(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空中でスパッタリング法によってＧａＮを主成分とするｐ型半導体層の表面に金属酸化物の結晶粒と空隙からなるポーラス金属酸化物薄膜を形成する工程と、
真空中でスパッタリング法によって前記ポーラス金属酸化物薄膜の表面に当該金属酸化物からなる金属酸化物膜を形成する工程と、
前記ポーラス金属酸化物薄膜と前記金属酸化物膜を、酸素を含む雰囲気でアニールすることにより、前記ＧａＮを主成分とするｐ型半導体層の表面に、前記ＧａＮを含有する前記金属酸化物からなるコンタクト層を下地層とする、当該金属酸化物からなる金属酸化物層を形成する工程とを有し、
前記ポーラス金属酸化物薄膜を形成する工程が、前記金属酸化物膜を形成する工程における圧力より大きい圧力で、ターゲットから放出されるスパッタ粒子の斜め成分の角度を２０°〜７０°に設定して当該金属酸化物をスパッタリング法によって行う成膜方法。
【請求項２】
真空中でスパッタリング法によってＧａＮを主成分とするｐ型半導体層の表面に金属酸化物の結晶粒と空隙からなる単一のポーラス金属酸化物膜を形成する工程と、
前記単一のポーラス金属酸化物膜を、酸素を含む雰囲気でアニールすることにより、前記ＧａＮを主成分とするｐ型半導体層の表面に、当該金属酸化物からなる単一の金属酸化物層を形成する工程とを有し、
前記単一のポーラス金属酸化物膜を形成する工程が、３．０Ｐａ以上の圧力で、ターゲットから放出されるスパッタ粒子の斜め成分の角度を２０°〜７０°に設定して当該金属酸化物をスパッタリング法によって行う成膜方法。
【請求項３】
前記ポーラス金属酸化物薄膜を形成する工程における圧力が、３．０Ｐａ以上である請求項１記載の成膜方法。
【請求項４】
前記金属酸化物がＩＴＯからなる請求項１乃至３のいずれか１項記載の成膜方法。
【請求項５】
ＧａＮを主成分とするｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層の片面側に位置するＧａＮを主成分とするｐ型半導体層と、前記ｐ型半導体層の前記ｎ型半導体層に対して反対側に位置する透明電極層とが基板上に設けられ、前記ｐ型半導体層と前記ｎ型半導体層との間に電圧が印加された場合に動作電流が流れて発光する発光ダイオードを製造する方法であって、
前記透明電極層として、請求項１乃至４のいずれか１項の方法によって、前記コンタクト層を下地層とする金属酸化物層、又は、前記単一の金属酸化物層を形成する工程を有し、
前記ポーラス金属酸化物薄膜を形成する工程が、ターゲットから放出されるスパッタ粒子の斜め成分の角度を２０°〜７０°に設定して当該金属酸化物をスパッタリング法によって行う発光ダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパッタリングによって成膜を行う成膜方法に関し、特に、発光ダイオード用のＩＴＯ膜の成膜技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ）は、ｐｎ接合を基本にし、孔と電子とが再結合して放出する光を利用している。
近年では高寿命、高効率な発光素子として、液晶用バックライトや照明の用途で普及が進んでいる。
【０００３】
特にＧａＮ系ＬＥＤはバンドギャップが大きいため、青紫半導体レーザーや青色の発光ダイオードに用いられている。
このようなＧａＮ系ＬＥＤでは、ＧａＮを主成分とするｐ型半導体層上にＩＴＯ等の金属酸化物からなる透明電極層を形成するものが知られているが、ＬＥＤの発光効率を向上させるため、このｐ型半導体層と金属酸化物層との間の接触抵抗を小さくすることが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１０８１６４号公報
【特許文献２】特開２０１２−０５９７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ＧａＮを主成分とするｐ型半導体層と金属酸化物層との間の接触抵抗を小さくして発光ダイオードの発光効率を向上させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するためになされた本発明は、真空中でスパッタリング法によってＧａＮを主成分とするｐ型半導体層の表面に金属酸化物の結晶粒と空隙からなるポーラス金属酸化物薄膜を形成する工程と、真空中でスパッタリング法によって前記ポーラス金属酸化物薄膜の表面に当該金属酸化物からなる金属酸化物膜を形成する工程と、前記ポーラス金属酸化物薄膜と前記金属酸化物膜を、酸素を含む雰囲気でアニールすることにより、前記ＧａＮを主成分とするｐ型半導体層の表面に、前記ＧａＮを含有する前記金属酸化物からなるコンタクト層を下地層とする、当該金属酸化物からなる金属酸化物層を形成する工程とを有し、前記ポーラス金属酸化物薄膜を形成する工程が、前記金属酸化物膜を形成する工程における圧力より大きい圧力で、ターゲットから放出されるスパッタ粒子の斜め成分の角度を２０°〜７０°に設定して当該金属酸化物をスパッタリング法によって行う成膜方法である。
本発明では、前記ポーラス金属酸化物薄膜を形成する工程における圧力が、３．０Ｐａ以上である場合にも効果的である。
また、本発明は、真空中でスパッタリング法によってＧａＮを主成分とするｐ型半導体層の表面に金属酸化物の結晶粒と空隙からなる単一のポーラス金属酸化物膜を形成する工程と、前記単一のポーラス金属酸化物膜を、酸素を含む雰囲気でアニールすることにより、前記ＧａＮを主成分とするｐ型半導体層の表面に、当該金属酸化物からなる単一の金属酸化物層を形成する工程とを有し、前記単一のポーラス金属酸化物膜を形成する工程が、３．０Ｐａ以上の圧力で、ターゲットから放出されるスパッタ粒子の斜め成分の角度を２０°〜７０°に設定して当該金属酸化物をスパッタリング法によって行う成膜方法である。
本発明では、前記金属酸化物がＩＴＯからなる場合にも効果的である。
一方、本発明は、ＧａＮを主成分とするｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層の片面側に位置するＧａＮを主成分とするｐ型半導体層と、前記ｐ型半導体層の前記ｎ型半導体層に対して反対側に位置する透明電極層とが基板上に設けられ、前記ｐ型半導体層と前記ｎ型半導体層との間に電圧が印加された場合に動作電流が流れて発光する発光ダイオードを製造する方法であって、前記透明電極層として、上述したいずれかの方法によって、前記コンタクト層を下地層とする金属酸化物層、又は、前記単一の金属酸化物層を形成する工程を有し、前記ポーラス金属酸化物薄膜を形成する工程が、ターゲットから放出されるスパッタ粒子の斜め成分の角度を２０°〜７０°に設定して当該金属酸化物をスパッタリング法によって行う発光ダイオードの製造方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ＧａＮを主成分とするｐ型半導体層と透明電極層である金属酸化物層との間の接触抵抗を小さくすることができ、その結果、発光ダイオードの発光効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明によって製造される発光ダイオードの構成を示す断面図
【図２】金属酸化物層を形成するための成膜対象物の構成を示す断面図
【図３】本発明に用いる成膜装置を示す概略構成図
【図４】（ａ）〜（ｄ）：本発明に係る成膜方法の第１例を示す断面工程図
【図５】（ａ）〜（ｃ）：本発明に係る成膜方法の第２例を示す断面工程図
【図６】スパッタリング工程において、ポーラスなＩＴＯ金属酸化物からなる膜を形成する際の圧力と、ＧａＮ系ｐ型半導体層とＩＴＯ金属酸化物層との間の接触抵抗率との関係を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明が適用される発光ダイオードの基本構成を示す断面図である。
図１に示すように、この発光ダイオード１は、基板１３上に、ＧａＮを主成分とするｎ型半導体層１５と、ＧａＮを主成分とするｐ型半導体層１７とが配置されて構成されている。
【００１０】
ここで、「ＧａＮを主成分とする」、の意味は、Ｇａの原子数とＮの原子数の合計数が、全原子の５０原子％よりも多くの割合で含有されていることを指すものとする。
ｐ型又はｎ型のＧａＮ層の場合は、ｐ型又はｎ型のドーパント以外の原子は、ＧａとＮであり、ＧａＮは１００％に近い主成分であるが、「ＧａＮを主成分とする半導体」には、ＩｎＧａＮや、ＡｌＧａＮ等の半導体も含まれる。
【００１１】
ｎ型半導体層１５は、この発光ダイオード１ではｎ型ＧａＮ層であり、ｎ型半導体層１５のｎ型ＧａＮと、ｐ型半導体層１７のｐ型ＧａＮとは、エピタキシャル成長によって単結晶層にされている。
【００１２】
ここでは、単結晶層を成長させるために基板１３としてはサファイヤ基板が用いられ、サファイヤの基板１３の表面に、ｎ型のＧａＮからなるバッファー層１４が形成された後、バッファー層１４の表面に、ｎ型のＧａＮがエピタキシャル成長されて、ｎ型半導体層１５が形成されている。
また、発光効率を向上させるためにｎ型半導体層１５上に多重量子井戸層１６が形成された後、多重量子井戸層１６上にｐ型半導体層１７と金属酸化物からなる透明電極層２０とが形成される。
【００１３】
ここで、透明電極層２０の材料としては、例えば、ＩＴＯ（インジウム・スズ酸化物）、ＡＺＯ（アルミニウムドープ酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウムドープ酸化亜鉛）、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）の薄膜を用いることができるが、本発明は、特にＩＴＯで形成されたものが適している。
【００１４】
透明電極層２０上には、正電極２１が接触して形成されており、ｐ型半導体層１７は、透明電極層２０を介して正電極２１に電気的に接続されている。
他方、ｎ型半導体層１５上には、負電極２２が接触して形成されており、ここでは、ｎ型半導体層１５における、多重量子井戸層１６側の面が一部露出されて負電極２２が形成され、ｎ型半導体層１５は負電極２２に電気的に接続されている。
【００１５】
このような構成において、正電極２１と負電極２２の間に、正電極２１が負電極２２に対して正電圧となる電圧を印加すると、ｐ型半導体層１７とｎ型半導体層１５との間は順バイアスされ、多重量子井戸層１６に、ｐ型半導体層１７から正孔が注入され、ｎ型半導体層１５から電子が注入され、注入された正孔と電子が多重量子井戸層１６の内部で再結合し、発光光が生成される。
【００１６】
ここで、ｐ型半導体層１７と、透明電極層２０とは、発光光に対して透明となっており、多重量子井戸層１６の内部で生成された発光光のうち、ｐ型半導体層１７が位置する方向に向かう発光光は、多重量子井戸層１６と、ｐ型半導体層１７と、透明電極層２０とを透過し、正電極２１が位置しない部分から、発光ダイオード１の外部に放出される。
【００１７】
また、ｎ型半導体層１５と、バッファー層１４と、基板１３とについても、発光光に対して透明となっている。そして、基板１３におけるｎ型半導体層１５が配置された面に対して反対側の面に反射層１２が設けられており、ｎ型半導体層１５が位置する方向に向かう発光光は、多重量子井戸層１６と、ｎ型半導体層１５と、バッファー層１４と、基板１３とを透過し、反射層１２によって基板１３側に反射され、反射層１２上の基板１３及び上述した各層１４〜１７を透過して、透明電極層２０から外部に放出される。
【００１８】
次に、この発光ダイオード１の透明電極層２０を形成するための本発明の成膜方法について説明する。
図２は、本発明に用いる成膜対象物の構成を示す断面図である。
【００１９】
図２に示すように、この成膜対象物２は、基板１３上に、バッファー層１４と、ｎ型半導体層１５と、多重量子井戸層１６と、ＧａＮを主成分とするｐ型半導体層（以下、「ＧａＮ系ｐ型半導体層」という。）１７とが形成された状態であり、このＧａＮ系ｐ型半導体層１７の表面は露出されている。
【００２０】
図３は、本発明に用いる成膜装置の例を示す概略構成図、図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る成膜方法の第１例を示す断面工程図である。
図３に示すように、本発明に用いる成膜装置３０は、搬出入室３１と、成膜室３２とを有している。
【００２１】
本例では、まず、図２及び図４（ａ）に示す成膜対象物２を搬出入室３１内に搬入し、真空排気装置３１ａによって搬出入室３１内を真空排気する。
ここで、成膜室３２は、真空排気装置３２ａによって予め真空排気されており、ゲートバルブ３３を開け、成膜対象物２を成膜室３２内に移動させる。
【００２２】
成膜室３２の内部には、例えばＩＴＯからなる金属酸化物ターゲット（以下、「ターゲット」という。）３４が配置されている。このターゲット３４に対しては、直流電源３５から直流電力が印加されるとともに、高周波電源３６から高周波電力が印加されるようになっている。さらに、ターゲット３４の近傍には、磁気回路形成用のマグネット３７が設けられている。
【００２３】
成膜室３２は、ガス導入装置３８が接続されており、成膜室３２の内部は、真空排気装置３２ａによって真空排気されながら、ガス導入装置３８から例えば酸素及びアルゴンを含むスパッタガスが導入され、この状態でターゲット３４に対して直流電源３５から直流電力を印加するとともに高周波電源３６から高周波電力を重畳して印加することにより、スパッタリングを行う。
【００２４】
本例の場合、スパッタリングの際に、成膜室３２内において成膜対象物２のＧａＮ系ｐ型半導体層１７の表面をターゲット３４と対面させながら成膜対象物２を例えば矢印Ｐ方向に移動させるようにする（通過成膜）。
【００２５】
本例では、成膜室３２内の圧力を通常の金属酸化物膜を形成する場合の圧力に比べて高くなるように、具体的には、後述する金属酸化物層１８の形成工程における圧力に比べて高くなるように設定することにより、図４（ｂ）に示すように、ＧａＮ系ｐ型半導体層１７の表面にポーラスな（結晶粒と空隙からなる）金属酸化物からなる薄膜（以下、「ポーラス金属酸化物薄膜」という。）１９を形成する。
【００２６】
この場合、具体的には、通常のＩＴＯ等の金属酸化物膜を形成する場合の圧力が０．４Ｐａ〜２．０Ｐａであるのに対し、ポーラス金属酸化物薄膜１９を形成する場合には、スパッタリングの際の圧力を３．０Ｐａ〜１０Ｐａに設定することが好ましい。
【００２７】
また、本発明の場合、特に限定されることはないが、ＧａＮ系ｐ型半導体層１７の表面にポーラスな金属酸化物からなる薄膜を確実に形成する観点、またＧａＮ系ｐ型半導体層１７の表面に対するプラズマによるダメージを低減する観点からは、ターゲット３４から放出されるスパッタ粒子のうちターゲット３４の表面から斜め方向に放出されるスパッタ粒子（斜め成分）がＧａＮ系ｐ型半導体層１７の表面に到達するようにスパッタリングを行うことが好ましい。
【００２８】
上述した観点から、具体的には、ターゲット３４から放出されるスパッタ粒子の斜め成分の角度（ターゲット３４の表面の垂線となす角度）を２０°〜７０°に設定することが好ましい。
【００２９】
ここで、ターゲット３４から放出されるスパッタ粒子の斜め成分を成膜対象物２の表面に到達させるためには、例えば公知のロータリーカソード（図示せず）を成膜対象物２の表面に対して傾斜配置してスパッタリングを行うこと、また、ロータリーカソードから放出されるスパッタ粒子の斜め成分のみを通過させるような幅狭の開口部を設けることで対応することができる。
【００３０】
本発明の場合、上述したポーラス金属酸化物薄膜１９の厚さは特に限定されることはないが、ＩＴＯとＧａＮが混合したコンタクト層を形成するに必要な膜厚を確保する観点からは、１０ｎｍ〜２０ｎｍとなるように設定することが好ましい。
【００３１】
このポーラス金属酸化物薄膜１９を形成した後、成膜室３２内の圧力を下げ、成膜室３２内が通常の金属酸化物膜を形成する場合の圧力、すなわち、０．４Ｐａ〜２．０Ｐａとなるように設定し、ターゲット３４に対して直流電源３５から直流電力を印加するとともに高周波電源３６から高周波電力を重畳して印加することによりスパッタリングを行い、図４（ｃ）に示すように、ポーラス金属酸化物薄膜１９の表面に、上述した当該金属酸化物からなる金属酸化物膜１８Ａを形成する。
【００３２】
この場合、本例では、成膜室３２内において成膜対象物２のポーラス金属酸化物薄膜１９の表面をターゲット３４と対面させながら成膜対象物２を例えば矢印Ｐと反対方向に移動させるようにする（通過成膜）。
【００３３】
本発明の場合、特に限定されることはないが、本工程では、ポーラス金属酸化物薄膜１９の表面に所定厚さの金属酸化物膜１８Ａを高速に形成する観点からは、ターゲット３４から放出されるスパッタ粒子のうちターゲット３４の表面から垂直方向に放出されるスパッタ粒子（直上成分）がポーラス金属酸化物薄膜１９の表面に到達するようにスパッタリングを行うことが好ましい。
【００３４】
ここで、ターゲット３４から放出されるスパッタ粒子の直上成分を成膜対象物２の表面に到達させるためには、例えば上述したロータリーカソードを成膜対象物２の表面に対して傾斜させずに配置してスパッタリングを行うこと、また、ロータリーカソードから放出されるスパッタ粒子の直上成分及び斜め成分を通過可能な幅広の開口部を設けることで対応することができる。
【００３５】
本発明の場合、金属酸化物膜１８Ａの厚さは特に限定されることはないが、所望の抵抗率及び透過率の膜を形成する観点からは、５０ｎｍ〜３００ｎｍとなるように設定することが好ましい。
【００３６】
そして、この成膜対象物２を、予め真空排気されている搬出入室３１にゲートバルブ３３を介して搬入し、その後、成膜装置３０から取り出し、例えば、Ｎ2＋Ｏ2（Ｎ2：Ｏ2＝８：２）の雰囲気中で、５５０℃の温度でアニールを行う。
【００３７】
これにより、後述するように、ポーラス金属酸化物薄膜１９が、当該金属酸化物（例えばＩＴＯ）中にＧａＮを含有する稠密な金属酸化物からなるコンタクト層１９ａとなり、さらに、金属酸化物膜１８Ａが低抵抗化される。
【００３８】
その結果、図４（ｄ）に示すように、ＧａＮ系ｐ型半導体層１７の表面に、ＧａＮを含有する金属酸化物からなるコンタクト層１９ａを下地層とする、当該金属酸化物からなる金属酸化物層１８が形成され、これにより、目的とする透明導電膜２０を得る。
【００３９】
そして、以上の工程を経て得られた処理対象物３（図４（ｄ）参照）は、詳細は図示しないが、部分的にエッチングされてｎ型半導体層１５の一部が露出された後、正電極２１が透明電極層２０（金属酸化物層１８）の表面に形成され、負電極２２がｎ型半導体層１５上に形成され、さらに、図１に示すように、反射層１２が形成されることにより、上述した発光ダイオード１を得る。
【００４０】
図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る成膜方法の第２例を示す断面工程図であり、以下、上記第１例と対応する部分には同一の符合を付しその詳細な説明を省略する。
本例は、上述したコンタクト層１９ａを形成せず、ＧａＮ系ｐ型半導体層１７の表面に、透明電極層として単一の金属酸化物層１９Ｂを形成するものである。
【００４１】
本例では、まず、成膜室３２内に搬入した成膜対象物２に対し、スパッタリングの際、上述した金属酸化物膜１８Ａの形成工程に比べて高くなるように圧力を設定することにより、図５（ａ）（ｂ）に示すように、ＧａＮ系ｐ型半導体層１７の表面に、後述する金属酸化物層１９Ｂとなる単一のポーラス金属酸化物膜１９Ａを形成する。
【００４２】
具体的には、成膜室３２内の圧力を、３．０Ｐａ〜１０Ｐａに設定し、ターゲット３４に対して直流電源３５から直流電力を印加するとともに、高周波電源３６から高周波電力を重畳して印加し、通過成膜によってスパッタリングを行う。
【００４３】
本発明の場合、金属酸化物の結晶粒と空隙からなる単一のポーラス金属酸化物膜１９Ａの厚さは特に限定されることはないが、所望の抵抗率及び透過率の膜を形成する観点からは、５０ｎｍ〜３００ｎｍとなるように設定することが好ましい。
【００４４】
この場合、特に限定されることはないが、ＧａＮ系ｐ型半導体層１７の表面にポーラスな金属酸化物からなる膜を確実に形成する観点、またＧａＮ系ｐ型半導体層１７の表面に対するプラズマによるダメージを低減する観点からは、上記第１例と同様、ターゲット３４から放出されるスパッタ粒子の斜め成分がＧａＮ系ｐ型半導体層１７の表面に到達するようにスパッタリングを行うことが好ましい。
【００４５】
その後、成膜対象物２を、予め真空排気されている搬出入室３１にゲートバルブ３３を介して搬入した後、成膜装置３０から取り出し、例えば、Ｎ2＋Ｏ2（Ｎ2：Ｏ2＝８：２）の雰囲気中で、５５０℃の温度でアニールを行う。
【００４６】
これにより、単一のポーラス金属酸化物膜１９Ａが、当該金属酸化物（例えばＩＴＯ）中にＧａＮを含有し、かつ、低抵抗化することによって、目的とする透明電極層２０としての単一の金属酸化物層１９Ｂが得られる。
【実施例】
【００４７】
図６は、スパッタリング工程において、ポーラスなＩＴＯ金属酸化物からなる膜を形成する際の圧力と、ＧａＮ系ｐ型半導体層とＩＴＯ金属酸化物層との間の接触抵抗率との関係を示すグラフである。
【００４８】
この場合、図３に示す成膜装置において、ＩＴＯターゲット（ＳｎＯ2を１０重量％含有するＩｎ2Ｏ3）を用い、酸素及びアルゴンを含むスパッタガス中において成膜室内の圧力を０〜１０Ｐａの範囲で変化させ、スパッタリングによってＧａＮ系ｐ型半導体層の表面に接触して厚さ１００ｎｍの単層のポーラスなＩＴＯ金属酸化物からなる膜を形成した。
【００４９】
さらに、このようにして成膜したポーラスなＩＴＯ金属酸化物からなる膜に対し、Ｎ2＋Ｏ2（Ｎ2：Ｏ2＝８：２）の雰囲気中において、５５０℃の温度でアニールを行った。
このＩＴＯ金属酸化物層について、ＧａＮ系ｐ型半導体層との間の接触抵抗率を、公知のＴＬＭ法によって測定した。
【００５０】
図６に示すように、スパッタリングの際の圧力が１Ｐａを超えると、圧力の値が大きくなるに従い、ＧａＮ系ｐ型半導体層とＩＴＯ金属酸化物層との間の接触抵抗率が急激に低下し、さらに、圧力が３Ｐａ以上の範囲においては、ＧａＮ系ｐ型半導体層とＩＴＯ金属酸化物層との間の接触抵抗率が一桁以上小さくなることが見てとれる。
【００５１】
図６の結果から判断すると、本発明では、ターゲット特にＩＴＯからなるターゲットを用いてスパッタリングを行う際、３．０Ｐａ以上の圧力下において、スパッタリングを行うことが好ましいことが理解される。
【００５２】
＜本発明の作用・効果＞
本発明の作用・効果は、以下のように考察される。
すなわち、ＧａＮ系ｐ型半導体層上にスパッタリングによって金属酸化物層を形成する際には、ＧａＮ系ｐ型半導体層の表面にダメージが生じ、このＧａＮ系ｐ型半導体層表面のダメージが金属酸化物層との間の接触抵抗に影響することが知られている。
【００５３】
これは、スパッタリングの際に、金属酸化物ターゲットの成分やスパッタガス中に含まれる酸素成分がイオン化することによって酸素の負イオンが発生し、この負イオンがＧａＮ系ｐ型半導体層の表面に衝突することによって当該ｐ型半導体層の表面にダメージが生ずると考えられる。
【００５４】
そして、ＧａＮ系ｐ型半導体層の表面にダメージが与えられると、ＧａＮ系ｐ型半導体層の表面の結晶に歪みが生じ、この歪みに起因してＧａＮ系ｐ型半導体層と金属酸化物層との界面に形成される中間層に形成不良が生じ、その結果、ＧａＮ系ｐ型半導体層と金属酸化物層との間の接触抵抗が上昇する。
【００５５】
これに対し、本発明の第１例では、通常の金属酸化物膜を形成する場合の圧力より大きい圧力（例えば３．０Ｐａ以上）下においてスパッタリングを行い、ＧａＮ系ｐ型半導体層の表面にポーラスな金属酸化物薄膜を形成し、さらに、このポーラスな金属酸化物薄膜の表面に金属酸化物膜を形成する。
【００５６】
また、本発明の第２例では、通常の金属酸化物膜を形成する場合の圧力より大きい３．０Ｐａ以上の圧力下においてスパッタリングを行い、ＧａＮ系ｐ型半導体層の表面にポーラスな単一の金属酸化物膜を形成する。
【００５７】
このような本発明では、ＧａＮ系ｐ型半導体層の表面に形成されたポーラスな金属酸化物（薄）膜は、稠密な構造を有しておらず金属酸化物の結晶粒と空隙からなる。そして、この膜は、アニールの際に界面に存在する物質が拡散しやすい性質を有すると考えられる。
【００５８】
そして、このようなポーラスな金属酸化物（薄）膜をアニール処理すると、ＧａＮ系ｐ型半導体層と金属酸化物層との界面にＧａＮを含有する金属酸化物からなるコンタクト層が形成されるため、ＧａＮ系ｐ型半導体層と金属酸化物層との間の接触抵抗を小さくすることができるものと考えられる。
【００５９】
以上述べたメカニズムにより、本発明によれば、ＧａＮ系ｐ型半導体層と金属酸化物層／コンタクト層又はＧａＮ系ｐ型半導体層と金属酸化物層との間の接触抵抗を小さくすることができる。
そして、本発明は、金属酸化物層の金属酸化物がＩＴＯである場合のみならず、上述した他の金属酸化物についても同様のメカニズムによる効果を奏するものと考えられる。
【００６０】
なお、上記実施の形態においては、スパッタリングの際に通過成膜による場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限られず、固定成膜による場合にも適用することができる。
また、通過成膜による場合は、ポーラス金属酸化物薄膜を形成する工程と、当該ポーラス金属酸化物薄膜の表面に当該金属酸化物からなる金属酸化物膜を形成する工程とを別の成膜室によって効率良く成膜を行うようにすることも可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１……発光ダイオード
２……成膜対象物
１３……基板
１５……ＧａＮを主成分とするｎ型半導体層
１７……ＧａＮを主成分とするｐ型半導体層
１８……金属酸化物層
１９……ポーラス金属酸化物薄膜
１９ａ…コンタクト層
１９Ａ…単一のポーラス金属酸化物膜
１９Ｂ…単一の金属酸化物層
２０……透明電極層
３０……成膜装置
３４……金属酸化物ターゲット
３５……直流電源
３６……高周波電源
３７……マグネット
【図１】
0006532237.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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