[發(fā)明專利]氮化物半導(dǎo)體器件

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 02108234.0
• 申請(qǐng)日: 2002-03-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1379483A
• 公開(kāi)（公告）日: 2002-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高橋宏和;太田啟之;渡邊溫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 先鋒株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00;H01S5/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 蹇煒

本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種III族類氮化物半導(dǎo)體器件，更具體地說(shuō)，是涉及在III族類氮化物半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體和金屬電極之間的電接觸性能的一種改進(jìn)。

相關(guān)技術(shù)的說(shuō)明

在諸如發(fā)光二極管、半導(dǎo)體激光二極管等的發(fā)光器件的領(lǐng)域中，具有III族類氮化物半導(dǎo)體(Al_xGa_1-x)_1-yIn_yN(0≤x≤1，0＜y≤1)的晶層的半導(dǎo)體發(fā)光器件摻雜有諸如鎂、鋅等的II族類元素，該發(fā)光器件由于能夠發(fā)射藍(lán)光而引人注意。尤其需要的是開(kāi)發(fā)一種III族類氮化物半導(dǎo)體器件，它具有電極與該半導(dǎo)體之間改善的電接觸性能。

本領(lǐng)域技術(shù)人員都知道，在p型半導(dǎo)體/金屬邊界上的電荷遷移基本上依賴于該半導(dǎo)體的價(jià)帶和該金屬的費(fèi)米能級(jí)之間的能量差。依賴該能量差，形成歐姆接觸或肖特基接觸。目前，尚沒(méi)有為p型氮化物半導(dǎo)體充分減小肖特基勢(shì)壘的金屬，通過(guò)簡(jiǎn)單地選擇最佳電極金屬并不能獲得該接觸性能的進(jìn)一步改善。

為了改善電極和半導(dǎo)體之間的電接觸性能，常規(guī)的方法是采用具有小帶隙的半導(dǎo)體層作為與金屬的接觸層。

在公開(kāi)號(hào)為平成10-65216的日本專利中公開(kāi)了一種試圖降低與電極的接觸電阻的方案，該方案是通過(guò)采用包括銦并具有小帶隙的氮化物半導(dǎo)體作為與電極的接觸層。

在一種用于改善接觸性能的常見(jiàn)方法中，采用具有高載流子濃度的半導(dǎo)體層用于與金屬的接觸層。然而眾所周知的是，當(dāng)帶隙較大時(shí)，上述方法難以獲得高載流子密度。AlGaN基氮化物也具有較大的帶隙，特別是對(duì)于p型氮化物，難以獲得高載流子密度。

現(xiàn)在已知的是，當(dāng)InN摩爾分?jǐn)?shù)在InGaN中增大時(shí)，獲得較高的空穴濃度(Jpn.J.Appl，Phys.39(2000)337?Kumakura等人)。

然而，上述的各種方法都未獲得在電極接觸性能方面較優(yōu)的半導(dǎo)體器件。

本發(fā)明的目的和概述

鑒于上述情況提出本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種具有改善的電極接觸性能的III族類氮化物半導(dǎo)體器件。

根據(jù)本發(fā)明的一方面的氮化物半導(dǎo)體器件，它包括由III族類氮化物半導(dǎo)體制成的半導(dǎo)體層和用于向該半導(dǎo)體層提供載流子的金屬電極，該器件包括：

第一接觸層，由III族類氮化物半導(dǎo)體(Al_xGa_1-x)_1-yIn_yN(0≤x≤1，0＜y≤1)和II族類元素制成，該III族類氮化物半導(dǎo)體被沉積在該半導(dǎo)體層和該金屬電極之間，該II族類元素被加入到該III族類氮化物半導(dǎo)體；及

第二接觸層，由III族類氮化物半導(dǎo)體Al_x’Ga_1-x’N(0≤x’≤1)制成，并被沉積在該第一接觸層和該金屬電極之間。

在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體器件中，該第二接觸層可具有被加入其中的II族類元素。

在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體器件中，該第二接觸層可具有500或更小的厚度。

在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體器件中，上述的II族類元素可以是鎂。

在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體器件中，該第一接觸層可以是In_yGa_1-yN(0.05≤y≤0.4)。

在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體器件中，該第一接觸層在特性上可具有10至1000之范圍中的厚度。

在本發(fā)明的氮化物半導(dǎo)體器件中，該氮化物半導(dǎo)體器件可以是一種發(fā)光器件。

對(duì)于包括由III族類氮化物制成的半導(dǎo)體層和用于向該半導(dǎo)體層提供載流子(即空穴)的金屬電極的器件，本發(fā)明的發(fā)明人對(duì)它的電極接觸性能進(jìn)行了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)，目的在于改善該器件的電特性以獲得本發(fā)明。

例如，在上述的公開(kāi)號(hào)為平成10-65216的日本專利中公開(kāi)了一種器件，利用由p型InGaN制成的接觸層制造出該器件，通過(guò)熱退火處理向該p型InGaN提供高空穴濃度，并對(duì)該器件進(jìn)行接觸性能的研究。但是沒(méi)有獲得明顯的改善。

另一方面，在本發(fā)明的方法中，當(dāng)生成InGaN層或類似層(構(gòu)成其中加入有鎂的第一接觸層)后，較薄的GaN層或類似層被生成在最頂層的表面上作為第二接觸層，通過(guò)施加熱退火處理來(lái)影響向p型的轉(zhuǎn)化。這一過(guò)程被發(fā)現(xiàn)用于改善該所完成的器件的接觸性能。

附圖簡(jiǎn)述

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光器件的剖面示意圖，該器件具有多量子阱結(jié)構(gòu)；