JP2000315817A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2000315817A
JP2000315817A JP12213899A JP12213899A JP2000315817A JP 2000315817 A JP2000315817 A JP 2000315817A JP 12213899 A JP12213899 A JP 12213899A JP 12213899 A JP12213899 A JP 12213899A JP 2000315817 A JP2000315817 A JP 2000315817A
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JP
Japan
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film
electrode
semiconductor device
carbon
layer
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Application number
JP12213899A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Ishida
昌宏 石田
Masaaki Yuri
正昭 油利
Osamu Kondo
修 今藤
Shinji Nakamura
真嗣 中村
Kenji Orita
賢児 折田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance translucence by providing an electrode including a carbon film on a specified semiconductor layer having conductivity thereby suppressing occurrence of surge breakdown and defect and decreasing electric resistance. SOLUTION: A buffer layer 2 of GaN and an Si doped n-type clad layer 3 of AlxGa1-x-yInyN (0<=x<=1, 0<=y<=1, 0<=x+y<=1) are formed on a sapphire substrate 1. An undoped light emitting layer 4 of In0.2Ga0.8N and an Mg doped p-type clad layer 5 of AlxGa1-x-yInyN are formed on a partial region of the clad layer. A negative electrode 6 of graphite film is formed on the exposed n-type clad layer 3 and a positive electrode 7 of graphite film is formed on the p-type clad layer 5. Consequently, breakdown, e.g. short circuit, is retarded, resistivity of electrode is decreased and emission efficiency can be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、一般式がAlx
1-x-yInyN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y
≦1)で表される窒化物系化合物よりなる半導体装置に
関するものである。
[0001] The present invention relates to a compound represented by the general formula: Al x G
a 1-xy In y N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y
The present invention relates to a semiconductor device comprising a nitride compound represented by ≦ 1).

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、2族元素が添加されてp型を
示す窒化物系化合物よりなる半導体層の上に、Ni、A
uまたはそれらの合金よりなる膜を形成して電極とする
技術が知られている。
2. Description of the Related Art Hitherto, Ni, A have been formed on a semiconductor layer made of a p-type nitride compound to which a group 2 element has been added.
A technique of forming a film made of u or an alloy thereof to form an electrode is known.

【0003】また、従来より、窒化物系化合物よりなる
半導体装置のうち、特に電極を形成した面から光を取り
出す構造を有する発光ダイオード(LED)について
は、光を効率よく取り出すために、特開平7−1066
33号公報に示されているようにNiやAu等を非常に
薄く形成して電極とし、電極の透光性を高める技術が知
られている。
Conventionally, among semiconductor devices made of a nitride compound, a light emitting diode (LED) having a structure in which light is extracted from a surface on which an electrode is formed is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-157300. 7-1066
As disclosed in JP-A-33-33, there is known a technique in which Ni, Au, or the like is formed very thinly to form an electrode, thereby enhancing the translucency of the electrode.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、Ni、Au
またはそれらの合金よりなる膜を窒化物系化合物よりな
る半導体層の上に形成して電極とした場合、サージ等が
半導体装置に印加された際にショート等が生じ、半導体
装置が破壊されたり、半導体装置の不良が生じるという
問題があった。
SUMMARY OF THE INVENTION However, Ni, Au
Alternatively, when a film made of an alloy thereof is formed on a semiconductor layer made of a nitride-based compound and used as an electrode, a short circuit or the like occurs when a surge or the like is applied to the semiconductor device, and the semiconductor device is destroyed or There is a problem that a defect of the semiconductor device occurs.

【0005】また、電極を形成した面から光を取り出す
構造を有するLEDにおいて、NiやAu等を非常に薄
く形成して電極とした場合、電極上に接続される金属配
線が電極の一点にしか接続されないので、電極内を横方
向に流れる電流に対し、電極の厚さが薄くなることによ
り電極の電気抵抗が大きくなり、かつ電極を形成した面
に均一に電流を半導体層に注入することが困難になると
いう問題があった。
In an LED having a structure in which light is extracted from a surface on which an electrode is formed, when a very thin Ni or Au or the like is used as an electrode, a metal wiring connected to the electrode is formed only at one point of the electrode. Since the connection is not made, the electric resistance of the electrode is increased by reducing the thickness of the electrode with respect to the current flowing in the electrode in the lateral direction, and the current can be uniformly injected into the semiconductor layer on the surface on which the electrode is formed. There was a problem that it became difficult.

【0006】上記課題に鑑み、本発明はサージ等による
破壊や不良を起こしにくく、電気抵抗が十分小さく、か
つ透光性を向上させた電極を有する窒化物系化合物より
なる半導体装置を提供するものである。
In view of the above problems, the present invention is to provide a semiconductor device made of a nitride-based compound having an electrode which is less likely to be broken or defective due to a surge or the like, has a sufficiently small electric resistance, and has an improved translucency. It is.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の半導体装置は、導電性を有するAlxGa1
-x-yInyN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦
1)よりなる半導体層と、前記半導体層の上に形成され
た電極とを有し、前記電極は炭素よりなる膜を含むもの
である。
In order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor device according to the present invention comprises a conductive Al x Ga 1.
-xy In y N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦
It has a semiconductor layer made of 1) and an electrode formed on the semiconductor layer, and the electrode contains a film made of carbon.

【0008】この構成により、半導体層の上に炭素の膜
よりなる電極を形成しているので、従来の半導体装置に
比べてショート等の破壊が生じにくくなるとともに、透
光性がよくなり電極の厚さを厚くすることができるので
横方向の電気抵抗を小さくすることができる。
According to this configuration, since the electrode made of the carbon film is formed on the semiconductor layer, breakage such as short-circuit is less likely to occur than in the conventional semiconductor device, and the light transmitting property is improved and the electrode is formed. Since the thickness can be increased, the electric resistance in the lateral direction can be reduced.

【0009】また、本発明の半導体装置は、かかる構成
につき、炭素よりなる膜がグラファイトよりなる膜であ
るものである。
In the semiconductor device according to the present invention, the film made of carbon is a film made of graphite.

【0010】この構成により、半導体層の上にグラファ
イトの膜よりなる電極を形成しているので、従来の半導
体装置に比べてショート等の破壊が生じにくくなるとと
もに安価に形成できる。
[0010] With this configuration, since the electrode made of a graphite film is formed on the semiconductor layer, breakage such as short-circuit is less likely to occur than in the conventional semiconductor device, and it can be formed at a low cost.

【0011】本発明の半導体装置は、かかる構成につ
き、前記炭素よりなる膜がダイヤモンド結晶よりなる膜
であるものである。
In the semiconductor device according to the present invention, the film made of carbon is a film made of a diamond crystal.

【0012】この構成により、半導体層の上にダイヤモ
ンド結晶の膜よりなる電極を形成しているので、従来の
半導体装置に比べてショート等の破壊が生じにくくなる
とともに透光性が良くなる。
According to this structure, since the electrode made of the diamond crystal film is formed on the semiconductor layer, breakage such as short-circuit is less likely to occur and the light transmission is improved as compared with the conventional semiconductor device.

【0013】本発明の半導体装置は、かかる構成につ
き、炭素よりなる膜がアモルファス状ダイヤモンドより
なる膜であるものである。
According to the semiconductor device of the present invention, the film made of carbon is a film made of amorphous diamond.

【0014】この構成により、半導体層の上にアモルフ
ァス状ダイヤモンドよりなる膜を形成しているので、従
来の半導体装置に比べてショート等の破壊が生じにくく
なるとともに、グラファイトに比べて透明度が高いので
発光効率を良くすることができ、かつダイヤモンド結晶
より安価にできる。
According to this structure, since a film made of amorphous diamond is formed on the semiconductor layer, breakage such as short-circuit is less likely to occur than in the conventional semiconductor device, and transparency is higher than graphite. The luminous efficiency can be improved and the cost can be lower than that of a diamond crystal.

【0015】本発明の半導体装置は、かかる構成につ
き、炭素よりなる膜が、3族元素または5族元素を添加
した膜であるものである。
In the semiconductor device according to the present invention, the film made of carbon is a film to which a Group 3 element or a Group 5 element is added.

【0016】この構成により、半導体層の上にn型側の
電極には3族元素を、p型側には5族元素を添加した炭
素よりなる膜を用いているので、導電性が良くなり、よ
り電流を電極全面に均一に流すことができる。
According to this structure, since a film made of carbon to which a group III element is added for the n-type electrode and a group V element to which the p-type element is added is used on the semiconductor layer, the conductivity is improved. Thus, a current can be made to flow uniformly over the entire surface of the electrode.

【0017】本発明の半導体装置は、かかる構成につ
き、3族元素がホウ素であるものである。
In the semiconductor device of the present invention, the element belonging to Group 3 is boron.

【0018】この構成により、3族元素として、ダイヤ
モンドに対して最もアクセプタ準位の小さいホウ素を用
いているので、膜電極の電気抵抗率をより低減させるこ
とができる。
According to this configuration, since boron having the lowest acceptor level with respect to diamond is used as the group III element, the electrical resistivity of the membrane electrode can be further reduced.

【0019】本発明の半導体装置は、かかる構成につ
き、5族元素が燐であるものである。
According to the semiconductor device of the present invention, the element belonging to Group 5 is phosphorus.

【0020】この構成により、5族元素として燐を用い
ているので、膜電極の電気抵抗率をより低減させること
ができる。
According to this configuration, since phosphorus is used as the group V element, the electrical resistivity of the membrane electrode can be further reduced.

【0021】本発明の半導体装置は、かかる構成につ
き、電極は、半導体層側より、炭素よりなる膜の上に導
電性酸化物よりなる膜が形成されたものである。
According to the semiconductor device of the present invention, the electrode has a structure in which a film made of a conductive oxide is formed on a film made of carbon from the semiconductor layer side.

【0022】この構成により、半導体層の上に直接炭素
よりなる膜が形成されているので、従来の半導体装置に
比べてショート等の破壊が生じにくくなるとともに炭素
よりなる膜より電気抵抗の小さい導電性酸化物よりなる
膜が形成されているので、電流をより電極全面に均一に
流すことができる。
According to this structure, since the film made of carbon is formed directly on the semiconductor layer, breakdown such as short-circuit is less likely to occur than in the conventional semiconductor device, and the electric conductivity is smaller than that of the film made of carbon. Since the film made of the conductive oxide is formed, the current can flow more uniformly over the entire surface of the electrode.

【0023】本発明の半導体装置は、かかる構成につ
き、導電性酸化物は、酸化インジウム錫であるものであ
る。
According to the semiconductor device of the present invention, the conductive oxide is indium tin oxide.

【0024】この構成により、炭素より電気抵抗が小さ
い酸化インジウム錫を用いているので、電流をより電極
全面に均一に流すことができる。
With this configuration, since indium tin oxide having lower electric resistance than carbon is used, current can be more uniformly applied to the entire surface of the electrode.

【0025】本発明の半導体装置は、かかる構成につ
き、電極は、半導体層側より、炭素よりなる膜の上に導
電性窒化物よりなる膜が形成されたものである。
In the semiconductor device according to the present invention, the electrode has a structure in which a film made of conductive nitride is formed on a film made of carbon from the semiconductor layer side.

【0026】この構成により、半導体層の上に直接炭素
よりなる膜を形成しているので、従来の半導体装置に比
べてショート等の破壊が生じにくくなるとともに炭素よ
りなる膜より電気抵抗の小さい導電性窒化物よりなる膜
が形成されているので電流をより電極全面に均一に流す
ことができる。
According to this structure, since the film made of carbon is formed directly on the semiconductor layer, breakdown such as short-circuit is less likely to occur than in the conventional semiconductor device, and a conductive material having lower electric resistance than the film made of carbon. Since the film made of the crystalline nitride is formed, the current can be more uniformly flowed over the entire surface of the electrode.

【0027】本発明の半導体装置は、かかる構成につ
き、電極は、前記半導体層側より、炭素よりなる膜の上
に金属膜を形成したものである。
In the semiconductor device according to the present invention, the electrode has a structure in which a metal film is formed on the carbon film from the semiconductor layer side.

【0028】この構成により、炭素よりなる膜の上に金
属膜を形成しているので、電極上に金等でワイヤボンデ
ィングしたり、金錫半田等で固定するのが容易にでき
る。
According to this configuration, since the metal film is formed on the film made of carbon, it is easy to wire-bond the electrodes with gold or the like or to fix them with gold-tin solder or the like.

【0029】本発明の半導体装置は、かかる構成につ
き、金属膜としてAl、Ga、In等の3族元素のうち
の少なくとも1種類の金属を用いるものである。
According to the semiconductor device of the present invention, at least one kind of a metal belonging to Group 3 such as Al, Ga, and In is used as the metal film.

【0030】この構成により、3族元素がアンドープア
モルファス状ダイヤモンド膜中に拡散して不純物として
作用するので、アンドープアモルファス状ダイヤモンド
膜と金属膜との間の接触抵抗を低減させることができ
る。
According to this configuration, since the group III element diffuses into the undoped amorphous diamond film and acts as an impurity, the contact resistance between the undoped amorphous diamond film and the metal film can be reduced.

【0031】本発明の半導体装置は、かかる構成につ
き、金属膜としてTiを用いるものである。
According to the semiconductor device of the present invention, Ti is used as the metal film in such a configuration.

【0032】この構成により、ダイヤモンドとの密着性
のよいTiを用いているので、金属膜の剥がれを抑制さ
せることができる。
According to this configuration, since Ti having good adhesion to diamond is used, peeling of the metal film can be suppressed.

【0033】本発明の半導体装置は、かかる構成につ
き、金属膜としてCr、Ni、Cu、Mo、Pd、W、
AuおよびPtのうちの少なくとも1種類の金属を用い
るものである。
According to the semiconductor device of the present invention, Cr, Ni, Cu, Mo, Pd, W,
At least one metal of Au and Pt is used.

【0034】この構成により、仕事関数の大きいCr、
Ni、Cu、Mo、Pd、W、AuまたはPtを用いて
いるので、半導体層と金属膜との間の接触抵抗を低減さ
せることができる。
According to this configuration, Cr having a large work function,
Since Ni, Cu, Mo, Pd, W, Au or Pt is used, the contact resistance between the semiconductor layer and the metal film can be reduced.

【0035】本発明の半導体装置は、かかる構成につ
き、半導体層が、2族元素が添加されている層であるも
のである。
According to the semiconductor device of the present invention, the semiconductor layer is a layer to which a group 2 element is added.

【0036】この構成により、半導体層と炭素よりなる
膜との間の接触抵抗を低減させることができる。
According to this configuration, the contact resistance between the semiconductor layer and the film made of carbon can be reduced.

【0037】本発明の半導体装置は、かかる構成につ
き、前記2族元素がMgであり、Mgの濃度が2×10
18cm-3以上で、かつ1×1021cm-3以下であるもの
である。
According to the semiconductor device of the present invention, in the above structure, the group 2 element is Mg and the concentration of Mg is 2 × 10
It is not less than 18 cm -3 and not more than 1 × 10 21 cm -3 .

【0038】この構成により、半導体層と炭素よりなる
膜との間の接触抵抗を低減させることができる。
According to this structure, the contact resistance between the semiconductor layer and the film made of carbon can be reduced.

【0039】本発明の半導体装置は、導電性を有し、か
つAlxGa1-x-yInyN(0≦x≦1、0≦y≦1、
0≦x+y≦1)よりなる基板と、前記基板の上に形成
された電極とを有し、前記電極は炭素よりなる膜を含む
ものである。
The semiconductor device according to the present invention has conductivity and Al x Ga 1 -xy In y N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1,
A substrate comprising 0 ≦ x + y ≦ 1) and an electrode formed on the substrate, wherein the electrode includes a film made of carbon.

【0040】この構成により、基板の上に炭素よりなる
膜を形成しているので、従来の半導体装置に比べてショ
ート等の破壊が生じにくくなるとともに基板電極として
用いることができる。
According to this structure, since the film made of carbon is formed on the substrate, it is less likely to be broken such as a short circuit as compared with a conventional semiconductor device, and can be used as a substrate electrode.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0042】(実施の形態1)本発明の第1の実施の形
態に係る窒化物系化合物の半導体装置は、図1に示すよ
うに、サファイア基板1の上にGaNよりなる厚さ50
nmのバッファ層2とSiがドープされてn型の導電性
を有するGaNよりなる厚さ2.0μmのn型クラッド
層3が形成され、クラッド層3の一部の領域上にアンド
ープのIn0.2Ga0.8Nよりなる厚さ20nmの発光層
4とMgがドープされてp型の導電性を有するGaNよ
りなる厚さ0.5μmのp型クラッド層5が形成され、
露出されたn型クラッド層3の上に、グラファイトの膜
よりなる厚さ50nmの負電極6が形成され、p型クラ
ッド層5の上にグラファイトの膜よりなる厚さ50nm
の正電極7が形成されたものである。すなわち窒化物よ
りなる発光ダイオード(LED)が形成される。
(Embodiment 1) A nitride-based compound semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, as shown in FIG.
nm of the buffer layer 2 and the Si n-type cladding layer 3 having a thickness of 2.0μm made of GaN having a conductivity is doped n-type is formed, undoped In 0.2 on a region of a portion of the cladding layer 3 A light emitting layer 4 of Ga 0.8 N having a thickness of 20 nm and a p-type cladding layer 5 of 0.5 μm thick made of GaN doped with Mg and having p-type conductivity are formed.
On the exposed n-type cladding layer 3, a negative electrode 6 made of a graphite film having a thickness of 50 nm is formed, and on the p-type cladding layer 5, a thickness of 50 nm made of a graphite film is formed.
Of the positive electrode 7 is formed. That is, a light emitting diode (LED) made of nitride is formed.

【0043】なお、この構造を形成する方法において、
バッファ層2からp型クラッド層5に至るまでの各層を
有機気相金属エピタキシャル成長(以下MOVPEとい
う)法により形成する。
In the method of forming this structure,
Each layer from the buffer layer 2 to the p-type clad layer 5 is formed by an organic vapor phase metal epitaxial growth (hereinafter referred to as MOVPE) method.

【0044】また、n型クラッド層3の一部の領域上に
発光層4とp型クラッド層5を形成する方法としてn型
クラッド層3、発光層4およびp型クラッド層5の一部
をp型クラッド層5の上からn型クラッド層3の途中ま
でドライエッチングにより行う。また、グラファイトの
膜を用いた負電極6および正電極7を、スパッタリング
により形成する。
As a method of forming the light emitting layer 4 and the p-type cladding layer 5 on a part of the n-type cladding layer 3, the n-type cladding layer 3, the light-emitting layer 4 and a part of the p-type cladding layer 5 are formed. Dry etching is performed from above the p-type cladding layer 5 to the middle of the n-type cladding layer 3. Further, the negative electrode 6 and the positive electrode 7 using a graphite film are formed by sputtering.

【0045】この構成により、p型クラッド層5の上に
グラファイトの膜よりなる正電極7を形成しているの
で、従来の半導体装置に比べてショート等の破壊が生じ
にくくなる。
With this configuration, since the positive electrode 7 made of a graphite film is formed on the p-type cladding layer 5, breakage such as short-circuit is less likely to occur than in a conventional semiconductor device.

【0046】この第1の実施の形態に係るLED(以下
サンプルAという)に対し、以下に示す破壊試験を行っ
た。なお、比較のため、負電極6に厚さ50nmのチタ
ンと厚さ100nmの金とを順次形成し、正電極7に厚
さ50nmのニッケルと厚さ100nmの金とを順次形
成した従来のLED(以下サンプルBという)に対して
も同様に破壊試験を行った。この破壊試験は、LEDに
逆方向電圧をかけ、耐圧特性を調べ、その後LEDに順
方向電圧をかけてLEDの素子特性を調べることにより
行なった。すなわち、負電極6および正電極7のそれぞ
れに金属製の針を接触させ、この針を電源につなぎ、正
電極7を接地し、負電極6に、逆方向降伏現象が起きる
まで正の電圧をかけた後、負電極6を接地し、正電極7
に正の電圧をかけることにより行なった。
The LED according to the first embodiment (hereinafter referred to as sample A) was subjected to the following destructive test. For comparison, a conventional LED in which titanium having a thickness of 50 nm and gold having a thickness of 100 nm are sequentially formed on the negative electrode 6 and nickel having a thickness of 50 nm and gold having a thickness of 100 nm are sequentially formed on the positive electrode 7. (Hereinafter referred to as Sample B), a destructive test was also performed. This breakdown test was performed by applying a reverse voltage to the LED, examining the breakdown voltage characteristics, and then applying a forward voltage to the LED to examine the element characteristics of the LED. That is, a metal needle is brought into contact with each of the negative electrode 6 and the positive electrode 7, the needle is connected to a power source, the positive electrode 7 is grounded, and a positive voltage is applied to the negative electrode 6 until a reverse breakdown phenomenon occurs. After application, the negative electrode 6 is grounded and the positive electrode 7
By applying a positive voltage.

【0047】サンプルAもサンプルBもともに逆方向降
伏電圧は100V程度であった。しかしながら、逆方向
降伏を起こした後に順方向電圧をかけたところ、サンプ
ルAは発光してLEDとして正常に動作したのに対し、
サンプルBはショートを起こして発光しなかった。サン
プルBがショートを起こしたのは、逆方向降伏現象によ
り大電流が流れた際に、負電極6および正電極7を構成
する金属が、n型クラッド層3、発光層4およびp型ク
ラッド層5内に存在する貫通欠陥内を拡散したためであ
ると考えられる。一方、サンプルAが正常に動作したの
は、負電極6および正電極7を構成するグラファイトが
貫通欠陥内を拡散しにくいためであると考えられる。
The reverse breakdown voltage of both samples A and B was about 100V. However, when a forward voltage was applied after the reverse breakdown occurred, sample A emitted light and operated normally as an LED, whereas
Sample B did not emit light due to a short circuit. The sample B caused a short circuit because the metal forming the negative electrode 6 and the positive electrode 7 was changed to the n-type cladding layer 3, the light-emitting layer 4, and the p-type cladding layer when a large current flowed due to the reverse breakdown phenomenon. It is considered that this was due to the diffusion in the penetration defect existing in 5. On the other hand, it is considered that the reason why the sample A operated normally was that the graphite constituting the negative electrode 6 and the positive electrode 7 was unlikely to diffuse through the penetration defect.

【0048】上記第1の実施の形態においては逆方向電
圧を静的に加えていったが、サージのように瞬間的に電
圧が加わる場合や順方向電圧を加えた場合においても同
様に、本発明のLEDは従来のLEDに比べてショート
等の破壊が起きにくいことがわかった。
In the first embodiment, the reverse voltage is statically applied. However, the same applies to the case where the voltage is applied momentarily like a surge or the case where the forward voltage is applied. It has been found that the LED of the present invention is less likely to break, such as a short circuit, than the conventional LED.

【0049】なお、上記第1の実施の形態においては負
電極6および正電極7にグラファイトを用いたが、グラ
ファイト以外に単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモン
ド、アモルファス状ダイヤモンド等の他の炭素よりなる
導電性材料を用いても同様の効果が得られる。また、グ
ラファイト、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド
またはアモルファス状ダイヤモンドに不純物、例えばp
型側の電極にはホウ素等の3族元素、n型側の燐等の5
族元素を添加して導電性を向上させ、電気抵抗を下げる
ことができる。
In the first embodiment, graphite is used for the negative electrode 6 and the positive electrode 7. However, in addition to graphite, a conductive material made of other carbon such as single crystal diamond, polycrystalline diamond, amorphous diamond and the like is used. The same effect can be obtained by using a conductive material. In addition, impurities such as p, e.g.
Group 3 elements such as boron and 5
By adding a group element, conductivity can be improved and electric resistance can be reduced.

【0050】(実施の形態2)本発明の第2の実施の形
態に係る窒化物系化合物の半導体装置は、図2に示すよ
うに、Siドープのn型GaN基板8の一主面上に、S
iがドープされてn型の導電性を有するGaNよりな
る、厚さ2.0μmのn型クラッド層3、アンドープの
In0.2Ga0.8Nよりなる厚さ20nmの発光層4、M
gがドープされてp型の導電性を有するGaNよりな
る、厚さ0.5μmのp型クラッド層5が順次形成さ
れ、n型GaN基板8の他の主面上には厚さ50nmの
チタンと厚さ100nmの金とが順次形成された負電極
6が形成され、p型クラッド層5の上に炭素よりなる膜
を含む正電極7が形成されたものである。すなわち窒化
物よりなる発光ダイオード(LED)が形成される。
(Embodiment 2) A nitride-based compound semiconductor device according to a second embodiment of the present invention is formed on one main surface of a Si-doped n-type GaN substrate 8 as shown in FIG. , S
a 2.0 μm thick n-type cladding layer 3 made of GaN doped with i and n-type conductivity; a 20 nm thick light emitting layer 4 made of undoped In 0.2 Ga 0.8 N;
A 0.5 μm-thick p-type cladding layer 5 made of GaN doped with g and having p-type conductivity is sequentially formed, and another 50 nm-thick titanium layer is formed on the other main surface of the n-type GaN substrate 8. And a gold electrode having a thickness of 100 nm are sequentially formed, and a positive electrode 7 including a carbon film is formed on the p-type cladding layer 5. That is, a light emitting diode (LED) made of nitride is formed.

【0051】以下に、この第2の実施の形態に係るLE
Dの正電極7として、炭素の形状および結晶性をそれぞ
れ変化させた膜およびITO膜を用いた実施例を示す。
Hereinafter, the LE according to the second embodiment will be described.
An example using a film in which the shape and crystallinity of carbon are changed and an ITO film as the positive electrode 7 of D will be described.

【0052】(実施例1)この実施例1に係る正電極7
には、アンドープのアモルファス状ダイヤモンドよりな
る膜、すなわちアンドープアモルファス状ダイヤモンド
膜が用いられる。このアンドープアモルファス状ダイヤ
モンド膜は、スパッタリングにより形成される。以下、
この実施例に係るLEDをサンプルCという。
(Embodiment 1) Positive electrode 7 according to Embodiment 1
For this, a film made of undoped amorphous diamond, that is, an undoped amorphous diamond film is used. This undoped amorphous diamond film is formed by sputtering. Less than,
The LED according to this example is referred to as sample C.

【0053】この構成により、p型クラッド層5の上に
アンドープアモルファス状ダイヤモンド膜よりなる正電
極7を形成しているので、従来の半導体装置に比べてシ
ョート等の破壊が生じにくくなる。
With this configuration, since the positive electrode 7 made of an undoped amorphous diamond film is formed on the p-type cladding layer 5, breakage such as short-circuit is less likely to occur than in a conventional semiconductor device.

【0054】また、この構成により、p型クラッド層5
の上に、グラファイト膜に比べて透明度の高いアンドー
プアモルファス状ダイヤモンド膜よりなる正電極7を形
成しているので、第1の実施の形態に係る半導体装置に
比べて発光効率を良くすることができる。
Further, with this configuration, the p-type cladding layer 5 is formed.
Since the positive electrode 7 made of an undoped amorphous diamond film having higher transparency than the graphite film is formed thereon, the luminous efficiency can be improved as compared with the semiconductor device according to the first embodiment. .

【0055】(実施例2)この実施例2に係る正電極7
には、3族元素のホウ素をドープされたアモルファス状
ダイヤモンドよりなる膜、すなわち導電性のよいp型の
アモルファス状ダイヤモンド膜が用いられる。このホウ
素ドープのアモルファス状ダイヤモンド膜を用いた正電
極7は、スパッタリングにより形成される。以下、この
実施例に係るLEDをサンプルDという。なお、ホウ素
ドープアモルファス状ダイヤモンド膜に含有されるホウ
素の濃度は3×1019cm-3である。
(Embodiment 2) Positive electrode 7 according to Embodiment 2
A film made of an amorphous diamond doped with a group 3 element boron, that is, a p-type amorphous diamond film having good conductivity is used. The positive electrode 7 using the boron-doped amorphous diamond film is formed by sputtering. Hereinafter, the LED according to this example is referred to as sample D. Note that the concentration of boron contained in the boron-doped amorphous diamond film is 3 × 10 19 cm −3 .

【0056】この構成により、実施例1に示した作用効
果の他に、p型クラッド層5の上に、アンドープアモル
ファス状ダイヤモンド膜に比べて電気抵抗の小さいホウ
素ドープアモルファス状ダイヤモンド膜よりなる正電極
7を形成しているので、実施例1に係る窒化物系化合物
の半導体装置に比べてより電流を正電極7全面に均一に
流すことができ、発光効率を良くすることができる。
According to this configuration, in addition to the functions and effects shown in the first embodiment, a positive electrode made of a boron-doped amorphous diamond film having a lower electric resistance than the undoped amorphous diamond film is formed on the p-type cladding layer 5. Since the gate electrode 7 is formed, a current can be made to flow uniformly over the entire surface of the positive electrode 7 as compared with the nitride-based compound semiconductor device according to the first embodiment, and the luminous efficiency can be improved.

【0057】(実施例3)この実施例3に係る正電極7
には、実施例2に用いたホウ素ドープアモルファス状ダ
イヤモンド膜の上に、さらに酸化インジウム錫(以下I
TOという)膜が形成されたものである。ホウ素ドープ
のアモルファス状ダイヤモンド膜は実施例2と同様な方
法により形成され、ITO膜は酸素雰囲気中でのスパッ
タリングにより形成される。以下、この実施例3に係る
LEDをサンプルEという。なお、ITO膜の膜厚は1
00nmである。
(Embodiment 3) Positive electrode 7 according to Embodiment 3
First, on top of the boron-doped amorphous diamond film used in Example 2, indium tin oxide (hereinafter I
(Referred to as TO). The boron-doped amorphous diamond film is formed by the same method as in the second embodiment, and the ITO film is formed by sputtering in an oxygen atmosphere. Hereinafter, the LED according to the third embodiment is referred to as a sample E. The thickness of the ITO film is 1
00 nm.

【0058】この構成により、実施例2に示した作用効
果の他に、p型クラッド層5の上に、ホウ素ドープアモ
ルファス状ダイヤモンド膜およびホウ素ドープアモルフ
ァス状ダイヤモンド膜よりさらに電気抵抗の小さいIT
O膜よりなる正電極7が形成されているので、実施例2
に係る半導体装置に比べてより電流を正電極7全面に均
一に流すことができ、発光効率を良くすることができ
る。
According to this configuration, in addition to the functions and effects shown in the second embodiment, a boron-doped amorphous diamond film and an IT having an electric resistance smaller than that of the boron-doped amorphous diamond film are formed on the p-type cladding layer 5.
Since the positive electrode 7 made of an O film was formed,
As compared with the semiconductor device according to the above, a current can be made to flow uniformly over the entire surface of the positive electrode 7, and the luminous efficiency can be improved.

【0059】(発光実験)次に、本発明の第2の実施の
形態に係るLEDの効果を確かめるため、以下に示す発
光試験を行った。比較のため、正電極7にニッケル膜と
金膜とが順次形成された従来のLED(以下サンプルF
という)に対しても同様に発光試験を行った。なお、ニ
ッケル膜と金膜との膜厚の比はニッケル膜:金膜=1:
1である。
(Light Emission Experiment) Next, in order to confirm the effect of the LED according to the second embodiment of the present invention, the following light emission test was performed. For comparison, a conventional LED in which a nickel film and a gold film are sequentially formed on the positive electrode 7 (hereinafter referred to as sample F)
) Was also subjected to a luminescence test. The ratio of the thickness of the nickel film to the thickness of the gold film is as follows: nickel film: gold film = 1:
It is one.

【0060】発光試験は、ある決まった値の順方向電流
をLEDに流したときの、正電極7からみたLEDの発
光強度を調べることにより行った。
The light emission test was performed by examining the light emission intensity of the LED as viewed from the positive electrode 7 when a certain forward value of the forward current was applied to the LED.

【0061】この第2の実施の形態においては、正電極
7の厚さおよび面積を変化させたときのサンプルC、サ
ンプルD、サンプルEおよびサンプルFの発光強度を調
べた。すなわち、サンプルCについてはアンドープアモ
ルファス状ダイヤモンド膜の膜厚を、サンプルDおよび
サンプルEについてはホウ素ドープアモルファス状ダイ
ヤモンド膜の膜厚を、サンプルFについてはニッケル膜
の膜厚と金膜の膜厚とを、膜厚の比がニッケル膜:金膜
=1:1となるように変化させた。以下、アンドープア
モルファス状ダイヤモンド膜の膜厚、ホウ素ドープアモ
ルファス状ダイヤモンド膜の膜厚、ホウ素ドープアモル
ファス状ダイヤモンド膜の膜厚とITO膜の膜厚との和
およびニッケル膜の膜厚と金膜の膜厚との和を総称して
電極膜厚と称する。
In the second embodiment, the emission intensities of Sample C, Sample D, Sample E and Sample F when the thickness and area of the positive electrode 7 were changed were examined. That is, for Sample C, the thickness of the undoped amorphous diamond film, for Samples D and E, the thickness of the boron-doped amorphous diamond film, and for Sample F, the nickel film thickness and the gold film thickness. Was changed such that the ratio of the film thickness was 1: 1 nickel film: gold film. Hereinafter, the film thickness of the undoped amorphous diamond film, the film thickness of the boron-doped amorphous diamond film, the sum of the film thickness of the boron-doped amorphous diamond film and the film thickness of the ITO film, and the film thickness of the nickel film and the gold film The sum of the thickness and the thickness is collectively referred to as an electrode film thickness.

【0062】正電極7の面積が0.5mm2のときを図
3に、面積が100mm2のときを図4に、サンプル
C、サンプルD、サンプルEおよびサンプルFの発光強
度の電極膜厚依存性を示す。図中のCはサンプルC、D
はサンプルD、EはサンプルE、FはサンプルFのそれ
ぞれのデータ曲線を示す。
FIG. 3 shows the case where the area of the positive electrode 7 is 0.5 mm 2 , and FIG. 4 shows the case where the area of the positive electrode 7 is 100 mm 2 . Shows sex. C in the figure is samples C and D
Indicates data curves of samples D and E, and samples E and F indicate data curves of sample F, respectively.

【0063】図3および図4において、次のことがわか
る。
The following can be seen from FIGS.

【0064】まず、いずれのサンプルにおいても、電極
膜厚が薄い領域では、電極膜厚が薄くなるに従って発光
強度が減少した。これは、電極膜厚が減少することで横
方向の電極抵抗が増大するためであると考えられる。ま
た、いずれのサンプルにおいても、電極膜厚が厚い領域
では、電極膜厚が厚くなるに従って光度が減少した。こ
れは電極膜厚が厚くなることによって正電極における光
の透過率が減少するためであると考えられる。
First, in any of the samples, in the region where the electrode thickness was small, the emission intensity decreased as the electrode thickness became thin. This is considered to be because the electrode resistance in the lateral direction increases due to the decrease in the electrode film thickness. In each sample, the luminous intensity decreased as the electrode thickness increased in the region where the electrode thickness was large. It is considered that this is because the light transmittance of the positive electrode decreases as the electrode thickness increases.

【0065】一方、正電極7の面積が0.5mm2に関
し、電極膜厚が12nm以上になるとサンプルCの発光
強度はサンプルFの発光強度よりも大きくなった。ま
た、正電極7の面積が100mm2に関し、電極膜厚が
8nm以上になるとサンプルCの発光強度はサンプルF
の発光強度よりも大きくなった。これは、アンドープア
モルファス状ダイヤモンド膜よりなる電極のほうがニッ
ケル膜および金膜よりなる電極よりもLEDより放射さ
れる光に対する透明度について優れているためであると
考えられる。
On the other hand, when the area of the positive electrode 7 was 0.5 mm 2 and the electrode film thickness was 12 nm or more, the emission intensity of Sample C became larger than that of Sample F. When the area of the positive electrode 7 is 100 mm 2 and the thickness of the electrode is 8 nm or more, the emission intensity of Sample C is reduced to that of Sample F.
Than the emission intensity of This is considered to be because the electrode made of the undoped amorphous diamond film is superior to the electrode made of the nickel film and the gold film in transparency with respect to light emitted from the LED.

【0066】また、すべての膜厚の領域においてサンプ
ルDの発光強度はサンプルCよりも大きくなった。これ
はホウ素ドープアモルファス状ダイヤモンド膜の抵抗率
がアンドープアモルファス状ダイヤモンド膜の抵抗率よ
りも小さいためであると考えられる。
The light emission intensity of sample D was higher than that of sample C in all the film thickness regions. This is presumably because the resistivity of the boron-doped amorphous diamond film is lower than the resistivity of the undoped amorphous diamond film.

【0067】さらに、すべての膜厚の領域においてサン
プルEの発光強度は最大であり、特に正電極7の面積が
100mm2に関し、電極膜厚が20nm以下の領域で
サンプルEの発光強度は他のサンプルに比べて顕著に優
れていた。これは、ホウ素ドープアモルファス状ダイヤ
モンド膜の上にITO膜を形成することによりさらに正
電極7が低抵抗化され、正電極7全面にわたってより均
一に電流が流れたためであると考えられる。
Further, the luminous intensity of sample E is maximum in all regions of the film thickness. Particularly, when the area of the positive electrode 7 is 100 mm 2 , the luminous intensity of sample E is other than that in the region of 20 nm or less in electrode thickness. It was significantly better than the sample. This is presumably because the resistance of the positive electrode 7 was further reduced by forming the ITO film on the boron-doped amorphous diamond film, and the current flowed more uniformly over the entire surface of the positive electrode 7.

【0068】なお、上記第2の実施の形態において、正
電極7にはアモルファス状ダイヤモンドに関して説明し
たが、アモルファス状ダイヤモンドに代えて、単結晶ダ
イヤモンド、多結晶ダイヤモンド等を用いてもよい。ま
た、負電極6にはチタンと金を用いたが、正電極7と同
じようにグラファイト、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダ
イヤモンド、アモルファス状ダイヤモンド等の炭素より
なる導電体を用いてもよい。ただし、導電性を良くする
ためには5族元素の不純物を添加する。
In the above-described second embodiment, the positive electrode 7 has been described with respect to amorphous diamond, but single crystal diamond, polycrystalline diamond, or the like may be used instead of amorphous diamond. Although titanium and gold are used for the negative electrode 6, a conductor made of carbon such as graphite, single crystal diamond, polycrystalline diamond, amorphous diamond or the like may be used similarly to the positive electrode 7. However, in order to improve conductivity, an impurity of a Group 5 element is added.

【0069】また、上記第2の実施の形態において、I
TO膜以外に、酸化イリジウムのような導電性酸化物、
または窒化チタンのような導電性窒化物よりなる膜を形
成しても同様の効果が得られる。
In the second embodiment, the I
In addition to the TO film, a conductive oxide such as iridium oxide,
Alternatively, a similar effect can be obtained by forming a film made of a conductive nitride such as titanium nitride.

【0070】(実施の形態3)本発明の第3の実施の形
態に係る窒化物系化合物の半導体装置は、図5に示すよ
うに、Siドープのn型GaN基板8の主面上に、2族
元素であるMgの濃度が添加され2×1019cm-3であ
る、厚さが2μmのGaN層11、GaN層11の上に
Mgがドープされた厚さが50nmのGaNコンタクト
層12が選択的に形成され、GaNコンタクト層12の
上に電極13が形成された構造である(以下この半導体
装置をサンプルGという)。なお、この構造を得る製造
方法は、GaN基板8の上にGaN層11、GaNコン
タクト層12および電極となる膜を順次形成した後、電
極となる膜を選択的に除去して電極13を形成し、その
後電極13をマスクとしてGaNコンタクト層12をエ
ッチングし、GaNコンタクト層12を決まった間隔に
配置するものである。電極13は、GaNコンタクト層
12に接する側より厚さ10nmのアンドープアモルフ
ァス状ダイヤモンド膜と厚さ0.5μmの金膜とからな
るものである。
(Embodiment 3) A nitride-based compound semiconductor device according to a third embodiment of the present invention is formed on a main surface of a Si-doped n-type GaN substrate 8 as shown in FIG. A GaN layer 11 having a thickness of 2 μm, to which a concentration of Mg which is a Group 2 element is added and having a thickness of 2 × 10 19 cm −3 , and a GaN contact layer 12 having a thickness of 50 nm doped with Mg on the GaN layer 11 Is selectively formed, and the electrode 13 is formed on the GaN contact layer 12 (hereinafter, this semiconductor device is referred to as a sample G). The manufacturing method for obtaining this structure is to form the GaN layer 11, the GaN contact layer 12, and the film to be an electrode on the GaN substrate 8 sequentially, and then selectively remove the film to be the electrode to form the electrode 13. Then, the GaN contact layer 12 is etched using the electrode 13 as a mask, and the GaN contact layer 12 is arranged at a predetermined interval. The electrode 13 is composed of an undoped amorphous diamond film having a thickness of 10 nm from the side in contact with the GaN contact layer 12 and a gold film having a thickness of 0.5 μm.

【0071】比較として、電極13に厚さ10nmのア
ンドープアモルファス状ダイヤモンド膜を用いる代わり
に厚さ50nmのニッケル膜を用いた、従来の技術に係
る半導体装置(以下この半導体装置をサンプルHとい
う)を作製した。
For comparison, a semiconductor device according to a conventional technique (hereinafter, this semiconductor device is referred to as a sample H) using a nickel film having a thickness of 50 nm instead of using an undoped amorphous diamond film having a thickness of 10 nm for the electrode 13 is shown. Produced.

【0072】GaNコンタクト層12のMg濃度を1×
1018cm-3から2×1021cm-3と変化させたとき
の、GaNコンタクト層12と電極13との間の接触抵
抗率の変化の様子を図6に示す。接触抵抗率は、トラン
スミッションラインモデル(Transmission Line Mode
l:TLM)法により測定した。なお、図6中、Gはサ
ンプルG、HはサンプルHのそれぞれのデータ曲線を示
す。
The Mg concentration of the GaN contact layer 12 is set to 1 ×
FIG. 6 shows how the contact resistivity between the GaN contact layer 12 and the electrode 13 changes when the contact resistance is changed from 10 18 cm −3 to 2 × 10 21 cm −3 . Contact resistivity is based on the transmission line mode (Transmission Line Mode).
l: TLM) method. In FIG. 6, G indicates the data curve of sample G, and H indicates the data curve of sample H.

【0073】図6より、Mg濃度が1×1018cm-3
ら2×1021cm-3までの範囲において、サンプルGの
接触抵抗率がサンプルHの接触抵抗率よりも小さくなる
ことがわかる。これは、電極13にアンドープアモルフ
ァス状ダイヤモンド膜を用いた場合、炭素の仕事関数が
ニッケルに比べて大きく、ダイヤモンド中の伝導キャリ
アが主に正孔であり、GaNコンタクト層12と電極1
3との間の界面における価電子帯ポテンシャルの不連続
がニッケル膜を用いた場合に比べて低減されるためであ
ると考えられる。
FIG. 6 shows that when the Mg concentration is in the range of 1 × 10 18 cm −3 to 2 × 10 21 cm −3 , the contact resistivity of Sample G is smaller than the contact resistivity of Sample H. . This is because, when an undoped amorphous diamond film is used for the electrode 13, the work function of carbon is larger than that of nickel, the conduction carriers in diamond are mainly holes, and the GaN contact layer 12 and the electrode 1
This is considered to be because the discontinuity of the valence band potential at the interface with No. 3 is reduced as compared with the case where a nickel film is used.

【0074】なお、上記第3の実施の形態において、ア
モルファス状ダイヤモンド膜を用いる代わりにグラファ
イト、単結晶または多結晶ダイヤモンド等の炭素を含む
導電体からなる膜を用いてもよく、これらの炭素を含む
導電体にホウ素をはじめとする3族元素をドーピングし
た膜を用いてもよい。
In the third embodiment, instead of using an amorphous diamond film, a film made of a conductor containing carbon such as graphite, single crystal or polycrystalline diamond may be used. Alternatively, a film in which a conductor including Group 3 elements such as boron is doped may be used.

【0075】(実施の形態4)本発明の第4の実施の形
態に係る窒化物系化合物の半導体装置は、第2の実施の
形態において、図2に示したp型クラッド層5の上にア
ンドープアモルファス状ダイヤモンド膜と金属膜とが順
次形成された膜を正電極7としたものである。
(Embodiment 4) A nitride-based compound semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention is different from the semiconductor device according to the second embodiment in that the p-type cladding layer 5 shown in FIG. The positive electrode 7 is a film in which an undoped amorphous diamond film and a metal film are sequentially formed.

【0076】この構成により、アンドープアモルファス
状ダイヤモンド膜の上に金属膜が形成されているので、
正電極7に金等でワイヤボンディングしたり、金錫半田
等で固定するのが容易にできる。
With this configuration, since the metal film is formed on the undoped amorphous diamond film,
The positive electrode 7 can be easily wire-bonded with gold or the like or fixed with gold-tin solder or the like.

【0077】アンドープアモルファス状ダイヤモンド膜
の上に形成される金属膜の具体例について、以下の実施
例において説明する。
A specific example of the metal film formed on the undoped amorphous diamond film will be described in the following examples.

【0078】(実施例4)金属膜としてAl、Ga、I
n等の3族元素のうちの少なくとも1種類の元素を用い
る。
(Embodiment 4) Al, Ga, I
At least one element of Group 3 elements such as n is used.

【0079】この構成により、3族元素がアンドープア
モルファス状ダイヤモンド膜中に拡散して不純物として
作用するので、アンドープアモルファス状ダイヤモンド
膜と金属膜との間の接触抵抗を低減させることができ
る。
According to this configuration, the group III element diffuses into the undoped amorphous diamond film and acts as an impurity, so that the contact resistance between the undoped amorphous diamond film and the metal film can be reduced.

【0080】(実施例5)金属膜としてTiを用いる。(Embodiment 5) Ti is used as a metal film.

【0081】この構成により、ダイヤモンドとの密着性
のよいTiを用いているので、金属膜の剥がれを抑制さ
せることができる。
With this configuration, since Ti having good adhesion to diamond is used, peeling of the metal film can be suppressed.

【0082】(実施例6)金属膜としてCr、Ni、C
u、Mo、Pd、W、AuおよびPtのうちの少なくと
も1種類の金属を用いる。
(Embodiment 6) Cr, Ni, C as metal film
At least one metal of u, Mo, Pd, W, Au and Pt is used.

【0083】この構成により、仕事関数の大きいCr、
Ni、Cu、Mo、Pd、W、AuまたはPtを用いて
いるので、アンドープアモルファス状ダイヤモンド膜と
金属膜との間の接触抵抗を低減させることができる。
With this configuration, Cr having a large work function,
Since Ni, Cu, Mo, Pd, W, Au or Pt is used, the contact resistance between the undoped amorphous diamond film and the metal film can be reduced.

【0084】なお、この第4の実施の形態において、ア
ンドープアモルファス状ダイヤモンド膜以外に、3族元
素、例えばホウ素を添加したアモルファス状ダイヤモン
ド膜や、単結晶ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド等を
用いてもさらによい効果が得られる。
In the fourth embodiment, in addition to the undoped amorphous diamond film, an amorphous diamond film to which a Group 3 element, for example, boron is added, a single crystal diamond, a polycrystalline diamond, or the like can be used. Good effect can be obtained.

【0085】また、この第4の実施の形態において、ア
ンドープアモルファス状ダイヤモンド膜と金属膜との間
に例えばITO膜のような導電性酸化物、または窒化チ
タンのような導電性窒化物よりなる膜を形成してもさら
によい効果が得られる。
In the fourth embodiment, a film made of a conductive oxide such as an ITO film or a conductive nitride such as a titanium nitride is provided between the undoped amorphous diamond film and the metal film. Even better effects can be obtained by forming.

【0086】以上第1、第2および第4の実施の形態に
関しては正電極の場合について説明したが、負電極に対
しても同様に、グラファイト、アモルファス状ダイヤモ
ンド、単結晶ダイヤモンドまたは多結晶ダイヤモンドよ
りなる膜を含む電極を用いてもよい。
Although the first, second and fourth embodiments have been described with reference to the case of the positive electrode, the same applies to graphite, amorphous diamond, single crystal diamond or polycrystalline diamond for the negative electrode. May be used.

【0087】また、上記第1〜第4の実施の形態に関し
ては基板上に形成されたGaN膜の場合について説明し
たが、GaN基板に対しても同様に、グラファイト、ア
モルファス状ダイヤモンド、単結晶ダイヤモンドまたは
多結晶ダイヤモンドよりなる膜を含む電極を用いてもよ
い。
Although the first to fourth embodiments have been described with respect to the case of a GaN film formed on a substrate, the same applies to graphite, amorphous diamond, and single crystal diamond for a GaN substrate. Alternatively, an electrode including a film made of polycrystalline diamond may be used.

【0088】さらに、上記第1、第2および第4の実施
の形態に関してはLEDの場合について説明したが、レ
ーザ等の他の半導体装置の場合についても同様の効果が
得られる。
Furthermore, although the first, second and fourth embodiments have been described with reference to the case of LEDs, similar effects can be obtained with other semiconductor devices such as lasers.

【0089】上記第1〜第4の実施の形態に関し、半導
体層または基板として、GaNの代わりに導電性を有す
るAlxGa1-x-yInyN(0≦x≦1、0≦y≦1、
0≦x+y≦1)を用いてもよい。
According to the first to fourth embodiments, Al x Ga 1 -xy In y N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) having conductivity instead of GaN is used as a semiconductor layer or a substrate. ,
0 ≦ x + y ≦ 1) may be used.

【0090】[0090]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の半導体装置に比べてショート等の破壊を生じにくく
することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the possibility of destruction such as a short circuit as compared with a conventional semiconductor device.

【0091】また、本発明によれば、従来の半導体装置
に比べて電極の抵抗率を低減させることができる。
Further, according to the present invention, the resistivity of the electrode can be reduced as compared with the conventional semiconductor device.

【0092】さらに、本発明によれば、LED等の発光
素子に関する発光効率を向上させることができる。
Further, according to the present invention, the luminous efficiency of a light emitting element such as an LED can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の
断面図
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;

【図2】同第2の実施の形態および第4の実施の形態に
係る半導体装置の断面図
FIG. 2 is a sectional view of a semiconductor device according to the second embodiment and the fourth embodiment;

【図3】第2の実施の形態において正電極7の面積を
0.5mm2としたときのLEDの発光強度の電極膜厚
依存性を示す図
FIG. 3 is a diagram showing the electrode film thickness dependence of the light emission intensity of an LED when the area of the positive electrode 7 is 0.5 mm 2 in the second embodiment.

【図4】第2の実施の形態において正電極7の面積を1
00mm2としたときのLEDの発光強度の電極膜厚依
存性を示す図
FIG. 4 shows that the area of the positive electrode 7 is 1 in the second embodiment.
The figure which shows the electrode film thickness dependence of the light emission intensity of LED when it is set to 00 mm 2

【図5】本発明の第3の実施の形態に係る半導体装置の
断面図
FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention;

【図6】第3の実施の形態においてGaNコンタクト層
12と電極13との間の接触抵抗率の関係を示す図
FIG. 6 is a diagram showing a relation of contact resistivity between a GaN contact layer 12 and an electrode 13 in a third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 サファイア基板 2 バッファ層 3 n型クラッド層 4 発光層 5 p型クラッド層 6 負電極 7 正電極 8 n型GaN基板 11 GaN層 12 GaNコンタクト層 13 電極 Reference Signs List 1 sapphire substrate 2 buffer layer 3 n-type cladding layer 4 light emitting layer 5 p-type cladding layer 6 negative electrode 7 positive electrode 8 n-type GaN substrate 11 GaN layer 12 GaN contact layer 13 electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今藤 修 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 中村 真嗣 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 折田 賢児 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 Fターム(参考) 5F041 AA03 AA23 AA43 CA34 CA40 CA46 CA49 CA57 CA65 CA74 CA82 CA83 CA88 CA92 DA03 DA07 5F073 CA07 CA17 CB05 CB07 CB19 CB22 DA05 EA29 FA27  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Osamu Imado 1-1, Yukicho, Takatsuki-shi, Osaka, Japan Matsushita Electronics Co., Ltd. (72) Inventor Shinji Nakamura 1-1-1, Yukicho, Takatsuki-shi, Osaka, Matsushita Electronics (72) Inventor Kenji Orita 1-1, Komachi, Takatsuki-shi, Osaka Matsushita Electronics Co., Ltd. F-term (reference) 5F041 AA03 AA23 AA43 CA34 CA40 CA46 CA49 CA57 CA65 CA74 CA82 CA83 CA88 CA92 DA03 DA07 5F073 CA07 CA17 CB05 CB07 CB19 CB22 DA05 EA29 FA27

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導電性を有するAlxGa1-x-yIny
(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)よりなる
半導体層と、前記半導体層の上に形成された電極とを有
し、前記電極は炭素よりなる膜を含むことを特徴とする
半導体装置。
An Al x Ga 1 -xy In y N having conductivity
(0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1), and an electrode formed on the semiconductor layer, wherein the electrode includes a film made of carbon. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記炭素よりなる膜がグラファイトより
なる膜であることを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said film made of carbon is a film made of graphite.
【請求項3】 前記炭素よりなる膜がダイヤモンド結晶
よりなる膜であることを特徴とする請求項1記載の半導
体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the film made of carbon is a film made of diamond crystals.
【請求項4】 前記炭素よりなる膜がアモルファス状ダ
イヤモンドよりなる膜であることを特徴とする請求項1
記載の半導体装置。
4. The film according to claim 1, wherein the film made of carbon is a film made of amorphous diamond.
13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項5】 前記炭素よりなる膜が、3族元素または
5族元素を添加した膜であることを特徴とする請求項1
記載の半導体装置。
5. The film according to claim 1, wherein the film made of carbon is a film to which a Group 3 element or a Group 5 element is added.
13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項6】 前記3族元素がホウ素であることを特徴
とする請求項5記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 5, wherein said Group 3 element is boron.
【請求項7】 前記5族元素が燐であることを特徴とす
る請求項5記載の半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 5, wherein said Group 5 element is phosphorus.
【請求項8】 前記電極は、前記半導体層側より、炭素
よりなる膜の上に導電性酸化物よりなる膜が形成された
ものであることを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the electrode is formed by forming a film made of a conductive oxide on a film made of carbon from the semiconductor layer side.
【請求項9】 前記導電性酸化物は、酸化インジウム錫
であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
9. The semiconductor device according to claim 1, wherein said conductive oxide is indium tin oxide.
【請求項10】 前記電極は、前記半導体層側より、炭
素よりなる膜の上に導電性窒化物よりなる膜が形成され
たものであることを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。
10. The semiconductor device according to claim 1, wherein the electrode is formed by forming a film made of a conductive nitride on a film made of carbon from the semiconductor layer side.
【請求項11】 前記電極は、前記半導体層側より、炭
素よりなる膜の上に金属膜が形成されたことを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置。
11. The semiconductor device according to claim 1, wherein the electrode has a metal film formed on a film made of carbon from the semiconductor layer side.
【請求項12】 前記金属膜は、Al、GaまたはIn
のうちの少なくとも1種類の金属を含むことを特徴とす
る請求項11記載の半導体装置。
12. The metal film is made of Al, Ga or In.
12. The semiconductor device according to claim 11, comprising at least one kind of metal among the following.
【請求項13】 前記金属膜は、Tiを含むことを特徴
とする請求項11記載の半導体装置。
13. The semiconductor device according to claim 11, wherein said metal film contains Ti.
【請求項14】 前記金属膜は、Cr、Ni、Cu、M
o、Pd、W、AuまたはPtのうちの少なくとも1種
類の金属を含むことを特徴とする請求項11記載の半導
体装置。
14. The metal film is made of Cr, Ni, Cu, M
12. The semiconductor device according to claim 11, comprising at least one metal selected from the group consisting of o, Pd, W, Au, and Pt.
【請求項15】 前記半導体層が、2族元素が添加され
ている層であることを特徴とする請求項1記載の半導体
装置。
15. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor layer is a layer to which a Group 2 element is added.
【請求項16】 前記2族元素がMgであり、Mgの濃
度が2×1018cm-3以上で、かつ1×1021cm-3
下であることを特徴とする請求項15記載の半導体装
置。
16. The semiconductor according to claim 15, wherein said Group 2 element is Mg, and the concentration of Mg is 2 × 10 18 cm −3 or more and 1 × 10 21 cm −3 or less. apparatus.
【請求項17】 導電性を有し、かつAlxGa1-x-y
yN(0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1)よ
りなる基板と、前記基板の上に形成された電極とを有
し、前記電極は炭素よりなる膜を含むことを特徴とする
半導体装置。
17. Al x Ga 1 -xy I having conductivity
a substrate made of n y N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ x + y ≦ 1); and an electrode formed on the substrate, wherein the electrode includes a film made of carbon. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011040172A1 (en) * 2009-10-01 2011-04-07 トヨタ自動車株式会社 Semiconductor device, and process for production of semiconductor device
JP2012533872A (en) * 2009-07-17 2012-12-27 ウニヴェルズィテート・ウルム Semiconductor component having an electrode containing diamond and use thereof

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