(57)【要約】【課題】素子構造と下地基板との間に空隙を有した構造が実現された窒化物半導体デバイスを提供する。【解決手段】窒化物半導体デバイスは、ウルツ鉱構造III族窒化物半導体であって、｛０００１｝面以外の面が表面に露出し、｛０００１｝面以外の面のいずれかに張り出す形でウルツ鉱構造III族窒化物半導体による板状構造が形成されている。ここで、板状構造は、有機金属化学気相成長方法において、ジメチルヒドラジンを窒素源に用いることによって水素を含有せずに形成されている。【選択図】図４Ｅ
2008204973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウルツ鉱構造III族窒化物半導体であって、｛０００１｝面以外の面が表面に露出し、前記｛０００１｝面以外の面のいずれかに張り出す形でウルツ鉱構造III族窒化物半導体による板状構造が形成されている
ことを特徴とする窒化物半導体デバイス。
【請求項２】
前記板状構造の主面は、｛０００１｝面、または｛０００−１｝面によって構成されており、前記板状構造の側壁を構成する面は、｛１−１００｝面によって構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体デバイス。
【請求項３】
前記板状構造の断面は、［１１−２０］方向に対して、２種類以上の複数組成による層状となっている
ことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体デバイス。
【請求項４】
前記板状構造は、複数形成されており、板状構造同士が平行に整列している
ことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体デバイス。
【請求項５】
前記ウルツ鉱構造III族窒化物半導体は、ヘテロ構造を有し、前記ウルツ鉱構造III族窒化物半導体の主面は、｛０００１｝面であり、｛０００１｝面上にメサ形状を有しており、前記メサ形状の側壁より前記板状構造が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体デバイス。
【請求項６】
前記ウルツ鉱構造III族窒化物半導体において表面に露出した前記｛０００１｝面以外の面と、前記板状構造との接合部分は、前記板状構造を構成する他のどの窒化物半導体部分の禁制帯幅よりも広い禁制帯幅を有する材料で形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体デバイス。
【請求項７】
前記板状構造は、ｘ＋ｙ＋ｚ＝０の関係のある数ｘ、ｙ、ｚ、およびｎを負値として、｛ｘ ｙ ｚ ｎ｝で表される面において、前記ウルツ鉱構造III族窒化物半導体と接続さ
れている
ことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体デバイス。
【請求項８】
前記メサ形状は、ヘテロ構造で構成されており、前記メサ形状の側壁は、前記ヘテロ構造の組成変化に伴って凹凸が形成されている
ことを特徴とする請求項１又は５に記載の窒化物半導体デバイス。
【請求項９】
前記メサ形状は、上面から見た頂上が円柱および六角柱のいずれかの構造であり、
前記板状構造は、前記メサ形状を中心としてその周囲に形成されており、前記メサ形状の下地基板から空隙を有する形で形成されている
ことを特徴とする請求項１又は５に記載の窒化物半導体デバイス。
【請求項１０】
前記ウルツ鉱構造III族窒化物半導体は、ヘテロ構造を有し、前記ウルツ鉱構造III族窒化物半導体の主面は、｛１１−２０｝面であり、
前記｛１１−２０｝面上に形成された窪みから前記板状構造が［１１−２０］方向に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体デバイス。
【請求項１１】
前記板状構造は、有機金属化学気相成長方法において、ジメチルヒドラジンを窒素源に用いることによって水素を含有せずに形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体により構成される窒化物半導体デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧａＮに代表される窒化物半導体により構成される半導体素子の研究開発が盛んである。窒化物半導体により構成される半導体発光素子は、その膜組成を制御することによって紫外あるいは青色から赤外線領域までの幅広い波長領域において発光が実現できる。その応用例として窒化物半導体を用いた可視域発光ダイオードが既に商品化されている。また、電子デバイスにおいても材料の持つ高耐圧性や高い飽和ドリフト速度などの特徴から、高出力ヘテロ接合型電界効果トランジスタなどが研究開発されている。このように窒化物半導体は従来のIII―V族化合物半導体にはない優れた材料物性を有し、電子デバイスや光デバイスをさらに高性能化することが可能となる。
【０００３】
一方、ＧａＡｓやＩｎＰなどの化合物半導体を用いて、微細プロセスを駆使したデバイスが研究されている。一例として、縦型のトランジスタ構造がある（例えば、非特許文献１参照。）。このような構造は、極微細プロセス技術を駆使することで、素子の面積を極限まで小型化することができるため、動作速度の向上や低消費電力化が期待できる。また、デバイス構造が垂直に形成されているため、高密度にて集積することができる。さらに、高耐圧化も容易である。また、光デバイスとして、プロセス技術の進歩によってマイクロディスクレーザが研究されており、サブｍＡの低しきい値電流にて動作したとの報告がある（例えば、非特許文献２参照。）。
【０００４】
このような微細縦型構造を有するデバイスを作製する場合において、素子構造と下地基板との間をなるべく空間的に分離したい場合が多くある。その理由は、寄生容量の低減や効率的な光閉じ込めの実現などのためである。これまで燐化インジウムなどの材料系では、選択性ウェットエッチング法などによって素子構造と下地基板との間にアンダーカットを導入することで、空間的な分離を実現してきたという例がある。
【非特許文献１】Ｔ．Ｍｏｒｉｔａ，Ｓ．Ｎａｋａｚａｗａ，Ｔ．Ｕｅｄａ  ａｎｄ  Ｔ．Ｔａｎａｋａ，“Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｃｏｌｌａｐｓｅ−Ｆｒｅｅ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ  Ｃｈａｎｎｅｌ  ＧａＮ−ｂａｓｅｄ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ  ｗｉｔｈ  ＩｎＡｌＧａＮ  Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ  Ａｌｌｏｙ  Ｃｏｎｔａｃｔ  Ｌａｙｅｒｓ，”  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ＩＩＩ−２１，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ，  Ｊｕｎｅ  ２００６．
【非特許文献２】Ｍ．Ｆｕｊｉｔａ，Ｋ．Ｉｎｏｓｈｉｔａ  ａｎｄ  Ｔ．Ｂａｂａ，“Ｒｏｏｍ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｗａｖｅ  Ｌａｓｉｎｇ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  ＧａＩｎＡｓＰ／ＩｎＰ  Ｍｉｃｒｏｄｉｓｋ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｌａｓｅｒ，”  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，  ｖｏｌ．３４，  ｎｏ．３，  ｐｐ．２７４−２７５，  １９９７．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このようにして形成される縦型電子デバイスやマイクロディスクレーザでは、選択性ウェットエッチングによるアンダーカット技術により、下地基板と素子構造との空間的分離がなされてきた。しかし、窒化物半導体は材料の安定性が非常に高いため、材料選択性が高く、再現性の高いウェットエッチング法は、まだ確立されておらず、空間的分離が実現できないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、素子構造と下地基板との間に空隙を有した構造が実現された窒化物半導体デバイス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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係わる窒化物半導体デバイスは、（ａ）ウルツ鉱構造III族窒化物半導体であって、｛０００１｝面以外の面が表面に露出し、前記｛０００１｝面以外の面のいずれかに張り出す形でウルツ鉱構造III族窒化物半導体による板状構造が形成されている。
【０００８】
これによって、板状構造が｛０００１｝面でない面から突き出ているため、本構成を電子デバイスに用いた場合は、電気的な寄生容量を極限にまで減らすことが可能となり、高周波動作が可能となる。また、本構成を光デバイスに用いた場合は、板状構造が突き出ているため、板状構造における光は周辺部へ染み出ることはなく、良好な光閉じ込め効果を実現することができる。このように、板状構造を形成することにより、複雑なデバイス構造を実現することが可能となる。
【０００９】
さらに、（ｂ）前記板状構造の主面は、｛０００１｝面、または｛０００−１｝面によって構成されており、前記板状構造の側壁を構成する面は、｛１−１００｝面によって構成されているとしてもよい。
【００１０】
これによって、板状構造の形状は扁平な六角柱構造となる。側壁は｛１−１００｝面によって原子オーダにて構成されているため、本構造を光デバイスに用いた場合、側壁を鏡として用いることができる。そのため、六角板の側面を鏡に用いたリング共振器型レーザを窒化物半導体にて容易に実現することが可能である。
【００１１】
または、（ｃ）前記板状構造の断面は、［１１−２０］方向に対して、２種類以上の複数組成による層状となっているとしてもよい。
【００１２】
これによって、板状構造の内部にヘテロ構造を形成することが可能となる。たとえば、ヘテロ構造を持つ板状構造をマイクロディスクレーザとして用いることで、板状構造の内部においてキャリアの閉じ込めと同時に光閉じ込めを行なうことができる。このため、極低しきい値電流にて動作を実現することが可能となる。
【００１３】
または、（ｄ）前記板状構造は、複数形成されており、板状構造同士が平行に整列しているとしてもよい。
【００１４】
これによって、板状構造を規則的に配列させることが可能となる。この配列構造に光を照射すると、ブラッグの反射条件を満たす波長の光は非常に強い反射を受ける。そのため、レーザ構造の両端面にこの配列構造を形成することで、低しきい値電流にて動作可能な極微共振器レーザを窒化物半導体にて実現することが可能となる。
【００１５】
または、（ｅ）前記ウルツ鉱構造III族窒化物半導体は、ヘテロ構造を有し、前記ウルツ鉱構造III族窒化物半導体の主面は、｛０００１｝面であり、｛０００１｝面上にメサ形状を有しており、前記メサ形状の側壁より前記板状構造が形成されているとしてもよい。
【００１６】
これによって、メサ形状の側壁は｛０００１｝面以外の面、たとえば、｛１１−２０｝面や｛１−１００｝面などが露出し、その側壁に板状構造を設置することができる。そのため、メサ形状の下地から離れた場所に板状構造を形成できるため、本構造を電子デバイスに用いると寄生容量の低減が実現できる。また、マイクロリングレーザに用いると、光閉じ込めの強い低しきい値電流動作が可能となる。
【００１７】
または、（ｆ）前記ウルツ鉱構造III族窒化物半導体において表面に露出した前記｛０００１｝面以外の面と、前記板状構造との接合部分は、前記板状構造を構成する他のどの窒化物半導体部分の禁制帯幅よりも広い禁制帯幅を有する材料で形成されているとしてもよい。
【００１８】
これによって、接合部分は禁制帯幅の広い高抵抗な材料によって、板状構造とヘテロ構造を有するウルツ鉱III族窒化物半導体とは電気的に分離される。そのため、この構造をヘテロ接合電界効果トランジスタに適用すると、寄生容量が低く、チップ面積の小さな縦型トランジスタが容易に実現できる。
【００１９】
または、（ｇ）前記板状構造は、ｘ＋ｙ＋ｚ＝０の関係のある数ｘ、ｙ、ｚ、およびｎを負値として、｛ｘ ｙ ｚ ｎ｝で表される面において、前記ウルツ鉱構造III族窒化物
半導体と接続されているとしてもよい。
【００２０】
これによって、ジメチルヒドラジンを用いた選択成長法を用いることで、窒素原子の表面露出量が多い｛ｘ ｙ ｚ ｎ｝面へ優先的に板状構造を結晶成長させることができる。この方法を用いることにより、ある特定の面にのみ板状構造を制御性よく成長することができるため、デバイスの作製精度を向上させ、結果的に歩留まりを向上させることが可能となる。
【００２１】
または、（ｈ）前記メサ形状は、ヘテロ構造で構成されており、前記メサ形状の側壁は、前記ヘテロ構造の組成変化に伴って凹凸が形成されているとしてもよい。
【００２２】
これによって、メサ形状の側壁に凹凸が意図的に形成されることで、ジメチルヒドラジンを用いた選択成長法によって、ある特定の面方位に結晶成長させることが可能となる。この結果、デバイスの作製精度を向上させ、結果的に歩留まりを向上させることが可能となる。
【００２３】
または、（ｉ）前記メサ形状は、上面から見た頂上が円柱および六角柱のいずれかの構造であり、前記板状構造は、前記メサ形状を中心としてその周囲に形成されており、前記メサ形状の下地基板から空隙を有する形で形成されているとしてもよい。
【００２４】
これによって、このような構造において、メサの柱状構造を取り囲むように板状構造が下地基板から離れて形成される。たとえば、この構造を電子デバイスに用いる場合は、板状構造をゲート端子として電圧を印加すると、板状構造に接している柱状構造の部分は、ポテンシャルが変化する。これによって、柱状構造内を流れる電流を効率よく制御できるので、オン・オフ特性に優れた電子デバイスを実現することができる。一方、本構造を光デバイスに用いる場合は、マイクロディスクレーザを容易に構築できる。この場合の利点は、光閉じ込めが強いため、低しきい値電流にて動作可能な点である。
【００２５】
または、（ｊ）前記ウルツ鉱構造III族窒化物半導体は、ヘテロ構造を有し、前記ウルツ鉱構造III族窒化物半導体の主面は、｛１１−２０｝面であり、前記｛１１−２０｝面上に形成された窪みから前記板状構造が［１１−２０］方向に形成されているとしてもよい。
【００２６】
これによって、形成された窪みに対して、ジメチルヒドラジンを用いた選択性結晶成長法を用いることで、簡単に板状構造を実現できる。そして、板状構造を反射板として用いることで、低しきい値電流にて駆動可能で共振器長の短い窒化物半導体レーザを容易に実現することができる。
【００２７】
または、（ｋ）前記板状構造は、有機金属化学気相成長方法において、ジメチルヒドラジンを窒素源に用いることによって水素を含有せずに形成されているとしてもよい。
【００２８】
これによって、形成された窪みに対して、ジメチルヒドラジンを用いた選択性結晶成長法を用いることで、簡単に水素を含まない板状構造を実現できる。板状構造がｐ型の電気伝導特性を有し、水素を含有しない場合は、水素によるアクセプタ不活性化が起こらないため、非常に高い正孔濃度を得ることが可能となる。そして、高濃度のｐ型板状構造を用いることで、ノーマリオフ特性および高いオン・オフ特性を有するヘテロ接合型電界効果トランジスタを容易に実現することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、例えば、（０００１）面と平行な方向へ選択的に結晶成長する技術を用いる。これによって、複雑かつ材料へのダメージを与えるエッチング技術を一切用いることなく、縦型電子デバイスやマイクロディスクレーザなどといった縦型デバイス構造を、窒化物半導体材料にて簡単に実現することが可能となる。その結果、縦型デバイスの高信頼性化ならびにリーク電流の低減などを実現することができる。
【００３０】
すなわち、これまで選択性ウェットエッチング法による素子構造と下地基板との空間的分離を、選択的結晶成長技術によって下地基板から離れた位置にデバイス構造を形成するものである。このとき、デバイス構造は、選択的結晶成長法によって自己組織的に形成されるため、エッチングなどによるダメージを完全になくすことが可能である。また、形成される面は自己組織的かつ選択的に結晶成長がなされるため、原子層オーダにて極めて平坦な面を形成することが可能である。そのため、素子の小型化によって発生が心配されるリーク電流の増加や信頼性の低下といった問題を回避することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（実施の形態１）
以下、本発明に係わる実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
本実施の形態における窒化物半導体デバイスは、下記（ａ）〜（ｉ）に示す特徴を備える。
【００３３】
（ａ）ウルツ鉱構造III族窒化物半導体であって、｛０００１｝面以外の面が表面に露出し、｛０００１｝面以外の面のいずれかに張り出す形でウルツ鉱構造III族窒化物半導体による板状構造が形成されている。
【００３４】
（ｂ）板状構造の主面は、｛０００１｝面、または｛０００−１｝面によって構成されており、板状構造の側壁を構成する面は、｛１−１００｝面によって構成されている。
【００３５】
（ｃ）板状構造の断面は、［１１−２０］方向に対して、２種類以上の複数組成による層状となっている。
【００３６】
（ｄ）ウルツ鉱構造III族窒化物半導体は、ヘテロ構造を有し、ウルツ鉱構造III族窒化物半導体の主面は、｛０００１｝面であり、｛０００１｝面上にメサ形状を有しており、メサ形状の側壁より板状構造が形成されている。
【００３７】
（ｅ）ウルツ鉱構造III族窒化物半導体において表面に露出した｛０００１｝面以外の面と、板状構造との接合部分は、板状構造を構成する他のどの窒化物半導体部分の禁制帯幅よりも広い禁制帯幅を有する材料で形成されている。
【００３８】
（ｆ）板状構造は、ｘ＋ｙ＋ｚ＝０の関係のある数ｘ、ｙ、ｚ、およびｎを負値として、｛ｘ ｙ ｚ ｎ｝で表される面において、ウルツ鉱構造III族窒化物半導体と接続され
ている。
【００３９】
（ｇ）メサ形状は、ヘテロ構造で構成されており、メサ形状の側壁は、ヘテロ構造の組成変化に伴って凹凸が形成されている。
【００４０】
（ｈ）メサ形状は、上面から見た頂上が六角柱の構造であり、板状構造は、メサ形状を中心としてその周囲に形成されており、メサ形状の下地基板から空隙を有する形で形成されている。
【００４１】
（ｉ）板状構造は、有機金属化学気相成長方法において、ジメチルヒドラジンを窒素源に用いることによって水素を含有せずに形成されている。
【００４２】
なお、有機金属化学気相成長方法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition：以下、ＭＯＣＶＤ法と呼称する。）において、ここでは、一例として、窒化物半導体のIII族原料については、ガリウム原料としてトリメチルガリウム（以下、ＴＭＧと呼称する。）、アルミニウム原料としてトリメチルアルミニウム（以下、ＴＭＡと呼称する。）、インジウム原料としてトリメチルインジウム（以下、ＴＭＩと呼称する。）を用いる。V族原料については、窒素原料としてアンモニア（以下、ＮＨ3と呼称する。）および非対称ジメチルヒドラジン（以下、ＤＭＨｙと呼称する。）を用いる。不純物原料として、ｎ型半導体層にはシラン（以下、ＳｉＨ4と呼称する。）を用いてＳｉを添加し、ｐ型半導体層にはシクロペンタジエニルマグネシウム（以下、ＣＰ2Ｍｇと呼称する。）を用いてＭｇを添加する。
【００４３】
また、｛０００１｝面のうち、（０００１）面についてのみ説明し、他については、説明を省略する。
【００４４】
以上の点を踏まえて、本実施の形態における窒化物半導体デバイスについて説明する。
図１は、本実施の形態における窒化物半導体デバイスを、走査型電子顕微鏡を用いて撮影した写真を示す図である。ここでは、対応する面方位については図中に示している。なお、窒化物半導体デバイスは、本選択成長法によって、あらかじめ窪みが形成されたＧａＮ基板の（１１−２０）面に対して結晶成長させて製造された。
【００４５】
図１に示されるように、ＧａＮ基板の（１１−２０）面上に、扁平な六角柱の板状結晶が横倒しの形で形成されている。この六角柱において、六角形をした表面は（０００１）面で構成されている。また、六角柱の側面は（１−１００）面に一致しており、側面間の尾根の部分は＜１１−２０＞方向に向いている。このことは、あらかじめ形成されていた窪みから、六角柱構造が下地のＧａＮ基板の結晶の面方位を踏襲しつつ、単結晶にて結晶成長されていることを意味する。さらに、本選択成長法の有する非常に強い面方位依存性のため、（０００１）面への成長はほとんど起こらず、(０００１)ファセット表面は平坦に保たれている。
【００４６】
このように、本選択成長法では、（１）窪みに対し自己組織的に柱状構造を結晶成長させることができ、（２）強い面方位依存性により、（０００１）面への成長を止めつつ平坦化させることができ、（３）特定の面方位を自動的に露出させることができるという特徴を有する。
【００４７】
さらに、本選択成長法では、選択成長させた窒化物半導体部分に残留水素が残らないという特徴も有する。これは、次のように理解される。通常、ＮＨ3の熱分解反応では、まず、ＮＨ2とＨラジカルとに分解される。このとき、Ｈラジカルが生成され、生成されたＨラジカルが窒化物半導体の内部に残留する。これにより、特に、Ｍｇドーピングしたｐ型窒化物半導体において、著しいｐ型の不活性化を引き起こす。これに対して、ＤＭＨｙを窒素源に用いる場合は、まず、ＮＨ2と（ＣＨ3）2Ｎに熱分解される。このとき、Ｈラジカルが生成されないので、選択成長させた窒化物半導体部分に残留水素が残る心配がなくなる。
【００４８】
また、本選択成長法では、柱状構造の側壁の面方位は成長温度によって制御することができる。
【００４９】
図２は、本選択成長法において各面方位の成長速度と成長温度との関係を示す図である。ここでは、縦軸を成長速度とし、横軸を成長温度とする。白抜き四角印は＜１−１００＞方位についてであり、白抜き丸印は＜１１−２０＞方位についてであり、白抜き三角印は＜０００１＞方位についてである。
【００５０】
図２に示されるように、＜１１−２０＞方位について、成長速度は、成長温度が上がるに従い、飛躍的に増大する。特に、成長温度８８０℃では成長速度１０μｍ／ｈもの高速成長が実現される。また、＜１−１００＞方位について、成長速度は、成長温度に対してあまり敏感ではなく、高温成長条件では＜１１−２０＞方位に比べて遅い。このため、図１に示されるように、六角柱の側壁は（１−１００）面が露出する。この機構により、高温成長条件では六角柱構造を自己組織的に形成することができる。また、＜０００１＞方位について、成長速度は、図２に示される温度領域において、ほぼゼロであり、成長中に（０００１）面が露出すると、その方向への成長は完全に停止する。このため、（０００１）面は常に平坦な面が現れる。
【００５１】
図３Ａ〜図３Ｅは、本実施の形態における窒化物半導体デバイスの製造工程において形成される構造を示す図である。図３Ａは、ヘテロ構造で結晶成長させたときの構造を示す断面図である。図３Ｂは、ＳｉＯ2マスクをヘテロ構造の上面に形成したときの構造を示す断面図である。図３Ｃは、ＳｉＯ2マスクを用いて選択的ドライエッチングしてメサ形状に形成したときの構造を示す断面図である。図３Ｄは、メサ形状の構造に対して、選択的ウェットエッチング法で選択側壁エッチングしたときの構造を示す断面図である。図３Ｅは、選択側壁エッチングした部分に対して、ジメチルヒドラジンを用いて選択成長させたときの構造を示す断面図である。
【００５２】
まず、図３Ａに示されるように、サファイア基板１０１の（０００１）面上に、厚さ３μｍのＧａＮ層１０２を成長させる。ＧａＮ層１０２の上に、厚さ１００ｎｍのＩｎＧａＮ層１０３を成長させる。ＩｎＧａＮ層１０３の上に、厚さ５００ｎｍのＧａＮ層１０４を成長させる。これによって、図３Ａに示されるヘテロ構造が形成される。
【００５３】
次に、図３Ｂに示されるように、プラズマ気相成長法によって、ＧａＮ層１０４の上に、厚さ４００ｎｍのＳｉＯ2層を堆積させる。その後、ＳｉＯ2層の上にレジストをスピンコートする。光露光法によって、六角形のドットパターンをレジストに形成する。
【００５４】
そして、四フッ化炭素系反応性イオンエッチングによって、ＳｉＯ2層へパターンを転写する。有機溶剤によって、レジストを除去する。ドライエッチングによって成形される形状を制御するために、フッ化水素酸によって、パターンが転写されたＳｉＯ2層の上面の稜角に丸みをつける。これによって、図３Ｂに示されるＳｉＯ2マスク１０５がＧａＮ層１０４の上に形成される。
【００５５】
次に、図３Ｃに示されるように、塩素系ドライエッチングによって、ＳｉＯ2マスク１０５のパターンを下層構造へ転写する。ここで、ドライエッチングの深さは２μｍである。
【００５６】
なお、ＳｉＯ2マスク１０５の上面の稜角が丸みを帯びているので、ドライエッチングによって形成されるメサ形状の構造は、側壁が垂直に切り立った完全な垂直形状とはならず、側壁が傾斜したメサ形状となる。このため、メサ形状の側壁が傾斜しているため、垂直な側壁面である（１１−２０）面、または（１−１００）面に比べて、未結合手の密度が低くなり、表面に露出している窒素原子の数も少なくなる。
【００５７】
次に、図３Ｄに示されるように、選択性を有するウェットエッチングによって、ＩｎＧａＮ層１０３の側壁を優先的にサイドエッチングする。これによって、ＩｎＧａＮ層１０３の側壁部分に窪みが形成される。このとき、ＧａＮ層１０４の下部に（０００−１）面が露出する。この面、すなわち、参照符号１０６で示される面は、窒素原子が高密度に露出しており、未結合手の密度が他の面に比べて非常に高くなっている。
【００５８】
次に、図３Ｅに示されるように、図３Ｄに示されるメサ形状の構造に対して、ＤＭＨｙを用いた本選択成長法によって結晶成長を行なう。ここで、成長条件は、基板温度を８８０℃とし、背圧６０Ｔｏｒｒとしている。本選択成長法では、横方向にのみ選択的に成長する。このため、図３Ｅに示される構造が形成される。
【００５９】
ここで、本選択成長法では原料を切り替えることにより、横方向の層構造として、ＡｌＧａＮ部１０７、ＧａＮ部１０８、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸発光部１０９、ＧａＮ部１１０を成長させている。そして、ＧａＮ部１１０の外側には、（１−１００）面で構成される側壁１１１が形成される。本選択成長法では、成長速度の異方性によって、上面からみて六角形形状を得る。
【００６０】
なお、図３Ｆは、本実施の形態における窒化物半導体デバイスの製造工程において、ジメチルヒドラジンを用いて選択成長させたときの構造を示す上面図である。ここで、図３Ｆに示される参照符号は、図３Ｅに示される参照符号と同一である。図３Ｅに示される断面図は、図３Ｆに示されるＡ−Ａ’線で切断されて得られた断面に対応する。
【００６１】
図３Ｆに示されるように、このような構造を有する窒化物半導体デバイスに波長３６５ｎｍと同等か、もしくは、それよりも短い波長の光が照射されたとする。この場合において、ＧａＮ部１０８、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸発光部１０９、およびＧａＮ部１１０で、照射された光が吸収される。
【００６２】
これによって、伝導帯に電子が光励起され、価電子帯に正孔が光励起される。そして、光励起されたキャリアは、エネルギー的に、より安定であるＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸発光部１０９に集められ、電子と正孔との再結合によって発光する。このとき発光する光の波長は、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸発光部１０９の井戸層の遷移波長と一致する。
【００６３】
そして、再結合によって発光された光は、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸発光部１０９から放射される。しかし、ＧａＮ部１１０の外側にある平坦な側壁１１１で反射される。側壁１１１で反射された光は、図３Ｆに示される矢印１１２のように、六角板の内部を何度も周回する。周回する光は、何度もＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸発光部１０９を横切り、誘導放出によって光増幅される。周回する光の一部が側壁１１１を透過することで、出力光として外部に取り出される。このため、リングレーザとして機能する。
【００６４】
このように、ＤＭＨｙを用いた本選択成長法によって、今まで高精度で実現できなかったリングレーザ構造を容易に実現することが可能となる。このリングレーザの側壁は、一切のエッチング技術を用いず、本選択成長法の持つ強い面方位依存性のみによって形成される。このため、原子層オーダで揃っており、ダメージフリーである。
【００６５】
また、III族窒化物半導体は、自発分極およびピエゾ分極が大きい。特に、＜０００１＞方向に成長した量子井戸構造については、分極による影響が顕著である。このため、発光波長が設計波長からずれたりして、発光効率が低下する。
【００６６】
これに対して、本選択成長法では、＜０００１＞方向に対して垂直な方向に発光層を形成することができる。このため、分極による影響をほとんど受けることがなく、設計した発光波長からずらすことなく、高効率で発光させることができる。これにより、リングレーザが本来有する特徴である低しきい値電流にて高効率な発光を実現することが可能である。
【００６７】
このように、本選択成長法により、高性能なリングレーザを容易に実現することが可能である。さらに、本選択成長法によって製造された窒化物半導体デバイスを用いた近接場光メモリなどへの応用が期待できる。
【００６８】
なお、ここでは、より強い面方位依存性を得るため、メサ形状の側面が傾斜している。しかし、側壁への選択性が十分に発揮されるならば、メサ形状の側壁が垂直であっても問題はない。また、図３Ａにおいて参照符号１０３で示されるものをＩｎＧａＮ層としている。しかし、参照符号１０３で示されるものについては、その上下の窒化物半導体に対してエッチング速度が異なるものであれば、ＩｎＧａＮでなくてもよいことは言うまでもない。
【００６９】
（実施の形態２）
以下、本発明に係わる実施の形態２について、図面を参照しながら説明する。
【００７０】
本実施の形態における窒化物半導体デバイスは、下記（ｊ）に示す特徴を備える。
（ｊ）メサ形状は、上面から見た頂上が円柱の構造であり、板状構造は、メサ形状を中心としてその周囲に形成されており、メサ形状の下地基板から空隙を有する形で形成されている。
【００７１】
なお、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、有機金属化学気相成長方法において、ジメチルヒドラジンを窒素源に用いている。また、｛０００１｝面のうち、（０００１）面についてのみ説明し、他については、説明を省略する。
【００７２】
以上の点を踏まえて、本実施の形態における窒化物半導体デバイスについて説明する。
図４Ａ〜図４Ｄは、本実施の形態における窒化物半導体デバイスの製造工程において形成される構造を示す図である。図４Ａは、ヘテロ構造で結晶成長させたときの構造を示す断面図である。図４Ｂは、ＳｉＯ2マスクを用いて選択的ドライエッチングしてメサ形状に形成したときの構造を示す断面図である。図４Ｃは、メサ形状の構造に対して、選択的ウェットエッチング法で選択側壁エッチングしたときの構造を示す断面図である。図４Ｄは、選択側壁エッチングした部分に対して、ジメチルヒドラジンを用いて選択成長させたときの構造を示す断面図である。
【００７３】
まず、図４Ａに示されるように、サファイア基板２０１の（０００１）面上に、厚さ２μｍのｎ型ＧａＮ層２０２を成長させる。ｎ型ＧａＮ層２０２の上に、厚さ１００ｎｍのアンドープＧａＮ層２０３を成長させる。アンドープＧａＮ層２０３の上に、厚さ１０ｎｍのＡｌＧａＮ層２０４を成長させる。ＡｌＧａＮ層２０４の上に、厚さ１μｍのｎ型ＧａＮ層２０５を成長させる。
【００７４】
次に、図４Ｂに示されるように、プラズマ気相成長法によって、ｎ型ＧａＮ層２０５の上に、厚さ４００ｎｍのＳｉＯ2層を堆積させる。その後、ＳｉＯ2層の上にレジストをスピンコートする。電子ビーム露光法によって、直径５０ｎｍの円形ドットパターンをレジストに描画する。レジストを現像する。
【００７５】
そして、フッ化炭素系反応性イオンエッチングによって、レジストパターンを下のＳｉＯ2層に転写する。有機溶剤によって、レジストを除去する。これによって、円形ドットパターンを有するＳｉＯ2マスク２０６がｎ型ＧａＮ層２０５の上に形成される。
【００７６】
さらに、塩素系ドライエッチング法によって、ＳｉＯ2マスク２０６の直下を残して、下地の層構造をエッチングする。これによって、図４Ｂに示されるメサ形状の構造が形成される。
【００７７】
次に、図４Ｃに示されるように、フッ化水素酸によって、ＳｉＯ2マスク２０６を全て除去する。その後、ＧａＮとＡｌＧａＮに対してエッチング速度が異なるウェットエッチング液によって、異方性エッチングを行なう。このとき、ＡｌＧａＮ層２０４に対してはエッチング速度が遅いため、ＧａＮ層２０２，２０３，２０５に比べて、横方向に出っ張った形状となる。ＡｌＧａＮ層２０４の側壁にあわせるように、下部のＧａＮ層２０２，２０３と、上部のＧａＮ層２０５との側壁が括れて形成される。ここで、分かりやすいために、ウェットエッチング前のメサ形状の構造を点線２０７で示す。これから、面方位の異方性によって、特に、ＧａＮに対して、縦方向へのエッチングはほとんど起こらず、横方向へのエッチングが優先的に起こることが示される。
【００７８】
次に、図４Ｄに示されるように、図４Ｃに示されるメサ形状の構造に対して、ＤＭＨｙを用いた本選択成長法を適用する。このとき、本選択成長法において成長の足場となる部分は、アンドープＧａＮ層２０３の側壁部分２０８である。なぜならば、この側壁部分２０８は、他の部分に比べて窒素原子が表面に露出している。このため、本選択成長法では、アンドープＧａＮ層２０３の側壁部分２０８からのみ成長が起こる。しかも、本選択成長法では（０００１）面に対して水平方向に成長が選択的に起こる。このため、横方向への成長が起こる。
【００７９】
まず、アンドープＡｌＮ部２０９を成長させる。その後、ｐ型ＧａＮ部２１０を成長させる。ここで、アンドープＡｌＮ部２０９があるため、ｐ型ＧａＮ部２１０とアンドープＧａＮ層２０３とは電気的に絶縁される。このため、リーク電流を劇的に減少させることができる。さらに、ｐ型ＧａＮ部２１０は、ＤＭＨｙを用いた本選択成長法によって形成されているため、残留水素が内部に存在せず、活性化アニールなどの後処理を施さなくとも、高いｐ型電気伝導特性を示す。通常のＭＯＣＶＤ法において、ＧａＮとＡｌＮは２．４％もの大きな格子不整合を有するために、厚膜の平坦成長は不可能である。
【００８０】
これに対して、図４Ｄに示される再成長法ではＧａＮに接する部分は非常に小さいため、格子不整合の影響も抑制され、コヒーレントな横方向成長が実現できる。
【００８１】
なお、図４Ｅは、本実施の形態における窒化物半導体デバイスの製造工程において、選択成長させた構造に対して、電極を形成して縦型ヘテロ接合電界効果トランジスタ構造としたときの構造を示す断面図である。
【００８２】
図４Ｅに示されるように、リフトオフ法によって、ｎ型ＧａＮ層２０２の上に、ドレイン電極２１３を形成し、ｎ型ＧａＮ層２０５の上に、ソース電極２１１を形成し、選択成長させたｐ型ＧａＮ部２１０の上に、ゲート電極２１２を形成する。ここで、電極材料としては、ｎ型ＧａＮと良好なオーミックコンタクトを形成可能なチタン／金電極を用いている。
【００８３】
このように縦型ヘテロ接合電界効果トランジスタとして形成された窒化物半導体デバイスは、ゲート電極２１２の印加電圧を制御することで、ソース電極２１１およびドレイン電極２１３を通して流れる電流量を制御することが可能である。
【００８４】
なお、本デバイスの製造プロセスにおいて、ゲート幅は、アンドープＧａＮ層２０３の側壁部分２０８において窒素原子が多く露出した領域の面積によって決定される。この部分２０８の面積は、ＡｌＧａＮ層２０４とアンドープＧａＮ層２０３のエッチング選択比とエッチング時間によって一意に定まる。このため、結果的にゲート幅を制御性よく形成することが可能である。
【００８５】
また、ＳｉＯ2マスク２０６の径は５０ｎｍであるため、ゲート電極２１２に電圧を印加すると、柱の内部は完全に空乏化することになり、ソース・ドレイン間の電流を完全に遮断することができる。一方、ゲート電極２１２に先程とは逆方向に電圧を印加すると、空乏領域は完全に消滅し、低抵抗でソース・ドレイン間を電流が流れる。また、ｐ型ＧａＮ部２１０のＭｇ濃度やアンドープＡｌＮ部２０９の横方向の厚さを適切に設計することで、無電圧印加の状態においてもソース・ドレイン間の電流を完全に遮断すること（ノーマリオフ状態）ができる。すなわち、これまで困難であったノーマリオフ動作の縦型トランジスタを、ＤＭＨｙを用いた本選択成長法を導入することで、容易に実現することが可能である。さらに、本実施の形態における窒化物半導体デバイスは、直径数十ｎｍと非常に微細である。このため、横方向へ並列に並べることで、小さなチップ面積にもかかわらず大電流を制御することが可能である。また、本実施の形態における窒化物半導体デバイスは、空中に直立しているため、余計な寄生容量を持たず、高周波動作にも適した構造である。
【００８６】
以上、本選択成長法を用いることで、大電流かつ高周波駆動が可能な縦型ヘテロ接合電界効果トランジスタを実現することが可能である。
【００８７】
なお、本実施の形態では、参照符号２０４で示されるものをＡｌＧａＮ層として記述した。しかしながら、面方位に依存した選択的な成長を起こすことができるのであれば、ＡｌＧａＮ層でなくともよい。また、ＳｉＯ2マスク２０６の直径を５０ｎｍとしたが、マスクの上面からの形状が円でなくともよく、ストライプ状であっても、本発明の効力が損なわれることはない。さらに、ストライプ状である場合は、その周囲を取り囲むように選択成長が起こるので、チャネル幅の大きな縦型ヘテロ接合電界効果トランジスタを実現することができる。
【００８８】
（実施の形態３）
以下、本発明に係わる実施の形態３について、図面を参照しながら説明する。
【００８９】
本実施の形態における窒化物半導体デバイスは、下記（ｋ），（ｌ）に示す特徴を備える。
【００９０】
（ｋ）板状構造は、複数形成されており、板状構造同士が平行に整列している。
（ｌ）ウルツ鉱構造III族窒化物半導体は、ヘテロ構造を有し、ウルツ鉱構造III族窒化物半導体の主面は、｛１１−２０｝面であり、｛１１−２０｝面上に形成された窪みから板状構造が［１１−２０］方向に形成されている。
【００９１】
なお、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、有機金属化学気相成長方法において、ジメチルヒドラジンを窒素源に用いている。また、｛０００１｝面のうち、（０００１）面についてのみ説明し、他については、説明を省略する。
【００９２】
以上の点を踏まえて、本実施の形態における窒化物半導体デバイスについて説明する。
図５Ａ〜図５Ｄは、本実施の形態における窒化物半導体デバイスの製造工程において形成される構造を示す図である。図５Ａは、ダブルヘテロ構造で結晶成長させたときの構造を示す断面図である。図５Ｂは、ＳｉＯ2マスクを用いて選択的ドライエッチングしてメサ形状に形成したときの構造を示す断面図である。図５Ｃは、メサ形状の構造の底面に対して、ドライエッチング法で周期的な窪みを形成したときの構造を示す断面図である。図５Ｄは、周期的な窪みを形成した部分に対して、ジメチルヒドラジンを用いて選択成長させたときの構造を示す断面図である。
【００９３】
まず、図５Ａに示されるように、ｎ型ＧａＮ基板３０１の（１１−２０）面上に、ｎ型ＧａＮ層３０２を成長させる。ｎ型ＧａＮ層３０２の上に、活性層領域３０３を成長させる。活性層領域３０３の上に、ｐ型ＧａＮ層３０４を成長させる。これを、元ウェハとする。
【００９４】
ここで、活性層領域３０３は、発光波長が４０５ｎｍである井戸層厚５ｎｍのＩｎＧａＮと障壁層厚８ｎｍのＩｎＧａＮの３ペア多重量子井戸構造が中心にあり、その上下には障壁層の組成と同じＩｎＧａＮクラッド層が形成されている。これによって、良好な光閉じ込め効果を発揮している。
【００９５】
次に、図５Ｂに示されるように、図５Ａに示される元ウェハの上に厚さ４００ｎｍのＳｉＯ2層を堆積させる。その後、光露光法およびフッ化炭素系反応性イオンエッチングによって、ＳｉＯ2層にパターンを転写する。そして、レジストを除去した後、塩素系ドライエッチングによってｎ型ＧａＮ層３０２までエッチングを行なう。このとき、活性層領域３０３は、ドライエッチングによって垂直な断面形状に加工される。ドライエッチングの後、フッ化水素酸によってパターンが転写されたＳｉＯ2層を除去する。
【００９６】
次に、図５Ｃに示されるように、厚さ２００ｎｍのＳｉＯ2膜３０５を、図５Ｂに示されるメサ形状の構造の上面に堆積させる。そして、レジスト塗布後、ステッパ露光によって等間隔のパターンを描画する。その後、先程と同様にフッ化炭素系反応性イオンエッチングと塩素系ドライエッチングとによって、下地のｎ型ＧａＮ層３０２をエッチングする。このとき、エッチング部３０６の深さは約１００ｎｍである。また、窒化物半導体の屈折率を２．５とし、デューティ比を５０％とする。この場合において、発光波長４０５ｎｍから、パターンの間隔は３２５ｎｍで設計され、エッチング部３０６の幅は、その半分として決定される。
【００９７】
次に、図５Ｄに示されるように、ＤＭＨｙを用いた本選択成長法によって、エッチング部３０６のみに選択的に結晶成長を行なう。このとき、成長温度を８８０℃とし、成長圧力を６０Ｔｏｒｒとする。エッチング部３０６以外の部分は、全てＳｉＯ2によって覆われているため、エッチング部３０６の部分にのみ選択的に成長が起こる。さらに、ＤＭＨｙを用いた本選択成長法は、成長温度８８０℃では、＜１１−２０＞方向への成長速度が圧倒的に速く、＜１−１００＞方向への成長速度に比べて約５倍に及ぶ。そのため、ＤＭＨｙによる成長によって、エッチング部３０６から垂直方向に板状の結晶が高いアスペクト比によって成長される。ＤＭＨｙによる選択成長を行なう際、原料の切り替えを行なうことで、ＡｌＧａＮ部３０７、ＧａＮ部３０８、ＡｌＧａＮ部３０９が形成される。
【００９８】
このような構造では、ＧａＮ部３０８は、上下のＡｌＧａＮ部３０７および３０９に比べて屈折率が高くなるため、板状構造の垂直方向に対する光閉じ込め効果が増大する。そのため、活性層領域３０３から発せられる光は、ＧａＮ部３０８を導波路コア部として伝播し、放射による損失をなるべく低減する効果がある。
【００９９】
なお、図５Ｅは、本実施の形態における窒化物半導体デバイスの製造工程において、選択成長させた構造に対して、電極を形成して窒化物半導体レーザ構造としたときの構造を示す断面図である。
【０１００】
図５Ｅに示されるように、ＳｉＯ2膜３０５のメサ頂上部をエッチングし、ｐ型電極３１０を形成する。一方、基板の裏面にはｎ型電極３１１を形成する。これによって、極微共振器構造の窒化物半導体レーザ（以下、本レーザと呼称する。）が完成する。
【０１０１】
本レーザでは、活性層領域３０３において発生した光は、ＳｉＯ2膜３０５の側面を通して外部へ放出される。そして、ヘテロ構造を有する周期的な板状構造物へ到達し、一部は、その側壁において反射され、残りの光は、透過し、さらに、先の板状構造物へ進む。ここで、それぞれの板状構造物から反射された光は、ブラッグの反射条件を満たすため、強め合いながらレーザの活性層領域３０３へと帰還する。このとき、各板状構造からの反射率は、約２０％程度である。しかし、これらは、互いにブラッグの反射条件を満たすため、数枚の板状構造であっても大きな反射率を得ることができる。
【０１０２】
また、先程も説明したように、板状構造はヘテロ構造となっているため、光の放射損失も極力低減することが可能である。そのため、本レーザは、極低しきい値電流にてレーザ発振を得ることができ、チップの小型化を実現することができる。また、発光波長がこれまでの赤色や赤外領域に比べて格段に短いため、高密度な近接場光メモリの光源や分子イメージング装置などの応用が期待される。
【０１０３】
以上、本選択成長法を用いることで、極微共振器構造の窒化物半導体レーザを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明は、窒化物半導体により構成される窒化物半導体デバイスなどとして、特に、加工ダメージがなく、素子の信頼性向上およびリーク電流の低減を実現可能な窒化物半導体デバイスなどとして、利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明に係わる実施の形態１における窒化物半導体デバイスを、走査型電子顕微鏡を用いて撮影した写真を示す図
【図２】ジメチルヒドラジンを用いた選択成長法において各面方位の成長速度と成長温度との関係を示す図
【図３Ａ】本発明に係わる実施の形態１における窒化物半導体デバイスの製造工程において、ヘテロ構造で結晶成長させたときの構造を示す断面図
【図３Ｂ】本発明に係わる実施の形態１における窒化物半導体デバイスの製造工程において、ＳｉＯ2マスクをヘテロ構造の上面に形成したときの構造を示す断面図
【図３Ｃ】本発明に係わる実施の形態１における窒化物半導体デバイスの製造工程において、ＳｉＯ2マスクを用いて選択的ドライエッチングしてメサ形状に形成したときの構造を示す断面図
【図３Ｄ】本発明に係わる実施の形態１における窒化物半導体デバイスの製造工程において、メサ形状の構造に対して、選択的ウェットエッチング法で選択側壁エッチングしたときの構造を示す断面図
【図３Ｅ】本発明に係わる実施の形態１における窒化物半導体デバイスの製造工程において、選択側壁エッチングした部分に対して、ジメチルヒドラジンを用いて選択成長させたときの構造を示す断面図
【図３Ｆ】本発明に係わる実施の形態１における窒化物半導体デバイスの製造工程において、ジメチルヒドラジンを用いて選択成長させたときの構造を示す上面図
【図４Ａ】本発明に係わる実施の形態２における窒化物半導体デバイスの製造工程において、ヘテロ構造で結晶成長させたときの構造を示す断面図
【図４Ｂ】本発明に係わる実施の形態２における窒化物半導体デバイスの製造工程において、ＳｉＯ2マスクを用いて選択的ドライエッチングしてメサ形状に形成したときの構造を示す断面図
【図４Ｃ】本発明に係わる実施の形態２における窒化物半導体デバイスの製造工程において、メサ形状の構造に対して、選択的ウェットエッチング法で選択側壁エッチングしたときの構造を示す断面図
【図４Ｄ】本発明に係わる実施の形態２における窒化物半導体デバイスの製造工程において、選択側壁エッチングした部分に対して、ジメチルヒドラジンを用いて選択成長させたときの構造を示す断面図
【図４Ｅ】本発明に係わる実施の形態２における窒化物半導体デバイスの製造工程において、選択成長させた構造に対して、電極を形成して縦型ヘテロ接合電界効果トランジスタ構造としたときの構造を示す断面図
【図５Ａ】本発明に係わる実施の形態３における窒化物半導体デバイスの製造工程において、ダブルヘテロ構造で結晶成長させたときの構造を示す断面図
【図５Ｂ】本発明に係わる実施の形態３における窒化物半導体デバイスの製造工程において、ＳｉＯ2マスクを用いて選択的ドライエッチングしてメサ形状に形成したときの構造を示す断面図
【図５Ｃ】本発明に係わる実施の形態３における窒化物半導体デバイスの製造工程において、メサ形状の構造の底面に対して、ドライエッチング法で周期的な窪みを形成したときの構造を示す断面図
【図５Ｄ】本発明に係わる実施の形態３における窒化物半導体デバイスの製造工程において、周期的な窪みを形成した部分に対して、ジメチルヒドラジンを用いて選択成長させたときの構造を示す断面図
【図５Ｅ】本発明に係わる実施の形態３における窒化物半導体デバイスの製造工程において、選択成長させた構造に対して、電極を形成して窒化物半導体レーザ構造としたときの構造を示す断面図
【符号の説明】
【０１０６】
１０１  （０００１）面サファイア基板
１０２  ＧａＮ層
１０３  ＩｎＧａＮ層
１０４  ＧａＮ層
１０５  ＳｉＯ2マスク
１０７  ＡｌＧａＮ部
１０８  ＧａＮ部
１０９  ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ多重量子井戸発光部
１１０  ＧａＮ部
１１１  側壁
２０１  （０００１）面サファイア基板
２０２  ｎ型ＧａＮ層
２０３  アンドープＧａＮ層
２０４  ｎ型ＡｌＧａＮ層
２０５  ｎ型ＧａＮ層
２０６  ＳｉＯ2マスク
２０７  選択ウェットエッチング前のメサ形状
２０８  選択ウェットエッチングによって形成された窒素原子が高密度に露出している側壁部分
２０９  アンドープＡｌＮ部
２１０  ｐ型ＧａＮ部
２１１  ソース電極
２１２  ゲート電極
２１３  ドレイン電極
３０１  （１１−２０）面ｎ型ＧａＮ基板
３０２  ｎ型ＧａＮ層
３０３  活性層領域
３０４  ｐ型ＧａＮ層
３０５  ＳｉＯ2膜
３０６  エッチング部
３０７  ＡｌＧａＮ部
３０８  ＧａＮ部
３０９  ＡｌＧａＮ部
３１０  ｐ型電極
３１１  ｎ型電極
【図２】
2008204973.tif 000003
【図３Ａ】
2008204973.tif 000004
【図３Ｂ】
2008204973.tif 000005
【図３Ｃ】
2008204973.tif 000006
【図３Ｄ】
2008204973.tif 000007
【図３Ｅ】
2008204973.tif 000008
【図３Ｆ】
2008204973.tif 000009
【図４Ａ】
2008204973.tif 000010
【図４Ｂ】
2008204973.tif 000011
【図４Ｃ】
2008204973.tif 000012
【図４Ｄ】
2008204973.tif 000013
【図４Ｅ】
2008204973.tif 000014
【図５Ａ】
2008204973.tif 000015
【図５Ｂ】
2008204973.tif 000016
【図５Ｃ】
2008204973.tif 000017
【図５Ｄ】
2008204973.tif 000018
【図５Ｅ】
2008204973.tif 000019
【図１】
2008204973.tif 000020