JPH1065216A - 3族窒化物半導体素子 - Google Patents
3族窒化物半導体素子Info
- Publication number
- JPH1065216A JPH1065216A JP24138496A JP24138496A JPH1065216A JP H1065216 A JPH1065216 A JP H1065216A JP 24138496 A JP24138496 A JP 24138496A JP 24138496 A JP24138496 A JP 24138496A JP H1065216 A JPH1065216 A JP H1065216A
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- JP
- Japan
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- iii nitride
- nitride semiconductor
- contact layer
- group iii
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 電極ー3族窒化物半導体層間のオーミック抵
抗を低減する。 【解決手段】 3族窒化物半導体(AlXInYGa1-X-YN;X=
0,Y=0,X=Y=0を含む)層6と金属電極7との間に、バン
ドギャップが前記半導体層のバンドギャップよりも小さ
く、かつその厚さが1〜50nmである3族窒化物半導
体(AlXInYGa1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0を含む)製のコン
タクト層11を設ける。
抗を低減する。 【解決手段】 3族窒化物半導体(AlXInYGa1-X-YN;X=
0,Y=0,X=Y=0を含む)層6と金属電極7との間に、バン
ドギャップが前記半導体層のバンドギャップよりも小さ
く、かつその厚さが1〜50nmである3族窒化物半導
体(AlXInYGa1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0を含む)製のコン
タクト層11を設ける。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は3族窒化物半導体
素子に関し、特に3族窒化物半導体層と金属電極との間
に設けられるコンタクト層の改良に関する。
素子に関し、特に3族窒化物半導体層と金属電極との間
に設けられるコンタクト層の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】可視光短波長領域の発光素子として化合
物半導体を用いたものが知られている。なかでも3族窒
化物半導体、特にAlGaInN系の化合物半導体は直
接遷移型であることから発光効率が高く、かつ光の3原
色の1つである青色発光すること等から、昨今特に注目
を集めている。
物半導体を用いたものが知られている。なかでも3族窒
化物半導体、特にAlGaInN系の化合物半導体は直
接遷移型であることから発光効率が高く、かつ光の3原
色の1つである青色発光すること等から、昨今特に注目
を集めている。
【0003】このような半導体層に対して直接電極を形
成すると、当該電極と半導体層との間の抵抗が高くな
る。これは、3族窒化物半導体はバンドギャップが大き
く、特にp伝導型にドープされたものでは、ホールキャ
リヤ密度が低く、高々1 X 1018cmー3程度しかない
からである。
成すると、当該電極と半導体層との間の抵抗が高くな
る。これは、3族窒化物半導体はバンドギャップが大き
く、特にp伝導型にドープされたものでは、ホールキャ
リヤ密度が低く、高々1 X 1018cmー3程度しかない
からである。
【0004】そこで、特開平2ー229475号公報に
おいて、電極と半導体層との間にバンドギャップの狭い
コンタクト層を介在させる技術が開示されている。これ
により、電極と半導体層との間のオーミック抵抗が小さ
くなる。
おいて、電極と半導体層との間にバンドギャップの狭い
コンタクト層を介在させる技術が開示されている。これ
により、電極と半導体層との間のオーミック抵抗が小さ
くなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】電極と半導体層との間
にこのようなコンタクト層を介在させることは他の半導
体素子、例えばGaAs系の半導体素子においても行わ
れている。しかしながら、3族窒化物半導体素子におい
てこのようなコンタクト層としていかなるものを用いる
べきかは今まで具体的に検討されておらず、コンタクト
層の具体的なスペックを提示した文献は知られていな
い。
にこのようなコンタクト層を介在させることは他の半導
体素子、例えばGaAs系の半導体素子においても行わ
れている。しかしながら、3族窒化物半導体素子におい
てこのようなコンタクト層としていかなるものを用いる
べきかは今まで具体的に検討されておらず、コンタクト
層の具体的なスペックを提示した文献は知られていな
い。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、3族窒化
物半導体層、特にAlGaInN系の化合物半導体層と
金属電極との間に設けられるコンタクト層につき検討を
重ねてきた結果、本発明に想到した。即ち、本発明は3
族窒化物半導体(AlXInYGa1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0を含
む)層と、金属電極と、半導体層と金属電極との間に設
けられるコンタクト層であって、そのバンドギャップが
前記半導体層のバンドギャップよりも小さく、かつその
厚さが1〜50nmである3族窒化物半導体(AlXInYGa
1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0を含む)製のコンタクト層とを
備えてなることを特徴とする3族窒化物半導体素子であ
る。
物半導体層、特にAlGaInN系の化合物半導体層と
金属電極との間に設けられるコンタクト層につき検討を
重ねてきた結果、本発明に想到した。即ち、本発明は3
族窒化物半導体(AlXInYGa1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0を含
む)層と、金属電極と、半導体層と金属電極との間に設
けられるコンタクト層であって、そのバンドギャップが
前記半導体層のバンドギャップよりも小さく、かつその
厚さが1〜50nmである3族窒化物半導体(AlXInYGa
1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0を含む)製のコンタクト層とを
備えてなることを特徴とする3族窒化物半導体素子であ
る。
【0007】
【作用及び効果】このように構成された半導体素子によ
れば、コンタクト層のバンドギャップが3族窒化物半導
体層のバンドギャップよりも小さく、かつその厚さが1
〜50nmと極めて薄い。これにより、コンタクト層を
持たないもの、すなわち、3族窒化物半導体層へ金属電
極を直接形成した場合に比べて本発明の半導体素子で
は、電極ー半導体層間のオーミック抵抗が大幅に低減し
た。
れば、コンタクト層のバンドギャップが3族窒化物半導
体層のバンドギャップよりも小さく、かつその厚さが1
〜50nmと極めて薄い。これにより、コンタクト層を
持たないもの、すなわち、3族窒化物半導体層へ金属電
極を直接形成した場合に比べて本発明の半導体素子で
は、電極ー半導体層間のオーミック抵抗が大幅に低減し
た。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は、pーGaNからなる半導
体層ー各種金属製電極間の接触抵抗率(黒塗り四角で示
す。)と、半導体層と電極との間にpーInGaNから
なるコンタクト層を介在させたときの同じく接触抵抗率
(黒塗り丸で示す。)とを比較したものである。ここ
で、コンタクト層pーInYGa1-YNにおけるインジウ
ムの配合量Yは0.2、アクセプタはマグネシウムであ
ってその濃度は1.0 X 1020/cm3である。コンタク
ト層の膜厚は10nmである。コンタクト層と半導体層
は電子線照射によりともにp伝導型化された。電極は蒸
着により実施例のコンタクト層及び比較例の半導体層へ
それぞれ積層した。
体層ー各種金属製電極間の接触抵抗率(黒塗り四角で示
す。)と、半導体層と電極との間にpーInGaNから
なるコンタクト層を介在させたときの同じく接触抵抗率
(黒塗り丸で示す。)とを比較したものである。ここ
で、コンタクト層pーInYGa1-YNにおけるインジウ
ムの配合量Yは0.2、アクセプタはマグネシウムであ
ってその濃度は1.0 X 1020/cm3である。コンタク
ト層の膜厚は10nmである。コンタクト層と半導体層
は電子線照射によりともにp伝導型化された。電極は蒸
着により実施例のコンタクト層及び比較例の半導体層へ
それぞれ積層した。
【0009】図1の結果から、コンタクト層を設けるこ
とにより、pーGaN半導体層ー金属電極間の抵抗が1
/2乃至1/5に低下することがわかった。特に、プラ
チナ及びニッケルで電極を形成したときの低下率が大き
いことがわかった。プラチナ合金及びニッケル合金にお
いても同様の傾向があるものと考えられる。
とにより、pーGaN半導体層ー金属電極間の抵抗が1
/2乃至1/5に低下することがわかった。特に、プラ
チナ及びニッケルで電極を形成したときの低下率が大き
いことがわかった。プラチナ合金及びニッケル合金にお
いても同様の傾向があるものと考えられる。
【0010】以下、本発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面を参照して説明する。実施例の半導体素子10
は、図2に示すとおり、ダブルへテロ接合を有する発光
ダイオードである。この半導体素子は、サファイア基板
1の上に膜厚が50nmのAlN製のバッファ層2が形
成されている。このバッファ層2の上には、順に、膜厚
約2000nm、電子濃度2 X 1018/cm3のシリコ
ンドープトnーGaN層3、膜厚約2000nm、電子
濃度2 X 1018/cm3のシリコンドープトnー(Al
0.47Ga0.53)0.9In0.1Nからなる下側クラッド層
4、膜厚約500nmのマグネシウム、亜鉛及びシリコ
ンドープトpー(Al0.3Ga0.7)0.94In0.06Nから
なる発光層5、膜厚約1000nm、ホール濃度2 X
1017/cm3のマグネシウムドープトpー(Al0.47
Ga0.53)0.9In0.1Nからなる上側クラッド層6が形
成されている。上下のクラッド層4及び6には金属電極
7、8がそれぞれ接続されている。上側クラッド層6と
金属電極7との間にはコンタクト層11が形成されてい
る。素子10において電極7と電極8とは溝9により絶
縁分離されている。
き図面を参照して説明する。実施例の半導体素子10
は、図2に示すとおり、ダブルへテロ接合を有する発光
ダイオードである。この半導体素子は、サファイア基板
1の上に膜厚が50nmのAlN製のバッファ層2が形
成されている。このバッファ層2の上には、順に、膜厚
約2000nm、電子濃度2 X 1018/cm3のシリコ
ンドープトnーGaN層3、膜厚約2000nm、電子
濃度2 X 1018/cm3のシリコンドープトnー(Al
0.47Ga0.53)0.9In0.1Nからなる下側クラッド層
4、膜厚約500nmのマグネシウム、亜鉛及びシリコ
ンドープトpー(Al0.3Ga0.7)0.94In0.06Nから
なる発光層5、膜厚約1000nm、ホール濃度2 X
1017/cm3のマグネシウムドープトpー(Al0.47
Ga0.53)0.9In0.1Nからなる上側クラッド層6が形
成されている。上下のクラッド層4及び6には金属電極
7、8がそれぞれ接続されている。上側クラッド層6と
金属電極7との間にはコンタクト層11が形成されてい
る。素子10において電極7と電極8とは溝9により絶
縁分離されている。
【0011】図3は上側クラッド層6、第1のコンタク
ト層11及び電極7の拡大断面図である。第1のコンタ
クト層11はマグネシウムドープトpーInYGa1-YN
半導体から構成される。コンタクト層11は上側クラッ
ド層6に比べてバンドギャップが小さくされている。バ
ンドギャップを小さくするために、コンタクト層11は
上側クラッド層6に比べて、インジウムの配合割合が大
きくされている。上側クラッド層6におけるインジウム
の割合は10%であるところ、コンタクト層11におい
ては、インジウムの割合が15%(Y=0.15)とさ
れている。また、コンタクト層11の膜厚は10nmで
ある。コンタクト層11はマグネシウムが1.0 X 1
020/ cm3に添加されている。
ト層11及び電極7の拡大断面図である。第1のコンタ
クト層11はマグネシウムドープトpーInYGa1-YN
半導体から構成される。コンタクト層11は上側クラッ
ド層6に比べてバンドギャップが小さくされている。バ
ンドギャップを小さくするために、コンタクト層11は
上側クラッド層6に比べて、インジウムの配合割合が大
きくされている。上側クラッド層6におけるインジウム
の割合は10%であるところ、コンタクト層11におい
ては、インジウムの割合が15%(Y=0.15)とさ
れている。また、コンタクト層11の膜厚は10nmで
ある。コンタクト層11はマグネシウムが1.0 X 1
020/ cm3に添加されている。
【0012】第1のコンタクト層11の膜厚、インジウ
ムの配合割合及びマグネシウムのドープ量はクラッド層
6と電極7との間に要求される抵抗に応じて適宜調整さ
れる。第1のコンタクト層の膜厚は1〜50nmとする
ことが好ましい。1nmより薄いコンタクト層11を均
一に形成することは非常に困難であり、膜厚を50nm
より厚くすると、コンタクト層11自体の膜抵抗が無視
できなくなる。インジウムの配合量は5〜40%(Y=
0.05〜0.4)とすることが好ましく、更に好まし
くは10〜20%(Y=0.1〜0.2)である。マグ
ネシウムのドープ量は5 X 1019〜1 X 1022/ cm3
とすることが好ましく、更に好ましくは5 X 1019〜
1 X 1020/ cm3である。
ムの配合割合及びマグネシウムのドープ量はクラッド層
6と電極7との間に要求される抵抗に応じて適宜調整さ
れる。第1のコンタクト層の膜厚は1〜50nmとする
ことが好ましい。1nmより薄いコンタクト層11を均
一に形成することは非常に困難であり、膜厚を50nm
より厚くすると、コンタクト層11自体の膜抵抗が無視
できなくなる。インジウムの配合量は5〜40%(Y=
0.05〜0.4)とすることが好ましく、更に好まし
くは10〜20%(Y=0.1〜0.2)である。マグ
ネシウムのドープ量は5 X 1019〜1 X 1022/ cm3
とすることが好ましく、更に好ましくは5 X 1019〜
1 X 1020/ cm3である。
【0013】電極7はNi、Ni合金、Pt又はPt合
金等のGaN系半導体の電極として好ましい金属で形成
される。400〜800℃で熱処理することにより電極
7は、第1のコンタクト層の材料と合金化され、電極7
ー上側クラッド層6間の抵抗が更に低下する。上記の熱
処理は上側クラッド層6及びコンタクト層11をp型化
するときの熱処理と同時に行うことができる。
金等のGaN系半導体の電極として好ましい金属で形成
される。400〜800℃で熱処理することにより電極
7は、第1のコンタクト層の材料と合金化され、電極7
ー上側クラッド層6間の抵抗が更に低下する。上記の熱
処理は上側クラッド層6及びコンタクト層11をp型化
するときの熱処理と同時に行うことができる。
【0014】図2の実施例において、各半導体層のAl
とInはこれが含まれなくてもよい。コンタクト層にお
いては更にAlは配合することができる。
とInはこれが含まれなくてもよい。コンタクト層にお
いては更にAlは配合することができる。
【0015】半導体素子10は有機金属化合物気相成長
法(以下、「MOVPE」と記す。)により製造され
る。用いるガスは、NH3、キャリアガスとしてのH2又
はN2、トリメチルガリウム(Ga(CH3)3)(以
下、「TMG」と記す。)、トリメチルアルミニウム
(Al(CH3)3)(以下、「TMA」と記す。)、ト
リメチルインジウム(In(CH3)3)(以下、「TM
I」と記す。)、ジエチルジンク(以下、「DEZ」と
記す。)、シラン(SiH4)及びシクロペンタジエン
マグネシウム(Mg(C5H5)2)(以下、「CP2M
g」と記す。)である。
法(以下、「MOVPE」と記す。)により製造され
る。用いるガスは、NH3、キャリアガスとしてのH2又
はN2、トリメチルガリウム(Ga(CH3)3)(以
下、「TMG」と記す。)、トリメチルアルミニウム
(Al(CH3)3)(以下、「TMA」と記す。)、ト
リメチルインジウム(In(CH3)3)(以下、「TM
I」と記す。)、ジエチルジンク(以下、「DEZ」と
記す。)、シラン(SiH4)及びシクロペンタジエン
マグネシウム(Mg(C5H5)2)(以下、「CP2M
g」と記す。)である。
【0016】まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した
a面を主面とする単結晶サファイア基板1を周知のMO
VPE装置の反応室内のサセプタに装着する(例えば、
特公平5ー73251号公報参照)。次に、常圧でH2を
流速2 liter/min で反応室に流しながら温度1100
℃でサファイア基板1を気相エッチングする。
a面を主面とする単結晶サファイア基板1を周知のMO
VPE装置の反応室内のサセプタに装着する(例えば、
特公平5ー73251号公報参照)。次に、常圧でH2を
流速2 liter/min で反応室に流しながら温度1100
℃でサファイア基板1を気相エッチングする。
【0017】次に、温度を400℃まで低下させて、H
2を20 liter/min、NH3を10 liter/min、TMAを
1.8 X 10ー5 mol/min で供給してAlNのバッファ
層2を約50nmの厚さに形成する。次にサファイア基
板1の温度を1150℃に保持し、膜厚約2200n
m、電子濃度2 X 1018/cm3のシリコンドープトn
−GaNからなる層3を形成する。
2を20 liter/min、NH3を10 liter/min、TMAを
1.8 X 10ー5 mol/min で供給してAlNのバッファ
層2を約50nmの厚さに形成する。次にサファイア基
板1の温度を1150℃に保持し、膜厚約2200n
m、電子濃度2 X 1018/cm3のシリコンドープトn
−GaNからなる層3を形成する。
【0018】以下、亜鉛(Zn)とシリコン(Si)を
発光中心として発光ピーク波長を430nmに設定した
場合の発光層5(アクティブ層)及びクラッド層4、6
の組成及び層形成条件を説明する。層3の形成に続い
て、サファイア基板1の温度を850℃に保持し、H2
又はN2を10 liter/min、NH3を10 liter/min、T
MGを1.12 X 10ー4 mol/min、TMAを0.47
X 10ー4 mol/min、TMIを0.1 X 10ー4 mol/min
及びシランを導入し、膜厚約500nm、電子濃度1 X
1018/cm3のシリコンドープト(Al0.47Ga0.53)
0.9In0.1Nからなる下側クラッド層4を形成する。
発光中心として発光ピーク波長を430nmに設定した
場合の発光層5(アクティブ層)及びクラッド層4、6
の組成及び層形成条件を説明する。層3の形成に続い
て、サファイア基板1の温度を850℃に保持し、H2
又はN2を10 liter/min、NH3を10 liter/min、T
MGを1.12 X 10ー4 mol/min、TMAを0.47
X 10ー4 mol/min、TMIを0.1 X 10ー4 mol/min
及びシランを導入し、膜厚約500nm、電子濃度1 X
1018/cm3のシリコンドープト(Al0.47Ga0.53)
0.9In0.1Nからなる下側クラッド層4を形成する。
【0019】続いて、温度を850℃に保持し、H2又
はN2を20 liter/min、NH3を10 liter/min、TM
Gを1.53 X 10ー4 mol/min、TMAを0.47 X
10ー4 mol/min、TMIを0.02 X 10ー4 mol/mi
n、CP2Mgを2 X 10ー4 mol/min、DEZを2 X 1
0ー7 mol/min、及びシランを10 X 10ー9 mol/min導
入し、膜厚約500nmのマグネシウム、亜鉛及びシリ
コンドープト(Al0.3Ga0.7)0.94In0.06Nからなる発光
層5を形成する。この状態で発光層5はまだ高抵抗であ
る。この発光層5におけるマグネシウムの濃度は1 X
1019/cm3、亜鉛の濃度は5 X 1018/cm3、シ
リコンの濃度は1 X 1018/cm3である。
はN2を20 liter/min、NH3を10 liter/min、TM
Gを1.53 X 10ー4 mol/min、TMAを0.47 X
10ー4 mol/min、TMIを0.02 X 10ー4 mol/mi
n、CP2Mgを2 X 10ー4 mol/min、DEZを2 X 1
0ー7 mol/min、及びシランを10 X 10ー9 mol/min導
入し、膜厚約500nmのマグネシウム、亜鉛及びシリ
コンドープト(Al0.3Ga0.7)0.94In0.06Nからなる発光
層5を形成する。この状態で発光層5はまだ高抵抗であ
る。この発光層5におけるマグネシウムの濃度は1 X
1019/cm3、亜鉛の濃度は5 X 1018/cm3、シ
リコンの濃度は1 X 1018/cm3である。
【0020】続いて、温度を1100℃に保持し、H2
又はN2を20 liter/min、NH3を10 liter/min、T
MGを1.12 X 10ー4 mol/min、TMAを0.47
X 10ー4 mol/min、TMIを0.1 X 10ー4 mol/mi
n、CP2Mgを2 X 10ー4 mol/min導入し、膜厚約1
000nmのマグネシウムドープト(Al0.47Ga0.53)
0.9In0.1Nからなる上側クラッド層6を形成する。この
状態で上側クラッド層6はまだ抵抗率108Ωcm以上
の絶縁体である。この上側クラッド層6におけるマグネ
シウムの濃度は1 X 1020/cm3である。
又はN2を20 liter/min、NH3を10 liter/min、T
MGを1.12 X 10ー4 mol/min、TMAを0.47
X 10ー4 mol/min、TMIを0.1 X 10ー4 mol/mi
n、CP2Mgを2 X 10ー4 mol/min導入し、膜厚約1
000nmのマグネシウムドープト(Al0.47Ga0.53)
0.9In0.1Nからなる上側クラッド層6を形成する。この
状態で上側クラッド層6はまだ抵抗率108Ωcm以上
の絶縁体である。この上側クラッド層6におけるマグネ
シウムの濃度は1 X 1020/cm3である。
【0021】引き続き、TMIとCP2Mgの導入条件
をそれぞれ0.2 X 10ー4 mol/min、2 X 10ー3 mol
/min と変更し、膜厚約10nmのマグネシウムドープ
トGa0.85In0.15N からなるコンタクト層11を形成す
る。このコンタクト層11のマグネシウムドープ量は1
X 1020/cm3であって、この層もまだ高抵抗の絶縁
体である。
をそれぞれ0.2 X 10ー4 mol/min、2 X 10ー3 mol
/min と変更し、膜厚約10nmのマグネシウムドープ
トGa0.85In0.15N からなるコンタクト層11を形成す
る。このコンタクト層11のマグネシウムドープ量は1
X 1020/cm3であって、この層もまだ高抵抗の絶縁
体である。
【0022】次に、反射電子回折装置を用いて、コンタ
クト層11、上側クラッド層6及び発光層5へ一様に電
子線を照射する。電子線の照射条件は、加速電圧約10
kV、試料電流1μA、ビーム移動速度0.2mm/sec、
ビーム径60μmΦ、真空度5.0 X 10ー5Torrであ
る。この電子線の照射によりコンタクト層11、上側ク
ラッド層6及び発光層5はともにp伝導型となる。この
ようにして、図4に示す多層構造の半導体ウエハを得
る。
クト層11、上側クラッド層6及び発光層5へ一様に電
子線を照射する。電子線の照射条件は、加速電圧約10
kV、試料電流1μA、ビーム移動速度0.2mm/sec、
ビーム径60μmΦ、真空度5.0 X 10ー5Torrであ
る。この電子線の照射によりコンタクト層11、上側ク
ラッド層6及び発光層5はともにp伝導型となる。この
ようにして、図4に示す多層構造の半導体ウエハを得
る。
【0023】以下に述べる図5乃至図9は、説明の都合
上、半導体ウエハ上の1つの素子を示す。実際にはこの
素子がウエハ上において二次元的に繰り返されており、
最終的に各素子は切り離されることとなる。
上、半導体ウエハ上の1つの素子を示す。実際にはこの
素子がウエハ上において二次元的に繰り返されており、
最終的に各素子は切り離されることとなる。
【0024】図5に示す通り、コンタクト層11の上に
スパッタリングによりSiO2層21を約20μmの厚さ
に形成する。次に、SiO2層21上にフォトレジスト
22を塗布する。そして、ファトリソグラフにより、コ
ンタクト層11上において、下側クラッド層4に至るよ
うに形成される孔25に対応する電極形成部位Aとこの
電極形成部位Aをコンタクト層11に接続される電極7
から絶縁分離する溝9を形成する部位Bのフォトレジス
トを除去する。
スパッタリングによりSiO2層21を約20μmの厚さ
に形成する。次に、SiO2層21上にフォトレジスト
22を塗布する。そして、ファトリソグラフにより、コ
ンタクト層11上において、下側クラッド層4に至るよ
うに形成される孔25に対応する電極形成部位Aとこの
電極形成部位Aをコンタクト層11に接続される電極7
から絶縁分離する溝9を形成する部位Bのフォトレジス
トを除去する。
【0025】次に、図6に示すように、フォトレジスト
22で被覆されていないSiO2層21をフッ化水素酸
系エッチング液で除去する。その後、図7に示すよう
に、フォトレジスト22及びSiO2層21によって覆
われていない部位のコンタクト層11とその下の上側ク
ラッド層6及び発光層5、更には下側クラッド層4の一
部を、真空度0.04Torr、高周波電力0.44W/c
m2、BCl3ガスを10ml/minの割合で供給しドライエッチ
ングした後、さらにArでドライエッチングする。この
工程で、下側クラッド層4に対する電極取り出しのため
の孔25と絶縁分離のための溝9が形成される。
22で被覆されていないSiO2層21をフッ化水素酸
系エッチング液で除去する。その後、図7に示すよう
に、フォトレジスト22及びSiO2層21によって覆
われていない部位のコンタクト層11とその下の上側ク
ラッド層6及び発光層5、更には下側クラッド層4の一
部を、真空度0.04Torr、高周波電力0.44W/c
m2、BCl3ガスを10ml/minの割合で供給しドライエッチ
ングした後、さらにArでドライエッチングする。この
工程で、下側クラッド層4に対する電極取り出しのため
の孔25と絶縁分離のための溝9が形成される。
【0026】次に、図8に示すように、コンタクト層1
1の上に残っているSiO2層21をフッ化水素酸で除
去する。続いて、図9に示すように、試料の上全面に、
Ni層23を蒸着する。これにより、孔25には下側ク
ラッド層4へ電気的に接続するNi層23が形成され
る。そして、Ni層23の上にフォトレジスト24を塗
布して、フォトリソグラフによりそのフォトレジスト2
4を所定形状にパターン形成して、下側クラッド層4及
びコンタクト層11に対する電極上の部分が残るように
する。
1の上に残っているSiO2層21をフッ化水素酸で除
去する。続いて、図9に示すように、試料の上全面に、
Ni層23を蒸着する。これにより、孔25には下側ク
ラッド層4へ電気的に接続するNi層23が形成され
る。そして、Ni層23の上にフォトレジスト24を塗
布して、フォトリソグラフによりそのフォトレジスト2
4を所定形状にパターン形成して、下側クラッド層4及
びコンタクト層11に対する電極上の部分が残るように
する。
【0027】次に、パターン形成されたフォトレジスト
24をマスクとしてNi層23の露出した部分を硝酸系
エッチング液でエッチングする。このとき、絶縁分離の
ための溝9に蒸着されいたNi層13は完全に除去され
る。そして、フォトレジスト24をアセトンで除去す
る。これにより、図2に示した半導体素子10が得られ
る。
24をマスクとしてNi層23の露出した部分を硝酸系
エッチング液でエッチングする。このとき、絶縁分離の
ための溝9に蒸着されいたNi層13は完全に除去され
る。そして、フォトレジスト24をアセトンで除去す
る。これにより、図2に示した半導体素子10が得られ
る。
【0028】電極−半導体層間の抵抗を低減するための
コンタクト層は電極8と下側クラッド層4との間にも設
けることができる。このコンタクト層も3族窒化物半導
体(AlXInYGa1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0を含む)で形成さ
れ、そのスペックは上で説明したコンタクト層11と同
一である。但し、不純物としてマグネシウムの代わりに
シリコンがドープされる。シリコンのドープ量は1 X
1018〜5 X 1019/ cm3 とすることが好ましく、更
に好ましくは5 X 1018 〜 1 X 1019/ cm3 であ
る。
コンタクト層は電極8と下側クラッド層4との間にも設
けることができる。このコンタクト層も3族窒化物半導
体(AlXInYGa1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0を含む)で形成さ
れ、そのスペックは上で説明したコンタクト層11と同
一である。但し、不純物としてマグネシウムの代わりに
シリコンがドープされる。シリコンのドープ量は1 X
1018〜5 X 1019/ cm3 とすることが好ましく、更
に好ましくは5 X 1018 〜 1 X 1019/ cm3 であ
る。
【0029】上記では、ダブルへテロ型の発光素子を3
族窒化物半導体素子の例に採り説明したが、pn接合
型、シングルヘテロ型、超格子型、その他の3族窒化物
半導体素子に本発明を適用できることはいうまでもな
い。本発明の技術的範囲は上記実施例の記載に何ら限定
されるものではない。
族窒化物半導体素子の例に採り説明したが、pn接合
型、シングルヘテロ型、超格子型、その他の3族窒化物
半導体素子に本発明を適用できることはいうまでもな
い。本発明の技術的範囲は上記実施例の記載に何ら限定
されるものではない。
【図1】図1は本発明のコンタクト層を設けたときとそ
うでないときの3族窒化物半導体層ー金属電極間の接触
抵抗率の差を示すグラフ図。
うでないときの3族窒化物半導体層ー金属電極間の接触
抵抗率の差を示すグラフ図。
【図2】図2は本発明の実施例の半導体素子の構成を示
す断面図。
す断面図。
【図3】図3は実施例の半導体素子の要部拡大断面図。
【図4】図4は実施例の半導体素子の製造方法を示す断
面図。
面図。
【図5】図5は実施例の半導体素子の製造方法を示す断
面図。
面図。
【図6】図6は実施例の半導体素子の製造方法を示す断
面図。
面図。
【図7】図7は実施例の半導体素子の製造方法を示す断
面図。
面図。
【図8】図8は実施例の半導体素子の製造方法を示す断
面図。
面図。
【図9】図9は実施例の半導体素子の製造方法を示す断
面図。
面図。
【符号の説明】 4、6 3族窒化物半導体層 7、8 金属電極 10 半導体素子 11 コンタクト層
フロントページの続き (72)発明者 永井 誠二 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 山崎 史郎 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 梅崎 潤一 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑1 番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 森 朋彦 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 小澤 隆弘 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 大脇 健史 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 多賀 康訓 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内
Claims (5)
- 【請求項1】 3族窒化物半導体(AlXInYGa1-X-YN;X=
0,Y=0,X=Y=0を含む)層と、 金属電極と、 前記半導体層と前記金属電極との間に設けられるコンタ
クト層であって、そのバンドギャップが前記半導体層の
バンドギャップよりも小さく、かつその厚さが1〜50
nmである3族窒化物半導体(AlXInYGa1-X-YN;X=0,Y=
0,X=Y=0を含む)製のコンタクト層とを備えてなる3族
窒化物半導体素子。 - 【請求項2】 前記コンタクト層は前記半導体層と同じ
伝導型の化合物半導体層であって、インジウムの配合量
Yが0.05〜0.4である請求項1に記載の3族窒化
物半導体素子。 - 【請求項3】 前記半導体層はp伝導型であり、前記コ
ンタクト層はマグネシウムが5 X 1019〜1 X 1022
/ cm3 に添加されたp伝導型の化合物半導体層である請
求項1に記載の3族窒化物半導体素子。 - 【請求項4】 前記半導体層はn伝導型であり、前記コ
ンタクト層はシリコンが1 X 1018〜5 X 1019/ cm
3 に添加されたn伝導型の化合物半導体層である請求項
1に記載の3族窒化物半導体素子。 - 【請求項5】 前記半導体層はp伝導型であり、前記コ
ンタクト層はInGaNであり、前記金属電極はニッケ
ル、ニッケル合金、プラチナ又はプラチナ合金である請
求項1ないし3に記載の3族窒化物半導体素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24138496A JPH1065216A (ja) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | 3族窒化物半導体素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24138496A JPH1065216A (ja) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | 3族窒化物半導体素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1065216A true JPH1065216A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=17073490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24138496A Pending JPH1065216A (ja) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | 3族窒化物半導体素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1065216A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004061971A1 (ja) | 2003-01-06 | 2004-07-22 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | p型窒化物半導体構造及びバイポーラトランジスタ |
JP2009152644A (ja) * | 1998-05-08 | 2009-07-09 | Samsung Electronics Co Ltd | 化合物半導体薄膜のp型への活性化方法 |
-
1996
- 1996-08-22 JP JP24138496A patent/JPH1065216A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009152644A (ja) * | 1998-05-08 | 2009-07-09 | Samsung Electronics Co Ltd | 化合物半導体薄膜のp型への活性化方法 |
WO2004061971A1 (ja) | 2003-01-06 | 2004-07-22 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | p型窒化物半導体構造及びバイポーラトランジスタ |
US7804106B2 (en) | 2003-01-06 | 2010-09-28 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | P-type nitride semiconductor structure and bipolar transistor |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031224 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040218 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20040301 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20040521 |