(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体層の同一表面に複数個の電極を形成する電極形成工程と、
上記複数個の電極間に電流を流して、上記半導体層と上記複数個の電極とのオーミック接合を形成するオーミック接合形成工程と、
上記オーミック接合形成工程の後に、上記複数個の電極間に跨ってワイヤの一端を接続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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発光ダイオードなどの半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発光ダイオードは、たとえば、図２に示すように、Ｎ型半導体基板９１上にＮ型半導体層９２およびＰ型半導体層９３を順にエピタキシャル成長させた後、Ｎ型半導体基板９１の底面にカソード電極９４を形成し、Ｐ型半導体層９３の上面にアノード電極９５を形成することにより製造される。
Ｎ型半導体基板９１とカソード電極９４との間およびＰ型半導体層９３とアノード電極９５との間には、電極金属と半導体との良好な電気接続を達成するために、いわゆるオーミック接合（オーミックコンタクト）が形成されている。このオーミック接合は、たとえば、カソード電極９４およびアノード電極９５の形成後に、この基板全体をアニール炉に入れて加熱（アニール処理）することにより形成することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、基板全体をアニール炉に入れてアニール処理すると、Ｎ型半導体層９２およびＰ型半導体層９３の接合界面に形成されるＰＮ接合面９６付近における結晶性が悪化し、たとえば発光効率および発光輝度の劣化など、素子性能の劣化を招くおそれがあった。
そこで、この発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、オーミック接合形成による素子性能の劣化を招くおそれがない半導体装置の製造方法を提供することである。
【０００４】
【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、半導体層の同一表面に複数個の電極を形成する電極形成工程と、上記複数個の電極間に電流を流して、上記半導体層と上記複数個の電極とのオーミック接合を形成するオーミック接合形成工程と、上記オーミック接合形成工程の後に、上記複数個の電極間に跨ってワイヤの一端を接続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。
上記半導体層は、半導体基板であってもよいし、半導体基板の表面にエピタキシャル成長したＰ型半導体層またはＮ型半導体層であってもよい。
【０００５】
この方法によれば、半導体層の同一表面に複数個の電極を形成し、この複数個の電極間に電流を印加することにより、半導体層および電極の接合界面におけるオーミック接合が形成される。ゆえに、このオーミック接合をアニール処理により形成する場合とは異なり、半導体層全体が高温に加熱されることがないから、半導体層の結晶性の悪化を招いたりするおそれがなく、良好な素子性能を有する半導体装置を製造できる。
【０００６】
また、複数個の電極間に跨ってワイヤの一端を接続しておくことにより、複数個の電極を１個の電極として扱うことができる。
【０００７】
【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。この図１に示す製造方法は、半導体装置の一例としての発光ダイオードＤを製造する方法である。
まず、図１(a)に示すように、ウエハ状態のＮ型ガリウム燐半導体基板１（以下単に「半導体基板１」という。）の表面上に、Ｎ型ガリウム燐化合物半導体層２（以下単に「Ｎ型半導体層２」という。）とＰ型ガリウム燐化合物半導体層３（以下単に「Ｐ型半導体層３」という。）とが順にエピタキシャル成長させられる。
【０００８】
次いで、図１(b)に示すように、たとえば電解めっき法により、Ｐ型半導体層３の表面にアノード電極４ａ，４ｂがパターン形成され、さらに、半導体基板１の裏面にはカソード電極５ａ，５ｂがパターン形成される。そして、切断ラインＬに沿って半導体基板１が切断され、個々の半導体片に切り出される。こうして切り出された半導体片は、Ｐ型半導体層３の表面に一対のアノード電極４ａ，４ｂを有し、半導体基板１の裏面に一対のカソード電極５ａ，５ｂを有している。
【０００９】
その後、図１(c)に示すように、アノード電極４ａ，４ｂに一対のプローブＰ１，Ｐ２の先端が押し当てられて、たとえば、約１０アンペアのパルス電流が約０．１秒間だけアノード電極４ａ，４ｂ間に印加される。このパルス電流は、たとえば、一方のアノード電極４ａからＰ型半導体層３へ流れ込み、Ｐ型半導体層３を他方のアノード電極４ｂに向かって流れる。
アノード電極４ａからＰ型半導体層３へパルス電流が流れ込む際に、アノード電極４ａおよびＰ型半導体層３の接合界面が有する抵抗の影響を受けてジュール熱が発生し、このジュール熱により、アノード電極４ａを構成する金属材料がＰ型半導体層３内に拡散する。その結果、Ｐ型半導体層３のアノード電極４ａとの接合界面付近におけるキャリア濃度が大きくなって抵抗値が下がり、これによって、Ｐ型半導体層３に対するアノード電極４ａのオーミック接合が達成される。
【００１０】
一方、Ｐ型半導体層３およびアノード電極４ｂの接合界面では、Ｐ型半導体層３からアノード電極４ｂに流れるパルス電流によりジュール熱が発生し、アノード電極４ｂを構成する金属材料がＰ型半導体層３に拡散することにより、Ｐ型半導体層３に対するアノード電極４ｂのオーミック接合が達成される。
また同様にして、カソード電極５ａ，５ｂに一対のプローブＰ１，Ｐ２の先端が押し当てられて、カソード電極５ａ，５ｂ間にパルス電流が印加されることにより、半導体基板１およびカソード電極５ａ，５ｂの接合界面におけるオーミック接合が形成される。
【００１１】
この後は、図１(d)に示すように、アノード電極４ａ，４ｂおよびカソード電極５ａ，５ｂが、それぞれボンディングワイヤ６，７によってリードフレームなどの外部端子（図示せず）に電気接続される。このとき、ボンディングワイヤ６の先端がアノード電極４ａ，４ｂに跨って接続されることにより、アノード電極４ａ，４ｂの外部端子への電気接続と同時に、アノード電極４ａ，４ｂ間の電気接続が達成される。また、ボンディングワイヤ７の先端がカソード電極５ａ，５ｂに跨って接続されることにより、カソード電極５ａ，５ｂの外部端子への電気接続と同時に、カソード電極５ａ，５ｂ間の電気接続が達成される。
【００１２】
以上のようにこの実施形態によれば、Ｐ型半導体層３の表面にアノード電極４ａ，４ｂを形成し、このアノード電極４ａ，４ｂ間にパルス電流を印加することにより、Ｐ型半導体層３およびアノード電極４ａ，４ｂの接合界面におけるオーミック接合を形成している。また、半導体基板１の裏面にカソード電極５ａ，５ｂを形成し、このカソード電極５ａ，５ｂ間にパルス電流を印加することにより、半導体基板１およびカソード電極５ａ，５ｂの接合界面におけるオーミック接合を形成している。ゆえに、このオーミック接合をアニール処理により形成する場合とは異なり、Ｎ型半導体層２およびＰ型半導体層３の接合界面付近における結晶性の悪化を招いたりするおそれがなく、発光効率の良い、高輝度の発光素子を製造することができる。
【００１３】
なお、アノード電極４ａ，４ｂ間またはカソード電極５ａ，５ｂ間にパルス電流を印加しても、このパルス電流がＮ型半導体層２およびＰ型半導体層３の接合界面に跨って流れることはないから、Ｎ型半導体層２およびＰ型半導体層３の接合界面付近の結晶が電流破壊を受けるおそれはない。
この発明の一実施形態の説明は以上のとおりであるが、この発明は、上述の実施形態以外の形態でも実施することが可能である。たとえば、上述の実施形態では、個々の半導体片に切り出された後に、アノード電極４ａ，４ｂ間およびカソード電極５ａ，５ｂ間にパルス電流を印加することにより、Ｐ型半導体層３とアノード電極４ａ，４ｂとのオーミック接合および半導体基板１とカソード電極５ａ，５ｂとのオーミック接合を形成するとしたが、個々の半導体片に切り出される前に、アノード電極４ａ，４ｂ間およびカソード電極５ａ，５ｂ間にパルス電流を印加して、Ｐ型半導体層３とアノード電極４ａ，４ｂとのオーミック接合および半導体基板１とカソード電極５ａ，５ｂとのオーミック接合を形成してもよい。さらに、このオーミック接合形成工程に引きつづいて、アノード電極４ａ，４ｂ間をワイヤ６で接続し、カソード電極５ａ，５ｂ間をワイヤ７で接続した後に、個々の半導体片に切り出してもよい。
【００１４】
また、上述の実施形態では、各半導体片は、一対のアノード電極４ａ，４ｂおよび一対のカソード電極５ａ，５ｂを有しているとしたが、３個以上のアノード電極またはカソード電極を有していてもよい。３個以上のアノード電極またはカソード電極を有している場合、たとえば、すべてのアノード電極またはカソード電極にプローブが押し当てられて、１個のアノード電極またはカソード電極から残りのアノード電極またはカソード電極に向けて電流が流されることによりオーミック接合が形成されるとよい。
【００１５】
さらに、上述の実施形態では、半導体装置の一例として発光ダイオードを取り上げたが、発光ダイオード以外の半導体ダイオードなど、他の種類の半導体装置の製造に本発明が適用されてもよい。
さらには、上述の実施形態では、半導体材料としてガリウム燐を用いる例について説明したが、ガリウムヒ素などの他の化合物半導体材料を用いた半導体装置の製造に本発明が適用されてもよい。
【００１６】
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。
【図２】従来の発光ダイオードの製造方法について説明するための図解的な断面図である。
【符号の説明】
１          半導体基板（半導体層）
２          Ｎ型ガリウム燐化合物半導体層
３          Ｐ型ガリウム燐化合物半導体層（半導体層）
４ａ，４ｂ  アノード電極
５ａ，５ｂ  カソード電極
６，７      ワイヤ
Ｄ          発光ダイオード（半導体装置）
【図１】
0003905269.tif 000002
【図２】
0003905269.tif 000003