JP2002111061A - Nitride semiconductor element and electrode - Google Patents

Nitride semiconductor element and electrode

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JP2002111061A
JP2002111061A JP2000304551A JP2000304551A JP2002111061A JP 2002111061 A JP2002111061 A JP 2002111061A JP 2000304551 A JP2000304551 A JP 2000304551A JP 2000304551 A JP2000304551 A JP 2000304551A JP 2002111061 A JP2002111061 A JP 2002111061A
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JP
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layer
nickel
electrode
platinum
nitride semiconductor
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Japanese (ja)
Inventor
Toshitaka Shimamoto
敏孝 嶋本
Nobuyuki Otsuka
信之 大塚
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure of a low-resistance ohmic contact by suppressing formation of a pin hole using an electrode structure which suppresses diffusion of a nickel after an electrode metal is thermally processed, for improved adhesion and contact area between a semiconductor and the electrode metal. SOLUTION: On a nickel layer 5 of 20 nm or less over a nitride semiconductor 3, a platinum layer 6 of 20 nm and a gold layer 7 of 20 nm are formed repeatedly more than once. Such property as a nickel is harder to disperse in a gold layer than a platinum layer as well as such fact as a dispersion is suppressed at a interface between different elements are utilized to make the gold layer such as 7 and 9 inserted between the platinum layers suppress dispersion of the nickel, thus suppressing formation of a void such as a pin hole.

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】この発明は、窒化物半導体の
電極に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nitride semiconductor electrode.

【0002】[0002]

【従来の技術】紫外〜青色の波長領域における発光ダイ
オードやレーザーダイオード等には、主に窒化ガリウム
系材料が用いられている。窒化ガリウム系化合物半導体
に対して不純物を添加したp型半導体とn型半導体を組み
合わせることにより、青色〜紫色発光ダイオードやレー
ザなどの光デバイスとして使用することができる。
2. Description of the Related Art Gallium nitride-based materials are mainly used for light emitting diodes and laser diodes in the ultraviolet to blue wavelength region. By combining a p-type semiconductor and an n-type semiconductor in which an impurity is added to a gallium nitride-based compound semiconductor, it can be used as an optical device such as a blue-violet light emitting diode or a laser.

【0003】こうしたデバイスをより実用化するために
は駆動電流・駆動電圧の低減が必要であり、オーミック
特性を有する低抵抗なコンタクト電極を実現することは
最重要課題に挙げられる。こうした課題を解決する一つ
の手段として、半導体層と電極金属界面で発生するコン
タクト抵抗の低減が必要である。従来、p型窒化ガリウ
ム系化合物半導体の電極としてニッケル(Ni)及び金
(Au)を積層した構造を形成し、熱処理を行うことで良
好なオーミックコンタクトを得てきた。
In order to make such devices more practical, it is necessary to reduce the drive current and drive voltage, and realizing a low-resistance contact electrode having ohmic characteristics is the most important issue. As one means for solving such a problem, it is necessary to reduce the contact resistance generated at the interface between the semiconductor layer and the electrode metal. Conventionally, a good ohmic contact has been obtained by forming a laminated structure of nickel (Ni) and gold (Au) as an electrode of a p-type gallium nitride based compound semiconductor and performing a heat treatment.

【0004】一般には、p型窒化ガリウム系化合物半導
体の電極として特開平5-291621号公報に開示されている
ように、ニッケル(Ni)及び金(Au)を積層した構造が
有名である。金層だけの電極の場合、金と窒化ガリウム
系化合物半導体との間の接触性は悪く、プロセスの過程
で大部分が剥がれてしまう。そこで、ニッケルをその間
に挟むことにより、電極金属と窒化物半導体との間の密
着力を高める工夫をしてきた。
In general, as an electrode of a p-type gallium nitride based compound semiconductor, a structure in which nickel (Ni) and gold (Au) are laminated, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H5-291621, is famous. In the case of an electrode having only a gold layer, the contact between gold and a gallium nitride-based compound semiconductor is poor, and most of the electrode is peeled off during the process. Therefore, a technique has been devised to increase the adhesion between the electrode metal and the nitride semiconductor by sandwiching nickel between them.

【0005】また図2のように、ニッケル層5及び金層1
1の間にバリアメタル(ここでは白金を取り上げる)層6
を挿入した構造は、接触電位の低減と共に金層への他元
素の拡散を防ぐ役割を果たし、電極の性能保持の点で好
ましい。こうすることで、ニッケル(Ni)及び金(Au)
を積層した構造において、熱処理に伴いこの二つの金属
が直接的に混じり合いシート抵抗が高くなるという欠点
を補うことができる。
As shown in FIG. 2, a nickel layer 5 and a gold layer 1
Barrier metal (platinum is taken here) layer 6 between 1
Has a role of reducing the contact potential and preventing the diffusion of other elements into the gold layer, and is preferable in terms of maintaining the performance of the electrode. In this way, nickel (Ni) and gold (Au)
Can be compensated for in the structure in which the two metals are directly mixed together with the heat treatment to increase the sheet resistance.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来の電極構造として
は上記に挙げたように、ニッケル・金(Ni/Au)構造や
ニッケル・白金・金(Ni/Pt/Au)構造などが知られてい
る(図2)。こうした電極金属は主に電子ビーム蒸着機
を用いて形成するが、最下層に位置するニッケル5は膜
厚が薄い場合、平坦に存在しておらず、図2にニッケル
5として示したように、アイランド状に形成される。し
かし、こうした電極構造に対して熱処理を加えた際に、
アイランド状であったニッケル5は白金層6や金層11の粒
界12を通り抜けて表面まで到達する。この粒界というの
は、結晶粒子と結晶粒子との間を指す。その時、ニッケ
ルが移動した後のアイランド部分はピンホール化(空洞
化)する。これにより、従来の窒化ガリウム系化合物半
導体の電極は接触面積が狭まり、電流注入経路に偏りが
生じてしまう為に、電極金属と半導体との界面において
高いコンタクト抵抗が発生していた。駆動電圧・駆動電
流を下げるためには、こうした空洞化を防ぎ、電流注入
経路に偏りが発生しないようにすることが必要である。
As described above, a nickel-gold (Ni / Au) structure and a nickel-platinum-gold (Ni / Pt / Au) structure are known as the conventional electrode structures. (Fig. 2). Such an electrode metal is mainly formed by using an electron beam evaporator. However, when the thickness of the lowermost layer of nickel 5 is small, the nickel 5 does not exist flatly.
As shown as 5, it is formed in an island shape. However, when heat treatment is applied to such an electrode structure,
The island-shaped nickel 5 passes through the grain boundaries 12 of the platinum layer 6 and the gold layer 11 and reaches the surface. This grain boundary refers to between crystal grains. At this time, the island portion after the movement of the nickel becomes pinhole (hollow). As a result, the contact area of the conventional gallium nitride-based compound semiconductor electrode is reduced and the current injection path is deviated, so that a high contact resistance is generated at the interface between the electrode metal and the semiconductor. In order to reduce the drive voltage and drive current, it is necessary to prevent such hollowing and prevent the current injection path from being biased.

【0007】上記のように、ニッケルは熱処理で大きく
拡散し、一部は白金層及び金層の粒界を通り電極表面に
まで到達して、表面部分で酸化物(NiOなど)を形成す
る。ニッケル酸化物は抵抗が高いため、表面部分で高抵
抗な層が形成されることになる。また、ニッケル層と金
層とが熱処理に伴い混じり合う場合にはシート抵抗が高
くなるため、ニッケル層の拡散を抑止することが必要で
ある。
[0007] As described above, nickel is greatly diffused by the heat treatment, and part of the nickel reaches the electrode surface through the grain boundaries of the platinum layer and the gold layer to form an oxide (NiO or the like) at the surface portion. Since nickel oxide has high resistance, a high-resistance layer is formed on the surface portion. Further, when the nickel layer and the gold layer are mixed with each other by the heat treatment, the sheet resistance increases, so that it is necessary to suppress the diffusion of the nickel layer.

【0008】本発明は、ニッケル等の電極金属の拡散を
抑止し、窒化ガリウム系化合物半導体に対してオーミッ
クコンタクトが得られる電極構造を提供する。そして駆
動電流・駆動電圧の低減化によって素子自体の寿命向上
を図り、デバイスの実用化に貢献するものである。
The present invention provides an electrode structure that suppresses the diffusion of an electrode metal such as nickel and obtains an ohmic contact with a gallium nitride-based compound semiconductor. By reducing the drive current and drive voltage, the life of the element itself is improved, thereby contributing to the practical use of the device.

【0009】なお、アイランド状になっているニッケル
5が白金層6及び金層11の粒界12を通って表面まで拡散す
ることを抑止する手段として、バリアメタルである白金
層6の膜厚を十分に大きくすることが考えられる。しか
し、白金の膜厚を大きくすれば、オーミックコンタクト
が得られにくくなるため、実用的とは言えない。
The island-shaped nickel
As a means for preventing the diffusion of 5 through the grain boundaries 12 of the platinum layer 6 and the gold layer 11 to the surface, it is conceivable to make the platinum layer 6 which is a barrier metal sufficiently thick. However, increasing the thickness of platinum makes it difficult to obtain an ohmic contact, which is not practical.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本願発明は、ニッケル
(またはチタン)の拡散を抑えるために、白金層に比べ
て金層の方が拡散し難いという性質、及び拡散が異なる
元素界面で抑止される性質を利用して、白金含有層と金
含有層とを繰り返して積層した電極構造を用いる。
According to the present invention, in order to suppress the diffusion of nickel (or titanium), the gold layer is more difficult to diffuse than the platinum layer, and the diffusion is suppressed at the interface of elements different from each other. Utilizing such a property, an electrode structure in which a platinum-containing layer and a gold-containing layer are repeatedly laminated is used.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】第一の実施形態は、窒化物半導体
上にニッケル(Ni)層を設け、その上に白金(Pt)層、
金(Au)層を2回以上形成した電極を窒化物半導体素子
に用いるものである。第二の実施形態は、窒化物半導体
上にニッケル層を設け、その上に白金層を積層した後、
再度ニッケル層を設け、その上に白金層、金層を1回以
上形成した電極を窒化物半導体素子に用いるものであ
る。また、第三の実施形態は、窒化物半導体上に混合し
たニッケル及び白金層を形成した電極を窒化物半導体素
子に用いるものである。第四の実施形態は、窒化物半導
体上にニッケル及び白金層を2回以上、交互に形成した
電極を窒化物半導体素子に用いるものである。第五の実
施形態は、上記第一から第四の実施形態に於いて、ニッ
ケルの厚みを20 nm以下としたものである。なお、上記
第一から第五の実施形態に於いて、ニッケルの代わりに
チタンを用いてもよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a first embodiment, a nickel (Ni) layer is provided on a nitride semiconductor, and a platinum (Pt) layer is formed thereon.
An electrode in which a gold (Au) layer is formed twice or more is used for a nitride semiconductor device. In the second embodiment, a nickel layer is provided on a nitride semiconductor, and a platinum layer is laminated thereon,
An electrode in which a nickel layer is provided again and a platinum layer and a gold layer are formed thereon one or more times is used for a nitride semiconductor device. In the third embodiment, an electrode in which nickel and platinum layers mixed on a nitride semiconductor are formed is used for a nitride semiconductor device. In the fourth embodiment, an electrode in which nickel and platinum layers are alternately formed two or more times on a nitride semiconductor is used for a nitride semiconductor element. In the fifth embodiment, the thickness of nickel is set to 20 nm or less in the first to fourth embodiments. In the first to fifth embodiments, titanium may be used instead of nickel.

【0012】さらに、第六の実施形態は、p型窒化物半
導体の上方に電極を有する窒化物半導体素子であって、
電極が、NiまたはTiを有する第一の層と、第一の層
の上方に形成された第二の層と、第二の層の上方に形成
された第三の層とを具備しており、第二の層と第三の層
がAuを有することを特徴とするものである。なお、第
一の層と第二の層との間に、第二の層よりも熱拡散しや
すい層を設けても良い。また、第二の層と第三の層との
間に、第三の層よりも熱拡散しやすい層を設けても良
い。
Further, a sixth embodiment is a nitride semiconductor device having an electrode above a p-type nitride semiconductor,
The electrode includes a first layer having Ni or Ti, a second layer formed above the first layer, and a third layer formed above the second layer. , The second layer and the third layer have Au. Note that a layer that is more easily thermally diffused than the second layer may be provided between the first layer and the second layer. Further, a layer which is more easily thermally diffused than the third layer may be provided between the second layer and the third layer.

【0013】以下、図面を参照しながら、具体的な実施
例について説明する。
Hereinafter, specific embodiments will be described with reference to the drawings.

【0014】p型窒化物半導体に次のような電極を設け
る。
The following electrodes are provided on a p-type nitride semiconductor.

【0015】まず、ニッケル5を20 nm以下の厚さに蒸着
し、その上に引き続いて白金層6を20 nm程度形成した
後、同様に金層7を20 nm程度形成する。上記の白金及び
金層の膜厚は5〜50 nmの間にあることが望ましい。こう
した白金層・金層を2回以上繰り返して形成するが、最
上部の金層11は配線ワイヤーを打つ為に200 nm程度の厚
さにする。白金層と金層を繰り返して積層した構造によ
りニッケルの拡散は抑止されるため、ピンホールのよう
な空洞形成を防ぐことができる。
First, nickel 5 is deposited to a thickness of 20 nm or less, and then a platinum layer 6 is formed thereon to a thickness of about 20 nm, and a gold layer 7 is similarly formed to a thickness of about 20 nm. The thickness of the platinum and gold layers is desirably between 5 and 50 nm. Such a platinum layer and a gold layer are repeatedly formed two or more times, and the uppermost gold layer 11 is formed to have a thickness of about 200 nm in order to strike a wiring wire. Since the diffusion of nickel is suppressed by the structure in which the platinum layer and the gold layer are repeatedly laminated, formation of a cavity such as a pinhole can be prevented.

【0016】上記した構造をとることにより、電極金属
内の空洞化を防ぐことで密着性及び接触面積が大きく向
上し、電流注入経路に偏りが発生しないようにすること
ができる。その結果、電極金属と半導体との界面におけ
るコンタクト抵抗を減少させることができ、p型窒化物
半導体上に良好なオーミック性を持つ電極を形成するこ
とでデバイスの駆動電圧・駆動電流を下げることができ
る。
By adopting the above-mentioned structure, by preventing cavitation in the electrode metal, the adhesion and the contact area are greatly improved, and it is possible to prevent the current injection path from being biased. As a result, the contact resistance at the interface between the electrode metal and the semiconductor can be reduced, and the drive voltage and drive current of the device can be reduced by forming an electrode with good ohmic properties on the p-type nitride semiconductor. it can.

【0017】なお、以上はp型窒化物半導体における電
極であって、n型窒化物半導体側の電極については特に
制限しない。
The above is the electrode of the p-type nitride semiconductor, and the electrode on the n-type nitride semiconductor is not particularly limited.

【0018】図3に今回検討したp型窒化ガリウム半導
体のサンプルを示す。このサンプルは全てサファイア基
板1上に有機金属気相成長(MOVPE)法により結晶成長
したものである。p型GaxAl1-xNにはドーパントとしてMg
を、n型GaxAl1-xNにはSiを用いて結晶成長を行った。p
型の電極はこうしたp型不純物を含有する窒化ガリウム
半導体層上に形成される。
FIG. 3 shows a sample of the p-type gallium nitride semiconductor studied this time. All of these samples were obtained by crystal growth on the sapphire substrate 1 by metal organic chemical vapor deposition (MOVPE). Mg as a dopant for p-type Ga x Al 1-x N
And crystal growth was performed using Si for n-type Ga x Al 1 -xN. p
The type electrode is formed on the gallium nitride semiconductor layer containing such a p-type impurity.

【0019】なお、本発明はp型の電極部分に関するも
のなので、窒化ガリウム半導体の層構造は特に限定しな
い。また、結晶成長方法も上に挙げた有機金属気相成長
法以外の手法であっても構わない。
Since the present invention relates to a p-type electrode portion, the layer structure of the gallium nitride semiconductor is not particularly limited. Further, the crystal growth method may be a method other than the above-mentioned metal organic chemical vapor deposition method.

【0020】こうして形成されたp型窒化ガリウム半導
体の表面をアセトン、メタノール等の有機溶媒を用いて
洗浄し乾燥した後、p型のドーパントであるマグネシウ
ムを活性化するために700〜800℃の熱処理を20〜30分程
度行う。引き続いて、バッファエッチングして水洗・乾
燥させた後、電子ビーム蒸着やスパッタ等の手法によ
り、電極金属層を形成する。図3のp型電極部分5-11を
拡大したのが図1である。ニッケル5は20 nm以下の厚さ
に蒸着する。ニッケルの膜厚が薄い場合、最下層に位置
するニッケルは平坦に存在しておらず、図3の5にあるよ
うなアイランド状に形成される。その上に引き続いて白
金層6を20 nm程度形成した後、同様に金層7を20 nm程度
形成する。上記の白金及び金層の膜厚は5〜50 nmの間に
あることが望ましい。こうした白金層・金層を2回以上
繰り返して形成するが、最上部の金層11は配線ワイヤー
を打つ為に200 nm程度の厚さにする。
The surface of the p-type gallium nitride semiconductor thus formed is washed with an organic solvent such as acetone or methanol and dried, and then heat-treated at 700 to 800 ° C. to activate magnesium as a p-type dopant. For about 20 to 30 minutes. Subsequently, after buffer etching, washing and drying, an electrode metal layer is formed by a technique such as electron beam evaporation or sputtering. FIG. 1 is an enlarged view of the p-type electrode portion 5-11 of FIG. Nickel 5 is deposited to a thickness of less than 20 nm. When the film thickness of nickel is small, nickel located in the lowermost layer does not exist flat, and is formed in an island shape as shown in 5 in FIG. Subsequently, a platinum layer 6 having a thickness of about 20 nm is formed thereon, and then a gold layer 7 is formed with a thickness of about 20 nm. The thickness of the platinum and gold layers is desirably between 5 and 50 nm. Such a platinum layer and a gold layer are repeatedly formed two or more times, and the uppermost gold layer 11 is formed to have a thickness of about 200 nm in order to strike a wiring wire.

【0021】電極蒸着後は、窒素雰囲気中で赤外線アニ
ール炉により熱処理を行う。熱処理の温度は200℃以
上、700℃を超えない範囲で行うのが良い。700℃を超え
ると、窒化ガリウム半導体層に影響する可能性が出てく
る。
After electrode deposition, heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere by an infrared annealing furnace. The temperature of the heat treatment is preferably in the range of 200 ° C. or more and 700 ° C. or less. If it exceeds 700 ° C., there is a possibility that the gallium nitride semiconductor layer will be affected.

【0022】こうした電極構造に対して熱処理を加えた
際、図2のような従来のニッケル・白金・金構造の場合
だと、ニッケル層は白金層6や金層11の粒界12を通り抜
けて表面まで到達する。この粒界というのは、結晶粒子
と結晶粒子との間を指す。その時、ニッケル5が移動し
た後のアイランド部分はピンホール化(空洞化)する。
これにより、従来の窒化ガリウム系化合物半導体の電極
は接触面積が狭まり、電流注入経路に偏りが生じてしま
う為に、電極金属と半導体との界面において高いコンタ
クト抵抗が発生していた。熱処理時におけるニッケルの
拡散は、白金層に比べて金層の方が拡散し難い。また、
拡散は異なる元素界面で大きく抑止される。こうした性
質を利用するために、白金層と金層を繰り返して積層し
た多層構造を取ることで、熱処理によるニッケルの表面
拡散が抑止され、ピンホールのような空洞形成を防ぐこ
とができる。
When heat treatment is applied to such an electrode structure, in the case of a conventional nickel-platinum-gold structure as shown in FIG. 2, the nickel layer passes through the grain boundaries 12 of the platinum layer 6 and the gold layer 11. Reach the surface. This grain boundary refers to between crystal grains. At this time, the island portion after the movement of the nickel 5 becomes a pinhole (hollows).
As a result, the contact area of the conventional gallium nitride-based compound semiconductor electrode is reduced and the current injection path is deviated, so that a high contact resistance is generated at the interface between the electrode metal and the semiconductor. The diffusion of nickel during the heat treatment is more difficult in the gold layer than in the platinum layer. Also,
Diffusion is greatly suppressed at different element interfaces. In order to utilize such properties, a multilayer structure in which a platinum layer and a gold layer are repeatedly laminated is employed, whereby surface diffusion of nickel due to heat treatment is suppressed, and the formation of cavities such as pinholes can be prevented.

【0023】なお、上記に挙げたニッケルの代わりとし
て、高い仕事関数を持ちニッケルと同様な接着性を持つ
チタン(Ti)層を用いてもよい。
In place of the above-mentioned nickel, a titanium (Ti) layer having a high work function and having the same adhesiveness as nickel may be used.

【0024】また、空洞形成を防ぐ他の手法として図4
のように、ニッケル5を20 nm以下の膜厚で蒸着し、白金
層6を20 nm程度形成した後、層7を金の代わりに再度ニ
ッケル13を20 nm以下の膜厚で形成する。その上に引き
続いて白金層8を20 nm程度形成した後、同様に金層9を2
0 nm程度形成する。上記の白金及び金層の膜厚は5〜50
nmの間にあることが望ましい。こうした白金層・金層を
2回以上繰り返して形成するが、最上部の金層11は配線
ワイヤーを打つ為に200 nm程度の厚さにする。電極蒸着
後には、窒素雰囲気中で赤外線アニール炉により熱処理
を行う。熱処理の温度は200℃以上、700℃を超えない範
囲で行うのが良い。その際に、ニッケル5とニッケル層7
との間では白金層内6の粒界12を介して上下に相互拡散
が起こり、空洞化を抑止することができる。
FIG. 4 shows another method for preventing the formation of cavities.
As described above, nickel 5 is deposited in a thickness of 20 nm or less, a platinum layer 6 is formed in a thickness of about 20 nm, and then, instead of gold, nickel 13 is formed again in a thickness of 20 nm or less instead of gold. Subsequently, a platinum layer 8 is formed on the order of 20 nm, and then the gold layer 9 is
Form about 0 nm. The thickness of the above platinum and gold layers is 5-50
Preferably between nm. Such platinum layer and gold layer
It is formed repeatedly two or more times, but the uppermost gold layer 11 is formed to have a thickness of about 200 nm in order to strike a wiring wire. After electrode deposition, heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere by an infrared annealing furnace. The temperature of the heat treatment is preferably in the range of 200 ° C. or more and 700 ° C. or less. At this time, nickel 5 and nickel layer 7
Between them, mutual diffusion occurs up and down via the grain boundaries 12 in the platinum layer 6, and cavitation can be suppressed.

【0025】また、空洞形成を防ぐ他の手法として図5
のように、ニッケル5及び白金層6を形成する際に、ニッ
ケルと白金の合金14を用いて一挙に形成する。この合金
を用いた膜厚は50 nm以下であることが望ましい。混合
したニッケル及び白金層を形成することで、白金6内に
おけるニッケルの粒界拡散をさらに抑止することができ
る。
FIG. 5 shows another method for preventing the formation of cavities.
As described above, when the nickel 5 and the platinum layer 6 are formed, they are formed at once using an alloy 14 of nickel and platinum. The film thickness using this alloy is desirably 50 nm or less. By forming a mixed nickel and platinum layer, the grain boundary diffusion of nickel in platinum 6 can be further suppressed.

【0026】また、空洞形成を防ぐ他の手法として図6
のように、ニッケル5及び白金層6を形成する際に、ニッ
ケル及び白金を5 nm毎の膜厚で交互に形成する。このニ
ッケル及び白金の膜厚は特に規定しないが、この交互形
成した部分の総膜厚は50 nm以下であることが望まし
い。こうした構造を形成することにより、白金6内にお
けるニッケルの粒界拡散をさらに抑止することができ
る。
FIG. 6 shows another method for preventing the formation of cavities.
As described above, when the nickel 5 and the platinum layer 6 are formed, nickel and platinum are alternately formed with a thickness of every 5 nm. The thicknesses of the nickel and platinum are not particularly limited, but the total thickness of the alternately formed portions is desirably 50 nm or less. By forming such a structure, the grain boundary diffusion of nickel in platinum 6 can be further suppressed.

【0027】上記した製造方法をとることにより、電極
金属内の空洞化を防ぎ、電流注入経路に偏りが発生しな
いようにすることができる。その結果、電極金属と半導
体との界面におけるコンタクト抵抗を減少させることが
でき、p型窒化物半導体上に良好なオーミック性を持つ
電極を形成することでデバイスの駆動電圧・駆動電流を
下げることができる。
By adopting the above-described manufacturing method, it is possible to prevent cavitation in the electrode metal and prevent the current injection path from being biased. As a result, the contact resistance at the interface between the electrode metal and the semiconductor can be reduced, and the drive voltage and drive current of the device can be reduced by forming an electrode with good ohmic properties on the p-type nitride semiconductor. it can.

【0028】なお、本発明はp型窒化物半導体における
電極に関するものであって、n型窒化物半導体側の電極
は特に制限しない。
The present invention relates to an electrode in a p-type nitride semiconductor, and the electrode on the n-type nitride semiconductor is not particularly limited.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上に説明してきたように、この発明に
よれば電極金属内の空洞化を防ぎ、電流注入経路に偏り
が発生しないようにすることができる。その結果、電極
金属と半導体との界面におけるコンタクト抵抗を減少さ
せることができ、p型窒化物半導体上に良好なオーミッ
ク性を持つ電極を形成することでデバイスの駆動電圧・
駆動電流を下げることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent cavitation in the electrode metal and prevent the current injection path from being biased. As a result, the contact resistance at the interface between the electrode metal and the semiconductor can be reduced, and by forming an electrode with good ohmic properties on the p-type nitride semiconductor, the device drive voltage and
The drive current can be reduced.

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

【図1】本発明の一実施例の発光素子を示す模式断面図FIG. 1 is a schematic sectional view showing a light emitting device according to one embodiment of the present invention.

【図2】従来の電極構造(例:ニッケル・白金・金構
造)を示す図
FIG. 2 is a diagram showing a conventional electrode structure (example: nickel-platinum-gold structure)

【図3】本発明の一実施例の電極構造部分を拡大した模
式断面図
FIG. 3 is an enlarged schematic sectional view of an electrode structure according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例の電極構造部分を拡大したも
ので、図1の金層7がニッケル層13に置き換わった模式
断面図
FIG. 4 is an enlarged sectional view of an electrode structure according to an embodiment of the present invention, in which a gold layer 7 of FIG.

【図5】本発明の一実施例の電極構造部分を拡大したも
ので、図1のニッケル5及び白金層6がニッケル及び白金
の混合層14に置き換わった模式断面図
5 is an enlarged cross-sectional view of an electrode structure according to an embodiment of the present invention, in which nickel 5 and platinum layer 6 in FIG. 1 are replaced with a mixed layer 14 of nickel and platinum.

【図6】本発明の一実施例の電極構造部分を拡大したも
ので、図1のニッケル5及び白金層6がニッケル及び白金
の薄膜が交互形成された部分15に置き換わった模式断面
FIG. 6 is an enlarged view of an electrode structure according to an embodiment of the present invention, in which a nickel 5 and a platinum layer 6 of FIG. 1 are replaced with a portion 15 in which thin films of nickel and platinum are alternately formed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 サファイア基板 2 n型窒化ガリウム(GaN)層 3 p型窒化ガリウム(GaN)層 4 n型電極 5 ニッケル(Ni)層 6 白金(Pt)層 7 金(Au)層 8 白金層 9 金層 10 白金層 11 金層 ワイヤーボンディング用 12 白金層の粒界 13 ニッケル層 14 ニッケル及び白金の混合層 15 ニッケル及び白金の薄膜が交互形成された部分 Reference Signs List 1 sapphire substrate 2 n-type gallium nitride (GaN) layer 3 p-type gallium nitride (GaN) layer 4 n-type electrode 5 nickel (Ni) layer 6 platinum (Pt) layer 7 gold (Au) layer 8 platinum layer 9 gold layer 10 Platinum layer 11 Gold layer Wire bonding 12 Grain boundary of platinum layer 13 Nickel layer 14 Mixed layer of nickel and platinum 15 Part where thin films of nickel and platinum are alternately formed

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 AA04 BB05 BB14 DD34 DD37 DD78 FF13 GG04 HH05 HH15 5F041 AA21 AA24 CA34 CA57 CA65 CA73 CA82 CA92 5F073 CA02 CA07 CB05 CB22 CB23 EA29  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4M104 AA04 BB05 BB14 DD34 DD37 DD78 FF13 GG04 HH05 HH15 5F041 AA21 AA24 CA34 CA57 CA65 CA73 CA82 CA92 5F073 CA02 CA07 CB05 CB22 CB23 EA29

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】窒化物半導体上にニッケル(Ni)層を設
け、その上に白金(Pt)層、金(Au)層を2回以上形成
した電極。
An electrode having a nickel (Ni) layer provided on a nitride semiconductor and a platinum (Pt) layer and a gold (Au) layer formed thereon two or more times.
【請求項2】窒化物半導体上にニッケル層を設け、その
上に白金層を積層した後、再度ニッケル層を設け、その
上に白金層、金層を1回以上形成した電極。
2. An electrode in which a nickel layer is provided on a nitride semiconductor, a platinum layer is laminated thereon, a nickel layer is provided again, and a platinum layer and a gold layer are formed thereon one or more times.
【請求項3】窒化物半導体上に混合したニッケル及び白
金層を形成したことを特徴とする電極。
3. An electrode, wherein a mixed nickel and platinum layer is formed on a nitride semiconductor.
【請求項4】窒化物半導体上にニッケル及び白金層を2
回以上、交互に形成したことを特徴とする電極。
4. A nickel and platinum layer on a nitride semiconductor.
An electrode characterized by being formed alternately at least twice.
【請求項5】ニッケルの厚みが20 nm以下であることを
特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の電極。
5. The electrode according to claim 1, wherein the thickness of the nickel is 20 nm or less.
【請求項6】ニッケルの代わりにチタンを用いたことを
特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の電極。
6. The electrode according to claim 1, wherein titanium is used instead of nickel.
【請求項7】p型窒化物半導体の上方に電極を有する窒
化物半導体素子であって、前記電極は、NiまたはTi
を有する第一の層と、前記第一の層の上方に形成された
第二の層と、前記第二の層の上方に形成された第三の層
とを具備しており、前記第二の層と前記第三の層がAu
を有することを特徴とする窒化物半導体素子。
7. A nitride semiconductor device having an electrode above a p-type nitride semiconductor, wherein the electrode is made of Ni or Ti.
And a second layer formed above the first layer, and a third layer formed above the second layer, wherein the second layer Layer and the third layer are made of Au
A nitride semiconductor device comprising:
【請求項8】第一の層と第二の層との間に、前記第二の
層よりも熱拡散しやすい層を有することを特徴とする請
求項7に記載の窒化物半導体素子。
8. The nitride semiconductor device according to claim 7, further comprising a layer between the first layer and the second layer, the layer being more easily thermally diffused than the second layer.
【請求項9】第二の層と第三の層との間に、前記第三の
層よりも熱拡散しやすい層を有することを特徴とする請
求項7または請求項8に記載の窒化物半導体素子。
9. The nitride according to claim 7, further comprising, between the second layer and the third layer, a layer that is more easily thermally diffused than the third layer. Semiconductor element.
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