JP2003051590A - 半導体素子の製造方法及び半導体素子 - Google Patents
半導体素子の製造方法及び半導体素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成長基板上の窒化物系化合物半導層を素子に
分離する際に、下地成長層を成長基板とともに分離する
ことができ、第一導電層に裏面から電極を効率良く形成
することができる半導体素子及び半導体素子の製造方法
を提供することを目的とする 【解決手段】 基板上に形成される下地成長層より小さ
いバンドギャップエネルギーの半導体を用いて第一導電
層を形成すると、これらのバンドギャップエネルギーの
間にエネルギー値を有するレーザ光を照射すると、下地
成長層と第一導電層との第一導電層側界面においてアブ
レーションが生じ、選択成長により形成された半導体成
長層は基板及び下地成長層から分離されると同時に素子
毎に分離され、結晶性が良く電極形成に適した第一導電
層に効率良く裏面から電極を形成することができる。
分離する際に、下地成長層を成長基板とともに分離する
ことができ、第一導電層に裏面から電極を効率良く形成
することができる半導体素子及び半導体素子の製造方法
を提供することを目的とする 【解決手段】 基板上に形成される下地成長層より小さ
いバンドギャップエネルギーの半導体を用いて第一導電
層を形成すると、これらのバンドギャップエネルギーの
間にエネルギー値を有するレーザ光を照射すると、下地
成長層と第一導電層との第一導電層側界面においてアブ
レーションが生じ、選択成長により形成された半導体成
長層は基板及び下地成長層から分離されると同時に素子
毎に分離され、結晶性が良く電極形成に適した第一導電
層に効率良く裏面から電極を形成することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子及び半導
体素子の製造方法に関し、特に、窒化物系化合物半導体
を用いて構成される半導体素子及び半導体素子の製造方
法において、下地成長層を成長基板とともに分離するこ
とができ、第一導電層に裏面から電極を効率良く形成す
ることができる半導体素子及び半導体素子の製造方法に
関する。
体素子の製造方法に関し、特に、窒化物系化合物半導体
を用いて構成される半導体素子及び半導体素子の製造方
法において、下地成長層を成長基板とともに分離するこ
とができ、第一導電層に裏面から電極を効率良く形成す
ることができる半導体素子及び半導体素子の製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、サファイア基板上に積層された半
導体成長層はエッチングを施すことによりサファイア基
板から剥離される。しかし、エッチングを施してサファ
イア基板から半導体成長層を剥離する場合、エッチング
速度の緩慢やエッチングによる結晶表面へのダメージな
どの問題がある。
導体成長層はエッチングを施すことによりサファイア基
板から剥離される。しかし、エッチングを施してサファ
イア基板から半導体成長層を剥離する場合、エッチング
速度の緩慢やエッチングによる結晶表面へのダメージな
どの問題がある。
【０００３】窒化系化合物半導体成長層において、ウェ
ットエッチングを施してサファイア基板から剥離するこ
とは困難であり、反応性イオンエッチングなどのような
ドライエッチングを施してサファイア基板から剥離され
る。しかし、反応性イオンエッチングには腐食性ガスを
用いるため、一般には結晶表面へのダメージが大きい。
ットエッチングを施してサファイア基板から剥離するこ
とは困難であり、反応性イオンエッチングなどのような
ドライエッチングを施してサファイア基板から剥離され
る。しかし、反応性イオンエッチングには腐食性ガスを
用いるため、一般には結晶表面へのダメージが大きい。
【０００４】このようなエッチングを施して半導体成長
層を成長基板から剥離する問題を考慮して、成長基板の
裏側からレーザ光を照射して半導体成長層と成長基板と
の界面においてブレーションを生じさせて半導体成長層
を剥離する方法が開発された。
層を成長基板から剥離する問題を考慮して、成長基板の
裏側からレーザ光を照射して半導体成長層と成長基板と
の界面においてブレーションを生じさせて半導体成長層
を剥離する方法が開発された。
【０００５】窒化物系化合物半導体成長層の場合、サフ
ァイア基板上に形成された半導体成長層は、サファイア
基板の裏側からレーザ光を照射され、半導体成長層のア
ンドープ層やバッファ層においてレーザ光は吸収されア
ブレーションが生じ、サファイア基板からアンドープ層
やバッファ層とともに半導体成長層は剥離される。その
後、アンドープ層やバッファ層にエッチングを施し、素
子の裏面に電極を形成する。
ァイア基板上に形成された半導体成長層は、サファイア
基板の裏側からレーザ光を照射され、半導体成長層のア
ンドープ層やバッファ層においてレーザ光は吸収されア
ブレーションが生じ、サファイア基板からアンドープ層
やバッファ層とともに半導体成長層は剥離される。その
後、アンドープ層やバッファ層にエッチングを施し、素
子の裏面に電極を形成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、サファイア基
板から剥離された半導体成長層の裏面のアンドープ層や
バッファ層は多結晶やアモルファス状であるため、抵抗
が高く電極を形成するには不向きであり、裏面にエッチ
ングを施すため効率が良くない。
板から剥離された半導体成長層の裏面のアンドープ層や
バッファ層は多結晶やアモルファス状であるため、抵抗
が高く電極を形成するには不向きであり、裏面にエッチ
ングを施すため効率が良くない。
【０００７】さらに、半導体素子の裏面に電極を形成す
る場合、裏面にエッチングを施す工程により、半導体素
子を形成する製造工程が増え、半導体素子の生産コスト
が上昇する。また、半導体素子の生産コストの上昇とと
もに、半導体素子を実装した画像表示装置などの生産コ
ストも上昇する。
る場合、裏面にエッチングを施す工程により、半導体素
子を形成する製造工程が増え、半導体素子の生産コスト
が上昇する。また、半導体素子の生産コストの上昇とと
もに、半導体素子を実装した画像表示装置などの生産コ
ストも上昇する。
【０００８】また、窒化物系化合物半導体において、素
子の裏面に電極を形成するためにウェットエッチングを
施すことはできず、反応性イオンエッチングのようなド
ライエッチングが施されるが、そのために電極を形成す
るアンドープ層やバッファ層の結晶へのダメージが大き
い。
子の裏面に電極を形成するためにウェットエッチングを
施すことはできず、反応性イオンエッチングのようなド
ライエッチングが施されるが、そのために電極を形成す
るアンドープ層やバッファ層の結晶へのダメージが大き
い。
【０００９】そこで、本発明の半導体素子及び半導体素
子の製造方法は、下地成長層を成長基板とともに分離す
ることができ、第一導電層に裏面から電極を効率良く形
成することができる半導体素子及び半導体素子の製造方
法を提供することを目的とする。
子の製造方法は、下地成長層を成長基板とともに分離す
ることができ、第一導電層に裏面から電極を効率良く形
成することができる半導体素子及び半導体素子の製造方
法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明における半導体素
子の製造方法は、基板上に下地成長層を形成する工程
と、前記下地成長層上に所要の開口部を有する成長阻害
膜を形成する工程と、前記開口部から選択成長によりバ
ンドギャップエネルギーが前記下地成長層より小さい第
一導電層を形成する工程と、前記第一導電層上に活性層
及び第二導電層を積層して形成する工程と、前記基板に
光を照射して前記下地成長層と前記第一導電層との界面
において前記基板から分離する工程とを有することを特
徴とする。
子の製造方法は、基板上に下地成長層を形成する工程
と、前記下地成長層上に所要の開口部を有する成長阻害
膜を形成する工程と、前記開口部から選択成長によりバ
ンドギャップエネルギーが前記下地成長層より小さい第
一導電層を形成する工程と、前記第一導電層上に活性層
及び第二導電層を積層して形成する工程と、前記基板に
光を照射して前記下地成長層と前記第一導電層との界面
において前記基板から分離する工程とを有することを特
徴とする。
【００１１】成長基板上に形成された半導体成長層は、
成長基板の裏側からのレーザ光照射によりアブレーショ
ンが生じて成長基板から分離されるのであるが、バンド
ギャップエネルギーが下地成長層より小さい半導体を用
いて第一導電層を形成すると、これらのバンドギャップ
エネルギーの間にエネルギー値を有するレーザ光を成長
基板の裏面から照射すると、下地成長層と第一導電層と
の第一導電層側界面においてアブレーションが生じる。
そのため、下地成長層と第一導電層との界面において半
導体成長層を分離することができ、下地成長層やバッフ
ァ層を成長基板とともに簡便に分離することができる。
このように簡便に分離された第一導電層の裏面に効率良
く電極を形成することができ、半導体素子の生産コスト
を低減することができる。
成長基板の裏側からのレーザ光照射によりアブレーショ
ンが生じて成長基板から分離されるのであるが、バンド
ギャップエネルギーが下地成長層より小さい半導体を用
いて第一導電層を形成すると、これらのバンドギャップ
エネルギーの間にエネルギー値を有するレーザ光を成長
基板の裏面から照射すると、下地成長層と第一導電層と
の第一導電層側界面においてアブレーションが生じる。
そのため、下地成長層と第一導電層との界面において半
導体成長層を分離することができ、下地成長層やバッフ
ァ層を成長基板とともに簡便に分離することができる。
このように簡便に分離された第一導電層の裏面に効率良
く電極を形成することができ、半導体素子の生産コスト
を低減することができる。
【００１２】成長基板上の半導体成長層を成長基板から
分離する際に下地成長層やバッファ層が成長基板ととも
に半導体成長層から分離するため、結晶へのダメージの
大きい反応性イオンエッチングなどのドライエッチング
を施さず、結晶へのダメージの小さい酸などのウェット
エッチングを電極が形成される第一導電層の表面に施
す。そのため、結晶へのダメージが小さく良好な第一導
電層に電極を形成することができる。
分離する際に下地成長層やバッファ層が成長基板ととも
に半導体成長層から分離するため、結晶へのダメージの
大きい反応性イオンエッチングなどのドライエッチング
を施さず、結晶へのダメージの小さい酸などのウェット
エッチングを電極が形成される第一導電層の表面に施
す。そのため、結晶へのダメージが小さく良好な第一導
電層に電極を形成することができる。
【００１３】本発明における半導体素子は、基板上に下
地成長層が形成され、前記下地成長層上に所要の開口部
を有する成長阻害膜が形成され、前記開口部からの選択
成長によりバンドギャップエネルギーが前記下地成長層
より小さい第一導電層が形成され、前記第一導電層上に
活性層及び第二導電層が積層されて形成され、前記基板
に光を照射して前記下地成長層と前記第一導電層との界
面において前記基板から分離されてなることを特徴とす
る。
地成長層が形成され、前記下地成長層上に所要の開口部
を有する成長阻害膜が形成され、前記開口部からの選択
成長によりバンドギャップエネルギーが前記下地成長層
より小さい第一導電層が形成され、前記第一導電層上に
活性層及び第二導電層が積層されて形成され、前記基板
に光を照射して前記下地成長層と前記第一導電層との界
面において前記基板から分離されてなることを特徴とす
る。
【００１４】成長基板上に形成された半導体成長層は、
成長基板の裏側からのレーザ光照射によりアブレーショ
ンが生じて成長基板から分離されるのであるが、バンド
ギャップエネルギーが下地成長層より小さい半導体を用
いて第一導電層を形成すると、これらのバンドギャップ
エネルギーの間にエネルギー値を有するレーザ光を成長
基板の裏面から照射すると、下地成長層と第一導電層と
の第一導電層側界面においてアブレーションが生じる。
そのため、下地成長層と第一導電層との界面において半
導体成長層を分離することができ、下地成長層やバッフ
ァ層を成長基板とともに簡便に分離することができる。
このように簡便に分離された第一導電層の裏面に効率良
く電極が形成された半導体素子を形成することができ
る。
成長基板の裏側からのレーザ光照射によりアブレーショ
ンが生じて成長基板から分離されるのであるが、バンド
ギャップエネルギーが下地成長層より小さい半導体を用
いて第一導電層を形成すると、これらのバンドギャップ
エネルギーの間にエネルギー値を有するレーザ光を成長
基板の裏面から照射すると、下地成長層と第一導電層と
の第一導電層側界面においてアブレーションが生じる。
そのため、下地成長層と第一導電層との界面において半
導体成長層を分離することができ、下地成長層やバッフ
ァ層を成長基板とともに簡便に分離することができる。
このように簡便に分離された第一導電層の裏面に効率良
く電極が形成された半導体素子を形成することができ
る。
【００１５】成長基板上の半導体成長層を成長基板から
分離する際に下地成長層やバッファ層が成長基板ととも
に第一導電層、活性層、及び第二導電層から分離するた
め、結晶へのダメージの大きい反応性イオンエッチング
などのドライエッチングを施さず、結晶へのダメージの
小さい酸などのウェットエッチングを電極が形成される
第一導電層の表面に施す。そのため、結晶へのダメージ
が小さく良好な第一導電層に電極が形成された半導体素
子を形成することができる。
分離する際に下地成長層やバッファ層が成長基板ととも
に第一導電層、活性層、及び第二導電層から分離するた
め、結晶へのダメージの大きい反応性イオンエッチング
などのドライエッチングを施さず、結晶へのダメージの
小さい酸などのウェットエッチングを電極が形成される
第一導電層の表面に施す。そのため、結晶へのダメージ
が小さく良好な第一導電層に電極が形成された半導体素
子を形成することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図を参照しながら説明する。
て図を参照しながら説明する。
【００１７】［第一の実施の形態］選択成長によって形
成される断面略三角形状の六角錘状である半導体発光素
子について説明する。また、図１乃至図８のＡ及びＢは
それぞれ、各工程における断面図及び斜視図を示す。
成される断面略三角形状の六角錘状である半導体発光素
子について説明する。また、図１乃至図８のＡ及びＢは
それぞれ、各工程における断面図及び斜視図を示す。
【００１８】図１に示すように、成長基板１１上に下地
成長層１２が形成される。成長基板１１は、一般には次
にウルツ鉱型の化合物半導体層を形成し得るものであれ
ば特に限定されず、種々のものを使用できる。例えば、
成長基板１１として、窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物
半導体の材料を成長させる場合に多く利用されているＣ
面を主面としたサファイア基板を用いることができる。
この場合の基板主面としてのＣ面は、５乃至６度の範囲
で傾いた面方位を含むものである。第一の実施の形態に
おいて成長基板１１は、後述する成長基板１１を分離す
る際にレーザ光を裏側から照射するため、サファイア基
板などの光透過性を有する基板である。
成長層１２が形成される。成長基板１１は、一般には次
にウルツ鉱型の化合物半導体層を形成し得るものであれ
ば特に限定されず、種々のものを使用できる。例えば、
成長基板１１として、窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物
半導体の材料を成長させる場合に多く利用されているＣ
面を主面としたサファイア基板を用いることができる。
この場合の基板主面としてのＣ面は、５乃至６度の範囲
で傾いた面方位を含むものである。第一の実施の形態に
おいて成長基板１１は、後述する成長基板１１を分離す
る際にレーザ光を裏側から照射するため、サファイア基
板などの光透過性を有する基板である。
【００１９】この成長基板１１の主面上に形成される下
地成長層１２としては、後の工程で六角錐のピラミッド
構造を形成することからウルツ鉱型の化合物半導体を用
いることができる。例えば、ＩIＩ族系化合物半導体を
用いることができ、更には窒化ガリウム（ＧａＮ）系化
合物半導体、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）系化合物半導
体、窒化インジウム（ＩｎＮ）系化合物半導体、窒化イ
ンジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）系化合物半導体、窒化
アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）系化合物半導体な
どである。
地成長層１２としては、後の工程で六角錐のピラミッド
構造を形成することからウルツ鉱型の化合物半導体を用
いることができる。例えば、ＩIＩ族系化合物半導体を
用いることができ、更には窒化ガリウム（ＧａＮ）系化
合物半導体、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）系化合物半導
体、窒化インジウム（ＩｎＮ）系化合物半導体、窒化イ
ンジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）系化合物半導体、窒化
アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）系化合物半導体な
どである。
【００２０】下地成長層１２を成長させる方法として
は、種々の気相成長法を挙げることができる。例えば、
有機金属化合物気相成長法（ＭＯＣＶＤ（ＭＯＶＰＥ）
法）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）などの気相成
長法や、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）を用い
て成長させることができる。特に、ＭＯＶＰＥ法を用い
ると、迅速に結晶性の良いものが得られる。また、図１
では省略しているが、下地成長層１２の底部側には所要
のバッファ層を形成しても良い。
は、種々の気相成長法を挙げることができる。例えば、
有機金属化合物気相成長法（ＭＯＣＶＤ（ＭＯＶＰＥ）
法）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）などの気相成
長法や、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）を用い
て成長させることができる。特に、ＭＯＶＰＥ法を用い
ると、迅速に結晶性の良いものが得られる。また、図１
では省略しているが、下地成長層１２の底部側には所要
のバッファ層を形成しても良い。
【００２１】下地成長層１２は、一般には下地成長層１
２にｎ側電極を形成するための導電層として機能するこ
とから、その全体にシリコンなどの不純物がドープされ
る。第一の実施の形態においては、後述するように、成
長基板１１の裏側からレーザ光を照射してアブレーショ
ンにより成長基板１１を分離する際に、下地成長層１２
を成長基板とともに分離する。そのため、成長基板１１
とともに分離される下地成長層１２には不純物をドープ
しなくても良い。
２にｎ側電極を形成するための導電層として機能するこ
とから、その全体にシリコンなどの不純物がドープされ
る。第一の実施の形態においては、後述するように、成
長基板１１の裏側からレーザ光を照射してアブレーショ
ンにより成長基板１１を分離する際に、下地成長層１２
を成長基板とともに分離する。そのため、成長基板１１
とともに分離される下地成長層１２には不純物をドープ
しなくても良い。
【００２２】図２のように、下地成長層１２を順に積層
した下地成長層１２上の全面にシリコン酸化膜やシリコ
ン窒化膜などからなる成長阻害膜１３を形成する。この
成長阻害膜１３はマスク層として用いられる膜であり、
スパッタ法若しくはその他の方法によって下地成長層１
２の表面に形成される。
した下地成長層１２上の全面にシリコン酸化膜やシリコ
ン窒化膜などからなる成長阻害膜１３を形成する。この
成長阻害膜１３はマスク層として用いられる膜であり、
スパッタ法若しくはその他の方法によって下地成長層１
２の表面に形成される。
【００２３】図３に示すように、成長阻害膜１３を全面
に形成した後、マスクとして機能する成長阻害膜１３の
一部が除去されて開口部１３ａが形成される。一般に、
選択成長する上で開口部１３ａの形状は、成長基板１１
主面に対して傾斜した傾斜面を有するファセット構造に
形成することができる形状であれば特に限定されるもの
ではない。一例としてストライプ状、矩形状、円形状、
楕円状、三角形状、又は六角形状などの多角形形状とさ
れる。成長阻害膜１３の下部の下地成長層１２は開口部
１３ａの形状を反映してその表面が露出する。第一の実
施の形態のように、第一導電層、活性層、及び第二導電
層を断面略三角形状の六角錘状に選択成長させることが
できる形状としては、円形状や六角形状などがあり、図
３においては円形状の開口部１３ａが形成される。
に形成した後、マスクとして機能する成長阻害膜１３の
一部が除去されて開口部１３ａが形成される。一般に、
選択成長する上で開口部１３ａの形状は、成長基板１１
主面に対して傾斜した傾斜面を有するファセット構造に
形成することができる形状であれば特に限定されるもの
ではない。一例としてストライプ状、矩形状、円形状、
楕円状、三角形状、又は六角形状などの多角形形状とさ
れる。成長阻害膜１３の下部の下地成長層１２は開口部
１３ａの形状を反映してその表面が露出する。第一の実
施の形態のように、第一導電層、活性層、及び第二導電
層を断面略三角形状の六角錘状に選択成長させることが
できる形状としては、円形状や六角形状などがあり、図
３においては円形状の開口部１３ａが形成される。
【００２４】このような所定の形状の開口部１３ａが形
成された後、図４に示すように、開口部１３ａにより選
択成長によって第一導電層１４が形成される。第一導電
層１４は下地成長層１２と同様に、ウルツ鉱型の化合物
半導体層であって、例えばシリコンドープのＧａＮの如
き材料から形成される。この第一導電層１４はｎ型クラ
ッド層として機能する。この第一導電層１４は、例え
ば、成長基板１１がサファイア基板として、その主面が
Ｃ面である場合には、選択成長によって断面略三角形状
の六角錐形状に形成することができる。ここで、第一導
電層１４のバンドギャップエネルギーは、下地成長層１
２のバンドギャップエネルギーに比べて小さいものとす
る。例えば、下地成長層１２に比べてバンドギャップエ
ネルギーが小さい半導体として、下地成長層１２にはＡ
ｌＧａＮ、第一導電層１４にはＧａＮを用いることがで
きる。
成された後、図４に示すように、開口部１３ａにより選
択成長によって第一導電層１４が形成される。第一導電
層１４は下地成長層１２と同様に、ウルツ鉱型の化合物
半導体層であって、例えばシリコンドープのＧａＮの如
き材料から形成される。この第一導電層１４はｎ型クラ
ッド層として機能する。この第一導電層１４は、例え
ば、成長基板１１がサファイア基板として、その主面が
Ｃ面である場合には、選択成長によって断面略三角形状
の六角錐形状に形成することができる。ここで、第一導
電層１４のバンドギャップエネルギーは、下地成長層１
２のバンドギャップエネルギーに比べて小さいものとす
る。例えば、下地成長層１２に比べてバンドギャップエ
ネルギーが小さい半導体として、下地成長層１２にはＡ
ｌＧａＮ、第一導電層１４にはＧａＮを用いることがで
きる。
【００２５】図５に示すように、開口部１３ａより選択
成長によって形成された第一導電層１４の上に、活性層
１５、及び第二導電層１６が順に積層されて形成され
る。
成長によって形成された第一導電層１４の上に、活性層
１５、及び第二導電層１６が順に積層されて形成され
る。
【００２６】活性層１５は、半導体発光素子の光を生成
するための層であり、例えばＩｎＧａＮ層やＩｎＧａＮ
層をＡｌＧａＮ層で挟む構造の層からなる。この活性層
１５は、第一導電層１４の傾斜面からなるファセットに
沿って延在され、発光するのに好適な膜厚を有する。ま
た、活性層１５は単一のバルク活性層で構成することも
可能であるが、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造、二重量子
井戸（ＤＱＷ）構造、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造など
の量子井戸構造を形成したものであっても良い。量子井
戸構造には必要に応じて量子井戸の分離のために障壁層
が併用される。
するための層であり、例えばＩｎＧａＮ層やＩｎＧａＮ
層をＡｌＧａＮ層で挟む構造の層からなる。この活性層
１５は、第一導電層１４の傾斜面からなるファセットに
沿って延在され、発光するのに好適な膜厚を有する。ま
た、活性層１５は単一のバルク活性層で構成することも
可能であるが、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造、二重量子
井戸（ＤＱＷ）構造、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造など
の量子井戸構造を形成したものであっても良い。量子井
戸構造には必要に応じて量子井戸の分離のために障壁層
が併用される。
【００２７】第二導電層１６は、ウルツ鉱型の化合物半
導体層であって、例えばマグネシウムドープのＧａＮの
如き材料から形成される。この第二導電層１６はｐ型ク
ラッド層として機能する。この第二導電層１６も第一導
電層１４の傾斜面からなるファセットに沿って延在され
る。選択成長によって形成される六角錐形状の傾斜面は
例えばＳ面、｛１１−２２｝面及びこれら各面に実質的
に等価な面の中から選ばれる面とされる。
導体層であって、例えばマグネシウムドープのＧａＮの
如き材料から形成される。この第二導電層１６はｐ型ク
ラッド層として機能する。この第二導電層１６も第一導
電層１４の傾斜面からなるファセットに沿って延在され
る。選択成長によって形成される六角錐形状の傾斜面は
例えばＳ面、｛１１−２２｝面及びこれら各面に実質的
に等価な面の中から選ばれる面とされる。
【００２８】図６に示すように、六角錐形状の第一導電
層１４、活性層１５、及び第二導電層１６の最外部にあ
る第二導電層１６の表面にｐ側電極１７の形成する。ｐ
側電極１７は、一例として、Ｎｉ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造ま
たはＰｄ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造を有し、蒸着法などによっ
て形成される。また、ｎ側電極は裏面に形成されるた
め、ここでは形成されていない。
層１４、活性層１５、及び第二導電層１６の最外部にあ
る第二導電層１６の表面にｐ側電極１７の形成する。ｐ
側電極１７は、一例として、Ｎｉ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造ま
たはＰｄ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造を有し、蒸着法などによっ
て形成される。また、ｎ側電極は裏面に形成されるた
め、ここでは形成されていない。
【００２９】図７は成長基板１１の裏側からレーザ光を
照射して成長基板１１を分離する工程を示す図である。
成長基板１１を分離するために照射するレーザ光には、
紫外線であるエキシマレーザや高調波ＹＡＧレーザなど
のレーザ光がある。レーザ光は成長基板１１全面を照射
しても良いし、所望の素子がある部分を選択的に照射し
ても良い。
照射して成長基板１１を分離する工程を示す図である。
成長基板１１を分離するために照射するレーザ光には、
紫外線であるエキシマレーザや高調波ＹＡＧレーザなど
のレーザ光がある。レーザ光は成長基板１１全面を照射
しても良いし、所望の素子がある部分を選択的に照射し
ても良い。
【００３０】前述のように、第一導電層１４のバンドギ
ャップエネルギーが下地成長層１２のバンドギャップエ
ネルギーに比べて小さいため、成長基板１１の裏側から
照射するレーザ光として、これらのバンドギャップエネ
ルギーの間にエネルギー値を有するレーザ光を用いる
と、レーザ光は下地成長層１２において吸収されず、第
一導電層１４において吸収される。レーザ光を吸収する
下地成長層１２と第一導電層１４との第一導電層１４側
界面において、アブレーションが生じ、下地成長層１２
とともに成長基板１１は分離される。
ャップエネルギーが下地成長層１２のバンドギャップエ
ネルギーに比べて小さいため、成長基板１１の裏側から
照射するレーザ光として、これらのバンドギャップエネ
ルギーの間にエネルギー値を有するレーザ光を用いる
と、レーザ光は下地成長層１２において吸収されず、第
一導電層１４において吸収される。レーザ光を吸収する
下地成長層１２と第一導電層１４との第一導電層１４側
界面において、アブレーションが生じ、下地成長層１２
とともに成長基板１１は分離される。
【００３１】例えば、下地成長層１２をＡｌＧａＮ（Ａ
ｌ組成が約１５％）、第一導電層１４（シリコンドー
プ）をＡｌＧａＮよりもバンドギャップエネルギーの小
さなＧａＮとした場合、３倍高調波ＹＡＧレーザ（３５
５ｎｍ）を成長基板１１の裏側から照射すると、下地成
長層１２と第一導電層１４との第一導電層１４側界面に
おいて、ＧａＮが金属のＧａと窒素とに分解して成長基
板１１及び下地成長層１２は容易に分離される。
ｌ組成が約１５％）、第一導電層１４（シリコンドー
プ）をＡｌＧａＮよりもバンドギャップエネルギーの小
さなＧａＮとした場合、３倍高調波ＹＡＧレーザ（３５
５ｎｍ）を成長基板１１の裏側から照射すると、下地成
長層１２と第一導電層１４との第一導電層１４側界面に
おいて、ＧａＮが金属のＧａと窒素とに分解して成長基
板１１及び下地成長層１２は容易に分離される。
【００３２】これは、下地成長層１２であるＡｌＧａＮ
（Ａｌ組成が約１５％）のバンドギャップエネルギーが
３．８ｅＶ、第一導電層１４であるＧａＮのバンドギャ
ップエネルギーが３．２ｅＶ、３倍高調波ＹＡＧレーザ
（３５５ｎｍ）のレーザ光のエネルギーが３．５ｅＶで
あることから、ＹＡＧレーザは下地成長層１２において
吸収されず、第一導電層１４に至って吸収され、第一導
電層１４側界面においてアブレーションが生じるからで
ある。
（Ａｌ組成が約１５％）のバンドギャップエネルギーが
３．８ｅＶ、第一導電層１４であるＧａＮのバンドギャ
ップエネルギーが３．２ｅＶ、３倍高調波ＹＡＧレーザ
（３５５ｎｍ）のレーザ光のエネルギーが３．５ｅＶで
あることから、ＹＡＧレーザは下地成長層１２において
吸収されず、第一導電層１４に至って吸収され、第一導
電層１４側界面においてアブレーションが生じるからで
ある。
【００３３】このように、第一導電層１４として、バン
ドギャップエネルギーが下地成長層１２よりも小さな半
導体を用いて積層し、この二層のバンドギャップエネル
ギーの間にエネルギー値を有するレーザ光を照射する
と、下地成長層１２において吸収されず、第一導電層１
４に至って吸収される。レーザ光を吸収した下地成長層
１２と第一導電層１４との第一導電層１４側界面におい
てアブレーションが生じ、成長基板１１及び下地成長層
１２を容易に分離することができる。選択成長によって
形成された第一導電層１４、活性層１５、及び第二導電
層１６は、成長基板１１及び下地成長層１２を介して繋
がっているが、個々の第一導電層１４、活性層１５、及
び第二導電層１６は分離しているため、成長基板１１及
び下地成長層１２から分離されると同時に素子毎に分離
され、効率良く複数の素子に分離することができる。
ドギャップエネルギーが下地成長層１２よりも小さな半
導体を用いて積層し、この二層のバンドギャップエネル
ギーの間にエネルギー値を有するレーザ光を照射する
と、下地成長層１２において吸収されず、第一導電層１
４に至って吸収される。レーザ光を吸収した下地成長層
１２と第一導電層１４との第一導電層１４側界面におい
てアブレーションが生じ、成長基板１１及び下地成長層
１２を容易に分離することができる。選択成長によって
形成された第一導電層１４、活性層１５、及び第二導電
層１６は、成長基板１１及び下地成長層１２を介して繋
がっているが、個々の第一導電層１４、活性層１５、及
び第二導電層１６は分離しているため、成長基板１１及
び下地成長層１２から分離されると同時に素子毎に分離
され、効率良く複数の素子に分離することができる。
【００３４】図８に示すように、素子の裏側表面を酸な
どによりエッチングした後、素子の裏面にｎ側電極１８
を形成する。ｎ側電極１８は、一例として、Ｔｉ/Ａｌ/
Ｐｔ/Ａｕ電極構造であり、蒸着法などによって形成さ
れる。
どによりエッチングした後、素子の裏面にｎ側電極１８
を形成する。ｎ側電極１８は、一例として、Ｔｉ/Ａｌ/
Ｐｔ/Ａｕ電極構造であり、蒸着法などによって形成さ
れる。
【００３５】第一導電層１４のバンドギャップエネルギ
ーが下地成長層１２に比べて大きいため、これらのバン
ドギャップエネルギーの間にエネルギー値を有するレー
ザ光を用いて成長基板１１の裏側からレーザ光照射する
と、レーザ光は下地成長層１２において吸収されず、第
一導電層１４において吸収される。レーザ光は下地成長
層１２において吸収され、レーザ光を吸収する下地成長
層１２と第一導電層１４との第一導電層１４側界面にお
いてアブレーションが生じ、下地成長層１２とともに成
長基板１１は簡便に分離され、露出した第一導電層１４
に効率良く裏面にｎ側電極１８を形成することができ
る。
ーが下地成長層１２に比べて大きいため、これらのバン
ドギャップエネルギーの間にエネルギー値を有するレー
ザ光を用いて成長基板１１の裏側からレーザ光照射する
と、レーザ光は下地成長層１２において吸収されず、第
一導電層１４において吸収される。レーザ光は下地成長
層１２において吸収され、レーザ光を吸収する下地成長
層１２と第一導電層１４との第一導電層１４側界面にお
いてアブレーションが生じ、下地成長層１２とともに成
長基板１１は簡便に分離され、露出した第一導電層１４
に効率良く裏面にｎ側電極１８を形成することができ
る。
【００３６】選択成長によって形成された第一導電層１
４、活性層１５、及び第二導電層１６は、成長基板１１
及び下地成長層１２を介して繋がっているが、個々の断
面略三角形状で六角錘状の第一導電層１４、活性層１
５、及び第二導電層１６は分離しているため、成長基板
１１及び下地成長層１２から分離されると同時に素子毎
に分離され、効率良く素子毎に分離することができる。
４、活性層１５、及び第二導電層１６は、成長基板１１
及び下地成長層１２を介して繋がっているが、個々の断
面略三角形状で六角錘状の第一導電層１４、活性層１
５、及び第二導電層１６は分離しているため、成長基板
１１及び下地成長層１２から分離されると同時に素子毎
に分離され、効率良く素子毎に分離することができる。
【００３７】［第二の実施の形態］選択成長によって形
成される断面略三角形状の三角柱状の半導体発光素子に
ついて説明する。また、図９乃至図１５のＡ及びＢはそ
れぞれ、各工程における断面図及び斜視図を示す。
成される断面略三角形状の三角柱状の半導体発光素子に
ついて説明する。また、図９乃至図１５のＡ及びＢはそ
れぞれ、各工程における断面図及び斜視図を示す。
【００３８】図９に示すように、第一の実施の形態と同
様に、成長基板３１上に下地成長層３２を積層し、下地
成長層３２上に成長阻害膜３３を形成する。図９では省
略しているが、下地成長層３２の底部側には所要のバッ
ファ層を形成しても良い。
様に、成長基板３１上に下地成長層３２を積層し、下地
成長層３２上に成長阻害膜３３を形成する。図９では省
略しているが、下地成長層３２の底部側には所要のバッ
ファ層を形成しても良い。
【００３９】成長基板３１は、一般には次にウルツ鉱型
の化合物半導体層を形成し得るものであれば特に限定さ
れず、種々のものを使用できるが、第一の実施の形態と
同様に後述する成長基板３１を分離する際にレーザ光を
照射するため、サファイア基板などの光透過性を有する
基板である。
の化合物半導体層を形成し得るものであれば特に限定さ
れず、種々のものを使用できるが、第一の実施の形態と
同様に後述する成長基板３１を分離する際にレーザ光を
照射するため、サファイア基板などの光透過性を有する
基板である。
【００４０】下地成長層３２は、六角錘のピラミッド構
造を形成することができる窒化ガリウム（ＧａＮ）など
のようなウルツ鉱型の化合物半導体からなり、有機金属
気相成長法（ＭＯＣＶＤ（ＭＯＶＰＥ）法）などにより
積層されて形成される。また、一般には下地成長層３２
はｎ側電極を形成するための導電層として機能すること
から、シリコンなどの不純物がドープされるが、後述す
るように、レーザ光照射によるアブレーションにより成
長基板３１とともに分離されるため、不純物をドープし
なくても良い。
造を形成することができる窒化ガリウム（ＧａＮ）など
のようなウルツ鉱型の化合物半導体からなり、有機金属
気相成長法（ＭＯＣＶＤ（ＭＯＶＰＥ）法）などにより
積層されて形成される。また、一般には下地成長層３２
はｎ側電極を形成するための導電層として機能すること
から、シリコンなどの不純物がドープされるが、後述す
るように、レーザ光照射によるアブレーションにより成
長基板３１とともに分離されるため、不純物をドープし
なくても良い。
【００４１】成長阻害膜３３は、シリコン酸化膜やシリ
コン窒化膜などからなるマスク層であり、スパッタ法な
どにより形成される。
コン窒化膜などからなるマスク層であり、スパッタ法な
どにより形成される。
【００４２】図１０は成長阻害膜３３にストライプ状の
開口部３３ａを形成する工程である。成長阻害膜３３の
一部を除去して形成される開口部３３ａの形状は、一般
には成長基板３１に対して傾斜した傾斜面を有するファ
セット構造に形成することができるストライプ状や円形
状などの形状であるが、第二の実施の形態では断面略三
角形状の三角柱状に第一導電層、活性層、及び第二導電
層を形成するため、例えばストライプ状の開口部３３ａ
を形成している。また、ストライプ状以外の形状であっ
ても、断面略三角形状の三角柱状に第一導電層、活性
層、及び第二導電層を形成することができる形状であれ
ば良い。
開口部３３ａを形成する工程である。成長阻害膜３３の
一部を除去して形成される開口部３３ａの形状は、一般
には成長基板３１に対して傾斜した傾斜面を有するファ
セット構造に形成することができるストライプ状や円形
状などの形状であるが、第二の実施の形態では断面略三
角形状の三角柱状に第一導電層、活性層、及び第二導電
層を形成するため、例えばストライプ状の開口部３３ａ
を形成している。また、ストライプ状以外の形状であっ
ても、断面略三角形状の三角柱状に第一導電層、活性
層、及び第二導電層を形成することができる形状であれ
ば良い。
【００４３】図１１は第一導電層３４を形成する工程を
示す図である。第一導電層３４の形状は、開口部３３ａ
の形状を反映して表面に露出するが、第二の実施の形態
におけるようにストライプ状の開口部３３ａを用いて選
択成長をさせた場合、成長基板３１に対して傾斜面を有
するファセット構造の断面略三角形状で三角柱状である
第一導電層３４が形成される。
示す図である。第一導電層３４の形状は、開口部３３ａ
の形状を反映して表面に露出するが、第二の実施の形態
におけるようにストライプ状の開口部３３ａを用いて選
択成長をさせた場合、成長基板３１に対して傾斜面を有
するファセット構造の断面略三角形状で三角柱状である
第一導電層３４が形成される。
【００４４】第一導電層３４は、ウルツ鉱型の化合物半
導体層であり、例えばシリコンドープのＧａＮの如き材
料からなり、ｎ型クラッド層として機能する。ここで、
第一導電層３４のバンドギャップエネルギーは、下地成
長層３２のバンドギャップエネルギーに比べて小さいも
のとする。例えば、下地成長層３２に比べてバンドギャ
ップエネルギーが小さい半導体として、下地成長層３２
にはＡｌＧａＮ、第一導電層３４にはＧａＮを用いるこ
とができる。
導体層であり、例えばシリコンドープのＧａＮの如き材
料からなり、ｎ型クラッド層として機能する。ここで、
第一導電層３４のバンドギャップエネルギーは、下地成
長層３２のバンドギャップエネルギーに比べて小さいも
のとする。例えば、下地成長層３２に比べてバンドギャ
ップエネルギーが小さい半導体として、下地成長層３２
にはＡｌＧａＮ、第一導電層３４にはＧａＮを用いるこ
とができる。
【００４５】図１２のような断面略三角形状で三角柱状
である第一導電層３４が形成された後に、第一の実施の
形態と同様に、順に活性層３５、第二導電層３６が積層
して形成される（図１３）。活性層３５は、半導体発光
素子の光を生成するための層であり、例えばＩｎＧａＮ
層やＩｎＧａＮ層をＡｌＧａＮ層で挟む構造の層からな
る。また、活性層３５は単一のバルク活性層で構成する
ことも可能であるが、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造、二
重量子井戸（ＤＱＷ）構造、多重量子井戸（ＭＱＷ）構
造などの量子井戸構造を形成したものであっても良い。
量子井戸構造には必要に応じて量子井戸の分離のために
障壁層が併用される。第二導電層３６は、ウルツ鉱型の
化合物半導体層であって、例えばマグネシウムドープの
ＧａＮの如き材料から形成され、ｐ型クラッド層として
機能する。
である第一導電層３４が形成された後に、第一の実施の
形態と同様に、順に活性層３５、第二導電層３６が積層
して形成される（図１３）。活性層３５は、半導体発光
素子の光を生成するための層であり、例えばＩｎＧａＮ
層やＩｎＧａＮ層をＡｌＧａＮ層で挟む構造の層からな
る。また、活性層３５は単一のバルク活性層で構成する
ことも可能であるが、単一量子井戸（ＳＱＷ）構造、二
重量子井戸（ＤＱＷ）構造、多重量子井戸（ＭＱＷ）構
造などの量子井戸構造を形成したものであっても良い。
量子井戸構造には必要に応じて量子井戸の分離のために
障壁層が併用される。第二導電層３６は、ウルツ鉱型の
化合物半導体層であって、例えばマグネシウムドープの
ＧａＮの如き材料から形成され、ｐ型クラッド層として
機能する。
【００４６】図１３に示すように、三角柱形状である第
一導電層３４、活性層３５、及び第二導電層３６の最外
部にある第二導電層３６の表面にｐ側電極３７の形成す
る。ｐ側電極３７は、一例として、Ｎｉ/Ｐｔ/Ａｕ電極
構造またはＰｄ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造を有し、蒸着法など
によって形成される。また、ｎ側電極は裏面に形成され
るため、ここでは形成されていない。
一導電層３４、活性層３５、及び第二導電層３６の最外
部にある第二導電層３６の表面にｐ側電極３７の形成す
る。ｐ側電極３７は、一例として、Ｎｉ/Ｐｔ/Ａｕ電極
構造またはＰｄ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造を有し、蒸着法など
によって形成される。また、ｎ側電極は裏面に形成され
るため、ここでは形成されていない。
【００４７】図１４は成長基板３１の裏側からレーザ光
を照射して成長基板３１を分離する工程を示す図であ
る。成長基板３１を分離するために照射するレーザ光に
は、紫外線であるエキシマレーザや高調波ＹＡＧレーザ
などのレーザ光がある。レーザ光は成長基板３１全面を
照射しても良いし、所望の素子がある部分を選択的に照
射しても良い。
を照射して成長基板３１を分離する工程を示す図であ
る。成長基板３１を分離するために照射するレーザ光に
は、紫外線であるエキシマレーザや高調波ＹＡＧレーザ
などのレーザ光がある。レーザ光は成長基板３１全面を
照射しても良いし、所望の素子がある部分を選択的に照
射しても良い。
【００４８】前述のように、下地成長層３２のバンドギ
ャップエネルギーが第一導電層３４のバンドギャップエ
ネルギーに比べて大きいため、成長基板３１の裏側から
照射するレーザ光として、これらのバンドギャップエネ
ルギーの間にエネルギー値を有するレーザ光を用いる
と、レーザ光は下地成長層３２において吸収されず、第
一導電層３４において吸収される。レーザ光を吸収する
下地成長層３２と第一導電層３４との第一導電層３４側
界面において、アブレーションが生じ、下地成長層３２
とともに成長基板３１は分離される。
ャップエネルギーが第一導電層３４のバンドギャップエ
ネルギーに比べて大きいため、成長基板３１の裏側から
照射するレーザ光として、これらのバンドギャップエネ
ルギーの間にエネルギー値を有するレーザ光を用いる
と、レーザ光は下地成長層３２において吸収されず、第
一導電層３４において吸収される。レーザ光を吸収する
下地成長層３２と第一導電層３４との第一導電層３４側
界面において、アブレーションが生じ、下地成長層３２
とともに成長基板３１は分離される。
【００４９】例えば、下地成長層３２をＡｌＧａＮ（Ａ
ｌ組成が約１５％）、第一導電層３４をＡｌＧａＮより
もバンドギャップエネルギーの小さなＧａＮとした場
合、３倍高調波ＹＡＧレーザ（３５５ｎｍ）を成長基板
３１の裏側から照射すると、下地成長層３２と第一導電
層３４との第一導電層３４側界面において、ＧａＮが金
属のＧａと窒素アンドープの成長基板３１及び下地成長
層３２は容易に分離される。
ｌ組成が約１５％）、第一導電層３４をＡｌＧａＮより
もバンドギャップエネルギーの小さなＧａＮとした場
合、３倍高調波ＹＡＧレーザ（３５５ｎｍ）を成長基板
３１の裏側から照射すると、下地成長層３２と第一導電
層３４との第一導電層３４側界面において、ＧａＮが金
属のＧａと窒素アンドープの成長基板３１及び下地成長
層３２は容易に分離される。
【００５０】これは、下地成長層３２であるＡｌＧａＮ
（Ａｌ組成が約１５％）のバンドギャップエネルギーが
３．８ｅＶ、第一導電層３４であるＧａＮのバンドギャ
ップエネルギーが３．２ｅＶ、３倍高調波ＹＡＧレーザ
（３５５ｎｍ）のレーザ光のエネルギーが３．５ｅＶで
あることから、ＹＡＧレーザはアンドープの下地成長層
３２において吸収されず、第一導電層３４に至って吸収
され、第一導電層３４側界面においてアブレーションが
生じるからである。
（Ａｌ組成が約１５％）のバンドギャップエネルギーが
３．８ｅＶ、第一導電層３４であるＧａＮのバンドギャ
ップエネルギーが３．２ｅＶ、３倍高調波ＹＡＧレーザ
（３５５ｎｍ）のレーザ光のエネルギーが３．５ｅＶで
あることから、ＹＡＧレーザはアンドープの下地成長層
３２において吸収されず、第一導電層３４に至って吸収
され、第一導電層３４側界面においてアブレーションが
生じるからである。
【００５１】このように、第一導電層３４として、バン
ドギャップエネルギーが下地成長層３２よりも小さな半
導体を用いて積層し、この二層のバンドギャップエネル
ギーの間にエネルギー値を有するレーザ光を照射する
と、下地成長層３２において吸収されず、第一導電層３
４に至って吸収される。レーザ光を吸収した下地成長層
３２と第一導電層３４との第一導電層３４側界面におい
てアブレーションが生じ、成長基板３１及び下地成長層
３２を容易に分離することができる。選択成長によって
形成された第一導電層３４、活性層３５、及び第二導電
層３６は、成長基板３１及び下地成長層３２を介して繋
がっているが、個々の第一導電層３４、活性層３５、及
び第二導電層３６は分離しているため、成長基板３１及
び下地成長層３２から分離されると同時に素子毎に分離
され、効率良く複数の素子に分離することができる。
ドギャップエネルギーが下地成長層３２よりも小さな半
導体を用いて積層し、この二層のバンドギャップエネル
ギーの間にエネルギー値を有するレーザ光を照射する
と、下地成長層３２において吸収されず、第一導電層３
４に至って吸収される。レーザ光を吸収した下地成長層
３２と第一導電層３４との第一導電層３４側界面におい
てアブレーションが生じ、成長基板３１及び下地成長層
３２を容易に分離することができる。選択成長によって
形成された第一導電層３４、活性層３５、及び第二導電
層３６は、成長基板３１及び下地成長層３２を介して繋
がっているが、個々の第一導電層３４、活性層３５、及
び第二導電層３６は分離しているため、成長基板３１及
び下地成長層３２から分離されると同時に素子毎に分離
され、効率良く複数の素子に分離することができる。
【００５２】図１５に示すように、素子の裏側表面を酸
などによりエッチングした後、素子の裏面にｎ側電極３
８を形成する。ｎ側電極３８は、一例として、Ｔｉ/Ａ
ｌ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造であり、蒸着法などによって形成
される。
などによりエッチングした後、素子の裏面にｎ側電極３
８を形成する。ｎ側電極３８は、一例として、Ｔｉ/Ａ
ｌ/Ｐｔ/Ａｕ電極構造であり、蒸着法などによって形成
される。
【００５３】このように成長基板３１及び下地成長層３
２から分離された断面略三角形状の三角柱状の第一導電
層３４、活性層３５、及び第二導電層３６は、稜線と垂
直な方向にダイシングやエッチングを施されて複数の半
導体発光素子に分離される。このとき、例えば、へき開
などにより半導体レーザの共振端面となるへき開面を形
成することができる。
２から分離された断面略三角形状の三角柱状の第一導電
層３４、活性層３５、及び第二導電層３６は、稜線と垂
直な方向にダイシングやエッチングを施されて複数の半
導体発光素子に分離される。このとき、例えば、へき開
などにより半導体レーザの共振端面となるへき開面を形
成することができる。
【００５４】前述の半導体発光素子の分離方法を応用し
て、図１６に示すように、成長基板３１の一部にレーザ
光を照射して所望の半導体発光素子を成長基板３１及び
下地成長層３２から分離して、分離と同時に半導体レー
ザの共振端面を形成することができる。
て、図１６に示すように、成長基板３１の一部にレーザ
光を照射して所望の半導体発光素子を成長基板３１及び
下地成長層３２から分離して、分離と同時に半導体レー
ザの共振端面を形成することができる。
【００５５】図１６Ａは所望の素子を成長基板３１及び
下地成長層３２から分離する工程の斜視図であり、図１
６Ｂは分離するために照射するレーザ光照射部分を示す
底面図である。
下地成長層３２から分離する工程の斜視図であり、図１
６Ｂは分離するために照射するレーザ光照射部分を示す
底面図である。
【００５６】図１６Ｂに示すように、成長基板３１の裏
側において、所望の素子４１ａ及び素子４１ｂが位置す
るレーザ光照射部分４０にレーザ光を照射する。このと
き、レーザ光照射部分４０内に位置する素子４１ａ及び
素子４１ｂにはレーザ光が照射され、前述のようにして
成長基板３１及び下地成長層３２から分離する。これに
対して、レーザ光照射部分４０外に位置する第一導電層
３４、活性層３５、及び第二導電層３６にはレーザ光が
照射されず、成長基板３１及び下地成長層３２から分離
されない。そのため、素子４１ａ及び素子４１ｂとそれ
以外の第一導電層３４、活性層３５、及び第二導電層３
６との境界面において、素子４１ａ及び素子４１ｂは第
一導電層３４、活性層３５、及び第二導電層３６の稜線
３９に垂直な方向にへき開され、半導体レーザの共振端
面となるへき開面が形成される（図１６Ａ）。
側において、所望の素子４１ａ及び素子４１ｂが位置す
るレーザ光照射部分４０にレーザ光を照射する。このと
き、レーザ光照射部分４０内に位置する素子４１ａ及び
素子４１ｂにはレーザ光が照射され、前述のようにして
成長基板３１及び下地成長層３２から分離する。これに
対して、レーザ光照射部分４０外に位置する第一導電層
３４、活性層３５、及び第二導電層３６にはレーザ光が
照射されず、成長基板３１及び下地成長層３２から分離
されない。そのため、素子４１ａ及び素子４１ｂとそれ
以外の第一導電層３４、活性層３５、及び第二導電層３
６との境界面において、素子４１ａ及び素子４１ｂは第
一導電層３４、活性層３５、及び第二導電層３６の稜線
３９に垂直な方向にへき開され、半導体レーザの共振端
面となるへき開面が形成される（図１６Ａ）。
【００５７】このように所望の素子４１ａ及び素子４１
ｂにレーザ光を照射することにより、分離して素子に分
割すると同時に半導体レーザにおいて共振端面となる一
対のへき開面を効率良く形成することができる。
ｂにレーザ光を照射することにより、分離して素子に分
割すると同時に半導体レーザにおいて共振端面となる一
対のへき開面を効率良く形成することができる。
【００５８】第一導電層３４のバンドギャップエネルギ
ーが下地成長層３２に比べて大きいため、これらのバン
ドギャップエネルギーの間にエネルギー値を有するレー
ザ光を用いて成長基板３１の裏側からレーザ光照射する
と、レーザ光は下地成長層３２において吸収されず、第
一導電層３４において吸収される。レーザ光は下地成長
層３２において吸収され、レーザ光を吸収する下地成長
層３２と第一導電層３４との第一導電層３４側界面にお
いてアブレーションが生じ、下地成長層３２とともに成
長基板１１は簡便に分離され、露出した第一導電層３４
に効率良く裏面にｎ側電極３８を形成することができ
る。
ーが下地成長層３２に比べて大きいため、これらのバン
ドギャップエネルギーの間にエネルギー値を有するレー
ザ光を用いて成長基板３１の裏側からレーザ光照射する
と、レーザ光は下地成長層３２において吸収されず、第
一導電層３４において吸収される。レーザ光は下地成長
層３２において吸収され、レーザ光を吸収する下地成長
層３２と第一導電層３４との第一導電層３４側界面にお
いてアブレーションが生じ、下地成長層３２とともに成
長基板１１は簡便に分離され、露出した第一導電層３４
に効率良く裏面にｎ側電極３８を形成することができ
る。
【００５９】選択成長によって形成された第一導電層３
４、活性層３５、及び第二導電層３６は、成長基板３１
及び下地成長層３２を介して繋がっているが、個々の断
面略三角形状で六角錘状の第一導電層３４、活性層３
５、及び第二導電層３６は分離しているため、成長基板
３１及び下地成長層３２から分離されると同時に素子毎
に分離され、効率良く素子毎に分離することができる。
さらに、三角柱状の第一導電層３４、活性層３５、及び
第二導電層３６の一部に選択的にレーザを照射すること
により、素子毎に分離すると同時に半導体レーザにおけ
る共振端面となる一対のへき開面を形成することができ
る。
４、活性層３５、及び第二導電層３６は、成長基板３１
及び下地成長層３２を介して繋がっているが、個々の断
面略三角形状で六角錘状の第一導電層３４、活性層３
５、及び第二導電層３６は分離しているため、成長基板
３１及び下地成長層３２から分離されると同時に素子毎
に分離され、効率良く素子毎に分離することができる。
さらに、三角柱状の第一導電層３４、活性層３５、及び
第二導電層３６の一部に選択的にレーザを照射すること
により、素子毎に分離すると同時に半導体レーザにおけ
る共振端面となる一対のへき開面を形成することができ
る。
【００６０】
【発明の効果】本発明によれば、基板の裏側からレーザ
光を照射してアブレーションを生じさせて基板から第一
導電層、活性層、及び第二導電層を分離する際、下地成
長層や多結晶やアモルファス状で抵抗の高いバッファ層
を同時に分離することができ、結晶性が良く電極形成に
最適な第一導電層に効率良く裏面から電極を形成するこ
とができる。このように効率良く電極を形成することが
できるため、半導体素子の生産コストを低減することが
でき、半導体素子の生産コストの低減にともない、半導
体素子を実装した画像表示装置の製造コストも低減する
ことができる。
光を照射してアブレーションを生じさせて基板から第一
導電層、活性層、及び第二導電層を分離する際、下地成
長層や多結晶やアモルファス状で抵抗の高いバッファ層
を同時に分離することができ、結晶性が良く電極形成に
最適な第一導電層に効率良く裏面から電極を形成するこ
とができる。このように効率良く電極を形成することが
できるため、半導体素子の生産コストを低減することが
でき、半導体素子の生産コストの低減にともない、半導
体素子を実装した画像表示装置の製造コストも低減する
ことができる。
【００６１】選択成長によって形成された第一導電層、
活性層、及び第二導電層は、成長基板及び下地成長層を
介して繋がっているが、個々の第一導電層、活性層、及
び第二導電層は分離しているため、成長基板及び下地成
長層から分離されると同時に素子毎に分離され、効率良
く素子毎に分離することができる。
活性層、及び第二導電層は、成長基板及び下地成長層を
介して繋がっているが、個々の第一導電層、活性層、及
び第二導電層は分離しているため、成長基板及び下地成
長層から分離されると同時に素子毎に分離され、効率良
く素子毎に分離することができる。
【００６２】レーザ光を照射してアブレーションにより
第一導電層、活性層、及び第二導電層を成長基板及び下
地成長層から分離する際、レーザ光を選択的に照射した
り、レーザ光を集光や遮断するマスクを形成したりする
ことにより、所望の第一導電層、活性層、及び第二導電
層の部分を成長基板及び下地成長層から分離することが
できる。
第一導電層、活性層、及び第二導電層を成長基板及び下
地成長層から分離する際、レーザ光を選択的に照射した
り、レーザ光を集光や遮断するマスクを形成したりする
ことにより、所望の第一導電層、活性層、及び第二導電
層の部分を成長基板及び下地成長層から分離することが
できる。
【００６３】第一導電層、活性層、及び第二導電層を分
離した後の成長基板及び下地成長層は、酸などで表面を
エッチングした後に再利用することができる。成長基板
との格子不整合が大きい窒化物系化合物半導体では、半
導体成長層を形成する下地成長層が形成された成長基板
を製造するのに生産コストが大きくなるが、成長基板及
び下地成長層を再利用することにより生産コストを低減
することができる。
離した後の成長基板及び下地成長層は、酸などで表面を
エッチングした後に再利用することができる。成長基板
との格子不整合が大きい窒化物系化合物半導体では、半
導体成長層を形成する下地成長層が形成された成長基板
を製造するのに生産コストが大きくなるが、成長基板及
び下地成長層を再利用することにより生産コストを低減
することができる。
【００６４】従来のように成長基板のみを分離させたり
下地成長層の中途部から分離させたりする半導体素子と
は異なり、本発明の半導体素子では成長基板及び下地成
長層が分離されるため、従来の半導体素子に比べて小型
化がされた半導体素子を実現することができる。小型化
された半導体素子は、素子を実装するときに、例えば合
成樹脂などで周囲を固めて容易に扱えるサイズにしたと
しても、電極が裏面に形成されているため、様々な形態
の配線を形成することができる。
下地成長層の中途部から分離させたりする半導体素子と
は異なり、本発明の半導体素子では成長基板及び下地成
長層が分離されるため、従来の半導体素子に比べて小型
化がされた半導体素子を実現することができる。小型化
された半導体素子は、素子を実装するときに、例えば合
成樹脂などで周囲を固めて容易に扱えるサイズにしたと
しても、電極が裏面に形成されているため、様々な形態
の配線を形成することができる。
【図１】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
ける下地成長層形成の工程を示し、Ａは断面図であり、
Ｂは斜視図である。
ける下地成長層形成の工程を示し、Ａは断面図であり、
Ｂは斜視図である。
【図２】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
ける成長阻害膜形成の工程を示し、Ａは断面図であり、
Ｂは斜視図である。
ける成長阻害膜形成の工程を示し、Ａは断面図であり、
Ｂは斜視図である。
【図３】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
ける開口部形成の工程を示し、Ａは断面図であり、Ｂは
斜視図である。
ける開口部形成の工程を示し、Ａは断面図であり、Ｂは
斜視図である。
【図４】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
ける第一導電層形成の工程を示し、Ａは断面図であり、
Ｂは斜視図である。
ける第一導電層形成の工程を示し、Ａは断面図であり、
Ｂは斜視図である。
【図５】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
ける活性層及び第二導電層の形成の工程を示し、Ａは断
面図であり、Ｂは斜視図である。
ける活性層及び第二導電層の形成の工程を示し、Ａは断
面図であり、Ｂは斜視図である。
【図６】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
けるｐ側電極形成の工程を示し、Ａは断面図であり、Ｂ
は斜視図である。
けるｐ側電極形成の工程を示し、Ａは断面図であり、Ｂ
は斜視図である。
【図７】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
ける成長基板及び下地成長層の分離の工程を示し、Ａは
断面図であり、Ｂは斜視図である。
ける成長基板及び下地成長層の分離の工程を示し、Ａは
断面図であり、Ｂは斜視図である。
【図８】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
けるｎ側電極形成の工程を示し、Ａは断面図であり、Ｂ
は斜視図である。
けるｎ側電極形成の工程を示し、Ａは断面図であり、Ｂ
は斜視図である。
【図９】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法にお
ける下地成長層、成長阻害膜の形成の工程を示し、Ａは
断面図であり、Ｂは斜視図である。
ける下地成長層、成長阻害膜の形成の工程を示し、Ａは
断面図であり、Ｂは斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法に
おける開口部形成の工程を示し、Ａは断面図であり、Ｂ
は斜視図である。
おける開口部形成の工程を示し、Ａは断面図であり、Ｂ
は斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法に
おける第一導電層形成の工程を示し、Ａは断面図であ
り、Ｂは斜視図である。
おける第一導電層形成の工程を示し、Ａは断面図であ
り、Ｂは斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法に
おける活性層及び第二導電層の形成の工程を示し、Ａは
断面図であり、Ｂは斜視図である。
おける活性層及び第二導電層の形成の工程を示し、Ａは
断面図であり、Ｂは斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法に
おけるｐ側電極形成の工程を示し、Ａは断面図であり、
Ｂは斜視図である。
おけるｐ側電極形成の工程を示し、Ａは断面図であり、
Ｂは斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法に
おける成長基板及び下地成長層の分離の工程を示し、Ａ
は断面図であり、Ｂは斜視図である。
おける成長基板及び下地成長層の分離の工程を示し、Ａ
は断面図であり、Ｂは斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態の半導体素子の製造方法に
おけるｎ側電極形成の工程を示し、Ａは断面図であり、
Ｂは斜視図である。
おけるｎ側電極形成の工程を示し、Ａは断面図であり、
Ｂは斜視図である。
【図１６】本発明の実施の形態の半導体素子における第
一導電層、活性層、及び第二導電層の一部を成長基板及
び下地成長層から分離する工程を示し、（ａ）は斜視図
であり、（ｂ）は底面図である。
一導電層、活性層、及び第二導電層の一部を成長基板及
び下地成長層から分離する工程を示し、（ａ）は斜視図
であり、（ｂ）は底面図である。
１１，３１ 成長基板
１２，３２ 下地成長層
１３，３３ 成長阻害膜
１３ａ，３３ａ 開口部
１４，３４ 第一導電層
１５，３５ 活性層
１６，３６ 第二導電層
１７，３７ ｐ側電極
１８，３８ ｎ側電極
３９ 稜線
４０ レーザ光照射部分
４１ａ，４１ｂ 素子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 土居 正人
東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ
ー株式会社内
(72)発明者 大畑 豊治
東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ
ー株式会社内
Ｆターム(参考） 4E068 DA09
5F004 AA06 BB03 DB19 EA34 EB08
Claims (28)
- 【請求項１】 基板上に下地成長層を形成する工程と、
前記下地成長層上に所要の開口部を有する成長阻害膜を
形成する工程と、前記開口部から選択成長によりバンド
ギャップエネルギーが前記下地成長層より小さい第一導
電層を形成する工程と、前記第一導電層上に活性層及び
第二導電層を積層して形成する工程と、前記基板に光を
照射して前記下地成長層と前記第一導電層との界面にお
いて前記基板から分離する工程とを有することを特徴と
する半導体素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記下地成長層、前記第一導電層、前記
活性層、及び前記第二導電層はウルツ鉱型化合物半導体
層であることを特徴とする請求項１記載の半導体素子の
製造方法。 - 【請求項３】 前記ウルツ鉱型化合物半導体層は窒化物
系化合物半導体層であることを特徴とする請求項２記載
の半導体素子の製造方法。 - 【請求項４】 前記下地成長層はＡｌＧａＮであり、且
つ前記第一導電層はＧａＮであることを特徴とする請求
項１記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項５】 少なくとも前記活性層は、前記基板上の
主面に対して傾斜した傾斜結晶面に平行な面内に延在し
て形成されることを特徴とする請求項１記載の半導体素
子の製造方法。 - 【請求項６】 前記基板は光透過性を有することを特徴
とする請求項１記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項７】 前記光は前記基板の裏側から照射される
ことを特徴とする請求項１記載の半導体素子の製造方
法。 - 【請求項８】 前記基板からの分離は前記光の照射によ
り生じるアブレーションによる分離であることを特徴と
する請求項１記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項９】 前記光は前記下地成長層のバンドギャッ
プエネルギーと前記第一導電層のバンドギャップエネル
ギーとの間のエネルギー値を有することを特徴とする請
求項１記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１０】 前記光はレーザ光であることを特徴と
する請求項１記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１１】 前記レーザ光の波長は３４０ｎｍ以上
３６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１０記載
の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１２】 前記素子の前記第一導電層の分離した
裏面に一方の電極を形成することを特徴とする請求項１
記載の半導体素子の製造方法。 - 【請求項１３】 前記基板からの分離によりへき開面を
形成することを特徴とする請求項１記載の半導体素子の
製造方法。 - 【請求項１４】 前記へき開面は前記素子の共振端面と
なることを特徴とする請求項１３記載の半導体素子の製
造方法。 - 【請求項１５】 基板上に下地成長層が形成され、前記
下地成長層上に所要の開口部を有する成長阻害膜が形成
され、前記開口部からの選択成長によりバンドギャップ
エネルギーが前記下地成長層より小さい第一導電層が形
成され、前記第一導電層上に活性層及び第二導電層が積
層されて形成され、前記基板に光を照射して前記下地成
長層と前記第一導電層との界面において前記基板から分
離されてなることを特徴とする半導体素子。 - 【請求項１６】 前記下地成長層、前記第一導電層、前
記活性層、及び前記第二導電層はウルツ鉱型化合物半導
体層であることを特徴とする請求項１５記載の半導体素
子。 - 【請求項１７】 前記ウルツ鉱型化合物半導体層は窒化
物系化合物半導体層であることを特徴とする請求項１６
記載の半導体素子。 - 【請求項１８】 前記下地成長層はＡｌＧａＮであり、
且つ前記第一導電層はＧａＮであることを特徴とする請
求項１５記載の半導体素子。 - 【請求項１９】 少なくとも前記活性層は、前記基板上
の主面に対して傾斜した傾斜結晶面に平行な面内に延在
して形成されることを特徴とする請求項１５記載の半導
体素子。 - 【請求項２０】 前記基板は光透過性を有することを特
徴とする請求項１５記載の半導体素子。 - 【請求項２１】 前記光は前記基板の裏側から照射され
ることを特徴とする請求項１５記載の半導体素子。 - 【請求項２２】 前記基板からの分離は前記光の照射に
より生じるアブレーションによる分離であることを特徴
とする請求項１５記載の半導体素子。 - 【請求項２３】 前記光は前記下地成長層のバンドギャ
ップエネルギーと前記第一導電層のバンドギャップエネ
ルギーとの間のエネルギー値を有することを特徴とする
請求項１５記載の半導体素子。 - 【請求項２４】 前記光はレーザ光であることを特徴と
する請求項１５記載の半導体素子。 - 【請求項２５】 前記レーザ光の波長は３４０ｎｍ以上
３６０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２４記載
の半導体素子。 - 【請求項２６】 前記素子の前記第一導電層の分離した
裏面に一方の電極が形成されることを特徴とする請求項
１５記載の半導体素子。 - 【請求項２７】 前記基板からの分離によりへき開面が
形成されることを特徴とする請求項１５記載の半導体素
子。 - 【請求項２８】 前記へき開面は前記素子の共振端面と
なることを特徴とする請求項２７記載の半導体素子。
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