(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された第１の半導体層よりなる能動層を備え、該能動層中に電流が流れることにより動作する半導体装置であって、
前記能動層の第１の主面から該第１の主面とは反対側の第２の主面に貫通するように結晶欠陥が存在し、
前記能動層には、前記結晶欠陥を取り囲むように該結晶欠陥の周囲に選択的に形成され、該結晶欠陥の位置において層厚の極大値を有し、前記能動層の前記第１の主面から前記第２の主面に貫通する酸化層よりなる第１の酸化領域が形成されていることを特徴する半導体装置。
【請求項２】
前記能動層の上に形成された第２の半導体層をさらに備えており、
前記第２の半導体層における表面及び側面のうち少なくとも一方には、酸化層よりなる第２の酸化領域が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第２の半導体層における側面に形成される前記第２の酸化領域の層厚は、前記第２の半導体層における表面に形成される前記第２の酸化領域の層厚よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記能動層における側面には酸化層よりなる第３の酸化領域が形成されており、
前記能動層における側面に形成された前記第３の酸化領域の層厚は、前記第２の半導体層における側面に形成される前記第２の酸化領域の層厚よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記能動層は、発光ダイオードの活性層であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記能動層は、フォトダイオードの光吸収層であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記能動層は、半導体レーザの活性層であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記能動層は、電界効果トランジスタのチャネル層であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記基板と前記能動層との間に形成された第３の半導体層をさらに備えており、
前記第１の酸化領域は、前記結晶欠陥の位置において、前記能動層を貫通して前記第３の半導体層中に到達しており、
前記第１の酸化領域の断面形状は、径が前記能動層側から前記基板側に向かって小さくなるテーパー形状であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１０】
能動層中に電流が流れることにより動作する半導体装置の製造方法であって、
基板上に半導体層よりなる前記能動層を形成する工程と、
前記能動層の第１の主面から該第１の主面とは反対側の第２の主面に貫通するように存在する結晶欠陥を取り囲むように、酸化層よりなる酸化領域を、前記能動層の前記第１の主面から前記第２の主面に貫通するように選択的に形成する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記酸化領域を選択的に形成する工程は、水蒸気を含む雰囲気中での熱処理により、前記酸化領域を形成する工程を含むことを特徴とする請求項１０に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、青紫色領域又は紫外領域において発光する発光ダイオード若しくは半導体レーザ素子などの発光素子又はギガヘルツのオーダーにて動作するトランジスタなどの半導体装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般式がＢxＡｌyＧａ1-y-zＩｎzＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）で表される窒化物半導体は、バンドギャップエネルギーがＧａＮの場合で３．４ｅＶ(室温)と非常に大きなワイドバンドギャップエネルギーを有する半導体であるので、青色から紫外にわたる広範囲で可視域発光が実現できる材料として期待されている。また、高電界において大きな電子速度を有するので、高温動作及び高出力トランジスタ材料としても期待されている。
【０００３】
これまでは、一般に窒化物半導体の成長温度が高いことと、格子整合する基板材料がないことから、良好な結晶を有する窒化物半導体が得られなかった。ところが、サファイア基板上に低温バッファ層を介してＭＯＣＶＤ法により窒化物半導体を成長させる技術が開発されて以降、結晶性が改善されて、発光ダイオード又は半導体レーザが商品化されるに至った。一般に、サファイア基板上に形成されたＧａＮ結晶中には１×１０9 ｃｍ-2程度の結晶欠陥が存在するが、発光層としてＩｎＧａＮを用いた青色発光デバイスにおいては、Ｉｎの組成が不均一になることによってキャリアが局在化するので、高い結晶欠陥密度を有していても青色発光を得ることができる。
【０００４】
しかしながら、結晶欠陥がキャリアの非発光性再結合中心として働くことにより、発光効率が低下し、発光素子の信頼性が損われている。これを解決するために開発された技術が、横方向成長（Epitaxial Lateral Overgrowth）を用いた低結晶欠陥化技術である。例えば、ＳｉＯ2 膜などのマスク上にＧａＮを横方向成長させるか、又は基板上に段差を形成した後その段差上にＧａＮを横方向成長させることにより、結晶欠陥密度を１×１０7 ｃｍ-2程度にまで低減させることができる。
【０００５】
このように、窒化物半導体の結晶欠陥密度を低結晶欠陥化することによって、窒化物半導体デバイスの特性が大幅に向上することから、低結晶欠陥化に向けての研究開発が活発に行なわれている。
【０００６】
また、低結晶欠陥化技術に加えて、窒化物半導体デバイスの高性能化という意味で注目されている技術が窒化物半導体表面の選択酸化技術である。例えば、Ｓｉ薄膜などをマスク材料として、酸素雰囲気中で熱処理を行なうことにより、ＧａＮ表面に酸化層を形成した後、マスク材料を除去する。そして、ＧａＮ表面に電界効果トランジスタを作製した場合には、ＧａＮ表面に形成された酸化層によってデバイスの素子分離及びデバイスの高耐圧化が可能になる（例えば特許文献１参照）。この選択酸化技術は、半導体レーザの電流狭窄などにも適用可能であり、幅広い応用が期待されている。
【特許文献１】特開２００１−２６７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、紫外発光デバイスにおいては、紫外光に対して透明なＡｌＧａＮを下地として用いる必要がある。この場合に、ＳｉＯ2 膜をマスクとしてＧａＮを横方向成長させると、ＳｉＯ2 膜上に多結晶が析出するため、ＧａＮが選択的に成長できないので、低結晶欠陥化を行なうことが困難である。
【０００８】
また、紫外発光デバイスの活性層には、Ｉｎを含まないＡｌＧａＮの混晶が用いられるため、キャリアの局在化が小さい。このため、結晶欠陥に流れる無効電流が顕著に現れるので、発光効率が低い。
【０００９】
また、一般に、デバイス作製においては、ドライエッチングを用いて段差を形成し、該段差上に電極を形成する工程が含まれることが多い。このような工程を経て形成された界面において、エッチングダメージを介して流れる無効電流が増加し、素子特性が劣化する要因となっている。
【００１０】
前記に鑑み、本発明の目的は、優れた素子特性を実現する半導体装置及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を解決するために、本発明に係る第１の半導体装置は、基板上に形成された第１の半導体層よりなる能動層を備えた半導体装置であって、能動層には、酸化層よりなる第１の酸化領域が形成されていることを特徴する。
【００１２】
本発明に係る第１の半導体装置によると、能動層に形成された酸化層が電流阻止層の働きを有するため、能動層に流れる無効電流を防止できるので、優れたデバイス特性を有する半導体装置を実現できる。
【００１３】
本発明に係る第１の半導体装置において、第１の酸化領域は、能動層に存在する結晶欠陥の近傍に形成されていることが好ましい。
【００１４】
このようにすると、能動層中に存在している結晶欠陥が選択的に酸化層で覆われているので、非発光性再結合中心として働く結晶欠陥に流れる無効電流を選択的に防止することができる。したがって、優れたデバイス特性を有する半導体装置を実現できる。
【００１５】
本発明に係る第１の半導体装置において、能動層の上に形成された第２の半導体層をさらに備えており、第２の半導体層における表面及び側面のうち少なくとも一方には、酸化層よりなる第２の酸化領域が形成されていることが好ましい。
【００１６】
このようにすると、第２の半導体層における表面に流れる無効電流を防止できると共に、例えばドライエッチングなどによってエッチングされた第２の半導体層の側面が酸化層で覆われていることにより、エッチングダメージを有する側面に流れる無効電流を防止できるので、半導体装置のデバイス特性が大幅に向上する。
【００１７】
本発明に係る第１の半導体装置において、第２の半導体層における側面に形成される第２の酸化領域の層厚は、第２の半導体層における表面近傍に形成される第２の酸化領域の層厚よりも大きいことが好ましい。
【００１８】
このように、半導体層における面は酸化層によって選択的に覆われているので、半導体装置のデバイス特性を大幅に向上させることができる。
【００１９】
本発明に係る第１の半導体装置において、第１の酸化領域は、能動層における側面にさらに形成されており、能動層における側面に形成された第１の酸化領域の層厚は、第２の半導体層における側面に形成される第２の酸化領域の層厚よりも大きいことが好ましい。
【００２０】
このように、半導体層における側面は酸化層によって選択的に覆われているので、半導体装置のデバイス特性を大幅に向上させることができる。
【００２１】
本発明に係る第２の半導体装置は、基板上に形成された第１の半導体層よりなる能動層と、能動層の上に形成された第２の半導体層とを備えた半導体装置であって、能動層には、酸化層よりなる第１の酸化領域が形成されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の第２の半導体装置によると、第２の半導体層は酸化されておらず、能動層のみに酸化層が形成されているので、酸化層による電圧上昇を低減できると共に、優れたデバイス特性を有する半導体装置を実現できる。
【００２３】
本発明に係る第１又は第２の半導体装置において、能動層は、発光ダイオードの活性層であることが好ましい。
【００２４】
本発明に係る第１又は第２の半導体装置において、能動層は、フォトダイオードの光吸収層であることが好ましい。
【００２５】
本発明に係る第１又は第２の半導体装置において、能動層は、半導体レーザの活性層であることが好ましい。
【００２６】
本発明に係る第１又は第２の半導体装置において、能動層は、電界効果トランジスタのチャネル層であることが好ましい。
【００２７】
本発明に係る第１の半導体装置の製造方法は、基板上に半導体層よりなる能動層を形成する工程と、能動層に酸化層よりなる酸化領域を選択的に形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明に係る第１の半導体装置の製造方法によると、能動層に選択的に形成された酸化層が電流阻止層の働きを有するので、下地層を低結晶欠陥化する工程を経ることなく、優れたデバイス特性を有する導体装置を製造できる。
【００２９】
本発明に係る第１の半導体装置の製造方法において、酸化領域を選択的に形成する工程は、能動層に存在する結晶欠陥の近傍に、酸化領域を形成する工程を含むことが好ましい。
【００３０】
このようにすると、非発光性再結合中心として働く結晶欠陥に流れる無効電流を防止することができるので、優れたデバイス特性を有する半導体装置を製造できる。
【００３１】
本発明に係る第１の半導体装置の製造方法において、酸化領域を選択的に形成する工程は、水蒸気を含む雰囲気中での熱処理により、酸化領域を形成する工程を含むことが好ましい。
【００３２】
このようにすると、能動層に形成される酸化層は、酸素酸化によって酸化層を形成する場合と比較して、結晶欠陥が存在する領域において酸化層が厚く形成されるので、酸化層による電流防止層の働きがより効果的となるので、優れたデバイス特性を有する半導体装置を製造できる。
【００３３】
本発明に係る第２の半導体装置の製造方法は、基板上に第１の半導体層よりなる能動層を形成する工程と、能動層の上に第２の半導体層を形成する工程と、第２の半導体層における面方位が異なる少なくとも２つの面に、酸化層よりなる酸化領域を選択的に形成する工程とを備えることを特徴とする。
【００３４】
本発明に係る第２の半導体装置の製造方法によると、例えばドライエッチングなどによってエッチングされてエッチングダメージを有する面に流れる無効電流を防止できるので、下地層を低結晶欠陥化する工程を経ることなく、半導体装置のデバイス特性を大幅に向上させることができる。
【００３５】
本発明に係る第２の半導体装置の製造方法において、酸化領域を選択的に形成する工程は、少なくとも２つの面の各々に形成される酸化領域の各々の層厚が互いに異なるように、酸化領域を形成する工程を含むことが好ましい。
【００３６】
このように、半導体層における面に異なる膜厚を有する酸化層を選択的に形成するので、半導体装置のデバイス特性を大幅に向上させることができる。
【００３７】
本発明に係る第２の半導体装置の製造方法において、少なくとも２つの面のうちの１つの面は、第２の半導体層におけるｃ面方位を有する面であることが好ましい。
【００３８】
このようにすると、ｃ面（主面）に流れる無効電流を防止することができる。これにより、優れたデバイス特性を有する半導体装置を製造することができる。
【００３９】
本発明に係る第２の半導体装置の製造方法において、第２の半導体層におけるｃ面方位を有する面上に形成される酸化領域の層厚は、第２の半導体層におけるｃ面方位を有する面とは異なる面に形成される酸化領域の層厚よりも小さいことが好ましい。
【００４０】
このようにすると、半導体層におけるｃ面（主面）とは異なる面に流れる無効電流を防止することができる。これにより、優れたデバイス特性を有する半導体装置を製造することができる。
【発明の効果】
【００４１】
本発明に係る第１の半導体装置によると、能動層に形成された酸化層が電流阻止層の働きを有するため、能動層に流れる無効電流を防止できるので、優れたデバイス特性を有する半導体装置を実現できる。
【００４２】
本発明の第２の半導体装置によると、第２の半導体層は酸化されておらず、能動層のみに酸化層が形成されているので、酸化層による電圧上昇を低減できると共に、優れたデバイス特性を有する半導体装置を実現できる。
【００４３】
本発明に係る第１の半導体装置の製造方法によると、能動層に選択的に形成された酸化層が電流阻止層の働きを有するので、下地層を低結晶欠陥化する工程を経ることなく、優れたデバイス特性を有する導体装置を製造できる。
【００４４】
本発明に係る第２の半導体装置の製造方法によると、例えばドライエッチングなどによってエッチングされてエッチングダメージを有する面に流れる無効電流を防止できるので、下地層を低結晶欠陥化する工程を経ることなく、半導体装置のデバイス特性を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００４６】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について説明する。
【００４７】
まず、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置について、発光ダイオードを例に用いて説明する。
【００４８】
図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置としての発光ダイオードを示しており、図１（ａ）は平面図であって、図１（ｂ）は図１（ａ）に示したIb-Ib 線における断面図である。
【００４９】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、サファイア基板１０１上には、ＡｌＮ又はＧａＮよりなるバッファ層１０２、ＡｌＧａＮの混晶よりなるアンドープ層１０３、ＡｌＧａＮの混晶よりなるｎ型クラッド層１０４、ＡｌＧａＮ／ＡｌＧａＮの積層膜よりなる活性層１０５、及びＡｌＧａＮよりなるｐ型クラッド層１０６が下から順に積層されている。ｐ型クラッド層１０６の上には、全面にわたってｐ型透明電極１０７が形成されており、ｐ型透明電極１０７の上の一角には、ｐ型電極１０８を介して電極パッド１０９が形成されている。また、ドライエッチングによってｐ型クラッド層１０６、活性層１０５及びｎ型クラッド層１０４がエッチングされてなる段差が形成されており、電極パッド１０９と対角の位置であって、段差を構成するｎ型クラッド層１０４の上には、ｎ型電極１１０及び電極パッド１１１が下から順に形成されている。
【００５０】
なお、ｎ型クラッド層１０４及びｐ型クラッド層１０６は、ドーパントとしてそれぞれＳｉ及びＭｇが用いられており、各々のキャリア密度は、ｎ型クラッド層１０４の場合が２×１０18ｃｍ-3であり、ｐ型クラッド層１０６の場合が５×１０17ｃｍ-3である。
【００５１】
また、前記第１の実施形態に係る発光ダイオードを構成する各層の組成及び層厚の一例について、下記｛表１｝に示している。
【００５２】
【表１】
0004814500.tif 000002
【００５３】
また、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、アンドープ層１０３、ｎ型クラッド層１０４、活性層１０５、及びｐ型クラッド層１０６には結晶欠陥が貫通しており、結晶欠陥密度は５×１０9ｃｍ-2 程度である。結晶欠陥がｐ型クラッド層１０６の上面に達している箇所では、結晶欠陥が存在している領域に深く酸化された酸化膜１１３が形成されている。結晶欠陥が存在している領域に深くされた酸化膜１１３の深さは、例えば５０ｎｍであり、活性層１０５を貫通する深さまで結晶欠陥は酸化されている。また、結晶欠陥が存在していない領域では、薄く酸化されており、その酸化されている厚さは、例えば２０ｎｍである。
【００５４】
ここで、結晶欠陥が存在している領域に深く酸化された酸化膜１１３は、ｐ型クラッド層１０６を、水蒸気を含むガスを用いて酸化した後に、その表面に形成される薄い酸化膜を除去することによって形成されている。ドライエッチングによってｎ型クラッド層１０４まで到達している段差では、段差を構成するｎ型クラッド層１０４、活性層１０５及びｐ型クラッド層１０６の側面に、厚く酸化されてなる酸化膜１１２が形成されている。これにより、ｎ型クラッド層１０４、活性層１０５及びｐ型クラッド層１０６の側面における電流のリークを防止することができる。なお、酸化膜１１２の厚さは、例えば１００ｎｍである。
【００５５】
ｎ型クラッド層１０４、活性層１０５及びｐ型クラッド層１０６の側面に形成された酸化膜１１２及び結晶欠陥が存在している領域に深く酸化された酸化膜１１３は絶縁体であるため、ｎ型クラッド層１０４、活性層１０５及びｐ型クラッド層１０６の側面において流れるリーク電流と結晶欠陥を介して流れる非発光電流とを防止することができる。これにより、結晶欠陥が無い発光領域に選択的に電流が注入されるので、高効率の発光ダイオードを実現することができる。
【００５６】
次に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例として、前述した紫外発光ダイオードの製造方法について、図２（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。
【００５７】
図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施形態に係る紫外発光ダイオードの製造方法を示す要部工程断面図である。
【００５８】
まず、図２（ａ）に示すように、サファイア基板１０１上に、ＡｌＮ又はＧａＮよりなるバッファ層１０２、ＡｌＧａＮの混晶よりなるアンドープ層１０３、ＡｌＧａＮの混晶よりなるｎ型クラッド層１０４、ＡｌＧａＮ／ＡｌＧａＮの積層膜よりなる活性層１０５、及びＡｌＧａＮよりなるｐ型クラッド層１０６を、ＭＯＣＶＤ法を用いて、下から順に積層する。
【００５９】
次に、図２（ｂ）に示すように、ドライエッチングを用いて、ｐ型クラッド層１０６、活性層１０５及びｎ型クラッド層１０４をエッチングすることにより、後述するｎ電極１１０用の段差を形成する。
【００６０】
次に、図２（ｃ）に示すように、水蒸気雰囲気中にて、熱処理を行なうことにより、ｐ型クラッド層１０６、活性層１０５及びｎ型クラッド層１０４の側面に厚く酸化されてなる酸化膜１１２及び結晶欠陥が存在している領域に深く酸化されてなる酸化膜１１３を形成する。この熱処理の際に、結晶欠陥がｐ型クラッド層１０６及びｎ型クラッド層１０４の表面に達している部分から選択的に深く酸化されて酸化膜が形成される。また、活性層１０５に存在している結晶欠陥まで酸化が進行し、非発光性中心となる結晶欠陥が酸化される。また、ｐ型クラッド層１０６及びｎ型クラッド層１０４の表面における結晶欠陥が存在していない領域では、酸化膜は薄く形成される。このため、ｐ型クラッド層１０６及びｎ型クラッド層１０４の上には、結晶欠陥が存在している領域では厚い酸化膜１１３が形成されると共に、結晶欠陥が存在していない領域では図示していない薄い酸化膜が形成される。一方、ドライエッチングによって形成された段差の側面において、酸化速度が速いので、厚い酸化膜１１２が形成される。ここでの水蒸気酸化は以下の条件で行なうとよい。例えば、石英チューブに３ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）の水蒸気と５×１０-3ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）の窒素とを導入しながら、９００〜１０００℃に昇温し、酸化膜として必要な厚さ、例えば２０ｎｍの厚さまで酸化されるように高温保持した後、降温するという条件下で水蒸気酸化が行なわれるよい。なお、ここで述べた水蒸気酸化の条件は、後述する第２〜第４の実施形態においても同様である。
【００６１】
次に、アンモニア雰囲気中での熱処理又はＲＩＥを行なうことによって、ｐ型クラッド層１０６及びｎ型クラッド層１０４の上に形成された薄い酸化膜をエッチング除去して、ｐ型クラッド層１０６及びｎ型クラッド層１０４を露出させる。酸化膜１１２及び酸化膜１１３は、膜厚が厚いために完全にエッチングされずに残る。ここでのドライエッチングは、ｐ型クラッド層１０６及びｎ型クラッド層１０４の表面に形成された薄い酸化膜をエッチング除去すると共に、酸化膜１１２及び酸化膜１１３が除去されきれずに残存する程度の厚さ分（例えば２０ｎｍ）をエッチング除去すればよい。なお、エッチングの方法は、ＥＣＲ−ＲＩＥ又はＩＣＰを用いると共に、ＢＣｌ3 などの塩素を含むガスを使用してエッチングを行なえばよい。また、ここで述べたドライエッチングの条件は、後述する第２〜第４の実施形態においても同様である。
【００６２】
次に、図２（ｄ）に示すように、ｎ型クラッド層１０４の上に、ｎ型電極１１０及び電極パッド１１１を順次形成すると共に、ｐ型クラッド層１０６の上に、ｐ型透明電極１０７、ｐ型電極１０８及び電極パッド１０９を順次形成する。
【００６３】
以上のように、非発光性再結合中心となる結晶欠陥に選択的に酸化層を形成し、形成された酸化層は絶縁体となるので、結晶欠陥が存在しない領域に選択的に電流が注入できるデバイス構造を実現できる。
【００６４】
ここで、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオードの特性が向上するメカニズムについて、図３及び図４を参照しながら説明する。
【００６５】
図３は、酸化膜の厚さと発光強度との関係を示している。
【００６６】
図３に示すように、酸素酸化を行なった場合には、酸化膜の膜厚の増加に伴って、結晶欠陥が存在している領域に酸化膜が深く形成されることはない。このため、活性層１０５の非発光性再結合中心が減少しないので、発光強度が上昇しない。さらに、酸化を行なって酸化膜の膜厚を増加させると、活性層１０５における発光領域が減少するので、発光強度が減少する。
【００６７】
一方、水蒸気を用いて酸化を行なった場合には、酸化膜の膜厚の増加に伴って、結晶欠陥が存在している領域に酸化膜が深く形成される。このため、活性層１０５における非発光性再結合中心となっていた結晶欠陥が酸化物よりなる絶縁体に変わるため、結晶欠陥が存在していない領域に電流が選択的に流れるので、発光効率が上昇する。さらに、酸化を行なって酸化膜の膜厚を増加させると、活性層１０５における発光領域が減少するので、発光強度が減少する。
【００６８】
図４は、酸化膜の厚さと動作電圧との関係を示している。
【００６９】
図４に示すように、酸素酸化を行なった場合には、結晶欠陥が存在している領域で進行する酸化の速度と結晶欠陥が存在していない領域の表面で進行する酸化の速度との選択性が低いため、酸化膜の膜厚の増加に伴って、結晶欠陥が存在している領域だけではなく発光領域までも酸化されてしまうので、動作電圧が上昇する。一方、水蒸気を用いて酸化を行なった場合には、結晶欠陥が存在している領域で進行する酸化の速度と結晶欠陥が存在していない領域の表面で進行する酸化の速度との選択性が大きいため、結晶欠陥が存在している領域が選択的に酸化されるので、動作電圧の上昇が小さい。このため、発光特性の上昇が実現できる。
【００７０】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について説明する。
【００７１】
まず、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置について、フォトディテクタを例に用いて説明する。
【００７２】
図５（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置としての発光ダイオードを示しており、図５（ａ）は平面図であって、図５（ｂ）は図５（ａ）に示したVb-Vb 線における断面図である。
【００７３】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、サファイア基板２０１上には、ＡｌＮ又はＧａＮよりなるバッファ層２０２、ＡｌＧａＮの混晶よりなるアンドープ層２０３、ＡｌＧａＮの混晶よりなるｎ型クラッド層２０４、ＡｌＧａＮよりなる受光能動層２０５、及びＡｌＧａＮよりなるｐ型クラッド層２０６が下から順に積層されている。ｐ型クラッド層２０６の上には、全面にわたって透明電極２０７が形成されている。また、ｐ型クラッド層２０６、受光能動層２０５及びｎ型クラッド層２０４には、これらの層がドライエッチングされることによって段差が形成されており、この段差上には、後述する酸化膜２１２を介してリング状のｐ型電極２０８及び電極パッド２０９が下から順に形成されており、また、ｎ型電極２１０及び電極パッド２１１が下から順に形成されている。
【００７４】
なお、ｎ型クラッド層２０４及びｐ型クラッド層２０６は、ドーパントとしてそれぞれがＳｉ及びＭｇが用いられており、各々のキャリア密度は、ｎ型クラッド層２０４の場合が５×１０17ｃｍ-3であり、ｐ型クラッド層２０６の場合が５×１０17ｃｍ-3である。
【００７５】
また、前記第２の実施形態に係るフォトディテクタを構成する各層の組成及び層厚に一例ついて、下記｛表２｝に示している。
【００７６】
【表２】
0004814500.tif 000003
【００７７】
図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、アンドープ層２０３、ｎ型クラッド層２０４、受光能動層２０５及びｐ型クラッド層２０６には結晶欠陥が貫通しており、結晶欠陥密度は、５×１０9 ｃｍ-2程度である。結晶欠陥がｐ型クラッド層２０６の上面に達している箇所では、結晶欠陥が存在している領域に深く酸化された酸化膜２１３が形成されている。結晶欠陥が存在している領域に深く酸化された酸化膜２１３の深さは、例えば５０ｎｍであり、受光能動層２０５を貫通する深さまで結晶欠陥は酸化されている。
【００７８】
また、結晶欠陥が存在している領域に深く酸化された酸化膜２１３は、ｐ型クラッド層２０６を、水蒸気を含むガスを用いて結晶欠陥を酸化した後に、その表面に形成される薄い酸化膜を除去することによって形成されている。ドライエッチングによってｎ型クラッド層２０４、受光能動層２０５及びｐ型クラッド層２０６がエッチングされてなる段差が形成されており、段差を構成するｎ型クラッド層２０４、受光能動層２０５及びｐ型クラッド層２０６の側面に、厚く酸化されてなる酸化膜２１２が形成されている。これにより、ｎ型クラッド層２０４、受光能動層２０５及びｐ型クラッド層２０６の側面における電流のリークを防止するすることができる。
【００７９】
ｎ型クラッド層２０４、受光能動層２０５及びｐ型クラッド層２０６の側面に形成された酸化膜２１２及び結晶欠陥が存在している領域に深く酸化された酸化膜２１３は絶縁体であるため、ｎ型クラッド層２０４、受光能動層２０５及びｐ型クラッド層２０６の側面において流れるリーク電流と結晶欠陥を介して流れる非発光電流とを防止することができるので、結晶欠陥が存在していない発光領域に選択的に電流が注入される。また、バイアス印加時には、ノイズとなるキャリアの発生を防止する構成となっているため、結晶欠陥が存在していない受光領域が選択的に機能するので、低ノイズであって高効率のフォトディテクタを実現することができる。
【００８０】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について説明する。
【００８１】
まず、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置について、半導体レーザ素子を例に用いて説明する。
【００８２】
図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置としての発光ダイオードを示しており、図６（ａ）は平面図であって、図６（ｂ）は図６（ａ）に示したVIb-VIb 線における断面図である。
【００８３】
図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、サファイア基板３０１上には、ＡｌＮ又はＧａＮよりなるバッファ層３０２、ＡｌＧａＮの混晶よりなるアンドープ層３０３、ＡｌＧａＮの混晶よりなるｎ型クラッド層３０４、ＧａＮ／ＡｌＧａＮの積層膜よりなる活性層３０５、及びＡｌＧａＮよりなるｐ型クラッド層３０６が下から順に積層されている。ｐ型クラッド層３０６の上には、ドライエッチングによって幅１．５μｍのストライプ状のリッジ導波路３１４が形成されており、該リッジ導波路３１４の上には、ｐ型電極３０７及び電極パッド３０８が下から順に形成されている。なお、ｐ型クラッド層３０６は、ドライエッチングにより、厚さが１５０ｎｍとなるまでエッチングされている。
【００８４】
また、ドライエッチングによってｐ型クラッド層３０６、活性層３０５及びｎ型クラッド層３０４がエッチングされてなる段差が形成されており、この段差を構成しているｎ型クラッド層３０４の上には、ｎ型電極３１０及び電極パッド３１１が形成されている。
【００８５】
なお、ｎ型クラッド層３０４及びｐ型クラッド層３０６は、ドーパントとしてそれぞれＳｉ及びＭｇが用いられており、各々のキャリア密度は、ｎ型クラッド層３０４の場合が２×１０18ｃｍ-3、ｐ型クラッド層３０６の場合が５×１０17ｃｍ-3である。
【００８６】
また、前記第３の実施形態に係る半導体レーザ素子を構成する各層の組成及び膜厚の一例については、下記｛表３｝に示している。
【００８７】
【表３】
0004814500.tif 000004
【００８８】
また、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、アンドープ層３０３、ｎ型クラッド層３０４、活性層３０５及びｐ型クラッド層３０６には結晶欠陥が貫通しており、結晶欠陥密度は、５×１０9 ｃｍ-2程度である。結晶欠陥がｐ型クラッド層３０６の上面に達している箇所では、結晶欠陥が存在している領域に深くされた酸化膜３１３が形成されている。結晶欠陥が存在している領域に深く酸化された酸化膜３１３の深さは、例えば５０ｎｍであり、活性層３０５を貫通する深さまで結晶欠陥は酸化されている。
【００８９】
また、結晶欠陥領域が深く酸化された酸化膜３１３は、ｐ型クラッド層３０６及びリッジ導波路３１４を、水蒸気を含むガスを用いて結晶欠陥を酸化することによって形成されている。ドライエッチングによってｎ型クラッド層３０４まで到達するように形成された段差では、段差を構成するリッジ導波路３１４の側面と、ｐ型クラッド層３０６、活性層３０５及びｎ型クラッド層３０４の側面とに、厚く酸化されてなる酸化膜３１２が形成されている。これにより、リッジ導波路３１４の側面と、ｐ型クラッド層３０６、ｎ型クラッド層３０４及び活性層３０５の側面とにおける電流のリークを防止することができる。
【００９０】
リッジ導波路３１４の側面と、ｐ型クラッド層３０６、ｎ型クラッド層３０４及び活性層３０５の側面とに形成された酸化膜３１２と、結晶欠陥が存在している領域に深く酸化された酸化膜３１３とは絶縁体であるため、リッジ導波路３１４の側面と、ｐ型クラッド層３０６、ｎ型クラッド層３０４及び活性層３０５の側面とに流れるリーク電流と、結晶欠陥を介して流れる非発光電流とを防止することができるので、結晶欠陥が存在していない発光領域に選択的に電流が注入される。これにより、低しきい値を有する高効率の半導体レーザを実現することができる。
【００９１】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について説明する。
【００９２】
まず、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置について、半導体レーザ素子を例に用いて説明する。
【００９３】
図７（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置としての発光ダイオードを示しており、図７（ａ）は平面図であって、図７（ｂ）は図７（ａ）に示したVIIb-VIIb 線における断面図である。
【００９４】
図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、サファイア基板４０１の上には、ＡｌＮ又はＧａＮよりなるバッファ層４０２、ＡｌＧａＮの混晶よりなるアンドープ層４０３、ＡｌＧａＮの混晶よりなるｎ型クラッド層４０４、ＡｌＧａＮ／ＡｌＧａＮの積層膜よりなる活性層４０５、及びＡｌＧａＮよりなるｐ型クラッド層４０６が下から順に積層されている。ｐ型クラッド層４０６の上には、全面にわたってｐ型透明電極４０７が形成されており、ｐ型透明電極４０７の上の一角には、ｐ型電極４０８を介して電極パッド４０９が形成されている。また、ドライエッチングによってｐ型クラッド層４０６、活性層４０５及びｎ型クラッド層４０４がエッチングされてなる段差が形成されており、電極パッド４０９と対角の位置であって、段差を構成するｎ型クラッド層４０４の上には、ｎ型電極４１０及び電極パッド４１１が下から順に形成されている。
【００９５】
なお、ｎ型クラッド層４０４及びｐ型クラッド層４０６は、ドーパントとしてそれぞれＳｉ及びＭｇが用いられており、各々のキャリア密度は、ｎ型クラッド層４０４の場合が２×１０18ｃｍ-3であり、ｐ型クラッド層４０６が５×１０17ｃｍ-3である。
【００９６】
また、前記した第４の実施形態に係る発光ダイオードを構成する各層の組成及び層厚については、以下の｛表４｝に示している。
【００９７】
【表４】
0004814500.tif 000005
【００９８】
図７（ａ）及び（ｂ）に示すように、アンドープ層４０３、ｎ型クラッド層４０４、活性層４０５、及びｐ型クラッド層４０６には結晶欠陥が貫通しており、結晶欠陥密度は、５×１０9 ｃｍ-2程度である。ここで、活性層４０５の内部には、活性層４０５中の結晶欠陥が存在している領域に深く選択的に酸化された酸化膜４１３が形成されている。結晶欠陥が存在している領域に深く酸化された酸化膜４１３の深さは、例えば１０ｎｍであり、活性層４０５のみを貫通する深さまで結晶欠陥は酸化されている。
【００９９】
また、結晶欠陥が存在している領域に深く酸化された酸化膜４１３は、活性層４０５を成長させた後、水蒸気を含むガスを用いて結晶欠陥を酸化することによって形成されている。このように、結晶欠陥が酸化されると同時に、活性層４０５の表面には、厚さが例えば２ｎｍの薄い酸化膜が形成される。したがって、アンモニアガスで熱処理を行なうことにより、表面に形成された薄い酸化膜を除去する。この熱処理においては、結晶欠陥が存在している領域に深く酸化された酸化膜４１３は除去されずに残る。その後、ｐ型クラッド層４０６を成長させて、結晶欠陥が存在している領域に深く酸化されている酸化膜４１３を埋め込んでいる。
【０１００】
活性層４０５に存在している結晶欠陥に深く酸化された酸化層４１３は絶縁体であるため、結晶欠陥を介して流れる非発光電流を防止することができる。また、ｐ型クラッド層４０６を貫通する結晶欠陥に酸化膜を形成せずに、活性層４０５における結晶欠陥が存在している領域のみを酸化するので、活性層４０５における結晶欠陥が存在している領域に、微少な絶縁膜を選択的に形成することができる。これにより、活性層４０５における結晶欠陥が存在していない発光領域に選択的に電流が注入されるので、高効率の発光ダイオードを実現することができる。
【０１０１】
（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施形態について図８及び図９を参照しながら説明する。
【０１０２】
図８は、酸素雰囲気中で、結晶欠陥を有するＧａＮ層を酸化した場合について、形成された酸化層を含む試料の断面図を示しており、図９は、水蒸気雰囲気中で、結晶欠陥を有するＧａＮ層を酸化した場合について、形成された酸化層を含む試料の断面図を示している。
【０１０３】
まず、図８に示すように、成長温度が例えば５００℃である条件下でのＭＯＣＶＤ法により、サファイア基板５０１上に、ＧａＮよりなるバッファ層５０２を成長させた後、さらに、バッファ層５０２を介してＧａＮ層５０３を成長させる。その後、ドライエッチングを行なってＧａＮ層５０３に段差を形成する。また、ＧａＮ層５０３の結晶欠陥密度は、例えば２×１０9 ｃｍ-2程度である。
【０１０４】
ここで、酸素雰囲気中でＧａＮ層５０３を酸化すると、図８に示すように、ＧａＮ層５０３の表面にＧａ2Ｏ3 よりなる酸化層５０４、５０５及び５０６が形成される。ＧａＮ層５０３における結晶欠陥が存在していない領域に形成されている酸化膜である酸化層５０５は、層厚が均一な酸化膜であり、酸化層５０５の厚さは、例えば７５ｎｍである。また、ＧａＮ層５０３における結晶欠陥が存在している領域に形成されている酸化膜である酸化層５０４は、結晶欠陥に深く形成されている。酸化層５０４の厚は、例えば、１５０ｎｍである。また、ドライエッチングによって形成された段差の側面に形成されている酸化膜である酸化層５０６は、均一な層厚を有する酸化層５０５とほぼ等しい厚さを有している。
【０１０５】
以上の酸素酸化は、例えば、石英チューブに３ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）の酸素ガスを導入しながら、１０００℃に昇温し、酸化膜として必要な厚さ、例えば３０ｎｍの厚さまで酸化されるように６分間高温で保持した後、降温するという条件下で行なえばよい。
【０１０６】
一方、図９に示すように、ＭＯＣＶＤ法により、サファイア基板６０１上に、ＧａＮよりなるバッファ層６０２を成長させた後、さらに、バッファ層６０２を介してＧａＮ層６０３を成長させる。その後、ドライエッチングを行なってＧａＮ層６０３に段差を形成する。
【０１０７】
ここで、水蒸気雰囲気中でＧａＮ層６０３を酸化すると、ＧａＮ層６０３の表面にＧａ2Ｏ3よりなる酸化層６０４、６０５及び６０６が形成される。ＧａＮ層６０３における結晶欠陥が存在していない領域に形成されている酸化膜である酸化層６０５は、層厚が均一な酸化膜であり、酸化層６０５の厚さは、例えば３０ｎｍである。また、ＧａＮ層６０３における結晶欠陥が存在している領域に形成されている酸化膜である酸化層６０４は、結晶欠陥に深く形成されている。酸化層６０４の厚は、例えば、１５０ｎｍであり、前述の酸素酸化した場合の酸化層５０４の層厚に比べて大幅に深くなっている。また、ドライエッチングによって形成された段差の側面に形成されている酸化膜である酸化層６０６は、均一な層厚を有する酸化層６０５と比べて酸化が早く進行するので、酸化層６０６の厚さは、例えば、１５０ｎｍである。
【０１０８】
以上の水蒸気酸化は、例えば、石英チューブに３ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）の水蒸気と５×１０-3ｍＬ／ｍｉｎ（標準状態）の窒素ガスとを導入しながら、１０００℃に昇温し、酸化膜として必要な厚さ、例えば３０ｎｍの厚さまで酸化されるように９０分間高温で保持した後、降温するという条件下で行なえばよい。
【０１０９】
以上に説明したように、酸化を行なう雰囲気が酸素であるか水蒸気であるかによって、結晶欠陥が存在している領域及びドライエッチングによって形成された段差の側面における酸化速度が大幅に異なっている。
【０１１０】
ここで、酸化層の厚さと結晶欠陥が存在している領域に形成された酸化層の酸化深さとの関係について、水蒸気酸化と酸素酸化との場合についてそれぞれ説明する。
【０１１１】
図１０（ａ）は、酸化層の厚さと結晶欠陥が存在している領域に形成された酸化層の酸化深さとを定義するための断面図であり、図１０（ｂ）は、結晶欠陥が存在していない領域に形成されている酸化層の厚さと、結晶欠陥がＧａＮ表面に達している結晶欠陥が存在している領域に深く酸化されている酸化層の厚さ（酸化深さ）との関係を示している。
【０１１２】
まず、図１０（ａ）に示すように、結晶欠陥が存在していない領域に形成されている酸化層の厚さを酸化層の厚さ１０ａと定義すると共に、結晶欠陥がＧａＮ表面に達している結晶欠陥に深く酸化されている酸化層の厚さを酸化深さ１０ｂと定義する。
【０１１３】
このように定義した場合、図１０（ｂ）に示すように、酸素酸化を行なった場合には、酸化層の厚さ１０ａと酸化深さ１０ｂとの比は１：２程度である一方、水蒸気酸化を行なった場合には、酸化層の厚さ１０ａと酸化深さ１０ｂとの比は１：５程度である。したがって、図１０（ｂ）に示した結果から、水蒸気酸化を行なう場合には、酸素酸化を行なう場合に比べて、結晶欠陥が存在している領域が選択的に深く酸化されることが分かる。
【０１１４】
（第６の実施形態）
以下、本発明の第６の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について説明する。
【０１１５】
まず、本発明の第６の実施形態に係る半導体装置について、電界効果トランジスタを例に用いて説明する。
【０１１６】
図１１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第６の実施形態に係る半導体装置としての電界効果トランジスタを示しており、図１１（ａ）は平面図であって、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に示したXIb-XIb 線における断面図である。
【０１１７】
図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、サファイア基板７０１上には、ＡｌＮ又はＧａＮよりなるバッファ層７０２、ＧａＮよりなるアンドープ層７０３及び７０４、並びにＡｌＧａＮの混晶よりなるチャネル層７０５が下から順に形成されている。なお、アンドープ層７０３には、素子分離酸化膜７１１ａが形成されている。また、チャネル層７０５の上には、ｎ型電極７０６及び電極パッド７０７が下から順に形成されていると共に、ゲート酸化膜７０８及びゲート電極７０９が下から順に形成されている。
【０１１８】
また、前記第７の実施形態に係る電界効果トランジスタを構成する各層の組成及び膜厚の一例について、下記｛表５｝に示している。
【０１１９】
【表５】
0004814500.tif 000006
【０１２０】
図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、アンドープ層７０３及び７０４並びにチャネル層７０５には結晶欠陥が貫通しており、結晶欠陥密度は、５×１０9 ｃｍ-2程度である。結晶欠陥がチャネル層７０５の表面に達している箇所では、結晶欠陥が存在している領域に深く酸化された酸化膜７１１ｂが形成されている。結晶欠陥が存在している領域に深く酸化された酸化膜７１１ｂの深さは、例えば３０ｎｍであり、アンドープ層７０４を貫通する深さまで結晶欠陥は酸化されている。
【０１２１】
また、結晶欠陥が存在している領域に深く酸化された酸化膜７１１ｂは、チャネル層７０５を、水蒸気を含むガスを用いて結晶欠陥を酸化することによって形成されている。このようにすると、結晶欠陥が酸化されると同時に、チャネル層７０５の表面には、膜厚が薄い酸化膜が形成されている。なお、表面に形成された薄い酸化膜は、例えばアンモニアガスで熱処理を行なうことによって除去すればよい。この熱処理においては、結晶欠陥に深く酸化された酸化膜７１１ｂは除去されずに残る。また、ドライエッチングによってアンドープ層７０３まで到達するように形成された段差では、段差を構成するアンドープ層７０３、アンドープ層７０４及びチャネル層７０５の側面に、厚く酸化されてなる酸化膜７１０が形成されている。これにより、アンドープ層７０３、アンドープ層７０４及びチャネル層７０５の側面における電流のリークを防止することができる。
【０１２２】
結晶欠陥が存在している領域に深く酸化された酸化膜７１１ｂと、アンドープ層７０３、アンドープ層７０４及びチャネル層７０５の側面に形成された酸化膜７１０とは絶縁体であるため、結晶欠陥を介して流れる非発光電流と、アンドープ層７０３、アンドープ層７０４及びチャネル層７０５の側面において流れるリーク電流とを防止することができる。このため、結晶欠陥が存在していないチャネル領域が選択的に機能するので、高効率な電界効果トランジスタを実現することができる。
【０１２３】
（第７の実施形態）
以下、本発明の第７の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図１２を参照しながら説明する。
【０１２４】
前述の第１〜第６の実施形態においては、半導体層又は半導体層よりなる能動層を酸化した場合に、表面と側面とに形成される酸化層の厚さの違いを述べたが、第７の実施形態では、この点を具体的に説明する。
【０１２５】
図１２は、一例としてＧａＮ層を酸化した場合について、ＧａＮ層における各々が異なる面方位を有する面に形成される酸化層の層厚を説明するためのＧａＮ層の断面ＴＥＭ像を示している。
【０１２６】
図１２に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いた選択成長技術を用いて、例えば面Ａ〜面Ｃに示すような異なる面方位が現れたＧａＮ層８０１を成長させた後、水蒸気雰囲気中、温度１０００℃、及び９０分間の熱処理を行なうことにより、Ｇａ2Ｏ3よりなる熱酸化膜８０２を形成している。
【０１２７】
図１２から明らかなように、（０００１）面である面Ａ（主面）の熱酸化膜８０２の厚さは６０ｎｍ程度であって薄い一方、（０００１）面と異なる（面Ｂ）及び（面Ｃ）の酸化膜の厚さは２００ｎｍ以上であって厚い。
【０１２８】
このように、水蒸気酸化を行なうことにより、窒化物半導体における各々が異なる面方位を有する面を選択的に酸化することができる。したがって、前述した第１〜第６の実施得形態に示したように、結晶欠陥が存在している領域では深く酸化膜を形成することができたり、段差における側面に厚い酸化膜を形成することができることは明らかである。なお、ここでは、窒化物半導体における異なる面方位を有する面が酸化された場合について説明したが、窒化物半導体に限定されるものではなく、半導体一般に適用できるものである。
【０１２９】
また、このような点に鑑み、第１〜第７の実施形態に係る半導体装置に対して種々の酸化を行なった結果、能動層を除く半導体層における側面に形成された酸化膜の厚さは、能動層における側面に形成される酸化膜の厚さよりも小さくなることが見出されている。このように、能動層における側面に形成される酸化膜の厚さが大きく形成できることにより、能動層の側面における電流のリーク電流を効果的に防止することができる。このため、優れたデバイス特性を有する半導体装置を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、発光ダイオード若しくは半導体レーザ素子などの発光素子、又はギガヘルツオーダーにて動作する電界効果トランジスタなどに有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオードを示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はIb-Ib 線における断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を示す工程断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における酸素酸化による酸化膜の膜厚及び水蒸気酸化による酸化膜の膜厚と発光ダイオードの発光効率との関係図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における酸素酸化による酸化膜の膜厚及び水蒸気酸化による酸化膜の膜厚と発光ダイオードの動作電圧との関係図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る受光素子を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はVb-Vb 線における断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係る半導体レーザ装置を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はVIb-VIb 線における断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る半導体レーザ装置を示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はVIIb-VIIb 線における断面図である。
【図８】本発明の第５の実施形態における酸素酸化を行なった場合のＧａＮ層に形成された酸化膜の形状を示す断面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態における水蒸気酸化を行なった場合のＧａＮ層に形成された酸化膜の形状を示す断面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の第５の実施形態における酸化膜の厚さ及び酸化深さの定義に用いる断面図であり、（ｂ）は酸素酸化による酸化膜の膜厚及び水蒸気酸化による酸化膜の膜厚と結晶欠陥領域における酸化深さとの関係図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態に係る電界効果トランジスタを示す図であって、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はXIb-XIb 線における断面図である。
【図１２】本発明の第７の実施形態に係る窒化物半導体層における異なる面に形成された酸化膜のＴＥＭ断面図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１  サファイア基板
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２  バッファ層
１０３、２０３、３０３、４０３、５０３、６０３、７０３、７０４  アンドープ層
１０４、２０４、３０４、４０４  ｎ型クラッド層
１０５、３０５、４０５  活性層
１０６、２０６、３０６、４０６  ｐ型クラッド層
１０７、２０７、４０７  ｐ型透明電極
１０８、２０８、３０７、４０８  ｐ型電極
１０９、２０９、３０８、４０９  ｐ型電極パッド
１１０、２１０、３１０、４１０、７０６  ｎ型電極
１１１、２１１、３１１、４１１、７０７  ｎ型電極パッド
１１２、２１２、３１２、４１２、７１０  側面に厚く形成された酸化膜
１１３、２１３、３１３、４１３、７１１ｂ  結晶欠陥に深く酸化された酸化膜
２０５  受光能動層
３１４  リッジ導波路
５０４、５０５、５０６、６０４、６０５、６０６  酸化層
７０５  チャネル層
７０８  ゲート絶縁膜
７０９  ゲート電極
７１１ａ  素子分離酸化膜
【図１】
0004814500.tif 000007
【図２】
0004814500.tif 000008
【図３】
0004814500.tif 000009
【図４】
0004814500.tif 000010
【図５】
0004814500.tif 000011
【図６】
0004814500.tif 000012
【図７】
0004814500.tif 000013
【図８】
0004814500.tif 000014
【図９】
0004814500.tif 000015
【図１０】
0004814500.tif 000016
【図１１】
0004814500.tif 000017
【図１２】
0004814500.tif 000018