(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面および下面を有する基板と、前記基板の上面に支持される半導体積層構造とを備え、前記基板および半導体積層構造が少なくとも２つのへき開面を有する窒化化合物半導体素子であって、
前記２つのへき開面のいずれかに接する少なくとも１つのへき開誘発部材を備え、
前記へき開誘発部材は、前記基板の上面または前記半導体積層構造内に形成された六角形の平面形状を有する層をへき開により分割したものであり、
前記へき開誘発部材の前記へき開面に平行な方向のサイズは、前記基板の上面の前記へき開面に平行な方向のサイズよりも小さい、窒化化合物半導体素子。
【請求項２】
前記基板の上面は矩形の形状を有しており、前記へき開部材は、前記基板の上面における４隅の少なくとも１つに位置している、請求項１に記載の窒化化合物半導体素子。
【請求項３】
前記半導体積層構造は、前記へき開面が共振器端面として機能するレーザ共振器構造を備え、
前記へき開誘発部材の共振器長方向サイズは共振器長の半分以下である、請求項１に記載の窒化化合物半導体素子。
【請求項４】
前記六角形の平面形状は、１８０μｍ×５０μｍの長方形よりも小さいサイズを有している、請求項１に記載の窒化化合物半導体素子。
【請求項５】
前記へき開誘発部材の個数は２以上であり、共振器長方向に配列されており、
共振器長方向において隣接するへき開誘発部材の間隔は共振器長の８０％以上である、
請求項１に記載の窒化化合物半導体素子。
【請求項６】
前記へき開誘発部材は、前記基板の上面または前記半導体積層構造内に形成されたマスク層から形成されている、請求項１に記載の窒化化合物半導体素子。
【請求項７】
前記へき開誘発部材は、前記半導体積層構造内に形成された空隙から形成されている、請求項１または２に記載の窒化化合物半導体素子。
【請求項８】
前記基板の前記上面には溝が形成されており、
前記マスク層は、前記溝の上部に位置する請求項６に記載の窒化化合物半導体素子。
【請求項９】
前記マスク層は、前記半導体積層構造を構成する半導体層の結晶成長を抑制する材料から形成されている、請求項６に記載の窒化化合物半導体素子。
【請求項１０】
前記マスク層は、珪素、アルミニウム、チタン、ニオブ、ジルコニア、タンタルのいずれかの酸化物または窒化物、金、白金、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、およびチタンからなる群から選択された少なくとも１つの材料から形成されている請求項６に記載の窒化化合物半導体素子。
【請求項１１】
前記へき開誘発部材は、前記半導体積層構造内のレーザ光導波路部分の両側に配置されている、請求項３に記載の窒化化合物半導体素子。
【請求項１２】
前記半導体積層構造は、ｎ型窒化化合物半導体層およびｐ型窒化化合物半導体層と、前記ｎ型窒化化合物半導体層およびｐ型窒化化合物半導体層の間に挟まれた活性層とを含んでいる、請求項１に記載の窒化化合物半導体素子。
【請求項１３】
前記基板は窒化化合物半導体である、請求項１に記載の窒化化合物半導体素子。
【請求項１４】
前記基板の前記上面および前記下面に一対の電極が形成されている請求項９に記載の窒化化合物半導体素子。
【請求項１５】
上面および下面を有する基板と、前記基板の上面に支持される半導体積層構造とを備えた窒化化合物半導体素子の製造方法であって、
前記基板に分割されるべきウェハを用意する工程と、
前記半導体積層構造を構成する各半導体層を前記ウェハ上に成長させる工程と、
前記ウェハおよび半導体積層構造をへき開することにより、前記半導体積層構造のへき開面を形成する工程と、
を包含し、
複数のへき開誘発部材として、六角形の平面形状を有する複数の層を前記ウェハの上面または前記半導体積層構造内に形成することにより、前記複数のへき開誘発部材を、前記へき開面が形成されるべき位置に配列する工程を更に含み、
前記へき開面を形成する工程では、前記六角形の平面形状を有する複数の層が分割される、窒化化合物半導体素子の製造方法。
【請求項１６】
前記へき開誘発部材を配列する工程は、
絶縁膜を堆積する工程と、
前記絶縁膜をパターニングすることにより、前記共振器端面が形成されるべき位置を規定する直線上に配列された複数のマスク層を形成する工程と、
を含む、請求項１５に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記マスク層は、前記ウェハの主面に形成される、請求項１６に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記マスク層は、前記半導体積層構造中に形成される、請求項１６に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記マスク層は、１８０μｍ×５０μｍの長方形よりも小さいサイズを有している、請求項１６から１８の何れかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化化合物半導体素子およびその製造方法に関している。
【背景技術】
【０００２】
組成が一般式ＩｎxＧａyＡｌzＮ（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）で示される窒化化合物半導体のバンドギャップは、各元素の組成比率を調節することにより、青色光や紫外光に対応する大きさを有することができる。このため、窒化化合物半導体を活性層として備える半導体レーザなどの発光素子が活発に研究されている。
【０００３】
図１は、窒化化合物半導体の結晶構造を示している。窒化化合物半導体は、図１に示すように、六方晶系の結晶構造を有している。このため、上面（主面）を（０００１）面とし、共振器端面をＭ面（１−１００）とする構成の半導体レーザを作製する場合、これらの面に垂直なＡ面ではなく、Ａ面から３０°だけ傾斜した結晶面に沿ってへき開が生じやすくなる。その結果、Ａ面に沿ったへき開を行うときだけでなく、Ｍ面（１−１００）に沿ったへき開を行って共振器端面を形成するときにも、Ｍ面（１−１００）から６０°だけ傾斜した方向にクラックが発生しやすいという問題がある。
【０００４】
このような問題のため、従来、平滑な共振器端面を有する窒化化合物半導体素子を作製することが非常に困難であった。
【０００５】
なお、従来、窒化化合物半導体素子の基板として広く用いられてきたサファイア基板は、へき開性を有していないため、サファイア基板を備えた半導体レーザを形成する場合は、サファイア基板上に成長させた窒化化合物半導体層の側から、Ｍ面に沿ってスクライブを行なうことにより、窒化化合物半導体層に傷を形成し、へき開面の形成を容易にする試みが行なわれてきた。
【０００６】
特許文献１は、窒化化合物半導体層にエッジスクライブを施した後、ブレーキングによってへき開を行なう方法を開示している。
【特許文献１】特開２０００−０５８９７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の従来技術によると、スクライブやダイシングによって窒化化合物半導体層に傷を形成するため、「バリ」、「欠け」、「端面クラック」などが発生しやすく、製造歩留まりが低下するという問題がある。また、活性層の歪みや結晶欠陥が生じやすくなるため、共振器端面（光出射面）に傷や凹凸が生じ、光学特性や信頼性が低下するという問題もある。
【０００８】
さらに、欠陥密度の低減された横方向結晶成長層を基板上に形成した場合は、窒化化合物半導体層側からエッジスクライブを行なっても、基板には傷が達しない場合がある。また、横方向結晶成長層と基板との間に存在するエアーギャップや絶縁膜層は、機械的強度が低く、脆い領域であるため、結晶の剥離が生じやすく、損傷が生じる場合もある。このため、特に横方向結晶成長層を基板上に成長させる場合において、従来の方法では良好な共振器面を得ることが困難であった。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、へき開を歩留まり良く行なうことができる窒化化合物半導体素子およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の窒化化合物半導体素子は、上面および下面を有する基板と、前記基板の上面に支持される半導体積層構造とを備え、前記基板および半導体積層構造が少なくとも２つのへき開面を有する窒化化合物半導体素子であって、前記２つのへき開面のいずれかに接する少なくとも１つのへき開誘発部材を備え、前記へき開誘発部材の前記へき開面に平行な方向のサイズは、前記基板の上面の前記へき開面に平行な方向のサイズよりも小さい。
【００１１】
好ましい実施形態において、前記基板の上面は矩形の形状を有しており、前記へき開部材は、前記基板の上面における４隅の少なくとも１つに位置している。
【００１２】
好ましい実施形態において、前記半導体積層構造は、前記へき開面が共振器端面として機能するレーザ共振器構造を備え、前記へき開誘発部材の共振器長方向サイズは共振器長の半分以下である。
【００１３】
好ましい実施形態において、前記へき開誘発部材は、１８０μｍ×５０μｍの長方形よりも小さい。
【００１４】
好ましい実施形態において、前記へき開誘発部材の個数は２以上であり、共振器長方向に配列されており、共振器長方向において隣接するへき開誘発部材の間隔は共振器長の８０％以上である。
【００１５】
好ましい実施形態において、前記へき開誘発部材は、前記基板の上面または前記半導体積層構造内に形成されたマスク層から形成されている。
【００１６】
好ましい実施形態において、前記へき開誘発部材は、前記半導体積層構造内に形成された空隙から形成されている。
【００１７】
好ましい実施形態において、前記基板の前記上面には溝が形成されており、前記マスク層は、前記溝の上部に位置する。
【００１８】
好ましい実施形態において、前記マスク層は、前記半導体積層構造を構成する半導体層の結晶成長を抑制する材料から形成されている。
【００１９】
好ましい実施形態において、前記マスク層は、珪素、アルミニウム、チタン、ニオブ、ジルコニア、タンタルのいずれかの酸化物または窒化物、金、白金、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、およびチタンからなる群から選択された少なくとも１つの材料から形成されている。
【００２０】
好ましい実施形態において、前記へき開誘発部材は、前記半導体積層構造内のレーザ光導波路部分の両側に配置されている。
【００２１】
好ましい実施形態において、前記半導体積層構造は、ｎ型窒化化合物半導体層およびｐ型窒化化合物半導体層と、前記ｎ型窒化化合物半導体層およびｐ型窒化化合物半導体層の間に挟まれた活性層とを含んでいる。
【００２２】
好ましい実施形態において、前記基板は窒化化合物半導体である。
【００２３】
好ましい実施形態において、前記基板の前記上面および前記下面に一対の電極が形成されている。
【００２４】
本発明による窒化化合物半導体素子の製造方法は、上面および下面を有する基板と、前記基板の上面に支持される半導体積層構造とを備えた窒化化合物半導体素子の製造方法であって、前記基板に分割されるべきウェハを用意する工程と、前記半導体積層構造を構成する各半導体層を前記ウェハ上に成長させる工程と、前記ウェハおよび半導体積層構造をへき開することにより、前記半導体積層構造のへき開面を形成する工程とを包含し、複数のへき開誘発部材を、前記へき開面が形成されるべき位置に配列する工程を更に含む。
【００２５】
好ましい実施形態において、前記へき開誘発部材を配列する工程は、絶縁膜を堆積する工程と、前記絶縁膜をパターニングすることにより、前記共振器端面が形成されるべき位置を規定する直線上に配列された複数のマスク層を形成する工程とを含む。
【００２６】
好ましい実施形態において、前記マスク層は、前記ウェハの主面に形成される。
【００２７】
好ましい実施形態において、前記マスク層は、前記半導体積層構造中に形成される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、へき開誘発部材に沿ってへき開が誘発されるため、六方晶系窒化化合物半導体のへき開について問題とされていたＭ面に対して６０°方向にクラックが生じやすいという問題が解決され、平滑な共振器端面を形成することが容易になる。
【００２９】
また、本発明によれば、へき開に際して生じやすかったバリ、欠け、共振器端面の傷や凹凸、活性層の歪み、結晶欠陥などの形成が抑制されるため、最終的に得られる半導体レーザの光学特性および電気特性が向上するという効果も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明の窒化化合物半導体素子は、上面および下面を有する基板と、基板の上面に支持される半導体積層構造とを備え、基板および半導体積層構造が少なくとも２つのへき開面を有している。
【００３１】
本発明では、製造工程中に行う結晶の「へき開」を容易にするために、「へき開誘発部材」を設けるため、最終的に作製される各半導体素子の大部分には、へき開誘発部材（の少なくとも一部）が存在することになる。各半導体素子における個々のへき開誘発部材は、２つのへき開面のいずれかに接している。すなわち、本発明におけるへき開誘発部材は、互いに平行な関係にある２つのへき開面の一方から他方に延びるような大きさを有していない。へき開誘発部材のへき開面に平行な方向のサイズは、基板の上面におけるへき開面に平行な方向のサイズよりも小さい。すなわち、本発明におけるへき開誘発部材は、へき開面の一部に接する大きさを有しており、へき開平面上において横方向に端から端まで延びてはいない。
【００３２】
以下、図面を参照しながら、本発明による窒化化合物半導体素子の第１の実施形態を説明する。本発明の窒化物化合物半導体素子は、好適には、へき開面を共振器端面として利用する半導体レーザであるが、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの他の発光素子やトランジスタであってもよい。半導体レーザ以外の半導体素子は、へき開面を共振器端面として利用しないが、へき開により硬い窒化化合物を歩留まり良くチップに分離することができれば、製造が容易になるなどの利点がある。
【００３３】
（実施形態１）
まず、図２（ａ）から図２（ｅ）を参照しながら、本実施形態における窒化化合物半導体レーザの製造方法を説明する。図２（ａ）から図２（ｅ）は、主要な工程時における部分断面図である。図示されている部分は、実際には直径５０ｍｍ程度の大きさを有するウェハの一部に過ぎない。
【００３４】
図２（ａ）に示すように、上面が（０００１）面であるＧａＮウェハ１を用意し、ＧａＮウェハ１の上面にフォトレジスト膜２を塗布する。なお、図２（ａ）から図２（ｄ）に現れているＧａＮウェハ１の断面は、Ｍ（１−１００）面であり、一次へき開によって露出することになる。＜１１−２０＞方向は、図の紙面上にあり、ＧａＮウェハ１の上面（０００１）に平行である。
【００３５】
公知のフォトリソグラフィ工程でフォトレジスト膜２に対する露光および現像を行なうことにより、図２（ｂ）に示すようにフォトレジスト膜２をパターニングする。パターニングされたフォトレジスト膜２は、行および列の方向に周期的に配列された複数の開口部２'を有している。開口部２'の形状、サイズ、および位置は、フォトリソグラフィ工程の露光に使用するフォトマスクの設計を変更することにより、任意に設定することができる。本実施形態では、図４に示す「へき開誘発部材３」を規定するように開口部２'の配置を決定する。図４に示されている構成の詳細は、後述する。
【００３６】
次に、図２（ｃ）に示すように、フォトレジスマスク２上に二酸化珪素（ＳｉＯ2）膜３'を堆積する。二酸化珪素膜３'の大部分は、フォトレジスマスク２上に位置しているが、一部は、開口部２'においてＧａＮウェハ１の上面に接触している。二酸化珪素膜３'の堆積は、例えばＥＣＲスパッタ法によって行なうことができる。この後、フォトレジスト膜２をアセトンなどの有機溶液で除去することにより、リフトオフを行ない、二酸化珪素からなるへき開誘発部材３を図２（ｄ）に示すように形成する。
【００３７】
次に、複数のへき開誘発部材３が上面に周期的に配列された状態のＧａＮウェハ１上に窒化化合物半導体の積層構造４０を形成する。本実施形態では、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）法により、ＩｎxＧａyＡｌzＮ（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）で示される窒化化合物半導体の層を成長させる。具体的には、図２（ｅ）に示す半導体積層構造４０をＧａＮウェハ１上に形成する。
【００３８】
以下、図２（ｅ）を参照しながら、本実施形態における半導体積層構造４０の製造工程を説明する。
【００３９】
まず、へき開誘発部材３が上面に形成されたＧａＮウェハ１を、ＭＯＶＰＥ装置の反応炉内のサセプタに保持する。そして、反応炉を約１０００℃にまで昇温し、原料ガスとして供給量７ｓｃｃｍのトリメチルガリウム（ＴＭＧ）および供給量７．５ｓｌｍのアンモニア（ＮＨ3）ガスと、キャリアガスである水素とを同時に供給するとともに、ｎ型ドーパントとしてシラン（ＳｉＨ4）ガスを供給し、厚さが約１μｍでＳｉ不純物濃度が約１×１０18ｃｍ-3のｎ型ＧａＮ層１０を成長させる。
【００４０】
このとき、ＧａＮウェハ１の上面のうち、へき開誘発部材３で覆われている領域上には、直接的にｎ型ＧａＮの結晶成長は生じない。しかし、ＧａＮウェハ１の上面のうちへき開誘発部材３で覆われていない領域から成長したｎ型ＧａＮがへき開誘発部材３の表面を横方向に成長するため、へき開誘発部材３の表面もｎ型ＧａＮ層１０で覆われている。
【００４１】
その後、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）も供給しながら、厚さが約１．５μｍでＳｉ不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｎ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎからなるｎ型クラッド層１１を成長させる。その後、厚さが約１２０ｎｍでＳｉ不純物濃度が約１×１０18ｃｍ-3のｎ型ＧａＮからなる第１の光ガイド層１２を成長させた後、温度を約８００℃まで降温し、キャリアガスを水素から窒素に変更して、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）とＴＭＧを供給して、膜厚が約３ｎｍのＩｎ0.1Ｇａ0.9Ｎからなる量子井戸（３層）と膜厚約９ｎｍのＩｎ0.02Ｇａ0.98Ｎバリア層（２層）からなる多重量子井戸活性層１３を成長させる。
【００４２】
再び反応炉内の温度を約１０００℃にまで昇温し、キャリアガスを窒素から水素に戻して、ｐ型ドーパントであるビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）ガスを供給しながら、膜厚約１０ｎｍでＭｇ不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎからなるキャップ層１４を成長させる。
【００４３】
次に、厚さが約１２０ｎｍでＭｇ不純物濃度が約１×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなる第２の光ガイド層１５を成長させる。その後、厚さが約０．５μｍで不純物濃度が約５×１０17ｃｍ-3のｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎからなるｐ型クラッド層１６を成長させる。最後に、厚さが約０．１μｍでＭｇ不純物濃度が約１×１０18ｃｍ-3のｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層１７を成長させる。
【００４４】
なお、ｎ型ＧａＮ層１０や他の半導体層の結晶成長条件を調整することにより、へき開誘発部材３の表面を完全には覆わずに露出させたまま残すことも可能である。図３（ａ）は、へき開誘発部材３の上には結晶成長が生じないような条件で形成した半導体積層構造４０を示している。
【００４５】
図２（ｅ）では、ｎ型ＧａＮ層１０の上面が平坦であるように記載されているが、へき開誘発部材３の有無に応じて、ｎ型ＧａＮ層１０の上面に凹凸が形成されるのが普通である。極端な場合は、前述したように、へき開誘発部材３の上でｎ型ＧａＮ層１０の厚さは局所的にゼロの大きさを持つようにすることもできる。また、へき開誘発部材３の上に他の領域上における部分の厚さと略等しい厚さを有するｎ型ＧａＮ層１０を形成することも可能である。
【００４６】
図２（ｅ）に示す例では、半導体積層構造４０のうち、へき開誘発部材３の真上に位置する部分３０（以下、「高欠陥濃度領域」と称する。）の結晶性が相対的に劣化している。このため、ＧａＮウェハ１上に成長した半導体積層構造４０中には、へき開誘発部材３や高欠陥濃度領域３０の存在により、局所的な応力が発生している。このような局所的に大きな応力が直線上に形成されることにより、へき開を所定方向に誘発しやすくなると考えられる。
【００４７】
へき開誘発部材３は、ウェハ１の上面に直接的に形成されている必要はなく、図２（ｅ）に示す各半導体層１０〜１６のいずれの層の上に形成しても良い。図３（ｂ）は、半導体積層構造４０の中にへき開誘発部材３を配置した例を模式的に示している。
【００４８】
このように、本実施形態によれば、へき開誘発部材３の配列により、半導体積層構造４０中に歪みを周期的に発生させることができる。ただし、へき開誘発部材３の厚さが大きすぎると、その影響で活性層にも大きな歪みが発生する可能性がある。このような歪みが大きくなり過ぎないようにするためには、へき開誘発部材３の厚さを０．５μｍ以下にすればよい。
【００４９】
しかし、へき開誘発部材３の形状や位置によっては、厚さが０．５μｍを超える値に設定されてもよい。特に、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、へき開誘発部材３が半導体で覆われず、半導体積層構造４０の上方から見た場合へき開誘発部材３が露出して観察される場合、へき開誘発部材３の厚さは任意である。
【００５０】
以下、図４を参照しながら、へき開誘発部材３の構成を詳細に説明する。
【００５１】
本実施形態におけるへき開誘発部材３は、半導体積層構造４０中に形成される光導波路形成領域１８'と交差しないように、＜１１−２０＞方向に沿って周期的に配列している。＜１１−２０＞方向において隣接する２つのへき開誘発部材３の距離は、最終的に得られるレーザ素子の＜１１−２０＞方向サイズと略同じ値に設定されている。本実施形態では、各レーザ素子の＜１１−２０＞方向サイズは約４００μｍであるため、＜１１−２０＞方向におけるへき開誘発部材３の配列ピッチも４００μｍに設定されている。
【００５２】
一方、へき開誘発部材３の＜１−１００＞方向における配列ピッチは、個々のレーザ素子の共振器長に等しい値に設定する。本実施形態では、共振器長が約６００μｍであるため、へき開誘発部材３の＜１−１００＞方向における配列ピッチも約６００μｍに設定している。
【００５３】
個々のへき開誘発部材３の平面形状は、例えば正方形（サイズ：１０μｍ×１０μｍ）である。このように、個々のレーザ素子のサイズに比べて充分に小さなへき開誘発部材３をウェハ１上にライン２５およびライン２６に沿って配列することにより、一次および二次へき開を正確な位置で行うことが可能になる。へき開誘発部材３の配列は、へき開を引き起こすべき位置（ライン２５およびライン２６）にあれば良く、一定の周期で配列する必要はない。ただし、光導波路形成領域１８'を避けるように配置することが好ましいため、好適には周期的に配列される。
【００５４】
一次へき開は、（１−１００）面をへき開面として露出させるように＜１１−２０＞方向に沿って行なわれるため、へき開誘発部材３の＜１−１００＞方向におけるサイズは、共振器長に比べて充分に小さいことが好ましい。へき開誘発部材３の＜１−１００＞方向におけるサイズが大きすぎると、へき開面の位置（＜１−１００＞方向における位置）を規定しにくくなるためである。したがって、へき開誘発部材３の＜１−１００＞方向におけるサイズは、共振器長の半分以下であることが必要であり、共振器中の２０％以下であることが好ましい。このサイズの絶対値は、１５０μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることが更に好ましい。
【００５５】
一方、へき開誘発部材３の＜１１−２０＞方向におけるサイズは、＜１−１００＞方向におけるサイズよりも相対的に大きくても良い。へき開誘発部材３の＜１１−２０＞方向におけるサイズは、へき開誘発効果を確保し、かつ、光導波路に生じる歪みや欠陥の密度を小さくするという観点から決定される。このため、へき開誘発部材３の＜１１−２０＞方向におけるサイズは、５μｍ以上であることが好ましく、レーザ素子の＜１１−２０＞方向サイズから導波路の幅（＜１１−２０＞方向サイズ）を差し引いた値よりも小さいことが好ましい。へき開誘発部材３の＜１１−２０＞方向における典型的なサイズは、５μｍ以上１８０μｍ以下である。
【００５６】
図５は、へき開誘発部材３の平面形状の好ましい例を示している。図５に示すように、へき開誘発部材３が＜１１−２０＞方向に長軸を持ち、両端が鋭角を形成するように尖っていると、＜１１−２０＞方向から６０°だけずれた方向にクラックが発生することを抑制しやすい。なお、へき開誘発部材３の形状および配置は、上記の例に限定されない。
【００５７】
なお、図４に示すライン２５は、＜１１−２０＞方向に配列された複数のへき開誘発部材３の列によって規定され、このライン２５で一次へき開を生じさせることになる。このため、へき開誘発部材３の＜１−１００＞方向における配列ピッチは、共振器長に等しく設定することが好ましいが、へき開誘発部材３の＜１１−２０＞方向における配列ピッチは、レーザ素子のサイズに制約されない。すなわち、へき開誘発部材３は、ライン２５上にあり、しかも、光導波路形成領域１８'以外の領域に配置されるのであれば、前述したように、＜１１−２０＞方向に沿って一定の周期で配列されている必要は無い。
【００５８】
図６は、一次へき開および二次へき開によってウェハから分割されるチップの構成を模式的に示している。図６（ａ）は分割前の状態を示しており、図６（ｂ）は、分割された個々のチップの１つを示している。
【００５９】
図６（ｂ）に示す例では、へき開誘発部材３を横切る位置でへき開が生じているが、へき開面は、へき開誘発部材３を横切る必要はなく、へき開誘発部材３の近傍に形成されれば良い。図６（ｂ）に示すように、へき開誘発部材３を横切るように一次および二次へき開が生じると、最終的に得られる半導体レーザの各チップには、４つのへき開誘発部材３の破片が四隅に含まれることになる。ただし、個々の半導体レーザは、４つのへき開誘発部材３の破片を四隅に含む必要は無い。へき開の位置によって、個々の半導体レーザに含まれるへき開誘発部材３の（破片または全体の）個数は変動し得る。極端な場合、ある特定の半導体レーザは、最終的には１つのへき開誘発部材３も含まない場合がありえる。そのような場合、その半導体レーザに隣接するいずれかの半導体レーザには、少なくとも１つのへき開誘発部材３が破断することなく含まれ得る。
【００６０】
へき開誘発部材３の材料は、ＳｉＯ2に限定されず、シリコンナイトライドなどの絶縁物であってもよい。好ましくは、珪素、アルミニウム、チタン、ニオブ、ジルコニア、タンタルのいずれかの酸化物または窒化物、金、白金、アルミニウム、ニッケル、パラジウム、およびチタンからなる群から選択された少なくとも１つの材料から形成される。
【００６１】
へき開誘発部材３は、レーザ構造を構成するために積層される窒化化合物半導体に対して選択的な成長を引き起こし得るものであれば良く、絶縁物のみならず、金属でもよい。また、成長させる窒化化合物半導体結晶に対して組成が異なる半導体であってもよい。また、へき開誘発部材３は、窒化化合物半導体結晶層にイオンを注入するなどして生じさせた変質部分であってもよい。例えば、積層する窒化化合物半導体結晶とアルミニウム組成の異なるアルミガリウムナイトライド（ＡｌxＧａyＮ：ただし、ｘ＋ｙ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）をへき開誘発部材３として用いれば、窒化化合物半導体結晶とＡｌxＧａyＮマスク層では熱膨張率が異なるために界面に応力差が生じるため、後工程のへき開がより容易に進行する。ＡｌxＧａyＮマスク層のＡｌ組成は、クラッド層のＡｌ組成が大きいことが好ましい。ＡｌxＧａyＮマスク層のＡｌ組成は大きいほど、ｃ面内の熱膨張率が大きくなるため、大きな応力差を生じさせることができる。
【００６２】
以下、図７（ａ）から図７（ｉ）を参照しながら、図２（ｅ）の半導体積層構造４０が形成されたウェハ１から半導体レーザを作製する方法の実施形態を説明する。
【００６３】
ます、図７（ａ）に示すように、半導体積層構造４０の上面に絶縁層１９を形成した後、その上にフォトレジスト膜２０を塗布する。次に、フォトリソグラフィ工程でフォトレジスト膜２０の露光および現像を行い、図７（ｂ）に示すように、レジストマスク２０'を形成する。レジストマスク２０'は、図４に示す光導波路形成領域１８'を規定するストライプのパターンを有している。絶縁膜１９のうち、レジストマスク２０'で覆われていない部分をフッ酸溶液でエッチングすることにより、図７（ｃ）に示すように、半導体積層構造４０の上面（ｐ型コンタクト層１７）を露出させる。
【００６４】
図７（ｄ）に示すようにレジストマスク２０'を除去した後、図７（ｅ）に示しように、半導体積層構造４０の上部のうち、絶縁層１９'で覆われていない部分をエッチングする。これは、ドライエッチング装置にウェハ１をロードし、異方性のドライエッチングを行なうことによって実行できる。異方性エッチングは、活性層上に位置するｐ型半導体層の一部（残し部分）が厚さ１００ｎｍ程度になるまで行なう。
【００６５】
この後、図７（ｆ）に示すように絶縁層１９'を除去することにより、ｐ型コンタクト層１７およびＡｌ0.05Ｇａ0.95Ｎクラッド層１６からなるリッジ状の光導波路１８が形成される。この光導波路１８の延在方向は＜１−１００＞である。
【００６６】
次に、図７（ｇ）に示すように、ｎ型電極が形成される領域以外の領域をＳｉＯ2からなる絶縁膜２１で覆った後、ドライエッチングを行なうことにより、ｎ型コンタクト層を露出させる。絶縁膜２１を除去すると、図７（ｈ）に示す構造が得られる。
【００６７】
次に、図７（ｉ）に示すように、ｐ側およびｎ側の電気的分離を行なうための絶縁膜２２を堆積した後、絶縁膜２２のうちｐ型コンタクト層上に位置する部分をフッ酸溶液で除去する。その後、絶縁膜２２が除去された部分にｎ側電極２３およびｐ側電極２４を順次形成する。ｎ側電極２３は、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）を積層した構造を有しており、ｐ側電極２４は、例えばパラジウム（Ｐｄ）、Ｐｔ、およびＡｕを積層した構造を有している。
【００６８】
以下、図８から図１０を参照しながら、へき開および実装工程を詳細に説明する。
【００６９】
まず、ＧａＮウェハ１の裏面を研磨し、半導体積層構造４０およびウェハ１の全体の厚さを約１００μｍ程度に薄くする。次に、図８に示すライン２５に沿って一次へき開を行なうように不図示の装置を用いて応力を印加する。このとき、へき開誘発部材３と窒化化合物半導体層の界面に生じている応力が開放され、＜１１−２０＞方向に配列されたへき開誘発部材３に沿ったへき開が誘発される。このため、６０°方向へのクラック発生が抑制され、Ｍ面（１−１００）の平滑な共振器端面を有するレーザバーが作製される。このように本実施形態では、へき開誘発部材３の存在により、上記クラック発生を原因とするレーザバーの分断が生じにくくなるため、レーザバーを長くすることが可能となり、製造コストを低くし、歩留まりを向上させることができる。
【００７０】
次に、一次へき開で得られたレーザバー（図９）の共振器端面の両方または一方にＳｉＯxとＴｉＯxからなる誘電体多層膜を形成した後、ライン２６に沿った二次へき開を行なうことにより、各レーザバーから図１０に示すレーザチップ（個々の半導体レーザ）に分離する。個々の半導体レーザは、ＧａＮウェハ１から分割されたチップを基板として備えている。
【００７１】
次に、炭化珪素（ＳｉＣ）からなるヒートシンク２８の上面に各半導体レーザのｐ側部分を接触させるように半田を介して設置し、ワイヤーボンディングで配線する。このとき、へき開誘発部材３がレーザ素子の特定の位置に存在することを利用して、実装工程時における位置決めマーカーとしての機能をへき開誘発部材３に発揮させることができる。
【００７２】
図１１に示すように、ヒートシンク２８の上面から、＜１−１００＞方向にレーザ素子が突出するようにして半田付けを行なうことが好ましい。図１１に示す例では、光出射端面側に配置されたへき開誘発部材３がヒートシンク２８から横方向にはみ出た状態にある。このような配置により、光出射面へ半田が付着しにくくなり、光出射端面への汚染が抑制されるため、実装歩留まりが向上する。
【００７３】
上記の方法によって製造されたレーザ素子は平滑な共振器面を有しており、室温において閾値電流３０ｍＡ、５０ｍＷ出力時に動作電流６０ｍＡで連続発振が確認され、１０００時間以上の寿命を示した。
【００７４】
また、本実施形態のレーザ素子では、へき開誘発部材３の近傍で引張応力が開放されているため、共振器端面の近傍に、バンドギャップが相対的に大きく、光吸収が抑制される「窓構造領域」が形成される。その結果、高出力での光出射が可能になる。なお、へき開誘発部材３とリッジとの間の距離が短いと、応力開放効果は高くなるが、光出射面へ欠陥が導入される可能性も高くなる。このため、へき開誘発部材３とリッジストライプとの距離は２〜５０μｍの範囲内、例えば約５μｍに設定される。
【００７５】
上記の例では、ライン２６に沿ってもへき開を行っているが、共振器端面以外の面はへき開面である必要はないので、ライン２６に沿ってはレーザなどによる切断を行っても良い。
【００７６】
（比較例）
図１２（ａ）および（ｂ）は、比較例として作製したウェハに対して一次へき開を行った実験結果を示している。この比較例は、へき開誘発部材３が形成されていない点を除けば、実施形態１について説明した方法と同一の方法で作製されたものである。
【００７７】
図１２（ａ）は、比較例のウェハの上面を示している。へき開装置を用いて、図中、ライン２５の方向に一次へき開を行うと、Ｍ面に対して６０°方向へクラックが発生し、図１２（ｂ）に示すように、レーザバー５０が途中で分断された。このため、実施形態１におけるバーに比べて１／５程度の長さのレーザバー５０しか得られず、歩留まりが極めて低い。また、一次へき開で形成される光出射端面も平坦でないため、動作電流が高くなり、寿命時間も短い。
【００７８】
（実施形態２）
次に、図１３（ａ）から図１３（ｉ）を参照しながら、本発明による窒化化合物半導体レーザの第２の実施形態を説明する。
【００７９】
まず、図１３（ａ）に示すように、上面が（０００１）面であるＧａＮウェハ１を用意し、ＧａＮウェハ１の上面にフォトレジスト膜２を塗布する。図１３（ａ）〜図１３（ｉ）に現れているＧａＮウェハ１の断面は、Ｍ（１−１００）面である。＜１１−２０＞方向は、図の紙面上にあり、ＧａＮウェハ１の上面（０００１）に平行である。
【００８０】
公知のフォトリソグラフィ工程でフォトレジスト膜２に対する露光および現像を行なうことにより、図１３（ｂ）に示すようにフォトレジスト膜２をパターニングする。パターニングされたフォトレジスト膜２は、２次元的に周期配列された複数の開口部２'を有している。開口部２'の形状、サイズ、および位置は、フォトリソグラフィ工程における露光時に使用するフォトマスクを変更することにより、任意に設定することができる。本実施形態では、図４に示すへき開誘発部材３の配列を規定するように開口部２'の配置を決定する。
【００８１】
次に、図１３（ｃ）に示すように、フォトレジスマスク２上に二酸化珪素膜３'を堆積する。二酸化珪素膜３'の大部分は、フォトレジスマスク２上に位置しているが、一部は、開口部２'においてＧａＮウェハ１の上面に接触している。二酸化珪素膜３'の堆積は、例えばＥＣＲスパッタ法によって行なうことができる。
【００８２】
次に、フォトレジスト膜２をアセトンなどの有機溶液で除去することにより、リフトオフを行ない、図１３（ｄ）に示すへき開誘発部材３が形成される。
【００８３】
次に、へき開誘発部材３が上面に配列された状態のＧａＮウェハ１上にＧａＮ層４を成長させた後、ＧａＮウェハ１を反応炉から取り出し、ＧａＮ層４の上部に選択成長用の絶縁膜５を形成する。本実施形態における絶縁膜５は、プラズマＣＶＤ装置で堆積した厚さ１００ｎｍ程度のＳｉＯ2から形成する。
【００８４】
次に、フォトリソグラフィ工程でレジスト膜６を絶縁膜５上に塗布した後、露光および現像を行うことにより、図１３（ｆ）に示すように、ストライプ状にパターニングされたレジスト膜６'を形成する。このレジスト膜６'は、各ストライプの幅が３μｍ、配列ピッチが１８μｍのパターンを有している。ストライプの延在方向はＧａＮウェハ１の＜１−１００＞方向に平行である。
【００８５】
次に、レジスト膜６'をエッチングマスクとして、絶縁膜５の露出部分をフッ酸溶液で除去することにより、図１３（ｇ）に示すように、ストライプ状の絶縁マスク５'を形成する。この後、図１３（ｈ）に示すように、アセトンなどの有機溶液によりレジスト膜６'を除去する。
【００８６】
次いで、ＧａＮ層７を選択成長させるために、ストライプ状の絶縁膜５'が堆積された基板を前記ＭＯＶＰＥ装置の反応炉のサセプタに再度保持する。そして、圧力２００Ｔｏｒｒの水素雰囲気で温度約１０００℃に昇温して、７ｓｃｃｍのＴＭＧと７．５ｓｌｍのＮＨ3ガスと、キャリアガスとして水素とを同時に供給することにより、図１３（ｉ）に示すように、選択成長マスクパターン上にＧａＮ層７を選択成長させる。
【００８７】
ＧａＮ層４の露出部は、結晶成長のＳｅｅｄ部９として機能する。Ｓｅｅｄ部９の転位密度は、ＧａＮウェハ１の転位密度に等しく、約１×１０6／ｃｍ3である。しかし、ＧａＮ層７における横方向成長結晶領域（ｗｉｎｇ部）の転位密度は約１×１０5／ｃｍ3に低減されている。
【００８８】
以下、実施形態１について説明した工程と同様の工程を行なうことにより、本実施形態の半導体レーザが作製される。本実施形態では、光導波路１８の延在方向を、ストライプ状絶縁膜５'の延在方向に平行に設定しているため、光導波路１８は、転位密度の高いＳｅｅｄ部８および結晶結合部９を避け、転位密度が提言された選択成長領域に形成される。これにより、動作電流が低減され、寿命が延びる。
【００８９】
本実施形態によれば、実施形態１の効果に加え、選択成長層における転位密度が低減される効果が得られるため、レーザ素子は寿命２０００時間以上に向上する。
【００９０】
（実施形態３）
以下、本発明による窒化化合物半導体レーザの第３の実施形態を説明する。
【００９１】
本実施形態では、窒化化合物半導体結晶を成長させる前のＧａＮウェハ１上に、光導波路と垂直かつ交差しないよう周期的に溝を形成し、溝上にマスク層（へき開誘発部材３）を形成する。
【００９２】
まず、（０００１）面を主面とするＧａＮウェハ１にレジスト膜を堆積させ、フォトリソグラフィ法により、後に形成する窒化化合物半導体層の＜１１−２０＞方向に光導波路に垂直かつ交差しないよう約４００μｍ間隔で波線状にレジストを除去する。レジスト膜をエッチングマスクとして、ドライエッチング装置でＧａＮウェハ露出部をドライエッチングし、図１４に示すように、ＧａＮウェハ１の上面に複数の溝２７の配列を形成する。各溝２７は、縦約２μｍ×横１０μｍ、深さ約２μｍの大きさを有しており、後に形成する光導波路付近に結晶歪み等の悪影響を及ぼさない位置に形成されることが好ましい。溝２７の（１１−２０）面に平行な断面における形状はＶ字である。溝２７は、＜１１−２０＞方向に長く延び、その両端で鋭角の頂部を形成していることが好ましい。
【００９３】
次に、図１５に示すように、溝２７にへき開誘発部材３を形成する。へき開誘発部材３の形成方法は、実施形態１について説明した方法と同様である。ただし、本実施形態では、へき開誘発部材３の位置を溝２７の位置に整合させるようにマスクアライメントを高精度で実行することが好ましいが、へき開誘発部材３と溝２７との間に多少の位置ズレが生じていても良い。
【００９４】
この後の工程は、実施形態１について説明した工程と同様であるので、ここでは、説明を繰り返さない。
【００９５】
本実施形態では、へき開誘発部材３の真下に溝２７を形成しているため、へき開が更に誘発されやすくなり、平滑な共振器端面を形成することが更に容易になる。
【００９６】
（実施形態４）
以下、本発明による窒化化合物半導体レーザの第４の実施形態を説明する。
【００９７】
本実施形態では、図１６に示すように、ｎ型ＧａＮウェハ１を用い、裏面にｎ型電極２４を形成している。本実施形態では、光導波路１８を形成した後、ＧａＮウェハ１の裏面から全体の厚さが約７０μｍ程になるまで研磨している。従来のへき開方法によれば、機械的に脆い基板はスクライブおよびダイシングを用いた場合に破損しやすく、歩留まりが低かったため、研磨の工程で基板厚を１００μｍ程度残しておく必要があった。しかし、本実施形態では、スクライブおよびダイシングなどを用いないため基板厚をさらに薄くすることが可能である。基板を薄くできると、レーザ素子全体の放熱効率が上昇するため、レーザ素子の寿命が長くなる効果を期待できる。
【００９８】
本実施形態では、導電性を有するｎ型ＧａＮウェハ１を使用するため、図１６に示すように、ＧａＮウェハ１の裏面に直接的にｎ側電極２４を形成することができる。
【００９９】
なお、一次へき開および二次へき開が生じる領域を避けるようにｎ側電極２４のパターニングを行なうと、へき開の際にｎ側電極２４の剥がれ防止することができるが、ｎ側電極２４をｎ型ＧａＮウェハ１の裏面全体に形成しても良い。
【０１００】
本実施形態では、ＧａＮウェハ１の裏面に電極が形成されているため、レーザ素子の小型化が可能となり、低コストでレーザ素子を製造することができる。
【０１０１】
（実施例）
へき開誘発部材の形状およびサイズを種々に変化させ、へき開の良否を評価した。以下、実施例に用いたサンプルの製造方法を説明する。
【０１０２】
まず、厚さ４００μｍのＧａＮウェハを用意し、その主面に絶縁膜からなるへき開誘発部材を形成した。具体的には、ＧａＮウェハをアセトン、ソルファイン、メタノールおよびバッファ−ドフッ酸（ＢＨＦ）によって洗浄した後、ＥＣＲスパッタ装置により、ＳｉＮ層（下層）およびＳｉＯ2層（上層）を順次堆積した。ＳｉＯ2層およびＳｉＮ層の厚さは、それぞれ、１０ｎｍおよび１００ｎｍ、または１０ｎｍおよび５００ｎｍに設定した。
【０１０３】
次に、これらの積層物を、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術によりパターニングした。ＳｉＮ層およびＳｉＯ2層のエッチングは、ＣＦ4（四フッ化炭素）ガスを用いるドライエッチングにより行った。この後、洗浄（アセトン＋硫酸過水）を行い、所望形状のへき開誘発部材を形成した。本実施例におけるへき開誘発部材は、次に行うエピタキシャル成長工程において、選択成長用のマスク層として機能する。以下、本実施例におけるへき開誘発部材を「マスク層」と称することにする。
【０１０４】
図１７（ａ）から（ｃ）は、それぞれ、本実施例で形成したマスク層の平面形状を示している。図１７（ａ）および（ｂ）は、六角形の平面形状を有するマスク層を示しており、＜１１−２０＞方向に沿って直線的に配列した。＜１１−２０＞方向に向いた頂点を一端に有する辺が＜１１−２０＞方向との間に形成する角度を、図１７（ａ）の例では３０度に設定し、図１７（ｂ）の例では、６０度に設定した。図１７（ｃ）は、長方形の平面形状を有するマスク層を示しており、＜１１−２０＞方向に沿って直線的に配列した。
【０１０５】
図１７（ａ）および（ｃ）に示されるマスク層では、いずれも、＜１１−２０＞方向に平行な辺が他の辺に比べて相対的に長い。
【０１０６】
表１は、図１７（ａ）に示す形状を有するマスク層のサイズを示している（サンプルＮｏ．１〜６）。表２は、図１７（ｂ）に示す形状を有するマスク層のサイズを示している（サンプルＮｏ．７〜１２）。表３は、図１７（ｃ）に示す形状を有するマスク層のサイズを示している（サンプルＮｏ．１３〜２４）。各サンプルにつき、マスク層の厚さは、前述のとおり、１００ｎｍおよび５００ｎｍの２種類に設定した。
【０１０７】
【表１】
0004901477.tif 000002
【０１０８】
【表２】
0004901477.tif 000003
【０１０９】
【表３】
0004901477.tif 000004
【０１１０】
なお、各表は、個々のマスク層の＜１１−２０＞方向のサイズと、＜１−１００＞方向のサイズを示している。例えば表１に示すサンプルＮｏ．６では、マスク層の＜１１−２０＞方向のサイズが１８０μｍであり、＜１−１００＞方向のサイズが５０μｍである。
【０１１１】
本実施例では、上記の形状およびサイズを有する多数のマスク層をウェハ上に４００μｍのピッチで配列した。１直線上に配列したマスク層の個数は、３０個であった。
【０１１２】
次に、ＭＯＶＰＥ法により窒化化合物半導体の選択的なエピタキシャル成長を行った。具体的には、ウェハをＢＨＦで洗浄し、マスク層上層のＳｉＯ2をウエットエッチングすることで清浄なＳｉＮマスク表面を露出させた後、ＭＯＶＰＥ反応炉でダブルへテロ構造を有する半導体積層構造を形成した。成長条件は、図２（ｅ）に示す半導体積層構造４０を形成する際に行なった成長の条件と同様である。
【０１１３】
本実施例では、マスク層の表面がＳｉＮからなり、その表面上には半導体層はほとんど成長しなかった。ただし、マスク層のサイズが５μｍ以下の場合は、横方向成長により、マスク層の上面は半導体層によってほとんど覆われてしまった。マスク層を覆う半導体積層構造の厚さは一様ではなく、マスク層に存在により、上面に凹部が形成された。
【０１１４】
このようにして形成された半導体積層構造を主面に形成したウェハを裏面側から研磨し、ウェハの厚さを約１００μｍに調節した後、エッジスクライブおよびブレーキングでへき開を行い、へき開の良否を評価した。
【０１１５】
表１から表３の最右欄は、サンプルＮｏ．１〜２４の評価結果を示している。各表の「結果」の欄における「○」の記号は、へき開により長さ１２ｍｍのバーを適切に作製できたことを意味している。一方、「×」の記号は、へき開き面がマスク層の列から外れ、長さ１２ｍｍのバーを適切に作製できなかったことを意味している。
【０１１６】
表３のサンプル１３〜１５では、へき開が適切に行われなかった。この原因は、マスク層のサイズが小さすぎたためである。図１８は、マスク層の平面サイズが小さく、へき開面がマスク層の列から外れたサンプルの断面を示す光学顕微鏡写真である。図１８からわかるように、へき開面に端面クラックが形成されている。ただし、マスク層のサイズが小さくとも、表１および表２に示すように、六角形の形状を有するマスク層を用いた場合は、適切にへき開を行うことができた。
【０１１７】
マスク層の形状が長方形の場合は、表３に示すように、＜１−１００＞方向のサイズが５０μｍ以上に大きくなると、へき開が正常に行われなかった。
【０１１８】
以上の結果からわかるように、マスク層は、へき開面に平行な方向に頂点を有する形状を有することが好ましい。そのような頂点を有しない形状（例えば長方形または正方形）のマスク層を用いる場合は、そのサイズを適切な範囲内に設定することが好ましい。
【０１１９】
図１９は、マスク層の平面サイズが大きすぎるため、マスク層近傍におけるエピタキシャル層の厚さが不均一化したサンプルの断面を示す光学顕微鏡写真である。マスク層が大きくなる過ぎると、半導体積層構造に歪みなどを発生させる可能性があるため、マスク層は、１８０μｍ×５０μｍのサイズよりも小さく形成することが好ましく、更には１０ｍμｍ×３０μｍのサイズよりも小さくすることが望ましい。また、マスク層の厚さは例えば１．０μｍ以下の任意の値に設定され得る。なお、へき開後にチップの４隅の少なくとも一部に残存するマスク層は、典型的には、上記サイズの約半分の大きさを有することになる。
【０１２０】
図２０は、相対的に大きなサイズを有するマスク層を形成したサンプルのへき開後の基板主面を示す光学顕微鏡写真である。マスク層の平面形状が四角形の場合にへき開面はマスク層の列からはずれてしまったが、マスク層の平面形状が六角形の場合には、へき開は適切に行われた。
【０１２１】
以上説明してきたように、本発明では、へき開誘発部材をウェハ上に断続的かつ直線状に配列することにより、へき開を歩留まり良く行うことが可能になる。
【０１２２】
図２１（ａ）に示すように、へき開すべき面上に長く連続的に延びた溝３００などをウェハに形成すると、その延長方向が結晶のへき開容易面から少しでもずれると、へき開面は溝の延長方向から大きくずれてゆき、へき開誘発部材を設けた意義が失われる。一方、図２１（ｂ）に示すように、へき開誘発部材３を不連続的に配列すると、その配列方向とへき開容易方向との間にずれが生じても、へき開面がへき開誘発部材の配列方向から大きく外れることを防止できる。
【０１２３】
なお、エピタキシャル成長工程を終えた後、マスク層をエッチングによって除去することにより、マスク層が存在していた部分に空隙を形成しても良い。このようなエッチングの後、へき開を行うと、空隙がへき開誘発部材として機能する。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明による窒化化合物半導体レーザは、へき開が困難なＧａＮ基板を用いる短波長光源用レーザとして量産が期待される。
【図面の簡単な説明】
【０１２５】
【図１】窒化化合物半導体の結晶面方位を示す斜視図である。
【図２】（ａ）から（ｅ）は、本発明の実施形態１に係るマスク層の形成および窒化化合物半導体積層構造４０の製造方法を示す工程断面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態１に係るマスク層と窒化化合物半導体積層構造４０との関係を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るマスク層が周期的に配列されたウェハを示す模式図である。
【図５】本発明の実施形態１に係るマスク層の形状を示す平面図である。
【図６】（ａ）は、本発明の実施形態１に係るマスク層が周期的に配列されたウェハを示す平面図であり、（ｂ）は、分割された半導体レーザを示す平面図である。
【図７】（ａ）から（ｉ）は、本発明の実施形態１に係る窒化化合物半導体素子の加工プロセスを示す工程断面図である。
【図８】本発明の実施形態１における窒化化合物半導体素子の分離の方法を示す模式図である。
【図９】本発明の実施形態１における一次へき開によって形成されたレーザバーを示す平面図である。
【図１０】本発明の実施形態１における二次へき開後の窒化化合物半導体素子を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施形態１に係る窒化化合物半導体素子の実装形態を示す上面図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態１の比較例に係る窒化化合物半導体素子の一次へき開を示す模式図である。
【図１３】（ａ）から（ｉ）は、本発明の実施形態２に係る製造方法を示す工程断面図である。
【図１４】本発明の実施形態３に係るＧａＮウェハ１の構成を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態３に係るＧａＮウェハ１の構成を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態４に係る窒化化合物半導体素子を示す図である。
【図１７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、異なる形状を有するマスク層（へき開誘発部材）の平面図である。
【図１８】端面クラックが形成されたへき開面の光学顕微鏡写真である。
【図１９】マスク層に近い領域でエピタキシャル成長層が厚く形成されているサンプの断面を示す光学顕微鏡写真である。
【図２０】長方形の形状を有するマスク層の列からはずれたへき開を示す光学顕微鏡写真である。
【図２１】（ａ）は、結晶のへき開容易方向がストライプ状に延びるへき開誘発部材からずれた場合におけるへき開を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、結晶のへき開容易方向がへき開誘発部材の不連続配列方向からずれた場合におけるへき開を模式的に示す平面図である。
【符号の説明】
【０１２６】
１・・・・ウェハ
３・・・・へき開誘発部材（マスク層）
１８・・・光導波路
２３・・・ｐ側配線
２４・・・ｎ側配線
２７・・・溝
３０・・・高欠陥密度領域
４０・・・半導体積層構造
【図１】
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【図２】
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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１０】
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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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