JP2002016289A - 発光ダイオード - Google Patents

発光ダイオード

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JP2002016289A
JP2002016289A JP2000194713A JP2000194713A JP2002016289A JP 2002016289 A JP2002016289 A JP 2002016289A JP 2000194713 A JP2000194713 A JP 2000194713A JP 2000194713 A JP2000194713 A JP 2000194713A JP 2002016289 A JP2002016289 A JP 2002016289A
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JP
Japan
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layer
emitting diode
light emitting
outer shape
electrode
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Application number
JP2000194713A
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English (en)
Inventor
Shuji Katayama
修治 片山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Sanyo Electric Co Ltd
Tottori Sanyo Electric Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属細線と確実に接続でき、抵抗値が低い、
製造し易い発光ダイオードを提供する。 【解決手段】 発光ダイオード素子6aと、電極18と
を備え、電極18は、発光ダイオード素子6aにオーミ
ック接触された第1層14と、発光ダイオード素子6a
内の物質及び/又は第1層14内の物質が移動する事を
抑制し、第1層14上に形成された第2層11と、金属
細線接続用の材料から成り、第2層11上に形成された
第3層13とを有し、第1層14と第3層13は部分的
に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は発光ダイオードに関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の発光ダイオードは例え
ば、特開平11−220165号公報に示されている。
この公報によると、化合物半導体から成る発光ダイオー
ド素子とその表面に形成された電極と、裏面に形成され
た裏面電極が示されている。そして、上記電極は金属細
線との接続(ワイヤボンド)をし易くするために、金を
用いていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記発光ダイ
オードは、金属細線との接続が確実でない第1の欠点が
有る。本発明者が、その原因を究明したところ、化合物
半導体中の不純物が析出し、電極内に入り、電極の材料
(金の)純度が低くなるためである。
【0004】上記欠点を解決するために、本発明者は、
発光ダイオード素子の表面にオーミック接触された第1
層と、第1層の表面全体に形成され、クロムから成る第
2層と、第2層の表面全体に形成され、金から成る第3
層により、電極を形成した。
【0005】しかし、第2層を設ける事により、抵抗値
が高くなり、順電圧が高くなる第2の欠点が有る。そこ
で本発明は、この様な従来の欠点を考慮して、金属細線
と確実に接続でき、抵抗値が低い、製造し易い発光ダイ
オードを提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の本発明では、発光ダイオード素子と、電
極とを備え、前記電極は、前記発光ダイオード素子にオ
ーミック接触された第1層と、前記発光ダイオード素子
内の物質及び/又は前記第1層内の物質が移動する事を
抑制し、前記第1層上に形成された第2層と、金属細線
接続用の材料から成り、前記第2層上に形成された第3
層とを有し、前記第1層と前記第3層は部分的に接続さ
れている構成とする。
【0007】請求項2の本発明では、前記第1層および
前記第3層を平面から見た各々の第1外形を略同一と
し、前記第2層を平面から見た第2外形は、前記第1外
形が略均等に縮小されたものである。
【0008】請求項3の本発明では、前記第1外形と前
記第2外形とに挟まれた領域に於て、前記第1層と前記
第3層は接続されている構成とする。
【0009】請求項4の本発明では、前記第2層は、ク
ロム又はチタン又は白金を有するものとする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図1ないし図6に従い、本
発明の実施の形態に係る発光ダイオード1を製造する工
程を説明する。
【0011】最初に、図1に示す様に、N型の燐化ガリ
ウム(GaP)等から成る半導体基板2の表面上に、エ
ピタキシャル法等により、硫黄又はシリコン等の不純物
が添加された、N型の燐化ガリウムから成るN層3が形
成される。
【0012】N層3の表面上に、エピタキシャル法等に
より、亜鉛等の不純物が添加されたP型の燐化ガリウム
から成るP層4が形成される。N層3とP層4により、
PN接合5が形成される。これらの半導体基板2と、N
層3と、P層4により、半導体ウエハ6が形成される。
【0013】次に、シリコンが添加された金から成る裏
面電極層7が半導体基板2の裏面に形成される。そし
て、蒸着法等により、P層4の表面上に、厚さが約60
0オングストロームの亜鉛から成る亜鉛層8が形成され
る。
【0014】次に、蒸着法等により、亜鉛層8の表面上
に、厚さが約9200オングストロームの金から成る金
属9が形成される。そして、蒸着法等により、金属9の
表面上に、厚さが約200オングストロームのクロム層
10が形成される。
【0015】その後、図2に示す様に、ホトリソグラフ
法により、クロム層10のみを、所定のパターンに形成
し、クロムから成る第2層11が形成される。
【0016】次に、図3に示す様に、蒸着法等により、
金属9の表面上および第2層11の表面上に、厚さが約
10000オングストロームの金から成る最表層12が
形成される。
【0017】その後、図4に示す様に、ホトリソグラフ
法により、所定のパターンに形成され、第2層11およ
びその近傍のみが残った形状となる。この時、第2層1
1の上部に、金から成る第3層13が形成される。次
に、約500℃の内部温度の炉(図示せず)の中に入れ
られる事により、亜鉛層8と金属9が合金化され、第1
層14となる。この時、裏面電極層7は、シリコンと金
が合金化される。
【0018】この様に、加熱され合金化される事によ
り、第1層14はP層4にオーミック接触される。また
上記ホトリソグラフ法により、第1層14と第3層13
は部分的(周囲部分)に接続される。
【0019】その後、部分15、16、17等に於て、
ダイシングが行われ、各々の発光ダイオード1に分割さ
れる(図5、図6参照)。
【0020】次に、図5の平面図および図6の断面図に
従い、この発光ダイオード1の構成を詳細に説明する。
これらの図に於て、半導体基板2aと、N層3aと、P
層4aと、PN接合5aと、発光ダイオード素子6a
と、裏面電極7aは、上述の半導体基板2と、N層3
と、P層4と、PN接合5と、半導体ウエハ6と、裏面
電極層7を各々、素子に分割したものを示す。
【0021】即ち、半導体基板2aは例えばN型の燐化
ガリウム等から成る基板である。N層3aは例えば、硫
黄又はシリコン等の不純物が添加された、N型の燐化ガ
リウムから成り、半導体基板2aの表面上に形成されて
いる。
【0022】P層4は例えば、亜鉛等の不純物が添加さ
れた、P型の燐化ガリウムから成りN層3aの表面上に
形成されている。これらのN層3aとP層4aにより、
PN接合5aが形成されている。これらの半導体基板2
aと、N層3aと、P層4a等により、発光ダイオード
素子6aが構成されている。発光ダイオード素子6aは
平面から見れば、例えば1辺が約260マイクロメータ
の正方形状である。
【0023】裏面電極7aは、シリコンを含む金から成
り、半導体基板2aの裏面に形成されている。
【0024】電極18は上述の様に、第1層14と、第
2層11と、第3層13とから構成されている。第1層
14は亜鉛を含む金等から成り、厚さが約9800オン
グストロームであり、発光ダイオード素子6aを構成す
るP層4aの表面に、オーミック接触して形成されてい
る。第1層14は平面から見れば(図5参照)、直径が
約120マイクロメータの円状である(立体的に見れば
略円柱状である)。
【0025】第2層11は例えば、厚さが約200オン
グストロームのクロムから形成され第1層14の表面上
に形成されている。第2層11は、この様に、クロム又
はチタン又は白金を有するものから成る。第2層11は
平面から見れば(図5参照)直径が約100マイクロメ
ータの円状である(立体的に見れば円柱状である)。
【0026】第3層13は例えば、第1層14の表面か
らの厚さが約10000オングストロームの金から成
り、第1層14の表面上および第2層11の表面上に形
成されている。第3層13は平面から見れば(図5参
照)、直径が約100オングストロームの円状である
(立体的に見れば、外形形状は略円柱状である)。この
様に、第3層13は金属細線接続用(ワイヤボンディン
グ)の材料(例えば金等)から成る。これらの第1層1
4と、第2層11と、第3層13により、電極18が構
成されている。
【0027】この電極18に於て、クロム層等から成る
第2層11は、第1層14内の亜鉛が第3層13へ移動
する事を抑制する。また、第2層11は、発光ダイオー
ド素子6a内の亜鉛やガリウムが第1層14を介して第
3層13へ移動する事を抑制する。
【0028】第2層11が上記抑制を行う事により、第
3層13を構成する金の純度は維持され、ワイヤボンデ
ィングのし易さは、維持される。
【0029】また、上述した様に、第1層14および第
3層13を平面から見た各々の第1外形19(例えば、
上記説明の様に円形)は、略同一に形成されている。即
ち、第1層14の外形(直径が約120マイクロメー
タ)と、第3層13の外形(直径が約120マイクロメ
ータ)は略同一である。
【0030】この様にして、構成する事により、第1層
14と第3層13を形成する時(図4とその説明文を参
照)、ホトリソグラフのパターニング形状が簡素化し、
製造し易い。
【0031】第2層11を平面から見た第2外形20
(例えば、直径が約100マイクロメータの円形)は、
第1外形19が略均等に縮小された形状をしている。こ
の様に構成する事により、第2層11の第2外形19の
周囲に、略均等な厚さの第3層13の部分が形成され、
上記部分により、第2層11が外気状態(薬品や、水分
等)で損傷する事を防止できる。
【0032】また、第1外形19と第2外形20とに挟
まれた領域21に於て、第1層14と第3層13は接続
されている。即ち、第1層14と第3層13は部分的に
接続されている。
【0033】この様に、上記領域21に於て、第1層1
4と第3層13は第2層11(比較的、抵抗値が高い)
を介さずに、直接に接続されるので、電極18の抵抗値
は比較的低い。その結果、この発光ダイオード1の順電
圧を低く抑える事ができる。
【0034】
【発明の効果】請求項1の本発明では、発光ダイオード
素子と、電極とを備え、前記電極は、前記発光ダイオー
ド素子にオーミック接触された第1層と、前記発光ダイ
オード素子内の物質及び/又は前記第1層内の物質が移
動する事を抑制し、前記第1層上に形成された第2層
と、金属細線接続用の材料から成り、前記第2層上に形
成された第3層とを有し、前記第1層と前記第3層は部
分的に接続される構成とする。この様に、第2層は発光
ダイオード素子内の物質及び/又は第1層内の物質が第
3層へ移動する事を抑制する。その結果、第3層に於け
る材料の純度は維持され、ワイヤボンディングのし易さ
は向上する。また、第1層と第3層は部分的に接続され
ているので、電極の抵抗値は低く、発光ダイオードの順
電圧を低く抑える事ができる。
【0035】請求項2の本発明では、前記第1層および
前記第3層を平面から見た各々の第1外形を略同一と
し、前記第2層を平面から見た第2外形は、前記第1外
形が略均等に縮小された構成とする。この様に、第1層
および第3層を平面から見た各々第1外形を略同一にす
る事により、第1層および第3層を形成する時、ホトリ
ソグラフ等によるパターニング形状が簡単化し、製造し
易い。
【0036】請求項3の本発明では、前記第1外形と前
記第2外形とに挟まれた領域に於て前記第1層と前記第
3層は接続される構成とする。上記構成により、第2層
の第2外形の周囲に、略均等な厚さの第3層の部分が形
成され、この部分により、第2層が外気状態(薬品や、
水分等)で損傷する事を防止できる。また、上記領域に
於て、第1層と第3層は第2層(抵抗値が高い)を介さ
ずに、直接に接続されるので、電極の抵抗値を低く抑え
る事ができる。
【0037】請求項4の本発明では、前記第2層は、ク
ロム又はチタン又は白金を有するものである。この様
に、第2層の材料を選択する事により、発光ダイオード
素子内の物質及び/又は第1層内の物質が第3層へ移動
する事を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る発光ダイオード1を
製造する時に用いられる半導体ウエハ6の断面図であ
る。
【図2】上記半導体ウエハ6に第2層11が形成された
事を示す図面である。
【図3】上記半導体ウエハ6に、第2層11と最表層1
2が形成された事を示す図面である。
【図4】上記半導体ウエハ6が分割される前の状態を示
す図面である。
【図5】上記発光ダイオード1の平面図である。
【図6】上記発光ダイオード1の断面図である。
【符号の説明】
6a 発光ダイオード素子 11 第2層 13 第3層 14 第1層 18 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 AA04 BB09 CC01 DD79 GG04 HH05 HH15 5F041 AA41 AA43 CA82 CA85 CA92 DA07

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 発光ダイオード素子と、電極とを備え、
    前記電極は、前記発光ダイオード素子にオーミック接触
    された第1層と、前記発光ダイオード素子内の物質及び
    /又は前記第1層内の物質が移動する事を抑制し、前記
    第1層上に形成された第2層と、金属細線接続用の材料
    から成り、前記第2層上に形成された第3層とを有し、
    前記第1層と前記第3層は部分的に接続されている事を
    特徴とする発光ダイオード。
  2. 【請求項2】 前記第1層および前記第3層を平面から
    見た各々の第1外形を略同一とし、前記第2層を平面か
    ら見た第2外形は、前記第1外形が略均等に縮小された
    ものである事を特徴とする請求項1の発光ダイオード。
  3. 【請求項3】 前記第1外形と前記第2外形とに挟まれ
    た領域に於て、前記第1層と前記第3層は、接続されて
    いる事を特徴とする請求項2の発光ダイオード。
  4. 【請求項4】 前記第2層は、クロム又はチタン又は白
    金を有する事を特徴とする請求項1の発光ダイオード。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11657370B2 (en) 2012-09-27 2023-05-23 Leica Biosystems Imaging, Inc. Medical image based collaboration

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US11657370B2 (en) 2012-09-27 2023-05-23 Leica Biosystems Imaging, Inc. Medical image based collaboration

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