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公開番号2025007418
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023108801
出願日2023-06-30
発明の名称半導体素子の製造方法、及び半導体素子
出願人日亜化学工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01S 5/323 20060101AFI20250109BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】半導体素子の露出面でのリーク電流を抑制する。
【解決手段】半導体素子の製造方法は、n側III族窒化物半導体層と、p側III族窒化物半導体層と、前記n側III族窒化物半導体層と前記p側III族窒化物半導体層との間に配置されるアンドープのIII族窒化物半導体層と、を有する半導体積層体と、前記p側III族窒化物半導体層の上に配置される電極層と、を備える積層体を準備する。前記電極層の表面から少なくとも前記アンドープのIII族窒化物半導体層の途中までをドライエッチングし、前記ドライエッチングで露出した前記積層体の露出面をウェット処理で清浄化し、前記ウェット処理された面を酸化させる。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
ｎ側III族窒化物半導体層と、ｐ側III族窒化物半導体層と、前記ｎ側III族窒化物半導体層と前記ｐ側III族窒化物半導体層との間に配置されるアンドープのIII族窒化物半導体層と、を有する半導体積層体と、前記ｐ側III族窒化物半導体層の上に配置される電極層と、を備える積層体を準備し、
前記電極層の表面から少なくとも前記アンドープのIII族窒化物半導体層の途中までをドライエッチングし、
前記ドライエッチングで露出した前記積層体の露出面をウェット処理で清浄化し、
前記ウェット処理された面を酸化させる、
ことを含む半導体素子の製造方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記ウェット処理はアルカリ系エッチャントによる表面清浄化である、
請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項３】
前記ウェット処理によりIII族窒化物半導体結晶のｍ面を露出する、
請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項４】
前記酸化は、前記ウェット処理の後の構造体を、酸素を含む雰囲気中に所定時間放置することを含む、
請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項５】
前記電極層を透光性の金属酸化物で形成し、
前記ドライエッチングで、共通のマスクを用いて前記電極層の表面から少なくとも前記アンドープのIII族窒化物半導体層の途中までエッチングする、
請求項１に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項６】
前記積層体は、前記ｎ側III族窒化物半導体層と前記アンドープのIII族窒化物半導体層との間に配置される活性層または光吸収層を備え、
前記ドライエッチングで、レーザ共振器のリッジ構造、レーザ共振器の周期的な凹部、または受光素子の画素分離溝、を形成する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項７】
前記半導体素子は、半導体レーザ素子であって、
前記酸化は、酸素を含む雰囲気で１００℃以下の温度のもとで所定時間放置することを含む、
請求項６に記載の半導体素子の製造方法。
【請求項８】
ｎ側III族窒化物半導体層と、ｐ側III族窒化物半導体層と、前記ｎ側III族窒化物半導体層と前記ｐ側III族窒化物半導体層との間に配置される活性層と、を有する半導体積層体と、前記ｐ側III族窒化物半導体層の上に配置される電極層と、を備える積層体を準備し、
前記電極層の表面から少なくとも前記ｎ側III族窒化物半導体層の途中までをドライエッチングし、
前記ドライエッチングで露出した前記積層体の露出面をウェット処理で清浄化し、
前記ウェット処理された面を酸化させる、
ことを含む半導体素子の製造方法。
【請求項９】
ｎ側III族窒化物半導体層と、ｐ側III族窒化物半導体層と、前記ｎ側III族窒化物半導体層と前記ｐ側III族窒化物半導体層との間に配置されるアンドープのIII族窒化物半導体層と、を含む半導体積層体と、
前記ｐ側III族窒化物半導体層の上に配置される電極と、
を備え、
前記半導体積層体は、前記ｐ側III族窒化物半導体層の表面から少なくとも前記アンドープのIII族窒化物半導体層の途中まで到達する側面を有し、
前記側面および前記側面から所定の距離までの表面領域は、前記表面領域よりも内側に位置する内部領域よりも酸素含有量が多い、
半導体素子。
【請求項１０】
前記半導体積層体の前記側面は、前記電極の外周よりも内側に位置する、
請求項９に記載の半導体素子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体素子の製造方法、及び半導体素子に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
２種以上の元素の組み合わせにより半導体の特性を示す化合物半導体は、バンドギャップや移動度等の設計の自由度が高く、光デバイス、スイッチングデバイス、パワーデバイス等に広く用いられている。化合物半導体は、用途に応じて様々な形状に加工される。線幅の小さい微細加工の場合は、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などのドライプロセスによる異方性エッチングが一般的に用いられる。
【０００３】
III族窒化物半導体により構成された半導体基板において、ドライエッチングで形成された溝部の内面をウェットエッチングすることで、ダメージの少ないｃ面を露出させる手法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－１８８１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体材料を所望の形状に加工する際に、異なる種類の半導体層を含む積層体を連続してドライエッチングする場合がある。半導体層にドライエッチングが行われると、エッチングされて露出した側壁でリーク電流が増大し、電圧-電流特性の電圧の立ち上がりが鈍くなる。開示の一つの側面では、半導体素子の露出面でのリーク電流を低減する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一つの実施形態において、半導体素子の製造方法は、
ｎ側III族窒化物半導体層と、ｐ側III族窒化物半導体層と、前記ｎ側III族窒化物半導体層と前記ｐ側III族窒化物半導体層との間に配置されるアンドープのIII族窒化物半導体層と、を有する半導体積層体と、前記ｐ側III族窒化物半導体層の上に配置される電極層と、を備える積層体を準備し、
前記電極層の表面から少なくとも前記アンドープのIII族窒化物半導体層の途中までをドライエッチングし、
前記ドライエッチングで露出した前記積層体の露出面をウェット処理で清浄化し、
前記ウェット処理された面を酸化させる、
ことを含む。
【０００７】
別の実施形態において、半導体素子の製造方法は、
ｎ側III族窒化物半導体層と、ｐ側III族窒化物半導体層と、前記ｎ側III族窒化物半導体層と前記ｐ側III族窒化物半導体層との間に配置される活性層と、を有する半導体積層体と、前記ｐ側III族窒化物半導体層の上に配置される電極層と、を備える積層体を準備し、
前記電極層の表面から少なくとも前記ｎ側III族窒化物半導体層の途中までをドライエッチングし、
前記ドライエッチングで露出した前記積層体の露出面をウェット処理で清浄化し、
前記ウェット処理された面を酸化させる、
ことを含む。
【０００８】
一つの実施形態において、半導体素子は、
ｎ側III族窒化物半導体層と、ｐ側III族窒化物半導体層と、前記ｎ側III族窒化物半導体層と前記ｐ側III族窒化物半導体層との間に配置されるアンドープのIII族窒化物半導体層と、を含む半導体積層体と、
前記ｐ側III族窒化物半導体層の上に配置される電極と、
を備え、
前記半導体積層体は、前記ｐ側III族窒化物半導体層の表面から少なくとも前記アンドープのIII族窒化物半導体層の途中まで到達する側面を有し、
前記側面および前記側面から所定の距離までの表面領域は、前記表面領域よりも内側に位置する前記半導体積層体の内部領域よりも酸素含有量が多い。
【０００９】
別の実施形態において、半導体素子は、
ｎ側III族窒化物半導体層と、ｐ側III族窒化物半導体層と、前記ｎ側III族窒化物半導体層と前記ｐ側III族窒化物半導体層との間に配置される活性層と、を含む半導体積層体と、
前記ｐ側III族窒化物半導体層の上に配置される電極と、
を備え、
前記半導体積層体は、前記ｐ側III族窒化物半導体層の表面から少なくとも前記ｎ側III族窒化物半導体層の途中まで到達する側面を有し、
前記側面および前記側面から所定の距離までの表面領域は、前記表面領域よりも内側に位置する前記半導体積層体の内部領域よりも酸素含有量が多い。
【発明の効果】
【００１０】
半導体素子の露出面でのリーク電流が低減される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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