JPS60175468A - 窒化ガリウム半導体装置の製造方法 - Google Patents

窒化ガリウム半導体装置の製造方法

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JPS60175468A JP59030804A JP3080484A JPS60175468A JP S60175468 A JPS60175468 A JP S60175468A JP 59030804 A JP59030804 A JP 59030804A JP 3080484 A JP3080484 A JP 3080484A JP S60175468 A JPS60175468 A JP S60175468A
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gan
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川端　敏治
Susumu Furuike
進 古池
Toshio Matsuda
俊夫 松田
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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】 産業上の利用分野 本発明は、窒化ガリウム（以下、ＧａＮと記す）半導体
装置の製造方法、詳しくは、ＧａＮ層への電極形成方法
に関するものである。
従来例の構成とその問題点 ＧａＮは、青色発光素子の半導体材料として有望視され
ているが、大きな結晶が得難いこと、ならびにその加工
性に困難さがあることなどのために、なかなか実用化さ
れない材料の０・とっである。
ＧａＮはイオン結合性の強い結晶で、シリコン（Ｓｉ）
や砒化ガリウム（ＧａＡｓ）　などの共有結晶に比較し
て、結晶が不完全で、窒素（Ｎ）の空孔などの結晶欠陥
を多く含んでいる。寸た、このＧａＮ結晶では、窒素の
空孔はドナーとして振舞うので、不純物を添加しなくて
も、低抵抗のｎ型栄導体になることが多い。そこで、ア
クセプタ不純物を添か低抵抗のｐ型半導体が得られない
。このため、ＧａＮの青色発光素子は、完全なｐｎ接合
でｄ、なく、一 概ね、：刊→ｎ接合構造であると七が多い。第１図は、
従来のＧａＮ発光素子の概略断面図であり、サファイア
基板１上のｎ型ＧａＮ層２に、亜鉛（Ｚｎ）を添加した
高比抵抗性の４型ＧａＮ層を厚さ１μｍ程度に形成した
もので、このπ（ｐ）型ＧａＮ層３上には金属の電極層
４を設けて、それに金属細線６を圧着する。ところが、
ｎ型ＧａＮ層２への電極形成は、なかなか面倒である。
すなわち、ＧａＮ結晶は化学的に安定性の高い物質で、
薬品による化学的なエツチングが困難であるため、通常
は、第１図示のように、ｎ型ＧａＮ層２の側面にインジ
ウム電極部６を設け、他方の電極部７との間を針状細線
８ＶＣより、金属ステム９に電気的に接続する方策が用
いられる。しかし、ｎ型ＧａＮ層２の厚さも、せいぜい
２０〜３０　／１　ｍの厚さしかなく、インジウム電極
部６の形成ならびにこの部位への剣状細線８の接続作業
は至難であり、製造性の悪いものであった。
発明の目的 本発明は、ＧａＮ層を選択的に除去することができる技
術を開発し、これでもって、表面のＧａＮ層に開口を形
成して、これを通じて、下層のＧａＮ層に電極形成可能
な製造方法を提供するものである。
発明の構成 本発明は、要約するに、基板上に第１のＧａＮ層と第２
のＧａＮ層とを形成したのち、前記第２のＧａＮ層表面
に保護被膜を形成し、ついで、前記保護被膜を選択的に
除去して、開口部を形成し、水素雰囲気内での熱処理に
より、前記開口部に露出した前記第２のＧａＮ層を分解
除去し、同開口部に露出した前記第１のＧａＮ層に電極
を形成する工程をそなえたものであり、これにより、第
１のＧａＮ層の表面に電極層を形成することができるの
で、ＧａＮ半導体装置が通常のワイヤボンド技術で組立
て可能になり、ＧａＮ半導体装置の製造性が大幅に向上
する。
実権例の説明 つぎに、本発明を実施例により、詳しく説明する。
第２図８〜Ｃは、本発明実施例の工程順断面図であシ、
サファイア基板１上に厚さ約３．０１ｔｍの第１のｎ型
ＧａＮ層２および厚さ１μｍ程度の第２の絶縁性ないし
は高比抵抗性ｐ型ＧａＮ層３を有する半導体装置の製造
過程である。
寸ず、第２図ａのように、第２のＧａＮ層３トに二酸化
ケイ素膜１０を付着させる。そして、この二酸化ケイ素
腋１ｏを保護マスク材として用い、これに開口部を選択
的に設けたのち、これを水素雰囲気中で９００　”ｃ、
３０分間の熱処理を行なうと、この開口部に露出した第
２のＧａＮ層３が分解除去されて、第２図すのように、
下層の第１のＧａＮ層２が露出さえする。また、この過
程で露出された第１のＧａＮ層２の表面は適度に粗面化
される。
なお、この熱処理過程は、第２のＧａＮ層３の厚さ、た
とえば、１１１ｍをこえるように実施すると、第２のＧ
ａＮ層３が確実に分解除去され、Ｆ層の第１＜７）　Ｇ
ａＮ層２の表面に現わｉするＴｕｔ、た、熱分Ｗ「の過
程で成分中の窒素（Ｎ）は蒸発して消失するが、一方の
成分の金属ガリウム（Ｇａ）はこの開口部に残る。そこ
で、これを塩酸（ＨＣｅ）系溶液で洗浄除去するとよい
１、 グを行ない、第２図Ｃのように、第１の電極層４および
第２の電極層１１を形成する。
第３図は、金属ステム９．にに、第２図Ｃで示す実施例
の半導体装置を組み込んだものの概略断面図であり、金
属細線６を用いて、通常のワイヤボンディング技術で電
極接続を行なったものである。
発明の効果 本発明によれば、保護被膜に二酸化ケイ素を用いて、こ
れをマスクに、開口部を通じて露出面のＧａＮ層を水素
雰囲気中で熱処理することにより、熱分解によって、Ｇ
ｄＮ層の選択的除去が行なわれ、この技術を用いること
により、ＧａＮ結晶を用いる半導体装置で、平面的電極
部の形成が可能になり、製造性が格段に向トする。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来例のＧａ　Ｎ発光素子の概略断面図、第２
図ａ　””−ｃは本発明実施例の工程順断面図、第３図
は本発明の実施例で得られたＧａＮ発光素子の概略断面
図である。 １　・・・ザフ７・イア基板、２・・・・・ｎ　型Ｇａ
Ｎ層、３・・　−型ＧａＮ層、４．１１・・・・・電極
層、５　・・・・金属細線（ボンティングワイヤ）つ 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 、夕 ○　■ 第２図 第３図 ○　■

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）基板上に第１の窒化ガリウム層と第２の窒化ガリ
    ウム層とを形成したのち、前記第２の窒化ガリウム層表
    面に保護被膜を形成し、ついで、前記保護被膜を選択的
    に除去して、開口部を形成し、水素雰囲気内での熱処理
    によシ、前記開口部に露出した前記第２の窒化ガリウム
    層を分解除去し、同開口部に露出した前記第１の窒化ガ
    リウム層に電極を形成する工程をそなえた窒化ガリウム
    半導体装置の製造方法。
  2. （２）第２の窒化ガリウム層が絶縁性もしくは下層の第
    １の窒化ガリウム層と反対導電性でなる特許請求の範囲
    第１項記載の窒化ガリウム半導体装置の製造方法。
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