JPH11298040A - 半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents
半導体発光素子及びその製造方法Info
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- JPH11298040A JPH11298040A JP9883998A JP9883998A JPH11298040A JP H11298040 A JPH11298040 A JP H11298040A JP 9883998 A JP9883998 A JP 9883998A JP 9883998 A JP9883998 A JP 9883998A JP H11298040 A JPH11298040 A JP H11298040A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸素を含む誘電体膜を設けた従来の半導体素
子においては、長期に渡る通電等において誘電体膜中の
酸素に起因して緩やかにＮｉの酸化が進み電極部分が高
抵抗化するといった問題があった。さらには、製造工程
において、誘電体膜を形成した後に、電極と半導体との
合金化アロイ等の熱処理プロセスを行ったときにも、電
極部分が高抵抗化した。透光性オーミック電極を備え、
シート抵抗が小さく更に熱的安定性が高く、高温プロセ
ス後に於いても、高い導電性の発光素子を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 窒化物系半導体に接するオーム性電極
と、該オーム性電極の少なくとも一部を覆う酸化物絶縁
膜とを備えた半導体発光素子において、該オーム性電極
は、該窒化物半導体に接触する金属膜と、該金属膜上に
形成された、この金属より高融点の導電膜と酸素を含む
誘電体膜からなる半導体素子。
子においては、長期に渡る通電等において誘電体膜中の
酸素に起因して緩やかにＮｉの酸化が進み電極部分が高
抵抗化するといった問題があった。さらには、製造工程
において、誘電体膜を形成した後に、電極と半導体との
合金化アロイ等の熱処理プロセスを行ったときにも、電
極部分が高抵抗化した。透光性オーミック電極を備え、
シート抵抗が小さく更に熱的安定性が高く、高温プロセ
ス後に於いても、高い導電性の発光素子を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 窒化物系半導体に接するオーム性電極
と、該オーム性電極の少なくとも一部を覆う酸化物絶縁
膜とを備えた半導体発光素子において、該オーム性電極
は、該窒化物半導体に接触する金属膜と、該金属膜上に
形成された、この金属より高融点の導電膜と酸素を含む
誘電体膜からなる半導体素子。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は窒化物系半導体発光
素子に関し、特にその電極構造、および、その製造方法
に関する。
素子に関し、特にその電極構造、および、その製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子では、サファイア等の絶縁性基板が使用されてい
る。この絶縁性基板を用いた発光素子では、裏面側に電
極を設けた構造にすることが困難であり、半導体層側に
ｐｎ両電極を設けた構造がとられている。
素子では、サファイア等の絶縁性基板が使用されてい
る。この絶縁性基板を用いた発光素子では、裏面側に電
極を設けた構造にすることが困難であり、半導体層側に
ｐｎ両電極を設けた構造がとられている。
【０００３】図４は、従来技術に基づく発光ダイオード
（ＬＥＤ）の概略模式図である。２０１はサファイア基
板、２０２はｎ−ＧａＮ：Ｓｉ、２０３は活性層、２０
４はｐ−ＧａＮ：Ｍｇ、２０５はｐ−ＧａＮ上に形成さ
れたＮｉ／Ａｕ透光性電極、２０６はＲＩＢＥ（Ｒｅａ
ｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｂｅａｍ ｅｔｃｈｉｎｇ）によ
ってエッチングされ露出したｎ−ＧａＮ上に形成された
ｎ型電極、２０７はＮｉ／Ａｕ透光性電極上に形成され
たボンディング用電極パッドであり、２０８はＳｉＯ2
誘電体膜である。ここで、Ｎｉ／Ａｕ透光性電極の構成
は、Ｎｉがｐ−ＧａＮ：Ｍｇとの間で、オーム性接触を
得るために選択され、ＡｕがＮｉの酸化を防止するため
に選択されている。しかし、Ａｕ電極の上に保護膜を付
けた構造の場合、この保護膜に含まれる酸素による酸化
は防ぐことができない。このような発光素子を台座に固
定するにあたって、半導体層側を下にする方法では、各
電極への通電に工夫が必要であり、生産性が悪くなるた
め、一般的には、半導体層側を上にする方法が用いられ
ている。よって、素子内部で生じた発光を有効に外部に
取り出せるように、ｐ側オーム性電極が、上述の如く、
透光性となっている。
（ＬＥＤ）の概略模式図である。２０１はサファイア基
板、２０２はｎ−ＧａＮ：Ｓｉ、２０３は活性層、２０
４はｐ−ＧａＮ：Ｍｇ、２０５はｐ−ＧａＮ上に形成さ
れたＮｉ／Ａｕ透光性電極、２０６はＲＩＢＥ（Ｒｅａ
ｃｔｉｖｅ ｉｏｎ ｂｅａｍ ｅｔｃｈｉｎｇ）によ
ってエッチングされ露出したｎ−ＧａＮ上に形成された
ｎ型電極、２０７はＮｉ／Ａｕ透光性電極上に形成され
たボンディング用電極パッドであり、２０８はＳｉＯ2
誘電体膜である。ここで、Ｎｉ／Ａｕ透光性電極の構成
は、Ｎｉがｐ−ＧａＮ：Ｍｇとの間で、オーム性接触を
得るために選択され、ＡｕがＮｉの酸化を防止するため
に選択されている。しかし、Ａｕ電極の上に保護膜を付
けた構造の場合、この保護膜に含まれる酸素による酸化
は防ぐことができない。このような発光素子を台座に固
定するにあたって、半導体層側を下にする方法では、各
電極への通電に工夫が必要であり、生産性が悪くなるた
め、一般的には、半導体層側を上にする方法が用いられ
ている。よって、素子内部で生じた発光を有効に外部に
取り出せるように、ｐ側オーム性電極が、上述の如く、
透光性となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、ｐ側オー
ム性電極は、透光性という性質上５０〜２００Åという
非常に薄い膜厚で形成する必要があった。ＳｉＯ2誘電
体膜２０８は、このような非常に薄い電極を、製造行程
等における損傷から保護するために形成されたものであ
る。本発明者の実験的知見によると、ＳｉＯ2誘電体膜
を設けた従来の半導体素子においては、長期に渡る通電
等においてＳｉＯ2に起因して緩やかにＮｉの酸化が進
み電極部分が高抵抗化するといった問題があった。さら
には、製造工程において、誘電体膜を形成した後に、電
極と半導体との合金化アロイ等の熱処理プロセスを行っ
たときにも、電極部分が高抵抗化した。
ム性電極は、透光性という性質上５０〜２００Åという
非常に薄い膜厚で形成する必要があった。ＳｉＯ2誘電
体膜２０８は、このような非常に薄い電極を、製造行程
等における損傷から保護するために形成されたものであ
る。本発明者の実験的知見によると、ＳｉＯ2誘電体膜
を設けた従来の半導体素子においては、長期に渡る通電
等においてＳｉＯ2に起因して緩やかにＮｉの酸化が進
み電極部分が高抵抗化するといった問題があった。さら
には、製造工程において、誘電体膜を形成した後に、電
極と半導体との合金化アロイ等の熱処理プロセスを行っ
たときにも、電極部分が高抵抗化した。
【０００５】また、Ｓｉ3Ｎ4等の組成に酸素を含まない
窒化膜に於いても膜形成時に含まれてしまう極微量の酸
素によってもこの透光性電極の酸化が引き起こされてし
まう事が分かった。この高抵抗化によって、シート抵抗
が高くなり、駆動電圧を低減することが困難になる。
窒化膜に於いても膜形成時に含まれてしまう極微量の酸
素によってもこの透光性電極の酸化が引き起こされてし
まう事が分かった。この高抵抗化によって、シート抵抗
が高くなり、駆動電圧を低減することが困難になる。
【０００６】本発明は以上の点に鑑み、透光性オーミッ
ク電極を備え、シート抵抗が小さく更に熱的安定性が高
く、高温プロセス後に於いても、高い導電性の発光素子
を提供することを目的とする。
ク電極を備え、シート抵抗が小さく更に熱的安定性が高
く、高温プロセス後に於いても、高い導電性の発光素子
を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体発光素子
は、窒化物系半導体に接するオーム性電極と、該オーム
性電極の少なくとも一部を覆う酸化物絶縁膜とを備えた
半導体発光素子において、該オーム性電極は、該窒化物
半導体に接触する金属膜と、該金属膜上に形成された、
この金属より高融点の導電膜とからなり、さらに該導電
膜上に誘電体膜が形成されていることを特徴とする。
は、窒化物系半導体に接するオーム性電極と、該オーム
性電極の少なくとも一部を覆う酸化物絶縁膜とを備えた
半導体発光素子において、該オーム性電極は、該窒化物
半導体に接触する金属膜と、該金属膜上に形成された、
この金属より高融点の導電膜とからなり、さらに該導電
膜上に誘電体膜が形成されていることを特徴とする。
【０００８】また、前記金属膜がＮｉもしくはＰｄを含
んでなり、前記導電膜がＰｔ、Ｗ、ＷＮ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔ
ａのいずれかを含んでなる事を特徴とする。
んでなり、前記導電膜がＰｔ、Ｗ、ＷＮ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔ
ａのいずれかを含んでなる事を特徴とする。
【０００９】本発明の半導体発光素子の製造方法は、ｐ
型半導体窒化物半導体表面に、ＮｉもしくはＰｄを含む
金属膜、Ｐｔ、Ｗ、ＷＮ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａのいずれかを
含んでなる導電膜を順次形成する工程と、その後、該導
電膜上に、酸化物絶縁膜を形成する工程と、さらにその
後、４００℃以上１０００℃以下で熱処理する工程と
を、含むことを特徴とする。
型半導体窒化物半導体表面に、ＮｉもしくはＰｄを含む
金属膜、Ｐｔ、Ｗ、ＷＮ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａのいずれかを
含んでなる導電膜を順次形成する工程と、その後、該導
電膜上に、酸化物絶縁膜を形成する工程と、さらにその
後、４００℃以上１０００℃以下で熱処理する工程と
を、含むことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施の形
態に基づいて説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１の半導
体発光素子の構造概略図である。図において、１０１は
サファイア基板であり、その上面に１０２はＧａＮバッ
ファ層、１０３はｎ型のＧａＮ層、１０４はｎ型Ａｌ
0.1Ｇａ0.9Ｎ下部クラッド層、１０５はＩｎ0.2Ｇａ0.8
Ｎ活性層、１０６は薄層ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ蒸発防
止層、１０７はｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ上部クラッド層、
１０８はｐ型電極ＧａＮキャップ層が順次積層されてい
る。また、１０９はＧａＮキャップ層１０８上の一部に
設けられたＮｉもしくはＰｄからなる金属膜、１１０は
金属膜１０９上に設けられたＭｏ導電膜、１１１はＭｏ
導電膜１１０上の一部に設けられたＡｕ電極パッド、１
１２は、ｎ型ＧａＮ層の露出した表面の一部設けられた
ｎ電極、１１３はＳｉＯ2誘電体膜である。
態に基づいて説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の実施の形態１の半導
体発光素子の構造概略図である。図において、１０１は
サファイア基板であり、その上面に１０２はＧａＮバッ
ファ層、１０３はｎ型のＧａＮ層、１０４はｎ型Ａｌ
0.1Ｇａ0.9Ｎ下部クラッド層、１０５はＩｎ0.2Ｇａ0.8
Ｎ活性層、１０６は薄層ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ蒸発防
止層、１０７はｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ上部クラッド層、
１０８はｐ型電極ＧａＮキャップ層が順次積層されてい
る。また、１０９はＧａＮキャップ層１０８上の一部に
設けられたＮｉもしくはＰｄからなる金属膜、１１０は
金属膜１０９上に設けられたＭｏ導電膜、１１１はＭｏ
導電膜１１０上の一部に設けられたＡｕ電極パッド、１
１２は、ｎ型ＧａＮ層の露出した表面の一部設けられた
ｎ電極、１１３はＳｉＯ2誘電体膜である。
【００１１】次に、このような半導体発光素子の製造方
法を説明する。先ずＭＯＣＶＤ装置を用いてＨ2雰囲気
中でサファイア基板１０１を１０５０℃で加熱し、基板
の表面処理を行う。その後、基板温度を５００℃まで下
げ、ＧａＮバッファ層１０２を形成する。この時バッフ
ァ層の層厚は２５０Åとする。その後基板温度を１０２
０℃まで上げてｎ型のＧａＮ層１０３を４μｍ程度成長
させ、同じ温度でｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ下部クラッド層
１０４を１μｍ成長させる。次に基板温度を８００℃に
下げノンドープ又はＳｉドープＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎ活性層
１０５を約２００Åの膜厚で成長させる。次に基板温度
をノンドープ又はＳｉドープＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎ活性層の
成長温度以上かつｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ上部クラッド層
の成長温度以下である約９００℃にてｐ型Ａｌ0.05Ｇａ
0.95Ｎ蒸発防止層１０６を成長させる。その後成長温度
を約１０２０℃まで上げ、ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ上部ク
ラッド層１０７を約１μｍ成長させる。次にｐ型ＧａＮ
キャップ層１０８を約１μｍ成長させる。この時ｐ型Ａ
ｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ蒸発防止層１０６は、基板温度を１０
２０℃まで上げる間に良質膜となる。
法を説明する。先ずＭＯＣＶＤ装置を用いてＨ2雰囲気
中でサファイア基板１０１を１０５０℃で加熱し、基板
の表面処理を行う。その後、基板温度を５００℃まで下
げ、ＧａＮバッファ層１０２を形成する。この時バッフ
ァ層の層厚は２５０Åとする。その後基板温度を１０２
０℃まで上げてｎ型のＧａＮ層１０３を４μｍ程度成長
させ、同じ温度でｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ下部クラッド層
１０４を１μｍ成長させる。次に基板温度を８００℃に
下げノンドープ又はＳｉドープＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎ活性層
１０５を約２００Åの膜厚で成長させる。次に基板温度
をノンドープ又はＳｉドープＩｎ0.2Ｇａ0.8Ｎ活性層の
成長温度以上かつｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ上部クラッド層
の成長温度以下である約９００℃にてｐ型Ａｌ0.05Ｇａ
0.95Ｎ蒸発防止層１０６を成長させる。その後成長温度
を約１０２０℃まで上げ、ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ上部ク
ラッド層１０７を約１μｍ成長させる。次にｐ型ＧａＮ
キャップ層１０８を約１μｍ成長させる。この時ｐ型Ａ
ｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ蒸発防止層１０６は、基板温度を１０
２０℃まで上げる間に良質膜となる。
【００１２】その後、ｎ型電極を形成するため、レジス
トを塗布してフォトリソグラフィによりパターニングを
行い、成長した半導体層の一部をドライエッチングによ
り除去してｎ型のＧａＮ層１０３を露出させ、ｎ型のＧ
ａＮ層１０３の露出した表面の一部にｎ電極１１２を形
成する。次に、レジストを塗布してフォトリソグラフィ
によりパターニングを行い、ｐ型ＧａＮキャップ層１０
８上の一部にＮｉもしくはＰｄからなる金属膜１０９を
３０〜１００Åの膜厚で蒸着し、更にその上に１０〜３
００Åの厚さでＭｏ導電膜１１０を形成し、ｐ電極とし
た。またｐ電極を形成したときと同様の手順で、ｐ電極
上の一部にＡｕパッド電極１１１を４０００Åの厚さで
形成する。最後にスパッタリングによりＳｉＯ2誘電体
膜１１３を２０００〜５０００Åの厚さで形成する。そ
の後、窒素雰囲気中もしくはＡｒ等の不活性ガス中で８
００℃で１０分間アニール処理を行う。このアニール処
理は、窒化ガリウム系半導体のｐ型層の低抵抗ｐ型半導
体と電極間のオーミック特性の向上を兼ねるものであ
る。ここで金属膜の材料として、ｐ−ＧａＮと良好なオ
ーミック接触が得られるＰｄ、Ｎｉを用いた。
トを塗布してフォトリソグラフィによりパターニングを
行い、成長した半導体層の一部をドライエッチングによ
り除去してｎ型のＧａＮ層１０３を露出させ、ｎ型のＧ
ａＮ層１０３の露出した表面の一部にｎ電極１１２を形
成する。次に、レジストを塗布してフォトリソグラフィ
によりパターニングを行い、ｐ型ＧａＮキャップ層１０
８上の一部にＮｉもしくはＰｄからなる金属膜１０９を
３０〜１００Åの膜厚で蒸着し、更にその上に１０〜３
００Åの厚さでＭｏ導電膜１１０を形成し、ｐ電極とし
た。またｐ電極を形成したときと同様の手順で、ｐ電極
上の一部にＡｕパッド電極１１１を４０００Åの厚さで
形成する。最後にスパッタリングによりＳｉＯ2誘電体
膜１１３を２０００〜５０００Åの厚さで形成する。そ
の後、窒素雰囲気中もしくはＡｒ等の不活性ガス中で８
００℃で１０分間アニール処理を行う。このアニール処
理は、窒化ガリウム系半導体のｐ型層の低抵抗ｐ型半導
体と電極間のオーミック特性の向上を兼ねるものであ
る。ここで金属膜の材料として、ｐ−ＧａＮと良好なオ
ーミック接触が得られるＰｄ、Ｎｉを用いた。
【００１３】本実施の形態の半導体発光素子において
は、長期に渡って通電しても、従来のものと比較して、
安定した特性が得られた。図２を参照してこのことを説
明する。図２は金属膜上の導電膜をＡｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、
Ｖ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ（各々の金属の融点はそれぞれ、１
０６４℃、１４５５℃、１７７２℃、１８９０℃、２６
１０℃、２９９６℃、３３８７℃である。）で形成した
とき、ＬＥＤ素子の劣化率を示したものであり、横軸を
各導電膜の融点でプロットしている。ここで劣化率と
は、各金属で導電膜を形成したＬＥＤ素子１００個に３
０ｍＡの電流を流し、３０００時間後、動作電圧の上
昇、点灯しなくなった等の不良化した素子の割合であ
る。また、●は導電膜下の金属膜がＮｉの場合、■はＰ
ｄの場合である。導電膜がＡｕもしくはＮｉの場合劣化
率は７０％以上と非常に高く、ＳｉＯ2との緩やかな酸
化によって素子が劣化してしまうことが分かる。それに
対し、導電膜の金属の融点が該導電膜下の金属膜の融点
より高い場合、劣化は３０％以下と非常に低くなる。
（ちなみにＮｉの融点は１４５５℃、Ｐｄの融点は１５
５４℃である。）この傾向は、金属膜がＮｉでもＰｄで
も同じ事が分かった。更に図に於いて×で示したＮｉ／
Ａｕの電極構造でＳｉＯ2誘電体膜がない場合は、劣化
率は約２０％と低くなり、Ｎｉ／Ａｕ電極とＳｉＯ2誘
電体膜の酸化が無いためであると考えられる。図には記
載していないが、ＷＮも劣化率は金属膜がＮｉの場合に
は、１５％、Ｐｄの場合には、Ｎｉ／Ａｕ透光性電極と
Ｎｉ／Ｍｏ透光性電極を０〜１０００℃で１０分間アニ
ールした後のシート抵抗を図３に示してある。０℃の点
はアニール前のシート抵抗を示している。Ｎｉ／Ａｕ透
光性電極は７０／５０Å、Ｎｉ／Ｍｏ透光性電極は各々
７０／５０Åの厚さで形成されており、トータルの膜厚
も同じにしている。この場合、８００℃のアニール後に
おいてＮｉ／Ａｕ電極は１００Ω程度と高抵抗化してい
るにもかかわらずＮｉ／Ｍｏ透光性電極は０．２Ω／ｃ
ｍ2程度の低抵抗なシート抵抗を保つことができた。Ｍ
ｏがＳｉＯ2によるＮｉの酸化を有効に防止しているこ
とが分かる。このような２層構造をとることでＮｉ／Ａ
ｕ電極以上に熱的安定性が高い、高信頼性の電極構造を
作成することができた。
は、長期に渡って通電しても、従来のものと比較して、
安定した特性が得られた。図２を参照してこのことを説
明する。図２は金属膜上の導電膜をＡｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、
Ｖ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ（各々の金属の融点はそれぞれ、１
０６４℃、１４５５℃、１７７２℃、１８９０℃、２６
１０℃、２９９６℃、３３８７℃である。）で形成した
とき、ＬＥＤ素子の劣化率を示したものであり、横軸を
各導電膜の融点でプロットしている。ここで劣化率と
は、各金属で導電膜を形成したＬＥＤ素子１００個に３
０ｍＡの電流を流し、３０００時間後、動作電圧の上
昇、点灯しなくなった等の不良化した素子の割合であ
る。また、●は導電膜下の金属膜がＮｉの場合、■はＰ
ｄの場合である。導電膜がＡｕもしくはＮｉの場合劣化
率は７０％以上と非常に高く、ＳｉＯ2との緩やかな酸
化によって素子が劣化してしまうことが分かる。それに
対し、導電膜の金属の融点が該導電膜下の金属膜の融点
より高い場合、劣化は３０％以下と非常に低くなる。
（ちなみにＮｉの融点は１４５５℃、Ｐｄの融点は１５
５４℃である。）この傾向は、金属膜がＮｉでもＰｄで
も同じ事が分かった。更に図に於いて×で示したＮｉ／
Ａｕの電極構造でＳｉＯ2誘電体膜がない場合は、劣化
率は約２０％と低くなり、Ｎｉ／Ａｕ電極とＳｉＯ2誘
電体膜の酸化が無いためであると考えられる。図には記
載していないが、ＷＮも劣化率は金属膜がＮｉの場合に
は、１５％、Ｐｄの場合には、Ｎｉ／Ａｕ透光性電極と
Ｎｉ／Ｍｏ透光性電極を０〜１０００℃で１０分間アニ
ールした後のシート抵抗を図３に示してある。０℃の点
はアニール前のシート抵抗を示している。Ｎｉ／Ａｕ透
光性電極は７０／５０Å、Ｎｉ／Ｍｏ透光性電極は各々
７０／５０Åの厚さで形成されており、トータルの膜厚
も同じにしている。この場合、８００℃のアニール後に
おいてＮｉ／Ａｕ電極は１００Ω程度と高抵抗化してい
るにもかかわらずＮｉ／Ｍｏ透光性電極は０．２Ω／ｃ
ｍ2程度の低抵抗なシート抵抗を保つことができた。Ｍ
ｏがＳｉＯ2によるＮｉの酸化を有効に防止しているこ
とが分かる。このような２層構造をとることでＮｉ／Ａ
ｕ電極以上に熱的安定性が高い、高信頼性の電極構造を
作成することができた。
【００１４】また、誘電体膜がＳｉＯ2の様な酸化物で
はなく、Ｓｉ3Ｎ4の様な窒化物であってもＳｉ3Ｎ4を形
成する際に膜中に取り込まれる酸素によって酸化が進行
しＮｉ／Ａｕ電極ｕ電極を高抵抗化させる事が分かっ
た。このような場合に於いてもＮｉ／Ｍｏ電極は０．２
Ω／ｃｍ2程度の低抵抗なシート抵抗を保つことがで
き、ＭｏがＳｉ3Ｎ4膜中に取り込まれた酸素によるＮｉ
の酸化を効果的に防止する事が分かった。更に、Ｎｉ／
Ｍｏ透光性電極に関して、半導体と金属間のコンタクト
抵抗も従来の２×１０-2Ω・ｃｍ2と同程度の値が得ら
れており良好なオーミック接触が得られている。図３に
示す通り、アニール温度としては、４００℃以上８００
℃以下が好ましい。４００℃以下ではｐ−ＧａＮ層中の
水素が抜けきらずｐ層が高抵抗のままになってしまう。
また８００℃以上ではＮｉ電極の再蒸発や凝集を引き起
こしてしまい好ましくない。この事情は、Ｎｉにかえて
Ｐｄ、ＭｏにかえてＷ、ＷＮ、Ｖ、Ｔａ、Ｐｔのいずれ
かを用いた場合であっても同様であった。またＮｉ金属
膜の厚さは３０Å以下では均一な膜形成ができず、１０
０Å以上では透光性が悪くなるので好ましくない。Ｎｉ
金属膜上のＭｏ導電膜の厚さは１０Å以下では均一な膜
形成が難しく、また９０Å以上では透光性が悪くなり好
ましくない。好ましくはＮｉの厚さは３０≦ｄ≦１００
Åの間で、Ｍｏ導電膜の厚さは１０≦ｄ＜９０Åの間と
なる。また透光性を考えると２層の合計の膜厚が２００
Åを越えないことが好ましい。
はなく、Ｓｉ3Ｎ4の様な窒化物であってもＳｉ3Ｎ4を形
成する際に膜中に取り込まれる酸素によって酸化が進行
しＮｉ／Ａｕ電極ｕ電極を高抵抗化させる事が分かっ
た。このような場合に於いてもＮｉ／Ｍｏ電極は０．２
Ω／ｃｍ2程度の低抵抗なシート抵抗を保つことがで
き、ＭｏがＳｉ3Ｎ4膜中に取り込まれた酸素によるＮｉ
の酸化を効果的に防止する事が分かった。更に、Ｎｉ／
Ｍｏ透光性電極に関して、半導体と金属間のコンタクト
抵抗も従来の２×１０-2Ω・ｃｍ2と同程度の値が得ら
れており良好なオーミック接触が得られている。図３に
示す通り、アニール温度としては、４００℃以上８００
℃以下が好ましい。４００℃以下ではｐ−ＧａＮ層中の
水素が抜けきらずｐ層が高抵抗のままになってしまう。
また８００℃以上ではＮｉ電極の再蒸発や凝集を引き起
こしてしまい好ましくない。この事情は、Ｎｉにかえて
Ｐｄ、ＭｏにかえてＷ、ＷＮ、Ｖ、Ｔａ、Ｐｔのいずれ
かを用いた場合であっても同様であった。またＮｉ金属
膜の厚さは３０Å以下では均一な膜形成ができず、１０
０Å以上では透光性が悪くなるので好ましくない。Ｎｉ
金属膜上のＭｏ導電膜の厚さは１０Å以下では均一な膜
形成が難しく、また９０Å以上では透光性が悪くなり好
ましくない。好ましくはＮｉの厚さは３０≦ｄ≦１００
Åの間で、Ｍｏ導電膜の厚さは１０≦ｄ＜９０Åの間と
なる。また透光性を考えると２層の合計の膜厚が２００
Åを越えないことが好ましい。
【００１５】本実施の形態において、導電膜１１０とし
てＭｏを用いたが、これに変えて、Ｗ、ＷＮ、Ｖ、Ｔ
ａ、Ｐｔにしても同様の効果が得られた。また、絶縁膜
として、ＳｉＯ2に変えて、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ3、ＴｉＯ
2、Ｓｉ3Ｎ4等の他の酸化物絶縁体を用いても、同様の
効果が得られた。
てＭｏを用いたが、これに変えて、Ｗ、ＷＮ、Ｖ、Ｔ
ａ、Ｐｔにしても同様の効果が得られた。また、絶縁膜
として、ＳｉＯ2に変えて、Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ3、ＴｉＯ
2、Ｓｉ3Ｎ4等の他の酸化物絶縁体を用いても、同様の
効果が得られた。
【００１６】
【発明の効果】従来の窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子、特にＬＥＤでは、透光性電極としてＮｉが用いら
れてきた。また透光性電極という性質上５０〜２００Å
という非常に薄い膜厚で形成される。また、透光性電極
上に電極を保護するためにＳｉＯ2 誘電体膜を形成して
いる。このため、電極と半導体との合金化アロイ、更に
は電極形成後のｐ型化アニールといった高温プロセスを
行ったときＮｉまたはＮｉ／Ａｕ透光性電極が誘電体膜
であるＳｉＯ2によって酸化する、また長期に渡る通電
等においても緩やかに酸化が進み高抵抗化するといった
問題が分かった。この高抵抗化によって、シート抵抗が
高くなり、駆動電圧を低減することが困難になる。そこ
で、Ｎｉ金属膜上に導電膜であるＭｏ、Ｗ、ＷＮ、Ｖ、
Ｔａ、Ｐｔを１０Åから３００Åの間で形成する事によ
り高温プロセスに於いてもＮｉが誘電体膜によって高抵
抗化せず、熱プロセスに対して安定な電極構造を作製す
る事ができた。
素子、特にＬＥＤでは、透光性電極としてＮｉが用いら
れてきた。また透光性電極という性質上５０〜２００Å
という非常に薄い膜厚で形成される。また、透光性電極
上に電極を保護するためにＳｉＯ2 誘電体膜を形成して
いる。このため、電極と半導体との合金化アロイ、更に
は電極形成後のｐ型化アニールといった高温プロセスを
行ったときＮｉまたはＮｉ／Ａｕ透光性電極が誘電体膜
であるＳｉＯ2によって酸化する、また長期に渡る通電
等においても緩やかに酸化が進み高抵抗化するといった
問題が分かった。この高抵抗化によって、シート抵抗が
高くなり、駆動電圧を低減することが困難になる。そこ
で、Ｎｉ金属膜上に導電膜であるＭｏ、Ｗ、ＷＮ、Ｖ、
Ｔａ、Ｐｔを１０Åから３００Åの間で形成する事によ
り高温プロセスに於いてもＮｉが誘電体膜によって高抵
抗化せず、熱プロセスに対して安定な電極構造を作製す
る事ができた。
【図１】本発明の第１の実施形態に関わる発光ダイオー
ドの概略模式図である。
ドの概略模式図である。
【図２】各導電膜でＬＥＤ素子を作成したときの、素子
の劣化率である。
の劣化率である。
【図３】Ｎｉ／Ａｕ透光性電極とＮｉ／Ｍｏ透光性電極
のシート抵抗のアニール温度依存性である。
のシート抵抗のアニール温度依存性である。
【図４】従来の発光ダイオードの概略模式図である。
１０１ サファイア基板 １０２ ＧａＮバッファ層 １０３ ｎ型のＧａＮ層 １０４ ｎ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ下部クラッド層 １０５ Ｉｎ0.2Ｇａ0.8Ｎ活性層 １０６ ｐ型Ａｌ0.05Ｇａ0.95Ｎ蒸発防止層 １０７ ｐ型Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ上部クラッド層 １０８ ｐ型ＧａＮキャップ層 １０９ Ｎｉ金属膜 １１０ Ｍｏ導電膜 １１１ Ａｕ電極パッド １１２ ｎ電極 １１３ ＳｉＯ2誘電体膜 ２０１ サファイア基板 ２０２ ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ ２０３ 活性層 ２０４ ｐ−ＧａＮ：Ｍｇ ２０５ Ｎｉ透光性電極またはＮｉ／Ａｕ透光性電極 ２０６ ｎ型電極 ２０７ ボンディング用電極パッド ２０８ ＳｉＯ2の誘電体膜
Claims (3)
- 【請求項１】 窒化物系半導体に接するオーム性電極
と、該オーム性電極の少なくとも一部を覆う酸化物絶縁
膜とを備えた半導体発光素子において、該オーム性電極
は、該窒化物半導体に接触する金属膜と、該金属膜上に
形成された該金属膜より高融点の導電膜とから構成さ
れ、かつ該導電膜上に誘電体膜が形成されていることを
特徴とする半導体発光素子。 - 【請求項２】 前記金属膜がＮｉもしくはＰｄを含んで
なり、前記導電膜がＰｔ、Ｗ、ＷＮ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａの
いずれかを含んでなる事を特徴とする請求項１に記載の
半導体発光素子。 - 【請求項３】 ｐ型窒化物半導体表面に、Ｎｉもしくは
Ｐｄを含む金属膜、Ｐｔ、Ｗ、ＷＮ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔａの
いずれかを含んでなる導電膜を順次形成する工程と、そ
の後、該導電膜上に、酸素を含む誘電体膜を形成する工
程と、さらにその後、４００℃以上８００℃以下で熱処
理する工程とを、含むことを特徴とする半導体発光素子
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9883998A JPH11298040A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9883998A JPH11298040A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11298040A true JPH11298040A (ja) | 1999-10-29 |
| JPH11298040A5 JPH11298040A5 (ja) | 2005-08-11 |
Family
ID=14230442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9883998A Pending JPH11298040A (ja) | 1998-04-10 | 1998-04-10 | 半導体発光素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11298040A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002353570A (ja) * | 2001-05-29 | 2002-12-06 | Sharp Corp | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体装置及びその製造方法 |
| US6825502B2 (en) | 2000-06-30 | 2004-11-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting element, method of manufacturing the same, and semiconductor device having light emitting element |
| US7173277B2 (en) | 2002-11-27 | 2007-02-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and method for fabricating the same |
| CN100383987C (zh) * | 2003-09-10 | 2008-04-23 | 深圳市方大国科光电技术有限公司 | 蓝宝石衬底发光二极管芯片电极制作方法 |
| EP1294028A4 (en) * | 2001-02-21 | 2009-04-01 | Sony Corp | LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR COMPONENT, METHOD FOR PRODUCING A LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR COMPONENT AND ELECTRODE LAYER CONNECTION STRUCTURE |
| JP2009135251A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Mitsubishi Electric Corp | 窒化物半導体装置およびその製造方法 |
| JP2009141195A (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-25 | Mitsubishi Electric Corp | 窒化物半導体装置およびその製造方法 |
| WO2010032829A1 (ja) * | 2008-09-19 | 2010-03-25 | 三菱化学株式会社 | 半導体発光素子の製造方法および半導体発光素子 |
| JP2010537436A (ja) * | 2007-08-31 | 2010-12-02 | ラティス パワー （チアンシ） コーポレイション | 低温でｐ型ＩＩＩ−Ｖ窒化物半導体材料に低抵抗率オーム接点を製作する方法 |
| US7964424B2 (en) | 2007-11-20 | 2011-06-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Method for manufacturing nitride semiconductor light-emitting element |
-
1998
- 1998-04-10 JP JP9883998A patent/JPH11298040A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7355212B2 (en) | 2000-06-30 | 2008-04-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting element |
| US7221002B2 (en) | 2000-06-30 | 2007-05-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting element, method of manufacturing the same, and semiconductor device having light emitting element |
| US7135714B2 (en) | 2000-06-30 | 2006-11-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting element, method of manufacturing the same, and semiconductor device having light emitting element |
| US7138665B2 (en) | 2000-06-30 | 2006-11-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting element, method of manufacturing the same, and semiconductor device having light emitting element |
| US7138664B2 (en) | 2000-06-30 | 2006-11-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device having a light emitting element |
| US7179671B2 (en) | 2000-06-30 | 2007-02-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting element, method of manufacturing the same, and semiconductor device having light emitting element |
| US6825502B2 (en) | 2000-06-30 | 2004-11-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting element, method of manufacturing the same, and semiconductor device having light emitting element |
| EP1294028A4 (en) * | 2001-02-21 | 2009-04-01 | Sony Corp | LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR COMPONENT, METHOD FOR PRODUCING A LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR COMPONENT AND ELECTRODE LAYER CONNECTION STRUCTURE |
| JP2002353570A (ja) * | 2001-05-29 | 2002-12-06 | Sharp Corp | Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体装置及びその製造方法 |
| US7173277B2 (en) | 2002-11-27 | 2007-02-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and method for fabricating the same |
| CN100383987C (zh) * | 2003-09-10 | 2008-04-23 | 深圳市方大国科光电技术有限公司 | 蓝宝石衬底发光二极管芯片电极制作方法 |
| JP2010537436A (ja) * | 2007-08-31 | 2010-12-02 | ラティス パワー （チアンシ） コーポレイション | 低温でｐ型ＩＩＩ−Ｖ窒化物半導体材料に低抵抗率オーム接点を製作する方法 |
| US7964424B2 (en) | 2007-11-20 | 2011-06-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Method for manufacturing nitride semiconductor light-emitting element |
| JP2009135251A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Mitsubishi Electric Corp | 窒化物半導体装置およびその製造方法 |
| JP2009141195A (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-25 | Mitsubishi Electric Corp | 窒化物半導体装置およびその製造方法 |
| WO2010032829A1 (ja) * | 2008-09-19 | 2010-03-25 | 三菱化学株式会社 | 半導体発光素子の製造方法および半導体発光素子 |
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