(57)【要約】  ＬＥＤのような半導体装置を製造する方法１００であって、半導体ウエハを提供する工程１０５と、半導体ウエハの上に保護層を設ける工程１１０を備える。好ましくは保護層はインジウム-スズ酸化物である。ウエハ上で複数の処理工程が実行される。処理工程がなされる間、保護層はウエハを保護する。複数の処理工程は, 保護層や半導体ウエハ内にまでエッチングするために保護層の上にマスク層を設ける工程１１５や、マスク層を除去する工程、又は選択的にエッチングされた半導体ウエハ上の充填材料１５０をエッチングする工程を含む。【選択図】  図１ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層を含む複数の層を有する半導体ウエハを提供する工程と、
該半導体ウエハ上に保護層を設ける工程と、
該半導体ウエハに複数の処理工程を実行して発光ダイオードを形成する工程と、を有し、該保護層は該複数の処理工程のうちの少なくとも一つの工程が行われている間、該半導体ウエハを保護することを特徴とする発光ダイオードの製造方法。
【請求項２】
該複数の処理工程は、該保護層にマスクを提供する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項３】
該保護層にマスクを提供する工程は、該保護層上にマスク層を設け、次に該マスク層の複数の領域をエッチングして該マスクを提供することを特徴とする請求項２に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項４】
該保護層にマスクを提供する工程は更に、該マスク層上に金属層を設け、該金属層をアニーリングして複数の島を形成し、島と島との間がエッチングされる領域として決定されることを特徴とする請求項３に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項５】
該マスクは、エッチングされる領域を規定し、該複数の処理工程は、該エッチングされる領域よりも下側に該半導体ウエハをエッチングする処理を含むことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項６】
該複数の処理工程のうちのいくつかの工程は複数のナノピラーを形成する工程を含み、該複数のナノピラー間では空隙が規定され、該複数の処理工程は、該空隙に材料を充填し、該充填された材料をエッチングバックする工程を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項７】
該複数の処理工程は、該マスクを除去する工程を含むことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項８】
該エッチングされた該半導体ウエハを酸で処理する工程を更に備えた請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項９】
該酸は、少なくともセ氏１００度の硝酸であることを特徴とする請求項８に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１０】
該酸で処理する工程は、少なくとも１分間行われることを特徴とする請求項８又は９に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１１】
該酸は少なくとも５０％の硝酸であることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１２】
該保護層を除去する工程を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１３】
該複数の処理工程は、該半導体ウエハ上に接点層を設ける工程を含むことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１４】
該保護層は、金属酸化物と、好ましくはインジウム-スズ酸化物、酸化亜鉛、酸化チタンのうち少なくとも一つを有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１５】
該保護層は厚さが５０ナノメータ以下であることを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１６】
該保護層は厚さが２０ナノメータ以下であることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項１７】
該マスクは、二酸化ケイ素層又は窒化ケイ素層によって構成されることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか一項に記載の発光ダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。具体的には本発明は発光ダイオード及びその製造方法に関し、特にナノロッドアレイを有する発光ダイオードの光学的性能の向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造では通常ウエットエッチングやドライエッチングのようなエッチングを伴い、そのことにより半導体ウエハの複数領域が除去される。特に、ウエハの上層にマスクを施し、その層の一部を覆い、除去すべき領域が露出される。マスクが施されウエハのエッチング制御に用いられた後は、マスクは除去される。しかしながら、マスクの形成と除去によりウエハの半導体層が損傷を受けるおそれがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
発光ダイオード（ＬＥＤ）を製造する場合に、ウエハの上層はｐ型又はｎ型半導体層であり、例えばｐドープ型窒化ガリウム層（ｐ−ＧａＮ）である。二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）または窒化ケイ素をｐ―ＧａＮ層上にマスキングして、ｐ−ＧａＮ層のエッチングを制御し、ナノロッドを形成することが知られている。マスクのドライエッチングに用いられる材料は、ｐ−ＧａＮ層の深刻な劣化と非活性化をもたらし、ｐ−ＧａＮ層上のマスク層の沈着をもたらす。これらの製造方法では、抽出性能と電気的特性に制限が及び、その結果、製造されたＬＥＤの光学的性能と信頼性が制限される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、発光層を含む複数の層を有する半導体ウエハを提供する工程と、半導体ウエハ上に保護層を設ける工程と、半導体ウエハに複数の処理工程を実行して発光ダイオードを形成する工程と、を有し、保護層は複数の処理工程のうちの少なくとも一つの工程が行われている間、半導体ウエハを保護する発光ダイオードの製造方法を提供している。
【０００５】
複数の処理工程は、保護層にマスクを提供する工程を含む。マスクは、複数のマスクされた領域と複数の露出領域とを規定する。複数の処理工程は、複数の露出領域において半導体ウエハを成形する工程を含む。保護層は、マスクを提供する工程の少なくとも一部の期間中、半導体ウエハを保護する。
【０００６】
半導体ウエハを成形する工程は概してエッチングであり、複数の露出された領域は、エッチングされる領域を形成していて成形する間エッチングされる。
【０００７】
保護層にマスクを提供する工程は、保護層上にマスク層を設け、次に該マスク層の複数の領域をエッチングしてマスクを提供する。マスク層を提供する間及びマスク層をエッチングする間の少なくともいずれかにおいて、保護層はウエハを保護する。
【０００８】
保護層にマスクを提供する工程は更に、マスク層上に金属層を設ける工程を含む。例えば、マスク層上に金属層を設け、金属層をアニーリングして複数の島を形成し、島と島との間がエッチングされる領域として決定される。
【０００９】
複数の処理工程はエッチングされた半導体ウエハを酸で処理する工程を含む。酸は、硝酸であり、温度は少なくともセ氏１００度である。酸処理の期間は少なくとも１分である。酸は酸溶液であり、例えば少なくとも５０％の硝酸である。
【００１０】
複数の処理工程は、マスクを除去する工程を含む。
【００１１】
複数の処理工程は、エッチングされた半導体ウエハ上に接点層を設ける工程を含む。例えば、ウエハの頂部の層がｐ型層の場合には、接点層はｐ接点層であり、ウエハの頂部の層がｎ型層の場合には、接点層はｎ接点層である。
【００１２】
保護層は、金属酸化物と、好ましくはインジウム-スズ酸化物、酸化亜鉛、酸化チタンのうち少なくとも一つを有する。
【００１３】
保護層は厚さが好ましくは１００ｎｍ以下であり、より好ましくは５０ｎｍ以下であり、更に好ましくは４０ｎｍ以下である。保護層の厚さは好ましくは１０ｎｍ以上であり、より好ましくは２０ｎｍ以上であり、更に好ましくは３０ｎｍ以上である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１ａ】本発明の実施の形態による発光ダイオード製造方法の製造工程を順次示す図。
【図１ｂ】本発明の実施の形態による発光ダイオード製造方法の製造工程を順次示す図。
【図１ｃ】本発明の実施の形態による発光ダイオード製造方法の製造工程を順次示す図。
【図２ａ】図１ａの製造工程が適用された、発光ダイオードの製造に適した半導体ウエハを示す概略図。
【図２ｂ】図１ｂの製造工程が適用された、発光ダイオードの製造に適した半導体ウエハを示す概略図。
【図３】図１ａ〜図１ｃの方法で製造された本発明の実施の形態による発光ダイオードを示す概略図。
【図４】（ａ）は、本発明の実施の形態によるアニーリング前のＩＴＯ保護層を示す図、（ｂ）は、本発明の実施の形態によるアニーリング前のＳｉＯ２マスク層を示す図、（ｃ）は、本発明の実施の形態によるアニーリング後のＩＴＯ保護層を示す図、（ｄ）は、本発明の実施の形態によるアニーリング後のＳｉＯ２マスク層を示す図。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、用意されたＩＴＯ保護層の厚さが５０ｎｍ以下の場合の酸硬化工程前後の半導体ウエハを示す図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、用意されたＩＴＯ保護層の厚さが３５ｎｍ以下の場合の酸硬化工程前後の半導体ウエハを示す図。
【図７】ＩＴＯ保護層を用いないで製造したＬＥＤの電流電圧特性を示す図。
【図８】ＩＴＯ保護層を用いて製造したＬＥＤの電流電圧特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態による発光ダイオードについて説明する。図３に示される発光ダイオード３００は、図１ａ〜図１ｃに示される方法１００によって製造される。
【００１６】
図１ａ、図２ａにおいて、ＬＥＤ３００を製造する第１の工程１０５では、適切な半導体ウエハ２０１を提供する。ウエハ２０１は従来のものであり、基板２０５を有する。基板はサファイア層を有し、その上にｎドープ型窒化ガリウム（ｎ−ＧａＮ）により形成されるｎ型層２１０が設けられる。ｎ型層２１０の上には活性層２１５が設けられ、その上にはｐドープ型窒化ガリウム（ｐ−ＧａＮ）により形成されるｐ型層２２０が設けられる。別の実施の形態では、半導体としてＩＩＩ属の他の窒化物が用いられる。
【００１７】
活性層２１５は図示せぬ多数の発光層を有する。発光層はＩｎｘＧａ１−ｘＮ量子井戸（ＱＷ）を形成するＩｎｘＧａ１−ｘＮと、バリア層を形成するＩｎｙＧａ１−ｙＮによって形成される。ここで、ｘ＞ｙであり、ｘ又はｙは０〜１の値である。従って、これらにより複数の発光層において多数の量子井戸が提供される。又は、活性層２１５は、単一のＩｎｚＧａ１−ｚＮ層（ｚは０〜１）であり、単一の発光層を形成する。
【００１８】
工程１１０において、スパッタリング、電子ビーム蒸着又は熱蒸発等によってｐ型層２２０の上に保護層２２５が設けられる。保護層２２５はインジウム-スズの酸化物によって形成され、３５ナノメータのほぼ均一な厚さで堆積する。インジウムースズ酸化物（ＩＴＯ）による保護層２２５を設けることにより、エッチングや他の層を堆積するその後の工程において、ウエハ２０１を保護することができる。後述するように、保護層２２５は,適切な厚さとすることが重要である。保護層として他の金属酸化物特に酸化亜鉛や酸化チタンなどの他の材料を用いることができる。
【００１９】
工程１１５において、例えばプラズマ化学気相成長法（ＰＥＣＶＤ）を用いて,保護層２２５の上に第１のマスク層２３０が設けられる。第１のマスク層２３０は、例えば二酸化ケイ素によって形成されるが、適切な別の材料例えば窒化ケイ素でもよく、２００ナノメータのほぼ均一な厚さで堆積する。ＰＥＣＶＤ法は、ＳｉＯ２の堆積のためにＳｉＨ４とＮ２ＯとＯ２を用い、窒化ケイ素の用意のためにＳｉＨ４とＮＨ３が用いられる。そのため堆積工程において水素イオンが発生する。水素イオンはＰ−ＧａＮ層を損傷するので、この堆積中にＩＴＯ保護層はＰ−ＧａＮ層を保護する。
【００２０】
工程１２０において、ニッケルで形成された第２マスク層２３５が第１マスク層２３０上に設けられる。この層は熱蒸発又はスパッタリング又は電子ビーム蒸着によって形成される。工程１２０では、５〜５０ナノメータのほぼ均一な厚さのニッケル層が形成され、アニーリングされる。アニーリング中はセ氏６００〜９００度の温度で窒素（Ｎ２）を流す。アニーリング処理の期間は１〜１０分であり、その結果自己組織化したニッケル島が第１のマスク層２３０上に不規則に点在しているようなニッケル層よりなる第２のマスク層２３５が形成される。それぞれのニッケル島（丘）は、第１のマスク層２３０の上面のそれぞれのほぼ円形の複数の領域を覆っており、円形領域の直径は１００ナノメータ以上、１０００ナノメータ以下である。そのため第２のマスク層２３５は下層のＳｉＯ２層をエッチングする際のマスクとして働き、複数のニッケルの島が下層のＳｉＯ２層をマスクし、複数のニッケル島の間の空間はＳｉＯ２層の露出領域となり、下層のＳｉＯ２層のエッチングされる領域が定まる。
【００２１】
驚くべきことに、発明者等はＩＴＯ保護層２２５の厚さが薄すぎる場合にはＩＴＯ保護層２２５は第１のマスク層２３０の形成にとって悪影響を及ぼすことを発見した。例えば、保護層２２５がインジウム-スズの酸化物の層であって厚さが２０ナノメータ又はそれ以下の場合には、第２のマスク層２３５をアニーリングすることで第１のマスク層２３０に複数の泡状のアーチファクトが生成される。従って、第１のマスク層２３０の上に更なる層を設ける場合には、保護層２２５の厚さは２０ナノメータよりも厚くすべきである。このことは図４ａ〜図４ｄにより理解される。図４ａはＩＴＯ層の表面を示す。図４ｂはＩＴＯ層に堆積されたＳｉＯ２層の表面を示す。図４ｃは、保護ＩＴＯ層２２５の厚さが２０ナノメータの場合に、アニーリングによってＳｉＯ２第１マスク層２３０に生じた泡状生成物を示す。図４ｄは、保護ＩＴＯ層２２５の厚さが５０ナノメータの場合に、アニーリングによってもＳｉＯ２第１マスク層２３０には泡状生成物は生じないことを示している。このような結果となる理由は十分に解明できないが、ＩＴＯとＳｉＯ２との構造が異なるために薄いＩＴＯ層ではＳｉＯ２層に歪み又は変形(strain)を引き起こす可能性がある。しかしかかる歪みや変形はＩＴＯ層が厚くなると発生しなくなる。例えば、歪みや変形は支持を受けられないからである。
【００２２】
図１ｂ、図２ｂを参照すると、工程１２５においては、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ）でＣＨＦ３又はＳＦ６を用いて第１マスク層２３０をエッチングする。ここでは第２のマスク層２３５がマスクとして機能する。この工程１２５により、複数のナノピラー（ナノロッドとも称する）２０２が提供される。複数のナノロッド２０２は保護層２２５上に不規則に分布した二酸化ケイ素であり、それぞれのロッド２０２は、第１マスク層２３０のそれぞれの部分と、ニッケル島２３５のそれぞれである。それぞれのナノロッド２０２は、それぞれのニッケル島に対応しており、ロッドの直径はそれぞれのニッケル島で覆われた表面領域の直径とほぼ同じである。
【００２３】
ＩＴＯ保護層は、第１マスク層２３０のエッチング中、とりわけエッチングの最後の段階でｐ型層を保護する。そのことにより、第１のマスク層２３０についてエッチングがひととおり行われ、ＲＩＥ法で使用されるガスはｐ型層には到達せず、ｐ型層はガスから守られることを確実にする。このような工程により得られたナノピラー２０２は、保護層２２５のいくつかの領域をマスクし、保護層２２５のエッチングされるべき領域（即ち、複数のナノピラー２０２間の複数の空間における露出している領域）を決定する。
【００２４】
工程１３０において、保護層２２５と半導体ウエハ２０１は、例えば誘導結合プラズマエッチングによりエッチングされる。このとき以前の工程で生成されたナノピラー２０２は、マスクとして働く。この工程１３０は、図２ｂに示される構造になるまで、ｐ型層２２０，活性層２１５、及びｎ型層２１０の途中までを貫通するようにエッチングする。所望の深さになるまで、エッチングは６５０ｎｍレーザを用いてモニターされる。工程１３０により、図２ｂに示されるナノピラー構造が得られ、ナノピラー２０２は、ｎ型層２１０から上方に延び、それぞれのナノピラー２０２は、ｎ型層２１０のそれぞれの部分と、活性層２１５のそれぞれの部分と、ｐ型層２２０のそれぞれの部分と、保護層２２５のそれぞれの部分と、第１マスク層２３０のそれ添えの部分と、第２マスク層２３５のそれぞれの部分とを有する。そのために、工程１３０のエッチングにより、半導体ウエハ２０１の複数の露出面２０２ａが提供され、露出面は、ｎ型層２１０の上方の複数の層全体の複数のナノピラー２０２の側面と、複数のナノピラー２０２間のｎ型層２１０の上面とを有する。それぞれのナノピラー２０２の直径は、頂上から下までほぼ一定であり、それぞれのニッケル島で覆われた表面領域の直径とほぼ同じである。ただし実際のところ、いくつかのナノピラーはテーパ状となる。
【００２５】
工程１３５において、エッチングされた半導体ウエハ２０１は酸処理を受ける。この工程１３５は、半導体ウエハ２０１の露出面を、濃度７０％、温度セ氏２６０度、５分間硝酸に接触させる工程を含む。半導体ウエハ２０１全体は、硝酸に浸漬され、活性層１２５における複数の発光層を含む半導体ウエハ２０１の露出面２０１ａは硬化する。そのことにより、結果として得られたＬＥＤ３００の光学的性能が向上する。
【００２６】
発明者等は、半導体ウエハ２０１に形成されたナノピラー２０２により、ＬＥＤ３００のフォトルミネセンスが向上すること、及び硝酸によりナノピラー２０２を硬化することによりＬＥＤのフォトルミネセンスが更に向上することを発見した。ただし、例えば塩酸などの別の流体を用いて硬化させたときは、フォトルミネセンスが低下することも発見した。しかしながら、例えば保護層２２５の厚さが５０ナノメータかそれ以上であるように、保護層が厚すぎる場合には、工程１３５の硝酸処理によって保護層２２５が浸食される。即ち、工程１１０で形成された保護層が厚すぎる場合には、工程１３５の硝酸処理によってナノピラー２０２からインジウムースズ酸化物を除去でき、そのことによってナノピラーの頂部に位置する二酸化ケイ素や複数のニッケル島が除去される。従って、保護層を設けて、その後のスピンオンガラスのエッチングバック中に、ｐ型層２２０を保護すべきであれば、保護層２２５の厚さは５０ナノメータ未満とすべきである。このことは、図５ａ〜図５ｄ及び図６ａ〜図６ｄによって理解される。図５ａと図５ｃは、互いに異なる方向から見た透視図であり、工程１３５の酸処理前の複数のナノピラー２０２を示しており、ＩＴＯ層の厚さは５０ｎｍである。図５ｂと図５ｄは、互いに異なる方向から見た透視図であり、酸処理後の複数のナノピラー２０２を示しており、インジウムースズ酸化物、二酸化ケイ素、ニッケルがナノピラー２０２から除去されていることが判る。図６ａから図６ｄは、ＩＴＯ層の厚さが２０ｎｍの場合の図５ａから図５ｄと対応する図である。図６ａ〜図６ｄから判るように、ホットな酸処理後にもＩＴＯ層と複数のマスク層はピラーに留まっている。
【００２７】
工程１４０では、第２のマスク層２３５が除去される。この工程は、塩酸（ＨＣｌ）又は硝酸（ＨＮＯ３）を用いたウェットエッチングにて実行できる。
【００２８】
工程１４５では、第１のマスク２３０が除去される。この工程は、フッ化水素（ＨＦ）を用いたウェットエッチングにて実行できる。この工程は、ナノロッドの頂部に保護ＩＴＯ層を留めることができる点に注目すべきである。そのことは、後述する工程１５５のエッチングバック工程において、残存する保護ＩＴＯ層が、ｐ−ＧａＮを損傷から守るという点で重要である。別の方法として、この工程１４５は、工程１５５と結合してもよい。即ち、工程１５５のエッチングバック処理中において、第１のマスク層２３０は充填剤と共に除去できる。
【００２９】
図１ｃにおいて、工程１５０では、充填層が複数のナノピラー２０２の間の空間に設けられ、半導体ウエハ２０１の露出面２０２ａと接触している。本実施の形態では、充填層は支持材料（絶縁透明材料または半絶縁透明材料）と金属粒子との混合物２４０である。よって、空間において支持材料が金属粒子を支持している。この混合物２４０は、空間を埋め、ｎ型層２１０からナノピラー２０２の頂部そしてそれより高くまで層を形成する。隣合うナノピラー２０２の最大距離が２００ｎｍとなるようにナノピラー２０２が形成されているとすると、いずれかの金属粒子といずれかの露出面２０２ａとの最大距離は１００ナノメータである。この場合、活性層２１５と同一平面上にある金属粒子は、表面プラズモン結合を引き起こす位置にある。更に、金属粒子は支持材料中に漂い,分散している。そのため、多くの金属粒子は、ナノピラー２０２のいずれかの表面から１００ｎｍ未満の位置にあり、いくつかの粒子は事実上はゼロｎｍの距離にある。
【００３０】
支持材料は、スピンオンガラスであるが、別の高分子材料又は蛍光物質、加えて、硫化カドミウムを用いることができ、当業者にとっては更に別の適切な材料は自明であろう。
【００３１】
金属粒子は銀であるが、金、ニッケル又はアルミニウムでもよい。金属粒子の粒径は数ｎｍから約１ミクロンである。活性層２１５の発光層からの光の波長又は周波数に基づいて金属を選択する。例えば、銀は青色ＬＤＥに好適であり、アルミニウムは紫外線ＬＥＤに好適である。支持材料中の粒子の濃度は、０．０００１重量パーセント（％ｗ／ｗ）〜１０重量パーセント（％ｗ／ｗ）である。
【００３２】
本実施の形態における充填材料は金属粒子を支持するためのものであり、表面プラズモン結合を向上させる。別の実施の形態では、別の材料によって充填材料が形成され、例えば,白色ＬＥＤ製造のために用いられる波長変換材料である。
【００３３】
工程１５５において、充填材料２４０はエッチングバックされる。工程１５５では充填材料２４０はナノロッド上の保護層までエッチングされる。このエッチングは、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理においてＣＨＦ３そして又はＳＦ６を用いることによってなされる。ＣＨＦ３又はＳＦ６のガスによって、ｐ型層２２０上に深刻な劣化と非活性化の損傷を引き起こす。そのため、エッチングバック処理において、保護層は、ｐ型層２２０がエッチング用のＣＨＦ３及び又はＳＦ６ガスにさらされないようにしている。
【００３４】
工程１６０において、保護層２２５はナノピラーから除去される。塩酸（ＨＣｌ）又は硝酸を用いたウェットエッチングによって、除去がなされ、（塩酸の温度はセ氏２６０度までである）以後に行われる下記のｐ接点の製造のために、ｐ−ＧａＮ２００が露出される。ＩＴＯ保護層を除去するのは、ＩＴＯ保護層が損傷されやすく良好な電気接続を提供できないからである。複数のナノピラー間の空隙を充填している残存するスピンオフガラス層にとって、塩酸又は硝酸等の酸は悪影響を及ぼさない。しかしながら、いくつかの場合には、ＩＴＯ保護層又はその一部はナノピラーの頂部に留まって電気接点を形成する。
【００３５】
工程１６５では図３に示されるように、メサ２５２がエッチングされ、ナノピラー２０２を越えて延びるｎ型層２１０の表面の複数の部分を露出させる。これは、標準的なフォトリソグラフィーと誘導結合プラズマエッチングによってなされる。
【００３６】
工程１７０では、ＩＴＯ又は他の適切な金属である透明なｐ接点層２４５がｐ型層２２０上に設けられる。その結果、ｐ接点層２４５は,複数のナノピラー２０２の頂部上に延びて頂部と電気的に接続されるとともに、複数のナノピラー２０２間の空間に充填されている支持材料と金属粒子との混合物２４０上にも延びている。ｐ型接点の堆積のために標準的なフォトリソグラフィーが用いられる。
【００３７】
工程１７５では、ｐ接点パッド２５０がｐ接点層２４５の上側に形成され、ｎ接点とｎパッド２５５が、ナノピラー２０２を越えて延びるｎ型層２１０の部分の平坦な上面上に形成され、図３に示されるＬＥＤ３０が製造される。標準的なフォトリソグラフィーを用いて、ｎ型層２１０のｎ接点パッドが形成される。
【００３８】
保護層を設ける利点が図７、図８に示される。図７は保護層が設けられていない装置群の電流特性を示し、図８は、３５ｎｍ厚のＩＴＯ保護層が設けられている装置群の電流特性を示す。これらの図から明らかなように、ＩＴＯ保護層を設けた装置群は、いかなる注入電流においてもきわめて低い順方向バイアス電圧を示す。例えば、２０ｍＡの注入電流について、ＩＴＯ保護層のある装置では順方向バイアスは３．４Ｖであるが、保護層の内装置では順方向バイアスは５．７Ｖである。
【００３９】
尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、半導体装置として頂部側にｎ型半導体層を形成し、基板に最も近い底部にｐ型層を形成してもよい。また保護層は、マスク層の形成中やそのエッチング中及び充填層のエッチング中にｐ層を保護する点で有効であるが、マスクの形成のため、又はマスクのエッチングのためのいずれかか、充填材のエッチングバックのために他の方法を使用してもよく、保護層は上述したようにいくつかの利点をもたらす。また、本実施の形態においては、硬化工程は重要な利点を有するが、別の実施の形態においては、ウエアの材料やエッチング工程に応じて硬化工程を省略するか修正してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
２０１  ウエハ
２０２ａ  ウエハの露出面
２０５  基板
２１０  ｎ型層
２１５  活性層
２２０  ｐ型層
２２５  保護ＩＴＯ層
２３０  第１のマスク層
２３５  第２のマスク層
２４０  混合物
２４５  ｐ接点層
２５０  ｐ接点パッド
２５２  メサ
２５５  ｎ接点パッド
３００  ＬＥＤ
【図１ａ】
2014509075.tif 000003
【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
2014509075.tif 000009
【図５】
2014509075.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
2014509075.tif 000014
2014509075.tif 000015
2014509075.tif 000016