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JP3525773B2 - Nitride semiconductor substrate and nitride semiconductor device using the same - Google Patents

Nitride semiconductor substrate and nitride semiconductor device using the same

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Publication number
JP3525773B2
JP3525773B2 JP34346498A JP34346498A JP3525773B2 JP 3525773 B2 JP3525773 B2 JP 3525773B2 JP 34346498 A JP34346498 A JP 34346498A JP 34346498 A JP34346498 A JP 34346498A JP 3525773 B2 JP3525773 B2 JP 3525773B2
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JP
Japan
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nitride semiconductor
substrate
protective film
layer
stripe
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裕之 清久
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Nichia Corp
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Nichia Corp
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  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はLED(発光ダイオー
ド)、SLD(スーパールミネッセントダイオード)、
LD(レーザダイオード)等の発光素子、太陽電池、光
センサー等の受光素子、あるいはトランジスタ、パワー
デバイス等の電子デバイスに使用される窒化物半導体
(InXAlYGa1-X-YN、0≦X、0≦Y、X+Y≦
1)素子に関する。
The present invention relates to an LED (light emitting diode), an SLD (super luminescent diode),
Nitride semiconductors (In X Al Y Ga 1-XY N, 0 ≦ X, which are used in light-emitting elements such as LDs (laser diodes), solar cells, light-receiving elements such as photosensors, or electronic devices such as transistors and power devices. , 0 ≦ Y, X + Y ≦
1) Regarding the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】窒化物半導体は高輝度青色LED、純緑
色LEDの材料として、フルカラーLEDディスプレ
イ、交通信号機等で最近実用化されたばかりである。こ
れらの各種デバイスに使用されるLEDは、n型窒化物
半導体層とp型窒化物半導体層との間に、単一量子井戸
構造(SQW:Single-Quantum-Well)あるいは多重量
子井戸構造(MQW:Multi-Quantum-Well)のInGa
Nよりなる活性層が挟まれたダブルへテロ構造を有して
いる。青色、緑色等の波長はInGaN活性層のIn組
成比を増減することで決定されている。また、本出願人
は、この材料を用いてパルス電流下、室温での410n
mのレーザ発振を世界で初めて発表した(例えば、Jpn.
J.Appl.Phys.35(1996)L74、Jpn.J.Appl.Phys.35(1996)L
217等)。このレーザ素子は、InGaNを用いた多重
量子井戸構造の活性層を有するダブルへテロ構造を有
し、パルス幅2μs、パルス周期2msの条件で、閾値
電流610mA、閾値電流密度8.7kA/cm2、4
10nmの発振を示す。また、本出願人は室温での連続
発振にも初めて成功し、発表した(例えば、日経エレク
トロニクス 1996年12月2日号 技術速報、Appl.Phys.Let
t.69(1996)3034-、Appl.Phys.Lett.69(1996)4056-
等)。このレーザ素子は20℃において、閾値電流密度
3.6kA/cm2、閾値電圧5.5V、1.5mW出
力において、27時間の連続発振を示す。
2. Description of the Related Art Nitride semiconductors have recently been put to practical use as materials for high-intensity blue LEDs and pure green LEDs in full-color LED displays, traffic signals and the like. LEDs used for these various devices have a single-quantum-well (SQW) structure or a multi-quantum-well structure (MQW) between an n-type nitride semiconductor layer and a p-type nitride semiconductor layer. : Multi-Quantum-Well) InGa
It has a double hetero structure in which an active layer made of N is sandwiched. Wavelengths such as blue and green are determined by increasing or decreasing the In composition ratio of the InGaN active layer. The applicant has also used this material to produce 410n at room temperature under pulsed current.
world's first laser oscillation was announced (for example, Jpn.
J.Appl.Phys.35 (1996) L74, Jpn.J.Appl.Phys.35 (1996) L
217). This laser device has a double hetero structure having an active layer of a multiple quantum well structure using InGaN, and has a threshold current of 610 mA and a threshold current density of 8.7 kA / cm 2 under the conditions of a pulse width of 2 μs and a pulse period of 2 ms. Four
Oscillation of 10 nm is shown. The applicant also succeeded in continuous oscillation at room temperature for the first time, and announced (for example, Nikkei Electronics December 2, 1996 Technical Bulletin, Appl.Phys.Let).
t.69 (1996) 3034-, Appl.Phys.Lett.69 (1996) 4056-
etc). This laser device exhibits continuous oscillation for 27 hours at 20 ° C., with a threshold current density of 3.6 kA / cm 2 , a threshold voltage of 5.5 V, and an output of 1.5 mW.

【0003】上記LED素子、レーザ素子共に、窒化物
半導体の成長基板にはサファイアが用いられている。周
知のようにサファイアは窒化物半導体との格子不整が1
3%以上もあるため、この上に成長された窒化物半導体
の結晶は結晶欠陥が非常に多い。また、サファイアの他
に、ZnO、GaAs、Si等の基板を用いた素子も報
告されているが、これらの基板も窒化物半導体に格子整
合せず、サファイアに比べて結晶性の良い窒化物半導体
が成長しにくいため、LEDでさえ実現されていない。
Sapphire is used as a growth substrate of a nitride semiconductor in both the LED element and the laser element. As is well known, sapphire has a lattice mismatch of 1 with a nitride semiconductor.
Since the amount is 3% or more, the crystal of the nitride semiconductor grown on this has many crystal defects. In addition to sapphire, devices using substrates such as ZnO, GaAs, and Si have been reported, but these substrates also do not lattice match with the nitride semiconductor and have better crystallinity than sapphire. Have not been realized even for LEDs, because of the difficulty of growing.

【0004】結晶性の良い窒化物半導体を成長させる技
術として、例えばオフアングルしたサファイア基板上に
窒化物半導体を成長させる技術が示されている(例え
ば、特開平4−299876、特開平4−32388
0、特開平5−55631、特開平5−190903
等)。これらの技術は、連続的にオフアングルさせた基
板を成長面とすることにより、GaNとサファイアとの
原子間距離を接近させた状態として、結晶性の良い窒化
物半導体を得ようとするものであるが、未だ実用化には
至っていない。
As a technique for growing a nitride semiconductor having good crystallinity, for example, a technique for growing a nitride semiconductor on an off-angled sapphire substrate has been disclosed (for example, JP-A-4-299876 and 4-32388).
0, JP-A-5-55631, and JP-A-5-190903.
etc). These techniques are intended to obtain a nitride semiconductor with good crystallinity by making the inter-atomic distance between GaN and sapphire close by using a substrate that is continuously off-angled as a growth surface. However, it has not yet been put to practical use.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】窒化物半導体素子の出
力、寿命等、数々の特性を向上させるためには、窒化物
半導体と格子整合するGaN基板を用いると、結晶欠陥
が少なく、結晶性の良い窒化物半導体が成長できること
は予測されているが、GaN基板が工業的に存在しない
ため、サファイア、ZnO、スピネル等の窒化物半導体
と異なる材料よりなる基板を用いて、出力、寿命等の向
上が図られている。その中でサファイアが最も結晶性の
良い窒化物半導体を成長できるため、実用化に至ってい
るが、未だ満足できるものではなかった。また、基板上
に窒化物半導体を成長させるにあたり、ステップ上にオ
フアングルした異種基板を用いることにより、得られる
窒化物半導体基板の表面が平滑となっていたが、窒化物
半導体を成長させる基板としてはこれも満足のできるも
のではなかった。本発明はこのような事情に鑑み成され
たものであって、その目的とするところは、窒化物半導
体を成長させる基板を改良することによって窒化物半導
体素子を長寿命、高効率、高出力、歩留まりの向上とす
ることにある。
In order to improve various characteristics such as output and life of a nitride semiconductor device, use of a GaN substrate lattice-matched with the nitride semiconductor causes less crystal defects and improves crystallinity. It is predicted that a good nitride semiconductor can be grown, but since there is no GaN substrate industrially, it is possible to improve output, life, etc. by using a substrate made of a material different from the nitride semiconductor such as sapphire, ZnO, and spinel. Is being pursued. Among them, sapphire has been put to practical use because it can grow a nitride semiconductor having the best crystallinity, but it is not yet satisfactory. Further, when growing a nitride semiconductor on a substrate, the surface of the obtained nitride semiconductor substrate was smooth by using a heterogeneous substrate which was off-angled on the step, but as a substrate for growing the nitride semiconductor, This was also unsatisfactory. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a nitride semiconductor device with a long life, high efficiency, and high output by improving a substrate on which a nitride semiconductor is grown. It is to improve the yield.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】我々は基板上に窒化物半
導体を成長させるにあたり、ステップ状にオフアングル
されており、該オフアングルのオフ角が0.10°以
上、0.20°以下である窒化物半導体と異なる材料よ
りなる基板を用いて、該基板上に、ストライプ状に形成
した保護膜、さらにその上に選択成長によりエピタキシ
ャル成長した窒化物半導体を成長させることで、窒化物
半導体の表面を平滑にし、窒化物半導体素子を長寿命、
高出力とすることができた。すなわち、本発明の窒化物
半導体基板は、オフ角が0.10°以上、0.20°以
下であるC面を主面とする前記基板上に、第1の窒化物
半導体を有し、該第1の窒化物半導体の上にストライプ
状であって、窒化物半導体と異なる保護膜を有し、該第
1の窒化物半導体及び保護膜の上に選択成長した第2の
窒化物半導体を有し、前記オフアングルされた基板のス
テップに沿う方向(段差方向)は、前記基板のA面に対
して垂直であり、さらに前記ストライプ状の保護膜は、
前記オフアングルされた基板のステップに沿う方向(段
差方向)に対して平行であることを特徴とする。さらに
前記第1の窒化物半導体の膜厚は1.5μm以上、6μ
m以下とし、第2の窒化物半導体の膜厚は5μm以上、
20μm以下とすることを特徴とする。その他には、本
発明の窒化物半導体基板は、ステップ状にオフアングル
されており、窒化物半導体と異なる材料よりなる基板上
に、膜厚が1.5μm以上、6μm以下である第1の窒
化物半導体を有し、該第1の窒化物半導体の上にストラ
イプ状であって、窒化物半導体と異なる保護膜を有し、
該第1の窒化物半導体及び保護膜の上に膜厚が5μm以
上、20μm以下である第2の窒化物半導体を有し、前
記オフアングルされた基板のステップに沿う方向(段差
方向)は、該基板のA面に対して垂直であり、前記スト
ライプ状の保護膜は、前記オフアングルされた基板のス
テップに沿う方向(段差方向)に対して平行であること
を特徴とする。また前記保護膜のストライプは、保護膜
の露出部分の幅を10μm以下とすることを特徴とす
る。 また前記保護膜の露出部分の幅(WW)と保護膜
の幅(WS)の比であるWS/WWは、1より大きく2
0以下とすることを特徴とする。前記窒化物半導体と異
なる材料よりなる基板は、サファイア、スピネル、Si
C(6H、4Hを含む。)、GaAs、Si、ZnOか
らなる群より選ばれた材料からなる基板である。また本
発明の窒化物半導体素子は、前記窒化物半導体基板の面
上に、素子構造が積層されてなることを特徴とする。
When growing a nitride semiconductor on a substrate, we are stepwise off-angled, and when the off-angle of the off-angle is 0.10 ° or more and 0.20 ° or less. Using a substrate made of a material different from that of a certain nitride semiconductor, a stripe-shaped protective film is further formed on the substrate, and a nitride semiconductor epitaxially grown by selective growth is grown on the protective film. Smoothes the nitride semiconductor device for a long life,
It was possible to obtain high output. That is, the nitride semiconductor substrate of the present invention has the first nitride semiconductor on the substrate whose main surface is the C-plane having an off angle of 0.10 ° or more and 0.20 ° or less, A stripe-shaped protective film different from the nitride semiconductor is provided on the first nitride semiconductor, and a second nitride semiconductor selectively grown on the first nitride semiconductor and the protective film is provided. The direction (step direction) along the step of the off-angled substrate is perpendicular to the plane A of the substrate, and the stripe-shaped protective film is
It is characterized in that it is parallel to a direction (step direction) along the step of the off-angled substrate. Further, the film thickness of the first nitride semiconductor is 1.5 μm or more and 6 μm or more.
m or less, the film thickness of the second nitride semiconductor is 5 μm or more,
The feature is that the thickness is 20 μm or less. In addition, the nitride semiconductor substrate of the present invention is off-angled in steps, and the first nitride film having a film thickness of 1.5 μm or more and 6 μm or less is formed on the substrate made of a material different from the nitride semiconductor. A nitride semiconductor, and a stripe-shaped protective film different from the nitride semiconductor on the first nitride semiconductor,
The second nitride semiconductor having a film thickness of 5 μm or more and 20 μm or less is provided on the first nitride semiconductor and the protective film, and the direction (step direction) along the step of the off-angled substrate is The stripe-shaped protective film is perpendicular to the plane A of the substrate and is parallel to a direction (step direction) along the step of the off-angled substrate. Further, the stripe of the protective film is characterized in that the width of the exposed portion of the protective film is 10 μm or less. Further, WS / WW, which is the ratio of the width (WW) of the exposed portion of the protective film and the width (WS) of the protective film, is larger than 1 and 2
It is characterized in that it is set to 0 or less. The substrate made of a material different from the nitride semiconductor is sapphire, spinel, Si
It is a substrate made of a material selected from the group consisting of C (including 6H and 4H), GaAs, Si and ZnO. Further, the nitride semiconductor device of the present invention is characterized in that the device structure is laminated on the surface of the nitride semiconductor substrate.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。図1は本発明の窒化物半導体素子に用いられる基
板の断面を拡大して示した模式図である。本発明の窒化
物半導体素子はこのようにステップ状にオフアングル
(傾斜)した異種基板上に成長される。異種基板として
用いているC面を主面とする(すなわちオリフラ面がA
面である)サファイア基板は、窒化物半導体以外の材料
であれば特に限定されるものではなく、その他従来知ら
れている例えばサファイア(A面、R面を含む。)、ス
ピネル、SiC(6H、4Hを含む。)、GaAs、S
i、ZnO等を用いてもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below. FIG. 1 is an enlarged schematic view showing a cross section of a substrate used for the nitride semiconductor device of the present invention. The nitride semiconductor device of the present invention is thus grown on a heterogeneous substrate which is stepwise off-angled. The main surface is the C surface used as a different substrate (that is, the orientation flat surface is A
The sapphire substrate (which is a surface) is not particularly limited as long as it is a material other than the nitride semiconductor, and other conventionally known materials such as sapphire (including A surface and R surface), spinel, SiC (6H, 4H is included.), GaAs, S
You may use i, ZnO, etc.

【0008】従来、オフアングルした異種基板の表面の
凹凸は、層を堆積するごとに引き継がれ、更には増大も
しくは悪化する傾向にあった。このように従来のオフア
ングルした異種基板もしくはその上にバッファ層を設け
るだけでは、閾値電流、素子の寿命などで、特性の良い
ものは得られなかった。
Conventionally, the irregularities on the surface of the off-angled heterogeneous substrate tend to be inherited each time a layer is deposited and further increase or worsen. As described above, only by providing a conventional off-angled heterogeneous substrate or a buffer layer on the substrate, it is not possible to obtain good characteristics such as threshold current and device life.

【0009】しかし本発明により形成される窒化物半導
体基板は、オフアングルした異種基板上にまず第1の窒
化物半導体、その上にサファイア基板のA面と垂直にス
トライプ状に形成された窒化物半導体と異なる保護膜、
さらにその上に選択成長した第2の窒化物半導体が形成
され、さらに前記オフアングルされたサファイア基板の
ステップに沿う方向(段差方向)は、サファイア基板の
A面に対して垂直に形成され、さらに前記ストライプ状
に形成される保護膜は、前記オフアングルされたサファ
イア基板のステップに沿う方向(段差方向)に対して平
行に形成することで、エピタキシャル成長表面(第2の
窒化物半導体表面)は図3の模式図に示すような波状の
モフォロジーとなり、凹凸はほとんどなく、得られる素
子も平滑となり、閾値電流も低く、寿命特性も良くなっ
た。また、このとき下地となる第1の窒化物半導体表面
は図2の模式図に示すような筋状のモフォロジーであっ
た。
However, the nitride semiconductor substrate formed according to the present invention is such that the first nitride semiconductor is first formed on the off-angled heterogeneous substrate, and the nitride formed on the first nitride semiconductor in a stripe shape perpendicular to the A surface of the sapphire substrate. Protective film different from semiconductor,
A second nitride semiconductor selectively grown thereon is further formed, and a direction (step direction) along the step of the off-angled sapphire substrate is formed perpendicular to the A-plane of the sapphire substrate. The stripe-shaped protective film is formed parallel to the direction (step direction) along the step of the off-angled sapphire substrate, so that the epitaxial growth surface (second nitride semiconductor surface) is The morphology was wavy as shown in the schematic diagram of No. 3, there was almost no unevenness, the obtained element was smooth, the threshold current was low, and the life characteristics were good. At this time, the surface of the first nitride semiconductor, which is the base, had a striped morphology as shown in the schematic view of FIG.

【0010】本発明において、選択成長とは異種基板、
バッファ層、もしくは窒化物半導体層の上に、保護膜を
部分的に形成した後、窒化物半導体を成長させると、あ
る程度厚さ方向に成長した後、横方向に成長が起こり、
成膜されることである。ここで、保護膜として、具体的
には酸化ケイ素(SiOX)、窒化ケイ素(Si
XY)、酸化チタン(TiOX)、酸化ジルコニウム
(ZrOX)等の酸化物、窒化物、またこれらの多層膜
の他、1200℃以上の融点を有する金属等を用いるこ
とができる。保護膜の形成には、例えば蒸着、スパッ
タ、CVD等の気相成膜技術が用いられ、部分的(選択
的)な形成には、フォトリソグラフィー技術を用いるこ
とができる。保護膜の形状としては、例えばドット、ス
トライプ、碁盤面状の形状で形成できるが、好ましい形
態としてはストライプで形成する。また保護膜のストラ
イプは、保護膜の露出部分(窓部)の幅は10μm以
下、更に好ましくは5μm以下、最も好ましくは3μm
以下に調整する。更に結晶欠陥の少ない窒化物半導体基
板を得るためには、窓部の幅(WW)と保護膜の幅
(WS)の比WS/WWは、1より大きく20以下とする
ことが望ましく、好ましくは10以下とする。
In the present invention, the heterogeneous substrate is different from the selective growth,
When a nitride semiconductor is grown after partially forming a protective film on the buffer layer or the nitride semiconductor layer, it grows in the thickness direction to some extent and then grows in the lateral direction.
It is to be formed into a film. Here, as the protective film, specifically, silicon oxide (SiO x ), silicon nitride (Si
X N Y ), oxides such as titanium oxide (TiO X ), zirconium oxide (ZrO X ), nitrides, multilayer films of these, and metals having a melting point of 1200 ° C. or higher can be used. A vapor phase film forming technique such as vapor deposition, sputtering or CVD is used for forming the protective film, and a photolithography technique can be used for partial (selective) forming. As the shape of the protective film, for example, dots, stripes, or a checkerboard shape can be formed, but stripes are preferable. In the stripe of the protective film, the width of the exposed portion (window portion) of the protective film is 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, and most preferably 3 μm.
Adjust as follows. To obtain further fewer nitride semiconductor substrate having crystal defects, the ratio W S / W W of the window width (W W) and the width of the protective film (W S) is be greater than 1 to 20 Desirably, preferably 10 or less.

【0011】本発明において、ステップ状にオフアング
ルした異種基板は、図1に示すようにほぼ水平なテラス
部分Aと、段差部分Bとを有している。テラス部分Aの
表面凹凸は少なく、ほぼ規則正しく形成されている。こ
のようなオフ角θを有するステップ状部分は、基板全体
にわたって連続して形成されていることが望ましいが、
特に部分的に形成されていてもよい。なおオフ角θと
は、図1に示すように、複数の段差の底部を結んだ直線
と、最上層のステップの水平面との角度を示すものとす
る。
In the present invention, the step-shaped off-angled heterogeneous substrate has a substantially horizontal terrace portion A and a step portion B as shown in FIG. The terrace portion A has few surface irregularities and is formed almost regularly. It is desirable that the stepped portion having such an off angle θ is formed continuously over the entire substrate,
In particular, it may be partially formed. Note that the off-angle θ indicates an angle between a straight line connecting the bottoms of a plurality of steps and the horizontal plane of the uppermost step, as shown in FIG. 1.

【0012】また本発明の窒化物半導体基板は、オフ角
が0.10°以上、0.20°以下とする。オフ角を
0.10°以上、0.20°以下とすることによって、
第1の窒化物半導体表面は筋状(図2の模式図参照)の
モフォロジーとなり、エピタキシャル成長表面(第2の
窒化物半導体表面)は波状(図3の模式図参照)のモフ
ォロジーとなり、この基板を用いて得られる窒化物半導
体素子は平滑で、特性も長寿命、高効率、高出力、歩留
まりの向上したものが得られる。
The off angle of the nitride semiconductor substrate of the present invention is 0.10 ° or more and 0.20 ° or less. By setting the off angle to be 0.10 ° or more and 0.20 ° or less,
The first nitride semiconductor surface has a striped morphology (see the schematic diagram of FIG. 2) and the epitaxial growth surface (second nitride semiconductor surface) has a wavy (see the schematic diagram of FIG. 3) morphology. The obtained nitride semiconductor device is smooth, and the characteristics thereof are long life, high efficiency, high output, and improved yield.

【0013】ここで、オフ角が0.10°より小さい場
合、オフ角が0.07°から0.10°の間では、第1
の窒化物半導体の表面は鱗状(図6の模式図参照)、エ
ピタキシャル成長表面は多角形状(図5の模式図参照)
のモフォロジーとなり、また0.07°より小さい場
合、第1の窒化物半導体表面はセル状(図4の模式図参
照)、エピタキシャル成長表面は多角形状(図5の模式
図参照)のモフォロジーとなってしまい、本発明によっ
て得られる素子より、特に寿命等の特性が悪くなってし
まう。
Here, when the off angle is smaller than 0.10 °, the first angle is set between 0.07 ° and 0.10 °.
The surface of the nitride semiconductor is scale-like (see the schematic diagram of FIG. 6), and the epitaxial growth surface is polygonal (see the schematic diagram of FIG. 5)
In the case of less than 0.07 °, the first nitride semiconductor surface has a cell-like morphology (see the schematic diagram of FIG. 4) and the epitaxial growth surface has a polygonal morphology (see the schematic diagram of FIG. 5). Therefore, the characteristics such as the lifetime are worse than those of the element obtained by the present invention.

【0014】また、オフ角が0.20°より大きい場
合、第1の窒化物半導体表面は前記筋状から垂直にひび
の入った網状になり、エピタキシャル成長表面は波状
(図3の模式図参照)でその波の高低差が更に大きくな
ったモフォロジーとなり、更にうねりも見られ、素子特
性は悪くなってしまう。図7はその網状のモフォロジー
を模式的に示したものであり、このような網状が、全体
にわたって見られる。
When the off-angle is larger than 0.20 °, the surface of the first nitride semiconductor becomes a net having vertical cracks from the streaks, and the surface of epitaxial growth is wavy (see the schematic diagram of FIG. 3). As a result, the morphology in which the height difference of the waves is further increased, undulations are further observed, and the device characteristics deteriorate. FIG. 7 schematically shows the mesh morphology, and such a mesh is seen throughout.

【0015】[0015]

【実施例】[実施例1]以下、実施例1について説明す
る。図8は本発明の成長方法により得られた窒化物半導
体層を基板とするレーザ素子の構造を示す模式断面図で
ある。2インチφ、オフアングル角θ=0.15°、ス
テップ段差(高さ)約1原子層、テラス幅Wが約40オ
ングストロームのステップを有し、C面を主面とし、オ
リフラ面をA面として、ステップに沿う方向、すなわち
段差の方向がこのA面に対して垂直な方向に設けてある
サファイア基板を用意し、MOVPE法により窒化物半
導体層を成長させる。まず、サファイア基板を反応容器
内にセットし、下地層として500℃にてアンドープの
GaNよりなる層を200オングストロームと、続けて
MOVPE装置にセットして1050℃にてアンドープ
のGaNよりなる層を2.5μmの、総膜厚が約2.5
μmとなる第1の窒化物半導体層を形成する。
[Embodiment 1] Embodiment 1 will be described below. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a laser device using a nitride semiconductor layer obtained by the growth method of the present invention as a substrate. 2 inches φ, off-angle angle θ = 0.15 °, step difference (height) about 1 atomic layer, terrace width W has steps of about 40 Å, with C plane as the main plane and orientation flat plane as A plane As a step, a sapphire substrate having a direction along the step, that is, a step direction perpendicular to the plane A is prepared, and a nitride semiconductor layer is grown by the MOVPE method. First, a sapphire substrate was set in a reaction vessel, a layer of undoped GaN at 500 ° C. was set to 200 angstroms as a base layer, and subsequently set to a MOVPE apparatus to set 2 layers of undoped GaN at 1050 ° C. 0.5 μm, total film thickness about 2.5
A first nitride semiconductor layer having a thickness of μm is formed.

【0016】次に第1の窒化物半導体層を成長させた
後、第1の窒化物半導体層表面にストライプ状のフォト
マスクを形成し、CVD装置によりストライプ幅10μ
m、窓部2μmのSiO2よりなる保護膜を0.5μm
の膜厚で形成する。このとき、ストライプ方向はサファ
イアA面に対して垂直な方向、すなわち段差の方向に対
して平行な方向とした。保護膜形成後、ウエハーを反応
容器に移し、1050℃にて、原料ガスにTMG、アン
モニアを用い、アンドープのGaNよりなる第2の窒化
物半導体層を15μmの膜厚で成長させる。以上のよう
にして窒化物半導体基板を得る。得られた窒化物半導体
基板の表面はいくらかのうねりは見られるが平滑であ
り、表面モフォロジーは第1の窒化物半導体上で筋状
(図2の模式図参照)、第2の窒化物半導体上で波状
(図3の模式図参照)であった。
Next, after growing the first nitride semiconductor layer, a stripe-shaped photomask is formed on the surface of the first nitride semiconductor layer, and the stripe width is 10 μm by a CVD apparatus.
m, a protective film made of SiO 2 with a window of 2 μm 0.5 μm
It is formed with a film thickness of. At this time, the stripe direction was perpendicular to the sapphire A surface, that is, parallel to the step direction. After forming the protective film, the wafer is transferred to a reaction container, and TMG and ammonia are used as source gases at 1050 ° C. to grow a second nitride semiconductor layer made of undoped GaN with a film thickness of 15 μm. A nitride semiconductor substrate is obtained as described above. The surface of the obtained nitride semiconductor substrate was smooth although some undulations were observed, and the surface morphology was streaky on the first nitride semiconductor (see the schematic diagram of FIG. 2) and on the second nitride semiconductor. It was wavy (see the schematic diagram of FIG. 3).

【0017】次に得られた窒化物半導体基板の上に素子
となる構造を形成していく。まずGaNまたはAlGa
Nよりなるn側コンタクト層4、InGaNよりなるク
ラック防止層5(これは省略が可能である。)、AlG
aNとSiドープのGaNとの超格子からなるn側クラ
ッド層6、GaNよりなるn側光ガイド層7、InGa
Nよりなる多重量子井戸構造(MQW)の活性層8、M
gドープのAlGaNよりなるp側キャップ層9、Mg
ドープのGaNよりなるp側光ガイド層10、AlGa
NとMgドープのGaNとの超格子からなるp側クラッ
ド層11、MgドープのGaNよりなるp側コンタクト
層12を順に積層する。
Next, a structure to be an element is formed on the obtained nitride semiconductor substrate. First, GaN or AlGa
N-side contact layer 4 made of N, crack prevention layer 5 made of InGaN (this can be omitted), AlG.
n-side cladding layer 6 made of a superlattice of aN and Si-doped GaN, n-side optical guide layer 7 made of GaN, InGa
Multiple quantum well structure (MQW) active layer 8 made of N, M
p-side cap layer 9 made of g-doped AlGaN, Mg
P-side optical guide layer 10 made of doped GaN, AlGa
A p-side clad layer 11 made of a superlattice of N and Mg-doped GaN and a p-side contact layer 12 made of Mg-doped GaN are sequentially stacked.

【0018】次にp側コンタクト層の一部をエッチング
してn側コンタクト層を露出させる。更にp側層をp側
クラッド層までRIEによりエッチングしてリッジを形
成し、リッジ上に保護膜としてTiO2などの絶縁膜3
1とそれぞれのコンタクト層上にp電極20とpパッド
電極21、n電極22とnパッド電極23を形成する。
Next, part of the p-side contact layer is etched to expose the n-side contact layer. Further, the p-side layer is etched up to the p-side clad layer by RIE to form a ridge, and an insulating film 3 such as TiO 2 is formed on the ridge as a protective film.
A p-electrode 20, a p-pad electrode 21, and an n-electrode 22 and an n-pad electrode 23 are formed on 1 and each contact layer.

【0019】以上のようにして得られたレーザチップを
フェースアップ(基板とヒートシンクとが対抗した状
態)でヒートシンクに設置し、それぞれの電極をワイヤ
ーボンディングして、室温で連続発振を試みたところ、
閾値電流密度2kA/cm2、20mWの出力におい
て、発振波長405nmの連続発振が確認され、100
0時間以上の寿命を示した。
The laser chip obtained as described above was placed face up (a state where the substrate and the heat sink were opposed to each other) on the heat sink, each electrode was wire-bonded, and continuous oscillation was attempted at room temperature.
At a threshold current density of 2 kA / cm 2 and an output of 20 mW, continuous oscillation with an oscillation wavelength of 405 nm was confirmed, and 100
It showed a life of 0 hours or more.

【0020】[比較例1]比較のため、C面を主面と
し、オリフラ面をA面とする、段差の方向がこのA面に
対して平行な方向に設けてあるサファイア基板を用い、
窒化物半導体を成長させていき、さらに形成する保護膜
のストライプ方向はサファイアA面に対して垂直、すな
わち段差方向に対しても垂直となるようにする。その他
は実施例1と同様に積層してレーザ素子を作製した。得
られたレーザ素子は実施例1の素子に比べ、閾値電流は
高く、寿命特性も悪かった。
[Comparative Example 1] For comparison, a sapphire substrate having a C-plane as a main surface and an orientation flat surface as an A-plane, in which a step is provided in a direction parallel to the A-plane,
The nitride semiconductor is grown, and the stripe direction of the protective film to be formed is perpendicular to the sapphire A surface, that is, perpendicular to the step direction. Others were laminated in the same manner as in Example 1 to manufacture a laser device. The obtained laser device had a higher threshold current and poorer life characteristics than the device of Example 1.

【0021】[比較例2]比較のため、異種基板として
オフアングルのされていないサファイア基板を用いて、
他は実施例1と同様に積層してレーザ素子を作製した。
得られたレーザ素子は実施例1の素子に比べ、レーザの
発振が不安定となり、閾値電流が高いもの、寿命特性が
低下したものがあり、素子特性にばらつきがあった。ま
た、第1の窒化物半導体表面のモフォロジーはセル状
(図4の模式図参照)、第2の窒化物半導体表面のモフ
ォロジーは多角形状(図5の模式図参照)であった。
[Comparative Example 2] For comparison, a sapphire substrate which is not off-angled is used as a different type substrate.
Others were laminated in the same manner as in Example 1 to manufacture a laser device.
Some of the obtained laser elements had unstable laser oscillation, higher threshold currents, and shorter life characteristics than the elements of Example 1, and the element characteristics varied. The morphology of the first nitride semiconductor surface was cellular (see the schematic diagram of FIG. 4), and the morphology of the second nitride semiconductor surface was polygonal (see the schematic diagram of FIG. 5).

【0022】[比較例3]比較のため、異種基板として
オフアングルのオフ角を0.3°のサファイア基板を用
いて、他は実施例1と同様に積層してレーザ素子を作製
した。オフ角が0.3°のサファイア基板を用いたとき
は、第1の窒化物半導体表面は前記筋状から垂直にひび
の入った網状(図7の模式図参照)になり、エピタキシ
ャル成長表面は波状(図3の模式図参照)でその波の高
低差が更に大きくなったモフォロジーとなり、更にうね
りも見られ、実施例1の素子に比べ閾値電流が高くなっ
てしまった。
[Comparative Example 3] For comparison, a sapphire substrate having an off-angle of 0.3 ° was used as a different type substrate, and other layers were laminated in the same manner as in Example 1 to fabricate a laser device. When a sapphire substrate with an off-angle of 0.3 ° is used, the first nitride semiconductor surface becomes a mesh with vertical cracks (see the schematic diagram of FIG. 7), and the epitaxial growth surface has a wavy shape. (See the schematic diagram of FIG. 3), the morphology in which the height difference of the wave is further increased, undulation is further observed, and the threshold current is higher than that of the element of Example 1.

【0023】[実施例2]実施例1において、異種基板
としてオフアングル角がθ=0.20°であるサファイ
ア基板を用いた他は同様にして窒化物半導体基板を得
た。得られた窒化物半導体基板の表面はいくらかのうね
りは見られるが平滑であり、表面モフォロジーは実施例
1と同様に第1の窒化物半導体上で筋状(図2の模式図
参照)、第2の窒化物半導体上で波状(図3の模式図参
照)であった。続いて、実施例1と同様にして、窒化物
半導体基板の上に素子となる構造を形成していきレーザ
素子を作製したところ、実施例1とほぼ同様の特性が得
られた。
Example 2 A nitride semiconductor substrate was obtained in the same manner as in Example 1 except that a sapphire substrate having an off-angle angle of θ = 0.20 ° was used as the heterogeneous substrate. The surface of the obtained nitride semiconductor substrate was smooth although some waviness was observed, and the surface morphology was similar to that in Example 1 on the first nitride semiconductor (see the schematic diagram of FIG. 2). It was wavy (see the schematic diagram of FIG. 3) on the nitride semiconductor of No. 2. Subsequently, in the same manner as in Example 1, when a laser element was produced by forming a structure to be an element on the nitride semiconductor substrate, almost the same characteristics as in Example 1 were obtained.

【0024】[実施例3]実施例1において、アンドー
プのGaNよりなる第2の窒化物半導体層の膜厚を20
μmの膜厚で成長させる他は同様にして窒化物半導体基
板を得た。得られた窒化物半導体基板の表面は実施例1
と同じく平滑であり、実施例1と比べると反りが目立っ
た。しかし、第2の窒化物半導体上での表面モフォロジ
ーは波状(図3の模式図参照)であり、特性は僅かに劣
る位であったが、歩留が悪くなった。
[Third Embodiment] In the first embodiment, the film thickness of the second nitride semiconductor layer made of undoped GaN is set to 20.
A nitride semiconductor substrate was obtained in the same manner except that the film was grown to a film thickness of μm. The surface of the obtained nitride semiconductor substrate is the same as in Example 1.
The surface was smooth like the above, and warpage was conspicuous as compared with Example 1. However, the surface morphology on the second nitride semiconductor was wavy (see the schematic diagram in FIG. 3), and the characteristics were slightly inferior, but the yield was poor.

【0025】[実施例4]実施例1において、サファイ
ア基板上に第1の窒化物半導体と保護膜を形成するまで
は同様に成膜する。続いて第2の窒化物半導体として、
アンドープのGaNをMOVPEで15μm、続けてH
VPEで100μmの膜厚で作製する。得られたウエハ
ーの表面は実施例1と同様にいくらかのうねりは見られ
るが平滑であり、表面モフォロジーは第1の窒化物半導
体上で筋状(図2の模式図参照)、第2の窒化物半導体
上で波状(図3の模式図参照)であった。次に得られた
ウエハーのサファイア基板、第1の窒化物半導体層を研
磨、除去し、第2の窒化物半導体層を露出させ、厚さが
約80μmの窒化物半導体層のみの窒化物半導体基板を
得た。
[Fourth Embodiment] In the first embodiment, the same film formation is performed until the first nitride semiconductor and the protective film are formed on the sapphire substrate. Then, as a second nitride semiconductor,
Undoped GaN by MOVPE 15μm, then H
It is formed by VPE with a film thickness of 100 μm. The surface of the obtained wafer was smooth as in Example 1, although some undulations were observed, and the surface morphology was streaky on the first nitride semiconductor (see the schematic diagram of FIG. 2) and second nitriding. It was wavy (see the schematic diagram in FIG. 3) on the object semiconductor. Next, the sapphire substrate and the first nitride semiconductor layer of the obtained wafer are polished and removed to expose the second nitride semiconductor layer, and the nitride semiconductor substrate having only the nitride semiconductor layer with a thickness of about 80 μm. Got

【0026】次に窒化物半導体基板を反応容器内にセッ
トし、異種基板等を除去して露出された面とは反対の面
に下記各層を形成する。まずGaNまたはAlGaNよ
りなるn側コンタクト層4、InGaNよりなるクラッ
ク防止層5(これは省略が可能である。)、AlGaN
とSiドープのGaNとの超格子からなるn側クラッド
層6、GaNよりなるn側光ガイド層7、InGaNよ
りなる多重量子井戸構造(MQW)の活性層8、Mgド
ープのAlGaNよりなるp側キャップ層9、Mgドー
プのGaNよりなるp側光ガイド層10、AlGaNと
MgドープのGaNとの超格子からなるp側クラッド層
11、MgドープのGaNよりなるp側コンタクト層1
2を順に積層する。
Next, the nitride semiconductor substrate is set in a reaction vessel, the foreign substrate is removed, and the following layers are formed on the surface opposite to the exposed surface. First, the n-side contact layer 4 made of GaN or AlGaN, the crack prevention layer 5 made of InGaN (this can be omitted), and AlGaN.
N-side cladding layer 6 made of a superlattice of Si and GaN doped with Si, an n-side optical guide layer 7 made of GaN, an active layer 8 of a multiple quantum well structure (MQW) made of InGaN, and a p-side made of AlGaN doped with Mg. The cap layer 9, the p-side optical guide layer 10 made of Mg-doped GaN, the p-side cladding layer 11 made of a superlattice of AlGaN and Mg-doped GaN, and the p-side contact layer 1 made of Mg-doped GaN.
2 are laminated in order.

【0027】反応終了後、RIE装置により最上層のp
型コンタクト層と、p型クラッド層とをエッチングし
て、4μmのストライプ幅を有するリッジ形状とした。
この時、リッジは、得られる素子の共振器方向が、窒化
物半導体基板の段差方向とほぼ平行となるようにする。
このリッジ表面の全面にp電極20、pパッド電極21
を形成する。またp電極形成後、窒化物半導体層の素子
構造が形成されていない表面全面に、n電極22、nパ
ッド電極23を形成する。
After the completion of the reaction, the p
The mold contact layer and the p-type cladding layer were etched to form a ridge shape having a stripe width of 4 μm.
At this time, the ridge is such that the resonator direction of the obtained device is substantially parallel to the step direction of the nitride semiconductor substrate.
A p electrode 20 and a p pad electrode 21 are formed on the entire surface of this ridge.
To form. After forming the p-electrode, the n-electrode 22 and the n-pad electrode 23 are formed on the entire surface of the nitride semiconductor layer where the element structure is not formed.

【0028】以上のようにして得られた図9に示すレー
ザチップをフェースアップ(基板とヒートシンクとが対
抗した状態)でヒートシンクに設置し、それぞれの電極
をワイヤーボンディングして、室温で連続発振を試みた
ところ、実施例1と同様に、閾値電流密度2kA/cm
2、20mWの出力において、発振波長405nmの連
続発振が確認され、1000時間以上の寿命を示した。
The laser chip shown in FIG. 9 obtained as described above is placed face up (the substrate and the heat sink face each other) on the heat sink, and each electrode is wire-bonded to perform continuous oscillation at room temperature. When tried, as in Example 1, the threshold current density was 2 kA / cm.
At 2 and 20 mW output, continuous oscillation with an oscillation wavelength of 405 nm was confirmed, and a life of 1000 hours or more was shown.

【0029】[実施例5]実施例4において、異種基板
としてオフアングル角がθ=0.20°であるサファイ
ア基板を用いた他は、実施例4と同様にして窒化物半導
体のみからなる窒化物半導体基板を得た。得られた窒化
物半導体基板の表面はいくらかのうねりは見られるが平
滑であり、表面モフォロジーは実施例4と同様に第2の
窒化物半導体上で波状であった。続いて、実施例4と同
様にして、窒化物半導体基板の上に素子となる構造を形
成していきレーザ素子を作製したところ、実施例4とほ
ぼ同様の特性が得られた。
[Embodiment 5] In Embodiment 4, except that a sapphire substrate having an off-angle angle of θ = 0.20 ° is used as the heterogeneous substrate, nitriding is performed only with a nitride semiconductor in the same manner as in Embodiment 4. A semiconductor substrate was obtained. The surface of the obtained nitride semiconductor substrate was smooth with some waviness, and the surface morphology was wavy on the second nitride semiconductor as in Example 4. Subsequently, in the same manner as in Example 4, when a laser element was manufactured by forming a structure serving as an element on the nitride semiconductor substrate, almost the same characteristics as in Example 4 were obtained.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、オフ
角が0.10°以上、0.20°以下であるC面を主面
とするサファイア基板上に、第1の窒化物半導体、その
上にストライプ状に形成された窒化物半導体と異なる保
護膜、さらにその上に第2の窒化物半導体が形成されて
なり、前記オフアングルされたサファイア基板のステッ
プに沿う方向(段差方向)は、サファイア基板のA面に
対して垂直に形成されてなり、さらに前記ストライプ状
に形成される保護膜は、前記サファイア基板のステップ
に沿う方向(段差方向)に対して平行に形成する。さら
に前記第1の窒化物半導体の膜厚は1.5μm以上、6
μm以下とし、第2の窒化物半導体の膜厚は5μm以
上、20μm以下とする。このように窒化物半導体を成
長させる基板を改良することによって、窒化物半導体の
表面を平滑にし、窒化物半導体素子を長寿命、高出力と
することができた。
As described above, according to the present invention, the first nitride semiconductor is formed on the sapphire substrate whose main surface is the C-plane having an off angle of 0.10 ° or more and 0.20 ° or less. A protective film different from the nitride semiconductor formed in a stripe shape thereon and a second nitride semiconductor formed on the protective film, and the direction (step direction) along the step of the off-angled sapphire substrate is The protective film, which is formed perpendicularly to the surface A of the sapphire substrate and is formed in the stripe shape, is formed parallel to the direction (step direction) along the step of the sapphire substrate. Further, the film thickness of the first nitride semiconductor is 1.5 μm or more, 6
The thickness of the second nitride semiconductor is 5 μm or more and 20 μm or less. By thus improving the substrate on which the nitride semiconductor is grown, the surface of the nitride semiconductor can be made smooth, and the nitride semiconductor device can have a long life and high output.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の窒化物半導体素子に用いられる基板
の一部を拡大して示した模式断面図。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an enlarged part of a substrate used for a nitride semiconductor device of the present invention.

【図2】 本発明の一例の窒化物半導体表面のモフォロ
ジーを顕微鏡で観察したときの模式図。
FIG. 2 is a schematic diagram when a morphology of a nitride semiconductor surface of an example of the present invention is observed with a microscope.

【図3】 本発明の一例の窒化物半導体表面のモフォロ
ジーを顕微鏡で観察したときの模式図。
FIG. 3 is a schematic diagram when observing the morphology of the surface of a nitride semiconductor of an example of the present invention with a microscope.

【図4】 本発明の一例の窒化物半導体表面のモフォロ
ジーを顕微鏡で観察したときの模式図。
FIG. 4 is a schematic view of a morphology of a nitride semiconductor surface of an example of the present invention observed with a microscope.

【図5】 本発明の一例の窒化物半導体表面のモフォロ
ジーを顕微鏡で観察したときの模式図。
FIG. 5 is a schematic diagram when a morphology of a nitride semiconductor surface of an example of the present invention is observed with a microscope.

【図6】 本発明の一例の窒化物半導体表面のモフォロ
ジーを顕微鏡で観察したときの模式図。
FIG. 6 is a schematic diagram when observing the morphology of the surface of a nitride semiconductor of an example of the present invention with a microscope.

【図7】 本発明の一例の窒化物半導体表面のモフォロ
ジーを顕微鏡で観察したときの模式図。
FIG. 7 is a schematic diagram when observing the morphology of the surface of a nitride semiconductor of an example of the present invention with a microscope.

【図8】 本発明の一実施例にかかる窒化物半導体レー
ザ素子を示す模式断面図。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing a nitride semiconductor laser device according to an example of the present invention.

【図9】 本発明の一実施例にかかる窒化物半導体レー
ザ素子を示す模式断面図。
FIG. 9 is a schematic sectional view showing a nitride semiconductor laser device according to an example of the present invention.

【符号の簡単な説明】[Simple explanation of symbols]

1・・・サファイア基板 2・・・窒化物半導体基板 3・・・第1の窒化物半導体 4・・・第2の窒化物半導体 5・・・n側コンタクト層 6・・・クラック防止層 7・・・n側クラッド層 8・・・n側光ガイド層 9・・・活性層 10・・・p側キャップ層 11・・・p側光ガイド層 12・・・p側クラッド層 13・・・p側コンタクト層 20・・・p電極 21・・・pパッド電極 22・・・n電極 23・・・nパッド電極 30・・・保護膜 31・・・絶縁膜 1 ... Sapphire substrate 2 ... Nitride semiconductor substrate 3 ... First nitride semiconductor 4 ... Second nitride semiconductor 5 ... n-side contact layer 6 ... Crack prevention layer 7 ... n-side clad layer 8 ... n-side light guide layer 9 ... Active layer 10 ... p-side cap layer 11 ... p-side light guide layer 12 ... p-side clad layer 13 ... p-side contact layer 20 ... p electrode 21 ... p pad electrode 22 ... n electrode 23 ... n pad electrode 30 ... Protective film 31 ... Insulating film

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ステップ状にオフアングルされており、
該オフアングルのオフ角が0.10°以上、0.20°
以下である窒化物半導体と異なる材料よりなる基板上に
第1の窒化物半導体を有し、該第1の窒化物半導体の上
にストライプ状であって、窒化物半導体と異なる保護膜
を有し、該第1の窒化物半導体及び保護膜の上に第2の
窒化物半導体を有し、前記オフアングルされた基板のス
テップに沿う方向(段差方向)は、該基板のA面に対し
て垂直であり、前記ストライプ状の保護膜は、前記オフ
アングルされた基板のステップに沿う方向(段差方向)
に対して平行であることを特徴とする窒化物半導体基
板。
1. A step-shaped off-angle ,
The off-angle of the off-angle is 0.10 ° or more, 0.20 °
A first nitride semiconductor is provided on a substrate made of a material different from the following nitride semiconductor, and a stripe-shaped protective film different from the nitride semiconductor is provided on the first nitride semiconductor. A second nitride semiconductor is provided on the first nitride semiconductor and the protective film, and a direction (step direction) along the step of the off-angled substrate is perpendicular to the A surface of the substrate. And the stripe-shaped protective film is in a direction (step direction) along the step of the off-angled substrate.
A nitride semiconductor substrate which is parallel to the.
【請求項2】 前記第1の窒化物半導体の膜厚は1.5
μm以上、6μm以下とし、第2の窒化物半導体の膜厚
は5μm以上、20μm以下とすることを特徴とする請
求項1に記載の窒化物半導体基板。
2. The film thickness of the first nitride semiconductor is 1.5.
The nitride semiconductor substrate according to claim 1, wherein the second nitride semiconductor has a thickness of 5 μm or more and 6 μm or less and a film thickness of the second nitride semiconductor is 5 μm or more and 20 μm or less.
【請求項3】 ステップ状にオフアングルされており、
窒化物半導体と異なる材料よりなる基板上に、膜厚が
1.5μm以上、6μm以下である第1の窒化物半導体
を有し、該第1の窒化物半導体の上にストライプ状であ
って、窒化物半導体と異なる保護膜を有し、該第1の窒
化物半導体及び保護膜の上に膜厚が5μm以上、20μ
m以下である第2の窒化物半導体を有し、前記オフアン
グルされた基板のステップに沿う方向(段差方向)は、
該基板のA面に対して垂直であり、前記ストライプ状の
保護膜は、前記オフアングルされた基板のステップに沿
う方向(段差方向)に対して平行であることを特徴とす
る窒化物半導体基板。
3. A step-shaped off-angle ,
On a substrate made of a material different from the nitride semiconductor , the film thickness is
A first nitride semiconductor having a thickness of 1.5 μm or more and 6 μm or less, a stripe-shaped protective film different from the nitride semiconductor on the first nitride semiconductor, and The film thickness is 5 μm or more, 20 μ or more on the nitride semiconductor and the protective film.
a second nitride semiconductor having a thickness of m or less, and a direction (step direction) along the step of the off-angled substrate is
A nitride semiconductor substrate, which is perpendicular to the surface A of the substrate and in which the stripe-shaped protective film is parallel to a direction (step direction) along a step of the off-angled substrate. .
【請求項4】 前記保護膜のストライプは、保護膜の露
出部分の幅を10μm以下とすることを特徴とする請求
項1又は3に記載の窒化物半導体基板。
4. The stripe of the protective film is the dew of the protective film.
The width of the protruding portion is set to 10 μm or less.
Item 5. A nitride semiconductor substrate according to item 1 or 3.
【請求項5】 前記保護膜の露出部分の幅(WW)と保
護膜の幅(WS)の比であるWS/WWは、1より大き
く20以下とすることを特徴とする請求項4に記載の窒
化物半導体基板。
5. The width (WW) of the exposed portion of the protective film and the protection
WS / WW, which is the ratio of the protective film width (WS), is greater than 1.
It is 20 or less.
Semiconductor substrate.
【請求項6】 前記窒化物半導体と異なる材料よりなる
基板は、サファイア、スピネル、SiC(6H、4Hを
含む。)、GaAs、Si、ZnOからなる群より選ば
れた材料からなる基板であることを特徴とする請求項1
乃至5のいずれかに記載の窒化物半導体基板。
6. A material different from that of the nitride semiconductor
Substrates are sapphire, spinel, SiC (6H, 4H
Including. ), GaAs, Si, ZnO
2. A substrate made of a selected material.
6. The nitride semiconductor substrate according to any one of 5 to 5.
【請求項7】 前記請求項1から請求項6のいずれかに
記載の窒化物半導体基板の面上に、素子構造が積層され
てなることを特徴とする窒化物半導体素子。
7. A nitride semiconductor device, wherein an element structure is laminated on the surface of the nitride semiconductor substrate according to any one of claims 1 to 6.
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