JP5720994B2 - 半導体装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
半導体膜10の成長用基板として使用するサファイア基板90を用意する。有機金属気相成長法(MOCVD: Metal Organic Chemical Vapor Deposition)によりサファイア基板90上にAlxInyGazN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦z≦1、x + y + z = 1)かららなるn型半導体層、活性層、p型半導体層を順次積層して半導体膜10を形成する。活性層は、InGaN井戸層とGaN障壁層とかなるペアを繰り返し積層する多重量子井戸構造を有していてもよい(図5(a))。
スパッタ法などにより、コンタクト層21を構成する厚さ50nm程度のITO膜を半導体膜10のp型半導体層上に成膜する。続いて、このITO膜を個々の発光素子に対応させるべく、エッチング法やリフトオフ法などによりパターニングする。その後、酸素を含む雰囲気中で、約600℃の熱処理を行って、ITO膜を結晶化させるとともにITO膜と半導体膜10との間でオーミック接触を形成する。これにより、半導体膜10上にコンタクト層21が形成される。
スパッタ法などにより、半導体膜10上において反射電極20を覆うようにTi層31(厚さ100nm)、Pt層32(厚さ100nm)、Ti層33(厚さ200nm)をこの順序で積層してキャップ層30を形成する(図5(c))。
スパッタ法などにより、金属酸化物導電体層41bを構成する厚さ200nm程度のITO膜をキャップ層30上に形成する。
スパッタ法などにより、接合層50を構成するTi層51(厚さ約100nm)、Pt層52(厚さ約200nm)、Au層53(厚さ約200nm)を金属酸化物導電体層41a上に順次形成する(図6(b))。
支持基板60を構成するSi基板を用意する。支持基板60の表面に、スパッタ法などにより共晶接合層としてのAuSn層54を形成する。サファイア基板90側のAu層53と支持基板60側のAuSn層54とを密着させて熱圧着により支持基板60を接合する(図6(c))。
レーザリフトオフによりサファイア基板90を剥離する。レーザ光源としてエキシマレーザを使用することができる。サファイア基板90の裏面側から照射されたレーザは、サファイア基板90と半導体膜10との界面近傍におけるGaNを金属GaとN2ガスに分解する。これにより、サファイア基板90が半導体膜10から剥離する(図7(a))。
サファイア基板90を除去することにより表出した半導体膜10(n型半導体層)の表面に発光素子の分割ラインに沿った開口を有するレジストマスク(図示せず)を形成する。続いて、上記レジストマスクを介して半導体膜10にCl2プラズマによるドライエッチング処理を施すことにより半導体膜10に素子分割ラインに沿った分割溝(ストリート)を形成し、分割溝(ストリート)の底面において、コンタクト層21およびキャップ層30を露出させる。
分割溝(ストリート)11を形成することにより表出した発光素子の側面を被覆する保護膜70を形成する。保護膜70は、例えばCVD法やスパッタ法によりSiO2膜を堆積させた後、リフトオフ法などによりパターニングすることにより形成される。
以上の結果より、SiO2層をITO層の間に挟む構造とすることにより、SiO2層の絶縁性能および絶縁破壊耐量が大幅に改善されることが確認された。
10 半導体膜
20 反射電極
30 キャップ層
40 絶縁耐層
41a、41b 金属酸化物導電体層
50 接合層
60 支持基板
80 導体配線
90 サファイア基板
Claims (6)
- 支持基板と、
前記支持基板上に設けられ、マイグレーションを生ずる材料からなる第1の金属層と、
前記第1の金属層上に設けられた絶縁体層と、
前記絶縁体層上に第2の金属層を介して設けられ半導体膜と、を含み、
前記絶縁体層は、前記絶縁体層の積層方向において前記絶縁体層を貫通するピンホールを有し、
前記絶縁体層と前記第1の金属層との間および前記絶縁体層と前記第2の金属層との間にはそれぞれ金属酸化物導電体層が設けられていることを特徴とする半導体装置。 - 前記絶縁体層はSiO2からなり、前記金属酸化物導電体層はスズドープ酸化インジウムからなることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記絶縁体層上に前記第2の金属層を介して設けられた複数の半導体素子を有し、
前記複数の半導体素子の各々は、導体配線によって互いに電気的に接続されていることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置。 - 前記複数の半導体素子は、発光ダイオードであり、前記導体配線によって直列接続されていることを特徴とする請求項3に記載の半導体装置。
- 成長用基板上に半導体膜を形成する工程と、
前記半導体膜上にマイグレーションを生ずる材料からなる金属電極を形成する工程と、
前記金属電極の上に第1の金属酸化物導電体層を形成する工程と、
前記第1の金属酸化物導電体層の上にピンホールを有する絶縁体層を形成する工程と、
前記絶縁体層の上に第2の金属酸化物導電体層を形成する工程と、
前記第2の金属酸化物導電体層に金属接合層を介して支持基板を形成する工程と、
前記成長用基板を除去する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記成長用基板を除去することにより表出した前記半導体膜の表面から前記絶縁体層に達する分割溝を形成して複数の半導体素子を分割・区画する工程と、
前記複数の半導体素子間を電気的に接続する導体配線を形成する工程と、を含むことを特徴とする請求項5に記載の製造方法。
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