JPH1041254A - オーミック電極およびその形成方法 - Google Patents
オーミック電極およびその形成方法Info
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- JPH1041254A JPH1041254A JP21311796A JP21311796A JPH1041254A JP H1041254 A JPH1041254 A JP H1041254A JP 21311796 A JP21311796 A JP 21311796A JP 21311796 A JP21311796 A JP 21311796A JP H1041254 A JPH1041254 A JP H1041254A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接触比抵抗を小さくすると共にその熱的安定
性を高めることにより、素子を長期間に渡って安定動作
させることができるオーミック電極およびその形成方法
を提供する。 【解決手段】 ｐ型のＧａＮなどよりなるｐ型化合物半
導体層１の上にｐ型のＧａＮなどよりなるコンタクト層
２を介して電極層３を形成する。コンタクト層２はＭＢ
Ｅ法により形成し、正孔濃度をｐ型化合物半導体層１よ
りも高くする。電極層３は、金または白金以外の遷移金
属よりなる遷移金属層３ａと白金層３ｂと金層３ｃとを
順次積層したのちアニールすることにより形成する。こ
れにより、白金層によって金がｐ型化合物半導体層の方
に拡散するのを防止しつつ遷移金属層によって白金層を
ｐ型化合物半導体層に密着させる。
性を高めることにより、素子を長期間に渡って安定動作
させることができるオーミック電極およびその形成方法
を提供する。 【解決手段】 ｐ型のＧａＮなどよりなるｐ型化合物半
導体層１の上にｐ型のＧａＮなどよりなるコンタクト層
２を介して電極層３を形成する。コンタクト層２はＭＢ
Ｅ法により形成し、正孔濃度をｐ型化合物半導体層１よ
りも高くする。電極層３は、金または白金以外の遷移金
属よりなる遷移金属層３ａと白金層３ｂと金層３ｃとを
順次積層したのちアニールすることにより形成する。こ
れにより、白金層によって金がｐ型化合物半導体層の方
に拡散するのを防止しつつ遷移金属層によって白金層を
ｐ型化合物半導体層に密着させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＩＩ族元素とし
てガリウム，アルミニウム，ホウ素およびインジウムか
らなる群のうちの少なくとも１種と窒素とを含むｐ型化
合物半導体層に対するオーミック電極およびその形成方
法に関する。
てガリウム，アルミニウム，ホウ素およびインジウムか
らなる群のうちの少なくとも１種と窒素とを含むｐ型化
合物半導体層に対するオーミック電極およびその形成方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＧａＮ，ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＮまたは
ＢＡｌＧａＩｎＮなどの窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族半導体
は、バンドギャップＥｇを１．８ｅＶから６．２ｅＶま
で変化させることができることから、赤色ないし紫外線
を発光可能な発光素子を構成する材料として有望視され
ている。また、ワイドギャップ半導体の性質を利用した
耐環境素子としてのＦＥＴ（Field Effect Transistor
；電界効果トランジスタ）を構成する材料としても注
目されている。
ＢＡｌＧａＩｎＮなどの窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族半導体
は、バンドギャップＥｇを１．８ｅＶから６．２ｅＶま
で変化させることができることから、赤色ないし紫外線
を発光可能な発光素子を構成する材料として有望視され
ている。また、ワイドギャップ半導体の性質を利用した
耐環境素子としてのＦＥＴ（Field Effect Transistor
；電界効果トランジスタ）を構成する材料としても注
目されている。
【０００３】これらの素子においては、安定した動作を
確保する上でオーミック電極に関する技術がきわめて重
要となる。例えば、ｐ型のＧａＮ層に対するオーミック
電極としては、従来、ニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）と
を積層したものが用いられていた（特開平６−２７５８
６８）。
確保する上でオーミック電極に関する技術がきわめて重
要となる。例えば、ｐ型のＧａＮ層に対するオーミック
電極としては、従来、ニッケル（Ｎｉ）と金（Ａｕ）と
を積層したものが用いられていた（特開平６−２７５８
６８）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
オーミック電極では、接触比抵抗の値が１×１０-2Ωｃ
ｍ2 程度であり、他の一般的な半導体素子のオーミック
電極における接触比抵抗の値（例えば、ｐ型のＧａＡｓ
層に対するオーミック電極においては１×１０-5Ωｃｍ
2 程度）に比べてかなり大きいものであった。その上、
従来のオーミック電極は、４００℃以上の温度において
アニールすると接触比抵抗の値が大きくなってしまうと
いう特性を有していた。そのため、これらの素子の駆動
時に半導体層と金属層との接触部において発生するジュ
ール熱や雰囲気温度の上昇により接触比抵抗の値が大き
くなってしまい、素子特性が劣化してしまうという問題
があった。
オーミック電極では、接触比抵抗の値が１×１０-2Ωｃ
ｍ2 程度であり、他の一般的な半導体素子のオーミック
電極における接触比抵抗の値（例えば、ｐ型のＧａＡｓ
層に対するオーミック電極においては１×１０-5Ωｃｍ
2 程度）に比べてかなり大きいものであった。その上、
従来のオーミック電極は、４００℃以上の温度において
アニールすると接触比抵抗の値が大きくなってしまうと
いう特性を有していた。そのため、これらの素子の駆動
時に半導体層と金属層との接触部において発生するジュ
ール熱や雰囲気温度の上昇により接触比抵抗の値が大き
くなってしまい、素子特性が劣化してしまうという問題
があった。
【０００５】なお、ｐ型のＧａＮ層に対するオーミック
電極における接触比抵抗の値が他の一般的な半導体素子
のオーミック電極における接触比抵抗の値に比べて大き
いのは、ＧａＮの価電子帯の頂上と真空準位とのエネル
ギー差ＥV −φV （７．８ｅＶatＲＴ）が電極を構成す
る金属の仕事関数φ（例えば金は５．２ｅＶ）に比べて
大きいために半導体層と金属層との界面に正孔に対する
大きな障壁ができてしまうからであると考えられる。
電極における接触比抵抗の値が他の一般的な半導体素子
のオーミック電極における接触比抵抗の値に比べて大き
いのは、ＧａＮの価電子帯の頂上と真空準位とのエネル
ギー差ＥV −φV （７．８ｅＶatＲＴ）が電極を構成す
る金属の仕事関数φ（例えば金は５．２ｅＶ）に比べて
大きいために半導体層と金属層との界面に正孔に対する
大きな障壁ができてしまうからであると考えられる。
【０００６】また、従来のオーミック電極において高温
のアニールにより接触比抵抗の値が大きくなるのは、ア
ニールにより金がＧａＮ層へ拡散することが原因の一つ
であると考えられる。
のアニールにより接触比抵抗の値が大きくなるのは、ア
ニールにより金がＧａＮ層へ拡散することが原因の一つ
であると考えられる。
【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、接触比抵抗を小さくすると共にその
熱的安定性を高めることにより、素子を長期間に渡って
安定動作させることができるオーミック電極およびその
形成方法を提供することにある。
ので、その目的は、接触比抵抗を小さくすると共にその
熱的安定性を高めることにより、素子を長期間に渡って
安定動作させることができるオーミック電極およびその
形成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】本発明に係るオーミック
電極は、ＩＩＩ族元素としてガリウム，アルミニウム，
ホウ素およびインジウムからなる群のうちの少なくとも
１種と窒素とを含むｐ型化合物半導体層に対するもので
あって、金と、白金と、金または白金以外の遷移金属元
素のうちの少なくとも１種とを含む複合体よりなる電極
層を備えたものである。
電極は、ＩＩＩ族元素としてガリウム，アルミニウム，
ホウ素およびインジウムからなる群のうちの少なくとも
１種と窒素とを含むｐ型化合物半導体層に対するもので
あって、金と、白金と、金または白金以外の遷移金属元
素のうちの少なくとも１種とを含む複合体よりなる電極
層を備えたものである。
【０００９】本発明に係るオーミック電極の形成方法
は、ＩＩＩ族元素としてガリウム，アルミニウム，ホウ
素およびインジウムからなる群のうちの少なくとも１種
と窒素とを含むｐ型化合物半導体層に対するオーミック
電極を形成するものであって、ｐ型化合物半導体層の上
に、金または白金以外の遷移金属元素のうちの少なくと
も１種を含む遷移金属層を形成し、その上に白金よりな
る白金層を形成し、更にその上に金よりなる金層を形成
する工程と、遷移金属層と白金層と金層とをそれぞれ形
成したのちアニールする工程とを有するものである。
は、ＩＩＩ族元素としてガリウム，アルミニウム，ホウ
素およびインジウムからなる群のうちの少なくとも１種
と窒素とを含むｐ型化合物半導体層に対するオーミック
電極を形成するものであって、ｐ型化合物半導体層の上
に、金または白金以外の遷移金属元素のうちの少なくと
も１種を含む遷移金属層を形成し、その上に白金よりな
る白金層を形成し、更にその上に金よりなる金層を形成
する工程と、遷移金属層と白金層と金層とをそれぞれ形
成したのちアニールする工程とを有するものである。
【００１０】このオーミック電極では、電極層を介して
ｐ型化合物半導体層に配線を接続する。この配線および
電極層を介してｐ型化合物半導体層に電圧を印加すると
正孔が電極層からｐ型化合物半導体層に注入される。こ
こにおいて、電極層とｐ型化合物半導体層との間では、
電極層が金と白金と金または白金以外の遷移金属元素の
うちの少なくとも１種とを含む複合体により形成されて
いるので、正孔に対する障壁が小さくなり、接触比抵抗
の値が小さくなっている。
ｐ型化合物半導体層に配線を接続する。この配線および
電極層を介してｐ型化合物半導体層に電圧を印加すると
正孔が電極層からｐ型化合物半導体層に注入される。こ
こにおいて、電極層とｐ型化合物半導体層との間では、
電極層が金と白金と金または白金以外の遷移金属元素の
うちの少なくとも１種とを含む複合体により形成されて
いるので、正孔に対する障壁が小さくなり、接触比抵抗
の値が小さくなっている。
【００１１】このオーミック電極の形成方法では、ｐ型
化合物半導体層の上に遷移金属層と白金層と金層とを順
次形成したのち、アニールを行う。このアニールにより
遷移金属層，白金層および金層のうちの一部において反
応が起こり、遷移金属含有層，白金含有層および金含有
層となる場合もある。このとき、白金含有層は金がｐ型
化合物半導体層の方に拡散するのを防止すると共に、遷
移金属含有層は白金含有層をｐ型化合物半導体層に密着
させる。
化合物半導体層の上に遷移金属層と白金層と金層とを順
次形成したのち、アニールを行う。このアニールにより
遷移金属層，白金層および金層のうちの一部において反
応が起こり、遷移金属含有層，白金含有層および金含有
層となる場合もある。このとき、白金含有層は金がｐ型
化合物半導体層の方に拡散するのを防止すると共に、遷
移金属含有層は白金含有層をｐ型化合物半導体層に密着
させる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】図１は本発明の一実施の形態に係るオーミ
ック電極の構成を表すものである。このオーミック電極
は、ＩＩＩ族元素としてガリウム（Ｇａ），アルミニウ
ム（Ａｌ），ホウ素（Ｂ）およびインジウム（Ｉｎ）か
らなる群のうちの少なくとも１種と窒素（Ｎ）とを含む
ｐ型化合物半導体層（例えばｐ型のＧａＮ層）１に対し
てオーミック接触するためのものである。なお、このｐ
型化合物半導体層１は、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Ch
emical Vapor Deposition ）法によって図示しない基板
の上に形成されている。
ック電極の構成を表すものである。このオーミック電極
は、ＩＩＩ族元素としてガリウム（Ｇａ），アルミニウ
ム（Ａｌ），ホウ素（Ｂ）およびインジウム（Ｉｎ）か
らなる群のうちの少なくとも１種と窒素（Ｎ）とを含む
ｐ型化合物半導体層（例えばｐ型のＧａＮ層）１に対し
てオーミック接触するためのものである。なお、このｐ
型化合物半導体層１は、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Ch
emical Vapor Deposition ）法によって図示しない基板
の上に形成されている。
【００１４】このオーミック電極は、ｐ型化合物半導体
層１の上に形成されたコンタクト層２と、このコンタク
ト層２の上に形成された電極層３とから構成されてい
る。
層１の上に形成されたコンタクト層２と、このコンタク
ト層２の上に形成された電極層３とから構成されてい
る。
【００１５】コンタクト層２は、成長時に水素ガス（Ｈ
2 ）を用いないＭＢＥ法により成長させたｐ型化合物半
導体により形成されている。このｐ型化合物半導体は、
ＩＩＩ族元素としてガリウム，アルミニウム，ホウ素お
よびインジウムからなる群のうちの少なくとも１種と窒
素とを含むものであり、ｐ型化合物半導体層１の構成元
素と同一となっている。例えば、ｐ型化合物半導体層１
がｐ型不純物としてマグネシウム（Ｍｇ）を添加したＧ
ａＮにより形成されている場合には、コンタクト層２も
ｐ型不純物としてマグネシウムを添加したＧａＮにより
形成される。
2 ）を用いないＭＢＥ法により成長させたｐ型化合物半
導体により形成されている。このｐ型化合物半導体は、
ＩＩＩ族元素としてガリウム，アルミニウム，ホウ素お
よびインジウムからなる群のうちの少なくとも１種と窒
素とを含むものであり、ｐ型化合物半導体層１の構成元
素と同一となっている。例えば、ｐ型化合物半導体層１
がｐ型不純物としてマグネシウム（Ｍｇ）を添加したＧ
ａＮにより形成されている場合には、コンタクト層２も
ｐ型不純物としてマグネシウムを添加したＧａＮにより
形成される。
【００１６】但し、コンタクト層２は成長時に水素ガス
を用いないＭＢＥ法により形成されたものであるので水
素（Ｈ）を含有していない。この点において、水素ガス
を一般にキャリヤガスとして用いるＭＯＣＶＤ法により
形成されたｐ型化合物半導体層１が水素を含有している
のとは異なる。ｐ型の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族半導体では
水素が取り込まれるとアクセプタが補償されてしまうの
で、ＭＯＣＶＤ法により形成した場合、形成した直後は
抵抗値が大きく、電子線照射や熱アニールなどのキャリ
ア活性化処理を行う必要がある（キャリア活性化処理に
ついてはH. Amano et al., Jpn.J.Appl.Phys.28 (1989)
L2112. ，S. Nakamura et al., Jpn.J.Appl.Phys. 31
(1992) L139.を参照）。従って、ｐ型化合物半導体層１
は、このようなキャリア活性化処理を行うことにより、
はじめて１×１０17〜１×１０18ｃｍ-3程度の正孔濃度
となる。
を用いないＭＢＥ法により形成されたものであるので水
素（Ｈ）を含有していない。この点において、水素ガス
を一般にキャリヤガスとして用いるＭＯＣＶＤ法により
形成されたｐ型化合物半導体層１が水素を含有している
のとは異なる。ｐ型の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族半導体では
水素が取り込まれるとアクセプタが補償されてしまうの
で、ＭＯＣＶＤ法により形成した場合、形成した直後は
抵抗値が大きく、電子線照射や熱アニールなどのキャリ
ア活性化処理を行う必要がある（キャリア活性化処理に
ついてはH. Amano et al., Jpn.J.Appl.Phys.28 (1989)
L2112. ，S. Nakamura et al., Jpn.J.Appl.Phys. 31
(1992) L139.を参照）。従って、ｐ型化合物半導体層１
は、このようなキャリア活性化処理を行うことにより、
はじめて１×１０17〜１×１０18ｃｍ-3程度の正孔濃度
となる。
【００１７】一方、ＭＢＥ法においては一般に水素ガス
を用いないので、ＭＢＥ法により形成した場合にはキャ
リア活性化処理を行う必要がなく、正孔濃度もＭＯＣＶ
Ｄ法により形成した場合よりも高い１×１０19ｃｍ-3程
度の値が得られる（M.S. Brandt et al., Aool.Phys.Le
tt. 64 (1994) 2264. 参照）。本実施の形態におけるコ
ンタクト層２も、ｐ型化合物半導体層１に比べて高い正
孔濃度（１×１０19ｃｍ-3程度）を有している。
を用いないので、ＭＢＥ法により形成した場合にはキャ
リア活性化処理を行う必要がなく、正孔濃度もＭＯＣＶ
Ｄ法により形成した場合よりも高い１×１０19ｃｍ-3程
度の値が得られる（M.S. Brandt et al., Aool.Phys.Le
tt. 64 (1994) 2264. 参照）。本実施の形態におけるコ
ンタクト層２も、ｐ型化合物半導体層１に比べて高い正
孔濃度（１×１０19ｃｍ-3程度）を有している。
【００１８】このように本実施の形態においては、ｐ型
化合物半導体層１よりも高い正孔濃度を有するコンタク
ト層２をｐ型化合物半導体層１と電極層３との間に設け
ることにより、接触比抵抗を小さくするようになってい
る。すなわち、電極層３からｐ型化合物半導体層１に流
れる電流は主としてトンネル電流であることから、正孔
濃度の高いコンタクト層２を介してｐ型化合物半導体層
１と電極層３とを接続することによりその間の障壁を小
さくしトンネル電流を流しやすくしているものである。
化合物半導体層１よりも高い正孔濃度を有するコンタク
ト層２をｐ型化合物半導体層１と電極層３との間に設け
ることにより、接触比抵抗を小さくするようになってい
る。すなわち、電極層３からｐ型化合物半導体層１に流
れる電流は主としてトンネル電流であることから、正孔
濃度の高いコンタクト層２を介してｐ型化合物半導体層
１と電極層３とを接続することによりその間の障壁を小
さくしトンネル電流を流しやすくしているものである。
【００１９】電極層３は、金と、白金（Ｐｔ）と、金ま
たは白金以外の遷移金属元素のうちの少なくとも１種と
を含む複合体により形成されている。この複合体として
は、例えば、金または白金以外の遷移金属元素のうちの
少なくとも１種を含む遷移金属層３ａと、白金よりなる
白金層３ｂと、金よりなる金層３ｃとがｐ型化合物半導
体層１の側から順に積層された構造を有するものや、こ
れらの遷移金属層３ａ，白金層３ｂ，金層３ｃを順次積
層したのちアニールしたものが好ましい。
たは白金以外の遷移金属元素のうちの少なくとも１種と
を含む複合体により形成されている。この複合体として
は、例えば、金または白金以外の遷移金属元素のうちの
少なくとも１種を含む遷移金属層３ａと、白金よりなる
白金層３ｂと、金よりなる金層３ｃとがｐ型化合物半導
体層１の側から順に積層された構造を有するものや、こ
れらの遷移金属層３ａ，白金層３ｂ，金層３ｃを順次積
層したのちアニールしたものが好ましい。
【００２０】なお、遷移金属層３ａ，白金層３ｂおよび
金層３ｃは、アニールすることによりそれらの各層のう
ちの一部が反応すると考えられる。よって、ここでは、
アニールした後の各層を、図示しないが金または白金以
外の遷移金属元素のうちの少なくとも１種を含む遷移金
属含有層，白金を含む白金含有層，金を含む金含有層と
して説明する。ちなみに、これら遷移金属含有層，白金
含有層，金含有層は互いに反応が起こっていることもあ
るので、それぞれを明確に分離できるものではない。
金層３ｃは、アニールすることによりそれらの各層のう
ちの一部が反応すると考えられる。よって、ここでは、
アニールした後の各層を、図示しないが金または白金以
外の遷移金属元素のうちの少なくとも１種を含む遷移金
属含有層，白金を含む白金含有層，金を含む金含有層と
して説明する。ちなみに、これら遷移金属含有層，白金
含有層，金含有層は互いに反応が起こっていることもあ
るので、それぞれを明確に分離できるものではない。
【００２１】遷移金属層３ａは、例えばニッケルやパラ
ジウム（Ｐｄ）やコバルト（Ｃｏ）やチタン（Ｔｉ）や
モリブデン（Ｍｏ）により形成されている。同様に、遷
移金属含有層は、例えばニッケルやパラジウムやコバル
トやチタンやモリブデンを含んでいる。これらの遷移金
属層３ａもしくは遷移金属含有層は、ニッケルなどの遷
移元素が窒素と容易に反応して侵入型窒化物を形成する
という特性を利用して、コンタクト層２と白金層３ｂも
しくは白金含有層とを強く密着させ、これらの間に存在
する正孔に対する障壁を小さくするようになっている。
従って、遷移金属層３ａの厚さは、例えば１０ｎｍ程度
と白金層３ｂや金層３ｃに比べて薄いものである。
ジウム（Ｐｄ）やコバルト（Ｃｏ）やチタン（Ｔｉ）や
モリブデン（Ｍｏ）により形成されている。同様に、遷
移金属含有層は、例えばニッケルやパラジウムやコバル
トやチタンやモリブデンを含んでいる。これらの遷移金
属層３ａもしくは遷移金属含有層は、ニッケルなどの遷
移元素が窒素と容易に反応して侵入型窒化物を形成する
という特性を利用して、コンタクト層２と白金層３ｂも
しくは白金含有層とを強く密着させ、これらの間に存在
する正孔に対する障壁を小さくするようになっている。
従って、遷移金属層３ａの厚さは、例えば１０ｎｍ程度
と白金層３ｂや金層３ｃに比べて薄いものである。
【００２２】また、ニッケルやパラジウムを遷移金属層
３ａもしくは遷移金属含有層に用いる場合には、ニッケ
ルやパラジウムの仕事関数φは比較的大きいので、コン
タクト層２の価電子帯との不連続を小さくすることがで
きて好ましい。更に、パラジウムは水素を吸着する性質
を有しているので、コンタクト層２を介さずにｐ型化合
物半導体層１と電極層３とを直接接触させる場合には、
ｐ型化合物半導体層１の表面の水素を吸着して表面の正
孔濃度を高くすることができて好ましい。
３ａもしくは遷移金属含有層に用いる場合には、ニッケ
ルやパラジウムの仕事関数φは比較的大きいので、コン
タクト層２の価電子帯との不連続を小さくすることがで
きて好ましい。更に、パラジウムは水素を吸着する性質
を有しているので、コンタクト層２を介さずにｐ型化合
物半導体層１と電極層３とを直接接触させる場合には、
ｐ型化合物半導体層１の表面の水素を吸着して表面の正
孔濃度を高くすることができて好ましい。
【００２３】白金層３ｂもしくは白金含有層は、白金が
高融点金属であることを利用して、温度の上昇により金
がコンタクト層２へ拡散するのを抑制するためのもので
ある。また、白金は伝導率の高い金属の中で最も大きな
仕事関数φ（５．７ｅＶ；金の仕事関数５．２ｅＶより
も大きい）を有しているので、コンタクト層２（すなわ
ちＰ型化合物半導体）の価電子帯との不連続を最小限に
抑えるようになっている。なお、白金層３ｂの厚さは例
えば１００ｎｍ程度である。
高融点金属であることを利用して、温度の上昇により金
がコンタクト層２へ拡散するのを抑制するためのもので
ある。また、白金は伝導率の高い金属の中で最も大きな
仕事関数φ（５．７ｅＶ；金の仕事関数５．２ｅＶより
も大きい）を有しているので、コンタクト層２（すなわ
ちＰ型化合物半導体）の価電子帯との不連続を最小限に
抑えるようになっている。なお、白金層３ｂの厚さは例
えば１００ｎｍ程度である。
【００２４】金層３ｃもしくは金含有層は、例えば金よ
りなる図示しない配線をボンディングにより電極層３に
接合するためのものである。なお、金層３ｃの厚さは例
えば２００ｎｍ程度である。
りなる図示しない配線をボンディングにより電極層３に
接合するためのものである。なお、金層３ｃの厚さは例
えば２００ｎｍ程度である。
【００２５】このような構成を有するオーミック電極は
次のようにして形成することができる。
次のようにして形成することができる。
【００２６】まず、ＭＯＣＶＤ法により形成され適宜な
キャリア活性化処理がなされたｐ型化合物半導体層１の
上に、ＭＢＥ法によりｐ型化合物半導体層１と同一の構
成元素のｐ型化合物半導体を成長させる。なお、このＭ
ＢＥ法による成長においては水素ガスを用いないで行
う。これにより、コンタクト層２が形成される。
キャリア活性化処理がなされたｐ型化合物半導体層１の
上に、ＭＢＥ法によりｐ型化合物半導体層１と同一の構
成元素のｐ型化合物半導体を成長させる。なお、このＭ
ＢＥ法による成長においては水素ガスを用いないで行
う。これにより、コンタクト層２が形成される。
【００２７】次いで、このコンタクト層２の上に、金ま
たは白金以外の遷移金属を例えば１０ｎｍ蒸着して遷移
金属層３ａを形成する。そののち、この遷移金属層３ａ
の上に、白金を例えば１００ｎｍ蒸着して白金層３ｂを
形成する。更に、この白金層３ｂの上に、金を例えば２
００ｎｍ蒸着して金層３ｃを形成する。これにより、遷
移金属層３ａと白金層３ｂと金層３ｃとを順次積層した
電極層３が形成される。
たは白金以外の遷移金属を例えば１０ｎｍ蒸着して遷移
金属層３ａを形成する。そののち、この遷移金属層３ａ
の上に、白金を例えば１００ｎｍ蒸着して白金層３ｂを
形成する。更に、この白金層３ｂの上に、金を例えば２
００ｎｍ蒸着して金層３ｃを形成する。これにより、遷
移金属層３ａと白金層３ｂと金層３ｃとを順次積層した
電極層３が形成される。
【００２８】また、これらの各層を形成したのち、更に
アニールを行ってもよい。これにより、遷移金属層３
ａ，白金層３ｂ，金層３ｃの各層は、それらのうちの一
部が反応した遷移金属含有層，白金含有層，金含有層と
なる。
アニールを行ってもよい。これにより、遷移金属層３
ａ，白金層３ｂ，金層３ｃの各層は、それらのうちの一
部が反応した遷移金属含有層，白金含有層，金含有層と
なる。
【００２９】このようにして形成したオーミック電極は
次のように作用する。
次のように作用する。
【００３０】このオーミック電極では、コンタクト層２
と電極層３を介してｐ型化合物半導体層１に配線を接続
する。この配線および電極層３を介してｐ型化合物半導
体層１に所定の電圧を印加すると正孔が電極層３からコ
ンタクト層２を介してｐ型化合物半導体層１に注入され
る。すなわち、電流が電極層３からｐ型化合物半導体層
１へ流れる。
と電極層３を介してｐ型化合物半導体層１に配線を接続
する。この配線および電極層３を介してｐ型化合物半導
体層１に所定の電圧を印加すると正孔が電極層３からコ
ンタクト層２を介してｐ型化合物半導体層１に注入され
る。すなわち、電流が電極層３からｐ型化合物半導体層
１へ流れる。
【００３１】ここにおいて、コンタクト層２と電極層３
との界面では、コンタクト層２がｐ型化合物半導体層１
よりも高い正孔濃度を有しているので、トンネル電流が
流れやすくなっている。また、電極層３の遷移金属層３
ａもしくは遷移金属含有層によりコンタクト層２と白金
層３ｂもしくは白金含有層とを強く密着させているの
で、正孔に対する障壁が小さくなっている。更に、白金
層３ｂもしくは白金含有層を薄い遷移金属層３ａもしく
は遷移金属含有層を介してコンタクト層２に接続してい
るので、コンタクト層２の価電子帯との不連続が小さく
なっている。すなわち、接触比抵抗は小さくなってい
る。
との界面では、コンタクト層２がｐ型化合物半導体層１
よりも高い正孔濃度を有しているので、トンネル電流が
流れやすくなっている。また、電極層３の遷移金属層３
ａもしくは遷移金属含有層によりコンタクト層２と白金
層３ｂもしくは白金含有層とを強く密着させているの
で、正孔に対する障壁が小さくなっている。更に、白金
層３ｂもしくは白金含有層を薄い遷移金属層３ａもしく
は遷移金属含有層を介してコンタクト層２に接続してい
るので、コンタクト層２の価電子帯との不連続が小さく
なっている。すなわち、接触比抵抗は小さくなってい
る。
【００３２】加えて、金層３ｃもしくは金含有層とコン
タクト層２との間に白金層３ｂもしくは白金含有層を挿
入しているので、電圧の印加によりジュール熱が発生し
温度が高くなっったり雰囲気温度が上昇しても金がコン
タクト層２の方へ拡散するのを抑制する。よって、温度
が高くなっても接触比抵抗が大きくなることが抑制され
る。
タクト層２との間に白金層３ｂもしくは白金含有層を挿
入しているので、電圧の印加によりジュール熱が発生し
温度が高くなっったり雰囲気温度が上昇しても金がコン
タクト層２の方へ拡散するのを抑制する。よって、温度
が高くなっても接触比抵抗が大きくなることが抑制され
る。
【００３３】このように本実施の形態に係るオーミック
電極によれば、コンタクト層２，遷移金属層３ａもしく
は遷移金属含有層および白金層３ｂもしくは白金含有層
をｐ型化合物半導体層１の側から順に備えているので、
接触比抵抗の値を小さくすることができる。また、遷移
金属層３ａもしくは遷移金属含有層および白金層３ｂも
しくは白金含有層をｐ型化合物半導体層１の側から順に
備えているので、熱的安定性を高くすることができる。
よって、素子を長期間に渡って安定動作させることがで
きる。
電極によれば、コンタクト層２，遷移金属層３ａもしく
は遷移金属含有層および白金層３ｂもしくは白金含有層
をｐ型化合物半導体層１の側から順に備えているので、
接触比抵抗の値を小さくすることができる。また、遷移
金属層３ａもしくは遷移金属含有層および白金層３ｂも
しくは白金含有層をｐ型化合物半導体層１の側から順に
備えているので、熱的安定性を高くすることができる。
よって、素子を長期間に渡って安定動作させることがで
きる。
【００３４】また、本実施の形態に係るオーミック電極
の形成方法によれば、遷移金属含有層３ａ，白金層３
ｂ，金層３ｃを順次積層したのちアニールするようにし
たので、白金層３ｂにより金がｐ型化合物半導体層１の
方に拡散するのを防止しつつ、遷移金属層３ａにより白
金層３ｂをｐ型化合物半導体層１に密着させることがで
きる。よって、本実施の形態に係るオーミック電極を実
現することができる。
の形成方法によれば、遷移金属含有層３ａ，白金層３
ｂ，金層３ｃを順次積層したのちアニールするようにし
たので、白金層３ｂにより金がｐ型化合物半導体層１の
方に拡散するのを防止しつつ、遷移金属層３ａにより白
金層３ｂをｐ型化合物半導体層１に密着させることがで
きる。よって、本実施の形態に係るオーミック電極を実
現することができる。
【００３５】
【実施例】更に、具体的な実施例を挙げて本発明の効果
を説明する。
を説明する。
【００３６】（第１の実施例）図２は第１の実施例にお
いて作製した試料の電極層１３側から見た構成を表すも
のである。図３は図２に示した試料のＡ−Ａ線に沿った
断面構造を表すものである。なお、図２においては電極
層１３とｐ型化合物半導体層１１とを区別するために電
極層１３の部分を斜線で表している。
いて作製した試料の電極層１３側から見た構成を表すも
のである。図３は図２に示した試料のＡ−Ａ線に沿った
断面構造を表すものである。なお、図２においては電極
層１３とｐ型化合物半導体層１１とを区別するために電
極層１３の部分を斜線で表している。
【００３７】この実施例では、まず、適宜なサファイア
基板１０の上にｐ型化合物半導体層１１を形成したもの
を用意した。なお、このｐ型化合物半導体層１１は、ｐ
型の不純物としてマグネシウムを添加したＧａＮをＭＯ
ＣＶＤ成長により成長させて形成したものであり、成長
させたのちに窒素ガス雰囲気中で８００℃，１０分間ア
ニールしてキャリア活性化を行っってある。このｐ型化
合物半導体層１１の正孔濃度は４×１０17ｃｍ-3であ
り、厚さは約２μｍである。
基板１０の上にｐ型化合物半導体層１１を形成したもの
を用意した。なお、このｐ型化合物半導体層１１は、ｐ
型の不純物としてマグネシウムを添加したＧａＮをＭＯ
ＣＶＤ成長により成長させて形成したものであり、成長
させたのちに窒素ガス雰囲気中で８００℃，１０分間ア
ニールしてキャリア活性化を行っってある。このｐ型化
合物半導体層１１の正孔濃度は４×１０17ｃｍ-3であ
り、厚さは約２μｍである。
【００３８】次いで、電極層１３を形成するに先立ち、
このｐ型化合物半導体層１１の上に図示しないフォトレ
ジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィによって図３に
示した電極層１３の形状に対応するパターンを形成し
た。このパターンは、電極層１３の一部を環状に除去し
て第１の電極１４ａに対する電極間の距離が異なる複数
の第２の電極１４ｂを形成するためのものである。その
のち、ｐ型化合物半導体の表面酸化膜をアンモニア（Ｎ
Ｈ3 ）とフッ酸（ＨＦ）との混合液で除去したのち、さ
らに純水で洗浄した。
このｐ型化合物半導体層１１の上に図示しないフォトレ
ジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィによって図３に
示した電極層１３の形状に対応するパターンを形成し
た。このパターンは、電極層１３の一部を環状に除去し
て第１の電極１４ａに対する電極間の距離が異なる複数
の第２の電極１４ｂを形成するためのものである。その
のち、ｐ型化合物半導体の表面酸化膜をアンモニア（Ｎ
Ｈ3 ）とフッ酸（ＨＦ）との混合液で除去したのち、さ
らに純水で洗浄した。
【００３９】続いて、これを蒸着機に挿入し、１×１０
-4Ｐａ程度の真空中でニッケルを１０ｎｍ，白金を１０
０ｎｍ，金を２００ｎｍ続けて蒸着することにより、遷
移金属層１３ａと白金層１３ｂと金層１３ｃとを積層し
た電極層１３を形成した。そののち、図示しないフォト
レジスト膜をその上に形成された遷移元素層１３ａ，白
金層１３ｂ，金層１３ｃと共に除去し、図２および図３
に示したように電極間の距離が４μｍ〜３６μｍの第１
の電極１４ａと複数の第２の電極１４ｂが形成された試
料を作製した。
-4Ｐａ程度の真空中でニッケルを１０ｎｍ，白金を１０
０ｎｍ，金を２００ｎｍ続けて蒸着することにより、遷
移金属層１３ａと白金層１３ｂと金層１３ｃとを積層し
た電極層１３を形成した。そののち、図示しないフォト
レジスト膜をその上に形成された遷移元素層１３ａ，白
金層１３ｂ，金層１３ｃと共に除去し、図２および図３
に示したように電極間の距離が４μｍ〜３６μｍの第１
の電極１４ａと複数の第２の電極１４ｂが形成された試
料を作製した。
【００４０】このようにして試料を作製したのち、各電
極間の抵抗値をそれぞれ測定した。そののち、この試料
を窒素ガス雰囲気中でアニールし、各電極間の抵抗値の
変化をそれぞれ測定した。アニール温度は、２００℃，
３００℃，４００℃，５００℃，６００℃，７００℃，
８００℃においてそれぞれ行った。アニール時間は、そ
れぞれ３０秒間とした。
極間の抵抗値をそれぞれ測定した。そののち、この試料
を窒素ガス雰囲気中でアニールし、各電極間の抵抗値の
変化をそれぞれ測定した。アニール温度は、２００℃，
３００℃，４００℃，５００℃，６００℃，７００℃，
８００℃においてそれぞれ行った。アニール時間は、そ
れぞれ３０秒間とした。
【００４１】電極間距離が２４μｍのものについての結
果を従来例と比較して図４に示す。なお、従来例という
のは、本実施例の白金層１３ｂを除去したものである。
また、参照例としてｐ型化合物半導体層１１の上にコバ
ルト層のみを形成したものについても参照例として図４
に示した。
果を従来例と比較して図４に示す。なお、従来例という
のは、本実施例の白金層１３ｂを除去したものである。
また、参照例としてｐ型化合物半導体層１１の上にコバ
ルト層のみを形成したものについても参照例として図４
に示した。
【００４２】ちなみに、ここにおける抵抗値は接触抵抗
値とｐ型化合物半導体層１１の抵抗値とを加えたもので
ある。しかし、アニールをｐ型化合物半導体層１１にお
けるキャリア活性化の際のアニール温度（８００℃）以
下で行っているので、ｐ型化合物半導体層１１の抵抗値
の変化量は小さいものと考えられる。また、金属の拡散
によって起こるｐ型化合物半導体層１１の表面の変化は
接触抵抗値の変化として考える。よって、図４に示した
抵抗値の変化は接触比抵抗の変化と同視することができ
る。
値とｐ型化合物半導体層１１の抵抗値とを加えたもので
ある。しかし、アニールをｐ型化合物半導体層１１にお
けるキャリア活性化の際のアニール温度（８００℃）以
下で行っているので、ｐ型化合物半導体層１１の抵抗値
の変化量は小さいものと考えられる。また、金属の拡散
によって起こるｐ型化合物半導体層１１の表面の変化は
接触抵抗値の変化として考える。よって、図４に示した
抵抗値の変化は接触比抵抗の変化と同視することができ
る。
【００４３】図４からわかるように、従来例ではアニー
ルする前の抵抗値が一番小さかった。すなわち、従来例
はアニールにより接触比抵抗が大きくなると考えられ
る。これに対して本実施例では、アニールすることで一
時的に抵抗値が大きくなるが、７００℃のアニールによ
り抵抗値が一番小さくなった。更に、８００℃でアニー
ルすると再び抵抗値が大きくなった。また、従来例のア
ニールする前の抵抗値と本実施例のアニールする前の抵
抗値とでは本実施例の方が小さく、従来例で一番小さい
抵抗値（アニールする前のもの）と本実施例で一番小さ
い抵抗値（７００℃でアニールしたもの）とでも本実施
例の方が小さかった。
ルする前の抵抗値が一番小さかった。すなわち、従来例
はアニールにより接触比抵抗が大きくなると考えられ
る。これに対して本実施例では、アニールすることで一
時的に抵抗値が大きくなるが、７００℃のアニールによ
り抵抗値が一番小さくなった。更に、８００℃でアニー
ルすると再び抵抗値が大きくなった。また、従来例のア
ニールする前の抵抗値と本実施例のアニールする前の抵
抗値とでは本実施例の方が小さく、従来例で一番小さい
抵抗値（アニールする前のもの）と本実施例で一番小さ
い抵抗値（７００℃でアニールしたもの）とでも本実施
例の方が小さかった。
【００４４】また、７００℃でアニールした時の接触比
抵抗の値を見積もったところ、図５に示したように、
３．２×１０-2Ωｃｍ2 と比較的小さい値であった。な
お、接触比抵抗の見積もり方については、"G.S.Marlow
et al., Solid State Electronics 25 (1982) 91" に示
されている方法を用いた。ちなみに、この時のｐ型化合
物半導体層１１のシート抵抗値は１４９００Ω／□であ
った。
抵抗の値を見積もったところ、図５に示したように、
３．２×１０-2Ωｃｍ2 と比較的小さい値であった。な
お、接触比抵抗の見積もり方については、"G.S.Marlow
et al., Solid State Electronics 25 (1982) 91" に示
されている方法を用いた。ちなみに、この時のｐ型化合
物半導体層１１のシート抵抗値は１４９００Ω／□であ
った。
【００４５】従って、本実施例によれば、ニッケルより
なる遷移金属層１３ａと白金層１３ｂと金層１３ｃとを
順次積層した電極層１３により、接触比抵抗の値を小さ
くすることができることがわかった。特に、７００℃で
アニールすれば、熱的安定性も高くできることがわかっ
た。
なる遷移金属層１３ａと白金層１３ｂと金層１３ｃとを
順次積層した電極層１３により、接触比抵抗の値を小さ
くすることができることがわかった。特に、７００℃で
アニールすれば、熱的安定性も高くできることがわかっ
た。
【００４６】（第２の実施例）第２の実施例では、第１
の実施例の遷移金属層１３ａをパラジウムにより形成し
たことを除き、他は第１の実施例と同様にして試料を作
製した。そののち、第１の実施例と同様にして、アニー
ルによる抵抗値の変化を調べた。なお、第１の実施例と
比較するために、サファイア基板１０の上に形成したｐ
型化合物半導体層１１は、第１の実施例と同一のウェハ
から切り出したものを用いた。
の実施例の遷移金属層１３ａをパラジウムにより形成し
たことを除き、他は第１の実施例と同様にして試料を作
製した。そののち、第１の実施例と同様にして、アニー
ルによる抵抗値の変化を調べた。なお、第１の実施例と
比較するために、サファイア基板１０の上に形成したｐ
型化合物半導体層１１は、第１の実施例と同一のウェハ
から切り出したものを用いた。
【００４７】電極間距離が２４μｍのものについての結
果を第１の実施例と同様に図４に示す。図４からわかる
ように、本実施例では、８００℃のアニールにより抵抗
値は小さくなるが、アニールする前の抵抗値が一番小さ
かった。また、従来例のアニールする前の抵抗値と本実
施例のアニールする前の抵抗値とでは本実施例の方が小
さかった。
果を第１の実施例と同様に図４に示す。図４からわかる
ように、本実施例では、８００℃のアニールにより抵抗
値は小さくなるが、アニールする前の抵抗値が一番小さ
かった。また、従来例のアニールする前の抵抗値と本実
施例のアニールする前の抵抗値とでは本実施例の方が小
さかった。
【００４８】従って、本実施例によれば、パラジウムよ
りなる遷移金属層１３ａと白金層１３ｂと金層１３ｃと
を順次積層した電極層１３により、接触比抵抗の値を小
さくすることができることがわかった。
りなる遷移金属層１３ａと白金層１３ｂと金層１３ｃと
を順次積層した電極層１３により、接触比抵抗の値を小
さくすることができることがわかった。
【００４９】（第３の実施例）第３の実施例では、第１
の実施例の遷移金属層１３ａをコバルトにより形成した
ことを除き、他は第１の実施例と同様にして試料を作製
した。そののち、第１の実施例と同様にして、アニール
による抵抗値の変化を調べた。なお、第１の実施例と比
較するために、サファイア基板１０の上に形成したｐ型
化合物半導体層１１は、第１の実施例と同一のウェハか
ら切り出したものを用いた。
の実施例の遷移金属層１３ａをコバルトにより形成した
ことを除き、他は第１の実施例と同様にして試料を作製
した。そののち、第１の実施例と同様にして、アニール
による抵抗値の変化を調べた。なお、第１の実施例と比
較するために、サファイア基板１０の上に形成したｐ型
化合物半導体層１１は、第１の実施例と同一のウェハか
ら切り出したものを用いた。
【００５０】電極間距離が２４μｍのものについての結
果を第１の実施例と同様に図４に示す。図４からわかる
ように、本実施例では、アニール前の抵抗値は比較的大
きかったが、７００℃のアニールにより抵抗値が一番小
さくなった。また、従来例で一番小さい抵抗値（アニー
ルする前のもの）と本実施例で一番小さい抵抗値（７０
０℃でアニールしたもの）とでは本実施例の方が小さか
った。
果を第１の実施例と同様に図４に示す。図４からわかる
ように、本実施例では、アニール前の抵抗値は比較的大
きかったが、７００℃のアニールにより抵抗値が一番小
さくなった。また、従来例で一番小さい抵抗値（アニー
ルする前のもの）と本実施例で一番小さい抵抗値（７０
０℃でアニールしたもの）とでは本実施例の方が小さか
った。
【００５１】従って、本実施例によれば、コバルトより
なる遷移金属層１３ａと白金層１３ｂと金層１３ｃとを
順次積層した電極層１３を７００℃でアニールすること
により、接触比抵抗の値を小さくすることができ、かつ
熱的安定性も高くできることがわかった。
なる遷移金属層１３ａと白金層１３ｂと金層１３ｃとを
順次積層した電極層１３を７００℃でアニールすること
により、接触比抵抗の値を小さくすることができ、かつ
熱的安定性も高くできることがわかった。
【００５２】（第４の実施例）第４の実施例では、第１
の実施例の遷移金属層１３ａをチタンにより形成したこ
とを除き、他は第１の実施例と同様にして試料を作製し
た。そののち、第１の実施例と同様にして、アニールに
よる抵抗値の変化を調べた。なお、第１の実施例と比較
するために、サファイア基板１０の上に形成したｐ型化
合物半導体層１１は、第１の実施例と同一のウェハから
切り出したものを用いた。
の実施例の遷移金属層１３ａをチタンにより形成したこ
とを除き、他は第１の実施例と同様にして試料を作製し
た。そののち、第１の実施例と同様にして、アニールに
よる抵抗値の変化を調べた。なお、第１の実施例と比較
するために、サファイア基板１０の上に形成したｐ型化
合物半導体層１１は、第１の実施例と同一のウェハから
切り出したものを用いた。
【００５３】電極間距離が２４μｍのものについての結
果を第１の実施例と同様に図４に示す。図４からわかる
ように、本実施例では、アニール前の抵抗値は比較的大
きかったが、８００℃のアニールにより抵抗値が一番小
さくなった。また、従来例で一番小さい抵抗値（アニー
ルする前のもの）と本実施例で一番小さい抵抗値（８０
０℃でアニールしたもの）とでは本実施例の方が小さか
った。
果を第１の実施例と同様に図４に示す。図４からわかる
ように、本実施例では、アニール前の抵抗値は比較的大
きかったが、８００℃のアニールにより抵抗値が一番小
さくなった。また、従来例で一番小さい抵抗値（アニー
ルする前のもの）と本実施例で一番小さい抵抗値（８０
０℃でアニールしたもの）とでは本実施例の方が小さか
った。
【００５４】従って、本実施例によれば、チタンよりな
る遷移金属層１３ａと白金層１３ｂと金層１３ｃとを順
次積層した電極層１３を８００℃でアニールすることに
より、接触比抵抗の値を小さくすることができ、かつ熱
的安定性も高くできることがわかった。
る遷移金属層１３ａと白金層１３ｂと金層１３ｃとを順
次積層した電極層１３を８００℃でアニールすることに
より、接触比抵抗の値を小さくすることができ、かつ熱
的安定性も高くできることがわかった。
【００５５】（第５の実施例）図６は第５の実施例にお
いて作成した試料の構成を表すものである。この実施例
では、まず、第１の実施例と同様にして、サファイア基
板２０の上にｐ型化合物半導体層２１を形成したものを
用意した。次いで、その表面に形成されている酸化膜を
アンモニアとフッ酸との混合液で除去し、更に純水で洗
浄して乾燥させたのち、これをＭＢＥ成長装置の成長室
に挿入した。
いて作成した試料の構成を表すものである。この実施例
では、まず、第１の実施例と同様にして、サファイア基
板２０の上にｐ型化合物半導体層２１を形成したものを
用意した。次いで、その表面に形成されている酸化膜を
アンモニアとフッ酸との混合液で除去し、更に純水で洗
浄して乾燥させたのち、これをＭＢＥ成長装置の成長室
に挿入した。
【００５６】そののち、基板温度を８５０℃まで上昇さ
せ、窒素プラズマにより表面を窒化してから、ガリウム
ビームと窒素プラズマとマグネシウムビームとを照射し
てＧａＮを成長させコンタクト層２２を形成した。この
とき、窒素は、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonanc
e）セルまたはＲＦ（Radio Frequency ）セルによって
励起させた。また、ガリウムのセル温度は９００℃と
し、マグネシウムのセル温度は２００℃〜５００℃とし
た。
せ、窒素プラズマにより表面を窒化してから、ガリウム
ビームと窒素プラズマとマグネシウムビームとを照射し
てＧａＮを成長させコンタクト層２２を形成した。この
とき、窒素は、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonanc
e）セルまたはＲＦ（Radio Frequency ）セルによって
励起させた。また、ガリウムのセル温度は９００℃と
し、マグネシウムのセル温度は２００℃〜５００℃とし
た。
【００５７】このようにしてコンタクト層２２を形成し
たのち、第１の実施例と同様にしてニッケルよりなる遷
移金属層２３ａと白金層２３ｂと金層２３ｃとを順次積
層し電極層２３を形成した。
たのち、第１の実施例と同様にしてニッケルよりなる遷
移金属層２３ａと白金層２３ｂと金層２３ｃとを順次積
層し電極層２３を形成した。
【００５８】このようにして作製した試料について接触
比抵抗を測定したところ、１０-3Ωｃｍ2 以下であっ
た。すなわち、コンタクト層２２をｐ型化合物半導体層
２１と電極層２３との間に挿入することにより、接触比
抵抗の値を小さくすることができることがわかった。
比抵抗を測定したところ、１０-3Ωｃｍ2 以下であっ
た。すなわち、コンタクト層２２をｐ型化合物半導体層
２１と電極層２３との間に挿入することにより、接触比
抵抗の値を小さくすることができることがわかった。
【００５９】以上、実施の形態および実施例を挙げて本
発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態および
実施例に限定されるものではなく、その均等の範囲で種
々変形可能である。例えば、上記実施の形態において
は、コンタクト層２をｐ型化合物半導体層１と電極層３
との間に挿入するようにしたが、第１ないし第４の実施
例からもわかるように挿入しなくともよい。
発明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態および
実施例に限定されるものではなく、その均等の範囲で種
々変形可能である。例えば、上記実施の形態において
は、コンタクト層２をｐ型化合物半導体層１と電極層３
との間に挿入するようにしたが、第１ないし第４の実施
例からもわかるように挿入しなくともよい。
【００６０】また、上記各実施例においては、遷移金属
層１３ａ，２３ａをニッケルやパラジウムなどの単体で
形成するようにしたが、他の金属との合金により形成す
るようにしてもよい。
層１３ａ，２３ａをニッケルやパラジウムなどの単体で
形成するようにしたが、他の金属との合金により形成す
るようにしてもよい。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るオーミ
ック電極によれば、金と、白金と、金または白金以外の
遷移金属元素のうちの少なくとも１種とを含む複合体よ
りなる電極層を備えるようにしたので、接触比抵抗の値
を小さくすることができると共に熱的安定性を高くする
ことができる。よって、素子を長期間に渡って安定動作
させることができるという効果を奏する。
ック電極によれば、金と、白金と、金または白金以外の
遷移金属元素のうちの少なくとも１種とを含む複合体よ
りなる電極層を備えるようにしたので、接触比抵抗の値
を小さくすることができると共に熱的安定性を高くする
ことができる。よって、素子を長期間に渡って安定動作
させることができるという効果を奏する。
【００６２】また、本発明に係るオーミック電極の形成
方法によれば、ｐ型化合物半導体層の上に、遷移金属
層，白金層，金層を順次形成する工程と、そののちアニ
ールする工程とを有するようにしたので、白金層により
金がｐ型化合物半導体層の方に拡散するのを防止しつ
つ、遷移金属層により白金層をｐ型化合物半導体層に密
着させることができる。よって、本発明に係るオーミッ
ク電極を実現することができる。
方法によれば、ｐ型化合物半導体層の上に、遷移金属
層，白金層，金層を順次形成する工程と、そののちアニ
ールする工程とを有するようにしたので、白金層により
金がｐ型化合物半導体層の方に拡散するのを防止しつ
つ、遷移金属層により白金層をｐ型化合物半導体層に密
着させることができる。よって、本発明に係るオーミッ
ク電極を実現することができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係るオーミック電極を
表す構成図である。
表す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例において作製した試料を
電極層側から見た平面図である。
電極層側から見た平面図である。
【図３】図２に示した試料の構成を表すＡ−Ａ線に沿っ
た断面図である。
た断面図である。
【図４】本発明の実施例における電極間の抵抗値とアニ
ール温度との関係を表す特性図である。
ール温度との関係を表す特性図である。
【図５】図２に示した試料における電極間の抵抗値と電
極間距離との関係図である。
極間距離との関係図である。
【図６】本発明の第５の実施例において作製した試料を
表す構成図である。
表す構成図である。
１，１１，２１…ｐ型化合物半導体層、２，２２…コン
タクト層、３，１３，２３…電極層、３ａ，１３ａ，２
３ａ…遷移金属層、３ｂ，１３ｂ，２３ｂ…白金層、３
ｃ，１３ｃ，２３ｃ…金層、１０，２０…サファイア基
板、１４ａ…第１の電極、１４ｂ…第２の電極
タクト層、３，１３，２３…電極層、３ａ，１３ａ，２
３ａ…遷移金属層、３ｂ，１３ｂ，２３ｂ…白金層、３
ｃ，１３ｃ，２３ｃ…金層、１０，２０…サファイア基
板、１４ａ…第１の電極、１４ｂ…第２の電極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年１０月１６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３８】次いで、電極層１３を形成するに先立ち、
このｐ型化合物半導体層１１の上に図示しないフォトレ
ジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィによって図３に
示した電極層１３の形状に対応するパターンを形成し
た。このパターンは、電極層１３の一部を環状に除去し
て第１の電極１４ａに対する電極間の距離が異なる複数
の第２の電極１４ｂを形成するためのものである。その
のち、ｐ型化合物半導体の表面酸化膜をフッ化アンモニ
ウムとフッ酸（ＨＦ）との混合液で除去したのち、さら
に純水で洗浄した。
このｐ型化合物半導体層１１の上に図示しないフォトレ
ジスト膜を塗布し、フォトリソグラフィによって図３に
示した電極層１３の形状に対応するパターンを形成し
た。このパターンは、電極層１３の一部を環状に除去し
て第１の電極１４ａに対する電極間の距離が異なる複数
の第２の電極１４ｂを形成するためのものである。その
のち、ｐ型化合物半導体の表面酸化膜をフッ化アンモニ
ウムとフッ酸（ＨＦ）との混合液で除去したのち、さら
に純水で洗浄した。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４１】電極間距離が２４μｍのものについての結
果を従来例と比較して図４に示す。なお、従来例という
のは、本実施例の白金層１３ｂを除去し遷移金属層１３
ａとしてＮｉを用いたものである。また、参照例として
ｐ型化合物半導体層１１の上にコバルト層のみを形成し
たものについても参照例として図４に示した。
果を従来例と比較して図４に示す。なお、従来例という
のは、本実施例の白金層１３ｂを除去し遷移金属層１３
ａとしてＮｉを用いたものである。また、参照例として
ｐ型化合物半導体層１１の上にコバルト層のみを形成し
たものについても参照例として図４に示した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５５】（図５の実施例）図６は第５の実施例にお
いて作成した試料の構成を表すものである。この実施例
では、まず、第１の実施例と同様にして、サファイア基
板２０の上にｐ型化合物半導体層２１を形成したものを
用意した。次いで、その表面に形成されている酸化膜を
フッ化アンモニウムとフッ酸との混合液で除去し、更に
純水で洗浄して乾燥させたのち、これをＭＢＥ成長装置
の成長室に挿入した。
いて作成した試料の構成を表すものである。この実施例
では、まず、第１の実施例と同様にして、サファイア基
板２０の上にｐ型化合物半導体層２１を形成したものを
用意した。次いで、その表面に形成されている酸化膜を
フッ化アンモニウムとフッ酸との混合液で除去し、更に
純水で洗浄して乾燥させたのち、これをＭＢＥ成長装置
の成長室に挿入した。
Claims (8)
- 【請求項１】 ＩＩＩ族元素としてガリウム，アルミニ
ウム，ホウ素およびインジウムからなる群のうちの少な
くとも１種と窒素とを含むｐ型化合物半導体層に対する
オーミック電極であって、 金と、白金と、金または白金以外の遷移金属元素のうち
の少なくとも１種とを含む複合体よりなる電極層を備え
たことを特徴とするオーミック電極。 - 【請求項２】 前記電極層は、金または白金以外の遷移
金属元素のうちの少なくとも１種を含む遷移金属層と、
白金よりなる白金層と、金よりなる金層とを前記ｐ型化
合物半導体層の側から順に少なくとも有する複合体によ
り構成されたことを特徴とする請求項１記載のオーミッ
ク電極。 - 【請求項３】 前記電極層は、金または白金以外の遷移
金属元素のうちの少なくとも１種を含む遷移金属含有層
と、白金を含む白金含有層と、金を含む金含有層とを前
記ｐ型化合物半導体層の側から順に少なくとも有する複
合体により構成されたことを特徴とする請求項１記載の
オーミック電極。 - 【請求項４】 前記電極層は、金と、白金と、ニッケル
またはパラジウムとを含む複合体よりなることを特徴と
する請求項１記載のオーミック電極。 - 【請求項５】 更に、 前記電極層と前記ｐ型化合物半導体層との間に、ＩＩＩ
族元素としてガリウム，アルミニウム，ホウ素およびイ
ンジウムからなる群のうちの少なくとも１種と窒素とを
含むｐ型化合物半導体よりなりかつ前記ｐ型化合物半導
体層よりも高い正孔濃度を有するコンタクト層を備えた
ことを特徴とする請求項１記載のオーミック電極。 - 【請求項６】 ＩＩＩ族元素としてガリウム，アルミニ
ウム，ホウ素およびインジウムからなる群のうちの少な
くとも１種と窒素とを含むｐ型化合物半導体層に対して
オーミック電極を形成する方法であって、 前記ｐ型化合物半導体層の上に、金または白金以外の遷
移金属元素のうちの少なくとも１種を含む遷移金属層を
形成し、その上に白金よりなる白金層を形成し、更にそ
の上に金よりなる金層を形成する工程と、 前記遷移金属層と前記白金層と前記金層とをそれぞれ形
成したのちアニールする工程とを有することを特徴とす
るオーミック電極の形成方法。 - 【請求項７】 前記遷移金属層をニッケルにより形成す
ると共に、前記アニールを６００〜８００℃の温度範囲
内において行うことを特徴とする請求項６記載のオーミ
ック電極の形成方法。 - 【請求項８】 更に、 前記遷移金属層を形成するに先立ち、前記ｐ型化合物半
導体層の上に、ＩＩＩ族元素としてガリウム，アルミニ
ウム，ホウ素およびインジウムからなる群のうちの少な
くとも１種と窒素とを含むｐ型化合物半導体よりなるコ
ンタクト層を分子線エピタキシー法により形成する工程
を有することを特徴とする請求項６記載のオーミック電
極の形成方法。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP21311796A JP3587224B2 (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | オーミック電極 |
| DE69710539T DE69710539T2 (de) | 1996-07-24 | 1997-07-08 | Ohmsche Elektrode und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| EP97111565A EP0825652B1 (en) | 1996-07-24 | 1997-07-08 | Ohmic electrode and method of forming the same |
| KR1019970034396A KR100496369B1 (ko) | 1996-07-24 | 1997-07-23 | 오믹전극및반도체소자 |
| KR1020040085607A KR100537398B1 (ko) | 1996-07-24 | 2004-10-26 | 오믹 전극의 형성 방법 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21311796A JP3587224B2 (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | オーミック電極 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004190824A Division JP4123200B2 (ja) | 2004-06-29 | 2004-06-29 | オーミック電極の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1041254A true JPH1041254A (ja) | 1998-02-13 |
| JP3587224B2 JP3587224B2 (ja) | 2004-11-10 |
Family
ID=16633872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21311796A Expired - Lifetime JP3587224B2 (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | オーミック電極 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| DE (1) | DE69710539T2 (ja) |
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| US7653105B2 (en) | 2006-11-09 | 2010-01-26 | Sony Corporation | Semiconductor laser, method of manufacturing semiconductor laser, optical pickup and optical disk system |
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| US6936859B1 (en) | 1998-05-13 | 2005-08-30 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using group III nitride compound |
| DE19921987B4 (de) * | 1998-05-13 | 2007-05-16 | Toyoda Gosei Kk | Licht-Abstrahlende Halbleitervorrichtung mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen |
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| CN100411209C (zh) | 2004-01-26 | 2008-08-13 | 奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司 | 具有电流扩展结构的薄膜led |
| DE102005025416A1 (de) | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Lumineszenzdiodenchip mit einer Kontaktstruktur |
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1996
- 1996-07-24 JP JP21311796A patent/JP3587224B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-07-08 DE DE69710539T patent/DE69710539T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-07-08 EP EP97111565A patent/EP0825652B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-07-23 KR KR1019970034396A patent/KR100496369B1/ko not_active Expired - Lifetime
-
2004
- 2004-10-26 KR KR1020040085607A patent/KR100537398B1/ko not_active Expired - Lifetime
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| EP0825652B1 (en) | 2002-02-20 |
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