氮化物半导体的制造方法及半导体器件的制造方法技术

一种氮化物半导体的制造方法，包括以下步骤：形成掺有ｐ型杂质的氮化物半导体；氧化氮化物半导体的表面，在其上形成氧化膜；以及激活ｐ型杂质，将氮化物半导体的导电类型转变为ｐ型。由于除去了留在氮化物半导体表面上的碳和其上形成的氧化膜，因此可以防止由于激活处理氮化物半导体的表面退化，并且增加了ｐ型杂质的激活速率。由此，可以减小氮化物半导体与电极的接触电阻，由此减小了氮化物半导体的特性变化。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
专利技术的背景本专利技术涉及包括激活p型杂质步骤的氮化物半导体的制造方法，以及使用该氮化物半导体的半导体器件的制造方法。一直期望氮化物半导体，例如GaN、AlGaN混晶以及AlInGaN混晶作为能发出从可见区到紫外线区的宽范围光的发光器件的形成材料，或者作为形成电子器件的材料。特别是，使用氮化物半导体的发光二极管(LED)已能得到，并且已变为注意的焦点。也有使用氮化物半导体的半导体激光(LD)已变为现实的报道，并且这种LD已期望广泛应用，例如作为光盘驱动器的光源。顺便提及，为了得到这种器件的优良特性，使电极与半导体形成需要的欧姆接触，以减少两者之间的接触电阻很重要。为此，对于n型半导体，由于通过将例如硅(Si)的n型杂质掺杂到半导体内可以确保n型半导体的较高载流子浓度，因此电极可以容易地与n型半导体形成欧姆接触。然而，对于p型半导体，由于掺杂在半导体中的杂质例如镁(Mg)与氢(H)结合，因此p型杂质的激活速率低，因此半导体的载流子浓度很低，约1×1016cm-3。结果，很难使电极与半导体形成需要的欧姆接触，从而产生工作电压升高和特性易变化的问题。专利技术概述本专利技术的一个目的是提供一种氮化物半导体的制造方法，能够减少氮化物半导体与电极的接触电阻，以及使用该氮化物半导体的半导体器件的制造方法。为了实现以上目的，根据本专利技术的第一方面，提供一种氮化物半导体的制造方法，包括以下步骤形成掺有p型杂质的氮化物半导体；氧化该氮化物半导体的表面，在其上形成一个氧化膜；以及激活p型杂质，将氮化物半导体的导电类型转变为p型。根据本专利技术的第二方面，提供一种氮化物半导体的制造方法，包括以下步骤形成掺有p型杂质的氮化物半导体；在含有活性(active)氧的气氛中处理氮化物半导体的表面；以及激活p型杂质，将氮化物半导体的导电类型转变为p型。根据本专利技术的第三方面，提供一种半导体器件的制造方法，包括以下步骤生长掺有p型杂质的氮化物半导体层；氧化该氮化物半导体的表面，在其上形成一个氧化膜；以及激活p型杂质，将氮化物半导体层的导电类型转变为p型。根据本专利技术的第四方面，提供一种半导体器件的制造方法，包括以下步骤生长掺有p型杂质的氮化物半导体层；在含有活性氧的气氛中处理氮化物半导体的表面；以及激活p型杂质，将氮化物半导体层的导电类型转变为p型。根据本专利技术的氮化物半导体的制造方法以及使用该氮化物半导体的半导体器件的制造方法，由于在激活p型杂质之前氧化氮化物半导体的表面形成氧化膜或在含有活性氧的气氛中处理氮化物半导体的表面，因此可以防止氮化物半导体的表面由于激活处理而退化。附图简介从下面结合附图的说明中，本专利技术的其它特点和优点将变得很显然，其中附图说明图1示出了根据本专利技术的一个实施例氮化物半导体制造方法的流程图；图2A到2C示出了根据本专利技术的一个实施例氮化物半导体制造方法的各步骤剖面图；图3示出了根据本专利技术的一个实施例使用氮化物半导体的制造方法制造的半导体激光器的结构剖面图；图4示出了在本专利技术的例1中半导体激光器的接触电阻和电压的特性图；以及图5示出了为了比较地检验例1制备的比较例1中半导体激光器的接触电阻和电压的特性图。优选实施例的详细说明下面参考附图详细地介绍本专利技术的各实施例。图1示出了根据本专利技术的基础实施例氮化物半导体制造方法的流程图，图2A到2C以制造步骤的顺序示出了氮化物半导体制造方法。应该注意术语“氮化物半导体”是指含有选自短形(short-form)元素周期表中的至少一种IIIB族元素，例如镓(Ga)、铝(Al)、铟(In)和硼(B)，也含有选自短形元素周期表中的至少一种VB族元素，例如氮(N)、砷(As)和磷(P)。在图2A所示的步骤S101中，掺有例如镁的p型杂质的氮化物半导体12通过MOCVD(金属有机化学汽相淀积)工艺生长在通常由蓝宝石(α-Al2O3)制成的衬底11的C面上。氮化物半导体12含有氢原子。包含在氮化物半导体12中的氢原子易于与p型杂质结合，阻碍了p型杂质的激活。MOCVD使用的源的例子包括三甲基镓((CH3)3Ga)作为镓的源气，三甲基铝((CH3)3Al)作为铝的源气，三甲基铟((CH3)3In)作为铟的源气，三甲基硼((CH3)3B)作为硼的源气，氨气(NH3)作为氮的源气，二茂基镁((C5H5)2Mg)作为镁的源气。在步骤S102中，根据需要用有机溶剂例如丙酮清洗氮化物半导体12的表面，以除去粘附在氮化物半导体12表面上的污垢。用酸和碱中的至少一种进一步清洗氮化物半导体12的表面(步骤S103)。这里使用的酸优选含有氢氟酸(HF)，这里使用的碱优选含有氢氧化钾(KOH)、氢氧化钠(NaOH)、或者氢氧化铵(NH4OH)。在图2B所示的步骤S104中，由此通过在含有臭氧(O3)的气氛中用紫外线照射表面进行处理，或用氧灰化剂(asher)处理即在含有氧气(O2)的气氛中通过等离子体放电产生的含氧等离子体气氛中处理如此清洗的氮化物半导体12表面。在所述处理中，氮化物半导体12的表面暴露到含活性氧即通过分解臭氧或氧气产生的氧原子的气氛。由此，氧化氮化物半导体12的表面形成氧化膜13并且同时除去氮化物半导体12表面上在清洗步骤中没有被除去的碳(C)和/或有机物质。进行这些处理以防止激活含在氮化物半导体12中的p型杂质的随后处理中氮化物半导体12的表面退化。特别是，优选通过在含臭氧气氛中用紫外线照射氮化物半导体12表面进行表面处理。这是由于用紫外线照射的氮化物半导体12的表面损伤很小。优选在室温下进行1分钟以上这种处理。在氮化物半导体12表面上形成的氧化膜13的厚度范围优选在5nm以下。如果厚度大于5nm，那么在随后的步骤中减小p型杂质激活速率比较困难，或者在随后的步骤中除去氧化膜13时增加了难度。应该注意氧化膜13不是指曝露到空气形成的自然氧化膜，而是在反应室中计划形成的氧化膜。在步骤S105中，形成氧化膜13之后，在400℃以上的温度退火氮化物半导体12，以从氮化物半导体12中释放出氢，由此激活含在氮化物半导体12中的p型杂质。因此，氮化物半导体12的导电类型变为p型。根据本实施例，由于留在氮化物半导体12表面上的碳被除去并且在激活处理之前氧化膜13形成在氮化物半导体12的表面上，因此可以防止氮化物半导体12的表面由于激活处理而退化。此外，氧化膜13的存在促进了氢的释放，并且提高了p型杂质的激活速率。在图2C所示的步骤S106中，激活p型杂质之后，根据需要用酸和碱中的至少一种处理氮化物半导体12的表面，以除去氧化膜13。这里使用的酸优选含有氢氟酸，这里使用的碱优选含3％以上的氢氧化钾、氢氧化钠、或者氢氧化铵。处理温度优选设置为100℃以下。虽然使用酸或碱都可以，但优选酸和碱都使用进行处理。对于处理的顺序，酸和碱的处理顺序任意，一个比另一个早些。采用这些处理，可以确保所需的界面退化较少，由此增加了含在氮化物半导体中p型杂质的激活速率。下面介绍特定实施例，其中使用根据以上的基础实施例氮化物半导体的制造方法单独制造的半导体器件的代表性的半导体激光器。图3示出了使用根据以上的基础实施例氮化物半导体的制造方法制造的半导体激光器的结构。首先制备由蓝宝石制成的衬底21，通过MOCVD工艺在衬底21的C面上生长n型氮化物半本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮化物半导体的制造方法，包括以下步骤： 形成掺有ｐ型杂质的氮化物半导体； 氧化所述氮化物半导体的表面，在其上形成氧化膜；以及 激活ｐ型杂质，将所述氮化物半导体的导电类型转变为ｐ型。

【技术特征摘要】
JP 2001-7-2 200628/011.一种氮化物半导体的制造方法，包括以下步骤形成掺有p型杂质的氮化物半导体；氧化所述氮化物半导体的表面，在其上形成氧化膜；以及激活p型杂质，将所述氮化物半导体的导电类型转变为p型。2.根据权利要求1的氮化物半导体的制造方法，其中氧化膜的厚度在5nm以下的范围。3.根据权利要求1的氮化物半导体的制造方法，还包括激活p型杂质之后除去氧化膜的步骤。4.根据权利要求1的氮化物半导体的制造方法，还包括形成所述氮化物半导体之后和在所述氮化物半导体的表面上形成氧化膜之前用有机溶剂清洗所述氮化物半导体表面的步骤。5.一种氮化物半导体的制造方法，包括以下步骤形成掺有p型杂质的氮化物半导体；在含有活性氧的气氛中处理所述氮化物半导体的表面；以及激活p型杂质，将所述氮化物半导体的导电类型转变为p型。6.根据权利要求5的氮化物半导体的制造方法，还包括激活p型杂质之后用酸和碱中的至少一种处理所述氮化物半导体表面的步骤。7.根据权利要求5的氮化物半导体的制造方法，还包括形成所述氮化物半导体之后和在含活性氧的气氛中处理所述氮化物半导体表面之前用有机溶剂清洗所述氮化物半导体表面的步骤。8.一种半导体器件的制造方法，包括以下步骤生长掺有p型杂质的氮化物半导体层；氧化所述氮化物半导体层...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本治，安斋信一，喜嶋悟，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]