JP3529950B2 - ３族窒化物半導体のドライエッチング方法及び素子 - Google Patents
３族窒化物半導体のドライエッチング方法及び素子Info
- Publication number
- JP3529950B2 JP3529950B2 JP20299896A JP20299896A JP3529950B2 JP 3529950 B2 JP3529950 B2 JP 3529950B2 JP 20299896 A JP20299896 A JP 20299896A JP 20299896 A JP20299896 A JP 20299896A JP 3529950 B2 JP3529950 B2 JP 3529950B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group iii
- nitride semiconductor
- iii nitride
- mask
- dry etching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３族窒化物半導体
のドライエッチング方法、特に、非エッチング面とエッ
チング面とに段差部を介して連続的に保護膜又は金属膜
を形成するのに適したエッチング方法に関する。
のドライエッチング方法、特に、非エッチング面とエッ
チング面とに段差部を介して連続的に保護膜又は金属膜
を形成するのに適したエッチング方法に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、３族窒化物半導体を用いた青色発光
の発光素子が知られている。この発光素子では、サファ
イア基板上に主としてｎ層、発光層、ｐ層が形成されて
おり、ｎ層の一部を露出させてｎ層に対する電極を形成
している。そして、このｎ層の露出は、ドライエッチン
グにより行われている。
の発光素子が知られている。この発光素子では、サファ
イア基板上に主としてｎ層、発光層、ｐ層が形成されて
おり、ｎ層の一部を露出させてｎ層に対する電極を形成
している。そして、このｎ層の露出は、ドライエッチン
グにより行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ドライエッチ
ングの場合には、異方性エッチングのために、マスクに
対して垂直にエッチングが進行して、非エッチング面と
エッチング面との間の側壁面（段差壁）が垂直に形成さ
れる。このために、この側壁面を介して非エッチング面
とエッチング面とに保護膜を形成する場合に、側壁面が
垂直であるために、側壁面でこの保護膜の厚さは極めて
薄くなり、その強度は極めて弱くなる。この結果、側壁
面で保護膜の機能を十分に果たすことができないという
問題がある。
ングの場合には、異方性エッチングのために、マスクに
対して垂直にエッチングが進行して、非エッチング面と
エッチング面との間の側壁面（段差壁）が垂直に形成さ
れる。このために、この側壁面を介して非エッチング面
とエッチング面とに保護膜を形成する場合に、側壁面が
垂直であるために、側壁面でこの保護膜の厚さは極めて
薄くなり、その強度は極めて弱くなる。この結果、側壁
面で保護膜の機能を十分に果たすことができないという
問題がある。
【０００４】又、非エッチング面とエッチング面とに連
続して金属膜を形成する場合にも、同様に、側壁面で金
属膜は極めて薄くなり、その強度が極めて弱くなる。こ
の結果、金属膜は、側壁面で断線が発生し易くなるとい
う問題がある。
続して金属膜を形成する場合にも、同様に、側壁面で金
属膜は極めて薄くなり、その強度が極めて弱くなる。こ
の結果、金属膜は、側壁面で断線が発生し易くなるとい
う問題がある。
【０００５】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、その目的は、保護膜や金属膜を良好
に形成することができるためのエッチング方法を開発す
ることである。
されたものであり、その目的は、保護膜や金属膜を良好
に形成することができるためのエッチング方法を開発す
ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ドライ
エッチングすべき３族窒化物半導体の表面に、周辺部
が、縁に向かう程、肉厚が薄く形成されたテーパ状に傾
斜したマスクを形成し、そののテーパ状に傾斜したマス
クにより３族窒化物半導体をを異方性エッチングにより
ドライエッチングするようにしたので、エッチング側壁
面を９０度以下の角度で、望ましくは７０度から３０
度、更に望ましくは６０乃至４５度の範囲で傾斜させテ
ーパ状とすることができた。これにより、非エッチング
面とエッチング面とに連続して保護膜や金属膜を形成し
ても、その側壁面がテーパ状に傾斜しているので、側壁
面上においても保護膜や金属膜の十分な厚さを確保でき
るために、保護不良又は断線不良が発生することが防止
される。
エッチングすべき３族窒化物半導体の表面に、周辺部
が、縁に向かう程、肉厚が薄く形成されたテーパ状に傾
斜したマスクを形成し、そののテーパ状に傾斜したマス
クにより３族窒化物半導体をを異方性エッチングにより
ドライエッチングするようにしたので、エッチング側壁
面を９０度以下の角度で、望ましくは７０度から３０
度、更に望ましくは６０乃至４５度の範囲で傾斜させテ
ーパ状とすることができた。これにより、非エッチング
面とエッチング面とに連続して保護膜や金属膜を形成し
ても、その側壁面がテーパ状に傾斜しているので、側壁
面上においても保護膜や金属膜の十分な厚さを確保でき
るために、保護不良又は断線不良が発生することが防止
される。
【０００７】又、厚さが周辺部でテーパ状に傾斜したマ
スクは、次のようにして形成する。即ち、フォトレジス
を３族窒化物半導体の表面上に、一様に、塗布した後、
マスクとして残される部分と除去される部分の境界にお
いて、残される部分から除去される部分にかけて、徐々
に露光量が増大するようにフォトレジストを露光して、
近接露光により光の回折現象を用いて現像する（請求項
１）。この際、露光においては、フォトレジストに対す
るマスクパターンフィルムとフォトレジストとの間隔を
10〜20μｍにすると良い（請求項２）。
スクは、次のようにして形成する。即ち、フォトレジス
を３族窒化物半導体の表面上に、一様に、塗布した後、
マスクとして残される部分と除去される部分の境界にお
いて、残される部分から除去される部分にかけて、徐々
に露光量が増大するようにフォトレジストを露光して、
近接露光により光の回折現象を用いて現像する（請求項
１）。この際、露光においては、フォトレジストに対す
るマスクパターンフィルムとフォトレジストとの間隔を
10〜20μｍにすると良い（請求項２）。
【０００８】又、３族窒化物半導体のドライエッチング
のマスクを金属とする場合には、この金属を、周辺部に
おいて、厚さがテーパ状に薄くなるように形成すればよ
い。この金属マクスは、一様な厚さの金属膜を形成した
後、周辺部において厚さがテーパ状に薄くなるレジスト
マクスを形成し、このマスクにより金属膜をドライエッ
チングすることで形成することができる。
のマスクを金属とする場合には、この金属を、周辺部に
おいて、厚さがテーパ状に薄くなるように形成すればよ
い。この金属マクスは、一様な厚さの金属膜を形成した
後、周辺部において厚さがテーパ状に薄くなるレジスト
マクスを形成し、このマスクにより金属膜をドライエッ
チングすることで形成することができる。
【０００９】３族窒化物半導体として、(InxGa1-x)yAl
1-yN(0 ≦x ≦1,0 ≦y ≦1)である場合には、青色、緑
色の発光ダイオードのｎ層に対する電極面の形成、及
び、その後の保護膜を形成するためのドライエッチング
に本発明を利用することができる。
1-yN(0 ≦x ≦1,0 ≦y ≦1)である場合には、青色、緑
色の発光ダイオードのｎ層に対する電極面の形成、及
び、その後の保護膜を形成するためのドライエッチング
に本発明を利用することができる。
【００１０】
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。なお本発明は下記実施例に限定され
るものではない。図１（ａ）に示すように、GaN 層３０
の上に一様に厚さ1.5 μｍにフォトレジスト４０を塗布
する。次に、図１（ｂ）に示すように、マスク４２（マ
スクパターンフィルム）とフォトレジスト４０との間隔
を10〜20μｍにした近接露光を行う。これにより、フォ
トレジスト４０は、Ａ−Ｂ，Ｅ−Ｆの間において完全に
露光され、Ｃ−Ｄの間において全く露光されない。しか
し、Ｂ−Ｃ，Ｄ−Ｅの間は、光の回折現象のために、Ｂ
又はＥからＣ又はＤにかけて、露光量が徐々に減少す
る。この結果、フォトレジスト４０の露光部は、図１
（ｂ）の斜線部となり、その感光したフォトレジスト４
０を現像すると、図２（ａ）に示すように、周辺部を、
縁に向かう程、肉厚が薄く形成されたテーパ状に傾斜さ
せることができる。このような感光したフォトレジスト
４０は現像後、所定時間だけリンスされ、さらに、所定
時間だけポストベーク処理が行われる。
基づいて説明する。なお本発明は下記実施例に限定され
るものではない。図１（ａ）に示すように、GaN 層３０
の上に一様に厚さ1.5 μｍにフォトレジスト４０を塗布
する。次に、図１（ｂ）に示すように、マスク４２（マ
スクパターンフィルム）とフォトレジスト４０との間隔
を10〜20μｍにした近接露光を行う。これにより、フォ
トレジスト４０は、Ａ−Ｂ，Ｅ−Ｆの間において完全に
露光され、Ｃ−Ｄの間において全く露光されない。しか
し、Ｂ−Ｃ，Ｄ−Ｅの間は、光の回折現象のために、Ｂ
又はＥからＣ又はＤにかけて、露光量が徐々に減少す
る。この結果、フォトレジスト４０の露光部は、図１
（ｂ）の斜線部となり、その感光したフォトレジスト４
０を現像すると、図２（ａ）に示すように、周辺部を、
縁に向かう程、肉厚が薄く形成されたテーパ状に傾斜さ
せることができる。このような感光したフォトレジスト
４０は現像後、所定時間だけリンスされ、さらに、所定
時間だけポストベーク処理が行われる。
【００１２】次に、図２（ａ）の形状に整形されたフォ
トレジストによるマスク４３を用いて、GaN 層３０をド
ライエッチングする。このドライエッチングには、反応
性イオンビームエッチング(RIBE)が用いられた。真空度
0.04Torr、高周波電力0.44W/cm2 でBCl3ガスを10 ml/分
の割合で供給してGaN をエッチングした。このように、
異方性エッチングにより、GaN 層３０のエッチング側壁
面Ｗの水平面に対する角度θは９０度よりも小さく、側
壁面Ｗはテーパ状に傾斜した面となる。この結果、図２
（ｃ）に示すように、SiO2等で形成された保護膜４４
を、非エッチング面Ｘと側壁面Ｗとエッチング面Ｙとに
一様な厚さで連続して形成できる。この結果、保護膜４
４の側壁面Ｗ上での厚さを十分に確保でき、その部分で
の強度の低下がなく、保護膜４４の保護性能を十分に果
たすことができる。又、同様に、Au又はAl等の金属膜４
５も形成でき、金属膜４５の側壁面Ｗ上での厚さを十分
に確保でき、その部分での断線が発生することが防止さ
れる。
トレジストによるマスク４３を用いて、GaN 層３０をド
ライエッチングする。このドライエッチングには、反応
性イオンビームエッチング(RIBE)が用いられた。真空度
0.04Torr、高周波電力0.44W/cm2 でBCl3ガスを10 ml/分
の割合で供給してGaN をエッチングした。このように、
異方性エッチングにより、GaN 層３０のエッチング側壁
面Ｗの水平面に対する角度θは９０度よりも小さく、側
壁面Ｗはテーパ状に傾斜した面となる。この結果、図２
（ｃ）に示すように、SiO2等で形成された保護膜４４
を、非エッチング面Ｘと側壁面Ｗとエッチング面Ｙとに
一様な厚さで連続して形成できる。この結果、保護膜４
４の側壁面Ｗ上での厚さを十分に確保でき、その部分で
の強度の低下がなく、保護膜４４の保護性能を十分に果
たすことができる。又、同様に、Au又はAl等の金属膜４
５も形成でき、金属膜４５の側壁面Ｗ上での厚さを十分
に確保でき、その部分での断線が発生することが防止さ
れる。
【００１３】次に、このドライエッチングを発光素子の
製造に応用した実施例について説明する。図３に示す構
造の発光素子100 は、有機金属気相成長法（以下ＭＯＶ
ＰＥ）による気相成長により製造された。用いられたガ
スは、アンモニア(NH3) 、キャリアガス（H2）、トリメ
チルガリウム(Ga(CH3)3)（以下「TMG 」と記す) 、トリ
メチルアルミニウム(Al(CH3)3)（以下「TMA 」と記す)
、トリメチルインジウム(In(CH3)3)（以下「TMI 」と
記す) 、シラン(SiH4)、ジエチル亜鉛(Zn(C2H5)2)(以
下、「DEZ 」と記す) とシクロペンタジエニルマグネシ
ウム(Mg(C5H5)2)(以下「CP2Mg 」と記す）である。
製造に応用した実施例について説明する。図３に示す構
造の発光素子100 は、有機金属気相成長法（以下ＭＯＶ
ＰＥ）による気相成長により製造された。用いられたガ
スは、アンモニア(NH3) 、キャリアガス（H2）、トリメ
チルガリウム(Ga(CH3)3)（以下「TMG 」と記す) 、トリ
メチルアルミニウム(Al(CH3)3)（以下「TMA 」と記す)
、トリメチルインジウム(In(CH3)3)（以下「TMI 」と
記す) 、シラン(SiH4)、ジエチル亜鉛(Zn(C2H5)2)(以
下、「DEZ 」と記す) とシクロペンタジエニルマグネシ
ウム(Mg(C5H5)2)(以下「CP2Mg 」と記す）である。
【００１４】まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した
ａ面を主面とし、単結晶のサファイア基板１をM0VPE 装
置の反応室に載置されたサセプタに装着する。次に、常
圧でH2を流速2 liter/分で約30分間反応室に流しながら
温度1100℃でサファイア基板１をベーキングした。
ａ面を主面とし、単結晶のサファイア基板１をM0VPE 装
置の反応室に載置されたサセプタに装着する。次に、常
圧でH2を流速2 liter/分で約30分間反応室に流しながら
温度1100℃でサファイア基板１をベーキングした。
【００１５】次に、温度を 400℃まで低下させて、H2を
20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMA を 1.8×10-5
モル／分で約90秒間供給してAlN のバッファ層２を約0.
05μｍの厚さに形成した。次に、サファイア基板１の温
度を1150℃に保持し、H2を20liter／分、NH3 を10 lite
r／分、TMG を 1.7×10-4モル／分、H2ガスにより0.86p
pm に希釈されたシランを20×10-8モル／分で40分導入
し、膜厚約4.0 μｍ、電子濃度 1×1018/cm3、シリコン
濃度 4×1018/cm3のシリコン(Si)ドープGaN から成る高
キャリア濃度ｎ+ 層３を形成した。
20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMA を 1.8×10-5
モル／分で約90秒間供給してAlN のバッファ層２を約0.
05μｍの厚さに形成した。次に、サファイア基板１の温
度を1150℃に保持し、H2を20liter／分、NH3 を10 lite
r／分、TMG を 1.7×10-4モル／分、H2ガスにより0.86p
pm に希釈されたシランを20×10-8モル／分で40分導入
し、膜厚約4.0 μｍ、電子濃度 1×1018/cm3、シリコン
濃度 4×1018/cm3のシリコン(Si)ドープGaN から成る高
キャリア濃度ｎ+ 層３を形成した。
【００１６】上記の高キャリア濃度ｎ+ 層３を形成した
後、続いて温度を1100°C に保持し、H2を20 liter／
分、NH3 を10 liter／分、TMG を 1.12 ×10-4モル／
分、H2ガスにより0.86ppm に希釈されたシランを10×10
-9モル／分で30分導入し、膜厚約5.0 μｍ、電子濃度 5
×1017/cm3、シリコン濃度 1×1018/cm3のシリコン(Si)
ドープGaN から成るｎ層４を形成した。
後、続いて温度を1100°C に保持し、H2を20 liter／
分、NH3 を10 liter／分、TMG を 1.12 ×10-4モル／
分、H2ガスにより0.86ppm に希釈されたシランを10×10
-9モル／分で30分導入し、膜厚約5.0 μｍ、電子濃度 5
×1017/cm3、シリコン濃度 1×1018/cm3のシリコン(Si)
ドープGaN から成るｎ層４を形成した。
【００１７】続いて、温度を800 ℃に保持し、N2又はH2
を20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMG を0.2 ×10
-4モル／分、TMI を1.6 ×10-4モル／分、H2ガスにより
0.86ppm に希釈されたシランを10×10-8mol/分で、DEZ
を 2×10-4モル/ 分で、30分間供給して厚さ100nm のシ
リコンと亜鉛が、それぞれ、 5×1018/cm3にドープさた
In0.20Ga0.80N から成る発光層５を形成した。
を20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMG を0.2 ×10
-4モル／分、TMI を1.6 ×10-4モル／分、H2ガスにより
0.86ppm に希釈されたシランを10×10-8mol/分で、DEZ
を 2×10-4モル/ 分で、30分間供給して厚さ100nm のシ
リコンと亜鉛が、それぞれ、 5×1018/cm3にドープさた
In0.20Ga0.80N から成る発光層５を形成した。
【００１８】続いて、温度を1100℃に上げて、N2又はH2
を20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMG を1.12×10
-4モル／分、TMA を0.47×10-4モル／分、及び、CP2Mg
を2×10-5モル／分で 6分間導入し、膜厚約100 ｎｍの
マグネシウム(Mg)ドープのAl0.08Ga0.92N から成るクラ
ッド層６を形成した。クラッド層６のマグネシウム濃度
は 5×1019/cm3である。この状態では、クラッド層６
は、まだ、抵抗率108 Ωcm以上の絶縁体である。
を20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMG を1.12×10
-4モル／分、TMA を0.47×10-4モル／分、及び、CP2Mg
を2×10-5モル／分で 6分間導入し、膜厚約100 ｎｍの
マグネシウム(Mg)ドープのAl0.08Ga0.92N から成るクラ
ッド層６を形成した。クラッド層６のマグネシウム濃度
は 5×1019/cm3である。この状態では、クラッド層６
は、まだ、抵抗率108 Ωcm以上の絶縁体である。
【００１９】次に、温度を1100℃に保持し、N2又はH2を
20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMG を1.12×10-4
モル／分、及び、CP2Mg を 2×10-5モル／分で 1分間導
入し、膜厚約200 ｎｍのマグネシウム(Mg)ドープのGaN
から成る第１コンタクト層７１を形成した。第１コンタ
クト層７１のマグネシウム濃度は 5×1019/cm3である。
この状態では、第１コンタクト層７１は、まだ、抵抗率
108 Ωcm以上の絶縁体である。
20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMG を1.12×10-4
モル／分、及び、CP2Mg を 2×10-5モル／分で 1分間導
入し、膜厚約200 ｎｍのマグネシウム(Mg)ドープのGaN
から成る第１コンタクト層７１を形成した。第１コンタ
クト層７１のマグネシウム濃度は 5×1019/cm3である。
この状態では、第１コンタクト層７１は、まだ、抵抗率
108 Ωcm以上の絶縁体である。
【００２０】次に、温度を1100℃に保持し、N2又はH2を
20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMG を1.12×10-4
モル／分、及び、CP2Mg を 4×10-5モル／分で3 分間導
入し、膜厚約50ｎｍのマグネシウム(Mg)ドープのGaN か
ら成るｐ+ の第２コンタクト層７２を形成した。第２コ
ンタクト層７２のマグネシウム濃度は 1×1020/cm3であ
る。この状態では、第２コンタクト層７２は、まだ、抵
抗率108 Ωcm以上の絶縁体である。
20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMG を1.12×10-4
モル／分、及び、CP2Mg を 4×10-5モル／分で3 分間導
入し、膜厚約50ｎｍのマグネシウム(Mg)ドープのGaN か
ら成るｐ+ の第２コンタクト層７２を形成した。第２コ
ンタクト層７２のマグネシウム濃度は 1×1020/cm3であ
る。この状態では、第２コンタクト層７２は、まだ、抵
抗率108 Ωcm以上の絶縁体である。
【００２１】次に、電子線照射装置を用いて、第２コン
タクト層７２，第１コンタクト層７１，及びクラッド層
６に一様に電子線を照射した。電子線の照射条件は、加
速電圧約10KV、資料電流１μＡ、ビームの移動速度0.2m
m/sec 、ビーム径60μｍφ、真空度5.0 ×10-5Torrであ
る。この電子線の照射により、第２コンタクト層７２，
第１コンタクト層７１，クラッド層６は、それぞれ、ホ
ール濃度 6×1017/cm3,3×1017/cm3,2×1017/cm3、抵抗
率 2Ωcm, 1 Ωcm,0.7Ωcmのｐ伝導型半導体となった。
このようにして多層構造のウエハが得られた。
タクト層７２，第１コンタクト層７１，及びクラッド層
６に一様に電子線を照射した。電子線の照射条件は、加
速電圧約10KV、資料電流１μＡ、ビームの移動速度0.2m
m/sec 、ビーム径60μｍφ、真空度5.0 ×10-5Torrであ
る。この電子線の照射により、第２コンタクト層７２，
第１コンタクト層７１，クラッド層６は、それぞれ、ホ
ール濃度 6×1017/cm3,3×1017/cm3,2×1017/cm3、抵抗
率 2Ωcm, 1 Ωcm,0.7Ωcmのｐ伝導型半導体となった。
このようにして多層構造のウエハが得られた。
【００２２】続いて、ｎ+ 層３の電極パッド１０を形成
するために、第２コンタクト層７２、第１コンタクト層
７１、クラッド層６、発光層５、ｎ層４の一部を、エッ
チングにより除去した。ここのエッチングに上述した方
法によるエッチングが用いられた。即ち、第２コンタク
ト層７２の上に、一様に、ホトレジストを塗布して、上
述したように図１（ｂ）のように露光して、周辺部で厚
さがテーパ状に減少した図４に示す形状のフォトレジス
トマスク４３を形成した。このフォトレジストマスク４
３を用いて、Cl2 ガスプラズマによる反応性イオンビー
ムエッチング(RIBE)により、第２コンタクト層７２、第
１コンタクト層７１、クラッド層６、発光層５、ｎ層４
の一部をエッチングした。エッチング条件は、真空度1m
Torr、高周波電力300W、 5 ml/分である。この異方性エ
ッチングにより、図３に示すように、エッチング側壁面
Ｗの水平面に対する角度θは６０〜４５度となり、側壁
面Ｗはテーパ状に傾斜した面となる。
するために、第２コンタクト層７２、第１コンタクト層
７１、クラッド層６、発光層５、ｎ層４の一部を、エッ
チングにより除去した。ここのエッチングに上述した方
法によるエッチングが用いられた。即ち、第２コンタク
ト層７２の上に、一様に、ホトレジストを塗布して、上
述したように図１（ｂ）のように露光して、周辺部で厚
さがテーパ状に減少した図４に示す形状のフォトレジス
トマスク４３を形成した。このフォトレジストマスク４
３を用いて、Cl2 ガスプラズマによる反応性イオンビー
ムエッチング(RIBE)により、第２コンタクト層７２、第
１コンタクト層７１、クラッド層６、発光層５、ｎ層４
の一部をエッチングした。エッチング条件は、真空度1m
Torr、高周波電力300W、 5 ml/分である。この異方性エ
ッチングにより、図３に示すように、エッチング側壁面
Ｗの水平面に対する角度θは６０〜４５度となり、側壁
面Ｗはテーパ状に傾斜した面となる。
【００２３】次に、10-7Torr程度の高真空にて、一様
に、厚さ25ÅにNiを蒸着し、続いて、厚さ60ÅにAuを蒸
着し、フォトレジストの塗布、フォトリソグラフィー工
程、エッチング工程を経て、第２コンタクト層７２の上
に第１電極層８１、第２電極層８２を形成した。これに
より、Ni/Au の透明な電極層８が形成された。そして、
電極パッド９を形成する領域を除いて最上層の全面にレ
ジストを塗布して、10-7Torr程度の高真空にて、Ni、A
u、Alを、順次、厚さ、1000Å、1.5 μｍ、300 Åに蒸
着した。その後、レジストをリフトオフすることで、必
要な箇所に第１金属層９１、第２金属層９２、第３金属
層９３を形成した。このようにして、３層構造の電極パ
ッド９を形成した。一方、ｎ+ 層３に対しては、Alを蒸
着して電極パッド１０を形成した。
に、厚さ25ÅにNiを蒸着し、続いて、厚さ60ÅにAuを蒸
着し、フォトレジストの塗布、フォトリソグラフィー工
程、エッチング工程を経て、第２コンタクト層７２の上
に第１電極層８１、第２電極層８２を形成した。これに
より、Ni/Au の透明な電極層８が形成された。そして、
電極パッド９を形成する領域を除いて最上層の全面にレ
ジストを塗布して、10-7Torr程度の高真空にて、Ni、A
u、Alを、順次、厚さ、1000Å、1.5 μｍ、300 Åに蒸
着した。その後、レジストをリフトオフすることで、必
要な箇所に第１金属層９１、第２金属層９２、第３金属
層９３を形成した。このようにして、３層構造の電極パ
ッド９を形成した。一方、ｎ+ 層３に対しては、Alを蒸
着して電極パッド１０を形成した。
【００２４】次に、上記の基板１を加熱炉に配設し、雰
囲気温度を400 ℃〜700 ℃の範囲の温度に設定して、数
秒〜10分程度、基板１を加熱した。次に、上記のように
形成された基板１の最上層の上に一様に、厚さ5000Åの
SiO2膜をスパッタリングにより形成した。その後、フォ
トレジストの塗布、フォトリソグラフィー工程、エッチ
ング工程を経て、電極パッド９、電極パッド１０のワイ
ヤボンディング領域に当たる部分のSiO2膜に窓９Ａ、窓
１０Ａをドライエッチングにより形成した。このように
して、SiO2から成る保護膜１１が形成された。
囲気温度を400 ℃〜700 ℃の範囲の温度に設定して、数
秒〜10分程度、基板１を加熱した。次に、上記のように
形成された基板１の最上層の上に一様に、厚さ5000Åの
SiO2膜をスパッタリングにより形成した。その後、フォ
トレジストの塗布、フォトリソグラフィー工程、エッチ
ング工程を経て、電極パッド９、電極パッド１０のワイ
ヤボンディング領域に当たる部分のSiO2膜に窓９Ａ、窓
１０Ａをドライエッチングにより形成した。このように
して、SiO2から成る保護膜１１が形成された。
【００２５】この保護膜１１は側壁面Ｗが水平面に対し
て９０度未満の角度でテーパ状に傾斜しているので、そ
の側壁面Ｗ上でも5000Åの厚さを得ることができ、発光
素子100 の保護膜として十分に機能する。
て９０度未満の角度でテーパ状に傾斜しているので、そ
の側壁面Ｗ上でも5000Åの厚さを得ることができ、発光
素子100 の保護膜として十分に機能する。
【００２６】尚、テーパ状に傾斜した側壁面Ｗを形成す
るためにエッチングする半導体層の材料には、GaN の
他、一般式、(InxGa1-x)yAl1-yN(0 ≦x ≦1,0 ≦y ≦1)
で表される２元、３元、４元の３族窒化物半導体を用い
ることができる。さらに、上記の保護膜１１の厚さは、
300 Å〜3 μｍが望ましい。300 Åより薄いと水分の侵
入防止、傷付き防止等の保護膜としての機能が低下し、
3 μｍより厚いと、透明性が損なわれるので望ましくな
い。又、上記実施例では、発光素子としてダイオードに
ついて示したが、本発明をレーザダイオードにも応用す
ることができる。
るためにエッチングする半導体層の材料には、GaN の
他、一般式、(InxGa1-x)yAl1-yN(0 ≦x ≦1,0 ≦y ≦1)
で表される２元、３元、４元の３族窒化物半導体を用い
ることができる。さらに、上記の保護膜１１の厚さは、
300 Å〜3 μｍが望ましい。300 Åより薄いと水分の侵
入防止、傷付き防止等の保護膜としての機能が低下し、
3 μｍより厚いと、透明性が損なわれるので望ましくな
い。又、上記実施例では、発光素子としてダイオードに
ついて示したが、本発明をレーザダイオードにも応用す
ることができる。
【図１】本発明の具体的な実施例に係るドライエッチン
グ方法を示した説明図。
グ方法を示した説明図。
【図２】本発明の具体的な実施例に係るドライエッチン
グ方法を示した説明図。
グ方法を示した説明図。
【図３】そのエッチング方法を応用して製造した発光素
子の構成を示した構成図。
子の構成を示した構成図。
【図４】発光素子のエッチング方法を示した説明図。
１００…発光素子
１…サファイア基板
２…バッファ層
３…高キャリア濃度ｎ+ 層
４…ｎ層
５…発光層
６…クラッド層
９，１０…電極パッド
１１…保護膜
７１…第１コンタクト層
７２…第２コンタクト層
８１…第１電極層
８２…第２電極層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(73)特許権者 503360115
独立行政法人 科学技術振興機構
埼玉県川口市本町４丁目１番８号
(72)発明者 山崎 史郎
愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑
１番地 豊田合成株式会社内
(72)発明者 永井 誠二
愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑
１番地 豊田合成株式会社内
(72)発明者 小池 正好
愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑
１番地 豊田合成株式会社内
(72)発明者 赤崎 勇
愛知県名古屋市西区浄心１丁目１番38−
805
(72)発明者 天野 浩
愛知県名古屋市名東区山の手２丁目104
宝マンション山の手508号
(56)参考文献 特開 平８−97514（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−38151（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−160437（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−9934（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−340508（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/3065
G03F 7/40 521
H01L 21/027
H01L 33/00
Claims (4)
- 【請求項１】３族窒化物半導体のドライエッチング方法
において、 ドライエッチングすべき３族窒化物半導体の表面に、周
辺部が、縁に向かう程、肉厚が薄く形成されたテーパ状
に傾斜したマスクを形成する工程と、 そのテーパ状に傾斜したマスクにより前記３族窒化物半
導体を異方性エッチングによりドライエッチングする工
程とからなり、前記マスクはフォトレジストで構成して、前記３族窒化
物半導体の表面に一様に塗布した後、マスクとして残さ
れる部分と除去される部分の境界において、残される部
分から除去される部分にかけて、徐々に露光量が増大す
るようにフォトレジストを露光し、その後に現像するこ
とで、周辺部において前記テーパ状に傾斜したマスクを
形成し、 前記露光においては、近接露光により光の回折現象を用
い、 前記３族窒化物半導体のエッチング側壁面を９０度以下
の角度で傾斜させることを特徴とする３族窒化物半導体
のドライエッチング方法。 - 【請求項２】前記露光においては、フォトレジストに対
するマスクパターンフィルムとフォトレジストとの間隔
を10〜20μｍとすることを特徴とする請求項１に記載の
３族窒化物半導体のドライエッチング方法。 - 【請求項３】前記３族窒化物半導体のエッチング側壁面
を６０乃至４５度のテーパ状とすることを特徴とする請
求項１又は請求項２に記載の３族窒化物半導体のドライ
エッチング方法。 - 【請求項４】前記３族窒化物半導体は、(InxGa1-x)yAl
1-yN(0 ≦x ≦1,0 ≦y ≦1)であることを特徴とする請
求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の３族窒化物
半導体のドライエッチング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20299896A JP3529950B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | ３族窒化物半導体のドライエッチング方法及び素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20299896A JP3529950B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | ３族窒化物半導体のドライエッチング方法及び素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1032189A JPH1032189A (ja) | 1998-02-03 |
| JP3529950B2 true JP3529950B2 (ja) | 2004-05-24 |
Family
ID=16466645
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20299896A Expired - Fee Related JP3529950B2 (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | ３族窒化物半導体のドライエッチング方法及び素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3529950B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6423984B1 (en) | 1998-09-10 | 2002-07-23 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using gallium nitride compound semiconductor |
| JP2001312045A (ja) * | 2000-05-02 | 2001-11-09 | Sharp Corp | マスクの形成方法 |
| JP2004014725A (ja) | 2002-06-06 | 2004-01-15 | Toyoda Gosei Co Ltd | 半導体発光素子 |
| JP2005252086A (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Sony Corp | 半導体発光素子の製造方法、半導体発光素子、集積型半導体発光装置の製造方法、集積型半導体発光装置、画像表示装置の製造方法、画像表示装置、照明装置の製造方法および照明装置 |
| US7358544B2 (en) | 2004-03-31 | 2008-04-15 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor light emitting device |
| JP5185308B2 (ja) | 2010-03-09 | 2013-04-17 | 株式会社東芝 | 半導体発光装置の製造方法 |
-
1996
- 1996-07-12 JP JP20299896A patent/JP3529950B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1032189A (ja) | 1998-02-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3396356B2 (ja) | 半導体装置，及びその製造方法 | |
| JP2698796B2 (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JP3712770B2 (ja) | ３族窒化物半導体の製造方法及び半導体素子 | |
| JP3506874B2 (ja) | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 | |
| JPH06151963A (ja) | 窒素−３属元素化合物半導体発光素子 | |
| JPH1032347A (ja) | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 | |
| JPH06151965A (ja) | 窒素−３属元素化合物半導体発光素子 | |
| JP3529950B2 (ja) | ３族窒化物半導体のドライエッチング方法及び素子 | |
| JP3207918B2 (ja) | Ｉｉｉ−ｖ族化合物の多結晶半導体材料を用いた発光素子およびその製造方法 | |
| JPH11145057A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体基板の製造方法 | |
| JP3557791B2 (ja) | ３族窒化物半導体の電極及びその電極を有した素子 | |
| US5953581A (en) | Methods for manufacturing group III nitride compound semiconductor laser diodes | |
| JPH08274372A (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JP3198678B2 (ja) | 窒素−３族元素化合物半導体発光素子 | |
| JP2599250B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体のドライエッチング方法 | |
| JP3646502B2 (ja) | ３族窒化物半導体素子の製造方法 | |
| JP3490103B2 (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 | |
| JPH10303458A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体素子 | |
| JP3436152B2 (ja) | ＧａＮ系の半導体素子 | |
| JPH09186362A (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JPH08125222A (ja) | ３族窒化物半導体の製造方法 | |
| JP3672585B2 (ja) | ３族窒化物半導体の製造方法 | |
| JP3596171B2 (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JP3564811B2 (ja) | ３族窒化物半導体発光素子 | |
| JP3262087B2 (ja) | 半導体発光素子の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20031031 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20031215 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040224 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040226 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080305 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090305 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100305 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100305 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110305 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120305 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120305 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140305 Year of fee payment: 10 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |