(57)【要約】【課題】成長用基板を剥離して３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を得る工程を含む、簡便で、損傷の発生が少なく、高い発光出力を得ることができる半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイスを提供すること。【解決手段】成長用基板１０１を用いて、３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶からなる半導体デバイスを製造するための方法において、成長用基板１０１上に成長させたエピタキシャル結晶を複数の領域に分画する分離溝１１１を作製し、これにより、エピタキシャル結晶が複数の領域に分画されて成長用基板１０１から剥離されるようにしておき、しかる後、成長用基板１０１をエピタキシャル結晶から剥離し、半導体デバイスを得る。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成長用基板を用いて、３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶からなる半導体デバイスを製造するための方法において、
該エピタキシャル結晶が複数の領域に分画されて前記成長用基板から剥離されるようにするための分離溝を作製する工程を含むことを特徴とする半導体デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記成長用基板上に、３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を成長させる工程と、
該エピタキシャル結晶を複数の領域に分画する分離溝を作製する工程と、
前記成長用基板を前記エピタキシャル結晶から剥離することにより半導体デバイスを得る工程と、
を備えた請求項１に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記成長用基板上に３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を成長してバッファ層を形成する工程と、
該バッファ層を複数の領域に分画する分離溝を作製する工程と、
該分画されたバッファ層上に３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を成長して機能層を形成する工程と、
前記成長用基板を剥離することにより半導体デバイスを得る工程と、
を備えた請求項１に記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記エピタキシャル結晶の厚さが、１０μｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記エピタキシャル結晶は、ＭＯＶＰＥで成長してなることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項６】
前記エピタキシャル結晶は、ＨＶＰＥ／ＭＯＶＰＥの順で成長してなることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項７】
前記分離溝をレーザーで作製することを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。。
【請求項８】
前記エピタキシャル結晶は、樹脂テープ上で成長用基板と剥離されて、目的のデバイスチップとなることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項９】
前記エピタキシャル結晶の素子面の反転が、樹脂テープ上でされてなることを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１０】
前記エピタキシャル結晶の加工が、樹脂テープ上でされてなることを特徴とする請求項１〜９いずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記エピタキシャル結晶が、無機粒子が配された該エピタキシャル結晶であることを特徴とする請求項１〜１０記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１２】
前記無機粒子が、シリカであることを特徴とする請求項１１記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１３】
前記エピタキシャル結晶の剥離面が、化学的及び又は機械的に加工されてなることを特徴とする請求項１〜１２いずれかに記載の半導体デバイスの製造方法。
【請求項１４】
前記半導体デバイスは、発光デバイスであることを特徴とする請求項１〜１３いずれかに記載の半導体デバイス。
【請求項１５】
ｎ型３−５族窒化物半導体層と、発光層としての３−５族窒化物半導体層と、ｐ型３−５族窒化物半導体層と、ｎ＋型３−５族窒化物半導体層の順で有するダブルへテロ構造の３−５族窒化物半導体を含む前記エピタキシャル結晶であることを特徴とする請求項１〜１４いずれかに記載の半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成長用基板を剥離し３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶からなる半導体デバイスを製造するための方法及び半導体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
式Ｉｎx Ｇａy Ａｌz Ｎ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で示される３−５族窒化物半導体は青色ＬＥＤ等に広く使用されている。３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を含む青色ＬＥＤ等の半導体デバイスを製造する場合、現在広く実用化されている３−５族窒化物半導体成長用の基板はサファイアであり、サファイア基板の上に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法）等で３−５族窒化物半導体をエピタキシャル成長させる方法が一般的に用いられている。
【０００３】
最近、３−５族窒化物半導体を用いた半導体発光素子が広く使用されるようになるに従って、さらに高い発光出力が求められるようになってきた。そこで、発光出力の高い３−５族窒化物半導体発光素子として、成長用基板を剥離した３−５族窒化物半導体発光素子が提案されている。従来の３−５族窒化物半導体発光素子は、成長用基板として、低熱伝導性、電気絶縁性のサファイア基板を用い、サファイア基板の上に発光層を備えた３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を形成したものであった。しかし、発光層を備えた３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を成長用基板であるサファイアから剥離することにより、サファイアによる放熱の妨げがなくなり、高い発光出力を示す高電流密度駆動が可能となる上、発熱に伴う素子破壊も低減されデバイスの信頼性も高くなるという利点が得られる。
【０００４】
各種半導体デバイスに用いられる３−５族窒化物半導体はバルク結晶成長が難しく、バルク結晶成長による実用に耐える自立基板は未だ得られていないので、従来から、成長用基板上に一旦３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を形成し、その後成長用基板を剥離するようにした半導体デバイスの製造方法が、各種提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、下地基板上に１個以上の３族窒化物半導体結晶を成長させる工程と、この３族窒化物半導体結晶を下地基板から分離する工程とを含み、３族窒化物半導体結晶の厚さが１０μｍ以上６００μｍ以下、幅が０．２ｍｍ以上５０ｍｍ以下である３族窒化物半導体結晶の製造方法が提案されている。この方法は、成長前の下地基板上に１個以上の開口部を有するマスク層を形成しておき、マスク層の開口部下に位置する下地基板の開口面上に３族窒化物半導体結晶を選択的に成長させ、成長した３族窒化物半導体結晶を下地基板から分離することにより、半導体デバイス程度の大きさの３族窒化物半導体結晶を得るようにした方法である。
【特許文献１】ＷＯ２００５／１１２０８０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、この提案された方法によると、下地基板上にマスク層を形成するにはフォトリソグラフィー技術を用いる必要があり、レジスト露光等の工程を必要とするため、コスト及び処理時間を要するという問題があった。さらに、比較的薄い３族窒化物半導体結晶では、個々のＬＥＤ素子にするプロセスでクラック等の損傷が発生し、特性が低下し、あるいは素子破壊することがあり、これらの点の改善が必要であることが判明した。
【０００７】
本発明の目的は、成長用基板を剥離して３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶からなる半導体デバイスを製造するようにした半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイスを提供することにある。
【０００８】
本発明の目的は、成長用基板を剥離して３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を得る工程を含む、簡便で、損傷の発生が少なく、高い発光出力を得ることができる半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイスを提供することにある。
【０００９】
本発明の目的は、比較的薄い３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を用いて高い発光出力を得ることができる半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、成長用基板を剥離してなる３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶の製造方法について鋭意検討した結果、該エピタキシャル結晶から成長用基板を剥離する前に、該エピタキシャル結晶は、分離溝により、目的のデバイスチップの面積と同程度以上の面積を有する複数の領域に分画してなることにより、損傷を低減し、歩留まりよく、特性が向上する半導体デバイスが得られることを見出し、さらに種々の検討を加えて本発明を完成させた。
【００１１】
請求項１の発明によれば、成長用基板を用いて、３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶からなる半導体デバイスを製造するための方法において、該エピタキシャル結晶が複数の領域に分画されて前記成長用基板から剥離されるようにするための分離溝を作製する工程を含むことを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提案される。
【００１２】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、前記成長用基板上に、３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を成長させる工程と、該エピタキシャル結晶を複数の領域に分画する分離溝を作製する工程と、前記成長用基板を前記エピタキシャル結晶から剥離することにより半導体デバイスを得る工程とを備えた半導体デバイスの製造方法が提案される。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明において、前記成長用基板上に３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を成長してバッファ層を形成する工程と、該バッファ層を複数の領域に分画する分離溝を作製する工程と、該分画されたバッファ層上に３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を成長して機能層を形成する工程と、前記成長用基板を剥離することにより半導体デバイスを得る工程とを備えた半導体デバイスの製造方法が提案される。
【００１４】
請求項４の発明によれば、請求項１〜３いずれかの発明において、前記エピタキシャル結晶の厚さが、１０μｍ以上であることを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提案される。
【００１５】
請求項５の発明によれば、請求項１〜４いずれかの発明において、前記エピタキシャル結晶は、ＭＯＶＰＥで成長してなることを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提案される。
【００１６】
請求項６の発明によれば、請求項１〜４いずれかの発明において、前記エピタキシャル結晶は、ＨＶＰＥ／ＭＯＶＰＥの順で成長してなることを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提案される。
【００１７】
請求項７の発明によれば、請求項１〜６いずれかの発明において、前記分離溝をレーザーで作製することを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提案される。
【００１８】
請求項８の発明によれば、請求項１〜７いずれかの発明において、前記エピタキシャル結晶は、樹脂テープ上で成長用基板と剥離されて、目的のデバイスチップとなることを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提案される。
【００１９】
請求項９の発明によれば、請求項１〜８いずれかの発明において、前記エピタキシャル結晶の素子面の反転が、樹脂テープ上でされてなることを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提案される。
【００２０】
請求項１０の発明によれば、請求項１〜９いずれかの発明において、前記エピタキシャル結晶の加工が、樹脂テープ上でされてなることを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提案される。
【００２１】
請求項１１の発明によれば、請求項１〜１０いずれかの発明において、前記エピタキシャル結晶は、無機粒子が配された該エピタキシャル結晶であることを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提案される。
【００２２】
請求項１２の発明によれば、請求項１１の発明において、前記無機粒子が、シリカであることを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提案される。
【００２３】
請求項１３の発明によれば、請求項１〜１２いずれかの発明において、前記エピタキシャル結晶の剥離面が、化学的及び又は機械的に加工されてなることを特徴とする半導体デバイスの製造方法が提案される。
【００２４】
請求項１４の発明によれば、請求項１〜１３いずれかの発明において、前記半導体デバイスは、発光デバイスであることを特徴とする半導体デバイスが提案される。
【００２５】
請求項１５の発明によれば、請求項１〜１４いずれかの発明において、ｎ型３−５族窒化物半導体層と、発光層としての３−５族窒化物半導体層と、ｐ型３−５族窒化物半導体層と、ｎ＋型３−５族窒化物半導体層の順で有するダブルへテロ構造の３−５族窒化物半導体を含む前記エピタキシャル結晶であることを特徴とする半導体デバイスが提案される。
【００２６】
本発明の製造方法によれば、エピタキシャル結晶から成長用基板を剥離する前に、エピタキシャル結晶が分離溝により、複数の領域に分画されていることによって、剥離による損傷を低減し、歩留まりよく、特性が向上する半導体デバイスが得ることができる。これにより、エピタキシャル結晶の厚さの制限が大幅に緩くなり、歩留まり等の生産性も上がり、本発明は工業的に極めて重要である。さらに、独立した３−５族窒化物半導体を含む独立したエピタキシャル結晶となり得、高電流密度駆動により、発光出力の高い素子となり得、屋内表示用だけではなく、照明用、屋外表示用、ディスプレイ用、信号灯用など高い輝度が求められる用途に好適に使用することができ、工業的に極めて有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例につき詳細に説明する。
【００２８】
本発明による製造方法は、成長用基板を剥離してなる３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶からなる半導体デバイスを製造する場合に、エピタキシャル結晶から成長用基板を剥離する前に、エピタキシャル結晶を複数の領域に分画しておくための分離溝を作製する工程を設けたことを特徴としている。分離溝により分画される複数の領域の面積は、例えば、目的のデバイスチップの面積と同程度以上の面積とすることができるが、これに限定されるものではない。
【００２９】
分離溝を作製する工程は、エピタキシャル結晶から成長用基板を剥離する前であれば、特に限定されないが、
Ａ１）成長用基板上に、３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を成長させ、
Ａ２）該エピタキシャル結晶を、分離溝により、複数の領域に分画し、
Ａ３）成長用基板を剥離することにより半導体デバイスを得る、
上記Ａ１）〜Ａ３）の工程を含んで構成されること、または、
Ｂ１）成長用基板上に、３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を成長させてバッファ層を形成し、
Ｂ２）該バッファ層を、分離溝により、複数の領域に分画し、
Ｂ３）続いて該分画されたエピタキシャル結晶層上にデバイス動作部分を含む窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を成長して機能層を形成し、
Ｂ４）成長用基板を剥離することにより半導体デバイスを得る、
上記Ｂ１）〜Ｂ４）の工程を含んで構成されること、が好ましい。
【００３０】
図１〜図４は、上記工程Ａ１〜Ａ３を含んでいる本発明の一実施形態を説明するための工程図である。
【００３１】
図１の（ａ）は、３−５族化合物半導体を含むエピタキシャル結晶からなる発光ダイオードを製造するためのエピタキシャル基板の層構造を模式的に示す断面図である。図１の（ａ）に示したエピタキシャル基板１００は、成長用基板１０１の上に、３−５族窒化物半導体を含む所要のエピタキシャル結晶の積層工程が完了した状態を示す。ここでは、成長用基板１０１はサファイア基板である。
【００３２】
本発明の製造方法において用いる成長用基板としては、サファイアの他、、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 、ＬｉＴａＯ3 、ＺｒＢ2 、ＣｒＢ2 、ＧａＮ、ＡｌＮ等からなる基板を用いることができる。後述する光照射によって成長用基板を剥離するときは、成長用基板が光透過性を有すると、効率よく成長用基板と３−５族窒化物半導体界面近傍にエネルギーを伝えることができる。この観点から好ましいのはサファイア、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 、ＬｉＴａＯ3 、ＧａＮ、ＡｌＮであり、より好ましくはサファイアである。３−５族窒化物半導体との反応性、熱膨張係数差、高温での安定性、ウェハ入手の容易性等の観点から、サファイア、ＳｉＣがより好ましく、より好ましくはサファイアである。上記２点の観点から、好ましいのはサファイアである。
【００３３】
エピタキシャル基板１００において、成長用基板１０１上に積層されている図１の（ａ）に示すエピタキシャル結晶は、半導体デバイスを構成するのに必要なもので、バッファ層と機能層とを有している。図１の（ａ）に示すエピタキシャル基板１００は、発光ダイオードの製造を予定したものであり、機能層として発光層が形成されている。
【００３４】
成長用基板１０１上に積層される、３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶成長方法としては、有機金属熱分解法（ＭＯＶＰＥ法）、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）、ＭＢＥ法などが挙げられる。
【００３５】
ＭＯＶＰＥ法を用いて３−５族窒化物半導体を結晶成長させる場合、以下のような化合物を出発原料として用いることができる。
【００３６】
３族原料としては、例えばトリメチルガリウム［（ＣＨ3 ）3 Ｇａ、以下ＴＭＧと記すことがある］、トリエチルガリウム［（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｇａ、以下ＴＥＧと記すことがある］等の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3 Ｇａ（ここで、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 は、低級アルキル基を示す。）で表されるトリアルキルガリウム；トリメチルアルミニウム［（ＣＨ3 ）3 Ａｌ、以下ＴＭＡと記すことがある］、トリエチルアルミニウム［（Ｃ2Ｈ5）3Ａｌ、以下ＴＥＡと記すことがある］、トリイソブチルアルミニウム［（ｉ−Ｃ4 Ｈ9 ）3 Ａｌ］等の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3 Ａｌ（ここで、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 は、低級アルキル基を示す。）で表されるトリアルキルアルミニウム；トリメチルアミンアラン［（ＣＨ3 ）3 Ｎ：ＡｌＨ3 ］；トリメチルインジウム［（ＣＨ3 ）3 Ｉｎ、以下ＴＭＩと記すことがある］、トリエチルインジウム［（Ｃ2 Ｈ5 ）3 Ｉｎ］等の一般式Ｒ1 Ｒ2 Ｒ3 Ｉｎ（ここで、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 は、低級アルキル基を示す。）で表されるトリアルキルインジウム、ジエチルインジウムクロライド［（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ＩｎＣｌ］などのトリアルキルインジウムから１ないし２つのアルキル基をハロゲン原子に置換したもの、インジウムクロライド［ＩｎＣｌ］など一般式Ｉｎx （Ｘはハロゲン原子）で表されるハロゲン化インジウム等が挙げられる。これらは、単独で用いても混合して用いてもよい。
【００３７】
これらの３族原料の中で、ガリウム源としてはＴＭＧ、アルミニウム源としてはＴＭＡ、インジウム源としてはＴＭＩが好ましい。
【００３８】
５族原料としては、例えばアンモニア、ヒドラジン、メチルヒドラジン、１，１−ジメチルヒドラジン、１，２−ジメチルヒドラジン、ｔ−ブチルアミン、エチレンジアミンなどが挙げられる。これらは単独でまたは任意の組み合わせで混合して用いることができる。これらの原料のうち、アンモニアとヒドラジンは、分子中に炭素原子を含まないため半導体中への炭素の汚染が少なく好適であり、高純度品が入手しやすい観点からはアンモニアがより好適である。
【００３９】
ＭＯＶＰＥ法においては、成長時雰囲気ガス及び有機金属原料のキャリアガスとしては、窒素、水素、アルゴン、ヘリウムなどの気体を単独あるいは混合して用いることができ、水素、ヘリウムが好ましい。
【００４０】
以上の原料ガスを反応炉に導入して窒化物半導体層を成長させる。反応炉は、原料供給装置から原料ガスを反応炉に供給する原料供給ラインを備え、反応炉内には基板を加熱するためのサセプタが設けられている。サセプタは、窒化物半導体層を均一に成長させるために、通常は回転装置によって回転できる構造となっている。サセプタの内部には、サセプタを加熱するための赤外線ランプ等の加熱装置が備えられている。この加熱により、原料供給ラインを通じて反応炉に供給される原料ガスが成長基板上で熱分解し、基板上に所望の化合物を気相成長させることができるようになっている。反応炉に供給された原料ガスのうち未反応の原料ガスは、排気ラインより反応炉の外部に排出され、排ガス処理装置へ送られる。
【００４１】
また、ＨＶＰＥ法を用いて窒化物半導体層を結晶成長させる場合、以下のような化合物を出発原料として用いることができる。
【００４２】
３族原料としては、ガリウム金属を塩化水素ガスと高温で反応させて生成する塩化ガリウムガスやインジウム金属を塩化水素ガスと高温で反応させて生成する塩化インジウムガス等が挙げられる。５族原料としては、アンモニアが挙げられる。キャリアガスとしては、窒素、水素、アルゴン、ヘリウムなどの気体を単独あるいは混合して用いることができ、水素、ヘリウムが好ましい。以上の原料ガスを反応炉に導入して３−５族窒化物半導体を成長させる。
【００４３】
また、ＭＢＥ法を用いて３−５族窒化物半導体を結晶成長させる場合、以下のような化合物を出発原料として用いることができる。
【００４４】
３族原料としては、ガリウム、アルミニウム及びインジウム等の金属が挙げられる。５族原料としては、窒素やアンモニア等のガスが挙げられる。以上の原料ガスを反応炉に導入して３−５族窒化物半導体を成長させる。
【００４５】
次に、図１の（ａ）に示した、成長用基板１０１上に積層される３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶の構造について説明する。
【００４６】
このエピタキシャル結晶構造は、ｎ型３−５族窒化物半導体層と、発光層としての３−５族窒化物半導体層と、ｐ型３−５族窒化物半導体層の順で有するダブルへテロ構造の３−５族窒化物半導体を有する。好ましくは、発光出力が高くなるになるｎ型３−５族窒化物半導体層と、発光層としての３−５族窒化物半導体層と、ｐ型３−５族窒化物半導体層とｎ＋層３−５族窒化物半導体層の順で有するダブルへテロ構造の３−５族窒化物半導体である。必要に応じて、ｎ型３−５族窒化物半導体層下にはアンドープ３−５族窒化物半導体層を有する。
【００４７】
かかる半導体としては、サファイア等の基板上にＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ等からなるバッファ層、ｎ−ＧａＮ、ｎ−ＡｌＧａＮ等からなるｎ型層、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ等からなる発光層、アンドープＧａＮ、アンドープＡｌＧａＮ等からなるキャップ層、ＭｇドープＡｌＧａＮ、ＭｇドープＧａＮなどからなるｐ型層、ｎ+ −ＩｎＧａＮなどからなるｎ+ 型層を、この順でエピタキシャル成長させた積層構造等が挙げられる。必要に応じて、ｎ型３−５族窒化物半導体層下にはＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ等からなるアンドープ３−５族窒化物半導体層を有する。
【００４８】
ｎ型層は、通常、Ｓｉ、Ｏ、Ｓｅ、ＣまたはＧｅがドープされている３−５族窒化物半導体であり、好ましくはＳｉまたはＧｅが高濃度にドープされている３−５族窒化物半導体である。ｐ型層は、通常、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｃ、ＣａまたはＨｇがドープされている３−５族窒化物半導体であり、好ましくはＭｇが高濃度にドープされている３−５族窒化物半導体である。
【００４９】
３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を厚く成長するほど、転位は横方向に曲げられる効果が大きくなるため、３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を厚く成長することにより、その結晶欠陥を減少させることができる。
【００５０】
本実施の形態である図１の（ａ）に示すエピタキシャル結晶構造においては、１０２はバッファ層、１０３はｎ−ＧａＮ層である。１０４は、ＩｎＧａＮ層１０４Ａ〜１０４ＥとＧａＮ層１０４Ｆ〜１０４Ｊとを繰り返し５組成長させて成る多重量子井戸層である。多重量子井戸層１０４に接してキャップ層１０５が形成されており、これにより発光層が形成されている。１０６はｐ型層、１０７はｎ+ 型層である。エピタキシャル基板１００は、以上のように、半導体発光デバイスを構成するのに必要なエピタキシャル結晶層構造を有している。１枚のエピタキシャル基板１００は後述するようにしてカットされ、これにより、多数の半導体デバイスチップが得られる。
【００５１】
図１の（ａ）に示す、３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を成長したエピタキシャル基板１００が得られた後、ｎ+ 型層１０７の上にｎ+ 電極１０８を設ける（図１の（ｂ））。図１の（ｂ）では、説明の簡単化のため、ｎ+ 電極１０８の数は２つであるが、ｎ+ 電極１０８の数は、実際には、エピタキシャル基板１００を用いて製作する半導体デバイスチップの数だけ設けられる。
【００５２】
次に、エピタキシャル結晶の下層にあるｎ−ＧａＮ層１０３を露出するメサ加工を行い、ｎ−ＧａＮ層１０３上に、ｎ電極１０９を作製する（図１の（ｃ））。これらのｎ電極１０９は、図１の（ｂ）の工程で設けたｎ+ 電極１０８に対応して設けられる。
【００５３】
しかる後、ｎ+ 電極１０８の上にそれぞれｎ+ 電極パッド１１０を設ける（図２の（ａ））。これにより、エピタキシャル基板１００は、成長用基板（サファイア基板）１０１上に形成されたバッファ層１０２及びｎ−ＧａＮ層１０３上に、発光デバイスとして機能する機能層が、それぞれ一対の電極が設けられた状態で、設けられている形態となっている。
【００５４】
この電極形成工程では、先ず、成長後の３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶表面に、必要に応じて洗浄を行い、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ／Ｐｔ、Ｎｉ／ＩＴＯ、Ａｕ粒子／Ｐｔ等からなるオーミックｐ電極、またはＴｉ／Ａｌ、Ａｌ、Ｖ／Ａｌ、ＩＴＯ、ＺｎＯ等からなるオーミックｎ+ 電極、ドライエッチング等によりメサ加工して、エピタキシャル結晶下層にある、露出したｎ型面にＴｉ／Ａｌ、Ａｌ、Ｖ／Ａｌ、ＩＴＯ、ＺｎＯ等からなるオーミックｎ電極を作製する。
【００５５】
そして、図２の（ｂ）に示す工程に入り、分離溝１１１を作製する。分離溝１１１は成長用基板１０１上に形成されているエピタキシャル結晶を、ある単位に分画するための溝である。分離溝１１１の作製は、成長用基板１０１を剥離する前の工程で実施される工程であって、ここでは、エピタキシャル結晶を、分離溝１１１により、目的のデバイスチップの面積と同程度以上の面積を有する複数の領域に分画している。しかし、分離溝１１１による分画の分画単位はこれに限定されるものではない。例えば、目的のデバイスチップの面積の整数倍等とすることもできる。
【００５６】
分離溝１１１の作製は、どのような手段で行ってもよいが、レーザを用いて分離溝１１１を作製するのが好ましい。また、分離溝１１１は、バッファ層１０２及びｎ−ＧａＮ層１０３を分離するだけのものでもよいが、好ましくは、図２の（ｂ）に示されるように、分離溝１１１の底面１１１ａが成長用基板１０１にまで達している形態とするのが好ましい。レーザを用い、図２の（ｂ）に示すように、成長用基板１０１にまで分離溝１１１の底面１１１ａが達するように分離溝１１１を形成すると、後の工程でエピタキシャル結晶を積層する場合、分離溝１１１の底面１１１ａにエピタキシャル結晶が成長するのを阻止することができ、エピタキシャル結晶が複数の領域に分画されて成長用基板から剥離されるようにすると言う、分離溝１１１を設ける目的に合致するからである。
【００５７】
また、分離溝１１１を作製するとエピタキシャル基板１００の反りが低減でき、大きいウェハを結晶成長する工程や加工する工程が実施しやすくなり、諸特性の面内均一性が向上する効果もある。
【００５８】
レーザー加工の場合、一般に熱損傷があるが、本発明ではレーザー加工の諸条件を検討したことにより、熱損傷が極端に少なく、高い発光出力を有する半導体デバイスの製造方法を見出した。
【００５９】
照射するレーザーの波長は、３−５族窒化物半導体に吸収できる程度に短い波長であればよい。例えば、バンドギャップよりエネルギーが大きい光であると吸収は大きいので、主なる３−５族窒化物半導体がＧａＮの場合、ＧａＮのバンドギャップは３．４ｅＶ程度なので、３６５ｎｍ程度より短い波長の光であればよく、レーザーでは、ＹＡＧ、ＹＶＯ４の３倍高調波（波長３５５ｎｍ）または４倍高調波（波長２６６ｎｍ）、ＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）、ＸｅＣｌ（波長３０８ｎｍ）等のエキシマ、等が挙げられる。エネルギー均一性の観点からは、ＹＡＧ或いはＹＶＯ４レーザーが好ましい。
【００６０】
照射する光は、上記に限定されたものではなく、例えば３−５族窒化物半導体に、不純物、欠陥等を導入し、バンドギャップ内準位を生成する等をして、３−５族窒化物半導体への吸収が大きくした場合には、バンドギャップよりエネルギーが小さい光でもよい。
【００６１】
レーザー光を用いる場合の発振形態として、連続発振、ノーマルパルス発振、Ｑスイッチパルス発振が挙げられるが、熱影響を小さくする観点から、ｎｓオーダーの短パルスと高ピークパワーを有するＣＷ励起Ｑスイッチパルス発振が好ましい。照射するレーザーのエネルギーは、特に限定されないが、大き過ぎると３−５族窒化物半導体に損傷を与えることがある。
【００６２】
また、３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶厚が厚くなるほど、レーザー加工の際に発生する削りカス量が増え、歩留まりに影響する場合がある。この削りカスの再付着を防止するために、レーザー加工前にレジスト、表面保護材等の保護材をコートして、削りカスを除去してもよい。特に、後述する別の実施形態の場合のように、２０μｍ以上とエピタキシャル結晶厚が厚く分画されたエピタキシャル結晶層上に、第２の結晶成長によりデバイス動作部分を含む３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を成長する場合に効果がある。
【００６３】
デバイスチップの大きさは、特に限定されないが、１００μｍ2 〜１００ｍｍ2 程度がが挙げられ、好ましくは１００００μｍ2 〜２５ｍｍ2 、より好ましくは４００００μｍ2 〜１０ｍｍ2 である。
【００６４】
以上のようにして分離溝１１１が作成された後、エピタキシャル結晶層から成長用基板１０１を剥離する（図２の（ｃ））。
【００６５】
３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶から成長用基板１０１を剥離するためには、光照射によって成長用基板を剥離する方法、研磨により成長用基板を除去する方法、界面応力を利用した剥離方法、成長用基板とエピタキシャル結晶界面近傍を化学的エッチングすることにより成長用基板を剥離する方法等がある。本実施の形態では、光照射による方法が採用されている。
【００６６】
次に、光照射によって成長用基板を剥離する方法について説明する。成長用基板１０１がサファイア、３−５族窒化物半導体がＧａＮの場合、はじめに成長用基板側から光を照射する。光がＹＶＯ４レーザーの３倍高調波（波長３５５ｎｍ）の場合、成長用基板には光は実効的に吸収せず、３−５族窒化物半導体に光が吸収する。これにより、選択的に成長用基板と３−５族窒化物半導体を剥離することができる。光照射後、３−５族窒化物半導体の分解された領域には、３族材料と窒素が析出する。３−５族窒化物半導体がＧａＮの場合、Ｇａが析出するので、Ｇａの融点（３０℃）以上にすることにより、容易に成長用基板を剥離することができる。
【００６７】
照射する光は、３−５族窒化物半導体が分解する程度に大きいエネルギーを、３−５族窒化物半導体に効率よく吸収させる観点から、レーザー光であるが好ましい。前記光の波長、３−５族窒化物半導体に吸収できる程度に短い波長であればよい。例えば、バンドギャップよりエネルギーが大きい光であると吸収は大きいので、３−５族窒化物半導体がＧａＮの場合、ＧａＮのバンドギャップは３．４ｅＶ程度なので、３６５ｎｍ程度より短い波長の光であればよく、レーザーでは、ＹＡＧ、ＹＶＯ４の３倍高調波（波長３５５ｎｍ）または４倍高調波（波長２６６ｎｍ）、ＡｒＦ（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）、ＸｅＣｌ（波長３０８ｎｍ）等のエキシマ、等が挙げられる。後述するエネルギー均一性の観点からは、ＹＡＧ或いはＹＶＯ４レーザーが好ましい。
【００６８】
照射する光は、上記に限定されたものではなく、例えば３−５族窒化物半導体に、不純物、欠陥等を導入し、バンドギャップ内準位を生成する等をして、３−５族窒化物半導体への吸収が大きくした場合には、バンドギャップよりエネルギーが小さい光でもよい。
【００６９】
レーザー光を用いる場合の発振形態として、連続発振、ノーマルパルス発振、Ｑスイッチパルス発振が挙げられるが、熱影響を小さくする観点から、ｎｓオーダーの短パルスと高ピークパワーを有するＣＷ励起Ｑスイッチパルス発振が好ましい。
【００７０】
成長用基板上界面近傍の３−５族窒化物半導体には、３−５族窒化物半導体を効率よく分解するために、吸収が大きいほど、また吸収する領域が適切に大きい方がよく、この観点から不純物、欠陥等を導入してもよく、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ等からなる低温成長したバッファ層が好ましい。適切な吸収する領域の厚さに関しては、３−５族窒化物半導体を成長する観点からも、前記バッファ層の最適値があり、両者の観点からＧａＮの場合、５００Å程度がよい。
【００７１】
光は、スポット、ライン、エリア等の形態で、成長用基板と３−５窒化物半導体の界面近傍に供給することができる。スポット、ライン状のレーザー光で、サファイア剥離工程時間を短縮させる観点から、レーザー光を成長用基板から入射させたときに、レーザー光の焦点を、成長用基板と３−５窒化物半導体界面から３−５窒化物半導体側に移動させ（デフォーカス）させた方がよい。
【００７２】
レーザー光のエネルギーは空間的に分布があるので、２インチ径程度のウェハを面内均一に成長用基板を剥離させるためには、照射領域オーバーラップさせ、エネルギーを均一に界面に伝達した方がよい。レーザー光の侵入領域に、無機粒子が含有されていると、より効率よく低いエネルギーで、成長用基板を剥離できるので好ましい。
【００７３】
無機粒子が配された３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶の場合、成長用基板から分離した３−５族窒化物半導体の裏面は無機粒子を含有している場合があるため、エッチングなどの化学的、あるいは研削や研磨等の物理的な加工処理により除去して使用してもよい。
【００７４】
以上、成長用基板と３−５窒化物半導体を剥離する場合に限定したが、剥離する界面或いは近傍に、前記光を吸収し、無機粒子を含有する３−５族窒化物半導体を配置すれば、例えば、異なる３−５族窒化物半導体を剥離することもできる。
【００７５】
例えばＧａＮ／ＩｎＧａＮ／ＧａＮの積層構造において、無機粒子を含有する領域がＩｎＧａＮ或いはＩｎＧａＮ層近傍で、ＧａＮに吸収せず、ＩｎＧａＮに吸収する光（例えばＹＶ０4 レーザーの２倍高調波（波長５３２ｎｍ））を照射すれば、光照射後、ＩｎＧａＮの熱分解された領域には前記同様、３族材料と窒素が析出するので、３族材料の融点以上にすることにより、ＧａＮを３−５族窒化物半導体から容易に剥離することができる。これにより、選択的に異なる２つの３−５族窒化物半導体であるＧａＮを低エネルギーの光照射により剥離することができる。前記ＧａＮを成長用基板として用いた場合、基板は剥離面を研磨することにより、成長用基板として、再利用できる。
【００７６】
次に、剥離界面近傍に無機粒子が配された場合の３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶について詳しく説明する。
【００７７】
３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶は、無機粒子が配されたエピタキシャル結晶であると、容易に成長用基板を剥離できるので好ましい。本発明に用いる無機粒子は、例えば、酸化物、窒化物、炭化物、硼化物、硫化物、セレン化物、金属のような無機物を含む。無機物の含有量は、無機粒子に対して、通常５０重量％以上、好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上である。無機粒子の組成は、化学分析、発光分析等により求めればよい。
【００７８】
酸化物は、例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア、セリア、酸化亜鉛、酸化スズ及びイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）である。
【００７９】
窒化物としては、例えば、窒化珪素、窒化硼素である。
【００８０】
炭化物は、例えば、炭化硅素（ＳｉＣ）、炭化硼素、ダイヤモンド、グラファイト、フラーレン類である。
【００８１】
硼化物は、例えば、硼化ジルコニウム（ＺｒＢ2）、硼化クロム（ＣｒＢ2）である。
【００８２】
硫化物は、例えば、硫化亜鉛、硫化カドミウム、硫化カルシウム、硫化ストロンチウムである。
【００８３】
セレン化物は、例えば、セレン化亜鉛、セレン化カドミウムである。
【００８４】
酸化物、窒化物、炭化物、硼化物、硫化物、セレン化物は、それに含まれる元素が他元素で部分的に置換されていてもよい。酸化物に含まれる元素が他元素で部分的に置換されたものの例として、不活剤としてセリウムやユーロピウムを含む、硅酸塩やアルミン酸塩の蛍光体が挙げられる。
【００８５】
金属としては、硅素（Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）が挙げられる。
【００８６】
無機粒子は、加熱処理したとき、前記の酸化物、窒化物、炭化物、硼化物、硫化物、セレン化物、金属となる材料であってもよく、例えば、シリコーンであってもよい。シリコーンはＳｉ−Ｏ−Ｓｉの無機性結合を主骨格として持ち、Ｓｉに有機置換基を有する構造のポリマーであり、約５００℃に加熱処理すると、シリカとなる。
【００８７】
無機粒子として、上記の１つの無機物、又はこれらの混合物や混合化したものいずれを用いてもよい。１つの無機物からなる無機粒子は好ましくは酸化物、より好ましくはシリカからなる。混合物としては、好ましくはシリカ粒子とシリカ以外の酸化物粒子の組合せ、より好ましくはシリカ粒子とチタニア粒子の組合せである。複合化したものとしては、例えば、窒化物からなる粒子上に酸化物を有するものが挙げられる。
【００８８】
無機粒子は、形状が球状（例えば、断面が円、楕円であるもの）、板状（長さＬと厚さＴのアスペクト比Ｌ／Ｔが１．５〜１００であるもの）、針状（例えば、幅Ｗと長さＬの比Ｌ／Ｗが１．５〜１００であるもの）、又は不定形（様々な形状の粒子を含み、全体として形状が不揃いのもの）であってもよく、好ましくは球状である。従って、無機粒子は球状シリカであることがより好ましい。球状シリカとしては、単分散で、比較的粒径が揃ったものが容易に入手できる観点から、コロイダルシリカの使用が推奨される。コロイダルシリカは、シリカの粒子が溶媒（水等）にコロイド状に分散したものであり、珪酸ナトリウムをイオン交換する方法、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）のような有機珪素化合物を加水分解する方法により得られる。また、無機粒子は、平均粒径が通常５ｎｍ以上、好ましくは１０ｎｍ以上、さらに好ましくは０．１μｍ以上であり、また通常５０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以下である。平均粒径が前記範囲である無機粒子を含むと、容易に成長用基板を剥離できるので好ましい。
【００８９】
平均粒径は、遠心沈降法により測定した体積平均粒径である。平均粒径は、遠心沈降法以外の測定法、例えば、動的光散乱法、コールターカウンター法、レーザー回折法、電子顕微鏡により測定してもよいが、その場合には、較正して、遠心沈降法により測定した体積平均粒径に換算すればよい。例えば、標準となる粒子の平均粒径を、遠心沈降法及び他の粒度測定法で求め、これらの相関係数を算出する。相関係数は、粒径の異なる複数の標準粒子について、遠心沈降法により測定した体積平均粒径に対する相関係数を算出して較正曲線を作成することにより求めることが好ましい。較正曲線を使えば、遠心沈降法以外の測定法で得られた平均粒径から、体積平均粒径が求められる。
【００９０】
無機粒子の配置は、例えば、無機粒子と媒体を含むスラリー中へ基板を浸漬する方法、又は、スラリーを基板に塗布や噴霧した後、乾燥する方法で行えばよい。媒体は、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、エチレングリコール、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等であり、好ましくは水である。塗布は、スピンコートにより行うことが好ましく、この方法によれば、無機粒子の配置密度均一にできる。乾燥は、スピナーを用いて行ってもよい。
【００９１】
無機粒子の基板に対する被覆率は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で無機粒子を配置した基板表面を上から観察したときの測定視野内（面積Ｓ）における粒子数Ｐと、粒子の平均粒径ｄにより、次式で求めればよい。
被覆率（％）＝（（ｄ／２）2×π・Ｐ・１００）／Ｓ
無機粒子の基板に対する被覆率は、通常１％以上、好ましくは３０％以上、さらに好ましくは５０％以上であり、通常９５％以下、好ましくは９０％以下、さらに好ましくは８０％以下である。
【００９２】
無機粒子は、半導体層をエピタキシャル成長して平坦化しやすいことから、通常、基板上に１層が配置され、例えば、無機粒子の９０％以上が１層に配置されるが、半導体層をエピタキシャル成長して平坦化ができれば２層以上であってもよく、１種類の無機粒子を少なくとも２層配置してもよいし、少なくとも２種類の無機粒子を別々に単層配置してもよい。チタニア粒子とシリカ粒子の組合せのように、少なくとも２種類の無機粒子を配置する場合、最初に配置する無機粒子（例えば、チタニア）の基板に対する被覆率は、通常１％以上、好ましくは３０％以上であり、通常９５％以下、好ましくは９０％以下、さらに好ましくは８０％以下である。２番目以降に配置する無機粒子（例えば、シリカ）の基板に対する被覆率は、通常１％以上、好ましくは３０％以上、さらに好ましくは５０％以上であり、通常９５％以下、好ましくは９０％以下、さらに好ましくは８０％以下である。
【００９３】
次に、図５を参照して、無機粒子を埋め込むようにして成長用基板上に３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を成長させ、無機粒子を含有するエピタキシャル結晶を形成する工程を説明する。
【００９４】
先ず、成長用基板３０１の表面３０１Ａ上に無機粒子３０２を配置する。成長用基板３０１の表面３０１Ａ上に配置した無機粒子３０２は、３−５族窒化物半導体層の成長時においてマスクとして作用し、無機粒子３０２の無いところが成長領域３０１Ｂとなる。
【００９５】
成長用基板３０１の表面３０１Ａ上に無機粒子３０２を配置した後、成長領域３０１Ｂでファセット構造を形成させる成長を行う（図５（ｂ））。この後、横方向成長を促進させることによりファセット構造を埋め込んで平坦化させ（図５（ｃ））３−５族窒化物半導体層３０３を成長させれば、ファセットまで到達した転位は横方向に曲げられるため、無機粒子３０２を３−５族窒化物半導体層３０３内に埋没させて含有させることができる。このとき、結晶欠陥を大幅に減らせることがある。
【００９６】
図１の（ａ）に示す積層構造の作製時において、成長用基板１０１上にバッファ層１０２を積層する際、図５に基づいて説明したようにして無機粒子をその昇面に配置させておけば、後述する図３の（ｂ）に示した剥離工程において、成長用基板１０１の剥離をより容易に行うことができるという利点を得ることができる。
【００９７】
次に、図２の（ｃ）に示す工程の後の工程につき、図３及び図４を参照して説明する。図３の（ａ）の工程では、エピタキシャル基板１００に樹脂テープ１１２を貼着する。具体的には、樹脂テープ１１２は、成長用基板１０１とは反対側の面に貼着する。すなわち、樹脂テープ１１２の粘着面にはｎ+ 電極パッド１１０又は／及びｎ電極１０８等が粘着され、これにより、分離溝１１１により分画されたデバイスチップがそれぞれが樹脂テープ１１２に粘着され、樹脂テープ１１２により支持されうる状態となる。
【００９８】
樹脂テープ１１２を上述の如く用いることにより、成長用基板１０１を、３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶から剥離する場合、樹脂テープ１１２上で成長用基板１０１と剥離されるので、目的のデバイスチップにクラック等の損傷が低減できるので、好ましい。光取出し面が樹脂テープ側であるとき、素子面反転が必要となる場合がある。このようなエピタキシャル結晶の素子面の反転が、樹脂テープ１１２上でされてなると、目的のデバイスチップにクラック等の損傷が低減できるので、好ましい。
【００９９】
さらに、成長用基板１０１を剥離した後に、エピタキシャル結晶の加工をする場合、樹脂テープ１１２上でされてなると、デバイスチップ加工後でも、一括で加工できるので好ましい。また、エピタキシャル結晶の剥離面を化学的及び又は機械的に加工すると、得られたデバイスの特性が向上するので好ましい。具体的には、ウェットエッチング、ドライエッチング、研磨、蒸着、レーザー加工等を行うことが出来る。ウェットエッチング、ドライエッチング、研磨で、損傷層除去、平坦化の効果、蒸着で、反射による光取出し向上、クラック防止の効果がある。
【０１００】
樹脂テープ１１２の種類は限定されないが、ベースフィルム材質は、ＰＶＣ／アクリル系テープであると好ましい。特にデバイスチップに、剥離、加工するときには、リング等の治具等でテープにテンションをかけた状態で工程を実施すると、クラック等の損傷が低減できるので、好ましい。
【０１０１】
また、クラック等の損傷が低減する観点から、樹脂テープ１１２のベースフィルム厚さは薄い方が好ましく、１００μｍ以下であるとさらに好ましい。樹脂テープ１１２の粘着層厚さは、薄い方が好ましく、１５μｍ以下であるとより好ましく、デバイスチップの厚さより薄いとさらに好ましい。後工程でのピックアップがしやすくする観点から、粘着力は弱い方が好ましく、１００ｇｆ／２５ｍｍ以下であるとさらに好ましい。
【０１０２】
図３の（ｂ）に示す工程では、成長用基板１０１を各デバイスチップから適宜手段で剥離する。そして、図３の（ｃ）の工程で、デバイスチップの素子面反転用樹脂テープ１１３を貼着する。素子面反転に用いる樹脂テープは、粘着力が同程度或いは弱くなる方の樹脂テープに移植すると、クラック等の損傷が低減できるので好ましい。図４の工程で、樹脂テープ１１２を剥離することにより、素子面が反転する。
【０１０３】
このような工程で樹脂テープ１１３上に作製されたデバイスチップは、例えば１０μｍ程度の薄いデバイスチップでも、従来のニードルによる突き上げ方式のニードル種、突上げ速度、高さ等を最適化することによって、チップを突き破る等の破壊を起こさず、チップのピックアップができる。これらより、薄いデバイスチップでも、後の工程である検査、実装等の工程も実施できるようになる。
【０１０４】
次に、実装工程として、各デバイスチップを、図３の（ｄ）の樹脂テープ１１３上からパッケージ或いはサブマウント材に、ニードルによる突上げ等で移動し、マウントする。マウント後、必要に応じて、デバイスチップにワイヤーボンディング等して、樹脂等で封止することにより、発光ダイオードを製造することができる。
【０１０５】
かくして、本発明の半導体デバイスが得られるが、このデバイスの実装型は、光取出し面が、電極側に存在するフェースアップ型発光素子、光取出し面が電極の反転面側に存在するフリップチップ型発光素子、縦方向に通電する縦型発光素子等のあらゆる発光素子に適用できる。フェースアップ型発光素子の場合、フリップチップ型発光素子に比較して、実装面積を広く出来るので、放熱性は良好となる。
【０１０６】
図６〜図９は、既述の工程Ｂ１〜Ｂ４を含んでいる本発明の別の実施形態を説明するための工程図である。
【０１０７】
先ず、図６の（ａ）に示すように、成長用基板２０１の上にバッファ層２０２を成長させる。ここでは、成長用基板２０１はサファイア基板である。
【０１０８】
次に、分離溝２２１を形成する。分離溝２２１は、図１〜図４に示した実施の形態における分離溝１１１と同様の趣旨でもうけられるものである。すなわち、成長用基板２０１上に、後述の如くして結晶成長した３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を成長用基板２０１から剥離する前に、成長用基板２０１に達する深さの分離溝２２１をエピタキシャル結晶層であるバッファ層２０２に形成する。この分離溝２２１の作製には、ドライエッチング、ウェットエッチング、レーザー加工、ダイサー加工等による方法が挙げられる。フォトリソグラフィー技術を用いない簡便なプロセスのためには、ダイサー加工、レーザー加工が好ましい。より好ましくは、分離溝を狭くでき、加工効率がよいレーザー加工である。例えば１０μｍ以上と比較的厚い該エピタキシャル結晶においても、加工幅を狭く生産性高くできる。
【０１０９】
分離溝２２１はその底面２２１ａが成長用基板２０１に形成されている。これは、図１の（ｃ）に示す工程で、バッファ層２０２の上に別のエピタキシャル結晶が成長（第２の結晶成長）する場合に、分離溝２２１内に結晶成長することがあるが、分離溝２２１をレーザ加工してその底面２２１ａが成長用基板２０１にまで達していると、底面２２１ａの表面はサファイアをレーザ加工した加工面となるため、エピタキシャル結晶成長を抑える効果を生じる。
【０１１０】
すなわち、第２の結晶成長により３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶を成長する場合の分離溝は、分離溝内に結晶成長することがあるため、成長用基板を剥離しやすく観点から、３−５族窒化物半導体を含むエピタキシャル結晶だけでなく、サファイアにも概ね第２の結晶成長分厚さ以上の分離溝が作製されているのが好ましい。ダイサー加工、レーザー加工で作製した分離溝の場合、分離溝内に結晶成長することが少ないため、この観点からも好ましく、さらに好ましいのはレーザー加工である。
【０１１１】
従って、次の工程で、図６の（ｃ）に示すように、バッファ層２０２の上に、さらにエピタキシャル結晶を成長した場合、分離溝２２１内でのエピタキシャル成長が抑えられる。図６の（ｃ）において、バッファ層２０２の上にエピタキシャル結晶の成長により積層される層は、図１の（ａ）に示すそれと同様である。すなわち、２０３はｎ−ＧａＮ層である。２０４はＩｎＧａＮ層２０４Ａ〜２０４ＥとＧａＮ層２０４Ｆ〜２０４Ｊとを繰り返し５組成長させて成る多重量子井戸層である。多重量子井戸層２０４に接してキャップ層２０５が形成されており、これにより発光層が形成されている。２０６はｐ型層、２０７はｎ+ 型層である。
【０１１２】
次に、図７の（ａ）に示すように、ｎ+ 型層２０７の上にｎ+ 電極２０８を形成した後、エピタキシャル結晶下層の分離溝２２１を露出するメサ加工を行い、各分離溝２２１上にｎ電極２０９を形成する（図７の（ｂ））。そして、各ｎ+ 電極２０８上にｎ+ 電極パッド２１０を形成する（図７の（ｃ））。この状態は図２の（ｂ）の状態に対応している。
【０１１３】
図８の（ａ）の工程では、成長用基板２０１側から光を照射する。
【０１１４】
図８の（ｂ）の工程では、エピタキシャル基板２００に樹脂テープ２１１を貼着する。樹脂テープ２１１は、成長用基板２０１とは反対側の面に貼着する。すなわち、樹脂テープ２１１の粘着面にはｎ+ 電極パッド２１０又は／及びｎ+ 電極２０８等が粘着され、これにより、分離溝２２１により分画されたデバイスチップはそれぞれが樹脂テープ２１１により支持される状態となる。
【０１１５】
図８の（ｃ）に示す工程では、成長用基板２０１を各デバイスチップから適宜手段で剥離する。図９の（ａ）の工程で、デバイスチップの素子面反転用樹脂テープ２１２を貼着する。図９の（ｂ）の工程で、樹脂テープ２１１を剥離することにより、素子面が反転する。
【０１１６】
次に、実装工程として、各デバイスチップを、図９の（ｂ）の樹脂テープ２１２上からパッケージ或いはサブマウント材に、ニードルによる突上げ等で移動し、マウントする。マウント後、必要に応じて、デバイスチップにワイヤーボンディング等して、樹脂等で封止することにより、発光ダイオードを製造することができる。
【実施例】
【０１１７】
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
【０１１８】
実施例１
成長用基板は４３０μｍ厚のサファイア（０００１）を鏡面研磨したものを用いた。この成長用基板上に、３−５族窒化物半導体を成長させた。成長にはＭＯＶＰＥ法を用いた。１気圧で、サセプタの温度を４８５℃、キャリアガスを水素とし、キャリアガス、アンモニア及びＴＭＧを供給して、厚みが約５００Åの低温成長ＧａＮバッファ層を成長した。次に、サセプタ温度１０４０℃にして炉圧力を１／４気圧に落とし、キャリアガス、アンモニア及びＴＭＧを供給して、高温成長アンドープＧａＮバッファ層を形成した。続いて、キャリアガス、アンモニア、ＴＭＧ及びシランを供給してＳｉドープＧａＮからなるｎ型層を形成した。成長温度の１０４０℃から室温までゆっくりと冷却した。
【０１１９】
続いて、再成長により、ＳｉドープＧａＮからなるｎ型層、ＧａＮ、ＩｎＧａＮからなるダブルへテロ構造の障壁層と井戸層（多重量子井戸構造）、ＧａＮ、ＡｌＧａＮからなるキャップ層、ＭｇドープＧａＮからなるｐ型層、ＳｉドープＩｎＧａＮからなるｎ+ 型層を順に形成し、結晶の厚さとして２０μｍの青色発光を示す３−５族窒化物半導体を作製した。
【０１２０】
（オーミックｎ+ 電極の作製）
成長後の３−５族窒化物半導体をＮ2中７００℃２０分の熱処理をし、ｐ型層を低抵抗のｐ型にした。次に３−５族窒化物半導体の表面にオーミックｎ+ 電極を形成するために、３−５族窒化物半導体表面の洗浄を、アセトン溶液による超音波洗浄、６０℃の硝酸と塩酸とを１：３の割合で混合した溶液（熱王水）による洗浄、超純水による超音波洗浄の順序で行った。次に、オーミックｎ+ 電極となるＩＴＯ電極を形成するために、真空蒸着装置にてＩＴＯを１４０ｎｍ蒸着し、この表面上にレジスト塗布、レジストベーキング、パターン露光、パターン現像を順次行った後、塩化第二鉄水溶液と塩酸溶液とを１：１の割合で混合した溶液でエッチングすることにより、ＩＴＯ電極パターンを形成した。パターン形成後、残存するレジストを剥離した。
【０１２１】
（オーミックｎ電極の作製）
次に、３−５族窒化物半導体のオーミックｎ電極を形成するために、ｎ型層露出領域のパターニングを行った。具体的には、前記表面上にレジスト塗布、レジストベーキング、パターン露光、パターン現像を順次行い、ｎ型層露出領域のパターニングを行った。次にＩＣＰドライエッチングによって、ｎ型層露出する深さまで、エピタキシャル結晶をエッチングし、ｎ型層表面を露出（メサ形状）した。ＩＣＰドライエッチングに用いたエッチングガスは、Ｃｌ2 、ＣＨ2 Ｃｌ2 、Ａｒの混合ガスであり、ガス流量は各々２０、１０、４０ｓｃｃｍ、圧力０．８Ｐａ、ＩＣＰパワー２００Ｗ、バイアスパワー１００Ｗである。ドライエッチング終了後、余分のマスクを有機溶剤で除去した。次に、露出したｎ型層表面上に、オーミックｎ電極となるＶ／Ａｌ電極を形成するために、この表面上にレジスト塗布、レジストベーキング、パターン露光、パターン現像を順次行った後、真空蒸着装置にてＶを１０ｎｍ蒸着し、引き続きＡｌを１００ｎｍ蒸着した。次に、リフトオフ法により、Ｖ／Ａｌ電極パターンを形成した。
【０１２２】
（電極パッドの形成）
次に、ＩＴＯ電極表面上に、電極パッドとなるＴｉ／Ａｕ電極パッドを形成するために、この表面上にレジスト塗布、レジストベーキング、パターン露光、パターン現像を順次行った後、真空蒸着装置にてＴｉを５０ｎｍ蒸着し、引き続きＡｕを２００ｎｍ蒸着した。次に、リフトオフ法により、Ｔｉ／Ａｕ電極パッドパターンを形成した。
【０１２３】
（レーザー加工による分離溝作製）
３−５族窒化物半導体の分離溝をレーザー光により作製した。照射したレーザー光は、ＣＷ励起ＹＶ０4 レーザーの３倍高調波（波長３５５ｎｍ）をチョッパーにより周波数３５ｋＨｚのパルスにしたものであり、Ｑスイッチパルス幅は８ｎｓ程度、発振モードはＴＥＭ00、３倍高調波の出力は試料面で約０．２Ｗである。このレーザー光を３−５族窒化物半導体表面側から入射させ、表面に焦点位置が来るように照射した。分離溝幅は２０μｍ以下であった。そのステージを１０ｍｍ／ｓｅｃでスキャンし、１ライン分の５回スキャン終了後、素子サイズである４２０μｍ、平行にステージを移動した。これを繰り返し、３−５族窒化物半導体に網目状にレーザー光を照射させ、約４２０μｍ×４２０μｍの目的のデバイスチップ面積を有する複数の領域に分画した。
【０１２４】
（基板剥離用のレーザー照射）  
次に、成長用基板であるサファイア剥離するために、サファイアからレーザー光照射を行った。照射した光は、ＣＷ励起ＹＶ０4 レーザーの３倍高調波（波長３５５ｎｍ）をチョッパーにより周波数１５ｋＨｚのパルスにしたものであり、Ｑスイッチパルス幅は８ｎｓ程度、発振モードはＴＥＭ00、３倍高調波の出力は試料面で０．４２Ｗである。この光をサファイア基板側から入射させ、サファイア／３−５族窒化物半導体界面からＧａＮ側４５０μｍの位置に焦点位置が来るようにデフォーカスして照射した。試料を真空吸着でステージに固定し、そのステージを３５０ｍｍ/ｓｅｃで線状にスキャンし、１ライン分のスキャン終了後、１５μｍ、平行にステージを移動し、線状にスキャンを繰り返し、サファイア全面に光を照射させた。
【０１２５】
光照射の終わった試料を、サファイアから観察するとサファイアと３−５族窒化物半導体界面近傍の全面が、均一に透明から灰色に変色していることが分かった。この界面近傍の変色は、分析により調べたところ、主にＧａであった。
【０１２６】
（基板剥離、素子面反転用の樹脂テープ工程）
光照射後の試料を、４インチ程度のリング治具上に固定した樹脂テープの中心部に載置した。樹脂テープは、約７０μ厚のＰＶＣ／アクリル系ベースフィルムに約１０μ厚、粘着力１８ｇｆ／２５ｍｍの粘着層厚である。フィルム、粘着層両者とも薄く、粘着性の弱いものを用いた。
【０１２７】
サファイアを剥離するために、樹脂テープ上に、サファイアを上に３−５族窒化物半導体表面を下に載置した試料を約６０℃に加熱し、サファイアを剥離した。この段階で、この樹脂テープ上にある３−５族窒化物半導体のサファイア剥離面を、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）、１０分に浸し、サファイア分離時に残存したＧａを除去した。
【０１２８】
サファイア剥離面が上にある試料が載置してある前記樹脂テープから同種の樹脂テープへ移植したことにより、３−５族窒化物半導体表面側を一括で上にした。
【０１２９】
（実装）  
次に、ニードル突上げ方式により、４２０μｍ角のデバイスチップをピックアップし、ＡｌＮセラミック製で、Ａｇリフレクタを有する表面実装パッケージに、Ａｇペーストによりダイボンディング実装した。次に、シリコーン樹脂を塗付、脱泡、硬化する工程でチップを封止し、表面実装型ランプを作製した。
【０１３０】
（デバイス評価）
以上の工程により、成長用基板を剥離した２０μｍ厚さの３−５族窒化物半導体の発光デバイスが得られた。この発光素子を、２０ｍＡで駆動させたところ、明瞭な青色発光を示し、積分球による全放射束測定で１３ｍＷであった。高電流で駆動させたところ、３００ｍＡまで、光出力が増加した。また９６０ｍＡまで、デバイス破壊はしなかった。
【０１３１】
実施例２〜５
３−５族窒化物半導体の厚さとして、１５μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、３−５族窒化物半導体の発光デバイスを作製した。
【０１３２】
この発光デバイスを、２０ｍＡで駆動させたところ、明瞭な青色発光を示し、積分球による全放射束測定で実施例１と同等であった。高電流で駆動させたところ、３００ｍＡまで、光出力が増加した。また９６０ｍＡまで、デバイス破壊はしなかった。
【０１３３】
比較例１
３−５族窒化物半導体の厚さとして５μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、３−５族窒化物半導体の発光デバイスを作製した。
【０１３４】
以上の工程により、成長用基板を剥離させたところ、クラックが発生した。この発光デバイスを、２０ｍＡで駆動させたところ、殆どが発光しなかった。
【０１３５】
比較例２〜６
３−５族窒化物半導体の厚さとして１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍとして、分離溝を作製しなかったこと以外は、実施例１と同様にして、３−５族窒化物半導体の発光デバイスを作製した。
【０１３６】
以上の工程により、成長用基板を剥離させたところ、クラックが発生した。この発光デバイスを、２０ｍＡで駆動させたところ、殆どが発光しなかった。
【０１３７】
実施例６
樹脂テープ上、サファイア剥離面が上にあるサンプルが載置してある状態で、剥離した面を研磨したこと以外は、実施例１と同様にして、３−５族窒化物半導体の発光デバイスを作製した。
【０１３８】
３−５族窒化物半導体の剥離した面を、１００ｎｍ程度深さの研磨をした。この研磨した面を触針段差計で評価したところ、平坦化したことが分かった。
【０１３９】
この発光デバイスを、２０ｍＡで駆動させたところ、明瞭な青色発光を示し、積分球による全放射束測定で実施例１と同等であった。高電流で駆動させたところ、３００ｍＡまで、光出力が増加した。また９６０ｍＡまで、デバイス破壊はしなかった。
【０１４０】
実施例７
樹脂テープ上、サファイア剥離面が上にあるサンプルが載置してある状態で、剥離した面をドライエッチングしたこと以外は、実施例１と同様にして、３−５族窒化物半導体の発光デバイスを作製した。
【０１４１】
ＩＣＰドライエッチングによって、エピタキシャル結晶を１００ｎｍ程度深さのエッチングした。ＩＣＰドライエッチングに用いたエッチングガスは、Ｃｌ2、ＣＨ2Ｃｌ2、Ａｒの混合ガスであり、ガス流量は各々２０、１０、４０ｓｃｃｍ、圧力０．８Ｐａ、ＩＣＰパワー２００Ｗ、バイアスパワー１００Ｗである。
【０１４２】
この発光デバイスを、２０ｍＡで駆動させたところ、明瞭な青色発光を示し、積分球による全放射束測定で実施例１と同等であった。高電流で駆動させたところ、３００ｍＡまで、光出力が増加した。また９６０ｍＡまで、デバイス破壊はしなかった。
【０１４３】
実施例８
樹脂テープ上、サファイア剥離面が上にあるサンプルが載置してある状態で、剥離した面にＡｇを１０００Å、蒸着したこと以外は、実施例１と同様にして、３−５族窒化物半導体の発光デバイスを作製した。
【０１４４】
この発光デバイスを、２０ｍＡで駆動させたところ、明瞭な青色発光を示し、積分球による全放射束測定で実施例１と同等であった。高電流で駆動させたところ、３００ｍＡまで、光出力が増加した。また９６０ｍＡまで、デバイス破壊はしなかった。
【０１４５】
実施例９〜１１
サファイアを剥離するときの樹脂テープを、約７０μ厚のＰＶＣ／アクリル系ベースフィルムに、粘着力３８ｇｆ／２５ｍｍ、７０ｇｆ／２５ｍｍそれぞれの約１０μ厚の粘着層厚であるもの、或いは約６５μ厚のＰＶＣ／アクリル系ベースフィルムに、粘着力１３０ｇｆ／２５ｍｍの約１０μ厚の粘着層厚であるものを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、３−５族窒化物半導体の発光デバイスを作製した。
【０１４６】
この発光デバイスを、２０ｍＡで駆動させたところ、明瞭な青色発光を示し、積分球による全放射束測定で実施例１と同等であった。高電流で駆動させたところ、３００ｍＡまで、光出力が増加した。また９６０ｍＡまで、デバイス破壊はしなかった。
【０１４７】
比較例７
サファイアを剥離するときの樹脂テープを用いないこと以外は、実施例１と同様にして、３−５族窒化物半導体の発光デバイスを作製した。
【０１４８】
以上の工程により、成長用基板を剥離させたところ、クラックが発生した。この発光デバイスを、２０ｍＡで駆動させたところ、発光しなかった。
【０１４９】
実施例１２
レーザー光により３−５族窒化物半導体の分離溝を作製する前に、表面保護材を３−５族窒化物半導体表面にコートしたこと以外は、実施例１と同様にして、３−５族窒化物半導体の発光デバイスを作製した。
【０１５０】
コートした表面保護材は、アセトンにより除去した。この３−５族窒化物半導体表面を光学顕微鏡で観察したところ、ウェハ全体で削りカスは除去された。
【０１５１】
以上の工程により、成長用基板を剥離した２０μｍ厚さの３−５族窒化物半導体の発光素子が得られた。この発光デバイスを、２０ｍＡで駆動させたところ、明瞭な青色発光を示し、積分球による全放射束測定で実施例１と同等であった。高電流で駆動させたところ、３００ｍＡまで光出力が増加した。また９６０ｍＡまで、デバイス破壊はしなかった。
【０１５２】
実施例１３
無機粒子が配された３−５族窒化物半導体を用いたこと、基板剥離用のレーザー照射条件を変更した以外は、実施例１と同様にして、３−５族窒化物半導体の発光デバイスを作製した。
【０１５３】
無機粒子としてはコロイダルシリカスラリー（（株）日本触媒製、シーホスターＫＥ−Ｗ５０（商品名）、平均粒径５５０ｎｍ）に含まれているシリカ粒子を用いた。スピナーに成長用基板をセットし、その上に２０重量％のコロイダルシリカスラリーを塗布し、スピン乾燥を行った。ＳＥＭで観察したところ、コロイダルシリカ粒子による成長基板表面の被覆率は６０％であった。
【０１５４】
続いて、３−５族窒化物半導体をエピタキシャル成長させ、コロイダルシリカ粒子を窒化物半導体層に埋没させた。エピタキシャル成長にはＭＯＶＰＥ法を用いた。１気圧で、サセプタの温度を４８５℃、キャリアガスを水素とし、キャリアガス、アンモニア及びＴＭＧを供給して、厚みが約５００Åの低温成長ＧａＮバッファ層を成長した。次に、サセプタの温度を９００℃にしたのち、キャリアガス、アンモニア、ＴＭＧを供給して、高温成長アンドープＧａＮバッファ層を形成した。次に、サセプタ温度１０４０℃にして炉圧力を１／４気圧に落とし、キャリアガス、アンモニア及びＴＭＧを供給して高温成長アンドープＧａＮバッファ層を形成した。続いて、キャリアガス、アンモニア、ＴＭＧ及びシランを供給してＳｉドープＧａＮから成るｎ型層を形成した。全層厚として２０μｍまで成長させた後、成長温度の１０４０℃から室温までゆっくりと冷却した。
【０１５５】
続いて、実施例１と同様、ＳｉドープＧａＮからなるｎ型層、ＧａＮ、ＩｎＧａＮからなるダブルへテロ構造の障壁層と井戸層（多重量子井戸構造）、ＧａＮ、ＡｌＧａＮからなるキャップ層、ＭｇドープＧａＮからなるｐ型層、ＳｉドープＩｎＧａＮから成るｎ+ 型層を順に形成し、青色発光を示す３−５族窒化物半導体を作製した。
【０１５６】
基板剥離用のレーザー光の照射条件として、３倍高調波の出力は試料面で０．２６Ｗと、実施例１より低エネルギー照射した。これにより、光照射の終わったサンプルを、サファイアから観察するとサファイアとＧａＮ界面近傍の全面が、均一に透明から灰色に変色していることが分かった。
【０１５７】
以上の工程により、無機粒子が配された３−５族窒化物半導体から作製し、成長用基板を剥離した２０μｍ厚さの３−５族窒化物半導体の発光デバイスが得られた。
【０１５８】
この発光デバイスを２０ｍＡで駆動させたところ、明瞭な青色発光を示し、積分球による全放射束測定で実施例１の光出力の約１．２倍であった。高電流で駆動させたところ、３００ｍＡまで光出力が増加した。また９６０ｍＡまでデバイス破壊はしなかった。
【０１５９】
実施例１４
成長用基板上に第１の結晶成長により、３−５族窒化物半導体を含むバッファ層を成長させ、該バッファ層を、分離溝により、目的のデバイスチップの面積と同程度の面積を有する複数の領域に分画し、続いて該分画されたバッファ層上に第２の結晶成長により３−５族窒化物半導体を含む機能層を成長したこと以外は、実施例１と同様にして、３−５族窒化物半導体発光デバイスを作製した。
【０１６０】
成長にはＨＶＰＥ法を用いて、成長用基板上に、全層厚として２０μｍのアンドープＧａＮバッファ層を成長させた。
【０１６１】
次に、３−５族窒化物半導体の分離溝をレーザー光により作製した。照射したレーザー光は、ＣＷ励起ＹＶ０4 レーザーの３倍高調波（波長３５５ｎｍ）をチョッパーにより周波数３０ｋＨｚのパルスにしたものであり、Ｑスイッチパルス幅は８ｎｓ程度、発振モードはＴＥＭ00、３倍高調波の出力は試料面で約０．２Ｗである。このレーザー光をバッファ層表面側から入射させ、結晶表面に焦点位置が来るように照射した。分離溝幅は２０μｍ以下であった。そのステージを１０ｍｍ／ｓｅｃでスキャンし、１ライン分の５回スキャン終了後、素子サイズである４２０μｍ、平行にステージを移動した。これを繰り返し、バッファ層に網目状にレーザー光を照射させ、約４２０μｍ×４２０μｍの目的のデバイスチップ面積を有する複数の領域に分画した。
【０１６２】
続いて、再成長により、ＳｉドープＧａＮからなるｎ型層、ＧａＮ、ＩｎＧａＮからなるダブルへテロ構造の障壁層と井戸層（多重量子井戸構造）、ＧａＮ、ＡｌＧａＮからなるキャップ層、ＭｇドープＧａＮからなるｐ型層、ＳｉドープＩｎＧａＮからなるｎ+ 型層を順に形成し、厚さとして２５μｍの青色発光を示す３−５族窒化物半導体を作製した。
【０１６３】
以上の工程により、成長用基板上に第１の結晶成長により、３−５族窒化物半導体を含むバッファ層を成長させ、該バッファ層を、分離溝により、目的のデバイスチップの面積と同程度の面積を有する複数の領域に分画し、続いて該分画されたエピタキシャル結晶層上に、第２の結晶成長により、窒化物半導体を含む機能層を成長した３−５族窒化物半導体から作製し、実施例１と同様にして、成長用基板を剥離した２５μｍ厚さの３−５族窒化物半導体を含む発光デバイスが得られた。
【０１６４】
この発光デバイスを、２０ｍＡで駆動させたところ、明瞭な青色発光を示し、積分球による全放射束測定で実施例１と同等であった。高電流で駆動させたところ、３００ｍＡまで、光出力が増加した。また９６０ｍＡまでデバイス破壊はしなかった。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】本発明による半導体デバイスの製造方法の一実施形態を説明するための一部工程概略図。
【図２】本発明による半導体デバイスの製造方法の一実施形態を説明するための一部工程概略図。
【図３】本発明による半導体デバイスの製造方法の一実施形態を説明するための一部工程概略図。
【図４】本発明による半導体デバイスの製造方法の一実施形態を説明するための一部工程概略図。
【図５】成長用基板とバッファ層との剥離を容易にするためのバッファ層の積層方法を説明するための工程概略図。
【図６】本発明による半導体デバイスの製造方法の別の実施形態を説明するための一部工程概略図。
【図７】本発明による半導体デバイスの製造方法の別の実施形態を説明するための一部工程概略図。
【図８】本発明による半導体デバイスの製造方法の別の実施形態を説明するための一部工程概略図。
【図９】本発明による半導体デバイスの製造方法の別の実施形態を説明するための一部工程概略図。
【符号の説明】
【０１６６】
１００  エピタキシャル基板
１０１、２０１、３０１  成長用基板
１０２、２０２、３０３  バッファ層
１０３、  ２０３  ｎ−ＧａＮ層
１０４、２０４  多重量子井戸層
１０４Ａ〜１０４Ｅ  ＩｎＧａＮ層
１０４Ｆ〜１０４Ｊ  ＧａＮ層
１０５、２０５  キャップ層
１０６、２０６  ｐ型層
１０７、２０７  ｎ+ 型層
１０８、２０８  ｎ+ 電極
１０９、２０９  ｎ電極
１１０、２１０  ｎ+ 電極パッド
１１１、２２１  分離溝
１１２、２１１  樹脂テープ
１１３、２１２  素子面反転用樹脂テープ
３０１Ａ  表面
３０１Ｂ  成長領域
３０２  無機粒子
【図１】
2008053372.tif 000003
【図２】
2008053372.tif 000004
【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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