[发明专利]电极结构，半导体器件，及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用氮化物半导体层的电极结构。

背景技术

在例如半导体激光器以及发光二极管的氮化物半导体器件中，重要的技术目标是形成表现出良好欧姆接触的电极结构。

专利文献1公开了一种半导体激光器，其中具有由多个金属层制成的层叠结构的n侧电极被配置在氮化物半导体层上。如专利文献1的权利要求1中公开的，该半导体激光器的n侧电极具有形成在氮化物半导体层上的由Ti制成的层，由Au制成的最上层，以及配置在由Ti制成的层和上述最上层之间的包含Nb的层，并且与氮化物半导体层一起受到400℃或者更高(例如，600℃)的热处理。

专利文献1中公开的n侧电极希望在由Ti制成的层和氮化物半导体层之间获得良好的欧姆接触。

在专利文献1中，通过400℃或者更高(例如，600℃)的n侧电极和n型GaN层的热处理，渗入n型GaN层的氢原子被排斥。通过排斥氢原子，认为在n侧电极的由Ti制成的层和氮化物半导体层之间获得了良好的欧姆接触。

除此之外，在专利文献1中，包含Nb的层防止Au在热处理期间扩散到氮化物半导体层侧，由此防止了欧姆接触的退化。即，在专利文献1的电极中，包含Nb的层用作阻挡层。

[专利文献1]日本专利No.3239350

发明内容

然而，近年来，需要进一步降低半导体器件的驱动电流和驱动电压，由此需要这样的情况，即需要进一步降低氮化物半导体层和n侧电极之间的接触电阻。根据例如专利文献1中公开的常规技术，难以实现符合上述需求的电极结构。

在所述电极结构的内部，不可避免地混合了O原子。关于上述专利文献1中公开的电极，似乎构成电极的O原子和Ti原子在氮化物半导体层和电极之间的分界面处键合，由此形成金属氧化物。该金属氧化物具有低导电率。因此，可以推断，当金属氧化物的浓度分布中的最大浓度位置出现在氮化物半导体层和电极之间的分界面处或者所述分界面的附近时，电极和氮化物半导体层之间的接触电阻升高，从而导致抑制了接触电阻的下降。

根据本发明，提供了一种电极结构，包括：氮化物半导体层；以及配置在所述氮化物半导体层上的电极，其中所述氮化物半导体层包含金属氮化物，所述金属氮化物包含Nb，Hf，或者Zr作为组成元素，包含Ti或者V作为组成元素的金属氧化物被分布为从氮化物半导体层和电极之间的分界面延伸到整个所述电极的内部，以及所述金属氧化物的浓度分布的最大浓度位置处的金属氧化物的含量为30％或更小，以及与所述电极的所述氮化物半导体层分界的附近相比，所述最大浓度位置位于电极的更内侧。

此外，根据本发明，提供了一种电极结构，包括：氮化物半导体层；以及配置在所述氮化物半导体层上的电极，其中所述氮化物半导体层包含金属氮化物，所述金属氮化物包含Nb，Hf，或者Zr作为组成元素，包含Ti或者V作为组成元素的金属氧化物被分布为从氮化物半导体层和电极之间的分界面延伸到整个所述电极的内部，以及与所述电极的所述氮化物半导体层分界的附近相比，所述金属氧化物的浓度分布的最大浓度位置位于电极的更内侧。

这里，最大浓度位置处的金属氧化物的含量是指Auger能谱或者次级离子质谱仪检测到的最大浓度位置处的组成元素的比。

包含在本发明的电极中的金属氧化物被分布为，从所述氮化物半导体层和所述电极之间的分界面延伸到整个所述电极的内部，以及与所述氮化物半导体层和所述电极之间的分界面附近相比，所述金属氧化物的浓度分布的最大浓度位置位于电极的更内侧(所述附近是指从所述电极和所述氮化物半导体层之间的分界面到所述电极的1/10厚度的范围)。用这样的方式，根据本发明，扩散金属氧化物，金属氧化物的浓度分布中的最大浓度位置不会位于电极和氮化物半导体层之间的分界面处，或者不会位于分界面的附近。因此，其可以防止由金属氧化引起的电极和氮化物半导体层之间的接触电阻的升高。其可以实现降低电极和氮化物半导体层之间的接触电阻。

进一步，通过将最大浓度位置处的金属氧化物的含量设置为30％或更小，从而可以更确定地实现电极和氮化物半导体层之间的接触电阻的减小。

这里，最大浓度位置处的金属氧化物的含量优选为20％或更小，更优选地为10％或更小。

除此之外，利用氮化物半导体层中的金属氮化物，在氮化物半导体层中形成了缺少N原子的N孔，由此增加了电子浓度。其减小了电极和氮化物半导体层之间的接触电阻，由此可以确实地获得具有低电阻的欧姆接触。