JP2009177141A - Method of manufacturing semiconductor light-emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電極としてPd電極が用いられた半導体発光素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor light emitting device using a Pd electrode as an electrode.
半導体発光素子において活性層の上層に形成されるp型半導体層は、その一部においてp型半導体層に給電するためのp型電極と接続される。p型半導体層のうち、前述のp型電極と接続される部分はp型コンタクト層と呼ばれる。そして、低消費電流化などの特性改善の観点から、p型電極には、オーミック特性が向上され、p型コンタクト層と低抵抗接触されることなどが要求される。 The p-type semiconductor layer formed on the active layer in the semiconductor light emitting device is connected in part to a p-type electrode for supplying power to the p-type semiconductor layer. Of the p-type semiconductor layer, the portion connected to the aforementioned p-type electrode is called a p-type contact layer. From the viewpoint of improving characteristics such as a reduction in current consumption, the p-type electrode is required to have improved ohmic characteristics and be brought into low resistance contact with the p-type contact layer.
ここで、例えば青紫色LDで使用される窒化物半導体発光素子では、上述の要求を満たすべく、p型電極材料としてPd(あるいはPdを含む材料)を用いることがある。Pd電極は少なくともp型コンタクト層上に形成される。しかしながらプロセスマージンを持たせるためにPd電極は絶縁膜上にも形成されることが一般的である。従ってPd電極のうちp型コンタクト層上に形成される部分(コンタクト上Pd電極と称する)と絶縁膜上に形成される部分(絶縁膜上Pd電極と称する)とを備える。Pd電極を形成した後にはPd電極上にパッド電極が形成される。 Here, for example, in a nitride semiconductor light emitting device used in a blue-violet LD, Pd (or a material containing Pd) may be used as a p-type electrode material in order to satisfy the above-described requirements. The Pd electrode is formed on at least the p-type contact layer. However, in order to provide a process margin, the Pd electrode is generally formed also on the insulating film. Accordingly, the Pd electrode includes a portion formed on the p-type contact layer (referred to as a Pd electrode on contact) and a portion formed on the insulating film (referred to as a Pd electrode on insulating film). After the Pd electrode is formed, a pad electrode is formed on the Pd electrode.
しかしながら、Pd電極と絶縁膜とは密着性が悪いため、絶縁膜上Pd電極が剥がれることがある。剥がれた絶縁膜上Pd電極の一部は半導体発光素子の表面に付着し歩留まりなどへ悪影響を与える問題が起こることが考えられる。また、絶縁膜上Pd電極が完全には剥がれず、コンタクト上Pd電極から伸びるひさしのような形状となることも考えられる。この場合には前述のひさし形状の部分により、後続のパッド電極形成する工程で所望の場所にパッド電極形成が行えない問題があった。その結果パッド電極に未形成部分(穴)が生じてしまうなどの問題があった。さらに、絶縁膜上Pd電極が剥がれる際にコンタクト上Pd電極の一部を引き剥がすことによりp型コンタクト層が表面に露出することがあった。この場合表面に露出したp型コンタクト層に直接パッド電極が形成される。そして、例えばパッド電極に含まれるAuなどがp型半導体層に拡散して半導体発光素子の特性、信頼性に悪影響を及ぼす問題もあった。 However, since the adhesion between the Pd electrode and the insulating film is poor, the Pd electrode on the insulating film may be peeled off. A part of the Pd electrode on the insulating film that has been peeled off may adhere to the surface of the semiconductor light-emitting element and cause a problem that adversely affects the yield. It is also conceivable that the Pd electrode on the insulating film is not completely peeled off, but has a shape like an eaves extending from the Pd electrode on the contact. In this case, there is a problem that the pad electrode cannot be formed at a desired place in the subsequent pad electrode forming process due to the above-described eaves-shaped portion. As a result, there is a problem that an unformed part (hole) is generated in the pad electrode. Furthermore, when the Pd electrode on the insulating film is peeled off, the p-type contact layer may be exposed on the surface by peeling off a part of the Pd electrode on the contact. In this case, a pad electrode is directly formed on the p-type contact layer exposed on the surface. For example, Au contained in the pad electrode diffuses into the p-type semiconductor layer, and there is a problem that adversely affects the characteristics and reliability of the semiconductor light emitting device.
このような絶縁膜上Pd電極の剥がれを抑制するために、絶縁膜とPd電極の間に密着層を形成し、絶縁膜上Pd電極と絶縁膜の密着性を向上させることが考えられる。しかし前述の密着層を所望の場所に形成するには工程増加が避けられず製造コスト高になる問題もあった。 In order to suppress such peeling of the Pd electrode on the insulating film, an adhesion layer may be formed between the insulating film and the Pd electrode to improve the adhesion between the Pd electrode on the insulating film and the insulating film. However, in order to form the above-mentioned adhesion layer at a desired location, there is a problem that an increase in the process is inevitable and the manufacturing cost is increased.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、剥がれた絶縁膜上Pd電極の半導体発光素子表面への付着に起因する歩留まり低下、パッド電極未形成部分の発生、p型コンタクト層とパッド電極が接触する問題を上述の密着層を形成せず簡素な方法で回避できる半導体発光素子の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The yield is reduced due to adhesion of the peeled Pd electrode on the insulating film to the surface of the semiconductor light emitting device, generation of a pad electrode non-formed portion, p-type, and the like. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor light emitting device that can avoid the problem of contact between a contact layer and a pad electrode by a simple method without forming the above-mentioned adhesion layer.
本願の発明にかかる半導体発光素子の製造方法は、
開口部を有する絶縁膜を半導体上に形成する工程と、
該開口部および該絶縁膜上にPd電極を形成する工程と、
該絶縁膜上の該Pd電極に対し物理的な力を付加して、該開口部の該Pd電極を残したまま、該絶縁膜上の該Pd電極を剥離して除去する剥離工程とを備えることを特徴とする。
The manufacturing method of the semiconductor light emitting device according to the invention of the present application is as follows:
Forming an insulating film having an opening on a semiconductor;
Forming a Pd electrode on the opening and the insulating film;
A peeling step of applying a physical force to the Pd electrode on the insulating film to peel and remove the Pd electrode on the insulating film while leaving the Pd electrode in the opening. It is characterized by that.
本発明によって簡素な工程によりPd電極剥がれによる弊害を回避できる。 According to the present invention, it is possible to avoid the adverse effects caused by the Pd electrode peeling by a simple process.
実施の形態1
本実施形態はPd電極を備える半導体発光素子の製造方法に関し、特にPd電極形成に伴って起こる歩留まり低下などの悪影響を簡素な方法により回避できる半導体発光素子の製造方法に関するものである。以後、本実施形態の半導体発光素子の製造方法について図1から順次説明する。なお説明の便宜上、製造工程を終えていない「半導体発光素子となるべき基板」についても半導体発光素子と称することがある。
Embodiment 1
The present embodiment relates to a method for manufacturing a semiconductor light emitting device including a Pd electrode, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor light emitting device that can avoid adverse effects such as a decrease in yield caused by the formation of the Pd electrode by a simple method. Hereinafter, a method for manufacturing the semiconductor light emitting device of this embodiment will be described sequentially from FIG. For convenience of explanation, a “substrate to be a semiconductor light emitting element” that has not finished the manufacturing process may be referred to as a semiconductor light emitting element.
図1は本実施形態の絶縁膜を形成する工程を説明する図である。本実施形態の半導体発光素子はGaN基板上を用いて形成されるものであり、活性層18(図2以降は省略する)を備える。活性層18の上層にはp型半導体層16を備える。p型半導体層16は所定位置でチャネル部12と呼ばれる高さの低い部分を備える。チャネル部12はリッジ部10とテラス部14とに挟まれた溝である。そして、リッジ部10の最上層としてp型コンタクト層20が形成される。p型コンタクト層20は、p型半導体層16への給電を行う後述する電極と接続される。なお、本実施形態ではチャネル部12の溝底部とリッジ部の上面との高さの差は0.5μmである。また、リッジ部10の幅は1.5μmである。
FIG. 1 is a diagram illustrating a process of forming an insulating film according to this embodiment. The semiconductor light emitting device of this embodiment is formed using a GaN substrate and includes an active layer 18 (not shown in FIG. 2 and subsequent figures). A p-
上述の構成であるウェハ表面に第一絶縁膜22が形成される。第一絶縁膜22はチャネル部12に形成される。さらに、第二絶縁膜24がチャネル部12の一部とテラス部14に形成される。第一絶縁膜22と第二絶縁膜24とは全体としてリッジ部10の上面にp型コンタクト層20を露出させる開口を設けるように形成される。本実施形態では第一絶縁膜22、第二絶縁膜24共にSiO2で形成される。
The first
図2は、図1の構成が形成された後にPd電極26を形成する工程について説明する図である。本実施形態では法線蒸着(成膜が専らウェハ(半導体発光素子)主面と垂直方向に進む蒸着のことをいう)によりリッジ部10を覆うようにPd電極26が形成される。より詳細には、Pd電極26はリッジ部10の上面および側面を覆い、さらにチャネル部12の溝底部の一部にも一体的に形成される。なお、Pd電極が形成されない部分については、Pd電極を法線蒸着により形成する際にレジストなどで覆われている構成としてもよい。そして、前述した法線蒸着の効果によりリッジ部10の上面およびチャネル部12の溝底部にはPdが厚く形成される。一方、リッジ部10の側面にはPdが薄く形成される。
FIG. 2 is a diagram illustrating a process of forming the
本実施形態ではリッジ部10の上面におけるPd電極26の厚さは100nmである。ここで、図2から把握されるように、Pd電極26は、第一絶縁膜22に接する部分(以後、絶縁膜上Pd電極と称する)とp型コンタクト層と接する部分(以後、コンタクト上Pd電極と称する)とを備える。そして、本実施形態では絶縁膜上Pd電極がチャネル部12の溝底部と重なる部分の長さは2.75μmである。
In the present embodiment, the thickness of the
Pd電極26が形成されると、コンタクト上Pd電極とp型コンタクト層20との密着性を高めるためにシンタ−熱処理が行われる。シンター熱処理は、典型的には400℃〜550℃程度の温度で行われるが特にこれに限定されない。
When the
図3は図2の構成が形成された後に上述の絶縁膜上Pd電極を剥離する工程(剥離工程)について説明する図である。コンタクト上Pd電極はp型半導体層16の一部であるp型コンタクト層20とは密着性良く形成されるが、絶縁膜上Pd電極は第二絶縁膜22と密着性が悪く剥がれやすい。そして絶縁膜上Pd電極は、物理的な力を加えることにより剥離させることが可能である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a step (peeling step) of peeling the Pd electrode on the insulating film described above after the configuration of FIG. 2 is formed. The on-contact Pd electrode is formed with good adhesion to the p-
本実施形態の半導体発光素子の製造方法では図3に示す液体スプレー噴出装置21から噴出される液体の物理的な力を利用して絶縁膜上Pd電極を剥離する。液体スプレー噴出装置21は、ウェハの主面平行方向を走査しながらウェハ外部から液体を噴出してウェハ表面に吹きつける装置である。液体スプレー噴出装置21の液体噴出口はウェハ主面の法線方向から所定角度だけ傾けられている。また、本実施形態の液体スプレー噴出装置21はN2と純水の混合液を噴出する2流体微粒子噴霧器を備えるものである。
In the method for manufacturing the semiconductor light emitting device of this embodiment, the Pd electrode on the insulating film is peeled off by using the physical force of the liquid ejected from the liquid
前述したように、液体スプレー噴出装置21を利用して絶縁膜上Pd電極が剥離されるが、このときコンタクト上Pd電極は剥離されない。すなわち、液体スプレー噴出装置21から噴出される液体の流量および噴出される液体の圧力は、コンタクト上Pd電極を剥離させず絶縁膜上Pd電極を剥離させるような物理的な力をPd電極26に及ぼすように調整される。本実施形態では、液体スプレー噴出装置21から噴出される液体の流量は200ml/minであり、噴出される液体の圧力は0.4MPaである。
As described above, the Pd electrode on the insulating film is peeled off using the liquid
図4は図3の構成が形成された後にリッジ部10、チャネル部12、テラス14に密着層30を形成する工程について説明する図である。本実施形態では密着層30としてTi又はCrが形成される。密着層30は後述するバリアメタル層とウェハとの密着性を高めるために形成される。
FIG. 4 is a diagram illustrating a process of forming the
図5は図4の構成が形成された後に密着層30上にバリアメタル層32を形成する工程を説明する図である。本実施形態ではバリアメタル層32としてPtが形成される。バリアメタル層32はp型半導体層への金属原子の浸入を抑制する。なお、バリアメタル層としては、各層の境界を越えて物質が拡散することを抑制できる導体であれば良いからPtの他に例えばMo、Ta、Niなどが形成されても良い。
FIG. 5 is a diagram illustrating a process of forming the
図6は図5の構成が形成された後にバリアメタル層32上にパッド電極34を形成する工程を説明する図である。本実施形態のパッド電極34は多層構造であっても単層構造であっても良いが、少なくともAuを含む層が形成される。本発明の一実施形態は上述の通りである。以後、本発明がなされる動機となった課題について説明する。
FIG. 6 is a diagram illustrating a process of forming the
一般に、GaNなどの窒化物半導体発光素子におけるp型電極は、電気的特性の改善のために、オーミック特性の向上および低抵抗化が要求される。前述の要求に沿ったp型電極としてはPd電極が有望である。しかしながら、Pd電極と絶縁膜とは本質的に密着性が悪くPd電極の剥がれが起こることがある。ここで、Pd電極はp型半導体層とのみ接していればよい。ところが、Pd電極をp型半導体層とのみ接触するように位置精度良くしかも再現性良く形成することはプロセスマージンなどの観点から現実的ではない。従ってPd電極は、必然的に絶縁膜とも接するように形成されることになるため、Pd電極剥がれ(絶縁膜上Pd電極剥がれ)の問題が起こり得る。 In general, p-type electrodes in nitride semiconductor light emitting devices such as GaN are required to have improved ohmic characteristics and low resistance in order to improve electrical characteristics. Pd electrodes are promising as p-type electrodes that meet the above-mentioned requirements. However, the Pd electrode and the insulating film are inherently poor in adhesion, and the Pd electrode may peel off. Here, the Pd electrode only needs to be in contact with the p-type semiconductor layer. However, it is not realistic from the viewpoint of process margin and the like to form the Pd electrode with good positional accuracy and reproducibility so as to be in contact only with the p-type semiconductor layer. Therefore, since the Pd electrode is necessarily formed so as to be in contact with the insulating film, the problem of Pd electrode peeling (Pd electrode peeling on the insulating film) may occur.
図7は、前述したPd電極剥がれに起因する典型的な弊害について説明する図である。剥がれた絶縁膜上Pd電極は、欠陥Pd44として例えばチャネル部などに付着して後続のパッド電極を形成する工程により形成されるパッド電極の膜質を悪化させるなどの弊害の原因となる。また、絶縁膜上Pd電極のうち、絶縁膜とは剥離したもののコンタクト上Pd電極とは接続されたままで残存しているバリ部分42の発生も考えられる。バリ部分42は後続の工程であるパッド電極を形成する工程においてバリ部分42直下におけるパッド電極の形成を妨げる「ひさし」となることがある。従ってバリ部分42によって、連続的に形成されるべきパッド電極が不連続に形成されたり、パッド電極に不必要な未形成部分が生じたりする弊害が考えられる。
FIG. 7 is a diagram for explaining typical adverse effects caused by the Pd electrode peeling described above. The peeled Pd electrode on the insulating film causes defects such as deterioration of the film quality of the pad electrode formed by the subsequent step of forming the pad electrode by attaching to the channel portion or the like as the defect Pd44. In addition, among the Pd electrodes on the insulating film, a
図8は、前述したPd電極剥がれに起因する別の典型的な弊害について説明する図である。図8は絶縁膜上Pd電極が剥がれる際にコンタクト上Pd電極の一部が引き剥がされた場合のリッジ部を示す。コンタクト上Pd電極は、p型コンタクト層20との密着性が良好ではあるが、絶縁膜上Pd電極に近接する部分では絶縁膜上Pd電極とともに剥離されてしまうことがある。このような場合p型コンタクト層20が表面に露出した部分であるコンタクト層露出部46が生じる。そして、後続の工程であるパッド電極を形成する工程で形成されるAuなどの金属がコンタクト層露出部46に直接に形成されるため、Auなどの金属がコンタクト層露出部46からp型半導体層16へ浸入する。この結果、例えば活性層のバンドギャップ中に深い準位が形成され半導体発光素子の電気的・光学的特性を変動・劣化させてしまう弊害が考えられる。
このように、Pdを用いてp型電極を形成しようとすると図7、8で説明した典型例などにより歩留りが低下するなどの問題が生じることがあった。
FIG. 8 is a diagram for explaining another typical adverse effect caused by the Pd electrode peeling described above. FIG. 8 shows a ridge portion when a part of the Pd electrode on the contact is peeled off when the Pd electrode on the insulating film is peeled off. The on-contact Pd electrode has good adhesion to the p-
As described above, when a p-type electrode is formed using Pd, there is a problem that the yield decreases due to the typical example described with reference to FIGS.
図7、8で説明した弊害は、Pd電極が剥がれることに起因するものである。そこで、Pd電極と絶縁膜との密着性を向上させるべく両者の間に密着層を形成することが考えられる。密着層を形成するとPd電極の剥がれの問題が抑制されると考えられるため、図7、8で例示したような弊害を回避でき歩留まり向上などの効果は得られるが、工程増加(工程複雑化)の分だけ製造コスト高となってしまうことが考えられる。 7 and 8 is caused by the Pd electrode peeling off. Therefore, it is conceivable to form an adhesion layer between the Pd electrode and the insulating film in order to improve the adhesion. Since it is considered that the problem of peeling of the Pd electrode is suppressed when the adhesion layer is formed, the adverse effects as illustrated in FIGS. 7 and 8 can be avoided and the effect of improving the yield can be obtained, but the number of processes increases (complexity of processes). It is conceivable that the manufacturing cost is increased by that amount.
本実施形態の半導体発光素子の製造方法によれば製造工程の複雑化を伴わない簡素な工程により図7、8に示すような弊害を回避できる。すなわち、本実施形態の半導体発光素子の製造方法によれば絶縁膜上Pd電極が液体スプレー噴出装置21の噴出する液体によって剥離され該液体と共に半導体発光素子表面から除去されるから、図7に示す欠陥Pdが半導体発光素子に付着することを抑制できる。
According to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of the present embodiment, the adverse effects shown in FIGS. 7 and 8 can be avoided by a simple process that does not complicate the manufacturing process. That is, according to the method for manufacturing a semiconductor light emitting device of this embodiment, the Pd electrode on the insulating film is peeled off by the liquid ejected from the liquid
また、本実施形態の半導体発光素子の製造方法によれば図7に示すバリ部分42の発生を抑制できる。このことについて、図9を用いて説明する。図9は液体スプレー噴出装置21の噴出する液体により絶縁膜上Pd電極が剥離される様子についてその典型例を説明する図である。絶縁膜上Pd電極は絶縁膜との密着性が悪いから、液体スプレー噴出装置21の噴出する液体により、又は前述の液体によらず絶縁膜とは剥離される。そして、液体スプレー噴出装置21の噴出する液体による物理的な力により絶縁膜上Pd電極とコンタクト上Pd電極との接合部分(Pd切断部分40)が切断されることにより絶縁膜上Pd電極が剥離される。
Moreover, according to the manufacturing method of the semiconductor light emitting element of this embodiment, generation | occurrence | production of the burr |
本実施形態においてはPd切断部分40にて行われるPd電極の切断を容易化するために以下の3点の準備が行われている。第一点目は、Pd電極が法線蒸着により形成されているため、Pd電極がリッジ側面において他の部分より薄く形成されている点である。これはPd切断部分40にて行われるPd電極の切断を容易化する。第二点目は、コンタクト上Pd電極が膜厚100nmで形成されている点である。これもPd切断部分40にて行われるPd電極の切断の容易化に寄与する十分薄い膜厚である。
In the present embodiment, the following three preparations are made to facilitate the cutting of the Pd electrode performed at the
第三点目は、絶縁膜上Pd電極がチャネル部12の溝底部と重なる部分(以後、チャネル溝底重畳部と称する)の長さが2.75μmで形成されている点である。チャネル溝底重畳部は絶縁膜上Pd電極の一部であり、図9に示されるように、液体スプレー噴出装置21の噴出する液体による物理的な力を受ける部分である。従ってチャネル溝底重畳部の長さが長いほど絶縁膜上Pd電極はより強い物理的な力を受けることができるから、Pd切断部分40におけるPd電極の切断にとって好ましい。本実施形態ではチャネル溝底重畳部の長さとして2.75μmとして十分な長さを確保して切断を容易化している。
The third point is that the length of the portion where the Pd electrode on the insulating film overlaps the groove bottom of the channel portion 12 (hereinafter referred to as the channel groove bottom overlapping portion) is 2.75 μm. The channel groove bottom overlapping portion is a part of the Pd electrode on the insulating film, and is a portion that receives physical force from the liquid ejected by the liquid
ところで、バリ部分42に対して積極的に物理的な力が加えられない場合、バリ部分42はコンタクト上Pd電極と切断されずに残存しやすい。一方本実施形態では前述のバリ部分(絶縁膜上Pd電極)が発生しても、液体スプレー噴出装置21の噴出する液体によって物理的な力が加えられ除去される。しかも、上述した3点の準備が行われているからバリ部分(絶縁膜上Pd電極)の剥離および除去は容易である。ゆえに本実施形態の半導体発光素子の製造方法によればバリ部分がない状態でパッド電極形成などができる。
By the way, when a physical force is not positively applied to the
本発明では絶縁膜上Pd電極に対し物理的な力を加えて絶縁膜上Pd電極を積極的に除去するから、図8に示すコンタクト層露出部46が発生しえる。そこで、本実施形態では剥離工程の後であって、パッド電極34を形成する工程の前にバリアメタル層32を形成する工程が実施される。すなわち、バリアメタル層32により、パッド電極を構成する導体(Auなどの金属)がコンタクト層露出部分46を経由してp型半導体層中に浸入することを抑制できる。従って、本実施形態の半導体発光素子の製造方法によれば、半導体発光素子の特性劣化を回避できる。
In the present invention, a physical force is applied to the Pd electrode on the insulating film to positively remove the Pd electrode on the insulating film, so that the contact layer exposed
また、Pd電極を形成したあとに液体スプレー噴出装置21により絶縁膜上Pd電極を除去することは、簡素な工程で実現できタクトタイムへの影響は軽微である。従って、Pd電極と絶縁膜との間に密着層などを形成する場合と比較して、簡素な構成で図7における欠陥Pd44やバリ部分42の発生を抑制できる。
Further, after the Pd electrode is formed, the removal of the Pd electrode on the insulating film by the liquid
このように、本発明の第一の特徴は、絶縁膜上Pd電極を物理的な力により除去して欠陥Pdやバリ部分の発生を回避することである。さらに、本発明の第二の特徴はコンタクト層露出部からp型半導体層への導体の浸入を抑制するために、パッド電極を形成する前にバリアメタル層を形成することである。 As described above, the first feature of the present invention is that the Pd electrode on the insulating film is removed by a physical force to avoid the generation of defects Pd and burrs. Furthermore, the second feature of the present invention is that a barrier metal layer is formed before the pad electrode is formed in order to suppress the penetration of the conductor from the contact layer exposed portion into the p-type semiconductor layer.
本実施形態においては、液体スプレー噴出装置21からN2と純水の混合液を噴出するものとしたが本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明は絶縁膜上Pd電極に物理的な力を付加してこれを剥離させることにより効果が得られるから、N2と純水の混合液に代えて純水を用いても良いし、アセトンなどの有機溶剤を用いて剥離後の半導体発光素子表面の乾燥の迅速化を図ってもよい。また、液体スプレー噴出装置21の噴出口を超音波振動させて絶縁膜上Pd電極の剥離効率を高めても良い。ただし、液体スプレー噴出装置21から噴出される液体はPd電極および絶縁膜(本実施形態では第一絶縁膜および第二絶縁膜)に直接接するから、これらを変質させたり溶解させたりするものは適当でない。
In the present embodiment, the mixed liquid of N2 and pure water is ejected from the liquid
また、本実施形態における液体スプレー噴出装置21は絶縁膜上Pd電極に「物理的な力」を付加する手段の例示であってこれに限定されるものではない。すなわち、絶縁膜上Pd電極に「物理的な力」を及ぼすために薬液槽(又は純水槽)中にウェハを浸し超音波振動を付加することとしても本発明の効果を得られる。また、N2ガスなどの不活性ガスを絶縁膜上Pd電極に吹きつける(エアブロー)こととしても本発明の効果を得られる。同様にして、絶縁膜上Pd電極に粒子を吹きつける方法も考えられるし、ウェハを回転させて絶縁膜上Pd電極に遠心力を付加する方法、吸引機を用いて絶縁膜上Pd電極を吸引する方法、絶縁膜上Pd電極に粘着テープを貼り付けてこれを剥がす方法など本発明を効果を維持しながら様々な方法が用いられ得る。
Further, the liquid
本実施形態においては、第一絶縁膜22と第二絶縁膜24はSiO2であることとしたが本発明はこれに限定されない。絶縁膜としては例えば、SiN、又はSiON、又はTEOS、又はZrO2、又はTiO2、又はTa2O5、又はAl2O3、又はNb2O5、又はHf2O5、又はAlNなどの材料が用いられても本発明の効果を失わない。
In the present embodiment, the first insulating
本実施形態においては、Pd電極を法線蒸着により形成することとしたが本発明はこれに限定されない。すなわち、前述の通り、法線蒸着によりリッジ部側面においてPd電極が薄く形成されていることは絶縁膜上Pd電極の剥離を容易化することに寄与するが、そのような容易化を要さない場合などはスパッタ法やCVD法などでPd電極を形成することとしても本発明の効果は得られる。なお、法線蒸着などの蒸着による成膜は、本実施形態のようにGaN系材料を用いた半導体発光素子基板へドライダメージを与える事はないが、スパッタ法などを用いてPd電極を形成する際にはプラズマによるドライダメージを許容できる範囲に抑制する必要が生じる。 In the present embodiment, the Pd electrode is formed by normal vapor deposition, but the present invention is not limited to this. That is, as described above, the thin Pd electrode formed on the side surface of the ridge portion by normal vapor deposition contributes to facilitating the peeling of the Pd electrode on the insulating film, but does not require such ease. In some cases, the effect of the present invention can be obtained by forming the Pd electrode by sputtering or CVD. Film formation by vapor deposition such as normal vapor deposition does not cause dry damage to the semiconductor light emitting element substrate using a GaN-based material as in this embodiment, but a Pd electrode is formed by sputtering or the like. In this case, it is necessary to suppress the dry damage due to plasma within an allowable range.
本実施形態においては、コンタクト上Pd電極が膜厚100nmであるとしたが本発明はこれに限定されない。すなわちコンタクト上Pd電極の膜厚は、島状成長の過程途中である10nmより厚く、Pd切断部分40の切断容易性を悪化させない限度である400nmより薄く形成されている限りにおいて限定されない。
In the present embodiment, the on-contact Pd electrode has a thickness of 100 nm, but the present invention is not limited to this. That is, the thickness of the Pd electrode on the contact is not limited as long as it is thicker than 10 nm, which is in the middle of the island-like growth process, and thinner than 400 nm, which is the limit that does not deteriorate the ease of cutting of the Pd cut
本実施形態においてはチャネル溝底重畳部の長さを2.75μmとしたが本発明はこれに限定されない。すなわち、前述の通り、Pd切断部分40の切断容易性の観点からはチャネル溝底重畳部は長いほど好ましい。従って、チャネル溝底重畳部の長さはプロセスマージンの観点から最低限必要である0.5μm以上であれば特に限定されない。さらに、本実施形態の液体スプレー噴出装置21との関係ではチャネル溝底重畳部の長さを2.75μmとすると再現性よくPd切断部分40を切断できたため、チャネル溝底重畳部の長さは2.75μm以上であることがより好ましい。
In the present embodiment, the length of the channel groove bottom overlapping portion is 2.75 μm, but the present invention is not limited to this. That is, as described above, the channel groove bottom overlapping portion is preferably as long as possible from the viewpoint of easy cutting of the
本実施形態では、層間の密着性を高めるためにバリアメタルの形成前に密着層30を形成することとしたが本発明はこれに限定されない。すなわち、バリアメタルの形成後、パッド電極形成前に密着層30を形成してもよく、バリアメタルの上下に密着層30を形成してもよい。また、層間の密着性に問題がない場合には密着層30を形成しない構成でもよい。なお、本発明ではPd電極と絶縁膜(第一絶縁膜又は第二絶縁膜)とが接することは効果を得るための必須要件であるから、本発明ではPd電極と絶縁膜との間には密着層は形成されない。
In the present embodiment, the
本実施形態の半導体発光素子はGaN系材料からなる基板を備えるが本発明はこれに限定されない。すなわち、Pd電極(あるいはPdを含む電極)と低抵抗オーミック接触が可能な半導体である限りにおいてはGaNに限定されず他の材料であっても良い。 The semiconductor light emitting device of this embodiment includes a substrate made of a GaN-based material, but the present invention is not limited to this. That is, as long as it is a semiconductor capable of low resistance ohmic contact with a Pd electrode (or an electrode containing Pd), it is not limited to GaN, but may be other materials.
本実施形態ではPd電極26を形成した後に行うシンター熱処理を行うこととしたが、これに限定されない。シンター熱処理は、コンタクト上Pd電極とp型コンタクト層との密着性を高めることができる限りにおいては製造工程中いつ行われてもよい。また、シンター熱処理の温度も同様に任意である。
In this embodiment, the sintering heat treatment is performed after the
ここで、図7で説明した「絶縁膜上Pd電極の剥がれ」の弊害は、Pd電極と絶縁膜の密着性が悪いのだからPd電極形成後いつでも起こるものである。しかしながら、シンター熱処理後において「絶縁膜上Pd電極の剥がれ」の弊害が特に顕著である。このことから、絶縁膜上Pd電極(Pd)と絶縁膜(SiO2)とは熱膨張率の差が大きいから、両者の密着性はシンター熱処理によって減じられていると考えられる。従って、シンター熱処理後に絶縁膜上Pd電極を剥離する工程(剥離工程)を行うと容易に絶縁膜上Pd電極を剥離でき、シンター熱処理によって剥離したPd電極の部分も除去できる。一方、剥離工程後にシンター熱処理を行っても剥離工程において絶縁膜上Pd電極を十分除去できている限りにおいては本発明の効果の1つである「欠陥Pd44やバリ部分42(図7)」の抑制ができる。 Here, the adverse effect of “peeling of the Pd electrode on the insulating film” described with reference to FIG. 7 occurs anytime after the formation of the Pd electrode because the adhesion between the Pd electrode and the insulating film is poor. However, the adverse effect of “peeling of the Pd electrode on the insulating film” after the sintering heat treatment is particularly remarkable. From this, it is considered that the adhesion between the Pd electrode (Pd) on the insulating film (Pd) and the insulating film (SiO 2) is reduced by the sintering heat treatment because of the large difference in the coefficient of thermal expansion. Therefore, if the step (peeling step) of peeling the Pd electrode on the insulating film after the sintering heat treatment is performed, the Pd electrode on the insulating film can be easily peeled off, and the portion of the Pd electrode peeled off by the sintering heat treatment can also be removed. On the other hand, as long as the Pd electrode on the insulating film can be sufficiently removed in the peeling step even if the sintering heat treatment is performed after the peeling step, “defect Pd44 and burr portion 42 (FIG. 7)” which is one of the effects of the present invention. Can be suppressed.
本実施形態のPd電極はPd単層に限定されず、Pd/Taの積層構造であってもよいし、Pd/Ta/Pdなどの積層構造であってもよい。ここで、先に用いた/は積層構造であることを表す。また、本実施形態のパッド電極としては、Ti/Ta/Ti/Auや、Ti/Mo/Ti/Auなどの積層構造であっても本発明の効果を失わない。 The Pd electrode of the present embodiment is not limited to a single Pd layer, and may be a Pd / Ta laminated structure or a Pd / Ta / Pd laminated structure. Here, / used earlier indicates a laminated structure. Further, even if the pad electrode of this embodiment has a laminated structure such as Ti / Ta / Ti / Au or Ti / Mo / Ti / Au, the effect of the present invention is not lost.
本発明は、絶縁膜上Pd電極に物理的な力を加えこれをウェハ表面から除去(剥離)すること、および、パッド電極の構成要素である金属がp型半導体層へ浸入することを防止するべくバリアメタル層を形成することに特徴がある。従ってこの発明の範囲を逸脱しない限りにおいては様々な変形が考えられる。 The present invention applies a physical force to the Pd electrode on the insulating film to remove (peel) it from the wafer surface and prevent the metal that is a component of the pad electrode from entering the p-type semiconductor layer. It is characterized by forming a barrier metal layer as much as possible. Accordingly, various modifications can be considered without departing from the scope of the present invention.
10 リッジ部
16 p型半導体層
20 p型コンタクト層
21 液体スプレー噴出装置
22 第一絶縁膜
26 Pd電極
32 バリアメタル層
34 パッド電極
40 Pd切断部分
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記開口部および前記絶縁膜上にPd電極を形成する工程と、
前記絶縁膜上の前記Pd電極に対し物理的な力を付加して、前記開口部の前記Pd電極を残したまま、前記絶縁膜上の前記Pd電極を剥離して除去する剥離工程とを備えることを特徴とする半導体発光素子の製造方法。 Forming an insulating film having an opening on a semiconductor;
Forming a Pd electrode on the opening and the insulating film;
A peeling step of applying a physical force to the Pd electrode on the insulating film to peel and remove the Pd electrode on the insulating film while leaving the Pd electrode in the opening. A method for manufacturing a semiconductor light emitting device.
前記開口部を前記リッジ部の上面に形成し、
前記Pd電極を形成する工程では前記開口部での前記Pd電極を10〜400nmの膜厚で形成することを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子の製造方法。 A step of forming a ridge portion in the semiconductor before the step of forming the insulating film;
Forming the opening on the upper surface of the ridge;
2. The method of manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein in the step of forming the Pd electrode, the Pd electrode in the opening is formed with a film thickness of 10 to 400 nm.
前記Pd電極を前記リッジ部の側面から、前記リッジ部と隣接し前記リッジ部より高さが低いチャネル部の底面に沿って0.5μm以上形成することを特徴とする請求項5に記載の半導体発光素子の製造方法。 In the step of forming the Pd electrode, the Pd electrode is formed so as to cover the ridge portion,
The semiconductor according to claim 5, wherein the Pd electrode is formed to have a thickness of 0.5 μm or more from a side surface of the ridge portion along a bottom surface of a channel portion adjacent to the ridge portion and having a lower height than the ridge portion. Manufacturing method of light emitting element.
前記Pd電極を前記リッジ部の側面から、前記リッジ部と隣接し前記リッジ部より高さが低いチャネル部の底面に沿って2.75μm以上形成することを特徴とする請求項5に記載の半導体発光素子の製造方法。 In the step of forming the Pd electrode, the Pd electrode is formed so as to cover the ridge portion,
The semiconductor according to claim 5, wherein the Pd electrode is formed to be 2.75 μm or more along a bottom surface of a channel portion adjacent to the ridge portion and having a height lower than the ridge portion from a side surface of the ridge portion. Manufacturing method of light emitting element.
前記バリアメタル形成工程の後に、Auを含むパッド電極を前記バリアメタル層上に形成する工程を備えることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の半導体発光素子の製造方法。 A barrier metal forming step of forming a barrier metal layer on the Pd electrode after the peeling step;
8. The method of manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 1, further comprising a step of forming a pad electrode containing Au on the barrier metal layer after the barrier metal forming step.
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