(57)【要約】  【課題】      窒化物半導体基板又はその上に形成された窒化物半導体層のIII 族面に対するウェットエッチングを安定して行なう。  【解決手段】  窒化物半導体素子の製造方法は、窒化物半導体基板１０１又は窒化物半導体基板１０１とその上に形成された窒化物半導体層（例えばｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８等）との積層体からなる窒化物半導体部に対し、薬液を用いてウェットエッチングを行なう工程（ａ）を備え、窒化物半導体部は、III 族面と、それとは異なる他の面（例えば、窒化物半導体基板１０１のうち窒化物半導体層が形成されているのとは反対側の面等）とを有し、工程（ａ）において、薬液と他の面との接触を防ぐ。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体基板又は前記窒化物半導体基板とその上に形成された窒化物半導体層との積層体からなる窒化物半導体部に対し、薬液を用いてウェットエッチングを行なう工程（ａ）を備え、
前記窒化物半導体部は、III 族面と、それとは異なる他の面とを有し、
前記工程（ａ）において、薬液と前記他の面との接触を防ぐ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】
請求項１において、
前記工程（ａ）の前に、前記他の面上に被覆膜を形成する工程（ｂ）を更に備えることにより、前記工程（ａ）において、前記他の面と、前記薬液との接触を防ぐことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記他の面は、前記窒化物半導体部のＶ族面を含むことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１つにおいて、
前記他の面は、前記窒化物半導体部の周縁部側面を含むことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１又は２において、
前記窒化物半導体部において、前記III 族面と同じ側にＶ族面が存在しており、
前記他の面は、少なくとも前記Ｖ族面であ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６】
窒化物半導体基板又は前記窒化物半導体基板とその上に形成された窒化物半導体層との積層体からなる窒化物半導体部に対し、薬液を用いてウェットエッチングを行なう工程（ａ）を備え、
前記窒化物半導体部は、III 族面と、それとは異なる他の面とを有し、
前記工程（ａ）の前に、前記他の面を高抵抗化する工程（ｃ）を更に備えることを特長とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記他の面にイオン注入を行なうことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項８】
請求項６又は７において、
前記他の面は、前記窒化物半導体部のＶ族面を含むことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１つにおいて、
前記他の面は、前記窒化物半導体部の周縁部側面を含むことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項６又は７において、
前記窒化物半導体部において、前記III 族面と同じ側にＶ族面が存在しており、
前記他の面は、少なくとも前記Ｖ族面であ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１１】
窒化物半導体基板を用いて形成される窒化物半導体素子の製造方法であって、
前記窒化物半導体基板上に、窒化物半導体層としてアンドープ層を形成する工程と、
前記アンドープ層上に、他の窒化物半導体層としてドーピング層を形成する工程と、
前記ドーピング層のIII 族面に対し、薬液を用いてウェットエッチングを行なう工程とを備えることを特長とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１つにおいて、
前記薬液は酸を含むことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記酸は、少なくともリン酸を含むことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか１つにおいて、
前記薬液はアルカリを含むことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４において、
前記アルカリは、少なくとも水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムを含むことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１つにおいて、
前記ウェットエッチングは、前記窒化物半導体部に吸収される波長を有する光を照射しながら行なうことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１７】
請求項１〜１５のいずれか１つにおいて、
前記ウェットエッチングは、カソード電極を前記薬液中に浸し且つ前記カソード電極と前記窒化物半導体部との間に電圧を印加しながら行なうことを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。
【請求項１８】
ウェットエッチングに用いる薬液を入れる薬液槽と、
前記薬液槽内に設けられ、窒化物半導体基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記窒化物半導体基板又はその上に形成される窒化物半導体層に光を照射する光源とを備え、
少なくとも前記窒化物半導体基板のＶ族面と、前記薬液との接触を防ぐようになっていることを特徴とする窒化物半導体素子の製造装置。
【請求項１９】
請求項１８において、
照射される前記光は、前記窒化物半導体基板及びその上に形成された窒化物半導体層の少なくとも一方に吸収される波長を有することを特徴とする窒化物半導体素子の製造装置。
【請求項２０】
ウェットエッチングに用いる薬液を入れる薬液槽と、
前記薬液槽内に設けられ、窒化物半導体基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部に保持された前記窒化物半導体基板又はその上に形成される窒化物半導体層に電気的に接続されるカソード電極と、
前記窒化物半導体基板又は前記窒化物半導体層と、前記カソード電極との間に電圧を印加する電圧源とを備え、
少なくとも前記窒化物半導体基板のＶ族面と、前記薬液との接触を防ぐようになっていることを特徴とする窒化物半導体素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体材料を用いた半導体素子の製造方法及び該製造方法に用いる製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、窒化ガリウム（ＧａＮ）を代表とする、いわゆる窒化物半導体が注目を集めている。これは、一般式がＩｎXＧａYＡｌ1-X-YＮ （０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、Ｘ＋Ｙ≦１）で表され、III 族元素であるアルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）及びインジウム（Ｉｎ）と、Ｖ族元素である窒素（Ｎ）とからなるIII-Ｖ族窒化物系化合物半導体である。尚、組成を省略してＩｎＧａＡｌＮというように表記される場合もある。
【０００３】
例えば、光デバイスに関し、大型ディスプレイ装置及び信号機等において、窒化物半導体を用いた発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられている。また、窒化物半導体を用いたＬＥＤと蛍光体とを組み合わせた白色ＬＥＤも一部商品化されており、将来的に発光効率が改善されれば、現状の照明装置に置き換わることも期待されている。
【０００４】
また、窒化物半導体を用いた青紫色半導体レーザ装置も、非常に盛んに研究開発が行われている。青紫色半導体レーザ装置を用いると、従来のＣＤ及びＤＶＤ等の光ディスクに用いられている赤色域や赤外域の光を発光する半導体レーザ装置と比べて光ディスク上におけるスポット径を小さくすることが可能である。このことから、光ディスクの記録密度を向上させることができる。
【０００５】
また、窒化ガリウム系材料は、高絶縁破壊電界、高電界における高い飽和電子速度及びヘテロ接合における高い２次元電子ガス密度等、優れた物性を有するため、電子デバイス用材料としても有望視されている。
【０００６】
以上のような窒化物半導体を用いたデバイスを作製するためには、窒化物半導体を任意の形状に加工する技術が必要となる。一般に、窒化物半導体のエッチングにはドライエッチングが用いられている。図１０には、ＧａＮ系材料を用いた青紫色半導体レーザ装置の一例を示す（例えば、特許文献１を参照）。
【０００７】
図１０に示した青紫色半導体レーザ装置は、半導体基板１１上に、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層１２、ＩｎＧａＮからなるＭＱＷ（Multi-Quantum well）活性層１３、ｐ−ＡｌＧａＮ第１クラッド層１４が、この順に積層されている。また、ｐ−ＡｌＧａＮ第１クラッド層１４上に、ストライプ状の開口部を有するｎ−ＡｌＧａＮ電流狭窄層１５が形成され、その上にｐ−ＡｌＧａＮ第２クラッド層１６、更にその上にｐ−ＧａＮコンタクト層１７が形成されている。ここで、ｎ−ＡｌＧａＮ電流狭窄層１５に設けられた開口部は、ｐ−ＡｌＧａＮ第２クラッド層１６によって充填されている。
【０００８】
このような装置では、電流はｎ−ＡｌＧａＮ電流狭窄層１５を流れることはなく、ｎ−ＡｌＧａＮ電流狭窄層１５が一部除去されて設けられたストライプ状の開口部（ここには、ｐ−ＡｌＧａＮ第２クラッド層１６が埋め込まれている）を流れる。また、レーザ発振のための光閉じ込めは、ｎ−ＡｌＧａＮ電流狭窄層１５と、ｐ−ＡｌＧａＮ第２クラッド層１６との屈折率差によって行っている。尚、このような構造を以降、埋め込み構造と記すことにする。
【０００９】
図１０に示すような埋め込み構造の青紫色半導体レーザ装置においては、ｎ−ＡｌＧａＮ電流狭窄層１５の一部を除去してストライプ状の開口部を設ける必要がある。特許文献１には特に記載されていないが、ｎ−ＡｌＧａＮ電流狭窄層１５の一部を除去する方法として、一般的には塩素系ガスをエッチングガスとするドライエッチングが用いられる。しかし、ドライエッチングによってエッチングを行なう場合、エッチング面にダメージが生じ、半導体素子の特性劣化を招く恐れがある。特に、埋め込み構造の場合、レーザ光が導波する部分に対してドライエッチングを行なっているため、レーザ発振閾値等について大幅な劣化が見られる。
【００１０】
以上に述べたデバイスの他にも、一般には、窒化物半導体の加工はドライエッチングにより行なわれている。
【００１１】
ドライエッチング以外のエッチング方法としては、ウェットエッチングが考えられる。ウェットエッチングによると、一般に、ドライエッチングの場合に比べてエッチング面に生じるダメージは軽微である。このため、ウェットエッチングにより加工を行なって半導体素子を製造すると、半導体素子の特性劣化が軽減される。例えば埋め込み構造のレーザ装置においては、レーザ発振閾値等について、劣化の軽減が期待できる。
【００１２】
ここで、窒化物半導体素子を作製するためには、一般的に窒化物半導体のIII 族面を加工することが必要である。しかし、通常の酸又はアルカリを用いる場合、窒化物半導体のIII 族面は、ほとんどエッチングされない。
【００１３】
このような困難なウェットエッチングを可能とし、窒化物半導体のIII 族面を加工する方法としては、図１１に示す方法が報告されている。図１１において、水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液２２中に、白金（Ｐｔ）カソード電極２３と接続されたＧａＮからなる窒化物半導体基板２４が沈められている。ここで、窒化物半導体基板２４のエッチングを行なう面に対して外部から紫外線ＵＶを照射することにより、窒化物半導体基板２４のエッチングが可能となる。このようなエッチング方法を、ＰＥＣ（photoelectrochemical）エッチングと言う。また、紫外線ＵＶの照射に代えて、窒化物半導体基板２４とＰｔカソード２３との間に電圧を印加して電流を流すことによっても、窒化物半導体基板２４のエッチングが可能となる（特許文献２、非特許文献１を参照）。
【００１４】
また、エッチャントとしてＫＯＨに代えてリン酸を用いるウェットエッチングについても報告されている（非特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２００３−１４２７８０号公報
【特許文献２】特開平１０−９３１４０号公報
【非特許文献１】Appl. Phys. Lett, vol.72, No.5, 2 Fubruary 1998, p.p.560-562
【非特許文献２】Appl. Phys. Lett, vol.72, No.8, 23 Fubruary 1998, p.p.939-941
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、本願発明者が窒化物半導体のウェットエッチングによるパターニングを検討する中で、従来例と同様の方法によると、安定してエッチングを行なうことができない例が見出された。つまり、ほとんどエッチングが生じない、エッチレートが非常に遅い、又は、エッチレートの再現性が低い等の問題が生じる場合のあることが確認された。このため、従来例とは異なる結果が生じた理由を明らかにし、ウェットエッチングを安定に行なうことが課題となっている。
【００１６】
このような課題に鑑みて、本発明の目的は、従来の方法では安定したウェットエッチングを行なうことができなかった場合についてもウェットエッチングが安定化する窒化物半導体装置の製造方法と、窒化物半導体の製造装置を提供することである。尚、本明細書において、ウェットエッチングが安定化するとは、窒化物半導体に対する確実なエッチングが生じると共に、エッチレートの再現性が得られることを言うものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
前記の目的を達成するため、本願発明者は窒化物半導体に対するウェットエッチングについて検討を行なった。初めに、これについて説明する。
【００１８】
従来、サファイア基板及びＳｉＣ基板の上に形成された窒化物半導体層のエッチングは行なわれており、これが可能であることは本願発明者も確認した。しかし、窒化物半導体基板上に形成された窒化物半導体層については、例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）を含むエッチング液を用いたＰＥＣエッチングによるIII 族面の加工を試みたが、エッチングは生じなかった。図１（ａ）に、従来の方法によりエッチングを試みた後のIII 族面の光学顕微鏡写真を示す。ここでは、エッチングは全く生じていない。
【００１９】
しかし、このように窒化物半導体基板上に形成した窒化物半導体層のIII 族面に対してエッチングを試みた後、加工するべき窒化物半導体層のIII 族面ではなく、Ｖ族面に若干の荒れが発生していることが見出された。この様子は、図１（ｂ）に走査型電子顕微鏡写真として示している。エッチングを行なう前には平坦な面であったのに対し、エッチング後には、表面に凹凸が生まれている。より詳しくは、表面にファセット（６角柱状ピット）が形成されている。
【００２０】
このことについて、本願発明者は、窒化物半導体基板を用いている場合、一般にIII 族面よりも化学的な反応性の高いＶ族面において反応が優先して発生することにより、III 族面における反応が妨げられることが原因であると考える。
【００２１】
更に詳しく述べると、まず、例えばＰＥＣエッチングを行なう際には、光の照射によりエッチングの対象である窒化物半導体層中に正孔が生じ、これがエッチングに関与すると考えられている。しかし、窒化物半導体基板を用いる場合、このような正孔はIII 族面よりも反応性の高いＶ族面に移動してしまうため、III 族面ではなくＶ族面において反応が起こりやすい。このようなことが原因となって、III 族面におけるエッチングを安定して行なうことができないものと本願発明者は考えた。
【００２２】
以上の新たな知見に基づいて、窒化物半導体基板を用いて形成する窒化物半導体素子の製造方法として、Ｖ族面における反応を防ぐことにより、III 族面のエッチングを可能とすることを本願発明者は発案した。
【００２３】
具体的には、前記の目的を達成するための本発明に係る第１の窒化物半導体素子の製造方法は、窒化物半導体基板又は窒化物半導体基板とその上に形成された窒化物半導体層との積層体からなる窒化物半導体部に対し、薬液を用いてウェットエッチングを行なう工程（ａ）を備え、窒化物半導体部は、III 族面と、それとは異なる他の面とを有し、工程（ａ）において、薬液と他の面との接触を防ぐ。
【００２４】
第１の窒化物半導体素子の製造方法によると、III 族面の他の面、例えばＶ族面がウェットエッチングに用いる薬液（エッチング液）と接触するのを避けることができ、Ｖ族面等において反応が生じるのを防ぐことができる。そのため、反応はIII 族面において発生し、窒化物半導体部をIII 族面において安定にエッチングすることができる。
【００２５】
尚、工程（ａ）の前に、他の面上に被覆膜を形成する工程（ｂ）を更に備えることにより、工程（ａ）において、他の面と、薬液との接触を防ぐことが好ましい。
【００２６】
このようにすると、Ｖ族面における反応を防止し、III 族面における反応を促進してエッチングを行なうことが具体的に実現できる。ここで、被覆膜は、薬液に対して耐性を有し、容易に溶けることのない材料を用いて形成する。薬液の種類等のエッチングの条件に応じて相応しい材料は異なるが、例えば、ＳｉＯ2 膜又は金属膜等を用いることができる。
【００２７】
また、他の面は、前記窒化物半導体部のＶ族面を含むことが好ましい。
【００２８】
これにより、特に反応が生じやすくIII 族面をエッチングする妨げとなりやすいＶ族面について、反応を防ぐことができる。この結果、窒化物半導体部のIII 族面を確実にウェットエッチングにより加工することができる。具体的な例としては、一方の側（表側）が窒化物半導体層の形成されるIII 族面となっている窒化物半導体基板について、他方の側（裏側）であるＶ族面が、他の面として含まれているのがよい。このような窒化物半導体基板の裏側面は面積の広いＶ族面であるため、ここを他の面として含むことにより、顕著な効果が得られる。
【００２９】
また、他の面は、窒化物半導体部の周縁部側面を含むことが好ましい。
【００３０】
このような面についても、III 族面に比べて反応性が高いことが考えられるため、薬液との接触を防ぐことにより、III 族面のエッチングを確実に行なうことができる。
【００３１】
また、窒化物半導体部において、III 族面と同じ側にＶ族面が存在しており、他の面は、少なくともＶ族面であることが好ましい。
【００３２】
窒化物半導体基板は、種類により、一方の側にIII 族面及びＶ族面を共に有することがある。このような窒化物半導体基板を用いる場合、III 族面の占める面積がＶ族面の占める面積よりも大きい面におけるIII 族面上に窒化物半導体層を形成し、窒化物半導体素子を製造するのが普通である。この際、そのような面のIII 族面についてエッチングを行なうために、同じ面に存在するＶ族面を他の面として薬液との接触を防ぐことにより、エッチングを安定して行なうことができる。
【００３３】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第２の窒化物半導体素子の製造方法は、窒化物半導体基板又は窒化物半導体基板とその上に形成された窒化物半導体層との積層体からなる窒化物半導体部に対し、薬液を用いてウェットエッチングを行なう工程（ａ）を備え、窒化物半導体部は、III 族面と、それとは異なる他の面とを有し、工程（ａ）の前に、他の面を高抵抗化する工程（ｃ）を更に備える。
【００３４】
第２の窒化物半導体素子の製造方法によると、エッチングを行なうIII 族面とは異なる他の面を高抵抗化する処理を行なう。つまり、他の面の抵抗を、処理前よりも高くする。これにより、他の面に電流が流れる（正孔が到達する）のを抑制することができるため、III 族面において反応が生じ、III 族面の安定なエッチングを行なうことが可能となる。
【００３５】
尚、工程（ｃ）において、他の面にイオン注入を行なうことが好ましい。
【００３６】
これにより、他の面の高抵抗化を確実に行なうことができる。ここで、注入するイオン種としては、例えばホウ素イオンを用いることができる。
【００３７】
また、他の面は、窒化物半導体部のＶ族面を含むことが好ましい。更に、他の面は、窒化物半導体部の周縁部側面を含むことも好ましい。このようにすることにより、第１の窒化物半導体素子の製造方法において説明したのと同様に、III 族面におけるエッチングを確実に安定化することができる。
【００３８】
また、窒化物半導体部において、III 族面と同じ側にＶ族面が存在しており、他の面は、少なくとも前記Ｖ族面であることが好ましい。これにより、第１の窒化物半導体素子の製造方法において説明したのと同様に、窒化物半導体部の一方の側に、III 族面及びＶ族面が共に存在する場合にもIII 族面のエッチングを安定して行なうことが可能となる。
【００３９】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第３の窒化物半導体素子の製造方法は、窒化物半導体基板を用いて形成される窒化物半導体素子の製造方法であって、窒化物半導体基板上に、窒化物半導体層としてアンドープ層を形成する工程と、アンドープ層上に、他の窒化物半導体層としてドーピング層を形成する工程と、ドーピング層のIII 族面に対し、薬液を用いてウェットエッチングを行なう工程とを備える。
【００４０】
第３の窒化物半導体素子の製造方法によると、アンドープ層によって窒化物半導体基板のＶ族面に正孔が到達するのを防ぎ、Ｖ族面における反応を避けることができる。このため、ドーピング層のIII 族面において、安定したエッチングを行なうことができる。
【００４１】
尚、以上の各窒化物半導体素子の製造方法において、薬液は酸を含むことが好ましい。更に、酸は、少なくともリン酸を含むことがより好ましい。
【００４２】
また、各窒化物半導体素子の製造方法において、薬液はアルカリを含むことが好ましい。更に、アルカリは、少なくとも水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムを含むことがより好ましい。
【００４３】
以上のような薬液を用いることにより、窒化物半導体部のエッチングを確実に行なうことができる。
【００４４】
また、以上の各窒化物半導体素子の製造方法において、ウェットエッチングは、窒化物半導体部に吸収される波長を有する光を照射しながら行なうことが好ましい。
【００４５】
このようにすると、光の照射によって窒化物半導体部に正孔と電子とが生じ、このことから、III 族面とは異なる他の面における反応を防ぎながら、III 族面のエッチングを行なうことが確実にできる。
【００４６】
また、以上の各窒化物半導体素子の製造方法において、ウェットエッチングは、カソード電極を薬液中に浸し且つカソード電極と窒化物半導体部との間に電圧を印加しながら行なうことが好ましい。
【００４７】
このようにすると、III 族面とは異なる他の面における反応を防ぎながら、III 族面のエッチングを行なうことが確実にできる。
【００４８】
前記の目的を達成するため、本発明の第１の窒化物半導体素子の製造装置は、ウェットエッチングに用いる薬液を入れる薬液槽と、薬液槽内に設けられ、窒化物半導体基板を保持する基板保持部と、基板保持部に保持された窒化物半導体基板又はその上に形成される窒化物半導体層に光を照射する光源とを備え、少なくとも窒化物半導体基板のＶ族面と、薬液との接触を防ぐようになっている。
【００４９】
第１の窒化物半導体素子の製造装置によると、基板保持部に保持される窒化物半導体基板のＶ族面は、ウェットエッチングに用いる薬液とは接触しないようになっている。このため、Ｖ族面において反応が生じるのを防ぎ、III 族面のエッチングを行なうことができる。ここで、光源を用いて光を照射することにより、エッチングの進行を促進させるようになっている。
【００５０】
尚、照射される光は、窒化物半導体基板及びその上に形成された窒化物半導体層の少なくとも一方に吸収される波長を有することが好ましい。
【００５１】
これにより、窒化物半導体基板又は窒化物半導体層において正孔及び電子が確実に発生し、III 族面のエッチングを行なうことが確実にできる。
【００５２】
前記の目的を達成するため、本発明の第２の窒化物半導体素子の製造装置は、ウェットエッチングに用いる薬液を入れる薬液槽と、薬液層内に設けられ、窒化物半導体基板を保持する基板保持部と、基板保持部に保持された窒化物半導体基板又はその上に形成される窒化物半導体層に電気的に接続されるカソード電極と、窒化物半導体基板又は窒化物半導体層と、カソード電極との間に電圧を印加する電圧源とを備え、窒化物半導体基板のＶ族面と、薬液との接触を防ぐようになっている。
【００５３】
第２の窒化物半導体素子の製造装置によると、基板保持部に保持される窒化物半導体基板のＶ族面は、ウェットエッチングに用いる薬液とは接触しないようになっている。このため、Ｖ族面において反応が生じるのを防ぎ、III 族面のエッチングを安定して行なうことができる。ここで、窒化物半導体基板又は窒化物半導体層と、カソード電極との間に電圧を印加することにより、エッチングの進行を促進させるようになっている。
【発明の効果】
【００５４】
本発明の窒化物半導体素子の製造方法によると、窒化物半導体部のIII 族面をウェットエッチングする際に、III 族面よりも反応性の高い面における反応を抑制することにより、III 族面における反応を促進し、III 族面のエッチングを安定して行なうことができる。これにより、窒化物半導体基板を用いて形成される窒化物半導体素子を、ウェットエッチングの利用により歩留り良く製造することができる。
【００５５】
また、本発明の窒化物半導体の製造装置によると、少なくとも窒化物半導体基板のＶ族面とウェットエッチングに用いる薬液との接触を防ぐようになっているため、III 族面におけるエッチングを安定に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５６】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体素子の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００５７】
図２（ａ）〜（ｆ）に、本実施形態の窒化物半導体素子の具体例として、窒化物半導体レーザ装置の製造方法を示す。
【００５８】
まず、図２（ａ）に示すように、例えば径が２インチのＧａＮ基板１０１上に、ｎ−ＧａＮ層１０２を形成し、この上にｎ−Ａｌ0.06Ｇａ0.94Ｎクラッド層１０３を形成する。更にその上に、ｎ−ＧａＮガイド層１０４、ＩｎＧａＮ  ＭＱＷ活性層１０５、ｐ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎオーバーフロー抑制層１０６、ｐ−ＧａＮガイド層１０７及びｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８をこの順に形成し、図２（ａ）の積層構造を形成する。尚、これらの層は、一般にはＭＯＣＶＤ（metalorganic chemical vapor deposition）法を用いて形成する。
【００５９】
ここで、ＧａＮ基板１０１としては、その一方の面がIII 族面（具体的には、Ｇａ面）であり、他方の面がＶ族面（具体的には、Ｎ面）であるものを使用する。また、ｎ−ＧａＮ層１０２等の窒化物半導体層は、一般に行なわれているように、ＧａＮ基板１０１のIII 族面上に形成される。この結果、形成される各窒化物半導体層について、ＧａＮ基板１０１に近い側がＶ族面、ＧａＮ基板１０１に対して遠い側の面がIII 族面となる。
【００６０】
次に、図２（ｂ）に示すように、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８上に金属膜１０９を形成する。ここで、金属膜１０９にはストライプ状の開口部１０９ａを有している。また、金属膜１０９は、少なくともｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８に対してオーミック性を示す材料を含んでおり、本実施形態ではＴｉ層上にＰｔ層が積層された２層（Ｔｉ／Ｐｔ２層構造）からなる金属膜を使用している（このことについての図示は省略）。このため、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８に対してはＴｉ層が接触している。
【００６１】
また、ＧａＮ基板１０１の窒化物半導体層が形成されていない面であるＶ族面（Ｎ面）を覆うように、被覆膜１１０を形成する。被覆膜１１０は、ウェットエッチで用いる薬液に対して耐性があり、ＧａＮ基板１０１に対する密着性に優れ且つ後に容易に除去できる材料を用いて形成することが望ましく、本実施形態においては、ＳｉＯ2 膜を用いた。この他には、金属材料又は耐薬液性のワックス等を用いることも可能である。
【００６２】
この後、図２（ｃ）に示すように、金属膜１０９をマスクとして用いるウェットエッチングにより、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８にストライプ状の開口部１０８ａを形成する。この方法については後に詳しく説明するが、被覆膜１１０がＧａＮ基板１０１のＶ族面を覆っていることから該Ｖ族面にはエッチングに用いる薬液が接触しない。この結果として、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８を安定して（III 族面の側から）エッチングすることが可能になっている。
【００６３】
次に、金属膜１０９及び被覆膜１１０を除去する。更に、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８及びｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８がエッチングされて露出したｐ−ＧａＮガイド層１０７上に、ｐ型ＧａＮ第２ガイド層１１１を形成する。更にこの上にｐ型クラッド層１１２及びｐ型コンタクト層１１３をこの順に形成する。
【００６４】
ここで、ｐ型ＧａＮ第２ガイド層１１１は、開口部１０８ａの側壁を覆い、開口部１０８ａ上方に凹部を有するように形成されている。これにより、ｐ型ＧａＮ第２ガイド層１１１上に形成されるｐ型クラッド層１１２は、該凹部を充填し且つｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８には接触しないように形成されている。以上の様子は、図２（ｄ）に示されている。
【００６５】
次に、窒素雰囲気中において７８０℃で且つ２０分の活性化アニールを行ない、ｐ型層をより低抵抗化する。ここで、ｐ型層としては、例えばｐ型クラッド層１１２及びｐ型コンタクト層１１３があるが、これらに限るものではない。また、アニールの条件についても一例を示すものであり、前記には限られない。
【００６６】
次に、図２（ｅ）に示すように、ｐ型コンタクト層１１３上に、ｐ型電極１１４を形成する。ｐ型電極は、Ｎｉ又はＰｄを含む多層膜として形成するのが好ましい。
【００６７】
この後、ＧａＮ基板１０１のＶ族面に対して研磨を行なってＧａＮ基板１０１を薄膜化し、研磨した面にｎ型電極１１５を形成する。この様子を図２（ｆ）に示す。ここで、ｎ型電極１１５は、Ｔｉ又はＶを含む多層膜とするのが好ましい。
【００６８】
続いて、１チップ毎に切断して分離することにより、窒化物半導体材料による青紫色レーザ素子が作成される。尚、ＩｎＧａＮ  ＭＱＷ活性層１０５からは、波長４０５ｎｍの光が出射されることになる。
【００６９】
次に、本実施形態における要点となる窒化物半導体層のウェットエッチング方法について説明する。具体的には、図３（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８のエッチングを行ないストライプ状の開口１０８ａを形成する方法について詳しく説明する。
【００７０】
ウェットエッチングを行なう際の様子を図３（ａ）に示している。ここでは、図２（ｂ）に示す、金属膜１０９及び被覆膜１１０が形成された積層構造体をアルカリ溶液１５１に浸している。また、該積層構造体に対し、ＵＶ（紫外線）照射を行なう。これにより、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８に対してもＵＶ照射が行なわれ、ＵＶが吸収されて、電子・正孔対が生成される。
【００７１】
生成した電子・正孔対のうちの電子は、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８から金属膜１０９を通してアルカリ溶液１５１中に放出される。この際、本実施形態においては金属膜１０９がＴｉ／Ｐｔの２層構造となっていることから、Ｐｔ層がカソード電極として機能する。金属膜１０９として、Ｐｔ、Ａｇ又はＡｕ等のカソード電極の機能を果たす金属からなる層を形成しない場合には、金属膜１０９に電気的に接続されたカソード電極を別個に設ければよい。
【００７２】
また、生成した電子・正孔対のうちの正孔は、アルカリ溶液１５１中のＯＨ−基と共に窒化物半導体層のエッチングに寄与する。本実施形態においては、ＧａＮ基板１０１の裏面、つまり窒化物半導体層の形成されていない面（ここではＶ族面、より具体的にはＮ面である）を覆う被覆膜１１０が形成されている。これによって、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８のエッチングが可能となり、また、エッチングが安定化する。以下、これについて説明する。
【００７３】
図３（ｂ）に、被覆膜１１０を用いない従来のウェットエッチング方法を模式的に示す。ここでは、図２（ｂ）の積層構造体から被覆膜１１０を除いた構造体に対してウェットエッチングを行なう場合を示している。但し、図を簡単にするため、図２（ｂ）におけるｎ−ＧａＮ層１０２からｐ−ＧａＮガイド層１０７までの積層構造は窒化物半導体層１５２として示し、その上にｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８、更にその上にストライプ状の開口１０９ａを有する金属膜１０９が形成されているものとして示している。また、エッチング液等は省略している。
【００７４】
前記のように、ＵＶ照射により生じた正孔は窒化物半導体のエッチングに寄与する。しかし、被覆膜１１０が形成されていない従来の場合、一般にIII 族面よりも反応性の高いＶ族面である窒化物半導体基板１０１の裏面に正孔が移動し、Ｖ族面におけるエッチング等の反応に消費される。このため、図１（ｂ）に示すように、裏面において反応が生じる。
【００７５】
以上の結果、被覆膜１１０が存在しない場合、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８のエッチングに寄与する正孔が減少し、部分的に又は全面においてエッチングが生じなくなる。つまり、開口部１０８ａを安定に形成することができず、製造の信頼性及び歩留りが低下していた。
【００７６】
これに対し、本実施形態の場合、図３（ｃ）にも示すように、ＧａＮ基板１０１のＶ族面である裏面は被覆膜１１０によって覆われている。このため、ＵＶ照射により生じた正孔によってＧａＮ基板１０１の裏面において反応が生じることは防がれている。この結果、正孔は、主にｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８における反応に寄与する。つまり、金属膜１０９に設けられた開口部１０９ａによりアルカリ溶液１５１と接しているｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８の表面（III 族面）において、エッチングが安定に生じる。これにより、図２（ｃ）に示すように、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８にストライプ状の開口１０８ａを安定に高い信頼性をもって形成することができる。
【００７７】
以上のようにして、窒化物半導体層のIII 族面に対してウェットエッチングが行なわれたことが、図４に示す光学顕微鏡写真によって確認できる。ここでは、ストライプ状にエッチングが行なわれている。
【００７８】
尚、ＧａＮ基板１０１の裏面の他に、ウェハ周縁の側面部についてもIII 族面に比べて反応性が良いため、ＵＶ照射によって生じた正孔が到達し、該側面において反応が生じることも考えられる。これにより、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８のエッチングに寄与する正孔が減少することになる。
【００７９】
そこで、図３（ｃ）においては一方の側面にのみ示しているように、製造中の窒化物半導体素子の側面についても被覆膜１１０ｂを形成し、側面における正孔の消費を防止することも望ましい。これにより、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８のエッチングを更に安定に行なうことができる。この効果は、ウェハ周縁に近傍において顕著であり、歩留りの向上等に寄与することになる。当然ながら、図３（ｃ）のように一部の側面のみ覆うよりも、側面を全て被覆膜１１０ｂで覆ってエッチングを行なう方が更に良い。
【００８０】
また、本実施例においてはアルカリ溶液としてＫＯＨ溶液を用いたが、ＫＯＨ溶液以外にはＮａＯＨなどでも良い。更に、アルカリ溶液に代えて、酸を用いることも可能であり、この場合はリン酸を主成分とする酸とすることが好ましい。
【００８１】
以上に説明したウェットエッチング方法を含む製造方法を用いると、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８を安定してエッチングすることが可能であるので、歩留良く青紫色レーザを作製することが可能である。
【００８２】
また、本実施形態は、半導体レーザ制作におけるｎ型窒化物半導体層のエッチングを例として説明した。しかし、ｐ型窒化物半導体層のエッチングについても同様に効果がある。ただし、ｐ型窒化物半導体層のエッチングを行なう場合には、ＵＶ照射に代えて、窒化物半導体層とアルカリ溶液１５１に浸したカソード電極との間に電圧を印加することが必要となる。
【００８３】
また、本実施形態においては、ＧａＮ基板１０１上に形成された窒化物半導体層であるｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８のウェットエッチングを例として説明した。しかし、窒化物半導体基板であるＧａＮ基板１０１自体をエッチングする場合にも、同様の効果を得ることができる。
【００８４】
更に、デバイスの種類としては当然ながら半導体レーザ素子には限られず、その他の光デバイス又は電子デバイスにおいても同様の効果が得られる。
【００８５】
（第１の実施形態の変形例）
次に、第１の実施形態についての変形例を説明する。
【００８６】
第１の実施形態においては、ＧａＮ基板１０１としては、その一方の面がIII 族面、他方の面がＶ族面となるように製造されたものを使用した。また、III 族面である側の面の上に、各窒化物半導体層を形成した。
【００８７】
これに対し、ＧａＮ基板の製造方法によっては、ＧａＮ基板の片側に、表面が、エッチングを行なうIII 族面である領域（III 族面領域）及びＶ族面である領域（Ｖ族面領域）が共に存在する構造となっている場合もある。図５（ａ）に、そのようなＧａＮ基板２０１を例示する。ここでは、一方の面Ａにおいて、５０％以上の面積を占める平坦なIII 族面領域２０６と、５０％未満の面積を占める凹状のＶ族面領域２０７とが存在する。また、他方の面Ｂにおいては、５０％未満の面積を占める凸状のIII 族面領域２０８と、５０％以上の面積を占める平坦なＶ族面領域２０９とが存在する。このようなＧａＮ基板２０１を用いる場合、一般に、窒化物半導体素子は、平坦で且つ５０％以上の面積を占めるIII 族面領域２０６上に形成する。
【００８８】
以下、このようなＧａＮ基板２０１を用いる場合のエッチング方法について説明する。
【００８９】
まず、図５（ｂ）に示すように、ＧａＮ基板２０１におけるIII 族面領域２０６が５０％以上の面積を占める面である面Ａ上に、窒化物半導体層２１０を形成する。この際、III 族面領域２０６上方においては、窒化物半導体層２１０の表面はIII 族面となる。これに対し、Ｖ族面領域２０７上方おいては、表面がＶ族面であるＶ族面上半導体層２１０ａとなる。但し、III 族面領域２０６とＶ族面領域２０７との境界及び窒化物半導体層２１０とＶ族面上半導体層２１０ａとの境界が正確に対応した位置になるとは限らない。
【００９０】
次に、図５（ｃ）に示すように、開口部を有する金属膜２１９を窒化物半導体層２１０上に形成する。この際、Ｖ族面上半導体層２１０ａについても、金属膜２１９によって被覆するようにする。ただし、金属膜２１９によってＶ族面上半導体層２１０ａを被覆するのに代えて、Ｖ族面上半導体層２１０ａ上を被覆する保護膜を金属膜２１９とは別に形成することにしても良い。
【００９１】
次に、図５（ｄ）に示すように、Ｖ族面領域２０９が５０％以上の面積を占めている他方の面Ｂを被覆する保護膜２２０を形成する。これにより、面Ｂにおいては、III 族面領域２０８及びＶ族面領域２０９が共に保護膜２２０によって被覆されることになる。
【００９２】
この後、第１の実施形態の場合と同様に、例えば図３（ａ）に示すようにして、ウェットエッチングを行なう。この際、例えばアルカリ溶液等のエッチング液を用い、ＵＶ照射又は電圧の印加を行なうことについても、第１の実施形態の場合と同様である。
【００９３】
ここで、表面がＶ族面であるＶ族面上半導体層２１０ａは、表面がIII 族面である窒化物半導体層２１０に比べて反応性が高い。このため、Ｖ族面上半導体層２１０ａを被覆せずにウェットエッチングを行なうと、Ｖ族面上半導体層２１０ａにおいて正孔が消費され、本来エッチングを行なうべき表面がIII 族面である窒化物半導体層２１０のエッチングが不安定になる。
【００９４】
これに対し、本変形例においては、Ｖ族面上半導体層２１０ａの表面についても被覆を行なった上でウェットエッチングを行なうため、表面がIII 族面である窒化物半導体層２１０のエッチングを安定して行なうことができる。この結果、窒化物半導体レーザ素子等のデバイスを安定して製造することができ、歩留り及び信頼性等が向上する。
【００９５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る窒化物半導体素子（具体的には、窒化物半導体レーザ素子）の製造方法について、図面を参照して説明する。
【００９６】
まず、図６（ａ）には、製造途中の窒化物半導体素子が示されている。これは、図２（ａ）に示すものと同様に、ＧａＮ基板１０１上に窒化物半導体層をｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８まで形成した状態である。詳しい説明は図２（ａ）と同じ符号を付すことによって省略するが、第１の実施形態と同様にして形成すればよい。
【００９７】
次に、図６（ｂ）に示すように、ＧａＮ基板１０１における窒化物半導体層が形成されていない側の面（Ｖ族面である裏面）に、高抵抗層２３０を形成する。このような高抵抗層を形成する一般的な方法としてはイオン注入があり、ＧａＮ基板１０１の裏面に対してホウ素等のイオンを注入することにより、ＧａＮ基板１０１の裏側の表層の一部を高抵抗層２３０とすることができる。
【００９８】
続いて、第１の実施形態と同様に、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８上に金属マスク１０９を形成し、ウェットエッチングを行なう。これについても第１の実施形態と同様であり、アルカリ溶液等のエッチング液に浸してＵＶ照射を行なう。
【００９９】
本実施形態のウェットエッチング方法の場合、被覆膜１１０を形成していた第１の実施形態の方法とは異なり、Ｖ族面である高抵抗層２３０の表面は、エッチング液とは接触している。しかし、高抵抗層２３０が高抵抗であることから、ＵＶ照射により生じる正孔は高抵抗層２３０の表面に到達することができない。この結果として、正孔がＶ族面において消費されるのを防ぎ、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８のエッチングを安定して行うことが可能となる。
【０１００】
この後は、第１の実施形態と同様の工程により、窒化物半導体素子を製造することができる。ここで、高抵抗層２３０の厚さは例えば数μｍであり、ＧａＮ基板１０１の裏面を研磨する工程によって除去される。このため、第１の実施形態と同様の裏面に電極を配置する構成のデバイスを支障なく製造することができる。
【０１０１】
尚、本実施形態において、高抵抗とは、イオン注入等の高抵抗化の処理を行なう前に比べて抵抗が高いことを意味している。正孔がＶ族面に到達するのを抑制することが可能である程度に高い抵抗になっていれば、III 族面のエッチングを安定化する効果が実現する。また、高抵抗層２３０の厚さについても、前記のように例えば数μｍであるが、正孔がＶ族面に到達するのを抑制するために必要なだけの厚さがあれば良いのであり、特に限定されるものではない。
【０１０２】
尚、本実施形態では導電性である窒化物半導体基板を用い、窒化物半導体層を形成した後に窒化物半導体基板の裏面を高抵抗化した。しかし、元々高抵抗である部分を有する窒化物半導体基板を用いることにより、イオン注入による高抵抗層の形成工程を設けることなく同様の効果を得ることも可能である。また、導電性の窒化物半導体基板を用い、窒化物半導体層を形成する前に高抵抗化を行なうことにしても良い。この場合、III 族面及びＶ族面のどちらの面に高抵抗層を形成しても良い。但し、窒化物半導体層を形成するのと反対側の面となるＶ族面の側に高抵抗層を設けると、後に研磨によって除去することが可能であるため、そのようにすることが望ましい。
【０１０３】
更に、第１の実施形態の変形例に示したような、片側にIII 族面領域及びＶ族面領域を共に有する窒化物半導体基板の場合にも、Ｖ族面領域について高抵抗化を行なうことにより、安定したIII 族面領域のエッチングが可能となる。
【０１０４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る窒化物半導体素子（窒化物半導体レーザ素子）ついて、図面を参照して説明する。
【０１０５】
まず、図７（ａ）に示すように、第１の実施形態の場合と同様のＧａＮ基板１０１を準備し、そのIII 族面である側の面上に、アンドープＧａＮ層２４０を形成する。ここで、アンドープであるため、アンドープＧａＮ層２４０は絶縁性である。
【０１０６】
次に、図７（ｂ）に示すように、アンドープＧａＮ層２４０上にｎ−ＧａＮ層１０２、その上にｎ−Ａｌ0.06Ｇａ0.94Ｎクラッド層１０３、その上にｎ−ＧａＮガイド層１０４、その上にＩｎＧａＮ  ＭＱＷ活性層１０５、その上にｐ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎオーバーフロー抑制層１０６、その上にｐ−ＧａＮガイド層１０７及びその上にｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８をそれぞれ順に形成する。更に、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８上に、ストライプ状の開口１０９ａを有する金属膜１０９を形成する。これらは、第１の実施形態において形成したのと同様にして形成すればよい。言い換えると、第３の実施形態におけるここまでの工程は、第１の実施形態において、ＧａＮ基板１０１上にｎ−ＧａＮ層１０２層を形成する工程の前に、ＧａＮ基板１０１上にアンドープＧａＮ層２４０を形成する工程を更に備えており、ｎ−ＧａＮ層１０２層はアンドープＧａＮ層２４０の上に形成するようになっている工程である。
【０１０７】
続いて、図７（ｃ）に示すように、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８のウェットエッチングを行ない、開口部１０８ａを形成する。これは、図７（ｂ）に示す構造体をアルカリ溶液等のエッチング液に浸し、ＵＶ照射を行なうことによって実現する。
【０１０８】
このようにすると、ＵＶ照射によって生じた正孔は、アンドープＧａＮ層２４０に阻まれるためにＧａＮ基板１０１には到達することが無く、ＧａＮ基板１０１のＶ族面において消費されるのは防がれている。この結果として、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８が安定してエッチングされ、窒化物半導体素子の安定で且つ歩留りの良い製造が可能となる。
【０１０９】
このようなウェットエッチングの後、図７（ｄ）に示すように、金属膜１０９を除去した後、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８及びｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８がエッチングされて露出したｐ−ＧａＮガイド層１０７上に、ｐ型ＧａＮ第２ガイド層１１１を形成する。更にこの上にｐ型クラッド層１１２及びｐ型コンタクト層１１３をこの順に形成する。これらについても、第１の実施形態の場合と同様に行なうことができる。
【０１１０】
次に、窒素雰囲気中において、例えば７８０℃で且つ２０分の活性化アニールを行ない、ｐ型層をより低抵抗化する。
【０１１１】
続いて、図７（ｅ）に示すように、ｐ型コンタクト層１１３上に、ｐ型電極１１４を形成する。ｐ型電極１１４は、Ｎｉ又はＰｄを含む多層膜として形成することが好ましい。
【０１１２】
この後、図７（ｆ）に示すように、ｐ型コンタクト層１１３、ｐ型クラッド層１１２、ｐ型ＧａＮ第２ガイド層１１１、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８、ｐ−ＧａＮガイド層１０７、ｐ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎオーバーフロー抑制層１０６、ＩｎＧａＮ  ＭＱＷ活性層１０５、ｎ−ＧａＮガイド層１０４及びｎ−Ａｌ0.06Ｇａ0.94Ｎクラッド層１０３について、エッチングにより除去し、ｎ−ＧａＮ層１０２を露出させる。この際のエッチングとしては、例えば塩素系ガスを用いたドライエッチングによって行なう。
【０１１３】
次に、図７（ｇ）に示すように、露出したｎ−ＧａＮ層１０２上に、ｎ型電極１１５を形成する。これは、Ｔｉ又はＶを含む多層膜として形成するのが好ましい。
【０１１４】
最後に、ＧａＮ基板１０１の裏面（Ｖ族面の側の面）について研磨を行なうことによりＧａＮ基板１０１を薄膜化した後、チップ分離を行なうと、窒化物半導体材料により青紫色レーザーが製造される。
【０１１５】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態に係る窒化物半導体素子（窒化物半導体レーザ素子）の製造方法及び窒化物半導体素子の製造装置について、図面を参照して説明する。
【０１１６】
まず、第１の実施形態において説明したのと同様にして、図２（ａ）に示す積層構造を形成する。つまり、ＧａＮ基板１０１上に、ｎ−ＧａＮ層１０２からｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８までの各層を形成する。更に、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８上に、開口部１０９ａを有する金属膜１０９を形成する。
【０１１７】
次に、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８に対するウェットエッチングを行ない、金属膜１０９が有する開口部１０９ａに対応する領域に開口部１０８ａを形成する。このためには、アルカリ溶液等のエッチング液に浸し、ＵＶ照射を行なう。
【０１１８】
この際、ＧａＮ基板１０１のＶ族面と、エッチング液とが接触するのを防ぎながらウェットエッチングを行なう。このためには、例えば、図８に示したような装置を用いる。以下、図８に示す装置を説明する。
【０１１９】
図８に示す窒化物半導体素子の製造装置（更に具体的には、エッチング装置）は、アルカリ溶液等のエッチング液３０１を入れる薬液槽３０２を備え、エッチング液３０１中に窒化物半導体基板３０３を設置するための基板固定台３０４が設けられている。基板固定台３０２上にはＯリング３０５が備えられ、また、基板固定台３０２には孔３０６と、孔３０６を通じて真空引きを行なうことのできる真空ポンプ３０７が設けられている。
【０１２０】
このような構成の装置を用い、まず、Ｏリング３０５上に窒化物半導体基板３０３を固定し、真空ポンプ３０７を動作する。このようにすると、この後、薬液槽３０２にエッチング液３０１を入れた場合にも窒化物半導体基板３０３の裏面（基板固定台３０２の側の面）にエッチング液３０１が触れるのを防ぐことができる。尚、エッチングはIII 族面に対して行なうのであるから、窒化物半導体基板３０３は、III 族面がエッチング液３０１に触れるように固定しておく。
【０１２１】
このような状態において、ＵＶ光源３０８を用いてＵＶ照射を行なうと、窒化物半導体基板３０３のＶ族面とエッチング液３０１とは接触していないため、生じた正孔がＶ族面において消費されるのは防がれており、この結果としてIII 族面において安定してウェットエッチングが行なわれる。尚、ＵＶ光源３０８は、窒化物半導体基板３０３に吸収される波長の光を照射する。
【０１２２】
ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８のエッチングにより開口部を形成した後は、図２（ｄ）〜（ｆ）に示す第１の実施形態と同様の工程により、窒化物半導体レーザ素子を製造する。
【０１２３】
以上のような方法により、ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層１０８の安定して信頼性の高いエッチングが可能であるため、青紫色レーザー素子の製造歩留りが向上する。
【０１２４】
尚、ここではｎ型の窒化物半導体層をエッチングする場合を説明したが、ｐ型の窒化物半導体層をエッチングことも可能である。但し、この場合には、例えば図９に示す装置を用いる。
【０１２５】
図８に示す装置と比較して図９の装置が異なっている点は、図９の装置はＵＶ光源３０８を備えておらず、その代わりに、カソード電極３０９及び電圧源３１０を備えていることである。エッチングを行なうとき、電圧源３１０を用いて窒化物半導体基板３０３とカソード電極３０９との間に電圧を印加する。このようにして、先に説明したｎ型窒化物半導体層のエッチングと同様に、エッチング液３０１と接触していないことからＶ族面における正孔の消費が防止されており、この結果、III 族面におけるエッチングが安定して行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】図１（ａ）及び（ｂ）は、本願発明者が見出した、従来の方法によるウェットエッチングによっては窒化物半導体層のIII 族面はエッチングされないことを示す光学顕微鏡写真及びＶ族面において反応が生じ、ファセットが形成されていることを示すＳＥＭ写真である。
【図２】図２（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第１の実施形態に係る窒化物半導体素子の製造方法を説明するための各工程の断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第１の実施形態におけるエッチングの方法を説明する図、（ｂ）は、従来のエッチング方法によってはIII 族面のエッチングが困難であった理由を説明する図、（ｃ）は、本実施形態の方法によりIII 族面の安定したエッチングが可能である理由を説明する図である。
【図４】図４は、第１の実施形態におけるエッチングの方法により、窒化物半導体層のIII 族面に対するエッチングが行なわれたことを示す光学顕微鏡写真である。
【図５】図５（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１の実施形態の変形例に係る窒化物半導体層のエッチング方法を説明する図である。
【図６】図６（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る窒化物半導体層のエッチング方法を説明するための図である。
【図７】図７（ａ）〜（ｇ）は、本発明の第３の実施形態に係る窒化物半導体層のエッチング方法を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明の第３の実施形態に係る窒化物半導体層のエッチング装置の一例を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施形態に係る窒化物半導体層のエッチング装置の別の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、ＧａＮ系材料を用いた従来の青紫色半導体レーザ装置の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、従来の窒化物半導体素子のエッチング方法であるＰＥＣエッチングについて説明するための図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１０１      ＧａＮ基板
１０２      ｎ−ＧａＮ層
１０３      ｎ−Ａｌ0.06Ｇａ0.94Ｎクラッド層
１０４      ｎ−ＧａＮガイド層
１０５      ＩｎＧａＮ  ＭＱＷ活性層
１０６      ｐ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎオーバーフロー抑制層
１０７      ｐ−ＧａＮガイド層
１０８      ｎ−Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎ電流狭窄層
１０８ａ    開口部
１０９      金属膜
１０９ａ    開口部
１１０      被覆膜
１１１      ｐ型ＧａＮ第２ガイド層
１１２      ｐ型クラッド層
１１３      ｐ型コンタクト層
１１４      ｐ型電極
１１５      ｎ型電極
１５１      アルカリ溶液
１５２      窒化物半導体層
２０１      ＧａＮ基板
２０６      平坦なIII 族面領域
２０７      凹状のＶ族面領域
２０８      凸状のIII 族面領域
２０９      平坦なＶ族面領域
２１０      窒化物半導体層
２１０ａ    Ｖ族面上半導体層
２１９      金属膜
２２０      保護膜
２３０      高抵抗層
２４０      アンドープＧａＮ層
３０１      エッチング液
３０２      薬液槽
３０３      窒化物半導体基板
３０４      基板固定台
３０５      Ｏリング
３０６      孔
３０７      真空ポンプ
３０８      ＵＶ光源
３０９      カソード電極
３１０      電圧源
【図２】
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【図３】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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【図４】
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