專利名稱：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種諸如氮化物半導(dǎo)體激光器件的半導(dǎo)體器件，以及制造這 種半導(dǎo)體器件的方法。
背景技術(shù)：
與AlGalnAs基和AlGalnP基半導(dǎo)體相比，諸如GaN、 AlGaN、 GalnN、 AlGalnN的氮化物半導(dǎo)體，及其混合晶體具有帶隙Eg較大的特點(diǎn)，并且是 直接躍遷半導(dǎo)體材料。對(duì)于半導(dǎo)體發(fā)光器件而言，例如發(fā)光范圍在紫外線到 綠光的短波長(zhǎng)范圍的半導(dǎo)體激光器和覆蓋從紫外線到紅光的寬發(fā)光波長(zhǎng)范 圍的發(fā)光二極管，這些屬性使得氮化物半導(dǎo)體成為了具有吸引力的材料。因 此，人們認(rèn)為氮化物半導(dǎo)體將在高密度光盤和全色顯示器到環(huán)境和醫(yī)療領(lǐng)域 的方面獲得廣泛的應(yīng)用。而且，氮化物半導(dǎo)體比GaAs基半導(dǎo)體以及其他半導(dǎo)體具有更高的導(dǎo)熱 系數(shù)，因此預(yù)計(jì)在高溫、高輸出功率器件方面將獲得廣泛應(yīng)用。此外，氮化 物半導(dǎo)體不要求使用與AlGaAs基半導(dǎo)體中的砷(As)、 ZnCdSSe基半導(dǎo)體中 的鎘相對(duì)應(yīng)的材料，或用于它們的諸如砷化三氫(AsH3)的源材料，因此預(yù) 期屬于環(huán)?；衔锇雽?dǎo)體材料。對(duì)于氮化物半導(dǎo)體而言， 一個(gè)傳統(tǒng)的問(wèn)題在于以氮化物半導(dǎo)體激光器 件為例，在制造氮化物半導(dǎo)體器件的過(guò)程中，成品率，即正常工作的氮化物 半導(dǎo)體激光器件的數(shù)量與在單個(gè)晶片上生產(chǎn)的器件總量的比值，極低。原因如下所述。為了將同一晶片上制造的各個(gè)氮化物半導(dǎo)體激光器件相 互分離，首先，將晶片沿垂直于氮化物半導(dǎo)體激光器件的諧振腔的方向劈開， 從而將所述晶片分成長(zhǎng)條，諧振腔的端面形成于劈開表面處。接下來(lái)，為了 進(jìn)一步將現(xiàn)在共在條狀氮化物半導(dǎo)體襯底上的各個(gè)氮化物半導(dǎo)體激光器件 分離，就要沿平行于諧振腔的方向劈裂所生成的長(zhǎng)條。這里，在將晶片分成長(zhǎng)條時(shí)，如果氮化物半導(dǎo)體襯底是由諸如n型GaN的氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的， 那么氮化物半導(dǎo)體襯底和位于其上的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層在垂直于諧振腔 的方向具有劈開面，因此易于劈開。但是，由于由諸如n型GaN的氮化物半導(dǎo)體構(gòu)成的氮化物半導(dǎo)體村底 具有六方晶體結(jié)構(gòu)，在平行于諧振腔的方向不具有劈開面，因此，難以將所 述長(zhǎng)條進(jìn)一步分成獨(dú)立的氮化物半導(dǎo)體激光器件。因此，這里的拆分會(huì)導(dǎo)致 剝落和斷裂，以及沿非預(yù)期的方向劈開，這些會(huì)導(dǎo)致低成品率。根據(jù)針對(duì)這一問(wèn)題提供的傳統(tǒng)解決方案，在氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層覆蓋了 襯底頂部之后，采用劃片機(jī)從氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層的表面至襯底厚度的一半 刻槽，之后打磨襯底使之變薄，接下來(lái)，在利用劃片機(jī)形成的溝槽表面上畫 上劃線，最后，在襯底上施加一負(fù)載。這有助于以優(yōu)良的成品率彼此分離各 個(gè)氮^i物半導(dǎo)體;敫光器4牛(參見Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-315646)。低成品率的另 一個(gè)原因在于裂紋的產(chǎn)生。此類裂紋可能起源于覆蓋村底 頂部的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層。特別是，在制造氮化物半導(dǎo)體激光器件時(shí)，在 襯底頂部覆蓋氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層，并且這一氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層是由不同 類型的膜組成的，例如GaN、 AlGaN和InGaN膜。這里，形成氮化物半導(dǎo) 體生長(zhǎng)層的不同膜具有不同的晶格常數(shù)，從而引起晶格失配，導(dǎo)致裂紋的產(chǎn) 生。為了避免這種情況，根據(jù)一種傳統(tǒng)的推薦方法，采用一種經(jīng)過(guò)處理后的 襯底，并且，在其頂部形成氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層后，在氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層 的表面上形成凹陷，而不是對(duì)表面進(jìn)行平坦化。這有助于減少裂紋(參見 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-246698 )。例如，通過(guò)采用這 種方法，有可能減少由形成于襯底頂部構(gòu)成氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層的各個(gè)膜之 間的晶格常數(shù)失配引起的裂紋。在采用上述Japanese Patent Application Laid-Open No.2002-246698 (曰本 專利申請(qǐng)公開No.2002-246698 )中公開的技術(shù)制造制造氮化物半導(dǎo)體激光器 件時(shí)，作為例子，氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層的構(gòu)造可以如圖19所示。具體來(lái)講，在由經(jīng)過(guò)蝕刻的n型GaN襯底或類似材料形成的，已處理 襯底10(參見圖18a和18b)的表面上，形成氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11,例如， 氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11可以由按照指定順序疊置的下述各層構(gòu)成l.O)Lim 厚的n型GaN層100; 1.5 p m厚的n型Al0.062Ga0.938N第一覆層(clad layer) 101; 0,2 u m厚的n型Alo.,Ga。.9N第二覆層102; 0.1 ja m厚的n型AI0.062Gao.938N 第三覆層103; 0.1 jam厚的n型GaN波導(dǎo)層104;由三個(gè)4nm厚的InGaN 阱層和四個(gè)8nm厚的GaN阻擋層構(gòu)成的多量子阱有源層105; 20nm厚的p 型Al0.3Ga0.7N防蒸發(fā)層(evaporation prevention layer) 106; 0.05 ju m厚的p 型GaN波導(dǎo)層107; 0.5 |a m厚的p型Ala。62Gao.938N覆層108;以及0.1 |u m 厚的p型GaN接觸層109。多量子阱有源層105具有按如下順序淀積的層 阻擋層，阱層、阻擋層、阱層、阻擋層、阱層和阻擋層。在晶體學(xué)中，慣例是在指示一晶面或晶向的指數(shù)為負(fù)時(shí)，在其絕對(duì)值 之上加一橫線來(lái)表示這一指數(shù)。在下述說(shuō)明中，由于無(wú)法采用這種指數(shù)，所 示采用減號(hào)"-"表示負(fù)指數(shù)，其后跟有所述指數(shù)的絕對(duì)值。在本說(shuō)明書中，"不同襯底，，表示由氮化物半導(dǎo)體形成的襯底以外的襯 底。不同襯底的例子包括藍(lán)寶石村底、SiC襯底和GaAs襯底。"已處理襯底"表示具有刻槽區(qū)域和隆脊的襯底，該刻槽區(qū)域和隆脊形 成在氮化物半導(dǎo)體村底的表面上或在氮化物半導(dǎo)體襯底或不同襯底的表面 上淀積的氮化物半導(dǎo)體薄膜的表面上。在下述說(shuō)明中，把按順序疊置摻Mg 層，即p型Alo.3Ga。.7N防蒸發(fā)層106、p型GaN波導(dǎo)層107、p型Alo^Gao^N 覆層108和p型GaN接觸層109而形成的層稱為"p層"。在已處理襯底10的已處理表面上，通過(guò)MOCVD (金屬有機(jī)化學(xué)氣相 淀積)淀積氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11，以形成在氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的表 面上具有凹陷的氮化物半導(dǎo)體晶片，如圖18a和18b所示。在圖18a和18b 中，統(tǒng)一表示平面耳又向。在圖18b中，采用n型GaN襯底作為襯底10，并通過(guò)諸如RIB (反應(yīng) 離子蝕刻)的干法蝕刻沿[1-100]方向形成條狀刻槽區(qū)域16和隆脊19。刻槽 區(qū)域?yàn)?nm寬，3]am深，兩個(gè)相鄰刻槽區(qū)域之間的距離為15pm。在經(jīng) 過(guò)如此蝕刻的襯底10的頂部，通過(guò)諸如MOCVD的生長(zhǎng)方法制作結(jié)構(gòu)如圖 19所示的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11。4旦是，令人失望的是，在采用如Japanese Patent Application Laid-Open No.2002-246698中公開的技術(shù)、以n型GaN襯底作為襯底10、通過(guò)MOCVD 或類似的方法在這一n型GaN襯底上外延生長(zhǎng)的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11來(lái) 制造氮化物半導(dǎo)體激光器件時(shí)，確實(shí)可以減少裂紋，但是無(wú)法顯著提高成品
率。具體來(lái)講，通過(guò)如Japanese Patent Application Laid-Open No.2002-246698公開的技術(shù)制造了多個(gè)氮化物半導(dǎo)體激光器件，從中隨機(jī)抽取100個(gè)，沿水 平和垂直方向測(cè)量其FFP (遠(yuǎn)場(chǎng)圖案)的FWHM (半最大值全寬)。這里， 認(rèn)為所表現(xiàn)出的FFP的FWHM在其設(shè)計(jì)值的± r的范圍內(nèi)的氮化物半導(dǎo)體 激光器件是可以接受的。結(jié)果，所表現(xiàn)出的FFP的FWHM達(dá)到要求的氮化 物半導(dǎo)體激光器件的數(shù)目為30個(gè)，成品率非常低。這是因?yàn)樵诘锇雽?dǎo)體生長(zhǎng)層11上留下凹陷降低了膜的平整度。降 低的平整度導(dǎo)致氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11內(nèi)的各層厚度發(fā)生變化，從而導(dǎo)致 氮化物半導(dǎo)體激光器件的特性隨著個(gè)體的不同而變化，進(jìn)而減少了特性落在 要求范圍內(nèi)的器件數(shù)目。因此，要想提高成品率，不僅要減少裂紋，還要提 高膜的平整度。另外，還對(duì)如圖18a、 18b和圖19所示形成的氮化物半導(dǎo)體晶片表面內(nèi) 的表面平整度進(jìn)行了測(cè)量。沿[1-100]方向得到的表面平整度測(cè)量結(jié)果如圖20 所示。進(jìn)行測(cè)量的條件如下測(cè)量長(zhǎng)度600 pm;測(cè)量時(shí)間3s;:探針壓力 30mg;水平分辨率ljum/樣品。/人圖20中的曲線上，可以發(fā)現(xiàn)在600nm 寬的區(qū)域內(nèi)，所測(cè)得的表面最高部分和最低部分之間的高度差值為200nm。如圖18b所示，這一平整度差的原因在于布置在襯底10頂部的氮化 物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的各層厚度隨著晶片上的位置不同而變化。因此，根據(jù) 晶片表面上制作氮化物半導(dǎo)體激光器件的位置不同，氮化物半導(dǎo)體激光器件 的特性將發(fā)生極大的變化，而且，對(duì)氮化物半導(dǎo)體激光器件的特性具有極大 影響的摻Mg p層的厚度(對(duì)應(yīng)于作為如圖19所示的從p型Alo.3GaQ.7N防蒸 發(fā)層106到p型GaN接觸層109布置的p型層的總和)在襯底表面內(nèi)隨著 位置的不同變化極大。在形成作為電流限制結(jié)構(gòu)的隆脊結(jié)構(gòu)后，保留呈2 n m寬的帶狀的隆脊， 并采用ICP (感應(yīng)耦合等離子體)設(shè)備或類似設(shè)備，通過(guò)干法蝕刻去除其余 部分。因此，如果在蝕刻之前，p層厚度隨晶片表面內(nèi)位置的不同而變化， 那么在蝕刻之后，對(duì)氮化物半導(dǎo)體激光器件的特性影響最為顯著的剩余p層 的厚度就會(huì)隨著晶片表面內(nèi)位置的不同而變化。結(jié)果，不僅氮化物半導(dǎo)體激 光器件的層厚度隨著個(gè)體的不同而變化，甚至在同一個(gè)氮化物半導(dǎo)體激光器 件當(dāng)中，某些部位的剩余p層厚度幾乎為零，而在其他部分則相當(dāng)大。剩余 p層的厚度差異影響著氮化物半導(dǎo)體激光器件的激光發(fā)射壽命，以及如上所
述的，諸如FFP的FWHM的特性。層厚度在晶片表面內(nèi)的大分布范圍被認(rèn)為是由如下原因?qū)е碌脑诎?氮化物半導(dǎo)體襯底的已處理襯底上的隆脊處通過(guò)外延生長(zhǎng)獲得的膜的生長(zhǎng) 速度，在刻槽區(qū)域的影響下，將發(fā)生變化，從而導(dǎo)致晶片表面內(nèi)生長(zhǎng)速率不均。具體來(lái)講，如圖21a所示，在從具有形成于其上的刻槽區(qū)域16的襯底 10的表面上開始外延生長(zhǎng)時(shí)，在生長(zhǎng)的最初階段，將生長(zhǎng)于刻槽區(qū)域16的 底面部分124以及側(cè)面部分126的氮化物半導(dǎo)體薄膜部分稱為刻槽區(qū)域生長(zhǎng) 部分122,所述刻槽生長(zhǎng)部分122僅對(duì)刻槽區(qū)域16進(jìn)行了部分填充。在這一 階段，將生長(zhǎng)于隆脊19的頂面部分123的表面的氮化物半導(dǎo)體薄膜的部分 稱為頂面生長(zhǎng)部分121,在其生長(zhǎng)時(shí)，氮化物半導(dǎo)體薄膜的表面保持平坦。在氮化物半導(dǎo)體薄膜的外延生長(zhǎng)從如圖21a所示的上述階段進(jìn)入如圖 21b所示的階段后，刻槽區(qū)域生長(zhǎng)部分122,即生長(zhǎng)于刻槽區(qū)域16的底面部 分124和側(cè)面部分126的氮化物半導(dǎo)體薄膜的部分，幾乎徹底填充了刻槽區(qū) 域16，這時(shí)，這些部分通過(guò)生長(zhǎng)部分125連接至頂面生長(zhǎng)部分121,即生長(zhǎng) 于隆脊19的頂面部分123的表面上的氮化物半導(dǎo)體薄膜部分。在這一階段， 使已經(jīng)附著于生長(zhǎng)在隆脊19的頂面部分123的氮化物半導(dǎo)體薄膜表面的源 材料原子和分子(例如Ga原子)憑借熱能遷移或移動(dòng)至生長(zhǎng)部分125和刻 槽區(qū)域生長(zhǎng)部分122中。在晶片表面內(nèi)，這種原子和分子的遷移運(yùn)動(dòng)發(fā)生得 極為不均勻，而且，在晶片表面內(nèi)遷移距離也不等。結(jié)果，如圖21b所示， 降低了頂面生長(zhǎng)部分121的平坦度。在諸如晶片表面內(nèi)斜角(off-angle)分布和晶片表面內(nèi)襯底曲率分布的 氮化物半導(dǎo)體襯底自身不均勻性的影響下，襯底表面內(nèi)外延生長(zhǎng)速度的不均 勻性的影響下，襯底表面內(nèi)刻槽工藝的不均勻性以及其他因素的影響下，氮 化物半導(dǎo)體薄膜沿[1-100]方向的平坦度也被降低了。具體來(lái)講，在[I-IOO] 方向上，填滿刻槽區(qū)域16所需的時(shí)間不等，因此，在較早填滿的位置，形 成氮化物半導(dǎo)體薄膜的源材料的原子和分子從隆脊19的頂面生長(zhǎng)部分121 遷移或移動(dòng)至生長(zhǎng)部分125或刻槽區(qū)域生長(zhǎng)部分122當(dāng)中。因此，那些原子 和分子遷移到哪里，哪里就需要更多的時(shí)間形成氮化物半導(dǎo)體薄膜，從而導(dǎo) 致在刻槽區(qū)域16中形成的氮化物半導(dǎo)體薄膜變厚。另一方面，在未徹底填 充刻槽區(qū)域16的位置，沒(méi)有任何形成氮化物半導(dǎo)體薄膜的源材料原子和分
子從隆脊19的頂面生長(zhǎng)部分121移動(dòng)至刻槽區(qū)域16;即4吏存在這種移動(dòng)， 也只需更少的時(shí)間來(lái)形成氮化物半導(dǎo)體薄膜。因此，在刻槽區(qū)域16中形成 的氮化物半導(dǎo)體薄膜比更早填滿刻槽區(qū)域16的位置的氮化物半導(dǎo)體薄膜薄。在所謂的供給控制狀態(tài)中，即生長(zhǎng)速率受到提供給晶片表面的原子和分 子通量等控制的狀態(tài)，如果形成氮化物半導(dǎo)體薄膜的源材料的原子和分子遷 移或流動(dòng)至刻槽區(qū)域16當(dāng)中，由于提供給整個(gè)晶片表面的源材料原子和分 子通量是固定的，那么在隆脊19的頂面部分123上生長(zhǎng)的氮化物半導(dǎo)體薄 膜，即頂面生長(zhǎng)部分121將變薄。否則，即，如果沒(méi)有任何形成氮化物半導(dǎo) 體薄膜的源材料原子或分子遷移或者說(shuō)流動(dòng)至刻槽區(qū)域16中，那么在隆脊 19的頂面部分123上生長(zhǎng)的氮化物半導(dǎo)體薄膜，即頂面生長(zhǎng)部分121將變厚。結(jié)果，位于隆脊19的頂面部分123上的頂面生長(zhǎng)部分121的厚度在晶 片平面內(nèi)變化，從而降低了氮化物半導(dǎo)體薄膜的表面平坦度。因此，要想提 高平坦度，必須抑制形成氮化物半導(dǎo)體薄膜的源材料原子和分子從隆脊19 的頂面生長(zhǎng)部分121遷移或移動(dòng)至生長(zhǎng)部分125或刻槽區(qū)域生長(zhǎng)部分122而 形成氮化物半導(dǎo)體薄膜。而且，已纟至發(fā)王見，在通過(guò)Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-246698中公開的上述技術(shù)制造半導(dǎo)體激光器件時(shí)，如果在氮化物半導(dǎo) 體生長(zhǎng)層11表面上的凹陷中形成電極，在凹陷中將產(chǎn)生電流泄漏通道，因 此無(wú)法獲得正常的I-V特性。通常，在凹陷上形成諸如Si02的絕緣膜，再在 其上形成電極。但是，這里所存在的凹陷導(dǎo)致形成于表面的絕緣膜不均勻， 從而遺留大量的細(xì)小裂紋，非常薄的區(qū)域，以及小孔(坑)等。因此，電流 通過(guò)所形成的絕緣膜的非均勻部分泄漏。另一方面,還發(fā)現(xiàn),在對(duì)尋通過(guò)Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-315646中公開的上述技術(shù)制造的各個(gè)氮化物半導(dǎo)體激光器件彼此分離 時(shí)，由于是在氮化物半導(dǎo)體襯底的頂部淀積完氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層之后才通 過(guò)劃片機(jī)形成凹槽，因此，可能從內(nèi)部損壞氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層，從而劣化 了氮化物半導(dǎo)體激光器件的特性。發(fā)明內(nèi)容鑒于上面討論的通常遇到的問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種半導(dǎo) 體器件及其制造方法，其中，在通過(guò)在表面的至少一部分上具有氮化物半導(dǎo)
體層的襯底上布置氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層的方法制造諸如氮化物半導(dǎo)體激光器件的半導(dǎo)體器件時(shí)，可以防止裂紋的產(chǎn)生，而且，通過(guò)抑制由形成氮化物 半導(dǎo)體薄膜的源材料原子和分子從隆脊表面上的頂面生長(zhǎng)部分遷移或移動(dòng)至刻槽區(qū)域而導(dǎo)致的氮化物半導(dǎo)體薄膜的形成的方法，形成了具有良好表面 平坦度的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層，從而消除了電流泄漏通道和損壞。要想實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法包括 第一步驟，在至少一部分表面為氮化物半導(dǎo)體的氮化物半導(dǎo)體襯底上，或在 通過(guò)在這樣的氮化物半導(dǎo)體村底上布置氮化物半導(dǎo)體薄膜而形成的襯底上， 形成作為至少一個(gè)凹陷部分的刻槽區(qū)域，和作為非刻槽區(qū)域的隆脊部分，從而形成已處理襯底；和第二步驟，在形成于已處理襯底上的刻槽區(qū)域和隆脊 部分的表面上布置由多個(gè)氮化物半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成的氮化物半導(dǎo)體層部分。這 里，在第一和第二步驟中，將沿垂直于凹陷部分的延伸方向切開的，凹陷部 分的截面部分和從隆脊部分的表面開始平行于隆脊部分的表面延伸的直線 所圍繞的區(qū)域的截面面積設(shè)為A，將布置在凹陷部分中的氮化物半導(dǎo)體薄膜 所覆蓋的截面面積設(shè)為B,那么表示凹陷部分中氮化物半導(dǎo)體薄膜的填充比 率的B/A為0.8或更低。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建"^義在第一步驟中，所形成的 刻槽區(qū)域的凹陷部分具有超過(guò)100ium的開口寬度，在第二步驟中，從隆脊 部分表面到氮化物半導(dǎo)體層部分表面的總厚度是凹陷部分深度的0.8倍或更 低。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第一步驟中，所形成的 刻槽區(qū)域的凹陷部分具有超過(guò)30jam的開口寬度，在第二步驟中，從隆脊部 分表面到氮化物半導(dǎo)體層部分表面的總厚度是凹陷部分深度的2倍或更低。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第一步驟中，所形成的 刻槽區(qū)域的凹陷部分具有大于等于2Mm,小于等于30nm的開口寬度，在 第二步驟中，從隆脊部分表面到氮化物半導(dǎo)體層部分表面的總厚度是凹陷部 分深度的3倍或更低。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議該方法進(jìn)一步包括第三 步驟，在布置于已處理襯底表面的、形成于第二步驟的氮化物半導(dǎo)體層部分 上形成電極焊盤，在電極焊盤上進(jìn)行引線接合，從而實(shí)現(xiàn)外部連接，進(jìn)而在 襯底上形成多個(gè)氮化物半導(dǎo)體器件。這里，在第三步驟中，在刻槽區(qū)域上不
形成電極焊盤。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第三步驟中，距離刻槽區(qū)域的邊緣5 |i m或5 ja m以上形成電極焊盤。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第一步驟中，隆脊部分 具有大于等于92ym，小于等于4mm的寬度。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在夾在兩個(gè)相鄰的刻槽區(qū) 域之間的隆脊部分中形成一個(gè)氮化物半導(dǎo)體器件，或多個(gè)氮化物半導(dǎo)體器 件。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在恰好位于已處理襯底的 刻槽區(qū)域下的氮化物半導(dǎo)體襯底部分的底部或頂面上進(jìn)行劃片，從而實(shí)現(xiàn)芯 片分離。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議該方法進(jìn)一步包括第四 步驟，氮化物半導(dǎo)體器件的刻槽區(qū)域的延伸方向?yàn)榈谝环较?，在垂直于所?第一方向的方向上劈裂已處理襯底，以形成每個(gè)在其上帶有多個(gè)氮化物半導(dǎo) 體器件的長(zhǎng)條；和第五步驟，在平行于第一方向的方向上分割長(zhǎng)條，將長(zhǎng)條 上的各個(gè)氮化物半導(dǎo)體器件分成獨(dú)立的芯片，從而實(shí)現(xiàn)芯片分離。這里，在 第五步驟中，在布置于刻槽區(qū)域上的氮化物半導(dǎo)體層部分的頂面上或在恰好 位于刻槽區(qū)域下的氮化物半導(dǎo)體襯底部分的底面上進(jìn)行劃片處理，之后，進(jìn) 行芯片分離，從而形成平行于第一方向的劃線。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議所述方法包括所述第四和 第五步驟，并且，在第五步驟中，在布置于刻槽區(qū)域上的氮化物半導(dǎo)體層部 分的頂面上或在恰好位于刻槽區(qū)域下的氮化物半導(dǎo)體襯底部分的底面上，以 及在布置于隆脊部分上的氮化物半導(dǎo)體層部分的頂面上或在恰好位于隆脊 部分下的氮化物半導(dǎo)體襯底部分的底面上進(jìn)行劃片處理，從而實(shí)現(xiàn)芯片分 離。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議所述方法包括第四和第五 步驟，并且，在第五步驟中，以從每個(gè)長(zhǎng)條的一端到另一端的實(shí)線的形式形 成劃線。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議所述方法包括第四和第五 步驟，并且，在第五步驟中，在每個(gè)長(zhǎng)條的一部分上形成實(shí)線形的劃線。 在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議所述方法包括第四和第五 步驟，并且，在第五步驟中，以/人每個(gè)長(zhǎng)條的一端到另一端的虛線的形式形成劃線。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議所述方法包括第四和第五 步驟，并且，在第五步驟中，在沿垂直于第一方向形成的邊緣在邊緣部分中 形成劃線。按照本發(fā)明，通過(guò)上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中的一種制作氮化物半導(dǎo)體器件。做為選擇，根據(jù)本發(fā)明，制造半導(dǎo)體器件的方法包括第一 步驟，在至少 一部分表面內(nèi)具有氮化物半導(dǎo)體層的村底上形成作為至少 一個(gè) 凹陷部分形成的刻槽區(qū)域和作為非刻槽區(qū)域形成的隆脊部分，以此形成已處 理襯底。這里，所述方法進(jìn)一步包括第二步驟，沿形成于已處理襯底上的 隆脊的兩個(gè)邊緣形成作為升高部分的流入阻擋壁；和第三步驟，在形成于已 處理襯底上、帶有形成于第二步驟的流入阻擋壁的刻槽部分和隆脊部分的表 面上形成包含至少一種氮化物半導(dǎo)體薄膜的氮化物半導(dǎo)體層部分，從而在沿 隆脊部分的兩邊形成的流入阻擋壁上形成氮化物半導(dǎo)體層部分，由此形成升 高的流入阻擋部分，從而與布置在隆脊部分的表面上的氮化物半導(dǎo)體層部分 的平坦部分存在一高度差。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第三步驟中形成氮化物 半導(dǎo)體層部分時(shí)，不徹底填充作為刻槽區(qū)域的凹陷部分。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第二步驟中，由Si02、 A1203、 Ti02、 ZrO和W中的一種形成流入阻擋壁。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第二步驟中形成流入阻 擋壁時(shí)，使流入阻擋壁在垂直于自身，并由此垂直于隆脊部分的表面的方向 上具有大于等于50nm,小于等于3jam的厚度。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第二步驟中形成流入阻 擋壁時(shí)，使流入阻擋壁在垂直于流入阻擋壁長(zhǎng)度方向的方向上具有大于等于 ljum，小于等于25iim的寬度。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議該方法進(jìn)一步包括第四 步驟，在布置于已處理襯底表面的，具有形成于第三步驟的流入阻擋壁的氮 化物半導(dǎo)體層部分上形成電極焊盤，在電極焊盤上進(jìn)行引線接合，從而實(shí)現(xiàn) 外部連接，進(jìn)而在襯底上形成多個(gè)氮化物半導(dǎo)體器件。這里，在第四步驟中， 在刻槽區(qū)域上不形成電極焊盤。 做為選擇，根據(jù)本發(fā)明，制造半導(dǎo)體器件的方法包括第一步驟，在至 少一部分表面內(nèi)具有氮化物半導(dǎo)體層的襯底上形成作為至少一個(gè)凹陷部分形成的刻槽區(qū)域和作為非刻槽區(qū)域形成的隆脊部分，以此形成已處理襯底；第二步驟，在形成于已處理襯底上的刻槽區(qū)域和隆脊部分的表面上形成至少 由一種氮化物半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成的氮化物半導(dǎo)體層部分。這里，在第二步驟中， 使布置在接近刻槽區(qū)域的隆脊部分的兩個(gè)邊緣上的氮化物半導(dǎo)體層部分的 厚度大于在隆脊部分的兩個(gè)邊緣以外布置的氮化物半導(dǎo)體層部分的厚度，前 者是從隆脊部分的表面至氮化物半導(dǎo)體層部分的表面測(cè)得的，后者也是從隆 脊部分的表面到氮化物半導(dǎo)體層部分的表面測(cè)得的，從而形成從布置在除隆 脊部分的兩個(gè)邊緣部分以外的區(qū)域表面的氮化物半導(dǎo)體層部分的平面部分 升高的流入阻擋部分。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第二步驟中形成氮化物 半導(dǎo)體層部分時(shí)，不徹底填充作為刻槽區(qū)域的凹陷部分。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第二步驟中，使布置于升高的流入阻擋部分的高度差值為150nm或更大。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第二步驟中，與已處理 襯底表面直接接觸的氮化物半導(dǎo)體薄膜為厚度小于等于0.5 Mm的GaN。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第二步驟中，與已處理 襯底表面直接接觸的氮化物半導(dǎo)體薄膜為AlGaN。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第二步驟中，與已處理 襯底表面直接接觸的氮化物半導(dǎo)體薄膜為GaN，并且，在將GaN布置在已 處理襯底表面時(shí)，已處理襯底表面的溫度為1025°C。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第二步驟中，與已處理 襯底表面直接接觸的氮化物半導(dǎo)體薄膜為GaN，并且，在布置GaN時(shí)，單 位時(shí)間內(nèi)提供包含氮原子作為V族元素的源材料的摩爾流速與單位時(shí)間內(nèi) 提供包含鎵作為III族元素的源材料的摩爾流速之間的比例為2000或更高。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第二步驟中，形成氮化 物半導(dǎo)體層部分的氮化物半導(dǎo)體薄膜包括Al含量為0.02的AlGaN層。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建"R該方法進(jìn)一步包括第四 步驟，在布置于已處理襯底表面的，形成于第二步驟的氮化物半導(dǎo)體層部分 上形成電極焊盤，在電極焊盤上進(jìn)行引線接合，從而實(shí)現(xiàn)外部連接，進(jìn)而在 襯底上形成多個(gè)氮化物半導(dǎo)體器件。這里，在第四步驟中，在刻槽區(qū)域上不 形成電極焊盤。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第四步驟中，距離刻槽區(qū)域的邊緣3 0 m m或3 0 |u m以上形成電極焊盤。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在夾在兩個(gè)相鄰的刻槽區(qū) 域之間的隆脊部分中形成一個(gè)氮化物半導(dǎo)體器件，或多個(gè)氮化物半導(dǎo)體器件。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在布置于刻槽區(qū)域上的氮 化物半導(dǎo)體層部分的頂面上或在恰好位于刻槽區(qū)域下的已處理襯底部分的 底面上進(jìn)行劃片處理，從而實(shí)現(xiàn)芯片分離。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第一步驟中形成作為凹 陷部分的刻槽區(qū)域時(shí)，使凹陷部分具有大于等于1 ium，小于等于20iLim的 深度。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第一步驟中形成作為凹 陷部分的刻槽區(qū)域時(shí)，使凹陷部分具有大于等于1 jim的開口寬度。利用上述方法中的任一種，都可能防止刻槽區(qū)域被氮化物半導(dǎo)體薄膜填 滿，防止氮化物半導(dǎo)體薄膜的不同部分在刻槽區(qū)域之上相遇，并形成空洞。在上述制造氮化物半導(dǎo)體器件的方法中，建議在第一步驟中形成作為凹 陷部分的刻槽區(qū)域時(shí)，使夾在兩個(gè)相鄰刻槽區(qū)域之間的隆脊部分具有大于等 于140iam，小于等于4mm的寬度。按照本發(fā)明，通過(guò)上述制造半導(dǎo)體器件的方法的一種制作半導(dǎo)體器件。


圖la是本發(fā)明的第一實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器件的示意性橫截面圖；圖1 b是本發(fā)明的第 一 實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器件的示意性頂視圖； 圖2a是具有形成于其上的具有長(zhǎng)方形截面形狀的刻槽區(qū)域的已處理襯底的示意性橫截面圖；圖2b是具有形成于其上的具有三角形和梯形截面形狀的刻槽區(qū)域的已處理襯底的示意性橫截面圖； 圖3a是本發(fā)明的第一實(shí)施例的已處理襯底的示意性頂視圖；圖3b是本發(fā)明的第一實(shí)施例的已處理襯底的示意性橫截面圖；圖4a是本發(fā)明的第一實(shí)施例中，氮化物半導(dǎo)體薄膜生長(zhǎng)的初始階段中，已處理襯底的示意性橫截面圖；圖4b是本發(fā)明的第一實(shí)施例中，氮化物半導(dǎo)體薄膜生長(zhǎng)的后期階段中，已處理襯底的示意性橫截面圖；圖5是本發(fā)明的第一實(shí)施例中填充度C與p層厚度的平均偏差(J之間的關(guān)系圖；圖6a是本發(fā)明的第一實(shí)施例中，在刻槽區(qū)域由氮化物半導(dǎo)體薄膜填充 的狀態(tài)下，已處理一十底的示意性;鏡截面圖；圖6b是本發(fā)明的第一實(shí)施例中，在刻槽區(qū)域由氮化物半導(dǎo)體薄膜填充 的狀態(tài)下，已處理襯底的示意性橫截面圖；圖6c是本發(fā)明的第一實(shí)施例中，在刻槽區(qū)域中形成由氮化物半導(dǎo)體薄 膜圍繞的空洞的狀態(tài)下，已處理襯底的示意性橫截面圖；圖7a是本發(fā)明的第一實(shí)施例中，分成條狀的氮化物半導(dǎo)體襯底的局部 示意性頂4^L圖；圖7b是本發(fā)明的第一實(shí)施例中，分成條狀的氮化物半導(dǎo)體襯底的局部 示意性橫截面圖；圖8a是在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，說(shuō)明氮化物半導(dǎo)體激光器件上的芯 片分離位置的示意性頂視圖；圖8b是在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，說(shuō)明氮化物半導(dǎo)體激光器件上的芯 片分離位置的示意性橫截面圖；圖9是本發(fā)明的第一實(shí)施例中，分成分立芯片的氮化物半導(dǎo)體激光器件 的示意性橫截面圖；圖10a是在本發(fā)明的第一實(shí)施例的另一個(gè)實(shí)例中，說(shuō)明氮化物半導(dǎo)體激 光器件上的芯片分離位置的示意性頂視圖；圖10b是在本發(fā)明的第一實(shí)施例的另一個(gè)實(shí)例中，說(shuō)明氮化物半導(dǎo)體激 光器件上的芯片分離位置的示意性橫截面圖；圖11 a是本發(fā)明的第二實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器件的示意性橫截面圖；圖lib是本發(fā)明的第二實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器件的示意性頂視
圖；圖12a是本發(fā)明的第二實(shí)施例的已處理襯底的示意性頂視圖； 圖12b是本發(fā)明的第二實(shí)施例的已處理襯底的示意性橫截面圖；圖13是本發(fā)明的第二實(shí)施例中，具有在已處理襯底上生長(zhǎng)的氮化物半 導(dǎo)體薄膜的一部分晶片的示意性橫截面圖；圖14a是本發(fā)明的第二實(shí)施例中，在刻槽區(qū)域由氮化物半導(dǎo)體薄膜填充 的狀態(tài)下，已處理襯底的示意性橫截面圖；圖14b是本發(fā)明的第二實(shí)施例中，在刻槽區(qū)域中形成由氮化物半導(dǎo)體薄 膜圍繞的空洞的狀態(tài)下，已處理襯底的示意性橫截面圖；圖15a是本發(fā)明的第二實(shí)施例中，分成條狀的氮化物半導(dǎo)體^H"底的局部 示意性頂;視圖；圖15b是本發(fā)明的第二實(shí)施例中，分成條狀的氮化物半導(dǎo)體襯底的局部 示意性橫截面圖；圖16是本發(fā)明的第三實(shí)施例中，具有在已處理襯底上生長(zhǎng)的氮化物半 導(dǎo)體薄膜的晶片的局部示意性橫截面圖；圖17是高度差H與可接受的器件數(shù)目之間的關(guān)系圖； 圖18a是具有布置在已處理襯底頂部的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層的常規(guī)晶片 的示意性頂;魄圖；圖18b是具有布置在已處理襯底頂部的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層的常規(guī)晶片 的示意性4黃截面圖；圖19是氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層的示意性橫截面圖；圖20是具有布置在已處理襯底頂部的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層的常規(guī)晶片 上的表面高度差的測(cè)繪圖；圖21a是在氮化物半導(dǎo)體薄膜生長(zhǎng)的初始階段，常規(guī)的已處理襯底的示 意性一黃截面圖；以及圖21b是在氮化物半導(dǎo)體薄膜生長(zhǎng)的后期階段，常規(guī)的已處理襯底的示 意性一黃截面圖。
具體實(shí)施方式
首先，將對(duì)本說(shuō)明中使用的，表達(dá)關(guān)鍵原理的一些術(shù)語(yǔ)進(jìn)行定義。"刻 槽區(qū)域"表示在氮化物半導(dǎo)體襯底或不同襯底的表面上形成的條狀凹陷部
分，與圖2a和圖2b中所示的相類似。圖2a和圖2b是經(jīng)過(guò)刻槽處理，從而 在其上形成了刻槽區(qū)域16和隆脊19的襯底的示意性橫截面圖。此類刻槽區(qū) 域16的截面形狀未必一定是長(zhǎng)方形，還可以是如圖2b所示的三角形或梯形； 也就是說(shuō)只需對(duì)刻槽區(qū)域16進(jìn)行造型，使得在凹陷部分和升高部分之間產(chǎn) 生高度差即可。未必以單個(gè)凹陷部分來(lái)形成每個(gè)刻槽區(qū)域16,如后續(xù)說(shuō)明所 述，每個(gè)刻槽區(qū)域16可以由多個(gè)凹陷部分和夾在其間的窄平坦部分組成。同樣地，"隆脊"表示所形成地條狀升高部分。在圖2a和圖2b中，刻 槽區(qū)域16和隆脊19是按照沿 一個(gè)方向延伸的條狀圖案形成的。也可以按照 沿相互交叉的不同方向延伸的網(wǎng)格圖案形成刻槽區(qū)域16或隆脊19。在單個(gè) 襯底上，所形成的刻槽區(qū)域16可以具有不同的形狀，不同的深度或不同的 寬度。在單個(gè)襯底上可以不同的間隔形成刻槽區(qū)域16。"氮化物半導(dǎo)體襯底"表示由AlxGayInzN ()構(gòu)成的襯底。這里，在氮 化物半導(dǎo)體村底含有的氮元素中，約有10%或10。/。以下的氮元素可以;故As、 P或Sb元素置換(條件是襯底保持六方晶體結(jié)構(gòu))。而且，可以在氮化物半 導(dǎo)體襯底中摻雜Si、 O、 Cl、 S、 C、 Ge、 Zn、 Cd、 Mg或Be。在這些摻雜 材料中，Si、 O和Cl尤其適于n型氮化物半導(dǎo)體。適于用作氮化物半導(dǎo)體襯 底的主平面方向的是C平面{0011}、 A平面(ll-20)、 11平面{1-102}、 M平 面{1-100}或{1-101}平面。只要襯底主平面偏離那些晶體平面中的任何一個(gè) 的方向的角度小于或等于2，其表面形態(tài)就能夠令人滿意。第一實(shí)施例現(xiàn)在，將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施例予以說(shuō)明。本實(shí)施例涉及 作為氮化物半導(dǎo)體器件的實(shí)例的氮化物半導(dǎo)體激光器件。但是，應(yīng)當(dāng)理解的 是，本發(fā)明適于任何其他類型的氮化物半導(dǎo)體器件。圖la是本實(shí)施例的氮 化物半導(dǎo)體器件的示意性橫截面圖，圖lb是圖la的頂-〖見圖。圖3b是在本 發(fā)明的這一實(shí)施例中，未在已處理襯底10上生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體薄膜以前， 已處理襯底10的示意性橫截面圖，圖3a是圖3b的頂視圖。在這些圖形中， 統(tǒng)一表示平面方向。例如，通過(guò)在如圖3a和圖3b所示的已處理^)"底10之 上布置具有如圖19所示的結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層的方式，制造如圖la 和圖lb所示的氮化物半導(dǎo)體激光器件。通過(guò)在具有作為凹陷部分形成的刻槽區(qū)域16的已處理襯底IO上生長(zhǎng)氮
化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的方式，制造本實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器件。就 這一氮化物半導(dǎo)體激光器件而言，首先，將參照

如何制造已處理襯底10。在本實(shí)施例中，々支i殳采用n型GaN襯底作為已處理襯底10。首先在n型GaN襯底的整個(gè)表面上濺射淀積1 |a m厚的Si02膜或類似 物。接下來(lái)，通過(guò)普通光刻工藝，沿[1-100]方向形成條狀光刻膠圖案，使得 所述光刻膠圖案具有5 u m寬的開口 ，并且從某 一長(zhǎng)條沿[11 -20]方向的中心 至相鄰長(zhǎng)條中心的距離(下文中將這一距離稱為間距)為400|im。接下來(lái)， 通過(guò)諸如RIE (反應(yīng)離子蝕刻)的干法蝕刻技術(shù)，蝕刻Si02和n型GaN襯 底，從而形成具有5 Mm的刻槽深度Y和具有5 pm的開口寬度X的刻槽區(qū) 域16。此后，.采用HF (氫氟酸)或類似物作為蝕刻劑，去除Si02。采用這 種方法制造具有形成于其上的如圖3a和圖3b所示的刻槽區(qū)域16和隆脊19， 即非刻槽區(qū)域的已處理襯底10。氣相淀積上述Si02所采用的方法未必一定是濺射淀積，還可以是電子束 淀積、等離子體CVD等。光刻膠圖案的間距未必一定是如上所述的400 iam, 還可以發(fā)生變動(dòng)，以適合將要制造的氮化物半導(dǎo)體激光器件的寬度。在已處 理襯底10上形成刻槽區(qū)域16所采用的蝕刻方法可以是干法蝕刻或濕法蝕 刻?？梢酝ㄟ^(guò)如上所述直接在n型GaN襯底的表面上形成刻槽區(qū)域16的方 法，或者首先在n型GaN襯底的表面上生長(zhǎng)由GaN、InGaN、AlGaN、InAlGaN 等材料構(gòu)成的氮化物半導(dǎo)體薄膜，之后進(jìn)行刻槽的方法形成已處理襯底10。在如上所述制造的已處理襯底10上，適當(dāng)?shù)夭捎弥T如MOCVD的公知 技術(shù)，外延生長(zhǎng)如圖19所示的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11，以制造如圖la和圖 lb所示的氮化物半導(dǎo)體激光器件。因此，如圖la和圖lb所示的氮化物半導(dǎo)體激光器件具有氮化物半導(dǎo)體 生長(zhǎng)層11，所述氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11具有形成于已處理襯底IO之上的如 圖19所示的、按順序疊置的多個(gè)氮化物半導(dǎo)體薄膜，如上所述制造具有刻 槽區(qū)域16的已處理襯底10。而且，在氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的表面上，形 成充當(dāng)激光波導(dǎo)的激光條(laserstripe) 12和用于將激光條12夾在中間、并 用于電流限制的Si02膜13。在激光條12和Si02膜13的表面，形成p側(cè)電 極14。另一方面，在已處理村底10的底面上，形成n側(cè)電極15。此外，將 恰好位于激光條12之上的p側(cè)電極14的部分表面形成為升高條(elevated
在已處理襯底IO之上形成氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層ll之后，采用適當(dāng)?shù)墓?知技術(shù)，制造具有如上所述的隆脊結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體激光器件。因此，不 再就這方面予以詳細(xì)說(shuō)明。之后，將因在已處理襯底10 (晶片)之上布置氮 化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11而形成的多個(gè)氮化物半導(dǎo)體激光器件分成獨(dú)立的器件。 具體來(lái)講，首先，將晶片沿平行于[ll-20]方向(參見圖la和圖lb)劈裂， 以便將其分成如圖7a和圖7b所示的長(zhǎng)條，每個(gè)長(zhǎng)條具有多個(gè)氮化物半導(dǎo)體 激光器件。這里，在本實(shí)施例中，諧振腔長(zhǎng)度，即沿諧振腔方向(即[l-100] 方向)的長(zhǎng)度，為600jLim。但是，諧振腔長(zhǎng)度未必一定要等于所述值，諧 振腔長(zhǎng)度可以是優(yōu)選在300 ju m到1200 ju m范圍內(nèi)的任何偉。然々將如此劈 成的長(zhǎng)條分成芯片，從而使各個(gè)氮化物半導(dǎo)體激光器件彼此分離。稍后，將 對(duì)如何進(jìn)行芯片分離進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。按照上述說(shuō)明，制造如圖la和圖lb所示的氮化物半導(dǎo)體激光器件。這 里，將從激光條12中央到刻槽區(qū)域16邊緣的距離設(shè)為"d"。在本實(shí)施例中， 設(shè)d二40iam。應(yīng)當(dāng)注意，為了易于理解截面結(jié)構(gòu)，在生成圖la和圖lb所示 的氮化物半導(dǎo)體激光器件的截面時(shí)，進(jìn)行芯片分離的位置，與下文中詳細(xì)說(shuō) 明的實(shí)際進(jìn)行芯片分離所在的刻槽區(qū)域不同。在如圖la和圖lb所示的氮化物半導(dǎo)體激光器件中，p側(cè)電極14是由 Mo/Au、 Mo/Pt/Au、單個(gè)Au層等，從其更加接近氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的 一側(cè)開始形成的。在本實(shí)施例中，采用Si02膜13作為進(jìn)行電流限制的絕緣 膜。作為替換，可以采用ZrO、 Ti02等作為絕緣膜的材料。在這一氮化物半導(dǎo)體激光器件中，如何在刻槽區(qū)域16中生長(zhǎng)氮化物半 導(dǎo)體薄膜，和生長(zhǎng)在隆脊上的氮化物半導(dǎo)體薄膜的平坦度之間具有如下所述的相互關(guān)系。在具有形成于其上的刻槽區(qū)域的已處理村底20上開始外延生長(zhǎng)時(shí)，如 圖4a所示，生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體薄膜，作為位于隆脊的頂面部分23上的頂面 生長(zhǎng)部分21，和位于刻槽區(qū)域16的側(cè)面部分24和底面部分25上的刻槽區(qū) 域生長(zhǎng)部分22。設(shè)生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體薄膜之前，位于已處理襯底20上的刻 槽區(qū)域的開口寬度和深度分別為X和Y。此外，設(shè)從隆脊的頂面部分23的 表面開始平行于所述表面延伸的線形成了刻槽區(qū)域的邊界線26。這里，在刻 槽區(qū)域16中，設(shè)側(cè)面部分24，底面部分25和刻槽區(qū)域邊界線26所圍繞的 部分的截面面積為A。因此，截面面積A等于XxY。在外延生長(zhǎng)的初始階段，如圖4a所示，由生長(zhǎng)于隆脊的頂面部分23的 表面上的氮化物半導(dǎo)體薄膜形成的頂面生長(zhǎng)部分21與由生長(zhǎng)于刻槽區(qū)域16 的側(cè)面部分24和底面部分25上的氮化物半導(dǎo)體薄膜形成的刻槽區(qū)域生長(zhǎng)部 分22是分開的。隨著氮化物半導(dǎo)體薄膜生長(zhǎng)的進(jìn)行，如圖4b所示，生長(zhǎng)于 頂面部分23上的頂面生長(zhǎng)部分21，通過(guò)生長(zhǎng)部分27，連接至生長(zhǎng)于刻槽區(qū) 域16中的刻槽區(qū)域生長(zhǎng)部分22。這樣，設(shè)如此生長(zhǎng)在刻槽區(qū)域16中的刻槽 區(qū)域生長(zhǎng)部分22的截面面積為B,設(shè)截面面積B與上述截面面積A的比值 為C。采用這一比值表示氮化物半導(dǎo)體薄膜填充刻槽區(qū)域16的程度。例如，如圖6a所示，在刻槽區(qū)蜂16中布置氮化物半導(dǎo)體薄膜，直至后 者將前者徹底填充，而不管如此生長(zhǎng)的氮化物半導(dǎo)體薄膜的表面是否平整， 這時(shí)，認(rèn)為填充度C為100%。另一方面，如圖6b所示，如果刻槽區(qū)域沒(méi)有 被布置于其中的氮化物半導(dǎo)體薄膜(即刻槽區(qū)域生長(zhǎng)部分22)徹底填充，那 么就按照上述計(jì)算方法計(jì)算填充度C,即C=(B/A) x 100%。相反，如圖6c 所示，如果沿橫向生長(zhǎng)的頂面生長(zhǎng)部分21生長(zhǎng)很快，使得刻槽區(qū)域中仍然 保留空洞31，那么氮化物半導(dǎo)體薄膜(即頂面生長(zhǎng)部分21)的不同部分將 在那些空洞31之上相遇，結(jié)果，氮化物半導(dǎo)體薄膜的平坦度低劣，對(duì)減少 裂紋幾乎不起作用。因此，在本實(shí)施例中不考慮剛剛提及的例子。采用下述方式估算平坦度。通過(guò)在如圖la和圖lb所示的、具有形成于 其上的刻槽區(qū)域16的已處理襯底10上布置由多個(gè)氮化物半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成的 氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的方法制造晶片，在進(jìn)行蝕刻以形成隆脊結(jié)構(gòu)之前， 在光學(xué)干涉顯微鏡下觀察所得晶片，以測(cè)量p層厚度。采用晶片表面內(nèi)p層 厚度的變化作為平坦度的指標(biāo)。具體來(lái)講，假設(shè)p層厚度的設(shè)計(jì)值為0.670 H m，在晶片平面內(nèi)的20個(gè)點(diǎn)上測(cè)量p層厚度，計(jì)算如此獲得的測(cè)量結(jié)果的 平均偏差a 。這一平均偏差cj表示在所述20個(gè)點(diǎn)上測(cè)得的厚度之間的偏差 程度。平均偏差a越大，氮化物半導(dǎo)體激光器件的各種特性，例如FFP、閾 值電流、斜率效率等的變化越大。為了消除氮化物半導(dǎo)體激光器件之間的特 性差異，必須將所述平均偏差降低值0.01以下。順便提及，平均偏差a的計(jì) 算方法如下首先求得在20個(gè)點(diǎn)上測(cè)得的每個(gè)厚度值與20個(gè)測(cè)量值的平均 值之間的差，再將這些差值的絕對(duì)值相加求和，最后將所求得的和除以20。圖5示出了，在進(jìn)行蝕刻以形成隆脊結(jié)構(gòu)之前，氮化物半導(dǎo)體薄膜填充
刻槽區(qū)域16的填充度C與p層厚度的變化程度之間的關(guān)系。圖5中的曲線所示內(nèi)容如下。如果填充度大于80%,則p層厚度的平均偏差ci驟然增大； 如果填充度C小于等于80。/。，則p層厚度的平均偏差(T保持很小。例如，在 填充度為70%時(shí)制造氮化物半導(dǎo)體激光器件，那么p層厚度的平均偏差cj為 0.0034 iam，這是一個(gè)極佳的結(jié)果。例如，可以通過(guò)控制氮化物半導(dǎo)體薄膜總厚度的方法，或通過(guò)控制刻槽 區(qū)域16的開口寬度X和深度Y的方法將刻槽區(qū)域16的填充度降至80%或 80%以下。這里，氮化物半導(dǎo)體薄膜的總厚度(下文簡(jiǎn)稱總厚度)表示，在 具有形成于其上的刻槽區(qū)域16的已處理襯底10中，從未形成刻槽區(qū)域16 的部分的表面至按順序疊置各種氮化物半導(dǎo)體薄膜而形成的氮化物半導(dǎo)體 生長(zhǎng)層ll的表面的厚度。也就是說(shuō)，其表示，在形成激光條12 (參見圖la) 后，從已處理襯底10上未形成刻槽區(qū)域16的部分的表面到位于氮化物半導(dǎo) 體生長(zhǎng)層11上的激光條12的表面的厚度。這里，未包括Si02膜13和p側(cè) 電極14。要想獲得良好的膜平坦度，在刻槽區(qū)域16的開口寬度X大于100 )Lim 時(shí)，生長(zhǎng)于刻槽區(qū)域16的底面部分25上的刻槽區(qū)域生長(zhǎng)部分22以和生長(zhǎng) 于未形成刻槽區(qū)域的隆脊的頂面部分23的表面上的頂面生長(zhǎng)部分21相同的 生長(zhǎng)速度生長(zhǎng)，從而獲得與之相同的厚度。因此，當(dāng)總厚度是刻槽區(qū)域16 的深度Y的0.8倍或更低時(shí)，刻槽區(qū)域16的填充度C小于等于80%。當(dāng)刻槽區(qū)域16的開口寬度X大于等于2um,小于等于30Mm時(shí)，刻 槽區(qū)域16的開口窄，使得形成氮化物半導(dǎo)體薄膜的源材料原子和分子無(wú)法 充分進(jìn)入刻槽區(qū)域16。因此，生長(zhǎng)于底面部分25上的刻槽區(qū)域生長(zhǎng)部分22 的生長(zhǎng)速度低于生長(zhǎng)于未形成刻槽區(qū)域16處的隆脊的頂面部分23表面上的 頂面生長(zhǎng)部分21的生長(zhǎng)速度，因此前者厚度較后者小。因此，當(dāng)總厚度是 刻槽區(qū)域16的深度Y的3倍或更低時(shí)，刻槽區(qū)域16的填充度C小于等于 80%。當(dāng)刻槽區(qū)域16的開口寬度X大于30pm,小于等于100jum時(shí)，X值 落在上述兩個(gè)范圍之間，因此，當(dāng)總厚度為刻槽區(qū)域16的深度Y的兩倍或 更低時(shí)，刻槽區(qū)域16的填充度C小于等于80。/。。順便提及，如果刻槽區(qū)域 16的開口寬度X小于等于2jum，將出現(xiàn)如圖6c所示的不符要求的狀態(tài)。 因此，在本實(shí)施例中，設(shè)刻槽區(qū)域16的開口寬度X大于等于2jum。
所估算的還有，在其上形成有刻槽區(qū)域16的已處理襯底IO之上，按照 上述說(shuō)明布置由各種氮化物半導(dǎo)體薄膜組成的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11時(shí)所形成的裂紋。結(jié)果如下。當(dāng)填充度小于等于80%時(shí)，膜中的裂紋密度為0個(gè) 裂纟丈/cm2,當(dāng)填充度大于等于80%時(shí)，膜中的裂紋密度為3到4個(gè)裂紋/cm2, 當(dāng)填充度為100%時(shí)，膜中的裂紋密度約為10個(gè)裂玟/cm2。也就是說(shuō)，通過(guò) 降低填充度使之小于等于80%，有可能制造出p層厚度變化程度降低、氮化 物半導(dǎo)體薄膜平坦度良好、裂紋生成減少的氮化物半導(dǎo)體激光器件。之后，將如此制造出的氮化物半導(dǎo)體激光器件分成分離的芯片。在芯片 分離之前，首先劈裂晶片以形成諧振腔端面?，F(xiàn)在，將參照附圖對(duì)這一實(shí)施 方法予以說(shuō)明。圖7b示出了沿平行于[ll-20]方向(參見圖la和圖lb)的方 向劈裂的晶片的示意性橫截面圖的一部分，劈裂晶片的目的在于將其分成劈 裂表面形成有諧振腔端面的條，圖7a是其頂視圖。在其上形成有刻槽區(qū)域16的已處理襯底IO之上，形成氮化物半導(dǎo)體生 長(zhǎng)層ll，在其表面形成p側(cè)電極焊盤40和p側(cè)電極14 (參見圖la),每個(gè) p側(cè)電極焊盤40均由諸如SiCy莫13的絕緣膜構(gòu)成。在這些p側(cè)電極焊盤40 上進(jìn)行引線接合。P側(cè)電極焊盤40通常大約為100nm到liam厚。氮化物 半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11具有位于內(nèi)部的電流限制層，并且，在采用該層實(shí)現(xiàn)電流 限制的"嵌入式電流限制激光器，，中，每個(gè)p側(cè)電極焊盤40單獨(dú)由一p側(cè) 電極14構(gòu)成。此外，在p側(cè)電極焊盤40的表面上形成升高條18，在已處理 襯底10的底面上形成n側(cè)電極15。如圖7a所示，設(shè)p側(cè)電極焊盤40的兩 個(gè)邊緣和分別與p側(cè)電極焊盤40的那些邊緣相鄰的刻槽區(qū)域16的邊緣之間 的距離分別為M和N。如圖7a和圖7b所示，在刻槽區(qū)域16上未形成p側(cè)電極焊盤40。這是 因?yàn)?，由于氮化物半?dǎo)體生長(zhǎng)層11位于刻槽區(qū)域16之上的表面不平，在其 表面上形成諸如Si02的絕緣膜，將導(dǎo)致通過(guò)位錯(cuò)、孔洞、局部較薄部分等形 成的裂紋。與刻槽區(qū)域16之上的區(qū)域外的區(qū)域相比，這些區(qū)域表現(xiàn)出的電 絕緣性低，從而導(dǎo)致電流漏泄。此外，即使在刻槽區(qū)域16被徹底填充時(shí)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)可見的溝槽或凹陷， 在刻槽區(qū)域16被布置于其中的氮化物半導(dǎo)體薄膜逐漸填充的過(guò)程中，刻槽 區(qū)域16中的氮化物半導(dǎo)體薄膜也會(huì)產(chǎn)生缺陷、位錯(cuò)、裂紋等。因此，在位 于刻槽區(qū)域16之上的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的表面上形成Si02等將導(dǎo)致低
電絕緣性。因此，如果在刻槽區(qū)域16或凹陷上形成p側(cè)電極焊盤40,在那 些區(qū)域內(nèi)可能觀察到自發(fā)發(fā)射光。這一自發(fā)發(fā)射光是在泄漏電流流經(jīng)氮化物半導(dǎo)體激光器件時(shí)產(chǎn)生的。在距離刻槽區(qū)域16的邊緣大于等于5 iam處形成 p側(cè)電極焊盤40時(shí)，從激光條12 (參見圖la)區(qū)域以外的區(qū)域，觀察不到 自發(fā)發(fā)射光。因此，由刻槽區(qū)域16的邊緣到p側(cè)電極焊盤40的兩個(gè)邊緣之 間的距離M和N均優(yōu)選大于等于5|um。
本實(shí)施例涉及一種脊-條(ridge-stripe)型激光器，所述激光器通過(guò)諸 如Si02的絕緣膜實(shí)現(xiàn)了電流限制，也可以將本實(shí)施例應(yīng)用于其他類型的激光 器，例如在氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11內(nèi)具有電流限制層的VSIS (V-channeled substrate inner stripe， V形槽襯底內(nèi)部條)型激光器。在這種類型的激光器 中，在氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的表面上沒(méi)有用于進(jìn)行電流限制的絕緣膜， 并且p側(cè)電極焊盤40僅由p側(cè)電極14構(gòu)成。應(yīng)當(dāng)注意，在本說(shuō)明書中，電 極焊盤表示絕緣表面上的電極焊盤或電極自身。并且，在這種類型的激光器 中，在刻槽區(qū)域16中形成p側(cè)電極焊盤40時(shí)，如同在脊-條型激光器中一 樣，將流過(guò)大泄漏電流，從而降低了氮化物半導(dǎo)體激光器件的特性，導(dǎo)致其 無(wú)法激射。人們認(rèn)為這是由位于刻槽區(qū)域16上的電流限制層的結(jié)晶度劣化 導(dǎo)致的。因此，在VSIS型等激光器中，由刻槽區(qū)域16的邊緣到p側(cè)電極焊 盤40的兩個(gè)邊緣之間的距離M和N也優(yōu)選大于等于5 in m。
本實(shí)施例涉及一種結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，將n型GaN襯底用作已處理 襯底10，形成于氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的表面上的電極焊盤為p側(cè)電極焊 盤，但是，可以將本實(shí)施例應(yīng)用到任何其他結(jié)構(gòu)中；例如，可以將本實(shí)施例 應(yīng)用到具有如此構(gòu)造的氮化物半導(dǎo)體激光器件中由p型半導(dǎo)體材料形成已 處理襯底10，由n型氮化物半導(dǎo)體薄膜形成氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的表面， 在其表面形成的電極焊盤為n型電極焊盤。
在進(jìn)行《1線接合時(shí)，盡管位于引線頂端的球狀部分的直徑根據(jù)氮化物半 導(dǎo)體激光器件的結(jié)構(gòu)而定，但是其通常約為80jam,因此，p側(cè)電極焊盤40 的寬度必須大于等于80jam。因此，刻槽區(qū)域16的間距T需要滿足公式T > [刻槽區(qū)域16的開口寬度X(大于等于2 n m )+p側(cè)電極焊盤40的寬度(大 于等于80jum) + 10jum (從p側(cè)電極焊盤40的兩個(gè)邊^(qū)Ji」刻槽區(qū)域16的 邊緣的距離M和N的和的最小值)]。當(dāng)T大于4mm時(shí)，在所布置的氮化 物半導(dǎo)體薄膜中可能產(chǎn)生裂紋。因此，刻槽區(qū)域16的間距T優(yōu)選小于等于 4mm。因此，刻槽區(qū)域16的間距T優(yōu)選大于等于92|nm,小于等于4mm。將制作于已處理襯底IO表面的多個(gè)氮化物半導(dǎo)體激光器件分成如圖7a 和圖7b所示的長(zhǎng)條，之后，將其分成分立芯片。現(xiàn)在，將參照附圖對(duì)如何 進(jìn)行芯片分離予以說(shuō)明。在圖7b中，標(biāo)出了芯片分離位置41和42。在芯片分離位置41和42 處，從n側(cè)電極15—側(cè)，或從氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11 一側(cè)，采用金剛石筆 等進(jìn)行劃片處理。之后，將具有銳角刀刃的刀片置于被劃出的線(下文中稱 為劃線)上，通過(guò)斷裂設(shè)備在刀片上施加壓力，從而使長(zhǎng)條在壓力作用下劈 裂。劃線優(yōu)選沿刻槽區(qū)域的中央延伸。但是，在本實(shí)施例中，如上所述，刻 槽區(qū)域16的填充度C小于等于80°/。，因此，刻槽區(qū)域16沒(méi)有被徹底填充, 留有溝槽，其為芯片分離起著引導(dǎo)作用。因此，即使劃線偏離刻槽區(qū)域16 的中央，只要其在刻槽區(qū)域16內(nèi)延伸，就沒(méi)有剝落或沿非預(yù)期方向分離的 危險(xiǎn)。即使劃線在刻槽區(qū)域16外部延伸，在芯片分離的過(guò)程中，如果劈裂偏 離劃線，即沿非預(yù)期方向延伸， 一旦裂縫到達(dá)刻槽區(qū)域16，就會(huì)沿刻槽區(qū)域 16內(nèi)的溝槽延伸。從而使相鄰的氮化物半導(dǎo)體激光器件免于遭受破壞。我們 認(rèn)為，裂縫不會(huì)延伸至刻槽區(qū)域之外的原因在于布置在刻槽區(qū)域16中的氮 化物半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶度、平面取向和其他屬性均與生長(zhǎng)在非刻槽區(qū)域上的 平坦部分的氮化物半導(dǎo)體薄膜的相應(yīng)屬性不同。在本實(shí)施例中，如圖7a和圖7b所示，優(yōu)選在每個(gè)隆脊上，即位于兩個(gè) 相鄰刻槽區(qū)域之間的非刻槽區(qū)域上，制作一個(gè)氮化物半導(dǎo)體激光器件。但是， 也可能采取其他結(jié)構(gòu)，例如，在每個(gè)隆脊上，即位于兩個(gè)相鄰刻槽區(qū)域之間 的非刻槽區(qū)域上，制作兩個(gè)或兩個(gè)以上的氮化物半導(dǎo)體激光器器件。如圖8a和圖8b所示，可以在芯片分離位置52和53進(jìn)行劃片操作，但 是只能位于刻槽區(qū)域16的諧振腔端面?zhèn)冗叢糠种?，從而使劃線50僅形成于 所述邊緣部分當(dāng)中。也可以形成如虛線劃線51所示的劃線。即使在采用這 種方法進(jìn)行劃片操作時(shí)，也可能在良好的成品率下實(shí)現(xiàn)芯片分離?？梢孕纬?如實(shí)線(未示出)的劃線。通過(guò)如上述實(shí)現(xiàn)的芯片分離，獲得如圖9所示的獨(dú)立的氮化物半導(dǎo)體激 光器件。在本實(shí)施例中，采用位于刻槽區(qū)域16中的溝槽實(shí)施芯片分離，所 述溝槽是刻槽區(qū)域16未被布置于其中的氮化物半導(dǎo)體薄膜徹底填充的結(jié)果。
與在芯片分離步驟中新形成用于芯片分離的溝槽的常規(guī)方法相比，這種方法 減少了對(duì)氮化物半導(dǎo)體薄膜的損害，防止了氮化物半導(dǎo)體激光器件特性的下 降，允許在良好的成品率下進(jìn)行芯片分離。做為選擇,如圖10a和10b所示，可以通過(guò)形成兩個(gè)條形凹陷部分66, 之后，在兩個(gè)窄條所夾的平坦區(qū)域內(nèi)，對(duì)晶片的底面或氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層 11 (如圖la所示) 一側(cè)進(jìn)行劃片處理的方式進(jìn)行芯片分離。利用這一結(jié)構(gòu)， 在芯片分離的過(guò)程中，即使裂縫沿非預(yù)期方向延伸，位于兩側(cè)的凹陷部分66 也會(huì)防止裂縫延伸到其外部，從而使鄰近的氮化物半導(dǎo)體激光器件免受損 害。如此，在凹陷部分66所夾的、如圖10b中標(biāo)示的芯片分離位置60和61 的平坦區(qū)域內(nèi)進(jìn)行劃片操作，無(wú)需在凹陷部分66處進(jìn)行劃片操作，從而有 可能在良好的成品率下實(shí)施芯片分離。如10a所示，所形成的劃線可以是虛 線劃線62，僅在諧振腔端面?zhèn)冗叢糠诌M(jìn)行劃片處理而形成的劃線63，實(shí)線 劃線64，或留有未劃部分的實(shí)線劃線65。第二實(shí)施例接下來(lái)，將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施例予以說(shuō)明。本實(shí)施例以 及下文中實(shí)施例均涉及以氮化物半導(dǎo)體激光器件為例的半導(dǎo)體器件。但是， 應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明適用于任何其他種類的半導(dǎo)體器件。圖lla是本實(shí)施 例的半導(dǎo)體器件的示意性橫截面圖，圖llb是圖lla的頂視圖。圖12b是在 本發(fā)明的這一實(shí)施例中，未在已處理襯底IO上生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體薄膜之前， 已處理襯底10的示意性橫截面圖，圖12a是圖12b的頂浮見圖。在圖11a、llb、 12a和12b中，統(tǒng)一標(biāo)示晶面取向。在本實(shí)施例的氮化物半導(dǎo)體激光器件中，由其上形成有作為凹陷部分的 刻槽區(qū)域16的氮化物半導(dǎo)體襯底構(gòu)成的已處理襯底10，進(jìn)一步包括沿隆脊 19,即非刻槽區(qū)域，的兩邊所在的[l-100]方向延伸的條狀SiO2墻。在這一已 處理襯底10的頂部，生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11，并由此制造氮化物半導(dǎo) 體激光器件。就這一氮化物半導(dǎo)體激光器件而言，首先說(shuō)明如何參照附圖制 作已處理襯底IO。在本實(shí)施例中，假設(shè)采用n型GaN襯底作為已處理襯底 10。首先，在n型GaN村底的整個(gè)表面上，濺射淀積1 m m厚的Si02膜等。 接下來(lái)，通過(guò)普通光刻工藝，沿[1-100]方向形成條狀光刻膠圖案，使光刻膠
具有5jam寬的開口，并且從一個(gè)窄條的中央沿[ll-20]方向到下一個(gè)窄條的 中央的距離為250|am。接下來(lái)，通過(guò)諸如RIE (反應(yīng)離子蝕刻)的干法蝕 刻技術(shù)，蝕刻SK)2和n型GaN襯底，以形成刻槽深度Y為5 nm,開口寬 度X為5jam的刻槽區(qū)域16。此后，采用HF(氫氟酸)等蝕刻劑去除Si02。 其上形成有刻槽區(qū)域16和隆脊19的已處理襯底10就是采用這種方式制作 的。在本實(shí)施例中，通過(guò)氣相淀積Si02的方法在n型GaN襯底的表面上形 成Si02膜。作為替代，可以在n型GaN襯底的表面上形成任何其他種類的 絕緣膜等。形成上述Si02的方法未必一定使濺射淀積，還可以使電子束淀積， 等離子體CVD等。光刻膠圖案的間距未必是如上所述的250jum,其可以發(fā) 生變化，以適應(yīng)將要制造的氮化物半導(dǎo)體激光器件的寬度。在本實(shí)施例中， 通過(guò)干法蝕刻形成刻槽區(qū)域16。作為替代，可以通過(guò)濕法蝕刻等形成刻槽區(qū) 域16。采用這種方式制作的已處理襯底10,可以通過(guò)如上所述直接在n型GaN 襯底的表面上形成刻槽區(qū)域16的方式形成，也可以通過(guò)首先在n型GaN襯 底或n型GaN襯底之外的氮化物襯底表面上生長(zhǎng)由GaN、 InGaN、 AlGaN、 InAlGaN等構(gòu)成的氮化物半導(dǎo)體薄膜，之后進(jìn)行刻槽的方式形成。在采用這種方式形成具有位于其上的刻槽區(qū)域16的已處理襯底10后， 在非刻槽區(qū)域，即隆脊19上氣相淀積Si02，以形成Si02膜。接下來(lái)，沿隆 脊19的兩邊，采用普通光刻技術(shù)，形成[1-100]方向上寬度為D的條狀光刻 膠圖案。這里，光刻膠圖案是采用這種方式形成的刻槽區(qū)域16的側(cè)面延 長(zhǎng)線與光刻膠圖案的側(cè)壁表面重合。之后，通過(guò)干法蝕刻或采用HF(氪氟 酸)等的濕法蝕刻，蝕刻Si02膜，直到暴露n型GaN襯底的表面。通過(guò)這 種方式形成已處理襯底10，如圖12a和圖12b所示，在其上形成有刻槽區(qū)域 16和隆脊19,以及具有寬度D，厚度T,沿隆脊19的兩邊在[1-100]方向延 伸的條狀Si02墻17。在本實(shí)施例中，Si02墻17是由Si02構(gòu)成的。作為替代，該墻可以由Si02 以外的任何材料構(gòu)成，例如八1203、 Ti02、 ZrO或W。諸如八1203、 Ti02、 ZrO 或W的任何材料在如下意義上具有選擇性在試圖在其表面形成GaN或 AlGaN膜時(shí)，GaN或AlGaN的生長(zhǎng)或者緩慢，或者完全不存在。沿隆脊19 的兩邊形成由此類選擇性材料構(gòu)成的墻后，這些墻可以防止GaN或AlGaN
源材料的原子和分子流入刻槽區(qū)域16。這使得諸如Si02、 A1203、 Ti02、 ZrO 或W的選擇性材料成為所述墻的優(yōu)選材料。在^^妄照上述方式形成Si02墻17時(shí)，如果形成于隆脊19上的SiCb膜的 厚度T小于50nm ,那么，就難于在晶片表面的范圍內(nèi)形成厚度均勻的Si02 膜。反之，在按照上述方式形成Si02墻17時(shí)，如果形成于隆脊19上的Si02 膜的厚度T大于3nm，不利的是，來(lái)自SK)2膜的應(yīng)力將作用至氮化物半導(dǎo) 體薄膜。因此，在形成Si02墻17的情況下，形成于隆脊19上的SiOJ莫的 厚度T優(yōu)選大于等于50nm,小于等于3jum。另一方面，如果平行于[ll-20]方向的SiCb墻17的寬度D小于1 Mm， 不利的是，這時(shí)，難于執(zhí)行所述工藝，因而難以形成Si02墻17。反之，如 果所述寬度D大于25pm,也是不可取的，這時(shí)，來(lái)自Si02膜的應(yīng)力將作 用于氮化物半導(dǎo)體薄膜。因此，平行于[ll-20]方向的，Si02墻17的寬度D 優(yōu)選大于等于ljum,小于等于25jum。此外，如果按照這種方式形成的刻槽區(qū)域16的深度Y小于1 jum，刻槽 區(qū)域16就-波氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11填充。這將導(dǎo)致出現(xiàn)在氮化物半導(dǎo)體生 長(zhǎng)層11中的應(yīng)變不可能得到釋放，因而導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。反之，如果深度 Y大于等于20ym，在后面實(shí)施的芯片分離步驟中，在對(duì)晶片拋光直至其厚 度為100]um左右時(shí)，晶片可能斷裂。因此，刻槽區(qū)域16的深度Y優(yōu)選大 于等于l)am，小于等于20jum。在按照上述說(shuō)明制作的已處理襯底10之上，適當(dāng)采用諸如MOCVD的 公知技術(shù)，外延生長(zhǎng)由多個(gè)氮化物半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成的，以圖19所示的結(jié)構(gòu) 為例的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11,以制造如圖lla和圖llb所示的氮化物半導(dǎo) 體激光器件。圖13是在其上生長(zhǎng)了氮化物半導(dǎo)體薄膜的晶片的示意性橫截面圖，其 著眼于如上所述在已處理襯底10上布置氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11,已處理襯 底10其上形成有刻槽區(qū)域16和隆脊19，以及沿上述隆脊19的兩邊形成的 Si02墻17。如圖13所示，生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體薄膜，其作為位于隆脊19 的頂面部分71的中央部分的頂面生長(zhǎng)部分75;位于隆脊19的頂面部分71 的兩個(gè)邊緣部分的流入阻擋部分74，在所述兩邊緣部分形成了 Si02墻17a 和17b (對(duì)應(yīng)于圖lla中的Si02墻17);以及位于刻槽區(qū)域16中的側(cè)面部分 72和底面部分73上的刻槽區(qū)域生長(zhǎng)部分77。流入阻擋部分74通過(guò)生長(zhǎng)部分76連接至刻槽區(qū)域生長(zhǎng)部分77。如圖13所示，由于已處理襯底10具有SK)2墻17a和17b，所以流入阻 擋部分74具有升高的外形。這樣可以允許Si02墻17a和17b阻止氮化物半 導(dǎo)體薄膜的源材料原子和分子從隆脊19的頂面部分71遷移并由此運(yùn)動(dòng)至刻槽區(qū)域16中。由此流入阻擋部分74具有升高外形，有助于更為有力地阻止 氮化物半導(dǎo)體薄膜地源材料原子和分子從隆脊19的頂面部分71遷移并由此 運(yùn)動(dòng)至刻槽區(qū)域16中。具體來(lái)講，即使氮化物半導(dǎo)體薄膜的源材料原子和分子附著于生長(zhǎng)于隆 脊19的頂面部分17之上的頂面生長(zhǎng)部分75的表面上，流入阻擋部分74也 將阻止其遷移，并由此運(yùn)動(dòng)至頂面生長(zhǎng)部分75和刻槽區(qū)域16的側(cè)面部分72 和底面部分73。因此，已經(jīng)附著于頂面生長(zhǎng)部分75的表面的原子和分子4又 在頂面生長(zhǎng)部分75的表面上遷移。這提高了頂面生長(zhǎng)部分75的表面平坦度， 并且有助于形成厚度均勻的氮化物半導(dǎo)體薄膜。流入阻擋部分74沿平行于 [11-20]方向的寬度約為10um到30Mm。在本實(shí)施例以及后面的第三實(shí)施例中，"平坦度，，是指頂面生長(zhǎng)部分75 和95 (在下文中予以說(shuō)明，參見圖16)的表面平坦度以及布置于那些頂面 生長(zhǎng)部分75和95上的氮化物半導(dǎo)體薄膜的表面平坦度。如圖13所示，沿 垂直于Si02墻17a和17b的延伸方向切開的截面形狀可以是以Si02墻17a 為例的矩形，或任何其他形狀，例如Si02墻17b。在采用這種方式布置氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11時(shí)，如果刻槽區(qū)域16的開 口寬度X小于ljLim,那么，如圖14a所示，刻槽區(qū)域16將被刻槽區(qū)域生長(zhǎng) 部分77徹底填充，從而產(chǎn)生裂紋。或者，如圖14b所示，生長(zhǎng)于隆脊19表 面的頂面生長(zhǎng)部分75沿側(cè)面生長(zhǎng)，直至頂面生長(zhǎng)部分75的不同部分在刻槽 區(qū)域16之上相遇，從而留下空洞51。這降低了頂面生長(zhǎng)部分75的表面平坦 度，因此對(duì)減少裂紋收效甚微。因此，刻槽區(qū)域16的開口寬度X需要大于 等于1 M m。如上所述，流入阻擋部分74使在形成于隆脊19的頂面部分71上的頂 面生長(zhǎng)部分75上獲得良好的表面平坦度成為了可能。在由此獲得良好平坦 度的頂面生長(zhǎng)部分75上，按順序疊置多個(gè)氮化物半導(dǎo)體薄膜，以形成結(jié)構(gòu) 如圖19所示的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11,并采用這種方式制作如圖lla所示 的氮化物半導(dǎo)體激光器件。適當(dāng)采用諸如MOCVD的公知技術(shù)形成氮化物半
導(dǎo)體生長(zhǎng)層ll,因此，在這一方面不再給出詳細(xì)說(shuō)明。在如上所述形成于已處理襯底IO之上的這一氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的表面上，形成激光條12和Si02膜13,前者的作用為激光波導(dǎo)，后者將激光 條夾在中間，并起著電流限制的作用。在激光條12和Si02膜13的表面上， 形成p側(cè)電極14,在已處理襯底10的底面上形成n側(cè)電極15。這里，恰好 位于激光條12之上的p側(cè)電極14的表面的中央部分被形成為升高條18。設(shè) 激光條12的中央部分到Si02墻17位于激光條12 —側(cè)的邊緣的距離為"e"。 在本實(shí)施例中，這一距離"e"等于40)am。此外，在這一氮化物半導(dǎo)體激光器件中，從其接近氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層 11的一側(cè)開始，p側(cè)電極14由Mo/Au、 Mo/Pt/Au、單個(gè)Au層等構(gòu)成。在 本實(shí)施例中，采用SiOJ莫13作為限制電流的絕緣膜。作為替代，有可能采 用ZrO、 Ti02等作為絕緣膜的材料。應(yīng)當(dāng)注意，為了使截面結(jié)構(gòu)易于理解， 圖lla和llb示出了一氮化物半導(dǎo)體激光器件的截面，制作所述氮化物半導(dǎo) 體激光器件所采用的芯片分離位置不同于下文所述的實(shí)際進(jìn)行芯片分離的 位置，即刻槽區(qū)域16。在適當(dāng)?shù)夭捎霉夹g(shù)，在已處理襯底10之上布置氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng) 層11之后，制作具有如上所述隆脊結(jié)構(gòu)的氮化物半導(dǎo)體激光器件，因此， 不再就這方面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。之后，將通過(guò)在已處理襯底10 (晶片)上布置 氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11而形成于其上的多個(gè)氮化物半導(dǎo)體激光器件分離成 獨(dú)立器件。這里，首先去除已處理襯底10的一部分，從而使晶片薄至約100 iam。此后，在已處理村底10的底面上形成n側(cè)電極15。接下來(lái)，平行于 [11-20](如圖lla和lib)方向劈裂晶片，以形成諧振腔端面，從而據(jù)此將 晶片分成長(zhǎng)條，每個(gè)長(zhǎng)條具有多個(gè)氮化物半導(dǎo)體激光器件，如圖15a和15b 所示。這里，在本實(shí)施例中，諧振腔長(zhǎng)度，即，沿諧振腔方向(即[1-100] 方向)的長(zhǎng)度為600 nm。但是，諧振腔長(zhǎng)度未必一定等于所述值，其可以 是優(yōu)選位于300 nm到1200 iam范圍內(nèi)的任何值。之后，在諧振腔端面上， 通過(guò)電子束淀積等交替氣相淀積由Si02和Ti02構(gòu)成的電介質(zhì)膜，以形成多 層電介質(zhì)反射膜。多層電介質(zhì)反射膜未必一定由SiO/Ti02構(gòu)成，例如，其 可以由SiCVAl203構(gòu)成。采用這種方式制作如圖15a和15b所示，具有位于其上的多個(gè)氮化物半 導(dǎo)體激光器件的長(zhǎng)條。圖15b是沿平行于[ll-20]方向(如圖lla和llb所示) 的方向劈裂晶片而獲得的長(zhǎng)條的示意性橫截面圖的一部分，劈裂晶片的目的在于形成諧振腔端面，圖15a是圖15b的頂視圖。在如圖15a和15b所示而構(gòu)造的長(zhǎng)條中，在其上形成有刻槽區(qū)域16和 沿隆脊19的兩邊形成的SK)2墻17的已處理襯底IO之上，布置氮化物半導(dǎo) 體生長(zhǎng)層11，在氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的表面形成p側(cè)電極焊盤80和p側(cè) 電極14 (如圖lla和llb所示)，每個(gè)p側(cè)電極焊盤80均由諸如Si02膜13 的絕緣膜構(gòu)成。由于引線接合是在p側(cè)電極焊盤80的表面上實(shí)施的，所以， 通常設(shè)定其厚度大約為100nm到1 jum。這里，氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11具有 位于內(nèi)部的電流限制層，在以所述電流限制層進(jìn)^f亍電流限制的"嵌入式電流 限制激光器"中，p側(cè)電極焊盤80中的每一個(gè)都由p側(cè)電極14單獨(dú)構(gòu)成。 此外，在結(jié)構(gòu)如上所述的p側(cè)電極焊盤80的表面上，形成升高條18，并且， 在已處理襯底10的底面上，形成n側(cè)電極15。如圖15a所示，設(shè)從p側(cè)電 極焊盤80的兩邊到分別與p側(cè)電極焊盤80的這兩邊相鄰的刻槽區(qū)域16的 邊緣之間的距離分別為P和Q。如圖15a和15b所示，在刻槽區(qū)域16上未形成按照上述說(shuō)明形成的p 側(cè)電極焊盤80。這是因?yàn)椋捎诳滩蹍^(qū)域16上的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的表面不平，所以在所述表面上形成諸如Si02的絕緣膜將通過(guò)位錯(cuò)、孔洞、局部較薄部分等導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。與刻槽區(qū)域16上方以外的區(qū)域相比，這 些區(qū)域顯示出低電絕緣性，從而導(dǎo)致電流泄漏。此外，即使在刻槽區(qū)域16被徹底填充時(shí)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)可見的溝槽或凹陷， 在刻槽區(qū)域16被布置于其中的氮化物半導(dǎo)體薄膜逐漸填充的過(guò)程中，刻槽 區(qū)域16中的氮化物半導(dǎo)體薄膜也會(huì)產(chǎn)生缺陷、位錯(cuò)、裂紋等。因此，在位 于刻槽區(qū)域16之上的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的表面上形成Si02等將導(dǎo)致低 電絕緣性。因此，如果在刻槽區(qū)域16或凹陷上形成p側(cè)電極焊盤80，在那 些區(qū)域內(nèi)可能觀察到自發(fā)發(fā)射光。這一自發(fā)發(fā)射光是在泄漏電流流經(jīng)氮化物 半導(dǎo)體激光器件時(shí)產(chǎn)生的。此外，由于平行于[ll-20]方向的寬度為lO]im到 30lam的流入阻擋部分74是沿隆脊19的兩邊形成的，因此，在那些區(qū)域形 成p側(cè)電極焊盤80是不可取的?；谇笆稣f(shuō)明，在距離刻槽區(qū)域16大于等于30jum處形成p側(cè)電極焊 盤80時(shí)，從激光條12 (參見圖lla)區(qū)域以外的區(qū)域，觀察不到如上所述 的自發(fā)發(fā)射光。因此，由刻槽區(qū)域16的邊緣到p側(cè)電極焊盤80的兩個(gè)邊緣
之間的距離P和Q均優(yōu)選大于等于30 n m。本實(shí)施例涉及一種一脊-條型激光器，所述激光器通過(guò)諸如Si02的絕緣 膜實(shí)現(xiàn)了電流限制，也可以將本實(shí)施例應(yīng)用與其他類型的激光器，例如具有 位于氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11內(nèi)的電流限制層的VSIS型激光器。在這種類型 的激光器中，在氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的表面上沒(méi)有用于進(jìn)行電流限制的 絕緣膜，并且p側(cè)電極焊盤80僅由p側(cè)電極14構(gòu)成。并且，在這種類型的 激光器中，在刻槽區(qū)域16中形成p側(cè)電極焊盤80時(shí)，如同在脊-條型激光 器中一樣，將流過(guò)大泄漏電流，從而降低了氮化物半導(dǎo)體激光器件的特性， 導(dǎo)致其無(wú)法激射。我們認(rèn)為這是由于位于刻槽區(qū)域16上的電流限制層的結(jié) 晶度降低導(dǎo)致的。因此，在VSIS型等激光器中，由刻槽區(qū)域16的邊緣到p 側(cè)電極焊盤80的兩個(gè)邊緣之間的距離P和Q也優(yōu)選大于等于30 ja m。實(shí)施例涉及一種結(jié)構(gòu)，在這種結(jié)構(gòu)中，將n型GaN襯底用作已處理襯 底IO，形成于氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的表面上的電極焊盤為p側(cè)電極焊盤， 但是，可以將本實(shí)施例應(yīng)用到任何其他結(jié)構(gòu)中；例如，可以將本實(shí)施例應(yīng)用 到具有如此構(gòu)造的氮化物半導(dǎo)體激光器件中由p型半導(dǎo)體材料形成已處理 襯底10,由n型氮化物半導(dǎo)體薄膜形成氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11,在其表面 形成的電極焊盤為n型電極焊盤。在進(jìn)行？ 1線接合時(shí)，盡管位于引線頂端的球狀部分的直徑根據(jù)氮化物半 導(dǎo)體激光器件的結(jié)構(gòu)而定，但是其通常為80jim左右，因此，p側(cè)電極焊盤 80的寬度必須大于等于80jum。因此，兩個(gè)刻槽區(qū)域16之間的間距T必須 滿足公式T > [p側(cè)電極焊盤80的寬度(大于等于80 ia m ) +60 n m (p側(cè)電 極焊盤80的兩邊與刻槽區(qū)域16的邊之間的距離P和距離Q之和的最小值)]。 如果相鄰刻槽區(qū)域16之間的間距T小于140jum，則難于制造氮化物半導(dǎo)體 激光器件。因此，相鄰刻槽區(qū)域16之間的間距T優(yōu)選大于等于140jum。當(dāng) T大于4mm時(shí)，在所布置的氮化物半導(dǎo)體薄膜中可能產(chǎn)生裂紋。因此，相 鄰刻槽區(qū)域16的間距T優(yōu)選大于等于140|iim，小于等于4mm。之后，與第一實(shí)施例中一樣，對(duì)如圖15a和圖15b所示的上述長(zhǎng)條進(jìn)行 芯片分離，以制作分立的氮化物半導(dǎo)體激光器件?，F(xiàn)在，將參照附圖對(duì)如何 進(jìn)行芯片分離予以說(shuō)明。在本實(shí)施例中，首先，在如圖15b所示的芯片分離位置81和芯片分離 位置82處進(jìn)行劃片處理。芯片分離位置82位于在已處理襯底10上形成的
刻槽區(qū)域16中布置的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的頂面上，芯片分離位置81位 于恰好位于刻槽區(qū)域16之下的部分已處理襯底10的底面上。劃線優(yōu)選位于 刻槽區(qū)域的中央。但是,在本實(shí)施例中,如上所述，刻槽區(qū)域16沒(méi)有被氮化物半 導(dǎo)體生長(zhǎng)層11徹底填充，留有對(duì)芯片分離起著引導(dǎo)作用的溝槽。因此，即 使劃線偏離刻槽區(qū)域16的中央，只要其在刻槽區(qū)域16內(nèi)延伸，就沒(méi)有剝落 或沿非預(yù)期方向分離的危險(xiǎn)。另外，當(dāng)劃線在刻槽區(qū)域16的外部延伸時(shí)，在芯片分離過(guò)程中，裂縫 可能偏離劃線，從而沿非預(yù)期方向延伸。即使裂縫以這種方式沿非預(yù)期方向 延伸， 一旦到達(dá)相鄰的刻槽區(qū)域16,就會(huì)沿刻槽區(qū)域16內(nèi)部的溝槽延伸。 從而使相鄰的氮化物半導(dǎo)體激光器件免于遭受破壞。在本實(shí)施例中，如圖15a和圖15b所示，在每個(gè)隆脊19上，即位于相 鄰刻槽區(qū)域16之間的非刻槽區(qū)域上，制作一個(gè)氮化物半導(dǎo)體激光器件。作 為替代，也可能在其上制作多個(gè)氮化物半導(dǎo)體激光器件。在本實(shí)施例中，每 個(gè)刻槽區(qū)域16由一個(gè)凹陷部分構(gòu)成。作為替代，也可能由多個(gè)凹陷部分， 以及夾在這些凹陷部分之間的狹窄平坦部分構(gòu)成每個(gè)刻槽區(qū)域。采用根據(jù)本實(shí)施例的方法，采用其上形成有Si02墻17的已處理襯底10 制作多個(gè)氮化物半導(dǎo)體激光器件，所述SiO2墻17的厚度T為500nm,平行 于[11-20]方向的寬度D為3|am。在所制作的氮化物半導(dǎo)體激光器件中，隨 機(jī)抽取100個(gè)測(cè)量其垂直和水平方向FFP的FWHM。這里，認(rèn)為所表現(xiàn)出 的FFP的FWHM在其設(shè)計(jì)值的± r的范圍內(nèi)的氮化物半導(dǎo)體激光器件是可 以接受的。結(jié)果是，所表現(xiàn)出的FFP的FWHM滿足要求的氮化物半導(dǎo)體激 光器件的數(shù)目為92個(gè)。相反，在如上所述采用常規(guī)方法制作的氮化物半導(dǎo) 體激光器件中，發(fā)現(xiàn)僅30個(gè)可以接受。與之相比，本實(shí)施例的方法顯然提 供了獲得極大提高的成品率。原因在于，在制作氮化物半導(dǎo)體激光器件的區(qū)域中，沿隆脊19的兩邊 形成的流入阻擋部分74有助于阻止氮化物半導(dǎo)體薄膜的原材料原子和分子 遷移至刻槽區(qū)域16中。也就是說(shuō)，在制作氮化物半導(dǎo)體激光器件的區(qū)域中 表面平坦度等到了提高，因此，使形成氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11的各氮化物 半導(dǎo)體薄膜的厚度均勻了。此外，采用其上形成有刻槽區(qū)域16的已處理襯底10，可以讓氮化物半 導(dǎo)體生長(zhǎng)層11內(nèi)的應(yīng)變?cè)诰砻娴姆秶鷥?nèi)變得不均勻，從而使其作用于
不同方向。這樣可以讓存在于氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11內(nèi)的應(yīng)變得到釋^L。 此外，使刻槽區(qū)域不完全被氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11填充將促進(jìn)應(yīng)變的釋放。 因此，沒(méi)有裂紋產(chǎn)生。第三實(shí)施例接下來(lái)，將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施例予以說(shuō)明。圖16是本 實(shí)施例中，具有在已處理村底10上生長(zhǎng)的氮化物半導(dǎo)體薄膜的晶片的局部示意性橫截面圖。在本實(shí)施例中，與第二實(shí)施例不同，未沿已處理襯底10 的隆脊19，即非刻槽區(qū)域，的邊緣形成Si02墻。圖16是具有在這樣的已處理村底IO上生長(zhǎng)的氮化物半導(dǎo)體薄膜的晶片 的示意性橫截面圖，在已處理襯底IO上形成有刻槽區(qū)域16。如圖16所示， 生長(zhǎng)氮化物半導(dǎo)體薄膜，其作為位于隆脊19的頂面部分91中心部分中的頂 面生長(zhǎng)部分95,位于隆脊19的頂面部分91的兩個(gè)靠近刻槽區(qū)域16的邊緣 部分的流入阻擋部分94，和位于刻槽區(qū)域16的側(cè)面部分92和底面部分93 上的刻槽區(qū)域生長(zhǎng)部分97。流入阻擋部分94通過(guò)生長(zhǎng)部分96連"^妄至刻槽區(qū) 域生長(zhǎng)部分97。如圖16所示，在本實(shí)施例中，盡管未形成Si02墻，但是以升高外形形 成了流入阻擋部分94,在流入阻擋部分94中，所生長(zhǎng)的氮化物半導(dǎo)體薄膜 的厚度大于頂面生長(zhǎng)部分95的厚度，以形成高度差。在下述說(shuō)明中，用H 表示這一高度差。流入阻擋部分94和頂面生長(zhǎng)部分95中的氮化物半導(dǎo)體生 長(zhǎng)層ll之間的厚度差產(chǎn)生的原因在于流入阻擋部分94,即隆脊19的頂面 部分91靠近刻槽區(qū)域16的兩個(gè)邊緣部分中氮化物半導(dǎo)體薄膜的生長(zhǎng)速度， 高于頂面生長(zhǎng)部分95,即隆脊19的頂面部分91上除兩個(gè)邊緣以外的部分上 的氮化物半導(dǎo)體薄膜的生長(zhǎng)速度。流入阻擋部分94和頂面生長(zhǎng)部分95中氮 化物半導(dǎo)體薄膜的生長(zhǎng)速度的巨大差異源于再次蒸發(fā)的可能性差異，再次蒸 發(fā)即，曾經(jīng)吸附在氮化物半導(dǎo)體薄膜的生長(zhǎng)面上的，氮化物半導(dǎo)體薄膜的源 材料原子和分子從生長(zhǎng)面上再度蒸發(fā)而沒(méi)有形成氮化物半導(dǎo)體薄膜。具體來(lái)說(shuō)，已經(jīng)附著于生長(zhǎng)于刻槽區(qū)域之間的隆脊19的頂面部分91上 的氮化物半導(dǎo)體薄膜的表面的材料原子和分子首先跨越生長(zhǎng)面遷移或者說(shuō) 運(yùn)動(dòng)至能量穩(wěn)定的區(qū)域，在所述區(qū)域中，材料原子和分子與表面的原子和分 子結(jié)合，以形成氮化物半導(dǎo)體薄膜。如果這些原子和分子不能在預(yù)定長(zhǎng)度的
時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)至能量穩(wěn)定區(qū)域，將從生長(zhǎng)面再次蒸發(fā)。此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在襯 底上形成刻槽區(qū)域16時(shí)，就像在已處理襯底IO上一樣，在位于刻槽區(qū)域16之間的隆脊19的頂面部分91中，能量最為穩(wěn)定的區(qū)域?yàn)榻咏滩蹍^(qū)域16 的兩個(gè)邊緣部分。在這些接近刻槽區(qū)域16的邊緣部分中，再度蒸發(fā)的可能 性低。因此，在隆脊19的頂面部分91接近刻槽區(qū)域16的兩個(gè)邊緣部分中， 氮化物半導(dǎo)體薄膜的生長(zhǎng)速度高于隆脊19的頂面部分91的其他部分，因此， 形成了流入阻擋部分94，在該處生長(zhǎng)的氮化物半導(dǎo)體薄膜的厚度大于頂面生 長(zhǎng)部分95中的氮化物半導(dǎo)體薄膜的厚度。這些流入阻擋部分94是通過(guò)在已處理襯底10之上生長(zhǎng)GaN或AlGaN 層形成的。GaN和AlGaN之間的對(duì)比表明，在布置GaN層時(shí)，GaN的源材 料原子和分子具有更為強(qiáng)烈的遷移傾向。因此，已經(jīng)附著于隆脊19的頂面 部分91上的GaN源材料原子和分子通常遷移，并由此運(yùn)動(dòng)至刻槽區(qū)域16 中，其允許在側(cè)面部分92和底面部分93的表面上生長(zhǎng)作為刻槽區(qū)域生長(zhǎng)部 分97的厚GaN層，并允許形成高度差H小到約10nm左右的流入阻擋部分 94。相反，在布置AlGaN層時(shí)，AlGaN原材料原子和分子(尤其是A1)只 具有弱遷移傾向。因此，附著于隆脊19的頂面部分91的AlGaN原材料原 子和分子未運(yùn)動(dòng)至刻槽區(qū)域16中，仍然存留在隆脊19的頂面部分91上。 存留在隆脊19的頂面部分91上的AlGaN原材料原子和分子跨越隆脊19的 頂面部分91遷移。這里，由于隆脊19的頂面部分91的兩個(gè)邊緣部分為如 上所述的能量穩(wěn)定區(qū)域，因此，在這些區(qū)域中，AlGaN原材料的原子和分子 受到束縛，未能被再次蒸發(fā)，反而形成了膜，結(jié)果，所生長(zhǎng)的AlGaN層的 厚度大于頂面生長(zhǎng)部分95， ^v而形成了流入阻擋部分94。當(dāng)AlGaN中的 Al含量大于等于2%時(shí)，所生長(zhǎng)的由AlGaN層構(gòu)成的流入阻擋部分94的厚 度大。這樣，由于形成了流入阻擋部分94,附著于頂面生長(zhǎng)部分95的表面 的AlGaN原材料原子和分子僅在頂面生長(zhǎng)部分95的表面上遷移。這樣可以 為所形成的頂面生長(zhǎng)部分95具有良好的表面平坦度提供可能。這樣形成的 流入阻擋部分94的平行于[11-20]方向的厚度Z (參見圖16)約為10jum到 30 M m。這樣，在其上形成有刻槽區(qū)域16和隆脊19的已處理襯底10上，布置 由多個(gè)氮化物半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層1U人而制作多個(gè)氮化 物半導(dǎo)體激光器件，如上所述，氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11具有在頂面生長(zhǎng)部
分95和流入阻擋部分94的頂端之間形成的高度差H。在所制作的氮化物半 導(dǎo)體激光器件中，隨機(jī)抽取100個(gè)測(cè)量其垂直和水平方向FFP的FWHM。 這里，認(rèn)為所表現(xiàn)出的FFP的FWHM在其設(shè)計(jì)值的± r的范圍內(nèi)的氮化物 半導(dǎo)體激光器件是可以接受的。圖17是高度差H與經(jīng)過(guò)評(píng)估可以接受的氮 化物半導(dǎo)體激光器件的數(shù)目之間的關(guān)系圖。如圖17所示，在高度差H大于 等于150nm時(shí)，可以接受的氮化物半導(dǎo)體激光器件的數(shù)目大于等于85個(gè)， 從而提供了高成品率。反之，當(dāng)高度差H小于150nm時(shí)，可以接受的氮化 物半導(dǎo)體激光器件的數(shù)目小于等于40個(gè)，成品率急劇下降。其原因在于 在高度差H小于150nm的氮化物半導(dǎo)體激光器件中，布置在隆脊19的頂面 部分91上的各個(gè)氮化物半導(dǎo)體薄膜的厚度，不僅在晶片表面范圍內(nèi)變化， 甚至在單個(gè)氮化物半導(dǎo)體激光器件中也存在變化。因此，要想在高成品率下 制造氮化物半導(dǎo)體激光器件，必須使頂面生長(zhǎng)部分95和流入阻擋部分94的 頂端之間的高度差大于等于150nm。也就是說(shuō)，利用大于等于150nm的高 度差H，在已處理村底10上形成由多個(gè)氮化物半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成的氮化物半 導(dǎo)體生長(zhǎng)層11時(shí)，有可能在布置于隆脊19的頂面部分91上的各個(gè)氮化物 半導(dǎo)體薄膜的表面內(nèi)獲得良好的平坦度，從而降低各個(gè)氮化物半導(dǎo)體薄膜的厚度變化。此外，在如上所述采用AlGaN形成流入阻擋部分94時(shí)，即使在此之后 生長(zhǎng)具有強(qiáng)烈遷移傾向的GaN,流入阻擋部分94也將阻止GaN源材料原子 和分子遷移并由此運(yùn)動(dòng)至刻槽區(qū)域16中。也就^Li兌，由于首先在已處理襯 底10上布置了具有弱遷移傾向的AlGaN層，使得流入阻擋部分94與頂面 生長(zhǎng)部分95的表面之間具有大高度差H。即使在此后布置具有具有強(qiáng)烈遷 移傾向的GaN層，GaN也將受到束縛，避免生長(zhǎng)成位于刻槽區(qū)域16的側(cè)面 部分92和底面部分93上的刻槽區(qū)域生長(zhǎng)部分97。即使是首先在已處理襯底10上布置GaN層的情況下，如果GaN層的厚 度小于等于0.5um，那么通過(guò)隨后按順序疊置的氮化物半導(dǎo)體薄膜，例如， 如圖19所示的從n型Alo.o62Gaa柳N第一覆層101到p型GaN接觸層109, 也有可能形成高度差大于等于150nm的流入阻擋部分94。另一方面，在GaN 層厚度大于0.5 p m的情況下，GaN原材料原子和分子將遷移并由此流入刻 槽區(qū)域16中，乂人而導(dǎo)致側(cè)面部分92和底面部分93上的刻槽區(qū)域生長(zhǎng)部分 97的顯著生長(zhǎng)。因此，如圖21b所示，刻槽區(qū)域16幾乎被GaN徹底填充。 這一進(jìn)一步促進(jìn)了向刻槽區(qū)域16內(nèi)的遷移，使得GaN層的厚度不均，降低 了頂面生長(zhǎng)部分95的表面平坦度。基于這些事實(shí)，在布置結(jié)構(gòu)如圖19所示 的氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11時(shí)，通過(guò)使和已處理襯底IO接觸的n型GaN層 100的厚度小于等于0.5 nm，有可能阻止形成n型GaN層100的源材料原子和分子的流入?？梢酝ㄟ^(guò)從Alo.062Ga。.938N第一覆層101開始生長(zhǎng)，而在已處理襯底10上不布置n型GaN層100的方式形成氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11。 采用這種方式，也可以在良好的表面平坦度下形成氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11。如上所述，通過(guò)在其上形成有刻槽區(qū)域16的已處理襯底10上生長(zhǎng) AlGaN的方式，形成流入阻擋部分94。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，即J吏生長(zhǎng)GaN，通過(guò)控 制襯底座(susceptor)溫度和源材料摩爾比V/III (單位時(shí)間內(nèi)提供作為V族 元素N的原材料的NH3的摩爾流速與單位時(shí)間內(nèi)提供作為III族元素Ga的 原材料的TMGa的摩爾流速之間的比值)的方法，也有可能阻止GaN原材 料原子和分子的遷移，并由此形成與頂面生長(zhǎng)部分95之間具有大于等于 150nm的高度差H的流入阻擋部分94。下面給出了在其上形成有刻槽區(qū)域 16的已處理襯底10上生長(zhǎng)GaN的生長(zhǎng)條件的說(shuō)明，所形成的流入阻擋部分 94與頂面生長(zhǎng)部分95表面之間的高度差H大于等于150nm。襯底座溫度近 似等于已處理襯底的表面溫度。通常，在已處理襯底10上形成n型GaN層100 (如圖19所示)時(shí)，其 上放置已處理襯底10 (晶片)的襯底座溫度為1075°C。在這一條件下，n 型GaN的原材料原子和分子進(jìn)行遷移，大規(guī)j莫地流入刻槽區(qū)域16中，因此， 不可能形成具有足夠大的高度差H的流入阻擋部分94。為了解決這一問(wèn)題， 將襯底座的溫度設(shè)為1025°C，即，比通常的村底座溫度低50°C，在這一溫 度下生長(zhǎng)n型GaN時(shí)，所形成的流入阻擋部分94與頂面生長(zhǎng)部分95的表 面之間的高度差為300nm,即大于150nm。我們認(rèn)為其原因在于襯底座溫 度較低導(dǎo)致了已處理村底10的表面溫度較低，從而抑制了 n型GaN源材料 原子和分子(Ga原子、N原子等)的遷移。另一方面，就源材料的摩爾比V/III而言，盡管生長(zhǎng)n型GaN層100的 摩爾比通常為1033,但是這里生長(zhǎng)n型GaN層100的原材料摩爾比為2066， 即通常摩爾比的兩倍。盡管在通常的源材料摩爾比下，頂面生長(zhǎng)部分95和 流入阻擋部分94之間的高度差H約為1 Onm，但是在原材料摩爾比V/III為
的流入阻擋部分94。這是因?yàn)?，在GaN原材料原子和分子附著于生長(zhǎng)膜表 面，并在熱能作用下在生長(zhǎng)膜表面上移動(dòng)時(shí)，如果原材料摩爾比V/III高， 則以極高的量提供NH3，使NH3中的N原子和TMGa中的Ga原子迅速反應(yīng)， 以GaN的形式被吸收到膜中。也就是說(shuō)，當(dāng)源材料摩爾比V/III高時(shí)，GaN 源材料原子和分子(例如Ga原子和N原子)在生長(zhǎng)膜表面的遷移受到束縛， 結(jié)果，在布置AlGaN層時(shí)，形成了具有大高度差H的流入阻擋部分94。相 反，在原材料摩爾比V/III低時(shí)，以較小量提供NH3，因此，已經(jīng)附著于生 長(zhǎng)膜表面的Ga原子無(wú)法與N原子迅速發(fā)生反應(yīng)形成GaN。這4吏諸如Ga原 子的GaN源材料原子和分子由遷移而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)距離加長(zhǎng)，從而促進(jìn)其流 入刻槽區(qū)域16。也就是說(shuō)，將源材料摩爾比V/III設(shè)為2000或2000以上， 有可能限制GaN原材料原子和分子在生長(zhǎng)膜表面上的遷移，因此，有可能 形成具有令人滿意的大高度差H的流入阻擋部分94,具體來(lái)講，從頂面生 長(zhǎng)部分95的表面計(jì)的高度差H大于等于150nm。如上所述，在已處理村底10上布置由多個(gè)氮化物半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成的氮 化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11時(shí)，為了布置出這樣的n型GaN層100,使得所形成 的流入阻擋部分94與頂面生長(zhǎng)部分95之間的高度差H大于等于150nm，首 先，在襯底座溫度為1025。C的條件下，只布置n型GaN層100，之后將襯 底座溫度升至1075°C，布置除多量子阱有源層105以外的，從Alao62GaG.938N 第一覆層101到p型GaN接觸層109的各層。順便提及，多量子阱有源層 105是在700。到800。C的溫度下布置的，這是因?yàn)樵?075°C下，In的蒸汽 壓強(qiáng)過(guò)高，使得In無(wú)法被吸附到膜中。做為選擇，在原材料摩爾比V/III大于等于2000的條件下只布置n型 GaN層lOO，之后，在原材料摩爾比小于等于2000的條件下，布置至少?gòu)?Al0.062Ga。.938N第一覆層101到n型Al,2Gao.938N第三覆層103的各層。對(duì) 于后續(xù)布置的從n型GaN波導(dǎo)層104到p型GaN接觸層109的各層，原材 料摩爾比V/III可以大于等于2000,也可以小于等于2000。采用這種方法，在具有在特定條件下形成的n型GaN層100的已處理 襯底10之上布置氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11，有可能形成與頂面生長(zhǎng)部分95 之間的高度差H大于等于150nm的流入阻擋部分94。最終，使形成由按順 序疊置的，具有良好表面平坦度的氮化物半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成的氮化物半導(dǎo)體生 長(zhǎng)層ll成為了可能。在形成n型GaN層100時(shí)，可以將如上所述的兩種條
件結(jié)合起來(lái)；具體來(lái)講，其可以在襯底座溫度為1025°C，原材料摩爾比V/m 大于等于2000時(shí)形成。此外，在形成氮化物半導(dǎo)體生長(zhǎng)層11期間形成流入阻擋部分94時(shí)，使 流入阻擋部分94平行于[11-20]方向的寬度Z更小，有助于拓寬隆脊19的平 坦部分，從而使這些部分更適合在其上制作氮化物半導(dǎo)體激光器件。此外， GaN原材料原子和分子的遷移傾向越強(qiáng)，所形成的寬度Z就可能越窄。但是， 太強(qiáng)的遷移傾向?qū)?dǎo)致向刻槽區(qū)域16的注入，這是不可取的。因此，優(yōu)選 將流入阻擋部分94的寬度Z控制在10 ju m到30 ju m之間。本申請(qǐng)要求分別于2004年5月10日和2204年6月10日在日本提交的 專利申請(qǐng)No. 2004-139919和2004-172291的優(yōu)先權(quán),在此將其全文引入以 作參考。
權(quán)利要求
1.一種制作半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括第一步驟，在其至少一部分表面內(nèi)具有氮化物半導(dǎo)體層的襯底上形成作為至少一個(gè)凹陷部分形成的刻槽區(qū)域和作為非刻槽區(qū)域形成的隆脊部分，由此形成已處理襯底；和第二步驟，在形成于所述已處理襯底上的所述刻槽區(qū)域和隆脊部分的表面上形成至少由一種氮化物半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成的氮化物半導(dǎo)體層部分，其中，在所述第二步驟中，使在接近所述刻槽區(qū)域的隆脊部分的兩個(gè)邊緣上布置的氮化物半導(dǎo)體層部分的厚度大于在所述隆脊部分的兩個(gè)邊緣以外布置的氮化物半導(dǎo)體層部分的厚度，前者是從所述隆脊部分的表面至所述氮化物半導(dǎo)體層部分的表面測(cè)得的，后者也是從所述隆脊部分的表面到所述氮化物半導(dǎo)體層部分的表面測(cè)得的，從而形成從布置在除所述隆脊部分的兩個(gè)邊緣部分以外的區(qū)域表面的氮化物半導(dǎo)體層部分的平坦部分升高的流入阻擋部分。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第二步驟中形成所述氮化物半導(dǎo)體部分時(shí)，沒(méi)有徹底填充 形成為所述刻槽區(qū)域的凹陷部分。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第二步驟中，布置于所述隆脊部分的表面上的氮化物半導(dǎo) 體層的所述平坦部分的表面與從其升高的所述流入阻擋部分之間的高度差 大于等于150nm。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第二步驟中，與所述已處理襯底表面直接接觸的氮化物半 導(dǎo)體薄膜為厚度小于等于0.5 jam的CaN。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第二步驟中，與所述已處理襯底表面直接接觸的氮化物半 導(dǎo)體薄膜為AlGaN。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第二步驟中，與所述已處理村底表面直接接觸的氮化物半 導(dǎo)體薄膜為GaN,并且， 在所述已處理襯底的表面布置GaN時(shí)，所述已處理襯底的表面處于 1025°C的溫度下。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法， 其中，在所述第二步驟中，與所述已處理襯底表面直接接觸的氮化物半導(dǎo)體薄膜為GaN,并且， 在布置所述GaN時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)提供包含作為V族元素的氮原子的源材料的摩爾流速與單位時(shí)間內(nèi)提供包含作為III族元素的鎵的源材料的摩爾流速之間的比率為2000或更高。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第二步驟中，形成所述氮化物半導(dǎo)體層部分的所述氮化物 半導(dǎo)體薄膜包括Al含量為0.02的AlGaN層。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括第四步驟，在布置于所述已處理襯底表面的，形成于所述第二步驟的氮 化物半導(dǎo)體層部分上形成電極焊盤，由此在所述襯底上形成多個(gè)半導(dǎo)體器 件，在所述電極焊盤上將進(jìn)行引線接合以實(shí)現(xiàn)外部連接。其中，在第四步驟中，在所述刻槽區(qū)域上不形成所述電極焊盤。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，在第四步驟中，在距離所述刻槽區(qū)域的邊緣大于等于30jam處形 成所述電極焊盤。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在夾于兩個(gè)相鄰的刻槽區(qū)域之間的所述隆脊部分中形成一個(gè)半導(dǎo) 體器件。
12. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在夾于兩個(gè)相鄰的刻槽區(qū)域之間的所述隆脊部分中形成多個(gè)半導(dǎo) 體器件。
13. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在布置于所述刻槽區(qū)域上的氮化物半導(dǎo)體層部分的頂面上或在恰 好位于所述刻槽區(qū)域下方的一部分已處理襯底的底面上進(jìn)行劃片，由此實(shí)現(xiàn) 芯片分離。
14. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第一步驟中形成作為凹陷部分的所述刻槽區(qū)域時(shí)，指定所 述凹陷部分的深度大于等于1 ym，小于等于20jiim。
15. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第一步驟中形成作為凹陷部分的所述刻槽區(qū)域時(shí)，指定所 述凹陷部分具有大于等于lnm的開口寬度。
16. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，在所述第一步驟中形成作為凹陷部分的所述刻槽區(qū)域時(shí)，指定夾 在兩個(gè)相鄰刻槽區(qū)域之間的所述隆脊部分具有大于等于140)am，小于等于 4mm的寬度。
17. —種半導(dǎo)體器件，包括已處理村底,在其表面至少一部分為氮化物半導(dǎo)體的氮化物半導(dǎo)體襯底 上，具有形成作為至少一個(gè)凹陷部分的刻槽區(qū)域和作為非刻槽區(qū)域的隆脊部 分；和氮化物半導(dǎo)體層部分，由在所述的已處理襯底上的刻槽區(qū)域和隆脊部分 的表面上布置的多個(gè)氮化物半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成， 其中，在接近所述刻槽區(qū)域的隆脊部分的兩個(gè)邊緣部分中布置的氮化物半導(dǎo) 體層部分的厚度大于在所述隆脊部分的兩個(gè)邊緣部分以外布置的氮化物半 導(dǎo)體層部分的厚度，前者是從所述隆脊部分的表面至所述氮化物半導(dǎo)體層部 分的表面測(cè)得的，后者也是從所述隆脊部分的表面到所述氮化物半導(dǎo)體層部 分的表面測(cè)得的，且在接近所述刻槽區(qū)域的隆脊部分的兩個(gè)邊緣部分中，流入阻擋部分凈皮設(shè)置，其從布置在除所述隆脊部分的兩個(gè)邊緣部分以外的區(qū)域表面上的氮化物 半導(dǎo)體層部分的平坦部分升高。
18. —種半導(dǎo)體器件，包括已處理襯底，在其表面至少一部分為氮化物半導(dǎo)體的氮化物半導(dǎo)體襯底 上，具有形成作為至少 一個(gè)凹陷部分的刻槽區(qū)域和作為非刻槽區(qū)域的隆脊部 分；和氮化物半導(dǎo)體層部分，由在所述的已處理襯底上的刻槽區(qū)域和隆脊部分 的表面上布置的多個(gè)氮化物半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成， 光波導(dǎo)，形成于氮化物半導(dǎo)體薄膜中， 其中，在接近所述刻槽區(qū)域的隆脊部分的兩個(gè)邊緣部分中布置的氮化物半導(dǎo) 體層部分的厚度大于在所述隆脊部分的兩個(gè)邊緣部分以外布置的氮化物半 導(dǎo)體層部分的厚度，前者是從所述隆脊部分的表面至所述氮化物半導(dǎo)體層部 分的表面測(cè)得的，后者也是從所述隆脊部分的表面到所述氮化物半導(dǎo)體層部 分的表面測(cè)得的，在接近所述刻槽區(qū)域的隆脊部分的兩個(gè)邊緣部分中，流入阻擋部分一皮設(shè) 置，其從布置在除所述隆脊部分的兩個(gè)邊緣部分以外的區(qū)域表面上的氮化物 半導(dǎo)體層部分的平坦部分升高，和在所述已處理襯底中，至少部分的所述凹陷部分形成于所述光波導(dǎo)的兩 側(cè)的至少之一。
19. 如權(quán)利要求18所述的氮化物半導(dǎo)體器件，其中，在所述的已處理的襯底中，所述凹陷部分的整體形成于所述光波 導(dǎo)的兩側(cè)的至少之一。
20. —種半導(dǎo)體晶片，包括已處理襯底，在其表面至少一部分為氮化物半導(dǎo)體的氮化物半導(dǎo)體襯底 上，具有形成作為至少 一個(gè)凹陷部分的刻槽區(qū)域和作為非刻槽區(qū)域的隆脊部 分；和氮化物半導(dǎo)體層部分，由在所述的已處理襯底上的刻槽區(qū)域和隆脊部分 的表面上布置的多個(gè)氮化物半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成， 其中，在接近所述刻槽區(qū)域的隆脊部分的兩個(gè)邊緣部分中布置的氮化物半導(dǎo) 體層部分的厚度大于在所述隆脊部分的兩個(gè)邊緣部分以外布置的氮化物半 導(dǎo)體層部分的厚度，前者是從所述隆脊部分的表面至所述氮化物半導(dǎo)體層部 分的表面測(cè)得的，后者也是從所述隆脊部分的表面到所述氮化物半導(dǎo)體層部 分的表面測(cè)得的，且在接近所述刻槽區(qū)域的隆脊部分的兩個(gè)邊緣部分中，流入阻擋部分被設(shè) 置，其從布置在除所述隆脊部分的兩個(gè)邊緣部分以外的區(qū)域表面上的氮化物 半導(dǎo)體層部分的平坦部分升高。
21. —種制作半導(dǎo)體器件的方法，所述方法包括第一步驟，在其至少一部分表面內(nèi)具有氮化物半導(dǎo)體層的襯底上形成作 為至少一個(gè)凹陷部分形成的刻槽區(qū)域和作為非刻槽區(qū)域形成的隆脊部分，由 此形成已處理4十底，第二步驟，沿形成于所述已處理襯底上的隆脊的兩個(gè)邊緣形成作為升高部分的流入阻擋壁；以及第三步驟，在形成于所述已處理襯底上的刻槽部分和帶有形成于第二步 驟的流入阻擋壁的隆脊部分的表面上形成包含至少一種氮化物半導(dǎo)體薄膜 的氮化物半導(dǎo)體層部分，從而在沿隆脊部分的兩邊形成的流入阻擋壁上形成 氮化物半導(dǎo)體層部分，由此形成升高的流入阻擋部分，使其與布置在隆脊部 分的表面上的氮化物半導(dǎo)體層部分的平坦部分的表面存在一高度差。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，在所述第三步驟中形成所述氮化物半導(dǎo)體層部分時(shí)，沒(méi)有徹底填 充形成為所述刻槽區(qū)域的凹陷部分。
23. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，在所述第二步驟中，所述流入阻擋壁是由Si02、 A1203、 Ti02、 ZrO和W中的一種形成的。
24. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，在所述第二步驟中形成所述流入阻擋壁時(shí)，在與所述流入阻擋壁 垂直、并由此垂直于隆脊部分的表面的方向上，指定其厚度大于等于50nm, 小于等于3 "m。
25. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，在所述第二步驟中形成所述流入阻擋壁時(shí)，在與所述流入阻擋壁 的長(zhǎng)度方向垂直的方向上，指定其寬度大于等于ljam,小于等于25pm。
26. 如權(quán)利要求21所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括第四步驟，在布置于所述已處理襯底表面的、具有形成于第三步驟的所 述流入阻擋壁的氮化物半導(dǎo)體層部分上形成電極焊盤，由此在襯底上形成多 個(gè)氮化物半導(dǎo)體器件，在所述電極焊盤上將進(jìn)行引線接合以實(shí)現(xiàn)外部連接，其中，在所述第四步驟中，在所述刻槽區(qū)域上不形成所述電極焊盤。
27. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，在所述第四步驟中，在距離所述刻槽區(qū)域的邊緣大于等于30iam 處形成所述電極焊盤。
28. 如^l利要求21所述的方法，其中，在夾于兩個(gè)相鄰的刻槽區(qū)域之間的所述隆脊部分中形成一個(gè)半導(dǎo) 體器件。
29. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，在夾于兩個(gè)相鄰的刻槽區(qū)域之間的所述隆脊部分中形成多個(gè)半導(dǎo) 體器件。
30. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，在布置于所述刻槽區(qū)域上的氮化物半導(dǎo)體層部分的頂面上或在恰 好位于所述刻槽區(qū)域下方的一部分已處理襯底的底面上進(jìn)行劃片，由此實(shí)現(xiàn) 芯片分離。
31. 如^l利要求21所述的方法，其中，在所述第一步驟中形成作為凹陷部分的所述刻槽區(qū)域時(shí)，指定所 述凹陷部分的深度大于等于1 小于等于20jum。
32. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，在所述第一步驟中形成作為凹陷部分的所述刻槽區(qū)域時(shí)，指定所 述凹陷部分具有大于等于lpm的開口寬度。
33. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，在所述第一步驟中形成作為凹陷部分的所述刻槽區(qū)域時(shí)，指定夾 在兩個(gè)相鄰刻槽區(qū)域之間的所述隆脊部分具有大于等于140|am,小于等于 4mm的寬度。
34. —種氮化物半導(dǎo)體器件，包括已處理襯底，在其表面至少一部分中具有氮化物半導(dǎo)體的氮化物半導(dǎo)體 襯底上，具有形成作為至少 一個(gè)凹陷部分的刻槽區(qū)域和作為非刻槽區(qū)域的隆 脊部分；和氮化物半導(dǎo)體層部分，由在所述的已處理襯底上的刻槽區(qū)域和隆脊部分 的表面上形成的至少一種類型的氮化物半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成， 其中，流入阻擋壁^皮設(shè)置作為，沿接近所述刻槽部分的隆脊的兩個(gè)邊緣、在所 述已處理襯底和所述氮化物半導(dǎo)體薄膜之間的升高部分，和流入阻擋部分被設(shè)置，其被升高，從而在布置于所述流入阻擋壁上的氮 化物半導(dǎo)體層和布置于隆脊部分的表面上的氮化物半導(dǎo)體層部分的平坦部 分的表面之間具有一高度差。
35. —種氮化物半導(dǎo)體器件，包括已處理襯底，在其表面至少一部分中具有氮化物半導(dǎo)體的氮化物半導(dǎo)體 襯底上，具有形成作為至少一個(gè)凹陷部分的刻槽區(qū)域和作為非刻槽區(qū)域的隆脊部分；和氮化物半導(dǎo)體層部分，由在所述的已處理襯底上的刻槽區(qū)域和隆脊部分 的表面上形成的至少一種類型的氮化物半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成， 光波導(dǎo)，形成于氮化物半導(dǎo)體薄膜中， 其中，流入阻擋壁被設(shè)置作為，沿接近所述刻槽部分的隆脊的兩個(gè)邊緣、在所 述已處理襯底和所述氮化物半導(dǎo)體薄膜之間的升高部分，流入阻擋部分被設(shè)置，其被升高，從而在布置于所述流入阻擋壁上的氮 化物半導(dǎo)體層和布置于隆脊部分的表面上的氮化物半導(dǎo)體層部分的平坦部 分的表面之間具有一高度差，和在所述的已處理襯底中，至少部分的所述凹陷部分形成于所述光波導(dǎo)的 兩側(cè)的至少之一。
36、 如權(quán)利要求35所述的氮化物半導(dǎo)體器件，其中，在所述的已處理的襯底中，所述凹陷部分的整體形成于所述光波 導(dǎo)的兩側(cè)的至少之一。
37. —種氮化物半導(dǎo)體晶片，包括已處理襯底，在其表面至少一部分中具有氮化物半導(dǎo)體的氮化物半導(dǎo)體 襯底上，具有形成作為至少一個(gè)凹陷部分的刻槽區(qū)域和作為非刻槽區(qū)域的隆 脊部分；和氮化物半導(dǎo)體層部分，由在所述的已處理襯底上的刻槽區(qū)域和隆脊部分 的表面上形成的至少一種類型的氮化物半導(dǎo)體薄膜構(gòu)成， 其中，流入阻擋壁^皮設(shè)置作為，沿接近所述刻槽部分的隆脊的兩個(gè)邊緣、在所 述已處理襯底和所述氮化物半導(dǎo)體薄膜之間的升高部分，和流入阻擋部分被設(shè)置，其被升高，從而在布置于所述流入阻擋壁上的氮 化物半導(dǎo)體層和布置于隆脊部分的表面上的氮化物半導(dǎo)體層部分的平坦部 分的表面之間具有一高度差。
全文摘要
在具有形成于其上的作為凹陷部分的刻槽區(qū)域的已處理襯底上，布置氮化物半導(dǎo)體薄膜。填充所述凹陷部分的所述氮化物半導(dǎo)體薄膜占據(jù)的截面面積為所述凹陷部分的截面面積的0.8倍或更低。
文檔編號(hào)H01S5/30GK101119012SQ20071014902
公開日2008年2月6日 申請(qǐng)日期2005年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月10日
發(fā)明者山田英司, 神川剛, 荒木正浩 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社