(57)【要約】【課題】本発明は、良好なオーミック特性を有する窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体用電極とその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と電極金属との間に金属酸化物を挿入した窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体用電極およびその製造方法。上記金属酸化物は、特に窒化物半導体を形成することが可能な金属元素の酸化物であることが好ましい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と電極金属との間に金属酸化物が挿入されていることを特徴とする窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体用電極。
【請求項２】
前記金属酸化物が、窒化物半導体を形成することが可能な金属元素の酸化物であることを特徴とする請求項１記載の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体用電極。
【請求項３】
前記金属酸化物が、バンドギャップ３．０ｅＶ以下の半導体であることを特徴とする請求項１または２記載の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体用電極。
【請求項４】
前記金属酸化物の金属が、インジウム（Ｉｎ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）、プロメシウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ディスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテレビウム（Ｙｂ）、ルテシウム（Ｌｕ）のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体用電極。
【請求項５】
前記窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と前記電極金属の間に酸素欠損状態下で金属酸化物を挿入することを特徴とする窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体用電極の製造方法。
【請求項６】
前記金属酸化物を挿入する方法が、スパッタ法あるいは蒸着法であることを特徴とする請求項５記載の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体用電極の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接触抵抗の小さいオーミック電極を形成するための窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体用電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は高い熱安定性を有し、組成を変化させることによってバンドギャップ幅を制御することができるため、発光素子や高温デバイスをはじめ、種々の半導体デバイスへの利用が可能である。
【０００３】
従来の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体用電極においては、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体に低接触抵抗のオーミック特性を付与するための積層構造を設けることが広く行なわれている。このうち、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体として、ｎ型不純物をドープした窒素ガリウム系化合物あるいはノンドープのＧａＮを用い、ＴｉとＡｌの積層構造を組み合わせた電極が、１×１０−７Ωｃｍ２〜１×１０−６Ωｃｍ２という低接触抵抗を有し、良好なオーミック特性を得られたことが報告されている（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、前記で窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてＡｌＧａＮを用い、ＴｉとＡｌの積層構造を組み合わせた場合の接触抵抗は、該半導体の３価金属中のＡｌ含有率（以下Ａｌ組成率という）の増大と共に高くなる。高Ａｌ組成率のＡｌＧａＮを用いた場合には、ＡｌＧａＮ自体のバンドギャップが大きくなって金属に対する電位障壁が高くなるためである。Ａｌ組成率が２２％の場合に接触抵抗が２．１×１０−３Ωｃｍ２となるという報告もされており、良好なオーミック特性を得ることは到底できない（非特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２９１６２１号公報
【０００６】
【非特許文献１】
Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．ｖｏｌ．７３（１９９８）２５８２
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記の問題を解決し、用いる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の組成の制約を受けずに良好なオーミック特性を有する窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体用電極を提供することを目的とする。特に、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体として、高Ａｌ組成率のＡｌＧａＮを用いた場合とＧａＮを用いた場合との比較において、ＡｌＧａＮを用いることによっても接触抵抗の著しい上昇が見られず、１×１０−４Ωｃｍ２以下の良好なオーミック特性を有する窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体用電極を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と電極金属の間に金属酸化物が挿入されていることを特徴とする窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体用電極とその製造方法に関する。また、該金属酸化物が、窒化物半導体を形成することが可能な金属元素の酸化物であることを特徴とする窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体用電極とその製造方法に関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の電極は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と電極金属との間に金属酸化物を挿入することを特徴とする。特に、該金属酸化物がバンドギャップ３．０ｅＶ以下である金属酸化物、または窒化物半導体を形成することが可能な金属元素の酸化物であることを特徴とする。さらに前記電極は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と電極金属との間に酸素欠損状態下で金属酸化物を挿入することを特徴とする。
【００１０】
＜電極の構造＞
本発明の電極の一般的な構造を図にしたがって説明する。
【００１１】
図１は本発明の電極の構成を示す断面図である。基板１の上に配置された本発明の電極Ｅは、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層２、金属酸化物３、および電極金属４を含む。
【００１２】
＜金属酸化物＞
本発明の電極に用いる金属酸化物は、バンドギャップが３．０ｅＶ以下、好ましくは２．０ｅＶ以下の半導体であることが好ましい。金属酸化物のバンドギャップが３．０ｅＶよりも大きいと金属酸化物自身が電位障壁となり、低接触抵抗の電極を得ることができない。
【００１３】
前記金属酸化物の金属としては、インジウム（Ｉｎ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジウム（Ｐｒ）、ネオジウム（Ｎｄ）、プロメシウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ディスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテレビウム（Ｙｂ）、ルテシウム（Ｌｕ）のうちの少なくとも一つを含む金属が挙げられる。上記の金属は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を形成することが可能であり、ＧａＮよりも小さいバンドギャップを有する窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を形成する可能性を有している。
【００１４】
前記金属酸化物は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と電極金属の間に１〜５０ｎｍの厚さで挿入することが好ましい。厚さが１ｎｍより小さいと、電極金属と窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層との間に十分な中間層を形成することができず、接触抵抗を十分に低減させることができない。また厚さが５０ｎｍより大きいと、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体と反応していない部分が残存するため、接触抵抗を十分に低減させることができない。
【００１５】
＜窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層＞
本発明の電極は、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体として、たとえばＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＩｎＮ、ＢＡｌＧａＮ、ＢＡｌＧａＩｎＮ等を用いることができるが、特にＡｌＧａＮを用いた場合には、金属酸化物を挿入することによって接触抵抗の著しい低減が可能である。
【００１６】
＜電極金属＞
本発明の電極は、電極金属としてＴｉ、Ｈｆ、Ａｌの他、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｗ、Ａｕ、Ｐｔ等を用いることができる。２種以上の金属を用いる場合には、積層構造としても、あるいは合金として用いてもよい。また、２種以上の金属を積層構造とした後にアニールを行なって金属同士を合金化する方法等も好ましく用いることができる。
【００１７】
＜金属酸化物の作用＞
本発明の電極における、接触抵抗に対する金属酸化物の作用について以下に説明する。
【００１８】
図２は、ｎ型窒化物系半導体層と電極金属において電極金属のフェルミ準位の方が低い場合の、ｎ型窒化物系半導体層と電極金属のエネルギー関係を示す図である。上記の場合、窒化物系半導体層と電極金属の界面付近には電位障壁が形成される（図２（ａ））。半導体がＡｌＧａＮの場合、上記電位障壁が特に高く、流れ得るトンネル電流は僅かである（図２（ｂ））。しかし、金属酸化物を半導体層と電極金属の間に存在させると、以下の２つの効果によりトンネル電流を増大させ、電極の接触抵抗を著しく低減できる。
【００１９】
第一に、金属酸化物に含まれる酸素は窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体に対してドナーとして寄与し、浅いドナー準位を形成するため、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と金属酸化物との界面近傍に高キャリア濃度のｎ型導電層が形成される。したがって金属酸化物と窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の間のトンネル電流が増大する（図２（ｃ））。
【００２０】
第二に、金属酸化物に含まれる金属は窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の窒素と反応し、金属酸化物と窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層との界面近傍において、バンドギャップの小さい新たな窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物を形成する。このとき電極金属と前記半導体層の間の電位障壁高さは連続的に変化するために、実効的な障壁高さとしては低くなり、トンネル電流が著しく増大する（図２（ｄ））。
【００２１】
＜電極の製造方法＞
本発明の電極は、たとえば図１における基板１に窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層２を成長させた上に、金属酸化物３を好ましくは酸素欠損状態下で堆積させ、さらに電極金属４を堆積させる方法等で製造することができる。
【００２２】
本発明の電極の製造に用いることができる基板１の材料としては、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、炭化珪素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）が挙げられる。また該基板上に窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を成長させる方法としては、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）あるいは分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）などを用いることができる。
【００２３】
金属酸化物３は、酸素欠損状態下で窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の上に堆積させることが好ましい。酸素が供給されている状態では、金属酸化物が高抵抗の半導体となり、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と電極金属の間に絶縁層を形成するため、電極の接触抵抗が高くなる。一方酸素が欠損した状態では、金属酸化物自体がｎ型半導体となり、ストイキオメトリー（化学量論比）が満足されている状態と比べて電気伝導性が大きくなり、かつ酸素と金属の結合が緩やかになるため、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体中へ酸素が採り込まれ易くなる。したがって金属酸化物と窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層との界面付近にキャリア濃度の高い導電層が形成され、電極の接触抵抗は低減される。
【００２４】
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の上に金属酸化物を堆積させる方法としては、酸素欠損状態をより容易に形成するためにスパッタ法あるいはＥＢ蒸着法などの蒸着法を採用することができる。
【００２５】
上記スパッタ法においては、導入酸素量をＡｒ流量の２０％以下にすることが望ましい。スパッタ法は反応性が高く、導入酸素量がＡｒ流量の２０％より多いと金属酸化物は高抵抗の半導体となって堆積し、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と電極金属との間に絶縁層を形成するため、電極の接触抵抗を十分低くすることができない。また、蒸着法はスパッタ法と比較して反応性が低く、酸素分圧を１．５Ｐａ以下にすることが望ましい。１．５Ｐａより高い酸素分圧にすると、高抵抗の金属酸化物が堆積して、電極の接触抵抗を十分低くすることができない。
【００２６】
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層の上に金属酸化物と電極金属を堆積させた後、窒化物半導体、金属酸化物および電極金属の合金化等の目的でアニールを行なうことができる。アニール温度は、用いる金属酸化物の構成金属によって最適な温度を選択することができ、たとえば酸化インジウムの場合は、３００℃〜１０００℃、特に６５０℃付近で処理することが好ましい。
【００２７】
＜本発明の電極の利用形態＞
本発明の電極は、たとえば発光ダイオード、レーザダイオード等の発光デバイス、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）などの電子デバイス等の窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体装置に用いることができる。図３および図４は本発明の電極の利用形態の一例を示す半導体の断面図であり、図３は発光ダイオードまたはレーザダイオード、図４はヘテロ構造電界効果型トランジスタである。図３に示すダイオードは、サファイア基板１０１の上にバッファ層１０２、ｎ型ＧａＮ１０３を堆積させ、さらにｎ型ＡｌＧａＮクラッド層１０４、活性層１０５、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層１０６、ｐ型ＧａＮコンタクト層１０７、ｐ型電極１０８を付与した構造と、前記ｎ型ＧａＮ１０３の上にｎ型電極１０９を付与した構造とを有する。ここで金属酸化物１１０をｎ型ＧａＮ１０３とｎ型電極１０９の間に挿入し、本発明の電極とすることができる。図４に示すヘテロ構造電界効果型トランジスタは、サファイア基板またはＳｉＣ基板２１、ＡｌＮまたはＧａＮバッファ層２２、ＧａＮチャネル層２３、ＡｌＧａＮバリア層２４の上に、ゲート電極２５を付与した構造と、ＡｌＧａＮバリア層２４の上に、ソース／ドレイン電極２６を付与した構造を有する。ここで金属酸化物２７をＡｌＧａＮバリア層２４とソース／ドレイン電極２６の間に挿入し、本発明の電極とすることができる。
【００２８】
以下に本発明の実施例を示すが、あくまで一例であり、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２９】
【実施例】
（実施例１）
図１の構造の電極において、ＭＯＣＶＤ法を用い、サファイア基板１上に窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてＡｌ０．２５Ｇａ０．７５Ｎ（キャリア濃度１×１０１８ｃｍ−３）を成長させ、金属酸化物として酸化インジウムをＲＦ入力１００Ｗ、Ａｒ流量３０ｓｃｃｍにて５ｎｍの厚さでスパッタし、さらに電極金属としてチタン（Ｔｉ）を１６ｎｍ、アルミニウム（Ａｌ）を２００ｎｍの厚さでそれぞれ堆積させた後、窒素雰囲気中で６５０℃、３０秒間のアニールを行なった。
【００３０】
（実施例２）
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてＧａＮ（シリコンドープ量１×１０１８ｃｍ−３）を用いた他は実施例１と同様の方法で電極を作製した。
【００３１】
（実施例３）
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてＡｌ０．１Ｇａ０．９Ｎ（シリコンドープ量１×１０１８ｃｍ−３）を用いた他は実施例１と同様の方法で電極を作製した。
【００３２】
（実施例４）
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてＡｌ０．２Ｇａ０．８Ｎ（シリコンドープ量１×１０１８ｃｍ−３）を用いた他は実施例１と同様の方法で電極を作製した。
【００３３】
（実施例５）
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてＡｌ０．３Ｇａ０．７Ｎ（シリコンドープ量１×１０１８ｃｍ−３）を用いた他は実施例１と同様の方法で電極を作製した。
【００３４】
（実施例６）
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてＡｌ０．４Ｇａ０．６Ｎ（シリコンドープ量１×１０１８ｃｍ−３）を用いた他は実施例１と同様の方法で電極を作製した。
【００３５】
（実施例７）
窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてＡｌ０．５Ｇａ０．５Ｎ（シリコンドープ量１×１０１８ｃｍ−３）を用いた他は実施例１と同様の方法で電極を作製した。
【００３６】
（実施例８）
サファイア基板上に窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体としてＡｌ０．２５Ｇａ０．７５Ｎ（キャリア濃度１×１０１８ｃｍ−３）を成長させ、ＲＦ入力１００Ｗ、Ａｒ流量３０ｓｃｃｍにて金属酸化物として酸化インジウムを５ｎｍの厚さでスパッタし、さらに電極金属としてハフニウム（Ｈｆ）を５ｎｍ、アルミニウム（Ａｌ）を１００ｎｍの厚さで堆積させた後、窒素雰囲気中で９００℃、３０秒間のアニールを行なって電極を作製した。
【００３７】
（実施例９）
金属酸化物として酸化ランタンを用いた他は実施例８と同様の方法で電極を作製した。
【００３８】
（実施例１０）
金属酸化物として酸化セリウムを用いた他は実施例８と同様の方法で電極を作製した
（実施例１１）
金属酸化物として酸化プラセオジウムを用い、アニール温度を８００℃とした他は実施例８と同様の方法で電極を作製した。
【００３９】
（実施例１２）
金属酸化物として酸化ネオジウムを用い、アニール温度を７５０℃とした他は実施例８と同様の方法で電極を作製した。
【００４０】
（実施例１３）
金属酸化物として酸化プロメシウムを用い、アニール温度を６５０℃とした他は実施例８と同様の方法で電極を作製した。
【００４１】
（実施例１４）
金属酸化物として酸化サマリウムを用い、アニール温度を５５０℃とした他は実施例８と同様の方法で電極を作製した。
【００４２】
（実施例１５）
金属酸化物として酸化ユーロピウムを用い、アニール温度を５００℃とした他は実施例８と同様の方法で電極を作製した。
【００４３】
（実施例１６）
金属酸化物として酸化ガドリニウムを用い、アニール温度を８００℃とした他は実施例８と同様の方法で電極を作製した。
【００４４】
（実施例１７）
金属酸化物として酸化テルビウムを用い、アニール温度を８００℃とした他は実施例８と同様の方法で電極を作製した。
【００４５】
（実施例１８）
金属酸化物として酸化ディスプロシウムを用い、アニール温度を６００℃とした他は実施例８と同様の方法で電極を作製した。
【００４６】
（実施例１９）
金属酸化物として酸化ホルミウムを用い、アニール温度を６５０℃とした他は実施例８と同様の方法で電極を作製した。
【００４７】
（実施例２０）
金属酸化物として酸化エルビウムを用い、アニール温度を７００℃とした他は実施例８と同様の方法で電極を作製した。
【００４８】
（実施例２１）
金属酸化物として酸化ツリウムを用い、アニール温度を５００℃とした他は実施例８と同様の方法で電極を作製した。
【００４９】
（実施例２２）
金属酸化物として酸化イッテレビウムを用い、アニール温度を４５０℃とした他は実施例８と同様の方法で電極を作製した。
【００５０】
（実施例２３）
金属酸化物として酸化ルテシウムを用いた他は実施例８と同様の方法で電極を作製した。
【００５１】
（比較例１）
酸化インジウムを堆積させない他は実施例１と同様の方法で電極を作製した。
【００５２】
（比較例２）
酸化インジウムのスパッタ条件を、ＲＦ入力１００Ｗ、Ａｒ流量３０ｓｃｃｍ、酸素流量１０ｓｃｃｍとした他は実施例１と同様の方法で電極を作製した。
【００５３】
＜電極の接触抵抗の測定＞
上記の実施例および比較例で得られた電極の接触抵抗は、公知の伝送線路モデル（ＴＬＭ）法によって測定した。なお、ＴＬＭ法に関しては、「超高速化合物半導体デバイス」（大森正道編  培風館）の２００〜２０２頁に記載がある。
実施例１、８〜２３、および比較例１、２で得られた接触抵抗の値を表１に示す。
実施例２〜７で得られた接触抵抗の値については、図５に示す。
【００５４】
【表１】
2004259873.tif 000003
【００５５】
＜金属酸化物の有無による接触抵抗の比較＞
比較例１で酸化インジウムを堆積させていない電極の接触抵抗は２．０×１０−３Ωｃｍ２であるのに対し、実施例１で酸化インジウムを堆積させた電極の接触抵抗は８．０×１０−６Ωｃｍ２である。したがって、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と電極金属の間に金属酸化物を挿入したことによる接触抵抗の著しい低減が認められる。
【００５６】
＜半導体層のＡｌ／Ｇａ比率を変えた場合の接触抵抗への影響＞
図５は、本発明の実施例２〜７について説明する図であり、Ａｌ組成率の異なる窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いた実施例２〜７の接触抵抗値を、前記非特許文献１で報告されている値と比較した図である。非特許文献１の接触抵抗値を白円、実施例２〜７の接触抵抗値を黒円でプロットしている。なお非特許文献１の値はＡｌ０．２２Ｇａ０．７８Ｎを用いた場合のもので２．１ｘ１０−３Ωｃｍ２である。図５から明らかなように、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ｎを用いた実施例７でも非特許文献１の値より低い接触抵抗値を確保しており、本実施例における接触抵抗の著しい低減効果が認められる。さらに、実施例２〜７の接触抵抗は全て１×１０−４Ωｃｍ２より低い値であり、Ａｌ組成率が５０％と非常に高い場合にも、十分低い接触抵抗を確保できることが分かる。したがって、特に高Ａｌ組成率である窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族半導体を用いた場合に、該半導体層と電極金属の間に金属酸化物を挿入することによって接触抵抗の著しい低減効果が得られることが分かる。
【００５７】
＜金属酸化物の種類を変えた場合の接触抵抗への影響＞
実施例９〜２３において、酸化インジウム以外の金属酸化物を用いた場合にも接触抵抗は全て１×１０−４Ωｃｍ２より低い値となり、金属酸化物を挿入することが接触抵抗の低減に対して有効であることが分かる。
【００５８】
＜スパッタ条件（酸素欠損状態下と酸素導入状態下）の接触抵抗への影響＞
比較例２で金属酸化物のスパッタ時に酸素を導入した場合には接触抵抗が２．０×１０−２Ωｃｍ２と高いのに対し、酸素欠損状態でスパッタを行なった実施例１では接触抵抗が８．０×１０−６Ωｃｍ２と低い。したがって、酸素欠損状態下で金属酸化物を堆積させることが接触抵抗の低減に対して有効であることが分かる。
【００５９】
以上の結果より、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と電極金属の間に、特に酸素欠損状態下で金属酸化物を挿入することによって、電極の接触抵抗を著しく低減できることが分かる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の電極においては、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と電極金属との間に金属酸化物を挿入することにより、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層と該金属酸化物との界面近傍にバンドギャップの小さい窒化物半導体が形成され、しかも上記界面近傍には、金属酸化物中の酸素がドナーとして寄与することによって高キャリア濃度の導電層が形成される。したがって、高Ａｌ組成率のＡｌＧａＮに対して用いた場合にも１×１０−４Ωｃｍ２以下の非常に低い接触抵抗を有する電極を得られ、優れたオーミック特性を有する電極を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電極の構成を示す断面図である。
【図２】ｎ型窒化物系半導体層と電極金属のエネルギー関係を示す図である。
【図３】本発明の電極の利用形態の一例を示す半導体の断面図である。
【図４】本発明の電極の利用形態の一例を示す半導体の断面図である。
【図５】本発明の実施例２〜７について説明する図である。
【符号の説明】
１  基板、２  窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体層、３，１１０，２７  金属酸化物、４  電極金属、２１  サファイア基板またはＳｉＣ基板、２２  ＡｌＮまたはＧａＮバッファ層、２３  ＧａＮチャネル層、２４  ＡｌＧａＮバリア層、２５  ゲート電極、２６  ソース／ドレイン電極、１０１  サファイア基板、１０２  バッファ層、１０３  ｎ型ＧａＮ、１０４  ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、１０５  活性層、１０６  ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、１０７  ｐ型ＧａＮコンタクト層、１０８  ｐ型電極、１０９  ｎ型電極。
【図１】
2004259873.tif 000004
【図２】
2004259873.tif 000005
【図３】
2004259873.tif 000006
【図４】
2004259873.tif 000007
【図５】
2004259873.tif 000008