[发明专利]氮化物半导体器件

说明书

本发明的技术领域

本发明涉及一种III族类氮化物半导体器件，更具体地说，是涉及在III族类氮化物半导体器件的半导体和金属电极之间的电接触性能的一种改进。

相关技术的说明

在诸如发光二极管、半导体激光二极管等的发光器件的领域中，具有III族类氮化物半导体(Al_xGa_1-x)_1-yIn_yN(0≤x≤1，0＜y≤1)的晶层的半导体发光器件掺杂有诸如镁、锌等的II族类元素，该发光器件由于能够发射蓝光而引人注意。尤其需要的是开发一种III族类氮化物半导体器件，它具有电极与该半导体之间改善的电接触性能。

本领域技术人员都知道，在p型半导体/金属边界上的电荷迁移基本上依赖于该半导体的价带和该金属的费米能级之间的能量差。依赖该能量差，形成欧姆接触或肖特基接触。目前，尚没有为p型氮化物半导体充分减小肖特基势垒的金属，通过简单地选择最佳电极金属并不能获得该接触性能的进一步改善。

为了改善电极和半导体之间的电接触性能，常规的方法是采用具有小带隙的半导体层作为与金属的接触层。

在公开号为平成10-65216的日本专利中公开了一种试图降低与电极的接触电阻的方案，该方案是通过采用包括铟并具有小带隙的氮化物半导体作为与电极的接触层。

在一种用于改善接触性能的常见方法中，采用具有高载流子浓度的半导体层用于与金属的接触层。然而众所周知的是，当带隙较大时，上述方法难以获得高载流子密度。AlGaN基氮化物也具有较大的带隙，特别是对于p型氮化物，难以获得高载流子密度。

现在已知的是，当InN摩尔分数在InGaN中增大时，获得较高的空穴浓度(Jpn.J.Appl，Phys.39(2000)337 Kumakura等人)。

然而，上述的各种方法都未获得在电极接触性能方面较优的半导体器件。

本发明的目的和概述

鉴于上述情况提出本发明，本发明的目的是提供一种具有改善的电极接触性能的III族类氮化物半导体器件。

根据本发明的一方面的氮化物半导体器件，它包括由III族类氮化物半导体制成的半导体层和用于向该半导体层提供载流子的金属电极，该器件包括：

第一接触层，由III族类氮化物半导体(Al_xGa_1-x)_1-yIn_yN(0≤x≤1，0＜y≤1)和II族类元素制成，该III族类氮化物半导体被沉积在该半导体层和该金属电极之间，该II族类元素被加入到该III族类氮化物半导体；及

第二接触层，由III族类氮化物半导体Al_x’Ga_1-x’N(0≤x’≤1)制成，并被沉积在该第一接触层和该金属电极之间。

在本发明的氮化物半导体器件中，该第二接触层可具有被加入其中的II族类元素。

在本发明的氮化物半导体器件中，该第二接触层可具有500或更小的厚度。

在本发明的氮化物半导体器件中，上述的II族类元素可以是镁。

在本发明的氮化物半导体器件中，该第一接触层可以是In_yGa_1-yN(0.05≤y≤0.4)。

在本发明的氮化物半导体器件中，该第一接触层在特性上可具有10至1000之范围中的厚度。

在本发明的氮化物半导体器件中，该氮化物半导体器件可以是一种发光器件。

对于包括由III族类氮化物制成的半导体层和用于向该半导体层提供载流子(即空穴)的金属电极的器件，本发明的发明人对它的电极接触性能进行了详细的实验，目的在于改善该器件的电特性以获得本发明。

例如，在上述的公开号为平成10-65216的日本专利中公开了一种器件，利用由p型InGaN制成的接触层制造出该器件，通过热退火处理向该p型InGaN提供高空穴浓度，并对该器件进行接触性能的研究。但是没有获得明显的改善。

另一方面，在本发明的方法中，当生成InGaN层或类似层(构成其中加入有镁的第一接触层)后，较薄的GaN层或类似层被生成在最顶层的表面上作为第二接触层，通过施加热退火处理来影响向p型的转化。这一过程被发现用于改善该所完成的器件的接触性能。

附图简述

图1是根据本发明的实施例的半导体发光器件的剖面示意图，该器件具有多量子阱结构；