JP2001196631A - 窒化ガリウム系化合物半導体素子とその製造方法 - Google Patents

窒化ガリウム系化合物半導体素子とその製造方法

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JP2001196631A JP34866799A JP34866799A JP2001196631A JP 2001196631 A JP2001196631 A JP 2001196631A JP 34866799 A JP34866799 A JP 34866799A JP 34866799 A JP34866799 A JP 34866799A JP 2001196631 A JP2001196631 A JP 2001196631A
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Hironori Takagi
宏典 高木
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Nichia Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボンディング箇所の接着力が低下し難い窒化
ガリウム系化合物半導体素子とその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 基板上にn型およびp型窒化ガリウム系
化合物半導体層が積層され、p型層の表面にp側電極
が、p型層の一部が除去されて露出されたn型層にn側
電極が形成され、n側電極は、p型層の表面の1つの隅
部において露出されたn型層表面に形成され、p側電極
は、その隅部と対角をなす隅部のp型表面にp側パッド
電極として形成された第1のp側電極と、該第1のp側
電極が形成されていないp型層の残りの表面と第1のp
側電極の周縁部とを覆うように形成された透光性を有し
かつp型層とオーミック接触する第2のp側電極とを有
してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般式InXAlYGa
1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y<1)よりなり、発
光ダイオード素子等の発光素子に用いられる窒化ガリウ
ム系化合物半導体素子とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、GaN、InGaN、AlGa
N、InAlGaN等の窒化ガリウム系化合物半導体は
高輝度純緑色発光LED、青色LEDとして、既にフル
カラーLEDディスプレイ、交通信号灯、イメージスキ
ャナ光源等の各種光源で実用化されている。これらLE
D素子は一般にサファイア基板の上に成長される。サフ
ァイアのような絶縁性基板を用いた発光素子は、他のG
aAs、GaAlP等の半導体基板を用いた発光素子と
異なり、基板側から電極を取り出すことが不可能である
ため、通常窒化ガリウム系化合物半導体層に設けられる
正、負一対の電極は同一面側に形成され、それぞれの電
極に上からワイヤーボンディングして電極側から発光を
観測したり、フリップチップボンディングして基板側か
ら発光を観測している。
【0003】この従来の窒化ガリウム系化合物半導体発
光素子では、例えば、図6に示すように、サファイア基
板201上にn型窒化ガリウム系化合物半導体層20
2、活性層203、p型窒化ガリウム系化合物半導体層
204が形成され、さらにn型窒化ガリウム系化合物半
導体202の表面にはn側電極206が、p型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層204の表面には透光性を有する
p側オーミック電極208が全面に、さらにオーミック
電極の表面の一部にワイヤーボンディング用のp側パッ
ド電極207が形成されている。このような構造でp側
パッド電極207とn側電極206とを介して通電する
と、透光性のp側オーミック電極208を透過した光が
電極側から観測される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の図
6の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子では、p側パ
ッド電極207の材料としてワイヤーボンディングが可
能な材料を用いても、p側パッド電極形成時にアニール
したとき、また素子を通電させたときに発生する熱など
によって、ワイヤーボンディングする箇所の接着力が低
下してしまうという問題点があった。また、フリップチ
ップボンディングした場合においても、そのボンディン
グ部分における接合力が低下するという問題点があっ
た。
【0005】そこで、本発明の目的とするところは、ボ
ンディング箇所の接着力が低下し難い窒化ガリウム系化
合物半導体素子とその製造方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明に係る窒化ガリウム系化合物半導体素子の
製造方法は、基板上にn型窒化ガリウム系化合物半導体
層およびp型窒化ガリウム系化合物半導体層を積層し、
該p型窒化ガリウム系化合物半導体層の表面にp側電極
が、一方p型窒化ガリウム系化合物半導体層の一部が除
去されて露出されたn型窒化ガリウム系化合物半導体層
の表面にn側電極が形成され、それら同一面側に形成さ
れたp側電極とn側電極とを介して通電することにより
発光させる窒化ガリウム系化合物半導体素子を製造する
方法において、上記p側電極とn側電極を形成する工程
は、上記p型窒化ガリウム系化合物半導体層の表面の対
角をなす位置にある一対の隅部のうちの一方の隅部にn
型窒化ガリウム系化合物半導体層を露出させ、その表面
にn側電極を形成し、他方の隅部にp側パッド電極とし
て第1のp側電極を形成する工程と、上記第1のp側電
極および上記n側電極を形成後、p型窒化ガリウム系化
合物半導体層の残りの表面と第1のp側電極の周縁部と
を覆うように、透光性を有するp側オーミック電極とし
て第2のp側電極を形成する工程とからなり、上記第1
のp側電極と上記第2のp側電極とからなるp側電極と
上記n側電極とを形成することを特徴とする。
【0007】すなわち、本発明に係る窒化ガリウム系化
合物半導体素子の製造方法により作製された素子では、
透光性を有するp側オーミック電極はp側パッド電極形
成後、p側パッド電極の周縁部を覆うように形成されて
おり、p側オーミック電極は直接p側窒化ガリウム系化
合物半導体層に接している。そのため、従来の構造と違
い、p側パッド電極上にオーミック電極からの材料がマ
イグレーションとして析出することはなく、ワイヤーボ
ンディング時に高い密着力が得られる。図4に示すよう
に従来の構造である(b)と本発明によって得られる
(a)と比較すると、ワイヤーが素子から剥がれてしま
う可能性のある場所がボールとp側パッド電極との間の
X1、p側パッド電極とp型窒化ガリウム系化合物半導
体層との間のY1の2カ所となり、従来の構造と比較し
て、LEDの信頼性を向上させることができる。
【0008】上記第2のp側電極を形成する工程は、上
記p型窒化ガリウム系化合物半導体層上において上記第
2のp側電極を形成する領域を開口させるように該領域
以外をマスキングする工程と、上記領域に、2価イオン
となりうる、Ni、Co、Fe、Ti、Cuよりなる群
から選択した少なくとも1種とAuとを順に積層する工
程と、積層後にアニールする工程とを含んで構成するこ
とができる。
【0009】また、本発明に係る窒化ガリウム系化合物
半導体素子の製造方法において、上記第1のp側電極が
n側電極と同一組成である場合には、上記第1のp側電
極とn側電極を形成する工程は、該2つの電極が形成さ
れる部分を除いてマスクを形成するマスキング工程と、
上記マスクを用いて該第1のp側電極とn側電極を同時
に形成する工程を含むようにしてもよい。このように、
p側パッド電極とn側電極を同時に形成することで、製
造工程を簡略化することができるので好ましい。ここ
で、p側パッド電極とn側電極を同一の材料とする場
合、それに用いる電極材料はn型窒化ガリウム系化合物
半導体とオーミック性が良くかつn型窒化ガリウム系化
合物半導体層と密着性が良い材料であり、さらにp型窒
化ガリウム系化合物半導体層とも密着性が良い材料を選
ぶことが好ましい。
【0010】また、本発明に係る窒化ガリウム系化合物
半導体素子の製造方法において、上記第1のp側電極と
n側電極とを、p型窒化ガリウム系化合物半導体層の上
方から見て平面形状が互いに異なるように形成すること
が好ましい。このように形成すると、上記第1のp側電
極とn側電極を、p型窒化ガリウム系化合物半導体層側
から見て、画像認識でそれぞれの形状が識別でき、容易
でかつ精度よくワイヤーボンディングすることができ
る。
【0011】また、本発明に係る窒化ガリウム系化合物
半導体素子は、基板上にn型窒化ガリウム系化合物半導
体層およびp型窒化ガリウム系化合物半導体層が積層さ
れ、p型窒化ガリウム系化合物半導体層の表面にp側電
極が、p型窒化ガリウム系化合物半導体層の一部が除去
されて露出されたn型窒化ガリウム系化合物半導体層の
表面にn側電極が形成され、それら同一面側に形成され
たp側電極とn側電極とを介して通電することにより発
光させる窒化ガリウム系化合物半導体素子において、上
記n側電極は、p型窒化ガリウム系化合物半導体層の表
面の対角をなす位置にある一対の隅部のうちの一方の隅
部において露出されたn型窒化ガリウム系化合物半導体
層表面に形成され、上記p側電極は、他方の隅部のp型
窒化ガリウム系化合物半導体層表面隅部にp側パッド電
極として形成された第1のp側電極と、該第1のp側電
極が形成されていないp型窒化ガリウム系化合物半導体
層の残りの表面と上記第1のp側電極の周縁部とを覆う
ように形成された透光性を有しかつp型窒化ガリウム系
化合物半導体層とオーミック接触する第2のp側電極と
を有してなることを特徴とする。
【0012】このように構成された本発明に係る窒化ガ
リウム系化合物半導体素子では、p側オーミック電極は
直接p側窒化ガリウム系化合物半導体層に接している。
そのため、従来の構造と違い、p側パッド電極上にオー
ミック電極からの材料がマイグレーションして析出する
ことはなく、ボンディング部分において高い密着力が得
られる。
【0013】また、本発明に係る窒化ガリウム系化合物
半導体素子において、上記第2のp側電極は、2価イオ
ンとなりうる、Ni、Co、Fe、Ti、Cuよりなる
群から選択した少なくとも1種とAuとを順に積層後、
アニールした合金とすることが好ましく、これによっ
て、透光性に優れかつ良好なオーミック接触が可能な電
極を形成できる。
【0014】さらに、本発明に係る窒化ガリウム系化合
物半導体素子において、上記第1のp側電極とn側電極
は、同一の金属材料を用いてかつ実質的に同一の膜厚と
なるように構成するようにしてもよい。このように構成
された窒化ガリウム系化合物半導体素子では、p側パッ
ド電極とn側電極を同時に形成することができるので、
製造工程を簡略化することができ、安価に製造すること
ができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態の
窒化ガリウム系化合物半導体素子について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明に係る窒化ガリウ
ム系化合物半導体素子の一実施の形態を示した模式断面
図である。本実施の形態の窒化ガリウム系化合物半導体
素子では、図1に示すように、基板101上にn型窒化
ガリウム系化合物半導体層102、活性層103、p型
窒化ガリウム系化合物半導体104が順に形成されてい
る。そして、本実施の形態では、p型窒化ガリウム系化
合物半導体層の表面の対角をなす位置にある一対の隅部
の一方にp側パッド電極として第1のp側電極105a
(以下、単にp側パッド電極105aともいう。)が形
成され、また残りのp型窒化ガリウム系化合物半導体層
104と第1のp側電極105aの周縁部とを覆うよう
に透光性を有するオーミック電極として第2のp側電極
108が形成されており、他方の隅部には、n型窒化ガ
リウム系化合物半導体層102の表面が露出され、その
表面にn側電極105bが形成されている。また、n側
電極105bおよび第1のp側電極105a上にはワイ
ヤー110がボール109を介して接続されている。
【0016】すなわち、本発明の特徴とするところはp
側パッド電極である第1のp側電極105aをp型窒化
ガリウム系化合物半導体層104に接して形成し、透光
性を有するオーミック電極である第2のp側電極108
を、第1のp側電極105aが形成されていない残りの
p型窒化ガリウム系化合物半導体層104表面と第1の
p側電極105aの周縁部とを覆うように形成したとこ
ろにある。ここで、p側オーミック電極に用いる材料と
しては、p型窒化ガリウム系化合物半導体層104とオ
ーミック性が良くかつ透光性を有しているものから選択
でき、例えば、2価イオンとなりうる、Ni、Co、F
e、Ti、Cuよりなる群から選択した少なくとも1種
とAuとを積層後、アニールした合金や、Ni、Pt、
Pdの単体などを透光性を有するような膜厚で用いるこ
とが可能である。尚、p側のオーミック電極の最も好ま
しい材料としては、Ni/Au(/は順に積層すること
を意味する)を積層してアニーリングしたものが挙げら
れる。
【0017】また、p側パッド電極に用いる材料として
は、p型窒化ガリウム系化合物半導体層との密着性の高
い材料を選択することが好ましいことは言うまでもな
く、例えばAuの単体、またはNi、Co、Fe、T
i、Cuよりなる群から選択した少なくとも1種とAu
とを積層したものなどが挙げられる。
【0018】一方、n側電極105bに用いる材料とし
ては、n型窒化ガリウム系化合物半導体層102とのオ
ーミック性および密着性が高い材料を選択し、例えばT
i/Al、W/Al、Ti/Au、V/Al、V/Au
などを積層後にアニーリングした合金、またはAl、T
i、W、Cu、Zn、Snの単体などを用いる。また、
n側電極に用いる材料として最も好ましい材料は、Ti
/Al、W/Alが挙げられる。
【0019】以上のように構成された実施の形態の窒化
ガリウム系化合物半導体素子では、p側パッド電極10
5aはp型窒化ガリウム化合物半導体層104表面と直
接接するように形成され、p側オーミック電極とはp側
パッド電極105aの側面及び上面の周辺部において接
しているだけである。従って、p側パッド電極105a
又はp側オーミック電極をアニールしたとき、また素子
を通電させたときに発生する熱などによって、p側オー
ミック電極の材料のp側パッド電極へのマイグレーショ
ンを抑制でき、ワイヤーボンディングする箇所における
接着力の低下を防止することができる。
【0020】これに対して、従来例では、例えばAuと
Niを積層し、これらをアニールしたものを透光性のp
側オーミック電極とした後、そのp側オーミック電極の
上面に接してp側パッド電極207を形成しているで、
p側オーミック電極208とp側パッド電極207の接
触面積が広い分、p側オーミック電極の材料がマイグレ
ーションし易くなり、p側パッド電極207上にNiが
一部析出してしまう。このために、p側パッド電極20
7の材料としてワイヤーボンディングが可能な材料を用
いても、ワイヤーボンディングした時に、p側パッド電
極207とワイヤーとの接続強度が十分得られない場合
がある。また、接続直後は所定の強度を有していても、
素子を通電させたときに発生する熱などによって、p側
オーミック電極208の材料がp側パッド電極207上
にマイグレーションして現れ、ワイヤーボンディングす
る箇所の接着力が時間の経過とともに低下してしまう場
合がある。従って、従来の構造では、上述の問題を発生
させないための電極材料を選定しなければならないとい
う制約があった。
【0021】さらに、従来の構造では図4(b)に示す
ように、ワイヤーが素子から剥がれてしまう可能性のあ
る場所として、ボールボンディング時にワイヤーと一体
で形成されるボールとp側パッド電極207との間のX
2、p側パッド電極207とp側オーミック電極208
との間のY2、p側オーミック電極208とp型窒化ガ
リウム系化合物半導体層204との間のZ2と3カ所あ
る。これに対して、本発明の構造では、図4(a)に示
すように、ワイヤーが素子から剥がれる可能性のある場
所が、ボールとp側パッド電極105aとの間のX1、
p側パッド電極105aとp型窒化ガリウム系化合物半
導体層104との間のY1の2カ所となり、従来の構造
と比較して、剥がれる可能性のある箇所が少ない分、L
EDの信頼性を向上させることができる。
【0022】次に、本発明に係る窒化ガリウム系化合物
半導体素子の製造方法について説明する。本製造方法
は、基板101上にn型窒化ガリウム系化合物半導体層
102、活性層103およびp型窒化ガリウム系化合物
半導体層104とを備え、該p型窒化ガリウム系化合物
半導体層104の表面にp側電極が、一方p型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層104の一部が除去されて露出さ
れたn型窒化ガリウム系化合物半導体層102の表面に
n側電極105bが形成された実施の形態の窒化ガリウ
ム系化合物半導体素子を製造する方法であって、いずれ
もワイヤーボンディングされる電極であるn側電極10
5bとp側パッド電極105aとをまず形成する第1工
程と、その第1工程の後に、p型窒化ガリウム系化合物
半導体層104の残りの表面とp側パッド電極105a
の周縁部とを覆うように、透光性を有するp側オーミッ
ク電極を形成する第2工程とを含んでいる。
【0023】ここでさらに、第1工程は、(1)p型窒
化ガリウム系化合物半導体層104の表面の対角をなす
位置にある一対の隅部のうちの一方の隅部にn型窒化ガ
リウム系化合物半導体層102を露出させること、
(2)その露出されたn型窒化ガリウム系化合物半導体
層102表面にn側電極105bを形成すること、
(3)一対の隅部のうちの他方の隅部にワイヤーボンデ
ィング用のp側パッド電極105aを形成することとを
含んでおり、この第1工程では、いずれもワイヤーボン
ディングされる電極であるn側電極105bとp側パッ
ド電極105aとを形成する。
【0024】以上の第1工程で、n型窒化ガリウム系化
合物半導体層102とp型窒化ガリウム系化合物半導体
層104とに直接接するようにそれぞれ、n側電極10
5bとp側パッド電極105aを形成した後、第2工程
で透光性を有するp側オーミック電極である第2のp側
電極108を、p型窒化ガリウム系化合物半導体層10
4の残りの表面とp側パッド電極105aの周縁部とを
覆うように形成する。また、第2のp側電極108を形
成する第2工程は、p型窒化ガリウム系化合物半導体層
104上において第2のp側電極108を形成する領域
を開口させるようにその領域以外を覆ってマスキングす
る工程とを含み、そのマスキングされたマスクを用いて
第2のp側電極108を形成するようにすれば、容易に
p型窒化ガリウム系化合物半導体層104の残りの表面
とp側パッド電極105aの周縁部とを覆う第2のp側
電極108を形成することができる。すなわち、上述の
マスキング工程では、p型窒化ガリウム系化合物半導体
層104のうちのp側パッド電極105aが形成されて
いない残りの表面とp側パッド電極105aの周縁部と
を開口させるようにマスクをする。
【0025】また、透光性の第2のp側電極108は、
2価イオンとなりうる、Ni、Co、Fe、Ti、Cu
よりなる群から選択した少なくとも1種とAuとを順に
積層し、積層後にアニールする工程により形成すること
が好ましく、このような工程で形成することにより、良
好な透光性を有しかつ良好なオーミック接触が可能な第
2のp側電極を形成することができる。
【0026】また、本実施の形態の窒化ガリウム系化合
物半導体素子では、p側パッド電極105aとn側電極
105bとは同一組成とすることができ、p側パッド電
極105aとn側電極105bを同一組成とすると以下
のような工程上の利点がある。すなわち、p側パッド電
極105aとn側電極105bとを形成する工程におい
て、該2つの電極が形成される部分を除いてマスクを形
成し(マスキング工程)、そのマスクを用いてp側パッ
ド電極105aとn側電極105bとを同時に形成する
ことにより、製造工程を簡略化できる。
【0027】本発明のp側パッド電極105aおよびn
側電極105bの製造方法およびp側オーミック電極の
製造方法の具体例を図3を参照しながら簡単に説明する
(詳細には実施例において説明する。)。尚、本発明は
図3に示す方法に限定されるものではないことは言うま
でもない。
【0028】まず、図3の(a)から(e)に示すp側
パッド電極105aとn側電極105bを形成する工程
では、電極層105を窒化ガリウム系化合物半導体素子
の上面全面に形成し(図3(b))、次にp側パッド電
極105aとn側電極105bに対応して電極材料を残
す部分(電極形成部)にレジスト111を塗布(図3
(c))した後、レジスト111をマスクとして化学エ
ッチングを行って電極非形成部の電極材料を除去する。
その後、レジスト111を除去することによりp側パッ
ド電極105aとn側電極105bを形成する。そし
て、(f)から(h)のp側オーミック電極を形成する
工程では、まずp側オーミック電極を形成しない電極非
形成部にレジスト112を塗布した後、電極材料を全面
に形成し、最後にレジスト112上に形成された電極層
105をレジスト112とともに除去する(リフトオフ
法)。
【0029】以上のように、図3に示す製造工程では、
p側パッド電極105aとn側電極105bは同時に形
成することができるので、工程を短縮することができ
る。この場合、p側パッド電極105a及びn側電極1
05bを形成するために用いる電極材料は、n型窒化ガ
リウム系化合物半導体層102と密着性が良い材料であ
るかつ、p型窒化ガリウム系化合物半導体層104とも
オーミック性および密着性が良い材料である必要があ
る。この条件を満たす電極材料としては、例えば、Al
単体、Ti/AlやW/Alなどが挙げられ、これらの
電極材料を積層して、アニーリングすることでn及びp
側電極としてオーミック性はもちろんのこと、n側とp
側の窒化ガリウム系化合物半導体層のいずれの層に対し
ても良い密着性が得られる。
【0030】また、p側パッド電極105aとn側電極
105bは、p型窒化ガリウム系化合物半導体層104
の上方から見て、平面形状が異なるように形成すること
が好ましく。例えば、図2に示すようにn側電極105
bを平面形状が円形となるように形成した場合、p側パ
ッド電極105aは平面形状が四角形となるように形成
する。ここで、本実施の形態では、p側パッド電極10
5aは周縁部がp側オーミック電極108に覆われてい
るが、p側オーミック電極が透光性を有すること、また
通常p側パッド電極105aはp側オーミック電極と比
べて膜厚がかなり大きく形成されることから、ワイヤー
ボンディングや実装の際にp側パッド電極105aの形
状の識別は容易にできる。また、このことから、p側パ
ッド電極105aとn側電極105bは、平面形状が互
いに異なるように形成するようにすれば、p側パッド電
極105aの上面のうち、p側オーミック電極で覆われ
ていない部分の形状は、n側電極105bの平面形状と
同一であってもよい。
【0031】以上の説明した本発明に係る実施の形態の
窒化ガリウム系化合物半導体素子の製造方法において、
図2に示すようにp側パッド電極105aとn側電極1
05bを、p型窒化ガリウム系化合物半導体層104の
上方から見て対角をなす位置にそれぞれ形成している。
このような位置関係にすることで、p型窒化ガリウム系
化合物半導体層104のほぼ全面を覆うp側パッド電極
105aとp側オーミック電極とによってp型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層104全体にわたって電流をほぼ
均一に流すことができ、均一な面発光が得られる。ま
た、p側パッド電極105aとn側電極105bは金線
などのワイヤーとボンディングされるために、ワイヤー
の太さに合わせてある程度の大きさを必要とするが、p
側パッド電極105aとn側電極105bを上述の位置
関係にすることにより、発光面の中央部において光を遮
ることなく出力できる面の面積(発光面積)を大きくと
ることができる。
【0032】また、本発明の窒化ガリウム系化合物半導
体素子では、p側パッド電極105aとn側電極105
bをp型窒化ガリウム系化合物半導体層104側から見
て、それぞれの平面形状が異なるように形成しているの
で、ワイヤーボンディング、又は実装の際の画像認識に
よりn側であるかp側であるか識別することが可能とな
り、実装歩留を向上させることができる。
【0033】変形例.以上の実施の形態では、ワイヤー
ボンディングされる窒化ガリウム系化合物半導体素子に
ついて説明したが、本発明はこれに限られるものではな
く、フリップチップボンディングされる窒化ガリウム系
化合物半導体素子に適用しても上述の実施の形態と同様
の作用効果を有する。すなわち、フリップチップボンデ
ィングとは、例えば、図1に示す素子のn側電極105
bとp側パッド電極105aとをそれぞれ実装基板の負
側及び正側の電極に対向させて直接、はんだ等により接
合するものであるが、実施の形態で説明したように、p
側オーミック電極の材料のp側パッド電極へのマイグレ
ーションを抑制できるので、p側パッド電極105aと
半田との接着力を劣化させることがない。従って、フリ
ップチップボンディングをする場合においても、p側パ
ッド電極105aと半田との界面等における剥離を防止
でき、ボンディングする箇所における接着力の低下を防
止することができる。
【0034】
【実施例】次に本発明の実施例を示すが、本発明はこれ
だけに限定されるものではない。 [実施例1]図3は本発明の製造方法の一実施例を示し
たものである。実施例1では、まず、サファイアからな
る窒化ガリウムとは異なる異種基板101上に、Siド
ープGaNからなるn型を示す窒化ガリウム系化合物半
導体層102を形成する。続いてGaNからなる単一量
子井戸または多重量子井戸の活性層103、さらにMg
ドープGaNからなるp型を示す窒化ガリウム系化合物
半導体層104を形成する。そして、図3(a)に示す
ように、p型窒化ガリウム系化合物半導体層104の一
部を除去しn型窒化ガリウム系化合物半導体層102を
露出させる。
【0035】次に、p型およびn型窒化ガリウム系化合
物半導体層表面の全面を覆うようにn側電極105b及
びp側パッド電極105aを形成するためのW/Alか
らなる電極層105を200オングストローム(W)/
10000オングストローム(Al)の膜厚で積層し、
アニール処理をする(図3(b))。尚、n側電極10
5b及びp側パッド電極105aとなる電極層として、
WまたはTiとAlとの積層体を用いるときは、Wまた
はTiの膜厚を10〜500オングストローム、Alの
膜厚を3000〜15000オングストロームとするこ
とが好ましく、このようにするとワイヤーボンディング
が容易となる。
【0036】次に、電極層105上における、n側電極
105bおよびp側パッド電極105aを形成する各位
置にマスク111を形成し(図3(c))、RIE(リ
アクティブイオンエッチング)でマスク111で覆われ
ていない部分のW/Alを除去する(図3(d))。次
にこのマスク111を除去し、今度はp側オーミック電
極108の非形成部にマスク112を形成する(図3
(f))。そしてp側オーミック電極108としてNi
/Auを総膜厚が500オングストロームとなるように
積層し、アニール処理をする(図3(g))。このよう
にp側オーミック電極108をAuを含む2層構造と
し、アニール処理をする場合、その総膜厚は50〜10
00オングストロームとすることが望ましい。
【0037】最後にマスク112を除去し、n側電極お
よびp側パッド電極上にボール109を介してワイヤー
110を接続すると図3(h)に示す構造が得られる。
【0038】[実施例2]異種基板101上にp型窒化
ガリウム系化合物半導体層104までを形成し、n型窒
化ガリウム系化合物半導体層102を露出させるまでは
実施例1と同様にする。n型窒化ガリウム系化合物半導
体層102を露出させた後、まずn側電極を形成する。
具体的には、n側電極の非形成部をマスクで覆い、n側
電極105bとしてW/Alを200オングストローム
/10000オングストロームの膜厚で積層し、アニー
ル処理をする。このようにn側電極としてWまたはTi
とAlとの積層体を用いるとき、n側電極106の膜厚
は、実施例1のn側電極105aと同様の範囲にするこ
とが望ましい。
【0039】次にマスクを除去し、p側パッド電極10
7の非形成部をマスクで覆い、Ni層を1000オング
ストロームの厚さに形成し、Au層を8000オングス
トロームの厚さに形成することにより、Ni(1000
オングストローム)/Au(8000オングストロー
ム)からなる2層構造のp側パッド電極107を形成す
る。尚、このようにp側パッド電極107をn側電極1
06と同一のものではなく、NiなどとAuを積層した
だけの2層構造とする場合、Niなどを500〜200
0オングストローム、Auは3000〜15000オン
グストロームとすることが望ましい。そして、マスク除
去した後、今度はp側オーミック電極108の非形成部
をマスクで覆い、p側オーミック電極108としてNi
/Auを総膜厚が500オングストロームとなるように
積層し、アニール処理をする。これらの膜厚は実施例1
のp側オーミック電極の膜厚と同様の範囲とすることが
望ましい。
【0040】最後にマスクを除去し、n側電極およびp
側パッド電極上にボールを介してワイヤーを接続する。
この製造方法によって得られた窒化ガリウム系化合物半
導体素子は素子の断面は図5に示すようになる。このよ
うに、実施例2ではp側パッド電極107をNi/Au
とすることにより、p側パッド電極107をp型窒化ガ
リウム系化合物半導体層104とのオーミック性が良好
でかつ密着力の強いパッド電極とできる。すなわち、実
施例2ではn側電極106をW/Alとし、p側パッド
電極107をNi/Auとしているので、実施例1に比
較して製造工程は複雑になるが、n側電極106及びp
側パッド電極107をそれぞれ最も適した電極材料で形
成することができる。
【0041】[実施例3]本発明に係る実施例3の窒化
ガリウム系化合物半導体素子は、p側パッド電極105
aとしてAuを10000オングストロームの膜厚で形
成した以外は、実施例2と同様にしている。すなわち、
実施例3はp側パッド電極105aをAu単層で形成す
ることにより、実施例2において工程の簡略化を図った
ものである。尚、実施例3のように、p側パッド電極を
Auの単層とする場合、膜厚は3000〜15000オ
ングストロームとすることが望ましい。このように本発
明では、p側パッド電極をAuの単層で形成することも
できる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本発明の窒化ガリウ
ム系化合物半導体素子の製造方法によって、電極に特徴
を有する素子構造が提供でき、この構造によってワイヤ
ー等と素子とが剥がれ難くなり、信頼性が大幅に向上
し、さらに製造工程が簡略化されたことで、歩留の向上
も可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の窒化ガリウム系化合物半導体素子の
製造方法によって得られる窒化ガリウム系化合物半導体
素子の一実施の形態を示した模式断面図。
【図2】 本発明の窒化ガリウム系化合物半導体素子の
製造方法によって得られる窒化ガリウム系化合物半導体
素子の一実施の形態を示した窒化ガリウム系化合物半導
体側から見た平面図。
【図3】 本発明の窒化ガリウム系化合物半導体素子の
製造方法の一実施の製造工程を示した模式断面図。
【図4】 本発明の窒化ガリウム系化合物半導体の製造
方法によって得られる窒化ガリウム系化合物半導体素子
の一実施の形態を従来の製造方法によって得られる窒化
ガリウム系化合物半導体素子と比較したときの模式断面
図((a)本発明によって得られる素子、(b)従来の
製造方法によって得られる素子)。
【図5】 本発明の窒化ガリウム系化合物半導体素子の
製造方法の他の実施によって得られる窒化ガリウム系化
合物半導体素子の形態を示した模式断面図。
【図6】 従来の窒化ガリウム系化合物半導体の製造方
法によって得られる窒化ガリウム系化合物半導体素子の
一実施の形態を示した模式断面図。
【符号の説明】
101・・・基板、 102・・・n型窒化ガリウム系化合物半導体層、 103・・・活性層、 104・・・p型窒化ガリウム系化合物半導体層、 105・・・電極層、 105b,106・・・n側電極、 105a,107・・・p側パッド電極(第1のp側電
極)、 108・・・p側オーミック電極(第2のp側電極)、 109・・・ボール、 110・・・ワイヤー、 111、112・・・マスク。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上にn型窒化ガリウム系化合物半導
    体層およびp型窒化ガリウム系化合物半導体層を積層
    し、該p型窒化ガリウム系化合物半導体層の表面にp側
    電極が、一方p型窒化ガリウム系化合物半導体層の一部
    が除去されて露出されたn型窒化ガリウム系化合物半導
    体層の表面にn側電極が形成され、それら同一面側に形
    成されたp側電極とn側電極とを介して通電することに
    より発光させる窒化ガリウム系化合物半導体素子を製造
    する方法において、 上記p側電極とn側電極を形成する工程は、 上記p型窒化ガリウム系化合物半導体層の表面の対角を
    なす位置にある一対の隅部のうちの一方の隅部にn型窒
    化ガリウム系化合物半導体層を露出させ、その表面にn
    側電極を形成し、他方の隅部にp側パッド電極として第
    1のp側電極を形成する工程と、 上記第1のp側電極および上記n側電極を形成後、上記
    p型窒化ガリウム系化合物半導体層の残りの表面と上記
    第1のp側電極の周縁部とを覆うように、透光性を有す
    るp側オーミック電極として第2のp側電極を形成する
    工程とからなり、上記第1のp側電極と上記第2のp側
    電極とからなるp側電極と上記n側電極とを形成するこ
    とを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体素子の製造
    方法。
  2. 【請求項2】 上記第2のp側電極を形成する工程は、 上記p型窒化ガリウム系化合物半導体層上において上記
    第2のp側電極を形成する領域を開口させるように該領
    域以外をマスキングする工程と、 上記領域に、2価イオンとなりうる、Ni、Co、F
    e、Ti、Cuよりなる群から選択した少なくとも1種
    とAuとを順に積層する工程と、 積層後にアニールする工程とを含んでなることを特徴と
    する請求項1に記載の窒化ガリウム系化合物半導体素子
    の製造方法。
  3. 【請求項3】 上記第1のp側電極はn側電極と同一組
    成であって、 上記第1のp側電極とn側電極を形成する工程は、該2
    つの電極が形成される部分を除いてマスクを形成するマ
    スキング工程と、 上記マスクを用いて該第1のp側電極とn側電極を同時
    に形成する工程を含むことを特徴とする請求項1または
    請求項2のいずれかに記載の窒化ガリウム系化合物半導
    体素子の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記第1のp側電極とn側電極とを、p
    型窒化ガリウム系化合物半導体層の上方から見て平面形
    状が互いに異なるように形成することを特徴とする請求
    項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の窒化ガ
    リウム系化合物半導体素子の製造方法。
  5. 【請求項5】 基板上にn型窒化ガリウム系化合物半導
    体層およびp型窒化ガリウム系化合物半導体層が積層さ
    れ、p型窒化ガリウム系化合物半導体層の表面にp側電
    極が、p型窒化ガリウム系化合物半導体層の一部が除去
    されて露出されたn型窒化ガリウム系化合物半導体層の
    表面にn側電極が形成され、それら同一面側に形成され
    たp側電極とn側電極とを介して通電することにより発
    光させる窒化ガリウム系化合物半導体素子において、 上記n側電極は、p型窒化ガリウム系化合物半導体層の
    表面の対角をなす位置にある一対の隅部のうちの一方の
    隅部において露出されたn型窒化ガリウム系化合物半導
    体層表面に形成され、 上記p側電極は、他方の隅部のp型窒化ガリウム系化合
    物半導体層表面隅部にp側パッド電極として形成された
    第1のp側電極と、該第1のp側電極が形成されていな
    いp型窒化ガリウム系化合物半導体層の残りの表面と上
    記第1のp側電極の周縁部とを覆うように形成された透
    光性を有しかつp型窒化ガリウム系化合物半導体層とオ
    ーミック接触する第2のp側電極とを有してなることを
    特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体素子。
  6. 【請求項6】 上記第2のp側電極は、2価イオンとな
    りうる、Ni、Co、Fe、Ti、Cuよりなる群から
    選択した少なくとも1種とAuとを順に積層後、アニー
    ルした合金であることを特徴とする請求項5に記載の窒
    化ガリウム系化合物半導体素子。
  7. 【請求項7】 上記第1のp側電極とn側電極は、実質
    的に同一の膜厚を有しかつ同一の金属材料からなること
    を特徴とする請求項5または請求項6のいずれかに記載
    の窒化ガリウム系化合物半導体素子。
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