JPH06188455A - 半導体光電素子に対するｉｔｏ膜形成方法 - Google Patents
半導体光電素子に対するｉｔｏ膜形成方法Info
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- JPH06188455A JPH06188455A JP35554192A JP35554192A JPH06188455A JP H06188455 A JPH06188455 A JP H06188455A JP 35554192 A JP35554192 A JP 35554192A JP 35554192 A JP35554192 A JP 35554192A JP H06188455 A JPH06188455 A JP H06188455A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体光電素子の電極部に透明で導電率の高
いＩＴＯ膜を設けた場合に問題となるコンタクト抵抗を
低減する。 【構成】 面発光型発光ダイオード１０のキャップ層２
２上にスパッタリングによってＩＴＯ膜２４を形成した
後、８００℃程度に５分間保持してアニールする。
いＩＴＯ膜を設けた場合に問題となるコンタクト抵抗を
低減する。 【構成】 面発光型発光ダイオード１０のキャップ層２
２上にスパッタリングによってＩＴＯ膜２４を形成した
後、８００℃程度に５分間保持してアニールする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光と電気とを変換する半
導体光電素子にＩＴＯ膜を形成する技術に関するもので
ある。
導体光電素子にＩＴＯ膜を形成する技術に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】面発光型の発光ダイオードやホトダイオ
ード，ホトトランジスタ，太陽電池など、電気を光に変
換したり光を電気に変換したりする半導体光電素子が広
く知られている。このような半導体光電素子は、素子の
両面に電極が取り付けられて駆動電圧を印加したり発生
電流を取り出したりしているが、発光面や受光面側の電
極については、発光や受光を阻害しないようにする必要
があり、そのための一手段として、Ｉｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ
2 から成る透明で導電率の高いＩＴＯ膜を設けることが
考えられている。
ード，ホトトランジスタ，太陽電池など、電気を光に変
換したり光を電気に変換したりする半導体光電素子が広
く知られている。このような半導体光電素子は、素子の
両面に電極が取り付けられて駆動電圧を印加したり発生
電流を取り出したりしているが、発光面や受光面側の電
極については、発光や受光を阻害しないようにする必要
があり、そのための一手段として、Ｉｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ
2 から成る透明で導電率の高いＩＴＯ膜を設けることが
考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｉ
ＴＯ膜をスパッタリング等によって半導体の表面に形成
した場合、両者間のコンタクト抵抗が高く、必ずしも実
用的ではなかった。図５は、半導体光電素子に広く用い
られているＧａＡｓ半導体にＩＴＯ膜を形成した場合の
電流−電圧特性の一例で、５０ｍＡの電流を流すのに約
３．６Ｖ程度の電圧を必要とし、１．６Ｖ程度で動作さ
せたい発光ダイオードなどには適用できない。
ＴＯ膜をスパッタリング等によって半導体の表面に形成
した場合、両者間のコンタクト抵抗が高く、必ずしも実
用的ではなかった。図５は、半導体光電素子に広く用い
られているＧａＡｓ半導体にＩＴＯ膜を形成した場合の
電流−電圧特性の一例で、５０ｍＡの電流を流すのに約
３．６Ｖ程度の電圧を必要とし、１．６Ｖ程度で動作さ
せたい発光ダイオードなどには適用できない。
【０００４】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、半導体とＩＴＯ膜と
の間のコンタクト抵抗を低減することにある。
もので、その目的とするところは、半導体とＩＴＯ膜と
の間のコンタクト抵抗を低減することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、光と電気とを変換する半導体光電素子
に対して、Ｉｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 から成る透明で導電率
の高いＩＴＯ膜を形成する方法であって、前記半導体光
電素子に前記ＩＴＯ膜を成膜した後、所定の温度まで加
熱してアニールすることを特徴とする。
めに、本発明は、光と電気とを変換する半導体光電素子
に対して、Ｉｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 から成る透明で導電率
の高いＩＴＯ膜を形成する方法であって、前記半導体光
電素子に前記ＩＴＯ膜を成膜した後、所定の温度まで加
熱してアニールすることを特徴とする。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
細に説明する。
【０００７】図１は、半導体光電素子としての面発光型
発光ダイオード１０の構造を説明する図で、ｐ−ＧａＡ
ｓ基板１２上には、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成
長）法等のエピタキシャル成長技術により、半導体多層
膜反射鏡１４，ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層１６，ｐ−
ＧａＡｓ活性層１８，ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２
０，およびｎ−ＧａＡｓキャップ層２２が、それぞれ所
定の膜厚で順次積層されている。キャップ層２２上に
は、Ｉｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 から成る透明で導電率の高い
ＩＴＯ膜２４が設けられているとともに、そのＩＴＯ膜
２４上の一部と基板１２の下面にはそれぞれ金属電極２
６，２８が取り付けられている。ＩＴＯ膜２４は、スパ
ッタリングによってキャップ層２２上に形成されている
とともに、その成膜後に、酸素分圧が１００ｐｐｍ程度
の窒素雰囲気下で８００℃に５分間保持してアニールす
る。なお、図１における各部の厚さは必ずしも正確な割
合で示したものではない。
発光ダイオード１０の構造を説明する図で、ｐ−ＧａＡ
ｓ基板１２上には、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成
長）法等のエピタキシャル成長技術により、半導体多層
膜反射鏡１４，ｐ−ＡｌＧａＡｓクラッド層１６，ｐ−
ＧａＡｓ活性層１８，ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２
０，およびｎ−ＧａＡｓキャップ層２２が、それぞれ所
定の膜厚で順次積層されている。キャップ層２２上に
は、Ｉｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 から成る透明で導電率の高い
ＩＴＯ膜２４が設けられているとともに、そのＩＴＯ膜
２４上の一部と基板１２の下面にはそれぞれ金属電極２
６，２８が取り付けられている。ＩＴＯ膜２４は、スパ
ッタリングによってキャップ層２２上に形成されている
とともに、その成膜後に、酸素分圧が１００ｐｐｍ程度
の窒素雰囲気下で８００℃に５分間保持してアニールす
る。なお、図１における各部の厚さは必ずしも正確な割
合で示したものではない。
【０００８】かかる面発光型発光ダイオード１０は、ｐ
−ＡｌＧａＡｓクラッド層１６，ｐ−ＧａＡｓ活性層１
８，およびｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２０によってダ
ブルヘテロ構造が構成されており、電極２６，２８間に
順電圧が印加されることにより、活性層１８から光が発
せられ、ＩＴＯ膜２４を通過して上面３０から放出され
る。前記半導体多層膜反射鏡１４は、基板１２側へ進行
した光を光波干渉によって反射するもので、これにより
高い光出力が得られる。
−ＡｌＧａＡｓクラッド層１６，ｐ−ＧａＡｓ活性層１
８，およびｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２０によってダ
ブルヘテロ構造が構成されており、電極２６，２８間に
順電圧が印加されることにより、活性層１８から光が発
せられ、ＩＴＯ膜２４を通過して上面３０から放出され
る。前記半導体多層膜反射鏡１４は、基板１２側へ進行
した光を光波干渉によって反射するもので、これにより
高い光出力が得られる。
【０００９】ここで、本実施例では、電極２６の下に透
明で導電率の高いＩＴＯ膜２４が設けられているため、
電極２６が小さくても素子内の電流分布が略均一とな
り、活性層１８の全域で光が発せられるとともに、ＩＴ
Ｏ膜２４を通して光が良好に取り出される。しかも、こ
のＩＴＯ膜２４は、成膜後にアニールが施されているた
め、キャップ層２２との間のコンタクト抵抗が低く、例
えば５０ｍＡの電流を流す場合の電圧降下は０．１Ｖ程
度であり、１．６Ｖ程度の電圧で面発光型発光ダイオー
ド１０を良好に動作させることができる。
明で導電率の高いＩＴＯ膜２４が設けられているため、
電極２６が小さくても素子内の電流分布が略均一とな
り、活性層１８の全域で光が発せられるとともに、ＩＴ
Ｏ膜２４を通して光が良好に取り出される。しかも、こ
のＩＴＯ膜２４は、成膜後にアニールが施されているた
め、キャップ層２２との間のコンタクト抵抗が低く、例
えば５０ｍＡの電流を流す場合の電圧降下は０．１Ｖ程
度であり、１．６Ｖ程度の電圧で面発光型発光ダイオー
ド１０を良好に動作させることができる。
【００１０】上記アニールによる抵抗低減効果を明らか
にするため、ＧａＡｓ半導体にＩＴＯ膜を形成して電流
−電圧特性を調べた。図２の（ａ）は用意したＧａＡｓ
半導体４０で、板厚は３５０μｍ、大きさは４０ｍｍ×
４０ｍｍである。かかるＧａＡｓ半導体４０に、スパッ
タリングによりＩＴＯ膜４２を形成し、同図の（ｂ）に
示すテストピース４４を作製した。成膜条件は、Ａｒ圧
力：３ｍＴorr （流量４０ＳＣＣＭ）、酸素流量：０．
２ＳＣＣＭ、投入電力：約８０Ｗ（定電流源ＤＣ２６０
ｍＡ）、基板温度：３５０℃、ターゲットとの離間距
離：６５ｍｍ、成膜時間：３２分１９秒、使用ターゲッ
ト：ＩＴＯ ＨＰ品（ＳｎＯ2 １０ｗｔ％） ４″φ
である。その後、同図の（ｃ）に示すように一対のＧ
ａＡｓ半導体４６，４８で上記テストピース４４を上下
から挟んでアニールを施した。アニールは、酸素分圧が
１００ｐｐｍ程度の窒素雰囲気下で４００℃に５分間保
持した後、室温冷却することにより行った。ＧａＡｓ半
導体４６，４８でテストピース４４を挟むのは、ＧａＡ
ｓ半導体４０のＡｓが飛ばないようにするためで、窒素
雰囲気で加熱したのは、ＧａＡｓ半導体４０の酸化を防
止するためである。そして、取り出したテストピース４
４のＧａＡｓ半導体４０側の下面全面に金属電極５０を
取り付けるとともに、ＩＴＯ膜４２の上面の一部に金属
電極５２を取り付け、電流−電圧特性を調べた。金属電
極５２の大きさは、３５０μｍ×３５０μｍである。
にするため、ＧａＡｓ半導体にＩＴＯ膜を形成して電流
−電圧特性を調べた。図２の（ａ）は用意したＧａＡｓ
半導体４０で、板厚は３５０μｍ、大きさは４０ｍｍ×
４０ｍｍである。かかるＧａＡｓ半導体４０に、スパッ
タリングによりＩＴＯ膜４２を形成し、同図の（ｂ）に
示すテストピース４４を作製した。成膜条件は、Ａｒ圧
力：３ｍＴorr （流量４０ＳＣＣＭ）、酸素流量：０．
２ＳＣＣＭ、投入電力：約８０Ｗ（定電流源ＤＣ２６０
ｍＡ）、基板温度：３５０℃、ターゲットとの離間距
離：６５ｍｍ、成膜時間：３２分１９秒、使用ターゲッ
ト：ＩＴＯ ＨＰ品（ＳｎＯ2 １０ｗｔ％） ４″φ
である。その後、同図の（ｃ）に示すように一対のＧ
ａＡｓ半導体４６，４８で上記テストピース４４を上下
から挟んでアニールを施した。アニールは、酸素分圧が
１００ｐｐｍ程度の窒素雰囲気下で４００℃に５分間保
持した後、室温冷却することにより行った。ＧａＡｓ半
導体４６，４８でテストピース４４を挟むのは、ＧａＡ
ｓ半導体４０のＡｓが飛ばないようにするためで、窒素
雰囲気で加熱したのは、ＧａＡｓ半導体４０の酸化を防
止するためである。そして、取り出したテストピース４
４のＧａＡｓ半導体４０側の下面全面に金属電極５０を
取り付けるとともに、ＩＴＯ膜４２の上面の一部に金属
電極５２を取り付け、電流−電圧特性を調べた。金属電
極５２の大きさは、３５０μｍ×３５０μｍである。
【００１１】図３は、上記試験結果を示す図で、５０ｍ
Ａの電流を流すのに必要な電圧は約０．９Ｖである。同
様にして、アニールの加熱温度が６５０℃，７００℃，
７５０℃，および８００℃の場合について、それぞれ電
流−電圧特性を調べ、５０ｍＡの電流を流すのに必要な
電圧をプロットしたものが図４であり、前記実施例のよ
うに８００℃でアニールした場合には約０．１Ｖにな
る。一方、図５は、前記テストピース４４にアニールを
施すことなく電極５０，５２を取り付けて電流−電圧特
性を調べた結果で、この場合には５０ｍＡの電流を流す
のに約３．６Ｖの電圧が必要であり、これ等の結果から
ＩＴＯ膜４２を成膜した後にアニールを施せば、ＧａＡ
ｓ半導体４０との間のコンタクト抵抗が大幅に低減され
ることが判る。
Ａの電流を流すのに必要な電圧は約０．９Ｖである。同
様にして、アニールの加熱温度が６５０℃，７００℃，
７５０℃，および８００℃の場合について、それぞれ電
流−電圧特性を調べ、５０ｍＡの電流を流すのに必要な
電圧をプロットしたものが図４であり、前記実施例のよ
うに８００℃でアニールした場合には約０．１Ｖにな
る。一方、図５は、前記テストピース４４にアニールを
施すことなく電極５０，５２を取り付けて電流−電圧特
性を調べた結果で、この場合には５０ｍＡの電流を流す
のに約３．６Ｖの電圧が必要であり、これ等の結果から
ＩＴＯ膜４２を成膜した後にアニールを施せば、ＧａＡ
ｓ半導体４０との間のコンタクト抵抗が大幅に低減され
ることが判る。
【００１２】なお、上例では面発光型発光ダイオード１
０について説明したが、ホトダイオードや太陽電池など
の他の半導体光電素子、ＧａＡｓ以外の半導体を用いた
半導体光電素子にも本発明は同様に適用され得る。
０について説明したが、ホトダイオードや太陽電池など
の他の半導体光電素子、ＧａＡｓ以外の半導体を用いた
半導体光電素子にも本発明は同様に適用され得る。
【００１３】また、上記試験例では加熱時間が５分で加
熱温度が４００℃〜８００℃の場合について説明した
が、アニール条件は適宜変更され得る。但し、図４から
明らかなように加熱温度は６５０℃程度以上が望まし
い。ＩＴＯ膜を形成する際の成膜手段や成膜条件につい
ても適宜変更できる。
熱温度が４００℃〜８００℃の場合について説明した
が、アニール条件は適宜変更され得る。但し、図４から
明らかなように加熱温度は６５０℃程度以上が望まし
い。ＩＴＯ膜を形成する際の成膜手段や成膜条件につい
ても適宜変更できる。
【００１４】
【発明の効果】このように、ＩＴＯ膜を成膜した後にア
ニールを施せばコンタクト抵抗が大幅に低減され、半導
体光電素子の電極部に透明なＩＴＯ膜を用いることが可
能となる。
ニールを施せばコンタクト抵抗が大幅に低減され、半導
体光電素子の電極部に透明なＩＴＯ膜を用いることが可
能となる。
【図１】本発明方法に従ってＩＴＯ膜が設けられた面発
光型発光ダイオードの一例を説明する図である。
光型発光ダイオードの一例を説明する図である。
【図２】本発明の効果を明らかにするため、ＧａＡｓ半
導体にＩＴＯ膜を形成してアニールを施し、電流−電圧
特性を調べる際の試験方法を説明する図である。
導体にＩＴＯ膜を形成してアニールを施し、電流−電圧
特性を調べる際の試験方法を説明する図である。
【図３】アニールの加熱温度が４００℃の場合の電流−
電圧特性を示す図である。
電圧特性を示す図である。
【図４】５０ｍＡの電流を流すのに必要な電圧を、アニ
ールの加熱温度との関係で示す図である。
ールの加熱温度との関係で示す図である。
【図５】アニールを施さなかった場合の電流−電圧特性
を示す図である。
を示す図である。
１０：面発光型発光ダイオード（半導体光電素子） ２４：ＩＴＯ膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 31/04
Claims (1)
- 【請求項１】 光と電気とを変換する半導体光電素子に
対して、Ｉｎ2 Ｏ3 −ＳｎＯ2 から成る透明で導電率の
高いＩＴＯ膜を形成する方法であって、 前記半導体光電素子に前記ＩＴＯ膜を成膜した後、所定
の温度まで加熱してアニールすることを特徴とする半導
体光電素子に対するＩＴＯ膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35554192A JPH06188455A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 半導体光電素子に対するｉｔｏ膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35554192A JPH06188455A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 半導体光電素子に対するｉｔｏ膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06188455A true JPH06188455A (ja) | 1994-07-08 |
Family
ID=18444532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35554192A Pending JPH06188455A (ja) | 1992-12-18 | 1992-12-18 | 半導体光電素子に対するｉｔｏ膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06188455A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2014042072A (ja) * | 2013-11-18 | 2014-03-06 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
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-
1992
- 1992-12-18 JP JP35554192A patent/JPH06188455A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112144029A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-12-29 | 中兴能源有限公司 | 一种高透高迁移率ito薄膜的制备方法 |
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