JP2003174193A - 窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法 - Google Patents
窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光の信頼性が高い窒化物系化合物半導体発
光素子およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 窒化物系化合物半導体発光素子は、第１
窒化物系化合物半導体層、第２窒化物系化合物半導体
層、発光層、Ｐ型窒化物系化合物半導体層およびＰ型電
極が、この順番に積層された積層体を具備し、該第１窒
化物系化合物半導体層には、該第２窒化物系化合物半導
体層が露出するように溝が形成されており、少なくとも
該溝には、該第２窒化物系化合物半導体層と該発光層に
電流を注入するためのパッド電極とを接続するＮ型電極
が設けられている。
光素子およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 窒化物系化合物半導体発光素子は、第１
窒化物系化合物半導体層、第２窒化物系化合物半導体
層、発光層、Ｐ型窒化物系化合物半導体層およびＰ型電
極が、この順番に積層された積層体を具備し、該第１窒
化物系化合物半導体層には、該第２窒化物系化合物半導
体層が露出するように溝が形成されており、少なくとも
該溝には、該第２窒化物系化合物半導体層と該発光層に
電流を注入するためのパッド電極とを接続するＮ型電極
が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体発光素子に
関し、特に青色領域から紫外領域において発光可能な窒
化物系化合物半導体発光素子に関する。
関し、特に青色領域から紫外領域において発光可能な窒
化物系化合物半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】窒化物系化合物は、青色領域から紫外領
域において発光可能な半導体発光素子に利用することが
できることが知られている。特開平１１−１７７１４２
号公報には、窒化物系化合物を利用した従来の窒化物系
化合物半導体発光素子の構成が開示されている。図８
は、この公報に開示された従来の窒化物系化合物半導体
発光素子９０の正面断面図である。窒化物系化合物半導
体発光素子９０は、シリコン（Ｓｉ）基板９５を備えて
おり、このＳｉ基板９５上には、バッファ層９４、下部
クラッド層９３、発光層９２および上部クラッド層９１
が、この順番に積層されている。上部クラッド層９１上
の中央部には、発光層９２に電流を注入するためのＰ型
パッド電極９６が形成されており、Ｐ型パッド電極９６
の上には、Ｐ型パッド電極９６に外部から電流を供給す
るための金（Ａｕ）ワイヤー９７がボンディングされて
いる。Ｓｉ基板９５の裏面には、Ｎ型電極９８が形成さ
れている。
域において発光可能な半導体発光素子に利用することが
できることが知られている。特開平１１−１７７１４２
号公報には、窒化物系化合物を利用した従来の窒化物系
化合物半導体発光素子の構成が開示されている。図８
は、この公報に開示された従来の窒化物系化合物半導体
発光素子９０の正面断面図である。窒化物系化合物半導
体発光素子９０は、シリコン（Ｓｉ）基板９５を備えて
おり、このＳｉ基板９５上には、バッファ層９４、下部
クラッド層９３、発光層９２および上部クラッド層９１
が、この順番に積層されている。上部クラッド層９１上
の中央部には、発光層９２に電流を注入するためのＰ型
パッド電極９６が形成されており、Ｐ型パッド電極９６
の上には、Ｐ型パッド電極９６に外部から電流を供給す
るための金（Ａｕ）ワイヤー９７がボンディングされて
いる。Ｓｉ基板９５の裏面には、Ｎ型電極９８が形成さ
れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成の窒化物系化合物半導体発光素子９０において
は、上部クラッド層９１上にＰ型パッド電極９６を直接
形成するために、Ｐ型パッド電極９６を形成する際に上
部クラッド層９１に発生する応力によって、上部クラッ
ド層９１にクラックが発生するおそれがある。
うな構成の窒化物系化合物半導体発光素子９０において
は、上部クラッド層９１上にＰ型パッド電極９６を直接
形成するために、Ｐ型パッド電極９６を形成する際に上
部クラッド層９１に発生する応力によって、上部クラッ
ド層９１にクラックが発生するおそれがある。
【０００４】また、Ｐ型パッド電極９６にＡｕワイヤー
９７をボンディングする際に、機械的なダメージが上部
クラッド層９１に加わり、上部クラッド層９１にクラッ
クが発生するおそれがある。
９７をボンディングする際に、機械的なダメージが上部
クラッド層９１に加わり、上部クラッド層９１にクラッ
クが発生するおそれがある。
【０００５】このように上部クラッド層９１にクラック
が発生すると、このクラックを通って電流が流れるため
に、窒化物系化合物半導体発光素子９０は電気的に短絡
し、発光層９２が発光しないか、発光するとしても安定
的に発光することができないという問題がある。
が発生すると、このクラックを通って電流が流れるため
に、窒化物系化合物半導体発光素子９０は電気的に短絡
し、発光層９２が発光しないか、発光するとしても安定
的に発光することができないという問題がある。
【０００６】さらに、発光層９２から発光した光の約５
０％程度がＳｉ基板９５によって吸収されるために、窒
化物系化合物半導体発光素子９０の発光効率が低下する
という問題がある。
０％程度がＳｉ基板９５によって吸収されるために、窒
化物系化合物半導体発光素子９０の発光効率が低下する
という問題がある。
【０００７】本発明の目的は、このような問題を解決す
るものであり、その目的は、発光の信頼性が高い窒化物
系化合物半導体発光素子およびその製造方法を提供する
ことにある。
るものであり、その目的は、発光の信頼性が高い窒化物
系化合物半導体発光素子およびその製造方法を提供する
ことにある。
【０００８】本発明の他の目的は、クラックが発生しな
い窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法を
提供することにある。
い窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法を
提供することにある。
【０００９】本発明のさらに他の目的は、発光効率が高
い窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法を
提供することにある。
い窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法を
提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る窒化物系化
合物半導体発光素子は、第１窒化物系化合物半導体層、
第２窒化物系化合物半導体層、発光層、Ｐ型窒化物系化
合物半導体層およびＰ型電極が、この順番に積層された
積層体を具備し、該第１窒化物系化合物半導体層には、
該第２窒化物系化合物半導体層を露出するように溝が形
成されており、少なくとも該溝には、該第２窒化物系化
合物半導体層と該発光層に電流を注入するためのパッド
電極とを接続するＮ型電極が設けられていることを特徴
とし、そのことにより上記目的が発生する。
合物半導体発光素子は、第１窒化物系化合物半導体層、
第２窒化物系化合物半導体層、発光層、Ｐ型窒化物系化
合物半導体層およびＰ型電極が、この順番に積層された
積層体を具備し、該第１窒化物系化合物半導体層には、
該第２窒化物系化合物半導体層を露出するように溝が形
成されており、少なくとも該溝には、該第２窒化物系化
合物半導体層と該発光層に電流を注入するためのパッド
電極とを接続するＮ型電極が設けられていることを特徴
とし、そのことにより上記目的が発生する。
【００１１】前記第１窒化物系化合物半導体層は、Ａｌ
Ｎ層によって構成されていてもよい。
Ｎ層によって構成されていてもよい。
【００１２】前記第２窒化物系化合物半導体層は、Ｇａ
Ｎ層とＩｎＧａＮ層との少なくとも１つによって構成さ
れていてもよい。
Ｎ層とＩｎＧａＮ層との少なくとも１つによって構成さ
れていてもよい。
【００１３】前記第１窒化物系化合物半導体層は、前記
第２窒化物系化合物半導体層の表面の全体を覆うように
積層されていてもよい。
第２窒化物系化合物半導体層の表面の全体を覆うように
積層されていてもよい。
【００１４】前記Ｎ型電極は、前記第１窒化物系化合物
半導体層の表面に延伸するように設けられていてもよ
い。
半導体層の表面に延伸するように設けられていてもよ
い。
【００１５】前記パッド電極は、前記第１窒化物系化合
物半導体層上に延伸した前記Ｎ型電極上に設けられてい
てもよい。
物半導体層上に延伸した前記Ｎ型電極上に設けられてい
てもよい。
【００１６】前記パッド電極は、前記積層体の積層方向
に沿って前記発光層から発光した光を遮らない位置に配
置されていてもよい。
に沿って前記発光層から発光した光を遮らない位置に配
置されていてもよい。
【００１７】前記Ｎ型電極は、金属を含む透光性薄膜に
よって構成されていてもよい。
よって構成されていてもよい。
【００１８】前記Ｎ型電極は、透光性導電体である酸化
物半導体によって構成されていてもよい。
物半導体によって構成されていてもよい。
【００１９】前記Ｐ型電極に対して前記発光層の反対側
に設けられ、前記積層体を支持する導電層をさらに具備
してもよい。
に設けられ、前記積層体を支持する導電層をさらに具備
してもよい。
【００２０】前記導電層は、メッキにより形成された金
属からなってもよい。
属からなってもよい。
【００２１】前記導電層は、前記Ｐ型電極に接着された
金属板または半導体基板によって構成されていてもよ
い。
金属板または半導体基板によって構成されていてもよ
い。
【００２２】本発明に係る窒化物系化合物半導体発光素
子の製造方法は、基板上に、第１窒化物系化合物半導体
層、第２窒化物系化合物半導体層、発光層およびＰ型窒
化物系化合物半導体層をこの順番に形成する工程と、該
Ｐ型窒化物系化合物半導体層上にＰ型電極を形成する工
程と、該Ｐ型電極上に導電層を形成する工程と、該導電
層を形成する工程の後に、該基板を除去する工程と、該
基板を除去する工程の後に、該第２窒化物系化合物半導
体層が露出するように該第１窒化物系化合物半導体層に
溝を形成する工程と、該第２窒化物系化合物半導体層を
露出するように形成された該溝を覆うようにＮ型電極を
形成する工程とを包含することを特徴とし、そのことに
より上記目的が達成される。
子の製造方法は、基板上に、第１窒化物系化合物半導体
層、第２窒化物系化合物半導体層、発光層およびＰ型窒
化物系化合物半導体層をこの順番に形成する工程と、該
Ｐ型窒化物系化合物半導体層上にＰ型電極を形成する工
程と、該Ｐ型電極上に導電層を形成する工程と、該導電
層を形成する工程の後に、該基板を除去する工程と、該
基板を除去する工程の後に、該第２窒化物系化合物半導
体層が露出するように該第１窒化物系化合物半導体層に
溝を形成する工程と、該第２窒化物系化合物半導体層を
露出するように形成された該溝を覆うようにＮ型電極を
形成する工程とを包含することを特徴とし、そのことに
より上記目的が達成される。
【００２３】前記基板は、シリコン基板によって構成さ
れていてもよい。
れていてもよい。
【００２４】前記基板を除去する工程は、少なくともフ
ッ酸、硝酸および酢酸が混合された混合液を用いたエッ
チング法によって実施されてもよい。
ッ酸、硝酸および酢酸が混合された混合液を用いたエッ
チング法によって実施されてもよい。
【００２５】前記Ｎ型電極は、透光性を有していてもよ
い。
い。
【００２６】前記発光層に電流を注入するためのパッド
電極を前記Ｎ型電極と接続するように設ける工程をさら
に包含していてもよい。
電極を前記Ｎ型電極と接続するように設ける工程をさら
に包含していてもよい。
【００２７】前記Ｎ型電極は、前記第１窒化物系化合物
半導体層上に延伸しており、前記パッド電極は、該第１
窒化物系化合物半導体層上に延伸した該Ｎ型電極上に設
けられてもよい。
半導体層上に延伸しており、前記パッド電極は、該第１
窒化物系化合物半導体層上に延伸した該Ｎ型電極上に設
けられてもよい。
【００２８】前記パッド電極は、前記発光層から発光し
た光を遮らない位置に設けられてもよい。
た光を遮らない位置に設けられてもよい。
【００２９】前記第１窒化物系化合物半導体層は、Ａｌ
Ｎ層によって構成されていてもよい。
Ｎ層によって構成されていてもよい。
【００３０】本発明に係る他の窒化物系化合物半導体発
光素子の製造方法は、基板上に、第１窒化物系化合物半
導体層、第２窒化物系化合物半導体層、発光層およびＰ
型窒化物系化合物半導体層をこの順番に形成する工程
と、該基板を除去する工程と、該基板を除去する工程の
後、該第２窒化物系化合物半導体層が露出するように該
第１窒化物系化合物半導体層に溝を形成する工程と、該
第２窒化物系化合物半導体層を露出するように形成され
た該溝を覆うようにＮ型電極を形成する工程と、該Ｐ型
窒化物系化合物半導体層上にＰ型電極を形成する工程と
を包含することを特徴とし、そのことにより上記目的が
達成される。
光素子の製造方法は、基板上に、第１窒化物系化合物半
導体層、第２窒化物系化合物半導体層、発光層およびＰ
型窒化物系化合物半導体層をこの順番に形成する工程
と、該基板を除去する工程と、該基板を除去する工程の
後、該第２窒化物系化合物半導体層が露出するように該
第１窒化物系化合物半導体層に溝を形成する工程と、該
第２窒化物系化合物半導体層を露出するように形成され
た該溝を覆うようにＮ型電極を形成する工程と、該Ｐ型
窒化物系化合物半導体層上にＰ型電極を形成する工程と
を包含することを特徴とし、そのことにより上記目的が
達成される。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。本明細書において、「窒化物系化合物」に
は、例えば、ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ、０≦
ｙ、ｘ＋ｙ≦１）も含まれる。
に説明する。本明細書において、「窒化物系化合物」に
は、例えば、ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ、０≦
ｙ、ｘ＋ｙ≦１）も含まれる。
【００３２】（実施の形態１）図１は、実施の形態１に
係る窒化物系化合物半導体発光素子１０の正面断面図で
ある。窒化物系化合物半導体発光素子１０は、略長方体
形状をした積層体９を備えている。積層体９は、長方体
形状をしたＰ型台座電極１３を有し、このＰ型台座電極
１３上には、Ｐ型電極１２、Ｐ型窒化物系化合物半導体
コンタクト層６、Ｐ型窒化物系化合物半導体層５、ＭＱ
Ｗ発光層４、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３およびＡｌ
Ｎバッファ層２が、それぞれ一定の厚さで順番に積層さ
れている。ＡｌＮバッファ層２は、絶縁性および透光性
を有している。Ｎ型窒化物系化合物半導体層３は、例え
ば、Ｎ型ＧａＮ層によって構成されている。
係る窒化物系化合物半導体発光素子１０の正面断面図で
ある。窒化物系化合物半導体発光素子１０は、略長方体
形状をした積層体９を備えている。積層体９は、長方体
形状をしたＰ型台座電極１３を有し、このＰ型台座電極
１３上には、Ｐ型電極１２、Ｐ型窒化物系化合物半導体
コンタクト層６、Ｐ型窒化物系化合物半導体層５、ＭＱ
Ｗ発光層４、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３およびＡｌ
Ｎバッファ層２が、それぞれ一定の厚さで順番に積層さ
れている。ＡｌＮバッファ層２は、絶縁性および透光性
を有している。Ｎ型窒化物系化合物半導体層３は、例え
ば、Ｎ型ＧａＮ層によって構成されている。
【００３３】ＡｌＮバッファ層２の上面における略中央
には、溝１１が、矢印Ａに示す方向から見て略正方形の
枠状に形成されている。溝１１の底面には、Ｎ型窒化物
系化合物半導体層３が全周にわたって露出している。Ａ
ｌＮバッファ層２の略中央部には、溝１１によって囲ま
れた略正方形状の電極形成部１６が形成されている。
には、溝１１が、矢印Ａに示す方向から見て略正方形の
枠状に形成されている。溝１１の底面には、Ｎ型窒化物
系化合物半導体層３が全周にわたって露出している。Ａ
ｌＮバッファ層２の略中央部には、溝１１によって囲ま
れた略正方形状の電極形成部１６が形成されている。
【００３４】ＡｌＮバッファ層２には、Ｎ型窒化物系化
合物半導体層３と溝１１内にて電気的に接続するＮ型透
光性電極７が、溝１１の内面および電極形成部１６を覆
うように形成されている。電極形成部１６上には、Ｎ型
透光性電極７およびＮ型窒化物系化合物半導体層３を通
ってＭＱＷ発光層４に電流を注入するためのＮ型パッド
電極８が、Ｎ型透光性電極７を介して形成されている。
Ｎ型パッド電極８の上には、Ｎ型パッド電極８に外部か
ら電流を供給するためのＡｕワイヤ１４がボンディング
されている。
合物半導体層３と溝１１内にて電気的に接続するＮ型透
光性電極７が、溝１１の内面および電極形成部１６を覆
うように形成されている。電極形成部１６上には、Ｎ型
透光性電極７およびＮ型窒化物系化合物半導体層３を通
ってＭＱＷ発光層４に電流を注入するためのＮ型パッド
電極８が、Ｎ型透光性電極７を介して形成されている。
Ｎ型パッド電極８の上には、Ｎ型パッド電極８に外部か
ら電流を供給するためのＡｕワイヤ１４がボンディング
されている。
【００３５】Ｐ型電極１２およびＰ型台座電極１３は、
金属膜によって構成されている。Ｐ型台座電極１３は、
無電解メッキまたは電解メッキ等によって、大面積であ
って、１００ミクロンの厚い厚膜の電極を容易に形成す
ることができる。Ｐ型台座電極１３は、金属板または半
導体基板等を接着することによって形成してもよい。
金属膜によって構成されている。Ｐ型台座電極１３は、
無電解メッキまたは電解メッキ等によって、大面積であ
って、１００ミクロンの厚い厚膜の電極を容易に形成す
ることができる。Ｐ型台座電極１３は、金属板または半
導体基板等を接着することによって形成してもよい。
【００３６】金属膜によって構成されたＰ型電極１２お
よびＰ型台座電極１３は、ＭＱＷ発光層４から発光され
る光を遮断する。透光性を有しているＡｌＮバッファ層
２は、ＭＱＷ発光層４から発光される光を透過する。従
って、ＡｌＮバッファ層２の表面が、窒化物系化合物半
導体発光素子１０の主たる発光面となる。
よびＰ型台座電極１３は、ＭＱＷ発光層４から発光され
る光を遮断する。透光性を有しているＡｌＮバッファ層
２は、ＭＱＷ発光層４から発光される光を透過する。従
って、ＡｌＮバッファ層２の表面が、窒化物系化合物半
導体発光素子１０の主たる発光面となる。
【００３７】図２は、窒化物系化合物半導体発光素子１
０の製造工程において作製されるウェハー６０の正面断
面図である。ウェハー６０は、Ｓｉ基板１を有してい
る。Ｓｉ基板１の上には、ＡｌＮバッファ層２、Ｎ型窒
化物系化合物半導体層３、ＭＱＷ発光層４、Ｐ型窒化物
系化合物半導体層５およびＰ型窒化物系化合物半導体コ
ンタクト層６が、この順番にそれぞれ一定の厚さで積層
されている。
０の製造工程において作製されるウェハー６０の正面断
面図である。ウェハー６０は、Ｓｉ基板１を有してい
る。Ｓｉ基板１の上には、ＡｌＮバッファ層２、Ｎ型窒
化物系化合物半導体層３、ＭＱＷ発光層４、Ｐ型窒化物
系化合物半導体層５およびＰ型窒化物系化合物半導体コ
ンタクト層６が、この順番にそれぞれ一定の厚さで積層
されている。
【００３８】このような窒化物系化合物半導体発光素子
１０は、以下のようにして製造される。まず、Ｓｉ基板
１の表面を洗浄した後に、Ｓｉ基板１を、ＭＯＣＶＤ装
置内に配置する。そして、ＭＯＣＶＤ装置内にＳｉ基板
１が配置されると、Ｓｉ基板１上にＡｌＮバッファ層２
を２００ｎｍの厚さに積層する。そして、ＡｌＮバッフ
ァ層２上に、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３としてＮ型
ＧａＮ層を５００ｎｍの厚さに形成する。Ｎ型ＧａＮ層
の膜厚は、５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下が好まし
い。膜厚が５００ｎｍよりも小さいと、ＡｌＮバッファ
層２に溝１１を形成するためのドライエッチングの際の
ダメージを十分に吸収することができない。膜厚が１０
００ｎｍよりも大きいと、Ｎ型ＧａＮ層の結晶性が悪化
し、さらには、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３に隣接し
て形成されるＭＱＷ発光層４の結晶性が悪化する。
１０は、以下のようにして製造される。まず、Ｓｉ基板
１の表面を洗浄した後に、Ｓｉ基板１を、ＭＯＣＶＤ装
置内に配置する。そして、ＭＯＣＶＤ装置内にＳｉ基板
１が配置されると、Ｓｉ基板１上にＡｌＮバッファ層２
を２００ｎｍの厚さに積層する。そして、ＡｌＮバッフ
ァ層２上に、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３としてＮ型
ＧａＮ層を５００ｎｍの厚さに形成する。Ｎ型ＧａＮ層
の膜厚は、５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下が好まし
い。膜厚が５００ｎｍよりも小さいと、ＡｌＮバッファ
層２に溝１１を形成するためのドライエッチングの際の
ダメージを十分に吸収することができない。膜厚が１０
００ｎｍよりも大きいと、Ｎ型ＧａＮ層の結晶性が悪化
し、さらには、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３に隣接し
て形成されるＭＱＷ発光層４の結晶性が悪化する。
【００３９】そして、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３上
に、ＭＱＷ発光層４を５０ｎｍの厚さに、Ｐ型窒化物系
化合物半導体層５を２０ｎｍの厚さに、Ｐ型窒化物系化
合物半導体コンタクト層６を２５０ｎｍの厚さでそれぞ
れ順番に積層し、ウェハー６０を完成させる。
に、ＭＱＷ発光層４を５０ｎｍの厚さに、Ｐ型窒化物系
化合物半導体層５を２０ｎｍの厚さに、Ｐ型窒化物系化
合物半導体コンタクト層６を２５０ｎｍの厚さでそれぞ
れ順番に積層し、ウェハー６０を完成させる。
【００４０】ウェハー６０をＭＯＣＶＤ装置から取り出
し、Ｐ型窒化物系化合物半導体コンタクト層６上に、Ｐ
型電極１２としてＰｄ（パラジウム）を５０ｎｍの厚さ
に形成する。そして、Ｐ型電極１２上に、Ｐ型台座電極
１３としてＮｉ（ニッケル）を１００ミクロンの厚さに
形成する。
し、Ｐ型窒化物系化合物半導体コンタクト層６上に、Ｐ
型電極１２としてＰｄ（パラジウム）を５０ｎｍの厚さ
に形成する。そして、Ｐ型電極１２上に、Ｐ型台座電極
１３としてＮｉ（ニッケル）を１００ミクロンの厚さに
形成する。
【００４１】次に、フッ酸：硝酸：酢酸＝１０：５：１
の混合液であるフッ酸系エッチング液を用いて、Ｓｉ基
板１を除去する。その後、ＲＩＥ法等のドライエッチン
グ法により、塩素系ガスを用いてＡｌＮバッファ層２を
エッチングし、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３が露出す
るように、ＡｌＮバッファ層２の上面における略中央
に、溝１１を１辺の長さが約１００ミクロンの正方形状
に形成する。溝１１の幅は、約２０ミクロンとする。Ａ
ｌＮバッファ層２の表面における略中央には、溝１１に
よって囲まれた電極形成部１６が形成される。
の混合液であるフッ酸系エッチング液を用いて、Ｓｉ基
板１を除去する。その後、ＲＩＥ法等のドライエッチン
グ法により、塩素系ガスを用いてＡｌＮバッファ層２を
エッチングし、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３が露出す
るように、ＡｌＮバッファ層２の上面における略中央
に、溝１１を１辺の長さが約１００ミクロンの正方形状
に形成する。溝１１の幅は、約２０ミクロンとする。Ａ
ｌＮバッファ層２の表面における略中央には、溝１１に
よって囲まれた電極形成部１６が形成される。
【００４２】次に、溝１１および電極形成部１６を覆う
ように、Ｎ型透光性電極７としてＴｉを７ｎｍの厚さに
形成する。そして、Ｎ型透光性電極７の上に、Ｎ型パッ
ド電極８としてＡｕを０．５ミクロンの厚さに形成す
る。
ように、Ｎ型透光性電極７としてＴｉを７ｎｍの厚さに
形成する。そして、Ｎ型透光性電極７の上に、Ｎ型パッ
ド電極８としてＡｕを０．５ミクロンの厚さに形成す
る。
【００４３】このような状態になると、矢印Ａに示す方
向から見て３５０ミクロン角に積層体９を分割し、リー
ドフレームのカップ底部に窒化物系化合物半導体発光素
子１０に設けられたＰ型台座電極１３をマウントする。
Ｐ型台座電極１３は、窒化物系化合物半導体発光素子１
０の台座として機能する。次に、Ｎ型パッド電極８にＡ
ｕワイヤ１４をボンディングする。Ｎ型パッド電極８は
透光性を有していないので、窒化物系化合物半導体発光
素子１０の主たる発光面は、ＡｌＮバッファ層２の表面
のうち、Ｎ型パッド電極８が設けられた領域を除く領域
に形成される。
向から見て３５０ミクロン角に積層体９を分割し、リー
ドフレームのカップ底部に窒化物系化合物半導体発光素
子１０に設けられたＰ型台座電極１３をマウントする。
Ｐ型台座電極１３は、窒化物系化合物半導体発光素子１
０の台座として機能する。次に、Ｎ型パッド電極８にＡ
ｕワイヤ１４をボンディングする。Ｎ型パッド電極８は
透光性を有していないので、窒化物系化合物半導体発光
素子１０の主たる発光面は、ＡｌＮバッファ層２の表面
のうち、Ｎ型パッド電極８が設けられた領域を除く領域
に形成される。
【００４４】このようにして形成される窒化物系化合物
半導体発光素子１０の動作を説明する。Ａｕワイヤー１
４からＮ型パッド電極８に供給された電流は、Ｎ型透光
性電極７およびＮ型窒化物系化合物半導体層３を通って
ＭＱＷ発光層４に注入される。電流が注入されたＭＱＷ
発光層４は、光を発光する。ＭＱＷ発光層４から発光し
た光は、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３を通り、ＡｌＮ
バッファ層２の表面のうちＮ型パッド電極８が設けられ
た領域を除く領域に形成された主たる発光面を通って、
矢印Ａと逆の方向である上方に向って出射する。
半導体発光素子１０の動作を説明する。Ａｕワイヤー１
４からＮ型パッド電極８に供給された電流は、Ｎ型透光
性電極７およびＮ型窒化物系化合物半導体層３を通って
ＭＱＷ発光層４に注入される。電流が注入されたＭＱＷ
発光層４は、光を発光する。ＭＱＷ発光層４から発光し
た光は、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３を通り、ＡｌＮ
バッファ層２の表面のうちＮ型パッド電極８が設けられ
た領域を除く領域に形成された主たる発光面を通って、
矢印Ａと逆の方向である上方に向って出射する。
【００４５】なお、上記実施の形態では、Ｐ型電極１２
およびＰ型台座電極１３を形成した後にＳｉ基板１を除
去する例を示したが、本発明はこれに限定されない。Ｓ
ｉ基板１を除去した後にＰ型電極１２およびＰ型台座電
極１３を形成してもよい。
およびＰ型台座電極１３を形成した後にＳｉ基板１を除
去する例を示したが、本発明はこれに限定されない。Ｓ
ｉ基板１を除去した後にＰ型電極１２およびＰ型台座電
極１３を形成してもよい。
【００４６】また、ＡｌＮバッファ層２に形成される溝
１１が矢印Ａの方向から見て略正方形状に形成されてい
る例を説明したが、本発明はこれに限定されない。溝１
１は、円形状に形成されていてもよく、ストライプ状に
形成されていてもよい。
１１が矢印Ａの方向から見て略正方形状に形成されてい
る例を説明したが、本発明はこれに限定されない。溝１
１は、円形状に形成されていてもよく、ストライプ状に
形成されていてもよい。
【００４７】さらに、ＡｌＮバッファ層２は、高抵抗の
ＡｌＮバッファ層であってもよい。
ＡｌＮバッファ層であってもよい。
【００４８】以上のように実施の形態１によれば、Ｎ型
窒化物系化合物半導体層３の上にＡｌＮバッファ層２を
積層し、ＡｌＮバッファ層２に形成された溝１１とＡｌ
Ｎバッファ層２の電極形成部１６との上に形成されたＮ
型透光性電極７が、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３とＮ
型パッド電極８と接続されているために、Ｎ型パッド電
極８は、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３の上に直接形成
されず、従って、Ｎ型パッド電極８を形成する際にＮ型
窒化物系化合物半導体層３に発生する応力が低減する。
その結果、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３およびＮ型窒
化物系化合物半導体層３に隣接するように形成された発
光層４にクラックが発生するおそれがない。
窒化物系化合物半導体層３の上にＡｌＮバッファ層２を
積層し、ＡｌＮバッファ層２に形成された溝１１とＡｌ
Ｎバッファ層２の電極形成部１６との上に形成されたＮ
型透光性電極７が、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３とＮ
型パッド電極８と接続されているために、Ｎ型パッド電
極８は、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３の上に直接形成
されず、従って、Ｎ型パッド電極８を形成する際にＮ型
窒化物系化合物半導体層３に発生する応力が低減する。
その結果、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３およびＮ型窒
化物系化合物半導体層３に隣接するように形成された発
光層４にクラックが発生するおそれがない。
【００４９】また、Ｎ型パッド電極８がＮ型窒化物系化
合物半導体層３の上に直接形成されないので、Ｎ型パッ
ド電極８にＡｕワイヤー１４をボンディングする際に、
Ｎ型窒化物系化合物半導体層３に加わる機械的なダメー
ジが減少する。従って、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３
およびＮ型窒化物系化合物半導体層３に隣接するＭＱＷ
発光層４にクラックが発生するおそれがない。
合物半導体層３の上に直接形成されないので、Ｎ型パッ
ド電極８にＡｕワイヤー１４をボンディングする際に、
Ｎ型窒化物系化合物半導体層３に加わる機械的なダメー
ジが減少する。従って、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３
およびＮ型窒化物系化合物半導体層３に隣接するＭＱＷ
発光層４にクラックが発生するおそれがない。
【００５０】このようにＮ型窒化物系化合物半導体層３
およびＭＱＷ発光層４にクラックが発生しないので、窒
化物系化合物半導体発光素子１０は電気的に短絡するこ
とがない。この結果、不均一な発光を防止することがで
き、窒化物系化合物半導体発光素子１０の発光の信頼性
を向上させることができる。
およびＭＱＷ発光層４にクラックが発生しないので、窒
化物系化合物半導体発光素子１０は電気的に短絡するこ
とがない。この結果、不均一な発光を防止することがで
き、窒化物系化合物半導体発光素子１０の発光の信頼性
を向上させることができる。
【００５１】さらに、ＡｌＮバッファ層２は結晶の硬度
が軟らかいために、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３が露
出するようにＡｌＮバッファ層２に溝１１を形成するた
めのドライエッチングの際にＮ型窒化物系化合物半導体
層３およびＮ型窒化物系化合物半導体層３に隣接するＭ
ＱＷ発光層４が受けるダメージを低減することができ
る。この結果、発光層４におけるリーク電流を低減する
ことができ、窒化物系化合物半導体発光素子１０の発光
の信頼性を向上させることができる。
が軟らかいために、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３が露
出するようにＡｌＮバッファ層２に溝１１を形成するた
めのドライエッチングの際にＮ型窒化物系化合物半導体
層３およびＮ型窒化物系化合物半導体層３に隣接するＭ
ＱＷ発光層４が受けるダメージを低減することができ
る。この結果、発光層４におけるリーク電流を低減する
ことができ、窒化物系化合物半導体発光素子１０の発光
の信頼性を向上させることができる。
【００５２】さらに、ＡｌＮバッファ層２に溝１１を形
成するためのドライエッチングに晒されるＮ型窒化物系
化合物半導体層３はＰ型層よりも膜厚が厚いＮ型層なの
で、膜厚が薄いＰ型層よりもエッチングを容易に制御す
ることができる。
成するためのドライエッチングに晒されるＮ型窒化物系
化合物半導体層３はＰ型層よりも膜厚が厚いＮ型層なの
で、膜厚が薄いＰ型層よりもエッチングを容易に制御す
ることができる。
【００５３】さらに、ドライエッチングによってＮ型窒
化物系化合物半導体層３を露出する溝１１の幅は必要最
小限の２０ミクロンと狭くしているために、ドライエッ
チングに晒されるＮ型窒化物系化合物半導体層３の領域
は狭い。従って、ドライエッチングの際にＮ型窒化物系
化合物半導体層３および発光層４が受けるダメージをよ
り一層低減することができる。
化物系化合物半導体層３を露出する溝１１の幅は必要最
小限の２０ミクロンと狭くしているために、ドライエッ
チングに晒されるＮ型窒化物系化合物半導体層３の領域
は狭い。従って、ドライエッチングの際にＮ型窒化物系
化合物半導体層３および発光層４が受けるダメージをよ
り一層低減することができる。
【００５４】さらに、発光層４から発光する光の約５０
％程度を吸収するＳｉ基板１は、製造工程において除去
されるので、実施の形態１に係る窒化物系化合物半導体
発光素子１０にはＳｉ基板１が存在しない。従って、窒
化物系化合物半導体発光素子の発光効率を高めることが
できる。
％程度を吸収するＳｉ基板１は、製造工程において除去
されるので、実施の形態１に係る窒化物系化合物半導体
発光素子１０にはＳｉ基板１が存在しない。従って、窒
化物系化合物半導体発光素子の発光効率を高めることが
できる。
【００５５】さらに、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３
は、Ｎ型導電性であるために、不純物濃度を高くするこ
とができるので、ドライエッチングの際にエッチングに
晒されるＮ型窒化物系化合物半導体層３が高抵抗を示す
ことがない。
は、Ｎ型導電性であるために、不純物濃度を高くするこ
とができるので、ドライエッチングの際にエッチングに
晒されるＮ型窒化物系化合物半導体層３が高抵抗を示す
ことがない。
【００５６】（実施の形態２）図３は、実施の形態２に
係る窒化物系化合物半導体発光素子２０の正面断面図で
ある。図１を参照して前述した実施の形態１に係る窒化
物系化合物半導体発光素子１０の構成要素と同一の構成
要素には同一の参照符号を付している。これらの構成要
素の詳細な説明は省略する。実施の形態１に係る窒化物
系化合物半導体発光素子１０と異なる点は、Ｎ型Ｉｎを
含む窒化物系化合物半導体層３Ａがさらに形成されてい
る点である。
係る窒化物系化合物半導体発光素子２０の正面断面図で
ある。図１を参照して前述した実施の形態１に係る窒化
物系化合物半導体発光素子１０の構成要素と同一の構成
要素には同一の参照符号を付している。これらの構成要
素の詳細な説明は省略する。実施の形態１に係る窒化物
系化合物半導体発光素子１０と異なる点は、Ｎ型Ｉｎを
含む窒化物系化合物半導体層３Ａがさらに形成されてい
る点である。
【００５７】窒化物系化合物半導体発光素子２０は、略
長方体形状をした積層体９Ａを備えている。積層体９Ａ
は、長方体形状をしたＰ型台座電極１３を有し、このＰ
型台座電極１３上には、Ｐ型電極１２、Ｐ型窒化物系化
合物半導体コンタクト層６、Ｐ型窒化物系化合物半導体
層５、ＭＱＷ発光層４、Ｎ型窒化物系化合物半導体層
３、Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化合物半導体層３Ａおよび
ＡｌＮバッファ層２が、それぞれ一定の厚さで順番に積
層されている。Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化合物半導体層
３Ａは、例えば、Ｎ型ＩｎＧａＮ層によって構成されて
いる。Ｎ型窒化物系化合物半導体層３は、実施の形態１
と同様に、例えば、Ｎ型ＧａＮ層によって構成されてい
る。
長方体形状をした積層体９Ａを備えている。積層体９Ａ
は、長方体形状をしたＰ型台座電極１３を有し、このＰ
型台座電極１３上には、Ｐ型電極１２、Ｐ型窒化物系化
合物半導体コンタクト層６、Ｐ型窒化物系化合物半導体
層５、ＭＱＷ発光層４、Ｎ型窒化物系化合物半導体層
３、Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化合物半導体層３Ａおよび
ＡｌＮバッファ層２が、それぞれ一定の厚さで順番に積
層されている。Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化合物半導体層
３Ａは、例えば、Ｎ型ＩｎＧａＮ層によって構成されて
いる。Ｎ型窒化物系化合物半導体層３は、実施の形態１
と同様に、例えば、Ｎ型ＧａＮ層によって構成されてい
る。
【００５８】ＡｌＮバッファ層２の上面における略中央
には、溝１１が、矢印Ａ１に示す方向から見て略正方形
の枠状に形成されている。溝１１の底面には、Ｎ型Ｉｎ
を含む窒化物系化合物半導体層３Ａが全周にわたって露
出している。ＡｌＮバッファ層２の略中央部には、溝１
１によって囲まれた略正方形状の電極形成部１６が形成
されている。
には、溝１１が、矢印Ａ１に示す方向から見て略正方形
の枠状に形成されている。溝１１の底面には、Ｎ型Ｉｎ
を含む窒化物系化合物半導体層３Ａが全周にわたって露
出している。ＡｌＮバッファ層２の略中央部には、溝１
１によって囲まれた略正方形状の電極形成部１６が形成
されている。
【００５９】ＡｌＮバッファ層２には、Ｎ型Ｉｎを含む
窒化物系化合物半導体層３Ａと溝１１内にて電気的に接
続するＮ型透光性電極７が、溝１１の内面および電極形
成部１６を覆うように形成されている。電極形成部１６
上には、Ｎ型透光性電極７、Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化
合物半導体層３ＡおよびＮ型窒化物系化合物半導体層３
を通ってＭＱＷ発光層４に電流を注入するためのＮ型パ
ッド電極８が、Ｎ型透光性電極７を介して形成されてい
る。Ｎ型パッド電極８の上には、Ｎ型パッド電極８に外
部から電流を供給するためのＡｕワイヤ１４がボンディ
ングされている。
窒化物系化合物半導体層３Ａと溝１１内にて電気的に接
続するＮ型透光性電極７が、溝１１の内面および電極形
成部１６を覆うように形成されている。電極形成部１６
上には、Ｎ型透光性電極７、Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化
合物半導体層３ＡおよびＮ型窒化物系化合物半導体層３
を通ってＭＱＷ発光層４に電流を注入するためのＮ型パ
ッド電極８が、Ｎ型透光性電極７を介して形成されてい
る。Ｎ型パッド電極８の上には、Ｎ型パッド電極８に外
部から電流を供給するためのＡｕワイヤ１４がボンディ
ングされている。
【００６０】Ｐ型電極１２およびＰ型台座電極１３は、
金属膜によって構成されており、ＭＱＷ発光層４から発
光される光を遮断する。透光性を有しているＡｌＮバッ
ファ層２は、ＭＱＷ発光層４から発光される光を透過す
る。従って、ＡｌＮバッファ層２の表面が、窒化物系化
合物半導体発光素子２０の主たる発光面となる。
金属膜によって構成されており、ＭＱＷ発光層４から発
光される光を遮断する。透光性を有しているＡｌＮバッ
ファ層２は、ＭＱＷ発光層４から発光される光を透過す
る。従って、ＡｌＮバッファ層２の表面が、窒化物系化
合物半導体発光素子２０の主たる発光面となる。
【００６１】図４は、窒化物系化合物半導体発光素子２
０の製造工程において作製されるウェハー７０の正面断
面図である。ウェハー７０は、Ｓｉ基板１を有してい
る。Ｓｉ基板１の上には、ＡｌＮバッファ層２、Ｎ型Ｉ
ｎを含む窒化物系化合物半導体層３Ａ、Ｎ型窒化物系化
合物半導体層３、ＭＱＷ発光層４、Ｐ型窒化物系化合物
半導体層５およびＰ型窒化物系化合物半導体コンタクト
層６が、この順番にそれぞれ一定の厚さで積層されてい
る。
０の製造工程において作製されるウェハー７０の正面断
面図である。ウェハー７０は、Ｓｉ基板１を有してい
る。Ｓｉ基板１の上には、ＡｌＮバッファ層２、Ｎ型Ｉ
ｎを含む窒化物系化合物半導体層３Ａ、Ｎ型窒化物系化
合物半導体層３、ＭＱＷ発光層４、Ｐ型窒化物系化合物
半導体層５およびＰ型窒化物系化合物半導体コンタクト
層６が、この順番にそれぞれ一定の厚さで積層されてい
る。
【００６２】このような窒化物系化合物半導体発光素子
２０は、以下のようにして製造される。まず、Ｓｉ基板
１の表面を洗浄した後に、Ｓｉ基板１を、ＭＯＣＶＤ装
置内に配置する。そして、ＭＯＣＶＤ装置内にＳｉ基板
１が配置されると、Ｓｉ基板１上にＡｌＮバッファ層２
を１５０ｎｍの厚さに積層する。そして、ＡｌＮバッフ
ァ層２上に、Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化合物半導体層３
ＡとしてＮ型ＩｎＧａＮ層を１００ｎｍの厚さに形成す
る。Ｎ型ＩｎＧａＮ層の膜厚は、１００ｎｍ以上５００
ｎｍ以下が好ましい。膜厚が１００ｎｍよりも小さい
と、ＡｌＮバッファ層２に溝１１を形成するためのドラ
イエッチングの際のダメージを十分に吸収することがで
きない。膜厚が５００ｎｍよりも大きいと、Ｎ型ＩｎＧ
ａＮ層の結晶性が悪化する。Ｎ型ＩｎＧａＮ層の組成比
は、ＭＱＷ発光層４から発光する光を吸収しないように
設定される。
２０は、以下のようにして製造される。まず、Ｓｉ基板
１の表面を洗浄した後に、Ｓｉ基板１を、ＭＯＣＶＤ装
置内に配置する。そして、ＭＯＣＶＤ装置内にＳｉ基板
１が配置されると、Ｓｉ基板１上にＡｌＮバッファ層２
を１５０ｎｍの厚さに積層する。そして、ＡｌＮバッフ
ァ層２上に、Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化合物半導体層３
ＡとしてＮ型ＩｎＧａＮ層を１００ｎｍの厚さに形成す
る。Ｎ型ＩｎＧａＮ層の膜厚は、１００ｎｍ以上５００
ｎｍ以下が好ましい。膜厚が１００ｎｍよりも小さい
と、ＡｌＮバッファ層２に溝１１を形成するためのドラ
イエッチングの際のダメージを十分に吸収することがで
きない。膜厚が５００ｎｍよりも大きいと、Ｎ型ＩｎＧ
ａＮ層の結晶性が悪化する。Ｎ型ＩｎＧａＮ層の組成比
は、ＭＱＷ発光層４から発光する光を吸収しないように
設定される。
【００６３】そして、Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化合物半
導体層３Ａの上に、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３を６
００ｎｍの厚さに形成する。次に、Ｎ型窒化物系化合物
半導体層３の上に、ＭＱＷ発光層４を４０ｎｍの厚さ
で、Ｐ型窒化物系化合物半導体層５を１０ｎｍの厚さ
で、Ｐ型窒化物系化合物半導体コンタクト層６を１５０
ｎｍの厚さでそれぞれ順番に積層し、ウェハー７０を完
成させる。
導体層３Ａの上に、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３を６
００ｎｍの厚さに形成する。次に、Ｎ型窒化物系化合物
半導体層３の上に、ＭＱＷ発光層４を４０ｎｍの厚さ
で、Ｐ型窒化物系化合物半導体層５を１０ｎｍの厚さ
で、Ｐ型窒化物系化合物半導体コンタクト層６を１５０
ｎｍの厚さでそれぞれ順番に積層し、ウェハー７０を完
成させる。
【００６４】ウェハー７０をＭＯＣＶＤ装置から取り出
し、Ｐ型窒化物系化合物半導体コンタクト層６上に、Ｐ
型電極１２としてＰｄ（パラジウム）を３０ｎｍの厚さ
に形成する。そして、Ｐ型電極１２上に、Ｐ型台座電極
１３としてＮｉ（ニッケル）を８０ミクロンの厚さに形
成する。
し、Ｐ型窒化物系化合物半導体コンタクト層６上に、Ｐ
型電極１２としてＰｄ（パラジウム）を３０ｎｍの厚さ
に形成する。そして、Ｐ型電極１２上に、Ｐ型台座電極
１３としてＮｉ（ニッケル）を８０ミクロンの厚さに形
成する。
【００６５】次に、フッ酸：硝酸：酢酸＝１０：５：２
の混合液であるフッ酸系エッチング液を用いて、Ｓｉ基
板１を除去する。その後、ＲＩＥ法等のドライエッチン
グ法により、塩素系ガスを用いてＡｌＮバッファ層２を
エッチングし、Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化合物半導体層
３Ａが露出するように、ＡｌＮバッファ層２の表面にお
ける略中央に、溝１１を１辺の長さが約１２０ミクロン
の正方形状に形成する。溝１１の幅は、約１５ミクロン
とする。ＡｌＮバッファ層２には、溝１１によって囲ま
れた電極形成部１６が形成される。
の混合液であるフッ酸系エッチング液を用いて、Ｓｉ基
板１を除去する。その後、ＲＩＥ法等のドライエッチン
グ法により、塩素系ガスを用いてＡｌＮバッファ層２を
エッチングし、Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化合物半導体層
３Ａが露出するように、ＡｌＮバッファ層２の表面にお
ける略中央に、溝１１を１辺の長さが約１２０ミクロン
の正方形状に形成する。溝１１の幅は、約１５ミクロン
とする。ＡｌＮバッファ層２には、溝１１によって囲ま
れた電極形成部１６が形成される。
【００６６】次に、溝１１および電極形成部１６を覆う
ように、Ｎ型透光性電極７としてＨｆ／Ｔｉを８ｎｍの
厚さに形成する。８ｎｍの厚さのＨｆ／Ｔｉのうち、Ｈ
ｆは３ｎｍの厚さに形成し、Ｔｉは５ｎｍの厚さに形成
する。そして、Ｎ型透光性電極７の上に、Ｎ型パッド電
極８としてＡｕを０．５ミクロンの厚さに形成する。
ように、Ｎ型透光性電極７としてＨｆ／Ｔｉを８ｎｍの
厚さに形成する。８ｎｍの厚さのＨｆ／Ｔｉのうち、Ｈ
ｆは３ｎｍの厚さに形成し、Ｔｉは５ｎｍの厚さに形成
する。そして、Ｎ型透光性電極７の上に、Ｎ型パッド電
極８としてＡｕを０．５ミクロンの厚さに形成する。
【００６７】このような状態になると、矢印Ａに示す方
向から見て３５０ミクロン角に積層体９を分割し、リー
ドフレームのカップ底部に窒化物系化合物半導体発光素
子２０に設けられたＰ型台座電極７をマウントする。次
に、Ｎ型パッド電極８にＡｕワイヤ１４をボンディング
する。Ｎ型パッド電極８は透光性を有しないので、窒化
物系化合物半導体発光素子２０の主たる発光面は、Ａｌ
Ｎバッファ層２の表面のうち、Ｎ型パッド電極８が設け
られた領域を除く領域に形成される。
向から見て３５０ミクロン角に積層体９を分割し、リー
ドフレームのカップ底部に窒化物系化合物半導体発光素
子２０に設けられたＰ型台座電極７をマウントする。次
に、Ｎ型パッド電極８にＡｕワイヤ１４をボンディング
する。Ｎ型パッド電極８は透光性を有しないので、窒化
物系化合物半導体発光素子２０の主たる発光面は、Ａｌ
Ｎバッファ層２の表面のうち、Ｎ型パッド電極８が設け
られた領域を除く領域に形成される。
【００６８】このようにして形成される窒化物系化合物
半導体発光素子２０の動作を説明する。Ａｕワイヤー１
４からＮ型パッド電極８に供給された電流は、Ｎ型透光
性電極７、Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化合物半導体層３Ａ
およびＮ型窒化物系化合物半導体層３を通ってＭＱＷ発
光層４に注入される。電流が注入されたＭＱＷ発光層４
は、光を発光する。ＭＱＷ発光層４から発光した光は、
Ｎ型窒化物系化合物半導体層３およびＮ型Ｉｎを含む窒
化物系化合物半導体層３Ａを通り、ＡｌＮバッファ層２
の表面のうち、Ｎ型パッド電極８が設けられた領域を除
く領域に形成された主たる発光面を通って、矢印Ａ１と
逆の方向である上方に向って出射する。
半導体発光素子２０の動作を説明する。Ａｕワイヤー１
４からＮ型パッド電極８に供給された電流は、Ｎ型透光
性電極７、Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化合物半導体層３Ａ
およびＮ型窒化物系化合物半導体層３を通ってＭＱＷ発
光層４に注入される。電流が注入されたＭＱＷ発光層４
は、光を発光する。ＭＱＷ発光層４から発光した光は、
Ｎ型窒化物系化合物半導体層３およびＮ型Ｉｎを含む窒
化物系化合物半導体層３Ａを通り、ＡｌＮバッファ層２
の表面のうち、Ｎ型パッド電極８が設けられた領域を除
く領域に形成された主たる発光面を通って、矢印Ａ１と
逆の方向である上方に向って出射する。
【００６９】なお、上記実施の形態では、Ｎ型窒化物系
化合物半導体層３であるＮ型ＧａＮ層の上にＮ型Ｉｎを
含む窒化物系化合物半導体層３ＡであるＮ型ＩｎＧａＮ
層を積層する例を示したが、本発明はこれに限定されな
い。Ｎ型ＧａＮ層とＮ型ＩｎＧａＮ層とを交互に積層す
る多層構造としてもよい。さらには、Ｎ型ＧａＮ層の上
にＮ型ＩｎＧａＮ層を積層し、Ｎ型ＩｎＧａＮ層の上に
Ｎ型ＧａＮ層して、Ｎ型ＩｎＧａＮ層をＮ型ＧａＮ層が
挟みこむ構成としてもよい。
化合物半導体層３であるＮ型ＧａＮ層の上にＮ型Ｉｎを
含む窒化物系化合物半導体層３ＡであるＮ型ＩｎＧａＮ
層を積層する例を示したが、本発明はこれに限定されな
い。Ｎ型ＧａＮ層とＮ型ＩｎＧａＮ層とを交互に積層す
る多層構造としてもよい。さらには、Ｎ型ＧａＮ層の上
にＮ型ＩｎＧａＮ層を積層し、Ｎ型ＩｎＧａＮ層の上に
Ｎ型ＧａＮ層して、Ｎ型ＩｎＧａＮ層をＮ型ＧａＮ層が
挟みこむ構成としてもよい。
【００７０】以上のように実施の形態２によれば、Ｎ型
窒化物系化合物半導体層３の上にＮ型Ｉｎを含む窒化物
系化合物半導体層３ＡおよびＡｌＮバッファ層２を積層
し、ＡｌＮバッファ層２に形成された溝１１とＡｌＮバ
ッファ層２の電極形成部１６との上に形成されたＮ型透
光性電極７が、Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化合物半導体層
３ＡとＮ型パッド電極８と接続されているために、Ｎ型
パッド電極８は、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３の上に
直接形成されず、従って、実施の形態１と同様の効果を
得ることができる。
窒化物系化合物半導体層３の上にＮ型Ｉｎを含む窒化物
系化合物半導体層３ＡおよびＡｌＮバッファ層２を積層
し、ＡｌＮバッファ層２に形成された溝１１とＡｌＮバ
ッファ層２の電極形成部１６との上に形成されたＮ型透
光性電極７が、Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化合物半導体層
３ＡとＮ型パッド電極８と接続されているために、Ｎ型
パッド電極８は、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３の上に
直接形成されず、従って、実施の形態１と同様の効果を
得ることができる。
【００７１】さらに、Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化合物半
導体層３ＡであるＮ型ＩｎＧａＮ層は、結晶の硬度が軟
らかいので、Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化合物半導体層３
Ａが露出するようにＡｌＮバッファ層２に溝１１を形成
するためのドライエッチングの際に発光層４が受けるダ
メージをより一層低減することができる。この結果、発
光層４におけるリーク電流をより一層低減することがで
き、窒化物系化合物半導体発光素子の発光の信頼性をよ
り一層向上させることができる。
導体層３ＡであるＮ型ＩｎＧａＮ層は、結晶の硬度が軟
らかいので、Ｎ型Ｉｎを含む窒化物系化合物半導体層３
Ａが露出するようにＡｌＮバッファ層２に溝１１を形成
するためのドライエッチングの際に発光層４が受けるダ
メージをより一層低減することができる。この結果、発
光層４におけるリーク電流をより一層低減することがで
き、窒化物系化合物半導体発光素子の発光の信頼性をよ
り一層向上させることができる。
【００７２】（実施の形態３）図５は、実施の形態３に
係る窒化物系化合物半導体発光素子３０の正面断面図で
ある。図１を参照して前述した実施の形態１に係る窒化
物系化合物半導体発光素子１０の構成要素と同一の構成
要素には同一の参照符号を付している。これらの構成要
素の詳細な説明は省略する。実施の形態３に係る窒化物
系化合物半導体発光素子３０においては、ＡｌＮバッフ
ァ層２の替わりにＡｌＧａＮバッファ層２Ｂを設けてお
り、溝１１の替わりに溝１１Ａおよび１１ＢをＡｌＧａ
Ｎバッファ層２Ｂに形成しており、Ｎ型透光性電極７の
替わりにＮ型酸化物半導体７Ａを設けている。
係る窒化物系化合物半導体発光素子３０の正面断面図で
ある。図１を参照して前述した実施の形態１に係る窒化
物系化合物半導体発光素子１０の構成要素と同一の構成
要素には同一の参照符号を付している。これらの構成要
素の詳細な説明は省略する。実施の形態３に係る窒化物
系化合物半導体発光素子３０においては、ＡｌＮバッフ
ァ層２の替わりにＡｌＧａＮバッファ層２Ｂを設けてお
り、溝１１の替わりに溝１１Ａおよび１１ＢをＡｌＧａ
Ｎバッファ層２Ｂに形成しており、Ｎ型透光性電極７の
替わりにＮ型酸化物半導体７Ａを設けている。
【００７３】窒化物系化合物半導体発光素子３０は、略
長方体形状をした積層体９Ｂを備えている。積層体９Ｂ
は、長方体形状をしたＰ型台座電極１３を有し、このＰ
型台座電極１３上にはＰ型電極１２、Ｐ型窒化物系化合
物半導体コンタクト層６、Ｐ型窒化物系化合物半導体層
５、ＭＱＷ発光層４、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３お
よびＡｌＧａＮバッファ層２Ｂがそれぞれ一定の厚さで
順番に積層されている。Ｎ型窒化物系化合物半導体層３
は、例えば、Ｎ型ＧａＮ層によって構成されている。
長方体形状をした積層体９Ｂを備えている。積層体９Ｂ
は、長方体形状をしたＰ型台座電極１３を有し、このＰ
型台座電極１３上にはＰ型電極１２、Ｐ型窒化物系化合
物半導体コンタクト層６、Ｐ型窒化物系化合物半導体層
５、ＭＱＷ発光層４、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３お
よびＡｌＧａＮバッファ層２Ｂがそれぞれ一定の厚さで
順番に積層されている。Ｎ型窒化物系化合物半導体層３
は、例えば、Ｎ型ＧａＮ層によって構成されている。
【００７４】ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂの上面における
略中央には、溝１１Ａが、矢印Ａに示す方向から見て略
正方形の枠状に形成されている。溝１１Ａの底面には、
Ｎ型窒化物系化合物半導体層３が全周にわたって露出し
ている。ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂの略中央には、溝１
１Ａによって囲まれた電極形成部１６Ａが略正方形の形
状に形成されている。溝１１Ａの外周縁側には、溝１１
Ｂが、矢印Ａに示す方向から見て略正方形の枠状に形成
されている。溝１１Ｂの底面には、Ｎ型窒化物系化合物
半導体層３が全周にわたって露出している。矢印Ａに示
す方向から見た正方形状の溝１１Ａの中心と溝１１Ｂの
中心とは、同一の位置になっている。溝１１Ａは１辺の
長さが約８０ミクロンの正方形状になっており、溝１１
Ａの幅は約１０ミクロンである。溝１１Ｂは１辺の長さ
が約１５０ミクロンの正方形状になっており、溝１１Ｂ
の幅は約１５ミクロンである。
略中央には、溝１１Ａが、矢印Ａに示す方向から見て略
正方形の枠状に形成されている。溝１１Ａの底面には、
Ｎ型窒化物系化合物半導体層３が全周にわたって露出し
ている。ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂの略中央には、溝１
１Ａによって囲まれた電極形成部１６Ａが略正方形の形
状に形成されている。溝１１Ａの外周縁側には、溝１１
Ｂが、矢印Ａに示す方向から見て略正方形の枠状に形成
されている。溝１１Ｂの底面には、Ｎ型窒化物系化合物
半導体層３が全周にわたって露出している。矢印Ａに示
す方向から見た正方形状の溝１１Ａの中心と溝１１Ｂの
中心とは、同一の位置になっている。溝１１Ａは１辺の
長さが約８０ミクロンの正方形状になっており、溝１１
Ａの幅は約１０ミクロンである。溝１１Ｂは１辺の長さ
が約１５０ミクロンの正方形状になっており、溝１１Ｂ
の幅は約１５ミクロンである。
【００７５】電極形成部１６Ａ上には、Ｎ型パッド電極
８が形成されている。ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂの表面
には、電極形成部１６Ａを除いて、Ｎ型酸化物半導体層
７Ａが、溝１１Ａ、溝１１Ｂ、Ｎ型パッド電極８の側面
およびＮ型パッド電極８の上面の一部を覆うように形成
されている。Ｎ型パッド電極８の上には、Ｎ型パッド電
極８に外部から電流を供給するためのＡｕワイヤ１４が
ボンディングされている。
８が形成されている。ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂの表面
には、電極形成部１６Ａを除いて、Ｎ型酸化物半導体層
７Ａが、溝１１Ａ、溝１１Ｂ、Ｎ型パッド電極８の側面
およびＮ型パッド電極８の上面の一部を覆うように形成
されている。Ｎ型パッド電極８の上には、Ｎ型パッド電
極８に外部から電流を供給するためのＡｕワイヤ１４が
ボンディングされている。
【００７６】Ｐ型電極１２およびＰ型台座電極１３は、
金属膜によって構成されており、ＭＱＷ発光層４から発
光される光を遮断する。ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂは、
透明な材質によって構成されているので、ＭＱＷ発光層
４から発光される光を透過する。従って、ＡｌＧａＮバ
ッファ層２Ｂの表面が、窒化物系化合物半導体発光素子
３０の主たる発光面となる。
金属膜によって構成されており、ＭＱＷ発光層４から発
光される光を遮断する。ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂは、
透明な材質によって構成されているので、ＭＱＷ発光層
４から発光される光を透過する。従って、ＡｌＧａＮバ
ッファ層２Ｂの表面が、窒化物系化合物半導体発光素子
３０の主たる発光面となる。
【００７７】図６は、窒化物系化合物半導体発光素子３
０の製造工程において作製されるウェハー８０の正面断
面図である。ウェハー８０は、Ｓｉ基板１を有してい
る。Ｓｉ基板１の上には、ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂ、
Ｎ型窒化物系化合物半導体層３、ＭＱＷ発光層４、Ｐ型
窒化物系化合物半導体層５およびＰ型窒化物系化合物半
導体コンタクト層６が、この順番にそれぞれ一定の厚さ
で積層されている。
０の製造工程において作製されるウェハー８０の正面断
面図である。ウェハー８０は、Ｓｉ基板１を有してい
る。Ｓｉ基板１の上には、ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂ、
Ｎ型窒化物系化合物半導体層３、ＭＱＷ発光層４、Ｐ型
窒化物系化合物半導体層５およびＰ型窒化物系化合物半
導体コンタクト層６が、この順番にそれぞれ一定の厚さ
で積層されている。
【００７８】このような窒化物系化合物半導体発光素子
３０は、以下のようにして製造される。まず、Ｓｉ基板
１の表面を洗浄した後に、Ｓｉ基板１を、ＭＯＣＶＤ装
置内に配置する。そして、ＭＯＣＶＤ装置内にＳｉ基板
１が配置されると、Ｓｉ基板１上にＡｌＧａＮバッファ
層２Ｂを２００ｎｍの厚さに積層する。そして、ＡｌＧ
ａＮバッファ層２Ｂ上に、Ｎ型窒化物系化合物半導体層
３を６５０ｎｍの厚さで、ＭＱＷ発光層４を４５ｎｍの
厚さで、Ｐ型窒化物系化合物半導体層５を２５ｎｍの厚
さで、Ｐ型窒化物系化合物半導体コンタクト層６を２５
０ｎｍの厚さで、それぞれ順番に積層し、ウェハー８０
を完成させる。
３０は、以下のようにして製造される。まず、Ｓｉ基板
１の表面を洗浄した後に、Ｓｉ基板１を、ＭＯＣＶＤ装
置内に配置する。そして、ＭＯＣＶＤ装置内にＳｉ基板
１が配置されると、Ｓｉ基板１上にＡｌＧａＮバッファ
層２Ｂを２００ｎｍの厚さに積層する。そして、ＡｌＧ
ａＮバッファ層２Ｂ上に、Ｎ型窒化物系化合物半導体層
３を６５０ｎｍの厚さで、ＭＱＷ発光層４を４５ｎｍの
厚さで、Ｐ型窒化物系化合物半導体層５を２５ｎｍの厚
さで、Ｐ型窒化物系化合物半導体コンタクト層６を２５
０ｎｍの厚さで、それぞれ順番に積層し、ウェハー８０
を完成させる。
【００７９】ウェハー８０をＭＯＣＶＤ装置から取り出
し、Ｐ型窒化物系化合物半導体コンタクト層６上に、Ｐ
型電極１２としてＰｄ（パラジウム）を６０ｎｍの厚さ
に形成する。そして、Ｐ型電極１２上に、Ｐ型台座電極
１３としてＮｉ（ニッケル）を１００ミクロンの厚さに
形成する。
し、Ｐ型窒化物系化合物半導体コンタクト層６上に、Ｐ
型電極１２としてＰｄ（パラジウム）を６０ｎｍの厚さ
に形成する。そして、Ｐ型電極１２上に、Ｐ型台座電極
１３としてＮｉ（ニッケル）を１００ミクロンの厚さに
形成する。
【００８０】次に、フッ酸：硝酸：酢酸＝１０：５：３
の混合液であるフッ酸系エッチング液を用いて、Ｓｉ基
板１を除去する。その後、ＲＩＥ法等のドライエッチン
グ法により、塩素系ガスを用いてＡｌＧａＮバッファ層
２Ｂをエッチングし、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３が
露出するように、ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂの上面にお
ける略中央に、溝１１Ａを１辺の長さが約８０ミクロン
の正方形状に、溝１１Ｂを１辺の長さが約１５０ミクロ
ンの正方形状にそれぞれ形成する。溝１１Ａの幅は約１
０ミクロンとし、溝１１Ｂの幅は約１５ミクロンとす
る。ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂの表面における略中央に
は、溝１１Ａによって囲まれた電極形成部１６Ａが形成
される。
の混合液であるフッ酸系エッチング液を用いて、Ｓｉ基
板１を除去する。その後、ＲＩＥ法等のドライエッチン
グ法により、塩素系ガスを用いてＡｌＧａＮバッファ層
２Ｂをエッチングし、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３が
露出するように、ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂの上面にお
ける略中央に、溝１１Ａを１辺の長さが約８０ミクロン
の正方形状に、溝１１Ｂを１辺の長さが約１５０ミクロ
ンの正方形状にそれぞれ形成する。溝１１Ａの幅は約１
０ミクロンとし、溝１１Ｂの幅は約１５ミクロンとす
る。ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂの表面における略中央に
は、溝１１Ａによって囲まれた電極形成部１６Ａが形成
される。
【００８１】次に、透明導電体であるＮ型酸化物半導体
層７Ａとして、ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂの表面のうち
電極形成部１６Ａを除いて、ＳｎによりドープしたＩｎ
2Ｏ3によって構成されるＩＴＯを、溝１１Ａ、溝１１Ｂ
およびＮ型パッド電極８を覆うように、２５０ｎｍの厚
さに形成する。そして、ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂに形
成された電極形成部１６Ａの上に、Ｎ型パッド電極８と
してＡｕを１ミクロンの厚さに形成する。
層７Ａとして、ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂの表面のうち
電極形成部１６Ａを除いて、ＳｎによりドープしたＩｎ
2Ｏ3によって構成されるＩＴＯを、溝１１Ａ、溝１１Ｂ
およびＮ型パッド電極８を覆うように、２５０ｎｍの厚
さに形成する。そして、ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂに形
成された電極形成部１６Ａの上に、Ｎ型パッド電極８と
してＡｕを１ミクロンの厚さに形成する。
【００８２】このような状態になると、矢印Ａ２に示す
方向から見て４００ミクロン角に積層体９Ｂを分割し、
窒化物系化合物半導体発光素子３０に設けられたＰ型台
座電極１３をリードフレームのカップ底部にマウントす
る。次に、Ｎ型パッド電極８にＡｕワイヤ１４をボンデ
ィングする。窒化物系化合物半導体発光素子１０の主た
る発光面は、ＡｌＮバッファ層２の表面のうち、Ｎ型パ
ッド電極８が設けられた領域を除く領域に形成される。
方向から見て４００ミクロン角に積層体９Ｂを分割し、
窒化物系化合物半導体発光素子３０に設けられたＰ型台
座電極１３をリードフレームのカップ底部にマウントす
る。次に、Ｎ型パッド電極８にＡｕワイヤ１４をボンデ
ィングする。窒化物系化合物半導体発光素子１０の主た
る発光面は、ＡｌＮバッファ層２の表面のうち、Ｎ型パ
ッド電極８が設けられた領域を除く領域に形成される。
【００８３】このようにして形成される窒化物系化合物
半導体発光素子３０の動作を説明する。Ａｕワイヤー１
４からＮ型パッド電極８に供給された電流は、Ｎ型酸化
物半導体層７ＡおよびＮ型窒化物系化合物半導体層３を
通ってＭＱＷ発光層４に注入される。電流が注入された
ＭＱＷ発光層４は、光を発光する。ＭＱＷ発光層４から
発光した光は、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３を通り、
ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂの表面のうち、Ｎ型パッド電
極８が設けられた領域を除く領域に形成された主たる発
光面を通って、矢印Ａ２と逆の方向である上方に向って
出射する。
半導体発光素子３０の動作を説明する。Ａｕワイヤー１
４からＮ型パッド電極８に供給された電流は、Ｎ型酸化
物半導体層７ＡおよびＮ型窒化物系化合物半導体層３を
通ってＭＱＷ発光層４に注入される。電流が注入された
ＭＱＷ発光層４は、光を発光する。ＭＱＷ発光層４から
発光した光は、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３を通り、
ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂの表面のうち、Ｎ型パッド電
極８が設けられた領域を除く領域に形成された主たる発
光面を通って、矢印Ａ２と逆の方向である上方に向って
出射する。
【００８４】なお、上記実施の形態では、Ｎ型窒化物系
化合物半導体層３とＮ型パッド電極８とを接続するため
にＮ型酸化物半導体層７Ａのみを用いる構成を示した
が、本発明はこれに限定されない。溝１１Ａおよび１１
Ｂに、極薄膜の金属によって構成される透光性電極を形
成し、透光性電極を覆うようにＮ型酸化物半導体層７Ａ
を形成する多層構造としてもよい。
化合物半導体層３とＮ型パッド電極８とを接続するため
にＮ型酸化物半導体層７Ａのみを用いる構成を示した
が、本発明はこれに限定されない。溝１１Ａおよび１１
Ｂに、極薄膜の金属によって構成される透光性電極を形
成し、透光性電極を覆うようにＮ型酸化物半導体層７Ａ
を形成する多層構造としてもよい。
【００８５】また、Ｎ型酸化物半導体層７ＡとしてＩＴ
Ｏを用いる例を示したが、Ｎ型酸化物半導体層７Ａは、
アンチモンまたはガリウムをドープしたＳｎＯ2（酸化
スズ）、もしくは、アルミニウムまたはガリウムをドー
プしたＺｎＯ（酸化亜鉛）を用いてもよい。
Ｏを用いる例を示したが、Ｎ型酸化物半導体層７Ａは、
アンチモンまたはガリウムをドープしたＳｎＯ2（酸化
スズ）、もしくは、アルミニウムまたはガリウムをドー
プしたＺｎＯ（酸化亜鉛）を用いてもよい。
【００８６】以上のように実施の形態３によれば、Ｎ型
窒化物系化合物半導体層３の上にＡｌＧａＮバッファ層
２Ｂを積層し、ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂに形成された
Ｎ型酸化物半導体層７Ａが、Ｎ型窒化物系化合物半導体
層３とＮ型パッド電極８と接続されているために、Ｎ型
パッド電極８は、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３の上に
直接形成されず、従って、実施の形態１と同様の効果を
得ることができる。
窒化物系化合物半導体層３の上にＡｌＧａＮバッファ層
２Ｂを積層し、ＡｌＧａＮバッファ層２Ｂに形成された
Ｎ型酸化物半導体層７Ａが、Ｎ型窒化物系化合物半導体
層３とＮ型パッド電極８と接続されているために、Ｎ型
パッド電極８は、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３の上に
直接形成されず、従って、実施の形態１と同様の効果を
得ることができる。
【００８７】また、Ｎ型酸化物半導体層７Ａは、実施の
形態１における薄膜のＮ型透光性電極７よりも膜厚が厚
いために、発光層４に電流を、実施の形態１よりも均一
に注入することができる。このため、より均一に発光す
る窒化物系化合物半導体発光素子を得ることができる。
形態１における薄膜のＮ型透光性電極７よりも膜厚が厚
いために、発光層４に電流を、実施の形態１よりも均一
に注入することができる。このため、より均一に発光す
る窒化物系化合物半導体発光素子を得ることができる。
【００８８】さらに、Ｎ型酸化物半導体層７Ａは透光性
を有しているので、発光層４から発光する光を遮ること
がない。
を有しているので、発光層４から発光する光を遮ること
がない。
【００８９】（実施の形態４）図７は、実施の形態４に
係る窒化物系化合物半導体発光素子４０の平面図であ
る。図１を参照して前述した実施の形態１に係る窒化物
系化合物半導体発光素子１０の構成要素と同一の構成要
素には同一の参照符号を付している。これらの構成要素
の詳細な説明は省略する。実施の形態１に係る窒化物系
化合物半導体発光素子１０と異なる点は、積層体９が、
周縁部１５によってその側面を覆うように囲まれている
点、およびＮ型パッド電極８とＡｕワイヤ１４とが周縁
部１５上に設けられている点である。
係る窒化物系化合物半導体発光素子４０の平面図であ
る。図１を参照して前述した実施の形態１に係る窒化物
系化合物半導体発光素子１０の構成要素と同一の構成要
素には同一の参照符号を付している。これらの構成要素
の詳細な説明は省略する。実施の形態１に係る窒化物系
化合物半導体発光素子１０と異なる点は、積層体９が、
周縁部１５によってその側面を覆うように囲まれている
点、およびＮ型パッド電極８とＡｕワイヤ１４とが周縁
部１５上に設けられている点である。
【００９０】窒化物系化合物半導体発光素子１０は、略
長方体形状をした積層体９と、中空長方体形状をしてお
り、積層体９の各側面を覆って積層体９を囲むように設
けられた周縁部１５とを備えている。
長方体形状をした積層体９と、中空長方体形状をしてお
り、積層体９の各側面を覆って積層体９を囲むように設
けられた周縁部１５とを備えている。
【００９１】図１を参照して前述した実施の形態１に係
る窒化物系化合物半導体発光素子１０と同様に、積層体
９は、長方体形状をしたＰ型台座電極１３を有し、この
Ｐ型台座電極１３上には、Ｐ型電極１２、Ｐ型窒化物系
化合物半導体コンタクト層６、Ｐ型窒化物系化合物半導
体層５、ＭＱＷ発光層４、Ｎ型窒化物系化合物半導体層
３およびＡｌＮバッファ層２が、それぞれ一定の厚さで
順番に積層されている。ＡｌＮバッファ層２の上面にお
ける略中央には、溝１１が、略正方形の枠状に形成され
ている。
る窒化物系化合物半導体発光素子１０と同様に、積層体
９は、長方体形状をしたＰ型台座電極１３を有し、この
Ｐ型台座電極１３上には、Ｐ型電極１２、Ｐ型窒化物系
化合物半導体コンタクト層６、Ｐ型窒化物系化合物半導
体層５、ＭＱＷ発光層４、Ｎ型窒化物系化合物半導体層
３およびＡｌＮバッファ層２が、それぞれ一定の厚さで
順番に積層されている。ＡｌＮバッファ層２の上面にお
ける略中央には、溝１１が、略正方形の枠状に形成され
ている。
【００９２】ＡｌＮバッファ層２には、Ｎ型窒化物系化
合物半導体層３と溝１１内にて電気的に接続するＮ型透
光性電極７が、溝１１の内面を覆うように形成されてい
る。周縁部１５上の一方のコーナーには、絶縁体層１８
がＡｌＮバッファ層２と隣接するように形成されてい
る。絶縁体層１８は、ＳｉＯ2等によって構成されてい
る。なお、絶縁体層１８は、高抵抗層であってもよい。
絶縁体層１８の上には、Ｎ型パッド電極８が形成されて
いる。ＡｌＮバッファ層２および絶縁体層１８の上に
は、Ｎ型透光性電極７とＮ型パッド電極８と電気的に連
結するように設けられた連結層２８が形成されている。
Ｎ型パッド電極８の上には、Ｎ型パッド電極８に外部か
ら電流を供給するためのＡｕワイヤ１４がボンディング
されている。
合物半導体層３と溝１１内にて電気的に接続するＮ型透
光性電極７が、溝１１の内面を覆うように形成されてい
る。周縁部１５上の一方のコーナーには、絶縁体層１８
がＡｌＮバッファ層２と隣接するように形成されてい
る。絶縁体層１８は、ＳｉＯ2等によって構成されてい
る。なお、絶縁体層１８は、高抵抗層であってもよい。
絶縁体層１８の上には、Ｎ型パッド電極８が形成されて
いる。ＡｌＮバッファ層２および絶縁体層１８の上に
は、Ｎ型透光性電極７とＮ型パッド電極８と電気的に連
結するように設けられた連結層２８が形成されている。
Ｎ型パッド電極８の上には、Ｎ型パッド電極８に外部か
ら電流を供給するためのＡｕワイヤ１４がボンディング
されている。
【００９３】このような構成を有する窒化物系化合物半
導体発光素子４０においては、Ａｕワイヤー１４からＮ
型パッド電極８に電流が供給されると、この電流は、連
結層２８、Ｎ型透光性電極７およびＮ型窒化物系化合物
半導体層３を通ってＭＱＷ発光層４に注入される。電流
が注入されたＭＱＷ発光層４は、光を発光する。ＭＱＷ
発光層４から発光した光は、Ｎ型窒化物系化合物半導体
層３を通り、ＡｌＮバッファ層２の表面に形成された主
たる発光面を通って出射する。
導体発光素子４０においては、Ａｕワイヤー１４からＮ
型パッド電極８に電流が供給されると、この電流は、連
結層２８、Ｎ型透光性電極７およびＮ型窒化物系化合物
半導体層３を通ってＭＱＷ発光層４に注入される。電流
が注入されたＭＱＷ発光層４は、光を発光する。ＭＱＷ
発光層４から発光した光は、Ｎ型窒化物系化合物半導体
層３を通り、ＡｌＮバッファ層２の表面に形成された主
たる発光面を通って出射する。
【００９４】以上のように実施の形態４によれば、Ｎ型
パッド電極８は、積層体９を囲むように設けられた周縁
部１５上の一方のコーナーに形成されているので、Ｎ型
パッド電極８を形成する際にＮ型窒化物系化合物半導体
層３および発光層４に発生する応力がより一層低減す
る。従って、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３および発光
層４にクラックが発生するおそれがない。
パッド電極８は、積層体９を囲むように設けられた周縁
部１５上の一方のコーナーに形成されているので、Ｎ型
パッド電極８を形成する際にＮ型窒化物系化合物半導体
層３および発光層４に発生する応力がより一層低減す
る。従って、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３および発光
層４にクラックが発生するおそれがない。
【００９５】また、Ｎ型パッド電極８は、周縁部１５上
の一方のコーナーに形成されているので、Ｎ型パッド電
極８にＡｕワイヤー１４をボンディングする際に、Ｎ型
窒化物系化合物半導体層３および発光層４に加わる機械
的なダメージがより一層減少する。従って、Ｎ型窒化物
系化合物半導体層３および発光層４にクラックが発生す
るおそれがない。
の一方のコーナーに形成されているので、Ｎ型パッド電
極８にＡｕワイヤー１４をボンディングする際に、Ｎ型
窒化物系化合物半導体層３および発光層４に加わる機械
的なダメージがより一層減少する。従って、Ｎ型窒化物
系化合物半導体層３および発光層４にクラックが発生す
るおそれがない。
【００９６】さらに、Ｎ型パッド電極８は、積層体９を
囲むように設けられた周縁部１５上の一方のコーナーに
形成されているので、Ｎ型パッド電極８は発光層４から
発光した光を遮ることがない。このため、窒化物系化合
物半導体発光素子の発光効率をより一層高めることがで
きる。
囲むように設けられた周縁部１５上の一方のコーナーに
形成されているので、Ｎ型パッド電極８は発光層４から
発光した光を遮ることがない。このため、窒化物系化合
物半導体発光素子の発光効率をより一層高めることがで
きる。
【００９７】（実施の形態５）図８は、実施の形態５に
係る窒化物系化合物半導体発光素子５０の正面断面図で
ある。図１を参照して前述した実施の形態１に係る窒化
物系化合物半導体発光素子１０の構成要素と同一の構成
要素には同一の参照符号を付している。これらの構成要
素の詳細な説明は省略する。実施の形態５に係る窒化物
系化合物半導体発光素子５０においては、Ｎ型透光性電
極７の替わりにＮ型厚膜金属電極７Ｂを設けている。
係る窒化物系化合物半導体発光素子５０の正面断面図で
ある。図１を参照して前述した実施の形態１に係る窒化
物系化合物半導体発光素子１０の構成要素と同一の構成
要素には同一の参照符号を付している。これらの構成要
素の詳細な説明は省略する。実施の形態５に係る窒化物
系化合物半導体発光素子５０においては、Ｎ型透光性電
極７の替わりにＮ型厚膜金属電極７Ｂを設けている。
【００９８】窒化物系化合物半導体発光素子５０は、実
施の形態１に係る窒化物系化合物半導体発光素子１０と
同様に、略長方体形状をした積層体９を備えている。電
極形成部１６上には、Ｎ型パッド電極８が形成されてい
る。溝１１には、Ｎ型厚膜金属電極７Ｂが、Ｎ型パッド
電極８の側面およびＮ型パッド電極８の上面の一部を覆
うように形成されている。Ｎ型パッド電極８の上には、
Ｎ型パッド電極８に外部から電流を供給するためのＡｕ
ワイヤ１４がボンディングされている。
施の形態１に係る窒化物系化合物半導体発光素子１０と
同様に、略長方体形状をした積層体９を備えている。電
極形成部１６上には、Ｎ型パッド電極８が形成されてい
る。溝１１には、Ｎ型厚膜金属電極７Ｂが、Ｎ型パッド
電極８の側面およびＮ型パッド電極８の上面の一部を覆
うように形成されている。Ｎ型パッド電極８の上には、
Ｎ型パッド電極８に外部から電流を供給するためのＡｕ
ワイヤ１４がボンディングされている。
【００９９】このような窒化物系化合物半導体発光素子
５０は、以下のようにして製造される。まず、実施の形
態１と同様にウェハー６０を完成させ、Ｐ型電極１２、
Ｐ型台座電極１３を形成し、Ｓｉ基板１を除去した後、
ＡｌＮバッファ層２に溝１１を形成する。
５０は、以下のようにして製造される。まず、実施の形
態１と同様にウェハー６０を完成させ、Ｐ型電極１２、
Ｐ型台座電極１３を形成し、Ｓｉ基板１を除去した後、
ＡｌＮバッファ層２に溝１１を形成する。
【０１００】そして、電極形成部１６の上に、Ｎ型パッ
ド電極８としてＡｕを０．５ミクロンの厚さに形成す
る。次に、溝１１、Ｎ型パッド電極８の側面および上面
の一部を覆うように、Ｎ型厚膜金属電極７ＢとしてＴｉ
を１５ｎｍの厚さに形成し、Ａｌを１５０ｎｍの厚さに
形成する。
ド電極８としてＡｕを０．５ミクロンの厚さに形成す
る。次に、溝１１、Ｎ型パッド電極８の側面および上面
の一部を覆うように、Ｎ型厚膜金属電極７ＢとしてＴｉ
を１５ｎｍの厚さに形成し、Ａｌを１５０ｎｍの厚さに
形成する。
【０１０１】このようにして形成される窒化物系化合物
半導体発光素子５０の動作を説明する。Ａｕワイヤー１
４からＮ型パッド電極８に供給された電流は、Ｎ型厚膜
金属電極７ＢおよびＮ型窒化物系化合物半導体層３を通
ってＭＱＷ発光層４に注入される。電流が注入されたＭ
ＱＷ発光層４は、光を発光する。ＭＱＷ発光層４から発
光した光は、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３を通り、Ａ
ｌＮバッファ層２の表面のうち、Ｎ型パッド電極８が設
けられた領域を除く領域に形成された主たる発光面を通
って、上方に向って出射する。
半導体発光素子５０の動作を説明する。Ａｕワイヤー１
４からＮ型パッド電極８に供給された電流は、Ｎ型厚膜
金属電極７ＢおよびＮ型窒化物系化合物半導体層３を通
ってＭＱＷ発光層４に注入される。電流が注入されたＭ
ＱＷ発光層４は、光を発光する。ＭＱＷ発光層４から発
光した光は、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３を通り、Ａ
ｌＮバッファ層２の表面のうち、Ｎ型パッド電極８が設
けられた領域を除く領域に形成された主たる発光面を通
って、上方に向って出射する。
【０１０２】以上のように実施の形態５によれば、Ｎ型
窒化物系化合物半導体層３の上にＡｌＮバッファ層２を
積層し、ＡｌＮバッファ層２に形成された溝１１とＡｌ
Ｎバッファ層２の電極形成部１６との上に形成されたＮ
型厚膜金属電極７Ｂが、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３
とＮ型パッド電極８と接続されているために、Ｎ型パッ
ド電極８は、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３の上に直接
形成されず、従って、実施の形態１と同様の効果を得る
ことができる。
窒化物系化合物半導体層３の上にＡｌＮバッファ層２を
積層し、ＡｌＮバッファ層２に形成された溝１１とＡｌ
Ｎバッファ層２の電極形成部１６との上に形成されたＮ
型厚膜金属電極７Ｂが、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３
とＮ型パッド電極８と接続されているために、Ｎ型パッ
ド電極８は、Ｎ型窒化物系化合物半導体層３の上に直接
形成されず、従って、実施の形態１と同様の効果を得る
ことができる。
【０１０３】また、Ｎ型厚膜金属電極７Ｂは、実施の形
態１におけるＮ型透光性電極７の膜厚よりも膜厚が厚い
厚膜金属によって構成されているために、膜厚を精密に
制御する必要がない。このため、窒化物系化合物半導体
発光素子の生産性を向上させることができる。
態１におけるＮ型透光性電極７の膜厚よりも膜厚が厚い
厚膜金属によって構成されているために、膜厚を精密に
制御する必要がない。このため、窒化物系化合物半導体
発光素子の生産性を向上させることができる。
【０１０４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、発光の信
頼性が高い窒化物系化合物半導体発光素子およびその製
造方法を提供することができる。
頼性が高い窒化物系化合物半導体発光素子およびその製
造方法を提供することができる。
【０１０５】また本発明によれば、クラックが発生しな
い窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法を
提供することができる。
い窒化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法を
提供することができる。
【０１０６】さらに本発明によれば、発光効率が高い窒
化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法を提供
することができる。
化物系化合物半導体発光素子およびその製造方法を提供
することができる。
【図１】実施の形態１に係る窒化物系化合物半導体発光
素子の正面断面図
素子の正面断面図
【図２】実施の形態１に係るＳｉ基板を除去する前の窒
化物系化合物半導体発光素子の正面断面図
化物系化合物半導体発光素子の正面断面図
【図３】実施の形態２に係る窒化物系化合物半導体発光
素子の正面断面図
素子の正面断面図
【図４】実施の形態２に係るＳｉ基板を除去する前の窒
化物系化合物半導体発光素子の正面断面図
化物系化合物半導体発光素子の正面断面図
【図５】実施の形態３に係る窒化物系化合物半導体発光
素子の正面断面図
素子の正面断面図
【図６】実施の形態３に係るＳｉ基板を除去する前の窒
化物系化合物半導体発光素子の正面断面図
化物系化合物半導体発光素子の正面断面図
【図７】実施の形態４に係る窒化物系化合物半導体発光
素子の平面図
素子の平面図
【図８】実施の形態５に係る窒化物系化合物半導体発光
素子の正面断面図
素子の正面断面図
【図９】従来の窒化物系化合物半導体発光素子の正面断
面図
面図
１ Ｓｉ基板
２ ＡｌＮバッファ層
３ Ｎ型窒化物系化合物半導体層
４ ＭＱＷ発光層
５ Ｐ型窒化物系化合物半導体層
６ Ｐ型窒化物系化合物半導体コンタクト層
７ Ｎ型透光性電極
７Ａ Ｎ型酸化物半導体層
７Ｂ Ｎ型厚膜金属電極
８ Ｎ型パッド電極
９ 積層体
１１ 溝
１２ Ｐ型電極
１３ Ｐ型台座電極
１４ Ａｕワイヤ
１５ 周縁部
１８ 絶縁体層
２８ 連結部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5F041 AA43 AA44 CA04 CA05 CA22
CA40 CA65 CA74 CA75 CA88
CA93 CA98 DA07
Claims (21)
- 【請求項１】 第１窒化物系化合物半導体層、第２窒化
物系化合物半導体層、発光層、Ｐ型窒化物系化合物半導
体層およびＰ型電極が、この順番に積層された積層体を
具備し、 該第１窒化物系化合物半導体層には、該第２窒化物系化
合物半導体層が露出するように溝が形成されており、 少なくとも該溝には、該第２窒化物系化合物半導体層と
該発光層に電流を注入するためのパッド電極とを接続す
るＮ型電極が設けられていることを特徴とする窒化物系
化合物半導体発光素子。 - 【請求項２】 前記第１窒化物系化合物半導体層は、Ａ
ｌＮ層によって構成されている、請求項１記載の窒化物
系化合物半導体発光素子。 - 【請求項３】 前記第２窒化物系化合物半導体層は、Ｇ
ａＮ層とＩｎＧａＮ層との少なくとも１つによって構成
されている、請求項１記載の窒化物系化合物半導体発光
素子。 - 【請求項４】 前記第１窒化物系化合物半導体層は、前
記第２窒化物系化合物半導体層の表面の全体を覆うよう
に積層されている、請求項１記載の窒化物系化合物半導
体発光素子。 - 【請求項５】 前記Ｎ型電極は、前記第１窒化物系化合
物半導体層の表面に延伸するように設けられている、請
求項１記載の窒化物系化合物半導体発光素子。 - 【請求項６】 前記パッド電極は、前記第１窒化物系化
合物半導体層上に延伸した前記Ｎ型電極上に設けられて
いる、請求項５記載の窒化物系化合物半導体発光素子。 - 【請求項７】 前記パッド電極は、前記積層体の積層方
向に沿って前記発光層から発光した光を遮らない位置に
配置されている、請求項１記載の窒化物系化合物半導体
発光素子。 - 【請求項８】 前記Ｎ型電極は、金属を含む透光性薄膜
によって構成されている、請求項１記載の窒化物系化合
物半導体発光素子。 - 【請求項９】 前記Ｎ型電極は、透光性導電体である酸
化物半導体によって構成されている、請求項１記載の窒
化物系化合物半導体発光素子。 - 【請求項１０】 前記Ｐ型電極に対して前記発光層の反
対側に設けられ、前記積層体を支持する導電層をさらに
具備する、請求項１記載の窒化物系化合物半導体発光素
子。 - 【請求項１１】 前記導電層は、メッキにより形成され
た金属からなる、請求項１０記載の窒化物系化合物半導
体発光素子。 - 【請求項１２】 前記導電層は、前記Ｐ型電極に接着さ
れた金属板または半導体基板によって構成されている、
請求項１０記載の窒化物系化合物半導体発光素子。 - 【請求項１３】 基板上に、第１窒化物系化合物半導体
層、第２窒化物系化合物半導体層、発光層およびＰ型窒
化物系化合物半導体層をこの順番に形成する工程と、 該Ｐ型窒化物系化合物半導体層上にＰ型電極を形成する
工程と、 該Ｐ型電極上に導電層を形成する工程と、 該導電層を形成する工程の後に、該基板を除去する工程
と、 該基板を除去する工程の後に、該第２窒化物系化合物半
導体層が露出するように該第１窒化物系化合物半導体層
に溝を形成する工程と、 該第２窒化物系化合物半導体層を露出するように形成さ
れた該溝を覆うようにＮ型電極を形成する工程とを包含
することを特徴とする窒化物系化合物半導体発光素子の
製造方法。 - 【請求項１４】 前記基板は、シリコン基板によって構
成されている、請求項１３記載の窒化物系化合物半導体
発光素子の製造方法。 - 【請求項１５】 前記基板を除去する工程は、少なくと
もフッ酸、硝酸および酢酸が混合された混合液を用いた
エッチング法によって実施される、請求項１３記載の窒
化物系化合物半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項１６】 前記Ｎ型電極は、透光性を有してい
る、請求項１３記載の窒化物系化合物半導体発光素子の
製造方法。 - 【請求項１７】 前記発光層に電流を注入するためのパ
ッド電極を前記Ｎ型電極と接続するように設ける工程を
さらに包含している、請求項１３記載の窒化物系化合物
半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項１８】 前記Ｎ型電極は、前記第１窒化物系化
合物半導体層上に延伸しており、 前記パッド電極は、該第１窒化物系化合物半導体層上に
延伸した該Ｎ型電極上に設けられる、請求項１７記載の
窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項１９】 前記パッド電極は、前記発光層から発
光した光を遮らない位置に設けられる、請求項１７記載
の窒化物系化合物半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項２０】 前記第１窒化物系化合物半導体層は、
ＡｌＮ層によって構成されている、請求項１７記載の窒
化物系化合物半導体発光素子の製造方法。 - 【請求項２１】 基板上に、第１窒化物系化合物半導体
層、第２窒化物系化合物半導体層、発光層およびＰ型窒
化物系化合物半導体層をこの順番に形成する工程と、 該基板を除去する工程と、 該基板を除去する工程の後、該第２窒化物系化合物半導
体層が露出するように該第１窒化物系化合物半導体層に
溝を形成する工程と、 該第２窒化物系化合物半導体層を露出するように形成さ
れた該溝を覆うようにＮ型電極を形成する工程と、 該Ｐ型窒化物系化合物半導体層上にＰ型電極を形成する
工程とを包含することを特徴とする窒化物系化合物半導
体発光素子の製造方法。
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|---|---|---|---|
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| US10/309,942 US6936861B2 (en) | 2001-12-04 | 2002-12-03 | Nitride-based compound semiconductor light-emitting element and method for producing same |
| CNB021515697A CN1263170C (zh) | 2001-12-04 | 2002-12-04 | 氮化物基化合物半导体发光元件及其制造方法 |
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