JPH10233529A - 窒化物半導体素子およびその製造方法 - Google Patents
窒化物半導体素子およびその製造方法Info
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- JPH10233529A JPH10233529A JP3020497A JP3020497A JPH10233529A JP H10233529 A JPH10233529 A JP H10233529A JP 3020497 A JP3020497 A JP 3020497A JP 3020497 A JP3020497 A JP 3020497A JP H10233529 A JPH10233529 A JP H10233529A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来は、窒化物半導体を外部と電気的に接続す
るために、窒化物半導体の最外部に位置するｐ型窒化物
半導体上にＮｉを蒸着し電極としていた。しかしｐ型窒
化物半導体上の電極は高抵抗であり、また駆動するため
のしきい値電圧が高かった。本発明の目的は駆動するた
めの電圧が低く接触抵抗の低い電極の提供およびその製
造方法を開示することである。 【解決手段】窒化物半導体の最外部に位置するｐ型窒化
物半導体層の上に生成される低抵抗の電極を提供するた
めに電極の材料としてＰｄを用い、これをｐ型窒化物半
導体層上に蒸着する。さらに蒸着前のＨＦによる清浄
化、蒸着後のアニーリングにより、電極部分における接
触抵抗の低減化の効果をさらに顕著にする。
るために、窒化物半導体の最外部に位置するｐ型窒化物
半導体上にＮｉを蒸着し電極としていた。しかしｐ型窒
化物半導体上の電極は高抵抗であり、また駆動するため
のしきい値電圧が高かった。本発明の目的は駆動するた
めの電圧が低く接触抵抗の低い電極の提供およびその製
造方法を開示することである。 【解決手段】窒化物半導体の最外部に位置するｐ型窒化
物半導体層の上に生成される低抵抗の電極を提供するた
めに電極の材料としてＰｄを用い、これをｐ型窒化物半
導体層上に蒸着する。さらに蒸着前のＨＦによる清浄
化、蒸着後のアニーリングにより、電極部分における接
触抵抗の低減化の効果をさらに顕著にする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】半導体素子において、外部との電
気的接続のための低抵抗電極およびその製造方法、より
詳細には、窒化物半導体素子における低抵抗を有する電
極およびその製造方法にする。
気的接続のための低抵抗電極およびその製造方法、より
詳細には、窒化物半導体素子における低抵抗を有する電
極およびその製造方法にする。
【０００２】
【従来の技術】III-N化合物(III族元素と窒素とを含む
化合物）半導体（以下窒化物半導体と称する）は半導体
レーザ（以下ＬＤと略する）や半導体発光ダイオード
（以下ＬＥＤと略する）等の半導体発光素子や金属ー半
導体電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ)を始めとす
る有益な回路素子に使用するための有望な材料の一つで
ある。特にIII-N化合物半導体の一つであるＧａＮに基
づく半導体材料（ＧａＮ系材料と称する）を使った半導
体レーザ（ＧａＮ系半導体レーザ）は、ＧａＮ系材料の
禁止帯幅が広いので発光波長が青紫領域にあり、現在の
主力である赤色半導体レーザの発光波長に比較して波長
が短く、情報処理機器の読み取り・書き込み処理機能を
格段に向上できることが知られている。例えば、西暦20
00年ごろの容量15GビットのDVDへの使用なども考えられ
ている。
化合物）半導体（以下窒化物半導体と称する）は半導体
レーザ（以下ＬＤと略する）や半導体発光ダイオード
（以下ＬＥＤと略する）等の半導体発光素子や金属ー半
導体電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ)を始めとす
る有益な回路素子に使用するための有望な材料の一つで
ある。特にIII-N化合物半導体の一つであるＧａＮに基
づく半導体材料（ＧａＮ系材料と称する）を使った半導
体レーザ（ＧａＮ系半導体レーザ）は、ＧａＮ系材料の
禁止帯幅が広いので発光波長が青紫領域にあり、現在の
主力である赤色半導体レーザの発光波長に比較して波長
が短く、情報処理機器の読み取り・書き込み処理機能を
格段に向上できることが知られている。例えば、西暦20
00年ごろの容量15GビットのDVDへの使用なども考えられ
ている。
【０００３】上記の特徴が得られるものの、現在のＧａ
Ｎ半導体レーザの寿命は実用レベルの発光強度で極めて
短く、寿命の向上が求められている。その原因の中で最
も大きなものは、電極となる金属とＧａＮ系材料との接
触抵抗が大きいことによる。これはＧａＮ系材料の禁止
帯幅が3.4eV等と高いことにより、低抵抗性接触が困難
であるためである。図１に一例を示す端面発光型窒化物
半導体レーザ１は、サファイア基板２にＧａＮバッファ
層3を堆積しその上にn型ＧａＮコンタクト層４、n型Al
ＧａＮクラッド層６、 n型ＧａＮ光導波路層7、InＧａ
Ｎ多重量子井戸層８、p型ＧａＮ光導波路層９、p型AlＧ
ａＮクラッド層１0、ｐ型ＧａＮコンタクト層１１を順
次堆積して形成したものである。n型ＧａＮコンタクト
層４とｐ型ＧａＮコンタクト層１１とのそれぞれには、
それぞれの電極となるn電極５とp電極１２とが形成され
ている。
Ｎ半導体レーザの寿命は実用レベルの発光強度で極めて
短く、寿命の向上が求められている。その原因の中で最
も大きなものは、電極となる金属とＧａＮ系材料との接
触抵抗が大きいことによる。これはＧａＮ系材料の禁止
帯幅が3.4eV等と高いことにより、低抵抗性接触が困難
であるためである。図１に一例を示す端面発光型窒化物
半導体レーザ１は、サファイア基板２にＧａＮバッファ
層3を堆積しその上にn型ＧａＮコンタクト層４、n型Al
ＧａＮクラッド層６、 n型ＧａＮ光導波路層7、InＧａ
Ｎ多重量子井戸層８、p型ＧａＮ光導波路層９、p型AlＧ
ａＮクラッド層１0、ｐ型ＧａＮコンタクト層１１を順
次堆積して形成したものである。n型ＧａＮコンタクト
層４とｐ型ＧａＮコンタクト層１１とのそれぞれには、
それぞれの電極となるn電極５とp電極１２とが形成され
ている。
【０００４】ｎ型ＧａＮ(n-ＧａＮとも称する）コンタ
クト層４とｎ電極５との接触抵抗は、以下に述べるよう
にかなり小さいが、p型ＧａＮ（p-ＧａＮとも称する）
コンタクト層１１とｐ電極１２との接触抵抗はかなり大
きい。たとえば、Ａｕ/Ｎｉ電極を備えた代表的な素子
のｐ電極・p-ＧａＮコンタクト層間比接触抵抗値は２Ｘ
１０―1Ωｃｍ2ほどあり、電極接触面積３００μｍＸ３
００μｍの場合でも接触抵抗は２００Ω以上となり、0.
１Ａの駆動電流でも２Ｗ以上の電力を消費する。そのた
め、例えば、２５層の量子井戸層を有するInＧａＮ多重
量子井戸構造の発光層を有する青紫色半導体レーザは駆
動電圧２０Ｖ、駆動電流５Ａであって、室温では波長41
7nmでデューティ比0.001のパルス発振が可能ではある
が、連続発振ができない（参照：REF1:「日経エレクト
ロニクス」1996.9.23(no.671),p.9 （日経マグローヒル
社）、以下REF1と称す）。 この青紫色半導体レーザも
連続発振ならば100Wとなる。パルス動作のため平均消費
電力は0.1Wで済んでいる。
クト層４とｎ電極５との接触抵抗は、以下に述べるよう
にかなり小さいが、p型ＧａＮ（p-ＧａＮとも称する）
コンタクト層１１とｐ電極１２との接触抵抗はかなり大
きい。たとえば、Ａｕ/Ｎｉ電極を備えた代表的な素子
のｐ電極・p-ＧａＮコンタクト層間比接触抵抗値は２Ｘ
１０―1Ωｃｍ2ほどあり、電極接触面積３００μｍＸ３
００μｍの場合でも接触抵抗は２００Ω以上となり、0.
１Ａの駆動電流でも２Ｗ以上の電力を消費する。そのた
め、例えば、２５層の量子井戸層を有するInＧａＮ多重
量子井戸構造の発光層を有する青紫色半導体レーザは駆
動電圧２０Ｖ、駆動電流５Ａであって、室温では波長41
7nmでデューティ比0.001のパルス発振が可能ではある
が、連続発振ができない（参照：REF1:「日経エレクト
ロニクス」1996.9.23(no.671),p.9 （日経マグローヒル
社）、以下REF1と称す）。 この青紫色半導体レーザも
連続発振ならば100Wとなる。パルス動作のため平均消費
電力は0.1Wで済んでいる。
【０００５】このような高い接触抵抗は他の有用な応用
に置いても寄生抵抗を増加し、消費電力を増し、素子温
度を上昇させ半導体素子本来の機能の性能を劣化させ、
あるいは寿命を縮める事が多く、この接触抵抗の低減が
求められている。 抵抗性接触（即ちオーミック接触）
は「半導体バルクの抵抗による直列抵抗に比べて無視で
きるほど小さな接触抵抗を有する金属・半導体接触」と
定義され、その性能指数は比接触抵抗:Ｒｃで表わされ
る。比接触抵抗Ｒｃは金属電極と半導体との障壁φBの
増減にたいして指数関数的に増減するのでφBを小さく
することがもとめられる。またトンネル電流が支配的な
高不純物添加濃度Ｎの領域では、比抵抗ＲｃはφBN-1/2
の項の増減にたいして指数関数的に増減するので濃度N
を増加することも効果がある。
に置いても寄生抵抗を増加し、消費電力を増し、素子温
度を上昇させ半導体素子本来の機能の性能を劣化させ、
あるいは寿命を縮める事が多く、この接触抵抗の低減が
求められている。 抵抗性接触（即ちオーミック接触）
は「半導体バルクの抵抗による直列抵抗に比べて無視で
きるほど小さな接触抵抗を有する金属・半導体接触」と
定義され、その性能指数は比接触抵抗:Ｒｃで表わされ
る。比接触抵抗Ｒｃは金属電極と半導体との障壁φBの
増減にたいして指数関数的に増減するのでφBを小さく
することがもとめられる。またトンネル電流が支配的な
高不純物添加濃度Ｎの領域では、比抵抗ＲｃはφBN-1/2
の項の増減にたいして指数関数的に増減するので濃度N
を増加することも効果がある。
【０００６】従来技術の一つでは、ｐ-ＧａＮの不純物
濃度を1018cm-3から一桁高い値とすることが考えられて
いるが（REF.1)、そうするとアクセプタの活性化率が著
しく低下したり、結晶性が極端に劣化する問題があり良
好な結果は得られていない。
濃度を1018cm-3から一桁高い値とすることが考えられて
いるが（REF.1)、そうするとアクセプタの活性化率が著
しく低下したり、結晶性が極端に劣化する問題があり良
好な結果は得られていない。
【０００７】最近ＧａＮにＭｇを不純物導入したＧａ
Ｎ:Ｍｇを高温（８００℃）で活性化しホールキャリア
濃度を４−８×1017cm-3にしたのち金属電極（Ａｕ/Ｎ
ｉ)を蒸着してアニールすることで10-2Ωcm2に比接触抵
抗を低減したとの報告がある（小林他：ｐ型ＧａＮにＮ
ｉ/Ａｕコンタクト材の電気的特性と界面構造、第４２
回応用物理学関係連合講演会(1995年春季）、講演番号3
0a-ZH-8,1995l)。しかしこの程度の値では不十分であ
り、さらなる比接触抵抗低減の要求は依然として強い。
もしp-ＧａＮに対するさらに低い比接触抵抗電極が安価
で信頼性よく形成できれば、p-ＧａＮのみにとどまら
ず、多くのｐ型窒化物半導体素子にもその方法が適用で
きる可能性がたかくそれらを含む素子の製造に有益であ
る。
Ｎ:Ｍｇを高温（８００℃）で活性化しホールキャリア
濃度を４−８×1017cm-3にしたのち金属電極（Ａｕ/Ｎ
ｉ)を蒸着してアニールすることで10-2Ωcm2に比接触抵
抗を低減したとの報告がある（小林他：ｐ型ＧａＮにＮ
ｉ/Ａｕコンタクト材の電気的特性と界面構造、第４２
回応用物理学関係連合講演会(1995年春季）、講演番号3
0a-ZH-8,1995l)。しかしこの程度の値では不十分であ
り、さらなる比接触抵抗低減の要求は依然として強い。
もしp-ＧａＮに対するさらに低い比接触抵抗電極が安価
で信頼性よく形成できれば、p-ＧａＮのみにとどまら
ず、多くのｐ型窒化物半導体素子にもその方法が適用で
きる可能性がたかくそれらを含む素子の製造に有益であ
る。
【０００８】
【発明の解決すべき課題】従来は、窒化物半導体を外部
と電気的に接続するために、窒化物半導体の最外部に位
置する、ｐ型窒化物半導体上にニッケル（Ｎｉ、以下Ｎ
ｉと略する）を蒸着し電極としていた。しかしｐ型窒化
物半導体上の電極は高抵抗であり、また駆動するための
しきい値電圧が高かった。このために発光素子に利用し
た場合には、所望の光量を放射させるのに、駆動電圧が
高くなり、接触抵抗の部分で余分な熱を発生していた。
このために放熱装置の設置が必要となり、この熱は発光
素子の連続発振の障害、さらにデバイスの信頼性向上お
よび長寿命化の妨げになっていた。本発明の目的は、簡
単な方法で低比接触抵抗を有するｐ型窒化物半導体上の
低抵抗電極を実現し、これらの問題を解決する。本発明
を窒化物半導体発光素子に適用することにより、低電圧
駆動、高効率、高信頼性、および長寿命であるＬＥＤあ
るいはＬＤ等の窒化物半導体発光素子を提供すること、
およびその製造方法を開示することである。
と電気的に接続するために、窒化物半導体の最外部に位
置する、ｐ型窒化物半導体上にニッケル（Ｎｉ、以下Ｎ
ｉと略する）を蒸着し電極としていた。しかしｐ型窒化
物半導体上の電極は高抵抗であり、また駆動するための
しきい値電圧が高かった。このために発光素子に利用し
た場合には、所望の光量を放射させるのに、駆動電圧が
高くなり、接触抵抗の部分で余分な熱を発生していた。
このために放熱装置の設置が必要となり、この熱は発光
素子の連続発振の障害、さらにデバイスの信頼性向上お
よび長寿命化の妨げになっていた。本発明の目的は、簡
単な方法で低比接触抵抗を有するｐ型窒化物半導体上の
低抵抗電極を実現し、これらの問題を解決する。本発明
を窒化物半導体発光素子に適用することにより、低電圧
駆動、高効率、高信頼性、および長寿命であるＬＥＤあ
るいはＬＤ等の窒化物半導体発光素子を提供すること、
およびその製造方法を開示することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明では、窒化物半導
体の最外部に位置するｐ型窒化物半導体層の上に生成さ
れる低抵抗の電極を提供するために、電極の材料として
パラジウム（Ｐｄ、以下Ｐｄと略する）を用い、これを
ｐ型窒化物半導体層上に蒸着する。さらに、蒸着前の弗
化水素（ＨＦ、以下ＨＦと略する）による清浄化、蒸着
後のアニーリングにより、電極部分における接触抵抗の
低減化の効果をさらに顕著にする。
体の最外部に位置するｐ型窒化物半導体層の上に生成さ
れる低抵抗の電極を提供するために、電極の材料として
パラジウム（Ｐｄ、以下Ｐｄと略する）を用い、これを
ｐ型窒化物半導体層上に蒸着する。さらに、蒸着前の弗
化水素（ＨＦ、以下ＨＦと略する）による清浄化、蒸着
後のアニーリングにより、電極部分における接触抵抗の
低減化の効果をさらに顕著にする。
【００１０】
【実施例】ここでは、窒化物半導体として、Ｚｎ、Ｓ
ｉ、Ｍｇ等を不純物として含み、ＧａＮ，ＩｎＧａＮ，
ＡｌＧａＮ等に代表されるＧａＮを主成分とする窒化物
半導体をＧａＮ系半導体と呼び、このＧａＮ系半導体を
例にとって説明する。ＧａＮ系半導体を製造する工程の
中で、基板の上にバッファ層、コンタクト層、クラッド
層、光導波路層等を堆積する工程、およびコンタクト層
にＭｇ等をドーピングする工程については、当業者には
周知のことであり、また本発明の課題ではないので説明
を割愛する。ここではＧａＮ系半導体の最外部に位置す
るｐ型ＧａＮ上に外部との低抵抗の電気的接触を可能に
する電極およびその生成方法について説明する。以下説
明は第一工程である表面処理、第二工程である電極形
成、第三工程であるアニーリングの順に行なう。
ｉ、Ｍｇ等を不純物として含み、ＧａＮ，ＩｎＧａＮ，
ＡｌＧａＮ等に代表されるＧａＮを主成分とする窒化物
半導体をＧａＮ系半導体と呼び、このＧａＮ系半導体を
例にとって説明する。ＧａＮ系半導体を製造する工程の
中で、基板の上にバッファ層、コンタクト層、クラッド
層、光導波路層等を堆積する工程、およびコンタクト層
にＭｇ等をドーピングする工程については、当業者には
周知のことであり、また本発明の課題ではないので説明
を割愛する。ここではＧａＮ系半導体の最外部に位置す
るｐ型ＧａＮ上に外部との低抵抗の電気的接触を可能に
する電極およびその生成方法について説明する。以下説
明は第一工程である表面処理、第二工程である電極形
成、第三工程であるアニーリングの順に行なう。
【００１１】第一工程、表面処理 従来は、半導体表面の清浄化方法としては、ＧａＡｓ系
半導体やＩｎ系半導体では、硫酸系のエッチング剤、あ
るいはアンモニア系のエッチング剤を用いたエッチング
方法が知られている。しかし、これらのエッチング剤は
III族窒素系半導体に適用しても、反応性に乏しいため
表面を清浄化することは効果的でない。従って、いかに
して表面浄化法を確立するかがＧａＮ系発光素子の高性
能化において重要な課題の一つであった。図２はｐ型Ｇ
ａＮを上層部に露出させた状態のＬＥＤウエーハの断面
図を示している。この後これらのＧａＮコンタクト層の
清浄化を行なう。以下に、ＨＦを用いて半導体表面を清
浄化する実施例について簡単に示す。 １）沸騰しているトリクロロエチレン溶剤にウエーハを
約３分間浸す。 ２）約２０度Ｃの王水の中に約５分間浸す。 ３）約２０度Ｃの蒸留水で洗浄する。 ４）約２７度ＣのＨＦの中に約１０分間浸す。 ５）約２０度Ｃの蒸留水で洗浄する。 ６）約１１０度Ｃの窒素雰囲気中で約１５分間乾燥させ
る。 実際には、これらの条件は厳密なものでは無く、ある程
度の許容範囲内での実施が可能である。
半導体やＩｎ系半導体では、硫酸系のエッチング剤、あ
るいはアンモニア系のエッチング剤を用いたエッチング
方法が知られている。しかし、これらのエッチング剤は
III族窒素系半導体に適用しても、反応性に乏しいため
表面を清浄化することは効果的でない。従って、いかに
して表面浄化法を確立するかがＧａＮ系発光素子の高性
能化において重要な課題の一つであった。図２はｐ型Ｇ
ａＮを上層部に露出させた状態のＬＥＤウエーハの断面
図を示している。この後これらのＧａＮコンタクト層の
清浄化を行なう。以下に、ＨＦを用いて半導体表面を清
浄化する実施例について簡単に示す。 １）沸騰しているトリクロロエチレン溶剤にウエーハを
約３分間浸す。 ２）約２０度Ｃの王水の中に約５分間浸す。 ３）約２０度Ｃの蒸留水で洗浄する。 ４）約２７度ＣのＨＦの中に約１０分間浸す。 ５）約２０度Ｃの蒸留水で洗浄する。 ６）約１１０度Ｃの窒素雰囲気中で約１５分間乾燥させ
る。 実際には、これらの条件は厳密なものでは無く、ある程
度の許容範囲内での実施が可能である。
【００１２】第二工程、電極形成 従来は、ＬＥＤ あるいはＬＤのｐ型電極形成のために
は、Ｎｉを半導体上に蒸着し、その後共晶点以上の温度
でアニールする方法がよく用いられてきた。しかしなが
ら、Ｎｉを用いた電極では比接触抵抗が高く、これがＬ
ＥＤ、ＬＤの半導体発光素子の駆動時の電圧が高くなる
原因の一つとなっている。
は、Ｎｉを半導体上に蒸着し、その後共晶点以上の温度
でアニールする方法がよく用いられてきた。しかしなが
ら、Ｎｉを用いた電極では比接触抵抗が高く、これがＬ
ＥＤ、ＬＤの半導体発光素子の駆動時の電圧が高くなる
原因の一つとなっている。
【００１３】ｐ型電極としてよく用いられている金属
は、Ａｕ、Pt、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｐｄ等が挙げられる。本実
施例では、Ｐｄ選び、これを電子ビーム加熱真空蒸着法
（ＥＭＥ：Electron Beam Evaporation）を用いて蒸着
し良好な結果を得た。図３にはＰｄ金属を蒸着したＬＥ
Ｄウエーハの断面図が示されるている。Ｐｄの厚さとし
ては0.１ｎｍ以上の厚さがあればよいが、本実施例では
200nmの厚さで行なった。他の代替方法としては、Ptを
併用し、Ｐｄを100nmの厚さとして、その上にPtを100ｎ
ｍの厚さで蒸着し電極とすることもできる。この時、蒸
着はＰｄについては2ｎｍ／秒、Ｐｔについては0.5ｎｍ
／秒の割合で行った。
は、Ａｕ、Pt、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｐｄ等が挙げられる。本実
施例では、Ｐｄ選び、これを電子ビーム加熱真空蒸着法
（ＥＭＥ：Electron Beam Evaporation）を用いて蒸着
し良好な結果を得た。図３にはＰｄ金属を蒸着したＬＥ
Ｄウエーハの断面図が示されるている。Ｐｄの厚さとし
ては0.１ｎｍ以上の厚さがあればよいが、本実施例では
200nmの厚さで行なった。他の代替方法としては、Ptを
併用し、Ｐｄを100nmの厚さとして、その上にPtを100ｎ
ｍの厚さで蒸着し電極とすることもできる。この時、蒸
着はＰｄについては2ｎｍ／秒、Ｐｔについては0.5ｎｍ
／秒の割合で行った。
【００１４】第三工程、アニーリング 従来は、ＬＥＤ あるいはＬＤのｐ型電極形成のために
は、電極となるＮｉ（ニッケル）等の金属を半導体上に
蒸着し、その後共晶点以上の温度で、比較的短い時間、
例えば１〜２分アニールする方法がよく用いられてき
た。これによって、金属−半導体界面において金属−半
導体の合金が形成され、再結晶化した半導体に金属原子
が多量にドープされるので、この効果により安定した抵
抗性接触を得ることができる。本発明の1実施例では、
Ｐｄを蒸着した後、窒素雰囲気の中で通常より長い時間
かけてアニーリングを行う。これによって、蒸着された
ＰｄがＧａＮ内部に十分に拡散していき、コンタクトを
よくするためであると考えられる。アニーリングの時間
は、約２０分〜６０分の範囲が好適であり、これより短
すぎると充分ではなく、長すぎると効果は落ちていく。
その後金属部分にボンディングを行なう（不図示）。
は、電極となるＮｉ（ニッケル）等の金属を半導体上に
蒸着し、その後共晶点以上の温度で、比較的短い時間、
例えば１〜２分アニールする方法がよく用いられてき
た。これによって、金属−半導体界面において金属−半
導体の合金が形成され、再結晶化した半導体に金属原子
が多量にドープされるので、この効果により安定した抵
抗性接触を得ることができる。本発明の1実施例では、
Ｐｄを蒸着した後、窒素雰囲気の中で通常より長い時間
かけてアニーリングを行う。これによって、蒸着された
ＰｄがＧａＮ内部に十分に拡散していき、コンタクトを
よくするためであると考えられる。アニーリングの時間
は、約２０分〜６０分の範囲が好適であり、これより短
すぎると充分ではなく、長すぎると効果は落ちていく。
その後金属部分にボンディングを行なう（不図示）。
【００１５】以上の３つの工程を実施したものと、従来
の方法で製造したものを比較する。各データは、（ｉ）
半導体表面をＨＦで清浄化後、Ｎｉを蒸着し、従来方法
に従い１〜２分アニールしたデータと、（ｉｉ）半導体
表面をＨＦで清浄化後Ｐｄを蒸着し、約６０分アニール
したデータである。比接触抵抗値で比較した場合：本測
定は、ｐ型ＧａＮウエーハ上に蒸着された金属パターン
をＴＬＭ法（Transmission Line Method）で測定した。
（ｉ）Ｎｉの場合、約１Ｘ１０―1Ωｃｍ2であるが、
（ｉｉ）Ｐｄの場合には、約５Ｘ１０―3Ωｃｍ2の結果
が得られ、約二桁の改善が得られた。駆動時の電圧で比
較した場合：本測定は、図３に示すＬＥＤを発光させる
ために２０ｍＡの電流を流したときの駆動電圧を測定し
た。これらを比較すると、（ｉ）Ｎｉの場合には約４．
２Ｖｄｃの電圧が必要であったが、（ｉｉ）Ｐｄの場合
には３．３９Ｖｄｃで駆動することが出来た。
の方法で製造したものを比較する。各データは、（ｉ）
半導体表面をＨＦで清浄化後、Ｎｉを蒸着し、従来方法
に従い１〜２分アニールしたデータと、（ｉｉ）半導体
表面をＨＦで清浄化後Ｐｄを蒸着し、約６０分アニール
したデータである。比接触抵抗値で比較した場合：本測
定は、ｐ型ＧａＮウエーハ上に蒸着された金属パターン
をＴＬＭ法（Transmission Line Method）で測定した。
（ｉ）Ｎｉの場合、約１Ｘ１０―1Ωｃｍ2であるが、
（ｉｉ）Ｐｄの場合には、約５Ｘ１０―3Ωｃｍ2の結果
が得られ、約二桁の改善が得られた。駆動時の電圧で比
較した場合：本測定は、図３に示すＬＥＤを発光させる
ために２０ｍＡの電流を流したときの駆動電圧を測定し
た。これらを比較すると、（ｉ）Ｎｉの場合には約４．
２Ｖｄｃの電圧が必要であったが、（ｉｉ）Ｐｄの場合
には３．３９Ｖｄｃで駆動することが出来た。
【００１６】
【発明の効果】窒化物半導体素子の外部との低抵抗の電
気的接続を可能にする電極生成に関する本発明の開示に
より次の様な効果が期待できる。 １）窒化物半導体素子の効率的駆動が可能 p-型窒化物半導体素子を駆動するためのしきい値電圧、
および入力電圧が低減され、入力電力に対する出力の割
合としての素子駆動効率が改善される。 ２）窒化物半導体素子の高信頼性化、および高寿命化が
可能窒化物半導体素子を駆動するときの電極部での接触
抵抗の低減により、駆動時に発生する余分な熱が低減で
き、半導体素子の信頼性が向上し、寿命が延びる。 ３）窒化物半導体発光素子の高効率化、高信頼性化、高
寿命化が可能ＬＥＤ、ＬＤ等の発光素子に利用したとき
に、高効率、高信頼性、高寿命の窒化物半導体発光素子
の製造が可能。
気的接続を可能にする電極生成に関する本発明の開示に
より次の様な効果が期待できる。 １）窒化物半導体素子の効率的駆動が可能 p-型窒化物半導体素子を駆動するためのしきい値電圧、
および入力電圧が低減され、入力電力に対する出力の割
合としての素子駆動効率が改善される。 ２）窒化物半導体素子の高信頼性化、および高寿命化が
可能窒化物半導体素子を駆動するときの電極部での接触
抵抗の低減により、駆動時に発生する余分な熱が低減で
き、半導体素子の信頼性が向上し、寿命が延びる。 ３）窒化物半導体発光素子の高効率化、高信頼性化、高
寿命化が可能ＬＥＤ、ＬＤ等の発光素子に利用したとき
に、高効率、高信頼性、高寿命の窒化物半導体発光素子
の製造が可能。
【図１】端面発光型窒化物半導体レーザの一例の断面図
である。
である。
【図２】清浄化前のＬＥＤウエーハの断面図を示す図で
ある。
ある。
【図３】Ｐｄ蒸着後のＬＥＤウエーハの断面図を示す図
である。
である。
１ 端面発光型窒化物半導体レーザ ２ サファイア基板 ３ ＧａＮバッファ層 ４ n型ＧａＮコンタクト層 ５ ｎ電極 ６ ｎ型AlＧａＮクラッド層 ７ ｎ型ＧａＮ光導波路層 ８ InＧａＮ多重量子井戸層 ９ p型ＧａＮ光導波路層 １０ p型AlＧａＮクラッド層 １１ p型ＧａＮコンタクト層 １２ p電極 ２１ 発光ダイオード ２２ サファイア基板 ２３ ＡｌＮバッファ層 ２4 n型ＧａＮ ２５ ｎ電極 ２６ ｎ型AlＧａＮ ２８ ドープInＧａＮ ３０ p型AlＧａＮ ３１ p型ＧａＮ ３２ p電極 ３３ 蒸着金属
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山岡 慶文 神奈川県川崎市高津区坂戸３丁目２番２号 ヒューレット・パッカードラボラトリー ズジャパンインク内 (72)発明者 竹内 哲也 神奈川県川崎市高津区坂戸３丁目２番２号 ヒューレット・パッカードラボラトリー ズジャパンインク内 (72)発明者 金子 和 神奈川県川崎市高津区坂戸３丁目２番２号 ヒューレット・パッカードラボラトリー ズジャパンインク内
Claims (7)
- 【請求項１】窒化物半導体素子であって、外部との電気
的接続を行なうための端子として、前記窒化物半導体素
子の最外部に位置するp型窒化物層にＰｄを蒸着した電
極を用いることを特徴とする窒化物半導体素子。 - 【請求項２】請求項１に記載の窒化物半導体素子であっ
て、前記窒化物半導体がＧａＮ系であることを特徴とす
る窒化物半導体素子。 - 【請求項３】請求項１および２に記載の窒化物半導体素
子であって、前記Ｐｄの厚さが少なくとも0.１nmの厚さ
であることを特徴とする窒化物半導体素子。 - 【請求項４】窒化物半導体素子の製造方法において、外
部との電気的接続を行なうための端子として、前記窒化
物半導体素子の最外部に位置するp型窒化物層にＰｄを
蒸着して電極を生成することを特徴とする窒化物半導体
素子製造方法。 - 【請求項５】請求項４に記載の窒化物半導体素子の製造
方法において、前記電極を蒸着した後アニーリングを行
なうことを特徴とする窒化物半導体素子製造方法。 - 【請求項６】請求項５に記載の窒化物半導体素子の製造
方法において、前記アニーリングを、450度Ｃから550度
Ｃの温度範囲において、20分間以上行うことを特徴とす
る窒化物半導体素子製造方法。 - 【請求項７】請求項４に記載の窒化物半導体素子の製造
方法において、前記Ｐｄ電極を蒸着する前に、前記p型
窒化物層表面をＨＦで清浄化することを特徴とする窒化
物半導体素子製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3020497A JPH10233529A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 窒化物半導体素子およびその製造方法 |
| US09/021,053 US6239490B1 (en) | 1997-02-14 | 1998-02-09 | P-contact for a Group III-nitride semiconductor device and method of making same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3020497A JPH10233529A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 窒化物半導体素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10233529A true JPH10233529A (ja) | 1998-09-02 |
Family
ID=12297217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3020497A Pending JPH10233529A (ja) | 1997-02-14 | 1997-02-14 | 窒化物半導体素子およびその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6239490B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10233529A (ja) |
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| US7061110B2 (en) | 1998-10-26 | 2006-06-13 | Industrial Technology Research Institute | Ohmic contact to semiconductor devices and method of manufacturing the same |
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| US6734515B1 (en) * | 1998-09-18 | 2004-05-11 | Mitsubishi Cable Industries, Ltd. | Semiconductor light receiving element |
| US6774449B1 (en) * | 1999-09-16 | 2004-08-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor device and method for fabricating the same |
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| KR20050042715A (ko) * | 2003-11-04 | 2005-05-10 | 삼성전자주식회사 | 전극 구조체, 이를 구비하는 반도체 발광 소자 및 그제조방법 |
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| KR100576776B1 (ko) * | 2004-12-09 | 2006-05-08 | 한국전자통신연구원 | 반도체 광소자의 제작 방법 |
| JP4639107B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2011-02-23 | 富士通株式会社 | 半導体レーザ及びその製造方法 |
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| WO2008058270A2 (en) * | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. | A susceptor and method of forming a led device using such susceptor |
| DE102016125857B4 (de) * | 2016-12-29 | 2022-05-05 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Halbleiterlaserdiode |
| DE102017103789B4 (de) * | 2017-02-23 | 2024-02-22 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Laserdiode |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-02-14 JP JP3020497A patent/JPH10233529A/ja active Pending
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1998
- 1998-02-09 US US09/021,053 patent/US6239490B1/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6239490B1 (en) | 2001-05-29 |
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