JPH10173229A - ３族窒化物半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
３族窒化物半導体発光素子の製造方法Info
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- JPH10173229A JPH10173229A JP34659696A JP34659696A JPH10173229A JP H10173229 A JPH10173229 A JP H10173229A JP 34659696 A JP34659696 A JP 34659696A JP 34659696 A JP34659696 A JP 34659696A JP H10173229 A JPH10173229 A JP H10173229A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】３族窒化物半導体発光素子の発光面積を大きく
する製造方法を提供すること。 【解決手段】基板１の上に３族窒化物半導体から成るｎ
+ 層３、ｎ型クラッド層４、発光層５、ｐ型クラッド層
６１、ｐ型コンタクト層６２をエピタキシャル成長によ
り形成した後、ｐ型コンタクト層６２の上面に透光性電
極７１を形成し、次にｎ電極形成領域Ａとなるｎ+ 層３
の一部を露出させるために透光性電極７１、ｐ型コンタ
クト６２、ｐ型クラッド層６１、発光層５、ｎ型クラッ
ド層４の一部をエッチングする３族窒化物半導体発光素
子の製造方法を発明した。この結果、ｐ型層上面全体に
透光性電極を形成することができ、発光面積を大きくす
ることができる。
する製造方法を提供すること。 【解決手段】基板１の上に３族窒化物半導体から成るｎ
+ 層３、ｎ型クラッド層４、発光層５、ｐ型クラッド層
６１、ｐ型コンタクト層６２をエピタキシャル成長によ
り形成した後、ｐ型コンタクト層６２の上面に透光性電
極７１を形成し、次にｎ電極形成領域Ａとなるｎ+ 層３
の一部を露出させるために透光性電極７１、ｐ型コンタ
クト６２、ｐ型クラッド層６１、発光層５、ｎ型クラッ
ド層４の一部をエッチングする３族窒化物半導体発光素
子の製造方法を発明した。この結果、ｐ型層上面全体に
透光性電極を形成することができ、発光面積を大きくす
ることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、３族窒化物半導体発光
素子の製造方法、特に電極の形成方法に関する。
素子の製造方法、特に電極の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の３族窒化物半導体発光素子におい
ては、ｐ型層は電子線照射等の低抵抗化処理を行っても
ｎ型層より抵抗率が高いためにｐ型層内での横方向への
電流の広がりが殆どないため、電極直下で発光するだけ
であるのでｐ型層の上面の広範囲に電極層を形成する必
要がある。また、基板としてサファイア等の絶縁物を用
いていることから、下層のｎ型層に対する電極を素子上
面に形成する必要がある。このため電極を形成するに
は、まずｎ電極形成領域となるｎ型層の一部を露出させ
るために、そのｎ型層の上方に存在するｐ型層や発光層
等をエッチングにより除去し、その露出したｎ型層の上
面に電極を形成し、次にｐ型層上面に透光性電極を形成
する必要があった。
ては、ｐ型層は電子線照射等の低抵抗化処理を行っても
ｎ型層より抵抗率が高いためにｐ型層内での横方向への
電流の広がりが殆どないため、電極直下で発光するだけ
であるのでｐ型層の上面の広範囲に電極層を形成する必
要がある。また、基板としてサファイア等の絶縁物を用
いていることから、下層のｎ型層に対する電極を素子上
面に形成する必要がある。このため電極を形成するに
は、まずｎ電極形成領域となるｎ型層の一部を露出させ
るために、そのｎ型層の上方に存在するｐ型層や発光層
等をエッチングにより除去し、その露出したｎ型層の上
面に電極を形成し、次にｐ型層上面に透光性電極を形成
する必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の方法に
てｐ型層上面に透光性電極を形成する場合、エッチング
法やリフトオフ法等を用いてパターン形成を行う必要が
あり、このときにｐ型層上面の透光性電極のｎ型層露出
部へのはみ出しによる短絡を防止するために、エッチン
グ端部と透光性電極の間に数μｍから数十μｍ程度のク
リアランスを設ける必要があった。このため、透光性電
極の面積は素子の発光可能な面積、即ち、ｐ型層の面積
よりも狭くなり素子としての発光能力の全てを利用する
ことができなかった。
てｐ型層上面に透光性電極を形成する場合、エッチング
法やリフトオフ法等を用いてパターン形成を行う必要が
あり、このときにｐ型層上面の透光性電極のｎ型層露出
部へのはみ出しによる短絡を防止するために、エッチン
グ端部と透光性電極の間に数μｍから数十μｍ程度のク
リアランスを設ける必要があった。このため、透光性電
極の面積は素子の発光可能な面積、即ち、ｐ型層の面積
よりも狭くなり素子としての発光能力の全てを利用する
ことができなかった。
【０００４】このように、３族窒化物半導体発光素子は
電極直下で発光するだけであるので、透光性電極面積を
大きくすることが有効発光面積を拡大することになり、
発光効率、発光強度の増大につながる。そこで、本発明
の目的は素子の大きさに対する透光性電極の大きさの割
合を大きくする３族窒化物半導体発光素子の製造方法を
提供することであり、これにより有効発光面積を拡大し
て同一電流密度における発光効率を向上させ、発光強度
を増大させることである。
電極直下で発光するだけであるので、透光性電極面積を
大きくすることが有効発光面積を拡大することになり、
発光効率、発光強度の増大につながる。そこで、本発明
の目的は素子の大きさに対する透光性電極の大きさの割
合を大きくする３族窒化物半導体発光素子の製造方法を
提供することであり、これにより有効発光面積を拡大し
て同一電流密度における発光効率を向上させ、発光強度
を増大させることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１に記載の３族窒化物半導体発光素子の製造方
法は、基板上に３族窒化物半導体から成るｎ型層、発光
層、ｐ型層を成長させた後、先ずｐ型層上面に透光性電
極を形成し、次に、エッチングによりｎ電極形成領域と
なるｎ型層を露出させることを特徴とする。
に請求項１に記載の３族窒化物半導体発光素子の製造方
法は、基板上に３族窒化物半導体から成るｎ型層、発光
層、ｐ型層を成長させた後、先ずｐ型層上面に透光性電
極を形成し、次に、エッチングによりｎ電極形成領域と
なるｎ型層を露出させることを特徴とする。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１の３族窒化物
半導体発光素子の製造方法において、透光性電極をｐ型
層上面全体に形成することを特徴とする。また、請求項
３の発明は、請求項１の３族窒化物半導体発光素子の製
造方法において、エッチングによって露出するｎ型層は
ｎ電極形成領域のみとすることであり、請求項４の発明
はエッチングによって露出するｎ型層はｎ電極形成領域
と基板分離時のダイシング幅より狭い素子周囲領域であ
ることを特徴とする。
半導体発光素子の製造方法において、透光性電極をｐ型
層上面全体に形成することを特徴とする。また、請求項
３の発明は、請求項１の３族窒化物半導体発光素子の製
造方法において、エッチングによって露出するｎ型層は
ｎ電極形成領域のみとすることであり、請求項４の発明
はエッチングによって露出するｎ型層はｎ電極形成領域
と基板分離時のダイシング幅より狭い素子周囲領域であ
ることを特徴とする。
【０００７】
【作用及び発明の効果】請求項１に示すようにｎ電極形
成領域をエッチングする前にｐ型層上面に透光性電極を
形成することにより、その透光性電極を含む層をｎ電極
形成領域のｐ型層及び発光層をエッチングする際のエッ
チングマスクとして使用することができ、従来のように
ｎ電極形成領域をエッチングしてからｐ型層上面に透光
性電極を形成する際に必要としていた透光性電極とエッ
チング端部の間のクリアランスが不要となる。また、ｎ
電極形成のためのマスクと透光性電極を形成するための
マスクのパターニングが共通となる。即ち、ｎ電極形成
のためのマスクは透光性電極を形成するマスク及びエッ
チングにより形成された透光性電極をマスクとして利用
できるため、ｎ電極形成のためにのみ使用されるマスク
を形成する必要がなくなる。よって、工程を少なくする
ことができる。又、クリアランスが不要となるため請求
項２に示すように透光性電極をｐ型層上面全体に形成で
きるので、素子の大きさに対する発光面積の大きさの割
合を増大させることができ有効発光面積を拡大して同一
電流密度における発光効率を向上させ、発光強度を増大
させることができる。
成領域をエッチングする前にｐ型層上面に透光性電極を
形成することにより、その透光性電極を含む層をｎ電極
形成領域のｐ型層及び発光層をエッチングする際のエッ
チングマスクとして使用することができ、従来のように
ｎ電極形成領域をエッチングしてからｐ型層上面に透光
性電極を形成する際に必要としていた透光性電極とエッ
チング端部の間のクリアランスが不要となる。また、ｎ
電極形成のためのマスクと透光性電極を形成するための
マスクのパターニングが共通となる。即ち、ｎ電極形成
のためのマスクは透光性電極を形成するマスク及びエッ
チングにより形成された透光性電極をマスクとして利用
できるため、ｎ電極形成のためにのみ使用されるマスク
を形成する必要がなくなる。よって、工程を少なくする
ことができる。又、クリアランスが不要となるため請求
項２に示すように透光性電極をｐ型層上面全体に形成で
きるので、素子の大きさに対する発光面積の大きさの割
合を増大させることができ有効発光面積を拡大して同一
電流密度における発光効率を向上させ、発光強度を増大
させることができる。
【０００８】また請求項３に示すように、エッチングに
より露出させるｎ型層をｎ電極形成領域のみとすると、
それ以外の領域は全て透光性電極を形成することができ
るので素子の大きさに対する発光面積の大きさの割合を
大きくすることができ、素子本来の発光能力の全てを利
用することができる。さらに請求項４に示すように、エ
ッチングにより露出させるｎ型層をｎ電極形成領域と基
板を切り離すためのダイシング幅より狭い素子の周囲領
域としたことにより、素子周囲領域の凹部がダイシング
時の位置合わせ又は案内となることにより素子の分離を
容易に行うことができる。また、素子の分離の際に必要
となる領域とｎ電極形成領域以外はすべて透光性電極と
することができるので、素子の大きさに対する発光面積
の割合を大きくすることができ有効発光面積を拡大して
同一の電流密度における発光効率を向上させ、発光強度
を増大させることができる。
より露出させるｎ型層をｎ電極形成領域のみとすると、
それ以外の領域は全て透光性電極を形成することができ
るので素子の大きさに対する発光面積の大きさの割合を
大きくすることができ、素子本来の発光能力の全てを利
用することができる。さらに請求項４に示すように、エ
ッチングにより露出させるｎ型層をｎ電極形成領域と基
板を切り離すためのダイシング幅より狭い素子の周囲領
域としたことにより、素子周囲領域の凹部がダイシング
時の位置合わせ又は案内となることにより素子の分離を
容易に行うことができる。また、素子の分離の際に必要
となる領域とｎ電極形成領域以外はすべて透光性電極と
することができるので、素子の大きさに対する発光面積
の割合を大きくすることができ有効発光面積を拡大して
同一の電流密度における発光効率を向上させ、発光強度
を増大させることができる。
【０００９】
【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。図５において、発光ダイオード１０
はサファイア基板１を有しており、そのサファイア基板
１上に５０ｎｍのAlN のバッファ層２が形成されてい
る。そのバッファ層２の上には、膜厚約２．２μｍ、電
子濃度２×１０18/cm3のシリコン(Si)ドープGaN から成
るｎ型層であるｎ+ 層３が形成されている。
基づいて説明する。図５において、発光ダイオード１０
はサファイア基板１を有しており、そのサファイア基板
１上に５０ｎｍのAlN のバッファ層２が形成されてい
る。そのバッファ層２の上には、膜厚約２．２μｍ、電
子濃度２×１０18/cm3のシリコン(Si)ドープGaN から成
るｎ型層であるｎ+ 層３が形成されている。
【００１０】そして、ｎ+ 層３の上には、膜厚約０．５
μｍ、電子濃度１×１０18/cm3のシリコン(Si)ドープの
Alx1Ga1-x1N から成るｎ型層であるｎ型クラッド層４、
膜厚３００ｎｍ、亜鉛(Zn)及びシリコン(Si)ドープのIn
x2Ga1-x2N から成る発光層５、膜厚約１．０μｍ、ホー
ル濃度２×１０17/cm3、マグネシウム(Mg)濃度１×１０
20/cm3のマグネシウム(Mg)ドープのAlx1Ga1-x1N から成
るｐ型層であるｐ型クラッド層６１、膜厚約２００ｎ
ｍ、ホール濃度５×１０17/cm3、マグネシウム(Mg)濃度
１×１０20/cm3のマグネシウム(Mg)ドープのGaN から成
るｐ型層であるｐ型コンタクト層６２が形成されてい
る。
μｍ、電子濃度１×１０18/cm3のシリコン(Si)ドープの
Alx1Ga1-x1N から成るｎ型層であるｎ型クラッド層４、
膜厚３００ｎｍ、亜鉛(Zn)及びシリコン(Si)ドープのIn
x2Ga1-x2N から成る発光層５、膜厚約１．０μｍ、ホー
ル濃度２×１０17/cm3、マグネシウム(Mg)濃度１×１０
20/cm3のマグネシウム(Mg)ドープのAlx1Ga1-x1N から成
るｐ型層であるｐ型クラッド層６１、膜厚約２００ｎ
ｍ、ホール濃度５×１０17/cm3、マグネシウム(Mg)濃度
１×１０20/cm3のマグネシウム(Mg)ドープのGaN から成
るｐ型層であるｐ型コンタクト層６２が形成されてい
る。
【００１１】そして、ｐ型コンタクト層６２の上面全体
にはニッケル(Ni)及び金(Au)から成る厚さ１０ｎｍの透
光性電極７１が形成されており、その透光性電極７１の
上面の一部には金(Au)から成る厚さ１．５μｍのワイヤ
ボンディングのための電極パッド７３が形成されてい
る。また、ｎ電極８はｎ+ 層３に接合する厚さ１．５μ
ｍのアルミニウム(Al)から成る層で構成されている。
にはニッケル(Ni)及び金(Au)から成る厚さ１０ｎｍの透
光性電極７１が形成されており、その透光性電極７１の
上面の一部には金(Au)から成る厚さ１．５μｍのワイヤ
ボンディングのための電極パッド７３が形成されてい
る。また、ｎ電極８はｎ+ 層３に接合する厚さ１．５μ
ｍのアルミニウム(Al)から成る層で構成されている。
【００１２】次に、この構造の発光ダイオード１０の製
造方法について説明する。上記の発光ダイオード１０
は、有機金属気相成長法（以下「ＭＯＶＰＥ」と記す）
による気相成長により製造された。用いられたガスはNH
3 とキャリアガス（H2又はN2）とトリメチルガリウム(G
a(CH3)3)（以下「TMG 」と記す）とトリメチルアルミニ
ウム(Al(CH3)3)（以下「TMA」と記す）とトリメチルイ
ンジウム(In(CH3)3)（以下「TMI 」と記す）とジエチル
亜鉛(C2H5)2Zn （以下「DEZ 」と記す) とシラン(SiH4)
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。
造方法について説明する。上記の発光ダイオード１０
は、有機金属気相成長法（以下「ＭＯＶＰＥ」と記す）
による気相成長により製造された。用いられたガスはNH
3 とキャリアガス（H2又はN2）とトリメチルガリウム(G
a(CH3)3)（以下「TMG 」と記す）とトリメチルアルミニ
ウム(Al(CH3)3)（以下「TMA」と記す）とトリメチルイ
ンジウム(In(CH3)3)（以下「TMI 」と記す）とジエチル
亜鉛(C2H5)2Zn （以下「DEZ 」と記す) とシラン(SiH4)
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。
【００１３】まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した
ａ面を主面とする単結晶のサファイア基板１をＭＯＶＰ
Ｅ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２liter/分で反応室に流しながら温
度１１００℃でサファイア基板１を気相エッチングし
た。
ａ面を主面とする単結晶のサファイア基板１をＭＯＶＰ
Ｅ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２liter/分で反応室に流しながら温
度１１００℃でサファイア基板１を気相エッチングし
た。
【００１４】次に、温度を４００℃まで低下させて、H2
を２０liter/分、NH3 を１０liter/分、TMA を１．８×
１０-5モル／分供給して、AlN のバッファ層2 を約５０
ｎｍ形成した。次に、サファイア基板１の温度を１１５
０℃に保持し、N2又はH2を２０liter/分、NH3 を１０li
ter/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１．０×１０-8
モル／分供給して、膜厚約２．２μｍ、電子濃度２×１
０18/cm3のシリコン(Si)ドープのｎ型GaN から成るｎ+
層３を形成した。
を２０liter/分、NH3 を１０liter/分、TMA を１．８×
１０-5モル／分供給して、AlN のバッファ層2 を約５０
ｎｍ形成した。次に、サファイア基板１の温度を１１５
０℃に保持し、N2又はH2を２０liter/分、NH3 を１０li
ter/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１．０×１０-8
モル／分供給して、膜厚約２．２μｍ、電子濃度２×１
０18/cm3のシリコン(Si)ドープのｎ型GaN から成るｎ+
層３を形成した。
【００１５】上記のｎ+ 層３を形成した後、続いて、サ
ファイア基板１の温度を１１５０℃に保持し、N2又はH2
を１０liter/分、NH3 を１０liter/分、TMG を１．１２
×１０-4モル／分、TMA を４．７×１０-5モル／分、H2
ガスにより０．８６ｐｐｍに希釈されたシランを１．０
×１０-8モル／分供給し、膜厚約０．５μｍ、電子濃度
１×１０18/cm3のシリコン(Si)ドープのAl0.15Ga0.85N
から成るｎ型クラッド層４を形成した。
ファイア基板１の温度を１１５０℃に保持し、N2又はH2
を１０liter/分、NH3 を１０liter/分、TMG を１．１２
×１０-4モル／分、TMA を４．７×１０-5モル／分、H2
ガスにより０．８６ｐｐｍに希釈されたシランを１．０
×１０-8モル／分供給し、膜厚約０．５μｍ、電子濃度
１×１０18/cm3のシリコン(Si)ドープのAl0.15Ga0.85N
から成るｎ型クラッド層４を形成した。
【００１６】続いて、温度を８５０℃に低下し、N2又は
H2を２０liter/分、NH3 を１０liter/分、TMG を１．５
３×１０-4モル／分、DEZ を２．０×１０-4モル／分、
H2ガスにより０．８６ｐｐｍに希釈されたシランを１．
０×１０-8モル／分供給し、膜厚０．３μｍの亜鉛(Zn)
とシリコン(Si)がドープされたIn0.07Ga0.93N から成る
発光層５を形成した。この発光層５における亜鉛(Zn)と
シリコン(Si)の濃度は共に５×１０18/cm3である。
H2を２０liter/分、NH3 を１０liter/分、TMG を１．５
３×１０-4モル／分、DEZ を２．０×１０-4モル／分、
H2ガスにより０．８６ｐｐｍに希釈されたシランを１．
０×１０-8モル／分供給し、膜厚０．３μｍの亜鉛(Zn)
とシリコン(Si)がドープされたIn0.07Ga0.93N から成る
発光層５を形成した。この発光層５における亜鉛(Zn)と
シリコン(Si)の濃度は共に５×１０18/cm3である。
【００１７】続いて、温度を１１００℃に保持し、N2又
はH2を２０liter/分、NH3 を１０liter/分、TMG を１．
１２×１０-4モル／分、TMA を４．７×１０-5モル／
分、CP2Mg を２．０×１０-4モル／分供給し、膜厚約
１．０μｍのマグネシウム(Mg)ドープのAl0.15Ga0.85N
から成るｐ型クラッド層６１を形成した。このｐ型クラ
ッド層６１のマグネシウム(Mg)濃度は１×１０20/cm3で
ある。この状態ではｐ型クラッド層６１は、まだ高抵抗
である。
はH2を２０liter/分、NH3 を１０liter/分、TMG を１．
１２×１０-4モル／分、TMA を４．７×１０-5モル／
分、CP2Mg を２．０×１０-4モル／分供給し、膜厚約
１．０μｍのマグネシウム(Mg)ドープのAl0.15Ga0.85N
から成るｐ型クラッド層６１を形成した。このｐ型クラ
ッド層６１のマグネシウム(Mg)濃度は１×１０20/cm3で
ある。この状態ではｐ型クラッド層６１は、まだ高抵抗
である。
【００１８】次に、温度を１１００℃に保持し、N2又は
H2を２０liter/分、NH3 を１０liter/分、TMG を１．１
２×１０-4モル／分、CP2Mg を２．０×１０-4モル／分
供給し、膜厚０．２μｍのマグネシウム(Mg)ドープのGa
N から成るｐ型コンタクト層６２を形成した。ｐ型コン
タクト層６２のマグネシウム(Mg)濃度は１×１０20/cm3
である。この状態ではｐ型コンタクト層６２はまだ高抵
抗である。
H2を２０liter/分、NH3 を１０liter/分、TMG を１．１
２×１０-4モル／分、CP2Mg を２．０×１０-4モル／分
供給し、膜厚０．２μｍのマグネシウム(Mg)ドープのGa
N から成るｐ型コンタクト層６２を形成した。ｐ型コン
タクト層６２のマグネシウム(Mg)濃度は１×１０20/cm3
である。この状態ではｐ型コンタクト層６２はまだ高抵
抗である。
【００１９】次に、電子線照射等の熱処理することによ
り、ｐ型コンタクト層６２、ｐ型クラッド層６１は、そ
れぞれ、ホール濃度５×１０17/cm3、２×１０17/cm3、
抵抗率０．８Ωｃｍ、２Ωｃｍの低抵抗ｐ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。
り、ｐ型コンタクト層６２、ｐ型クラッド層６１は、そ
れぞれ、ホール濃度５×１０17/cm3、２×１０17/cm3、
抵抗率０．８Ωｃｍ、２Ωｃｍの低抵抗ｐ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。
【００２０】次に、蒸着装置を用いて１０-6Ｔｏｒｒの
オーダー以下の高真空にて、ｐ型コンタクト層６２の上
面に一様に１０ｎｍの厚さにニッケル(Ni)及び金(Au)を
蒸着した。そして、試料を蒸着装置から取り出して、５
００℃で３分間加熱させて合金化した。この結果、図２
に示すようにｐ型コンタクト層６２の上面全体に透光性
電極７１を形成することができた。
オーダー以下の高真空にて、ｐ型コンタクト層６２の上
面に一様に１０ｎｍの厚さにニッケル(Ni)及び金(Au)を
蒸着した。そして、試料を蒸着装置から取り出して、５
００℃で３分間加熱させて合金化した。この結果、図２
に示すようにｐ型コンタクト層６２の上面全体に透光性
電極７１を形成することができた。
【００２１】次に、フォトマスクを形成するためにスパ
ッタリングにより、透光性電極７１の上面に一様にSiO2
層１１を３００ｎｍ厚さに形成した。次に、そのSiO2層
１１の上にフォトレジスト１２を塗布した。そして、フ
ォトリソグラフにより、ｎ電極形成領域Ａとなる部分の
フォトレジスト１２を除去した。次に、フォトレジスト
１２によって覆われていないSiO2層１１をフッ化水素酸
系エッチング液により除去した。この結果、図３に示す
ように、この後ｎ電極形成領域Ａとなる部分の透光性電
極７１だけが露出している。
ッタリングにより、透光性電極７１の上面に一様にSiO2
層１１を３００ｎｍ厚さに形成した。次に、そのSiO2層
１１の上にフォトレジスト１２を塗布した。そして、フ
ォトリソグラフにより、ｎ電極形成領域Ａとなる部分の
フォトレジスト１２を除去した。次に、フォトレジスト
１２によって覆われていないSiO2層１１をフッ化水素酸
系エッチング液により除去した。この結果、図３に示す
ように、この後ｎ電極形成領域Ａとなる部分の透光性電
極７１だけが露出している。
【００２２】次に、フォトレジスト１２及びSiO2層１１
によって覆われていない部分、即ち、ｎ電極形成領域Ａ
となる部分の透光性電極７１、ｐ型コンタクト層６２、
ｐ型クラッド層６１、発光層５及びｎ型クラッド層４を
真空度０．０４Ｔｏｒｒ、高周波電力０．４４Ｗ／ｃｍ
2 、ＢＣｌ3 ガスを１０ｍｌ／分の割合で供給してドラ
イエッチングをした。その後さらにＡｒでドライエッチ
ングした。この工程により図４に示すように周囲をｐ型
コンタクト層６２、ｐ型クラッド層６１、発光層５及び
ｎ型クラッド層４により形成される側壁８１に囲まれた
ｎ+ 層３上のｎ電極形成領域Ａが形成された。
によって覆われていない部分、即ち、ｎ電極形成領域Ａ
となる部分の透光性電極７１、ｐ型コンタクト層６２、
ｐ型クラッド層６１、発光層５及びｎ型クラッド層４を
真空度０．０４Ｔｏｒｒ、高周波電力０．４４Ｗ／ｃｍ
2 、ＢＣｌ3 ガスを１０ｍｌ／分の割合で供給してドラ
イエッチングをした。その後さらにＡｒでドライエッチ
ングした。この工程により図４に示すように周囲をｐ型
コンタクト層６２、ｐ型クラッド層６１、発光層５及び
ｎ型クラッド層４により形成される側壁８１に囲まれた
ｎ+ 層３上のｎ電極形成領域Ａが形成された。
【００２３】次に、ウエハ表面上にフォトレジスト１３
を一様に塗布して、フォトリソグラフィによりｎ電極形
成領域Ａのｎ電極形成部分のフォトレジスト１３を除去
して図１３に示すように窓８Ａを形成した。そして、蒸
着装置にてｎ+ 層３上のｎ電極形成領域Ａに１０-6Ｔｏ
ｒｒの高真空にてアルミニウム(Al)を１．５μｍ成膜さ
せて図１３に示すようにｎ電極８を形成した。そして、
リフトオフ法によりフォトレジスト１３上に蒸着により
堆積したアルミニウム(Al)を除去してｎ電極８を形成し
た。
を一様に塗布して、フォトリソグラフィによりｎ電極形
成領域Ａのｎ電極形成部分のフォトレジスト１３を除去
して図１３に示すように窓８Ａを形成した。そして、蒸
着装置にてｎ+ 層３上のｎ電極形成領域Ａに１０-6Ｔｏ
ｒｒの高真空にてアルミニウム(Al)を１．５μｍ成膜さ
せて図１３に示すようにｎ電極８を形成した。そして、
リフトオフ法によりフォトレジスト１３上に蒸着により
堆積したアルミニウム(Al)を除去してｎ電極８を形成し
た。
【００２４】次に、透明電極７１の上面に残っているSi
O2層１１をフッ化水素酸で除去した。そして、ウエハの
上面にフォトレジスト１４を一様に塗布して、フォトリ
ソグラフィにより電極パッド形成部分のフォトレジスト
１４を除去して図１４に示すように窓７３Ａを形成し
た。そして、ウエハを蒸着装置に入れて金(Au)を１．５
μｍ成膜させて、図１４に示すように電極パッド７３を
形成した。次に、リフトオフ法によりフォトレジスト１
４上に蒸着により堆積した金(Au)を除去して電極パッド
７３を形成した。その後温度５５０℃にて１分間熱処理
することにより電極パッド７３及びｎ電極８を合金化し
て図１に示すような発光ダイオードのウエハ３０を形成
した。
O2層１１をフッ化水素酸で除去した。そして、ウエハの
上面にフォトレジスト１４を一様に塗布して、フォトリ
ソグラフィにより電極パッド形成部分のフォトレジスト
１４を除去して図１４に示すように窓７３Ａを形成し
た。そして、ウエハを蒸着装置に入れて金(Au)を１．５
μｍ成膜させて、図１４に示すように電極パッド７３を
形成した。次に、リフトオフ法によりフォトレジスト１
４上に蒸着により堆積した金(Au)を除去して電極パッド
７３を形成した。その後温度５５０℃にて１分間熱処理
することにより電極パッド７３及びｎ電極８を合金化し
て図１に示すような発光ダイオードのウエハ３０を形成
した。
【００２５】次に、図１の発光ダイオードのウエハ３０
を素子毎に分離する。図８にウエハの平面図を示す。図
１は図８のａ１方向からの断面図である。このウエハ
は、エッチングをおこなったｎ電極形成領域Ａ以外は全
て透光性電極７１となっている。図６に示すようにブレ
ード４０を用いて、図８のダイシングライン２０に沿っ
てサファイア基板１の表面から１５μｍの深さまでダイ
シングすることにより図７に示すように分離溝１６を形
成した。
を素子毎に分離する。図８にウエハの平面図を示す。図
１は図８のａ１方向からの断面図である。このウエハ
は、エッチングをおこなったｎ電極形成領域Ａ以外は全
て透光性電極７１となっている。図６に示すようにブレ
ード４０を用いて、図８のダイシングライン２０に沿っ
てサファイア基板１の表面から１５μｍの深さまでダイ
シングすることにより図７に示すように分離溝１６を形
成した。
【００２６】次に、図７に示すようにサファイア基板１
の裏面１ｂにおいて、分離溝１６に対面する位置にスク
ライブライン１５を形成し、ウエハ３０にローラによる
荷重をかけて各素子毎に分離して、図５に示す発光ダイ
オードを得ることが出来た。
の裏面１ｂにおいて、分離溝１６に対面する位置にスク
ライブライン１５を形成し、ウエハ３０にローラによる
荷重をかけて各素子毎に分離して、図５に示す発光ダイ
オードを得ることが出来た。
【００２７】上記実施例において、エッチングにより露
出されるｎ型層であるｎ+ 層３はｎ電極形成領域Ａのみ
としたが、図９の断面図及び図１２の平面図に示すよう
にｎ電極形成領域Ａと素子分離時のダイシング幅Ｗより
も狭い素子周囲領域Ｂとしてもよい。このように素子周
囲領域Ｂもエッチングにより露出させると、ダイシング
の際に凹部である素子周囲領域Ｂがダイシングの位置決
め及び案内となるので容易にウエハから素子を分離する
ことができる。図９に示すウエハの素子分離工程を図１
０、図１１に示す。この工程は上述した図６、図７に示
す工程と同一である。
出されるｎ型層であるｎ+ 層３はｎ電極形成領域Ａのみ
としたが、図９の断面図及び図１２の平面図に示すよう
にｎ電極形成領域Ａと素子分離時のダイシング幅Ｗより
も狭い素子周囲領域Ｂとしてもよい。このように素子周
囲領域Ｂもエッチングにより露出させると、ダイシング
の際に凹部である素子周囲領域Ｂがダイシングの位置決
め及び案内となるので容易にウエハから素子を分離する
ことができる。図９に示すウエハの素子分離工程を図１
０、図１１に示す。この工程は上述した図６、図７に示
す工程と同一である。
【００２８】また、上記実施例において、ドライエッチ
ングに用いるガスはＢＣｌ3 としたが、他の塩素を含む
ガスあるいはＣＦ4 等のフッ素含むガス等としてもよ
い。また、上記実施例において、ｎ電極形成領域を得る
ためにドライエッチングの際、透光性電極を残したまま
ドライエッチングを行ったが、あらかじめ塩酸、硝酸等
を用いてｎ電極形成領域の透光性電極を除去した後にド
ライエッチングしてもよい。また、透光性電極はニッケ
ル(Ni)及び金(Au)にて形成しているが、コバルト(Co)、
パラジウム(Pd)等、又はそれらの積層、又はそれらの合
金を用いてもよい。さらに、ｎ電極はアルミニウム(Al)
形成されているが、チタン(Ti)等を用いてもよい。
ングに用いるガスはＢＣｌ3 としたが、他の塩素を含む
ガスあるいはＣＦ4 等のフッ素含むガス等としてもよ
い。また、上記実施例において、ｎ電極形成領域を得る
ためにドライエッチングの際、透光性電極を残したまま
ドライエッチングを行ったが、あらかじめ塩酸、硝酸等
を用いてｎ電極形成領域の透光性電極を除去した後にド
ライエッチングしてもよい。また、透光性電極はニッケ
ル(Ni)及び金(Au)にて形成しているが、コバルト(Co)、
パラジウム(Pd)等、又はそれらの積層、又はそれらの合
金を用いてもよい。さらに、ｎ電極はアルミニウム(Al)
形成されているが、チタン(Ti)等を用いてもよい。
【００２９】また、合金化処理は上記実施例において
は、透光性電極７１を先に合金化してｎ電極８と電極パ
ッド７３は後から合金化しているが、全ての電極形成後
に透光性電極７１、ｎ電極８、電極パッド７３の合金化
を一度に実施してもよい。また、マスク材料としてSiO2
を用いているが、積層時及びマスク材料を剥離する際に
透光性電極７１を侵さない材料ならば何でも良い。さら
に、電極形成後にボンディング部分を除く他の部分をSi
O2等の保護膜で覆ってもよい。
は、透光性電極７１を先に合金化してｎ電極８と電極パ
ッド７３は後から合金化しているが、全ての電極形成後
に透光性電極７１、ｎ電極８、電極パッド７３の合金化
を一度に実施してもよい。また、マスク材料としてSiO2
を用いているが、積層時及びマスク材料を剥離する際に
透光性電極７１を侵さない材料ならば何でも良い。さら
に、電極形成後にボンディング部分を除く他の部分をSi
O2等の保護膜で覆ってもよい。
【００３０】また、上記実施例において発光層５はバル
ク構造であるが、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）あるいは
単一量子井戸構造（ＳＱＷ）としても良い。さらに、発
光層５には不純物として、亜鉛(Zn)とシリコン(Si)がド
ーピングされているが、不純物がドーピングされていな
くても良い。例えば、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）の発
光層としては不純物がドーピングされていない一般式
（Alx Ga1-x ）y In1-y N （０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）
にて井戸層及びバリア層を形成することができる。そし
てその一例として、井戸層をIn0.20Ga0.80N 、バリア層
をGaN で発光層を構成することができる。
ク構造であるが、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）あるいは
単一量子井戸構造（ＳＱＷ）としても良い。さらに、発
光層５には不純物として、亜鉛(Zn)とシリコン(Si)がド
ーピングされているが、不純物がドーピングされていな
くても良い。例えば、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）の発
光層としては不純物がドーピングされていない一般式
（Alx Ga1-x ）y In1-y N （０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）
にて井戸層及びバリア層を形成することができる。そし
てその一例として、井戸層をIn0.20Ga0.80N 、バリア層
をGaN で発光層を構成することができる。
【図１】電極形成時の発光ダイオードのウエハの断面図
【図２】透光性電極形成時の発光ダイオードのウエハの
断面図
断面図
【図３】ｎ電極形成領域となる部分のフォトレジストと
SiO2層を除去した時点での発光ダイオードのウエハの断
面図
SiO2層を除去した時点での発光ダイオードのウエハの断
面図
【図４】ｎ電極形成領域を露出させた時点での発光ダイ
オードのウエハの断面図
オードのウエハの断面図
【図５】基板上に形成された発光ダイオードの構成を示
した断面図
した断面図
【図６】基板分離方法の工程を示すためのウエハの断面
図
図
【図７】基板分離方法の工程を示すためのウエハの断面
図
図
【図８】基板分離方法の工程を示すためのウエハの平面
断面図
断面図
【図９】他の実施例における電極形成時の発光ダイオー
ドのウエハの断面図
ドのウエハの断面図
【図１０】他の実施例における基板分離方法の工程を示
すためのウエハの断面図
すためのウエハの断面図
【図１１】他の実施例における基板分離方法の工程を示
すためのウエハの断面図
すためのウエハの断面図
【図１２】他の実施例における基板分離方法の工程を示
すためのウエハの平面断面図
すためのウエハの平面断面図
【図１３】ｎ電極を形成する工程を示すためのウエハの
断面図
断面図
【図１４】電極パッドを形成する工程を示すためのウエ
ハの断面図
ハの断面図
Ａ…ｎ電極形成領域 Ｂ…素子周囲領域 Ｗ…ダイシング幅 １０…発光ダイオード １…基板 ２…バッファ層 ３…ｎ+ 層（ｎ型層） ４…ｎ型クラッド層（ｎ型層） ５…発光層 ８…ｎ電極 ８Ａ…窓 １１…SiO2層 １２、１３、１４…フォトレジスト １５…スクライブライン １６…分離溝 ２０…ダイシングライン ３０…ウエハ ４０…ブレード ６１…ｐ型クラッド層（ｐ型層） ６２…ｐ型コンタクト層（ｐ型層） ７１…透光性電極 ７３…電極パッド ７３Ａ…窓 ８１…側壁
Claims (4)
- 【請求項１】基板上に３族窒化物半導体から成るｎ型
層、発光層、ｐ型層を形成した３族窒化物半導体発光素
子の製造方法において、 基板上に３族窒化物半導体から成るｎ型層、発光層、ｐ
型層を形成し、 ｐ型層上面に透光性電極を形成した後、 ｎ電極形成領域となる前記ｎ型層の一部が露出するよう
に、その形成領域の前記透光性電極、前記ｐ型層、前記
発光層をエッチングして除去することを特徴とする３族
窒化物半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項２】前記透光性電極はｐ型層上面全体に形成す
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
発光素子の製造方法。 - 【請求項３】前記エッチングにより露出される前記ｎ型
層の一部は、ｎ電極形成領域のみであることを特徴とす
る請求項１に記載の３族窒化物半導体発光素子の製造方
法。 - 【請求項４】前記エッチングにより露出される前記ｎ型
層の一部は、ｎ電極形成領域と基板分離時のダイシング
幅よりも狭い素子周囲領域であることを特徴とする請求
項１に記載の３族窒化物半導体発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34659696A JPH10173229A (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | ３族窒化物半導体発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34659696A JPH10173229A (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | ３族窒化物半導体発光素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10173229A true JPH10173229A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18384506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34659696A Pending JPH10173229A (ja) | 1996-12-09 | 1996-12-09 | ３族窒化物半導体発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10173229A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7023020B2 (en) | 2000-07-10 | 2006-04-04 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III nitride compound semiconductor light-emitting device |
| JP2006210961A (ja) * | 2006-05-10 | 2006-08-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
| US8936950B2 (en) | 2010-03-23 | 2015-01-20 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor light-emitting device |
| US8969898B2 (en) | 2012-02-21 | 2015-03-03 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting element and method for producing the same |
-
1996
- 1996-12-09 JP JP34659696A patent/JPH10173229A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7023020B2 (en) | 2000-07-10 | 2006-04-04 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III nitride compound semiconductor light-emitting device |
| JP2006210961A (ja) * | 2006-05-10 | 2006-08-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
| US8936950B2 (en) | 2010-03-23 | 2015-01-20 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor light-emitting device |
| US8969898B2 (en) | 2012-02-21 | 2015-03-03 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting element and method for producing the same |
| US9837579B2 (en) | 2012-02-21 | 2017-12-05 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting element and method for producing the same |
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