JP4635418B2 - Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device - Google Patents
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本発明は、半導体装置の製造方法半導体装置に関し、より詳細には、半導体レーザ素子における電極部分における電極と半導体層及び誘電体膜との密着膜を確保し得る半導体装置の製造方法及び半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method, and more particularly to a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device capable of securing an adhesion film between an electrode, a semiconductor layer, and a dielectric film in an electrode portion of a semiconductor laser element. .
近年、半導体装置、特に半導体レーザ素子は、小型、軽量、高信頼性及び高出力化が進み、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤ等の電子機器や医療機器等の光源に利用されている。なかでも、III−Ｖ族窒化物半導体は、比較的短波長の発光が可能であるため、盛んに研究されている。 2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices, particularly semiconductor laser elements, have become smaller, lighter, more reliable, and have higher output, and are used as light sources for electronic devices such as personal computers and DVDs and medical devices. Among these, group III-V nitride semiconductors are actively studied because they can emit light with a relatively short wavelength.
例えば、窒化物半導体を用いた半導体レーザは、図２に示すように、サファイア基板３０上に、中間層３１を介して、ｎ型ＧａＮ層等からなるｎ型半導体層３２、ＩｎＧａＮ多重量子井戸からなる活性層３５及び表面にリッジが形成されたｐ型ＡｌＧａＮ層等からなるｐ型半導体層３６がこの順に積層されて構成されている。ｎ型半導体層３２上にはｎ型オーミック電極３３及びｎ型パッド電極３４が形成されている。ｐ型半導体層３６上にはリッジ上面以外の表面が絶縁膜３８で覆われ、リッジ上面においてｐ型半導体層３６にオーミック接続されたｐ型オーミック電極３９が形成されている。さらに、ｐ型オーミック電極３９上の一部の領域を除いて、ｎ型半導体層３２、活性層３５及びｐ型半導体層３６の表面には、保護膜３７が形成されており、保護膜３７上に、ｐ型オーミック電極３９と電気的に接続されたｐ型パッド電極４０が配置している。
For example, as shown in FIG. 2, a semiconductor laser using a nitride semiconductor includes an n-
このような半導体レーザでは、特定の電極材料を選択したり（例えば、特許文献１及び２）、ｐ型半導体層の不純物濃度を調整したりして（例えば、特許文献３）、半導体層と電極とのオーミック接続をより低抵抗化して、駆動電圧の低減及び発光効率の向上を図っている。
上述したような種々の方法により、半導体層と電極とのオーミック接続を確保したとしても、半導体層と電極とがオーミック接続された領域以外の領域において絶縁膜や保護膜等が介在している場合には、これらの絶縁膜等と電極材料との密着性の悪さに起因して、半導体装置の製造工程で、電極のオーミック接続が損なわれたり、電極自体が剥がれたりするという課題があった。 Even if the ohmic connection between the semiconductor layer and the electrode is secured by various methods as described above, an insulating film, a protective film, or the like is interposed in a region other than the region where the semiconductor layer and the electrode are ohmic-connected. However, due to the poor adhesion between these insulating films and the electrode material, there is a problem that the ohmic connection of the electrode is impaired or the electrode itself is peeled off in the manufacturing process of the semiconductor device.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、半導体層と電極とがオーミック接続された領域以外の領域において絶縁膜や保護膜等が介在している場合においても、電極材料との良好な密着性を得ることにより、電極の剥がれ等を防止して、信頼性が高く、低電圧化及び高輝度化を実現することができる半導体装置の製造方法及び半導体装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and even when an insulating film, a protective film, or the like is interposed in a region other than the region where the semiconductor layer and the electrode are ohmic-connected, the electrode material is excellent. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device and a semiconductor device capable of preventing peeling of electrodes and the like by obtaining adhesion, achieving high reliability, and realizing low voltage and high luminance. .
本発明は、 The present invention
表面にリッジを有する半導体層上に、該半導体層の少なくともリッジ上面を露出させるようにＺｒＯ On the semiconductor layer having a ridge on the surface, at least the upper surface of the ridge of the semiconductor layer is exposed.
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からなる誘電体膜を形成し、A dielectric film made of
該誘電体膜を被覆するようにＲｈ又はＨｆＯからなる密着膜を積層し、 An adhesion film made of Rh or HfO is laminated so as to cover the dielectric film,
該密着膜を熱処理した後、 After heat-treating the adhesion film,
前記リッジ上面と接続され、前記リッジ側面において密着膜を介して配置するニッケル膜又はその合金膜を含む電極を形成する An electrode including a nickel film or an alloy film thereof connected to the top surface of the ridge and disposed on the side surface of the ridge via an adhesion film is formed.
ことを特徴とする半導体装置の製造方法である。This is a method for manufacturing a semiconductor device.
この方法では、 in this way,
半導体層がｐ型の窒化物半導体からなることが好ましい。 The semiconductor layer is preferably made of a p-type nitride semiconductor.
熱処理を、酸化雰囲気下にて４００℃以上の温度で行うことが好ましい。 The heat treatment is preferably performed at a temperature of 400 ° C. or higher in an oxidizing atmosphere.
また、本発明は、表面にリッジを有する半導体層における少なくともリッジ上面で電気的に接続された電極を有する半導体装置であって、前記半導体層と電極との間の一部の領域において、ＺｒＯ The present invention also provides a semiconductor device having an electrode electrically connected to at least the ridge upper surface in a semiconductor layer having a ridge on the surface, wherein ZrO is formed in a partial region between the semiconductor layer and the electrode.
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からなる誘電体膜とＲｈ又はＨｆＯからなる密着膜とがこの順に積層され、前記電極はニッケル膜又はその合金膜を含んでおり、前記誘電体膜がリッジ側面において直接接触せず、かつ前記密着膜がリッジ側面においてニッケル膜又はその合金膜と接触するように介在してなることを特徴とする半導体装置である。A dielectric film made of Rh or HfO is laminated in this order, the electrode includes a nickel film or an alloy film thereof, and the dielectric film is not in direct contact with the side surface of the ridge; The semiconductor device is characterized in that the film is interposed on the side surface of the ridge so as to be in contact with the nickel film or an alloy film thereof.
この半導体装置では、半導体層がｐ型の窒化物半導体からなることが好ましい。 In this semiconductor device, the semiconductor layer is preferably made of a p-type nitride semiconductor.
上記のような構成にすることにより、電極材料の半導体層及び保護膜（誘電体膜）への良好な密着性を得ることができ、電極の剥がれ等を防止して、信頼性が高く、低電圧化及び高輝度化を実現した半導体装置を得ることができる。 With the above configuration, good adhesion to the semiconductor layer and protective film (dielectric film) of the electrode material can be obtained, and peeling of the electrode and the like can be prevented, and the reliability is high and low. A semiconductor device in which voltage and high luminance are realized can be obtained.
本発明の半導体装置の製造方法では、まず、半導体層上に誘電体膜を形成する。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, first, a dielectric film is formed on the semiconductor layer.
ここで、本発明の半導体装置としては、半導体層をその構成の一部に含む装置の全てを包含する。例えば、発光素子、受光素子、ＣＣＤ、トランジスタ、キャパシタ、抵抗、サイリスタ、光電変換装置等の変換装置、半導体レーザ及びこれらを２以上組み合わせた回路等が挙げられる。なかでも半導体レーザを構成する半導体層であることが適当である。このような半導体装置を構成する半導体層としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム等の元素半導体層、ＧａＡｓ、ＡｌＮ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮ、ＩｎＮ等のIII−Ｖ族化合物半導体層、ＺｎＳｅ、ＣｄＴｅ、ＣｄＳ等のII−VI族化合物半導体層等、種々の半導体層が挙げられる。なかでも、窒化物半導体、つまり、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＮ又はこれらの混晶（例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）等が好ましい。半導体層は、ｐ型不純物（例えば、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｂａ等）又はｎ型不純物（例えば、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｃ、Ｔｉ等）をドープしたものであってもよく、ドーピング濃度は、例えば、１×１０１６〜１０１９ｃｍ−３程度が挙げられる。特に、ｐ型不純物を含有した窒化物半導体層がより好ましい。これらの半導体層は、ＭＯＶＰＥ、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長法）、ＨＶＰＥ（ハライド気相成長法）、ＭＢＥ（分子線気相成長法）等、当該分野で公知の方法のいずれによっても形成することができる。 Here, the semiconductor device of the present invention includes all devices including a semiconductor layer as part of its configuration. For example, a light-emitting element, a light-receiving element, a CCD, a transistor, a capacitor, a resistor, a thyristor, a conversion device such as a photoelectric conversion device, a semiconductor laser, and a circuit combining two or more of these may be used. In particular, the semiconductor layer constituting the semiconductor laser is appropriate. Examples of the semiconductor layer constituting such a semiconductor device include elemental semiconductor layers such as silicon and germanium, III-V group compound semiconductor layers such as GaAs, AlN, InP, GaN, AlGaN, AlInGaN, and InN, ZnSe, and CdTe. And various semiconductor layers such as II-VI compound semiconductor layers such as CdS. Among these, nitride semiconductors, that is, GaN, AlN, InN, or mixed crystals thereof (for example, In x Al y Ga 1-xy N, 0 ≦ x, 0 ≦ y, x + y ≦ 1) and the like are preferable. The semiconductor layer is doped with p-type impurities (for example, Mg, Zn, Cd, Be, Ca, Ba, etc.) or n-type impurities (for example, Si, Sn, Ge, Se, C, Ti, etc.). The doping concentration is, for example, about 1 × 10 16 to 10 19 cm −3 . In particular, a nitride semiconductor layer containing a p-type impurity is more preferable. These semiconductor layers are formed by any method known in the art, such as MOVPE, MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), HVPE (halide vapor deposition), MBE (molecular beam vapor deposition). can do.
誘電体膜としては、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘ、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＳｉＯＮ、ＨｆＯ２、Ｓｃ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＭｇＯ等の単層又は積層層が挙げられる。なかでも、ＺｒＯ２が好ましい。これらの誘電体膜は、例えば、スパッタリング法、ＥＣＲスパッタリング法、ＣＶＤ法、ＥＣＲ−ＣＶＤ法、ＥＣＲ−プラズマＣＶＤ法、蒸着法、ＥＢ法等の公知の方法で形成することができる。誘電体膜の膜厚は、用いる材料等により適宜調整することができ、例えば、４００〜２５００オングストローム程度、好ましくは４００〜１０００オングストローム程度が挙げられる。 As the dielectric film, for example, a single layer such as SiO 2 , SiN x , AlN, Al 2 O 3 , Ta 2 O 5 , ZrO 2 , SiON, HfO 2 , Sc 2 O 3 , Y 2 O 3 , MgO or the like A laminated layer is mentioned. Of these, ZrO 2 is preferable. These dielectric films can be formed by known methods such as sputtering, ECR sputtering, CVD, ECR-CVD, ECR-plasma CVD, vapor deposition, and EB. The film thickness of the dielectric film can be appropriately adjusted depending on the material used and the like, for example, about 400 to 2500 angstroms, preferably about 400 to 1000 angstroms.
半導体層上に、この半導体層上の一部の領域を露出させるように誘電体膜を形成するのは、後述するように、半導体層上に電極を接続させる領域を確保するとともに、誘電体膜によって電極との接続領域以外の半導体層表面を絶縁、保護等するためである。一部の領域を露出させるように誘電体膜を形成する方法としては、半導体層上全面に、誘電体膜を積層した後、当該分野で公知の方法、例えば、フォトリソグラフィ及びエッチング工程により所望の形状のマスクを形成し、このマスクを用いて誘電体膜をエッチングする方法が挙げられる。あるいは、リフトオフ法等を利用してもよい。 The dielectric film is formed on the semiconductor layer so as to expose a part of the region on the semiconductor layer. As will be described later, the dielectric film is secured on the semiconductor layer and a region for connecting electrodes is secured. This is to insulate and protect the surface of the semiconductor layer other than the connection region with the electrode. As a method of forming a dielectric film so as to expose a part of the region, after a dielectric film is laminated on the entire surface of the semiconductor layer, a desired method is used by a method known in the art, for example, photolithography and etching processes. There is a method of forming a mask having a shape and etching the dielectric film using the mask. Alternatively, a lift-off method or the like may be used.
次いで、誘電体膜上に密着膜を積層する。密着膜としては、例えば、白金族系金属等の単層又は積層層が挙げられる。白金族系金属としては、長周期律表及び短周期律表のいずれかにおけるVIII族の金属、例えば、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｈｆ等が挙げられる。なかでも、Ｒｈを含有する単層膜又は後述する電極側にＲｈを含有する層が配置する積層膜が好ましい。 Next, an adhesion film is laminated on the dielectric film. Examples of the adhesion film include a single layer or a laminated layer of a platinum group metal or the like. Examples of the platinum group metal include group VIII metals in either the long periodic table or the short periodic table, such as Rh, Ru, Pd, Pt, Os, Ir, and Hf. Among these, a single layer film containing Rh or a laminated film in which a layer containing Rh is disposed on the electrode side described later is preferable.
なお、誘電体膜を被覆するように密着膜を形成するとは、少なくとも後述する電極が誘電体膜とは直接接触することなく、密着膜にのみ接触するように、密着膜を形成することを意味する。したがって、密着膜は、誘電体膜上の一部のみに形成されていてもよいし、誘電体膜上の全部に、つまり誘電体膜と同じ大きさ及び形状で形成されていてもよいし、誘電体膜の一部の上から半導体層上の一部の上にわたって形成されていてもよいし、誘電体膜よりも大きく、半導体層と直接接触し、誘電体膜の一部又は全部の上にわたって形成されていてもよい。 Note that forming an adhesion film so as to cover the dielectric film means that the adhesion film is formed so that at least an electrode described later is in direct contact with the adhesion film without being in direct contact with the dielectric film. To do. Therefore, the adhesion film may be formed only on a part of the dielectric film, or may be formed all over the dielectric film, that is, with the same size and shape as the dielectric film, It may be formed over a part of the dielectric film to a part of the semiconductor layer, or larger than the dielectric film and in direct contact with the semiconductor layer, over a part or all of the dielectric film. It may be formed over.
密着膜は、上述した誘電体膜と同様に、当該分野で公知の方法によって形成することができ、所定の形状にパターニングする場合には、上述したように、フォトリソグラフィ及びエッチング法、リフトオフ法等を利用することができる。パターニングは密着膜の形状によっては、上述した誘電体膜と同時に行ってもよい。密着膜の膜厚は、用いる材料等により適宜調整することができ、例えば、５０〜５００オングストローム程度、好ましくは１００〜３００オングストローム程度が挙げられる。 The adhesion film can be formed by a method known in the art, similarly to the dielectric film described above. When patterning into a predetermined shape, as described above, photolithography and etching methods, lift-off methods, etc. Can be used. Patterning may be performed simultaneously with the above-described dielectric film depending on the shape of the adhesion film. The film thickness of the adhesion film can be appropriately adjusted depending on the material used and the like, for example, about 50 to 500 angstroms, preferably about 100 to 300 angstroms.
次いで、密着膜を熱処理する。ここでの熱処理は、密着膜が形成された半導体層を、例えば、４００℃以上の温度、好ましくは５００〜７００℃程度の温度で、１〜３０分間、好ましくは５〜２０分間程度加熱することにより行うことができる。熱処理は、電気炉を利用したファーネスアニール法によって行ってもよいし、ハロゲンランプ、電子ビーム、エキシマレーザ等を利用したＲＴＡ法によって行ってもよい。熱処理は、大気雰囲気下又は酸素雰囲気下で行うことが好ましい。このような熱処理によって、密着膜の表面から密着膜の内部に酸素が取り込まれることにより、後述する電極との密着性を向上させることができる。 Next, the adhesion film is heat-treated. In this heat treatment, the semiconductor layer on which the adhesion film is formed is heated, for example, at a temperature of 400 ° C. or higher, preferably about 500 to 700 ° C. for 1 to 30 minutes, preferably about 5 to 20 minutes. Can be performed. The heat treatment may be performed by a furnace annealing method using an electric furnace or an RTA method using a halogen lamp, an electron beam, an excimer laser, or the like. The heat treatment is preferably performed in an air atmosphere or an oxygen atmosphere. By such heat treatment, oxygen is taken into the inside of the adhesion film from the surface of the adhesion film, whereby adhesion with an electrode described later can be improved.
続いて、半導体層上及び密着膜上に電極を形成する。電極は、例えば、パラジウム、白金、ニッケル、金、チタン、タングステン、銅、銀、亜鉛、錫、インジウム、アルミニウム等の金属又は合金の単層膜又は積層膜により形成することができる。なかでも、ニッケル又はその合金を含む単層膜、あるいは密着膜と接触する側においてニッケル又はその合金を含む層が配置された積層膜であることが好ましい。電極の膜厚は、用いる材料等により適宜調整することができ、例えば、５００〜１５００オングストローム程度が適当である。電極材料は、例えば、誘電体膜と同様に、当該分野で公知の方法等により形成することができる。電極材料は、半導体層上のほぼ全面に形成した後、フォトリソグラフィ及びエッチング工程、リフトオフ法、ＥＢ法等によりパターニングする。なお、電極は、少なくとも半導体層上にのみ形成していればよいが、半導体層の一部とオーミック接続するとともに、密着膜上において密着膜と強固に密着した状態で配置させることが好ましい。また、この際、電極が誘電体膜と直接接触しないように形成することが重要である。
以下に本発明の半導体装置の製造方法及び半導体装置の実施例を詳細に説明する。
Subsequently, an electrode is formed on the semiconductor layer and the adhesion film. The electrode can be formed of, for example, a single layer film or a multilayer film of a metal or an alloy such as palladium, platinum, nickel, gold, titanium, tungsten, copper, silver, zinc, tin, indium, and aluminum. Among these, a single layer film containing nickel or an alloy thereof or a laminated film in which a layer containing nickel or an alloy thereof is arranged on the side in contact with the adhesion film is preferable. The film thickness of the electrode can be appropriately adjusted depending on the material used, and for example, about 500 to 1500 angstroms is appropriate. The electrode material can be formed, for example, by a method known in the art as in the case of the dielectric film. The electrode material is formed on almost the entire surface of the semiconductor layer, and then patterned by photolithography and etching processes, a lift-off method, an EB method, and the like. Note that the electrode only needs to be formed at least on the semiconductor layer, but it is preferable that the electrode be in ohmic contact with a part of the semiconductor layer and disposed in a state of being in close contact with the adhesion film on the adhesion film. At this time, it is important that the electrode is formed so as not to be in direct contact with the dielectric film.
Embodiments of a semiconductor device manufacturing method and a semiconductor device according to the present invention will be described in detail below.
まず、半導体装置として図１に示す半導体レーザを製造するために、直径２インチ、Ｃ面を主面とするサファイア基板１０上に、ＧａＮからなるバッファ層及びアンドープＧａＮからなる窒化物半導体層を成長させることにより、下地層１１を形成する。
次に、下地層の上に、Ｓｉを１×１０１８／ｃｍ３ドープさせたＧａＮからなるｎ型コンタクト層、Ｉｎ０．０６Ｇａ０．９４Ｎからなるクラック防止層、アンドープのＡｌＧａＮからなるＡ層とＳｉを５×１０１８／ｃｍ３ドープしたＧａＮからなるＢ層とを交互積層させたｎ型クラッド層、ｎ型光ガイド層を成長させる。これにより、ｎ型半導体層１２を形成する。
First, in order to manufacture the semiconductor laser shown in FIG. 1 as a semiconductor device, a buffer layer made of GaN and a nitride semiconductor layer made of undoped GaN are grown on a
Next, an n-type contact layer made of GaN doped with Si of 1 × 10 18 / cm 3 , a crack prevention layer made of In 0.06 Ga 0.94 N, and an A made of undoped AlGaN on the underlayer. An n-type cladding layer and an n-type light guide layer are grown by alternately laminating layers and B layers made of GaN doped with Si at 5 × 10 18 / cm 3 . Thereby, the n-
続いて、Ｓｉを５×１０１８／ｃｍ３ドープしたＩｎ０．０５Ｇａ０．９５Ｎからなる障壁層とアンドープＩｎ０．１Ｇａ０．９Ｎからなる井戸層とを交互３回積層させ、その上に障壁層を積層させた多重量子井戸構造（ＭＱＷ）の活性層１５を成長させる。
次いで、Ｍｇを１×１０１９／ｃｍ３ドープしたＡｌＧａＮからなるｐ型電子閉じ込め層、アンドープのＧａＮからなるｐ型光ガイド層、アンドープＡｌ０．１６Ｇａ０．８４Ｎからなる層とＭｇドープＧａＮからなる層とを交互積層させた超格子層からなるｐ型クラッド層、Ｍｇを１×１０２０／ｃｍ３ドープしたｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層を成長させる。これによりｐ型半導体層１６を形成する。その後、窒素雰囲気中でウェハを７００℃でアニーリングして、ｐ型半導体層１６をさらに低抵抗化する。
Subsequently, a barrier layer made of In 0.05 Ga 0.95 N doped with Si 5 × 10 18 / cm 3 and a well layer made of undoped In 0.1 Ga 0.9 N were alternately stacked three times. An
Next, a p-type electron confinement layer made of AlGaN doped with 1 × 10 19 / cm 3 of Mg, a p-type light guide layer made of undoped GaN, a layer made of undoped Al 0.16 Ga 0.84 N, and Mg-doped GaN Then, a p-type cladding layer made of a superlattice layer in which layers made of these are alternately stacked, and a p-type contact layer made of p-type GaN doped with Mg at 1 × 10 20 / cm 3 are grown. Thereby, the p-
このようにして窒化物半導体を積層した後、所望の形状のマスクを用いて、ｐ型半導体層、活性層、ｎ型半導体層の一部を順次エッチングし、ｎ電極を形成するｎ型コンタクト層の表面を露出させる。
その後、最上層のｐ型コンタクト層上に、所定形状のマスクを形成し、このマスクを用いて、ｐ型コンタクト層にストライプ状のリッジを形成する。
After stacking the nitride semiconductors in this manner, a p-type semiconductor layer, an active layer, and a part of the n-type semiconductor layer are sequentially etched using a mask having a desired shape to form an n-type contact layer. To expose the surface.
Thereafter, a mask having a predetermined shape is formed on the uppermost p-type contact layer, and a striped ridge is formed on the p-type contact layer using this mask.
続いて、ｐ型層表面に、ＥＣＲスパッタリング法によって、誘電体膜１８としてＺｒＯ２膜を、膜厚６００オングストローム程度形成する。この上に、スパッタ装置を用いて、密着膜２１としてＲｈ膜を、膜厚１００オングストローム程度形成し、酸素雰囲気下、６００℃にて１０分間程度アニール処理を行う。
その後、ＢＨＦ液に２０分間浸漬して、水洗、超音波洗浄及びリンスを行い、ストライプ状のリッジの上面に形成した誘電体膜１８及び密着膜２１を溶解除去する。
Subsequently, a ZrO 2 film is formed on the p-type layer surface as a
Thereafter, it is immersed in a BHF solution for 20 minutes, followed by washing with water, ultrasonic washing and rinsing to dissolve and remove the
次に、ｐ型コンタクト層上のリッジ上及びｎ型コンタクト層上に、スパッタ法によってＮｉ−Ａｕからなるｐ型オーミック電極１９及びＴｉ−Ａｌからなるｎ型オーミック電極１３を形成する。
Next, the p-
その後、１５０℃にて約１０分間アッシャーし、さらにアニール処理を行う。次いで、ｐ型オーミック電極１９とｎ型オーミック電極１３との一部を被覆する保護膜１７を、ＳｉＯ２により形成し、ｐ型オーミック電極１９及びｎ型オーミック電極１３に接続されるように、Ｎｉ−Ｔｉ−Ａｕからなるｐ型パッド電極２０及びｎ型パッド電極１４を形成する。
その後、１５０℃にて約１０分間アッシャーを行う。
Thereafter, asher is performed at 150 ° C. for about 10 minutes, and an annealing process is further performed. Next, a
Thereafter, asher is performed at 150 ° C. for about 10 minutes.
このようにして得られた半導体装置において、半導体層と密着膜との上に形成されたｐ型オーミック電極の密着性を評価した。 In the semiconductor device thus obtained, the adhesion of the p-type ohmic electrode formed on the semiconductor layer and the adhesion film was evaluated.
まず、得られた半導体装置を、超音波での３０分間の処理に２回付した後、超音波で３０分間処理し、１８０℃で３０分間熱処理し、さらに冷水に浸漬し、この処理を３回行った。その後、超音波で６０分間処理し、２２０〜３００℃で３０分間熱処理し、さらに冷水に浸漬し、この処理を８回行い、最後に超音波で６０分間処理した。このような一連の超音波処理及び熱衝撃試験によっても、ｐ型オーミック電極の剥がれは見られず、その後の製造プロセスにも十分に耐えることができる密着性が確保されることが確認された。 First, the obtained semiconductor device was subjected to ultrasonic treatment for 30 minutes twice, then treated with ultrasonic waves for 30 minutes, heat-treated at 180 ° C. for 30 minutes, and further immersed in cold water. I went twice. Then, it processed for 60 minutes with ultrasonic waves, heat-processed for 30 minutes at 220-300 degreeC, and also immersed in cold water, this process was performed 8 times, and finally, it processed with ultrasonic waves for 60 minutes. Even by such a series of ultrasonic treatment and thermal shock test, it was confirmed that no peeling of the p-type ohmic electrode was observed, and adhesion capable of sufficiently withstanding the subsequent manufacturing process was secured.
また、上述した実施例において、密着膜としてＲｈ膜を形成する代わりにＨｆＯ膜を形成した以外、同様に作成した半導体装置についても超音波処理を行った。つまり、超音波での３０分間の処理に２回付した後、超音波で３０分間処理し、１８０℃で３０分間熱処理し、さらに冷水に浸漬し、この処理を２回行った。その結果、このような一連の超音波処理及び熱衝撃試験においても、ｐ型オーミック電極の剥がれは見られず、通常の半導体装置の製造プロセスに十分耐えることができる密着性の良好な電極が得られることが確認された。 Further, in the above-described example, ultrasonic treatment was also performed on a semiconductor device similarly manufactured except that an HfO film was formed instead of an Rh film as an adhesion film. That is, after 30 times of treatment with ultrasonic waves twice, treatment with ultrasonic waves for 30 minutes, heat treatment at 180 ° C. for 30 minutes, and further immersed in cold water, this treatment was performed twice. As a result, even in such a series of ultrasonic treatment and thermal shock test, the p-type ohmic electrode is not peeled off, and an electrode having good adhesion that can sufficiently withstand the manufacturing process of a normal semiconductor device is obtained. It was confirmed that
一方、比較のため、上述した実施例において、密着膜としてＲｈ膜を形成した代わりにＺｒ膜を形成した以外、同様に作成した半導体装置についても超音波処理及び熱衝撃試験を行った。その結果、最初の３０分間の超音波処理及び熱衝撃試験で、ｐ型オーミック電極が剥がれることが確認された。 On the other hand, for comparison, ultrasonic treatment and thermal shock tests were performed on the semiconductor devices similarly manufactured except that a Zr film was formed instead of an Rh film as an adhesion film in the above-described example. As a result, it was confirmed that the p-type ohmic electrode peeled off in the first 30 minutes of ultrasonic treatment and thermal shock test.
本発明は、半導体層をその構成の一部に含む装置、例えば、発光素子、受光素子、ＣＣＤ、トランジスタ、キャパシタ、抵抗、サイリスタ、光電変換装置等の変換装置、半導体レーザ及びこれらを２以上組み合わせた回路等の全てに対して適用することができる。 The present invention provides a device including a semiconductor layer as a part of its structure, for example, a light emitting element, a light receiving element, a CCD, a transistor, a capacitor, a resistor, a thyristor, a photoelectric conversion device or other conversion device, a semiconductor laser, and a combination of two or more thereof It can be applied to all of the circuits.
１０ サファイア基板
１１ 下地層
１２ ｎ型半導体層
１３ ｎ型オーミック電極
１４ ｎ型パッド電極
１５ 活性層
１６ ｐ型半導体層（半導体層）
１７ 保護膜
１８ 誘電体膜
１９ ｐ型オーミック電極（電極）
２０ ｐ型パッド電極
２１ 密着膜
DESCRIPTION OF
17
20 p-
Claims (5)
該誘電体膜を被覆するようにＲｈ又はＨｆＯからなる密着膜を積層し、
該密着膜を熱処理した後、
前記リッジ上面と接続され、前記リッジ側面において密着膜を介して配置するニッケル膜又はその合金膜を含む電極を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A semiconductor layer having a ridge on the surface, forming a dielectric film made of ZrO 2 so as to expose at least the ridge top surface of the semiconductor layer,
An adhesion film made of Rh or HfO is laminated so as to cover the dielectric film,
After heat-treating the adhesion film,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming an electrode including a nickel film or an alloy film thereof connected to an upper surface of the ridge and disposed on the side surface of the ridge via an adhesion film.
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