JP2005109014A - 素子形成方法および配線形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 微細なパターンやアスペクト比の高いパターンであっても、簡便かつ高精度に位置合わせを行うことが可能な素子形成方法および配線形成方法を提供する。
【解決手段】 基板上に形成されているコンタクトメタルや絶縁膜や下地配線層をマスクとして用いて、マスク上に塗布されたレジスト層に基板の反対側から光を照射して露光を行う。露光に用いる光の波長は、基板を透過するがマスクによって遮られるものを選択する。ネガ型のレジスト層を用いることで順方向のテーパー形状にレジスト層を硬化することができ、ポジ型のレジスト層を用いることで逆方向のテーパー形状にレジスト層を硬化することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は素子形成方法および配線形成方法に関し、特にダマシン法を用いて半導体成長基板上などの所定の位置にバンプまたは配線を形成する工程を有する素子形成方法および配線形成方法に関するものである。

従来から、発光ダイオード（light-emitting diode：ＬＥＤ）を製造する過程において、半導体成長基板上にｎクラッド層や活性層、ｐクラッド層を成長させた後に、電極との接触抵抗を低減するために最上層にコンタクトメタルを形成し、ダマシン法によってコンタクトメタルまで到達するバンプを形成していた。コンタクトメタルが形成された位置にバンプを形成するためには、コンタクトメタルの位置に対して精度良くレジストのパターニングを行ってビアを開口する必要があり、従来はアライナーやステッパなどを利用して選択的に露光し現像を行っていた。

一方で、発光ダイオードなどの半導体素子もチップサイズが年々縮小傾向にあり、同時に半導体成長基板上に形成されるコンタクトメタルの面積も小さくなってきている。また、製造コストを低減するために、一枚の半導体成長基板から取り出す素子数を増加させるためには素子間の距離を小さくする必要があるために、必然的に隣接するコンタクトメタル同士の距離も小さくなってしまう。

図１２は半導体成長基板上に形成されたコンタクトメタルに対して、ダマシン法でバンプを形成するために、従来の素子形成方法によりビアを形成した状態を説明する模式断面図である。図に示すように、サファイア基板などの半導体成長基板１上に、窒化ガリウム（ＧａＮ）のｎクラッド層２および活性層３およびｐクラッド層４を積層して成長させる。ｐクラッド層４上にニッケル（Ｎｉ）などの金属層を形成して、レジストを塗布しマスクを施して露光、現像などのフォトリソグラフィーを行ってコンタクトメタル５を形成する。コンタクトメタル５を形成した後に、ｐクラッド層４およびコンタクトメタル５上にレジスト層６を塗布し、アライナーやステッパを用いてコンタクトメタル５の位置にあわせてフォトリソグラフィーによりビア７を開口する。

図１２に示すように、ビア７はコンタクトメタル５の位置に対応して開口されるが、例えば一辺が１５μｍ角の発光ダイオードではコンタクトメタル５の幅が５μｍ程度であり、形成されるビア７は幅が３μｍ程度で高さが５μｍ程度となる。このように、従来の素子形成方法で形成したビア７は、アライナーやステッパによる位置合わせ時の誤差を考慮してコンタクトメタル５の面積よりも小さい面積が開口されることになる。

しかし、上述した従来の素子形成方法においては、素子が小型化してコンタクトメタルの面積が小さくなり、隣接するコンタクトビア同士の距離が小さくなることで、微細なパターンに高い精度で位置合わせを行う必要があり、ビア形成時のアライメントが困難になるという問題があった。また、位置合わせ時の誤差を考慮して図１２に示したように、コンタクトメタルの面積よりも小さい開口でビアを形成する場合には、ビアの開口面積とビアの深さの比であるアスペクト比が高いレジストパターニングになるため、フォトリソグラフィーによりビアを形成することが困難になるという問題があった。

また、ビアを形成する対象が例えば窒化ガリウム系の発光素子である場合などには、半導体成長基板に結晶を成長する過程で基板が反ってしまい、マスクと基板表面との距離が一定とならないために高精度のアライメントが困難になるという問題もあった。さらに、基板の表面モフォロジーが悪いとコンタクトメタルをアライメントマークとして用いた場合には、コンタクトメタルからの反射光が乱反射になってしまうために認識精度が低下し、精度の高いアライメントが困難になるという問題もあった。

さらに、フォトリソグラフィーでの露光はレジスト層で光が減衰するため、ネガ型レジストでは順テーパのパターンが得られにくく、ポジ型レジストでは逆テーパーのパターンが得られにくいため、レジスト材料の選択肢が限定されていた。

したがって本発明は、微細なパターンやアスペクト比の高いパターンであっても、簡便かつ高精度に位置合わせを行うことが可能な素子形成方法および配線形成方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の素子形成方法は、結晶を成長させる成長基板上に予め形成されたパターン膜をマスクとして用い、前記パターン膜上にレジスト層を塗布した後に、前記成長基板の前記レジスト層が塗布された面と反対側から、前記成長基板を透過し前記パターン膜で遮られる光を照射する露光することを特徴とする。

パターン膜をマスクとして用いて、成長基板のレジスト層が塗布された面と反対側から露光を行うことにより、微細なパターン上においても簡便かつ高精度にレジストの露光を行うことができる。コンタクトメタルなどのパターンをマスクとしているために、形成されたビアの開口部分はマスクと略同一面積かつ略同一形状となり、ビアにバンプを形成した場合の電気的接続を確保しやすくなる。

また、レジスト層を塗布する前に、パターン膜をマスクとして用いて成長基板のエッチングを行うことで、成長基板のエッチングした深さまでレジスト層を形成することができる。このときのエッチングを成長基板上に形成された活性層より深い領域まで行うことで、活性層の面積を小さくして露光用の光のうち活性層によって吸収される光量を減少させることができ、レジスト層の露光を効率よく行うことができる。また、露光用の光によって活性層が発光してしまう場合にも、パターン膜によって活性層から発光した光を遮ることができるため、レジスト層を露光するための光の進行方向を制御することができる。

また、コンタクトメタルをパターン膜として用いて、レジスト層としてネガ型の感光材料を用いることで、レジスト層での露光用の光の減衰によって順方向のテーパー形状に露光領域を形成することができる。順方向のテーパー形状に露光領域を形成することにより、露光工程の後にレジスト層の現像と硬化を行ってコンタクトビアを形成し、コンタクトビア内に金属層を堆積させてバンプを形成する場合、順方向のテーパー形状のコンタクトビアを形成することができるため、バンプ形成のための金属を堆積させ易くなる。逆に、パターン膜が絶縁膜であり、レジスト層としてポジ型の感光材料を用いることで、逆方向のテーパー形状の露光領域とコンタクトビアを形成することもできる。

また、露光の後にレジスト層の現像と硬化を行い、硬化したレジスト層を加熱してにより変形させることで、硬化したレジスト層の表面を滑らかにすることや、若干の形状変形を起こすことができる。レジスト層を変形させることで、硬化したレジスト層がコンタクトメタル上に部分的に重なり、コンタクトメタルの露出する面積が減少してしまうが、コンタクトメタル以外の構成要素との絶縁を確実に行うことが出来るようになる。

さらに、成長基板上の所定領域に選択的に結晶を成長させて立体構造の素子を形成し、立体構造の素子上にパターン膜を形成するとしてもよい。パターン膜をマスクとして用いて、成長基板のレジスト層が塗布された面と反対側から露光を行うことにより、立体的な構造の素子であっても微細なパターン上において簡便かつ高精度にレジストの露光を行うことができる。このときの立体構造の素子としては、六角錐形状の窒化ガリウム系発光素子などが挙げられる。

また、上記課題を解決するために本発明の配線形成方法は、配線を形成する配線基板上に予め形成された下地配線層をマスクとして用い、前記下地配線層上にレジスト層を塗布した後に、前記配線基板の前記レジスト層が塗布された面と反対側から、前記配線基板を透過し前記下地配線層で遮られる光を照射する露光することを特徴とする。

下地配線層をマスクとして用いて、配線基板のレジスト層が塗布された面と反対側から露光を行うことにより、微細な配線パターン上においても簡便かつ高精度にレジストの露光を行うことができる。露光部分を現像して開口部分を形成すると、開口部分はマスクと略同一面積かつ略同一形状となる。

また、露光の後にレジスト層の現像と硬化を行って配線用溝を形成し、配線用溝内に金属層を堆積させて金属配線層を形成することで、厚い金属配線層を形成しても配線基板との密着性を向上させると共に、配線の断面積を増やして低抵抗化を図ることが可能となる。このとき金属配線層の形成にダマシン法を用いるとしてもよい。

基板上に形成されているコンタクトメタルなどパターンをマスクとして用い、基板のレジストが塗布された面と反対側から露光を行うことにより、微細なパターン上においても簡便かつ高精度にレジストの露光を行うことができる。コンタクトメタルなどのパターンをマスクとしているために、形成されたビアの開口部分はマスクと略同一面積かつ略同一形状となり、ビアにバンプを形成した場合の電気的接続を確保しやすくなる。

以下、本発明を適用した素子形成方法および配線形成方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお本発明は、以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。本発明の素子形成方法および配線形成方法は、発光ダイオードのほかにもレーザーダイオードや受光素子、FET(field-effect transistor)、HEMT(high electron mobility transistor)、HBT(ヘテロバイポーラトランジスタ)、バイポーラデバイス、TFT(thin film transistor)、MOS(metal-oxide semiconductor)・MIS(Metal―Insulator―Semiconductor)・ショットキー接合による各種デバイス、太陽電池、各種センサ、量子効果デバイスなどの種種のデバイスを製造する工程で用いることができる。また、化合物半導体だけではなく、シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ダイヤモンド、アモルファス半導体、多結晶半導体、強・常誘電体、超伝導材料などの材料を用いるビア形成においても利用可能である。
［第一の実施の形態］

図１乃至図８は本発明の素子形成方法として、半導体成長基板上に発光ダイオードを形成する際に、ダマシン法を用いてバンプを形成する工程断面図である。

まず図１に示すように、サファイア基板などの成長基板１１上に窒化ガリウム（ＧａＮ）にｎ型ドープを行ったｎクラッド層１２を成長させ、ｎクラッド層１２上に活性層１３を成長させ、活性層１３上に窒化ガリウムにｐ型ドープを行ったｐクラッド層１４を成長させる。ここでは成長基板１１としてサファイア基板を例示したがシリコンカーバイド（ＳｉＣ）やその他の化合物半導体基板を用いるとしても良く材質は限定しない。また、成長基板１１上に成長する各層も窒化ガリウムだけではなく、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）やガリウム・インジウム・リン（ＧａＩｎＰ）などの各種材料を用いてよい。また、成長基板１１上に結晶成長により形成する層としては、ｎクラッド層１２と活性層１３、ｐクラッド層１４の順番に限定されず、ｎクラッド層１２とｐクラッド層１４の上下位置が逆の場合や、さらに複数の層を有する多層構造を結晶成長させるとしてもよい。

次に、スパッタや蒸着などの手法を用いてｐクラッド層１４上にニッケル（Ｎｉ）などの金属膜を形成し、金属膜上にレジストを塗布してマスクを介して露光し現像を行う。レジストを除去した領域の金属膜をエッチングにより取り除くことで、図２に示すように、マスクに対応した位置と形状のコンタクトメタル１５がｐクラッド層１４上に形成される。コンタクトメタル１５の材質としては、単体のニッケル以外にもニッケルと白金（Ｐｔ）と金（Ａｕ）を用いるなど、ｐクラッド層１４との接触抵抗を低減できる金属を用いればよい。

次に図３に示すように、コンタクトメタル１５をマスクとして用いて、ｐクラッド層１４、活性層１３およびｎクラッド層１２の一部をエッチングしてメタル分離溝１６を形成する。エッチングにはｐクラッド層１４、活性層１３およびｎクラッド層１２を構成する材料に適した方法を用いるとし、エッチングに用いるエッチング溶液の種類などは限定しない。コンタクトメタル１５をマスクとしてエッチングを行うため、メタル分離溝１６は図に示しているようにコンタクトメタル１５の面積と同程度の開口部がｎクラッド層１２まで到達することになる。したがって、メタル分離溝１６が形成されることで、コンタクトメタル１５、ｐクラッド層１４および活性層１３が発光素子ごとに分離されることになる。ここでは、ｎクラッド層１２の表層部分付近までメタル分離溝１６を開口した例を示しているが、少なくとも活性層１３より深い位置までメタル分離溝１６が開口されていれば良く、成長基板１１に到達するまでメタル分離溝１６を開口するとしても良い。

次に図４に示すように、コンタクトメタル１５上にネガ型のレジスト層１７を塗布して、メタル分離溝１６にレジスト層１７を充填すると共に、コンタクトメタル１５上にもレジスト層１７を堆積させる。レジスト層１７の塗布には通常のスピンコート法などを用いることが出来る。

次に図５に示すように、成長基板１１側から紫外光を照射してレジスト層１７を部分的に露光して露光領域１８を形成する。この露光で照射する光は、成長基板１１やｎクラッド層１２を透過するが、コンタクトメタル１５によって遮られる波長の光を選択する。例えば成長基板１１がシリコン基板である場合には赤外光を選択するなど、他の材質を用いた基板の場合には基板の材質に適した波長の光を用いる。したがってコンタクトメタル１５は、成長基板１１側から照射される光を遮るパターン膜として機能することになる。

また、メタル分離溝１６を充填しているレジスト層１７は、コンタクトメタル１５よりも成長基板１１側に位置しているために、メタル分離溝１６内の全領域が露光されることになる。成長基板１１側から露光を行うと、活性層１３に照射された紫外光が活性層１３に吸収される場合や、逆に活性層１３が発光する場合などがある。しかし、活性層１３よりもレジスト層１７側に位置するコンタクトメタル１５をマスクとしているため、活性層１３が発光してしまう場合においても、レジスト層１７に到達する光を平行なものに保つことが可能となり、露光領域１８の形状を整えることができる。また、活性層１３で吸収される紫外光を減少させることができるため、効率的な露光を行うことができる。露光の際に成長基板１１側から照射する光は平行光であるが、光がレジスト層１７の上部に進行していく際に減衰するため、レジスト層１７の上部では露光される領域が小さくなり、図に示しているような順方向のテーパーの露光領域１８が形成される。

次に図６に示すように、成長基板１１側から露光したレジスト層１７の露光領域１８を現像して硬化し絶縁層１９を形成すると共に、レジスト層１７を除去してコンタクトビア２０を形成する。絶縁層１９はレジスト層１７が露光されて硬化された層であるため、露光領域１８と同様の順方向のテーパー形状に形成される。コンタクトメタル１５をマスクとして成長基板１１側から光を照射して、露光されなかった領域がコンタクトビア２０となるため、コンタクトビア２０の開口領域はコンタクトメタル１５と略同一面積で略同一形状になる。

絶縁層１９を形成した後に、リフロー炉などで加熱を行って絶縁層１９の表面を滑らかにすることや、若干の形状変形を起こしてコンタクトメタル１５上に絶縁層１９が重なるようにしてもよい。過熱により絶縁層１９を変形させてコンタクトメタル１５上の一部に絶縁層１９を重ねると、コンタクトメタル１５の露出する面積が減少してしまうが、コンタクトメタル１５以外の構成要素との絶縁を確実に行うことが出来るようになる。

次に図７に示すように、コンタクトメタル１５と絶縁層１９上に例えば銅（Ｃｕ）などの金属をスパッタにより付着させてシードメタル２１を形成し、シードメタル２１上に銅などのバンプメタル２２を電解メッキにより形成する。シードメタル２１およびバンプメタル２２の材質としては、銅の他にニッケル（Ｎｉ）やアルミニウム（Ａｌ）などの金属を用いるとしてもよい。絶縁層１９が順方向のテーパー形状として形成されているため、スパッタによってシードメタル２１を形成する場合にも、コンタクトビア２０の側壁部分全面に対してシードメタル２１を形成することができる。

次に図８に示すように、絶縁層１９の頂上領域よりも上方に形成されているバンプメタル２２とシードメタル２１をダマシン法によって除去し、コンタクトビア２０に形成されたバンプメタル２２を個別化する。この後、絶縁層１９の位置でダイシングやエッチングにより素子分離溝を形成した後に成長基板１１を剥離することにより、素子を個別に分離して発光ダイオードの素子を形成する。

以上説明したように、コンタクトメタルをマスクとして用いて成長基板側から露光を行うことにより、微細なパターンでもセルフアラインで位置精度が高くアスペクト比の高いパターニングを行うことができる。また半導体ウエハが反っている場合や、表面モフォロジーが悪い場合など、アライナーによる位置決めが困難な条件下においても、高い位置精度でパターニングを行うことが可能となる。
［第二の実施の形態］

図９は本発明の素子形成方法として、半導体成長基板上に六角錐形状の発光ダイオードを形成し、ダマシン法を用いてバンプを形成する場合を説明する断面図である。本発明の素子形成方法は、平坦な構造の素子だけではなく立体的な構造の素子においても用いることが可能であり、上述した第一の実施の形態と同様の手順で簡便かつ高精度にパターニングを行うことが可能である。

図９に示すように、サファイアなどの成長基板３１上に六角錐形状の発光素子３２を形成し、発光素子３２の頂上領域にコンタクトメタル３３を形成する。この六角錐形状の発光素子３２は例えば窒化ガリウム系の発光ダイオードであり、成長基板の結晶面を適切に選択して結晶成長領域を限定した選択成長を行うことによって形成される。

次に発光素子３２およびコンタクトメタル３３を覆うようにスピンコートなどでレジスト層を塗布し、成長基板３１側から紫外光を照射することでコンタクトメタル３３をマスクとして用いた露光を行う。その後、レジスト層の現像と硬化を行うことでレジスト層を絶縁層３４とし、コンタクトメタル３３上のレジスト層を除去することでコンタクトメタル３３まで到達する開口部であるコンタクトビア３５を形成する。

露光の際に用いる光は、上述した第一の実施の形態と同様に、成長基板３１を透過するがコンタクトメタル３３によって遮られる波長の光を選択する。したがってコンタクトメタル３３は、成長基板３１側から照射される光を遮るパターン膜として機能することになる。露光の際に成長基板３１側から照射する光は平行光であるが、光がレジスト層の上部に進行していく際に減衰するため、レジスト層の上部では露光される領域が小さくなり、図に示しているような順方向のテーパーのコンタクトビア３５が形成される。

コンタクトビア３５を形成した後に、コンタクトビア３５に金属を充填してダマシン法を用いてバンプの形成を行い、絶縁層３４の位置でダイシングやエッチングにより素子分離溝を形成した後に成長基板３１を剥離することにより、素子を個別に分離して発光ダイオードの素子を形成する。

コンタクトメタル３３をマスクとして用いて成長基板３１側から露光を行うことで、立体的な構造の素子での微細なパターンでも、セルフアラインで位置精度が高くアスペクト比の高いパターニングを行うことができる。ここでは、立体的な構造の発光素子として六角錐形状の発光ダイオードを示したが、その他の形状の構造においても容易に高精度なパターニングを行うことができる。
［第三の実施の形態］

図１０は本発明の配線形成方法として、配線基板上に絶縁層を形成した後に配線パターン上に配線用のビアを形成する場合を説明する工程断面図である。本実施の形態では、上述して説明した本発明の素子形成方法を半導体素子ではなく、基板上での配線パターンに適用するものである。

図１０（a）に示すように、絶縁体で形成された配線基板４１上に所定のパターンの下地配線層４２が形成された基板を用意する。下地配線層４２の形成はリフトオフ加工等の通常用いられる方法で形成してよく、後工程で下地配線層４２上に金属層を積層する下地となるので、露光用の光を遮ることが可能な程度の厚さであればよい。また、配線基板４１は絶縁体で形成されている必要は無く、半導体や超伝導体などで合ってもよい。また、下地配線層４２はチタンおよび金、銅、アルミニウムなどの材料を用いてよい。下地配線層４２を配線基板４１上に形成した後に、アニールを行って下地配線層４２と配線基板との密着性を向上させるとしても良い。

次に図１０（ｂ）に示すように、配線基板４１および下地配線層４２上にレジスト層４３を塗布し、下地配線層４２をマスクとして用いて配線基板４１側から露光を行う。露光に用いる光は、配線基板４１を透過するが下地配線層４２によって遮られる波長の光を選択する。次に図１０（ｃ）に示すように、レジスト層４３の現像と硬化を行ってレジスト層４３を絶縁層４４にすると共に、下地配線層４２上のレジスト層４３を除去して下地配線層４２上に配線用溝（ビア）４５を形成する。次に図１０（ｄ）に示すように、配線用溝４５にメッキ等の方法でアルミニウムなどの金属を充填して金属配線層４６を形成する。

配線基板４１上の下地配線層４２をマスクとして用いて、配線基板４１のレジストが塗布された面と反対側から露光を行うことで、微細な配線ルールで金属配線層４６を下地配線層４２上に形成したい場合にも簡便かつ高精度にパターン形成を行うことが可能となる。薄い下地配線層４２を予め形成した後に厚い金属配線層４６を形成することで、配線基板４１との密着性を向上させると共に、配線の断面積を増やして低抵抗化を図ることが可能となる。
［第四の実施の形態］

図１１は本発明の素子形成方法として、基板上に絶縁層を形成した後に絶縁層をマスクとして用いる場合を説明する工程断面図である。本実施の形態はポジ型のレジストを用いて逆方向のテーパーを有するコンタクトビアを形成する場合などに用いることができる。

図１１（a）に示すように、発光素子などの多層構造が形成された半導体基板５１を用意し、半導体基板５１上に絶縁材料で絶縁マスク５２を形成した後に所定のパターンに開口部を形成して、開口部に金属膜を積層してコンタクトメタル５３を形成する。絶縁マスク５２はフォトリソグラフィー等の方法により形成する。また、コンタクトメタル５３はニッケルやニッケルと白金と金などを用い、金属の種類は特に限定しない。

次に図１１（ｂ）に示すように、絶縁マスク５２およびコンタクトメタル５３上にスピンコートなどによりレジスト層５４を塗布し、半導体基板５１のレジスト層５４が塗布された面と反対側から露光を行う。このとき露光に用いる光は半導体基板５１とコンタクトメタル５３を透過するが絶縁マスク５２によって遮られる波長の光を選択する。また、レジスト層５４は、ポジ型のレジスト材料を用いるとする。したがってコンタクトメタル５３は、半導体基板５１側から照射される光を遮るパターン膜として機能することになる。

露光の際に半導体基板５１側から照射する光は平行光であるが、光がレジスト層５４の上部に進行していく際に減衰するため、レジスト層５４の上部では露光される領域が小さくなり、コンタクトメタル５３が形成された領域から徐々に感光領域が小さくなるために逆方向のテーパーの露光領域が形成される。

次に図１１（ｃ）に示すように、レジスト層５４の現像と硬化を行って絶縁マスク５２上のレジスト層５４を絶縁層５５とし、開口部５３上のレジスト層５４を除去してコンタクトビアを形成し、コンタクトビアに銅やニッケル、アルミニウムなどの金属を充填することでバンプメタル５６を形成する。バンプメタル５６の形成は、スパッタによるシードメタルの形成とメッキによるバンプメタル５６の形成、およびダマシン法によるバンプメタル５６の個別化等の方法を用いるとしてよい。この後、絶縁層５５の位置でダイシングやエッチングにより素子を分離することにより、素子を個別に分離して発光ダイオードの素子を形成する。

レジスト層５４をポジ型のレジスト材料で形成し、絶縁マスク５２をマスクとして半導体基板５１の反対側から露光を行ったことにより、絶縁層５５はレジスト層５４が露光されずに硬化されて逆方向のテーパー形状に形成される。絶縁マスク５２をマスクとし、コンタクトメタル５３を光が透過する領域としたことで、露光された領域がコンタクトビアとなるため、バンプメタル５６はコンタクトメタル５３と略同一面積で略同一形状の領域に形成される。

以上説明したように、絶縁マスクをマスクとして用いて成長基板側からポジ型レジストの露光を行うことにより、微細なパターンでもセルフアラインで位置精度が高くアスペクト比の高いパターニングを行うことができる。また半導体ウエハが反っている場合や、表面モフォロジーが悪い場合など、アライナーによる位置決めが困難な条件下においても、高い位置精度でパターニングを行うことが可能となる。

本発明の第一の実施の形態での素子形成方法を示す工程断面図であり、成長基板上にｎクラッド層、活性層、ｐクラッド層を形成した状態を示している。 本発明の第一の実施の形態での素子形成方法を示す工程断面図であり、コンタクトメタルを形成した状態を示している。 本発明の第一の実施の形態での素子形成方法を示す工程断面図であり、メタル分離溝を形成して素子毎にｎクラッド層、活性層、ｐクラッド層を分離した状態を示している。 本発明の第一の実施の形態での素子形成方法を示す工程断面図であり、ｐクラッド層上にレジストを塗布した状態を示している。 本発明の第一の実施の形態での素子形成方法を示す工程断面図であり、コンタクトメタルをマスクとして用いて成長基板側から露光を行った状態を示している。 本発明の第一の実施の形態での素子形成方法を示す工程断面図であり、レジストの現像と硬化をおこなってビアを形成した状態を示している。 本発明の第一の実施の形態での素子形成方法を示す工程断面図であり、ビアに金属を充填してバンプメタルを形成した状態を示している。 本発明の第一の実施の形態での素子形成方法を示す工程断面図であり、ダマシン法によりバンプメタルの上層を除去してバンプメタルを個別化した状態を示している。 本発明の第二の実施の形態での素子形成方法を示す断面図であり、半導体成長基板上に六角錐形状の発光ダイオードを形成し、ダマシン法を用いてバンプを形成する場合を示している。 本発明の第三の実施の形態での配線形成方法を示す工程斜視図であり、配線基板上に絶縁層を形成した後に配線パターン上に配線用の配線用溝を形成する場合を示している。 本発明の第四の実施の形態での素子形成方法を示す工程断面図であり、基板上に絶縁層を形成した後に絶縁膜をマスクとして用いる場合を示している。 従来の素子形成方法として、ステッパやアライナーを用いて位置決めを行う場合の発光ダイオードの製造過程を示す断面図である。

符号の説明

１ 半導体成長基板
２，１２ ｎクラッド層
３，１３ 活性層
４，１４ ｐクラッド層
５，１５，３３，５３ コンタクトメタル
６，１７，４３，５４ レジスト層
７ ビア
１１，３１ 成長基板
１６ メタル分離溝
１８ 露光領域
１９，３４，４４，５５ 絶縁層
２０，３５ コンタクトビア
２１ シードメタル
２２ バンプメタル
３２ 発光素子
４１ 配線基板
４２ 下地配線層
４５ 配線用溝
４６ 金属配線層
５１ 半導体基板
５２ 絶縁マスク
５６ バンプメタル

Claims (12)

1. 結晶を成長させる成長基板上に予め形成されたパターン膜をマスクとして用い、前記パターン膜上にレジスト層を塗布した後に、前記成長基板の前記レジスト層が塗布された面と反対側から、前記成長基板を透過し前記パターン膜で遮られる光を照射する露光することを特徴とする素子形成方法。
2. 前記レジスト層を塗布する前に、前記パターン膜をマスクとして用いて、前記成長基板のエッチングを行うことを特徴とする請求項１記載の素子形成方法。
3. 前記エッチングを前記成長基板上に形成された活性層より深い領域まで行うことを特徴とする請求項２記載の素子形成方法。
4. 前記パターン膜がコンタクトメタルであり、前記レジスト層としてネガ型の感光材料を用いることを特徴とする請求項１記載の素子形成方法。
5. 前記パターン膜が絶縁膜であり、前記レジスト層としてポジ型の感光材料を用いることを特徴とする請求項１記載の素子形成方法。
6. 前記露光の後に前記レジスト層の現像と硬化を行ってコンタクトビアを形成し、前記コンタクトビア内に金属層を堆積させてバンプを形成することを特徴とする請求項１記載の素子形成方法。
7. 前記露光の後に前記レジスト層の現像と硬化を行い、硬化した前記レジスト層を加熱して変形させることを特徴とする請求項１記載の素子形成方法。
8. 前記成長基板上の所定領域に選択的に結晶を成長させて立体構造の素子を形成し、前記立体構造の素子上に前記パターン膜を形成することを特徴とする請求項１記載の素子形成方法。
9. 前記立体構造の素子は、六角錐形状の窒化ガリウム系発光素子であることを特徴とする請求項８記載の素子形成方法。
10. 配線を形成する配線基板上に予め形成された下地配線層をマスクとして用い、前記下地配線層上にレジスト層を塗布した後に、前記配線基板の前記レジスト層が塗布された面と反対側から、前記配線基板を透過し前記下地配線層で遮られる光を照射する露光することを特徴とする配線形成方法。
11. 前記露光の後に前記レジスト層の現像と硬化を行って配線用溝を形成し、前記配線用溝内に金属層を堆積させて金属配線層を形成することを特徴とする請求項１０記載の配線形成方法。
12. 前記金属配線層の形成にダマシン法を用いることを特徴とする請求項１１記載の配線形成方法。