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JP2002231705A - Etching method and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Etching method and method for manufacturing semiconductor device

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JP2002231705A
JP2002231705A JP2001029531A JP2001029531A JP2002231705A JP 2002231705 A JP2002231705 A JP 2002231705A JP 2001029531 A JP2001029531 A JP 2001029531A JP 2001029531 A JP2001029531 A JP 2001029531A JP 2002231705 A JP2002231705 A JP 2002231705A
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JP
Japan
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etching
layer
region
etched
nitride
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JP2001029531A
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Koji Tamamura
好司 玉村
Kyoji Yamaguchi
恭司 山口
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a working method using wet etching which does not deteriorate element characteristics, because when working of a nitride based compound semiconductor layer is performed by dry etching, etching damage is left, which becomes a cause of deterioration of element characteristics. SOLUTION: This etching method is provided with a process wherein ion implantation is performed to a nitride based compound semiconductor layer 2 to form a region 4 to be etched by deteriorating crystallinity, and a process wherein the region 4 where crystallinity is deteriorated is removed selectively with respect to a region where crystallinity is not deteriorated by wet etching.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エッチング方法、
および半導体光学素子、電界効果トランジスタ(FET
(Field Effect Transistor)等の半導体装置の製造方
法に関し、詳しくは窒化物系化合物半導体層を選択的に
ウエットエッチングするエッチング方法およびそのエッ
チング方法を用いた半導体装置の製造方法に関する。
[0001] The present invention relates to an etching method,
And semiconductor optical element, field effect transistor (FET)
More specifically, the present invention relates to an etching method for selectively wet-etching a nitride-based compound semiconductor layer and a method for manufacturing a semiconductor device using the etching method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体レーザ素子、半導体発光ダイオー
ド等の半導体光学素子やFET等の半導体装置において
は、プラズマCVD(CVDはChemical Vapor Deposit
ion の略:化学的気相成長)法やイオン注入法、拡散法
等の方法を用いて半導体層の表面改質を行い、部分的に
新たな性質を付与したり、特性を改善したりすることが
一般的である。このような方法は、半導体の材質を問わ
ず適用することができ、上記窒化物系化合物半導体も例
えばガリウムヒ素(GaAs)系、インジウムリン(I
nP)系等のIII -V族化合物半導体、および亜鉛セレ
ン(ZnSe)系、カドミウムテルル(CdTe)系等
のII-VI族化合物半導体等の化合物半導体とほぼ同様に
取り扱いができる。
2. Description of the Related Art In a semiconductor optical device such as a semiconductor laser device and a semiconductor light emitting diode and a semiconductor device such as an FET, plasma CVD (Chemical Vapor Deposit) is used.
The abbreviation of ion (chemical vapor deposition) is used to modify the surface of a semiconductor layer using a method such as a chemical vapor deposition method, an ion implantation method, or a diffusion method to partially impart new properties or improve the properties. That is common. Such a method can be applied irrespective of the material of the semiconductor. The nitride-based compound semiconductor is also, for example, gallium arsenide (GaAs) -based or indium phosphide (I
It can be handled almost in the same manner as compound semiconductors such as III-V group compound semiconductors such as nP) and II-VI group compound semiconductors such as zinc selenium (ZnSe) and cadmium tellurium (CdTe).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、窒化物
半導体の材料特性は独特のものが多い。すなわち、p型
伝導性が得られにくいこと、耐薬品性が非常に強いた
め、容易にウエットエッチングができないこと等があ
る。なお、典型的な窒化物系化合物半導体である窒化ガ
リウム(GaN)は未だに良質なバルク基板が作製する
ことが困難となっている。そのため、GaN型半導体素
子の形成にはサファイヤ基板が用いられている。
However, the material properties of nitride semiconductors are often unique. That is, p-type conductivity is hardly obtained, and chemical etching is very strong, so that wet etching cannot be easily performed. Gallium nitride (GaN), which is a typical nitride-based compound semiconductor, is still difficult to produce a good quality bulk substrate. Therefore, a sapphire substrate is used for forming a GaN semiconductor device.

【0004】上記サファイヤ基板は高抵抗であるため、
従来のGaN型半導体素子では、基板の裏面に電極を形
成することができず、p型電極、n型電極ともに基板の
片面に形成されている。そこで、通常は、p型電極が設
けられるp型コンタクト層を素子表面に露出させるよう
にエッチングが施される。このときのエッチングは前述
の理由によりウエットエッチングではなくドライエッチ
ングであり、具体的には、反応性イオンエッチング(R
IE:Reactive Ion Etching )などのスパッタエッチ
ングが一般的である。この方法では、エッチングガスに
含まれている反応種が活性ラジカルやイオンに解離し、
これらの化学反応および基板への衝突によってエッチン
グが進行する。このため、ダメージが残り素子特性を悪
化させる原因となり得ることが危惧されてきた。
Since the sapphire substrate has a high resistance,
In a conventional GaN-type semiconductor element, an electrode cannot be formed on the back surface of the substrate, and both the p-type electrode and the n-type electrode are formed on one surface of the substrate. Therefore, usually, etching is performed so that the p-type contact layer provided with the p-type electrode is exposed on the element surface. The etching at this time is not wet etching but dry etching for the above-mentioned reason. Specifically, reactive ion etching (R
Sputter etching such as IE (Reactive Ion Etching) is common. In this method, the reactive species contained in the etching gas dissociates into active radicals and ions,
Etching proceeds by these chemical reactions and collision with the substrate. For this reason, it has been feared that the damage may cause deterioration of the element characteristics.

【0005】このような窒化物系化合物半導体を用いた
半導体素子は、光学素子としては紫外線から赤外線まで
の広範囲な波長領域で設計可能であり、電子素子として
はこの材料のバンドギャップが大きいこと、飽和ドリフ
ト速度が大きいこと、および静電破壊電界が大きいこと
から高速動作、高速スイッチング、大電流動作などに優
れており、各種の応用が期待されている。しかしなが
ら、半導体レーザ素子をはじめとする窒化物系化合物半
導体を用いた半導体素子には、さらなる特性改善が要求
されており、そのためのエッチング方法が要求されてい
る。
A semiconductor device using such a nitride-based compound semiconductor can be designed as an optical device in a wide wavelength range from ultraviolet rays to infrared rays, and has a large band gap as an electronic device. Since the saturation drift speed is high and the electrostatic breakdown electric field is large, it is excellent in high-speed operation, high-speed switching, high-current operation, and the like, and various applications are expected. However, a semiconductor device using a nitride-based compound semiconductor such as a semiconductor laser device is required to have further improved characteristics, and an etching method therefor is required.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたエッチング方法および半導体発光
装置の製造方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an etching method and a method for manufacturing a semiconductor light emitting device which have been made to solve the above problems.

【0007】本発明のエッチング方法は、窒化物系化合
物半導体層にイオン注入を行って被エッチング領域を形
成する工程と、前記被エッチング領域をウエットエッチ
ングにより選択的に除去する工程とを備えている。
The etching method of the present invention includes a step of forming a region to be etched by ion implantation into a nitride-based compound semiconductor layer, and a step of selectively removing the region to be etched by wet etching. .

【0008】上記エッチング方法では、窒化物系化合物
半導体層に、例えば、窒素、ホウ素、プロトン等のうち
の少なくとも1種のイオンを注入することにより、窒化
物系化合物半導体層の結晶性を悪化させることでウエッ
トエッチングされやすくした被エッチング領域を形成し
ている。このような状態で、窒化物系化合物半導体層を
ウエットエッチングすることから、被エッチング領域は
イオン注入されていない領域と比較して選択的にエッチ
ングされる。またウエットエッチングによりエッチング
が可能になるのでエッチングダメージが生じない。
In the above etching method, the crystallinity of the nitride-based compound semiconductor layer is deteriorated by implanting at least one kind of ion such as nitrogen, boron, and proton into the nitride-based compound semiconductor layer. As a result, a region to be etched which is easily wet-etched is formed. In such a state, since the nitride-based compound semiconductor layer is wet-etched, the region to be etched is selectively etched as compared with the region not ion-implanted. Further, since etching can be performed by wet etching, etching damage does not occur.

【0009】また、イオン注入深さは、一般にイオン注
入の加速電圧によって制御することが可能になってい
る。そのため、例えば加速電圧によりイオン注入深さを
制御することにより、イオン注入されない領域を被エッ
チング領域の下層に残すことが可能となり、そのイオン
注入されない領域がエッチングストップ層となる。した
がって、従来は困難であったウエットエッチング用のエ
ッチングストップ層を形成することも容易になる。
In general, the depth of ion implantation can be controlled by the acceleration voltage for ion implantation. Therefore, for example, by controlling the ion implantation depth by the acceleration voltage, it is possible to leave a region not ion-implanted below the region to be etched, and the region not ion-implanted becomes an etching stop layer. Therefore, it is easy to form an etching stop layer for wet etching, which has been difficult in the past.

【0010】本発明の半導体発光装置の製造方法は、窒
化物系化合物半導体層をエッチング加工する工程を備え
た半導体装置の製造方法において、前記エッチング加工
工程は、前記窒化物系化合物半導体層にイオン注入を行
って被エッチング領域を形成する工程と、前記被エッチ
ング領域をウエットエッチングにより選択的に除去する
工程とを備えている。
The method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention includes the step of etching a nitride-based compound semiconductor layer, wherein the etching is performed by adding an ion to the nitride-based compound semiconductor layer. Forming a region to be etched by implantation; and selectively removing the region to be etched by wet etching.

【0011】上記半導体発光装置の製造方法では、上記
エッチング方法と同様に、イオン注入により形成された
被エッチング領域はウエットエッチングにより選択的に
除去される。また、ウエットエッチングによりエッチン
グ加工ができるのでエッチングダメージが生じない。ま
た、イオン注入深さを制御することにより、イオン注入
領域の下層に非イオン注入領域を形成して、それをエッ
チングストップ層としてエッチングがなされる。
In the method of manufacturing a semiconductor light emitting device, similarly to the above-described etching method, the region to be etched formed by ion implantation is selectively removed by wet etching. Further, since etching can be performed by wet etching, no etching damage occurs. Further, by controlling the ion implantation depth, a non-ion implantation region is formed below the ion implantation region, and etching is performed using the non-ion implantation region as an etching stop layer.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明のエッチング方法に係る実
施の形態の一例を、図1の製造工程断面図によって説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example of an embodiment according to the etching method of the present invention will be described with reference to a sectional view of a manufacturing process shown in FIG.

【0013】図1の(1)に示すように、基板1上に窒
化物系化合物半導体層2が形成されている。上記基板1
には、窒化ガリウム基板のような化合物半導体基板もし
くは、サファイヤ基板のような絶縁性基板を用いること
ができる。また、上記窒化物系化合物半導体層2は、例
えば、GaN層、AlGaN層、GaInN層、AlG
aInN層、GaInNAs層、GaNAs層のうちの
1層もしくは複数層からなる。
As shown in FIG. 1A, a nitride compound semiconductor layer 2 is formed on a substrate 1. Substrate 1
For this, a compound semiconductor substrate such as a gallium nitride substrate or an insulating substrate such as a sapphire substrate can be used. Further, the nitride-based compound semiconductor layer 2 includes, for example, a GaN layer, an AlGaN layer, a GaInN layer, an AlG layer.
It is composed of one or more of an aInN layer, a GaInNAs layer, and a GaNAs layer.

【0014】続いて通常のレジスト塗布技術によって、
上記窒化物系化合物半導体層2上にレジストを塗布して
レジスト膜を形成した後、通常のリソグラフィー技術
(露光、現像、ベーキング等)によって、上記レジスト
膜をパターニングしてレジストパターン3を形成する。
次いで、このレジストパターン3をイオン注入マスクに
用いて窒化物系化合物半導体層2にイオン注入を行っ
て、窒化物系化合物半導体層2の結晶性を悪化させてな
る被エッチング領域4を形成する。このイオン注入で
は、例えば窒素、ホウ素、プロトン等のうちの少なくと
も1種をイオン注入する。ここでは、一例として、イオ
ン種にホウ素を用い、上記窒化物系化合物半導体層2の
例えば中層までイオン注入されるように、ドーズ量およ
び加速電圧を調整した。
Subsequently, by a usual resist coating technique,
After applying a resist on the nitride-based compound semiconductor layer 2 to form a resist film, the resist film is patterned by a usual lithography technique (exposure, development, baking, etc.) to form a resist pattern 3.
Next, using the resist pattern 3 as an ion implantation mask, ions are implanted into the nitride-based compound semiconductor layer 2 to form an etched region 4 in which the crystallinity of the nitride-based compound semiconductor layer 2 is deteriorated. In this ion implantation, for example, at least one of nitrogen, boron, protons and the like is ion-implanted. Here, as an example, boron was used as an ion species, and the dose amount and the acceleration voltage were adjusted so that ions were implanted into, for example, the middle layer of the nitride-based compound semiconductor layer 2.

【0015】上記イオン注入マスクには、レジストマス
クを用いたが、イオン注入マスクの機能を有するととも
に窒化物系化合物半導体層2より選択的に剥離できる材
料からなる無機マスクを用いることも可能である。
Although a resist mask is used as the ion implantation mask, an inorganic mask made of a material having the function of an ion implantation mask and capable of being selectively removed from the nitride-based compound semiconductor layer 2 can also be used. .

【0016】次いで図1の(2)に示すように、上記レ
ジストパターン3をエッチングマスクに用いて上記被エ
ッチング領域4(図面の2点鎖線で示す部分)をウエッ
トエッチングにより選択的に除去する。このウエットエ
ッチングは、例えば60℃に温めた水酸化カリウム(K
OH)水溶液(例えば1mol)を用いて行い、上記被
エッチング領域4を選択的に除去する。このウエットエ
ッチングにおけるエッチングレートは、200nm/m
inとなった。その後、上記レジストパターン3を除去
する。
Next, as shown in FIG. 1 (2), the region to be etched 4 (a portion shown by a two-dot chain line in the drawing) is selectively removed by wet etching using the resist pattern 3 as an etching mask. This wet etching is performed, for example, by heating potassium hydroxide (K
OH) using an aqueous solution (for example, 1 mol) to selectively remove the region 4 to be etched. The etching rate in this wet etching is 200 nm / m
became in. After that, the resist pattern 3 is removed.

【0017】次いで図1の(3)に示すように、上記エ
ッチング後に上記窒化物系化合物半導体層2を熱処理す
る。この熱処理は、一例として、不活性な雰囲気とし
て、例えば窒素雰囲気中で、上記窒化物系化合物半導体
層2を600℃に20分間加熱処理して行う。
Next, as shown in FIG. 1C, after the etching, the nitride-based compound semiconductor layer 2 is heat-treated. This heat treatment is performed, for example, by heating the nitride-based compound semiconductor layer 2 at 600 ° C. for 20 minutes in an inert atmosphere such as a nitrogen atmosphere.

【0018】上記エッチング方法では、窒化物系化合物
半導体層2に、窒素、ホウ素、プロトン等のうちの少な
くとも1種のイオンを注入することにより、窒化物系化
合物半導体層2の結晶性を悪化させることでウエットエ
ッチングされやすくした被エッチング領域4を形成して
いる。単結晶は、イオン注入により、多結晶化したり、
格子間原子の多い格子欠陥の密度の大きな結晶になる。
このような状態で、窒化物系化合物半導体層2をウエッ
トエッチングすることから、被エッチング領域4はイオ
ン注入されていない領域と比較して選択的にエッチング
除去される。また、レジストパターン3をリソグラフィ
ー技術により形成するため、微細な所望の領域を選択的
にイオン注入できるので、微細な所望の領域を選択的に
エッチングできることになる。
In the above etching method, the crystallinity of the nitride-based compound semiconductor layer 2 is deteriorated by implanting at least one ion of nitrogen, boron, protons and the like into the nitride-based compound semiconductor layer 2. As a result, the etched region 4 which is easily wet-etched is formed. Single crystals can be polycrystallized by ion implantation,
It becomes a crystal having a large density of lattice defects having many interstitial atoms.
In such a state, since the nitride-based compound semiconductor layer 2 is wet-etched, the region to be etched 4 is selectively etched away as compared with the region where no ion is implanted. Further, since the resist pattern 3 is formed by the lithography technique, a fine desired region can be selectively ion-implanted, so that a fine desired region can be selectively etched.

【0019】また、イオン注入深さはイオン注入の加速
電圧によって制御することが可能になるので、イオン注
入深さを制御することにより、イオン注入されない領域
を被エッチング領域4の下層に残すことが可能となり、
そのイオン注入されない領域がエッチングストップ層と
なる。したがって、従来は困難であったウエットエッチ
ングのおけるエッチングストップ層を設けることも容易
になる。
Since the ion implantation depth can be controlled by the ion implantation acceleration voltage, by controlling the ion implantation depth, a region not ion-implanted can be left below the region 4 to be etched. Becomes possible,
The region where the ions are not implanted becomes an etching stop layer. Therefore, it becomes easy to provide an etching stop layer in wet etching, which has been difficult in the past.

【0020】さらに、ウエットエッチング後に熱処理を
行うことから、エッチングによって除去されなかったイ
オン注入領域に形成されているイオン注入ダメージ層
(図示せず)の結晶性を回復させることが可能になる。
したがって、イオン注入により結晶性を悪化させた領域
は、エッチングにより除去されるとともに、残った領域
は熱処理により結晶性が回復されるので、結晶性を悪化
させたことによるデバイス性能上の劣化は起こらない。
Further, since the heat treatment is performed after the wet etching, it is possible to recover the crystallinity of the ion-implanted damage layer (not shown) formed in the ion-implanted region that has not been removed by the etching.
Therefore, the region whose crystallinity has been deteriorated by the ion implantation is removed by etching, and the remaining region has its crystallinity recovered by the heat treatment, so that the device performance is deteriorated due to the deterioration of the crystallinity. Absent.

【0021】上記エッチング方法は、半導体光学素子、
電界効果トランジスタ(FET(Field Effect Transis
tor)等の半導体装置の製造方法における窒化物系化合
物半導体層のエッチングに適用することができる。以
下、本発明のエッチング方法を適用した本発明の半導体
装置の製造方法を説明する。
The above etching method comprises the steps of:
Field Effect Transistor (FET)
The method can be applied to etching of a nitride-based compound semiconductor layer in a method of manufacturing a semiconductor device such as tor). Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention to which the etching method of the present invention is applied will be described.

【0022】本発明の半導体装置の製造方法に係る第1
の実施の形態として、GaN系半導体レーザ素子の製造
方法を、図2の製造工程断面図によって説明する。
The first aspect of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is as follows.
As an embodiment of the present invention, a method for manufacturing a GaN-based semiconductor laser device will be described with reference to a manufacturing process sectional view in FIG.

【0023】図2の(1)に示すように、基板(例えば
c面のサファイヤ基板)11上に、例えば有機金属化学
的気相成長(MOCVD:Metal Organic Chemical Vap
or Deposition )法により、窒化物系化合物半導体層を
形成する。この窒化物系化合物半導体層は、例えば55
0℃程度の低温でGaNバッファ層12を例えば50n
mの厚さに成長させる。引き続いて、このGaNバッフ
ァ層12上に、n型GaNコンタクト層13、n型Al
GaNクラッド層14、n型GaN光導波層15、活性
層16、p型GaN光導波層17、p型AlGaNクラ
ッド層18、およびp型GaNコンタクト層19を順次
エピタキシャル成長させる。
As shown in FIG. 2A, for example, a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) is formed on a substrate (for example, a c-plane sapphire substrate) 11.
or Deposition) method to form a nitride-based compound semiconductor layer. This nitride-based compound semiconductor layer is, for example, 55
At a low temperature of about 0 ° C., the GaN buffer layer 12 is
grow to a thickness of m. Subsequently, on the GaN buffer layer 12, an n-type GaN contact layer 13, an n-type Al
The GaN cladding layer 14, the n-type GaN optical waveguide layer 15, the active layer 16, the p-type GaN optical waveguide layer 17, the p-type AlGaN cladding layer 18, and the p-type GaN contact layer 19 are sequentially epitaxially grown.

【0024】上記n型GaNコンタクト層13は例えば
3μmの厚さに、上記n型AlGaNクラッド層14は
例えば0.5μmの厚さに、上記n型GaN光導波層1
5は例えば0.1μmの厚さに、上記p型GaN光導波
層17は例えば0.1μmの厚さに、上記p型AlGa
Nクラッド層18は例えば0.5μmの厚さに、上記p
型GaNコンタクト層19は例えば0.5μmの厚さ
に、一例として1000℃程度の温度でエピタキシャル
成長させることにより形成される。また、上記活性層1
6は、例えばGa1-x Inx N井戸層/Ga1-y Iny
N障壁層(例えばx=0.15、y=0.02)からな
り、一例として800℃程度の温度でエピタキシャル成
長させることにより形成される。
The n-type GaN contact layer 13 has a thickness of, for example, 3 μm, the n-type AlGaN cladding layer has a thickness of, for example, 0.5 μm, and the n-type GaN optical waveguide layer 1 has a thickness of, for example, 0.5 μm.
5 has a thickness of, for example, 0.1 μm, the p-type GaN optical waveguide layer 17 has a thickness of, for example, 0.1 μm, and the p-type AlGa
The N cladding layer 18 has a thickness of, for example, 0.5 μm,
The type GaN contact layer 19 is formed, for example, by epitaxial growth at a temperature of about 1000 ° C. to a thickness of, for example, 0.5 μm. The active layer 1
6 is, for example, Ga 1-x In x N well layer / Ga 1-y In y
It is composed of an N barrier layer (for example, x = 0.15, y = 0.02) and is formed by epitaxial growth at a temperature of about 800 ° C. as an example.

【0025】次に、p型コンタクト層19上に、例えば
CVD法により、SiNx 膜(図示せず)を形成する。
この後、このSiNx 膜上にレジストを塗布してレジス
ト膜を形成した後、通常のリソグラフィー技術(露光、
現像、ベーキング等)によって、上記レジスト膜をパタ
ーニングして、一方向に延在するストライプ形状のレジ
ストパターン(イオン注入マスク)31を形成する。
Next, an SiN x film (not shown) is formed on the p-type contact layer 19 by, for example, a CVD method.
After that, a resist is applied on the SiN x film to form a resist film, and then a normal lithography technique (exposure,
The resist film is patterned by, for example, development and baking to form a stripe-shaped resist pattern (ion implantation mask) 31 extending in one direction.

【0026】次に、このレジストパターン31をイオン
注入マスクとして、例えば窒素、ホウ素、プロトン等の
うちの少なくとも1種のイオンを注入する。ここでは、
上記p型コンタクト層19からn型GaNコンタクト層
13の例えば上層までイオン注入を行い、このイオン注
入により結晶性を悪化させた被エッチング領域41を形
成する。このイオン注入条件としては、例えば、ドーズ
量を5×1014/cm 2 、加速電圧を50keVに設定
した。
Next, the resist pattern 31 is
As an implantation mask, for example, nitrogen, boron, proton, etc.
At least one of the ions is implanted. here,
The p-type contact layer 19 to the n-type GaN contact layer
13 to the upper layer, for example,
The etched region 41 whose crystallinity has been deteriorated by
To achieve. The ion implantation conditions include, for example, a dose
5 × 1014/ Cm Two, Set the acceleration voltage to 50 keV
did.

【0027】次に、図2の(2)に示すように、上記レ
ジストパターン31をエッチングマスクに用いて、上記
被エッチング領域41(図面の2点鎖線で示す部分)を
ウエットエッチングにより選択的に除去する。このウエ
ットエッチングは、例えば60℃に温めた水酸化カリウ
ム(KOH)水溶液(例えば1mol)を用いて行い、
上記被エッチング領域41を選択的に除去する。このエ
ッチングにおけるエッチングレートは、200nm/m
inとなった。その後、上記レジストパターン31を除
去する。
Next, as shown in FIG. 2 (2), using the resist pattern 31 as an etching mask, the to-be-etched region 41 (portion shown by a two-dot chain line in the drawing) is selectively etched by wet etching. Remove. This wet etching is performed using, for example, an aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) (eg, 1 mol) warmed to 60 ° C.
The region 41 to be etched is selectively removed. The etching rate in this etching is 200 nm / m
became in. After that, the resist pattern 31 is removed.

【0028】これによってn型GaNコンタクト層13
の上層部、n型AlGaNクラッド層14、n型GaN
光導波層15、活性層16、p型GaN光導波層17、
p型AlGaNクラッド層18、およびp型GaNコン
タクト層19がストライプ形状にパターニングされる。
このp型GaNコンタクト層19の幅(ストライプ幅)
は例えば2.5μm程度である。また、n型GaNコン
タクト層13の上層部、n型AlGaNクラッド層1
4、n型GaN光導波層15、活性層16、p型GaN
光導波層17、p型AlGaNクラッド層18は、p型
GaNコンタクト層19の延在する方向と平行な方向に
延在するストライプ形状を有し、その幅はp型GaNコ
ンタクト層19の幅よりもやや大きくなっていてもよ
い。
Thus, the n-type GaN contact layer 13
Upper layer, n-type AlGaN cladding layer 14, n-type GaN
Optical waveguide layer 15, active layer 16, p-type GaN optical waveguide layer 17,
The p-type AlGaN cladding layer 18 and the p-type GaN contact layer 19 are patterned in a stripe shape.
Width (stripe width) of this p-type GaN contact layer 19
Is, for example, about 2.5 μm. The upper layer of the n-type GaN contact layer 13 and the n-type AlGaN cladding layer 1
4, n-type GaN optical waveguide layer 15, active layer 16, p-type GaN
The optical waveguide layer 17 and the p-type AlGaN cladding layer 18 have a stripe shape extending in a direction parallel to the direction in which the p-type GaN contact layer 19 extends. It may be slightly larger.

【0029】次に、図2の(3)に示すように、上記説
明したのと同様に、レジスト塗布、リソグラフィー技術
により、上記p型GaNコンタクト層19上に、上記ス
トライプ形状と平行な方向に延在するストライプ形状の
レジストパターン33を、形成する。このリソグラフィ
ー技術では上記エッチングにより形成された溝内にレジ
ストが残る。
Next, as shown in FIG. 2C, a resist coating and a lithography technique are applied on the p-type GaN contact layer 19 in a direction parallel to the stripe shape as described above. An extended stripe-shaped resist pattern 33 is formed. In this lithography technique, the resist remains in the groove formed by the etching.

【0030】次に、このレジストパターン33をイオン
注入として例えば窒素、ホウ素、プロトン等のうちの少
なくとも1種のイオンを注入する。ここでは、上記p型
コンタクト層19からp型AlGaNクラッド層18の
上層までイオン注入を行って結晶性を悪化させることに
より被エッチング領域43を形成する。このイオン注入
条件としては、例えば、ドーズ量を5×1014/c
2 、加速電圧を50keVに設定した。なお、このイ
オン注入では、上記エッチングにより形成した溝内にレ
ジストが残るため、この残ったレジストがイオン注入マ
スクとなってn型GaNコンタクト層13以下の層には
イオン注入されない。
Next, ions of at least one of, for example, nitrogen, boron, and protons are implanted using the resist pattern 33 as ion implantation. Here, the region to be etched 43 is formed by performing ion implantation from the p-type contact layer 19 to the upper layer of the p-type AlGaN cladding layer 18 to deteriorate the crystallinity. The conditions for this ion implantation are, for example, a dose amount of 5 × 10 14 / c.
m 2 and the acceleration voltage were set to 50 keV. In this ion implantation, since the resist remains in the groove formed by the above-described etching, the remaining resist serves as an ion implantation mask and is not implanted into the layers below the n-type GaN contact layer 13.

【0031】次に、図2の(4)に示すように、上記レ
ジストパターン33をエッチングマスクに用いて、上記
被エッチング領域43(図面の2点鎖線で示す部分)を
エッチングにより選択的に除去する。このエッチング
は、例えば60℃に温めた水酸化カリウム(KOH)水
溶液(例えば1mol)を用いたウエットエッチングに
より行い、上記被エッチング領域43を選択的に除去す
る。このエッチングにおけるエッチングレートは、20
0nm/minとなった。
Next, as shown in FIG. 2D, using the resist pattern 33 as an etching mask, the region 43 to be etched (a portion shown by a two-dot chain line in the drawing) is selectively removed by etching. I do. This etching is performed by, for example, wet etching using a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution (for example, 1 mol) warmed to 60 ° C. to selectively remove the region 43 to be etched. The etching rate in this etching is 20
It was 0 nm / min.

【0032】次いで絶縁体の酸化シリコン(SiO2
(図示せず)を蒸着する。その後、上記イオン注入マス
ク33を除去する。次に、図2の(5)に示すように、
p型コンタクト層19上にオーミックコンタクトのp側
電極21を形成するとともに、n型コンタクト層13上
にオーミックコンタクトのn側電極22を形成する。上
記p側電極21には例えばニッケル/金(Ni/Au)
膜が用いられ、上記n型電極22には例えばチタン/ア
ルミニウム(Ti/Al)膜が用いられる。
Next, insulator silicon oxide (SiO 2 )
(Not shown) is deposited. After that, the ion implantation mask 33 is removed. Next, as shown in (5) of FIG.
An ohmic contact p-side electrode 21 is formed on the p-type contact layer 19, and an ohmic contact n-side electrode 22 is formed on the n-type contact layer 13. The p-side electrode 21 is, for example, nickel / gold (Ni / Au).
For example, a titanium / aluminum (Ti / Al) film is used for the n-type electrode 22.

【0033】この後、図示はしないが、レーザ構造が形
成された基板11を薄膜化して、ストライプ状の延在す
る方向に垂直な方向に沿って棒状にへき開する、もしく
はドライエッチングすることにより両共振器端面を形成
する。さらに、この棒状体をダイシングやスライシング
等の技術により分離してチップ化する。以上により、目
的とするGaN系半導体レーザ素子が製造される。
Thereafter, although not shown, the substrate 11 on which the laser structure is formed is thinned and cleaved into a bar along a direction perpendicular to the direction in which the stripe extends, or by dry etching. Form resonator end faces. Further, the rod is separated into chips by a technique such as dicing or slicing. Thus, the intended GaN-based semiconductor laser device is manufactured.

【0034】上記図2によって説明した半導体装置の製
造方法では、p型GaNコンタクト層19からn型Ga
Nコンタクト層13の上層までの窒化物系化合物半導体
層に、例えば、窒素、ホウ素、プロトン等のうちの少な
くとも1種のイオンを注入することにより窒化物系化合
物半導体層の結晶性を悪化させてウエットエッチングさ
れやすくした被エッチング領域41を形成している。こ
のような状態で、窒化物系化合物半導体層をウエットエ
ッチングすることから、被エッチング領域はイオン注入
されていない領域と比較して選択的にウエットエッチン
グされる。また、レジストパターン31、33をリソグ
ラフィー技術により形成するため、微細な所望の領域を
選択的にイオン注入できるので、微細な所望の領域を選
択的にエッチングできることになる
In the method of manufacturing a semiconductor device described with reference to FIG. 2, the n-type Ga
By implanting, for example, at least one ion of nitrogen, boron, protons and the like into the nitride-based compound semiconductor layer up to the upper layer of the N-contact layer 13, the crystallinity of the nitride-based compound semiconductor layer is deteriorated. An etched region 41 which is easily wet-etched is formed. In such a state, since the nitride-based compound semiconductor layer is wet-etched, the region to be etched is selectively wet-etched as compared with the region not ion-implanted. In addition, since the resist patterns 31 and 33 are formed by lithography, fine desired regions can be selectively ion-implanted, so that fine desired regions can be selectively etched.

【0035】また、p型GaNコンタクト層19からp
型AlGaNクラッド層18の上層までの窒化物系化合
物半導体層に、例えば、窒素、ホウ素、プロトン等のう
ちの少なくとも1種のイオンを注入することにより窒化
物系化合物半導体層の結晶性を悪化させてウエットエッ
チングされやすくした被エッチング領域43を形成して
いる。このような状態で、窒化物系化合物半導体層をウ
エットエッチングすることから、被エッチング領域はイ
オン注入されていない領域と比較して選択的にウエット
エッチングされる。
The p-type GaN contact layer 19
By implanting, for example, at least one ion of nitrogen, boron, protons, etc. into the nitride-based compound semiconductor layer up to the upper layer of the type AlGaN cladding layer 18, the crystallinity of the nitride-based compound semiconductor layer is deteriorated. The region 43 to be etched which is easily wet-etched is formed. In such a state, since the nitride-based compound semiconductor layer is wet-etched, the region to be etched is selectively wet-etched as compared with the region not ion-implanted.

【0036】また、イオン注入深さは、一般にイオン注
入の加速電圧によって制御することが可能になってい
る。そのため、例えば加速電圧によりイオン注入深さを
制御することにより、イオン注入されない領域を被エッ
チング領域41、43の下層に残すことが可能となり、
そのイオン注入されない領域がエッチングストップ層と
なる。したがって、従来は困難であったウエットエッチ
ング用のエッチングストップ層を設けることも容易にな
る。
In general, the ion implantation depth can be controlled by the ion implantation acceleration voltage. Therefore, for example, by controlling the ion implantation depth by the acceleration voltage, it becomes possible to leave a region that is not ion-implanted below the regions 41 and 43 to be etched.
The region where the ions are not implanted becomes an etching stop layer. Accordingly, it becomes easy to provide an etching stop layer for wet etching, which has been difficult in the past.

【0037】なお、ウエットエッチング後に熱処理を行
うことにより、エッチングによって除去されなかったイ
オン注入領域に形成されているイオン注入ダメージ層
(図示せず)の結晶性を回復させることが可能になる。
この熱処理条件は、一例として、600℃の不活性な雰
囲気(例えば窒素雰囲気)で加熱時間を20分に設定す
る。したがって、イオン注入により結晶性を悪化させた
領域は、エッチングにより除去されるとともに、残った
領域は熱処理により結晶性が回復されるので、結晶性を
悪化させたことによるデバイス性能上の劣化は起こらな
い。
By performing a heat treatment after the wet etching, it becomes possible to recover the crystallinity of the ion-implanted damage layer (not shown) formed in the ion-implanted region that has not been removed by the etching.
As an example of this heat treatment condition, the heating time is set to 20 minutes in an inert atmosphere (for example, a nitrogen atmosphere) at 600 ° C. Therefore, the region whose crystallinity has been deteriorated by the ion implantation is removed by etching, and the remaining region has its crystallinity recovered by the heat treatment, so that the device performance is deteriorated due to the deterioration of the crystallinity. Absent.

【0038】次に、本発明の半導体装置の製造方法に係
る第2の実施の形態として、GaN系へテロ接合バイポ
ーラフォトトランジスタ受光素子の製造方法を、図3の
概略構成断面図によって説明する。
Next, as a second embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a method for manufacturing a GaN-based heterojunction bipolar phototransistor light receiving element will be described with reference to the schematic sectional view of FIG.

【0039】図3の(1)に示すように、基板(例えば
c面のサファイヤ基板)111上に、例えばMOCVD
法により550℃程度の低温で、基板111上にAlN
バッファ層112を成長させる。引き続いて、このAl
Nバッファ層112上にn+型AlGaN層113、n
型AlGaN層114、p型GaN層115、n+ 型G
aN層116を、例えば1000℃程度の温度で順次エ
ピタキシャル成長させて形成する。
As shown in FIG. 3A, a substrate (for example, a c-plane sapphire substrate) 111 is formed on a substrate 111 by, for example, MOCVD.
AlN on the substrate 111 at a low temperature of about 550 ° C.
The buffer layer 112 is grown. Subsequently, this Al
On the N buffer layer 112, an n + -type AlGaN layer 113, n
-Type AlGaN layer 114, p-type GaN layer 115, n + -type G
The aN layer 116 is formed by epitaxial growth at a temperature of, for example, about 1000 ° C.

【0040】次に、例えばCVD法により、SiNx
(図示せず)を形成する。この後、前記第1の実施の形
態と同様に、レジスト塗布、リソグラフィー技術によっ
て、上記n+ 型GaN層116上に、一方向に延在する
ストライプ形状のレジストパターン131を形成する。
このレジストパターン131をイオン注入マスクとし
て、窒素、ホウ素、プロトン等うちの1種もしくは複数
種を、n+ 型GaN層116、p型GaN層115、n
型AlGaN層114の窒化物系化合物半導体層にイオ
ン注入を行って、結晶性を悪化させた被エッチング領域
121を形成する。このイオン注入では、n+ 型AlG
aN層113の上層までイオン注入されてもよい。
Next, a SiN x film (not shown) is formed by, for example, a CVD method. Thereafter, as in the first embodiment, a stripe-shaped resist pattern 131 extending in one direction is formed on the n + -type GaN layer 116 by resist coating and lithography.
Using this resist pattern 131 as an ion implantation mask, one or more of nitrogen, boron, protons, and the like are added to the n + -type GaN layer 116, the p-type GaN layer 115,
Ions are implanted into the nitride-based compound semiconductor layer of the AlGaN layer 114 to form an etched region 121 having deteriorated crystallinity. In this ion implantation, n + type AlG
Ions may be implanted up to the upper layer of the aN layer 113.

【0041】その後、図3の(2)に示すように、上記
レジストパターン131をエッチングマスクとし、例え
ば60℃に温めた水酸化カリウム(KOH)水溶液(例
えば1mol)を用いてウエットエッチングを行い、n
+ 型GaN層116からn型AlGaN層114までの
被エッチング領域121(図面の2点鎖線で示す部分)
をエッチング除去することにより、リッジ123を形成
する。なお、被エッチング領域121がn+ 型AlGa
N層113の上層まで形成されている場合には、n+
AlGaN層113の上層までエッチング除去される。
この後レジストパターン131を除去する。
Thereafter, as shown in FIG. 3B, wet etching is performed using, for example, a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution (eg, 1 mol) heated to 60 ° C. using the resist pattern 131 as an etching mask. n
Region 121 to be etched from + -type GaN layer 116 to n-type AlGaN layer 114 (portion indicated by a two-dot chain line in the drawing)
Is removed by etching to form a ridge 123. The region to be etched 121 is n + -type AlGa
When the upper layer of the N layer 113 is formed, the upper layer of the n + -type AlGaN layer 113 is removed by etching.
After that, the resist pattern 131 is removed.

【0042】次に図3の(3)に示すように、例えば真
空蒸着法やスパッタリング法を用いた電極形成技術によ
り、n+ 型GaN層116上およびn+ 型AlGaN層
113上に電極117、118、119を形成する。
Next, as shown in FIG. 3C, an electrode 117 is formed on the n + -type GaN layer 116 and the n + -type AlGaN layer 113 by an electrode forming technique using, for example, a vacuum evaporation method or a sputtering method. 118 and 119 are formed.

【0043】上記のように形成されたGaN系へテロ接
合バイポーラフォトトランジスタ受光素子101は、基
板111側が光を受ける受光面となる。
In the GaN-based heterojunction bipolar phototransistor light receiving element 101 formed as described above, the substrate 111 side serves as a light receiving surface.

【0044】上記図3によって説明した半導体装置の製
造方法では、n+ 型GaN層116からn+ 型AlGa
N層113の上層までの窒化物系化合物半導体層に、例
えば、窒素、ホウ素、プロトン等のうちの少なくとも1
種のイオンを注入することにより窒化物系化合物半導体
層の結晶性を悪化させることによりウエットエッチング
されやすくなる被エッチング領域121を形成してい
る。このような状態で、被エッチング領域121をウエ
ットエッチングすることから、被エッチング領域121
はイオン注入されていない領域と比較して選択的にウエ
ットエッチングされる。また、レジストパターン131
をリソグラフィー技術により形成するため、微細な所望
の領域を選択的にイオン注入できるので、微細な所望の
領域を選択的にエッチングできることになる。
[0044] In the method of manufacturing a semiconductor device described by FIG 3, the n + -type AlGa from n + -type GaN layer 116
For example, at least one of nitrogen, boron, protons, and the like is provided on the nitride-based compound semiconductor layer up to the upper layer of the N layer 113.
The region to be etched 121 is formed by implanting seed ions and deteriorating the crystallinity of the nitride-based compound semiconductor layer so that wet etching is easily performed. In this state, the region to be etched 121 is wet-etched.
Is selectively wet etched as compared with the region where the ions are not implanted. In addition, the resist pattern 131
Is formed by a lithography technique, so that a fine desired region can be selectively ion-implanted, so that a fine desired region can be selectively etched.

【0045】また、イオン注入深さは、一般にイオン注
入の加速電圧によって制御することが可能になってい
る。そのため、例えば加速電圧によりイオン注入深さを
制御することにより、イオン注入されない領域を被エッ
チング領域121の下層に残すことが可能となり、その
イオン注入されない領域がエッチングストップ層とな
る。したがって、従来は困難であったウエットエッチン
グ用のエッチングストップ層を設けることも容易にな
る。
In general, the ion implantation depth can be controlled by the ion implantation acceleration voltage. Therefore, for example, by controlling the ion implantation depth by the acceleration voltage, it is possible to leave a region not ion-implanted below the region to be etched 121, and the region not ion-implanted becomes an etching stop layer. Accordingly, it becomes easy to provide an etching stop layer for wet etching, which has been difficult in the past.

【0046】なお、ウエットエッチング後に熱処理を行
うことにより、エッチングによって除去されなかったイ
オン注入領域に形成されているイオン注入ダメージ層
(図示せず)の結晶性を回復させることが可能になる。
この熱処理条件は、一例として、600℃の不活性な雰
囲気(例えば窒素雰囲気)で加熱時間を20分に設定す
る。したがって、イオン注入により結晶性を悪化させた
領域は、エッチングにより除去されるとともに、残った
領域は熱処理により結晶性が回復されるので、結晶性を
悪化させたことによるデバイス性能上の劣化は起こらな
い。
By performing the heat treatment after the wet etching, it is possible to recover the crystallinity of the ion-implanted damage layer (not shown) formed in the ion-implanted region that has not been removed by the etching.
As an example of this heat treatment condition, the heating time is set to 20 minutes in an inert atmosphere (for example, a nitrogen atmosphere) at 600 ° C. Therefore, the region whose crystallinity has been deteriorated by the ion implantation is removed by etching, and the remaining region has its crystallinity recovered by the heat treatment, so that the device performance is deteriorated due to the deterioration of the crystallinity. Absent.

【0047】次に、本発明の半導体装置の製造方法に係
る第3の実施の形態として、GaN系へテロ接合FET
(Field Effect Transistor )の製造方法を、図4の概
略構成断面図によって説明する。
Next, as a third embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a GaN-based heterojunction FET will be described.
A method for manufacturing (Field Effect Transistor) will be described with reference to the schematic cross-sectional view of FIG.

【0048】図4の(1)に示すように、基板(例えば
c面のサファイヤ基板)211上に、例えばMOCVD
法により550℃程度の低温で、基板211上にGaN
バッファ層212を成長させる。引き続いて、このGa
Nバッファ層212上にn-型GaN層213、p+
AlGaN層214、p+ 型GaN層215を、例えば
1000℃程度の温度で順次エピタキシャル成長させ
る。
As shown in FIG. 4A, a substrate (for example, a sapphire substrate of a c-plane) 211 is
GaN on the substrate 211 at a low temperature of about 550 ° C.
A buffer layer 212 is grown. Subsequently, this Ga
An n -type GaN layer 213, a p + -type AlGaN layer 214, and a p + -type GaN layer 215 are epitaxially grown on the N buffer layer 212 at a temperature of, for example, about 1000 ° C.

【0049】次に、前記第1の実施の形態と同様に、レ
ジスト塗布、リソグラフィー技術によって、上記p+
GaN層215上に、一方向に延在するストライプ形状
のレジストパターン231を形成する。このレジストパ
ターン231をイオン注入マスクとして、窒素、ホウ
素、プロトン等うちの1種もしくは複数種を、p+ 型G
aN層215、p+ 型AlGaN層214にイオン注入
して被エッチング領域221を形成する。
Next, as in the first embodiment, a stripe-shaped resist pattern 231 extending in one direction is formed on the p + -type GaN layer 215 by resist coating and lithography techniques. The resist pattern 231 as an ion implantation mask, nitrogen, boron, one or more of a proton, such as, p + -type G
Ions are implanted into the aN layer 215 and the p + -type AlGaN layer 214 to form a region to be etched 221.

【0050】その後、図4の(2)に示すように、上記
レジストパターン231をエッチングマスクとし、例え
ば60℃に温めた水酸化カリウム(KOH)水溶液(例
えば1mol)を用いてウエットエッチングを行い、p
+ 型GaN層215およびp + 型AlGaN層214の
被エッチング領域221(図面の2点鎖線で示す部分)
を選択的にエッチング除去して、上記レジストパターン
231〔前記図4の(1)参照〕下のp+ 型GaN層2
15およびp+ 型AlGaN層214からなるリッジ2
23を形成する。なお、図示はしないが、被エッチング
領域221がn - 型GaN層213の上層まで形成され
ている場合には、n- 型GaN層213の上層もエッチ
ング除去される。その後レジストパターン231を除去
する。
Thereafter, as shown in FIG.
Using the resist pattern 231 as an etching mask,
Potassium hydroxide (KOH) aqueous solution warmed to 60 ° C (eg
Wet etching using, for example, 1 mol), and p
+-Type GaN layer 215 and p +Type AlGaN layer 214
Region to be etched 221 (portion indicated by a two-dot chain line in the drawing)
Is selectively removed by etching to obtain the resist pattern.
231 [see (1) in FIG. 4].+Type GaN layer 2
15 and p+Ridge 2 composed of AlGaN layer 214
23 are formed. Although not shown, the etching target
Area 221 is n -Up to the upper layer of the type GaN layer 213
If n-Upper layer of GaN layer 213 is also etched
Removed. After that, the resist pattern 231 is removed.
I do.

【0051】次に、図4の(3)に示すように、例えば
真空蒸着法やスパッタリング法を用いた電極形成技術に
より、p+ 型GaN層215上およびn- 型GaN層2
13上に、例えば金ゲルマニウム/ニッケル(AuGe
/Ni)からなる電極216、217、218を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 4 (3), the p + -type GaN layer 215 and the n -- type GaN layer
13, gold germanium / nickel (AuGe)
/ Ni) electrodes 216, 217 and 218 are formed.

【0052】上記図4によって説明した半導体装置の製
造方法では、p+ 型GaN層215およびp+ 型AlG
aN層214に、例えば、窒素、ホウ素、プロトン等の
うちの少なくとも1種のイオンを注入することにより窒
化物系化合物半導体層の結晶性を悪化させての被エッチ
ング領域221を形成することから、この被エッチング
領域221はウエットエッチングされやすくなる。この
ような状態で、被エッチング領域221をウエットエッ
チングすることから、被エッチング領域221はイオン
注入されていない領域と比較して選択的にウエットエッ
チングされる。また、レジストパターン231をリソグ
ラフィー技術により形成するため、微細な所望の領域を
選択的にイオン注入できるので、微細な所望の領域を選
択的にエッチングできることになる。
In the method of manufacturing a semiconductor device described with reference to FIG. 4, the p + -type GaN layer 215 and the p + -type AlG
For example, by implanting at least one kind of ion such as nitrogen, boron, and proton into the aN layer 214, the region to be etched 221 is formed by deteriorating the crystallinity of the nitride-based compound semiconductor layer. The region to be etched 221 is easily wet-etched. In such a state, the region to be etched 221 is wet-etched, so that the region to be etched 221 is selectively wet-etched as compared with a region not ion-implanted. Further, since the resist pattern 231 is formed by the lithography technique, a fine desired region can be selectively ion-implanted, so that a fine desired region can be selectively etched.

【0053】また、イオン注入深さは、一般にイオン注
入の加速電圧によって制御することが可能になってい
る。そのため、例えば加速電圧によりイオン注入深さを
制御することにより、イオン注入されない領域を被エッ
チング領域221の下層に残すことが可能となり、その
イオン注入されない領域がエッチングストップ層とな
る。したがって、従来は困難であったウエットエッチン
グ用のエッチングストップ層を設けることも容易にな
る。
In general, the ion implantation depth can be controlled by the ion implantation acceleration voltage. Therefore, for example, by controlling the ion implantation depth with an acceleration voltage, it is possible to leave a region not ion-implanted below the region to be etched 221, and the region not ion-implanted becomes an etching stop layer. Accordingly, it becomes easy to provide an etching stop layer for wet etching, which has been difficult in the past.

【0054】なお、ウエットエッチング後に熱処理を行
うことにより、エッチングによって除去されなかったイ
オン注入領域に形成されているイオン注入ダメージ層
(図示せず)の結晶性を回復させることが可能になる。
この熱処理条件は、一例として、600℃の不活性な雰
囲気(例えば窒素雰囲気)で加熱時間を20分に設定す
る。したがって、イオン注入により結晶性を悪化させた
領域は、エッチングにより除去されるとともに、残った
領域は熱処理により結晶性が回復されるので、結晶性を
悪化させたことによるデバイス性能上の劣化は起こらな
い。
By performing the heat treatment after the wet etching, the crystallinity of the ion-implanted damage layer (not shown) formed in the ion-implanted region that has not been removed by the etching can be recovered.
As an example of this heat treatment condition, the heating time is set to 20 minutes in an inert atmosphere (for example, a nitrogen atmosphere) at 600 ° C. Therefore, the region whose crystallinity has been deteriorated by the ion implantation is removed by etching, and the remaining region has its crystallinity recovered by the heat treatment, so that the device performance is deteriorated due to the deterioration of the crystallinity. Absent.

【0055】以上、本発明の一実施の形態について具体
的に説明したが、本発明は、上述の各実施の形態に限定
されることはなく、本発明の技術的思想に基づく各種変
形が可能である。
Although one embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. It is.

【0056】例えば、上述の各実施の形態において記載
した数値、構造、材料、プロセス等は一例であって、必
要に応じてこれらと異なる数値、構造、材料、プロセス
などを用いてもよい。
For example, the numerical values, structures, materials, processes, and the like described in the above-described embodiments are merely examples, and different numerical values, structures, materials, processes, and the like may be used as necessary.

【0057】一例としては、上述の各実施の形態でGa
N層を用いているが、状況に応じて、アルミニウム(A
l)やインジウム(In)などを含む窒化物系化合物半
導体混晶を用いることもできる。また、各窒化物系化合
物半導体層の膜厚や材質、ウエットエッチング液の水酸
化カリウム水溶液の濃度、温度等は適宜変更することが
可能である。
As an example, in each of the above embodiments, Ga
Although an N layer is used, aluminum (A
l), a nitride-based compound semiconductor mixed crystal containing indium (In) or the like can also be used. In addition, the thickness and material of each nitride-based compound semiconductor layer, the concentration of aqueous potassium hydroxide solution as a wet etching solution, the temperature, and the like can be appropriately changed.

【0058】また、上述の各実施の形態においては、サ
ファイヤ基板を用いているが、必要に応じて、このサフ
ァイヤ基板に代えて、GaN基板、SiC基板、ZnO
基板、スピネル基板等を用いることもできる。これらの
うちGaN基板やSiC基板等の導電性の基板を用いる
場合には、この基板に電極を形成することができる。
In each of the above embodiments, a sapphire substrate is used. However, if necessary, a GaN substrate, a SiC substrate, a ZnO substrate may be used instead of the sapphire substrate.
A substrate, a spinel substrate, or the like can also be used. When a conductive substrate such as a GaN substrate or a SiC substrate is used, an electrode can be formed on the substrate.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上、説明したように本発明のエッチン
グ方法によれば、窒化物系化合物半導体層にイオン注入
するので、イオン注入領域の結晶性を悪化させて、ウエ
ットエッチングにより選択的に除去できる被エッチング
領域を形成することができる。この状態でエッチングに
より被エッチング領域を選択的に除去するので、ウエッ
トエッチングにより容易に窒化物系化合物半導体層を加
工することができる。
As described above, according to the etching method of the present invention, since ions are implanted into the nitride-based compound semiconductor layer, the crystallinity of the ion-implanted region is deteriorated, and the region is selectively removed by wet etching. Thus, a region to be etched can be formed. In this state, the region to be etched is selectively removed by etching, so that the nitride-based compound semiconductor layer can be easily processed by wet etching.

【0060】また、被エッチング領域の下層にイオン注
入されない領域を残すことができるので、そのイオン注
入されない領域をエッチングストップ層とすることがで
きる。したがって、従来は困難であったウエットエッチ
ング用のエッチングストップ層を容易に形成することが
できる。
Further, since a region not ion-implanted can be left below the region to be etched, the region not ion-implanted can be used as an etching stop layer. Therefore, an etching stop layer for wet etching, which was conventionally difficult, can be easily formed.

【0061】よって、ウエットエッチングによって窒化
物系化合物半導体層を微細加工することができるので、
ドライエッチングで危惧されてきたエッチングダメージ
の発生を無くすことができる。したがって、本発明のエ
ッチング方法を半導体装置の製造方法におけるエッチン
グに用いれば、エッチングによる素子性能の劣化を無く
すことができ、素子性能の向上を図ることができるとと
もに、歩留りの向上が図れる。
Therefore, the nitride-based compound semiconductor layer can be finely processed by wet etching.
It is possible to eliminate the occurrence of etching damage that has been concerned about in dry etching. Therefore, if the etching method of the present invention is used for etching in a method of manufacturing a semiconductor device, deterioration of element performance due to etching can be eliminated, and element performance can be improved, and yield can be improved.

【0062】本発明の半導体装置の製造方法によれば、
上記エッチング方法と同様の理由により同様の効果が得
られるので、エッチングによる素子性能の劣化を無くす
ことができ、素子性能の向上を図ることができるととも
に、歩留りの向上が図れる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention,
Since the same effect can be obtained for the same reason as the above etching method, deterioration of the element performance due to etching can be eliminated, and the element performance can be improved, and the yield can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のエッチング方法に係る実施の形態の一
例を示す製造工程断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a manufacturing process showing an example of an embodiment according to an etching method of the present invention.

【図2】本発明の半導体装置の製造方法に係る第1の実
施の形態例を示す製造工程断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the first embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図3】本発明の半導体装置の製造方法に係る第2の実
施の形態例を示す製造工程断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a manufacturing process showing a second embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図4】本発明の半導体装置の製造方法に係る第2の実
施の形態例を示す製造工程断面図である。
FIG. 4 is a manufacturing process sectional view showing a second embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…窒化物系化合物半導体層、4…被エッチング領域 2 ... nitride-based compound semiconductor layer, 4 ... region to be etched

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F043 AA05 BB10 DD17 FF05 GG05 5F049 MA13 MB07 PA04 PA14 PA20 SS01 5F073 CA07 CB03 CB05 DA05 DA15 DA16 DA23  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5F043 AA05 BB10 DD17 FF05 GG05 5F049 MA13 MB07 PA04 PA14 PA20 SS01 5F073 CA07 CB03 CB05 DA05 DA15 DA16 DA23

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 窒化物系化合物半導体層にイオン注入を
行って被エッチング領域を形成する工程と、 前記被エッチング領域をウエットエッチングにより選択
的に除去する工程とを備えたことを特徴とするエッチン
グ方法。
1. An etching method comprising the steps of: performing ion implantation on a nitride-based compound semiconductor layer to form a region to be etched; and selectively removing the region to be etched by wet etching. Method.
【請求項2】 前記エッチング後に前記窒化物系化合物
半導体層を熱処理する工程を備えたことを特徴とする請
求項1記載のエッチング方法。
2. The method according to claim 1, further comprising a step of heat-treating said nitride-based compound semiconductor layer after said etching.
【請求項3】 前記イオン注入は、前記被エッチング領
域に、窒素、ホウ素、プロトンのうちの少なくとも1種
以上のイオンを注入することを特徴とする請求項1記載
のエッチング方法。
3. The etching method according to claim 1, wherein said ion implantation is performed by implanting ions of at least one of nitrogen, boron and protons into said region to be etched.
【請求項4】 窒化物系化合物半導体層をエッチング加
工する工程を備えた半導体装置の製造方法において、 前記エッチング加工工程は、 前記窒化物系化合物半導体層にイオン注入を行って被エ
ッチング領域を形成する工程と、 前記被エッチング領域をウエットエッチングにより選択
的に除去する工程とを備えたことを特徴とする半導体装
置の製造方法。
4. A method for manufacturing a semiconductor device comprising a step of etching a nitride-based compound semiconductor layer, wherein the etching step comprises ion-implanting the nitride-based compound semiconductor layer to form a region to be etched. And a step of selectively removing the region to be etched by wet etching.
【請求項5】 前記エッチング後に前記窒化物系化合物
半導体層を熱処理する工程を備えたことを特徴とする請
求項4記載の半導体装置の製造方法。
5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, further comprising a step of heat-treating said nitride-based compound semiconductor layer after said etching.
【請求項6】 前記イオン注入は、前記被エッチング領
域に、窒素、ホウ素、プロトンのうちの少なくとも1種
以上のイオンを注入することを特徴とする請求項4記載
の半導体装置の製造方法。
6. The method according to claim 4, wherein the ion implantation is performed by implanting at least one of nitrogen, boron, and protons into the region to be etched.
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