JP3292044B2 - ｐ伝導形３族窒化物半導体の電極パッド及びそれを有した素子及び素子の製造方法 - Google Patents

ｐ伝導形３族窒化物半導体の電極パッド及びそれを有した素子及び素子の製造方法

Info

Publication number
JP3292044B2
JP3292044B2 JP16088596A JP16088596A JP3292044B2 JP 3292044 B2 JP3292044 B2 JP 3292044B2 JP 16088596 A JP16088596 A JP 16088596A JP 16088596 A JP16088596 A JP 16088596A JP 3292044 B2 JP3292044 B2 JP 3292044B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode layer
layer
electrode
semiconductor
electrode pad
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP16088596A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09320984A (ja
Inventor
俊也 上村
直樹 柴田
静代 野杁
茂美 堀内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyoda Gosei Co Ltd
Original Assignee
Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Gosei Co Ltd filed Critical Toyoda Gosei Co Ltd
Priority to JP16088596A priority Critical patent/JP3292044B2/ja
Priority to TW086107575A priority patent/TW345753B/zh
Priority to US08/866,129 priority patent/US6734468B2/en
Publication of JPH09320984A publication Critical patent/JPH09320984A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3292044B2 publication Critical patent/JP3292044B2/ja
Priority to US10/670,518 priority patent/US6955936B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/03—Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/06—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of a plurality of bonding areas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/45—Ohmic electrodes
    • H01L29/452—Ohmic electrodes on AIII-BV compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05073—Single internal layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05155—Nickel [Ni] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05644—Gold [Au] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05655—Nickel [Ni] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01004—Beryllium [Be]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01005—Boron [B]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01006—Carbon [C]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01007—Nitrogen [N]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0101—Neon [Ne]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01012—Magnesium [Mg]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01014—Silicon [Si]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01015—Phosphorus [P]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01018—Argon [Ar]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01022—Titanium [Ti]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01023—Vanadium [V]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01024—Chromium [Cr]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01025—Manganese [Mn]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01028—Nickel [Ni]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0103—Zinc [Zn]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01033—Arsenic [As]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01039—Yttrium [Y]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01047—Silver [Ag]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01049—Indium [In]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01073—Tantalum [Ta]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01077—Iridium [Ir]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01078—Platinum [Pt]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/049—Nitrides composed of metals from groups of the periodic table
    • H01L2924/0504—14th Group
    • H01L2924/05042—Si3N4
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102—Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025—Semiconducting materials
    • H01L2924/1026—Compound semiconductors
    • H01L2924/1032—III-V
    • H01L2924/1033—Gallium nitride [GaN]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12041—LED
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12042—LASER
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3025—Electromagnetic shielding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ｐ伝導形３族窒化物半
導体に対する電極パッド、３族窒化物半導体素子及びそ
の製造方法に関する。特に、ｐ伝導形３族窒化物半導体
に対する電極の接合強度の改善、発光素子の発光効率の
改善、エッチングにより保護膜に窓を形成する時の保護
膜のサイドエッチングの防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ｐ伝導形 GaN（p-GaN)の電極とし
て、金(Au)を GaN層表面に蒸着したものが知られてい
る。しかし、この金(Au)を GaN層表面に直接蒸着する場
合には、接合性が悪く、 GaN層に対して合金化処理する
と、金電極が剥離するという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、図５の(a) に
示すように、金(Au)と GaN層表面との間にニッケル(Ni)
を介在させて、金(Au)の GaN層に対する密着性を向上さ
せることが行われている。又、これらの電極は、ワイヤ
ボンディングのための電極パッドとなるが、素子表面を
保護するために、素子表面が一様に保護膜２０で覆わ
れ、電極パッドの部分だけ保護膜がエッチングで除去さ
れて窓２０ａ（図２(b)) が形成される。しかし、この
場合に、金と保護膜とが接合しているが、金と保護膜と
の接合力は弱い。このため、金と保護膜との間にエッチ
ング液が浸透して保護膜２０が横方向にエッチングされ
てしまい、マクス２１で覆われている部分の保護膜２０
も除去され、保護膜の機能を果たさなくなるという問題
がある。
【０００４】従って、本発明の目的は、ｐ伝導形３族窒
化物半導体に対する電極パッドにおいて、３族窒化物半
導体との接合強度を強くし、保護膜を電極パッドの側面
を完全に覆うように形成できるようにすることで信頼性
の高い保護膜を得ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、ｐ伝導形３族
窒化物から成る半導体の電極パッドにおいて、半導体の
上に直接又は半導体の上に形成された電極層上に、積層
して形成された少なくとも第１金属層と第２金属層と第
３金属層と、第３金属層の上部から覆いエッチングによ
り第３金属層の中央部が露出するように窓の形成された
保護膜とを有している電極パッドである。そして、第１
金属層の構成元素は第２金属層の構成元素よりもイオン
化ポテンシャルが低い元素とし、第２金属層の構成元素
は金(Au)とし、第３金属層の構成元素は保護膜に対する
接合性が金(Au)よりも強い元素としたことを特徴とす
る。
【０００６】望ましくは、第１金属層の構成元素は、ニ
ッケル(Ni), 鉄(Fe), 銅(Cu), クロム(Cr), タンタル(T
a), バナジウム(V),マンガン(Mn), アルミニウム(Al),
銀(Ag)のうち少なくとも一種の元素であり、第３金属層
の構成元素は、アルミニウム(Al), ニッケル(Ni), チタ
ン(Ti)のうち少なくとも一種の元素である。さらに、保
護膜は酸化珪素、窒素化珪素等である。最も望ましく
は、第１金属層の構成元素はニッケル(Ni)、第２金属層
の構成元素は金(Au)、第３金属層の構成元素はアルミニ
ウム(Al)である。
【０００７】上記構造の電極パッドはｐ伝導形３族窒化
物半導体の上に直接形成されることもできるが、ｐ伝導
形３族窒化物半導体の層に垂直に一様に電流を流したい
場合がある。特に、発光ダイオードの場合には、一様に
電流を流すことで発光面積が拡大するので必要となる。
その場合には、ｐ伝導形３族窒化物半導体の最上層の上
に、電極パッドよりも十分に広い面積に渡って電極層が
形成される。本発明の電極パッドはその電極層の上に形
成されるものでも良い。
【０００８】その電極層は、ｐ伝導形３族窒化物半導体
に対するオーミック性の向上、接触抵抗の低下、接合強
度の増加のために、以下の構成を採用するのが望まし
い。電極層は、半導体の表面上に積層して形成された少
なくとも第１電極層と第２電極層とを有し、第１電極層
の構成元素は第２電極層の構成元素よりもイオン化ポテ
ンシャルが低い元素であり、第２電極層の構成元素は半
導体に対するオーミック性が第１電極層の構成元素より
も良好な元素とするのが望ましい。ｐ伝導形３族窒化物
半導体と合金を形成するために、この電極層に対しても
熱処理が施されるが、その熱処理により、半導体の表面
から深さ方向の元素分布は、第２電極層の構成元素の方
が第１電極層の構成元素よりも深く浸透した分布とな
る。即ち、電極層の元素分布が電極層の形成時の分布に
対して反転していることを特徴としている。電極層の形
成後には、上側に形成した第２電極層の構成元素の方が
下側になり、下側に形成した第１電極層の構成元素の方
が上側に存在する。このことは、本発明の他の特徴であ
る。
【０００９】又、上記のように、電極層を第１電極層と
第２電極層とで構成し、第２電極層の一部に電極パッド
を設けた構造の場合には、電極層の上に電極パッドが存
在すると熱処理をしても、電極パッド下の電極層では上
記した構成元素の反転現象が起こらない。そのため、電
極パッド下の電極層ではオーミック性が悪く、電極パッ
ドに電流を流した時にオーミック性が良好な部分にのみ
電流が流れるようになる。よって、この電極構造を発光
素子に用いれば、光の透明性がなく、光を外部に取り出
せない電極パッド下には電流が流れず、外部に光を取り
出せる部分にのみ電流を流すことができる。よって、同
一値の電流を流した場合の発光効率を向上させることが
できる。発光効率を向上させる観点からは、保護膜は必
ずしも必要ではなく、電極パッドの層構造も上記の３種
の元素の３層構造とする必要はなく、２層、単層であっ
ても良い。
【００１０】上記の電極構造において、望ましくは、第
１電極層の構成元素は、ニッケル(Ni), 鉄(Fe), 銅(C
u), クロム(Cr), タンタル(Ta), バナジウム(V),マンガ
ン(Mn), アルミニウム(Al), 銀(Ag)のうち少なくとも一
種の元素であり、第２電極層の構成元素は、パラジウム
(Pd), 金(Au), イリジウム(Ir), 白金(Pt)のうち少なく
とも１種の元素である。最も望ましくは、第１電極層の
構成元素はNiであり、第２電極層の構成元素はAuであ
る。この場合には、熱処理により、半導体の表面から深
さ方向の元素分布は、NiよりもAuが深く浸透した分布と
なる。又、この熱処理の望ましい温度は400 ℃〜700 ℃
である。
【００１１】さらに、本発明の他の特徴は、上記の構造
の電極パッドを有した３族窒化物半導体から成る層で発
光ダイオード、レーザダイオード、又は、トランジスタ
等の素子を形成した３族窒化物半導体素子である。
【００１２】
【作用及び発明の効果】第１金属層の構成元素は第２金
属層の構成元素の金よりもイオン化ポテンシャルが低い
元素であるため、ｐ伝導形３族窒化物半導体に対する接
合度が高い。第３金属層の上に、第１金属層、第２金属
層、第３金属層の側端面を覆って、保護膜が形成される
が、この保護膜は第３金属層と上面で強固に接合する。
従って、第３金属層のワイヤボンディングが行われる部
分を露出するために保護膜の一部がエッチングされる
が、その時、保護膜の横方向のエッチングが防止され
る。よって、保護膜は第３金属層の上面の周辺部と、第
１金属層、第２金属層、第３金属層の側端面とを完全に
覆うように形成されるために、保護膜としての機能が十
分に発揮された電極パッドが形成される。
【００１３】又、電極パッドをｐ形窒化物半導体上に形
成された上記構成の電極層上に形成した場合にも次の効
果が生じる。第１電極層の構成元素が第２電極層の構成
元素よりもイオン化ポテンシャルが低い元素であるた
め、ｐ伝導形３族窒化物半導体に対する接合度が高い。
さらに、ｐ伝導形３族窒化物半導体に対してオーミック
性の良い金属は仕事関数が大きい元素である。この仕事
関数が大きい元素はイオン化ポテンシャルが高い。この
ような元素で構成される第２電極層が第１電極層の上に
形成される。次に、熱処理をすると、上に電極パッドが
存在しない所の電極層では、下層にある第１電極層の元
素が表面に出てくる。即ち、第２電極層の構成元素がｐ
伝導形３族窒化物半導体により深く浸透し、下層の第１
電極層の構成元素の方が第２電極層の構成元素よりもよ
り多く表面近くに分布する。このような構成元素の反転
分布により、金属電極の接合性とオーミック性とを著し
く向上させることができる。又、熱処理により、電極パ
ッドにおいて、第１金属層と第２電極層とが強固に接合
される。
【００１４】ところが、上に電極パッドが存在しない部
分の電極層では熱処理をしても、構成元素の反転分布は
発生しない。そのために、オーミック性が悪く電流は電
極パッドから電極パッドの側面を通って、半導体上に形
成された電極層上に流れるようになる。このような電極
構造により、発光素子の発光効率を向上させることがで
きた。
【００１５】例えば、第１電極層にニッケル(Ni)、第２
電極層に金(Au)を用いた場合には、ｐ伝導形３族窒化物
半導体の表面から深さ方向における元素分布が、上に電
極パッドが存在しない部分では、ニッケル(Ni)よりも金
(Au)が深く浸透した分布であるためオーミック性が良好
になり、ニッケル(Ni)による３族窒化物半導体に対する
接合強度により、電極層が強固に形成される。一方、上
に電極パッドが存在する部分では、深さ方向における元
素分布に変化は生じず、オーミック性は悪いが、Niによ
る接合強度により電極層が強固に形成される。
【００１６】このような電極を有する３族窒化物半導体
素子は、印加電圧の低下、信頼性の向上、接触抵抗の低
下等、素子特性が優れたものとなる。発光ダイオード、
レーザダイオードでは、発光効率が向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。なお本発明は下記実施例に限定され
るものではない。図１は本願実施例の発光素子100 全体
図を示す。発光素子100 は、サファイア基板１を有して
おり、そのサファイア基板１上に0.05μｍのAlN バッフ
ァ層２が形成されている。
【００１８】そのバッファ層２の上には、順に、膜厚約
4.0 μｍ、電子濃度2 ×1018/cm3のシリコン(Si)ドープ
GaN から成る高キャリア濃度ｎ+ 層３、膜厚約0.5 μｍ
の電子濃度5 ×1017/cm3のシリコン(Si)ドープのGaN か
ら成るｎ層４、膜厚約100 ｎｍ，亜鉛(Zn)とシリコン(S
i)がそれぞれ、 5×1018/cm3にドープされたIn0.20Ga
0.80N から成る発光層５，膜厚約100 ｎｍ，ホール濃度
2×1017/cm3, マグネシウム（Mg) 濃度 5×1019/cm3ド
ープのAl0.09Ga0.92N から成るｐ伝導型のクラッド層
６、膜厚約200 ｎｍ，ホール濃度 3×1017/cm3のマグネ
シウム（Mg) 濃度 5×1019/cm3ドープのGaN から成る第
１コンタクト層７１、膜厚約50ｎｍ，ホール濃度 6×10
17/cm3のマグネシウム（Mg) 濃度 1×1020/cm3ドープの
GaN から成るｐ+ の第２コンタクト層７２が形成されて
いる。
【００１９】そして、第２コンタクト層７２の上面全体
にNiから成る厚さ25Åの第１電極層８１が形成され、そ
の第１電極層８１の上にAuから成る厚さ60Åの第２電極
層８２が形成されている。この第１電極層８１と第２電
極層８２とでｐ型GaN に対する電極層８が構成される。
この電極層８は透明である。又、第２電極層８２の上面
の隅の部分にNiから成る厚さ1000Åの第１金属層９１、
Auから成る厚さ1.5 μｍの第２金属層９２、Alから成る
厚さ300 Åの第３金属層９３が形成されている。この３
重層により、電極パッド９が形成されている。一方、ｎ
+ 層３上にはAlから成る電極パッド１０が形成されてい
る。そして、電極パッド９と電極パッド１０のワイヤボ
ンディングされる領域に窓９Ａと窓１０Ａが形成された
SiO2から成る保護膜１１が基板１の最上層上に形成され
ている。
【００２０】次に、この構造の半導体素子の製造方法に
ついて説明する。上記発光素子100 は、有機金属気相成
長法（以下ＭＯＶＰＥ）による気相成長により製造され
た。用いられたガスは、アンモニア(NH3) 、キャリアガ
ス（H2）、トリメチルガリウム(Ga(CH3)3)（以下「TMG
」と記す) 、トリメチルアルミニウム(Al(CH3)3)（以
下「TMA 」と記す) 、トリメチルインジウム(In(CH3)3)
（以下「TMI 」と記す) 、シラン(SiH4)、ジエチル亜鉛
(Zn(C2H5)2)(以下、「DEZ 」と記す) とシクロペンタジ
エニルマグネシウム(Mg(C5H5)2)(以下「CP2Mg 」と記
す）である。
【００２１】まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した
ａ面を主面とし、単結晶のサファイア基板１をM0VPE 装
置の反応室に載置されたサセプタに装着する。次に、常
圧でH2を流速2 liter/分で約30分間反応室に流しながら
温度1100℃でサファイア基板１をベーキングした。
【００２２】次に、温度を 400℃まで低下させて、H2を
20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMA を 1.8×10-5
モル／分で約90秒間供給してAlN のバッファ層２を約0.
05μｍの厚さに形成した。次に、サファイア基板１の温
度を1150℃に保持し、H2を20liter／分、NH3 を10 lite
r／分、TMG を 1.7×10-4モル／分、H2ガスにより0.86p
pm に希釈されたシランを20×10-8モル／分で40分導入
し、膜厚約4.0 μｍ、電子濃度 1×1018/cm3、シリコン
濃度 4×1018/cm3のシリコン(Si)ドープGaN から成る高
キャリア濃度ｎ+ 層３を形成した。
【００２３】上記の高キャリア濃度ｎ+ 層３を形成した
後、続いて温度を1100°C に保持し、H2を20 liter／
分、NH3 を10 liter／分、TMG を 1.12 ×10-4モル／
分、H2ガスにより0.86ppm に希釈されたシランを10×10
-9モル／分で30分導入し、膜厚約5.0 μｍ、電子濃度 5
×1017/cm3、シリコン濃度 1×1018/cm3のシリコン(Si)
ドープGaN から成るｎ層４を形成した。
【００２４】続いて、温度を800 ℃に保持し、N2又はH2
を20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMG を0.2 ×10
-4モル／分、TMI を1.6 ×10-4モル／分、H2ガスにより
0.86ppm に希釈されたシランを10×10-8mol/分で、DEZ
を 2×10-4モル/ 分で、30分間供給して厚さ100nm のシ
リコンと亜鉛が、それぞれ、 5×1018/cm3にドープさた
In0.20Ga0.80N から成る発光層５を形成した。
【００２５】続いて、温度を1100℃に上げて、N2又はH2
を20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMG を1.12×10
-4モル／分、TMA を0.47×10-4モル／分、及び、CP2Mg
を2×10-5モル／分で 6分間導入し、膜厚約100 ｎｍの
マグネシウム(Mg)ドープのAl0.08Ga0.92N から成るクラ
ッド層６を形成した。クラッド層６のマグネシウム濃度
は 5×1019/cm3である。この状態では、クラッド層６
は、まだ、抵抗率108 Ωcm以上の絶縁体である。
【００２６】次に、温度を1100℃に保持し、N2又はH2を
20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMG を1.12×10-4
モル／分、及び、CP2Mg を 2×10-5モル／分で 1分間導
入し、膜厚約200 ｎｍのマグネシウム(Mg)ドープのGaN
から成る第１コンタクト層７１を形成した。第１コンタ
クト層７１のマグネシウム濃度は 5×1019/cm3である。
この状態では、第１コンタクト層７１は、まだ、抵抗率
108 Ωcm以上の絶縁体である。
【００２７】次に、温度を1100℃に保持し、N2又はH2を
20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMG を1.12×10-4
モル／分、及び、CP2Mg を 4×10-5モル／分で3 分間導
入し、膜厚約50ｎｍのマグネシウム(Mg)ドープのGaN か
ら成るｐ+ の第２コンタクト層７２を形成した。第２コ
ンタクト層７２のマグネシウム濃度は 1×1020/cm3であ
る。この状態では、第２コンタクト層７２は、まだ、抵
抗率108 Ωcm以上の絶縁体である。
【００２８】次に、電子線照射装置を用いて、第２コン
タクト層７２，第１コンタクト層７１，及びクラッド層
６に一様に電子線を照射した。電子線の照射条件は、加
速電圧約10KV、資料電流１μＡ、ビームの移動速度0.2m
m/sec 、ビーム径60μｍφ、真空度5.0 ×10-5Torrであ
る。この電子線の照射により、第２コンタクト層７２，
第１コンタクト層７１，クラッド層６は、それぞれ、ホ
ール濃度 6×1017/cm3,3×1017/cm3,2×1017/cm3、抵抗
率 2Ωcm, 1 Ωcm,0.7Ωcmのｐ伝導型半導体となった。
このようにして多層構造のウエハが得られた。
【００２９】次に、第２コンタクト層７２の上にTiを20
00Åの厚さに形成し、そのTi層の上にNiを9000Åの厚さ
に形成した。そして、そのNi層の上にフォトレジストを
一様に塗布して、フォトリソグラフィにより電極パッド
１０を形成する部分のフォトレジストを除去した。その
後、残ったフォトレジストをマスクとして、フォトレジ
ストで覆われていないTi層とNi層とを酸性エッチング液
にてエッチングした。その後、残ったTi層とNi層とをマ
スクとして、Ti層とNi層とにより覆われていない部分の
第２コンタクト層７２、第１コンタクト層７１、クラッ
ド層６、発光層５、ｎ層４の一部を塩素を含むガスによ
る反応性イオンエッチングによりエッチングして、ｎ+
層３の表面を露出させた。その後、Ti層とNi層とを酸性
エッチング液にて除去した。次に、以下の手順で電極層
８を形成した。
【００３０】(1) 表面上にフォトレジスト１２を一様に
塗布して、フォトリソグラフィにより、第２コンタクト
層７２の上の電極形成部分のフォトレジスト１２を除去
して、窓部１２Ａを形成する。 (2) 蒸着装置にて、露出させた第２コンタクト層７２の
上に、10-7Torr程度の高真空にてニッケル(Ni)を25Å成
膜させて、図２(a) に示すように、第１金属層８１を形
成する。 (3) 続いて、第１金属層８１の上に金(Au)を60Å成膜さ
せて、図２(a) に示すように、第２金属層８２を形成す
る。 (4) 次に、試料を蒸着装置から取り出し、リフトオフ法
により、フォトレジスト１２上に堆積したNiとAuとを除
去して、第２コンタクト層７２に対するNi／Auの透明な
電極層８を整形する。 (5) 次に、フォトレジストを一様に塗布して、電極パッ
ド９の形成部分のフォトレジストに窓を開ける。そし
て、10-7Torr程度の高真空にて、Ni、Au、Alを、順次、
厚さ、1000Å、1.5 μｍ、300 Åに蒸着した。その後、
レジストをリフトオフすることで、必要な箇所に第１金
属層９１、第２金属層９２、第３金属層９３を形成し
た。このようにして、３層構造の電極パッド９を形成し
た。一方、ｎ+ 層３に対しては、Alを蒸着して電極パッ
ド１０を形成した。 (6) 次に、上記の基板１を加熱炉に配設し、加熱炉の雰
囲気を１m Torr以下にまで排気し、その後大気圧までN2
で封入した。そして、その状態で雰囲気温度を400 ℃〜
700 ℃の範囲の温度に設定して、数秒〜10分程度、基板
１を加熱した。但し、雰囲気ガスはH2,He,N2,O2,Ne,Ar,
Kr又はこれらの混合ガスが利用でき、圧力は1mTorrから
大気圧を越える圧力まで実施可能である。
【００３１】上記の加熱処理をした結果、ニッケル(Ni)
の第１電極層８１の上の第２電極層８２の金(Au)が、第
１電極層８１を通して第２コンタクト層７２の中に拡散
され、第２コンタクト層７２のｐ−GaN と合金状態を形
成する。図２(a) は熱処理前の電極層８の状態、図２
(b) は熱処理後の電極層８の状態を模式的に示してい
る。即ち、熱処理前後において、AuとNiの深さ方向の分
布が反転する。但し、厚い電極パッド９の下の電極層８
では構成元素の反転分布は生じない。従って、電極層８
の構成元素の分布は図４に示すように、電極パッド９が
存在しない電極層８の構成元素の分布のみが反転する。
【００３２】熱処理が実施された後の第２コンタクト層
７２の表面付近の元素分布をオージェ電子分光分析(AE
S) で調べた。その結果を図３に示す。第２コンタクト
層７２の表面付近（表面から約3 nmまで）はニッケルの
濃度が金濃度よりも高い。表面から約3 nm以上に深いと
ころの第２コンタクト層７２では金がニッケルよりも高
濃度に分布しているのが分かる。よって、金はニッケル
の第１電極層８１を通過して、第２コンタクト層７２の
深層部にまで達して、そこで、合金が形成されているの
が分かる。
【００３３】上記のような反転分布が生じる理由とし
て、第１電極層８１の金属を第２電極層８２の金属に比
べてイオン化ポテンシャルが低い元素とすることで、熱
処理中に、第１電極層８１の元素が表面近くに移動し、
その反作用として第２電極層８２の元素が３族窒化物半
導体と合金化され半導体内に浸透すると考えられる。こ
の結果、オーミック性の良い第２電極層８２の元素と３
族窒化物半導体とが合金化される結果、この電極のオー
ミック性は良好となる。又、第１電極層８１の元素はイ
オン化ポテンシャルが低いために反応性が高く３族窒化
物半導体と強固に接合する結果、この電極の接着強度が
向上する。
【００３４】上記の考察から、ｐ伝導形３族窒化物半導
体に対してオーミック性が良好な金属元素は仕事関数が
大きな元素であるので、第２電極層８２の構成元素とし
て、例えば、パラジウム(Pd), 金(Au), イリジウム(I
r), 白金(Pt)の少なくとも１種の元素が用いられる。
又、イオン化ポテンシャルが低い第１電極層８１の構成
元素は、ニッケル(Ni), 鉄(Fe), 銅(Cu), クロム(Cr),
タンタル(Ta), バナジウム(V),マンガン(Mn), アルミニ
ウム(Al), 銀(Ag)のうち少なくとも一種の元素を用いる
ことができる。又、第１金属層８１に水素吸蔵機能のあ
る金属を用いることで、下層の３族窒化物半導体から水
素を吸収し、その結晶性を良好にすることもできる。
【００３５】次に、上記のように形成された基板１の最
上層の上に一様に、エレクトロンビーム蒸着によりによ
りSiO2膜を形成し、フォトレジストの塗布、フォトリソ
グラフィー工程、エッチング工程を経て、電極パッド
９、電極パッド１０のワイヤボンディング領域に当たる
部分のSiO2膜に窓９Ａ、窓１０Ａをウエットエッチング
により形成した。
【００３６】この時、第３金属層９３のAlと保護膜１１
のSiO2とは接合度が高いので、第３金属層９３と保護膜
１１との間にエッチング液が浸透することが防止され
る。よって、保護膜１１のマスクされた部分はエッチン
グされないため、窓９Ａの側壁は垂直となる。この結
果、保護膜１１は第１金属層９１、第２金属層９２、第
３金属層９３の側面を完全に覆うことになり、保護膜と
して十分に機能する。
【００３７】第３金属層９３は、保護膜１１に対する接
合度が第２金属層９２の構成元素の金よりも強いもので
あれば良い。例えば、Alの他、Ni、Tiを用いることがで
きる。保護膜１１は窒化珪素を用いることもできる。熱
処理の時に、上述したように、この第１金属層９１のNi
と第２金属層９２のAuとの分布においても完全にではな
いが反転が生じ、第２金属層９２の表面にNiが一部現れ
る。しかし、第３金属層９３にAlを用いた場合には、Ni
は第３金属層９３の上には現れなかった。ところが、第
３金属層９３にNi、Tiを用いた場合には、第１金属層９
１のNiが第３金属層９３の表面に現れ、第３金属層９３
に模様が見られた。この点からすれば、第３金属層９３
にはAlを用いるのが良い。
【００３８】上記のごとく処理されたウエハは、各素子
毎に切断され、図１に示す構造の発光素子100 を得た。
図４に示す電極層８の構造において、電極パッド９の下
では電極層８はNiと第２コンタクト層７２とが直接接合
しているため、オーミック性が悪く、オーミック性の良
いAuと第２コンタクト層７２とが直接接合している部分
の電極層８を介して、電流は電極パッド９から第２コン
タクト層７２へと電流が流れる。不透明の電極パッド９
の直下の発光層５には電流が流れないために、外部に光
が出力されない発光に対する電流を減少させることがで
き、有効な発光に寄与する電流を増加させることができ
る。従って、発光効率を向上させることができる。この
ような構造の発光素子は駆動電流20ｍＡで発光ピーク波
長430 ｎｍ、発光強度2000mCd であった。従来構造の発
光素子に比べて発光強度は２倍になった。尚、発光効率
を向上させることを目的とする発光素子では、電極パッ
ド９は、Ni、Au又はAuの単層でも、２層でも良いし、保
護膜１１がなくとも良い。
【００３９】上記の第１電極層８１の厚さは5 Å〜200
Åが望ましい。5 Åより薄いと密着性が不良となり望ま
しくなく、200 Åより厚いと透明性が悪化し望ましくな
い。又、第２電極層８２の厚さは、5 Å〜200 Åが望ま
しい。5 Åより薄いとコンタクト抵抗が高くなって望ま
しくなく、200 Åより厚いと透明性が悪化し望ましくな
い。更に、上記の第１金属層９１の厚さは20Å〜5 μｍ
が望ましい。20Åより薄いと密着性が不良となり望まし
くなく、5 μｍよりも厚いと形成に時間を要し形成が困
難となり望ましくない。又、第２金属層９２の厚さは、
100 Å〜5 μｍが望ましい。100 Åよりも薄いとワイヤ
ーボンディング性能が低下し望ましくなく、5 μｍより
厚いと形成困難となり且つ製造コストが高くなるので望
ましくない。又、第３金属層９３の厚さは、10Å〜5 μ
ｍが望ましい。10Åより薄いと保護膜の横方向のエッチ
ングが防止できなく望ましくなく、5 μｍより厚いと形
成困難となり望ましくない。又、第３金属層９３がNi又
はTiの場合には、10Å〜500 Åがより望ましい。500 Å
より厚いとワイヤーボンディングの信頼性が低下するの
で望ましくない。
【００４０】上記実施例では、電極パッド９を電極層８
の上に形成したが、ｐ型３族窒化物半導体上に直接、電
極パッド９を形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体的な実施例にかかる発光素子の構
造を示した断面図。
【図２】ｐ形第２コンタクト層上における電極層の熱処
理前と熱処理後の構造を模式的に示した断面図。
【図３】熱処理後のｐ形第２コンタクト層の表面層のオ
ージェ電子分光分析の結果を示した測定図。
【図４】電極パッドが存在する場合の熱処理による電極
層の構成元素の反転分布を模式的に示した断面図。
【図５】従来の電極パッドの構造を示した断面図。
【符号の説明】
１００…半導体発光素子 ８…電極層 ９…電極パッド １０…電極パッド １１…保護膜 ８１…第１電極層 ８２…第２電極層 ９１…第１金属層 ９２…第２金属層 ９３…第３金属層 ９Ａ…窓 １０Ａ…窓 ４…ｎ層 ５…活性層 ６…クラッド層 ７１…第１コンタクト層 ７２…第２コンタクト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀内 茂美 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑 １番地 豊田合成株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−106633（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−314822（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−275868（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−291621（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−307141（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−64337（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−250768（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−34449（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/28 301 H01L 33/00

Claims (17)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ｐ伝導形３族窒化物から成る半導体の電極
    パッドにおいて、 前記半導体の上に直接又は前記半導体の上に形成された
    電極層上に、積層して形成された少なくとも第１金属層
    と第２金属層と第３金属層と、前記第３金属層の上部か
    ら覆いエッチングにより第３金属層の中央部が露出する
    ように窓の形成された保護膜とを有し、 前記第１金属層の構成元素は前記第２金属層の構成元素
    よりもイオン化ポテンシャルが低い元素とし、 前記第２金属層の構成元素は金(Au)とし、 前記第３金属層の構成元素は前記保護膜に対する接合性
    が金(Au)よりも強い元素としたことを特徴とするｐ伝導
    形３族窒化物半導体の電極パッド。
  2. 【請求項２】前記第１金属層の構成元素は、ニッケル(N
    i), 鉄(Fe), 銅(Cu),クロム(Cr), タンタル(Ta), バナ
    ジウム(V),マンガン(Mn), アルミニウム(Al),銀(Ag)の
    うち少なくとも一種の元素であることを特徴とする請求
    項１に記載のｐ伝導形３族窒化物半導体の電極パッド。
  3. 【請求項３】前記第３金属層の構成元素は、アルミニウ
    ム(Al), ニッケル(Ni), チタン(Ti)のうち少なくとも一
    種の元素であることを特徴とする請求項１又は請求項２
    に記載のｐ伝導形３族窒化物半導体の電極パッド。
  4. 【請求項４】前記保護膜は酸化珪素から成ることを特徴
    とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のｐ伝導
    形３族窒化物半導体の電極パッド。
  5. 【請求項５】前記第１金属層の構成元素はニッケル(N
    i)、前記第２金属層の構成元素は金(Au)、前記第３金属
    層の構成元素はアルミニウム(Al)から成ることを特徴と
    する請求項１又は請求項４に記載のｐ伝導形３族窒化物
    半導体の電極パッド。
  6. 【請求項６】前記電極層は、前記半導体の表面上に積層
    して形成された少なくとも第１電極層と第２電極層とを
    有し、 前記第１電極層の構成元素は前記第２電極層の構成元素
    よりもイオン化ポテンシャルが低い元素であり、 前記第２電極層の構成元素は前記半導体に対するオーミ
    ック性が前記第１電極層の構成元素よりも良好な元素で
    あり、前記第１電極層を下側に、前記第２電極層を上側に形成
    した後、 熱処理により、前記半導体の表面から深さ方向
    の元素分布は、前記第２電極層の構成元素の方が前記第
    １電極層の構成元素よりも深く浸透した分布であること
    を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の
    ｐ伝導形３族窒化物半導体の電極パッド。
  7. 【請求項７】前記第１電極層の構成元素は、ニッケル(N
    i), 鉄(Fe), 銅(Cu),クロム(Cr), タンタル(Ta), バナ
    ジウム(V),マンガン(Mn), アルミニウム(Al),銀(Ag)の
    うち少なくとも一種の元素であり、前記第２電極層の構
    成元素は、パラジウム(Pd), 金(Au), イリジウム(Ir),
    白金(Pt)のうち少なくとも１種の元素であることを特徴
    とする請求項６に記載のｐ伝導形３族窒化物半導体の電
    極パッド。
  8. 【請求項８】前記第１電極層の構成元素は、Niであり、
    前記第２電極層の構成元素はAuであり、熱処理により、
    前記半導体の表面から深さ方向の元素分布は、Niよりも
    Auが深く浸透した分布であることを特徴とする請求項６
    に記載のｐ伝導形３族窒化物半導体の電極パッド。
  9. 【請求項９】前記熱処理は、400 ℃〜700 ℃で行われる
    ことを特徴とする請求項６に記載のｐ伝導形３族窒化物
    半導体の電極パッド。
  10. 【請求項１０】請求項１乃至請求項９のいずれかに記載
    の電極パッドを有し、３族窒化物半導体から成る層で発
    光ダイオード、レーザダイオード、又は、トランジスタ
    等の素子を形成したことを特徴とする３族窒化物半導体
    素子。
  11. 【請求項１１】ｐ伝導形３族窒化物半導体から成る発光
    素子において、 前記半導体の表面上に積層して形成された少なくとも第
    １電極層と第２電極層とから成る電極層と、 前記第２電極層上の一部に形成された電極パッドとを有
    し、 前記第１電極層の構成元素は前記第２電極層の構成元素
    よりもイオン化ポテンシャルが低い元素であり、 前記第２電極層の構成元素は前記半導体に対するオーミ
    ック性が前記第１電極層の構成元素よりも良好な元素で
    あり、前記第１電極層を下側に、前記第２電極層を上側に形成
    した後、 熱処理により、前記電極パッドが形成されてい
    る部分以外において、前記半導体の表面から深さ方向の
    元素分布を、前記第２電極層の構成元素の方が前記第１
    電極層の構成元素よりも深く浸透した分布とすること
    で、前記電極層と前記半導体との接触抵抗が、前記電極
    パッドが形成されていない部分を前記電極パッドが形成
    されている部分よりも低いことを特徴とする半導体発光
    素子。
  12. 【請求項１２】前記第１電極層の構成元素は、ニッケル
    (Ni), 鉄(Fe), 銅(Cu), クロム(Cr), タンタル(Ta), バ
    ナジウム(V),マンガン(Mn), アルミニウム(Al), 銀(Ag)
    のうち少なくとも一種の元素であり、前記第２電極層の
    構成元素は、パラジウム(Pd), 金(Au), イリジウム(I
    r), 白金(Pt)のうち少なくとも１種の元素であることを
    特徴とする請求項１１に記載の半導体発光素子。
  13. 【請求項１３】前記第１電極層の構成元素は、Niであ
    り、前記第２電極層の構成元素はAuであり、熱処理によ
    り、前記電極層の前記電極パッドが形成されていない部
    分における前記半導体の表面から深さ方向の元素分布
    は、NiよりもAuが深く浸透した分布であることを特徴と
    する請求項１１に記載の半導体発光素子。
  14. 【請求項１４】ｐ伝導形３族窒化物半導体から成る発光
    素子の製造方法において、 前記半導体の表面上に、少なくとも、前記第２電極層の
    構成元素よりもイオン化ポテンシャルが低い元素で構成
    された第１電極層と、前記半導体に対するオーミック性
    が前記第１電極層の構成元素よりも良好な元素で構成さ
    れた第２電極層とから成る電極層を形成し、 前記第２電極層上の一部に電極パッドを形成し、 その後、熱処理して、前記電極パッドが形成されている
    部分以外において、前記半導体の表面から深さ方向の元
    素分布を、前記第２電極層の構成元素の方が前記第１電
    極層の構成元素よりも深く浸透した分布とすることで、
    前記電極層と前記半導体との接触抵抗が、前記電極パッ
    ドが形成されていない部分を前記電極パッドが形成され
    ている部分よりも低くしたことを特徴とする半導体発光
    素子の製造方法。
  15. 【請求項１５】前記第１電極層の構成元素は、ニッケル
    (Ni), 鉄(Fe), 銅(Cu), クロム(Cr), タンタル(Ta), バ
    ナジウム(V),マンガン(Mn), アルミニウム(Al), 銀(Ag)
    のうち少なくとも一種の元素であり、前記第２電極層の
    構成元素は、パラジウム(Pd), 金(Au), イリジウム(I
    r), 白金(Pt)のうち少なくとも１種の元素であることを
    特徴とする請求項１４に記載の半導体発光素子の製造方
    法。
  16. 【請求項１６】前記第１電極層の構成元素は、Niであ
    り、前記第２電極層の構成元素はAuであり、熱処理によ
    り、前記電極層の前記電極パッドが形成されていない部
    分における前記半導体の表面から深さ方向の元素分布
    は、NiよりもAuが深く浸透した分布とすることを特徴と
    する請求項１４に記載の半導体発光素子の製造方法。
  17. 【請求項１７】前記熱処理は、400 ℃〜700 ℃で行われ
    ることを特徴とする請求項１４に記載の半導体発光素子
    の製造方法。
JP16088596A 1996-05-31 1996-05-31 ｐ伝導形３族窒化物半導体の電極パッド及びそれを有した素子及び素子の製造方法 Expired - Fee Related JP3292044B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16088596A JP3292044B2 (ja) 1996-05-31 1996-05-31 ｐ伝導形３族窒化物半導体の電極パッド及びそれを有した素子及び素子の製造方法
TW086107575A TW345753B (en) 1996-05-31 1997-05-30 Electrode pad in p-conductive-type III-group nitride semiconductor, element with electrode pad, and its manufacturing method
US08/866,129 US6734468B2 (en) 1996-05-31 1997-05-30 Devices related to electrode pads for p-type group III nitride compound semiconductors
US10/670,518 US6955936B2 (en) 1996-05-31 2003-09-26 Methods and devices related to electrode pads for p-type Group III nitride compound semiconductors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16088596A JP3292044B2 (ja) 1996-05-31 1996-05-31 ｐ伝導形３族窒化物半導体の電極パッド及びそれを有した素子及び素子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09320984A JPH09320984A (ja) 1997-12-12
JP3292044B2 true JP3292044B2 (ja) 2002-06-17

Family

ID=15724478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16088596A Expired - Fee Related JP3292044B2 (ja) 1996-05-31 1996-05-31 ｐ伝導形３族窒化物半導体の電極パッド及びそれを有した素子及び素子の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (2) US6734468B2 (ja)
JP (1) JP3292044B2 (ja)
TW (1) TW345753B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7285858B2 (en) 2003-11-14 2007-10-23 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor device and its manufacture method capable of preventing short circuit of electrodes when semiconductor device is mounted on sub-mount substrate

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3736181B2 (ja) * 1998-05-13 2006-01-18 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子
JP3705016B2 (ja) 1999-06-28 2005-10-12 豊田合成株式会社 透光性電極用膜及びｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子
JP4026294B2 (ja) 2000-03-07 2007-12-26 豊田合成株式会社 Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子の製造方法
WO2001073858A1 (en) 2000-03-31 2001-10-04 Toyoda Gosei Co., Ltd. Group-iii nitride compound semiconductor device
JP2002335048A (ja) * 2001-03-06 2002-11-22 Sony Corp 窒化物系半導体レーザ素子及びその製造方法
US8294172B2 (en) 2002-04-09 2012-10-23 Lg Electronics Inc. Method of fabricating vertical devices using a metal support film
US20030189215A1 (en) 2002-04-09 2003-10-09 Jong-Lam Lee Method of fabricating vertical structure leds
JP2004006498A (ja) * 2002-05-31 2004-01-08 Toyoda Gosei Co Ltd Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子
US6841802B2 (en) * 2002-06-26 2005-01-11 Oriol, Inc. Thin film light emitting diode
KR100601945B1 (ko) * 2004-03-10 2006-07-14 삼성전자주식회사 탑에미트형 질화물계 발광소자 및 그 제조방법
JP4030982B2 (ja) * 2004-05-10 2008-01-09 ユーディナデバイス株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
KR100773538B1 (ko) 2004-10-07 2007-11-07 삼성전자주식회사 반사 전극 및 이를 구비하는 화합물 반도체 발광소자
KR100631898B1 (ko) * 2005-01-19 2006-10-11 삼성전기주식회사 Ｅｓｄ보호 능력을 갖는 질화갈륨계 발광 소자 및 그 제조방법
CZ2005294A3 (cs) * 2005-05-09 2007-01-31 Bvt Technologies A. S. Nanostrukturovaná pracovní elektroda elektrochemického senzoru, způsob její výroby a senzor obsahující tuto pracovní elektrodu
JP5242156B2 (ja) * 2005-06-03 2013-07-24 古河電気工業株式会社 Ｉｉｉ−ｖ族窒化物系化合物半導体装置、及び電極形成方法
TWI291244B (en) * 2005-07-07 2007-12-11 Formosa Epitaxy Inc Light emitting diode and light emitting diode package
KR100778820B1 (ko) * 2006-04-25 2007-11-22 포항공과대학교 산학협력단 금속 전극 형성 방법 및 반도체 발광 소자의 제조 방법 및질화물계 화합물 반도체 발광 소자
JP5008911B2 (ja) * 2006-07-04 2012-08-22 ローム株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
JP2008098456A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Eudyna Devices Inc 半導体装置の製造方法
KR100868761B1 (ko) * 2006-11-20 2008-11-13 삼성전자주식회사 자구벽 이동을 이용한 정보 저장 매체
JP2008171997A (ja) * 2007-01-11 2008-07-24 Rohm Co Ltd ＧａＮ系半導体発光素子
GB2446611B (en) * 2007-02-14 2011-08-17 Bookham Technology Plc Low creep metallization for optoelectronic applications
JP5258275B2 (ja) * 2007-12-07 2013-08-07 三菱電機株式会社 窒化物半導体装置およびその製造方法
US8101965B2 (en) * 2008-12-02 2012-01-24 Epivalley Co., Ltd. III-nitride semiconductor light emitting device having a multilayered pad
WO2010131458A1 (ja) 2009-05-14 2010-11-18 昭和電工株式会社 半導体発光素子、その製造方法、ランプ、照明装置、電子機器、機械装置、及び電極
JP2011233783A (ja) * 2010-04-28 2011-11-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 半導体発光素子、半導体発光素子の保護膜及びその作製方法
KR20120038194A (ko) * 2010-10-13 2012-04-23 삼성전기주식회사 전도성 필름 및 그 제조방법
KR20120111525A (ko) * 2011-04-01 2012-10-10 한국전자통신연구원 질화갈륨계 발광 다이오드 및 그 제조 방법
JPWO2012137714A1 (ja) 2011-04-04 2014-07-28 ローム株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
KR20130024089A (ko) * 2011-08-30 2013-03-08 엘지이노텍 주식회사 발광소자
US9450152B2 (en) 2012-05-29 2016-09-20 Micron Technology, Inc. Solid state transducer dies having reflective features over contacts and associated systems and methods
CN103730543B (zh) * 2012-10-10 2016-12-21 北京时代浩鼎节能技术有限公司 发光二极管的制作方法
KR102042258B1 (ko) * 2013-01-29 2019-11-07 엘지이노텍 주식회사 발광소자
KR101967837B1 (ko) 2013-03-11 2019-04-10 삼성전자주식회사 반도체 발광 소자
EP2881982B1 (en) 2013-12-05 2019-09-04 IMEC vzw Method for fabricating cmos compatible contact layers in semiconductor devices

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS559442A (en) * 1978-07-05 1980-01-23 Matsushita Electric Ind Co Ltd Light emission element and its manufacturing method
JPS6234449A (ja) 1985-08-07 1987-02-14 Nec Corp デイジタル交換システムにおける局間信号方式
JPH05291A (ja) 1991-06-25 1993-01-08 Nippon Steel Corp 有機塩素化合物含有排水の処理方法及び装置
EP1313153A3 (en) * 1992-07-23 2005-05-04 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting device of gallium nitride compound semiconductor
JP2681733B2 (ja) 1992-10-29 1997-11-26 豊田合成株式会社 窒素−３族元素化合物半導体発光素子
JP2803742B2 (ja) 1993-04-28 1998-09-24 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその電極形成方法
JP2770720B2 (ja) 1993-10-08 1998-07-02 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
JP2803741B2 (ja) 1993-03-19 1998-09-24 日亜化学工業株式会社 窒化ガリウム系化合物半導体の電極形成方法
EP1450415A3 (en) * 1993-04-28 2005-05-04 Nichia Corporation Gallium nitride-based III-V group compound semiconductor device
US5777350A (en) * 1994-12-02 1998-07-07 Nichia Chemical Industries, Ltd. Nitride semiconductor light-emitting device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7285858B2 (en) 2003-11-14 2007-10-23 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor device and its manufacture method capable of preventing short circuit of electrodes when semiconductor device is mounted on sub-mount substrate
US7470987B2 (en) 2003-11-14 2008-12-30 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor device and its manufacture method capable of preventing short circuit of electrodes when semiconductor device is mounted on sub-mount substrate

Also Published As

Publication number Publication date
US20040065892A1 (en) 2004-04-08
US20020000643A1 (en) 2002-01-03
JPH09320984A (ja) 1997-12-12
US6734468B2 (en) 2004-05-11
TW345753B (en) 1998-11-21
US6955936B2 (en) 2005-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3292044B2 (ja) ｐ伝導形３族窒化物半導体の電極パッド及びそれを有した素子及び素子の製造方法
JP3620926B2 (ja) ｐ伝導形３族窒化物半導体の電極及び電極形成方法及び素子
JP3739951B2 (ja) 半導体発光素子およびその製造方法
JP3344257B2 (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体及び素子の製造方法
JP3239774B2 (ja) ３族窒化物半導体発光素子の基板分離方法
US6521999B1 (en) Transparent electrode film and group III nitride semiconductor device
JP5630384B2 (ja) Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子の製造方法
US6414339B1 (en) Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
US6121127A (en) Methods and devices related to electrodes for p-type group III nitride compound semiconductors
JP3499385B2 (ja) ３族窒化物半導体の電極形成方法
WO2003023838A1 (fr) Electrode n pour element a semiconducteur a compose realise a base de nitrure du groupe iii
JP3557791B2 (ja) ３族窒化物半導体の電極及びその電極を有した素子
JP2005340860A (ja) 半導体発光素子
JPS60196937A (ja) 半導体素子およびその製造法
JPH11145518A (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体の製造方法
US8227898B2 (en) Ohmic contact on a p-type principal surface tilting with respect to the c-plane
JPH10335705A (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体素子及びその製造方法
JP3587224B2 (ja) オーミック電極
JP3776538B2 (ja) 半導体発光素子およびその製法
JP3427732B2 (ja) 窒化物半導体素子の製造方法
JP3423175B2 (ja) 発光素子の製造方法
JP3309745B2 (ja) ＧａＮ系化合物半導体発光素子及びその製造方法
JP3303718B2 (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体素子
JPH10270758A (ja) 窒化ガリウム系化合物半導体素子
JPH10173226A (ja) 半導体発光素子

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080329

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090329

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100329

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100329

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110329

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120329

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120329

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130329

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140329

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees