JP2002064103A - Method of manufacturing semiconductor element and semiconductor element obtained thereby - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor element and semiconductor element obtained thereby

Info

Publication number
JP2002064103A
JP2002064103A JP2000246905A JP2000246905A JP2002064103A JP 2002064103 A JP2002064103 A JP 2002064103A JP 2000246905 A JP2000246905 A JP 2000246905A JP 2000246905 A JP2000246905 A JP 2000246905A JP 2002064103 A JP2002064103 A JP 2002064103A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
type
layer
semiconductor
chlorine
contact layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000246905A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Tamamura
好司 玉村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2000246905A priority Critical patent/JP2002064103A/en
Publication of JP2002064103A publication Critical patent/JP2002064103A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing semiconductor element by which the concentration of an n-type carrier can be increased easily and, in addition, the conductivity of the carrier can be changed and the characteristics of a semiconductor element can be improved according to the kind of the element, and to provide a semiconductor element obtained by the manufacturing method. SOLUTION: A buffer layer 11, n-type contact layer 12, n-type clad layer 13, n-type optical waveguide layer 14, active layer 15, p-type optical waveguide layer 16, p-type clad layer 17, and p-type contact layer 18 are successively laminated upon a substrate 10, and the layers 13, 14, 15, 16, 17, and 18 above the n-type contact layer 12 are patterned in a stripe-like shape. Then RIE is performed on the surface of the n-type contact layer 12 and p-type contact layer 18 by using a chlorine gas. Near the surface of the contact layer 12, the n-type carrier increases and an n+ region 12a is formed. Near the surface of the contact layer 18, similarly, the n-type carrier increases and the conductivity of the layer 18 changes to i- or n-type, resulting in the formation of a current constricting region 18a.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体レーザ、フ
ォトトランジスタ等の半導体光学素子、および、FET
(Field Effect Transistor ;電界効果トランジスタ)
等の半導体電子素子に代表される半導体素子の製造方法
およびそれにより得られた半導体素子に係り、特に窒化
物系化合物半導体を用いた半導体素子の製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor optical device such as a semiconductor laser and a phototransistor, and an FET.
(Field Effect Transistor)
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device typified by a semiconductor electronic device such as a semiconductor device and a semiconductor device obtained by the method, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device using a nitride compound semiconductor.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体レーザやFETなどのいわゆる半
導体素子においては、プラズマCVD(Chemical Vapor
Deposition:化学的気相成長 )やイオン注入、拡散など
の手法を用いて半導体層の表面改質を行ない、部分的に
新たな性質を付与したり特性を改善したりすることが一
般的である。このような手法自体は半導体の材質を問わ
ず適用でき、窒化物系化合物半導体もその他の半導体、
例えばGaAs系,InP系などのIII−V族半導
体、或いはZnSe系,CdTe系などのII−VI族
半導体とほぼ同様に取り扱うことができる。
2. Description of the Related Art In so-called semiconductor devices such as semiconductor lasers and FETs, plasma CVD (Chemical Vapor
It is common to modify the surface of the semiconductor layer using techniques such as Deposition (chemical vapor deposition), ion implantation, and diffusion to partially add new properties or improve properties. . Such a method itself can be applied regardless of the material of the semiconductor.
For example, it can be handled in substantially the same manner as a III-V semiconductor such as a GaAs or InP semiconductor, or a II-VI semiconductor such as a ZnSe or CdTe semiconductor.

【0003】しかし、窒化物系化合物半導体の材料特性
は独特のものが多い。すなわち、p型伝導性が得られに
くいこと、耐薬品性が非常に強いため容易にウエットエ
ッチングができないこと等である。なお、典型的なII
I族窒化物系化合物半導体であるGaNは、未だに良質
なバルク基板として作製することが困難であり、GaN
系半導体素子の形成にはサファイア基板が用いられてい
る。
However, the material properties of nitride-based compound semiconductors are often unique. That is, p-type conductivity is not easily obtained, and wet etching cannot be easily performed due to extremely high chemical resistance. Note that a typical II
GaN, which is a Group I nitride-based compound semiconductor, is still difficult to manufacture as a high-quality bulk substrate.
A sapphire substrate is used for forming a system semiconductor element.

【0004】ところが、サファイア基板は高抵抗である
ため、従来のGaN系半導体素子では、基板の下面に電
極を形成することができず、p側電極,n側電極は共に
基板の上面側に形成されている。そこで、通常は、p側
電極が設けられるp型コンタクト層を素子表面に露出さ
せるようにエッチングが施される。このときのエッチン
グは前述の理由によりウエットエッチングではなくドラ
イエッチングであり、具体的には、RIE(Reactive I
on Etching;反応性イオンエッチング)などのスパッタ
エッチングが一般的である。この方法では、エッチング
ガスに含まれる反応種が活性ラジカルやイオンに解離
し、これらの化学反応および基板への衝突によってエッ
チングが進行する。
However, since the sapphire substrate has a high resistance, conventional GaN-based semiconductor elements cannot form electrodes on the lower surface of the substrate, and both the p-side electrode and the n-side electrode are formed on the upper surface side of the substrate. Have been. Therefore, etching is usually performed so that the p-type contact layer provided with the p-side electrode is exposed on the element surface. The etching at this time is not wet etching but dry etching for the above-mentioned reason. Specifically, RIE (Reactive I
Sputter etching such as on-etching (reactive ion etching) is common. In this method, reactive species contained in the etching gas are dissociated into active radicals and ions, and the etching proceeds due to these chemical reactions and collision with the substrate.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような窒化物系化
合物を用いた半導体素子は、光学素子としては紫外から
赤外までの広範な波長領域で設計可能であり、電子素子
としてはこの材料のバンドギャップが大きいこと、飽和
ドリフト速度が大きいこと、および静電破壊電界が大き
いことから高温動作、高速スイッチング、大電力動作な
どに優れており、各種の応用が期待されている。しかし
ながら、半導体レーザをはじめ窒化物系化合物を用いた
半導体素子には、更なる特性改善が要求されており、そ
のための新たな手法が求められていた。
A semiconductor device using such a nitride compound can be designed as an optical device in a wide wavelength range from ultraviolet to infrared, and as an electronic device, this material can be used. Because of its large band gap, high saturation drift speed, and large electrostatic breakdown electric field, it excels in high-temperature operation, high-speed switching, high-power operation, etc., and is expected to be used in various applications. However, a semiconductor device using a nitride compound such as a semiconductor laser is required to have further improved characteristics, and a new method for that is required.

【0006】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、簡易な手法でn型キャリアの濃度を
高め、更には伝導型を変化させることが可能であり、素
子の種類に応じて特性を改善させることが可能な半導体
素子の製造方法およびそれにより得られた半導体素子を
提供することにある。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to increase the concentration of n-type carriers and change the conductivity type by a simple method. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of improving characteristics according to the requirement, and a semiconductor device obtained by the method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明による半導体素子
の製造方法は、窒化物系化合物半導体からなる1または
2以上の半導体層のうちの特定の層について、層形成の
後にその表面の少なくとも一部を塩素を含むガス雰囲気
中に曝すことにより、その部位の伝導電子を増加させる
工程を含むものである。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of forming at least one surface of one or more semiconductor layers made of a nitride-based compound semiconductor after forming a layer. Exposing the portion to a gas atmosphere containing chlorine to increase the conduction electrons at the portion.

【0008】本発明による半導体素子は、窒化物系化合
物半導体からなる1または2以上の半導体層のうちの特
定の層の表面近傍の少なくとも一部に対して塩素が導入
されることによりこの部分の伝導電子が増加しているも
のである。
In the semiconductor device according to the present invention, chlorine is introduced into at least a part of the vicinity of the surface of a specific layer among one or two or more semiconductor layers made of a nitride-based compound semiconductor. The conduction electrons are increasing.

【0009】本発明による半導体素子の製造方法では、
特定の層の表面を塩素を含むガス雰囲気中に曝すことに
より、ドライエッチングが進行すると共に、その表面近
傍に塩素が導入され伝導電子(n型キャリア)が増加す
る。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention,
By exposing the surface of a specific layer to a gas atmosphere containing chlorine, dry etching proceeds, and chlorine is introduced near the surface to increase conduction electrons (n-type carriers).

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0011】〔第1の実施の形態〕図1は本発明の第1
の実施の形態に係る利得導波型のGaN系半導体レーザ
の構成を表している。このGaN系半導体レーザは、例
えばc面のサファイアよりなる基板10の上に、例えば
GaNよりなるバッファ層11,例えばn型GaNから
なるn型コンタクト層12,例えば不純物としてSiを
添加したn型AlGaNよりなるn型クラッド層13,
例えばn型GaNよりなるn型光導波層14,例えばG
1-x Inx N(井戸層)およびGa1-y Iny N(障
壁層)よりなる多重量子井戸構造を有する活性層15,
例えばp型不純物としてマグネシウム(Mg)を添加し
たp型GaNよりなるp型光導波層16,例えば不純物
としてMgを添加したp型AlGaNよりなるp型クラ
ッド層17、および例えば不純物としてMgを添加した
p型GaNよりなるp型コンタクト層18が積層された
構成を有している。p型コンタクト層18の上にはp側
電極20が設けられている。n型コンタクト層12の一
部およびそれよりも上層の部分は、紙面に対して垂直な
方向に一定の幅で延在するストライプ形状となってお
り、このストライプからはみ出たn型コンタクト層12
の表面にはn+ 領域12aが形成され、更にその上にn
側電極21が設けられている。このn側電極21とp側
電極20とはストライプ構造に平行となっている。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
1 shows a configuration of a gain-guided GaN-based semiconductor laser according to the embodiment. This GaN-based semiconductor laser includes, for example, a buffer layer 11 made of, for example, GaN, an n-type contact layer 12 made of, for example, n-type GaN, for example, n-type AlGaN doped with Si as an impurity, on a substrate 10 made of c-plane sapphire. N-type cladding layer 13
For example, an n-type optical waveguide layer 14 made of n-type GaN, for example, G
an active layer 15 having a multiple quantum well structure composed of a 1-x In x N (well layer) and Ga 1-y In y N (barrier layer);
For example, a p-type optical waveguide layer 16 made of p-type GaN doped with magnesium (Mg) as a p-type impurity, a p-type clad layer 17 made of p-type AlGaN doped with Mg as an impurity, and Mg added as an impurity, for example It has a configuration in which p-type contact layers 18 made of p-type GaN are stacked. On the p-type contact layer 18, a p-side electrode 20 is provided. A portion of the n-type contact layer 12 and a portion above the n-type contact layer 12 have a stripe shape extending at a constant width in a direction perpendicular to the paper surface.
N + region 12a is formed on the surface of
A side electrode 21 is provided. The n-side electrode 21 and the p-side electrode 20 are parallel to the stripe structure.

【0012】また、p型コンタクト層18の表面には幅
方向の両側に電流狭窄領域18aが設けられ、この電流
狭窄領域18aの上には窒化ケイ素(SiNx )層19
が形成されている。電流狭窄領域18aは、後述するよ
うに、p型GaNよりなるp型コンタクト層18のうち
塩素(Cl)が導入されて抵抗が著しく増大した、また
はn型伝導性を示す領域である。
On the surface of the p-type contact layer 18, current confinement regions 18a are provided on both sides in the width direction, and a silicon nitride (SiN x ) layer 19 is formed on the current confinement region 18a.
Are formed. As described later, the current confinement region 18a is a region of the p-type contact layer 18 made of p-type GaN in which chlorine (Cl) is introduced and the resistance is remarkably increased, or shows n-type conductivity.

【0013】次に、この半導体レーザの製造方法につい
て図1ないし図5を参照して説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor laser will be described with reference to FIGS.

【0014】まず、図2に示したように、例えばc面の
サファイアよりなる基板10を用意し、この基板10上
に、例えばMOCVD(Metal Organic Chemical Vapor
Deposition ;有機金属化学気相成長)法により550
℃程度の低温でGaNよりなるバッファ層11を50n
m成長させる。このバッファ層11の上に、例えば同じ
くMOCVD法を用いて、以下順次エピタキシャル成長
させる。例えば、n型不純物としてケイ素(Si)を添
加したn型GaNからなるn型コンタクト層12を3.
0μmの厚みに形成し、不純物としてSiを添加したn
型AlGaNよりなるn型クラッド層13を0.5μm
の厚みに形成し、さらに、n型GaNよりなるn型光導
波層14を0.1μmの厚みに形成する。続いて、例え
ばGa1- x Inx N(井戸層)およびGa1-y Iny
(障壁層)よりなる多重量子井戸構造を有する活性層1
5を40nmの厚みに形成する。次いで、例えばp型不
純物としてマグネシウム(Mg)を添加したp型GaN
よりなるp型光導波層16を0.1μmの厚みに形成
し、不純物としてMgを添加したp型AlGaNよりな
るp型クラッド層17を0.5μmの厚みに形成し、更
に、不純物としてMgを添加したp型GaNよりなるp
型コンタクト層18を0.5μmの厚みに形成する。な
お、活性層15は800℃程度、それ以外の層は100
0℃程度の温度で成長させる。
First, as shown in FIG. 2, a substrate 10 made of, for example, c-plane sapphire is prepared, and, for example, MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor
Deposition 550 by metal organic chemical vapor deposition)
The buffer layer 11 made of GaN is formed at a low temperature of about
m. Thereafter, epitaxial growth is performed on the buffer layer 11 sequentially by using, for example, the MOCVD method. For example, an n-type contact layer 12 made of n-type GaN to which silicon (Si) is added as an n-type impurity is formed in 3.
N having a thickness of 0 μm and adding Si as an impurity
N-type clad layer 13 of 0.5 μm
, And an n-type optical waveguide layer 14 of n-type GaN is formed to a thickness of 0.1 μm. Subsequently, for example, Ga 1- x In x N (well layer) and Ga 1-y In y N
Active layer 1 having multiple quantum well structure composed of (barrier layer)
5 is formed to a thickness of 40 nm. Next, for example, p-type GaN doped with magnesium (Mg) as a p-type impurity
The p-type optical waveguide layer 16 is formed to a thickness of 0.1 μm, the p-type cladding layer 17 made of p-type AlGaN to which Mg is added as an impurity is formed to a thickness of 0.5 μm. P composed of added p-type GaN
The mold contact layer 18 is formed to a thickness of 0.5 μm. The active layer 15 is about 800 ° C., and the other layers are 100 ° C.
It is grown at a temperature of about 0 ° C.

【0015】その際、例えば、アルミニウム(Al)の
原料ガスとしてはトリメチルアルミニウムガス((CH
3 3 Al)、ガリウム(Ga)の原料ガスとしてはト
リメチルガリウムガス((CH3 3 Ga)またはトリ
エチルガリウムガス((C25 3 Ga)、インジウ
ム(In)の原料ガスとしてはトリメチルインジウムガ
ス((CH3 3 In)、窒素(N)の原料ガスとして
はアンモニアガス(NH3 )、ケイ素の原料ガスとして
はモノシランガス(SiH4 )、マグネシウムの原料ガ
スとしてはビス=メチルシクロペンタジエニルマグネシ
ウムガス(MeCp2 Mg)またはビス=シクロペンタ
ジエニルマグネシウムガス(Cp2 Mg)をそれぞれ用
いる。
At this time, for example, trimethylaluminum gas ((CH
3) 3 Al), as a source gas of gallium (raw material as the gas trimethylgallium gas Ga) ((CH 3) 3 Ga) or triethyl gallium gas ((C 2 H 5) 3 Ga), indium (In) Trimethyl indium gas ((CH 3 ) 3 In), ammonia (NH 3 ) as a source gas for nitrogen (N), monosilane gas (SiH 4 ) as a source gas for silicon, and bis = methylcyclo as a source gas for magnesium Pentadienyl magnesium gas (MeCp 2 Mg) or bis cyclopentadienyl magnesium gas (Cp 2 Mg) is used.

【0016】次に、図3に示したように、ストライプ形
状のレジストパターン22をp型コンタクト層18の上
面にリソグラフィーにより形成する。更に、レジストパ
ターン22をマスクとして、例えばRIE法によりn型
コンタクト層12が露出するまで異方性エッチングを行
うことにより、n型コンタクト層12の上層部、すなわ
ちn型クラッド層13、n型光導波層14、活性層1
5、p型光導波層16、p型クラッド層17およびp型
コンタクト層18をストライプ形状にパターニングす
る。
Next, as shown in FIG. 3, a stripe-shaped resist pattern 22 is formed on the upper surface of the p-type contact layer 18 by lithography. Further, anisotropic etching is performed using the resist pattern 22 as a mask until the n-type contact layer 12 is exposed, for example, by RIE, thereby forming an upper layer of the n-type contact layer 12, ie, the n-type cladding layer 13, the n-type photoconductive layer. Wave layer 14, active layer 1
5. The p-type optical waveguide layer 16, the p-type cladding layer 17, and the p-type contact layer 18 are patterned in a stripe shape.

【0017】次に、図4に示したように、p側電極20
が位置する部分を残してレジストパターン22を除去す
る。次いで、残されたレジストパターン22をマスクと
して、p型コンタクト層18にn型キャリア濃度を増加
させるための塩素導入を選択的に行う。そのために、本
実施の形態ではエッチングガスを塩素(Cl2 )とした
RIEを利用する。つまり、再度エッチングを行う。
Next, as shown in FIG.
The resist pattern 22 is removed except for the portion where is located. Next, chlorine is introduced selectively into the p-type contact layer 18 to increase the n-type carrier concentration using the remaining resist pattern 22 as a mask. Therefore, in this embodiment, RIE using chlorine (Cl 2 ) as an etching gas is used. That is, etching is performed again.

【0018】この場合、ラジカルな活性基Cl* や塩素
イオンCl- の化学反応等によってエッチングが進行す
るが、同時に、これら反応性の高いCl原子はエッチン
グされる表面から深さ方向に進入する。今回、本発明者
らは、このようにしてCl原子が存在するようになった
領域には伝導型がn化する傾向があることを見出した。
すなわち、p型であったものはi型となり更にはn型に
反転し、n型であったものはn+ 化する。これは、表面
近傍に進入してきたCl原子により電子或いは電荷が供
給される結果、Cl原子が存在する領域でn型キャリア
濃度が高くなるからである。従って、ここでは素子の加
工を目的とせず、n型キャリア濃度を制御するという目
的でエッチングを行う。ちなみに、塩素系ガスを用いた
RIEはエッチング方法としてよく知られたものである
が、これまではエッチング効果についてのみ検討されて
おり、塩素の残渣はエッチングした半導体層の特性に影
響する虞があるとして、むしろ十分に除去されることが
期待されていた。
[0018] In this case, the radical active group Cl * and chlorine ions Cl - but etching proceeds by the chemical reactions and the like, at the same time, high Cl atoms of these reactive enters in the depth direction from the surface to be etched. At this time, the present inventors have found that the conductivity type tends to change to n in a region where Cl atoms are present.
That is, the p-type becomes i-type and further inverted to n-type, and the n-type becomes n + . This is because electrons or charges are supplied by Cl atoms entering the vicinity of the surface, and as a result, the n-type carrier concentration increases in the region where Cl atoms exist. Therefore, the etching is performed here for the purpose of controlling the n-type carrier concentration without the purpose of processing the element. Incidentally, RIE using a chlorine-based gas is well known as an etching method, but until now only the etching effect has been studied, and chlorine residues may affect the characteristics of the etched semiconductor layer. Rather, it was expected to be sufficiently removed.

【0019】また、半導体層の表面に不純物を導入する
方法としては、イオン注入や拡散などが一般的である。
これら、特に拡散では、不純物は表面から内部へと拡散
し、層面方向にも拡がるために目的とする領域から滲み
出したり、表面から不純物領域の境界に向かって不純物
の濃度が生じるなど制御が難しい。一方、RIEは異方
性エッチングであり、目的の方向にのみエッチングを行
うことができることから、制御性よく目的とした領域に
のみ不純物を導入することができる。特に、半導体層の
表面近傍にのみ不純物を導入する場合には、上記の拡散
法などでは制御が困難であるが、RIEによれば、不純
物である塩素原子を限定した領域にのみ高濃度に導入す
ることができるという利点がある。
As a method for introducing an impurity into the surface of the semiconductor layer, ion implantation or diffusion is generally used.
In these diffusions, in particular, the impurity diffuses from the surface to the inside and spreads also in the layer surface direction, so that it is difficult to control such that the impurity oozes out of the target region or the impurity concentration is generated from the surface toward the boundary of the impurity region. . On the other hand, RIE is anisotropic etching, and etching can be performed only in a target direction, so that impurities can be introduced only into a target region with good controllability. In particular, in the case where impurities are introduced only near the surface of the semiconductor layer, it is difficult to control by the above-described diffusion method or the like. However, according to RIE, chlorine atoms as impurities are introduced at a high concentration only in a limited region. There is an advantage that can be.

【0020】ここでは、n型コンタクト層12およびp
型コンタクト層18の表面に対してCl2 ガスを用いた
RIEを施す。このときの反応条件は、塩素の導入量や
導入深さと共にエッチング深さを考慮して適宜選択さ
れ、ガスフロー速度は例えば2〜30cc/分の範囲
内、反応時間は例えば1〜5分の範囲内にてそれぞれ設
定される。これにより、n型コンタクト層12の表面近
傍では、例えば0.1〜0.2μm程度の適当な深さに
おいてn型キャリアが増加してn+ 化し、n+ 領域12
aが形成される。また、p型コンタクト層18の表面近
傍においても同様に適当な深さでn型キャリアが増加す
る。その結果、この部分の伝導型がi型またはn型に変
化して電流狭窄領域18aが形成される。
Here, the n-type contact layer 12 and the p-type
RIE using Cl 2 gas is performed on the surface of the mold contact layer 18. The reaction conditions at this time are appropriately selected in consideration of the etching depth together with the amount and depth of introduction of chlorine, the gas flow rate is within a range of, for example, 2 to 30 cc / min, and the reaction time is, for example, 1 to 5 minutes. Each is set within the range. As a result, in the vicinity of the surface of the n-type contact layer 12, n-type carriers increase at an appropriate depth of, for example, about 0.1 to 0.2 μm to become n + , and the n + region 12
a is formed. Similarly, near the surface of the p-type contact layer 18, the n-type carriers increase at an appropriate depth. As a result, the conduction type of this portion changes to i-type or n-type, and the current confinement region 18a is formed.

【0021】次に、図5に示したように、所定形状のS
iNx 層19を、例えばCVD(Chemical Vapor Depos
ition ;化学気相成長) 法、真空蒸着法、スパッタリン
グ法などにより形成する。その後、レジストパターン2
2をエッチング除去する。
Next, as shown in FIG.
The iN x layer 19 is formed, for example, by CVD (Chemical Vapor Depos).
ition; chemical vapor deposition) method, vacuum evaporation method, sputtering method and the like. Then, resist pattern 2
2 is removed by etching.

【0022】次に、図1に示したように、基板表面に対
して所定形状のレジストパターン(図示せず)を例えば
リソグラフィーにより形成する。このレジストパターン
をマスクとして例えば真空蒸着法などによりTi膜,A
l膜を順次形成し、この後、レジストパターンをその上
のTi膜,Al膜と共に除去する(リフトオフ)。これ
により、n+ 領域12aの上の所定位置にn側電極21
が形成される。同様にして、p型コンタクト層18上の
所定位置にNi膜およびAu膜からなるp側電極20を
形成する。
Next, as shown in FIG. 1, a resist pattern (not shown) having a predetermined shape is formed on the substrate surface by, for example, lithography. Using this resist pattern as a mask, for example, a Ti film, A
Thereafter, the resist pattern is removed together with the Ti film and the Al film thereon (lift-off). Thereby, the n-side electrode 21 is located at a predetermined position on the n + region 12a.
Is formed. Similarly, a p-side electrode 20 made of a Ni film and an Au film is formed at a predetermined position on the p-type contact layer 18.

【0023】最後に、基板10をストライプの長さ方向
(共振器長方向)と垂直に所定の幅を持たせて劈開また
はドライエッチングにより、対向する共振器端面を形成
することによって利得導波型の半導体レーザが完成す
る。なお、必要に応じて劈開面に反射率を制御するため
のコーティングを施すようにしてもよい。
Finally, the substrate 10 has a predetermined width perpendicular to the length direction of the stripe (resonator length direction) and is formed by cleavage or dry etching to form opposing resonator end faces, thereby forming a gain waveguide type. Is completed. Note that a coating for controlling the reflectance may be applied to the cleavage plane as needed.

【0024】このようにして製造されたGaN系半導体
レーザでは、p側電極20とn側電極21との間に所定
の電圧が印加されると、活性層15に電流が注入され
る。これにより、活性層15では、電子−正孔再結合に
よる発光が起こり、図示しない反射鏡を介して外部に光
が取り出される。ここでは、p側電極20の両側に設け
られた電流狭窄領域18aはi型またはn型であるため
にp型コンタクト層18に対して電気抵抗が増大してい
る。従って、この部分において電流は狭窄され、活性層
15内の一部のみにキャリア閉じ込めが達成される。従
って、水平横モードを制御することができ、半導体レー
ザは安定して単一モードを発振する。
In the GaN-based semiconductor laser manufactured as described above, when a predetermined voltage is applied between the p-side electrode 20 and the n-side electrode 21, a current is injected into the active layer 15. As a result, in the active layer 15, light emission due to electron-hole recombination occurs, and light is extracted to the outside via a not-shown reflecting mirror. Here, since the current confinement regions 18 a provided on both sides of the p-side electrode 20 are i-type or n-type, the electric resistance is increased with respect to the p-type contact layer 18. Accordingly, the current is constricted in this portion, and carrier confinement is achieved only in a part of the active layer 15. Therefore, the horizontal and lateral modes can be controlled, and the semiconductor laser stably oscillates in a single mode.

【0025】本実施の形態では、GaN系半導体レーザ
において、p型コンタクト層18の両端部の表面近傍に
塩素を導入して選択的に電流狭窄領域18aを形成する
ようにしたので、精度の良い電流狭窄構造が形成され、
レーザの閾値電流や動作電流が低減されると共に横モー
ドの制御を図ることができる。
In the present embodiment, in the GaN-based semiconductor laser, the current confinement region 18a is selectively formed by introducing chlorine into the vicinity of the surface of both ends of the p-type contact layer 18, so that the accuracy is high. A current confinement structure is formed,
The threshold current and operating current of the laser can be reduced, and the transverse mode can be controlled.

【0026】また、本実施の形態では、n型コンタクト
層12の表面近傍に選択的に塩素を導入し、n型伝導キ
ャリアが増加したn+ 領域12aを形成するようにした
ので、n側電極21とn型コンタクト層12とのコンタ
クト性が改善され、コンタクト抵抗や寄生容量が低減さ
れる。
Further, in the present embodiment, chlorine is selectively introduced near the surface of n-type contact layer 12 to form n + region 12a having an increased number of n-type conduction carriers. The contact property between the contact layer 21 and the n-type contact layer 12 is improved, and the contact resistance and the parasitic capacitance are reduced.

【0027】更に、本実施の形態では、p型コンタクト
層18およびn型コンタクト層12の表面近傍に選択的
に塩素を導入する工程を、エッチングガスを塩素とする
RIEにより行うようにしたので、電流狭窄領域18a
またはn+ 領域12aを簡易で制御性の良いプロセスで
精度良く作製することができる。また、装置もRIE用
の既存の装置を用いればよく、簡便な作製方法とするこ
とができる。
Further, in this embodiment, the step of selectively introducing chlorine near the surfaces of the p-type contact layer 18 and the n-type contact layer 12 is performed by RIE using chlorine as an etching gas. Current confinement region 18a
Alternatively, the n + region 12a can be manufactured with high accuracy by a simple and controllable process. Further, an existing apparatus for RIE may be used as the apparatus, and a simple manufacturing method can be provided.

【0028】〔第2の実施の形態〕図6は本発明の第2
の実施の形態に係るGaN系のヘテロ接合形フォトトラ
ンジスタの構成を表すものである。このフォトトランジ
スタは、例えばc面のサファイアよりなる基板30の上
に、例えばAlNよりなるバッファ層31,例えばn+
型AlGaNよりなる第1のn+ 型層32,例えばn型
AlGaNよりなるn型層33,例えばp型GaNより
なるp型層34,n+ 型GaNよりなる第2のn+ 型層
35を積層した構造を有している。第1のn+ 型層32
の一部およびそれよりも上層の部分が紙面に対して垂直
な方向に延在するストライプ形状となっている。
[Second Embodiment] FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.
1 shows a configuration of a GaN-based heterojunction phototransistor according to the embodiment. This phototransistor has a buffer layer 31 made of, for example, AlN, for example, n + on a substrate 30 made of, for example, c-plane sapphire.
A first n + -type layer 32 of n-type AlGaN, for example, an n-type layer 33 of n-type AlGaN, for example, a p-type layer 34 of p-type GaN, and a second n + -type layer 35 of n + -type GaN. It has a laminated structure. First n + -type layer 32
Are formed in a stripe shape extending in a direction perpendicular to the paper surface.

【0029】第1のn+ 型層32の表面領域には高濃度
+ 型層32a、第2のn+ 型層35の表面領域には高
濃度n+ 型層35aがそれぞれ設けられている。第2の
+型層35の上には電極36が設けられており、スト
ライプの両側には電極37,38がそれぞれ第1のn+
型層32の上に設けられている。これらの電極36,3
7,38はストライプ構造に平行な形状を有している。
A high-concentration n + -type layer 32 a is provided in the surface region of the first n + -type layer 32, and a high-concentration n + -type layer 35 a is provided in the surface region of the second n + -type layer 35. . On the second n + -type layer 35 and the electrode 36 is provided, electrodes 37 and 38 on both sides of the stripe first respective n +
It is provided on the mold layer 32. These electrodes 36, 3
7, 38 have a shape parallel to the stripe structure.

【0030】次に、このフォトトランジスタの製造方法
について図6ないし図8を参照して説明する。
Next, a method of manufacturing the phototransistor will be described with reference to FIGS.

【0031】図7に示したように、例えばc面のサファ
イアよりなる基板30の上に、例えばMOCVD法によ
り550℃程度の低温でAlNよりなるバッファ層11
を成長させる。このバッファ層11を核として、例え
ば、同じくMOCVD法により1000℃程度の温度
で、以下、例えば、n+ 型AlGaNからなる第1のn
+型層32、n型AlGaNからなるn型層33、p型
GaNからなるp型層34、n+ 型GaNからなる第2
のn+ 型層35を、順次エピタキシャル成長させる。
As shown in FIG. 7, a buffer layer 11 made of AlN is formed on a substrate 30 made of, for example, c-plane sapphire at a low temperature of about 550.degree.
Grow. The buffer layer 11 as nuclei, for example, also at a temperature of about 1000 ° C. by MOCVD, the following, for example, a first n consisting of n + -type AlGaN
+ -Type layer 32, n-type layer 33 of n-type AlGaN, p-type layer 34 of p-type GaN, second layer of n + -type GaN
The n + -type layer 35, are sequentially epitaxially grown.

【0032】次に、図8に示したように、ストライプ形
状のレジストパターン39を第2のn+ 型層35の上面
にリソグラフィーにより形成し、このレジストパターン
39をマスクとして、例えばRIE法により第1のn+
型層32が露出するまで異方性エッチングを行う。これ
により、第1のn+ 型層32の上層部、すなわち、n型
層33,p型層34および第2のn+ 型層35がストラ
イプ形状にパターニングされる。
Next, as shown in FIG. 8, a resist pattern 39 having a stripe shape is formed on the upper surface of the second n + -type layer 35 by lithography, and the resist pattern 39 is used as a mask to form a resist pattern by, for example, RIE. 1 n +
The anisotropic etching is performed until the mold layer 32 is exposed. Thereby, the upper layer portion of the first n + -type layer 32, that is, the n-type layer 33, the p-type layer 34, and the second n + -type layer 35 are patterned in a stripe shape.

【0033】次に、図6に示したように、レジストパタ
ーン39を除去して、第1の実施の形態と同様にエッチ
ングガスを塩素(Cl2 )としたRIEを行う。これに
より、第1のn+ 型層32の表面近傍に高濃度n+ 型層
32a、第2のn+ 型層35の表面近傍に高濃度n+
層35aがそれぞれ形成される。続いて、例えば真空蒸
着法やスパッタリング法により電極36,37,38を
形成する。
Next, as shown in FIG. 6, the resist pattern 39 is removed, and RIE using an etching gas of chlorine (Cl 2 ) is performed as in the first embodiment. Thus, a high-concentration n + -type layer 32a is formed near the surface of the first n + -type layer 32, and a high-concentration n + -type layer 35a is formed near the surface of the second n + -type layer 35. Subsequently, the electrodes 36, 37, 38 are formed by, for example, a vacuum evaporation method or a sputtering method.

【0034】このようにして作製されたフォトトランジ
スタは、図6に矢印で示したように基板30側から光が
照射されると、n型層33およびp型層34において光
に励起されたキャリアが生成される。キャリアは正孔と
伝導電子の対であり、pn接合面の内部電界によりp型
層34に正孔、n型層33に電子が分かれて起電力が生
じる。電極36と電極37ないし38とを外部負荷に接
続することにより、増幅された電流が得られる。ここで
は電極36〜38の接合面に高濃度n+ 型層32a,3
5aが設けられているのでコンタクト性が良く、電流が
効率よく電極36〜38から取り出される。
When the phototransistor thus manufactured is irradiated with light from the substrate 30 side as indicated by an arrow in FIG. 6, the carriers excited by the light in the n-type layer 33 and the p-type layer 34. Is generated. Carriers are pairs of holes and conduction electrons, and the internal electric field at the pn junction separates holes into the p-type layer 34 and electrons into the n-type layer 33 to generate electromotive force. By connecting the electrode 36 and the electrodes 37 to 38 to an external load, an amplified current is obtained. Here, the high-concentration n + -type layers 32a, 32
Since the contact holes 5a are provided, the contact characteristics are good, and the current is efficiently extracted from the electrodes 36 to 38.

【0035】本実施の形態に係るフォトトランジスタに
おいては、第1のn+ 型層32の両端部および第2のn
+ 型層35それぞれの表面近傍に塩素を導入して選択的
に高濃度n+ 型層32a,35aを形成するようにした
ので、各電極36,37,38とn+ 型層32,35と
のコンタクト性が改善され、コンタクト抵抗や寄生容量
が低減される。ところで、フォトトランジスタにおける
暗電流は、素子の感度を低下させるものであり、その発
生には結晶欠陥密度や表面漏れ電流などが大きく寄与し
ている。従って、コンタクト性の改善に伴って、このよ
うな暗電流密度を低減させることができる。
In the phototransistor according to the present embodiment, both ends of the first n + -type layer 32 and the second n +
Since the high-concentration n + -type layers 32a and 35a are selectively formed by introducing chlorine near the surface of each + -type layer 35, the electrodes 36, 37 and 38 and the n + -type layers 32 and 35 Is improved, and contact resistance and parasitic capacitance are reduced. By the way, the dark current in the phototransistor lowers the sensitivity of the device, and the occurrence thereof is greatly influenced by the crystal defect density, surface leakage current, and the like. Therefore, such dark current density can be reduced with the improvement of the contact property.

【0036】また、本実施の形態においても、第1の実
施の形態と同様に、第1のn+ 型層32の両端部および
第2のn+ 型層35それぞれの表面近傍に塩素を導入す
る工程をエッチングガスを塩素とするRIEにより行う
ようにしたので、高濃度n+型層32a,35aを簡易
で制御性の良いプロセスで精度良く作製することができ
る。また、装置もRIE用の既存の装置を用いればよ
く、簡便な作製方法とすることができる。
Also in this embodiment, as in the first embodiment, chlorine is introduced into both ends of the first n + -type layer 32 and near the surface of each of the second n + -type layers 35. This step is performed by RIE using chlorine as an etching gas, so that the high-concentration n + -type layers 32a and 35a can be manufactured accurately by a simple and controllable process. Further, an existing apparatus for RIE may be used as the apparatus, and a simple manufacturing method can be provided.

【0037】[第3の実施の形態]図9は本発明の第3
の実施の形態に係るGaN系のショットキーゲート型電
界効果トランジスタ(MESFET;Metal-Semiconduc
tor Field Effect Transistor )の構成を表している。
このMESFETでは、例えばc面のサファイアよりな
る基板40の上に、例えばGaNよりなるバッファ層4
1,例えばi型GaNよりなる半絶縁層42,例えばn
型GaNよりなるn型層43が順に積層され、n型層4
3の表面近傍にはn+ 型層43aが設けられている。n
+ 型層43aの上には、ソース電極44,ゲート電極4
5およびドレイン電極46が設けられている。
[Third Embodiment] FIG. 9 shows a third embodiment of the present invention.
GaN-based Schottky field effect transistor (MESFET; Metal-Semiconduc
tor Field Effect Transistor).
In this MESFET, a buffer layer 4 made of, for example, GaN is formed on a substrate 40 made of, for example, c-plane sapphire.
1, for example, a semi-insulating layer 42 of i-type GaN, for example, n
N-type layers 43 of n-type GaN are sequentially stacked,
An n + -type layer 43a is provided in the vicinity of the surface of 3. n
On the + type layer 43a, the source electrode 44, the gate electrode 4
5 and a drain electrode 46 are provided.

【0038】次に、図9を参照してこのMESFETの
製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the MESFET will be described with reference to FIG.

【0039】例えばc面のサファイアよりなる基板40
の上に、例えばMOCVD法により550℃程度の低温
でGaNよりなるバッファ層41を成長させる。次い
で、このバッファ層41を核として、例えば、同じくM
OCVD法により1000℃程度の温度で、高抵抗のi
型GaNにより半絶縁層42を3μmの厚みで形成し、
引き続きn型GaNによりn型層43を250nmの厚
みで形成する。
A substrate 40 made of, for example, c-plane sapphire
A buffer layer 41 made of GaN is grown at a low temperature of about 550 ° C. by MOCVD, for example. Next, using the buffer layer 41 as a nucleus, for example,
OCVD method at a temperature of about 1000 ° C.
Forming a semi-insulating layer 42 with a thickness of 3 μm using the type GaN,
Subsequently, an n-type layer 43 is formed with a thickness of 250 nm using n-type GaN.

【0040】次に、第1の実施の形態と同様にしてエッ
チングガスを塩素(Cl2 )としたRIEを行う。この
ときのエッチング条件は、n型層43の表面が例えば
0.1μmの深さでエッチングされるように選定され
る。これによりn型層43の表面近傍にn+ 型層43a
が形成される。続いて、例えば真空蒸着法やスパッタリ
ング法によりソース電極44,ゲート電極45およびド
レイン電極46を形成する。
Next, RIE using chlorine (Cl 2 ) as an etching gas is performed in the same manner as in the first embodiment. The etching conditions at this time are selected such that the surface of the n-type layer 43 is etched at a depth of, for example, 0.1 μm. Thereby, the n + -type layer 43a is provided near the surface of the n-type layer 43.
Is formed. Subsequently, a source electrode 44, a gate electrode 45, and a drain electrode 46 are formed by, for example, a vacuum evaporation method or a sputtering method.

【0041】このようにして作製されたMESFETで
は、形状の精度が高いn+ 型層43aが得られると共
に、n+ 型層43が介在することによってn型層43と
各電極44〜46との間のコンタクト性が向上する。ま
た、コンタクト性の向上に伴って、MESFETの主な
特性である相互コンダクタンス、電流遮断周波数、最大
発振周波数などが改善される。更に、n+ 型層43を形
成する工程をエッチングガスを塩素とするRIEにより
行うようにしたので、n+ 型層43を簡易で制御性の良
いプロセスで精度良く作製することができる。
In the MESFET fabricated in this manner, an n + -type layer 43 a having high shape accuracy is obtained, and the n + -type layer 43 is interposed between the n + -type layer 43 and each of the electrodes 44 to 46. The contact property between them is improved. Further, with the improvement of the contact properties, the main characteristics of the MESFET, such as the transconductance, the current cutoff frequency, and the maximum oscillation frequency, are improved. Further, since the step of forming the n + -type layer 43 is performed by RIE using chlorine as an etching gas, the n + -type layer 43 can be manufactured accurately by a simple and controllable process.

【0042】[第4の実施の形態]図10は本発明の第
4の実施の形態に係るGaN系の接合形FET(JFE
T)の構成を表すものである。このJFETでは、例え
ばc面のサファイアよりなる基板50の上に例えばGa
Nよりなるバッファ層51を介して例えばp型GaNよ
りなるp型層52が形成されている。p型層52の表面
中央にはストライプ状の例えばGaNよりなるn型層5
2aが設けられており、このn型層52aの上にはゲー
ト電極54が設けられている。また、n型層52aの両
側に表出しているp型層52の上にはソース電極53お
よびドレイン電極55が設けられている。
Fourth Embodiment FIG. 10 shows a GaN-based junction FET (JFE) according to a fourth embodiment of the present invention.
T). In this JFET, for example, Ga is placed on a substrate 50 made of, for example, c-plane sapphire.
A p-type layer 52 made of, for example, p-type GaN is formed via a buffer layer 51 made of N. In the center of the surface of the p-type layer 52, an n-type layer 5 made of, for example, GaN
2a, and a gate electrode 54 is provided on the n-type layer 52a. A source electrode 53 and a drain electrode 55 are provided on the p-type layer 52 exposed on both sides of the n-type layer 52a.

【0043】次に、図10を参照してこのJFETの製
造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing this JFET will be described with reference to FIG.

【0044】まず、例えばc面のサファイアよりなる基
板50の上に例えばMOCVD法により550℃程度の
低温でGaNよりなるバッファ層51を成長させる。次
に、このバッファ層51の上に、例えば、同じくMOC
VD法により1000℃程度の温度で、p型GaNから
なるp型層52を形成する。
First, a buffer layer 51 made of GaN is grown on a substrate 50 made of, for example, c-plane sapphire at a low temperature of about 550 ° C. by MOCVD, for example. Next, on this buffer layer 51, for example,
A p-type layer 52 made of p-type GaN is formed at a temperature of about 1000 ° C. by a VD method.

【0045】次に、n型層52aの形成予定位置に対応
して開口を有するレジストパターン(図示せず)をリソ
グラフィーにより形成する。続いて、第1の実施の形態
と同様に、エッチングガスを塩素(Cl2 )としたRI
Eを行う。p型層52は、レジストパターンをマスクと
してエッチングされると共に、その表面近傍の伝導型が
p型からn型へと変化する。これにより、p型層52の
表面近傍にn型層52aが形成される。レジストパター
ンを除去した後、例えば真空蒸着法やスパッタリング法
によりソース電極53,ゲート電極54およびドレイン
電極55を形成する。
Next, a resist pattern (not shown) having an opening corresponding to the position where the n-type layer 52a is to be formed is formed by lithography. Subsequently, similarly to the first embodiment, RI using an etching gas of chlorine (Cl 2 ) is used.
Perform E. The p-type layer 52 is etched using the resist pattern as a mask, and the conductivity type near the surface changes from p-type to n-type. Thus, an n-type layer 52a is formed near the surface of the p-type layer 52. After removing the resist pattern, a source electrode 53, a gate electrode 54 and a drain electrode 55 are formed by, for example, a vacuum evaporation method or a sputtering method.

【0046】このようにして作製されたJFETでは、
精度の高い形状をしたn型層52aが得られる。また、
このn型層52aとゲート電極54とはコンタクト性に
優れているので、コンタクト性の向上に伴い、JFET
の主要な特性である相互コンダクタンス、電流遮断周波
数、最大発振周波数などが改善される。更にまた、n型
層52aを形成する工程をエッチングガスを塩素とする
RIEにより行うようにしたので、n型層52aを簡易
で制御性の良いプロセスで精度良く作製することができ
る。
In the JFET manufactured as described above,
An n-type layer 52a having a highly accurate shape is obtained. Also,
Since the n-type layer 52a and the gate electrode 54 have excellent contact properties, the JFET
The main characteristics such as mutual conductance, current cutoff frequency, and maximum oscillation frequency are improved. Furthermore, since the step of forming the n-type layer 52a is performed by RIE using chlorine as an etching gas, the n-type layer 52a can be manufactured accurately by a simple and controllable process.

【0047】〔第5の実施の形態〕図11は本発明の第
5の実施の形態に係るnipi構造を表している。この
ようなnipi構造は、電子素子、或いは受光素子や発
光素子として応用することができるものである。このn
ipi構造は、例えばc面のサファイアよりなる基板6
0の上に、GaNよりなるバッファ層61を介してp型
GaNよりなるp型層62が形成され、このp型層62
の表面近傍にn型層62aが、また、p型層62とn型
層62aとの境界領域にはi型層62bが設けられた構
造を有している。すなわち、上面からみるとn型層62
a,i型層62b,p型層62およびi型層62bがこ
の順でストライプ状に並んでいる。
[Fifth Embodiment] FIG. 11 shows a nipi structure according to a fifth embodiment of the present invention. Such a nipi structure can be applied as an electronic element or a light receiving element or a light emitting element. This n
The ipi structure has a substrate 6 made of, for example, c-plane sapphire.
0, a p-type layer 62 made of p-type GaN is formed via a buffer layer 61 made of GaN.
Has a structure in which an n-type layer 62a is provided near the surface and an i-type layer 62b is provided in a boundary region between the p-type layer 62 and the n-type layer 62a. That is, when viewed from above, the n-type layer 62
The a, i-type layer 62b, the p-type layer 62, and the i-type layer 62b are arranged in stripes in this order.

【0048】このnipi構造は以下のようにして作製
することができる。すなわち、c面のサファイアよりな
る基板60の上に、例えばMOCVD法により550℃
程度の低温でGaNよりなるバッファ層61を成長させ
る。次いで、このバッファ層61の上に、例えば、同じ
くMOCVD法により1000℃程度の温度で、p型G
aNからなるp型層62を形成する。
This nipi structure can be manufactured as follows. That is, 550 ° C. is deposited on the c-plane sapphire substrate 60 by MOCVD, for example.
The buffer layer 61 made of GaN is grown at a low temperature. Next, on this buffer layer 61, for example, the p-type G
A p-type layer 62 made of aN is formed.

【0049】次に、n型層62aの形成予定領域に対応
して対応して開口を有するレジストパターン(図示せ
ず)をリソグラフィーにより形成する。続いて、第1の
実施の形態と同様に、エッチングガスを塩素(Cl2
としたRIEを行う。p型層62は、レジストパターン
をマスクとしてエッチングされると共に、その表面近傍
の伝導型がp型からn型へと変化する。このときp型領
域とn型領域の境界付近は高抵抗i型となる。これによ
りp型層62の表面近傍にn型層62aおよびi型層6
2bが形成される。その後、レジストパターンを除去
し、任意の電極を形成することにより、電子素子、或い
は受光素子や発光素子等として加工することができる。
Next, a resist pattern (not shown) having an opening corresponding to a region where the n-type layer 62a is to be formed is formed by lithography. Subsequently, similarly to the first embodiment, the etching gas is changed to chlorine (Cl 2 ).
RIE is performed. The p-type layer 62 is etched using the resist pattern as a mask, and the conductivity type near the surface changes from p-type to n-type. At this time, the vicinity of the boundary between the p-type region and the n-type region becomes the high-resistance i-type. Thereby, the n-type layer 62a and the i-type layer 6 are located near the surface of the p-type layer 62.
2b is formed. After that, by removing the resist pattern and forming an arbitrary electrode, it can be processed as an electronic element, a light receiving element, a light emitting element, or the like.

【0050】本実施の形態においても、n型層62aお
よびi型層62bを形成する工程をエッチングガスを塩
素とするRIEにより行うようにしたので、これらを簡
易で制御性の良いプロセスで精度良く作製することがで
きる。
Also in the present embodiment, the step of forming the n-type layer 62a and the i-type layer 62b is performed by RIE using chlorine as an etching gas. Can be made.

【0051】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では
サファイア基板を用いているが、基板はどのようなもの
を用いてもよく、必要に応じてGaN基板、SiC基
板、ZnO基板、スピネル基板などを用いることができ
る。このうちGaN基板やSiC基板等の導電性のもの
を用いる場合には、この基板上に電極を形成することが
可能である。
Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified. For example, although a sapphire substrate is used in the above embodiment, any substrate may be used, and a GaN substrate, a SiC substrate, a ZnO substrate, a spinel substrate, or the like can be used as necessary. When a conductive material such as a GaN substrate or a SiC substrate is used, an electrode can be formed on the substrate.

【0052】また、上記実施の形態ではGaN系の光学
素子および電子素子に適用した場合について説明した
が、本発明は、例えばアルミニウム(Al)やインジウ
ム(In)等を含む窒化物半導体混晶などの他の化合物
半導体により構成される素子に適用することも可能であ
る。しかしながら、GaN系半導体に対して適用すれば
他の系の場合に比べて極めて効果的である。すなわち、
本発明では、塩素を導入する具体的な方法として塩素ガ
スによるRIE技術を利用しているが、元々、このエッ
チングは特にGaN系半導体において反応性が高い。ま
た、GaN系半導体は他の半導体と異なってウエットエ
ッチングが困難であり、エッチングには専らRIEが用
いられているので、同一の装置を用いて工程の簡略化、
操作上の利便性を図ることが可能であるからである。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a GaN-based optical element and an electronic element has been described. However, the present invention relates to a nitride semiconductor mixed crystal containing aluminum (Al), indium (In), or the like. It is also possible to apply to an element constituted by another compound semiconductor. However, when applied to a GaN-based semiconductor, it is extremely effective as compared with other systems. That is,
In the present invention, the RIE technique using chlorine gas is used as a specific method for introducing chlorine. However, originally, this etching has high reactivity especially in a GaN-based semiconductor. Also, unlike other semiconductors, GaN-based semiconductors are difficult to perform wet etching, and RIE is used exclusively for etching, so that the same apparatus can be used to simplify the process,
This is because operational convenience can be achieved.

【0053】また、本発明は、上記実施の形態において
具体的に例示した光学素子および電子素子以外の光学素
子または電子素子についても適用できることはいうまで
もない。更に、p型半導体に塩素を導入する場合に、伝
導型がp型から完全なi型もしくはn型に変化しなくと
もよく、目的とする電気的特性が目的の領域内で得られ
る程度に導入すればよい。
It is needless to say that the present invention can be applied to optical elements and electronic elements other than the optical elements and electronic elements specifically exemplified in the above embodiment. Further, when chlorine is introduced into the p-type semiconductor, the conduction type does not need to change from p-type to complete i-type or n-type, and is introduced to such an extent that the intended electrical characteristics can be obtained within the intended region. do it.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体素子
の製造方法によれば、窒化物系化合物半導体からなる半
導体層のうちの特定の層について、層形成の後にその表
面の少なくとも一部を塩素を含むガス雰囲気中に曝すこ
とにより、その部位の伝導電子を増加させるようにした
ので、元となる半導体層に比してn型キャリアが高濃度
な領域を簡易で制御性の良いプロセスで精度良く作製す
ることができる。また、装置もRIE用の既存の装置を
用いることができるので、簡便な作製方法とすることが
でき、エッチングプロセスと同時に行うようにすれば、
工程の簡略化を図ることも可能になる。
As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, at least a part of the surface of a specific layer of a semiconductor layer made of a nitride-based compound semiconductor is formed after the layer is formed. By exposing it to a gas atmosphere containing chlorine, the number of conduction electrons at that site is increased, so that a region with a high concentration of n-type carriers compared to the base semiconductor layer can be easily and easily controlled. It can be manufactured with high accuracy. In addition, since an existing apparatus for RIE can be used as the apparatus, a simple manufacturing method can be used.
It is also possible to simplify the process.

【0055】また、本発明の半導体素子によれば、本発
明の製造方法を適用して作成するようにしたので、素子
特性を改善したり、コンタクト抵抗や寄生容量などの電
極周辺に関する問題を解決することができるようにな
る。
Further, according to the semiconductor device of the present invention, since the semiconductor device is manufactured by applying the manufacturing method of the present invention, it is possible to improve device characteristics and solve problems related to the periphery of the electrode such as contact resistance and parasitic capacitance. Will be able to

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る半導体レーザ
の構成を表す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor laser according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した半導体レーザの製造工程を説明す
るための断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor laser shown in FIG.

【図3】図2に続く工程を説明するための断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a step following the step shown in FIG. 2;

【図4】図3に続く工程を説明するための断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a step following the step shown in FIG. 3;

【図5】図4に続く工程を説明するための断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a step following the step shown in FIG. 4;

【図6】本発明の第2の実施の形態に係るフォトトラン
ジスタの構成を表す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a phototransistor according to a second embodiment of the present invention.

【図7】図6に示したフォトトランジスタの製造工程を
説明するための断面図である。
7 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of the phototransistor shown in FIG.

【図8】図7に続く工程を説明するための断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a step following the step shown in FIG. 7;

【図9】本発明の第3の実施の形態に係るMESFET
の構成を表す断面図である。
FIG. 9 shows a MESFET according to a third embodiment of the present invention.
It is sectional drawing showing the structure of.

【図10】本発明の第4の実施の形態に係るJFETの
構成を表す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view illustrating a configuration of a JFET according to a fourth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第5の実施の形態に係るnipi構
造を表す図であり、(A)は平面図、(B)は断面図で
ある。
11A and 11B are diagrams illustrating a nipi structure according to a fifth embodiment of the present invention, wherein FIG. 11A is a plan view and FIG. 11B is a cross-sectional view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…基板、11…バッファ層、12…n型コンタクト
層、12a…n+ 領域、13…n型クラッド層、14…
n型光導波層、15…活性層、16…p型光導波層、1
7…p型クラッド層、18…p型コンタクト層、18a
…電流狭窄領域、19…SiNx 層、20…p側電極、
21…n側電極
10 ... substrate, 11 ... buffer layer, 12 ... n-type contact layer, 12a ... n + region, 13 ... n-type cladding layer, 14 ...
n-type optical waveguide layer, 15 ... active layer, 16 ... p-type optical waveguide layer, 1
7 ... p-type cladding layer, 18 ... p-type contact layer, 18a
... current confinement region, 19 ... SiN x layer, 20 ... p-side electrode,
21 ... n-side electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/146 H01L 21/265 F 31/10 21/302 N H01S 5/042 610 F 5/343 27/14 A 31/10 A Fターム(参考) 4M118 AA10 AB10 BA06 CA05 CA09 CB01 EA01 GA02 5F004 AA16 DB19 FA03 5F045 AA04 AB09 AB14 AB33 AC01 AC08 AC19 AD09 AD12 AD14 AF09 DA52 DA53 DA55 DA62 HA11 HA13 5F049 MA11 MB01 MB07 NA08 NA15 PA04 PA14 QA09 SS01 5F073 AA07 AA45 AA74 CA07 CB05 CB07 DA05 DA25 DA35 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 27/146 H01L 21/265 F 31/10 21/302 N H01S 5/042 610 F 5/343 27 / 14 A 31/10 A F term (reference) 4M118 AA10 AB10 BA06 CA05 CA09 CB01 EA01 GA02 5F004 AA16 DB19 FA03 5F045 AA04 AB09 AB14 AB33 AC01 AC08 AC19 AD09 AD12 AD14 AF09 DA52 DA53 DA55 DA62 HA11 HA13 5F049 MA11 MB01 MB07 NA08 NA08 QA09 SS01 5F073 AA07 AA45 AA74 CA07 CB05 CB07 DA05 DA25 DA35

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒化物系化合物半導体からなる1または
2以上の半導体層を有する半導体素子の製造方法であっ
て、 前記半導体層のうちの特定の層について、層形成の後に
その表面の少なくとも一部を塩素を含むガス雰囲気中に
曝すことにより、その部位の伝導電子を増加させる工程
を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device having one or two or more semiconductor layers made of a nitride-based compound semiconductor, wherein at least one of the surfaces of a specific one of the semiconductor layers is formed after the layer is formed. Exposing the part to a gas atmosphere containing chlorine to increase conduction electrons at the part.
【請求項2】 前記特定の層がp型であり、その表面の
少なくとも一部をn型またはi型とするために塩素を含
むガス雰囲気中に曝すことを特徴とする請求項1に記載
の半導体素子の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the specific layer is p-type, and at least a part of the surface is exposed to a gas atmosphere containing chlorine to make the surface n-type or i-type. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項3】 前記半導体層がn型であり、その表面の
少なくとも一部をn + 型とするために塩素を含むガス雰
囲気中に曝す工程を含むことを特徴とする請求項1に記
載の半導体素子の製造方法。
3. The semiconductor layer according to claim 1, wherein said semiconductor layer is n-type.
At least partly n +Gas atmosphere containing chlorine
The method according to claim 1, further comprising a step of exposing to ambient air.
Manufacturing method of the above-mentioned semiconductor element.
【請求項4】 前記塩素を含むガス雰囲気中に曝す工程
が、塩素を含んだエッチングガスを用いたドライエッチ
ングであることを特徴とする請求項1に記載の半導体素
子の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the step of exposing in a gas atmosphere containing chlorine is dry etching using an etching gas containing chlorine.
【請求項5】 前記塩素(Cl)を含むガスが、C
2 ,BCl3 ,SiCl4 のいずれか1種であること
を特徴とする請求項1に記載の半導体素子の製造方法。
5. The gas containing chlorine (Cl) is C
l 2, BCl 3, The method according to claim 1, characterized in that any one of SiCl 4.
【請求項6】 前記塩素を含むガスの流速が2cc/分
以上30cc/分以下の範囲内であり、これに前記特定
の層を1分以上5分以下の範囲内において曝すことを特
徴とする請求項1に記載の半導体素子の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the flow rate of the gas containing chlorine is in a range of 2 cc / min to 30 cc / min, and the specific layer is exposed to the gas in a range of 1 min to 5 min. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
【請求項7】 窒化物系化合物半導体からなる1または
2以上の半導体層を有する半導体素子であって、 前記半導体層のうちの特定の層の表面近傍の少なくとも
一部に対して塩素が導入されることによりこの部分の伝
導電子が増加していることを特徴とする半導体素子。
7. A semiconductor device having one or two or more semiconductor layers made of a nitride-based compound semiconductor, wherein chlorine is introduced into at least a part of the vicinity of the surface of a specific layer of the semiconductor layers. A semiconductor element characterized in that the conduction electrons in this portion are increased by the application.
【請求項8】 前記特定の層がp型であり、その表面近
傍の少なくとも一部に塩素導入により形成されたn型領
域を有することを特徴とする請求項7に記載の半導体素
子。
8. The semiconductor device according to claim 7, wherein the specific layer is p-type, and has an n-type region formed by introducing chlorine in at least a part near the surface.
【請求項9】 前記特定の層がn型であり、その表面近
傍の少なくとも一部に塩素導入により形成されたn+
領域を有することを特徴とする請求項7に記載の半導体
素子。
9. The semiconductor device according to claim 7, wherein the specific layer is n-type, and has an n + -type region formed by introducing chlorine into at least a part near the surface.
【請求項10】 半導体光学素子を構成することを特徴
とする請求項7に記載の半導体素子。
10. The semiconductor device according to claim 7, which constitutes a semiconductor optical device.
【請求項11】 前記特定の層がp型コンタクト層であ
り、その表面近傍の少なくとも一部に塩素導入により形
成されたn型領域が電流狭窄領域であることを特徴とす
る請求項10に記載の半導体素子。
11. The method according to claim 10, wherein the specific layer is a p-type contact layer, and an n-type region formed by introducing chlorine into at least a part of the vicinity of the surface is a current confinement region. Semiconductor element.
【請求項12】 前記特定の層がn型コンタクト層であ
り、その表面近傍の少なくとも一部に塩素導入により形
成されたn+ 型領域を有することを特徴とする請求項1
0に記載の半導体素子。
12. The method according to claim 1, wherein the specific layer is an n-type contact layer, and has an n + -type region formed by introducing chlorine into at least a part near the surface thereof.
The semiconductor element according to 0.
【請求項13】 半導体電子素子を構成することを特徴
とする請求項7に記載の半導体素子。
13. The semiconductor device according to claim 7, which constitutes a semiconductor electronic device.
JP2000246905A 2000-08-16 2000-08-16 Method of manufacturing semiconductor element and semiconductor element obtained thereby Pending JP2002064103A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000246905A JP2002064103A (en) 2000-08-16 2000-08-16 Method of manufacturing semiconductor element and semiconductor element obtained thereby

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000246905A JP2002064103A (en) 2000-08-16 2000-08-16 Method of manufacturing semiconductor element and semiconductor element obtained thereby

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002064103A true JP2002064103A (en) 2002-02-28

Family

ID=18737107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000246905A Pending JP2002064103A (en) 2000-08-16 2000-08-16 Method of manufacturing semiconductor element and semiconductor element obtained thereby

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002064103A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007135739A1 (en) * 2006-05-24 2007-11-29 Meijo University Ultraviolet photosensor
WO2022141172A1 (en) * 2020-12-28 2022-07-07 光华临港工程应用技术研发(上海)有限公司 Preparation method for gas detector, and gas detector

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007135739A1 (en) * 2006-05-24 2007-11-29 Meijo University Ultraviolet photosensor
JP4977695B2 (en) * 2006-05-24 2012-07-18 学校法人 名城大学 Ultraviolet light receiving element
WO2022141172A1 (en) * 2020-12-28 2022-07-07 光华临港工程应用技术研发(上海)有限公司 Preparation method for gas detector, and gas detector

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11038047B2 (en) Normally-off HEMT transistor with selective generation of 2DEG channel, and manufacturing method thereof
US7038253B2 (en) GaN-based field effect transistor of a normally-off type
KR100571071B1 (en) Field effect transistor and method for manufacturing the same
US7956383B2 (en) Field effect transistor
US6534801B2 (en) GaN-based high electron mobility transistor
US7244973B2 (en) Field-effect semiconductor device and method for making the same
US6849875B2 (en) Nitride semiconductor device
US7714359B2 (en) Field effect transistor having nitride semiconductor layer
US20010015437A1 (en) GaN field-effect transistor, inverter device, and production processes therefor
JPH10223901A (en) Field effect transistor and manufacture of the same
JP2007165431A (en) Field effect transistor, and method of fabrication same
US7786509B2 (en) Field-effect transistor and method of making same
JPH11214800A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP2003100778A (en) Semiconductor device
JPH07263663A (en) Field effect type compound semiconductor device
EP0397148B1 (en) Heterostructure device and production method thereof
JP2004165387A (en) Gan-based field effect transistor
JP6905197B2 (en) Compound semiconductor device and its manufacturing method
US4766472A (en) Monolithic semiconductor structure of a laser and a field effect transistor
JP4465890B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP2002064103A (en) Method of manufacturing semiconductor element and semiconductor element obtained thereby
JP2003086784A (en) GaN-BASED SEMICONDUCTOR DEVICE
US20240250130A1 (en) Semiconductor device with conductive elements formed over dielectric layers and method of fabrication therefor
US20240120386A1 (en) Power semiconductor device and manufacturing method thereof
TW202345402A (en) Semiconductor device