JP3498698B2 - 窒化ガリウム系化合物半導体素子 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体素子Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＧａＮ系化合物半導
体素子に関し、特に耐熱性の優れたＧａＮ系化合物半導
体を用いた窒化ガリウム系化合物半導体素子に関する。
体素子に関し、特に耐熱性の優れたＧａＮ系化合物半導
体を用いた窒化ガリウム系化合物半導体素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、窒化ガリウム系化合物半導体素子
において、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層とのオー
ミック接触用電極は、Ｔｉからなる第１の層と、この第
１の層の上に形成されたＡｌからなる第２の層とによっ
て構成されていた。しかしながら、この第２の層として
用いられるＡｌはイオン化傾向が大きく、酸化されやす
いため、第２の層の上にＷなどからなるバリア層をさら
に形成して、このバリア層の上に、Ａｕなどからなるボ
ンディング用金属層を積層していた。
において、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層とのオー
ミック接触用電極は、Ｔｉからなる第１の層と、この第
１の層の上に形成されたＡｌからなる第２の層とによっ
て構成されていた。しかしながら、この第２の層として
用いられるＡｌはイオン化傾向が大きく、酸化されやす
いため、第２の層の上にＷなどからなるバリア層をさら
に形成して、このバリア層の上に、Ａｕなどからなるボ
ンディング用金属層を積層していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構造を有するオーミック接触用電極は、４００℃
程度の熱処理によってＡｌまたはＡｕが拡散してしまう
という問題があり、このことは、窒化物半導体素子の耐
熱温度を制限する大きな要因となっていた。本発明は上
記のような課題を解決するためになされたものであり、
ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層と良好なオーミック
接触を得ることができ、また、５００℃程度の熱処理に
よっても劣化しないｎ側コンタクト用電極を有する窒化
ガリウム系化合物半導体素子およびその製造方法を提供
することを目的とする。
ような構造を有するオーミック接触用電極は、４００℃
程度の熱処理によってＡｌまたはＡｕが拡散してしまう
という問題があり、このことは、窒化物半導体素子の耐
熱温度を制限する大きな要因となっていた。本発明は上
記のような課題を解決するためになされたものであり、
ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層と良好なオーミック
接触を得ることができ、また、５００℃程度の熱処理に
よっても劣化しないｎ側コンタクト用電極を有する窒化
ガリウム系化合物半導体素子およびその製造方法を提供
することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】以上の従来例の問題点を
解決するために、本発明に係る第１の窒化ガリウム系化
合物半導体素子は、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層
と、該ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層とオーミック
接触するｎ側コンタクト用電極とを有する窒化ガリウム
系化合物半導体素子において、前記ｎ型窒化ガリウム系
化合物半導体層が、ＧａＮ又はＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０
＜Ｘ≦０．２）からなり、前記ｎ側コンタクト用電極
が、Ｗからなる第１の層と、前記第１の層の上に形成さ
れたＰｔからなる第２の層とからなり、前記第１の層と
前記ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層とがオーミック
接触することを特徴とする。
解決するために、本発明に係る第１の窒化ガリウム系化
合物半導体素子は、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層
と、該ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層とオーミック
接触するｎ側コンタクト用電極とを有する窒化ガリウム
系化合物半導体素子において、前記ｎ型窒化ガリウム系
化合物半導体層が、ＧａＮ又はＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０
＜Ｘ≦０．２）からなり、前記ｎ側コンタクト用電極
が、Ｗからなる第１の層と、前記第１の層の上に形成さ
れたＰｔからなる第２の層とからなり、前記第１の層と
前記ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層とがオーミック
接触することを特徴とする。
【０００５】このように構成された本発明の窒化ガリウ
ム系化合物半導体素子では、ｎ側コンタクト用電極を、
Ｗからなる第１の層と、その上のＰｔからなる第２の層
とを含んで構成しているので、ｎ側コンタクト用電極の
第１の層とｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層との間に
おけるオーミック性の耐熱性などの信頼性を向上させる
ために比較的高温で熱処理しても、ｎ側コンタクト用電
極が劣化しにくい。また、ｎ側コンタクト用電極を、Ｗ
からなる第１の層と、その上のＰｔからなる第２の層と
を用いて構成しているのでＡｌを含むことなく構成する
ことができ、Ａｌ層を含んで構成した従来例に比較し
て、本発明の窒化ガリウム系化合物半導体素子では、耐
熱性を向上させることができる。
ム系化合物半導体素子では、ｎ側コンタクト用電極を、
Ｗからなる第１の層と、その上のＰｔからなる第２の層
とを含んで構成しているので、ｎ側コンタクト用電極の
第１の層とｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層との間に
おけるオーミック性の耐熱性などの信頼性を向上させる
ために比較的高温で熱処理しても、ｎ側コンタクト用電
極が劣化しにくい。また、ｎ側コンタクト用電極を、Ｗ
からなる第１の層と、その上のＰｔからなる第２の層と
を用いて構成しているのでＡｌを含むことなく構成する
ことができ、Ａｌ層を含んで構成した従来例に比較し
て、本発明の窒化ガリウム系化合物半導体素子では、耐
熱性を向上させることができる。
【０００６】また、前記第１の窒化ガリウム系化合物半
導体素子において、前記第１の層の膜厚は約１００ｎｍ
以下であり、かつ前記第２の層の膜厚は約３００ｎｍ以
上であることが好ましい。このようにすると、ｎ側コン
タクト用電極とｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層との
オーミック接触を良好にでき、かつボンディングに対す
る強度を強くできる。
導体素子において、前記第１の層の膜厚は約１００ｎｍ
以下であり、かつ前記第２の層の膜厚は約３００ｎｍ以
上であることが好ましい。このようにすると、ｎ側コン
タクト用電極とｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層との
オーミック接触を良好にでき、かつボンディングに対す
る強度を強くできる。
【０００７】本発明に係る第１の窒化ガリウム系化合物
半導体素子では、前記ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体
層が、ＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ≦０．２）であって
もよい。
半導体素子では、前記ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体
層が、ＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ≦０．２）であって
もよい。
【０００８】本発明に係る第１の窒化ガリウム系化合物
半導体素子は、前記第２の層の上に、Ａｕからなる第３
の層が形成されていてもよい。
半導体素子は、前記第２の層の上に、Ａｕからなる第３
の層が形成されていてもよい。
【０００９】本発明に係る第２の窒化ガリウム系化合物
半導体素子は、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層と、
該ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層の上面の一部に形
成されたｎ側コンタクト用電極と、前記ｎ型窒化ガリウ
ム系化合物半導体層の上面に、前記ｎ側コンタクト用電
極と分離されて形成された活性層と、前記活性層の上に
形成されたｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層と、前記
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層の上に形成されたｐ
側コンタクト用電極とを備えた窒化ガリウム系化合物半
導体素子において、前記ｐ側コンタクト用電極は、ｐ側
オーミック電極と該ｐ側オーミック電極の上に形成され
たｐ側パッド電極とを含み、前記ｎ型窒化ガリウム系化
合物半導体層は、ＧａＮ又はＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０＜
Ｘ≦０．２）からなり、前記ｎ側コンタクト用電極と前
記ｐ側パッド電極は互いに同一であってそれぞれ、Ｗか
らなる第１の層と、前記第１の層の上に形成されたＰｔ
からなる第２の層とを有してなることを特徴とする。
半導体素子は、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層と、
該ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層の上面の一部に形
成されたｎ側コンタクト用電極と、前記ｎ型窒化ガリウ
ム系化合物半導体層の上面に、前記ｎ側コンタクト用電
極と分離されて形成された活性層と、前記活性層の上に
形成されたｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層と、前記
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層の上に形成されたｐ
側コンタクト用電極とを備えた窒化ガリウム系化合物半
導体素子において、前記ｐ側コンタクト用電極は、ｐ側
オーミック電極と該ｐ側オーミック電極の上に形成され
たｐ側パッド電極とを含み、前記ｎ型窒化ガリウム系化
合物半導体層は、ＧａＮ又はＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０＜
Ｘ≦０．２）からなり、前記ｎ側コンタクト用電極と前
記ｐ側パッド電極は互いに同一であってそれぞれ、Ｗか
らなる第１の層と、前記第１の層の上に形成されたＰｔ
からなる第２の層とを有してなることを特徴とする。
【００１０】本発明に係る第２の窒化ガリウム系化合物
半導体素子は、前記第１の窒化ガリウム系化合物半導体
素子と同様の作用効果を有し、さらに、ｎ側コンタクト
用電極とｐ側パッド電極との層構造を共通化することに
より、製造工程を容易にすることができる。
半導体素子は、前記第１の窒化ガリウム系化合物半導体
素子と同様の作用効果を有し、さらに、ｎ側コンタクト
用電極とｐ側パッド電極との層構造を共通化することに
より、製造工程を容易にすることができる。
【００１１】本発明に係る第２の窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子は、前記第２の層の上に、Ａｕからなる
第３の層が形成されていてもよい。。
半導体発光素子は、前記第２の層の上に、Ａｕからなる
第３の層が形成されていてもよい。。
【００１２】本発明に係る第２の窒化ガリウム系化合物
半導体素子では、ｐ側オーミック電極は、Ａｕ、Ｐｔ、
Ｎｉ、およびＰｄのうちの少なくとも１つを含む金属ま
たは合金から形成することができ、ＮｉおよびＡｕから
なる合金、またはＮｉおよびＰｔからなる合金から形成
されることが好ましい。
半導体素子では、ｐ側オーミック電極は、Ａｕ、Ｐｔ、
Ｎｉ、およびＰｄのうちの少なくとも１つを含む金属ま
たは合金から形成することができ、ＮｉおよびＡｕから
なる合金、またはＮｉおよびＰｔからなる合金から形成
されることが好ましい。
【００１３】また、本発明に係る窒化ガリウム系化合物
半導体素子の製造方法は、基板の上に、ＧａＮ又はＡｌ
ＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ≦０．２）からなるｎ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層、窒化ガリウム系化合物半導体
からなる活性層、窒化ガリウム系化合物半導体からなる
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層を順次成長させる工
程と、前記ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層と前記活
性層との一部をエッチングし、前記ｎ型窒化ガリウム系
化合物半導体層の一部を露出させる工程と、前記ｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体層の表面に、ｐ側オーミック
電極を形成する工程と、前記露出された前記ｎ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層の上と、前記ｐ側オーミック電
極との上にそれぞれ、Ｗからなる第１の層を積層する工
程と、前記第１の層の上に、Ｐｔからなる第２の層を積
層する工程と、前記ｐ側オーミック電極と、前記第１お
よび第２の層を、同時に熱処理する工程とを含むことを
特徴とする。
半導体素子の製造方法は、基板の上に、ＧａＮ又はＡｌ
ＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ≦０．２）からなるｎ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層、窒化ガリウム系化合物半導体
からなる活性層、窒化ガリウム系化合物半導体からなる
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層を順次成長させる工
程と、前記ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層と前記活
性層との一部をエッチングし、前記ｎ型窒化ガリウム系
化合物半導体層の一部を露出させる工程と、前記ｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体層の表面に、ｐ側オーミック
電極を形成する工程と、前記露出された前記ｎ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層の上と、前記ｐ側オーミック電
極との上にそれぞれ、Ｗからなる第１の層を積層する工
程と、前記第１の層の上に、Ｐｔからなる第２の層を積
層する工程と、前記ｐ側オーミック電極と、前記第１お
よび第２の層を、同時に熱処理する工程とを含むことを
特徴とする。
【００１４】以上の製造方法では、ｎ側コンタクト用電
極として、ＷまたはＭｏからなる第１の層と、その上の
Ｐｔからなる第２の層とを形成するようにしているの
で、５００℃以上の比較的高温で熱処理をすることがで
き、Ｗからなる第１の層のｎ型窒化ガリウム系化合物半
導体層に対するオーミック性の耐熱性などの信頼性の向
上を図ることができる。また、ｎ側コンタクト用電極
を、Ｗからなる第１の層と、その上のＰｔからなる第２
の層とを用いて構成しているのでＡｌを含むことなく構
成することができ、Ａｌ層を含んで構成した従来例に比
較して、耐熱性の高い窒化ガリウム系化合物半導体素子
を製造することができる。さらに、以上の第１の製造方
法では、前記第１の層と前記第２の層によりｎ側コンタ
クト用電極とｐ側パッド電極とを共通の工程により製造
することができ、製造工程を簡略化することができる。
極として、ＷまたはＭｏからなる第１の層と、その上の
Ｐｔからなる第２の層とを形成するようにしているの
で、５００℃以上の比較的高温で熱処理をすることがで
き、Ｗからなる第１の層のｎ型窒化ガリウム系化合物半
導体層に対するオーミック性の耐熱性などの信頼性の向
上を図ることができる。また、ｎ側コンタクト用電極
を、Ｗからなる第１の層と、その上のＰｔからなる第２
の層とを用いて構成しているのでＡｌを含むことなく構
成することができ、Ａｌ層を含んで構成した従来例に比
較して、耐熱性の高い窒化ガリウム系化合物半導体素子
を製造することができる。さらに、以上の第１の製造方
法では、前記第１の層と前記第２の層によりｎ側コンタ
クト用電極とｐ側パッド電極とを共通の工程により製造
することができ、製造工程を簡略化することができる。
【００１５】また、本発明に係る窒化ガリウム系化合物
半導体素子の製造方法では、前記第２の層を積層する工
程の後に、前記第２の層の上に、Ａｕからなる第３の層
を積層する工程を含み、前記熱処理する工程において、
前記ｐ側オーミック電極と、前記第１の層と、前記第２
の層と、前記第３の層とを同時に熱処理するようにして
もよい。
半導体素子の製造方法では、前記第２の層を積層する工
程の後に、前記第２の層の上に、Ａｕからなる第３の層
を積層する工程を含み、前記熱処理する工程において、
前記ｐ側オーミック電極と、前記第１の層と、前記第２
の層と、前記第３の層とを同時に熱処理するようにして
もよい。
【００１６】以上の製造方法では、ｎ側コンタクト用電
極として、Ｗからなる第１の層と、その上のＰｔからな
る第２の層と、その上のＡｕからなる第３の層とを形成
するようにしているので、５００℃以上の比較的高温で
熱処理をすることができる。このような熱処理により、
Ｗからなる第１の層の、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導
体層に対する、オーミック性の耐熱性などの信頼性の向
上を図ることができる。
極として、Ｗからなる第１の層と、その上のＰｔからな
る第２の層と、その上のＡｕからなる第３の層とを形成
するようにしているので、５００℃以上の比較的高温で
熱処理をすることができる。このような熱処理により、
Ｗからなる第１の層の、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導
体層に対する、オーミック性の耐熱性などの信頼性の向
上を図ることができる。
【００１７】また、ｎ側コンタクト用電極を、前記第１
の層、第２の層及び第３の層とを用いて構成しているの
でＡｌを含むことなく構成することができ、Ａｌ層を含
んで構成した従来例に比較して、耐熱性の高い窒化ガリ
ウム系化合物半導体素子を製造することができる。さら
に、以上の第２の製造方法では、前記第１の層、前記第
２の層及び前記第３の層によりｎ側コンタクト用電極と
ｐ側パッド電極とを共通の工程により製造することがで
き、製造工程を簡略化することができる。
の層、第２の層及び第３の層とを用いて構成しているの
でＡｌを含むことなく構成することができ、Ａｌ層を含
んで構成した従来例に比較して、耐熱性の高い窒化ガリ
ウム系化合物半導体素子を製造することができる。さら
に、以上の第２の製造方法では、前記第１の層、前記第
２の層及び前記第３の層によりｎ側コンタクト用電極と
ｐ側パッド電極とを共通の工程により製造することがで
き、製造工程を簡略化することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】（実施形態１）図１は本発明の一
実施の形態である窒化ガリウム系化合物半導体素子の構
造を示す模式断面図である。以下、図１を参照しなが
ら、本実施形態１の窒化ガリウム系化合物半導体素子３
０について説明する。図１に示される窒化ガリウム系化
合物半導体素子３０は、発光素子であって、基板１上
に、それぞれ窒化物半導体からなる、第１のバッファ層
２と、第２のバッファ層３と、ｎ側コンタクト層４と、
第３のバッファ層５と、ｎ側多層膜層６と、活性層７
と、ｐ側多層膜層８と、ｐ側コンタクト層９とがこの順
に積層された構造を有する。そして、ｎ側コンタクト層
４の上には、ｎ側コンタクト層４とオーミック接触する
ｎ側コンタクト用電極２０が形成される。また、ｐ側コ
ンタクト層９の上には、ｐ側においてｐ側コンタクト層
９とオーミック接触するｐ側コンタクト用電極１２が形
成される。
実施の形態である窒化ガリウム系化合物半導体素子の構
造を示す模式断面図である。以下、図１を参照しなが
ら、本実施形態１の窒化ガリウム系化合物半導体素子３
０について説明する。図１に示される窒化ガリウム系化
合物半導体素子３０は、発光素子であって、基板１上
に、それぞれ窒化物半導体からなる、第１のバッファ層
２と、第２のバッファ層３と、ｎ側コンタクト層４と、
第３のバッファ層５と、ｎ側多層膜層６と、活性層７
と、ｐ側多層膜層８と、ｐ側コンタクト層９とがこの順
に積層された構造を有する。そして、ｎ側コンタクト層
４の上には、ｎ側コンタクト層４とオーミック接触する
ｎ側コンタクト用電極２０が形成される。また、ｐ側コ
ンタクト層９の上には、ｐ側においてｐ側コンタクト層
９とオーミック接触するｐ側コンタクト用電極１２が形
成される。
【００１９】ここで、特に本実施形態１においては、ｎ
側コンタクト用電極２０は、ｎ側コンタクト層４とオー
ミック接触する第１の層２１とその第１の層２１上に形
成された第２の層２２とからなり、第１の層２１はＷま
たはＭｏからなり、第２の層２２はＡｕまたはＰｔから
なることを特徴としている。すなわち、本実施の形態１
において、ｎ側コンタクト用電極２０は、以下の表１に
示す異なる４種類の組み合わせのうちのいずれか１つか
らなる。なお、ＰｔはＡｕよりもドライエッチングによ
って侵食されにくく、反応性ガスに強いという性質を有
し、一方、ＡｕはＰｔよりも抵抗が低く、ワイヤなどを
ボンディングし易いという性質を有する。また、ＷはＭ
ｏよりも高融点を有し、より高い耐熱性を有する。以上
のような性質を考慮して、作製される半導体素子の用途
などに応じて第１の層２１および第２の層２２をの材料
を適宜決定すればよい。
側コンタクト用電極２０は、ｎ側コンタクト層４とオー
ミック接触する第１の層２１とその第１の層２１上に形
成された第２の層２２とからなり、第１の層２１はＷま
たはＭｏからなり、第２の層２２はＡｕまたはＰｔから
なることを特徴としている。すなわち、本実施の形態１
において、ｎ側コンタクト用電極２０は、以下の表１に
示す異なる４種類の組み合わせのうちのいずれか１つか
らなる。なお、ＰｔはＡｕよりもドライエッチングによ
って侵食されにくく、反応性ガスに強いという性質を有
し、一方、ＡｕはＰｔよりも抵抗が低く、ワイヤなどを
ボンディングし易いという性質を有する。また、ＷはＭ
ｏよりも高融点を有し、より高い耐熱性を有する。以上
のような性質を考慮して、作製される半導体素子の用途
などに応じて第１の層２１および第２の層２２をの材料
を適宜決定すればよい。
【００２０】
【表１】
【００２１】以上のように構成された実施の形態１にお
いて、上述したようにｎ側コンタクト用電極２０の、Ｗ
またはＭｏからなる第１の層２１は、ｎ側コンタクト層
４とオーミック接触する。良好なオーミック接触を得る
ためには、第１の層２１の膜厚は、５ｎｍ以上、１００
ｎｍ以下であることが好ましい。第１の層２１の膜厚が
５ｎｍを下回ると、第２の層２２の一部がｐ側コンタク
ト層９に接触してしまい、オーミック接触が悪くなって
しまう。一方、第１の層２１の膜厚が１００ｎｍを上回
ると、第１の層２１の側面が酸化されてしまうので、好
ましくない。
いて、上述したようにｎ側コンタクト用電極２０の、Ｗ
またはＭｏからなる第１の層２１は、ｎ側コンタクト層
４とオーミック接触する。良好なオーミック接触を得る
ためには、第１の層２１の膜厚は、５ｎｍ以上、１００
ｎｍ以下であることが好ましい。第１の層２１の膜厚が
５ｎｍを下回ると、第２の層２２の一部がｐ側コンタク
ト層９に接触してしまい、オーミック接触が悪くなって
しまう。一方、第１の層２１の膜厚が１００ｎｍを上回
ると、第１の層２１の側面が酸化されてしまうので、好
ましくない。
【００２２】また、ｎ側コンタクト用電極２０におい
て、ＡｕまたはＰｔからなる第２の層２２は、ボンディ
ングワイヤ等が取り付けられる層であるため、一定の機
械的強度を確保するために３００ｎｍ以上であることが
好ましい。第２の層２２の上限としては、１０μｍ以下
が好ましい。膜厚が１０μｍ程度になると、リフトオフ
が困難になるからである。なお、リフトオフとは、窒化
ガリウム系化合物半導体素子３０の表面において、所定
の電極非形成部をあらかじめマスクした上で、全面に金
属を形成後、マスクを除去することにより、電極を形成
する方法を意味する。なお、図１のｎ側コンタクト用電
極２０において、第２の層２２にボンディングワイヤを
取り付けることが可能であることから、ｎ側パッド電極
を別に設けていないが、本願発明はこれに限定されるも
のではなく、ｎ側コンタクト用電極２０上にｎ側パッド
電極をさらに設けてもよい。
て、ＡｕまたはＰｔからなる第２の層２２は、ボンディ
ングワイヤ等が取り付けられる層であるため、一定の機
械的強度を確保するために３００ｎｍ以上であることが
好ましい。第２の層２２の上限としては、１０μｍ以下
が好ましい。膜厚が１０μｍ程度になると、リフトオフ
が困難になるからである。なお、リフトオフとは、窒化
ガリウム系化合物半導体素子３０の表面において、所定
の電極非形成部をあらかじめマスクした上で、全面に金
属を形成後、マスクを除去することにより、電極を形成
する方法を意味する。なお、図１のｎ側コンタクト用電
極２０において、第２の層２２にボンディングワイヤを
取り付けることが可能であることから、ｎ側パッド電極
を別に設けていないが、本願発明はこれに限定されるも
のではなく、ｎ側コンタクト用電極２０上にｎ側パッド
電極をさらに設けてもよい。
【００２３】一方、本実施の形態１において、ｐ側コン
タクト層９の上には、ｐ側電極１２が形成される。この
ｐ側電極１２は、ｐ側コンタクト層９のほぼ全表面に形
成されたｐ側オーミック電極１０とｐ側パッド電極１１
とからなる。ｐ側オーミック電極の形成後に５００℃の
熱処理が行われ、ｐ側コンタクト層９との間で良好なオ
ーミック接触が実現されている。ここで、ｐ側オーミッ
ク電極１０は、ｐ型窒化物半導体層と良好なオーミック
接触が得られる材料である、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、および
Ｐｄのうちの少なくとも１つを含む金属または合金で形
成される。具体的には、ｐ側オーミック電極１０は例え
ば、ＮｉおよびＡｕからなる合金や、ＮｉおよびＰｔか
らなる合金、またはＮｉおよびＰｔおよびＡｕからなる
合金から形成される。窒化ガリウム系化合物半導体素子
３０をフェイスアップで用いるときには、ｐ側オーミッ
ク電極１０は透光性の金属または合金から形成すること
が好ましく、窒化ガリウム系化合物半導体素子３０をフ
ェイスダウンで用いるときにはｐ側オーミック電極１０
は透光性でない金属または合金から形成することが好ま
しいことも考慮して、ｐ側オーミック電極１０の材料を
適宜決定すればよい。また、本実施形態１において、ｐ
側パッド電極１１は、上述したｎ側コンタクト用電極２
０と同様の構成とし、ｎ側コンタクト用電極２０と同一
の工程で製造することができるようにし、工程を簡略化
している。すなわち、ｐ側パッド電極１１は、第１の層
２１ａと、第１の層２１ａ上に形成された第２の層２２
ａとからなり、第１の層２１ａはＷまたはＭｏからな
り、第２の層２２ａはＡｕまたはＰｔからなる。
タクト層９の上には、ｐ側電極１２が形成される。この
ｐ側電極１２は、ｐ側コンタクト層９のほぼ全表面に形
成されたｐ側オーミック電極１０とｐ側パッド電極１１
とからなる。ｐ側オーミック電極の形成後に５００℃の
熱処理が行われ、ｐ側コンタクト層９との間で良好なオ
ーミック接触が実現されている。ここで、ｐ側オーミッ
ク電極１０は、ｐ型窒化物半導体層と良好なオーミック
接触が得られる材料である、Ａｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、および
Ｐｄのうちの少なくとも１つを含む金属または合金で形
成される。具体的には、ｐ側オーミック電極１０は例え
ば、ＮｉおよびＡｕからなる合金や、ＮｉおよびＰｔか
らなる合金、またはＮｉおよびＰｔおよびＡｕからなる
合金から形成される。窒化ガリウム系化合物半導体素子
３０をフェイスアップで用いるときには、ｐ側オーミッ
ク電極１０は透光性の金属または合金から形成すること
が好ましく、窒化ガリウム系化合物半導体素子３０をフ
ェイスダウンで用いるときにはｐ側オーミック電極１０
は透光性でない金属または合金から形成することが好ま
しいことも考慮して、ｐ側オーミック電極１０の材料を
適宜決定すればよい。また、本実施形態１において、ｐ
側パッド電極１１は、上述したｎ側コンタクト用電極２
０と同様の構成とし、ｎ側コンタクト用電極２０と同一
の工程で製造することができるようにし、工程を簡略化
している。すなわち、ｐ側パッド電極１１は、第１の層
２１ａと、第１の層２１ａ上に形成された第２の層２２
ａとからなり、第１の層２１ａはＷまたはＭｏからな
り、第２の層２２ａはＡｕまたはＰｔからなる。
【００２４】次に、本実施の形態１の窒化ガリウム系化
合物半導体素子の製造方法について説明する。 （第１工程）第１工程では、基板１の上に、それぞれ窒
化ガリウム系化合物半導体からなる、ｎ型窒化ガリウム
系化合物半導体層、活性層、ｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体層を順次成長させる。より詳細には、ｎ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層を構成する、第１のバッファ層
２と、第２のバッファ層３と、ｎ側コンタクト層４と、
第３のバッファ層５と、ｎ側多層膜層６とを成長させ、
そのｎ側多層膜層６の上に活性層７を成長させた後、さ
らにｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層を構成する、ｐ
側多層膜層８と、ｐ側コンタクト層９とを順に成長させ
る。
合物半導体素子の製造方法について説明する。 （第１工程）第１工程では、基板１の上に、それぞれ窒
化ガリウム系化合物半導体からなる、ｎ型窒化ガリウム
系化合物半導体層、活性層、ｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体層を順次成長させる。より詳細には、ｎ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層を構成する、第１のバッファ層
２と、第２のバッファ層３と、ｎ側コンタクト層４と、
第３のバッファ層５と、ｎ側多層膜層６とを成長させ、
そのｎ側多層膜層６の上に活性層７を成長させた後、さ
らにｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層を構成する、ｐ
側多層膜層８と、ｐ側コンタクト層９とを順に成長させ
る。
【００２５】（第２工程）第２工程では、ｎ側コンタク
ト用電極を形成するｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層
（ｎ側コンタクト層４）の一部を露出させるために、発
光部分を構成する領域を除くｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体層と活性層の一部をｎ側コンタクト層４までエッ
チングする。エッチング後、エッチング表面を３００℃
以上で熱処理する。この熱処理により、後の第４工程に
おいて形成するＷまたはＭｏからなる第の１層のオーミ
ック性をより良好にすることができる。 （第３工程）第３工程では、ｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体層表面（ｐ側コンタクト層９表面）のほぼ全面
に、ＮｉおよびＡｕを含む層、またはＮｉおよびＰｔを
含む層からなるｐ側オーミック電極１０を形成する。
ト用電極を形成するｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層
（ｎ側コンタクト層４）の一部を露出させるために、発
光部分を構成する領域を除くｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体層と活性層の一部をｎ側コンタクト層４までエッ
チングする。エッチング後、エッチング表面を３００℃
以上で熱処理する。この熱処理により、後の第４工程に
おいて形成するＷまたはＭｏからなる第の１層のオーミ
ック性をより良好にすることができる。 （第３工程）第３工程では、ｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体層表面（ｐ側コンタクト層９表面）のほぼ全面
に、ＮｉおよびＡｕを含む層、またはＮｉおよびＰｔを
含む層からなるｐ側オーミック電極１０を形成する。
【００２６】（第４工程）第４工程では、第２工程で露
出させたｎ側コンタクト層４の表面と、ｐ側オーミック
電極１０の表面にそれぞれ、ＷまたはＭｏからなる第１
の層を形成する。 （第５工程）第５工程では、第１の層の上に、Ａｕまた
はＰｔからなる第２の層を形成する。 （第６工程）第６工程では、第４工程及び第５工程で形
成した第１の層と第２の層を、所定形状にパターンニン
グすることにより、第１の層２１と第２の層２２からな
るｎ側コンタクト用電極２０と、第１の層２１ａと第２
の層２２ａからなるｐ側パッド電極１１とを形成する。
出させたｎ側コンタクト層４の表面と、ｐ側オーミック
電極１０の表面にそれぞれ、ＷまたはＭｏからなる第１
の層を形成する。 （第５工程）第５工程では、第１の層の上に、Ａｕまた
はＰｔからなる第２の層を形成する。 （第６工程）第６工程では、第４工程及び第５工程で形
成した第１の層と第２の層を、所定形状にパターンニン
グすることにより、第１の層２１と第２の層２２からな
るｎ側コンタクト用電極２０と、第１の層２１ａと第２
の層２２ａからなるｐ側パッド電極１１とを形成する。
【００２７】（第７工程）第７工程では、ｐ側オーミッ
ク電極１０とその上に積層されたｐ側パッド電極１１お
よび、ｎ側コンタクト用電極２０を５００℃の温度で熱
処理する。この熱処理により、ｐ側オーミック電極１０
をｐ側コンタクト層９とオーミック接触させることがで
きる。また、ｎ側コンタクト用電極２０の第１の層２１
のオーミック性の耐熱性などの信頼性を向上させること
ができる。以下に、熱処理によりｎ側コンタクト用電極
２０の第１の層２１のオーミック性の信頼性を向上させ
ることができる理由について説明する。例えば、ｎ側コ
ンタクト用電極２０の形成後にＣＶＤ法で保護膜を形成
する時、または、実装時の半田付けをする時、または半
導体素子の使用時に大電流が流れた際には、ｎ側コンタ
クト用電極２０が高温となり、破壊する恐れがある。し
かし、ｎ側コンタクト用電極２０を上記のように５００
℃という比較的高温で熱処理しておくと、ｎ側コンタク
ト用電極２０が高温になっても破壊されにくくなる。従
って、ｎ側コンタクト用電極２０の第１の層２１のオー
ミック性の耐熱性などの信頼性を向上させることができ
る。以上説明した製造方法により、本実施の形態１の窒
化ガリウム系化合物半導体素子３０は製造される。
ク電極１０とその上に積層されたｐ側パッド電極１１お
よび、ｎ側コンタクト用電極２０を５００℃の温度で熱
処理する。この熱処理により、ｐ側オーミック電極１０
をｐ側コンタクト層９とオーミック接触させることがで
きる。また、ｎ側コンタクト用電極２０の第１の層２１
のオーミック性の耐熱性などの信頼性を向上させること
ができる。以下に、熱処理によりｎ側コンタクト用電極
２０の第１の層２１のオーミック性の信頼性を向上させ
ることができる理由について説明する。例えば、ｎ側コ
ンタクト用電極２０の形成後にＣＶＤ法で保護膜を形成
する時、または、実装時の半田付けをする時、または半
導体素子の使用時に大電流が流れた際には、ｎ側コンタ
クト用電極２０が高温となり、破壊する恐れがある。し
かし、ｎ側コンタクト用電極２０を上記のように５００
℃という比較的高温で熱処理しておくと、ｎ側コンタク
ト用電極２０が高温になっても破壊されにくくなる。従
って、ｎ側コンタクト用電極２０の第１の層２１のオー
ミック性の耐熱性などの信頼性を向上させることができ
る。以上説明した製造方法により、本実施の形態１の窒
化ガリウム系化合物半導体素子３０は製造される。
【００２８】上述したように構成された本実施形態１の
窒化物半導体素子３０では、ｎ側コンタクト用電極２０
は、ＷまたはＭｏからなる第１の層２１と、Ａｕまたは
Ｐｔからなる第２の層２２とにより構成し、ＷまたはＭ
ｏからなる第１の層２１によりｎ側コンタクト層４と良
好にオーミック接触させているので、さらに以下のよう
な特有の効果がある。第一に、ｎ側コンタクト用電極２
０に素子の耐熱温度を制限することになるＡｌを用いて
いないので、半導体素子３０の耐熱性を向上させること
ができる。第二に、第１の層と第２の層として上述した
ような酸化されにくく安定した、高融点材料を用いて形
成しているので、これらの層を積層した後、５００℃又
はそれ以上の比較的高温で熱処理をすることができる。
これにより、ｎ側コンタクト層４とｎ側コンタクト用電
極２０との間におけるオーミック性の耐熱性などの信頼
性を向上させることができる。
窒化物半導体素子３０では、ｎ側コンタクト用電極２０
は、ＷまたはＭｏからなる第１の層２１と、Ａｕまたは
Ｐｔからなる第２の層２２とにより構成し、ＷまたはＭ
ｏからなる第１の層２１によりｎ側コンタクト層４と良
好にオーミック接触させているので、さらに以下のよう
な特有の効果がある。第一に、ｎ側コンタクト用電極２
０に素子の耐熱温度を制限することになるＡｌを用いて
いないので、半導体素子３０の耐熱性を向上させること
ができる。第二に、第１の層と第２の層として上述した
ような酸化されにくく安定した、高融点材料を用いて形
成しているので、これらの層を積層した後、５００℃又
はそれ以上の比較的高温で熱処理をすることができる。
これにより、ｎ側コンタクト層４とｎ側コンタクト用電
極２０との間におけるオーミック性の耐熱性などの信頼
性を向上させることができる。
【００２９】また、本実施の形態１では、ｎ側コンタク
ト用電極２０及びｐ側パッド電極１１をそれぞれ第１の
層と第２の層からなる共通の構成とし、かつその第１の
層として高融点材料を、第２の層として酸化されにくく
安定な金属を用いて形成しているので、これらの層を積
層した後、５００℃又はそれ以上の比較的高温で熱処理
をすることができ、以下のような利点がある。すなわ
ち、ｐ側オーミック電極１０をｐ側コンタクト層９とオ
ーミック接させるには、５００℃程度の高温の熱処理が
必要になるが、本実施の形態１では、ｎ側コンタクト用
電極２０及びｐ側パッド電極１１の第１の層と第２の層
として酸化されにくく安定した高融点材料を用いて形成
しているので、これらの層を積層した後、５００℃又は
それ以上の比較的高温で熱処理をすることが可能とな
り、ｐ側オーミック電極１０とｐ側コンタクト層９との
間で良好なオーミック接触をとることができる。
ト用電極２０及びｐ側パッド電極１１をそれぞれ第１の
層と第２の層からなる共通の構成とし、かつその第１の
層として高融点材料を、第２の層として酸化されにくく
安定な金属を用いて形成しているので、これらの層を積
層した後、５００℃又はそれ以上の比較的高温で熱処理
をすることができ、以下のような利点がある。すなわ
ち、ｐ側オーミック電極１０をｐ側コンタクト層９とオ
ーミック接させるには、５００℃程度の高温の熱処理が
必要になるが、本実施の形態１では、ｎ側コンタクト用
電極２０及びｐ側パッド電極１１の第１の層と第２の層
として酸化されにくく安定した高融点材料を用いて形成
しているので、これらの層を積層した後、５００℃又は
それ以上の比較的高温で熱処理をすることが可能とな
り、ｐ側オーミック電極１０とｐ側コンタクト層９との
間で良好なオーミック接触をとることができる。
【００３０】また、従来のようにＡｌを用いてｎ側パッ
ド電極を形成した場合には、その熱処理温度は約４００
℃以下に制限されるので、窒化ガリウム系化合物半導体
素子の製造工程において、ｐ側コンタクト用電極の熱処
理を約５００℃で行った後に、別の工程でｎ側コンタク
ト用電極の熱処理を約３００℃で行う必要があった。こ
れに対して本実施形態１によると、ｐ側パッド電極１１
およびｎ側コンタクト用電極２０はいずれも上述したよ
うに、酸化されにくく、安定した、高融点材料を用いて
形成されており、５００℃程度の高温の熱処理を行って
も劣化することがないので、ｐ側およびｎ側における熱
処理を、約５００℃で一度に行うことができるので、製
造工程を容易にし、製造コストを低減することができ
る。
ド電極を形成した場合には、その熱処理温度は約４００
℃以下に制限されるので、窒化ガリウム系化合物半導体
素子の製造工程において、ｐ側コンタクト用電極の熱処
理を約５００℃で行った後に、別の工程でｎ側コンタク
ト用電極の熱処理を約３００℃で行う必要があった。こ
れに対して本実施形態１によると、ｐ側パッド電極１１
およびｎ側コンタクト用電極２０はいずれも上述したよ
うに、酸化されにくく、安定した、高融点材料を用いて
形成されており、５００℃程度の高温の熱処理を行って
も劣化することがないので、ｐ側およびｎ側における熱
処理を、約５００℃で一度に行うことができるので、製
造工程を容易にし、製造コストを低減することができ
る。
【００３１】なお、本実施形態１では、より好ましい構
成として、ｐ側パッド電極１１とｎ側コンタクト用電極
２０とを同一の層構造を有するように形成したが、本発
明はこのような半導体素子に限定されることはない。本
発明では、少なくともｎ側コンタクト用電極２０を上述
したような第１および第２の層を用いて形成すれば、ｐ
側パッド電極１１を他の層を用いて形成してもよい。
成として、ｐ側パッド電極１１とｎ側コンタクト用電極
２０とを同一の層構造を有するように形成したが、本発
明はこのような半導体素子に限定されることはない。本
発明では、少なくともｎ側コンタクト用電極２０を上述
したような第１および第２の層を用いて形成すれば、ｐ
側パッド電極１１を他の層を用いて形成してもよい。
【００３２】（実施形態２）図２は本発明の他の実施の
形態である窒化ガリウム系化合物半導体素子３２の構造
を示す模式断面図である。以下、図２を参照しながら、
本実施形態２の窒化ガリウム系化合物半導体素子３２に
ついて説明する。尚、図１と同様の部材には同じ参照符
号で示しており、その詳細な説明は省略する。図２に示
される窒化ガリウム系化合物半導体素子３２は、実施の
形態１のｎ側コンタクト用電極２０に替えてｎ側コンタ
クト用電極２５を形成し、ｐ側コンタクト用電極１２に
替えてｐ側コンタクト用電極１４を形成した以外は、実
施の形態１と同様に構成される。
形態である窒化ガリウム系化合物半導体素子３２の構造
を示す模式断面図である。以下、図２を参照しながら、
本実施形態２の窒化ガリウム系化合物半導体素子３２に
ついて説明する。尚、図１と同様の部材には同じ参照符
号で示しており、その詳細な説明は省略する。図２に示
される窒化ガリウム系化合物半導体素子３２は、実施の
形態１のｎ側コンタクト用電極２０に替えてｎ側コンタ
クト用電極２５を形成し、ｐ側コンタクト用電極１２に
替えてｐ側コンタクト用電極１４を形成した以外は、実
施の形態１と同様に構成される。
【００３３】詳細には、本実施形態２においては、ｎ側
コンタクト用電極２５は、ＷまたはＭｏからなる第１の
層２１と、第１の層２１の上に形成されたＰｔからなる
第２の層２３と、第２の層２３の上に形成されたＡｕか
らなる第３の層２４とからなる。すなわち、本実施の形
態２において、以下の表２の２種類のｎ側コンタクト用
電極２５が含まれる。
コンタクト用電極２５は、ＷまたはＭｏからなる第１の
層２１と、第１の層２１の上に形成されたＰｔからなる
第２の層２３と、第２の層２３の上に形成されたＡｕか
らなる第３の層２４とからなる。すなわち、本実施の形
態２において、以下の表２の２種類のｎ側コンタクト用
電極２５が含まれる。
【００３４】
【表２】
【００３５】ここで、本実施形態２のｎ側コンタクト用
電極２５において、ＷまたはＭｏからなる第１の層２１
は、ｎ側コンタクト層４とオーミック接触する層であ
り、第１の層２１の膜厚は、実施の形態１と同様、５ｎ
ｍ〜１００ｎｍの範囲に設定することが好ましい。ま
た、ｎ側コンタクト用電極２５において、Ａｕからなる
第３の層２４には、ボンディングワイヤが取り付けら
れ、所望の外部回路と接続される。第２の層２３と第３
の層２４との合計膜厚は、約３００ｎｍ以上および１０
μｍ以下であることが好ましい。なお、図２のｎ側コン
タクト用電極２５において、第３の層２４にボンディン
グワイヤを取り付けることができるので、ｎ側パッド電
極を別途設けていないが、本発明はこれに限られず、ｎ
側コンタクト用電極２５上にｎ側パッド電極を別途設け
てもよい。
電極２５において、ＷまたはＭｏからなる第１の層２１
は、ｎ側コンタクト層４とオーミック接触する層であ
り、第１の層２１の膜厚は、実施の形態１と同様、５ｎ
ｍ〜１００ｎｍの範囲に設定することが好ましい。ま
た、ｎ側コンタクト用電極２５において、Ａｕからなる
第３の層２４には、ボンディングワイヤが取り付けら
れ、所望の外部回路と接続される。第２の層２３と第３
の層２４との合計膜厚は、約３００ｎｍ以上および１０
μｍ以下であることが好ましい。なお、図２のｎ側コン
タクト用電極２５において、第３の層２４にボンディン
グワイヤを取り付けることができるので、ｎ側パッド電
極を別途設けていないが、本発明はこれに限られず、ｎ
側コンタクト用電極２５上にｎ側パッド電極を別途設け
てもよい。
【００３６】このように、本実施形態２の窒化物半導体
素子において、ｎ側コンタクト用電極２５は、Ｗまたは
Ｍｏからなる第１の層２１と、第１の層２１の上に形成
されたＰｔからなる第２の層２３と、第２の層２３の上
に形成されたＡｕからなる第３の層２４とからなり、ｎ
側コンタクト用電極２５に素子の耐熱温度を制限するＡ
ｌを用いていないので、実施の形態１の窒化物半導体素
子と同様の作用効果を有する。
素子において、ｎ側コンタクト用電極２５は、Ｗまたは
Ｍｏからなる第１の層２１と、第１の層２１の上に形成
されたＰｔからなる第２の層２３と、第２の層２３の上
に形成されたＡｕからなる第３の層２４とからなり、ｎ
側コンタクト用電極２５に素子の耐熱温度を制限するＡ
ｌを用いていないので、実施の形態１の窒化物半導体素
子と同様の作用効果を有する。
【００３７】また、実施の形態２において、ｐ側コンタ
クト層１０の上に形成されたｐ側コンタクト用電極１４
は、ｐ側オーミック電極１０とｐ側パッド電極１３とか
らなる。ｐ側オーミック電極１０は、実施形態１と同様
に、ｐ側コンタクト層９のほぼ全表面に形成される全面
電極であり、ＮｉおよびＡｕを含む層、またはＮｉおよ
びＰｔを含む層により形成され、ｐ側コンタクト層９と
オーミック接触する。
クト層１０の上に形成されたｐ側コンタクト用電極１４
は、ｐ側オーミック電極１０とｐ側パッド電極１３とか
らなる。ｐ側オーミック電極１０は、実施形態１と同様
に、ｐ側コンタクト層９のほぼ全表面に形成される全面
電極であり、ＮｉおよびＡｕを含む層、またはＮｉおよ
びＰｔを含む層により形成され、ｐ側コンタクト層９と
オーミック接触する。
【００３８】さらに、本実施形態２においては、ｐ側オ
ーミック電極１０上に形成されたｐ側パッド電極１３
は、上述したｎ側コンタクト用電極２５と同様の構成と
することにより、ｎ側コンタクト用電極２０と同一の工
程で製造することができるようにし、工程を簡略化して
いる。すなわち、第１の層２１ｂと、第１の層２１ｂ上
に形成された第２の層２３ｂと、第２の層２３ｂの上に
形成された第３の層２４ｂからなり、第１の層２１ｂは
ＷまたはＭｏからなり、第２の層２３ｂはＰｔ、第３の
層２４ｂはＡｕからなる。
ーミック電極１０上に形成されたｐ側パッド電極１３
は、上述したｎ側コンタクト用電極２５と同様の構成と
することにより、ｎ側コンタクト用電極２０と同一の工
程で製造することができるようにし、工程を簡略化して
いる。すなわち、第１の層２１ｂと、第１の層２１ｂ上
に形成された第２の層２３ｂと、第２の層２３ｂの上に
形成された第３の層２４ｂからなり、第１の層２１ｂは
ＷまたはＭｏからなり、第２の層２３ｂはＰｔ、第３の
層２４ｂはＡｕからなる。
【００３９】以上のように構成された実施の形態２によ
っても上述の実施形態１と同様に、ｐ側パッド電極１３
およびｎ側コンタクト用電極２５はいずれも、上記に列
挙したＷまたはＭｏの高融点材料と、ＰｔまたはＡｕの
酸化されにくく安定した金属を用いて形成されており、
５００℃程度の高温の熱処理を行っても劣化することが
ない。従って、ｐ側パッド電極１３およびｎ側コンタク
ト用電極２５を約５００℃で一度に熱処理を行うことが
でき、これにより、ｐ側においてオーミック接触をと
り、ｎ側においてオーミック性の耐熱性などの信頼性の
向上を図ることができるので、製造工程を容易にし、製
造コストを低減することができる。また、ｐ側パッド電
極１３とｎ側コンタクト用電極２５とは、同じ層構造を
有するので、これらの電極１３および２５を同一工程で
積層することができる。従って製造工程を容易にするこ
とができる。
っても上述の実施形態１と同様に、ｐ側パッド電極１３
およびｎ側コンタクト用電極２５はいずれも、上記に列
挙したＷまたはＭｏの高融点材料と、ＰｔまたはＡｕの
酸化されにくく安定した金属を用いて形成されており、
５００℃程度の高温の熱処理を行っても劣化することが
ない。従って、ｐ側パッド電極１３およびｎ側コンタク
ト用電極２５を約５００℃で一度に熱処理を行うことが
でき、これにより、ｐ側においてオーミック接触をと
り、ｎ側においてオーミック性の耐熱性などの信頼性の
向上を図ることができるので、製造工程を容易にし、製
造コストを低減することができる。また、ｐ側パッド電
極１３とｎ側コンタクト用電極２５とは、同じ層構造を
有するので、これらの電極１３および２５を同一工程で
積層することができる。従って製造工程を容易にするこ
とができる。
【００４０】なお、本実施形態２でも、ｐ側パッド電極
１３とｎ側コンタクト用電極２５とを同一の層構造を有
するように形成したが、本発明はこのような半導体素子
に限定されるものではなく、少なくともｎ側コンタクト
用電極２５を上述したような第１、第２および第３の層
を用いて形成すれば、ｐ側パッド電極１１を任意の層を
用いて形成してもよい。
１３とｎ側コンタクト用電極２５とを同一の層構造を有
するように形成したが、本発明はこのような半導体素子
に限定されるものではなく、少なくともｎ側コンタクト
用電極２５を上述したような第１、第２および第３の層
を用いて形成すれば、ｐ側パッド電極１１を任意の層を
用いて形成してもよい。
【００４１】
【実施例】以下、図１を参照しながら、実施例を用いて
本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限
定されない。 （基板１）サファイア（Ｃ面）よりなる基板１をＭＯＶ
ＰＥの反応容器内にセットし、水素を流しながら、基板
の温度を１０５０℃まで上昇させ、基板のクリーニング
を行う。基板１にはサファイアＣ面の他、Ｒ面、Ａ面を
主面とするサファイア、その他、スピネル（ＭｇＡ１2
Ｏ4）のような絶縁性の基板の他、ＳｉＣ（６Ｈ、４
Ｈ、３Ｃを含む）、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ＧａＮ等
の半導体基板を用いることができる。
本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれに限
定されない。 （基板１）サファイア（Ｃ面）よりなる基板１をＭＯＶ
ＰＥの反応容器内にセットし、水素を流しながら、基板
の温度を１０５０℃まで上昇させ、基板のクリーニング
を行う。基板１にはサファイアＣ面の他、Ｒ面、Ａ面を
主面とするサファイア、その他、スピネル（ＭｇＡ１2
Ｏ4）のような絶縁性の基板の他、ＳｉＣ（６Ｈ、４
Ｈ、３Ｃを含む）、Ｓｉ、ＺｎＯ、ＧａＡｓ、ＧａＮ等
の半導体基板を用いることができる。
【００４２】（第１のバッファ層２）続いて、温度を５
１０℃まで下げ、キャリアガスに水素、原料ガスにアン
モニアとＴＭＧ（トリメチルガリウム）とを用い、基板
１上にＧａＮよりなるバッファ層２を約２００オングス
トロームの膜厚で成長させる。なおこの低温で成長させ
る第１のバッファ層２は基板の種類、成長方法等によっ
ては省略できる。
１０℃まで下げ、キャリアガスに水素、原料ガスにアン
モニアとＴＭＧ（トリメチルガリウム）とを用い、基板
１上にＧａＮよりなるバッファ層２を約２００オングス
トロームの膜厚で成長させる。なおこの低温で成長させ
る第１のバッファ層２は基板の種類、成長方法等によっ
ては省略できる。
【００４３】（第２のバッファ層３）バッファ層２を成
長後、ＴＭＧのみ止めて、温度を１０５０℃まで上昇さ
せる。１０５０℃になったら、同じく原料ガスにＴＭ
Ｇ、アンモニアガスを用い、アンドープＧａＮよりなる
第２のバッファ層３を１μｍの膜厚で成長させる。第２
のバッファ層は先に成長させた第１のバッファ層よりも
高温、例えば９００℃〜１１００℃で成長させ、ＩｎX
ＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）で構成で
き、その組成は特に問うものではないが、好ましくはＧ
ａＮ、X値が０．２以下のＡｌXＧａ1-XＮとすると結晶
欠陥の少ない窒化物半導体層が得られやすい。また膜厚
は特に問うものではなく、バッファ層よりも厚膜で成長
させ、通常０．１μｍ以上の膜厚で成長させる。
長後、ＴＭＧのみ止めて、温度を１０５０℃まで上昇さ
せる。１０５０℃になったら、同じく原料ガスにＴＭ
Ｇ、アンモニアガスを用い、アンドープＧａＮよりなる
第２のバッファ層３を１μｍの膜厚で成長させる。第２
のバッファ層は先に成長させた第１のバッファ層よりも
高温、例えば９００℃〜１１００℃で成長させ、ＩｎX
ＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）で構成で
き、その組成は特に問うものではないが、好ましくはＧ
ａＮ、X値が０．２以下のＡｌXＧａ1-XＮとすると結晶
欠陥の少ない窒化物半導体層が得られやすい。また膜厚
は特に問うものではなく、バッファ層よりも厚膜で成長
させ、通常０．１μｍ以上の膜厚で成長させる。
【００４４】（ｎ側コンタクト層４）続いて１０５０℃
で、同じく原料ガスにＴＭＧ、アンモニアガス、不純物
ガスにシランガスを用い、Ｓｉを３×１０19／cm3ドー
プしたＧａＮよりなるｎ側コンタクト層を３μｍの膜厚
で成長させる。このｎ側コンタクト層４も第２のバッフ
ァ層３と同様に、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦X、０≦
Y、X＋Y≦１）で構成でき、その組成は特に問うもので
はないが、好ましくはＧａＮ、X値が０．２以下のＡｌX
Ｇａ1-XＮとすると結晶欠陥の少ない窒化物半導体層が
得られやすい。膜厚は特に問うものではないが、ｎ電極
を形成する層であるので１μｍ以上の膜厚で成長させる
ことが望ましい。さらにｎ型不純物濃度は窒化物半導体
の結晶性を悪くしない程度に高濃度にドープすることが
望ましく、１×１０18／cm3以上、５×１０21／cm3以下
の範囲でドープすることが望ましい。
で、同じく原料ガスにＴＭＧ、アンモニアガス、不純物
ガスにシランガスを用い、Ｓｉを３×１０19／cm3ドー
プしたＧａＮよりなるｎ側コンタクト層を３μｍの膜厚
で成長させる。このｎ側コンタクト層４も第２のバッフ
ァ層３と同様に、ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦X、０≦
Y、X＋Y≦１）で構成でき、その組成は特に問うもので
はないが、好ましくはＧａＮ、X値が０．２以下のＡｌX
Ｇａ1-XＮとすると結晶欠陥の少ない窒化物半導体層が
得られやすい。膜厚は特に問うものではないが、ｎ電極
を形成する層であるので１μｍ以上の膜厚で成長させる
ことが望ましい。さらにｎ型不純物濃度は窒化物半導体
の結晶性を悪くしない程度に高濃度にドープすることが
望ましく、１×１０18／cm3以上、５×１０21／cm3以下
の範囲でドープすることが望ましい。
【００４５】（第３のバッファ層５）次にシランガスの
みを止め、１０５０℃で同様にしてアンドープＧａＮよ
りなる第３のバッファ層５を１００オングストロームの
膜厚で成長させる。この第３のバッファ層５もＩｎXＡ
ｌYＧａ1-X-YＮ（０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）で構成で
き、その組成は特に問うものではないが、好ましくはＧ
ａＮ、X値が０．２以下のＡｌXＧａ1-XＮ、またはY値が
０．１以下のＩｎYＧａ1-YＮとすると結晶欠陥の少ない
窒化物半導体層が得られやすい。このアンドープＧａＮ
層を成長させることにより、高濃度で不純物をドープし
たｎ側コンタクト層４の上に直接活性層を成長させるの
と異なり、下地の結晶性が良くなるため、次に成長させ
る窒化物半導体を成長しやすくする。このように、アン
ドープの窒化物半導体層よりなる第２のバッファ層３の
上に、高濃度でｎ型不純物をドープした窒化物半導体よ
りなるｎ側コンタクト層４、次にアンドープの窒化物半
導体（ｎ側多層膜層も含む。）よりなる第３のバッファ
層５を積層した３層構造とすると、ＬＥＤ素子にした場
合にＶｆが低下しやすい傾向にある。なおｎ側多層膜層
６をアンドープにする場合は第３のバッファ層５を省略
することができる。
みを止め、１０５０℃で同様にしてアンドープＧａＮよ
りなる第３のバッファ層５を１００オングストロームの
膜厚で成長させる。この第３のバッファ層５もＩｎXＡ
ｌYＧａ1-X-YＮ（０≦X、０≦Y、X＋Y≦１）で構成で
き、その組成は特に問うものではないが、好ましくはＧ
ａＮ、X値が０．２以下のＡｌXＧａ1-XＮ、またはY値が
０．１以下のＩｎYＧａ1-YＮとすると結晶欠陥の少ない
窒化物半導体層が得られやすい。このアンドープＧａＮ
層を成長させることにより、高濃度で不純物をドープし
たｎ側コンタクト層４の上に直接活性層を成長させるの
と異なり、下地の結晶性が良くなるため、次に成長させ
る窒化物半導体を成長しやすくする。このように、アン
ドープの窒化物半導体層よりなる第２のバッファ層３の
上に、高濃度でｎ型不純物をドープした窒化物半導体よ
りなるｎ側コンタクト層４、次にアンドープの窒化物半
導体（ｎ側多層膜層も含む。）よりなる第３のバッファ
層５を積層した３層構造とすると、ＬＥＤ素子にした場
合にＶｆが低下しやすい傾向にある。なおｎ側多層膜層
６をアンドープにする場合は第３のバッファ層５を省略
することができる。
【００４６】（ｎ側多層膜層（フォトルミネセンス層）
６）次に、同様の温度で、アンドープＧａＮよりなる第
２の窒化物半導体層を４０Å成長させ、次に温度を８０
０℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＩ、ＳｉＨ4、アンモニアを
用い、Ｓｉを１．２５ｎmolを供給して、Ｓｉドープの
Ｉｎ0. 3Ｇａ0. 7Ｎよりなる第１の窒化物半導体層を２０
Å成長させる。そしてこれらの操作を繰り返し、第２＋
第１の順で交互に３０層ずつ積層させ、最後にＧａＮよ
りなる第２の窒化物半導体層を４０Å成長さた超格子構
造の多層膜よりなるｎ側第２多層膜層６を１８４０Åの
膜厚で成長させる。
６）次に、同様の温度で、アンドープＧａＮよりなる第
２の窒化物半導体層を４０Å成長させ、次に温度を８０
０℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＩ、ＳｉＨ4、アンモニアを
用い、Ｓｉを１．２５ｎmolを供給して、Ｓｉドープの
Ｉｎ0. 3Ｇａ0. 7Ｎよりなる第１の窒化物半導体層を２０
Å成長させる。そしてこれらの操作を繰り返し、第２＋
第１の順で交互に３０層ずつ積層させ、最後にＧａＮよ
りなる第２の窒化物半導体層を４０Å成長さた超格子構
造の多層膜よりなるｎ側第２多層膜層６を１８４０Åの
膜厚で成長させる。
【００４７】（活性層７）次に、アンドープＧａＮより
なる障壁層を２００オングストロームの膜厚で成長さ
せ、続いて温度を８００℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＩ、ア
ンモニアを用いアンドープＩｎ0.3Ｇａ0.7Ｎよりなる井
戸層を３０オングストロームの膜厚で成長させる。そし
て障壁＋井戸＋障壁＋井戸・・・・＋障壁の順で障壁層
を５層、井戸層４層交互に積層して、総膜厚１１２０オ
ングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層７を
成長させる。活性層７は障壁層から積層したが、積層順
は井戸層から積層して、井戸層で終わってもよく、また
井戸層から積層して障壁層で終わる場合、障壁層から積
層して井戸層で終わっても良く積層順は特に問わない。
井戸層の膜厚としては１００オングストローム以下、好
ましくは７０オングストローム以下、さらに好ましくは
５０オングストローム以下に調整する。１００オングス
トロームよりも厚いと、出力が向上しにくい傾向にあ
る。一方、障壁層の厚さは３００オングストローム以
下、好ましくは２５０オングストローム以下、最も好ま
しくは２００オングストローム以下に調整する。
なる障壁層を２００オングストロームの膜厚で成長さ
せ、続いて温度を８００℃にして、ＴＭＧ、ＴＭＩ、ア
ンモニアを用いアンドープＩｎ0.3Ｇａ0.7Ｎよりなる井
戸層を３０オングストロームの膜厚で成長させる。そし
て障壁＋井戸＋障壁＋井戸・・・・＋障壁の順で障壁層
を５層、井戸層４層交互に積層して、総膜厚１１２０オ
ングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層７を
成長させる。活性層７は障壁層から積層したが、積層順
は井戸層から積層して、井戸層で終わってもよく、また
井戸層から積層して障壁層で終わる場合、障壁層から積
層して井戸層で終わっても良く積層順は特に問わない。
井戸層の膜厚としては１００オングストローム以下、好
ましくは７０オングストローム以下、さらに好ましくは
５０オングストローム以下に調整する。１００オングス
トロームよりも厚いと、出力が向上しにくい傾向にあ
る。一方、障壁層の厚さは３００オングストローム以
下、好ましくは２５０オングストローム以下、最も好ま
しくは２００オングストローム以下に調整する。
【００４８】（ｐ側多層膜層８）次に、ＴＭＧ、ＴＭ
Ａ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇ（シクロペンタジエニルマ
グネシウム）を用い、Ｍｇを５×１０19／cm3ドープし
たｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎよりなる第３の窒化物半導体
層を２５オングストロームの膜厚で成長させ、続いてＣ
ｐ2Ｍｇ、ＴＭＡを止めアンドープＧａＮよりなる第４
の窒化物半導体層を２５オングストロームの膜厚で成長
させる。そしてこれらの操作を繰り返し、第３＋第４の
順で交互に４層ずつ積層した超格子よりなるｐ側多層膜
層８を２００オングストロームの膜厚で成長させる。
Ａ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇ（シクロペンタジエニルマ
グネシウム）を用い、Ｍｇを５×１０19／cm3ドープし
たｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎよりなる第３の窒化物半導体
層を２５オングストロームの膜厚で成長させ、続いてＣ
ｐ2Ｍｇ、ＴＭＡを止めアンドープＧａＮよりなる第４
の窒化物半導体層を２５オングストロームの膜厚で成長
させる。そしてこれらの操作を繰り返し、第３＋第４の
順で交互に４層ずつ積層した超格子よりなるｐ側多層膜
層８を２００オングストロームの膜厚で成長させる。
【００４９】（ｐ側コンタクト層９）続いて１０５０℃
で、ＴＭＧ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇを用い、Ｍｇを１
×１０20／cm3ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ側コン
タクト層８を７００オングストロームの膜厚で成長させ
る。ｐ側コンタクト層８もＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０
≦X、０≦Y、X＋Y≦１）で構成でき、その組成は特に問
うものではないが、好ましくはＧａＮとすると結晶欠陥
の少ない窒化物半導体層が得られやすく、またｐ電極材
料と好ましいオーミック接触が得られやすい。反応終了
後、温度を室温まで下げ、さらに窒素雰囲気中、ウェー
ハを反応容器内において、７００℃でアニーリングを行
い、ｐ型層をさらに低抵抗化する。
で、ＴＭＧ、アンモニア、Ｃｐ2Ｍｇを用い、Ｍｇを１
×１０20／cm3ドープしたｐ型ＧａＮよりなるｐ側コン
タクト層８を７００オングストロームの膜厚で成長させ
る。ｐ側コンタクト層８もＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０
≦X、０≦Y、X＋Y≦１）で構成でき、その組成は特に問
うものではないが、好ましくはＧａＮとすると結晶欠陥
の少ない窒化物半導体層が得られやすく、またｐ電極材
料と好ましいオーミック接触が得られやすい。反応終了
後、温度を室温まで下げ、さらに窒素雰囲気中、ウェー
ハを反応容器内において、７００℃でアニーリングを行
い、ｐ型層をさらに低抵抗化する。
【００５０】（ｐ側コンタクト用電極１２およびｎ側コ
ンタクト用電極２０）アニーリング後、ウエーハを反応
容器から取り出し、最上層のｐ側コンタクト層９の表面
に所定の形状のマスクを形成し、ＲＩＥ（反応性イオン
エッチング）装置でｐ側コンタクト層側からエッチング
を行い、図１に示すようにｎ側コンタクト層４の表面を
露出させる。露出後、ｎ側コンタクト層４の表面を３０
０℃以上で熱処理する。続いて、ｐ側コンタクト層の表
面の側から全面に、スパッタリングなどの蒸着装置を用
いて、膜厚２０ｎｍのＮｉおよびＡｕを形成し、ｎ側コ
ンタクト層上のＮｉおよびＡｕをウェットエッチングに
より除去することで、透光性のｐ側オーミック電極１０
を形成した。次にｐ側オーミック電極１０の上およびｎ
側コンタクト層４の上の全面のうち、ｐ側パッド電極お
よびｎ側コンタクト用電極を形成しない部分をマスク
し、ｐ側コンタクト層の表面の側から全面に、スパッタ
リング装置を用いて、Ｗよりなる第１の層を２００オン
グストロームと、Ｐｔよりなる第２の層を６０００オン
グストロームの膜厚で形成する。最後にフォトレジスト
を除去し、ｎ側コンタクト層４の上に第１の層２１およ
び第２の層２２からなるｎ側コンタクト用電極２０を形
成し、ｐ側オーミック電極１０の上に、第１の層２１お
よび第２の層２２からなるｐ側パッド電極１１を形成し
た。最後に窒化物半導体露出面の全面に保護膜、帯電防
止膜として、ＳｉＯ2を２００ｎｍの膜厚で形成した。
このときＳｉＯ2とｎ側コンタクト用電極およびｐ側パ
ッド電極との間にＮｉを１００オングストローム程度形
成しておくと、ＳｉＯ2の密着性が向上する。最後にＳ
ｉＯ2（およびＮｉ）の一部をエッチングして、ｎ側オ
ーミック電極およびｐ側パッド電極の一部を露出させ
た。以上のようにして、ＬＥＤ素子を作製した。
ンタクト用電極２０）アニーリング後、ウエーハを反応
容器から取り出し、最上層のｐ側コンタクト層９の表面
に所定の形状のマスクを形成し、ＲＩＥ（反応性イオン
エッチング）装置でｐ側コンタクト層側からエッチング
を行い、図１に示すようにｎ側コンタクト層４の表面を
露出させる。露出後、ｎ側コンタクト層４の表面を３０
０℃以上で熱処理する。続いて、ｐ側コンタクト層の表
面の側から全面に、スパッタリングなどの蒸着装置を用
いて、膜厚２０ｎｍのＮｉおよびＡｕを形成し、ｎ側コ
ンタクト層上のＮｉおよびＡｕをウェットエッチングに
より除去することで、透光性のｐ側オーミック電極１０
を形成した。次にｐ側オーミック電極１０の上およびｎ
側コンタクト層４の上の全面のうち、ｐ側パッド電極お
よびｎ側コンタクト用電極を形成しない部分をマスク
し、ｐ側コンタクト層の表面の側から全面に、スパッタ
リング装置を用いて、Ｗよりなる第１の層を２００オン
グストロームと、Ｐｔよりなる第２の層を６０００オン
グストロームの膜厚で形成する。最後にフォトレジスト
を除去し、ｎ側コンタクト層４の上に第１の層２１およ
び第２の層２２からなるｎ側コンタクト用電極２０を形
成し、ｐ側オーミック電極１０の上に、第１の層２１お
よび第２の層２２からなるｐ側パッド電極１１を形成し
た。最後に窒化物半導体露出面の全面に保護膜、帯電防
止膜として、ＳｉＯ2を２００ｎｍの膜厚で形成した。
このときＳｉＯ2とｎ側コンタクト用電極およびｐ側パ
ッド電極との間にＮｉを１００オングストローム程度形
成しておくと、ＳｉＯ2の密着性が向上する。最後にＳ
ｉＯ2（およびＮｉ）の一部をエッチングして、ｎ側オ
ーミック電極およびｐ側パッド電極の一部を露出させ
た。以上のようにして、ＬＥＤ素子を作製した。
【００５１】
【発明の効果】上述のように、本発明によると、ｎ型窒
化ガリウム系化合物半導体層と良好なオーミック接触を
得ることができ、また、５００℃程度の熱処理によって
も劣化しないｎ側コンタクト用電極を有する窒化ガリウ
ム系化合物半導体素子およびその製造方法を提供するこ
とをができる。
化ガリウム系化合物半導体層と良好なオーミック接触を
得ることができ、また、５００℃程度の熱処理によって
も劣化しないｎ側コンタクト用電極を有する窒化ガリウ
ム系化合物半導体素子およびその製造方法を提供するこ
とをができる。
【図１】 本発明の実施形態１の窒化ガリウム系化合物
半導体素子の構造を示す模式断面図である。
半導体素子の構造を示す模式断面図である。
【図２】 本発明の実施形態２の窒化ガリウム系化合物
半導体素子の構造を示す模式断面図である。
半導体素子の構造を示す模式断面図である。
１ 基板
２ 第１のバッファ層
３ 第２のバッファ層
４ ｎ側コンタクト層
５ 第３のバッファ層
６ ｎ側多層膜層
７ 活性層
８ ｐ側多層膜層
９ ｐ側コンタクト層
１０ ｐ側オーミック電極
１１ ｐ側パッド電極
１２ ｐ側コンタクト用電極
１３ ｐ側パッド電極
１４ ｐ側コンタクト用電極
２０ ｎ側コンタクト用電極
２１ 第１の層
２１ａ 第１の層
２１ｂ 第１の層
２２ 第２の層
２２ａ 第２の層
２３ 第２の層
２３ｂ 第２の層
２４ 第３の層
２４ｂ 第３の層
３０ 窒化ガリウム系化合物半導体素子
３２ 窒化ガリウム系化合物半導体素子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 29/43 Ｈ０１Ｌ 29/46 Ｈ
(56)参考文献 特開 平10−303407（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−85059（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−40846（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−27638（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−321957（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−150302（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−256602（ＪＰ，Ａ)
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，1996年,
Ｖｏｌ．80 Ｎｏ．１，ｐ．278−281
Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ，2000年 ４月，Ｖｏｌ．44 Ｎ
ｏ．４，ｐ．757−760
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 33/00
H01S 5/00 - 5/50
ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (11)
- 【請求項１】 ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層と、
該ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層とオーミック接触
するｎ側コンタクト用電極とを有する窒化ガリウム系化
合物半導体素子において、 前記ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層が、ＧａＮ又は
ＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ≦０．２）からなり、 前記ｎ側コンタクト用電極が、Ｗからなる第１の層と、
前記第１の層の上に形成されたＰｔからなる第２の層と
からなり、 前記第１の層と前記ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層
とがオーミック接触することを特徴とする窒化ガリウム
系化合物半導体素子。 - 【請求項２】 請求項１記載のｎ型窒化ガリウム系化合
物半導体層が、ＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ≦０．２）
からなる請求項１記載の窒化ガリウム系化合物半導体素
子。 - 【請求項３】 前記第２の層の上に、Ａｕからなる第３
の層が形成されてなる請求項１または２に記載の窒化ガ
リウム系化合物半導体素子。 - 【請求項４】 ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層と、
該ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層の上面の一部に形
成されたｎ側コンタクト用電極と、前記ｎ型窒化ガリウ
ム系化合物半導体層の上面に、前記ｎ側コンタクト用電
極と分離されて形成された活性層と、前記活性層の上に
形成されたｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層と、前記
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層の上に形成されたｐ
側コンタクト用電極とを備えた窒化ガリウム系化合物半
導体素子において、 前記ｐ側コンタクト用電極は、ｐ側オーミック電極と該
ｐ側オーミック電極の上に形成されたｐ側パッド電極と
を含み、 前記ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層は、ＧａＮ又は
ＡｌＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ≦０．２）からなり、 前記ｎ側コンタクト用電極と前記ｐ側パッド電極は互い
に同一であってそれぞれ、Ｗからなる第１の層と、前記
第１の層の上に形成されたＰｔからなる第２の層とを有
してなることを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体
素子。 - 【請求項５】 前記第２の層の上に、Ａｕからなる第３
の層が形成されてなる請求項４に記載の窒化ガリウム系
化合物半導体素子。 - 【請求項６】 前記ｐ側オーミック電極は、Ａｕ、Ｐ
ｔ、Ｎｉ、およびＰｄのうちの少なくとも１つを含む金
属または合金から形成された請求項４または５に記載の
窒化ガリウム系化合物半導体素子。 - 【請求項７】 前記ｐ側オーミック電極は、Ｎｉおよび
Ａｕからなる合金から形成された請求項４又は５に記載
の窒化ガリウム系化合物半導体素子。 - 【請求項８】 前記ｐ側オーミック電極は、Ｎｉおよび
Ｐｔからなる合金から形成された請求項４又は５に記載
の窒化ガリウム系化合物半導体素子。 - 【請求項９】 基板の上に、ＧａＮ又はＡｌＸＧａ
１−ＸＮ（０＜Ｘ≦０．２）からなるｎ型窒化ガリウム
系化合物半導体層、窒化ガリウム系化合物半導体からな
る活性層、窒化ガリウム系化合物半導体からなるｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体層を順次成長させる工程と、 前記ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層と前記活性層と
の一部をエッチングし、前記ｎ型窒化ガリウム系化合物
半導体層の一部を露出させる工程と、 前記ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層の表面に、ｐ側
オーミック電極を形成する工程と、 前記露出された前記ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層
の上と、前記ｐ側オーミック電極との上にそれぞれ、Ｗ
からなる第１の層を積層する工程と、 前記第１の層の上に、Ｐｔからなる第２の層を積層する
工程と、 前記ｐ側オーミック電極と、前記第１および第２の層
を、同時に熱処理する工程とを含む窒化ガリウム系化合
物半導体素子の製造方法。 - 【請求項１０】 前記第２の層を積層する工程の後に、
前記第２の層の上に、Ａｕからなる第３の層を積層する
工程を含み、 前記熱処理する工程において、前記ｐ側オーミック電極
と、前記第１の層と、前記第２の層と、前記第３の層と
を同時に熱処理する請求項９に記載の窒化ガリウム系化
合物半導体素子の製造方法。 - 【請求項１１】 前記熱処理する工程を５００℃以上で
行う請求項９又は１０記載の窒化ガリウム系化合物半導
体素子の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2000340108A JP3498698B2 (ja) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | 窒化ガリウム系化合物半導体素子 |
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|---|---|---|---|
| JP2000340108A JP3498698B2 (ja) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | 窒化ガリウム系化合物半導体素子 |
Publications (2)
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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