JP2002314130A - 窒化物半導体素子 - Google Patents
窒化物半導体素子Info
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- H01L2924/1203—Rectifying Diode
- H01L2924/12032—Schottky diode
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 微小発光面積でも均一に発光し、高出力でか
つ応答性の良い窒化物半導体素子を提供する。 【解決手段】 ｐ側電極は、透明電極とｐ側ボンディン
グパッド電極とが離れて形成され、さらにｐ側拡散電極
をｐ側ボンディングパッド電極から延伸して透明電極の
少なくとも外周を覆って形成する。またｎ側電極は、ｎ
側ボンディングパッド電極と、ｎ側ボンディングパッド
電極から延伸して、透明電極および透明電極とｐ側拡散
電極の接触部を囲むようなｎ側拡散電極とを形成する。
つ応答性の良い窒化物半導体素子を提供する。 【解決手段】 ｐ側電極は、透明電極とｐ側ボンディン
グパッド電極とが離れて形成され、さらにｐ側拡散電極
をｐ側ボンディングパッド電極から延伸して透明電極の
少なくとも外周を覆って形成する。またｎ側電極は、ｎ
側ボンディングパッド電極と、ｎ側ボンディングパッド
電極から延伸して、透明電極および透明電極とｐ側拡散
電極の接触部を囲むようなｎ側拡散電極とを形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子の構造に係わ
り、特に絶縁基板上に形成された窒化物半導体素子の構
造に関するものである。
り、特に絶縁基板上に形成された窒化物半導体素子の構
造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】今日、低消費電力で高輝度に発光し、小
型、かつ軽量な発光素子や受光素子として、種々の分野
で光半導体素子が利用され始めている。とくに近紫外か
ら赤外まで高輝度に発光可能な発光素子として窒化物半
導体（ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ −ｙＮ、０≦ｘ≦１、０
≦ｙ≦１）を利用した発光ダイオードが実用化されたこ
とから種々の分野に急速に利用され始めている。発光ダ
イオードは小型で発光効率が良く、半導体素子であるた
め球切れなどの心配はない。さらに、初期駆動特性に優
れ、振動や点滅に強いという特徴を有する。そしてこれ
らの発光ダイオードの特徴を生かして、様々な発光装置
への応用が考えられる。
型、かつ軽量な発光素子や受光素子として、種々の分野
で光半導体素子が利用され始めている。とくに近紫外か
ら赤外まで高輝度に発光可能な発光素子として窒化物半
導体（ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ −ｙＮ、０≦ｘ≦１、０
≦ｙ≦１）を利用した発光ダイオードが実用化されたこ
とから種々の分野に急速に利用され始めている。発光ダ
イオードは小型で発光効率が良く、半導体素子であるた
め球切れなどの心配はない。さらに、初期駆動特性に優
れ、振動や点滅に強いという特徴を有する。そしてこれ
らの発光ダイオードの特徴を生かして、様々な発光装置
への応用が考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】発光ダイオードを用い
た発光装置の１つとして光ファイバモジュールがある。
光ファイバモジュールなどの光通信、または光情報処理
等の分野で発光ダイオードを用いる場合、必要とされる
特性としては電流投入時から発光するまでの応答性が良
く、高出力でありかつ微小発光面積でも均一に発光する
発光ダイオードが、さらにはそれぞれの目的、発光装置
としての実装にあわせた発光面を有することである。
た発光装置の１つとして光ファイバモジュールがある。
光ファイバモジュールなどの光通信、または光情報処理
等の分野で発光ダイオードを用いる場合、必要とされる
特性としては電流投入時から発光するまでの応答性が良
く、高出力でありかつ微小発光面積でも均一に発光する
発光ダイオードが、さらにはそれぞれの目的、発光装置
としての実装にあわせた発光面を有することである。
【０００４】ところで、窒化物半導体のうち、例えば一
般に窒化ガリウム系窒化物半導体と呼ばれるＡｌｘＩｎ
ｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）からな
る窒化物半導体は、基板としてサファイア基板などの絶
縁性基板が用いられており、窒化物半導体層成長面側か
らｎ電極およびｐ電極の両方を取り出す必要がある。こ
の発光ダイオードの光取り出し面を窒化物半導体層の成
長面側に設けるとき、電流はｐｎ接合部を均一に流れに
くいので、透光性のある全面電極をｐｎ接合部上の全面
にわたって形成している。従来良く用いられる発光ダイ
オードとしては全面電極の一部にボンディングパッド電
極が設けられた図６のような構造の発光ダイオードが用
いられている。
般に窒化ガリウム系窒化物半導体と呼ばれるＡｌｘＩｎ
ｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）からな
る窒化物半導体は、基板としてサファイア基板などの絶
縁性基板が用いられており、窒化物半導体層成長面側か
らｎ電極およびｐ電極の両方を取り出す必要がある。こ
の発光ダイオードの光取り出し面を窒化物半導体層の成
長面側に設けるとき、電流はｐｎ接合部を均一に流れに
くいので、透光性のある全面電極をｐｎ接合部上の全面
にわたって形成している。従来良く用いられる発光ダイ
オードとしては全面電極の一部にボンディングパッド電
極が設けられた図６のような構造の発光ダイオードが用
いられている。
【０００５】しかしながら、微小発光面積を必要とした
発光ダイオードを作製しようとした場合、ボンディング
パッド電極はワイヤやリードフレームなどに接続するた
めの端子として用いており、接続するためにはある程度
の面積が必要となり、発光面積を小さくすることに限界
があり、従来の素子構造では微小発光面積を実現するこ
とは困難であった。例えばワイヤボンディングに必要な
ボンディングパッド電極の面積は少なくとも５０μｍを
必要とする。
発光ダイオードを作製しようとした場合、ボンディング
パッド電極はワイヤやリードフレームなどに接続するた
めの端子として用いており、接続するためにはある程度
の面積が必要となり、発光面積を小さくすることに限界
があり、従来の素子構造では微小発光面積を実現するこ
とは困難であった。例えばワイヤボンディングに必要な
ボンディングパッド電極の面積は少なくとも５０μｍを
必要とする。
【０００６】本発明はこのような問題点に鑑み、高出力
でありかつ微小発光面積でも均一に発光が可能となる窒
化物半導体素子として新規な素子構造を提供するもので
ある。
でありかつ微小発光面積でも均一に発光が可能となる窒
化物半導体素子として新規な素子構造を提供するもので
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では、窒化物半導
体素子の構造を以下の構成（１）〜（１４）とすること
により、本発明における課題を解決するに至った。 （１） 基板上にｎ型窒化物半導体層、ｐ型窒化物半導
体層が積層され、ｐ型窒化物半導体層の一部がエッチン
グされてｎ型窒化物半導体層が露出されてかつ、それぞ
れの露出面にｎ側電極およびｐ側電極を有する窒化物半
導体素子において、前記ｐ側電極は、ｐ型窒化物半導体
層表面の一部に接して該ｐ型窒化物半導体層とオーミッ
ク接触をなす透光性電極と、透光性電極から離れて形成
されたｐ側ボンディングパッド電極と、該ｐ側ボンディ
ングパッド電極から延伸して該透光性電極の少なくとも
外周を覆って形成されたｐ側拡散電極とを有し、前記透
光性電極のｐ型窒化物半導体層に対するオーミック特性
が、前記ｐ側拡散電極のｐ型窒化物半導体層に対するオ
ーミック特性に対して良くなるようにそれぞれの電極材
料が選定されていることを特徴とする。
体素子の構造を以下の構成（１）〜（１４）とすること
により、本発明における課題を解決するに至った。 （１） 基板上にｎ型窒化物半導体層、ｐ型窒化物半導
体層が積層され、ｐ型窒化物半導体層の一部がエッチン
グされてｎ型窒化物半導体層が露出されてかつ、それぞ
れの露出面にｎ側電極およびｐ側電極を有する窒化物半
導体素子において、前記ｐ側電極は、ｐ型窒化物半導体
層表面の一部に接して該ｐ型窒化物半導体層とオーミッ
ク接触をなす透光性電極と、透光性電極から離れて形成
されたｐ側ボンディングパッド電極と、該ｐ側ボンディ
ングパッド電極から延伸して該透光性電極の少なくとも
外周を覆って形成されたｐ側拡散電極とを有し、前記透
光性電極のｐ型窒化物半導体層に対するオーミック特性
が、前記ｐ側拡散電極のｐ型窒化物半導体層に対するオ
ーミック特性に対して良くなるようにそれぞれの電極材
料が選定されていることを特徴とする。
【０００８】（２） 前記透光性電極はｐ型窒化物半導
体層に対してオーミック接触で形成され、前記ｐ側拡散
電極はｐ型窒化物半導体層に対してショットキー接触で
形成されていることを特徴とする。
体層に対してオーミック接触で形成され、前記ｐ側拡散
電極はｐ型窒化物半導体層に対してショットキー接触で
形成されていることを特徴とする。
【０００９】（３） 前記透光性電極は透光性を示すこ
とを特徴とする。
とを特徴とする。
【００１０】（４） 前記透光性電極とｐ側拡散電極と
の接触部において、該接触部の内周の形状は円形である
ことを特徴とする。
の接触部において、該接触部の内周の形状は円形である
ことを特徴とする。
【００１１】（５） 前記透光性電極とｐ側拡散電極と
の接触部において、該接触部の内周および外周は同心円
形状であることを特徴とする。
の接触部において、該接触部の内周および外周は同心円
形状であることを特徴とする。
【００１２】（６） 前記ｐ側拡散電極は複数の金属層
からなり、少なくともｐ型窒化物半導体層側からタング
ステン、タングステンに接して白金が積層されているこ
とを特徴とする。
からなり、少なくともｐ型窒化物半導体層側からタング
ステン、タングステンに接して白金が積層されているこ
とを特徴とする。
【００１３】（７） 前記透光性電極はｐ型窒化物半導
体層側からニッケル／金を積層してアニーリングされた
合金層であることを特徴とする。
体層側からニッケル／金を積層してアニーリングされた
合金層であることを特徴とする。
【００１４】（８） 前記ｎ側電極は、ｎ側ボンディン
グパッド電極と、該ｎ側ボンディングパッド電極から延
伸して前記透光性電極および該透光性電極と前記ｐ側拡
散電極との接触部を囲むように形成されたｎ側拡散電極
とを有することを特徴とする
グパッド電極と、該ｎ側ボンディングパッド電極から延
伸して前記透光性電極および該透光性電極と前記ｐ側拡
散電極との接触部を囲むように形成されたｎ側拡散電極
とを有することを特徴とする
【００１５】（９） 前記窒化物半導体素子の外形は四
角形状であり、前記ｐ側ボンディングパッド電極とｎ側
ボンディングパッド電極は素子を形成する一辺の両端に
それぞれが形成されていることを特徴とする。
角形状であり、前記ｐ側ボンディングパッド電極とｎ側
ボンディングパッド電極は素子を形成する一辺の両端に
それぞれが形成されていることを特徴とする。
【００１６】（１０） 前記窒化物半導体素子の外形は
四角形状であり、前記ｐ側ボンディングパッド電極とｎ
側ボンディングパッド電極は素子の対角線上の両端にそ
れぞれが形成されていることを特徴とする。
四角形状であり、前記ｐ側ボンディングパッド電極とｎ
側ボンディングパッド電極は素子の対角線上の両端にそ
れぞれが形成されていることを特徴とする。
【００１７】（１１） 前記ｐ側ボンディングパッドと
ｎ側ボンディングパッド電極は同一の製造工程で形成さ
れた同一の材料からなることを特徴とする。
ｎ側ボンディングパッド電極は同一の製造工程で形成さ
れた同一の材料からなることを特徴とする。
【００１８】（１２） 前記透光性電極と透光性電極を
覆って形成されたｐ側拡散電極とが接触する面積の透光
性電極の面積に対する比が、０．１５以上０．５０以下
であることを特徴とする。
覆って形成されたｐ側拡散電極とが接触する面積の透光
性電極の面積に対する比が、０．１５以上０．５０以下
であることを特徴とする。
【００１９】（１３） 前記ボンディングパッド部を除
くすべての電極および窒化物半導体層の全面が透光性を
有する絶縁膜で覆われていることを特徴とする。
くすべての電極および窒化物半導体層の全面が透光性を
有する絶縁膜で覆われていることを特徴とする。
【００２０】（１４） 少なくとも一対のリードフレー
ムと電気的に接続された前記（１）〜（１３）のいずれ
かに記載の窒化物半導体素子が、エポキシ系の樹脂でモ
ールドされてなる窒化物半導体装置であって、該窒化物
半導体層の発光面に対向する樹脂の表面は凸となりレン
ズを形成し、該発光面に対向する樹脂表面のレンズ部を
除く全面は平面である窒化物半導体装置であることを特
徴とする。
ムと電気的に接続された前記（１）〜（１３）のいずれ
かに記載の窒化物半導体素子が、エポキシ系の樹脂でモ
ールドされてなる窒化物半導体装置であって、該窒化物
半導体層の発光面に対向する樹脂の表面は凸となりレン
ズを形成し、該発光面に対向する樹脂表面のレンズ部を
除く全面は平面である窒化物半導体装置であることを特
徴とする。
【００２１】以上のように、ｐ側電極は、透光性電極と
ｐ側ボンディングパッド電極とが離れて形成され、さら
にｐ側拡散電極をｐ側ボンディングパッド電極から延伸
して透光性電極の少なくとも外周を覆って形成し、透光
性電極のｐ型窒化物半導体層に対するオーミック特性
が、ｐ側拡散電極のｐ型窒化物半導体層に対するオーミ
ック特性に対して良くなるようにする。またｎ側電極
は、ｎ側ボンディングパッド電極と、ｎ側ボンディング
パッド電極から延伸して透光性電極および透光性電極と
ｐ側拡散電極との接触部を囲むようなｎ側拡散電極とを
形成する。これにより、応答性が良く、高出力でありか
つ微小発光面積でも均一に発光が可能となり、さらに本
発明の素子構造にすることで、微小面積の窒化物半導体
素子に適用できるだけでなく種々の窒化物半導体素子で
も本発明による独特の効果が得られる素子ができた。
ｐ側ボンディングパッド電極とが離れて形成され、さら
にｐ側拡散電極をｐ側ボンディングパッド電極から延伸
して透光性電極の少なくとも外周を覆って形成し、透光
性電極のｐ型窒化物半導体層に対するオーミック特性
が、ｐ側拡散電極のｐ型窒化物半導体層に対するオーミ
ック特性に対して良くなるようにする。またｎ側電極
は、ｎ側ボンディングパッド電極と、ｎ側ボンディング
パッド電極から延伸して透光性電極および透光性電極と
ｐ側拡散電極との接触部を囲むようなｎ側拡散電極とを
形成する。これにより、応答性が良く、高出力でありか
つ微小発光面積でも均一に発光が可能となり、さらに本
発明の素子構造にすることで、微小面積の窒化物半導体
素子に適用できるだけでなく種々の窒化物半導体素子で
も本発明による独特の効果が得られる素子ができた。
【００２２】
【発明の実施の形態】次に図を用いて本発明をさらに詳
細に説明する。図１は本発明の一実施の形態を模式的に
示した平面図である。また図２は図１のＢ−Ｂ'で切断
したときの模式的に示した断面図、図３は図１のＡ−
Ａ'で切断したときの模式的に示した断面図、図４は図
１のＣ−Ｃ'で切断したときの断面図よりｐ側拡散電極
と透光性電極との接触部１０４について示す模式図であ
り、図５は本発明の他の実施の形態を模式的に示した平
面図である。
細に説明する。図１は本発明の一実施の形態を模式的に
示した平面図である。また図２は図１のＢ−Ｂ'で切断
したときの模式的に示した断面図、図３は図１のＡ−
Ａ'で切断したときの模式的に示した断面図、図４は図
１のＣ−Ｃ'で切断したときの断面図よりｐ側拡散電極
と透光性電極との接触部１０４について示す模式図であ
り、図５は本発明の他の実施の形態を模式的に示した平
面図である。
【００２３】本発明は図１に示すように、本発明の窒化
物半導体素子は、ｐ型窒化物半導体層３上に透光性電極
１０１とｐ側ボンディングパッド電極１０３とが離れて
形成され、さらにｐ側拡散電極１０２をｐ側ボンディン
グバッド電極１０３から延伸して透光性電極１０１の少
なくとも外周を覆って形成されている。またｎ型窒化物
半導体層２上にｎ側ボンディングパッド電極２０２と、
ｎ側ボンディングパッドから延伸して透光性電極１０１
および透光性電極とｐ側拡散電極との接触部１０４を囲
むようにｎ側拡散電極２０１が形成されている。
物半導体素子は、ｐ型窒化物半導体層３上に透光性電極
１０１とｐ側ボンディングパッド電極１０３とが離れて
形成され、さらにｐ側拡散電極１０２をｐ側ボンディン
グバッド電極１０３から延伸して透光性電極１０１の少
なくとも外周を覆って形成されている。またｎ型窒化物
半導体層２上にｎ側ボンディングパッド電極２０２と、
ｎ側ボンディングパッドから延伸して透光性電極１０１
および透光性電極とｐ側拡散電極との接触部１０４を囲
むようにｎ側拡散電極２０１が形成されている。
【００２４】このように発光面を形成する透光性電極と
ｐ側ボンディングパッド電極とが離れて形成されること
により、発光面積をボンディングパッドの面積の大きさ
にとらわれることなく、微小化、さらには自由に大きさ
を変えることが可能となる。
ｐ側ボンディングパッド電極とが離れて形成されること
により、発光面積をボンディングパッドの面積の大きさ
にとらわれることなく、微小化、さらには自由に大きさ
を変えることが可能となる。
【００２５】ところで発光面を形成する透光性電極とｐ
側ボンディングパッド電極とを離して形成するために、
これらの電極を電気的に接続する目的としてｐ側拡散電
極が設けられる。このｐ側拡散電極はｐ型窒化物半導体
層に直接接して形成することはできるが、その場合透光
性電極下部に位置するｐｎ接合部に電流が流れるだけで
なく、ｐ側拡散電極とｐ型窒化物半導体層がその接する
部分の下部に位置するｐｎ接合部でも電流が流れてしま
う。ここに電流が流れてしまうと、素子に投入される電
流に対し、発光面からの発光効率は低くなってしまう。
そこで、ｐ側拡散電極とｐ型窒化物半導体層とが接触し
ないように、ｐ側ボンディングパッド電極と透光性電極
との間に絶縁膜を介し、その上にｐ側拡散電極を設ける
方法が考えられるが、この場合ｐ側拡散電極と絶縁膜と
の接触面積が大きく、絶縁膜と拡散電極として用いる金
属との密着性が悪いため、剥がれが生じてしまい、短絡
してしまい、構造としては好ましいものではない。そこ
で鋭意研究した結果、ｐ側拡散電極１０２とそれに接す
るｐ型窒化物半導体層とのオーミック性を、少なくとも
透光性電極１０１とそれに接するｐ型窒化物半導体層と
のオーミック性よりも悪くなるように形成することで、
素子に投入される電流が、ほとんど透光性電極を通るよ
うになり、透光性電極とｐ側ボンディングパッド電極と
を離した構造でも発光面からの発光効率を高く維持でき
る素子を得ることができるようになった。さらに、ｐ側
拡散電極１０２がｐ型窒化物半導体層に対してショット
キー接触となるようなｐ側拡散電極の材料を選定するこ
とで、さらに発光効率の高い窒化物半導体素子を得るこ
とが可能となった。
側ボンディングパッド電極とを離して形成するために、
これらの電極を電気的に接続する目的としてｐ側拡散電
極が設けられる。このｐ側拡散電極はｐ型窒化物半導体
層に直接接して形成することはできるが、その場合透光
性電極下部に位置するｐｎ接合部に電流が流れるだけで
なく、ｐ側拡散電極とｐ型窒化物半導体層がその接する
部分の下部に位置するｐｎ接合部でも電流が流れてしま
う。ここに電流が流れてしまうと、素子に投入される電
流に対し、発光面からの発光効率は低くなってしまう。
そこで、ｐ側拡散電極とｐ型窒化物半導体層とが接触し
ないように、ｐ側ボンディングパッド電極と透光性電極
との間に絶縁膜を介し、その上にｐ側拡散電極を設ける
方法が考えられるが、この場合ｐ側拡散電極と絶縁膜と
の接触面積が大きく、絶縁膜と拡散電極として用いる金
属との密着性が悪いため、剥がれが生じてしまい、短絡
してしまい、構造としては好ましいものではない。そこ
で鋭意研究した結果、ｐ側拡散電極１０２とそれに接す
るｐ型窒化物半導体層とのオーミック性を、少なくとも
透光性電極１０１とそれに接するｐ型窒化物半導体層と
のオーミック性よりも悪くなるように形成することで、
素子に投入される電流が、ほとんど透光性電極を通るよ
うになり、透光性電極とｐ側ボンディングパッド電極と
を離した構造でも発光面からの発光効率を高く維持でき
る素子を得ることができるようになった。さらに、ｐ側
拡散電極１０２がｐ型窒化物半導体層に対してショット
キー接触となるようなｐ側拡散電極の材料を選定するこ
とで、さらに発光効率の高い窒化物半導体素子を得るこ
とが可能となった。
【００２６】さらに本発明の透光性電極１０１は透光性
を示すように電極材料を選定、もしくは膜厚を制御する
ことにより、発光が透光性電極の発光面に集中し、さら
に高効率の発光素子を得ることができる。
を示すように電極材料を選定、もしくは膜厚を制御する
ことにより、発光が透光性電極の発光面に集中し、さら
に高効率の発光素子を得ることができる。
【００２７】また本発明は透光性電極とｐ側拡散電極と
の接触部１０４において、接触部の内周の形状を円形と
することで、電流投入時から発光するまでの応答性が良
く、発光面全面に渡って均一に電流が流れるようにな
り、高出力である上に発光面において均一に発光する素
子が得られる。この場合、接触部における外周の形状は
特に限定されないが、好ましい形態としては接触部の外
周の形状は接触部の内周の円と同心円となるような円形
とする。このように形成することで、透光性電極の発光
面の周りを均一に電流が流れるようになり、効率よく均
一な発光を得ることができ、さらに応答性も良くなる。
の接触部１０４において、接触部の内周の形状を円形と
することで、電流投入時から発光するまでの応答性が良
く、発光面全面に渡って均一に電流が流れるようにな
り、高出力である上に発光面において均一に発光する素
子が得られる。この場合、接触部における外周の形状は
特に限定されないが、好ましい形態としては接触部の外
周の形状は接触部の内周の円と同心円となるような円形
とする。このように形成することで、透光性電極の発光
面の周りを均一に電流が流れるようになり、効率よく均
一な発光を得ることができ、さらに応答性も良くなる。
【００２８】また本発明のｐ側拡散電極１０２は複数の
金属層からなり、その材料としては例えばタングステ
ン、白金、ニッケル、金などが挙げられる。これらは好
ましくはｐ型窒化物半導体層上に形成して少なくとも、
ｐ型窒化物半導体層に対してのオーミック性が透光性電
極のそれに対してのオーミック性よりも悪くなるよう
に、好ましくはｐ型窒化物半導体とショットキー接触と
する。なかでも最も好ましい材料として、ｐ型窒化物半
導体層に接してタングステン、さらに白金を選定し形成
する。特にタングステンはｐ型窒化物半導体層とショッ
トキー接触を示し、白金はタングステンと密着性が良
く、さらには厚膜を積むことで導電性の高い膜となり、
ｐ側ボンディングパッド電極と透光性電極とを導電性よ
く電気的に接続できる。複数の金属層を有するｐ側拡散
電極のうち、さらに好ましくはｐ側拡散電極の最も上の
層にニッケルを１００オングストローム以下の膜厚で形
成する。ニッケルを最も上に形成することで、後に素子
を覆うように形成する保護膜３０１との密着性が良くな
る。
金属層からなり、その材料としては例えばタングステ
ン、白金、ニッケル、金などが挙げられる。これらは好
ましくはｐ型窒化物半導体層上に形成して少なくとも、
ｐ型窒化物半導体層に対してのオーミック性が透光性電
極のそれに対してのオーミック性よりも悪くなるよう
に、好ましくはｐ型窒化物半導体とショットキー接触と
する。なかでも最も好ましい材料として、ｐ型窒化物半
導体層に接してタングステン、さらに白金を選定し形成
する。特にタングステンはｐ型窒化物半導体層とショッ
トキー接触を示し、白金はタングステンと密着性が良
く、さらには厚膜を積むことで導電性の高い膜となり、
ｐ側ボンディングパッド電極と透光性電極とを導電性よ
く電気的に接続できる。複数の金属層を有するｐ側拡散
電極のうち、さらに好ましくはｐ側拡散電極の最も上の
層にニッケルを１００オングストローム以下の膜厚で形
成する。ニッケルを最も上に形成することで、後に素子
を覆うように形成する保護膜３０１との密着性が良くな
る。
【００２９】また本発明の透光性電極１０１は例えば、
ニッケル、クロム、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウ
ム、タンタル、バナジウム、パラジウム、金など、また
はこれらの合金が挙げられる。これらはｐ型窒化物半導
体層と良好なオーミック特性を示す材料で、好ましくは
ｐ型窒化物半導体層上に形成して透光性のある膜厚で形
成することが好ましい。なかでもニッケルと金を積層
し、アニーリングすることで合金化させることで、最も
オーミック特性のよい透光性電極を得ることができる。
ニッケル、クロム、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウ
ム、タンタル、バナジウム、パラジウム、金など、また
はこれらの合金が挙げられる。これらはｐ型窒化物半導
体層と良好なオーミック特性を示す材料で、好ましくは
ｐ型窒化物半導体層上に形成して透光性のある膜厚で形
成することが好ましい。なかでもニッケルと金を積層
し、アニーリングすることで合金化させることで、最も
オーミック特性のよい透光性電極を得ることができる。
【００３０】また本発明のｎ側電極は、ｎ型窒化物半導
体層２が露出する面に形成し、そのｎ型窒化物半導体層
はｐ側ボンディングパッド電極１０２、透光性電極１０
１、さらにはｐ側拡散電極を形成しない部位をできるだ
け最大限にエッチングして露出させる。ｎ側電極はｎ側
ボンディングパッド電極２０２とｎ側拡散電極２０１と
から成り、ｎ側拡散電極２０１はｎ型窒化物半導体層露
出面のほぼ全面に形成することで、例えば図１に示すよ
うに、透光性電極１０１および透光性電極とｐ側拡散電
極との接触部１０４を囲むように形成できる。このよう
にｎ側拡散電極を形成することで、ｎ側拡散電極とｐ電
極上における接触部との距離をほぼ一定にすることがで
き、電流投入時から発光するまでの応答性を良くする点
で最も効果的で、さらに発光面を均一に発光させること
ができる。
体層２が露出する面に形成し、そのｎ型窒化物半導体層
はｐ側ボンディングパッド電極１０２、透光性電極１０
１、さらにはｐ側拡散電極を形成しない部位をできるだ
け最大限にエッチングして露出させる。ｎ側電極はｎ側
ボンディングパッド電極２０２とｎ側拡散電極２０１と
から成り、ｎ側拡散電極２０１はｎ型窒化物半導体層露
出面のほぼ全面に形成することで、例えば図１に示すよ
うに、透光性電極１０１および透光性電極とｐ側拡散電
極との接触部１０４を囲むように形成できる。このよう
にｎ側拡散電極を形成することで、ｎ側拡散電極とｐ電
極上における接触部との距離をほぼ一定にすることがで
き、電流投入時から発光するまでの応答性を良くする点
で最も効果的で、さらに発光面を均一に発光させること
ができる。
【００３１】また本発明の窒化物半導体素子の外形を四
角形状とし、ｐ側ボンディングパッド電極１０３とｎ側
ボンディングパッド電極２０２の位置を素子を形成する
一辺の両端に形成することが好ましい（図１）。このよ
うに形成することで、ある一定の発光面を有する窒化物
半導体素子のなかで、最もチップを最小にすることがで
きる。またさらに、一辺の両端にｐ側およびｎ側の両方
のボンディングパッド電極を形成するため、ワイヤボン
ディングを行う工程において、ワイヤボンダーの動きが
最小限となるため、ボンディングの時間短縮がはかれ、
歩留の点でも好ましい。
角形状とし、ｐ側ボンディングパッド電極１０３とｎ側
ボンディングパッド電極２０２の位置を素子を形成する
一辺の両端に形成することが好ましい（図１）。このよ
うに形成することで、ある一定の発光面を有する窒化物
半導体素子のなかで、最もチップを最小にすることがで
きる。またさらに、一辺の両端にｐ側およびｎ側の両方
のボンディングパッド電極を形成するため、ワイヤボン
ディングを行う工程において、ワイヤボンダーの動きが
最小限となるため、ボンディングの時間短縮がはかれ、
歩留の点でも好ましい。
【００３２】また本発明の窒化物半導体素子の外形を四
角形状とし、ｐ側ボンディングパッド電極１０３とｎ側
ボンディングパッド電極２０２の位置を素子の対角線上
の両端に形成してもよい（図５）。これは上記素子の一
辺の両端にボンディングパッド電極を設けたときほどで
はないが、チップを最小にすることができる。この形態
は、例えば複数のチップを一方向に配列させたアレイと
して用いるとき、一方に一方のワイヤ、他方にもう一つ
のワイヤをボンディングすることができるので、アレイ
として最も密にチップを配列することが可能となる。こ
のような構造としたとき、ｎ側ボンディングパッド電極
が、ｐ側窒化物半導体層を囲むｎ側拡散電極の中心付近
に形成されるので、即時に均一な電流が流れるようにな
りやすく、応答速度を高くするのに好ましい。
角形状とし、ｐ側ボンディングパッド電極１０３とｎ側
ボンディングパッド電極２０２の位置を素子の対角線上
の両端に形成してもよい（図５）。これは上記素子の一
辺の両端にボンディングパッド電極を設けたときほどで
はないが、チップを最小にすることができる。この形態
は、例えば複数のチップを一方向に配列させたアレイと
して用いるとき、一方に一方のワイヤ、他方にもう一つ
のワイヤをボンディングすることができるので、アレイ
として最も密にチップを配列することが可能となる。こ
のような構造としたとき、ｎ側ボンディングパッド電極
が、ｐ側窒化物半導体層を囲むｎ側拡散電極の中心付近
に形成されるので、即時に均一な電流が流れるようにな
りやすく、応答速度を高くするのに好ましい。
【００３３】また本発明ではｐ側ボンディングパッド電
極１０３とｎ側ボンディングパッド電極２０２とは異な
る材料であってもよいが、同一の材料であってもよい。
それぞれのボンディングパッド電極はどちらも、拡散電
極上に形成されており接触抵抗について検討する必要は
ない。よって、それぞれに密着性のよい材料を選定すれ
ばよく、好ましくは、チタン、白金、金、ニッケル、ま
たはこれらを複数積層したものがよく、好ましくは最上
層を金を積層することで、金ワイヤとのボンディングが
容易になり、最も好ましくは白金と白金の上に金を積層
した構造とする。ボンディングパッド電極はそれぞれの
拡散電極上に一部絶縁膜を介して形成することから、絶
縁膜と密着性の良い材料を白金より下に形成した３層構
造とすることが好ましい。絶縁膜として例えばＳｉＯ２
を用いた場合、好ましくはチタン／白金／金の３層構造
とする。
極１０３とｎ側ボンディングパッド電極２０２とは異な
る材料であってもよいが、同一の材料であってもよい。
それぞれのボンディングパッド電極はどちらも、拡散電
極上に形成されており接触抵抗について検討する必要は
ない。よって、それぞれに密着性のよい材料を選定すれ
ばよく、好ましくは、チタン、白金、金、ニッケル、ま
たはこれらを複数積層したものがよく、好ましくは最上
層を金を積層することで、金ワイヤとのボンディングが
容易になり、最も好ましくは白金と白金の上に金を積層
した構造とする。ボンディングパッド電極はそれぞれの
拡散電極上に一部絶縁膜を介して形成することから、絶
縁膜と密着性の良い材料を白金より下に形成した３層構
造とすることが好ましい。絶縁膜として例えばＳｉＯ２
を用いた場合、好ましくはチタン／白金／金の３層構造
とする。
【００３４】また本発明は図４に示すように、透光性電
極１０１と透光性電極を覆って形成されたｐ側拡散電極
１０２とが接触する面積１０４の透光性電極の面積に対
する比が、０．１５以上０．５０以下とする。特に微小
面積を発光させる窒化物半導体素子においては、発光面
の面積が小さくなればなるほど発光面の面積に対して、
透光性電極とｐ側拡散電極との接触する面積の割合が大
きくなってしまう。この割合が大きくなると、電流は透
光性電極の発光部にはほとんど流れず、接触部にほとん
ど流れてしまうようになり、素子に投入する電流に対す
る発光面での発光効率は低くなってしまい、好ましくな
い。とくに透光性電極と透光性電極を覆って形成された
ｐ側拡散電極とが接触する面積の透光性電極の面積に対
する比が０．５０よりも大きくなるとその影響が顕著に
現れる。また透光性電極と透光性電極を覆って形成され
たｐ側拡散電極とが接触する面積の透光性電極の面積に
対する比が０．１５より小さくなると、ｐ側ボンディン
グパッド電極からｐ側拡散電極を通って、透光性電極に
到達する電流の経路が小さくなり、電流が流れにくくな
ってしまい駆動電圧が高くなってしまったり、さらには
透光性電極とｐ側拡散電極とが接触する部位において、
電流密度が異常に高くなり、素子劣化が早くなってしま
うなどの原因で、好ましくない。
極１０１と透光性電極を覆って形成されたｐ側拡散電極
１０２とが接触する面積１０４の透光性電極の面積に対
する比が、０．１５以上０．５０以下とする。特に微小
面積を発光させる窒化物半導体素子においては、発光面
の面積が小さくなればなるほど発光面の面積に対して、
透光性電極とｐ側拡散電極との接触する面積の割合が大
きくなってしまう。この割合が大きくなると、電流は透
光性電極の発光部にはほとんど流れず、接触部にほとん
ど流れてしまうようになり、素子に投入する電流に対す
る発光面での発光効率は低くなってしまい、好ましくな
い。とくに透光性電極と透光性電極を覆って形成された
ｐ側拡散電極とが接触する面積の透光性電極の面積に対
する比が０．５０よりも大きくなるとその影響が顕著に
現れる。また透光性電極と透光性電極を覆って形成され
たｐ側拡散電極とが接触する面積の透光性電極の面積に
対する比が０．１５より小さくなると、ｐ側ボンディン
グパッド電極からｐ側拡散電極を通って、透光性電極に
到達する電流の経路が小さくなり、電流が流れにくくな
ってしまい駆動電圧が高くなってしまったり、さらには
透光性電極とｐ側拡散電極とが接触する部位において、
電流密度が異常に高くなり、素子劣化が早くなってしま
うなどの原因で、好ましくない。
【００３５】また本発明の窒化物半導体素子はｐ側ボン
ディングパッド電極１０３、ｎ側ボンディングパッド電
極２０２形成部分を除く、少なくともすべての電極およ
び窒化物半導体層の全面が透光性のある絶縁膜３０１で
覆われていることが好ましい。これにより素子が保護さ
れ、短絡等の問題を防ぐことができる。好ましい絶縁膜
３０１の材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＮなどが挙げら
れるが、最も好ましくはＳｉＯ２を、１μｍ程度形成す
る。
ディングパッド電極１０３、ｎ側ボンディングパッド電
極２０２形成部分を除く、少なくともすべての電極およ
び窒化物半導体層の全面が透光性のある絶縁膜３０１で
覆われていることが好ましい。これにより素子が保護さ
れ、短絡等の問題を防ぐことができる。好ましい絶縁膜
３０１の材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＮなどが挙げら
れるが、最も好ましくはＳｉＯ２を、１μｍ程度形成す
る。
【００３６】また本発明の窒化物半導体素子は特徴とし
て、応答性が良く、微小発光面積でも高出力でかつ均一
に発光できることから、光ファイバに接続する光源とし
て用いることに大きな効果を発揮する。例えば、実装基
板４０２を介して少なくとも一対のリードフレーム４０
３と電気的に接続された本発明の窒化物半導体素子１０
０が、エポキシ系の樹脂４０１でモールドされており、
その窒化物半導体層の発光面に対向する樹脂の表面は凸
となるレンズ４０４を形成し、かつ発光面に対向する樹
脂表面のレンズ部を除く全面は平面とする。このような
窒化物半導体発光装置は発光面に対向する樹脂４０１の
表面は凸となるレンズ４０４を形成していることから、
接続される光ファイバに均一に光を提供することがで
き、また発光面に対向する樹脂表面のレンズ部を除く全
面を平面とすることで、光ファイバに接続しやすくな
る。また、樹脂４０１に形成した凸状のレンズ４０４は
樹脂最表面より内側に形成してもよく、このような凸は
樹脂を形成する際にリードフレーム４０３に接続された
窒化物半導体素子を所定の金型に入れ、樹脂を流し込む
ことで形成することができる。
て、応答性が良く、微小発光面積でも高出力でかつ均一
に発光できることから、光ファイバに接続する光源とし
て用いることに大きな効果を発揮する。例えば、実装基
板４０２を介して少なくとも一対のリードフレーム４０
３と電気的に接続された本発明の窒化物半導体素子１０
０が、エポキシ系の樹脂４０１でモールドされており、
その窒化物半導体層の発光面に対向する樹脂の表面は凸
となるレンズ４０４を形成し、かつ発光面に対向する樹
脂表面のレンズ部を除く全面は平面とする。このような
窒化物半導体発光装置は発光面に対向する樹脂４０１の
表面は凸となるレンズ４０４を形成していることから、
接続される光ファイバに均一に光を提供することがで
き、また発光面に対向する樹脂表面のレンズ部を除く全
面を平面とすることで、光ファイバに接続しやすくな
る。また、樹脂４０１に形成した凸状のレンズ４０４は
樹脂最表面より内側に形成してもよく、このような凸は
樹脂を形成する際にリードフレーム４０３に接続された
窒化物半導体素子を所定の金型に入れ、樹脂を流し込む
ことで形成することができる。
【００３７】本発明の実施の形態としては窒化物半導体
発光素子について説明したが、これが受光素子等、種々
の素子として用いることができることはいうまでもな
い。
発光素子について説明したが、これが受光素子等、種々
の素子として用いることができることはいうまでもな
い。
【００３８】
【実施例】以下、本発明に係る実施例を示す。なお、本
発明はこれに限定されるものではない。 ［実施例１］サファイア（Ｃ面）よりなる基板をＭＯＶ
ＰＥの反応容器内にセットし、水素を流しながら、基板
の温度を１０５０℃まで上昇させ、基板のクリーニング
を行う。この基板としては他にＡ面、Ｒ面を主面とする
サファイア基板、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）のような
絶縁性基板などでもよい。
発明はこれに限定されるものではない。 ［実施例１］サファイア（Ｃ面）よりなる基板をＭＯＶ
ＰＥの反応容器内にセットし、水素を流しながら、基板
の温度を１０５０℃まで上昇させ、基板のクリーニング
を行う。この基板としては他にＡ面、Ｒ面を主面とする
サファイア基板、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）のような
絶縁性基板などでもよい。
【００３９】（ｎ型窒化物半導体層）基板をクリーニン
グ後、ｎ型窒化物半導体層を次の構成で成長させる。基
板の温度を５１０℃まで下げ、基板上にＧａＮよりなる
バッファ層を１００Å成長させる。次にバッファ層成長
後、温度を１０５０℃まで上昇させ、アンドープＧａＮ
層を１．５μｍの膜厚で成長させる。続いて１０５０℃
で、Ｓｉを４．５×１０１８／ｃｍ３ドープしたＧａＮ
層を２．２μｍの膜厚で成長させる。続いて１０５０℃
で、アンドープＧａＮ層を３０００Åの膜厚で、さらに
Ｓｉを４．５×１０１８／ｃｍ３ドープしたＧａＮ層を
３００Å、さらにアンドープＧａＮ層を５０Åの膜厚で
成長させる。続いて同様の温度で、アンドープＧａＮよ
りなる第１の層を４０Å、温度を８００℃にして、続い
てアンドープＩｎ０．１３Ｇａ０．８７Ｎよりなる第２
の層を２０Åの膜厚で成長させ、これらの操作を繰り返
し、第１＋第２＋の順で交互に１０層ずつ積層させ、最
後に第１の層を積層させた、ｎ型多層膜層を成長させ
る。
グ後、ｎ型窒化物半導体層を次の構成で成長させる。基
板の温度を５１０℃まで下げ、基板上にＧａＮよりなる
バッファ層を１００Å成長させる。次にバッファ層成長
後、温度を１０５０℃まで上昇させ、アンドープＧａＮ
層を１．５μｍの膜厚で成長させる。続いて１０５０℃
で、Ｓｉを４．５×１０１８／ｃｍ３ドープしたＧａＮ
層を２．２μｍの膜厚で成長させる。続いて１０５０℃
で、アンドープＧａＮ層を３０００Åの膜厚で、さらに
Ｓｉを４．５×１０１８／ｃｍ３ドープしたＧａＮ層を
３００Å、さらにアンドープＧａＮ層を５０Åの膜厚で
成長させる。続いて同様の温度で、アンドープＧａＮよ
りなる第１の層を４０Å、温度を８００℃にして、続い
てアンドープＩｎ０．１３Ｇａ０．８７Ｎよりなる第２
の層を２０Åの膜厚で成長させ、これらの操作を繰り返
し、第１＋第２＋の順で交互に１０層ずつ積層させ、最
後に第１の層を積層させた、ｎ型多層膜層を成長させ
る。
【００４０】次にｎ型窒化物半導体層を成長後、アンド
ープＧａＮよりなる障壁層を２００Åの膜厚で成長さ
せ、続いて温度８００℃にして、Ｓｉを５×１０１７／
ｃｍ３ドープしたＩｎ０．３Ｇａ０．７Ｎよりなる井戸
層を３０Åの膜厚で成長させる。そして障壁＋井戸＋障
壁＋井戸＋…の順で書へ気相を６層と、井戸層を５層を
交互に積層して、総膜厚１３５０Åの多重量子井戸より
なる活性層を積層させる。この活性層は図１〜図６にお
いて図示していない。
ープＧａＮよりなる障壁層を２００Åの膜厚で成長さ
せ、続いて温度８００℃にして、Ｓｉを５×１０１７／
ｃｍ３ドープしたＩｎ０．３Ｇａ０．７Ｎよりなる井戸
層を３０Åの膜厚で成長させる。そして障壁＋井戸＋障
壁＋井戸＋…の順で書へ気相を６層と、井戸層を５層を
交互に積層して、総膜厚１３５０Åの多重量子井戸より
なる活性層を積層させる。この活性層は図１〜図６にお
いて図示していない。
【００４１】活性層成長後、ｐ型窒化物半導体を次の構
成で成長させる。次に１０５０℃で、Ｍｇを５×１０
１９／ｃｍ３ドープしたｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎよ
りなる第３の層を２５Åの膜厚で成長させ、続いてアン
ドープＧａＮよりなる第４の層を２５Åの膜厚で成長さ
せ、これらの操作を繰り返し、第３＋第４の順で交互に
４層ずつ積層した超格子よりなるｐ型多層膜層を２００
Åの膜厚で成長させる。続いて１０５０℃で、Ｍｇを１
×１０２０／ｃｍ３ドープしたｐ型ＧａＮよりなる層を
２７００Åの膜厚で成長させる。
成で成長させる。次に１０５０℃で、Ｍｇを５×１０
１９／ｃｍ３ドープしたｐ型Ａｌ０．１Ｇａ０．９Ｎよ
りなる第３の層を２５Åの膜厚で成長させ、続いてアン
ドープＧａＮよりなる第４の層を２５Åの膜厚で成長さ
せ、これらの操作を繰り返し、第３＋第４の順で交互に
４層ずつ積層した超格子よりなるｐ型多層膜層を２００
Åの膜厚で成長させる。続いて１０５０℃で、Ｍｇを１
×１０２０／ｃｍ３ドープしたｐ型ＧａＮよりなる層を
２７００Åの膜厚で成長させる。
【００４２】反応終了後、温度を室温まで下げ、窒素雰
囲気中で７００℃でアニーリングを行い、ｐ型層をさら
に低抵抗化する。以上のようにして窒化物半導体を成長
させたウエハーを反応容器から取り出し、ｎ型窒化物半
導体層を露出するために、露出させる部分を除くｐ型窒
化物半導体層の上にＳｉＯ２マスクを形成し、ＲＩＥ
（反応性イオンエッチング）によってエッチングを行
い、ｎ型窒化物半導体層（ＳｉドープＧａＮ層）の表面
を露出させる。
囲気中で７００℃でアニーリングを行い、ｐ型層をさら
に低抵抗化する。以上のようにして窒化物半導体を成長
させたウエハーを反応容器から取り出し、ｎ型窒化物半
導体層を露出するために、露出させる部分を除くｐ型窒
化物半導体層の上にＳｉＯ２マスクを形成し、ＲＩＥ
（反応性イオンエッチング）によってエッチングを行
い、ｎ型窒化物半導体層（ＳｉドープＧａＮ層）の表面
を露出させる。
【００４３】次にｐ型窒化物半導体層の一部を開口さ
せ、他の部分を覆うようにレジストを塗布し、開口させ
たｐ型窒化物半導体層上にＮｉを６０Å、Ａｕを２００
Å積層後、レジストを除去し、さらにアニールして透光
性電極を形成する。さらにｐ側拡散電極の形成部分を開
口させたレジストを形成し、その形成面のほぼ全面にＷ
を２００Å、Ｐｔを３０００Å、Ｎｉを６０Åからなる
ｐ側拡散電極を形成する。
せ、他の部分を覆うようにレジストを塗布し、開口させ
たｐ型窒化物半導体層上にＮｉを６０Å、Ａｕを２００
Å積層後、レジストを除去し、さらにアニールして透光
性電極を形成する。さらにｐ側拡散電極の形成部分を開
口させたレジストを形成し、その形成面のほぼ全面にＷ
を２００Å、Ｐｔを３０００Å、Ｎｉを６０Åからなる
ｐ側拡散電極を形成する。
【００４４】次にレジストを除去し、今度はｎ型窒化物
半導体層上にＷを２００Å、Ａｌを１０００Å、Ｗを１
０００Å、Ｐｔを３０００Å、Ｎｉを６０Åの膜厚で積
層したｎ側拡散電極を形成する。
半導体層上にＷを２００Å、Ａｌを１０００Å、Ｗを１
０００Å、Ｐｔを３０００Å、Ｎｉを６０Åの膜厚で積
層したｎ側拡散電極を形成する。
【００４５】次にｐ側ボンディングパッド形成部を除く
ｐ側拡散電極、ｎ側ボンディングパッド形成部を除くｎ
側拡散電極、透光性電極および窒化物半導体層露出部全
面にＳｉＯ２よりなる絶縁膜を１μｍの膜厚で形成す
る。
ｐ側拡散電極、ｎ側ボンディングパッド形成部を除くｎ
側拡散電極、透光性電極および窒化物半導体層露出部全
面にＳｉＯ２よりなる絶縁膜を１μｍの膜厚で形成す
る。
【００４６】最後に絶縁膜の開口部にＴｉを２００Å、
Ｐｔを１０００Å、Ａｕを３０００Åからなるボンディ
ングパッド電極を形成する。このボンディングパッド電
極はｐ側拡散電極上のｐ側ボンディングパッド電極およ
びｎ側拡散電極上のｎ側ボンディングパッド電極とも、
同一の工程で作成する。以上のような工程で、窒化物半
導体素子を作製したところ、発光部において、均一に発
光する高出力の窒化物半導体素子を得ることができた。
Ｐｔを１０００Å、Ａｕを３０００Åからなるボンディ
ングパッド電極を形成する。このボンディングパッド電
極はｐ側拡散電極上のｐ側ボンディングパッド電極およ
びｎ側拡散電極上のｎ側ボンディングパッド電極とも、
同一の工程で作成する。以上のような工程で、窒化物半
導体素子を作製したところ、発光部において、均一に発
光する高出力の窒化物半導体素子を得ることができた。
【００４７】［実施例２］実施の形態１で得られた窒化
物半導体素子を一対のリードフレームに接続する。この
ときｐ側ボンディングパッドは一方のリードフレームに
直接ワイヤボンディングし、ｎ側ボンディングパッド電
極は他方のリードフレームと電気的に接続された実装基
板にワイヤボンディングする。次にリードフレームがつ
いた窒化物半導体素子をあらかじめモールドしたい形状
に型取られた金型に入れ、樹脂を流し込み、硬化させる
ことで、窒化物半導体装置を得る。
物半導体素子を一対のリードフレームに接続する。この
ときｐ側ボンディングパッドは一方のリードフレームに
直接ワイヤボンディングし、ｎ側ボンディングパッド電
極は他方のリードフレームと電気的に接続された実装基
板にワイヤボンディングする。次にリードフレームがつ
いた窒化物半導体素子をあらかじめモールドしたい形状
に型取られた金型に入れ、樹脂を流し込み、硬化させる
ことで、窒化物半導体装置を得る。
【００４８】
【発明の効果】以上示したように、本発明ではｐ側電極
は、透光性電極とｐ側ボンディングパッド電極とが離れ
て形成され、さらにｐ側拡散電極をｐ側ボンディングパ
ッド電極から延伸して透光性電極の少なくとも外周を覆
って形成し、透光性電極のｐ型窒化物半導体層に対する
オーミック特性が、ｐ側拡散電極のｐ型窒化物半導体層
に対するオーミック特性に対して良くなるようにする。
またｎ側電極は、ｎ側ボンディングパッド電極と、ｎ側
ボンディングパッド電極から延伸して透光性電極および
透光性電極とｐ側拡散電極との接触部を囲むようなｎ側
拡散電極とを形成する。これにより、応答性が良く、高
出力でありかつ微小発光面積でも均一に発光が可能とな
る窒化物半導体素子が得られた。また、これらの効果は
微小面積の発光素子に限らず適用できるので、本発明の
素子構造は微小な発光面積以外の素子にも適用できる。
は、透光性電極とｐ側ボンディングパッド電極とが離れ
て形成され、さらにｐ側拡散電極をｐ側ボンディングパ
ッド電極から延伸して透光性電極の少なくとも外周を覆
って形成し、透光性電極のｐ型窒化物半導体層に対する
オーミック特性が、ｐ側拡散電極のｐ型窒化物半導体層
に対するオーミック特性に対して良くなるようにする。
またｎ側電極は、ｎ側ボンディングパッド電極と、ｎ側
ボンディングパッド電極から延伸して透光性電極および
透光性電極とｐ側拡散電極との接触部を囲むようなｎ側
拡散電極とを形成する。これにより、応答性が良く、高
出力でありかつ微小発光面積でも均一に発光が可能とな
る窒化物半導体素子が得られた。また、これらの効果は
微小面積の発光素子に限らず適用できるので、本発明の
素子構造は微小な発光面積以外の素子にも適用できる。
【図１】 本発明の一実施の形態を模式的に示した平面
図である。
図である。
【図２】 図１のＢ−Ｂ'で切断したときの模式的に示
した断面図である。
した断面図である。
【図３】 図１のＡ−Ａ'で切断したときの模式的に示
した断面図である。
した断面図である。
【図４】 図１のＣ−Ｃ'で切断したときの断面図より
ｐ側拡散電極と透光性電極との接触部について示す模式
図である。
ｐ側拡散電極と透光性電極との接触部について示す模式
図である。
【図５】 本発明の他の実施の形態を模式的に示した平
面図である。
面図である。
【図６】 従来の窒化物半導体素子の形態を模式的に示
した平面図である。
した平面図である。
【図７】 本発明の窒化物半導体素子をモールドした窒
化物半導体発光装置の斜視図を模式的に示した図であ
る。
化物半導体発光装置の斜視図を模式的に示した図であ
る。
【図８】 図７の窒化物半導体発光装置を上面から見た
図である。
図である。
【図９】 図７の窒化物半導体装置を側面から見た図で
ある。
ある。
１・・・絶縁性基板 ２・・・ｎ型窒化物半導体層 ３・・・ｐ型窒化物半導体層 １００・・・窒化物半導体素子 １０１・・・透光性電極（全面電極） １０２・・・ｐ側拡散電極 １０３・・・ｐ側ボンディングパッド電極 ２０１・・・ｎ側拡散電極 ２０２・・・ｎ側ボンディングパッド電極 ３０１・・・絶縁膜（保護膜） ４０１・・・モールド樹脂 ４０２・・・実装基板 ４０３・・・リードフレーム ４０４・・・レンズ（部）
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/28 Ｈ０１Ｌ 21/28 ３０１Ｒ Ｆターム(参考） 4M104 AA04 AA09 BB02 BB04 BB05 BB06 BB07 BB08 BB09 BB13 BB14 BB15 BB17 BB18 BB36 CC01 CC03 DD78 DD83 EE06 EE09 EE16 EE17 FF01 FF11 FF13 GG04 HH08 HH15 5F041 AA02 CA05 CA34 CA40 CA46 CA65 CA74 CA82 CA88 CA92 DA07 DA17 DA44 DB09 EE17 FF14 5F045 AA04 AB14 AB17 AB32 AC19 AD09 AD12 AD14 AF09 AF13 BB16 CA10 CB05 CB10 DA53 DA55 EB15 HA13 HA16
Claims (14)
- 【請求項１】 基板上にｎ型窒化物半導体層、ｐ型窒化
物半導体層が積層され、ｐ型窒化物半導体層の一部がエ
ッチングされてｎ型窒化物半導体層が露出されてかつ、
それぞれの露出面にｎ側電極およびｐ側電極を有する窒
化物半導体素子において、 前記ｐ側電極は、ｐ型窒化物半導体層表面の一部に接し
て該ｐ型窒化物半導体層とオーミック接触をなす透光性
電極と、透光性電極から離れて形成されたｐ側ボンディ
ングパッド電極と、該ｐ側ボンディングパッド電極から
延伸して該透光性電極の少なくとも外周を覆って形成さ
れたｐ側拡散電極とを有し、 前記透光性電極のｐ型窒化物半導体層に対するオーミッ
ク特性が、前記ｐ側拡散電極のｐ型窒化物半導体層に対
するオーミック特性に対して良くなるようにそれぞれの
電極材料が選定されていることを特徴とする窒化物半導
体素子。 - 【請求項２】 前記透光性電極はｐ型窒化物半導体層に
対してオーミック接触で形成され、前記ｐ側拡散電極は
ｐ型窒化物半導体層に対してショットキー接触で形成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の窒化物半導
体素子。 - 【請求項３】 前記透光性電極は透光性を示すことを特
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
化物半導体素子。 - 【請求項４】 前記透光性電極とｐ側拡散電極との接触
部において、該接触部の内周の形状は円形であることを
特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の窒
化物半導体素子。 - 【請求項５】 前記透光性電極とｐ側拡散電極との接触
部において、該接触部の内周および外周は同心円形状で
あることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか
に記載の窒化物半導体素子。 - 【請求項６】 前記ｐ側拡散電極は複数の金属層からな
り、少なくともｐ型窒化物半導体層側からタングステ
ン、タングステンに接して白金が積層されていることを
特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の窒
化物半導体素子。 - 【請求項７】 前記透光性電極はｐ型窒化物半導体層側
からニッケル／金を積層してアニーリングされた合金層
であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれ
かに記載の窒化物半導体素子。 - 【請求項８】 前記ｎ側電極は、ｎ側ボンディングパッ
ド電極と、該ｎ側ボンディングパッド電極から延伸して
前記透光性電極および該透光性電極と前記ｐ側拡散電極
との接触部を囲むように形成されたｎ側拡散電極とを有
することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか
に記載の窒化物半導体素子。 - 【請求項９】 前記窒化物半導体素子の外形は四角形状
であり、前記ｐ側ボンディングパッド電極とｎ側ボンデ
ィングパッド電極は素子を形成する一辺の両端にそれぞ
れが形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求
項８のいずれかに記載の窒化物半導体素子。 - 【請求項１０】 前記窒化物半導体素子の外形は四角形
状であり、前記ｐ側ボンディングパッド電極とｎ側ボン
ディングパッド電極は素子の対角線上の両端にそれぞれ
が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項
８のいずれかに記載の窒化物半導体素子。 - 【請求項１１】 前記ｐ側ボンディングパッドとｎ側ボ
ンディングパッド電極は同一の製造工程で形成された同
一の材料からなることを特徴とする請求項１乃至請求項
１０のいずれかに記載の窒化物半導体素子。 - 【請求項１２】 前記透光性電極と透光性電極を覆って
形成されたｐ側拡散電極とが接触する面積の透光性電極
の面積に対する比が、０．１５以上０．５０以下である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに
記載の窒化物半導体素子。 - 【請求項１３】 前記ボンディングパッド部を除くすべ
ての電極および窒化物半導体層の全面が透光性を有する
絶縁膜で覆われていることを特徴とする請求項１乃至請
求項１２のいずれかに記載の窒化物半導体素子。 - 【請求項１４】 少なくとも一対のリードフレームと電
気的に接続された請求項１乃至請求項１３のいずれかに
記載の窒化物半導体素子が、エポキシ系の樹脂でモール
ドされてなる窒化物半導体装置であって、該窒化物半導
体層の発光面に対向する樹脂の表面は凸となりレンズを
形成し、該発光面に対向する樹脂表面のレンズ部を除く
全面は平面であることを特徴とする窒化物半導体発光装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001120421A JP4810751B2 (ja) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | 窒化物半導体素子 |
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|---|---|---|---|
| JP2001120421A JP4810751B2 (ja) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | 窒化物半導体素子 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002314130A true JP2002314130A (ja) | 2002-10-25 |
| JP2002314130A5 JP2002314130A5 (ja) | 2008-06-19 |
| JP4810751B2 JP4810751B2 (ja) | 2011-11-09 |
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|---|---|---|---|
| JP2001120421A Expired - Fee Related JP4810751B2 (ja) | 2001-04-19 | 2001-04-19 | 窒化物半導体素子 |
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| JP (1) | JP4810751B2 (ja) |
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| CN105742465A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-07-06 | 深圳大道半导体有限公司 | 半导体发光芯片 |
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-
2001
- 2001-04-19 JP JP2001120421A patent/JP4810751B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| KR102410809B1 (ko) | 2017-08-25 | 2022-06-20 | 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 | 반도체 소자 |
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|---|---|
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