JP2623463B2 - Gallium nitride based compound semiconductor electrode forming method - Google Patents

Gallium nitride based compound semiconductor electrode forming method

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JP2623463B2
JP2623463B2 JP24737389A JP24737389A JP2623463B2 JP 2623463 B2 JP2623463 B2 JP 2623463B2 JP 24737389 A JP24737389 A JP 24737389A JP 24737389 A JP24737389 A JP 24737389A JP 2623463 B2 JP2623463 B2 JP 2623463B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本発明は、オーミック性を改良した窒化ガリウム系化
合物半導体の電極形成方法および窒化ガリウム系発光素
子の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for forming a gallium nitride-based compound semiconductor electrode with improved ohmic properties and a method for manufacturing a gallium nitride-based light emitting device.

【従来技術】 窒化ガリウム系化合物半導体は青色発光ダイオードと
して注目されている材料である。従来から検討されてき
たハライドCVD法では、サファイア表面にSiO2やキズを
形成し、その上に成長するポリGaNが低抵抗になること
を利用して選択的にコンタクト層(n−GaNから電極を
とる部分)を形成した。ところが、この成長方法は成長
の均一性に欠け、また、膜そのものの特性が不充分なこ
ともあり実用化されなかった。 現在、ハライドCVD法に代わって検討されているのがM
OVPE(有機金属を使用した気相成長)法であり、GaNと
サファイアの間に格子不整合の緩和のためにAlN層を挿
入した構造をとり、特性の優れたGaN層の成長に成功し
ている。
2. Description of the Related Art A gallium nitride-based compound semiconductor is a material that has attracted attention as a blue light emitting diode. In the halide CVD method that has been studied, SiO 2 and scratches are formed on the sapphire surface, and the low resistance of poly GaN grown on the sapphire surface is used to selectively contact layers (from n-GaN to electrodes). ). However, this growth method has not been practically used due to lack of uniformity of growth and insufficient properties of the film itself. Currently, M is being considered as an alternative to the halide CVD method.
OVPE (Vapor Growth Using Organometallic) is a method in which an AlN layer is inserted between GaN and sapphire to reduce lattice mismatch. I have.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、MOVPE法では、サファイア上のキズやS
iO2,Al2O3,SiNX上にはポリGaNは成長しない。したがっ
て、n−GaN層からコンタクトをとるためには、i−GaN
層のエッチングとそのエッチング面上にオーミック性の
良い電極を形成する必要がある。 そこで、本発明者らは研究を重ねた結果、窒化ガリウ
ム系化合物半導体は炭素、塩素、フッ素を含む化合物、
たとえば、ジクロロジフルオロメタン(CCl2F2)、テト
ラクロロメタン(CCl4)、テトラフルオロメタン(C
F4)ガスのプラズマガスにてエッチングの後、継続し
て、不活性ガス、たとえば、アルゴン(Ar)ガスのプラ
ズマガスでエッチングした後、アルミニウム電極を蒸着
で形成すると、そのオーミック性が良いことを発見し、
本発明の完成に到った。 したがって、本発明の目的は、窒化ガリウム系化合物
半導体においてオーミック性の良い電極を形成すること
を目的とする。
However, in the MOVPE method, scratches on Sapphire and S
Poly GaN does not grow on iO 2 , Al 2 O 3 , and SiN X. Therefore, to make contact from the n-GaN layer, i-GaN
It is necessary to etch the layer and to form an electrode with good ohmic properties on the etched surface. Thus, the present inventors have conducted research and found that gallium nitride-based compound semiconductors include compounds containing carbon, chlorine, and fluorine,
For example, dichlorodifluoromethane (CCl 2 F 2 ), tetrachloromethane (CCl 4 ), tetrafluoromethane (C
F 4) After etching by gas plasma gas, continuously, an inert gas, for example, after etching by plasma gas of argon (Ar) gas, to form an aluminum electrode by vapor deposition, that the ohmic resistance is good Discover
The present invention has been completed. Therefore, an object of the present invention is to form an electrode having good ohmic properties in a gallium nitride-based compound semiconductor.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記課題を解決するための発明の構成は、少なくとも
ガリウム及び窒素を含む化合物半導体において、電極を
形成する方法であって、 前記化合物半導体の電極形成部を塩素又は/及びフッ
素を含むガスのプラズマガスでドライエッチングし、 その後に、そのエッチングされた電極形成部を不活性
ガスのプラズマガスでドライエッチングし、 その後に、前記電極形成部に金属を蒸着するようにし
たことである。 上記の少なくともガリウム及び窒素を含む化合物半導
体とは、GaN,GaAlNであり、塩素又は/及びフッ素を含
む化合物ガスとはジクロロジフルオロメタン(CCl
2F2)、テトラクロロメタン(CCl4)、テトラフルオロ
メタン(CF4)ガスであり、不活性ガスとは、アルゴン
(Ar)、ヘリウム(He)、チッ素(N2)、クリプトン
(Cr)、キセノン(Xe)ガスである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of forming an electrode in a compound semiconductor containing at least gallium and nitrogen, wherein a plasma gas of a gas containing chlorine or / and fluorine is formed in an electrode forming portion of the compound semiconductor. And then dry-etching the etched electrode forming portion with an inert gas plasma gas, and thereafter depositing metal on the electrode forming portion. The compound semiconductor containing at least gallium and nitrogen is GaN and GaAlN, and the compound gas containing chlorine and / or fluorine is dichlorodifluoromethane (CCl
2 F 2 ), tetrachloromethane (CCl 4 ), and tetrafluoromethane (CF 4 ) gas, and the inert gas includes argon (Ar), helium (He), nitrogen (N 2 ), krypton (Cr ), Xenon (Xe) gas.

【作用及び効果】[Action and effect]

発明者等の考察では、上記のCCl2F2,CCl4,CF4のプラ
ズマガスで窒化ガリウム化合物半導体をドライエッチン
グするとき、そのエッチング部にエッチングガス及び反
応生成物の吸着等によりバリアが形成されるために、金
属電極のオーミック性が良くないと思われる。 そこで、本発明者らは実験を重ねた結果、プラズマエ
ッチングの後に引き続いて、アルゴン等の不活性ガスで
プラズマエッチングを行い、その後に電極を形成する
と、良いオーミック性が得られることが判明した。
According to the considerations of the inventors, when dry etching a gallium nitride compound semiconductor with the above-described plasma gas of CCl 2 F 2 , CCl 4 , CF 4, a barrier is formed in the etched portion by adsorption of an etching gas and a reaction product and the like. Therefore, it is considered that the ohmic property of the metal electrode is not good. Therefore, as a result of repeated experiments, the present inventors have found that a good ohmic property can be obtained by performing plasma etching with an inert gas such as argon after the plasma etching and then forming an electrode.

【実施例】【Example】

以下、本発明を具体的に実施例に基づいて説明する。 本実施例方法で使用された半導体は、有機金属化合物
気相成長法(以下「MOVPE」と記す)による気相成長に
より第2図に示す構造に作成された。 用いられたガスは、NH3とキャリアガスH2とトリメチ
ルガリウム(Ga(CH3)(以下「TMG」と記す)とト
リメチルアルミニウム(Al(CH3)(以下「TMA」と
記す)である。 まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄したc面を主面
とする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。次に、反応室内の圧
力を5Torrに減圧し、H2を流速0.3/分で反応室に流し
ながら温度1100℃でサファイア基板1を気相エッチング
した。 次に、温度を800℃まで低下させて、H2を流速3/
分、NH3を流速2/分、TMAを7×10-6モル/分で供給
して1分間熱処理した。この熱処理によりAlNのバッフ
ァ層2が約500Åの厚さに形成された。 次に、1分経過した時にTMAの供給を停止して、サフ
ァイア基板1の温度を1150℃に保持し、H2を2.5/
分、NH3を1.5/分、TMGを1.7×10-5モル/分で60分間
供給し、膜厚約3μmのn型のGaN層3を形成した。 次に、このようにして形成されたGaN層3の上面にサ
ファイアから成るマスク4を第3図のように載置して試
料30を作成し、第1図に示す平行平板電極型のプラズマ
エッチング装置により、露出したGaN層3をエッチング
した。 次に、そのエッチング装置について第1図を参照して
説明する。 第1図に示す平行電極型電極装置において、反応室20
を形成するステンレス製の真空容器10の側壁には、エッ
チング用のガスを導入する導入管12、34が連設されてお
り、その導入管12、34は、それぞれ、ガス流速を可変で
きるマスフローコントローラ14、36を介してCCl2F2
ス、Arガスを貯蔵したボンベ16、38に接続されている。
そして、CCl2F2ガス、又はArガスがそのボンベ16、38か
らマスフローコントローラ14、36を介して反応室20に導
入される。 又、反応室20は拡散ポンプ19により排気されており、
反応室20の真空度は反応室20と拡散ポンプ19との間に介
在するコンダクタンスバルブ18により調整される。 一方、反応室20内には上下方向に対向して、電極22と
電極24とが配設されている。そして、電極22は接地さ
れ、電極24には高周波電力が供給される。その高周波電
力は周波数13.56MHzの高周波電源28から整合器26を介し
て供給される。又、電極24の上には、第2図に示す構成
の試料30、32が載置される。 係る構成の装置において、プラズマエッチングは次の
ようにして行われる。 まず、試料30等は、アセトン、トリクロロエチレン、
アセトンの順で、それぞれ、10分間洗浄し、窒素を吹き
付けて乾燥させた後、王水(塩酸:硝酸=3:1)で5
分、純水で10分洗浄して、窒素を吹き付けて乾燥させ
た。その後、更に、200℃ホットプレート上に5分載置
して脱水ベークした後、電極24上にサファイア4をマス
クにして載置させた。 次に、拡散ポンプ19により反応室20内を十分に排気し
て、反応室20の真空度を5×10-6Torr以下にする。その
後、CCl2F2ガスがマスフローコントローラ14により流速
10cc/分に制御されて反応室20に導入され、コンダクタ
ンスバルブ18により反応室20の真空度は正確に0.04Torr
に調整された。そして、電極24と電極22間に0.44W/cm2
の高周波電力が供給されて電極間でグロー放電が開始さ
れ、導入されたCCl2F2ガスはプラズマ状態となり、試料
30,32のエッチングが開始された。 8分間、エッチングを行った結果、試料30は第4図に
示す構造にエッチングされた。即ち、マスク4で覆われ
たGaN層3の部分はエッチングされず、露出したGaN層4
のみが図示する形状にエッチングされた。 次に、CCl2F2ガスの供給を停止して、アルゴン(Ar)
ガスを10分供給して、更に、エッチングした。最終的な
エッチング深さは、最終的に8500Åであった。 このようにして、エッチングした試料30をエッチング
装置から取り出し、その試料30をアセトン、トリクロル
エチレン、アセトンの順で、それぞれ、10分間洗浄し、
窒素を吹き付けて乾燥させた。 その後、その試料に穴径200μmφ,500μmピッチの
穴のあいたステンレス板をマスクとしてアルミニウムを
基板温度225℃、蒸着時の真空度3×10-6Torrで厚さ500
0Åに蒸着して、第5図に示すように電極6を形成し
た。 このようにして形成された電極6の電圧−電流特性
(V−I特性)を測定した。その結果を第6図(b)に
示す。良好なオーミック特性が得られているのが分か
る。 次に、上記の電極6の形成された試料30を窒素雰囲気
中で550℃で10分間、シンターしたが、オーミック性に
変化はなく、抵抗値が若干減少したに過ぎない。 又、アルゴン(Ar)ガスのエッチング時間を10分から
20分に延長して、同様にアルミニウムの電極を形成し
て、そのV−I特性を測定した。その結果を第6図
(c)に示す。若干、オーミック性が悪くなることが分
かる。しかし、その試料をシンターすると、第6図
(h)に示すように、オーミック性が改善されることが
理解される。 したがって、シンターせずに、良好なオーミック性を
得るためには、Arガスのエッチング時間は10分程度が望
ましいことが分かる。 尚、比較例として、CCl2F2ガスでのみエッチングし
て、Arガスでエッチングしなかった場合の特性は、第6
図(a)に示すようになり、オーミック性は得られなか
った。又、この試料をシンターした後の特性は、第6図
(f)に示すようになり、特性の改善は見られなかっ
た。 更に、CCl2F2とArの混合ガスでエッチングして電極を
形成した場合の特性は、第6図(d)に示すように、オ
ーミック性は得られなかった。又、その試料をシンター
しても、第6図(i)に示すように、オーミック性の改
善は見られなかった。 更に、最初からArガスでエッチングして電極を形成し
た場合の特性は、第6図(e)に示すように、やはりオ
ーミック性は得られなかった。又、その試料をシンター
した後の特性も、第6図(j)に示しように、オーミッ
ク性の改善が得られなかった。 又、CCl2F2ガスでエッチングしていない窒化ガリウム
半導体に直接、アルミニウム電極を蒸着した場合の特性
を測定した。その特性結果を第7図(a)−(e)に示
す。又、その試料をシンターした後に測定した特性を第
7図(f)−(j)に示す。シンター前では、オーミッ
ク性は得られていないがシンターによりオーミック性が
得られるのが分かる。しかし、そのオーミック性にバラ
ツキがあることも分かる。 以上のことから、CCl2F2ガスにより窒化ガリウム半導
体をエッチングしてそのエッチング部分にアルミニウム
電極を形成すると、その電力のV−I特性は、シンター
によっても改善できない非オーミック性を示すことが理
解される。 しかし、CCl2F2ガスでエッチングした後、Arガスで継
続してエッチングして電極を形成すると、シンターする
ことなく、当初から良好なオーミック性が得られること
が分かった。 又、本発明者等の考察では、上記のArガスによる継続
エッチングが、先行するCCl2F2ガス又はCCl4ガス又はCF
4ガスのエッチングによって生じるエッチングガス及び
反応生成物の吸着等によって形成されたバリアを除去す
るものと思われる。したがって、その後のバリア除去の
ためのエッチングに使用されるガスとしては、Arガスと
同様な効果があると予測される他の不活性ガスの使用も
可能である。 次に、本発明の電極形成方法を用いた窒化ガリウム系
発光素子の製造方法について説明する。 第8図に示すように、前述した条件により、MOCVD法
によりサファイア基板1上に、AlNから成るバッファ層
2を500Åの厚さに形成し、そのバッファ層2の上にn
−GaN層3を3μmの厚さに形成した。そして、そのn
−GaN層3上にi−GaN層40を成長温度900℃で膜厚2500
Åの厚さに形成した。 次に、第9図に示すように、i−GaN層40の上に、ス
パッタリングによりSiO2層41を2000Åの厚さに形成し
た。次に、そのSiO2層41上にフォトレジスト42を塗布し
て、フォトリソグラフにより、n−GaN層3に対する電
極形成部位のフォトレジストを除去したパターンに形成
した。 次に、第10図に示すように、フォトレジスト42によっ
て覆われていないSiO2層41をフッ酸系エッチング液で除
去した。 次に、第11図に示すように、フォトレジスト42及びSi
O2層41によって覆われていない部位のi−GaN層40及び
その下のn−GaN層3の一部を、前述した条件で、CCl2F
2でエッチングした後、Arでドライエッチングした。 次に、第12図に示すように、i−GaN層40上に残って
いるSiO2層41をフッ酸で除去した。 次に、第13図に示すように、試料の上全面に前述した
条件により、Al層43を蒸着により形成した。そして、そ
のAl層43の上にフォトレジスト44を塗布して、フォトリ
ソグラフにより、n−GaN層3及びi−GaN層40に対する
電極部が残るように、所定形状にパターン形成した。次
に、第14図に示すようにそのフォトレジスト44をマスク
として下層のAl層43の露出部を硝酸系エッチング液でエ
ッチングし、フォトレジスタ44をアセトンで除去し、n
−GaN層3の電極45、i−GaN層40の電極46を形成した。 このようにして、MIS(Metal−Insulater−Semicondu
ctor)構造の窒化ガリウム系発光素を製造することがで
きる。
Hereinafter, the present invention will be described specifically based on examples. The semiconductor used in the method of the present example was formed into a structure shown in FIG. 2 by vapor phase growth by metalorganic compound vapor phase epitaxy (hereinafter referred to as “MOVPE”). The gases used were NH 3 , carrier gas H 2 , trimethylgallium (Ga (CH 3 ) 3 ) (hereinafter referred to as “TMG”), and trimethylaluminum (Al (CH 3 ) 3 ) (hereinafter referred to as “TMA”). ). First, a single-crystal sapphire substrate 1 whose main surface is a c-plane cleaned by organic cleaning and heat treatment is mounted on a susceptor placed in a reaction chamber of a MOVPE apparatus. Next, the pressure in the reaction chamber was reduced to 5 Torr, and the sapphire substrate 1 was subjected to vapor phase etching at a temperature of 1100 ° C. while flowing H 2 into the reaction chamber at a flow rate of 0.3 / min. Next, the temperature was lowered to 800 ° C., and H 2 was flowed at a flow rate of 3 /
, NH 3 was supplied at a flow rate of 2 / min, and TMA was supplied at a rate of 7 × 10 −6 mol / min. By this heat treatment, the AlN buffer layer 2 was formed to a thickness of about 500 °. Next, when one minute has elapsed, the supply of TMA is stopped, the temperature of the sapphire substrate 1 is maintained at 1150 ° C., and H 2 is reduced to 2.5 /
Then, NH 3 was supplied at 1.5 / min and TMG was supplied at 1.7 × 10 −5 mol / min for 60 minutes to form an n-type GaN layer 3 having a thickness of about 3 μm. Next, a mask 30 made of sapphire is placed on the upper surface of the GaN layer 3 thus formed as shown in FIG. 3 to form a sample 30, and the parallel plate electrode type plasma etching shown in FIG. The exposed GaN layer 3 was etched by the apparatus. Next, the etching apparatus will be described with reference to FIG. In the parallel electrode type electrode device shown in FIG.
On the side wall of the vacuum vessel 10 made of stainless steel, gas introduction tubes 12 and 34 for introducing an etching gas are connected to each other, and the introduction pipes 12 and 34 are respectively mass flow controllers capable of changing a gas flow rate. They are connected via 14 and 36 to cylinders 16 and 38 which store CCl 2 F 2 gas and Ar gas.
Then, CCl 2 F 2 gas or Ar gas is introduced from the cylinders 16 and 38 into the reaction chamber 20 via the mass flow controllers 14 and 36. The reaction chamber 20 is evacuated by the diffusion pump 19,
The degree of vacuum in the reaction chamber 20 is adjusted by a conductance valve 18 interposed between the reaction chamber 20 and the diffusion pump 19. On the other hand, an electrode 22 and an electrode 24 are disposed in the reaction chamber 20 so as to oppose each other in the vertical direction. Then, the electrode 22 is grounded, and the electrode 24 is supplied with high-frequency power. The high-frequency power is supplied from a high-frequency power supply 28 having a frequency of 13.56 MHz via a matching unit 26. On the electrode 24, the samples 30 and 32 having the structure shown in FIG. In the apparatus having such a configuration, plasma etching is performed as follows. First, sample 30, etc., are acetone, trichloroethylene,
After washing for 10 minutes each in the order of acetone and drying by spraying with nitrogen, 5 minutes with aqua regia (hydrochloric acid: nitric acid = 3: 1).
For 10 minutes, and washed with pure water for 10 minutes, and dried by blowing nitrogen. Thereafter, the substrate was further placed on a hot plate at 200 ° C. for 5 minutes for dehydration baking, and then placed on the electrode 24 using sapphire 4 as a mask. Next, the inside of the reaction chamber 20 is sufficiently evacuated by the diffusion pump 19 to reduce the degree of vacuum in the reaction chamber 20 to 5 × 10 −6 Torr or less. Thereafter, the flow rate of the CCl 2 F 2 gas is controlled by the mass flow controller 14.
It is introduced into the reaction chamber 20 at a controlled rate of 10 cc / min, and the degree of vacuum in the reaction chamber 20 is set to exactly 0.04 Torr by the conductance valve 18.
Was adjusted to Then, 0.44 W / cm 2 between the electrode 24 and the electrode 22
The RF power glow discharge is started between supplied electrodes, introduced CCl 2 F 2 gas becomes a plasma state, the sample
30,32 etching has begun. After etching for 8 minutes, the sample 30 was etched into the structure shown in FIG. That is, the portion of the GaN layer 3 covered with the mask 4 is not etched, and the exposed GaN layer 4 is not etched.
Only the etched shape was shown. Next, the supply of CCl 2 F 2 gas was stopped, and argon (Ar) was stopped.
Gas was supplied for 10 minutes, and etching was further performed. The final etching depth was 8500Å. The sample 30 thus etched is removed from the etching apparatus, and the sample 30 is washed with acetone, trichloroethylene, and acetone in this order for 10 minutes each.
Dried with nitrogen. Then, using a stainless steel plate with holes of 200 μmφ and 500 μm pitch on the sample as a mask, aluminum was applied to the sample at a substrate temperature of 225 ° C., a vacuum degree of 3 × 10 −6 Torr during vapor deposition, and a thickness of 500 μm.
The electrode 6 was formed by vapor deposition at 0 ° as shown in FIG. The voltage-current characteristics (VI characteristics) of the electrode 6 thus formed were measured. The result is shown in FIG. It can be seen that good ohmic characteristics are obtained. Next, the sample 30 on which the electrode 6 was formed was sintered at 550 ° C. for 10 minutes in a nitrogen atmosphere, but there was no change in ohmic properties, and the resistance was only slightly reduced. Also, the etching time of argon (Ar) gas can be reduced from 10 minutes.
Extending to 20 minutes, an aluminum electrode was similarly formed, and its VI characteristics were measured. The result is shown in FIG. 6 (c). It can be seen that the ohmic properties slightly deteriorate. However, it is understood that the sintering of the sample improves the ohmic properties as shown in FIG. 6 (h). Therefore, it can be seen that the etching time of Ar gas is desirably about 10 minutes in order to obtain good ohmic properties without sintering. As a comparative example, the characteristics obtained when etching was performed only with CCl 2 F 2 gas and not performed with Ar gas were the sixth.
As shown in FIG. 7A, no ohmic properties were obtained. The characteristics after sintering of this sample were as shown in FIG. 6 (f), and no improvement in characteristics was observed. Further, in the case where an electrode was formed by etching with a mixed gas of CCl 2 F 2 and Ar, no ohmic property was obtained as shown in FIG. 6 (d). When the sample was sintered, no improvement in ohmic properties was observed as shown in FIG. 6 (i). Further, as shown in FIG. 6 (e), in the case where the electrode was formed by etching with Ar gas from the beginning, no ohmic property was obtained. Also, as shown in FIG. 6 (j), no improvement in ohmic properties was obtained in the characteristics of the sample after sintering. In addition, the characteristics when an aluminum electrode was directly deposited on a gallium nitride semiconductor that had not been etched with CCl 2 F 2 gas were measured. The characteristic results are shown in FIGS. 7 (a)-(e). The characteristics measured after sintering the sample are shown in FIGS. 7 (f)-(j). Before sintering, no ohmic properties were obtained, but it can be seen that ohmic properties were obtained by sintering. However, it can also be seen that the ohmic properties vary. From the above, it is understood that when a gallium nitride semiconductor is etched with a CCl 2 F 2 gas and an aluminum electrode is formed on the etched portion, the VI characteristics of the power show non-ohmic properties that cannot be improved even by a sinter. Is done. However, it was found that when etching was performed with the CCl 2 F 2 gas and then continuously performed with the Ar gas to form an electrode, a good ohmic property was obtained from the beginning without sintering. According to the present inventors' consideration, the above-described continuous etching with Ar gas is performed in advance of CCl 2 F 2 gas or CCl 4 gas or CF.
It is considered that the barrier formed by the adsorption of the etching gas and the reaction product generated by the etching of the four gases is removed. Therefore, another inert gas which is expected to have the same effect as the Ar gas can be used as the gas used for the etching for removing the barrier thereafter. Next, a method for manufacturing a gallium nitride-based light emitting device using the electrode forming method of the present invention will be described. As shown in FIG. 8, a buffer layer 2 made of AlN is formed on the sapphire substrate 1 to a thickness of 500.degree.
-The GaN layer 3 was formed to a thickness of 3 µm. And that n
-An i-GaN layer 40 is grown on the GaN layer 3 at a growth temperature of 900 ° C. and a thickness of 2500.
Å was formed. Next, as shown in FIG. 9, an SiO 2 layer 41 was formed on the i-GaN layer 40 to a thickness of 2000 ° by sputtering. Next, a photoresist 42 was applied on the SiO 2 layer 41, and was formed by photolithography into a pattern in which the photoresist at the electrode formation site for the n-GaN layer 3 was removed. Next, as shown in FIG. 10, the SiO 2 layer 41 not covered with the photoresist 42 was removed with a hydrofluoric acid-based etchant. Next, as shown in FIG.
The part of the i-GaN layer 40 that is not covered by the O 2 layer 41 and a part of the n-GaN layer 3 thereunder are subjected to CCl 2 F under the conditions described above.
After etching at 2 , dry etching was performed with Ar. Next, as shown in FIG. 12, the SiO 2 layer 41 remaining on the i-GaN layer 40 was removed with hydrofluoric acid. Next, as shown in FIG. 13, an Al layer 43 was formed on the entire upper surface of the sample by vapor deposition under the conditions described above. Then, a photoresist 44 was applied on the Al layer 43, and a pattern was formed by photolithography into a predetermined shape so that the electrode portions for the n-GaN layer 3 and the i-GaN layer 40 remained. Next, as shown in FIG. 14, the exposed portion of the lower Al layer 43 is etched with a nitric acid-based etchant using the photoresist 44 as a mask, and the photoresist 44 is removed with acetone.
An electrode 45 of the GaN layer 3 and an electrode 46 of the i-GaN layer 40 were formed. In this way, the MIS (Metal-Insulater-Semicondu
A gallium nitride-based light emitting device having a ctor) structure can be manufactured.

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

第1図は本発明の具体的な一実施例に係るエッチング方
法を実現するための装置を示した構成図。第2図はエッ
チング試料の構成を示した断面図。第3図はエッチング
試料とマスクとの関係を示した断面図。第4図はエッチ
ング後の試料の断面図。第5図はエッチング部に電極を
形成した試料の断面図。第6図は各種の条件でエッチン
グした窒化ガリウム半導体に形成した電極のV−I特性
の測定図。第7図はエッチングしない窒化ガリウム半導
体に形成した電極のV−I特性の測定図。第8図乃至第
14図は本発明の電極形成方法を用いた窒化ガリウム系発
光素子の製造工程を示す断面図である。 1……サファイア基板、2……バッファ層 3……GaN層、4……マスク、5……電極形成部 6……電極、10……真空容器 12,34……導入管 14,36……マスフローコントローラ 16,38……タンク、19……拡散ポンプ 18……コンダクタンスバルブ、22,24……電極 28……高周波電源 40……i−GaN層、41……SiO2層 42……フォトレジスト層、43……Al層 45,46……電極
FIG. 1 is a configuration diagram showing an apparatus for realizing an etching method according to a specific embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing a configuration of an etching sample. FIG. 3 is a sectional view showing a relationship between an etching sample and a mask. FIG. 4 is a cross-sectional view of the sample after etching. FIG. 5 is a cross-sectional view of a sample in which an electrode is formed on an etched portion. FIG. 6 is a measurement diagram of VI characteristics of an electrode formed on a gallium nitride semiconductor etched under various conditions. FIG. 7 is a measurement diagram of VI characteristics of an electrode formed on a non-etched gallium nitride semiconductor. 8 to FIG.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the steps of manufacturing a gallium nitride-based light emitting device using the electrode forming method of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sapphire substrate, 2 ... Buffer layer 3 ... GaN layer, 4 ... Mask, 5 ... Electrode formation part 6 ... Electrode, 10 ... Vacuum container 12,34 ... Introduction tube 14,36 ... Mass flow controllers 16, 38 Tanks 19 Diffusion pumps 18 Conductance valves 22, 24 Electrodes 28 High frequency power supply 40 i-GaN layer 41 SiO 2 layer 42 Photoresist Layer, 43 ... Al layer 45,46 ... electrode

フロントページの続き (72)発明者 小滝 正宏 愛知県西春日井郡春日村大字落合字長畑 1番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 森 正樹 愛知県西春日井郡春日村大字落合字長畑 1番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 橋本 雅文 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の1 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 平1−204425(JP,A) 特開 昭61−56474(JP,A) 特開 昭56−51580(JP,A) 特開 昭59−130425(JP,A)Continuing from the front page (72) Inventor Masahiro Kotaki 1 Ochiai Nagahata, Kasuga-mura, Nishi-Kasugai-gun, Aichi Prefecture Within Toyoda Gosei Co., Ltd. Inside the company (72) Inventor Masafumi Hashimoto 41-cho, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside Toyota Central Research Institute, Inc. (56) References JP-A-1-204425 (JP, A) JP-A-61- 56474 (JP, A) JP-A-56-51580 (JP, A) JP-A-59-130425 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくともガリウム及び窒素を含む化合物
半導体において、電極を形成する方法であって、 前記化合物半導体の電極形成部を塩素又は/及びフッ素
を含むガスのプラズマガスでドライエッチングし、 その後に、そのエッチングされた電極形成部を不活性ガ
スのプラズマガスでドライエッチングし、 その後に、前記電極形成部に金属を蒸着することを特徴
とする窒化ガリウム系化合物半導体の電極形成方法。
1. A method for forming an electrode in a compound semiconductor containing at least gallium and nitrogen, the method comprising dry-etching an electrode-forming portion of the compound semiconductor with a plasma gas containing chlorine or / and fluorine. And dry etching the etched electrode forming portion with an inert gas plasma gas, and thereafter depositing a metal on the electrode forming portion.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH053928U (en) * 1991-06-28 1993-01-22 豊田合成株式会社 Luminous pointer
JP2658009B2 (en) * 1991-07-23 1997-09-30 豊田合成株式会社 Gallium nitride based compound semiconductor light emitting device
JP2540791B2 (en) 1991-11-08 1996-10-09 日亜化学工業株式会社 A method for manufacturing a p-type gallium nitride-based compound semiconductor.
JP3773282B2 (en) * 1995-03-27 2006-05-10 豊田合成株式会社 Method for forming electrode of gallium nitride compound semiconductor
JP3289617B2 (en) * 1996-10-03 2002-06-10 豊田合成株式会社 Manufacturing method of GaN-based semiconductor device
JP2002261326A (en) * 2001-03-02 2002-09-13 Nagoya Kogyo Univ Method of manufacturing gallium nitride compound semiconductor element
JP4597653B2 (en) * 2004-12-16 2010-12-15 住友電工デバイス・イノベーション株式会社 Semiconductor device, semiconductor module including the same, and method for manufacturing semiconductor device
WO2013132783A1 (en) * 2012-03-07 2013-09-12 パナソニック株式会社 Nitride semiconductor laminate structure, nitride semiconductor light emitting element provided with nitride semiconductor laminate structure, and method for producing nitride semiconductor laminate structure
JP5816801B2 (en) 2013-07-19 2015-11-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 Nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7899101B2 (en) 1994-09-14 2011-03-01 Rohm Co., Ltd. Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor
US8934513B2 (en) 1994-09-14 2015-01-13 Rohm Co., Ltd. Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor

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