JP3520919B2 - 窒化物系半導体装置の製造方法 - Google Patents
窒化物系半導体装置の製造方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
- H01L33/0066—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound
- H01L33/007—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds with a substrate not being a III-V compound comprising nitride compounds
-
- H—ELECTRICITY
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- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/45—Ohmic electrodes
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-
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- H01L29/2003—Nitride compounds
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は窒化物系半導体装置
及びその製造方法に関し、特に電極部のコンタクトに関
する。
及びその製造方法に関し、特に電極部のコンタクトに関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、窒化ガリウム（ＧａＮ）等の窒化
物結晶を用いた半導体装置が開発されており、青色ＬＥ
Ｄ等の発光素子に応用されている。
物結晶を用いた半導体装置が開発されており、青色ＬＥ
Ｄ等の発光素子に応用されている。
【０００３】図６には、従来の窒化物系半導体装置の製
造処理フローチャートが示されている。まず、サファイ
ア基板にｎ型ＧａＮ層を形成し（Ｓ１０１）、ｎ型Ｇａ
Ｎ層上にＧａＮ系発光層を形成する（Ｓ１０２）。Ｇａ
Ｎ系発光層としては、ＩｎＧａＮ層などが用いられる。
そして、ＧａＮ系発光層層にｐ型ＧａＮ層を形成する
（Ｓ１０３）。ＧａＮ層や発光層はＭＯＣＶＤ法で形成
することが出来る。
造処理フローチャートが示されている。まず、サファイ
ア基板にｎ型ＧａＮ層を形成し（Ｓ１０１）、ｎ型Ｇａ
Ｎ層上にＧａＮ系発光層を形成する（Ｓ１０２）。Ｇａ
Ｎ系発光層としては、ＩｎＧａＮ層などが用いられる。
そして、ＧａＮ系発光層層にｐ型ＧａＮ層を形成する
（Ｓ１０３）。ＧａＮ層や発光層はＭＯＣＶＤ法で形成
することが出来る。
【０００４】次に、ｎ型ＧａＮ層を露出するように発光
層及びｐ型ＧａＮ層をエッチングする（Ｓ１０４）。こ
のエッチングは、通常ＲＩＥ（反応性イオンエッチン
グ）が用いられ、エッチングガスを導入しながらＲＦを
供給してプラズマを発生させエッチングを行う。エッチ
ングガスとしては、Ｃｌ2ガスやＢＣｌ3と水素の混合ガ
ス、あるいはＢＣｌ3と窒素ガスの混合ガスが用いられ
る。
層及びｐ型ＧａＮ層をエッチングする（Ｓ１０４）。こ
のエッチングは、通常ＲＩＥ（反応性イオンエッチン
グ）が用いられ、エッチングガスを導入しながらＲＦを
供給してプラズマを発生させエッチングを行う。エッチ
ングガスとしては、Ｃｌ2ガスやＢＣｌ3と水素の混合ガ
ス、あるいはＢＣｌ3と窒素ガスの混合ガスが用いられ
る。
【０００５】発光層及びｐ型ＧａＮ層の一部をエッチン
グしてｎ型ＧａＮ層の表面を露出させた後、ｐ型ＧａＮ
層上にｐ型電極を形成し（Ｓ１０５）、さらに露出させ
たｎ型ＧａＮ層上にｎ型電極を形成する（Ｓ１０６）。
グしてｎ型ＧａＮ層の表面を露出させた後、ｐ型ＧａＮ
層上にｐ型電極を形成し（Ｓ１０５）、さらに露出させ
たｎ型ＧａＮ層上にｎ型電極を形成する（Ｓ１０６）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、サファイ
アなどの絶縁基板上に発光素子などのデバイス構造を形
成するためには、ｐｎ電極を同一面に形成する必要があ
り、このため形成した層の一部をエッチング除去する必
要が生じるが、エッチングガスとしてＣｌ2を用いると
エッチングマスク材料として好適なフォトレジストを固
化して剥離を困難にするという問題があった。
アなどの絶縁基板上に発光素子などのデバイス構造を形
成するためには、ｐｎ電極を同一面に形成する必要があ
り、このため形成した層の一部をエッチング除去する必
要が生じるが、エッチングガスとしてＣｌ2を用いると
エッチングマスク材料として好適なフォトレジストを固
化して剥離を困難にするという問題があった。
【０００７】一方、エッチングガスとしてＢＣｌ3を含
むガスを用いると、ｎ型ＧａＮ層上にｎ型のオーミック
電極を形成してもオーミックコンタクトが得られない問
題があった。
むガスを用いると、ｎ型ＧａＮ層上にｎ型のオーミック
電極を形成してもオーミックコンタクトが得られない問
題があった。
【０００８】図７には、ＢＣｌ3を含むガスでエッチン
グをしていないｎ型ＧａＮ層上にＴｉ／Ａｌ電極を形成
した場合と、ＢＣｌ3を含むガスでエッチングしたｎ型
ＧａＮ層上にＴｉ／Ａｌ電極を形成した場合の電流−電
圧特性が示されている。図において、横軸は印加電圧
（Ｖ）であり、縦軸は電流（ｍＡ）である。ＢＣｌ3を
含むガスでエッチングしない場合には印加電圧に応じて
直線的に電流が流れる特性であるが、ＢＣｌ3を含むガ
スでエッチングした場合には７Ｖ以上の電圧を印加しな
いと電流が流れず、発光効率が低下してしまう。
グをしていないｎ型ＧａＮ層上にＴｉ／Ａｌ電極を形成
した場合と、ＢＣｌ3を含むガスでエッチングしたｎ型
ＧａＮ層上にＴｉ／Ａｌ電極を形成した場合の電流−電
圧特性が示されている。図において、横軸は印加電圧
（Ｖ）であり、縦軸は電流（ｍＡ）である。ＢＣｌ3を
含むガスでエッチングしない場合には印加電圧に応じて
直線的に電流が流れる特性であるが、ＢＣｌ3を含むガ
スでエッチングした場合には７Ｖ以上の電圧を印加しな
いと電流が流れず、発光効率が低下してしまう。
【０００９】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
みなされたものであり、その目的は、エッチングにより
露出させたＧａＮ層と電極との間にオーミックコンタク
トを形成することが出来る方法及び装置を提供すること
にある。
みなされたものであり、その目的は、エッチングにより
露出させたＧａＮ層と電極との間にオーミックコンタク
トを形成することが出来る方法及び装置を提供すること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、基板上に導電型の互いに異なるＧａＮ層
を形成するステップと、前記ＧａＮ層の表面の一部を露
出させるエッチングステップと、露出した前記ＧａＮ層
の表面に電極を形成するステップとを有する窒化物系半
導体装置の製造方法であって、前記エッチングステップ
は、Ｂを含むガスを用いて反応性イオンエッチング（Ｒ
ＩＥ）する第１エッチングステップと、Ｂを含まないガ
スを用いて反応性イオンエッチングする第２エッチング
ステップとを有することを特徴とする。
に、本発明は、基板上に導電型の互いに異なるＧａＮ層
を形成するステップと、前記ＧａＮ層の表面の一部を露
出させるエッチングステップと、露出した前記ＧａＮ層
の表面に電極を形成するステップとを有する窒化物系半
導体装置の製造方法であって、前記エッチングステップ
は、Ｂを含むガスを用いて反応性イオンエッチング（Ｒ
ＩＥ）する第１エッチングステップと、Ｂを含まないガ
スを用いて反応性イオンエッチングする第２エッチング
ステップとを有することを特徴とする。
【００１１】ここで、前記Ｂを含むガスはＢＣｌ3を含
むガスであり、前記Ｂを含まないガスはＣｌ2を含むガ
スとすることができる。
むガスであり、前記Ｂを含まないガスはＣｌ2を含むガ
スとすることができる。
【００１２】本方法において、前記第１エッチングステ
ップにおけるＲＦパワーは、前記第２エッチングステッ
プにおけるＲＦパワーよりも大とすることが好適であ
る。
ップにおけるＲＦパワーは、前記第２エッチングステッ
プにおけるＲＦパワーよりも大とすることが好適であ
る。
【００１３】また、本方法において、前記第２エッチン
グステップにおけるエッチング深さは１０ｎｍ以上、よ
り好ましくは２０ｎｍ以上とすることができ、例えば略
５０ｎｍとすることができる。
グステップにおけるエッチング深さは１０ｎｍ以上、よ
り好ましくは２０ｎｍ以上とすることができ、例えば略
５０ｎｍとすることができる。
【００１４】このように、本発明の窒化物系半導体装置
の製造方法では、Ｂを含むガス、例えばＢＣｌ3で反応
性イオンエッチング（ＲＩＥ）することによりＧａＮ層
の表面の一部を露出させ、次いでＢを含まないガス、例
えばＣｌ2で反応性イオンエッチングすることによりＧ
ａＮ層表面のＢ汚染層を除去し、オーミックコンタクト
を実現する。
の製造方法では、Ｂを含むガス、例えばＢＣｌ3で反応
性イオンエッチング（ＲＩＥ）することによりＧａＮ層
の表面の一部を露出させ、次いでＢを含まないガス、例
えばＣｌ2で反応性イオンエッチングすることによりＧ
ａＮ層表面のＢ汚染層を除去し、オーミックコンタクト
を実現する。
【００１５】図３には、ＧａＮ層をＢＣｌ3ガスで反応
性イオンエッチングし、その上にＴｉ／Ａｌコンタクト
層を形成した試料のＳＩＭＳ（２次イオン質量分析計）
結果が示されている。図において、横軸は時間（秒）で
あり、これは表面（Ｔｉ／Ａｌ面）からの深さを示して
いる。電極材料のＴｉ／Ａｌと半導体層のＧａＮ層との
界面にＢが存在していることが分かる。すなわち、ＢＣ
ｌ3でＧａＮ層をエッチングする際に、その表面がＢで
汚染され、この汚染層がＧａＮ層と電極材料との電気伝
導を阻害していることになる。
性イオンエッチングし、その上にＴｉ／Ａｌコンタクト
層を形成した試料のＳＩＭＳ（２次イオン質量分析計）
結果が示されている。図において、横軸は時間（秒）で
あり、これは表面（Ｔｉ／Ａｌ面）からの深さを示して
いる。電極材料のＴｉ／Ａｌと半導体層のＧａＮ層との
界面にＢが存在していることが分かる。すなわち、ＢＣ
ｌ3でＧａＮ層をエッチングする際に、その表面がＢで
汚染され、この汚染層がＧａＮ層と電極材料との電気伝
導を阻害していることになる。
【００１６】そこで、本発明では、Ｂを含まないガスで
さらにＧａＮ層の表面をエッチングすることによりＢ汚
染層を除去し、電気伝導を確保するものである。
さらにＧａＮ層の表面をエッチングすることによりＢ汚
染層を除去し、電気伝導を確保するものである。
【００１７】図４には、ＧａＮ層をＢＣｌ3ガスで反応
性イオンエッチングし、さらにＣｌ2で反応性イオンエ
ッチングした後にＴｉ／Ａｌコンタクト層を形成した試
料のＳＩＭＳ結果が示されている。図３と比較して、電
極材料のＴｉ／Ａｌと半導体層のＧａＮ層との界面にＢ
が実質的に存在していない（無視できる程度の存在量）
ことが分かる。
性イオンエッチングし、さらにＣｌ2で反応性イオンエ
ッチングした後にＴｉ／Ａｌコンタクト層を形成した試
料のＳＩＭＳ結果が示されている。図３と比較して、電
極材料のＴｉ／Ａｌと半導体層のＧａＮ層との界面にＢ
が実質的に存在していない（無視できる程度の存在量）
ことが分かる。
【００１８】本発明では、第１エッチングステップでＧ
ａＮ層を露出させ、第２エッチングステップでＧａＮ層
表面のＢ汚染層を除去するため、第２段のエッチングで
はＢ汚染層を除去するに必要十分なＲＦパワーで良く、
第１段のＲＦパワー＞第２段のＲＦパワーとすることが
できる。また、第２段のエッチングでは、ＧａＮ層を露
出させるために用いられるフォトレジストにダメージを
与えない程度とすることが望ましく、また、Ｂ汚染層を
超えて深くエッチングする必要もないことから、エッチ
ング深さは１０ｎｍ以上、より好ましくは２０ｎｍ以上
で例えば１００ｎｍ以下とし、略５０ｎｍとすることが
望ましい。
ａＮ層を露出させ、第２エッチングステップでＧａＮ層
表面のＢ汚染層を除去するため、第２段のエッチングで
はＢ汚染層を除去するに必要十分なＲＦパワーで良く、
第１段のＲＦパワー＞第２段のＲＦパワーとすることが
できる。また、第２段のエッチングでは、ＧａＮ層を露
出させるために用いられるフォトレジストにダメージを
与えない程度とすることが望ましく、また、Ｂ汚染層を
超えて深くエッチングする必要もないことから、エッチ
ング深さは１０ｎｍ以上、より好ましくは２０ｎｍ以上
で例えば１００ｎｍ以下とし、略５０ｎｍとすることが
望ましい。
【００１９】また、本発明は、基板と、前記基板上に形
成されたｎ型ＧａＮ層と、前記ｎ型ＧａＮ層上に形成さ
れたｐ型ＧａＮ層と、前記ｎ型ＧａＮ層上に形成された
ｎ型電極と、前記ｐ型ＧａＮ層上に形成されたｐ型電極
とを有する窒化物系半導体装置において、前記ｎ型Ｇａ
Ｎ層と前記ｎ型電極との間に実質的にＢが介在しないこ
とを特徴とする。ここで、実質的にＢが存在しないと
は、無視できる程度の存在量という意味であり、必ずし
も存在がゼロであることを意味しないことは言うまでも
ない。また、ｎ型ＧａＮ層あるいはｐ型ＧａＮ層には、
ＧａＮのみでなく、ＧａＮを含む層、例えばＡｌＧａＮ
層も含まれる。
成されたｎ型ＧａＮ層と、前記ｎ型ＧａＮ層上に形成さ
れたｐ型ＧａＮ層と、前記ｎ型ＧａＮ層上に形成された
ｎ型電極と、前記ｐ型ＧａＮ層上に形成されたｐ型電極
とを有する窒化物系半導体装置において、前記ｎ型Ｇａ
Ｎ層と前記ｎ型電極との間に実質的にＢが介在しないこ
とを特徴とする。ここで、実質的にＢが存在しないと
は、無視できる程度の存在量という意味であり、必ずし
も存在がゼロであることを意味しないことは言うまでも
ない。また、ｎ型ＧａＮ層あるいはｐ型ＧａＮ層には、
ＧａＮのみでなく、ＧａＮを含む層、例えばＡｌＧａＮ
層も含まれる。
【００２０】本装置において、前記ｎ型ＧａＮ層と前記
ｐ型ＧａＮ層との間にＧａＮ系発光層を形成して発光素
子として機能することもできる。
ｐ型ＧａＮ層との間にＧａＮ系発光層を形成して発光素
子として機能することもできる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について、発光素子を例にとり説明する。
形態について、発光素子を例にとり説明する。
【００２２】図１には、本実施形態に係る発光素子の製
造方法フローチャートが示されており、図２には本実施
形態の製造方法により製造される発光素子が示されてい
る。図１において、Ｓ２０１〜Ｓ２０３の処理は、図６
に示された従来の製造方法のＳ１０１〜Ｓ１０３と同様
であり、サファイア基板上にｎ−ＧａＮ層を形成し（Ｓ
２０１）、次にＧａＮ系発光層を形成する（Ｓ２０
２）。そして、ＧａＮ系発光層上にｐ−ＧａＮ層を形成
する（Ｓ２０３）。これらの層は、ＭＯＣＶＤ法で成長
させることができる。図２（ａ）のタイプの発光素子で
は、サファイア基板１０上にｎ−ＧａＮ層としてＧａＮ
バッファ層１２をまず形成し、次にｎ−ＧａＮ層１４及
びｎ−ＡｌＧａＮ層１５を形成している。また、ＧａＮ
系発光層としてＩｎＧａＮ／ＧａＮのＭＱＷ（多層量子
井戸）層１６を形成し、ｐ−ＧａＮ層としてｐ−ＡｌＧ
ａＮ層１８及びｐ−ＧａＮ層２０を形成している。一
方、図２（ｂ）のタイプの発光素子では、サファイア基
板１０上にｎ−ＧａＮ層としてｎ−ＧａＮ層１４を形成
し、ＧａＮ系発光層としてｎ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮのＭ
ＱＷ層１７とｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮのＭＱＷ層１９を
形成している。ｐ−ＧａＮ層はｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮ
のＭＱＷ層１９が兼用している。
造方法フローチャートが示されており、図２には本実施
形態の製造方法により製造される発光素子が示されてい
る。図１において、Ｓ２０１〜Ｓ２０３の処理は、図６
に示された従来の製造方法のＳ１０１〜Ｓ１０３と同様
であり、サファイア基板上にｎ−ＧａＮ層を形成し（Ｓ
２０１）、次にＧａＮ系発光層を形成する（Ｓ２０
２）。そして、ＧａＮ系発光層上にｐ−ＧａＮ層を形成
する（Ｓ２０３）。これらの層は、ＭＯＣＶＤ法で成長
させることができる。図２（ａ）のタイプの発光素子で
は、サファイア基板１０上にｎ−ＧａＮ層としてＧａＮ
バッファ層１２をまず形成し、次にｎ−ＧａＮ層１４及
びｎ−ＡｌＧａＮ層１５を形成している。また、ＧａＮ
系発光層としてＩｎＧａＮ／ＧａＮのＭＱＷ（多層量子
井戸）層１６を形成し、ｐ−ＧａＮ層としてｐ−ＡｌＧ
ａＮ層１８及びｐ−ＧａＮ層２０を形成している。一
方、図２（ｂ）のタイプの発光素子では、サファイア基
板１０上にｎ−ＧａＮ層としてｎ−ＧａＮ層１４を形成
し、ＧａＮ系発光層としてｎ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮのＭ
ＱＷ層１７とｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮのＭＱＷ層１９を
形成している。ｐ−ＧａＮ層はｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮ
のＭＱＷ層１９が兼用している。
【００２３】ｐ−ＧａＮ層を形成した後、ｎ−ＧａＮ層
の一部を露出するエッチングを行うが、本実施形態では
このエッチング工程が２段階から構成される。すなわ
ち、第１段がＢＣｌ3ガスによるＲＩＥであり（Ｓ２０
４−１）、第２段がＢＣｌ3を含まないガス、具体的に
はＣｌ2ガスによるＲＩＥである（Ｓ２０４−２）。上
述したように、Ｂ（ボロン）を含むガスでエッチングす
ると、ｎ−ＧａＮ層の表面にＢが残留し、このＢの汚染
層によりｎ−ＧａＮ層と電極材料との電気伝導を阻害す
る。
の一部を露出するエッチングを行うが、本実施形態では
このエッチング工程が２段階から構成される。すなわ
ち、第１段がＢＣｌ3ガスによるＲＩＥであり（Ｓ２０
４−１）、第２段がＢＣｌ3を含まないガス、具体的に
はＣｌ2ガスによるＲＩＥである（Ｓ２０４−２）。上
述したように、Ｂ（ボロン）を含むガスでエッチングす
ると、ｎ−ＧａＮ層の表面にＢが残留し、このＢの汚染
層によりｎ−ＧａＮ層と電極材料との電気伝導を阻害す
る。
【００２４】そこで、第１段のＢＣｌ3ガスによるＲＩ
Ｅでｎ−ＧａＮ層の一部を露出させるまでエッチングを
行った後、フォトレジストに悪影響を及ぼさない程度の
条件でＣｌ2によるエッチングを行うことで、ｎ−Ｇａ
Ｎ層表面のＢ汚染層を除去することができる。具体的な
エッチング条件としては、ＢＣｌ3ガスによりＲＦ２５
０Ｗ、３Ｐａで第１段のエッチングを行い、Ｃｌ2ガス
によりＲＦ２５Ｗ、１５Ｐａで５０ｎｍ程度のエッチン
グを行えばよい。
Ｅでｎ−ＧａＮ層の一部を露出させるまでエッチングを
行った後、フォトレジストに悪影響を及ぼさない程度の
条件でＣｌ2によるエッチングを行うことで、ｎ−Ｇａ
Ｎ層表面のＢ汚染層を除去することができる。具体的な
エッチング条件としては、ＢＣｌ3ガスによりＲＦ２５
０Ｗ、３Ｐａで第１段のエッチングを行い、Ｃｌ2ガス
によりＲＦ２５Ｗ、１５Ｐａで５０ｎｍ程度のエッチン
グを行えばよい。
【００２５】２段階のエッチングを行ってｎ−ＧａＮ層
の一部を露出させた後、ｐ−ＧａＮ層上にｐ電極を形成
し（Ｓ２０５）、露出させたｎ−ＧａＮ層上にｎ電極を
形成する（Ｓ２０６）。図２（ａ）の発光素子では、ｐ
電極としてｐ−ＧａＮ層２０上にＮｉ／Ａｕのコンタク
ト層２２及びＡｕパッド２８を形成し、ｎ電極としてｎ
−ＧａＮ層１４上にＴｉ／Ａｌコンタクト層２４を形成
している。なお、コンタクト層を形成した後、ＳｉＯ2
層２６で保護している。また、図２（ｂ）ではｐ電極と
してｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮＭＱＷ１９上にＮｉ／Ａｕ
コンタクト層２２及びＡｕパッド２８を形成し、ｎ電極
としてｎ−ＧａＮ層１４上にＴｉ／Ａｌコンタクト層２
４を形成している。図２（ａ）、（ｂ）のいずれにおい
ても、ｎ−ＧａＮ層１４の一部を露出させるために、Ｂ
ｃｌ3ガスによるエッチングとＣｌ2ガスによるエッチン
グを組み合わせているため、ｎ−ＧａＮ層１４とＴｉ／
Ａｌコンタクト層２４との界面のＢ汚染層は除去されて
おり、Ｂは存在せず、あるいは存在したとしても実質的
に無視できる程度に軽減されている。
の一部を露出させた後、ｐ−ＧａＮ層上にｐ電極を形成
し（Ｓ２０５）、露出させたｎ−ＧａＮ層上にｎ電極を
形成する（Ｓ２０６）。図２（ａ）の発光素子では、ｐ
電極としてｐ−ＧａＮ層２０上にＮｉ／Ａｕのコンタク
ト層２２及びＡｕパッド２８を形成し、ｎ電極としてｎ
−ＧａＮ層１４上にＴｉ／Ａｌコンタクト層２４を形成
している。なお、コンタクト層を形成した後、ＳｉＯ2
層２６で保護している。また、図２（ｂ）ではｐ電極と
してｐ−ＡｌＧａＮ／ＧａＮＭＱＷ１９上にＮｉ／Ａｕ
コンタクト層２２及びＡｕパッド２８を形成し、ｎ電極
としてｎ−ＧａＮ層１４上にＴｉ／Ａｌコンタクト層２
４を形成している。図２（ａ）、（ｂ）のいずれにおい
ても、ｎ−ＧａＮ層１４の一部を露出させるために、Ｂ
ｃｌ3ガスによるエッチングとＣｌ2ガスによるエッチン
グを組み合わせているため、ｎ−ＧａＮ層１４とＴｉ／
Ａｌコンタクト層２４との界面のＢ汚染層は除去されて
おり、Ｂは存在せず、あるいは存在したとしても実質的
に無視できる程度に軽減されている。
【００２６】図５には、本実施形態の方法により発光素
子を製造した場合の電流−電圧特性が示されている。図
において、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は電流（ｍＡ）であ
り、比較のため、ＢＣｌ3によるエッチングを行わずに
ｎ−ＧａＮ層上にＴｉ／Ａｌコンタクト層を形成した場
合（図中「エッチングなし」）と、ＢＣｌ3によるエッ
チングのみを行ってｎ−ＧａＮ層上にＴｉ／Ａｌコンタ
クト層を形成した場合（図中「従来」）も併せて示され
ている。図より、本実施形態の２段階エッチングによ
り、エッチングしない場合と同程度の電圧−電流の線形
関係が得られることが分かる。
子を製造した場合の電流−電圧特性が示されている。図
において、横軸は電圧（Ｖ）、縦軸は電流（ｍＡ）であ
り、比較のため、ＢＣｌ3によるエッチングを行わずに
ｎ−ＧａＮ層上にＴｉ／Ａｌコンタクト層を形成した場
合（図中「エッチングなし」）と、ＢＣｌ3によるエッ
チングのみを行ってｎ−ＧａＮ層上にＴｉ／Ａｌコンタ
クト層を形成した場合（図中「従来」）も併せて示され
ている。図より、本実施形態の２段階エッチングによ
り、エッチングしない場合と同程度の電圧−電流の線形
関係が得られることが分かる。
【００２７】なお、本実施形態の２段階エッチングにお
いて、第１段のＢＣｌ3ガスによるエッチングはＲＦの
パワーを増大させて大きなエッチング速度で生産効率を
上げ、第２段のＣｌ2ガスによるエッチングは汚染層を
除去することが目的であるためフォトレジストに影響を
与えない程度のＲＦパワーと時間を選択する必要があ
る。本願出願人は、種々検討した結果、第２段のエッチ
ング深さは１０ｎｍ以上、より好ましくは２０ｎｍ以
上、さらに好ましくは５０ｎｍ以上必要であることが分
かった。ここで、必要以上にエッチングを行うと時間を
無駄にするだけでなくフォトレジストが変質して除去が
困難になる。最適なエッチング深さとしては、例えば５
０ｎｍに設定することができる。
いて、第１段のＢＣｌ3ガスによるエッチングはＲＦの
パワーを増大させて大きなエッチング速度で生産効率を
上げ、第２段のＣｌ2ガスによるエッチングは汚染層を
除去することが目的であるためフォトレジストに影響を
与えない程度のＲＦパワーと時間を選択する必要があ
る。本願出願人は、種々検討した結果、第２段のエッチ
ング深さは１０ｎｍ以上、より好ましくは２０ｎｍ以
上、さらに好ましくは５０ｎｍ以上必要であることが分
かった。ここで、必要以上にエッチングを行うと時間を
無駄にするだけでなくフォトレジストが変質して除去が
困難になる。最適なエッチング深さとしては、例えば５
０ｎｍに設定することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体層と電極材料とのオーミックコンタクトを実現
し、素子特性を向上させることができる。
半導体層と電極材料とのオーミックコンタクトを実現
し、素子特性を向上させることができる。
【図１】 実施形態の製造方法を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図２】 実施形態の発光素子の構成説明図である。
【図３】 ＢＣｌ3ガスによるＲＩＥ後のＳＩＭＳ（２
次イオン質量分析計）結果を示すグラフ図である。
次イオン質量分析計）結果を示すグラフ図である。
【図４】 ２段階エッチングによるＲＩＥ後のＳＩＭＳ
結果を示すグラフ図である。
結果を示すグラフ図である。
【図５】 実施形態の電圧−電流特性グラフ図である。
【図６】 従来の製造方法を示すフローチャートであ
る。
る。
【図７】 従来の電圧−電流特性グラフ図である。
１０ サファイア基板、１４ ｎ−ＧａＮ層、２０ ｐ
−ＧａＮ層、２４ Ｔｉ／Ａｌコンタクト層。
−ＧａＮ層、２４ Ｔｉ／Ａｌコンタクト層。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−129930（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−225302（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−242576（ＪＰ，Ａ)
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ｏｆ ＧａＮ ｕｓｉｎｇ ＢＣ13,
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅ
ｔｔｅｒｓ，Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｎｓ
ｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈｙｃｓ，1994
年 ２月14日，Ｖｏｌ．64／Ｎｏ．７,
887−888
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/3065
H01L 21/28 301
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上に導電型の互いに異なるＧａＮ層
を形成するステップと、 前記ＧａＮ層の表面の一部を露出させるエッチングステ
ップと、 露出した前記ＧａＮ層の表面に電極を形成するステップ
と、 を有する窒化物系半導体装置の製造方法であって、 前記エッチングステップは、 ボロンを含むガスを用いて反応性イオンエッチングする
第１エッチングステップと、 ボロンを含まないガスを用いて反応性イオンエッチング
する第２エッチングステップと、 を有し、 前記ボロンを含むガスはＢＣｌ3を含むガスであり、 前記ボロンを含まないガスはＣｌ2を含むガスであり、 前記第１エッチングステップにおけるＲＦパワーは、前
記第２エッチングステップにおけるＲＦパワーよりも大
であることを特徴とする窒化物系半導体装置の製造方
法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、 前記第２エッチングステップにおけるエッチング深さは
１０ｎｍ以上であることを特徴とする窒化物系半導体装
置の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の方法において、 前記第２エッチングステップにおけるエッチング深さは
２０ｎｍ以上であることを特徴とする窒化物系半導体装
置の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の方法において、 前記第２エッチングステップにおけるエッチング深さは
略５０ｎｍであることを特徴とする窒化物系半導体装置
の製造方法。
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| JPS61108176A (ja) | 1984-11-01 | 1986-05-26 | Fuji Electric Co Ltd | 粗面化方法 |
| US4985113A (en) * | 1989-03-10 | 1991-01-15 | Hitachi, Ltd. | Sample treating method and apparatus |
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| JPH08222797A (ja) | 1995-01-17 | 1996-08-30 | Hewlett Packard Co <Hp> | 半導体装置およびその製造方法 |
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