JP2004179491A - Nitride semiconductor light emitting element and its manufacturing method - Google Patents

Nitride semiconductor light emitting element and its manufacturing method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nitride semiconductor light emitting element which has high light emission efficiency and high guide-out efficiency of emitted light. <P>SOLUTION: The nitride semiconductor light emitting element is equipped with a contact layer formed of a p-type nitride semiconductor, and has a p-side ohmic electrode formed partially on the contact layer except a light projection part. In the light emitting element, the p-type nitride semiconductor layer is modified by removing a metal layer after the metal layer has been formed of at least one substance selected from a group of Ni and Pt. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、p側のコンタクト層を介して光を出射する窒化物半導体発光素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
比較的波長の短い光を発光することができる窒化物半導体発光素子は、通常絶縁性の基板の上に所定の窒化物半導体層が成長されてその半導体層の上にn型及びp型の電極が形成されることにより構成され、基板側又は半導体側から光が出射される。この窒化物半導体発光素子では、基板から最も離れた位置には通常p型コンタクト層が形成されるが、そのp型コンタクト層を介して光を出射する場合、以下のようにして電極が形成されている。
例えば、特許文献1では、発光層から発せられた光を上方に放出させる場合、上部電極の形態パターンとして、図8(b)に示すような、櫛(くし)形パターンや、図8(c)に示すような、透光性電極の態様とすることが開示されており、また、図8(b)のくし形パターンの電極は、電極のない開口部から発光した光を取り出す構造とすることが開示されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−174339号公報(段落0005、図8(b)、図8(c))
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、透明電極を用いた従来例では、透明電極による光の減衰があり、光の取り出し効率の向上には一定の限界があった。
また、開口部から光を出射する従来例では、p型窒化物半導体層の抵抗値が大きいために、光を出射する開口部の直下の発光層には電流が注入されにくく、やはり発光効率及び発光した光の取り出し効率の向上には一定の限界があった。
【0005】
そこで、本発明は、発光効率及び発光した光の取り出し効率の高い窒化物半導体発光素子を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために、本発明に係る窒化物半導体発光素子は、p型窒化物半導体からなるp型コンタクト層を備え、そのp型コンタクト層上に、光出射部を除いて部分的にp側オーミック電極を形成した窒化物半導体発光素子において、
上記光出射部のp型コンタクト層は、Ni及びPtからなる群から選択された少なくとも1つからなる金属層を形成した後にその金属層を除去することにより改質処理されていることを特徴とする。
この様に構成された本発明に係る窒化物半導体発光素子では、触媒作用を有するNi層又はPt層により、光出射部のp型コンタクト層において窒化物半導体の成長中にとり込まれた水素の離脱が促進されて抵抗値を低くできる。
従って、本発明に係る窒化物半導体発光素子では、より効果的に光出射部の直下に位置する活性層にキャリアを注入することができ、その光出射部の直下の活性層で発光した光を、直上の光出射部から効率よく出射することができる。
【0007】
また、本発明に係る窒化物半導体発光素子では、上記光出射部のp型窒化物半導体層のみが選択的に処理されていることが好ましい。
【0008】
また、本発明に係る窒化物半導体発光素子は、p型窒化物半導体からなるコンタクト層を備え、そのコンタクト層上に、光出射部を除いて部分的にp側オーミック電極を形成した窒化物半導体発光素子において、上記光出射部のp型コンタクト層表面に、Ni及びPtからなる群から選択された少なくとも1つの金属元素を有している。
【0009】
本発明に係る窒化物半導体発光素子では、上記p側オーミック電極は開口部を有し、その開口部により露出された上記p型コンタクト層表面により上記光出射部が構成されるようにできる。
また、上記p側オーミック電極は、複数の上記開口部を有することが好ましい。
ここで、開口部を有するp側オーミック電極は、特定の形状に限られるものではなく、例えば、櫛形又はメッシュ状等種々の形状で形成できる。
【0010】
また、本発明に係る窒化物半導体発光素子の製造方法は、p型窒化物半導体からなるp型コンタクト層を備え、そのp型コンタクト層上に、光出射部を除いて部分的にp側オーミック電極を形成した窒化物半導体発光素子の製造方法において、
上記p型コンタクト層上に、光出射部を除いて部分的にp側オーミック電極を形成する電極形成工程と、
その電極形成工程とは別に、上記光出射部のp型コンタクト層表面に、Ni及びPtからなる群から選択された金属からなる金属層を形成する金属層形成工程と上記金属層を除去する金属層除去工程とを含むことを特徴とする。
【0011】
また、本発明に係る窒化物半導体発光素子の製造方法では、上記光出射部のp型コンタクト層のみが選択的に処理されるように、上記金属層形成工程の前に、上記電極形成工程を含み、
上記金属層形成工程において、上記光出射部と上記p側オーミック電極とを覆うように上記金属層を形成することが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態の窒化物半導体発光素子について説明する。
本実施の形態の窒化物半導体発光素子は、基板1上にバッファ層2を介して、n型コンタクト層3を含むn側の窒化物半導体層と、活性層5と、p型コンタクト層7を最上層に有するp側の窒化物半導体層とを有し(図2)、p型コンタクト層側から光を出射する窒化物半導体発光素子であって、以下のような特徴を有するものである。
【0013】
すなわち、本発明に係る実施の形態の窒化物半導体発光素子では、図1及び図2に示すように、p側オーミック電極70及びp側パッド電極71からなるp側電極をp型コンタクト層上に部分的に(開口部を有するように)形成することにより、そのp側電極が形成されていないp型コンタクト層表面を光出射部7aとしている。
そして、その光出射部7aとして開口されたp型コンタクト層7は、窒化物半導体から水素の離脱を促進させる触媒作用を有するNi層又はPt層を形成して、その後、Ni層又はPt層をエッチングにより除去するという工程を経て改質処理が施されている。
【0014】
この様に構成された本発明に係る窒化物半導体発光素子では、触媒作用を有するNi層又はPt層を形成した後に、そのNi層又はPt層をエッチングにより除去するという改質処理を施すことにより、光出射部7aに位置するp型コンタクト層7において、窒化物半導体の成長中にとり込まれた水素の離脱が促進され、その光出射部7aの下に位置するp型コンタクト層7の抵抗値を低くできる。
これにより、改質処理が施されていない発光素子に比較して、より効果的に光出射部7aの直下に位置する活性層5にキャリアを注入することができ、その光出射部7aの直下の活性層で発光した光を、直上の光出射部7aから効率よく出射することができる。
【0015】
また、以上のように構成された実施の形態の窒化物半導体発光素子では、Ni層又はPt層を形成した後に、そのNi層又はPt層をエッチングにより除去するという処理を施しているので、光出射部7aのp型コンタクト層7表面及びその近傍に、Ni元素又は白金元素が残る。
このように、光出射部7aのp型コンタクト層7表面及びその近傍に、Ni元素又は白金元素を有する本発明に係る発光素子は、従来の発光素子に比較して、より効果的に光出射部7aの直下に位置する活性層5にキャリアを注入することができ、その光出射部7aの直下の活性層で発光した光を、直上の光出射部7aから効率よく出射することができる。
【0016】
以上の本発明に係る窒化物半導体発光素子では、上記改質処理は、光出射部7a(p側電極が形成されていない開口部)に位置するp型コンタクト層7に対して選択的に行うことが好ましい。
このようにすると、p側オーミック電極の下に位置するp型コンタクト層7に比較して光出射部7aの下に位置するp型コンタクト層7の抵抗を低くできるので、その抵抗の低い部分により多くの電流を流すことができる結果、より効果的に光出射部7aの直下に位置する活性層にキャリアを注入することができ、その光出射部7aの直下の活性層で発光した光を、直上の光出射部7aから効率よく出射することができる。
すなわち、光出射部7aに位置するp型コンタクト層7に対して選択的に改質処理を行うことにより、発光した光を取り出しにくいp側電極直下の発光を抑制し、かつ光の取り出しの容易な光出射部7aの直下に位置する活性層における発光を増大させることができる。
【0017】
光出射部7aに位置するp型コンタクト層7に対して選択的に改質処理を行う具体的な方法としては、例えば、メッシュ電極のような開口部を有するp側オーミック電極を形成した後に、少なくとも開口部に露出したp型コンタクト層に接するようにNi層又はPt層を形成(最も簡単な方法としては、p側オーミック電極全体を覆うように形成する)した後に、そのNi層又はPt層をエッチングにより除去するという処理を施せばよい。
このようにして作製された窒化物半導体発光素子は、光出射部7aのp型コンタクト層7表面及びその近傍に、Mg元素とともにNi元素又は白金元素を有し、p側オーミック電極の直下にはNi元素又は白金元素を実質的に含むことなくMg元素のみを含むものであるが、光出射部7aに位置するp型コンタクト層7のみが選択的に改質処理がされたものとなり、発光した光を取り出しにくいp側電極直下の発光を抑制し、かつ光の取り出しの容易な光出射部7aの直下に位置する活性層における発光を増大させることができる。
【0018】
以下、本発明に係る実施の形態の窒化物半導体発光素子の製造方法について説明する。
(成長工程)
本製造方法では、まず、例えばサファイアからなる基板1の上に、それぞれ窒化物半導体からなるバッファ層2、n型コンタクト層3、n型クラッド層4、活性層5、p型クラッド層6及びp型コンタクト層7を成長させることにより、発光部を形成するための積層構造を作製する。
(n電極形成部の形成)
次に、積層構造の一部をエッチングして、図1に示すように、n型コンタクト層3の一部を露出させる。
【0019】
(p型化アニール)
さらに、600℃で熱処理をすることにより、p型クラッド層6及びp型コンタクト層7をp型化する。
(p側オーミック電極形成)
次ぎに、p型コンタクト層7上にRh(400Å)、Ir(500Å)、Pt(1000Å)を順に形成した後、パターンニングすることによりp側オーミック電極70を部分的(メッシュ状)に形成する。
このp側オーミック電極70は、例えば、メッシュ形状、ストライプ形状等、p側オーミック電極が形成されていない開口部分を比較的大きくできるようなパターンに形成することが好ましく、金属膜の形成後にマスクを用いてエッチングする方法やリフトオフなど種々の方法でパターンニングすることができる。
このp側オーミック電極は、p型コンタクト層と好ましいオーミック特性が得られる材料を用いて形成し、p型コンタクト層と好ましいオーミック特性が得られる材料としては、Rh,Ir,Pt,Ru,W,Tiなどが挙げられる。
【0020】
(p側パッド電極形成)
次に、p側パッド電極71を、図1に示すように形成する。このp側パッド電極は、例えば、Ptを400Åの厚さに形成した上に、Auを6500Åの厚さに形成した2層構造で形成する。
(pオーミックアニール)
次ぎに、p型コンタクト層7とp側オーミック電極70との間で良好なオーミック接触を得るために、600℃で熱処理(アニール)を行う。
【0021】
(n電極形成)
次に、例えば、W(200Å)、Al(2000Å)、W(500Å)、Pt(1000Å)、Au(3500Å)が積層されてなるn電極30を、積層構造の一部をエッチングすることにより露出させたn型コンタクト層3の表面(n電極形成部)に形成する。
尚、このn電極として酸化しにくい材料を用いる場合には、n電極をpオーミックアニール工程の前に形成するようにしてもよい。
(Ni層の形成)
次に、p型コンタクト層7全面を覆うように、例えば、60Å厚さのNi層を形成する。
(Ni層の除去)
そして、Ni層をウエットエッチングにより除去する。
このエッチング液は、Niのみを溶かし、p側オーミック電極及びp側パッド電極を溶かさないものを選択することが好ましい。
また、このNi層は、本発明においては、少なくともp型コンタクト層7上のp側オーミック電極が形成されていない開口部分に形成した後に除去すればよい。
【0022】
以上のように、本実施の形態の窒化物半導体発光素子の製造方法では、Ni形成工程とそのNiを除去する工程とからなる改質処理工程を含んでいるので、p型コンタクト層において、窒化物半導体の成長中にとり込まれた水素の離脱が促進され、その光出射部7aの下に位置するp型コンタクト層の抵抗値を低くできる。
【0023】
また、本実施の形態の窒化物半導体発光素子の製造方法では、所定のパターンにp側電極を形成した後に、改質処理を施しているので、光出射部7a(p側電極が形成されていない開口部)に位置するp型コンタクト層7に対して選択的に行うことができる。
従って、本実施の形態の製造方法によれば、より効果的に光出射部7aの直下に位置する活性層5にキャリアを注入することができ、その光出射部7aの直下の活性層で発光した光を、直上の光出射部7aから効率よく出射することができる窒化物半導体発光素子を製造できる。
また、本実施の形態のように、前記光出射部の改質処理が施され、p側オーミック電極形成部には改質処理が施されない窒化物半導体素子は、p型コンタクト層上において、光出射部のみにNiが堆積される。そのとき、Niはスパッタ等により形成されることで、光出射部の中央部からp側オーミック電極との境界面にかけて、膜厚が大きく形成される。よって、本実施の形態での改質処理は、開口部の中央部より前記境界面に近い所の方が水素の離脱がより促進され(つまりより強く改質処理が行われ)、抵抗値も低くなる。これにより、光出射部において、p側オーミック電極との境界近傍から特に強い光が放出されるようになる。
従って、例えば、メッシュ状のp側オーミック電極のように、光出射部を構成する複数の開口部を有するp側オーミック電極では、抵抗値が低く強い光が放出される境界近傍(この強く光る部分の境界からの距離は、開口部の面積を変化させてもあまり影響を受けない)の面積の開口部全体に占める割合が大きくなるように開口部(例えばメッシュ)の大きさは設定される。
【0024】
以上の実施の形態の製造方法では、p側電極(p側オーミック電極とp側パッド電極の双方)を所定のパターンに形成した後に、改質処理を施すようにした。
しかしながら、本発明では、p側オーミック電極70を所定のパターンに形成した後、p側パッド電極71の形成前に、改質処理を施してもよい。
以上のようにしても、光出射部7aに位置するp型コンタクト層7に対して選択的に行うことができ、実施の形態の製造方法と同様の作用効果を有する。
【0025】
また、本発明では、p側オーミック電極70を形成する前に、p型コンタクト層7全面にNi層を形成してそのNi層を除去するという改質処理を施した後、p側オーミック電極70とp側パッド電極71を所定のパターンに形成するようにしてもよい。
以上のようにしても、改質処理が施されていない従来の発光素子に比較して、より効果的に光出射部7aの直下に位置する活性層にキャリアを注入することができ、その光出射部7aの直下の活性層で発光した光を、直上の光出射部7aから効率よく出射することができる。
このように、p側電極を形成する前に全面に表面改質すると、p側オーミック電極直下においても、キャリアの注入効率が大きくなるので、オーミック電極形成後に表面改質したものよりも、光取り出しの点で劣るが(従来の発光素子に比れば効率よく出射することができることにはかわりはない)、表面改質によって若干あれたp型コンタクト層上にメッシュ電極を形成することになるので、メッシュ電極が密着性よく形成できるという利点がある。
【0026】
【実施例】
以下、本発明に係る実施例について説明する。
実施例1.
図1を参照しながら実施例1について説明する。
尚、本実施例1では、図1には図示していないが、バッファ層2の上にアンドープGaN層、p型クラッド層6の上に低濃度ドープのp型低濃度ドープ層を含み、図1のn型クラッド層に変えて、第1多層膜層とn型超格子多層膜層を含んでいる。
【0027】
(基板1)
サファイア(C面)よりなる基板1をMOVPE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。
【0028】
(バッファ層2)
続いて、温度を510℃まで下げ、キャリアガスに水素、原料ガスにアンモニアとTMG(トリメチルガリウム)とを用い、基板1上にAlGaNよりなるバッファ層2を約200オングストロームの膜厚で成長させる。なおこの低温で成長させる第1のバッファ層2は基板の種類、成長方法等によっては省略できる。
【0029】
(アンドープGaN層)
バッファ層2成長後、TMGのみ止めて、温度を1050℃まで上昇させる。1050℃になったら、同じく原料ガスにTMG、アンモニアガスを用い、アンドープGaN層を1.5μmの膜厚で成長させる。
【0030】
(n側コンタクト層3)
続いて1050℃で、同じく原料ガスにTMG、アンモニアガス、不純物ガスにシランガスを用い、Siを6×1018/cmドープしたGaNよりなるn側コンタクト層3を1.85μmの膜厚で成長させる。
【0031】
(第1多層膜層)
次にシランガスのみを止め、1050℃で、TMG、アンモニアガスを用い、アンドープGaNからなる下層を3000オングストロームの膜厚で成長させ、続いて同温度にてシランガスを追加しSiを6×1018/cmドープしたGaNからなる中間層を300オングストロームの膜厚で成長させ、更に続いてシランガスのみを止め、同温度にてアンドープGaNからなる上層を50オングストロームの膜厚で成長させ、3層からなる総膜厚3350オングストロームの第1多層膜層を成長させる。
【0032】
(n型超格子多層膜層)
次に、同様の温度で、アンドープGaNよりなる第1の窒化物半導体層を40オングストローム成長させ、次に温度を800℃にして、TMG、TMI、アンモニアを用い、アンドープIn0.02Ga0.98Nよりなる第2の窒化物半導体層を20オングストローム成長させる。そしてこれらの操作を繰り返し、第1+第2の順で交互に10層づつ積層させ、最後にGaNよりなる第1の窒化物半導体層を40オングストローム成長さた超格子構造の多層膜よりなるn型超格子多層膜層を640オングストロームの膜厚で成長させる。
【0033】
(活性層5)
次に、アンドープGaNよりなる障壁層を200オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、TMG、TMI、アンモニアを用いアンドープIn0.4Ga0.6Nよりなる井戸層を30オングストロームの膜厚で成長させる。そして障壁+井戸+障壁+井戸・・・・+障壁の順で障壁層を5層、井戸層4層交互に積層して、総膜厚1120オングストロームの多重量子井戸構造よりなる活性層5を成長させる。
【0034】
(中濃度ドープの多層膜p型クラッド層6)
次に、温度1050℃でTMG、TMA、アンモニア、CpMg(シクロペンタジエニルマグネシウム)を用い、Mgを5×1019/cmドープしたp型Al0.2Ga0.8Nよりなる第1の窒化物半導体層を40オングストロームの膜厚で成長させ、続いて温度を800℃にして、TMG、TMI、アンモニア、CpMgを用いMgを5×1019/cmドープしたIn0.03Ga0.97Nよりなる第2の窒化物半導体層を25オングストロームの膜厚で成長させる。そしてこれらの操作を繰り返し、第1+第2の順で交互に5層ずつ積層し、最後に第1の窒化物半導体層を40オングストロームの膜厚で成長させた超格子構造の多層膜よりなるp側多層膜クラッド層6を365オングストロームの膜厚で成長させる。
【0035】
(低濃度ドープのp型低濃度ドープ層)
続いて、1050℃で、TMG、アンモニアを用い、アンドープのGaNよりなるp型低濃度ドープ層を2000オングストロームの膜厚で成長させる。この低濃度ドープ層は、成長時はアンドープとして成長させるが、中濃度ドープの多層膜p型クラッド層6にドープされているMgが、低濃度ドープ層9を成長する間に拡散し、さらに下記の高濃度ドープのp型コンタクト層7を成長させる際にMgが拡散し、低濃度ドープ層はp型を示す。
この低濃度ドープ層のMg濃度は、最も濃度が低い部分では、2×1018/cmとなる。また低濃度ドープ層のMg濃度の変化は、図2に示すように、p型クラッド層6に接している部分ではp型クラッド層6のMg濃度とほぼ同様の値を示すが、p型クラッド層6から離れるに従い徐々に減少し、後で成長させるp型コンタクト層7と接近している付近(p型コンタクト層7を成長させる直前)でのMg濃度がほぼ最低値を示す。
【0036】
(高濃度ドープのp型コンタクト層7)
続いて、1050℃で、TMG、アンモニア、CpMgを用い、Mgを1×1020/cmドープしたGaNよりなるp型コンタクト層7を1200オングストロームの膜厚で成長させる。
反応終了後、温度を室温まで下げ、さらに窒素雰囲気中、ウェーハを反応容器内において、700℃でアニーリングを行い、p型層をさらに低抵抗化する。
【0037】
アニーリング後、ウェーハを反応容器から取り出し、最上層のp型コンタクト層7の表面に所定の形状のマスクを形成し、RIE(反応性イオンエッチング)装置でp型コンタクト層7側からエッチングを行い、図1に示すようにn型コンタクト層3の表面を露出させる。
【0038】
次に、p型コンタクト層7上にRhを400Å、Irを500Å、Ptを1000Åを順に形成する。
次に、p側パッド電極をn型コンタクト層3と対向する位置に、Ptを400Å、Auを6500Åの順で形成する。
p側パッド電極71を形成した後、露出されているp側オーミック電極をパターニングすることによりp側オーミック電極70をメッシュ状に形成する。形成方法はリフトオフ法を用いる。
【0039】
次にp型コンタクト層7とp側オーミック電極70との間で良好なオーミック接触を得るために、600℃で熱処理(アニール)を行う。
次に、露出させたn型コンタクト層3の表面に、Wを200Å、Alを2000Å、Wを500Å、Ptを1000Å、Auを3500Åの順に積層したn電極30を形成する。
次に、p型コンタクト層7全面を覆うように、60Åの厚さのNi層を形成する。さらに、Ni層を希硝酸又は濃塩酸によるウェットエッチングにより除去する。
【0040】
このようにして、窒化物半導体素子を得る。この窒化物半導体素子は光取り出し面となるp型コンタクト層7表面において、p側オーミック電極70はp側パッド電極形成部以外がメッシュ状に形成され、メッシュ形成部はp側パッド電極71と離れて形成されている。
以上のように構成された実施例1の窒化物半導体発光素子において、順方向電流を20mAとした時の順方向電圧はVfは、3.61Vであった。
【0041】
実施例2.
実施例2の窒化物半導体発光素子は、p側オーミック電極を形成する前にp型コンタクト層全体に改質処理を施し、その後、p側オーミック電極及びp側パッド電極を形成した点が実施例1とは異なり、それ以外の点は、実施例1と同様にして作製した。
その結果、実施例2の窒化物半導体発光素子において、順方向電流を20mAとした時の順方向電圧はVfは、3.64Vであった。
【0042】
比較例1.
比較例1の窒化物半導体発光素子は、改質処理を施していない点以外は、実施例1と同様にして作製した。
その結果、比較例1の窒化物半導体発光素子において、順方向電流を20mAとした時の順方向電圧はVfは、3.67Vであった。
【0043】
変形例
本実施の形態及び実施例では、p側オーミック電極はp側パッド電極71の下ではメッシュ形状ではないものとした。しかしながら、本発明では、p側パッド電極71の下のp側オーミック電極をメッシュ形状としてもよい。さらに、表面改質するための、Niの形成と除去の工程は、p側パッド電極の形成前に行っても、p側パッド電極の形成後に行ってもよい。
このようにすると、順方向電圧Vfをより低くできる。
また、この場合、p側オーミック電極の開口部から出射される光がp側パッド電極で吸収されることにより出力が低下する場合があるが、p側パッド電極のp側オーミック電極及びp型コンタクト層に接する層として、Rh層を形成することにより、p側パッド電極による光の吸収を抑制でき、出力の低下を防止できる。
【0044】
【発明の効果】
以上、説明したことから明らかなように、本発明に係る窒化物半導体発光素子においては、上記光出射部のp型窒化物半導体層は、Ni及びPtからなる群から選択された少なくとも1つからなる金属層を形成した後にその金属層を除去することにより改質処理されているので、Ni層又はPt層の触媒作用により、光出射部のp型コンタクト層において窒化物半導体の成長中にとり込まれた水素の離脱が促進されて抵抗値を低くできる。
従って、本発明に係る窒化物半導体発光素子によれば、より効果的に光出射部の直下に位置する活性層にキャリアを注入することができ、その光出射部の直下の活性層で発光した光を、直上の光出射部から効率よく出射することができ、発光効率及び発光した光の取り出し効率の高い窒化物半導体発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施の形態の窒化物半導体発光素子の平面図である。
【図2】図1のA−A’線についての断面図である。
【図3】図2の断面図の一部を拡大して示す一部拡大断面図である。
【図4】本発明に係る変形例の窒化物半導体発光素子の断面の一部を拡大して示す一部拡大断面図である。
【符号の説明】
1…基板、2…バッファ層、3…n型コンタクト層、4…n型クラッド層、5…活性層、6…p型クラッド層、7…p型コンタクト層、7a…光出射部、70…p側オーミック電極、71…p側パッド電極。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a nitride semiconductor light emitting device that emits light through a p-side contact layer.
[0002]
[Prior art]
A nitride semiconductor light emitting device capable of emitting light having a relatively short wavelength usually has a structure in which a predetermined nitride semiconductor layer is grown on an insulating substrate and n-type and p-type electrodes are formed on the semiconductor layer. Is formed, and light is emitted from the substrate side or the semiconductor side. In this nitride semiconductor light emitting device, a p-type contact layer is usually formed at a position farthest from the substrate. When light is emitted through the p-type contact layer, an electrode is formed as follows. ing.
For example, in Patent Document 1, when light emitted from a light emitting layer is emitted upward, a comb-shaped pattern as shown in FIG. 8B or a comb-shaped pattern shown in FIG. 8) is disclosed, and the comb-shaped electrode shown in FIG. 8B has a structure in which emitted light is extracted from an opening having no electrode. It is disclosed.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-174339 (paragraph 0005, FIG. 8 (b), FIG. 8 (c))
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional example using a transparent electrode, light is attenuated by the transparent electrode, and there is a certain limit in improving light extraction efficiency.
Further, in the conventional example in which light is emitted from the opening, current is difficult to be injected into the light-emitting layer immediately below the light-emitting opening because the resistance value of the p-type nitride semiconductor layer is large, which also results in luminous efficiency and There is a certain limit in improving the efficiency of extracting emitted light.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a nitride semiconductor light emitting device having high luminous efficiency and high light extraction efficiency.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a nitride semiconductor light emitting device according to the present invention includes a p-type contact layer made of a p-type nitride semiconductor, and is partially provided on the p-type contact layer except for a light emitting portion. In the nitride semiconductor light emitting device having a p-side ohmic electrode formed thereon,
The p-type contact layer of the light emitting portion is modified by forming a metal layer made of at least one selected from the group consisting of Ni and Pt and then removing the metal layer. I do.
In the nitride semiconductor light emitting device according to the present invention thus configured, the Ni or Pt layer having a catalytic action releases hydrogen taken in during growth of the nitride semiconductor in the p-type contact layer of the light emitting portion. Is promoted and the resistance value can be lowered.
Therefore, in the nitride semiconductor light emitting device according to the present invention, carriers can be more effectively injected into the active layer located immediately below the light emitting portion, and light emitted from the active layer immediately below the light emitting portion can be emitted. , Can be efficiently emitted from the light emitting portion immediately above.
[0007]
Further, in the nitride semiconductor light emitting device according to the present invention, it is preferable that only the p-type nitride semiconductor layer of the light emitting portion is selectively treated.
[0008]
Also, the nitride semiconductor light emitting device according to the present invention includes a contact layer made of a p-type nitride semiconductor, and a p-side ohmic electrode partially formed on the contact layer except for a light emitting portion. In the light emitting element, at least one metal element selected from the group consisting of Ni and Pt is provided on the surface of the p-type contact layer of the light emitting portion.
[0009]
In the nitride semiconductor light emitting device according to the present invention, the p-side ohmic electrode has an opening, and the light emitting portion can be constituted by the surface of the p-type contact layer exposed by the opening.
Further, it is preferable that the p-side ohmic electrode has a plurality of openings.
Here, the p-side ohmic electrode having an opening is not limited to a specific shape, and may be formed in various shapes such as a comb shape or a mesh shape.
[0010]
In addition, the method for manufacturing a nitride semiconductor light emitting device according to the present invention includes a p-type contact layer made of a p-type nitride semiconductor, and a p-side ohmic portion is formed on the p-type contact layer except for a light emitting portion. In a method for manufacturing a nitride semiconductor light emitting device having electrodes formed thereon,
An electrode forming step of partially forming a p-side ohmic electrode on the p-type contact layer except for a light emitting portion;
Apart from the electrode forming step, a metal layer forming step of forming a metal layer made of a metal selected from the group consisting of Ni and Pt on the surface of the p-type contact layer of the light emitting portion, and a metal for removing the metal layer And a layer removing step.
[0011]
In the method for manufacturing a nitride semiconductor light emitting device according to the present invention, the electrode forming step may be performed before the metal layer forming step so that only the p-type contact layer of the light emitting portion is selectively processed. Including
In the metal layer forming step, it is preferable that the metal layer is formed so as to cover the light emitting portion and the p-side ohmic electrode.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a nitride semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the nitride semiconductor light emitting device of the present embodiment, an n-side nitride semiconductor layer including an n-type contact layer 3, an active layer 5, and a p-type contact layer 7 are formed on a substrate 1 via a buffer layer 2. A nitride semiconductor light-emitting device having a p-side nitride semiconductor layer provided in the uppermost layer (FIG. 2) and emitting light from the p-type contact layer side, and having the following features.
[0013]
That is, in the nitride semiconductor light emitting device of the embodiment according to the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the p-side electrode including the p-side ohmic electrode 70 and the p-side pad electrode 71 is formed on the p-type contact layer. By partially forming (having an opening), the surface of the p-type contact layer where the p-side electrode is not formed is used as the light emitting portion 7a.
Then, the p-type contact layer 7 opened as the light emitting portion 7a forms a Ni layer or a Pt layer having a catalytic action to promote the release of hydrogen from the nitride semiconductor, and then forms the Ni layer or the Pt layer. The reforming process is performed through a process of removing by etching.
[0014]
In the nitride semiconductor light emitting device according to the present invention configured as described above, after forming a Ni layer or a Pt layer having a catalytic action, a reforming process of removing the Ni layer or the Pt layer by etching is performed. In the p-type contact layer 7 located at the light emitting portion 7a, the desorption of hydrogen taken in during the growth of the nitride semiconductor is promoted, and the resistance value of the p-type contact layer 7 located under the light emitting portion 7a is increased. Can be lowered.
As a result, carriers can be more effectively injected into the active layer 5 located immediately below the light emitting portion 7a, as compared with a light emitting element that has not been subjected to the modification treatment. Can be efficiently emitted from the light emitting portion 7a immediately above.
[0015]
Further, in the nitride semiconductor light emitting device according to the embodiment configured as described above, after the Ni layer or the Pt layer is formed, the Ni layer or the Pt layer is removed by etching. The Ni element or the platinum element remains on the surface of the p-type contact layer 7 of the emission part 7a and in the vicinity thereof.
As described above, the light emitting device according to the present invention having the Ni element or the platinum element on the surface of the p-type contact layer 7 of the light emitting portion 7a and in the vicinity thereof has a more effective light emitting device than the conventional light emitting device. Carriers can be injected into the active layer 5 located immediately below the portion 7a, and light emitted by the active layer immediately below the light emitting portion 7a can be efficiently emitted from the light emitting portion 7a immediately above.
[0016]
In the above-described nitride semiconductor light emitting device according to the present invention, the above-described modification process is selectively performed on the p-type contact layer 7 located at the light emitting portion 7a (the opening where the p-side electrode is not formed). Is preferred.
With this configuration, the resistance of the p-type contact layer 7 located below the light emitting portion 7a can be made lower than that of the p-type contact layer 7 located below the p-side ohmic electrode. As a result of allowing a large amount of current to flow, carriers can be more effectively injected into the active layer located immediately below the light emitting portion 7a, and light emitted from the active layer immediately below the light emitting portion 7a is The light can be efficiently emitted from the light emitting portion 7a immediately above.
That is, by selectively modifying the p-type contact layer 7 located in the light emitting portion 7a, light emission immediately below the p-side electrode, which makes it difficult to extract emitted light, is suppressed, and light can be easily extracted. It is possible to increase light emission in the active layer located immediately below the light emitting portion 7a.
[0017]
As a specific method of selectively modifying the p-type contact layer 7 located at the light emitting portion 7a, for example, after forming a p-side ohmic electrode having an opening such as a mesh electrode, After forming a Ni layer or a Pt layer so as to be in contact with at least the p-type contact layer exposed at the opening (the simplest method is to cover the entire p-side ohmic electrode), the Ni layer or the Pt layer is then formed. May be removed by etching.
The nitride semiconductor light-emitting device manufactured in this manner has a Ni element or a platinum element together with a Mg element on the surface of the p-type contact layer 7 of the light emitting portion 7a and in the vicinity thereof, and is provided immediately below the p-side ohmic electrode. Although it contains only the Mg element without substantially containing the Ni element or the platinum element, only the p-type contact layer 7 located at the light emitting portion 7a is selectively modified, and the emitted light is Light emission immediately below the p-side electrode, which is difficult to extract, can be suppressed, and light emission in the active layer located immediately below the light emitting portion 7a, from which light can be easily extracted, can be increased.
[0018]
Hereinafter, a method for manufacturing a nitride semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described.
(Growth process)
In this manufacturing method, first, a buffer layer 2 made of a nitride semiconductor, an n-type contact layer 3, an n-type clad layer 4, an active layer 5, a p-type clad layer 6, and a p-type are formed on a substrate 1 made of, for example, sapphire. By growing the mold contact layer 7, a laminated structure for forming a light emitting portion is produced.
(Formation of n-electrode formation part)
Next, a part of the laminated structure is etched to expose a part of the n-type contact layer 3, as shown in FIG.
[0019]
(P-type annealing)
Further, by performing a heat treatment at 600 ° C., the p-type cladding layer 6 and the p-type contact layer 7 are made p-type.
(Formation of p-side ohmic electrode)
Next, after forming Rh (400 °), Ir (500 °), and Pt (1000 °) in this order on the p-type contact layer 7, the p-side ohmic electrode 70 is partially (mesh-shaped) by patterning. .
The p-side ohmic electrode 70 is preferably formed in a pattern such as a mesh shape, a stripe shape, or the like, in which an opening portion where the p-side ohmic electrode is not formed can be relatively large. Patterning can be performed by various methods such as a method of etching using a method and a lift-off method.
The p-side ohmic electrode is formed by using a material that can obtain a preferable ohmic characteristic with a p-type contact layer. Examples of the material that can obtain a preferable ohmic characteristic with the p-type contact layer include Rh, Ir, Pt, Ru, W, and W. Ti and the like.
[0020]
(Formation of p-side pad electrode)
Next, the p-side pad electrode 71 is formed as shown in FIG. The p-side pad electrode has a two-layer structure in which, for example, Pt is formed to a thickness of 400 ° and Au is formed to a thickness of 6500 °.
(P ohmic annealing)
Next, heat treatment (annealing) is performed at 600 ° C. in order to obtain good ohmic contact between the p-type contact layer 7 and the p-side ohmic electrode 70.
[0021]
(N-electrode formation)
Next, for example, the n-electrode 30 formed by laminating W (200 °), Al (2000 °), W (500 °), Pt (1000 °), and Au (3500 °) is exposed by etching a part of the laminated structure. The n-type contact layer 3 is formed on the surface (n-electrode formation portion).
When a material that is hardly oxidized is used for the n-electrode, the n-electrode may be formed before the p-ohmic annealing step.
(Formation of Ni layer)
Next, a Ni layer having a thickness of, for example, 60 ° is formed so as to cover the entire surface of the p-type contact layer 7.
(Removal of Ni layer)
Then, the Ni layer is removed by wet etching.
It is preferable to select an etchant that dissolves only Ni and does not dissolve the p-side ohmic electrode and the p-side pad electrode.
In addition, in the present invention, the Ni layer may be removed after forming at least the opening on the p-type contact layer 7 where the p-side ohmic electrode is not formed.
[0022]
As described above, the method for manufacturing the nitride semiconductor light emitting device of the present embodiment includes the reforming step including the Ni forming step and the step of removing the Ni. The desorption of hydrogen taken in during the growth of the target semiconductor is promoted, and the resistance value of the p-type contact layer located below the light emitting portion 7a can be reduced.
[0023]
Further, in the method for manufacturing a nitride semiconductor light emitting device of the present embodiment, since the p-side electrode is formed in a predetermined pattern and then the modification process is performed, the light emitting portion 7a (the p-side electrode is formed). The opening can be selectively applied to the p-type contact layer 7 located at the opening (not provided).
Therefore, according to the manufacturing method of the present embodiment, carriers can be more effectively injected into the active layer 5 located immediately below the light emitting portion 7a, and the active layer immediately below the light emitting portion 7a emits light. It is possible to manufacture a nitride semiconductor light emitting device that can efficiently emit the emitted light from the light emitting portion 7a immediately above.
Further, as in the present embodiment, the nitride semiconductor device in which the light emitting portion is subjected to the modification process and the p-side ohmic electrode formation portion is not subjected to the modification process is provided on the p-type contact layer. Ni is deposited only on the emission part. At this time, Ni is formed by sputtering or the like, so that the film thickness is increased from the central portion of the light emitting portion to the boundary surface with the p-side ohmic electrode. Therefore, in the reforming process in the present embodiment, the desorption of hydrogen is more promoted in the portion closer to the boundary surface than in the center of the opening (that is, the reforming process is performed more strongly), and the resistance value is also increased. Lower. Thereby, in the light emitting portion, particularly strong light is emitted from the vicinity of the boundary with the p-side ohmic electrode.
Therefore, for example, in the case of a p-side ohmic electrode having a plurality of openings constituting a light emitting portion, such as a mesh-shaped p-side ohmic electrode, the vicinity of a boundary where a low resistance value and strong light are emitted (the portion where the strong light is emitted) The size of the opening (for example, mesh) is set so that the ratio of the area of the opening to the entire opening is large even if the area of the opening is changed.
[0024]
In the manufacturing method according to the above-described embodiment, after the p-side electrode (both the p-side ohmic electrode and the p-side pad electrode) is formed in a predetermined pattern, the modification process is performed.
However, in the present invention, after the p-side ohmic electrode 70 is formed in a predetermined pattern, a reforming process may be performed before the formation of the p-side pad electrode 71.
Even in the case described above, it can be selectively performed on the p-type contact layer 7 located at the light emitting portion 7a, and has the same operation and effect as the manufacturing method of the embodiment.
[0025]
Further, in the present invention, before forming the p-side ohmic electrode 70, after performing a reforming process of forming a Ni layer on the entire surface of the p-type contact layer 7 and removing the Ni layer, the p-side ohmic electrode 70 is formed. And the p-side pad electrode 71 may be formed in a predetermined pattern.
Even in the case described above, carriers can be more effectively injected into the active layer located immediately below the light emitting portion 7a as compared with a conventional light emitting element that has not been modified. The light emitted from the active layer immediately below the emission section 7a can be efficiently emitted from the light emission section 7a immediately above.
As described above, when the surface is modified over the entire surface before the p-side electrode is formed, the carrier injection efficiency is increased even immediately below the p-side ohmic electrode. (It is still the case that the light can be emitted more efficiently than the conventional light emitting device), but the mesh electrode is formed on the p-type contact layer slightly roughened by the surface modification. There is an advantage that the mesh electrode can be formed with good adhesion.
[0026]
【Example】
Hereinafter, examples according to the present invention will be described.
Embodiment 1 FIG.
Example 1 will be described with reference to FIG.
Although not shown in FIG. 1 in the first embodiment, the buffer layer 2 includes an undoped GaN layer, and the p-type cladding layer 6 includes a lightly doped p-type lightly doped layer. In place of the n-type clad layer 1, a first multilayer film layer and an n-type superlattice multilayer film layer are included.
[0027]
(Substrate 1)
The substrate 1 made of sapphire (C surface) is set in a MOVPE reaction vessel, and while flowing hydrogen, the temperature of the substrate is raised to 1050 ° C. to clean the substrate.
[0028]
(Buffer layer 2)
Subsequently, the temperature is lowered to 510 ° C., and a buffer layer 2 made of AlGaN is grown on the substrate 1 to a thickness of about 200 angstroms using hydrogen as a carrier gas and ammonia and TMG (trimethylgallium) as a source gas. Note that the first buffer layer 2 grown at a low temperature can be omitted depending on the type of the substrate, the growth method, and the like.
[0029]
(Undoped GaN layer)
After the growth of the buffer layer 2, only TMG is stopped, and the temperature is increased to 1050 ° C. When the temperature reaches 1050 ° C., an undoped GaN layer is grown to a thickness of 1.5 μm using TMG and ammonia gas as the source gas.
[0030]
(N-side contact layer 3)
Subsequently, at 1050 ° C., TMG, ammonia gas and silane gas were used as the source gas and the 18 / Cm 3 An n-side contact layer 3 made of doped GaN is grown to a thickness of 1.85 μm.
[0031]
(First multilayer film layer)
Next, only the silane gas was stopped, and a lower layer of undoped GaN was grown to a thickness of 3000 Å at 1050 ° C. using TMG and ammonia gas. Subsequently, silane gas was added at the same temperature to add 6 × 10 18 / Cm 3 An intermediate layer made of doped GaN is grown to a thickness of 300 angstroms, then only silane gas is stopped, and an upper layer made of undoped GaN is grown at the same temperature to a thickness of 50 angstroms to form a total film consisting of three layers. A first multilayer layer having a thickness of 3350 Å is grown.
[0032]
(N-type superlattice multilayer film layer)
Next, at a similar temperature, a first nitride semiconductor layer made of undoped GaN is grown at 40 Å, then the temperature is set to 800 ° C., and undoped In is formed using TMG, TMI and ammonia. 0.02 Ga 0.98 A second nitride semiconductor layer made of N is grown by 20 angstroms. These operations are repeated so that ten layers are alternately stacked in a first + second order, and finally, a first nitride semiconductor layer made of GaN is grown by 40 angstroms to form an n-type superlattice multilayer film. A superlattice multilayer is grown to a thickness of 640 angstroms.
[0033]
(Active layer 5)
Next, a barrier layer made of undoped GaN is grown to a thickness of 200 angstroms, then the temperature is raised to 800 ° C., and undoped In 0.4 Ga 0.6 A well layer made of N is grown to a thickness of 30 Å. Then, five barrier layers and four well layers are alternately stacked in the order of barrier + well + barrier + well... Let it.
[0034]
(Medium concentration doped multilayer p-type cladding layer 6)
Next, at a temperature of 1050 ° C., TMG, TMA, ammonia, Cp 2 Using Mg (cyclopentadienyl magnesium), 19 / Cm 3 Doped p-type Al 0.2 Ga 0.8 A first nitride semiconductor layer made of N is grown to a thickness of 40 angstroms, then the temperature is set to 800 ° C., and TMG, TMI, ammonia, Cp 2 5 × 10 Mg using Mg 19 / Cm 3 Doped In 0.03 Ga 0.97 A second nitride semiconductor layer made of N is grown to a thickness of 25 Å. Then, these operations are repeated, and five layers are alternately laminated in the order of first + second, and finally, the first nitride semiconductor layer is formed of a multilayer film having a superlattice structure in which the first nitride semiconductor layer is grown to a thickness of 40 Å. The side multilayer clad layer 6 is grown to a thickness of 365 angstroms.
[0035]
(Lightly doped p-type lightly doped layer)
Subsequently, a p-type lightly doped layer of undoped GaN is grown to a thickness of 2000 Å at 1050 ° C. using TMG and ammonia. This low-concentration doped layer is grown as undoped during growth, but Mg doped in the medium-concentration doped multilayer p-type cladding layer 6 diffuses during the growth of the low-concentration doped layer 9, and When the highly doped p-type contact layer 7 is grown, Mg diffuses, and the lightly doped layer shows p-type.
The Mg concentration of this lightly doped layer is 2 × 10 18 / Cm 3 It becomes. Further, as shown in FIG. 2, the change in the Mg concentration of the low-concentration doped layer shows almost the same value as the Mg concentration of the p-type cladding layer 6 at the portion in contact with the p-type cladding layer 6. The Mg concentration gradually decreases as the distance from the layer 6 increases, and the Mg concentration in the vicinity of the p-type contact layer 7 to be grown later (immediately before the growth of the p-type contact layer 7) shows almost the lowest value.
[0036]
(Highly doped p-type contact layer 7)
Subsequently, at 1050 ° C., TMG, ammonia, Cp 2 Using Mg, Mg is 1 × 10 20 / Cm 3 A p-type contact layer 7 made of doped GaN is grown to a thickness of 1200 Å.
After completion of the reaction, the temperature is lowered to room temperature, and the wafer is annealed in a reaction vessel at 700 ° C. in a nitrogen atmosphere to further reduce the resistance of the p-type layer.
[0037]
After annealing, the wafer is taken out of the reaction vessel, a mask having a predetermined shape is formed on the surface of the uppermost p-type contact layer 7, and etching is performed from the p-type contact layer 7 side by an RIE (reactive ion etching) apparatus. As shown in FIG. 1, the surface of the n-type contact layer 3 is exposed.
[0038]
Next, on the p-type contact layer 7, Rh is formed at 400 °, Ir at 500 °, and Pt at 1000 ° in this order.
Next, at the position where the p-side pad electrode faces the n-type contact layer 3, Pt is formed in the order of 400 ° and Au is formed in the order of 6500 °.
After the p-side pad electrode 71 is formed, the exposed p-side ohmic electrode is patterned to form the p-side ohmic electrode 70 in a mesh shape. The lift-off method is used for the formation method.
[0039]
Next, heat treatment (annealing) is performed at 600 ° C. in order to obtain good ohmic contact between the p-type contact layer 7 and the p-side ohmic electrode 70.
Next, an n-electrode 30 is formed on the exposed surface of the n-type contact layer 3 by laminating W at 200 °, Al at 2000 °, W at 500 °, Pt at 1000 °, and Au at 3500 ° in this order.
Next, a Ni layer having a thickness of 60 ° is formed so as to cover the entire surface of the p-type contact layer 7. Further, the Ni layer is removed by wet etching using diluted nitric acid or concentrated hydrochloric acid.
[0040]
Thus, a nitride semiconductor device is obtained. In this nitride semiconductor device, on the surface of the p-type contact layer 7 serving as a light extraction surface, the p-side ohmic electrode 70 is formed in a mesh shape except for the p-side pad electrode formation portion, and the mesh formation portion is separated from the p-side pad electrode 71. It is formed.
In the nitride semiconductor light emitting device of Example 1 configured as described above, the forward voltage Vf when the forward current was 20 mA was 3.61 V.
[0041]
Embodiment 2. FIG.
The nitride semiconductor light emitting device according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the entire p-type contact layer is modified before the p-side ohmic electrode is formed, and thereafter, the p-side ohmic electrode and the p-side pad electrode are formed. In contrast to Example 1, other points were made in the same manner as in Example 1.
As a result, in the nitride semiconductor light emitting device of Example 2, the forward voltage Vf was 3.64 V when the forward current was 20 mA.
[0042]
Comparative Example 1
The nitride semiconductor light emitting device of Comparative Example 1 was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the modification treatment was not performed.
As a result, in the nitride semiconductor light emitting device of Comparative Example 1, the forward voltage Vf was 3.67 V when the forward current was 20 mA.
[0043]
Modified example
In the present embodiment and examples, the p-side ohmic electrode is not meshed below the p-side pad electrode 71. However, in the present invention, the p-side ohmic electrode below the p-side pad electrode 71 may have a mesh shape. Further, the steps of forming and removing Ni for surface modification may be performed before forming the p-side pad electrode or after forming the p-side pad electrode.
By doing so, the forward voltage Vf can be further reduced.
In this case, the output may decrease due to the light emitted from the opening of the p-side ohmic electrode being absorbed by the p-side pad electrode, but the p-side ohmic electrode of the p-side pad electrode and the p-type contact may be reduced. By forming the Rh layer as a layer in contact with the layer, light absorption by the p-side pad electrode can be suppressed, and a decrease in output can be prevented.
[0044]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, in the nitride semiconductor light emitting device according to the present invention, the p-type nitride semiconductor layer of the light emitting portion is formed of at least one selected from the group consisting of Ni and Pt. Since the metal layer is formed and then modified by removing the metal layer, the metal layer is removed during the growth of the nitride semiconductor in the p-type contact layer of the light emitting portion by the catalytic action of the Ni layer or the Pt layer. Separation of hydrogen is promoted, and the resistance value can be reduced.
Therefore, according to the nitride semiconductor light emitting device of the present invention, carriers can be more effectively injected into the active layer located immediately below the light emitting portion, and light is emitted from the active layer immediately below the light emitting portion. Light can be efficiently emitted from the light emitting portion immediately above, and a nitride semiconductor light emitting device having high luminous efficiency and high light extraction efficiency can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a nitride semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
3 is a partially enlarged sectional view showing a part of the sectional view of FIG. 2 in an enlarged manner.
FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view showing a part of a cross section of a nitride semiconductor light-emitting device of a modified example according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... board | substrate, 2 ... buffer layer, 3 ... n-type contact layer, 4 ... n-type cladding layer, 5 ... active layer, 6 ... p-type cladding layer, 7 ... p-type contact layer, 7a ... light emission part, 70 ... p-side ohmic electrode, 71 ... p-side pad electrode.

Claims (9)

p型窒化物半導体からなるp型コンタクト層を備え、そのp型コンタクト層上に、光出射部を除いて部分的にp側オーミック電極を形成した窒化物半導体発光素子において、
上記光出射部のp型コンタクト層は、Ni及びPtからなる群から選択された少なくとも1つからなる金属層を形成した後にその金属層を除去することにより改質処理されていることを特徴とする窒化物半導体発光素子。
A nitride semiconductor light-emitting device comprising a p-type contact layer made of a p-type nitride semiconductor, and a p-side ohmic electrode partially formed on the p-type contact layer except for a light emitting portion,
The p-type contact layer of the light emitting portion is modified by forming a metal layer made of at least one selected from the group consisting of Ni and Pt and then removing the metal layer. Nitride semiconductor light emitting device.
上記金属層はNi層である請求項1記載の窒化物半導体発光素子。2. The nitride semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein said metal layer is a Ni layer. 上記光出射部のp型窒化物半導体層のみが改質処理されている請求項1又は2記載の窒化物半導体発光素子。3. The nitride semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein only the p-type nitride semiconductor layer of the light emitting portion is modified. p型窒化物半導体からなるp型コンタクト層を備え、そのp型コンタクト層上に、光出射部を除いて部分的にp側オーミック電極を形成した窒化物半導体発光素子において、
上記光出射部のp型コンタクト層表面に、Ni及びPtからなる群から選択された少なくとも1つの金属元素を有することを特徴とする窒化物半導体発光素子。
A nitride semiconductor light-emitting device comprising a p-type contact layer made of a p-type nitride semiconductor, and a p-side ohmic electrode partially formed on the p-type contact layer except for a light emitting portion,
A nitride semiconductor light emitting device comprising at least one metal element selected from the group consisting of Ni and Pt on a surface of a p-type contact layer of the light emitting portion.
上記金属元素はNiである請求項4記載の窒化物半導体発光素子。5. The nitride semiconductor light emitting device according to claim 4, wherein said metal element is Ni. 上記p側オーミック電極は、開口部を有し、その開口部により露出された上記p型コンタクト層表面により上記光出射部が構成された請求項1〜5のうちのいずれか1つに記載の窒化物半導体発光素子。The said p-side ohmic electrode has an opening part, The said light emission part was comprised by the said p-type contact layer surface exposed by the opening part, The any one of Claims 1-5. Nitride semiconductor light emitting device. 上記p側オーミック電極は、複数の上記開口部を有する請求項6記載の窒化物半導体発光素子。7. The nitride semiconductor light emitting device according to claim 6, wherein said p-side ohmic electrode has a plurality of said openings. p型窒化物半導体からなるコンタクト層を備え、そのコンタクト層上に、光出射部を除いて部分的にp側オーミック電極を形成した窒化物半導体発光素子の製造方法において、
上記p型コンタクト層上に、光出射部を除いて部分的にp側オーミック電極を形成する電極形成工程と、
その電極形成工程とは別に、上記光出射部のp型コンタクト層表面に、Ni及びPtからなる群から選択された金属からなる金属層を形成する金属層形成工程と上記金属層を除去する金属層除去工程とを含むことを特徴とする窒化物半導体発光素子の製造方法。
A method for manufacturing a nitride semiconductor light-emitting device, comprising: a contact layer made of a p-type nitride semiconductor; and a p-side ohmic electrode partially formed on the contact layer except for a light emitting portion.
An electrode forming step of partially forming a p-side ohmic electrode on the p-type contact layer except for a light emitting portion;
Apart from the electrode forming step, a metal layer forming step of forming a metal layer made of a metal selected from the group consisting of Ni and Pt on the surface of the p-type contact layer of the light emitting portion, and a metal for removing the metal layer A method for manufacturing a nitride semiconductor light emitting device, comprising a layer removing step.
上記金属層形成工程の前に、上記電極形成工程を含み、
上記金属層形成工程において、上記光出射部と上記p側オーミック電極とを覆うように上記金属層を形成する請求項8記載の電極形成方法。
Before the metal layer forming step, including the electrode forming step,
9. The electrode forming method according to claim 8, wherein, in the metal layer forming step, the metal layer is formed so as to cover the light emitting portion and the p-side ohmic electrode.
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