(57)【要約】【課題】III-Ｖ族窒化物系化合物半導体をエッチングした後に平坦なエッチング面を得ることができ、特性の優れた半導体素子を歩留まり良く得られる半導体素子の製造方法を実現できるようにする。【解決手段】サファイアからなる母材基板１の上にｎ型半導体層２と活性層３とｐ型半導体層４とｐ型コンタクト層５とからなる窒化物半導体層２０を既知の方法により形成し、ｐ型コンタクト層５の上にｐ型電極を形成する。ｐ型電極と保持基板６とを貼り合わせた後、レーザリフトオフ法により母材基板１を剥離してｎ型半導体層２の窒素面を露出させる。ｎ型半導体層２の窒素面をリン酸によりウェットエッチングして平坦化した後、平坦化したｎ型半導体層２の表面にｎ型電極７を形成する。【選択図】 図１
2006135222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
III-Ｖ族窒化物系化合物からなる窒化物半導体をエッチングする方法であって、
前記窒化物半導体の表面のうち窒素原子が配列されている窒素面を酸性のウェットエッチャントにより処理することを特徴とする窒化物半導体のウェットエッチング方法。
【請求項２】
前記窒化物半導体は、一般式がＩｎXＧａYＡｌ1-X-YＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）で表される化合物の単体又は積層体であることを特徴とする請求項１に記載のウェットエッチング方法。
【請求項３】
前記ウェットエッチャントは、リン酸又はリン酸を含む混合溶液であることを特徴とする請求項１又は２に記載のウェットエッチング方法。
【請求項４】
前記ウェットエッチャントは、１００℃以上の温度に加熱することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のウェットエッチング方法。
【請求項５】
母材基板の上にIII-Ｖ族窒化物系化合物からなる窒化物半導体層を形成する工程（ａ）と、
前記窒化物半導体層の表面のうち窒素原子が配列された面である窒素面を酸性のウェットエッチャントによりエッチングする工程（ｂ）とを備えていることを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項６】
前記窒化物半導体層は、一般式がＩｎXＧａYＡｌ1-X-YＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）で表される化合物の単体又は積層体であることを特徴とする請求項５に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項７】
前記ウェットエッチャントは、リン酸又はリン酸を含む混合溶液であることを特徴とする請求項５又は６のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項８】
前記ウェットエッチャントは、１００℃以上の温度に加熱することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項９】
前記母材基板は、前記III-Ｖ族窒化物系化合物とは異なる材料からなり、
前記工程（ｂ）よりも前に、
前記窒化物半導体層に対して前記母材基板の側からレーザ光を照射することにより、前記窒化物半導体層を前記母材基板から分離する工程（ｃ）をさらに備え、
前記工程（ｂ）は、前記工程（ｃ）により露出した前記窒化物半導体層の表面をエッチングする工程であることを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１０】
前記レーザ光のエネルギーは、前記窒化物半導体層のバンドギャップよりも大きく、且つ前記母材基板のバンドギャップよりも小さいことを特徴とする請求項９に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１１】
前記母材基板は、前記III-Ｖ族窒化物系化合物からなる窒化物半導体基板であり、
前記工程（ａ）は、前記窒化物半導体基板のガリウム原子が配列されたガリウム面の上に前記窒化物半導体層を形成する工程であり、
前記工程（ｂ）よりも前に、
前記窒化物半導体基板を前記ウェットエッチャントによりエッチングすることにより、前記窒化物半導体層を前記窒化物半導体基板から分離する工程（ｄ）をさらに備えていることを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１２】
前記工程（ｄ）よりも前で且つ前記工程（ｂ）よりも後に、前記窒化物半導体基板の一部を研磨する工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１３】
前記工程（ｄ）と前記工程（ｂ）とは、連続した一つの工程として行うことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１４】
前記母材基板は、前記III-Ｖ族窒化物系化合物からなる窒化物半導体基板であり、且つガリウム原子が露出した領域及び窒素原子が露出した領域を同一面に有していることを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１５】
母材基板の上に、窒化物半導体層を形成する工程（ａ）と、
前記窒化物半導体層の最表面に第１の電極を形成する工程（ｂ）と、
前記第１の電極を形成した後、前記窒化物半導体層を保持する保持部を形成する工程（ｃ）と、
保持部を形成した後、母材基板を除去することにより前記窒化物半導体層の下面を露出させる工程（ｅ）と、
前記窒化物半導体層の下面を酸性のウェットエッチャントを用いてウェットエッチングすることにより平坦化面を形成する工程（ｆ）と、
前記平坦化面の上に第２の電極を形成する工程（ｇ）とを備えていることを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項１６】
前記半導体素子は、面発光素子であり、
前記窒化物半導体層は、ｎ型の導電性を有する層と、ｐ型の導電性を有する層と、前記ｎ型の導電性を有する層と前記ｐ型の導電性を有する層との間に設けられた活性層とを含むことを特徴とする請求項１５に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１７】
前記窒化物半導体層は、一般式がＩｎXＧａYＡｌ1-X-YＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）で表される化合物の単体又は積層体であることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１８】
前記ウェットエッチャントは、リン酸又はリン酸を含む混合溶液であることを特徴とする請求項１５から１７のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項１９】
前記ウェットエッチャントは、１００℃以上の温度に加熱することを特徴とする請求項１５から１８のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項２０】
前記保持部は、前記窒化物半導体層の表面に貼り合わされた半導体基板であることを特徴とする請求項１５から１９のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項２１】
前記半導体基板は、シリコン、窒化珪素及び窒化アルミニウムのうちのいずれかからなることを特徴とする請求項２０に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項２２】
前記保持部は、前記窒化物半導体の表面に形成された金属膜であることを特徴とする請求項１５から１９のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項２３】
前記金属膜は、金、銅及び銀のうちのいずれかであることを特徴とする請求項２２に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項２４】
前記金属膜は、膜厚が１０μｍ以上且つ１００μｍ以下であることを特徴とする請求項２２又は２３に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項２５】
前記工程（ｅ）は、前記母材基板の側から前記窒化物半導体層に対してレーザ光を照射することにより前記母材基板を前記窒化物半導体層から剥離するレーザリフトオフ工程であることを特徴とする請求項１５から２４のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項２６】
前記レーザ光のエネルギーは、前記窒化物半導体層のバンドギャップよりも大きく、且つ前記母材基板のバンドギャップよりも小さいことを特徴とする請求項２５に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項２７】
前記母材基板は、前記III-Ｖ族窒化物系化合物半導体からなり、
前記工程（ｅ）は、前記ウェットエッチャントを用いて前記母材基板をエッチングすることにより前記母材基板を前記窒化物半導体層から除去する工程であることを特徴とする請求項１５から２４のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項２８】
前記工程（ｅ）よりも前に、前記母材基板の一部を研磨する工程（ｈ）をさらに備えていることを特徴とする請求項２７に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項２９】
前記工程（ｅ）と前記工程（ｆ）とは、連続した一つの工程として行うことを特徴とする請求項２７又は２８に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項３０】
前記工程（ｆ）よりも前に、前記窒化物半導体の前記窒素面の上にマスクパターンを形成する工程（ｉ）をさらに備え、
前記マスクパターンは、タリウム、ニオブ、金及び白金のうちの少なくとも１つにより形成することを特徴とする請求項１５から２９のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項３１】
前記マスクパターンを第２の電極として用いることを特徴とする請求項３０に記載の半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III-Ｖ族窒化物系化合物半導体のエッチング方法及びIII-Ｖ族窒化物系化合物半導体を用いた半導体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、窒化ガリウム（ＧａＮ）を代表とし、一般式がＩｎXＧａYＡｌ1-X-YＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）で表されるIII族元素であるアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）及びインジウム（Ｉｎ）と、Ｖ族元素である窒素（Ｎ）とからなるIII-Ｖ族窒化物系化合物半導体、いわゆる窒化物半導体が注目を集めている。例えば、光デバイスに関しては窒化物半導体を用いた発光ダイオード（ＬＥＤ）が、大型ディスプレイ装置及び信号機等において用いられている。また、窒化物半導体を用いたＬＥＤと蛍光体を組み合わせた白色ＬＥＤも一部商品化されており、将来的に発光効率が改善されれば、現状の照明装置に置き換わることも期待されている。
【０００３】
また、窒化物半導体を用いた青紫色半導体レーザ装置も非常に盛んに研究開発が行われている。青紫色半導体レーザ装置は、従来のＣＤ及びＤＶＤ等の光ディスクに用いられている赤色域や赤外域の光を発光する半導体レーザ装置と比べて、光ディスク上におけるスポット径を小さくすることが可能であるため、光ディスクの記録密度を向上させることが可能である。
【０００４】
以上のような窒化物半導体を用いたデバイスを作製するためには、窒化物半導体を任意の形状に加工する技術が必要となる。一般的に、窒化物半導体のエッチングにはドライエッチングが用いられている。図１０はＧａＮ系材料を用いた従来の青紫色半導体レーザ装置の製造方法を示している（特許文献１を参照。）。
【０００５】
図１０（ａ）に示すようにサファイア基板１０１上に窒化物半導体層として、低温成長バッファ層１０２と、ｎ型の窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）からなるｎ型クラッド層１０３と、ｎ型のＧａＮからなるｎ型ガイド層１０４と、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）からなる多重量子井戸（Multi Quantum Well、以下ＭＱＷという。）活性層１０５と、ｐ型のＡｌＧａＮからなるｐ型ガイド層１０６と、ｐ型のＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層１０７と、ｐ型のＧａＮからなるｐ型コンタクト層１０８とがそれぞれ１回のエピタキシャル成長により順次形成されている。
【０００６】
次に、図１０（ｂ）に示すようにｐ型コンタクト層１０８及びｐ型クラッド層１０７のエッチングを行い、導波路構造としてエピタキシャル成長層の上に凸部、いわゆるリッジ構造を形成する。続いて、図１０（ｃ）に示すようにｐ型ガイド層１０６の表面にｐ型クラッド層１０７の側面を覆うＳｉＯ2等からなる絶縁膜１０９を形成し、ｐ型コンタクト層１０８の上に導電性材料からなるｐ型電極１１０を形成する。絶縁膜１０９は、ｐ型クラッド層１０７との屈折率の差によって光を閉じ込めるために形成する。次に、図１０（ｄ）に示すようにｎ型電極形成領域を形成するために、再度ｎ型クラッド層１０３の途中までエッチングを行い、エッチングを行った領域にｎ型電極１１１を形成する。
【０００７】
これらの工程においては、一般的に塩素系ガスをエッチングガスとするドライエッチングが用いられている。しかし、ドライエッチングを繰り返すとエッチング部分にダメージを生じ、半導体素子の特性が劣化する恐れがある。
【０００８】
一方、ドライエッチング以外のエッチング方法としてウェットエッチングがある。図１１には従来の一般的なウェットエッチングの工程を示している。水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液１１２の中に、白金（Ｐｔ）カソード１１３と接続されたＧａＮ等からなる窒化物半導体層１１４を浸して、外部から紫外光を照射するか又はバイアスをかけて電流を流すことにより窒化物半導体層１１４をエッチングすることができる。また、エッチャントとしてリン酸を用いたウェットエッチングの例も報告されている（特許文献２を参照。）。
【０００９】
しかし、このようなウェットエッチングを用いた場合には、窒化物半導体層の表面に荒れが生じる。また、ＫＯＨを用いたエッチングでは、面内均一性が得にくいうえ制御性が低い等の問題もあり、量産プロセスに適用することは困難である。
【００１０】
窒化物半導体のウェットエッチングを困難にしている要因として以下のような理由が考えられる。従来、窒化物半導体をエッチングしてデバイスを作製する場合には窒化物半導体のガリウム原子が表面に露出したガリウム面（Ｇａ面）を加工している。しかし、Ｇａ面のＧａ原子にはダングリングボンドが無いと考えられており、溶液との反応が生じにくく、その結果ウェットエッチングが困難となっている考えられる。
【００１１】
それに対して、窒素原子が表面に露出した窒素面（Ｎ面）のＮ原子にはダングリングボンドが２本存在すると考えられている。このため、Ｇａ面と比較するとウェットエッチングが容易行える可能性がある。実際に、溶液としてＫＯＨを用い、紫外光を照射することにより、ＧａＮ層のＮ面を加工するという報告がある（非特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開２００２−２６１０３３号公報
【特許文献２】特開２０００−３３２２９０号公報
【非特許文献１】Appl. Phys. Lett, vol.84, No.6, 9 February 2004, p.p.855-857
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来のＫＯＨ溶液を用いた窒化物半導体のウェットエッチングは表面を荒らすことを目的としており、大きいファセットを形成しながらエッチングが進行するため、エッチング後に平坦な面を得ることができないという問題がある。
【００１３】
平坦なエッチング面が得られない場合には、次のプロセス工程の際に窒化物半導体の表面にレジストを均一に塗布することが不可能であり、また、窒化物半導体の表面に電極等の膜を均一に密着性良く形成することができない。その結果、半導体素子の特性が劣化すると共に歩留まりが悪化する。従って、従来のＫＯＨ溶液を用いた窒化物半導体のウェットエッチングを窒化物半導体素子の量産プロセスに適用することは不可能である。
【００１４】
そこで、本発明は前記従来の問題を解決し、窒化物半導体をエッチングした後に平坦なエッチング面を得ることができ、特性の優れた半導体素子を歩留まり良く得られる半導体素子の製造方法を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記の目的を達成するため、本発明は窒化物半導体のエッチング方法を、窒素面に対して酸によりエッチングする工程を備える構成とする。
【００１６】
具体的に本発明の窒化物半導体のウェットエッチング方法は、III-Ｖ族窒化物系化合物からなる窒化物半導体をエッチングする方法を対象とし、窒化物半導体の表面のうち窒素原子が配列された窒素面を酸性のウェットエッチャントにより処理することを特徴とする。
【００１７】
本発明のウェットエッチング方法によれば、窒素原子が配列された窒素面を酸性のウェットエッチャントにより処理するため、窒化物半導体にダメージを与えることなく平滑なエッチング面を得ることができるので、エッチング面へのレジスト塗布や電極形成が容易に行えるようになり、その結果、特性の優れた半導体素子を歩留まり良く得ることが可能となる。
【００１８】
本発明のウェットエッチング方法において、窒化物半導体は、一般式がＩｎXＧａYＡｌ1-X-YＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）で表される化合物の単体又は積層体であることが好ましく、ウェットエッチャントは、リン酸又はリン酸を含む混合溶液であることが好ましい。また、ウェットエッチャントは、１００℃以上の温度に加熱することが好ましい。このような構成とすることにより、窒化物半導体の表面を荒らすことなく、確実にエッチングすることができる。
【００１９】
本発明に係る第１の半導体装置の製造方法は、母材基板の上にIII-Ｖ族窒化物系化合物からなる窒化物半導体層を形成する工程（ａ）と、窒化物半導体層の表面のうち窒素原子が配列された面である窒素面を酸性のウェットエッチャントによりエッチングする工程（ｂ）とを備えていることを特徴とする。
【００２０】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、窒素原子が配列された面である窒素面を酸性のウェットエッチャントによりエッチングする工程を備えているため、平滑なエッチング面を得ることができるので、窒化物半導体の表面にレジストを均一に塗布することや、窒化物半導体の表面に密着性良く電極を形成することが可能となる。また、ドライエッチングと異なり窒化物半導体層にほとんどダメージを与えることがなく、その結果、高性能な半導体素子を容易に得ることが可能となる。
【００２１】
第１の半導体装置の製造方法において、窒化物半導体層は、一般式がＩｎXＧａYＡｌ1-X-YＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）で表される化合物の単体又は積層体であることが好ましい。このような構成とすることにより確実に窒化物半導体をウェットエッチングすることができる。
【００２２】
第１の半導体装置の製造方法において、ウェットエッチャントは、リン酸の単体又は混合溶液であることが好ましい。このような構成とすることにより、窒化物半導体の窒素面をエッチングして平滑なエッチング面を確実に得ることができる。
【００２３】
第１の半導体装置の製造方法において、ウェットエッチャントの温度は、１００℃以上であることが好ましい。このような構成とすることにより、確実に窒化物半導体の窒素面をエッチングすることができる。
【００２４】
第１の半導体装置の製造方法において、母材基板は、III-Ｖ族窒化物系化合物とは異なる材料からなり、工程（ｂ）よりも前に、窒化物半導体層に対して母材基板の側からレーザ光を照射することにより、窒化物半導体層を母材基板から分離する工程（ｃ）をさらに備え、工程（ｂ）は、工程（ｃ）により露出した窒化物半導体層の表面をエッチングする工程であることが好ましい。
【００２５】
この場合において、レーザ光のエネルギーは、窒化物半導体層のバンドギャップよりも大きく、且つ母材基板のバンドギャップよりも小さいことが好ましい。このような構成とすることにより、窒化物半導体の窒素面を確実に露出させることができ、平坦なエッチング面を得ることができる。
【００２６】
第１の半導体装置の製造方法において、母材基板は、III-Ｖ族窒化物系化合物からなる窒化物半導体基板であり、工程（ａ）は、窒化物半導体基板のガリウム原子が配列されたガリウム面の上に窒化物半導体層を堆積する工程であり、工程（ｂ）よりも前に、窒化物半導体基板をウェットエッチャントによりエッチングすることにより、窒化物半導体層を窒化物半導体基板から分離する工程（ｄ）をさらに備えていることが好ましく、工程（ｄ）よりも前で且つ工程（ｂ）よりも後に、窒化物半導体基板の一部を研磨する工程をさらに備えていてもよい。このような構成とすることにより、確実に基板を分離することができる。
【００２７】
この場合において、工程（ｂ）と工程（ｄ）とは、連続した一つの工程として行うことが好ましい。このような構成とすることにより、工程を簡略化することができる。
【００２８】
第１の半導体装置の製造方法において、母材基板は、III-Ｖ族窒化物系化合物からなる窒化物半導体基板であり、且つガリウム原子が露出した領域及び窒素原子が露出した領域を同一面に有していることが好ましい。このような構成であっても、窒化物半導体層の表面を平坦化することができる。
【００２９】
本発明に係る第２の半導体装置の製造方法は、母材基板の上に、窒化物半導体層を形成する工程（ａ）と、窒化物半導体層の最表面に第１の電極を形成する工程（ｂ）と、第１の電極を形成した後、窒化物半導体層を保持する保持部を形成する工程（ｃ）と、保持部を形成した後、母材基板を除去することにより窒化物半導体層の下面を露出させる工程（ｅ）と、窒化物半導体層の下面を酸性のウェットエッチャントを用いてウェットエッチングすることにより平坦化面を形成する工程（ｆ）と、平坦化面の上に第２の電極を形成する工程（ｇ）とを備えていることを特徴とする。
【００３０】
第２の半導体装置の製造方法によれば、ウェットエッチングすることにより平坦化面を形成する工程と、平坦化面の上に第２の電極を形成する工程とを備えているため、半導体層と電極との密着性が改善されるので、信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
【００３１】
第２の半導体装置の製造方法において、半導体素子は、面発光素子であり、窒化物半導体層は、ｎ型の導電性を有する層と、ｐ型の導電性を有する層と、ｎ型の導電性を有する層とｐ型の導電性を有する層との間に設けられた活性層とを含むことが好ましい。
【００３２】
第２の半導体装置の製造方法において、窒化物半導体層は、一般式がＩｎXＧａYＡｌ1-X-YＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）で表される化合物の単体又は積層体であることが好ましい。このような構成とすることにより確実に窒化物半導体をウェットエッチングすることができる。
【００３３】
第２の半導体装置の製造方法において、ウェットエッチャントは、リン酸の単体又は混合溶液であることが好ましい。このような構成とすることにより、窒化物半導体の窒素面をエッチングして平滑なエッチング面を確実に得ることができる。
【００３４】
第２の半導体装置の製造方法において、ウェットエッチャントの温度は、１００℃以上であることが好ましい。このような構成とすることにより、確実に窒化物半導体の窒素面をエッチングすることができる。
【００３５】
第２の半導体装置の製造方法において、保持部は、窒化物半導体層の表面に貼り合わされた半導体基板であることが好ましい。この場合において、半導体基板はシリコン、窒化珪素及び窒化アルミニウムのうちのいずれかからなることが好ましい。また、保持部は、窒化物半導体の表面に形成された金属膜であってもよい。この場合において、金属膜は、金、銅及び銀のうちのいずれかであることが好ましく、さらに膜厚が１０μｍ以上且つ１００μｍ以下であることが好ましい。
【００３６】
第２の半導体装置の製造方法において、工程（ｅ）は、母材基板の側から窒化物半導体層に対してレーザ光を照射することにより母材基板を窒化物半導体層から剥離するレーザリフトオフ工程であることが好ましい。この場合において、レーザ光のエネルギーは、窒化物半導体層のバンドギャップよりも大きく、且つ母材基板のバンドギャップよりも小さいことが好ましい。このような構成とすることにより、確実に窒化物半導体層の窒素面を露出させることができる。
【００３７】
第２の半導体装置の製造方法において、母材基板は、III-Ｖ族窒化物系化合物半導体からなり、工程（ｅ）は、ウェットエッチャントを用いて母材基板をエッチングすることにより母材基板を窒化物半導体層から除去する工程であることが好ましい。この場合において、工程（ｅ）よりも前に、母材基板の一部を研磨する工程（ｈ）をさらに備えていることが好ましく、また、工程（ｅ）と工程（ｆ）とは、連続した一つの工程として行うことが好ましい。このような構成であれば、確実に母材基板を除去すると共に窒化物半導体層の表面を平坦化することができる。
【００３８】
第２の半導体装置の製造方法は、工程（ｆ）よりも前に、窒化物半導体の窒素面の上にマスクパターンを形成する工程（ｉ）をさらに備え、マスクパターンは、タリウム、ニオブ、金及び白金のうちの少なくとも１つにより形成することが好ましい。このような構成とすることにより、窒化物半導体を確実に選択的にエッチングすることが可能となる。
【００３９】
この場合において、マスクパターンを第２の電極として用いることが好ましい。このような構成とすることにより、半導体素子の製造工程を簡略化することができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明の半導体素子の製造方法は、窒化物半導体をエッチングした後に平坦なエッチング面を得ることができるため、特性の優れた半導体素子を歩留まり良く得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図を参照しながら説明する。図１は本実施形態の半導体素子の製造方法について工程ごとに断面の状態を示している。なお、本実施形態の半導体素子は青色領域の面発光素子である。
【００４２】
図１（ａ）に示すようにまず、面方位がＣ面（０００１）である直径が２インチのサファイアからなる母材基板１の上に、窒化ガリウム（ＧａＮ）からなる低温バッファ層（図示せず）を形成した後、厚さが３μｍのｎ型の窒化ガリウム（ｎ−ＧａＮ）からなるｎ型半導体層２を有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法を用いて形成する。
【００４３】
続いて、キャリアガスを窒素（Ｎ2）に切り替えて、厚さが２０ｎｍの窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）からなる活性層３を形成する。本実施形態において形成した活性層３からは波長４７０ｎｍの青色発光が生じる。Ｉｎの原料としてはトリメチルインジウムを用いる。本実施形態では活性層を単一量子井戸（Single Quantum Well、以下ＳＱＷという。）構造としたが、ＭＱＷ構造でもよい。また、アクセプタ不純物であるＭｇの原料には、シクロペンタジエニルマグネシウムを用いる。
【００４４】
続いて、活性層３の上に厚さが０．３μｍのｐ型の窒化ガリウム（ｐ−ＧａＮ）からなるｐ型半導体層４を成長させて、窒化物半導体層２０を形成する。さらに、窒化物半導体層２０を、アニーリング装置により窒素雰囲気中において７５０℃の温度で２０分間アニーリングして、最上層のｐ型半導体層４を低抵抗化する。
【００４５】
次に、１（ｂ）に示すようにｐ型半導体層４の上に、電子線（ＥＢ）蒸着法によりニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）及び金（Ａｕ）からなる合金を蒸着した後、窒素雰囲気中において６００℃の温度でシンタを行い、ｐ型電極５を形成する。ｐ型電極５は光取り出し効率を上げるため、活性層３からの光を高反射率で反射させる材料により形成することが望ましい。
【００４６】
次に、図１（ｃ）に示すように、ｐ型電極５の上にシリコン（Ｓｉ）からなる保持基板６を貼り合わせる。保持基板６は、次の工程においてレーザリフトオフ法により母材基板１を除去した後に、薄膜である窒化物半導体層２０を保持する保持部材として機能する。また、貼り付ける基板としてはＳｉ基板の他に炭化珪素（ＳｉＣ）基板、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板等でもよい。また、保持基板６を貼り付けるのではなく、放熱性の高い厚膜金属層をｐ型電極５の上に形成してもよい。放熱性の高い金属材料としてはＣｕ、Ａｇ又はＡｕ等を用いればよい。
【００４７】
次に、図１（ｄ）に示すように母材基板１の側から窒化物半導体層２０に対してレーザ光を照射して、レーザリフトオフ法により母材基板１を分離する。これにより、ｎ型半導体層２が表面に露出する。露出したｎ型半導体層２の表面はＮ原子が配列されたＮ面である。
【００４８】
次に、図１（ｅ）に示すようにｎ型半導体層２の表面をリン酸によりエッチングする。なお、図１（ｅ）及び図１（ｆ）においては図の上下を図１（ａ）から図１（ｄ）と逆にしている。
【００４９】
次に、図１（ｆ）に示すようにＥＢ蒸着法によりＴｉ、Ａｌ、Ｎｉ及びＡｕの合金からなるｎ型電極７を形成する。その後、窒素雰囲気中において５００℃の温度で１５分間シンタを行う。シンタの後、半導体基板６の研磨、へき開を行うことにより、青色領域の発光素子が完成する。
【００５０】
本実施形態においては、レーザリフトオフ法を用いて母材基板１をｎ型半導体層２から剥離している。例えば、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）レーザ光等のＧａＮのバンドギャップよりもエネルギーが大きなレーザ光をサファイアからなる母材基板１の裏面から窒化物半導体層２０に対して照射すると、母材基板１とｎ−ＧａＮからなるｎ型半導体層２との界面近傍部のＧａＮ層にレーザ光が吸収され、その熱によりＧａＮ層が分解される。このため、母材基板１とｎ型半導体層２との界面近傍部のＧａＮ層を均一に分解するのは難しく、母材基板１を剥離した後のｎ型半導体層２の表面には大きな凹凸が形成される。
【００５１】
表面に大きな凹凸が存在している状態では、次の工程においてレジストを均一に塗布することができない。また、金属との密着性が悪いためｎ型電極の形成が困難である。このため、本実施形態においては、レーザリフトオフにより母材基板１を剥離した後、リン酸を用いてｎ型半導体層２をエッチングすることによりｎ型半導体層２の表面を平坦化している。
【００５２】
以下に、リン酸を用いたエッチングによりＧａＮ層のＮ面が平坦化される機構を説明する。
【００５３】
まず、リン酸の温度とエッチレートの関係を図２に示す。なお、エッチングレートは、ＧａＮ層のＮ面を濃度９６％のリン酸により２分間処理した際のエッチング量を段差計により測定することにより求めた。１００℃以下の領域においてはＧａＮ層のＮ面はほとんどエッチングされないが、１００℃以上の領域においてはエッチングレートが非常に大きくなる。従って、リン酸の温度は１００℃以上にするのが望ましい。本実施形態ではリン酸の温度は約１５０℃とした。
【００５４】
図３は各エッチング時間におけるＧａＮ層のＮ面の状態を示しており、図３（ａ）はレーザリフトオフ直後の表面、図３（ｂ）はリン酸によるエッチングを３０秒間行った後の表面、図３（ｃ）はリン酸によるエッチングを６０秒間行った後の表面である。レーザリフトオフ直後には全体的に荒れていたＧａＮ層のＮ面は、３０秒間エッチングを行うことにより、針状の突起物が部分的に形成されているが、それ以外の領域では平坦になっている。針状突起物はエッチング時間の増加と共に徐々に減っていく傾向があり、６０秒間エッチングした後には針状突起物はほぼ消滅して、図３（ｃ）に示すように表面は平坦化される。
【００５５】
以上のように、レーザリフトオフ後の窒化物半導体層のＮ面をリン酸を用いてエッチングすると、平坦なエッチング面が得られる。エッチング前が平坦な面であれば、エッチング後もそのまま平坦な面が得られ、エッチング前には凹凸があり、荒れた面であっても、リン酸を用いてエッチングした後には平坦な面が得られる。このようにリン酸を用いたエッチングは窒化物半導体層のＮ面を平坦化する効果がある。
【００５６】
従って、窒化物半導体層のＮ面をリン酸を用いてエッチングして平坦化することにより、窒化物半導体層の表面にレジストを均一に塗布することが可能となり、且つｎ型電極の密着性を改善することができるので、歩留まりが向上する。
【００５７】
なお、本実施例ではリン酸を用いたが、硫酸を含むリン酸を主成分とする混合溶液等を用いてもよく、同様の効果が得ら他の酸を用いてもよい。
【００５８】
平坦化に要するエッチング時間は、レーザリフトオフ後の凹凸の度合い及びエッチング溶液の種類により影響される。また、窒化物半導体層の表面の一部の領域に凹凸又は針状突起物を残すことにより光取り出し効率を向上させることも可能である。
【００５９】
（第１の実施形態の第１変形例）
以下に、第１の実施形態の第１変形例について図を参照しながら説明する。図４は、本変形例の半導体素子の製造方法について工程ごとに断面の状態を示している。
【００６０】
図４（ａ）に示すようにレーザリフトオフ法を用いて母材基板１を剥離し、ｎ型半導体層２のＮ面を露出させるまでは、第１の実施形態と同じである。
【００６１】
本変形例においては、ｎ型半導体層２の表面の所定の領域を電極形成領域８ａとし、他の領域を光取り出し領域８ｂとする。光取り出し領域８ｂには、光取り出し効率を向上させるために適度な凹凸があることが望ましい。従って、光取り出し領域８ｂはリン酸によるエッチングを行わず、レーザリフトオフ法により生じた凹凸を残す。
【００６２】
このため、図４（ｂ）に示すように光取り出し領域８ｂにマスクを形成して、平坦性が必要なｎ型電極形成領域８ａのみを選択的にエッチングする。この場合におけるマスクの材料には、タリウム（Ｔａ）、金（Ａｕ）、ニオブ（Ｎｂ）又は白金（Ｐｔ）がリン酸に対する耐性が高いため望ましく、マスク材料の密着性を考慮すると、Ｔａ又はＮｂがより望ましい。
【００６３】
次に、図４（ｃ）に示すようにｎ型電極７を形成する。ｎ電極の形成については、第１の実施形態と同じである。
【００６４】
本変形例においては、ｎ型電極形成領域８ａは平坦であるためｎ型電極７の密着性が改善することにより歩留まりが向上すると共に、光取り出し領域８ｂの表面には凹凸が形成されているため光取り出し効率が向上する。なお、ｎ−ＧａＮからなるｎ型半導体層２の表面のうち光取り出し領域８ｂについてＫＯＨ等を用いてエッチングすることにより、表面の凹凸を成長させて、光取り出し効率をさらに向上させてもよい。
【００６５】
（第１の実施形態の第２変形例）
以下に、第１の実施形態の第２変形例について図を参照しながら説明する。図５は、本変形例の半導体素子の製造方法について工程ごとに断面の状態を示している。
【００６６】
なお、母材基板１をｎ型半導体層２から剥離するまでの工程は第１の実施形態と同じである。
【００６７】
まず、図５（ａ）に示すようにリン酸を用いてｎ型半導体層２をエッチングしてｎ型半導体層２の表面の全面を平坦にする。
【００６８】
次に、図５（ｂ）に示すように、光取り出し領域８ｂにフォトニック結晶１０を形成する。フォトニック結晶１０はサブミクロンオーダーの周期的なパターンを形成するため、形成する面の平坦性が重要となる。本変形例においては、ｎ型半導体層２の表面全体をリン酸を用いてエッチングすることにより平坦化しているため、光取り出し領域８ｂにフォトニック結晶１０を形成することが可能となる。
【００６９】
次に、図４（ｃ）に示すようにｎ型電極７を形成する。ｎ型電極７の形成については、第１の実施形態と同じである。
【００７０】
本変形例においては、ｎ型電極形成領域８ａは平坦であるためｎ型電極７の密着性が改善して歩留まりが向上すると共に、光取り出し領域８ｂの表面にはフォトニック結晶１０が形成されているため光取り出し効率が向上する。
【００７１】
なお、本実施形態においてはサファイア基板のＣ軸に一致した面に窒化物半導体層を形成する場合について述べたが、Ｃ軸に対して数度の傾斜がついた面に窒化物半導体層が形成されていても同様の効果が得られる。
【００７２】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態について図を参照しながら説明する。図６は本実施形態の半導体素子の製造方法について工程ごとに断面の状態を示している。なお、図６に示すように本実施形態の半導体素子は波長３６０ｎｍの紫外領域の面発光素子である。
【００７３】
まず、図６（ａ）に示すように直径が２インチのＣ面サファイア基板１の上に、ＧａＮ低温バッファ層（図示せず）を形成した後、窒化物半導体層２０を形成する。
【００７４】
窒化物半導体層２０としては、まず、厚さが０．４μｍのｎ型の窒化ガリウム（ｎ−ＧａＮ）層１１、厚さが０．７μｍのｎ型の窒化アルミニウムガリウム（ｎ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ）層１２を成長させる。次に、厚さが１００Åの窒化アルミニウムインジウムガリウム（ＧａＡｌＩｎＮ）からなる活性層１３を成長させる。続いて、厚さが０．１μｍのｐ型の窒化アルミニウムガリウム（ｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ）層１４及び厚さが０．０２μｍのｐ型の窒化ガリウム（ｐ−ＧａＮ）層１５を順次成長させる。
【００７５】
窒化物半導体層２０の形成にはＭＯＶＰＥ装置を用い、Ｇａの原料としてはトリメチルガリウム、Ａｌの原料としてはトリメチルアルミニウム、Ｎの原料としてはアンモニア（ＮＨ3）を用いる。また、ドナー不純物であるＳｉの原料にはモノシラン（ＳｉＨ4）、アクセプタ不純物であるＭｇの原料にはシクロペンタジエニルマグネシウムを用いる。キャリアガスには、活性層１３を成長させる場合を除いてＨ2を用い、活性層１３を成長させる場合にはＮ2を用いる。
【００７６】
窒化物半導体層２０を形成した後、窒素雰囲気中において７５０℃の温度で２０分間アニールを行うことにより、ｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ層１４及びｐ−ＧａＮ層１５を低抵抗化する。
【００７７】
次に、図６（ｂ）に示すようにチップ分離部分の窒化物半導体層２０をエッチングにより選択的に除去する。エッチングは塩素系のガスを用いたリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）又は電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマエッチング等のドライエッチングが好ましい。
【００７８】
次に、図６（ｃ）に示すように窒化物半導体層２０の上面及び側壁を覆うように酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる絶縁膜１６を形成した後、絶縁膜１６の一部を選択的にバッファードフッ酸（ＢＨＦ）を用いて除去することにより、ｐ−ＧａＮ層１５の表面の一部を露出させる。続いて、露出させたｐ−ＧａＮ層１５の表面にｐ型電極５を形成する。ｐ型電極５の材料にはＮｉ、Ｐｔ及びＡｕの合金を用い、合金膜をＥＢ蒸着法により成膜した後、窒素雰囲気中において６００℃の温度で３０分間のシンタを行う。ｐ型電極５の材料としては、活性層１３からの光を光取り出し面側に反射させるために、活性層１３からの発光波長に対して高反射率を有する材料が望ましい。
【００７９】
次に図６（ｄ）に示すように、ＥＢ蒸着装置を用いて窒化物半導体層２０を覆うようにＴｉ及びＡｕの合金からなる下地膜とＡｕからなる膜とを順次形成し、厚膜金属層１７を形成する。なお、厚膜金属層１７は、次の工程において母材基板１を剥離した後に窒化物半導体層２０を保持するためのものであり、膜厚が１０μｍ以上であることが好ましい。本実施形態においては厚膜金属層１７の膜厚は５０μｍとした。また、厚膜金属層１７は、放熱性に優れている金属膜であればよく、Ｃｕ又はＡｇ等により形成してもよい。
【００８０】
次に、図６（ｅ）に示すように母材基板１をレーザリフトオフ法により窒化物半導体層２０から剥離する。これにより、窒化物半導体層２０の表面にはｎ−ＧａＮ層１１の窒素原子が配列したＮ面が露出する。なお、母材基板１を剥離した後に、レーザ光により分解された金属ガリウムが窒化物半導体層２０の表面に付着するので、塩酸により洗浄することにより除去する。
【００８１】
次に、図６（ｆ）に示すようにｎ−ＧａＮ層１１の除去を行い、ｎ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ層１２を露出させる。これによりｎ−ＧａＮ層１１による、活性層１３からの発光（波長３６０ｎｍ）の吸収を防止し、発光素子の光取り出し効率を向上させることができる。
【００８２】
本実施形態においてはｎ−ＧａＮ層１１の表面はＮ面であるため、ｎ−ＧａＮ層１１の除去はリン酸を用いたウェットエッチングにより容易に行うことができる。また、リン酸を用いてｎ−ＧａＮ層１１をウェットエッチングすることにより、露出したｎ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ層１２の表面は平坦化されているため、ｎ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ層１２の表面にｎ型電極７を容易に形成することが可能となる。なお、レーザリフトオフ法の際にｎ−ＧａＮ層１１の一部が分解されるため、窒化物半導体層２０の表面に残存しているｎ−ＧａＮ層１１の厚さは０．２〜０．３μｍであるので、エッチング温度は制御性の観点から１００℃〜１３０℃の範囲が好ましい。
【００８３】
次に、図６（ｇ）に示すようにｎ型電極７を第１の実施形態と同様の方法により形成した後、チップ分離を行うことにより、紫外領域の面発光素子が得られる。
【００８４】
本実施形態においては、窒化物半導体層２０の保持部材として厚膜金属層１７を用いたが、第１の実施形態と同様にＳｉ等からなる保持基板を貼り合わせてもよい。この場合には基板にへき開性のあるものを用いることによりチップの分離を容易に行うことができるようになる。
【００８５】
また、ｎ型電極を形成した後に、光取り出し領域をＫＯＨ等によりエッチングして表面に凹凸を形成して、光取り出し効率を向上させてもよい。
【００８６】
（第２の実施形態の一変形例）
以下に、第２の実施形態の一変形例について図を参照しながら説明する。図７は、本変形例の半導体素子の製造方法について工程ごとに断面の状態を示している。
【００８７】
本変形例において、図７（ａ）に示すように母材基板１を窒化物半導体層２０から剥離するまでの工程は第２の実施形態と同じである。
【００８８】
本変形例においては、図７（ｂ）に示すように、窒化物半導体層２０の表面に露出したｎ−ＧａＮ層１１を完全に除去せずに０．１μｍ程度の薄膜としてｎ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ層１２の上に残す。
【００８９】
次に、図７（ｃ）に示すようにｎ−ＧａＮ層１１の表面におけるｎ型電極７の形成予定領域に金属マスク１８を形成してた後、さらにエッチングを行い光取り出し領域のｎ−ＧａＮ層１１を選択的に除去して、ｎ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ１２を露出させる。
【００９０】
次に、図７（ｄ）に示すように金属マスク１８を除去した後、第１の実施形態と同様の方法によりｎ−ＧａＮ層１１の上にｎ型電極７を形成する。
【００９１】
本変形例においては、リン酸を用いたエッチングにより平坦化されたｎ−ＧａＮ層１１の上にｎ型電極７が形成されているため、電極材料の密着性が良く、歩留まりが向上する。また、Ａｌを含まないＧａＮからなる層の上にｎ型電極７が形成されているため第２の実施形態の発光素子と比べてｎ型電極７のコンタクト抵抗を小さくすることができる。
【００９２】
また、ｎ−ＧａＮ層１１をエッチングする際に形成した金属マスク１８をそのままｎ型電極７として用いてもよい。この場合には、金属マスク１８をＴａ又はＡｕにより形成することが好ましい。
【００９３】
また、光取り出し領域のｎ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ１２層の表面をＫＯＨ等によりエッチングして、光取り出し領域に凹凸を形成することにより光取り出し効率を向上させてもよい。
【００９４】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態について図を参照しながら説明する。図８は本実施形態における半導体装置の製造方法の一例について断面の状態を工程順に示している。
【００９５】
図８（ａ）に示すようにＧａＮからなる窒化物半導体基板１９のＧａ面の上に、窒化物半導層２０を既知の方法により形成する。窒化物半導体基板１９の上に窒化物半導体層２０を形成することにより、転位が少なく高性能な窒化物半導体層２０を得ることができる。
【００９６】
次に、図８（ｂ）に示すように、窒化物半導体層２０の上に、保持部材２２を形成する。保持部材２２は、第１の実施形態と同様にＳｉ等からなる保持基板を貼り合わせて形成しても、第２の実施形態と同様に厚膜金属層により形成してもよい。
【００９７】
次に、図８（ｃ）に示すように、窒化物半導体基板１９を裏面から研削又は研磨することにより、一部を残して除去する。本実施形態においては、厚さが約４００μｍの窒化物半導体基板１９を厚さが約２０μｍとなるまで研磨した。
【００９８】
次に、図８（ｄ）に示すように窒化物半導体基板１９を除去する。本実施形態においては、窒化物半導体基板１９は研磨により薄くなっている上に、Ｎ面が露出している。このため、リン酸を用いてエッチングすることにより容易に窒化物半導体基板１９を除去することが可能である。
【００９９】
このようにすることにより、窒化物半導体層２０の下面を露出させることができる。また、リン酸を用いたエッチングを行っているため、露出した窒化物半導体層の表面は平坦化されており、次の工程において窒化物半導体層の表面にパターニングや、電極形成を容易に行うことが可能である。従って、窒化物半導体からなる半導体装置の歩留まりを向上することができる。
【０１００】
また、本実施形態の半導体装置の製造方法によれば、ＧａＮからなる窒化物半導体基板の上に窒化物半導体層を形成しているため、サファイア基板の上に窒化物半導体層を形成する場合に比べて転位が少なく、高性能な素子を得ることができる。
【０１０１】
例えば、第２の実施形態に係る面発光素子を形成する際にサファイア基板に代えてＧａＮからなる基板を母材基板１として用いることができる。母材基板１にＧａＮからなる基板を用いた場合には、発光波長がＧａＮの吸収波長と比べて長い場合には、母材基板１による光の吸収が生じないため、母材基板１を除去しなくてもよい。しかし、発光波長がＧａＮの吸収波長と比べて短い場合、光吸収が生じるので母材基板１を除去する必要がある。この場合に、母材基板１の除去をレーザリフトオフ法の代わりに、エッチングにより行うことができる。このようにした場合には、母材基板１を除去した後のｎ−ＧａＮ層１２の表面は、平坦化されているためそのままｎ−ＧａＮ層１２の上にｎ型電極７を形成することができる。また、ＧａＮからなる母材基板１の上に窒化物半導体層を形成しているため、窒化物半導体層の転位が少なくより発光効率が高い面発光素子が得られる。また、他の実施形態及び変形例の面発光素子を形成する際にも同様に適用することができる。
【０１０２】
本発明の第１の実施形態及び第２の実施形態並びに各変形例においては、発光素子の製造方法にリン酸をウェットエッチャントとするウェットエッチング法を適用する例を示したが、発光素子以外の電界効果トランジスタ及びバイポーラトランジスタ等の電子デバイスを製造する際にも、リン酸をウェットエッチャントとするウェットエッチング法を適用することにより、素子の性能及び製造の際の歩留まりを向上させることができる。
【０１０３】
（第４の実施形態）
以下に、本発明の第４の実施形態について図を参照しながら説明する。図９は本実施形態における半導体装置の製造方法の一例について断面の状態を工程順に示している。
【０１０４】
図９（ａ）に示すようにＧａＮからなる窒化物半導体基板１９の表面にはＧａ原子が露出したＧａ面とＮ原子が露出したＮ面とが混在して存在している。図９（ｂ）に示すように窒化物半導体層２０を窒化物半導体基板１９の表面に成長させると、Ｇａ面とＮ面との境界部分が凸状に成長し、凸状部分２１が形成される。
【０１０５】
窒化物半導体層２０の表面に凸状部分２１が形成されると、続くレジストパターニング工程においてマスク合わせをする際に、凸状部分２１によりフォトマスクが浮き上がり、フォトマスクをフォトレジスト面に密着させることができなくなる。このため、微細なパターニングが困難になり、歩留まりが低下してしまう。
【０１０６】
図９（ｃ）に示すようにリン酸を用いて窒化物半導体層２０の全面をエッチングすると、窒化物半導体層２０のうちＧａ面は全くエッチングされないが、Ｎ面及び凸状部分２１はエッチングされ、窒化物半導体層２０の表面は平坦化される。従って、マスク合わせ工程においてフォトマスクとフォトレジスト面との間に空隙が発生することはなく、微細なパターニングが可能となる。
【０１０７】
本実施形態に示すような凸状部分の平坦化を行うことにより、例えば、リッジ形状を有する青紫色半導体レーザ装置をサファイア基板上ではなくＧａＮ基板上に作製することができる。青紫色半導体レーザ装置においては、リッジ部の幅が約１．５〜２．０μｍと非常に小さいため、凸状部分が存在すると、リッジ部を制御良く形成することが困難である。しかし、本実施形態の製造方法を用いることにより、制御性良くリッジを形成することが可能となるので歩留まりを向上させることができる。
【０１０８】
このように、Ｇａ面とＮ面とが表面に混在している窒化物半導体からなる基板の上に窒化物半導体からなる半導体素子を形成する場合に、窒化物半導体層を形成する工程の後に、リン酸を用いてエッチングを行う工程を行うことにより、窒化物半導体層の表面を平坦化することができる。このため、その後の工程において、窒化物半導体層の微細加工が可能となり、半導体装置の歩留まりを向上させることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明の半導体素子の製造方法によれば、窒化物半導体をエッチングした後に平坦なエッチング面を得ることができ、特性の優れた半導体素子を歩留まり良く得られる半導体素子の製造方法を実現できるため、III-Ｖ族窒化物系化合物半導体のエッチング方法及びIII-Ｖ族窒化物系化合物半導体を用いた半導体素子の製造方法等として有用である
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る面発光素子の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るエッチング方法におけるエッチングレートとエッチング温度との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るエッチング方法によりエッチングした窒化物半導体層の表面状態を示す電子顕微鏡写真である。
【図４】本発明の第１の実施形態の第１変形例に係る面発光素子の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の第２変形例に係る面発光素子の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る面発光素子の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の一変形例に係る面発光素子の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る半導体素子の製造方法の要部を工程順に示す断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る半導体素子の製造方法の要部を工程順に示す断面図である。
【図１０】従来の青紫色半導体レーザ素子の製造方法を工程順に表す断面図である。
【図１１】従来のウェットエッチングによる窒化物半導体の加工方法を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１    母材基板（サファイア基板）
２    ｎ型半導体層
３    活性層
４    ｐ型半導体層
５    ｐ型電極
６    保持基板
７    ｎ型電極
８ａ  電極形成領域
８ｂ  光取り出し領域
１０  フォトニック結晶
１１  ｎ−ＧａＮ層
１２  ｎ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ層
１３  活性層
１４  ｐ−Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎ層
１５  ｐ−ＧａＮ層
１６  絶縁膜
１７  厚膜金属層
１８  金属マスク
１９  ＧａＮ基板
２０  窒化物半導体層
２１  凸状成長部分
２２  保持部材
【図１】
2006135222.tif 000003
【図２】
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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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【図３】
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