JP2003077853A - Method of manufacturing p-type semiconductor and semiconductor element - Google Patents

Method of manufacturing p-type semiconductor and semiconductor element

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JP2003077853A
JP2003077853A JP2002173602A JP2002173602A JP2003077853A JP 2003077853 A JP2003077853 A JP 2003077853A JP 2002173602 A JP2002173602 A JP 2002173602A JP 2002173602 A JP2002173602 A JP 2002173602A JP 2003077853 A JP2003077853 A JP 2003077853A
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metal layer
semiconductor
layer
type
type semiconductor
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Japanese (ja)
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Toshiaki Sendai
敏明 千代
Naoki Shibata
直樹 柴田
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Toyoda Gosei Co Ltd
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Toyoda Gosei Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a p-type semiconductor which provides low-contact resistance for electrode and assures superior transmission efficiency. SOLUTION: A p-GaN layer 5 as III-nitride-system compound or the like is formed on a sapphire substrate 1 with the MOVPE method, and a first metal layer 6 composed of Co/Au is formed on the layer 5. Thereafter, the first metal layer 6 is irradiated with electron beam with a surface electron irradiation apparatus, utilizing plasma. Accordingly, a damage layer is prevented from being formed on the surface layer, and the resistivity of the p-GaN layer 5 can be lowered. Next, a second metal layer 10 (Ni) is formed on the first metal layer 6. Thereafter, the first metal layer 6 is etched with nitric fluoric acid via the second metal layer 6. Accordingly, the first metal layer is removed almost completely. Thereafter, a light transmitting p-electrode 7 composed of Co/Au is formed thereon. Thereby, a p-type semiconductor having lower contact resistance and low-drive voltage can be formed, and the light transmission efficiency thereof can also be improved.

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、電子線照射により
p型不純物の添加された半導体の抵抗率を低下させる方
法と、その低抵抗率化されたp型半導体を利用した半導
体素子に関する。特に、金属層越しに電子線照射して確
実に抵抗率を低減し、更にその金属層を完全に除去して
電極を形成することにより駆動電圧を低減させる方法に
関する。又、それにより駆動電圧が低減された半導体素
子に関する。本発明は、低駆動電圧と高光透過率が要求
される光半導体、例えば、LEDや半導体レーザ等の発
光素子、太陽電池、受光素子等の光デバイス、又は他の
トランジスタ、FET、HEMT、サイリスタ、ガスセ
ンサ等の電子デバイス等に適用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of lowering the resistivity of a semiconductor to which p-type impurities have been added by electron beam irradiation, and a semiconductor device using the p-type semiconductor having the lowered resistivity. In particular, the present invention relates to a method of irradiating an electron beam through a metal layer to surely reduce the resistivity, and further removing the metal layer to form an electrode to reduce the driving voltage. The present invention also relates to a semiconductor device having a reduced driving voltage. The present invention provides an optical semiconductor that requires a low driving voltage and high light transmittance, for example, a light emitting element such as an LED or a semiconductor laser, an optical device such as a solar cell or a light receiving element, or another transistor, FET, HEMT, thyristor, It is applied to electronic devices such as gas sensors.

【0002】[0002]

【従来の技術】不純物を添加することによりp型化され
たp型半導体の抵抗率を低下させる方法としては、例え
ば、「応用物理,Vol.65,No.7,1996:GaN 系発光素子の
現状と将来」等に記載されている電子線照射装置を用い
る方法等が、一般に広く知られている。従来より一般に
提案されてきたこれらの電子線照射装置は、試料(半導
体等の電子線照射対象)を真空中に配置して、真空中で
電子線を照射し半導体の抵抗率を低下させる方法であ
る。近年においては、チャンバの真空引きに多大な時間
を要することから、電子を多量に発生させて略大気で面
状に電子線を照射する面状照射が提案されている。例え
ば、本発明者の特願2000−253424号、特願2
000−254306号がある。
2. Description of the Related Art As a method of lowering the resistivity of a p-type semiconductor which has been made p-type by adding impurities, for example, "Applied Physics, Vol.65, No.7, 1996: The method using the electron beam irradiation apparatus described in “Current status and future” and the like are generally widely known. These electron beam irradiators that have been generally proposed in the past have a method of arranging a sample (electron beam irradiation target such as a semiconductor) in a vacuum and irradiating an electron beam in the vacuum to lower the resistivity of the semiconductor. is there. In recent years, since it takes a lot of time to evacuate the chamber, planar irradiation has been proposed in which a large number of electrons are generated and the electron beam is planarly irradiated in substantially the atmosphere. For example, Japanese Patent Application No. 2000-253424 and Japanese Patent Application No. 2 of the present inventor
000-254306.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、面状に
電子線を照射する場合においても、半導体の表面状態が
やや劣化するという問題があった。そこで、本発明者ら
は、p型不純物を添加した半導体への電子線照射による
影響を防止するため、その表面に薄い金属層を形成し、
その金属層越しに電子線照射する方法を新たに発明し
た。これにより、半導体の表面にダメージ層を形成する
ことのない低抵抗率化が実現された(特願2000−2
54306号)。
However, there is a problem that the surface condition of the semiconductor is slightly deteriorated even when the electron beam is irradiated in a plane shape. Therefore, the present inventors formed a thin metal layer on the surface thereof in order to prevent the influence of electron beam irradiation on a semiconductor to which p-type impurities have been added,
We newly invented a method of electron beam irradiation through the metal layer. As a result, a low resistivity was realized without forming a damaged layer on the surface of the semiconductor (Japanese Patent Application No. 2000-2).
54306).

【0004】しかしながら、この方法は抵抗率をより低
下させることはできるものの、電子線照射後の金属層は
酸化され、後のエッチング工程によっても完全には除去
されないという問題が残った。即ち、この半導体の上に
電極を形成すると接触抵抗が増大し駆動電圧が十分に低
減できないという問題が残った。又、これをLED、レ
ーザ素子、受光素子等の光素子に適用する場合、光の透
過率を低下させることにもなった。
However, although this method can further lower the resistivity, the problem remains that the metal layer after electron beam irradiation is oxidized and is not completely removed by the subsequent etching step. That is, when an electrode is formed on this semiconductor, the contact resistance increases and the drive voltage cannot be sufficiently reduced. Further, when this is applied to an optical element such as an LED, a laser element, a light receiving element, the light transmittance is also lowered.

【0005】本発明は、上記課題を解決するために成さ
れたものであり、その目的は、p型不純物を添加した半
導体の表面に金属層を形成し、その金属層を越して電子
線照射することにより半導体の表層状態を劣化させない
ようにすることである。又、その金属層を後述する方法
によりほぼ完全に除去し、その上に電極を形成すること
により電極の接触抵抗を低下させることで駆動電圧を低
減することである。又、その金属層をほぼ完全に除去す
ることにより、光素子のその面における光透過率を向上
させることである。即ち、これにより発光作用や或いは
受光作用等を奏する半導体素子のエネルギー効率を向上
させて、発光効率、受光効率のよい半導体素子を提供す
ることである。又、これにより、トランジスタ、FE
T、HEMT、サイリスタ、ガスセンサ等の電子デバイ
ス、LEDやレーザ等の発光素子、太陽電池や光センサ
等の受光素子、等の広く一般の電子デバイスの性能を向
上させることである。上記の目的は、個々の発明が全て
の目的を達成するものと解釈されるべきではなく、個々
の発明がそれぞれ達成する目的であると解されるべきで
ある。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to form a metal layer on the surface of a semiconductor to which a p-type impurity is added, and to irradiate the electron beam through the metal layer. By doing so, the surface state of the semiconductor is prevented from deteriorating. Further, the metal layer is almost completely removed by a method described later, and an electrode is formed on the metal layer to reduce the contact resistance of the electrode, thereby reducing the driving voltage. Also, by removing the metal layer almost completely, the light transmittance of the surface of the optical element is improved. That is, it is possible to improve the energy efficiency of a semiconductor element that exhibits a light emitting action or a light receiving action, thereby providing a semiconductor element having good light emitting efficiency and light receiving efficiency. Also, by this, the transistor, FE
It is to improve the performance of a wide variety of general electronic devices such as electronic devices such as T, HEMT, thyristors, and gas sensors, light emitting elements such as LEDs and lasers, light receiving elements such as solar cells and optical sensors. The above-mentioned objects should not be construed as attaining all the objects of the individual inventions, but should be understood to be the respective goals of the respective inventions.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めには、以下の手段が有効である。即ち、第1の発明
は、p型不純物の添加された半導体の抵抗率を低下させ
る方法であって、p型不純物の添加された半導体の面上
に第1金属層を形成し、第1金属層越しにp型不純物の
添加された半導体に電子線を照射し、電子線照射後に第
1金属層上に第2金属層を形成して、エッチング工程に
より第2金属層と共に第1金属層を取り除くことを特徴
とするp型半導体の製造方法である。尚、上記のp型不
純物を添加した半導体は、例えばIII 族窒化物系化合物
半導体が挙げられる。例えば、Alx Gay In1-x-y N (0
≦x≦1,0≦y≦1,0≦x+y≦1)で表される半
導体である。
In order to solve the above-mentioned problems, the following means are effective. That is, the first invention is a method of lowering the resistivity of a semiconductor to which a p-type impurity has been added, which comprises forming a first metal layer on the surface of a semiconductor to which a p-type impurity has been added. The p-type impurity-added semiconductor is irradiated with an electron beam through the layers, a second metal layer is formed on the first metal layer after the electron beam irradiation, and the first metal layer is formed together with the second metal layer by an etching process. A p-type semiconductor manufacturing method characterized by removing the p-type semiconductor. Examples of the semiconductor to which the p-type impurity is added include group III nitride compound semiconductors. For example, Al x Ga y In 1- xy N (0
≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦ x + y ≦ 1).

【0007】又、第2の発明は、第1の発明において、
第2金属層を、第1金属層の表面のエッチング後に形成
することを特徴とする。第1金属層の表面のエッチング
には、例えば、ヨウ素系のエッチング液が用いられる。
又、第3の発明は、第1の発明又は第2の発明におい
て、第1金属層をコバルト(Co)、ニッケル(Ni)、アルミ
ニウム(Al)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、マンガン(Mn)、
バナジウム(V) 、金(Au)、又は、これらの金属を少なく
とも1種類以上含んだ合金から構成したことを特徴とす
る。
The second invention is based on the first invention.
The second metal layer is formed after etching the surface of the first metal layer. For etching the surface of the first metal layer, for example, an iodine-based etching solution is used.
A third invention is the first or second invention, wherein the first metal layer is made of cobalt (Co), nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), palladium (Pd), manganese. (Mn),
It is characterized by being composed of vanadium (V), gold (Au), or an alloy containing at least one of these metals.

【0008】又、第4の発明は、第1の発明乃至第3の
発明の何れか1つの発明において、第2金属層をニッケ
ル又はコバルトで構成したことである。
A fourth invention is that, in any one of the first to third inventions, the second metal layer is made of nickel or cobalt.

【0009】又、第5の発明は、第1の発明乃至第4の
発明の何れか1の発明において、第2金属層を形成した
後のエッチング工程のエッチング液をフッ化水素酸と硝
酸と水の混合液とすることである。又、第6の発明は、
第1の発明乃至第5の発明の何れか1の発明において、
p型不純物を添加した半導体を III族窒化物系化合物半
導体とすることである。例えば、III 族窒化物系化合物
半導体は、より具体的には、「Alx Gay In1-x-y N(0
≦x≦1,0≦y≦1,0≦x+y≦1)」から成る一
般式で表される2元(GaN ,InN ,AlN )、3元(GaIn
N ,AlInN ,AlGaN )、或いは4元(AlGaInN )の III
族窒化物系化合物半導体等である。
A fifth aspect of the invention is the invention of any one of the first to fourth aspects of the invention, wherein the etchant used in the etching step after forming the second metal layer is hydrofluoric acid and nitric acid. It is a mixed solution of water. Further, the sixth invention is
In any one of the first to fifth inventions,
A semiconductor to which p-type impurities are added is to be a group III nitride compound semiconductor. For example, III-nitride compound semiconductors, and more specifically, "Al x Ga y In 1-xy N (0
≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦ x + y ≦ 1) ”represented by the general formula: ternary (GaN, InN, AlN), ternary (GaIn
N, AlInN, AlGaN), or quaternary (AlGaInN) III
Group nitride compound semiconductors and the like.

【0010】又、第7の発明は、第1の発明乃至第6の
発明の何れか1の発明において、p型不純物をマグネシ
ウム(Mg)とすることである。尚、本不純物は、亜鉛
(Zn)やベリリウム(Be)やカルシウム(Ca)等の周知の
p型不純物としても良い。さらに、ベリリウムをインプ
ラントした半導体にマグネシウムを添加しても良い。さ
らに、複数のp型不純物を添加しても、p型を妨げない
程度にn型不純物が添加されていても良い。又、第8の
発明は、第1の発明乃至第7の発明の何れか1の発明に
おいて、第1金属層の膜厚を5Å〜10000Åとした
ことである。
A seventh invention is that the p-type impurity in the invention of any one of the first to sixth inventions is magnesium (Mg). The impurities may be known p-type impurities such as zinc (Zn), beryllium (Be) and calcium (Ca). Further, magnesium may be added to the semiconductor in which beryllium is implanted. Furthermore, even if a plurality of p-type impurities are added, n-type impurities may be added to such an extent that the p-type is not hindered. An eighth invention is that in any one of the first invention to the seventh invention, the film thickness of the first metal layer is 5Å to 10000Å.

【0011】又、第9の発明は、請求項1乃至請求項7
の何れか1の発明において、第1金属層の膜厚を5Å〜
100Åとしたことである。又、第10の発明は、第1
の発明乃至第9の発明の何れか1の発明において、第2
金属層の膜厚を100Å〜6000Åとしたことであ
る。
Further, a ninth aspect of the invention is to claim 1 to claim 7.
In any one of the above inventions, the thickness of the first metal layer is 5Å ~
That is 100Å. The tenth invention is the first invention.
In any one of the inventions from 9 to 9,
That is, the film thickness of the metal layer is 100 Å to 6000 Å.

【0012】又、第11の発明は、第1の発明乃至第1
0の発明の何れか1の発明において、電子線照射時には
第1金属層の電位を接地等により略一定に保持すること
である。又、第12の発明は、基板の上に III族窒化物
系化合物半導体より成る複数の半導体層が結晶成長によ
り積層する半導体素子に対して、その半導体素子を構成
する半導体層の少なくとも一部分に、第1の発明(請求
項1)乃至第11の発明(請求項11)の何れか1の発
明の方法で形成したp型半導体を有することである。
The eleventh invention is the first invention through the first invention.
In any one of the inventions of No. 0 to No. 0, the electric potential of the first metal layer is kept substantially constant by grounding or the like during electron beam irradiation. A twelfth aspect of the present invention is a semiconductor device in which a plurality of semiconductor layers made of a group III nitride compound semiconductor are stacked on a substrate by crystal growth, and at least a part of the semiconductor layers forming the semiconductor device is provided. It has a p-type semiconductor formed by the method of any one of the first invention (Claim 1) to the eleventh invention (Claim 11).

【0013】又、第13の発明は、第12の発明におい
て、 III族窒化物系化合物半導体素子の最上層に形成さ
れた層を含み、その最上層のp型半導体上に電極を新た
に形成することである。又、第14の発明は、第13の
発明において、p型半導体の表面に成膜される電極を多
層構造としたことである。
A thirteenth invention is the twelfth invention including a layer formed on the uppermost layer of the group III nitride compound semiconductor device, and an electrode is newly formed on the p-type semiconductor of the uppermost layer. It is to be. A fourteenth invention is that in the thirteenth invention, the electrode formed on the surface of the p-type semiconductor has a multilayer structure.

【0014】又、第15の発明は、第13の発明又は第
14の発明において、電極をコバルト(Co)、ニッケル(N
i)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、マン
ガン(Mn)、バナジウム(V) 、金(Au)の何れかを、又はこ
れらの金属を少なくとも1種類以上含んで形成すること
である。又、第16の発明は、第13の発明乃至第15
の発明の何れか1の発明において、電極をコバルト(C
o)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、パラジ
ウム(Pd)、マンガン(Mn)、バナジウム(V) 、金(Au)の金
属の少なくとも2種類以上が合金化された合金電極とす
ることである。又、第17の発明は、第15の発明又は
第16の発明において、上記合金化を酸素を有する気体
雰囲気中で行うことである。尚、酸素を有する気体雰囲
気中とは、酸素原子、酸素分子、酸素イオン、酸素ラジ
カル等を含む気体雰囲気である。純粋に酸素雰囲気で
も、酸素と他の窒素、アルゴン等の不活性気体との混合
気体や、空気、酸素と空気との混合気体であっても良
い。以上の手段により、前記の課題を解決することがで
きる。
A fifteenth invention is the same as the thirteenth invention or the fourteenth invention, wherein the electrodes are cobalt (Co), nickel (N).
i), aluminum (Al), copper (Cu), palladium (Pd), manganese (Mn), vanadium (V), gold (Au), or at least one of these metals is formed. That is. The sixteenth invention is the thirteenth invention to the fifteenth invention.
In the invention of any one of Claims 1 to 4, the electrode is made of cobalt (C
o), nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), palladium (Pd), manganese (Mn), vanadium (V), gold (Au) at least two kinds of alloys are alloyed. It is to be an electrode. A seventeenth invention is that in the fifteenth invention or the sixteenth invention, the alloying is performed in a gas atmosphere containing oxygen. The gas atmosphere containing oxygen is a gas atmosphere containing oxygen atoms, oxygen molecules, oxygen ions, oxygen radicals and the like. It may be a pure oxygen atmosphere, a mixed gas of oxygen and another inert gas such as nitrogen or argon, or an air, or a mixed gas of oxygen and air. The above-mentioned problems can be solved by the above means.

【0015】[0015]

【作用及び発明の効果】図2に、p型不純物の添加され
た半導体を低抵抗化する電子線照射装置100を示す。
簡単に説明すると、先ず本装置ではプラズマチャンバ1
05内にヘリウムガスを封入し、プラズマ電源とワイヤ
106とでヘリウムイオンガス(He+ )を発生させる。
即ち、ヘリウムガスをプラズマ状態にする。プラズマ電
圧は、例えば200kV程度である。これにより、プラ
ズマ化He+ が高電界により加速されて真空チャンバ10
1内のカソード(冷陰極)103に高速で衝突せられ
る。この時、衝突により多量の電子がカソード103か
ら放出され、上記高電界によって逆方向に加速されp型
不純物の添加された半導体(p-GaN )に照射される。こ
れは、通常、略大気中で行われる。この照射(電子の半
導体表面への衝突)によって、p型不純物の添加された
半導体の抵抗率が低下する。
FIG. 2 shows an electron beam irradiation apparatus 100 for reducing the resistance of a semiconductor doped with p-type impurities.
In brief, first, in this apparatus, the plasma chamber 1
Helium gas is sealed in 05, and a helium ion gas (He + ) is generated by the plasma power source and the wire 106.
That is, the helium gas is brought into a plasma state. The plasma voltage is, for example, about 200 kV. As a result, the plasmatized He + is accelerated by the high electric field, and the vacuum chamber 10
It collides with the cathode (cold cathode) 103 in 1 at high speed. At this time, a large amount of electrons are emitted from the cathode 103 due to the collision, and are accelerated in the opposite direction by the high electric field to irradiate a p-type doped semiconductor (p-GaN). This is usually done in about atmospheric air. This irradiation (collision of electrons with the surface of the semiconductor) lowers the resistivity of the semiconductor to which the p-type impurity is added.

【0016】しかしながら、この時、p型不純物の添加
された半導体の表面層数百Åはダメージを受け、低抵抗
化しない。このダメージには、半導体に多量の電子を照
射することで、半導体表面がチャージアップし局所的に
高電界が生じて、この高電界による静電破壊のようなダ
メージが考えられる。又、電子線照射には、他に真空中
で行う走査型の方法がある(従来法)。この方法による
電子線照射は局所照射であるため、電流値変動、加速電
圧変動、真空度変動によっては半導体表面の結晶性を劣
化させたり結晶性を不均一にするという問題がある。
However, at this time, several hundred liters of the surface layer of the semiconductor to which the p-type impurity is added is damaged and the resistance is not lowered. This damage is considered to be a damage such as electrostatic breakdown due to a high electric field locally generated by charging up the semiconductor surface by irradiating the semiconductor with a large amount of electrons. In addition, for electron beam irradiation, there is another scanning type method performed in a vacuum (conventional method). Since the electron beam irradiation by this method is local irradiation, there is a problem that the crystallinity of the semiconductor surface is deteriorated or the crystallinity is made non-uniform depending on the current value fluctuation, the acceleration voltage fluctuation, and the vacuum degree fluctuation.

【0017】そこで、第1の発明によれば、p型不純物
の添加された半導体の表面に第1金属層を形成し、その
第1金属層越しにp型不純物の添加された半導体に電子
線を照射する。高電界で加速された電子は、薄膜である
第1金属層を透過するので、従来通りp型不純物の添加
された半導体に到達し、低抵抗化(低抵抗率化)され
る。一方、半導体の表面に形成された第1金属層により
チャージアップが防止されるので、半導体の表面におけ
るダメージは抑制されるので、低抵抗率化しないという
問題は発生しない。即ち、第1金属層を設けず、従来の
様に半導体の表面に直接電子線を照射すれば、帯電(チ
ャージアップ)の問題が発生するが、第1金属層越しに
電子線を照射すれば、この問題が無くなり、均一に電子
線が照射される。即ち、抵抗率が均一に低減される。
Therefore, according to the first invention, the first metal layer is formed on the surface of the semiconductor to which the p-type impurity has been added, and the electron beam is applied to the semiconductor to which the p-type impurity has been added through the first metal layer. Irradiate. Since the electrons accelerated by the high electric field pass through the first metal layer which is a thin film, they reach the semiconductor to which the p-type impurity is added as usual, and the resistance is lowered (the resistivity is lowered). On the other hand, since the first metal layer formed on the surface of the semiconductor prevents charge-up, damage on the surface of the semiconductor is suppressed, so that the problem of not lowering the resistivity does not occur. That is, if the surface of the semiconductor is directly irradiated with an electron beam without providing the first metal layer, a problem of charging (charge-up) occurs, but if the electron beam is irradiated through the first metal layer. However, this problem disappears and the electron beam is uniformly irradiated. That is, the resistivity is uniformly reduced.

【0018】次に、本第1発明では、電子線照射後、第
1金属層上に第2金属層を、例えば蒸着法等により形成
する。第1金属層だけを用いると、電子線照射により、
第1金属層が酸化され、次のエッチング工程で完全に除
去できない。第2金属層を用いることで、第1金属層と
第2金属層とのエッチングによる除去が容易となる。
Next, in the first invention, after the electron beam irradiation, a second metal layer is formed on the first metal layer by, for example, a vapor deposition method. If only the first metal layer is used, the electron beam irradiation causes
The first metal layer is oxidized and cannot be completely removed in the subsequent etching process. By using the second metal layer, it is easy to remove the first metal layer and the second metal layer by etching.

【0019】本発明では、第1金属層上に例えばニッケ
ル(Ni)又はコバルト(Co)等の第2金属層を形成する。
例えば、第1金属層をコバルト(Co )と金(Au )の合金
とすれば、ニッケル(の有する電子)を媒介して、金
(Au)又はコバルト(Co )又はそれらの合金をエッチン
グされ易くする。即ち、第2金属層を媒介して第1金属
層を取り除き易くする。勿論、第2金属層自身もエッチ
ング工程で取り除かれる。これにより、p型不純物の添
加された半導体はその抵抗率が低減せられると共にその
表面が清浄となる。即ち、このp型不純物の添加された
半導体上に電極を形成して半導体素子を作成する場合、
表面が清浄であるので、その半導体素子にオーミック性
のよい、接触抵抗の小さい最適な電極を形成することが
できる。よって、半導体素子の駆動電圧を低減すること
ができる。又、第1金属層と第2金属層とが完全に除去
されたp型半導体面の光透過率が向上する。又、このp
型不純物の添加された半導体面を光の出力面又は入力面
としたLEDやレーザ素子等の発光素子、太陽電池や光
センサ等の受光素子、等の光素子に用いた場合、不要な
金属層が残存しないので発光効率、受光効率を従来方式
より向上させることができる。即ち、光素子に最適なp
型半導体の製造方法となる。
In the present invention, a second metal layer such as nickel (Ni) or cobalt (Co) is formed on the first metal layer.
For example, if the first metal layer is an alloy of cobalt (Co) and gold (Au), it is easy to etch gold (Au) or cobalt (Co) or their alloys through nickel (electrons of nickel). To do. That is, the first metal layer is easily removed via the second metal layer. Of course, the second metal layer itself is also removed by the etching process. As a result, the resistivity of the semiconductor to which the p-type impurity is added is reduced and the surface thereof is clean. That is, when an electrode is formed on this p-type impurity-added semiconductor to form a semiconductor element,
Since the surface is clean, it is possible to form an optimum electrode having a good ohmic property and a small contact resistance on the semiconductor element. Therefore, the driving voltage of the semiconductor element can be reduced. Further, the light transmittance of the p-type semiconductor surface from which the first metal layer and the second metal layer are completely removed is improved. Also, this p
Unnecessary metal layer when used as an optical element such as a light emitting element such as an LED or a laser element or a light receiving element such as a solar cell or an optical sensor having a semiconductor surface to which a type impurity is added as a light output surface or an input surface Does not remain, the luminous efficiency and the light receiving efficiency can be improved as compared with the conventional method. That is, the optimum p for the optical element
It becomes a manufacturing method of a type semiconductor.

【0020】第2発明によれば、エッチングにより第1
金属層を出来る限り取り除いてから第2金属層を形成し
ている。即ち、第1金属層と第2金属層の密着性を向上
させている。これにより、後のエッチング工程におい
て、より確実に第2金属層を媒介して第1金属層を除去
することができる。
According to the second invention, the first etching is performed.
The second metal layer is formed after removing the metal layer as much as possible. That is, the adhesion between the first metal layer and the second metal layer is improved. This makes it possible to more reliably remove the first metal layer via the second metal layer in the subsequent etching step.

【0021】第3発明によれば、第1金属層をコバルト
(Co)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、パラ
ジウム(Pd)、マンガン(Mn)、バナジウム(V) 、金(Au)、
又は、これらの金属を少なくとも1種類以上含んだ合金
としている。この手段により、p型不純物の添加された
半導体の表面にダメージ層が形成されるのが、確実に防
止される。又、第1金属層に、上記金属成分や金属成分
を少なくとも1種類以上含んだ合金を用いることで、確
実に、抵抗率を低減することができる。
According to the third invention, the first metal layer is made of cobalt.
(Co), nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), palladium (Pd), manganese (Mn), vanadium (V), gold (Au),
Alternatively, an alloy containing at least one of these metals is used. By this means, formation of a damaged layer on the surface of the semiconductor to which the p-type impurity has been added is reliably prevented. Further, by using an alloy containing at least one of the above metal components or metal components for the first metal layer, it is possible to reliably reduce the resistivity.

【0022】第4の発明によれば、第2金属層をニッケ
ル(Ni)又はコバルト(Co )から構成している。この手
段により、p型不純物の添加された半導体の表面に、ダ
メージ層が形成されるのが確実に防止され、抵抗率を低
減することができる。又、後述するエッチング工程にお
いて、第2金属層を上記金属で構成することで、上記第
1金属層を確実に除去することができる。即ち、半導体
表面を確実に清浄とすることができる。
According to the fourth invention, the second metal layer is composed of nickel (Ni) or cobalt (Co). By this means, it is possible to reliably prevent the formation of the damaged layer on the surface of the semiconductor to which the p-type impurity is added, and it is possible to reduce the resistivity. Further, in the etching step described below, the first metal layer can be reliably removed by forming the second metal layer from the above metal. That is, the semiconductor surface can be surely cleaned.

【0023】又、第5発明によれば、エッチング工程の
エッチング液をフッ化水素酸と硝酸と水の混合液として
いるので、これによりp型半導体表面に形成された第1
金属層及び第2金属層をほぼ完全に除去することができ
る。
Further, according to the fifth aspect of the invention, since the etching solution in the etching step is a mixed solution of hydrofluoric acid, nitric acid and water, the first solution formed on the surface of the p-type semiconductor is formed.
The metal layer and the second metal layer can be removed almost completely.

【0024】又、第6発明によれば、p型不純物の添加
された半導体を III族窒化物系化合物半導体としてい
る。これらのp型不純物の添加された半導体は、特に、
III族窒化物系化合物で構成すると効果的に上記の作用
が得られる。
According to the sixth aspect of the invention, the semiconductor to which the p-type impurity is added is a group III nitride compound semiconductor. These p-type impurity added semiconductors are
The above effect can be effectively obtained by using a group III nitride compound.

【0025】又、第7発明によれば、p型不純物をマグ
ネシウム(Mg)としている。Mgを不純物とすれば、電子
線照射により容易に抵抗率を下げることができる。尚、
不純物は好適にはマグネシウム(Mg)であるが、他に、
亜鉛(Zn)やベリリウム(Be)等の周知のp型不純物を
用いても良い。
According to the seventh invention, the p-type impurity is magnesium (Mg). If Mg is used as an impurity, the resistivity can be easily lowered by electron beam irradiation. still,
The impurity is preferably magnesium (Mg), but in addition,
Well-known p-type impurities such as zinc (Zn) and beryllium (Be) may be used.

【0026】又、第8発明によれば、第1金属層の膜厚
を5Å〜10000Åとしたことである。第1金属層を
5Å〜10000Åの膜厚に形成すれば、p型不純物の
添加された半導体を効果的に低抵抗率化できる。p型不
純物の添加された層のダメージを抑制した低抵抗なp型
を得るという観点からは、100Å〜5000Åがよ
く、さらに望ましくは、500Å〜3000Åが良い。
特に、第1金属層の膜厚は、概ね100Å程度が最も効
果的であることが確認されている。又、10000Åよ
りも膜厚が厚過ぎると、膜形成に時間がかかるので望ま
しくない。5 Åよりも薄いと半導体の表面におけるダメ
ージ層の形成防止の効果が低減するので望ましくない。
又、第1金属層を完全に除去してp型不純物の添加され
た半導体に対する接触抵抗を低下させことと光透過率を
向上させるという観点からは、第9発明のように、第1
金属層の望ましい厚さは5Å〜100Åの範囲である。
特に、望ましい範囲は10Å〜100Åであり、さらに
望ましいのは50Å〜100Åの範囲である。第1金属
層を約70Åとして電子線照射処理をした場合には、第
1金属層を第2金属層と共に除去した後の第1金属層が
形成されていたp型不純物の添加された半導体の光透過
率は、94%(波長375nmで)〜96%(波長52
0nmで)の光透過率であった。但し、第1金属層や第
2金属層を設けない前の半導体の光透過率を100%と
し、これを基準としている。同様に、第1金属層の厚さ
を200Åとした場合には、p型半導体の光透過率は8
5%(波長375nmで)〜88%(波長520nm
で)であった。そのことから90%〜92%以上の光透
過率を得るには、第1金属層の厚さは100Å以下が望
ましいと考えられる。このように光透過率が低下するこ
とは第1金属層が残っていることを意味しており、その
後に金属電極を形成した場合に接触抵抗が大きくなるこ
とや、光透過率が低下して光出力が低下することを意味
する。よって、第1金属層を完全に除去するという観
点、又は、第1金属層を完全に除去することで、その後
に形成される金属電極と半導体層との間の接触抵抗を低
下させるという観点、又は、光透過率を向上させるした
がって発光素子では外部量子効率を向上させる、受光素
子では受光感度を向上させるという観点からは、第1金
属層の厚さは5Å〜100Åの範囲、特に、望ましくは
50Å〜100Åが望ましいと言える。又、第1金属層
があまり薄すぎると、保護膜とて機能しないので5Å以
上が望ましいが、p型不純物を添加した層のダメージを
より防止するという観点からは、50Å以上がより望ま
しい。
Further, according to the eighth invention, the film thickness of the first metal layer is set to 5Å to 10000Å. If the first metal layer is formed to have a film thickness of 5Å to 10000Å, the resistivity of the semiconductor to which the p-type impurity is added can be effectively reduced. From the viewpoint of obtaining a low-resistance p-type in which damage to the layer to which the p-type impurity is added is suppressed, 100Å to 5000Å is preferable, and more preferably 500Å to 3000Å.
Particularly, it has been confirmed that the film thickness of the first metal layer is approximately 100 Å, which is the most effective. Further, if the film thickness is too thicker than 10000Å, it takes time to form the film, which is not desirable. If it is thinner than 5Å, the effect of preventing formation of a damaged layer on the surface of the semiconductor is reduced, which is not desirable.
Further, from the viewpoint of completely removing the first metal layer to reduce the contact resistance with respect to the semiconductor to which the p-type impurity is added and to improve the light transmittance, the first metal layer is
The desired thickness of the metal layer is in the range of 5Å to 100Å.
In particular, a desirable range is 10Å to 100Å, and a more desirable range is 50Å to 100Å. When the electron beam irradiation treatment is performed with the first metal layer at about 70Å, the p-type impurity-added semiconductor in which the first metal layer was formed after removing the first metal layer together with the second metal layer Light transmittance is 94% (at wavelength 375 nm) to 96% (at wavelength 52
(At 0 nm). However, the light transmittance of the semiconductor before the first metal layer and the second metal layer are not provided is set to 100% and is used as a reference. Similarly, when the thickness of the first metal layer is 200 Å, the light transmittance of the p-type semiconductor is 8
5% (at wavelength 375 nm) to 88% (at wavelength 520 nm)
It was). From this, it is considered that the thickness of the first metal layer is preferably 100 Å or less in order to obtain a light transmittance of 90% to 92% or more. The decrease in the light transmittance means that the first metal layer remains, and the contact resistance increases when the metal electrode is formed thereafter, and the light transmittance decreases. It means that the light output is reduced. Therefore, from the viewpoint of completely removing the first metal layer, or from the viewpoint of completely removing the first metal layer to reduce the contact resistance between the metal electrode and the semiconductor layer that is subsequently formed, Alternatively, from the viewpoint of improving the light transmittance and thus improving the external quantum efficiency in the light emitting element and improving the light receiving sensitivity in the light receiving element, the thickness of the first metal layer is in the range of 5Å to 100Å, particularly preferably It can be said that 50Å to 100Å is desirable. Further, if the first metal layer is too thin, it does not function as a protective film, so 5 Å or more is desirable.

【0027】又、第10発明のように、第2金属層の膜
厚を100〜6000Åとすれば、エッチング工程にお
いてより効果的に第1金属層を除去することができる。
より望ましくは、第2金属層の膜厚は500Å〜300
0Å程度が良い。さらに、望ましくは、1000Å〜2
000Åが良い。例えば、蒸着法で100Åより少ない
と、第2金属層が島状に形成される場合がある。その場
合は、エッチング工程において、均一に第1金属層を除
去することができないので望ましくない。又、6000
Å以上であると、エッチング工程の時間が長くなり、効
率的で無くなる。よって、第2金属層の膜厚を100Å
〜6000Åとするのが望ましい。第2金属層の膜厚を
1000Å〜2000Åとした場合に、最も、効率的に
且つ完全に第1金属層を除去することができた。
When the thickness of the second metal layer is 100 to 6000Å as in the tenth invention, the first metal layer can be removed more effectively in the etching process.
More preferably, the thickness of the second metal layer is 500Å to 300
About 0Å is good. Furthermore, it is preferably 1000Å to 2
000Å is good. For example, if it is less than 100Å by the vapor deposition method, the second metal layer may be formed in an island shape. In that case, the first metal layer cannot be uniformly removed in the etching step, which is not desirable. Also, 6000
When it is Å or more, the etching process time becomes long, which is not efficient. Therefore, the thickness of the second metal layer should be 100Å
It is desirable to set it up to 6000Å. When the film thickness of the second metal layer was 1000 Å to 2000 Å, the first metal layer could be most efficiently and completely removed.

【0028】尚、この第1金属層を形成する金属として
は、例えば、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、アルミニウ
ム(Al)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、マンガン(Mn)、バナ
ジウム(V) 、金(Au)、又は、これらの金属を少なくとも
1種類以上含んだ合金等を用いると良い。第1金属層を
合金で形成する場合には、コバルト(Co)と金(Au)の組み
合わせが最も良い。これにより、上記の低抵抗率化の作
用・効果を一定以上に得ることができる。又、第2金属
層を媒介としたエッチング工程によって上記金属はほぼ
完全に取り除かれる。
Examples of the metal forming the first metal layer include cobalt (Co), nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), palladium (Pd), manganese (Mn) and vanadium. (V), gold (Au), or an alloy containing at least one of these metals is preferably used. When the first metal layer is formed of an alloy, the combination of cobalt (Co) and gold (Au) is the best. As a result, the above-described action and effect of lowering the resistivity can be obtained above a certain level. Further, the metal is almost completely removed by the etching process using the second metal layer as a medium.

【0029】又、第11の発明によれば、電子線照射時
には第1金属層の電位を接地等により略一定に保持して
いる。このように、第1金属層、即ちp型不純物の添加
された半導体の電位を接地等により略一定に保持すれ
ば、p型不純物の添加された半導体の帯電が防止又は緩
和できる。これによりp型不純物の添加された半導体の
表面(電子線照射面)に電子線照射によりダメージが発
生することを防止又は軽減することが可能となり、p型
不純物の添加された半導体の低抵抗率化に効果的であ
る。例えば、図3に示すように、基板ホルダーを導電性
材料より構成し、p型不純物の添加された半導体(例え
ば、p-GaN )の表面の第1金属層と接続する。これによ
り、p型不純物の添加された半導体の電位をアース電位
に保持することができる。よって、プラズマからの低エ
ネルギー電子はアースに流れることになり、p型不純物
の添加された半導体の表面にダメージ層が形成されるこ
とが確実に防止される。
According to the eleventh invention, the potential of the first metal layer is kept substantially constant by grounding or the like during electron beam irradiation. As described above, if the potential of the first metal layer, that is, the semiconductor to which the p-type impurity is added is kept substantially constant by grounding or the like, the charging of the semiconductor to which the p-type impurity is added can be prevented or alleviated. This makes it possible to prevent or reduce damage to the surface (electron beam irradiation surface) of the semiconductor to which the p-type impurity is added due to electron beam irradiation, and the low resistivity of the semiconductor to which the p-type impurity is added. It is effective for For example, as shown in FIG. 3, the substrate holder is made of a conductive material and is connected to the first metal layer on the surface of a p-type doped semiconductor (eg, p-GaN). Thereby, the potential of the semiconductor to which the p-type impurity is added can be maintained at the ground potential. Therefore, the low-energy electrons from the plasma flow to the ground, and the formation of a damaged layer on the surface of the semiconductor to which the p-type impurity has been added is reliably prevented.

【0030】又、第12の発明によれば、半導体素子を
構成する半導体層の少なくとも一部分に請求項1乃至請
求項11の何れか1項に記載の方法で低抵抗率化したp
型半導体を使用している。低抵抗率化された III族窒化
物系化合物半導体(p型半導体)は、例えば、特に、L
EDや半導体レーザ等の発光素子、受光素子等のp型コ
ンタクト層やその他のp層に有用である。即ち、十分に
低抵抗率化されたp型半導体を半導体素子に用いれば、
駆動電圧を従来と比べて低減することができる。又、上
述のように十分に第1金属層が除去されたp型半導体
は、その面での光透過率が向上する。よって、本発明
は、発光、受光する光半導体素子に有用である。
According to the twelfth aspect of the invention, at least a part of the semiconductor layer constituting the semiconductor element has a p resistivity reduced by the method according to any one of claims 1 to 11.
Type semiconductor is used. The group III nitride compound semiconductor (p-type semiconductor) having a low resistivity is, for example, L
It is useful for p-type contact layers such as light emitting elements such as EDs and semiconductor lasers, light receiving elements and other p layers. That is, if a p-type semiconductor having a sufficiently low resistivity is used for a semiconductor element,
The drive voltage can be reduced as compared with the conventional one. In addition, the p-type semiconductor from which the first metal layer has been sufficiently removed as described above has an improved light transmittance on its surface. Therefore, the present invention is useful for an optical semiconductor device that emits and receives light.

【0031】又、第13の発明によれば、第12の発明
において、p型半導体は、 III族窒化物系化合物半導体
素子の最上層に形成された層を含み、その最上層のp型
半導体上に電極を新たに形成している。本発明によるp
型半導体上は清浄に形成されるので、その上に、成膜条
件等の選択によってオーミック性が良く、又、より強固
な電極が作成可能となる。即ち、用途に応じて最適な電
極を形成することができる。例えば、車輌搭載用等に最
適な半導体素子を製造することができる。
According to the thirteenth invention, in the twelfth invention, the p-type semiconductor includes a layer formed on the uppermost layer of the group III nitride compound semiconductor device, and the p-type semiconductor of the uppermost layer is included. An electrode is newly formed on the top. P according to the invention
Since the mold semiconductor is formed cleanly, an electrode having good ohmic property and a stronger electrode can be formed on the mold semiconductor by selecting film forming conditions and the like. That is, an optimal electrode can be formed according to the application. For example, it is possible to manufacture a semiconductor element that is optimal for mounting on a vehicle.

【0032】又、第14の発明によれば、p型半導体の
表面に成膜される電極を多層構造としている。多層構造
とすれば、p型半導体の表面に密着性のよい金属を下層
とし、ワイヤーボンディングし易い金属をその上層とす
ることができる。又、下層、上層の金属の種類を選択す
ることにより、半導体素子の電極を酸化し難いものにし
たり、電極とp型半導体との接触抵抗を低減したり、電
極を経時的劣化の少ないものにしたりすることができ
る。
According to the fourteenth invention, the electrode formed on the surface of the p-type semiconductor has a multilayer structure. With the multi-layer structure, a metal having good adhesion to the surface of the p-type semiconductor can be used as the lower layer, and a metal that can be easily wire-bonded can be used as the upper layer. Also, by selecting the type of metal for the lower and upper layers, it is possible to make the electrodes of the semiconductor element difficult to oxidize, reduce the contact resistance between the electrodes and the p-type semiconductor, and make the electrodes less susceptible to deterioration over time. You can

【0033】又、第15の発明によれば、電極をコバル
ト(Co)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、パ
ラジウム(Pd)、マンガン(Mn)、バナジウム(V) 、金(Au)
の何れかを、又はこれらの金属を少なくとも1種類以上
含んで形成している。これにより、p型半導体との密着
性を向上させるとともに接触抵抗を低減することができ
る。即ち、半導体素子の駆動電圧を低減することができ
る。
According to the fifteenth invention, the electrodes are made of cobalt (Co), nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), palladium (Pd), manganese (Mn), vanadium (V), Gold (Au)
Or at least one of these metals is formed. This can improve the adhesion to the p-type semiconductor and reduce the contact resistance. That is, the driving voltage of the semiconductor element can be reduced.

【0034】又、第16の発明によれば、電極をコバル
ト(Co)、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、パ
ラジウム(Pd)、マンガン(Mn)、バナジウム(V) 、金(Au)
の金属の少なくとも2種類以上が合金化された合金電極
としている。電極を合金化することで、p型半導体との
オーミック性を向上させることができる。例えば、合金
をNi/Au で形成した場合は、Au原子の一部もp型半導体
表層に分布することになる。即ち、接触抵抗がより低減
される。これにより、より駆動電圧を低減させることが
できる。
According to the sixteenth aspect of the invention, the electrodes are made of cobalt (Co), nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), palladium (Pd), manganese (Mn), vanadium (V), Gold (Au)
At least two kinds of the above metals are alloyed to form an alloy electrode. By alloying the electrode, the ohmic property with the p-type semiconductor can be improved. For example, when the alloy is formed of Ni / Au, some Au atoms are also distributed in the p-type semiconductor surface layer. That is, the contact resistance is further reduced. Thereby, the drive voltage can be further reduced.

【0035】又、第17の発明によれば、上記合金化を
酸素を有する気体雰囲気中で行っている。例えば、上記
電極を2種類以上の電気陰性度の異なる金属で形成し、
且つ、p型半導体と接している金属の方が電気陰性度が
高く酸化され易い場合、酸素を含む雰囲気中で例えば加
熱を行えば、p型半導体に接している金属は酸素と反応
するので、その上の金属を通過して表面に露出する。こ
の時、一緒に界面の不純物も界面より除去される。この
様にして、本来p型半導体界面とは直接接していなかっ
た仕事関数の大きな金属の層がp型半導体とコンタクト
することになり、より良好なコンタクトを実現すること
ができる。
According to the seventeenth aspect, the alloying is performed in a gas atmosphere containing oxygen. For example, the electrodes are made of two or more kinds of metals having different electronegativities,
In addition, when the metal in contact with the p-type semiconductor has a higher electronegativity and is easily oxidized, for example, if heating is performed in an atmosphere containing oxygen, the metal in contact with the p-type semiconductor reacts with oxygen. It passes through the metal on it and is exposed on the surface. At this time, the impurities on the interface are also removed from the interface. In this way, the metal layer having a large work function, which was originally not in direct contact with the p-type semiconductor interface, comes into contact with the p-type semiconductor, and a better contact can be realized.

【0036】この様な方法によれば、電極を形成する金
属の種類や膜厚を諸条件に応じて、独立に設定(最適
化)することができる。これにより、素子の駆動電圧を
より低下させることや、より強固な電極を形成すること
ができる。尚、上記酸素元素を有する気体とは、例え
ば、O2、O3、CO、CO2 、NO、N2O 、NO2 、H2O 等の酸素
元素を有する分子を少なくとも1種類以上含んだ気体の
ことである。又、この気体(雰囲気)を構成するその他
の元素としては、0族元素ガスや窒素分子ガス等の不活
性ガスを用いても良い。従って、例えば、大気等よりこ
の気体を構成しても良い。
According to such a method, it is possible to independently set (optimize) the type and film thickness of the metal forming the electrode according to various conditions. This makes it possible to further reduce the drive voltage of the element and to form a stronger electrode. The gas containing an oxygen element includes, for example, at least one molecule containing an oxygen element such as O 2 , O 3 , CO, CO 2 , NO, N 2 O, NO 2 and H 2 O. It is a gas. Further, as other elements constituting this gas (atmosphere), an inert gas such as group 0 element gas or nitrogen molecule gas may be used. Therefore, for example, this gas may be constituted by the atmosphere or the like.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下、本発明を望ましい実施の形
態に基づいて説明する。但し、本件発明は、以下の実施
形態や実施例に限定されるものではなく、記載の一部を
他の部分と関係なく任意に抽出して発明を把握すること
が可能である。本発明で用いられるp型半導体は、一般
的には、任意の半導体であるが、特に、III-V 族化合物
半導体、更に、III 族窒化物半導体が望ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below based on preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the following embodiments and examples, and it is possible to grasp the invention by arbitrarily extracting a part of the description regardless of other parts. The p-type semiconductor used in the present invention is generally any semiconductor, but a III-V group compound semiconductor and a III group nitride semiconductor are particularly preferable.

【0038】III 族窒化物半導体としては、例えば、4
元系のAlGaInN 、3元系のAlGaN 、GaInN、AlInN 、2
元系のAlN、GaN、InN 等である。但し、それらの原子の
組成比は任意である。又、これらにIII 族元素をドーピ
ング(例えば、Al、Gaよりも原子半径の大きい、例え
ば、Inをドーピングしたもの、ドーピングは組成比に現
われる程は入れない)したもの、V族元素をドーピング
したもの(例えば、N よりも原子半径の大きい、P 、A
s、Sbをドープ)でも良い。又、AlGaInN におけるN の
一部を例えば、P 、As、SbとしたAlGaInNP、AlGaInNA
s、AlGaInNSb でも良い。結論は、窒素を含むIII −V
族化合物半導体ならなんでも良い。
As the group III nitride semiconductor, for example, 4
Elementary AlGaInN, ternary AlGaN, GaInN, AlInN, 2
For example, AlN, GaN, InN, etc. of the original system. However, the composition ratio of those atoms is arbitrary. In addition, these were doped with Group III elements (for example, those having a larger atomic radius than Al and Ga, for example, those doped with In, the doping was not added to the extent that the composition ratio appears), and those doped with Group V elements. Thing (for example, P, A whose atomic radius is larger than N,
s, Sb are doped). Further, a part of N in AlGaInN is, for example, P, As, Sb, AlGaInNP, AlGaInNA
s or AlGaInNSb may be used. The conclusion is that nitrogen-containing III-V
Any compound semiconductor can be used.

【0039】結晶成長に用いる基板は、サファイア、ス
ピネル、シリコン、炭化シリコン、酸化亜鉛、リン化ガ
リウム、砒化ガリウム、酸化マグネシウム、酸化マンガ
ン、酸化ガリウムリチウム(LiGaO2 )、硫化モリブデ
ン(MoS )等の異種基板の他、GaN 基板、その他の上記
したIII 族窒化物半導体基板を用いることができる。
The substrate used for crystal growth is made of sapphire, spinel, silicon, silicon carbide, zinc oxide, gallium phosphide, gallium arsenide, magnesium oxide, manganese oxide, lithium gallium oxide (LiGaO 2 ), molybdenum sulfide (MoS), or the like. In addition to the heterogeneous substrate, the GaN substrate and the other group III nitride semiconductor substrates described above can be used.

【0040】結晶成長方法には、有機金属気相成長法
(MOCVD,MOVPE)、分子線エピタキシー法
(MBE)、ハライド気相成長法を用いることができ
る。又、通常、基板上にバッファ層を形成した後、目的
とする結晶を成長させるのが望ましい。
As the crystal growth method, a metal organic chemical vapor deposition method (MOCVD, MOVPE), a molecular beam epitaxy method (MBE), or a halide vapor phase epitaxy method can be used. Further, it is usually desirable to grow a target crystal after forming a buffer layer on the substrate.

【0041】バッファ層は、AlN の他、 GaN,InN,AlxGa
1-xN(0<x<1),InxGa1-xN(0<x<1),AlxIn1-xN(0<x<1),AlxG
ayIn1-x-yN(0<x<1,0<y<1,0<x+y<1)、その他、 一般式Alx
GayIn 1-x-yN(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦x+y≦1)において、II
I 族元素のうちの少なくとも一部をボロン(B )、タリ
ウム(Tl)で置換しても良く、窒素の少なくとも一部を
リン(P )、砒素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス
(Bi)等で置換しても良い。さらに、Si等のn型ドーパ
ント、Mg等のp型ドーパントが添加されていても良い。
2種以上の半導体の接合から成る超格子でも良い。特
に、Si基板の場合にはバッファ層には、SiC が望まし
い。
The buffer layer is composed of GaN, InN, Al in addition to AlN.xGa
1-xN (0 <x <1), InxGa1-xN (0 <x <1), AlxIn1-xN (0 <x <1), AlxG
ayIn1-xyN (0 <x <1,0 <y <1,0 <x + y <1), other, general formula Alx
GayIn 1-xyII at N (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦ x + y ≦ 1)
At least some of the Group I elements are boron (B),
It may be replaced by um (Tl) and at least part of the nitrogen
Phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), bismuth
It may be replaced with (Bi) or the like. Furthermore, n-type dopa such as Si
And p-type dopant such as Mg may be added.
A superlattice formed by joining two or more kinds of semiconductors may be used. Special
In the case of Si substrate, SiC is desirable for the buffer layer.
Yes.

【0042】バッファ層は、いわゆる低温バッファ層が
用いられる。バッファ層の望ましい成長温度は、AlN の
場合で、380℃〜420℃である。GaN の場合の最も
望ましい成長温度は、500〜700℃である。一般的
には、360℃〜900℃(最も望ましくは、360℃
〜600℃)で成長させると、バッファ層としての機能
が最も効果的である。低温バッファ層の他、いわゆる高
温バッファ層を用いても良い。例えば、1000℃〜1
180℃の範囲で成長させたバッファ層である。最も望
ましい温度範囲は、1050℃〜1170℃であり、さ
らに、望ましくは、1100℃〜1150℃である。
A so-called low temperature buffer layer is used as the buffer layer. A desirable growth temperature of the buffer layer is 380 ° C to 420 ° C in the case of AlN. The most desirable growth temperature for GaN is 500-700 ° C. Generally, 360 ° C to 900 ° C (most desirably 360 ° C
The function as a buffer layer is most effective when grown at ~ 600 ° C. In addition to the low temperature buffer layer, a so-called high temperature buffer layer may be used. For example, 1000 ° C to 1
It is a buffer layer grown in the range of 180 ° C. The most desirable temperature range is 1050 ° C to 1170 ° C, and more desirably 1100 ° C to 1150 ° C.

【0043】バッファ層の形成には、MOCVD法の
他、MBE法が使用できる。又、スパッタリングを使用
することも可能である。製造方法が異なれば、製膜時の
最適温度も異なる。DCマグネトロンスパッタ装置を用
いて、高純度金属アルミニウムと窒素ガスを原材料とし
て、リアクティブスパッタ法によりAlN 、GaN から成る
バッファ層を形成することもできる。その他、金属アル
ミニウム、金属ガリウム、金属インジウム、窒素ガス又
はアンモニアガスを用いて、上記と同様に、一般式AlxG
ayIn1-x-yN(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦x+y≦1、組成比は任
意)のバッファ層を形成することができる。スパッタリ
ングの他、蒸着法、イオンプレーティング法、レーザア
ブレーション法、ECR法、プラズマCVD法を用いる
ことができる。これらの物理蒸着法によるバッファ層
は、200〜600℃で行うのが望ましい。さらに望ま
しくは300〜500℃であり、さらに望ましくは40
0〜500℃である。これらのスパッタリング法等の物
理蒸着法を用いた場合には、バッファ層の厚さは、10
0〜3000Åが望ましい。さらに望ましくは、100
〜2000Åが望ましく、最も望ましくは、100〜3
00Åである。又、バッファ層を形成後に、加熱処理を
するのが望ましい。バッファ層上に結晶成長する時に基
板の温度を上昇させるので、加熱処理は、この時の基板
温度の上昇に代えることができる。加熱温度は、100
0〜1250℃が望ましく、さらに望ましくは、105
0〜1200℃であり、最も望ましくは、1100〜1
150℃である。この温度で加熱処理することで、バッ
ファ層の再結晶化により単結晶性が強くなる。
For forming the buffer layer, the MOCVD method and the MBE method can be used. It is also possible to use sputtering. Different manufacturing methods have different optimum temperatures during film formation. It is also possible to form a buffer layer composed of AlN 3 and GaN by a reactive sputtering method using high-purity metallic aluminum and nitrogen gas as raw materials using a DC magnetron sputtering device. In addition, using metal aluminum, metal gallium, metal indium, nitrogen gas or ammonia gas, in the same manner as above, the general formula Al x G
It is possible to form a buffer layer of a y In 1-xy N (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦ x + y ≦ 1, composition ratio is arbitrary). In addition to sputtering, a vapor deposition method, an ion plating method, a laser ablation method, an ECR method, or a plasma CVD method can be used. The buffer layer formed by these physical vapor deposition methods is preferably performed at 200 to 600 ° C. It is more preferably 300 to 500 ° C., further preferably 40.
It is 0 to 500 ° C. When the physical vapor deposition method such as the sputtering method is used, the thickness of the buffer layer is 10
0 ~ 3000Å is desirable. More preferably, 100
~ 2000Å is desirable, most preferably 100-3
It is 00Å. Further, it is desirable to perform heat treatment after forming the buffer layer. Since the temperature of the substrate is raised when the crystal is grown on the buffer layer, the heat treatment can be replaced with the rise of the substrate temperature at this time. The heating temperature is 100
0 to 1250 ° C is desirable, and more desirably 105
0 to 1200 ° C., most preferably 1100-1
It is 150 ° C. By performing heat treatment at this temperature, recrystallization of the buffer layer enhances single crystallinity.

【0044】又、これらの半導体を用いてn型の III族
窒化物系化合物半導体層を形成する場合には、n型不純
物として、Si、Ge、Se、Te、C等を添加することができ
る。また、p型不純物としては、Zn、Mg、Be、Ca、Sr、
Ba等を添加することができる。又、本発明は、横方向成
長により形成された III族窒化物系化合物半導体のp型
の低抵抗化に用いることも可能である。
When forming an n-type group III nitride compound semiconductor layer using these semiconductors, Si, Ge, Se, Te, C, etc. can be added as n-type impurities. . Further, as p-type impurities, Zn, Mg, Be, Ca, Sr,
Ba or the like can be added. The present invention can also be used for reducing the p-type resistance of a group III nitride compound semiconductor formed by lateral growth.

【0045】以下の低抵抗化方法は、p型不純物を添加
した半導体の低抵抗化方法として例示するものである。
よって、実際の素子においては、基板上に多数の層を形
成した後、低抵抗化p層について、下記で説明するよう
な方法が適用される。通常、低抵抗化すべきp層は、基
板に積層された表面からある深さまでにある層である場
合が多い。例えば、通常、発光ダイオードであれば、基
板上に、n層、SQWやMQW等の層、p層が基本的な
層として形成されている。このp層を低抵抗化するのに
本発明は使用される。
The following method for reducing the resistance is exemplified as a method for reducing the resistance of a semiconductor to which p-type impurities are added.
Therefore, in an actual device, after forming a large number of layers on the substrate, the method described below is applied to the low resistance p layer. Usually, the p layer to be made low in resistance is often a layer located from the surface laminated on the substrate to a certain depth. For example, in the case of a light emitting diode, normally, an n layer, a layer such as SQW and MQW, and a p layer are formed as basic layers on a substrate. The present invention is used to reduce the resistance of the p layer.

【0046】低抵抗化の評価のために、以下のp型半導
体層を、以下のように形成した。図1に本実施例の低抵
抗p型半導体の製造方法を示す。図は、工程図である。
本実施例では、有機金属気相成長法(以下「MOVPE 」と
略す)による気相成長を採用した。使用したガスは、例
えばアンモニア(NH3) 、キャリアガス(H2,N2) 、トリメ
チルガリウム(Ga(CH3)3)(以下「TMG 」と記す)、トリ
メチルアルミニウム(Al(CH3)3)(以下「TMA 」と記
す)、シクロペンタジエニルマグネシウム(Mg(C5H5)2)
(以下「CP2Mg 」と記す)である。
The following p-type semiconductor layers were formed in the following manner to evaluate the reduction in resistance. FIG. 1 shows a method of manufacturing a low resistance p-type semiconductor of this embodiment. The figure is a process drawing.
In this example, vapor phase growth by a metal organic vapor phase epitaxy method (hereinafter abbreviated as "MOVPE") was adopted. The gas used is, for example, ammonia (NH 3 ), carrier gas (H 2 , N 2 ), trimethylgallium (Ga (CH 3 ) 3 ) (hereinafter referred to as “TMG”), trimethylaluminum (Al (CH 3 ) 3 ) (hereinafter referred to as "TMA"), cyclopentadienyl magnesium (Mg (C 5 H 5) 2)
(Hereinafter referred to as “CP 2 Mg”).

【0047】本実施例の製造工程は、図1の工程(a)
〜工程(f)に示す6工程に分けられる。最初に、工程
(a)においてサファイア基板1上にp型不純物の添加
されたp-GaN 層5を形成する。不純物はMgである。それ
には、先ず有機洗浄及び熱処理により洗浄した面を主面
とした単結晶のサファイア基板1をMOVPE 装置の反応室
に載置された図示しないサセプタに装着する。次に、常
圧でH2を流速 2liter/分で約30分間反応室に流しながら
温度1100℃でサファイア基板1をベーキングした。次
に、温度を400 ℃まで低下させて、H2を20liter/分、NH
3 を10liter/分、TMA を2.0 ×10-5モル/分で供給して
AlN のバッファ層2を約30nmの膜厚に形成した。
The manufacturing process of this embodiment is the process (a) of FIG.
~ It is divided into 6 steps shown in step (f). First, in step (a), a p-GaN layer 5 to which p-type impurities have been added is formed on the sapphire substrate 1. Impurity is Mg. To this end, first, the single crystal sapphire substrate 1 whose main surface is the surface cleaned by organic cleaning and heat treatment is mounted on a susceptor (not shown) mounted in the reaction chamber of the MOVPE apparatus. Next, the sapphire substrate 1 was baked at a temperature of 1100 ° C. while flowing H 2 into the reaction chamber at a flow rate of 2 liter / min for about 30 minutes under normal pressure. Then the temperature is lowered to 400 ° C and H 2 is added to 20 liter / min NH
3 at 10 liter / min and TMA at 2.0 × 10 -5 mol / min
The AlN buffer layer 2 was formed to a film thickness of about 30 nm.

【0048】次に、サファイア基板1の温度を1100℃に
保持し、N2又はH2を20liter/分、NH 3 を10liter/分、TM
G を1.0 ×10-4モル/分、CP2Mg を 2×10-5モル/分で
供給する。これにより、膜厚約250nm 、濃度 5×1019/c
m3のMgがドープされたp-GaN層5が形成される。
Next, the temperature of the sapphire substrate 1 is set to 1100 ° C.
Hold and N2Or H220 liter / min, NH 310 liter / min, TM
G = 1.0 x 10-FourMol / min, CP22 x 10 Mg-FiveIn mol / min
Supply. This gives a film thickness of about 250 nm and a concentration of 5 × 1019/ c
m3The Mg-doped p-GaN layer 5 is formed.

【0049】次に、工程(b)に移行する。工程(b)
では、第1金属層下層61としてCo層、その上層に第1
金属層上層62としてAu層をそれぞれ形成する。これ
は、例えば蒸着装置等にて行う。例えば、チャンバ内を
10-3Pa台以下の高真空に排気した後、p-GaN 層5上に膜
厚約7ÅのCo層を、続いて膜厚約30ÅのAu層を成膜させ
る。これでCo/Au から成る2層構造の第1金属層6を形
成する。
Then, the process proceeds to step (b). Process (b)
Then, the Co layer is used as the lower layer 61 of the first metal layer, and
Au layers are respectively formed as the metal layer upper layers 62. This is performed, for example, by a vapor deposition device or the like. For example, in the chamber
After evacuating to a high vacuum of 10 −3 Pa or less, a Co layer having a film thickness of about 7 Å and then an Au layer having a film thickness of about 30 Å are formed on the p-GaN layer 5. Thus, the first metal layer 6 of Co / Au having a two-layer structure is formed.

【0050】次に工程(c)に移行する。工程(c)で
は、p-GaN 層5を低抵抗率化するため電子線照射を行
う。電子線照射は、プラズマを利用した照射である。図
2に、プラズマを用いた電子線照射装置100を示す。
電子線照射装置100は、特願2000−254306
号で示したそれと同一である。電子線照射装置100
は、大きく真空チャンバ101、プラズマチャンバ10
5及び基板ホルダー110から構成される。真空チャン
バ101には、カソード(冷陰極)103、グリッド1
04が配置されている。又、プラズマチャンバ105に
は、プラズマ電源に接続されたワイヤ106と電子線取
出し窓107が配置されている。
Next, the step (c) is started. In the step (c), electron beam irradiation is performed to reduce the resistivity of the p-GaN layer 5. The electron beam irradiation is irradiation using plasma. FIG. 2 shows an electron beam irradiation apparatus 100 using plasma.
The electron beam irradiation apparatus 100 is disclosed in Japanese Patent Application No. 2000-254306.
It is the same as that shown in the issue. Electron beam irradiation device 100
Is largely a vacuum chamber 101 and a plasma chamber 10.
5 and the substrate holder 110. The vacuum chamber 101 includes a cathode (cold cathode) 103 and a grid 1.
04 are arranged. Further, in the plasma chamber 105, a wire 106 connected to a plasma power source and an electron beam extraction window 107 are arranged.

【0051】実際には、プラズマ電源とワイヤ106と
を用いてこのプラズマチャンバ105内で発生させたヘ
リウムイオンガス(He+ )を、例えば200kV程度の
高圧電源により生成させた電界で加速して、真空チャン
バ101内のカソード(冷陰極)103の表面に高速で
衝突させる。これにより、カソード103の表面から多
数の2次電子を放出させ、それらを上記の電界によりヘ
リウムイオンガスとは逆向きに加速させる。その結果、
本電子線照射装置100は、広範囲に電子線を照射する
ことができる。
Actually, the helium ion gas (He + ) generated in the plasma chamber 105 is accelerated by the electric field generated by the high-voltage power source of, for example, about 200 kV by using the plasma power source and the wire 106, The surface of the cathode (cold cathode) 103 in the vacuum chamber 101 is collided at high speed. As a result, a large number of secondary electrons are emitted from the surface of the cathode 103, and they are accelerated in the direction opposite to the helium ion gas by the above electric field. as a result,
The electron beam irradiation device 100 can irradiate a wide range of electron beams.

【0052】この様にして生成された電子は、外気を遮
断している電子線取出し窓107の外面を形成する薄い
金属板108を貫通して、外部に設置された半導体基
板、即ちGaN に照射される(図2、図3)。これは、通
常、略大気中で行われる(工程(c))。このような方
法で、電子線をp-GaN 層5に面照射すれば、約3分程度
と言う従来よりも短時間の間にそれを低抵抗化できる。
又、この時、第1金属層6が存在しないと、p-GaN 層5
の表面数百Åはダメージ層となるが、本実施例ではp-Ga
N層5は第1金属層6により保護されているので、ダメ
ージ層は形成されない。
The electrons thus generated penetrate the thin metal plate 108 forming the outer surface of the electron beam extraction window 107 that shields the outside air, and irradiates the semiconductor substrate, that is, GaN, installed outside. (FIGS. 2 and 3). This is usually done in about atmospheric air (step (c)). By irradiating the surface of the p-GaN layer 5 with the electron beam by such a method, the resistance of the p-GaN layer 5 can be reduced in a shorter time than the conventional method of about 3 minutes.
At this time, if the first metal layer 6 does not exist, the p-GaN layer 5
The surface of several hundred Å becomes a damaged layer, but in this example, p-Ga
Since the N layer 5 is protected by the first metal layer 6, the damage layer is not formed.

【0053】次に、工程(d)に移行する。工程(d)
では、第1金属層6をヨウ素系のエッチング液でエッチ
ングし、酸化した層を露出させる。
Next, the process (d) is started. Step (d)
Then, the first metal layer 6 is etched with an iodine-based etching solution to expose the oxidized layer.

【0054】次に、工程(e)に移行する。工程(e)
では、真空蒸着装置により第1金属層6上に第2金属層
10を形成する。第2金属層10は、例えばニッケル
(Ni)である。真空蒸着装置の条件は、工程(b)と同
等である。即ち、蒸着装置にて、例えば、10-3Pa台以下
の高真空に排気した後、第1金属層6上に膜厚2000
ÅのNi層を形成する。これは、後のエッチング工程
(f)にて第1金属層6を効率よく、又完全に除去する
ためである。Ni層は少なくとも100Å以上あれば良い
と考えられる。尚、第2金属層10の膜厚は、100Å
〜6000Åが望ましい。蒸着装置を使用する場合は、
上記範囲が望ましい。例えば、蒸着法では膜厚が100
Åより薄いと、それが島状に形成される場合がある。そ
の場合は、後のエッチング工程において、均一に第1金
属層を除去することができない。又、6000Åを越え
ると、蒸着時間やエッチング工程の時間が長くなり、非
効率的であるからである。
Next, the step (e) is carried out. Process (e)
Then, the second metal layer 10 is formed on the first metal layer 6 by a vacuum vapor deposition device. The second metal layer 10 is, for example, nickel (Ni). The conditions of the vacuum vapor deposition device are the same as in step (b). That is, after evacuation to a high vacuum of, for example, 10 −3 Pa or less with a vapor deposition device, a film thickness of 2000
Å Ni layer is formed. This is for efficiently and completely removing the first metal layer 6 in the subsequent etching step (f). It is considered that the Ni layer should be at least 100 Å or more. The thickness of the second metal layer 10 is 100Å
~ 6000Å is desirable. When using a vapor deposition device,
The above range is desirable. For example, in the vapor deposition method, the film thickness is 100
If it is thinner than Å, it may form islands. In that case, the first metal layer cannot be uniformly removed in the subsequent etching step. On the other hand, if it exceeds 6000 Å, the vapor deposition time and the etching process time become long, which is inefficient.

【0055】最後に工程(f)に移行する。工程(f)
では、上記の合金層63を含む第1金属層6と第2金属
層10であるNi層がエッチングにより除去される。エッ
チング液は、フッ化水素酸:硝酸:水の割合がおよそ
1:5:10のフッ硝酸である。これにより、約5分で
ほぼ完全に第1金属層6及び第2金属層10が除去され
る。即ち、p-GaN 層5の上面は清浄となる。
Finally, the step (f) is started. Process (f)
Then, the first metal layer 6 including the alloy layer 63 and the Ni layer which is the second metal layer 10 are removed by etching. The etching solution is hydrofluoric nitric acid having a ratio of hydrofluoric acid: nitric acid: water of about 1: 5: 10. As a result, the first metal layer 6 and the second metal layer 10 are almost completely removed in about 5 minutes. That is, the upper surface of the p-GaN layer 5 is clean.

【0056】このような製造工程で形成されたp-GaN 層
5に電極を形成すれば、表面が清浄化されているので、
表面の接触抵抗が低減される。又、その接触抵抗が最小
となるような最適な元素で電極を成膜することができ
る。又、上述の様にp-GaN 層5そのものの抵抗率も低減
されている。従って、駆動電圧の低下された半導体とな
る。更に、上記表面の清浄化は、その面での光の透過率
を増大させる。よって、本発明は、光素子形成に有効で
ある。即ち、上記製造方法は、駆動電圧の低減と光強度
の増大が要求される光素子に極めて有用である。このよ
うにして得られたp-GaN 層5は、略5×1018/cm3
高いホール濃度が得られ、Mgのドーピング量を制御す
ることによって、1017/cm3 〜5×1018/cm3 の範
囲で任意に制御することができる。尚、ベリリウム(B
e)をインプラントしたGaN にマグネシウム(Mg)を
添加して、上記のような処理をすることで、ホール濃度
5×1019/cm3 までの制御が可能となった。他の、II
I 族窒化物半導体についても同様である。
If an electrode is formed on the p-GaN layer 5 formed by such a manufacturing process, the surface is cleaned,
The contact resistance of the surface is reduced. Further, the electrode can be formed with an optimum element that minimizes the contact resistance. Further, the resistivity of the p-GaN layer 5 itself is also reduced as described above. Therefore, the semiconductor has a reduced driving voltage. Moreover, cleaning the surface increases the light transmission at that surface. Therefore, the present invention is effective for forming an optical element. That is, the above-described manufacturing method is extremely useful for an optical device that requires a reduction in driving voltage and an increase in light intensity. The p-GaN layer 5 thus obtained has a high hole concentration of about 5 × 10 18 / cm 3 , and the doping amount of Mg is controlled so that 10 17 / cm 3 to 5 × 10 18 can be obtained. It can be arbitrarily controlled within the range of / cm 3 . Beryllium (B
By adding magnesium (Mg) to GaN implanted with e) and performing the above-mentioned treatment, it becomes possible to control the hole concentration up to 5 × 10 19 / cm 3 . Other, II
The same applies to group I nitride semiconductors.

【0057】上記の説明では、基板上に、p-GaN 層5が
単層だけ形成されている場合の低抵抗化処理について説
明されている。p-GaN の基板を得るような場合には、こ
の単一層における低抵抗化は意味のある製造方法であ
る。しかし、素子の中のp層を製造する場合には、多数
の層を積層した上で、表面層やその下の複数の層につい
て、低抵抗化処理が行なわれる。p型半導体層は、実施
の形態の最初に説明したように、任意の化合物半導体を
用いることが可能である。
In the above description, the resistance lowering process in the case where the p-GaN layer 5 is formed as a single layer on the substrate has been described. When obtaining a p-GaN substrate, lowering the resistance in this single layer is a meaningful manufacturing method. However, in the case of manufacturing the p layer in the device, a resistance reduction treatment is performed on the surface layer and a plurality of layers below the surface layer after laminating a large number of layers. As the p-type semiconductor layer, any compound semiconductor can be used as described at the beginning of the embodiment.

【0058】(第2実施例)図4に、第1実施例の方法
を用いて製造された発光素子20を示す。図は、その構
造を示した模式的な断面図である。この発光素子20は
III族窒化物系化合物半導体素子であるAlxGayIn1-x-yN
(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦x+y ≦1)系の半導体素子であ
る。
(Second Embodiment) FIG. 4 shows a light emitting device 20 manufactured by the method of the first embodiment. The figure is a schematic sectional view showing the structure. This light emitting element 20
Group III nitride-based compound semiconductors elements Al x Ga y In 1-xy N
It is a semiconductor element of (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦ x + y ≦ 1) system.

【0059】本実施例の発光素子20においては、サフ
ァイア基板1の上には AlNから成る膜厚約30nmのバッフ
ァ層2が設けられ、その上にSiドープの膜厚約4μmの
n-GaN 層3が形成されている。又、このn-GaN 層3の上
には発光する層を含む多重層4が形成されている。多重
層4の上には、第1実施例で説明した膜厚約300nm のM
gが添加されたp-GaN 層5が形成されている。
In the light emitting device 20 of this embodiment, the buffer layer 2 of AlN having a film thickness of about 30 nm is provided on the sapphire substrate 1, and the Si-doped film having a film thickness of about 4 μm is provided thereon.
The n-GaN layer 3 is formed. A multi-layer 4 including a light emitting layer is formed on the n-GaN layer 3. On top of the multi-layer 4, M having a film thickness of about 300 nm described in the first embodiment is formed.
A p-GaN layer 5 to which g is added is formed.

【0060】そして、第1実施例の方法によって低抵抗
率化し清浄化されたp-GaN 層5の上には金属蒸着による
膜厚約20ÅのCoから成る第1電極層91と、膜厚約60Å
のAuから成る第2電極層92とが順次積層され、この第
1電極層91と第2電極層92とで透光性のp電極9が
構成されている。このp電極9上の所定領域に、金(Au)
を含んだ金属から成る膜厚約1.5 μmの電極パッド7が
形成されている。又、n型GaN 層3上には、膜厚約 200
Åのバナジウム(V) と膜厚約 2.0μmのアルミニウム(A
l)又はAl合金で構成されたn電極8が形成されている。
電極パッド7は、その他、金(Au)、ニッケル(Ni)、アル
ミニウム(Al)、又はコバルト(Co)等、又は、それらを少
なくとも1種含む合金を用いることが可能である。
Then, on the p-GaN layer 5 having a low resistivity and cleaned by the method of the first embodiment, a first electrode layer 91 made of Co having a film thickness of about 20Å and made of metal by vapor deposition, and a film thickness of about 20 60Å
The second electrode layer 92 made of Au is sequentially laminated, and the first electrode layer 91 and the second electrode layer 92 form the translucent p electrode 9. Gold (Au) is deposited on the p-electrode 9 in a predetermined area.
The electrode pad 7 is formed of a metal containing Al and having a film thickness of about 1.5 μm. Moreover, a film thickness of about 200 is formed on the n-type GaN layer 3.
Å vanadium (V) and aluminum with a thickness of about 2.0 μm (A
The n electrode 8 composed of l) or Al alloy is formed.
The electrode pad 7 can be made of gold (Au), nickel (Ni), aluminum (Al), cobalt (Co), or the like, or an alloy containing at least one of them.

【0061】次に、この発光素子20の製造方法につい
て説明する。この発光素子20も、有機金属気相成長法
(以下「MOVPE 」と略す)による気相成長により製造さ
れる。用いたガスは、第1実施例のそれと同等である。
先ず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した面を主面とし
た単結晶のサファイア基板1をMOVPE 装置の反応室に載
置されたサセプタに装着する(図示しない)。次に、常
圧でH2を流速 2liter/分で約30分間反応室に流しなが
ら、温度1100℃でサファイア基板1をベーキングする。
次に、温度を400 ℃まで低下させて、H2を20liter/分、
NH3 を10liter/分、TMA を2.0 ×10-5モル/分で供給し
てAlN のバッファ層2を約30nmの膜厚に形成する。
Next, a method of manufacturing the light emitting device 20 will be described. The light emitting device 20 is also manufactured by vapor phase growth by a metal organic vapor phase epitaxy method (hereinafter abbreviated as "MOVPE"). The gas used is the same as that of the first embodiment.
First, the single crystal sapphire substrate 1 whose main surface is the surface cleaned by organic cleaning and heat treatment is mounted on a susceptor placed in the reaction chamber of the MOVPE apparatus (not shown). Next, the sapphire substrate 1 is baked at a temperature of 1100 ° C. while flowing H 2 at a flow rate of 2 liter / min into the reaction chamber at atmospheric pressure for about 30 minutes.
Then lower the temperature to 400 ° C and add H 2 at 20 liter / min.
NH 3 is supplied at 10 liter / min and TMA is supplied at 2.0 × 10 −5 mol / min to form an AlN buffer layer 2 with a film thickness of about 30 nm.

【0062】次に、サファイア基板1の温度を1150℃に
保持し、N2又はH2を10liter/分、NH 3 を10liter/分、TM
G を1.0 ×10-4モル/分、TMA を0.5 ×10-4モル/分、
H2ガスにより0.9ppmに希釈されたシランを 5×10-9モル
/分で供給して、膜厚約4μm、電子濃度 1×1018/c
m3、シリコン濃度 2×1018/cm3のn-GaN 層3を形成す
る。
Next, the temperature of the sapphire substrate 1 is set to 1150 ° C.
Hold and N2Or H210liter / min, NH 310 liter / min, TM
G = 1.0 x 10-FourMol / min, TMA 0.5 x 10-FourMol / min,
H25x10 silane diluted to 0.9ppm with gas-9Mole
/ Min, film thickness: approx. 4 μm, electron concentration: 1 x 1018/ c
m3, Silicon concentration 2 × 1018/cm3Forming n-GaN layer 3 of
It

【0063】上記のn-GaN 層3を形成した後、続いて、
N2又はH2を20liter/分、NH3 を10liter/分、TMG を7.0
×10-5モル/分、TMI を0.2 ×10-4モル/分で供給し
て、Ga 0.8In0.2N から成る多重層4を形成する。
After forming the n-GaN layer 3 described above, subsequently,
N2Or H220 liter / min, NH310 liter / min, TMG 7.0
× 10-FiveMol / min, TMI 0.2 x 10-FourSupply in mol / min
Ga 0.8In0.2A multilayer 4 of N is formed.

【0064】次に、サファイア基板1の温度を1100℃に
保持し、N2又はH2を20liter/分、NH 3 を10liter/分、TM
G を1.1 ×10-4モル/分、CP2Mg を 2×10-5モル/分で
供給して、膜厚約300nm 、濃度 5×1019/cm3のMgをドー
プしたp-GaN 層5を形成する。
Next, the temperature of the sapphire substrate 1 is set to 1100 ° C.
Hold and N2Or H220 liter / min, NH 310 liter / min, TM
G x 1.1 x 10-FourMol / min, CP22 x 10 Mg-FiveIn mol / min
Supply a film thickness of about 300 nm, concentration 5 × 1019/cm3Do Mg
Then, the p-GaN layer 5 is formed.

【0065】次に、以下の手順によって、p-GaN 層5を
低抵抗率化した。 (1) 蒸着装置にて10-3Pa台以下の高真空に排気した後、
p-GaN 層5上に膜厚約10ÅのCoを成膜させて、第1金属
層下層61を形成する。 (2) 続いて、その上に膜厚約50ÅのAuを成膜させて、第
1金属層上層62を形成する。 (3) その後、本発明の手段によるp型不純物の添加され
た半導体層の低抵抗率化を行う。即ち、大気中にて上記
の金属層(電極)越しに、前記の電子線照射装置100
(図2)による電子線照射を行う。ただし、この時の高
圧電源(図2)による加速電圧は100〜250kVと
する。これにより、p-GaN 層5は確実に低抵抗化され
る。
Next, the resistivity of the p-GaN layer 5 was lowered by the following procedure. (1) After evacuating to a high vacuum of 10 -3 Pa or less with a vapor deposition device,
Co having a film thickness of about 10 Å is formed on the p-GaN layer 5 to form a first metal layer lower layer 61. (2) Subsequently, Au having a film thickness of about 50 Å is formed thereon to form the first metal layer upper layer 62. (3) After that, the resistivity of the semiconductor layer to which the p-type impurity is added is reduced by the means of the present invention. That is, in the atmosphere, the electron beam irradiation apparatus 100 is passed through the metal layer (electrode).
Electron beam irradiation according to (FIG. 2) is performed. However, the acceleration voltage by the high voltage power supply (FIG. 2) at this time is 100 to 250 kV. This ensures that the p-GaN layer 5 has a low resistance.

【0066】(4)次に、p-GaN 層5の表面を清浄化す
る。即ち、第1金属層6を取り除く。その為には、第1
実施例の工程(d)〜(f)を行う(図1)。即ち、先
ず、ヨウ素系エッチング液を用いたエッチング処理によ
り第1金属層6上の不純物を除去し表面を活性化させ
る。次に、真空蒸着によりに膜厚約1000Å〜200
0Åの第2金属層10であるNi層を成膜させる(工程
(e)に相当)。次に、第1実施例と同様の混合比のフ
ッ硝酸で短時間、例えば約3分程度エッチングする。こ
れにより、第1金属層6及び第2金属層10がほぼ完全
に除去される。即ち、p-GaN 層5の表面が清浄化され
る。
(4) Next, the surface of the p-GaN layer 5 is cleaned. That is, the first metal layer 6 is removed. For that, first
The steps (d) to (f) of the example are performed (FIG. 1). That is, first, the impurities on the first metal layer 6 are removed by an etching process using an iodine-based etching solution to activate the surface. Next, the film thickness is about 1000Å ~ 200 by vacuum evaporation.
A Ni layer, which is the 0 Å second metal layer 10, is formed (corresponding to the step (e)). Next, etching is performed for a short time, for example, for about 3 minutes, using hydrofluoric nitric acid having the same mixing ratio as in the first embodiment. As a result, the first metal layer 6 and the second metal layer 10 are almost completely removed. That is, the surface of the p-GaN layer 5 is cleaned.

【0067】次にn電極とp電極の形成工程、次のよう
に実行される。 (5) 次に、n-GaN 層3の表面を露出させる工程が実行さ
れる。p-GaN 層5上にエッチングマスクを形成し、所定
領域のマスクを除去して、マスクで覆われていない部分
のp-GaN 層5、多重層4及びn-GaN 層3の一部を塩素を
含むガスによる反応性イオンエッチングによりエッチン
グして、n-GaN 層3の表面を露出させる。
Next, the steps of forming the n electrode and the p electrode are performed as follows. (5) Next, a step of exposing the surface of the n-GaN layer 3 is performed. An etching mask is formed on the p-GaN layer 5, the mask in a predetermined region is removed, and the part of the p-GaN layer 5, the multilayer 4 and the n-GaN layer 3 which is not covered with the mask is chlorine-containing. The surface of the n-GaN layer 3 is exposed by etching by reactive ion etching using a gas containing a.

【0068】(6) 次に、以下の手順で、n-GaN 層3に対
するn電極8とp-GaN 層5に対する透光性のp電極9を
形成する。 (7) 即ち、まず、フォトレジストを塗布し、フォトリソ
グラフィによりn-GaN層3の露出面上の所定領域に窓を
形成して、10-3Pa台以下の高真空に排気した後、膜厚約
200Åのバナジウム(V) と膜厚約 2.0μmのAlを蒸着
する。次に、フォトレジストを除去する。これによりn-
GaN 層3の露出面上にn電極8を形成する。 (8) 次に、表面上にフォトレジストを一様に塗布して、
フォトリソグラフィにより、p型GaN 層5の上のフォト
レジストを除去して、窓部を形成する。
(6) Next, the n-electrode 8 for the n-GaN layer 3 and the translucent p-electrode 9 for the p-GaN layer 5 are formed by the following procedure. (7) That is, first, a photoresist is applied, a window is formed in a predetermined region on the exposed surface of the n-GaN layer 3 by photolithography, and the film is evacuated to a high vacuum of 10 −3 Pa or less. Vanadium (V) with a thickness of about 200Å and Al with a thickness of about 2.0 μm are deposited. Next, the photoresist is removed. This gives n-
An n-electrode 8 is formed on the exposed surface of the GaN layer 3. (8) Next, apply a photoresist uniformly on the surface,
The photoresist on the p-type GaN layer 5 is removed by photolithography to form a window.

【0069】(9) 蒸着装置にて、フォトレジスト及び露
出させたp型GaN 層5上に、10-3Pa台以下の高真空に排
気した後、膜厚約20ÅのCoを成膜させて、第1電極層9
1を形成する。 (10)続いて、第1電極層91の上に膜厚約60ÅのAuを成
膜させて、第2電極層92を形成する。 (11)次に、試料を蒸着装置から取り出し、リフトオフ法
によりフォトレジスト上に堆積したCo、Auを除去する。
このようにして、Co/Auから成る透光性のp電極9が形
成される。
(9) After evacuation to a high vacuum of 10 −3 Pa level or less on the photoresist and the exposed p-type GaN layer 5 with a vapor deposition apparatus, Co with a film thickness of about 20 Å is formed. , The first electrode layer 9
1 is formed. (10) Subsequently, an Au film having a film thickness of about 60Å is formed on the first electrode layer 91 to form the second electrode layer 92. (11) Next, the sample is taken out from the vapor deposition device, and Co and Au deposited on the photoresist are removed by the lift-off method.
In this way, the translucent p-electrode 9 made of Co / Au is formed.

【0070】(12)次に、透光性のp電極9上の一部にボ
ンディング用の電極パッド7を形成する。即ち、まず、
フォトレジストを一様に塗布して、その電極パッド7の
形成部分のフォトレジストに窓を開ける。次に、金(A
u)を含んだ金属を膜厚1.5 μm程度に蒸着により成膜
させ、(5) の工程と同様に、リフトオフ法により、フォ
トレジスト上に堆積した金(Au)を含んだ金属の膜を除
去して、電極パッド7を形成する。
(12) Next, an electrode pad 7 for bonding is formed on a part of the translucent p electrode 9. That is, first
A photoresist is applied uniformly, and a window is opened in the photoresist in the portion where the electrode pad 7 is formed. Next, gold (A
A metal containing u) is formed by vapor deposition to a film thickness of about 1.5 μm, and the metal film containing gold (Au) deposited on the photoresist is removed by the lift-off method as in step (5). Then, the electrode pad 7 is formed.

【0071】(13)最後に、透光性のp電極9、n電極
8、電極パッド7を合金化する。これにより良好なオー
ミックコンタクトが実現され、発光素子20の駆動電圧
が低減化される。 以上の方法により、前記の発光素子20を製造した。
(13) Finally, the translucent p electrode 9, n electrode 8 and electrode pad 7 are alloyed. As a result, good ohmic contact is realized, and the drive voltage of the light emitting element 20 is reduced. The light emitting device 20 was manufactured by the above method.

【0072】上記のようにして、電極の接触抵抗が低下
し、従って、駆動電圧が低下した層を得ることができ
た。又、電子線照射時に用いられる第1金属層6が完全
に除去される結果、その面の光透過率も向上した。よっ
て、発光する層を含む多重層4からの光を透光性のp電
極9から効率良く外部に出力することができた。第1金
属層6を除去しないで、そのまま、この金属層をp電極
とした発光素子の駆動電圧は、10.0Vであり、発光
出力は、210μWであった。又、第1金属層6を完全
に除去した後、その後で、p電極を形成した発光素子
は、駆動電圧は、3.5Vで、発光出力は、270μW
であった。よって、駆動電圧は約1/3以下となり、透
過率の上昇率は29%(差/低い方の透過率)以上とな
った。
As described above, it was possible to obtain a layer in which the contact resistance of the electrode was lowered and thus the driving voltage was lowered. Further, as a result of the complete removal of the first metal layer 6 used at the time of electron beam irradiation, the light transmittance of the surface was also improved. Therefore, the light from the multi-layer 4 including the light-emitting layer could be efficiently output to the outside from the translucent p-electrode 9. Without removing the first metal layer 6, the driving voltage of the light emitting element using this metal layer as the p electrode was 10.0 V, and the light emission output was 210 μW. In addition, after the first metal layer 6 is completely removed, the light emitting element on which the p electrode is formed has a driving voltage of 3.5 V and an emission output of 270 μW.
Met. Therefore, the driving voltage was about 1/3 or less, and the rate of increase in transmittance was 29% (difference / lower transmittance) or more.

【0073】次に、第1金属層6の厚さと光透過率の関
係に関する実験による結果について述べる。第1金属層
6の厚さを70Åと200Åとして、第1実施例や第2
実施例で記載した方法により電子線照射し第2金属層1
0を積層した後第1金属層6を第2金属層10と共に除
去した後のp型不純物を添加した半導体層の光透過率を
波長、375nm、470nm、520nmで測定し
た。その結果を図5に示す。尚、図5の縦軸の透過率
は、第1金属層6や第2金属層10を設けない前のp型
不純物を添加した半導体層の光透過率を100%とし、
これを基準とした光透過率である。第1金属層6の厚さ
を70Åとして電子線照射処理をした場合には、図5に
示すように、波長375nmで94%、波長470nm
で95.5%、波長520nmで96%であった。第1
金属層6の厚さを200Åにした場合には、図5に示す
ように、波長375nmで85%、波長470nmで8
6%、波長520nmで88%であった。よって、90
%(波長375nmで)〜92%(波長520nmで)
以上の光透過率を得るには、第1金属層6の厚さは10
0Å以下が望ましいと考えられる。又、p型不純物を添
加した半導体層の電子線照射によるダメージを大きく防
止するためには、50Å以上が望ましいので、結局、第
1金属層6の厚さは、50Å〜100Åが最も望ましい
といえる。
Next, the results of experiments relating to the relationship between the thickness of the first metal layer 6 and the light transmittance will be described. When the thickness of the first metal layer 6 is 70Å and 200Å, the first embodiment and the second embodiment
The second metal layer 1 was irradiated with an electron beam by the method described in the example.
The light transmittance of the p-type doped semiconductor layer after the first metal layer 6 was removed together with the second metal layer 10 after stacking 0 was measured at wavelengths of 375 nm, 470 nm, and 520 nm. The result is shown in FIG. The transmittance on the vertical axis of FIG. 5 is 100% as the light transmittance of the p-type impurity-added semiconductor layer before the first metal layer 6 and the second metal layer 10 are provided.
The light transmittance is based on this. When the electron beam irradiation treatment is performed with the thickness of the first metal layer 6 set to 70Å, as shown in FIG. 5, 94% at a wavelength of 375 nm and 470 nm at a wavelength of 470 nm.
At 95.5% and 96% at a wavelength of 520 nm. First
When the thickness of the metal layer 6 is 200 Å, as shown in FIG. 5, it is 85% at a wavelength of 375 nm and 8% at a wavelength of 470 nm.
6% and 88% at a wavelength of 520 nm. Therefore, 90
% (At wavelength 375 nm) to 92% (at wavelength 520 nm)
To obtain the above light transmittance, the thickness of the first metal layer 6 is 10
It is considered that 0 Å or less is desirable. Further, in order to prevent the semiconductor layer to which the p-type impurity is added from being largely damaged by the electron beam irradiation, it is desirable that the thickness of the first metal layer 6 is 50 Å to 100 Å. .

【0074】尚、上記実施例では、第1金属層6を2層
としたが、単層でも、3層以上でも良い。同様に第2金
属層10はNiの単層としたが、複層でも良い。第2金属
層10は、VIIIA 族に属する遷移金属であれば良いと考
えられる。従って、Ni、Coの他、Fe,Ru,Rh,Pd,Os,Ir,Pt
を用いることが可能である。以上の方法により、前記の
発光素子20を製造した。上記方法により得られる発光
素子20においては、p型GaN 層5の低抵抗化処理が、
従来と比較して極めて短時間(約3分間)且つ効果的に
できる。
Although the first metal layer 6 has two layers in the above embodiment, it may have a single layer or three or more layers. Similarly, the second metal layer 10 is a single Ni layer, but may be a multiple layer. It is considered that the second metal layer 10 may be any transition metal belonging to Group VIIIA. Therefore, in addition to Ni and Co, Fe, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt
Can be used. The light emitting device 20 was manufactured by the above method. In the light emitting device 20 obtained by the above method, the treatment for reducing the resistance of the p-type GaN layer 5 is
Compared with the conventional method, it can be effectively performed in an extremely short time (about 3 minutes).

【0075】発光素子20におけるp型GaN 層5に15
0kVで電子線を照射した時の最適電流値(例:11m
A)に達してからの保持時間と光出力との関係を測定し
た。この保持時間が長いと出力が低下する傾向があるこ
とが分かった。このため保持時間は0分〜1分程度に留
めることが望ましい。
15 in the p-type GaN layer 5 in the light emitting device 20.
Optimum current value when electron beam is irradiated at 0 kV (eg: 11 m
The relationship between the retention time after reaching A) and the light output was measured. It was found that the output tends to decrease when the holding time is long. For this reason, it is desirable to keep the holding time at 0 minute to 1 minute.

【0076】尚、発光素子の構造としては、単一量子井
戸構造又は多重量子井戸構造を有したものであっても良
い。また、p型不純物としてMgを用いたがベリリウム(B
e)、亜鉛(Zn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、
バリウム(Ba)、ラジウム(Ra)等の2族元素や炭素(C) 、
シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)等の
4族元素のうちアクセプタ準位を形成する原子を用いる
ことができる。
The light emitting device may have a single quantum well structure or a multiple quantum well structure. Also, Mg was used as the p-type impurity, but beryllium (B
e), zinc (Zn), calcium (Ca), strontium (Sr),
Group 2 elements such as barium (Ba) and radium (Ra) and carbon (C),
Among the Group 4 elements such as silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), and lead (Pb), an atom forming an acceptor level can be used.

【0077】また、本発明は、従来の透光性の金属電極
を用いる場合はもちろん、フリップチップタイプのよう
に厚い電極を用いる場合にも適用できる。また、本発明
は、LEDやLDの発光素子に利用可能であると共に受
光素子にも利用することができる。尚、上記のp型不純
物の添加された半導体層を低抵抗率化するのに示した素
子は、あくまでも一例であって、p型不純物の添加され
た半導体を用いた全ての半導体デバイスに用いることが
可能である。又、上記の実施例では、p型半導体の上に
p電極を形成して接触抵抗を低下させる例を示したが、
上記の方法で製造したp型半導体は光透過性も良い。従
って、このp型半導体の面から光を出力したり光を入力
するような発光素子、受光素子の製法に本件発明は用い
ることができる。発光素子は発光ダイオード、レーザが
あるが、レーザの場合には面発光レーザ等である。又、
本明細書では、上記の方法で製造されたp型半導体及
び、そのp型半導体層を有する任意の層構造を有する全
ての半導体装置について述べられており、その半導体装
置は特許請求の範囲に属する。又、実施例では、低抵抗
化する層は、p-GaN を一例として示したが、p型不純物
が添加されたIII 族窒化物半導体であれば、任意であ
る。AlGaN 、InGaN 、 AlGaInNでも良い。さらに、V族
元素として、N の他、As、P 等を有するAlGaInNAs,AlGa
InNPであっても良い。
The present invention can be applied not only to the case of using the conventional transparent metal electrode but also to the case of using a thick electrode such as a flip chip type. Further, the present invention can be used not only in light emitting elements such as LEDs and LDs but also in light receiving elements. The element shown to reduce the resistivity of the p-type doped semiconductor layer is merely an example, and should be used for all semiconductor devices using a p-type doped semiconductor. Is possible. Further, in the above embodiment, an example in which the p electrode is formed on the p-type semiconductor to reduce the contact resistance,
The p-type semiconductor manufactured by the above method also has good light transmittance. Therefore, the present invention can be applied to a method of manufacturing a light emitting element or a light receiving element that outputs or inputs light from the surface of the p-type semiconductor. The light emitting element includes a light emitting diode and a laser, and in the case of a laser, a surface emitting laser or the like. or,
The present specification describes all semiconductor devices having a p-type semiconductor manufactured by the above method and an arbitrary layer structure having the p-type semiconductor layer, and the semiconductor device belongs to the scope of claims. . Further, in the examples, p-GaN is shown as an example of the layer for lowering the resistance, but any layer can be used as long as it is a group III nitride semiconductor to which a p-type impurity is added. AlGaN, InGaN, AlGaInN may be used. Furthermore, AlGaInNAs, AlGa containing N, As, P, etc. as group V elements
It may be InNP.

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

【図1】本発明の第1実施例に係わるp型半導体の製造
工程図。
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a p-type semiconductor according to the first embodiment of the present invention.

【図2】本発明に係わる電子線照射装置100の模式的
な断面図。
FIG. 2 is a schematic sectional view of an electron beam irradiation apparatus 100 according to the present invention.

【図3】本発明の電子線照射工程におけるp型半導体
(GaN :Mg)の模式的な断面図。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a p-type semiconductor (GaN: Mg) in the electron beam irradiation step of the present invention.

【図4】本発明の第2実施例に係わる発光素子の構造を
示した模式的な断面図。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a light emitting device according to a second embodiment of the invention.

【図5】第1金属層の厚さと第1金属層を除去した後の
p型半導体の光透過率との関係を測定した特性図。
FIG. 5 is a characteristic diagram in which the relationship between the thickness of the first metal layer and the light transmittance of the p-type semiconductor after the first metal layer is removed is measured.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 … サファイア基板 2 … バッファ層 3 … n-GaN 層 4 … 発光する層を含む多重層 5 … p-GaN 層 6 … 第1金属層 61 … 第1金属層下層 62 … 第1金属層上層 63 … 合金層 7 … 電極パッド 8 … 負電極 9 … p電極 10 … 第2金属層 20 … 発光素子 100 … 電子線照射装置 103 … カソード(冷陰極) 107 … 電子線取出し窓 1 ... Sapphire substrate 2 ... Buffer layer 3 ... n-GaN layer 4 ... Multilayer including light emitting layer 5 ... p-GaN layer 6 ... First metal layer 61 ... Lower layer of first metal layer 62 ... Upper layer of first metal layer 63 ... Alloy layer 7 ... Electrode pad 8 ... Negative electrode 9 ... P electrode 10 ... Second metal layer 20 ... Light emitting element 100 ... Electron beam irradiation device 103 ... Cathode (cold cathode) 107 ... Electron beam extraction window

フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 AA04 BB04 BB13 CC01 FF13 GG04 5F041 AA03 AA08 AA24 CA04 CA05 CA40 CA57 CA74 CA77 CA84 CA88 CA92 CA98 CA99 5F045 AA04 AB14 AC08 AC19 AF09 CA07 CA10 CA12 CA13 HA06 HA14 HA19 Continued front page    F term (reference) 4M104 AA04 BB04 BB13 CC01 FF13                       GG04                 5F041 AA03 AA08 AA24 CA04 CA05                       CA40 CA57 CA74 CA77 CA84                       CA88 CA92 CA98 CA99                 5F045 AA04 AB14 AC08 AC19 AF09                       CA07 CA10 CA12 CA13 HA06                       HA14 HA19

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 p型不純物の添加された半導体の抵抗率
を低下させる方法であって、 p型不純物の添加された半導体の面上に第1金属層を形
成し、 前記第1金属層越しに前記p型不純物の添加された半導
体に電子線を照射し、 電子線照射後に前記第1金属層上に第2金属層を形成し
て、 エッチング工程により前記第2金属層と共に前記第1金
属層を取り除くことを特徴とするp型半導体の製造方
法。
1. A method for lowering the resistivity of a semiconductor doped with p-type impurities, comprising forming a first metal layer on the surface of the semiconductor doped with p-type impurity, and passing through the first metal layer. Electron beam is irradiated to the semiconductor to which the p-type impurity is added, a second metal layer is formed on the first metal layer after the electron beam irradiation, and the first metal is formed together with the second metal layer by an etching process. A method for manufacturing a p-type semiconductor, which comprises removing the layer.
【請求項2】 前記第2金属層は、前記第1金属層の表
面のエッチング後に形成されることを特徴とする請求項
1に記載のp型半導体の製造方法。
2. The method for manufacturing a p-type semiconductor according to claim 1, wherein the second metal layer is formed after etching the surface of the first metal layer.
【請求項3】 前記第1金属層は、コバルト(Co)、ニッ
ケル(Ni)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、パラジウム(P
d)、マンガン(Mn)、バナジウム(V) 、金(Au)、又は、こ
れらの金属を少なくとも1種類以上含んだ合金から成る
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のp型半
導体の製造方法。
3. The first metal layer comprises cobalt (Co), nickel (Ni), aluminum (Al), copper (Cu), palladium (P).
d), manganese (Mn), vanadium (V), gold (Au), or an alloy containing at least one of these metals, p-type according to claim 1 or 2 Semiconductor manufacturing method.
【請求項4】 前記第2金属層はニッケル又はコバルト
からなることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れ
か1項に記載のp型半導体の製造方法。
4. The method for manufacturing a p-type semiconductor according to claim 1, wherein the second metal layer is made of nickel or cobalt.
【請求項5】 前記第2金属層を形成した後の前記エッ
チング工程において使用されるエッチング液は、フッ化
水素酸と硝酸と水の混合液であることを特徴とする請求
項1乃至請求項4の何れか1項に記載のp型半導体の製
造方法。
5. The etching solution used in the etching step after forming the second metal layer is a mixed solution of hydrofluoric acid, nitric acid and water. 4. The method for manufacturing a p-type semiconductor according to any one of 4 above.
【請求項6】 前記p型不純物を添加した半導体は、 I
II族窒化物系化合物半導体であることを特徴とする請求
項1乃至請求項5の何れか1項に記載のp型半導体の製
造方法。
6. The semiconductor to which the p-type impurity is added is I
The method for manufacturing a p-type semiconductor according to claim 1, wherein the p-type semiconductor is a group II nitride compound semiconductor.
【請求項7】 前記p型不純物は、マグネシウム(Mg)
であることを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れか
1項に記載のp型半導体の製造方法。
7. The p-type impurity is magnesium (Mg)
7. The method for manufacturing a p-type semiconductor according to any one of claims 1 to 6, wherein
【請求項8】 前記第1金属層の膜厚は5Å〜1000
0Åであることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何
れか1項に記載のp型半導体の製造方法。
8. The film thickness of the first metal layer is 5Å-1000.
8. The method for manufacturing a p-type semiconductor according to claim 1, wherein the p-type semiconductor is 0Å.
【請求項9】 前記第1金属層の膜厚は5Å〜100Å
であることを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか
1項に記載のp型半導体の製造方法。
9. The film thickness of the first metal layer is 5Å to 100Å
8. The method for manufacturing a p-type semiconductor according to claim 1, wherein
【請求項10】 前記第2金属層の膜厚は100Å〜6
000Åであることを特徴とする請求項1乃至請求項9
の何れか1項に記載のp型半導体の製造方法。
10. The film thickness of the second metal layer is 100Å to 6
It is 000Å, It is characterized by the above-mentioned.
The method for manufacturing a p-type semiconductor according to any one of 1.
【請求項11】 前記第1金属層は、前記電子線照射時
にはその電位は接地等により略一定に保持されることを
特徴とする請求項1乃至請求項10の何れか1項に記載
のp型半導体の製造方法。
11. The p according to claim 1, wherein the potential of the first metal layer is kept substantially constant by grounding when the electron beam is irradiated. Type semiconductor manufacturing method.
【請求項12】 基板の上にIII 族窒化物系化合物半導
体より成る複数の半導体層が結晶成長により積層された
半導体素子であって、 前記半導体素子を構成する半導体層の少なくとも一部分
に、請求項1乃至請求項11の何れか1項に記載の方法
で形成したp型半導体を使用することを特徴とする III
族窒化物系化合物半導体素子。
12. A semiconductor device in which a plurality of semiconductor layers made of a group III nitride compound semiconductor are stacked on a substrate by crystal growth, wherein at least a part of the semiconductor layers forming the semiconductor device is provided. A p-type semiconductor formed by the method according to any one of claims 1 to 11 is used. III.
Group nitride compound semiconductor device.
【請求項13】 前記p型半導体は、前記 III族窒化物
系化合物半導体素子の最上層に形成された層を含み、そ
の最上層のp型半導体上に電極を新たに形成することを
特徴とする請求項12に記載の III族窒化物系化合物半
導体素子。
13. The p-type semiconductor includes a layer formed on the uppermost layer of the group III nitride compound semiconductor device, and an electrode is newly formed on the p-type semiconductor of the uppermost layer. The group III nitride compound semiconductor device according to claim 12.
【請求項14】 前記電極は、多層構造で形成されるこ
とを特徴とする請求項13に記載の III族窒化物系化合
物半導体素子。
14. The group III nitride compound semiconductor device according to claim 13, wherein the electrode has a multi-layered structure.
【請求項15】 前記電極は、コバルト(Co)、ニッケル
(Ni)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、マ
ンガン(Mn)、バナジウム(V) 、金(Au)の何れか、又はこ
れらの金属を少なくとも1種類以上含んで形成されるこ
とを特徴とする請求項13又は請求項14に記載の III
族窒化物系化合物半導体素子。
15. The electrode comprises cobalt (Co), nickel
(Ni), aluminum (Al), copper (Cu), palladium (Pd), manganese (Mn), vanadium (V), gold (Au), or at least one of these metals is formed. III according to claim 13 or 14, characterized in that
Group nitride compound semiconductor device.
【請求項16】 前記電極は、コバルト(Co)、ニッケル
(Ni)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、マ
ンガン(Mn)、バナジウム(V) 、金(Au)の金属の少なくと
も2種類以上が合金化された合金電極であることを特徴
とする請求項12乃至請求項15の何れか1項に記載の
III族窒化物系化合物半導体素子。
16. The electrode comprises cobalt (Co), nickel
(Ni), aluminum (Al), copper (Cu), palladium (Pd), manganese (Mn), vanadium (V), gold (Au) at least two kinds of alloyed alloy electrode 16. The method according to any one of claims 12 to 15, wherein
Group III nitride compound semiconductor device.
【請求項17】 前記電極の合金化は、酸素を有する気
体雰囲気中で行われることを特徴とする請求項15又は
請求項16に記載の III族窒化物系化合物半導体素子。
17. The group III nitride compound semiconductor device according to claim 15, wherein the alloying of the electrodes is performed in a gas atmosphere containing oxygen.
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