JPH07307490A - 半導体光電素子に対するＺｎＯ膜形成方法 - Google Patents
半導体光電素子に対するＺｎＯ膜形成方法Info
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- JPH07307490A JPH07307490A JP13074594A JP13074594A JPH07307490A JP H07307490 A JPH07307490 A JP H07307490A JP 13074594 A JP13074594 A JP 13074594A JP 13074594 A JP13074594 A JP 13074594A JP H07307490 A JPH07307490 A JP H07307490A
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Abstract
(57)【要約】
半導体光電素子の電極部に透明で導電率の高いＺｎＯ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のキャップ層上にス
パッタリングによってＺｎＯ膜を形成した後、８００℃
程度に５分保持してアニールする。
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のキャップ層上にス
パッタリングによってＺｎＯ膜を形成した後、８００℃
程度に５分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ＺｎＯ膜を形成する技術に関するもので
ある。
導体光電素子にＺｎＯ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
く用いられている。このような半導体光電素子は、半導
体チップの片面あるいは両面に駆動電流を供給したり発
生電流を取出したりするための電極が取り付けられてい
るが、発光面や受光面側の電極は、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、
ＺｎＯを主成分とした透明で導電率の高い膜を設けるこ
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
く用いられている。このような半導体光電素子は、半導
体チップの片面あるいは両面に駆動電流を供給したり発
生電流を取出したりするための電極が取り付けられてい
るが、発光面や受光面側の電極は、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、
ＺｎＯを主成分とした透明で導電率の高い膜を設けるこ
とが考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとしする課題】しかしながら、上記
ＺｎＯ膜をスパッタリング等によって半導体表面に形成
した場合、両者間のコンタクト抵抗が高く、必ずしも実
用的では無かった。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ＺｎＯ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程度の電圧で
動作させたい発光ダイオードなどには適用できない。
ＺｎＯ膜をスパッタリング等によって半導体表面に形成
した場合、両者間のコンタクト抵抗が高く、必ずしも実
用的では無かった。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ＺｎＯ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程度の電圧で
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ＺｎＯ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ＺｎＯ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、ＺｎＯを主成分とする透明で導電率の高い膜
を形成する方法であって、前記半導体光電素子に前記Ｚ
ｎＯ膜を形成した後、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、ＺｎＯを主成分とする透明で導電率の高い膜
を形成する方法であって、前記半導体光電素子に前記Ｚ
ｎＯ膜を形成した後、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面発光型発
光ダイオード１０の構造を説明する図で、ｐ−ＧａＡｓ
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−Ｇａ
Ａｓ活性層１８、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２０、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の上には、透
明で導電率の高いＡｌをドープしたＺｎＯ膜２４が設け
られているとともに、そのＡｌをドープしたＺｎＯ膜２
４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。ＡｌをドープしたＺｎ
Ｏ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１
００ｐｐｍ程度の窒素雰囲気下で８００℃に５分間保持
してアニールされている。なお、図１に置ける各部の厚
さは必ずしも同じ割合で示したものではない。
光ダイオード１０の構造を説明する図で、ｐ−ＧａＡｓ
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−Ｇａ
Ａｓ活性層１８、ｎ−ＡｌＧａＡｓクラッド層２０、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の上には、透
明で導電率の高いＡｌをドープしたＺｎＯ膜２４が設け
られているとともに、そのＡｌをドープしたＺｎＯ膜２
４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。ＡｌをドープしたＺｎ
Ｏ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１
００ｐｐｍ程度の窒素雰囲気下で８００℃に５分間保持
してアニールされている。なお、図１に置ける各部の厚
さは必ずしも同じ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
ブルへ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、ＡｌをドープしたＺｎＯ膜２４を透過して上面
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
ブルへ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、ＡｌをドープしたＺｎＯ膜２４を透過して上面
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ＡｌをドープしたＺｎＯ膜２４が設け
られているため、電極２６が小さくともチップ内の電流
分布がおおよそ均一となり、活性層１８の全域で光が発
せられるとともに、ＡｌをドープしたＺｎＯ膜２４を通
して光が良好に取出される。しかも、このＡｌをドープ
したＺｎＯ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ＡｌをドープしたＺｎＯ膜２４が設け
られているため、電極２６が小さくともチップ内の電流
分布がおおよそ均一となり、活性層１８の全域で光が発
せられるとともに、ＡｌをドープしたＺｎＯ膜２４を通
して光が良好に取出される。しかも、このＡｌをドープ
したＺｎＯ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コンタクト抵抗低減の
効果を明らかにするため、ＧａＡｓ半導体にＡｌをドー
プしたＺｎＯ膜を形成して電流−電圧特性を調べた。図
２（ａ）は用意したＧａＡｓ半導体４０で、厚さ３５０
μｍ、大きさは４０ｍｍ×４０ｍｍである。かかるＧａ
Ａｓ半導体４０に、スパッタリングによりＡｌをドープ
したＺｎＯ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。成膜は、Ａｌ２Ｏ３を２重量％
混入させたＺｎＯホットプレスターゲットを用い、Ａｒ
圧力９０ｍＴｏｒｒ、投入電力約８０Ｗ、基板温度３５
０℃、電極間距離６５ｍｍ、成膜時間３０分で行った。
その後、同図（ｃ）に示すように一対のＧａＡｓ半導体
基板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約１００ｐｐ
ｍ程度の窒素雰囲気下で８００℃に５分間保持した後、
室温に冷却することにより行った。ＧａＡｓ半導体４
６、４８はＧａＡｓ半導体４０からＡｓが蒸発するのを
防ぐためで、酸素分圧約１００ｐｐｍ程度の窒素雰囲気
で加熱したのは、ＧａＡｓ半導体４０の著しい酸化を防
ぐためである。そして、取出したテストピース４４のＧ
ａＡｓ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、ＡｌをドープしたＺｎＯ膜４２の上面の
一部に金属電極５２を取り付けた後、同図（ｅ）に示す
ように４００μｍ×４００μｍに切断し、電流−電圧特
性を調べた。金属電極５２の大きさは３５０μｍ×３５
０μｍである。
効果を明らかにするため、ＧａＡｓ半導体にＡｌをドー
プしたＺｎＯ膜を形成して電流−電圧特性を調べた。図
２（ａ）は用意したＧａＡｓ半導体４０で、厚さ３５０
μｍ、大きさは４０ｍｍ×４０ｍｍである。かかるＧａ
Ａｓ半導体４０に、スパッタリングによりＡｌをドープ
したＺｎＯ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。成膜は、Ａｌ２Ｏ３を２重量％
混入させたＺｎＯホットプレスターゲットを用い、Ａｒ
圧力９０ｍＴｏｒｒ、投入電力約８０Ｗ、基板温度３５
０℃、電極間距離６５ｍｍ、成膜時間３０分で行った。
その後、同図（ｃ）に示すように一対のＧａＡｓ半導体
基板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約１００ｐｐ
ｍ程度の窒素雰囲気下で８００℃に５分間保持した後、
室温に冷却することにより行った。ＧａＡｓ半導体４
６、４８はＧａＡｓ半導体４０からＡｓが蒸発するのを
防ぐためで、酸素分圧約１００ｐｐｍ程度の窒素雰囲気
で加熱したのは、ＧａＡｓ半導体４０の著しい酸化を防
ぐためである。そして、取出したテストピース４４のＧ
ａＡｓ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、ＡｌをドープしたＺｎＯ膜４２の上面の
一部に金属電極５２を取り付けた後、同図（ｅ）に示す
ように４００μｍ×４００μｍに切断し、電流−電圧特
性を調べた。金属電極５２の大きさは３５０μｍ×３５
０μｍ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０．１Ｖであった。
同様にしてアニールの加熱温度を４００℃、６５０℃、
７００℃および７５０℃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である。一方、図５は、前記
テストピース４４のアニールを施さずに電極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、これらの結果からＡｌをドープしたＺｎＯ膜４
２を形成した後にアニールを施せば、ＧａＡｓ半導体４
０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０．１Ｖであった。
同様にしてアニールの加熱温度を４００℃、６５０℃、
７００℃および７５０℃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である。一方、図５は、前記
テストピース４４のアニールを施さずに電極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、これらの結果からＡｌをドープしたＺｎＯ膜４
２を形成した後にアニールを施せば、ＧａＡｓ半導体４
０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、上の例では面発光型発光ダイオード
１０について説明したが、ホトダイオードや太陽電池な
どのほかの半導体光電素子、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。
１０について説明したが、ホトダイオードや太陽電池な
どのほかの半導体光電素子、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。ただし、図４か
ら明らかなように加熱温度は６５０℃以上が望ましい。
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。ただし、図４か
ら明らかなように加熱温度は６５０℃以上が望ましい。
【００１４】さらに、上記試験例ではＡｌをドープした
ＺｎＯ膜について説明したが、このほかＢ、Ｇａ、Ｉｎ
およびＹなどをドープした場合にも適用でき、また、そ
の成膜方法についても適宜変更できる。
ＺｎＯ膜について説明したが、このほかＢ、Ｇａ、Ｉｎ
およびＹなどをドープした場合にも適用でき、また、そ
の成膜方法についても適宜変更できる。
【００１５】
【発明の効果】このように、ＺｎＯを主成分とした膜を
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ＺｎＯ膜を
用いることが可能となる。
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ＺｎＯ膜を
用いることが可能となる。
【図１】本発明方法に従ってＺｎＯ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ＺｎＯ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ＺｎＯ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８００℃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：ＺｎＯ膜
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、ＺｎＯを主成分とする導電率の高い膜を形成す
る方法であって、前記半導体素子に前記ＺｎＯ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ＺｎＯ膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13074594A JPH07307490A (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 半導体光電素子に対するＺｎＯ膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13074594A JPH07307490A (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 半導体光電素子に対するＺｎＯ膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07307490A true JPH07307490A (ja) | 1995-11-21 |
Family
ID=15041626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13074594A Pending JPH07307490A (ja) | 1994-05-10 | 1994-05-10 | 半導体光電素子に対するＺｎＯ膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07307490A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2361480A (en) * | 2000-04-19 | 2001-10-24 | Murata Manufacturing Co | Forming p-type semiconductor film and light emitting device using the same |
| KR20030089574A (ko) * | 2002-05-16 | 2003-11-22 | 시로 사카이 | 질화갈륨계 화합물 반도체 장치 |
| JP2004200303A (ja) * | 2002-12-17 | 2004-07-15 | Sharp Corp | 発光ダイオード |
| DE102004026231A1 (de) * | 2004-05-28 | 2005-12-22 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Bereichs mit reduzierter elektrischer Leitfähigkeit innerhalb einer Halbleiterschicht und optoelektronisches Halbleiterbauelement |
| US6979842B2 (en) | 2002-12-31 | 2005-12-27 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Opto-electronic component with radiation-transmissive electrical contact layer |
| KR100676286B1 (ko) * | 2006-02-16 | 2007-01-30 | 서울옵토디바이스주식회사 | ＺｎＯ층을 갖는 수직형 발광다이오드 및 그 제조방법 |
-
1994
- 1994-05-10 JP JP13074594A patent/JPH07307490A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2361480A (en) * | 2000-04-19 | 2001-10-24 | Murata Manufacturing Co | Forming p-type semiconductor film and light emitting device using the same |
| GB2361480B (en) * | 2000-04-19 | 2002-06-19 | Murata Manufacturing Co | Method for forming p-type semiconductor film and light emitting device using the same |
| US6617183B2 (en) | 2000-04-19 | 2003-09-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method for forming p-type semiconductor film and light emitting device using the same |
| KR20030089574A (ko) * | 2002-05-16 | 2003-11-22 | 시로 사카이 | 질화갈륨계 화합물 반도체 장치 |
| JP2004200303A (ja) * | 2002-12-17 | 2004-07-15 | Sharp Corp | 発光ダイオード |
| US6979842B2 (en) | 2002-12-31 | 2005-12-27 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Opto-electronic component with radiation-transmissive electrical contact layer |
| DE102004026231A1 (de) * | 2004-05-28 | 2005-12-22 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Bereichs mit reduzierter elektrischer Leitfähigkeit innerhalb einer Halbleiterschicht und optoelektronisches Halbleiterbauelement |
| US8293553B2 (en) | 2004-05-28 | 2012-10-23 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Method for producing an area having reduced electrical conductivity within a semiconductor layer and optoelectronic semiconductor element |
| DE102004026231B4 (de) | 2004-05-28 | 2019-01-31 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Bereichs mit reduzierter elektrischer Leitfähigkeit innerhalb einer Halbleiterschicht und optoelektronisches Halbleiterbauelement |
| KR100676286B1 (ko) * | 2006-02-16 | 2007-01-30 | 서울옵토디바이스주식회사 | ＺｎＯ층을 갖는 수직형 발광다이오드 및 그 제조방법 |
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