JP4099989B2

JP4099989B2 - ｎ型窒化物半導体の電極形成方法

Info

Publication number: JP4099989B2
Application number: JP2001401452A
Authority: JP
Inventors: 修三木; 雅彦佐野; 正司山本
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP2003224298A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、窒化物半導体（Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ、０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）からなる素子及びその製造方法に係わり、特に、ｎ型窒化物半導体層と電極との良好なオーミック接触を有する窒化物半導体素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
窒化物半導体は、発光ダイオード、レーザダイオードなどの発光素子、太陽電池、光センサなどの受光素子、トランジスタ、パワーデバイスなどの電子デバイスに用いられている。特に、窒化物半導体を用いた発光ダイオードは、信号機、大型ディスプレイ、バックライト用光源などに幅広く利用されている。
【０００３】
この窒化物半導体発光ダイオードは、基本的に、サファイアなどの絶縁基板の上にｎ型窒化物半導体層と、活性層と、ｐ型窒化物半導体層とが順に積層され、ｐ型窒化物半導体層上にｐ側電極が形成され、基板の裏面に電極を形成することができないので、ｐ型窒化物半導体層及び活性層がエッチングなどにより除去され、露出されたｎ型窒化物半導体層上にｎ側電極が形成されて構成される。つまり、半導体層が積層された同一面側にｐ側電極とｎ側電極とが配置された構成となる。
【０００４】
また、基板が研磨などにより除去され、露出されたｎ型窒化物半導体層上にｎ側電極が形成され、半導体層を介して対向するようにｐ側電極とｎ側電極とが配置された構成とすることもできる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、露出されたｎ型窒化物半導体層表面は、エッチング、研磨などによるダメージを受けており、ｎ型窒化物半導体層と電極とのオーミック接触が得られないといった問題があった。また、ｎ型窒化物半導体層上に電極を形成してからアニーリングすることにより、ｎ型窒化物半導体層と電極とのオーミック接触は得られるものの、電極がアニーリングにより変質してしまうといった問題もあった。これにより、電極とｎ型窒化物半導体層、ワイヤーボンディングにより形成されるボール、電極の上に形成されるパッド電極などとの接着力が弱くなり、ひどい場合は剥がれてしまうことがあった。さらに、窒化物半導体がアニーリングにより分解してしまうといった問題もあった。
【０００６】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、特に、アニーリングを省略してもｎ型窒化物半導体層と電極との良好なオーミック接触を有する窒化物半導体素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のｎ型窒化物半導体の電極形成方法は、ｎ型Ａｌ _ＺＧａ _１−ＺＮ（０≦Ｚ＜１）で構成されるｎ型窒化物半導体をエッチングまたは研磨して、その表面を露出させる工程と、露出されたｎ型窒化物半導体に電磁波を照射し、ｎ型窒化物半導体の表面を分解する工程と、電磁波を照射したｎ型窒化物半導体上に電極を形成する工程と、を有し、前記電磁波は、３７０ｎｍ以下の波長であり、照射面におけるエネルギーが５００〜５０００ｍＪ／ｃｍ^２の範囲になるように照射されることを特徴とする。また、上述の方法と組み合わせて、以下を採用することができる。ｎ型窒化物半導体は、基板に積層されたｎ型窒化物半導体層である。ｎ型窒化物半導体は、前記ｎ型窒化物半導体の表面露出工程において研磨によってその表面が露出されたｎ型ＧａＮからなる基板である。電磁波の照射時あるいは照射後に、ｎ型窒化物半導体表面に酸化層が形成され、電極形成工程前に、酸化層を除去する工程を有する。電磁波は、酸素を含まない雰囲気において照射する。
さらに、本発明の他の形態について、以下に述べる。
本発明の窒化物半導体素子は、少なくとも露出されたｎ型窒化物半導体層を有する窒化物半導体素子であって、ｎ型窒化物半導体層には電磁波が照射されており、その電磁波が照射されたｎ型窒化物半導体層上に電極が形成されていることを特徴とする。これにより、ｎ型窒化物半導体層表面のエッチング、研磨などによるダメージが取り除かれ、アニーリングを省略してもｎ型窒化物半導体層と電極との良好なオーミック接触が得られる。
【０００８】
また、ｎ型窒化物半導体層の表面には、酸化層が形成されていることを特徴とする。この場合もアニーリングを省略してもｎ型窒化物半導体層と電極との良好なオーミック接触が得られる。
【０００９】
また、酸化層は、５０オングストローム以下の厚さであることを特徴とする。これにより、ｎ型窒化物半導体層と電極とのより良好なオーミック接触が得られる。
【００１０】
また、電極は、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｒｈからなる群より選択される少なくとも１つを含む合金または層構造であることを特徴とする。これにより、ｎ型窒化物半導体層と電極とのさらに良好なオーミック接触が得られる。
【００１１】
また、本発明のｎ型窒化物半導体層の電極形成方法は、露出されたｎ型窒化物半導体層に電磁波を照射した後、その電磁波を照射したｎ型窒化物半導体層上に電極を形成することを特徴とする。これにより、ｎ型窒化物半導体層表面のエッチング、研磨などによるダメージを取り除くことができ、アニーリングを省略してもｎ型窒化物半導体層と電極との良好なオーミック接触が得られる。
【００１２】
また、電磁波は、酸素を含まない雰囲気において照射することを特徴とする。これにより、ｎ型窒化物半導体層と電極とのより良好なオーミック接触が得られる。
【００１３】
また、電磁波は、３７０ｎｍ以下の波長であることを特徴とする。これにより、ｎ型窒化物半導体層表面のエッチング、研磨などによるダメージをより良好に取り除くことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の窒化物半導体素子は、少なくとも露出されたｎ型窒化物半導体層を有する窒化物半導体素子であって、ｎ型窒化物半導体層には電磁波が照射されており、その電磁波が照射されたｎ型窒化物半導体層上に電極が形成されていることを特徴とする。また、本発明のｎ型窒化物半導体層の電極形成方法は、露出されたｎ型窒化物半導体層に電磁波を照射した後、その電磁波を照射したｎ型窒化物半導体層上に電極を形成することを特徴とする。
【００１５】
本発明の窒化物半導体素子において、ｎ型窒化物半導体層以外の構成としては、特に限定されず、窒化物半導体で構成することもでき、窒化物半導体以外の材料で構成することもできる。窒化物半導体としては、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ、あるいはこれらの混晶であるＩｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）からなる半導体を用いることができ、またこれに加えて、III族元素としてＢを用いることもでき、Ｖ族元素としてＮの一部をＰ、Ａｓで置換することもできる。
【００１６】
また、本発明において、ｎ型窒化物半導体とは、ｎ型の導電型を示す窒化物半導体のことであり、ｎ型不純物をドープした窒化物半導体、あるいはｎ型不純物をドープしない（アンドープの）窒化物半導体がこれに含まれる。ｎ型不純物としては、特に限定されないが、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓ、Ｏ、Ｔｉ、ＺｒなどのIV族元素、あるいはVI族元素などを好適に用いることができ、好ましくはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、さらに好ましくはＳｉを用いる。また、アンドープの窒化物半導体は、結晶中の窒素空孔によりｎ型の導電型を示すためｎ型窒化物半導体に含まれるが、ｎ型不純物をドープした窒化物半導体の方が所望のキャリア濃度が容易に得られるので好ましい。
【００１７】
また、本発明において、露出されたｎ型窒化物半導体層とは、サファイアなどの異種基板、あるいは半導体層などがエッチング、研磨などにより除去され、露出されたｎ型窒化物半導体層に限定されず、ｎ型ＧａＮなどのｎ型窒化物半導体からなる基板を用いる場合の基板表面、あるいは最後に積層され、露出しているｎ型窒化物半導体層などもこれに含まれる。本発明は、ｎ型窒化物半導体層表面のダメージの有無に関係なく、ｎ型窒化物半導体層と電極との良好なオーミック接触を形成するのに有効である。
【００１８】
ｎ型窒化物半導体層の組成としては、ｎ型Ｉｎ_ＸＡｌ_ＹＧａ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）で構成し、特に限定されないが、好ましくはｎ型Ａｌ _ＺＧａ _１−ＺＮ（０≦Ｚ＜１）、さらに好ましくはＺ値が小さいｎ型Ａｌ _ＺＧａ _１−ＺＮ、あるいはｎ型ＧａＮで構成する。このような構成にすると、ｎ型窒化物半導体層と電極とのオーミック接触が得られ易いので好ましい。
【００１９】
ｎ型窒化物半導体層の不純物濃度としては、特に限定されないが、好ましくは１×１０^１７／ｃｍ^３〜１×１０^２１／ｃｍ^３の範囲、さらに好ましくは１×１０^１８／ｃｍ^３〜１×１０^１９／ｃｍ^３の範囲に調整する。このような範囲に調整すると、ｎ型窒化物半導体層の結晶性が良くなり、ｎ型窒化物半導体層と電極とのオーミック接触が得られ易いので好ましい。
【００２０】
本発明において、電磁波としては、特に限定されないが、窒化物半導体に吸収される３７０ｎｍ以下の波長の電磁波を用いることが好ましい。このような発振波長が３７０ｎｍ以下のレーザとしては、特に限定されないが、例えばＡｒＦ（１９３ｎｍ）、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）、ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）、ＸｅＦ（３５３ｎｍ）などのエキシマレーザ、あるいはＨｅＣｄ（３２５ｎｍ）などが挙げられる。
【００２１】
電磁波の照射条件としては、特に限定されないが、ｎ型窒化物半導体層に電磁波を照射し、表面が分解する程度に照射すればよく、具体的には、照射面におけるエネルギーが５００〜５０００ｍＪ／ｃｍ^２の範囲になるように電磁波の種類により適宜調整して行われることが好ましい。このような範囲に調整すると、ｎ型窒化物半導体層表面のみが分解し、ダメージを受けていない結晶性の良いｎ型窒化物半導体層が新たに露出される。このようにして得られるｎ型窒化物半導体層は、アニーリングを省略しても電極との良好なオーミック接触が得られる。
【００２２】
また、電磁波の照射条件によっては、照射時、あるいは照射後においてｎ型窒化物半導体層表面に酸化層が形成されることがある。例えば、ｎ型窒化物半導体層をｎ型ＡｌＧａＮ、ｎ型ＧａＮなどで構成する場合は、Ｇａを含む酸化物からなる酸化層が形成される。一般に、酸化層は絶縁層として作用するが、酸化層が形成されたｎ型窒化物半導体層であっても電極とのオーミック接触が得られることが本発明者により確認されている。しかし、酸化層が厚くなると接触抵抗が大きくなるので、酸化層は５０オングストローム以下の厚さに調整されていることが好ましい。このような理由から、電磁波は酸素を含まない雰囲気において照射することが好ましい。また、酸化物をフッ酸、塩酸、アンモニア水などによるウェットエッチングによって除去することにより、さらに良好なオーミック接触が得られるので好ましい。
【００２３】
本発明において、電極としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｒｈからなる群より選択される少なくとも１つを含む合金または層構造を用いることができ、好ましくはＴｉ、Ｃｒ、Ｗ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｒｈからなる群から選択される少なくとも１種を含む合金または層構造、さらに好ましくはＴｉ／Ａｌ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｗ／Ａｌ、Ｒｈ／Ａｌからなる２層構造、あるいはＴｉ／Ｐｄ／Ａｌからなる３層構造などの層構造を用いる。このような層構造にすると、電極とｎ型窒化物半導体層とが優れた密着性を有すると共に、良好なオーミック接触を有するので好ましい。また、電極の上にバリア目的でＴｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｐｔ、Ｎｉ、ＴｉＮ、ＲｈＯなどを積層してもよく、ワイヤーボンディングにより形成されるボールとの接着力を強める目的で最後にＡｕを積層してもよい。
【００２４】
電極の形成方法としては、特に限定されないが、蒸着、スパッタリングなどを好適に用いることができる。また、電極の形状としては、ｎ型窒化物半導体層の全面に形成することもできるが、ｎ型窒化物半導体層は、ｐ型窒化物半導体層と比較すると低抵抗であり、電流がｎ型窒化物半導体層において拡散し易いので、必ずしもｎ型窒化物半導体層の全面に形成する必要はなく、フォトリソグラフィーを用いたエッチング（ドライエッチング、ウェットエッチングなど）、リフトオフなどにより所望の位置、形状に形成することもできる。
【００２５】
本発明において、窒化物半導体の成長方法としては、特に限定されないが、ＭＯＶＰＥ（有機金属気相成長法）、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線エピタキシー法）など、窒化物半導体の成長方法として知られている全ての方法を好適に用いることができる。特に、ＭＯＣＶＤは結晶性良く成長させることができるので好ましい。また、窒化物半導体は、種々の窒化物半導体の成長方法を使用目的により適宜選択して成長させることが好ましい。
【００２６】
【実施例】
［実施例１］
以下、図３に示す発光ダイオード素子を元に実施例１について説明する。
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、ｎ型窒化物半導体層に電極を形成する全ての窒化物半導体素子（レーザダイオード、太陽電池、光センサ、トランジスタ、パワーデバイスなど）に適用することができる。
【００２７】
まず、サファイア（Ｃ面）からなる基板１をＭＯＣＶＤの反応容器内にセットし、容器内を水素で十分に置換した後、水素を流しながら基板の温度を１０５０℃まで上昇させ基板のクリーニングを行う。なお、本実施例ではサファイア（Ｃ面）を用いているが、基板としては、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮなどの窒化物半導体基板、あるいは窒化物半導体とは異なる異種基板を用いることができる。異種基板としては、例えばＣ面、Ｒ面、Ａ面のいずれかを主面とするサファイア、スピネル（ＭｇＡｌ_２Ｏ_４）などの絶縁基板、あるいはＳｉＣ（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃを含む）、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ＺｎＳなどの半導体基板を用いることができ、好ましくはサファイア、スピネルを用いる。また、異種基板はオフアングルしていてもよく、特に、ステップ状にオフアングルしたものを用いると、窒化物半導体からなる下地層が結晶性よく成長されるので好ましい。
【００２８】
続いて、温度を５１０℃まで下げ、キャリアガスに水素、原料ガスにＴＭＧ（トリメチルガリウム）とアンモニアとを用い、基板１の上にＧａＮからなるバッファ層（図示せず）を約１００オングストロームの膜厚で成長させる。なお、このバッファ層は、基板の種類、成長方法によっては省略できる。また、このバッファ層は、Ａｌの割合の小さいＡｌＧａＮを用いることもできる。
【００２９】
次に、バッファ層を成長後、ＴＭＧのみを止めて、温度を１０５０℃まで上昇させる。１０５０℃になったら、同じく原料ガスにＴＭＧ、アンモニアガスを用い、アンドープＧａＮ層２を１μｍの膜厚で成長させる。
【００３０】
続いて、１０５０℃で、同じく原料ガスにＴＭＧ、アンモニアガス、不純物ガスにシランガスを用い、Ｓｉを４．５×１０^１８／ｃｍ^３ドープしたＧａＮからなるｎ側コンタクト層３を５μｍの膜厚で成長させる。
【００３１】
次に、シランガスのみを止め、１０５０℃で、ＴＭＧ、アンモニアガスを用い、アンドープＧａＮからなる下層を３０００オングストロームの膜厚で成長させ、続いて、同温度で、シランガスを追加して、Ｓｉを４．５×１０^１８／ｃｍ^３ドープしたＧａＮからなる中間層を３００オングストロームの膜厚で成長させ、更に続いて、シランガスのみを止め、同温度で、アンドープＧａＮからなる上層を５０オングストロームの膜厚で成長させ、３層からなるｎ側第１多層膜層４を３３５０オングストロームの膜厚で成長させる。
【００３２】
次に、同温度で、アンドープＧａＮからなる窒化物半導体層を４０オングストロームの膜厚で成長させ、次に、温度を８００℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＩ（トリメチルインジウム）、アンモニアを用い、アンドープＩｎ_０．１Ｇａ_０．９Ｎからなる窒化物半導体層を２０オングストロームの膜厚で成長させる。これらの操作を繰り返し行い、交互に１０層ずつ積層し、さらにアンドープＧａＮからなる窒化物半導体層を４０オングストロームの膜厚で成長させた超格子構造のｎ側第２多層膜層５を６４０オングストロームの膜厚で成長させる。
【００３３】
次に、ＴＭＧ、アンモニアを用い、アンドープＧａＮからなる障壁層を２５０オングストロームの膜厚で成長させる。続いて、同温度で、ＴＭＩを追加して、Ｉｎ_０．３Ｇａ_０．７Ｎからなる井戸層を３０オングストロームの膜厚で成長させる。これらの操作を繰り返し行い、交互に６層ずつ積層し、さらにアンドープＧａＮからなる障壁を２５０オングストロームの膜厚で成長させた多重量子井戸構造の活性層６を１９３０オングストロームの膜厚で成長させる。
【００３４】
次に、１０５０℃で、ＴＭＧ、ＴＭＡ、アンモニア、Ｃｐ_２Ｍｇ（シクロペンタンジエニルマグネシウム）を用い、Ｍｇを５×１０^１９／ｃｍ^３ドープしたＡｌ_０．１５Ｇａ_０．８５Ｎからなる窒化物半導体層を４０オングストロームの膜厚で成長させ、続いて、温度を８００℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＩ、アンモニア、Ｃｐ_２Ｍｇを用い、Ｍｇを５×１０^１９／ｃｍ^３ドープしたＩｎ_０．０３Ｇａ_０ _．９７Ｎからなる窒化物半導体層を２５オングストロームの膜厚で成長させる。これらの操作を繰り返し行い、交互に５層ずつ積層し、さらにＭｇを５×１０^１９／ｃｍ^３ドープしたＡｌ_０．１５Ｇａ_０．８５Ｎからなる窒化物半導体層を４０オングストロームの膜厚で成長させた超格子構造のｐ側多層膜層７を３６５Åの膜厚で成長させる。
【００３５】
続いて、１０５０℃で、ＴＭＧ、アンモニア、Ｃｐ_２Ｍｇを用い、Ｍｇを１×１０^２０／ｃｍ^３ドープしたＧａＮからなるｐ側コンタクト層８を１２００オングストロームの膜厚で成長させ、図２に示す構造のウエハを得る。反応終了後、温度を室温まで下げ、さらに窒素雰囲気中、ウエハを反応容器内において、７００℃でアニーリングを行い、ｐ型層をさらに低抵抗化する。
【００３６】
アニーリング後、ウエハを反応容器から取り出し、ｐ側コンタクト層８の表面に蒸着によりＮｉ、Ａｕからなるｐ側電極９を２００オングストロームの膜厚で形成する。電極形成後、アニーリングすることにより、ｐ側コンタクト層８とｐ型電極９とをオーミック接触させる。続いて、ｐ側電極９が形成されたｐ側コンタクト層８と異種基板１１（ここではＳｉ基板）とをハンダなどの導電性接着剤（図示せず）を介して接着する。
【００３７】
次に、サファイア基板を研磨により除去し、ｎ型窒化物半導体層（ここではｎ側コンタクト層３）を露出させる。続いて、エキシマレーザ（ＫｒＦ）を用い、図１に示すように、露出されたｎ側窒化物半導体層に電磁波を照射面におけるエネルギーが３０００ｍＪ／ｃｍ^２になるように照射する。ここで、酸素を含まない雰囲気において電磁波を照射することにより、ｎ型窒化物半導体層表面の酸化を防止することができる。また、ｎ型窒化物半導体層表面に形成された酸化物をフッ酸、塩酸、アンモニア水などによるウェットエッチングによって除去することもできる。電磁波照射後、ｎ側コンタクト層３の表面にＴｉを１００オングストローム、Ａｌを５０００オングストローム積層し、ｎ側電極１０を形成する。最後に、異種基板１１の裏面に正電極１２を形成してから分割し、１辺の長さが１０００μｍの発光ダイオード素子を得た。得られた素子は、Ｉｆ（順方向電流）２０ｍＡにおいて、Ｖｆ（順方向電圧）３．２Ｖであり、ｎ型窒化物半導体層と電極との良好なオーミック接触が得られた。また、素子全体が均一に発光していた。
【００３８】
［実施例２］
実施例１において、ｎ側電極１０として、Ｃｒを３００オングストローム、Ａｕを５０００オングストローム積層する他は、同様にして発光ダイオード素子を得た。得られた素子は、Ｉｆ２０ｍＡにおいて、Ｖｆ３．２５Ｖであり、ｎ型窒化物半導体層と電極との良好なオーミック接触が得られた。また、実施例１と同様に、素子全体が均一に発光していた。
【００３９】
［実施例３］
実施例１において、ｎ側電極１０として、Ｗを１００オングストローム、Ａｌを５０００オングストローム積層する他は、同様にして発光ダイオード素子を得た。得られた素子は、Ｉｆ２０ｍＡにおいて、Ｖｆ３．３Ｖであり、ｎ型窒化物半導体層と電極との良好なオーミック接触が得られた。また、実施例１と同様に、素子全体が均一に発光していた。
【００４０】
［実施例４］
実施例１において、ｎ側電極１０として、Ｒｈを１００オングストローム、Ａｌを５０００オングストローム積層する他は、同様にして発光ダイオード素子を得た。得られた素子は、Ｉｆ２０ｍＡにおいて、Ｖｆ３．２Ｖであり、ｎ型窒化物半導体層と電極との良好なオーミック接触が得られた。また、実施例１と同様に素子全体が均一に発光していた。
【００４１】
［実施例５］
実施例１において、ｎ側電極１０として、Ｔｉを５０オングストローム、Ｐｄを２０オングストローム、Ａｌを５０００オングストローム積層する他は、同様にして発光ダイオード素子を得た。得られた素子は、Ｉｆ２０ｍＡにおいて、Ｖｆ３．１７Ｖであり、ｎ型窒化物半導体層と電極との良好なオーミック接触が得られた。また、実施例１と同様に、素子全体が均一に発光していた。
【００４２】
［実施例６］
図４に示す発光ダイオード素子を元に実施例６について説明する。
【００４３】
まず、基板１として、ｎ型ＧａＮ（Ｃ面）からなる基板を用い、実施例１と同様にして窒化物半導体層を成長させる。反応終了後、温度を室温まで下げ、さらに窒素雰囲気中、ウエハを反応容器内において、７００℃でアニーリングを行い、ｐ型層をさらに低抵抗化する。
【００４４】
アニーリング後、ウエハを反応容器から取り出し、ｐ側コンタクト層８の表面に蒸着によりＲｈを含むｐ側電極９を１０００オングストロームの膜厚で形成する。電極形成後、アニーリングすることにより、ｐ側コンタクト層８とｐ型電極９とをオーミック接触させる。
【００４５】
次に、ＧａＮ基板を１００μｍの厚さになるまで研磨する。続いて、実施例１と同様にして、研磨によって露出されたエキシマレーザ（ＫｒＦ）を用い、図１に示すように、研磨によって露出されたＧａＮ基板上に電磁波を照射面におけるエネルギーが３０００ｍＪ／ｃｍ^２になるように照射する。ここで、フッ酸、塩酸、アンモニア水などによるウェットエッチングを行うことにより、表面の酸化物を除去することもできる。電磁波照射後、ｎ側コンタクト層３の表面にＴｉを１００オングストローム、Ａｌを５０００オングストローム積層し、ｎ側電極１０を形成する。最後に、ウエハを分割して１辺の長さが１０００μｍの発光ダイオード素子を得た。得られた素子は、Ｉｆ２０ｍＡにおいて、Ｖｆ３．１５Ｖであり、ｎ型窒化物半導体層と電極との良好なオーミック接触が得られた。また、素子全体が均一に発光していた。
【００４６】
［比較例１］
実施例１において、ｎ型窒化物半導体層に電磁波を照射するのを省略する他は、同様にして発光ダイオード素子を得た。得られた素子は、Ｉｆ２０ｍＡにおいて、Ｖｆ５．８Ｖであった。また、ｎ側電極１０の付近のみが発光していた。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の窒化物半導体素子及びその製造方法によれば、露出されたｎ型窒化物半導体層に電磁波を照射した後、その電磁波を照射したｎ型窒化物半導体層上に電極を形成することにより、露出されたｎ型窒化物半導体層表面のエッチング、研磨などによるダメージを取り除くことができ、アニーリングを省略してもｎ型窒化物半導体層と電極との良好なオーミック接触が得られる。また、アニーリングを省略することにより、電極の変質、窒化物半導体の分解を防止することができ、信頼性に優れた素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法の一工程を説明するウエハの模式断面図。
【図２】本発明の一実施例に係わるウエハの構造を示す模式断面図。
【図３】本発明の一実施例に係わる発光ダイオード素子の構造を示す模式断面図。
【図４】本発明の他の実施例に係わる発光ダイオード素子の構造を示す模式断面図。
【符号の説明】
１…基板、
２…アンドープＧａＮ層、
３…ｎ側コンタクト層、
４…ｎ側第１多層膜層、
５…ｎ側第２多層膜層、
６…活性層、
７…ｐ側多層膜層、
８…ｐ側コンタクト層、
９…ｐ側電極、
１０…ｎ側電極、
１１…異種基板、
１２…正電極。

Claims

ｎ型Ａｌ _ＺＧａ _１−ＺＮ（０≦Ｚ＜１）で構成されるｎ型窒化物半導体をエッチングまたは研磨して、その表面を露出させる工程と、前記露出されたｎ型窒化物半導体に電磁波を照射し、該ｎ型窒化物半導体の表面を分解する工程と、前記電磁波を照射したｎ型窒化物半導体上に電極を形成する工程と、を有し、前記電磁波は、３７０ｎｍ以下の波長であり、照射面におけるエネルギーが５００〜５０００ｍＪ／ｃｍ^２の範囲になるように照射されることを特徴とするｎ型窒化物半導体の電極形成方法。
前記ｎ型窒化物半導体は、基板に積層されたｎ型窒化物半導体層であることを特徴とする請求項１に記載のｎ型窒化物半導体の電極形成方法。
前記ｎ型窒化物半導体は、前記ｎ型窒化物半導体の表面露出工程において研磨によってその表面が露出されたｎ型ＧａＮからなる基板であることを特徴とする請求項１に記載のｎ型窒化物半導体の電極形成方法。
前記電磁波の照射時あるいは照射後に、前記ｎ型窒化物半導体表面に酸化層が形成され、前記電極形成工程前に、前記酸化層を除去する工程を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のｎ型窒化物半導体の電極形成方法。
前記電磁波は、酸素を含まない雰囲気において照射することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のｎ型窒化物半導体の電極形成方法。