JPH10209072A - 窒化物化合物半導体の電極形成方法 - Google Patents
窒化物化合物半導体の電極形成方法Info
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- JPH10209072A JPH10209072A JP599497A JP599497A JPH10209072A JP H10209072 A JPH10209072 A JP H10209072A JP 599497 A JP599497 A JP 599497A JP 599497 A JP599497 A JP 599497A JP H10209072 A JPH10209072 A JP H10209072A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ｐ型ＧａＮに対して、低抵抗なオーミック電
極を実現する。 【解決手段】 ｐ型ＧａＮを真空蒸着装置に入れる直前
に、沸酸溶液に浸し、水洗した後に窒素ガスで乾燥さ
せ、真空蒸着装置に入れる。その後、６００℃の加熱処
理を行い、Ｎｉを１０ｎｍとＡｕを３００ｎｍ蒸着す
る。真空中で６００℃で加熱することにより、酸化物が
ある程度除去されるので、オーミック特性が向上する。
極を実現する。 【解決手段】 ｐ型ＧａＮを真空蒸着装置に入れる直前
に、沸酸溶液に浸し、水洗した後に窒素ガスで乾燥さ
せ、真空蒸着装置に入れる。その後、６００℃の加熱処
理を行い、Ｎｉを１０ｎｍとＡｕを３００ｎｍ蒸着す
る。真空中で６００℃で加熱することにより、酸化物が
ある程度除去されるので、オーミック特性が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、青色から紫外の発
光ダイオードや半導体レーザの材料として用いられる窒
素を含む３−５族化合物半導体の電極形成方法に関する
ものである。
光ダイオードや半導体レーザの材料として用いられる窒
素を含む３−５族化合物半導体の電極形成方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】青色から紫外の発光ダイオードや半導体
レーザの材料として、一般式がＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）で表される窒
素を含む３−５族化合物半導体が用いられている。この
材料を用いて発光ダイオードや半導体レーザを実現する
ために、ｐ型およびｎ型半導体層に接触抵抗の低いオー
ミック電極を形成する必要がある。
レーザの材料として、一般式がＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ
（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）で表される窒
素を含む３−５族化合物半導体が用いられている。この
材料を用いて発光ダイオードや半導体レーザを実現する
ために、ｐ型およびｎ型半導体層に接触抵抗の低いオー
ミック電極を形成する必要がある。
【０００３】ｐ型およびｎ型ＧａxＡｌ1-xＮ層にオーミ
ック電極を形成するための金属として、特開平５−２９
１６２１号公報にはｐ型にＡｌ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｎｉが、
ｎ型にはＡｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｉｎを用いることが開示さ
れている。それらの金属またはその合金を用いることに
より、良好なオーミック接触が得られるとしている。
ック電極を形成するための金属として、特開平５−２９
１６２１号公報にはｐ型にＡｌ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｎｉが、
ｎ型にはＡｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｉｎを用いることが開示さ
れている。それらの金属またはその合金を用いることに
より、良好なオーミック接触が得られるとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特にｐ
型のＧａＮに対してはコンタクト抵抗が１０−２Ω・ｃ
ｍ２以下の低抵抗なオーミック電極を得るためには、特
開平５−２９１６２１号公報に開示されている金属を用
いて蒸着を行なうのみでは不十分である。
型のＧａＮに対してはコンタクト抵抗が１０−２Ω・ｃ
ｍ２以下の低抵抗なオーミック電極を得るためには、特
開平５−２９１６２１号公報に開示されている金属を用
いて蒸着を行なうのみでは不十分である。
【０００５】そこで本発明は、 ｐ型及びｎ型ＡｌxＧ
ａyＩｎ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦
１）に対して低抵抗なオーミック電極を形成することが
できる電極の形成方法を提供することを目的とする。
ａyＩｎ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦
１）に対して低抵抗なオーミック電極を形成することが
できる電極の形成方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】課題を解決するために本
発明のＧａＮ系半導体の電極形成方法では、以下に示す
手段を用いている。
発明のＧａＮ系半導体の電極形成方法では、以下に示す
手段を用いている。
【０００７】化合物半導体の表面を塩酸、沸酸、硫酸、
または燐酸あるいはこれらの水溶液でエッチングし、該
半導体のエッチング後の表面を真空中あるいは窒素中で
加熱し、しかる後に真空中でニッケル、クロム、マグネ
シウム、パラジウム、金、白金のうちの一層、または該
金属の１層以上の組み合わせからなる複数の層を形成す
ることにより、低抵抗なオーミック電極を形成する。
または燐酸あるいはこれらの水溶液でエッチングし、該
半導体のエッチング後の表面を真空中あるいは窒素中で
加熱し、しかる後に真空中でニッケル、クロム、マグネ
シウム、パラジウム、金、白金のうちの一層、または該
金属の１層以上の組み合わせからなる複数の層を形成す
ることにより、低抵抗なオーミック電極を形成する。
【０００８】また、化合物半導体の表面を塩素ガス、塩
化ボロンガス、塩化珪素ガスあるいはアルゴンガスのプ
ラズマでエッチングし、しかる後に真空中でニッケル、
クロム、マグネシウム、パラジウム、金、白金のうちの
一層、または該金属の１層以上の組み合わせからなる複
数の層を形成し、更にその後に該半導体の表面を真空中
あるいは窒素中で加熱することにより、低抵抗なオーミ
ック電極を形成する。
化ボロンガス、塩化珪素ガスあるいはアルゴンガスのプ
ラズマでエッチングし、しかる後に真空中でニッケル、
クロム、マグネシウム、パラジウム、金、白金のうちの
一層、または該金属の１層以上の組み合わせからなる複
数の層を形成し、更にその後に該半導体の表面を真空中
あるいは窒素中で加熱することにより、低抵抗なオーミ
ック電極を形成する。
【０００９】さらに、化合物半導体の表面を硫化アンモ
ニウム溶液で処理し、しかる後に真空中でニッケル、ク
ロム、マグネシウム、パラジウム、金、白金のうちの一
層、または該金属の１層以上の組み合わせからなる複数
の層を形成することにより、低抵抗なオーミック電極を
形成する。
ニウム溶液で処理し、しかる後に真空中でニッケル、ク
ロム、マグネシウム、パラジウム、金、白金のうちの一
層、または該金属の１層以上の組み合わせからなる複数
の層を形成することにより、低抵抗なオーミック電極を
形成する。
【００１０】
（実施の形態１）本発明の第１の方法によってｐ型Ｇａ
Ｎに電極を形成し、その電流−電圧特性を測定した結果
を図１に示す。図１のａはｐ型ＧａＮに何らの処理も行
わずに真空蒸着装置内でＮｉを１０ｎｍとＡｕを３００
ｎｍ蒸着した時の特性である。ｂはｐ型ＧａＮを真空蒸
着装置内で、蒸着前に真空中で６００℃で１０分間加熱
し、冷却してからａと同じ構成の電極を蒸着した時の電
流−電圧特性図である。
Ｎに電極を形成し、その電流−電圧特性を測定した結果
を図１に示す。図１のａはｐ型ＧａＮに何らの処理も行
わずに真空蒸着装置内でＮｉを１０ｎｍとＡｕを３００
ｎｍ蒸着した時の特性である。ｂはｐ型ＧａＮを真空蒸
着装置内で、蒸着前に真空中で６００℃で１０分間加熱
し、冷却してからａと同じ構成の電極を蒸着した時の電
流−電圧特性図である。
【００１１】ＧａＮの表面にはＧａの酸化物があるの
で、何らの処理も行わずにＮｉとＡｕを蒸着した場合
は、図１のａに示すようにオーミック特性が得られな
い。真空中で６００℃で加熱することにより、酸化物が
ある程度除去されるので、ｂに示すように、電流−電圧
特性のオーミック性が向上する。加熱中の雰囲気として
は、酸素を含まない窒素ガスのような不活性ガス中でも
行うことができる。
で、何らの処理も行わずにＮｉとＡｕを蒸着した場合
は、図１のａに示すようにオーミック特性が得られな
い。真空中で６００℃で加熱することにより、酸化物が
ある程度除去されるので、ｂに示すように、電流−電圧
特性のオーミック性が向上する。加熱中の雰囲気として
は、酸素を含まない窒素ガスのような不活性ガス中でも
行うことができる。
【００１２】一番低抵抗なオーミック特性が得られるの
は、真空蒸着装置に入れる直前に沸酸溶液（ＨＦ：Ｈ２
Ｏ＝１：１）に１０分間浸し、水洗した後に窒素ガスで
乾燥させ、真空蒸着装置に入れてからはｂと同様に６０
０℃の加熱処理を行う場合で、図１のｃにその電流−電
圧特性を示す。
は、真空蒸着装置に入れる直前に沸酸溶液（ＨＦ：Ｈ２
Ｏ＝１：１）に１０分間浸し、水洗した後に窒素ガスで
乾燥させ、真空蒸着装置に入れてからはｂと同様に６０
０℃の加熱処理を行う場合で、図１のｃにその電流−電
圧特性を示す。
【００１３】沸酸溶液はＧａＮ表面のＧａ酸化物を除去
する効果があり、沸酸と沸化アンモニウムの混合液（Ｈ
Ｆ：ＮＨ４Ｆ＝１：１０）や塩酸、硫酸、あるいは燐酸
等の水溶液を用いても効果がある。
する効果があり、沸酸と沸化アンモニウムの混合液（Ｈ
Ｆ：ＮＨ４Ｆ＝１：１０）や塩酸、硫酸、あるいは燐酸
等の水溶液を用いても効果がある。
【００１４】電極に用いる金属には、ＮｉとＡｕの組み
合わせ以外に、Ｃｒ／Ａｕ、Ｍｇ／Ａｕ、Ｐｄ、あるい
はＰｔ等を用いることも出来る。
合わせ以外に、Ｃｒ／Ａｕ、Ｍｇ／Ａｕ、Ｐｄ、あるい
はＰｔ等を用いることも出来る。
【００１５】また、電極は、ｐ型ＧａＮ表面に形成して
いるが、ｎ型であってもよく、さらにＧａＮに限らず、
一般にｐ型及びｎ型ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮに対してこ
の電極形成方法は有効である。
いるが、ｎ型であってもよく、さらにＧａＮに限らず、
一般にｐ型及びｎ型ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮに対してこ
の電極形成方法は有効である。
【００１６】（実施の形態２）本発明の第２の方法で
は、ｐ型ＧａＮの表面をＣｌ2プラズマで反応性イオン
エッチングを行った後に電極を形成し、その後に更に加
熱処理をおこなう。その電流−電圧特性を測定した結果
を図２に示す。
は、ｐ型ＧａＮの表面をＣｌ2プラズマで反応性イオン
エッチングを行った後に電極を形成し、その後に更に加
熱処理をおこなう。その電流−電圧特性を測定した結果
を図２に示す。
【００１７】図２のａはＣｌ２でｐ型ＧａＮの表面を２
０ｎｍエッチングし、真空蒸着装置内でＮｉを１０ｎｍ
とＡｕを３００ｎｍ蒸着した時の特性である。電流−電
圧特性はオーミック特性になっていないが、これをエッ
チング後に、窒素ガス中で７００℃で１０分加熱処理す
ることにより、図２のｂに示すように、低抵抗なオーミ
ック特性が得られる。
０ｎｍエッチングし、真空蒸着装置内でＮｉを１０ｎｍ
とＡｕを３００ｎｍ蒸着した時の特性である。電流−電
圧特性はオーミック特性になっていないが、これをエッ
チング後に、窒素ガス中で７００℃で１０分加熱処理す
ることにより、図２のｂに示すように、低抵抗なオーミ
ック特性が得られる。
【００１８】加熱処理を行なわないと低抵抗にならない
理由は、反応性イオンエッチングを行なうと表面のＧａ
酸化物は除去されるが、結晶も損傷を受けるためであ
る。７００℃の加熱処理によって結晶性が良くなるの
で、低抵抗なオーミック特性が得られるようになる。
理由は、反応性イオンエッチングを行なうと表面のＧａ
酸化物は除去されるが、結晶も損傷を受けるためであ
る。７００℃の加熱処理によって結晶性が良くなるの
で、低抵抗なオーミック特性が得られるようになる。
【００１９】イオンエッチングはＣｌ2以外に、ＢＣ
ｌ3、ＳｉＣｌ4ガスによる反応性イオンエッチングやＡ
ｒイオンミリングを用いることも出来る。また、電極に
用いる金属には、ＮｉとＡｕの組み合わせ以外に、Ｃｒ
／Ａｕ、Ｍｇ／Ａｕ、Ｐｄ、あるいはＰｔ等を用いるこ
とも出来る。更に、加熱処理中の雰囲気は真空であって
もかまわない。この実施形態の方法も、一般にｐ型及び
ｎ型ＡｌxＧａyＩｎ1-x- yＮに対して適用できる。
ｌ3、ＳｉＣｌ4ガスによる反応性イオンエッチングやＡ
ｒイオンミリングを用いることも出来る。また、電極に
用いる金属には、ＮｉとＡｕの組み合わせ以外に、Ｃｒ
／Ａｕ、Ｍｇ／Ａｕ、Ｐｄ、あるいはＰｔ等を用いるこ
とも出来る。更に、加熱処理中の雰囲気は真空であって
もかまわない。この実施形態の方法も、一般にｐ型及び
ｎ型ＡｌxＧａyＩｎ1-x- yＮに対して適用できる。
【００２０】（実施の形態３）本発明の第３の方法で
は、ｐ型ＧａＮの表面を（ＮＨ４）２Ｓ（硫化アンモニ
ウム）溶液中に３０分間浸した後に、真空蒸着装置内で
電極を形成する。その電流−電圧特性を測定した結果を
図３に示す。低抵抗の良好な電流−電圧特性が得られて
いる。
は、ｐ型ＧａＮの表面を（ＮＨ４）２Ｓ（硫化アンモニ
ウム）溶液中に３０分間浸した後に、真空蒸着装置内で
電極を形成する。その電流−電圧特性を測定した結果を
図３に示す。低抵抗の良好な電流−電圧特性が得られて
いる。
【００２１】ＧａＮを（ＮＨ4）2Ｓ溶液に浸すことによ
り表面にＳ原子が吸着し、ＧａＮが酸化するのを防ぐ事
が出来る。表面に吸着したＳは蒸着装置内で真空にする
ことにより容易に除去され、清浄なＧａＮの表面に金属
を蒸着することが出来、低抵抗のオーミック特性が得ら
れる。
り表面にＳ原子が吸着し、ＧａＮが酸化するのを防ぐ事
が出来る。表面に吸着したＳは蒸着装置内で真空にする
ことにより容易に除去され、清浄なＧａＮの表面に金属
を蒸着することが出来、低抵抗のオーミック特性が得ら
れる。
【００２２】電極に用いる金属には、ＮｉとＡｕの組み
合わせ以外に、Ｃｒ／Ａｕ、Ｍｇ／Ａｕ、Ｐｄ、あるい
はＰｔ等を用いることも出来る。この実施形態の方法
も、一般にｐ型及びｎ型ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮに対し
て適用できる。
合わせ以外に、Ｃｒ／Ａｕ、Ｍｇ／Ａｕ、Ｐｄ、あるい
はＰｔ等を用いることも出来る。この実施形態の方法
も、一般にｐ型及びｎ型ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮに対し
て適用できる。
【００２３】
【発明の効果】本発明の窒化物化合物半導体の電極形成
方法を用いると、ｐ型及びｎ型ＩｎxＧａ1-xＮ、Ａｌx
Ｇａ1-xＮ、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮに対して低抵抗なオ
ーミック電極を形成することができ、発光ダイオードや
半導体レーザの電極形成方法として大きな効果を有す
る。
方法を用いると、ｐ型及びｎ型ＩｎxＧａ1-xＮ、Ａｌx
Ｇａ1-xＮ、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮに対して低抵抗なオ
ーミック電極を形成することができ、発光ダイオードや
半導体レーザの電極形成方法として大きな効果を有す
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態の電極形成方法によ
る電流−電圧特性を示す図
る電流−電圧特性を示す図
【図２】本発明の第２の実施の形態の電極形成方法によ
る電流−電圧特性を示す図
る電流−電圧特性を示す図
【図３】本発明の第３の実施の形態の電極形成方法によ
る電流−電圧特性を示す図
る電流−電圧特性を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原 義博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 石橋 明彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 上村 信行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 長谷川 義晃 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 ３族元素に窒素を含む３−５族化合物半
導体の表面を塩酸、沸酸、硫酸、または燐酸あるいはこ
れらの水溶液でエッチングする工程と、該半導体のエッ
チング後の表面を真空中あるいは窒素中で加熱し、しか
る後に真空中でニッケル、クロム、マグネシウム、パラ
ジウム、金、白金のうちの一層、または該金属の１層以
上の組み合わせからなる複数の層を形成することを特徴
とする窒化物化合物半導体の電極形成方法。 - 【請求項２】 ３族元素に窒素を含む３−５族化合物半
導体の表面を塩素ガス、塩化ボロンガス、塩化珪素ガス
あるいはアルゴンガスのプラズマでエッチングする工程
と、しかる後に真空中でニッケル、クロム、マグネシウ
ム、パラジウム、金、白金のうちの一層、または該金属
の１層以上の組み合わせからなる複数の層を形成する工
程と、その後に該半導体の表面を真空中あるいは窒素中
で加熱することを特徴とする窒化物化合物半導体の電極
形成方法。 - 【請求項３】 ３族元素に窒素を含む３−５族化合物半
導体の表面を硫化アンモニウム溶液で処理する工程と、
しかる後に真空中でニッケル、クロム、マグネシウム、
パラジウム、金、白金のうちの一層、または該金属の１
層以上の組み合わせからなる複数の層を形成することを
特徴とする窒化物化合物半導体の電極形成方法。 - 【請求項４】 窒素を含む３−５族化合物半導体がｎ型
またはｐ型の導電性である窒化ガリウムであることを特
徴とする請求項１、２または３に記載の窒化物化合物半
導体の電極形成方法。 - 【請求項５】 真空中あるいは窒素中での熱処理温度が
４００度以上１０００度以下であることを特徴とする請
求項１または２に記載の窒化物化合物半導体の電極形成
方法。 - 【請求項６】 窒素を含む３−５族化合物半導体がｎ型
またはｐ型の導電性である窒化インジウムガリウムまた
は窒化アルミニウムガリウムであることを特徴とする請
求項１、２または３に記載の窒化物化合物半導体の電極
形成方法。 - 【請求項７】 ３族元素に窒素を含む３−５族化合物半
導体の表面をウエットエッチングする工程と、該半導体
のエッチング後の表面を真空中あるいは窒素中で加熱
し、しかる後に真空中で電極金属層を形成することを特
徴とする窒化物化合物半導体の電極形成方法。 - 【請求項８】 ３族元素に窒素を含む３−５族化合物半
導体の表面をドライエッチングする工程と、しかる後に
真空中で電極金属層を形成する工程と、その後に該半導
体の表面を真空中あるいは窒素中で加熱することを特徴
とする窒化物化合物半導体の電極形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP599497A JPH10209072A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 窒化物化合物半導体の電極形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP599497A JPH10209072A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 窒化物化合物半導体の電極形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10209072A true JPH10209072A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11626350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP599497A Pending JPH10209072A (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 窒化物化合物半導体の電極形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10209072A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10341039A (ja) * | 1997-04-10 | 1998-12-22 | Toshiba Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP2002299687A (ja) * | 2001-04-02 | 2002-10-11 | Nagoya Kogyo Univ | 窒化ガリウム系化合物半導体層のｐ型電極形成方法 |
| JP2004336021A (ja) * | 2003-05-07 | 2004-11-25 | Samsung Electronics Co Ltd | 薄膜電極、及びその製造方法 |
| JP2005032865A (ja) * | 2003-07-09 | 2005-02-03 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2009026811A (ja) * | 2007-07-17 | 2009-02-05 | Toyota Motor Corp | Ｉｉｉ族窒化物半導体装置の製造方法 |
| JP2009038070A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Toyota Motor Corp | 窒化物半導体装置とその製造方法 |
| JP2010045228A (ja) * | 2008-08-13 | 2010-02-25 | Japan Science & Technology Agency | Ｃ１２ａ７エレクトライドからなる導電性素子材料表面に対するオーミック接合形成方法 |
| WO2018020422A1 (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | King Abdullah University Of Science And Technology | Molecular coatings of nitride semiconductors for optoelectronics, electronics, and solar energy harvesting |
-
1997
- 1997-01-17 JP JP599497A patent/JPH10209072A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10341039A (ja) * | 1997-04-10 | 1998-12-22 | Toshiba Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
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| WO2018020422A1 (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | King Abdullah University Of Science And Technology | Molecular coatings of nitride semiconductors for optoelectronics, electronics, and solar energy harvesting |
| US10784410B2 (en) | 2016-07-26 | 2020-09-22 | King Abdullah University Of Science And Technology | Molecular coatings of nitride semiconductors for optoelectronics, electronics, and solar energy harvesting |
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