JPH02192120A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH02192120A JPH02192120A JP1171889A JP1171889A JPH02192120A JP H02192120 A JPH02192120 A JP H02192120A JP 1171889 A JP1171889 A JP 1171889A JP 1171889 A JP1171889 A JP 1171889A JP H02192120 A JPH02192120 A JP H02192120A
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- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 12
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
半導体装置とその製造方法に関し、更に詳しく言えば、
ｎ型の４元化合物半導体層に接する電極構造と電極の形
成方法に関し、 コンタクト抵抗が小さく、オーミック性も良好で、かつ
高い信頼性を得ることができる電極構造とその形成方法
の提供を目的とし、 半導体装置は、基板上のｎ型の４元化合物半導体層の上
に、該４元化合物半導体層に接したニッケル膜を含む電
極金属膜が設けられていることを含み構成し、半導体装
置の製造方法は、基板上のｎ型の４元化合物半導体層の
上に、ニッケル膜と該ニッケル膜の酸化防止用金属膜と
を同一の装置内で連続して形成する工程を含み構成する
。
ｎ型の４元化合物半導体層に接する電極構造と電極の形
成方法に関し、 コンタクト抵抗が小さく、オーミック性も良好で、かつ
高い信頼性を得ることができる電極構造とその形成方法
の提供を目的とし、 半導体装置は、基板上のｎ型の４元化合物半導体層の上
に、該４元化合物半導体層に接したニッケル膜を含む電
極金属膜が設けられていることを含み構成し、半導体装
置の製造方法は、基板上のｎ型の４元化合物半導体層の
上に、ニッケル膜と該ニッケル膜の酸化防止用金属膜と
を同一の装置内で連続して形成する工程を含み構成する
。
本発明は、半導体装置とその製造方法に関し、更に詳し
く言えば、ｎ型の４元化合物半導体層に接する電極構造
とその形成方法に関する。
く言えば、ｎ型の４元化合物半導体層に接する電極構造
とその形成方法に関する。
〔従来の技術］
半導体レーザは、闇値電流の低減および特性劣化の原因
となる発熱の低減のためコンタクト抵抗を小さくする必
要がある。
となる発熱の低減のためコンタクト抵抗を小さくする必
要がある。
第６図は、従来例の半導体レーザの断面図である。
同図において、ｐ型のＩｎＰからなる半導体基板１８の
上に、ｐ型のＩｎＰからなる第１のクラッド７１５１９
、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰからなる活性層２０、ｎ
型のＩｎＰからなる第２のクラッド層２１およびｎ＋型
のＩｎＧａＡｓＰからなる４元化合物半導体層２２が順
次設けられている。２３は４元化合物半導体層２２の上
に形成されたＡｕＧｅ電極膜である。
上に、ｐ型のＩｎＰからなる第１のクラッド７１５１９
、ノンドープのＩｎＧａＡｓＰからなる活性層２０、ｎ
型のＩｎＰからなる第２のクラッド層２１およびｎ＋型
のＩｎＧａＡｓＰからなる４元化合物半導体層２２が順
次設けられている。２３は４元化合物半導体層２２の上
に形成されたＡｕＧｅ電極膜である。
上記の従来例の半導体レーザにおいては、検討の結果、
ｎ１型のＩｎＧａＡｓＰと良好なオーミック性の得られ
ることがわかっている＾ｕＧｅ電極膜２３を用いている
ので、コンタクト抵抗が小さい。
ｎ１型のＩｎＧａＡｓＰと良好なオーミック性の得られ
ることがわかっている＾ｕＧｅ電極膜２３を用いている
ので、コンタクト抵抗が小さい。
しかし、上記の半導体レーザによれば、ＡｕＧｅ電極膜
２３の＾Ｕは活性であり、４元化合物半導体層２２およ
び第２のクラッド層２１中を拡散して、時間的な長短は
あれ活性層２０に達することになり、発光効率の低下な
どの特性劣化が生じるという問題がある。
２３の＾Ｕは活性であり、４元化合物半導体層２２およ
び第２のクラッド層２１中を拡散して、時間的な長短は
あれ活性層２０に達することになり、発光効率の低下な
どの特性劣化が生じるという問題がある。
特に、１００°Ｃ程度の高温の温度環境で使用した場合
上記の傾向は顕著になり、第５図に示すように短時間で
発光効率が低下し、使用に耐えなくなるという問題があ
る。
上記の傾向は顕著になり、第５図に示すように短時間で
発光効率が低下し、使用に耐えなくなるという問題があ
る。
そこで、本発明はこのような問題に鑑みて創作されたも
ので、コンタクト抵抗が小さく、オーミック性も良好で
、かつ高い信頼度を得ることができる電極構造とその形
成方法の堤供を目的とするものである。
ので、コンタクト抵抗が小さく、オーミック性も良好で
、かつ高い信頼度を得ることができる電極構造とその形
成方法の堤供を目的とするものである。
〔課題を解決するための手段］
上記の課題は、第１に、基板１上のｎ型の４元化合物半
導体層２の上に、該４元化合物半導体層２に接したニッ
ケル膜３を含む電極金属膜４が設けられていることを特
徴とする半導体装置によって解決され、 第２に、基板１上のｎ型の４元化合物半導体層２の上に
、ニッケル膜３と該ニッケル膜３の酸化防止用金属膜５
とを同一の装置内で連続して形成する工程を含むことを
特徴とする半導体装置の製造方法によって解決される。
導体層２の上に、該４元化合物半導体層２に接したニッ
ケル膜３を含む電極金属膜４が設けられていることを特
徴とする半導体装置によって解決され、 第２に、基板１上のｎ型の４元化合物半導体層２の上に
、ニッケル膜３と該ニッケル膜３の酸化防止用金属膜５
とを同一の装置内で連続して形成する工程を含むことを
特徴とする半導体装置の製造方法によって解決される。
［作用］
第４図、第５図は本発明の詳細な説明する図である。
すなわち、第４図は、本発明者の実験によって得た本発
明のニッケル（Ｎ’ｉ）膜３とｎ型４元化合物半導体層
２とのコンタクト抵抗の特性を示す図であり、図ではｎ
型化合物半導体層２としてｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層を用い
ている。なお、本発明のＮｉ膜３の場合の特性と比較す
るため、Ｔｉ電極およびｐｔ電極を用いた場合のコンタ
クト抵抗についても示している。
明のニッケル（Ｎ’ｉ）膜３とｎ型４元化合物半導体層
２とのコンタクト抵抗の特性を示す図であり、図ではｎ
型化合物半導体層２としてｎ型ＩｎＧａＡｓＰ層を用い
ている。なお、本発明のＮｉ膜３の場合の特性と比較す
るため、Ｔｉ電極およびｐｔ電極を用いた場合のコンタ
クト抵抗についても示している。
図のように、本発明のＮｉ膜４を用いると、コンタクト
抵抗が小さくオーミック性も良好である。
抵抗が小さくオーミック性も良好である。
第５図は、本発明のｎ型４元化合物半導体層２の電極金
属膜４の一例としてＮｉ／Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ金属
膜を用いた半導体レーザの寿命テストの結果を示す図で
ある。この場合のテストは、周囲温度１００°Ｃ１光出
力５ｍＷ、ＡＰＣの条件下で行ったもので、発光効率の
５％低下を不良としている。なお、寿命時間は、周囲温
度２５゛Ｃでの時間に換算したものである。
属膜４の一例としてＮｉ／Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ金属
膜を用いた半導体レーザの寿命テストの結果を示す図で
ある。この場合のテストは、周囲温度１００°Ｃ１光出
力５ｍＷ、ＡＰＣの条件下で行ったもので、発光効率の
５％低下を不良としている。なお、寿命時間は、周囲温
度２５゛Ｃでの時間に換算したものである。
同図のように、本発明の電極金属膜４によれば、従来例
のＡｕＧｅ電極膜に比べ、時間にして２桁も大幅に寿命
が延びている。これは、＾ｕＧｅ電極膜の八ｕに比べ、
Ｎｉは拡散しにくいためであると考えられる。
のＡｕＧｅ電極膜に比べ、時間にして２桁も大幅に寿命
が延びている。これは、＾ｕＧｅ電極膜の八ｕに比べ、
Ｎｉは拡散しにくいためであると考えられる。
次に、本発明の半導体装置の製造方法によれば、４元化
合物半導体層２の上にＮｉ膜３を被着した後、同一装置
内で直ちに連続して該Ｎｉ膜３の酸化防止用金属膜５を
形成するので、酸化し易いＮｉ膜５の表面は酸化されな
い。
合物半導体層２の上にＮｉ膜３を被着した後、同一装置
内で直ちに連続して該Ｎｉ膜３の酸化防止用金属膜５を
形成するので、酸化し易いＮｉ膜５の表面は酸化されな
い。
これにより、ｎ型４元化合物半導体層２とＮｉ膜３を含
む電極金属膜４との間の低いコンタクト抵抗、良好なオ
ーミック性を維持できる。
む電極金属膜４との間の低いコンタクト抵抗、良好なオ
ーミック性を維持できる。
以下、本発明の実施例について図を参照しながら説明す
る。
る。
第３図は、本発明の実施例の半導体レーザの製造方法を
説明する断面図である。
説明する断面図である。
まず、同図（ａ）に示すように、ｐ型１ｎＰからなる半
導体基板６の上にｐ型１ｎＰからなる第１のクラッド層
７．ノンドープのＩｎＧａＡｓＰからなる活性層８．ｎ
型ＩｎＰからなる第２のクラッド層９を順次形成する。
導体基板６の上にｐ型１ｎＰからなる第１のクラッド層
７．ノンドープのＩｎＧａＡｓＰからなる活性層８．ｎ
型ＩｎＰからなる第２のクラッド層９を順次形成する。
なお、この半導体基板６〜第２のクラッド層９は、第２
図の原理図の基板１に相当する。
図の原理図の基板１に相当する。
次に、第２のクラッド層９の上に、濃度５×１０１８ｃ
ｍ″３のｎ＋型のＩｎＧａＡｓＰからなる４元化合物半
導体層１０を形成する。
ｍ″３のｎ＋型のＩｎＧａＡｓＰからなる４元化合物半
導体層１０を形成する。
次に、同図（ａ）の４元化合物半導体ＩＷＩＯが形成さ
れた半導体基板を硫酸で処理した後、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ Ｂｅａｍ）蒸着装置に入れて排気し、真空度を
１０−６Ｔｏｒｒ程度にする。
れた半導体基板を硫酸で処理した後、ＥＢ（Ｅｌｅｃｔ
ｒｏｎ Ｂｅａｍ）蒸着装置に入れて排気し、真空度を
１０−６Ｔｏｒｒ程度にする。
次いで、同図（ｂ）に示すように、４元化合物半導体層
１０の上にＮｉをソースにして厚さ５００人のＮｉ膜１
１を蒸着し、続いてソースをｐｔに切り換えて連続して
蒸着し、Ｎｉ膜１１の上に厚さ５００人のｐｔ膜１２
（Ｎｉ膜の酸化防止用金属膜５）を形成する。
１０の上にＮｉをソースにして厚さ５００人のＮｉ膜１
１を蒸着し、続いてソースをｐｔに切り換えて連続して
蒸着し、Ｎｉ膜１１の上に厚さ５００人のｐｔ膜１２
（Ｎｉ膜の酸化防止用金属膜５）を形成する。
ここで、酸化されやすいＮｉ膜１１の蒸着後、同一装置
内で直ちにＮｉ膜１１の酸化防止用金属膜としてのＰｔ
膜１２を連続して蒸着するので、Ｎｉ膜１１は酸化性雰
囲気に曝されず、このためＮｉ膜１１の表面は酸化され
ない。
内で直ちにＮｉ膜１１の酸化防止用金属膜としてのＰｔ
膜１２を連続して蒸着するので、Ｎｉ膜１１は酸化性雰
囲気に曝されず、このためＮｉ膜１１の表面は酸化され
ない。
なお、Ｎ＋膜１１の酸化防止用金属膜としては、Ｐｔ以
外の金属膜であってもよい。
外の金属膜であってもよい。
次に、ＥＢ蒸着装置から取り出した後、４３０ ”Ｃ１
１０分の熱処理を行いＮｉ膜１１を４元化合物半導体層
１０にシンターする。
１０分の熱処理を行いＮｉ膜１１を４元化合物半導体層
１０にシンターする。
次に、必要なパターニングをした後、Ｔｉ膜１３とｐｔ
膜１４とをＥＢ蒸着法により順次積層する。次いで＾Ｕ
膜１５を積層した後、パターニングして電極金属膜１６
（電極金属膜４）を形成する。最後に背面の半導体基板
６にＡｕＺｎ電極膜１７を形成して半導体レーザが完成
する。
膜１４とをＥＢ蒸着法により順次積層する。次いで＾Ｕ
膜１５を積層した後、パターニングして電極金属膜１６
（電極金属膜４）を形成する。最後に背面の半導体基板
６にＡｕＺｎ電極膜１７を形成して半導体レーザが完成
する。
次に、このように作成された半導体レーザの作用効果を
、第４図、第５図を参照しながら説明する。
、第４図、第５図を参照しながら説明する。
すなわち、第４図は本発明者の実験によって得た実施例
のＮｉ膜１１とｎ型ＴｎＧａＡｓＰからなる４元化合物
半導体層１０とのコンタクト抵抗の特性を示す図である
。なお、Ｎｉ膜１１の場合の特性と比較するため、Ｔｉ
膜およびｐｔ膜を用いた場合のコンタクト抵抗について
も示している。
のＮｉ膜１１とｎ型ＴｎＧａＡｓＰからなる４元化合物
半導体層１０とのコンタクト抵抗の特性を示す図である
。なお、Ｎｉ膜１１の場合の特性と比較するため、Ｔｉ
膜およびｐｔ膜を用いた場合のコンタクト抵抗について
も示している。
同図のように、実施例のＮｉ膜を用いると、コンタクト
抵抗が小さく、オーミック性も良好である。
抵抗が小さく、オーミック性も良好である。
第６図は、実施例のＮｉ／Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／＾Ｕ電極
金属膜１６を用いた半導体レーザの寿命テストの結果を
示す図である。この場合のテスト条件は、周囲温度１０
０°Ｃ１光出力五ｍＷ、ＡＰＣの条件下で行ったもので
、発光効率の５％低下を不良としている。
金属膜１６を用いた半導体レーザの寿命テストの結果を
示す図である。この場合のテスト条件は、周囲温度１０
０°Ｃ１光出力五ｍＷ、ＡＰＣの条件下で行ったもので
、発光効率の５％低下を不良としている。
なお、寿命時間は周囲温度２５°Ｃでの時間に換算した
ものである。
ものである。
同図のように、実施例の電極金属膜１６によれば、従来
例のＡｕＧｅ電極膜に比べ、時間にして２桁も大幅に寿
命が延びている。これは、ＡｕＧｅ電極膜の篩に比べ、
Ｎｉは拡散しにくいためであると考えられる。
例のＡｕＧｅ電極膜に比べ、時間にして２桁も大幅に寿
命が延びている。これは、ＡｕＧｅ電極膜の篩に比べ、
Ｎｉは拡散しにくいためであると考えられる。
以上のように、実施例の半導体レーザによれば、４元化
合物半導体層１０の上にＮｉ／Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ
電極金属膜１６が形成されているのでオーミック性が良
好で、かつコンタクト抵抗を小さくでき、また信頼性の
高い半導体装置を得ることができる。
合物半導体層１０の上にＮｉ／Ｐｔ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ
電極金属膜１６が形成されているのでオーミック性が良
好で、かつコンタクト抵抗を小さくでき、また信頼性の
高い半導体装置を得ることができる。
また、実施例の半導体レーザの製造方法によれば、第３
図（ｂ）に示すようにｎ型４元化合物半導体層１０の上
にＮｉ膜１１を蒸着後、蒸着装置から出さずに直ちにｐ
ｔを連続して蒸着してｐｔ膜１２ （Ｎｉ膜の酸化防止
用金属膜５）を形成している。このためＮｉ膜１１の表
面は酸化されず、４元化合物半導体層１０とＮｉ膜を含
む電極金属膜１６との間の低いコンタクト抵抗と良好な
オーミック性を維持できる。
図（ｂ）に示すようにｎ型４元化合物半導体層１０の上
にＮｉ膜１１を蒸着後、蒸着装置から出さずに直ちにｐ
ｔを連続して蒸着してｐｔ膜１２ （Ｎｉ膜の酸化防止
用金属膜５）を形成している。このためＮｉ膜１１の表
面は酸化されず、４元化合物半導体層１０とＮｉ膜を含
む電極金属膜１６との間の低いコンタクト抵抗と良好な
オーミック性を維持できる。
〔発明の効果］
以上のように、本発明の半導体装置によれば、ｎ型４元
化合物半導体層の上に該４元化合物半導体層に接したＮ
ｉ膜を含む電極金属膜を形成しているので、第５図に示
すように、オーミンク性が良好で、かつコンタクト抵抗
を小さくでき、また第６図に示すように信頼性の高い半
導体装置を得ることができる。
化合物半導体層の上に該４元化合物半導体層に接したＮ
ｉ膜を含む電極金属膜を形成しているので、第５図に示
すように、オーミンク性が良好で、かつコンタクト抵抗
を小さくでき、また第６図に示すように信頼性の高い半
導体装置を得ることができる。
また、本発明の半導体装置の製造方法によれば、４元化
合物半導体層上に酸化しゃすいＮｉ膜を被着した後、直
ちに連続して該Ｎｉ膜の酸化防止用金属膜を同一装置内
で形成するので、Ｎｉ膜の表面は酸化されない。
合物半導体層上に酸化しゃすいＮｉ膜を被着した後、直
ちに連続して該Ｎｉ膜の酸化防止用金属膜を同一装置内
で形成するので、Ｎｉ膜の表面は酸化されない。
これにより、ｎ型４元化合物半導体とＮｉ膜を含む電極
金属膜との間の低いコンタクト抵抗および良好なオーミ
ック性を維持できる。
金属膜との間の低いコンタクト抵抗および良好なオーミ
ック性を維持できる。
第１図は、本発明の半導体装置の構成を示す原理断面図
、 第２図は、本発明の半導体装置の製造方法を説明する原
理断面図、 第３図は、本発明の実施例の半導体レーザの製造方法を
説明する図、 第４図は、ｎ型ＴｎＧａＡｓＰとこれに接した金属膜と
のコンタクト抵抗特性比較説明図、 第５図は、本発明の実施例の半導体レーザの寿命テスト
の結果の比較説明図、 第６図は、従来例の半導体レーザの断面図である。 〔符号の説明〕 １・・・基板、 ２．１０．２２・・・４元化合物半導体層、３．１１・
・・ニッケル（Ｎｉ）膜、 ４．１６・・・電極金属膜、 ５・・・酸化防止用金属膜、 ６．１８・・・半導体基板、 ７．１９・・・第１のクラッド層、 ８．２０・・・活性層、 ９．２１・・・第２のクラッド層、 １２・・・ｐｔ膜（酸化防止用金属膜５）、１３・・・
Ｔｉ膜、 １４・・・ｐｔ膜、 １５・・・Ａｕ膜、 １７− ＡｕＺｎ電極膜、 ２３・・・ＡｕＧｅ電極膜。
、 第２図は、本発明の半導体装置の製造方法を説明する原
理断面図、 第３図は、本発明の実施例の半導体レーザの製造方法を
説明する図、 第４図は、ｎ型ＴｎＧａＡｓＰとこれに接した金属膜と
のコンタクト抵抗特性比較説明図、 第５図は、本発明の実施例の半導体レーザの寿命テスト
の結果の比較説明図、 第６図は、従来例の半導体レーザの断面図である。 〔符号の説明〕 １・・・基板、 ２．１０．２２・・・４元化合物半導体層、３．１１・
・・ニッケル（Ｎｉ）膜、 ４．１６・・・電極金属膜、 ５・・・酸化防止用金属膜、 ６．１８・・・半導体基板、 ７．１９・・・第１のクラッド層、 ８．２０・・・活性層、 ９．２１・・・第２のクラッド層、 １２・・・ｐｔ膜（酸化防止用金属膜５）、１３・・・
Ｔｉ膜、 １４・・・ｐｔ膜、 １５・・・Ａｕ膜、 １７− ＡｕＺｎ電極膜、 ２３・・・ＡｕＧｅ電極膜。
Claims (2)
- （１）基板（１）上のｎ型の４元化合物半導体層（２）
の上に、該４元化合物半導体層（２）に接したニッケル
膜（３）を含む電極金属膜（４）が設けられていること
を特徴とする半導体装置。 - （２）基板（１）上のｎ型の４元化合物半導体層（２）
の上に、ニッケル膜（３）と該ニッケル膜（３）の酸化
防止用金属膜（５）とを同一の装置内で連続して形成す
る工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1171889A JPH02192120A (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1171889A JPH02192120A (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02192120A true JPH02192120A (ja) | 1990-07-27 |
Family
ID=11785824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1171889A Pending JPH02192120A (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02192120A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002208754A (ja) * | 2001-01-11 | 2002-07-26 | Denso Corp | 半導体レーザ素子の製造方法 |
| JP2012079815A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Univ Of Tokyo | 半導体デバイス、その製造方法及び集積回路 |
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| JPS63125681A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜形成装置 |
-
1989
- 1989-01-19 JP JP1171889A patent/JPH02192120A/ja active Pending
Patent Citations (3)
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