(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体の固体表面に加熱ガスを供給してダメージを与える工程と、
上記ダメージが与えられた半導体の固体表面に金属膜を堆積させることにより、この金属膜堆積後の熱処理を行うことなく、上記半導体の固体表面にオーミック接触する電極を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記半導体の固体表面に加熱ガスを供給してダメージを与える工程は、前記半導体の固体表面の近傍にガス吐出口を有するガスノズルと、このガスノズルへガスを供給するガス配管に配置した加熱機構とを用いて行うことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
エピタキシャル成長装置内で、前記半導体の固体をエピタキシャル成長させる工程をさらに含み、
前記半導体の固体表面に加熱ガスを供給してダメージを与える工程が、前記エピタキシャル成長装置内において、前記半導体の固体をエピタキシャル成長させた直後に行われることを特徴とする請求項１または２記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体の固体表面にオーミック接触する金属電極を有する半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ダイオード（発光ダイオードを含む。）、トランジスタおよび集積回路に代表される半導体装置においては、半導体基板の表面や半導体のエピタキシャル成長層の表面にオーミック接触する金属電極の形成が必要とされる場合がある。
従来からのオーミック電極の形成方法では、半導体固体表面に電極材料の金属膜を形成し、その後に、熱処理（シンター）を行って、半導体固体と金属膜との間での材料の相互拡散を起こさせ、これにより、半導体固体と金属膜との界面にオーミック接合を形成するようにしている。
【０００３】
この場合、熱処理によって金属膜の材料が半導体固体内に入り込むことにより、半導体固体表面付近において半導体原子の位置がずれ、深い準位（禁制帯中央付近の準位）が形成される。これにより、金属膜と半導体固体とのオーミック接触が形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上述のような方法では、金属膜を堆積させた後に半導体固体全体を加熱する熱処理工程が必要であるので、大がかりな熱処理炉が必要であるうえ、このような熱処理には長時間を要するので、半導体装置の生産効率が悪いという問題があった。
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、オーミック接触電極を容易に形成することができ、これにより、半導体装置の生産性の向上に寄与することができる半導体装置の製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、半導体の固体表面に加熱ガスを供給してダメージを与える工程と、上記ダメージが与えられた半導体の固体表面に金属膜を堆積させることにより、この金属膜堆積後の熱処理を行うことなく、上記半導体の固体表面にオーミック接触する電極を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【０００６】
この場合、加熱ガスにより半導体の固体表面にダメージを与える工程は、固体表面の近傍にガス吐出口を有するガスノズルと、このガスノズルへガスを供給するガス配管に配置した加熱機構とを用いて行うことができる（請求項２）。
また、加熱ガスは、半導体の固体表面に到達するときに約１０００℃〜１８００℃に加熱されていることが好ましい。
この発明によれば、半導体の固体表面に加熱ガスによりダメージを与えることによって、半導体の固体表面付近において、半導体固体を構成する原子の位置がずれて、深い準位（禁制帯中央付近の準位）が形成される。したがって、ダメージが与えられた固体表面に金属膜を堆積させて電極を形成すると、この電極と半導体固体とはオーミック接触することになる。
【０００７】
このようにして、金属膜の形成後の熱処理を要することなく、オーミック接触電極を形成することができるから、半導体装置の生産性を著しく向上することができる。
しかも、金属膜の形成後に熱処理を行う場合には、金属膜が表面に形成された半導体の固体全体を加熱するための大がかりな熱処理炉が必要であり、それに応じて大容量のヒータが必要になるのに対して、この発明においては、金属膜を形成する前の半導体の固体表面に加熱ガスを供給すればよいので、専用の炉が不要であり、ガスの加熱には、たとえば、ガス配管を加熱できる程度の小容量の加熱機構で足りる。
【０００８】
さらに、加熱ガスを半導体の固体表面に供給する設備は、たとえば、半導体固体をエピタキシャル成長させる装置内などに容易に配置することができるため、生産設備を簡素化できる。そして、たとえば、エピタキシャル成長装置内で半導体の固体をエピタキシャル成長させた直後などに、当該エピタキシャル成長装置内において、加熱ガスを半導体の固体表面に供給するようにすれば（請求項３）、従来の工程に比較して、生産工程を著しく簡単にすることができ、これにより、半導体装置の生産性を格段に向上できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。図１には、発光ダイオードの製造工程が示されている。すなわち、たとえば、Ｎ型ガリウム燐化合物半導体基板１上に、Ｎ型ガリウム燐化合物半導体エピタキシャル成長層２が成長させられ、さらに、その上に、Ｐ型ガリウム燐化合物半導体エピタキシャル成長層３が成長させられて、発光部としてのＰＮ接合面４が形成される（図１(a)）。
【００１０】
次に、Ｐ型ガリウム燐化合物半導体エピタキシャル成長層３（半導体の固体）の表面に、加熱ガスノズル１０から加熱ガスを供給することにより、その表面にダメージ（図１において「×」で示す。）が与えられる（図１(b)）。加熱ガスノズル１０は、Ｐ型ガリウム燐化合物半導体エピタキシャル成長層３（およびＮ型ガリウム燐化合物半導体エピタキシャル成長層２）を成長させるためのエピタキシャル成長装置内において、そのガス吐出口１０ａをＰ型ガリウム燐化合物半導体エピタキシャル成長層３に臨ませることができるように設けられており、耐熱性の材料（たとえば石英）で構成されている。
【００１１】
加熱ガスノズル１０には、図示しないガス供給源から、水素ガスなどがガス配管１１を介して供給されるようになっている。そして、このガス配管１１は、少なくとも一部が、たとえば石英などの耐熱性材料からなる耐熱部とされていて、この耐熱部には、カーボンヒータなどの加熱機構１２が配置されている。加熱ガスノズル１０へと供給されるガスは、この加熱機構１２によって加熱され、加熱ガスとなって、吐出口１０ａから吐出されることになる。この場合に、加熱機構１２は、吐出口１０ａから１０００℃〜１８００℃の加熱ガスが吐出されるように、その発熱量が定められることが好ましい。
【００１２】
Ｐ型ガリウム燐化合物半導体エピタキシャル成長層３の表面に高温に加熱されたガスを供給すると、Ｐ型ガリウム燐化合物半導体エピタキシャル成長層３の表面付近の半導体原子の位置がずれて、深い準位（禁制帯中央付近の準位）が形成される。
次いで、たとえば、ＡｕＺｎなどの金属を堆積させることにより、アノード電極５となる金属膜がＰ型ガリウム燐化合物半導体エピタキシャル成長層３上に形成される（図１(c)）。このとき、上述の深い準位（禁制帯中央付近の準位）のために、エピタキシャル成長層３とアノード電極５とは、オーミック接触することになり、アノード電極５を構成する金属膜の堆積が終了したときには、その後の熱処理を要することなく、アノード電極５は、良好なオーミック接触電極となっている。
【００１３】
その後は、図１(d)に示すように、半導体基板１の裏面にカソード電極６が形成される。このカソード電極６の形成よりも前に、半導体基板１（半導体の固体）の裏面に高温の加熱ガスでダメージを与えておけば、このカソード電極６を構成する金属材料（たとえば、ＡｕＧｅ）を半導体基板１の裏面に堆積させるだけで、半導体基板１に良好にオーミック接触するカソード電極６が得られる。
このように、この実施形態によれば、Ｐ型ガリウム燐化合物半導体エピタキシャル成長層３の表面に予め加熱ガスによるダメージを与えた上で金属膜を堆積させることによって、Ｐ型ガリウム燐化合物半導体エピタキシャル成長層３にオーミック接触するアノード電極５を形成することができ、カソード電極６についても同様にして形成することができる。これにより、電極材料の金属膜を形成した後の熱処理（シンター）を省くことができるので、工程および設備が簡単になり、発光ダイオードの生産効率を著しく向上することができる。
【００１４】
なお、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。たとえば、上述の実施形態では、発光ダイオードの製造工程を例にとったが、この発明は、トランジスタや集積回路素子などの他の種類の半導体装置の製造にも適用することができる。
また、上述の実施形態では、半導体の例として、ガリウム燐化合物半導体を例にとったが、この発明は、シリコン半導体、ゲルマニウム半導体、ガリウム砒素化合物半導体などの任意の種類の半導体固体表面にオーミック接触電極を形成する場合において広く適用することができる。
【００１５】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す図解的な断面図である。
【符号の説明】
１      Ｎ型ガリウム燐化合物半導体半導体基板
２      Ｎ型ガリウム燐化合物半導体エピタキシャル成長層
３      Ｐ型ガリウム燐化合物半導体エピタキシャル成長層
４      ＰＮ接合面
５      アノード電極
６      カソード電極
１０    加熱ガスノズル
１０ａ  ガス吐出口
１１    ガス配管
１２    加熱機構
【図１】
0003913946.tif 000002