化物半導体層、活性層、ｐ型窒化物半導体層が順次に積層された発光構造物を形成する段階と、
上記ｐ型窒化物半導体層上に導電性キャリア基板を形成する段階と、
Ｉを照射されるレーザの強度、ＩＮをｎ型窒化物半導体層が分解されるに必要なレーザ強度、αをレーザの吸収係数、Ｚをバッファ層の厚さとして、下記の数３のような強度を有するレーザをサファイア基板の下部に照射して上記バッファ層と発光構造物の界面で上記発光構造物を分離する段階とを含む垂直構造窒化物半導体発光素子の製造方法。
【数３】
2006310851.tif 000010
【請求項８】
上記サファイア基板が分離されたｎ型窒化物半導体層の下面にｎ側電極を形成する段階と、
上記キャリア基板の上面にｐ側電極を形成する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の垂直構造窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項９】
上記発光構造物は、
上記ｎ型窒化物半導体層の下部に形成された非ドーピング窒化物半導体層をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の垂直構造窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項１０】
上記サファイア基板を分離する段階以後、非ドーピング窒化物半導体層を乾式及び湿式蝕刻、化学機械的研磨(ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ)で構成されたグループから選択された少なくとも一つの工程を利用して除去する段階をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の垂直構造窒化物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】
本発明は窒化物層の製造方法及びこれを用いた垂直構造窒化物半導体発光素子の製造方法に関するものとして、より詳細には、サファイア基板上に窒化物層を成長させた後サファイア基板を除去するためのレーザリフトオフ(Ｌａｓｅｒ  Ｌｉｆｔ  Ｏｆｆ：ＬＬＯ)工程において、照射されるレーザの強度を適切に調節して窒化物層とバッファ層の界面で分離が起こるようにすることにより、窒化物層の分解時発生する熱をバッファ層を通じて放出し熱による窒化物層の劣化を防止することが可能な窒化物層の製造方法及びこれを用いた垂直構造窒化物半導体発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近情報通信技術の急激な発達により、超高速、大容量の信号転送のための通信技術が急速に発達されつつある。特に、無線通信技術において個人携帯電話、衛星通信、軍事用レーダー、放送通信、通信用中継機などの需要が漸次拡大されるにつれ、マイクロ波とミリメータ波帯域の超高速情報通信システムが必要な高速・高電力電子素子に対する要求が増大されている趨勢である。
【０００３】
特に、窒素化合物(窒化物)はエネルギーギャップが大きく、高い熱的化学的安定度、高い電子飽和速度などの優れた物性を有しており光素子だけではなく、高周波・高出力用電子素子への応用が容易で様々な分野において活発に研究されている。
【０００４】
このような窒化物半導体を得るため従来にはサファイア基板を利用して窒化物層を成長させた。しかし、サファイア基板は絶縁体で加工することが難しく熱伝導率が悪いため素子製作工程が複雑になり素子性能向上の障害になる。このような短所を克服するためサファイア基板をレーザリフトオフ(Ｌａｓｅｒ  Ｌｉｆｔ  Ｏｆｆ：ＬＬＯ)のような基板分離工程を利用して窒化物層とサファイア基板を分離した。
【０００５】
図１は従来のレーザリフトオフ工程を利用した窒化物層製造方法を図示した断面図である。図１を参照すると、従来の窒化物層製造方法は、先ず、サファイア基板１０上にＡｌＮまたはＧａＮからなるバッファ層１１を形成し上記バッファ層１１上に窒化物層１２を成長させる。次いで、上記サファイア基板１０の下部にレーザＬを照射し、照射されたレーザがサファイア基板１０を透過してバッファ層１１を分解させることにより上記窒化物層１２を分離させた。即ち、従来の窒化物層製造方法は、レーザリフトオフ工程において上記バッファ層１１を犠牲層に利用してサファイア基板１０と窒化物層１２を分離した。
【０００６】
このような、従来の窒化物層製造方法は、バッファ層１１を犠牲層として使用するためバッファ層１１を分解させる過程から発生する約１０００℃の熱が窒化物層１２に伝導されることにより、上記窒化物層１２が熱によって劣化される問題点を有する。このような劣化により窒化物層の物性が悪くなり、光学及び電気的特性が低下される等の様々な問題点が発生する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記の従来技術の問題点を解決するため案出されたものとして、その目的はレーザリフトオフ工程において、照射されるレーザの強度を適切に調節して窒化物層とバッファ層の界面で分離が起こるようにすることにより、窒化物層の分解時発生する熱をバッファ層を通じ放出して熱による窒化物層の劣化を防止することが可能な窒化物層の製造方法及びこれを用いた垂直構造窒化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】
【０００８】
上記目的を達成するための技術的構成として、本発明は、
サファイア基板を備える段階と、
上記サファイア基板上に、窒化物より高い融点を有し上記窒化物より高い熱伝導性を有する物質からなるバッファ層を形成する段階と、
上記バッファ層上に窒化物層を形成する段階、及び
上記サファイア基板の下部にレーザを照射し上記窒化物層を分離する段階を含む窒化物層の製造方法を提供する。
【０００９】
本発明の好ましい実施形態において、上記バッファ層はＳｉＣからなりその厚さは２０００Å以下である。また、上記窒化物層はＡｌｘＩｎｙＧａ(１-ｘ-ｙ)Ｎ組成式(ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である)を有する物質であることが可能である。
【００１０】
好ましく、上記窒化物層を分離する段階は、下記の数４のような強度を有するレーザをサファイア基板の下部に照射して上記バッファ層と窒化物層の界面で上記窒化物層を分離する段階である。
【数４】
2006310851.tif 000003
【００１１】
(Ｉ:照射されるレーザの強度、ＩＮ:窒化物層が分解されるに必要なレーザ強度、α:レーザの吸収係数、Ｚ:バッファ層の厚さ)
本発明は、上記窒化物層の製造方法を採用した垂直構造窒化物半導体発光素子の製造方法も提供する。本発明に伴う垂直構造窒化物半導体発光素子の製造方法は、
サファイア基板を備える段階と、
上記サファイア基板上にＳｉＣからなるバッファ層を形成する段階と、
上記バッファ層上にＡｌｘＩｎｙＧａ(１-ｘ-ｙ)Ｎ組成式(ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である)を有するｎ型窒化物半導体層、活性層、ｐ型窒化物半導体層が順次に積層された発光構造物を形成する段階と、
上記ｐ型窒化物半導体層上に導電性キャリア基板を形成する段階、及び
下記の数５のような強度を有するレーザをサファイア基板の下部に照射して上記バッファ層とｎ型窒化物半導体層の界面で上記発光構造物を分離する段階を含む。
【数５】
2006310851.tif 000004
【００１２】
(Ｉ:照射されるレーザの強度、ＩＮ:ｎ型窒化物半導体層が分解されるに必要なレーザ強度、α:レーザの吸収係数、Ｚ:バッファ層の厚さ)
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、サファイア基板上に窒化物層を成長させた後サファイア基板を除去するためのレーザリフトオフ(Ｌａｓｅｒ  Ｌｉｆｔ  Ｏｆｆ：ＬＬＯ)工程において、照射されるレーザの強度を適切に調節して窒化物層とバッファ層の界面で分離が起こるようすることにより、窒化物層の分解時発生する熱をバッファ層を通じて放出し熱による窒化物層の劣化を防止する効果がある。これによって、優秀な品質の窒化物層及び垂直構造窒化物半導体発光素子を製造することが可能な効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付の図面を参照に本発明の多様な実施形態をより詳細に説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることが可能で、本発明の範囲が以下説明される実施形態で限定されることではない。本発明の実施形態は本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するため提供される。従って、図面に図示された構成要素らの形状及び大きさ等はより明確な説明のため誇張され得る。
【００１５】
図２ａないし図２ｄは本発明に伴う窒化物層の製造方法を工程手順通り図示した工程断面図である。
【００１６】
先ず、図２ａのように、サファイア基板１００を備え、上記サファイア基板１００上にバッファ層１１０を形成する。上記バッファ層１１０は以後工程でその上面に形成される窒化物層を構成する材料より高い融点を有する物質からなることが好ましい。
【００１７】
さらに、その上面に形成される窒化物層との格子常数及び熱膨張係数の差を考慮して欠陥が少ない窒化物層を成長させることが可能な物質からなることが好ましい。また、以後レーザリフトオフ(Ｌａｓｅｒ  Ｌｉｆｔ  Ｏｆｆ)工程時窒化物層に伝達される熱を減少させるため上記窒化物より高い熱伝導性を有する物質からなることが好ましい。このようなことらを考慮し、上記バッファ層１１０はＳｉＣからなることが好ましい。
【００１８】
上記ＳｉＣは窒化物の成長のための基板として使用されることが可能な程度に窒化物との格子常数及び熱膨張係数の差が少ないながら、同時に１５００℃以上の温度でも化学的、物理的に安定した物質である。上記バッファ層１１０は公知の蒸着工程を利用して形成されることが可能である。上記バッファ層１１０の厚さはレーザが透過され窒化物層１２０との界面まで到達することが可能であるよう２０００Å以下の厚さで形成することが好ましい。
【００１９】
次いで、図２ｂのように、上記バッファ層１１０上に窒化物層１２０を形成する。上記窒化物層１２０はＡｌｘＩｎｙＧａ(１-ｘ-ｙ)Ｎ組成式(ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である)を有する物質であることが好ましい。上記窒化物層１２０はＡｌｘＩｎｙＧａ(１-ｘ-ｙ)Ｎ組成式(ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である)を有する物質を有機金属気相蒸着法(Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ)、分子ビーム成長法(Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ)またはハイブリッド気相蒸着法(Ｈｙｂｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＨＶＰＥ)のような公知の蒸着工程を利用して形成されることが可能である。
【００２０】
次いで、図２ｃのように、窒化物層１２０を下部の構造物と分離するため、サファイア基板１００の下部にレーザを照射するレーザリフトオフ工程を実施する。この際、照射されるレーザはサファイア基板１００を透過し、上記バッファ層１１０及び窒化物層１２０に吸収されることが可能な波長を有するＫｒＦレーザまたはＱ-スイッチトＮｄ:ＹＡＧレーザ等を使用することが可能である。
【００２１】
この工程においてレーザＬの強度は、サファイア基板１００を透過してバッファ層１１０に到達した後、比較的薄い厚さのバッファ層１１０を通過しながら一部エネルギーが吸収されるため指数(ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ)関数で減少する。バッファ層１１０を通過したレーザはバッファ層１１０と窒化物層１２０の界面Ｂに到達して上記界面Ｂ付近の窒化物層１２０を分解させる。
【００２２】
下記の数６は強度Ｉのレーザが照射される時、厚さＺのバッファ層１１０を透過したレーザの強度(ＩＮ)を示す。
【数６】
2006310851.tif 000005
【００２３】
(Ｉ:照射されるレーザの強度、ＩＮ:窒化物層が分解されるに必要なレーザ強度、α:レーザの吸収係数、Ｚ:バッファ層の厚さ)
即ち、照射されたレーザが厚さの指数関数で減少するようになる。上記の数６からバッファ層１１０と窒化物層１２０との界面までレーザが到達するために照射すべきレーザの強度を下記の数７の通り求めることが可能である。
【数７】
2006310851.tif 000006
【００２４】
(Ｉ:照射されるレーザの強度、ＩＮ:窒化物層が分解されるに必要なレーザ強度、α:レーザの吸収係数、Ｚ:バッファ層の厚さ)
例えば、レーザリフトオフ工程に使用されるレーザが約１０５/ｃｍの吸収係数を有する３５５ｎｍ波長のＱ-スイッチトＮｄ：ＹＡＧレーザを使用してレーザリフトオフ工程を進行し、窒化物層１２０が３００ｍＪ/ｃｍ２の強度を有するレーザにより分解され始まるとすると、１０ｎｍ厚さのバッファ層を利用した場合に、照射すべきレーザ強度は、Ｉ=３００/ｅ-１０００００×０．０００００１≒３３２ｍＪ/ｃｍ２になる。このように、数７を利用してこれで図２ｄのように、上記バッファ層１１０と窒化物層１２０の界面で窒化物層１２０の分離が発生するようにすることが可能なレーザの強度を計算することが可能である。
【００２５】
また、上記数７を利用してバッファ層１１０と窒化物層１２０の界面で窒化物層１２０の分離が発生するようレーザの強度を調節すると、窒化物層１２０の分離時発生する熱が熱伝導性が高いバッファ層１１０を通じて伝達されるため窒化物層１２０へ熱が伝導され発生する窒化物層１２０の品質劣化を防止することが可能である。
【００２６】
図３は本発明に伴いレーザリフトオフ工程を進行した後窒化物層の分離された面をＸＰＳで分析した結果図である。この際バッファ層の材料としてはＳｉＣを利用し、窒化物層はＧａＮからなっている。図３に示した通り、窒化物層の分離された面からＣ、Ｏ、Ｎ、Ｇａ、Ａｕ等の元素が検出されたが、バッファ層の材料を構成するＳｉは検出されなかった。これでＳｉＣからなるバッファ層の分解は成されず、バッファ層と窒化物層の界面で分離が成されたことが分かる。
【００２７】
図４は本発明に伴いレーザリフトオフ工程を進行した後窒化物層の分離された面のＴＥＭ写真である。図３と同様にバッファ層の材料としてはＳｉＣを利用し、窒化物層はＧａＮからなっている。図４に図示された通り、窒化物層の分離された面からＧａＮの格子が鮮明に現れた。これでＳｉＣからなるバッファ層の分解は成されず、バッファ層と窒化物層の界面で分離が成されたことが分かる。
【００２８】
以上から説明した本発明に伴う窒化物層の製造方法はバルク窒化物基板を製造する際に使用されることが可能で、さらに、サファイア基板を分離する工程が必要な垂直構造窒化物半導体発光素子の製造に使用されることも可能である。本発明が適用された垂直構造窒化物半導体発光素子の製造方法が図５ａないし図５ｆに図示される。
【００２９】
先ず図５ａのように、サファイア基板２００を具備した後、上記サファイア基板２００上にＳｉＣからなるバッファ層２１０を形成する。上記バッファ層２１０を形成する工程は前記の工程と同一であるため詳細な説明は省略することとする。
【００３０】
次いで、図５ｂのように、上記バッファ層２１０上にＡｌｘＩｎｙＧａ(１-ｘ-ｙ)Ｎ組成式(ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である)を有するｎ型窒化物半導体層２２１、活性層２２２、ｐ型窒化物半導体層２２３が順次に積層された発光構造物２２０を形成する。
【００３１】
上記ｎ型窒化物半導体層２２１はＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、ＴｅまたはＣ等を不純物として添加しＡｌｘＩｎｙＧａ(１-ｘ-ｙ)Ｎ組成式(ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である)を有する半導体物質を有機金属気相蒸着法(Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ)、分子ビーム成長法(Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ)またはハイブリッド気相蒸着法(Ｈｙｂｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＨＶＰＥ)のような公知の蒸着工程を使用してサファイア基板上に順次に成長させることが可能である。
【００３２】
上記活性層２２２は光を発光するための層として、単一または多重量子井戸構造を有するＧａＮまたはＩｎＧａＮ等の窒化物層で構成され上記ｎ型窒化物半導体層２２１と同様に有機金属気相蒸着法(Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ)、分子ビーム成長法(Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ)またはハイブリッド気相蒸着法(Ｈｙｂｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＨＶＰＥ)のような公知の蒸着工程を使用して上記ｎ型窒化物半導体層２２１上に形成される。
【００３３】
上記ｐ型窒化物半導体層２２３は上記ｎ型窒化物半導体層２２１と同様に、ＡｌｘＩｎｙＧａ(１-ｘ-ｙ)Ｎ組成式(ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である)を有するｐドーピングされた半導体物質を有機金属気相蒸着法(Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ)、分子ビーム成長法(Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ)またはハイブリッド気相蒸着法(Ｈｙｂｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＨＶＰＥ)のような公知の蒸着工程を使用して上記活性層２２２上に成長させることが可能である。上記ｐ型窒化物半導体層２２３のドーピングに使用される不純物としてはＭｇ、ＺｎまたはＢｅ等がある。
【００３４】
上記発光構造物２２０は上記ｎ型窒化物半導体層２２１を形成する前に上記バッファ層２１０上に形成された非ドーピング(ｕｎｄｏｐｅｄ)窒化物半導体層(未図示)をさらに含むことが可能である。上記非ドーピング窒化物半導体層は格子不整合を緩和させるため形成されたものである。
【００３５】
次いで、図５ｃのように、上記ｐ型窒化物半導体層２２３上に導電性キャリア基板２３０を形成する。上記導電性キャリア基板２３０はＳｉまたは導電性を有する金属物質からなることが可能である。上記導電性キャリア基板２３０は別途の接合層を介してｐ型窒化物半導体層２２３上にボンディングされるか、またはメッキが可能な金属物質を利用する場合所定厚さでｐ型窒化物半導体層２２３上にメッキすることにより形成されることが可能である。垂直構造窒化物半導体発光素子の場合、ｎ型窒化物半導体層２２１のサファイア基板が分離された面を光放出面に活用するため上記ｐ型窒化物半導体層２２３と導電性キャリア基板２３０との間には反射度が高い金属からなる反射膜が形成されることも可能である。
【００３６】
次いで、図５ｄにように、サファイア基板２００の下部にレーザを照射し上記バッファ層２１０とｎ型窒化物半導体層２２１の界面で発光構造物２２０とバッファ層２１０を相互分離して図５ｅにような結果物を得た。この際、照射されるレーザの強度は下記の数８の通りである。
【数８】
2006310851.tif 000007
【００３７】
(Ｉ:照射されるレーザの強度、ＩＮ:ｎ型窒化物半導体層が分解されるに必要なレーザ強度、α:レーザの吸収係数、Ｚ:バッファ層の厚さ)
上記ｎ型窒化物半導体層２２１とバッファ層２１０の界面で分離が起こるようにするためのレーザ強度の設定及びレーザの波長に関する説明は前記の窒化物層製造方法で既に説明した通りであるため省略することとする。
【００３８】
一方、発光構造物２２０がｎ型窒化物半導体層２２１の下部に形成された非ドーピング窒化物半導体層(未図示)をさらに含む場合、上記レーザ照射による分離は上記バッファ層２１０と非ドーピング窒化物半導体層との間で起こる。 
次いで、図５ｆのように、上記サファイア基板が分離されたｎ型窒化物半導体層２２１の下面にｎ側電極２４０を形成し、上記キャリア基板２３０の上面にｐ側電極２５０を形成して垂直構造窒化物半導体発光素子を完成する。このような垂直構造窒化物半導体発光素子はサファイア基板が分離されたｎ型窒化物半導体層２２１の下面が主発光面として使用される。上記ｎ側電極２４０とｎ型窒化物半導体層２２１との間には電流拡散を改善するためＩＴＯ等からなる透明電極層が形成され得る。また、上記導電性キャリア基板２３０が優秀な電気伝導性を有する金属物質からなる場合キャリア基板２３０自体をｐ側電極に使用することが可能なため、別途のｐ側電極２５０を省略することも可能である。
【００３９】
一方、発光構造物２２０がｎ型窒化物半導体層２２１の下部に形成された非ドーピング窒化物半導体層(未図示)をさらに含む場合、上記レーザ照射による分離が完了された以後、上記非ドーピング窒化物半導体層を乾式及び湿式蝕刻、化学機械的研磨(ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ：ＣＭＰ)で構成されたグループから選択された少なくとも一つの工程を利用して除去し上記ｎ型窒化物半導体層２２１の下面を露出させた後上記ｎ型窒化物半導体層２２１の露出された下面にｎ側電極を形成することが好ましい。 
本発明で採用したレーザリフトオフ工程はバッファ層を犠牲させず、レーザの強度を調節して窒化物層とバッファ層の界面で分離が起こるようにすることにより、窒化物層の分解時発生する熱をバッファ層を通じて放出し熱による窒化物層の劣化を防止することが可能なため、優秀な品質の窒化物層を製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来の窒化物層製造方法を図示した断面図である。
【図２ａ】本発明に伴う窒化物層製造方法を図示した工程断面図である。
【図２ｂ】本発明に伴う窒化物層製造方法を図示した工程断面図である。
【図２ｃ】本発明に伴う窒化物層製造方法を図示した工程断面図である。
【図２ｄ】本発明に伴う窒化物層製造方法を図示した工程断面図である。
【図３】本発明に伴いレーザリフトオフ工程を進行した後窒化物層の分離された面をＸＰＳで分析した結果図である。
【図４】本発明に伴いレーザリフトオフ工程を進行した後窒化物層の分離された面のＴＥＭ写真である。
【図５ａ】本発明の一実施形態に伴う垂直構造窒化物半導体発光素子の製造方法を図示した工程断面図である。
【図５ｂ】本発明の一実施形態に伴う垂直構造窒化物半導体発光素子の製造方法を図示した工程断面図である。
【図５ｃ】本発明の一実施形態に伴う垂直構造窒化物半導体発光素子の製造方法を図示した工程断面図である。
【図５ｄ】本発明の一実施形態に伴う垂直構造窒化物半導体発光素子の製造方法を図示した工程断面図である。
【図５ｅ】本発明の一実施形態に伴う垂直構造窒化物半導体発光素子の製造方法を図示した工程断面図である。
【図５ｆ】本発明の一実施形態に伴う垂直構造窒化物半導体発光素子の製造方法を図示した工程断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００  サファイア基板                  １１０  バッファ層
１２０  窒化物層                                Ｌ  レーザ
【図１】
2006310851.tif 000011
【図２ａ】
2006310851.tif 000012
【図２ｂ】
2006310851.tif 000013
【図２ｃ】
2006310851.tif 000014
【図２ｄ】
2006310851.tif 000015
【図５ａ】
2006310851.tif 000016
【図５ｂ】
2006310851.tif 000017
【図５ｃ】
2006310851.tif 000018
【図５ｄ】
2006310851.tif 000019
【図５ｅ】
2006310851.tif 000020
【図５ｆ】
2006310851.tif 000021
【図３】
2006310851.tif 000022
【図４】
2006310851.tif 000023