JP2020136476A - Ｉｉｉ族窒化物半導体装置およびエッチング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＥＣエッチングを素子分離溝の形成に適用したＩＩＩ族窒化物半導体装置を提供する。【解決手段】ＩＩＩ族窒化物半導体装置は、ＩＩＩ族窒化物結晶で構成され、第１半導体素子および第２半導体素子が形成された素子形成層と、素子形成層に設けられ、第１半導体素子と第２半導体素子との間を分離する素子分離溝と、を有し、素子分離溝の底面の、原子間力顕微鏡で観察された５μｍ角の領域のうち、ＩＩＩ族窒化物結晶の貫通転位の位置を除く領域における二乗平均平方根表面粗さが、１ｎｍ以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＩＩ族窒化物半導体装置およびエッチング装置に関する。

窒化ガリウム（ＧａＮ）等のＩＩＩ族窒化物は、発光素子、トランジスタ等の半導体装置を製造するための材料として用いられている。

ＧａＮ等のＩＩＩ族窒化物のエッチング技術として、光電気化学（ＰＥＣ）エッチングが提案されている（例えば非特許文献１参照）。ＰＥＣエッチングは、一般的なドライエッチングと比べてダメージが少ないウェットエッチングであり、また、中性粒子ビームエッチング（例えば非特許文献２参照）、アトミックレイヤーエッチング（例えば非特許文献３参照）等のダメージの少ない特殊なドライエッチングと比べて装置が簡便である点で好ましい。

J. Murata et al.,"Photo-electrochemical etching of free-standing GaN wafer surfaces grown by hydride vapor phase epitaxy", Electrochimica Acta 171 (2015) 89-95 S. Samukawa, JJAP, 45(2006)2395. T. Faraz, ECS J.Solid Stat. Scie.&Technol., 4, N5023 (2015).

本発明の一目的は、ＰＥＣエッチングを素子分離溝の形成に適用したＩＩＩ族窒化物半導体装置を提供することである。

本発明の他の目的は、このような素子分離溝の形成に適用することができるＰＥＣエッチング装置を提供することである。

本発明の一態様によれば、
ＩＩＩ族窒化物結晶で構成され、第１半導体素子および第２半導体素子が形成された素子形成層と、
前記素子形成層に設けられ、前記第１半導体素子と前記第２半導体素子との間を分離する素子分離溝と、
を有し、
前記素子分離溝の底面の、原子間力顕微鏡で観察された５μｍ角の領域のうち、前記ＩＩＩ族窒化物結晶の貫通転位の位置を除く領域における二乗平均平方根表面粗さが、１ｎｍ以下である、ＩＩＩ族窒化物半導体装置
が提供される。

本発明の他の態様によれば、
少なくとも上面がＩＩＩ族窒化物結晶で構成されたエッチング対象物を保持する保持部と、
前記ＩＩＩ族窒化物結晶が含有するＩＩＩ族元素の酸化物の生成に用いられる酸素を含み、さらに、電子を受け取る酸化剤を含む、アルカリ性または酸性のエッチング液を収納する容器と、
前記エッチング対象物の前記上面上に、前記エッチング液を供給する供給部と、
前記エッチング対象物の前記上面上に、波長が３６５ｎｍ以下の光を照射する発光部と、
を有し、前記ＩＩＩ族窒化物結晶の光電気化学エッチングを行う、エッチング装置
が提供される。

ＰＥＣエッチングを素子分離溝の形成に適用したＩＩＩ族窒化物半導体装置が提供される。また、このような素子分離溝の形成に適用することができるＰＥＣエッチング装置が提供される。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態によるＩＩＩ族窒化物半導体装置を例示する概略断面図であり、図１（ｂ）は、一実施形態によるＩＩＩ族窒化物半導体装置の材料となる積層基板を例示する概略断面図である。 図２（ａ）は、ウエハの態様として示されたＩＩＩ族窒化物半導体装置を例示する概略平面図であり、図２（ｂ）は、チップの態様として示されたＩＩＩ族窒化物半導体装置を例示する概略平面図である。 図３は、一実施形態によるＰＥＣエッチング装置を例示する概略断面図である。 図４（ａ）、図４（ｂ）および図４（ｃ）は、それぞれ、一実施形態によるＰＥＣエッチング装置、第１変形例によるＰＥＣエッチング装置、および、第２変形例によるＰＥＣエッチング装置の、エッチング対象物近傍の概略平面図である。 図５（ａ）および図５（ｂ）は、一実施形態によるＰＥＣエッチングの工程の概要を示す、エッチング対象物の部分的な概略断面図である。 図６（ａ）および図６（ｂ）は、実験例によるＰＥＣエッチング後の積層基板を示す光学顕微鏡写真である。 図７（ａ）および図７（ｂ）は、実験例による積層基板のＡＦＭ像である。 図８は、他の発光部が追加的に設けられた他の実施形態によるエッチング装置の、光源近傍を示す概略図である。

＜本発明の一実施形態＞
本発明の一実施形態によるＩＩＩ族窒化物半導体装置１００（以下、装置１００ともいう）について説明する。図１（ａ）は、装置１００の概略断面図であり、図１（ｂ）は、装置１００の材料となる積層基板１０の概略断面図である。図２（ａ）は、ウエハ２００の態様として示された装置１００の概略平面図であり、図２（ｂ）は、チップ２１０の態様として示された装置１００の概略平面図である。

積層基板１０は、基板２０と、基板２０の上方に設けられ、ＩＩＩ族窒化物結晶で構成された素子形成層３０と、を有する（図１（ｂ）参照）。装置１００は、複数の半導体素子１１０が形成された素子形成層３０と、素子形成層３０に設けられ、半導体素子１１０同士の間を分離する素子分離溝１２０と、を有する（図１（ａ）参照）。素子形成層３０の上面の法線方向から見た平面視において、各半導体素子１１０を取り囲むように、各半導体素子１１０に対応する素子分離溝１２０が形成されている（図２（ａ）および図２（ｂ）参照）。

本実施形態による素子分離溝１２０は、光電気化学（ＰＥＣ）エッチングにより素子形成層３０をエッチングすることで形成されている。以下、ＰＥＣエッチングを、単に、エッチングと称することもある。当該ＰＥＣエッチングが施される、装置１００の前駆的な部材を、エッチング対象物５０（以下、対象物５０ともいう）と称する。対象物５０の、ＰＥＣエッチングが施される面である上面は、素子形成層３０の上面であり、対象物５０は、少なくとも上面がＩＩＩ族窒化物結晶で構成されている。

詳細は後述するように、当該ＰＥＣエッチングを、対象物５０を回転させつつ、一定温度のエッチング液を流しながら対象物５０に供給して行うことで、下記のような特徴を有する素子分離溝１２０を形成することができる。

素子分離溝１２０は、内面の平坦性が高いという特徴を有する。これにより、素子分離溝１２０の内面の平坦性が低い場合と比べて、半導体素子１１０間のリーク電流の抑制が図られる。内面の平坦性の高さは、代表的に底面１２１について、具体的には以下のように評価される。素子分離溝１２０の底面１２１は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で観察された５μｍ角の領域のうち、素子形成層３０を構成するＩＩＩ族窒化物結晶の貫通転位の位置を除く領域における二乗平均平方根（ＲＭＳ）表面粗さが、１ｎｍ以下である。

ただし、ＰＥＣエッチングでは貫通転位の部分がエッチングされにくいため、ＰＥＣエッチングで形成されたことの痕跡として、底面１２１は、貫通転位の位置に突出部が存在するという特徴を有する（後述の図７（ｂ）参照）。なお、ＰＥＣエッチングの後、追加的に、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）等で処理することにより、当該突出部の高さを、ＰＥＣエッチング直後より低くしてもよいが、当該処理後であっても、貫通転位の位置に突出部が存在する、という特徴は残る。

さらに、素子分離溝１２０は、内面に、素子分離溝１２０を形成する際のエッチングに起因するＩＩＩ族窒化物結晶へのダメージがほぼ生じていないという特徴を有する。これにより、例えば、半導体素子１１０として高電子移動度トランジスタ（ＨＥＭＴ）を動作させる際のアイソレーションリークの抑制が図られる。内面におけるエッチングに起因するダメージの少なさは、代表的に底面１２１について、具体的には以下のように評価される。素子分離溝１２０の底面１２１におけるフォトルミネッセンス（ＰＬ）発光スペクトルのバンド端ピーク強度は、素子形成層３０の上面（つまり、当該エッチングが施されていない面）におけるＰＬ発光スペクトルのバンド端ピーク強度に対して、９０％以上の強度を有する。

以下、装置１００の構成例をより具体的に説明する。基板２０は、素子形成層３０を構成するＩＩＩ族窒化物結晶を成長させるための下地基板であり、例えば、ＩＩＩ族窒化物と異なる材料で構成された異種基板であってもよいし、また例えば、ＩＩＩ族窒化物で構成された同種基板であってもよい。異種基板としては、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ）基板が用いられ、また例えばシリコン（Ｓｉ）基板が用いられる。同種基板としては、例えば窒化ガリウム（ＧａＮ）基板が用いられる。

素子形成層３０は、基板２０を構成する材料、素子形成層３０に形成される半導体素子１１０の構造、等に応じて、種々の層構成を有してよい。半導体素子１１０としては、必要に応じて、種々の構造のものが形成されてよい。以下、基板２０がＳｉＣ基板であり、素子形成層３０に半導体素子１１０としてＨＥＭＴを形成する態様を例示する。本例示において、基板２０をＳｉＣ基板２０と称し、半導体素子１１０をＨＥＭＴ１１０と称することもある。

ＳｉＣ基板２０の上方にＨＥＭＴ１１０を形成する際の、素子形成層３０の層構成としては、以下が例示される。ＳｉＣ基板２０上に、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）により、核生成層３１が形成されている。核生成層３１上に、ＧａＮにより、チャネル層３２が形成されている。チャネル層３２の厚さは、例えば１．２μｍである。チャネル層３２上に、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）により、障壁層３３が形成されている。障壁層３３の厚さは、例えば２４ｎｍであり、障壁層３３のＡｌＧａＮの組成は、例えばＡｌ_０．２２Ｇａ_０．７８Ｎである。障壁層３３上に、ＧａＮにより、キャップ層３４が形成されている。キャップ層３４の厚さは、例えば５ｎｍである。

本例の素子形成層３０は、核生成層３１、チャネル層３２、障壁層３３、および、キャップ層３４を有する。チャネル層３２と障壁層３３との積層部分に、ＨＥＭＴ１１０のチャネルとなる２次元電子ガス（２ＤＥＧ）が生成されている。例示の素子形成層３０により得られる特性として、移動度μは、例えば１９４０ｃｍ^２／Ｖｓであり、シート抵抗Ｒ_ｓは、例えば４９０Ω／ｓｑ．である。

素子形成層３０は、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ）等の公知の手法で、基板２０上にＩＩＩ族窒化物結晶を成長させることにより、形成されてよい。本実施形態は、素子形成層３０を構成するＩＩＩ族窒化物結晶が、ｃ面を成長面として成長することで、素子形成層３０の最表面（本例ではキャップ層３４の上面）に対して最も近い低指数の結晶面が、ｃ面である態様を例示する。したがって、素子分離溝１２０を形成するＰＥＣエッチングとして、ＩＩＩ族窒化物結晶のｃ面がエッチングされる態様が例示される。

各ＨＥＭＴ１１０の、ソース電極１３１、ゲート電極１３２およびドレイン電極１３３が、素子形成層３０の上面上に形成されている。ソース電極１３１、ゲート電極１３２およびドレイン電極１３３の上面上に開口を有するように、装置１００の上面の全面を覆って、保護膜１４０が形成されている。ソース電極１３１、ゲート電極１３２、ドレイン電極１３３、および、保護膜１４０は、公知の手法で形成されてよい。

本例の素子分離溝１２０は、底面１２１がチャネル層３２の上面よりも深い位置に配置されるように、つまり、素子分離溝１２０により２ＤＥＧが分断されるように、設けられている。平面視において、各ＨＥＭＴ１１０を取り囲むように、各ＨＥＭＴ１１０に対応する素子分離溝１２０が形成されていることで、各ＨＥＭＴ１１０のチャネルとして用いられる２ＤＥＧが、隣接するＨＥＭＴ１１０のチャネルとして用いられる２ＤＥＧから分断されている。このようにして、素子分離がされている。

図２（ａ）は、ウエハ２００の態様の装置１００を例示し、図２（ｂ）は、チップ２１０の態様の装置１００を例示する。チップ２１０は、配列された複数の半導体素子１１０を有し、半導体素子１１０同士は、素子分離溝１２０により分離されている。なお、チップ２１０における半導体素子１１０および素子分離溝１２０のレイアウトは、必要に応じて適宜変更されてよい。図２（ａ）は、チップ２１０同士が分離される前のウエハ２００を示し、ウエハ２００は、配列された複数のチップ２１０を有する。チップ２１０同士の間に、スクライブライン１５０が配置されている。図２（ｂ）は、ウエハ２００から分離された１枚分のチップ２１０を示す。

次に、本実施形態の素子分離溝１２０をＰＥＣエッチングにより形成する方法（装置１００の製造方法）と、当該方法に用いられるＰＥＣエッチング装置３００（以下、エッチング装置３００ともいう）と、について説明する。

エッチング装置３００によりＰＥＣエッチングが施されるエッチング対象物５０（対象物５０）は、ＩＩＩ族窒化物半導体装置１００（装置１００）の前駆的な部材である。対象物５０は、装置１００をどのような手順で製造したいかに応じて、種々の形態を取り得る。対象物５０は、例えば、積層基板１０自体であってもよいし、また例えば、ソース電極１３１、ゲート電極１３２およびドレイン電極１３３が積層部材１０上に形成された段階の部材であってもよい。

図３は、本実施形態によるエッチング装置３００を例示する概略断面図である。エッチング装置３００は、主として、保持部３１０と、容器３２０と、供給部３３０と、発光部３４０と、を有する。エッチング装置３００が好ましく有するその他の構成部分については、以下随時説明する。

保持部３１０は、対象物５０を回転可能に保持し、内側筐体３７０の上面上に設けられている。回転機構３１１が保持部３１０を回転させることで、保持部３１０に載置された対象物５０が回転する。回転機構３１１の動作は、制御装置３９０により制御される。

容器３２０は、内側筐体３７０の内部に（保持部３１０よりも下方に）配置され、対象物５０に供給されるエッチング液４００を収納する。図３は、エッチング装置３００が、２つの容器３２０を備える態様を例示する。これにより、一方の容器３２０のエッチング液４００が少なくなったら、他方の容器３２０からエッチング液４００が供給されるように、容器３２０を切り替えてエッチング液４００を供給することができる。なお、必要に応じ、エッチング装置３００が、１つの容器３２０を備える態様としてもよいし、３つ以上の容器３２０を備える態様としてもよい。

供給部３３０は、容器３２０に収納されたエッチング液４００を、対象物５０の上面上に供給するための種々の部材および機構を有する。本例では、供給部３３０は、接続配管３３１と、ポンプおよび切り替えバルブ３３２と、ホース３３３と、移動機構３３４と、アーム３３５と、を有する。

接続配管３３１は、２つの容器３２０のそれぞれを、ポンプおよび切り替えバルブ３３２に接続する。ポンプおよび切り替えバルブ３３２の切り替えバルブにより、どちらの容器３２０から対象物５０にエッチング液４００が供給されるかが選択される。ポンプおよび切り替えバルブ３３２のポンプにより、選択された容器３２０から、ホース３３３を介して、対象物５０にエッチング液４００が供給される。ポンプおよび切り替えバルブ３３２の動作は、制御装置３９０により制御される。

内側筐体３７０の上面で、内側筐体３７０を内側から外側に（下側から上側に）貫通するように、可動のアーム３３５が設けられている。ホース３３３は、アーム３３５に挿通されており、アーム３３５と一体的に移動する。アーム３３５の先端に、ホース３３３の吐出口３３７が配置されている。ＰＥＣエッチングが行われる際、移動機構３３４が、アーム３３５を所定位置に移動させることにより、ホース３３３の吐出口３３７が所定位置（所定の、高さ位置および水平面内位置）に配置された状態で、吐出口３３７から対象物５０の上面に向けてエッチング液４００が吐出される。移動機構３３４の動作は、制御装置３９０により制御される。

アーム３３５と、アーム３３５に挿通されたホース３３３と、をまとめて、配管３３６と称する。ＰＥＣエッチングが行われる際の所定位置に配置された配管３３６は、エッチング液４００を、対象物５０の上方まで、対象物５０の外側を上行するように輸送する部分３３６ａを有する。また配管３３６は、部分３３６ａを通ったエッチング液４００を、対象物５０の上方で対象物５０の外側から内側へ輸送する部分３３６ｂを有する。また配管３３６は、部分３３６ｂを通ったエッチング液４００を、対象物５０の内側において下行するように輸送し、吐出口３３７から対象物５０に向けて吐出する部分３３６ｃを有する。つまり、配管３３６の少なくとも一部は、ＰＥＣエッチングが行われる際に、対象物５０の上面（素子形成層３０の上面）の法線方向から見た平面視において、対象物５０と重なる領域を通ってエッチング液４００を輸送するように、対象物５０の上方に配置される。

発光部３４０は、波長が３６５ｎｍ以下の紫外（ＵＶ）光３４２を、対象物５０の上面上に照射する。後述のように、ＰＥＣエッチングに関与するＳＯ_４ ^−＊ラジカルの生成量を、ＵＶ光３４２により制御する場合は、波長が２００ｎｍ以上３１０ｎｍ未満のＵＶ光３４２を照射することが好ましい。

発光部３４０としては、例えば、プラズマ発光光源、紫外発光ダイオード（ＬＥＤ）、紫外レーザ、紫外ランプ等が好ましく用いられる。ここで、プラズマ発光光源とは、プラズマ発光で発生したＵＶ光を、蛍光体により所定波長のＵＶ光に変換する光源（例えば、キセノンネオン（Ｘｅ-Ｎｅ）からの真空紫外のプラズマ発光を酸化マグネシウム（ＭｇＯ）蛍光体でＵＶＣに変換する光源等）をいう。発光部３４０としては、面光源が好ましく用いられ、このような面光源は、例えば、紫外ＬＥＤ、プラズマ発光光源等を、面状に敷き詰めることで形成される。発光部３４０としては、照射出力が可変なものが好ましく用いられる。また、発光部３４０としては、パルス照射が可能であって、デューティ比が可変なものが好ましく用いられる。発光部３４０は、不要な波長域をカットするバンドパスフィルタを備えてもよい。発光部３４０の照射出力、デューティ比等は、制御装置３９０により制御される。

本例では、アーム３３５に、取り付け部３４１を介して、発光部３４０が取り付けられている。取り付け部３４１は、発光部３４０を必要に応じて交換できるように、発光部３４０を支持する。取り付け部３４１は、発光部３４０の姿勢（角度）および高さの少なくとも一方が可変であるように、発光部３４０を支持することが好ましい。発光部３４０の姿勢が可変であることで、対象物５０へのＵＶ光３４２の照射角度を調整することができる。また、発光部３４０の高さが可変であることで、対象物５０へのＵＶ光３４２の照射距離を（照射強度を）調整することができる。発光部３４０は、例えば、発光部３４０の発光面が対象物５０の上面と平行となるように、配置される。

なお、本例において、発光部３４０はアーム３３５に取り付けられているため、発光部３４０の高さは、移動機構３３４によりアーム３３５の高さを調整することで、調整することもできる。移動機構３３４によるアーム３３５の高さ、つまりホース３３３の吐出口３３７の高さの調整と、取り付け部３４１による発光部３４０の高さの調整と、を独立して行えることは、エッチング液４００の吐出条件と、ＵＶ光３４２の照射条件と、を独立して調整できる点で好ましい。

対象物５０を回転させた状態で、対象物５０の上面に、エッチング液４００が供給されるとともに、ＵＶ光３４２が照射されることにより、素子形成層３０に素子分離溝１２０を形成するＰＥＣエッチングが行われる。

エッチング装置３００は、対象物５０に供給されるエッチング液４００を所定の温度に調節する（加熱または冷却する）温度調節部３５０を有する。後述のように、ＰＥＣエッチングに関与するＳＯ_４ ^−＊ラジカルの生成量は、ＵＶ光３４２の照射条件に依存するとともに、エッチング液４００の温度にも依存する。このため、エッチング液４００の温度は適正に管理されることが好ましい。図３は、容器３２０に収納されたエッチング液４００の温度を調節する（容器３２０内を所定の温度に調節する）態様の温度調節部３５０を例示する。

対象物５０に向けて供給されたエッチング液４００は、対象物５０の上面に沿って流れた後、内側筐体３７０の上面上に流れ落ち、回収部３６０を介して、回収容器３２５に回収される。回収部３６０は、回収ホース３６１と、エッチング液モニタ３６２と、を有する。内側筐体３７０の上面に、エッチング液回収用の穴が設けられ、回収ホース３６１の上端が、当該穴に接続されており、回収ホース３６１の下端が、回収容器３２５に接続されている。エッチング液モニタ３６２は、回収ホース３６１を流れる、回収されるエッチング液（回収エッチング液）４１０のｐＨを測定することで、回収エッチング液４１０の劣化の度合いを検出する。エッチング液モニタ３６２による検出結果を示すデータは、制御装置３９０に入力される。

制御装置３９０は、回収容器３２５に回収された回収エッチング液４１０が所定量まで増えた場合（つまり、現在使用している容器３２０に残ったエッチング液４００が所定量まで減った場合）、または、エッチング液モニタ３６２により検出された回収エッチング液４１０の劣化度合いが所定の度合いに達した場合に、エッチング液４００を供給する容器３２０を切り替える。なお、回収容器３２５も２つ用意しておき、エッチング液４００を供給する容器３２０を切り替えるタイミングで、回収容器３２５も切り替えるようにしてもよい。なお、回収エッチング液４１０の劣化が、エッチングの質に問題ないほど小さい場合、回収エッチング液４１０を、対象物５０に供給されるエッチング液４００として再利用するような、循環的な供給を行うようにしてもよい。

エッチング装置３００は、ＰＥＣエッチング時に、発光部３４０からのＵＶ光３４２の照射を伴う。作業者の安全性を高める観点から、エッチング装置３００の外部にＵＶ光３４２が漏れることを、防止することが望ましい。このため本例では、発光部３４０等が収納されるように、内側筐体３７０の外側に、紫外線３４２の透過を防止する素材により、外側筐体３８０が設けられている。

図４（ａ）は、図３に示すエッチング装置３００の、対象物５０近傍の概略平面図であり、ＰＥＣエッチングが行われる際の、配管３３６と発光部３４０との概略的な位置関係を示す。発光部３４０を、右上がりのハッチングで示す。

配管３３６の（ホース３３３の）吐出口３３７は、対象物５０の中心部（つまり回転の中心部）に配置されて、対象物５０の回転の中心部に向けてエッチング液４００を吐出する。これにより、回転する対象物５０の中心部から外周部に向けて、対象物５０の上面の全面で均等なエッチング液４００の流れを生じさせることができ、ＰＥＣエッチングの面内均一性を高めることができる。

発光部３４０は、吐出口３３７の周囲に、対象物５０と重なりを持つ位置に配置されている。これにより、発光部３４０から対象物５０の上面に、垂直に近い方向から（小さい入射角で）短い照射距離でＵＶ光３４２を照射することができる。したがって、発光部３４０が対象物５０と重ならない位置に配置されていて、斜め方向から（大きい入射角で）遠い照射距離で光照射を行う態様と比べ、ＰＥＣエッチングを素子形成層３０の法線方向にまっすぐ進行させやすいとともに、照射強度の低下が（照射面積が不要に拡がることが）抑制される。

このように、本実施形態では、吐出口３３７および発光部３４０が、平面視で対象物５０と重なりを持つ位置に配置されている。これにより、吐出口３３７から対象物５０に向けてのエッチング液４００の供給を良好に行うことができるとともに、発光部３４０からの対象物５０への光照射を良好に行うことができる。

配管３３６は、エッチング液４００を対象物５０に上方から供給し、発光部３４０は、ＵＶ光３４２を対象物５０に上方から照射する。また、配管３３６は、上述のように、平面視で対象物５０と重なる領域を通ってエッチング液４００を輸送する。このため、配管３３６（特に、エッチング液４００を対象物５０の外側から内側へ輸送する部分３３６ｂ、および、エッチング液４００を対象物５０の内側において下行するように輸送し吐出口３３７から吐出する部分３３６ｃ）の、ＵＶ光３４２による影が、対象物５０の上面に映ってしまうことが懸念される。このような影ができると、ＰＥＣエッチングの進行が妨げられたり、ＵＶ光３４２の効率的な照射が妨げられたりする。

このため、本実施形態では、発光部３４０から照射されたＵＶ光３４２による配管３３６の影が、対象物５０の上面に映らないような位置に、配管３３６が配置されている。例えば、エッチング液４００を対象物５０の外側から内側へ輸送する部分３３６ｂを、発光部３４０よりも上方に配置している。つまり、配管３３６は、発光部３４０よりも上方を通るように配置されている。これにより、配管３３６の部分３３６ｂの影が、対象物５０の上面に映ることが抑制される。またこれにより、このような影を抑制しつつ、配管３３６の部分３３６ｂと発光部３４０とが平面視で重なりを持つように配置することもできるため、配管３３６および発光部３４０の配置の自由度が向上する。

また例えば、エッチング液４００を対象物５０の内側において下行するように輸送し吐出口３３７から吐出する部分３３６ｃを、特に吐出口３３７を、平面視で発光部３４０と重なりを持たない位置に配置している。これにより、吐出口３３７の影が出来ることが抑制される。なお、発光部３４０からある程度拡がってＵＶ光３４２が照射されることで、対象物５０の上面において、吐出口３３７の直下の領域にも、光照射を行うことは可能である。

また、吐出口３３７を発光部３４０と重なりを持たない位置に配置していることにより、吐出口３３７からのエッチング液４００の吐出動作が、発光部３４０に妨げられることが抑制される。つまり、本実施形態では、発光部３４０が、吐出口３３７からのエッチング液４００の吐出動作を妨げない位置に配置されている。

発光部３４０は、平面視で対象物５０の外側に張り出した位置まで配置されていることが好ましい。これにより、対象物５０の縁部まで適正に光照射を行うことができる。

発光部３４０は、平面視で対象物５０の周方向の（全部ではなく）一部に配置されていてよい。本実施形態のエッチング装置３００は、対象物５０を回転させながら光照射を行うため、発光部３４０が、対象物５０の静止時には周方向の一部のみ照射するように配置されていても、対象物５０の回転時には周方向の全部を照射することができる。

図４（ｂ）は、発光部３４０の他の配置を示す第１変形例である。図４（ａ）に示した実施形態の発光部３４０は、平面視で吐出口３３７の両側に発光部３４０が配置された態様を例示した。第１変形例は、平面視で吐出口３３７の片側に発光部３４０が配置された態様を例示する。なお、図４（ｂ）の態様では、配管３３６が、平面視で発光部３４０と重ならない位置に配置されている。このため、配管３３６が発光部３４０より上方を通らないようにしつつ、上記のような影が映らないようにすることも可能である。

図４（ｃ）は、発光部３４０のさらに他の配置を示す第２変形例である。図４（ａ）に示した実施形態の発光部３４０は、平面視で対象物５０の周方向の一部に発光部３４０が配置された態様を例示した。第２変形例は、平面視で対象物５０の周方向の全部に発光部３４０が配置された態様を例示する。

図５（ａ）および図５（ｂ）は、ＰＥＣエッチングの工程の概要を示す、対象物５０の部分的な（図３に示す対象物５０の中心部から右半分に対応する）概略断面図である。図５（ａ）は、エッチング装置３００の保持部３１０に載置される対象物５０を示す。対象物５０の上面上に、つまり素子形成層３０の上面上に、素子分離溝１２０が形成されるべき領域５２に開口を有するマスク５１が形成されている。マスク５１は、例えばチタン（Ｔｉ）で形成される。

図５（ｂ）は、ＰＥＣエッチングが施されている状況の対象物５０を示す。回転している対象物５０の上面の中心部に向けて、吐出口３３７から、エッチング液４００が吐出される（図３も参照）。吐出されたエッチング液４００が、対象物５０の中心部から外周部に向けて流れることで、対象物５０の上面の全面にエッチング液４００が均等に供給される。そして、エッチング液４００を供給しながら、対象物５０の上面にＵＶ光３４２を照射することで、領域５２のＩＩＩ族窒化物結晶がＰＥＣエッチングされて、素子分離溝１２０が形成される。

対象物５０が例えば積層基板１０自体である場合、素子分離溝１２０の形成後、ソース電極１３１、ゲート電極１３２、ドレイン電極１３３、および、保護膜１４０が形成されることで、ＨＥＭＴ１１０が形成される。このようにして、装置１００が製造される。

次に、ＰＥＣエッチングの機構について説明する。エッチング液４００としては、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液とペルオキソ二硫酸カリウム（Ｋ_２Ｓ_２Ｏ_８）水溶液とを混合したもの（水酸化物イオン（ＯＨ⁻）およびペルオキソ二硫酸イオン（Ｓ_２Ｏ_８ ^２−）を含むもの）が用いられる。このようなエッチング液４００は、例えば、０．０１ＭのＫＯＨ水溶液と、０．０５ＭのＫ_２Ｓ_２Ｏ_８水溶液と、を１:１で混合することで調製される。ＯＨ⁻の濃度およびＳ_２Ｏ_８ ^２−の濃度は、それぞれ、必要に応じ適宜変更されてよい。

以下、ＩＩＩ族窒化物としてＧａＮを例示して、ＰＥＣエッチングの機構について説明する。対象物５０に波長３６５ｎｍ以下のＵＶ光３４２が照射されることによって、対象物５０の表面を構成するＧａＮ中に、ホールと電子とが対で生成される。生成されたホールによりＧａＮがＧａ^３＋とＮ_２とに分解され（化１）、さらに、Ｇａ^３＋がＯＨ⁻によって酸化されることで酸化ガリウム（Ｇａ_２Ｏ_３）が生成する（化２）。そして、生成されたＧａ_２Ｏ_３が、エッチング液４００に含まれるＫＯＨ水溶液により溶解される。このようにして、ＧａＮのＰＥＣエッチングが行われる。なお、生成されたホールが水と反応して、水が分解されることで、酸素が発生する（化３）。

また、Ｋ_２Ｓ_２Ｏ_８が水に溶解することでＳ_２Ｏ_８ ^２−が生成し（化４）、Ｓ_２Ｏ_８ ^２−にＵＶ光３４２が照射されることでＳＯ_４ ^−＊ラジカルが生成する（化５）。ホールと対で生成された電子が、ＳＯ_４ ^−＊ラジカルとともに水と反応して、水が分解されることで、水素が発生する（化６）。このように、本実施形態のＰＥＣエッチングでは、ＳＯ_４ ^−＊ラジカルを用いることで、ＧａＮ中にホールと対で生成された電子を消費させることができるため、ＰＥＣエッチングを良好に進行させることができる。

（化５）に示すように、Ｓ_２Ｏ_８ ^２−からＳＯ_４ ^−＊ラジカルを生成する手法としては、ＵＶ光３４２の照射、および、加熱の少なくとも一方を用いることができる。例示のようにＵＶ光３４２の照射を用いる場合、Ｓ_２Ｏ_８ ^２−による光吸収を大きくしてＳＯ_４ ^−＊ラジカルを効率的に生成させるために、ＵＶ光３４２の波長を、２００ｎｍ以上３１０ｎｍ未満とすることが好ましい。

ＳＯ_４ ^−＊ラジカルの生成に加熱を用いる場合、ＳＯ_４ ^−＊ラジカルの生成に適した温度にエッチング液４００を加熱するために、温度調節部３５０が用いられてよい。ＳＯ_４ ^−＊ラジカルの生成を加熱のみで制御する場合、ＵＶ光３４２の波長は、（３６５ｎｍ以下であって）３１０ｎｍ以上であってよい。なお、対象物５０の近傍におけるエッチング液４００の温度を制御しやすくするために、保持部３１０に温度調節部３５０（ヒータ等）を設けてもよい。

温度調節部３５０は、エッチング液４００の温度変動に起因するＳＯ_４ ^−＊ラジカルの生成量の変動が抑制されるよう、エッチング液４００の温度を一定に保つように用いられてよい。ＳＯ_４ ^−＊ラジカルの生成をＵＶ光３４２の照射のみで制御したい場合、温度調節部３５０は、温度に起因するＳＯ_４ ^−＊ラジカルの生成が実質的に起こらないような温度に、エッチング液４００の温度を保つように用いられてよい。

ＰＥＣエッチングは、例示したＧａＮ以外のＩＩＩ族窒化物に対しても行うことができる。ＩＩＩ族窒化物が含有するＩＩＩ族元素は、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）およびインジウム（Ｉｎ）のうちの少なくとも１つである。ＩＩＩ族窒化物におけるＡｌ成分またはＩｎ成分に対するＰＥＣエッチングの考え方は、Ｇａ成分について（化１）および（化２）を参照して説明した考え方と同様である。つまり、ＵＶ光４３２の照射によりホールを生成させることで、Ａｌの酸化物またはＩｎの酸化物を生成させ、これらの酸化物を溶解させることで、ＰＥＣエッチングを行うことができる。ＵＶ光４３２のピーク波長（３６５ｎｍ以下）は、エッチングの対象とするＩＩＩ族窒化物の組成に応じて、適宜変更されてよい。ＧａＮのＰＥＣエッチングを基準として、Ａｌを含有する場合は、より短波長のＵＶ光を用いればよく、Ｉｎを含有する場合は、より長波長のＵＶ光も利用可能となる。なお、ＰＥＣエッチングされるＩＩＩ族窒化物には、必要に応じて、導電型決定不純物等の不純物が添加されていてよい。

ＰＥＣエッチングの機構の説明として、Ｇａ_２Ｏ_３をアルカリ性溶液で溶解させる態様を例示し、アルカリ性溶液としてＫＯＨ水溶液を例示したが、ＰＥＣエッチングに用いられるアルカリ溶液としては、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液等を用いてもよい。なお、Ｇａ_２Ｏ_３を酸性溶液で溶解させることでＰＥＣエッチングを行うことも可能である。ＰＥＣエッチングに用いられる酸性溶液としては、リン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）水溶液等を用いてよい。また、電子を消費させるための酸化剤（電子を受け取る酸化剤）として、Ｓ_２Ｏ_８ ^２−を例示し、Ｓ_２Ｏ_８ ^２−をペルオキソ二硫酸カリウム（Ｋ_２Ｓ_２Ｏ_８）から供給する態様を例示したが、Ｓ_２Ｏ_８ ^２−は、その他例えば、ペルオキソ二硫酸ナトリウム（Ｎａ_２Ｓ_２Ｏ_８）、ペルオキソ二硫酸アンモニウム（過硫酸アンモニウム、（ＮＨ_４）_２Ｓ_２Ｏ_８）等から供給するようにしてもよい。また、当該酸化剤としては、Ｓ_２Ｏ_８ ^２−の他、過マンガン酸イオン（ＭｎＯ^４−）等を用いてもよい。

これらをまとめると、エッチング液４００としては、対象物５０の素子形成層３０を構成するＩＩＩ族窒化物結晶が含有するＩＩＩ族元素の酸化物の生成に用いられる酸素を含み、さらに、電子を受け取る酸化剤を含む、アルカリ性または酸性のエッチング液が用いられる。

以上説明したように、本実施形態のエッチング装置３００を用いることにより、対象物５０を回転させつつ、一定温度のエッチング液４００を流しながら対象物５０に供給する態様で、ＰＥＣエッチングを行うことができる。この際、容器３２０から、新しい（劣化していない新鮮な）エッチング液４００を、対象物５０に連続的に供給することができる。

これにより、上述のように、対象物５０の上面の全面にエッチング液４００を均等に供給することができるため、ＰＥＣエッチングの面内均一性を高めることができる。また、本実施形態では、エッチング液４００を流しながらＰＥＣエッチングを行うことで、常に新鮮なエッチング液４００を対象物５０の上面に供給することができるため、エッチング液４００の劣化に起因してエッチングが良好に進行しなくなることが抑制される。つまり、エッチング液４００の質の時間的な均一性を高めることができる。さらに、本実施形態では、エッチング液４００を流しながらＰＥＣエッチングを行うことで、流れのない（貯められた）エッチング液を用いる態様（つまり、エッチング液を収納する容器内にエッチング対象物も収納される態様）のＰＥＣエッチングにおいて光照射に起因して生じるような、エッチング液の温度上昇が抑制される。つまり、一定温度でのエッチングを行うことが容易になるため、エッチング温度条件の時間的な均一性を高めることができる。

このように、本実施形態によれば、面内均一性および時間的な均一性を高めたＰＥＣエッチングを行うことができる。これにより、上述のように、内面の平坦性が高い特徴を有する素子分離溝１２０を形成することができる。また、当該ＰＥＣエッチングは、ウェットエッチングであるため、エッチングに起因するＩＩＩ族窒化物結晶へのダメージがほぼ生じていない特徴を有する素子分離溝１２０を形成することができる。

なお、装置１００の生産性を高める観点から、対象物５０は、例えば直径２インチ以上の大径であることが好ましい。本実施形態によるＰＥＣエッチングは、上述のように均一性の高いエッチングを行うことができるため、このような大径の対象物５０に対するエッチングの手法として、好ましく用いられる。したがって、保持部３１０は、直径２インチ以上である対象物５０が保持されるように設けられていることが好ましい。

なお、本実施形態のエッチング装置３００は、装置１００の素子分離溝１２０を形成する用途に限らず、ＩＩＩ族窒化物で構成された部材に構造を形成するためのＰＥＣエッチングの用途に、広く用いられてよい。

＜実験例＞
次に、上述の実施形態の実験例として、積層基板１０に、素子分離溝１２０に対応する溝（以下、溝１２０ともいう）をＰＥＣエッチングで作製した実験例について説明する。積層基板１０としては、上記で例示したＨＥＭＴの材料となるもの、つまり、ＳｉＣ基板２０上に、ＡｌＮによる核生成層３１、ＧａＮによるチャネル層３２（厚さ１．２μｍ）、Ａｌ_０．２２Ｇａ_０．７８Ｎによる障壁層３３（厚さ２４ｎｍ）、および、ＧａＮによるキャップ層３４（厚さ５ｎｍ）が積層されたものを用いた。

積層基板１０のキャップ層３４上にマスク５１を形成し、ピーク波長が２６０ｎｍのＵＶ光３４２を１２０分間照射することで、溝１２０を形成した。マスク５１は厚さ２５０ｎｍのＡｌ／Ｔｉにより形成した。エッチング液４００として、０．０１ＭのＫＯＨ水溶液と、０．０５ＭのＫ_２Ｓ_２Ｏ_８水溶液と、を１:１で混合したものを用いた。

図６（ａ）および図６（ｂ）は、実験例によるＰＥＣエッチング後の積層基板１０を示す光学顕微鏡写真である。図６（ａ）は、マスク除去前（Ａｓｅｔｃｈｉｎｇ）の写真であり、図６（ｂ）は、マスク除去後の写真である。図６（ａ）におけるマスク配置領域（Ａｌ／Ｔｉ ｍａｓｋ）、および、図６（ｂ）におけるマスクが除去された領域（Ｅｐｉｓｕｒｆａｃｅ）は、それらの外側、すなわちＰＥＣエッチングが施された領域（Ｅｔｃｈｅｄ ａｒｅａ）と比べて、明るく映っている。

図７（ａ）および図７（ｂ）は、実験例による積層基板１０のＡＦＭ像である。図７（ａ）は、ＰＥＣエッチングが施されない領域（Ａｓｇｒｏｗｎ）（以下、非エッチング領域ともいう）の表面のＡＦＭ像である。図７（ｂ）は、ＰＥＣエッチングが施された領域（Ａｓ ｅｔｃｈｉｎｇ）（以下、エッチング領域ともいう）の表面のＡＦＭ像であり、つまり、溝１２０の底面１２１のＡＦＭ像である。図７（ｂ）におけるエッチング深さは１０４ｎｍである。

非エッチング領域の、５μｍ角領域のＡＦＭ測定から得られたＲＭＳ表面粗さは、０．７４ｎｍと１ｎｍ以下である。エッチング領域の当該ＲＭＳ表面粗さは、貫通転位の位置を除く領域（貫通転位の位置に存在する突出部を除く領域）において、０．５３ｎｍと１ｎｍ以下に保たれている。このように、本実施形態によるＰＥＣエッチングは、貫通転位の位置を除く領域において、表面の平坦性を保ちつつエッチングが可能な手法、つまり、貫通転位の位置を除く領域において、底面１２１が、ＲＭＳ表面粗さとして１ｎｍ以下の高い平坦性を有するように、溝１２０を形成可能な手法、であることがわかった。

貫通転位の部分は、ホールの寿命が短いためＰＥＣエッチングされにくい。このため、エッチング領域において、貫通転位の位置に、突出部が観察される。貫通転位密度は、１×１０^８ｃｍ^−２程度である。ただし、上述のように、このような突出部は、ＰＥＣエッチング後のＴＭＡＨ処理等により、低くすることが可能である。

なお、本実験例では、ゲート電極等までは形成しておらず、つまり、ＨＥＭＴの素子構造までは形成していないが、ＨＥＭＴの素子構造を形成する際であっても、本実験例で形成した溝１２０と同様にして素子分離溝１２０を形成できるため、上述のように底面１２１の平坦性が高い素子分離溝１２０を得ることが可能である。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態および変形例を具体的に説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態および変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更、改良、組み合わせ等が可能である。

エッチング装置３００は、図３等を参照して説明したものに限定されず、例えば以下に示すような種々の変更が可能である。

エッチング液４００の収納態様としては、アルカリ性溶液または酸性溶液と、酸化剤と、をあらかじめ混合しておき１つの容器３２０に収納する態様に限らず、アルカリ性溶液または酸性溶液と、酸化剤と、を別々の容器に収納する態様としてもよい。後者の態様では、アルカリ性溶液または酸性溶液と、酸化剤とが、使用時に混合される。

図８は、他の発光部３４５が追加的に設けられた他の実施形態によるエッチング装置３００の、光源近傍を示す概略図である。例えば、発光部３４０から照射されるＵＶ光３４２の波長を、ホールおよびＳＯ_４ ^−＊ラジカルを生成する波長である２００ｎｍ以上３１０ｎｍ未満とし、発光部３４５から照射されるＵＶ光３４６の波長を、ホールは生成するがＳＯ_４ ^−＊ラジカルはほぼ生成しない波長である３１０ｎｍ以上３６５ｎｍ以下とするように、発光部３４０と発光部３４５の照射波長を異ならせてもよい。このような光源構成とすることで、ホールの生成を、ＳＯ_４ ^−＊ラジカルの生成とはある程度独立して制御してもよい。なお、上記の、ＵＶ光３４２の波長条件とＵＶ光３４６の波長条件とを、交換してもよい。

また例えば、発光部３４０から照射されるＵＶ光３４２の波長を、ホールは生成するがＳＯ_４ ^−＊ラジカルはほぼ生成しない波長である３１０ｎｍ以上３６５ｎｍ以下とし、発光部３４５から照射される光３４６の波長を、赤外域の波長（つまり、発光部３４５がエッチング液４００を加熱する温度調節部３５０として機能するような波長）とするように、発光部３４０と発光部３４５の照射波長を異ならせてもよい。このような光源構成とすることで、ホールの生成をＵＶ光３４２で制御し、ＳＯ_４ ^−＊ラジカルの生成を光３４６による加熱で制御してもよい。

発光部３４０は、アーム３３５に取り付けられることが必須ではなく、その他例えば、外側筐体３８０に（取り付け部３４１を介して）取り付けられてもよい。

発光部３４０を冷却する冷却機構が設けられてもよい。例えば、空冷式の冷却機構が設けられる場合、空気の出入口は、外側筐体３８０の天井部等に設けられてよい。

発光部３４０から出射され、対象物５０の外側に放出されたＵＶ光３４２を、所定領域に導くような、反射部材または集光部材が設けられてもよい。

エッチング量（エッチング深さ）を測定するモニタ機構（例えばレーザ測距機構）が設けられてもよい。

ＰＥＣエッチングが行われた後に対象物５０を洗浄する洗浄機構が設けられてもよい。対象物５０を乾燥させる乾燥機構が設けられてもよい。

エッチング装置３００内を排気する排気機構が設けられてもよい。

対象物５０を保持部３１０に搬送し、対象物５０を保持部３１０から搬送する、搬送機構が設けられてもよい。

＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様について付記する。

（付記１）
ＩＩＩ族窒化物結晶で構成され、第１半導体素子および第２半導体素子が形成された素子形成層と、
前記素子形成層に設けられ、前記第１半導体素子と前記第２半導体素子との間を分離する素子分離溝と、
を有し、
前記素子分離溝の底面の、原子間力顕微鏡で観察された５μｍ角の領域のうち、前記ＩＩＩ族窒化物結晶の貫通転位の位置を除く領域における二乗平均平方根表面粗さが、１ｎｍ以下である、ＩＩＩ族窒化物半導体装置。

（付記２）
前記観察された５μｍ角の領域の、前記貫通転位の位置に、突出部を有する、付記１に記載のＩＩＩ族窒化物半導体装置。

（付記３）
前記素子分離溝の底面におけるＰＬ発光スペクトルのバンド端ピーク強度は、前記素子形成層の上面におけるＰＬ発光スペクトルのバンド端ピーク強度に対して、９０％以上の強度を有する、付記１または２に記載のＩＩＩ族窒化物半導体装置。

（付記４）
前記第１半導体素子および前記第２半導体素子は、高電子移動度トランジスタであり、
前記素子形成層は、チャネル層と、前記チャネル層の上方に形成された障壁層と、を有し、
前記素子分離溝の底面は、前記チャネル層の上面よりも深い位置に配置されている、付記１〜３のいずれか１つに記載のＩＩＩ族窒化物半導体装置。

（付記５）
少なくとも上面がＩＩＩ族窒化物結晶で構成されたエッチング対象物を保持する保持部と、
前記ＩＩＩ族窒化物結晶が含有するＩＩＩ族元素の酸化物の生成に用いられる酸素を含み、さらに、電子を受け取る酸化剤を含む、アルカリ性または酸性のエッチング液を収納する容器と、
前記エッチング対象物の前記上面上に、前記エッチング液を供給する供給部と、
前記エッチング対象物の前記上面上に、波長が３６５ｎｍ以下の光を照射する発光部と、
を有し、前記ＩＩＩ族窒化物結晶の光電気化学エッチングを行う、エッチング装置。

（付記６）
前記供給部は、前記エッチング対象物の前記上面に向けて前記エッチング液を吐出する吐出口を有し、
前記エッチング対象物が前記保持部に保持されて前記光電気化学エッチングが行われる際の平面視において、
前記吐出口、および、前記発光部は、前記エッチング対象物と重なりを持つ位置に配置されている、付記５に記載のエッチング装置。

（付記７）
前記供給部は、前記平面視で前記エッチング対象物と重なる領域を通って前記エッチング液を輸送する配管を有し、
前記配管は、前記発光部から照射された前記光による前記配管の影が、前記エッチング対象物の前記上面に映らない位置に配置されている、付記６に記載のエッチング装置。

（付記８）
前記配管は、前記発光部よりも上方を通るように配置されている、付記７に記載のエッチング装置。

（付記９）
前記配管は、前記平面視で前記発光部と重ならない位置に配置されている、付記７または８に記載のエッチング装置。

（付記１０）
前記発光部は、前記吐出口からの前記エッチング液の吐出動作を妨げない位置に配置されている、付記６〜９のいずれか１つに記載のエッチング装置。

（付記１１）
前記発光部は、前記平面視で前記エッチング対象物の外側に張り出した位置まで配置されている、付記６〜１０のいずれか１つに記載のエッチング装置。

（付記１２）
前記保持部は、前記エッチング対象物を回転可能に保持する、付記６〜１１のいずれか１つに記載のエッチング装置。

（付記１３）
前記吐出口は、前記エッチング対象物の回転の中心部に向けて前記エッチング液を吐出する、付記１２に記載のエッチング装置。

（付記１４）
前記発光部は、前記平面視で前記エッチング対象物の周方向の一部に配置されている、付記１２または１３に記載のエッチング装置。

（付記１５）
前記エッチング液の温度を調節する温度調節部を有する、付記５〜１４のいずれか１つに記載のエッチング装置。

（付記１６）
前記温度調節部は、前記容器に収納された前記エッチング液の温度を調節する、付記１５に記載のエッチング装置。

（付記１７）
前記温度調節部は、前記保持部に設けられている、付記１５または１６に記載のエッチング装置。

（付記１８）
前記温度調節部は、赤外域の波長の光を照射する発光部として設けられている、付記１５〜１７のいずれか１つに記載のエッチング装置。

（付記１９）
前記保持部は、直径２インチ以上である前記エッチング対象物が保持されるように設けられている、付記５〜１８のいずれか１つに記載のエッチング装置。

１０…積層基板、２０…基板、３０…素子形成層、３１…核生成層、３２…チャネル層、３３…障壁層、３４…キャップ層、５０…エッチング対象物、５１…マスク、５２…（エッチングされる）領域、１００…ＩＩＩ族窒化物半導体装置、１１０…半導体素子、１２０…素子分離溝、１２１…（素子分離溝の）底面、１３１…ソース電極、１３２…ゲート電極、１３３…ドレイン電極、１４０…保護膜、１５０…スクライブライン、２００…ウエハ、２１０…チップ、３００…ＰＥＣエッチング装置、３１０…保持部、３１１…回転機構、３２０…容器、３２５…回収容器、３３０…供給部、３３１…接続配管、３３２…ポンプおよび切り替えバルブ、３３３…ホース、３３４…移動機構、３３５…アーム、３３６…配管、３３６ａ、３３６ｂ、３３６ｃ…（配管の）部分、３３７…吐出口、３４０…発光部、３４１…取り付け部、３４２…ＵＶ光、３４５…他の発光部、３４６…光、３５０…温度調節部、３６０…回収部、３６１…回収ホース、３６２…エッチング液モニタ、３７０…内側筐体、３８０…外側筐体、３９０…制御装置、４００…エッチング液、４１０…回収エッチング液

Claims (19)

1. ＩＩＩ族窒化物結晶で構成され、第１半導体素子および第２半導体素子が形成された素子形成層と、
   前記素子形成層に設けられ、前記第１半導体素子と前記第２半導体素子との間を分離する素子分離溝と、
   を有し、
   前記素子分離溝の底面の、原子間力顕微鏡で観察された５μｍ角の領域のうち、前記ＩＩＩ族窒化物結晶の貫通転位の位置を除く領域における二乗平均平方根表面粗さが、１ｎｍ以下である、ＩＩＩ族窒化物半導体装置。
2. 前記観察された５μｍ角の領域の、前記貫通転位の位置に、突出部を有する、請求項１に記載のＩＩＩ族窒化物半導体装置。
3. 前記素子分離溝の底面におけるＰＬ発光スペクトルのバンド端ピーク強度は、前記素子形成層の上面におけるＰＬ発光スペクトルのバンド端ピーク強度に対して、９０％以上の強度を有する、請求項１または２に記載のＩＩＩ族窒化物半導体装置。
4. 前記第１半導体素子および前記第２半導体素子は、高電子移動度トランジスタであり、
   前記素子形成層は、チャネル層と、前記チャネル層の上方に形成された障壁層と、を有し、
   前記素子分離溝の底面は、前記チャネル層の上面よりも深い位置に配置されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のＩＩＩ族窒化物半導体装置。
5. 少なくとも上面がＩＩＩ族窒化物結晶で構成されたエッチング対象物を保持する保持部と、
   前記ＩＩＩ族窒化物結晶が含有するＩＩＩ族元素の酸化物の生成に用いられる酸素を含み、さらに、電子を受け取る酸化剤を含む、アルカリ性または酸性のエッチング液を収納する容器と、
   前記エッチング対象物の前記上面上に、前記エッチング液を供給する供給部と、
   前記エッチング対象物の前記上面上に、波長が３６５ｎｍ以下の光を照射する発光部と、
   を有し、前記ＩＩＩ族窒化物結晶の光電気化学エッチングを行う、エッチング装置。
6. 前記供給部は、前記エッチング対象物の前記上面に向けて前記エッチング液を吐出する吐出口を有し、
   前記エッチング対象物が前記保持部に保持されて前記光電気化学エッチングが行われる際の平面視において、
   前記吐出口、および、前記発光部は、前記エッチング対象物と重なりを持つ位置に配置されている、請求項５に記載のエッチング装置。
7. 前記供給部は、前記平面視で前記エッチング対象物と重なる領域を通って前記エッチング液を輸送する配管を有し、
   前記配管は、前記発光部から照射された前記光による前記配管の影が、前記エッチング対象物の前記上面に映らない位置に配置されている、請求項６に記載のエッチング装置。
8. 前記配管は、前記発光部よりも上方を通るように配置されている、請求項７に記載のエッチング装置。
9. 前記配管は、前記平面視で前記発光部と重ならない位置に配置されている、請求項７または８に記載のエッチング装置。
10. 前記発光部は、前記吐出口からの前記エッチング液の吐出動作を妨げない位置に配置されている、請求項６〜９のいずれか１項に記載のエッチング装置。
11. 前記発光部は、前記平面視で前記エッチング対象物の外側に張り出した位置まで配置されている、請求項６〜１０のいずれか１項に記載のエッチング装置。
12. 前記保持部は、前記エッチング対象物を回転可能に保持する、請求項６〜１１のいずれか１項に記載のエッチング装置。
13. 前記吐出口は、前記エッチング対象物の回転の中心部に向けて前記エッチング液を吐出する、請求項１２に記載のエッチング装置。
14. 前記発光部は、前記平面視で前記エッチング対象物の周方向の一部に配置されている、請求項１２または１３に記載のエッチング装置。
15. 前記エッチング液の温度を調節する温度調節部を有する、請求項５〜１４のいずれか１項に記載のエッチング装置。
16. 前記温度調節部は、前記容器に収納された前記エッチング液の温度を調節する、請求項１５に記載のエッチング装置。
17. 前記温度調節部は、前記保持部に設けられている、請求項１５または１６に記載のエッチング装置。
18. 前記温度調節部は、赤外域の波長の光を照射する発光部として設けられている、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載のエッチング装置。
19. 前記保持部は、直径２インチ以上である前記エッチング対象物が保持されるように設けられている、請求項５〜１８のいずれか１項に記載のエッチング装置。