(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面及び第１の面の反対側の第２の面を有するエピタキシャル構造を有し、前記第１の面が（０００−１）窒素表面でありかつ前記エピタキシャル構造のｎ型側に位置し、前記第２の面が前記エピタキシャル構造のｐ型側に位置し、前記エピタキシャル構造のｎ型側がｎ型電極と電気的に接触され、ｐ型側がｐ型電極と電気的に接触され、且つ前記第１の面にリッジ導波路構造が形成され、
前記ｐ型電極が接着層を介してサポートシートと接続され、
ライトフィールド制限層が前記ｐ型電極と前記接着層の間に設置され、
前記ライトフィールド制限層は少なくとも低屈折率材料を含み、
前記ライトフィールド制限層の材質がＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２、ＨｆＳｉＯ４、ＡｌＯＮ、多孔質ＧａＮ、ＴｉＮ、ＩＴＯ及びＩＧＺＯ中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
前記エピタキシャル構造は、順次に設置されるｎ型コンタクト層、ｎ側導波路層、アクティブ領域、ｐ側導波路層及びｐ型コンタクト層を含み、
前記ｎ型電極とｎ型コンタクト層の間にオーミックコンタクトが形成され、前記ｐ型電極とｐ型コンタクト層の間にオーミックコンタクトが形成され、
前記ｐ型電極がｐ型コンタクト層の全面に接触されることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記ｎ型コンタクト層とｎ側導波路層の間に更にｎ型光学制限層が設置され、
前記ｐ側導波路層とｐ型コンタクト層の間に更にｐ型光学制限層と電子ブロック層が設置されることを特徴とする請求項２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記エピタキシャル構造の第１の面上のリッジ導波路構造以外の少なくとも一部の領域上に更に絶縁膜が被覆され、及び／又は
前記エピタキシャル構造の第１の面に更に厚電極が被覆され、前記厚電極がｎ型電極と電気的に接続されることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記リッジ導波路構造のリッジ幅が０．５〜１００μｍであり、リッジ深さが０〜２μｍ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発光素子。
【請求項６】
前記ｎ型コンタクト層、ｐ型コンタクト層、ｎ型光学制限層、ｐ型光学制限層、ｐ側導波路層及びｎ側導波路層の材質がＡｌｘ１Ｉｎｙ１Ｇａ（１−ｘ１−ｙ１）Ｎ（ただし、ｘ１及びｙ１が０以上１以下であり、且つ０≦（ｘ１+ｙ１）≦１）を含み、及び／又は、
前記アクティブ領域の材質がＡｌｘ２Ｉｎｙ２Ｇａ（１−ｘ２−ｙ２）Ｎ又はＡｌｘ３Ｉｎｙ３Ｇａ（１−ｘ３−ｙ３）Ｎ（ただし、ｘ２、ｙ２、ｘ３及びｙ３が０以上１以下であり、且つ０≦（ｘ２+ｙ２）≦１、０≦（ｘ３+ｙ３）≦１）を含むことを特徴とする請求項２に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
前記窒化物半導体発光素子はＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体レーザー又は超放射発光ダイオードを含むことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体発光素子。
【請求項８】
基板上に窒化物半導体発光素子のエピタキシャル構造を成長し、前記エピタキシャル構造は基板に接合される第１の面及び第１の面の反対側の第２の面を含み、前記第１の面が（０００−１）窒素表面であり、かつ前記エピタキシャル構造のｎ型側に位置し、前記第２の面が前記エピタキシャル構造のｐ型側に位置することと、
前記エピタキシャル構造の第２の面にｐ型電極を設置し、かつ前記ｐ型電極と前記エピタキシャル構造のｐ型側にオーミックコンタクトを形成することと、
前記基板を除去して、前記エピタキシャル構造の第１の面にｎ型電極を設置し、かつ前記ｎ型電極と前記エピタキシャル構造のｎ型側にオーミックコンタクトを形成することと、
前記エピタキシャル構造の第１の面上にエッチングマスクを設置し、ドライエッチング又はウェット腐食プロセスによって前記エピタキシャル構造の第１の面に対してエッチング又は腐食を行い、リッジ導波路構造を形成することと、を含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記リッジ導波路構造のリッジ幅が０．５〜１００μｍであり、リッジ深さが０〜２μｍであることを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記製造方法は、前記ｐ型電極上にライトフィールド制限層を形成した後、接着材料を用いライトフィールド制限層とサポートシートを接着することを更に含み、
前記ライトフィールド制限層は少なくとも低屈折率材料を含み、
前記ライトフィールド制限層の材質がＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２、ＨｆＳｉＯ４、ＡｌＯＮ、多孔質ＧａＮ、ＴｉＮ、ＩＴＯ及びＩＧＺＯ中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むことを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記製造方法は、基板上に順次にｎ型コンタクト層、ｎ型光学制限層、ｎ側導波路層、アクティブ領域、ｐ側導波路層、電子ブロック層、ｐ型光学制限層及びｐ型コンタクト層を成長し、前記エピタキシャル構造を形成し、
ｐ型コンタクト層にｐ型電極としての導電材料を成長し、オーミックコンタクトアニールを行い、ｐ型電極とｐ型コンタクト層にオーミックコンタクトを形成し、
前記ｐ型電極がｐ型コンタクト層の全面に接触され、
前記ｎ型コンタクト層、ｐ型コンタクト層、ｎ型光学制限層、ｐ型光学制限層、ｐ側導波路層及びｎ側導波路層の材質がＡｌｘ１Ｉｎｙ１Ｇａ（１−ｘ１−ｙ１）Ｎ（ただし、ｘ１及びｙ１が０以上１以下であり、且つ０≦（ｘ１+ｙ１）≦１）を含み、及び／又は、
前記アクティブ領域の材質がＡｌｘ２Ｉｎｙ２Ｇａ（１−ｘ２−ｙ２）Ｎ又はＡｌｘ３Ｉｎｙ３Ｇａ（１−ｘ３−ｙ３）Ｎ（ただし、ｘ２、ｙ２、ｘ３及びｙ３が０以上１以下であり、且つ０≦（ｘ２+ｙ２）≦１、０≦（ｘ３+ｙ３）≦１）を含むことを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記製造方法は、前記基板を除去した後に、更にｎ型コンタクト層に対して薄化処理を行い、ｎ型コンタクト層上にｎ型電極としての導電材料を成長し、オーミックコンタクトアニールを行い、ｎ型電極とｎ型コンタクト層にオーミックコンタクトを形成することを更に含むことを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【請求項１３】
前記製造方法は、リッジ導波路構造を形成した後に、前記エピタキシャル構造の第１の面上のリッジ導波路構造以外の少なくとも一部の領域上に絶縁膜を被覆し、ｎ型電極を絶縁膜中から露出させ、
順にドライエッチング又はウェット腐食プロセスによって前記エピタキシャル構造に対してエッチング又は腐食を行い、前記リッジ導波路構造の一側に台面構造を形成し、かつｐ型電極を台面構造底部に分布して、ｐ型電極及びｎ型電極上に厚電極を形成し、
少なくともへき開、ドライエッチング、ウェット腐食中のいずれか１つ又は２つ以上方法の組合せによって窒化物半導体発光素子のキャビティ面を形成し、
コーティング、カットし、窒化物半導体発光素子のチップを形成することを更に含むことを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、半導体光電素子及びその製造方法に関し、特にリッジ導波路構造を有する窒化物半導体発光素子、例えばＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体レーザー、超放射発光ダイオード及びその製造方法に関して、半導体光電技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体は第三世代の半導体材料とも言われ、深紫外線から、全可視光、近赤外線までの範囲にわたって禁制帯幅が広く、化学的安定性が良く、耐放射線性が高い等の利点を有し、半導体発光素子、例えば発光ダイオード、レーザー又は超放射発光ダイオード等の製造に良く用いられている。その内に、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体によるレーザー、超放射発光ダイオードは簡単に製造され、体積が小さく、軽量化、長寿命及び効率が高い等の利点を有し、レーザーディスプレイ、レーザー照明やレーザー格納等の分野での広い応用が期待され得る。
【０００３】
一般的に窒化物半導体光電素子はｐ−ｎ接合構造である。ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体に対して、通常ｐ型ドーパントとしてビス（シクロペンタジエニル）マグネシウム（ＣＰ２Ｍｇ）を用い、Ｍｇアクセプタの窒化物におけるイオン化エネルギーが高く（ＧａＮ：１７０ｍｅＶ、ＡｌＮ：４７０ｍｅＶ）、一般的に１０％未満のＭｇアクセプタがイオン化するため、ｐ型窒化物半導体中の正孔濃度が低くなる。同時に、ｐ型窒化物半導体中のＭｇアクセプタのドーピング濃度が高く、且つ正孔の有効質量が大きく、正孔の移動度が低いため、ｐ型窒化物半導体の抵抗が大きい。そして、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体レーザー、超放射発光ダイオード等のライトフィールドを好適に制限するために、一般的にｐ型窒化物半導体の厚さを５００ｎｍ以上に制御する必要があるため、素子の直列抵抗が非常に大きくなり、レーザー動作の場合に、レーザーの直列抵抗による電圧降下が約３０％以上になる。レーザー動作時の熱出力が高く、接合温度が大幅に上昇し、レーザーの性能及び寿命に深刻な影響を与える。紫外線レーザーにおいて、ｐ型ＡｌＧａＮ光学制限層中のＡｌ成分がより高く、Ｍｇアクセプタのイオン化エネルギーがより大きく、ｐ型ＡｌＧａＮ光学制限層中の正孔濃度がより低く、レーザーの直列抵抗がより大きく、熱出力も接合温度もより高く、その同時に、正孔濃度が低いので、電子正孔の注入が非対称になり、レーザーの注入効率に悪影響を与え、それらの要素によって紫外線レーザーの閾値電流密度や寿命等に悪影響を与える。
【０００４】
また、窒化物半導体レーザー又は超放射発光ダイオードでは通常ＡｌＧａＮを光学制限層として用いる。従来のレーザー又は超放射発光ダイオードでは、ＡｌＧａＮ光学制限層と導波路層の屈折率差が小さい（約５％）ことに起因して、レーザー又は超放射発光ダイオードの光学制限要素が小さく（約２．５％）、従来のＩＩＩ−Ｖ族ＧａＡｓやＩｎＰ基半導体レーザー又は超放射発光ダイオード（８％）よりも顕著に小さい。そこで、窒化物半導体レーザー又は超放射発光ダイオード放射に必要する発光材料のゲインがより高くなり、閾値電流がより大きくなる。
【０００５】
レーザー又は超放射発光ダイオード中のｐ型層の抵抗が高いやレーザー量子井戸の制限要素が小さい等の要素による影響によって、窒化物半導体レーザー又は超放射発光ダイオードの電気光学変換効率が４０％未満であったのは現状であり、他の電力については熱出力に変換される。従来のレーザー又は超放射発光ダイオードではフェースアップ方式のパッケージを採用するので、熱を厚さ約３μｍのレーザー又は超放射発光ダイオード構造及び厚さ約１００μｍの基板からヒートシンクへ伝達する必要があり、レーザー又は超放射発光ダイオード中の熱伝達経路が長く、且つ基板の熱伝導率が低いので、レーザー又は超放射発光ダイオードの熱抵抗が非常に大きくなる。レーザー又は超放射発光ダイオードの熱出力が大きいので、素子の接合温度が高く、素子の性能及び寿命に悪影響を与える。
【０００６】
なお、（０００１）ガリウム表面ＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体材料は、ＧａＡｓやＩｎＰ系材料より化学的安定性や、耐酸性および耐アルカリ性が良く、腐食しにくい等の特徴を有する。ＩＩＩ−Ｖ族窒化物リッジレーザー又は超放射発光ダイオードに対して、ドライエッチングによってリッジを形成して、フリップやフェースアップ方式で素子をパッケージする必要がある（例えば特許文献１、特許文献２等の文献を参照する）。
【０００７】
このようなプロセスは以下のような欠点を有する。その１、電流を素子リッジ中のｐ型層から注入し、注入領域の面積が小さく、素子の抵抗が大きくなり、且つｐ型層が厚いので、素子の直列抵抗が大きく、接合温度が上昇し易く、素子の性能及び寿命に悪影響を与える。その２、窒化物半導体中の異なる材料の屈折率差が小さく、素子のライトフィールド制限が低く、要求される閾値材料のゲインが大きく、閾値電流が高い。その３、フェースアップ方式でパッケージすると、素子内部の熱源とヒートシンクとの距離が大きく、且つ基板の熱伝導率が低いので、素子の熱抵抗が大きくなる一方、フリップパッケージの素子については、熱源とヒートシンクとの距離が小さいものの、素子リッジ以外の他の領域を保護するＳｉＯ２等の絶縁誘電体フィルムの熱伝導率が非常に低いので、熱をリッジからヒートシンクへ伝達し、素子の放熱面積が小さく、熱抵抗が大きくなり、そしてフリップパッケージ場合に発光キャビティ面が半田に近いので、汚染されやすく、短絡漏電による素子性能の劣化が発生する。その４、ドライエッチングに起因して側壁が荒くなり、かつ光散乱等を招く。ドライエッチングによる表面状態、傷和欠点に起因して無放射複合中心になり、レーザー又は超放射発光ダイオードの効率に悪影響を与え、かつ漏電を招き素子の信頼性及び安定性が低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】中国特許出願公開第１０３７０１０３７号明細書
【特許文献２】中国特許出願公開第１０３００１１１９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本出願は、主に従来技術の欠点を解決するための窒化物半導体発光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】
【００１０】
前記の発明目的を達成するために、本出願では以下のような技術手段を含む。
本出願の実施例では、第１の面と第１の面の反対側の第２の面を有するエピタキシャル構造を有し、前記第１の面が（０００−１）窒素表面かつ前記エピタキシャル構造のｎ型側に位置し、前記第２の面が前記エピタキシャル構造のｐ型側に位置し、前記エピタキシャル構造のｎ型側がｎ型電極と電気的に接触され、ｐ型側がｐ型電極と電気的に接触され、且つ前記第１の面にリッジ導波路構造が形成される窒化物半導体発光素子を提供している。
【００１１】
更に、前記エピタキシャル構造は順次に設置されるｎ型コンタクト層、ｎ側導波路層、アクティブ領域、ｐ側導波路層及びｐ型コンタクト層を含み、前記ｎ型電極がｎ型コンタクト層と電気的に接触され、前記ｐ型電極がｐ型コンタクト層と電気的に接触される。
【００１２】
ある好適な実施形態では、前記ｐ型電極がｐ型コンタクト層の全面に接触される。
【００１３】
また更に、前記ｎ型電極とｎ型コンタクト層との間にオーミックコンタクトが形成され、前記ｐ型電極とｐ型コンタクト層の間オーミックコンタクトが形成される。
【００１４】
ある好適な実施形態では、前記ｐ型電極が更にサポートシートに接続される。
【００１５】
また更に、前記ｐ型電極は接着層を介して前記サポートシートに接続される。好ましくは、前記接着層は金属接着層又は非金属接着層を含む。
【００１６】
ある好適な実施形態では、前記ｐ型電極とサポートシートとの間にライトフィールド制限層が設置される。
【００１７】
また更に、前記ライトフィールド制限層がｐ型電極と接着層の間に設置される。
【００１８】
好ましくは、前記ライトフィールド制限層は少なくとも低屈折率材料を含む。
【００１９】
更に、本出願の実施例では、
基板上に窒化物半導体発光素子のエピタキシャル構造を成長し、前記エピタキシャル構造は基板に接合される第１の面及び第１の面の反対側の第２の面を含み、前記第１の面が（０００−１）窒素表面であり、かつ前記エピタキシャル構造のｎ型側に位置し、前記第２の面が前記エピタキシャル構造のｐ型側に位置することと、
前記エピタキシャル構造の第２の面にｐ型電極を設置し、かつ前記ｐ型電極と前記エピタキシャル構造のｐ型側にオーミックコンタクトを形成することと、
前記基板を除去して、前記エピタキシャル構造の第１の面にｎ型電極を設置し、かつ前記ｎ型電極と前記エピタキシャル構造のｎ型側にオーミックコンタクトを形成することと、
前記エピタキシャル構造の第１の面にエッチング又は腐食を行い、リッジ導波路構造を形成することと、を含む窒化物半導体発光素子の製造方法を提供している。
【００２０】
更に、前記製造方法は、前記エピタキシャル構造の第１の面上にエッチングマスクを設置して、ドライエッチング又はウェット腐食プロセスによって前記エピタキシャル構造の第１の面に対してエッチング又は腐食を行い、リッジ導波路構造を形成することを含む。
【００２１】
ある好適な実施形態では、前記製造方法は、ウェット腐食プロセスによって前記エピタキシャル構造の第１の面に対して腐食を行い、リッジ導波路構造を形成することを含む。
【００２２】
ある好適な実施形態では、前記製造方法は、接着材料によってｐ型電極とサポートシートを接着することを更に含む。
【００２３】
また更に、前記接着材料は金属接着材料又は非金属接着材料を含む。
【００２４】
ある好適な実施形態では、前記製造方法は、前記ｐ型電極上にライトフィールド制限層を形成し、接着材料によってライトフィールド制限層とサポートシートを接着することを更に含む。
【００２５】
好ましくは、前記ライトフィールド制限層は少なくとも低屈折率材料を含む。
【００２６】
ある実施形態では、前記製造方法は、基板上に順次にｎ型コンタクト層、ｎ型光学制限層、ｎ側導波路層、アクティブ領域、ｐ側導波路層、電子ブロック層及びｐ型コンタクト層を成長し、前記エピタキシャル構造を形成することを含む。
【００２７】
ある実施形態では、前記製造方法は、ｐ型コンタクト層にｐ型電極としての導電材料を成長し、かつオーミックコンタクトアニールを行い、ｐ型電極とｐ型コンタクト層にオーミックコンタクトを形成することを更に含む。好ましくは、前記ｐ型電極がｐ型コンタクト層の全面に接触される。
【００２８】
ある好適な実施形態では、前記製造方法は、ｎ型電極を製造した後、フォトリソグラフィプロセスによって前記エピタキシャル構造の第１の面上にエッチングマスクを設置し、ウェット腐食プロセスによって前記エピタキシャル構造の第１の面に対して腐食を行い、リッジ導波路構造を形成することを更に含む。
【００２９】
ある実施形態では、前記製造方法は、ｎ型電極を絶縁膜から露出させ、ドライエッチング又はウェット腐食プロセスによって前記エピタキシャル構造に対してエッチング又は腐食を行い、前記リッジ導波路構造の一側に台面構造を形成し、かつｐ型電極を台面構造の底部に分布させて、ｐ型電極及びｎ型電極上に厚電極を製造することを更に含む。
【００３０】
ある実施形態では、前記製造方法は、厚電極を製造した後、少なくともへき開、ドライエッチング、ウェット腐食のいずれか１つ又は２つ以上の方法の組合せによって窒化物半導体発光素子のキャビティ面を製造することを更に含む。
【００３１】
更に、前記窒化物半導体発光素子は、窒化物半導体レーザー又は超放射発光ダイオード等を含むが、ここに限定されない。
【００３２】
好ましくは、前記窒化物半導体発光素子はＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体レーザー又は超放射発光ダイオードを含む。
【００３３】
従来技術に比べて、本出願の窒化物半導体発光素子、特にＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体レーザー又は超放射発光ダイオードは、低抵抗、低内部損失、小閾値電流、小熱抵抗、安定性及び信頼性が良い等の利点を有するので、大幅に素子の性能及び寿命を向上させ、特に紫外線レーザー又は超放射発光ダイオード等の厚い且つＡｌ成分の含有量が高いＡｌＧａＮ材料の素子の性能及び寿命を効果的に向上させるとともに、本出願窒化物半導体発光素子の製造プロセスが簡単に実施することができる。
【００３４】
以下、本出願の実施例や従来技術中の技術手段をより明らかに説明するために、実施例や従来技術の説明に必要する図面を簡単に説明するが、以下説明する図面はただ本出願の一部の実施例に過ぎず、当業者であれば創造的な労働をせずにこれらの図面に基づき他の図面を得ることが言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本出願のある代表的な実施形態における窒化物半導体レーザー又は超放射発光ダイオード（以下「素子」と簡略する）のエピタキシャル構造を示す模式図である。
【図２】本出願のある代表的な実施形態におけるｐ型オーミックコンタクトが形成された後の素子の構造を示す模式図である。
【図３】本出願のある代表的な実施形態における基板を除去した後の素子の構造を示す模式図である。
【図４】本出願のある代表的な実施形態における絶縁誘電体フィルムを成長した後の素子の構造を示す模式図である。
【図５】本出願のある代表的な実施形態における厚電極を製造した後の素子の構造を示す模式図である。
【図６】本出願のある代表的な実施形態における平面電極構造を製造した後の素子の構造を示す模式図である。
【図７】本出願のある代表的な実施形態における垂直構造を有する素子の構造を示す模式図である。
【図８】本出願の他の代表的な実施形態における窒化物半導体レーザー又は超放射発光ダイオード（以下「素子」と簡略する）のエピタキシャル構造を示す模式図である。
【図９】本出願の他の代表的な実施形態におけるｐ型オーミックコンタクトが形成された後の素子の構造を示す模式図である。
【図１０】本出願の他の代表的な実施形態におけるライトフィールド制限層及び接着材料を成長した後の素子の構造を示す模式図である。
【図１１】本出願の他の代表的な実施形態における基板を除去した後の素子の構造を示す模式図である。
【図１２】本出願の他の代表的な実施形態における絶縁誘電体フィルムを成長した後の素子の構造を示す模式図である。
【図１３】本出願の他の代表的な実施形態における台面構造を有する素子の構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
本出願の実施例の一側面では、第１の面と第１の面の反対側の第２の面を有するエピタキシャル構造を有し、前記第１の面が（０００−１）窒素表面かつ前記エピタキシャル構造のｎ型側に位置し、前記第２の面が前記エピタキシャル構造のｐ型側に位置し、前記エピタキシャル構造のｎ型側がｎ型電極と電気的に接触され、ｐ型側がｐ型電極と電気的に接触され、且つ前記第１の面にリッジ導波路構造が形成される窒化物半導体発光素子を提供している。
【００３７】
更に、前記エピタキシャル構造は順次に設置されるｎ型コンタクト層、ｎ側導波路層、アクティブ領域、ｐ側導波路層及びｐ型コンタクト層を含み、前記ｎ型電極がｎ型コンタクト層と電気的に接触され、前記ｐ型電極がｐ型コンタクト層と電気的に接触される。
【００３８】
また更に、前記ｎ型電極とｎ型コンタクト層との間にオーミックコンタクトが形成され、前記ｐ型電極とｐ型コンタクト層の間オーミックコンタクトが形成される。
【００３９】
好ましくは、前記ｐ型電極がｐ型コンタクト層の全面に接触される。
【００４０】
更に、前記ｎ型コンタクト層とｎ側導波路層に更にｎ型光学制限層が設置される。
【００４１】
更に、前記ｐ側導波路層とｐ型コンタクト層の間に更にｐ型光学制限層が設置される。
【００４２】
更に、前記ｐ側導波路層とｐ型コンタクト層の間に更に電子ブロック層が設置される。好ましくは、前記電子ブロック層がｐ側導波路層とｐ型光学制限層の間に設置される。
【００４３】
更に、前記ｎ型コンタクト層が薄化処理され、その厚さが５〜３０００ｎｍであることが好ましい。
【００４４】
更に、前記エピタキシャル構造の第１の面上にリッジ導波路構造以外の少なくとも一部領域上に更に絶縁膜が被覆される。
【００４５】
また更に、前記絶縁膜の材質は、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ（ｘ=０〜１）、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯＮ、ＳｉＡｌＯＮ、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２とポリシリコン中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むが、ここに限定されない。
【００４６】
更に、前記エピタキシャル構造の第１の面に更に厚電極が被覆され、前記厚電極がｎ型電極と電気的に接続される。
【００４７】
更に、前記リッジ導波路構造のリッジ幅が０．５〜１００μｍであることが好ましく、リッジ深さが０〜２μｍであることが好ましく、特に０以上２μｍ以下であることが好ましい。
【００４８】
ある実施形態では、前記ｎ型コンタクト層、ｐ型コンタクト層、ｎ型光学制限層、ｐ型光学制限層、ｐ側導波路層及びｎ側導波路層の材質としてＩＩＩ−Ｖ族窒化物、例えばＡｌｘ１Ｉｎｙ１Ｇａ（１−ｘ１−ｙ１）Ｎ（ただし、ｘ１及びｙ１が０以上１以下であり、且つ０≦（ｘ１+ｙ１）≦１）を含む。
【００４９】
ある実施形態では、前記アクティブ領域の材質としてＩＩＩ−Ｖ族窒化物、例えばＡｌｘ２Ｉｎｙ２Ｇａ（１−ｘ２−ｙ２）Ｎ又はＡｌｘ３Ｉｎｙ３Ｇａ（１−ｘ３−ｙ３）Ｎ、（ただし、ｘ２、ｙ２、ｘ３及びｙ３が０以上１以下であり、且つ０≦（ｘ２+ｙ２）≦１、０≦（ｘ３+ｙ３）≦１）を含む。
【００５０】
ある実施形態では、前記ｎ型電極、ｐ型電極の材質として、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ、ＴｉＮ、ＩＴＯ及びＩＧＺＯ等のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むが、ここに限定されない。
【００５１】
更に、前記ｐ型電極が更にサポートシートに接続される。
【００５２】
また更に、前記サポートシートはシリコン基板、銅サポートシート、モリブデン銅サポートシート、モリブデンサポートシート、セラミックス基板中のいずれか１つを含むが、ここに限定されない。
【００５３】
好ましくは、前記ｐ型電極は接着層を介して前記サポートシートに接続される。前記接着層は金属接着層又は非金属接着層を含む。例えば、前記金属接着層はＡｕＳｎ、ＮｉＳｎ、ＡｕＡｕ、ＮｉＧｅ中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むが、ここに限定されない。例えば、前記非金属接着層はＮａＣｌ、ＳｉＯ２、ＣｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ダイヤモンド中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せ等を含む。
【００５４】
ある好適な実施形態では、前記ｐ型電極とサポートシートとの間にライトフィールド制限層が設置される。
【００５５】
また更に、前記ライトフィールド制限層がｐ型電極と接着層の間に設置される。
【００５６】
好ましくは、前記ライトフィールド制限層は少なくとも低屈折率材料を含む。その内に、前記ライトフィールド制限層の材質としてＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２、ＨｆＳｉＯ４、ＡｌＯＮ、多孔質ＧａＮ、ＴｉＮ、ＩＴＯ及びＩＧＺＯ中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むが、ここに限定されない。
【００５７】
更に、前記窒化物半導体発光素子は窒化物半導体レーザー又は超放射発光ダイオードを含む。好ましくは、前記窒化物半導体発光素子はＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体レーザー又は超放射発光ダイオードを含む。
【００５８】
本出願の実施例のもう１つの側面では、
基板上に窒化物半導体発光素子のエピタキシャル構造を成長し、前記エピタキシャル構造は基板に接合される第１の面及び第１の面の反対側の第２の面を含み、前記第１の面が（０００−１）窒素表面であり、かつ前記エピタキシャル構造のｎ型側に位置し、前記第２の面が前記エピタキシャル構造のｐ型側に位置することと、
前記エピタキシャル構造の第２の面にｐ型電極を設置し、かつ前記ｐ型電極と前記エピタキシャル構造のｐ型側にオーミックコンタクトを形成することと、
前記基板を除去して、前記エピタキシャル構造の第１の面にｎ型電極を設置し、かつ前記ｎ型電極と前記エピタキシャル構造のｎ型側にオーミックコンタクトを形成することと、
前記エピタキシャル構造の第１の面にエッチング又は腐食を行い、リッジ導波路構造を形成することと、を含む窒化物半導体発光素子の製造方法を提供している。
【００５９】
更に、前記製造方法は、前記エピタキシャル構造の第１の面上にエッチングマスクを設置して、ドライエッチング又はウェット腐食プロセスによって前記エピタキシャル構造の第１の面に対してエッチング又は腐食を行い、リッジ導波路構造を形成することを含む。
【００６０】
ある好適な実施形態では、前記製造方法は、ウェット腐食プロセスによって前記エピタキシャル構造の第１の面に対して腐食を行い、リッジ導波路構造を形成することを含む。
【００６１】
更に、前記製造方法は、フォトリソグラフィプロセスによって前記エピタキシャル構造の第１の面上に前記エッチングマスクを形成することを含む。
【００６２】
更に、前記リッジ導波路構造のリッジ幅が０．５〜１００μｍであることが好ましく、リッジ深さが０〜２μｍであることが好ましく、特に０以上２μｍ以下であることが好ましい。
【００６３】
ある好適な実施形態では、前記製造方法は、接着材料によってｐ型電極とサポートシートを接着することを更に含む。
【００６４】
更に、前記サポートシートの材質として以上のとおりである。
【００６５】
更に、前記接着材料は金属接着材料又は非金属接着材料を含み、その材質は以上の通りである。
【００６６】
ある好適な実施形態では、前記製造方法は、前記ｐ型電極上にライトフィールド制限層を形成し、接着材料によってライトフィールド制限層とサポートシートを接着すること更にを含む。
【００６７】
好ましくは、前記ライトフィールド制限層は少なくとも低屈折率材料を含む。更に、前記ライトフィールド制限層の材質も以上の通りである。
【００６８】
ある実施形態では、前記製造方法は、基板上に順次にｎ型コンタクト層、ｎ型光学制限層、ｎ側導波路層、アクティブ領域、ｐ側導波路層、電子ブロック層及びｐ型コンタクト層を成長し、前記エピタキシャル構造を形成することを含む。
【００６９】
ある実施形態では、前記製造方法は、前記電子ブロック層上に順次にｐ型光学制限層及びｐ型コンタクト層を形成することを更に含む。
【００７０】
ある実施形態では、前記製造方法は、ｐ型コンタクト層にｐ型電極としての導電材料を成長し、かつオーミックコンタクトアニールを行い、ｐ型電極とｐ型コンタクト層にオーミックコンタクトを形成することを更に含む。好ましくは、前記ｐ型電極がｐ型コンタクト層の全面に接触される。
【００７１】
ある好適な実施形態では、前記製造方法は、前記基板を除去した後に、更にｎ型コンタクト層に対して薄化処理を行い、ｎ型コンタクト層にｎ型電極としての導電材料を成長し、かつオーミックコンタクトアニールを行うことによって、ｎ型電極とｎ型コンタクト層にオーミックコンタクトを形成することを更に含む。好ましくは、前記ｎ型コンタクト層の厚さが５〜３０００ｎｍである。
【００７２】
ある好適な実施形態では、前記製造方法は、ｎ型電極を製造した後、フォトリソグラフィプロセスによって前記エピタキシャル構造の第１の面上にエッチングマスクを設置し、ウェット腐食プロセスによって前記エピタキシャル構造の第１の面に対して腐食を行い、リッジ導波路構造を形成することを更に含む。
【００７３】
更に、前記製造方法は、リッジ導波路構造を形成した後に、前記エピタキシャル構造の第１の面上のリッジ導波路構造以外の少なくとも一部の領域上に絶縁膜を被覆し、且つｎ型電極を絶縁膜中から露出させることを更に含む。
【００７４】
その内に、前記絶縁膜の材質が同様に以上の通りである。
【００７５】
更に、前記製造方法は、ｎ型電極上に厚電極を形成することを更に含む。
【００７６】
ある実施形態では、前記製造方法は、ｎ型電極を絶縁膜から露出させ、ドライエッチング又はウェット腐食プロセスによって前記エピタキシャル構造に対してエッチング又は腐食を行い、前記リッジ導波路構造の一側に台面構造を形成し、かつｐ型電極を台面構造の底部に分布させて、ｐ型電極及びｎ型電極上に厚電極を製造することを更に含む。
【００７７】
ある実施形態では、前記製造方法は、厚電極を製造した後、少なくともへき開、ドライエッチング、ウェット腐食のいずれか１つ又は２つ以上の方法の組合せによって窒化物半導体発光素子のキャビティ面を製造することを更に含む。
【００７８】
更に、前記基板の材質としてＧａＮ、ＡｌＮ、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むが、ここに限定されない。
【００７９】
更に、前記ｎ型コンタクト層、ｐ型コンタクト層、ｎ型光学制限層、ｐ型光学制限層、ｐ側導波路層、ｎ側導波路層、アクティブ領域、ｎ型電極、ｐ型電極の材質も同様に以上の通りである。
【００８０】
更に、前記ウェット腐食プロセスで採用される腐食溶媒はアルカリ性溶液又は酸性溶液を含む。前記アルカリ性溶液は例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含み、前記酸性溶液は例えばリン酸（Ｈ３ＰＯ４）、フッ化水素酸（ＨＦ）中のいずれか１つ又は２種の組合せを含むが、ここに限定されない。
【００８１】
図１〜図８に示されるように、本出願のある代表的な実施形態では、窒化物半導体レーザー又は超放射発光ダイオード（以下「素子」と簡略する）の製造プロセスは、図１に示すように、基板上にエピタキシャル材料を成長し、即ち素子のエピタキシャル構造を形成し、それはｎ型コンタクト層、ｎ型光学制限層、ｎ側導波路層、アクティブ領域、ｐ側導波路層、電子ブロック層、ｐ型光学制限層及びｐ型コンタクト層を含む。
【００８２】
図２に示すように、前記エピタキシャルシートを洗浄し、ｐ型コンタクト層上の全面にｐ型オーミックコンタクト金属を成長し、且つオーミックコンタクトアニールを行うことによって、良いオーミックコンタクトを形成する。
【００８３】
エピタキシャルシートをサポートシート上にフリップチップボンディングし、かつ素子のｐ接合オーミックコンタクト電極（即ちｐ型電極）を下にして、サポートシート上の材料と接着する。
【００８４】
図３に示すように、薄化、研磨、レーザー剥離、ドライエッチング又はウェット腐食等の方法によって基板及び一部のｎ型コンタクト層を除去し、薄いｎ型コンタクト層を残し、ｎ型オーミックコンタクト電極を形成する。
【００８５】
（０００−１）窒素表面のｎ型オーミックコンタクト層（即ち前記ｎ型コンタクト層）上にｎ型オーミックコンタクト金属（即ちｎ型電極）を成長し、オーミックコンタクトを形成する。
【００８６】
（０００−１）窒素表面のｎ型オーミックコンタクト電極（即ち前記ｎ型電極）上にフォトレジストをスピンコートし、フォトリソグラフィを行い、そしてドライエッチング又はウェット腐食技術によって素子のリッジ（即ちリッジ導波路構造）を形成する。
【００８７】
図４に示すように、絶縁誘電体フィルムを成長し、素子リッジ以外の他の領域を保護し、電流のこれらの領域からの注入を防止する。
【００８８】
リッジ上方の絶縁誘電体フィルム及びフォトレジストを剥離し、ｎ型オーミックコンタクト電極を露出させる。
【００８９】
図５に示すように、フォトリソグラフィ、金属成長及び剥離プロセスによって、ｎ型オーミックコンタクト電極（即ち前記ｎ型電極）の上方に厚電極を形成する。
【００９０】
図６に示すように、フォトリソグラフィ及びウェット腐食又はドライエッチングによって、リッジの一側に台面を形成し、台面の底部がｐ型オーミックコンタクト電極（即ち前記ｐ型電極）になり、或は図７に示すように、サポートシートを薄化し、且つサポートシートのもう１つの面に金属を成長し、電気コンタクトを形成する。
【００９１】
そして、レーザー又は超放射発光ダイオードのキャビティ面を形成し、形成方法はへき開、ドライエッチング、ウェット腐食中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むが、ここに限定されない。その後コーティング・カットして、素子のチップを形成する。
【００９２】
また、図９〜図１３に示されるように、本出願のもう１つ代表的な実施形態では、窒化物半導体レーザー又は超放射発光ダイオード（以下「素子」と簡略する）の製造プロセスは、図８に示すように、基板上にエピタキシャル材料を成長し、即ち素子のエピタキシャル構造を形成し、それはｎ型コンタクト層、ｎ型光学制限層、ｎ側導波路層、アクティブ領域、ｐ側導波路層、電子ブロック層及びｐ型コンタクト層を含み、あるいはｎ型コンタクト層、ｎ型光学制限層、ｎ側導波路層、アクティブ領域、ｐ側導波路層、電子ブロック層、ｐ型光学制限層及びｐ型コンタクト層を含む。
【００９３】
図９に示すように、エピタキシャルシートを洗浄し、ｐ型コンタクト層上の全面に透明導電膜（即ちｐ型電極）を成長し、且つオーミックコンタクトアニールを行うことによって、良いオーミックコンタクトを形成する。
【００９４】
図１０に示すように、透明導電膜の上方に周期性に交互に低屈折率材料１及び低屈折率材料２を成長し、そして接着材料を成長する。
【００９５】
エピタキシャルシートをサポートシート上にフリップチップボンディングし、素子の接着面を下にして、サポートシート上の材料と接着する。
【００９６】
図１１に示すように、薄化、研磨、レーザー剥離、ドライエッチング又はウェット腐食等の方法によって基板及び一部のｎ型コンタクト層を除去し、薄いｎ型コンタクト層を残し、ｎ型オーミックコンタクト電極（即ちｎ型電極）を形成する。
【００９７】
（０００−１）窒素表面のｎ型オーミックコンタクト層（即ち前記ｎ型コンタクト層）上にｎ型オーミックコンタクト金属（即ちｎ型電極）を成長し、オーミックコンタクトを形成する。
【００９８】
（０００−１）窒素表面のｎ型オーミックコンタクト電極（即ちｎ型電極）上にフォトレジストをスピンコートし、フォトリソグラフィを行い、そしてドライエッチング又はウェット腐食技術によって素子のリッジ（即ちリッジ導波路構造）を形成する。
【００９９】
図１２に示すように、絶縁誘電体フィルムを成長し、素子リッジ以外の他の領域を保護し、電流のこれらの領域からの注入を防止する。
【０１００】
リッジ上方の絶縁誘電体フィルム及びフォトレジストを剥離し、ｎ型オーミックコンタクト電極を露出させる。
【０１０１】
フォトリソグラフィ及びウェット腐食又はドライエッチングによって、リッジの一側に台面を形成し、台面の底部がｐ型オーミックコンタクト電極になる。
【０１０２】
図１３に示すように、フォトリソグラフィ、金属成長及び剥離プロセスによって、ｐ型オーミックコンタクト電極及びｎ型オーミックコンタクト電極の上方に厚電極を形成する。
【０１０３】
そして、レーザー又は超放射発光ダイオードのキャビティ面を形成し、形成方法はへき開、ドライエッチング、ウェット腐食中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むが、ここに限定されなく、その後コーティング・カットして、素子のチップを形成する。
【０１０４】
前記の技術手段によれば、本出願は少なくとも以下の利点を有する。
【０１０５】
１、本出願によれば、窒化物半導体発光素子の（０００−１）窒素表面にリッジ導波路構造を形成し、（０００１）ガリウム表面に全面接触的にｐ型オーミックコンタクトを形成することによって、最大幅にｐ接合電流注入領域の面積を増加し、素子の抵抗を低減させる。更に、低屈折率材料を用いｐ側からライトフィールドを制限することによって、素子中のｐ型ライトフィールド制限層が薄化、ひいては省略され、素子の直列抵抗が一層小さくなる。このようにして、本出願の素子の抵抗が非常に小さくなり、また効果的に素子の電気光学効率を向上させ、熱出力を低減でき、素子接合温度を低下して、素子性能及び信頼性を高める。
【０１０６】
２、更に、本出願の素子では低屈折率材料を用いライトフィールドを制限し、低屈折率材料の厚さ及び屈折率が調整可能であるので、ライトフィールド制限層と窒化物材料の屈折率差を増大し、レーザー中のライトフィールド制限を強め、本出願の素子が高い光学制限要素を持ち、大幅にレーザー又は超放射発光ダイオードの閾値材料ゲインを低減でき、素子の閾値電流が小さくなる。レーザーの制限要素が多くなり、光の低損失量子井戸アクティブ領域及び導波路層での分布部分が増加し、レーザーの内部損失が小さくなり、そこでレーザーの閾値電流を大幅に低減できる。
【０１０７】
３、更に、本出願の素子の熱源とヒートシンクの距離が小さいので、熱伝達経路が短く、同時にヒートシンクの熱伝導率が高く、熱源からの熱を、ｐ接合全体を介してヒートシンクへ伝達でき、かつＳｉＯ２等の低熱伝導率誘電体膜の影響がないので、短絡やキャビティ面の汚染等の問題が発生しにくく、そこで本出願の素子の熱抵抗が小さく、放熱性良く、かつ素子の性能及び信頼性の向上に寄与する。
【０１０８】
４、更に、本出願では、（０００−１）窒素表面から素子のリッジを形成するので、（０００−１）窒素表面の窒化物半導体を腐食しやすく、ウェット腐食によってリッジを形成することができるので、ドライエッチングによる欠点、傷及び表面状態の影響がなく、素子の安定性及び信頼性が更に良い。
【０１０９】
以下、若干の実施例によって本出願の技術手段を更に詳しく説明する。
【０１１０】
（実施例１）
本実施例のＧａＮ系ブルーレーザー又は超放射発光ダイオードの製造プロセスでは、
Ｓ１：有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）装置によってＧａＮ系基板上に窒化物半導体レーザー又は超放射発光ダイオード構造を成長し、それは厚さ約５００ｎｍのｎ−ＧａＮコンタクト層と、ｎ型光学制限層としての各層の厚さ約２．５ｎｍである１００対ｎ−Ａｌ０．１６ＧａＮ／ＧａＮ超格子構造と、厚さ約１００ｎｍのｎ−Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ導波路層と、各層Ｉｎ０．１６Ｇａ０．８４Ｎ量子井戸厚さ約２．５ｎｍ、各層ＧａＮバリア厚さ約１５ｎｍである３対Ｉｎ０．１６Ｇａ０．８４Ｎ／ＧａＮ多量子井戸と、厚さ約８０ｎｍの不意図ドーピングＩｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ導波路層と、厚さ約２０ｎｍのｐ−Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ｎ電子ブロック層と、ｐ型光学制限層としての各層厚さ約２．５ｎｍである１５０対ｐ−Ａｌ０．１６ＧａＮ／ＧａＮ超格子構造と、厚さ約３０ｎｍのｐ−ＧａＮコンタクト層を含む。図１に示される。
【０１１１】
Ｓ２：アセトン、アルコール、塩酸及び純水等でエピタキシャルシートを洗浄し、ｐ−ＧａＮコンタクト層上に順次に厚さ約５ｎｍのＮｉ及び厚さ約５０ｎｍのＡｕを成長し、且つ急速アニール炉によって圧縮空気雰囲気中で、５００℃、３分のアニールを行い、良いオーミックコンタクトを形成し、図２に示される。
【０１１２】
Ｓ３：エピタキシャルシートをＳｉサポートシート上にフリップチップボンディングし、レーザー又は超放射発光ダイオードのｐ接合オーミックコンタクト電極Ｎｉ／Ａｕを下にして、接着技術によりＳｉサポートシート上の金属Ｔｉ／Ａｕと接着する。その内にＧａＮのｍ面とＳｉサポートシートの１００面の整列を確保する必要がある。
【０１１３】
Ｓ４：薄化、研磨、研磨等の方法によって、ＧａＮ系基板を除去し、そして誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）によって一部のｎ−ＧａＮコンタクト層を約５０ｎｍの厚さまでエッチングし、ｎ型オーミックコンタクト電極を形成し、図３に示される。
【０１１４】
Ｓ５：（０００−１）窒素表面のｎ−ＧａＮオーミックコンタクト層上に順次に厚さ約５０ｎｍのＴｉ／厚さ約５０ｎｍのＰｔ／厚さ約１００ｎｍのＡｕを成長し、ｎ型オーミックコンタクトを形成する。
【０１１５】
Ｓ６：（０００−１）窒素表面のｎ型オーミックコンタクト電極上にフォトレジストをスピンコートし、フォトリソグラフィを行い、リッジのマスクパターンを形成して、８０℃のＫＯＨ溶液を用いウェット腐食を行い、時間制御によって腐食深さを約７００ｎｍに制御し、レーザー又は超放射発光ダイオードのリッジを形成する。
【０１１６】
Ｓ７：誘導結合プラズマ化学気相成長装置によって厚さ約２００ｎｍのＳｉＮを絶縁誘電体フィルムとして成長し、レーザー又は超放射発光ダイオードの側壁及びエッチング後の台面を保護し、図４に示される。
【０１１７】
Ｓ８：アセトンを用いリッジ上方のＳｉＮ絶縁誘電体フィルム及びフォトレジストを剥離し、ｎ型オーミックコンタクト電極Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕを露出させる。
【０１１８】
Ｓ９：フォトレジストをスピンコートし、フォトリソグラフを行い、そしてマグネトロンスパッタリングによって厚さ約５０ｎｍのＴｉ／厚さ約５００ｎｍのＡｕ厚電極を成長し、アセトンの剥離を行う。図５に示される。
【０１１９】
Ｓ１０：フォトレジストをスピンコートし、フォトリソグラフィを行い、そして８０℃のＫＯＨ溶液を用い台面の窒化物半導体を完全腐食するまでにウェット腐食を行い、ｐ型オーミックコンタクト電極を露出させる。図６に示される。あるいは、サポートシートを薄化し、且つサポートシートのもう１つの面に金属を成長し、電気コンタクトを形成し、図７に示される。
【０１２０】
Ｓ１１：Ｓｉサポートシートを薄化し、ＧａＮ材料のａ軸に沿ってレーザー又は超放射発光ダイオードをストリップ状にへき開し、並びにコーティング・カットして、レーザー又は超放射発光ダイオードチップの製造を完成する。
【０１２１】
（実施例２）
本実施例のＧａＮ系近紫外線レーザー又は超放射発光ダイオードの製造プロセスでは、
Ｓ１：有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）装置によってＳｉ（１１１）基板上に紫外線レーザー又は超放射発光ダイオード構造を成長し、具体的に厚さ約５００ｎｍのｎ−ＧａＮコンタクト層と、ｎ型光学制限層としての各層厚さ約２．５ｎｍである１２０対ｎ−Ａｌ０．２ＧａＮ／ＧａＮ超格子構造と、厚さ約８０ｎｍのｎ−Ａｌ０．０２Ｇａ０．９８Ｎｎ側導波路層と、各層Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ量子井戸厚さ約２．５ｎｍ、各層Ａｌ０．０８Ｇａ０．９２Ｎバリア厚さ約１４ｎｍである２対Ｉｎ０．０３Ｇａ０．９７Ｎ／Ａｌ０．０８Ｇａ０．９２Ｎ多量子井戸と、厚さ約６０ｎｍの不意図ドーピングしたＡｌ０．０２Ｇａ０．９８Ｎｐ側導波路層と、厚さ約２５ｎｍのｐ−Ａｌ０．２５Ｇａ０．７５Ｎ電子ブロック層と、ｐ型光学制限層としての各層厚さ約２．５ｎｍである３０対ｐ−Ａｌ０．１６ＧａＮ／ＧａＮ超格子構造と、厚さ約２０ｎｍのｐ−ＧａＮコンタクト層を含む。図８に示される。
【０１２２】
Ｓ２：レーザー又は超放射発光ダイオードエピタキシャルシートを洗浄し、ｐ−ＧａＮコンタクト層上に厚さ約１００ｎｍのＩＴＯ透明導電膜を成長し、急速アニール炉によって圧縮空気雰囲気中で５５０℃、３分のアニールを行い、良いオーミックコンタクトを形成する。図９に示される。
【０１２３】
Ｓ３：ＩＴＯ導電膜上方に５０ｎｍＩＧＺＯ及び１００ｎｍＩＴＯを成長し、ＩＴＯ上方に順次に厚さ約３０ｎｍのＴｉ／厚さ約１５０ｎｍのＡｕ接着金属を成長する。図１０に示される。
【０１２４】
Ｓ４：レーザー又は超放射発光ダイオードエピタキシャルシートをＳｉサポートシート上にフリップチップボンディングし、レーザー又は超放射発光ダイオードの接着金属Ｔｉ／Ａｕを下にして、Ｓｉサポートシート上の金属Ｔｉ／Ａｕと接着し、その内ＧａＮのｍ面とＳｉシートの１００面との整列を確保する必要がある。
【０１２５】
Ｓ５：そして薄化、研磨等の方法によって常温のＨ３ＰＯ４溶液を用いＳｉ基板をウェット腐食し、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）によって一部のｎ−ＧａＮコンタクト層を約７０ｎｍまでエッチングし、ｎ型オーミックコンタクト電極を形成する。図１１に示される。
【０１２６】
Ｓ６：（０００−１）窒素表面のｎ−ＧａＮオーミックコンタクト層上に順次に厚さ約３０ｎｍのＴｉ／厚さ約３０ｎｍのＰｔ／厚さ約５０ｎｍのＡｕを成長し、ｎ型オーミックコンタクトを形成する。
【０１２７】
Ｓ７：（０００−１）窒素表面のｎ型オーミックコンタクト電極上にフォトレジストをスピンコートし、フォトリソグラフィを行い、リッジのマスクパターンを形成して、７０℃のＨ３ＰＯ４溶液を用いウェット腐食を行い、時間制御によって腐食深さを約３００ｎｍに制御し、レーザー又は超放射発光ダイオードのリッジを形成する。
【０１２８】
Ｓ８：誘導結合プラズマ化学気相成長装置によって厚さ約１５０ｎｍのＳｉＯ２を絶縁誘電体フィルムとして成長し、レーザー又は超放射発光ダイオードの側壁及びエッチング後の台面を保護する。図１２に示される。
【０１２９】
Ｓ９：アセトンを用いリッジ上方のＳｉＯ２絶縁誘電体フィルム及びフォトレジストを剥離し、ｎ型オーミックコンタクト電極Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕを露出させる。
【０１３０】
Ｓ１０：フォトレジストをスピンコートし、フォトリソグラフィを行い、そして８０℃のＫＯＨ溶液を用い台面の窒化物半導体を完全腐食するまでにウェット腐食を行い、ｐ型オーミックコンタクト電極を露出させる。
【０１３１】
Ｓ１１：フォトレジストをスピンコートし、フォトリソグラフィを行い、そしてマグネトロンスパッタリングによって厚さ約１００ｎｍのＴｉ／厚さ約３００ｎｍのＡｕ厚電極を成長し、アセトン剥離によって厚電極を形成する。図１３に示される。
【０１３２】
Ｓ１２：誘導結合プラズマエッチング技術によってＧａＮのキャビティ面を形成し、かつＴＭＡＨ溶液によるウェット腐食で傷を除去する。
【０１３３】
Ｓ１３：Ｓｉサポートシートを薄化し、ＧａＮ材料のａ軸に沿ってレーザー又は超放射発光ダイオードをストリップ状にスクライブし、かつコーティング・カットし、レーザー又は超放射発光ダイオードチップの製造を完成する。
【０１３４】
（実施例３）
本実施例のＡｌＧａＮ系深紫外線レーザー又は超放射発光ダイオードの製造プロセスでは、
Ｓ１：有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）装置によってサファイア基板上に深紫外線レーザー又は超放射発光ダイオード構造を成長し、具体的に厚さ約１０００ｎｍのｎ−Ａｌ０．４５Ｇａ０．５Ｎコンタクト層と、ｎ型光学制限層としての各層厚さ約２．３ｎｍである１００対ｎ−Ａｌ０．６５Ｇａ０．３５Ｎ／Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ｎ超格子構造と、厚さ約７５ｎｍのｎ−Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ｎｎ側導波路層と、各層Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ｎ量子井戸厚さ約３ｎｍ、各層Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ｎバリア厚さ約１０ｎｍである３対Ａｌ０．３５Ｇａ０．６５Ｎ／Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ｎ多量子井戸と、厚さ約６０ｎｍの不意図ドーピングしたＡｌ０．４５Ｇａ０．５５Ｎｐ側導波路層と、厚さ約２０ｎｍのｐ−Ａｌ０．６５Ｇａ０．３５Ｎ電子ブロック層と、厚さ約５０ｎｍのｐ−Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ｎコンタクト層を含む。図８に示される。
【０１３５】
Ｓ２：レーザー又は超放射発光ダイオードエピタキシャルシートを洗浄し、ｐ−Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ｎコンタクト層上に厚さ約１２０ｎｍのＩＧＺＯ透明導電膜を成長し、急速アニール炉によって圧縮空気雰囲気中で５５０℃、４分のアニールを行い、良いオーミックコンタクトを形成する。図９に示される。
【０１３６】
Ｓ３：ＩＧＺＯ透明導電膜上方に１００ｎｍＩＴＯ及び８０ｎｍＩＧＺＯを成長し、ＩＧＺＯ上方に順次に厚さ約３０ｎｍのＮｉ／厚さ約１２０ｎｍのＡｕ接着金属を成長する。図１０に示される。
【０１３７】
Ｓ４：レーザー又は超放射発光ダイオードエピタキシャルシートをＡｌＮセラミックス基板上にフリップチップボンディングし、レーザー又は超放射発光ダイオードの接着金属Ｎｉ／Ａｕを下にして、ＡｌＮセラミックス基板上の金属Ｔｉ／Ａｕと接着する。
【０１３８】
Ｓ５：そしてレーザー剥離技術によって、サファイア基板を剥離し、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）によって一部のｎ−Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ｎコンタクト層を約３０ｎｍまでエッチングし、ｎ型オーミックコンタクト電極を形成する。図１１に示される。
【０１３９】
Ｓ６：（０００−１）窒素表面のｎ−ＡｌＧａＮオーミックコンタクト層上に順次に厚さ約５０ｎｍのＴｉ／厚さ約１００ｎｍのＡｌ／厚さ約５０ｎｍのＴｉ／厚さ約１００ｎｍのＡｕを成長し、ｎ型オーミックコンタクトを形成する。
【０１４０】
Ｓ７：（０００−１）窒素表面のｎ型オーミックコンタクト電極上にフォトレジストをスピンコートし、フォトリソグラフィを行い、リッジのマスクパターンを形成し、そして８０℃のＫＯＨ溶液を用いウェット腐食を行い、時間制御によって腐食深さを約４００ｎｍに制御し、レーザー又は超放射発光ダイオードのリッジを形成する。
【０１４１】
Ｓ８：電子ビーム蒸着装置によって厚さ約２００ｎｍのＡｌ２Ｏ３を絶縁誘電体フィルムとして成長し、レーザー又は超放射発光ダイオードの側壁及びエッチング後の台面を保護する。図１２に示される。
【０１４２】
Ｓ９：アセトンを用いリッジ上方のＡｌ２Ｏ３絶縁誘電体フィルム及びフォトレジストを剥離し、ｎ型オーミックコンタクト電極を露出させる。
【０１４３】
Ｓ１０：フォトレジストをスピンコートし、フォトリソグラフィを行い、そして６０℃のＫＯＨ溶液を用い台面の窒化物半導体を全部腐食するまでにウェット腐食を行い、ｐ型オーミックコンタクト電極を露出させる。
【０１４４】
Ｓ１１：フォトレジストをスピンコートし、フォトリソグラフィを行い、そして電子ビーム蒸着によって厚さ約１００ｎｍのＴｉ／厚さ約４００ｎｍのＡｕ厚電極を成長し、アセトン剥離によって厚電極を形成する。図１３に示される。
【０１４５】
Ｓ１２：ＡｌＮセラミックス基板を薄化し、ＡｌＧａＮ材料のａ軸に沿ってレーザー又は超放射発光ダイオードをストリップ状にへき開し、コーティング・カットし、レーザー又は超放射発光ダイオードチップの製造を完成する。
【０１４６】
（実施例４）
本実施例のＧａＮ系グリーンレーザー又は超放射発光ダイオードの製造プロセスでは、
Ｓ１：有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）装置によってＳｉＣ基板上にグリーンレーザー又は超放射発光ダイオード構造を成長し、具体的に厚さ約５００ｎｍのｎ−ＧａＮコンタクト層と、ｎ型光学制限層としての５００ｎｍの高濃度Ｓｉドープしたｎ−ＧａＮ層と、厚さ約１１０ｎｍのｎ−Ｉｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎｎ側導波路層と、各層Ｉｎ０．３Ｇａ０．７Ｎ量子井戸厚さ約２．５ｎｍ、各層ＧａＮバリア厚さ約１２ｎｍである２対Ｉｎ０．３Ｇａ０．７Ｎ／ＧａＮ多量子井戸と、厚さ約９０ｎｍの不意図ドーピングしたＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎｐ側導波路層と、厚さ約１５ｎｍのｐ−Ａｌ０．２Ｇａ０．８Ｎ電子ブロック層と、厚さ約２０ｎｍのｐ−ＧａＮコンタクト層を含む。図８に示される。
【０１４７】
Ｓ２：レーザー又は超放射発光ダイオードエピタキシャルシートを洗浄し、ｐ−ＧａＮコンタクト層上に厚さ約１００ｎｍのＩＴＯ透明導電膜を成長し、急速アニール炉によって圧縮空気雰囲気中で４５０℃、６分のアニールを行い、良いオーミックコンタクトを形成する。図９に示される。
【０１４８】
Ｓ３：ＩＴＯ導電膜上方に順次に３対８０ｎｍＳｉＯ２／５８ｎｍＴｉＯ２を成長し、そしてＴｉＯ２上方に順次に厚さ約４０ｎｍのＴｉ／厚さ約１３０ｎｍのＡｕ接着金属を成長する。図１０に示される。
【０１４９】
Ｓ４：レーザー又は超放射発光ダイオードエピタキシャルシートをモリブデンサポートシート上にフリップチップボンディングし、レーザー又は超放射発光ダイオードの接着金属Ｔｉ／Ａｕを下にして、モリブデンサポートシート上の金属Ｔｉ／Ａｕと接着する。
【０１５０】
Ｓ５：そして薄化、研磨等の方法によってＫＯＨ溶液のウェット腐食によってＳｉＣ基板を除去し、そしてイオンビームエッチング（ＩＢＥ）によって一部のｎ−ＧａＮコンタクト層を約２０ｎｍまでエッチングし、ｎ型オーミックコンタクト電極を形成する。図１１に示される。
【０１５１】
Ｓ６：電気化学腐食を行い、高濃度Ｓｉドープしたｎ−ＧａＮ層を多孔質ＧａＮ構造に腐食する。
【０１５２】
Ｓ７：（０００−１）窒素表面のｎ−ＧａＮオーミックコンタクト層上に順次に厚さ約８０ｎｍのＴｉ／厚さ約５０ｎｍのＰｔ／厚さ約１００ｎｍのＡｕを成長し、ｎ型オーミックコンタクトを形成する。
【０１５３】
Ｓ８：（０００−１）窒素表面のｎ型オーミックコンタクト電極上にフォトレジストをスピンコートし、フォトリソグラフィを行い、リッジのマスクパターンを形成し、そして４０℃のＴＭＡＨ溶液を用いウェット腐食を行い、時間制御によって腐食深さを約４００ｎｍに制御し、レーザー又は超放射発光ダイオードのリッジを形成する。
【０１５４】
Ｓ９：原子層成長装置によって厚さ約１５０ｎｍのＡｌＮを絶縁誘電体フィルムとして成長し、レーザー又は超放射発光ダイオードの側壁及びエッチング後の台面を保護する。図１２に示される。
【０１５５】
Ｓ１０：アセトンを用いリッジ上方のＡｌＮ絶縁誘電体フィルム及びフォトレジストを剥離し、ｎ型オーミックコンタクト電極Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕを露出させる。
【０１５６】
Ｓ１１：フォトレジストをスピンコートし、フォトリソグラフィを行い、そして６０℃のＫＯＨ溶液を用い台面の窒化物半導体を全部腐食するまでにウェット腐食を行い、ｐ型オーミックコンタクト電極ＩＴＯを露出させる。
【０１５７】
Ｓ１２：フォトレジストをスピンコートしフォトリソグラフィを行い、そしてマグネトロンスパッタリングによって厚さ約３０ｎｍのＮｉ／厚さ約４００ｎｍのＡｕ厚電極を成長し、アセトン剥離によって厚電極を形成する。図１３に示される。
【０１５８】
Ｓ１３：誘導結合プラズマエッチング技術によってレーザー又は超放射発光ダイオードのキャビティ面を形成し、かつＴＭＡＨ溶液のウェット腐食によってイオンダメージを除去する。
【０１５９】
Ｓ１４：モリブデンサポートシートを薄化し、ＧａＮ材料のａ軸に沿ってレーザー又は超放射発光ダイオードをストリップにスクライブし、コーティング・カットして、レーザー又は超放射発光ダイオードチップの製造を完成する。
【０１６０】
要するに、本明細書において、用語「含む」、「含有」又は他の用語とは非排他的含むの意味を持ち、一連の要素を含む過程、方法、物品又は装置はこれらの要素を含むだけでなく、明確に説明する他の要素も含み、あるいはそのような過程、方法、物品又は装置に固有する要素も含む。明確にそうでないと言わない限り、「１つの……を含む」で限定される要素については、その要素を含む過程、方法、物品又は装置中に勿論もう１つの同一要素を含むことが可能である。
【０１６１】
理解されるように、以上の全ては本出願の具体的な実施形態に過ぎ、当業者であれば、本出願の原理を逸脱しない限り、様々な変更や改良を加えて実施することができ、且つこれらの変更や改良も本出願の保護範囲に含まれる。
【０１６２】
［付記］
［付記１］
第１の面及び第１の面の反対側の第２の面を有するエピタキシャル構造を有し、前記第１の面が（０００−１）窒素表面でありかつ前記エピタキシャル構造のｎ型側に位置し、前記第２の面が前記エピタキシャル構造のｐ型側に位置し、前記エピタキシャル構造のｎ型側がｎ型電極と電気的に接触され、ｐ型側がｐ型電極と電気的に接触され、且つ前記第１の面にリッジ導波路構造が形成されることを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【０１６３】
［付記２］
前記エピタキシャル構造は、順次に設置されるｎ型コンタクト層、ｎ側導波路層、アクティブ領域、ｐ側導波路層及びｐ型コンタクト層を含み、前記ｎ型電極がｎ型コンタクト層と電気的に接触され、前記ｐ型電極がｐ型コンタクト層と電気的に接触されることを特徴とする付記１に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１６４】
［付記３］
前記ｎ型電極とｎ型コンタクト層の間にオーミックコンタクトが形成され、前記ｐ型電極とｐ型コンタクト層の間にオーミックコンタクトが形成されることを特徴とする付記１又は２に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１６５】
［付記４］
前記ｐ型電極がｐ型コンタクト層の全面に接触されることを特徴とする付記１又は２に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１６６】
［付記５］
前記ｎ型コンタクト層とｎ側導波路層の間に更にｎ型光学制限層が設置されることを特徴とする付記２に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１６７】
［付記６］
前記ｐ側導波路層とｐ型コンタクト層の間に更にｐ型光学制限層が設置されることを特徴とする付記２に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１６８】
［付記７］
前記ｐ側導波路層とｐ型コンタクト層の間に更に電子ブロック層が設置されることを特徴とする付記２又は６に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１６９】
［付記８］
前記電子ブロック層がｐ側導波路層とｐ型光学制限層の間に設置されることを特徴とする付記７に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１７０】
［付記９］
前記ｎ型コンタクト層の厚さが５〜３０００ｎｍであることを特徴とする付記１、２又は５に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１７１】
［付記１０］
前記エピタキシャル構造の第１の面上のリッジ導波路構造以外の少なくとも一部の領域上に更に絶縁膜が被覆されることを特徴とする付記１又は２に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１７２】
［付記１１］
前記絶縁膜の材質がＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯＮ、ＳｉＡｌＯＮ、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２及びポリシリコン中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むことを特徴とする付記１０に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１７３】
［付記１２］
前記エピタキシャル構造の第１の面に更に厚電極が被覆され、前記厚電極がｎ型電極と電気的に接続されることを特徴とする付記１又は２に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１７４】
［付記１３］
前記リッジ導波路構造のリッジ幅が０．５〜１００μｍであり、リッジ深さが０〜２μｍであることを特徴とする付記１に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１７５】
［付記１４］
前記ｎ型コンタクト層、ｐ型コンタクト層、ｎ型光学制限層、ｐ型光学制限層、ｐ側導波路層及びｎ側導波路層の材質がＡｌｘ１Ｉｎｙ１Ｇａ（１−ｘ１−ｙ１）Ｎ（ただし、ｘ１及びｙ１が０以上１以下であり、且つ０≦（ｘ１+ｙ１）≦１）を含むことを特徴とする付記２に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１７６】
［付記１５］
前記アクティブ領域の材質がＡｌｘ２Ｉｎｙ２Ｇａ（１−ｘ２−ｙ２）Ｎ又はＡｌｘ３Ｉｎｙ３Ｇａ（１−ｘ３−ｙ３）Ｎ（ただし、ｘ２、ｙ２、ｘ３及びｙ３が０以上１以下であり、且つ０≦（ｘ２+ｙ２）≦１、０≦（ｘ３+ｙ３）≦１）を含むことを特徴とする付記２又は１４に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１７７】
［付記１６］
前記ｎ型電極、ｐ型電極の材質がＮｉ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ、ＴｉＮ、ＩＴＯ及びＩＧＺＯ中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むことを特徴とする付記１、２又は１４に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１７８】
［付記１７］
前記ｐ型電極が更にサポートシートと接続されることを特徴とする付記１に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１７９】
［付記１８］
前記ｐ型電極が接着層を介して前記サポートシートと接続されることを特徴とする付記１７に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１８０】
［付記１９］
前記サポートシートはシリコン基板、銅サポートシート、モリブデン銅サポートシート、モリブデンサポートシート、セラミックス基板中のいずれか１つを含むことを特徴とする付記１７又は１８に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１８１】
［付記２０］
前記接着層は金属接着層又は非金属接着層を含むことを特徴とする付記１８に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１８２】
［付記２１］
前記金属接着層はＡｕＳｎ、ＮｉＳｎ、ＡｕＡｕ、ＮｉＧｅ中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むことを特徴とする付記２０に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１８３】
［付記２２］
前記非金属接着層はＮａＣｌ、ＳｉＯ２、ＣｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ダイヤモンド中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むことを特徴とする付記２０に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１８４】
［付記２３］
前記ｐ型電極とサポートシートとの間にライトフィールド制限層が設置されることを特徴とする付記１７又は１８に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１８５】
［付記２４］
前記ライトフィールド制限層がｐ型電極と接着層の間に設置されることを特徴とする付記２３に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１８６】
［付記２５］
前記ライトフィールド制限層は少なくとも低屈折率材料を含むことを特徴とする付記２３に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１８７】
［付記２６］
前記ライトフィールド制限層の材質がＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２、ＨｆＳｉＯ４、ＡｌＯＮ、多孔質ＧａＮ、ＴｉＮ、ＩＴＯ及びＩＧＺＯ中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むことを特徴とする付記２５に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１８８】
［付記２７］
前記窒化物半導体発光素子は窒化物半導体レーザー又は超放射発光ダイオードを含むことを特徴とする付記１に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１８９】
［付記２８］
前記窒化物半導体発光素子はＩＩＩ−Ｖ族窒化物半導体レーザー又は超放射発光ダイオードを含むことを特徴とする付記２７に記載の窒化物半導体発光素子。
【０１９０】
［付記２９］
基板上に窒化物半導体発光素子のエピタキシャル構造を成長し、前記エピタキシャル構造は基板に接合される第１の面及び第１の面の反対側の第２の面を含み、前記第１の面が（０００−１）窒素表面であり、かつ前記エピタキシャル構造のｎ型側に位置し、前記第２の面が前記エピタキシャル構造のｐ型側に位置することと、
前記エピタキシャル構造の第２の面にｐ型電極を設置し、かつ前記ｐ型電極と前記エピタキシャル構造のｐ型側にオーミックコンタクトを形成することと、
前記基板を除去して、前記エピタキシャル構造の第１の面にｎ型電極を設置し、かつ前記ｎ型電極と前記エピタキシャル構造のｎ型側にオーミックコンタクトを形成することと、
前記エピタキシャル構造の第１の面にエッチング又は腐食を行い、リッジ導波路構造を形成することと、を含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
【０１９１】
［付記３０］
前記製造方法は、前記エピタキシャル構造の第１の面上にエッチングマスクを設置し、ドライエッチング又はウェット腐食プロセスによって前記エピタキシャル構造の第１の面に対してエッチング又は腐食を行い、リッジ導波路構造を形成することを含むことを特徴とする付記２９に記載の製造方法。
【０１９２】
［付記３１］
前記製造方法は、ウェット腐食プロセスによって前記エピタキシャル構造の第１の面を腐食しリッジ導波路構造を形成することを含むことを特徴とする付記３０に記載の製造方法。
【０１９３】
［付記３２］
前記製造方法は、フォトリソグラフィプロセスによって前記エピタキシャル構造の第１の面上に前記エッチングマスクを形成することを含むことを特徴とする付記３０に記載の製造方法。
【０１９４】
［付記３３］
前記リッジ導波路構造のリッジ幅が０．５〜１００μｍであり、リッジ深さが０〜２μｍであることを特徴とする付記２９、３０又は３１に記載の製造方法。
【０１９５】
［付記３４］
前記製造方法は、接着材料を用いｐ型電極とサポートシートを接着することを更に含むことを特徴とする付記２９に記載の製造方法。
【０１９６】
［付記３５］
前記サポートシートはシリコン基板、銅サポートシート、モリブデン銅サポートシート、モリブデンサポートシート、セラミックス基板中のいずれか１つを含むことを特徴とする付記３４に記載の製造方法。
【０１９７】
［付記３６］
前記接着材料は金属接着材料又は非金属接着材料を含むことを特徴とする付記３４に記載の製造方法。
【０１９８】
［付記３７］
前記金属接着材料はＡｕＳｎ、ＮｉＳｎ、ＡｕＡｕ、ＮｉＧｅ中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むことを特徴とする付記３６に記載の製造方法。
【０１９９】
［付記３８］
前記非金属接着層はＮａＣｌ、ＳｉＯ２、ＣｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ダイヤモンド中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むことを特徴とする付記３６に記載の製造方法。
【０２００】
［付記３９］
前記製造方法は、前記ｐ型電極上にライトフィールド制限層を形成した後、接着材料を用いライトフィールド制限層とサポートシートを接着することを更に含むことを特徴とする付記３４に記載の製造方法。
【０２０１】
［付記４０］
前記ライトフィールド制限層は少なくとも低屈折率材料を含むことを特徴とする付記３９に記載の製造方法。
【０２０２】
［付記４１］
前記ライトフィールド制限層の材質がＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＨｆＯ２、ＨｆＳｉＯ４、ＡｌＯＮ、多孔質ＧａＮ、ＴｉＮ、ＩＴＯ及びＩＧＺＯ中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むことを特徴とする付記４０に記載の製造方法。
【０２０３】
［付記４２］
前記製造方法は、基板上に順次にｎ型コンタクト層、ｎ型光学制限層、ｎ側導波路層、アクティブ領域、ｐ側導波路層、電子ブロック層及びｐ型コンタクト層を成長し、前記エピタキシャル構造を形成することを更に含むことを特徴とする付記２９に記載の製造方法。
【０２０４】
［付記４３］
前記製造方法は、前記電子ブロック層上に順次にｐ型光学制限層及びｐ型コンタクト層を形成することを更に含むことを特徴とする付記４２に記載の製造方法。
【０２０５】
［付記４４］
前記製造方法は、ｐ型コンタクト層にｐ型電極としての導電材料を成長し、オーミックコンタクトアニールを行い、ｐ型電極とｐ型コンタクト層にオーミックコンタクトを形成することを更に含むことを特徴とする付記２９又は４２に記載の製造方法。
【０２０６】
［付記４５］
前記ｐ型電極がｐ型コンタクト層の全面に接触されることを特徴とする付記４４に記載の製造方法。
【０２０７】
［付記４６］
前記製造方法は、前記基板を除去した後に、更にｎ型コンタクト層に対して薄化処理を行い、ｎ型コンタクト層上にｎ型電極としての導電材料を成長し、オーミックコンタクトアニールを行い、ｎ型電極とｎ型コンタクト層にオーミックコンタクトを形成することを更に含むことを特徴とする付記２９又は４２に記載の製造方法。
【０２０８】
［付記４７］
前記ｎ型コンタクト層の厚さが５〜３０００ｎｍであることを特徴とする付記４６に記載の製造方法。
【０２０９】
［付記４８］
前記製造方法は、ｎ型電極を製造した後に、フォトリソグラフィプロセスによって前記エピタキシャル構造の第１の面上にエッチングマスクを設置し、そしてウェット腐食プロセスによって前記エピタキシャル構造の第１の面を腐食し、リッジ導波路構造を形成することを更に含むことを特徴とする付記２９に記載の製造方法。
【０２１０】
［付記４９］
前記製造方法は、リッジ導波路構造を形成した後に、前記エピタキシャル構造の第１の面上のリッジ導波路構造以外の少なくとも一部の領域上に絶縁膜を被覆し、ｎ型電極を絶縁膜中から露出させることを更に含むことを特徴とする付記２９又は４８に記載の製造方法。
【０２１１】
［付記５０］
前記絶縁膜の材質がＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＯＮ、ＳｉＡｌＯＮ、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２及びポリシリコン中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むことを特徴とする付記４９に記載の製造方法。
【０２１２】
［付記５１］
前記製造方法は、ｎ型電極上に厚電極を形成することを更に含むことを特徴とする付記２９に記載の製造方法。
【０２１３】
［付記５２］
前記製造方法は、ｎ型電極を絶縁膜中から露出させた後に、更にドライエッチング又はウェット腐食プロセスによって前記エピタキシャル構造に対してエッチング又は腐食を行い、前記リッジ導波路構造の一側に台面構造を形成し、かつｐ型電極を台面構造底部に分布して、ｐ型電極及びｎ型電極上に厚電極を形成することを更に含むことを特徴とする付記２９又は５１に記載の製造方法。
【０２１４】
［付記５３］
前記製造方法は、厚電極を形成した後に、少なくともへき開、ドライエッチング、ウェット腐食中のいずれか１つ又は２つ以上方法の組合せによって窒化物半導体発光素子のキャビティ面を形成することを更に含むことを特徴とする付記５２に記載の製造方法。
【０２１５】
［付記５４］
前記製造方法は、窒化物半導体発光素子のキャビティ面を形成した後に、コーティング、カットし、窒化物半導体発光素子のチップを形成することを更に含むことを特徴とする付記５３に記載の製造方法。
【０２１６】
［付記５５］
前記製造方法は、へき開、エッチング、スクライブ及び研磨中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含む方法によってエピタキシャルシートをストリップ構造にすることを更に含むことを特徴とする付記２９に記載の製造方法。
【０２１７】
［付記５６］
前記基板の材質がＧａＮ、ＡｌＮ、サファイア、ＳｉＣ、Ｓｉ中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むことを特徴とする付記２９に記載の製造方法。
【０２１８】
［付記５７］
前記ｎ型コンタクト層、ｐ型コンタクト層、ｎ型光学制限層、ｐ型光学制限層、ｐ側導波路層及びｎ側導波路層の材質がＡｌｘ１Ｉｎｙ１Ｇａ（１−ｘ１−ｙ１）Ｎ（ただし、ｘ１及びｙ１が０以上１以下であり、０≦（ｘ１+ｙ１）≦１）を含むことを特徴とする付記４２に記載の製造方法。
【０２１９】
［付記５８］
前記アクティブ領域の材質がＡｌｘ２Ｉｎｙ２Ｇａ（１−ｘ２−ｙ２）Ｎ又はＡｌｘ３Ｉｎｙ３Ｇａ（１−ｘ３−ｙ３）Ｎ（ただし、ｘ２、ｙ２、ｘ３及びｙ３が０以上１以下であり、且つ０≦（ｘ２+ｙ２）≦１、０≦（ｘ３+ｙ３）≦１）を含むことを特徴とする付記４２に記載の製造方法。
【０２２０】
［付記５９］
前記ｎ型電極、ｐ型電極の材質がＮｉ、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ、ＴｉＮ、ＩＴＯ及びＩＧＺＯ中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むことを特徴とする付記２９又は４２に記載の製造方法。
【０２２１】
［付記６０］
前記ウェット腐食プロセスで用いられる腐食溶媒はアルカリ性溶液又は酸性溶液を含むことを特徴とする付記４８に記載の製造方法。
【０２２２】
［付記６１］
前記アルカリ性溶液は水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）中のいずれか１つ又は２つ以上の組合せを含むことを特徴とする付記６０に記載の製造方法。
【０２２３】
［付記６２］
前記酸性溶液はリン酸（Ｈ３ＰＯ４）、フッ化水素酸（ＨＦ）中のいずれか１つ又は２つの組合せを含むことを特徴とする付記６０に記載の製造方法。
【符号の説明】
【０２２４】
１０１      基板
１０２      ｎ型コンタクト層
１０３      ｎ型光学制限層
１０４      ｎ側導波路層
１０５      アクティブ領域
１０６      ｐ側導波路層
１０７      電子ブロック層
１０８      ｐ型光学制限層
１０９      ｐ型コンタクト層
１１０      ｐ型オーミックコンタクト電極
１１１      接着材料
１１２      サポートシート
１１３      ｎ型オーミックコンタクト電極
１１４      フォトレジスト
１１５      絶縁誘電体フィルム
１１６      厚電極
１１７      サポートシート上の電極
２０１      基板
２０２      ｎ型コンタクト層
２０３      ｎ型光学制限層
２０４      ｎ側導波路層
２０５      アクティブ領域
２０６      ｐ側導波路層
２０７      電子ブロック層
２０８      ｐ型コンタクト層
２０９      ｐ型オーミックコンタクト電極
２１０      低屈折率材料１
２１１      低屈折率材料２
２１２      接着材料
２１３      接着材料
２１４      サポートシート
２１５      ｎ型オーミックコンタクト電極
２１６      フォトレジスト
２１７      絶縁誘電体フィルム
２１８      厚電極
【図１】
0006829497.tif 000002
【図２】
0006829497.tif 000003
【図３】
0006829497.tif 000004
【図４】
0006829497.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006829497.tif 000007
【図７】
0006829497.tif 000008
【図８】
0006829497.tif 000009
【図９】
0006829497.tif 000010
【図１０】
0006829497.tif 000011
【図１１】
0006829497.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0006829497.tif 000014