JPH08330634A

JPH08330634A - 発光ダイオードおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH08330634A
Application number: JP13083595A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiko Ogiwara; 光彦荻原; Masumi Yanaka; 真澄谷中
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1995-05-29
Filing date: 1995-05-29
Publication date: 1996-12-13
Anticipated expiration: 2016-10-15
Also published as: JP3219969B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電気的特性が良好な発光ダイオードおよびそ
の製造方法を提供すること。【構成】拡散マスク１３に設けられた拡散窓を通して
Ｚｎを、選択的にｎ型の化合物半導体基板１１中に拡散
させてｐ型の拡散領域１５を形成する。その後、ＳｉＮ
膜からなる層間絶縁膜を拡散マスクの上面から、拡散窓
側の拡散マスクの側面を経て拡散領域１５の上面に至る
領域に設ける。その後、ｐ側電極２３ａであるアルミニ
ウム電極をエッチング済み層間絶縁膜２１ａ上に設け
る。この場合、アルミニウム電極をエッチング済み層間
絶縁膜２１ａ上に設ける際、アルミニウム膜をエッチン
グする。アルミニウム膜をエッチングする場合には、熱
りん酸を用いる。その後、ｎ側電極２５を形成する。こ
のようにして製造した発光ダイオードアレイでは、層間
絶縁膜としてＳｉＮ膜が用いられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、発光ダイオードおよ
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、発光ダイオードを製造する場
合、一般に半導体基板中に不純物を拡散し、ＰＮ接合を
形成する。その際、Ａｌ₂ Ｏ₃ 膜、ＳｉＯ₂ 膜、ＳｉＮ
膜等の膜が、主に拡散マスクとして用いられている。そ
して、半導体基板中に不純物を拡散してＰＮ接合を形成
する方法の一例が、特開昭６２−１３９３２０号公報に
開示されている。この文献に開示されている不純物の拡
散方法によれば、ＧａＡｓ基板上に、拡散窓を有する拡
散マスク、および拡散源膜を順次に形成する。その後、
拡散源膜より供給されるＺｎを拡散窓を通して選択的に
基板中へ拡散させる。Ｚｎの拡散により基板中に不純物
の拡散領域を形成する。この場合、拡散マスクとして、
Ａｌ₂ Ｏ₃ と、ＳｉＯ₂ との混合膜が用いられている。

【０００３】そして、一般に、拡散源膜は拡散終了後に
ふっ酸（ＨＦ）系エッチャントを用いてエッチング除去
され、拡散マスクは層間絶縁膜として基板上に残存させ
る。しかし、これらの拡散マスクはＨＦ系エッチャント
に対して耐食性を有さない。このため、拡散源膜を除去
した後、拡散マスク上に、新たに層間絶縁膜を形成する
場合がある。

【０００４】その後、層間絶縁膜上から不純物の拡散領
域の上面に至る領域にアルミニウム電極またはアルミニ
ウム合金電極を形成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウム電極またはアルミニウム合金電極を所定の領域に
形成する場合には、熱りん酸などを用いて、アルミニウ
ム膜またはアルミニウム合金膜をパターニングする。こ
のため、層間絶縁膜が熱りん酸に対して耐食性を有さな
い場合には層間絶縁膜がエッチングされダメージが発生
し、発光ダイオードの電気特性が劣化するという問題が
あった。また、層間絶縁膜が、熱りん酸に対して耐食性
を有する場合であっても、既に層間絶縁膜にダメージが
発生している場合にも同様な問題が生じる。

【０００６】従って、以上の問題点を解決した電気的特
性が良好な発光ダイオードおよびその製造方法の出現が
望まれていた。

【０００７】さらに、望ましくは、層間絶縁膜の下に設
けられている拡散マスクがＨＦ系エッチャントに対して
耐食性を有することが望まれていた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため、この発明の発
光ダイオードによれば、第２導電型の拡散領域を表面に
具えた第１導電型の化合物半導体基板と、化合物半導体
基板の上側に設けられた層間絶縁膜と、拡散領域と接触
し、層間絶縁膜上に渡って配設されたアルミニウム電極
またはアルミニウム合金電極とを具えている。そして、
層間絶縁膜がＳｉＮ膜、ＳｉＯ₂ 膜、ＰＳＧ膜、ＢＳＧ
膜、ＺｎＯ膜およびＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜の中から選
ばれた少なくとも１種の膜から成ることを特徴とする。

【０００９】そして、この発明の発光ダイオードの第１
の製造方法によれば、第１導電型の化合物半導体基板上
に、不純物の拡散予定領域を露出する拡散窓を有する拡
散マスクを形成する工程と、その後、第２導電型の不純
物を化合物半導体基板中に拡散させて第２導電型の拡散
領域を形成する工程と、その後、拡散マスク上および拡
散窓から露出する拡散領域上に、ＳｉＮ膜、ＳｉＯ₂
膜、ＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜、ＺｎＯ膜およびＺｎＯ／Ｓｉ
Ｏ₂ 混合膜の中から選ばれた少なくとも１種の膜から成
る層間絶縁膜を形成する工程と、その後、拡散マスクの
上面から拡散窓側の拡散マスクの側面を経て拡散領域の
上面に至る電極配設予定領域の層間絶縁膜部分は少なく
とも残存させるように、層間絶縁膜をエッチング除去す
る工程と、その後、残存した層間絶縁膜部分上および拡
散領域上にアルミニウム膜またはアルミニウム合金膜を
形成する工程と、その後、電極配設予定領域の、アルミ
ニウム膜部分またはアルミニウム合金膜部分は残存させ
るように、アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜を
エッチング除去して、アルミニウム電極またはアルミニ
ウム合金電極を形成する工程とを含むことを特徴とす
る。

【００１０】この第１の製造方法により製造されるこの
発明の発光ダイオードでは、化合物半導体基板上であっ
て層間絶縁膜の下側に設けられ、拡散領域を露出する拡
散窓を有するＡｌＮ膜から成る拡散マスクを具えている
のが好適である。従って、この発明の発光ダイオードの
第１の製造方法によれば、拡散マスクをＡｌＮ膜とする
のが好適である。

【００１１】また、この発明の発光ダイオードの第２の
製造方法によれば、第１導電型の化合物半導体基板上
に、不純物の拡散予定領域を露出する拡散窓を有する拡
散マスクを形成する工程と、その後、拡散予定領域に、
ＺｎＯ膜またはＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜から成る拡散源
膜、およびアニールキャップ膜を順次に形成した後、熱
処理によりＺｎを拡散源膜から化合物半導体基板中に拡
散させて第２導電型の拡散領域を形成する工程と、その
後、拡散マスクの上面から拡散窓側の拡散マスクの側面
を経て拡散領域の上面に至る電極配設予定領域の拡散源
膜部分は少なくとも残存させるように、アニールキャッ
プ膜および拡散源膜をエッチング除去する工程と、その
後、残存した拡散源膜部分上、残存したアニールキャッ
プ膜部分上および拡散領域上にアルミニウム膜またはア
ルミニウム合金膜を形成する工程と、その後、電極配設
予定領域の、アルミニウム膜部分またはアルミニウム合
金膜部分は残存させるように、アルミニウム膜またはア
ルミニウム合金膜をエッチング除去して、アルミニウム
電極またはアルミニウム合金電極を形成する工程とを含
むことを特徴とする。

【００１２】また、この発明の発光ダイオードの第３の
製造方法によれば、第１導電型の化合物半導体基板上の
不純物の拡散予定領域に、第２導電型の不純物を含む拡
散源膜を形成する工程と、その後、拡散源膜を覆うよう
にアニールキャップ膜を形成した後、熱処理により不純
物を拡散源膜から化合物半導体基板中に拡散させて第２
導電型の拡散領域を形成する工程と、その後、拡散源膜
の上側に、拡散源膜を覆うＳｉＮ膜、ＳｉＯ₂ 膜、ＰＳ
Ｇ膜、ＢＳＧ膜、ＺｎＯ膜およびＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合
膜の中から選ばれた少なくとも１種の膜から成る層間絶
縁膜を形成する工程と、その後、層間絶縁膜の上面か
ら、層間絶縁膜から拡散源膜までの各層の側面を経て拡
散領域の上面に至る電極配設予定領域は少なくとも残存
させるように、拡散領域の上側に設けられた拡散源膜か
ら層間絶縁膜までの各層をエッチング除去する工程と、
その後、残存した層間絶縁膜部分上から拡散領域上に至
る領域にアルミニウム膜またはアルミニウム合金膜を形
成する工程と、その後、電極配設予定領域の、アルミニ
ウム膜部分またはアルミニウム合金膜部分は残存させる
ように、アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜をエ
ッチング除去して、アルミニウム電極またはアルミニウ
ム合金電極を形成する工程とを含むことを特徴とする。

【００１３】

【作用】上述したこの発明の発光ダイオードの製造方法
によれば、拡散源膜より供給される第２導電型の不純物
を第１導電型の化合物半導体基板中に選択的に拡散させ
て第２導電型の拡散領域を形成する。この場合、第１お
よび第２の方法では、拡散源膜より供給される不純物を
拡散マスクに設けられた拡散窓を通して選択的に基板中
へ拡散させる。第３の方法では、拡散源膜より供給され
る不純物を選択的に基板中へ拡散させるが、その際、拡
散マスクは用いない。

【００１４】そして、第１の方法では、拡散領域を形成
した後、拡散マスク上および拡散窓から露出する拡散領
域上に層間絶縁膜を形成し、電極配設予定領域は少なく
とも残存させるように層間絶縁膜をエッチング除去す
る。そして、アルミニウム電極またはアルミニウム合金
電極を電極配設予定領域に設ける。この場合、層間絶縁
膜はＳｉＮ膜、ＳｉＯ₂ 膜、ＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜、Ｚｎ
Ｏ膜およびＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜の中から選ばれた少
なくとも１種の膜から成っている。

【００１５】また、第２の方法では、拡散領域を形成し
た後、電極配設予定領域の拡散源膜部分は少なくとも残
存させるように、アニールキャップ膜および拡散源膜を
エッチング除去する。そして、アルミニウム電極または
アルミニウム合金電極を電極配設予定領域に設ける。

【００１６】また、第３の方法では、拡散領域を形成し
た後、拡散源膜の上側に拡散源膜を覆う層間絶縁膜を形
成し、電極配設予定領域は少なくとも残存させるよう
に、拡散領域の上側に設けられた拡散源膜から層間絶縁
膜までの各層をエッチング除去する。そして、アルミニ
ウム電極またはアルミニウム合金電極を電極配設予定領
域に設ける。この場合、層間絶縁膜はＳｉＮ膜、ＳｉＯ
₂ 膜、ＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜、ＺｎＯ膜およびＺｎＯ／Ｓ
ｉＯ₂ 混合膜の中から選ばれた少なくとも１種の膜から
成っている。

【００１７】この第１〜第３の発光ダイオードの製造方
法では、アルミニウム電極またはアルミニウム合金電極
を電極配設予定領域に設ける際、アルミニウム膜または
アルミニウム合金膜をエッチングする。アルミニウム膜
またはアルミニウム合金膜をエッチングする場合には、
熱りん酸を用いる。

【００１８】そして、第１の発光ダイオードの製造方法
では、熱りん酸に対して耐食性を有する層間絶縁膜上に
アルミニウム電極またはアルミニウム合金電極が設けら
れる。従って、アルミニウム膜またはアルミニウム膜を
エッチングする際に、層間絶縁膜にダメージが生じるこ
とはない。

【００１９】また、第２の方法でも熱りん酸に対して耐
食性を有する拡散源膜の上側にアルミニウム電極または
アルミニウム合金電極が設けられる。従って、アルミニ
ウム膜またはアルミニウム合金膜をエッチングする際
に、層間絶縁膜として機能する拡散源膜にダメージが生
じることはない。

【００２０】また、第３の方法でも熱りん酸に対して耐
食性を有する、拡散領域の上側に設けられた拡散源膜か
ら層間絶縁膜までの各層上にアルミニウム電極またはア
ルミニウム合金電極が設けられる。従って、アルミニウ
ム膜またはアルミニウム合金膜をエッチングする際に、
層間絶縁膜として機能する拡散源膜から層間絶縁膜まで
の各層にダメージが生じることはない。

【００２１】また、このような第１〜第３の製造方法で
製造した発光ダイオードでは、アルミニウム電極または
アルミニウム合金電極を形成する際に、層間絶縁膜にダ
メージが生じてない。従って、発光ダイオードの電気的
特性は良好である。

【００２２】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。これらの図面において、各構成成分は、この
発明が理解出来る程度に各構成成分の形状、大きさ、お
よび配置関係を概略的に示してあるにすぎない。また、
説明に用いる各図において、同様な構成成分については
同一の番号を付して示してある。また、以下の説明で述
べる、使用材料、形成方法および膜厚等の数値的条件
は、この発明の好適例にすぎない。従って、この発明が
これらの条件にのみ限定されるものではないことは理解
されたい。

【００２３】１．第１実施例図１（Ａ）〜（Ｃ）、図２（Ａ）〜（Ｃ）、図３は第１
実施例の発光ダイオードの製造工程中の主な工程でとり
得る構造体の様子を断面図（ただし切り口の図）によっ
て示した工程図である。なお、これら図にあっては、発
光ダイオードアレイを構成する発光ダイオードの一素子
分の製造工程を示してある。また、以下の説明において
発光ダイオードおよびその製造方法について併せて説明
する。

【００２４】発光ダイオードを製造する場合、先ず、第
１導電型（ここではｎ型）の化合物半導体基板１１上
に、不純物の拡散予定領域を露出する拡散窓１３ａを有
する拡散マスク１３を形成する（図１（Ａ））。

【００２５】最初に、この第１実施例では、例えば、ｎ
型のＧａＡｓ_1-x Ｐ_x （０≦ｘ≦０．４）エピタキシャ
ル基板（ｎ型の化合物半導体基板１１）上に、例えば、
２０００Åの厚さのＡｌＮ膜を形成する。

【００２６】その後、公知のリソグラフィー技術を用い
て、ＡｌＮ膜をパターニングして拡散窓１３ａを有する
拡散マスク１３とする。ＡｌＮ膜をパターニングする場
合、マスクとして所定の形状にパターニングされたレジ
スト膜を使用し、エッチングには熱りん酸を使用する。

【００２７】次に、第２導電型（ここではｐ型）の不純
物を化合物半導体基板１１中に拡散させて第２導電型の
拡散領域１５を形成する（図１（Ｂ））。

【００２８】最初に、この第１実施例では、拡散マスク
１３の上面、拡散窓１３ａに露出する拡散マスク１３の
側面および開口部１３ａから露出する基板１１の表面
（すなわち、拡散予定領域）を覆う様に、拡散源膜１
７、アニールキャップ膜１９を順次に形成する。拡散源
膜１７として、例えば、２００〜２０００Åの厚さのＺ
ｎＯおよびＳｉＯ₂ の混合膜（以下、ＺｎＯ／ＳｉＯ₂
混合膜と称する場合がある。）を用いる。ここでは、Ｚ
ｎが第２導電型を決定する不純物である。そして、この
ＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜はＺｎＯおよびＳｉＯ₂ の混合
物からなるターゲットのスパッタリングによって形成す
る。また、アニールキャップ膜１９として、例えば、２
００〜２０００Åの厚さのＡｌＮ膜を用いる。そして、
このＡｌＮ膜はスパッタリングによって形成する。な
お、拡散源膜１７としてＺｎＯ膜などを用いても良い。

【００２９】その後、この第１実施例では、例えば、窒
素雰囲気中で７００℃、１時間熱処理することにより、
ｎ型の化合物半導体基板１１中にＺｎを拡散させ、拡散
深さが１．０μｍ程度であり、Ｚｎ濃度が５×１０¹⁹〜
１×１０²⁰ｃｍ^-3程度のｐ型の拡散領域１３を形成す
る。この場合、熱処理する温度および時間により、所望
の拡散深さに設定することができる。

【００３０】次に、拡散マスク１３上および拡散窓１３
ａから露出する拡散領域１５上に層間絶縁膜２１を形成
する（図１（Ｃ）および図２（Ａ））。

【００３１】最初に、この第１実施例では、アニールキ
ャップ膜１９および拡散源膜１７を全面除去する（図１
（Ｃ））。ＡｌＮ膜からなるアニールキャップ膜１９お
よびＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜からなる拡散源膜１７の除
去には、それぞれ熱りん酸、ふっ酸（ＨＦ）系エッチャ
ントであるバッファードふっ酸を用いる。この第１実施
例で用いた拡散マスク１３であるＡｌＮ膜はＨＦ系エッ
チャントに対して耐食性を有する。このため、拡散源膜
１７を除去する際に拡散マスク１３にダメージは発生し
ない。

【００３２】その後、拡散マスク１３の上面、拡散窓１
３ａに露出する拡散マスク１３の側面および拡散窓１３
ａから露出する基板１１の表面（すなわち、拡散領域）
を覆う様に層間絶縁膜２１を形成する（図２（Ａ））。
層間絶縁膜２１として、例えば、１０００Åの厚さのＳ
ｉＮ膜を用いる。そして、このＳｉＮ膜はプラズマＣＶ
Ｄ法によって形成する。ＳｉＮ膜は後工程でのアルミニ
ウム膜またはアルミニウム合金膜をパターニングする際
に用いる熱りん酸に対して耐食性を有する。なお、層間
絶縁膜２１としてはＳｉＯ₂ 膜、ＰＳＧ膜（リン（Ｐ）
含有ＳｉＯ_２膜）、ＢＳＧ膜（ホウ素（Ｂ）含有ＳｉＯ
₂ 膜）、ＺｎＯ膜、ＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜などの熱り
ん酸に対して耐食性を有する膜を用いても良い。

【００３３】次に、拡散マスク１３の上面から拡散窓１
３ａ側の拡散マスク１３の側面を経て拡散領域１５の上
面に至る電極配設予定領域の層間絶縁膜部分は少なくと
も残存させるように層間絶縁膜２１をエッチング除去す
る（図２（Ｂ））。

【００３４】この第１実施例では、公知のリソグラフィ
ー技術を用いて、ＳｉＮ膜からなる層間絶縁膜２１をエ
ッチングする。その際、マスクとして所定の形状にパタ
ーニングされたレジスト膜を使用し、ＣＦ₄ ガスとＯ₂
ガスとの混合ガスを使用してドライエッチングする。さ
らに詳しく説明すると、拡散マスクの全表面、すなわち
拡散マスク１３の上面、および拡散窓１３ａに露出する
拡散マスク１３の側面の上に形成されている層間絶縁膜
部分を残存させるように層間絶縁膜２１をエッチング除
去する。エッチング済み層間絶縁膜２１ａが有する開口
部２１ｂからは、拡散領域１５が露出している。この場
合、拡散マスク１３は層間絶縁膜２１のエッチング後も
エッチング済み層間絶縁膜２１ａにより覆われいる。従
って、拡散マスク１３はアルミニウム膜またはアルミニ
ウム合金膜をパターニングする際に用いる熱りん酸から
完全に保護される。

【００３５】次に、エッチング済み層間絶縁膜２１ａ上
および開口部２１ｂから露出する拡散領域１５上にｐ側
電極膜２３を形成する（図２（Ｃ））。

【００３６】この第１実施例では、エッチング済み層間
絶縁膜２１ａの上面、開口部２１ｂに露出するエッチン
グ済み層間絶縁膜２１ａおよび開口部２１ｂから露出す
る基板１１の表面（すなわち、拡散領域）を覆う様にｐ
側電極膜２３を形成する（図２（Ｃ））。ｐ側電極膜２
３として、例えば、厚さ１μｍのアルミニウム膜を用い
る。そして、このアルミニウム膜は電子ビーム蒸着法に
よって形成する。なお、ｐ側電極膜２３としてアルミニ
ウム合金膜を用いても良い。

【００３７】次に、電極配設予定領域の、ｐ側電極膜部
分は残存させる様に、ｐ側電極膜２３をエッチング除去
して、ｐ側電極２３ａであるアルミニウム電極またはア
ルミニウム合金電極を形成する（図３）。

【００３８】この第１実施例では、公知のリソグラフィ
ー技術を用いて、アルミニウム膜からなるｐ側電極膜２
３をエッチングしてｐ側電極２３ａであるアルミニウム
電極を形成する。その際、マスクとして所定の形状にパ
ターニングされたレジスト膜を使用し、エッチングには
熱りん酸を使用する。さらに詳しく説明すると、エッチ
ング済み層間絶縁膜２１ａの上面から開口部２１ｂに露
出するエッチング済み層間絶縁膜２１ａを経て、開口部
２１ｂから露出する基板１１の表面（すなわち、拡散領
域）に至るアルミニウム膜部分は残存させる様に、アル
ミニウム膜をエッチング除去する。この場合、層間絶縁
膜２１として用いるＳｉＮ膜は熱りん酸に対して耐食性
を有する。従って、アルミニウム膜をエッチングする際
に、エッチング済み層間絶縁膜２１ａにダメージは発生
しない。

【００３９】その後、基板１１の裏面を研磨後にｎ側電
極２５である金（Ａｕ）合金電極を形成する（図３）。
このようにして、発光ダイオードアレイを製造した。

【００４０】以上のように、アルミニウム電極またはア
ルミニウム合金電極を電極配設予定領域に設ける際、ア
ルミニウム膜またはアルミニウム合金膜をエッチングす
る。アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜をエッチ
ングする場合には、熱りん酸を用いる。この場合、熱り
ん酸に対して耐食性を有する層間絶縁膜上にアルミニウ
ム電極またはアルミニウム合金電極が設けられる。従っ
て、アルミニウム膜またはアルミニウム合金膜をエッチ
ングする際に、層間絶縁膜にダメージが生じることがな
く、アルミニウム電極またはアルミニウム合金電極と拡
散領域以外の基板部分とがショートするのを防止するこ
とが出来る。

【００４１】また、このような製造方法で製造された発
光ダイオードでは、アルミニウム電極またはアルミニウ
ム合金電極を形成する際に、層間絶縁膜にダメージが生
じてない。従って、発光ダイオードの電気的特性は良好
である。また、配線以外の膜にもダメージが発生しない
ので外観も良好となる。

【００４２】２．第２実施例図４（Ａ）および（Ｂ）は第２実施例の発光ダイオード
の製造工程中の主な工程でとり得る構造体の様子を断面
図（ただし切り口の図）によって示した工程図である。
なお、これら図にあっては、発光ダイオードアレイを構
成する発光ダイオードの一素子分の製造工程を示してあ
る。また、以下の説明において発光ダイオードおよびそ
の製造方法について併せて説明する。

【００４３】発光ダイオードを製造する場合、先ず、第
１実施例の場合と同様に、拡散窓１３ａを有するＡｌＮ
膜から成る拡散マスク１３、ＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜か
ら成る拡散源膜１７、およびＡｌＮ膜から成るアニール
キャップ膜１９を形成する。そして、熱処理することに
より不純物としてＺｎを拡散源膜１７から第１導電型
（ここではｎ型）の化合物半導体基板１１であるＧａＡ
ｓ_1-x Ｐ_x （０≦ｘ≦０．４）エピタキシャル基板中に
拡散させて第２導電型（ここではｐ型）の拡散領域１５
を形成する（図１（Ａ）および（Ｂ）参照）。なお、後
工程でのアニールキャップ膜１９および拡散源膜１７の
エッチング後においても、拡散マスク１３はエッチング
済み拡散源膜１７ａにより覆われいる。このため、拡散
マスクとしてＨＦ系エッチャントに対して耐食性を有さ
ないＡｌ₂ Ｏ₃ 膜などを用いても良い。また、拡散源膜
１７として、ＺｎＯ膜を用いることも出来る。

【００４４】次に、拡散マスク１３の上面から拡散窓１
３ａ側の拡散マスク１３の側面を経て拡散領域１５の上
面に至る電極配設予定領域の拡散源膜部分は少なくとも
残存させるようにアニールキャップ膜１９および拡散源
膜１７をエッチング除去する（図４（Ａ））。

【００４５】この第２実施例では、公知のリソグラフィ
ー技術を用いて、ＡｌＮ膜からなるアニールキャップ膜
１９およびＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜からなる拡散源膜１
７をエッチングする。その際、マスクとして所定の形状
にパターニングされたレジスト膜を使用する。そして、
アニールキャップ膜１９のエッチングには熱りん酸を使
用し、拡散源膜１７のエッチングにはバッファードふっ
酸を使用する。さらに詳しく説明すると、拡散マスク１
３の全表面、すなわち拡散マスク１３の上面、および拡
散窓に露出する拡散マスク１３の側面の上に形成されて
いる拡散源膜部分を残存させるようにアニールキャップ
膜１９および拡散源膜１７をエッチング除去する。エッ
チング済み拡散源膜１７ａおよびエッチング済みキャッ
プ膜１９ａから成る開口部２７からは、拡散領域１５が
露出している。この場合、エッチング済みキャップ膜１
９ａは、エッチング済み拡散源膜１７ａの上面に残存し
ている。このように、拡散マスク１３はアニールキャッ
プ膜１９および拡散源膜１７のエッチング後もエッチン
グ済み拡散源膜１７ａにより覆われいる。この場合、拡
散源膜１７であるＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜はアルミニウ
ム膜またはアルミニウム合金膜をパターニングする際に
用いる熱りん酸に対して耐食性を有する。従って、拡散
マスク１３は熱りん酸から完全に保護される。

【００４６】次に、第１実施例の場合と同様に、エッチ
ング済み拡散源膜１７ａ上、エッチング済みキャップ膜
１９ａ上および開口部２７から露出する拡散領域１５上
にｐ側電極膜２３を形成する。この第２実施例では、エ
ッチング済みキャップ膜１９ａの上面、開口部２７に露
出するエッチング済み拡散源膜１７ａの側面および開口
部２７から露出する基板１１の表面（すなわち、拡散領
域）を覆う様にｐ側電極膜２３を形成する。この第２実
施例では、エッチング済み拡散源膜１７ａおよびエッチ
ング済みキャップ膜１９ａが層間絶縁膜として機能す
る。

【００４７】次に、第１実施例の場合と同様に、ｐ側電
極膜２３をエッチングすることによりｐ側電極２３ａを
形成し、その後、ｎ側電極２５を形成する（図４
（Ｂ））。このようにして、発光ダイオードアレイを製
造した。

【００４８】以上の様にして発光ダイオードを製造する
場合、第１実施例の場合と同様な効果を得ることが出来
る。

【００４９】３．第３実施例図５（Ａ）〜（Ｃ）、図６（Ａ）〜（Ｃ）は第３実施例
の発光ダイオードの製造工程中の主な工程でとり得る構
造体の様子を断面図（ただし切り口の図）によって示し
た工程図である。なお、これら図にあっては、発光ダイ
オードアレイを構成する発光ダイオードの一素子分の製
造工程を示してある。また、以下の説明において発光ダ
イオードおよびその製造方法について併せて説明する。

【００５０】発光ダイオードを製造する場合、先ず、第
１導電型（ここではｎ型）の化合物半導体基板１１上の
不純物の拡散予定領域に、第２導電型（ここではｐ型）
の不純物を含む拡散源膜１７を形成する（図５
（Ａ））。

【００５１】最初に、この第３実施例では、例えば、ｎ
型のＧａＡｓ_1-x Ｐ_x （０≦ｘ≦０．４）エピタキシャ
ル基板（ｎ型の化合物半導体基板１１）上に、例えば、
２００〜２０００Åの厚さのＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜を
形成する。

【００５２】その後、公知のリソグラフィー技術を用い
て、ＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜をパターニングして拡散予
定領域のＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜部分を残存させて拡散
源膜１７とする。ＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜をパターニン
グする場合、マスクとして所定の形状にパターニングさ
れたレジスト膜を使用し、エッチングにはバッファード
ふっ酸を使用する。なお、拡散源膜１７としてＺｎＯ膜
などを用いても良い。

【００５３】次に、拡散源膜１７を覆うようにアニール
キャップ膜１９を形成した後、熱処理により不純物を拡
散源膜から化合物半導体基板１１中に拡散させて第２導
電型（ここではｐ型）の拡散領域１５を形成する（図５
（Ｂ））。

【００５４】最初に、この第３実施例では、拡散源膜１
７の上面、拡散源膜１７の側面および基板１１の表面
（すなわち、拡散源膜が存在しない領域）を覆う様にア
ニールキャップ膜１９を形成する。アニールキャップ膜
１９として、例えば、２００〜２０００Åの厚さのＡｌ
Ｎ膜を用いる。なお、基板１１と熱膨張係数が近似して
いるという観点かＡｌ₂ Ｏ₃ 膜を用いるのこともでき
る。ＡｌＮ膜およびＡｌ₂Ｏ₃ の場合、Ｚｎの横方向へ
の異常拡散の一因と考えられるＧａのアニールキャップ
膜１９中への拡散（ｏｕｔ−ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）を抑
えることが出来る。

【００５５】その後、第１実施例の場合と同じ様に、熱
処理によりｎ型の化合物半導体基板１１中にＺｎを拡散
させ、ｐ型の拡散領域１３を形成する。

【００５６】次に、拡散源膜１７の上側に、拡散源膜１
７を覆う層間絶縁膜２１を形成する（図５（Ｃ））。

【００５７】最初に、この第３実施例では、アニールキ
ャップ膜１９を全面除去する。ＡｌＮ膜からなるアニー
ルキャップ膜１９の除去には、熱りん酸を用いる。アニ
ールキャップ膜１９は、必ずしも除去する必要はない。

【００５８】その後、拡散源膜１７の上面、拡散源膜１
７の側面および基板１１の表面（すなわち、拡散源膜が
存在しない領域）を覆う様に層間絶縁膜２１を形成す
る。層間絶縁膜２１として、第１実施例と同様に、例え
ば１０００Åの厚さのＳｉＮ膜を用いる。そして、この
ＳｉＮ膜はプラズマＣＶＤ法によって形成する。ＳｉＮ
膜は後工程でのアルミニウム膜またはアルミニウム合金
膜をパターニングする際に用いる熱りん酸に対して耐食
性を有する。なお、層間絶縁膜２１としてはＳｉＯ₂
膜、ＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜、ＺｎＯ膜、ＺｎＯ／ＳｉＯ₂
混合膜などの熱りん酸に対して耐食性を有する膜を用い
ても良い。

【００５９】次に、層間絶縁膜の上面から、層間絶縁膜
から拡散源膜に至る各層の側面を経て拡散領域１５の上
面に至る電極配設予定領域は少なくとも残存させるよう
に、拡散領域１５の上側に設けられた拡散源膜１７から
層間絶縁膜２１までの各層をエッチング除去する（図６
（Ａ））。

【００６０】この第３実施例では、公知のリソグラフィ
ー技術を用いて、ＳｉＮ膜からなる層間絶縁膜２１およ
びＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜からなる拡散源膜１７をエッ
チングする。その際、マスクとして所定の形状にパター
ニングされたレジスト膜を使用する。そして、層間絶縁
膜２１はＣＦ₄ ガスとＯ₂ ガスとの混合物を用いてドラ
イエッチングし、拡散源膜１７のエッチングにはバッフ
ァードふっ酸を使用する。さらに詳しく説明すると、エ
ッチング済み拡散源膜１７ａおよびエッチング済み層間
絶縁膜２１ａから成る開口部２９から拡散領域１５が露
出する様に、層間絶縁膜２１および拡散源膜１７がエッ
チングされる。そして、エッチング済み層間絶縁膜２１
ａの上面から、エッチング済み層間絶縁膜２１ａおよび
エッチング済み拡散源膜１７ａの各側面を経て拡散領域
１５の上面に至る領域が開口部２９の周囲に残存する。
また、開口部２９の大きさは拡散領域１５より小さい。
すなわち、ある一方向の断面を取って見たとき、開口部
２９の幅は拡散領域１５の幅より小さい。この場合、拡
散源膜１７であるＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜および層間絶
縁膜２１であるＳｉＮ膜はアルミニウム膜またはアルミ
ニウム合金膜をパターニングする際に用いる熱りん酸に
対して耐食性を有する。

【００６１】次に、第１実施例の場合と同様に、エッチ
ング済み層間絶縁膜２１ａ上から開口部２９に露出する
拡散領域１５上に至る領域にｐ側電極膜２３を形成す
る。この第２実施例では、エッチング済み層間絶縁膜２
１ａの上面、開口部２９に露出するエッチング済み層間
絶縁膜２１ａの側面、開口部２９に露出するエッチング
済み拡散源膜１７ａの側面および開口部２９から露出す
る基板１１の表面（すなわち、拡散領域）を覆う様にｐ
側電極膜２３を形成する。この第３実施例では、エッチ
ング済み拡散源膜１７ａおよびエッチング済み層間絶縁
膜２１ａが層間絶縁膜として機能する。

【００６２】次に、第１実施例の場合と同様に、ｐ側電
極膜２３をエッチングすることによりｐ側電極２３ａを
形成し、その後、ｎ側電極２５を形成する（図４
（Ｂ））。このようにして、発光ダイオードアレイを製
造した。

【００６３】以上の様にして発光ダイオードを製造する
場合、第１実施例の場合と同様な効果を得ることが出来
る。

【００６４】この発明は、上述した各実施例に限定され
るものではないことは明らかである。例えば、これらの
実施例では、基板としてＧａＡｓＰエピタキシャル基板
を用いているが、例えば、ＧａＡｌＡｓ基板、ＧａＰ基
板、ＧａＡｓＩｎＰ基板などを用いても良い。また、基
板としてｐ型基板を用いても良い。

【００６５】

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明の第１〜第３の発光ダイオードの製造方法によれ
ば、アルミニウム電極またはアルミニウム合金電極を電
極配設予定領域に設ける際、アルミニウム膜またはアル
ミニウム膜をエッチングする。アルミニウム膜またはア
ルミニウム膜をエッチングする場合には、熱りん酸を用
いる。

【００６６】そして、第１の発光ダイオードの製造方法
では、熱りん酸に対して耐食性を有する層間絶縁膜上に
アルミニウム電極またはアルミニウム合金電極が設けら
れる。従って、アルミニウム膜またはアルミニウム合金
膜をエッチングする際に、層間絶縁膜にダメージが生じ
ることがなく、アルミニウム電極またはアルミニウム合
金電極と拡散領域以外の基板部分とがショートするのを
防止することが出来る。

【００６７】また、第２の方法でも熱りん酸に対して耐
食性を有する拡散源膜の上側にアルミニウム電極または
アルミニウム合金電極が設けられる。従って、アルミニ
ウム膜またはアルミニウム膜をエッチングする際に、層
間絶縁膜として機能する拡散源膜にダメージが生じるこ
とがなく、第１の方法と同様に、アルミニウム電極また
はアルミニウム合金電極が拡散領域以外の基板部分とが
ショートするのを防止することが出来る。

【００６８】また、第３の方法でも熱りん酸に対して耐
食性を有する、拡散領域の上側に設けられた拡散源膜か
ら層間絶縁膜までの各層上にアルミニウム電極またはア
ルミニウム合金電極が設けられる。従って、アルミニウ
ム膜またはアルミニウム合金膜をエッチングする際に、
層間絶縁膜として機能する拡散源膜から層間絶縁膜まで
の各層にダメージが生じることがなく、第１の方法と同
様に、アルミニウム電極またはアルミニウム合金電極が
拡散領域以外の基板部分とショートするのを防止するこ
とが出来る。

【００６９】また、このような第１〜第３の製造方法で
製造した発光ダイオードでは、アルミニウム電極または
アルミニウム合金電極を形成する際に、層間絶縁膜にダ
メージが生じてない。従って、発光ダイオードの電気的
特性は良好である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施例の発光ダイオー
ドの製造工程図である。

【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１につづく第１実施例の
発光ダイオードの製造工程図である。

【図３】図２につづく第１実施例の発光ダイオードの製
造工程図である。

【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、第２実施例の発光ダイ
オードの製造工程図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、第３実施例の発光ダイオー
ドの製造工程図である。

【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、図５につづく第３実施例の
発光ダイオードの製造工程図である。

【符号の説明】

１１：化合物半導体基板１３：拡散マスク１３ａ：拡散窓１５：拡散領域１７：拡散源膜１７ａ：エッチング済み拡散源膜１９：アニールキャップ膜１９ａ：エッチング済みキャップ膜２１：層間絶縁膜２１ａ：エッチング済み層間絶縁膜２１ｂ，２７，２９：開口部２３：ｐ側電極膜２３ａ：ｐ側電極２５：ｎ側電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第２導電型の拡散領域を表面に具えた第
１導電型の化合物半導体基板と、前記化合物半導体基板の上側に設けられた層間絶縁膜
と、前記拡散領域と接触し、前記層間絶縁膜上に渡って配設
されたアルミニウム電極またはアルミニウム合金電極と
を具えた発光ダイオードアレイにおいて、前記層間絶縁膜がＳｉＮ膜、ＳｉＯ₂ 膜、ＰＳＧ膜、Ｂ
ＳＧ膜、ＺｎＯ膜およびＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜の中か
ら選ばれた少なくとも１種の膜から成ることを特徴とす
る発光ダイオード。
【請求項２】請求項１に記載の発光ダイオードにおい
て、前記化合物半導体基板上であって前記層間絶縁膜の
下側に設けられ、前記拡散領域を露出する拡散窓を有す
るＡｌＮ膜から成る拡散マスクを具えていることを特徴
とする発光ダイオード。
【請求項３】第１導電型の化合物半導体基板上に、不
純物の拡散予定領域を露出する拡散窓を有する拡散マス
クを形成する工程と、その後、第２導電型の不純物を前記化合物半導体基板中
に拡散させて第２導電型の拡散領域を形成する工程と、その後、前記拡散マスク上および前記拡散窓から露出す
る前記拡散領域上に、ＳｉＮ膜、ＳｉＯ₂ 膜、ＰＳＧ
膜、ＢＳＧ膜、ＺｎＯ膜およびＺｎＯ／ＳｉＯ₂混合膜
の中から選ばれた少なくとも１種の膜から成る層間絶縁
膜を形成する工程と、その後、前記拡散マスクの上面から前記拡散窓側の前記
拡散マスクの側面を経て前記拡散領域の上面に至る電極
配設予定領域の層間絶縁膜部分は少なくとも残存させる
ように、前記層間絶縁膜をエッチング除去する工程と、その後、残存した前記層間絶縁膜部分上および前記拡散
領域上にアルミニウム膜またはアルミニウム合金膜を形
成する工程と、その後、前記電極配設予定領域の、アルミニウム膜部分
またはアルミニウム合金膜部分は残存させるように、ア
ルミニウム膜またはアルミニウム合金膜をエッチング除
去して、アルミニウム電極またはアルミニウム合金電極
を形成する工程とを含むことを特徴とする発光ダイオー
ドの製造方法。
【請求項４】請求項３に記載の発光ダイオードの製造
方法において、前記拡散マスクをＡｌＮ膜としたことを
特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項５】第１導電型の化合物半導体基板上に、不
純物の拡散予定領域を露出する拡散窓を有する拡散マス
クを形成する工程と、その後、前記拡散予定領域に、ＺｎＯ膜またはＺｎＯ／
ＳｉＯ₂ 混合膜から成る拡散源膜、およびアニールキャ
ップ膜を順次に形成した後、熱処理によりＺｎを前記拡
散源膜から前記化合物半導体基板中に拡散させて第２導
電型の拡散領域を形成する工程と、その後、前記拡散マスクの上面から前記拡散窓側の前記
拡散マスクの側面を経て前記拡散領域の上面に至る電極
配設予定領域の拡散源膜部分は少なくとも残存させるよ
うに、前記アニールキャップ膜および前記拡散源膜をエ
ッチング除去する工程と、その後、残存した拡散源膜部分上、残存したアニールキ
ャップ膜部分上および拡散領域上にアルミニウム膜また
はアルミニウム合金膜を形成する工程と、その後、前記電極配設予定領域の、アルミニウム膜部分
またはアルミニウム合金膜部分は残存させるように、ア
ルミニウム膜またはアルミニウム合金膜をエッチング除
去して、アルミニウム電極またはアルミニウム合金電極
を形成する工程とを含むことを特徴とする発光ダイオー
ドの製造方法。
【請求項６】第１導電型の化合物半導体基板上の不純
物の拡散予定領域に、第２導電型の不純物を含む拡散源
膜を形成する工程と、その後、前記拡散源膜を覆うようにアニールキャップ膜
を形成した後、熱処理により前記不純物を前記拡散源膜
から前記化合物半導体基板中に拡散させて第２導電型の
拡散領域を形成する工程と、その後、前記拡散源膜の上側に、前記拡散源膜を覆うＳ
ｉＮ膜、ＳｉＯ₂ 膜、ＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜、ＺｎＯ膜お
よびＺｎＯ／ＳｉＯ₂ 混合膜の中から選ばれた少なくと
も１種の膜から成る層間絶縁膜を形成する工程と、その後、前記層間絶縁膜の上面から、前記層間絶縁膜か
ら前記拡散源膜までの各層の側面を経て前記拡散領域の
上面に至る電極配設予定領域は少なくとも残存させるよ
うに、前記拡散領域の上側に設けられた前記拡散源膜か
ら前記層間絶縁膜までの各層をエッチング除去する工程
と、その後、残存した前記層間絶縁膜部分上から前記拡散領
域上に至る領域にアルミニウム膜またはアルミニウム合
金膜を形成する工程と、その後、前記電極配設予定領域の、アルミニウム膜部分
またはアルミニウム合金膜部分は残存させるように、ア
ルミニウム膜またはアルミニウム合金膜をエッチング除
去して、アルミニウム電極またはアルミニウム合金電極
を形成する工程とを含むことを特徴とする発光ダイオー
ドの製造方法。