JP2001250985A - Ｉｉｉ族窒化物系化合物半導体素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 p台座電極に印加できる許容電流量を増大す
る。 【構成】 透光性電極においてｐ型台座電極の周面と接
する部分を厚肉部とすることにより当該周面と透光性電
極との接合面積を増大させ、もってｐ型台座電極に印加
できる許容電流を増大する。また、当該厚肉部を採用す
ることより透光性電極と台座電極周面との間に亀裂が入
ることを未然に防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はIII族窒化物系化合物半
導体素子に関する。更に詳しくは、III族窒化物系化合
物半導体素子のp型透光性電極の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】青色系発光ダイオードなどのIII族窒化
物系化合物半導体発光素子では、特に基板を下側にして
配置される発光素子においては、比較的抵抗の大きなｐ
型コンタクト層へ均一に電流を分配しもって発光層の全
域から均等な発光を得るために、当該ｐ型コンタクト層
のほぼ全面に薄い透光性電極が形成される。このような
薄い透光性電極には直接ワイヤーボンディングができな
いため、台座電極がその上に形成される（特開平９−３
２０９８４号公報などを参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは透光性電
極の光透過率を高めるために当該透光性電極をより薄く
することについて検討を重ねてきた。そうしたところ、
下記の解決すべき課題を見出すに至った。即ち、上記特
許公報に記載されているように、透光性電極とｐ型コン
タクト層との間のオーミックコンタクトを確保しかつ透
光性電極の透光性を確保し、さらには台座電極と透光性
電極およびｐ型コンタクト層との密着性を確保するため
には熱処理を施すことが必要である。この熱処理を実行
すると、台座電極の材料と透光性電極の材料とが合金化
し、実質的に台座電極と透光性電極は一体化するものと
考えられる。そして、台座電極の周面が透光性電極に対
する接続面となる。ところで、III族窒化物系化合物半
導体からなるｐ型コンタクト層と熱処理により結合され
た透光性電極−台座電極（ｐ型電極構造）とは、その形
成材料の線膨張係数が異なっている。金属製である後者
の線膨張係数が前者のそれより大きいので、熱処理後に
ｐ型電極構造に引っ張り応力が生じる。そのため、台座
電極の周面と透光性電極との界面に亀裂の生じるおそれ
がある。この部分で機械的な強度が劣るからである。台
座電極に印加可能な電流（許容電流）は台座電極と透光
性電極との接触面積に比例すると考えられるので、かか
る亀裂があると、当該許容電流が小さくなる。チップサ
イズのより小型化と光の外部放出効率向上が求められる
中、台座電極にもそのサイズを小さくすることが要求さ
れている。その一方で、許容電流は現状維持かこれをよ
り大きくすることが要求されている。しかし、かかる亀
裂が発生するとこれらの要求を満足できなくなる。台座
電極と透光性電極との間の接触面積が充分でなくなるか
らである。更には、透光性電極の薄膜化を進めていった
場合、透光性電極と台座電極周面との間の接触面積も狭
くなるので、この点も許容電流の制限要因となる。

【０００４】その寿命や耐久性を検査するため、発光素
子を高温環境下においてかつこれに高い電流を印加する
ことが要求される場合がある。この場合、台座電極周面
と透光性電極との間に亀裂があると既述のとおり許容電
流が制限されるため、検査時に印加できる電流が制限さ
れ、本来求められる厳しい検査を実行できないおそれが
ある。また、検査の実行中最初に当該亀裂部分で焼きつ
きなどが発生し、発光素子の他の要素の耐久性を実質的
に検査できないという不具合も生じかねない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
ｐ型コンタクト層と台座電極及び透光性電極からなるｐ
型電極構造との線膨張係数の差に起因して台座電極周面
と透光性電極との界面に亀裂が生じ、その結果両者の間
の接触面積が低下することにより上記種々の課題が生じ
ている。この発明は、本発明者らが新たに発見した上記
課題を解決するものであり、その構成は次のとおりであ
る。即ち、ｐ型台座電極の周面と接する部分が厚肉部に
されている透光性電極を備えてなるIII族窒化物系化合
物半導体素子。

【０００６】このように構成されたIII族窒化物系化合
物半導体素子によれば、透光性電極のｐ型台座電極の周
面に接する部分が厚肉にされているので、当該厚肉部の
ないものに比べて、透光性電極と台座電極周面との接合
面の面積が大きくなる。透光性電極と台座電極周面との
接合面の面積に許容電流は比例すると考えられるので、
厚肉部の設けられた本発明の素子によれば、これに印加
できる許容電流が増大することとなる。また、当該厚肉
部があることにより、透光性電極と台座電極周面と間の
密着力（機械的強度）が強くなるので、両者の間に亀裂
が生じ難くなる。この点からも、許容電流が制限されな
くなる。

【０００７】以下、この発明の各要素について詳細に説
明する。図１（Ｂ）に示すように、透光性電極１１は、
台座電極１５の周面に接続する厚肉部１３と残部である
薄肉部１２とからなる。薄肉部１２の膜厚及び材質は特
に限定されないが、発光素子の場合には光を透過させる
見地から金合金などの透光性材料で且つできる限りこれ
を薄くすることが好ましい。例えば、金合金の場合、薄
肉部１２の膜厚は４〜４０ｎｍとすることが好ましい。
更に好ましくは、４〜３０ｎｍであり、更に更に好まし
くは４〜１５ｎｍであり、最も好ましくは４〜１０ｎｍ
である。かかる薄肉部１３に対して、厚肉部１３はその
最も厚い部分（台座電極１５に接合する部分）の膜厚を
１．５〜１５倍とすることがこのましい。更に好ましく
は、１．５〜１０倍であり、更に更に好ましくは２〜８
倍であり、最も好ましくは２〜６倍である。この厚肉部
１３の材質は特に限定されるものではないが、台座電極
との間に強い密着力を確保するためには当該台座電極と
同種の材料とすることが好ましい。同様に、薄肉部１３
との間にも強い密着力が必要であるため、薄肉部１２の
材料とも同種の関係が好ましい。具体的には、薄肉部１
２が金合金からなり、台座電極１５も金合金から形成さ
れるとき、厚肉部１３も同様に金合金製とする。なお、
実施例では、厚肉部１３と薄肉部１２はともにコバルト
−金合金製としている。

【０００８】台座電極１５はその上面部に導電性ワイヤ
をボンディングが可能であればその形状は特に限定され
ない。なお、より大きな許容電流が流れるように、台座
電極１５はその周面に凹凸部を形成することが好まし
い。

【０００９】以下、台座電極の凹凸部について説明す
る。この場合、台座電極４５は、図４に示すように、導
電性ワイヤがボンディングされる基部４６とその周囲の
凹凸部４７とから構成される。図面上では、基部４６と
凹凸部４７との境界に点線を附したが、両者の境界は明
確に定められるものではない。例えば、凹凸部４７の外
方先端部を結んだ仮想線（二点鎖線）で基部４６が規定
されるものとし、当該基部に凹部を設けることにより、
結果的に台座電極４５の周面に凹凸部が形成されるとみ
ることもできる。要するに、基部４６は導電性ワイヤを
ボンディングするのに充分な面積を有するものであれ
ば、その形状は特に問われない。図５に示すように、正
方形の基部５６としてもよい。その他の多角形、楕円形
などを採用できる。台座電極４５の側面の凹凸部４７の
形状は、台座電極のマスクパターンにより規定される。
したがって、凹凸部４７は台座電極４５の周方向に凹凸
しており、一方台座電極４５の高さ方向からみると凹凸
部分が存在しない。台座電極４５の周面の凹凸部４７は
当該周面の面積を極大化することにより、透光性電極と
の接触面積を稼ごうというものである。したがって、台
座電極の基部４６から補助電極を伸ばしこの補助電極を
用いてｐ型半導体層へ電流を均等に注入しようとする発
明（例えば、特開平８−３４０１３１号公報、特開平１
０−２７５９３４号公報及び特開平１０−１１７０１７
号公報など参照）とは、目的並びに作用の点で異なって
いる。凹凸の形状は任意に選択できる。図４は格子によ
り円を近似したものである。例えば３μｍの格子により
直径１００μｍの円を近似したとき、その円周の長さは
１００μｍ×４となる。一方、凹凸のない直径１００μ
ｍの円周の長さは１００μｍ×３．１４であり、前者の
方がほぼ２７％長くなる。これにより、台座電極と透光
性電極との界面に亀裂が入ったとしても、当該界面の単
位長さ当たりに入る亀裂の割合が一定であれば、界面の
広がった分だけ台座電極と透光性電極との間の接触面積
が広くなっている。したがって、単純計算で、円形であ
った従来品とくらべて本発明の台座電極によれば、許容
電流が２７％大きくなることとなる。若しくは、直径を
２７％小さくしても、従来品と同程度の許容電流を確保
できる。図５の例では、平面視正方形の凹凸部５７を設
けたものである。この場合、台座電極５５の周面は、凹
凸部５７の無いもの比べてその面積が約２倍となる。し
たがって、透光性電極に対する接触面積が約２倍とな
り、計算上では許容電流が約２倍になる。台座電極の周
面に形成される凹凸部形状の他の例を図６に示す。図６
（Ａ）に示す凹凸部６１の例はノコギリ歯形状であり、
図６（Ｂ）に示す凹凸部６２の例はサインカーブであ
る。図６（Ｃ）及び図６（Ｄ）に示す凹凸部６３、６４
の例はフック形状である。凹凸部は台座電極と透光性電
極との接触面積を極大化するためのものであるが、凹凸
の振幅があまりにも大きいと、即ち凸部分が大きすぎる
と透光性電極を透過した光が当該凸部分に遮蔽されるこ
ととなるので好ましくない。そこで、凹凸の振幅、即ち
図５に示すように、台座電極の中心から凸部分の先端ま
での距離Ｌ１と当該中心から凸部に隣合う凹部の底まで
の距離Ｌ２の差は２〜４０μｍとすることが好ましい。
さらに好ましくは、２〜３０μｍであり、さらにさらに
好ましくは２〜１５μｍであり、最も好ましくは３〜１
０μｍである。

【００１０】台座電極の周面に形成することが好ましい
凹凸部は、これと同じ目的及び作用から、図１の厚肉部
材料層３及び図３の厚肉部材料層３３の各外周面にも形
成することが好ましい。厚肉部材料層に設けられるべき
凹凸部の設計思想は台座電極のそれと同じである。

【００１１】台座電極の周面は傾斜していることが好ま
しい。即ち、台座電極４５（図４）は全体として円錐台
形状であり、台座電極５５（図５）は全体として四角錐
台形状である。台座電極の周面をテ−パ状としておくこ
とにより、台座電極及び透光性電極の表面に形成される
保護膜（ＳｉＯ_２膜）を当該テ−パ状部にもほぼ設計膜
厚通りに形成することが可能になる。

【００１２】透光性電極１１の主体部を占める薄肉部の
形成材料は特に限定されるものではないが、発光素子の
場合は、図１（Ａ）に示すように、下側から第１電極層
としてＣｏ層及び第２電極層としてＡｕ層を順次積層し
て透光性電極材料層１を構成し、これを加熱して合金化
することにより透光性電極１１を形成することが好まし
い。第１電極層の構成元素は第２電極層の構成元素より
もイオン化ポテンシャルが低い元素であり、第２電極層
の構成元素は半導体に対するオーミック性が第１電極層
の構成元素よりも良好な元素とするのが望ましい。ｐ型
コンタクト層と合金を形成するために、この電極層に対
しても熱処理が施されるが、その熱処理により、半導体
の表面から深さ方向の元素分布は、第２電極層の構成元
素の方が第１電極層の構成元素よりも深く浸透した分布
となる。即ち、電極層の元素分布が電極層の形成時の分
布に対して反転している。電極層の形成後には、上側に
形成した第２電極層の構成元素の方が下側になり、下側
に形成した第１電極層の構成元素の方が上側に存在す
る。望ましくは、第１電極層の構成元素は、ニッケル(N
i)、コバルト(Co)、鉄(Fe)、銅(Cu)、クロム(Cr)、タン
タル(Ta)、バナジウム(V)、マンガン(Mn)、アルミニウ
ム(Al)、銀(Ag)のうち少なくとも一種の元素であり、そ
の膜厚は０．５〜１５ｎｍとする。第２電極層の構成元
素は、パラジウム(Pd)、金(Au)、イリジウム(Ir)、白金
(Pt)のうち少なくとも１種の元素であり、その膜厚は
３．５〜２５ｎｍとする。更に望ましくは、第１電極層
の構成元素はCo又はNiであり、第２電極層の構成元素は
Auである。この場合には、熱処理により、半導体の表面
から深さ方向の元素分布は、Co又はNiよりもAuが深く浸
透した分布となる。最も好ましくは、第１電極層をCoと
する。

【００１３】台座電極の形成材料も特に限定されるもの
ではないが、発光素子に適用する場合は例えば、図１
（Ａ）に示すように下側から第１金属層としてＶ層、第
２金属層としてＡｕ層及び第３金属層としてＡｌ層を順
次積層して台座電極材料層５を構成し、これを加熱して
台座電極１５とを形成することが好ましい第１金属層は
その下の層と強固に結合できるように、第２の金属層よ
りもイオン化ポテンシャルが低い元素とする。第２金属
層はＡｌ又はＡｕとのボンディング性が良好で、かつ透
光性電極と反応しない元素とし、第３金属層は保護膜と
強固に結合できる元素とすることが好ましい。望ましく
は、第１金属層の構成元素は、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、
銅(Cu)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、バナジウム(V)、
マンガン(Mn)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)コバルト(Co)
のうち少なくとも一種の元素であり、その膜厚は５〜３
００ｎｍである。望ましくは、第３金属層の構成元素
は、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)のう
ち少なくとも一種の元素であり、その膜厚は１〜３０ｎ
ｍである。望ましくは、第２金属層の構成元素は金(Au)
であり、その膜厚は３００〜５０００ｎｍである。

【００１４】厚肉部１３は、図１（Ａ）に示すように、
透光性電極材料層１の上に形成されるリング状の厚肉部
材料層３が加熱されて形成される。厚肉部材料層３の形
成材料は加熱により台座電極１５の材料及び薄肉部１２
の材料と充分な密着力が得られるものであれば特に限定
されない。例えば厚肉部材料層３を、ニッケル(Ni)、コ
バルト(Co)、鉄(Fe)、銅(Cu)、クロム(Cr)、タンタル(T
a)、バナジウム(V)、マンガン(Mn)、アルミニウム(A
l)、銀(Ag)のうち少なくとも一種の元素からなる第１層
と、パラジウム(Pd)、金(Au)、イリジウム(Ir)、白金(P
t)のうち少なくとも１種の元素からなる第２層とから形
成することができる。発光素子の場合、透光性電極及び
台座電極はともに金合金製とされる場合が多いので、こ
の厚肉部材料層３も金合金製とすることが好ましい。実
施例では透光性電極材料層１と同種のコバルト−金合金
で厚肉部材料層３を形成している。

【００１５】厚肉部材料層３の径は台座電極材料層１の
下縁の径より大きいものとし、当該下縁よりはみ出した
部分が透光性電極１１の厚肉部となる。したがって、厚
肉部材料層の膜厚は、厚肉部１３に要求される膜厚に対
応して設計される。より具体的には、透光性電極材料層
１の膜厚に対して厚肉部材料層３の膜厚を０．５〜１４
倍とすることが好ましい。更に好ましくは、０．５〜９
倍であり、更に更に好ましくは１〜７倍であり、最も好
ましくは１〜５倍である。また、厚肉部材料層３の外形
寸法も厚肉部１３に要求される幅に応じて設計される。
厚肉部材料層３において台座電極材料層１の下縁より外
側にある部分の幅Ｗは１〜３０μｍとすることが好まし
い。更に好ましくは２〜２０μｍであり、更に更に好ま
しくは２〜１５μｍであり、最も好ましくは３〜１０μ
ｍである。厚肉部１３では光の透過性が劣るので、この
幅Ｗが３０μｍを超えると発光素子の光放出効率を低下
させるおそれがある。また、厚肉部１３は、図１（Ａ）
に示すとおり、加熱により台座電極１５の周面と透光性
電極１１の薄肉部１２とを滑らかに繋ぐものであるが、
この幅Ｗが１μｍより小さくなると、薄肉部１２と厚肉
部１３との間での繋ぎが急峻となり、両者の界面の機械
的強度が充分でなくなるおそれがある。この幅Ｗは台座
電極材料層１の全周に渡って均一であることが好まし
い。そのためには、厚肉部材料層３と台座電極材料層５
の中心が、図２（Ａ）に示すように、一致していること
が好ましい。図２（Ｂ）は正方形の台座電極材料層２５
の例を示している。図中の符号２３は厚肉部材料層であ
る。また、図３に示すように、平板状の厚肉部材料層３
３を用いることもできる。台座電極材料層３５はこの厚
肉部材料層３３の上に、その中心を一致させて形成され
ることとなる。

【００１６】透光性電極材料層１、厚肉部材料層３及び
台座電極材料層５は熱処理時に合金化される。熱処理は
酸素を含むガス中において行うことが好ましい。このと
き、酸素を含むガスとしては、O₂、O₃、CO、CO₂、NO、N
₂O、NO₂、又は、H₂Oの少なくとも１種又はこれらの混合
ガスを用いることができる。又は、O₂、O₃、CO、CO₂、N
O、N₂O、NO₂、又は、H₂Oの少なくとも１種と不活性ガス
との混合ガス、又は、O₂、O₃、CO、CO₂、NO、N₂O、N
O₂、又は、H₂Oの混合ガスと不活性ガスとの混合ガスを
用いることができる。要するに酸素を含むガスは、酸素
原子、酸素原子を有する分子のガスの意味である。熱処
理時の雰囲気の圧力は、熱処理温度において、III族窒
化物系化合物半導体が熱分解しない圧力以上であれば良
い。酸素を含むガスは、O₂ガスだけを用いた場合には、
III族窒化物系化合物半導体の分解圧以上の圧力で導入
すれば良く、他の不活性ガスと混合した状態で用いた場
合には、全ガスをIII族窒化物系化合物半導体の分解圧
以上の圧力とし、O₂ガスは全ガスに対して１０^-6程度以
上の割合を有しておれば十分である。要するに、酸素を
含むガスは極微量存在すれば十分である。尚、酸素を含
むガスの導入量の上限値は、ｐ型低抵抗化及び電極合金
化の特性からは、特に、制限されるものではない。要
は、製造が可能である範囲まで使用できる。熱処理に関
しては、最も望ましくは、５００〜６００℃である。５
００℃以上の温度で、抵抗率が完全に飽和した低抵抗の
ｐ型III族窒化物系化合物半導体を得ることができる。
又、６００℃以下の温度において、電極の合金化処理を
良好に行うことができる。又、望ましい温度範囲は４５
０〜６５０℃である。台座電極、透光性電極の形成材料
及び熱処理条件については、特開平９−３２０９８４号
公報、特開平１０−２０９４９３号公報を参照された
い。

【００１７】この明細書において、III族窒化物系化合
物半導体は一般式としてＡｌ_ＸＧａ _ＹＩｎ_{１−Ｘ−Ｙ}Ｎ
（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｘ＋Ｙ≦１）で表さ
れ、ＡｌＮ、ＧａＮ及びＩｎＮのいわゆる２元系、Ａｌ
_ｘＧａ_１−ｘＮ、Ａｌ_ｘＩｎ_{１ −ｘ}Ｎ及びＧａ_ｘＩｎ
_１−ｘＮ（以上において０≦ｘ≦１）のいわゆる３元系
を包含する。III族元素の一部をボロン（Ｂ）、タリウ
ム（Ｔｌ）等で置換しても良く、また、窒素（Ｎ）の一
部もリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）、
ビスマス（Ｂｉ）等で置換できる。III族窒化物系化合
物半導体層は任意のドーパントを含むものであっても良
い。ｎ型不純物として、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｃ等
を用いることができる。ｐ型不純物として、Ｍｇ、Ｚ
ｎ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等を用いることができる。
なお、ｐ型不純物をドープした後にIII族窒化物系化合
物半導体を電子線照射、プラズマ照射若しくは炉による
加熱にさらすことも可能である。III族窒化物系化合物
半導体層の形成方法は特に限定されないが、有機金属気
相成長法（ＭＯＣＶＤ法）のほか、周知の分子線結晶成
長法（ＭＢＥ法）、ハライド気相成長法（ＨＶＰＥ
法）、スパッタ法、イオンプレーティング法、電子シャ
ワー法等によっても形成することができる。ここにIII
族窒化物系化合物半導体素子には、発光ダイオード、受
光ダイオード、レーザダイオード、太陽電池等の光素子
の他、整流器、サイリスタ及びトランジスタ等のバイポ
ーラ素子、ＦＥＴ等のユニポーラ素子並びにマイクロウ
ェーブ素子などの電子デバイスを挙げられる。また、こ
れらの素子の中間体としての積層体にも本発明は適用さ
れるものである。なお、発光素子の構成としては、ＭＩ
Ｓ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合を有したホモ構造、ヘテ
ロ構造若しくはダブルへテロ構造のものを用いることが
できる。発光層として量子井戸構造（単一量子井戸構造
若しくは多重量子井戸構造）を採用することもできる。

【００１８】

【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
実施例は発光ダイオード８０であり、その構成を図７に
示す。

【００１９】 層 ： 組成：ドーパント （膜厚） 透光性電極９１ ｐ型クラッド層 ８５ ： ｐ−ＧａＮ:Ｍｇ （0.3μm） 発光層 ８４ ： 超格子構造 量子井戸層 ： Ｉｎ_０．１５Ｇａ_０．８５Ｎ （3.5nm) バリア層 ： ＧａＮ （3.5nm） 量子井戸層とバリア層の繰り返し数：1〜10 ｎ型クラッド層 ８３ ： ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ （4μm） ＡｌＮバッファ層 ８２ ： ＡｌＮ （60nm） 基板 ８１ ： サファイア（ａ面） （300μm）

【００２０】ｎ型クラッド層８３は発光層８４側の低電
子濃度ｎ-層とバッファ層８２側の高電子濃度ｎ＋層と
からなる２層構造とすることができる。後者はｎ型コン
タクト層と呼ばれる。発光層８４は超格子構造のものに
限定されない。発光素子の構成としてはシングルへテロ
型、ダブルへテロ型及びホモ接合型のものなどを用いる
ことができる。発光層８４とｐ型クラッド層８５との間
にマグネシウム等のアクセプタをドープしたバンドギャ
ップの広いIII族窒化物系化合物半導体層を介在させる
こともできる。これは発光層８４中に注入された電子が
ｐ型クラッド層８５に拡散するのを防止するためであ
る。ｐ型クラッド層８５を発光層８４側の低ホール濃度
ｐ−層と電極側の高ホール濃度ｐ＋層とからなる２層構
造とすることができる。後者はｐ型コンタクト層と呼ば
れる。上記構成の発光ダイオードにおいて、各III族窒
化物系化合物半導体層は一般的な条件でＭＯＣＶＤを実
行して形成する。

【００２１】次に、マスクを形成してｐ型クラッド層８
５、活性層８４及びｎ型クラッド層８３の一部を反応性
イオンエッチングにより除去し、ｎ型台座電極９４を形
成すべきｎ型クラッド層８３を表出させる。

【００２２】透光性電極材料層９１、厚肉部材料層９２
及び台座電極材料層９３、９４はリフトオフ法により形
成される。半導体層表面にフォトレジストを一様に塗布
して、フォトリソグラフィにより、ｐ型クラッド層８５
上の電極形成部分のフォトレジストを除去して、その部
分のｐ型クラッド層８５を露出させる。蒸着装置にて、
露出させたｐ型クラッド層８５の上に、Ｃｏ層（１．５
ｎｍ）とＡｕ層（６．０ｎｍ）を順次積層して透光性電
極材料層９１とする。

【００２３】次に、同様なリフトオフ法により、Ｃｏ層
（３．０ｎｍ）とＡｕ層（６．０ｎｍ）が順次積層され
てなる厚肉部材料層９２を形成する。なお、この厚肉部
材料層９２は円環形状である。次に、同様なリフトオフ
法により、Ｖ層（１７．５ｎｍ）、Ａｕ層（１．５μ
ｍ）及びＡｌ層（１０ｎｍ）を順次積層してｐ型台座電
極材料層９３を形成する。このとき用いるマスクの開口
部周縁には凹凸を形成することが好ましい。バナジウム
及びアルミニウムからなるｎ型台座電極材料層９４も同
様にして形成される。

【００２４】上記のようにして得られた試料を加熱炉に
入れ、炉内を１Ｐａ以下にまで排気し、その後１０数Ｐ
ａまでＯ_２を供給する。そして、その状態で炉の温度を
５５０℃に設定して、４分間程度、熱処理する。これに
より、図１及び図３に示すように、透光性電極材料層９
１、厚肉部材料層９２及び台座電極材料層３３はそれぞ
れの材料が合金化されるとともに、相互に結合してｐ型
電極構造となる。本発明者らの検討によれば、ｐ型台座
電極の直下において電流はｐ型クラッド層へほとんど注
入されていない。これは、ｐ型台座電極の直下において
透光性電極を構成するＡｕ／Ｃｏ蒸着層に上述したよう
な分布の反転が生じないためにコンタクト抵抗が比較的
高くなっているためであると予想される。したがって、
ｐ型台座電極の周面と透光性電極との界面が両者の有効
な電気的接続面となる。即ち、ｐ型台座電極に印加され
た電流はその周面より透光性電極の厚肉部へ流れ、さら
にここから薄肉部の全面に拡散されてｐ型半導体層の全
面へ均等に注入される。

【００２５】次に、ボンディング用の窓部を除いて試料
の表面に二酸化シリコンからなる保護膜が蒸着により形
成される。保護膜は透光性でかつ絶縁性を備えておれば
よく、ＳｉＯ_２のほかに、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｓｉ
_３Ｎ_４などを用いることができる。保護膜をスパッタ或
いはＣＶＤにより形成することもできる。

【００２６】この発明は、上記発明の実施の形態及び実
施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の
範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲
で種々の変形態様もこの発明に含まれる。

【００２７】１１ III族窒化物系化合物半導体素子の
透光性電極であって、ｐ型台座電極の周面と接する部分
が厚肉部とされている、ことを特徴とする透光性電極。 １２ 前記厚肉部は前記透光性電極の残部と異なる材料
からなる、ことを特徴とする１１に記載の透光性電極。 １３ コバルト−金合金からなる、ことを特徴とする１
１又は１２に記載の透光性電極。 １４ 前記残部の膜厚は４〜４０ｎｍであり、前記厚肉
部の膜厚は当該残部の膜厚の１．５〜１５倍である、こ
とを特徴とする１３に記載の透光性電極。 １５ 前記厚肉部の幅は１〜３０μｍである、ことを特
徴とする１１〜１４のいずれかに記載の透光性電極。 ２１ III族窒化物系化合物半導体素子においてｐ型半
導体層の上に形成される透光性電極と台座電極とからな
るｐ型電極構造であって、台座電極の周面と接する前記
透光性電極の部分が厚肉部とされている、ことを特徴と
するｐ型電極構造。 ２２ 前記透光性電極の前記厚肉部は前記透光性電極の
残部と異なる材料からなる、ことを特徴とする２１に記
載のｐ型電極構造。 ２３ 前記透光性電極はコバルト−金合金からなる、こ
とを特徴とする２１又は２２に記載のｐ型電極構造。 ２４ 前記透光性電極の前記残部の膜厚は４〜４０ｎｍ
であり、前記厚肉部の膜厚は当該残部の膜厚の１．５〜
１５倍である、ことを特徴とする２３に記載のｐ型電極
構造。 ２５ 前記厚肉部の幅は１〜３０μｍである、ことを特
徴とする２１〜２４のいずれかに記載のｐ型電極構造。 ２６ 前記台座電極の周面に凹凸部が形成されている、
ことを特徴とする２１〜２５のいずれかに記載のｐ型電
極構造。 ３６ 透光性電極材料層の上に厚肉部材料層を形成し、
該厚肉部材料層の上に当該厚肉部材料層より狭い径のｐ
型台座電極材料層を形成する、ことを特徴とするIII族
窒化物系化合物半導体素子におけるｐ型電極構造の製造
方法。 ３７ 前記厚肉部材料層は前記透光性電極材料層と実質
的に同一の材料からなる、ことを特徴とする３６に記載
の製造方法。 ３８ 前記厚肉部材料層の中心と前記p型台座電極材料
層の中心とが一致している、ことを特徴とする３６又は
３７に記載の製造方法。 ３９ 前記厚肉部材料層は環状であり、前記ｐ型台座電
極材料層の周縁は当該環状厚肉部材料層の上に位置す
る、ことを特徴とする３６〜３８のいずれかに記載の製
造方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一つの実施形態のｐ型電極構
造の製造方法を示す。

【図２】図２はｐ型電極構造の他の実施形態を示す平面
図である。

【図３】図３は他の実施形態のｐ型電極構造の製造方法
を示す。

【図４】図４は他の実施形態のｐ型台座電極を示す平面
図である。

【図５】図５は他の実施形態のｐ型台座電極を示す平面
図である。

【図６】図６は他の実施形態のｐ型台座電極の凹凸部の
構成を示す。

【図７】図７はこのこの発明の実施例の発光ダイオード
を示す。

【符号の説明】

１、３１、９１ 透光性電極材料層 ３、２３、３３、９２ 厚肉部材料層 ５、２５、３５、９３ 台座電極材料層 １１、４１ 透光性電極 １２、４２ 薄肉部 １３、４３ 厚肉部 １５、４５ 台座電極 ８０ 発光ダイオード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 29/43 Ｈ０１Ｌ 29/46 Ｂ Ｚ (72)発明者 堀内 茂美 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 Ｆターム(参考） 4M104 AA03 BB02 BB04 BB09 CC01 DD34 DD68 DD78 EE06 EE15 EE17 FF11 FF18 GG02 GG04 HH18 5F041 CA40 CA84 CA85 CA88 CA92 CA93 CA98 DA07 5F045 AA03 AA04 AA05 AA06 AA18 AA19 AB09 AB14 AB31 AB32 AB33 AC19 CA01 CA05 CA07 CA10 CA12 CB04 DA52 DA55

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｐ型台座電極の周面と接する部分が厚肉
   部にされている透光性電極を備えてなるIII族窒化物系
   化合物半導体素子。
2. 【請求項２】 前記透光性電極の前記厚肉部は前記透光
   性電極の残部と異なる材料からなる、ことを特徴とする
   請求項１に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
3. 【請求項３】 前記透光性電極はコバルト−金合金から
   なる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のIII族
   窒化物系化合物半導体素子。
4. 【請求項４】 前記透光性電極の前記残部の膜厚は４〜
   ４０ｎｍであり、前記厚肉部の膜厚は当該残部の膜厚の
   １．５〜１５倍である、ことを特徴とする請求項３に記
   載のIII族窒化物系化合物半導体素子。
5. 【請求項５】 前記厚肉部の幅は１〜３０μｍである、
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のIII
   族窒化物系化合物半導体素子。
6. 【請求項６】 発光素子若しくは受光素子の構造を有す
   る、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の
   III族窒化物系化合物半導体素子。
7. 【請求項７】 p型半導体層の上に透光性電極材料層を
   形成し、該透光性電極材料層の上に厚肉部材料層を形成
   し、該厚肉部材料層の上に当該厚肉部材料層より狭い径
   のｐ型台座電極材料層を形成する、ことを特徴とするII
   I族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。
8. 【請求項８】 前記厚肉部材料層は前記透光性電極材料
   層と実質的に同一の材料からなる、ことを特徴とする請
   求項６に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造
   方法。
9. 【請求項９】 前記厚肉部材料層の中心と前記p型台座
   電極材料層の中心とが一致している、ことを特徴とする
   請求項６又は７に記載のIII族窒化物系化合物半導体素
   子の製造方法。
10. 【請求項１０】 前記厚肉部材料層は環状であり、前記
    ｐ型台座電極材料層の周縁は当該環状厚肉部材料層の上
    に位置する、ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか
    に記載のIII族窒化物系化合物半導体素子の製造方法。