(57)【要約】【課題】コンタクト抵抗の増加を抑制した半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置の製造装置１００ａは、エピタキシャル層形成装置１１０と、電極形成装置１５０と、接続部１２０とを備えている。エピタキシャル層形成装置１１０は、基板上にエピタキシャル層を形成する。電極形成装置１５０は、エピタキシャル層に電極を形成する。接続部１２０は、エピタキシャル層形成装置１１０と電極形成装置１５０とを接続し、かつ大気を遮断した雰囲気である。【選択図】図２
2011114013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にエピタキシャル層を形成するエピタキシャル層形成装置と、
前記エピタキシャル層に電極を形成する電極形成装置と、
前記エピタキシャル層形成装置と前記電極形成装置とを接続し、かつ大気を遮断した雰囲気の接続部とを備えた、半導体装置の製造装置。
【請求項２】
前記接続部は、グローブボックスを含む、請求項１に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項３】
前記接続部は、前記エピタキシャル層形成装置からの前記基板上に形成された前記エピタキシャル層を保持する基板ホルダーと異なり、かつ前記電極形成装置において前記基板上に形成された前記エピタキシャル層を保持し、かつ前記エピタキシャル層形成装置からの前記基板上に形成された前記エピタキシャル層を前記電極形成装置へ搬送するための基板ホルダーを含む、請求項１または２に記載の半導体装置の製造装置。
【請求項４】
エピタキシャル層形成装置で、基板上にエピタキシャル層を形成する工程と、
前記基板上に形成された前記エピタキシャル層を大気を遮断した雰囲気で電極形成装置に搬送する工程と、
前記電極形成装置で、前記エピタキシャル層に電極を形成する工程とを備えた、半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記電極形成装置に搬送する工程では、グローブボックス内で前記基板上に形成された前記エピタキシャル層を前記電極形成装置に搬送する、請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記搬送する工程は、前記大気を遮断した雰囲気内で、前記エピタキシャル層形成装置で用いた基板ホルダーと異なり、かつ前記電極形成装置において前記基板上に形成された前記エピタキシャル層を保持するための基板ホルダーに、前記基板上に形成された前記エピタキシャル層を載せ換える工程を含む、請求項４または５に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）またはレーザダイオード（Laser Diode：ＬＤ）などの半導体装置は、基板上にエピタキシャル層を形成し、このエピタキシャル層に電極を形成することにより製造される。このような半導体装置の製造方法は、たとえば特開２００３−３０６７７１号公報（特許文献１）に開示されている。
【０００３】
具体的には、特許文献１には、真空成膜室と、真空基板搬送室と、グローブボックス室と、パスチャンバとがそれぞれ仕切りバルブを介した連通構造で構成されたグローブボックス付成膜装置が開示されている。特許文献１には、このグローブボックス付成膜装置を用いて、以下の方法で有機エレクトロルミネッセンス素子などを製造することが開示されている。まず、基板をパスチャンバに搬入し、次いでグローブボックス室に搬入し、基板の清浄作業を終了させる。その後、基板を真空基板搬送室に搬送し、所定の圧力で基板を真空成膜室内に搬入する。この真空成膜室内で基板に対してエピタキシャル層を成長する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３０６７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の製造方法では、エピタキシャル層を形成した後、電極を形成する際には、基板と、基板上に形成されたエピタキシャル層とを備えたエピタキシャルウエハを真空成膜室から取り出す必要がある。エピタキシャルウエハを真空成膜室から取り出すと、エピタキシャルウエハが大気に曝されてしまう。このため、エピタキシャル層に電極を形成したときに、エピタキシャル層のコンタクト層と電極との界面に存在する酸素（Ｏ）が原因となってコンタクト抵抗が増加するという問題がある。
【０００６】
したがって、本発明は、コンタクト抵抗の増加を抑制した半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の半導体装置の製造装置は、エピタキシャル層形成装置と、電極形成装置と、接続部とを備えている。エピタキシャル層形成装置は、基板上に形成されたエピタキシャル層を形成する。電極形成装置は、エピタキシャル層に電極を形成する。接続部は、エピタキシャル層形成装置と電極形成装置とを接続し、かつ大気を遮断した雰囲気である。
【０００８】
本発明の半導体装置の製造方法は、以下の工程を備えている。エピタキシャル層形成装置で、基板上にエピタキシャル層を形成する。基板上に形成されたエピタキシャル層を大気を遮断した雰囲気で電極形成装置に搬送する。電極形成装置で、エピタキシャル層に電極を形成する。
【０００９】
本発明の半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法によれば、エピタキシャル層形成装置により基板上に形成したエピタキシャル層（エピタキシャルウエハ）を電極形成装置へ搬送する際に、大気を遮断した雰囲気の接続部を介している。これにより、エピタキシャル層に電極を形成する間に、エピタキシャル層が大気に曝されることを抑制できる。このため、エピタキシャル層の表面に酸素、炭素（Ｃ）、シリコン（Ｓｉ）などが付着することを抑制できるので、エピタキシャル層と電極との間に酸素、炭素、シリコンなどがパイルアップすることを抑制できる。したがって、エピタキシャル層と電極との間の酸素、炭素、シリコンなどによってコンタクト抵抗が増加することを抑制できる。
【００１０】
上記半導体装置の製造装置において好ましくは、接続部は、グローブボックスを含む。
上記半導体装置の製造方法において好ましくは、電極形成装置に搬送する工程では、グローブボックス内で基板上に形成されたエピタキシャル層を電極形成装置に搬送する。
【００１１】
グローブボックスは作業性に優れているので、作業性を向上してコンタクト抵抗が増加することを抑制できる。
【００１２】
上記半導体装置の製造装置において好ましくは、接続部は、エピタキシャル層形成装置からの基板上に形成されたエピタキシャル層を保持する基板ホルダーと異なり、かつ電極形成装置において基板上に形成されたエピタキシャル層を保持し、かつエピタキシャル層形成装置からの基板上に形成されたエピタキシャル層を電極形成装置へ搬送するための基板ホルダーを含む。
【００１３】
上記半導体装置の製造方法において好ましくは、搬送する工程は、大気を遮断した雰囲気内で、エピタキシャル層形成装置で用いた基板ホルダーと異なり、かつ電極形成装置において基板上に形成されたエピタキシャル層を保持するための基板ホルダーに、基板上に形成されたエピタキシャル層を載せ換える工程を含む。
【００１４】
エピタキシャル層形成装置で用いる基板ホルダーと異なる基板ホルダーで、電極形成装置においてエピタキシャルウエハを保持するので、エピタキシャル層形成装置および電極形成装置に好ましい表面状態の基板ホルダーをそれぞれ用いてエピタキシャルウエハを保持することができる。このため、エピタキシャル層と電極との間に不純物が混入することを抑制できる。したがって、エピタキシャル層と電極との間のコンタクト抵抗が増加することをより抑制できる
【発明の効果】
【００１５】
本発明の半導体装置の製造装置および半導体装置の製造方法によれば、エピタキシャル層を大気を遮断した雰囲気で電極形成装置に搬送できるので、コンタクト抵抗の増加を抑制した半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１の半導体装置の一例である半導体レーザを概略的に示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１の半導体装置の一例である半導体レーザの製造装置を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態１の半導体装置の一例である半導体レーザの製造方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態２の半導体装置の一例である半導体レーザの製造装置を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態２の半導体装置の一例である半導体レーザの製造方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態３の半導体装置の一例である半導体レーザの製造装置を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態３の半導体装置の一例である半導体レーザの製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態における半導体装置の一例である半導体レーザを概略的に示す断面図である。まず、図１を参照して、本実施の形態における半導体レーザ２００について説明する。
【００１９】
図１に示すように、半導体レーザ２００は、基板２０１と、ｎ型クラッド層２０２と、ｎ型ガイド層２０３、２０４と、バリア層２０５、２０７と、活性層２０６と、ｐ型ガイド層２０８と、ｐ型クラッド層２０９と、ｐ型コンタクト層２１０と、ｐ型電極２１１と、ｎ型電極２１２とを備えている。
【００２０】
基板２０１は、たとえばＧａＮ（窒化ガリウム）基板である。ｎ型クラッド層２０２は、基板２０１上に形成され、たとえばｎ型ＡｌＧａＮ（窒化ガリウムアルミニウム）よりなる。ｎ型ガイド層２０３は、ｎ型クラッド層２０２上に形成され、たとえばｎ型ＧａＮよりなる。ｎ型ガイド層２０４は、ｎ型ガイド層２０３上に形成され、たとえばｎ型ＩｎＧａＮ（窒化ガリウムインジウム）よりなる。バリア層２０５は、ｎ型ガイド層２０４上に形成され、たとえばＧａＮよりなる。活性層２０６は、バリア層２０５上に形成され、たとえばＩｎＧａＮよりなる。バリア層２０７は、活性層２０６上に形成され、たとえばＧａＮよりなる。ｐ型ガイド層２０８は、バリア層２０７上に形成され、たとえばｐ型ＩｎＧａＮよるなる。ｐ型クラッド層２０９は、ｐ型ガイド層２０８上に形成され、たとえばｐ型ＡｌＧａＮよりなる。ｐ型コンタクト層２１０は、ｐ型クラッド層２０９上に形成され、たとえばｐ型ＧａＮよりなる。ｐ型電極２１１は、ｐ型コンタクト層２１０上に形成され、たとえばＮｉ（ニッケル）／Ａｕ（金）よりなる。ｎ型電極２１２は、基板２０１下に形成され、たとえばＮｉよりなる。
【００２１】
本実施の形態における半導体レーザ２００において、ｐ型コンタクト層２１０とｐ型電極２１１との界面２００ａの酸素濃度は低減されており、コンタクト抵抗はたとえば４×１０-4Ωｃｍ2以下である。
【００２２】
続いて、図２を参照して、本実施の形態における半導体装置の一例である半導体レーザ２００の製造装置１００ａを説明する。なお、図２は、本実施の形態の半導体装置の一例である半導体レーザの製造装置を示す模式図である。
【００２３】
図２に示すように、本実施の形態における半導体レーザ２００の製造装置１００ａは、エピタキシャル層形成装置１１０と、接続部１２０と、電極形成装置１５０とを備えている。接続部１２０は、グローブボックス１２１と、真空ポンプ１２４、１３４、１４４と、弁１２５、１２７、１３３、１３５、１３７、１４３、１４５、１４７と、窒素ガス（Ｎ2）ボンベ１２６、１３６、１４６と、第１のロードロック室１３１と、配管１３２、１４２と、第２のロードロック室１４１とを含んでいる。
【００２４】
エピタキシャル層形成装置１１０は、基板２０１上に、ｎ型クラッド層２０２と、ｎ型ガイド層２０３、２０４と、バリア層２０５と、活性層２０６と、バリア層２０７と、ｐ型ガイド層２０８と、ｐ型クラッド層２０９と、ｐ型コンタクト層２１０とをこの順で形成するための装置である。ｎ型クラッド層２０２と、ｎ型ガイド層２０３、２０４と、バリア層２０５と、活性層２０６と、バリア層２０７と、ｐ型ガイド層２０８と、ｐ型クラッド層２０９と、ｐ型コンタクト層２１０とは、エピタキシャル層を構成する。つまり、エピタキシャル層形成装置１１０は、基板２０１とエピタキシャル層とを含むエピタキシャルウエハを形成する。エピタキシャル層形成装置１１０は、たとえばＯＭＶＰＥ（OrganoMetallic Vapor Phase Epitaxy：有機金属気相成長）装置である。
【００２５】
電極形成装置１５０は、エピタキシャルウエハのエピタキシャル層に電極を形成する。本実施の形態では、ｐ型コンタクト層２１０にｐ型電極２１１を形成する。電極形成装置１５０は、たとえばＥＢ（Electron-Beam：電子ビーム）蒸着装置である。
【００２６】
接続部１２０は、エピタキシャル層形成装置１１０と電極形成装置１５０とを接続し、かつ大気を遮断した雰囲気である。
【００２７】
本実施の形態では、グローブボックス１２１を介して、エピタキシャル層形成装置１１０と電極形成装置１５０とを接続している。グローブボックス１２１は、弁１２５を介して真空ポンプ１２４と接続され、弁１２７を介して窒素ガスボンベ１２６と接続されている。このため、グローブボックス１２１の内部を窒素ガス雰囲気にすることができる。
【００２８】
グローブボックス１２１の内部には、第１のロードロック室１３１と、第２のロードロック室１４１とが収容されている。第１のロードロック室１３１は、配管１３２および弁１３３を介してエピタキシャル層形成装置１１０と接続されている。第２のロードロック室１４１は、配管１４２および弁１４３を介して電極形成装置１５０と接続されている。
【００２９】
第１および第２のロードロック室１３１、１４１は、弁１３５、１４５を介して真空ポンプ１３４、１４４と接続され、かつ弁１３７、１４７を介して窒素ガスボンベ１３６、１４６と接続されている。このため、第１および第２のロードロック室１３１、１４１の内部を窒素ガス雰囲気にすることができる。
【００３０】
なお、内部の雰囲気ガスを窒素ガスに置換できればよいので、真空ポンプ１２４、１３４、１４４および弁１２５、１３５、１４５は省略されてもよい。
【００３１】
ここで、グローブボックス１２１、第１および第２のロードロック室１３１、１４１は、本実施の形態では窒素ガス雰囲気にしているが、大気を遮断した雰囲気にできれば、窒素ガスに限定されない。大気を遮断した雰囲気とは、酸素を含まない雰囲気である。言い換えると、大気を遮断した雰囲気とは、酸化性を含まない雰囲気である。このような大気を遮断した雰囲気は、たとえば不活性ガスよりなる雰囲気である。具体的には、大気を遮断した雰囲気は、たとえば、窒素（Ｎ）、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ラドン（Ｒｎ）、またはこれらの組み合わせからなる。
【００３２】
エピタキシャル層形成装置１１０は、エピタキシャルウエハを保持するための基板ホルダーを含んでいる。接続部１２０のグローブボックス１２１は、エピタキシャル層形成装置１１０からの基板２０１上に形成されたエピタキシャル層（エピタキシャルウエハ）を保持する基板ホルダーと異なり、かつ電極形成装置１５０においてエピタキシャルウエハを保持し、かつエピタキシャル層形成装置１１０からのエピタキシャルウエハを電極形成装置１５０へ搬送するための基板ホルダーを含んでいる。
【００３３】
続いて、図１〜図３を参照して、本実施の形態における半導体装置の一例である半導体レーザ２００の製造方法について説明する。本実施の形態では、図２に示す製造装置１００ａを用いて半導体レーザ２００を製造する。なお、図３は、本実施の形態における半導体装置の一例である半導体レーザの製造方法を示すフローチャートである。
【００３４】
まず、図２および図３に示すように、弁１３３、１４３を閉じる（ステップＳ１）。これにより、エピタキシャル層形成装置１１０、グローブボックス１２１および電極形成装置１５０のそれぞれが、密閉される。
【００３５】
次に、図１〜図３に示すように、エピタキシャル層形成装置１１０内で、基板２０１上にエピタキシャル層を形成する（ステップＳ２）。本実施の形態では、基板２０１上に、ｎ型クラッド層２０２と、ｎ型ガイド層２０３、２０４と、バリア層２０５と、活性層２０６と、バリア層２０７と、ｐ型ガイド層２０８と、ｐ型クラッド層２０９とをこの順で形成する。
【００３６】
次に、図２および図３に示すように、グローブボックス１２１の内部を大気を遮断した雰囲気にする（ステップＳ３）。本実施の形態では、弁１２５を開けて、真空ポンプ１２４を起動し、グローブボックス１２１の内部を真空にする。その後、弁１２５を閉じ、弁１２７を開けて、窒素ガスボンベ１２６からグローブボックス１２１内に窒素を導入する。これにより、グローブボックス１２１の内部を窒素ガス雰囲気にすることができる。なお、真空ポンプ１３４が省略されている場合には、グローブボックス１２１の内部を真空にせずに、窒素ガスボンベ１２６から導入される窒素ガスで置換する。
【００３７】
次に、図２および図３に示すように、第１のロードロック室１３１の内部を大気を遮断した雰囲気にする（ステップＳ４）。本実施の形態では、弁１３５を開けて、真空ポンプ１３４を起動し、第１のロードロック室１３１の内部を真空にする。その後、弁１３５を閉じ、弁１３７を開けて、窒素ガスボンベ１３６から第１のロードロック室１３１内に窒素を導入する。これにより、第１のロードロック室１３１の内部を窒素ガス雰囲気にすることができる。
【００３８】
次に、図２および図３に示すように、弁１３３を開ける（ステップＳ５）。これにより、配管１３２を大気を遮断した雰囲気（本実施の形態では窒素ガス雰囲気）にすることができるとともに、エピタキシャル層形成装置１１０とグローブボックス１２１とが連通する。
【００３９】
次に、図２および図３に示すように、基板２０１上に形成されたエピタキシャル層（エピタキシャルウエハ）を、エピタキシャル層形成装置１１０から第１のロードロック室１３１に搬送する（ステップＳ６）。これにより、大気を遮断した雰囲気内の配管１３２を通って、大気を遮断した雰囲気の第１のロードロック室１３１にエピタキシャルウエハを搬送することができる。このため、エピタキシャル層が大気に曝されることを抑制できる。
【００４０】
次に、図２および図３に示すように、弁１３３を閉じる（ステップＳ７）。これにより、エピタキシャル層形成装置１１０と第１のグローブボックス１２１とのガスの流れを遮断することができる。
【００４１】
次に、図２および図３に示すように、第２のロードロック室１４１の内部を大気を遮断した雰囲気にする（ステップＳ８）。本実施の形態では、弁１４５を開けて、真空ポンプ１４４を起動し、第２のロードロック室１４１の内部を真空にする。その後、弁１４５を閉じ、弁１４７を開けて、窒素ガスボンベ１４６から第２のロードロック室１４１内に窒素を導入する。これにより、第２のロードロック室１４１の内部を窒素ガス雰囲気にすることができる。
【００４２】
次に、基板上に形成されたエピタキシャル層（エピタキシャルウエハ）を第２のロードロック室１４１に搬送する（ステップＳ９）。これにより、大気を遮断した雰囲気内のグローブボックス１２１内を通って、大気を遮断した雰囲気の第２のロードロック室１４１にエピタキシャルウエハを搬送することができる。このため、エピタキシャル層が大気に曝されることを抑制できる。
【００４３】
次に、図２および図３に示すように、弁１４３を開ける（ステップＳ１０）。これにより、配管１４２を大気を遮断した雰囲気（本実施の形態では窒素ガス雰囲気）にすることができるとともに、グローブボックス１２１と電極形成装置１５０とが連通する。
【００４４】
次に、図２および図３に示すように、基板上に形成されたエピタキシャル層（エピタキシャルウエハ）を、第２のロードロック室１４１から電極形成装置１５０に搬送する（ステップＳ１１）。これにより、大気を遮断した雰囲気内の配管１４２内を通って、電極形成装置１５０にエピタキシャルウエハを搬送することができる。このため、エピタキシャル層は大気に曝されることが抑制される。その後、弁１４３を閉じる。
【００４５】
ここで、ステップＳ３〜Ｓ１１の間のいずれかで、エピタキシャル層形成装置１１０で用いた基板ホルダーと異なり、かつ電極形成装置１５０において基板２０１上に形成されたエピタキシャル層（エピタキシャルウエハ）を保持するための基板ホルダーに、エピタキシャルウエハを載せ換えることが好ましい。たとえばステップＳ６のエピタキシャル層形成装置１１０から第１のロードロック室１３１にエピタキシャルウエハを搬送する際に、基板ホルダーを変更することが好ましい。
【００４６】
次に、図１〜図３に示すように、エピタキシャル層に電極を形成する（ステップＳ１２）。本実施の形態では、ｐ型コンタクト層２１０上にｐ型電極２１１を形成する。また、基板２０１にｎ型電極２１２を形成する。
【００４７】
以上のステップＳ１〜Ｓ１２を実施することにより、図１に示す半導体レーザ２００を製造することができる。
【００４８】
なお、本実施の形態では、半導体装置として、半導体レーザを例に挙げて説明したが、半導体レーザに特に限定されない。また、ＧａＮ系の半導体装置に特に限定されないが、ＩＩＩ族窒化物半導体基板を用いた半導体装置であることが好ましい。
【００４９】
以上説明したように、本実施の形態における半導体装置の製造装置１００ａは、基板２０１上にエピタキシャル層を形成するエピタキシャル層形成装置１１０と、エピタキシャル層に電極を形成する電極形成装置１５０と、エピタキシャル層形成装置１１０と電極形成装置１５０とを接続し、かつ大気を遮断した雰囲気の接続部１２０とを備えている。
【００５０】
また本実施の形態における半導体装置の製造方法は、基板２０１上にエピタキシャル層を形成する工程（ステップＳ２）と、エピタキシャル層を大気を遮断した雰囲気で電極形成装置１５０に搬送する工程（ステップＳ３〜Ｓ１１）と、電極形成装置１５０でエピタキシャル層に電極を形成する工程（ステップＳ１２）とを備えている。
【００５１】
本実施の形態における半導体装置の製造装置１００ａおよび半導体装置の製造方法によれば、エピタキシャル層形成装置１１０により基板２０１上に形成したエピタキシャル層を電極形成装置１５０へ搬送する際に、大気を遮断した雰囲気の接続部１２０を介している。これにより、エピタキシャル層のｐ型コンタクト層２１０にｐ型電極２１１を形成する間に、エピタキシャル層のｐ型コンタクト層２１０が大気に曝されることを抑制できる。このため、エピタキシャル層のｐ型コンタクト層２１０に酸素が混入することを抑制できるので、エピタキシャル層のｐ型コンタクト層２１０とｐ型電極２１１との界面２００ａに酸素がパイルアップすることを抑制できる。したがって、エピタキシャル層の最表面が酸化されることを抑制できるため、ｐ型コンタクト層２１０表面の酸化物による障壁高さが高くなることを抑制できる。よって、エピタキシャル層のｐ型コンタクト層２１０とｐ型電極２１１との間の酸素（酸化物）によってコンタクト抵抗が増加することを抑制した半導体レーザ２００を製造できる。
【００５２】
上記半導体装置の製造装置１００ａにおいて好ましくは、接続部１２０は、グローブボックス１２１を含んでいる。
【００５３】
上記半導体装置の製造方法において好ましくは、電極形成装置１５０に搬送する工程（ステップＳ３〜Ｓ１１）では、グローブボックス１２１内で基板２０１上に形成されたエピタキシャル層を電極形成装置１５０に搬送する。
【００５４】
グローブボックスは作業性に優れているので、作業性を向上してコンタクト抵抗が増加することを抑制できる。
【００５５】
上記半導体装置の製造装置１００ａにおいて好ましくは、接続部１２０は、エピタキシャル層形成装置１１０からの基板２０１上に形成されたエピタキシャル層を保持する基板ホルダーと異なり、かつ電極形成装置１５０において基板２０１上に形成されたエピタキシャル層を保持し、かつエピタキシャル層形成装置１１０からの基板２０１上に形成されたエピタキシャル層を電極形成装置１５０へ搬送するための基板ホルダーを含む。
【００５６】
上記半導体装置の製造方法において好ましくは、搬送する工程（ステップＳ３〜Ｓ１１）は、大気を遮断した雰囲気内で、エピタキシャル層形成装置１１０で用いた基板ホルダーと異なり、かつ電極形成装置１５０において基板２０１上に形成されたエピタキシャル層を保持するための基板ホルダーに、基板２０１上に形成されたエピタキシャル層を載せ換える工程を含む。
【００５７】
エピタキシャル層形成装置１１０で用いる基板ホルダーと異なり、かつ電極形成装置１５０で用いる基板ホルダーで、基板２０１上に形成されたエピタキシャル層を保持するので、電極形成装置１５０で好適に用いることができる表面状態の基板ホルダーを用いて基板２０１上に形成されたエピタキシャル層を保持することができる。このため、エピタキシャル層形成装置１１０において蒸着した金属がエピタキシャル層に混入することを抑制できるので、エピタキシャル層のｐ型コンタクト層２１０とｐ型電極２１１との間に不純物が混入することを抑制できる。したがって、エピタキシャル層のｐ型コンタクト層２１０とｐ型電極２１１との間のコンタクト抵抗が増加することをより抑制できる。
【００５８】
特に、エピタキシャル層形成装置１１０がＯＭＶＰＥ装置で、かつ電極形成装置１５０がＥＢ蒸着装置の場合に、本実施の形態の製造装置１００ａおよび製造方法が好適に用いられる。その理由は以下の通りである。ＥＢ蒸着法は、通常蒸着面を下側に向け、下側から電極材料を蒸着させる。ＯＭＶＰＥ法ではエピタキシャル成長面を上に向ける場合と下に向ける場合がある。このため、場合によっては、エピタキシャルウエハをエピタキシャル層形成装置１１０用の基板ホルダーから電極形成装置１５０用の基板ホルダーに載せかえる必要がある。従来の製造装置および製造方法を適用すると、エピタキシャルウエハの向きを上向きから下向きに変えるなど、真空中で搬送すると複雑な搬送システムが必要であった。しかし、本実施の形態では、接続部１２０内で行なうので、簡便な搬送システムで行なうことができる。特に、接続部１２０がグローブボックス１２１を含んでいる場合には、より簡便に行なうことができる。また、ＯＭＶＰＥ装置は基板ホルダーの表面状態で混晶状態が変わる可能性があるので、ＯＭＶＰＥ装置用の基板ホルダーをそのままＥＢ蒸着装置に使用すると、基板ホルダーの表面状態が変化するので、ＯＭＶＰＥ装置用の基板ホルダーとＥＢ蒸着装置用の基板ホルダーとが異なっていることが好ましい。
【００５９】
本実施の形態の半導体装置の製造装置１００ａにおいて好ましくは、第２のロードロック室１４１を含んでいる。第２のロードロック室１４１は省略されてもよいが、電極形成装置１５０全体をグローブボックス１２１内に収容して、第２のロードロック室１４１を含んでいる場合と比べて、グローブボックス１２１を小さくできるので、製造装置１００ａを小さくできる。
【００６０】
（実施の形態２）
本実施の形態における半導体装置は、図１に示す実施の形態１の半導体レーザ２００と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００６１】
図４は、本実施の形態における半導体装置の一例である半導体レーザの製造装置を示す模式図である。図４を参照して、本実施の形態における半導体レーザ２００の製造装置１００ｂについて説明する。図４に示すように、本実施の形態における半導体レーザ２００の製造装置１００ｂは、基本的には図２に示す実施の形態１における製造装置１００ａと同様の構成を備えているが、第２のロードロック室１４１、配管１４２、弁１４３、１４５、１４７、真空ポンプ１４４、および窒素ガスボンベ１４６の代わりに扉１４９を備えている点において異なる。
【００６２】
具体的には、グローブボックス１２１は、電極形成装置１５０と対向する領域に開口部を有している。この開口部を通じて、グローブボックス１２１と電極形成装置１５０とが連通する。扉１４９は、グローブボックス１２１の開口部を覆うように形成され、かつ電極形成装置１５０の開口部（入口）を覆うように形成されている。扉１４９は、グローブボックス１２１の開口部および電極形成装置１５０の開口部を完全に覆うことができ、かつグローブボックス１２１の開口部および電極形成装置１５０の開口部を開放することもできるように、開閉可能である。
【００６３】
その他の構成については、実施の形態１の製造装置１００ａと同様であるので、説明は繰り返さない。
【００６４】
続いて、図４および図５を参照して、本実施の形態における半導体レーザ２００の製造方法について説明する。本実施の形態における半導体レーザ２００の製造方法は、図４に示す本実施の形態における半導体レーザ２００の製造装置１００ｂを用いる。なお、図５は、本実施の形態における半導体装置の一例である半導体レーザの製造方法を示すフローチャートである。
【００６５】
まず、図４および図５に示すように、弁１３３を閉じ、かつ扉１４９を閉じる（ステップＳ２１）。これにより、エピタキシャル層形成装置１１０、グローブボックス１２１および電極形成装置１５０のそれぞれは、密閉される。
【００６６】
次に、図４および図５に示すように、エピタキシャル層形成装置１１０内で、基板２０１上にエピタキシャル層を形成する（ステップＳ２）。次に、グローブボックス１２１の内部を大気を遮断した雰囲気にする（ステップＳ３）。次に、第１のロードロック室１３１の内部を大気を遮断した雰囲気にする（ステップＳ４）。次に、弁１３３を開ける（ステップＳ５）。次に、エピタキシャルウエハを、エピタキシャル層形成装置１１０から第１のロードロック室１３１に搬送する（ステップＳ６）。次に、弁１３３を閉じる（ステップＳ７）。ステップＳ２〜Ｓ７は実施の形態１と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００６７】
次に、図４および図５に示すように、扉１４９を開放する（ステップＳ２２）。これにより、グローブボックス１２１と電極形成装置１５０とが連通する。
【００６８】
次に、エピタキシャルウエハを、グローブボックス１２１から電極形成装置１５０に搬送する（ステップＳ１１）。これにより、大気を遮断した雰囲気内で、電極形成装置１５０にエピタキシャルウエハを搬送することができる。このため、エピタキシャル層は大気に曝されることが抑制される。その後、扉１４９を閉じる。
【００６９】
次に、エピタキシャル層に電極を形成する（ステップＳ１２）。以上のステップＳ２〜Ｓ７、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２を実施することにより、図１に示す半導体レーザ２００を製造することができる。
【００７０】
以上説明したように、本実施の形態における半導体装置の製造装置１００ｂは、グローブボックス１２１と電極形成装置１５０との間を連通および遮断が可能な扉１４９を備えている。
【００７１】
また本実施の形態における半導体装置の製造方法は、グローブボックス１２１と電極形成装置１５０との間に配置された開閉可能な扉１４９を用いて、大気を遮断した雰囲気内で、エピタキシャル層形成装置１１０から電極形成装置１５０にエピタキシャルウエハを搬送する。
【００７２】
これにより、簡易な方法で、エピタキシャル層を大気を遮断した雰囲気で電極形成装置１５０に搬送できるので、コンタクト抵抗の増加を抑制した半導体装置を製造することができる。
【００７３】
（実施の形態３）
本実施の形態における半導体装置は、図１に示す実施の形態１の半導体レーザ２００と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００７４】
図６は、本実施の形態における半導体装置の一例である半導体レーザの製造装置を示す模式図である。図６を参照して、本実施の形態における半導体レーザ２００の製造装置１００ｃについて説明する。図６に示すように、本実施の形態における半導体レーザ２００の製造装置１００ｃは、基本的には図２に示す実施の形態１における製造装置１００ａと同様の構成を備えているが、接続部１２０の代わりに、第１および第２のロードロック室１３１、１４１を含まない接続部１６０を備えている点において異なる。
【００７５】
具体的には、接続部１６０は、ロードロック室１６１と、真空ポンプ１６４と、弁１６５、１６７と、窒素ガスボンベ１６６とを含んでいる。弁１６５を介して真空ポンプ１６４と接続され、弁１６７を介して窒素ガスボンベ１６６と接続されている。このため、ロードロック室１６１の内部を窒素ガス雰囲気にすることができる。
【００７６】
ロードロック室１６１は、配管１３２、１４２および弁１３３、１４３を介して、エピタキシャル層形成装置１１０および電極形成装置１５０にそれぞれ接続されている。
【００７７】
その他の構成については、実施の形態１の製造装置１００ａと同様であるので、説明は繰り返さない。
【００７８】
続いて、図６および図７を参照して、本実施の形態における半導体レーザ２００の製造方法について説明する。本実施の形態における半導体レーザ２００の製造方法は、図６に示す本実施の形態における半導体レーザ２００の製造装置１００ｃを用いる。なお、図６は、本実施の形態における半導体装置の一例である半導体レーザの製造方法を示すフローチャートである。
【００７９】
まず、図６および図７に示すように、弁１３３を閉じ、かつ弁１４３を閉じる（ステップＳ１）。次に、図６および図７に示すように、エピタキシャル層形成装置１１０内で、基板２０１上にエピタキシャル層を形成する（ステップＳ２）。ステップＳ１およびＳ２は実施の形態１と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００８０】
次に、ロードロック室１６１の内部を大気を遮断した雰囲気にする（ステップＳ３１）。本実施の形態では、弁１６５を開けて、真空ポンプ１６４を起動し、ロードロック室１６１の内部を真空にする。その後、弁１６５を閉じ、弁１６７を開けて、窒素ガスボンベ１６６からロードロック室１６１内に窒素を導入する。これにより、ロードロック室１６１の内部を窒素ガス雰囲気にすることができる。
【００８１】
次に、弁１３３を開ける（ステップＳ５）。次に、エピタキシャルウエハを、エピタキシャル層形成装置１１０からロードロック室１６１に搬送する（ステップＳ３２）。ロードロック室１６１内は大気を遮断した雰囲気であるので、大気を遮断した雰囲気内で、ロードロック室１６１内にエピタキシャルウエハを搬送することができる。このため、エピタキシャル層は大気に曝されることが抑制される。
【００８２】
次に、弁１３３を閉じる（ステップＳ７）。次に、弁１４３を開ける（ステップＳ１０）。次に、エピタキシャルウエハを電極形成装置１５０に移動する（ステップＳ１１）。次に、電極を形成する（ステップＳ１２）。ステップＳ７、Ｓ１０〜Ｓ１２は実施の形態１と同様であるので、その説明は繰り返さない。
【００８３】
以上のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ１０〜Ｓ１２、Ｓ３１、Ｓ３２を実施することにより、図１に示す半導体レーザ２００を製造することができる。
【００８４】
以上説明したように、本実施の形態における半導体装置の製造装置１００ｃは、グローブボックス１２１と電極形成装置１５０との間に配置され、ロードロック室１６１を含む接続部１６０を備えている。
【００８５】
また本実施の形態における半導体装置の製造方法は、ロードロック室１６１内でエピタキシャルウエハを電極形成装置１５０に搬送する。
【００８６】
これにより、簡易な方法で、エピタキシャル層を大気を遮断した雰囲気で電極形成装置に搬送できるので、コンタクト抵抗の増加を抑制した半導体装置を製造することができる。
【実施例】
【００８７】
本実施例では、エピタキシャル層形成装置によりエピタキシャルウエハを電極形成装置へ搬送する際に、大気を遮断した雰囲気の接続部を介することの効果について調べた。
【００８８】
（本発明例１）
本発明例１では、図２に示す実施の形態１における半導体装置の製造装置１００ａを用いて、図３に示す実施の形態１における半導体装置の製造方法にしたがって、図１に示す半導体装置としての半導体レーザ２００を製造した。
【００８９】
具体的には、製造装置１００ａにおいて、エピタキシャル層形成装置１１０としてＯＭＶＰＥ装置を用い、電極形成装置１５０としてＥＢ蒸着装置を用いた。そして、図２に示す窒素雰囲気に置換できるグローブボックス１２１を介して、ＯＭＶＰＥ装置およびＥＢ蒸着装置を連結した。
【００９０】
まず、弁１３３を閉じ、弁１４３を閉じた（ステップＳ１）。次に、ＯＭＶＰＥ装置において、ＯＭＶＰＥ法により、基板２０１上に、ｎ型クラッド層２０２、ｎ型ガイド層２０３、２０４と、バリア層２０５と、活性層２０６と、バリア層２０７と、ｐ型ガイド層２０８と、ｐ型クラッド層２０９と、ｐ型コンタクト層２１０とをこの順で形成した（ステップＳ２）。基板２０１はＧａＮであった。ｎ型クラッド層２０２は、ｎ型ＡｌＧａＮであった。ｎ型ガイド層２０３はｎ型ＧａＮであった。ｎ型ガイド層２０４はｎ型ＩｎＧａＮであった。バリア層２０５はＧａＮであった。活性層２０６はＩｎＧａＮであった。バリア層２０７はＧａＮであった。ｐ型ガイド層２０８はｐ型ＩｎＧａＮであった。ｐ型クラッド層２０９はｐ型ＡｌＧａＮであった。ｐ型コンタクト層２１０はｐ型ＧａＮであった。
【００９１】
次に、真空ポンプ１２４および窒素ガスボンベ１２６を用いて、グローブボックス１２１内を窒素雰囲気にした（ステップＳ３）。次に、真空ポンプ１３４および窒素ガスボンベ１３６を用いて、第１のロードロック室１３１を窒素雰囲気にした（ステップＳ４）。次に、弁１３３を閉じた（ステップＳ５）。次に、エピタキシャルウエハを第１のロードロック室１３１に搬送した（ステップＳ６）。次に、弁１３３を閉じた（ステップＳ７）。次に、真空ポンプ１４４および窒素ガスボンベ１２６を用いて、第２のロードロック室１４１を窒素雰囲気にした（ステップＳ８）。次に、グローブボックス１２１内において、第１のロードロック室１３１から第２のロードロック室１４１へエピタキシャルウエハを搬送した（ステップＳ９）。このとき、ＯＭＶＰＥ装置用の基板ホルダーから、ＥＢ蒸着装置用の基板ホルダーにエピタキシャルウエハを載せ換えた。次に、弁１４３を開けた（ステップＳ１０）。次に、エピタキシャルウエハをＥＢ蒸着装置へ搬送した（ステップＳ１１）。
【００９２】
次に、ＥＢ蒸着装置において、エピタキシャル層のｐ型コンタクト層２１０にＮｉ（５０Å）／Ａｕ（１００Å）の電極を蒸着した（ステップＳ１１）。また、基板２０１にＮｉ（５０Å）の電極を蒸着した。
【００９３】
次に、電極を形成したエピタキシャルウエハを取り出し、レジストパターン上でドライエッチングにより電極パターンを形成した。以上の工程により、本発明例１の半導体レーザを製造した。
【００９４】
（比較例１）
比較例１の半導体レーザの製造方法は、基本的には本発明例１と同様の構成を備えていたが、接続部１２０を備えていない製造装置を用いた点において異なっていた。
【００９５】
具体的には、本発明例１と同様に、基板２０１上に、ｎ型クラッド層２０２、ｎ型ガイド層２０３、２０４と、バリア層２０５と、活性層２０６と、バリア層２０７と、ｐ型ガイド層２０８と、ｐ型クラッド層２０９と、ｐ型コンタクト層２１０とをこの順で形成した。
【００９６】
ＯＭＶＰＥ装置からエピタキシャルウエハを取り出した後、大気中でレジストを用いてパターニングした後に、ＥＢ蒸着装置により、ｐ型コンタクト層２１０上にＮｉ（５０Å）／Ａｕ（１００Å）の電極を蒸着した。また、基板２０１にＮｉ（５０Å）の電極を蒸着した。
【００９７】
蒸着後、リフトオフ方により電極パターンを形成した。以上の工程により、比較例１の半導体レーザを製造した。
【００９８】
（測定方法）
本発明例１および比較例１の半導体レーザについて、ＸＰＳ（X-ray Photoelectron Spectroscopy：Ｘ線分光分析）法によりｐ型コンタクト層２１０とｐ型電極２１１（Ｎｉ）との界面２００ａを測定した。また、本発明例１および比較例１の半導体レーザのコンタクト抵抗を、ＴＬＭ（Transmission Line Method）法により測定した。
【００９９】
（測定結果）
本発明例１の半導体レーザにおいて、ｐ型コンタクト層２１０とｐ型電極２１１との界面２００ａからはＸＰＳ測定の結果、Ｇａ−Ｏ結合は検出されなかった。また、本発明例１の半導体レーザのコンタクト抵抗は、４×１０-4Ωｃｍ2であった。
【０１００】
一方、エピタキシャル層を形成した後で、電極を形成する前に、大気中にエピタキシャルウエハを曝した比較例１では、ｐ型コンタクト層２１０とｐ型電極２１１との界面２００ａからはＸＰＳ測定の結果、Ｇａ−Ｏ結合が検出された。また、比較例１の半導体レーザのコンタクト抵抗は、２×１０-3Ωｃｍ2であった。
【０１０１】
以上より、本実施例によれば、接続部により、エピタキシャル層を大気を遮断した雰囲気で電極形成装置に搬送できるので、エピタキシャル層と電極との間に酸素がパイルアップすることを抑制できたので、コンタクト抵抗の増加を抑制した半導体装置を製造することができることが確認できた。
【０１０２】
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０３】
１００ａ，１００ｂ，１００ｃ  製造装置、１１０  エピタキシャル層形成装置、１２０，１６０  接続部、１２１  グローブボックス、１２４，１３４，１４４，１６４  真空ポンプ、１２５，１２７，１３３，１３５，１３７，１４３，１４５，１４７，１６５，１６７  弁、１２６，１３６，１４６，１６６  窒素ガスボンベ、１３１  第１のロードロック室、１３２，１４２  配管、１４１  第２のロードロック室、１４９  扉、１５０  電極形成装置、１６１  ロードロック室、２００  半導体レーザ、２００ａ  界面、２０１  基板、２０２  ｎ型クラッド層、２０３，２０４  ｎ型ガイド層、２０５，２０７  バリア層、２０６  活性層、２０８  ｐ型ガイド層、２０９  ｐ型クラッド層、２１０  ｐ型コンタクト層、２１１  ｐ型電極、２１２  ｎ型電極。
【図１】
2011114013.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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