(57)【要約】【課題】半導体素子の分割位置を高い精度で制御できる半導体発光素子の製造方法及び良好な共振器面が形成された半導体発光素子を提供する。【解決手段】半導体ウエハＷｈ１の一主面側に、凹溝４０と交差するとともに、凹溝４０よりも深い第１補助溝４１を分割予定位置Ｘａ上に形成し、凹溝４０よりも浅い第２補助溝４２を分割予定位置Ｘａ上に形成した半導体ウエハＷｈを分割予定位置Ｘａで劈開する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面に半導体層を備えるとともに、前記一主面に形成された第１の方向に延びる凹溝を有する半導体ウエハを前記第１の方向に分割することで半導体発光素子を製造する製造方法であって、
前記半導体ウエハの前記一主面側に、前記凹溝と交差するとともに、当該凹溝よりも深い第１補助溝を分割予定位置上に形成する第１補助溝形成工程と、
前記半導体ウエハの前記一主面側に、前記凹溝と交差するとともに、当該凹溝よりも浅い第２補助溝を前記分割予定位置上に形成する第２補助溝形成工程と、
前記半導体ウエハを前記分割予定位置で劈開する分割工程とを有することを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１補助溝形成工程の後、第２補助溝形成工程を行う請求項１に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記第１補助溝製造工程は、複数個の第１補助溝を前記第２方向に配列して形成し、少なくとも一つの前記第１補助溝が前記凹溝と交差するように前記第１補助溝を形成する請求項１又は請求項２に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１補助溝形成工程は、前記凹溝と交差する前記第１補助溝の前記第２方向の長さが、前記凹溝の前記第２方向の幅よりも長くなるように前記第１補助溝を形成する請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項５】
前記第１補助溝形成工程は、前記第１補助溝の前記第２方向の両先端部を、平面視において、先鋭形状に形成する請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法
【請求項６】
前記第１補助溝は、平面視六角形状であり、前記六角形の対向する頂点が前記分割予定位置と重なっている請求項５に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記第１補助溝は、平面視台形状であり、前記台形の下底が前記分割予定位置と重なっている請求項５に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記第２補助溝形成工程において、前記第１補助溝の上に、該第１補助溝より長い第２補助溝を形成する請求項２から請求項７のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記第２補助溝形成工程の後に、前記半導体ウエハの一主面側に、端部が前記半導体ウエハの辺縁部に到達し、前記凹溝より浅い、第３補助溝を形成する第３補助溝形成工程を備える、請求項１から請求項８のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記分割工程において、前記第３補助溝から反対側の方向へ向かって、仰角に傾けられたブレーク刃を用いて、前記半導体ウエハの分割を行う請求項９に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の製造方法で製造されたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１２】
前記半導体発光素子が、前記半導体層内に前記第１の方向に延びる光導波路を備えた半導体レーザ素子である請求項１１に記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記半導体発光素子が、窒化物半導体基板に窒化物半導体層を形成した窒化物半導体発光素子である請求項１１または請求項１２に記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ素子等の半導体発光素子の構造及びその半導体発光素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ストライプ状の光導波路が形成された半導体層を備えた窒化物系半導体レーザ素子がレーザ光源として用いられている。この窒化物半導体層を備えた半導体レーザ素子を、特性を維持しながら、再現性よく製造する方法として、劈開にて共振器面を形成する方法がとられている。共振器面を劈開により形成する場合、基板の結晶性に依存するので、その平坦性が問題となることがある。
【０００３】
このような平坦性の問題を解消するため、例えば、特許文献１では、素子構造の途中に達する深さの第１の補助溝と、前記第１の補助溝よりも幅が広く、基板に達する深さの第２の補助溝との、深さの異なる２種の補助溝を形成する手法が提案されている。この手法において、２種の補助溝の長さは、第２の補助溝より第１補助溝の方が長くなっている。
【０００４】
このように構成することで、第２の補助溝が幅広な溝幅であることから、分割、劈開の方向の傾き若しくはそれらの位置のズレに広く対応できる。分割、劈開の方向の傾きもしくはそれらの位置のズレが第２の補助溝による矯正により、第１の補助溝で矯正可能な範囲に導入される。そして、第１の補助溝により細かな分割、劈開の方向の傾き若しくはその位置ズレの矯正を可能とする。よって高い精度の分割を実現できる。
【０００５】
また、特許文献２では、ｎ型ＧａＮからなる基板と、基板上に形成され、光導波路を構成するリッジ部が形成された窒化物半導体層を備えたＧａＮ系半導体レーザチップ（半導体レーザ素子）において、リッジ部を半導体層の中央部から一方側によった領域に形成する。そしてリッジ部と反対側の領域には、リッジ部の延びる方向と平行に延びる、溝部を半導体層側から形成している。またリッジ部の端面の延長線上に、溝部の延びる方向と交差する方向に延びる劈開導入用段差を、半導体層側から形成している。このように溝を形成し、劈開導入用段差を用いて劈開する手法が提案されている（例えば、特許文献２）。
【０００６】
一般的に、半導体レーザ素子では、半導体層形成時にＧａＮ層が有する格子定数とＡｌＧａＮ層が有する格子定数との差に起因して、光導波路の延びる方向および、この方向と直交する方向にそれぞれ引張り応力が発生する。これに起因して、リッジ部近傍において、マイクロクラックが光導波路の延びる方向に段差を生じながら半導体レーザの幅方向に形成される場合がある。この場合、劈開がマイクロクラックを起点としておきるため、良好な劈開を行えないという課題があった。上記特許文献２のように、前記リッジ部と平行に延びるように形成された第１の領域（溝）における半導体層の厚みは、第１の領域以外の領域における半導体層の厚みよりも小さくなる。
【０００７】
半導体層は、第１の領域を中心として第１の領域の延びる方向と交差する第２の方向（半導体レーザ素子の幅方向）に分断されるので、半導体層形成時の基板と半導体層との格子定数差に起因して光導波路の延びる方向に発生する引張応力に比べ、第２の方向（半導体レーザ素子の幅方向）に発生する引張応力を小さくすることができる。この結果、第１の領域に自発的に生じるマイクロクラックが、光導波路の延びる方向に段差を生じながら形成されるのを抑制でき、良好な劈開が行える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１１７４９４号公報
【特許文献２】特開２００９−２００４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
窒化物半導体発光素子では、窒化物半導体基板上に窒化物半導体層を成長させる際に、窒化物半導体基板と窒化物半導体層との間の格子定数差や熱膨張係数差などに起因して窒化物半導体層に歪みが生じ、この歪みによって、窒化物半導体層にクラックが発生する。この窒化物半導体発光素子を分割する際、分割面がこのクラックに牽引され、分割予定位置から外れてしまう問題がある。これは前記特許文献１のような二種の分割補助溝を用いた構成であっても、前記分割面が前記クラックに牽引されるので、前記分割面が分割予定位置から外れるのを回避するのは困難である。
【００１０】
また、特許文献２では、上述のクラックを防止するために、窒化物半導体基板に掘り込み領域を形成し、掘り込み領域上の窒化物半導体層表面に窪みを形成している。しかしながら、クラック防止溝を形成した窒化物半導体基板と窒化物半導体層を、１種類の深さの補助溝のみによって分割予定位置で分割することは困難である。特許文献２においては、分割補助溝が基板にまで達する実施例と達しない実施例がある。しかしどちらも分割補助溝がクラック防止溝より深く形成されており、このように構成すると窒化物半導体素子の厚み方向において、様々な位置から亀裂が発生しやすくなり、分割位置を制御することが困難になる問題がある。また劈開端面が、どちらかに凹んだ形状になりやすく、良好な共振器ミラーを形成することが困難である。
【００１１】
そこで本発明は、上記のような課題を解決するため、半導体素子の分割位置を高い精度で制御できる半導体発光素子の製造方法及び良好な共振器面が形成された半導体発光素子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】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、一主面に半導体層を備えるとともに、前記一主面に形成された第１の方向に延びる凹溝を有する半導体ウエハを前記第１の方向に分割することで半導体発光素子を製造する製造方法であって、前記半導体ウエハの前記一主面側に、前記凹溝と交差するとともに、当該凹溝よりも深い第１補助溝を分割予定位置上に形成する第１補助溝形成工程と、前記半導体ウエハの前記一主面側に、前記凹溝と交差するとともに、当該凹溝よりも浅い第２補助溝を前記分割予定位置上に形成する第２補助溝形成工程と、前記半導体ウエハを前記分割予定位置で劈開する分割工程とを有することを特徴とする。
【００１３】
この構成によると、劈開時発生する亀裂が分割予定位置からずれるのを防ぐことができる。また、前記第１補助溝を前記凹溝よりも深く形成していることで、前記凹溝に形成されている半導体層の窪みにより応力がばらつき、亀裂がずれるのを抑制することができる。さらに、異なる深さの２種の補助溝を用いることで、補助溝の底面までを段階的に浅くすることができ、これにより亀裂の伝播を安定させることができる。
【００１４】
以上のことより、一主面に半導体層が形成されているとともに、凹溝を備えた半導体ウエハの分割位置を高精度に制御することができる。これにより、分割により形成される半導体発光素子は良好な劈開面を得ることができる。
【００１５】
上記構成において、前記第１補助溝形成工程の後、第２補助溝形成工程を行うようにすることができる。これにより、第１補助溝形成工程時に第２補助溝の第１補助溝との接触部が溶解されて、変形、消失することを抑制することができる。
【００１６】
上記構成において、前記第１補助溝製造工程は、複数個の第１補助溝を前記第２方向に配列して形成し、少なくとも一つの前記第１補助溝が前記凹溝と交差するように前記第１補助溝を形成してもよい。
【００１７】
上記構成において、前記第１補助溝形成工程は、前記凹溝と交差する前記第１補助溝の前記第２方向の長さが、前記凹溝の前記第２方向の幅よりも長くなるように前記第１補助溝を形成してもよい。
【００１８】
上記構成において、前記第１補助溝形成工程は、前記第１補助溝の前記第２方向の両先端部を、平面視において、先鋭形状に形成してもよい。このとき、前記第１補助溝として、平面視六角形状であり、前記六角形の対向する頂点が前記分割予定位置と重なっているもの、或いは、平面視台形状であり、前記台形の下底が前記分割予定位置と重なっているものを挙げることができる。
【００１９】
上記構成において、前記第２補助溝形成工程において、前記第１補助溝の上に、該第１補助溝より長い第２補助溝を形成してもよい。
【００２０】
上記構成において、前記第２補助溝形成工程の後に、前記半導体ウエハの一主面側に、端部が前記半導体ウエハの辺縁部に到達し、前記凹溝より浅い、第３補助溝を形成する第３補助溝形成工程を備えていてもよい。
【００２１】
上記構成において、前記分割工程は、前記第３補助溝から反対側の方向へ向かって、仰角に傾けられたブレーク刃を用いて、前記半導体ウエハの分割を行ってもよい。
【００２２】
上記構成において、前記半導体発光素子として、前記半導体層内に前記第１の方向に延びる光導波路を備えた半導体レーザ素子を挙げることができる。さらに、前記半導体発光素子として、ＬＥＤ素子等も挙げることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、半導体素子の分割位置を高い精度で制御できる半導体発光素子の製造方法を提供することができる。特に、｛２０２−１｝、｛１０−１１｝、 ｛１０−１２｝、 ｛１１−２２｝ などの半極性面の窒化物半導体基板を用いた、窒化物半導体発光素子を高い精度で分割することができる半導体発光素子の製造方法を提供することができる。また、良好な共振器面を備えた半導体発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明にかかる半導体発光素子の一例である半導体レーザ素子の概略斜視図である。
【図２Ａ】本発明にかかる半導体発光素子の製造方法に用いる窒化物半導体ウエハの概略平面図である。
【図２Ｂ】図２Ａに示す窒化物半導体ウエハをIIB−IIB線で分割したときの概略断面図である。
【図３】劈開を行う直前の窒化物半導体ウエハの概略平面図である。
【図４】窒化物半導体ウエハの他の例の拡大平面図である。
【図５】窒化物半導体ウエハの他の例の概略平面図である。
【図６】図５に示す窒化物半導体ウエハの断面図である。
【図７】窒化物半導体ウエハの他の例の概略平面図である。
【図８】図７に示す窒化物半導体ウエハの第１補助溝の拡大平面図である。
【図９】図７に示す窒化物半導体ウエハの概略断面図である。
【図１０Ａ】エッチングを行うときのマスクパターンを示す図である。
【図１０Ｂ】エッチングを行うときのマスクパターンを示す図である。
【図１１】窒化物半導体ウエハの他の例の概略平面図である。
【図１２】図１１に示す窒化物半導体ウエハの第１補助溝の拡大面図である。
【図１３】窒化物半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１４】窒化物半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１５】窒化物半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１６】窒化物半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１７】窒化物半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１８】窒化物半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図１９】窒化物半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２０】窒化物半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２１】窒化物半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２２】窒化物半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２３】窒化物半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【図２４】窒化物半導体レーザ素子の製造方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。まず、本発明にかかる半導体発光素子及びその製造方法について説明する。
【００２６】
（半導体発光素子の構成）
図１は本発明にかかる半導体発光素子の一例である半導体レーザ素子の概略斜視図である。なお、以下説明する図において、特段の記載のない場合、図１に示す半導体発光素子における、Ｘ方向（図１では、左右方向）、Ｙ方向（図１では、紙面厚み方向）、Ｚ方向（図１では、上下方向）を基準に説明する。なお、図１では、半導体レーザ素子ＡをＸ方向に分断したものを示している。
【００２７】
図１に示す半導体発光素子は、Ｙ方向の端面が共振器端面である半導体レーザ素子Ａである。半導体レーザ素子Ａは、窒化物半導体基板１と、窒化物半導体基板１の上面に形成されたｎ型窒化物半導体層２ａと、ｎ型窒化物半導体層２ａの上面に形成された活性層２３と、活性層２３の上面に形成されたｐ型窒化物半導体層２ｂと、ｐ型窒化物半導体層２ｂの上面に形成された絶縁層３０とを備えている。なお、以下の説明において、ｎ型窒化物半導体層２ｂ、活性層２３、ｐ型窒化物半導体層２ａをあわせて、窒化物半導体層２と称する場合がある。
【００２８】
また、半導体レーザ素子Ａは、ｐ型窒化物半導体層２ａの上面より突出し、Ｙ方向に延びたリッジ部２８を備えている。リッジ部２８のＸ方向の側面は絶縁層３０に覆われており、リッジ部２８の上面はｐ型コンタクト層２７が形成されている。さらに、リッジ部２８を覆うようにｐ側電極３１が形成されている。なお、ｐ側電極３１はリッジ部２８のＹ方向（長手方向）の一部を覆うように形成されているが、全体を覆うように形成されていてもよい。また、半導体レーザ素子Ａの下面側、すなわち、ｐ側電極３１と反対側の面には、ｎ側電極３２が形成されている。なお、半導体レーザ素子Ａでは、リッジ部２８の下部に光導波路が構成される。
【００２９】
半導体レーザ素子Ａは、平板状のウエハを劈開することで形成される。図１に示すように、半導体レーザ素子Ａの上面には、リッジ部２８と平行に形成されたストライプ状の凹溝４０が形成されている。また、劈開の端面が共振器端面に形成されるものであり、劈開端面には、劈開を補助するための第１補助溝４１及び第２補助溝４２が形成されている。ストライプ状の凹溝４０、第１補助溝４１及び第２補助溝４２の詳細については、後述する。
【００３０】
次に、窒化物半導体ウエハの製造工程ついて、図面を参照して説明する。図１３〜図２４はウエハを形成する手順を示す断面図である。まず、図１３に示すように、ｎ型窒化物半導体基板（ここでは、ｎ型ＧａＮ基板）１の上面（成長主面１ａ）全面に、スパッタ法などを用いて、約１μｍの厚みを有するＳｉＯ２層１１を形成する。なお、本実施例においては、半導体層の成長基板として、ｎ型ＧａＮ基板を用いているが、サファイアなどの絶縁性基板でも良いし、Ｓｉ、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ及び窒化物半導体と格子接合するニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウム等の酸化物でも良い。
【００３１】
次に、図１４に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、ＳｉＯ２層１１上に、レジストパターンとしての開口部１２ａを有するレジスト層１２を形成する。そして、図１５に示すように、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）などのドライエッチング技術を用いて、レジスト層１２をマスクとしてＳｉＯ２層１１をエッチングすることにより、ＳｉＯ２層１１の所定領域（開口部１２ａの下側の領域）を選択的に除去する。その後、レジスト剥離液や有機溶剤（例えば、アセトン、エタノールなど）を用いてレジスト層１２を除去する。なお、レジスト層１２を除去せずに、そのまま、次の工程を行ってもよい。
【００３２】
続いて、図１６に示すように、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）法、または、ＲＩＥ法などを用いて、ＳｉＯ２層１１をマスクとして、ｎ型窒化物半導体基板１をエッチングすることにより、ｎ型窒化物半導体基板１の所定領域（開口部１２ａの下側の領域）が選択的に除去される。このとき、ｎ型窒化物半導体基板１のエッチング深さが、約５μｍとなるように、エッチング条件を調節する。これにより、ｎ型窒化物半導体基板１に上記した凹部１０が形成される。凹部１０は、Ｙ方向に延びる凹溝である。
【００３３】
なお、エッチング条件等を調節することにより、凹部１０の内壁面１０ｂはその傾斜角γが９０度より大きい角度（予め決められた角度）で形成される。その後、ＨＦ（フッ化水素）などのエッチャントを用いて、ＳｉＯ２層１１を除去する（図１７参照）。また、以下の説明において、ｎ型窒化物半導体基板１において凹部１０が形成されている部分を掘り込み領域Ｈ１、凹部１０が形成されている以外の部分を非掘り込み領域Ｈ２として説明する場合がある。
【００３４】
次に、図１８に示すように、上記のように加工されたｎ型窒化物半導体基板１（加工基板）の成長主面１ａ上に、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などのエピタキシャル成長法を用いて、窒化物半導体各層２１〜２７を成長させる。各層は具体的に次のとおりである。ｎ型窒化物半導体基板１の成長主面１ａ上に、約２．２μｍの厚みを有するｎ型Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎからなるｎ型クラッド層２１、約０．１μｍの厚みを有するｎ型ＧａＮからなるｎ型ガイド層２２、および活性層２３を順次成長させる。
【００３５】
なお、活性層２３を成長させる際には、図１９に示したように、Ｉｎｘ１Ｇａ１−ｘ１Ｎからなる２つの井戸層２３ａと、Ｉｎｘ２Ｇａ１−ｘ２Ｎからなる３つの障壁層２３ｂ（但しｘ１＞ｘ２）とを交互に成長させる。具体的には、ｎ型ガイド層２２上に、下層から上層に向かって、約３０ｎｍの厚みを有する第１障壁層２３１ｂ、約３ｎｍ〜約４ｎｍの厚みを有する第１井戸層２３１ａ、約１６ｎｍの厚みを有する第２障壁層２３２ｂ、約３ｎｍ〜約４ｎｍの厚みを有する第２井戸層２３２ａおよび約６０ｎｍの厚みを有する第３障壁層２３３ｂを順次成長させる。
【００３６】
これにより、ｎ型ガイド層２２上に、２つの井戸層２３ａと３つの障壁層２３ｂとからなるＤＱＷ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ：二重量子井戸）構造を有する活性層２３が形成される。このとき、井戸層２３ａは、そのＩｎ組成比ｘ１が０．１５以上０．４５以下（例えば、０．２〜０．２５）となるように構成する。一方、障壁層２３ｂは、そのＩｎ組成比ｘ２が、例えば、０．０４〜０．０５となるように構成する。
【００３７】
図１８に戻りさらに他の層について説明する。活性層２３の上に、ｐ型ＡｌｙＧａ１−ｙＮからなるキャリアブロック層２４、約０．０５μｍの厚みを有するｐ型ＧａＮからなるｐ型ガイド層２５、約０．５μｍの厚みを有するｐ型Ａｌ０．０６Ｇａ０．９４Ｎからなるｐ型クラッド層２６および約０．１μｍの厚みを有するｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層２７を順次成長させる。このとき、キャリアブロック層２４は、その厚みが４０ｎｍ以下（例えば、約１２ｎｍ）となるように形成するのが好ましい。また、キャリアブロック層２４は、そのＡｌ組成比ｙが０．０８以上０．３５以下（例えば、約０．１５）となるように構成する。
【００３８】
なお、ｎ型窒化物半導体層２ａ（ｎ型クラッド層２１およびｎ型ガイド層２２）には、ｎ型不純物として、例えば、Ｓｉをドープし、ｐ型窒化物半導体層２ｂ（キャリアブロック層２４、ｐ型ガイド層２５、ｐ型クラッド層２６およびｐ型コンタクト層２７）には、ｐ型不純物として、例えば、Ｍｇをドープしている。
【００３９】
また、ｎ型窒化物半導体層２ａは、９００℃以上であって、１３００℃より低い成長温度（例えば、１０７５℃）で形成する。また、活性層２３の井戸層２３ａは、６００℃以上７７０℃以下の成長温度（例えば、７００℃）で形成する。井戸層２３ａに接する障壁層２３ｂは、井戸層２３ａと同じ成長温度（例えば、７００℃）で形成する。さらに、ｐ型窒化物半導体層２ｂは、７００℃以上であって、９００℃より低い成長温度（例えば、８８０℃）で形成する。なお、ｎ型窒化物半導体層２ａの成長温度は、９００℃以上１３００未満が好ましく、１０００℃以上１３００未満であればより好ましい。
【００４０】
また、活性層２３の井戸層２３ａの成長温度は、６００℃以上８３０℃以下が好ましく、井戸層２３ａのＩｎ組成比ｘ１が０．１５以上の場合には、６００℃以上７７０℃以下が好ましい。６３０℃以上７４０℃以下であればより好ましい。また、活性層２３の障壁層２３ｂの成長温度は、井戸層２３ａと同じ温度か、井戸層２３ａより高い温度が好ましい。さらに、ｐ型窒化物半導体層２ｂの成長温度は、７００℃以上９００℃未満が好ましく、７００℃以上８８０℃以下であればより好ましい。もちろん、９００℃以上の温度でｐ型窒化物半導体層２ｂを形成してもｐ型伝導が得られるため、ｐ型窒化物半導体層２ｂを９００℃以上の温度で形成してもよい。
【００４１】
なお、これらの窒化物半導体の成長原料としては、例えば、Ｇａの原料としてトリメチルガリウム（（ＣＨ３）３Ｇａ：ＴＭＧａ）を、Ａｌの原料としてトリメチルアルミニウム（（ＣＨ３）３Ａｌ：ＴＭＡｌ）を、Ｉｎの原料としてトリメチルインジウム（（ＣＨ３）３Ｉｎ：ＴＭＩｎ）を、Ｎの原料としてＮＨ３を用いることができる。また、キャリアガスとしては、例えば、Ｈ２を用いることができる。ドーパントについては、ｎ型ドーパント（ｎ型不純物）としては、例えば、モノシラン（ＳｉＨ４）を用いることができ、ｐ型ドーパント（ｐ型不純物）としては、例えば、シクロペンタジエニルマグネシウム（ＣＰ２Ｍｇ）を用いることができる。
【００４２】
ここで図２０に示したように、溝加工をしたｎ型窒化物半導体基板１の成長主面１ａに窒化物半導体層を成長させると、凹部１０の内壁面１０ｂが窒化物半導体層２で埋め込まれにくくなっている。このため、ｎ型窒化物半導体基板１上に窒化物半導体層２を形成した際に、凹部２（掘り込み領域Ｈ１）上の窒化物半導体層２の表面（窒化物半導体層２を構成する各層の表面）に窪み２０が形成された状態となる。そして、この窪２０みによって、ｎ型窒化物半導体基板１との格子不整合などに起因して生じる窒化物半導体層２の歪み（クラック）が緩和される。
【００４３】
また、ｎ型窒化物半導体基板１の成長主面１ａ上に窒化物半導体層２が形成されることによって、非掘り込み領域Ｈ２上の窒化物半導体層２では、凹部１０（掘り込み領域Ｈ１）に近づくにしたがって層厚が傾斜的に（徐々に）減少する層厚傾斜領域が形成される。この層厚傾斜領域によって、ｎ型窒化物半導体基板１との格子不整合などに起因して生じる窒化物半導体層２の歪みが緩和される。
【００４４】
このように、本発明にかかる半導体レーザ素子Ａの製造方法では、窒化物半導体層２の表面に形成される窪み２００と、非掘り込み領域Ｈ２上の窒化物半導体層２に形成される層厚傾斜領域５とによる二つの歪み緩和効果によって、非常に高いクラック抑制効果が得られる。
【００４５】
したがって、ｎ型窒化物半導体基板１との格子定数差などが大きくなる、Ａｌ組成の高いＡｌＧａＮ層を成長主面１ａ上に形成した場合でも、クラックの発生が抑制される。このため、ｎ型窒化物半導体基板１の成長主面１ａ上に、クラックの発生が抑制された窒化物半導体層２が形成される。
【００４６】
続いて、図２１に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、発光部を形成する直上の領域におけるｐ型コンタクト層２７上に、約１μｍ〜約１０μｍ（例えば約１．５μｍ）の幅を有するとともに、ストライプ状（細長状）のレジスト１４を形成する。そして、図２２に示すように、ＳｉＣｌ４、Ｃｌ２などの塩素系ガスや、ＡｒガスなどによるＲＩＥ法を用いて、レジスト１４をマスクとしてｐ型ガイド層２５の途中の深さまでエッチングを行う。これにより、ｐ型ガイド層２５の凸部とｐ型クラッド層２６とｐ型コンタクト層２７とによってリッジ部２８が構成される。リッジ部２８はＹ軸［０００１］に平行に延びるストライプ状（細長状）に形成されている（図２２参照）。
【００４７】
次に、図２３に示すように、リッジ部２８上にレジスト１４を残した状態で、スパッタ法などにより、約０．１μｍ〜約０．３μｍ（例えば約０．１５μｍ）の厚みを有するＳｉＯ２からなる絶縁層３０を形成し、リッジ部２８を埋め込む。そして、リフトオフによりレジスト１４を除去することによって、リッジ部２８の上部のｐ型コンタクト層２７を露出させる。これにより、リッジ部２８の両脇に、図２３に示すような絶縁層３０が形成される。
【００４８】
次に、図２４に示すように、真空蒸着法などを用いて、基板側（絶縁層３０側）から、約１５μｍの厚みを有するＰｄ層および約２００ｎｍの厚みを有するＡｕ層を順次形成することにより、絶縁層３０（ｐ型コンタクト層２７）上に、多層構造からなるｐ側電極３１を形成する。
【００４９】
次に、基板を分割し易くするために、ｎ型窒化物半導体基板１の裏面を研削または研磨することにより、ｎ型窒化物半導体基板１を１００μｍ程度の厚みまで薄くする。その後、図２０に示したように、ｎ型窒化物半導体基板１の裏面上に、真空蒸着法などを用いて、ｎ型窒化物半導体基板１の裏面側から約５ｎｍの厚みを有するＨｆ層、約１５０ｎｍの厚みを有するＡｌ層、約３６ｎｍの厚みを有するＭｏ層、約１８ｎｍの厚みを有するＰｔ層および約２００ｎｍの厚みを有するＡｕ層を順次形成することにより、多層構造からなるｎ側電極３２を形成する。なお、ｎ側電極３２の形成前に、電気特性の調整などの目的でドライエッチングやウェットエッチングを行ってもよい。このようにして窒化物半導体ウエハＷｈ１が形成される。
【００５０】
（第１の実施形態）
本発明にかかる半導体発光素子の製造方法について説明する。本発明にかかる半導体発光素子の製造方法では、窒化物半導体ウエハを劈開し、バー状に分割した後、バー状の窒化物半導体素子を劈開することでチップ状の半導体発光素子である半導体レーザ素子を作製する。図２Ａは本発明にかかる半導体発光素子の製造方法に用いる窒化物半導体ウエハの概略平面図であり、図２Ｂは図２Ａに示す窒化物半導体ウエハをIIB−IIB線で分割したときの概略断面図であり、図３は劈開を行う直前の窒化物半導体ウエハの概略平面図である。なお、IIB−IIB線は、窒化物半導体ウエハＷｈ１を劈開で分割する分割予定位置である分割線Ｘａの一つと重なっている。
【００５１】
図２Ａに示すように、窒化物半導体ウエハＷｈ１は、分割線Ｘａで分割される。分割線Ｘａは、共振器方向に延びるリッジ部２８と略垂直である。窒化物半導体ウエハＷｈ１では、ストライプ状の凹溝４０の間の領域に、リッジ２８およびパッド電極３１が２つ形成されているが、１つ又は３つ以上の複数のリッジ２８及び（又は）パッド電極３１が形成された構成であってもよい。また、窒化物案導体ウエハＷｈ１上において、分割線Ｘａは２本設けているが、これに限定されるものではなく、所望の間隔、本数で設けることが可能である。
【００５２】
窒化物半導体ウエハＷｈ１には、窒化物半導体層２が形成されている側から、分割線Ｘａ上に第１補助溝４１及び第２補助溝４２が形成されている。窒化物半導体ウエハＷｈ１において、分割線ＸａはＹ方向に並んで複数個設定されており、分割線Ｘａ毎に第１補助溝４１及び第２補助溝４２が形成されている。
【００５３】
劈開は、結晶の特定方向への割れやすさを利用し、特定結晶面に亀裂を発生させ、その亀裂を進展させる分割方法である。半導体発光素子の製造工程において、表層から結晶特定面に亀裂を生じさせ、他方の面に向かって亀裂を進展させて、分断することが好ましい。そのため、本実施形態にかかる半導体発光素子の製造方法では、深さの異なる２種の溝（第１補助溝４１及び第２補助溝４２）を形成している。
【００５４】
図２Ａに示すように、第１の補助溝４１は、分割線Ｘａのストライプ状の凹溝４０と重なる部分に、ストライプ状の凹溝４０がその中心を通るように配置されている。図２Ｂに示すように第１補助溝４１の深さはストライプ状の凹溝４０より深い。また、第１補助溝４１の分割線Ｘａの延びる方向（Ｘ方向）の長さは、ストライプ状の凹溝４０の幅（Ｘ方向）より長く構成されている。第１補助溝４１が形成されることで、ストライプ状の凹溝４０上に形成された窒化物半導体層が全て取り除かれ、分割線Ｘａ上にある窒化物半導体層２の窪み２０が除去される。
【００５５】
また、第２補助溝４２は、分割予定位置において第１補助溝４１と重なる位置に形成されている。第２補助溝４２の分割線Ｘａの延びる方向（Ｘ方向）長さは、第１補助溝４１より長い。そして、第２補助溝４２の先端部分からリッジ部２８までの間隔は、予め決められた間隔以上（例えば５μｍ以上）離間して形成されている。第２補助溝４２は、ストライプ状の凹溝４０の深さより浅い。
【００５６】
すなわち、窒化物半導体ウエハＷｈ１は、分割線Ｘａ上において、ストライプ状の凹溝４０の底部より深い第１補助溝４１と、ストライプ状の凹溝４０の底部より浅い底部の第２補助溝４２とを備えている。
【００５７】
第１補助溝４１の底部は、窒化物半導体層２の表面（上面）から深い位置に形成されている。よって分割予定位置において第１の補助溝を形成した領域と、それ以外の領域の最表面の高さに大きな段差が存在することになる。このため劈開時において、亀裂が伝播するときに、この大きな段差によって、亀裂が分割位置から外れ、分割予定位置からのずれや欠けを起こしやすい。本発明の窒化物半導体ウエハＷｈ１のように、ストライプ状の凹溝４０より浅い第２補助溝４２を形成することで、深さ方向の最表面が、第１補助溝４１と第２補助溝４２と二段構造になるため、段差が軽減される。これによって、分割の際に生じる亀裂が精度良く分割位置上を伝播する。
【００５８】
また前述のように基板の表面上に、上述のように第２補助溝４２が形成されていることで、図２Ａ、２Ｂに示されるように第２補助溝４２とストライプ状の凹溝４０とが縦・横（すなわちＸ・Ｙ方向）、深さ方向（すなわち、Ｚ方向）ともに完全に離間される。このため、ストライプ状の凹溝４０に形成される窒化物半導体層２の窪み２０の影響を受けにくく、精度良く亀裂を発生させて劈開を誘引することができる。
【００５９】
以上のことから、第１補助溝４１及び第２補助溝４２を形成することで、窒化物半導体ウエハＷｈ１は表層から結晶特定面（窒化物半導体層２側の面）に亀裂を発生させ、反対側の面に亀裂を伝播させることができる。つまり、第２補助溝４２をストライプ状の凹溝４０の底部の深さより浅く形成していることで、補助溝の様々な深さの終端部分から亀裂が発生、進展するのを抑制でき、良好な劈開端面を得ることができる。
【００６０】
また、窒化物半導体ウエハＷｈ１は、窒化物半導体層２側の上面から、ストライプ状の凹溝４０と交差する分割線Ｘａ上の窒化物半導体ウエハＷｈ１の片側の端部に連通する第３補助溝４３が形成されている。図３に示すように、第３補助溝４３は第２補助溝４２と連続して形成されており、ストライプ状の凹溝４０よりも浅く形成されている。
【００６１】
窒化物半導体ウエハＷｈ１の片側に連通する、第３補助溝４３を形成することによって、窒化物半導体ウエハＷｈ１の端部の表層から結晶特定面に亀裂が生じやすくなる。このため結晶の劈開性をより効果的に用い、高い精度で分割位置を制御でき、良好な劈開端面を得ることができる。さらに図３に示されるように、窒化物半導体ウエハＷｈ１の劈開には、第３補助溝４３から反対側の方向へ向かって、仰角に傾斜させたブレーク刃ＢＬを備えたブレーク装置を用いる。このようなブレーク刃ＢＬを用いて劈開、分割を行うことで、第３補助溝４３に応力が掛かり、第３補助溝４３に亀裂が発生しやすい。このため半導体層の表層から結晶特定面に亀裂を生じさせて分割することができる。よって高い精度で分割位置を制御でき、良好な劈開端面を得ることができる。
【００６２】
次に、第１補助溝、第２補助溝及び第３補助溝を形成する工程について説明し、さらに、その後の工程、すなわち、劈開工程、後処理工程について詳しく説明する。
【００６３】
（第１補助溝の形成工程）
窒化物半導体ウエハＷｈ１の窒化物半導体層２側の上面から、分割線Ｘａ上のストライプ状の凹溝４０と交差する部分に、ストライプ状の凹溝４０が中心を通るようにレーザスクライブ装置で、レーザ照射を窒化物半導体ウエハＷｈ１の分割線Ｘａ上に破線状に走査して、第１補助溝４１を形成する。なお、図２Ａに示すように、ストライプ状の凹溝４０はＸ方向に配列されており、１つのストライプ状の凹溝４０に対応して、１つの第１補助溝４１が形成されている。
【００６４】
なお、レーザ光のエネルギーにより、溝内部の表面または溝周辺の露出表面に、窒化物半導体層を構成する金属元素の飛散物（デブリ）が付着するのを防止するため、第１補助溝４１形成前に、レジストや保護膜を形成することが好ましい。
【００６５】
第１補助溝４１は、レーザスクライブ装置で、レーザ照射によって形成される溝である。このため第１補助溝４１の側壁は、溶解されて形成される。よって、図２Ａ、図２Ｂに示すように、窒化物半導体ウエハＷｈ１に第１補助溝４１及び第２補助溝４２を形成する場合、第１補助溝４１を形成した後、第２補助溝４２を形成する。これにより、第２補助溝４２の第１補助溝４１との接触部分が第１補助溝４１の形成工程によって、溶解されて変形・消失するのを抑制することができる。このことから、劈開（分割）時において、第１補助溝４１と第２補助溝４２がより効果的に機能する。
【００６６】
（第２補助溝の形成工程）
次いで、ダイヤモンドスクライブなどのスクライブによって、窒化物半導体ウエハＷｈ１の窒化物半導体層２側の上面から破線状に、分割線Ｘａ上のストライプ状の凹溝４０と交差する部分に、ストライプ状の凹溝４０が中心を通り、かつ第１補助溝４１に重なるように、第２補助溝４２を形成する。なお、上述したように、第２補助溝４２は、第１補助溝４１よりも浅く、分割線Ｘａに沿う方向の長さが長くなるように形成される。
【００６７】
（第３補助溝の形成工程）
図３に示すように、ダイヤモンドスクライブによって、窒化物半導体ウエハＷｈ１の窒化物半導体層２側の上面から、分割線Ｘａ上のストライプ状の凹溝４０と交差する部分を、窒化物半導体ウエハＷｈ１の片側の端部を連通するように、第３補助溝４３を形成する。
【００６８】
なお、ここでの例示する第１補助溝４１、第２補助溝４２及び第３補助溝４３の形成は、ダイヤモンドスクライブによって行っているが、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）などのドライエッチングによって行っても良い。
【００６９】
（劈開工程）
第１補助溝４１、第２補助溝４２及び第３補助溝４３が形成されている、窒化物半導体ウエハＷｈ１を、図３に示すように、分割線Ｘａに、窒化物半導体ウエハＷｈ１に構成された第３補助溝４３から反対側の方向へ向かって、仰角θで傾けて形成されたブレーク刃ＢＬを備えたブレーク装置を用いて、前記半導体発光素子の分割をおこなう。なお、ブレーク刃ＢＬの傾き角θについては、０．０５°以下であることが好ましい。
【００７０】
ここでの分割は、ブレードブレイクを採用しているが、これ以外にも、従来よく知られている、ローラーブレイク又はプレスブレイク等の方法を利用しても行える。これによって、半導体レーザ素子をバー状に分割し、その端面を共振器面とするバー状の素子が得られる。
【００７１】
（後処理工程）
次に、蒸着法やスパッタ法などの手法を用いて、バー状の素子の端面（共振器面）にコーティングを施す。具体的には、光出射面となる片側の端面に、たとえば、アルミニウムの酸窒化物膜などからなる出射側コーティング膜（図示せず）を形成する。また、光反射面となるその反対側の端面に、たとえば、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２などの多層膜からなる反射側コーティング膜（図示せず）を形成する。
【００７２】
最後に、バー状の素子を分割することにより、個々の半導体レーザ素子に個片化する。このようにして、半導体レーザ素子Ａが製造される。なお、上述の製造工程では、半導体発光素子として、半導体レーザ素子を製造しているが、それに限定されるものではなく、ＬＥＤ等の半導体発光素子の製造工程としても利用可能である。
【００７３】
上述した本発明の半導体発光素子の製造方法を用いて、半導体発光素子の一例である、半導体レーザ素子Ａを作製し、その劈開面について観察した。本発明にかかる半導体レーザ素子Ａのストライプ状の凹溝４０、第１補助溝４１、第２補助溝４２、第３補助溝の各寸法について、図面を参照して説明する。なお、実施例１における各寸法は、図１に例示するように、共振器の長さ（共振器面と共振器面の間隔）が約６００μｍ、ストライプ状の凹溝４０の幅Ｗｓ１１が約５．０μｍ、深さＤ２１が５μｍ、隣接するストライプ状の凹溝４０同士の間隔が約４００μｍである。
【００７４】
図２Ｂに示すように、第１補助溝４１の底部の深さＤ１１は、ストライプ状の凹溝４０の底部の深さＤ２１より深く形成されており、ここでは５μｍ＜Ｄ１１≦８０μｍとしている。第１補助溝４１を深く形成しすぎると、その後のハンドリングが困難になるため、第１補助溝４１を形成した後のｎ型窒化物半導体基板１の膜厚が３０μｍ以上になるよう形成することが好ましい。
【００７５】
また、第１補助溝４１の分割線方向（Ｘ方向）の長さＷｓ２１は、ストライプ状の凹溝４０の幅より長く形成されていることが好ましく、具体的には５μｍ＜Ｗｓ２１＜２５０μｍである。劈開は、結晶の特定方向への割れやすさを利用し、特定結晶面に亀裂を生じさせて分割する。そのため半導体発光素子の製造において、表層から結晶特定面に亀裂を生じさせて、亀裂を伝播させ、分断する。ストライプ状の凹溝４０より深く形成した、第１補助溝４１をリッジ部２８の直近に配置すると、第１補助溝４１の様々な深さの終端部分から亀裂が走り、良好な劈開面が得られない。このため、第１補助溝４１からリッジ部２８までの長さＷｓ５１は５０μｍ以上離間している（Ｗｓ５１＞５０μｍ）ことが好ましい。
【００７６】
以上のことより、実施例１における各寸法は、第１補助溝４１の分割線方向（Ｘ方向）の長さＷｓ２１は４０μｍ、深さＤ１１は８０μｍである。第１補助溝４１の製造工程において、分割線方向の長さＷｓ２１が約４０μｍ、スクライブ深さＤ１１が約８０μｍとなるように、レーザスクライブ装置の動作条件を制御している。
【００７７】
図２Ｂに示すように本実施例における各寸法は、第２補助溝４２の底部の深さＤ０１は、ストライプ状の凹溝４０の底部より浅く形成されていることが好ましく、具体的には０．１μｍ≦Ｄ０１≦５μｍである。第２補助溝４２の分割線方向の長さＷｓ３１は、第１補助溝４１の分割線方向の長さＷｓ２１より長い、すなわち、Ｗｓ２１＜Ｗｓ３１となる。また、第２補助溝４２の分割線方向の先端からリッジ部２８先端までの長さＷｓ４１は５μｍ以上であることが好ましい、第２補助溝４２の分割線方向の長さＷｓ４１は、Ｗｓ４１≧５μｍとなる。そして、第２補助溝４２の長さＷｓ３１は、Ｗｓ２１＜Ｗｓ３１＜３６０μｍである。実施例１では、第２補助溝４２の分割線方向（Ｘ方向）の長さＷｓ３１は、約１４０μｍ、深さＤ０１は約１μｍである。
【００７８】
第３補助溝４３の底部の深さＤｐ（不図示）は、ストライプ状の凹溝４０の深さＤ２１より浅く０．１μｍ≦Ｄｐ≦５μｍで形成する。長さは１００μｍ以上の長さで構成する。本実施形態における寸法では、第３補助溝４３の分割線方向（Ｘ方向）の長さは、約１０００μｍ、深さＤｐは約１μｍである。
【００７９】
従来のストライプ状の凹溝を形成した窒化物半導体基板（ここでは｛２０２−１｝の半極性面基板に適用）の上面に窒化物半導体層を形成した窒化物半導体ウエハを、ダイヤモンドスクライブによる１種類の分割補助溝を形成して劈開したとき、劈開面の分割線からのズレが４０μｍ以下に収まる確率は約５８％であり、同じくズレが５μｍ以下の範囲に収まる確率は４４％であった。
【００８０】
一方、実施例１の構成の窒化物半導体ウエハＷｈ１を劈開するとき、劈開面のズレが分割線Ｘａから４０μｍ以下に収まる確率は８４％、同じくズレが５μｍ以下の範囲に収まる確率は、７９％となった。
【００８１】
以上のことより、実施例１のように、第１補助溝４１及び第２補助溝４２を形成した窒化物半導体ウエハＷｈ１を劈開することで、劈開面を高い精度で制御でき、良好な劈開端面を得ることができることがわかる。このことから、本発明にかかる半導体発光素子の製造方法を利用することで１枚の半導体ウエハ（窒化物半導体ウエハ）から得られる半導体発光素子の良品の数（割合）を増加させることができ、歩留まりを向上させることができる。
【００８２】
なお、レーザの共振器長、窒化物半導体ウエハＷｈ２の形状は、ここで例示した寸法に限定されず、各補助溝の寸法も適宜変更することができる。
【００８３】
（第１の実施形態の変形例）
図４は窒化物半導体ウエハの他の例の拡大平面図である。第１補助溝および第２補助溝は、図２Ａに示すように、第１補助溝４１と第２補助溝４２の中心で、ストライプ状の凹溝４０が直交する構成に限定されるものではない。図４に示すように第１補助溝４１が、窒化物半導体ウエハＷｈ１のＹ方向に伸びるストライプ状の凹溝４０を、直交する位置において、その一部がストライプ状の凹溝４０に掛かるように配置しても良い（図４参照）。なお分割におけるブレーク刃ＢＬの傾きは、第１補助溝４１の片寄った側に仰角で構成することが好ましい。なお各補助溝の長さ、幅、深さなどの寸法、製造方法、及び効果は、上記実施例と同様である。
【００８４】
このような構成であっても、劈開面を高い精度で制御でき、良好な劈開端面を得ることができることがわかる。このことから、本発明にかかる半導体発光素子の製造方法を利用することで１枚の半導体ウエハ（窒化物半導体ウエハ）から得られる半導体発光素子の良品の数（割合）を増加させることができ、歩留まりを向上させることができる。
【００８５】
（第２の実施形態）
本発明の半導体発光素子の製造方法の他の例にいて図面を参照して説明する。図５は窒化物半導体ウエハの他の例の概略平面図であり、図６は図５に示す窒化物半導体ウエハの断面図である。図５に示すように、窒化物半導体ウエハＷｈ２の分割線Ｘａは、図２Ａに示す窒化物半導体ウエハＷｈ１と同じであり、詳細は省略する。また、窒化物半導体ウエハＷｈ２では、第１補助溝５１及び第２補助溝４２が異なる以外は、窒化物半導体ウエハＷｈ１と同じであり、実質上同じ部分の説明は省略する。
【００８６】
図５、図６に示すように、窒化物半導体ウエハＷｈ２には、分割線Ｘａ上に３個の第１補助溝４１ａ、４１ｂ、４１ｃが形成されている。第１補助溝４１ａは、分割線Ｘａのストライプ状の凹溝４０と重なる部分に、ストライプ状の凹溝４０がその中心を通るように配置されている。さらに第１補助溝４１ａと所定の距離（例えば、５０μｍ）離間して、ストライプ状の溝を中心として左右対称な位置に、第１補助溝４１ａと同じ、第１補助溝４１ｂ、４１ｃが形成されている。すなわち、３個の第１補助溝４１ａ、４１ｂ、４１ｃは第１補助溝４１ａを中心として、分割線Ｘａの分割線方向（Ｘ方向）に直線状に配列されている。
【００８７】
図５、図６に示すように、二つの離間したリッジ部２８で挟まれた領域に、３個の第１補助溝４１ａ、４１ｂ、４１ｃを分割線Ｘａ上に破線状（断続的）に配置されている。なお、本実施形態において、この破線状に形成された３個の第１補助溝４１ａ、４１ｂ、４１ｃを、まとめて第１補助溝４１とする。次いで、窒化物半導体ウエハＷｈ２の分割線Ｘａの分割線方向において、これら第１補助溝４１と重なるように、ストライプ状の凹溝４０より浅く、且つ、ストライプ状の凹溝４０が中央を通るように第２補助溝が形成される。
【００８８】
図５、図６に示す窒化物半導体ウエハＷｈ２では、第１補助溝４１の中央部の第１補助溝４１ａの分割線方向の長さは、ストライプ状の凹溝４０の内壁面に形成された窒化物半導体層２をすべて取り除くことができるように、ストライプ状の凹溝４０の分割線方向の幅より長く形成されている。また第２補助溝４２の分割線方向の長さは、第１補助溝４１の長さ（３個の第１補助溝４１ａ、４１ｂ、４１ｃが一連の破線状に配置されている領域の長さ）より長く、両端部がリッジ部２８より所定の間隔以上（例えば、５μｍ以上）離間した距離で形成されている。
【００８９】
また、図５に示すように、窒化物半導体ウエハＷｈ２の窒化物半導体層２側の上面から、ストライプ状の凹溝４０と交差する分割線Ｘａ上において、窒化物半導体ウエハＷｈ２の片側の端部に連通するように、第３補助溝４３が形成されている。第３補助溝４３の深さは、ストライプ状の凹溝４０の底部の深さより浅く形成する。第３補助溝４３の長さは、１００μｍ以上であることが好ましい。なお、第３補助溝４３は、窒化物半導体ウエハＷｈ１に形成されている第３補助溝４３と同じものであるので詳細は省略する。
【００９０】
図５、図６に示したように、窒化物半導体ウエハＷｈ２の窒化物半導体層２側から、分割線Ｘａのストライプ状の凹溝４０と交差する部分に、ストライプ状の凹溝４０が中心を通るようにレーザスクライブ装置で、レーザ照射をウエハの分割Ｘａ上に破線状に走査して、第１補助溝４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ）を形成する。なお第１補助溝４１ａと第１補助溝４１ｂとの間及び第１補助溝４１ａと第１補助溝４１ｃとの間は、例えば５０μｍ以上離間して形成されることが好ましい。なお、第１補助溝４１ａ、４１ｂ、４１ｃはレーザ光を照射するときに、断続的に照射することで、同時に成形してもよいし、それぞれ、別途成形してもよい。
【００９１】
窒化物半導体ウエハＷｈ２の各寸法は、図５、図６に例示するように共振器の長さが約６００μｍ、ストライプ状の凹溝４０の幅Ｗｓ０２が約５μｍ、深さＤ２２が約５μｍ、隣接するストライプ状の凹溝４０同士の間隔が約４００μｍである。
【００９２】
第１補助溝４１ａ、４１ｂ、４１ｃはともに等しい深さＤ１２を有する構成となっている。第１補助溝４１の深さＤ１２は、ストライプ状の凹溝４０の深さＤ２２（５μｍ）より深く、ここでは５μｍ＜Ｄ１２≦８０μｍで形成される。なお、第１補助溝４１を深く形成しすぎると、その後のハンドリングが非常に困難になるため、第1の補助溝53を形成した後の膜厚が３０μｍ以上になるよう形成することが好ましい。
【００９３】
第１補助溝４１ａの分割線方向の長さＷｓ２２は、ストライプ状の凹溝４０の分割線方向の幅より長く、５μｍ＜Ｗｓ２２＜６５μｍである。ストライプ状の凹溝４０より深く形成した、第１補助溝４１をリッジ部２８の直近に配置すると、第１補助溝４１の様々な深さの終端部分から亀裂が発生し、良好な劈開面が得られない。このため、リッジ部２８から５０μｍ以上離間した長さで第１補助溝４１（４１ｂ又は４１ｃ）を形成することが好ましい。
【００９４】
本実施形態における寸法では、第１の補助溝４１ａ、４１ｂ、４１ｃの分割線方向の長さＷｓ２２は約６０μｍ、深さＤ１２は約８０μｍである。つまり、窒化物半導体ウエハＷｈ２のスクライブ時において、深さＤ１２が、約８０μｍとなるように、レーザスクライブ条件を調節する。なお、レーザ光のエネルギーにより、溝内部の表面または溝周辺の露出表面に、窒化物半導体層を構成する金属元素の飛散物（デブリ）が付着するのを防止するため、第１補助溝４１形成前に、レジストや保護膜を形成することが好ましい。
【００９５】
図５、図６に示すように、ダイヤモンドスクライブなどのスクライブによって、窒化物半導体ウエハＷｈ２の窒化物半導体層２側の上面から、ストライプ状の凹溝４０と交差する分割線Ｘａ上に、ストライプ状の凹溝４０が中心を通り、かつ、第１補助溝４１に重なるように、第２補助溝４２を形成する。なお、本実施例における第２補助溝４２の分割線方向の長さＷｓ３２は、第１補助溝４１の分割線方向の長さより長い、すなわち、１８０μｍ＜Ｗｓ３２となる。また、第２補助溝４２の分割線方向の先端からリッジ部２８先端までの長さＷｓ４１は５μｍ以上であることが好ましい、第２補助溝４２の分割線方向の長さＷｓ４１は、Ｗｓ４１≧５μｍとなる。そして、第２補助溝４２の長さＷｓ３２は、１８０μｍ＜Ｗｓ３２＜３６０μｍである。実施例１では、第２補助溝４２の分割線方向（Ｘ方向）の長さＷｓ３１は、約２２０μｍ、深さＤ０１は約１μｍである。
【００９６】
第３補助溝４３の深さは、ストライプ状の凹溝４０の深さより浅く形成する。なお、第３補助溝４３の長さは、１００μｍ以上であることが好ましい。
【００９７】
またレーザの共振器長、窒化物半導体ウエハＷｈ２の形状は、ここで例示した寸法に限定されず、それに応じて各補助溝の寸法も適宜変更することができる。
【００９８】
第１補助溝４１を、図５、図６に示す、窒化物半導体ウエハＷｈ２のように構成することで、第１の実施形態と同様の効果が得られる。これにより、高い精度で分割位置を制御でき、良好な劈開端面を得ることができ、歩留まりを上げることができる。
【００９９】
（第３の実施形態）
本発明の半導体発光素子の製造方法の他の例について、図面を参照して説明する。図７は窒化物半導体ウエハの他の例の概略平面図であり、図８は図７に示す窒化物半導体ウエハの第１補助溝の拡大平面図であり、図９は図７に示す窒化物半導体ウエハの概略断面図である。図７に示す窒化物半導体ウエハＷｈ３は、第１補助溝５１及び第２補助溝５２が異なる以外は、第１の実施形態に示す窒化物半導体ウエハＷｈ１と同じ構成を有しており、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、実質上同じ部分の説明は省略する。
【０１００】
図７に示すように、窒化物半導体ウエハＷｈ３は、分割線Ｘａのストライプ状の凹溝４０と交差する部分に、分割線方向（Ｘ方向）の両先端が尖った六角形の第１補助溝５１を備えている。なお、第１補助溝５１は分割線Ｘａ上に、六角形の先端部が重なるように形成されている。また、第２補助溝５２は、分割線Ｘａ上で第１補助溝５１の中心と重なる位置に形成されている。第１補助溝５１及び第２補助溝５２は分割線Ｘａ上に配列される。
【０１０１】
窒化物半導体ウエハＷｈ３は、ストライプ状の凹溝４０より深い第１補助溝５１とストライプ状の凹溝４０より浅い第２補助溝５２の少なくとも二種類の補助溝を分割線Ｘａに沿って複数個配置して、それに沿って劈開される。また、第１補助溝５１の分割線方向の長さは、第２補助溝５２の分割線方向の長さよりも短い。また、第３補助溝４３は上述の第１実施形態及び第２実施形態と同じ構成であるので、詳細は省略する。
【０１０２】
（製造方法）
本発明の第３の実施形態で示す、窒化物半導体レーザ素子の製造方法について、図７〜図１０Ａ、図１０Ｂ、図１６に基づいて説明する。なお、図１０Ａは、図１６に示すエッチングを行うときのマスクパターンを示す図であり、図１０Ｂは第１補助溝を形成する六角形以外の領域を残したマスクパターンを示す図である。図１０Ａに示すように、ストライプ状の凹溝４０となる部分以外の領域にレジスト層１２を形成し、ＲＩＥ法等のドライエッチング法を用いて、図１６に示すような、ストライプ状の凹溝４０を形成するための凹部１０を形成する。さらに、溝加工を（凹部を形成）したｎ型窒化物半導体基板１の成長主面１ａに窒化物半導体層２を成長させる。これにより、ストライプ状の凹溝４０が形成される。
【０１０３】
次いで窒化物半導体層２上に、ＳｉＯ２膜などのレジスト膜を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いて分割線Ｘａ上に、図９に示すような六角形状の第１補助溝５１がストライプ状の凹溝４０中央部と直交するように、形成されるよう、図１０Ｂの六角形５１１以外の領域をＳｉＯ２膜などによってマスクパターンを形成する。続いて、ＩＣＰまたはＲＩＥ等のドライエッチングを用いて、第１補助溝５１を形成する。なおマスクパターンに用いる膜は、ＳｉＮなどの窒化膜でも良い。
【０１０４】
ここで例示する各寸法は、図９に例示するように、共振器の長さが約６００μｍ、基板上のストライプ状の凹溝４０の幅Ｗｓ１３（Ｗｓ０３が２．５μｍ）が約５μｍ、深さＤ０３が５μｍ、隣接するストライプ状の凹溝４０同士の間隔が約４００μｍである。
【０１０５】
図７、図８に例示する第１補助溝５１の形状は、分割線方向に細長い六角形の形状であり、その各寸法は、第１補助溝５１の深さＤ１３は、ストライプ状の凹溝４の深さＤ０３より深く、ここでは５μｍ＜Ｄ１３≦８０μｍで形成する。第１補助溝５１を深く形成しすぎると、その後のハンドリングが非常に困難になるため、第１補助溝５１を形成した後の膜厚が３０μｍ以上になるよう形成することが好ましい。なお、ＩＣＰまたはＲＩＥ等のドライエッチングを用いて第１補助溝５１を形成した場合、もともとの表面形状からエッチングされるため、図９に示されるように第１補助溝の深さＤ１３は、ストライプ状の凹溝４０と交わる部分で一段深く形成される。
【０１０６】
第１補助溝５１の分割線方向の長さは、ストライプ状の凹溝４０の幅Ｗｓ１１より長く、５μｍ＜Ｗｒ１＜２５０μｍで形成する。また、リッジ部２８から５０μｍ以上離間して形成されている。なお、第１補助溝５１の分割線方向の先端の角度は、１０°≦θｂ＜９０°で、第１補助溝の幅Ｗｒ２は、Ｗｒ２≦５０であることが好ましい。
【０１０７】
本実施形態において第１補助溝５１の各寸法は、第１補助溝５１の長さ分割線方向の長さＷｒ１は１００μｍ、幅Ｗｒ２は１０μｍ、深さＤ１３は１０μｍである。このとき、窒化物半導体ウエハＷｈ３のドライエッチングの深さＤ１３が、約１０μｍとなるように、エッチング条件を調節している。
【０１０８】
その後ＨＦ（フッ化水素）などのエッチャントを用いて、ＳｉＯ２層を除去する。続いて、フォトリソグラフィ技術を用いて、ストライプ状（細長状）のリッジ部２８（図２１〜２３参照）が形成される。以下、上述と同様の方法で、ｐ側電極３１を形成し、研削と研磨を行ってｎ型窒化物半導体基板１を１００μｍ程度の厚みまで薄くする。次いでｎ側電極３２を形成し、本実施形態による窒化物半導体ウエハＷｈ３が形成される。
【０１０９】
次いで、ダイヤモンドスクライブなどのスクライブによって、窒化物半導体ウエハの窒化物半導体層側の上面から分割線Ｘａ上で、ストライプ状の凹溝４０と交差する位置に、ストライプ状の凹溝４０が中心を通り、かつ第１補助溝５１に重なるように、第２補助溝５２を形成する。なお、本実施形態における第２補助溝５２の各寸法は、前記第１の実施形態と同様であり、詳細は省略する。
【０１１０】
次いで、ダイヤモンドスクライブ法等によって、窒化物半導体ウエハＷｈ３の窒化物半導体層２側から、分割線Ｘａ上のストライプ状の凹溝４０と交差する部分から窒化物半導体ウエハｗｈ３の片側の端部に連通するよう、第３補助溝５３を形成する。なお、第３補助溝５３は上述した第１の実施形態の窒化物半導体ウエハＷｈ１と同じ構成であり、詳細については省略する。また、劈開についても上述の第１の実施形態と同じであるので詳細を省略する。
【０１１１】
また、第３の実施形態にかかる半導体発光素子の製造方法では、劈開予定位置（分割線上）に前述のような二種の補助溝（第１補助溝５１、第２補助溝５２）を形成し、これを分割に用いる。これによって、第１の実施形態と同様の効果が得られるため、高い精度で分割位置を制御でき、良好な劈開端面を得ることができる。
【０１１２】
さらに、第１補助溝５１をドライエッチングによって形成することによって、正確な形状の第１補助溝５１を形成することができる。よって歩留まり良く、高い精度で分割位置を制御できる。また第１補助溝５１の形状が図８のように先端が尖った形成することによって、高い確率で劈開の亀裂の発生位置を第１補助溝５１の先端の尖った部分とすることができる。これによって高い精度で分割位置を制御でき、良好な劈開端面を得ることができ、歩留まりを向上させることができる。
【０１１３】
（第４の実施形態）
本発明の半導体発光素子の製造方法の他の例について、図面を参照して説明する。図１１は窒化物半導体ウエハの他の例の概略平面図であり、図１２は図１１に示す窒化物半導体ウエハの第１補助溝の拡大平面図である。図１１に示す窒化物半導体ウエハＷｈ４は、第１補助溝６１及び第２補助溝６２が異なる以外は、第１の実施形態に示す窒化物半導体ウエハＷｈ１と同じ構成を有しており、実質上同じ部分には、同じ符号を付すとともに、実質上同じ部分の説明は省略する。
【０１１４】
図１１に示すように、窒化物半導体ウエハＷｈ４は、分割線Ｘａ上のストライプ状の凹溝４０と交差する部分に、台形状の第１補助溝６１が形成されている。図１１、図１２に示すように、第１補助溝６１の形状は、下底が分割線Ｘａと重なった台形形状である。その各寸法は、第１補助溝６１の深さＤ１４は、ストライプ状の凹溝４０の深さより深く、ここでは５μｍ＜Ｄ１４≦７０μｍで形成される。第１補助溝６１を深く形成しすぎると、その後のハンドリングが非常に困難になるため、第１補助溝６１を形成した後の膜厚が３０μｍ以上になるよう形成することが好ましい。なお、ＩＣＰまたはＲＩＥ等のドライエッチングを用いて第１補助溝６１を形成した場合、もともとの表面形状からエッチングされるため、第１補助溝６１の深さは、ストライプ状の凹溝４０と交わる部分で一段深く形成される。
【０１１５】
第１補助溝６１の分割線方向（Ｘ方向）長さＷｒ３は、ストライプ状の凹溝４０の幅Ｗｓ１４より長く、５μｍ＜Ｗｒ３＜２５０μｍで形成する。また、第１補助溝６１は、リッジ部２８から５０ｕｍ以上離間した長さで形成されていることが好ましい。なお第１補助溝６１の分割線方向の先端の角度θｃは、１０°≦θｃ＜６０°で、第１補助溝６１の分割方向（Ｙ方向）の幅Ｗｒ４は、Ｗｒ４≦５０であることが好ましい。
【０１１６】
なお、具体的には、窒化物半導体ウエハＷｈ４において、第１補助溝６１の分割線方向の長さＷｒ３は１００μｍ、幅Ｗｒ４は２０μｍ、深さＤ１４は１０μｍである。このとき、窒化物半導体ウエハｗｈ４のドライエッチングｈ深さＤ１４が、約１０μｍとなるように、エッチング条件を調節する。
【０１１７】
（製造方法）
本実施例においては、第３実施形態と同じ製造方法によって、製造することができる。以上示した第４の実施形態の製造方法では、亀裂が第１補助溝６１の先端部分より発生する。これによって、第３の実施形態と同様の効果をえることができる。すなわち、高い精度で劈開位置を制御でき、良好な劈開端面を得ることができる。よって、１枚のウエハから得られる良品の数を増加させることができ、歩留まりを向上させることができる。
【０１１８】
上述の各実施形態において、半導体発光素子として半導体レーザ素子を例に説明しているが、これに限定されるものではなく、例えば、ＬＥＤ素子等であっても、同じ製造方法で、歩留まり良く製造することができる。
【０１１９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明は、窒化物半導体に限らず、ＡｌＧａＡｓ系、ＡｌＩｎＧａＰ系材料など、他の半導体材料のデバイスにも利用することができる。また半導体素子としてレーザ素子、発光素子の他、ＦＥＴ、ＨＥＭＴなどの電子素子にも用いることができる。
【符号の説明】
【０１２１】
１  ｎ型窒化物半導体基板
２  窒化物半導体層
２１  ｎ型クラッド層
２２  ｎ型ガイド層
２３  活性層
２３１ａ  第１井戸層
２３１ｂ  第１障壁層
２３２ａ  第２井戸層
２３２ｂ  第２障壁層
２３３ｂ  第３障壁層
２４  キャリアブロック層
２５  ｐ型ガイド層
２６  ｐ型クラッド層
２７  ｐ型コンタクト層
２８  リッジ部
３０  絶縁層
３１  ｐ側電極
３２  ｎ側電極
４０  ストライプ状の凹溝
４１  第１補助溝
４２  第２補助溝
４３  第３補助溝
５１  第１補助溝
５２  第２補助溝
６１  第１補助溝
６２  第２補助溝
Ｗｈ１〜Ｗｈ４  窒化物半導体ウエハ
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【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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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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