JP2003069077A - 窒化ガリウム系発光ダイオードの製造方法 - Google Patents
窒化ガリウム系発光ダイオードの製造方法Info
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- JP2003069077A JP2003069077A JP2001247546A JP2001247546A JP2003069077A JP 2003069077 A JP2003069077 A JP 2003069077A JP 2001247546 A JP2001247546 A JP 2001247546A JP 2001247546 A JP2001247546 A JP 2001247546A JP 2003069077 A JP2003069077 A JP 2003069077A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 一つの窒化ガリウム系発光ダイオードの製造
方法を提出し、この製造方法により遠場光束図案（far
field beam pattern）の中央凹みの問題が改善される。 【解決手段】 本発明は、Ｐ型電極とＮ型電極の配置方
式及び発光面の形状を新たに設計することにより、窒化
ガリウム系発光ダイオードの遠場光束図案（farfield b
eam pattern）の中央凹みの問題を改善する。
方法を提出し、この製造方法により遠場光束図案（far
field beam pattern）の中央凹みの問題が改善される。 【解決手段】 本発明は、Ｐ型電極とＮ型電極の配置方
式及び発光面の形状を新たに設計することにより、窒化
ガリウム系発光ダイオードの遠場光束図案（farfield b
eam pattern）の中央凹みの問題を改善する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、窒化ガリウム系(G
aN-based)発光ダイオードの製造方法に関するものであ
り、特にサファイア結晶体を基板とした窒化ガリウム系
発光ダイオードを対象とするものである。
aN-based)発光ダイオードの製造方法に関するものであ
り、特にサファイア結晶体を基板とした窒化ガリウム系
発光ダイオードを対象とするものである。
【０００２】
【従来の技術】通常の窒化ガリウム系発光ダイオード
は、サファイア結晶体を基板とするものである。サファ
イア結晶体は絶縁物質であるため、その裏側に電極をつ
けることができない。アメリカの特許第5,563,422号に
は、一種の窒化ガリウム系発光ダイオードが公開されて
いる。図１は同特許の断面図である。それは、一つのＰ
型電極（第二電極）とＮ型電極（第一電極）を持つ窒化
ガリウム（GaN）系のIII−Ｖ族化合物の発光ダイオード
を作ったものである。その構造は、以下の：基板１１；
Ｎ型窒化ガリウム（N−GaN）系のＩＩＩ−Ｖ族化合物の
半導体１２とＰ型窒化ガリウム（P−GaN）系のＩＩＩ−
Ｖ族化合物の半導体１３から構成され、基板の上に重ね
られた半導体積層材料；Ｎ型半導体層に接するＮ型電極
（第一電極）１４；Ｐ型窒化ガリウム（P−GaN）系のＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物の半導体１３にかぶっている透明導電
層１６；Ｐ型半導体層に接するＰ型電極（第二電極）１
５を含む。その内、Ｐ型電極１５とＮ型電極１４は、図
２に示す通り、対角型電極配置でありる。図1はその断
面図である。
は、サファイア結晶体を基板とするものである。サファ
イア結晶体は絶縁物質であるため、その裏側に電極をつ
けることができない。アメリカの特許第5,563,422号に
は、一種の窒化ガリウム系発光ダイオードが公開されて
いる。図１は同特許の断面図である。それは、一つのＰ
型電極（第二電極）とＮ型電極（第一電極）を持つ窒化
ガリウム（GaN）系のIII−Ｖ族化合物の発光ダイオード
を作ったものである。その構造は、以下の：基板１１；
Ｎ型窒化ガリウム（N−GaN）系のＩＩＩ−Ｖ族化合物の
半導体１２とＰ型窒化ガリウム（P−GaN）系のＩＩＩ−
Ｖ族化合物の半導体１３から構成され、基板の上に重ね
られた半導体積層材料；Ｎ型半導体層に接するＮ型電極
（第一電極）１４；Ｐ型窒化ガリウム（P−GaN）系のＩ
ＩＩ−Ｖ族化合物の半導体１３にかぶっている透明導電
層１６；Ｐ型半導体層に接するＰ型電極（第二電極）１
５を含む。その内、Ｐ型電極１５とＮ型電極１４は、図
２に示す通り、対角型電極配置でありる。図1はその断
面図である。
【０００３】当窒化ガリウム系発光ダイオードの製造手
順は、以下の： １、基板としたサファイア結晶体１１の表面にＮ型窒化
ガリウム（N−GaN）層１２を成長させる手順； ２、Ｎ型窒化ガリウム（N−GaN）層１２の上にＰ型窒化
ガリウム（P−GaN）１３を成長させる手順； ３、フォト・エッチッグ技法で、Ｐ型窒化ガリウム（P
−GaN）層１３を通し、Ｎ型窒化ガリウム層（N−GaN）
１２の結晶体内部まで到達するＮ型接触エリア１７を作
る手順； ４、フォト・エッチング技法と蒸着技法を使い、Ｐ型窒
化ガリウム（P−GaN）層１３の上に窓穴を有する透明導
電層１６の金属層を作る手順； ５．フォト・エッチング技法と蒸着技法を使い、Ｐ型窒
化ガリウム（P−GaN）層13と透明導電層16の上に、窓穴
を埋める、且つＰ型電極（第二電極）となる金属層１５
を作る手順； ６．フォト・エッチング技法と蒸着技法を使い、Ｎ型接
触エリア１７の上にＮ型電極（第一電極）となる金属層
14を作る手順からなる。
順は、以下の： １、基板としたサファイア結晶体１１の表面にＮ型窒化
ガリウム（N−GaN）層１２を成長させる手順； ２、Ｎ型窒化ガリウム（N−GaN）層１２の上にＰ型窒化
ガリウム（P−GaN）１３を成長させる手順； ３、フォト・エッチッグ技法で、Ｐ型窒化ガリウム（P
−GaN）層１３を通し、Ｎ型窒化ガリウム層（N−GaN）
１２の結晶体内部まで到達するＮ型接触エリア１７を作
る手順； ４、フォト・エッチング技法と蒸着技法を使い、Ｐ型窒
化ガリウム（P−GaN）層１３の上に窓穴を有する透明導
電層１６の金属層を作る手順； ５．フォト・エッチング技法と蒸着技法を使い、Ｐ型窒
化ガリウム（P−GaN）層13と透明導電層16の上に、窓穴
を埋める、且つＰ型電極（第二電極）となる金属層１５
を作る手順； ６．フォト・エッチング技法と蒸着技法を使い、Ｎ型接
触エリア１７の上にＮ型電極（第一電極）となる金属層
14を作る手順からなる。
【０００４】こうした対角型電極配置方式の窒化ガリウ
ム系発光ダイオードは、図２のように、発光面はＬ型と
なっており、しかもＰ型電極１５は光を透さないため、
常に図３のように、遠場光束図案（far field beam pat
tern）の中央部に凹みの現象が現れる。
ム系発光ダイオードは、図２のように、発光面はＬ型と
なっており、しかもＰ型電極１５は光を透さないため、
常に図３のように、遠場光束図案（far field beam pat
tern）の中央部に凹みの現象が現れる。
【０００５】2000年４月に出版された「Compound Semi
conductor」雑誌の第６巻第３期では、Ivan Eliashev-
ich 研究所により「Improved Current Spreading i
nHigh−Power in GaN LED’s」の論文が掲載された。
同論文は、図４示すように、Ｎ型環状接触電極17ａを紹
介し、これにより対角型電極配置の窒化ガリウム系発光
ダイオードにおける電流分散問題を改善できると報告し
ている。しかし、上記で述べたような窒化ガリウム系発
光ダイオードの遠場光束図案における中央凹みの問題の
改善には至らなかった。
conductor」雑誌の第６巻第３期では、Ivan Eliashev-
ich 研究所により「Improved Current Spreading i
nHigh−Power in GaN LED’s」の論文が掲載された。
同論文は、図４示すように、Ｎ型環状接触電極17ａを紹
介し、これにより対角型電極配置の窒化ガリウム系発光
ダイオードにおける電流分散問題を改善できると報告し
ている。しかし、上記で述べたような窒化ガリウム系発
光ダイオードの遠場光束図案における中央凹みの問題の
改善には至らなかった。
【０００６】
【発明が解決しょうとする課題】これまで、窒化ガリウ
ム系発光ダイオードの遠場光束図案における中央凹みの
問題に関しては、有効的な解決技術がみられなかった。
本発明は、一つの窒化ガリウム系発光ダイオードの製造
方法を提出し、この製造方法により遠場光束図案の中央
凹みの問題が改善される。
ム系発光ダイオードの遠場光束図案における中央凹みの
問題に関しては、有効的な解決技術がみられなかった。
本発明は、一つの窒化ガリウム系発光ダイオードの製造
方法を提出し、この製造方法により遠場光束図案の中央
凹みの問題が改善される。
【０００７】本発明の目的は、Ｐ型電極とＮ型電極の配
置方式及び発光面の形状を新たに設計することにより、
窒化ガリウム系発光ダイオードの遠場光束図案における
中央凹みの問題を改善させることにある。
置方式及び発光面の形状を新たに設計することにより、
窒化ガリウム系発光ダイオードの遠場光束図案における
中央凹みの問題を改善させることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、窒化ガリウム
系発光ダイオードの製造方法を提供し、その方法は、下
記の手順：基板とするサファイア結晶体の表面にＮ型Ga
N層を成長させる手順と、Ｎ型GaN層の上にＰ型GaN層を
成長させる手順と、Ｐ型 GaN層に台形形状のカバー層を
形成させる手順と、伝統的なエッチング技法で、台形形
状の発光面を保持するように、Ｐ型GaN層を通し、Ｎ型G
aN層までに到達するN型接触エリアを、結晶体の表面に
エッチングする手順と、フォト・エッチッグ技法と蒸着
技法で、Ｐ型GaN層に窓穴を有する透明導電層となる金
属層を形成する手順と、フォト・エッチッグ技法と蒸着
技法で、Ｐ型GaN層と透明導電層に窓穴を埋めるＰ型電
極となる金属層を形成する手順と、フォト・エッチッグ
技法と蒸着技法で、Ｎ型接触エリアの上にＮ型電極とな
る金属層を形成する手順と、フォト・エッチッグ技法と
蒸着技法で、Ｐ型電極とＮ型電極の上に溶接マットとな
る金属層を形成する手順とを含む。
系発光ダイオードの製造方法を提供し、その方法は、下
記の手順：基板とするサファイア結晶体の表面にＮ型Ga
N層を成長させる手順と、Ｎ型GaN層の上にＰ型GaN層を
成長させる手順と、Ｐ型 GaN層に台形形状のカバー層を
形成させる手順と、伝統的なエッチング技法で、台形形
状の発光面を保持するように、Ｐ型GaN層を通し、Ｎ型G
aN層までに到達するN型接触エリアを、結晶体の表面に
エッチングする手順と、フォト・エッチッグ技法と蒸着
技法で、Ｐ型GaN層に窓穴を有する透明導電層となる金
属層を形成する手順と、フォト・エッチッグ技法と蒸着
技法で、Ｐ型GaN層と透明導電層に窓穴を埋めるＰ型電
極となる金属層を形成する手順と、フォト・エッチッグ
技法と蒸着技法で、Ｎ型接触エリアの上にＮ型電極とな
る金属層を形成する手順と、フォト・エッチッグ技法と
蒸着技法で、Ｐ型電極とＮ型電極の上に溶接マットとな
る金属層を形成する手順とを含む。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、実施例に基づいて、それぞ
れの実施の形態を詳しく説明するが、本発明は、これら
に限定されるものではない。
れの実施の形態を詳しく説明するが、本発明は、これら
に限定されるものではない。
【００１０】
【実施例】実施例その一
本発明は、窒化ガリウム系発光ダイオードの遠場光束図
における中央凹みの問題を改善するために、ダイオード
の発光面の形状を台形に設計した。本発明の製造方法の
手順は以下の通りである。
における中央凹みの問題を改善するために、ダイオード
の発光面の形状を台形に設計した。本発明の製造方法の
手順は以下の通りである。
【００１１】１．サファイア結晶体である基板４１の表
面に厚さ約２〜３μmのＮ型GaN層４２を成長させる； ２．Ｎ型GaN層４２の上に厚さ約0.1〜１μmのＰ型GaN層
４３を成長させる； ３．Ｐ型GaN層４３の上に台形形状のカバー層４３aを形
成する；作り方として、まずＰ型GaN層４３の表面全体
にNiまたはSiO２など材料である厚さ約200〜10,000オン
グストローム（Angstrom）のカバー膜を作り、その上に
フォト・レジスト層を塗布し、エッチング技法で、台形
形状の保護層を作り、台形形状の保護層でカバーされて
いない部分を除去し、更にフォト・レジストを除去する
ことにより、台形形状をしたカバー層４３aを形成す
る。 ４．台形形状のカバー層４３ａでカバーされていないＰ
型GaN層をエッチングで除去する；これは、Ｎ型GaN層４
２とＰ型GaN層４３がカバーした結晶体の表面に、ICP−
RIE乾式エッチッグ技法で、Ｐ型GaN層４３を通し、Ｎ型
GaN層４２までに到達するN型接触エリア４７を作る。通
常、エッチッグの深さは約2,000〜14,000オングストロ
ーム（Angstrom）となっている。 ５．台形形状のカバー層４３aを除去する； ６．第一金属層４６を形成する；これは、フォト・エッ
チング技法と蒸着技法で、Ｐ型GaN層４３の上に窓穴４
６aを有する透明導電層となる第一金属層４６を形成す
る。この金属層は、厚さ約20〜300オングストローム（A
ngstrom）のNiCr薄い膜である。 ７．第二金属層４５を形成する；フォト・エッチング技
法と蒸着技法で、Ｐ型GaN層４３と透明導電層４６の上
に窓穴４６aを埋めるP型電極となるNiCr／Au第二金属層
４５を形成する。このうちのNiCrの通常厚さは約50〜2,
000オングストローム（Angstrom）、Auの通常厚さは約2
00〜2,000オングストローム（Angstrom）となってい
る。 ８．第三金属層４４を形成する；これは、フォト・エッ
チング技法と蒸着技法で、N型接触エリア４７の上にＮ
型電極となるTi／Ｐt／Au第三金属層４４を形成する。
その第三金属層４４のうちのTiの通常厚さは約50〜1,00
0オングストローム（Angstrom）、Ptの通常厚さは50〜
1,000オングストローム（Angstrom）、Auの通常厚さは2
00〜2,000オングストローム（Angstrom）となってい
る。 ９．第二溶接マット、第三溶接マットを形成する；これ
は、フォト・エッチング技法と蒸着技法で、Ｐ型電極で
ある第二金属層４５の上にTi／Au金属層を含んでいる第
二溶接マット４８aを作り、さらに、Ｎ型電極である第
三金属層４４の上にTi／Au金属層を含んでいる第三溶接
マット４８ｂを作る。これらの溶接マットにおけるTiの
通常厚さは約50〜10,000オングストローム（Angstro
m）、Auの通常厚さは200〜20,000オングストローム（An
gstrom）となっている。
面に厚さ約２〜３μmのＮ型GaN層４２を成長させる； ２．Ｎ型GaN層４２の上に厚さ約0.1〜１μmのＰ型GaN層
４３を成長させる； ３．Ｐ型GaN層４３の上に台形形状のカバー層４３aを形
成する；作り方として、まずＰ型GaN層４３の表面全体
にNiまたはSiO２など材料である厚さ約200〜10,000オン
グストローム（Angstrom）のカバー膜を作り、その上に
フォト・レジスト層を塗布し、エッチング技法で、台形
形状の保護層を作り、台形形状の保護層でカバーされて
いない部分を除去し、更にフォト・レジストを除去する
ことにより、台形形状をしたカバー層４３aを形成す
る。 ４．台形形状のカバー層４３ａでカバーされていないＰ
型GaN層をエッチングで除去する；これは、Ｎ型GaN層４
２とＰ型GaN層４３がカバーした結晶体の表面に、ICP−
RIE乾式エッチッグ技法で、Ｐ型GaN層４３を通し、Ｎ型
GaN層４２までに到達するN型接触エリア４７を作る。通
常、エッチッグの深さは約2,000〜14,000オングストロ
ーム（Angstrom）となっている。 ５．台形形状のカバー層４３aを除去する； ６．第一金属層４６を形成する；これは、フォト・エッ
チング技法と蒸着技法で、Ｐ型GaN層４３の上に窓穴４
６aを有する透明導電層となる第一金属層４６を形成す
る。この金属層は、厚さ約20〜300オングストローム（A
ngstrom）のNiCr薄い膜である。 ７．第二金属層４５を形成する；フォト・エッチング技
法と蒸着技法で、Ｐ型GaN層４３と透明導電層４６の上
に窓穴４６aを埋めるP型電極となるNiCr／Au第二金属層
４５を形成する。このうちのNiCrの通常厚さは約50〜2,
000オングストローム（Angstrom）、Auの通常厚さは約2
00〜2,000オングストローム（Angstrom）となってい
る。 ８．第三金属層４４を形成する；これは、フォト・エッ
チング技法と蒸着技法で、N型接触エリア４７の上にＮ
型電極となるTi／Ｐt／Au第三金属層４４を形成する。
その第三金属層４４のうちのTiの通常厚さは約50〜1,00
0オングストローム（Angstrom）、Ptの通常厚さは50〜
1,000オングストローム（Angstrom）、Auの通常厚さは2
00〜2,000オングストローム（Angstrom）となってい
る。 ９．第二溶接マット、第三溶接マットを形成する；これ
は、フォト・エッチング技法と蒸着技法で、Ｐ型電極で
ある第二金属層４５の上にTi／Au金属層を含んでいる第
二溶接マット４８aを作り、さらに、Ｎ型電極である第
三金属層４４の上にTi／Au金属層を含んでいる第三溶接
マット４８ｂを作る。これらの溶接マットにおけるTiの
通常厚さは約50〜10,000オングストローム（Angstro
m）、Auの通常厚さは200〜20,000オングストローム（An
gstrom）となっている。
【００１２】上記の実施例により作られた窒化ガリウム
系発光ダイオードの平面図は図５と図６である。本発明
の製造方法で作られた窒化ガリウム系発光ダイオードを
測定した遠場光束の図案は、図７に示すように、中央の
凹む曲線は既に知らされている製造方法により作られた
窒化ガリウム系発光ダイオードに比べ、かなり改善され
ていることが明らかになった。
系発光ダイオードの平面図は図５と図６である。本発明
の製造方法で作られた窒化ガリウム系発光ダイオードを
測定した遠場光束の図案は、図７に示すように、中央の
凹む曲線は既に知らされている製造方法により作られた
窒化ガリウム系発光ダイオードに比べ、かなり改善され
ていることが明らかになった。
【００１３】実施例その二
本発明のもう一つの実施例では、ダイオード発光面の形
状を台形に設計され、さらに本発明により造られた窒化
ガリウム系発光ダイオードは二軸対称(2 foldrotation
symmetry)の三角形状の溶接マットを取り付られてい
る。こうしたことによって、上記で述べた窒化ガリウム
系発光ダイオードの遠場光束図案における中央凹むの問
題が改善できるほか、覆晶（ｆlip−Chip）技術分野に
も応用できる。この発明による窒化ガリウム系発光ダイ
オードの製造方法は以下の通りである。製造方法は図５
に示している実施例その一とほぼ同じである。ただし、
第二溶接マット４８aと第三溶接マット４８bの形状が二
軸対称の三角型に作られている。
状を台形に設計され、さらに本発明により造られた窒化
ガリウム系発光ダイオードは二軸対称(2 foldrotation
symmetry)の三角形状の溶接マットを取り付られてい
る。こうしたことによって、上記で述べた窒化ガリウム
系発光ダイオードの遠場光束図案における中央凹むの問
題が改善できるほか、覆晶（ｆlip−Chip）技術分野に
も応用できる。この発明による窒化ガリウム系発光ダイ
オードの製造方法は以下の通りである。製造方法は図５
に示している実施例その一とほぼ同じである。ただし、
第二溶接マット４８aと第三溶接マット４８bの形状が二
軸対称の三角型に作られている。
【００１４】その製造手順は、下記の通りである。
１．サファイア結晶体である基板４１の表面に厚さ約２
〜３μmのＮ型GaN層４２を成長させる； ２．Ｎ型GaN層４２の上に厚さ約0.1〜１μmのＰ型GaN層
４３を成長させる； ３．Ｐ型GaN層４３の上に台形形状のカバー層４３aを形
成する；作り方は、まずＰ型GaN層４３の表面全体にNi
またはSiO２など材料である厚さ約200〜10,000オングス
トローム（Angstrom）の酸化膜を作り、その上にフォト
・レジストを塗布する；エッチング技法で、台形形状の
保護マスクを作る；フォト・レジスト保護マスクでカバ
ーされていない部分を除去し、更にフォト・レジスト保
護層を除去し、台形形状をしたカバー層４３aを形成す
る。 ４．台形形状のカバー層４３aでカバーされていないＰ
型GaN層をエッチングで除去する；これは、ICP−RIE乾
式エッチッグ技法で、N型 GaN層とＰ型GaN層がカバーさ
れた結晶体の表面に、P型 GaN層４３を通し、Ｎ型GaN層
４２の結晶体内部までのエッチッグの深さは約2,000〜1
4,000オングストローム（Angstrom）であるＮ型接触エ
リア４７を作る。 ５．台形形状のカバー層４３aを除去する； ６．第一金属層４６を形成する；フォト・エッチング技
法と蒸着技法で、Ｐ型GaN層４３の上に窓穴４６aを有す
る透明導電層となる第一金属層４６を形成する。この金
属層は、厚さ約20〜300オングストローム（Angstrom）
のNiCｒ薄い膜である。 ７．第二金属層４５を形成する；フォト・エッチング技
法と蒸着技法で、Ｐ型GaN層４３と透明導電層４６の上
に窓穴４６aを埋めるP型電極となるNiCr／Au第二金属層
４５を形成する。このうちのNiCrの通常厚さは約50〜2,
000オングストローム（Angstrom）、Auの通常厚さは約2
00〜2,000オングストローム（Angstrom）となってい
る。 ８．第三金属層４４を形成する；フォト・エッチング技
法と蒸着技法で、N型接触領域４７の上にＮ型電極とな
るTi／Ｐt／Au第三金属層４４を形成する。その第三金
属層４４のうちのTiの通常厚さは約50〜1,000オングス
トローム（Angstrom）、Ptの通常厚さは50〜1,000オン
グストローム（Angstrom）、Auの通常厚さは200〜2,000
オングストローム（Angstrom）となっている。 ９．二軸対称の三角形である第二溶接マット４８aと第
三溶接マット４８bを形成する；これは、フォト・エッ
チング技法と蒸着技法で、P型電極の第二金属層４５の
上にTi／Au金属層を含んでいる第二溶接マット４８aを
作る。さらに、Ｎ型電極の第三金属層４４の上にもTi／
Au金属層を含んでいる第三溶接マット４８ｂを作る。こ
の第二溶接マット４８aと第三溶接マット４８ｂは、二
軸対称の三角形であり、このうちTiの通常厚さは約50〜
10,000オングストローム（Angstrom）、Auの通常厚さは
200〜20,000オングストローム（Angstrom）となってい
る。
〜３μmのＮ型GaN層４２を成長させる； ２．Ｎ型GaN層４２の上に厚さ約0.1〜１μmのＰ型GaN層
４３を成長させる； ３．Ｐ型GaN層４３の上に台形形状のカバー層４３aを形
成する；作り方は、まずＰ型GaN層４３の表面全体にNi
またはSiO２など材料である厚さ約200〜10,000オングス
トローム（Angstrom）の酸化膜を作り、その上にフォト
・レジストを塗布する；エッチング技法で、台形形状の
保護マスクを作る；フォト・レジスト保護マスクでカバ
ーされていない部分を除去し、更にフォト・レジスト保
護層を除去し、台形形状をしたカバー層４３aを形成す
る。 ４．台形形状のカバー層４３aでカバーされていないＰ
型GaN層をエッチングで除去する；これは、ICP−RIE乾
式エッチッグ技法で、N型 GaN層とＰ型GaN層がカバーさ
れた結晶体の表面に、P型 GaN層４３を通し、Ｎ型GaN層
４２の結晶体内部までのエッチッグの深さは約2,000〜1
4,000オングストローム（Angstrom）であるＮ型接触エ
リア４７を作る。 ５．台形形状のカバー層４３aを除去する； ６．第一金属層４６を形成する；フォト・エッチング技
法と蒸着技法で、Ｐ型GaN層４３の上に窓穴４６aを有す
る透明導電層となる第一金属層４６を形成する。この金
属層は、厚さ約20〜300オングストローム（Angstrom）
のNiCｒ薄い膜である。 ７．第二金属層４５を形成する；フォト・エッチング技
法と蒸着技法で、Ｐ型GaN層４３と透明導電層４６の上
に窓穴４６aを埋めるP型電極となるNiCr／Au第二金属層
４５を形成する。このうちのNiCrの通常厚さは約50〜2,
000オングストローム（Angstrom）、Auの通常厚さは約2
00〜2,000オングストローム（Angstrom）となってい
る。 ８．第三金属層４４を形成する；フォト・エッチング技
法と蒸着技法で、N型接触領域４７の上にＮ型電極とな
るTi／Ｐt／Au第三金属層４４を形成する。その第三金
属層４４のうちのTiの通常厚さは約50〜1,000オングス
トローム（Angstrom）、Ptの通常厚さは50〜1,000オン
グストローム（Angstrom）、Auの通常厚さは200〜2,000
オングストローム（Angstrom）となっている。 ９．二軸対称の三角形である第二溶接マット４８aと第
三溶接マット４８bを形成する；これは、フォト・エッ
チング技法と蒸着技法で、P型電極の第二金属層４５の
上にTi／Au金属層を含んでいる第二溶接マット４８aを
作る。さらに、Ｎ型電極の第三金属層４４の上にもTi／
Au金属層を含んでいる第三溶接マット４８ｂを作る。こ
の第二溶接マット４８aと第三溶接マット４８ｂは、二
軸対称の三角形であり、このうちTiの通常厚さは約50〜
10,000オングストローム（Angstrom）、Auの通常厚さは
200〜20,000オングストローム（Angstrom）となってい
る。
【００１５】本窒化ガリウム系発光ダイオードの平面図
は図８である。本実施例に基づいて作られた窒化ガリウ
ム系発光ダイオードを測定した遠場光束図案は、図９で
示しているように、中央部の凹む部分が著しく改善され
ている。従って、本発明も、従来の窒化ガリウム系発光
ダイオード製造技術より優れたものである。
は図８である。本実施例に基づいて作られた窒化ガリウ
ム系発光ダイオードを測定した遠場光束図案は、図９で
示しているように、中央部の凹む部分が著しく改善され
ている。従って、本発明も、従来の窒化ガリウム系発光
ダイオード製造技術より優れたものである。
【００１６】
【発明の効果】本発明である「窒化ガリウム系発光ダイ
オード製造方法」技術により製造した窒化ガリウム系発
光ダイオードは、その目的を達成し、予想された効果が
あり、特許の条件である新規性、創造性、産業上の利用
性に充分満足している。
オード製造方法」技術により製造した窒化ガリウム系発
光ダイオードは、その目的を達成し、予想された効果が
あり、特許の条件である新規性、創造性、産業上の利用
性に充分満足している。
【００１７】上記の図面及び説明は、本発明において比
較的よい実施例を述べているに過ぎず、本発明の実施範
囲を限定するものではない。すなわち、本発明の特許請
求範囲の変更、修正は全て本発明の特許請求範囲内に属
するものと主張する。
較的よい実施例を述べているに過ぎず、本発明の実施範
囲を限定するものではない。すなわち、本発明の特許請
求範囲の変更、修正は全て本発明の特許請求範囲内に属
するものと主張する。
【図１】既に知らされている窒化ガリウム系発光ダイオ
ードの断面図である。
ードの断面図である。
【図２】既に知らされている対角型電極配置方式の窒化
ガリウム系発光ダイオードの平面図である。
ガリウム系発光ダイオードの平面図である。
【図３】図１と図２で示している窒化ガリウム系発光ダ
イオードの遠場光束図案のグラフである。
イオードの遠場光束図案のグラフである。
【図４】既に知らされている環状接触エリアを持つ窒化
ガリウム系発光ダイオードの平面図である。
ガリウム系発光ダイオードの平面図である。
【図５】本発明の窒化ガリウム系発光ダイオード製造方
法の概念図である。
法の概念図である。
【図６】実施例その一の台形発光面を持つ窒化ガリウム
系発光ダイオードの平面図である。
系発光ダイオードの平面図である。
【図７】図５、図６に示している窒化ガリウム系発光ダ
イオードの遠場光束図案のグラフである。
イオードの遠場光束図案のグラフである。
【図８】本発明の台形発光面を持ち、二軸対称の三角形
溶接マットを有する窒化ガリウム系発光ダイオードの平
面図である。
溶接マットを有する窒化ガリウム系発光ダイオードの平
面図である。
【図９】図８に示している窒化ガリウム系発光ダイオー
ドの遠場光束図案のグラフである。
ドの遠場光束図案のグラフである。
１１ 基板
１２ N型窒化ガリウム（N−GaN）系のＩＩＩ−Ｖ族化
合物の半導体 １３ P型窒化ガリウム（P−GaN）系のＩＩＩ−Ｖ族化
合物の半導体 １４ N型電極（第一電極） １５ P型電極（第二電極） １６ 透明導電層 １７ N型接触エリア １７ａ N型環状接触電極 ４１ サファイア結晶体 ４２ N型GaN層 ４３ P型GaN層 ４３ａ 台形形状のカバー層 ４４ N型電極のTi／Pt／Au第三金属層 ４５ N型電極のNiCr／Au第二金属層 ４６ 透明導電層 ４７ N型接触エリア ４８ａ Ti／Au金属層の第二溶接マット ４８ｂ Ti／Au金属層の第三溶接マット
合物の半導体 １３ P型窒化ガリウム（P−GaN）系のＩＩＩ−Ｖ族化
合物の半導体 １４ N型電極（第一電極） １５ P型電極（第二電極） １６ 透明導電層 １７ N型接触エリア １７ａ N型環状接触電極 ４１ サファイア結晶体 ４２ N型GaN層 ４３ P型GaN層 ４３ａ 台形形状のカバー層 ４４ N型電極のTi／Pt／Au第三金属層 ４５ N型電極のNiCr／Au第二金属層 ４６ 透明導電層 ４７ N型接触エリア ４８ａ Ti／Au金属層の第二溶接マット ４８ｂ Ti／Au金属層の第三溶接マット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5F041 AA05 CA40 CA74 CA84 CA85
CA88 CA92 CA93
Claims (18)
- 【請求項１】 下記の手順：基板とするサファイア結晶
体の表面にＮ型GaN層を成長させる手順と、 Ｎ型GaN層の上にＰ型GaN層を成長させる手順と、 P型 GaN層に台形形状のカバー層を形成させる手順と、 エッチング技法で、台形形状のカバー層がカバーされて
いないＰ型GaN層を除去し、Ｐ型GaN層を通し、且つＮ型
GaN層に到達するN型接触エリアを形成する手順と、 台形形状のカバー層を除去する手順と、 フォト・エッチッグ技法と蒸着技法で、除去されないＰ
型GaN層に窓穴を有する透明導電層となる第一金属層を
作る手順と、 フォト・エッチッグ技法と蒸着技法で、第一金属層の上
に窓穴を埋めるＰ型電極となる第二金属層を作る手順
と、 フォト・エッチッグ技法と蒸着技法で、Ｎ型接触エリア
にＮ型電極となる第三金属層を作る手順と、 フォト・エッチッグ技法と蒸着技法で、Ｐ型電極の第二
金属層に第二溶接マットとＮ型電極の第三金属層の上に
第三溶接マットを形成する手順とからなる窒化ガリウム
系発光ダイオードの製造方法。 - 【請求項２】 Ｎ型GaN層の厚さは約２〜３μmであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の窒化ガリウム系発光ダ
イオードの製造方法。 - 【請求項３】 Ｐ型GaN層の厚さは約0.1〜１μmである
ことを特徴とする請求項１に記載の窒化ガリウム系発光
ダイオードの製造方法。 - 【請求項４】 カバー層の厚さは約200〜10,000オング
ストローム（Angstrom）であることと、材質はNiまたは
SiO２その他適切な材料であることを特徴とする請求項
１に記載の窒化ガリウム系発光ダイオードの製造方法。 - 【請求項５】 エッチング技法で、台形形状のカバー層
がカバーされていないＰ型GaN層を除去する手順におい
て、ＩＣＰ−ＲＩＥ乾式エッチング技術を利用すること
と、エッチングの深さは約2,000〜14,000オングストロ
ーム（Angstrom）であることを特徴とする請求項１に記
載の窒化ガリウム系発光ダイオードの製造方法。 - 【請求項６】 第一金属層は厚みの約20-300オングスト
ローム（Angstrom）のＮｉＣｒ膜であることを特徴とす
る請求項１に記載の窒化ガリウム系発光ダイオードの製
造方法。 - 【請求項７】 第二金属層はNiCr/Au層であり、その内N
iCrの通常厚さは50〜2,000オングストローム（Angstro
m）であり、Ａｕの通常厚さは200〜2,000オングストロ
ーム（Angstrom）であることを特徴とする請求項１に記
載の窒化ガリウム系発光ダイオードの製造方法。 - 【請求項８】 第三金属層はTi／Pt／Au層であり、その
うちのTiの通常厚さは約50〜1,000オングストローム（A
ngstrom）、Ptの通常厚さは50〜1,000オングストローム
（Angstrom）、Auの通常厚さは200〜2,000オングストロ
ーム（Angstrom）であることを特徴とする請求項１に記
載の窒化ガリウム系発光ダイオードの製造方法。 - 【請求項９】 第二溶接マットと第三溶接マットはTi／
Au金属層であり、これらの溶接マットにおけるTiの通常
厚さは約50〜10,000オングストローム（Angstrom）、Au
の通常厚さは200〜20,000オングストローム（Angstro
m）であることを特徴とする請求項１に記載の窒化ガリ
ウム系発光ダイオードの製造方法。 - 【請求項１０】 下記の手順：基板とするサファイア結
晶体の表面にＮ型GaN層を成長させる手順と、 Ｎ型GaN層の上にＰ型GaN層を成長させる手順と、 P型 GaN層に台形形状のカバー層を形成させる手順と、 エッチング技法で、台形形状のカバー層がカバーされて
いないＰ型GaN層を除去し、Ｐ型GaN層を通し、且つＮ型
GaN層に到達するN型接触エリアを形成する手順と、 台形形状のカバー層を除去する手順と、 フォト・エッチッグ技法と蒸着技法で、除去されないＰ
型GaN層に窓穴を有する透明導電層となる第一金属層を
作る手順と、 フォト・エッチッグ技法と蒸着技法で、第一金属層の上
に窓穴を埋めるＰ型電極となる第二金属層を作る手順
と、 フォト・エッチッグ技法と蒸着技法で、Ｎ型接触エリア
にＮ型電極となる第三金属層を作る手順と、 二軸対称の三角形状の第二溶接マットと第三溶接マット
を形成する手順；これは、フォト・エッチッグ技法と蒸
着技法で、Ｐ型電極の第二金属層に第二溶接マットを形
成し、Ｎ型電極の第三金属層の上に第三溶接マットを形
成する手順とからなる窒化ガリウム系発光ダイオードの
製造方法。 - 【請求項１１】 Ｎ型GaN層の厚さは約２〜３μmである
ことを特徴とする請求項１０に記載の窒化ガリウム系発
光ダイオードの製造方法。 - 【請求項１２】 Ｐ型GaN層の厚さは約0.1〜１μmであ
ることを特徴とする請求項１０に記載の窒化ガリウム系
発光ダイオードの製造方法。 - 【請求項１３】 カバー層の厚さは約200〜10,000オン
グストローム（Angstrom）であることと、材質はNiまた
はSiO２その他適切な材料であることを特徴とする請求
項１０に記載の窒化ガリウム系発光ダイオードの製造方
法。 - 【請求項１４】 エッチング技法で、台形形状のカバー
層がカバーされていないＰ型GaN層を除去する手順にお
いて、ＩＣＰ−ＲＩＥ乾式エッチング技術を利用するこ
とと、エッチングの深さは約2000〜14，000オングスト
ローム（Angstrom）であることを特徴とする請求項１０
に記載の窒化ガリウム系発光ダイオードの製造方法。 - 【請求項１５】 第一金属層は厚みの約20〜300オング
ストローム（Angstrom）のＮｉＣｒ膜であることを特徴
とする請求項１０に記載の窒化ガリウム系発光ダイオー
ドの製造方法。 - 【請求項１６】 第二金属層はＮｉＣｒ／Ａｕ層であ
り、その内NiCrの通常厚さは50〜2,000オングストロー
ム（Angstrom）であり、Ａｕの通常厚さは200〜2,000オ
ングストローム（Angstrom）であることを特徴とする請
求項１０に記載の窒化ガリウム系発光ダイオードの製造
方法。 - 【請求項１７】 第三金属層はTi／Ｐt／Au層であり、
そのうちのTiの通常厚さは約50〜1,000オングストロー
ム（Angstrom）、Ptの通常厚さは50〜1,000オングスト
ローム（Angstrom）、Auの通常厚さは200〜2,000オング
ストローム（Angstrom）であることを特徴とする請求項
１０に記載の窒化ガリウム系発光ダイオードの製造方
法。 - 【請求項１８】 第二溶接マットと第三溶接マットはTi
／Au金属層であり、これらの溶接マットにおけるTiの通
常厚さは約50〜10,000オングストローム（Angstrom）、
Auの通常厚さは200〜20,000オングストローム（Angstro
m）であることを特徴とする請求項１０に記載の窒化ガ
リウム系発光ダイオードの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001247546A JP2003069077A (ja) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | 窒化ガリウム系発光ダイオードの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001247546A JP2003069077A (ja) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | 窒化ガリウム系発光ダイオードの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003069077A true JP2003069077A (ja) | 2003-03-07 |
Family
ID=19076863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001247546A Pending JP2003069077A (ja) | 2001-08-17 | 2001-08-17 | 窒化ガリウム系発光ダイオードの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003069077A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005085895A (ja) * | 2003-09-05 | 2005-03-31 | Nichia Chem Ind Ltd | 光源装置及び照明装置 |
| EP1746664A1 (en) * | 2004-03-31 | 2007-01-24 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor light emitting element |
| WO2014073139A1 (ja) * | 2012-11-08 | 2014-05-15 | パナソニック株式会社 | 紫外半導体発光素子およびその製造方法 |
-
2001
- 2001-08-17 JP JP2001247546A patent/JP2003069077A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005085895A (ja) * | 2003-09-05 | 2005-03-31 | Nichia Chem Ind Ltd | 光源装置及び照明装置 |
| EP1746664A1 (en) * | 2004-03-31 | 2007-01-24 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor light emitting element |
| JPWO2005096399A1 (ja) * | 2004-03-31 | 2008-02-21 | 日亜化学工業株式会社 | 窒化物半導体発光素子 |
| JP2008235940A (ja) * | 2004-03-31 | 2008-10-02 | Nichia Corp | 窒化物半導体発光素子 |
| US7791098B2 (en) | 2004-03-31 | 2010-09-07 | Nichia Corporation | Nitride semiconductor light emitting device |
| EP1746664A4 (en) * | 2004-03-31 | 2013-01-30 | Nichia Corp | SEMICONDUCTOR ELECTROLUMINESCENT ELEMENT BASED ON NITRIDE |
| WO2014073139A1 (ja) * | 2012-11-08 | 2014-05-15 | パナソニック株式会社 | 紫外半導体発光素子およびその製造方法 |
| JP2014096460A (ja) * | 2012-11-08 | 2014-05-22 | Panasonic Corp | 紫外半導体発光素子およびその製造方法 |
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