JP3360812B2 - 窒化物半導体素子 - Google Patents
窒化物半導体素子Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は窒化物半導体（ＩｎＸＡ
ｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）から
なる発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（Ｌ
Ｄ）、スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）等
の発光素子、光センサー、太陽電池等の受光素子、ある
いはトランジスタ、パワーデバイス等の電子デバイスに
使用される窒化物半導体素子に関する。
ｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ、０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）から
なる発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（Ｌ
Ｄ）、スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）等
の発光素子、光センサー、太陽電池等の受光素子、ある
いはトランジスタ、パワーデバイス等の電子デバイスに
使用される窒化物半導体素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】我々はＧａＮ基板の上に、活性層を含む
窒化物半導体レーザ素子を作製して、世界で初めて室温
での連続発振１万時間以上を達成したことを発表した
（ICNS'97 予稿集,October 27-31,1997,P444-446、及び
Jpn.J.Appl.Phys.Vol.36(1997）pp.L1568-1571）。さら
に、前記レーザ素子よりサファイアを除去してＧａＮ単
独とすることにより、５ｍＷ出力でも１万時間以上の連
続発振に成功したことを発表した。（Jpn.J.Appl.Phys.
Vol.37(1998)pp.L309-L312、及びAppl.Phys.Lett.Vol.7
2(1998)No.16,2014-2016）
窒化物半導体レーザ素子を作製して、世界で初めて室温
での連続発振１万時間以上を達成したことを発表した
（ICNS'97 予稿集,October 27-31,1997,P444-446、及び
Jpn.J.Appl.Phys.Vol.36(1997）pp.L1568-1571）。さら
に、前記レーザ素子よりサファイアを除去してＧａＮ単
独とすることにより、５ｍＷ出力でも１万時間以上の連
続発振に成功したことを発表した。（Jpn.J.Appl.Phys.
Vol.37(1998)pp.L309-L312、及びAppl.Phys.Lett.Vol.7
2(1998)No.16,2014-2016）
【０００３】以上のレーザ素子は、アンドープＧａＮ基
板のキャリア濃度が不十分であるため、そのＧａＮ裏面
側からｎ電極を取り出さず、窒化物半導体面側からｎ電
極、及びｐ電極を取り出した構造となっている。このよ
うに同一面側からｎ、ｐ、２種類の電極を取り出す構造
ではチップサイズが大きくなるため、チップサイズを小
さくするためには、基板裏面側から電極を取り出す必要
がある。しかしアンドープＧａＮはキャリア濃度が低い
ので電極を形成できず、ある程度のキャリア濃度を得る
ためには、ＧａＮ基板成長中にｎ型不純物をドープしな
ければならない。
板のキャリア濃度が不十分であるため、そのＧａＮ裏面
側からｎ電極を取り出さず、窒化物半導体面側からｎ電
極、及びｐ電極を取り出した構造となっている。このよ
うに同一面側からｎ、ｐ、２種類の電極を取り出す構造
ではチップサイズが大きくなるため、チップサイズを小
さくするためには、基板裏面側から電極を取り出す必要
がある。しかしアンドープＧａＮはキャリア濃度が低い
ので電極を形成できず、ある程度のキャリア濃度を得る
ためには、ＧａＮ基板成長中にｎ型不純物をドープしな
ければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＧａＮ基板にｎ型不純
物をドープして、例えば１０１７／cm３以上のキャリア
濃度が得られると、基板の裏面側からｎ電極を取り出す
ことができる。基板の裏面側に電極が設けられる場合、
電極形成前に基板の裏面側はポリシングされて鏡面状に
されることが多い。ポリシングでは例えばダイヤモンド
研磨剤が用いられるため、ｎ型窒化物半導体成長面（as
-grown）面に比較して、その表面に受けるダメージが大
きい。そのため基板面とｎ電極とで良好なオーミックを
得ようとすると、特別な工夫が必要である。
物をドープして、例えば１０１７／cm３以上のキャリア
濃度が得られると、基板の裏面側からｎ電極を取り出す
ことができる。基板の裏面側に電極が設けられる場合、
電極形成前に基板の裏面側はポリシングされて鏡面状に
されることが多い。ポリシングでは例えばダイヤモンド
研磨剤が用いられるため、ｎ型窒化物半導体成長面（as
-grown）面に比較して、その表面に受けるダメージが大
きい。そのため基板面とｎ電極とで良好なオーミックを
得ようとすると、特別な工夫が必要である。
【０００５】また、ｎ電極側を支持体にダイボンドする
と、ダイボンド材料により電極のオーミック性が失われ
る可能性がある。特にレーザ素子のように局所的に高温
となる素子では時間経過と共に、熱によりオーミック性
が失われると、駆動電圧が上昇し、素子寿命に直接関わ
ってくる。また、窒化物半導体基板を用いた新規な構造
の素子では、ｎ電極と支持体とを強固に接着させる接着
技術も良く知られていないのが実状である。
と、ダイボンド材料により電極のオーミック性が失われ
る可能性がある。特にレーザ素子のように局所的に高温
となる素子では時間経過と共に、熱によりオーミック性
が失われると、駆動電圧が上昇し、素子寿命に直接関わ
ってくる。また、窒化物半導体基板を用いた新規な構造
の素子では、ｎ電極と支持体とを強固に接着させる接着
技術も良く知られていないのが実状である。
【０００６】従って、本発明はＧａＮ基板を用いた素子
を実用化するに際し、ＧａＮ基板の裏面側に設けられた
ｎ電極と支持体との接着性、及びｎ電極のオーミック性
を維持できる信頼性に優れた窒化物半導体素子を実現す
ることにある。
を実用化するに際し、ＧａＮ基板の裏面側に設けられた
ｎ電極と支持体との接着性、及びｎ電極のオーミック性
を維持できる信頼性に優れた窒化物半導体素子を実現す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の窒化物半導体素
子は、ｎ型窒化物半導体よりなる窒化物半導体基板の第
１の主面側に、ｎ型窒化物半導体層及びｐ型窒化物半導
体層を有する素子構造が形成され、その窒化物半導体基
板の第２の主面側のほぼ全面にｎ電極が形成され、その
ｎ電極と支持体とが対向して素子が支持体にダイボンデ
ィングされてなる窒化物半導体素子であって、前記窒化
物半導体基板は、サファイア基板上に低温バッファ層、
下地層、アンドープＧａＮ層を成長後に成長されたｎ型
不純物をドープされた窒化物半導体であって、サファイ
ア基板側から前記アンドープＧａＮ層までを除去して得
られる基板であり、前記第１の主面と前記第２の主面と
の間に、少なくともＩｎを含む窒化物半導体層を有し、
前記第２の主面は、前記窒化物半導体基板の、サファイ
ア基板を除去した側の面であり、前記ｎ電極は、第２の
主面に接近した側から、ｎ型窒化物半導体と良好なオー
ミック接触が得られる金属を含む第１の層と、Ａｌより
も高融点金属を含む第２の層と、Ｓｎ若しくはＩｎを含
む第３の層とを有する少なくとも３層構造を具備し、該
第３の層は支持体との低温での接着強化層であることを
特徴とする。
子は、ｎ型窒化物半導体よりなる窒化物半導体基板の第
１の主面側に、ｎ型窒化物半導体層及びｐ型窒化物半導
体層を有する素子構造が形成され、その窒化物半導体基
板の第２の主面側のほぼ全面にｎ電極が形成され、その
ｎ電極と支持体とが対向して素子が支持体にダイボンデ
ィングされてなる窒化物半導体素子であって、前記窒化
物半導体基板は、サファイア基板上に低温バッファ層、
下地層、アンドープＧａＮ層を成長後に成長されたｎ型
不純物をドープされた窒化物半導体であって、サファイ
ア基板側から前記アンドープＧａＮ層までを除去して得
られる基板であり、前記第１の主面と前記第２の主面と
の間に、少なくともＩｎを含む窒化物半導体層を有し、
前記第２の主面は、前記窒化物半導体基板の、サファイ
ア基板を除去した側の面であり、前記ｎ電極は、第２の
主面に接近した側から、ｎ型窒化物半導体と良好なオー
ミック接触が得られる金属を含む第１の層と、Ａｌより
も高融点金属を含む第２の層と、Ｓｎ若しくはＩｎを含
む第３の層とを有する少なくとも３層構造を具備し、該
第３の層は支持体との低温での接着強化層であることを
特徴とする。
【０００８】また、本発明の素子では、前記ｎ電極と第
２の主面との間に、ｎ型不純物がドープされた窒化物半
導体層が成長されていることを特徴とする。その窒化物
半導体層のｎ型不純物濃度は、第２の主面近傍の窒化物
半導体基板のｎ型不純物濃度よりも大きくすることが望
ましい。
２の主面との間に、ｎ型不純物がドープされた窒化物半
導体層が成長されていることを特徴とする。その窒化物
半導体層のｎ型不純物濃度は、第２の主面近傍の窒化物
半導体基板のｎ型不純物濃度よりも大きくすることが望
ましい。
【０００９】第１の層はＷ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎ
ｂからなる群から選択された少なくとも一種の金属を含
むことを特徴とする。好ましい具体例としては、Ｗ／Ａ
ｌ、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｖ／Ａｌ、Ｖ／Ａｕが挙
げられる。
ｂからなる群から選択された少なくとも一種の金属を含
むことを特徴とする。好ましい具体例としては、Ｗ／Ａ
ｌ、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｖ／Ａｌ、Ｖ／Ａｕが挙
げられる。
【００１０】第２の層はＷ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐｔ、Ｍｏ、
Ａｕ、Ｎｉからなる群から選択された少なくとも一種の
金属を含むことを特徴とする。
Ａｕ、Ｎｉからなる群から選択された少なくとも一種の
金属を含むことを特徴とする。
【００１１】第３の層はＡｕ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ａｇからな
る群から選択された少なくとも一種の金属と、Ｓｎ若し
くはＩｎとを含むことを特徴とする。好ましい組み合わ
せとしては、Ａｕ／Ｓｎ（Ｉｎ）、Ａｕ／Ｇｅ／Ｓｎ
（Ｉｎ）、Ａｕ／Ａｇ／Ｓｎ（Ｉｎ）が挙げられる。
る群から選択された少なくとも一種の金属と、Ｓｎ若し
くはＩｎとを含むことを特徴とする。好ましい組み合わ
せとしては、Ａｕ／Ｓｎ（Ｉｎ）、Ａｕ／Ｇｅ／Ｓｎ
（Ｉｎ）、Ａｕ／Ａｇ／Ｓｎ（Ｉｎ）が挙げられる。
【００１２】また、窒化物半導体基板の第１の主面と、
第２の主面との間に少なくともＩｎを含む窒化物半導体
層が形成されていることを特徴とする。Ｉｎを含む窒化
物半導体は、ＩｎＧａＮ層を有する層が好ましく、単層
でもまたＩｎＧａＮとＩｎを含まない層とを積層した多
層膜でも良い。この層を形成することにより、窒化物半
導体基板が劈開されやすくなる傾向にある。基板を劈開
する場合、窒化物半導体のＭ面（１１−００）、即ち、
窒化物半導体の結晶形を６角柱で近似した場合、その側
面に相当する６種類の面で劈開することが望ましい。
第２の主面との間に少なくともＩｎを含む窒化物半導体
層が形成されていることを特徴とする。Ｉｎを含む窒化
物半導体は、ＩｎＧａＮ層を有する層が好ましく、単層
でもまたＩｎＧａＮとＩｎを含まない層とを積層した多
層膜でも良い。この層を形成することにより、窒化物半
導体基板が劈開されやすくなる傾向にある。基板を劈開
する場合、窒化物半導体のＭ面（１１−００）、即ち、
窒化物半導体の結晶形を６角柱で近似した場合、その側
面に相当する６種類の面で劈開することが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明ではｎ型不純物をドープし
たｎ型窒化物半導体基板の第２の主面（以下、第２の主
面を裏面ということがある。）側に、少なくとも３層構
造を有するｎ電極を設けている。第１の層は基板裏面側
のｎ型窒化物半導体と良好なオーミックを得るための電
極材料を含む層である。またこの第１の層は窒化物半導
体基板の裏面に必ずしも接して形成する必要はなく、例
えば、窒化物半導体基板の裏面上に、さらに成長された
窒化物半導体層を介して成長されていても良い。裏面側
にさらに成長される窒化物半導体層のｎ型不純物濃度
は、窒化物半導体基板裏面近傍のｎ型不純物濃度（例え
ば５μｍ）よりも、大きくすることが望ましい。この作
用は、新たに窒化物半導体を裏面側に成長させることに
より、研磨、剥離等により裏面側に受けたダメージをas
-grownの窒化物半導体で回復することができる。さら
に、その新たに成長させる窒化物半導体層のｎ型不純物
濃度を、裏面近傍よりも大きくして、その層をコンタク
ト層とすると、オーミック性がさらに良くなり、順方向
電圧を低下させることができる。
たｎ型窒化物半導体基板の第２の主面（以下、第２の主
面を裏面ということがある。）側に、少なくとも３層構
造を有するｎ電極を設けている。第１の層は基板裏面側
のｎ型窒化物半導体と良好なオーミックを得るための電
極材料を含む層である。またこの第１の層は窒化物半導
体基板の裏面に必ずしも接して形成する必要はなく、例
えば、窒化物半導体基板の裏面上に、さらに成長された
窒化物半導体層を介して成長されていても良い。裏面側
にさらに成長される窒化物半導体層のｎ型不純物濃度
は、窒化物半導体基板裏面近傍のｎ型不純物濃度（例え
ば５μｍ）よりも、大きくすることが望ましい。この作
用は、新たに窒化物半導体を裏面側に成長させることに
より、研磨、剥離等により裏面側に受けたダメージをas
-grownの窒化物半導体で回復することができる。さら
に、その新たに成長させる窒化物半導体層のｎ型不純物
濃度を、裏面近傍よりも大きくして、その層をコンタク
ト層とすると、オーミック性がさらに良くなり、順方向
電圧を低下させることができる。
【００１４】窒化物半導体基板のｎ型不純物濃度は５×
１０１６／cm３以上、５×１０１８／cm３以下で、好ま
しくは１×１０１８／cm３以下に調整する。５×１０
１８／cm３よりも多いと、窒化物半導体基板の結晶性が
悪くなって、結晶欠陥が多くなる傾向にある。また５×
１０１６／cm３よりも少ないと、十分なキャリア濃度が
窒化物半導体基板に付与できず、裏面側に電極を形成す
ると、駆動電圧が高くなる。裏面側に新たに形成する窒
化物半導体層の好ましい不純物濃度としては５×１０
１７／cm３以上、好ましくは１×１０１８／cm３以上、
さらに好ましくは３×１０１８／cm３以上にする。また
この高ｎ型不純物濃度の窒化物半導体と第２の主面との
間に、アンドープ若しくはｎ型不純物濃度が裏面近傍よ
りも少ない窒化物半導体を０．１μｍ以下の膜厚で形成
しても良い。アンドープ、少量ｎ型不純物濃度の窒化物
半導体層は、裏面側に受けたダメージを回復して、高キ
ャリア濃度のｎ型窒化物半導体をその上に成長しやすく
する。ｎ型不純物としてはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ等が挙げられるが、最も好ましくはＳｉを用い
る。なお、高不純物濃度の窒化物半導体の膜厚は特に限
定しないが、通常１０オングストローム以上、１０μｍ
以下の膜厚で成長させることが望ましい。
１０１６／cm３以上、５×１０１８／cm３以下で、好ま
しくは１×１０１８／cm３以下に調整する。５×１０
１８／cm３よりも多いと、窒化物半導体基板の結晶性が
悪くなって、結晶欠陥が多くなる傾向にある。また５×
１０１６／cm３よりも少ないと、十分なキャリア濃度が
窒化物半導体基板に付与できず、裏面側に電極を形成す
ると、駆動電圧が高くなる。裏面側に新たに形成する窒
化物半導体層の好ましい不純物濃度としては５×１０
１７／cm３以上、好ましくは１×１０１８／cm３以上、
さらに好ましくは３×１０１８／cm３以上にする。また
この高ｎ型不純物濃度の窒化物半導体と第２の主面との
間に、アンドープ若しくはｎ型不純物濃度が裏面近傍よ
りも少ない窒化物半導体を０．１μｍ以下の膜厚で形成
しても良い。アンドープ、少量ｎ型不純物濃度の窒化物
半導体層は、裏面側に受けたダメージを回復して、高キ
ャリア濃度のｎ型窒化物半導体をその上に成長しやすく
する。ｎ型不純物としてはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ等が挙げられるが、最も好ましくはＳｉを用い
る。なお、高不純物濃度の窒化物半導体の膜厚は特に限
定しないが、通常１０オングストローム以上、１０μｍ
以下の膜厚で成長させることが望ましい。
【００１５】窒化物半導体基板の第１の主面上に素子構
造を形成して、第２の主面側に電極を形成して、第２の
主面側をダイボンディングする場合、その接着性、電極
材料の安定性が非常に重要である。本発明の素子では、
第１の層によりｎ型窒化物半導体と良好なオーミック接
触を得ている。さらに、第２の層はバリア層であり、素
子駆動中、電極形成時あるいはメタライジング等の熱処
理により、電極材料が拡散して、オーミックを損なわな
いようにしている。さらに第３の層は支持体との低温で
の接着強化層であり、Ｓｎ、若しくはＩｎを含む層とす
ることにより、例えばヒートシンク、サブマウント、リ
ードフレームのような支持体のの密着性を向上させるこ
とができる。しかし前記のように、熱処理等でＳｎ、Ｉ
ｎが拡散すると、ｎ電極のオーミック性を悪くする恐れ
がある。本発明ではＡｌよりも高融点金属を有する第２
の層がバリア層として作用しているため、第３の層に含
まれるＳｎ、Ｉｎが拡散することが無く、安定したオー
ミックが得られることができる。さらに、通常ウェーハ
からチップ状の素子を作製する場合、基板裏面側にｎ電
極を形成してから、劈開、ダイシング等により分離され
る。本発明の素子ではｎ電極が３層構造を有しているた
めに、劈開時、ダイシング等の物理的作用により電極と
基板との界面にストレスが係っても、電極が基板から剥
がれにくくなる。
造を形成して、第２の主面側に電極を形成して、第２の
主面側をダイボンディングする場合、その接着性、電極
材料の安定性が非常に重要である。本発明の素子では、
第１の層によりｎ型窒化物半導体と良好なオーミック接
触を得ている。さらに、第２の層はバリア層であり、素
子駆動中、電極形成時あるいはメタライジング等の熱処
理により、電極材料が拡散して、オーミックを損なわな
いようにしている。さらに第３の層は支持体との低温で
の接着強化層であり、Ｓｎ、若しくはＩｎを含む層とす
ることにより、例えばヒートシンク、サブマウント、リ
ードフレームのような支持体のの密着性を向上させるこ
とができる。しかし前記のように、熱処理等でＳｎ、Ｉ
ｎが拡散すると、ｎ電極のオーミック性を悪くする恐れ
がある。本発明ではＡｌよりも高融点金属を有する第２
の層がバリア層として作用しているため、第３の層に含
まれるＳｎ、Ｉｎが拡散することが無く、安定したオー
ミックが得られることができる。さらに、通常ウェーハ
からチップ状の素子を作製する場合、基板裏面側にｎ電
極を形成してから、劈開、ダイシング等により分離され
る。本発明の素子ではｎ電極が３層構造を有しているた
めに、劈開時、ダイシング等の物理的作用により電極と
基板との界面にストレスが係っても、電極が基板から剥
がれにくくなる。
【００１６】第１の層はＷ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎ
ｂからなる群から選択された少なくとも一種の金属を含
み、好ましくはこの内の少なくとも２種類、少なくとも
一種とＡｕを加えた、少なくとも２種類とすることが望
ましい。第１の層は合金の状態でも、あるいは多層膜構
造でも良い。好ましい具体例としては、Ｗ／Ａｌ、Ｔｉ
／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｖ／Ａｌ、Ｖ／Ａｕが挙げられ、
これらの組み合わせにおいて、金属の比は特に限定しな
い。
ｂからなる群から選択された少なくとも一種の金属を含
み、好ましくはこの内の少なくとも２種類、少なくとも
一種とＡｕを加えた、少なくとも２種類とすることが望
ましい。第１の層は合金の状態でも、あるいは多層膜構
造でも良い。好ましい具体例としては、Ｗ／Ａｌ、Ｔｉ
／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｕ、Ｖ／Ａｌ、Ｖ／Ａｕが挙げられ、
これらの組み合わせにおいて、金属の比は特に限定しな
い。
【００１７】第２の層はＷ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐｔ、Ｍｏ、
Ａｕ、Ｎｉからなる群から選択された少なくとも一種の
金属を含み、特に好ましくはＷ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｎｉを用
いる。これらの金属はバリア層として作用し、第３の層
のＳｎ、Ｉｎが第１の層に拡散するのを防止できる。第
２の層は第１の層よりも厚く形成する方がバリア層とし
て好ましい。
Ａｕ、Ｎｉからなる群から選択された少なくとも一種の
金属を含み、特に好ましくはＷ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｎｉを用
いる。これらの金属はバリア層として作用し、第３の層
のＳｎ、Ｉｎが第１の層に拡散するのを防止できる。第
２の層は第１の層よりも厚く形成する方がバリア層とし
て好ましい。
【００１８】第３の層はＡｕ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ａｇからな
る群から選択された少なくとも一種の金属と、Ｓｎ若し
くはＩｎとを含む層とすることが望ましい。好ましい組
み合わせとしては、Ａｕ／Ｓｎ（Ｉｎ）、Ａｕ／Ｇｅ／
Ｓｎ（Ｉｎ）、Ａｕ／Ａｇ／Ｓｎ（Ｉｎ）が挙げられ、
第３の層も合金の状態でも、多層膜の状態でも良い。こ
れらの組み合わせからなる層は、特に支持体と強い接着
力を有する。
る群から選択された少なくとも一種の金属と、Ｓｎ若し
くはＩｎとを含む層とすることが望ましい。好ましい組
み合わせとしては、Ａｕ／Ｓｎ（Ｉｎ）、Ａｕ／Ｇｅ／
Ｓｎ（Ｉｎ）、Ａｕ／Ａｇ／Ｓｎ（Ｉｎ）が挙げられ、
第３の層も合金の状態でも、多層膜の状態でも良い。こ
れらの組み合わせからなる層は、特に支持体と強い接着
力を有する。
【００１９】例えば、基板の劈開により少なくとも一つ
の端面が露出されるようにチップ状に分離される場合、
ｎ電極は基板の裏面のほぼ全面に形成されていても、本
発明の３層構造の電極は裏面から剥がれにくい。
の端面が露出されるようにチップ状に分離される場合、
ｎ電極は基板の裏面のほぼ全面に形成されていても、本
発明の３層構造の電極は裏面から剥がれにくい。
【００２０】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係るレーザ素子の
構造を示す模式的な断面図であり、共振面に平行な方向
で素子を切断した際の図を示すものである。以下、この
図を元に実施例１について説明する。なお本発明の素子
はレーザ素子に限定されるものではない。
構造を示す模式的な断面図であり、共振面に平行な方向
で素子を切断した際の図を示すものである。以下、この
図を元に実施例１について説明する。なお本発明の素子
はレーザ素子に限定されるものではない。
【００２１】［実施例１］
２インチ角のＳｉドープＧａＮよりなる窒化物半導体基
板１０を用意する。この窒化物半導体基板１０は、以下
のようにして成長させたものである。
板１０を用意する。この窒化物半導体基板１０は、以下
のようにして成長させたものである。
【００２２】（窒化物半導体基板１０）
２インチφ、Ｃ面を主面とするサファイアよりなる異種
基板１をＭＯＶＰＥ反応容器内にセットし、５００℃
で、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アンモニア（ＮＨ
３）を用い、ＧａＮよりなる低温バッファ層を２００オ
ングストロームの膜厚で成長させる。低温バッファ層成
長後、１０５０℃で同じくＧａＮよりなる下地層を４μ
ｍの膜厚で成長させる。下地層成長後、ウェーハを反応
容器から取り出し、この下地層の表面に、ストライプ幅
１０μｍ、ストライプ間隔（窓部）２μｍのＳｉＯ２よ
りなる保護膜を形成する。保護膜形成後、ウェーハを再
度ＭＯＶＰＥの反応容器内にセットし、温度を１０５０
℃にして、ＴＭＧ、アンモニアを用い、アンドープＧａ
Ｎ層を５μｍ成長させ、ＳｉＯ２の表面を覆う。
基板１をＭＯＶＰＥ反応容器内にセットし、５００℃
で、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アンモニア（ＮＨ
３）を用い、ＧａＮよりなる低温バッファ層を２００オ
ングストロームの膜厚で成長させる。低温バッファ層成
長後、１０５０℃で同じくＧａＮよりなる下地層を４μ
ｍの膜厚で成長させる。下地層成長後、ウェーハを反応
容器から取り出し、この下地層の表面に、ストライプ幅
１０μｍ、ストライプ間隔（窓部）２μｍのＳｉＯ２よ
りなる保護膜を形成する。保護膜形成後、ウェーハを再
度ＭＯＶＰＥの反応容器内にセットし、温度を１０５０
℃にして、ＴＭＧ、アンモニアを用い、アンドープＧａ
Ｎ層を５μｍ成長させ、ＳｉＯ２の表面を覆う。
【００２３】第１のＧａＮ層１１：成長後、ウェーハを
ＭＯＶＰＥ装置からＨＶＰＥ装置に移送しＧａメタル
と、アンモニア、ＨＣｌ、不純物ガスとしてシランガス
を用い、Ｓｉを３×１０１７／cm３ドープしたｎ型Ｇａ
Ｎ層よりなる第１のＧａＮ層１１を２００μｍの膜厚で
成長させる。
ＭＯＶＰＥ装置からＨＶＰＥ装置に移送しＧａメタル
と、アンモニア、ＨＣｌ、不純物ガスとしてシランガス
を用い、Ｓｉを３×１０１７／cm３ドープしたｎ型Ｇａ
Ｎ層よりなる第１のＧａＮ層１１を２００μｍの膜厚で
成長させる。
【００２４】中間層１２：次に８００℃において、ＴＭ
Ｉ（トリメチルインジウム）、ＴＭＧ、アンモニアを用
い、アンドープＩｎ０．３Ｇａ０．７Ｎよりなる中間層
１２を５００オングストローム成長させる。
Ｉ（トリメチルインジウム）、ＴＭＧ、アンモニアを用
い、アンドープＩｎ０．３Ｇａ０．７Ｎよりなる中間層
１２を５００オングストローム成長させる。
【００２５】第２のＧａＮ層１３：次に、９００℃にし
て、Ｓｉを１×１０１８／cm３ドープしたＧａＮよりな
る第２のＧａＮ層１３を１μｍの膜厚で成長させる。第
２のＧａＮ層１３は、中間層１２の成長温度とほぼ同
じ、若しくは中間層の成長温度より高温で、かつｎ側ク
ラッド層２１の成長温度よりも低温で成長させることに
より、Ｉｎを含む中間層の分解を防止でき、結晶性の良
い層を成長できる。なおこの第２のＧａＮ層は窒化第１
のＧａＮ層と同一組成とすることが望ましい。第２のＧ
ａＮ層成長後、サファイア基板側から研磨して、サファ
イア基板、低温成長バッファ層、下地層、保護膜及びア
ンドープＧａＮ層を除去することにより、総膜厚１７０
μｍの第１のＧａＮ層１１、中間層１２及び第２のＧａ
Ｎ層１３からなる窒化物半導体基板１０を作製する。な
お、中間層１２及び第２のＧａＮ層１３は、第１のＧａ
Ｎ層１１成長後、サファイア基板からアンドープＧａＮ
層までを除去した後、as-grown側の第１のＧａＮ層の表
面に形成しても良い。
て、Ｓｉを１×１０１８／cm３ドープしたＧａＮよりな
る第２のＧａＮ層１３を１μｍの膜厚で成長させる。第
２のＧａＮ層１３は、中間層１２の成長温度とほぼ同
じ、若しくは中間層の成長温度より高温で、かつｎ側ク
ラッド層２１の成長温度よりも低温で成長させることに
より、Ｉｎを含む中間層の分解を防止でき、結晶性の良
い層を成長できる。なおこの第２のＧａＮ層は窒化第１
のＧａＮ層と同一組成とすることが望ましい。第２のＧ
ａＮ層成長後、サファイア基板側から研磨して、サファ
イア基板、低温成長バッファ層、下地層、保護膜及びア
ンドープＧａＮ層を除去することにより、総膜厚１７０
μｍの第１のＧａＮ層１１、中間層１２及び第２のＧａ
Ｎ層１３からなる窒化物半導体基板１０を作製する。な
お、中間層１２及び第２のＧａＮ層１３は、第１のＧａ
Ｎ層１１成長後、サファイア基板からアンドープＧａＮ
層までを除去した後、as-grown側の第１のＧａＮ層の表
面に形成しても良い。
【００２６】（素子構造成長）
次に、第２のＧａＮ層１３の上に、３０オングストロー
ムのアンドープＡｌ０．１６Ｇａ０．８４Ｎ層／３０オ
ングストロームのＳｉドープｎ型ＧａＮ層との超格子構
造からなる総膜厚１．２μｍのｎ側クラッド層１４０．
１μｍのアンドープＧａＮからなるｎ側光ガイド層１
５、１００オングストロームのＳｉドープＩｎ０．０２
Ｇａ０．９８Ｎ障壁層／４０オングオングストロームの
アンドープＩｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ井戸層との多重
量子井戸構造からなる総膜厚３８０オングストロームの
活性層１６０．１μｍのアンドープＧａＮからなるｐ側
光ガイド層１７３０オングストロームのＭｇドープＡｌ
０．１６Ｇａ０．８４Ｎ層／３０オングストロームのア
ンドープＧａＮ層との超格子構造からなる総膜厚０．６
μｍｐ側クラッド層１８１５０オングストロームのＭｇ
ドープｐ型ＧａＮからなるｐ側コンタクト層１９を順に
積層する。
ムのアンドープＡｌ０．１６Ｇａ０．８４Ｎ層／３０オ
ングストロームのＳｉドープｎ型ＧａＮ層との超格子構
造からなる総膜厚１．２μｍのｎ側クラッド層１４０．
１μｍのアンドープＧａＮからなるｎ側光ガイド層１
５、１００オングストロームのＳｉドープＩｎ０．０２
Ｇａ０．９８Ｎ障壁層／４０オングオングストロームの
アンドープＩｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ井戸層との多重
量子井戸構造からなる総膜厚３８０オングストロームの
活性層１６０．１μｍのアンドープＧａＮからなるｐ側
光ガイド層１７３０オングストロームのＭｇドープＡｌ
０．１６Ｇａ０．８４Ｎ層／３０オングストロームのア
ンドープＧａＮ層との超格子構造からなる総膜厚０．６
μｍｐ側クラッド層１８１５０オングストロームのＭｇ
ドープｐ型ＧａＮからなるｐ側コンタクト層１９を順に
積層する。
【００２７】（ｎ側コンタクト層４０）
活性層を含むダブルへテロ構造の素子構造成長後、ウェ
ーハを反対にひっくり返し、サファイア基板除去側の窒
化物半導体基板１０を上にする。そしてこの研磨側の窒
化物半導体基板１０の上に、Ｓｉを３×１０１８／cm３
ドープしたＧａＮよりなるｎ側コンタクト層４０を５μ
ｍの膜厚で成長させる。
ーハを反対にひっくり返し、サファイア基板除去側の窒
化物半導体基板１０を上にする。そしてこの研磨側の窒
化物半導体基板１０の上に、Ｓｉを３×１０１８／cm３
ドープしたＧａＮよりなるｎ側コンタクト層４０を５μ
ｍの膜厚で成長させる。
【００２８】（ｐ電極形成工程）以上のようにして窒化
物半導体を成長させたウェーハを反応容器から取り出
し、最上層のｐ側コンタクト層１９の表面に、所定の形
状のマスクを介して、幅１．５μｍのストライプからな
るＳｉＯ２よりなる保護膜を形成する。保護膜形成後、
図１に示すように、ｐ側クラッド層１８とｐ側光ガイド
層１７との界面付近までエッチングを行い、幅１．５μ
ｍのストライプ状の導波路を形成する。
物半導体を成長させたウェーハを反応容器から取り出
し、最上層のｐ側コンタクト層１９の表面に、所定の形
状のマスクを介して、幅１．５μｍのストライプからな
るＳｉＯ２よりなる保護膜を形成する。保護膜形成後、
図１に示すように、ｐ側クラッド層１８とｐ側光ガイド
層１７との界面付近までエッチングを行い、幅１．５μ
ｍのストライプ状の導波路を形成する。
【００２９】ストライプ導波路形成後、窒化物半導体層
の表面にＺｒＯ２よりなる絶縁膜１００を形成する。絶
縁膜１００形成後、ｐ側コンタクト層の上に形成したＳ
ｉＯ２を溶解除去し、リフトオフ法によりＳｉＯ２と共
に、ｐ側コンタクト層の上にあるＺｒＯ２を除去する。
の表面にＺｒＯ２よりなる絶縁膜１００を形成する。絶
縁膜１００形成後、ｐ側コンタクト層の上に形成したＳ
ｉＯ２を溶解除去し、リフトオフ法によりＳｉＯ２と共
に、ｐ側コンタクト層の上にあるＺｒＯ２を除去する。
【００３０】絶縁膜１００形成後、Ｎｉ／Ａｕからなる
ｐ電極２０を図１に示すように、絶縁膜１００を介して
ｐ側コンタクト層１９と良好なオーミックが得られるよ
うに形成する。
ｐ電極２０を図１に示すように、絶縁膜１００を介して
ｐ側コンタクト層１９と良好なオーミックが得られるよ
うに形成する。
【００３１】（ｎ電極３０形成工程）
第１の層３１：次に、ｎ側コンタクト層４０のほぼ全面
にＴｉを０．０１μｍ、その上にＡｌを０．０５μｍ製
膜する。第２の層３２:第１の層と同一面積で、Ｔｉ
０．０５μｍを製膜し、その上にとＮｉ０．０５μｍを
製膜して第２の層３２を０．１μｍ製膜する。第３の層
３３：第２の層の上にＡｕ(８０％）／Ｓｎ（２０％）
合金よりなる第３の層を1μｍ製膜する。
にＴｉを０．０１μｍ、その上にＡｌを０．０５μｍ製
膜する。第２の層３２:第１の層と同一面積で、Ｔｉ
０．０５μｍを製膜し、その上にとＮｉ０．０５μｍを
製膜して第２の層３２を０．１μｍ製膜する。第３の層
３３：第２の層の上にＡｕ(８０％）／Ｓｎ（２０％）
合金よりなる第３の層を1μｍ製膜する。
【００３２】その後、ウェーハを３００℃で熱処理す
る。熱処理後、電極を部分的にエッチングして、電極間
の電流、電圧をオーミックコンタクトを測定したとこ
ろ、ほぼ直線を示し、良好なオーミックコンタクトが得
られていることが確認された。
る。熱処理後、電極を部分的にエッチングして、電極間
の電流、電圧をオーミックコンタクトを測定したとこ
ろ、ほぼ直線を示し、良好なオーミックコンタクトが得
られていることが確認された。
【００３３】以上のようにしてｐ、ｎ両電極形成後、窒
化物半導体基板１０のＭ面で基板１０を劈開して、ウェ
ーハをバー(bar）状と成し、そのバーの劈開面に共振面
を作製する。さらに共振面に垂直な方向でバーをダイシ
ングして４００μｍ（共振器長）×４００μｍ角のレー
ザチップとする。レーザチップ作製後、ｎ電極がｎ側コ
ンタクト層４０から剥がれたものはなかった。
化物半導体基板１０のＭ面で基板１０を劈開して、ウェ
ーハをバー(bar）状と成し、そのバーの劈開面に共振面
を作製する。さらに共振面に垂直な方向でバーをダイシ
ングして４００μｍ（共振器長）×４００μｍ角のレー
ザチップとする。レーザチップ作製後、ｎ電極がｎ側コ
ンタクト層４０から剥がれたものはなかった。
【００３４】レーザチップ作製後、ｎ電極３０側をＡｕ
でメタライズされたヒートシンクに熱圧着して、図１に
示すようにＡｕ線をワイヤーボンディングしてレーザ素
子とする。このレーザ素子に室温でレーザ発振を試みた
ところ、発振波長４０８．５ｎｍ、閾値電流密度２ｋＡ
／cm２において室温連続発振を示し、閾値における電圧
は従来のものに比較して、約１０％低下した。さらに電
流値を上げて出力を上げ、４０ｍＷとして２０時間連続
発振させた後も、４０ｍＷにおける電圧、電流とも、最
初とほとんど変化しなかった。また素子の長辺の方向か
ら、真横に１ｋｇの加重を負荷して素子を剥がそうと試
みたところ、強固に付着しており、素子の剥がれは無か
った。
でメタライズされたヒートシンクに熱圧着して、図１に
示すようにＡｕ線をワイヤーボンディングしてレーザ素
子とする。このレーザ素子に室温でレーザ発振を試みた
ところ、発振波長４０８．５ｎｍ、閾値電流密度２ｋＡ
／cm２において室温連続発振を示し、閾値における電圧
は従来のものに比較して、約１０％低下した。さらに電
流値を上げて出力を上げ、４０ｍＷとして２０時間連続
発振させた後も、４０ｍＷにおける電圧、電流とも、最
初とほとんど変化しなかった。また素子の長辺の方向か
ら、真横に１ｋｇの加重を負荷して素子を剥がそうと試
みたところ、強固に付着しており、素子の剥がれは無か
った。
【００３５】さらに実施例１において、第２の層をＴｉ
／Ｎｉに代えて、Ｗ、Ｚｒ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ａｕをそれぞ
れ０．１μｍ厚で形成したところ、実施例１とほぼ同一
の特性を有するレーザ素子が得られた。
／Ｎｉに代えて、Ｗ、Ｚｒ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ａｕをそれぞ
れ０．１μｍ厚で形成したところ、実施例１とほぼ同一
の特性を有するレーザ素子が得られた。
【００３６】一方、実施例１で第２の層をＡｌとしたと
ころ、時間経過と共に、閾値電流、電圧が上昇し、約１
０時間で素子の寿命がつきた。そのｎ電極を分析してみ
ると、第１の層は積層構造ではなく、ＴｉとＡｌとが一
部合金したような状態となり、さらに第１の層側にＳｎ
が拡散してきていた。なお本実施例では第１の層は一部
Ｔｉ、Ａｌが合金化した状態、第２層はＮｉ、Ｔｉが一
部合金化した状態となっていた。
ころ、時間経過と共に、閾値電流、電圧が上昇し、約１
０時間で素子の寿命がつきた。そのｎ電極を分析してみ
ると、第１の層は積層構造ではなく、ＴｉとＡｌとが一
部合金したような状態となり、さらに第１の層側にＳｎ
が拡散してきていた。なお本実施例では第１の層は一部
Ｔｉ、Ａｌが合金化した状態、第２層はＮｉ、Ｔｉが一
部合金化した状態となっていた。
【００３７】［実施例２］
実施例１のｎ電極３０形成工程において、第１の層をＷ
（０．０１μｍ）／Ａｌ（０．０５μｍ）との積層構造
とし、第２の層にＷ（０．１μｍ）を形成し、第３の層
にＡｕ（８０％）、Ｓｎ（２０％）を含む層とする他は
実施例１と同様にしてレーザ素子を作製したところ、実
施例１とほぼ同等の特性を有する素子が得られた。さら
に中間層にＷに代えてＴｉ、Ｚｒ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ａｕ、
Ｎｉをそれぞれ同一膜厚で形成したところ、ほぼ同等の
特性を有する素子が得られた。
（０．０１μｍ）／Ａｌ（０．０５μｍ）との積層構造
とし、第２の層にＷ（０．１μｍ）を形成し、第３の層
にＡｕ（８０％）、Ｓｎ（２０％）を含む層とする他は
実施例１と同様にしてレーザ素子を作製したところ、実
施例１とほぼ同等の特性を有する素子が得られた。さら
に中間層にＷに代えてＴｉ、Ｚｒ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ａｕ、
Ｎｉをそれぞれ同一膜厚で形成したところ、ほぼ同等の
特性を有する素子が得られた。
【００３８】［実施例３］
実施例１のｎ電極３０形成工程において、第１の層をＷ
（０．０１μｍ）／Ａｌ（０．０５μｍ）との積層構造
とし、第２の層にＰｔ（０．１μｍ）を形成し、第３の
層にＡｕ（８０％）、Ｓｉ（１０％）、Ｉｎ（１０％）
を含む層とする他は実施例１と同様にしてレーザ素子を
作製したところ、実施例１とほぼ同等の特性を有する素
子が得られた。さらに中間層にＰｔに代えて、Ｗ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ａｕをそれぞれ同一膜厚で形成したと
ころ、ほぼ同等の特性を有する素子が得られた。なお第
１の層はＷとＡｌとが一部合金化したような状態となっ
ており、その上に第２の層であるＰｔ層、その上に第３
の層であるＡｕ、Ｓｉ、Ｉｎ合金からなる３層構造を有
していた。
（０．０１μｍ）／Ａｌ（０．０５μｍ）との積層構造
とし、第２の層にＰｔ（０．１μｍ）を形成し、第３の
層にＡｕ（８０％）、Ｓｉ（１０％）、Ｉｎ（１０％）
を含む層とする他は実施例１と同様にしてレーザ素子を
作製したところ、実施例１とほぼ同等の特性を有する素
子が得られた。さらに中間層にＰｔに代えて、Ｗ、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ａｕをそれぞれ同一膜厚で形成したと
ころ、ほぼ同等の特性を有する素子が得られた。なお第
１の層はＷとＡｌとが一部合金化したような状態となっ
ており、その上に第２の層であるＰｔ層、その上に第３
の層であるＡｕ、Ｓｉ、Ｉｎ合金からなる３層構造を有
していた。
【００３９】［実施例４］
実施例１のｎ電極３０形成工程において、第１の層をＴ
ｉ（０．０１μｍ）／Ｖ（０．０１μｍ）、Ａｕ（０．
０８μｍ）との積層構造とし、第２の層にＺｒ（０．１
μｍ）を形成し、第３の層にＡｕ（８０％）、Ｇｅ（１
０％）、Ｓｎ（１０％）を含む層とする他は実施例１と
同様にしてレーザ素子を作製したところ、実施例１とほ
ぼ同等の特性を有する素子が得られた。さらに中間層に
Ｚｒに代えて、Ｗ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｍｏをそれぞれ同一膜
厚で形成したところ、ほぼ同等の特性を有する素子が得
られた。なお、第２の層においてＡｕを試していないの
は第１の層で最後にＡｕが積層されていることによる。
ｉ（０．０１μｍ）／Ｖ（０．０１μｍ）、Ａｕ（０．
０８μｍ）との積層構造とし、第２の層にＺｒ（０．１
μｍ）を形成し、第３の層にＡｕ（８０％）、Ｇｅ（１
０％）、Ｓｎ（１０％）を含む層とする他は実施例１と
同様にしてレーザ素子を作製したところ、実施例１とほ
ぼ同等の特性を有する素子が得られた。さらに中間層に
Ｚｒに代えて、Ｗ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｍｏをそれぞれ同一膜
厚で形成したところ、ほぼ同等の特性を有する素子が得
られた。なお、第２の層においてＡｕを試していないの
は第１の層で最後にＡｕが積層されていることによる。
【００４０】［実施例５］
実施例１のｎ電極３０形成工程において、第１の層をＺ
ｒ（０．０１μｍ）／Ｎｂ（０．０１）／Ａｕ（０．０
４μｍ）との積層構造とし、第２の層にＭｏ（０．１μ
ｍ）を形成し、第３の層にＡｕ（８０％）、Ａｇ（５
％）、Ｓｎ（１５％）を含む層とする他は実施例１と同
様にしてレーザ素子を作製したところ、実施例１とほぼ
同等の特性を有する素子が得られた。さらに中間層にＭ
ｏに代えて、Ｗ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｚｒをそれぞれ同一膜厚
で形成したところ、オーミック性は実施例１のものに比
べてやや劣るが、ほぼ同等の特性を有する素子が得られ
た。
ｒ（０．０１μｍ）／Ｎｂ（０．０１）／Ａｕ（０．０
４μｍ）との積層構造とし、第２の層にＭｏ（０．１μ
ｍ）を形成し、第３の層にＡｕ（８０％）、Ａｇ（５
％）、Ｓｎ（１５％）を含む層とする他は実施例１と同
様にしてレーザ素子を作製したところ、実施例１とほぼ
同等の特性を有する素子が得られた。さらに中間層にＭ
ｏに代えて、Ｗ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｚｒをそれぞれ同一膜厚
で形成したところ、オーミック性は実施例１のものに比
べてやや劣るが、ほぼ同等の特性を有する素子が得られ
た。
【００４１】［実施例６］
実施例１において、ｎ側コンタクト層４０を形成せずに
直接、窒化物半導体基板の裏面側にｎ電極３０を形成す
る他は同様にしてレーザ素子を得たところ、オーミック
性は実施例１のものに比べてやや劣るが、ほぼ同等の特
性を有する素子が得られた。
直接、窒化物半導体基板の裏面側にｎ電極３０を形成す
る他は同様にしてレーザ素子を得たところ、オーミック
性は実施例１のものに比べてやや劣るが、ほぼ同等の特
性を有する素子が得られた。
【００４２】
【発明の効果】このように本発明の素子によると、Ｇａ
Ｎ基板と良好なオーミック性が得られて、しかも接着力
が良く、劣化しにくい安定したｎ電極が提供できる。な
お本明細書では最も過酷な条件で使用されるレーザ素子
について説明したが、本発明はレーザ素子だけでなく、
ＧａＮ基板を用い、そのＧａＮ基板の裏面にｎ電極が形
成される全ての窒化物半導体素子に適用可能である。
Ｎ基板と良好なオーミック性が得られて、しかも接着力
が良く、劣化しにくい安定したｎ電極が提供できる。な
お本明細書では最も過酷な条件で使用されるレーザ素子
について説明したが、本発明はレーザ素子だけでなく、
ＧａＮ基板を用い、そのＧａＮ基板の裏面にｎ電極が形
成される全ての窒化物半導体素子に適用可能である。
【図１】 本発明の一実施例に係るレーザ素子の構造を
示す模式断面図。
示す模式断面図。
１０・・・窒化物半導体基板
（１１・・・第１のＧａＮ層）
（１２・・・中間層）
（１３・・・第２のＧａＮ層）
１４・・・ｎ側クラッド層
１５・・・ｎ側光ガイド層
１６・・・活性層
１７・・・ｐ側光ガイド層
１８・・・ｐ側クラッド層
１９・・・ｐ側コンタクト層
４０・・・ｎ側コンタクト層
２０・・・ｐ電極
３０・・・ｎ電極
（３１・・・第１の層）
（３２・・・第２の層）
（３３・・・第３の層）
１００・・・絶縁膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−32113（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−221103（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−87067（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−107384（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−321412（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−117016（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−256662（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−330621（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01S 5/00 - 5/50
H01L 33/00
Claims (6)
- 【請求項１】 ｎ型窒化物半導体からなる窒化物半導体
基板の第１の主面側に、ｎ型窒化物半導体層及びｐ型窒
化物半導体層を有する素子構造が形成され、その窒化物
半導体基板の第２の主面側のほぼ全面にｎ電極が形成さ
れ、そのｎ電極と支持体とが対向して、素子が支持体に
ダイボンディングされてなる窒化物半導体素子であっ
て、前記窒化物半導体基板は、サファイア基板上に低温
バッファ層、下地層、アンドープＧａＮ層を成長後に成
長されたｎ型不純物をドープされた窒化物半導体であっ
て、サファイア基板側から前記アンドープＧａＮ層まで
を除去して得られる基板であり、前記第１の主面と前記
第２の主面との間に、少なくともＩｎを含む窒化物半導
体層を有し、 前記第２の主面は、前記窒化物半導体基板の、サファイ
ア基板を除去した側の面であり、 前記ｎ電極は、第２の主面に接近した側から、ｎ型窒化
物半導体と良好なオーミック接触が得られる金属を含む
第１の層と、Ａｌよりも高融点金属を含む第２の層と、
Ｓｎ若しくはＩｎを含む第３の層とを有する少なくとも
３層構造を具備し、該第３の層は支持体との低温での接
着強化層であることを特徴とする窒化物半導体素子。 - 【請求項２】 前記ｎ電極と第２の主面との間に、ｎ型
不純物がドープされた窒化物半導体層が成長されている
ことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導体素子。 - 【請求項３】 前記窒化物半導体層のｎ型不純物濃度
が、第２の主面近傍の窒化物半導体基板のｎ型不純物濃
度よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の窒化
物半導体素子。 - 【請求項４】 前記第１の層はＷ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｖ、Ｎｂからなる群から選択された少なくとも一種の金
属を含むことを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導
体素子。 - 【請求項５】 前記第２の層はＷ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｐｔ、
Ｍｏ、Ａｕ、Ｎｉからなる群から選択された少なくとも
一種の金属を含むことを特徴とする請求項１に記載の窒
化物半導体素子。 - 【請求項６】 前記第３の層はＡｕ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ａｇ
からなる群から選択された少なくとも一種の金属と、Ｓ
ｎ若しくはＩｎとを含むことを特徴とする請求項１に記
載の窒化物半導体素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14450298A JP3360812B2 (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 窒化物半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14450298A JP3360812B2 (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 窒化物半導体素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11340571A JPH11340571A (ja) | 1999-12-10 |
| JP3360812B2 true JP3360812B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=15363861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14450298A Expired - Fee Related JP3360812B2 (ja) | 1998-05-26 | 1998-05-26 | 窒化物半導体素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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