JPH09129930A - 化合物半導体を用いた青色発光素子の製造方法 - Google Patents
化合物半導体を用いた青色発光素子の製造方法Info
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- JPH09129930A JPH09129930A JP23068896A JP23068896A JPH09129930A JP H09129930 A JPH09129930 A JP H09129930A JP 23068896 A JP23068896 A JP 23068896A JP 23068896 A JP23068896 A JP 23068896A JP H09129930 A JPH09129930 A JP H09129930A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 操作が容易で適用範囲の広い窒化ガリウム系
化合物半導体のドライエッチング方法を提供する。 【解決手段】 三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）と塩素（Ｃｌ
2 ）を含むエッチングガスを使用した平行平板型プラズ
マエッチングによりｐ−Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-yＮおよ
びｎ−Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ層を選択的にエッチン
グし、青色発光ダイオードを製造する方法である。
化合物半導体のドライエッチング方法を提供する。 【解決手段】 三塩化ホウ素（ＢＣｌ3 ）と塩素（Ｃｌ
2 ）を含むエッチングガスを使用した平行平板型プラズ
マエッチングによりｐ−Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-yＮおよ
びｎ−Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ層を選択的にエッチン
グし、青色発光ダイオードを製造する方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒化ガリウム系II
I-Ｖ族間（GaN-based III −Ｖ compound semiconduct
or）化合物半導体を用いた青色発光素子の製造方法に関
し、特に、窒化ガリウム系III-Ｖ族間化合物半導体のド
ライエッチング技術に関するものである。
I-Ｖ族間（GaN-based III −Ｖ compound semiconduct
or）化合物半導体を用いた青色発光素子の製造方法に関
し、特に、窒化ガリウム系III-Ｖ族間化合物半導体のド
ライエッチング技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＧａＮ、Ｉｎx Ｇａ1-x Ｎ、Ｇａ
x Ａｌ1-x Ｎといった、窒化ガリウム系化合物半導体
が、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）や青色レーザーダイ
オード（ＬＤ）の材料として、注目されている。この化
合物半導体を使うことによって、これまで十分高い発光
強度を得ることが困難であった青色光を発するＬＥＤや
ＬＤを得ることが可能となってきた。
x Ａｌ1-x Ｎといった、窒化ガリウム系化合物半導体
が、青色発光ダイオード（ＬＥＤ）や青色レーザーダイ
オード（ＬＤ）の材料として、注目されている。この化
合物半導体を使うことによって、これまで十分高い発光
強度を得ることが困難であった青色光を発するＬＥＤや
ＬＤを得ることが可能となってきた。
【０００３】窒化ガリウム系化合物半導体を使った青色
発光素子としては、例えば、特開平５−６３２６６に記
載されているようなものがあった。図１６に、このよう
な従来のＬＥＤの構造を示す。すなわち、青色発光素子
２は、サファイヤ基板１００の上にバッファ層２０１を
介して積層されたｎ型ＧａＮ半導体層２０２、ｐ型Ｇａ
Ｎ半導体層２０３からなっている。これらｎ型ＧａＮ半
導体層２０２、ｐ型ＧａＮ半導体層２０３間の空乏層
に、キャリアを注入することによって発光を行うことが
できる。このような青色発光素子を製造するには、先ず
サファイヤ基板１００を用意し、その上にＭＯ−ＣＶＤ
法等を用いて窒化ガリウムからなる各半導体層２０１，
２０２，２０３を積層していく。その後、その積層基板
をＣＶＤの反応室から取り出して、窒化ガリウム半導体
の積層体に必要なエッチングを施す。最後に、その積層
基板を、適当な大きさに切り分けて個々のチップを分離
する。
発光素子としては、例えば、特開平５−６３２６６に記
載されているようなものがあった。図１６に、このよう
な従来のＬＥＤの構造を示す。すなわち、青色発光素子
２は、サファイヤ基板１００の上にバッファ層２０１を
介して積層されたｎ型ＧａＮ半導体層２０２、ｐ型Ｇａ
Ｎ半導体層２０３からなっている。これらｎ型ＧａＮ半
導体層２０２、ｐ型ＧａＮ半導体層２０３間の空乏層
に、キャリアを注入することによって発光を行うことが
できる。このような青色発光素子を製造するには、先ず
サファイヤ基板１００を用意し、その上にＭＯ−ＣＶＤ
法等を用いて窒化ガリウムからなる各半導体層２０１，
２０２，２０３を積層していく。その後、その積層基板
をＣＶＤの反応室から取り出して、窒化ガリウム半導体
の積層体に必要なエッチングを施す。最後に、その積層
基板を、適当な大きさに切り分けて個々のチップを分離
する。
【０００４】窒化ガリウム系半導体は、化学的に非常に
安定で、塩酸、硫酸、フッ化水素酸等の酸やそれらの混
合液には溶解せず、現状ではウェットエッチングは不可
能である。従って、ドライエッチングを用いなければな
らない。その様なドライエッチングとしては、特開平１
−２７８０２５号又は特開平１−２７８０２６号に記載
されている方法がある。これらの公報においては、四塩
化炭素（ＣＣｌ4 ）又は２フッ化２塩化炭素（ＣＣｌ2
Ｆ2 ）ガスによるドライエッチングが提案されている。
安定で、塩酸、硫酸、フッ化水素酸等の酸やそれらの混
合液には溶解せず、現状ではウェットエッチングは不可
能である。従って、ドライエッチングを用いなければな
らない。その様なドライエッチングとしては、特開平１
−２７８０２５号又は特開平１−２７８０２６号に記載
されている方法がある。これらの公報においては、四塩
化炭素（ＣＣｌ4 ）又は２フッ化２塩化炭素（ＣＣｌ2
Ｆ2 ）ガスによるドライエッチングが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２フッ
化２塩化炭素（ＣＣｌ2 Ｆ2 ）は、フロンガス規制の対
象となっており、排ガスの処理等の取り扱いが難しく、
特別な配慮を行う必要がある。一方、四塩化炭素（ＣＣ
ｌ4 ）を用いた方法では、その様な問題はないが、２フ
ッ化２塩化炭素（ＣＣｌ2 Ｆ2 ）を用いた方法に比較し
て、エッチング速度が非常に遅く生産性があがらないと
いう他の問題がある。更に、常温では液体のため圧力や
流量を一定に維持することが困難で取扱が厄介だという
問題もある。
化２塩化炭素（ＣＣｌ2 Ｆ2 ）は、フロンガス規制の対
象となっており、排ガスの処理等の取り扱いが難しく、
特別な配慮を行う必要がある。一方、四塩化炭素（ＣＣ
ｌ4 ）を用いた方法では、その様な問題はないが、２フ
ッ化２塩化炭素（ＣＣｌ2 Ｆ2 ）を用いた方法に比較し
て、エッチング速度が非常に遅く生産性があがらないと
いう他の問題がある。更に、常温では液体のため圧力や
流量を一定に維持することが困難で取扱が厄介だという
問題もある。
【０００６】従って、本発明の目的は、操作が容易で適
用範囲の広い窒化ガリウム系化合物半導体のドライエッ
チング方法を提供することである。
用範囲の広い窒化ガリウム系化合物半導体のドライエッ
チング方法を提供することである。
【０００７】本発明の他の目的は、上記窒化ガリウム系
化合物半導体のドライエッチング方法を用いて、製造歩
留りが高く、高品質な窒化ガリウム系青色発光素子を得
ることが可能な製造方法を提供することである。
化合物半導体のドライエッチング方法を用いて、製造歩
留りが高く、高品質な窒化ガリウム系青色発光素子を得
ることが可能な製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する為
に、本発明によるドライエッチングは、三塩化ホウ素
（ＢＣｌ3 ）と塩素（Ｃｌ2 ）を含むエッチングガスを
使用する。
に、本発明によるドライエッチングは、三塩化ホウ素
（ＢＣｌ3 ）と塩素（Ｃｌ2 ）を含むエッチングガスを
使用する。
【０００９】又、本発明による青色発光素子の製造方法
は、第１の導電型を持つ第１の窒化ガリウム系半導体層
と、実質的に真性（intrinsic ）な窒化ガリウム系半導
体活性層と、前記第１の導電型とは反対の第２の導電型
を持つ第２の窒化ガリウム系半導体層からなる積層体を
形成する工程と、三塩化ホウ素と塩素とからなるエッチ
ングガスによってこの積層体を所定の深さまでドライエ
ッチングを行なう工程とを少なくとも有する。“実質的
に真性”とは故意には不純物を添加（dope）していない
という意である。
は、第１の導電型を持つ第１の窒化ガリウム系半導体層
と、実質的に真性（intrinsic ）な窒化ガリウム系半導
体活性層と、前記第１の導電型とは反対の第２の導電型
を持つ第２の窒化ガリウム系半導体層からなる積層体を
形成する工程と、三塩化ホウ素と塩素とからなるエッチ
ングガスによってこの積層体を所定の深さまでドライエ
ッチングを行なう工程とを少なくとも有する。“実質的
に真性”とは故意には不純物を添加（dope）していない
という意である。
【００１０】以上のような構成により、本発明によれ
ば、フロンガス規制の対象となるようなエッチングガス
を使うことなく、広い範囲の半導体に適用可能なドライ
エッチングが実現する。
ば、フロンガス規制の対象となるようなエッチングガス
を使うことなく、広い範囲の半導体に適用可能なドライ
エッチングが実現する。
【００１１】また以上のような構成により、高品質の青
色発光ダイオード等を簡単かつ高歩留りで製造できる。
色発光ダイオード等を簡単かつ高歩留りで製造できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面を用いながら説明する。
て、図面を用いながら説明する。
【００１３】図１を参照して、本発明による窒化ガリウ
ム系半導体のエッチング方法を説明する。図１は、本発
明によるドライエッチングを行なうことのできる平行平
板型プラズマエッチング装置の概略図である。このプラ
ズマエッチング装置１０は、真空チャンバ１１、第１の
反応ガス導入管１２、第２の反応ガス導入管１３、排気
管１４、第１の電極１５、第２の電極１６、第２の電極
１６上に載置された石英板１７とからなっている。石英
板１７は第２の電極１６からエッチング用試料を絶縁す
ると共に第２の電極１６からの金属のコンタミネーショ
ンを防止するための電極カバーの役割を果たしている。
図１においてエッチング用試料、すなわち窒化ガリウム
系半導体の積層体をその表面に形成したサファイヤ基板
１００を、石英板１７上に載置した後、真空チャンバ１
１内を１×１０-2Ｐａ程度迄、排気する。そして、第１
の反応ガス導入管１２から三塩化ホウ素ＢＣｌ3 を５０
ｓｃｃｍで、第２の反応ガス導入管１３から塩素Ｃｌ2
を５ｓｃｃｍで導入すると共に、第１の電極１５と第２
の電極１６間に、 13.56MHz の高周波（ＲＦ）電力が供
給される。すると、真空チャンバ１１内に反応ガスのプ
ラズマが生成され、窒化ガリウム系半導体の積層体のド
ライエッチングを行なうことができる。ドライエッチン
グ中、反応圧力は１Ｐａで、基板温度は５℃に保たれ
る。反応圧力の調整は排気管１４と真空ポンプの間に接
続されたバタフライバルブ等のコンダクタンス調整バル
ブにより調整すればよい。基板温度を５℃に保つのは、
後述するように、選択エッチングに用いるマスク材のレ
ジストの耐性を保つためと、高温によるレジストの変質
を防止し、剥離が困難になるドライブを防ぐためであ
る。
ム系半導体のエッチング方法を説明する。図１は、本発
明によるドライエッチングを行なうことのできる平行平
板型プラズマエッチング装置の概略図である。このプラ
ズマエッチング装置１０は、真空チャンバ１１、第１の
反応ガス導入管１２、第２の反応ガス導入管１３、排気
管１４、第１の電極１５、第２の電極１６、第２の電極
１６上に載置された石英板１７とからなっている。石英
板１７は第２の電極１６からエッチング用試料を絶縁す
ると共に第２の電極１６からの金属のコンタミネーショ
ンを防止するための電極カバーの役割を果たしている。
図１においてエッチング用試料、すなわち窒化ガリウム
系半導体の積層体をその表面に形成したサファイヤ基板
１００を、石英板１７上に載置した後、真空チャンバ１
１内を１×１０-2Ｐａ程度迄、排気する。そして、第１
の反応ガス導入管１２から三塩化ホウ素ＢＣｌ3 を５０
ｓｃｃｍで、第２の反応ガス導入管１３から塩素Ｃｌ2
を５ｓｃｃｍで導入すると共に、第１の電極１５と第２
の電極１６間に、 13.56MHz の高周波（ＲＦ）電力が供
給される。すると、真空チャンバ１１内に反応ガスのプ
ラズマが生成され、窒化ガリウム系半導体の積層体のド
ライエッチングを行なうことができる。ドライエッチン
グ中、反応圧力は１Ｐａで、基板温度は５℃に保たれ
る。反応圧力の調整は排気管１４と真空ポンプの間に接
続されたバタフライバルブ等のコンダクタンス調整バル
ブにより調整すればよい。基板温度を５℃に保つのは、
後述するように、選択エッチングに用いるマスク材のレ
ジストの耐性を保つためと、高温によるレジストの変質
を防止し、剥離が困難になるドライブを防ぐためであ
る。
【００１４】まず、第１の反応ガス導入管１２から供給
されるＢＣｌ3 と、第２の反応ガス導入管１３から供給
されるＣｌ2 との流量比を色々変えて、エッチングレー
トがどのように変化するかを説明する。窒化ガリウム系
ｎ型半導体の場合は、ＢＣｌ3 のみでもある程度のエッ
チング効果は期待できる。しかし、その他の窒化ガリウ
ム系半導体、特に窒化ガリウム系ｐ型半導体をエッチン
グするには、これら２つのエッチングガスが不可欠であ
る。エッチング圧力１Ｐａ，ＲＦ出力１２０Ｗにおい
て、ＢＣｌ3 とＣｌ2 との流量比を色々変えた場合の窒
化ガリウム系ｐ型半導体の、エッチングレートがどのよ
うに変化するかを調べた結果を図２に示す。図２から明
らかなように、Ｃｌ2 /(Ｃｌ2 ＋ＢＣｌ3 ）が０．０２
から０．８の時にのみ、高いエッチングレートが得ら
れ、ドライエッチングの効果が現れることが分かる。よ
り詳細に説明すると、反応ガスにＣｌ2 が１％以上含ま
れていれば、期待するドライエッチングの効果が現われ
ることが分かる。これは、窒化ガリウム系ｐ型半導体を
エッチングするには、Ｃｌ2 の反応性とＢＣｌ3 のスパ
ッタの効果が、相乗的に現れる必要があるためと思われ
る。
されるＢＣｌ3 と、第２の反応ガス導入管１３から供給
されるＣｌ2 との流量比を色々変えて、エッチングレー
トがどのように変化するかを説明する。窒化ガリウム系
ｎ型半導体の場合は、ＢＣｌ3 のみでもある程度のエッ
チング効果は期待できる。しかし、その他の窒化ガリウ
ム系半導体、特に窒化ガリウム系ｐ型半導体をエッチン
グするには、これら２つのエッチングガスが不可欠であ
る。エッチング圧力１Ｐａ，ＲＦ出力１２０Ｗにおい
て、ＢＣｌ3 とＣｌ2 との流量比を色々変えた場合の窒
化ガリウム系ｐ型半導体の、エッチングレートがどのよ
うに変化するかを調べた結果を図２に示す。図２から明
らかなように、Ｃｌ2 /(Ｃｌ2 ＋ＢＣｌ3 ）が０．０２
から０．８の時にのみ、高いエッチングレートが得ら
れ、ドライエッチングの効果が現れることが分かる。よ
り詳細に説明すると、反応ガスにＣｌ2 が１％以上含ま
れていれば、期待するドライエッチングの効果が現われ
ることが分かる。これは、窒化ガリウム系ｐ型半導体を
エッチングするには、Ｃｌ2 の反応性とＢＣｌ3 のスパ
ッタの効果が、相乗的に現れる必要があるためと思われ
る。
【００１５】図３はＲＦ出力１２０Ｗ、エッチング圧力
５Ｐａにおいて、Ｃｌ2 の流量を５ｓｃｃｍ一定とした
場合の窒化ガリウム系ｐ型半導体のエッチングレートの
ＢＣｌ3 の流量依存性を示す図で、ＢＣｌ3 が１０ｓｃ
ｃｍ以上でほぼ一定のエッチングレートが得られること
がわかる。図４はＲＦ出力１２０Ｗ、エッチング圧力５
Ｐａにおいて、ＢＣｌ3 の流量を５ｓｃｃｍ一定とした
場合の窒化ガリウム系ｐ型半導体のエッチングレートの
Ｃｌ2 流量依存性を示す図で、Ｃｌ2 ５ｓｃｃｍ付近で
最大値に達した後、除去にエッチングレートは低下して
いることがわかる。図５は窒化ガリウム系ｐ型半導体の
エッチングレートの真空チャンバー１１内の圧力依存
性、すなわちエッチング圧力依存性を、ＲＦ出力１２０
Ｗ、ＢＣｌ3 流量５ｓｃｃｍ，Ｃｌ2 流量５ｓｃｃｍに
おいて測定した結果で、エッチング圧力１Ｐａでほぼ最
大のエッチングレートとなり、さらに圧力を高くすると
エッチングレートは徐々に低下することがわかる。図６
はエッチング圧力５Ｐａ，ＢＣｌ3 流量５ｓｃｃｍ，Ｃ
ｌ2 流量５ｓｃｃｍにおける窒化ガリウム系ｐ型半導体
のエッチングレートの第１の電極１５と第２の電極１６
の間に印加するＲＦ電力依存性、すなわち、ＲＦ出力依
存性を示す図である。エッチングレートはほぼＲＦ出力
に比例して増大していることがわかる。図２〜６に示し
た条件のうち、エッチングレートの高い条件ではｐ型Ｇ
ａＮ，ｎ型ＧａＮ，ｐ型Ｉｎx Ｇａ1-xＮ，ｎ型Ｉｎx
Ｇａ1-x Ｎ，ｐ型Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ，ｎ型Ｉｎ
x ＡｌyＧａ1-x-y ＮおよびＳｉＯ2 のエッチングレー
トはほぼ同程度のエッチングレートである。
５Ｐａにおいて、Ｃｌ2 の流量を５ｓｃｃｍ一定とした
場合の窒化ガリウム系ｐ型半導体のエッチングレートの
ＢＣｌ3 の流量依存性を示す図で、ＢＣｌ3 が１０ｓｃ
ｃｍ以上でほぼ一定のエッチングレートが得られること
がわかる。図４はＲＦ出力１２０Ｗ、エッチング圧力５
Ｐａにおいて、ＢＣｌ3 の流量を５ｓｃｃｍ一定とした
場合の窒化ガリウム系ｐ型半導体のエッチングレートの
Ｃｌ2 流量依存性を示す図で、Ｃｌ2 ５ｓｃｃｍ付近で
最大値に達した後、除去にエッチングレートは低下して
いることがわかる。図５は窒化ガリウム系ｐ型半導体の
エッチングレートの真空チャンバー１１内の圧力依存
性、すなわちエッチング圧力依存性を、ＲＦ出力１２０
Ｗ、ＢＣｌ3 流量５ｓｃｃｍ，Ｃｌ2 流量５ｓｃｃｍに
おいて測定した結果で、エッチング圧力１Ｐａでほぼ最
大のエッチングレートとなり、さらに圧力を高くすると
エッチングレートは徐々に低下することがわかる。図６
はエッチング圧力５Ｐａ，ＢＣｌ3 流量５ｓｃｃｍ，Ｃ
ｌ2 流量５ｓｃｃｍにおける窒化ガリウム系ｐ型半導体
のエッチングレートの第１の電極１５と第２の電極１６
の間に印加するＲＦ電力依存性、すなわち、ＲＦ出力依
存性を示す図である。エッチングレートはほぼＲＦ出力
に比例して増大していることがわかる。図２〜６に示し
た条件のうち、エッチングレートの高い条件ではｐ型Ｇ
ａＮ，ｎ型ＧａＮ，ｐ型Ｉｎx Ｇａ1-xＮ，ｎ型Ｉｎx
Ｇａ1-x Ｎ，ｐ型Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ，ｎ型Ｉｎ
x ＡｌyＧａ1-x-y ＮおよびＳｉＯ2 のエッチングレー
トはほぼ同程度のエッチングレートである。
【００１６】以上説明したように、ＢＣｌ3 とＣｌ2 と
を用いたプラズマエッチングによれば、フロンガス規制
の対象となるようなエッチングガスを使うことなく、広
い範囲の半導体、特にＧａＮ系の化合物半導体に適用可
能なドライエッチングが実現する。又、エッチング速度
も、十分大きく、生産効率も高くなる。これらのことか
ら、本発明では、ＢＣｌ3 流量５０ｓｃｃｍ，Ｃｌ2 流
量５ｓｃｃｍ，エッチング圧力１Ｐａ，ＲＦ出力１２０
Ｗを最適な窒化ガリウム系半導体のエッチング条件とし
て選定した。この条件によるプラズマエッチングはアン
ダーカットも少なく、ほぼ垂直の側壁を有したＵ溝を形
成することが可能で、しかもエッチング時の半導体基板
に与えるダメージも少ない。
を用いたプラズマエッチングによれば、フロンガス規制
の対象となるようなエッチングガスを使うことなく、広
い範囲の半導体、特にＧａＮ系の化合物半導体に適用可
能なドライエッチングが実現する。又、エッチング速度
も、十分大きく、生産効率も高くなる。これらのことか
ら、本発明では、ＢＣｌ3 流量５０ｓｃｃｍ，Ｃｌ2 流
量５ｓｃｃｍ，エッチング圧力１Ｐａ，ＲＦ出力１２０
Ｗを最適な窒化ガリウム系半導体のエッチング条件とし
て選定した。この条件によるプラズマエッチングはアン
ダーカットも少なく、ほぼ垂直の側壁を有したＵ溝を形
成することが可能で、しかもエッチング時の半導体基板
に与えるダメージも少ない。
【００１７】次に図７，図８および図９〜１３を参照し
て、上記のドライエッチングを用いた本発明による窒化
ガリウム系化合物半導体青色発光ダイオードの製造方法
を説明する。図７は本発明の製造方法による窒化ガリウ
ム系化合物半導体青色発光ダイオード１の組立工程直前
の断面図である。図７に示すようにサファイヤ基板１０
０の上に、窒化ガリウム系ｎ型半導体バッファ層１０
１、窒化ガリウム系ｎ型半導体コンタクト層１０２が形
成され、その上に、窒化ガリウム系ｎ型半導体クラッド
層１０３、窒化ガリウム系半導体活性層１０４、窒化ガ
リウム系ｐ型半導体クラッド層１０５、窒化ガリウム系
ｐ型半導体コンタクト層１０６及び窒化ガリウム系ｎ型
半導体コンタクト層１０２に接続したｎ側電極１０８と
窒化ガリウム系ｐ型半導体クラッド層１０５に接続した
ｐ側電極１０７が形成されている。ｎ側電極１０７はｐ
型半導体コンタクト層１０６の表面からｐ型半導体クラ
ッド層１０５，活性層１０４，ｎ型半導体クラッド層１
０３を貫通して設けられた溝部の底部にｎ型半導体コン
タクト層１０２を露出させ、ｎ型半導体コンタクト層１
０２とオーミック接触するように形成されている。より
具体的には各層１０１〜１０６に用いる窒化ガリウム系
半導体として、Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ化合物半導体
を用いている。これは、その組成（mole fraction ）
ｘ，ｙを調整することで、広範囲の青色発光を実現する
ことができるからである。ここで、組成ｘ，ｙは、0 ≦
x ≦ 1、0 ≦ y ≦ 1 と、x + y ≦ 1 を満たして
いる。
て、上記のドライエッチングを用いた本発明による窒化
ガリウム系化合物半導体青色発光ダイオードの製造方法
を説明する。図７は本発明の製造方法による窒化ガリウ
ム系化合物半導体青色発光ダイオード１の組立工程直前
の断面図である。図７に示すようにサファイヤ基板１０
０の上に、窒化ガリウム系ｎ型半導体バッファ層１０
１、窒化ガリウム系ｎ型半導体コンタクト層１０２が形
成され、その上に、窒化ガリウム系ｎ型半導体クラッド
層１０３、窒化ガリウム系半導体活性層１０４、窒化ガ
リウム系ｐ型半導体クラッド層１０５、窒化ガリウム系
ｐ型半導体コンタクト層１０６及び窒化ガリウム系ｎ型
半導体コンタクト層１０２に接続したｎ側電極１０８と
窒化ガリウム系ｐ型半導体クラッド層１０５に接続した
ｐ側電極１０７が形成されている。ｎ側電極１０７はｐ
型半導体コンタクト層１０６の表面からｐ型半導体クラ
ッド層１０５，活性層１０４，ｎ型半導体クラッド層１
０３を貫通して設けられた溝部の底部にｎ型半導体コン
タクト層１０２を露出させ、ｎ型半導体コンタクト層１
０２とオーミック接触するように形成されている。より
具体的には各層１０１〜１０６に用いる窒化ガリウム系
半導体として、Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ化合物半導体
を用いている。これは、その組成（mole fraction ）
ｘ，ｙを調整することで、広範囲の青色発光を実現する
ことができるからである。ここで、組成ｘ，ｙは、0 ≦
x ≦ 1、0 ≦ y ≦ 1 と、x + y ≦ 1 を満たして
いる。
【００１８】窒化ガリウム系ｎ型半導体バッファ層１０
１は、窒化ガリウム系半導体コンタクト層１０２と、サ
ファイヤ基板１００との格子間の不整合を緩和するもの
である。Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎの各組成値は、例え
ば、0 ≦ x ≦ 1、0 ≦ y≦ 1 好ましくは、0 ≦ x
≦ 0.5、0 ≦ y ≦ 0.5 に選ばれる。窒化ガリウム系
ｎ型半導体コンタクト層１０２は、ｎ側電極１０８に対
して良好なオーミック接触を得るためのものである。Ｉ
ｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎの各組成値は、窒化ガリウム系
ｎ型半導体コンタクト層１０２の場合、例えば、0 ≦ x
≦ 1、0 ≦y ≦ 1 好ましくは、0 ≦ x ≦ 0.3、0
≦ y ≦ 0.3 に選ばれる。やはり、ｎ型とするため
に、シリコン（Ｓｉ）やセレン（Ｓｅ）といった不純物
が添加されているが、その不純物濃度は、6 x 1018cm-3
である。窒化ガリウム系ｎ型半導体クラッド層１０３
は、発光領域を形成するｐｉｎ接合のｎ側を構成する。
ｎ型半導体クラッド層１０３に用いるＩｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎの各組成値は、発光させたい波長によって適宜
調整されるが、例えば、0 ≦ x ≦ 1、0 ≦ y ≦1好
ましくは、0 ≦ x ≦ 0.3、0.1 ≦ y ≦ 1 に選ばれ
る。又、やはり、ｎ型とするために、ＳｉやＳｅといっ
た不純物が添加されているが、その不純物濃度は、3 x
1018cm-3である。窒化ガリウム系半導体活性層１０４
は、発光領域の中心となる領域を形成する層で故意には
不純物をドープしていない層、すなわち実質的に真性半
導体の層である。活性層１０４に用いるＩｎx Ａｌy Ｇ
ａ1-x-yＮの各組成値は、発光させたい波長によって適
宜調整されるが、例えば、0 ≦ x≦ 1、0 ≦ y ≦ 1
好ましくは、0 ≦ x ≦ 0.6、0 ≦ y ≦ 0.5 に選ば
れる。窒化ガリウム系ｐ型半導体クラッド層１０５は、
発光領域を形成するｐｉｎ接合のｐ側を構成する。ｐ型
半導体クラッド層１０５に用いるＩｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎの各組成値は、窒化ガリウム系ｎ型半導体クラ
ッド層１０３及び窒化ガリウム系半導体活性層１０４と
の関係で、発光させたい波長によって適宜調整される
が、例えば、0 ≦ x ≦ 1、0 ≦ y ≦ 1 好ましく
は、0 ≦ x ≦ 0.3、0.1 ≦ y ≦ 1.0 に選ばれる。
又、ｐ型とするために、マグネシューム（Ｍｇ）、ベリ
リューム（Ｂｅ）、亜鉛（Ｚｎ）といった不純物が添加
されている。不純物濃度は、3 x 1018cm-3である。窒化
ガリウム系ｐ型半導体コンタクト層１０６は、ｐ側電極
１０７へのコンタクト面を設けるためのものである。ｐ
型半導体コンタクト層１０６に用いるＩｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎの各組成値は、例えば、0 ≦ x ≦ 1、0 ≦ y
≦ 1 好ましくは、0 ≦ x ≦ 0.3、0 ≦ y ≦ 0.3
に選ばれる。又、ｐ型とするために、やはりＭｇ、Ｂ
ｅ、Ｚｎといった不純物が添加されている。不純物密度
は、8 x 1018cm-3である。
１は、窒化ガリウム系半導体コンタクト層１０２と、サ
ファイヤ基板１００との格子間の不整合を緩和するもの
である。Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎの各組成値は、例え
ば、0 ≦ x ≦ 1、0 ≦ y≦ 1 好ましくは、0 ≦ x
≦ 0.5、0 ≦ y ≦ 0.5 に選ばれる。窒化ガリウム系
ｎ型半導体コンタクト層１０２は、ｎ側電極１０８に対
して良好なオーミック接触を得るためのものである。Ｉ
ｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎの各組成値は、窒化ガリウム系
ｎ型半導体コンタクト層１０２の場合、例えば、0 ≦ x
≦ 1、0 ≦y ≦ 1 好ましくは、0 ≦ x ≦ 0.3、0
≦ y ≦ 0.3 に選ばれる。やはり、ｎ型とするため
に、シリコン（Ｓｉ）やセレン（Ｓｅ）といった不純物
が添加されているが、その不純物濃度は、6 x 1018cm-3
である。窒化ガリウム系ｎ型半導体クラッド層１０３
は、発光領域を形成するｐｉｎ接合のｎ側を構成する。
ｎ型半導体クラッド層１０３に用いるＩｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎの各組成値は、発光させたい波長によって適宜
調整されるが、例えば、0 ≦ x ≦ 1、0 ≦ y ≦1好
ましくは、0 ≦ x ≦ 0.3、0.1 ≦ y ≦ 1 に選ばれ
る。又、やはり、ｎ型とするために、ＳｉやＳｅといっ
た不純物が添加されているが、その不純物濃度は、3 x
1018cm-3である。窒化ガリウム系半導体活性層１０４
は、発光領域の中心となる領域を形成する層で故意には
不純物をドープしていない層、すなわち実質的に真性半
導体の層である。活性層１０４に用いるＩｎx Ａｌy Ｇ
ａ1-x-yＮの各組成値は、発光させたい波長によって適
宜調整されるが、例えば、0 ≦ x≦ 1、0 ≦ y ≦ 1
好ましくは、0 ≦ x ≦ 0.6、0 ≦ y ≦ 0.5 に選ば
れる。窒化ガリウム系ｐ型半導体クラッド層１０５は、
発光領域を形成するｐｉｎ接合のｐ側を構成する。ｐ型
半導体クラッド層１０５に用いるＩｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎの各組成値は、窒化ガリウム系ｎ型半導体クラ
ッド層１０３及び窒化ガリウム系半導体活性層１０４と
の関係で、発光させたい波長によって適宜調整される
が、例えば、0 ≦ x ≦ 1、0 ≦ y ≦ 1 好ましく
は、0 ≦ x ≦ 0.3、0.1 ≦ y ≦ 1.0 に選ばれる。
又、ｐ型とするために、マグネシューム（Ｍｇ）、ベリ
リューム（Ｂｅ）、亜鉛（Ｚｎ）といった不純物が添加
されている。不純物濃度は、3 x 1018cm-3である。窒化
ガリウム系ｐ型半導体コンタクト層１０６は、ｐ側電極
１０７へのコンタクト面を設けるためのものである。ｐ
型半導体コンタクト層１０６に用いるＩｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎの各組成値は、例えば、0 ≦ x ≦ 1、0 ≦ y
≦ 1 好ましくは、0 ≦ x ≦ 0.3、0 ≦ y ≦ 0.3
に選ばれる。又、ｐ型とするために、やはりＭｇ、Ｂ
ｅ、Ｚｎといった不純物が添加されている。不純物密度
は、8 x 1018cm-3である。
【００１９】ｐ側電極１０７は、窒化ガリウム系半導体
活性層１０４の発光にたいして透明な電極である。具体
的には、ＩＴＯ（インジューム・ティン・オキサイド）
のような金属と酸素の化合物から形成されるが、Ａｌ、
Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ等の金属を十分薄く形成してもよい。
ｎ側電極１０８は、もう一方の電極であるが、特に透明
である必要はない。例えば、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、
Ｐｄ等の金属で形成してもよい。
活性層１０４の発光にたいして透明な電極である。具体
的には、ＩＴＯ（インジューム・ティン・オキサイド）
のような金属と酸素の化合物から形成されるが、Ａｌ、
Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ等の金属を十分薄く形成してもよい。
ｎ側電極１０８は、もう一方の電極であるが、特に透明
である必要はない。例えば、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｔ、
Ｐｄ等の金属で形成してもよい。
【００２０】以上の設定では、Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y
Ｎの各組成値は、窒化ガリウム系ｎ型半導体クラッド層
１０３及び窒化ガリウム系ｐ型半導体クラッド層１０５
のバンドギャップが、窒化ガリウム系半導体活性層１０
４のバンドギャップよりも大きくなるよう決められてい
る。このようにすることによって、窒化ガリウム系半導
体活性層１０４へ注入されるキャリアの量を多くし、発
光強度を更に向上させることができる。
Ｎの各組成値は、窒化ガリウム系ｎ型半導体クラッド層
１０３及び窒化ガリウム系ｐ型半導体クラッド層１０５
のバンドギャップが、窒化ガリウム系半導体活性層１０
４のバンドギャップよりも大きくなるよう決められてい
る。このようにすることによって、窒化ガリウム系半導
体活性層１０４へ注入されるキャリアの量を多くし、発
光強度を更に向上させることができる。
【００２１】次に図７に示した青色発光ダイオードの製
造方法を図８および図９〜１３を用いて説明する。
造方法を図８および図９〜１３を用いて説明する。
【００２２】ａ）サファイヤ基板１００の上にＭＯ−Ｃ
ＶＤ等を用いて図９に示すようにｎ−Ｉｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎバッファ層１０１，ｎ−Ｉｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎコンタクト層１０２，ｎ−Ｉｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎクラッド層１０３，ノンドープＩｎx Ａｌy Ｇ
ａ1-x-y Ｎ活性層１０４，ｐ−Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y
Ｎクラッド層１０５，ｐ−Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎコ
ンタクト層１０６を連続的に積層する。例えば、ｎクラ
ッド層１０３の厚さは０．１μｍ，活性層１０４の厚さ
は０．２μｍ，ｐクラッド層１０５の厚さは０．５μ
ｍ，ｐコンタクト層１０６の厚さは０．１μｍとする。
図８に、これらの各層を連続成長するためにＭＯ−ＣＶ
Ｄ装置の概略の一例を示す。この装置は高周波（ＲＦ）
誘導加熱方式の減圧ＣＶＤ炉で、真空チャンバ２０と、
その中に設けられた基板ホルダ２１と、反応ガス導入管
２２と、排気管２３と、基板ホルダ２１に置かれた基板
を加熱する高周波コイルとからなっている。ただし高周
波コイルは簡単化のため図示を省略している。図８を用
いた連続エピタキシャル成長は先ず、基板ホルダ２１に
サファイヤ基板１００を載置し、真空チャンバ２０内を
１０-2〜１０-5Ｐａまで排気する。その後、高周誘導加
熱によりサファイア基板１００を昇温し、所定の温度に
維持すると共に、有機金属を含む反応ガスを導入する。
反応ガスとしては、例えば、８５０℃〜１０５０℃の基
板温度においてGa（CH3 ）3 、In（CH3 ）3 、Ａl （CH
3 ）3 及びNH3 等を用いればよく、これらの原料ガスは
水素や窒素等からなるキャリアガスと共に導入される。
成長圧力は、約１Ｐａである。このようにして、バッフ
ァ層１０１〜コンタクト層１０６までの窒化ガリウム系
半導体の連続成長が行われる。その際、反応ガスの夫々
の成分比率を切り替えて、各層の成分比を調節する。
又、不純物を添加するために、適宜モノシラン（ Si
H4 ）やビスシクロペンタディエニールマグネシウム（C
P2 M g）等を導入する。
ＶＤ等を用いて図９に示すようにｎ−Ｉｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎバッファ層１０１，ｎ−Ｉｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎコンタクト層１０２，ｎ−Ｉｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎクラッド層１０３，ノンドープＩｎx Ａｌy Ｇ
ａ1-x-y Ｎ活性層１０４，ｐ−Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y
Ｎクラッド層１０５，ｐ−Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎコ
ンタクト層１０６を連続的に積層する。例えば、ｎクラ
ッド層１０３の厚さは０．１μｍ，活性層１０４の厚さ
は０．２μｍ，ｐクラッド層１０５の厚さは０．５μ
ｍ，ｐコンタクト層１０６の厚さは０．１μｍとする。
図８に、これらの各層を連続成長するためにＭＯ−ＣＶ
Ｄ装置の概略の一例を示す。この装置は高周波（ＲＦ）
誘導加熱方式の減圧ＣＶＤ炉で、真空チャンバ２０と、
その中に設けられた基板ホルダ２１と、反応ガス導入管
２２と、排気管２３と、基板ホルダ２１に置かれた基板
を加熱する高周波コイルとからなっている。ただし高周
波コイルは簡単化のため図示を省略している。図８を用
いた連続エピタキシャル成長は先ず、基板ホルダ２１に
サファイヤ基板１００を載置し、真空チャンバ２０内を
１０-2〜１０-5Ｐａまで排気する。その後、高周誘導加
熱によりサファイア基板１００を昇温し、所定の温度に
維持すると共に、有機金属を含む反応ガスを導入する。
反応ガスとしては、例えば、８５０℃〜１０５０℃の基
板温度においてGa（CH3 ）3 、In（CH3 ）3 、Ａl （CH
3 ）3 及びNH3 等を用いればよく、これらの原料ガスは
水素や窒素等からなるキャリアガスと共に導入される。
成長圧力は、約１Ｐａである。このようにして、バッフ
ァ層１０１〜コンタクト層１０６までの窒化ガリウム系
半導体の連続成長が行われる。その際、反応ガスの夫々
の成分比率を切り替えて、各層の成分比を調節する。
又、不純物を添加するために、適宜モノシラン（ Si
H4 ）やビスシクロペンタディエニールマグネシウム（C
P2 M g）等を導入する。
【００２３】（ｂ）次にその上部にバッファ層１０１〜
コンタクト層１０６が連続的に堆積したサファイア基板
１００をＣＶＤ炉から取り出し、ｐ−Ｉｎx Ａｌy Ｇａ
1-x- y Ｎコンタクト層１０６の上部にスパッタリング法
又はＣＶＤ法等を用いてエッチング用マスクとしての酸
化膜（ＳｉＯ2 膜）１１１を形成する。ＳｉＯ2 膜を形
成するためのＣＶＤ法はプラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ
法、熱ＣＶＤ法のいずれでもよい。そして図１０に示す
ように所定のフォトリソグラフィー技術により酸化膜１
１１の上にフォトレジスト１１２のパターニングをす
る。フォトレジストは例えばＡＺ等のポジレジストを用
いればよい。酸化膜は例えば３００ｎｍの厚さ、フォト
レジストは例えば３μｍの厚さとする。
コンタクト層１０６が連続的に堆積したサファイア基板
１００をＣＶＤ炉から取り出し、ｐ−Ｉｎx Ａｌy Ｇａ
1-x- y Ｎコンタクト層１０６の上部にスパッタリング法
又はＣＶＤ法等を用いてエッチング用マスクとしての酸
化膜（ＳｉＯ2 膜）１１１を形成する。ＳｉＯ2 膜を形
成するためのＣＶＤ法はプラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ
法、熱ＣＶＤ法のいずれでもよい。そして図１０に示す
ように所定のフォトリソグラフィー技術により酸化膜１
１１の上にフォトレジスト１１２のパターニングをす
る。フォトレジストは例えばＡＺ等のポジレジストを用
いればよい。酸化膜は例えば３００ｎｍの厚さ、フォト
レジストは例えば３μｍの厚さとする。
【００２４】（ｃ）図１０に示すフォトレジスト１１２
と酸化膜１１１からなる２層マスクをプラズマエッチン
グ用マスクとして図１１に示すようにＣｌ2 及びＢＣｌ
3 を用いた平行平板型プラズマエッチングによりｐ−コ
ンタクト層１０６，ｐ−クラッド層１０５，ノンドープ
活性層１０４，ｎクラッド層１０３をエッチングし、深
さ１．２μｍのＵ溝１１３を形成し、ｎコンタクト層１
０２が露出させる。ｎコンタクト層１０２の一部をさら
にエッチングしてもよい。このプラズマエッチングはＢ
Ｃｌ3 の流量５０ｓｃｃｍ，Ｃｌ2 の流量５ｓｃｃｍ，
エッチング圧力１Ｐａ，ＲＥ出力１２０Ｗで１０分間行
なえばよい。
と酸化膜１１１からなる２層マスクをプラズマエッチン
グ用マスクとして図１１に示すようにＣｌ2 及びＢＣｌ
3 を用いた平行平板型プラズマエッチングによりｐ−コ
ンタクト層１０６，ｐ−クラッド層１０５，ノンドープ
活性層１０４，ｎクラッド層１０３をエッチングし、深
さ１．２μｍのＵ溝１１３を形成し、ｎコンタクト層１
０２が露出させる。ｎコンタクト層１０２の一部をさら
にエッチングしてもよい。このプラズマエッチングはＢ
Ｃｌ3 の流量５０ｓｃｃｍ，Ｃｌ2 の流量５ｓｃｃｍ，
エッチング圧力１Ｐａ，ＲＥ出力１２０Ｗで１０分間行
なえばよい。
【００２５】（ｄ）プラズマエッチング用マスク材とし
て用いたフォトレジスト１１２をＮａＯＨで除去し、酸
化膜１１１をＨＦで除去後、基板を洗浄する。所定のス
ライトエッチングを行ったｐコンタクト層１０６の上
に、ＣＶＤ法あるいはスパッタリング法によりｐ側電極
１０７用のＩＴＯ膜を形成する。このｐ側電極１０７の
パターンニングはいわゆるリフト・オフ法によるもの
で、ＩＴＯ膜１０７の堆積の前に、ＩＴＯ膜１０７がコ
ンタクトする部分以外の半導体層をフォトレジスト１１
４で被膜してから、図１２に示すようにＩＴＯ膜１０７
を堆積する。この後フォトレジスト１１４を除去すれば
ｐコンタクト層１０６の上部のみにｐ側電極１０７のパ
ターンが形成される。
て用いたフォトレジスト１１２をＮａＯＨで除去し、酸
化膜１１１をＨＦで除去後、基板を洗浄する。所定のス
ライトエッチングを行ったｐコンタクト層１０６の上
に、ＣＶＤ法あるいはスパッタリング法によりｐ側電極
１０７用のＩＴＯ膜を形成する。このｐ側電極１０７の
パターンニングはいわゆるリフト・オフ法によるもの
で、ＩＴＯ膜１０７の堆積の前に、ＩＴＯ膜１０７がコ
ンタクトする部分以外の半導体層をフォトレジスト１１
４で被膜してから、図１２に示すようにＩＴＯ膜１０７
を堆積する。この後フォトレジスト１１４を除去すれば
ｐコンタクト層１０６の上部のみにｐ側電極１０７のパ
ターンが形成される。
【００２６】（ｅ）次に図１３に示すようにＵ溝の底部
にｎ側電極１０８を形成する。ｎ側電極１０８の形成も
リフト・オフ法を用いる。すなわちｎ側電極１０８形成
部分以外をフォトレジスト１１５でカバーし、Ｔｉ，Ａ
ｌ，Ｎｉ等の金属材料１０８をスパッタリング法又は真
空蒸着法で堆積し、その後フォトレジストを除去すれ
ば、Ｕ溝の底部のみにｎ側電極１０８が形成できる（図
７参照）。
にｎ側電極１０８を形成する。ｎ側電極１０８の形成も
リフト・オフ法を用いる。すなわちｎ側電極１０８形成
部分以外をフォトレジスト１１５でカバーし、Ｔｉ，Ａ
ｌ，Ｎｉ等の金属材料１０８をスパッタリング法又は真
空蒸着法で堆積し、その後フォトレジストを除去すれ
ば、Ｕ溝の底部のみにｎ側電極１０８が形成できる（図
７参照）。
【００２７】（ｆ）このようにして、青色発光素子の基
本構造が完成した後、ダイシング工程を行う。すなわち
ダイアモンドカッターで前もってメサエッチングされた
スクライブライン上を切断し、適当な大きさに切り分け
て多数のチップを得る。そしてこれらのチップを所定の
ステム（ワイヤーフレーム）にマウントし、ワイヤボン
ディング後モールディングすれば本発明の青色ＬＥＤが
完成する。
本構造が完成した後、ダイシング工程を行う。すなわち
ダイアモンドカッターで前もってメサエッチングされた
スクライブライン上を切断し、適当な大きさに切り分け
て多数のチップを得る。そしてこれらのチップを所定の
ステム（ワイヤーフレーム）にマウントし、ワイヤボン
ディング後モールディングすれば本発明の青色ＬＥＤが
完成する。
【００２８】なお、上記の説明で省略したが、ダイシン
グ用のスクライブラインのメサエッチングは、上記
（ｂ），（ｃ）で説明したＵ溝１１３のエッチングの前
に行う。すなわち上記（ａ）の連続エピタキシーの直後
にＳｉＯ2 膜を堆積し、ＳｉＯ2膜とフォトレジストの
２層マスクを用いて、ＢＣｌ3 とＣｌ2 を用いたドライ
エッチングで行う。これは、窒化ガリウム系半導体の積
層体が形成された基板を、多数のチップに切り分ける
際、その切り口で半導体の特性が悪影響を受けるので、
予め窒化ガリウム系半導体の積層体に溝をつけておくの
である。これはメサ型の半導体一般で行われていること
であるがＧａ−Ｎ系では、従来は良好なメサエッチング
はできなかったのである。本発明においては、カットを
行うスクライブラインの位置に沿って、窒化ガリウム系
ｎ型半導体クラッド層１０３、窒化ガリウム系半導体活
性層１０４、窒化ガリウム系ｐ型半導体クラッド層１０
５、窒化ガリウム系ｐ型半導体コンタクト層１０６をプ
ラズマエッチングによって容易かつ正確に部分的に取り
除くことができる。この後、フォトレジストとＳｉＯ2
膜とを除去し、基板表面を洗浄後、上記（ｂ）で説明し
たＳｉＯ2 膜１１１のＣＶＤを行なえばよい。結局メサ
エッチングをドライエッチングで行う場合は、ＳｉＯ2
膜の形成を２回行うことになる。
グ用のスクライブラインのメサエッチングは、上記
（ｂ），（ｃ）で説明したＵ溝１１３のエッチングの前
に行う。すなわち上記（ａ）の連続エピタキシーの直後
にＳｉＯ2 膜を堆積し、ＳｉＯ2膜とフォトレジストの
２層マスクを用いて、ＢＣｌ3 とＣｌ2 を用いたドライ
エッチングで行う。これは、窒化ガリウム系半導体の積
層体が形成された基板を、多数のチップに切り分ける
際、その切り口で半導体の特性が悪影響を受けるので、
予め窒化ガリウム系半導体の積層体に溝をつけておくの
である。これはメサ型の半導体一般で行われていること
であるがＧａ−Ｎ系では、従来は良好なメサエッチング
はできなかったのである。本発明においては、カットを
行うスクライブラインの位置に沿って、窒化ガリウム系
ｎ型半導体クラッド層１０３、窒化ガリウム系半導体活
性層１０４、窒化ガリウム系ｐ型半導体クラッド層１０
５、窒化ガリウム系ｐ型半導体コンタクト層１０６をプ
ラズマエッチングによって容易かつ正確に部分的に取り
除くことができる。この後、フォトレジストとＳｉＯ2
膜とを除去し、基板表面を洗浄後、上記（ｂ）で説明し
たＳｉＯ2 膜１１１のＣＶＤを行なえばよい。結局メサ
エッチングをドライエッチングで行う場合は、ＳｉＯ2
膜の形成を２回行うことになる。
【００２９】即ち、本発明のＢＣｌ3 ＋Ｃｌ2 ガスを用
いたプラズマエッチングによれば、エッチング表面とな
るｎコンタクト層１０２のコンタクト抵抗が、通常成長
されたコンタクト層のコンタクト抵抗１０-3Ωｃｍ2 よ
り、１桁から２桁低い１０-4〜１０-5Ωｃｍ2 が実現で
きている。これは本発明のプラズマエッチングによるｎ
コンタクト層のダメージが少ないことや、エッチング時
窒素の空孔（vacancy）ができ、この窒素の空孔がｎ型
となるためエッチング表面のキャリア密度が増加するた
めと考えられる。したがって本発明によれば、発光素子
が実現できる。更に、エッチングダメージを少なくする
ためには、エッチング終了にかけて、ガス流量を変えれ
ば良い。例えば、ＢＣｌ3 を５０ＳＣＣＭから５ＳＣＣ
Ｍへ徐々に減らしていき、同時にＣｌ2 を５ＳＣＣＭか
ら１０ＳＣＣＭへ徐々に増やしていくことでそれが実現
される。
いたプラズマエッチングによれば、エッチング表面とな
るｎコンタクト層１０２のコンタクト抵抗が、通常成長
されたコンタクト層のコンタクト抵抗１０-3Ωｃｍ2 よ
り、１桁から２桁低い１０-4〜１０-5Ωｃｍ2 が実現で
きている。これは本発明のプラズマエッチングによるｎ
コンタクト層のダメージが少ないことや、エッチング時
窒素の空孔（vacancy）ができ、この窒素の空孔がｎ型
となるためエッチング表面のキャリア密度が増加するた
めと考えられる。したがって本発明によれば、発光素子
が実現できる。更に、エッチングダメージを少なくする
ためには、エッチング終了にかけて、ガス流量を変えれ
ば良い。例えば、ＢＣｌ3 を５０ＳＣＣＭから５ＳＣＣ
Ｍへ徐々に減らしていき、同時にＣｌ2 を５ＳＣＣＭか
ら１０ＳＣＣＭへ徐々に増やしていくことでそれが実現
される。
【００３０】上記説明では青色ＬＥＤについて説明した
が、青色ＬＤでも同様に高効率で製造歩留りの高い製品
が実現できる。
が、青色ＬＤでも同様に高効率で製造歩留りの高い製品
が実現できる。
【００３１】次に図１４（ａ）及び図１４（ｂ）を参照
して、本発明による化合物半導体を用いた青色発光素子
の製造方法の別の例を説明する。図１４（ａ）は青色発
光素子の平面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＡ−Ａ
断面図である。
して、本発明による化合物半導体を用いた青色発光素子
の製造方法の別の例を説明する。図１４（ａ）は青色発
光素子の平面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＡ−Ａ
断面図である。
【００３２】図１４（ｂ）に示すようにサファイヤ基板
７００の上に、窒化ガリウム系ｎ型半導体バッファ層７
０１、窒化ガリウム系真正半導体層７０２が形成され、
その上に、窒化ガリウム系ｎ型半導体コンタクト層７０
３、窒化ガリウム系半導体活性層７０４、窒化ガリウム
系ｐ型半導体クラッド層７０５、窒化ガリウム系ｐ型半
導体コンタクト層７０６及び窒化ガリウム系ｎ型半導体
コンタクト層７０３に接続したｎ側電極７０８と窒化ガ
リウム系ｐ型半導体コンタクト層７０６に接続したｐ側
電極７０７及びパッド７１０が形成されている。又、パ
ッド７１０と窒化ガリウム系ｐ型半導体コンタクト層７
０６との直接の接触は、酸化シリコン層７０９によって
避けられている。更に、ｐ側電極７０７の上部には、酸
化シリコン層７１１の保護膜が設けられている。
７００の上に、窒化ガリウム系ｎ型半導体バッファ層７
０１、窒化ガリウム系真正半導体層７０２が形成され、
その上に、窒化ガリウム系ｎ型半導体コンタクト層７０
３、窒化ガリウム系半導体活性層７０４、窒化ガリウム
系ｐ型半導体クラッド層７０５、窒化ガリウム系ｐ型半
導体コンタクト層７０６及び窒化ガリウム系ｎ型半導体
コンタクト層７０３に接続したｎ側電極７０８と窒化ガ
リウム系ｐ型半導体コンタクト層７０６に接続したｐ側
電極７０７及びパッド７１０が形成されている。又、パ
ッド７１０と窒化ガリウム系ｐ型半導体コンタクト層７
０６との直接の接触は、酸化シリコン層７０９によって
避けられている。更に、ｐ側電極７０７の上部には、酸
化シリコン層７１１の保護膜が設けられている。
【００３３】１例として、サファイヤ基板７００の厚み
は７０μｍ、窒化ガリウム系ｎ型半導体バッファ層７０
１の厚みは３００−４００Å、窒化ガリウム系真正半導
体層７０２の厚みは４μｍ、窒化ガリウム系ｎ型半導体
コンタクト層７０３の厚みは４μｍ、窒化ガリウム系半
導体活性層７０４の厚みは０．２μｍ、窒化ガリウム系
ｐ型半導体クラッド層７０５の厚みは０．４μｍ、、窒
化ガリウム系ｐ型半導体コンタクト層７０６の厚みは
０．１μｍである。ｎ側電極７０８は、金とチタンとの
２重層となっており、チタンが直接窒化ガリウム系ｎ型
半導体コンタクト層７０３に接続し、金がコンタクト表
面を形成する。パッド７１０は、ｎ側電極７０８と同様
に、金とチタンとの２重層となっている。又、ｐ側電極
７０７は、ニッケル／金／ニッケルの３重層又は金／ニ
ッケルの２重層となっている。
は７０μｍ、窒化ガリウム系ｎ型半導体バッファ層７０
１の厚みは３００−４００Å、窒化ガリウム系真正半導
体層７０２の厚みは４μｍ、窒化ガリウム系ｎ型半導体
コンタクト層７０３の厚みは４μｍ、窒化ガリウム系半
導体活性層７０４の厚みは０．２μｍ、窒化ガリウム系
ｐ型半導体クラッド層７０５の厚みは０．４μｍ、、窒
化ガリウム系ｐ型半導体コンタクト層７０６の厚みは
０．１μｍである。ｎ側電極７０８は、金とチタンとの
２重層となっており、チタンが直接窒化ガリウム系ｎ型
半導体コンタクト層７０３に接続し、金がコンタクト表
面を形成する。パッド７１０は、ｎ側電極７０８と同様
に、金とチタンとの２重層となっている。又、ｐ側電極
７０７は、ニッケル／金／ニッケルの３重層又は金／ニ
ッケルの２重層となっている。
【００３４】又、窒化ガリウム系ｎ型半導体コンタクト
層７０３の不純物濃度は２ｘ1018cm-3乃至２ｘ1019c
m-3、窒化ガリウム系ｐ型半導体クラッド層７０５の不
純物濃度は１ｘ1018cm-3乃至５ｘ1018cm-3、窒化ガリウ
ム系ｐ型半導体コンタクト層７０６の不純物濃度は２ｘ
1018cm-3乃至１ｘ1019cm-3である。
層７０３の不純物濃度は２ｘ1018cm-3乃至２ｘ1019c
m-3、窒化ガリウム系ｐ型半導体クラッド層７０５の不
純物濃度は１ｘ1018cm-3乃至５ｘ1018cm-3、窒化ガリウ
ム系ｐ型半導体コンタクト層７０６の不純物濃度は２ｘ
1018cm-3乃至１ｘ1019cm-3である。
【００３５】窒化ガリウム系半導体活性層７０４に用い
る窒化ガリウム系半導体としては、Ｉｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎ化合物半導体を用いている。その組成（mole f
raction)ｘ，ｙを調整することで、広範囲の青色発光を
実現することができる。組成ｘ，ｙは、0 ≦ x ≦ 1、
0 ≦ y ≦ 1 と、x + y ≦ 1 を満たしている。その
他の窒化ガリウム系半導体は、ＧａＮを基本としてい
る。
る窒化ガリウム系半導体としては、Ｉｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎ化合物半導体を用いている。その組成（mole f
raction)ｘ，ｙを調整することで、広範囲の青色発光を
実現することができる。組成ｘ，ｙは、0 ≦ x ≦ 1、
0 ≦ y ≦ 1 と、x + y ≦ 1 を満たしている。その
他の窒化ガリウム系半導体は、ＧａＮを基本としてい
る。
【００３６】又、窒化ガリウム系ｎ型半導体コンタクト
層７０３迄のエッチングは、最初の例で既に述べた方法
によって行う。尚、ドライエッチングの場合、エッチン
グ形状は、任意に制御性よくできるので、図１４（ａ）
に示したような形状も容易に形成可能となっている。
層７０３迄のエッチングは、最初の例で既に述べた方法
によって行う。尚、ドライエッチングの場合、エッチン
グ形状は、任意に制御性よくできるので、図１４（ａ）
に示したような形状も容易に形成可能となっている。
【００３７】次に図１５（ａ）及び図１５（ｂ）を参照
して、本発明による化合物半導体を用いた青色発光素子
の製造方法の更に別の例を説明する。ここでは半導体レ
ーザーを利用している。図１５（ａ）は青色発光素子の
平面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＡ−Ａ断面図で
ある。
して、本発明による化合物半導体を用いた青色発光素子
の製造方法の更に別の例を説明する。ここでは半導体レ
ーザーを利用している。図１５（ａ）は青色発光素子の
平面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＡ−Ａ断面図で
ある。
【００３８】図１５（ｂ）に示すようにサファイヤ基板
８００の上に、窒化ガリウム系ｎ型半導体バッファ層８
０１、窒化ガリウム系真正半導体層８０２が形成され、
その上に、窒化ガリウム系ｎ型半導体コンタクト層８０
３、窒化ガリウム系半導体クラッド層８０４、窒化ガリ
ウム系真正半導体活性層８０５、窒化ガリウム系ｐ型半
導体の第１クラッド層８０６、窒化ガリウム系ｐ型半導
体層８０７、窒化ガリウム系ｐ型半導体の第２クラッド
層８０８、窒化ガリウム系ｐ型半導体キャップ層８０
９、窒化ガリウム系ｐ型半導体コンタクト層８１０、窒
化ガリウム系ｎ型半導体コンタクト層８０３に接続した
ｎ側電極８１１、及び窒化ガリウム系ｐ型半導体コンタ
クト層８１０に接続したｐ側電極８１２が形成されてい
る。
８００の上に、窒化ガリウム系ｎ型半導体バッファ層８
０１、窒化ガリウム系真正半導体層８０２が形成され、
その上に、窒化ガリウム系ｎ型半導体コンタクト層８０
３、窒化ガリウム系半導体クラッド層８０４、窒化ガリ
ウム系真正半導体活性層８０５、窒化ガリウム系ｐ型半
導体の第１クラッド層８０６、窒化ガリウム系ｐ型半導
体層８０７、窒化ガリウム系ｐ型半導体の第２クラッド
層８０８、窒化ガリウム系ｐ型半導体キャップ層８０
９、窒化ガリウム系ｐ型半導体コンタクト層８１０、窒
化ガリウム系ｎ型半導体コンタクト層８０３に接続した
ｎ側電極８１１、及び窒化ガリウム系ｐ型半導体コンタ
クト層８１０に接続したｐ側電極８１２が形成されてい
る。
【００３９】各層８０１−８１０は、夫々Ｉｎx Ａｌy
Ｇａ1-x-y Ｎの組成の窒化ガリウム系半導体からなって
おり、夫々の組成値は、例えば、0 ≦ x ≦ 1、0 ≦ y
≦1 好ましくは、0 ≦ x ≦ 0.3、0 ≦ y ≦ 0.3
に選ばれる。又、窒化ガリウム系ｐ型半導体コンタク
ト層８１０を積層する前に、窒化ガリウム系ｐ型半導体
の第２クラッド層８０８と窒化ガリウム系ｐ型半導体キ
ャップ層８０９は、適当な幅にエッチングされ、エッチ
ング部分にＩｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎの組成の高抵抗窒
化ガリウム系半導体層８１３が形成され、その上で窒化
ガリウム系ｐ型半導体コンタクト層８１０が積層され
る。
Ｇａ1-x-y Ｎの組成の窒化ガリウム系半導体からなって
おり、夫々の組成値は、例えば、0 ≦ x ≦ 1、0 ≦ y
≦1 好ましくは、0 ≦ x ≦ 0.3、0 ≦ y ≦ 0.3
に選ばれる。又、窒化ガリウム系ｐ型半導体コンタク
ト層８１０を積層する前に、窒化ガリウム系ｐ型半導体
の第２クラッド層８０８と窒化ガリウム系ｐ型半導体キ
ャップ層８０９は、適当な幅にエッチングされ、エッチ
ング部分にＩｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎの組成の高抵抗窒
化ガリウム系半導体層８１３が形成され、その上で窒化
ガリウム系ｐ型半導体コンタクト層８１０が積層され
る。
【００４０】窒化ガリウム系真正半導体活性層８０５
は、量子井戸として形成されており、単層の場合１００
Å−５００Åの厚みであり、複数層の場合には１０Å−
１００Åの異なるバンドギャップの層を１０数層交互に
積層して形成する。
は、量子井戸として形成されており、単層の場合１００
Å−５００Åの厚みであり、複数層の場合には１０Å−
１００Åの異なるバンドギャップの層を１０数層交互に
積層して形成する。
【００４１】各層８０１〜８１０に用いる窒化ガリウム
系半導体としては、Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎの組成の
化合物半導体を用いている。ここで各組成値は、例え
ば、0≦ x ≦ 1、0 ≦ y ≦ 1 好ましくは、0 ≦ x
≦ 0.3、0.1 ≦ y ≦ 1 に選ばれるが、一般に窒化
ガリウム系真正半導体活性層８０５のバンドギャップ
が、それを挟むクラッド層のバンドギャップよりも小さ
くなるようにしなければならない。
系半導体としては、Ｉｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎの組成の
化合物半導体を用いている。ここで各組成値は、例え
ば、0≦ x ≦ 1、0 ≦ y ≦ 1 好ましくは、0 ≦ x
≦ 0.3、0.1 ≦ y ≦ 1 に選ばれるが、一般に窒化
ガリウム系真正半導体活性層８０５のバンドギャップ
が、それを挟むクラッド層のバンドギャップよりも小さ
くなるようにしなければならない。
【００４２】又、窒化ガリウム系ｎ型半導体コンタクト
層８０３迄のエッチングは、最初の例で既に述べた三塩
化ホウ素（ＢＣｌ3 ）と塩素（Ｃｌ2 ）を含むエッチン
グガスを使用した方法によって行う。更に、このレーザ
ーの共振器端面、即ち図１５（ａ）で上下端、図１５
（ｂ）で紙面に平行な面も、同様の方法で行う。
層８０３迄のエッチングは、最初の例で既に述べた三塩
化ホウ素（ＢＣｌ3 ）と塩素（Ｃｌ2 ）を含むエッチン
グガスを使用した方法によって行う。更に、このレーザ
ーの共振器端面、即ち図１５（ａ）で上下端、図１５
（ｂ）で紙面に平行な面も、同様の方法で行う。
【００４３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明のＢＣ
ｌ3 ＋Ｃｌ2 ガスを用いたプラズマエッチングによれ
ば、エッチング表面となるｎコンタクト層１０２のコン
タクト抵抗が、通常成長されたコンタクト層のコンタク
ト抵抗１０-3Ωｃｍ2 より、１桁から２桁低い１０-4〜
１０-5Ωｃｍ2 が実現できている。これは本発明のプラ
ズマエッチングによるｎコンタクト層のダメージが少な
いことや、エッチング時窒素の空孔（vacancy ）がで
き、この窒素の空孔がｎ型となるためエッチング表面の
キャリア密度が増加するためと考えられる。
ｌ3 ＋Ｃｌ2 ガスを用いたプラズマエッチングによれ
ば、エッチング表面となるｎコンタクト層１０２のコン
タクト抵抗が、通常成長されたコンタクト層のコンタク
ト抵抗１０-3Ωｃｍ2 より、１桁から２桁低い１０-4〜
１０-5Ωｃｍ2 が実現できている。これは本発明のプラ
ズマエッチングによるｎコンタクト層のダメージが少な
いことや、エッチング時窒素の空孔（vacancy ）がで
き、この窒素の空孔がｎ型となるためエッチング表面の
キャリア密度が増加するためと考えられる。
【図１】本発明のドライエッチングを行なう装置を示す
模式図である。
模式図である。
【図２】本発明のドライエッチングにおけるエッチング
レートの依存性を示す図である。
レートの依存性を示す図である。
【図３】本発明のドライエッチングにおけるエッチング
レートの依存性を示す図である。
レートの依存性を示す図である。
【図４】本発明のドライエッチングにおけるエッチング
レートの依存性を示す図である。
レートの依存性を示す図である。
【図５】本発明のドライエッチングにおけるエッチング
レートの依存性を示す図である。
レートの依存性を示す図である。
【図６】本発明のドライエッチングにおけるエッチング
レートの依存性を示す図である。
レートの依存性を示す図である。
【図７】本発明による窒化ガリウム系化合物半導体青色
発光ダイオードの半導体チップの層構造を示す断面図で
ある。
発光ダイオードの半導体チップの層構造を示す断面図で
ある。
【図８】本発明による窒化ガリウム系化合物半導体青色
発光ダイオードの半導体チップの層構造を形成するＣＤ
Ｖ装置を示す概略図である。
発光ダイオードの半導体チップの層構造を形成するＣＤ
Ｖ装置を示す概略図である。
【図９】本発明による窒化ガリウム系化合物半導体青色
発光ダイオードの半導体チップの製造方法を説明する工
程断面図である。
発光ダイオードの半導体チップの製造方法を説明する工
程断面図である。
【図１０】本発明による窒化ガリウム系化合物半導体青
色発光ダイオードの半導体チップの製造方法を説明する
工程断面図である。
色発光ダイオードの半導体チップの製造方法を説明する
工程断面図である。
【図１１】本発明による窒化ガリウム系化合物半導体青
色発光ダイオードの半導体チップの製造方法を説明する
工程断面図である。
色発光ダイオードの半導体チップの製造方法を説明する
工程断面図である。
【図１２】本発明による窒化ガリウム系化合物半導体青
色発光ダイオードの半導体チップの製造方法を説明する
工程断面図である。
色発光ダイオードの半導体チップの製造方法を説明する
工程断面図である。
【図１３】本発明による窒化ガリウム系化合物半導体青
色発光ダイオードの半導体チップの製造方法を説明する
工程断面図である。
色発光ダイオードの半導体チップの製造方法を説明する
工程断面図である。
【図１４】（ａ）は本発明による方法で作成した青色発
光素子の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であ
る。
光素子の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であ
る。
【図１５】（ａ）は青色発光素子の平面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図１６】従来の窒化ガリウム系化合物半導体青色発光
ダイオードの半導体チップの層構造の断面図である。
ダイオードの半導体チップの層構造の断面図である。
１０ プラズマエッチング装置 １１ 真空チャンバ １３ 反応ガス導入管 １４ 排気管 １５ 第１の電極 １６ 第２の電極 １７ 石英板 １００、７００ サファイヤ基板 １０１、８０１ 窒化ガリウム系ｎ型半導体バッファ層 １０２、８０３ 窒化ガリウム系ｎ型半導体コンタクト
層 １０３ 窒化ガリウム系ｎ型半導体クラッド層 １０４、８０５ 窒化ガリウム系半導体活性層 １０５、８０８、８０６ 窒化ガリウム系ｐ型半導体ク
ラッド層 １０６、８１０ 窒化ガリウム系ｐ型半導体コンタクト
層 １０７ ｐ側電極 １０８ ｎ側電極 １１１ 酸化膜 ８０９ 窒化ガリウム系ｐ型半導体キャップ層 ８１３ 高抵抗窒化ガリウム系半導体層
層 １０３ 窒化ガリウム系ｎ型半導体クラッド層 １０４、８０５ 窒化ガリウム系半導体活性層 １０５、８０８、８０６ 窒化ガリウム系ｐ型半導体ク
ラッド層 １０６、８１０ 窒化ガリウム系ｐ型半導体コンタクト
層 １０７ ｐ側電極 １０８ ｎ側電極 １１１ 酸化膜 ８０９ 窒化ガリウム系ｐ型半導体キャップ層 ８１３ 高抵抗窒化ガリウム系半導体層
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/18 Ｈ０１Ｌ 21/302 Ｆ
Claims (18)
- 【請求項１】 第１の導電型の窒化ガリウム系半導体か
ら成る第１のクラッド層と、実質的に真性（intrinsic
）な窒化ガリウム系半導体から成る活性層と、前記第
１の導電型とは反対の第２の導電型の窒化ガリウム系半
導体から成る第２のクラッド層からなる積層体を形成す
る工程と、 三塩化ホウ素と塩素を含むエッチングガスによって前記
第２のクラッド層および前記活性層をエッチングする工
程とからなる化合物半導体を用いた青色発光素子の製造
方法。 - 【請求項２】 前記エッチングガスには、三塩化ホウ素
と塩素が夫々２０％以上含まれている特徴とする請求項
１記載の化合物半導体を用いた青色発光素子の製造方
法。 - 【請求項３】 前記エッチングは、高周波電力によるプ
ラズマ放電によって行われる特徴とする請求項１記載の
化合物半導体を用いた青色発光素子の製造方法。 - 【請求項４】 前記第１のクラッド層は、ｎ型のＩｎx
Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ化合物半導体であり、前記活性層
は、真性のＩｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ化合物半導体であ
り、前記第２のクラッド層は、ｐ型のＩｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎ化合物半導体である特徴とする請求項１記載の
化合物半導体を用いた青色発光素子の製造方法。 - 【請求項５】 前記積層体形成工程の前に第１の導電型
の窒化ガリウム系半導体から成るバッファ層を、サファ
イヤ基板上に積層する、 組成ｘ，ｙの値は、前記バッファ層については、0 ≦ x
≦ 0.5、0.5 ≦ y≦ 1、前記第１のクラッド層につい
ては、0 ≦ x ≦ 0.3、0.1 ≦ y ≦ 1、前記活性層に
ついては、0 ≦ x ≦ 0.6、0 ≦ y ≦ 0.5、前記第２
のクラッド層については、0 ≦ x ≦ 0.3、0.1 ≦ y
≦ 1.0である特徴とする請求項１記載の化合物半導体を
用いた青色発光素子の製造方法。 - 【請求項６】 前記エッチングは平行平板型のプラズマ
エッチングである特徴とする請求項１記載の化合物半導
体を用いた青色発光素子の製造方法。 - 【請求項７】 前記エッチングは酸化膜とフォトレジス
トとの２層マスクをエッチング用マスクとした選択エッ
チングである特徴とする請求項１記載の化合物半導体を
用いた青色発光素子の製造方法。 - 【請求項８】 前記選択エッチングにより、ほぼ垂直の
側壁を有したＵ溝を形成する特徴とする請求項１記載の
化合物半導体を用いた青色発光素子の製造方法。 - 【請求項９】 前記選択エッチングの後に、前記選択エ
ッチングで形成されたＵ溝の底部に電極を形成する工程
を更に含むことを特徴とする請求項１記載の化合物半導
体を用いた青色発光素子の製造方法。 - 【請求項１０】 第１の導電型の窒化ガリウム系半導体
から成る第１のクラッド層と、実質的に真性（intrinsi
c)な窒化ガリウム系半導体から成る活性層と、前記第１
の導電型とは反対の第２の導電型の窒化ガリウム系半導
体から成る第２のクラッド層からなる積層体を形成する
工程と、 該第２のクラッド層の上部に第１のエッチング用マスク
を形成する工程と、 該第１のエッチング用マスクを用いて該積層体の少なく
とも一部を三塩化ホウ素と塩素を含むエッチングガスを
用いてエッチングする第１のドライエッチング工程と、 該第１のエッチング用マスクを除去後、新たな第２のエ
ッチング用マスクを該第２のクラッド層の上部に形成す
る工程と、 該第２のエッチング用マスクを用いて該第２のクラッド
層および該活性層をエッチングする第２のドライエッチ
ング工程とからなる化合物半導体を用いた青色発光素子
の製造方法。 - 【請求項１１】 前記第１のエッチング用マスクは酸化
膜とフォトレジストから成る２層マスクであることを特
徴とする請求項１０記載の化合物半導体を用いた青色発
光素子の製造方法。 - 【請求項１２】 前記第２のエッチング用マスクは酸化
膜とフォトレジストから成る２層マスクであることを特
徴とする請求項１０記載の化合物半導体を用いた青色発
光素子の製造方法。 - 【請求項１３】 前記第１および第２のドライエッチン
グ工程は平行平板型プラズマエッチング装置を用いたプ
ラズマエッチングであることを特徴とする請求項１０記
載の化合物半導体を用いた青色発光素子の製造方法。 - 【請求項１４】 前記第２のドライエッチング工程に引
き続き、前記第２のエッチング用マスクを用いて前記第
１のクラッド層の一部をエッチングする工程ことを特徴
とする請求項１０記載の化合物半導体を用いた青色発光
素子の製造方法。 - 【請求項１５】 前記第１のクラッド層のエッチングの
後に前記第１のクラッド層の一部に第１の電極層を形成
する工程を更に含むことを特徴とする請求項１０記載の
化合物半導体を用いた青色発光素子の製造方法。 - 【請求項１６】 前記第２のクラッド層の上部の一部に
第２の電極層を形成する工程を更に含むことを特徴とす
る請求項１０記載の化合物半導体を用いた青色発光素子
の製造方法。 - 【請求項１７】 前記第１のクラッド層は、ｎ型のＩｎ
x Ａｌy Ｇａ1-x-yＮ化合物半導体であり、前記活性層
は、真性のＩｎx Ａｌy Ｇａ1-x-y Ｎ化合物半導体であ
り、前記第２のクラッド層は、ｐ型のＩｎx Ａｌy Ｇａ
1-x-y Ｎ化合物半導体であることを特徴とする請求項１
０記載の化合物半導体を用いた青色発光素子の製造方
法。 - 【請求項１８】 前記積層体形成工程の前に第１の導電
型の窒化ガリウム系半導体から成るバッファ層を、サフ
ァイヤ基板上に積層する工程を更に含み、 組成ｘ，ｙの値は、前記バッファ層については、0 ≦ x
≦ 0.5、0.5 ≦ y≦ 1、前記第１のクラッド層につい
ては、0 ≦ x ≦ 0.3、0.1 ≦ y ≦ 1、前記活性層に
ついては、0 ≦ x ≦ 0.6、0 ≦ y ≦ 0.5、前記第２
のクラッド層については、0 ≦ x ≦ 0.3、0.1 ≦ y
≦ 1.0であることを特徴とする請求項１０記載の化合物
半導体を用いた青色発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23068896A JP3165374B2 (ja) | 1995-08-31 | 1996-08-30 | 化合物半導体の電極の形成方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-223896 | 1995-08-31 | ||
| JP22389695 | 1995-08-31 | ||
| JP23068896A JP3165374B2 (ja) | 1995-08-31 | 1996-08-30 | 化合物半導体の電極の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129930A true JPH09129930A (ja) | 1997-05-16 |
| JP3165374B2 JP3165374B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=26525746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23068896A Expired - Lifetime JP3165374B2 (ja) | 1995-08-31 | 1996-08-30 | 化合物半導体の電極の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3165374B2 (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998042030A1 (fr) * | 1997-03-19 | 1998-09-24 | Sharp Kabushiki Kaisha | Element emetteur de lumiere semi-conducteur |
| WO1998054757A1 (de) * | 1997-05-26 | 1998-12-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum ätzen von iii-v-halbleitermaterial |
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