JP3123226B2 - オーミック電極及びその形成方法 - Google Patents
オーミック電極及びその形成方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＩＩ−ＶＩ族化合物半
導体に形成されたｎ型結晶層に設けられたオーミック電
極及びその形成方法に関する。
導体に形成されたｎ型結晶層に設けられたオーミック電
極及びその形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＺｎＳｅ等のＩＩ−ＶＩ族化合物半導体
が、青色発光素子材料として有望視されている。ＺｎＳ
ｅを用いたＬＥＤ構造は、例えば、ｐ+−ＧａＡｓ又は
ｐ+−ＺｎＳｅ基板の上に形成された、ｐ−ＺｎＳｅ
層、ｎ−ＺｎＳｅ層、ｎ+−ＺｎＳｅ層から成る。ま
た、ＺｎＳｅを用いた半導体レーザ構造は、例えば、ｐ
+−基板、ｐ−クラッド層、活性層、ｎ−クラッド層、
ｎ+−ＺｎＳｅ層から成る。そして、ｎ+−ＺｎＳｅ層に
は、低い接触比抵抗値を有し信頼性の高いオーミック電
極を形成する必要がある。
が、青色発光素子材料として有望視されている。ＺｎＳ
ｅを用いたＬＥＤ構造は、例えば、ｐ+−ＧａＡｓ又は
ｐ+−ＺｎＳｅ基板の上に形成された、ｐ−ＺｎＳｅ
層、ｎ−ＺｎＳｅ層、ｎ+−ＺｎＳｅ層から成る。ま
た、ＺｎＳｅを用いた半導体レーザ構造は、例えば、ｐ
+−基板、ｐ−クラッド層、活性層、ｎ−クラッド層、
ｎ+−ＺｎＳｅ層から成る。そして、ｎ+−ＺｎＳｅ層に
は、低い接触比抵抗値を有し信頼性の高いオーミック電
極を形成する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】現在、オーミック電極
の材料として、ＩｎあるいはＩｎ−Ｈｇ等のＩｎ系金属
が主に検討されている。ｎ+−ＺｎＳｅ層上にＩｎ層を
真空蒸着法にて形成した後、Ｉｎ層を３００゜Ｃ程度で
合金化処理してオーミック電極を形成した場合、Ｉｎの
融点が１５６．６゜Ｃと低温であるために、合金層が粒
状となり、均一な厚さを有する合金層が形成されず、そ
の結果、均一なオーミック性が得られないという問題が
ある。
の材料として、ＩｎあるいはＩｎ−Ｈｇ等のＩｎ系金属
が主に検討されている。ｎ+−ＺｎＳｅ層上にＩｎ層を
真空蒸着法にて形成した後、Ｉｎ層を３００゜Ｃ程度で
合金化処理してオーミック電極を形成した場合、Ｉｎの
融点が１５６．６゜Ｃと低温であるために、合金層が粒
状となり、均一な厚さを有する合金層が形成されず、そ
の結果、均一なオーミック性が得られないという問題が
ある。
【０００４】また、オーミック電極の接触比抵抗値が５
×１０-2Ω・ｃｍ2もある。この値は、ｐ型ＧａＡｓ化
合物半導体層に形成されたＴｉ／Ｐｔ／Ａｕから成るオ
ーミック電極の接触比抵抗値（１０-6〜１０-7Ω・ｃｍ
2）と比べて、極めて高い。更に、このように高い接触
比抵抗値を有する電極に電流が流れると、電極が局部的
に加熱されることによって、合金層が破壊され、電極が
劣化し高抵抗になるという問題もある。
×１０-2Ω・ｃｍ2もある。この値は、ｐ型ＧａＡｓ化
合物半導体層に形成されたＴｉ／Ｐｔ／Ａｕから成るオ
ーミック電極の接触比抵抗値（１０-6〜１０-7Ω・ｃｍ
2）と比べて、極めて高い。更に、このように高い接触
比抵抗値を有する電極に電流が流れると、電極が局部的
に加熱されることによって、合金層が破壊され、電極が
劣化し高抵抗になるという問題もある。
【０００５】従って、本発明の第１の目的は、ＺｎＳｅ
等におけるＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層に、低い接触比抵
抗値、安定した特性、均一なオーミック性を有するオー
ミック電極を形成する方法を提供することにある。更
に、本発明の第２の目的は、ＺｎＳｅ等におけるＩＩ−
ＶＩ族のｎ型結晶層に対して、低い接触比抵抗値、安定
した特性、均一なオーミック性を有するオーミック電極
を提供することにある。
等におけるＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層に、低い接触比抵
抗値、安定した特性、均一なオーミック性を有するオー
ミック電極を形成する方法を提供することにある。更
に、本発明の第２の目的は、ＺｎＳｅ等におけるＩＩ−
ＶＩ族のｎ型結晶層に対して、低い接触比抵抗値、安定
した特性、均一なオーミック性を有するオーミック電極
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の第１の目的は、Ｉ
Ｉ−ＶＩ族のｎ型結晶層にオーミック電極を形成する本
発明のオーミック電極の形成方法の第１の態様によって
達成することができる。この第１の態様によるオーミッ
ク電極の形成方法は、（イ）ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層
に高濃度ドーピング層を形成する工程と、（ロ）この高
濃度ドーピング層の表層をエッチングする工程と、
（ハ）エッチング後の高濃度ドーピング層上に、Ｔｉ層
を形成し、更にその上に金属層を形成する工程、から成
ることを特徴とする。
Ｉ−ＶＩ族のｎ型結晶層にオーミック電極を形成する本
発明のオーミック電極の形成方法の第１の態様によって
達成することができる。この第１の態様によるオーミッ
ク電極の形成方法は、（イ）ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層
に高濃度ドーピング層を形成する工程と、（ロ）この高
濃度ドーピング層の表層をエッチングする工程と、
（ハ）エッチング後の高濃度ドーピング層上に、Ｔｉ層
を形成し、更にその上に金属層を形成する工程、から成
ることを特徴とする。
【０００７】本発明のオーミック電極の形成方法の第１
の態様においては、高濃度ドーピング層を形成する工程
におけるドーピング濃度は１０18乃至１０20ｃｍ-3オー
ダーであり、Ｔｉ層を厚さ１乃至１００ｎｍ形成するこ
とが好ましい。
の態様においては、高濃度ドーピング層を形成する工程
におけるドーピング濃度は１０18乃至１０20ｃｍ-3オー
ダーであり、Ｔｉ層を厚さ１乃至１００ｎｍ形成するこ
とが好ましい。
【０００８】金属層としては、Ｐｔ／Ａｕ、Ａｕ、Ｐ
ｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｄ等を例示することが
できるが、中でも、Ｔｉ層側からＰｔ層／Ａｕ層の２層
構成とすることが好ましい。
ｔ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｄ等を例示することが
できるが、中でも、Ｔｉ層側からＰｔ層／Ａｕ層の２層
構成とすることが好ましい。
【０００９】上記の第２の目的は、ＩＩ−ＶＩ族のｎ型
結晶高濃度ドーピング層上に形成され、該高濃度ドーピ
ング側から、Ｔｉ層及び金属層から成ることを特徴とす
る、本発明のオーミック電極の第１の態様によって達成
することができる。
結晶高濃度ドーピング層上に形成され、該高濃度ドーピ
ング側から、Ｔｉ層及び金属層から成ることを特徴とす
る、本発明のオーミック電極の第１の態様によって達成
することができる。
【００１０】更に、上記の第１の目的は、ＩＩ−ＶＩ族
のｎ型結晶層にオーミック電極を形成する本発明のオー
ミック電極の形成方法の第２の態様によって達成するこ
とができる。この第２の態様によるオーミック電極の形
成方法は、（イ）ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層上に、Ａｌ
−Ｉｎから成る層を堆積させ、あるいはＡｌ層とＩｎ層
を交互に堆積させる工程と、（ロ）Ａｌ−Ｉｎから成る
層、あるいはＡｌ層とＩｎ層が交互に積層した層を合金
化処理する工程、から成ることを特徴とする。
のｎ型結晶層にオーミック電極を形成する本発明のオー
ミック電極の形成方法の第２の態様によって達成するこ
とができる。この第２の態様によるオーミック電極の形
成方法は、（イ）ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層上に、Ａｌ
−Ｉｎから成る層を堆積させ、あるいはＡｌ層とＩｎ層
を交互に堆積させる工程と、（ロ）Ａｌ−Ｉｎから成る
層、あるいはＡｌ層とＩｎ層が交互に積層した層を合金
化処理する工程、から成ることを特徴とする。
【００１１】更に、上記の第２の目的は、ＩＩ−ＶＩ族
のｎ型結晶層に形成され、Ａｌ−Ｉｎ合金層から成るこ
とを特徴とする、本発明のオーミック電極の第２の態様
によって達成することができる。
のｎ型結晶層に形成され、Ａｌ−Ｉｎ合金層から成るこ
とを特徴とする、本発明のオーミック電極の第２の態様
によって達成することができる。
【００１２】
【作用】本発明の第１の態様に関するオーミック電極の
形成方法においては、ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層に高濃
度ドーピング層を形成することによって、表面空乏層を
減少させ、トンネル電流を流れ易くする。また、この高
濃度ドーピング層の表層をエッチングすることで、表面
に形成された酸化膜が除去され、電極中を電流が流れ易
くなる。更に、エッチング後の高濃度ドーピング層に、
Ｔｉ層、金属層を順次形成する。
形成方法においては、ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層に高濃
度ドーピング層を形成することによって、表面空乏層を
減少させ、トンネル電流を流れ易くする。また、この高
濃度ドーピング層の表層をエッチングすることで、表面
に形成された酸化膜が除去され、電極中を電流が流れ易
くなる。更に、エッチング後の高濃度ドーピング層に、
Ｔｉ層、金属層を順次形成する。
【００１３】ＴｉはＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層と室温で
反応するので、Ｔｉ層は電極とＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶
層の密着性を向上させる。また、Ｔｉの仕事関数は約４
ｅＶと大きく、例えばＺｎＳｅの電子親和力３．５１±
０．１ｅＶに近く、電子に対するバリア性が小さい。金
属層としてＰｔ層／Ａｕ層の２層構成を用いた場合、Ｐ
ｔ層はＡｕの拡散を防ぐ。また、Ａｕは、Ｐｔと同様に
電気抵抗値が低く、電極の抵抗を下げる。また、Ａｕ、
Ｐｔは高融点金属であり、熱的にも安定している。
反応するので、Ｔｉ層は電極とＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶
層の密着性を向上させる。また、Ｔｉの仕事関数は約４
ｅＶと大きく、例えばＺｎＳｅの電子親和力３．５１±
０．１ｅＶに近く、電子に対するバリア性が小さい。金
属層としてＰｔ層／Ａｕ層の２層構成を用いた場合、Ｐ
ｔ層はＡｕの拡散を防ぐ。また、Ａｕは、Ｐｔと同様に
電気抵抗値が低く、電極の抵抗を下げる。また、Ａｕ、
Ｐｔは高融点金属であり、熱的にも安定している。
【００１４】以上、纏めると、ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶
層の空乏化を防ぎ、Ｔｉが室温でＩＩ−ＶＩ族のｎ型結
晶層と反応することによって、電極とｎ型結晶層の密着
性を高めると共に電子バリアの小さな金属／半導体接触
が形成されるので、オーミック性を有する電極を得るこ
とができる。また、Ｔｉ層の上に金属層を形成すること
で、Ｔｉ層の酸化を防止し、熱的に安定したオーミック
電極を得ることができる。
層の空乏化を防ぎ、Ｔｉが室温でＩＩ−ＶＩ族のｎ型結
晶層と反応することによって、電極とｎ型結晶層の密着
性を高めると共に電子バリアの小さな金属／半導体接触
が形成されるので、オーミック性を有する電極を得るこ
とができる。また、Ｔｉ層の上に金属層を形成すること
で、Ｔｉ層の酸化を防止し、熱的に安定したオーミック
電極を得ることができる。
【００１５】Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕから成るオーミック電極
をｐ型ＧａＡｓ化合物半導体層に形成することは公知で
ある。また、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕから成る電極をｎ型Ｇａ
Ａｓ化合物半導体層に形成した場合、電極とｎ型ＧａＡ
ｓ化合物半導体層との間にショットキー接合が形成され
ることも公知である。Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕから成る電極を
ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層に設けた場合、ｎ型ＧａＡｓ
化合物半導体層に関する類推からショットキー接合にな
ると信じられていたため、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕから成る電
極をＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層に設けることは今まで試
みられていなかった。
をｐ型ＧａＡｓ化合物半導体層に形成することは公知で
ある。また、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕから成る電極をｎ型Ｇａ
Ａｓ化合物半導体層に形成した場合、電極とｎ型ＧａＡ
ｓ化合物半導体層との間にショットキー接合が形成され
ることも公知である。Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕから成る電極を
ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層に設けた場合、ｎ型ＧａＡｓ
化合物半導体層に関する類推からショットキー接合にな
ると信じられていたため、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕから成る電
極をＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層に設けることは今まで試
みられていなかった。
【００１６】本発明の第２の態様に関するオーミック電
極及びその形成方法においては、オーミック電極はＡｌ
−Ｉｎ合金層から成る。Ａｌの融点は６６０．４゜Ｃ、
体積抵抗率は０゜Ｃで２．５Ω・ｍであり、Ｉｎの融点
は１５６．６゜Ｃ、体積抵抗率は０゜Ｃで８．０Ω・ｍ
である。従って、Ｉｎを用いた電極に比べて、本発明の
オーミック電極は高温での安定性に優れ、信頼性が高
い。
極及びその形成方法においては、オーミック電極はＡｌ
−Ｉｎ合金層から成る。Ａｌの融点は６６０．４゜Ｃ、
体積抵抗率は０゜Ｃで２．５Ω・ｍであり、Ｉｎの融点
は１５６．６゜Ｃ、体積抵抗率は０゜Ｃで８．０Ω・ｍ
である。従って、Ｉｎを用いた電極に比べて、本発明の
オーミック電極は高温での安定性に優れ、信頼性が高
い。
【００１７】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明を実施例に基
づき説明する。
づき説明する。
【００１８】（実施例−１）実施例−１は、本発明の第
１の態様のオーミック電極及びその形成方法に関する。
図１に、化合物半導体レーザ１０の模式的断面図を示
す。実施例−１においては、ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層
はｎ−ＺｎＳｅから成る。
１の態様のオーミック電極及びその形成方法に関する。
図１に、化合物半導体レーザ１０の模式的断面図を示
す。実施例−１においては、ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層
はｎ−ＺｎＳｅから成る。
【００１９】この化合物半導体レーザ１０は、ｐ+−Ｇ
ａＡｓ基板１２上に形成された、ｐ−ＺｎＳｅから成る
ｐ−クラッド層１４、活性層１６、ｎ−ＺｎＳｅから成
るｎ−クラッド層（ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層）１８、
ｎ+−ＺｎＳｅから成る高濃度ドーピング層２０から構
成されている。そして、高濃度ドーピング層２０上に
は、高濃度ドーピング層２０側から、Ｔｉ層２４、及び
Ｐｔ層２６並びにＡｕ層２８から構成された金属層から
成るオーミック電極２２が形成されている。ｐ+−Ｇａ
Ａｓ基板１２の下側には、下部電極２２Ａが形成されて
いる。
ａＡｓ基板１２上に形成された、ｐ−ＺｎＳｅから成る
ｐ−クラッド層１４、活性層１６、ｎ−ＺｎＳｅから成
るｎ−クラッド層（ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層）１８、
ｎ+−ＺｎＳｅから成る高濃度ドーピング層２０から構
成されている。そして、高濃度ドーピング層２０上に
は、高濃度ドーピング層２０側から、Ｔｉ層２４、及び
Ｐｔ層２６並びにＡｕ層２８から構成された金属層から
成るオーミック電極２２が形成されている。ｐ+−Ｇａ
Ａｓ基板１２の下側には、下部電極２２Ａが形成されて
いる。
【００２０】オーミック電極２２の形成方法を、以下説
明する。先ず、従来の方法で、ｐ+−ＧａＡｓ基板１２
上に、ｐ−ＺｎＳｅから成るｐ−クラッド層１４、活性
層１６、ｎ−ＺｎＳｅから成るｎ−クラッド層（ＩＩ−
ＶＩ族のｎ型結晶層）１８を形成する。次に、ｎ−クラ
ッド層１８に、例えばドーパントとしてＣｌ（塩素）を
使用して高濃度ドーピングを行い、高濃度ドーピング層
２０を形成する。高濃度ドーピング層２０は、１０18乃
至１０20ｃｍ-3オーダーのドーピング濃度を有すること
が好ましい。
明する。先ず、従来の方法で、ｐ+−ＧａＡｓ基板１２
上に、ｐ−ＺｎＳｅから成るｐ−クラッド層１４、活性
層１６、ｎ−ＺｎＳｅから成るｎ−クラッド層（ＩＩ−
ＶＩ族のｎ型結晶層）１８を形成する。次に、ｎ−クラ
ッド層１８に、例えばドーパントとしてＣｌ（塩素）を
使用して高濃度ドーピングを行い、高濃度ドーピング層
２０を形成する。高濃度ドーピング層２０は、１０18乃
至１０20ｃｍ-3オーダーのドーピング濃度を有すること
が好ましい。
【００２１】次いで、高濃度ドーピング層２０の表面に
形成された酸化膜を除去するために、この高濃度ドーピ
ング層２０の表層をエッチングする。エッチングの条件
は、例えば、ＨＣｌ：Ｈ2Ｏ＝１：１のエッチング液を
使用し、室温で約１０分間とすることができる。エッチ
ング後、純水で高濃度ドーピング層２０の表面を洗浄
し、乾燥させることが好ましい。エッチングすべき高濃
度ドーピング層２０の表層の厚さは、形成された酸化膜
の厚さにも依存するが、２０〜３０ｎｍ程度である。
形成された酸化膜を除去するために、この高濃度ドーピ
ング層２０の表層をエッチングする。エッチングの条件
は、例えば、ＨＣｌ：Ｈ2Ｏ＝１：１のエッチング液を
使用し、室温で約１０分間とすることができる。エッチ
ング後、純水で高濃度ドーピング層２０の表面を洗浄
し、乾燥させることが好ましい。エッチングすべき高濃
度ドーピング層２０の表層の厚さは、形成された酸化膜
の厚さにも依存するが、２０〜３０ｎｍ程度である。
【００２２】次に、エッチング後の高濃度ドーピング層
２０に、Ｔｉ層２４、Ｐｔ層２６及びＡｕ層２８を順次
形成する。これらの層の形成は、例えば電子線加熱によ
る真空蒸着法とすることができる。Ｔｉ層２４の厚さは
１乃至１００ｎｍ、Ｐｔ層２６の厚さは１００ｎｍ前
後、Ａｕ層２８の厚さは２００ｎｍ前後であることが好
ましい。これらの層は、メタルマスク又はレジストマス
クを用いて任意の形状に形成することができる。また、
下部電極２２Ａは、従来の方法で作製する。
２０に、Ｔｉ層２４、Ｐｔ層２６及びＡｕ層２８を順次
形成する。これらの層の形成は、例えば電子線加熱によ
る真空蒸着法とすることができる。Ｔｉ層２４の厚さは
１乃至１００ｎｍ、Ｐｔ層２６の厚さは１００ｎｍ前
後、Ａｕ層２８の厚さは２００ｎｍ前後であることが好
ましい。これらの層は、メタルマスク又はレジストマス
クを用いて任意の形状に形成することができる。また、
下部電極２２Ａは、従来の方法で作製する。
【００２３】このような方法で、図２に模式的な一部断
面図を示すような評価用の電極を作製した。図２中の参
照番号は図１と同一である。厚さ１．２μｍの高濃度ド
ーピング層２０において、ホール測定の結果、ｎ＝２×
１０19ｃｍ-3が得られた。また、Ｔｉ層の厚さを１０ｎ
ｍ、Ｐｔ層の厚さを１００ｎｍ、Ａｕ層の厚さを２００
ｎｍとした。電極２２の大きさは２００μｍ×２５０μ
ｍであり、２つの電極２２の間の間隔Ｌを変化させた評
価用電極を作製し、４端子法で電流−電圧特性を調べ、
抵抗値を求めた。電流−電圧特性は直線状であり、オー
ミック特性が得られた。２つの電極２２の間の間隔Ｌと
抵抗値の関係を図３に示す。
面図を示すような評価用の電極を作製した。図２中の参
照番号は図１と同一である。厚さ１．２μｍの高濃度ド
ーピング層２０において、ホール測定の結果、ｎ＝２×
１０19ｃｍ-3が得られた。また、Ｔｉ層の厚さを１０ｎ
ｍ、Ｐｔ層の厚さを１００ｎｍ、Ａｕ層の厚さを２００
ｎｍとした。電極２２の大きさは２００μｍ×２５０μ
ｍであり、２つの電極２２の間の間隔Ｌを変化させた評
価用電極を作製し、４端子法で電流−電圧特性を調べ、
抵抗値を求めた。電流−電圧特性は直線状であり、オー
ミック特性が得られた。２つの電極２２の間の間隔Ｌと
抵抗値の関係を図３に示す。
【００２４】この結果に基づき、ＴＬＭ法（R. William
s, "Modern GaAs Processing Methods", Artech House,
1990, pp 227 参照）解析によって、接触比抵抗値＝
３．４×１０-4Ω・ｃｍ2を得た。この電極を水素１０
０％雰囲気中で２００゜Ｃ、５分間アニールした場合で
も電流−電圧特性に大きな変化はなく、温度に対して極
めて安定しており、アニール後の接触比抵抗値は、２．
５×１０-4Ω・ｃｍ2となった。また、この電極を水素
１００％雰囲気中で２５０゜Ｃ、５分間アニールした場
合でも電流−電圧特性に大きな変化はなく、温度に対し
て極めて安定しており、アニール後の接触比抵抗値は、
１．１×１０-4Ω・ｃｍ2となった。
s, "Modern GaAs Processing Methods", Artech House,
1990, pp 227 参照）解析によって、接触比抵抗値＝
３．４×１０-4Ω・ｃｍ2を得た。この電極を水素１０
０％雰囲気中で２００゜Ｃ、５分間アニールした場合で
も電流−電圧特性に大きな変化はなく、温度に対して極
めて安定しており、アニール後の接触比抵抗値は、２．
５×１０-4Ω・ｃｍ2となった。また、この電極を水素
１００％雰囲気中で２５０゜Ｃ、５分間アニールした場
合でも電流−電圧特性に大きな変化はなく、温度に対し
て極めて安定しており、アニール後の接触比抵抗値は、
１．１×１０-4Ω・ｃｍ2となった。
【００２５】（実施例−２）実施例−２は、本発明の第
１の態様のオーミック電極を有するＬＥＤである。図４
に、ＬＥＤ３０の模式的断面図を示す。実施例−２にお
いては、ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層は、ｎ−ＺｎＳｅか
ら成る。
１の態様のオーミック電極を有するＬＥＤである。図４
に、ＬＥＤ３０の模式的断面図を示す。実施例−２にお
いては、ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層は、ｎ−ＺｎＳｅか
ら成る。
【００２６】このＬＥＤ３０は、ｐ+−ＧａＡｓ基板又
はｐ+−ＺｎＳｅ基板３２上に形成された、ｐ−ＺｎＳ
ｅ層３４、ｎ−ＺｎＳｅ層（ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶
層）３８、ｎ+−ＺｎＳｅから成る高濃度ドーピング層
４０から構成されている。基板３２の下側には、下部電
極２２Ａが形成されている。高濃度ドーピング層４０上
には、高濃度ドーピング層４０側から、Ｔｉ層２４、及
びＰｔ層２６並びにＡｕ層２８から構成された金属層か
ら成るオーミック電極２２が形成されている。オーミッ
ク電極２２の形成方法は実施例−１と同様である。
はｐ+−ＺｎＳｅ基板３２上に形成された、ｐ−ＺｎＳ
ｅ層３４、ｎ−ＺｎＳｅ層（ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶
層）３８、ｎ+−ＺｎＳｅから成る高濃度ドーピング層
４０から構成されている。基板３２の下側には、下部電
極２２Ａが形成されている。高濃度ドーピング層４０上
には、高濃度ドーピング層４０側から、Ｔｉ層２４、及
びＰｔ層２６並びにＡｕ層２８から構成された金属層か
ら成るオーミック電極２２が形成されている。オーミッ
ク電極２２の形成方法は実施例−１と同様である。
【００２７】（実施例−３）実施例−３は、本発明の第
２の態様のオーミック電極及びその形成方法に関する。
図５に、化合物半導体レーザ５０の模式的断面図を示
す。実施例−３においては、ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層
は、ｎ−ＺｎＳｅから成る。
２の態様のオーミック電極及びその形成方法に関する。
図５に、化合物半導体レーザ５０の模式的断面図を示
す。実施例−３においては、ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層
は、ｎ−ＺｎＳｅから成る。
【００２８】この化合物半導体レーザ５０は、ｐ+−Ｇ
ａＡｓ基板５２上に形成された、ｐ−ＺｎＳｅから成る
ｐ−クラッド層５４、活性層５６、ｎ−ＺｎＳｅから成
るｎ−クラッド層（ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層）５８か
ら構成されている。そして、ｎ型結晶層５８上には、Ａ
ｌ−Ｉｎ合金層から成るオーミック電極６０が形成され
ている。基板５２の下側には、下部電極６２が形成され
ている。
ａＡｓ基板５２上に形成された、ｐ−ＺｎＳｅから成る
ｐ−クラッド層５４、活性層５６、ｎ−ＺｎＳｅから成
るｎ−クラッド層（ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層）５８か
ら構成されている。そして、ｎ型結晶層５８上には、Ａ
ｌ−Ｉｎ合金層から成るオーミック電極６０が形成され
ている。基板５２の下側には、下部電極６２が形成され
ている。
【００２９】オーミック電極６０の形成方法を、以下説
明する。先ず、従来の方法で、ｐ+−ＧａＡｓ基板５２
上に、ｐ−ＺｎＳｅから成るｐ−クラッド層５４、活性
層５６、ｎ−ＺｎＳｅから成るｎ−クラッド層（ＩＩ−
ＶＩ族のｎ型結晶層）５８を形成する。次いで、ｎ−ク
ラッド層５８の表面を必要に応じて軽くエッチングし、
あるいは溶剤で洗浄する。
明する。先ず、従来の方法で、ｐ+−ＧａＡｓ基板５２
上に、ｐ−ＺｎＳｅから成るｐ−クラッド層５４、活性
層５６、ｎ−ＺｎＳｅから成るｎ−クラッド層（ＩＩ−
ＶＩ族のｎ型結晶層）５８を形成する。次いで、ｎ−ク
ラッド層５８の表面を必要に応じて軽くエッチングし、
あるいは溶剤で洗浄する。
【００３０】次いでｎ−クラッド層５８上に、Ａｌ−Ｉ
ｎ合金から成る層を、例えば真空蒸着法にて堆積させ
る。この層の厚さを１００〜１０００ｎｍとすることが
望ましい。Ａｌ−Ｉｎ合金の組成は、Ｉｎの含有率を１
〜９９重量％の間で適宜変えることができる。
ｎ合金から成る層を、例えば真空蒸着法にて堆積させ
る。この層の厚さを１００〜１０００ｎｍとすることが
望ましい。Ａｌ−Ｉｎ合金の組成は、Ｉｎの含有率を１
〜９９重量％の間で適宜変えることができる。
【００３１】あるいは又、ｎ−クラッド層５８上に、Ａ
ｌ層とＩｎ層を、例えば真空蒸着法にて交互に堆積させ
る。Ａｌ層とＩｎ層の厚さは、所望の合金比となるよう
に設定する。これらの層の総厚を１００〜１０００ｎｍ
とすることが望ましい。Ａｌ層の合計厚さとＩｎ層の合
計厚さの割合は、１：９９〜９９：１の間で適宜変える
ことができる。
ｌ層とＩｎ層を、例えば真空蒸着法にて交互に堆積させ
る。Ａｌ層とＩｎ層の厚さは、所望の合金比となるよう
に設定する。これらの層の総厚を１００〜１０００ｎｍ
とすることが望ましい。Ａｌ層の合計厚さとＩｎ層の合
計厚さの割合は、１：９９〜９９：１の間で適宜変える
ことができる。
【００３２】Ａｌ−Ｉｎ合金から成る層、あるいはＡｌ
層とＩｎ層は、メタルマスク又はレジストマスクを用い
て任意の形状に形成することができる。
層とＩｎ層は、メタルマスク又はレジストマスクを用い
て任意の形状に形成することができる。
【００３３】次いで、Ａｌ−Ｉｎから成る層、あるいは
Ａｌ層とＩｎ層が交互に積層した層を合金化処理し、Ａ
ｌ−Ｉｎ合金層から成るオーミック電極６０を完成させ
る。この合金化処理は、例えば、水素、窒素、アルゴン
等の不活性ガス又はこれらのガスの混合ガス雰囲気中
で、２５０〜４００゜Ｃ、数分間の熱処理とすることが
できる。
Ａｌ層とＩｎ層が交互に積層した層を合金化処理し、Ａ
ｌ−Ｉｎ合金層から成るオーミック電極６０を完成させ
る。この合金化処理は、例えば、水素、窒素、アルゴン
等の不活性ガス又はこれらのガスの混合ガス雰囲気中
で、２５０〜４００゜Ｃ、数分間の熱処理とすることが
できる。
【００３４】（実施例−４）実施例−４は、本発明の第
２の態様のオーミック電極を有するＬＥＤである。図６
に、ＬＥＤ７０の模式的断面図を示す。実施例−４にお
いては、ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層は、ｎ−ＺｎＳｅか
ら成る。
２の態様のオーミック電極を有するＬＥＤである。図６
に、ＬＥＤ７０の模式的断面図を示す。実施例−４にお
いては、ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層は、ｎ−ＺｎＳｅか
ら成る。
【００３５】このＬＥＤ７０は、ｐ+−ＧａＡｓ基板又
はｐ+−ＺｎＳｅ基板７２上に形成された、ｐ−ＺｎＳ
ｅ層７４、ｎ−ＺｎＳｅ層（ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶
層）７８から構成されている。そして、ｎ−ＺｎＳｅ層
７８上には、Ａｌ−Ｉｎ合金層から成るオーミック電極
６０が形成されている。オーミック電極６０の形成方法
は実施例−３と同様である。基板７２の下側には、下部
電極６２が形成されている。
はｐ+−ＺｎＳｅ基板７２上に形成された、ｐ−ＺｎＳ
ｅ層７４、ｎ−ＺｎＳｅ層（ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶
層）７８から構成されている。そして、ｎ−ＺｎＳｅ層
７８上には、Ａｌ−Ｉｎ合金層から成るオーミック電極
６０が形成されている。オーミック電極６０の形成方法
は実施例−３と同様である。基板７２の下側には、下部
電極６２が形成されている。
【００３６】以上、本発明を好ましい実施例に基づき説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層として、実施例で説
明したＺｎＳｅの他に、ＺｎＳ、ＺｎＴｅ、（Ｚｎ，Ｍ
ｇ）−（Ｓ，Ｓｅ）、（Ｚｎ，Ｃｄ）−（Ｓ，Ｓｅ，Ｔ
ｅ）を例示することができる。本発明の第２の態様にお
いて、例えば、Ａｌ−Ｉｎ合金をＩＩ−ＶＩ族のｎ型結
晶層上に置きあるいは圧着することで、Ａｌ−Ｉｎから
成る層をＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層上に堆積させること
もできる。
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層として、実施例で説
明したＺｎＳｅの他に、ＺｎＳ、ＺｎＴｅ、（Ｚｎ，Ｍ
ｇ）−（Ｓ，Ｓｅ）、（Ｚｎ，Ｃｄ）−（Ｓ，Ｓｅ，Ｔ
ｅ）を例示することができる。本発明の第２の態様にお
いて、例えば、Ａｌ−Ｉｎ合金をＩＩ−ＶＩ族のｎ型結
晶層上に置きあるいは圧着することで、Ａｌ−Ｉｎから
成る層をＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層上に堆積させること
もできる。
【００３７】
【発明の効果】本発明の第１の態様のオーミック電極及
びその形成方法においては、合金化処理が不要であり、
Ｉｎの合金化処理にて電極を形成する場合の問題を回避
することができる。そして、１０-4Ωｃｍ2程度の低い
接触比抵抗値が得られる。接触比抵抗値が低いので、電
極部分における電流ロスや、ジュール熱の発生等による
電極の劣化、化合物半導体レーザやＬＥＤの特性劣化を
防ぐことができる。また、２５０゜Ｃ程度のアニール処
理においても電流−電圧特性に殆ど変化がなく、安定し
た特性、均一なオーミック性を有するオーミック電極を
得ることができる。また、深い合金層がないので、浅い
電極が形成できる。
びその形成方法においては、合金化処理が不要であり、
Ｉｎの合金化処理にて電極を形成する場合の問題を回避
することができる。そして、１０-4Ωｃｍ2程度の低い
接触比抵抗値が得られる。接触比抵抗値が低いので、電
極部分における電流ロスや、ジュール熱の発生等による
電極の劣化、化合物半導体レーザやＬＥＤの特性劣化を
防ぐことができる。また、２５０゜Ｃ程度のアニール処
理においても電流−電圧特性に殆ど変化がなく、安定し
た特性、均一なオーミック性を有するオーミック電極を
得ることができる。また、深い合金層がないので、浅い
電極が形成できる。
【００３８】本発明の第２の態様に関するオーミック電
極及びその形成方法においては、ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結
晶層に高濃度ドーピング層を形成する工程が不要であ
る。オーミック電極はＡｌ−Ｉｎ合金層から成るので、
Ｉｎを用いた電極に比べて、高温での安定性に優れ、信
頼性が高い。また、ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層に対する
Ａｌ−Ｉｎ合金層の濡れ性も、Ｉｎを用いた電極に比べ
て優れており、合金化処理にてオーミック電極を形成し
た場合、合金層が粒状となることがなく、均一な厚さを
有する合金層が形成され、その結果、均一なオーミック
性が得られる。
極及びその形成方法においては、ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結
晶層に高濃度ドーピング層を形成する工程が不要であ
る。オーミック電極はＡｌ−Ｉｎ合金層から成るので、
Ｉｎを用いた電極に比べて、高温での安定性に優れ、信
頼性が高い。また、ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層に対する
Ａｌ−Ｉｎ合金層の濡れ性も、Ｉｎを用いた電極に比べ
て優れており、合金化処理にてオーミック電極を形成し
た場合、合金層が粒状となることがなく、均一な厚さを
有する合金層が形成され、その結果、均一なオーミック
性が得られる。
【００３９】本発明のオーミック電極の形成方法におい
ては、メタルマスクあるいはレジストマスクを用いるこ
とができるので、任意の形状を有するオーミック電極を
形成できる。従って、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用い
た各種装置の構造の多様化を図ることができる。
ては、メタルマスクあるいはレジストマスクを用いるこ
とができるので、任意の形状を有するオーミック電極を
形成できる。従って、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体を用い
た各種装置の構造の多様化を図ることができる。
【図１】本発明の第１の態様に関するオーミック電極を
備えた化合物半導体レーザの模式的な断面図である。
備えた化合物半導体レーザの模式的な断面図である。
【図２】本発明の第１の態様に関するオーミック電極の
特性を測定するための評価用電極の模式的な一部断面図
である。
特性を測定するための評価用電極の模式的な一部断面図
である。
【図３】本発明の第１の態様に関する評価用電極の間の
間隔と抵抗値との関係を示す図である。
間隔と抵抗値との関係を示す図である。
【図４】本発明の第１の態様に関するオーミック電極を
備えたＬＥＤの模式的な断面図である。
備えたＬＥＤの模式的な断面図である。
【図５】本発明の第２の態様に関するオーミック電極を
備えた化合物半導体レーザの模式的な断面図である。
備えた化合物半導体レーザの模式的な断面図である。
【図６】本発明の第２の態様に関するオーミック電極を
備えたＬＥＤの模式的な断面図である。
備えたＬＥＤの模式的な断面図である。
１０，５０ 化合物半導体レーザ １２，５２ ｐ+−ＧａＡｓ基板 １４，５４ ｐ−クラッド層 １６，５６ 活性層 １８，５８ ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層 ２０，４０ 高濃度ドーピング層 ２２，６０ オーミック電極 ２４ Ｔｉ層 ２６ Ｐｔ層 ２８ Ａｕ層 ３０，７０ ＬＥＤ ３２，７２ ｐ+−ＧａＡｓ基板又はｐ+−ＺｎＳｅ基板 ３４，７４ ｐ−ＺｎＳｅ層 ３８，７８ ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｓ 5/347 Ｈ０１Ｓ 5/347 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/28 H01L 33/00 H01S 5/042 H01S 5/327 H01S 5/347
Claims (3)
- 【請求項１】ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層にオーミック電
極を形成する方法であって、 （イ）ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶層に高濃度ドーピング層
を形成する工程と、 （ロ）該高濃度ドーピング層の表層をエッチングする工
程と、 （ハ）エッチング後の高濃度ドーピング層上に、Ｔｉ層
を形成し、更にその上に金属層を形成する工程、 から成ることを特徴とするオーミック電極の形成方法。 - 【請求項２】高濃度ドーピング層を形成する工程におけ
るドーピング濃度は１０18乃至１０20ｃｍ-3オーダーで
あり、Ｔｉ層を厚さ１乃至１００ｎｍ形成することを特
徴とする請求項１に記載のオーミック電極の形成方法。 - 【請求項３】ＩＩ−ＶＩ族のｎ型結晶高濃度ドーピング
層上に形成され、該高濃度ドーピング側から、Ｔｉ層及
び金属層から成ることを特徴とするオーミック電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16010192A JP3123226B2 (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | オーミック電極及びその形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16010192A JP3123226B2 (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | オーミック電極及びその形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335267A JPH05335267A (ja) | 1993-12-17 |
| JP3123226B2 true JP3123226B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=15707877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16010192A Expired - Lifetime JP3123226B2 (ja) | 1992-05-28 | 1992-05-28 | オーミック電極及びその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3123226B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6026560B2 (ja) * | 2012-12-27 | 2016-11-16 | 株式会社前川製作所 | 食品搬送用コンベア装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE9010910U1 (ja) * | 1990-07-23 | 1990-10-25 | Electrostar Schoettle Gmbh & Co, 7313 Reichenbach, De | |
| JP2713697B2 (ja) * | 1994-03-09 | 1998-02-16 | 松下電器産業株式会社 | ｐ型化合物半導体用オーミック電極及びそれを用いたバイポーラトランジスタ、並びにそれらの製造方法 |
| JP3341763B2 (ja) | 2000-04-27 | 2002-11-05 | 住友電気工業株式会社 | 化合物半導体装置の製造方法および化合物半導体装置の製造装置 |
| JP2002299699A (ja) | 2001-03-30 | 2002-10-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 発光装置およびその製造方法 |
| JP2008131022A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-05 | Hoya Corp | 電極構造 |
-
1992
- 1992-05-28 JP JP16010192A patent/JP3123226B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6026560B2 (ja) * | 2012-12-27 | 2016-11-16 | 株式会社前川製作所 | 食品搬送用コンベア装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05335267A (ja) | 1993-12-17 |
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