JP2000101134A - Nitride semiconductor element and manufacture thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも１層の
ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層と当該ｐ型窒化ガリウ
ム系半導体結晶層上に形成されたオーミック電極とを有
している半導体素子（以下、この半導体素子を「窒化物
半導体素子」という）の製造方法、および前記のオーミ
ック電極として金（Ａｕ）層を有している窒化物半導体
素子に関する。The present invention relates to a semiconductor device having at least one p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer and an ohmic electrode formed on the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer (hereinafter referred to as a semiconductor element). The present invention also relates to a method of manufacturing this semiconductor device, referred to as a “nitride semiconductor device”, and a nitride semiconductor device having a gold (Au) layer as the ohmic electrode.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ｂx Ａｌy Ｇａz Ｉｎ1-x-y-z Ｎ（ｘ≧
０，ｙ≧０，ｚ＞０，ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）で表される化合
物半導体（本明細書では、この化合物半導体を「窒化ガ
リウム系半導体」という）結晶は、ＳｉまたはＧｅ等が
ドープされているｎ型窒化ガリウム系半導体結晶層、お
よび、Ｍｇ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｂｅ，ＣａまたはＨｇ等がド
ープされているｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層を成膜
する技術がそれぞれ確立されて以来、半導体素子の材料
として注目されている。BACKGROUND OF THE INVENTION B x Al y Ga z In 1 -xyz N (x ≧
A compound semiconductor crystal represented by 0, y ≧ 0, z> 0, x + y + z ≦ 1 (in the present specification, this compound semiconductor is referred to as a “gallium nitride-based semiconductor”) is doped with Si, Ge, or the like. Since the technology for forming an n-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer and a p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer doped with Mg, Zn, Cd, Be, Ca or Hg or the like has been established, semiconductor devices have been established. Has attracted attention as a material.
【０００３】特に、ｎ型およびｐ型の窒化ガリウム系半
導体結晶層を基板上に積層することによって青紫色〜青
色の波長域の光を発する発光素子を得ることができ、こ
の発光素子を赤色、緑色発光素子と組み合わせればフル
カラー表示が可能になり、光記録媒体用の光源として用
いれば光記録媒体の面記録密度を向上させることが可能
になり、情報伝送光として用いれば伝送密度を向上させ
ることが可能になることから、上記の窒化ガリウム系半
導体結晶は発光素子の材料として注目されている。In particular, a light-emitting element that emits light in a blue-violet to blue wavelength range can be obtained by laminating n-type and p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layers on a substrate. When combined with a green light-emitting element, full-color display is possible. When used as a light source for an optical recording medium, the surface recording density of the optical recording medium can be improved. When used as information transmission light, the transmission density can be improved. Therefore, the gallium nitride-based semiconductor crystal has been attracting attention as a material for a light-emitting element.
【０００４】ところで、窒化物半導体素子を作製する際
には、ｎ型窒化ガリウム系半導体結晶層とｐ型窒化ガリ
ウム系半導体結晶層とを基板上に積層する場合が多い。
ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層上には、通常、少なく
とも１つの電極が形成される。When a nitride semiconductor device is manufactured, an n-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer and a p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer are often stacked on a substrate.
Usually, at least one electrode is formed on the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer.
【０００５】性能の高い窒化物半導体素子を得るために
は、下地となっている半導体結晶層にオーミック接触し
ている電極（以下、この電極を「オーミック電極」とい
う。）を形成することが望まれる。ｐ型窒化ガリウム系
半導体結晶層上に形成するオーミック電極の材料として
は、従来より金（Ａｕ）が知られている。In order to obtain a high performance nitride semiconductor device, it is desirable to form an electrode in ohmic contact with the underlying semiconductor crystal layer (hereinafter, this electrode is referred to as an "ohmic electrode"). It is. As a material for an ohmic electrode formed on a p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer, gold (Au) has been conventionally known.
【０００６】しかしながら、金（Ａｕ）電極はｐ型窒化
ガリウム系半導体結晶層に対する密着性に乏しく、次工
程での作業中に剥離しやすい。特にワイヤボンディング
工程ではほぼ１００％の金（Ａｕ）電極が剥離してしま
う。However, the gold (Au) electrode has poor adhesion to the p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer, and is easily peeled off during the operation in the next step. Particularly, in the wire bonding step, almost 100% of the gold (Au) electrode is peeled off.
【０００７】このため、ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶
層に対する密着性が高く、かつ、ｐ型窒化ガリウム系半
導体結晶層とオーミック接触する電極の開発が進められ
ており、既に幾つかの提案がなされている。For this reason, an electrode having high adhesion to the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer and making ohmic contact with the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer has been developed, and some proposals have already been made. ing.
【０００８】例えば、特開平６−２７５８６８号公報に
は、(1) 特定のキャリア濃度を有するｐ型窒化ガリウム
系半導体結晶層上にＣｒ層またはＮｉ層を形成した後に
当該Ｃｒ層またはＮｉ層をアニーリングすることによっ
てオーミック電極を形成する方法、および、(2) 特定の
キャリア濃度を有するｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層
上にＣｒ−Ｎｉ合金層、または、Ａｕ，Ｐｔ，Ｍｏ，Ｔ
ｉ，Ｉｎ，Ｇａより選択された少なくとも一種の金属と
ＣｒもしくはＮｉとの合金層を形成した後に当該合金層
をアニーリングすることによってオーミック電極を形成
する方法、が開示されている。For example, JP-A-6-275868 discloses that (1) a Cr layer or a Ni layer is formed on a p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer having a specific carrier concentration, and then the Cr layer or the Ni layer is formed. A method of forming an ohmic electrode by annealing, and (2) a Cr-Ni alloy layer or Au, Pt, Mo, T on a p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer having a specific carrier concentration.
A method of forming an ohmic electrode by forming an alloy layer of at least one metal selected from i, In, and Ga and Cr or Ni and then annealing the alloy layer is disclosed.
【０００９】また、特開平７−９４７８２号公報には、
オーミック電極とボンディング用電極とを別々に形成し
た、ｐ層を発光観察面側とする窒化ガリウム系半導体発
光素子が開示されている。この窒化ガリウム系半導体発
光素子では、図６に示すように、絶縁性サファイア基板
４０上にｎ型窒化ガリウム系半導体結晶層４１とｐ型窒
化ガリウム系半導体結晶層４２とが所定形状に順次積層
されており、ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層４２表面
のほぼ全面に、Ａｕ，Ｐｔ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｃｒ，Ｔｉ，
Ｎｉ等の電極材料からなる透光性のオーミック電極４３
が形成されている。そして、オーミック電極４３の一部
を貫通するようにして設けられている窓部４４に、Ｃ
ｒ，Ａｌ，Ａｕ等の少なくとも２種以上またはＡｌ単独
からなるボンディング用の電極４５が形成されている。
特に好ましいオーミック電極４３としては、ｐ型窒化ガ
リウム系半導体結晶層４２上にＮｉ層およびＡｕ層を順
次形成した後にこれらの金属層にアニーリング処理を施
して合金化したものが挙げられている。なお、図６中の
符号４６は、ｎ型窒化ガリウム系半導体結晶層４１上に
形成されたｎ電極を示している。Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-94782 discloses that
A gallium nitride-based semiconductor light-emitting device in which an ohmic electrode and a bonding electrode are separately formed and a p-layer has a light-emitting observation surface side is disclosed. In this gallium nitride-based semiconductor light emitting device, as shown in FIG. 6, an n-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer 41 and a p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer 42 are sequentially laminated in a predetermined shape on an insulating sapphire substrate 40. Au, Pt, Al, Sn, Cr, Ti, and Al are almost completely covered on the surface of the p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer 42.
Translucent ohmic electrode 43 made of an electrode material such as Ni
Are formed. The window 44 provided to penetrate a part of the ohmic electrode 43 has C
A bonding electrode 45 made of at least two or more of r, Al, Au or the like or Al alone is formed.
A particularly preferred ohmic electrode 43 is formed by sequentially forming a Ni layer and an Au layer on the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer 42 and then performing an annealing treatment on these metal layers to form an alloy. Reference numeral 46 in FIG. 6 indicates an n-electrode formed on the n-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer 41.
【００１０】さらに、特開平７−２８８３２１号公報に
は、ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層上に低接触抵抗の
電極を形成する方法として、(1) ｐ型窒化ガリウム系半
導体結晶層上にＡｕとＭｇおよび／またはＺｎとを含む
合金層を直接成膜することによって低抵抗電極を形成す
る方法、および、(2) ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層
上にＡｕ層とＭｇ層および／またはＺｎ層を順次成膜し
た後、これらのＡｕ層ならびにＭｇ層および／またはＺ
ｎ層をアニーリング処理によって合金化して低抵抗電極
を形成する方法、が開示されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-288321 discloses a method for forming an electrode having a low contact resistance on a p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer. A method of forming a low-resistance electrode by directly forming an alloy layer containing Mg and / or Zn, and (2) an Au layer, a Mg layer and / or a Zn layer on a p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer. After sequentially forming the layers, these Au layers and Mg layers and / or Z
A method for forming a low-resistance electrode by alloying an n-layer by annealing treatment is disclosed.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】ｐ型窒化ガリウム系半
導体結晶層上に単一金属の電極を単に形成し、オーミッ
ク性と密着性を両者を満足させることは困難であった。It has been difficult to simply form a single metal electrode on a p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer to satisfy both ohmic properties and adhesion.
【００１２】所定の組成を有する合金層を形成し、アニ
ール処理することによってオーミック電極を得る方法が
提案されているが、アニール処理は必須工程である。A method has been proposed in which an ohmic electrode is obtained by forming an alloy layer having a predetermined composition and performing annealing, but annealing is an essential step.
【００１３】合金電極の組成に応じた複数の単体金属薄
膜を順次積層し、その後、これらの単体金属薄膜をアニ
ーリング処理によって合金化する方法も提案されている
が、このような方法では工程数が増加し、合金電極形成
に比較的長時間を要するようになり、生産性が低下しや
すい。A method of sequentially laminating a plurality of single metal thin films according to the composition of an alloy electrode and then alloying the single metal thin films by annealing has been proposed. However, such a method requires a number of steps. Increases, and it takes a relatively long time to form an alloy electrode, and the productivity tends to decrease.
【００１４】同様に、単体のＮｉまたはＣｒからなるオ
ーミック電極をｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層上に形
成するためには、Ｎｉ層またはＣｒ層を一旦形成した後
に当該Ｎｉ層またはＣｒ層をアニール処理しなければな
らないので、その形成に比較的長時間を要し、生産性が
低下しやすい。Similarly, in order to form an ohmic electrode made of a single Ni or Cr on the p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer, the Ni layer or the Cr layer is first formed, and then the Ni layer or the Cr layer is annealed. Since it must be treated, it takes a relatively long time to form it, and the productivity tends to decrease.
【００１５】ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層上にオー
ミック接触用の電極とボンディング用の電極を形成した
場合も、工程数が増加し、目的とする電極を形成するの
に比較的長時間を要し、生産性が低下しやすい。[0015] Even when an electrode for ohmic contact and an electrode for bonding are formed on the p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer, the number of steps is increased and it takes a relatively long time to form a target electrode. And productivity tends to decrease.
【００１６】本発明の第１の目的は、ｐ型窒化ガリウム
系半導体結晶層と当該ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層
上に形成されたオーミック電極とを有し、前記のオーミ
ック電極が剥離しにくい窒化物半導体素子を容易に得る
ことができる窒化物半導体素子の製造方法を提供するこ
とにある。A first object of the present invention is to provide a semiconductor device having a p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer and an ohmic electrode formed on the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer, wherein the ohmic electrode is hardly peeled off. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a nitride semiconductor device that can easily obtain a nitride semiconductor device.
【００１７】また、本発明の第２の目的は、ｐ型窒化ガ
リウム系半導体結晶層と当該ｐ型窒化ガリウム系半導体
結晶層にオーミック接触している金（Ａｕ）電極とを有
し、前記の金（Ａｕ）電極が剥離しにくい窒化物半導体
素子を提供することにある。A second object of the present invention is to provide a semiconductor device having a p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer and a gold (Au) electrode in ohmic contact with the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer. An object of the present invention is to provide a nitride semiconductor device in which a gold (Au) electrode is hard to peel off.
【００１８】[0018]
【課題を解決するための手段】本発明の一観点によれ
ば、少なくとも１層のｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層
を含む窒化物半導体素子を製造する方法であって、前記
ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層の表面のうち少なくと
もオーミック電極を形成しようとする部分を、脱酸素作
用を有する液体によって表面処理する工程と、表面処理
したｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層の表面上にオーミ
ック電極を形成する工程とを含む窒化物半導体素子の製
造方法が提供される。According to one aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a nitride semiconductor device including at least one p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer, the method comprising: A step of subjecting at least a portion of the surface of the semiconductor crystal layer where an ohmic electrode is to be formed to a surface treatment with a liquid having a deoxidizing effect, and forming an ohmic electrode on the surface of the surface-treated p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer And a method of manufacturing a nitride semiconductor device.
【００１９】本発明の他の観点によれば、少なくとも１
層のｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層を含む窒化物半導
体素子を製造する方法であって、前記ｐ型窒化ガリウム
系半導体結晶層の表面のうち少なくともオーミック電極
を形成しようとする部分に自然酸化膜を除去するための
表面処理を施す工程と、表面処理したｐ型窒化ガリウム
系半導体結晶層の表面上にオーミック電極を形成する工
程とを含む窒化物半導体素子の製造方法が提供される。According to another aspect of the invention, at least one
A method for manufacturing a nitride semiconductor device including a p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer, wherein a native oxide film is formed on at least a portion of the surface of the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer where an ohmic electrode is to be formed. And a step of forming an ohmic electrode on the surface of the surface-treated p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer.
【００２０】本発明のさらに他の観点によれば、少なく
とも１層のｎ型窒化ガリウム系半導体結晶層と、前記の
ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層にオーミック接触して
いる金（Ａｕ）電極とを有し、該金（Ａｕ）電極の前記
ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層に対する密着性がワイ
ヤボンディング工程において、剥離を生じない程、高い
窒化物半導体素子が提供される。According to still another aspect of the present invention, at least one n-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer and a gold (Au) electrode in ohmic contact with the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer are provided. A nitride semiconductor element having a high adhesion of the gold (Au) electrode to the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer such that peeling does not occur in a wire bonding step.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、実施例および比較例を挙げ
て本発明を詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to examples and comparative examples.
【００２２】まず、サファイア基板上にバッファ層とし
てのノンドープＧａＮ層（膜厚３μｍ）を有機金属気相
成長法によって形成し、このバッファ層上に膜厚１μｍ
のＭｇドープＡｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ結晶層（ｐ型窒化ガリ
ウム系半導体結晶層に相当する。）を有機金属気相成長
法によって形成することにより、計１０個の中間製品を
得た。First, a non-doped GaN layer (thickness: 3 μm) as a buffer layer is formed on a sapphire substrate by metal organic chemical vapor deposition, and a 1 μm thick film is formed on the buffer layer.
Of Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N crystal layers (corresponding to a p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer) by metal organic chemical vapor deposition to obtain a total of ten intermediate products.
【００２３】次に、個々の中間製品を液温２０℃の王水
（体積比で濃硝酸１：濃塩酸３）中に浸漬することによ
って、これらの中間製品におけるＭｇドープＡｌ0.1 Ｇ
ａ0.9 Ｎ結晶層に表面処理を施した。このときの浸漬時
間は、中間製品ごとに６０秒，１８０秒，３００秒，４
２０秒または６００秒とし、浸漬時間が等しい中間製品
が２個ずつ得られるように行った。Next, the individual intermediate products were immersed in aqua regia (concentrated nitric acid 1: concentrated hydrochloric acid 3 in volume ratio) at a liquid temperature of 20 ° C., whereby Mg-doped Al0.1 G in these intermediate products was obtained.
a0.9 N crystal layer was subjected to surface treatment. The immersion time at this time is 60 seconds, 180 seconds, 300 seconds, 4 seconds for each intermediate product.
The time was set to 20 seconds or 600 seconds so that two intermediate products having the same immersion time were obtained.
【００２４】上記の表面処理後、超純水を用いて各中間
製品に３０秒以内、たとえば約１５秒間リンス処理を施
し、その後直ちに、これらの中間製品をイソプロピルア
ルコール（Ｈ2 Ｏ含有率０．０１％以下）中に浸漬し
た。After the above surface treatment, each intermediate product is subjected to a rinsing treatment using ultrapure water within 30 seconds, for example, for about 15 seconds, and immediately thereafter, these intermediate products are treated with isopropyl alcohol (H 2 O content of 0.1%). 01% or less).
【００２５】この後、各中間製品のＭｇドープＡｌ0.1
Ｇａ0.9 Ｎ結晶層上に、直径１５０μｍの円形を呈する
膜厚０．６μｍの金（Ａｕ）電極を真空蒸着法によって
それぞれ４９個ずつ形成した。このようにして、図１に
示すように、サファイア基板１と、サファイア基板１の
片面に形成されたバッファ層（ノンドープＧａＮ層）２
と、バッファ層２上に形成されたｐ型窒化ガリウム系半
導体結晶層（ＭｇドープＡｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ結晶層）３
と、ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層３上に形成された
４９個の金（Ａｕ）電極４とを有する窒化物半導体素子
５を計１０個得た。このとき、全ての中間製品は、金
（Ａｕ）電極４形成の直前まで上記のイソプロピルアル
コール中に浸漬しておいた。Thereafter, the Mg-doped Al 0.1
Forty-nine gold (Au) electrodes each having a diameter of 150 μm and a thickness of 0.6 μm were formed on the Ga 0.9 N crystal layer by vacuum evaporation. Thus, as shown in FIG. 1, the sapphire substrate 1 and the buffer layer (non-doped GaN layer) 2 formed on one side of the sapphire substrate 1
And a p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer (Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N crystal layer) 3 formed on buffer layer 2
A total of 10 nitride semiconductor elements 5 having the following and 49 gold (Au) electrodes 4 formed on the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer 3 were obtained. At this time, all the intermediate products were immersed in the above isopropyl alcohol until immediately before the formation of the gold (Au) electrode 4.
【００２６】このようにして作製した各窒化物半導体素
子に対して、下記の密着性試験Ｉおよび密着性試験IIを
それぞれ行った。これらの結果を表１に示す。Each of the nitride semiconductor devices thus manufactured was subjected to the following adhesion test I and adhesion test II. Table 1 shows the results.
【００２７】(1) 密着性試験Ｉ 個々の窒化物半導体素子について、全ての金（Ａｕ）電
極を覆うようにして粘着シート（三井東圧化学株式会社
製のイクロステープ）を被せ、前記の粘着シートを端か
ら剥離し、このとき粘着シートと一緒に剥離した金（Ａ
ｕ）電極の数を計数する。(1) Adhesion test I Each of the nitride semiconductor elements was covered with an adhesive sheet (Icross tape manufactured by Mitsui Toatsu Chemicals, Inc.) so as to cover all the gold (Au) electrodes. The adhesive sheet was peeled off from the end, and the gold (A
u) Count the number of electrodes.
【００２８】(2) 密着性試験II 図２に示すように、窒化物半導体素子５を構成している
個々の金（Ａｕ）電極４上にボールボンディング法によ
って２５μｍ径の金ワイヤ１０を接続できるか否かを試
験する。このときのボンディング条件は、ステージ温度
８０℃，加圧時間５０〜７０ｍｓ，ツール（キャピラリ
１１（図２参照））の上昇・移動距離２ｍｍとし、１つ
の金（Ａｕ）電極４について２回以内のボンディング操
作で金ワイヤ１０を接続することができれば可として、
金ワイヤ１０を接続することができなかった金（Ａｕ）
電極４の数を計数する。なお、図２に示した部材のうち
で図１に示した部材と共通するものについては、図１で
用いたのと同じ参照番号を付してある。(2) Adhesion Test II As shown in FIG. 2, a gold wire 10 having a diameter of 25 μm can be connected to each gold (Au) electrode 4 constituting the nitride semiconductor element 5 by a ball bonding method. Test whether or not. The bonding conditions at this time were as follows: the stage temperature was 80 ° C., the pressurizing time was 50 to 70 ms, and the tool (capillary 11 (see FIG. 2)) was moved up and moved 2 mm. As long as the gold wire 10 can be connected by the bonding operation,
Gold (Au) to which the gold wire 10 could not be connected
The number of electrodes 4 is counted. Note that among the members illustrated in FIG. 2, those that are common to the members illustrated in FIG. 1 are given the same reference numerals as used in FIG. 1.
【００２９】また、比較例として、王水による表面処理
を施さなかった以外は上述の実施例と全く同じ条件の下
に窒化物半導体素子を計２個作製し、これらの窒化物半
導体素子について、実施例におけるのと全く同じ条件の
下に密着性試験Ｉおよび密着性試験IIを行った。結果を
表１に併記する。As a comparative example, a total of two nitride semiconductor devices were manufactured under the same conditions as in the above embodiment except that the surface treatment with aqua regia was not performed. The adhesion test I and the adhesion test II were performed under exactly the same conditions as in the examples. The results are also shown in Table 1.
【００３０】[0030]
【表１】 ＊１：粘着シートと一緒に剥離した金（Ａｕ）層の百分率を示す。 ＊２：金ワイヤを接続することができなかった金（Ａｕ）層の百分率を示す。[Table 1] * 1: Indicates the percentage of the gold (Au) layer peeled off together with the adhesive sheet. * 2: Indicates the percentage of the gold (Au) layer to which the gold wire could not be connected.
【００３１】表１に示したように、ＭｇドープＡｌ0.1
Ｇａ0.9 Ｎ結晶層に王水による表面処理を施すことによ
り、当該ＭｇドープＡｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ結晶層上に単に
金（Ａｕ）層を形成するだけで、アニール処理を行わな
くても高い密着性の下に金（Ａｕ）電極を形成すること
が可能になる。王水による表面処理の効果は、上記の実
施例の場合には、処理時間が１分程度でも十分に発現す
るが、当該処理時間を５分程度ないしはそれ以上とする
ことにより、極めて高い密着性の下に前記の金（Ａｕ）
電極を形成することが可能になる。As shown in Table 1, Mg-doped Al 0.1
By subjecting the Ga 0.9 N crystal layer to a surface treatment with aqua regia, a gold (Au) layer is simply formed on the Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N crystal layer, and high adhesion can be achieved without annealing. It is possible to form a gold (Au) electrode underneath. In the case of the above embodiment, the effect of the surface treatment with aqua regia is fully exhibited even if the treatment time is about 1 minute, but by setting the treatment time to about 5 minutes or more, extremely high adhesion can be obtained. Above the gold (Au)
It becomes possible to form an electrode.
【００３２】図３（Ａ）は、王水処理を行ったｐ型窒化
ガリウム系半導体層表面に形成した金電極のＩ−Ｖ特性
を示す。電圧の変化と共に電流がリニアに変化するきれ
いなオーミック特性が得られている。FIG. 3A shows the IV characteristics of the gold electrode formed on the surface of the p-type gallium nitride based semiconductor layer subjected to the aqua regia treatment. A clean ohmic characteristic in which the current changes linearly with the change in voltage is obtained.
【００３３】電極形成後の熱処理（合金化熱処理）の有
無に拘らず、ＭｇドープＡｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ結晶層上に
形成した任意の２つの金（Ａｕ）電極間の電流電圧特性
は、図３（Ａ）に示すようなオーミック性を示した。The current-voltage characteristics between any two gold (Au) electrodes formed on the Mg-doped Al 0.1 Ga 0.9 N crystal layer irrespective of the presence or absence of heat treatment (alloying heat treatment) after the electrode formation is shown in FIG. Ohmic properties as shown in (A) were exhibited.
【００３４】図３（Ｂ）は、王水処理を行わなかったｐ
型窒化ガリウム系半導体層表面に形成した金電極のＩ−
Ｖ特性を示す。電流の立上り部分が曲がった特性となっ
ており、厳密な意味まではオーミック特性とは言えな
い。また、抵抗も高くなっている。FIG. 3 (B) shows p without aqua regia treatment.
Of the gold electrode formed on the surface of the p-type gallium nitride based semiconductor layer
The V characteristic is shown. The rising portion of the current has a curved characteristic, and cannot be said to be an ohmic characteristic to a strict meaning. Also, the resistance is high.
【００３５】王水による表面処理により窒化ガリウム系
半導体表面でどのような現象が生じているか未確認であ
るが、表面に形成されている自然酸化膜が除去された可
能性が高い。とすれば、窒化ガリウム系半導体表面から
自然酸化膜を除去すれば、密着性、オーミック性に優れ
た電極を形成できることになる。Although it has not been confirmed what kind of phenomenon has occurred on the surface of the gallium nitride-based semiconductor due to the surface treatment with aqua regia, it is highly likely that the natural oxide film formed on the surface has been removed. Then, if the natural oxide film is removed from the gallium nitride based semiconductor surface, an electrode having excellent adhesion and ohmic properties can be formed.
【００３６】以上、実施例および比較例を挙げて本発明
を説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるもの
ではない。As described above, the present invention has been described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the above Examples.
【００３７】例えば、上記の実施例では王水を用いてｐ
型窒化ガリウム系半導体結晶層（ＭｇドープＡｌ0.1 Ｇ
ａ0.9 Ｎ結晶層）に表面処理を施したが、王水に限ら
ず、発煙塩酸，塩酸−過酸化水素水混合液等の塩酸系の
液体や、硝酸系の液体等、Ｇａ 2 Ｏ3 に対して脱酸素作
用を有する液体であれば同様の効果を得ることが期待で
きる。脱酸素作用を有する液体の中でも塩酸系の液体が
好ましく、特に王水が好ましい。For example, in the above embodiment, p
-Type gallium nitride based semiconductor crystal layer (Mg-doped Al0.1G
a0.9N crystal layer) has been surface-treated, but limited to aqua regia
Of hydrochloric acid such as fuming hydrochloric acid, hydrochloric acid-hydrogen peroxide mixture, etc.
Ga such as liquid or nitric acid liquid TwoOThreeAgainst deoxygenation
It is expected that similar effects can be obtained if the liquid has
Wear. Among the liquids that have a deoxidizing effect, hydrochloric acid-based liquids
Preferred, especially aqua regia.
【００３８】王水の調製は、体積比で濃硝酸１：濃塩酸
３が一般的であるが、より広い混合範囲でも効果が認め
られる。同様に、塩酸−過酸化水素水混合液における塩
酸と過酸化水素水の体積比は１：１が好ましいが、当該
体積比を１：１以外にしても効果が得られるであろう。In the preparation of aqua regia, concentrated nitric acid 1: concentrated hydrochloric acid 3 is generally used in a volume ratio, but the effect is recognized even in a wider mixing range. Similarly, the volume ratio of hydrochloric acid to aqueous hydrogen peroxide in the mixed solution of hydrochloric acid and aqueous hydrogen peroxide is preferably 1: 1. However, the effect may be obtained even if the volume ratio is other than 1: 1.
【００３９】脱酸素作用を有する液体を用いた表面処理
（以下、この表面処理を「表面処理Ｉ」という。）の処
理時間は、使用する液体の種類およびその液温に応じて
異なるが、上で例示したいずれの液体を用いた場合で
も、その液温が何度であっても、処理を行い過ぎたこと
によって窒化ガリウム系半導体結晶が悪影響を受けると
いうことは実質的にない。The treatment time of a surface treatment using a liquid having a deoxidizing effect (hereinafter, this surface treatment is referred to as "surface treatment I") varies depending on the type of liquid used and its temperature. In any case where any of the liquids exemplified in (1) and (2) is used, the gallium nitride-based semiconductor crystal is not substantially adversely affected by excessive processing, regardless of the temperature of the liquid.
【００４０】表面処理Ｉを施した後には、前述した実施
例におけるように、リンス処理を行うことが実用上好ま
しい。このリンス処理は、超純水または酸素含有率が概
ね１０ｐｐｍ以下の純水を用いて短時間行うことが好ま
しい。例えば、２５℃における酸素含有率が概ね５ｐｐ
ｂ以下の超純水を用いた場合には処理時間を概ね３０秒
以下とし、酸素含有率が８ｐｐｍ以下の純水（電気抵抗
率１５ＭΩ以上）を用いた場合には処理時間を概ね１５
秒以下とすることが好ましい。酸素含有率が高い液体を
用いてのリンス処理や長時間のリンス処理は、ｐ型窒化
ガリウム系半導体結晶層表面に自然酸化膜を生じさせる
可能性があるので、好ましくない。After the surface treatment I, it is practically preferable to perform a rinsing treatment as in the above-described embodiment. This rinsing treatment is preferably performed in a short time using ultrapure water or pure water having an oxygen content of about 10 ppm or less. For example, when the oxygen content at 25 ° C. is approximately 5 pp
b, the processing time is set to about 30 seconds or less, and the pure water having an oxygen content of 8 ppm or less (electrical resistivity of 15 MΩ or more) is set to about 15 seconds.
It is preferable to set the time to seconds or less. Rinsing treatment using a liquid having a high oxygen content or rinsing treatment for a long time is not preferable because a natural oxide film may be formed on the surface of the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer.
【００４１】リンス処理を行った後は、できるだけ短時
間の内に電極を形成する工程に移行することが好ましい
が、当該工程に短時間のうちに移行することができない
場合には、前述した実施例におけるように、リンス処理
後直ちに、少なくともｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層
（電極をその上に形成しようとしているｐ型窒化ガリウ
ム系半導体結晶層）をイソプロピルアルコールや他の脱
水性の液体中に浸漬し、電極形成までそのまま保つこと
が好ましい。イソプロピルアルコール以外の脱水性の液
体としては、例えばメタノール、エタノール、アセトン
等を用いることができる。脱水性の液体におけるＨ2 Ｏ
含有率は概ね０．０１％以下であることが好ましい。脱
水性の液体は後工程において揮散させる必要があるの
で、当該脱水性の液体としては揮発性の高いものが好ま
しく、このような観点から特にイソプロピルアルコール
が好ましい。After performing the rinsing process, it is preferable to shift to the step of forming an electrode within as short a time as possible. As in the example, immediately after the rinsing treatment, at least a p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer (a p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer on which an electrode is to be formed) is placed in isopropyl alcohol or another dehydrating liquid. It is preferable to immerse and keep it as it is until electrode formation. As a dehydrating liquid other than isopropyl alcohol, for example, methanol, ethanol, acetone and the like can be used. H 2 O in dehydrating liquid
The content is preferably about 0.01% or less. Since the dehydrating liquid needs to be volatilized in a later step, the liquid having high volatility is preferable as the dehydrating liquid, and isopropyl alcohol is particularly preferable from such a viewpoint.
【００４２】上述した表面処理Ｉおよびリンス処理なら
びに必要に応じての脱水性の液体への浸漬処理を行った
後に、ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層上に電極を形成
することにより、たとえ電極材料として金（Ａｕ）のみ
を用いた場合でも、当該電極を高い密着性の下にｐ型窒
化ガリウム系半導体結晶層上に形成することが可能にな
る。しかも、脱酸素作用を有する液体による表面処理，
リンス処理および脱水性の液体への浸漬処理は、窒化物
半導体素子を作製する際に従来より行われている洗浄工
程において容易に実施することができる。After performing the above-described surface treatment I, rinsing treatment and, if necessary, immersion treatment in a dehydrating liquid, an electrode is formed on the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer, whereby the electrode material is produced. Even if only gold (Au) is used, the electrode can be formed on the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer with high adhesion. Moreover, surface treatment with a liquid having a deoxidizing effect,
The rinsing process and the immersion process in a dehydrating liquid can be easily performed in a cleaning process conventionally performed when manufacturing a nitride semiconductor device.
【００４３】したがって、電極材料として金（Ａｕ），
白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐ
ｄ）等の単体金属を単独で用いることにより、アニーリ
ング処理を行わなくても、剥離しにくいオーミック電極
をｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層上に容易に形成する
ことが可能になる。このとき、単体金属からなる電極
は、真空蒸着法，スパッタリング等の方法によって所望
の単体金属層を成膜し、その後、必要に応じて当該単体
金属層を所定形状にエッチングすることにより、形成す
ることができる。Accordingly, gold (Au),
Platinum (Pt), iridium (Ir), palladium (P
By using a single metal such as d) alone, it becomes possible to easily form an ohmic electrode that is difficult to peel off on the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer without performing an annealing treatment. At this time, the electrode made of a single metal is formed by forming a desired single metal layer by a method such as a vacuum evaporation method or a sputtering method, and then, if necessary, etching the single metal layer into a predetermined shape. be able to.
【００４４】例えば電極材料として金（Ａｕ）を用いた
場合には、所望形状の金（Ａｕ）層を単に形成するだけ
で、その後にアニーリング処理等の後処理を施さなくて
も、ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層に対する密着性が
ワイヤボンディング工程において、剥離を生じさせない
程、高い金（Ａｕ）電極を得ることができる。For example, when gold (Au) is used as the electrode material, the p-type nitride layer can be formed simply by simply forming a gold (Au) layer having a desired shape without performing post-treatment such as annealing. A gold (Au) electrode having high adhesion to the gallium-based semiconductor crystal layer can be obtained so as not to cause peeling in the wire bonding step.
【００４５】また、電極材料として金（Ａｕ）を用いる
場合には、ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層上に金（Ａ
ｕ）電極を形成した後、当該金（Ａｕ）電極上に更にＡ
ｌ，すず（Ｓｎ）等の単体金属もしくは合金からなる層
を形成することにより、電極全体としてのボンディング
性を更に向上させることもできる。When gold (Au) is used as the electrode material, gold (Au) is formed on the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer.
u) After the electrode is formed, A is further added on the gold (Au) electrode.
By forming a layer made of a single metal or alloy such as l, tin (Sn) or the like, the bonding properties of the entire electrode can be further improved.
【００４６】なお、前述した表面処理Ｉを施せば、ｐ型
窒化ガリウム系半導体結晶層上に従来と同様にして合金
電極を形成した場合でも、当該合金電極のｐ型窒化ガリ
ウム系半導体結晶層に対する密着性が向上するであろ
う。By performing the above-described surface treatment I, even if an alloy electrode is formed on the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer in the same manner as in the prior art, the alloy electrode can be applied to the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer. The adhesion will be improved.
【００４７】ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層表面に自
然酸化膜が形成されていた場合には、表面処理Ｉを施す
ことにより当該自然酸化膜を消失させることができる。
したがって、表面処理Ｉと同様の効果は、電極を形成し
ようとするｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層に対して当
該結晶層の表面に形成されている自然酸化膜を除去する
ことができる表面処理（以下、この表面処理を「表面処
理II」という）を施すことによっても得ることができ
る。When a natural oxide film is formed on the surface of the p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer, the natural oxide film can be eliminated by performing surface treatment I.
Therefore, the same effect as the surface treatment I is obtained by removing the natural oxide film formed on the surface of the p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer on which the electrode is to be formed by the surface treatment ( Hereinafter, this surface treatment is referred to as “surface treatment II”).
【００４８】上記の表面処理IIには、(1) ｐ型窒化ガリ
ウム系半導体結晶層表面に形成された自然酸化膜をエッ
チング除去するための処理（以下、この処理を「表面処
理IIａ」という）と、(2) ｐ型窒化ガリウム系半導体結
晶層表層に形成された自然酸化膜を脱酸素するための処
理（以下、この処理を「表面処理IIｂ」という）とが含
まれる。The surface treatment II includes (1) a treatment for etching and removing a natural oxide film formed on the surface of the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer (hereinafter, this treatment is referred to as “surface treatment IIa”). And (2) a treatment for deoxidizing the natural oxide film formed on the surface layer of the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer (hereinafter, this treatment is referred to as “surface treatment IIb”).
【００４９】上記の表面処理IIａとしては、例えばウエ
ットエッチングやドライエッチングのエッチング、ミリ
ング、スパッタリング等が挙げられる。一方、上記の表
面処理IIｂとしては、例えば脱酸素作用を有する気体に
よる処理や、前述した表面処理Ｉが挙げられる。Examples of the surface treatment IIa include wet etching, dry etching, milling, and sputtering. On the other hand, examples of the surface treatment IIb include a treatment with a gas having a deoxidizing effect, and the above-described surface treatment I.
【００５０】表面処理IIａを行った場合や、表面処理II
ｂを行った場合、表面に残留物が残る可能性があれば、
その後、必要に応じて表面処理Ｉにおけるのと同様にし
てリンス処理を行い、さらに、脱水性の液体中への浸漬
処理を行うことが好ましい。When the surface treatment IIa is performed,
When performing b, if there is a possibility that a residue remains on the surface,
Thereafter, if necessary, it is preferable to perform a rinsing treatment in the same manner as in the surface treatment I, and further to perform an immersion treatment in a dehydrating liquid.
【００５１】前述した実施例で作製した窒化物半導体素
子は、バッファ層を除くと、窒化ガリウム系半導体結晶
層を唯１つ有するものであったが、窒化物半導体素子
は、少なくとも１層のｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層
と、当該ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層上に上述の方
法に基づいて形成された少なくとも１個のオーミック電
極を有しているものであればよく、その層構成は、目的
とする窒化物半導体素子の用途等に応じて適宜選定でき
る。Although the nitride semiconductor device manufactured in the above-described embodiment has only one gallium nitride-based semiconductor crystal layer except for the buffer layer, the nitride semiconductor device has at least one layer of p-type. And a p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer and at least one ohmic electrode formed on the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer based on the above method. It can be appropriately selected according to the intended use of the nitride semiconductor device and the like.
【００５２】例えば、目的とする窒化物半導体素子が発
光素子である場合には、当該発光素子が発光ダイオード
であるのか半導体レーザであるのか、あるいは、表示用
発光素子であるのか通信用発光素子であるのか、あるい
はまた、面発光型素子であるのか端面発光型素子である
のか等に応じて、その層構成が適宜選定される。For example, when the intended nitride semiconductor element is a light emitting element, whether the light emitting element is a light emitting diode or a semiconductor laser, or a display light emitting element, or a communication light emitting element. The layer configuration is appropriately selected depending on whether there is, or whether the element is a surface-emitting element or an edge-emitting element.
【００５３】このとき、ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶
層上に形成するオーミック電極以外の構成要素は公知の
方法により形成することができ、各層の形成方法は、形
成しようとする層の組成，生産性等を勘案して適宜選択
可能である。At this time, components other than the ohmic electrode formed on the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer can be formed by a known method. It can be appropriately selected in consideration of properties and the like.
【００５４】例えば、ｉ型またはノンドープの窒化ガリ
ウム系半導体結晶層、ｎ型窒化ガリウム系半導体結晶
層、ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層は、分子線エピタ
キシー法，ガスソース分子線エピタキシー法，有機金属
気相成長法，ハライド気相成長法等の方法によって形成
することができる。For example, an i-type or non-doped gallium nitride-based semiconductor crystal layer, an n-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer, and a p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer are formed by a molecular beam epitaxy method, a gas source molecular beam epitaxy method, or an organic metal. It can be formed by a method such as a vapor phase growth method and a halide vapor phase growth method.
【００５５】図４に示すように、サファイア基板２０上
にバッファ層２１を形成し、このバッファ層２１上にｎ
型窒化ガリウム系半導体結晶層２２およびｐ型窒化ガリ
ウム系半導体結晶層２３を順次積層した後にこれらのｎ
型窒化ガリウム系半導体結晶層２２およびｐ型窒化ガリ
ウム系半導体結晶層２３を所定形状にエッチングし、そ
の後、ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層２３上に本発明
の方法に基づいてｐ電極２４を形成し、ｎ型窒化ガリウ
ム系半導体結晶層２２上にｎ電極２５を形成することに
より、青色光を発する面発光型の発光ダイオード２６を
得ることができる。なお、ｐ電極２４とｎ電極２５の形
成順は、適宜選択される。As shown in FIG. 4, a buffer layer 21 is formed on a sapphire substrate 20, and n
After sequentially stacking the p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer 22 and the p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer 23,
The p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer 22 and the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer 23 are etched into a predetermined shape, and then a p-electrode 24 is formed on the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer 23 based on the method of the present invention. Then, by forming the n-electrode 25 on the n-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer 22, a surface-emitting light-emitting diode 26 that emits blue light can be obtained. The order of forming the p-electrode 24 and the n-electrode 25 is appropriately selected.
【００５６】また、図５に示すように、サファイア基板
３０上にバッファ層３１，ｎ型窒化ガリウム系半導体結
晶層３２，活性層３４およびｐ型窒化ガリウム系半導体
結晶層３６を順次積層した後、ｎ型窒化ガリウム系半導
体結晶層３２から上の層を所定形状にエッチングし、そ
の後、ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層３６上に前述の
方法に基づいてｐ電極３７を形成し、ｎ型窒化ガリウム
系半導体結晶層３２上にｎ電極３８を形成することによ
り、青紫色光を発振するダブルヘテロ構造の半導体レー
ザ３９を得ることができる。なお、ｐ電極３７とｎ電極
３８の形成順は、適宜選択される。As shown in FIG. 5, a buffer layer 31, an n-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer 32, an active layer 34, and a p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer 36 are sequentially stacked on a sapphire substrate 30. The layer above the n-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer 32 is etched into a predetermined shape, and then a p-electrode 37 is formed on the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer 36 based on the above-described method. By forming the n-electrode 38 on the system semiconductor crystal layer 32, a semiconductor laser 39 having a double hetero structure that emits blue-violet light can be obtained. The order of forming the p-electrode 37 and the n-electrode 38 is appropriately selected.
【００５７】窒化物半導体素子を製造するにあたって
は、窒化ガリウム系半導体結晶層を形成するための基板
としてサファイア基板を用いることが好ましいが、他
に、炭化ケイ素基板，スピネル等を用いることもでき
る。炭化ケイ素基板のような導電性基板を用いた場合に
は、ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層上にｐ電極を形成
し、必要に応じて、導電性基板の裏面（窒化ガリウム系
半導体結晶層が形成される面とは反対側の面）にｎ電極
を形成するようにしてもよい。なお、炭化ケイ素基板を
用いる場合、窒化ガリウム系半導体結晶層を形成しよう
とする面の面方位は、（０００１）とすることが好まし
い。In manufacturing a nitride semiconductor device, it is preferable to use a sapphire substrate as a substrate for forming a gallium nitride-based semiconductor crystal layer, but it is also possible to use a silicon carbide substrate, spinel, or the like. When a conductive substrate such as a silicon carbide substrate is used, a p-electrode is formed on the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer, and if necessary, the back surface of the conductive substrate (the gallium nitride-based semiconductor crystal layer is The n-electrode may be formed on the surface opposite to the surface on which it is formed). When a silicon carbide substrate is used, it is preferable that the plane direction of the surface on which the gallium nitride-based semiconductor crystal layer is to be formed be (0001).
【００５８】[0058]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層上に高い密着性の下に
オーミック電極を形成することが容易になるので、高い
生産性の下に窒化物半導体素子を提供することが可能に
なる。As described above, according to the present invention,
Since it becomes easy to form an ohmic electrode with high adhesion on the p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer, it is possible to provide a nitride semiconductor device with high productivity.
【図１】実施例で作製した窒化物半導体素子の概略を示
す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a nitride semiconductor device manufactured in an example.
【図２】実施例および比較例で行った密着性試験IIの概
略を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an adhesion test II performed in Examples and Comparative Examples.
【図３】実施例で作製した窒化物半導体素子に通電した
時の電流電圧特性の一例を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing an example of a current-voltage characteristic when a current is applied to the nitride semiconductor device manufactured in the example.
【図４】本発明の方法に基づいて製造される窒化物半導
体素子の１つである発光ダイオードの一例を概略的に示
す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of a light emitting diode which is one of the nitride semiconductor devices manufactured based on the method of the present invention.
【図５】本発明の方法に基づいて製造される窒化物半導
体素子の１つである半導体レーザの一例を概略的に示す
断面図である。FIG. 5 is a sectional view schematically showing an example of a semiconductor laser which is one of the nitride semiconductor devices manufactured based on the method of the present invention.
【図６】従来の方法によって製造された窒化物半導体素
子の一例を概略的に示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view schematically showing an example of a nitride semiconductor device manufactured by a conventional method.
１，２０，３０…サファイア基板 、２，２１，３１…
バッファ層、 ３…ＭｇドープＡｌ0.1 Ｇａ0.9 Ｎ結晶
層、 ４…金（Ａｕ）電極、 １０…金ワイヤ、 １１
…キャピラリ、 ２２，３２…ｎ型窒化ガリウム系半導
体結晶層， ２３，３６…ｐ型窒化ガリウム系半導体結
晶層、 ２４，３７…ｐ電極、 ２５，３８…ｎ電極、
２６…発光ダイオード、 ３３…ｎ型クラッド層、
３４…活性層、 ３５…ｐ型クラッド層、 ３９…半導
体レーザ1,20,30 ... sapphire substrate, 2,21,31 ...
Buffer layer 3, Mg-doped Al0.1 Ga0.9 N crystal layer 4, gold (Au) electrode 10, gold wire 11,
... capillary, 22, 32 ... n-type gallium nitride based semiconductor crystal layer, 23,36 ... p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer, 24,37 ... p electrode, 25,38 ... n electrode,
26: light emitting diode, 33: n-type cladding layer,
34: active layer, 35: p-type cladding layer, 39: semiconductor laser
Claims (9)
導体結晶層を含む窒化物半導体素子を製造する方法であ
って、 前記ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層の表面のうち少な
くともオーミック電極を形成しようとする部分を、脱酸
素作用を有する液体によって表面処理する工程と、表面
処理したｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層の表面上にオ
ーミック電極を形成する工程とを含む窒化物半導体素子
の製造方法。1. A method of manufacturing a nitride semiconductor device including at least one p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer, wherein at least an ohmic electrode is formed on a surface of the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer. A method for manufacturing a nitride semiconductor device, comprising: a step of surface-treating a portion to be formed with a liquid having a deoxidizing effect; and a step of forming an ohmic electrode on the surface of the surface-treated p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer.
酸系，硫酸系もしくは硝酸系の液体またはフッ酸を用い
る、請求項１に記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein a hydrochloric acid-based, sulfuric acid-based or nitric acid-based liquid or hydrofluoric acid is used as the liquid having a deoxygenating action.
を用いる、請求項１または請求項２に記載の方法。3. The method according to claim 1, wherein aqua regia is used as the deoxygenating liquid.
型窒化ガリウム系半導体結晶層を表面処理する工程を行
った後、表面処理したｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層
にリンス処理を施し、その後、オーミック電極を形成す
るまでの間、少なくとも前記表面処理したｐ型窒化ガリ
ウム系半導体結晶層の表面を脱水性の液体中に浸漬して
おく、請求項１〜請求項３のいずれかに記載の方法。4. The method according to claim 1, wherein the liquid having a deoxygenating action is p-type.
After performing the step of performing a surface treatment on the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer, performing a rinsing treatment on the surface-treated p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer, and then performing at least the surface treatment until an ohmic electrode is formed. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface of the p-type gallium nitride based semiconductor crystal layer is immersed in a dehydrating liquid.
ルコールを用いる、請求項４に記載の方法。5. The method according to claim 4, wherein isopropyl alcohol is used as the dehydrating liquid.
極を形成する、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の
方法。6. The method according to claim 1, wherein a gold (Au) electrode is formed as the ohmic electrode.
導体結晶層を含む窒化物半導体素子を製造する方法であ
って、 前記ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層の表面のうち少な
くともオーミック電極を形成しようとする部分に自然酸
化膜を除去するための表面処理を施す工程と、表面処理
したｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層の表面上にオーミ
ック電極を形成する工程とを含む窒化物半導体素子の製
造方法。7. A method of manufacturing a nitride semiconductor device including at least one p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer, wherein at least an ohmic electrode is formed on a surface of the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer. A method for manufacturing a nitride semiconductor device, comprising: a step of performing a surface treatment for removing a natural oxide film on a portion to be formed, and a step of forming an ohmic electrode on the surface of the surface-treated p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer .
極を形成する、請求項７に記載の方法。8. The method according to claim 7, wherein a gold (Au) electrode is formed as the ohmic electrode.
導体結晶層と、前記のｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層
にオーミック接触している金（Ａｕ）電極とを有し、該
金（Ａｕ）電極の前記ｐ型窒化ガリウム系半導体結晶層
に対する密着性がワイヤボンディング工程において、剥
離を生じない程、高いことを特徴とする窒化物半導体素
子。9. At least one n-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer and a gold (Au) electrode in ohmic contact with the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer, wherein the gold (Au) A nitride semiconductor device, wherein the adhesion of an electrode to the p-type gallium nitride-based semiconductor crystal layer is so high that no peeling occurs in a wire bonding step.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002299687A (en) * | 2001-04-02 | 2002-10-11 | Nagoya Kogyo Univ | Method of forming p-type electrodes of gallium nitride compound semiconductor layer |
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-
1998
- 1998-09-18 JP JP26421098A patent/JP2000101134A/en active Pending
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