(57)【要約】【課題】ＮＳＳ−ＬＥＤチップの製造に適した半導体ウェハの分断方法を提供する。【解決手段】窒化物半導体チップの製造方法は、窒化物半導体基板と該基板上にエピタキシャル成長した窒化物半導体層とを含む半導体ウェハの表面にエッチングによってダイシング溝を形成し、このダイシング溝を利用して該半導体ウェハを割ることによって、該半導体ウェハ上に形成された複数の窒化物半導体素子を切り離すことを特徴とする。【選択図】図２
2013179176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体基板と該基板上にエピタキシャル成長した窒化物半導体層とを含む半導体ウェハの表面にエッチングによってダイシング溝を形成し、このダイシング溝を利用して該半導体ウェハを割ることによって、該半導体ウェハ上に形成された複数の窒化物半導体素子を切り離す、窒化物半導体チップの製造方法。
【請求項２】
上記ダイシング溝の断面がＶ字型を呈する、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
上記窒化物半導体基板が極性基板であり、上記ダイシング溝を上記半導体ウェハのＮ極性面側に形成する、請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
上記窒化物半導体基板が半極性基板であり、上記ダイシング溝を上記半導体ウェハのＮリッチ面側に形成する、請求項２に記載の製造方法。
【請求項５】
上記窒化物半導体基板が半極性基板である、請求項２に記載の製造方法。
【請求項６】
上記エッチングがドライエッチングである、請求項２〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７】
上記エッチングがウェットエッチングである、請求項２〜５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８】
エッチングによって上記ダイシング溝を形成するときに、上記半導体ウェハの表面の上記ダイシング溝を形成する領域とは異なる第１領域を同時にエッチングして加工する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項９】
上記窒化物半導体チップがＬＥＤチップであり、エッチングによって上記ダイシング溝を形成するときに、上記第１領域を同時にエッチングして複数の窪みが形成されるように加工する、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
上記窒化物半導体チップがＬＥＤチップであり、エッチングによって上記ダイシング溝を形成するときに、上記第１領域を同時にエッチングして粗面が形成されるように加工する、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１１】
上記第１領域のエッチング深さが上記ダイシング溝よりも浅い、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１２】
上記半導体ウェハが、上記窒化物半導体層として、発光層と、該発光層の上に成長したｐ型層と、該ｐ型層の上に成長したｎ型高キャリア濃度層とを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１３】
上記半導体ウェハが、上記窒化物半導体層として発光層を含むとともに、上記窒化物半導体基板の該発光層が配置された側とは反対側の主面上に設けられＨｆでドープされたｎ型コンタクト層と、該ｎ型コンタクト層上に設けられたｎ側電極とを含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体層が窒化物半導体基板上にエピタキシャル成長により積層された構造を有する窒化物半導体チップを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体は化学式ＡｌａＩｎｂＧａ１−ａ−ｂＮ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）で表される化合物半導体であり、III族窒化物系化合物半導体、ＧａＮ系半
導体などとも呼ばれる。窒化物半導体は（Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ）Ｎと表記される場合もある。窒化物半導体は、また、III族元素としてＢを含み得る。
【０００３】
窒化物半導体を用いて素子構造の主要部を構成した窒化物半導体素子として最も早く実用化されたのは発光ダイオード（ＬＥＤ）素子である。窒化物半導体を用いたＬＥＤ素子（以下、窒化物ＬＥＤ素子ともいう）は、（ア）ｎ型層、発光層およびｐ型層をこの順に含む複数の窒化物半導体層を直径２〜６インチ程度の基板上にエピタキシャル成長により積層してＬＥＤ構造の半導体ウェハを形成する工程、（イ）電極の形成などを行って該ウェハ上に複数のＬＥＤ素子を形成する工程、（ウ）該ウェハ上の該複数のＬＥＤ素子を切り離してＬＥＤチップにする工程、を順次行うことによって製造される。
【０００４】
上記（ウ）の工程で用いられる典型的な方法は、半導体ウェハの表面にダイシング溝を形成し、該ダイシング溝を利用して該ウェハを割る方法である。サファイア基板を用いた窒化物ＬＥＤチップの製造では、ダイヤモンドペンを用いたスクライビングによってサファイア基板の表面にダイシング溝を形成する方法が当初は主流であったが、最近ではダイシング溝をレーザ加工により形成する方法に置き換わりつつある。レーザ加工に伴い生成する溶融物はＬＥＤチップの輝度を低下させるといわれており、この問題を解決するための様々な工夫が行われている（特許文献１〜３）。
【０００５】
また、最近では、サファイア基板に代えてＧａＮ基板のような窒化物半導体基板（ＮＳＳ；Nitride Semiconductor Substrate）を用いた窒化物ＬＥＤ素子（以下、ＮＳＳ−Ｌ
ＥＤともいう）の、実用化に向けた研究開発が行われている（非特許文献１）。ＮＳＳを用いると、エピタキシャル成長により形成される発光構造に含まれる結晶欠陥が激減するので、ＬＥＤの特性が大幅に向上することが期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４４１９８号公報
【特許文献２】特開２００６−２４９１４号公報
【特許文献３】特開２０１１−１６５７６８号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】２０１１年７月・ＳＥＩテクニカルレビュー・第１７９号４８頁「照明用白色ＬＥＤに向けた低転位ＧａＮ基板の優位性」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＮＳＳ−ＬＥＤの製造においても、半導体ウェハ上に複数のＬＥＤ素子を形成した後、これを切り離してＬＥＤチップにする工程は必須である。本発明は、ＮＳＳ−ＬＥＤチップの製造に適した半導体ウェハの分断方法を提供することを主たる目的としてなされたも
のである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態に係る窒化物半導体チップの製造方法は、窒化物半導体基板と該基板上にエピタキシャル成長した窒化物半導体層とを含む半導体ウェハの表面にエッチングによってダイシング溝を形成し、このダイシング溝を利用して該半導体ウェハを割ることによって、該半導体ウェハ上に形成された複数の窒化物半導体素子を切り離すことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態に係る上記の製造方法によれば、半導体ウェハを分断する際に利用する多数のダイシング溝をエッチング加工によって一括形成するので、窒化物半導体チップの生産効率を改善することができる。また、この製造方法ではレーザ加工と異なり、窒化物半導体の溶融物が生成しないので、該溶融物を原因とする問題（例えば、ＬＥＤ素子の輝度低下）が発生せず、それ故に、該問題に対する対策も不要である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る窒化物半導体チップの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図２】実施形態に係る窒化物半導体チップの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図３】実施形態に係る窒化物半導体チップの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図４】実施形態に係る窒化物半導体チップの製造方法において、中間産物として製造される半導体ウェハの断面図である。
【図５】実施形態に係る窒化物半導体チップの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図６】実施形態に係る窒化物半導体チップの製造方法に用いることができるエッチングマスクの平面図である。
【図７】実施形態に係る窒化物半導体チップの製造方法を説明するための工程断面図である。
【図８】実施形態に係る窒化物半導体チップの製造方法を説明するための工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、説明を簡略化するために、同じ構成要素には同じ符号を付している。
【００１３】
（実施形態１）
実施形態１に係る製造方法は、下記ステップ（Ａ）からステップ（Ｄ）をこの順に行う、ＮＳＳ−ＬＥＤチップの製造方法である。
（Ａ）窒化物半導体基板と、該基板上にエピタキシャル成長した窒化物半導体層と、を含むＬＥＤウェハを準備するステップ。
（Ｂ）上記ＬＥＤウェハ上に複数の窒化物ＬＥＤ素子を形成するステップ。
（Ｃ）上記ＬＥＤウェハ上の上記複数の窒化物ＬＥＤ素子の間の領域に、エッチング加工によってダイシング溝を形成するステップ。
（Ｄ）上記ダイシング溝を利用して上記ＬＥＤウェハを割ることによって、上記複数の窒化物ＬＥＤ素子を切り離すステップ。
【００１４】
図１（ａ）は、ステップ（Ａ）で準備するＬＥＤウェハの一例を示す断面図である。ウ
ェハ１００は、ＧａＮ基板１０１の第１主面１０１ａ上に、ｎ型ＧａＮコンタクト層１０２、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０３、交互に積層されたＧａＮバリア層とＩｎＧａＮウェル層とからなるＭＱＷ発光層１０４、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０５、ｐ型ＧａＮコンタクト層１０６をこの順に有している。
【００１５】
ＧａＮ基板１０１は、アンドープであってもよいし、ケイ素、酸素、ハフニウムなどの添加によりｎ型導電性が付与されたものであってもよい。ＧａＮ基板１０１ａの主面は、極性面（＋ｃ面、−ｃ面）、無極性面（ｍ面、ａ面）、半極性面のいずれであってもよい。ＧａＮ基板１０１の厚さは、例えば、２００μｍ〜５００μｍである。
【００１６】
ステップ（Ｂ）では、まず、図１（ｂ）に断面図を示すように、ドライエッチングによってウェハ１００のエピ層側に区画溝Ｇ１を形成する。この区画溝Ｇ１を格子状に設けることによって、ウェハ１００の表面を複数の領域に区画する。この例では、区画溝Ｇ１の形成と同時に、ｎ側電極形成面１０２ａをドライエッチングで露出させている。この例のように区画溝Ｇ１とｎ側電極形成面１０２ａとを離して形成することは必須ではなく、区画溝Ｇ１の底面とｎ側電極形成面１０２ａとは連続していてもよい。
【００１７】
次に、ｎ側電極Ｅ１、ｐ側電極Ｅ２、半導体表面を保護するためのパッシベーション膜（図示せず）などをウェハ１００に付与して、図１（ｃ）に断面図を示すように、区画溝Ｇ１で囲まれた領域のそれぞれに窒化物ＬＥＤ素子１０を形成する。パッシベーション膜は、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮｘなどの材料を用いて、ｎ側電極Ｅ１の周囲および区画溝Ｇ１内に露出するＭＱＷ発光層１０４の端面を確実に覆うように形成する。
【００１８】
ステップ（Ｃ）では、図２に断面図を示すように、ウェハ１００の表面に、エッチングガスに塩素を用いたドライエッチング加工によってダイシング溝Ｇ２を形成する。いうまでもないが、ダイシング溝は素子と素子との間の領域に設ける。
ここで、ＧａＮ基板１０１が極性基板（ｃ面基板）であって、その第１主面１０１ａが＋ｃ面である場合、あるいは、ＧａＮ基板１０１が半極性基板であって、その第１主面１０１ａがＧａリッチ面である場合には、図２（ｄ−１）に示すように、ダイシング溝Ｇ２をウェハ１００の基板側、すなわち、ＧａＮ基板１０１の第２主面１０１ｂに形成することが望ましい。Ｇａ極性面またはＧａリッチ面に比べて、Ｎ極性面またはＮリッチ面の方が、断面がＶ字型を呈する溝の形成が容易だからである。
【００１９】
ダイシング溝Ｇ２をＧａＮ基板１０１の第２主面１０１ｂに形成する場合は、該ダイシング溝Ｇ２の形成前に、ＧａＮ基板１０１の厚さを５０〜３００μｍの範囲内、好ましくは８０〜２００μｍの範囲内とするとともに、該第２主面１０１ｂを鏡面とする。ＧａＮ基板１０１の厚さは、その第２主面１０１ｂにグラインディング、ラッピング、ポリッシングなどの加工を行うことにより減じることができる。第２主面１０１ｂを鏡面とするには、ラッピングまたはポリッシング仕上げを行えばよい。
【００２０】
一方、ＧａＮ基板１０１が極性基板（ｃ面基板）であって、その第１主面１０１ａがＮ極性面（−ｃ面）である場合や、ＧａＮ基板１０１が半極性基板であって、その第１主面１０１ａがＮリッチ面である場合には、図２（ｄ−２）に示すように、ダイシング溝Ｇ２をウェハ１００のエピ層側に形成することが望ましい。この場合は、第１主面１０１ａ上にエピタキシャル成長する窒化物半導体層の表面もＮ極性面またはＮリッチ面となるので、エピ層側の方が断面Ｖ字型のダイシング溝を容易に形成できる。
ダイシング溝Ｇ２をウェハ１００のエピ層側に形成する場合には、後述のステップ（Ｄ）までに、ＧａＮ基板１０１の厚さを５０〜３００μｍの範囲内、好ましくは８０〜２００μｍの範囲内とすればよい。
【００２１】
ＧａＮ基板１０１が無極性基板である場合には、ダイシング溝Ｇ２を図２（ｄ−１）に示すように、ウェハ１００の基板側に形成してもよいし、図２（ｄ−２）に示すように、ウェハ１００のエピ層側に形成してもよい。
【００２２】
上記にいう、ＧａＮ基板が半極性基板である場合の「Ｇａリッチ面」、「Ｎリッチ面」については、Samantha C. Cruz et al., Journal of Crystal Growth 311 (2009) 3817-3823を参照されたい。半極性（２０−２１）ＧａＮ基板においては、（２０−２−１）が
Ｇａリッチ面であり、（２０−２１）がＮリッチ面である。半極性（１０−１−１）ＧａＮ基板の場合には、（１０−１−１）がＧａリッチ面であり、（１０−１１）がＮリッチ面である。
【００２３】
ダイシング溝Ｇ２を形成する際に用いるエッチングマスクの材料は、限定されるものではないが、好ましくはＳｉＯ２などの酸化物である。これは、窒化物半導体とのエッチングレート差を大きくすることができるからである。ダイシング溝Ｇ２の深さは好ましくは３μｍ以上、より好ましくは６μｍ以上である。ダイシング溝Ｇ２をウェハ１００のエピ層側に形成する場合（図２（ｄ−２））、溝Ｇ２の底は必ずしもＧａＮ基板１０１に達していなくてもよい。
【００２４】
ステップ（Ｄ）では、ステップ（Ｃ）で形成したダイシング溝Ｇ２を利用してウェハ１００を割ることによって、図３（ｅ−１）または（ｅ−２）に示すように、該ウェハ上に形成された窒化物ＬＥＤ素子１０を切り離す。通常は、ブレーキング装置を用いて、ダイシング溝Ｇ２が形成された側からウェハ１００にブレードを押し当てることによって、該ウェハ１００を該ダイシング溝Ｇ２の位置で割る。
【００２５】
ダイシング溝Ｇ２をウェハ１００のエピ層側に形成する場合（図２（ｄ−２））においては、該溝Ｇ２の底がＧａＮ基板１０１に達していなくても、該溝Ｇ２の底を起点として発生するクラックはｎ型コンタクト層１０２とＧａＮ基板１０１の界面を横切ってＧａＮ基板１０１に伝播し、ウェハ１００を破断に至らしめる。これは、ホモエピタキシャル成長したｎ型コンタクト層１０２が、ＧａＮ基板１０１と強固に接合していること、また、ｎ型コンタクト層１０２とＧａＮ基板１０１が実質的に同じ機械特性を有しているからである。
【００２６】
（実施形態１の変形例）
上記実施形態１では、ダイシング溝を形成するステップ（Ｃ）を、ＬＥＤ素子を形成するステップ（Ｂ）よりも後に行っている。しかし、ダイシング溝をＧａＮ基板の表面に形成する場合であれば、ステップ（Ｃ）をステップ（Ｂ）より前に実行することも可能である。この手順によれば、ステップ（Ａ）に続いてステップ（Ｃ）を行うことで、図４に断面図を示すウェハ１１０が中間産物として製造されることになる。
更なる変形例では、ＧａＮ基板１０１の第１主面１０１ａ上に窒化物半導体層をエピタキシャル成長させる前に、その第２主面１０１ｂにダイシング溝Ｇ２を形成するという手順により、図４に示すウェハ１１０を準備することもできる。
【００２７】
（実施形態２）
実施形態２に係る製造方法は、下記ステップ（Ｅ）からステップ（Ｈ）をこの順に行う、ＮＳＳ−ＬＥＤチップの製造方法である。
（Ｅ）窒化物半導体基板と、該基板上にエピタキシャル成長した窒化物半導体層と、を含むＬＥＤウェハを準備するステップ。
（Ｆ）上記ＬＥＤウェハのエピ層側に、エッチング加工によってダイシング溝を形成するステップ。
（Ｇ）上記ダイシング溝により区画された上記ＬＥＤウェハ上の領域のそれぞれに、窒化
物ＬＥＤ素子を形成するステップ。
（Ｈ）上記ダイシング溝を利用して上記ＬＥＤウェハを割ることによって、上記複数の窒化物ＬＥＤ素子を切り離すステップ。
【００２８】
ステップ（Ｅ）では、実施形態１と同様に、図１（ａ）に断面図を示すウェハ１００を準備する。ただし、ＧａＮ基板１０１は、無極性基板であるか、その第１主面１０１ａがＮ極性面（−ｃ面）である極性基板であるか、あるいは、その第１主面１０１ａがＮリッチ面である半極性基板であることが好ましい。
【００２９】
ステップ（Ｆ）では、図５（ａ）に断面図を示すように、エッチングガスに塩素を用いたドライエッチングによってウェハ１００のエピ層側にダイシング溝Ｇ２を形成する。このダイシング溝Ｇ２を格子状に設けることにより、ウェハ１００の表面を複数の領域に区画する。
ＧａＮ基板１０１の第１主面１０１ａが無極性面、Ｎ極性面あるいはＮリッチ面であると、エピタキシャル成長するｐ型ＧａＮコンタクト層１０６の表面も無極性面、Ｎ極性面あるいはＮリッチ面となるので、ダイシング溝Ｇ２を容易にＶ溝とすることができる。
【００３０】
ダイシング溝Ｇ２を形成する際に用いるエッチングマスクの材料は、限定されるものではないが、好ましくはＳｉＯ２などの酸化物である。ダイシング溝Ｇ２の深さは好ましくは３μｍ以上、より好ましくは６μｍ以上である。
【００３１】
ステップ（Ｇ）では、ｎ側電極Ｅ１、ｐ側電極Ｅ２、半導体表面を保護するためのパッシベーション膜（図示せず）などをウェハ１００に付与して、図５（ｂ）に断面図を示すように、ダイシング溝Ｇ２で囲まれた領域のそれぞれに窒化物ＬＥＤ素子１０を形成する。
ｎ側電極Ｅ１をＧａＮ基板１０１の第２主面１０１ｂ上に形成する前に、ＧａＮ基板１０１の厚さを５０〜３００μｍの範囲内、好ましくは８０〜２００μｍの範囲内とするとともに、その第２主面１０１ｂを鏡面とする。
【００３２】
パッシベーション膜は、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮｘなどの材料を用いて、ダイシング溝Ｇ２内に露出するＭＱＷ発光層１０４の端面を確実に覆うように形成する。
【００３３】
ステップ（Ｈ）では、ステップ（Ｇ）で形成したダイシング溝Ｇ２を利用してウェハ１００を割ることによって、図５（ｃ）に示すように、該ウェハ上に形成された窒化物ＬＥＤ素子１０を切り離す。通常は、ブレーキング装置を用いて、エピ層側からウェハ１００にブレードを押し当てることによって、該ウェハ１００をダイシング溝Ｇ２の位置で割る。
【００３４】
（変形実施形態）
上記実施形態１のステップ（Ｃ）および実施形態２のステップ（Ｆ）では、ダイシング溝Ｇ２をドライエッチングにより形成しているが、次の場合には、ウェットエッチング法を好ましく用いることができる。それは、ＧａＮ基板が極性基板（ｃ面基板）であり、ＧａＮ基板または窒化物半導体エピタキシャル層のＮ極性面にダイシング溝を形成する場合、あるいは、ＧａＮ基板が半極性基板であり、ＧａＮ基板または窒化物半導体エピタキシャル層のＮリッチ面にダイシング溝を形成する場合である。ウェットエッチング用のエッチャントとしては、ピロリン酸、オルトリン酸、リン酸と硫酸の混合物などを好ましく用い得る他、水酸化カリウム水溶液を用いることができる。酸をエッチャントに用いる場合には、エッチングマスクの材料にＳｉＯ２を好ましく用いることができる。アルカリをエッチャントに用いる場合には、耐アルカリ性のフォトレジストをエッチングマスクに用いることができる。
【００３５】
（好適な実施形態）
一実施形態においては、ウェハ表面にダイシング溝を形成する際に同時に、ダイシング溝を形成すべき領域（素子と素子の間の領域）とは異なる領域に、複数のドット状窪みを形成することができる。それには、ダイシング溝を形成する際に、図６に平面図を示すような、格子状をなすライン状の開口部Ｐ１に加えて、分散配置されたドット状の開口部Ｐ２をパターニングしたエッチングマスクＭを用いればよい。このようなエッチングマスクを用いてエッチング加工を行うと、ウェハ表面にはライン状の開口部Ｐ１に対応して溝が形成されるとともに、ドット状の開口部Ｐ２に対応して窪みが配置された凹凸パターンが形成される。このような凹凸パターンを表面に設けることで、ＬＥＤ素子の光取出し効率を改善することができる。
【００３６】
一実施形態においては、ウェハ表面にダイシング溝を形成する際に同時に、ダイシング溝を形成すべき領域（素子と素子の間の領域）とは異なる領域に、微細構造を設けることができる。以下に図面を用いて具体的に説明する。
【００３７】
図７（ａ）は、ダイシング溝を形成すべき窒化物半導体ウェハ１００の断面図である。最初に、図７（ｂ）に示すように、このウェハ１００の表面全体に第１マスクＭ１を形成する。第１マスクＭ１の一例は、蒸着により形成される厚さ１００〜５００ｎｍのＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜である。蒸着で形成されるＩＴＯ膜は、柱状構造結晶が多数集合してなる多結晶膜であり、その表面には自発的に形成された数十ｎｍというサイズの微細構造が存在している。
【００３８】
次に、図７（ｃ）に示すように、第１マスクＭ１上に第２マスクＭ２を形成するとともに、開口部Ｐ１を該第２マスクＭ２にパターニングする。開口部Ｐ１は、ウェハ１００の表面に形成すべきダイシング溝のパターンに合わせて、ライン状にパターニングする。第２マスクＭ２は、フォトレジストで形成することができる。
【００３９】
次に、第２マスクＭ２をエッチングマスクに用いて、図７（ｄ）に示すように、第１マスクＭ１のうち、第２マスクＭ２の開口部に露出した部分をエッチング除去する。ＩＴＯからなる第１マスクＭ１は、酸化鉄水溶液をエッチャントに用いてエッチング除去することが可能である。
【００４０】
このようにして第２マスクＭ２の開口部にウェハ１００の表面を露出させたら、次は、第２マスクＭ２をエッチングマスクに用いてウェハ１００の表面をドライエッチすることにより、開口部Ｐ１の位置にダイシング溝を形成する。このとき、ウェハ１００の表面と第２マスクＭ２はエッチングされるが、第１マスクＭ１はエッチングされない条件を用いると、やがて、図８（ｅ）に示すように、ウェハ１００の表面にダイシング溝Ｇ２が形成されるとともに、第２マスクＭ２が消失して第１マスクＭ１が露出した状態に達する。
【００４１】
図８（ｅ）に示す状態に達した後、こんどは、ウェハ１００と第１マスクＭ１の両方がエッチングされる条件でエッチング加工を続けると、ダイシング溝Ｇ２を除くウェハ１００の表面に、第１マスクＭ１の微細構造を反映した微細構造が形成される。このような微細構造を半導体ウェハの表面に設けることで、ＬＥＤ素子の光取出し効率を改善することができる。
【００４２】
上記の例では第１マスクＭ１にＩＴＯ膜を用いているが、限定されるものではない。例えば、ウェハ１００の表面に窒化物半導体に対する密着性の低い金属薄膜（例えば、Ａｕ膜、Ｐｔ膜）を形成した後、該薄膜を構成する金属の凝集（いわゆるボールアップ現象）が生じるように加熱を行うという方法で、ウェハ１００の表面に分散させた金属微粒子を
、第１マスクＭ１として用いることもできる。
【００４３】
前述の実施形態１および２において、ｐ型コンタクト層１０６の直上に、Ｈｆ（ハフニウム）を高濃度に添加したｎ型窒化物半導体からなるｎ型高キャリア濃度層を設けることができる。このｎ型高キャリア濃度層は、好ましくはＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０≦ｘ≦０．２）で形成し、Ｈｆ濃度は好ましくは１×１０１９〜２×１０２１ｃｍ−３、より好ましくは１×１０２０ｃｍ−３〜２×１０２１ｃｍ−３とし、厚さは好ましくは１０ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍとする。このｎ型高キャリア濃度層は、従来技術においてｐ型窒化物半導体用のオーミック電極として用いられている透明導電性酸化物膜（ＩＴＯ、ＺｎＯなどを含む）を代替し得る。
【００４４】
上記のｎ型高キャリア濃度層の形成方法に特に限定はなく、ＭＯＶＰＥ法を用いることができる他、低温成膜に適したＰＬＤ（パルスレーザ蒸着：Pulsed Laser Deposition）
法、ＰＳＤ（パルススパッタ堆積；Pulsed Sputtering Deposition）法、ＰＥＤ（パルス電子ビーム蒸着；Pulsed Electron-beam Deposition）法などのいわゆるＰＸＤ（パルス
励起堆積；Pulsed Excitation Deposition）法を好適に使用できる。ＰＸＤ法によれば、薄膜状の窒化物半導体結晶を７００℃以下の温度で成長させることができるので、直下のｐ型ＧａＮコンタクト層に高濃度に添加されたｐ型不純物（例えばＭｇ）が、ｎ型高キャリア濃度層に拡散することを防止できる。
【００４５】
ビスシクロペンタジエニルマグネシウム、ビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウムなどを用いてｐ型ＧａＮコンタクト層をＭｇドープする場合、同じ成長容器内でこの層の上にｎ型高キャリア濃度層を成長させると、容器内に多量に残留するＭｇ化合物が引き起こすいわゆるメモリー効果によって、ｎ型高キャリア濃度層が所望しないＭｇドーピングを受ける可能性がある。従って、ｐ型ＧａＮコンタクト層とｎ型高キャリア濃度層は異なる成長容器内で成長させることが望ましい。ｐ型ＧａＮコンタクト層をＭＯＶＰＥ法で成長させ、ｎ型高キャリア濃度層をＰＸＤ法で成長させることは、メモリー効果を避けるうえでも好ましいといえる。
【００４６】
上述のｎ型高キャリア濃度層は、成長温度やＨｆ濃度などの調節によって、表面が自然に粗面となるように成長させることもできる。また、高濃度のＨｆ添加により欠陥密度を高くしたｎ型高キャリア濃度層を形成した後に、ウェットエッチングまたはドライエッチング処理によって多数のピットを発生させる方法で、該層の表面を粗面とすることができる。窒化物半導体積層体の最表面層を、表面が粗面であるｎ型高キャリア濃度層とすることで、ＬＥＤ素子の光取出し効率を改善することができる。
【００４７】
その他、Ｈｆを１×１０１９〜２×１０２１ｃｍ−３という高濃度に添加したｎ型窒化物半導体は、実施形態２において、ＧａＮ基板１０１の第２主面１０１ｂに設けられるｎ側電極Ｅ１の接触抵抗を低減させるためのｎ型コンタクト層として、該ＧａＮ基板１０１とｎ側電極Ｅ１との間に挿入することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１００  半導体ウェハ
１０１  ＧａＮ基板
１０２  ｎ型ＧａＮコンタクト層
１０３  ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層
１０４  ＭＱＷ発光層
１０５  ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層
１０６  ｐ型ＧａＮコンタクト層
Ｇ１  区画溝
Ｇ２  ダイシング溝
Ｅ１  ｎ側電極
Ｅ２  ｐ側電極
Ｍ、Ｍ１、Ｍ２  エッチングマスク
Ｐ１、Ｐ２  開口部 
【図１】
2013179176.tif 000003
【図２】
2013179176.tif 000004
【図３】
2013179176.tif 000005
【図４】
2013179176.tif 000006
【図５】
2013179176.tif 000007
【図６】
2013179176.tif 000008
【図７】
2013179176.tif 000009
【図８】
2013179176.tif 000010