JPH08222582A - 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

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JPH08222582A
JPH08222582A JP4904295A JP4904295A JPH08222582A JP H08222582 A JPH08222582 A JP H08222582A JP 4904295 A JP4904295 A JP 4904295A JP 4904295 A JP4904295 A JP 4904295A JP H08222582 A JPH08222582 A JP H08222582A
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JP
Japan
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layer
type
type layer
electrode layer
semiconductor device
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JP4904295A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Terada
敏行 寺田
Tetsuya Suzuki
哲哉 鈴木
Yukihisa Fujita
恭久 藤田
Satoshi Fujii
智 藤井
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 II−VI族化合物半導体エピタキシャル結晶か
らなるp型層と電極層間のオーム性接触が容易に得られ
る半導体装置及びその製造方法を提供する。 【構成】 II−VI族化合物半導体エピタキシャル結晶か
らなるp型層とAu電極層との間に、p型層の成膜に連
続してこれと同じ成膜装置内で成膜したTeまたはその
化合物からなる中間層を介在させるものとする。これに
より、p型層と中間層との間に酸化絶縁層が生じること
がなく、更に中間層上に形成される酸化絶縁層をAu電
極層が分解し、かつ中間層内にAuが拡散してp型層と
直接接触するので、p型層とAu電極層との間の界面残
留電位障壁が小さくなる。従って、単純な構造で容易に
p型層とAu電極層との間でオーム性接触が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、II−VI族化合物半導体
エピタキシャル結晶からなるp型層を基板上に有する半
導体装置及びその製造方法に関し、特に、このp型層と
Au(金)からなる電極層との接触部分に特徴を有する
半導体装置及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】化合物半導体エピタキシャル結晶法とし
ては、従来、主として分子線エピタキシー法(以下、M
BE法と略記する)が良く知られている。
【0003】一方、II−VI族化合物半導体エピタキシャ
ル結晶として、GaAs(砒化ガリウム)基板上にZn
Se(セレン化亜鉛)の結晶を成長させ、更にドーパン
トとしてN(窒素)を導入して青色レーザを得るための
p型結晶を形成する方法や、このようにして製造された
半導体装置が近年注目されており、特開昭62−883
29号広報には、その一例が開示されている。また、米
国のDePuydtらにより、MBE法にてrfプラズ
マ励起セルによって活性窒素ビームを発生させ、1018
cm-3台の窒素ドーピングを実現する方法が提案されて
おり(Appl.Phys.Lett.57,2127
(1991)参照)、これにより低抵抗のp型結晶が得
られることが示唆されている。
【0004】しかるに、例えばMBE法でZnSe等の
II−VI族エピタキシャル結晶からなるp型層を形成し、
このp型層上にAu電極層を形成する場合、このp型層
を形成した基板を容器外に出し、別の容器に移し換えて
電極層を形成するという過程を経るため、II−VI族エピ
タキシャル結晶からなるp型層が外気に接触し、p型層
の表面に酸化絶縁層が形成されることがある。この酸化
絶縁層は、Au電極層を形成した後も残り、Au電極層
とp型層との間に介在することとなるため、特に酸化絶
縁層とAu電極層との界面の電位障壁が大きく(2〜1
0V程度)なり、オーム性接触が得られず、その電気的
特性を低下させる因となっている。この問題は、MOM
BE法、CBE法を用いた場合にも同様に生じる。
【0005】そこで、II−VI族エピタキシャル結晶から
なるp型層上にAu電極層を形成する場合、p型層が形
成された基板を、Au電極層を形成する直前に、飽和ブ
ロム水系エッチャント(飽和ブロム水と臭化ブロムと水
の混合液)で化学処理することによってp型層上の酸化
絶縁層を取り除き、その後直ちに電極蒸着室に基板を入
れてAu電極層を形成する方法が提案されている(第5
4回応用物理学会学術講演会講演予稿集 P257 2
9p−ZL−17(1993)参照)。
【0006】しかしながらこの方法では、飽和ブロム水
系エッチャントで化学処理をするために操作が繁雑であ
るばかりでなく、p型層上の酸化絶縁層を完全に取り除
くことができないために界面残留電位障壁(0.8〜
1.5V程度)が残り、完全なオーム性接触が得られな
いという問題があった(第55回応用物理学会学術講演
会講演予稿集 P263 21a−MB−3(199
4)参照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであ
り、その主な目的は、II−VI族化合物半導体エピタキシ
ャル結晶からなるp型層と電極層間のオーム性接触が容
易に得られる半導体装置及びその製造方法を提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような目的は、本発
明によれば、II−VI族化合物半導体エピタキシャル結晶
からなるp型層と、該p型層と同じ成膜方法によるTe
またはその化合物からなる中間層と、Auからなる電極
層とを、基板上にこの順に積層してなることを特徴とす
る半導体装置、並びに、エピタキシャル結晶成長法によ
りII−VI族化合物半導体エピタキシャル結晶からなるp
型層を基板上に形成する過程と、p型層の成膜過程に続
けてこれと同じ装置にてTeまたはその化合物からなる
中間層を該p型層上に形成する過程と、Auからなる電
極層を中間層上に形成する過程とを有することを特徴と
する半導体装置の製造方法を提供することにより達成さ
れる。
【0009】
【作用】このように、II−VI族化合物半導体エピタキシ
ャル結晶からなるp型層とAu電極層との間に、p型層
の成膜に連続して同じ装置内で形成したTeまたはその
化合物からなる中間層を介在させるものとすれば、p型
層の上層に酸化絶縁層が形成されることがなくなる。ま
た、中間層の上層にAu電極層を形成する直前には、II
−VI族エピタキシャル結晶を一旦容器外に出し、別の電
極蒸着室に入れて電極層を形成するという過程があるた
め、中間層上にはTeの酸化絶縁層が形成されるが、こ
の酸化絶縁層は、Au電極層によって常温で分解され、
更に電極を構成するAuは、Teまたはその化合物から
なる中間層内に拡散する。これらの現象は、本発明者ら
により明らかにされている(表面化学 第8巻 第6号
(1987)P498参照)。
【0010】このようにして、中間層上に酸化絶縁層が
生じても、その上に形成されるAu電極層により分解さ
れ、更にAuが中間層内に拡散してp型層と直接接触す
ることから、p型層とAu電極層との間の界面残留電位
障壁が小さくなり、両者間にオーム性接触が得られるこ
ととなる。
【0011】
【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明の好適実
施例について詳細に説明する。
【0012】図1は、本発明に基づく方法により製造さ
れた半導体レーザ装置の要部断面図である。n型GaA
s基板1上には、n型ZnSeのバッファ層2と、n型
ZnSSeのクラッド層3と、CdZnSeの活性層4
と、p型ZnSSeのクラッド層5と、p型ZnSeの
高濃度ドープ層6とが、この順にMBE法により形成さ
れ、積層されている。また、p型ZnSeの高濃度ドー
プ層6の上層には、同じくTeからなる中間層7がMB
E法により積層され、更にその上層には、Au電極層8
が蒸着により形成されている。尚、n型GaAs基板1
の裏面には、Au/Ge(ゲルマニウム)電極層9が形
成されている。
【0013】ここで、n型ZnSeのバッファ層2は、
厚みが1000オングストローム、n型ZnSSeのク
ラッド層3は、厚みが2.0μm(組成;1Zn、0.
07S、0.93Se)、CdZnSeの活性層4は、
厚みが100オングストローム(組成;0.1Cd、
0.9Zn、1Se)、p型ZnSSeのクラッド層5
は、厚みが1.5μm(組成;1Zn、0.07S、
0.93Se)、p型ZnSeの高濃度ドープ層6は、
厚みが1000オングストローム、キャリア濃度1018
cm-3となるように、MBE法により、基板温度を30
0℃として順に結晶成長させた。また、中間層7は、M
BE法によりp型ZnSeの高濃度ドープ層6を形成し
た後、基板温度を100℃に下げ、即ちTeが付着容易
な温度に下げて同じMBE法にてTeを成膜させること
によって形成した。尚、上記した各n型層のドーパント
にはCl(塩素)を用い、各p型層のドーパントにはN
(窒素)を用いた。また、Au電極層8は、中間層7の
表面に上記したように蒸着により成膜させた。
【0014】このようにして製造された半導体装置によ
れば、特に、界面電位障壁が従来大きかったp型ZnS
Seのクラッド層3とAu電極層8との間に中間層7が
介在して両層間の界面電位障壁が小さくなり、オーム性
接触が可能となった。
【0015】尚、本実施例では、p型ZnSeの高濃度
ドープ層6上にTeの中間層7をMBE法にて形成した
が、中間層7を構成する材料として、Te化合物である
CdTe(テルル化カドミウム)、ZnTe(テルル化
亜鉛)、HgTe(テルル化水銀)を用いても同様の結
果が得られる。但し、電極であるAuが、Teまたはそ
の化合物からなる中間層内を確実に拡散するためには、
中間層7の厚さを1000オングストローム以下に抑え
ることが望ましい。
【0016】また、本実施例では、p型ZnSSeのク
ラッド層5と中間層7との間にp型ZnSeの高濃度ド
ープ層6を介在させたが、p型ZnSSeのクラッド層
5の上層に直接中間層7を形成しても良い。更に、本実
施例では、n型ZnSeのバッファ層2と、n型ZnS
Seのクラッド層3と、CdZnSeからなる活性層4
と、p型ZnSSeのクラッド層5と、p型ZnSeの
高濃度ドープ層6とをMBE法により形成したが、MO
MBE法やCBE法を用いても同様であることは言うま
でもない。加えて、本実施例では、結晶成長基板として
GaAs基板を用いたが、ZnSeやGaP、或いはG
aAs基板上に適宜な薄膜結晶(例えばエピタキシャル
結晶成長させたGaAs膜など)を形成したものであっ
ても良い。
【0017】
【発明の効果】上記の説明により明らかなように、本発
明に基づく半導体装置及びその製造方法によれば、II−
VI族化合物半導体エピタキシャル結晶からなるp型層
と、Au電極層との間に、p型層の成膜に連続してこれ
と同じ成膜装置内で成膜してなるTeまたはその化合物
からなる中間層を介在させることにより、p型層と中間
層との間に酸化絶縁層が生じることはなく、更に、中間
層上に形成される酸化絶縁層をAu電極層が分解し、か
つAuが中間層内に拡散してp型層と直接接触すること
から、p型層とAu電極層との間の界面残留電位障壁が
小さくなる。従って、単純な構造で容易にp型層とAu
電極層との間でオーム性接触が得られる。以上のことか
ら、電気的特性が良く信頼性の高い半導体装置が歩留り
良く製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用された半導体装置としての半導体
レーザの要部断面図。
【符号の説明】
1 n型GaAs基板 2 n型ZnSeのバッファ層 3 n型ZnSSeのクラッド層 4 CdZnSe活性層 5 p型ZnSSeのクラッド層 6 p型ZnSeの高濃度ドープ層 7 中間層 8 Au電極層 9 Au/Ge電極層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 33/00 H01L 33/00 D H01S 3/18 H01S 3/18 (72)発明者 藤井 智 東京都千代田区大手町2−6−3 新日本 製鐵株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 II−VI族化合物半導体エピタキシャル結
    晶からなるp型層と、該p型層と同じ成膜方法によるT
    e(テルル)またはその化合物からなる中間層と、Au
    (金)からなる電極層とを、基板上にこの順序で積層し
    てなることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 エピタキシャル結晶成長法によりII−VI
    族化合物半導体エピタキシャル結晶からなるp型層を基
    板上に形成する過程と、 前記p型層の成膜過程に続けてこれと同じ装置にてTe
    (テルル)またはその化合物からなる中間層を該p型層
    上に形成する過程と、 Au(金)からなる電極層を前記中間層上に形成する過
    程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記エピタキシャル結晶成長法が、MB
    E法、MOMBE法、或いはCBE法のうちいずれかの
    方法によることを特徴とする請求項2に記載の半導体装
    置の製造方法。
JP4904295A 1995-02-13 1995-02-13 半導体装置及びその製造方法 Withdrawn JPH08222582A (ja)

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