(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型のIII族窒化物系化合物半導体を有する素子において、
前記ｐ型のIII族窒化物系化合物半導体上に形成された、窒化タンタルチタン(TayTi1-yNz、ｙ≠０，１)からなる電極を有することを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体素子。
【請求項２】
ｐ型のIII族窒化物系化合物半導体を有する素子において、
前記ｐ型のIII族窒化物系化合物半導体上に形成された、窒化タンタル(TaNx)又は窒化タンタルチタン(TayTi1-yNz、ｙ≠０，１)からなる電極を有し、
当該窒化タンタル(TaNx)又は窒化タンタルチタン(TayTi1-yNz、ｙ≠０，１)からなる電極を形成したのち７００〜１０００℃の範囲で熱処理をしたことを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体素子。
【請求項３】
ｐ型のIII族窒化物系化合物半導体を有する素子のｐ電極の形成方法において、
窒化タンタル(TaNx)又は窒化タンタルチタン(TayTi1-yNz、ｙ≠０，１)をスパッタより形成することを特徴とする電極形成方法。
【請求項４】
前記スパッタは、窒素と希ガスの混合ガスを用いる反応性スパッタであることを特徴とする請求項３に記載の電極形成方法。
【請求項５】
前記スパッタののち、７００〜１０００℃の範囲で熱処理をすることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の電極形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ｐ型のIII族窒化物系化合物半導体に対し接触抵抗の小さな、経時変化により酸化等の反応を起こさない電極を備えた素子に関する。また、その電極の形成方法に関する。尚、III族窒化物系化合物半導体とは、例えばAlN、GaN、InNのような２元系、AlxGa1-xN、AlxIn1-xN、GaxIn1-xN（いずれも0＜x＜1）のような３元系、AlxGayIn1-x-yN（0＜x＜1, 0＜y＜1, 0＜x+y＜1）の４元系を包括した一般式AlxGayIn1-x-yN（0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦x+y≦1）で表されるものがある。なお、本明細書においては、特に断らない限り、単にIII族窒化物系化合物半導体と言う場合は、伝導型をｐ型あるいはｎ型にするための不純物がドープされたIII族窒化物系化合物半導体をも含んだ表現とする。
【０００２】
【従来の技術】
III族窒化物系化合物半導体は、例えば発光素子とした場合、発光スペクトルが紫外から赤色の広範囲に渡る直接遷移型の半導体であり、発光ダイオード(LED)やレーザダイオード(LD)等の発光素子に応用されている。また、そのバンドギャップが広いため、他の半導体を用いた素子よりも高温において安定した動作を期待できることから、ＦＥＴ等トランジスタへの応用も盛んに開発されている。また、ヒ素(As)を主成分としていないことで、環境面からも様々な半導体素子一般への開発が期待されている。
【０００３】
従来、化合物半導体においては、その半導体表面に金属を形成しただけではオーミックコンタクトが得られないので、熱処理による合金化処理を行うことにより、金属を半導体内に拡散させてオーミックコンタクトを得るようにしている。ｐ型のIII族窒化物系化合物半導体においては、熱処理、電子線照射等の低抵抗化処理を行っても、その抵抗率はｎ型のIII族窒化物系化合物半導体の抵抗率に比べて高いため、ｐ型層内での横方向への電流の広がりがほとんどなく、電極直下しか発光しない。そのため、ニッケル(Ni)と金(Au)を各々数百Å積層させ、熱処理して形成した透光性とオーミック特性とを有した電流拡散電極が提案されている（特開平６−３１４８２２号公報）。しかし、ニッケル(Ni)と金(Au)の２重層構造の電極においても、ｐ型III族窒化物系化合物半導体に対する接触抵抗率は2×10-3Ωcm2とまだ高い。そのために、III族窒化物系化合物半導体素子の駆動電圧が大きくなるという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは先にチタン(Ti)とタンタル(Ta)との２重層からなるｐ電極を出願した（特願平１０−２０２６９７）。これは、初期の接触抵抗率においてニッケル(Ni)と金(Au)の２重層構造の電極よりも優れたものであるが、尚改善の余地が残されている。即ち、チタン(Ti)とタンタル(Ta)との２重層からなるｐ電極は、１週間の外気中の放置により３桁程コンタクト抵抗が上昇する。この理由としてはは、外気中の酸素又は水の存在により金属２重層電極が酸化される、或いは接触するIII族窒化物系化合物半導体中の窒素により窒化物を形成する結果、低いコンタクト抵抗を保持できなくなるなどが考えられる。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ｐ型III族窒化物系化合物半導体に対して接触抵抗の小さい、また経時変化により酸化等の反応を起こさない電極を形成することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の手段を採用することができる。この手段によると、ｐ型のIII族窒化物系化合物半導体上に窒化タンタルチタン(TayTi1-yNz、ｙ≠０，１)の電極を形成することである。ｐ型のIII族窒化物系化合物半導体上に形成された窒化タンタルチタン(TayTi1-yNz、ｙ≠０，１)の電極は、外気中の酸素又は水により酸化されることが無く、また接触するIII族窒化物系化合物半導体から窒素原子(N)を奪って化学変化することが無い。よって、窒化タンタルチタン(TayTi1-yNz、ｙ≠０，１)の電極は経時変化の小さい電極とすることができる。接触抵抗の低下は、発熱をおさえ、素子の寿命向上に大きく寄与する。
【０００７】
請求項２に記載の手段は、窒化タンタル(TaNx)又は窒化タンタルチタン(TayTi1-yNz、ｙ≠０，１)からなる電極を形成したのち７００〜１０００℃の範囲で熱処理することである。これにより、窒化タンタル(TaNx)又は窒化タンタルチタン(TayTi1-yNz、ｙ≠０，１)からなる電極が接触するIII族窒化物系化合物半導体と合金化処理されるので、コンタクト抵抗をより小さくすることができる。
【０００８】
請求項３に記載の手段は、ｐ型のIII族窒化物系化合物半導体を有する素子のｐ電極の形成方法において、窒化タンタル(TaNx)又は窒化タンタルチタン(TayTi1-yNz、ｙ≠０，１)をスパッタより形成することである。スパッタにより、容易にこれら金属窒化物電極を形成することができる。
【０００９】
請求項４に記載の手段は、窒素と希ガスの混合ガスを用いる反応性スパッタであることを特徴とする。窒素と希ガスの混合ガスにより、金属窒化物を形成する窒素原子を容易に供給できるので、より容易にこれら金属窒化物電極を形成することができる。
【００１０】
請求項５に記載の手段は、スパッタののち、７００〜１０００℃の範囲で熱処理をすることを特徴とする。これにより、金属窒化物電極が接触するIII族窒化物系化合物半導体と合金化処理されるので、コンタクト抵抗をより小さくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態としては、次の中からそれぞれ選択することができる。
金属窒化物電極としては、導電性の窒化チタン(TiN)、窒化タンタル(TaN)が望ましい。その他、窒化ジルコニウム(ZrN)、窒化ニオブ(NbN)、窒化タングステン(WN)を用いても良いと考えられる。さらにこれら金属の混合窒化物でも良い。金属窒化物電極の形成方法としては例えば反応性スパッタリングを用いることができる。スパッタリングの際は窒素原子(N)を導入する必要が有るが、例えばヘリウム(He)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)等希ガスその他の不活性ガスと窒素(N2)との混合気中で、反応させることにより実現できる。電極形成後の熱処理は700〜1000℃が望ましく、800〜950℃がより望ましい。
【００１２】
基板上にIII族窒化物系化合物半導体を順次積層を形成する場合は、基板としてはサファイア、シリコン(Si)、炭化ケイ素(SiC)、スピネル(MgAl2O4)、ZnO、MgOその他の無機結晶基板、リン化ガリウム又は砒化ガリウムのようなIII-V族化合物半導体あるいは窒化ガリウム(GaN)その他のIII族窒化物系化合物半導体等を用いることができる。III族窒化物系化合物半導体層を形成する方法としては有機金属気相成長法（MOCVD又はMOVPE）が好ましいが、分子線気相成長法（MBE）、ハライド気相成長法（Halide VPE）、液相成長法（LPE）等を用いても良く、各層を各々異なる成長方法で形成しても良い。
【００１３】
例えばサファイア基板上にIII族窒化物系化合物半導体積層する際、結晶性良く形成させるため、サファイア基板との格子不整合を是正すべくバッファ層を形成することが好ましい。他の基板を使用する場合もバッファ層を設けることが望ましい。バッファ層としては、低温で形成させたIII族窒化物系化合物半導体AlxGayIn1-x-yN（0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦x+y≦1）、より好ましくはAlxGa1-xN（0≦x≦1）が用いられる。このバッファ層は単層でも良く、組成等の異なる多重層としても良い。バッファ層の形成方法は、380〜420℃の低温で形成するものでも良く、逆に1000〜1180℃の範囲で、ＭＯＣＶＤ法で形成しても良い。また、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用いて、高純度金属アルミニウムと窒素ガスを原材料として、リアクティブスパッタ法によりAlNから成るバッファ層を形成することもできる。同様に一般式AlxGayIn1-x-yN（0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦x+y≦1、組成比は任意）のバッファ層を形成することができる。更には蒸着法、イオンプレーティング法、レーザアブレーション法、ＥＣＲ法を用いることができる。物理蒸着法によるバッファ層は、200〜600℃で行うのが望ましい。さらに望ましくは300〜600℃であり、さらに望ましくは350〜450℃である。これらのスパッタリング法等の物理蒸着法を用いた場合には、バッファ層の厚さは、100〜3000Åが望ましい。さらに望ましくは、100〜400Åが望ましく、最も望ましくは、100〜300Åである。多重層としては、例えばAlxGa1-xN（0≦x≦1）から成る層とGaN層とを交互に形成する、組成の同じ層を形成温度を例えば600℃以下と1000℃以上として交互に形成するなどの方法がある。勿論、これらを組み合わせても良く、多重層は３種以上のIII族窒化物系化合物半導体AlxGayIn1-x-yN（0≦x≦1, 0≦y≦1, 0≦x+y≦1）を積層しても良い。一般的には緩衝層は非晶質であり、中間層は単結晶である。緩衝層と中間層を１周期として複数周期形成しても良く、繰り返しは任意周期で良い。繰り返しは多いほど結晶性が良くなる。
【００１４】
バッファ層及び上層のIII族窒化物系化合物半導体は、III族元素の組成の一部は、ボロン(B)、タリウム(Tl)で置き換えても、また、窒素(N)の組成一部をリン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)で置き換えても本発明を実質的に適用できる。また、これら元素を組成に表示できない程度のドープをしたものでも良い。例えば組成にインジウム(In)、ヒ素(As)を有しないIII族窒化物系化合物半導体であるAlxGa1-xN（0≦x≦1）に、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)よりも原子半径の大きなインジウム(In)、又は窒素(N)よりも原子半径の大きなヒ素(As)をドープすることで、窒素原子の抜けによる結晶の拡張歪みを圧縮歪みで補償し結晶性を良くしても良い。この場合はアクセプタ不純物がIII族原子の位置に容易に入るため、ｐ型結晶をアズグローンで得ることもできる。このようにして結晶性を良くすることで本願発明と合わせて更に貫通転位を１００乃至１０００分の１程度にまで下げることもできる。バッファ層とIII族窒化物系化合物半導体層とが２周期以上で形成されている基底層の場合、各III族窒化物系化合物半導体層に主たる構成元素よりも原子半径の大きな元素をドープすると更に良い。なお、発光素子として構成する場合は、本来III族窒化物系化合物半導体の２元系、若しくは３元系を用いることが望ましい。
【００１５】
ｎ型のIII族窒化物系化合物半導体層を形成する場合には、ｎ型不純物として、Si、Ge、Se、Te、C等IV族元素又はVI族元素を添加することができる。また、ｐ型不純物としては、Zn、Mg、Be、Ca、Sr、Ba等II族元素又はIV族元素を添加することができる。これらを複数或いはｎ型不純物とｐ型不純物を同一層にドープしても良い。
【００１６】
横方向エピタキシャル成長を用いてIII族窒化物系化合物半導体層の転位を減じることも任意である。この際、マスクを用いるもの、エッチングにより段差を埋めるもの任意の方法を取ることができる。
【００１７】
エッチングマスクは、多結晶シリコン、多結晶窒化物半導体等の多結晶半導体、酸化珪素(SiOx)、窒化珪素(SiNx)、酸化チタン(TiOX)、酸化ジルコニウム(ZrOX)等の酸化物、窒化物、チタン(Ti)、タングステン(W)のような高融点金属、これらの多層膜をもちいることができる。これらの成膜方法は蒸着、スパッタ、ＣＶＤ等の気相成長法の他、任意である。
【００１８】
エッチングをする場合は反応性イオンビームエッチング（ＲＩＢＥ）が望ましいが、任意のエッチング方法を用いることができる。基板面に垂直な側面を有する段差を形成するのでないものとして、異方性エッチングにより例えば段差の底部に底面の無い、断面がＶ字状のものを形成しても良い。
【００１９】
III族窒化物系化合物半導体にＦＥＴ、発光素子等の半導体素子を形成することができる。発光素子の場合は、発光層は多重量子井戸構造（ＭＱＷ）、単一量子井戸構造（ＳＱＷ）の他、ホモ構造、ヘテロ構造、ダブルヘテロ構造のものが考えられるが、ｐｉｎ接合或いはｐｎ接合等により形成しても良い。
【００２０】
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
Ａ面を主面とするサファイア基板に、窒化アルミニウム(AlN)を介して厚さ4μmの窒化ガリウム(GaN)を形成し、その上にマグネシウム(Mg)をドープしてｐ型化した厚さ0.5μmのp-GaN層を形成した。このp-GaN層のホール濃度は7×1017cm-3であり、その体積抵抗率は5Ωcmであった。
【００２１】
このp-GaN層に、中心点−円環状にTiN電極、又はTaN電極を形成した。中心点と円環の距離は8μmとした。金属窒化物電極形成には、アルゴン(Ar)及び窒素(N2)の4:1の混合ガスを用いた反応性スパッタを用いた。スパッタ条件は100W、0.67Paとした。この、TiN電極、又はTaN電極について、形成したままの状態(as-deposit)、460℃〜800℃で10〜40min加熱して各々の抵抗値を調べたものを図１及び図２に示す。なお、熱処理は1.3×10-6Paの高真空化で行った。また、この様にして形成した電極についてＸ線回折パターンを調べたところ、TiN電極については(111)、TaN電極については(11-20)のピークが観察され、金属原子がIII価であり窒素原子と１：１で化学量論的に結合したと考えられる。
【００２２】
図１はTiN電極の熱処理と抵抗値の関係を示す図である。460℃、10minの熱処理では、熱処理前の抵抗値よりも１桁程小さくなるものの、約1010Ωと、極めて高い抵抗値を示した。一方、720℃、10minの熱処理では約108Ω、800℃、30minの熱処理では約2×105Ωと、抵抗値の大幅な減少が見られた。
【００２３】
図２は、TaN電極の熱処理と抵抗値の関係を示す図である。熱処理前のTaN電極においては、約1011Ωの抵抗値を示し、460〜〜630℃で10又は20min熱処理したのみでは4×108〜6×109Ωと、大きな抵抗値の減少は見られなかった。一方、720℃、10又は20minの熱処理で約107Ω、800℃、20又は40minの熱処理では2〜3×105Ωと、大幅な抵抗値の減少が見られた。
【００２４】
これらの接触抵抗の経時変化は、５日間で１桁弱の上昇に抑えられた。即ち、チタン(Ti)／タンタル(Ta)の金属２重層電極の６日間で３桁以上の抵抗の経時変化に比較して、著しい改善が見られた。
【００２５】
次に、本発明を発光素子に適用した実施例を示す。図３は、具体的な第１の実施例にかかる、サファイア基板１上に形成されたGaN系化合物半導体で形成されたレーザダイオード１００の模式的な断面構成図である。
【００２６】
図１において、レーザダイオード１００は、サファイア基板１を有しており、そのサファイア基板１上に30nmのAlNのバッファ層２が形成されている。そのバッファ層２の上には、順に、膜厚約5μm、電子密度1×1018/cm3のシリコン(Si)ドープGaNから成る高キャリア密度ｎ+層３、膜厚約0.6μm、電子密度1×1018/cm3のシリコン(Si)ドープのAl0.07Ga0.93Nから成るｎクラッド層４、膜厚80nm、電子密度1×1018/cm3のシリコン(Si)ドープGaNからなるｎガイド層５が形成されている。ｎガイド層５の上には、膜厚約2nmのGa0.9In0.1Nから成る井戸層６１と膜厚約4nmのGa0.97In0.03Nから成るバリア層６２とが交互に積層され、最上層を膜膜厚約2nmのGa0.9In0.1Nから成る井戸層６１とする多重量子井戸構造(MQW)の活性層６が形成されている。井戸層６１は６層、バリア層６２は５層である。そして、その活性層６の上に、膜厚80nm、ホール密度3×1017/cm3のマグネシウム(Mg)ドープGaNから成るｐガイド層７、膜厚600nm、ホール密度3×1017/cm3、マグネシウム(Mg)ドープAl0.07Ga0.93Nから成るｐクラッド層８、膜厚200nm、ホール密度1×1018/cm3、マグネシウム(Mg)ドープGaNから成るｐコンタクト層９が形成されている。そして、ｐコンタクト層９上に本発明に係る金属窒化物からなる電極１０が形成されている。又、ｎ+層３上にはバナジウム(V)及びAlから成る電極１１０が形成されている。
【００２７】
次に、この構造のレーザダイオード１００の製造方法について説明する。
上記レーザダイオード１００は、有機金属化合物気相成長法（以下「MOVPE」と示す）による気相成長により製造された。用いられたガスは、NH3とキャリアガスH2又はN2とトリメチルガリウム(Ga(CH3)3)（以下「TMG」と記す）とトリメチルアルミニウム(Al(CH3)3)（以下「TMA」と記す）とトリメチルインジウム(In(CH3)3)（以下「TMI」と記す）とシラン(SiH4)とシクロペンタジエニルマグネシウム(Mg(C5H5)2)（以下「CP2Mg」と記す）である。
【００２８】
まず、サファイア基板１上にH2、NH3及びTMAを供給してAlNのバッファ層２を約30nmの膜厚に形成した。次に、H2、NH3、TMG、及びH2ガスにて0.86ppmに希釈されたシラン(SiH4)を導入し、膜厚約5μm、電子密度1×1018/cm3、シリコン(Si)ドープGaNからなるｎ+層３を形成した。
【００２９】
上記のｎ+層３を形成した後、H2、NH3、TMA、TMG、及びH2ガスにて0.86ppmに希釈されたシラン(SiH4)を導入し、膜厚600nm、電子密度1×1018/cm3、シリコン(Si)ドープAl0.07Ga0.93Nからなるｎクラッド層４を形成した。次に、H2、NH3、TMG、及びH2ガスにて0.86ppmに希釈されたシラン(SiH4)を導入し、膜厚80nm、電子密度1×1018/cm3のシリコン(Si)ドープGaNからなるｎガイド層５を形成した。
【００３０】
次に、N2又はH2、NH3、TMG及びTMIを供給して、膜厚約2nmのGa0.9In0.1Nから成る井戸層６１を形成した。N2又はH2、NH3、TMG及びTMIを供給して、膜厚約4nmのGa0.97In0.03Nから成るバリア層６２を形成した。さらに、井戸層６１とバリア層６２を同一条件で合計５周期形成し、最上層には膜厚約2nmのGa0.9In0.1Nから成る井戸層６１を形成した。このようにしてMQW構造の活性層６を形成した。
【００３１】
続いて、N2又はH2、NH3、TMG及びCp2Mgを導入して、膜厚約80nmのマグネシウム(Mg)ドープGaNからなるｐガイド層７を形成した。次に、N2又はH2、NH3、TMA、TMG及びCp2Mgを導入して、膜厚約600nmのマグネシウム(Mg)ドープのAl0.07Ga0.93Nからなるｐクラッド層８を形成した。次に、N2又はH2、NH3、TMG及びCp2Mgを導入して、膜厚約100nmのマグネシウム(Mg)ドープのGaNからなるｐコンタクト層９を形成した。
【００３２】
次に、電子線照射装置を用いて、ｐコンタクト層９、ｐクラッド層８及びｐガイド層７に一様に電子線を照射した。電子線の照射により、ｐコンタクト層９、ｐクラッド層８及びｐガイド層７はそれぞれ、ホール密度1×1018/cm3、3×1017/cm3、3×1017/cm3となった。このようにして多層構造のウエハを形成することができた。
【００３３】
次に、電極の形成方法について説明する。
ｎ+層３上に電極を形成するために、ｐコンタクト層９の上にエッチングマスクを形成し、所定領域のマスクを除去して、マスクで覆われていない部分のｐコンタクト層９、ｐクラッド層８、ｐガイド層７、活性層６、ｎガイド層５、ｎクラッド層４、ｎ+層３の一部を塩素を含むガスによる反応性イオンエッチングによりエッチングして、ｎ+層３の表面を露出させた。このｎ+層３の露出面上に、膜厚20nmのバナジウム(V)と膜厚1.8μmのAl又はAl合金を電子ビーム法により蒸着し、電極１１０を形成する。一方、ｐコンタクト層９上の電極形成部分に、膜厚50nmの窒化チタン(TiN)又は窒化タンタル(TaN)から成る金属窒化物電極１０が上述と同様の反応性スパッタにより形成される。
【００３４】
電極１０、１１０の形成の後、試料雰囲気を真空ポンプで排気し、約1.3×10-6Pa以下の真空度において、その状態で雰囲気温度を約800℃にして、15分程度加熱し、コンタクト層９と金属窒化物層１０との合金化処理、及び電極１１０とｎ+層３との合金化処理を行った。
【００３５】
上記のようにして製造された電極１０の接触抵抗率をＴＬＭ法（伝送線路モデルによる方法）により測定した。その結果、接触抵抗率は2×10-5Ωcm2が得られ、その経時変化においても劣化は見られなかった。また、上記レーザダイオード１００におけるしきい値を５％程度低減することができた。
【００３６】
図４は、本発明の第２の実施例にかかる、サファイア基板１１上に形成されたGaN系化合物半導体で形成されたフリップチップ型発光ダイオード（ＬＥＤ）１０１の模式的な断面構成図である。尚、酸化珪素の保護層は図示していない。
【００３７】
サファイア基板１１の上には窒化アルミニウム(AlN)から成る膜厚約25nmのバッファ層１２が設けられ、その上にシリコン(Si)ドープのGaNから成る膜厚約4.0μmの高キャリア濃度ｎ+層１３が形成されている。この高キャリア濃度ｎ+層１３の上にSiドープのｎ型GaNから成る膜厚約0.5μmのクラッド層１４が形成されている。
【００３８】
そして、クラッド層１４の上に膜厚約35ÅのIn0.20Ga0.80Nから成る井戸層１５１と膜厚約３５ÅのGaNから成るバリア層１５２とが交互に積層された多重量子井戸構造（ＭＱＷ）の発光層１５が形成されている。井戸層１５１は６層、バリア層１５２は５層である。発光層１５の上にはMgドープのｐ型Al0.15Ga0.85Nから成る膜厚約50nmのクラッド層１６が形成されている。さらに、クラッド層１６の上には濃度1×1019/cm3にMgが添加され、ホール濃度6×1017/cm3のｐ型GaNから成る膜厚約100nmのコンタクト層１７が形成されている。
【００３９】
又、コンタクト層１７の上には金属窒化物電極１８Ａが、エッチングにより一部露出されたｎ+層１３上には電極１８Ｂが形成されている。電極１８Ａは、コンタクト層１７に接合する膜厚50nmの窒化チタン(TiN)又は窒化タンタル(TaN)から成る金属窒化物で構成されている。電極１８Ｂは膜厚200Åのバナジウム(V)と膜厚1.8μmのアルミニウム(Al)又はアルミニウム合金で構成されている。
【００４０】
次に、電極の形成方法について説明する。
ｎ+層１３上に電極を形成するために、コンタクト層１７の上にエッチングマスクを形成し、所定領域のマスクを除去して、マスクで覆われていない部分のコンタクト層１７、クラッド層１６、発光層１５、クラッド層１４、ｎ+層１３の一部を塩素を含むガスによる反応性イオンエッチングによりエッチングして、ｎ+層１３の表面を露出させた。このｎ+層１３の露出面上に、膜厚200Åのバナジウム(V)と膜厚1.8μmのAl又はAl合金を電子ビーム法により蒸着し、電極１８Ｂを形成する。
【００４１】
次に、コンタクト層１７上の電極形成部分に、膜厚50nmの窒化チタン(TiN)又は窒化タンタル(TaN)から成る金属窒化物を反応性スパッタにより形成し、電極１８Ａが形成される。
【００４２】
電極１８Ａ、１８Ｂの形成の後、試料雰囲気を真空ポンプで排気した後に、約1.3×10-6Paの真空度において、その状態で雰囲気温度を約800℃にして、15分程度、加熱し、コンタクト層１７、クラッド層１６をｐ型低抵抗化すると共にコンタクト層１７と金属窒化物電極１８Ａとの合金化処理、電極１８Ｂとｎ+層１３との合金化処理を行った。
【００４３】
上記のようにして製造された電極１８Ａの接触抵抗率をＴＬＭ法（伝送線路モデルによる方法）により測定した。その結果、接触抵抗率は2×10-5Ωcm2が得られた。又、上記のＬＥＤ１０１における駆動電圧は4V未満であり、経時変化においても劣化は見られなかった
【図面の簡単な説明】
【図１】ｐ−ＧａＮ上に形成したＴｉＮ電極の、熱処理と抵抗値の関係を示す図。
【図２】ｐ−ＧａＮ上に形成したＴａＮ電極の、熱処理と抵抗値の関係を示す図。
【図３】本発明の具体的な第１の実施例に係るIII族窒化物系化合物半導体素子の構成を示した模式図。
【図４】本発明の具体的な第２の実施例に係るIII族窒化物系化合物半導体素子の構成を示した模式図。
【符号の説明】
１、１１  サファイア基板
２、１２  バッファ層
３、１３  高キャリア濃度ｎ+層
４、１４  ｎクラッド層
５  ｎガイド層
６  活性層
１５  発光層
７  ｐガイド層
８、１６  ｐクラッド層
９、１７  ｐコンタクト層
１０、１８Ａ  金属窒化物(TiN又はTaN)電極
１１０、１８Ｂ  電極
１００  レーザダイオード
１０１  フリップチップ型発光ダイオード（ＬＥＤ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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