專利名稱：氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
0001
本發(fā)明涉及在p型氮化物半導(dǎo)體外延層上形成p型電極的氮化物 半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，特別地涉及能夠減小p型電極的接觸電 阻率的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法。
背景技術(shù)：
0002
在氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件中進(jìn)行大于200mW的高功率工作時(shí)， 在長時(shí)間的通電試驗(yàn)中工作電壓的上升會(huì)成為問題。為了解決這一問 題，需要設(shè)置低電阻、均勻接觸特性的p型電極。作為滿足這種要求 的電極材料，功率函數(shù)大的Pd倍受關(guān)注。
0003
作為在GaN等氮化物半導(dǎo)體表面上形成以Pd為主體的電極的方 法，公知的例如有專利文獻(xiàn)l-5記載的在GaN上蒸鍍Pd，再形成多 層結(jié)構(gòu)的電極，然后進(jìn)行熱處理的方法。以下，按A/B/C標(biāo)明電極的 層結(jié)構(gòu)，是指從襯底側(cè)按A、 B、 C的順序?qū)盈B。
0004
專利文獻(xiàn)l, 2中記載的是在p型電極中使用貯氫金屬Pd。由此， 從氮化物半導(dǎo)體吸出氫，能夠使p型載流子濃度增大，減小接觸電阻 率。另夕卜，記載的是在Pd電極上形成Mo層作為阻擋層。通過用高熔 點(diǎn)金屬M(fèi)o覆蓋，能夠防止因熱處理產(chǎn)生的不均勻化。另外，Mo似 乎發(fā)揮著促進(jìn)界面反應(yīng)的作用，但這一作用還不能完全被理解。
0005
專利文獻(xiàn)3中記載的是使用Pd/z/Au作為p型電極，z是Pt、 Ru、 Rh、 Os、 Ir、 Ag的任何一種元素。由此，通過p型電極與GaN的反應(yīng)來吸出氮，可抑制載流子濃度下降。
0006
專利文獻(xiàn)4中記載的是在含氧氣氛中對Pd/Au或Au/Pd的p型電 極進(jìn)行熱處理。這樣，通過在含氧氣氛中的熱處理，能夠減小接觸電 阻率。
0007
專利文獻(xiàn)5中記載的是使用Pd/z/Au作為p型電極，z是Mo, Pt, W, Ir, Rh， Ru中的任何一種元素，在形成Au層前，在真空、142或 Ar氣氛中進(jìn)行熱處理。這樣，通過在兩層結(jié)構(gòu)的狀態(tài)下進(jìn)行熱處理， 能夠有效地除去生長時(shí)進(jìn)入GaN內(nèi)的氫。
0008
專利文獻(xiàn)l:專利3519950號(hào)公才艮 專利文獻(xiàn)2:專利3579294號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3:專利3233258號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)4:專利3309745號(hào)/>凈艮 專利文獻(xiàn)5:特開2004 - 95798號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
0009
傳統(tǒng)技術(shù)中，在整個(gè)晶圓上穩(wěn)定地獲得p型電極中低于1E-3Qcn^的接觸電阻率是困難的。因此，如果使氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件， 特別是激光二極管以200mW以上的光輸出功率工作，就會(huì)導(dǎo)致起因 于p型電極的劣化，所以，難以在整個(gè)晶圓上穩(wěn)定地獲得合格品。
0010
本發(fā)明是為了解決上述課題而提出的，其目的在于獲得一種能 夠減小p型電極的接觸電阻率的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法。
0011
本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法包括如下工序在村 底上形成層疊n型氮化物半導(dǎo)體外延層、活性層及p型氮化物半導(dǎo)體 外延層的半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)；在p型氮化物半導(dǎo)體外延層上形成具有含Pd的第1電極層和含Ta的第2電極層的p型電極；在形成p型電極 后，在含氧的氣氛中在400。C-600。C下進(jìn)行熱處理；以及在進(jìn)行熱處 理后，在p型電極上形成含Au的平頭電極。本發(fā)明的其它特征在下 面將會(huì)明白。 0012
根據(jù)本發(fā)明，能夠減小p型電極的接觸電阻率。其結(jié)果是能夠 獲得可高功率工作、隨時(shí)間劣化少、長壽命的激光二極管。另外，從 絕緣膜形成工藝開始，首先進(jìn)行電極金屬蒸鍍，從而能夠抑制電極剝 落，以高成品率獲得可高功率工作、隨時(shí)間劣化少、長壽命的激光二 極管。


0051
圖1是表示實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體激光二極管的剖面圖。 圖2是用于說明實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的 剖面圖。
圖3是用于說明實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的 剖面圖。
圖4是用于說明實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的 剖面圖。
圖5是用于說明實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的 剖面圖。
圖6是用于說明實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的 剖面圖。
圖7是用于說明實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法的 剖面圖。
圖8實(shí)是用于說明施方式1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法 的剖面圖。
圖9是表示接觸電阻率的熱處理溫度依存性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。 圖10是表示接觸電阻率的熱處理溫度依存性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。圖11是表示接觸電阻率的熱處理溫度依存性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。 圖12是表示接觸電阻率的熱處理溫度依存性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。
圖13是表示工作電壓的通電時(shí)間依存性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖。 圖14是用于說明實(shí)施例2的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法 的剖面圖。
圖15是用于說明實(shí)施例2的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法 的剖面圖。
圖16是用于說明實(shí)施例2的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法 的剖面圖。
圖17是用于說明實(shí)施例2的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法 的剖面圖。
圖18是用于說明實(shí)施例2的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法 的剖面圖。
圖19是用于說明實(shí)施例2的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法 的剖面圖。 標(biāo)記說明 0052
I GaN單晶襯底(襯底)
II p型GaN接觸層(p型氮化物半導(dǎo)體外延層)
12 脊部
13 Si02膜(絕緣膜)
14 開口
15 p型電4及
16 Pd層(第1電極層)
17 Ta層(第2電極層)
18 平頭電極
19 n型電極
具體實(shí)施方式
0013下面以氮化物半導(dǎo)體激光二極管為例，參照

本發(fā)明實(shí)施 方式的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法。另外，在各附圖中同一或 相當(dāng)?shù)牟糠指郊油粯?biāo)記，其說明簡化或省略。
0014 實(shí)施例1
圖1是表示實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體激光二極管的剖面圖。在 GaN襯底l(襯底)的一個(gè)主面即Ga面上形成n型GaN緩沖層2。該n 型GaN緩沖層2是為了降低GaN襯底1表面的凹凸，其上層盡量平 坦地層疊而形成。然后，在該n型GaN緩沖層2上形成n型AlGaN 包覆層3 。
0015
在n型AlGaN包覆層3上依次層疊n型GaN光導(dǎo)層4和未摻雜 的InGaN光導(dǎo)層5作為n側(cè)光導(dǎo)層。在InGaN光導(dǎo)層5上形成未摻雜 的InxGakN/InyGa^N(0 <x, y < l)多重量子阱結(jié)構(gòu)的活性層6。
0016
在活性層6上依次層疊作為p側(cè)光導(dǎo)層的未摻雜InxGai_xN(0<x < l)光波導(dǎo)層7、 p型AlGaN電子阻擋層8、作為p側(cè)光導(dǎo)層的p型 GaN光導(dǎo)層9、 p型AlGaN包覆層10和p型GaN接觸層1 l(p型氮化 物半導(dǎo)體外延層)。
0017
這里，n型GaN緩沖層2的厚度例如是lnm，作為n型雜質(zhì)例如 摻雜Si。 n型AlGaN包覆層3的厚度例如是2.0pm,作為n型雜質(zhì)例 如摻雜Si, Al成分比例如是0.05。 n型GaN光導(dǎo)層4的厚度例如是 100nm。另外，未摻雜InGaN光導(dǎo)層5的厚度例如是7nm， In成分比 例如是0.02。
0018
活性層6具有將作為阻擋層的InxGai—xN層和作為阱層的InyGai_yN 層交替層疊的結(jié)構(gòu)，阱數(shù)例如是3。 InxGakN層的厚度是7nm，成分 比x是0.02。而且，InyGaLyN層的厚度是3.5歸，成分比y是0.14。
0019未摻雜InxGa]-xN光波導(dǎo)層7的厚度例如是2.0nm， In成分比x例 如是0.02。 p型AlGaN電子阻擋層8的厚度例如是10nm， Al成分比 例如是0.18。 p型GaN光導(dǎo)層9的厚度例如是100nm。 p型AlGaN包 覆層10的厚度例如是400nm,作為p型雜質(zhì)例如摻雜Mg， Al成分比 例如是0.07。 p型GaN接觸層11的厚度例如是100nm，作為p型雜 質(zhì)例如摻雜Mg,為了獲得充分低的接觸電阻，載流子濃度可為 2E17cm^以上，更優(yōu)選為5E17cm—3以上。
0020
在p型AlGaN包覆層10及p型GaN接觸層11上，例如朝〈1 -100〉方向通過蝕刻而形成脊部12。脊部12的寬度例如是2.0pm。 這里，脊部12在與位于GaN襯底1上、以條狀形成的數(shù)~數(shù)10pm 寬度的高位錯(cuò)區(qū)域之間的低缺陷區(qū)域相對應(yīng)的位置上形成。
0021
為了脊部12的側(cè)面部及脊部橫底面部的表面保護(hù)和電氣絕緣， 形成例如厚200nm的Si02膜13(絕緣膜)以覆蓋脊部12。在該SiOJ莫 13上，在與脊部12的上面對應(yīng)的部分形成開口 14。經(jīng)由開口 14, p 型電極15與p型GaN接觸層11電連接。
0022
p型電極15是依次層疊膜厚50nm的Pd層16(笫1電極層)和膜 厚20nm的Ta層17(第2電極層)的結(jié)構(gòu)。在p型電極15上形成Ti/Ta/Au 結(jié)構(gòu)的鍵合用平頭電極18。另外，也可以使用PdTa合金作為第1電 極層，代替Pd層16。
0023
另外，在GaN襯底l的背面形成n型電極19。該n型電極19為 依次層疊例如Ti/Pt/Au膜的結(jié)構(gòu)。
0024
以下，說明實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法。 首先，如圖2所示，在預(yù)先采用熱清洗等使表面潔凈化的GaN襯 底l的Ga面上，采用有才幾金屬化學(xué)氣相生長(MOCVD)法，例如在生 長溫度為1000。C下使n型GaN緩沖層2生長。接著，采用MOCVD法，依次層疊n型AlGaN包覆層3 、 n型GaN光導(dǎo)層4及未摻雜InGaN 光導(dǎo)層5、未摻雜的InxGa^N/InyGa^N多重量子阱活性層6、未摻雜 InGaN光波導(dǎo)層7、 p型AlGaN電子阻擋層8、 p型GaN光導(dǎo)層9、 p 型AlGaN包覆層10及p型GaN接觸層11 。這里，例如n型AlGaN 包覆層3及n型GaN光導(dǎo)層4的生長溫度設(shè)為1000 。C ，從未摻雜InGaN 光波導(dǎo)層7至未摻雜InGaN光波導(dǎo)層7的生長溫度為740°C,從p型 AlGaN電子阻擋層8至p型GaN接觸層11的生長溫度為1000°C。
0025
接著，如圖3所示，在進(jìn)行了上述晶體生長的整個(gè)晶圓上涂敷光 刻膠，采用光刻法(照相制版技術(shù))來形成預(yù)定形狀的光刻膠圖案21。
0026
接著，如圖4所示，以光刻膠圖案21為掩模，采用RIE(Reactive IonEtching)法等，對p型氮化物半導(dǎo)體外延層進(jìn)行各向異性蝕刻，直 至p型AlGaN包覆層10內(nèi)，形成作為光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的脊部12。作為蝕 刻氣體例如使用氯系氣體。另外，作為蝕刻摘^莫，通過使用Si02膜等 絕緣膜掩才莫代替光刻膠圖案21,能夠使蝕刻形狀變得更垂直。
0027
接著，如圖5所示，在直接保留光刻膠圖案21的狀態(tài)下，例如 采用CVD法、真空蒸鍍法、濺射法等，在整個(gè)面上形成厚度0.2pm 的Si02膜13，以覆蓋脊部12。
0028
接著，在整個(gè)面上形成光刻膠(未圖示)。然后，如圖6所示，通 過蝕刻，在脊部12的上面同時(shí)除去SiCb膜13和光刻月交圖案21,形 成開口 14。
0029
接著，采用光刻技術(shù)等，形成在含有脊部12的區(qū)域有開口的光 刻膠圖案(未圖示)。然后，如圖7所示，例如采用電子束(EB)蒸鍍法， 在整個(gè)面上依次形成Pd層16和Ta層17作為p型電才及15。 Pd層16 的膜厚可以是約20 ~ 100nm，為了獲得通過熱處理來防止Pd層16變 得不勻的阻擋效果，Ta層17的膜厚可大約是10 20nm。 ^f旦Pd層16
10的厚度最好為Ta層17的厚度的至少2倍以上，更優(yōu)選Pd層16的厚 度為30nm以上。然后，采用剝離法，除去光刻膠圖案上的Pd層16 及Ta層17。
0030
接著，優(yōu)選在溫度約400。C 600。C的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在溫度約 450°C 550。C的范圍內(nèi)使用RTA裝置等進(jìn)行熱處理。這里，取為 500°C。作為氣氛，使用含氧或含有氧作為構(gòu)成元素的氣體和惰性氣 體的混合氣體。氧的含量優(yōu)選5%以上且小于50%,更優(yōu)選10%以上 且小于30%。這里，使用氮80%、氧20%的氣氛。另外，優(yōu)選溫度上 升速度為1(TC/秒以上。這里取為2(TC/秒。熱處理的時(shí)間可以是l分 鐘以上，這里:f又為2分鐘。
0031
接著，通過轉(zhuǎn)印，在圖案形成后采用剝離法形成絕緣用Si02絕緣 膜(未圖示)。然后，如圖8所示，在p型電極15上例如以 50nm/100nm/500nm的厚度形成作為平頭電極18的Ti/Ta/Au。
0032
接著，研磨GaN襯底l的背面，并進(jìn)行鏡面打磨，直至晶圓的厚 度達(dá)到約100nm。然后，通過含有5Q/。SiCLt的Ar混合氣體，在GaN 村底l的背面進(jìn)行等離子體處理。然后，進(jìn)行水冼、氧等離子體灰化 處理，在GaN襯底l的背面形成高載流子濃度層，然后采用真空蒸鍍 法依次形成Ti/Pt/Au膜。在整個(gè)晶圓上涂敷光刻膠，采用光刻法形成 預(yù)定形狀的光刻膠圖案(未圖示)。以光刻膠圖案為掩模，采用離子研 磨蝕刻Ti/Pt/Au膜，從而形成n型電極19。然后，在400。C以下進(jìn)行 熱處理。但是，即使不進(jìn)行熱處理，n型電極19也呈現(xiàn)歐姆特性。
0033
接著，通過將襯底劈開等將村底加工成為棒狀，并形成兩個(gè)諧振 腔端面。然后，在兩個(gè)諧振腔端面施以端面涂層后，進(jìn)行劈開等加工， 使該棒材芯片化。通過以上工序，能夠制造實(shí)施例1的氮化物半導(dǎo)體 激光二極管。
0034如上所述，在實(shí)施例中，在p型GaN接觸層11上形成Pd層16 作為p型電極15。這里，Pd是氫化物的生成能為負(fù)的材料，在GaN 中的氫殘留水平高時(shí)，吸出氫。由此，能夠有效地提高載流子濃度， 所以能夠減小接觸電阻率。但是，在GaN中的氫殘留水平充分低時(shí)， 效果小。另外，僅Pd的功率函數(shù)高，并不能獲得充分低的接觸電阻 率。另一方面，Pd比Au及Pt更富反應(yīng)性，所以Pd將與GaN反應(yīng)， 能夠形成低電阻的反應(yīng)層，降低肖特基勢壘。
0035
另外，由于熱處理時(shí)發(fā)生的反應(yīng)具有正效果和負(fù)效果，所以熱處 理溫度存在最佳的范圍。首先，為了促進(jìn)界面反應(yīng)，需要在最低400。C 以上加熱。溫度越高，氧擴(kuò)散、Ga吸出、氫吸出以及Pd-Ga反應(yīng)越 加快。但在550。C以上加熱將導(dǎo)致Ta層氧化、擴(kuò)散至Ta的界面以及 電極凝縮等，接觸電阻率會(huì)增大。
0036
如圖9所示，可知在氨:氧=4:1氣氛中進(jìn)行熱處理時(shí)，以50CTC 為中心的在士25。C附近存在最佳值，在500士50。C的溫度范圍內(nèi)可獲得 激光二極管的高功率工作中所需的1E-3Qcn^以下的值。因而，在形 成p型電極15后，在含氧氣氛中以400。C-600。C的溫度、更優(yōu)選以 450°C -550。C的溫度進(jìn)行熱處理，從而能夠減小p型電極的接觸電阻 率。
0037
另外，在實(shí)施例中，作為對于p型電極15進(jìn)行熱處理時(shí)的氣氛， 使用含有氧或氧作為構(gòu)成元素的氣體和惰性氣體的混合氣體。已知 在熱處理時(shí)氣氛中的氧會(huì)擴(kuò)散到電極內(nèi)，到達(dá)GaN/電極界面，促進(jìn) GaN中的Ga吸出和Ga空穴生成。Ga空穴作為受主而作用，通過經(jīng) 熱處理生成受主，能夠減小接觸電阻率。所以，在無氧的氮?dú)夥罩羞M(jìn) 行熱處理，不能充分減小接觸電阻率，但是，氧濃度過高，電阻相反 地也會(huì)增大，所以存在最佳范圍。
0038
如圖10所示，對于氮+氧氣氛的這種非常敏感的熱處理溫度依存性，在氮?dú)夥罩形匆姷?。另外，在?0%的氣氛中進(jìn)行熱處理未能 獲得低電阻。所以，作為對于p型電極15進(jìn)行熱處理時(shí)的氣氛，使 用氧含量在5%以上且小于50%的氣體，能夠減小p型電極的接觸電 阻率。
0039
另外，傳統(tǒng)技術(shù)中，在Pd層16上形成有Mo層作為阻擋層。而 發(fā)明者發(fā)現(xiàn)與Mo層相比，使用Ta層作為阻擋層，更能夠減小接觸 電阻率。另外還發(fā)現(xiàn)Mo的耐酸性不充分，在電極形成后的藥液處 理及熱處理工序中會(huì)劣化。所以，在實(shí)施例中在Pd層16上形成Ta 層17作為阻擋層。
0040
另外，如圖11所示，對于Pd單層電極，接觸電阻率只能下降至 兩層電極時(shí)的2倍左右。所以，在含氧氣氛下進(jìn)行熱處理時(shí)，將p型 電極15設(shè)置成Pd層16和Ta層17的兩層電極，從而能夠減小p型 電極15的接觸電阻率。
0041
另外，對于依次形成Pd層、Ta層及Au層的3層結(jié)構(gòu)的p型電 極，在熱處理時(shí)會(huì)阻止氧擴(kuò)散，界面反應(yīng)不再充分發(fā)生。所以，如圖 12所示，與兩層電極時(shí)相比，對于3層電極，不能夠充分減小接觸電 阻率。另外，已知 一旦有抑制氧擴(kuò)散的作用的Au等的層存在，界 面反應(yīng)就難以發(fā)生，所以，對于3層電極，接觸電阻降低的溫度向高 溫側(cè)轉(zhuǎn)移。在Pd層和Ta層的兩層結(jié)構(gòu)的p型電極上形成平頭電極， 然后進(jìn)行熱處理的情況下，也;Il相同的。所以，在實(shí)施例中，在對p 型電極熱處理后，形成平頭電極。由此，能夠減小p型電極的接觸電 阻率。
0042
另外，通過在村底的背面進(jìn)行等離子體處理后，形成n型電極， 能夠采用400。C以下的較低溫度的熱處理，在襯底的背面生成高濃度 的載流子。因此，可通過n型電極的形成工藝來防止p型電極的劣化， 因此，能夠減小p型電極的接觸電阻率。0043
如以上說明，在實(shí)施例中能夠減小p型電極的接觸電阻率。由此， 即使增加激光的驅(qū)動(dòng)電流，也能夠降低p型電極中的耗電。因此，能 夠獲得可高功率工作、隨時(shí)間劣化少、長壽命的激光二極管。
0044
另外，采用上述工序制造的氮化物半導(dǎo)體激光二極管，其閾值電 壓為30mA, 100mW的工作電壓約為5V。另外，如圖13所示，恒定 電流才莫式的連續(xù)通電試驗(yàn)的結(jié)果是經(jīng)過500小時(shí)以上，工作電壓的 變動(dòng)在10%以下。因此確i人在高輸出功率用的通電中，能夠長時(shí)間 保持p型電極的接觸電阻率小的狀態(tài)。
0045 實(shí)施例2
以下說明實(shí)施例2的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法。 首先，與實(shí)施例1同樣，如圖2所示，在GaN襯底1上形成氮化 物半導(dǎo)體外延層。
0046
接著，如圖14所示，采用電子束(EB)蒸鍍法及剝離法，依次形成 Pd層16和Ta層17，作為p型電極15。
接著，如圖15所示，在進(jìn)行上述晶體生長的整個(gè)晶圓上涂敷光 刻膠，采用光刻法(照相制版技術(shù))形成預(yù)定形狀的光刻膠圖案21。
0047
接著，如圖16所示，以光刻膠圖案21為掩^C采用R正法等， 對p型電極15和p型氮化物半導(dǎo)體外延層進(jìn)行各向異性蝕刻，直至p 型AlGaN包覆層10內(nèi)，形成作為光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的脊部12。作為蝕刻氣 體，例如使用氯系氣體。再有，使用同一光刻膠圖案21，再次進(jìn)行p 型電極19蝕刻和用于脊部12形成的干法蝕刻。
0048
接著，如圖17所示，例如采用CVD法、真空蒸鍍法、濺射法等 在整個(gè)面上形成厚度0.2pm的SiCb膜13，以覆蓋脊部12。
接著，在整個(gè)面上形成光刻膠(未圖示)。然后，如圖18所示，通過回蝕(etchback),在脊部12的上面除去Si02膜13,形成開口 14。 然后，進(jìn)行與實(shí)施例1同樣的熱處理。
0049
接著，如圖19所示，在p型電極19上例如以厚度50nm/100nm/ 500nm的厚度形成平頭電才及18的Ti/Ta/Au。然后，與實(shí)施例1同樣 地形成n型電極19進(jìn)行芯片化等，從而能夠制造實(shí)施例2的氮化物 半導(dǎo)體激光二極管。
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在實(shí)施例1中形成脊部12及Si02膜13后，再形成p型電極19。 另外，因?yàn)槭褂肞d的p型電極19與Si02膜13的密合性差，所以存 在工藝過程中剝落的問題。因此，在實(shí)施例2中，在形成脊部12及 Si02膜13前，形成p型電極19。由此，不在Si02膜13上形成p型 電極19,因此可抑制p型電極19剝落。所以能夠在整個(gè)晶圓上獲得 形狀一致的p型電極19,能夠提高成品率。
在上述實(shí)施例中，以氮化物半導(dǎo)體激光二極管為例進(jìn)行說明，但 本發(fā)明不限定于此，也能夠適用于發(fā)光二極管(1ED)等激光二極管以 外的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件。
權(quán)利要求
1. 一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其特征在于包括如下工序在襯底上形成由n型氮化物半導(dǎo)體外延層、活性層及p型氮化物半導(dǎo)體外延層層疊而成的半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)；在所述p型氮化物半導(dǎo)體外延層上形成具有含Pd的第1電極層和含Ta的第2電極層的p型電極；在形成所述p型電極后，在含氧的氣氛中以400℃～600℃的溫度進(jìn)行熱處理；以及在進(jìn)行所述熱處理后，在所述p型電極上形成含Au的平頭電極。
2. 如利要求1所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其特征 在于以450°C ~ 550。C的溫度進(jìn)行所述熱處理。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其特征在于作為所述村底，使用GaN單晶襯底， 在所述GaN單晶襯底的Ga面上形成所述半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求l所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其特 征在于所述第1電極層的厚度設(shè)為所述笫2電極層的厚度的至少2倍以上。
5. 如利要求4所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其特征 在于所述第1電極層的厚度設(shè)為30nm以上。
6. 如利要求1所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其特征 在于用PdTa合金作為所述第1電極層。
7. 如權(quán)利要求1所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其特征在于在所述熱處理中溫度上升速度"i殳為1(TC/秒以上。
8. 如權(quán)利要求1所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其特 征在于用作為構(gòu)成元素而含氧或氧的氣體與惰性氣體的混合氣體作為 所述氣氛，其中氧含量為5%以上且低于50%。
9. 如利要求l所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其特征 在于所述p型氮化物半導(dǎo)體外延層包含載流子濃度為2E17cnT3以上 的接觸層，在所述接觸層上形成所述第1電極層。
10. 如利要求1所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其特 征在于還包括如下工序在所述襯底的背面作了等離子體處理后形成n型電極，并在400°C 以下的溫度進(jìn)行熱處理。
11. 如利要求1所述的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其特 征在于還包括如下工序在形成所述p型電極的工序后，對所述p型電極和所述p型氮化 物半導(dǎo)體外延層進(jìn)行各向異性蝕刻而形成脊部；以及形成絕緣膜以覆蓋所述脊部。
全文摘要
本發(fā)明“氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法”，是一種能夠減小p型電極的接觸電阻率的氮化物半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法。在GaN單晶襯底(1)上形成層疊有p型GaN接觸層(11)等的半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)。在p型GaN接觸層上(11)形成具有Pd層(16)和Ta層(17)的p型電極(15)。在形成了p型電極(15)后，在含氧氣氛中在400℃～600℃的溫度進(jìn)行熱處理。在熱處理后，在p型電極(15)上形成含Au的平頭電極(18)。
文檔編號(hào)H01S5/042GK101442094SQ20081017680
公開日2009年5月27日 申請日期2008年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日
發(fā)明者佐久間仁, 川崎和重, 鹽澤勝臣, 金本恭三, 阿部真司 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社