JPS58220446A - 化合物半導体装置の製造方法 - Google Patents

化合物半導体装置の製造方法

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JPS58220446A
JPS58220446A JP57103330A JP10333082A JPS58220446A JP S58220446 A JPS58220446 A JP S58220446A JP 57103330 A JP57103330 A JP 57103330A JP 10333082 A JP10333082 A JP 10333082A JP S58220446 A JPS58220446 A JP S58220446A
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JP
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groove
substrate
etching
semiconductor device
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JP57103330A
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English (en)
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Yoshio Iizuka
飯塚 佳男
Tetsuo Sekiwa
関和 哲男
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、グイ型構造を有する化合物半導体装置の製造
方法の改良に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
周知の如く、化合物半導体装置は発光ダイオード、半導
体レーザ等の発光素子を中心として開発が進められてき
ているが、近年エピタキシャル成長法の改善や基板結晶
性の改善により、素子の高性能化が進みつつある。とこ
ろで、この素子の材料としては、GaP 、 GaAs
P等種々のものが挙げられるが、とくにGaAsを基板
とするGa 1−xAlxA s系の素子は、GaAs
との格子整合が良く、液相成長法によシ容易に製造し得
ることから半導体レーザや赤外発光ダイオード等として
広く用いられる。
従来、GaAsを基板とした化合物半導体装置例えば発
光ダイオードは、第1図(a)〜(e)に示す如く製造
されでいた。
まず、p型GaAs基板1上に、液相エピタキシャル法
によりp型Ga、−XAjxAs (zkQ、 35 
)成長層2、n型Ga 11AtyAI (y〜0.6
0)成長層3を順次形成して化合物半導体基体4を形成
する(第1図(a)図示)、つづいて、GaAm基板1
の裏面にAuBo膜<’vi極)6を、Ga、、Aty
Ai+成長層30表面にAuGe @ 17を夫々真空
蒸着法によシ蒸着した後、不活性ガス雰囲気中で熱処理
を施してオー1ツク接触とする(第1図(b)図示)0
次に、前記AuGe膜6を常法によシバターニングして
AuGe−臂ターン(11!極)7・・・を形成する(
第1図(c)図示)。次いで、上面にAuG・ノ4ター
ン7・・・を有する基体4をブレードダイシング等によ
シ処理して分離溝8を形成しく第1図(d)図示)、ひ
きつづき分離溝8に沿りて基体4を細断して所望の発光
ダイオードを製造する(第1図(e)図示)。
しかしながら、前述した製造方法では、基体4をグイシ
ングする際にダイシング面に加工歪が生じる。このため
得られた発光ダイオードの通電時に、ダイシング面特に
pn接合近傍の歪みが集中した部分より結晶欠陥が発生
し、これがpn接合でのリーク電流の原因となりて発光
出力の低下をもたらすという欠点があった。なお、この
欠点を解消するために、ダイシング後ダイシング溝よっ
て生じた破損層を化学エツチング処理する方法が考えら
れる。しかし、歪を完全に除去するためには破損層を横
方向に50μ程度除去することが必要なため、素子の表
面部も同時にエツチングするおそれがあって事実上行な
うことができず、歪を十分解消することができなかった
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、pn接合を
有する基体を分離する際、pn接合近傍に歪みが生ずる
のを防止した化合物半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、化合物半導体基体上に分離溝形成予定部が除
去された保護膜ノ4ターンを形成した後、このパターン
をマスクとして前記基体をエツチングしてそのpn接合
よシ深いエツチング溝を形成し、かかる後このエツチン
グ溝に沿ってグイシングしてエツチング溝とダイシング
溝からなる分離溝を形成することによりて、従来の如く
直接ブレードダイシングによシ分離溝を形成することに
起因するpn接合近傍での歪みを防止することを図った
ものである。
〔発明の実施例〕
説明する。
実施例1 〔1〕  まず、p型G亀Am基板11上に1液相エピ
タキシヤル法によシ厚さ15μmのp型Ga 4−xA
ZxAs (x タ0−35 )成長層12、厚さ25
/1mのn型Ga 1−、Aj、As (y #Q、 
60 )成長層13を順次形成して化合物半導体基体1
4を形成した(第2図(a)図示)。つづいて、GaA
s基板ノーの裏面にAu)le膜(電極)15を1. 
Ga 、−yA’yA m成長層13の表面にAuG・
膜ICを夫々真空蒸着法により蒸着した後、不活性ガス
雰囲気中で熱処理を施してオーミック接触とした(第2
図(b)図示)。次に、前記AuG・膜16上に写真蝕
刻法によシ幅20μmの格子状の間隙部を有する320
μm角のレジストノ臂ターン(図示せず)を形成し、こ
のパターンをマスクとしてAuGe膜J6をエラ:、・
、。
チング除去して320μm角のAuGeパターン17を
20μ間隔で形成した。この後、前記レジストノ臂ター
ンを除去した後、AuGeパターンノーのデンディング
/母ツド形成予定部上に写真蝕刻法によシ、レジストパ
ターン18を形成した(第2図(e)図示)。
〔11〕  次に、前記基体4をAuGeパターン17
をマスクとしてリン酸、過酸化水素水及び水の混合液に
より、50℃で5分間処理した。この時、AtIG@パ
ターン17よnii出するGa、−yAj、Ag成長層
13表面から、Ga 1−、AtyAs成長層13、G
a 1− 、、At、A m成長層12及びGaAs基
板11表面付近まで達する部分が等方的にエツチングさ
れてU字型のエツチング溝19が形成され、Ga 、−
yAtyA m成長層13、Ga 1− xAlxA−
成長層12のpn接合が各素子毎に分離された(第2図
(d)図示)。つづいて、前記レジストパターン18よ
#)i!出するAuGe /4ターン17をエツチング
除去してAuGeからなる電極20・・・を形成した(
第2図(e)図示)。次いで、レジストパターン18を
除去した後、前記エツチング溝19に沿って基体14を
ダイシングしてダイシング溝21を設けることによシ前
記エツチング溝19とダイシング溝21からなる分離溝
22を形成した(第2図(f)図示)。最後に、分離溝
22に沿って基体14を割断し、所望の発光ダイオード
を製造した(第2図(g)図示)。
しかして、本発明方法によれば1分離溝2,2の形成に
あたって、予めAuG・ノ4ターン17をマスクとして
p型GaA−基板IIとp型G’1−xA’xA s成
長#12とn型G” 、−yA’yAs成長層13から
化合物半導体基体14を混合液によルエッチングし、そ
のpn接合よ)深いエツチング溝19を形成するため、
pn接合が各素子毎になめらかに分離され、従来の如(
pn接合近傍に生ずる歪みを低減できる。また、後工程
の基体14のダイシングに際しては、同上の理由からp
n接合よシ深い基体14部分のみダイシングすればよい
ため、pn接合に歪みを生じさせることが少く前記エツ
チング溝19に沿って良好に分離溝22を形成すること
ができる。このようなことから、本発明法によって得ら
れた発光ダイオードは従来法によるものと比べて大きな
発光出力を示した。
事実、従来法によって得られた第1図(・)図示の発光
ダイオード(LED)と本発明によって得られた第2図
(g)図示のLEDを通it流50 melts2、通
電時間1000時間で発光出力を測定したところ、第3
図及び第4図に示すような発光出力の特性図を得た。第
3図中の(4)は従来の第1図(・)図示のLEDの発
光出力特性線、第4図中の(B)は本発明のLEDの発
光出力特性線である。なお、第1図(e)図示のLED
の形状は300X300X300〔pつであり、第2図
(g)図示のそれは高さ300μm1幅、奥行きは夫々
GaAs基板11下部で300μm11% GaにyA
’yA”成長層13表面で200μm。
GaAs基板11とGa 1−XAtXA−成長層12
界面で250μmである。また、サンプル数は夫々20
個用い、発光出力の平均値及びその出力範囲を求めた。
前記特性図から明らかのように、従来法によるLEDの
100時間経過後の発光出力が約0.90と低く、10
00時間経過後は約0.60に発光出力が著しく低下し
ているのに対し、本発明によるLEDは初期値ないし1
00時間経過後の発光出力約1.0から1000時間経
過後も約0.90と、はとんど減少していないことが確
認できる。このことから、本発明によるIJDが従来法
によるLEDよシ一段と優れていることが確認できる。
また、本発明によれば、保護膜ノJ?ターンとしてAu
G・ノ4ターン17を用いているため、レジストノ臂タ
ーン18をマスクとしてエツチング除去後、そのまま電
極20・・・とじて用いることができる。
実施例2 実施例1の第2図(a)〜(d)と同様にして基体14
にU字型のエツチング溝19を形成した後、基体14を
濃度35%の濃硝酸液中で、25℃。
10秒の酸処理を施した。以後実施例1の第2図(e)
 t (f) e (g)と同様にして所望の発光ダイ
オードを製造した。かかる発光ダイオードは濃硝酸、”
j 処理が施されているため、□実施例10発光ダイオード
と比べ、エツチング溝19部分の表面が粗面化されるた
め、乱反射による光の取出し効果が増加する。事実、こ
の発光ダイオードを、第2図(g)図示の発光ダイオー
ドと同条件下で発光出力を測定したところ、実施例1に
よシ得られた発光ダイオードと比べて100時間経過後
の発光出力は20%程度大きく、かつ100時間級八発
光出力特性線はt■同様の変化を示した。
なお、実施例2てはエツチング溝19の酸処理を濃硝酸
を用いて行なったが、これに限らない。例えば、硝酸と
水の混合液、塩酸、塩酸と水の混合液を用いても同様の
効果が得られる。
実施例3 〔l)  まず、実施例1と同様にp型GaAs基板1
1上に、p型Ga 1−XAZxAs成長層12、n型
Ga 1−yA’yA s成長層13を順次形成して化
合物半導体基体14を形成しく第5図(&)図示)、更
にGaAs基板11の裏面にAuBe膜15全15a1
−、AtyA−成1層・13の表面にAuG@膜16全
16し、熱処理してオーミック接触とした(第5図(b
)図示)。つづいて、前記AuGv膜16のがンディン
グパッド形成予定部上に写真蝕刻法によりレジストノ臂
ターン18を形成した(第5図(e)図示)。次いで、
前記基体14のAuGe膜16側から幅約lOμm1所
望の深さでダイシングして溝23を形成するとともに、
AuG5 /リーン24を形成した(第5図(d)図示
)。
〔11〕  次に、実施例1と同様に基体14をAuG
eパターン24をマスクとしてリン酸、過酸化水素水及
び水の混合液による処理した。このエツチングにより、
前工程のダイシング時に生じたpn接合での歪みが除去
されたなめらかな側面を有するエツチング溝19′が形
成された(第5図(e)図示)。つづいて、レジストパ
ターン18をマスクトシテAuG・ノやターン24をエ
ツチング除去してAuG5からなる電極20・・・を形
成し、レジストパターン18を除去した(第5図(f)
図示)。次いで、前記エツチング溝19′に沿って基体
14をダイシングしてダイシング溝2ノを設けることに
よシ前記エツチング溝19′とダイシング溝21からな
る分離溝22を形成した(第5図(g)図示)。最後に
分離溝22に沿って基体14を割断し、所望の発光ダイ
オードを製造した(第5図(h)図示)0本実施例によ
れば、実施例1と同様に良好な発光出力を有する発光ダ
イオードを得ることができた。
実施例4 実施例1で化合物半導体基体にエツチング溝を形成した
後、該基体の裏面を粘着シート上に貼着する。しかる後
、基体にダイシング溝を形成し、粘着シートを引き伸し
て各々の基体間を100μm以上離した後、リン酸、過
酸化水素水及び水よシなるエツチング液によシダイシン
グ溝の内壁面をエツチング処理して所望の発光ダイオー
ドを製造した。
しかして、前述のようにして得られた発光ダイオードは
、基体のダイシング溝の内壁面がエツチング処理されて
いるため、実施例1の発光ダイオードと比べ、優れた発
光出力特性線を得た。即ち、例えば実施例1.の発光ダ
イオードの1000時間経過後の発光出力が約0.9−
0でありたのに対し、本実施例の場合は第6図の発光出
力特性線に示す如く約0.97であ少、若干の改善が確
認できる。
なお、上記実施例では保護膜パターンとしてAuG5パ
ターンを用いたが、これに限らず、金パターンあるいは
金を主体とする合金パターン例えばAu8nパターン、
更には8102@等からなる)4ターンを用いてもよい
◎ 〔発明の効果〕 以上詳述した如く本発明によれば、基体を分離する際、
pn接合近傍の歪を従来と比べて著しく低減し、長時間
にわたりて良好な発光出力を有するLED等の化合物半
導体装置の製造方法を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(−〜(・)は従来の発光ダイオードの製造方法
を工程順に示す断面図、1.第2図(a)〜(g)は集
、・″・− 施例1の発光ダイオードの製造方法を工程順に示す断面
図、第3図は第1図(・)図示の従来の発光ダイオード
の発光出力を示す特性図、第4図は第2図<11)図示
の発光ダイオードの発光出力を示す特性図、第5図(a
)〜(h)は実施例3の発光ダイオードの製造方法を工
程順に示す断面図、第6図は実施例4の発光ダイオード
の発光出力を示す特性図である。 11・・・p fJI GmAm基板、12・・・p型
G al−XALxA畠成長層、I J = n MI
 Ga1−、Aj、As層、14 ・・・化合物半導体
基体、15・・・AtcB・膜、16・・・AuG@膜
、J7ej4・・・AuG・ノ4p−ノ、18・・・レ
ジストノ母ターン、Ili、19’・・・エツチング溝
、20・・・AuG・からなる電極、21・・・ダイシ
ング溝、22・・・分離溝、23・・・溝。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦第 (a) (b) 了コ司 第3図 時間(時)−− 第4図 時間(吟)−一中 (d) 8 (f) フ0 (J) (h)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 第1導電型の化合物半導体基体上に、直接もしく
    は第1導電型の化合物半導体層を介して第2導電型の化
    合物半導体層を形成した構造からなるpn接合を有する
    化合物半導体基体の一面に分離溝を形成し、この分離溝
    に沿って割断して化合物半導体装置を製造するに際し、
    前記化合物半導体基体上に分離溝形成予定部が除去され
    た保護膜/4’ターンを形成する工程と、該パターンを
    マスクとして前記基体をエツチングしてそのpn接合よ
    シ深いエツチング溝を形成する工程と、このエツチング
    溝に沿ってダイシングしてエツチング溝とダイシング溝
    からなる分離溝を形成する工程とを具備したことを特徴
    とする化合物半導体装置の製造方法。 2、 化合物半導体基体上に保護膜パターンを形成後、
    該基体にエツチング溝を形成するのに先立ち、該基体に
    細幅の溝を形成することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の化合物半導体装置の製造方法。 3、 化合物半導体基体が、第1導電型のGaAs基板
    上に、第1導電型のGa 1−xAZxA m層、第2
    導電型のG’、−yA’yA @層(x<y )を順次
    形成したものであることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の化合物半導体装置の製造方法。 4、 保護膜パターンが、オーミック電極となる金膜あ
    るいは金を主体とする合金膜であることを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の化合物半導体装置の製造方法
    。 5、 エツチング溝の形成が、リン酸、過酸化水素水及
    び水の混合液を用いることによシ行なわれることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の化合物半導体装置の
    製造方法。 6、 エツチング溝の形成後、上記エツチング溝を粗面
    化することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の化
    合物半導体装置の製造方法。 7、 エツチング溝の形成後、該エツチング溝を粗面化
    するに際して硝酸、硝酸と水の混合液、塩酸、塩酸と水
    の混合液のいずれか一つによシ再度エツチング溝周辺の
    化合物半導体基体をエツチングすることを特徴とする特
    許請求の範囲第6項記載の化合物半導体装置の製造方法
    。 8、 ダイシング溝の・形成後に、ダイシング溝側面を
    エツチング処理することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の化合物半導体装置の製造方法。
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