(57)【要約】【課題】素子分離の際の窒化物系半導体層への割れ、欠け及びダメージの低減と、支持基板のばりの発生防止とを実現する窒化物系半導体素子の作製方法を提供する。【解決手段】本発明に係る窒化物系半導体素子の作製方法は、主面から垂直方向に深さを有する基板溝２０ｈを備える主基板を作製する工程と、前記主面側に窒化物系半導体層１を接合する工程と、前記基板溝２０ｈが、前記主面と反対側の面に露出するまで、前記反対側の面の少なくとも一部を除去する工程とを含む。【選択図】  図２
2006303034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面から垂直方向に深さを有する基板溝を備える主基板を作製する工程と、
前記主面側に窒化物系半導体層を接合する工程と、
前記基板溝が、前記主面と反対側の面に露出するまで、前記反対側の面の少なくとも一部を除去する工程とを含むことを特徴とする窒化物系半導体素子の作製方法。
【請求項２】
窒化物系半導体層主面から垂直方向に深さを有する半導体溝を備える窒化物系半導体層を作製する工程と、
主面から垂直方向に深さを有する基板溝を備える主基板を作製する工程と、
前記主面側に前記窒化物系半導体層主面を前記半導体溝と前記基板溝とが対向するように接合する工程と、
前記半導体溝が、前記窒化物系半導体層主面と反対側の面に露出するまで、前記窒化物系半導体層の少なくとも一部を除去する工程と
前記基板溝が、前記主面と反対側の面に露出するまで、前記主基板の少なくとも一部を除去する工程とを含むことを特徴とする窒化物系半導体素子の作製方法。
【請求項３】
前記主基板の除去は、エッチングによることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の窒化物系半導体素子の作製方法。
【請求項４】
前記主基板の除去は、研磨によることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の窒化物系半導体素子の作製方法。
【請求項５】
前記基板溝が、前記主面上に格子状に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の窒化物系半導体素子の作製方法。
【請求項６】
前記主基板は、銅、タングステン、モリブデン、シリコン、ガリウム、砒素、又は、炭素の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の窒化物系半導体素子の作製方法。
【請求項７】
前記主基板は前記主面から垂直方向に複数の層で形成され、前記主基板の一部を除去する工程は、前記層と当該層に隣接する層との間で剥離させることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の窒化物系半導体素子の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物系半導体素子の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体業界では、窒化物系半導体層を備えた窒化物系発光ダイオード素子などの窒化物系半導体素子の開発が盛んに行われている。窒化物系半導体素子は、将来の照明代替用途を目指した光出力の向上と大電流化の要望が強い。
【０００３】
一方、半導体業界では、エレクトロニクス機器の多機能化・高性能化・小型化と、コスト削減とに伴い１枚のウェハから製造される素子数である有効素子数の増加が常に望まれている。
【０００４】
有効素子数を増加させるためには、ウェハから素子に切り分ける分離溝を微細化する必要がある。そのため、分離溝を作製するための様々な素子化技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この特許文献１では、成長用基板上に成長させた窒化物系半導体層に分離溝として成長用基板に達するような凹部を形成する。そして、保持基板を窒化物系半導体層に接着し、成長用基板と窒化物系半導体層を分離した後、支持基板を窒化物系半導体層に接着し、分離溝に沿って素子分離を行う方法が示されている。この方法は、予め窒化物系半導体層に分離溝を作成してから保持基板と、支持基板とに貼り付けることにより、素子分離を容易にしている。
【特許文献１】特開２００１−２４４５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した窒化物系半導体素子の作製方法では、分離溝形成後の素子分離の際に支持基板へのダイシングが必要となる。支持基板は、窒化物系半導体層と接合されているため支持基板へのダイシングの際に窒化物系半導体層に割れや欠けが生じることが問題となっていた。また、ダイシングの際の振動等による窒化物系半導体層へのダメージが問題となっていた。
【０００７】
更に、支持基板へのダイシングにより支持基板のへりなどにばりが発生することが問題となっていた。
【０００８】
そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、素子分離の際の窒化物系半導体層への割れ、欠け及びダメージの低減と、支持基板のばりの発生防止とを実現する窒化物系半導体素子の作製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】
上記課題を解決するために、本発明に係る窒化物系半導体素子の作製方法の特徴は、主面から垂直方向に深さを有する基板溝を備える主基板を作製する工程と、主面側に窒化物系半導体層を接合する工程と、基板溝が、主面と反対側の面に露出するまで反対側の面の少なくとも一部を除去する工程とを含むことを要旨とする。
【００１０】
かかる特徴によれば素子分離の際に分離溝となる基板溝を備える主基板を作製することで、主基板と窒化物系半導体層とを接合後、素子分離の際に主基板へ基板溝を作製する必要がなくなる。これにより、基板溝作製による窒化物系半導体層への割れ、欠け及び、窒化物系半導体層へのダメージを低減することができる。また、主基板と窒化物系半導体層とを接合する前に基板溝を作成することが出来るため、素子分離の際に生じるばりの発生を防止することもできる。
【００１１】
また、本発明の特徴に係る窒化物系半導体素子の作製方法の特徴は、窒化物系半導体層主面から垂直方向に深さを有する半導体溝を備える窒化物系半導体層を作製する工程と、主面から垂直方向に深さを有する基板溝を備える主基板を作製する工程と、主面側に窒化物系半導体層主面を半導体溝と基板溝とが対向するように接合する工程と、半導体溝が、窒化物系半導体層主面と反対側の面に露出するまで、窒化物系半導体層の少なくとも一部を除去する工程と基板溝が、主面と反対側の面に露出するまで主基板の少なくとも一部を除去する工程とを含むことを要旨とする。
【００１２】
かかる特徴によれば素子分離の際に分離溝となる半導体溝と基板溝とをそれぞれ備える窒化物系半導体層と主基板とを作製することで、主基板と窒化物系半導体層とを接合後、素子分離の際に分離溝を作製する必要がなくなる。これにより、基板溝作製による窒化物系半導体層への割れ、欠け及び、窒化物系半導体層へのダメージを低減することができる。また、主基板と窒化物系半導体層とを接合する前に基板溝を作成することが出来るため、素子分離の際に生じるばりの発生を防止することもできる。
【００１３】
また、本発明の特徴に係る窒化物系半導体素子の作製方法の特徴は、主基板の除去が、エッチングによる処理であることを要旨とする。
【００１４】
かかる特徴によれば、窒化物系半導体層は、素子分離の際のダイシング等による応力及び振動を更に受けにくくなる。これにより、窒化物系半導体層への割れ、欠け及び、窒化物系半導体層へのダメージを更に低減することができる。
【００１５】
また、本発明の特徴に係る窒化物系半導体素子の作製方法の特徴は、主基板の除去が、研磨による処理であることを要旨とする。
【００１６】
かかる特徴によれば、研磨による処理は、素子分離の際に窒化物系半導体層１に生じる応力及び振動をダイシング等と比べて更に低減することができる。これにより、窒化物系半導体層への割れ、欠け及び、窒化物系半導体層へのダメージを更に低減することができる。
【００１７】
また、本発明の特徴に係る窒化物系半導体素子の作製方法の特徴は、基板溝が、主面上に格子状に配置されていることを要旨とする。
【００１８】
かかる特徴によれば、素子分離の際の加工を容易にすることができる。これにより、基板溝作製による窒化物系半導体層への割れ、欠け及び、窒化物系半導体層へのダメージを更に低減することができる。
【００１９】
また、本発明の特徴に係る窒化物系半導体素子の作製方法の特徴は、主基板が、銅、タングステン、モリブデン、シリコン、ガリウム、砒素、又は、炭素の少なくとも１つを含むことを要旨とする。
【００２０】
かかる特徴によれば、主基板にシリコン、ガリウム、砒素、又は、炭素の少なくとも１つを含むことにより、加工性が向上する。これにより、基板溝作製による窒化物系半導体層への割れ、欠け及び、窒化物系半導体層へのダメージを更に低減することができる。
【００２１】
また、主基板に銅、タングステン、又は、モリブデンの少なくとも１つを含むことにより強度が向上する。これにより、主基板の割れ及び欠けを更に低減することができる。
【００２２】
また、主基板に銅を含むことにより、熱伝導性が向上する。これにより、窒化物系半導体層の放熱性が向上し、素子の出力及び信頼性を更に向上することができる。
【００２３】
また、主基板として銅と銅の酸化物からなる基板を用いる場合、基板の厚さは、８０〜３００μｍが好ましく、基板に設ける基板溝の深さは５０μｍ以上が好ましい。なお、基板の厚さに対する、基板の厚さから基板溝深さを引いた距離である基板溝底厚さの比率は、２０〜７０％とすることが取扱いの観点から好ましい。
【００２４】
また、本発明の特徴に係る窒化物系半導体素子の作製方法の特徴は、主基板は主面から垂直方向に複数の層で形成され、主基板の一部を除去する工程は、層と当該層に隣接する層との間で剥離させること含むことを要旨とする。
【００２５】
かかる特徴によれば、窒化物系半導体層は、素子分離の際のダイシング等による応力及び振動を受けなくなる。これにより、窒化物系半導体層への割れ、欠け及び、窒化物系半導体層へのダメージを更に低減することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、素子分離の際の窒化物系半導体層への割れ、欠け及びダメージの低減と、支持基板のばりの発生防止とを実現する窒化物系半導体素子の作製方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意するべきである。
【００２８】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２９】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態の窒化物系発光ダイオード素子の作製方法について説明する。図１から図４は、第１実施形態の窒化物系発光ダイオード素子の作製方法を示した断面図である。
【００３０】
図１（ａ）に示す第１工程において、成長用基板１０に結晶成長により窒化物系半導体層１を例えば、有機金属気相成長法（以下、ＭＯＣＶＤ法）により形成する。成長用基板１０は、例えばＧａＮ基板等を用いることができる。窒化物系半導体層１は、素子構造を有し、例えば、ＬＥＤ構造のように、成長用基板１０に近い側から、ｎコンタクト層、ｎクラッド層、活性層、キャップ層、ｐクラッド層、ｐコンタクト層を有する。この後、熱処理または電子線照射を行うことにより、ｐクラッド層及びｐコンタクト層のｐ型化を行う。
【００３１】
図１（ａ）に示す第２工程において、窒化物系半導体層１の上部に、例えば真空蒸着法などを用いてオーミック電極を含むｐ型電極２を形成する。
【００３２】
ｐ型電極２は、透明オーミック電極と光を反射させる電極としてもよい。また、窒化物系半導体層１の上部全面もしくは、一部にのみ電極を形成してもよい。なお、一部にのみ電極を形成する場合、光を反射する膜を形成するのがより望ましい。更に、導電性基板との接着力を強くするためにパッド電極を設けてもよい。また、接着にハンダを使用する際には、オーミック電極の保護のために、白金（Ｐｔ）や、パラジウム（Ｐｄ）等のバリアメタルを形成してもよい。
【００３３】
図１（ｂ）に示す第３工程において、銅と銅の酸化物からなる主基板（以後、支持基板２０）を作製する。支持基板２０は、銅と銅の酸化物以外にも導電性のある珪素（Ｓｉ）、炭化珪素（ＳｉＣ）、銅とタングステンとの混合物（Ｃｕ−Ｗ）、又は、銅とモリブデンとの混合物（Ｃｕ−Ｍｏ）等でも構わない。また、支持基板２０は、熱伝導率の高い材料が好ましい。これによれば、窒化物系半導体層１の放熱が向上するため、素子の光出力及び信頼性を更に向上することができる。また、支持基板２０は、接合する材料と熱膨張係数の近い材料であることが好ましい。ここでは、窒化物系半導体層１もしくは、成長用基板１０と熱膨張係数の近い材料であることが好ましい。これによれば、窒化物系半導体層１に熱が加えられた際に、支持基板２０は、窒化物系半導体層１と同じように変形することにより窒化物系半導体層１へのダメージを低減することができる。また、支持基板２０は、ヤング率の小さい材料であることが好ましい。これによれば、接着時の圧力による変形が小さいので、窒化物系半導体層１に加わる応力を更に低減することができる。
【００３４】
この後、支持基板２０に基板溝２０ｈを作製する。具体的には、図３（ａ）、（ｂ）に示すように基板溝２０ｈが平行もしくは、格子状に作製されることが好ましい。これにより、素子分離の際の加工を容易にすることができるため、基板溝作製による窒化物系半導体層への割れ、欠け及び、窒化物系半導体層へのダメージを更に低減することができる。基板溝２０ｈは、ダイシング、レーザ等によって２０ｈを作製することができる。基板溝２０ｈの作製方法は、これらの方法に限るものではなく、例えば、予め溝を有する金型を用いて作製してもよい。
【００３５】
支持基板２０の厚さや基板溝２０ｈの主面から基板溝先端までの距離である基板溝深さ２０Ｌ１、或いは主面と反対側の面から基板溝２０ｈの先端までの距離である基板溝底厚さ２０Ｌ２の値は、支持基板２０に用いる材料の物性によって適宜決定される。
【００３６】
例えば、支持基板２０として銅と銅の酸化物からなる基板を用いる場合、支持基板２０の厚さは８０μｍ〜３００μであることが好ましい。厚さが８０μｍ以上の場合、支持基板２０の強度が低下せず、基板搬送等基板の取扱いの際に割れ、欠けを更に低減することができる。また、厚さが３００μｍ以下の場合、基板溝２０ｈの形成やチップ化の際の作業性が向上する。
【００３７】
また、支持基板２０の厚さに対する主面と反対側の面から基板溝２０ｈの先端までの距離である基板溝底厚さ２０Ｌ２の比は、２０％〜７０％の範囲であることが好ましい。基板溝底厚さの比が２０％以上の場合、支持基板２０の強度が低下せず、窒化物系半導体層１を支持することができる。これにより、素子分離前に窒化物系半導体層１へ加わる応力によるダメージを更に低減することができる。また、基板溝底厚さ比が７０％以下の場合、支持基板２０の厚さに対して基板溝深さ２０Ｌ１が適切であるため、素子分離を行う際に、支持基板２０の除去の作業性が向上する。これにより、素子分離を行う際の窒化物系半導体層１へ加わる応力と振動及びダメージを更に低減することができる。
【００３８】
基板溝深さ２０Ｌ１は、５０μｍ以上であることが好ましい。基板溝深さ２０Ｌ１が５０μｍ以上である場合、素子分離を行う際の支持基板２０の除去作業により、窒化物系半導体層１へ加わる応力、振動及びダメージを更に低減することができる。
【００３９】
基板溝幅２０Ｌ３は、５μｍ以上であることが好ましい。基板溝幅２０Ｌ３が、５μｍ以上である場合、基板溝２０ｈを埋める接着剤がより充填しやすくなる。これにより、素子分離を行う際の支持基板２０の除去作業により、窒化物系半導体層１へ加わる応力、振動によるダメージを更に低減することができる。なお、基板溝幅２０Ｌ３の上限は半導体素子のチップサイズに応じて適宜決定される。
【００４０】
次に、ｐ型電極２を備える窒化物系半導体層１と支持基板２０とを接合する。具体的には、窒化物系半導体層１のｐ型電極２と、支持基板２０の基板溝２０ｈを備えた面とを接合する。
【００４１】
接着方法としては、圧接法、ろう接法、エポキシ樹脂もしくは、ＵＶ硬化樹脂を用いた接着法等が使用できる。接着方法は、窒化物系半導体素子の導電性を保つために、熱圧着、直接接合若しくは、共晶接合を利用したろう接法が好ましい。
【００４２】
図１（ｃ）に示す第４工程において、研磨もしくは、レーザ光の照射などによって窒化物系半導体層１から成長用基板１０を除去する。その後、ドライエッチングもしくは、ウエットエッチングなどによって、窒化物系半導体層１に含まれるバッファ層と、ＧａＮ層とを除去する。なお、ＧａＡｓを成長用基板１０に用いる場合は、ウエットエッチングによる除去が有効である。また、成長用基板１０側から、レーザ光を照射することで、成長用基板１０と窒化物系半導体層１とを分離する方法で成長用基板１０を除去してもよい。
【００４３】
また、例えば成長用基板１０にＧａＮ基板等を用いる場合は、成長用基板１０を除去しなくてもよい。この場合、成長用基板１０も窒化物系半導体層１の一部として機能するような特性を有する必要がある。
【００４４】
図２（ａ）に示す第５工程において、真空蒸着法などを用いて、ｎ型コンタクト層の露出された表面上の所定領域に、ｎ型電極３を形成する。ｎ型電極３は、窒化物系半導体素子からの光の取り出しの妨げにならないような位置に配置されることが好ましい。また、ｎ型電極３は、透明電極であることがより好ましい。また、金線を接続するために一部にはパッド電極を有することが好ましい。
【００４５】
ここでは、窒化物系半導体層１を支持基板２０に接合した後に窒化物系半導体層１を所定の厚さに研磨等した後にｎ型電極３を形成しているが、ｎ型電極３を形成した後、窒化物系半導体層１を支持基板２０に接合してもよい。
【００４６】
図２（ｂ）に示す第６工程において、窒化物系半導体層１と保持基板２１とを接合する。具体的には、窒化物系半導体層１のｎ型電極３と、保持基板２１とを接合する。接着方法としては、接着剤２２を用いる。接着剤２２については、後述する。
【００４７】
図２（ｃ）に示す第７工程において、窒化物系半導体層１、支持基板２０、保持基板２１等の隙間に接着剤２２を充填する。接着剤２２は、ろう状の物質などを用いるが第７工程後の支持基板２０除去の際に窒化物系半導体層１に集中的に加わる応力や振動等を緩和し、接着剤２２を取り除く際に窒化物系半導体層１に悪影響を与えないものであればよい。例えば、蜜ろう、油脂、カルナバ、木ロウ、パラフィン、シェラック、ロジン、ピッチなどの天然物、ＰＥＧ（ポリエチレングリコール）、ＰＰＧ（ポリプロピレングリコール）、酢酸ビニル、ナイロン、アクリル、各種ポリマーなどの合成物質の混合物を用いることができる。
【００４８】
接着剤２２にろう状の物質を用いた場合、接着剤２２と、接着剤２２を塗る窒化物系半導体層１等を接着剤２２の軟化点から２０〜５０℃高温にまで加熱し、軟化した接着剤２２を窒化物系半導体層１等に塗る。接着剤２２の軟化点から２０℃高温の温度よりも低温で接合する場合、接着不良の原因となる。また接着剤２２の軟化点から５０℃高温の温度よりも更に高温で接合する場合、冷却する際の歪み等の原因となり窒化物系半導体層１へ応力及び振動が加わりダメージとなる可能性がある。次に、接着剤２２が塗られた窒化物系半導体層１等を接合し、加圧した状態で冷却する。これにより、支持基板２０除去の際に窒化物系半導体層１に集中的に加わる応力や振動等を緩和することができる。
【００４９】
図４（ａ）に示す第８工程において、基板溝２０ｈが、支持基板２０の主面と反対側の面に露出するまで、支持基板２０の少なくとも一部を除去する。具体的には、研磨、エッチング等を用いる。これによれば、窒化物系半導体層１は、素子分離の際のダイシング等による応力及び振動を受けなくなり、窒化物系半導体層１への割れ、欠け及び、窒化物系半導体層１へのダメージを低減することができる。また、支持基板２０の主面と反対側の面からのダイシング等により、基板溝２０ｈに沿って支持基板２０を削ってもよい。この場合、窒化物系半導体層１への応力及び振動を加えないような条件で研削する必要がある。
【００５０】
図４（ｂ）に示す第９工程において、接着剤２２を窒化物系半導体層１等の周辺から除去する。具体的には、接着剤２２にろう状の物質を用いた場合、アルコール、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）、アセトン、炭化水素系溶剤を用いて接着剤２２を除去し、窒化物系半導体層１等を洗浄する。これにより、保持基板２１と窒化物系半導体層１を分離する。
【００５１】
図４（ｃ）に示す第１０工程において、窒化物系半導体層１を素子に分割する。具体的には、支持基板２０の主面に対して垂直方向に、分離線１００に沿って窒化物系半導体層１をダイシングにより素子分離する。
【００５２】
以上説明した本発明に係る第１実施形態の窒化物系発光ダイオード素子の作製方法によれば、素子分離の際に分離溝となる基板溝２０ｈを備える支持基板２０を作製することで、支持基板２０と窒化物系半導体層１とを接合後、素子分離の際に支持基板２０へ基板溝２０ｈを作製する必要がなくなる。これにより、基板溝２０ｈ作製による窒化物系半導体層１への割れ、欠け及び、窒化物系半導体層へのダメージを低減することができる。また、支持基板２０と窒化物系半導体層１とを接合する前に基板溝２０ｈを作成することが出来るため、素子分離の際に生じるばりの発生を防止することもできる。
【００５３】
（第２実施形態）
以下、本発明に係る第２実施形態の窒化物系発光ダイオード素子の作製方法について説明する。図５から図８は、第２実施形態の窒化物系発光ダイオード素子の作製方法を示した断面図である。
【００５４】
図５（ａ）に示す第１工程において、成長用基板１０に結晶成長により窒化物系半導体層１を例えば、ＭＯＣＶＤ法により形成する。第２実施形態は、成長用基板１０にサファイアを用いている。窒化物系半導体層１は、素子構造を有し、例えば、成長用基板１０であるサファイア基板状に例えばサファイア基板に近い側から、バッファ層、ｎコンタクト層、ｎクラッド層、活性層、キャップ層、ｐクラッド層、ｐコンタクト層を有する。この後、熱処理または電子線照射を行うことにより、ｐクラッド層及びｐコンタクト層のｐ型化を行う。
【００５５】
この後、窒化物系半導体層１に半導体溝１ｈを作製する。具体的には、窒化物系半導体層１の半導体層主面に対して垂直方向に、素子ごとに窒化物系半導体層１を成長用基板１０に至るまでダイシングする。ダイシングに限らずエッチング、レーザ等によって半導体溝１ｈを作製してもよい。半導体溝１ｈの作製方法は、これらの方法に限るものではなく、例えば、窒化物系半導体層１を形成する際に選択成長させることにより半導体溝１ｈを作製してもよい。半導体溝１ｈは、図３（ａ）、（ｂ）に示した基板溝２０ｈのように平行もしくは、格子状に作製されることが好ましい。これにより、素子分離の際の加工を容易にすることができるため、基板溝作製による窒化物系半導体層への割れ、欠け及び、窒化物系半導体層へのダメージを更に低減することができる。
【００５６】
また、半導体溝１ｈは半導体溝深さ１Ｌ１を窒化物系半導体層１から成長用基板１０にいたるまでの深さとせずに窒化物系半導体層１の途中までとしても構わない。この際半導体溝底厚さ１Ｌ２は、窒化物系半導体層１と成長用基板１０との厚さを足した距離から半導体溝深さ１Ｌ１を引いた距離となる。半導体溝幅１Ｌ３は、半導体溝作製方法により異なる。また、半導体溝幅１Ｌ３は細ければ細いほど好ましい。
【００５７】
図５（ｂ）に示す第２工程において、窒化物系半導体層１の上部に、ｐ型電極２を形成する。具体的な形成方法は第１実施形態の第２工程と同様である。
【００５８】
図５（ｃ）に示す第３工程において、銅と銅の酸化物からなる支持基板２０を作製する。支持基板２０の作製方法は、第１実施形態の第３工程と同様である。
【００５９】
図６（ａ）に示す第４工程において、ｐ型電極２と成長用基板１０とを備える窒化物系半導体層１と支持基板２０とを接合する。具体的には、窒化物系半導体層１のｐ型電極２と、支持基板２０の基板溝２０ｈを備えた面とを接合する。接合方法は、第１実施形態の第３工程と同様である。
【００６０】
図６（ｂ）に示す第５工程において、窒化物系半導体層１から成長用基板１０を除去する。具体的には、研磨もしくは、レーザ光の照射などによって窒化物系半導体層１から成長用基板１０を除去する。その後、ドライエッチングもしくは、ウエットエッチングなどによって、窒化物系半導体層１に含まれるバッファ層を除去する。また、成長用基板１０側から、レーザ光を照射することで、成長用基板１０と窒化物系半導体層１とを分離する方法で成長用基板１０を除去してもよい。
【００６１】
図６（ｃ）に示す第６工程において、真空蒸着法などを用いて、窒化物系半導体層１のｎ型コンタクト層の露出された表面上の所定領域に、ｎ型電極３を形成する。ｎ型電極３は、窒化物系半導体素子からの光の取り出しの妨げにならないような位置に配置されることが好ましい。また、ｎ型電極３は、透明電極であることがより好ましい。また、金線を接続するために一部にはパッド電極を有することが好ましい。
【００６２】
図７（ａ）〜図８（ｂ）に示す第７〜第１１工程において、第１実施例の第６〜第９工程と同様に窒化物系半導体層１と保持基板２１とを接合し、接着剤２２を充填した後に支持基板２０の一部を除去する。その後、洗浄することにより、図８（ｂ）第１１工程に至る。
【００６３】
図８（ｃ）に示す第１１工程において、保持基板２１を洗浄により除去する。第２実施形態では、窒化物系半導体層１が既に分離されているためこれにより、素子分離が完了する。
【００６４】
以上説明した本発明に係る第２実施形態の窒化物系発光ダイオード素子の作製方法によれば、素子分離の際に分離溝となる半導体溝１ｈと基板溝２０ｈとをそれぞれ備える窒化物系半導体層１と支持基板２０とを作製することで、支持基板２０と窒化物系半導体層１とを接合後、素子分離の際に分離溝を作製する必要がなくなる。これにより、基板溝２０ｈ作製による窒化物系半導体層への割れ、欠け及び、窒化物系半導体層１へのダメージを低減することができる。また、支持基板２０と窒化物系半導体層１とを接合する前に基板溝２０ｈを作成することが出来るため、素子分離の際に生じるばりの発生を防止することもできる。
【００６５】
（第３実施形態）
以下、本発明に係る第３実施形態の窒化物系半導体レーザ素子の作製方法について説明する。図９から図１０は、第３実施形態の窒化物系半導体レーザ素子の作製方法を示した断面図である。
【００６６】
図９（ａ）に示す第１工程において、ＬＤ構造とした窒化物系半導体層１にｐ型電極２とｎ型電極３とを形成した後、基板溝２０ｈを備えた支持基板２０をｐ型電極２部分で接合させる。
【００６７】
具体的には、第１実施形態の第１工程と同様にして窒化物系半導体層１を形成する。窒化物系半導体層１は、素子構造を有し、例えば、成長用基板１０として機能するｎ型ＧａＮ基板に近い側から、ＡｌＧａＮもしくは、ＧａＮからなるバッファ層、アンドープＧａＮからなるＧａＮ層、ｎコンタクト層、ｎクラッド層、ｎ側ガイド層、活性層、キャップ層、ｐ側ガイド層、ｐクラッド層、ｐコンタクト層を有する。なお、本実施形態にあってはｎ型ＧａＮ基板も含めて窒化物系半導体層１とする。次に、エッチングにより、窒化物系半導体層１をリッジ構造とする。その後、第１実施形態の第２〜第５工程と同様にして、ｐ型化処理、ｐ型電極２の形成、支持基板２０への接合、ｎ型電極３の形成を行う。
【００６８】
ここでは、窒化物系半導体層１を支持基板２０に接合した後に窒化物系半導体層１を所定の厚さに研磨等した後にｎ型電極３を形成しているが、ｎ型電極３を形成した後、窒化物系半導体層１を支持基板２０に接合してもよい。
【００６９】
図９（ｂ）〜図１０（ａ）に示す第２〜第４工程において、第１実施例の第６〜第８工程と同様に窒化物系半導体層１と保持基板２１とを接合し、接着剤２２を充填した後に支持基板２０の一部を除去する。
【００７０】
図１０（ｂ）に示す第５工程において、接着剤２２を洗浄により除去する。この後、窒化物系半導体層１を素子に分割する。具体的には、支持基板２０の主面に対して垂直方向に、分離線１００に沿って窒化物系半導体層１をダイシング等により素子分離する。
【００７１】
図１０（ｃ）は、素子分離後の窒化物系半導体素子である。
【００７２】
以上説明した本発明に係る第３実施形態の窒化物系半導体レーザ素子の作製方法によれば、素子分離の際に分離溝となる基板溝２０ｈを備える支持基板２０を作製することで、支持基板２０と窒化物系半導体層１とを接合後、素子分離の際に支持基板２０へ基板溝２０ｈを作製する必要がなくなる。これにより、基板溝２０ｈ作製による窒化物系半導体層１への割れ、欠け及び、窒化物系半導体層へのダメージを低減することができる。また、支持基板２０と窒化物系半導体層１とを接合する前に基板溝２０ｈを作成することが出来るため、素子分離の際に生じるばりの発生を防止することもできる。
【００７３】
（第４実施形態）
以下、本発明に係る第４実施形態の窒化物系発光ダイオード素子の作製方法について説明する。図１１から図１２は、第４実施形態の窒化物系発光ダイオード素子の作製方法を示した断面図である。
【００７４】
図１１（ａ）に示す第１工程において、第１実施形態の第３工程と同様に銅と銅の酸化物からなる支持基板２０と基板溝２０ｈとを作製する。また、板状の補助基板２３と、補助基板２３と剥離層２４とを作製する。具体的には、補助基板２３は接合する支持基板２０と熱膨張係数の近い材料であることが好ましい。また、剥離層２４は、箔、物理的蒸着法、化学的蒸着法により補助基板２３上に形成した薄膜等を用いる事ができる。例えば、剥離層２４は、金属薄膜、アモルファス層、もしくは空隙部を有する層である。
【００７５】
図１１（ｂ）に示す第２工程において、剥離層２４を介して支持基板２０と補助基板２３とを接合する。具体的には、熱処理等によって剥離層２４の表面を軟化し、支持基板２０と接合する。
【００７６】
図１１（ｃ）に示す第３工程において、基板溝２０ｈが、支持基板２０の主面と反対側の面に露出するまで、支持基板２０の少なくとも一部を除去する。具体的には、研磨、エッチング等を用いる。
【００７７】
図１２（ａ）に示す第４工程において、予め第１実施例の第１、第２工程と同様にして形成したｐ型電極２を備える窒化物系半導体層１と支持基板２０とを第１実施例の第３〜５工程と同様に接合し、ｎ型電極３を形成する。
【００７８】
図１２（ｂ）に示す第５工程において、支持基板２０から剥離層２４を剥離する。具体的には、剥離方法は、主面方向の応力を加える、補助基板２３側からのレーザ光照射、急激な加熱による温度変化もしくは、選択エッチング等が有効である。
【００７９】
例えば、剥離層２４にアモルファス層を使用した場合、補助基板２３側からアモルファス層が吸収する波長のレーザ光を照射すると、アモルファス層が変形して支持基板２０を剥離する。
【００８０】
図１２（ｃ）に示す第６工程において、窒化物系半導体層１を素子に分割する。具体的には、支持基板２０の主面に対して垂直方向に、分離線１００に沿って窒化物系半導体層１をダイシングにより素子分離する。
【００８１】
以上説明した本発明に係る第４実施形態の窒化物系発光ダイオード素子の作製方法によれば、素子分離する際に支持基板２０を除去することなく、基板溝２０ｈを作成することができる。これによれば、研磨、エッチング等を用いることがないため、窒化物系半導体層１は、素子分離の際の応力及び振動を受けなくなり、窒化物系半導体層１への割れ、欠け及び、窒化物系半導体層１へのダメージを更に低減することができる。
【００８２】
また、接着剤２２を用いる必要がないため、窒化物系半導体層１への接着剤２２の充填処理等による処理を行う必要がなくなる。
【００８３】
（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００８４】
例えば、第１〜第４実施形態では、主として、窒化物系半導体層１の活性層から放出される光を利用する発光ダイオードや半導体レーザの製造方法について例示したが、本発明はこれに限らず、これら発光素子からの放出光を励起光とする蛍光体とを組み合わせた発光素子の製造にも利用可能である。又、窒化物系半導体層１を有するＨＥＭＴ（Ｈｉｇｈ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｏｂｉｌｉｔｙ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの電子デバイス、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）デバイス、受光素子への応用が可能である。又、本発明による基板の張り替え技術を応用することにより、多波長の半導体レーザへの応用が可能であり、これにより多波長レーザにおけるウェハ面内での発光点間隔の歩留りを向上させることができる。
【００８５】
また、第１〜第４の実施の形態では、ＭＯＣＶＤ法を用いて、窒化物系半導体層１を結晶成長させる説明したが、本発明はこれに限らず、ＨＶＰＥ法やガスソースＭＢＥ法などを用いて、窒化物系半導体層１を結晶成長させてもよい。また、窒化物系半導体層１の結晶構造として、ウルツ鉱型であっても閃亜鉛鉱型構造であってもよい。また、成長の面方位は、（０００１）に限るものではなく、（１１−２０）や（１−１００）でもよい。また、横方向成長を抑制するために、成長阻止層の利用、成長圧力、成長温度、成長速度などを変更させてもよい。
【００８６】
また、窒化物系半導体層１の形状は、メサ構造、リッジ構造などの電流狭窄造を有するものでもよい。
【００８７】
また、第１〜第４の実施の形態では、窒化物系半導体層１の成長用基板１０として、ＧａＮ基板、サファイア基板、ＧａＡｓ基板を用いたが、本発明はこれに限らず、窒化物系半導体層１の成長の可能な基板、例えば、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、スピネル等が使用可能である。
【００８８】
また、支持基板２０は、導電性であることが好ましく、第１〜第４の実施の形態において用いた、金属−金属酸化物の複合材料の他、導電性半導体（Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ等）や、金属あるいは複合金属（Ａｌ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｃｕ−Ｗ、ＣＵ−Ｍｏ等）などを用いることができる。一般に、半導体材料よりも金属系材料が機械特性に優れ、割れにくいために、支持基板材料として適している。更に、より好ましくは、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕなどの高導電性の金属と、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ、ＣｕＯなどの高硬度の金属あるいは金属酸化物とを複合して、高い導電性と高い機械強度とを併せ持つ材料を用いることである。この場合、例えばＣｕ−Ｃｏ（Ｃｕ：５０重量％、Ｃｏ：５０重量％）、Ｃｕ−Ｗ（Ｃｕ：５０重量％、Ｗ：５０重量％）、Ｃｕ−Ｍｏ（Ｃｕ：５０重量％、Ｍｏ：５０重量％）の熱膨張係数は、それぞれ、９×２０-6／Ｋ、７×２０-6／Ｋ、７×２０-6／Ｋである。同基板材料に対して、小さな熱膨張係数を有する調整層材料としては、例えば、Ｓｉ、Ｗ、Ｍｏなどが挙げられる。又、同基板材料に対して、大きな熱膨張係数を有する調整層材料としては、例えば、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｎ−Ｓｎ、Ａｇ、Ａｌなどが挙げられる。
【００８９】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る窒化物系半導体素子の作製方法における工程（第１工程から第４工程）のフローを示す模式的な工程断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る窒化物系半導体素子の作製方法における工程（第５工程から第７工程）のフローを示す模式的な工程断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る支持基板及び基板溝の平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る窒化物系半導体素子の作製方法における工程（第８工程から第１０工程）のフローを示す模式的な工程断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る窒化物系半導体素子の作製方法における工程（第１工程から第３工程）のフローを示す模式的な工程断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る窒化物系半導体素子の作製方法における工程（第４工程から第６工程）のフローを示す模式的な工程断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る窒化物系半導体素子の作製方法における工程（第７工程から第９工程）のフローを示す模式的な工程断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る窒化物系半導体素子の作製方法における工程（第１０工程から第１２工程）のフローを示す模式的な工程断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る窒化物系半導体素子の作製方法における工程（第１工程から第３工程）のフローを示す模式的な工程断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る窒化物系半導体素子の作製方法における工程（第４工程から第６工程）のフローを示す模式的な工程断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る窒化物系半導体素子の作製方法における工程（第１工程から第３工程）のフローを示す模式的な工程断面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態に係る窒化物系半導体素子の作製方法における工程（第４工程から第６工程）のフローを示す模式的な工程断面図である。
【符号の説明】
【００９１】
１…窒化系半導体層、１ｈ…半導体溝、１Ｌ１…半導体溝深さ、１Ｌ２…半導体溝底厚さ
１Ｌ３…半導体溝幅、２…ｐ型電極、３…ｎ型電極、４…保護膜、１０…成長用基板
２０…支持基板、２０ｈ…基板溝、２０Ｌ１…基板溝深さ、２０Ｌ２…基板溝底厚さ
２０Ｌ３…基板溝幅、２１…保持基板、２２…接着剤、２３…補助基板、２４…剥離層
１００…分離線
【図１】
2006303034.tif 000003
【図２】
2006303034.tif 000004
【図３】
2006303034.tif 000005
【図４】
2006303034.tif 000006
【図５】
2006303034.tif 000007
【図６】
2006303034.tif 000008
【図７】
2006303034.tif 000009
【図８】
2006303034.tif 000010
【図９】
2006303034.tif 000011
【図１０】
2006303034.tif 000012
【図１１】
2006303034.tif 000013
【図１２】
2006303034.tif 000014