JPH0864867A - 半導体発光素子の製法 - Google Patents
半導体発光素子の製法Info
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- JPH0864867A JPH0864867A JP19685394A JP19685394A JPH0864867A JP H0864867 A JPH0864867 A JP H0864867A JP 19685394 A JP19685394 A JP 19685394A JP 19685394 A JP19685394 A JP 19685394A JP H0864867 A JPH0864867 A JP H0864867A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ドライエッチングを行い、半導体層がダメー
ジを受けたあとでも電極が形成される層が酸化せず安定
した状態で電極と半導体層との接続がえられ、電気特性
および発光効率の向上した半導体発光素子の製法を提供
する。 【構成】 基板１上に少なくともｎ型層４とｐ型層６を
含み、発光部（活性層）５を有するチッ化ガリウム系化
合物半導体層を積層し、該積層された半導体層の少なく
とも一部をエッチングし、該エッチングされて露出した
半導体層および前記積層された半導体層の表面にｎ側電
極９およびｐ側電極８をそれぞれ形成する半導体発光素
子の製法であって、前記半導体層のエッチングをしたの
ち該半導体層の露出面全面を硫化処理することを特徴と
する。
ジを受けたあとでも電極が形成される層が酸化せず安定
した状態で電極と半導体層との接続がえられ、電気特性
および発光効率の向上した半導体発光素子の製法を提供
する。 【構成】 基板１上に少なくともｎ型層４とｐ型層６を
含み、発光部（活性層）５を有するチッ化ガリウム系化
合物半導体層を積層し、該積層された半導体層の少なく
とも一部をエッチングし、該エッチングされて露出した
半導体層および前記積層された半導体層の表面にｎ側電
極９およびｐ側電極８をそれぞれ形成する半導体発光素
子の製法であって、前記半導体層のエッチングをしたの
ち該半導体層の露出面全面を硫化処理することを特徴と
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体発光素子の製法に
関する。さらに詳しくは、青色発光に好適なチッ化ガリ
ウム系化合物半導体を用いた半導体発光素子の製法に関
する。
関する。さらに詳しくは、青色発光に好適なチッ化ガリ
ウム系化合物半導体を用いた半導体発光素子の製法に関
する。
【０００２】ここにチッ化ガリウム系化合物半導体と
は、III 族元素のＧａとＶ族元素のＮとの化合物または
III 族元素のＧａの一部がＡｌ、Ｉｎなど他のIII 族元
素と置換したものおよび／またはＶ族元素のＮの一部が
Ｐ、Ａｓなど他のＶ族元素と置換した化合物からなる半
導体をいう。
は、III 族元素のＧａとＶ族元素のＮとの化合物または
III 族元素のＧａの一部がＡｌ、Ｉｎなど他のIII 族元
素と置換したものおよび／またはＶ族元素のＮの一部が
Ｐ、Ａｓなど他のＶ族元素と置換した化合物からなる半
導体をいう。
【０００３】また、半導体発光素子とは、ｐｎ接合また
はｐｉｎなどダブルヘテロ接合を有する発光ダイオード
（以下、ＬＥＤという）、スーパルミネッセントダイオ
ード（ＳＬＤ）または半導体レーザダイオード（以下、
ＬＤという）などの光を発生する半導体素子をいう。
はｐｉｎなどダブルヘテロ接合を有する発光ダイオード
（以下、ＬＥＤという）、スーパルミネッセントダイオ
ード（ＳＬＤ）または半導体レーザダイオード（以下、
ＬＤという）などの光を発生する半導体素子をいう。
【０００４】
【従来の技術】従来青色のＬＥＤは赤色や緑色に比べて
輝度が小さく実用化に難点があったが、近年チッ化ガリ
ウム系化合物半導体を用い、Ｍｇをドーパントした低抵
抗のｐ型半導体層がえられたことにより、輝度が向上し
脚光をあびている。
輝度が小さく実用化に難点があったが、近年チッ化ガリ
ウム系化合物半導体を用い、Ｍｇをドーパントした低抵
抗のｐ型半導体層がえられたことにより、輝度が向上し
脚光をあびている。
【０００５】従来のチッ化ガリウム系のＬＥＤの製法は
つぎに示されるような工程で行われ、その完成したチッ
化ガリウム系化合物半導体の斜視図を図４に示す。
つぎに示されるような工程で行われ、その完成したチッ
化ガリウム系化合物半導体の斜視図を図４に示す。
【０００６】まず、サファイア（Ａｌ2 Ｏ3 単結晶）な
どからなる基板２１に４００〜７００℃の低温で有機金
属化合物気相成長法（以下、ＭＯＣＶＤ法という）によ
りキャリアガスＨ2 とともに有機金属化合物ガスである
トリメチルガリウム（以下、ＴＭＧという）、アンモニ
ア（ＮＨ3 ）およびドーパントとしてのＳｉＨ4 などを
供給し、ｎ型のＧａＮ層からなる低温バッファ層２２を
０．０１〜０．２μｍ程度形成し、ついで７００〜１２
００℃の高温で同じガスを供給し同じ組成のｎ型のＧａ
Ｎからなる高温バッファ層２３を２〜５μｍ程度形成す
る。
どからなる基板２１に４００〜７００℃の低温で有機金
属化合物気相成長法（以下、ＭＯＣＶＤ法という）によ
りキャリアガスＨ2 とともに有機金属化合物ガスである
トリメチルガリウム（以下、ＴＭＧという）、アンモニ
ア（ＮＨ3 ）およびドーパントとしてのＳｉＨ4 などを
供給し、ｎ型のＧａＮ層からなる低温バッファ層２２を
０．０１〜０．２μｍ程度形成し、ついで７００〜１２
００℃の高温で同じガスを供給し同じ組成のｎ型のＧａ
Ｎからなる高温バッファ層２３を２〜５μｍ程度形成す
る。
【０００７】ついで前述のガスにさらにトリメチルアル
ミニウム（以下、ＴＭＡという）の原料ガスを加え、ｎ
型ドーパントのＳｉを含有したｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ
（０＜ｘ＜１）層を成膜し、ダブルヘテロ接合形成のた
めのｎ型クラッド層２４を０．１〜０．３μｍ程度形成
する。
ミニウム（以下、ＴＭＡという）の原料ガスを加え、ｎ
型ドーパントのＳｉを含有したｎ型Ａｌx Ｇａ1-x Ｎ
（０＜ｘ＜１）層を成膜し、ダブルヘテロ接合形成のた
めのｎ型クラッド層２４を０．１〜０．３μｍ程度形成
する。
【０００８】つぎに、バンドギャップエネルギーがクラ
ッド層のそれより小さくなる材料、たとえば前述の原料
ガスのＴＭＡに代えてトリメチルインジウム（以下、Ｔ
ＭＩという）を導入し、Ｇａy Ｉｎ1-y Ｎ（０＜ｙ≦
１）からなる活性層２５を０．０５〜０．１μｍ程度形
成する。
ッド層のそれより小さくなる材料、たとえば前述の原料
ガスのＴＭＡに代えてトリメチルインジウム（以下、Ｔ
ＭＩという）を導入し、Ｇａy Ｉｎ1-y Ｎ（０＜ｙ≦
１）からなる活性層２５を０．０５〜０．１μｍ程度形
成する。
【０００９】さらに、ｎ型クラッド層２４の形成に用い
たガスと同じ原料のガスで不純物原料ガスをＳｉＨ4 に
代えてｐ型不純物としてのＭｇまたはＺｎのためのシク
ロペンタジエニルマグネシウム（以下、Ｃｐ2 Ｍｇとい
う）またはジメチル亜鉛（以下、ＤＭＺｎという）を加
えて反応管に導入し、ｐ型クラッド層２６であるｐ型Ａ
ｌx Ｇａ1-x Ｎ層を気相成長させる。これによりｎ型ク
ラッド層２４と活性層２５とｐ型クラッド層２６とによ
りダブルヘテロ接合が形成される。
たガスと同じ原料のガスで不純物原料ガスをＳｉＨ4 に
代えてｐ型不純物としてのＭｇまたはＺｎのためのシク
ロペンタジエニルマグネシウム（以下、Ｃｐ2 Ｍｇとい
う）またはジメチル亜鉛（以下、ＤＭＺｎという）を加
えて反応管に導入し、ｐ型クラッド層２６であるｐ型Ａ
ｌx Ｇａ1-x Ｎ層を気相成長させる。これによりｎ型ク
ラッド層２４と活性層２５とｐ型クラッド層２６とによ
りダブルヘテロ接合が形成される。
【００１０】ついでキャップ層２７形成のため、前述の
バッファ層２３と同様のガスで不純物原料ガスとしてＣ
ｐ2 ＭｇまたはＤＭＺｎを供給してｐ型のＧａＮ層を
０．２〜２μｍ程度成長させる。
バッファ層２３と同様のガスで不純物原料ガスとしてＣ
ｐ2 ＭｇまたはＤＭＺｎを供給してｐ型のＧａＮ層を
０．２〜２μｍ程度成長させる。
【００１１】そののちＳｉＯ2 やＳｉ3 Ｎ4 などの保護
膜を半導体層の成長層表面全面に設け、４００〜８００
℃、２０〜６０分間程度のアニールを行い、ｐ型クラッ
ド層２６およびキャップ層２７の活性化を図る。このア
ニールが行われるのはつぎの理由による。すなわち、チ
ッ化ガリウム系化合物半導体のｐ型層はドーパントとし
てＭｇなどがドーピングされているが、Ｍｇなどはドー
ピングの際、キャリアガスのＨ2 や反応ガスのＮＨ3 の
Ｈと化合し、ドーパントの働きをせず高抵抗になる。そ
こでＭｇとＨを切り離しＨを放出して低抵抗化するた
め、アニール工程が設けられている。
膜を半導体層の成長層表面全面に設け、４００〜８００
℃、２０〜６０分間程度のアニールを行い、ｐ型クラッ
ド層２６およびキャップ層２７の活性化を図る。このア
ニールが行われるのはつぎの理由による。すなわち、チ
ッ化ガリウム系化合物半導体のｐ型層はドーパントとし
てＭｇなどがドーピングされているが、Ｍｇなどはドー
ピングの際、キャリアガスのＨ2 や反応ガスのＮＨ3 の
Ｈと化合し、ドーパントの働きをせず高抵抗になる。そ
こでＭｇとＨを切り離しＨを放出して低抵抗化するた
め、アニール工程が設けられている。
【００１２】ついで、保護膜を除去したのち、ｎ側の電
極を形成するため、レジストを塗布してパターニングを
行い、たとえば塩素プラズマによる反応性イオンエッチ
ングにより成長した各半導体層の一部を除去してｎ型Ｇ
ａＮ層であるバッファ層２３を露出させる。またＬＤの
ばあいはドライエッチングにより半導体層の側面が基板
面に対して垂直で鏡面になるようにエッチングされる。
ついで、Ａｕ、Ａｌなどの金属膜をたとえば蒸着、スパ
ッタリングなどにより形成してｐ側およびｎ側の両電極
２９、３０を形成し、ダイシングすることによりＬＥＤ
チップを形成している。
極を形成するため、レジストを塗布してパターニングを
行い、たとえば塩素プラズマによる反応性イオンエッチ
ングにより成長した各半導体層の一部を除去してｎ型Ｇ
ａＮ層であるバッファ層２３を露出させる。またＬＤの
ばあいはドライエッチングにより半導体層の側面が基板
面に対して垂直で鏡面になるようにエッチングされる。
ついで、Ａｕ、Ａｌなどの金属膜をたとえば蒸着、スパ
ッタリングなどにより形成してｐ側およびｎ側の両電極
２９、３０を形成し、ダイシングすることによりＬＥＤ
チップを形成している。
【００１３】つぎに、電極金属のＡｌなどとチッ化ガリ
ウム系化合物半導体とのあいだをオーミック接触にする
ため、Ｈ2 雰囲気中で３００℃程度の熱処理をして合金
化する。
ウム系化合物半導体とのあいだをオーミック接触にする
ため、Ｈ2 雰囲気中で３００℃程度の熱処理をして合金
化する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来のチッ化ガリウム
系化合物半導体を用いた半導体発光素子の製法では、電
極形成などのため、積層された半導体層をエッチングを
する必要があるが、ウェットエッチングでは２５０℃以
上の高温にしなければならないこと、発光面を垂直にエ
ッチングできないこと、などから前述のように塩素プラ
ズマによる反応性イオンエッチングであるドライエッチ
ングにより行っている。しかし、ドライエッチングによ
りエッチングされた表面はダメージが残り、そのダメー
ジにより一層チッ化ガリウム系化合物半導体表面が酸化
され易く、表面の準位にばらつきが生じる。そのため、
電極形成後の電気特性が低下し、発光効率を下げるとい
う問題がある。
系化合物半導体を用いた半導体発光素子の製法では、電
極形成などのため、積層された半導体層をエッチングを
する必要があるが、ウェットエッチングでは２５０℃以
上の高温にしなければならないこと、発光面を垂直にエ
ッチングできないこと、などから前述のように塩素プラ
ズマによる反応性イオンエッチングであるドライエッチ
ングにより行っている。しかし、ドライエッチングによ
りエッチングされた表面はダメージが残り、そのダメー
ジにより一層チッ化ガリウム系化合物半導体表面が酸化
され易く、表面の準位にばらつきが生じる。そのため、
電極形成後の電気特性が低下し、発光効率を下げるとい
う問題がある。
【００１５】本発明はこのような問題を解決し、ドライ
エッチングを行い、半導体層がダメージを受けたあとで
も電極が形成される層が酸化せず安定した状態で電極と
半導体層との接続がえられ、電気特性および発光効率の
向上した半導体発光素子の製法を提供することを目的と
する。
エッチングを行い、半導体層がダメージを受けたあとで
も電極が形成される層が酸化せず安定した状態で電極と
半導体層との接続がえられ、電気特性および発光効率の
向上した半導体発光素子の製法を提供することを目的と
する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光素子
の製法は、基板上に少なくともｎ型層とｐ型層を含み、
発光部を有するチッ化ガリウム系化合物半導体層を積層
し、該積層された半導体層の少なくとも一部をエッチン
グし、該エッチングされて露出した半導体層および前記
積層された半導体層の表面にｎ側電極およびｐ側電極を
それぞれ形成する半導体発光素子の製法であって、前記
半導体層のエッチングをしたのち該半導体層の露出面全
面を硫化処理することを特徴とする。
の製法は、基板上に少なくともｎ型層とｐ型層を含み、
発光部を有するチッ化ガリウム系化合物半導体層を積層
し、該積層された半導体層の少なくとも一部をエッチン
グし、該エッチングされて露出した半導体層および前記
積層された半導体層の表面にｎ側電極およびｐ側電極を
それぞれ形成する半導体発光素子の製法であって、前記
半導体層のエッチングをしたのち該半導体層の露出面全
面を硫化処理することを特徴とする。
【００１７】また、前記硫化処理を、前記エッチングが
なされた半導体層を積層している基板ごと（ＮＨ4 ）2
Ｓx （ｘ≧１）水溶液に浸漬することにより行うことが
前記エッチングがなされた半導体層の傷になった部分お
よび露出している面がすべて保護されるように保護膜が
形成されるため好ましい。
なされた半導体層を積層している基板ごと（ＮＨ4 ）2
Ｓx （ｘ≧１）水溶液に浸漬することにより行うことが
前記エッチングがなされた半導体層の傷になった部分お
よび露出している面がすべて保護されるように保護膜が
形成されるため好ましい。
【００１８】前記（ＮＨ4 ）2 Ｓx 水溶液にさらにＰ2
Ｓ5 が混入されることがチッ化ガリウム系化合物半導体
層表面に硫黄分子（原子）が付着しやすいため好まし
い。
Ｓ5 が混入されることがチッ化ガリウム系化合物半導体
層表面に硫黄分子（原子）が付着しやすいため好まし
い。
【００１９】
【作用】本発明の半導体発光素子の製法によれば、エッ
チング工程ののちに硫化処理を施してドライエッチング
によりダメージを受けた半導体層の表面に硫化物を形成
しているため、安定な表面となり酸化が進みにくい。し
かも硫化物は３００℃以上の高温では分解し易く、電極
形成後の合金化処理のための熱処理時に消滅させること
ができる。その結果、電極の合金化のための熱処理後に
は酸化膜などは介在せず、電極金属と半導体層との接続
は安定したオーミック接触がえられる。その結果ＶＩ
（電圧に対する電流）特性も大幅に向上する。
チング工程ののちに硫化処理を施してドライエッチング
によりダメージを受けた半導体層の表面に硫化物を形成
しているため、安定な表面となり酸化が進みにくい。し
かも硫化物は３００℃以上の高温では分解し易く、電極
形成後の合金化処理のための熱処理時に消滅させること
ができる。その結果、電極の合金化のための熱処理後に
は酸化膜などは介在せず、電極金属と半導体層との接続
は安定したオーミック接触がえられる。その結果ＶＩ
（電圧に対する電流）特性も大幅に向上する。
【００２０】前述の硫化処理方法としては、（ＮＨ4 ）
2 Ｓx 飽和水溶液または（ＮＨ4 ）2 Ｓx 水溶液にＰ2
Ｓ5 が混入された飽和水溶液にエッチングがなされた半
導体層を積層している基板ごと浸漬することにより露出
面全面にイオウとの化合物からなる薄膜が形成され、露
出面が酸化されることを防ぐことができる。
2 Ｓx 飽和水溶液または（ＮＨ4 ）2 Ｓx 水溶液にＰ2
Ｓ5 が混入された飽和水溶液にエッチングがなされた半
導体層を積層している基板ごと浸漬することにより露出
面全面にイオウとの化合物からなる薄膜が形成され、露
出面が酸化されることを防ぐことができる。
【００２１】
【実施例】つぎに添付図面を参照しながら本発明の半導
体発光素子の製法を説明する。
体発光素子の製法を説明する。
【００２２】図１〜２は本発明の半導体発光素子の製法
の一実施例の工程断面説明図である。
の一実施例の工程断面説明図である。
【００２３】まず、図１（ａ）に示されるように、サフ
ァイアなどからなる基板１に、ＭＯＣＶＤ法によりたと
えばｎ型ＧａＮなどのチッ化ガリウム系化合物半導体層
からなる低温バッファ層２および高温バッファ層３をそ
れぞれ０．０１〜０．２μｍ、２〜５μｍ程度成長す
る。そののち、ｎ型クラッド層４、ノンドープまたはｎ
型もしくはｐ型の活性層５、ｐ型クラッド層６、キャッ
プ層７を順次形成する。クラッド層４、６は通常０．１
〜０．３μｍ程度、活性層５は０．０５〜０．１μｍ程
度の厚さにそれぞれ形成される。これらのチッ化ガリウ
ム系化合物半導体層の成膜は従来技術で説明したのと同
様の原料ガスを導入し、反応させて成長する。
ァイアなどからなる基板１に、ＭＯＣＶＤ法によりたと
えばｎ型ＧａＮなどのチッ化ガリウム系化合物半導体層
からなる低温バッファ層２および高温バッファ層３をそ
れぞれ０．０１〜０．２μｍ、２〜５μｍ程度成長す
る。そののち、ｎ型クラッド層４、ノンドープまたはｎ
型もしくはｐ型の活性層５、ｐ型クラッド層６、キャッ
プ層７を順次形成する。クラッド層４、６は通常０．１
〜０．３μｍ程度、活性層５は０．０５〜０．１μｍ程
度の厚さにそれぞれ形成される。これらのチッ化ガリウ
ム系化合物半導体層の成膜は従来技術で説明したのと同
様の原料ガスを導入し、反応させて成長する。
【００２４】前述のクラッド層４をｎ型に形成するため
には、Ｓｉ、ＧｅをＳｉＨ4 、ＧｅＨ4 などのガスとし
て反応ガス内に混入し、クラッド層６をｐ型に形成する
ためにはＭｇやＺｎをＣｐ2 ＭｇやＤＭＺｎの有機金属
ガスとして原料ガスに混入する。キャップ層７は電極金
属とのオーミック接触のためのもので、ｐ型ＧａＮなど
からなり、０．２μｍ以上の厚さに成膜される。
には、Ｓｉ、ＧｅをＳｉＨ4 、ＧｅＨ4 などのガスとし
て反応ガス内に混入し、クラッド層６をｐ型に形成する
ためにはＭｇやＺｎをＣｐ2 ＭｇやＤＭＺｎの有機金属
ガスとして原料ガスに混入する。キャップ層７は電極金
属とのオーミック接触のためのもので、ｐ型ＧａＮなど
からなり、０．２μｍ以上の厚さに成膜される。
【００２５】そののちＳｉＯ2 やＳｉ3 Ｎ4 などの保護
膜を半導体層の成長層表面全面に設け、４００〜８００
℃、２０〜６０分間程度のアニールを行い、ｐ型クラッ
ド層６およびキャップ層７の活性化を図る。
膜を半導体層の成長層表面全面に設け、４００〜８００
℃、２０〜６０分間程度のアニールを行い、ｐ型クラッ
ド層６およびキャップ層７の活性化を図る。
【００２６】そののちアニールが完了すると、温度を１
０〜４０℃程度の室温まで下げて、保護膜１０をフッ酸
系溶液などを用いてウエットエッチングすることにより
除去する。
０〜４０℃程度の室温まで下げて、保護膜１０をフッ酸
系溶液などを用いてウエットエッチングすることにより
除去する。
【００２７】その結果、ｐ型層のドーパントであるＭｇ
とＨとの接合が切られて活性化が達成され、ｐ型層の低
抵抗化が図られる。
とＨとの接合が切られて活性化が達成され、ｐ型層の低
抵抗化が図られる。
【００２８】ついで、チッ化ガリウム化系化合物半導体
層にｎ側の電極を形成するため、レジストを塗布してパ
ターニングを行い、図１（ｃ）に示されるようにレジス
ト膜１１の開口された部分からチッ化ガリウム系化合物
半導体層の一部をＣｌ2 ガスプラズマによるドライエッ
チングにより除去し、ｎ型ＧａＮ層である高温バッファ
層３を露出させる。この際塩素イオンが激しくチッ化ガ
リウム系化合物半導体に衝突して反応するため、チッ化
ガリウム系化合物半導体層はダメージを受け、表面が不
安定な状態となる。
層にｎ側の電極を形成するため、レジストを塗布してパ
ターニングを行い、図１（ｃ）に示されるようにレジス
ト膜１１の開口された部分からチッ化ガリウム系化合物
半導体層の一部をＣｌ2 ガスプラズマによるドライエッ
チングにより除去し、ｎ型ＧａＮ層である高温バッファ
層３を露出させる。この際塩素イオンが激しくチッ化ガ
リウム系化合物半導体に衝突して反応するため、チッ化
ガリウム系化合物半導体層はダメージを受け、表面が不
安定な状態となる。
【００２９】そののち、前述のエッチングがなされた半
導体層が積層されている基板を基板ごと一硫化アンモニ
ウムまたはポリ硫化アンモニウム（ＮＨ4 ）2 Ｓx （た
とえばｘ＝１、２、３、４、５、９）飽和水溶液または
（ＮＨ4 ）2 Ｓx 水溶液にＰ2 Ｓ5 が混入された飽和水
溶液に１〜１０分程度浸漬したのち、該水溶液から引き
上げ乾燥する。これらの水溶液の他にもＡｓ2 Ｓ5 、Ｇ
ｅＳ2 など分解しやすい硫化物を含む水溶液であればよ
い。このように浸漬することで、半導体層の露出した表
面全体が硫化され、その表面にはＳが、チッ化ガリウム
系化合物半導体層のダメージを受けて不安定なＧａやＮ
と化合して表面に硫化物として形成され、酸素と化合し
にくい安定な表面となる。
導体層が積層されている基板を基板ごと一硫化アンモニ
ウムまたはポリ硫化アンモニウム（ＮＨ4 ）2 Ｓx （た
とえばｘ＝１、２、３、４、５、９）飽和水溶液または
（ＮＨ4 ）2 Ｓx 水溶液にＰ2 Ｓ5 が混入された飽和水
溶液に１〜１０分程度浸漬したのち、該水溶液から引き
上げ乾燥する。これらの水溶液の他にもＡｓ2 Ｓ5 、Ｇ
ｅＳ2 など分解しやすい硫化物を含む水溶液であればよ
い。このように浸漬することで、半導体層の露出した表
面全体が硫化され、その表面にはＳが、チッ化ガリウム
系化合物半導体層のダメージを受けて不安定なＧａやＮ
と化合して表面に硫化物として形成され、酸素と化合し
にくい安定な表面となる。
【００３０】また、エッチングされていないチッ化ガリ
ウム系化合物の半導体層に関しても、露出している部分
はＳが硫化物として付着し、酸化による材質の変化はお
こらない。
ウム系化合物の半導体層に関しても、露出している部分
はＳが硫化物として付着し、酸化による材質の変化はお
こらない。
【００３１】ついでＡｕ、Ａｌなどの金属膜をスパッタ
リングなどにより形成し、積層された化合物半導体層の
表面でｐ型層に電気的に接続されるｐ側電極８、露出し
た高温バッファ層３表面でｎ型層に電気的に接続される
ｎ側電極９を形成する。そののち表面の電極部以外の発
光部に保護膜１２を形成し、電極と半導体層との合金化
のための熱処理などを必要に応じて行う（図１（ｄ）参
照）。保護膜１２はたとえばＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ａ
ｌ2 Ｏ3 などからなり、空気中の水分や酸素からの半導
体層を保護するものであり、発光効率には支障がない程
度の厚さに形成される。
リングなどにより形成し、積層された化合物半導体層の
表面でｐ型層に電気的に接続されるｐ側電極８、露出し
た高温バッファ層３表面でｎ型層に電気的に接続される
ｎ側電極９を形成する。そののち表面の電極部以外の発
光部に保護膜１２を形成し、電極と半導体層との合金化
のための熱処理などを必要に応じて行う（図１（ｄ）参
照）。保護膜１２はたとえばＳｉＯ2 、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ａ
ｌ2 Ｏ3 などからなり、空気中の水分や酸素からの半導
体層を保護するものであり、発光効率には支障がない程
度の厚さに形成される。
【００３２】つぎに、各チップにダイシングして、ＬＥ
Ｄチップが形成され、リードフレームなどにマウント
し、ボンディング、モールドなどをすることによりＬＥ
Ｄが形成される。
Ｄチップが形成され、リードフレームなどにマウント
し、ボンディング、モールドなどをすることによりＬＥ
Ｄが形成される。
【００３３】本発明はドライエッチング後にチッ化ガリ
ウム系化合物半導体層が積層された基板を（ＮＨ4 ）2
Ｓx などの飽和水溶液に浸漬することにより半導体層の
表面を硫化処理していることに特徴がある。そのためド
ライエッチングによりダメージを受けて不安定なＧａや
Ｎなどと化合して硫化物となり、半導体層の表面に付着
し酸素などとの化合を阻止し、安定な表面を保持する。
ウム系化合物半導体層が積層された基板を（ＮＨ4 ）2
Ｓx などの飽和水溶液に浸漬することにより半導体層の
表面を硫化処理していることに特徴がある。そのためド
ライエッチングによりダメージを受けて不安定なＧａや
Ｎなどと化合して硫化物となり、半導体層の表面に付着
し酸素などとの化合を阻止し、安定な表面を保持する。
【００３４】一方、その表面に電極などを設けたばあ
い、あとで合金処理などにより４００℃程度以上に昇温
すると硫化物は分解し易く蒸発する。そのため電極と半
導体層とのあいだには硫化物や酸化物などはなくなり、
電極の金属と半導体層との純粋な合金ができ、抵抗の増
大を招くことはなく、電圧に対する電流特性が改善され
る。図３に本発明の硫化処理をしたものと硫化処理をし
ていないものの電圧に対する電流特性を示す。本発明の
ＬＥＤは電極と半導体層とのあいだに酸化物が介在して
いないため、抵抗損失がなく、同じ電圧に対し多くの電
流をうることができ、発光出力も多くえられる。
い、あとで合金処理などにより４００℃程度以上に昇温
すると硫化物は分解し易く蒸発する。そのため電極と半
導体層とのあいだには硫化物や酸化物などはなくなり、
電極の金属と半導体層との純粋な合金ができ、抵抗の増
大を招くことはなく、電圧に対する電流特性が改善され
る。図３に本発明の硫化処理をしたものと硫化処理をし
ていないものの電圧に対する電流特性を示す。本発明の
ＬＥＤは電極と半導体層とのあいだに酸化物が介在して
いないため、抵抗損失がなく、同じ電圧に対し多くの電
流をうることができ、発光出力も多くえられる。
【００３５】図２は積層された半導体層の側面から発光
する、ゆわゆる端面発光のＬＥＤで、このような構造の
ＬＥＤやＬＤは側面をできるだけ鏡面状態でしかも半導
体層に対して垂直にエッチングする必要があるため、厳
しいエッチングがなされ、一層エッチング時に受ける半
導体層のダメージが大きくなるが、本発明によればドラ
イエッチング後に表面全体を硫化処理するため、高特性
の半導体発光素子がえられる。
する、ゆわゆる端面発光のＬＥＤで、このような構造の
ＬＥＤやＬＤは側面をできるだけ鏡面状態でしかも半導
体層に対して垂直にエッチングする必要があるため、厳
しいエッチングがなされ、一層エッチング時に受ける半
導体層のダメージが大きくなるが、本発明によればドラ
イエッチング後に表面全体を硫化処理するため、高特性
の半導体発光素子がえられる。
【００３６】前記各実施例ではダブルヘテロ接合のＬＥ
Ｄであったが、通常のｐｎ接合のＬＥＤや種々の構造の
ＬＤなどでもチッ化ガリウム系化合物半導体を用いるも
のについては本発明を同様に適用できる。さらに、チッ
化ガリウム系化合物半導体についても前述の組成の材料
に限定されず、一般にＡｌp Ｇａq Ｉｎ1-p-q Ｎ（０≦
ｐ＜１、０＜ｑ≦１、０＜ｐ＋ｑ≦１）からなり、たと
えば活性層のバンドギャップエネルギーがクラッド層の
バンドギャップエネルギーより小さくなるように各組成
の比率が選定されるように、ｐ、ｑの選定により組成を
変化させたものでもよい。また、前記Ａｌp Ｇａq Ｉｎ
1-p-q ＮのＮの一部または全部をＡｓおよび／またはＰ
などで置換した材料でも同様に本発明を適用できる。
Ｄであったが、通常のｐｎ接合のＬＥＤや種々の構造の
ＬＤなどでもチッ化ガリウム系化合物半導体を用いるも
のについては本発明を同様に適用できる。さらに、チッ
化ガリウム系化合物半導体についても前述の組成の材料
に限定されず、一般にＡｌp Ｇａq Ｉｎ1-p-q Ｎ（０≦
ｐ＜１、０＜ｑ≦１、０＜ｐ＋ｑ≦１）からなり、たと
えば活性層のバンドギャップエネルギーがクラッド層の
バンドギャップエネルギーより小さくなるように各組成
の比率が選定されるように、ｐ、ｑの選定により組成を
変化させたものでもよい。また、前記Ａｌp Ｇａq Ｉｎ
1-p-q ＮのＮの一部または全部をＡｓおよび／またはＰ
などで置換した材料でも同様に本発明を適用できる。
【００３７】
【発明の効果】本発明の半導体発光素子の製法によれ
ば、ドライエッチングののちに半導体層の全体を硫化処
理するため、ドライエッチングによりダメージを受けて
不安定になった露出面に硫化物が被着し、露出面が酸化
されないので、電圧電流特性が高特性を維持し、発光部
の発光特性が低減されることがない。すなわち、簡単な
処理で発光効率がよく、安定した発光量で信頼性の高い
半導体発光素子をうることができる。
ば、ドライエッチングののちに半導体層の全体を硫化処
理するため、ドライエッチングによりダメージを受けて
不安定になった露出面に硫化物が被着し、露出面が酸化
されないので、電圧電流特性が高特性を維持し、発光部
の発光特性が低減されることがない。すなわち、簡単な
処理で発光効率がよく、安定した発光量で信頼性の高い
半導体発光素子をうることができる。
【図１】本発明の半導体発光素子の製法の一実施例を示
す工程断面説明図である。
す工程断面説明図である。
【図２】本発明の半導体発光素子の製法に適用する他の
ＬＥＤの構造の断面説明図である。
ＬＥＤの構造の断面説明図である。
【図３】本発明の製法によるＬＥＤと同じ構造の従来の
製法によるＬＥＤの電圧に対する電流の特性図である。
製法によるＬＥＤの電圧に対する電流の特性図である。
【図４】従来の半導体発光素子の一例を示す斜視図であ
る。
る。
１ 基板 ２ 低温バッファ層 ３ 高温バッファ層 ４ ｎ型クラッド層 ５ 活性層 ６ ｐ型クラッド層 ７ キャップ層 １０ 保護膜
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上に少なくともｎ型層とｐ型層を含
み、発光部を有するチッ化ガリウム系化合物半導体層を
積層し、該積層された半導体層の少なくとも一部をエッ
チングし、該エッチングされて露出した半導体層および
前記積層された半導体層の表面にｎ側電極およびｐ側電
極をそれぞれ形成する半導体発光素子の製法であって、
前記半導体層のエッチングをしたのち該半導体層の露出
面全面を硫化処理することを特徴とする半導体発光素子
の製法。 - 【請求項２】 前記硫化処理を、前記エッチングがなさ
れた半導体層を積層している基板ごと（ＮＨ4 ）2 Ｓx
（ｘ≧１）水溶液に浸漬することにより行う請求項１記
載の半導体発光素子の製法。 - 【請求項３】 前記（ＮＨ4 ）2 Ｓx 水溶液にさらにＰ
2 Ｓ5 が混入されてなる請求項２記載の半導体発光素子
の製法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19685394A JPH0864867A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | 半導体発光素子の製法 |
| US08/509,231 US5814533A (en) | 1994-08-09 | 1995-07-31 | Semiconductor light emitting element and manufacturing method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19685394A JPH0864867A (ja) | 1994-08-22 | 1994-08-22 | 半導体発光素子の製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0864867A true JPH0864867A (ja) | 1996-03-08 |
Family
ID=16364752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19685394A Pending JPH0864867A (ja) | 1994-08-09 | 1994-08-22 | 半導体発光素子の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0864867A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004048080A (ja) * | 2000-05-17 | 2004-02-12 | Sony Corp | 半導体レーザの製造方法 |
| JP2004048079A (ja) * | 2000-05-17 | 2004-02-12 | Sony Corp | 半導体レーザ |
| JP2008244160A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Toyoda Gosei Co Ltd | ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体に対する電極形成方法及びｐ型ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体の製造方法 |
-
1994
- 1994-08-22 JP JP19685394A patent/JPH0864867A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004048080A (ja) * | 2000-05-17 | 2004-02-12 | Sony Corp | 半導体レーザの製造方法 |
| JP2004048079A (ja) * | 2000-05-17 | 2004-02-12 | Sony Corp | 半導体レーザ |
| JP2008244160A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Toyoda Gosei Co Ltd | ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体に対する電極形成方法及びｐ型ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体の製造方法 |
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