JP3515851B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばGaN系発
光素子等の半導体装置の製造方法に関するものであり、
特に、複数種類の半導体層に同時にエッチング処理を施
すエッチング工程を有する製造方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device such as a GaN-based light emitting device,
In particular, the present invention relates to a manufacturing method having an etching step of simultaneously etching a plurality of types of semiconductor layers.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体装置の製造方法の従来例につい
て、例えば表示灯やフルカラー式ディスプレイ等に使用
されるGaN系発光素子を例に採って説明する。2. Description of the Related Art A conventional example of a method for manufacturing a semiconductor device will be described by taking a GaN-based light emitting element used for an indicator lamp, a full color type display or the like as an example.
【0003】図10は、かかる発光素子の一構造例を概
略的に示す断面図である。FIG. 10 is a sectional view schematically showing one structural example of such a light emitting element.
【0004】同図に示したように、サファイア基板10
01上には、Alx Ga1-x Nバッファ層1002(こ
こではx=0とし、以下「GaN層」と記す)を介し
て、n型GaN層1003が形成されている。このn型
GaN層1003の表面には、例えば0.2μm程度の
段差が形成されている。そして、この段差の上段側には
n型Aly Ga1-y Nクラッド層1004(0≦y≦
1)が、下段側にはAl/Ti層1008が、それぞれ
形成されている。さらに、n型Aly Ga1-y Nクラッ
ド層1004の表面には、Inz Ga1-z N活性層10
05(0≦z≦1)、p型Aly Ga1-y Nクラッド層
1006およびp型GaN層1007が順次積層され、
このp型GaN層1007の表面には正電極としてのA
u/Ni層1009が形成されている。As shown in the figure, the sapphire substrate 10
On 01, an n-type GaN layer 1003 is formed via an Al x Ga 1-x N buffer layer 1002 (here, x = 0 and hereinafter referred to as “GaN layer”). A step difference of, for example, about 0.2 μm is formed on the surface of the n-type GaN layer 1003. The n-type Al y Ga 1-y N cladding layer 1004 (0 ≦ y ≦
1), but Al / Ti layers 1008 are formed on the lower side. Further, the In z Ga 1-z N active layer 10 is formed on the surface of the n-type Al y Ga 1-y N cladding layer 1004.
05 (0 ≦ z ≦ 1), a p-type Al y Ga 1-y N cladding layer 1006 and a p-type GaN layer 1007 are sequentially stacked,
A as a positive electrode is formed on the surface of the p-type GaN layer 1007.
The u / Ni layer 1009 is formed.
【0005】このような構造によれば、Au/Ni層1
009を正電極とし、Al/Ti層1008を負電極と
して、例えば3.5〜4V程度の電圧を印加して20μ
A程度の電流を流すことにより、Inz Ga1-z N活性
層から所定波長の光を放射させることができる。According to such a structure, the Au / Ni layer 1
009 is used as a positive electrode and the Al / Ti layer 1008 is used as a negative electrode.
By passing a current of about A, it is possible to emit light of a predetermined wavelength from the In z Ga 1-z N active layer.
【0006】次に、図10に示した半導体発光素子の製
造方法の従来例について、図11〜図16を用いて説明
する。Next, a conventional example of a method for manufacturing the semiconductor light emitting device shown in FIG. 10 will be described with reference to FIGS.
【0007】まず、サファイア基板1001上に、例
えばMOCVD(Metalorganic Chemical Vaper Deposit
ion)法等の技術を用いて、GaN層1101、n型Ga
N層1102、n型Aly Ga1-y N層1103、In
z Ga1-z N層1104、p型Aly Ga1-y N層11
05およびp型GaN層1106を順次積層する(図1
1参照)。First, for example, MOCVD (Metalorganic Chemical Vaper Deposit) is formed on the sapphire substrate 1001.
GaN layer 1101, n-type Ga
N layer 1102, n-type Al y Ga 1-y N layer 1103, In
z Ga 1-z N layer 1104, p-type Al y Ga 1-y N layer 11
05 and p-type GaN layer 1106 are sequentially stacked (see FIG. 1).
1).
【0008】次に、p型GaN層1106の表面に、
例えばPCVD(Plasma Chemical Vaper Deposition)等
により、膜厚が例えば0.2〜1μmのSiO2 膜を形
成し、さらに、通常のフォトリソグラフィー技術を用い
てSiO2 膜のパターン1107を形成する(図12参
照)。Next, on the surface of the p-type GaN layer 1106,
For example, a SiO 2 film having a film thickness of, for example, 0.2 to 1 μm is formed by PCVD (Plasma Chemical Vaper Deposition) or the like, and a SiO 2 film pattern 1107 is further formed by using a normal photolithography technique (FIG. 12). reference).
【0009】そして、このパターン1107をマスク
として、各層1101〜1106のエッチングを行うこ
とにより、素子分離を行う(図13参照)。このときの
エッチング方法としては、例えば、200℃の燐酸を用
いたウエットエッチングを使用することができる。Then, by using the pattern 1107 as a mask, the layers 1101 to 1106 are etched to perform element isolation (see FIG. 13). As the etching method at this time, for example, wet etching using phosphoric acid at 200 ° C. can be used.
【0010】続いて、通常のレジスト膜を、SiO2
膜1107の表面および各層1101〜1106の側面
に形成する。そして、通常のフォトリソグラフィー技術
を用いてSiO2 膜1107の表面のレジスト膜の一部
を除去することにより、レジストパターン1108を形
成する(図14参照)。Then, a normal resist film is formed on the SiO 2 film.
It is formed on the surface of the film 1107 and the side surfaces of the layers 1101 to 1106. Then, a resist pattern 1108 is formed by removing a part of the resist film on the surface of the SiO 2 film 1107 by using a normal photolithography technique (see FIG. 14).
【0011】その後、このレジストパターン1108
をマスクとして、n型GaN層1102、その上の各層
1103〜1106およびSiO2 膜1107のエッチ
ングを行う。このとき、n型GaN層1102について
は、表面から例えば0.2μm程度の領域のみエッチン
グを行う(図15参照)。そして、SiO2 膜1107
およびレジスト膜1108を除去することにより、Ga
Nバッファ層1002、n型GaN層1003、n型A
ly Ga1-y Nクラッド層1004、Inz Ga1-z N
活性層1005、p型Aly Ga1-y Nクラッド層10
06およびp型GaN層1007からなる積層構造を得
ることができる(図16参照)。Thereafter, this resist pattern 1108
Using the as a mask, the n-type GaN layer 1102, each of the layers 1103 to 1106 and the SiO 2 film 1107 thereon are etched. At this time, the n-type GaN layer 1102 is etched only in a region of about 0.2 μm from the surface (see FIG. 15). Then, the SiO 2 film 1107
By removing the resist film 1108 and Ga
N buffer layer 1002, n-type GaN layer 1003, n-type A
l y Ga 1-y N cladding layer 1004, In z Ga 1-z N
Active layer 1005, p-type Al y Ga 1-y N cladding layer 10
A laminated structure composed of 06 and the p-type GaN layer 1007 can be obtained (see FIG. 16).
【0012】最後に、通常の堆積技術やパターニング
技術等を用いてn型GaN層1003の露出面にAl/
Ti層1008を形成し、さらに、同様の技術によって
p型GaN層1007の表面にAu/Ni層1009を
形成することにより、図10に示したような発光素子を
得ることができる。Finally, Al / is formed on the exposed surface of the n-type GaN layer 1003 by using a normal deposition technique or patterning technique.
By forming the Ti layer 1008 and further forming the Au / Ni layer 1009 on the surface of the p-type GaN layer 1007 by the same technique, the light emitting device as shown in FIG. 10 can be obtained.
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、半導
体発光素子は、材料の異なる複数の半導体層1002〜
1007を積層させた構造となっている(図10参
照)。そして、その製造工程においては、積層させた半
導体層1101〜1106に、同時にエッチングを施す
必要がある(上記工程および参照)。ここで、これ
らの半導体層は、エッチングレートが互いに異なってい
る。例えば、上述したような200℃の燐酸を用いたエ
ッチングでは、Inz Ga1-z N層1104のエッチン
グレートが40nm/min程度であるのに対して、n
型GaN層1102やn型Aly Ga1-y N層1103
は30nm程度であり、さらにp型Aly Ga1-y N層
1105やp型GaN層1106は3nm程度である。As described above, the semiconductor light emitting device has a plurality of semiconductor layers 1002 to 1002 made of different materials.
It has a structure in which 1007 are laminated (see FIG. 10). Then, in the manufacturing process, it is necessary to simultaneously etch the stacked semiconductor layers 1101 to 1106 (the above process and reference). Here, these semiconductor layers have different etching rates. For example, in etching using phosphoric acid at 200 ° C. as described above, the etching rate of the In z Ga 1 -z N layer 1104 is about 40 nm / min, while n
-Type GaN layer 1102 and n-type Al y Ga 1-y N layer 1103
Is about 30 nm, and the p-type Al y Ga 1-y N layer 1105 and the p-type GaN layer 1106 are about 3 nm.
【0014】このため、従来の製造方法には、エッチン
グ条件の設定が極めて困難であるという欠点があった。Therefore, the conventional manufacturing method has a drawback that it is extremely difficult to set etching conditions.
【0015】例えば、層1103〜1106のエッチン
グを行う場合であれば(上記工程および図15参
照)、エッチングが進みすぎると、後に活性層1005
となるInz Ga1-z N層1104のエッチング量が多
すぎて、この活性層1005の体積が小さくなるので、
発光効率が低下してしまう。また、このようにエッチン
グが進みすぎた場合には、n型GaN層1102のエッ
チング量が多すぎて、この部分の層の厚さが薄くなって
しまうので、発光素子の完成時(図10参照)にAl/
Ti層1008とn型Aly Ga1-y Nクラッド層10
04との電気抵抗が大きくなってしまう。For example, if the layers 1103 to 1106 are to be etched (see the above steps and FIG. 15), if the etching proceeds too much, the active layer 1005 will be removed later.
Since the etching amount of the In z Ga 1-z N layer 1104, which becomes the following, is too large, the volume of the active layer 1005 becomes small.
Luminous efficiency is reduced. Further, if the etching progresses too much in this way, the etching amount of the n-type GaN layer 1102 is too large, and the thickness of the layer at this portion becomes thin. Therefore, when the light emitting element is completed (see FIG. 10). ) To Al /
Ti layer 1008 and n-type Al y Ga 1-y N cladding layer 10
The electric resistance with 04 becomes large.
【0016】一方、上記工程においてエッチング量が
少なすぎた場合には、n型Aly Ga1-y N層1103
のエッチング領域が完全にはエッチングされずに残って
しまい、後の工程で層1003となるn型GaN層11
02の表面が露出しない場合が生じる。この場合には、
発光素子の歩留まりが低下する。On the other hand, when the etching amount is too small in the above step, the n-type Al y Ga 1-y N layer 1103 is formed.
Of the n-type GaN layer 11 which will be the layer 1003 in a later step.
In some cases, the surface of No. 02 is not exposed. In this case,
The yield of the light emitting device is reduced.
【0017】このように、従来の製造方法では、各層の
エッチングレートのばらつきが、素子の特性悪化や歩留
まり低下の原因となっていた。As described above, in the conventional manufacturing method, the variation in the etching rate of each layer causes the deterioration of the characteristics of the device and the yield.
【0018】なお、このような課題は、図10に示した
ようなGaN系発光素子の場合に限定されるものではな
く、他の半導体装置の積層構造においても生じ得る。Note that such a problem is not limited to the case of the GaN-based light emitting element as shown in FIG. 10, but may occur in the laminated structure of other semiconductor devices.
【0019】本発明は、このような従来技術の欠点に鑑
みてなされたものであり、積層構造を構成する各半導体
層のエッチングレートのばらつきを低減させることがで
きる半導体装置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 view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and provides a method of manufacturing a semiconductor device capable of reducing the variation in the etching rate of each semiconductor layer constituting the laminated structure. The purpose is to
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の製造方法は、絶縁基板上に複数種類のGaN系半導体
層を順次積層する工程と、これらの複数種類の半導体層
に同時にエッチング処理を施すエッチング工程を有する
半導体装置の製造方法において、このエッチング工程
は、前記半導体層の一部の領域に選択的に、エッチング
により露出することが予定される層に達するまでイオン
注入法によりGaイオンを注入する第1の工程と、この
第1の工程で不純物が導入された領域をエッチングによ
って除去する第2の工程と、を備えることを特徴とす
る。A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a step of sequentially laminating a plurality of types of GaN-based semiconductor layers on an insulating substrate and an etching treatment for the plurality of types of semiconductor layers simultaneously. In the method for manufacturing a semiconductor device having an etching step, the etching step selectively introduces Ga ions into a partial region of the semiconductor layer by an ion implantation method until reaching a layer that is to be exposed by etching. The method is characterized by including a first step of implanting and a second step of removing a region into which an impurity has been introduced in the first step by etching.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図10に示したダブルヘテロ構造のGaN系発光素
子の製造に適用する場合を例に採って説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described by taking as an example the case of being applied to the manufacture of a GaN-based light emitting device having a double hetero structure shown in FIG.
【0022】図1〜図9は、それぞれ、本実施形態に係
るGaN系発光素子の製造方法を説明するための工程断
面図である。1 to 9 are process cross-sectional views for explaining a method for manufacturing a GaN-based light emitting device according to this embodiment.
【0023】まず、サファイア基板1001上に、例
えばMOCVD法等の技術を用いて、Alx Ga1-x N
層101(0≦x≦1、ここではx=0とし、以下「G
aN層」と記す)、n型GaN層102、n型Aly G
a1-y N層103(0≦y≦1)、Inz Ga1-z N層
104(0≦z≦1)、p型Aly Ga1-y N層105
およびp型GaN層106を順次積層する(図1参
照)。First, Al x Ga 1-x N is formed on the sapphire substrate 1001 by using a technique such as MOCVD.
Layer 101 (0 ≦ x ≦ 1, here x = 0, and the following “G
referred to aN layer "), n-type GaN layer 102, n-type Al y G
a 1-y N layer 103 (0 ≦ y ≦ 1) , In z Ga 1-z N layer 104 (0 ≦ z ≦ 1) , p -type Al y Ga 1-y N layer 105
Then, the p-type GaN layer 106 is sequentially laminated (see FIG. 1).
【0024】この工程では、MOCVD法を用いる場合
であれば、まず、例えば温度500〜600℃で、トリ
メチルガリウム(CH3 )3 Gaガスおよびアンモニア
NH3 ガスを用いて、膜厚が例えば0.1μmのGaN
層101を形成する。次に、例えば温度1000〜11
00℃で、トリメチルガリウム(CH3 )3 Gaガスお
よびアンモニアガスを用いて、膜厚が例えば4μmのn
型GaN層102を形成する。次に、例えば温度100
0〜1100のままで、トリメチルアルミニウム[(C
H3 )3 Al]2 、トリメチルガリウムガスおよびアン
モニアガスを用いて、厚さが例えば0.15μmのn型
Aly Ga1-y N層103を形成する。次に、例えば温
度700〜800℃で、トリメチルインジウム(C
H3 )3 Inガス、トリメチルガリウムガスおよびアン
モニアガスを用いて、厚さが例えば0.1μmのInz
Ga1-z N層104を形成する。次に、例えば温度10
00〜1100℃で、トリメチルアルミニウムガス、ト
リメチルガリウムガスおよびアンモニアガスを用いて、
厚さが例えば0.15μmのp型Aly Ga1-y N層1
05を形成する。そして、例えば温度1100℃で、ト
リメチルガリウムガスおよびアンモニアガスを用いて、
厚さが例えば0.3μmのp型GaN層106を形成す
る。In this step, if the MOCVD method is used, first, at a temperature of 500 to 600 ° C., for example, trimethylgallium (CH 3 ) 3 Ga gas and ammonia NH 3 gas are used, and the film thickness is, for example, 0. 1 μm GaN
Form the layer 101. Next, for example, a temperature of 1000 to 11
At 00 ° C., using trimethylgallium (CH 3 ) 3 Ga gas and ammonia gas, a film having a thickness of 4 μm
The type GaN layer 102 is formed. Then, for example, a temperature of 100
0 to 1100, trimethylaluminum [(C
H 3) 3 Al] 2, using trimethylgallium gas and ammonia gas to form the n-type Al y Ga 1-y N layer 103 having a thickness of, for example, 0.15 [mu] m. Next, for example, at a temperature of 700 to 800 ° C., trimethylindium (C
H 3 ) 3 In gas, trimethylgallium gas, and ammonia gas are used to form In z having a thickness of, for example, 0.1 μm.
The Ga 1-z N layer 104 is formed. Then, for example, a temperature of 10
At 00 to 1100 ° C., using trimethylaluminum gas, trimethylgallium gas and ammonia gas,
A p-type Al y Ga 1-y N layer 1 having a thickness of 0.15 μm, for example
Form 05. Then, for example, at a temperature of 1100 ° C., using trimethylgallium gas and ammonia gas,
A p-type GaN layer 106 having a thickness of 0.3 μm, for example, is formed.
【0025】次に、p型GaN層106の表面に、例
えばシランSiH4 ガスを用いたPCVD等によって、
膜厚が例えば1〜2μmのSiO2 膜107を形成し、
さらに、このSiO2 膜107の表面に塗布等によって
レジスト膜108を形成する(図2参照)。Next, on the surface of the p-type GaN layer 106, for example, by PCVD using silane SiH 4 gas or the like,
A SiO 2 film 107 having a film thickness of, for example, 1 to 2 μm is formed,
Further, a resist film 108 is formed on the surface of the SiO 2 film 107 by coating or the like (see FIG. 2).
【0026】そして、通常のフォトリソグラフィー技
術を用いて、SiO2 膜107およびレジスト膜108
をパターニングする(図3参照)。Then, the SiO 2 film 107 and the resist film 108 are formed by using an ordinary photolithography technique.
Is patterned (see FIG. 3).
【0027】続いて、このレジスト膜108をマスク
としたイオン注入により、半導体層101〜106から
なる積層部に、Gaイオンを注入する(図4参照、本発
明の「第1の工程」に相当する)。このとき、例えば、
加速電圧を500kV、ドーズ量を1×1015とする。
これにより、Gaイオンをサファイア基板の表面から
0.1μmの深さまで到達させることができる。図4に
は、イオン注入領域110を斜線で示した。Subsequently, Ga ions are implanted into the laminated portion composed of the semiconductor layers 101 to 106 by ion implantation using the resist film 108 as a mask (see FIG. 4, corresponding to the "first step" of the present invention). To). At this time, for example,
The acceleration voltage is 500 kV and the dose amount is 1 × 10 15 .
This allows Ga ions to reach a depth of 0.1 μm from the surface of the sapphire substrate. In FIG. 4, the ion implantation region 110 is shown by hatching.
【0028】そして、イオン注入の終了後に、レジスト
膜108を除去する。After the ion implantation is completed, the resist film 108 is removed.
【0029】次に、SiO2 膜107のパターンをマ
スクとしたエッチングを行うことにより、半導体層10
1〜106のうち上述の工程でGaイオンを注入した
領域を除去する(図5参照、本発明の「第2の工程」に
相当する)。このとき、サファイア基板1001は、ほ
とんどエッチングされない。Next, etching is performed using the pattern of the SiO 2 film 107 as a mask, whereby the semiconductor layer 10 is formed.
Of the regions 1 to 106, the region where Ga ions are implanted in the above process is removed (see FIG. 5, corresponding to the “second process” of the present invention). At this time, the sapphire substrate 1001 is hardly etched.
【0030】このときのエッチング方法としては、例え
ば200℃の燐酸を用いたウエットエッチングを使用す
ることができる。この場合のエッチングレートは、各半
導体層101〜106で実質的に同じであり、約60n
m/minであった。As an etching method at this time, for example, wet etching using phosphoric acid at 200 ° C. can be used. The etching rate in this case is substantially the same for each of the semiconductor layers 101 to 106, and is about 60 n.
It was m / min.
【0031】続いて、レジスト膜109を、SiO2
膜107の表面の一部および各層101〜106の側面
に形成する。そして、このレジスト膜109をマスクと
して例えば弗酸等によるエッチングを行うことにより、
SiO2 膜107の露出面を除去し、p型GaN層10
6の表面を露出させる(図6参照)。Subsequently, a resist film 109 is formed on the SiO 2 film.
It is formed on a part of the surface of the film 107 and the side surface of each of the layers 101 to 106. Then, using this resist film 109 as a mask, etching is performed using, for example, hydrofluoric acid,
The exposed surface of the SiO 2 film 107 is removed, and the p-type GaN layer 10 is removed.
The surface of 6 is exposed (see FIG. 6).
【0032】その後、SiO2 膜107およびレジス
ト膜109をマスクとしたイオン注入により、半導体層
103〜106およびN型GaN層102の表面近傍
に、Gaイオンを注入する(図7参照、本発明の「第1
の工程」に相当する)。このとき、例えば、加速電圧を
400kV、ドーズ量を1×1016とする。これによ
り、GaイオンをN型GaN層102の表面から0.2
μmの深さまで到達させることができる。図7には、イ
オン注入111を斜線で示した。ここで、イオン注入に
よる到達深さの精度は±0.1μm程度なので、十分に
精度よくGaイオンの到達深さを制御することができ
る。After that, Ga ions are implanted near the surfaces of the semiconductor layers 103 to 106 and the N-type GaN layer 102 by ion implantation using the SiO 2 film 107 and the resist film 109 as a mask (see FIG. 7, the present invention. "First
Process)). At this time, for example, the acceleration voltage is 400 kV and the dose amount is 1 × 10 16 . As a result, Ga ions are removed from the surface of the N-type GaN layer 102 by 0.2
It is possible to reach a depth of μm. In FIG. 7, the ion implantation 111 is shown by hatching. Here, since the accuracy of the arrival depth by ion implantation is about ± 0.1 μm, the arrival depth of Ga ions can be controlled with sufficient accuracy.
【0033】次に、SiO2 膜107およびレジスト
膜109のパターンをマスクとしたエッチングを行う、
これにより、半導体層102〜106のうち上述の工程
でGaイオンを注入した領域を除去することができる
(図8参照、本発明の「第2の工程」に相当する)。Next, etching is performed using the patterns of the SiO 2 film 107 and the resist film 109 as a mask.
This makes it possible to remove the region of the semiconductor layers 102 to 106 into which Ga ions have been implanted in the above steps (see FIG. 8, which corresponds to the “second step” of the present invention).
【0034】このときのエッチング方法としては、例え
ば200℃の燐酸を用いたウエットエッチングを使用す
ることができる。この場合のエッチングレートは、各半
導体層102〜106で実質的に同じであり、約60n
m/minであった。As the etching method at this time, for example, wet etching using phosphoric acid at 200 ° C. can be used. The etching rate in this case is substantially the same for each of the semiconductor layers 102 to 106, and is about 60 n.
It was m / min.
【0035】また、上述のように、イオン注入法を用い
た場合には到達深さの精度が非常に優れているので、N
型GaN層102の面出しを確実に行うことができ、n
型Aly Ga1-y N層102のエッチング領域が完全に
はエッチングされずに残ってしまうといった不都合は生
じ難い。Further, as described above, when the ion implantation method is used, the accuracy of the reaching depth is very excellent, so N
The surface of the n-type GaN layer 102 can be reliably obtained, and n
Inconvenience hardly occurs such etching region type Al y Ga 1-y N layer 102 is in the fully may remain without being etched.
【0036】そして、SiO2 膜107およびレジスト
膜109を除去することにより、GaNバッファ層10
02、n型GaN層1003、n型Aly Ga1-y Nク
ラッド層1004、Inz Ga1-z N活性層1005、
p型Aly Ga1-y Nクラッド層1006およびp型G
aN層1007からなる積層構造を得ることができる
(図9参照)。Then, the GaN buffer layer 10 is removed by removing the SiO 2 film 107 and the resist film 109.
02, n-type GaN layer 1003, n-type Al y Ga 1-y N clad layer 1004, In z Ga 1-z N active layer 1005,
p-type Al y Ga 1-y N cladding layer 1006 and p-type G
A laminated structure including the aN layer 1007 can be obtained (see FIG. 9).
【0037】最後に、通常の堆積技術やパターニング
技術等を用いてn型GaN層1003の露出面にAl/
Ti層1008を形成し、さらに、同様の技術によって
p型GaN層1007の表面にAu/Ni層1009を
形成することにより、図10に示したような発光素子を
得ることができる。Finally, Al / is formed on the exposed surface of the n-type GaN layer 1003 by using a normal deposition technique or patterning technique.
By forming the Ti layer 1008 and further forming the Au / Ni layer 1009 on the surface of the p-type GaN layer 1007 by the same technique, the light emitting device as shown in FIG. 10 can be obtained.
【0038】このように、本実施形態の製造方法によれ
ば、各半導体層101〜106に予めGaイオンを注入
することにより(上記工程および)、これらの半導
体層101〜106のエッチングレートを均一化するこ
とができるので、エッチング条件の設定を容易にするこ
とができる。したがって、従来のような、エッチングが
進行し過ぎて発光効率が低下してしまったり電気抵抗が
大きくなってしまったりするといった不都合や、逆にエ
ッチングの不足によりn型Aly Ga1-y N層102の
エッチング領域が完全にはエッチングされずに残ってし
まうといった不都合を、回避することができる。As described above, according to the manufacturing method of this embodiment, Ga ions are preliminarily implanted into each of the semiconductor layers 101 to 106 (the above steps and) so that the etching rates of these semiconductor layers 101 to 106 are uniform. Therefore, the etching conditions can be easily set. Therefore, as in the conventional case, the etching progresses too much to lower the light emission efficiency or increase the electric resistance, and conversely, due to lack of etching, the n-type Al y Ga 1-y N layer is formed. It is possible to avoid the disadvantage that the etching region of 102 is not completely etched and remains.
【0039】特に、イオン注入法を用いることにより、
到達深さの精度が非常に高くすることができるので、こ
れらの効果が顕著となる。Particularly, by using the ion implantation method,
Since the accuracy of the reaching depth can be made very high, these effects become remarkable.
【0040】さらに、GaN系の半導体層101〜10
6に対してGaイオンを導入することとしているので、
完成後の発光素子にイオン種が残留したとしても悪影響
を及ぼすおそれはない。但し、他のイオン種を用いて
も、本発明の効果を得ることができるのは、もちろんで
ある。Furthermore, GaN-based semiconductor layers 101 to 10
Since Ga ions are introduced into 6,
Even if the ionic species remain in the completed light emitting element, there is no possibility of adverse effects. However, it is needless to say that the effect of the present invention can be obtained by using other ionic species.
【0041】なお、本実施形態では、本発明をGaN系
発光素子に適用した場合について説明したが、複数種類
の半導体層に同時にエッチングを施す工程を有するもの
であれば、例えば他のGa化合物系半導体装置やシリコ
ン半導体装置等の、他の半導体積層構造にも適用できる
ことはもちろんである。In the present embodiment, the case where the present invention is applied to a GaN-based light emitting element has been described. However, as long as it has a step of simultaneously etching a plurality of types of semiconductor layers, for example, another Ga compound-based material is used. Of course, it can be applied to other semiconductor laminated structures such as semiconductor devices and silicon semiconductor devices.
【0042】また、マスクパターンの形成方法やエッチ
ング方法等も限定されるものではない。The method for forming the mask pattern, the etching method, etc. are not limited.
【0043】[0043]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、積層構造を構成する各半導体層のエッチングレー
トのばらつきを低減させることができる半導体装置の製
造方法を提供することができる。As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of reducing variations in etching rate of each semiconductor layer constituting a laminated structure.
【図1】本発明の一実施形態による半導体装置の製造方
法を説明するための工程断面図である。FIG. 1 is a process sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施形態による半導体装置の製造方
法を説明するための工程断面図である。FIG. 2 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施形態による半導体装置の製造方
法を説明するための工程断面図である。FIG. 3 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施形態による半導体装置の製造方
法を説明するための工程断面図である。FIG. 4 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施形態による半導体装置の製造方
法を説明するための工程断面図である。FIG. 5 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施形態による半導体装置の製造方
法を説明するための工程断面図である。FIG. 6 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
【図7】本発明の一実施形態による半導体装置の製造方
法を説明するための工程断面図である。FIG. 7 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
【図8】本発明の一実施形態による半導体装置の製造方
法を説明するための工程断面図である。FIG. 8 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
【図9】本発明の一実施形態による半導体装置の製造方
法を説明するための工程断面図である。FIG. 9 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
【図10】半導体装置の一構造例を概略的に示す断面図
である。FIG. 10 is a sectional view schematically showing a structural example of a semiconductor device.
【図11】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の工程断面図である。FIG. 11 is a process sectional view for explaining the conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図12】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の工程断面図である。FIG. 12 is a process cross-sectional view for explaining the conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図13】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の工程断面図である。FIG. 13 is a process cross-sectional view for explaining the conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図14】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の工程断面図である。FIG. 14 is a process cross-sectional view for explaining the conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図15】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の工程断面図である。FIG. 15 is a process cross-sectional view for explaining the conventional method for manufacturing a semiconductor device.
【図16】従来の半導体装置の製造方法を説明するため
の工程断面図である。FIG. 16 is a process cross-sectional view for explaining the conventional method for manufacturing a semiconductor device.
101 GaN層 102 n型GaN層 103 n型Aly Ga1-y N層 104 Inz Ga1-z N層 105 p型Aly Ga1-y N層 106 p型GaN層 107 SiO2 膜 108,109 レジスト膜 1001 サファイア基板 1002 GaNバッファ層 1003 n型GaN層 1004 n型Aly Ga1-y Nクラッド層 1005 Inz Ga1-z N活性層 1006 p型Aly Ga1-y Nクラッド層 1007 p型GaN層 1008 Al/Ti層 1009 Au/Ni層101 GaN layer 102 n-type GaN layer 103 n-type Al y Ga 1-y N layer 104 In z Ga 1-z N layer 105 p-type Al y Ga 1-y N layer 106 p-type GaN layer 107 SiO 2 film 108, 109 resist film 1001 sapphire substrate 1002 GaN buffer layer 1003 n-type GaN layer 1004 n-type Al y Ga 1-y N cladding layer 1005 In z Ga 1-z N active layer 1006 p-type Al y Ga 1-y N cladding layer 1007 p-type GaN layer 1008 Al / Ti layer 1009 Au / Ni layer
Claims (2)
を順次積層する工程と、 これらの複数種類の半導体層に同時にエッチング処理を
施すエッチング工程を有する半導体装置の製造方法にお
いて、 このエッチング工程は、 前記半導体層の一部の領域に選択的に、エッチングによ
り露出することが予定される層に達するまでイオン注入
法によりGaイオンを注入する第1の工程と、この第1
の工程で不純物が導入された領域をエッチングによって
除去する第2の工程と、 を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of sequentially laminating a plurality of types of GaN-based semiconductor layers on an insulating substrate; and an etching step of simultaneously performing an etching process on the plurality of types of semiconductor layers. Is a first step of selectively implanting Ga ions by an ion implantation method into a region of the semiconductor layer until reaching a layer that is to be exposed by etching.
A second step of removing a region into which impurities have been introduced in the step of by etching, and a method of manufacturing a semiconductor device.
数種類の半導体層がAlx Ga1-xNバッファ層、第1
導電型GaN層、第1導電型Aly Ga1-y Nクラッド
層、Inz Ga1-z N活性層、第2導電型Aly Ga
1-y Nクラッド層および第2導電型GaN層(0≦x≦
1,0≦y≦1,0≦z≦1)を含むことを特徴とする
請求項1に記載の半導体装置の製造方法。2. The substrate is a sapphire substrate, the semiconductor layers of the plurality of types are Al x Ga 1 -x N buffer layers, and
Conductivity type GaN layer, first conductivity type Al y Ga 1-y N clad layer, In z Ga 1-z N active layer, second conductivity type Al y Ga
1-y N cladding layer and second conductivity type GaN layer (0 ≦ x ≦
1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1), The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein
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JP07385596A JP3515851B2 (en) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Method for manufacturing semiconductor device |
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