JP2000232094A - 化合物半導体のドライエッチング方法および化合物半導体素子 - Google Patents
化合物半導体のドライエッチング方法および化合物半導体素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】窒化ガリウム系化合物半導体レーザでは、ドラ
イエッチング時のダメージによる素子特性の低下が問題
であった。 【解決手段】窒化ガリウム系化合物半導体を酸素を含む
気相あるいはプラズマ中でドライエッチングする。
イエッチング時のダメージによる素子特性の低下が問題
であった。 【解決手段】窒化ガリウム系化合物半導体を酸素を含む
気相あるいはプラズマ中でドライエッチングする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は窒化ガリウム系化合
物半導体のドライエッチング方法およびその素子に関す
る。
物半導体のドライエッチング方法およびその素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＮ、ＧａＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、Ｉｎ
ＧａＡｌＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体は直接遷移
型を有するワイドギャップ半導体であり、青色から紫外
域までの発光素子を構成する材料として盛んに研究され
ている。現在、この材料を用いた発光素子としてサファ
イア基板上に構成したＺｎドープＩｎＧａＮ層を発光層
とするダブルヘテロ構造の高輝度青色ＬＥＤ（アプライ
ド フィジクス レター（Appl. Phys. Lett.）64
(1994) 1687）が実用化されている。また、最近、サフ
ァイア基板上に構成したＩｎＧａＮ量子井戸層を発光層
とする半導体レーザ（Appl. Phys. Lett., 69 (199
6) 4056）の室温連続発振が実現されている。
ＧａＡｌＮ等の窒化ガリウム系化合物半導体は直接遷移
型を有するワイドギャップ半導体であり、青色から紫外
域までの発光素子を構成する材料として盛んに研究され
ている。現在、この材料を用いた発光素子としてサファ
イア基板上に構成したＺｎドープＩｎＧａＮ層を発光層
とするダブルヘテロ構造の高輝度青色ＬＥＤ（アプライ
ド フィジクス レター（Appl. Phys. Lett.）64
(1994) 1687）が実用化されている。また、最近、サフ
ァイア基板上に構成したＩｎＧａＮ量子井戸層を発光層
とする半導体レーザ（Appl. Phys. Lett., 69 (199
6) 4056）の室温連続発振が実現されている。
【０００３】窒化物系半導体は化学的に安定でウェット
エッチングが困難であることが知られている。そのた
め、窒化物半導体素子の製造には、主に塩素プラズマに
よるドライエッチングが用いられる。例えば、塩素およ
び四塩化珪素を用いたドライエッチング方法が特開平８
−１７８０３号公報に開示されている。
エッチングが困難であることが知られている。そのた
め、窒化物半導体素子の製造には、主に塩素プラズマに
よるドライエッチングが用いられる。例えば、塩素およ
び四塩化珪素を用いたドライエッチング方法が特開平８
−１７８０３号公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】プラズマを用いた半導
体のドライエッチングでは、イオン衝撃により半導体層
の表面がダメージを受けるため、発光強度が劣化した
り、電極と半導体層の接触抵抗が増大し、電流電圧特性
が悪くなることが問題である。そのため、ＧａＡｓ系半
導体等の化合物半導体素子製造工程、例えばドライエッ
チング後の結晶再成長や電極形成プロセスにおいて、ダ
メージ除去のためウェットエッチングによる前処理が一
般的に行われる。しかし、窒化物系半導体では、これま
で適切なダメージ除去方法が知られていなかった。この
ため、しきい値の増大や電流−電圧特性の劣化、結晶再
成長時に良好な再成長界面がえられない等の問題があっ
た。
体のドライエッチングでは、イオン衝撃により半導体層
の表面がダメージを受けるため、発光強度が劣化した
り、電極と半導体層の接触抵抗が増大し、電流電圧特性
が悪くなることが問題である。そのため、ＧａＡｓ系半
導体等の化合物半導体素子製造工程、例えばドライエッ
チング後の結晶再成長や電極形成プロセスにおいて、ダ
メージ除去のためウェットエッチングによる前処理が一
般的に行われる。しかし、窒化物系半導体では、これま
で適切なダメージ除去方法が知られていなかった。この
ため、しきい値の増大や電流−電圧特性の劣化、結晶再
成長時に良好な再成長界面がえられない等の問題があっ
た。
【０００５】また塩素プラズマによるエッチングでは、
エッチング深さを時間により制御するため、バッチ間の
ばらつきが大きく歩留まりが悪いなどの問題があった。
エッチング深さを時間により制御するため、バッチ間の
ばらつきが大きく歩留まりが悪いなどの問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の窒化物系化合物
半導体のドライエッチング方法は、窒化物半導体を０．
００１％〜３％の酸素を含む気体あるいはプラズマでド
ライエッチングすることを特徴とする。
半導体のドライエッチング方法は、窒化物半導体を０．
００１％〜３％の酸素を含む気体あるいはプラズマでド
ライエッチングすることを特徴とする。
【０００７】本発明の一つの態様として、たとえば窒化
ガリウム系化合物半導体を０．００１％〜３％の酸素を
含む水素雰囲気中で５００〜１２００℃に加熱すること
によりエッチングする。また、本発明の他の態様とし
て、たとえば窒化ガリウム系化合物半導体の少なくとも
一部にエッチングストップ層を設け、これを０．００１
％〜３％の酸素を含む気体またはその気体より発生する
プラズマでエッチングする。
ガリウム系化合物半導体を０．００１％〜３％の酸素を
含む水素雰囲気中で５００〜１２００℃に加熱すること
によりエッチングする。また、本発明の他の態様とし
て、たとえば窒化ガリウム系化合物半導体の少なくとも
一部にエッチングストップ層を設け、これを０．００１
％〜３％の酸素を含む気体またはその気体より発生する
プラズマでエッチングする。
【０００８】以下、本発明をさらに詳しく説明する。本
発明によりドライエッチングされる窒化ガリウム系化合
物半導体はＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ等の窒素を
含むIII−Ｖ族化合物半導体であり、これら窒化ガリウ
ム系化合物半導体は、不純物がドープされたものでもド
ープされていないものでもよい。また、不純物としてｐ
型でもｎ型でもよい。また、単一層構造であっても多層
構造であってもよい。
発明によりドライエッチングされる窒化ガリウム系化合
物半導体はＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ等の窒素を
含むIII−Ｖ族化合物半導体であり、これら窒化ガリウ
ム系化合物半導体は、不純物がドープされたものでもド
ープされていないものでもよい。また、不純物としてｐ
型でもｎ型でもよい。また、単一層構造であっても多層
構造であってもよい。
【０００９】本発明の第１の態様において、窒化ガリウ
ム系化合物半導体を酸素を含む水素雰囲気中で５００〜
１２００℃に加熱することによりエッチングする。より
具体的には、窒化物系化合物半導体を反応容器内の保持
台に設置し、酸素および水素を反応容器内に供給し、高
周波加熱等で５００〜１２００℃に加熱する。すると、
導入された酸素により半導体表面に酸化膜が形成され、
これがさらに水素で分解されるため、半導体表面をエッ
チングできる。本方法はプラズマを用いないため、低ダ
メージのもとでドライエッチングを実現できる。これに
より、電流−電圧特性および光出力特性の向上した半導
体発光素子を得ることができる。
ム系化合物半導体を酸素を含む水素雰囲気中で５００〜
１２００℃に加熱することによりエッチングする。より
具体的には、窒化物系化合物半導体を反応容器内の保持
台に設置し、酸素および水素を反応容器内に供給し、高
周波加熱等で５００〜１２００℃に加熱する。すると、
導入された酸素により半導体表面に酸化膜が形成され、
これがさらに水素で分解されるため、半導体表面をエッ
チングできる。本方法はプラズマを用いないため、低ダ
メージのもとでドライエッチングを実現できる。これに
より、電流−電圧特性および光出力特性の向上した半導
体発光素子を得ることができる。
【００１０】上記本発明の第１の態様において、水素中
に含まれる酸素の流量比、すなわち混合比は０．００１
％〜３％であることが好ましい。酸素の混合比が０．０
０１％より少ないと、半導体表面の酸化がほとんど進行
しないためエッチング速度が遅い。他方、酸素の混合比
が３％より多いと、酸化速度が速いため水素による分解
が起こりにくい傾向がある。また、加熱する温度範囲は
５００〜１２００℃であることが好ましい。加熱温度が
５００℃より低いと、酸化がほとんど進行しないためエ
ッチング速度が遅い。他方、１２００℃より高いとコン
タミネーションが問題となる。
に含まれる酸素の流量比、すなわち混合比は０．００１
％〜３％であることが好ましい。酸素の混合比が０．０
０１％より少ないと、半導体表面の酸化がほとんど進行
しないためエッチング速度が遅い。他方、酸素の混合比
が３％より多いと、酸化速度が速いため水素による分解
が起こりにくい傾向がある。また、加熱する温度範囲は
５００〜１２００℃であることが好ましい。加熱温度が
５００℃より低いと、酸化がほとんど進行しないためエ
ッチング速度が遅い。他方、１２００℃より高いとコン
タミネーションが問題となる。
【００１１】また、例えば塩素プラズマ中でエッチング
した窒化ガリウム系化合物半導体を０．００１％〜３％
の酸素を含む水素雰囲気中で５００〜１２００℃に加熱
すると、表面に形成された酸化膜が水素で分解され、表
面がエッチングされる。これによりエッチング表面のダ
メージを効果的に除去できるため、電流−電圧特性およ
び光出力特性の向上した半導体発光素子を得ることがで
きる。また、本エッチングを結晶再成長時の前処理とし
て用いた場合、エッチング面のダメージ層を効果的に除
去できるため、良好な再成長界面を得ることができる。
した窒化ガリウム系化合物半導体を０．００１％〜３％
の酸素を含む水素雰囲気中で５００〜１２００℃に加熱
すると、表面に形成された酸化膜が水素で分解され、表
面がエッチングされる。これによりエッチング表面のダ
メージを効果的に除去できるため、電流−電圧特性およ
び光出力特性の向上した半導体発光素子を得ることがで
きる。また、本エッチングを結晶再成長時の前処理とし
て用いた場合、エッチング面のダメージ層を効果的に除
去できるため、良好な再成長界面を得ることができる。
【００１２】次に、本発明第２の態様について説明す
る。本発明の第２の態様において、窒化ガリウム系化合
物半導体の少なくとも一部にエッチングストップ層を設
け、これを０．００１％〜３％の酸素を含む気体または
その気体より発生するプラズマでエッチングする。より
具体的には、半導体層の一部にエッチングストップ層を
設けた窒化ガリウム系化合物半導体を、通常１０-6torr
のオーダーに減圧された反応室内に設置された電極上に
設置し、反応室内にプラズマ発生ガス（例えば塩素）と
酸素を導入し、電極に高周波電極を印加してプラズマを
発生させ、そのプラズマにより窒化ガリウム系半導体を
エッチングする。
る。本発明の第２の態様において、窒化ガリウム系化合
物半導体の少なくとも一部にエッチングストップ層を設
け、これを０．００１％〜３％の酸素を含む気体または
その気体より発生するプラズマでエッチングする。より
具体的には、半導体層の一部にエッチングストップ層を
設けた窒化ガリウム系化合物半導体を、通常１０-6torr
のオーダーに減圧された反応室内に設置された電極上に
設置し、反応室内にプラズマ発生ガス（例えば塩素）と
酸素を導入し、電極に高周波電極を印加してプラズマを
発生させ、そのプラズマにより窒化ガリウム系半導体を
エッチングする。
【００１３】上記の態様において、エッチングストップ
層はＡｌxＧａ1-xＮ（０＜ｘ≦１）、好ましくはＡｌx
Ｇａ1-xＮ（０．２５≦ｘ≦１）であることが望まし
い。エッチングが進行し、ＡｌxＧａ1-xＮエッチングス
トップ層まで到達すると、プラズマ中の酸素により、半
導体表面に酸化膜（酸化アルミニウム）が形成され、エ
ッチングが自動的に停止するため、エッチング深さを厳
密に制御できる。
層はＡｌxＧａ1-xＮ（０＜ｘ≦１）、好ましくはＡｌx
Ｇａ1-xＮ（０．２５≦ｘ≦１）であることが望まし
い。エッチングが進行し、ＡｌxＧａ1-xＮエッチングス
トップ層まで到達すると、プラズマ中の酸素により、半
導体表面に酸化膜（酸化アルミニウム）が形成され、エ
ッチングが自動的に停止するため、エッチング深さを厳
密に制御できる。
【００１４】なお、前記第１の様態で示したように、本
エッチング後、酸素および水素を含む気相中で５００〜
１２００℃に加熱し、表面をエッチングすることによ
り、エッチングストップ層表面の酸化膜（酸化アルミニ
ウム）を除去することが可能である。
エッチング後、酸素および水素を含む気相中で５００〜
１２００℃に加熱し、表面をエッチングすることによ
り、エッチングストップ層表面の酸化膜（酸化アルミニ
ウム）を除去することが可能である。
【００１５】上記本発明の第２の態様において、プラズ
マ発生ガス中の酸素の流量比、すなわち混合比は０．０
０１％〜３％であることが好ましい。酸素の混合比が
０．００１％より少ないと半導体表面の酸化がほとんど
進行しないためエッチングが停止せず、３％より多いと
エッチングストップ層以外の半導体表面でも酸化膜が生
成するため好ましくない。
マ発生ガス中の酸素の流量比、すなわち混合比は０．０
０１％〜３％であることが好ましい。酸素の混合比が
０．００１％より少ないと半導体表面の酸化がほとんど
進行しないためエッチングが停止せず、３％より多いと
エッチングストップ層以外の半導体表面でも酸化膜が生
成するため好ましくない。
【００１６】
【発明の実施の形態】（実施例１）図１は本発明の一実
施例による素子の断面を表す模式図である。Ｃ面サファ
イア基板１上に、ｎ型ＧａＮからなる低温バッファ層
２、ｎ型ＧａＮ層３、ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層
４、ｎ型ＧａＮ光ガイド層５、ＧａＩｎＮ多重量子井戸
活性層６、ｐ型ＧａＮ光ガイド層７、ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ
0.9Ｎクラッド層８、ｐ型ＧａＮコンタクト層９を順次
積層した。これらの各層は有機金属気相成長法によりエ
ピタキシャル成長した。次に、ｐ型層の活性化のため、
７００〜８００℃で２０分間のアニールを行った。
施例による素子の断面を表す模式図である。Ｃ面サファ
イア基板１上に、ｎ型ＧａＮからなる低温バッファ層
２、ｎ型ＧａＮ層３、ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層
４、ｎ型ＧａＮ光ガイド層５、ＧａＩｎＮ多重量子井戸
活性層６、ｐ型ＧａＮ光ガイド層７、ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ
0.9Ｎクラッド層８、ｐ型ＧａＮコンタクト層９を順次
積層した。これらの各層は有機金属気相成長法によりエ
ピタキシャル成長した。次に、ｐ型層の活性化のため、
７００〜８００℃で２０分間のアニールを行った。
【００１７】ついで、上述の半導体多層膜上にＳｉＮを
０．３μmの厚さに蒸着し、通常のフォトリソグラフィ
ー技術により上記ＳｉＮ膜（図示せず）をパターン化
し、マスクとした。これを反応容器内の保持台に設置
し、窒素ガスを流しながら１０００℃まで加熱した。そ
の後、水素および酸素を反応室内に導入し、圧力を１０
０torrに制御し、半導体多層膜を２μmの深さにエッチ
ングした。このとき、酸素の流量比、すなわち混合比は
２％に制御した。その後、再び窒素雰囲気に切り替え、
室温まで冷却した。次に通常の方法によりＳｉＮマスク
を除去し、Ａｕ、Ａｌ等からなる金属膜を成膜してパタ
ーニングすることによりｐ側電極１０およびｎ側電極１
１を形成し、ダイシングを行った。
０．３μmの厚さに蒸着し、通常のフォトリソグラフィ
ー技術により上記ＳｉＮ膜（図示せず）をパターン化
し、マスクとした。これを反応容器内の保持台に設置
し、窒素ガスを流しながら１０００℃まで加熱した。そ
の後、水素および酸素を反応室内に導入し、圧力を１０
０torrに制御し、半導体多層膜を２μmの深さにエッチ
ングした。このとき、酸素の流量比、すなわち混合比は
２％に制御した。その後、再び窒素雰囲気に切り替え、
室温まで冷却した。次に通常の方法によりＳｉＮマスク
を除去し、Ａｕ、Ａｌ等からなる金属膜を成膜してパタ
ーニングすることによりｐ側電極１０およびｎ側電極１
１を形成し、ダイシングを行った。
【００１８】本半導体レーザは室温においてしきい値電
流約４０mＡ、しきい値電圧約５Ｖで連続発振した。
流約４０mＡ、しきい値電圧約５Ｖで連続発振した。
【００１９】本実施例と同様の構造を持つ素子を塩素プ
ラズマによるドライエッチングを用いて作製したとこ
ろ、半導体レーザのしきい値電流およびしきい値電圧は
それぞれ８０mＡおよび９Ｖであった。この比較から明
らかなように、水素と酸素によるエッチングではダメー
ジを低減できるため、素子特性を向上できる。
ラズマによるドライエッチングを用いて作製したとこ
ろ、半導体レーザのしきい値電流およびしきい値電圧は
それぞれ８０mＡおよび９Ｖであった。この比較から明
らかなように、水素と酸素によるエッチングではダメー
ジを低減できるため、素子特性を向上できる。
【００２０】（実施例２）本発明の第２の実施例を図２
を用いて説明する。Ｃ面サファイア基板１上に、ｎ型Ｇ
ａＮからなる低温バッファ層２、ｎ型ＧａＮ層３、ｎ型
Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４、ｎ型ＧａＮ光ガイド層
５、ＧａＩｎＮ多重量子井戸活性層６、ｐ型ＧａＮ光ガ
イド層７、ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層８を順次積
層した。これらの各層は有機金属気相成長法によりエピ
タキシャル成長した。
を用いて説明する。Ｃ面サファイア基板１上に、ｎ型Ｇ
ａＮからなる低温バッファ層２、ｎ型ＧａＮ層３、ｎ型
Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４、ｎ型ＧａＮ光ガイド層
５、ＧａＩｎＮ多重量子井戸活性層６、ｐ型ＧａＮ光ガ
イド層７、ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層８を順次積
層した。これらの各層は有機金属気相成長法によりエピ
タキシャル成長した。
【００２１】ついで、成長した各半導体層の一部をＳｉ
Ｎをマスクとして塩素プラズマによりドライエッチング
し幅３μm深さ５００ｎmのリッジを形成した。次に実施
例１と同様の方法により、０．００５％の酸素を含む水
素中で１０００℃、３分間加熱処理した後、有機金属気
相成長法によりｎ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎ電流ブロック層１
２、ｐ−ＧａＮコンタクト層１０を順次成長した。
Ｎをマスクとして塩素プラズマによりドライエッチング
し幅３μm深さ５００ｎmのリッジを形成した。次に実施
例１と同様の方法により、０．００５％の酸素を含む水
素中で１０００℃、３分間加熱処理した後、有機金属気
相成長法によりｎ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎ電流ブロック層１
２、ｐ−ＧａＮコンタクト層１０を順次成長した。
【００２２】次に、ｐ型層の活性化のため、７００〜８
００℃で２０分間のアニールを行った。さらに、ｎ型の
電極を形成するため、塩素プラズマによりｎ型ＧａＮバ
ッファ層３を露出した。続いて、Ａｕ、Ａｌ等からなる
金属膜を成膜してパターニングすることによりｐ側電極
１０およびｎ側電極１１を形成し、ダイシングを行っ
た。
００℃で２０分間のアニールを行った。さらに、ｎ型の
電極を形成するため、塩素プラズマによりｎ型ＧａＮバ
ッファ層３を露出した。続いて、Ａｕ、Ａｌ等からなる
金属膜を成膜してパターニングすることによりｐ側電極
１０およびｎ側電極１１を形成し、ダイシングを行っ
た。
【００２３】本半導体レーザは室温においてしきい値電
流約２０mＡ、しきい値電圧約５Ｖで連続発振した。本
素子の断面を電子顕微鏡で観察したところ、良好な再成
長界面が得られていることがわかった。
流約２０mＡ、しきい値電圧約５Ｖで連続発振した。本
素子の断面を電子顕微鏡で観察したところ、良好な再成
長界面が得られていることがわかった。
【００２４】本実施例と同様の構造を持つ素子を結晶再
成長前の酸素と水素によるエッチングを行わずに作製し
たところ、半導体レーザのしきい値電流およびしきい値
電圧はそれぞれ５０mＡおよび１０Ｖであった。この比
較から明らかなように、水素と酸素によるエッチングで
はプラズマエッチングによるダメージを除去できるた
め、素子特性を向上できる。
成長前の酸素と水素によるエッチングを行わずに作製し
たところ、半導体レーザのしきい値電流およびしきい値
電圧はそれぞれ５０mＡおよび１０Ｖであった。この比
較から明らかなように、水素と酸素によるエッチングで
はプラズマエッチングによるダメージを除去できるた
め、素子特性を向上できる。
【００２５】（実施例３）次に本発明第３の実施例を図
３を用いて説明する。Ｃ面サファイア基板１上に、ｎ型
ＧａＮからなる低温バッファ層２、ｎ型ＧａＮ層３、ｎ
型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４、ｎ型ＧａＮ光ガイド
層５、ＧａＩｎＮ多重量子井戸活性層６、ｐ型ＧａＮ光
ガイド層７、ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ下部クラッド層８
ａ、ｐ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎエッチングストップ層１３、
ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ上部クラッド層８ｂ、ｐ型ＧａＮ
コンタクト層９を順次積層した。これらの各層は有機金
属気相成長法によりエピタキシャル成長した。
３を用いて説明する。Ｃ面サファイア基板１上に、ｎ型
ＧａＮからなる低温バッファ層２、ｎ型ＧａＮ層３、ｎ
型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎクラッド層４、ｎ型ＧａＮ光ガイド
層５、ＧａＩｎＮ多重量子井戸活性層６、ｐ型ＧａＮ光
ガイド層７、ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ下部クラッド層８
ａ、ｐ型Ａｌ0.3Ｇａ0.7Ｎエッチングストップ層１３、
ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ上部クラッド層８ｂ、ｐ型ＧａＮ
コンタクト層９を順次積層した。これらの各層は有機金
属気相成長法によりエピタキシャル成長した。
【００２６】次に、ｐ型層の活性化のため、７００〜８
００℃で２０分間のアニールを行った。ついで、成長し
た半導体にＳｉＯ2を０．３μmの厚さに蒸着し、通常の
フォトリソグラフィー技術によりＳｉＯ2膜（図示せ
ず）をパターン化しマスクとした。これをエッチング室
内の電極上に設置し、エッチング室内を真空排気したの
ち、塩素、酸素を９９：１の混合比で導入し、電極に高
周波電極を印加し、プラズマを発生させ、そのプラズマ
により窒化ガリウム系半導体をエッチングした。エッチ
ングがエッチングストップ層まで達すると、プラズマ中
の酸素によりエッチングストップ層の表面に酸化膜（酸
化アルミニウム）が形成されるため、エッチングは自動
的に停止した。次に塩素プラズマによりｎ型ＧａＮバッ
ファ層３を露出した。
００℃で２０分間のアニールを行った。ついで、成長し
た半導体にＳｉＯ2を０．３μmの厚さに蒸着し、通常の
フォトリソグラフィー技術によりＳｉＯ2膜（図示せ
ず）をパターン化しマスクとした。これをエッチング室
内の電極上に設置し、エッチング室内を真空排気したの
ち、塩素、酸素を９９：１の混合比で導入し、電極に高
周波電極を印加し、プラズマを発生させ、そのプラズマ
により窒化ガリウム系半導体をエッチングした。エッチ
ングがエッチングストップ層まで達すると、プラズマ中
の酸素によりエッチングストップ層の表面に酸化膜（酸
化アルミニウム）が形成されるため、エッチングは自動
的に停止した。次に塩素プラズマによりｎ型ＧａＮバッ
ファ層３を露出した。
【００２７】ついで、実施例１と同様の方法により、
０．００５％の酸素を含む水素中で１０００℃、３分間
加熱処理した後、Ａｕ、Ａｌ等からなる金属膜を成膜し
てパターニングすることによりｐ側電極１０およびｎ側
電極１１を形成し、ダイシングを行った。
０．００５％の酸素を含む水素中で１０００℃、３分間
加熱処理した後、Ａｕ、Ａｌ等からなる金属膜を成膜し
てパターニングすることによりｐ側電極１０およびｎ側
電極１１を形成し、ダイシングを行った。
【００２８】本半導体レーザは室温においてしきい値電
流約２０mＡ、しきい値電圧約５Ｖで発振した。
流約２０mＡ、しきい値電圧約５Ｖで発振した。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、低ダメージなエッチン
グを実現できるため、しきい値や電流−電圧特性が向上
した素子を得ることができる。本方法は結晶再成長や電
極形成プロセスの前処理に適用することができる。ま
た、ドライエッチングの自己停止が可能でありエッチン
グ深さを厳密に制御できるため歩留まりが向上する。
グを実現できるため、しきい値や電流−電圧特性が向上
した素子を得ることができる。本方法は結晶再成長や電
極形成プロセスの前処理に適用することができる。ま
た、ドライエッチングの自己停止が可能でありエッチン
グ深さを厳密に制御できるため歩留まりが向上する。
【図１】本発明の一実施例による素子の断面図。
【図２】本発明の一実施例による素子の断面図。
【図３】本発明の一実施例による素子の断面図。
１…サファイア基板、２…ｎ型低温バッファ層、３…ｎ
型ＧａＮ層、４…ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、５…ｎ型
ＧａＮ光ガイド層、６…ＧａＩｎＮ多重量子井戸活性
層、７…ｐ型ＧａＮ光ガイド層、８…ｐ型ＡｌＧａＮク
ラッド層、９…ｐ型ＧａＮコンタクト層、１０…ｐ電
極、１１…ｎ電極、１２…ｎ型ＡｌＧａＮ電流ブロック
層、１３…ｐ型ＡｌＧａＮエッチングストップ層。
型ＧａＮ層、４…ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、５…ｎ型
ＧａＮ光ガイド層、６…ＧａＩｎＮ多重量子井戸活性
層、７…ｐ型ＧａＮ光ガイド層、８…ｐ型ＡｌＧａＮク
ラッド層、９…ｐ型ＧａＮコンタクト層、１０…ｐ電
極、１１…ｎ電極、１２…ｎ型ＡｌＧａＮ電流ブロック
層、１３…ｐ型ＡｌＧａＮエッチングストップ層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 憲治 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 五島 滋雄 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 高濱 光治 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 楊 涛 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Ｆターム(参考） 5F004 AA06 BA04 BA19 BB13 BB26 CA04 DA04 DA24 DA26 DB19 EA23 5F041 AA08 AA41 CA34 CA40 CA65 CA74 CA82 CB03 5F073 AA04 AA13 AA45 AA53 AA55 AA74 CA07 CB05 CB10 DA26 EA23 EA29
Claims (5)
- 【請求項１】窒化ガリウム系化合物半導体を０．００１
％〜３％の酸素を含む気体またはその気体より発生する
プラズマでエッチングすることを特徴とする化合物半導
体のドライエッチング方法。 - 【請求項２】窒化ガリウム系化合物半導体を０．００１
％〜３％の酸素を含む気体またはその気体より発生する
プラズマ中で５００〜１２００℃の温度で加熱すること
を特徴とする化合物半導体のドライエッチング方法。 - 【請求項３】請求項１または２に記載のドライエッチン
グ方法において、エッチングされる窒化ガリウム系化合
物半導体の少なくとも一部にエッチングストップ層を設
けたことを特徴とする化合物半導体のドライエッチング
方法。 - 【請求項４】請求項３に記載のドライエッチング方法に
おいて、上記エッチングストップ層がＡｌxＧａ1-xＮ
（０＜ｘ≦１）よりなることを特徴とする化合物半導体
のドライエッチング方法。 - 【請求項５】少なくとも窒化物系化合物半導体で構成さ
れ、第１導電型および第２導電型の二層のクラッド層と
上記クラッド層にはさまれた活性層を有する半導体発光
素子であって、上記クラッド層の一部にＡｌxＧａ1-xＮ
（０．２５≦ｘ≦１）よりなる層を設けたことを特徴と
する半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3232999A JP2000232094A (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 化合物半導体のドライエッチング方法および化合物半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3232999A JP2000232094A (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 化合物半導体のドライエッチング方法および化合物半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000232094A true JP2000232094A (ja) | 2000-08-22 |
Family
ID=12355914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3232999A Pending JP2000232094A (ja) | 1999-02-10 | 1999-02-10 | 化合物半導体のドライエッチング方法および化合物半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000232094A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7186579B2 (en) | 2002-03-08 | 2007-03-06 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Method for producing a group III nitride compound semiconductor laser |
| JP2007531267A (ja) * | 2004-03-26 | 2007-11-01 | クリー インコーポレイテッド | 発光デバイスの基板のエッチング |
| JP2007329154A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | New Japan Radio Co Ltd | 窒化物半導体装置の製造方法 |
| DE102008021674A1 (de) * | 2008-03-31 | 2009-10-01 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterbauelement und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements |
| US11527642B2 (en) | 2019-10-08 | 2022-12-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device, method of fabricating the same, and display device including the same |
-
1999
- 1999-02-10 JP JP3232999A patent/JP2000232094A/ja active Pending
Cited By (8)
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| US8565278B2 (en) | 2008-03-31 | 2013-10-22 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Semiconductor component and method for producing a semiconductor component |
| US9543218B2 (en) | 2008-03-31 | 2017-01-10 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Semiconductor component and method for producing a semiconductor component |
| US11527642B2 (en) | 2019-10-08 | 2022-12-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device, method of fabricating the same, and display device including the same |
| US12087853B2 (en) | 2019-10-08 | 2024-09-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device, method of fabricating the same, and display device including the same |
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