JPH1145892A - Semiconductor device and manufacture of the same - Google Patents

Semiconductor device and manufacture of the same

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JPH1145892A
JPH1145892A JP14749298A JP14749298A JPH1145892A JP H1145892 A JPH1145892 A JP H1145892A JP 14749298 A JP14749298 A JP 14749298A JP 14749298 A JP14749298 A JP 14749298A JP H1145892 A JPH1145892 A JP H1145892A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device and a method for manufacturing this device, in which a high output or a high frequency operation can be attained by making a substrate thin or forming a through-hole at the time of forming a GaN system semiconductor element on a hard and stable single-crystal substrate such as sapphire or SiC, or the operating voltage of the element can be reduced at the time of forming a GaN system light-emitting element on the substrate. SOLUTION: A GaN system semiconductor layer 2 is grown on the surface of a sapphire substrate 1, a GaN system FET 3 is formed, a particle diameter is successively made small by using diamond polishing particle slurry, the substrate is made thin so as to be less than 100 μm by polishing the back face of the substrate, and a polishing distortion layer is removed by etching the back face with phosphoric acid liquid or the like. Next, the etching of the back face of the substrate is carried out with a similar etching liquid so that a through-hole 8 is formed, a GaN system semiconductor layer 2 at the bottom part of this through-hole is removed by etching with an RIE method, and an Au pad 4 electrically connected with the source of the GaN system FET 3 is exposed, and then an Au thick film connected through the through- hole with the Au pad is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置およ
びその製造方法に関し、特に、窒化ガリウム(GaN)
などの窒化物系III−V族化合物半導体を用いた半導
体装置およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to gallium nitride (GaN).
And a method of manufacturing the same using a nitride III-V compound semiconductor such as

【0002】[0002]

【従来の技術】GaNを主成分とする窒化物系III−
V族化合物半導体(以下「GaN系半導体」ともいう)
は直接遷移半導体であり、その禁制帯幅は1.9〜6.
2eVに亘り、可視領域から紫外線領域に及ぶ半導体発
光素子の実現が理論上可能であるため、このGaN系半
導体を用いた半導体発光素子の開発が活発に進められて
いる。このGaN系半導体はまた、電子走行素子の材料
としても大きな可能性を持っている。すなわち、GaN
の飽和電子速度は約2.0×107 cm/sとSi、G
aAsおよびSiCに比べて大きく、また、破壊電界は
5×106 V/cmとダイヤモンドに次ぐ大きさを持っ
ている。このような理由により、GaN系半導体は高周
波、大電力用半導体素子の材料として大きな可能性を持
つことが予想されてきた。
2. Description of the Related Art A nitride-based III-
Group V compound semiconductor (hereinafter also referred to as "GaN-based semiconductor")
Is a direct transition semiconductor, and its forbidden band width is 1.9 to 6.
Since it is theoretically possible to realize a semiconductor light emitting device in the range from the visible region to the ultraviolet region over 2 eV, development of a semiconductor light emitting device using this GaN-based semiconductor has been actively promoted. This GaN-based semiconductor also has great potential as a material for electron transit devices. That is, GaN
Has a saturated electron velocity of about 2.0 × 10 7 cm / s and Si, G
It is larger than aAs and SiC, and has a breakdown electric field of 5 × 10 6 V / cm, which is second only to diamond. For these reasons, it has been expected that GaN-based semiconductors have great potential as materials for high-frequency, high-power semiconductor devices.

【0003】このGaN系半導体を用いたトランジスタ
を製造するには、化学気相成長(CVD)法や分子線エ
ピタキシー(MBE)法によりGaN系半導体を成長さ
せる必要があるが、この際の基板としてはサファイア基
板がよく用いられる。ところが、GaNの熱伝導率は室
温で1.3W/cmKと、GaAsの室温での熱伝導率
0.3W/cmKより大きいものの、サファイアの熱伝
導率は室温で0.4W/cmKとGaAs並みであり、
SiCの室温での熱伝導率4.9W/cmKに比べると
約1/12と小さいため、特に、サファイア基板上にG
aN系半導体を成長させて高出力用のGaN系電界効果
トランジスタ(FET)を作った場合には、動作時の熱
放出が悪く、特性劣化が生じることが指摘されている
((1)Inst.Phys.Conf.Ser.,No.142,765(1996))。このた
め、GaN系FETの高出力化のためには、熱放出特性
の向上を図る必要がある。一方、このGaN系FETを
高周波動作させる場合には、ソースインダクタンスの低
減が必要となる。
In order to manufacture a transistor using the GaN-based semiconductor, it is necessary to grow the GaN-based semiconductor by a chemical vapor deposition (CVD) method or a molecular beam epitaxy (MBE) method. A sapphire substrate is often used. However, although the thermal conductivity of GaN is 1.3 W / cmK at room temperature and larger than the thermal conductivity of GaAs at room temperature of 0.3 W / cmK, the thermal conductivity of sapphire is 0.4 W / cmK at room temperature, which is comparable to that of GaAs. And
Since the thermal conductivity of SiC at room temperature is 4.9 W / cmK, which is smaller than that of SiC by about 1/12, in particular, G is formed on a sapphire substrate.
It has been pointed out that when an aN-based semiconductor is grown to produce a high-power GaN-based field-effect transistor (FET), heat release during operation is poor and characteristic deterioration occurs ((1) Inst. Phys. Conf. Ser., No. 142, 765 (1996)). Therefore, in order to increase the output of the GaN-based FET, it is necessary to improve the heat emission characteristics. On the other hand, when operating this GaN-based FET at a high frequency, it is necessary to reduce the source inductance.

【0004】従来、GaAs系FETにおいては、ソー
スインダクタンスの低減による高周波動作化、高出力化
のための基礎技術として、GaAs基板の薄化技術と、
GaAs基板に貫通穴(ビアホール)を形成し、この貫
通穴を通じて基板裏面側からソースに対して電気的接続
を行う技術とがある。これらの技術の概略を説明する
と、次の通りである((2) GaAs電界効果トランジス
タの基礎、電子情報通信学会、平成4年、p.207 、(3)
米国特許第4015278号、(4)Int.ElectronDevice
Meet.,Tech.Dig.,676(1981)) 。
Conventionally, in a GaAs-based FET, a GaAs substrate thinning technique and a basic technique for high-frequency operation and high output by reducing source inductance have been proposed.
There is a technique in which a through hole (via hole) is formed in a GaAs substrate, and an electrical connection is made to the source from the back side of the substrate through the through hole. The outline of these technologies is as follows ((2) Basics of GaAs field-effect transistor, IEICE, 1992, p.207, (3)
U.S. Pat.No. 4,015,278, (4) Int.ElectronDevice
Meet., Tech. Dig., 676 (1981)).

【0005】すなわち、まず、GaAs基板を薄化する
ためには、SiCやアルミナの砥粒研磨材を用いて一次
ラッピングを行った後、CeO2 、ZrO2 、CrO2
などの粒径1μm以下の砥粒を用いて合成樹脂や人工皮
革などの軟質ポリッシャ上でポリッシングを行い、ラッ
ピングによる加工歪を除去する。これだけで残りの加工
歪の深さは10μm以下となるが、ウエットエッチング
により追加加工がなされることもある。次に、GaAs
基板への貫通穴の形成に関しては、GaAsは硫酸/過
酸化水素溶液またはアルカリ溶液のどちらによっても容
易に溶解されるので、基本的にはこれらの溶液をエッチ
ング液として用いたウエットエッチングだけでも貫通穴
の形成が可能であるが、このウエットエッチングではサ
イドエッチングが大きく、貫通穴の形状制御が困難であ
るため、通常は反応性イオンエッチング(RIE)法や
イオンミリング法などが用いられる。RIE法を用いて
貫通穴を形成するときには、エッチングガスとしてCC
2 2 とHeとの混合ガスを用い、エッチングマスク
として酸化シリコン(SiO2 )膜または有機レジスト
膜を用いることにより、50〜100μm/hrの高い
エッチング速度が得られ、容易に貫通穴を形成すること
ができる。このようにGaAs基板は機械的にも化学的
にも加工が容易であるため、基板の薄化および基板への
貫通穴の形成によりGaAs系FETの高周波動作化、
高出力化がすでに実現されている。
That is, first, in order to thin a GaAs substrate, primary lapping is performed using an abrasive abrasive such as SiC or alumina, and then CeO 2 , ZrO 2 , CrO 2
Polishing is performed on a soft polisher such as a synthetic resin or artificial leather using abrasive grains having a particle size of 1 μm or less to remove processing distortion due to lapping. With this alone, the depth of the remaining processing strain becomes 10 μm or less, but additional processing may be performed by wet etching. Next, GaAs
Regarding the formation of through holes in the substrate, GaAs is easily dissolved by either a sulfuric acid / hydrogen peroxide solution or an alkaline solution, and therefore, basically, only through wet etching using these solutions as an etching solution. Although a hole can be formed, this wet etching involves a large side etching, and it is difficult to control the shape of the through hole. Therefore, a reactive ion etching (RIE) method, an ion milling method, or the like is usually used. When a through hole is formed by using the RIE method, CC is used as an etching gas.
By using a mixed gas of l 2 F 2 and He and using a silicon oxide (SiO 2 ) film or an organic resist film as an etching mask, a high etching rate of 50 to 100 μm / hr can be obtained, and a through hole can be easily formed. Can be formed. As described above, the GaAs substrate is easily processed both mechanically and chemically, so that the GaAs FET can be operated at a high frequency by thinning the substrate and forming a through hole in the substrate.
High output has already been realized.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、GaA
s系FETにおいて用いられている上述のような基板の
薄化および基板への貫通穴の形成の技術をGaN系FE
Tに適用することは困難である。すなわち、すでに述べ
たように、GaN系FETの製造にはサファイア基板が
よく用いられるが、サファイアはGaAsに比べてはる
かに固いため、上述の従来のラッピング技術を用いてサ
ファイア基板を薄化することは極めて困難であり、無理
やりラッピングで薄化すると、ラッピング歪により基板
自身が素子側の主面側が凹となるように大きく反ってし
まい、遂には破壊に至ってしまう。また、サファイア基
板への貫通穴の形成についても、サファイアは化学的に
極めて安定であるため、ウエットエッチングは有効なエ
ッチング液がなく不可能であり、また、RIE法による
ドライエッチングは、エッチング速度が高々数μm/h
rと非常に小さく、しかも選択エッチングを行うための
選択性を有するエッチングマスクがないため、いずれの
方法によっても、貫通穴の形成は事実上不可能である。
このように、サファイア基板上にGaN系FETを形成
する場合には、基板の薄化および貫通穴の形成により高
周波動作化、高出力化を図ることは困難であった。
SUMMARY OF THE INVENTION However, GaAs
The technology for thinning the substrate and forming a through hole in the substrate as described above, which is used in the s-based FET, is described as a GaN-based FE.
It is difficult to apply to T. That is, as described above, a sapphire substrate is often used for manufacturing a GaN-based FET. However, since sapphire is much harder than GaAs, the sapphire substrate must be thinned using the above-described conventional lapping technique. Is extremely difficult, and if the substrate is forcibly thinned by lapping, the substrate itself is largely warped by the lapping distortion so that the principal surface side on the element side becomes concave, and eventually is destroyed. Also, regarding the formation of a through hole in a sapphire substrate, wet etching cannot be performed without an effective etching solution because sapphire is extremely stable chemically. At most several μm / h
Since there is no etching mask having an extremely small value of r and a selectivity for performing selective etching, it is practically impossible to form a through hole by any method.
As described above, when a GaN-based FET is formed on a sapphire substrate, it has been difficult to achieve high-frequency operation and high output by thinning the substrate and forming through holes.

【0007】以上はサファイア基板上にGaN系FET
を形成する場合についてであるが、この問題は、サファ
イア基板と同様に極めて固く、化学的にも安定なSiC
基板などの上にGaN系FETを形成する場合にも、同
様に存在するものである。
The above is a description of a GaN-based FET on a sapphire substrate.
This problem is caused by the fact that, as with the sapphire substrate, SiC is extremely hard and chemically stable.
It also exists when a GaN-based FET is formed on a substrate or the like.

【0008】一方、図14は従来のGaN系半導体レー
ザを示す。図14に示すように、このGaN系半導体レ
ーザにおいては、c面サファイア基板101上に、Ga
Nバッファ層102、n型GaNコンタクト層103、
n型AlGaNクラッド層104、n型GaN光導波層
105、Ga1-x Inx N/Ga1-y Iny N多重量子
井戸構造の活性層106、p型GaN光導波層107、
p型AlGaNクラッド層108およびp型GaNコン
タクト層109が順次積層されている。n型GaNコン
タクト層103の上層部、n型AlGaNクラッド層1
04、n型GaN光導波層105、Ga1-x Inx N/
Ga1-y Iny N多重量子井戸構造の活性層106、p
型GaN光導波層107、p型AlGaNクラッド層1
08およびp型GaNコンタクト層109は所定幅のメ
サ形状を有する。そして、p型GaNコンタクト層10
9上にp側電極110がオーミックコンタクトして設け
られているとともに、メサ部に隣接する部分におけるn
型GaNコンタクト層103上にn側電極111がオー
ミックコンタクトして設けられている。
FIG. 14 shows a conventional GaN-based semiconductor laser. As shown in FIG. 14, in this GaN-based semiconductor laser, a Ga-plane sapphire substrate 101
N buffer layer 102, n-type GaN contact layer 103,
n-type AlGaN cladding layer 104, n-type GaN optical waveguide layer 105, Ga 1-x In x N / Ga 1-y In y N active layer having a multiple quantum well structure 106, p-type GaN optical waveguide layer 107,
A p-type AlGaN cladding layer 108 and a p-type GaN contact layer 109 are sequentially stacked. Upper layer of n-type GaN contact layer 103, n-type AlGaN cladding layer 1
04, n-type GaN optical waveguide layer 105, Ga 1-x In x N /
Ga 1-y In y N multiple quantum well structure active layer 106, p
-Type GaN optical waveguide layer 107, p-type AlGaN cladding layer 1
08 and p-type GaN contact layer 109 have a mesa shape with a predetermined width. Then, the p-type GaN contact layer 10
9, a p-side electrode 110 is provided in ohmic contact, and n-side electrode 110 in a portion adjacent to the mesa portion is provided.
On the GaN contact layer 103, an n-side electrode 111 is provided in ohmic contact.

【0009】しかしながら、この図14に示す従来のG
aN系半導体レーザにおいては、n側電極111がメサ
部に隣接する部分におけるn型GaNコンタクト層10
3上に設けられていることにより、動作時にp側電極1
10とn側電極111との間に流す電流はn型GaNコ
ンタクト層103に沿って流す必要があるため、電流通
路の長さが長くなり、これが動作電圧の増大を招いてい
た。また、このGaN系半導体レーザは、p側電極11
0およびn側電極111とも基板の同じ側に設けられた
構造であるため、p側電極を基板表面に設け、n側電極
を基板裏面に設けるGaAs系半導体レーザなどの組み
立てに用いられる装置を使用することができないことか
ら、専用の組み立て装置が必要であり、これが製造コス
トの増大を招いていた。
However, the conventional G shown in FIG.
In the aN-based semiconductor laser, the n-side electrode 111 has an n-type GaN contact layer 10 in a portion adjacent to the mesa portion.
3, the p-side electrode 1 during operation.
Since the current flowing between 10 and the n-side electrode 111 needs to flow along the n-type GaN contact layer 103, the length of the current path becomes longer, which causes an increase in operating voltage. This GaN-based semiconductor laser has a p-side electrode 11
Since the 0 and n-side electrodes 111 are both provided on the same side of the substrate, a p-side electrode is provided on the surface of the substrate and an n-side electrode is provided on the back surface of the substrate. Therefore, a dedicated assembling device is required, which has led to an increase in manufacturing cost.

【0010】したがって、この発明の目的は、サファイ
ア基板やSiC基板などの固く、化学的にも安定な単結
晶基板上に窒化物系III−V族化合物半導体を用いた
素子を形成する場合に、基板の薄化および/または基板
への貫通穴の形成により、高周波動作化および/または
高出力化を図ることができる半導体装置およびこのよう
な半導体装置を容易に製造することができる半導体装置
の製造方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for forming an element using a nitride III-V compound semiconductor on a hard and chemically stable single crystal substrate such as a sapphire substrate or a SiC substrate. Semiconductor device capable of achieving high-frequency operation and / or high output by thinning a substrate and / or forming a through hole in the substrate, and manufacturing of a semiconductor device capable of easily manufacturing such a semiconductor device It is to provide a method.

【0011】この発明の他の目的は、サファイア基板な
どの非導電性の単結晶基板上に窒化物系III−V族化
合物半導体を用いた発光素子を形成する場合に、基板へ
の貫通穴の形成により、その発光素子の動作電圧の低減
および製造コストの低減を図ることができる半導体装置
およびこのような半導体装置を容易に製造することがで
きる半導体装置の製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to form a light emitting element using a nitride III-V compound semiconductor on a non-conductive single crystal substrate such as a sapphire substrate. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of reducing the operating voltage and manufacturing cost of a light-emitting element and a method of manufacturing a semiconductor device capable of easily manufacturing such a semiconductor device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者は、従来技術が
有する上述の課題を解決すべく、鋭意検討を行った。以
下にその概要を説明する。
Means for Solving the Problems The present inventor has made intensive studies in order to solve the above-mentioned problems of the prior art. The outline is described below.

【0013】GaN系半導体を用いた素子がすでに形成
されているサファイア基板を薄化するにあたっては、解
決すべき問題がある。その第1は、ラッピングなどの手
法を用いてサファイア基板を薄化していく過程で、基板
表面側の素子に損傷を与えずに、しかも加工歪を最小限
に抑えて、さらには基板の反りや破壊を防ぎつつ、十分
に薄く、具体的には厚さ約100μm以下、例えば数1
0μm以下まで薄化することである。また、サファイア
基板を用いる場合には、GaAs基板を用いる場合と異
なり、最終的には薄化した基板の歪をほとんど除去して
おかないと、反りにより後の工程に支障が出る。第2
に、サファイア基板の所望の場所に貫通穴を形成するの
に最適な加工方法を見い出すことである。サファイアの
ウエットエッチング法としては、900℃程度の溶融硼
砂を用いる方法や400℃程度の溶融リン酸を用いる方
法が知られている。本発明者は、これらの方法がサファ
イア基板への貫通穴の形成技術として適用可能であるか
どうかを調べた。また、そのときのエッチングマスクの
材料としてはどのようなものが可能であるかどうかにつ
いても調べた。さらに、このようなエッチングマスクを
用いないで貫通穴を形成する新しい簡単な方法があるか
どうかをも検討した。
There is a problem to be solved when thinning a sapphire substrate on which an element using a GaN-based semiconductor has already been formed. First, in the process of thinning the sapphire substrate using a method such as lapping, the device on the substrate surface side is not damaged, processing distortion is minimized, and furthermore, substrate warpage and the like. It is sufficiently thin, specifically, about 100 μm or less in thickness, for example,
This is to reduce the thickness to 0 μm or less. In addition, unlike the case of using a GaAs substrate, when a sapphire substrate is used, the distortion of the thinned substrate must be finally removed until warping will hinder the subsequent steps. Second
Another object of the present invention is to find a processing method most suitable for forming a through hole at a desired position on a sapphire substrate. As a wet etching method of sapphire, a method using molten borax at about 900 ° C. and a method using molten phosphoric acid at about 400 ° C. are known. The present inventor examined whether these methods are applicable as a technique for forming a through hole in a sapphire substrate. In addition, the present inventors also investigated what kind of material can be used for the etching mask at that time. Furthermore, it was examined whether there is a new simple method of forming a through hole without using such an etching mask.

【0014】さて、サファイア基板のような固い材料か
らなる基板の場合、ラッピング用の砥粒研磨材として
は、ダイヤモンド粉しかないと考えられる。一般に、ラ
ッピングによる加工変質層あるいは歪層の厚さは、使用
する砥粒の粒径の数倍程度はある。したがって、例え
ば、20nm程度の厚さまで薄化するとすると、薄化前
のサファイア基板の厚さは一般に約400μm前後であ
るので、薄化するには、まず、例えば粒径30μmのダ
イヤモンド砥粒研磨材を含む研磨液を用いて、約200
μmの厚さまでラッピングする。この場合、これ以上薄
化すると、残りの基板に占める歪層の割合が大きくな
り、大きな歪により反りや破壊を招く。次に、ダイヤモ
ンド砥粒の粒径をより小さく、例えば10μmとし、例
えば100μm程度の厚さまでラッピングする。これに
よって、前回のラッピングの際に発生した歪層は除去す
ることができるが、新たに数10μmの厚さの歪層が発
生する。そこで、次に、例えば、粒径約1μmの砥粒研
磨材を含む研磨液を用いて、40μm程度の厚さまでラ
ッピングまたはポリッシングを行う。
Now, in the case of a substrate made of a hard material such as a sapphire substrate, it is considered that the only abrasive powder for lapping is diamond powder. In general, the thickness of the work-affected layer or strained layer due to lapping is about several times the grain size of the abrasive grains used. Accordingly, for example, if the thickness is reduced to about 20 nm, the thickness of the sapphire substrate before thinning is generally about 400 μm. About 200 using a polishing liquid containing
Lapping to a thickness of μm. In this case, when the thickness is further reduced, the proportion of the strained layer in the remaining substrate increases, and warpage or breakage is caused by a large strain. Next, the diameter of the diamond abrasive grains is reduced to, for example, 10 μm, and lapping is performed to a thickness of, for example, about 100 μm. As a result, the strain layer generated during the previous lapping can be removed, but a strain layer having a thickness of several tens of μm is newly generated. Therefore, next, for example, lapping or polishing is performed to a thickness of about 40 μm using a polishing liquid containing an abrasive abrasive having a particle diameter of about 1 μm.

【0015】ここで、GaAs基板では、従来はメカノ
ケミカルポリッシュ技術により、ラッピングによる歪層
を完全に除去することができた。具体的には、極微軟質
粒子を含む次亜塩素酸溶液中でポリッシングを行うこと
により歪層を完全に除去することができることが知られ
ている。しかしながら、サファイア基板については、こ
のような溶液中でのポリッシングは知られていない。そ
こで、次のような方法を用いることを考える。すなわ
ち、リン酸に適当量の硫酸を混合し、温度を280℃と
する。この液はサファイアに対し、10μm/hr程度
のエッチング速度を持つ。この高温リン酸によるサファ
イアのエッチング作用は既知である(例えば、(5) セラ
ミック加工ハンドブック、(株)建設産業調査会(19
87))。ところが、このような高温腐食性溶液に素子
が直接さらされると、素子や配線などの特性劣化が引き
起こされる。したがって、素子側にリン酸が接触しない
工夫が必要となり、そのためには第1には基板裏面側の
み液に接触させることが有効であり、第2には素子側に
保護膜を形成することが有効である。この保護膜として
は、CVD法により形成されたSiO2 膜やSiN膜な
どのリン酸に対して耐性を有する酸化物や窒化物の膜や
耐熱性のポリイミド膜などが有効である。
Here, in the case of a GaAs substrate, the strain layer due to lapping could be completely removed by the mechanochemical polishing technique. Specifically, it is known that the strained layer can be completely removed by performing polishing in a hypochlorous acid solution containing ultrafine soft particles. However, polishing of such a sapphire substrate in a solution is not known. Therefore, consider using the following method. That is, an appropriate amount of sulfuric acid is mixed with phosphoric acid, and the temperature is adjusted to 280 ° C. This solution has an etching rate of about 10 μm / hr with respect to sapphire. The etching action of sapphire by this high-temperature phosphoric acid is known (for example, see (5) Ceramic Processing Handbook, Construction Industry Research Committee (19)
87)). However, when the device is directly exposed to such a high-temperature corrosive solution, the characteristics of the device and the wiring are deteriorated. Therefore, it is necessary to devise a method in which phosphoric acid does not contact the element side. For this purpose, it is effective to first contact the liquid only on the back side of the substrate, and secondly, to form a protective film on the element side. It is valid. As the protective film, an oxide or nitride film having heat resistance to phosphoric acid, such as a SiO 2 film or a SiN film formed by a CVD method, or a heat-resistant polyimide film is effective.

【0016】次に、貫通穴の形成方法としては、従来の
RIEのようなドライエッチングは採用することができ
ない。そこで、次のような方法を用いることを考える。
すなわち、例えば、図1に示すように、サファイア基板
1の表面に例えば合計数μmの厚さのGaN系半導体層
2を成長させ、このGaN系半導体層2にGaN系FE
T3を形成した後、このGaN系FET3用の金属配線
およびパッドを形成する。符号4はこのGaN系FET
3のソースと電気的に接続されたAuパッドを示す。次
に、このAuパッド4を覆うようにGaN系半導体層2
上にSiO2 膜のような層間絶縁膜5を形成する。この
後、サファイア基板1を100μm以下の厚さ、例えば
数10μm程度の厚さに薄化する。次に、貫通穴形成部
以外の部分におけるこのサファイア基板1の裏面を金属
薄膜を積層した積層膜からなるエッチングマスク6で覆
う。この積層膜としては、Ni、Cr、Tiなどのサフ
ァイア基板に対して密着性の良好な金属薄膜上にPt、
Au、Pdなどのリン酸耐食性金属薄膜を積層した二層
膜(例えば、Cr/Pt膜)などが用いられる。一方、
層間絶縁膜5の表面には例えばポリイミドからなる保護
膜7を形成する。次に、サファイア基板1の裏面側を例
えば280℃程度の温度のリン酸/硫酸溶液からなるエ
ッチング液に浸し、エッチングを行う。このとき、エッ
チング速度はほぼ10μm/hrであるので、サファイ
ア基板1の厚さに応じてエッチング時間が考慮される。
このようにして、図2に示すように、サファイア基板1
に貫通穴8が形成される。そこで、次にRIE法によ
り、この貫通穴8の底部に露出したGaN系半導体層2
をエッチング除去し、Auパッド4を露出させる。この
GaN系半導体層2のエッチングの際には、エッチング
ガスとしてCl2 ガスを用いると、エッチング速度は5
〜10μm/hrで、Auに対するエッチング速度の比
は約3以上あるので、Auパッド4の厚さが1μm以上
あれば、GaN系半導体層2をオーバーエッチング気味
にエッチングしても、Auパッド4を十分な厚さ残すこ
とができる。サファイア基板1の裏面のエッチングマス
ク6はGaN系半導体層2をRIE法によりエッチング
する際に除去されてしまうこともあるが、問題はない。
Next, as a method of forming a through hole, dry etching such as conventional RIE cannot be adopted. Therefore, consider using the following method.
That is, for example, as shown in FIG. 1, a GaN-based semiconductor layer 2 having a total thickness of, for example, several μm is grown on the surface of a sapphire substrate 1 and a GaN-based FE is formed on the GaN-based semiconductor layer 2.
After forming T3, metal wiring and pads for this GaN-based FET 3 are formed. Reference numeral 4 denotes this GaN-based FET
3 shows an Au pad electrically connected to the source No. 3. Next, the GaN-based semiconductor layer 2 is formed so as to cover the Au pad 4.
An interlayer insulating film 5 such as a SiO 2 film is formed thereon. Thereafter, the sapphire substrate 1 is thinned to a thickness of 100 μm or less, for example, a thickness of about several tens μm. Next, the back surface of the sapphire substrate 1 in a portion other than the through hole forming portion is covered with an etching mask 6 made of a laminated film in which metal thin films are laminated. As this laminated film, Pt, on a metal thin film having good adhesion to a sapphire substrate of Ni, Cr, Ti, etc.
A two-layer film (for example, a Cr / Pt film) in which a phosphoric acid corrosion resistant metal thin film such as Au or Pd is laminated is used. on the other hand,
On the surface of the interlayer insulating film 5, a protective film 7 made of, for example, polyimide is formed. Next, the back surface of the sapphire substrate 1 is immersed in, for example, an etching solution composed of a phosphoric acid / sulfuric acid solution at a temperature of about 280 ° C. to perform etching. At this time, since the etching rate is approximately 10 μm / hr, the etching time is considered according to the thickness of the sapphire substrate 1.
In this manner, as shown in FIG.
A through hole 8 is formed in the hole. Then, the GaN-based semiconductor layer 2 exposed at the bottom of the through-hole 8 is then formed by RIE.
Is removed by etching to expose the Au pad 4. When the GaN-based semiconductor layer 2 is etched using Cl 2 gas as an etching gas, the etching rate becomes 5
When the thickness of the Au pad 4 is 1 μm or more, even if the GaN-based semiconductor layer 2 is slightly over-etched, the Au pad 4 can be etched at a rate of about 3 or more at about 10 μm / hr. Enough thickness can be left. The etching mask 6 on the back surface of the sapphire substrate 1 may be removed when the GaN-based semiconductor layer 2 is etched by the RIE method, but there is no problem.

【0017】この後、サファイア基板1の裏面にこのサ
ファイア基板1の厚さ以上の厚さの金属膜を形成し、貫
通穴8を通じてAuパッド4とコンタクトさせる。この
金属膜の形成においては、具体的には、例えば、まず、
サファイア基板1の裏面にNiまたはCrおよびAuを
真空蒸着法などにより順次堆積させた後、その上にめっ
き法などにより十分な厚さ、例えば数10μmから数1
00μmの厚さのAu膜を堆積させる。このようにして
形成される厚いプレート状の金属膜により、GaN系F
ET3のソースとの電気的接続および放熱が行われる。
Thereafter, a metal film having a thickness equal to or greater than the thickness of the sapphire substrate 1 is formed on the back surface of the sapphire substrate 1 and is brought into contact with the Au pad 4 through the through hole 8. In the formation of the metal film, specifically, for example, first,
After Ni or Cr and Au are sequentially deposited on the back surface of the sapphire substrate 1 by a vacuum evaporation method or the like, a sufficient thickness, for example, several tens μm to several
An Au film having a thickness of 00 μm is deposited. The thick plate-like metal film formed in this manner allows the GaN-based F
Electrical connection with the source of ET3 and heat radiation are performed.

【0018】一方、サファイア基板に貫通穴を形成する
ための別の方法として、パルスレーザビームを用いる方
法も考えられる。すなわち、サファイアは約6μm以上
の波長の赤外線を吸収する。このため、例えば、波長1
0.6μmのCO2 レーザによるパルスレーザビームを
サファイア基板に照射することによって局部的に超高温
にし、サファイアを蒸発(アブレーション)させること
ができる。この技術は実際にアルミナ基板のスクライビ
ングに実用化されている技術である。具体的には、例え
ば、ピーク出力300W、パルス幅200μs、ビーム
径約100μmの1パルスの照射により、アルミナ基板
に深さ約200μmの穴を形成することができる。した
がって、例えば、図3に示すように、厚さ200μm程
度のサファイア基板1の裏面の所望の場所にCO2 レー
ザによるパルスレーザビーム9を照射して例えば深さ5
0μm程度の穴10を形成した後、高温のリン酸/硫酸
溶液からなるエッチング液を用いて例えば深さ150μ
m程度に一様エッチングを行うことにより、図4に示す
ように貫通穴8を形成することができる。この方法はマ
スクレスプロセスであり、工程数は非常に少ない。
On the other hand, as another method for forming a through hole in the sapphire substrate, a method using a pulsed laser beam can be considered. That is, sapphire absorbs infrared light having a wavelength of about 6 μm or more. Therefore, for example, the wavelength 1
By irradiating the sapphire substrate with a pulse laser beam of a 0.6 μm CO 2 laser, the sapphire can be locally heated to a very high temperature, and sapphire can be evaporated (ablated). This technology is a technology that has been practically used for scribing alumina substrates. Specifically, for example, a hole having a depth of about 200 μm can be formed in the alumina substrate by irradiating one pulse having a peak output of 300 W, a pulse width of 200 μs, and a beam diameter of about 100 μm. Therefore, for example, as shown in FIG. 3, a desired position on the back surface of the sapphire substrate 1 having a thickness of about 200 μm is irradiated with a pulse laser beam 9 by a CO 2 laser to, for example, a depth of 5 μm.
After forming a hole 10 having a depth of about 0 μm, a 150 μm-thick etch
By performing uniform etching to about m, the through hole 8 can be formed as shown in FIG. This method is a maskless process, and the number of steps is very small.

【0019】ここで、サファイア基板の薄化の意義につ
いてあらためて説明する。図5に示すように、サファイ
アの熱伝導率は、室温で約0.4W/cmKと小さいば
かりでなく、温度に対して大きな負の傾きを有し、温度
上昇とともに減少する。サファイア基板上にGaN系半
導体を用いた素子を形成した場合、動作時にこの素子か
ら発生する熱は熱伝導でサファイア基板に移動し、高出
力素子の場合、通常基板裏面に形成されるヒートシンク
を通じて放熱されるが、上述のようにサファイアの熱伝
導率が温度上昇とともに減少することは、温度上昇とと
もに熱放散されにくくなること意味する。したがって、
放熱の観点からは、素子が載っているサファイア基板は
薄ければ薄いほど有利であり、機械的強度に耐える範囲
内で極限まで薄化するのが好ましい。この薄化により、
効率的な熱放散が可能となり、温度上昇が抑制される。
Here, the significance of the thinning of the sapphire substrate will be described again. As shown in FIG. 5, the thermal conductivity of sapphire is not only small at about 0.4 W / cmK at room temperature, but also has a large negative slope with respect to temperature, and decreases with increasing temperature. When an element using a GaN-based semiconductor is formed on a sapphire substrate, the heat generated from this element during operation moves to the sapphire substrate by heat conduction. However, as described above, a decrease in the thermal conductivity of sapphire with an increase in temperature means that heat dissipation becomes difficult with an increase in temperature. Therefore,
From the viewpoint of heat dissipation, the thinner the sapphire substrate on which the element is mounted, the more advantageous it is. It is preferable that the sapphire substrate be as thin as possible within the range that can withstand mechanical strength. With this thinning,
Efficient heat dissipation becomes possible, and a rise in temperature is suppressed.

【0020】以上はサファイア基板を用いる場合につい
てであるが、例えばSiC基板などの他の単結晶基板を
用いる場合についても同様なことが言える。
The above description is for the case where a sapphire substrate is used, but the same can be said for the case where another single crystal substrate such as a SiC substrate is used.

【0021】一方、例えばサファイア基板のような非導
電性の単結晶基板上にGaN系発光素子を構成するGa
N系半導体層を形成した後、単結晶基板に裏面側から上
述と同様にして貫通穴を形成してGaN系半導体層の下
面を露出させ、この貫通穴を通じて下側からGaN系半
導体層に接触するように単結晶基板の裏面側に一方の電
極を形成するとともに、GaN系半導体層上に他方の電
極を貫通穴と位置合わせして形成することにより、動作
時にこれらの電極間に流す電流の通路の長さはGaN系
半導体層の厚さとほぼ等しくなり、このため従来に比べ
て電流通路の長さは極めて短くなる。
On the other hand, Ga constituting a GaN-based light emitting device is formed on a non-conductive single crystal substrate such as a sapphire substrate.
After forming the N-based semiconductor layer, a through hole is formed on the single crystal substrate from the back side in the same manner as described above to expose the lower surface of the GaN-based semiconductor layer, and contact the GaN-based semiconductor layer from below through the through hole. One electrode is formed on the back side of the single crystal substrate so that the other electrode is aligned with the through hole on the GaN-based semiconductor layer, so that the current flowing between these electrodes during operation can be reduced. The length of the passage is substantially equal to the thickness of the GaN-based semiconductor layer, and therefore, the length of the current passage is extremely short as compared with the conventional case.

【0022】この発明は、本発明者による以上のような
検討に基づいて案出されたものである。
The present invention has been devised based on the above study by the present inventors.

【0023】すなわち、上記目的を達成するために、こ
の発明の第1の発明による半導体装置の製造方法は、窒
化物系III−V族化合物半導体と異なる物質からなる
単結晶基板の一方の主面上に窒化物系III−V族化合
物半導体を用いた素子を形成する工程と、単結晶基板の
他方の主面を、ダイヤモンド砥粒からなる研磨材を含む
研磨液を用い、かつ、研磨材の粒径を段階的に小さくし
ながらラッピングすることにより単結晶基板を薄化する
工程と、ラッピングされた単結晶基板の他方の主面を1
50〜450℃の温度のリン酸またはリン酸と硫酸とを
主成分とするエッチング液を用いてエッチングすること
によりラッピングの際に単結晶基板の他方の主面に生じ
た歪層を除去する工程とを有することを特徴とするもの
である。
That is, in order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to a first aspect of the present invention is directed to a method for manufacturing a semiconductor device, the method comprising: A step of forming an element using a nitride III-V compound semiconductor thereon, and polishing the other main surface of the single crystal substrate with a polishing liquid containing a polishing material composed of diamond abrasive grains; A step of thinning the single crystal substrate by lapping while gradually reducing the grain size;
Step of removing a strained layer formed on the other main surface of the single crystal substrate during lapping by etching using phosphoric acid or an etching solution containing phosphoric acid and sulfuric acid as main components at a temperature of 50 to 450 ° C. And characterized in that:

【0024】この第1の発明においては、典型的には、
ラッピングにより、単結晶基板を100μm以下の厚さ
に薄化し、あるいは、数10μm以下の厚さに薄化す
る。また、ラッピングによる歪層を除去するためのエッ
チングの際に素子に損傷が生じるのを防止するため、好
適には、エッチング前に単結晶基板の一方の主面上に形
成された素子の表面をエッチング液に対して耐性を有す
る保護膜で覆っておく。この保護膜としては、例えば、
酸化シリコン(SiO2 )膜、窒化シリコン(SiN)
膜、ポリイミド膜などを用いることができる。また、こ
のエッチングの際には、好適には、単結晶基板の他方の
主面のみをエッチング液に浸すことによりエッチングを
行う。
In the first invention, typically,
By lapping, the single crystal substrate is thinned to a thickness of 100 μm or less, or a thickness of several tens μm or less. Further, in order to prevent the element from being damaged at the time of etching for removing the strained layer due to lapping, preferably, the surface of the element formed on one main surface of the single crystal substrate before etching is removed. It is covered with a protective film having resistance to an etching solution. As this protective film, for example,
Silicon oxide (SiO 2 ) film, silicon nitride (SiN)
A film, a polyimide film, or the like can be used. In this etching, preferably, only the other main surface of the single crystal substrate is immersed in an etching solution.

【0025】この発明の第2の発明による半導体装置
は、窒化物系III−V族化合物半導体と異なる物質か
らなる単結晶基板と、単結晶基板の一方の主面上の窒化
物系III−V族化合物半導体を用いた素子とを有する
半導体装置において、単結晶基板に設けられた貫通穴を
通じて素子に対する電気的接続が行われていることを特
徴とするものである。
A semiconductor device according to a second aspect of the present invention includes a single crystal substrate made of a material different from a nitride III-V compound semiconductor, and a nitride III-V on one main surface of the single crystal substrate. In a semiconductor device having an element using a group III compound semiconductor, electrical connection to the element is performed through a through hole provided in a single crystal substrate.

【0026】この発明の第3の発明は、窒化物系III
−V族化合物半導体と異なる物質からなる単結晶基板
と、単結晶基板の一方の主面上の窒化物系III−V族
化合物半導体を用いた素子とを有し、単結晶基板に設け
られた貫通穴を通じて素子に対する電気的接続が行われ
る半導体装置の製造方法であって、単結晶基板の他方の
主面を150〜450℃の温度のリン酸またはリン酸と
硫酸とを主成分として含むエッチング液を用いて選択的
にエッチングすることにより貫通穴を形成するようにし
たことを特徴とするものである。
The third invention of the present invention relates to a nitride III
A single crystal substrate made of a material different from a group V compound semiconductor, and an element using a nitride III-V compound semiconductor on one main surface of the single crystal substrate, provided on the single crystal substrate. A method of manufacturing a semiconductor device in which an element is electrically connected to a device through a through hole, wherein the other main surface of the single crystal substrate is etched at a temperature of 150 to 450 ° C. containing phosphoric acid or phosphoric acid and sulfuric acid as main components. A through hole is formed by selectively etching using a liquid.

【0027】この第3の発明においては、単結晶基板の
他方の主面に、Cr、TiまたはNiからなる第1の薄
膜とその上のPt、PdまたはAuからなる第2の薄膜
とからなるエッチングマスクを形成し、このエッチング
マスクを用いて単結晶基板をエッチングすることにより
貫通穴を形成する。このエッチングの際には、好適に
は、単結晶基板の他方の主面のみをエッチング液に浸す
ことによりエッチングを行う。
In the third aspect of the present invention, a single thin film made of Cr, Ti or Ni and a second thin film made of Pt, Pd or Au on the other main surface of the single crystal substrate. An etching mask is formed, and a through-hole is formed by etching the single crystal substrate using the etching mask. At the time of this etching, etching is preferably performed by immersing only the other main surface of the single crystal substrate in an etching solution.

【0028】この発明の第4の発明は、窒化物系III
−V族化合物半導体と異なる物質からなる単結晶基板
と、単結晶基板の一方の主面上の窒化物系III−V族
化合物半導体を用いた素子とを有し、単結晶基板に設け
られた貫通穴を通じて素子に対する電気的接続が行われ
る半導体装置の製造方法であって、単結晶基板の他方の
主面に6μm以上の波長を有するレーザ光を選択的に照
射することにより一方の主面に達しない10μm以上の
深さの穴を形成する工程と、単結晶基板の他方の主面を
150〜450℃の温度のリン酸またはリン酸と硫酸と
を主成分とするエッチング液を用いてエッチングするこ
とにより穴を一方の主面に到達させて貫通穴を形成する
工程とを有することを特徴とするものである。
The fourth invention of the present invention is directed to a nitride III
A single crystal substrate made of a material different from a group V compound semiconductor, and an element using a nitride III-V compound semiconductor on one main surface of the single crystal substrate, provided on the single crystal substrate. A method for manufacturing a semiconductor device in which electrical connection to an element is made through a through-hole, wherein the other main surface of the single crystal substrate is selectively irradiated with laser light having a wavelength of 6 μm or more so as to irradiate one main surface. Forming a hole having a depth of 10 μm or more that cannot be reached, and etching the other main surface of the single crystal substrate using an etching solution containing phosphoric acid and sulfuric acid as main components at a temperature of 150 to 450 ° C. Forming a through-hole by allowing the hole to reach one of the main surfaces.

【0029】この第4の発明においては、例えば、レー
ザ光としてCO2 レーザによる波長10.6μmのパル
スレーザ光を用いる。
In the fourth invention, for example, a pulse laser beam having a wavelength of 10.6 μm by a CO 2 laser is used as the laser beam.

【0030】この発明において、単結晶基板の貫通穴の
形状は必要に応じて選ぶことができるが、例えば、円形
や矩形(スリット状に長く延びるものも含む)などであ
る。また、この貫通穴は、1素子当たり1個設けてもよ
いし、複数個設けてもよい。後者のように複数個設ける
場合、これらの貫通穴は一列に設けてもよいし、複数列
に設けてもよく、種々の配置とすることができる。
In the present invention, the shape of the through-hole in the single crystal substrate can be selected as necessary, and is, for example, a circle or a rectangle (including a long one extending in a slit shape). In addition, one through hole may be provided for each element, or a plurality of through holes may be provided. In the case where a plurality of through holes are provided as in the latter case, these through holes may be provided in one row, or may be provided in a plurality of rows, and various arrangements can be made.

【0031】この発明において、単結晶基板は、例え
ば、サファイア基板、スピネル基板、ペロブスカイト系
イットリウムアルミネート(YAP)基板、SiC基板
などである。
In the present invention, the single crystal substrate is, for example, a sapphire substrate, a spinel substrate, a perovskite-based yttrium aluminate (YAP) substrate, a SiC substrate, or the like.

【0032】また、この発明において、窒化物系III
−V族化合物半導体は、少なくともGaおよびNを含
み、場合により、さらにAl、InおよびBからなる群
より選ばれた一種以上のIII族元素および/またはA
sおよびPからなる群より選ばれた一種以上のV族元素
を含む。この窒化物系III−V族化合物半導体の具体
例をいくつか挙げると、GaN、AlGaN、GaIn
N、AlGaInNなどである。
In the present invention, the nitride III
The group-V compound semiconductor contains at least Ga and N, and optionally, one or more group III elements and / or A selected from the group consisting of Al, In and B.
It contains at least one group V element selected from the group consisting of s and P. Some specific examples of the nitride III-V compound semiconductor include GaN, AlGaN, and GaIn.
N, AlGaInN and the like.

【0033】この発明において、半導体装置は、例え
ば、電界効果トランジスタ(FET)などの電子走行素
子、あるいは、半導体レーザや発光ダイオードなどの発
光素子である。
In the present invention, the semiconductor device is, for example, an electron transit element such as a field effect transistor (FET) or a light emitting element such as a semiconductor laser or a light emitting diode.

【0034】上述のように構成されたこの発明の第1の
発明によれば、単結晶基板の他方の主面を研磨材の粒径
を段階的に小さくしながらラッピングすることにより単
結晶基板を薄化するようにしているので、単結晶基板が
サファイア基板やSiC基板などの極めて固いものであ
っても、反りや破壊を招くことなく、しかもラッピング
の際に生じる歪層を最小限に抑えつつ、単結晶基板を所
望の厚さに薄化することができる。そして、このように
して薄化された単結晶基板の他方の主面を150〜45
0℃の温度のリン酸またはリン酸と硫酸とを主成分とす
るエッチング液を用いてエッチングすることにより、ラ
ッピングの際に単結晶基板の他方の主面に生じた歪層を
除去することができる。
According to the first aspect of the present invention configured as described above, the other main surface of the single crystal substrate is wrapped while gradually reducing the particle size of the abrasive, thereby forming the single crystal substrate. Even if the single crystal substrate is extremely hard, such as a sapphire substrate or a SiC substrate, it does not cause warping or destruction, while minimizing the strained layer generated at the time of lapping. In addition, the single crystal substrate can be thinned to a desired thickness. Then, the other main surface of the single crystal substrate thinned in this way is set to 150 to 45.
By etching using an etching solution containing phosphoric acid or phosphoric acid and sulfuric acid as main components at a temperature of 0 ° C., a strained layer formed on the other main surface of the single crystal substrate during lapping can be removed. it can.

【0035】上述のように構成されたこの発明の第2の
発明によれば、単結晶基板に設けられた貫通穴を通じて
素子に対する電気的接続が行われていることにより、素
子がFETである場合、ソースインダクタンスの低減を
図ることができる。また、非導電性の単結晶基板上に窒
化物系III−V族化合物半導体を用いた発光素子を形
成する場合、窒化物系III−V族化合物半導体層上に
設けられる一方の電極と対応する部分の単結晶基板に裏
面側から貫通穴を設け、この貫通穴を通じて他方の電極
を窒化物系III−V族化合物半導体層の下面に接触さ
せて発光素子に対する他方の電気的接続を行うことによ
り、動作時にこれらの電極間に流す電流の通路の長さを
窒化物系III−V族化合物半導体層の厚さとほぼ等し
い、極めて短い長さにすることができる。
According to the second aspect of the present invention configured as described above, since the element is electrically connected to the element through the through hole provided in the single crystal substrate, the element is an FET. In addition, the source inductance can be reduced. In the case where a light-emitting element using a nitride III-V compound semiconductor is formed over a non-conductive single crystal substrate, the light-emitting element corresponds to one electrode provided over the nitride III-V compound semiconductor layer. By providing a through hole from the back surface side of a part of the single crystal substrate, and making the other electrode contact the lower surface of the nitride-based III-V compound semiconductor layer through this through hole to perform the other electrical connection to the light emitting element. In addition, the length of the path of the current flowing between these electrodes during operation can be made extremely short, substantially equal to the thickness of the nitride-based III-V compound semiconductor layer.

【0036】上述のように構成されたこの発明の第3の
発明によれば、単結晶基板の他方の主面を150〜45
0℃の温度のリン酸またはリン酸と硫酸とを主成分とし
て含むエッチング液を用いて選択的にエッチングするこ
とにより貫通穴を形成するようにしているので、単結晶
基板の所望の場所に貫通穴を容易に形成することができ
る。
According to the third aspect of the present invention configured as described above, the other main surface of the single crystal substrate is set to 150 to 45
Since the through-hole is formed by selectively etching using phosphoric acid at a temperature of 0 ° C. or an etching solution containing phosphoric acid and sulfuric acid as main components, the through-hole is formed at a desired position on the single crystal substrate. Holes can be easily formed.

【0037】上述のように構成されたこの発明の第4の
発明によれば、単結晶基板の他方の主面に6μm以上の
波長を有するレーザ光を選択的に照射することにより一
方の主面に達しない10μm以上の深さの穴を形成した
後、単結晶基板の他方の主面を150〜450℃の温度
のリン酸またはリン酸と硫酸とを主成分とするエッチン
グ液を用いてエッチングすることにより穴を一方の主面
に到達させて貫通穴を形成するようにしていることによ
り、単結晶基板の所望の場所に貫通穴をマスクレスで容
易に形成することができる。
According to the fourth aspect of the present invention configured as described above, the other main surface of the single crystal substrate is selectively irradiated with laser light having a wavelength of 6 μm or more, thereby forming one main surface. After forming a hole having a depth of 10 μm or more that does not reach the upper limit, the other main surface of the single crystal substrate is etched using phosphoric acid or an etching solution containing phosphoric acid and sulfuric acid as main components at a temperature of 150 to 450 ° C. By doing so, the hole reaches one of the main surfaces to form the through hole, so that the through hole can be easily formed at a desired position on the single crystal substrate without using a mask.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings of the embodiments, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals.

【0039】図6〜図10はこの発明の第1の実施形態
によるGaN系FETの製造方法を示す。
FIGS. 6 to 10 show a method of manufacturing a GaN-based FET according to the first embodiment of the present invention.

【0040】この第1の実施形態においては、まず、図
6に示すように、サファイア基板21の表面にGaN系
半導体層22を成長させてこのGaN系半導体層22に
GaN系FET23を形成する。ここで、サファイア基
板21の厚さは例えば約400μm、GaN系半導体層
22の厚さは例えば約4μmである。次に、このGaN
系FET23用の金属配線およびパッドを形成する。符
号24はGaN系FET23のソースと電気的に接続さ
れたAuパッドを示す。次に、このAuパッド24を覆
うようにGaN系半導体層22上に例えばSiO2 膜の
ような層間絶縁膜25を形成する。次に、この層間絶縁
膜25上に保護膜26を形成する。この保護膜26とし
ては、例えば厚さ10μmの耐熱性のポリイミド膜を用
いる。次に、この保護膜26上にSi基板27を載せ、
保護膜26と接着する。このSi基板27の厚さは例え
ば約250μmである。ここで、このSi基板27は、
ラッピング終了後に薄化されたサファイア基板21が反
るのを防止したり、このサファイア基板21の取り扱い
を容易にするためのものである。次に、このSi基板2
7上にワックス28を介してラッピング用治具29を接
着する。
In the first embodiment, first, as shown in FIG. 6, a GaN-based semiconductor layer 22 is grown on the surface of a sapphire substrate 21, and a GaN-based FET 23 is formed on the GaN-based semiconductor layer 22. Here, the thickness of the sapphire substrate 21 is, for example, about 400 μm, and the thickness of the GaN-based semiconductor layer 22 is, for example, about 4 μm. Next, this GaN
A metal wiring and a pad for the system FET 23 are formed. Reference numeral 24 indicates an Au pad electrically connected to the source of the GaN-based FET 23. Next, an interlayer insulating film 25 such as a SiO 2 film is formed on the GaN-based semiconductor layer 22 so as to cover the Au pad 24. Next, a protective film 26 is formed on the interlayer insulating film 25. As the protective film 26, for example, a heat-resistant polyimide film having a thickness of 10 μm is used. Next, a Si substrate 27 is placed on the protective film 26,
It adheres to the protective film 26. The thickness of the Si substrate 27 is, for example, about 250 μm. Here, this Si substrate 27
This is for preventing the thinned sapphire substrate 21 from warping after the lapping is completed and for facilitating the handling of the sapphire substrate 21. Next, this Si substrate 2
A wrapping jig 29 is adhered on the base 7 via a wax 28.

【0041】次に、この試料を図示省略したラッピング
装置のラッピング台上にセットし、まず、例えば粒径2
0〜40μmのダイヤモンド砥粒からなる研磨材を含む
水溶液からなる研磨液中においてサファイア基板21の
裏面のラッピングを行う。このラッピングによりサファ
イア基板21の厚さが例えば約200μmに達したら試
料およびラッピング台を洗浄し、研磨液を除去する。次
に、例えば粒径5〜12μmのダイヤモンド砥粒からな
る研磨材を含む水溶液からなる研磨液中においてサファ
イア基板21の裏面のラッピングを行う。このラッピン
グによりサファイア基板21の厚さが例えば約100μ
mになったら、ラッピングを終了する。このようにし
て、図7に示すように、サファイア基板21が約100
μmの厚さに薄化される。この後、試料をホットプレー
ト(図示せず)で温め、ラッピング用治具29を取り外
し、ワックス28を除去する。
Next, this sample was set on a lapping table of a lapping apparatus (not shown).
Lapping of the back surface of the sapphire substrate 21 is performed in a polishing solution composed of an aqueous solution containing an abrasive composed of diamond abrasive grains of 0 to 40 μm. When the thickness of the sapphire substrate 21 reaches, for example, about 200 μm by the lapping, the sample and the lapping table are washed, and the polishing liquid is removed. Next, lapping of the back surface of the sapphire substrate 21 is performed in a polishing liquid composed of an aqueous solution containing an abrasive composed of diamond abrasive grains having a particle diameter of 5 to 12 μm, for example. Due to this lapping, the thickness of the sapphire substrate 21 is, for example, about 100 μm.
When it reaches m, the wrapping ends. In this way, as shown in FIG.
It is thinned to a thickness of μm. Thereafter, the sample is warmed by a hot plate (not shown), the wrapping jig 29 is removed, and the wax 28 is removed.

【0042】次に、上述のようにして厚さ約100μm
に薄化されたサファイア基板21の裏面を例えば285
℃に加熱されたリン酸(H3 PO4 )/硫酸(H2 SO
4 )混合液からなるエッチング液に浸し、エッチングを
行う。このエッチングは具体的には例えば次のようにし
て行うことができる。
Next, as described above, a thickness of about 100 μm
The back surface of the thinned sapphire substrate 21 is, for example, 285.
Phosphoric acid (H 3 PO 4 ) / sulfuric acid (H 2 SO
4 ) Etch by immersing in an etching solution composed of a mixed solution. This etching can be specifically performed, for example, as follows.

【0043】すなわち、図8に示すように、ホットプレ
ート30上に、シャーレ状のPt容器31にH3
4 :H2 SO4 =1:1のH3 PO4 /H2 SO4
合液からなるエッチング液32を入れたものを載せる。
このエッチング液32はホットプレート30により、あ
らかじめエッチング温度に加熱しておく。次に、外径が
Pt容器31の直径より少し小さく、内径がサファイア
基板21の直径より少し小さいドーナツ状のPt板から
なる落とし蓋33を、エッチング液32上に保持する。
このとき、落とし蓋33の上面がエッチング液32の液
面とほぼ同一面になるようにする。この落とし蓋33
は、H3 PO4 /H2 SO4 混合液からなるエッチング
液32からの水分の蒸発を防いでH3 PO4 の組成を一
定とし、かつ、サファイア基板21の裏面のみエッチン
グ液32と接するようにするためのものである。そし
て、この落とし蓋33の上に上述のサファイア基板21
をその外周部が落とし蓋33の内周部に重なるように載
せる。このとき、サファイア基板21の裏面のみがエッ
チング液32に接する。これによって、サファイア基板
21の裏面のみがエッチングされ、ラッピングの際に生
じた歪層が除去される。
That is, as shown in FIG. 8, H 3 P
An etching solution 32 containing a mixed solution of H 3 PO 4 / H 2 SO 4 in which O 4 : H 2 SO 4 = 1: 1 is placed.
The etching liquid 32 is heated to an etching temperature by the hot plate 30 in advance. Next, a dropping lid 33 made of a donut-shaped Pt plate whose outer diameter is slightly smaller than the diameter of the Pt container 31 and whose inner diameter is slightly smaller than the diameter of the sapphire substrate 21 is held on the etching solution 32.
At this time, the upper surface of the drop lid 33 is made substantially flush with the liquid surface of the etching liquid 32. This drop lid 33
Is to keep the composition of H 3 PO 4 constant by preventing the evaporation of water from the etching solution 32 composed of the H 3 PO 4 / H 2 SO 4 mixed solution, and to contact the etching solution 32 only on the back surface of the sapphire substrate 21. It is to make. Then, the sapphire substrate 21 is placed on the drop lid 33.
Is placed so that the outer periphery thereof is dropped and overlaps the inner periphery of the lid 33. At this time, only the back surface of the sapphire substrate 21 contacts the etching solution 32. As a result, only the back surface of the sapphire substrate 21 is etched, and the strain layer generated during lapping is removed.

【0044】次に、図9に示すように、Auパッド24
に対応する部分におけるサファイア基板21の裏面に、
フォトリソグラフィー法により、形成すべき貫通穴に対
応する形状を有するレジストパターン(図示せず)を形
成した後、その上に例えば厚さ20nmのCr膜および
例えば厚さ0.1μmのPt膜を例えば真空蒸着法によ
り順次形成する。この後、リフト法により、レジストパ
ターンをその上に形成されたCr膜およびPt膜ととも
に除去する。このようにして、Cr/Pt膜からなるエ
ッチングマスク34が形成される。次に、このエッチン
グマスク34を用いて、サファイア基板21の裏面を、
上述と同様に、例えば285℃のH3 PO4 /H2 SO
4 混合液からなるエッチング液に例えば約3時間浸し、
このサファイア基板21を、GaN系半導体層22が露
出するまで選択的にエッチングする。これによって、サ
ファイア基板21に貫通穴35が形成される。
Next, as shown in FIG.
On the back surface of the sapphire substrate 21 at the portion corresponding to
After forming a resist pattern (not shown) having a shape corresponding to the through hole to be formed by photolithography, a Cr film having a thickness of, for example, 20 nm and a Pt film having a thickness of, for example, 0.1 μm are formed thereon, for example. They are sequentially formed by a vacuum deposition method. Thereafter, the resist pattern is removed together with the Cr film and the Pt film formed thereon by the lift method. Thus, the etching mask 34 made of the Cr / Pt film is formed. Next, the back surface of the sapphire substrate 21 is
As described above, for example, H 3 PO 4 / H 2 SO at 285 ° C.
4 Dipping for about 3 hours in an etching solution consisting of a mixture,
The sapphire substrate 21 is selectively etched until the GaN-based semiconductor layer 22 is exposed. Thereby, a through hole 35 is formed in the sapphire substrate 21.

【0045】次に、このサファイア基板21を図示省略
したRIE装置に導入し、例えばCl2 ガスをエッチン
グガスとして用いて、サファイア基板21の裏面側か
ら、このサファイア基板21をマスクとして、GaN系
半導体層22を選択的にエッチングする。このときのエ
ッチング速度は例えば約10μm/hrとすることがで
き、GaN系半導体層22の厚さが上述のように約4μ
mであるとすると、約25分程度でGaN系半導体層2
2をエッチング除去し、Auパッド24を露出させるこ
とができる。
Next, the sapphire substrate 21 is introduced into an RIE apparatus (not shown), for example, using a Cl 2 gas as an etching gas. Layer 22 is selectively etched. The etching rate at this time can be, for example, about 10 μm / hr, and the thickness of the GaN-based semiconductor layer 22 is about 4 μm as described above.
m, the GaN-based semiconductor layer 2 takes about 25 minutes.
2 can be removed by etching to expose the Au pad 24.

【0046】次に、図10に示すように、再び、例えば
真空蒸着法により例えば膜厚20nmのCr膜および例
えば膜厚5μmのAu膜を順次形成してCr/Au膜3
6を形成した後、このCr/Au膜36上に例えばめっ
き法により十分に厚い、例えば約100μmの厚さのA
u膜37を形成する。この後、ポリイミド膜からなる保
護膜26を有機溶剤で除去する。
Next, as shown in FIG. 10, a Cr film having a thickness of, for example, 20 nm and an Au film having a thickness of, for example, 5 μm are successively formed again by, for example, a vacuum evaporation method to form a Cr / Au film 3.
6 is formed on the Cr / Au film 36 by, for example, a plating method.
A u film 37 is formed. Thereafter, the protective film 26 made of a polyimide film is removed with an organic solvent.

【0047】以上の工程で、約100μmの厚さに薄化
されたサファイア基板21上に形成され、さらに、この
サファイア基板21に形成された貫通穴35を通じてソ
ースパッドであるAuパッド24に基板裏面側から厚い
Au膜37が電気的に接続されたGaN系FET23が
製造される。
Through the above steps, the substrate is formed on the sapphire substrate 21 thinned to a thickness of about 100 μm. The GaN-based FET 23 to which the thick Au film 37 is electrically connected from the side is manufactured.

【0048】以上のように、この第1の実施形態によれ
ば、サファイア基板1の表面にGaN系半導体層22を
成長させてGaN系FET23を形成した後、サファイ
ア基板1の裏面を、まず、第1段階として粒径20〜4
0μmのダイヤモンド砥粒を含む水溶液からなる研磨液
を用いて200μm程度の厚さまでラッピングし、次
に、第2段階として、粒径5〜12μmのダイヤモンド
砥粒を含む水溶液からなる研磨液を用いて100μm程
度の厚さまでラッピングしているので、ラッピングによ
るサファイア基板21の反りや破壊を抑えつつ、しか
も、ラッピングの際に生じる歪層を最小限に抑えつつ、
サファイア基板21を約100μmの厚さに薄化するこ
とができる。また、このラッピング後にサファイア基板
21の裏面をH3 PO4 /H2 SO4 混合液からなるエ
ッチング液を用いてエッチングしていることにより、ラ
ッピングの際にサファイア基板21の裏面に生じる歪層
を完全に除去することができる。そして、サファイア基
板21の薄化により、ヒートシンクとして働くAu膜3
7への熱放散が良好に行われることから、GaN系FE
T23の温度上昇が大幅に緩和される。この結果、ゲー
トリークの増加やキャリアの移動度の減少などを抑える
ことができ、GaN系FET23の高周波特性を高出力
時まで維持することができる。また、GaN系FET2
3の温度上昇が大幅に緩和されることにより、金属配線
におけるマイグレーションの抑制や層間絶縁膜25の劣
化を防止することができ、信頼性の向上を図ることがで
きる。さらに、サファイア基板21の裏面に貫通穴35
を形成し、この貫通穴35を通じてAuパッド24にA
u膜37を電気的に接続していることにより、ソースイ
ンダクタンスの大幅な低減を図ることができ、高周波動
作化を図ることができる。以上により、高周波、高出力
の高性能のGaN系FET23を実現することができ
る。これに加えて、GaN系FET23の温度上昇が大
幅に緩和されることにより、サファイア基板21上に高
密度にGaN系FET23を形成することが可能とな
り、それによってさらなる出力の増大を図ることができ
る。
As described above, according to the first embodiment, after the GaN-based FET 23 is formed by growing the GaN-based semiconductor layer 22 on the surface of the sapphire substrate 1, the back surface of the sapphire substrate 1 Particle size 20-4 as the first stage
Lapping is performed to a thickness of about 200 μm using a polishing liquid composed of an aqueous solution containing 0 μm diamond abrasive grains, and then, as a second step, using a polishing liquid composed of an aqueous solution containing diamond abrasive grains having a particle size of 5 to 12 μm Since lapping is performed to a thickness of about 100 μm, warping and destruction of the sapphire substrate 21 due to lapping are suppressed, and a strain layer generated during lapping is minimized.
The sapphire substrate 21 can be reduced to a thickness of about 100 μm. Further, after the lapping, the back surface of the sapphire substrate 21 is etched using an etching solution composed of a mixed solution of H 3 PO 4 / H 2 SO 4 , so that the strain layer generated on the back surface of the sapphire substrate 21 during the lapping is removed. It can be completely removed. Then, the Au film 3 acting as a heat sink is formed by thinning the sapphire substrate 21.
GaN-based FE
The temperature rise at T23 is greatly reduced. As a result, an increase in gate leakage, a decrease in carrier mobility, and the like can be suppressed, and the high-frequency characteristics of the GaN-based FET 23 can be maintained until a high output. GaN-based FET2
By significantly alleviating the temperature rise of No. 3, it is possible to suppress the migration in the metal wiring and prevent the interlayer insulating film 25 from deteriorating, thereby improving the reliability. Further, a through hole 35 is formed on the back surface of the sapphire substrate 21.
Is formed on the Au pad 24 through the through hole 35.
Since the u film 37 is electrically connected, the source inductance can be greatly reduced, and high-frequency operation can be achieved. Thus, a high-frequency, high-output, high-performance GaN-based FET 23 can be realized. In addition, since the temperature rise of the GaN-based FET 23 is greatly reduced, the GaN-based FET 23 can be formed on the sapphire substrate 21 at a high density, thereby further increasing the output. .

【0049】次に、この発明の第2の実施形態によるG
aN系FETの製造方法について説明する。
Next, G according to the second embodiment of the present invention will be described.
A method for manufacturing an aN-based FET will be described.

【0050】この第2の実施形態においては、まず、第
1の実施形態と同様にして、サファイア基板21を厚さ
約200μmまで薄化する。
In the second embodiment, first, similarly to the first embodiment, the sapphire substrate 21 is thinned to a thickness of about 200 μm.

【0051】次に、図11に示すように、この薄化され
たサファイア基板21の裏面に、例えばCO2 レーザに
よる波長10.6μmのパルスレーザビーム37を照射
し、サファイア基板21の表面に達しない、例えば弾頭
形状の穴38を形成する。パルスレーザビーム37とし
ては、例えば、先頭出力150W、パルス幅200μ
s、ビーム径約100μmのものを用いる。また、例え
ば、このパルスレーザビーム39をAuパッド24の領
域の一地点につき1パルス照射することにより、サファ
イア基板21の裏面における直径が約100μm、深さ
約100μmの穴38を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 11, the back surface of the thinned sapphire substrate 21 is irradiated with a pulse laser beam 37 having a wavelength of 10.6 μm by, for example, a CO 2 laser to reach the surface of the sapphire substrate 21. No, for example, a bullet-shaped hole 38 is formed. The pulse laser beam 37 has, for example, a head output of 150 W and a pulse width of 200 μm.
s, a beam diameter of about 100 μm is used. Further, for example, by irradiating the pulse laser beam 39 with one pulse at one point in the region of the Au pad 24, a hole 38 having a diameter of about 100 μm and a depth of about 100 μm on the back surface of the sapphire substrate 21 can be formed. .

【0052】次に、上述と同様な方法によって、H3
4 /H2 SO4 混合液からなるエッチング液を用いて
サファイア基板21の裏面をマスクレスで無選択エッチ
ングする。これによって、サファイア基板21の厚さは
一様に減少し、例えば約10時間のエッチングでAuパ
ッド24に対応する部分のサファイア基板21はなくな
り、図12に示すように、貫通穴35が形成され、その
底部にGaN系半導体層22が露出する。このとき、サ
ファイア基板21は深さ方向のみならず、横方向にもエ
ッチングされることにより、サファイア基板21の裏面
における貫通穴35の直径は初期に形成された穴38の
直径よりも大きくなる。したがって、このエッチングの
条件を制御することにより、貫通穴35の底部に円形状
に露出したGaN系半導体層22を所望の直径にするこ
とができる。この後、上述と同様にして、この貫通穴3
5の底部に円形状に露出したGaN系半導体層22を除
去してAuパッド24を露出させ、さらにCr/Au膜
36およびAu膜37を形成し、GaN系FET23の
製造を終了する。
Next, by the same method as described above, H 3 P
The back surface of the sapphire substrate 21 is non-selectively etched without using a mask using an etching solution composed of an O 4 / H 2 SO 4 mixed solution. As a result, the thickness of the sapphire substrate 21 is uniformly reduced, and the sapphire substrate 21 corresponding to the Au pad 24 is eliminated by, for example, etching for about 10 hours, and a through hole 35 is formed as shown in FIG. The GaN-based semiconductor layer 22 is exposed at the bottom. At this time, since the sapphire substrate 21 is etched not only in the depth direction but also in the lateral direction, the diameter of the through hole 35 on the back surface of the sapphire substrate 21 becomes larger than the diameter of the hole 38 formed initially. Therefore, by controlling the conditions for this etching, the GaN-based semiconductor layer 22 that is circularly exposed at the bottom of the through hole 35 can have a desired diameter. Thereafter, in the same manner as described above,
5, the GaN-based semiconductor layer 22 exposed in a circular shape at the bottom of the substrate 5 is removed to expose the Au pad 24. Further, the Cr / Au film 36 and the Au film 37 are formed, and the manufacture of the GaN-based FET 23 is completed.

【0053】この第2の実施形態によれば、第1の実施
形態と同様に、サファイア基板21の薄化およびサファ
イア基板21への貫通穴35の形成により、高周波、高
出力の高性能のGaN系FET23を実現することがで
きる。これに加えて、この第2の実施形態によれば、マ
スクレスで貫通穴35を形成することができることによ
り、製造工程の簡略化を図ることができるという利点も
得ることができる。
According to the second embodiment, as in the first embodiment, by reducing the thickness of the sapphire substrate 21 and forming the through hole 35 in the sapphire substrate 21, a high-frequency, high-output, high-performance GaN The system FET 23 can be realized. In addition to this, according to the second embodiment, since the through hole 35 can be formed without using a mask, there is an advantage that the manufacturing process can be simplified.

【0054】次に、この発明の第3の実施形態によるG
aN系半導体レーザについて説明する。このGaN系半
導体レーザはSCH(Separate Confinement Heterostr
ucture)構造を有するものである。
Next, G according to the third embodiment of the present invention will be described.
The aN-based semiconductor laser will be described. This GaN semiconductor laser is SCH (Separate Confinement Heterostr
ucture) structure.

【0055】図13に示すように、このGaN系半導体
レーザにおいては、c面サファイア基板51上に、Ga
Nバッファ層52、n型GaNコンタクト層53、n型
AlGaNクラッド層54、n型GaN光導波層55、
Ga1-x Inx N/Ga1-yIny N多重量子井戸構造
の活性層56、p型GaN光導波層57、p型AlGa
Nクラッド層58およびp型GaNコンタクト層59が
順次積層されている。そして、p型GaNコンタクト層
59上にストライプ形状の例えばNi/Au構造または
Ni/Pt/Au構造のp側電極60がオーミックコン
タクトして設けられている。一方、p側電極60に対応
する部分におけるc面サファイア基板51に貫通穴61
が設けられ、この貫通穴61を通じてn型GaNコンタ
クト層53とオーミックコンタクトして例えばTi/A
l構造のn側電極62が設けられている。ここで、この
貫通穴61は、例えば、円形または矩形のものをp側電
極60の延びる方向に等間隔に設けてもよいし、例えば
p側電極60の延びる方向に延びる、共振器長より少し
短いスリット状のものとしてもよいし、これらを組み合
わせたものとしてもよい。
As shown in FIG. 13, in this GaN-based semiconductor laser, a Ga-plane sapphire substrate
N buffer layer 52, n-type GaN contact layer 53, n-type AlGaN cladding layer 54, n-type GaN optical waveguide layer 55,
Ga 1-x In x N / Ga 1-y In y N active layer having a multiple quantum well structure 56, p-type GaN optical guide layer 57, p-type AlGa
An N cladding layer 58 and a p-type GaN contact layer 59 are sequentially stacked. On the p-type GaN contact layer 59, a stripe-shaped p-side electrode 60 having, for example, a Ni / Au structure or a Ni / Pt / Au structure is provided in ohmic contact. On the other hand, the c-plane sapphire substrate 51 at the portion corresponding to the p-side electrode 60
Is formed in ohmic contact with the n-type GaN contact layer 53 through the through hole 61, for example, Ti / A
An n-side electrode 62 having an l-structure is provided. Here, the through holes 61 may be, for example, circular or rectangular ones provided at equal intervals in the direction in which the p-side electrode 60 extends, or may extend in the direction in which the p-side electrode 60 extends, for example, slightly less than the resonator length. It may be a short slit or a combination thereof.

【0056】次に、上述のように構成されたこの第3の
実施形態によるGaN系半導体レーザの製造方法につい
て説明する。
Next, a method of manufacturing the GaN-based semiconductor laser according to the third embodiment configured as described above will be described.

【0057】このGaN系半導体レーザを製造するに
は、まず、c面サファイア基板51上にMOCVD法に
より例えば560℃の温度でGaNバッファ層52を成
長させた後、引き続いてMOCVD法により、このGa
Nバッファ層52上にn型GaNコンタクト層53、n
型AlGaNクラッド層54、n型GaN光導波層5
5、Ga1-x Inx N/Ga1-y Iny N多重量子井戸
構造の活性層56、p型GaN光導波層57、p型Al
GaNクラッド層58およびp型GaNコンタクト層5
9を順次成長させる。ここで、Inを含まない層である
n型GaNコンタクト層53、n型AlGaNクラッド
層54、n型GaN光導波層55、p型GaN光導波層
57、p型AlGaNクラッド層58およびp型GaN
コンタクト層59の成長温度は1000℃程度、Inを
含む層であるGa1-x Inx N/Ga1-y Iny N多重
量子井戸構造の活性層56の成長温度は700〜800
℃とする。これらの窒化物系III−V族化合物半導体
層の成長原料は、例えば、III族元素であるGaの原
料としてはトリメチルガリウム(TMGa)を、III
族元素であるAlの原料としてはトリメチルアルミニウ
ム(TMAl)を、III族元素であるInの原料とし
てはトリメチルインジウム(TMIn)を、V族元素で
あるNの原料としてはアンモニア(NH3 )を用いる。
また、キャリアガスとしては、例えば、水素(H2 )と
窒素(N2 )との混合ガスを用いる。ドーパントについ
ては、n型ドーパントとしては例えばモノシラン(Si
4 )を、p型ドーパントとしては例えばビス−メチル
シクロペンタジエニルマグネシウムを用いる。この後、
p型層、すなわち、p型GaN光導波層57、p型Al
GaNクラッド層58およびp型GaNコンタクト層5
9にドープされたp型不純物の電気的活性化のための熱
処理を行う。この熱処理は、例えば窒素ガス雰囲気中に
おいて800℃程度の温度で行う。
In order to manufacture this GaN-based semiconductor laser, first, a GaN buffer layer 52 is grown on a c-plane sapphire substrate 51 by MOCVD at a temperature of, for example, 560 ° C., and then the Ga-layer is grown by MOCVD.
On the N buffer layer 52, an n-type GaN contact layer 53, n
-Type AlGaN cladding layer 54, n-type GaN optical waveguide layer 5
5, Ga 1-x In x N / Ga 1-y In y N multi active layer 56 of quantum well structure, p-type GaN optical guide layer 57, p-type Al
GaN cladding layer 58 and p-type GaN contact layer 5
9 is grown sequentially. Here, the n-type GaN contact layer 53, the n-type AlGaN cladding layer 54, the n-type GaN optical waveguide layer 55, the p-type GaN optical waveguide layer 57, the p-type AlGaN cladding layer 58, and the p-type GaN
The growth temperature of the contact layer 59 is about 1000 ° C., and the growth temperature of the active layer 56 having a Ga 1-x In x N / Ga 1-y In y N multiple quantum well structure, which is a layer containing In, is 700 to 800.
° C. As a growth material of these nitride-based III-V compound semiconductor layers, for example, trimethylgallium (TMGa) is
Trimethylaluminum (TMAl) is used as a raw material of Al which is a group element, trimethylindium (TMIn) is used as a raw material of In which is a group III element, and ammonia (NH 3 ) is used as a raw material of N which is a group V element. .
As the carrier gas, for example, a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and nitrogen (N 2 ) is used. As for the dopant, for example, monosilane (Si
H 4 ), and bis-methylcyclopentadienyl magnesium, for example, is used as the p-type dopant. After this,
p-type layer, that is, p-type GaN optical waveguide layer 57, p-type Al
GaN cladding layer 58 and p-type GaN contact layer 5
A heat treatment for electrically activating the p-type impurity doped in 9 is performed. This heat treatment is performed at a temperature of about 800 ° C. in a nitrogen gas atmosphere, for example.

【0058】次に、例えばリフトオフ法などによりp型
GaNコンタクト層59上にp側電極60を形成する。
Next, a p-side electrode 60 is formed on the p-type GaN contact layer 59 by, for example, a lift-off method.

【0059】次に、第1または第2の実施形態と同様な
方法により、p側電極60に対応する部分のc面サファ
イア基板51を裏面側から選択的に除去して貫通穴61
を形成する。その後、この貫通穴61の内部に露出した
GaNバッファ層52をアルカリ溶液などによりエッチ
ング除去し、n型GaNコンタクト層53の下面を露出
させる。
Next, the c-plane sapphire substrate 51 at the portion corresponding to the p-side electrode 60 is selectively removed from the rear surface side by the same method as in the first or second embodiment, and the through hole 61 is formed.
To form Thereafter, the GaN buffer layer 52 exposed inside the through hole 61 is removed by etching with an alkaline solution or the like, so that the lower surface of the n-type GaN contact layer 53 is exposed.

【0060】次に、c面サファイア基板51の裏面全面
に真空蒸着法などによりTi/Al膜を形成してn側電
極62を形成する。
Next, a Ti / Al film is formed on the entire back surface of the c-plane sapphire substrate 51 by a vacuum deposition method or the like, and an n-side electrode 62 is formed.

【0061】この後、上述のようにしてレーザ構造が形
成されたc面サファイア基板51をバー状に加工して両
共振器端面を形成し、さらにこのバーをチップ化する。
以上により、目的とするSCH構造のGaN系半導体レ
ーザが製造される。
Thereafter, the c-plane sapphire substrate 51 on which the laser structure is formed as described above is processed into a bar shape to form both resonator end faces, and the bar is further formed into chips.
As described above, the intended GaN-based semiconductor laser having the SCH structure is manufactured.

【0062】以上のように、この第3の実施形態によれ
ば、p側電極60と位置合わせされてc面サファイア基
板51に設けられた貫通穴61を通じてn側電極62が
n型GaNコンタクト層53にその下面からオーミック
コンタクトしていることにより、このGaN系半導体レ
ーザの動作時にp側電極60およびn側電極62間に流
す電流の通路の長さは、n型GaNコンタクト層53、
n型AlGaNクラッド層54、n型GaN光導波層5
5、活性層56、p型GaN光導波層57、p型AlG
aNクラッド層58およびp型GaNコンタクト層59
の合計の厚さに等しくなり、従来のGaN系半導体レー
ザに比べて電流通路の長さは極めて短くなる。このた
め、その分だけGaN系半導体レーザの動作電圧の低減
を図ることができる。
As described above, according to the third embodiment, the n-side electrode 62 is connected to the n-type GaN contact layer through the through hole 61 provided in the c-plane sapphire substrate 51 in alignment with the p-side electrode 60. Since the bottom surface of the GaN-based semiconductor laser 53 is in ohmic contact with the n-type GaN contact layer 53, the length of the current path flowing between the p-side electrode 60 and the n-side electrode 62 during operation of the GaN-based semiconductor laser is reduced.
n-type AlGaN cladding layer 54, n-type GaN optical waveguide layer 5
5, active layer 56, p-type GaN optical waveguide layer 57, p-type AlG
aN cladding layer 58 and p-type GaN contact layer 59
And the length of the current path is extremely shorter than that of the conventional GaN-based semiconductor laser. Therefore, the operating voltage of the GaN-based semiconductor laser can be reduced accordingly.

【0063】また、このGaN系半導体レーザは、Ga
As系半導体レーザなどと同様に、基板の表面側にp側
電極を設け、基板の裏面側にn側電極を設けた構造であ
るため、GaAs系半導体レーザの組み立てに用いる装
置を用いて組み立てを行うことができ、専用の組み立て
装置を用意する必要がない。このため、その分だけGa
N系半導体レーザの製造コストの低減を図ることができ
る。
This GaN-based semiconductor laser is made of Ga
As in the case of the As-based semiconductor laser, the p-side electrode is provided on the front surface of the substrate and the n-side electrode is provided on the back surface of the substrate. It can be performed, and there is no need to prepare a dedicated assembly device. For this reason, Ga
The manufacturing cost of the N-based semiconductor laser can be reduced.

【0064】以上、この発明の実施形態について具体的
に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の
変形が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.

【0065】例えば、上述の第1、第2および第3の実
施形態において挙げた数値、材料、構造、プロセスなど
はあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異な
る数値、材料、構造、プロセスなどを用いてもよい。
For example, the numerical values, materials, structures, processes, and the like described in the first, second, and third embodiments are merely examples, and different numerical values, materials, structures, and the like may be used as necessary. A process or the like may be used.

【0066】また、上述の第1の実施形態においては、
ラッピングを行う前にサファイア基板21の表面側をS
i基板27と接着しているが、このSi基板27は必要
に応じて省略することも可能である。
In the first embodiment described above,
Before lapping, the front side of the sapphire substrate 21
Although bonded to the i-substrate 27, the Si substrate 27 can be omitted if necessary.

【0067】また、上述の第3の実施形態においては、
この発明をSCH構造のGaN系半導体レーザに適用し
た場合について説明したが、この発明は、DH(Double
Heterostructure)構造のGaN系半導体レーザのほ
か、GaN系発光ダイオードに適用することも可能であ
る。
Also, in the third embodiment described above,
The case where the present invention is applied to a GaN-based semiconductor laser having an SCH structure has been described.
In addition to a GaN-based semiconductor laser having a Heterostructure) structure, the present invention can be applied to a GaN-based light emitting diode.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の第1の
発明によれば、サファイア基板やSiC基板などの固
く、化学的にも安定な単結晶基板上に窒化物系III−
V族化合物半導体を用いた素子を形成する場合に、基板
の薄化により、高出力化を図ることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the nitride III-III is formed on a hard and chemically stable single crystal substrate such as a sapphire substrate or a SiC substrate.
In the case of forming an element using a group V compound semiconductor, high output can be achieved by thinning the substrate.

【0069】また、この発明の第2の発明によれば、サ
ファイア基板やSiC基板などの固く、化学的にも安定
な単結晶基板上に窒化物系III−V族化合物半導体を
用いた素子を形成する場合に、単結晶基板に設けられる
貫通穴を通じての素子に対する電気的接続により、素子
がFETである場合、ソースインダクタンスの低減を図
ることができ、高周波動作化を図ることができる。ある
いは、サファイア基板などの非導電性の単結晶基板上に
窒化物系III−V族化合物半導体を用いた発光素子を
形成する場合、この発光素子の動作電圧の低減および製
造コストの低減を図ることができる。
According to the second aspect of the present invention, an element using a nitride III-V compound semiconductor on a hard and chemically stable single crystal substrate such as a sapphire substrate or a SiC substrate. In the case where the element is formed, when the element is an FET, the source inductance can be reduced and high-frequency operation can be achieved by electrical connection to the element through a through hole provided in the single crystal substrate. Alternatively, in the case where a light-emitting element using a nitride III-V compound semiconductor is formed over a non-conductive single crystal substrate such as a sapphire substrate, the operating voltage and the manufacturing cost of the light-emitting element should be reduced. Can be.

【0070】また、この発明の第3の発明または第4の
発明によれば、サファイア基板やSiC基板などの固
く、化学的にも安定な単結晶基板上に窒化物系III−
V族化合物半導体を用いた素子を形成し、この単結晶基
板に設けられた貫通穴を通じて素子に対する電気的接続
を行う場合に、単結晶基板にその貫通穴を容易に形成す
ることができる。
Further, according to the third or fourth aspect of the present invention, a nitride-based III-type substrate is formed on a hard and chemically stable single crystal substrate such as a sapphire substrate or a SiC substrate.
When an element using a group V compound semiconductor is formed and an electrical connection to the element is made through a through hole provided in the single crystal substrate, the through hole can be easily formed in the single crystal substrate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明を説明するための断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図2】この発明を説明するための断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図3】この発明を説明するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図4】この発明を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the present invention.

【図5】サファイアの熱伝導率の温度依存性を示す略線
図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing the temperature dependence of the thermal conductivity of sapphire.

【図6】この発明の第1の実施形態によるGaN系FE
Tの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 6 is a GaN-based FE according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view for describing a method for manufacturing T.

【図7】この発明の第1の実施形態によるGaN系FE
Tの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 7 is a GaN-based FE according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view for describing a method for manufacturing T.

【図8】この発明の第1の実施形態によるGaN系FE
Tの製造方法を説明するための略線図である。
FIG. 8 is a GaN-based FE according to the first embodiment of the present invention.
It is a basic diagram for explaining the manufacturing method of T.

【図9】この発明の第1の実施形態によるGaN系FE
Tの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 9 is a GaN-based FE according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view for describing a method for manufacturing T.

【図10】この発明の第1の実施形態によるGaN系F
ETの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 10 shows a GaN-based F according to the first embodiment of the present invention.
It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of ET.

【図11】この発明の第2の実施形態によるGaN系F
ETの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 11 shows a GaN-based F according to a second embodiment of the present invention.
It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of ET.

【図12】この発明の第2の実施形態によるGaN系F
ETの製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 12 shows a GaN-based F according to a second embodiment of the present invention.
It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of ET.

【図13】この発明の第3の実施形態によるGaN系半
導体レーザを示す断面図である。
FIG. 13 is a sectional view showing a GaN-based semiconductor laser according to a third embodiment of the present invention.

【図14】従来のGaN系半導体レーザを示す断面図で
ある。
FIG. 14 is a sectional view showing a conventional GaN-based semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、21・・・サファイア基板、2、22・・・GaN
系半導体層、4、24・・・Auパッド、5、25・・
・層間絶縁膜、6、34・・・エッチングマスク、7、
26・・・保護膜、8、35、61・・・貫通穴、9、
37・・・パルスレーザビーム、10、38・・・穴、
51・・・c面サファイア基板、53・・・n型GaN
コンタクト層、54・・・n型AlGaNクラッド層、
55・・・n型GaN光導波層、56・・・活性層、5
7・・・p型GaN光導波層、58・・・p型AlGa
Nクラッド層、59・・・p型GaNコンタクト層、6
0・・・p側電極、62・・・n側電極
1, 21 ... sapphire substrate, 2, 22 ... GaN
System semiconductor layer, 4, 24 ... Au pad, 5, 25 ...
・ Interlayer insulating film, 6, 34 ... etching mask, 7,
26: protective film, 8, 35, 61 ... through-hole, 9,
37: pulse laser beam, 10, 38: hole,
51: c-plane sapphire substrate, 53: n-type GaN
Contact layer, 54... N-type AlGaN cladding layer,
55 ... n-type GaN optical waveguide layer, 56 ... active layer, 5
7 ... p-type GaN optical waveguide layer, 58 ... p-type AlGa
N cladding layer, 59 ... p-type GaN contact layer, 6
0 ... p-side electrode, 62 ... n-side electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/306 H01L 27/12 S 21/308 33/00 C 27/12 H01S 3/18 33/00 H01L 21/306 B H01S 3/18 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 21/306 H01L 27/12 S 21/308 33/00 C 27/12 H01S 3/18 33/00 H01L 21/306 B H01S 3/18

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒化物系III−V族化合物半導体と異
なる物質からなる単結晶基板の一方の主面上に窒化物系
III−V族化合物半導体を用いた素子を形成する工程
と、 上記単結晶基板の他方の主面を、ダイヤモンド砥粒から
なる研磨材を含む研磨液を用い、かつ、上記研磨材の粒
径を段階的に小さくしながらラッピングすることにより
上記単結晶基板を薄化する工程と、 上記ラッピングされた上記単結晶基板の上記他方の主面
を150〜450℃の温度のリン酸またはリン酸と硫酸
とを主成分とするエッチング液を用いてエッチングする
ことにより上記ラッピングの際に上記単結晶基板の上記
他方の主面に生じた歪層を除去する工程とを有すること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A step of forming an element using a nitride III-V compound semiconductor on one main surface of a single crystal substrate made of a material different from a nitride III-V compound semiconductor; The other main surface of the crystal substrate is thinned using a polishing liquid containing an abrasive made of diamond abrasive grains, and lapping while gradually reducing the particle size of the abrasive. And the other main surface of the wrapped single crystal substrate is etched using an etching solution containing phosphoric acid or phosphoric acid and sulfuric acid as main components at a temperature of 150 to 450 ° C. Removing the strained layer formed on the other main surface of the single crystal substrate.
【請求項2】 上記単結晶基板を100μm以下の厚さ
に薄化するようにしたことを特徴とする請求項1記載の
半導体装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein said single crystal substrate is thinned to a thickness of 100 μm or less.
【請求項3】 上記単結晶基板の上記他方の主面をエッ
チングする前に上記単結晶基板の上記一方の主面上に形
成された上記素子の表面を上記エッチング液に対して耐
性を有する保護膜で覆っておくようにしたことを特徴と
する請求項1記載の半導体装置の製造方法。
3. A method of protecting a surface of the element formed on the one main surface of the single crystal substrate before etching the other main surface of the single crystal substrate, the surface of the element having resistance to the etching liquid. 2. The method according to claim 1, wherein the semiconductor device is covered with a film.
【請求項4】 上記保護膜は酸化シリコン膜、窒化シリ
コン膜またはポリイミド膜であることを特徴とする請求
項3記載の半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein said protective film is a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a polyimide film.
【請求項5】 上記単結晶基板の上記他方の主面のみを
上記エッチング液に浸すことにより上記単結晶基板の上
記他方の主面をエッチングするようにしたことを特徴と
する請求項1記載の半導体装置の製造方法。
5. The single crystal substrate according to claim 1, wherein the other main surface of the single crystal substrate is immersed in the etching solution to etch the other main surface of the single crystal substrate. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項6】 上記単結晶基板はサファイア基板、スピ
ネル基板、ペロブスカイト系イットリウムアルミネート
基板またはSiC基板であることを特徴とする請求項1
記載の半導体装置の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein the single crystal substrate is a sapphire substrate, a spinel substrate, a perovskite-based yttrium aluminate substrate, or a SiC substrate.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項7】 窒化物系III−V族化合物半導体と異
なる物質からなる単結晶基板と、 上記単結晶基板の一方の主面上の窒化物系III−V族
化合物半導体を用いた素子とを有する半導体装置におい
て、 上記単結晶基板に設けられた貫通穴を通じて上記素子に
対する電気的接続が行われていることを特徴とする半導
体装置。
7. A single crystal substrate made of a material different from a nitride III-V compound semiconductor, and an element using a nitride III-V compound semiconductor on one main surface of the single crystal substrate. The semiconductor device according to claim 1, wherein the element is electrically connected to the element through a through hole provided in the single crystal substrate.
【請求項8】 上記単結晶基板はサファイア基板、スピ
ネル基板、ペロブスカイト系イットリウムアルミネート
基板またはSiC基板であることを特徴とする請求項7
記載の半導体装置。
8. The substrate according to claim 7, wherein the single crystal substrate is a sapphire substrate, a spinel substrate, a perovskite-based yttrium aluminate substrate, or a SiC substrate.
13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項9】 窒化物系III−V族化合物半導体と異
なる物質からなる単結晶基板と、 上記単結晶基板の一方の主面上の窒化物系III−V族
化合物半導体を用いた素子とを有し、 上記単結晶基板に設けられた貫通穴を通じて上記素子に
対する電気的接続が行われる半導体装置の製造方法であ
って、 上記単結晶基板の他方の主面を150〜450℃の温度
のリン酸またはリン酸と硫酸とを主成分として含むエッ
チング液を用いて選択的にエッチングすることにより上
記貫通穴を形成するようにしたことを特徴とする半導体
装置の製造方法。
9. A single crystal substrate made of a material different from a nitride III-V compound semiconductor, and an element using a nitride III-V compound semiconductor on one main surface of the single crystal substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein electrical connection to the element is performed through a through hole provided in the single crystal substrate, wherein the other main surface of the single crystal substrate is phosphorized at a temperature of 150 to 450 ° C. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the through-hole is formed by selectively etching using an etching solution containing acid or phosphoric acid and sulfuric acid as main components.
【請求項10】 上記単結晶基板の上記他方の主面に、
Cr、TiまたはNiからなる第1の薄膜とその上のP
t、PdまたはAuからなる第2の薄膜とからなるエッ
チングマスクを形成し、このエッチングマスクを用いて
上記単結晶基板の上記他方の主面をエッチングすること
により上記貫通穴を形成するようにしたことを特徴とす
る請求項9記載の半導体装置の製造方法。
10. The method according to claim 10, wherein the other main surface of the single crystal substrate has
First thin film made of Cr, Ti or Ni and P on it
An etching mask made of a second thin film made of t, Pd or Au is formed, and the other main surface of the single crystal substrate is etched using the etching mask to form the through hole. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 9, wherein:
【請求項11】 上記単結晶基板の上記他方の主面のみ
を上記エッチング液に浸すことにより上記単結晶基板の
上記他方の主面をエッチングするようにしたことを特徴
とする請求項9記載の半導体装置の製造方法。
11. The single crystal substrate according to claim 9, wherein the other main surface of the single crystal substrate is immersed in the etching solution to etch the other main surface of the single crystal substrate. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項12】 上記単結晶基板はサファイア基板、ス
ピネル基板、ペロブスカイト系イットリウムアルミネー
ト基板またはSiC基板であることを特徴とする請求項
9記載の半導体装置の製造方法。
12. The method according to claim 9, wherein the single crystal substrate is a sapphire substrate, a spinel substrate, a perovskite-based yttrium aluminate substrate, or a SiC substrate.
【請求項13】 窒化物系III−V族化合物半導体と
異なる物質からなる単結晶基板と、 上記単結晶基板の一方の主面上の窒化物系III−V族
化合物半導体を用いた素子とを有し、 上記単結晶基板に設けられた貫通穴を通じて上記素子に
対する電気的接続が行われる半導体装置の製造方法であ
って、 上記単結晶基板の他方の主面に6μm以上の波長を有す
るレーザ光を選択的に照射することにより上記一方の主
面に達しない10μm以上の深さの穴を形成する工程
と、 上記単結晶基板の上記他方の主面を150〜450℃の
温度のリン酸またはリン酸と硫酸とを主成分とするエッ
チング液を用いてエッチングすることにより上記穴を上
記一方の主面に到達させて上記貫通穴を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
13. A single crystal substrate made of a material different from a nitride III-V compound semiconductor, and an element using a nitride III-V compound semiconductor on one main surface of the single crystal substrate. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein electrical connection to the element is performed through a through hole provided in the single crystal substrate, wherein the other main surface of the single crystal substrate has a laser beam having a wavelength of 6 μm or more. Forming a hole having a depth of 10 μm or more that does not reach the one main surface by selectively irradiating the other main surface of the single crystal substrate with phosphoric acid or a temperature of 150 to 450 ° C. Forming the through hole by etching using an etching solution containing phosphoric acid and sulfuric acid as main components, so that the hole reaches the one main surface. One .
【請求項14】 上記レーザ光としてCO2 レーザによ
る波長10.6μmのパルスレーザ光を用いるようにし
たことを特徴とする請求項13記載の半導体装置の製造
方法。
14. The method according to claim 13, wherein a pulse laser beam having a wavelength of 10.6 μm by a CO 2 laser is used as the laser beam.
【請求項15】 上記単結晶基板はサファイア基板、ス
ピネル基板、ペロブスカイト系イットリウムアルミネー
ト基板またはSiC基板であることを特徴とする請求項
13記載の半導体装置の製造方法。
15. The method according to claim 13, wherein the single crystal substrate is a sapphire substrate, a spinel substrate, a perovskite-based yttrium aluminate substrate, or a SiC substrate.
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