発光素子の製造方法
【課題】 ワイヤーボンダビリティが良好な電極を形成することのできる発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 少なくとも、ｎ型半導体結晶と、発光層と、ＧａまたはＩｎを含みキャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下であるｐ型半導体結晶とが、この順で形成された半導体結晶の前記ｐ型半導体結晶の表面に、オーミック電極材料として、少なくとも、ＡｕＢｅを含む層、Ｔｉ層、Ａｕ層を形成し、その後熱処理を行ってオーミック電極を形成し、その後前記半導体結晶をダイシングする発光素子の製造方法であって、少なくとも、前記形成されたオーミック電極の表面を、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて洗浄する工程を含むことを特徴とする発光素子の製造方法。
【解決手段】 少なくとも、ｎ型半導体結晶と、発光層と、ＧａまたはＩｎを含みキャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下であるｐ型半導体結晶とが、この順で形成された半導体結晶の前記ｐ型半導体結晶の表面に、オーミック電極材料として、少なくとも、ＡｕＢｅを含む層、Ｔｉ層、Ａｕ層を形成し、その後熱処理を行ってオーミック電極を形成し、その後前記半導体結晶をダイシングする発光素子の製造方法であって、少なくとも、前記形成されたオーミック電極の表面を、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて洗浄する工程を含むことを特徴とする発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の製造方法に関し、具体的には、ワイヤーボンダビリティ特性の優れた電極を形成することができる電極形成工程を含んだ発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ等の化合物半導体結晶を用いた発光素子が知られている。
【０００３】
ここで、従来の発光素子の製造方法の一例について説明する。
まず、ｎ型ＧａＡｓ基板の上に、ＡｌＧａＩｎＰ発光層、ｐ型ＧａＰをエピタキシャル成長させる。次にｎ型ＧａＡｓ基板を除去し、そこにｎ型ＧａＰ基板を貼り合わせる。
次に、ｎ型ＧａＰ基板の裏面側にＡｕＳｉ合金層を形成後、エッチングによってカソード電極を形成する。
次に、ｐ型ＧａＰエピタキシャル層の上面に、アノード電極層を蒸着法により形成し、フォトリソにより所望の形状のアノード電極を形成する。
このアノード電極層は、例えば下層がＡｕＢｅ層（２００ｎｍ）、上層がＡｕ層から構成される。ここで、アノード電極層の厚みは通常、１〜２．０μｍ程度である。
次に、ウエーハを素子毎にダイシング工程またはブレーキングして、最終的な発光素子を得る。
【０００４】
ここで上記アノード電極についてさらに詳述すれば、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ等の半導体結晶を用いた発光素子では、ｐ型半導体結晶に設けるオーミック電極として、以前からＡｕＢｅが使われてきた。
【０００５】
このｐ型半導体結晶側の電極の形成には、量産工程では電極素材の金属膜成膜手段として、密着性ではスパッタよりは劣るが、生産性で優位性のある大型の蒸着機を用いることが多い。
この際の蒸発手段としては、抵抗加熱またはＥＢ加熱で蒸発させ鍍金されることが多い（例えば特許文献１，２参照）。
【０００６】
また、半導体発光素子としては、結晶の成長の順番や光の取り出し効率の都合で、ｐ型半導体結晶側が発光素子の上面になることが多い。
さらに、オーミック性の接触を持つアノード電極を形成するのみでなく、発光素子チップ化後のＬＥＤランプ組み立て工程時に、直径２５μｍ程度の金線をワイヤーボンディングするため、金の比較的厚い１〜２μｍ程度のいわゆるボンディングパッドをオーミック電極上に形成する必要がある。
【０００７】
ところで、ボンディングパッドを持つアノード電極の形成方法の基本的手法として、ＡｕＢｅを蒸着し、その上にＡｕをボンディングパッドとして成膜した場合、ワイヤーボンディングが困難なことが多い。
これは、半導体結晶からのＧａ、Ｉｎや電極中のＢｅの拡散により、電極表面のボンディングパッド部分のＡｕが変質するためと考えられる。
【０００８】
この拡散に対する対策として、オーミック電極を一度形成し、その上にボンディングパッドを形成する２段形成工程が用いられている（特許文献１参照）。
これは、ＡｕＢｅを成膜、フォトリソ、パターンエッチング、レジスト剥離、熱処理し、更に、Ａｕを１〜２μｍ程度成膜し、フォトリソ、マスクアライメント、パターンエッチング、レジスト剥離、熱処理の順に工程処理するものである。
【０００９】
しかし、この方法では、工程が２倍になる。またＡｕＢｅ層と上部のＡｕ層がその間の微量な汚れなどで、うまく合金化せず剥離する危険性もある。
【００１０】
そこで、ＡｕＢｅ層とＡｕパッド層の間にＴｉ、Ｍｏ、Ｗ等の高融点金属や、それに近い金属の層、また場合によってはＰｔ等の貴金属の層を設ける場合もある（例えば特許文献３−５参照）。
この製法の場合、ＡｕＢｅ、ＡｕＺｎなどのドーパントドープ層の上に、Ｔｉ、Ａｕと順に一蒸着内で連続して成膜し、フォトリソ、パターンエッチング、レジスト剥離、熱処理と一度の工程で完了するものである。
【００１１】
この特許文献３−５に記載の方法で得られるアノード電極は、バリヤメタル（Ｔｉ等の金属層）を含み、熱処理でのＧａなどの金属の金中への拡散はある程度防ぐことができ、ワイヤーボンディングも可能な状態も得られるが、十分とはいえない。
また、ボンディングの高速化により、ワイヤがうまく溶着せずに剥がれてしまう場合があり、未だワイヤーボンダビリティは十分とはいえない。
そのため、更にワイヤーボンダビリティが良好な電極が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭６１−１８０４３０号公報
【特許文献２】特開平０９−２３２２５５号公報
【特許文献３】特開２０００−２００９２６号公報
【特許文献４】特開２００６−０４０９９７号公報
【特許文献５】特開２００７−３１７９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、ワイヤーボンダビリティが良好な電極を形成することのできる発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明では、少なくとも、ｎ型半導体結晶と、発光層と、ＧａまたはＩｎを含みキャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下であるｐ型半導体結晶とが、この順で形成された半導体結晶の前記ｐ型半導体結晶の表面に、オーミック電極材料として、少なくとも、ＡｕＢｅを含む層、Ｔｉ層、Ａｕ層を形成し、その後熱処理を行ってオーミック電極を形成し、その後前記半導体結晶をダイシングする発光素子の製造方法であって、少なくとも、前記形成されたオーミック電極の表面を、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて洗浄する工程を含むことを特徴とする発光素子の製造方法を提供する。
【００１５】
このように、熱処理によってｐ型半導体結晶の表面に形成されたオーミック電極の表面を、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて洗浄することで、電極最表面層のＡｕ層の表面近傍のＧａ、Ｉｎ、Ａｌ等の不純物が除去され、ワイヤーボンダビリティが向上する。従って、従来に比べてワイヤーボンダビリティが良好なオーミック電極が形成された発光素子を製造することができる。
【００１６】
また、前記ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を、水溶液またはアルコール溶液とすることが好ましい。
【００１７】
また、前記ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を、ヨウ素の重量比率が０．０２〜０．２％とすることが好ましい。
【００１８】
このように、ヨウ素の重量比率が０．２％以下であると、オーミック電極最表面層のＡｕ層の表面が腐食し、Ａｕ層の表面に凸凹が発生したり、金が捲れたりする恐れがなく、ヨウ素の重量比率が０．０２％以上であると、エッチング力が弱くなり、洗浄時間が長くなり過ぎたり、不純物が十分除去できないという恐れがない。従って、より確実にボンディング強度を改善することができる。
【００１９】
前記ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて行うオーミック電極表面の洗浄を、前記ダイシングによる切断面の歪除去エッチングの後に行うことが好ましい。
【００２０】
このように、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液による洗浄は、熱処理時にオーミック電極の表面（電極最表面層のＡｕ層の表面）に拡散した不純物を除去することで、ある程度の効果が期待できるため熱処理後に行えば良いが、熱処理後の工程での汚染を除去することで更にワイヤーボンダビリティを向上させることができるため、ワイヤーボンダリング直前であるダイシングによる切断面の歪除去エッチングの後に行うのが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、ワイヤーボンダビリティが良好な電極を形成することのできる発光素子の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の発光素子の製造方法の一例を示した工程フロー図である。
【図２】本発明の発光素子の製造方法の製造過程における電極形成前の半導体結晶の概略を示した図である。
【図３】本発明の発光素子の製造方法の製造過程におけるｐ側オーミック電極形成後の半導体結晶の概略を示した図である。
【図４】本発明の発光素子の製造方法の製造過程におけるｎ側オーミック電極形成後の半導体結晶の概略を示した図である。
【図５】本発明の発光素子の製造方法の製造過程におけるダイシング後の半導体結晶（発光素子）の概略を示した図である。
【図６】発光素子のｐ型半導体結晶やオーミック電極付近を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明についてより具体的に説明する。
前述のように、ワイヤーボンダビリティが良好な電極を形成することのできる発光素子の製造方法が望まれていた。
【００２４】
そこで本発明者らは、このワイヤーボンダビリティを向上させる電極の形成方法や処理方法について鋭意検討を重ねたところ、ｐ側オーミック電極の最表面層のＡｕパッド層の表面状態とワイヤーボンダビリティに関係があることを見出した。
【００２５】
そしてワイヤーボンダビリティを向上させるためのボンディングパッド（Ａｕパッド）層の表面の処理方法について更に鋭意検討を重ねたところ、通常Ａｕ電極の除去用に用いられるヨウ素ヨウ化カリウム溶液のヨウ素の濃度を薄くしてＡｕパッド層表面を洗浄することにより、表面近傍のＧａ、Ｉｎ、Ａｌ等の不純物が除去されることでワイヤーボンダビリティを向上できることが判り、この知見を基に本発明を完成させた。
【００２６】
以下、本発明について図を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明の発光素子の製造方法について、図１〜６を用いて説明する。
図１は本発明の発光素子の製造方法の一例を示した工程フロー図、図２は本発明の発光素子の製造方法の製造過程における電極形成前の半導体結晶の概略を示した図、図３は本発明の発光素子の製造方法の製造過程におけるｐ側オーミック電極形成後の半導体結晶の概略を示した図、図４は本発明の発光素子の製造方法の製造過程におけるｎ側オーミック電極形成後の半導体結晶の概略を示した図、図５は本発明の発光素子の製造方法の製造過程におけるダイシング後の半導体結晶の概略を示した図、図６は発光素子のｐ型半導体結晶やオーミック電極付近を拡大した図である。
【００２７】
まず、図１および図２に示すように、ｎ型半導体結晶１１（例えばｎ型ＧａＡｓ基板）の上に、例えばＡｌＧａＩｎＰからなる発光層１２と、ＧａまたはＩｎを含むキャリア濃度が１×１０１７〜１×１０１９／ｃｍ３のｐ型半導体結晶１３（例えばｐ型ＧａＰ層）とを、エピタキシャル成長によってこの順に形成した半導体結晶１４を準備する（図１（Ａ））。
【００２８】
このｎ型半導体結晶１１と、発光層１２と、ｐ型半導体結晶１３の作製は一般的な方法で行えばよく、例えばｎ型半導体結晶からなる単結晶基板に、ＭＯＶＰＥ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法によって発光層を気相成長させた後に、ｐ型半導体結晶をＨＶＰＥ（Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法によって形成することができる。
【００２９】
この場合、発光効率を向上させるため、ｎ型ＧａＡｓ基板にＡｌＧａＩｎＰからなる発光層とｐ型半導体結晶をエピタキシャル成長させた後に、ｎ型ＧａＡｓ基板を除去し、そこにｎ型ＧａＰ基板を貼り合わせるようにしてもよい。
【００３０】
その後、図１（Ｂ）に示すように、ｐ型ＧａＰ層１３の表面を、硫酸過水で洗浄した後に純水で洗浄することができる。
その後、図１（Ｃ）および図６に示すように、ｐ型ＧａＰ層１３の表面上に、まず、ＡｕＢｅを含む合金材料を蒸着させて、例えば厚さ０．３μｍのＡｕＢｅを含む層１５ａを形成する。これは、例えばＡｕＢｅ合金材料を抵抗加熱ボート、たとえばタングステンボートに入れて蒸着させればよい。
また、ここでは、ＡｕＢｅを含む層１５ａを単独で形成する他に、Ａｕ層をその前後に形成しても良い。
【００３１】
次に、Ｔｉ層１５ｂを、ＥＢガン蒸着等によって厚さ５０〜１５０ｎｍ真空蒸着する。
このようにＴｉ層１５ｂを形成することによって、ｐ型半導体結晶１３からのＧａやＡｌ、Ｉｎ、ＡｕＢｅを含む層１５ａからのＢｅが上部に形成するＡｕ層まで拡散することを抑制するバリアー層を設けることができ、最表面層であるＡｕ層（Ａｕパッド層）中のＧａやＢｅ等の不純物濃度を低減させることができる。また厚さを５０〜１５０ｎｍとすることでＡｕ層へのＧａやＢｅ等の不純物の拡散を更に抑制することができる厚さとすることができ、また長時間蒸着させる必要がなく、製造時間の短縮を図ることができる。
【００３２】
その後、Ｔｉ層１５ｂ上に、Ａｕ層（Ａｕパッド層）１５ｃを、真空蒸着により厚さ１．５〜２μｍ形成する。このように、Ａｕ層１５ｃの厚さを１．５〜２μｍとすることによって、より良好なワイヤーボンディング特性を得ることができる
【００３３】
その後、図１（Ｄ）に示すように、フォトリソ、エッチング、レジスト剥離等を行って電極パターンを形成する。電極パターンの形成方法は一般的な方法を用いることができるが、特に、リフトオフ法、エッチング法のいずれかとすることが好ましい。
電極パターンの形成にエッチング法を用いることによって、短時間で、高い精度で電極パターンを形成することができる。また、リフトオフ法であれば、高い精度で電極パターンを形成することができるとともに、環境負荷の大きな酸やアルカリ性薬液を用いるエッチング工程を行わずに済む。
【００３４】
その後、図１（Ｅ）および図３に示すように、熱処理を行うことによって、先に蒸着させた金属層とｐ型半導体結晶とをオーミック接触させてオーミック電極とし、ｐ側オーミック電極１５を形成する。ここで、この熱処理条件を、不活性または活性の低いガス雰囲気（例えばＡｒやＮ２）中で、４００℃〜５００℃の温度で、２０〜１００分とすることができる。
このような熱処理条件であれば、各々の金属層が熱処理雰囲気と反応したり、熱によって劣化することを確実に防止することができ、また金属層とｐ型半導体結晶とをオーミック接触させることができる程度にＢｅを拡散させることができる。
【００３５】
また、熱処理後に、図１（Ｆ）に示すように、ｐ側オーミック電極とｐ型半導体結晶との間の抵抗を測定することが望ましい。
【００３６】
その後、図１（Ｇ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ層１１の表面を、硫酸過水で洗浄した後に純水で洗浄することができる。その後、図１（Ｈ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ層１１の裏面側（発光層１２やｐ型ＧａＰ層１３とは反対側）に、１×１０−６Ｔｏｒｒ程度の真空度でＮｉ層その上にＡｕＧｅ層を蒸着装置等によって成膜する。
ここで、このｎ側オーミック電極となる材料からなる層の形成方法や組成は、これに限らず、作製する半導体素子（ｎ型半導体結晶）に合わせて適宜選択すればよい。
【００３７】
その後、図１（Ｉ）、（Ｊ）および図４に示すように、蒸着装置から取り出して、フォトリソ、パターンエッチング、レジスト剥離等の工程を行って電極パターンを形成した後、熱処理してオーミック電極とし、ｎ側オーミック電極１６を形成する。
この電極パターンの形成方法や熱処理も、一般的な方法、条件を採用できる。
【００３８】
また、熱処理後に、図１（Ｋ）に示すように、作製したｎ側オーミック電極とｎ型半導体結晶とがオーミック接触しているかどうかを確認するために抵抗を測定することが望ましい。
【００３９】
その後、図１（Ｌ）に示すように、電極を形成した半導体結晶をダイシングする工程を行う。
そして、図１（Ｍ）に示すように、ダイシングによるダメージを除去するための歪取りエッチングや高輝度化のための粗面化処理等を任意で行うことができる。
【００４０】
次に、図１（Ｎ）に示すように、ヨウ化カリウム溶液にヨウ素を溶かした液でｐ型半導体結晶の表面に形成されたオーミック電極（ｐ側オーミック電極１５）の表面を洗浄し、図５に示すような発光素子１０を製造する。
このヨウ素ヨウ化カリウム溶液は水溶液又はアルコール溶液とすることができる。また、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液のヨウ素の重量比率を０．０２〜０．２％とすることができる。
【００４１】
ヨウ素の重量比率が０．２％以下であると、ｐ側オーミック電極１５最表面層のＡｕ層１５ｃの表面が腐食し、Ａｕ層１５ｃの表面に凸凹が発生したり、金が捲れたりする恐れがなく、ヨウ素の重量比率が０．０２％以上であると、エッチング力が弱くなり、洗浄時間が長くなり過ぎたり、不純物が十分除去できないという恐れがない。従って、より確実にボンディング強度を改善することができる。
【００４２】
このようにヨウ素ヨウ化カリウム溶液でｐ側オーミック電極１５表面を洗浄した場合ボンダビリティが向上する理由は以下のように考えられる。
前述したように、発光素子製造工程では、通常２度の電極形成工程において熱処理がなされることになる。このときに半導体と金の界面に合金層が作られる。その際に、相互に拡散がおき結晶からＡｕ層の方向、表面については、ボンディングパッド（Ａｕ層）の表面まで拡散が進むことが、ＳＩＭＳ分析等で確認された。例えば、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｌなどが電極最表面層のＡｕ層の表面側に拡散する。これにより、ボンディングパッドであるＡｕ層には、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｂｅなどが進入し、Ａｕは硬くなり、ボンディングの熱圧着がしにくくなる。
【００４３】
また、これらの不純物がＡｕ層表面にまで突き抜けてきて、酸素、窒素などと化合することも考えられる。このように熱処理によって低抵抗のオーミック性の接触がＡｕと結晶との間で成り立つ代わりに、ワイヤーボンダビリティが犠牲になっていた。そこで、ｐ側オーミック電極１５表面（ボンディングパッド表面）をヨウ素ヨウ化カリウム溶液で洗浄することで、ボンディングパッド表面に拡散したＧａ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｂｅ等の不純物が除去され、ワイヤーボンダビリティが向上すると考えられる。
【００４４】
また、作製された発光素子の特性検査として、上記のようにヨウ素ヨウ化カリウム溶液でｐ側オーミック電極１５表面を洗浄した後（または評価ランプ組み立て後（図１（Ｏ）））に、シアテスト（図１（Ｐ））を行うことによって、製造する発光素子の品質を検査して、歩留り向上を図ることが望ましい。
【００４５】
尚、上記例示では、ｐ型半導体結晶にＧａＰを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ｐ型半導体結晶としては、他に、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ等のＧａまたはＩｎを含む半導体結晶を用いることができる。
【００４６】
また、ｎ型半導体結晶もＧａＡｓに限定されず、同様にＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ等を用いることができる。
【００４７】
尚、上記ではヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて行うｐ側オーミック電極表面の洗浄を、ダイシングによる切断面の歪除去エッチング後に行ったが、もちろん本発明の発光素子の製造方法におけるヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて行う洗浄は、ダイシングによる切断面の歪除去エッチングの後には限られない。
上記したように、本発明は、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液によるｐ側オーミック電極表面の洗浄を行うことによって、熱処理によりｐ側オーミック電極の表面（電極最表面層のＡｕ層の表面）に拡散した不純物を除去することができ、ワイヤーボンダビリティが向上するという効果を得ることができるものである。従って、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液による洗浄は、ｐ側オーミック電極を形成するための熱処理後であれば、当該洗浄を行わない場合に較べて、ワイヤーボンダビリティが向上するという本発明の効果を確実に奏することができるため、ｐ側オーミック電極を形成するための熱処理後であれば、いずれの工程で行っても良い。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４９】
（実施例）
厚さ１００μｍでドーパント濃度が２×１０１８／ｃｍ３のｎ型ＧａＡｓ基板上に、厚さ数μｍのＡｌＧａＩｎＰ発光層と、厚さ５μｍでドーパント濃度が３×１０１７／ｃｍ３のｐ型ＧａＰ層からなる半導体結晶を作製した。
次に、ｐ型ＧａＰ層の表面を、硫酸過水（硫酸：過酸化水素水：純水＝３：１：１）で４０℃、１０秒間、洗浄した後に純水で洗浄した。
【００５０】
その後、１×１０−６Ｔｏｒｒ程度の真空度で、Ｂｅ濃度１％のＡｕＢｅ合金材料をタングステンボートにセットし、蒸気圧が低い状態で溶かし、その後蒸発させ厚さ６０ｎｍのＡｕＢｅを含む層を成膜した。
その後、その上に、ＥＢ蒸着で、厚さ８０ｎｍのＴｉ層を成膜した。このＴｉ層形成の際は、シャッターを閉めた状態で、蒸発しない程度の電流でＴｉインゴットを１０分程度電子ビームで加熱して、Ｔｉインゴット内の水分、酸素、窒素などＴｉに吸着されているであろう成分を放出させる脱ガスを行った後にＴｉを蒸発させた。そして、その上に、Ａｕ層を１．５μｍ蒸着した。この金は、ワイヤーボンディング時のワイヤーを超音波熱圧着するボンディングパッドとなる。
【００５１】
次に、フォトリソ法で、１２０μｍ四角の電極パターンを形成した。この際のＡｕ層のエッチングには、ヨウ素系のエッチャントを用いた。その後、レジストを剥離した。
次に、窒素雰囲気中で、５００℃、２０分の熱処理を行い、オーミック接触を得た。以上でｐ側オーミック電極（アノード電極）が完成した。
【００５２】
次に背面電極を形成した。まずｎ型ＧａＡｓの表面を、硫酸過水（硫酸：過酸化水素水：純水＝３：１：１）で、４０℃、１０秒間、洗浄した後に純水で洗浄した。次にｎ型ＧａＡｓ面上に真空蒸着を行った。１×１０−６Ｔｏｒｒ程度の真空度で、Ｎｉを３０ｎｍ、その上にＡｕＧｅを３００ｎｍ、更にＡｕを２００ｎｍ蒸着した。
その後フォトリソ、パターンエッチング、レジスト剥離を行い窒素雰囲気中で４３０℃、３０分の熱処理を行いｎ側オーミック電極（カソード電極）を形成した。
その後、２８０μｍピッチでダイシングし、約２５０μｍ四角のチップを切り出した。
その後、ダイシングによる切断面の歪除去として、硫酸：過酸化水素水：純水＝３：１：１で、６０℃、６分のエッチングを行った。
【００５３】
次にヨウ化カリウム水溶液にヨウ素を０．１５重量％溶かした液で、ｐ側オーミック電極の表面を１０秒間洗浄し、その後、水洗し乾燥させた。ここでヨウ素ヨウ化カリウム水溶液は純水１０００ｍｌにヨウ化カリウムを２３０ｇを溶かし、そこに１．８ｇのヨウ素を溶かしたものを用いた。
【００５４】
その後、チップをＴＯ−１８ステム上に、銀のフィラーを含む一液性の樹脂を用いて、ＧａＡｓ面をダイボンディングし、１５０℃、１時間で熱硬化させた。その後、超音波ボンダーで、ステム加熱温度１００℃で直径２５μｍのＡｕワイヤーをボンディングパッドに熱圧着した。この温度は、通常２００℃で行うが、少し低めの温度で行った。したがってボンディング強度は少し低くなる。
【００５５】
次にシアテスターで熱圧着したＡｕワイヤーのボール部分を横方向から押し、Ａｕワイヤーのボール部分がボンディングパッドから剥がれたときの力（シア強度）を測定した。尚、測定は３０個のチップについて行い、平均値を算出した。測定結果を下記表１に示す。
【００５６】
（比較例）
実施例においてヨウ素ヨウ化カリウム水溶液によるｐ側オーミック電極表面の洗浄を行わないこと以外は実施例と同じ条件で発光素子を作製し、Ａｕワイヤーのシア強度を測定した。尚、測定は実施例と同様３０個のチップについて行い、平均値を算出した。測定結果を下記表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
表１により、比較例に比べて実施例の発光素子のシア強度は向上し、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて洗浄することで、安定した電極を形成することができることが判った。
【００５９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６０】
１０…発光素子、 １１…ｎ型ＧａＡｓ基板（ｎ型半導体結晶）、 １２…発光層、 １３…ｐ型ＧａＰ層（ｐ型半導体結晶）、 １４…半導体結晶、 １５…ｐ側オーミック電極、 １５ａ…ＡｕＢｅを含む層、 １５ｂ…Ｔｉ層、 １５ｃ…Ａｕ層（Ａｕパッド層）、 １６…ｎ側オーミック電極。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の製造方法に関し、具体的には、ワイヤーボンダビリティ特性の優れた電極を形成することができる電極形成工程を含んだ発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ等の化合物半導体結晶を用いた発光素子が知られている。
【０００３】
ここで、従来の発光素子の製造方法の一例について説明する。
まず、ｎ型ＧａＡｓ基板の上に、ＡｌＧａＩｎＰ発光層、ｐ型ＧａＰをエピタキシャル成長させる。次にｎ型ＧａＡｓ基板を除去し、そこにｎ型ＧａＰ基板を貼り合わせる。
次に、ｎ型ＧａＰ基板の裏面側にＡｕＳｉ合金層を形成後、エッチングによってカソード電極を形成する。
次に、ｐ型ＧａＰエピタキシャル層の上面に、アノード電極層を蒸着法により形成し、フォトリソにより所望の形状のアノード電極を形成する。
このアノード電極層は、例えば下層がＡｕＢｅ層（２００ｎｍ）、上層がＡｕ層から構成される。ここで、アノード電極層の厚みは通常、１〜２．０μｍ程度である。
次に、ウエーハを素子毎にダイシング工程またはブレーキングして、最終的な発光素子を得る。
【０００４】
ここで上記アノード電極についてさらに詳述すれば、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ等の半導体結晶を用いた発光素子では、ｐ型半導体結晶に設けるオーミック電極として、以前からＡｕＢｅが使われてきた。
【０００５】
このｐ型半導体結晶側の電極の形成には、量産工程では電極素材の金属膜成膜手段として、密着性ではスパッタよりは劣るが、生産性で優位性のある大型の蒸着機を用いることが多い。
この際の蒸発手段としては、抵抗加熱またはＥＢ加熱で蒸発させ鍍金されることが多い（例えば特許文献１，２参照）。
【０００６】
また、半導体発光素子としては、結晶の成長の順番や光の取り出し効率の都合で、ｐ型半導体結晶側が発光素子の上面になることが多い。
さらに、オーミック性の接触を持つアノード電極を形成するのみでなく、発光素子チップ化後のＬＥＤランプ組み立て工程時に、直径２５μｍ程度の金線をワイヤーボンディングするため、金の比較的厚い１〜２μｍ程度のいわゆるボンディングパッドをオーミック電極上に形成する必要がある。
【０００７】
ところで、ボンディングパッドを持つアノード電極の形成方法の基本的手法として、ＡｕＢｅを蒸着し、その上にＡｕをボンディングパッドとして成膜した場合、ワイヤーボンディングが困難なことが多い。
これは、半導体結晶からのＧａ、Ｉｎや電極中のＢｅの拡散により、電極表面のボンディングパッド部分のＡｕが変質するためと考えられる。
【０００８】
この拡散に対する対策として、オーミック電極を一度形成し、その上にボンディングパッドを形成する２段形成工程が用いられている（特許文献１参照）。
これは、ＡｕＢｅを成膜、フォトリソ、パターンエッチング、レジスト剥離、熱処理し、更に、Ａｕを１〜２μｍ程度成膜し、フォトリソ、マスクアライメント、パターンエッチング、レジスト剥離、熱処理の順に工程処理するものである。
【０００９】
しかし、この方法では、工程が２倍になる。またＡｕＢｅ層と上部のＡｕ層がその間の微量な汚れなどで、うまく合金化せず剥離する危険性もある。
【００１０】
そこで、ＡｕＢｅ層とＡｕパッド層の間にＴｉ、Ｍｏ、Ｗ等の高融点金属や、それに近い金属の層、また場合によってはＰｔ等の貴金属の層を設ける場合もある（例えば特許文献３−５参照）。
この製法の場合、ＡｕＢｅ、ＡｕＺｎなどのドーパントドープ層の上に、Ｔｉ、Ａｕと順に一蒸着内で連続して成膜し、フォトリソ、パターンエッチング、レジスト剥離、熱処理と一度の工程で完了するものである。
【００１１】
この特許文献３−５に記載の方法で得られるアノード電極は、バリヤメタル（Ｔｉ等の金属層）を含み、熱処理でのＧａなどの金属の金中への拡散はある程度防ぐことができ、ワイヤーボンディングも可能な状態も得られるが、十分とはいえない。
また、ボンディングの高速化により、ワイヤがうまく溶着せずに剥がれてしまう場合があり、未だワイヤーボンダビリティは十分とはいえない。
そのため、更にワイヤーボンダビリティが良好な電極が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭６１−１８０４３０号公報
【特許文献２】特開平０９−２３２２５５号公報
【特許文献３】特開２０００−２００９２６号公報
【特許文献４】特開２００６−０４０９９７号公報
【特許文献５】特開２００７−３１７９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、ワイヤーボンダビリティが良好な電極を形成することのできる発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明では、少なくとも、ｎ型半導体結晶と、発光層と、ＧａまたはＩｎを含みキャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下であるｐ型半導体結晶とが、この順で形成された半導体結晶の前記ｐ型半導体結晶の表面に、オーミック電極材料として、少なくとも、ＡｕＢｅを含む層、Ｔｉ層、Ａｕ層を形成し、その後熱処理を行ってオーミック電極を形成し、その後前記半導体結晶をダイシングする発光素子の製造方法であって、少なくとも、前記形成されたオーミック電極の表面を、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて洗浄する工程を含むことを特徴とする発光素子の製造方法を提供する。
【００１５】
このように、熱処理によってｐ型半導体結晶の表面に形成されたオーミック電極の表面を、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて洗浄することで、電極最表面層のＡｕ層の表面近傍のＧａ、Ｉｎ、Ａｌ等の不純物が除去され、ワイヤーボンダビリティが向上する。従って、従来に比べてワイヤーボンダビリティが良好なオーミック電極が形成された発光素子を製造することができる。
【００１６】
また、前記ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を、水溶液またはアルコール溶液とすることが好ましい。
【００１７】
また、前記ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を、ヨウ素の重量比率が０．０２〜０．２％とすることが好ましい。
【００１８】
このように、ヨウ素の重量比率が０．２％以下であると、オーミック電極最表面層のＡｕ層の表面が腐食し、Ａｕ層の表面に凸凹が発生したり、金が捲れたりする恐れがなく、ヨウ素の重量比率が０．０２％以上であると、エッチング力が弱くなり、洗浄時間が長くなり過ぎたり、不純物が十分除去できないという恐れがない。従って、より確実にボンディング強度を改善することができる。
【００１９】
前記ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて行うオーミック電極表面の洗浄を、前記ダイシングによる切断面の歪除去エッチングの後に行うことが好ましい。
【００２０】
このように、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液による洗浄は、熱処理時にオーミック電極の表面（電極最表面層のＡｕ層の表面）に拡散した不純物を除去することで、ある程度の効果が期待できるため熱処理後に行えば良いが、熱処理後の工程での汚染を除去することで更にワイヤーボンダビリティを向上させることができるため、ワイヤーボンダリング直前であるダイシングによる切断面の歪除去エッチングの後に行うのが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、ワイヤーボンダビリティが良好な電極を形成することのできる発光素子の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の発光素子の製造方法の一例を示した工程フロー図である。
【図２】本発明の発光素子の製造方法の製造過程における電極形成前の半導体結晶の概略を示した図である。
【図３】本発明の発光素子の製造方法の製造過程におけるｐ側オーミック電極形成後の半導体結晶の概略を示した図である。
【図４】本発明の発光素子の製造方法の製造過程におけるｎ側オーミック電極形成後の半導体結晶の概略を示した図である。
【図５】本発明の発光素子の製造方法の製造過程におけるダイシング後の半導体結晶（発光素子）の概略を示した図である。
【図６】発光素子のｐ型半導体結晶やオーミック電極付近を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明についてより具体的に説明する。
前述のように、ワイヤーボンダビリティが良好な電極を形成することのできる発光素子の製造方法が望まれていた。
【００２４】
そこで本発明者らは、このワイヤーボンダビリティを向上させる電極の形成方法や処理方法について鋭意検討を重ねたところ、ｐ側オーミック電極の最表面層のＡｕパッド層の表面状態とワイヤーボンダビリティに関係があることを見出した。
【００２５】
そしてワイヤーボンダビリティを向上させるためのボンディングパッド（Ａｕパッド）層の表面の処理方法について更に鋭意検討を重ねたところ、通常Ａｕ電極の除去用に用いられるヨウ素ヨウ化カリウム溶液のヨウ素の濃度を薄くしてＡｕパッド層表面を洗浄することにより、表面近傍のＧａ、Ｉｎ、Ａｌ等の不純物が除去されることでワイヤーボンダビリティを向上できることが判り、この知見を基に本発明を完成させた。
【００２６】
以下、本発明について図を参照して詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明の発光素子の製造方法について、図１〜６を用いて説明する。
図１は本発明の発光素子の製造方法の一例を示した工程フロー図、図２は本発明の発光素子の製造方法の製造過程における電極形成前の半導体結晶の概略を示した図、図３は本発明の発光素子の製造方法の製造過程におけるｐ側オーミック電極形成後の半導体結晶の概略を示した図、図４は本発明の発光素子の製造方法の製造過程におけるｎ側オーミック電極形成後の半導体結晶の概略を示した図、図５は本発明の発光素子の製造方法の製造過程におけるダイシング後の半導体結晶の概略を示した図、図６は発光素子のｐ型半導体結晶やオーミック電極付近を拡大した図である。
【００２７】
まず、図１および図２に示すように、ｎ型半導体結晶１１（例えばｎ型ＧａＡｓ基板）の上に、例えばＡｌＧａＩｎＰからなる発光層１２と、ＧａまたはＩｎを含むキャリア濃度が１×１０１７〜１×１０１９／ｃｍ３のｐ型半導体結晶１３（例えばｐ型ＧａＰ層）とを、エピタキシャル成長によってこの順に形成した半導体結晶１４を準備する（図１（Ａ））。
【００２８】
このｎ型半導体結晶１１と、発光層１２と、ｐ型半導体結晶１３の作製は一般的な方法で行えばよく、例えばｎ型半導体結晶からなる単結晶基板に、ＭＯＶＰＥ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法によって発光層を気相成長させた後に、ｐ型半導体結晶をＨＶＰＥ（Ｈｙｄｒｉｄｅ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法によって形成することができる。
【００２９】
この場合、発光効率を向上させるため、ｎ型ＧａＡｓ基板にＡｌＧａＩｎＰからなる発光層とｐ型半導体結晶をエピタキシャル成長させた後に、ｎ型ＧａＡｓ基板を除去し、そこにｎ型ＧａＰ基板を貼り合わせるようにしてもよい。
【００３０】
その後、図１（Ｂ）に示すように、ｐ型ＧａＰ層１３の表面を、硫酸過水で洗浄した後に純水で洗浄することができる。
その後、図１（Ｃ）および図６に示すように、ｐ型ＧａＰ層１３の表面上に、まず、ＡｕＢｅを含む合金材料を蒸着させて、例えば厚さ０．３μｍのＡｕＢｅを含む層１５ａを形成する。これは、例えばＡｕＢｅ合金材料を抵抗加熱ボート、たとえばタングステンボートに入れて蒸着させればよい。
また、ここでは、ＡｕＢｅを含む層１５ａを単独で形成する他に、Ａｕ層をその前後に形成しても良い。
【００３１】
次に、Ｔｉ層１５ｂを、ＥＢガン蒸着等によって厚さ５０〜１５０ｎｍ真空蒸着する。
このようにＴｉ層１５ｂを形成することによって、ｐ型半導体結晶１３からのＧａやＡｌ、Ｉｎ、ＡｕＢｅを含む層１５ａからのＢｅが上部に形成するＡｕ層まで拡散することを抑制するバリアー層を設けることができ、最表面層であるＡｕ層（Ａｕパッド層）中のＧａやＢｅ等の不純物濃度を低減させることができる。また厚さを５０〜１５０ｎｍとすることでＡｕ層へのＧａやＢｅ等の不純物の拡散を更に抑制することができる厚さとすることができ、また長時間蒸着させる必要がなく、製造時間の短縮を図ることができる。
【００３２】
その後、Ｔｉ層１５ｂ上に、Ａｕ層（Ａｕパッド層）１５ｃを、真空蒸着により厚さ１．５〜２μｍ形成する。このように、Ａｕ層１５ｃの厚さを１．５〜２μｍとすることによって、より良好なワイヤーボンディング特性を得ることができる
【００３３】
その後、図１（Ｄ）に示すように、フォトリソ、エッチング、レジスト剥離等を行って電極パターンを形成する。電極パターンの形成方法は一般的な方法を用いることができるが、特に、リフトオフ法、エッチング法のいずれかとすることが好ましい。
電極パターンの形成にエッチング法を用いることによって、短時間で、高い精度で電極パターンを形成することができる。また、リフトオフ法であれば、高い精度で電極パターンを形成することができるとともに、環境負荷の大きな酸やアルカリ性薬液を用いるエッチング工程を行わずに済む。
【００３４】
その後、図１（Ｅ）および図３に示すように、熱処理を行うことによって、先に蒸着させた金属層とｐ型半導体結晶とをオーミック接触させてオーミック電極とし、ｐ側オーミック電極１５を形成する。ここで、この熱処理条件を、不活性または活性の低いガス雰囲気（例えばＡｒやＮ２）中で、４００℃〜５００℃の温度で、２０〜１００分とすることができる。
このような熱処理条件であれば、各々の金属層が熱処理雰囲気と反応したり、熱によって劣化することを確実に防止することができ、また金属層とｐ型半導体結晶とをオーミック接触させることができる程度にＢｅを拡散させることができる。
【００３５】
また、熱処理後に、図１（Ｆ）に示すように、ｐ側オーミック電極とｐ型半導体結晶との間の抵抗を測定することが望ましい。
【００３６】
その後、図１（Ｇ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ層１１の表面を、硫酸過水で洗浄した後に純水で洗浄することができる。その後、図１（Ｈ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ層１１の裏面側（発光層１２やｐ型ＧａＰ層１３とは反対側）に、１×１０−６Ｔｏｒｒ程度の真空度でＮｉ層その上にＡｕＧｅ層を蒸着装置等によって成膜する。
ここで、このｎ側オーミック電極となる材料からなる層の形成方法や組成は、これに限らず、作製する半導体素子（ｎ型半導体結晶）に合わせて適宜選択すればよい。
【００３７】
その後、図１（Ｉ）、（Ｊ）および図４に示すように、蒸着装置から取り出して、フォトリソ、パターンエッチング、レジスト剥離等の工程を行って電極パターンを形成した後、熱処理してオーミック電極とし、ｎ側オーミック電極１６を形成する。
この電極パターンの形成方法や熱処理も、一般的な方法、条件を採用できる。
【００３８】
また、熱処理後に、図１（Ｋ）に示すように、作製したｎ側オーミック電極とｎ型半導体結晶とがオーミック接触しているかどうかを確認するために抵抗を測定することが望ましい。
【００３９】
その後、図１（Ｌ）に示すように、電極を形成した半導体結晶をダイシングする工程を行う。
そして、図１（Ｍ）に示すように、ダイシングによるダメージを除去するための歪取りエッチングや高輝度化のための粗面化処理等を任意で行うことができる。
【００４０】
次に、図１（Ｎ）に示すように、ヨウ化カリウム溶液にヨウ素を溶かした液でｐ型半導体結晶の表面に形成されたオーミック電極（ｐ側オーミック電極１５）の表面を洗浄し、図５に示すような発光素子１０を製造する。
このヨウ素ヨウ化カリウム溶液は水溶液又はアルコール溶液とすることができる。また、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液のヨウ素の重量比率を０．０２〜０．２％とすることができる。
【００４１】
ヨウ素の重量比率が０．２％以下であると、ｐ側オーミック電極１５最表面層のＡｕ層１５ｃの表面が腐食し、Ａｕ層１５ｃの表面に凸凹が発生したり、金が捲れたりする恐れがなく、ヨウ素の重量比率が０．０２％以上であると、エッチング力が弱くなり、洗浄時間が長くなり過ぎたり、不純物が十分除去できないという恐れがない。従って、より確実にボンディング強度を改善することができる。
【００４２】
このようにヨウ素ヨウ化カリウム溶液でｐ側オーミック電極１５表面を洗浄した場合ボンダビリティが向上する理由は以下のように考えられる。
前述したように、発光素子製造工程では、通常２度の電極形成工程において熱処理がなされることになる。このときに半導体と金の界面に合金層が作られる。その際に、相互に拡散がおき結晶からＡｕ層の方向、表面については、ボンディングパッド（Ａｕ層）の表面まで拡散が進むことが、ＳＩＭＳ分析等で確認された。例えば、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｌなどが電極最表面層のＡｕ層の表面側に拡散する。これにより、ボンディングパッドであるＡｕ層には、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｂｅなどが進入し、Ａｕは硬くなり、ボンディングの熱圧着がしにくくなる。
【００４３】
また、これらの不純物がＡｕ層表面にまで突き抜けてきて、酸素、窒素などと化合することも考えられる。このように熱処理によって低抵抗のオーミック性の接触がＡｕと結晶との間で成り立つ代わりに、ワイヤーボンダビリティが犠牲になっていた。そこで、ｐ側オーミック電極１５表面（ボンディングパッド表面）をヨウ素ヨウ化カリウム溶液で洗浄することで、ボンディングパッド表面に拡散したＧａ、Ｉｎ、Ａｌ、Ｂｅ等の不純物が除去され、ワイヤーボンダビリティが向上すると考えられる。
【００４４】
また、作製された発光素子の特性検査として、上記のようにヨウ素ヨウ化カリウム溶液でｐ側オーミック電極１５表面を洗浄した後（または評価ランプ組み立て後（図１（Ｏ）））に、シアテスト（図１（Ｐ））を行うことによって、製造する発光素子の品質を検査して、歩留り向上を図ることが望ましい。
【００４５】
尚、上記例示では、ｐ型半導体結晶にＧａＰを用いる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ｐ型半導体結晶としては、他に、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ等のＧａまたはＩｎを含む半導体結晶を用いることができる。
【００４６】
また、ｎ型半導体結晶もＧａＡｓに限定されず、同様にＧａＰ、ＧａＡｓＰ、ＧａＡｌＡｓ、ＡｌＧａＩｎＰ等を用いることができる。
【００４７】
尚、上記ではヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて行うｐ側オーミック電極表面の洗浄を、ダイシングによる切断面の歪除去エッチング後に行ったが、もちろん本発明の発光素子の製造方法におけるヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて行う洗浄は、ダイシングによる切断面の歪除去エッチングの後には限られない。
上記したように、本発明は、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液によるｐ側オーミック電極表面の洗浄を行うことによって、熱処理によりｐ側オーミック電極の表面（電極最表面層のＡｕ層の表面）に拡散した不純物を除去することができ、ワイヤーボンダビリティが向上するという効果を得ることができるものである。従って、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液による洗浄は、ｐ側オーミック電極を形成するための熱処理後であれば、当該洗浄を行わない場合に較べて、ワイヤーボンダビリティが向上するという本発明の効果を確実に奏することができるため、ｐ側オーミック電極を形成するための熱処理後であれば、いずれの工程で行っても良い。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００４９】
（実施例）
厚さ１００μｍでドーパント濃度が２×１０１８／ｃｍ３のｎ型ＧａＡｓ基板上に、厚さ数μｍのＡｌＧａＩｎＰ発光層と、厚さ５μｍでドーパント濃度が３×１０１７／ｃｍ３のｐ型ＧａＰ層からなる半導体結晶を作製した。
次に、ｐ型ＧａＰ層の表面を、硫酸過水（硫酸：過酸化水素水：純水＝３：１：１）で４０℃、１０秒間、洗浄した後に純水で洗浄した。
【００５０】
その後、１×１０−６Ｔｏｒｒ程度の真空度で、Ｂｅ濃度１％のＡｕＢｅ合金材料をタングステンボートにセットし、蒸気圧が低い状態で溶かし、その後蒸発させ厚さ６０ｎｍのＡｕＢｅを含む層を成膜した。
その後、その上に、ＥＢ蒸着で、厚さ８０ｎｍのＴｉ層を成膜した。このＴｉ層形成の際は、シャッターを閉めた状態で、蒸発しない程度の電流でＴｉインゴットを１０分程度電子ビームで加熱して、Ｔｉインゴット内の水分、酸素、窒素などＴｉに吸着されているであろう成分を放出させる脱ガスを行った後にＴｉを蒸発させた。そして、その上に、Ａｕ層を１．５μｍ蒸着した。この金は、ワイヤーボンディング時のワイヤーを超音波熱圧着するボンディングパッドとなる。
【００５１】
次に、フォトリソ法で、１２０μｍ四角の電極パターンを形成した。この際のＡｕ層のエッチングには、ヨウ素系のエッチャントを用いた。その後、レジストを剥離した。
次に、窒素雰囲気中で、５００℃、２０分の熱処理を行い、オーミック接触を得た。以上でｐ側オーミック電極（アノード電極）が完成した。
【００５２】
次に背面電極を形成した。まずｎ型ＧａＡｓの表面を、硫酸過水（硫酸：過酸化水素水：純水＝３：１：１）で、４０℃、１０秒間、洗浄した後に純水で洗浄した。次にｎ型ＧａＡｓ面上に真空蒸着を行った。１×１０−６Ｔｏｒｒ程度の真空度で、Ｎｉを３０ｎｍ、その上にＡｕＧｅを３００ｎｍ、更にＡｕを２００ｎｍ蒸着した。
その後フォトリソ、パターンエッチング、レジスト剥離を行い窒素雰囲気中で４３０℃、３０分の熱処理を行いｎ側オーミック電極（カソード電極）を形成した。
その後、２８０μｍピッチでダイシングし、約２５０μｍ四角のチップを切り出した。
その後、ダイシングによる切断面の歪除去として、硫酸：過酸化水素水：純水＝３：１：１で、６０℃、６分のエッチングを行った。
【００５３】
次にヨウ化カリウム水溶液にヨウ素を０．１５重量％溶かした液で、ｐ側オーミック電極の表面を１０秒間洗浄し、その後、水洗し乾燥させた。ここでヨウ素ヨウ化カリウム水溶液は純水１０００ｍｌにヨウ化カリウムを２３０ｇを溶かし、そこに１．８ｇのヨウ素を溶かしたものを用いた。
【００５４】
その後、チップをＴＯ−１８ステム上に、銀のフィラーを含む一液性の樹脂を用いて、ＧａＡｓ面をダイボンディングし、１５０℃、１時間で熱硬化させた。その後、超音波ボンダーで、ステム加熱温度１００℃で直径２５μｍのＡｕワイヤーをボンディングパッドに熱圧着した。この温度は、通常２００℃で行うが、少し低めの温度で行った。したがってボンディング強度は少し低くなる。
【００５５】
次にシアテスターで熱圧着したＡｕワイヤーのボール部分を横方向から押し、Ａｕワイヤーのボール部分がボンディングパッドから剥がれたときの力（シア強度）を測定した。尚、測定は３０個のチップについて行い、平均値を算出した。測定結果を下記表１に示す。
【００５６】
（比較例）
実施例においてヨウ素ヨウ化カリウム水溶液によるｐ側オーミック電極表面の洗浄を行わないこと以外は実施例と同じ条件で発光素子を作製し、Ａｕワイヤーのシア強度を測定した。尚、測定は実施例と同様３０個のチップについて行い、平均値を算出した。測定結果を下記表１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
表１により、比較例に比べて実施例の発光素子のシア強度は向上し、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて洗浄することで、安定した電極を形成することができることが判った。
【００５９】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００６０】
１０…発光素子、 １１…ｎ型ＧａＡｓ基板（ｎ型半導体結晶）、 １２…発光層、 １３…ｐ型ＧａＰ層（ｐ型半導体結晶）、 １４…半導体結晶、 １５…ｐ側オーミック電極、 １５ａ…ＡｕＢｅを含む層、 １５ｂ…Ｔｉ層、 １５ｃ…Ａｕ層（Ａｕパッド層）、 １６…ｎ側オーミック電極。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、ｎ型半導体結晶と、発光層と、ＧａまたはＩｎを含みキャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下であるｐ型半導体結晶とが、この順で形成された半導体結晶の前記ｐ型半導体結晶の表面に、オーミック電極材料として、少なくとも、ＡｕＢｅを含む層、Ｔｉ層、Ａｕ層を形成し、その後熱処理を行ってオーミック電極を形成し、その後前記半導体結晶をダイシングする発光素子の製造方法であって、
少なくとも、前記形成されたオーミック電極の表面を、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて洗浄する工程を含むことを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を、水溶液またはアルコール溶液とすることを特徴とする請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を、ヨウ素の重量比率が０．０２〜０．２％とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて行うオーミック電極表面の洗浄を、前記ダイシングによる切断面の歪除去エッチングの後に行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１】
少なくとも、ｎ型半導体結晶と、発光層と、ＧａまたはＩｎを含みキャリア濃度が１×１０１７／ｃｍ３以上１×１０１９／ｃｍ３以下であるｐ型半導体結晶とが、この順で形成された半導体結晶の前記ｐ型半導体結晶の表面に、オーミック電極材料として、少なくとも、ＡｕＢｅを含む層、Ｔｉ層、Ａｕ層を形成し、その後熱処理を行ってオーミック電極を形成し、その後前記半導体結晶をダイシングする発光素子の製造方法であって、
少なくとも、前記形成されたオーミック電極の表面を、ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて洗浄する工程を含むことを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を、水溶液またはアルコール溶液とすることを特徴とする請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を、ヨウ素の重量比率が０．０２〜０．２％とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記ヨウ素ヨウ化カリウム溶液を用いて行うオーミック電極表面の洗浄を、前記ダイシングによる切断面の歪除去エッチングの後に行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−３５３１８（Ｐ２０１１−３５３１８Ａ）
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８２６８２（Ｐ２００９−１８２６８２）
【出願日】平成２１年８月５日（２００９．８．５）
【出願人】（０００１９０１４９）信越半導体株式会社 (867)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１７日（２０１１．２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月５日（２００９．８．５）
【出願人】（０００１９０１４９）信越半導体株式会社 (867)
【Ｆターム（参考）】
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