JPH1140852A - ｎ型窒化物半導体の電極及び前記電極を有する半導体素子並びにその製造方法 - Google Patents
ｎ型窒化物半導体の電極及び前記電極を有する半導体素子並びにその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温の熱処理を不要にし、オーミック接触が
得られるｎ型窒化物半導体の電極及びこの電極を有する
半導体素子並びにその製造方法を提供することを目的と
する。 【解決手段】 この発明のｎ型窒化ガリウム系半導体の
電極は、ｎ型窒化ガリウム系半導体２上にアルミニウム
層を設け、その上にシリコン層またはニッケル層の少な
くともいずれか一方を介在させて金層を積層させた多層
膜からなる。
得られるｎ型窒化物半導体の電極及びこの電極を有する
半導体素子並びにその製造方法を提供することを目的と
する。 【解決手段】 この発明のｎ型窒化ガリウム系半導体の
電極は、ｎ型窒化ガリウム系半導体２上にアルミニウム
層を設け、その上にシリコン層またはニッケル層の少な
くともいずれか一方を介在させて金層を積層させた多層
膜からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ｎ型窒化物半導
体の電極及び前記電極を有する半導体素子並びにその製
造方法に関する。
体の電極及び前記電極を有する半導体素子並びにその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】窒化ガリウム系化合物半導体（例えば、
ＧａＮ）は、ｐ型の不純物（Ｍｇ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｂｅ，
Ｌｉ等）を添加すればｐ型半導体として機能し、ｎ型の
不純物（Ｓｉ，Ｓｎ，Ｇｅ等）を添加すればｎ型半導体
として機能するものであり、青色発光ダイオード、レー
ザーダイオード、或いは受光素子などの光デバイスの半
導体層として用いられている。
ＧａＮ）は、ｐ型の不純物（Ｍｇ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｂｅ，
Ｌｉ等）を添加すればｐ型半導体として機能し、ｎ型の
不純物（Ｓｉ，Ｓｎ，Ｇｅ等）を添加すればｎ型半導体
として機能するものであり、青色発光ダイオード、レー
ザーダイオード、或いは受光素子などの光デバイスの半
導体層として用いられている。
【０００３】これらの光デバイスでは、低電圧駆動化や
高輝度化といった点での性能向上が求められているが、
この要求を実現するには、半導体膜と電極として用いら
れる金属膜との接触（オーミック接触）の良好化が必要
となる。従来は、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体の電
極として、チタン（Ｔｉ）と金（Ａｕ）を積層した構造
のものが用いられ、電子ビーム蒸着で電極を設けた後、
良好なオーミック接触を得るために６００℃以上の熱処
理を施している（例えば、特開平７−２５４７３３号公
報参照）。
高輝度化といった点での性能向上が求められているが、
この要求を実現するには、半導体膜と電極として用いら
れる金属膜との接触（オーミック接触）の良好化が必要
となる。従来は、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体の電
極として、チタン（Ｔｉ）と金（Ａｕ）を積層した構造
のものが用いられ、電子ビーム蒸着で電極を設けた後、
良好なオーミック接触を得るために６００℃以上の熱処
理を施している（例えば、特開平７−２５４７３３号公
報参照）。
【０００４】一方、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体の
電極として、ニッケル（Ｎｉ）と、このニッケルよりも
高い導電性を有する金（Ａｕ）の２種類の金属薄膜を積
層した構造のものが用いられ、これらの膜の膜厚を薄く
して透光性を持たせて、透光性の全面金属としてを用い
られている。この場合にもやはり、良好なオーミック接
触を得るために４００℃程度の熱処理を施している（例
えば、特開平７−９４７８２号公報参照）。
電極として、ニッケル（Ｎｉ）と、このニッケルよりも
高い導電性を有する金（Ａｕ）の２種類の金属薄膜を積
層した構造のものが用いられ、これらの膜の膜厚を薄く
して透光性を持たせて、透光性の全面金属としてを用い
られている。この場合にもやはり、良好なオーミック接
触を得るために４００℃程度の熱処理を施している（例
えば、特開平７−９４７８２号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
は、ｎ型窒化ガリウム系半導体の電極は、オーミック接
触を得るために、６００℃以上の熱処理を必要としてい
る。しかし、ｐ型窒化ガリウム系半導体の透光性電極と
して用いられるニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）は、熱処
理温度が６００℃を越えると、金とニッケルとの濡れ性
が悪いために上層の金が凝集することにより、部分的に
金が存在しなくなる部分が生じ、導電性が損なわれ、シ
ート抵抗が大きくなり電極として作用しなくなる。この
ため、透光性電極としての機能を生かし、且つｎ型電極
のオーミック接触を得るためには、ｎ型電極を形成し、
熱処理を施した後に、透光性電極を形成する方法が採ら
れる。
は、ｎ型窒化ガリウム系半導体の電極は、オーミック接
触を得るために、６００℃以上の熱処理を必要としてい
る。しかし、ｐ型窒化ガリウム系半導体の透光性電極と
して用いられるニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）は、熱処
理温度が６００℃を越えると、金とニッケルとの濡れ性
が悪いために上層の金が凝集することにより、部分的に
金が存在しなくなる部分が生じ、導電性が損なわれ、シ
ート抵抗が大きくなり電極として作用しなくなる。この
ため、透光性電極としての機能を生かし、且つｎ型電極
のオーミック接触を得るためには、ｎ型電極を形成し、
熱処理を施した後に、透光性電極を形成する方法が採ら
れる。
【０００６】しかしながら、この方法で素子を作成する
と、Ｐ、Ｎ夫々の電極に対して別々に熱処理を施す必要
がある上、フォトリソグラフィの工程が増加し、作業工
程が複雑になるなどの問題があった。
と、Ｐ、Ｎ夫々の電極に対して別々に熱処理を施す必要
がある上、フォトリソグラフィの工程が増加し、作業工
程が複雑になるなどの問題があった。
【０００７】この発明は、上述した従来の問題点に鑑み
なされたものにして、高温の熱処理を不要にし、オーミ
ック接触が得られるｎ型窒化物半導体の電極及びこの電
極を有する半導体素子並びにその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
なされたものにして、高温の熱処理を不要にし、オーミ
ック接触が得られるｎ型窒化物半導体の電極及びこの電
極を有する半導体素子並びにその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明のｎ型窒化物半
導体の電極は、ｎ型窒化物半導体上にアルミニウム層を
設け、その上にシリコン層またはニッケル層の少なくと
もいずれか一方を介在させて金層を積層させることを特
徴とする。
導体の電極は、ｎ型窒化物半導体上にアルミニウム層を
設け、その上にシリコン層またはニッケル層の少なくと
もいずれか一方を介在させて金層を積層させることを特
徴とする。
【０００９】また、この発明のｎ型窒化物半導体の電極
は、ｎ型窒化物半導体上にアルミニウム層とシリコン層
をこの順序で設け、その上に高融点金属層を介して金層
を積層させることを特徴とする。
は、ｎ型窒化物半導体上にアルミニウム層とシリコン層
をこの順序で設け、その上に高融点金属層を介して金層
を積層させることを特徴とする。
【００１０】上記高融点金属層として、ニッケル、白
金、チタン又はモリブデンのいずれか一つを用いるとよ
い。
金、チタン又はモリブデンのいずれか一つを用いるとよ
い。
【００１１】上記した多層膜の電極構造を採ることで、
高温の熱処理を行わずに、オーミック特性の良好なｎ型
窒化ガリウム系半導体の電極が得られる。
高温の熱処理を行わずに、オーミック特性の良好なｎ型
窒化ガリウム系半導体の電極が得られる。
【００１２】また、上記アルミニウム層はｎ型窒化物半
導体上にアイランド状に形成されていることを特徴とす
る。
導体上にアイランド状に形成されていることを特徴とす
る。
【００１３】また、この発明の半導体素子は、上述した
ｎ型窒化物半導体の電極を有することを特徴とする。
ｎ型窒化物半導体の電極を有することを特徴とする。
【００１４】また、この発明は、ｎ型窒化物半導体上に
アルミニウム層、シリコン層、ニッケル層及び金層をこ
の順序で設けたｎ型窒化物半導体の電極の製造方法であ
って、上記電極を３０ないし７０℃の温度で電子ビーム
蒸着により形成することを特徴とする。
アルミニウム層、シリコン層、ニッケル層及び金層をこ
の順序で設けたｎ型窒化物半導体の電極の製造方法であ
って、上記電極を３０ないし７０℃の温度で電子ビーム
蒸着により形成することを特徴とする。
【００１５】上記アルミニウム層の膜厚を１０ｎｍ以下
にするとよい。
にするとよい。
【００１６】上記した製造方法によれば、ｎ型窒化物半
導体上に良好なオーミック性を得る電極を形成すること
ができる。
導体上に良好なオーミック性を得る電極を形成すること
ができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。
面を参照して説明する。
【００１８】図１に示すように、サファイア基板１上に
ＭＯＣＶＤ法により、膜厚３．９μｍ、キャリア濃度〜
３×１０18ｃｍ-3、シート抵抗２２〜２６Ω／□のｎ型
ＧａＮ膜２を形成する。そして、ＨＣｌ系、Ｈ2ＳＯ
4系、ＢＨＦなどの洗浄液で洗浄した後、このｎ型Ｇａ
Ｎ膜２上に、オーミック接触をとるために、電極の膜組
成を種々変化させた多層膜からなる電極１５をメタルマ
スクを用いて電子ビーム蒸着により、室温で形成した。
ｎ型ＧａＮ膜２上にはφ１７０μｍのｎ型電極１５を２
５０μｍピッチ膜で形成している。そして、このｎ型電
極１５を用いて３端子法によりコンタクト抵抗Ｒｃ（＝
Ｖ／Ｉ）を測定した。
ＭＯＣＶＤ法により、膜厚３．９μｍ、キャリア濃度〜
３×１０18ｃｍ-3、シート抵抗２２〜２６Ω／□のｎ型
ＧａＮ膜２を形成する。そして、ＨＣｌ系、Ｈ2ＳＯ
4系、ＢＨＦなどの洗浄液で洗浄した後、このｎ型Ｇａ
Ｎ膜２上に、オーミック接触をとるために、電極の膜組
成を種々変化させた多層膜からなる電極１５をメタルマ
スクを用いて電子ビーム蒸着により、室温で形成した。
ｎ型ＧａＮ膜２上にはφ１７０μｍのｎ型電極１５を２
５０μｍピッチ膜で形成している。そして、このｎ型電
極１５を用いて３端子法によりコンタクト抵抗Ｒｃ（＝
Ｖ／Ｉ）を測定した。
【００１９】ｎ型電極１５の多層膜の構成は、ｎ型Ｇａ
Ｎ膜２側に膜厚３０ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）を蒸着
し、その上に膜厚２０ｎｍの金（Ａｕ）を積層したも
の、ｎ型ＧａＮ膜２側に膜厚６ｎｍのアルミニウム（Ａ
ｌ）を蒸着し、その上に膜厚１ｎｍのシリコン（Ｓｉ）
を設け、更にその上に膜厚２０ｎｍの金（Ａｕ）を積層
したもの、ｎ型ＧａＮ膜２側に膜厚６ｎｍのアルミニウ
ム（Ａｌ）を蒸着し、その上に膜厚２ｎｍのニッケル
（Ｎｉ）を設け、更にその上に膜厚２０ｎｍの金（Ａ
ｕ）を積層したもの、及びｎ型ＧａＮ膜２側に膜厚６ｎ
ｍのアルミニウム（Ａｌ）を蒸着し、その上に膜厚１ｎ
ｍのシリコン（Ｓｉ）と膜厚６ｎｍのニッケル（Ｎｉ）
を順次積層し、更にその上に膜厚２０ｎｍの金（Ａｕ）
を積層したものの、４種類のｎ型電極１５を電子ビーム
蒸着により室温でそれぞれ形成した。尚、膜厚は、膜形
成中の水晶振動子モニターによる観測値である。そし
て、蒸着後と、種々の温度で熱処理した後のコンタクト
抵抗を前記３端子法で測定した結果を表１に示す。コン
タクト抵抗は１ｍＡ時と１０ｍＡ時の２値を示す。尚、
熱処理は、窒素（Ｎ2 ）雰囲気中で３分間行った。
Ｎ膜２側に膜厚３０ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）を蒸着
し、その上に膜厚２０ｎｍの金（Ａｕ）を積層したも
の、ｎ型ＧａＮ膜２側に膜厚６ｎｍのアルミニウム（Ａ
ｌ）を蒸着し、その上に膜厚１ｎｍのシリコン（Ｓｉ）
を設け、更にその上に膜厚２０ｎｍの金（Ａｕ）を積層
したもの、ｎ型ＧａＮ膜２側に膜厚６ｎｍのアルミニウ
ム（Ａｌ）を蒸着し、その上に膜厚２ｎｍのニッケル
（Ｎｉ）を設け、更にその上に膜厚２０ｎｍの金（Ａ
ｕ）を積層したもの、及びｎ型ＧａＮ膜２側に膜厚６ｎ
ｍのアルミニウム（Ａｌ）を蒸着し、その上に膜厚１ｎ
ｍのシリコン（Ｓｉ）と膜厚６ｎｍのニッケル（Ｎｉ）
を順次積層し、更にその上に膜厚２０ｎｍの金（Ａｕ）
を積層したものの、４種類のｎ型電極１５を電子ビーム
蒸着により室温でそれぞれ形成した。尚、膜厚は、膜形
成中の水晶振動子モニターによる観測値である。そし
て、蒸着後と、種々の温度で熱処理した後のコンタクト
抵抗を前記３端子法で測定した結果を表１に示す。コン
タクト抵抗は１ｍＡ時と１０ｍＡ時の２値を示す。尚、
熱処理は、窒素（Ｎ2 ）雰囲気中で３分間行った。
【００２０】
【表１】
【００２１】オーミック性は、１ｍＡ時と１０ｍＡ時の
コンタクト抵抗の差が小さい程、また両者の絶対値が小
さい程良好となる。
コンタクト抵抗の差が小さい程、また両者の絶対値が小
さい程良好となる。
【００２２】表２に上記した各電極構造における熱処理
温度とＩ−Ｖ特性の直線性を評価した結果を示す。
温度とＩ−Ｖ特性の直線性を評価した結果を示す。
【００２３】
【表２】 ◎：リニア，コンタクト抵抗最小、○：リニア，（Ｒｃ１０／１ｍＡ時）＞０． ９△：ノンリニア、（Ｒｃ１０／１ｍＡ時）＜０．９、 ▲：ノンリニア、（Ｒｃ１０／１ｍＡ時）＜０．６
【００２４】上記の表１及び表２から明らかなように、
アルミニウム（Ａｌ）層と金（Ａｕ）層の間にシリコン
（Ｓｉ）層またはニッケル（Ｎｉ）層の少なくともいず
れか一方を介在させると、３００℃以下の熱処理温度で
リニアな特性のｎ型電極が得られた。このことから、ｎ
型窒化ガリウム系半導体上にアルミニウム（Ａｌ）層を
設け、その上にシリコン（Ｓｉ）層またはニッケル（Ｎ
ｉ）層の少なくともいずれか一方を介在させて金（Ａ
ｕ）を積層した多層膜の電極構造を採ることで、高温の
熱処理を不要にしたｎ型窒化ガリウム系半導体にオーミ
ック接触する電極が得られる。
アルミニウム（Ａｌ）層と金（Ａｕ）層の間にシリコン
（Ｓｉ）層またはニッケル（Ｎｉ）層の少なくともいず
れか一方を介在させると、３００℃以下の熱処理温度で
リニアな特性のｎ型電極が得られた。このことから、ｎ
型窒化ガリウム系半導体上にアルミニウム（Ａｌ）層を
設け、その上にシリコン（Ｓｉ）層またはニッケル（Ｎ
ｉ）層の少なくともいずれか一方を介在させて金（Ａ
ｕ）を積層した多層膜の電極構造を採ることで、高温の
熱処理を不要にしたｎ型窒化ガリウム系半導体にオーミ
ック接触する電極が得られる。
【００２５】次に、上記した表１はサファイア基板１上
にｎ型ＧａＮ膜２を成長させて、そのまま電極１５を蒸
着により形成、即ち、ａｓ−ｇｒｏｗｎの状態のｎ型Ｇ
ａＮ膜２上に電極１５を作成したサンプルである。しか
し、実際のデバイスにおいては、ｎ型ＧａＮ膜上にｐ型
ＧａＮ膜を成長させ、ｐ型ＧａＮ膜をＲＩＥ（反応性イ
オンエッチング）法によりエッチング除去した後に、電
極を形成している。このため、ＲＩＥ法によりエッチン
グしたｎ型ＧａＮ膜上に電極を形成し、そのコンタクト
抵抗を測定した結果を表３に示す。
にｎ型ＧａＮ膜２を成長させて、そのまま電極１５を蒸
着により形成、即ち、ａｓ−ｇｒｏｗｎの状態のｎ型Ｇ
ａＮ膜２上に電極１５を作成したサンプルである。しか
し、実際のデバイスにおいては、ｎ型ＧａＮ膜上にｐ型
ＧａＮ膜を成長させ、ｐ型ＧａＮ膜をＲＩＥ（反応性イ
オンエッチング）法によりエッチング除去した後に、電
極を形成している。このため、ＲＩＥ法によりエッチン
グしたｎ型ＧａＮ膜上に電極を形成し、そのコンタクト
抵抗を測定した結果を表３に示す。
【００２６】
【表３】
【００２７】コンタクト抵抗Ｒｃは、上記した３端子法
により測定した１ｍＡ時／１０ｍＡ時の２値であり、電
極の膜厚は、膜形成中の水晶振動子モニターによる観測
した値である。
により測定した１ｍＡ時／１０ｍＡ時の２値であり、電
極の膜厚は、膜形成中の水晶振動子モニターによる観測
した値である。
【００２８】表３から明らかなように、ｎ型ＧａＮ膜が
ａｓ−ｇｒｏｗｎの状態の場合には、アルミニウム（Ａ
ｌ）の膜厚を厚くしてもコンタクト抵抗（Ｒｃ）に変化
はないが、ＲＩＥ後のｎ型ＧａＮ膜を用いた場合には、
アルミニウム（Ａｌ）の膜厚が６ｎｍでは３００℃以上
のアニールで良好なオーミック性が得られるのに対し、
アルミニウム（Ａｌ）の膜厚が６０ｎｍの場合には５０
０℃のアニールでも良好なオーミック性を得ることがで
きない。また、上記サンプルをＳＥＭ写真で観察する
と、アルミニウム（Ａｌ）の膜厚が６ｎｍの場合には、
ｎ型ＧａＮ膜上にアルミニウム（Ａｌ）がアイランド状
に付着しているのに対し、アルミニウム（Ａｌ）の膜厚
が６０ｎｍの場合には、ｎ型ＧａＮ膜上にアルミニウム
（Ａｌ）が連続的に付着していた。
ａｓ−ｇｒｏｗｎの状態の場合には、アルミニウム（Ａ
ｌ）の膜厚を厚くしてもコンタクト抵抗（Ｒｃ）に変化
はないが、ＲＩＥ後のｎ型ＧａＮ膜を用いた場合には、
アルミニウム（Ａｌ）の膜厚が６ｎｍでは３００℃以上
のアニールで良好なオーミック性が得られるのに対し、
アルミニウム（Ａｌ）の膜厚が６０ｎｍの場合には５０
０℃のアニールでも良好なオーミック性を得ることがで
きない。また、上記サンプルをＳＥＭ写真で観察する
と、アルミニウム（Ａｌ）の膜厚が６ｎｍの場合には、
ｎ型ＧａＮ膜上にアルミニウム（Ａｌ）がアイランド状
に付着しているのに対し、アルミニウム（Ａｌ）の膜厚
が６０ｎｍの場合には、ｎ型ＧａＮ膜上にアルミニウム
（Ａｌ）が連続的に付着していた。
【００２９】更に、Ａｕ／Ｎｉ／Ｓｉ／Ａｌ（２００／
６／１／６ｎｍ）の電極を蒸着させるときの温度を変化
させた。蒸着温度が３０〜７０℃の範囲で形成した場合
には良好なオーミック性が得られるものの、蒸着温度が
１００℃ではオーミック性が劣悪であった。この時のサ
ンプルをＳＥＭ写真で観察すると、蒸着温度が３０〜７
０℃の場合には、ｎ型ＧａＮ膜上にアルミニウム（Ａ
ｌ）がアイランド状に付着しているのに対し、蒸着温度
が１００℃の場合には、ｎ型ＧａＮ膜上にアルミニウム
（Ａｌ）が連続的に付着していた。
６／１／６ｎｍ）の電極を蒸着させるときの温度を変化
させた。蒸着温度が３０〜７０℃の範囲で形成した場合
には良好なオーミック性が得られるものの、蒸着温度が
１００℃ではオーミック性が劣悪であった。この時のサ
ンプルをＳＥＭ写真で観察すると、蒸着温度が３０〜７
０℃の場合には、ｎ型ＧａＮ膜上にアルミニウム（Ａ
ｌ）がアイランド状に付着しているのに対し、蒸着温度
が１００℃の場合には、ｎ型ＧａＮ膜上にアルミニウム
（Ａｌ）が連続的に付着していた。
【００３０】上記のことから、良好なオーミック性を得
るためにはアルミニウム（Ａｌ）をアイランド状に付着
させることが必要であると考えられる。このためには、
蒸着温度及びアルミニウム（Ａｌ）の膜厚を適宜制御す
る必要がある。蒸着温度３０〜７０℃の場合には、Ａｌ
の膜厚を１０ｍｍ以下とすることで、Ａｌをアイランド
状に付着させることができることが、実験の結果よりわ
かった。
るためにはアルミニウム（Ａｌ）をアイランド状に付着
させることが必要であると考えられる。このためには、
蒸着温度及びアルミニウム（Ａｌ）の膜厚を適宜制御す
る必要がある。蒸着温度３０〜７０℃の場合には、Ａｌ
の膜厚を１０ｍｍ以下とすることで、Ａｌをアイランド
状に付着させることができることが、実験の結果よりわ
かった。
【００３１】また、Ａｕ／Ｎｉ／Ｓｉ／Ａｌの積層構造
の電極の場合、ニッケル（Ｎｉ）は、その上に形成され
る金（Ａｕ）の拡散防止の役割を果たすと考えられ、同
様の役割を果たすものとして、チタン（Ｔｉ）、白金
（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）などの高融点金属をニッ
ケル（Ｎｉ）の代わりに用いても、同様の効果のｎ型Ｇ
ａＮとオーミック接触する電極が得られると推定でき
る。
の電極の場合、ニッケル（Ｎｉ）は、その上に形成され
る金（Ａｕ）の拡散防止の役割を果たすと考えられ、同
様の役割を果たすものとして、チタン（Ｔｉ）、白金
（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）などの高融点金属をニッ
ケル（Ｎｉ）の代わりに用いても、同様の効果のｎ型Ｇ
ａＮとオーミック接触する電極が得られると推定でき
る。
【００３２】図２は、上述したＡｕ／Ｎｉ／Ｓｉ／Ａｌ
／（ｎ型ＧａＮ）の電極構造をｎ型電極として採用した
青色ＬＥＤチップの製造の各工程における縦断側面図で
ある。以下、図２を用いてこのチップの製造方法を説明
する。
／（ｎ型ＧａＮ）の電極構造をｎ型電極として採用した
青色ＬＥＤチップの製造の各工程における縦断側面図で
ある。以下、図２を用いてこのチップの製造方法を説明
する。
【００３３】同図（ａ）に示すように、サファイア基板
１上にｎ型ＧａＮ層２、ｐ型ＧａＮ層３をＭＯＣＶＤ法
により形成する。そして、メサエッチングによりｐ型Ｇ
ａＮ層３等の一部を除去し、ｎ型ＧａＮ層２の一部を露
出する。なお、ｎ型ＧａＮ層２とｐ型ＧａＮ層３との間
には、ＩｎＧａＮよりなる発光層１０が形成されてい
る。
１上にｎ型ＧａＮ層２、ｐ型ＧａＮ層３をＭＯＣＶＤ法
により形成する。そして、メサエッチングによりｐ型Ｇ
ａＮ層３等の一部を除去し、ｎ型ＧａＮ層２の一部を露
出する。なお、ｎ型ＧａＮ層２とｐ型ＧａＮ層３との間
には、ＩｎＧａＮよりなる発光層１０が形成されてい
る。
【００３４】次に、同図（ｂ）に示すように、発光観測
面側となるｐ型ＧａＮ層３のほぼ全面に、Ｎｉ（膜厚２
ｎｍ）とＡｕ（４ｎｍ）の積層膜から成る透光性電極４
を電子ビーム蒸着などの方法により形成する。そして、
この透光性電極４の形成においては、熱処理は行わず
に、次の同図（ｃ）に示す工程に進む。
面側となるｐ型ＧａＮ層３のほぼ全面に、Ｎｉ（膜厚２
ｎｍ）とＡｕ（４ｎｍ）の積層膜から成る透光性電極４
を電子ビーム蒸着などの方法により形成する。そして、
この透光性電極４の形成においては、熱処理は行わず
に、次の同図（ｃ）に示す工程に進む。
【００３５】同図（ｃ）に示すように、ｎ型ＧａＮ層２
の表面に膜厚６ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）、膜厚１ｎ
ｍのシリコン（Ｓｉ）、膜厚６ｎｍのニッケル（Ｎｉ）
及び膜厚２００ｎｍの金（Ａｕ）を積層したｎ型電極５
を電子ビーム蒸着などにより形成する。そして、約４０
０℃の温度で３分の熱処理（アロイ）を行い、ｎ型電極
５のオーミック接触をとると共に、前記透光性電極４の
オーミック接触をとる。この熱処理では、既に形成した
透光性電極４の導通性や付着力が損なわれることはな
い。なお、熱処理においては、窒素ガスの流量を１．０
リットル／分とした。
の表面に膜厚６ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）、膜厚１ｎ
ｍのシリコン（Ｓｉ）、膜厚６ｎｍのニッケル（Ｎｉ）
及び膜厚２００ｎｍの金（Ａｕ）を積層したｎ型電極５
を電子ビーム蒸着などにより形成する。そして、約４０
０℃の温度で３分の熱処理（アロイ）を行い、ｎ型電極
５のオーミック接触をとると共に、前記透光性電極４の
オーミック接触をとる。この熱処理では、既に形成した
透光性電極４の導通性や付着力が損なわれることはな
い。なお、熱処理においては、窒素ガスの流量を１．０
リットル／分とした。
【００３６】その後、同図（ｄ）に示すように、ＳｉＯ
2 、Ｓｉ3 Ｏ4 、ＳｉＮ等からなる保護膜６を、流動性
塗布膜をスピンコートした後にベーキングすることで形
成し、同図（ｅ）に示すように、保護膜６の両電極部分
を開口した後、膜厚約３０ｎｍのニッケル（Ｎｉ）と膜
厚約５００ｎｍの金（Ａｕ）からなるパッド電極７、８
を設ける。これにより、青色ＬＥＤチップが得られるこ
とになる。
2 、Ｓｉ3 Ｏ4 、ＳｉＮ等からなる保護膜６を、流動性
塗布膜をスピンコートした後にベーキングすることで形
成し、同図（ｅ）に示すように、保護膜６の両電極部分
を開口した後、膜厚約３０ｎｍのニッケル（Ｎｉ）と膜
厚約５００ｎｍの金（Ａｕ）からなるパッド電極７、８
を設ける。これにより、青色ＬＥＤチップが得られるこ
とになる。
【００３７】従って、本発明によれば、ｎ型電極５及び
透光性電極４の熱処理を同時に行うことができ、工程の
簡略化を図ることができる。尚、上記の熱処理（アロ
イ）中にｎ型電極５を構成する各金属が合金化する場合
もあるが、このような場合も本発明に含まれるものであ
ることは言うまでもない。
透光性電極４の熱処理を同時に行うことができ、工程の
簡略化を図ることができる。尚、上記の熱処理（アロ
イ）中にｎ型電極５を構成する各金属が合金化する場合
もあるが、このような場合も本発明に含まれるものであ
ることは言うまでもない。
【００３８】なお、以上の説明では、窒化ガリウム系化
合物半導体として、ＧａＮを示したが、これに限らず、
例えば、ＧａX Ａｌ1-X Ｎ（ただし、０≦Ｘ≦１）、或
いはＩｎX ＡｌY Ｇａ1-X-Y Ｎ（ただし、０≦Ｘ≦１、
０≦Ｙ≦１）なども含まれるものである。勿論、かかる
式から分かるようにＧａが無い場合の窒化物でもよいも
のである。
合物半導体として、ＧａＮを示したが、これに限らず、
例えば、ＧａX Ａｌ1-X Ｎ（ただし、０≦Ｘ≦１）、或
いはＩｎX ＡｌY Ｇａ1-X-Y Ｎ（ただし、０≦Ｘ≦１、
０≦Ｙ≦１）なども含まれるものである。勿論、かかる
式から分かるようにＧａが無い場合の窒化物でもよいも
のである。
【００３９】また、当該電極が用いられる半導体素子と
して青色ＬＥＤチップを示したが、これに限らず、フォ
トトランジスタ（特に、短波長用）や半導体レーザなど
の光デバイスにも用いることができるものであり、更
に、これらの光デバイスの他、ＦＥＴ、パイホーラトラ
ンジスタ、ダイオードなどのデバイス（特に、高温環境
下用）にも適用することが可能である。
して青色ＬＥＤチップを示したが、これに限らず、フォ
トトランジスタ（特に、短波長用）や半導体レーザなど
の光デバイスにも用いることができるものであり、更
に、これらの光デバイスの他、ＦＥＴ、パイホーラトラ
ンジスタ、ダイオードなどのデバイス（特に、高温環境
下用）にも適用することが可能である。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、高温の熱処理を行わずに、オーミック特性の良好な
ｎ型窒化ガリウム系半導体の電極を得ることができる。
ば、高温の熱処理を行わずに、オーミック特性の良好な
ｎ型窒化ガリウム系半導体の電極を得ることができる。
【図１】この発明のｎ型電極のコンタクト抵抗（Ｒｃ）
を測定するための素子構造を示す説明図である。
を測定するための素子構造を示す説明図である。
【図２】この発明のｎ型電極を有する青色ＬＥＤの製造
の各工程を示す縦断側面図である。
の各工程を示す縦断側面図である。
１ サファイア基板 ２ ｎ型ＧａＮ層 ３ ｐ型ＧａＮ層 ４ Ａｕ／Ｐｄ／（ｐ型ＧａＮ）構造の透光性電極 ５ ｎ型電極 ６ 保護膜 ７，８ パッド電極 １０ 発光層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨永 浩司 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 ｎ型窒化物半導体上にアルミニウム層を
設け、その上にシリコン層またはニッケル層の少なくと
もいずれか一方を介在させて金層を積層したｎ型窒化物
半導体の電極。 - 【請求項２】 ｎ型窒化物半導体上にアルミニウム層と
シリコン層をこの順序で設け、その上に高融点金属層を
介して金層を積層したｎ型窒化物半導体の電極。 - 【請求項３】 上記高融点金属層は、ニッケル、白金、
チタン又はモリブデンのいずれか一つから選択されるこ
とを特徴とする請求項２に記載のｎ型窒化物半導体の電
極。 - 【請求項４】 上記アルミニウム層はｎ型窒化物半導体
上にアイランド状に形成されていることを特徴とする請
求項１ないし３のいずれかに記載のｎ型窒化物半導体の
電極。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載のｎ
型窒化物半導体の電極を有する半導体素子。 - 【請求項６】 ｎ型窒化物半導体上にアルミニウム層、
シリコン層、ニッケル層及び金層をこの順序で設けたｎ
型窒化物半導体の電極の製造方法であって、上記電極を
３０ないし７０℃の温度で電子ビーム蒸着により形成す
ることを特徴とするｎ型窒化物半導体の電極の製造方
法。 - 【請求項７】 上記アルミニウム層の膜厚が１０ｎｍ以
下であることを特徴とする請求項６に記載のｎ型窒化物
半導体の電極の製造方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19094797A JP3462720B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | ｎ型窒化物半導体の電極及び前記電極を有する半導体素子並びにその製造方法 |
| US09/113,301 US6130446A (en) | 1997-07-16 | 1998-07-10 | Electrode of n-type nitridide semiconductor, semiconductor device having the electrode, and method of fabricating the same |
| KR1019980028704A KR100548860B1 (ko) | 1997-07-16 | 1998-07-15 | n형질화물반도체의전극및상기전극을갖는반도체소자및그제조방법 |
| DE69835986T DE69835986T2 (de) | 1997-07-16 | 1998-07-16 | Elektrode eines halbleitenden Nitrids vom N-Typ, ein Halbleiterbauelement mit einer solchen Elektrode und ein Herstellungsverfahren |
| EP98113262A EP0892443B1 (en) | 1997-07-16 | 1998-07-16 | Electrode of n-type nitride semiconductor, semiconductor device having the electrode, and method of fabricating the same |
| EP06015715A EP1710848A1 (en) | 1997-07-16 | 1998-07-16 | Electrode of n-type nitride semiconductor and semiconductor device having the electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19094797A JP3462720B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | ｎ型窒化物半導体の電極及び前記電極を有する半導体素子並びにその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1140852A true JPH1140852A (ja) | 1999-02-12 |
| JP3462720B2 JP3462720B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=16266332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19094797A Expired - Fee Related JP3462720B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | ｎ型窒化物半導体の電極及び前記電極を有する半導体素子並びにその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6130446A (ja) |
| EP (2) | EP0892443B1 (ja) |
| JP (1) | JP3462720B2 (ja) |
| KR (1) | KR100548860B1 (ja) |
| DE (1) | DE69835986T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| WO2006129553A1 (ja) * | 2005-06-03 | 2006-12-07 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Iii－ｖ族窒化物系化合物半導体装置、及び電極形成方法 |
| WO2007007980A1 (en) * | 2005-07-07 | 2007-01-18 | Lg Chem, Ltd. | Light emitting diode device comprising a diffusion barrier layer and method for preparation thereof |
| JP2008182050A (ja) * | 2007-01-24 | 2008-08-07 | Mitsubishi Chemicals Corp | ＧａＮ系発光ダイオード素子 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3625377B2 (ja) * | 1998-05-25 | 2005-03-02 | ローム株式会社 | 半導体発光素子 |
| JP3449535B2 (ja) * | 1999-04-22 | 2003-09-22 | ソニー株式会社 | 半導体素子の製造方法 |
| JP2000357820A (ja) * | 1999-06-15 | 2000-12-26 | Pioneer Electronic Corp | 窒化ガリウム系半導体発光素子及びその製造方法 |
| US6812502B1 (en) * | 1999-11-04 | 2004-11-02 | Uni Light Technology Incorporation | Flip-chip light-emitting device |
| JP2001217456A (ja) * | 2000-02-03 | 2001-08-10 | Sharp Corp | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
| AU2002303112A1 (en) * | 2001-03-06 | 2002-09-19 | Michael G. Brown | Led lead for improved light extraction |
| JP3912044B2 (ja) * | 2001-06-06 | 2007-05-09 | 豊田合成株式会社 | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法 |
| US7067849B2 (en) | 2001-07-17 | 2006-06-27 | Lg Electronics Inc. | Diode having high brightness and method thereof |
| DE10147791A1 (de) * | 2001-09-27 | 2003-04-10 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements auf der Basis eines Nitrid-Verbindungshalbleiters |
| US6949395B2 (en) * | 2001-10-22 | 2005-09-27 | Oriol, Inc. | Method of making diode having reflective layer |
| DE10152922B4 (de) * | 2001-10-26 | 2010-05-12 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Nitrid-basierendes Halbleiterbauelement |
| US7148520B2 (en) | 2001-10-26 | 2006-12-12 | Lg Electronics Inc. | Diode having vertical structure and method of manufacturing the same |
| TW523939B (en) * | 2001-11-07 | 2003-03-11 | Nat Univ Chung Hsing | High-efficient light emitting diode and its manufacturing method |
| US6650018B1 (en) * | 2002-05-24 | 2003-11-18 | Axt, Inc. | High power, high luminous flux light emitting diode and method of making same |
| US7193245B2 (en) * | 2003-09-04 | 2007-03-20 | Lumei Optoelectronics Corporation | High power, high luminous flux light emitting diode and method of making same |
| KR100543696B1 (ko) * | 2002-09-09 | 2006-01-20 | 삼성전기주식회사 | 고효율 발광 다이오드 |
| KR100484486B1 (ko) * | 2002-10-18 | 2005-04-20 | 한국전자통신연구원 | 질화물 반도체 전계 효과 트랜지스터 및 그 제조방법 |
| CA2463719A1 (en) * | 2003-04-05 | 2004-10-05 | F. Hoffmann-La Roche Ag | Nucleotide analogs with six membered rings |
| JP2005117020A (ja) * | 2003-09-16 | 2005-04-28 | Stanley Electric Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体素子とその製造方法 |
| KR100576849B1 (ko) | 2003-09-19 | 2006-05-10 | 삼성전기주식회사 | 발광소자 및 그 제조방법 |
| KR20050082251A (ko) * | 2004-02-18 | 2005-08-23 | 삼성전자주식회사 | 반도체 레이저 디바이스 |
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