JP2001102631A - 窒化物系化合物半導体発光素子 - Google Patents
窒化物系化合物半導体発光素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ｐ型用パッド電極及びｐ型透光性電極と同一
平面上の周囲に形成されたｎ型電極を有する窒化ガリム
ウ系化合物半導体発光素子において、発光がｎ型電極に
よって妨げられ、外部発光効率が下がってしまう。 【解決手段】 同一平面上にｐ、ｎ電極を有し、ｎ電極
はｎ型周縁電極とｎ型用パッド電極から構成されてお
り、ｎ型周縁電極の表面は発光層の下面よりも低い位置
に形成する。
平面上の周囲に形成されたｎ型電極を有する窒化ガリム
ウ系化合物半導体発光素子において、発光がｎ型電極に
よって妨げられ、外部発光効率が下がってしまう。 【解決手段】 同一平面上にｐ、ｎ電極を有し、ｎ電極
はｎ型周縁電極とｎ型用パッド電極から構成されてお
り、ｎ型周縁電極の表面は発光層の下面よりも低い位置
に形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、可視光から紫外光
領域にて発光する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
において、特に、外部発光効率を良好とする窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子の電極構造に関する。
領域にて発光する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
において、特に、外部発光効率を良好とする窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子の電極構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図８に従来の発光素子構造を示す。対角
線上にワイヤーボンドするためのｐ型電極４００とｎ型
用電極１００を配置し、ｎ型用電極１００にはｎ型周縁
電極２００を接続し、ｐ型電極４００にはｐ型透光性電
極３００を接続している。ｎ型周縁電極２００は四角い
発光素子の外周縁に設けられ、ｐ型透明電極３００がｎ
型周縁電極２００の内側に配設されている窒化ガリウム
系化合物半導体発光素子が、例えば特開平１０−１６３
５３１号公報に開示されている。
線上にワイヤーボンドするためのｐ型電極４００とｎ型
用電極１００を配置し、ｎ型用電極１００にはｎ型周縁
電極２００を接続し、ｐ型電極４００にはｐ型透光性電
極３００を接続している。ｎ型周縁電極２００は四角い
発光素子の外周縁に設けられ、ｐ型透明電極３００がｎ
型周縁電極２００の内側に配設されている窒化ガリウム
系化合物半導体発光素子が、例えば特開平１０−１６３
５３１号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ｐ、ｎ電極を同一面側
に形成し、電極形成面側から光を取り出す形状の発光素
子においては、ｐ型透光性電極から放射される光ばかり
でなく、発光層から横方向に放射される光は無視できな
い。しかしながら、従来技術の発光素子においては、発
光層から横方向に放射された光が前記ｎ型電極つまりｎ
型周縁電極またはｎ型用パッド電極により遮られること
になる。このため、発光素子の発光層から放射される全
光出力を低下させるという問題が生じる。
に形成し、電極形成面側から光を取り出す形状の発光素
子においては、ｐ型透光性電極から放射される光ばかり
でなく、発光層から横方向に放射される光は無視できな
い。しかしながら、従来技術の発光素子においては、発
光層から横方向に放射された光が前記ｎ型電極つまりｎ
型周縁電極またはｎ型用パッド電極により遮られること
になる。このため、発光素子の発光層から放射される全
光出力を低下させるという問題が生じる。
【０００４】また、前記ｎ型周縁電極及びｎ型用パッド
電極上に絶縁体層が形成されている場合、特に発光層か
ら横方向に放射された光が前記ｎ型周縁電極及びｎ型用
パッド電極ばかりでなくｎ型用パッド電極上に形成され
た絶縁体層により発生光が遮られることになる。このた
め、ｎ型用パッド電極上に絶縁体膜が形成された発光素
子において発光層から放射される全光出力を低下させる
という問題が生じる。
電極上に絶縁体層が形成されている場合、特に発光層か
ら横方向に放射された光が前記ｎ型周縁電極及びｎ型用
パッド電極ばかりでなくｎ型用パッド電極上に形成され
た絶縁体層により発生光が遮られることになる。このた
め、ｎ型用パッド電極上に絶縁体膜が形成された発光素
子において発光層から放射される全光出力を低下させる
という問題が生じる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願の窒化物系化合物半
導体発光素子は、基板上にｎ型半導体層、発光層、ｐ型
半導体層が形成され、ｎ型電極とｐ型電極が基板と反対
側に形成され、ｎ型電極はｎ型周縁電極とｎ型用パッド
電極から形成されており、ｎ型周縁電極はｐ型電極の周
りに形成されており、ｐ型電極の形成された側から光を
取り出す窒化物系化合物半導体発光素子において、ｎ型
周縁電極の上面の位置は、発光層の下面の位置よりも低
いことを特徴とする。
導体発光素子は、基板上にｎ型半導体層、発光層、ｐ型
半導体層が形成され、ｎ型電極とｐ型電極が基板と反対
側に形成され、ｎ型電極はｎ型周縁電極とｎ型用パッド
電極から形成されており、ｎ型周縁電極はｐ型電極の周
りに形成されており、ｐ型電極の形成された側から光を
取り出す窒化物系化合物半導体発光素子において、ｎ型
周縁電極の上面の位置は、発光層の下面の位置よりも低
いことを特徴とする。
【０００６】本願の窒化物系化合物半導体発光素子は、
前記ｎ型用パッド電極の上面の位置は発光層の下面の位
置よりも低いことを特徴とする。
前記ｎ型用パッド電極の上面の位置は発光層の下面の位
置よりも低いことを特徴とする。
【０００７】本願の窒化物系化合物半導体発光素子は、
前記窒化物系化合物半導体発光素子の表面および側面の
少なくとも一部に絶縁体層が形成されており、ｎ型周縁
電極上の絶縁体層の上面の位置は発光層の下面の位置よ
りも低いことを特徴とする。
前記窒化物系化合物半導体発光素子の表面および側面の
少なくとも一部に絶縁体層が形成されており、ｎ型周縁
電極上の絶縁体層の上面の位置は発光層の下面の位置よ
りも低いことを特徴とする。
【０００８】本願の窒化物系化合物半導体発光素子は、
ｎ型用パッド電極上に形成された絶縁体層の上面の位置
が発光層の下面の位置よりも低いことを特徴とする。
ｎ型用パッド電極上に形成された絶縁体層の上面の位置
が発光層の下面の位置よりも低いことを特徴とする。
【０００９】本願の窒化物系化合物半導体発光素子は、
前記ｐ型電極はｐ型透光性電極とｐ型用パッド電極から
形成されており、ｎ型用パッド電極とｐ型用パッド電極
は同一の辺に形成されていることを特徴とする。
前記ｐ型電極はｐ型透光性電極とｐ型用パッド電極から
形成されており、ｎ型用パッド電極とｐ型用パッド電極
は同一の辺に形成されていることを特徴とする。
【００１０】なお、本願の周縁電極とは必ずしも全周で
ある必要はなく、一部欠けた部分がある場合も含む。
ある必要はなく、一部欠けた部分がある場合も含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】（実施例１）図１は、本発明の一
実施例を示す上面の概略図である。少なくとも発光層を
含む窒化ガリウム系化合物半導体層が積層された発光素
子において、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層上にｐ
型透光性電極７及びｐ型用パッド電極１０が形成され、
ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層上にｎ型周縁電極８
を前記ｐ型透光性電極７の周囲にわたって形成し、前記
ｎ型周縁電極８上にｎ型用パッド電極９を形成している
発光素子である。
実施例を示す上面の概略図である。少なくとも発光層を
含む窒化ガリウム系化合物半導体層が積層された発光素
子において、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層上にｐ
型透光性電極７及びｐ型用パッド電極１０が形成され、
ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層上にｎ型周縁電極８
を前記ｐ型透光性電極７の周囲にわたって形成し、前記
ｎ型周縁電極８上にｎ型用パッド電極９を形成している
発光素子である。
【００１２】次に、本発明の実施例の断面を図２に示
す。図を参照しながら、本実施例素子の作製方法につい
て説明する。
す。図を参照しながら、本実施例素子の作製方法につい
て説明する。
【００１３】まず第一に、例えば有機金属気相成長法
（以下、ＭＯＣＶＤ法と記述する）を用いて、サファイ
ヤ基板１上に、ＡｌＮバッファ層２、ｎ型窒化ガリウム
系化合物半導体コンタクト層３、窒化ガリウム系化合物
半導体量子井戸構造発光層４（厚さ３．０ｎｍ）、ｐ型
窒化ガリウム系化合物半導体蒸発防止層５（厚さ５０ｎ
ｍ）、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体コンタクト層６
（厚さ１５０ｎｍ）を順次積層する。
（以下、ＭＯＣＶＤ法と記述する）を用いて、サファイ
ヤ基板１上に、ＡｌＮバッファ層２、ｎ型窒化ガリウム
系化合物半導体コンタクト層３、窒化ガリウム系化合物
半導体量子井戸構造発光層４（厚さ３．０ｎｍ）、ｐ型
窒化ガリウム系化合物半導体蒸発防止層５（厚さ５０ｎ
ｍ）、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体コンタクト層６
（厚さ１５０ｎｍ）を順次積層する。
【００１４】次に、前記基板をＭＯＣＶＤ装置より取り
出し、ドライエッチング法を用いてエッチングマスクと
してフォトレジストを用い、ｎ型窒化ガリウム系化合物
半導体コンタクト層３を深さ約５００ｎｍエッチング
し、前記ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体コンタクト層
３を露出させる。
出し、ドライエッチング法を用いてエッチングマスクと
してフォトレジストを用い、ｎ型窒化ガリウム系化合物
半導体コンタクト層３を深さ約５００ｎｍエッチング
し、前記ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体コンタクト層
３を露出させる。
【００１５】次に、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体コ
ンタクト層６上にほぼ全面にｐ型透光性電極７としてＰ
ｄ（パラジウム）を７ｎｍ形成する。Ｐｄのオーミック
性接触を得るために温度４００℃から５５０℃の範囲内
にて真空中または窒素ガス中で熱処理を行う。次に、ｐ
型用パッド電極１０として例えばＡｕを５００ｎｍ形成
する。
ンタクト層６上にほぼ全面にｐ型透光性電極７としてＰ
ｄ（パラジウム）を７ｎｍ形成する。Ｐｄのオーミック
性接触を得るために温度４００℃から５５０℃の範囲内
にて真空中または窒素ガス中で熱処理を行う。次に、ｐ
型用パッド電極１０として例えばＡｕを５００ｎｍ形成
する。
【００１６】次に、露出させたｎ型窒化ガリウム系化合
物半導体コンタクト層３上に前記ｐ型透光性電極７の周
囲にわたってｎ型周縁電極８として例えばＴｉを３０ｎ
ｍ、Ａｌを２００ｎｍ順次形成する。さらに、前記ｎ型
周縁電極８上にｎ型用パッド電極９として例えばＡｌを
３００ｎｍ形成する。この時、ｎ型用パッド電極９とｐ
型用パッド電極１０は同一の辺に配置されるようにす
る。前記ｎ型周縁電極８のオーミック性接触を得るため
に温度４００℃から５５０℃の範囲内にて真空中または
窒素ガス中で熱処理を行う。
物半導体コンタクト層３上に前記ｐ型透光性電極７の周
囲にわたってｎ型周縁電極８として例えばＴｉを３０ｎ
ｍ、Ａｌを２００ｎｍ順次形成する。さらに、前記ｎ型
周縁電極８上にｎ型用パッド電極９として例えばＡｌを
３００ｎｍ形成する。この時、ｎ型用パッド電極９とｐ
型用パッド電極１０は同一の辺に配置されるようにす
る。前記ｎ型周縁電極８のオーミック性接触を得るため
に温度４００℃から５５０℃の範囲内にて真空中または
窒素ガス中で熱処理を行う。
【００１７】次に、ウェハーをスクライブまたはダイシ
ング等により例えば４００μｍ角に分割し、窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子がチップとして作製される。
ング等により例えば４００μｍ角に分割し、窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子がチップとして作製される。
【００１８】ここで、前記チップの上面模式構成を図１
に示したものであり、断面構成を図２に示している。さ
らに、図２は窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸構造
発光層４とｎ型周縁電極８の位置関係を示している。前
記窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸構造発光層４と
前記ｎ型周縁電極８表面上の位置の差ｔ1は、約７０ｎ
ｍとなるように前記ｎ型周縁電極８表面を形成した。
に示したものであり、断面構成を図２に示している。さ
らに、図２は窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸構造
発光層４とｎ型周縁電極８の位置関係を示している。前
記窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸構造発光層４と
前記ｎ型周縁電極８表面上の位置の差ｔ1は、約７０ｎ
ｍとなるように前記ｎ型周縁電極８表面を形成した。
【００１９】本実施例の構造とすることにより、発光層
からチップ横方向に出た光がｎ型周縁電極で遮られるこ
とがなくなる。図６に、本発明の発光素子（図中実線）
と従来構造のｎ型周縁電極８が厚い場合（図中点線）の
発光素子の光出力特性の比較を示す。本発明の発光素子
は、順方向電流２０ｍＡにおいて従来構造素子の光出力
と比較して約２５％ほど増加し、光出力約２．３ｍＷ、
このときの順方向電圧は３．１Ｖが得られた。
からチップ横方向に出た光がｎ型周縁電極で遮られるこ
とがなくなる。図６に、本発明の発光素子（図中実線）
と従来構造のｎ型周縁電極８が厚い場合（図中点線）の
発光素子の光出力特性の比較を示す。本発明の発光素子
は、順方向電流２０ｍＡにおいて従来構造素子の光出力
と比較して約２５％ほど増加し、光出力約２．３ｍＷ、
このときの順方向電圧は３．１Ｖが得られた。
【００２０】なお、本実施例では前記ｎ型周縁電極８上
にｎ型用パッド電極９を形成しているが、先にｎ型用パ
ッド電極９を形成し、その上にｎ型周縁電極８を形成し
てもよい。 （実施例２）図３は、本発明の一実施例を示す断面の概
略図である。サファイヤ基板１上に、ＡｌＮバッファ層
２、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体コンタクト層３、
窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸構造発光層４（厚
さ３．０ｎｍ）、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体蒸発
防止層５（厚さ５０ｎｍ）、ｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体コンタクト層６（厚さ１５０ｎｍ）が順次積層さ
れている。この積層体を発光素子とするために、ｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体コンタクト層６上にＰｄ（パ
ラジウム）厚さ５ｎｍよりなるｐ型透光性電極７及びｐ
型用パッド電極１０が形成され、ｎ型窒化ガリウム系化
合物半導体コンタクト層３上にｎ型周縁電極８と、前記
ｎ型周縁電極８（Ｔｉ；３０ｎｍ、Ａｌ；２００ｎｍ）
上にｐ型用パッド電極１０に対して同一の辺に配置され
るような所望の位置にｎ型用パッド電極９（Ａｌ；３０
０ｎｍ）を形成している。この後の、発光素子のチップ
化及び他の電極材料等は実施例１と同様とした。
にｎ型用パッド電極９を形成しているが、先にｎ型用パ
ッド電極９を形成し、その上にｎ型周縁電極８を形成し
てもよい。 （実施例２）図３は、本発明の一実施例を示す断面の概
略図である。サファイヤ基板１上に、ＡｌＮバッファ層
２、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体コンタクト層３、
窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸構造発光層４（厚
さ３．０ｎｍ）、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体蒸発
防止層５（厚さ５０ｎｍ）、ｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体コンタクト層６（厚さ１５０ｎｍ）が順次積層さ
れている。この積層体を発光素子とするために、ｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体コンタクト層６上にＰｄ（パ
ラジウム）厚さ５ｎｍよりなるｐ型透光性電極７及びｐ
型用パッド電極１０が形成され、ｎ型窒化ガリウム系化
合物半導体コンタクト層３上にｎ型周縁電極８と、前記
ｎ型周縁電極８（Ｔｉ；３０ｎｍ、Ａｌ；２００ｎｍ）
上にｐ型用パッド電極１０に対して同一の辺に配置され
るような所望の位置にｎ型用パッド電極９（Ａｌ；３０
０ｎｍ）を形成している。この後の、発光素子のチップ
化及び他の電極材料等は実施例１と同様とした。
【００２１】本実施例２のエッチング深さは、８００ｎ
ｍとした。図３に窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸
構造発光層４とｎ型周縁電極８上に形成したｎ型用パッ
ド電極９の位置関係が示されているが、発光層よりも、
ｎ型用パッド電極９の方が低い位置になっている。前記
窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸構造発光層４と前
記ｎ型周縁電極８上に形成したｎ型用パッド電極９表面
の位置の差ｔ2は、約７０ｎｍとなるように前記ｎ型周
縁電極８上にｎ型用パッド電極９を形成した。
ｍとした。図３に窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸
構造発光層４とｎ型周縁電極８上に形成したｎ型用パッ
ド電極９の位置関係が示されているが、発光層よりも、
ｎ型用パッド電極９の方が低い位置になっている。前記
窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸構造発光層４と前
記ｎ型周縁電極８上に形成したｎ型用パッド電極９表面
の位置の差ｔ2は、約７０ｎｍとなるように前記ｎ型周
縁電極８上にｎ型用パッド電極９を形成した。
【００２２】本実施例においては、実施例1と比較して
ｎ型パッド電極も発光層より低い位置にあるため、光出
力は更に増加した。本発明の発光素子は、順方向電流２
０ｍＡにおいて光出力２．４ｍＷ、このときの順方向電
圧は３．２Ｖが得られた。 （実施例３）図４は、本発明の一実施例を示す断面の概
略図である。サファイヤ基板１上に、ＡｌＮバッファ層
２、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体コンタクト層３、
窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸構造発光層４（厚
さ２．４ｎｍ）、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体蒸発
防止層５（厚さ３０ｎｍ）、ｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体コンタクト層６（厚さ１５０ｎｍ）が順次積層さ
れている。この積層体を発光素子とするために、ｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体コンタクト層６上にＮｉ（ニ
ッケル）（厚さ７ｎｍ）よりなるｐ型透光性電極７及び
ｐ型用パッド電極１０が形成され、ｎ型窒化ガリウム系
化合物半導体コンタクト層３上にｎ型周縁電極８（厚さ
１００ｎｍ）と、前記ｎ型周縁電極８上にｐ型用パッド
電極１０に対して同一の辺に配置されるような所望の位
置にｎ型用パッド電極９（厚さ３００ｎｍ）及びｎ型、
ｐ型電極上に連続的及び一部形成していない領域を持つ
絶縁体膜１１（厚さ２００ｎｍ）を形成している。その
後、実施例１と同様の方法で、発光素子のチップ化を行
う。
ｎ型パッド電極も発光層より低い位置にあるため、光出
力は更に増加した。本発明の発光素子は、順方向電流２
０ｍＡにおいて光出力２．４ｍＷ、このときの順方向電
圧は３．２Ｖが得られた。 （実施例３）図４は、本発明の一実施例を示す断面の概
略図である。サファイヤ基板１上に、ＡｌＮバッファ層
２、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体コンタクト層３、
窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸構造発光層４（厚
さ２．４ｎｍ）、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体蒸発
防止層５（厚さ３０ｎｍ）、ｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体コンタクト層６（厚さ１５０ｎｍ）が順次積層さ
れている。この積層体を発光素子とするために、ｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体コンタクト層６上にＮｉ（ニ
ッケル）（厚さ７ｎｍ）よりなるｐ型透光性電極７及び
ｐ型用パッド電極１０が形成され、ｎ型窒化ガリウム系
化合物半導体コンタクト層３上にｎ型周縁電極８（厚さ
１００ｎｍ）と、前記ｎ型周縁電極８上にｐ型用パッド
電極１０に対して同一の辺に配置されるような所望の位
置にｎ型用パッド電極９（厚さ３００ｎｍ）及びｎ型、
ｐ型電極上に連続的及び一部形成していない領域を持つ
絶縁体膜１１（厚さ２００ｎｍ）を形成している。その
後、実施例１と同様の方法で、発光素子のチップ化を行
う。
【００２３】本実施例３のエッチング深さは、約６００
ｎｍとし、図４には窒化ガリウム系化合物半導体量子井
戸構造発光層４とｎ型周縁電極８上に形成した絶縁体膜
１１表面との位置関係を示している。前記窒化ガリウム
系化合物半導体量子井戸構造発光層４と前記ｎ型周縁電
極８上に形成したｎ型用パッド電極９表面の位置の差ｔ
3は、約１００ｎｍとなるように前記ｎ型周縁電極８上
にｎ型用パッド電極９を形成した。
ｎｍとし、図４には窒化ガリウム系化合物半導体量子井
戸構造発光層４とｎ型周縁電極８上に形成した絶縁体膜
１１表面との位置関係を示している。前記窒化ガリウム
系化合物半導体量子井戸構造発光層４と前記ｎ型周縁電
極８上に形成したｎ型用パッド電極９表面の位置の差ｔ
3は、約１００ｎｍとなるように前記ｎ型周縁電極８上
にｎ型用パッド電極９を形成した。
【００２４】本実施例においては、ｎ型用パッド電極の
部分では誘電体膜によって発光層からの光が遮られる
が、ｎ型周縁電極だけの部分では、発光層からの光が遮
られることはない。
部分では誘電体膜によって発光層からの光が遮られる
が、ｎ型周縁電極だけの部分では、発光層からの光が遮
られることはない。
【００２５】本発明の発光素子は、順方向電流２０ｍＡ
において光出力２．５ｍＷ、このときの順方向電圧は
３．８Ｖが得られた。 （実施例４）図５は、本発明の一実施例を示す断面の概
略図である。サファイヤ基板１上に、ＡｌＮバッファ層
２、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体コンタクト層３、
窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸構造発光層４（厚
さ２．４ｎｍ）、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体蒸発
防止層５（厚さ３０ｎｍ）、ｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体コンタクト層６（厚さ１５０ｎｍ）が順次積層さ
れている。この積層体を発光素子とするために、ｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体コンタクト層６上にＮｉ（ニ
ッケル）（厚さ５ｎｍ）よりなるｐ型透光性電極７及び
ｐ型用パッド電極１０が形成され、ｎ型窒化ガリウム系
化合物半導体コンタクト層３上にｎ型周縁電極８（厚さ
１００ｎｍ）と、前記ｎ型周縁電極８上にｐ型用パッド
電極１０と同一の辺に配置されるような所望の位置にｎ
型用パッド電極９（厚さ２００ｎｍ）及びｎ型、ｐ型電
極上に連続的及び一部形成していない領域を持つ絶縁体
層１１（厚さ２００ｎｍ）を形成している。その後実施
例１と同様の方法で発光素子のチップ化を行った。
において光出力２．５ｍＷ、このときの順方向電圧は
３．８Ｖが得られた。 （実施例４）図５は、本発明の一実施例を示す断面の概
略図である。サファイヤ基板１上に、ＡｌＮバッファ層
２、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体コンタクト層３、
窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸構造発光層４（厚
さ２．４ｎｍ）、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体蒸発
防止層５（厚さ３０ｎｍ）、ｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体コンタクト層６（厚さ１５０ｎｍ）が順次積層さ
れている。この積層体を発光素子とするために、ｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体コンタクト層６上にＮｉ（ニ
ッケル）（厚さ５ｎｍ）よりなるｐ型透光性電極７及び
ｐ型用パッド電極１０が形成され、ｎ型窒化ガリウム系
化合物半導体コンタクト層３上にｎ型周縁電極８（厚さ
１００ｎｍ）と、前記ｎ型周縁電極８上にｐ型用パッド
電極１０と同一の辺に配置されるような所望の位置にｎ
型用パッド電極９（厚さ２００ｎｍ）及びｎ型、ｐ型電
極上に連続的及び一部形成していない領域を持つ絶縁体
層１１（厚さ２００ｎｍ）を形成している。その後実施
例１と同様の方法で発光素子のチップ化を行った。
【００２６】本実施例４のエッチング深さは、約８００
ｎｍとし、図５より窒化ガリウム系化合物半導体量子井
戸構造発光層４とｎ型周縁電極８上のｎ型用パッド電極
９上に形成した絶縁体膜１１表面との位置関係を示して
いる。前記窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸構造発
光層４と前記ｎ型周縁電極８上のｎ型用パッド電極９上
に形成した絶縁体膜１１表面の位置の差ｔ4は、約１０
０ｎｍとなるように前記ｎ型周縁電極８上にｎ型用パッ
ド電極９を形成した。
ｎｍとし、図５より窒化ガリウム系化合物半導体量子井
戸構造発光層４とｎ型周縁電極８上のｎ型用パッド電極
９上に形成した絶縁体膜１１表面との位置関係を示して
いる。前記窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸構造発
光層４と前記ｎ型周縁電極８上のｎ型用パッド電極９上
に形成した絶縁体膜１１表面の位置の差ｔ4は、約１０
０ｎｍとなるように前記ｎ型周縁電極８上にｎ型用パッ
ド電極９を形成した。
【００２７】本発明の発光素子は、順方向電流２０ｍＡ
において光出力２．６ｍＷ、このときの順方向電圧は
３．８Ｖが得られた。
において光出力２．６ｍＷ、このときの順方向電圧は
３．８Ｖが得られた。
【００２８】ここで、本実施例１から実施例４における
電極の厚さおよびエッチング深さを説明する。
電極の厚さおよびエッチング深さを説明する。
【００２９】周縁電極の好ましい範囲は、良好なオーミ
ック接触が得られる１００から２３０ｎｍが好ましい。
ｎ型パッド電極の厚さは、電極剥がれがなく接着力が十
分となる２００から３００ｎｍが好ましい。絶縁体層厚
は、２００ｎｍ程度であれば絶縁層として十分に使用で
きる。さらにまた、エッチング深さは５００から８００
ｎｍの範囲が好ましい。５００ｎｍ以下だと電極の上面
が発光層の下面より高くなるため好ましくなく、８００
ｎｍ以上だとドライエッチングの工程が複雑になる。
ック接触が得られる１００から２３０ｎｍが好ましい。
ｎ型パッド電極の厚さは、電極剥がれがなく接着力が十
分となる２００から３００ｎｍが好ましい。絶縁体層厚
は、２００ｎｍ程度であれば絶縁層として十分に使用で
きる。さらにまた、エッチング深さは５００から８００
ｎｍの範囲が好ましい。５００ｎｍ以下だと電極の上面
が発光層の下面より高くなるため好ましくなく、８００
ｎｍ以上だとドライエッチングの工程が複雑になる。
【００３０】例えば実施例４において、周縁電極上の絶
縁体層上面を発光層下面より低い位置に配置するために
は、周縁電極の膜厚は１００ｎｍ、ｎ型パッド電極の膜
厚は２００ｎｍ、絶縁体層の膜厚は２００ｎｍ、エッチ
ング深さは８００ｎｍに設定されている。実施例１から
３においても、周縁電極、ｎ型パッド電極、絶縁体層の
厚さおよびエッチング深さの設定は、前述の膜厚および
エッチング深さの範囲内で適宜決められる。
縁体層上面を発光層下面より低い位置に配置するために
は、周縁電極の膜厚は１００ｎｍ、ｎ型パッド電極の膜
厚は２００ｎｍ、絶縁体層の膜厚は２００ｎｍ、エッチ
ング深さは８００ｎｍに設定されている。実施例１から
３においても、周縁電極、ｎ型パッド電極、絶縁体層の
厚さおよびエッチング深さの設定は、前述の膜厚および
エッチング深さの範囲内で適宜決められる。
【００３１】以上の実施例１から４においては、ｎ型周
縁電極は発光素子チップの周囲に連続的に形成されてい
る例を示しているが、必ずしも周囲全部に連続的に形成
されている必要はない。例えば図７のようにｎ型周縁電
極が一部欠けていても同様に効果が得られた。ｎ型周縁
電極はｐ型パッド電極１０の近傍を欠けさせることによ
り、さらに均一な発光が得られるためにより好ましい。
縁電極は発光素子チップの周囲に連続的に形成されてい
る例を示しているが、必ずしも周囲全部に連続的に形成
されている必要はない。例えば図７のようにｎ型周縁電
極が一部欠けていても同様に効果が得られた。ｎ型周縁
電極はｐ型パッド電極１０の近傍を欠けさせることによ
り、さらに均一な発光が得られるためにより好ましい。
【００３２】
【発明の効果】本発明の素子構造によれば、発光層から
横方向に放射された光が前記周囲のｎ型電極により遮ら
れることはなく、さらにｎ型用パッド電極により遮られ
ることはなくなる。このために、発光素子の発光層から
放射される全光出力を低下させるという問題が生じなく
なる。さらにまた発光層から横方向に放射された光が、
前記周囲のｎ型電極上に形成された絶縁体層により発生
光が遮られることもなく、ｎ型用パッド電極上に形成さ
れた絶縁体層により発生光が遮られることもなくなる。
このため、前記電極上に絶縁体膜が形成された発光素子
においても発光層から横方向に放射される全光出力を低
下させるという問題が生じなくなる。
横方向に放射された光が前記周囲のｎ型電極により遮ら
れることはなく、さらにｎ型用パッド電極により遮られ
ることはなくなる。このために、発光素子の発光層から
放射される全光出力を低下させるという問題が生じなく
なる。さらにまた発光層から横方向に放射された光が、
前記周囲のｎ型電極上に形成された絶縁体層により発生
光が遮られることもなく、ｎ型用パッド電極上に形成さ
れた絶縁体層により発生光が遮られることもなくなる。
このため、前記電極上に絶縁体膜が形成された発光素子
においても発光層から横方向に放射される全光出力を低
下させるという問題が生じなくなる。
【図１】実施例１の窒化物系化合物半導体発光素子の上
面模式図である。
面模式図である。
【図２】実施例１の窒化物系化合物半導体発光素子の断
面模式図である。
面模式図である。
【図３】実施例２の窒化物系化合物半導体発光素子の断
面模式図である。
面模式図である。
【図４】実施例３の窒化物系化合物半導体発光素子の断
面模式図である。
面模式図である。
【図５】実施例４の窒化物系化合物半導体発光素子の断
面模式図である。
面模式図である。
【図６】実施例１の窒化物系化合物半導体発光素子と従
来構造の発光素子の光出力特性を表した図である。
来構造の発光素子の光出力特性を表した図である。
【図７】本実施例の別の実施例の平面図である。
【図８】従来構造の窒化物系発光素子構造の模式図であ
る。
る。
１…サファイヤ基板 ２…ＡｌＮバッファ層 ３…ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体コンタクト層 ４…窒化ガリウム系化合物半導体量子井戸構造発光層 ５…ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体蒸発防止層 ６…ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体コンタクト層 ７…ｐ型透光性電極 ８…ｎ型周縁電極 ９…ｎ型用パッド電極 １０…ｐ型用パッド電極 １１…絶縁体層 ｔ1…発光層とｎ型周縁電極の間隔 ｔ2…発光層とｎ型用パッド電極の間隔 ｔ3、ｔ4…発光層と絶縁体層の間隔 １００…ｎ型用電極 ２００…ｎ型周縁電極 ３００…ｐ型透光性電極 ４００…ｐ型用パッド電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F041 AA04 CA05 CA34 CA46 CA65 CA74 CA76 CA82 CA83 CA88 CA92 CA93 DA07 5F073 AA73 CA07 CB05 CB07 CB22 CB23 DA05 DA24 EA24 FA27
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上にｎ型半導体層、発光層、ｐ型半
導体層が形成され、ｎ型電極とｐ型電極が基板と反対側
に形成され、ｎ型電極はｎ型周縁電極とｎ型用パッド電
極から形成されており、ｎ型周縁電極はｐ型電極の周り
に形成されており、ｐ型電極の形成された側から光を取
り出す窒化物系化合物半導体発光素子において、 ｎ型周縁電極の上面の位置は、発光層の下面の位置より
も低いことを特徴とする窒化物系化合物半導体発光素
子。 - 【請求項２】 前記ｎ型用パッド電極の上面の位置は発
光層の下面の位置よりも低いことを特徴とする請求項１
に記載の窒化物系化合物半導体発光素子。 - 【請求項３】 前記窒化物系化合物半導体発光素子の表
面および側面の少なくとも一部に絶縁体層が形成されて
おり、ｎ型周縁電極上の絶縁体層の上面の位置は発光層
の下面の位置よりも低いことを特徴とする請求項１に記
載の窒化物系化合物半導体発光素子。 - 【請求項４】 ｎ型用パッド電極上に形成された絶縁体
層の上面の位置が発光層の下面の位置よりも低いことを
特徴とする請求項３に記載の窒化物系化合物半導体発光
素子。 - 【請求項５】 前記ｐ型電極はｐ型透光性電極とｐ型用
パッド電極から形成されており、ｎ型用パッド電極とｐ
型用パッド電極は同一の辺に形成されていることを特徴
とする請求項１から４に記載の窒化物系化合物半導体発
光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28116899A JP2001102631A (ja) | 1999-10-01 | 1999-10-01 | 窒化物系化合物半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28116899A JP2001102631A (ja) | 1999-10-01 | 1999-10-01 | 窒化物系化合物半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001102631A true JP2001102631A (ja) | 2001-04-13 |
Family
ID=17635309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28116899A Pending JP2001102631A (ja) | 1999-10-01 | 1999-10-01 | 窒化物系化合物半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001102631A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002353503A (ja) * | 2001-05-29 | 2002-12-06 | Seiwa Electric Mfg Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
| JP2003069074A (ja) * | 2001-08-14 | 2003-03-07 | Shurai Kagi Kofun Yugenkoshi | 半導体装置 |
| KR20040104265A (ko) * | 2003-06-03 | 2004-12-10 | 삼성전기주식회사 | 질화 갈륨계 반도체 led 소자 |
| EP1953838A2 (en) | 2007-02-01 | 2008-08-06 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting element |
| US7947996B2 (en) | 2006-06-28 | 2011-05-24 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting element |
| CN104377298A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-02-25 | 北京工业大学 | 一种表面型半导体激光器件倒装焊电极结构 |
| KR20160077700A (ko) * | 2014-12-24 | 2016-07-04 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자, 발광소자 패키지 및 조명시스템 |
-
1999
- 1999-10-01 JP JP28116899A patent/JP2001102631A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002353503A (ja) * | 2001-05-29 | 2002-12-06 | Seiwa Electric Mfg Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
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| US7947996B2 (en) | 2006-06-28 | 2011-05-24 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting element |
| US8120057B2 (en) | 2007-02-01 | 2012-02-21 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting element |
| US7982236B2 (en) | 2007-02-01 | 2011-07-19 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting element |
| EP1953838A2 (en) | 2007-02-01 | 2008-08-06 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting element |
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| EP3454383A1 (en) | 2007-02-01 | 2019-03-13 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting element |
| EP4068398A1 (en) | 2007-02-01 | 2022-10-05 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting element |
| USRE49298E1 (en) | 2007-02-01 | 2022-11-15 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting element |
| USRE49406E1 (en) | 2007-02-01 | 2023-01-31 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting element |
| CN104377298A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-02-25 | 北京工业大学 | 一种表面型半导体激光器件倒装焊电极结构 |
| KR20160077700A (ko) * | 2014-12-24 | 2016-07-04 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자, 발광소자 패키지 및 조명시스템 |
| KR102309670B1 (ko) | 2014-12-24 | 2021-10-07 | 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 | 발광소자, 발광소자 패키지 및 조명시스템 |
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