(57)【要約】【課題】簡便な製造工程を実現しながら、プロセスの安定化を図り、よって、得られる半導体素子の精度及び安定性を向上させ、高性能で高信頼性、かつ高寿命を実現することができる窒化物半導体素子及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】基板上に、ｎ型半導体層、活性層及びｐ型半導体層１０を形成し、さらにｐ型半導体層１０上に所定形状のマスク層１１を形成し、マスク層１１を用いてｐ型半導体層１０の一部を除去してリッジ１０ａを形成し、リッジ１０ａに対応する位置に開口を有するレジストパターン３を形成し、レジストパターン３を含む基板上全面に電極材料膜４を形成し、リフトオフ法により電極材料膜４の一部を除去してリッジ１０ａ上に電極５を形成し、電極５を含む基板上全面に埋め込み膜１６を形成し、埋め込み膜１６を電極５の表面から除去することからなる窒化物半導体素子の製造方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）基板上に、ｎ型窒化物半導体層、活性層及びｐ型窒化物半導体層をこの順に形成し、さらに該ｐ型窒化物半導体層上に所定形状のマスク層を形成し、
（ｂ）該マスク層を用いて前記ｐ型窒化物半導体層の一部を除去してリッジを形成し、
（ｃ）該リッジに対応する位置に開口を有するレジストパターンを形成し、
（ｄ）得られたレジストパターンを含む基板上全面に電極材料膜を形成し、
（ｅ）リフトオフ法により該電極材料膜の一部を除去して前記リッジ上に電極を形成し、
（ｆ）該電極を含む前記基板上全面に埋め込み膜を形成し、
（ｇ）該埋め込み膜を前記電極の表面から除去する
ことからなることを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項２】
工程（ａ）において形成するマスク層を絶縁膜により形成する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（ａ）において形成するマスク層を、ｐ型窒化物半導体層上に絶縁膜及びレジスト層を形成し、該レジスト層を所定形状にパターニングし、さらに該レジスト層をマスクとして用いて絶縁膜を同一形状にパターニングすることにより形成する請求項２に記載の方法。
【請求項４】
工程（ｃ）において、リッジを含むｐ型窒化物半導体層上にレジスト層を形成し、エッチバックすることによりレジストパターンを形成する請求項１〜３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
工程（ｃ）におけるレジストパターンの上面が前記リッジ上面よりも高く設定されてなる請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
工程（ｃ）におけるレジストパターンの上面が前記リッジ上面よりも低く設定されてなる請求項１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
工程（ｆ）において形成する埋め込み膜を、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉ及びこれらの酸化物、窒化物ならびにフッ化物からなる群から選択される単層膜又は積層膜により形成する請求項１〜６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
埋め込み膜が酸化ケイ素からなる単層膜又は酸化ケイ素を含む積層膜である請求項７に記載の方法。
【請求項９】
工程（ｇ）において、該埋め込み膜を含むｐ型窒化物半導体層上にレジスト層を形成し、電極に対応する位置に開口を有し、その上面が前記電極の最下部よりも高くなるようにレジスト層をパターンニングし、得られたレジスト層をマスクとして用いて埋め込み膜を除去する請求項１〜８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
工程（ｇ）において、レジスト層のパターニングをエッチバックにより行う請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
基板上に、ｎ型窒化物半導体層、活性層及びｐ型窒化物半導体層をこの順に有し、かつ該ｐ型窒化物半導体層の表面にリッジストライプが形成され、該リッジストライプ上に電極が形成されてなる窒化物半導体素子であって、
前記電極が、前記リッジ上面にのみ接触し、端部に凸部を有することを特徴とする窒化物半導体素子。
【請求項１２】
請求項２に記載の方法により形成されてなる請求項１１に記載の窒化物半導体素子。
【請求項１３】
基板上に、ｎ型窒化物半導体層、活性層及びｐ型窒化物半導体層をこの順に有し、かつ該ｐ型窒化物半導体層の表面にリッジストライプが形成され、該リッジストライプ上に電極が形成されてなる窒化物半導体素子であって、
前記電極が、少なくとも前記リッジ上面と該リッジの上側面とを被覆してなることを特徴とする窒化物半導体素子。
【請求項１４】
請求項３に記載の方法により形成されてなる請求項１３に記載の窒化物半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体素子及びその製造方法に関し、より詳細には、簡便な製造工程を実現しながら、窒化物半導体素子自体の精度及び安定性を向上させることができる窒化物半導体素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、化合物半導体素子におけるｐ型半導体層の表面に、ストライプ状のリッジを形成し、その下方の活性層を導波路領域とする化合物半導体素子が提案されている。このような化合物半導体素子は、通常、ストライプ状のリッジを基板の上に形成された活性層を含む化合物半導体層に形成し、このストライプ状のリッジに電極をオーミックコンタクトさせている。
【０００３】
このような化合物半導体素子の製造方法として、例えば、以下のような方法が提案されている。
【０００４】
まず、図４（ａ）に示すように、基板上にｎ型化合物半導体層、活性層及びｐ型化合物半導体層３０を形成し、その上にＳｉＯ２膜３１を形成する。さらにＳｉＯ２膜３１上に、リッジを形成する位置に開口を有するレジストパターン３２を形成する。このレジストパターン３２をマスクにして、図４（ｂ）に示すように、ＳｉＯ２膜３１に開口を形成し、レジストパターンを除去した後、さらに、ＳｉＯ２膜３１をマスクとして用いて、リッジを形成する位置のｐ型化合物半導体層３０表面を露出させる。得られた基板上全面に電極材料を蒸着法により成膜した後、リフトオフ法によって、電極材料を除去して、図４（ｃ）に示すように、リッジ形成位置にｐ電極３３を形成する。
【０００５】
次いで、図４（ｄ）に示すように、ｐ電極３３をマスクとして用いて、ＳｉＯ２膜３１及びｐ型化合物半導体層３０をエッチングし、ｐ型化合物半導体層３０表面にリッジ３０ａを形成する。
【０００６】
続いて、図４（ｅ）に示すように、得られた基板上全面にＳｉＯ２膜による埋め込み膜３４を形成し、さらにその上にレジスト層を形成する。図４（ｆ）に示すように、レジスト層３５を、ｐ電極３３上に形成された埋め込み膜３４が露出するまでエッチバックし、図４（ｇ）に示すように、このレジスト層３５をマスクとして用いて、ｐ電極３３上に形成された埋め込み膜３４を除去し、図４（ｈ）に示すように、ｐ型化合物半導体３０表面にのみ埋め込み膜３４を形成する。
【０００７】
また、別の方法として、以下のような方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００８】
まず、図５（ａ）に示すように、基板上にｎ型化合物半導体層、活性層及びｐ型化合物半導体層４０を形成し、その上に所定形状のレジスト層４１を形成し、このレジスト層４１をマスクとしてｐ型化合物半導体層４０をエッチングし、図５（ｂ）に示すように、リッジ４０ａを形成する。
【０００９】
次いで、レジスト層４１を除去した後、図５（ｃ）に示すように、ｐ型化合物半導体層４０表面のリッジ４０ａと同一形状のレジスト層４５を再度形成し、この上全面に絶縁膜による埋め込み膜４２を形成し、リフトオフ法によりリッジ４０ａ上の埋め込み膜４２を除去する。これにより、図５（ｄ）に示すように、リッジ４０ａ上以外の領域が埋め込み膜４２で被覆される。
【００１０】
続いて、図５（ｅ）に示すように、リッジ４０ａ上面以外の領域を被覆する所定形状のレジスト層４３を形成し、図５（ｆ）に示すように、この上全面に電極材料膜４４を蒸着法により成膜し、リフトオフ法によってリッジ４０ａ上面以外の領域に形成された電極材料膜４４を除去し、図５（ｇ）リッジ上面にｐ電極４４ａを形成する。
【特許文献１】特開平８−７０１５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、これらの方法では、化合物半導体の種類、特に窒化物半導体を用いた場合に、電極材料の種類等によって、埋め込み膜の材料に制約が生じ、埋め込み膜として最も適切な材料を選択することが困難となる。また、リッジの形成、埋め込み膜の形成、電極の形成において、プロセスに起因する材料等の劣化が生じ、そのため、リッジ幅等の面内でのばらつき、電極の剥がれ、埋め込み膜の劣化による屈折率差の増大など、得られる半導体素子の性能を十分に発揮させることができないという課題があった。
【００１２】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、簡便な製造工程を実現しながら、プロセスの安定化を図り、よって、得られる半導体素子の精度及び安定性を向上させ、高性能で高信頼性、かつ高寿命を実現することができる窒化物半導体素子及びその製造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】
【００１３】
本発明の窒化物半導体素子の製造方法は、（ａ）基板上に、ｎ型窒化物半導体層、活性層及びｐ型窒化物半導体層をこの順に形成し、さらに該ｐ型窒化物半導体層上に所定形状のマスク層を形成し、
（ｂ）該マスク層を用いて前記ｐ型窒化物半導体層の一部を除去してリッジを形成し、
（ｃ）該リッジに対応する位置に開口を有するレジストパターンを形成し、
（ｄ）得られたレジストパターンを含む基板上全面に電極材料膜を形成し、
（ｅ）リフトオフ法により該電極材料膜の一部を除去して前記リッジ上に電極を形成し、
（ｆ）該電極を含む前記基板上全面に埋め込み膜を形成し、
（ｇ）該埋め込み膜を前記電極の表面から除去する
ことからなることを特徴とする。
【００１４】
工程（ａ）において形成するマスク層を絶縁膜により形成することが好ましい。
【００１５】
また、工程（ａ）において形成するマスク層は、ｐ型窒化物半導体層上に絶縁膜及びレジスト層を形成し、該レジスト層を所定形状にパターニングし、さらに該レジスト層をマスクとして用いて絶縁膜を同一形状にパターニングすることにより形成することができる。
【００１６】
工程（ｃ）において、リッジを含むｐ型窒化物半導体層上にレジスト層を形成し、エッチバックすることによりレジストパターンを形成してもよい。
【００１７】
特に、工程（ｃ）においては、レジストパターンの上面が前記リッジ上面よりも高く設定するか、あるいはその上面が前記リッジ上面よりも低く設定することができる。
【００１８】
工程（ｆ）において形成する埋め込み膜は、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉ及びこれらの酸化物、窒化物ならびにフッ化物からなる群から選択される単層膜又は積層膜により形成することができる。
【００１９】
特に、埋め込み膜が酸化ケイ素からなる単層膜又は酸化ケイ素を含む積層膜であることが好ましい。
【００２０】
また、工程（ｇ）においては、該埋め込み膜を含むｐ型窒化物半導体層上にレジスト層を形成し、電極に対応する位置に開口を有し、その上面が前記電極の最下部よりも高くなるようにレジスト層をパターンニングし、得られたレジスト層をマスクとして用いて埋め込み膜を除去することができる。
【００２１】
特に、工程（ｇ）において、レジスト層のパターニングをエッチバックにより行うことが好ましい。
【００２２】
さらに、本発明の窒化物半導体素子は、基板上に、ｎ型窒化物半導体層、活性層及びｐ型窒化物半導体層をこの順に有し、かつ該ｐ型窒化物半導体層の表面にリッジストライプが形成され、該リッジストライプ上に電極が形成されてなる窒化物半導体素子であって、前記電極が、（１）前記リッジ上面にのみ接触し、端部に凸部を有するか、（２）少なくとも前記リッジ上面と該リッジの上側面とを被覆してなる。
【００２３】
これらの窒化物半導体素子は、上述した工程により形成されてなる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の窒化物半導体素子の製造方法によれば、リッジの形成、電極の形成、埋め込み膜の形成という一連の工程において、リッジを形成するためのマスク合わせの工程を１回行うだけで、あとは電極及び埋め込み膜を自己整合的に形成することができ、非常に簡便な方法とすることができる。しかも、このような簡便な方法を実現しながら、従来技術におけるような、電極をマスクとして用いることはないため、電極の膜質の劣化等を招くことがなく、電極の窒化物半導体層への密着性を確保することができ、その結果、電極剥がれ等を防止することができる。また、埋め込み膜を、電極を形成した後に形成することができるため、埋め込み膜の材料による制約が解消されるとともに、埋め込み膜の膜質を安定化、均一化、さらには膜厚の均一化を図ることができ、埋め込み膜の材料変更に伴う窒化物半導体層との屈折率差の増加を期待することができ、効率的に半導体素子を動作させることが可能となる。
【００２５】
工程（ａ）において形成するマスク層を絶縁膜により形成する場合には、マスク層と非除去物（窒化物半導体層）との間に適切な選択比を適用することができ、加工精度がより向上し、膜厚や幅などの安定したリッジを形成することが可能となる。
【００２６】
さらに、工程（ａ）において形成するマスク層は、ｐ型窒化物半導体層上に絶縁膜及びレジスト層を形成し、該レジスト層を所定形状にパターニングし、さらに該レジスト層をマスクとして用いて絶縁膜を同一形状にパターニングすることにより形成する場合には、加工中にマスク層が変形することを確実に防止することができ、より精度よくリッジを形成することができる。
【００２７】
また、工程（ｃ）において、リッジを含むｐ型窒化物半導体層上にレジスト層を形成し、エッチバックすることによりレジストパターンを形成する場合には、マスク合わせをすることを要さず、非常に簡便な製造方法を実現することができる。
【００２８】
特に、工程（ｃ）においては、レジストパターンの上面を前記リッジ上面よりも高く設定するか、あるいはその上面を前記リッジ上面よりも低く設定する場合には、電極の形状を変化させることができ、得られる窒化物半導体素子の性能を制御することができる。
【００２９】
さらに、工程（ｆ）において形成する埋め込み膜は、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉ及びこれらの酸化物、窒化物ならびにフッ化物からなる群から選択される単層膜又は積層膜、特に、酸化ケイ素からなる単層膜又は酸化ケイ素を含む積層膜により形成される場合には、窒化物半導体との屈折率差を確保することが可能となり、より高効率的に半導体素子を動作させることが可能となる。
【００３０】
また、工程（ｇ）において、該埋め込み膜を含むｐ型窒化物半導体層上にレジスト層を形成し、電極に対応する位置に開口を有し、その上面が前記電極の最下部よりも高くなるようにレジスト層をパターンニングし、得られたレジスト層をマスクとして用いて埋め込み膜を除去する場合、特に、レジスト層のパターニングをエッチバックにより行う場合には、マスク合わせをすることを要さず、非常に簡便な製造方法を実現することができる。
【００３１】
さらに、本発明の窒化物半導体素子によれば、 ｐ側の電極が、リッジ上面にのみ接触し、端部に凸部を有するために、電極膜厚の薄い低抵抗領域（中央部）への電流注入を促進することができるため、電流注入の選択性を付与することが可能となる。例えば、リッジ上面の両側はエッチングによるダメージにより、キャリア濃度が不均一になっていることもあるが、電極をその部分上において高抵抗化させることにより、中心部分において電流注入を行わせ、効率的に電流注入することが可能となり、これによって、効率的なレーザ発振を行わせることが可能となる。
【００３２】
あるいは、ｐ側の電極が、少なくともリッジ上面と該リッジの上側面とを被覆してなる場合には、エッチングダメージにより、リッジ上面の両側においてキャリア濃度が不均一になっていたとしても、リッジの両側面の一部において電極との接触を行うことができるため、つまり、リッジ幅を増加させることなく、電極との接触面積を広げることができるため、電流注入領域を拡大することができ、より安定した窒化物半導体素子の動作を図ることができる。
【００３３】
特に、これらの窒化物半導体素子が、上述した工程により形成されてなる場合には、より簡便かつ精度よく素子構造を実現することができ、閾値及びＶｆの低下、キンク効果の発生の防止、電極の剥がれの防止、寿命の長期化等のすべてにおいて向上させることができ、高性能及び高信頼性の窒化物半導体素子を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の窒化物半導体素子の製造方法では、工程（ａ）において、まず、基板上に、ｎ型窒化物半導体層、活性層及びｐ型窒化物半導体層をこの順に形成する。
【００３５】
ここで使用される基板としては、窒化物半導体と異なる異種基板を用いてもよいし、窒化物半導体基板を用いてもよい。異種基板としては、例えば、Ｃ面、Ｒ面及びＡ面のいずれかを主面とするサファイア、スピネル（ＭｇＡ１２Ｏ４）のような絶縁性基板、ＳｉＣ（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃを含む）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、Ｓｉ及び窒化物半導体と格子整合する酸化物基板等、窒化物半導体を成長させることが可能で、従来から知られている基板材料を用いることができる。なかでも、サファイア、スピネルが挙げられる。
【００３６】
異種基板を用いる場合には、窒化物半導体（例えば、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ等、好ましくはＧａＮ）からなるバッファ層（低温成長層）及び下地層、ＥＬＯＧ(Epitaxially Laterally Overgrowth)成長させた窒化物半導体層、及び／又は異種基板上に成長させた窒化物半導体層に開口部を設け、その開口部側面から横方向へ成長させた窒化物半導体層等を介して、上述したｎ型窒化物半導体層等の積層構造を形成することが好ましい。これにより、その上に形成される窒化物半導体層の結晶性が良好となる。
【００３７】
ＥＬＯＧ成長させた窒化物半導体層としては、例えば、異種基板上に、窒化物半導体層を成長させ、その表面に窒化物半導体の成長が困難な保護膜によるマスク領域と、窒化物半導体を成長させる非マスク領域とを、ストライプ状、島状、格子状等で設け、その非マスク領域から窒化物半導体を成長させることで、膜厚方向への成長に加えて、横方向へも成長し、マスク領域上に窒化物半導体が成長した層等が挙げられる。この場合に用いる保護膜としては、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯX）、酸化チタン（ＴｉＯX）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯX）等の酸化物、窒化ケイ素（ＳｉXＮY）、窒化チタン等の窒化物、窒化酸化ケイ素、またはこれらの多層膜の他、タングステン、チタン、タンタル等の１２００℃以上の融点を有する高融点金属等が挙げられる。
【００３８】
なお、異種基板を用いる場合には、異種基板上に素子構造形成前の下地層となる窒化物半導体を成長させた後、異種基板を研磨などの方法により除去して、窒化物半導体の単体基板として素子構造を形成してもよく、また、素子構造形成中又は後に、異種基板を除去してもよい。窒化物半導体基板としては、上述した窒化物半導体からなる基板が挙げられる。
【００３９】
また、基板は、少なくともその表面部分において、結晶欠陥が、例えば、１×１０7ｃｍ-2程度以下、好ましくは１×１０6ｃｍ-2程度と少ないか、部分的に少ない領域を有しているものが適当である。さらに、０．０１〜０．３°程度のオフアングル角、さらにステップ状のオフアングル角を有しているものであってもよい。これにより、素子を構成するｎ型及びｐ型窒化物半導体層、活性層の内部において、微細なクラックの発生を防止することができる。さらに、基板又はその上に形成されるバッファ層等の窒化物半導体層は、例えば、１×１０１６〜５×１０２１ｃｍ−３程度の範囲でｎ型不純物（例えば、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｃ、Ｔｉ等）が含有されていてもよい。
【００４０】
基板上に形成されるｎ型窒化物半導体層、活性層及びｐ型窒化物半導体層のうち、ｎ型及びｐ型窒化物半導体層は、例えば、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ、ＩｎＮ等のIII−Ｖ族窒化物半導体層が挙げられる。なかでも、Ａｌを含む窒化物半導体層が適当である。具体的にはＩｎｙＡｌｚＧａ１−ｙ−ｚＮ（０≦ｙ、０≦ｚ、ｙ＋ｚ≦１）、特に、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１）等の窒化ガリウム系化合物半導体層が好ましい。これらの半導体層は、単層でもよいし、積層構造でもよいし、超格子構造でもよい。例えば、Ａｌを含む窒化物半導体層と、Ａｌを含む窒化物半導体層とは組成の異なる窒化物半導体層との超格子構造、具体的には、ＡｌａＧａ１−ａＮ（０＜ａ≦１）とＡｌｂＧａ１−ｂＮ（０≦ｂ＜１）との超格子構造が挙げられる。超格子構造を構成する場合には、例えば２種類の組成の異なる層が交互に積層される構造でもよいが、一方の層又は両方の層においてその組成及び／又は膜厚を変化させながら交互に積層される構造でもよい。
【００４１】
ｎ型窒化物半導体層は、通常、クラッド層、このクラッド層と後述する活性層との間あるいはクラッド層の活性層とは反対側に、光ガイド層、クラック防止層、コンタクト層、キャップ層等が、ｐ型窒化物半導体層は、クラッド層、後述する活性層とクラッド層との間あるいはクラッド層の活性層とは反対側に、電子閉じ込め層、光ガイド層、キャップ層、コンタクト層等が、１種又は２種以上組み合わせられて構成されている。
【００４２】
ｎ型及びｐ型窒化物半導体層は、ＭＯＶＰＥ、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線気相成長法）等、当該分野で公知の方法のいずれによっても形成することができる。窒化物半導体層は、ｐ型不純物（例えば、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｂａ等）又は上述したｎ型不純物がドーピングされることにより、ｎ型又はｐ型の導電性を有する。ドーピング濃度は、例えば、１×１０１６〜５×１０２０ｃｍ−３程度が挙げられる。
【００４３】
活性層は、Ｉｎを含有する窒化物半導体層により形成されるものが適当であり、特に、ＩｎｓＧａ1-ｓＮ（０＜ｓ≦１）で表される窒化物半導体からなるものが好ましい。窒化物半導体層は、ノンドープ、ｎ型不純物ドープ、ｐ型不純物ドープのいずれでもよいが、ノンドープ又はｎ型不純物ドープであることが好ましい。これにより、窒化物半導体素子において高出力化を図ることができる。
【００４４】
活性層は、単層、多層又は量子井戸構造のいずれで形成されていてもよい。量子井戸構造の場合には、Ｉｎを含む窒化物半導体が少なくとも井戸層に用いられる。ここで、量子井戸構造としては、多重量子井戸構造、単一量子井戸構造のいずれでもよい。多重量子井戸構造とすることで、出力の向上、発振閾値の低下などを図ることが可能となる。活性層の量子井戸構造としては、井戸層、障壁層を交互に積層したものを用いることができる。また、井戸層に挟まれた障壁層は、特に１層であるもの（井戸層／障壁層／井戸層）に限られず、２層又はそれ以上の層の障壁層を、「井戸層／障壁層（１）／障壁層（２）／障壁層（３）／・・・／井戸層」と、組成及び／又は不純物量等の異なる層として複数設けてもよい。また、活性層は、井戸層及び障壁層のいずれが最外層に配置されてもよい。
【００４５】
活性層の膜厚は、例えば、１００〜３０００Å程度が適当である。特に、量子井戸構造とする場合には、井戸層の膜厚及び井戸層の数は特に限定されないが、例えば、膜厚としては、１０〜３００Å程度の範囲とすることで、Ｖｆ、閾値電流密度を低減させることができる。井戸層数は１以上であることが適当である。井戸層の数が４以上である場合には、活性層を構成する各層の膜厚が厚くなると、活性層全体の膜厚が厚くなって、Ｖｆの上昇を招くこととなるため、井戸層の膜厚を１００Å以下の範囲として、活性層の膜厚を低く抑えることが好ましい。特に井戸層数を２とすることにより、閾値電流密度の低下、寿命特性の向上が認められる。障壁層の膜厚及び組成等は特に限定されないが、井戸層との間にバンドギャップエネルギー差が設けられ、井戸層よりもバンドギャップエネルギーが大きくなるように、井戸層よりＩｎ混晶比の低いＩｎを含む窒化物半導体又はＧａＮ、Ａｌを含む窒化物半導体などを用いることが好ましい。障壁層の膜厚としては、例えば、５００Å以下、好ましくは、１０〜３００Å程度の範囲が挙げられる。
【００４６】
次いで、ｐ型窒化物半導体層上に所定形状のマスク層を形成する。
【００４７】
所定形状のマスク層とは、ｐ型窒化物半導体層の表面に形成されるストライプ状のリッジに対応する領域を被覆する形状のマスク層を意味する。リッジは、通常、活性層の内部において電流を狭窄するための領域、いわゆる導波路を規定するために設けられるものであり、リッジに対応するマスク層の大きさは、得ようとする半導体素子の特性、活性層の材料等を考慮して適宜設定することができる。例えば、０．１〜１０μｍ程度、さらに１〜７μｍ程度が適当である。なお、リッジの幅は、長手方向（共振器方向）においてすべて同じでなくてもよい。
【００４８】
マスク層は、レジストにより形成してもよいし、絶縁膜等によって形成してもよいし、これらの積層構造として形成してもよい。
【００４９】
例えば、ｐ型窒化物半導体層上全面にレジスト層（例えば、膜厚０．３〜３μｍ）を形成し、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程等を利用するなど、当該分野で公知の方法によって、所定の形状のマスク層を形成することができる。
【００５０】
また、マスク層をｐ型窒化物半導体層上に形成する際に、ｐ型窒化物半導体層上に、予め、絶縁膜（好ましくは、レジスト層と選択比が異なる材料）による薄膜（以下、単に「薄膜」と記す）を形成してもよい。この薄膜は、窒化物半導体層に対して、選択エッチング性が大きい、つまり、窒化物半導体層に比較してエッチングされにくい膜であることが好ましい。なお、この場合のエッチング選択比は、窒化物半導体層よりも大きい、つまり窒化物半導体層に対して１〜１０程度であることが適当である。具体的には、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム等の単層膜又はこれらの積層膜が挙げられる。なかでも、酸化シリコン、窒化シリコンの単層膜又は積層膜が好ましい。この薄膜の膜厚は特に限定されるものではないが、例えば、１００〜１０００ｎｍ程度、好ましくは２００〜６００ｎｍ程度である。この膜は、当該分野で公知の方法によって形成することができる。薄膜を形成した後、その上にレジスト層を形成し、まず、上述したようにレジスト層を所定形状にパターニングし、得られたレジストパターンをマスクとして用いて薄膜をパターニングすることにより、この薄膜をレジスト層と同じ形状にすることができ、これをマスク層として用いることができる。
【００５１】
なお、マスク層は、レジスト層のみでもよいし、レジスト層を残存させたままその下に薄膜が存在するものであってもよいし、レジスト層を除去して薄膜の単層としたものでもよい。
【００５２】
工程（ｂ）において、マスク層を用いてｐ型窒化物半導体層の一部を除去してリッジを形成する。ｐ型窒化物半導体層の一部を除去する方法は、ウェットエッチング又はドライエッチングのいずれを利用してもよい。具体的には、窒化物半導体層の材料を考慮して、マスク層との選択比が大きくなるエッチャントを選択して、除去することが好ましい。リッジの大きさは、マスク層の大きさにほぼ対応するが、その底面側の幅が広く上面に近づくにつれてストライプ幅が小さくなる順メサ形状、逆にリッジの底面に近づくにつれてストライプの幅が小さくなる逆メサ形状、積層面に垂直な側面を有する形状であってもよいし、これらが組み合わされた形状でもよい。リッジの高さは、ｐ型窒化物半導体層の膜厚によって適宜調整することができ、例えば、０．１〜２μｍ程度、さらに０．２〜１μｍ程度が挙げられる。
【００５３】
工程（ｃ）において、レジストパターンを形成する。レジストパターンの形成方法は、例えば、リッジが形成されたｐ型窒化物半導体層上全面に、リッジの高さよりも厚膜のレジスト層を形成し、レジスト層表面から、ウェットエッチング法又はドライエッチング法等により適当なエッチャントを用いて、レジストを溶解、一部除去又は薄膜化させるなどして、平坦化する、つまり、エッチバックする方法が簡便で好適である。これにより、リッジが形成された位置にリッジと同じ形状の開口を有するレジストパターンを形成することができる。なお、このようなエッチバックによっては、通常、レジストパターンの上面は、リッジ上面とほぼ面一になるように制御される。
【００５４】
また、エッチバックの時間、エッチャントの種類等を適宜選択することにより、レジストパターンの上面がリッジの上面よりも高くなるように、あるいはレジストパターンの上面がリッジの上面よりも低くなるように、所定のレジストパターンを形成することができる。ここで、レジストパターンの上面がリッジの上面よりも高いとは、レジストパターンの上面が、マスク層又は上述した薄膜の上面と同じ高さ（面一）か、リッジ上面とマスク層又は薄膜の上面との間に位置することを意味する。具体的には、レジストパターンの膜厚が０．１μｍよりも厚く、６μｍ以下、４μｍ以下、３μｍ以下とすることができる。また、レジストパターンの上面がリッジの上面よりも低い場合、例えば、リッジが０．１〜２μｍのとき、レジストパターンの膜厚が０．１μｍよりも薄いか、１μｍよりも薄いか、あるいは２μｍよりも薄い程度が適当である。また、例えば、リッジストライプの高さが２μｍの場合には、レジストパターンの膜厚は１０００Å程度〜２μｍ程度までとすることができる。
【００５５】
なお、レジストパターンを形成した後、先の工程で得られたマスク層及び／又は薄膜を完全に除去することが好ましい。これらは、レジスト層及び薄膜の材料を考慮して、適当なエッチャントを選択して、ウェットエッチング又はドライエッチングのいずれでも除去することができる。
【００５６】
また、レジストパターンを形成した後、後述する工程（ｄ）の電極材料形成前に、リッジの上方、つまりマスク層又は上述した薄膜の上であって、後述する工程（ｇ）の後、窒化物半導体素子をチップ化する際に劈開又は分割する位置及びその近傍を含む領域を覆うレジストパターンを形成してもよい。このようなレジストパターンを形成することにより、チップ化の際の劈開又は分割を、電極材料に接触しないように行うことができるとともに、チップ化した後において、劈開面又は分割面への電極材料の回り込み、垂れ、かぶりを防止することができる。
【００５７】
工程（ｄ）において、得られたレジストパターンを含む基板上全面に電極材料膜を形成する。電極材料としては、通常電極として使用されるものの全てを用いることができる。例えば、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｒｈ等の金属又は合金、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＩＴＯ（ＩｎとＳｎとの複合酸化物）、ＭｇＯ等の
導電性酸化物膜等の単層膜又は積層膜（例えば、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ／Ｐｔ、Ｐｄ／Ｐｔ、Ｒｈ／Ｉｒ／Ｐｔ、Ｎｉ／ＩＴＯ、Ｐｔ／ＩＴＯ、Ｒｈ／ＩＴＯ等）が挙げられる。これら電極材料膜はＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法等の公知の方法により形成することができる。電極材料膜の膜厚は特に限定されるものではなく、例えば、５０ｎｍ程度以上とすることで、シート抵抗を低くすることができる。
【００５８】
工程（ｅ）において、リフトオフ法により電極材料膜の一部を除去する。つまり、レジストパターンを溶解し得るエッチャントを用いて除去することにより、レジストパターン上に配置した電極材料膜の一部を、レジストパターンとともに除去する。なお、除去の際には、超音波を印加するなどして、レジストパターン上にのみ配置する電極材料膜を精度よく除去することが好ましい。これにより、工程（ｃ）で形成したレジストパターンの上面がリッジ上面とほぼ面一の場合には、その表面が平坦で、全面に渡って均一な膜厚を有する電極を形成することができる。また、工程（ｃ）で形成したレジストパターンの上面がリッジ上面よりも高い場合には、リッジ上面にのみ接触し、その端部に凸部を有する電極を形成することができ、工程（ｃ）で形成したレジストパターンの上面がリッジ上面よりも低い場合には、リッジ上面及びこのリッジの上側面を覆う電極を形成することができる。
【００５９】
ここで、端部に凸部を有する電極とは、図２（ｇ）に示したように、電極を形成するまでのプロセスに起因する形状であり、工程（ｃ）で形成するレジストパターンの上面とリッジ上面との高低差にほぼ対応する高さの凸部が、リッジの両側面の延長線上に位置するように形成される。また、リッジ上面及び上側面を覆う電極とは、図３（ｇ）に示したように、電極を形成するまでのプロセスに起因する形状であり、工程（ｃ）で形成するレジストパターンの上面とリッジ上面との高低差にほぼ対応する長さで、リッジの上側面を覆う電極、あるいは、さらに電極の端部に上方に向かう凸部が形成された形状（例えば、断面形状がＨ字状）の電極である。なお、端部の凸部の高さ（図２（ｇ）中、矢印Ｈ）及びリッジ上側面を覆う電極の長さ（図３（ｇ）中、矢印Ｌ）、さらにＨ字状の上又は下に延びる凸部の長さは、電極の厚み等を考慮して、電極の膜厚の０％より大きく〜２００％程度以下の高さ又は長さ、言い換えると１〜３０００Å程度が挙げられる。 例えば、リッジ上側面を覆う電極では、リッジの側面の全部を覆う形状でもよく、ｐ型窒化物半導体層の一部（例えば、通常最上に形成するｐ型コンタクト層の全部）を覆う形状でもよい。
【００６０】
なお、工程（ｄ）の前に、上述したように、劈開又は分割する位置及びその近傍を含む領域を覆うレジストパターンを形成した場合には、ここで形成される電極は、ストライプ方向、つまり、導波路方向に、各チップごとに、あるいは複数のチップごとに、電極が分離された形状で形成される。
【００６１】
工程（ｆ）において、電極を含む基板上全面に埋め込み膜を形成する。埋め込み膜は、リッジの側面やｐ型窒化物半導体層上面の絶縁性を確保するとともに、ｐ型窒化物半導体層に対する屈折率差を確保して、活性層からの光のもれを制御し得る機能を有する膜であれば、どのような材料を用いてもよい。例えば、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉ及びこれらの酸化物、窒化物（例えば、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＢＮ等）、フッ化物等の化合物（これらは単独で用いてもよいし、複数を組み合わせた化合物又は複数を組み合わせた多層膜であってもよい。）が挙げられる。なかでも、酸化ケイ素膜が好ましい。これらの膜は、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、気相成長法等の当該分野で公知の方法により形成することができる。膜厚は、例えば、２００〜５０００Å程度、２００〜３０００Å程度が挙げられ、５００〜１０００Å程度、例えば７５０Åが適当である。
【００６２】
工程（ｇ）において、埋め込み膜を電極の表面から除去する。この除去方法は、特に限定されるものではなく、例えば、工程（ｃ）におけるレジストパターンの形成と同様の方法を利用することが適当である。まず、リッジ、電極等を含むｐ型窒化物半導体層上全面に、電極が覆われる程度の厚膜のレジスト層を形成する。次いで、レジスト層表面から、ウェットエッチング法により適当なエッチャントを用いて、レジストを溶解させ、平坦化する、言い換えるとエッチバックする。これにより、電極が形成された位置に電極とほぼ同じ形状の開口を有し、レジスト層上面が、電極の最も下に位置する端部と同程度の高さ又は、この端部よりも若干高く位置するように、レジストパターンを形成することができる。このようなレジストパターンを用いて、適当なエッチャントを選択してエッチングすることにより、レジストパターンの上に形成された埋め込み膜を除去することができるとともに、レジストパターンの上面又はそれよりも若干下側の埋め込み膜も除去され、結果的に、電極表面を覆わず、ｐ型窒化物半導体層の全表面をほぼ完全に被覆し得る埋め込み膜を得ることができる。
【００６３】
なお、本発明においては、基板として窒化物半導体基板を用いる場合には、上記工程の間又は後に、基板側にｎ電極を形成してもよい。また、ｎ電極をｐ電極と同じ側に形成する場合には、上記工程の間又は後に、ｐ型窒化物半導体表面からｎ型窒化物半導体の表面を露出させ、ｎ電極を形成してもよい。
【００６４】
また、窒化物半導体素子を形成するために、熱処理等の任意の工程は、上記工程の前、間又は後に行ってもよい。
【００６５】
以下に、本発明の窒化物半導体素子及びその製造方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
実施例１
（基板）
まず、２インチφ、Ｃ面を主面とするサファイア基板の上全面に、膜厚０．１μｍのＳｉＯ２膜を形成し、フォトリソグラフィ及びエッチング工程によって、幅が５〜５０μｍ、ピッチが１０〜１００μｍのストライプ状の窓を形成した。得られたサファイア基板をＭＯＶＰＥ反応容器内にセットし、温度を５００℃にして、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アンモニア（ＮＨ３）を用い、ＧａＮからなるバッファ層を２００Åの膜厚で成長させ、その後、温度を上げて、アンドープのＧａＮ層(図示せず）を１．５μｍの膜厚で成長させて、窒化物半導体基板を得た。
（バッファ層）
次に、窒化物半導体基板の上に、温度を１０５０℃にして、ＴＭＧ（トリメチルガリウム）、ＴＭＡ（トリメチルアルミニウム）、アンモニアを用い、Ａｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなるバッファ層（図示せず）を４μｍの膜厚で成長させた。横方向成長を用いて形成した窒化物半導体基板がＧａＮである場合に、それよりも熱膨張係数の小さい窒化物半導体のＡｌａＧａ１−ａＮ（０＜ａ≦１）からなるバッファ層を用いることで、転位やピットを低減させることができる。
（ｎ型窒化物半導体層）
得られたバッファ層上にＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア、不純物ガスとしてシランガスを用い、１０５０℃でＳｉドープしたＡｌ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなるｎ型コンタクト層を４μｍの膜厚で成長させた。
【００６６】
次に、ＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、アンモニアを用い、温度を８００℃にしてＩｎ０．０６Ｇａ０．９４Ｎからなるクラック防止層を０．１５μｍの膜厚で成長させた。
【００６７】
続いて、温度を１０５０℃にして、原料ガスにＴＭＡ、ＴＭＧ及びアンモニアを用い、アンドープのＡｌ０．０８Ｇａ０．９２ＮからなるＡ層を２５Åの膜厚で成長させ、続いて、ＴＭＡを止め、不純物ガスとしてシランガスを用い、Ｓｉを５×１０１８／ｃｍ３ドープしたＧａＮからなるＢ層を２５Åの膜厚で成長させた。この操作をそれぞれ２２０回繰り返してＡ層とＢ層の積層し、総膜厚１．１μｍの多層膜（超格子構造）を成長させた。
【００６８】
次に、同温で、原料ガスにＴＭＧ及びアンモニアを用い、アンドープのＧａＮからなるｎ型光ガイド層を１７００Åの膜厚で成長させた。これによって、ｎ型窒化物半導体層を得た。
（活性層）
次いで、温度を８００℃にして、原料ガスにＴＭＩ（トリメチルインジウム）、ＴＭＧ及びアンモニアを用い、不純物ガスとしてシランガスを用い、Ｓｉを５×１０１８／ｃｍ３ドープしたＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなる障壁層（Ｂ）を１４０Åの膜厚で、シランガスを止め、アンドープのＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎからなる井戸層（Ｗ）を７０Åの膜厚で、この障壁層（Ｂ）、井戸層（Ｗ）を、（Ｂ）／（Ｗ）／（Ｂ）／（Ｗ）の順に積層した。最後に、最上部の障壁層として、原料ガスにＴＭＩ（トリメチルインジウム）、ＴＭＧ及びアンモニアを用い、アンドープのＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎを３００Åの膜厚で成長させた。活性層は、総膜厚約７２０Åの多重量子井戸構造（ＭＱＷ）とした。
（ｐ型窒化物半導体層）
次に、同温で、原料ガスにＴＭＡ、ＴＭＧ及びアンモニアを用い、不純物ガスとしてＣｐ２Ｍｇ（シクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、Ｍｇを１×１０１９／ｃｍ３ドープしたＡｌ０．３Ｇａ０．７Ｎからなるｐ型電子閉じ込め層（図示せず）を１００Åの膜厚で成長させた。この層は、特に設けられていなくてもよいが、設けることで電子閉じ込めとして機能し、閾値の低下に寄与するものとなる。また、ここでは、ｐ型電子閉じ込め層からｐ型不純物のＭｇが、それに隣接する最上部の障壁層に拡散して、最上部の障壁層にＭｇが５〜１０×１０１６／ｃｍ３程度ドープされた状態となる。
【００６９】
さらに、温度を１０５０℃にして、原料ガスにＴＭＧ及びアンモニアを用い、ＧａＮからなるｐ型光ガイド層を１５００Åの膜厚で成長させた。このｐ型光ガイド層は、アンドープとして成長させるが、ｐ型電子閉じ込め層、後述するｐ型クラッド層等の隣接層からのＭｇの拡散により、Ｍｇ濃度が５×１０１６／ｃｍ３となってｐ型を示す。また、この層は成長時に意図的にＭｇをドープしてもよい。
【００７０】
続いて、１０５０℃でアンドープＡｌ０．１Ｇａ０．９Ｎからなる層を２５Åの膜厚で成長させ、続いてＴＭＡを止め、Ｃｐ２Ｍｇを用いて、ＭｇドープＧａＮからなる層を２５Åの膜厚で成長させ、それを９０回繰り返して総膜厚４５００Åの超格子層を成長させた。
【００７１】
次に、１０５０℃で、超格子層の上に、Ｍｇを１×１０２０／ｃｍ３ドープしたｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層を１５０Åの膜厚で成長させた。ｐ型コンタクト層はｐ型のＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）で構成することができる。これによって、ｐ型窒化物半導体層を得た。
【００７２】
反応終了後、反応容器内において、ウェハを窒素雰囲気中、７００℃でアニーリングを行い、ｐ型窒化物半導体層をさらに低抵抗化した。
（リッジの形成）
その後、図１（ａ）に示すように、ｐ型窒化物半導体層１０の最上層のｐ型コンタクト層のほぼ全面に、ＰＶＤ装置により、ＳｉＯ２膜１１を０．５μｍの膜厚で形成し、その上に、レジスト層を１．５μｍの膜厚で形成した。レジスト層に対して、マスクパターン（図示せず）を通して露光し、レジスト層を現像して所定形状のレジストパターン１２を形成した。この場合のレジストパターン１２の幅は２．０μｍとした。
【００７３】
続いて、図１（ｂ）に示したように、このレジストパターン１２をマスクとして用いて、ＳｉＯ２膜１１をエッチングした。エッチングは、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置を用い、エッチングガスはＣＨＦ３を用いて行った。その後、レジストパターン１２は除去した。
【００７４】
続いて、図１（ｃ）に示したように、ＳｉＯ２膜１１をマスクとして、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）装置にて、エッチングガスとしてＣｌ２＋ＳｉＣｌ４を用いて、ｐ型窒化物半導体層１０をエッチングすることにより、幅２．０μｍ程度、高さ０．５μｍ程度のストライプ状のリッジ１０ａを形成した。
（電極の形成）
リッジ１０ａが形成されたｐ型窒化物半導体層１０上全面に、膜厚１．５μｍの膜厚でレジスト層３を形成した。図１（ｄ）に示したように、このレジスト層３を、酸素を用いたエッチバックにより、表面の平坦化を行った。これにより、レジスト層３は、リッジ１０ａに対応する位置に開口が形成されるとともに、レジスト層３の上面がリッジ１０ａ上面とほぼ面一になるような形状とした。その後、図１（ｅ）に示したように、ＳｉＯ２膜１１を除去した。
【００７５】
図１（ｆ）に示したように、得られたリッジ１０ａ上及びレジスト層３上の全面に、電極材料としてＡｕ膜４を、１５００Å程度の膜厚で形成した。
【００７６】
続いて、図１（ｇ）に示したように、得られた基板に対して、剥離液を用いたリフトオフ法によりレジスト層３を除去するとともに、レジスト層３上に配置するＡｕ膜４を除去して、ｐ電極５を形成した。このｐ電極５は、リッジ１０ａ上面にのみ接触し、さらに、その膜厚はほぼ均一である。
（埋め込み膜の形成）
図１（ｈ）に示したように、得られた基板全面に、埋め込み膜として、例えば、膜厚３０００ÅのＳｉＯ２膜１６を形成した。そして、ＳｉＯ２膜１６の上全面に、膜厚１．５μｍの膜厚でレジスト層１７を形成した。図１（ｉ）に示したように、このレジスト層１７を、酸素を用いたエッチバックにより、表面の平坦化を行った。これにより、レジスト層１７は、ｐ電極１５及びＳｉＯ２膜１６に対応する位置に開口が形成されるとともに、レジスト層１７の上面がリッジ１０ａ上面とＳｉＯ２膜１６上面との間に位置するような形状とした。
【００７７】
その後、図１（ｊ）に示したように、ＣＦ４、ＣＦＨ３、ＣＦ３Ｈ、アルゴン及び／又は酸素からなる混合ガス用いたドライエッチングにより、ｐ電極１５の表面に被覆されたＳｉＯ２膜１６を除去した。これにより、図１（ｋ）に示したように、得られたリッジ１０ａの全側面及びｐ型窒化物半導体層１０の上面を被覆するＳｉＯ２膜１６を形成することができた。
【００７８】
このような方法により、自己整合的にリッジ、埋め込み膜及び電極等を形成するため、以下のような利点がある。
【００７９】
まず、リッジを形成するためのマスク層として、一般的な絶縁材料、特にＳｉＯ２を用いることができるため、リッジ幅等を安定して形成することができるとともに、得られた素子において、絶縁性を確保することができる。また、従来技術のように、電極をマスクとして用いるものではないため、エッチングにさらされることによる電極の部分的な薄膜化や膜質の劣化を招くことがない。
【００８０】
また、埋め込み膜として、窒化物半導体に対して十分な選択比を有する材料、例えば一般的な絶縁材料、特にＳｉＯ２を用いることができるため、埋め込み膜を形成した後に熱処理を行う必要がない。しかも、ＳｉＯ２を用いる場合には、他の材料に比較して、屈折率差をかせぐことができるため、光のもれ等を防止して、効率的にレーザ発振を行わせることができる。
【００８１】
さらに、電極を劣化させることなく、リッジ上にのみ形成することができるため、レーザ素子に劈開する際に電極の影響を最小限にとどめることができる。また、埋め込み膜との接触がほとんどないために、埋め込み膜との密着性を考慮することなく、電極剥がれを防止することができるとともに、最適な材料を選択することができる。
【００８２】
また、上記方法によって得られたレーザ素子について、従来技術に記載の方法で作製したレーザ素子と、特性を比較した。その結果、閾値電流及びＶｆを低減させることができるとともに、１つのウェハで得られる素子についてＶｆの面内ばらつきを低減させることができ、リッジ形成を面内において安定に行うことができた。さらに、キンク効果の発生及び電極の剥がれを防止し、高信頼性の素子を得ることができた。
実施例２
実施例１と同様に、基板上にｎ型窒化物半導体層、活性層及びｐ型窒化物半導体層を形成した。
（リッジの形成）
その後、実施例１と同様に、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、ｐ型窒化物半導体層１０の最上層のｐ型コンタクト層のほぼ全面に、ＳｉＯ２膜１１、レジスト層を形成し、これらを所定形状のパターニングし、さらに、ＳｉＯ２膜１１をマスクとして用いて、ストライプ状のリッジ１０ａを形成した。
（電極の形成）
リッジ１０ａが形成されたｐ型窒化物半導体層１０上全面に、膜厚１．５μｍの膜厚でレジスト層１３を形成し、図２（ｄ）に示したように、このレジスト層１３を、酸素を用いたエッチバックにより、表面の平坦化を行った。これにより、レジスト層１３は、リッジ１０ａに対応する位置に開口が形成されるとともに、レジスト層１３の上面がリッジ１０ａ上面よりも１５００Å程度上に配置するような形状とした。その後、図２（ｅ）に示したように、ＳｉＯ２膜１１を除去した。
【００８３】
図２（ｆ）に示したように、得られたリッジ１０ａ上及びレジスト層１３上の全面に、電極材料としてＡｕ膜１４を、１５００Å程度の膜厚で形成した。
【００８４】
続いて、図２（ｇ）に示したように、得られた基板に対して、剥離液を用いたリフトオフ法によりレジスト層１３を除去するとともに、レジスト層１３上に配置するＡｕ膜１４を除去して、ｐ電極１５を形成した。このｐ電極１５は、リッジ１０ａ上面にのみ接触し、さらに、その端部に、高さＨが３０００Å程度、幅が２μｍ程度の凸部１５ａを有していた。
（埋め込み膜の形成）
図２（ｈ）に示したように、得られた基板全面に、埋め込み膜として、膜厚３０００ÅのＳｉＯ２膜１６を形成した。そして、実施例１と同様に、図２（ｉ）〜（ｋ）に示したように、ＳｉＯ２膜１６を、得られたリッジ１０ａの全側面及びｐ型窒化物半導体層１０の上面を被覆する形状に加工した。
【００８５】
このような方法によって窒化物半導体素子を形成することにより、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００８６】
さらに、図２（ｇ）に示したように、端部において上に凸の電極を有しているため、電極膜厚の薄い低抵抗領域（中央部）への電流注入を促進することができるため、電流注入の選択性を付与することが可能となる。例えば、リッジの両側面はエッチングによるダメージにより、キャリア濃度が不均一になっているが、電極をその部分上において高抵抗化させることにより、中心部分において電流注入を行わせることが可能となり、効率的にレーザ発振を行わせることが可能であった。
実施例３
実施例１と同様に、基板上にｎ型窒化物半導体層、活性層及びｐ型窒化物半導体層を形成した。
（リッジの形成）
その後、実施例１と同様に、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、ｐ型窒化物半導体層１０の最上層のｐ型コンタクト層のほぼ全面に、ＳｉＯ２膜１１、レジスト層を形成し、これらを所定形状のパターニングし、さらに、ＳｉＯ２膜１１をマスクとして用いて、ストライプ状のリッジ１０ａを形成した。
（電極の形成）
リッジ１０ａが形成されたｐ型窒化物半導体層１０上全面に、膜厚１．５μｍの膜厚でレジスト層２３を形成し、図３（ｄ）に示したように、このレジスト層２３を、酸素を用いたエッチバックにより、表面の平坦化を行った。これにより、レジスト層２３は、リッジ１０ａに対応する位置に開口が形成されるとともに、レジスト層２３の上面がリッジ１０ａ上面よりも１５００Å程度下に配置するような形状とした。その後、図３（ｅ）に示したように、ＳｉＯ２膜１１を除去した。
【００８７】
図３（ｆ）に示したように、得られたリッジ１０ａ上及びレジスト層２３上の全面に、電極材料としてＡｕ膜２４を、１５００Å程度の膜厚で形成した。
【００８８】
続いて、図３（ｇ）に示したように、得られた基板に対して、剥離液を用いたリフトオフ法によりレジスト層２３を除去するとともに、レジスト層２３上に配置するＡｕ膜２４を除去して、ｐ電極２５を形成した。このｐ電極２５は、リッジ１０ａ上面に接触するとともに、長さＬが３０００Å程度、リッジ１０ａの上側面を被覆する端部していた。
（埋め込み膜の形成）
図３（ｈ）に示したように、得られた基板全面に、埋め込み膜として、膜厚３０００ÅのＳｉＯ２膜２６を形成した。そして、実施例１と同様に、図３（ｉ）〜（ｊ）に示したように、ＳｉＯ２膜２６を、得られたリッジ１０ａの中及び下側面及びｐ型窒化物半導体層１０の上面を被覆する形状に加工した。
【００８９】
このような方法によって窒化物半導体素子を形成することにより、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【００９０】
さらに、図３（ｇ）に示したように、リッジ上面と、リッジの上側面とを被覆してなる電極が形成されてなる場合には、エッチングダメージにより、リッジ上面の両側においてキャリア濃度が不均一になっていたとしても、リッジの両側面の一部において電極との接触を行うことができるため、つまり、素子サイズを増加させることなく、電極との接触面積を広げることができる。これにより、電流注入領域を拡大することができ、より安定した窒化物半導体素子の動作が可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明の窒化物半導体素子の製造方法は、特に、リッジストライプのような微細加工を必要とするプロセスに好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の窒化物半導体素子の製造方法を説明するための要部の概略断面工程図である。
【図２】本発明の別の窒化物半導体素子の製造方法を説明するための要部の概略断面工程図である。
【図３】本発明のさらに別の窒化物半導体素子の製造方法を説明するための要部の概略断面工程図である。
【図４】従来の窒化物半導体素子の製造方法を説明するための概略断面工程図である。
【図５】従来の別の窒化物半導体素子の製造方法を説明するための概略断面工程図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０  ｐ型窒化物半導体層
１０ａ  リッジ
１１  ＳｉＯ２膜（マスク層）
１２  レジストパターン
３、１３、２３  レジスト層（レジストパターン）
４、１４、２４  Ａｕ膜（電極材料膜）
５、１５、２５  ｐ電極
１５ａ  凸部
１６、２６  ＳｉＯ２膜
１７、２７  レジスト層
２５ａ  端部
【図１】
2005347630.tif 000003
【図２】
2005347630.tif 000004
【図３】
2005347630.tif 000005
【図４】
2005347630.tif 000006
【図５】
2005347630.tif 000007