(57)【要約】【課題】窒化物半導体層と電極とのオーミック接触を良好なものとして駆動電圧を低減した窒化物半導体発光素子を提供することを目的とする。また、この窒化物半導体発光素子を製造する製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明における窒化物半導体発光素子の製造方法では、基板の上面に窒化物半導体からなる窒化物半導体積層部を形成した被除去処理物を、除去液に浸漬した後に洗浄液にさらすこととする。そして、洗浄液にさらす工程を短時間化して窒化物半導体積層部の上面の酸素原子の割合を低減することで、窒化物半導体積層部の上面とこれに形成される電極との良好なオーミック接触を得る。【選択図】図１０
2009295835.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上面に、窒化物半導体を含む窒化物半導体層を少なくとも１層積層させて窒化物半導体積層部を作製する積層工程と、
当該積層工程で作製される前記窒化物半導体積層部を除去液に浸漬させて、前記窒化物半導体積層部の上面に形成される妨害層を除去する妨害層除去工程と、
当該妨害層除去工程の後に、前記窒化物半導体積層部を洗浄液にさらす洗浄工程と、
当該洗浄工程の後に、前記窒化物半導体積層部の上面に電極を形成する電極形成工程と、
を備え、
前記洗浄工程後の前記窒化物半導体積層部の上面の酸素原子の割合が、原子百分率で５．９ａｔ．％以下となる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２】
前記除去液が、硫酸、塩酸、フッ化水素酸、硝酸、酢酸、燐酸、アンモニア及び水のいずれか１種類以上を含む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発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記除去液が、熱王水であ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の製造方法。
【請求項４】
前記洗浄液が、水であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項５】
前記除去液が熱王水であるとともに前記洗浄液が水であり、前記洗浄工程で前記窒化物半導体積層部を洗浄液にさらす時間が、０分より長く２０分以下であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記窒化物半導体積層部の上面の少なくとも一部に、ＩｎＧａＮから成るコンタクト層が形成されるとともに、
当該コンタクト層の上面に、前記電極が形成されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記洗浄工程が、流速が５リットル／分以上である前記洗浄液に、前記窒化物半導体積層部をさらす工程であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の窒化物半導体発光素子の製造方法。
【請求項８】
基板の上面に、窒化物半導体を含む窒化物半導体層を少なくとも１層積層させて窒化物半導体積層部を作製する積層工程と、
当該積層工程で作製される前記窒化物半導体積層部を熱王水に浸漬させる妨害層除去工程と、
当該妨害層除去工程の後に、前記窒化物半導体積層部を水にさらす洗浄工程と、
当該洗浄工程の後に、前記窒化物半導体積層部の上面に電極を形成する電極形成層工程と、
を備え、
前記洗浄工程で前記窒化物半導体積層部を水にさらす時間を、０分より長く２０分以下とする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】
基板と、
前記基板の上面に設けられるとともに、窒化物半導体を含む窒化物半導体層を少なくとも１層備えた窒化物半導体積層部と、
前記窒化物半導体積層部の上面に形成される電極と、
を備え、前記窒化物半導体積層部の上面の酸素原子の割合が、原子百分率で５．９ａｔ．％以下となることを特徴とする窒化物半導体発光素子。
【請求項１０】
前記窒化物半導体積層部と前記電極とのコンタクト抵抗が、５０×１０-3Ωｃｍ2以下であることを特徴とする請求項９に記載の窒化物半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体発光素子及び窒化物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】
ＩＩＩ族元素とＶ元素とから成る所謂ＩＩＩ−Ｖ族半導体である窒化物半導体（例えば、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮなど）は、そのバンド構造より青や青紫の光を発する発光素子としての利用が期待され、既に発光ダイオードやレーザなどの発光素子に利用されている。
【０００３】
また、このような窒化物半導体発光素子の駆動電圧は高く、低消費電力化や長寿命化を図る観点から、駆動電圧を可能な限り低減することが望まれている。
【０００４】
窒化物半導体は化学的に安定な物質であるが、表面に特性を悪化させる何らかの層が形成されることがある。特に、基板上に窒化物半導体からなる窒化物半導体層を積層して窒化物半導体積層部を作製する場合、その上面に電流注入を妨げる層（以下、妨害層とする）が形成されることがある。このような層が形成されると、窒化物半導体積層部と電極とのオーミック接触が不良（コンタクト抵抗が増大）となり、発光素子の駆動電圧が上昇することが問題となる。
【０００５】
なお、「妨害層」とは、電流注入を妨げる層の全般を指すものとし、上記のような窒化物半導体積層部の作製直後に確認される妨害層のみに限定されるものではないものとする。即ち、形成される時期や原因、組成などに限定されず、窒化物半導体層と電極との良好なオーミック接触を阻害する（コンタクト抵抗を高いものとする）層の全般を指すものとする。
【０００６】
以上の問題に対して、例えば非特許文献１では、基板上に窒化物半導体積層部を作製し、その上面に電極を形成する前に、熱王水に浸漬させることで妨害層を除去する方法が提案されている。そして、この方法によって妨害層が除去されることにより、窒化物半導体層と電極とで良好なオーミック接触を得ることが可能となる。
【非特許文献１】Applied Physics Letters 73, p. 2953 (1998)
【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、非特許文献１に記載の方法によって妨害層を取り除いた後、電極の形成前に、窒化物半導体層の表面に新たな妨害層が形成される場合があることが問題となる。特に、熱王水から取り出した基板及び窒化物半導体層を洗浄して付着する王水を洗い流す工程において、新たな妨害層が形成される場合がある。そのため、この新たな妨害層によって窒化物半導体層と電極とのオーミック接触が十分に改善されず、コンタクト抵抗が高く駆動電圧が高くなることが問題となっている。
【０００８】
そこで本発明は、窒化物半導体層と電極とのオーミック接触を良好なものとして駆動電圧を低減した窒化物半導体発光素子を提供することを目的とする。また、この窒化物半導体発光素子を製造する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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の窒化物半導体発光素子の製造方法は、基板の上面に、窒化物半導体を含む窒化物半導体層を少なくとも１層積層させて窒化物半導体積層部を作製する積層工程と、当該積層工程で作製される前記窒化物半導体積層部を除去液に浸漬させて、前記窒化物半導体積層部の上面に形成される妨害層を除去する妨害層除去工程と、当該妨害層除去工程の後に、前記窒化物半導体積層部を洗浄液にさらす洗浄工程と、当該洗浄工程の後に、前記窒化物半導体積層部の上面に電極を形成する電極形成工程と、を備え、前記洗浄工程後の前記窒化物半導体積層部の上面の酸素原子の割合が、原子百分率で５．９ａｔ．％以下となることを特徴とする。
【００１０】
このように構成すると、酸素原子の割合が低減された窒化物半導体積層部の上面に、電極を形成されることとなる。
【００１１】
また、上記構成の窒化物半導体発光素子の製造方法において、前記除去液が、硫酸、塩酸、フッ化水素酸、硝酸、酢酸、燐酸、アンモニア及び水のいずれか１種類以上を含むものであることとしても構わない。ただし、上記の構成のように、除去液が妨害層を除去できる液体となるように構成されるものとする。
【００１２】
また、上記構成の窒化物半導体発光素子の製造方法において、前記除去液が、熱王水であることとしても構わない。このように構成すると、熱王水によって容易に妨害層の除去を行うことが可能となる。なお、熱王水を、沸点まで加熱した王水としても構わない。
【００１３】
また、上記構成の窒化物半導体発光素子の製造方法において、前記洗浄液が、水であることとしても構わない。
【００１４】
また、上記構成の窒化物半導体発光素子の製造方法において、前記除去液が熱王水であるとともに前記洗浄液が水であり、前記洗浄工程で前記窒化物半導体積層部を洗浄液にさらす時間が、０分より長く２０分以下であることとしても構わない。
【００１５】
この条件とすることによって、窒化物半導体積層部の上面の酸素原子の割合を、容易かつ好適に低減することが可能となる。
【００１６】
また、上記構成の窒化物半導体発光素子の製造方法において、前記洗浄工程が、流速が５リットル／分以上である前記洗浄液に、前記窒化物半導体積層部をさらす工程であることとしても構わない。また、上記構成の窒化物半導体発光素子の製造方法において、前記窒化物半導体積層部の上面の少なくとも一部に、ＩｎＧａＮから成るコンタクト層が形成されるとともに、当該コンタクト層の上面に、前記電極が形成されることとしても構わない。
【００１７】
また、本発明の窒化物半導体発光素子の製造方法は、基板の上面に、窒化物半導体を含む窒化物半導体層を少なくとも１層積層させて窒化物半導体積層部を作製する積層工程と、当該積層工程で作製される前記窒化物半導体積層部を熱王水に浸漬させる妨害層除去工程と、当該妨害層除去工程の後に、前記窒化物半導体積層部を水にさらす洗浄工程と、当該洗浄工程の後に、前記窒化物半導体積層部の上面に電極を形成する電極形成層工程と、を備え、前記洗浄工程で前記窒化物半導体積層部を水にさらす時間を、０分より長く２０分以下とすることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の窒化物半導体発光素子は、基板と、前記基板の上面に設けられるとともに、窒化物半導体を含む窒化物半導体層を少なくとも１層備えた窒化物半導体積層部と、前記窒化物半導体積層部の上面に形成される電極と、を備え、前記窒化物半導体積層部の上面の酸素原子の割合が、原子百分率で５．９ａｔ．％以下となることを特徴とする。
【００１９】
また、上記構成の窒化物半導体発光素子において、前記窒化物半導体積層部と前記電極とのコンタクト抵抗が、５０×１０-3Ωｃｍ2以下であることとしても構わない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明における窒化物半導体発光素子は、酸素原子の割合が低減された窒化物半導体積層部の上面に、電極を形成することとなる。そのため、窒化物半導体積層部と電極とのオーミック接触が良好なものとなり、駆動電圧を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜窒化物半導体発光素子の構成＞
最初に、本発明における窒化物半導体発光素子の構成の一例について図１を用いて説明する。図１は、本発明の窒化物半導体発光素子の構成例を示す模式的な平面図及び断面図である。ここで、図１（ａ）は窒化物半導体発光素子の模式的な平面図を示しており、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面を示した模式的な断面図を示している。また、以下では、窒化物半導体発光素子がレーザ素子である場合を例にあげて説明する。
【００２２】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本例の窒化物半導体発光素子１は、基板２の｛０００１｝面上に、下方から上方に向かって、ｎ型クラッド層３、活性層４、光ガイド層５、キャップ層６、ｐ型クラッド層７及びコンタクト層８の各層が積層されている。これらの各層はエピタキシャル成長して積層されており、本例の場合、下地の結晶の方位関係を継承した結晶が成長している。なお、以下において結晶の方位関係を用いて説明を行う場合、これらの結晶の方位関係を指すものとする。
【００２３】
また、ｐ型クラッド層７の一部は、＜０００１＞方向と略平行な方向に突出するとともに、突出した部分が＜１−１００＞方向と略平行な方向に延在している。また、ｐ型クラッド層７の突出した部分の上面にコンタクト層８が設けられ、このコンタクト層８の上面にオーミック電極９が形成されている。そして、これらの突出した部分が電流通路部（リッジ部１０）となる。また、ｐ型クラッド層７の突出していない部分、即ち、リッジ部１０以外の部分の上面には電流ブロック層１１が形成されている。
【００２４】
リッジ部１０の上面及び電流ブロック層１１の上面の一部にはパッド電極１２が形成されており、基板２の下面にはｎ側電極１３が形成されている。また、図示していないが、光が出射または反射される共振器端面（＜１−１００＞方向と略垂直な端面）には保護膜が形成されている。
【００２５】
なお、図１ではパッド電極１２によってリッジ部１０の一部が覆われ、共振器端面近傍のリッジ部１０が覆われない構成としているが、リッジ部１０全体が覆われる構成としても構わない。また、保護膜が、例えばＳｉＯ2やＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＺｒＯ2などから成るものとして、反射側の端面に形成される保護膜の反射率が、出射側の端面に形成される保護膜の反射率より高くなるように構成されることとしても構わない。
＜窒化物半導体発光素子の製造方法＞
（ウエハの製造）
次に、図２〜図５を用いて、上述の窒化物半導体発光素子１を得るためのウエハの製造方法の一例について説明する。
【００２６】
図２は、基板上に窒化物半導体層を積層する工程について示したものであり、図１（ｂ）に示す断面と同様の断面について示すものである。図２に示すように、｛０００１｝を成長面（主面）とした、厚さ約１００μｍのｎ型ＧａＮ基板２を作製する。そして、基板２の｛０００１｝面上に、ｎ型ＡｌＧａＮから成る厚さ約１．５μｍのｎ型クラッド層３を積層する。そして、このｎ型クラッド層３の上面に活性層４を積層する。
【００２７】
活性層４は、図３の活性層の構成を示す模式的な断面図に示すように、アンドープのＩｎＧａＮから成る厚さ約３．２ｎｍの井戸層４ａと、アンドープのＧａＮから成る厚さ約２０ｎｍの障壁層４ｂと、を交互に複数層積層することによって形成した多重量子井戸構造であるものとする。ここで、図３においては、井戸層４ａを三層、障壁層４ｂを四層積層した場合について示している。また、図３は、図１（ｂ）に示す断面と同様の断面について示すものである。
【００２８】
また、この多重量子井戸構造となる活性層４の上に、アンドープのＩｎＧａＮから成る厚さ約７５ｎｍの光ガイド層５を積層し、この光ガイド層５の上にアンドープのＡｌＧａＮから成る厚さ約２０ｎｍキャップ層６を積層する。このキャップ層６の上面には、ｐ型ＡｌＧａＮから成る厚さ約５００ｎｍのｐ型クラッド層７を積層する。そして、このｐ型クラッド層７の上にアンドープのＩｎＧａＮから成る厚さ約３ｎｍのコンタクト層８を積層する。なお、図２は、以上に説明した窒化物半導体層の各層３〜８（以下、窒化物半導体積層部とする）を基板２上に作製した状態について示している。
【００２９】
また、以上の窒化物半導体積層部を作製する工程は、例えば、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などを用いて行われる。そして、窒化物半導体積層部を作製するとともに作製を行う装置から取り出した状態では、上述のようにコンタクト層８の上面に妨害層が形成されたものとなる。
【００３０】
そこで、本発明における窒化物半導体発光素子の製造方法では、窒化物半導体積層部を作製した後に、妨害層を除去する工程を設ける。なお、この妨害層を除去する工程の詳細については、後述する。
【００３１】
妨害層を除去する工程後のウエハの製造工程について、図４に示す。図４（ａ）〜（ｃ）は、妨害層を除去する工程後のウエハの製造工程について示したものであり、図１（ｂ）に示す断面と同様の断面について示すものである。図４（ａ）に示すように、コンタクト層８の上面に、厚さ約１ｎｍのＰｔ層と厚さ約３０ｎｍのＰｄ層とから成るオーミック電極９を順に形成し、このオーミック電極９の上に厚さ約２３０ｎｍのＳｉＯ2層１４を形成する。
【００３２】
次に、リッジ部１０を形成するために図４（ａ）に示す構造をエッチングする。このとき、幅約１．５μｍであるとともに＜１−１００＞方向に延びたストライプ状のフォトレジスト（不図示）を、リッジ部１０を形成する予定の部分に形成する。そして、ＣＦ4系のガスを用いてＲＩＥ法によるエッチングを行なう。すると、フォトレジストを形成した部分のＳｉＯ2層１４及びオーミック電極９のみが残り、フォトレジストを形成していない部分のＳｉＯ2層１４及びオーミック電極９は除去される。
【００３３】
そして、フォトレジストを除去し、Ｃｌ2やＳｉＣｌ4などの塩素系のガスを用いたＲＩＥ法によるエッチングを行なう。このとき、ＳｉＯ2層１４をマスクとして、ＳｉＯ2層１４が形成されていない部分のコンタクト層８及びｐ型クラッド層７をエッチングする。そして、ｐ型クラッド層７が約８０ｎｍ残った状態となったときにエッチングを停止し、マスクとして用いたＳｉＯ2層１４を除去する。すると、図４（ｂ）に示すような、ｐ型クラッド層７の一部が突出し、そのｐ型クラッド層７の突出した部分の上にコンタクト層８、オーミック電極９が順に形成されたリッジ部１０を備える構造が得られる。
【００３４】
次に、図４（ｂ）に示した構造の上に厚さ約１８０ｎｍのＳｉＯ2層を形成し、フォトレジストをリッジ部１０以外の部分に形成されたＳｉＯ2層の上に形成する。そして、ＣＦ4系のガスを用いたＲＩＥ法によるエッチングを行ない、リッジ部１０上に形成されたＳｉＯ2層を除去することでＳｉＯ2層から成る電流ブロック層１１を形成する。これによって、図４（ｃ）に示すような構造が得られる。
【００３５】
また、図４（ｃ）に示した構造に対して、電流ブロック層１１で囲まれたリッジ部１０を覆うように、厚さ約３０ｎｍのＴｉ層と厚さ約１４０ｎｍのＰｄ層と厚さ約２４００ｎｍのＡｕ層とを順に形成して成る厚さ約３μｍのパッド電極１２を複数形成する。そして、基板２の成長面と反対側の面に、厚さ約６ｎｍのＡｌ層と、厚さ約１０ｎｍのＰｄ層と、厚さ約６００ｎｍのＡｕ層とを基板２側から順に形成した構成から成るｎ側電極１３を形成することによって、図５に示すようなウエハ２０が得られる。図５は、ウエハの構成について示す模式的な平面図及び断面図である。図５（ａ）に示す平面図は図１（ａ）と同様の平面について示したものであり、図５（ｂ）に示す断面図は、図１（ｂ）と同様の断面について示したものである。
【００３６】
図５に示すように、ウエハ２０にはリッジ部１０が複数形成されており、それぞれ＜１−１００＞方向に延在して一続きとなる形状となる。また、パッド電極１２は各リッジ部１０に沿って複数形成されており、このウエハ２０が劈開及び分割されることで、図１に示すような窒化物半導体発光素子１が得られる。なお、一例として、パッド電極１２が窒化物半導体発光素子１毎に一つずつ形成されるように予め分断されている場合について示したが、パッド電極１２が各リッジ部１０に沿って一続きとなるように形成されることとしても構わない。
【００３７】
なお、以上説明したウエハの製造方法例において、窒化物半導体積層部の作製にＭＯＣＶＤ法を用いる場合を一例として挙げたが、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法や、ＨＶＰＥ（Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法や、その他の方法を用いても構わない。また、各電極層９，１２，１３の形成に、スパッタリングや蒸着などの形成方法を用いることとしても構わなく、蒸着として、電子ビーム蒸着を用いても構わないし、抵抗加熱蒸着を用いても構わない。また、ＳｉＯ2層１４や電流ブロック層１１の形成に、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やスパッタ法などの方法を用いても構わない。
【００３８】
また、図５（ａ）では簡単のためにウエハ２０を四角形のものとして示しているが、結晶方位を特定するためのオリエンテーションフラット面や切り欠き部を含む略円形の基板を用いて作製されるものとしても構わない。あるいは、完全な円形の基板を用いて作製されるものとしても構わない。
【００３９】
また、基板２の厚さを１００μｍとしたが、ハンドリングを容易にするために４００μｍ程度の厚さにして、図２に示す積層を開始することとしても構わない。この場合、遅くともｎ側電極１３を形成する前までに研磨等を行い、基板２を１００μｍ程度の厚さとなるまで薄くすることとしても構わない。
【００４０】
（ウエハの分断）
次に、図５に示したウエハ２０を劈開及び分割して図１に示した窒化物半導体発光素子１を得る方法について、図６を用いて説明する。図６は、バー及びチップの構成について示す模式的な平面図である。図６（ａ）、（ｂ）に示す平面図は、図１（ａ）に示す平面と同様の平面について示したものである。
【００４１】
図６（ａ）に示すように、まず、図５に示すウエハ２０を＜１１−２０＞方向に沿って劈開し、バー３０を得る。このとき、バー３０は劈開されることによって２つの端面（｛１−１００｝面と略平行な面）が形成され、これらの端面が共振器端面となる。また、バー３０は複数の窒化物半導体素子が＜１１−２０＞方向に一列に整列する構成となる。
【００４２】
また、得られたバー３０の共振器端面には、例えば、ＳｉＯ2やＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮ、ＺｒＯ2などから成る保護膜が形成される。そして、いずれか一方の端面に形成する保護膜を、例えば１０層程度の多数の層から成るものとして反射率を高くするとともに、いずれか一方の端面に形成する保護膜を、例えば１層程度の少数の層から成るものとして反射率を低くする。そして、図６（ｂ）に示すように、得られたバー３０を＜１−１００＞方向に沿って分割してチップ化することで、窒化物半導体発光素子１が得られる。
【００４３】
なお、ウエハ２０からバー３０への劈開及びバー３０から窒化物半導体発光素子１への分割において、それぞれの劈開方向及び分割方向に沿った溝をウエハ２０またはバー３０に形成するとともに、この溝に沿って劈開及び分割を行なうこととしても構わない。また、この溝は実線状であっても破線状であっても構わないし、ダイヤモンドポイントやレーザを用いて形成することとしても構わない。また、ウエハ２０やバー３０の、パッド電極１２や電流ブロック層１１が形成される方の面に溝を形成することとしても構わないし、ｎ側電極１３が形成される方の面に形成することとしても構わない。
【００４４】
（窒化物半導体発光装置の構成）
次に、図１に示す窒化物半導体発光素子１を備えた窒化物半導体発光装置の一例について図７を用いて説明する。図７は、窒化物半導体発光装置の一例を示す模式的な斜視図である。図７に示すように、窒化物半導体発光装置４０は、窒化物半導体発光素子１がはんだによって接続及び固定（マウント）されるサブマウント４３と、サブマウント４３と接続するヒートシンク４２と、ヒートシンク４２が所定の面に接続されるステム４１と、ステム４１の所定の面と所定の面の反対側の面とを貫通するとともにステム４１と絶縁されて設けられるピン４４ａ、４４ｂと、一方のピン４４ａと窒化物半導体発光素子１のパッド電極１２とを電気的に接続するワイヤ４５ａと、他方のピン４４ｂとサブマウント４３とを電気的に接続するワイヤ４５ｂと、を備えている。
【００４５】
また、窒化物半導体発光装置４０の構成をわかりやすく表示するため図示していないが、ステム４１の所定の面に接続されるとともに、窒化物半導体発光素子１と、サブマウント４３と、ヒートシンク４２と、ピン４４ａ、４４ｂにおけるステム４１の所定の面から突出する一部と、ワイヤ４５ａ、４５ｂと、を封止するキャップを備える。
【００４６】
そして、この２本のピン４４ａ、４４ｂを介して窒化物半導体発光素子１に電流が供給されることで発振し、窒化物半導体発光素子１からレーザ光が出射される。また、キャップには出射されるレーザ光に対して透明な物質から成る窓が備えられており、この窓を透過してレーザ光が出射される。
【００４７】
なお、フォトダイオードなどから成り出射される光の出力を検出する検出部を備えるとともに、検出結果を電源装置にフィードバックすることで窒化物半導体発光素子１から一定量の光が出力されるような構成としても構わない。また、ピンを３本にするとともに１本を検出部と窒化物半導体発光素子１との共通のピンとして用いて、残りの２本がレーザ窒化物半導体発光素子１と検出部とにそれぞれ接続される構成としても構わない。
【００４８】
また、上述した窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光装置の構成や製造方法は、説明の具体化のために示した一例に過ぎない。そのため、例えば層の追加や削除を行ったり、各層の厚さや組成を変更したりしても構わないし、上述した方法以外の製造方法を採用しても構わない。ただし、基板２上に窒化物半導体積層部を作製する工程と、作製された窒化物半導体積層部の上面に形成される妨害層を除去する工程と、妨害層を除去する工程の後に窒化物半導体積層部の上面にオーミック電極９を形成する工程と、を少なくとも備えるものとする。
＜妨害層を除去する工程＞
基板上に作製される窒化物半導体積層部の上面に形成される妨害層を除去する工程の詳細について、以下に説明する。
【００４９】
まず、図２に示すような窒化物半導体積層部が形成された基板２（以下、被除去処理物とする）を、除去液（例えば熱王水（沸点まで加熱した王水であり、硝酸：塩酸＝１：３の混合液））に浸漬させる。例えば、熱王水であれば３０分程度浸漬させることによって、妨害層をある程度除去することができる。このとき、窒化物半導体積層部のみを浸漬させても構わないし、基板２と窒化物半導体積層部との全体（即ち、被除去処理物の全体）を浸漬させても構わないが、以下では、被除去処理物全体が浸漬される場合について説明する。
【００５０】
また、妨害層を除去するための除去液として、王水以外を用いることも可能である。例えば、硫酸、塩酸、フッ化水素酸、硝酸、酢酸、燐酸、アンモニアのいずれか１種類以上を混合させた混合液や、この混合液を水で希釈したものを用いても構わない。ただし、得られる除去液は、妨害層を除去可能であるものとする。また、除去液の種類や濃度、温度などに応じて、浸漬時間を適宜選択するものとする。なお、以下では、除去液として熱王水を用いる場合について説明する。
【００５１】
上述した除去液によって妨害層を除去した後、被除去処理物を洗浄液（例えば、水や有機溶媒）にさらすことによって、被除去処理物に付着している除去液の洗浄を行う。なお、このとき所定の流速（例えば、５リットル／分以上の流速）で流れている洗浄液に被除去処理物をさらすことにより、洗浄を行うこととしても構わない。なお、以下では、洗浄液として水を用いる場合について説明する。
【００５２】
上記の洗浄液による洗浄後は、不活性ガス（窒素ガスなど）を被除去処理物にブロー（吹き付け）して付着している洗浄液を取り除き、即座に次の工程（電極を形成する工程）に移行する。
【００５３】
ここで、即座に移行するとは、被除去処理物から洗浄液を取り除いた後に、可能な限り早く電極を形成することを意味する。具体的に例えば、洗浄液を取り除く工程と電極を形成する工程とを連続させて、被除去処理物が無用に空気中に放置されることを防止することを意味する。
【００５４】
なお、電極を形成する工程では、高真空（５×１０-5Ｐａ以下の真空度でもよい）雰囲気で電極を形成することとすると好ましい。
【００５５】
また、被除去処理物を、３０分以上熱王水に浸漬させることとしても構わないし、３０分以下浸漬させても構わない。ただし、浸漬時間が十分長くない場合、非除去処理物から妨害層が十分に除去されない事態が生じる可能性がある。そのため、浸漬時間を極端に短くすることは好ましくない。
【００５６】
以上の妨害層を除去する工程において、本発明者らは、被除去処理物を洗浄液にさらす時間を短時間化することによって良好なオーミック接触が得られるとともに、製造される半導体発光素子の駆動電圧を低減することができることを見出した。
【００５７】
具体的には、窒化物半導体積層部の上面（コンタクト層８の表面、即ち、オーミック電極が形成される面）の酸素原子の割合が、原子百分率で５．９ａｔ．％以下となる時間（例えば２０分以下）だけ洗浄液にさらすことによって、良好なオーミック接触を得ることが可能となる。この洗浄方法の詳細について、以下に説明する。
【００５８】
まず、上記の熱王水で妨害層を除去するとともに洗浄液を水とする場合の、洗浄時間と窒化物半導体積層部の上面の酸素原子の割合との関係について、図８及び図９を用いて説明する。
【００５９】
図８は、横軸を洗浄時間、縦軸を窒化物半導体積層部の上面における各原子（Ｃ（炭素、白塗りの正方形）、Ｎ（窒素、黒塗りの正三角形）、Ｇａ（ガリウム、黒塗りの丸）、Ｏ（酸素、ハッチングをかけた丸）及びＩｎ（インジウム、白塗りの正三角形））の割合（原子百分率）、としたグラフであり、洗浄時間０分の試料を基準として規格化したものである。図９は、横軸を洗浄時間、縦軸を酸素原子の割合（原子百分率）としたグラフである。
【００６０】
また、図８及び図９は、妨害層の除去に熱王水を用いるとともに洗浄液として水を用いた場合について示したものである。なお、図８及び図９は、ＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）によって測定した結果をグラフにしたものである。また、線源としてＭｇ−Ｋα線を用いて、Ｏ１ｓ、Ｃ１ｓ、Ｇａ２ｐ３／２、Ｉｎ３ｄ５／２及びＮ１ｓを測定することによって、それぞれの原子割合を求めている。
【００６１】
図８及び図９に示すように、洗浄時間を短くすると窒化物半導体積層部の上面における酸素原子の割合が小さくなる。特に、図９に示すように洗浄時間を２０分以下とすると、酸素原子の割合を大きく低減させることが可能となる。例えば、酸素原子の割合を、原子百分率で５．９ａｔ．％以下とすることが可能となる。また、５ａｔ．％以下、さらには４ａｔ．％以下とすることも可能である。
【００６２】
次に、洗浄時間を短くする、即ち、酸素原子の割合を少なくすることによる効果について、図１０を用いて説明する。図１０は、上記の方法で洗浄を行った被除去処理物の特性の一例について示したものであり、窒化物半導体積層部の上面と電極とのコンタクト抵抗と、洗浄時間（酸素原子の割合）との関係を示すグラフである。
【００６３】
図１０に示すように、洗浄液（水）にさらす時間を短時間化する（窒化物半導体積層部の上面の酸素原子の割合を低減する）ことで、コンタクト抵抗を低減化することが可能となる。特に、コンタクト抵抗を５０×１０-3Ωｃｍ2以下、さらには１０×１０-3Ωｃｍ2以下にまで低減化することが可能となる。
【００６４】
また図１１に、上記と同様の方法で洗浄を行った被除去処理物の別の特性について示す。図１１は、電流値を所定の値（６０ｍＡ）としたときの抵抗値と駆動電圧との関係について示したものである。図１１に示すように、上述のようにコンタクト抵抗を低減化することによって、６０ｍＡの電流を流すための駆動電圧を５Ｖ程度に低減化することが可能となる。
【００６５】
以上に示したように、洗浄時間を短時間化させる（即ち、窒化物半導体積層部の上面における酸素原子の割合を低減する）ことによって、コンタクト抵抗及び駆動電圧を低減化することが可能となる。
【００６６】
なお、種々の構成の窒化物半導体発光素子において、本発明の効果を得ることができる。即ち、凡そどのような構成の窒化物半導体発光素子においても、洗浄時間の短縮化による効果を得ることができる。例えば、或る窒化物半導体発光素子では、洗浄時間を短時間化することによって、駆動電圧を５．６Ｖ程度から５．３Ｖ程度にまで低減化することが可能となった。また、或る窒化物半導体発光素子では、洗浄時間を短時間化することによって、駆動電圧を５．３Ｖから４．８Ｖ程度にまで低減化することが可能となった。さらに或る窒化物半導体発光素子では、洗浄時間を短時間化することによって、駆動電圧を４．８Ｖから４．６Ｖ程度にまで低減化することが可能となった。
【００６７】
また、上述した構成例に示すような、コンタクト層８にＩｎＧａＮを用いる窒化物半導体発光素子において、コンタクト抵抗及び駆動電圧が増大する問題が特に生じ易い。そのため、このような構成の窒化物半導体発光素子に対して本発明を適用することとすると好適である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、窒化物半導体発光素子やその製造方法に関するものである。特に、窒化物半導体レーザ素子や、その製造方法に適用すると好適である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】は、本発明の窒化物半導体発光素子の構成例を示す模式的な平面図及び断面図である。
【図２】は、基板上に窒化物半導体層を積層する工程について示した模式的な断面図である。
【図３】は、活性層の構成について示す模式的な断面図である。
【図４】は、妨害層を除去する工程後のウエハの製造工程について示した模式的な断面図である。
【図５】は、ウエハの構成について示す模式的な平面図及び断面図である。
【図６】は、バー及びチップの構成について示す模式的な平面図である。
【図７】は、窒化物半導体発光装置の一例を示す模式的な斜視図である。
【図８】は、洗浄時間と窒化物半導体積層部の上面の各原子の割合との関係について示したグラフである。
【図９】は、洗浄時間と窒化物半導体積層部の上面の酸素原子の割合との関係について示したグラフである。
【図１０】は、窒化物半導体積層部の上面と電極とのコンタクト抵抗と洗浄時間との関係を示すグラフである。
【図１１】は、電流値を所定の値（６０ｍＡ）としたときのコンタクト抵抗と駆動電圧との関係示すグラフである。
【符号の説明】
【００７０】
１    窒化物半導体発光素子
２    基板
３    ｎ型クラッド層
４    活性層
４ａ  井戸層
４ｂ  障壁層
５    光ガイド層
６    キャップ層
７    ｐ型クラッド層
８    コンタクト層
９    オーミック電極
１０  リッジ部
１１  電流ブロック層
１２  パッド電極
１３  ｎ側電極
１４  ＳｉＯ2層
２０  ウエハ
３０  バー
４０  窒化物半導体発光装置
４１  ステム
４２  ヒートシンク
４３  サブマウント
４４ａ、４４ｂ  ピン
４５ａ、４５ｂ  ワイヤ
【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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