JP3298436B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置、特に
半導体と電極との接触構造に関するものである。
半導体と電極との接触構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体とその上に形成する電極と
の接触抵抗を低減する方法として、半導体が電極に接す
る面に高キャリア密度のコンタクト領域を設ける方法が
知られている。
の接触抵抗を低減する方法として、半導体が電極に接す
る面に高キャリア密度のコンタクト領域を設ける方法が
知られている。
【０００３】図７は、組成式ＩｎxＧａyＡｌ1-x-yＮで
表される窒化ガリウム系の半導体層と電極との間の接触
抵抗が低抵抗のオーミック性抵抗である半導体装置の断
面図を示す（特開平６−２７５８６８号公報）。図７に
おいて、窒化ガリウム系の半導体で構成される半導体層
１の表面には、電子キャリア密度１×１０17ｃｍ-3以上
を有するｎ型窒化ガリウム系の半導体または、正孔キャ
リア密度１×１０16ｃｍー3以上を有するｐ型窒化ガリウ
ム系の半導体（例えばＭｇをドープした５×１０17ｃｍ
-3のｐ型ＧａＮ）で構成したコンタクト領域１ａが設け
られており、さらにこの上にはクロム、ニッケル、また
はクロムとニッケルの合金で構成される電極２が形成さ
れて半導体装置が構成されている。電極２の形成後、こ
の半導体装置をアニーリングすることにより、コンタク
ト領域１ａと電極２との間にオーミック性抵抗が得られ
る。この方法によって、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａ
Ｎ等の半導体上に接触抵抗の小さいオーミック性電極を
形成することが可能である。
表される窒化ガリウム系の半導体層と電極との間の接触
抵抗が低抵抗のオーミック性抵抗である半導体装置の断
面図を示す（特開平６−２７５８６８号公報）。図７に
おいて、窒化ガリウム系の半導体で構成される半導体層
１の表面には、電子キャリア密度１×１０17ｃｍ-3以上
を有するｎ型窒化ガリウム系の半導体または、正孔キャ
リア密度１×１０16ｃｍー3以上を有するｐ型窒化ガリウ
ム系の半導体（例えばＭｇをドープした５×１０17ｃｍ
-3のｐ型ＧａＮ）で構成したコンタクト領域１ａが設け
られており、さらにこの上にはクロム、ニッケル、また
はクロムとニッケルの合金で構成される電極２が形成さ
れて半導体装置が構成されている。電極２の形成後、こ
の半導体装置をアニーリングすることにより、コンタク
ト領域１ａと電極２との間にオーミック性抵抗が得られ
る。この方法によって、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａ
Ｎ等の半導体上に接触抵抗の小さいオーミック性電極を
形成することが可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法を用いても、コンタクト領域１ａと電極２との間の
接触抵抗をＴＬＭ法を用いて測定すると、その接触抵抗
は、２．５×１０-2Ω／ｃｍ2程度の大きな値になる。
このとき、例えば１００μｍ四方の電極を有する半導体
装置を作成した場合、コンタクト領域１ａと電極２との
間の抵抗は２５０Ωにもなる。この抵抗は、電極面積が
小さくなればさらに大きくなるので、小型かつ高効率の
半導体装置を製造するためには、抵抗のさらに低い電極
接触構造を有する半導体装置が必要となる。
方法を用いても、コンタクト領域１ａと電極２との間の
接触抵抗をＴＬＭ法を用いて測定すると、その接触抵抗
は、２．５×１０-2Ω／ｃｍ2程度の大きな値になる。
このとき、例えば１００μｍ四方の電極を有する半導体
装置を作成した場合、コンタクト領域１ａと電極２との
間の抵抗は２５０Ωにもなる。この抵抗は、電極面積が
小さくなればさらに大きくなるので、小型かつ高効率の
半導体装置を製造するためには、抵抗のさらに低い電極
接触構造を有する半導体装置が必要となる。
【０００５】電極における接触抵抗を下げるには、コン
タクト領域１ａのキャリア密度をさらに上げることが考
えられる。しかし、ＩｎＧａＡｌＮ系の半導体において
は、禁制帯幅が３．４ｅＶと比較的低いＧａＮであって
も、ｐ型不純物の準位は約２５０ｍｅＶと深く、これは
室温における温度エネルギー（２７℃で２６ｍｅＶ）よ
りもはるかに大きいため、正孔の生成効率が低い。した
がって、コンタクト領域として高キャリア密度のｐ型結
晶を得ることは困難である。
タクト領域１ａのキャリア密度をさらに上げることが考
えられる。しかし、ＩｎＧａＡｌＮ系の半導体において
は、禁制帯幅が３．４ｅＶと比較的低いＧａＮであって
も、ｐ型不純物の準位は約２５０ｍｅＶと深く、これは
室温における温度エネルギー（２７℃で２６ｍｅＶ）よ
りもはるかに大きいため、正孔の生成効率が低い。した
がって、コンタクト領域として高キャリア密度のｐ型結
晶を得ることは困難である。
【０００６】不純物の準位を浅くするための手法とし
て、半導体層と電極との間に禁制帯幅が小さい半導体を
設けることにより、正孔の生成効率を向上させれば、高
キャリア密度のｐ型半導体結晶が得られることが考えら
れる。例えば、ＩｎＮの禁制帯幅は１．９ｅＶと比較的
低いことから、ＩｎＧａＡｌＮ系の半導体におけるＩｎ
の組成比を増やせば禁制帯幅を狭くすることができ、高
キャリア密度のｐ型結晶が得られると考えられる。しか
し、実際にはＩｎの組成比を０．４以上にすると半導体
の結晶性が悪化し、窒素空孔によって半導体の導電型が
ｎ型になってしまうため、ｐ型結晶が得られない。ま
た、Ｉｎの組成比が０．４未満のｐ型結晶では、禁制帯
幅は十分に狭くなっておらず、高キャリア密度のｐ型結
晶は得られない。
て、半導体層と電極との間に禁制帯幅が小さい半導体を
設けることにより、正孔の生成効率を向上させれば、高
キャリア密度のｐ型半導体結晶が得られることが考えら
れる。例えば、ＩｎＮの禁制帯幅は１．９ｅＶと比較的
低いことから、ＩｎＧａＡｌＮ系の半導体におけるＩｎ
の組成比を増やせば禁制帯幅を狭くすることができ、高
キャリア密度のｐ型結晶が得られると考えられる。しか
し、実際にはＩｎの組成比を０．４以上にすると半導体
の結晶性が悪化し、窒素空孔によって半導体の導電型が
ｎ型になってしまうため、ｐ型結晶が得られない。ま
た、Ｉｎの組成比が０．４未満のｐ型結晶では、禁制帯
幅は十分に狭くなっておらず、高キャリア密度のｐ型結
晶は得られない。
【０００７】このように、ＩｎＧａＡｌＮ系の半導体
は、高キャリア密度のｐ型結晶を得ることができないた
め、接触抵抗の小さな電極を形成することができない。
そのため、ＩｎＧａＡｌＮ系の半導体を用いた光半導体
装置等の半導体装置では、ｐ型半導体上に形成した電極
における抵抗が大きいため、高効率化に限界があるばか
りでなく、この抵抗による発熱が半導体装置の寿命等の
信頼性に悪影響を及ぼすという問題があった。
は、高キャリア密度のｐ型結晶を得ることができないた
め、接触抵抗の小さな電極を形成することができない。
そのため、ＩｎＧａＡｌＮ系の半導体を用いた光半導体
装置等の半導体装置では、ｐ型半導体上に形成した電極
における抵抗が大きいため、高効率化に限界があるばか
りでなく、この抵抗による発熱が半導体装置の寿命等の
信頼性に悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００８】本発明は、上記従来の問題に鑑み電極にお
ける接触抵抗を低減することにより、電極における発熱
を抑制し、信頼性を向上させた半導体装置を提供するこ
とを目的とするものである。
ける接触抵抗を低減することにより、電極における発熱
を抑制し、信頼性を向上させた半導体装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
第１の半導体層と、この第１の半導体層上に形成され、
導電型が第１の半導体層の導電型と同一である第２の半
導体層と、この第２の半導体層上に形成された電極とを
有し、第２の半導体層の禁制帯幅が第１の半導体層の禁
制帯幅よりも狭く、第２の半導体層の禁制帯幅を、第１
の半導体層の側から電極の側へ向かって連続的に狭く
し、かつ第１の半導体層と第２の半導体層との境界面に
おける第１の半導体層の禁制帯幅と第２の半導体層の禁
制帯幅とを同一とすることを特徴とするものである。本
発明により、半導体装置の第１の半導体層と、その上方
に形成した電極との間の接触抵抗が低減されるととも
に、第１の半導体層と第２の半導体層との禁制帯幅を連
続的なものとすることができる。
第１の半導体層と、この第１の半導体層上に形成され、
導電型が第１の半導体層の導電型と同一である第２の半
導体層と、この第２の半導体層上に形成された電極とを
有し、第２の半導体層の禁制帯幅が第１の半導体層の禁
制帯幅よりも狭く、第２の半導体層の禁制帯幅を、第１
の半導体層の側から電極の側へ向かって連続的に狭く
し、かつ第１の半導体層と第２の半導体層との境界面に
おける第１の半導体層の禁制帯幅と第２の半導体層の禁
制帯幅とを同一とすることを特徴とするものである。本
発明により、半導体装置の第１の半導体層と、その上方
に形成した電極との間の接触抵抗が低減されるととも
に、第１の半導体層と第２の半導体層との禁制帯幅を連
続的なものとすることができる。
【００１０】
【００１１】
（実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１におけ
る半導体装置の断面図を示す。図１において、キャリア
密度５×１０17ｃｍ-3のｐ型のＧａＮで構成された第１
の半導体層である半導体層１上に、この半導体層１より
も禁制帯幅の狭い、Ｍｇをドープしたｐ型ＧａＡｓＮで
構成された膜厚１００nmの第２の半導体層である半導体
薄膜１ｂ、およびＮｉで構成された電極２が順次形成さ
れている。電極２の間には、表面電流による電流リーク
を防ぐための絶縁膜３が設けられている。
る半導体装置の断面図を示す。図１において、キャリア
密度５×１０17ｃｍ-3のｐ型のＧａＮで構成された第１
の半導体層である半導体層１上に、この半導体層１より
も禁制帯幅の狭い、Ｍｇをドープしたｐ型ＧａＡｓＮで
構成された膜厚１００nmの第２の半導体層である半導体
薄膜１ｂ、およびＮｉで構成された電極２が順次形成さ
れている。電極２の間には、表面電流による電流リーク
を防ぐための絶縁膜３が設けられている。
【００１２】なお、上記ＧａＮは、組成式ＩｎxＧａyＡ
ｌ1-x-yＮにおいて、ｘ＝０、ｙ＝１の場合、また上記
ＧａＡｓＮは、組成式ＩｎuＧａvＡｌ1-u-vＡｓzＮ1-z
において、ｕ＝０、ｖ＝１の場合にそれぞれ相当する。
ｌ1-x-yＮにおいて、ｘ＝０、ｙ＝１の場合、また上記
ＧａＡｓＮは、組成式ＩｎuＧａvＡｌ1-u-vＡｓzＮ1-z
において、ｕ＝０、ｖ＝１の場合にそれぞれ相当する。
【００１３】次に、上記半導体装置の作成方法について
説明する。まず、有機金属化合物気相成長（ＭＯＣＶ
Ｄ）法を用いて半導体層１上に半導体薄膜１ｂを結晶成
長させる。この際、半導体薄膜１ｂを構成する原料とし
てトリメチルガリウム、アンモニア、アルシンを用い、
キャリアガスとして水素ガスを用いた。トリメチルガリ
ウムの流量は、３０μ mol／min、水素ガスの流量は９
ｓｌｍとした。アンモニアとアルシンとの流量の合計を
１７０ｍ mol／minで一定とし、アンモニアとアルシン
の流量比を変化させることにより、半導体薄膜１ｂを構
成するＧａＡｓzＮ1-zにおける組成比ｚを制御した。半
導体薄膜１ｂへのＭｇのドーピングには、流量３μmol
／minのシクロペンタジエニルマグネシウムを用いた。
説明する。まず、有機金属化合物気相成長（ＭＯＣＶ
Ｄ）法を用いて半導体層１上に半導体薄膜１ｂを結晶成
長させる。この際、半導体薄膜１ｂを構成する原料とし
てトリメチルガリウム、アンモニア、アルシンを用い、
キャリアガスとして水素ガスを用いた。トリメチルガリ
ウムの流量は、３０μ mol／min、水素ガスの流量は９
ｓｌｍとした。アンモニアとアルシンとの流量の合計を
１７０ｍ mol／minで一定とし、アンモニアとアルシン
の流量比を変化させることにより、半導体薄膜１ｂを構
成するＧａＡｓzＮ1-zにおける組成比ｚを制御した。半
導体薄膜１ｂへのＭｇのドーピングには、流量３μmol
／minのシクロペンタジエニルマグネシウムを用いた。
【００１４】次に、反応性イオンエッチング法を用いて
半導体薄膜１ｂの一部をエッチングする。このエッチン
グは、まず、半導体薄膜１ｂの全面にＳｉＯ2膜を形成
し、フォトリソグラフィ技術を用いて半導体薄膜１ｂの
エッチングする部分のＳｉＯ 2を除去することによりパ
ターニングを行う。その後、反応性イオンエッチング法
を用いてＳｉＯ2を除去した部分の半導体薄膜１ｂを除
去する。
半導体薄膜１ｂの一部をエッチングする。このエッチン
グは、まず、半導体薄膜１ｂの全面にＳｉＯ2膜を形成
し、フォトリソグラフィ技術を用いて半導体薄膜１ｂの
エッチングする部分のＳｉＯ 2を除去することによりパ
ターニングを行う。その後、反応性イオンエッチング法
を用いてＳｉＯ2を除去した部分の半導体薄膜１ｂを除
去する。
【００１５】さらに残ったＳｉＯ2を除去し、再度全面
にＳｉＯ2膜を形成する。フォトレジストを用いたパタ
ーニングにより半導体薄膜１ｂ上のＳｉＯ2を除去した
後、真空蒸着によってＮｉを堆積させ、フォトリソグラ
フィ技術とリフトオフ法を用いて、半導体薄膜１ｂ上に
電極２を形成する。
にＳｉＯ2膜を形成する。フォトレジストを用いたパタ
ーニングにより半導体薄膜１ｂ上のＳｉＯ2を除去した
後、真空蒸着によってＮｉを堆積させ、フォトリソグラ
フィ技術とリフトオフ法を用いて、半導体薄膜１ｂ上に
電極２を形成する。
【００１６】図２は、半導体薄膜１ｂのＡｓの組成比ｚ
と、フォトルミネッセンス法で測定した禁制帯幅Ｅｇと
の関係を示したものである。図２から、Ａｓの組成比ｚ
を増すことによって、禁制帯幅Ｅｇが小さくなることが
わかる。
と、フォトルミネッセンス法で測定した禁制帯幅Ｅｇと
の関係を示したものである。図２から、Ａｓの組成比ｚ
を増すことによって、禁制帯幅Ｅｇが小さくなることが
わかる。
【００１７】図３は、半導体薄膜１ｂのＡｓの組成比ｚ
と、ファンデアポウ法によるホール測定から求めたキャ
リア密度との関係を示したものである。図３から、Ａｓ
の組成比ｚが大きいほどキャリア密度が大きいことがわ
かる。
と、ファンデアポウ法によるホール測定から求めたキャ
リア密度との関係を示したものである。図３から、Ａｓ
の組成比ｚが大きいほどキャリア密度が大きいことがわ
かる。
【００１８】図４は、半導体薄膜１ｂのＡｓの組成比ｚ
と、電極２における接触抵抗との関係を示したものであ
る。ここで、接触抵抗は、ＴＬＭ法を用いて測定した。
図４から明らかなように、Ａｓの組成比ｚが大きいほど
電極２の接触抵抗が小さいことがわかる。
と、電極２における接触抵抗との関係を示したものであ
る。ここで、接触抵抗は、ＴＬＭ法を用いて測定した。
図４から明らかなように、Ａｓの組成比ｚが大きいほど
電極２の接触抵抗が小さいことがわかる。
【００１９】以上の説明から明らかなように、Ａｓを添
加した半導体薄膜１ｂを半導体層１と電極２との間に形
成することにより、電極２における接触抵抗を低減する
ことができる。
加した半導体薄膜１ｂを半導体層１と電極２との間に形
成することにより、電極２における接触抵抗を低減する
ことができる。
【００２０】（実施の形態２）半導体装置Ａ（図示せ
ず）は、実施の形態１において図１に示した半導体装置
と基本的には同様のものであるが、半導体層１としてＭ
ｇをドープしたｐ型Ｉｎ 0.1Ｇａ0.9Ｎ、半導体薄膜１ｂ
として、Ｍｇをドープしたｐ型Ｉｎ0.1Ｇａ0.9Ａｓ0.04
Ｎ0.96を用いた点で図１の半導体装置とは異なる。半導
体層１および半導体薄膜１ｂのＩｎ源にはトリメチルイ
ンジウムを用いた。
ず）は、実施の形態１において図１に示した半導体装置
と基本的には同様のものであるが、半導体層１としてＭ
ｇをドープしたｐ型Ｉｎ 0.1Ｇａ0.9Ｎ、半導体薄膜１ｂ
として、Ｍｇをドープしたｐ型Ｉｎ0.1Ｇａ0.9Ａｓ0.04
Ｎ0.96を用いた点で図１の半導体装置とは異なる。半導
体層１および半導体薄膜１ｂのＩｎ源にはトリメチルイ
ンジウムを用いた。
【００２１】また、電極２の接触抵抗の大きさを比較す
るために、半導体層１と電極２との間に半導体薄膜１ｂ
を設けない従来の半導体装置Ｂを作成した。
るために、半導体層１と電極２との間に半導体薄膜１ｂ
を設けない従来の半導体装置Ｂを作成した。
【００２２】ＴＬＭ法により半導体装置Ａ、Ｂの電極２
の接触抵抗を測定した結果、従来の半導体装置Ｂの電極
２の接触抵抗が１．８×１０-2Ω／ｃｍ2であるのに対
し、本発明による半導体装置Ａでは、電極２の接触抵抗
が８．２×１０-4Ω／ｃｍ2であり、電極２の接触抵抗
が著しく小さくなっていることが確かめられた。
の接触抵抗を測定した結果、従来の半導体装置Ｂの電極
２の接触抵抗が１．８×１０-2Ω／ｃｍ2であるのに対
し、本発明による半導体装置Ａでは、電極２の接触抵抗
が８．２×１０-4Ω／ｃｍ2であり、電極２の接触抵抗
が著しく小さくなっていることが確かめられた。
【００２３】（実施の形態３）さらに、半導体層１とし
てＭｇをドープしたｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ、半導体薄膜
１ｂとして、Ｍｇをドープしたｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓ
0.04Ｎ0.96を用いた半導体装置Ｃを作成した。半導体層
１および半導体薄膜１ｂのＡｌ源にはトリメチルアルミ
ニウムを用いた。
てＭｇをドープしたｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ、半導体薄膜
１ｂとして、Ｍｇをドープしたｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ａｓ
0.04Ｎ0.96を用いた半導体装置Ｃを作成した。半導体層
１および半導体薄膜１ｂのＡｌ源にはトリメチルアルミ
ニウムを用いた。
【００２４】また、電極２の接触抵抗の大きさを比較す
るために、半導体層１と電極２との間に半導体薄膜１ｂ
を設けない従来の半導体装置Ｄを作成した。
るために、半導体層１と電極２との間に半導体薄膜１ｂ
を設けない従来の半導体装置Ｄを作成した。
【００２５】ＴＬＭ法により半導体装置Ｃ、Ｄの電極２
の接触抵抗を測定した結果、半導体装置Ｄの電極２の接
触抵抗が３．１×１０-2Ω／ｃｍ2であるのに対し、本
発明による半導体装置Ｃでは、電極２の接触抵抗が１．
０×１０-3Ω／ｃｍ2であり、本実施の形態において
も、電極２の接触抵抗が著しく小さくなっていることが
確かめられた。
の接触抵抗を測定した結果、半導体装置Ｄの電極２の接
触抵抗が３．１×１０-2Ω／ｃｍ2であるのに対し、本
発明による半導体装置Ｃでは、電極２の接触抵抗が１．
０×１０-3Ω／ｃｍ2であり、本実施の形態において
も、電極２の接触抵抗が著しく小さくなっていることが
確かめられた。
【００２６】（実施の形態４）図５は、本発明の実施の
形態４における半導体装置の断面図を示す。この半導体
装置は、実施の形態１において図１に示した半導体装置
と基本的には同様のものであるが、半導体薄膜１ｂのＡ
ｓ組成比ｘが、半導体薄膜１ｂが半導体層１に接する面
において０であり、かつ半導体層１と半導体薄膜１ｂと
の境界面から前記半導体薄膜と前記電極との境界面へ向
かって連続的に大きくなっているという点において、半
導体薄膜１ｂの全域でＡｓの組成比ｘを一定とした図１
に示した半導体装置とは異なる。Ａｓの組成比ｘは、ア
ンモニアとアルシンの流量比を徐々に変化させることに
より０から０．０４まで変化させた。この構成により、
半導体薄膜１ｂの禁制帯幅が、半導体層１と半導体薄膜
１ｂとの境界面から半導体薄膜１ｂと電極２との境界面
へ向かって連続的に狭くなり、また半導体層１と半導体
薄膜１ｂとの境界面における半導体層１の禁制帯幅と半
導体薄膜１ｂの禁制帯幅とが同一となる。
形態４における半導体装置の断面図を示す。この半導体
装置は、実施の形態１において図１に示した半導体装置
と基本的には同様のものであるが、半導体薄膜１ｂのＡ
ｓ組成比ｘが、半導体薄膜１ｂが半導体層１に接する面
において０であり、かつ半導体層１と半導体薄膜１ｂと
の境界面から前記半導体薄膜と前記電極との境界面へ向
かって連続的に大きくなっているという点において、半
導体薄膜１ｂの全域でＡｓの組成比ｘを一定とした図１
に示した半導体装置とは異なる。Ａｓの組成比ｘは、ア
ンモニアとアルシンの流量比を徐々に変化させることに
より０から０．０４まで変化させた。この構成により、
半導体薄膜１ｂの禁制帯幅が、半導体層１と半導体薄膜
１ｂとの境界面から半導体薄膜１ｂと電極２との境界面
へ向かって連続的に狭くなり、また半導体層１と半導体
薄膜１ｂとの境界面における半導体層１の禁制帯幅と半
導体薄膜１ｂの禁制帯幅とが同一となる。
【００２７】図６は、本実施の形態において図５に示し
た半導体装置の電極２の電流電圧特性（線ａ）および図
１に示した半導体装置において、半導体薄膜１ｂの全域
でＡｓの組成比を０．０４としたときの、電極２の電流
電圧特性（線ｂ）をそれぞれ示すものである。
た半導体装置の電極２の電流電圧特性（線ａ）および図
１に示した半導体装置において、半導体薄膜１ｂの全域
でＡｓの組成比を０．０４としたときの、電極２の電流
電圧特性（線ｂ）をそれぞれ示すものである。
【００２８】図６から、電圧０Ｖ付近において（線ａ）
では、半導体層１と半導体薄膜１ｂとの界面の禁制帯幅
が不連続であるため、電流電圧特性に非線形性が生じて
いることがわかる。一方、（線ｂ）は、半導体層１と半
導体薄膜１ｂとの界面の禁制帯幅が連続的であるため、
電流電圧特性が直線的であり、また（線ａ）と比較し
て、電流値が大きく、接触抵抗が小さいことがわかる。
では、半導体層１と半導体薄膜１ｂとの界面の禁制帯幅
が不連続であるため、電流電圧特性に非線形性が生じて
いることがわかる。一方、（線ｂ）は、半導体層１と半
導体薄膜１ｂとの界面の禁制帯幅が連続的であるため、
電流電圧特性が直線的であり、また（線ａ）と比較し
て、電流値が大きく、接触抵抗が小さいことがわかる。
【００２９】以上のように、半導体薄膜１ｂの禁制帯幅
を連続的に変化させることにより、電極２の特性をさら
に改善し、半導体装置の信頼性を向上することができ
る。
を連続的に変化させることにより、電極２の特性をさら
に改善し、半導体装置の信頼性を向上することができ
る。
【００３０】なお、本発明の実施の形態においては、半
導体層の成長に有機金属化合物気相成長法を用いた場合
について説明したが、分子線エピタキシャル成長（ＭＢ
Ｅ）法を用いることも可能である。
導体層の成長に有機金属化合物気相成長法を用いた場合
について説明したが、分子線エピタキシャル成長（ＭＢ
Ｅ）法を用いることも可能である。
【００３１】また、半導体層１としてＩｎxＧａyＡｌ
1-x-yＮ、半導体薄膜１ｂとしてＩｎuＧａvＡｌ1-u-vＡ
ｓzＮ1-zを用いたが、Ａｓの代わりにＰを用いた場合
も、同様に実施できる。
1-x-yＮ、半導体薄膜１ｂとしてＩｎuＧａvＡｌ1-u-vＡ
ｓzＮ1-zを用いたが、Ａｓの代わりにＰを用いた場合
も、同様に実施できる。
【００３２】さらに、半導体層１としてＩｎＧａＡｌ
Ｐ、半導体薄膜１ｂにＩｎＧａＡｌＰＮを用いた場合
も、半導体薄膜１ｂのＰの組成比を０．２から１の範囲
とすることによって禁制帯幅が半導体層１のそれより小
さくなるため、同様に実施できる。
Ｐ、半導体薄膜１ｂにＩｎＧａＡｌＰＮを用いた場合
も、半導体薄膜１ｂのＰの組成比を０．２から１の範囲
とすることによって禁制帯幅が半導体層１のそれより小
さくなるため、同様に実施できる。
【００３３】また、半導体層１としてＩｎＧａＡｌＡ
ｓ、半導体薄膜１ｂとしてＩｎＧａＡｌＡｓＮを用いた
場合も、半導体薄膜１ｂのＡｓ組成比を０．１から１の
範囲とすることによって禁制帯幅が半導体層１のそれよ
り小さくなるため、同様に実施できる。
ｓ、半導体薄膜１ｂとしてＩｎＧａＡｌＡｓＮを用いた
場合も、半導体薄膜１ｂのＡｓ組成比を０．１から１の
範囲とすることによって禁制帯幅が半導体層１のそれよ
り小さくなるため、同様に実施できる。
【００３４】ｐ型ドーパントとしてＭｇを用いたが、Ｂ
ｅ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｃｄ等の他のｐ型ドーパントを用いて
も同様の効果が得られる。
ｅ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｃｄ等の他のｐ型ドーパントを用いて
も同様の効果が得られる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置は、第１の半導体層と、この第１の半導体層上に形成
され、導電型が第１の半導体層の導電型と同一である第
２の半導体層と、この第２の半導体層上に形成された電
極とを有し、第２の半導体層の禁制帯幅が第１の半導体
層の禁制帯幅よりも狭いことを特徴とするものである。
置は、第１の半導体層と、この第１の半導体層上に形成
され、導電型が第１の半導体層の導電型と同一である第
２の半導体層と、この第２の半導体層上に形成された電
極とを有し、第２の半導体層の禁制帯幅が第１の半導体
層の禁制帯幅よりも狭いことを特徴とするものである。
【００３６】本発明により、半導体装置の半導体層と、
その上に形成された電極との間の抵抗が低減される。そ
の結果、電極における発熱を抑制し、信頼性を向上させ
た半導体装置を提供することができる。
その上に形成された電極との間の抵抗が低減される。そ
の結果、電極における発熱を抑制し、信頼性を向上させ
た半導体装置を提供することができる。
【００３７】また、この構成において、第２の半導体層
の禁制帯幅を、第１の半導体層の側から電極の側へ向か
って連続的に狭くし、かつ第１の半導体層と第２の半導
体層との境界面における第１の半導体層の禁制帯幅と第
２の半導体層の禁制帯幅とを同一とすることにより、第
１の半導体層と第２の半導体層との界面における禁制帯
幅の不連続が解消されるため、電流電圧特性における直
線性に優れた電極を形成することが可能となり、より信
頼性の高い半導体装置を提供することができる。
の禁制帯幅を、第１の半導体層の側から電極の側へ向か
って連続的に狭くし、かつ第１の半導体層と第２の半導
体層との境界面における第１の半導体層の禁制帯幅と第
２の半導体層の禁制帯幅とを同一とすることにより、第
１の半導体層と第２の半導体層との界面における禁制帯
幅の不連続が解消されるため、電流電圧特性における直
線性に優れた電極を形成することが可能となり、より信
頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【図１】本発明の実施の形態１における半導体装置の断
面図
面図
【図２】同半導体装置の半導体薄膜におけるＡｓの組成
比ｚと禁制帯幅Ｅｇとの関係を示す図
比ｚと禁制帯幅Ｅｇとの関係を示す図
【図３】同半導体装置の半導体薄膜におけるＡｓの組成
比ｚとキャリア密度との関係を示す図
比ｚとキャリア密度との関係を示す図
【図４】同半導体装置の半導体薄膜におけるＡｓの組成
比ｚと電極の接触抵抗との関係を示す図
比ｚと電極の接触抵抗との関係を示す図
【図５】本発明の実施の形態４における半導体装置の断
面図
面図
【図６】本発明および従来の半導体装置の電流電圧特性
を示す図
を示す図
【図７】従来の半導体装置の断面図
１ 半導体層 １ａ コンタクト領域 １ｂ 半導体薄膜 ２ 電極 ３ 絶縁膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 油利 正昭 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−183176（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−97468（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−249797（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−94709（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−15026（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−275868（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/28 301 H01L 21/205 H01L 33/00
Claims (3)
- 【請求項１】 第１の半導体層と、前記第１の半導体層
上に形成され、導電型が前記第１の半導体層の導電型と
同一である第２の半導体層と、前記第２の半導体層上に
形成された電極とを有し、前記第２の半導体層の禁制帯
幅が、前記第１の半導体層の側から前記電極の側へ向か
って連続的に狭くなり、かつ前記第１の半導体層と前記
第２の半導体層との境界面における前記第１の半導体層
の禁制帯幅と前記第２の半導体層の禁制帯幅とが同一で
あり、前記第１の半導体層としてＩｎxＧａyＡｌ1-x-y
Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）、前記
第２の半導体層としてＩｎuＧａvＡｌ1-u-vＡｓzＮ1-z
（０≦ｕ≦１、０≦ｖ≦１、０≦ｕ＋ｖ≦１、０≦ｚ≦
１）を用い、前記第２の半導体層におけるＡｓの組成比
ｚが、前記第１の半導体層の側から前記電極の側へ向か
って連続的に大きくなり、かつ前記第２の半導体層が前
記第１の半導体層に接する面における前記第２の半導体
層のＡｓの組成比ｚが０であることを特徴とする半導体
装置。 - 【請求項２】 第１の半導体層と、前記第１の半導体層
上に形成され、導電型が前記第１の半導体層の導電型と
同一である第２の半導体層と、前記第２の半導体層上に
形成された電極とを有し、前記第２の半導体層の禁制帯
幅が、前記第１の半導体層の側から前記電極の側へ向か
って連続的に狭くなり、かつ前記第１の半導体層と前記
第２の半導体層との境界面における前記第１の半導体層
の禁制帯幅と前記第２の半導体層の禁制帯幅とが同一で
あり、前記第１の半導体層としてＩｎxＧａyＡｌ1-x-y
Ｎ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）、前記
第２の半導体層としてＩｎuＧａvＡｌ1-u-vＰzＮ
1-z（０≦ｕ≦１、０≦ｖ≦１、０≦ｕ＋ｖ≦１、０≦
ｚ≦１）を用い、前記第２の半導体層におけるＰの組成
比ｚが、前記第１の半導体層の側から前記電極の側へ向
かって連続的に大きくなり、かつ前記第２の半導体層が
前記第１の半導体層に接する面における前記第２の半導
体層のＰの組成比ｚが０であることを特徴とする半導体
装置。 - 【請求項３】 前記第１の半導体層および前記第２の半
導体層がｐ型半導体で構成されることを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34695096A JP3298436B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34695096A JP3298436B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189479A JPH10189479A (ja) | 1998-07-21 |
| JP3298436B2 true JP3298436B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=18386921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34695096A Expired - Fee Related JP3298436B2 (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3298436B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3461112B2 (ja) * | 1997-12-19 | 2003-10-27 | 昭和電工株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物半導体発光素子 |
| JP3599592B2 (ja) * | 1999-03-30 | 2004-12-08 | 古河電気工業株式会社 | Ｉｉｉ−ｖ族窒化物系化合物半導体への電極形成方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS62183176A (ja) * | 1986-02-07 | 1987-08-11 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
| JP2694260B2 (ja) * | 1991-02-19 | 1997-12-24 | 光計測技術開発株式会社 | 半導体素子 |
| 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 |
| JP3357724B2 (ja) * | 1993-09-20 | 2002-12-16 | 横河電機株式会社 | 化合物半導体素子 |
| JPH07249797A (ja) * | 1994-03-10 | 1995-09-26 | Hitachi Ltd | 半導体素子 |
| JPH0897468A (ja) * | 1994-09-28 | 1996-04-12 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子 |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP34695096A patent/JP3298436B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10189479A (ja) | 1998-07-21 |
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