(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体と異なる材料から成る異種基板、又は窒化物半導体から成る同種基板上に、選択成長により窒化物半導体が形成された窒化物半導体基板において、
前記異種基板又は前記同種基板と、前記異種基板又は前記同種基板上に正円形又は正六角形に抜き取られた凹部を有する第１の窒化物半導体層と、前記第１の窒化物半導体層を核として横方向及び上方向に選択成長させて、前記凹部の中央の一点で接合する第２の窒化物半導体層とから成り、
前記凹部内に空洞を有し、
前記第１の窒化物半導体層における任意の凹部の周囲に複数の凹部が配置されており、前記複数の凹部のそれぞれの中央の一点を頂点とする図形が前記任意の凹部の中央の一点を中心とする正六角形であって、
前記正円形の凹部の直径又は前記正六角形の凹部における最長の対角線ａと、前記任意の凹部と前記複数の凹部間の距離ｂとが、２≦ａ／ｂ≦２５であることを特徴とする窒化物半導体基板。
【請求項２】
前記凹部は正六角形であり、前記第１の窒化物半導体層の前記凹部の側面が｛１１−２０｝面または｛１−１００｝面となるように形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体基板。
【請求項３】
前記凹部は、前記第１の窒化物半導体層がエッチング又はブラスト加工により部分的に抜き取られ、形成されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の窒化物半導体基板。
【請求項４】
窒化物半導体と異なる材料から成る異種基板、又は窒化物半導体から成る同種基板上に窒化物半導体を選択成長させる窒化物半導体基板の製造方法において、
前記異種基板又は前記同種基板上に、第１の窒化物半導体層を成長させる第１の工程と、
第１の工程後、前記異種基板又は前記同種基板が露出するまで前記第１の窒化物半導体層をエッチングして、前記第１の窒化物半導体層を部分的に正円形又は正六角形に抜き取り、凹部を形成する第２の工程と、
第２の工程後、前記第１の窒化物半導体層を核として成長し、前記凹部の中央の一点で接合すると共に、前記凹部内に空洞を有するように第２の窒化物半導体層を成長させる第３の工程とを含み、
前記第２の工程において、任意の前記凹部を第１凹部とし、該第１凹部の周囲に複数の前記凹部を配置してそれぞれ第２凹部として、前記複数の第２凹部のそれぞれの中央の一点を頂点とする図形が前記第１凹部の中央の一点を中心とする正六角形となるように前記第１凹部及び前記複数の第２凹部を配置すると共に、前記正円形の凹部の直径又は前記正六角形の凹部における最長の対角線ａと、前記第１凹部と前記複数の第２凹部間の距離ｂとを、２≦ａ／ｂ≦２５とすることを特徴とする窒化物半導体基板の製造方法。
【請求項５】
前記凹部は正六角形であり、前記第２の工程において、前記凹部の側面が｛１１−２０｝面または｛１−１００｝面となるように前記第１の窒化物半導体層を部分的に抜き取り、前記凹部を形成することを特徴とする請求項４に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は窒化物半導体（ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）を窒化物半導体素子に有する窒化物半導体基板の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、窒化物半導体基板を用いた半導体レーザは、ＤＶＤなどの大容量・高密度の情報記録・再生が可能なディスクシステムへの利用を可能とし、また高輝度ＬＥＤや白色ＬＥＤ等にも窒化物半導体基板は利用されている。そのため、窒化物半導体基板の単体基板への要望が強く結晶性のいいバルク状の単結晶で得る方法が種々検討されている。
しかしながら、単結晶を得るにはかなりの高温、高圧条件で製造する必要があり、危険度を有し、また高価な装置を必要とするわりに量産できるレベルには到達していない。
【０００３】
そこで、基板を用い、その上に窒化物半導体を成長させる方法が検討されている。この基板上に窒化物半導体を成長させる場合、基板と窒化物半導体との格子定数不整や熱膨張係数差により窒化物半導体を基板上に成長させると、結晶欠陥が発生する。そのため、窒化物半導体を基板に対して横方向に成長させる方法を利用したＥＬＯＧ（Epitaxially Lateral OverGrowth GaN)成長法が報告されている。この方法によると、窒化物半導体が成長する領域において、発生した結晶欠陥は、保護膜の窓部より窒化物半導体の成長と共に縦方向にのみ進行するため、保護膜上に横方向成長した範囲の窒化物半導体は低欠陥の窒化物半導体を得ることができる。
【０００４】
例えば、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．３６，Ｌ８９９（１９９７）には、サファイア基板上にバッファ層を介して窒化ガリウムを成長させ、その上にＳｉＯ2等の保護膜を部分的にストライプ状に形成し、この上に窒化ガリウムを成長させることが開示されている。ＳｉＯ2の保護膜上には窒化ガリウムが直接成長しないため、保護膜のない部分から成長した窒化ガリウムの横方向への成長により保護膜上に低欠陥密度の窒化ガリウムを成長させることができる。
【０００５】
上記に示すＥＬＯＧ成長によれば、従来のバッファ層を用いて成長させた窒化物半導体に比べ、低欠陥領域の貫通転位の密度を１×１０7個／ｃｍ2桁以上減少させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に示す方法では、部分的に貫通転位を減少させた低欠陥密度の窒化物半導体基板は得られるものの、横方向成長及び厚膜成長をすることにより応力や歪みが発生し、結晶降温に基板に反りが発生してしまう。基板の反りは半導体素子の特性劣化や後の工程においての歩留まりの低下が考えられる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は窒化物半導体基板及びその製造工程において、低欠陥であり、上記にある応力歪みを分散させることにより反りを緩和した窒化物半導体基板を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記事情に鑑み、基板への窒化物半導体の成長であっても、反りを抑制した窒化物半導体基板であり、低欠陥かつ平坦な表面モフォロジーを容易に形成できる窒化物半導体基板の製造方法を発明するに至ったものである。
すなわち本発明の窒化物半導体基板は、下記（１）〜（１０）の構成により本発明の目的を達成することができる。
（１）  窒化物半導体と異なる材料から成る異種基板、又は窒化物半導体から成る同種基板上に、選択成長により窒化物半導体が形成された窒化物半導体基板において、
前記異種基板又は前記同種基板と、前記異種基板又は前記同種基板上に正円形又は正六角形に抜き取られた凹部を有する第１の窒化物半導体層と、前記第１の窒化物半導体層を核として横方向及び上方向に選択成長させて、前記凹部の中央の一点で接合する第２の窒化物半導体層とから成り、
前記凹部内に空洞を有し、
前記第１の窒化物半導体層における任意の凹部の周囲に複数の凹部が配置されており、前記複数の凹部のそれぞれの中央の一点を頂点とする図形が前記任意の凹部の中央の一点を中心とする正六角形であって、
前記正円形の凹部の直径又は前記正六角形の凹部における最長の対角線ａと、前記任意の凹部と前記複数の凹部間の距離ｂとが、２≦ａ／ｂ≦２５であることを特徴とする窒化物半導体基板。
（２）  前記凹部は正六角形であり、前記第１の窒化物半導体層の前記凹部の側面が｛１１−２０｝面または｛１−１００｝面となるように形成されたものであることを特徴とする（１）に記載の窒化物半導体基板。
（３）  前記凹部は、前記第１の窒化物半導体層がエッチング又はブラスト加工により部分的に抜き取られ、形成されたものであることを特徴とする（１）又は（２）に記載の窒化物半導体基板。
（４）  窒化物半導体と異なる材料から成る異種基板、又は窒化物半導体から成る同種基板上に窒化物半導体を選択成長させる窒化物半導体基板の製造方法において、
前記異種基板又は前記同種基板上に、第１の窒化物半導体層を成長させる第１の工程と、
第１の工程後、前記異種基板又は前記同種基板が露出するまで前記第１の窒化物半導体層をエッチングして、前記第１の窒化物半導体層を部分的に正円形又は正六角形に抜き取り、凹部を形成する第２の工程と、
第２の工程後、前記第１の窒化物半導体層を核として成長し、前記凹部の中央の一点で接合すると共に、前記凹部内に空洞を有するように第２の窒化物半導体層を成長させる第３の工程とを含み、
前記第２の工程において、任意の前記凹部を第１凹部とし、該第１凹部の周囲に複数の前記凹部を配置してそれぞれ第２凹部として、前記複数の第２凹部のそれぞれの中央の一点を頂点とする図形が前記第１凹部の中央の一点を中心とする正六角形となるように前記第１凹部及び前記複数の第２凹部を配置すると共に、前記正円形の凹部の直径又は前記正六角形の凹部における最長の対角線ａと、前記第１凹部と前記複数の第２凹部間の距離ｂとを、２≦ａ／ｂ≦２５とすることを特徴とする窒化物半導体基板の製造方法。
（５）  前記凹部は正六角形であり、前記第２の工程において、前記凹部の側面が｛１１−２０｝面または｛１−１００｝面となるように前記第１の窒化物半導体層を部分的に抜き取り、前記凹部を形成することを特徴とする（４）に記載の窒化物半導体基板の製造方法。
【０００９】
即ち、上記に示す抜き取り型の凹部形状を有する第１の窒化物半導体層の凹部側面から第２の窒化物半導体層を成長させることにより、第２の窒化物半導体層は凹部中央で接合し、貫通転位をこの接合部に集めることができるため、接合部を除いた横方向成長部分には結晶性のいい窒化物半導体を得ることができる。
【００１０】
また、抜き取り型の平面形状が円形又は多角形など特に限定はしないが、正円形か正多角形であるのが好ましく、第１の窒化物半導体の各側面からの成長がほぼ均等であり接合部を凹部中央の一点にすることができ貫通転位を集束し減少させれるため好ましい。
【００１１】
また、上記抜き取り型の平面形状が六角形、より好ましくは正六角形であれば、側面から凹部中央までの距離が均一になることから、集束させる欠陥が一点にし易くなる。
【００１２】
また、第１の窒化物半導体層の露出側面が｛１１−２０｝面または｛１−１００｝面であれば、凹部中央で接合した際に生じるクラックが発生しにくく、また、凹部側面からの凹部中央へ向かう成長が速くなり、結果として鏡面を得るための膜厚を薄くすることができるため、膜厚による反りを減少させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１４】
図１、及び図２は、本発明の成長方法により得られる窒化物半導体の成長時における平面形状を示すものである。
窒化物半導体と異なる材料から成る異種基板又は同種基板上に選択成長させるようにした窒化物半導体基板において、
異種基板１上に第１の窒化物半導体層２を下地層として成長し、その後、第１の窒化物半導体層の表面を部分的に抜き取ることにより凹部を形成し、さらに、前記第１の窒化物半導体層上に第２の窒化物半導体層３を成長させるものである。
【００１５】
本発明において、第１の窒化物半導体２、第２の窒化物半導体３は、いずれも一般式ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）によって表される組成を有する。但し、これらは互いに異なる組成であってもよい。
【００１６】
以下に、本発明における実施の形態１の窒化物半導体の製造方法及び好適な材料について説明する。
【００１７】
［第１の工程］
まず、基板１上に、バッファー層（図示されていない。）を介して、第１の窒化物半導体２を成長させる。
【００１８】
本発明のように窒化物半導体を成長させる異種基板１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（Ａｌ2Ｏ3）、スピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）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接合する酸化物基板を用いることができる。
但し、同種基板である窒化物半導体を用いることもできる。
【００１９】
次に、基板１上にＭＯＣＶＤ法により、バッファー層（図示されていない。）を成長させる。バッファー層には、この上に成長させる第１の窒化物半導体層２の核となり、また基板１上に成長させる窒化物半導体との格子定数不整や熱膨張係数の違いを緩和する効果がある。具体例としては、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮが用いられ、成長温度は特に限定されないが、好ましくは３００℃以上９００℃以下である。
バッファー層の膜厚としては０．５μｍ〜１０オングストロームの膜厚で成長される。尚、バッファー層は、窒化物半導体の成長方法や基板の種類によっては省略することもできる。
【００２０】
次に、第１の窒化物半導体２としては、アンドープのＧａＮ、ｎ型不純物としてＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ及びＳ等の少なくとも１種類をドープしたＧａＮを用いることができる。この第１の窒化物半導体２は、バッファー層よりも高温で成長させるのが好ましく、より好ましくは９００℃〜１１００℃、さらに好ましくは１０５０℃程度で基板１上に成長させる。第１の窒化物半導体層２の膜厚としては、特に限定されず、１〜３０μｍ、好ましくは２〜１０μｍである。
【００２１】
［第２の工程］
次に、第１の窒化物半導体層の表面上に抜き取り型の窓部を有する保護膜３を形成し、その後、エッチング又はブラスト加工を用いることにより第１の窒化物半導体層２を抜き取り、保護膜を除去する。
【００２２】
また、抜き取り型を形成後の凹部底面は、第１の窒化物半導体面又は基板面であってもよく、抜き取り型は特に限定されないが、円形、又は多角形である抜き取り型が好ましく、より好ましくは正三角形型、又は正六角形型、正円型が挙げられる。
【００２３】
ここで、エッチング等による凹部は、後の工程で第２の窒化物半導体層を成長させた後に凹部内に空洞を有するものが好ましく、第１の窒化物半導体層のエッチング深さは２．５μｍ以上であり、基板を露出させてもよい。
【００２４】
また、抜き取り型が円形である場合、直径ａを２〜１００μｍ、より好ましくは１０〜５０μｍとすることができ、抜き取り型間の距離ｂを１〜２０μｍ、より好ましくは２〜５μｍとすることができる。
この場合、ａとｂについての比（ａ／ｂ）を２≦ａ／ｂ≦２５とすることができる。
【００２５】
また、抜き取り型が多角形である場合においては、対角線ａ、抜き取り型間の距離ｂとして、対角線ａを２〜１００ｍ、より好ましくは１０〜５０μｍとし、抜き取り型の距離ｂを１〜２０μｍ、より好ましくは２〜５μｍとすることができる。この時、ａとｂについての比（ａ／ｂ）を２≦ａ／ｂ≦２５とすることができる。
【００２６】
前記保護膜３の形状としては、保護膜の窓部より窒化物半導体を除去できる形状及び膜厚であればよく、好ましくは円形、又は多角形の窓部を有するもの、より好ましくは正円形、又は正多角形の窓部を有するものである。
この保護膜３の材料としては、窒化物半導体との選択比を有するものであればよく、例えば酸化ケイ素（ＳｉＯx）、窒化ケイ素（ＳｉxＮy）、窒化酸化ケイ素（ＳｉＯＮ）を用いることができる。
【００２７】
保護膜３の窓部の幅としては、第１の窒化物半導体層２の抜き取り幅に等しく、保護膜３の窓部の大きさとしては、特に限定されないが、例えば円形で形状した場合、好ましい保護膜の抜き取り型の直径幅は２〜１００μｍ、より好ましくは１０〜５０μｍである。
【００２８】
ここで、保護膜３は、例えば、ＣＶＤ、蒸着、又はスパッタ等を用いて成膜させることができる。この保護膜３は所定形状のフォトレジストを形成することで、所定の領域に選択的に形成することができる。
【００２９】
［第３の工程］
次に、第１の窒化物半導体層２上の保護膜３を除去後、第１の窒化物半導体層２上に、第２の窒化物半導体４を成長させる。
この第２の窒化物半導体４としては、例えば、アンドープＧａＮや、Ｓｉ等のｎ型不純物、又はｐ型不純物をドープしたＧａＮを用いることができる。第３の窒化物半導体４の膜厚としては、最上面が鏡面になれば特に限定されず１〜５０μｍ、好ましくは５〜３０μｍとする。
【００３０】
前記第３の工程において、第２の窒化物半導体層は第１の窒化物半導体層の側面より選択的に成長させることにより、凹部中央で接合させ接合部を一点に集中させることにより欠陥も同様に一点に集中させることができる。
上記の工程により得られた第２の窒化物半導体４は、最上面が鏡面であり、且つ基板の応力を抑制した低欠陥である窒化物半導体基板が得られる。
また、最上面は第２の窒化物半導体層同士の接合部である凹部中央のみ結晶欠陥として残るもののウェハー全体に応力を散らすことができるため、平坦な表面モフォロジーを容易に形成することができる。
また、エッチングにより得られる凹部には、空洞ができるため、凹部底面からの結晶欠陥の伝播を防ぐことができ、基板の反り緩和の効果も有することができる。
本発明における窒化物半導体基板の成長方法は、前記成長工程を繰り返し行うことにより更に結晶欠陥を低減させることもできる。
【００３１】
【実施の形態２】
実施の形態１において、保護膜を残した状態で第２の窒化物半導体層を成長させることにより、保護膜下からの欠陥の伝播を抑制することができる。
また、窒化物半導体層を円柱、多角柱として窒化物半導体を形成した窒化物半導体層との組み合わせによる基板も成長させることができる。
【００３２】
第２の窒化物半導体層４は、横方向に成長させ、接合部を一点に集中させることができるため、接合部以外の広範囲を低欠陥基板として利用することができる。
上記の工程により得られた第２の窒化物半導体層４は、その表面及び表面領域をカソードルミネッセンス（ＣＬ）により観測すると、窒化物半導体の接合部以外にはほとんど結晶欠陥が見られなくなる。
【００３３】
本発明の窒化物半導体の成長方法において、第１の窒化物半導体層、第２の窒化物半導体層等を成長させる方法としては、特に限定されないが、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線エピタキシー法）、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）等の方法を適用できる。
【００３４】
また、窒化物半導体に凹凸を形成する場合のエッチング方法としては、ウェットエッチング、ドライエッチング等の方法があり、平滑な面を形成するには、好ましくはドライエッチングを用いる。ドライエッチングには、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、反応性イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）、電子サイクロトロンエッチング（ＥＣＲ）等の装置があり、いずれもエッチングガスを適宜選択することにより、窒化物半導体をエッチングすることができる。
【００３５】
【実施例】
［実施例１］
基板１として、Ｃ面を主面、オリフラ面をＡ面とするサファイア基板を用い、反応容器内にセットし、温度を５１０℃にして、キャリアガスに水素、原料ガスにアンモニアとＴＭＧ（トリメチルガリウム）とを用い、サファイア基板上にＧａＮよりなるバッファ層（図示されていない）を２００オングストロームの膜厚で成長させる。
【００３６】
バッファ層を成長後、ＴＭＧのみ止めて、温度を１０５０℃まで上昇させ、１０５０℃になったら、原料ガスにＴＭＧ、アンモニアを用い、アンドープＧａＮよりなる第１の窒化物半導体層２を５μｍの膜厚で成長させた。
【００３７】
第１の窒化物半導体層２を成長後、ウェーハを反応容器から取り出し、この第１の窒化物半導体２の表面に、ＣＶＤ装置によりＳｉＯ2よりなる保護膜３を０．４μｍの膜厚で形成させた。
【００３８】
次に、保護膜３をフォトリソグラフィーにより正六角形の窓部パターンを形成し、正六角形の対角線ａを２０μｍ、窓部間の距離ｂを５μｍとした。正六角形の窓部を有する保護膜３のパターン形成後、エッチングによる凹部を深さ３μｍで形成した。
【００３９】
その後、保護膜を除去し、ウェーハを再度、ＭＯＶＰＥの反応容器にセットし、温度を１０５０℃にして、アンモニアを０．２７ｍｏｌ／ｍｉｎ、ＴＭＧを２２５μｍｏｌ／ｍｉｎ（Ｖ／III比＝１２００）でアンドープＧａＮよりなる第２の窒化物半導体４を２０μｍの膜厚で成長させる。
【００４０】
得られた第２の窒化物半導体４の表面をＣＬにより観察すると、凹部中央に接合部及び欠陥が集中した窒化物半導体を得ることができる。結晶欠陥は、１×１０6個／ｃｍ2程度観測されるが、低欠陥且つ欠陥均一である窒化物半導体を提供することができる。
また、本発明の目的である基板にかかる応力を基板全体に散らした反りの少ない基板を得ることができた。
【００４１】
［実施例２］
実施例１において、保護膜３のパターン形成を円形の窓部を有するものとし、円形の抜き取り型凹部した他は同様にして窒化物半導体を成長させた。
この円形型は直径２０μｍとし、窓部間の距離を５μｍとする。
得られた第２の窒化物半導体４は、実施例１と同様に基板の反りを抑制した低欠陥且つ欠陥均一である窒化物半導体を得ることができる。
【００４２】
［実施例３］
実施例１において、第１の窒化物半導体層の凹部底面を基板１が露出するまでエッチングを行う他は同様にして窒化物半導体を成長させた。
得られた第２の窒化物半導体４は、実施例１と同様に基板の反りを抑制した低欠陥且つ欠陥均一である窒化物半導体を得ることができた。
【００４３】
［実施例４］
実施例１において、保護膜を除去後、温度１０５０℃で、原料ガスにＴＭＧ、アンモニア、シランガスを用い、第２の窒化物半導体層を成長させる。得られた窒化物半導体基板はＳｉドープのｎ型窒化物半導体であり、実施例１同様の結果が得られた。
【００４４】
［実施例５］
図３は実施例１から実施例４により得られた窒化物半導体を基板とするレーザ素子の構造を示す模式断面図である。以下図３を元に実施例５について説明する。
【００４５】
（アンドープｎ型コンタクト層）
実施例１で得られたウェーハをＭＯＶＰＥ装置の反応容器内にセットし、１０５０℃でこの窒化物半導体に、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よりなるアンドープｎ型コンタクト層１０１を１μｍの膜厚で成長させる。この層は、ＧａＮからなる窒化物半導体基板とｎ型コンタクト層をはじめとする半導体素子との間で、緩衝層としての機能を有する。
【００４６】
（ｎ型コンタクト層１０２）
次に得られた窒化物半導体基板上に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よりなるｎ型コンタクト層１０２を４μｍの膜厚で成長させる。
【００４７】
（クラック防止層１０３）
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９００℃にしてＩｎ0.07Ｇａ0.93Ｎよりなるクラック防止層１０３を０．１５μｍの膜厚で成長させる。なお、このクラック防止層は省略可能である。
【００４８】
（ｎ型クラッド層１０４）
次に、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Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎよりなる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よりなるＢ層を２５Åの膜厚で成長させる。この操作を２００回繰り返しＡ層とＢ層との積層構造とし、総膜厚１μｍの多層膜（超格子構造）よりなるｎ型クラッド層を成長させる。
【００４９】
（ｎ型ガイド層１０５）
次に、同様の温度で、原料ガスにＴＭＧ及びアンモニアを用い、アンドープのＧａＮよりなるｎ型ガイド層１０５を０．１５μｍの膜厚で成長させる。このｎ型ガイド層１０５は、ｎ型不純物をドープしてもよい。
【００５０】
（活性層１０６）
次に、温度を９００℃にし、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よりなる障壁層を１４０Åの膜厚、シランガスを止め、アンドープのＩｎ0.13Ｇａ0.87Ｎよりなる井戸層を４０Åの膜厚で、障壁層／井戸層／障壁層／井戸層の順に積層し、最後に障壁層として、ＴＭＩ、ＴＭＧ及びアンモニアを用い、アンドープのＩｎ0.05Ｇａ0.95Ｎを成長させる。活性層１０６は、総膜厚５００Åの多重量子井戸構造（ＭＱＷ）となる。
【００５１】
（ｐ型電子閉じ込め層１０７）
次に、活性層と同じ温度で、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よりなるｐ型電子閉じ込め層１０７を１００Åの膜厚で成長させる。
【００５２】
（ｐ型ガイド層１０８）
次に、温度を１０５０℃にして、原料ガスにＴＭＧ及びアンモニアを用い、アンドープのＧａＮよりなるｐ型ガイド層１０８を０．１５μｍの膜厚で成長させる。このｐ型ガイド層は、ｐ型不純物をドープしてもよい。
【００５３】
（ｐ型クラッド層１０９）
次に、１０５０℃でアンドープＡｌ0.05Ｇａ0.95ＮよりなるＡ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よりなるＢ層を２５Åの膜厚で成長させ、それを９０回繰り返して総膜厚０．４５μｍの超格子層よりなるｐ型クラッド層１０９を成長させる。ｐ型クラッド層は、ＧａＮとＡｌＧａＮとを積層した超格子構造とする。ｐ型クラッド層１０９を超格子構造とすることによって、クラッド層全体のＡｌ混晶比を上げることができるので、クラッド層自体の屈折率が小さくなり、さらにバンドギャップエネルギーが大きくなるので、しきい値を低下させる上で非常に有効である。
【００５４】
（ｐ型コンタクト層１１０）
最後に、１０５０℃で、ｐ型クラッド層１０９の上に、ＴＭＧ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇを用い、Ｍｇを１×１０20／ｃｍ3ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層１１０を１５０Åの膜厚で成長させる。
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型層をさらに低抵抗化する。
【００５５】
アニーリング後、窒化物半導体を積層させたウェハを反応容器から取り出し、最上層のｐ型コンタクト層の表面にＳｉＯ2よりなる保護膜を形成して、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用いＳｉＣｌ4ガスによりエッチングし、ｎ電極を形成すべきｎ型コンタクト層１０２の表面を露出させる。
【００５６】
次に、ＳｉＯ2保護膜を形成し、ＲＩＥを用いＣＦ4ガスによりエッチングすることにより、ストライプ状の導波路領域としてリッジストライプを形成する。
【００５７】
次にリッジストライプ形成後、Ｚｒ酸化物（主としてＺｒＯ2）よりなる絶縁保護膜を、エッチングにより露出したｐ型ガイド層１０８上に０．５μｍの膜厚で形成する。
【００５８】
ｐ型コンタクト層上にｐ型電極をＮｉとＡｕより形成し、また、エッチングにより露出したｎ型コンタクト層上にはＴｉとＡｌよりｎ型電極を形成する。このｐ電極は、リッジ上にストライプ形成されており、同じくストライプ形成されているｎ電極とは平行な方向で形成する。
【００５９】
次に、ＳｉＯ２とＴｉＯ２よりなる誘電体多層膜を設けた後、ｐ,ｎ電極上にＮｉ−Ｔｉ−Ａｕ（１０００Å−１０００Å−８０００Å）よりなるパット電極をそれぞれ設けた。この時、共振器面（反射面側）にもＳｉＯ２とＴｉＯ２よりなる誘電体多層膜が設けられている。
【００６０】
以上のようにして得られるレーザ素子は、デバイス工程での損傷を減らし、歩留まりを向上させることができ、量産に効果的である。
【００６１】
【発明の効果】
本発明は、横方向成長させた結合部に生じる応力歪みを一点に集中させ、その接合点を基板全体に分散させることにより反りを緩和させた、低欠陥である結晶性のよい窒化物半導体及びその成長方法を提供することができた。
また、本発明により得られた窒化物半導体を基板とし、素子構造を成長させることにより、素子性能が良好な窒化物半導体を量産させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す窒化物半導体の模式断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態である各工程を示す模式断面図である。
【図３】本発明の窒化物半導体素子の一実施の形態を示すＬＤ素子の模式断面図である。
【符号の簡単な説明】
１・・・基板
２・・・第１の窒化物半導体層
３・・・保護膜
４・・・第２の窒化物半導体層
１０２・・・ｎ型コンタクト層
１０３・・・クラック防止層
１０４・・・ｎ型クラッド層
１０５・・・ｎ型ガイド層
１０６・・・活性層
１０７・・・ｐ型電子閉じ込め層
１０８・・・ｐ型ガイド層
１０９・・・ｐ型クラッド層
１１０・・・ｐ型コンタクト層
【図１】
0004043193.tif 000002
【図２】
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【図３】
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