JP2007073789A - Electrodes for semiconductor light emitting device - Google Patents

Electrodes for semiconductor light emitting device Download PDF

Info

Publication number
JP2007073789A
JP2007073789A JP2005260146A JP2005260146A JP2007073789A JP 2007073789 A JP2007073789 A JP 2007073789A JP 2005260146 A JP2005260146 A JP 2005260146A JP 2005260146 A JP2005260146 A JP 2005260146A JP 2007073789 A JP2007073789 A JP 2007073789A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
transparent conductive
semiconductor light
conductive layer
type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005260146A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisayuki Miki
久幸 三木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP2005260146A priority Critical patent/JP2007073789A/en
Priority to US12/066,194 priority patent/US7888687B2/en
Priority to PCT/JP2006/318088 priority patent/WO2007029859A1/en
Priority to TW95133087A priority patent/TWI319631B/en
Publication of JP2007073789A publication Critical patent/JP2007073789A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Led Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide electrodes capable of obtaining intense light emission with a low driving voltage without degrading crystallinity. <P>SOLUTION: In the structure of the electrodes for a semiconductor light emitting device, one electrode of n-type or p-type and the other electrode of p-type or n-type opposed thereto are provided on the same surface of the light emitting device. Both of the electrodes consist of a bonding pad and a transparent conductive layer. The light emitting device is a GaN-based semiconductor light emitting device etc. For the transparent conductive layer, an oxide such as ITO etc., and/or a metal such as Al, Ni etc. are used. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は半導体発光素子用電極に関し、特に窒化ガリウム系化合物半導体発光素子に適した、低い駆動電圧で強い発光を得ることができる半導体発光素子用電極に関する。   The present invention relates to an electrode for a semiconductor light emitting device, and more particularly to an electrode for a semiconductor light emitting device suitable for a gallium nitride compound semiconductor light emitting device and capable of obtaining strong light emission at a low driving voltage.

近年、短波長光発光素子用の半導体材料としてGaN系化合物半導体材料が注目を集めている。GaN系化合物半導体は、サファイア単結晶を始めとして、種々の酸化物やIII−V族化合物を基板として、その上に有機金属気相化学反応法(MOCVD法)や分子線エピタキシー法(MBE法)等によって形成される。   In recent years, GaN-based compound semiconductor materials have attracted attention as semiconductor materials for short wavelength light emitting devices. GaN-based compound semiconductors include sapphire single crystals, various oxides and III-V compounds as substrates, and metalorganic vapor phase chemical reaction method (MOCVD method) or molecular beam epitaxy method (MBE method). And so on.

GaN系化合物半導体材料の特性として、横方向への電流拡散が小さいことがある。原因は、エピタキシャル結晶中に多く存在する基板から表面へ貫通する転位の存在であることが考えられるが、詳しいことは判っていない。さらに、p型のGaN系化合物半導体においてはn型のGaN系化合物半導体の抵抗率に比べて抵抗率が高くその表面の一部に金属を積層しただけではp層内の横の電流の広がりはほとんど無く、pn接合を持ったLED構造とした場合正極の直下しか発光しない。   A characteristic of the GaN-based compound semiconductor material is that current diffusion in the lateral direction is small. The cause is thought to be the presence of dislocations penetrating from the substrate present in the epitaxial crystal to the surface, but the details are not known. Furthermore, the p-type GaN-based compound semiconductor has a higher resistivity than the n-type GaN-based compound semiconductor, and the lateral current spread in the p-layer can be increased by simply laminating a metal on a part of the surface. When there is almost no LED structure having a pn junction, light is emitted only directly below the positive electrode.

このため、正極の直下で発生した発光を、正極を通して外部に取り出す、透光性の正極が用いられることが多い。特に市場で用いられている技術として、正極としてp層上にNiとAuを各々数10nm程度積層させた後、酸素雰囲気下で加熱して合金化処理を行う技術が一般的である(特許文献1参照)。また、ITOなど、導電性透明酸化物を用いることもある。導電性透明酸化物は、スパッタや蒸着を用いて成膜することが可能である。   For this reason, a translucent positive electrode is often used that emits light emitted directly under the positive electrode through the positive electrode. In particular, as a technique used in the market, a technique is generally used in which Ni and Au are stacked on the p layer as a positive electrode on the order of several tens of nanometers, and then heated in an oxygen atmosphere to perform alloying treatment (Patent Document). 1). In addition, a conductive transparent oxide such as ITO may be used. The conductive transparent oxide can be formed by sputtering or vapor deposition.

しかし、これらの透明電極を用いてもなお、電流の拡散の問題は完全には解決されていない。その原因の一つには、n層内での電流の拡散が不十分であることが挙げられる。n層の電流の拡散を増加させる方法として、一つにはn層の抵抗率を下げるか、または膜厚を増加して抵抗値を下げる必要がある。しかし、これらの抵抗値を下げる施策は、結晶性を低下させてしまう。結晶性の低下は、エージングによるリークの発生や、静電耐性の低下などの特性の悪化を引き起こす。   However, even with these transparent electrodes, the problem of current diffusion has not been completely solved. One of the causes is insufficient current diffusion in the n layer. As a method of increasing the diffusion of the current in the n layer, one must reduce the resistivity of the n layer or increase the film thickness to decrease the resistance value. However, these measures for reducing the resistance value lower the crystallinity. The decrease in crystallinity causes deterioration of characteristics such as generation of leakage due to aging and decrease in electrostatic resistance.

これに対し、透明な中央部に位置する電極の周囲を他方の電極で包囲することで、n電極とp電極の距離を小さくする方法が提案されている(特許文献2及び3参照)。しかし、このように中央の透明電極をn電極で包囲してしまう構造では、包囲電極に遮られて発光が充分に外部に取り出せないという問題があった。   On the other hand, a method has been proposed in which the distance between the n electrode and the p electrode is reduced by surrounding the periphery of the electrode located at the transparent center with the other electrode (see Patent Documents 2 and 3). However, in such a structure in which the central transparent electrode is surrounded by the n electrode, there is a problem that light emission cannot be sufficiently extracted to the outside due to being blocked by the surrounding electrode.

また、比較的面積の大きいチップなどに使用される電極配置として、負極と正極が櫛状に交互に入り組んだ構造とする技術も公開されている(特許文献4及び5参照)。しかし、このような配置とした場合、前述したp層とn層の横方向の電流の広がりに問題がある半導体に採用した場合には、結局電極に遮られて発光が充分に外部に取り出せないという問題があった。
特許第2803742号公報 特開平9−97922号公報 特開平8−340131号公報 特開平5−335622号公報 特開2003−133589号公報
Further, as an electrode arrangement used for a chip having a relatively large area or the like, a technique in which a negative electrode and a positive electrode are alternately arranged in a comb shape has been disclosed (see Patent Documents 4 and 5). However, when such an arrangement is adopted for the semiconductor having a problem in the current spread in the lateral direction of the p-layer and the n-layer described above, the light is not sufficiently extracted to the outside because it is eventually blocked by the electrode. There was a problem.
Japanese Patent No. 2803742 JP-A-9-97922 JP-A-8-340131 JP-A-5-335622 JP 2003-133589 A

本発明の目的は、上述の問題点を解決する為に、結晶性を落とすことなく、低い駆動電圧で強い発光を得ることのできる電極を提供することである。
本発明において透光性とは、発光波長領域における光に対して透光性であることを意味する。窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の場合、通常、発光波長領域は300〜700nmの範囲内にある。
An object of the present invention is to provide an electrode capable of obtaining strong light emission with a low driving voltage without reducing crystallinity in order to solve the above-mentioned problems.
In the present invention, translucency means translucency with respect to light in the emission wavelength region. In the case of a gallium nitride compound semiconductor light emitting device, the emission wavelength region is usually in the range of 300 to 700 nm.

本発明は、上記の目的を達成するためになされたもので、以下の発明からなる。
(1) 発光素子の同じ面にn型又はp型の一方の電極と、これに対向するp型又はn型の他方の電極を有する構造の半導体発光素子用電極であって、両方の電極が、ボンディングパッドと透明導電層からなることを特徴とする半導体発光素子用電極。
(2) 発光素子の同じ面にn型又はp型の一方の電極と、これに対向するp型又はn型の他方の電極を有する構造の半導体発光素子用電極であって、両方の電極が、透明導電層上にボンディングパッドが形成されたものであることを特徴とする半導体発光素子用電極。
(3) 上記一方の電極の透明導電層が発光素子の中心の領域に配置され、これに対向する他方の電極の透明導電層が、前記一方の電極の透明導電層の周囲の一部あるいは全部を包囲する平面形状であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の半導体発光素子用電極。
(4) 上記一方の電極の透明導電層と他方の電極の透明導電層が交互に入り組んだ平面形状であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載の半導体発光素子用電極。
(5) n型電極の透明導電層の面積がp型電極の透明導電層の面積より小さいことを特徴とする上記(1)〜(4)のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。
The present invention has been made to achieve the above object, and comprises the following inventions.
(1) An electrode for a semiconductor light emitting device having a structure having one n-type or p-type electrode on the same surface of the light-emitting device and the other p-type or n-type electrode opposed to the electrode. An electrode for a semiconductor light emitting device comprising a bonding pad and a transparent conductive layer.
(2) An electrode for a semiconductor light emitting device having a structure having one n-type or p-type electrode on the same surface of the light-emitting device and the other p-type or n-type electrode opposed to the electrode. An electrode for a semiconductor light emitting device, wherein a bonding pad is formed on a transparent conductive layer.
(3) The transparent conductive layer of the one electrode is disposed in a central region of the light emitting element, and the transparent conductive layer of the other electrode facing the transparent conductive layer is part or all of the periphery of the transparent conductive layer of the one electrode The electrode for a semiconductor light-emitting element according to the above (1) or (2), wherein the electrode for a semiconductor light-emitting element has a planar shape surrounding the substrate.
(4) The electrode for a semiconductor light-emitting element according to (1) or (2), wherein the transparent conductive layer of the one electrode and the transparent conductive layer of the other electrode are in a planar shape.
(5) The electrode for a semiconductor light-emitting element according to any one of (1) to (4), wherein the area of the transparent conductive layer of the n-type electrode is smaller than the area of the transparent conductive layer of the p-type electrode.

(6) n型電極の透明導電層の材料が、ITO、酸化アルミニウム、亜鉛、フッ素ドープ酸化錫、酸化チタン、硫化亜鉛、酸化ビスマス、酸化マグネシウムからなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。
(7) n型電極の透明導電層の厚さが、10〜100nmであることを特徴とする上記(6)に記載の半導体発光素子用電極。
(8) n型電極の透明導電層の材料が、アルミニウム、ニッケル、チタン、金、銀、クロムからなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。
(9) n型電極の透明導電層の厚さが、1〜100nmであることを特徴とする上記(8)に記載の半導体発光素子用電極。
(10) n型電極の透明導電層が、発光した光の70%以上を透過するものであることを特徴とする上記(1)〜(9)のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。
(11) n型電極の透明導電層の面積が、発光素子チップ面積の5〜50%あることを特徴とする上記(1)〜(10)のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。
(6) The material of the transparent conductive layer of the n-type electrode is at least one selected from the group consisting of ITO, aluminum oxide, zinc, fluorine-doped tin oxide, titanium oxide, zinc sulfide, bismuth oxide, and magnesium oxide. The electrode for a semiconductor light-emitting device according to any one of (1) to (5) above.
(7) The electrode for a semiconductor light-emitting element according to (6) above, wherein the transparent conductive layer of the n-type electrode has a thickness of 10 to 100 nm.
(8) The material of the transparent conductive layer of the n-type electrode is at least one selected from the group consisting of aluminum, nickel, titanium, gold, silver, and chromium, (1) to (5) above The electrode for semiconductor light-emitting devices in any one of.
(9) The electrode for a semiconductor light-emitting element according to (8) above, wherein the transparent conductive layer of the n-type electrode has a thickness of 1 to 100 nm.
(10) The electrode for a semiconductor light-emitting element according to any one of (1) to (9), wherein the transparent conductive layer of the n-type electrode transmits 70% or more of the emitted light.
(11) The electrode for a semiconductor light-emitting element according to any one of (1) to (10) above, wherein the area of the transparent conductive layer of the n-type electrode is 5 to 50% of the light-emitting element chip area.

(12) n型電極が、ボンディングパッドと該パッドから発光素子チップの周辺に沿って伸びる透明導電層から構成されていることを特徴とする上記(1)〜(11)のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。
(13) p型電極の透明導電層の厚さが、5〜1000nmであることを特徴とする上記(1)〜(12)のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。
(14) n型電極及びp型電極のボンディングパッドが、発光素子の辺又は隅に対向して設けられていることを特徴とする上記(1)〜(13)のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。
(15) ボンディングパッドは、多層構造であり、その最下層(透明導電層に接する側)がCr、Al、Ti、あるいはPt、Rh、Ru、Ir等の白金族金属、Agからなる群から選ばれた金属であることを特徴とする上記(1)〜(14)のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。
(12) The n-type electrode is composed of a bonding pad and a transparent conductive layer extending from the pad along the periphery of the light-emitting element chip, according to any one of (1) to (11) above Electrode for semiconductor light emitting device.
(13) The electrode for a semiconductor light-emitting element according to any one of (1) to (12) above, wherein the transparent conductive layer of the p-type electrode has a thickness of 5 to 1000 nm.
(14) The semiconductor light-emitting device as described in any one of (1) to (13) above, wherein bonding pads for the n-type electrode and the p-type electrode are provided to face the sides or corners of the light-emitting element. Element electrode.
(15) The bonding pad has a multilayer structure, and the lowermost layer (side in contact with the transparent conductive layer) is selected from the group consisting of Cr, Al, Ti, platinum group metals such as Pt, Rh, Ru, Ir, and Ag. The electrode for a semiconductor light-emitting device according to any one of the above (1) to (14), wherein the electrode is a metal that has been removed.

(16) ボンディングパッドは、多層構造であり、最下層の上の層がTi,Cr、Alからなる群から選ばれた金属であることを特徴とする上記(1)〜(15)のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。
(17) ボンディングパッドは、多層構造であり、最上層がAu又はAlであることを特徴とする上記(1)〜(16)のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。
(18) 発光素子チップが、500μm角以上の大きさであることを特徴とする上記(1)〜(17)のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。
(19) 発光素子が、GaN系半導体発光素子であることを特徴とする上記(1)〜(18)のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。
(20) 上記(1)〜(19)のいずれかに記載の電極を用いた発光素子。
(21) 上記(20)に記載の発光素子と蛍光体とを組み合わせた発光素子。
(22) 上記(20)又は(21)に記載の発光素子を用いたランプ。
(16) Any of the above (1) to (15), wherein the bonding pad has a multilayer structure, and the upper layer on the lowermost layer is a metal selected from the group consisting of Ti, Cr, and Al. The electrode for semiconductor light-emitting elements as described in 2.
(17) The electrode for a semiconductor light-emitting element according to any one of (1) to (16), wherein the bonding pad has a multilayer structure, and the uppermost layer is Au or Al.
(18) The electrode for a semiconductor light-emitting device according to any one of (1) to (17), wherein the light-emitting device chip has a size of 500 μm square or more.
(19) The electrode for a semiconductor light-emitting element according to any one of (1) to (18), wherein the light-emitting element is a GaN-based semiconductor light-emitting element.
(20) A light emitting device using the electrode according to any one of (1) to (19).
(21) A light emitting device in which the light emitting device according to (20) and a phosphor are combined.
(22) A lamp using the light emitting device according to (20) or (21).

発光素子の同じ面に電極を形成する構造の素子において、両方の電極をボンディングパッドと透明の電極からなる電極とすることで、電流の広がりの問題を解決し、電極の接触面積を大きく取ることで駆動電圧を下げる電極構造をとっても、発光した光の取り出しの効率を下げず、発光強度を高めることができる。   In an element having a structure in which electrodes are formed on the same surface of a light emitting element, both electrodes are formed of a bonding pad and a transparent electrode, thereby solving the problem of current spreading and increasing the electrode contact area. Even if the electrode structure for lowering the driving voltage is adopted, the emission intensity can be increased without lowering the efficiency of extracting emitted light.

以下図面を参照して本発明を詳しく説明する。
本発明において透光性、透明性とは、発光波長領域における光に対して透光性や透明であることを意味する。窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の場合、通常、発光波長領域は300〜700nmの範囲内にある。光の透過率もこれらの波長の光に対する透過率を意味する。
図1は、本発明の電極配置を有する発光素子の一例の平面を示した模式図である。10がn型電極(負極)であり、負極の透明導電層(11)とボンディングパッド(12)とで構成されている。20はp型電極(正極)であり、正極の透明導電層(21)およびボンディングパッド(22)から構成される。負極は半導体層を上面からn型半導体層が露出するまでエッチングし、露出したn型半導体に形成されている。負極のボンディングパッドは、その一部が透明導電層11の上に、残りの部分がn型半導体層の上に形成されている。ボンディングパッドはn型半導体層の上にはなくてもよい。正極のボンディングパッドは透明導電層に一部が重なって形成されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the present invention, translucency and transparency mean translucency and transparency to light in the emission wavelength region. In the case of a gallium nitride compound semiconductor light emitting device, the emission wavelength region is usually in the range of 300 to 700 nm. The light transmittance also means the transmittance for light of these wavelengths.
FIG. 1 is a schematic view showing a plane of an example of a light emitting device having the electrode arrangement of the present invention. Reference numeral 10 denotes an n-type electrode (negative electrode), which includes a negative electrode transparent conductive layer (11) and a bonding pad (12). Reference numeral 20 denotes a p-type electrode (positive electrode), which includes a positive electrode transparent conductive layer (21) and a bonding pad (22). The negative electrode is formed in the exposed n-type semiconductor by etching the semiconductor layer from the upper surface until the n-type semiconductor layer is exposed. A part of the negative bonding pad is formed on the transparent conductive layer 11 and the remaining part is formed on the n-type semiconductor layer. The bonding pad may not be on the n-type semiconductor layer. The bonding pad for the positive electrode is formed so as to partially overlap the transparent conductive layer.

図2もまた、本発明の電極配置を有する発光素子の他の一例の平面を示した模式図である。図における番号付けは図1と同様である。
n型電極(n電極とも言う)、p型電極(p電極とも言う)を構成する導電層をともに透明とする本発明の電極を用いると、光の取り出しを下げることなく、各透明導電層の面積を大きくすることができる。このことにより、透明導電層の半導体層との接触面積を大きくして駆動電圧を下げることができるほか、p電極の透明導電層とn電極の透明導電層とを近くに配置することが可能となり、電流の広がりが小さいことによって発光面積が小さくなる弊害も避けることができる。
FIG. 2 is also a schematic view showing a plane of another example of the light emitting device having the electrode arrangement of the present invention. The numbering in the figure is the same as in FIG.
When the electrode of the present invention in which the conductive layers constituting the n-type electrode (also referred to as n-electrode) and p-type electrode (also referred to as p-electrode) are both transparent is used, each transparent conductive layer can be formed without reducing light extraction. The area can be increased. As a result, the contact area between the transparent conductive layer and the semiconductor layer can be increased to lower the driving voltage, and the transparent conductive layer of the p electrode and the transparent conductive layer of the n electrode can be arranged close to each other. The adverse effect of reducing the light emission area due to the small current spread can also be avoided.

本発明の電極の透明導電層は、一方(図1においてはp型層)が素子の中心部に位置し、他方(図1においてはn型層)がその周囲を包囲する配置を取ることができる。この場合、他方の透明導電層が一方の透明導電層を完全に包囲する必要はなく、少なくとも2つの辺の半分の長さを包囲すればよい。ただし完全に包囲した配置とすることで、電流の拡散の問題に対し、最も有効であることは言うまでもない。また、n電極の透明導電層面積の増大の効果も得られる。
ボンディングパッドは透明導電層のどこに位置しても構わないが、対向する角(隅)や辺などなるべく離れた位置とすることが望ましい。
多くの場合、p型層の方が電流の広がりが良くない問題を抱えているため、p電極の透明導電層の面積をn電極の透明導電層お面積と比較して大きく取ることが望ましい。この場合、中央に位置する透明導電層をp電極用とする方が効果は高い。
The transparent conductive layer of the electrode of the present invention may be arranged such that one (p-type layer in FIG. 1) is located at the center of the element and the other (n-type layer in FIG. 1) surrounds the periphery. it can. In this case, it is not necessary for the other transparent conductive layer to completely surround one transparent conductive layer, and it is sufficient to surround at least half the length of two sides. However, it goes without saying that a completely enclosed arrangement is most effective for the problem of current diffusion. Further, an effect of increasing the area of the transparent conductive layer of the n electrode can be obtained.
The bonding pad may be located anywhere on the transparent conductive layer, but it is desirable that the bonding pad be located as far away as possible from the opposite corner (corner) or side.
In many cases, since the p-type layer has a problem that current spread is not good, it is desirable to make the area of the transparent conductive layer of the p electrode larger than the area of the transparent conductive layer of the n-electrode. In this case, it is more effective to use the transparent conductive layer located at the center for the p-electrode.

本発明の電極の透明導電層は、一方と他方が交互に入り組んだ第2図に示すような櫛型や格子型の配置を取ることができる。上記理由により、櫛形とした場合でも、p電極の透明導電層の面積をn電極の透明導電層の面積と比較して大きく取ることが望ましい。
この配置は、一辺が500μm以上などの大型と呼ばれる発光素子チップに適している。ボンディングパッドは電極のどこに位置しても構わないが、対抗する隅や辺などなるべく離れた位置とすることが望ましい。
正極の透明導電層の材料は広く知られており、それらを自由に使うことができる。一例を挙げると、半導体側からAu,NiOの2層構造や、Pt、Auの2層構造などの金属からなる層構造、あるいは、ITOなどの導電性酸化物を使用することも可能である。
The transparent conductive layer of the electrode of the present invention can be arranged in a comb shape or a lattice shape as shown in FIG. For the above reasons, it is desirable that the area of the transparent conductive layer of the p electrode is larger than the area of the transparent conductive layer of the n electrode even in the case of a comb shape.
This arrangement is suitable for a light-emitting element chip called a large one having a side of 500 μm or more. The bonding pad may be located anywhere on the electrode, but it is desirable that the bonding pad be located as far away as possible from the opposite corners and sides.
The material of the transparent conductive layer of the positive electrode is widely known and can be used freely. For example, it is also possible to use a metal layer structure such as a two-layer structure of Au and NiO, a two-layer structure of Pt and Au, or a conductive oxide such as ITO from the semiconductor side.

負極の透明導電層の材料としても、金属の薄膜や導電性酸化物を使用することができる。例えば、ITO、酸化アルミニウム亜鉛、フッ素ドープ酸化錫、酸化チタン、硫化亜鉛、酸化ビスマス、酸化マグネシウムなど、あるいは、アルミニウム、ニッケル、チタン、金、銀、クロムなどの薄膜を使用することができる。
これらの負極の透明導電層としては、光の透過率が70%以上であることが望ましい。
このため、金属の薄膜を用いる場合は、膜厚を非常に薄くすることが必要である。膜厚は、1〜100nmが好ましい。1nm未満では電流拡散効果が十分発揮されない。100nmを超えると、光透過性の低下が著しく発光出力の低下が危惧される。1〜50nmがさらに好ましい。さらに厚さを3〜20nmの範囲とすることで光透過性と電流拡散の効果のバランスが最も良くなり、全面で均一に発光し、かつ高出力な発光が得られる。
また、導電性酸化物を用いる場合には、厚さは、10nmから100μmであることが好ましい。10nm未満では、透明電極内で横方向への電流の広がりが得られない。100μmを超えると、光透過性の低下が著しく発光出力の低下が危惧される。50nm〜1μmがさらに好ましい。これらも光の透過率が70%以上であることが望ましい
As a material for the transparent conductive layer of the negative electrode, a metal thin film or a conductive oxide can be used. For example, ITO, aluminum oxide zinc, fluorine-doped tin oxide, titanium oxide, zinc sulfide, bismuth oxide, magnesium oxide, or a thin film such as aluminum, nickel, titanium, gold, silver, or chromium can be used.
The transparent conductive layer of these negative electrodes desirably has a light transmittance of 70% or more.
For this reason, when a metal thin film is used, it is necessary to make the film thickness very thin. The film thickness is preferably 1 to 100 nm. If it is less than 1 nm, the current diffusion effect is not sufficiently exhibited. If it exceeds 100 nm, the light transmittance is remarkably lowered, and the light emission output is likely to be lowered. 1-50 nm is more preferable. Furthermore, when the thickness is in the range of 3 to 20 nm, the balance between light transmittance and current diffusion effect is the best, and light is emitted uniformly over the entire surface, and high-output light emission can be obtained.
In the case of using a conductive oxide, the thickness is preferably 10 nm to 100 μm. If it is less than 10 nm, current spread in the lateral direction cannot be obtained in the transparent electrode. When the thickness exceeds 100 μm, the light transmittance is remarkably lowered, and the light emission output may be lowered. More preferably, it is 50 nm-1 micrometer. These also have a light transmittance of 70% or more.

負極の透明導電層の面積は、発光素子チップ(発光素子の半導体層)の面積の5%から50%であることが望ましい。前述したように、p型層での電流拡散が期待できないためにp型層内を縦に電流を流通させた方が良い。このため多くの場合、p層下に発光を持つ構造とする。
よって、負極の透明導電層の面積をあまりに大きくしまうと発光面積が小さくなる。発光素子チップ面積の50%が限度である。一方、この面積が50%よりも小さいと、接触面積が小さくなって駆動電圧が上昇してしまう。
The area of the transparent conductive layer of the negative electrode is desirably 5% to 50% of the area of the light emitting element chip (semiconductor layer of the light emitting element). As described above, since current diffusion cannot be expected in the p-type layer, it is better to distribute the current vertically in the p-type layer. Therefore, in many cases, a structure having light emission under the p-layer is used.
Therefore, if the area of the transparent conductive layer of the negative electrode is too large, the light emitting area is reduced. The limit is 50% of the light emitting element chip area. On the other hand, if this area is smaller than 50%, the contact area becomes small and the drive voltage rises.

負極のボンディングパッドとしては、既知の材料、構造を用いることができる。
負極のボンディングパッドは多層にされることが多いが、その最下面の材料としては、Cr、Al、Ti、あるいはPt、Rh、Ru、Ir等の白金族金属、Ag、およびこれらの金属の少なくも一種を含む合金である。なかでも、Cr、Al、Ag、Ptおよびこれらの金属の少なくも一種を含む合金は、電極用の材料として一般的であり、入手のし易さ、取り扱いの容易さなどの点から、優れている。
更に、ボンディングパッド電極の最下層の上に形成される層には、ボンディングパッド電極全体の強度を強化する役割がある。このため、比較的強固な金属材料を使用するか、充分に膜厚を厚くする必要がある。材料として望ましいのは、Ti、CrまたはAlである。中でも、Tiは材料の強度の点で望ましい。このような機能を付与した場合、この層をバリア層と呼ぶ。
ボンディングパッド電極の最上層はボンディングボールとの密着性の良い材料とすることが望ましい。ボンディングボールには金を使用することが多く、金ボールとの密着性の良い金属としてはAuとAlが知られている。中でも、特に望ましいのは金である。この最上層の厚さは50〜1000nmが望ましく、更に望ましくは100〜500nmである。薄すぎるとボンディングボールとの密着性が悪くなり、厚すぎても特に利点は生ぜず、コスト増大を招くのみである。
Known materials and structures can be used as the negative electrode bonding pads.
The negative electrode bonding pad is often formed in multiple layers, but the lowermost material is made of Cr, Al, Ti, platinum group metals such as Pt, Rh, Ru, Ir, Ag, and a small amount of these metals. Is also a kind of alloy. Among them, Cr, Al, Ag, Pt and alloys containing at least one of these metals are common as electrode materials, and are excellent in terms of easy availability and handling. Yes.
Further, the layer formed on the lowermost layer of the bonding pad electrode has a role of enhancing the strength of the entire bonding pad electrode. For this reason, it is necessary to use a relatively strong metal material or to sufficiently increase the film thickness. Desirable materials are Ti, Cr or Al. Among these, Ti is desirable in terms of material strength. When such a function is given, this layer is called a barrier layer.
The uppermost layer of the bonding pad electrode is preferably made of a material having good adhesion to the bonding ball. Gold is often used for the bonding balls, and Au and Al are known as metals having good adhesion to the gold balls. Of these, gold is particularly desirable. The thickness of the uppermost layer is desirably 50 to 1000 nm, and more desirably 100 to 500 nm. If it is too thin, the adhesion to the bonding ball will be poor, and if it is too thick, no particular advantage will be produced, and only the cost will increase.

n電極のボンディングパッド形状としては、どのような形状を取ることもできる。しかし、ボンディングパッドは不透明の領域であるため、できるだけ小さい面積とすることが好ましく、円形を取ることで面積を小さくできる。また、電流の拡散を補助する目的では、n電極の形成のために作製するn層の露出した領域の形状に合わせることも有効である。
n電極のボンディングパッドの面積としては、小さければ小さいほど、不透明領域を減らすことになるので良いがあまり小さいとボンディングが困難になる。直径50μm程度から直径200μm程度とすることが望ましい。
p側電極の透明領域、ボンディングパッド、n側電極の透明領域、ボンディングパッドの成膜方法については、特に制限されることはなく公知の真空蒸着法やスパッタ法を用いることができる。
The n-electrode bonding pad can have any shape. However, since the bonding pad is an opaque region, the area is preferably as small as possible, and the area can be reduced by taking a circular shape. For the purpose of assisting current diffusion, it is also effective to match the shape of the exposed region of the n layer formed for forming the n electrode.
As the area of the n-electrode bonding pad is smaller, the opaque region can be reduced. However, if the area is too small, bonding becomes difficult. It is desirable that the diameter is about 50 μm to about 200 μm.
The method for forming the transparent region of the p-side electrode, the bonding pad, the transparent region of the n-side electrode, and the bonding pad is not particularly limited, and a known vacuum deposition method or sputtering method can be used.

本発明の正極は、基板上にバッファ層を介して窒化ガリウム系化合物半導体を積層し、n型半導体層、発光層およびp型半導体層を形成した従来公知の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を含む半導体発光素子に何ら制限無く用いることができる。
基板には、サファイア単結晶(Al23;A面、C面、M面、R面)、スピネル単結晶(MgAl24)、ZnO単結晶、LiAlO2単結晶、LiGaO2単結晶、MgO単結晶などの酸化物単結晶、Si単結晶、SiC単結晶、GaAs単結晶、AlN単結晶、GaN単結晶およびZrB2などのホウ化物単結晶などの基板材料を何ら制限なく用いることができる。なお、基板の面方位は特に限定されない。また、ジャスト基板でも良いしオフ角を付与した基板であっても良い。
The positive electrode of the present invention includes a conventionally known gallium nitride compound semiconductor light emitting device in which a gallium nitride compound semiconductor is stacked on a substrate via a buffer layer to form an n-type semiconductor layer, a light emitting layer, and a p type semiconductor layer. It can be used for a semiconductor light emitting device without any limitation.
For the substrate, sapphire single crystal (Al 2 O 3 ; A plane, C plane, M plane, R plane), spinel single crystal (MgAl 2 O 4 ), ZnO single crystal, LiAlO 2 single crystal, LiGaO 2 single crystal, Substrate materials such as oxide single crystals such as MgO single crystals, Si single crystals, SiC single crystals, GaAs single crystals, AlN single crystals, GaN single crystals, and boride single crystals such as ZrB 2 can be used without any limitation. . The plane orientation of the substrate is not particularly limited. Moreover, a just board | substrate may be sufficient and the board | substrate which provided the off angle may be sufficient.

n型半導体層、発光層およびp型半導体層は、各種周知の構造のものを含め何ら制限なく用いることができる。特にp型半導体層のキャリア濃度は一般的な濃度のものを用いてもよいが、比較的キャリア濃度の低い、例えば1×1017cm-3程度のp型半導体層にも本発明の透光性電極は適用できる。
またn型半導体層のキャリア濃度は、例えば1×1017cm-3から2×1019cm-3程度であることが望ましい。これ以下では、接触抵抗が大きくなりすぎるし、これ以上では結晶性や平坦性の低下を招く。更に望ましくは1×1018cm-3から1×1019cm-3であり、5×1018cm-3から8×1018cm-3が最適である。
本発明におけるn型半導体層、発光層およびp型半導体層を構成する窒化ガリウム系化合物半導体として、一般式AlxInyGa1-x-yN(0≦x<1,0≦y<1,0≦x+y<1)で表わされる各種組成の半導体を何ら制限なく用いることができる。
The n-type semiconductor layer, the light emitting layer, and the p-type semiconductor layer can be used without any limitation including those of various known structures. In particular, the carrier concentration of the p-type semiconductor layer may be a general concentration, but the light-transmitting property of the present invention is also applied to a p-type semiconductor layer having a relatively low carrier concentration, for example, about 1 × 10 17 cm −3. A sex electrode is applicable.
The carrier concentration of the n-type semiconductor layer is preferably about 1 × 10 17 cm −3 to 2 × 10 19 cm −3 , for example. Below this, the contact resistance becomes too high, and above this, the crystallinity and flatness are lowered. More desirably, it is 1 × 10 18 cm −3 to 1 × 10 19 cm −3 , and 5 × 10 18 cm −3 to 8 × 10 18 cm −3 is optimal.
As the gallium nitride compound semiconductor constituting the n-type semiconductor layer, the light emitting layer, and the p-type semiconductor layer in the present invention, the general formula Al x In y Ga 1-xy N (0 ≦ x <1, 0 ≦ y <1,0) Semiconductors having various compositions represented by ≦ x + y <1) can be used without any limitation.

これらの窒化ガリウム系化合物半導体の成長方法は特に限定されず、MOCVD(有機金属化学気相成長法)、HVPE(ハイドライド気相成長法)、MBE(分子線エピタキシー法)、などIII族窒化物半導体を成長させることが知られている全ての方法を適用できる。好ましい成長方法としては、膜厚制御性、量産性の観点からMOCVD法である。MOCVD法では、キャリアガスとして水素(H2)または窒素(N2)、III族原料であるGa源としてトリメチルガリウム(TMG)またはトリエチルガリウム(TEG)、Al源としてトリメチルアルミニウム(TMA)またはトリエチルアルミニウム(TEA)、In源としてトリメチルインジウム(TMI)またはトリエチルインジウム(TEI)、V族原料であるN源としてアンモニア(NH3)、ヒドラジン(N24)などが用いられる。また、ドーパントとしては、n型にはSi原料としてモノシラン(SiH4)またはジシラン(Si26)を、Ge原料としてゲルマン(GeH4)または有機ゲルマニウム化合物を用い、p型にはMg原料としては例えばビスシクロペンタジエニルマグネシウム(Cp2Mg)またはビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウム((EtCp)2Mg)を用いる。 The growth method of these gallium nitride-based compound semiconductors is not particularly limited, and Group III nitride semiconductors such as MOCVD (metal organic chemical vapor deposition), HVPE (hydride vapor deposition), MBE (molecular beam epitaxy), etc. All methods known to grow can be applied. A preferred growth method is the MOCVD method from the viewpoint of film thickness controllability and mass productivity. In the MOCVD method, hydrogen (H 2 ) or nitrogen (N 2 ) as a carrier gas, trimethyl gallium (TMG) or triethyl gallium (TEG) as a Ga source which is a group III source, trimethyl aluminum (TMA) or triethyl aluminum as an Al source (TEA), trimethylindium (TMI) or triethylindium (TEI) as an In source, ammonia (NH 3 ), hydrazine (N 2 H 4 ), or the like as an N source that is a group V source. In addition, as a dopant, monosilane (SiH 4 ) or disilane (Si 2 H 6 ) is used as an Si raw material for n-type, germane (GeH 4 ) or an organic germanium compound is used as a Ge raw material, and Mg raw material is used for a p-type. For example, biscyclopentadienyl magnesium (Cp 2 Mg) or bisethylcyclopentadienyl magnesium ((EtCp) 2 Mg) is used.

本発明の半導体発光素子用の電極配置を用いると、高い発光強度の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子を得ることができる。つまり、この技術によって高輝度のLEDランプを作製することができるため、この技術によって作製したチップを組み込んだ携帯電話、ディスプレイ、パネル類などの電子機器や、その電子機器を組み込んだ自動車、コンピュータ、ゲーム機、などの機械装置類は、低電力での駆動が可能となり、高い特性を実現することが可能である。特に、携帯電話、ゲーム機、玩具、自動車部品などの、バッテリ駆動させる機器類において、省電力の効果を発揮する。   When the electrode arrangement for a semiconductor light emitting device of the present invention is used, a gallium nitride compound semiconductor light emitting device having high light emission intensity can be obtained. In other words, since this technology can produce a high-intensity LED lamp, electronic devices such as mobile phones, displays, and panels incorporating a chip produced by this technology, automobiles, computers incorporating such electronic devices, Machine devices such as game machines can be driven with low power and can achieve high characteristics. In particular, the battery-powered devices such as mobile phones, game machines, toys, and automobile parts exhibit power saving effects.

図1は本実施例で作製した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面を示した。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。
FIG. 1 shows a cross section of a gallium nitride compound semiconductor light emitting device manufactured in this example.
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention still in detail, this invention is not limited only to these Examples.

(実施例1)
模式図である。
実施例1では、以下のような積層構造を持つエピタキシャル基板を用いた。つまり、サファイアからなる基板上に、AlNからなるバッファ層を介して、厚さ6μmのアンドープGaNからなる下地層、厚さ4μmのGeドープn型GaNコンタクト層、厚さ180nmのSiをドープしたn型In0.1Ga0.9Nクラッド層、厚さ16nmのSiドープGaN障壁層および厚さ2.5nmのIn0.2Ga0.8N井戸層を5回積層し、最後に障壁層を設けた多重量子井戸構造の発光層、厚さ0.01μmのMgドープp型Al0.07Ga0.93Nクラッド層、厚さ0.175μmのMgドープp型Al0.02Ga0.98Nコンタクト層を順に積層した。p型Al0.02Ga0.98Nコンタクト層の上に、厚さ250nmのITOからなる透光性電極(11)および50nmのAl層、20nmのTi層、10nmのAl層、100nmのTi層、200nmのAu層からなる5層構造のボンディング パッド電極(12)よりなる本発明の正極(10)を形成した。
次にn型GaNコンタクト層上に膜厚5nmのAlからなる透明領域(21)と、Ti/Auの二層構造のボンディングパッド(22)を形成し、光取り出し面を半導体側とした発光素子である。正極および負極の形状は図1に示したとおりである。
Example 1
It is a schematic diagram.
In Example 1, an epitaxial substrate having the following laminated structure was used. That is, an n-doped GaN contact layer having a thickness of 6 μm, a Ge-doped n-type GaN contact layer having a thickness of 4 μm, and Si having a thickness of 180 nm are formed on a substrate made of sapphire via a buffer layer made of AlN. A multi-quantum well structure in which a type In 0.1 Ga 0.9 N cladding layer, a 16 nm thick Si-doped GaN barrier layer, and a 2.5 nm thick In 0.2 Ga 0.8 N well layer are stacked five times, and finally a barrier layer is provided. A light emitting layer, an Mg-doped p-type Al 0.07 Ga 0.93 N cladding layer having a thickness of 0.01 μm, and an Mg-doped p-type Al 0.02 Ga 0.98 N contact layer having a thickness of 0.175 μm were sequentially laminated. On the p-type Al 0.02 Ga 0.98 N contact layer, a light-transmitting electrode (11) made of ITO having a thickness of 250 nm and a 50 nm Al layer, 20 nm Ti layer, 10 nm Al layer, 100 nm Ti layer, 200 nm A positive electrode (10) of the present invention comprising a bonding pad electrode (12) having a five-layer structure composed of an Au layer was formed.
Next, a transparent region (21) made of Al with a thickness of 5 nm and a Ti / Au double-layer bonding pad (22) are formed on the n-type GaN contact layer, and the light-emitting element having the light extraction surface as the semiconductor side It is. The shapes of the positive electrode and the negative electrode are as shown in FIG.

この構造において、n型GaNコンタクト層のキャリア濃度は7×1019cm-3であり、p型Al0.02Ga0.98Nコンタクト層のキャリア濃度は5×1018cm-3であった。
窒化ガリウム系化合物半導体層の積層は、MOCVD法により、当該技術分野においてよく知られた通常の条件で行なった。また、正極および負極は次の手順で形成した。
初めに反応性イオンエッチング法によって負極を形成する部分のn型GaNコンタクト層を下記手順により露出させた。
まず、エッチングマスクをp型半導体層上に形成した。形成手順は以下の通りである。レジストを全面に一様に塗布した後、公知のリソグラフィー技術を用いて、正極領域より一回り大きい領域からレジストを除去した。真空蒸着装置内にセットして、圧力4×10-4Pa以下でITOをエレクトロンビーム法により膜厚がそれぞれ約500nmとなるように積層した。その後リフトオフ技術により、正極領域以外の金属膜をレジストとともに除去した。
In this structure, the carrier concentration of the n-type GaN contact layer was 7 × 10 19 cm −3 , and the carrier concentration of the p-type Al 0.02 Ga 0.98 N contact layer was 5 × 10 18 cm −3 .
Lamination of the gallium nitride compound semiconductor layers was performed by MOCVD under normal conditions well known in the art. Moreover, the positive electrode and the negative electrode were formed in the following procedure.
First, the n-type GaN contact layer for forming the negative electrode by the reactive ion etching method was exposed by the following procedure.
First, an etching mask was formed on the p-type semiconductor layer. The formation procedure is as follows. After uniformly applying the resist over the entire surface, the resist was removed from a region that was slightly larger than the positive electrode region using a known lithography technique. It was set in a vacuum deposition apparatus, and ITO was laminated by an electron beam method at a pressure of 4 × 10 −4 Pa or less so that the film thickness was about 500 nm. Thereafter, the metal film other than the positive electrode region was removed together with the resist by a lift-off technique.

次いで、反応性イオンエッチング装置のエッチング室内の電極上に半導体積層基板を載置し、エッチング室を10-4Paに減圧した後、エッチングガスとしてCl2を供給してn型GaNコンタクト層が露出するまでエッチングした。エッチング後、反応性イオンエッチング装置より取り出し、上記エッチングマスクを硝酸およびフッ酸により除去した。
次に、引き続き真空室から取り出した後、通常リフトオフと呼ばれる周知の手順に則って処理し、さらに同様な手法で電流拡散層上の一部にPtからなる最下層、Tiからなるバリア層、Alからなるバリア層、Tiからなるバリア層、Auからなる最上層を順に積層し、ボンディングパッド電極(12)を形成した。このようにしてp型GaNコンタクト層上に、本発明の正極を形成した。
Next, the semiconductor laminated substrate is placed on the electrode in the etching chamber of the reactive ion etching apparatus, the pressure in the etching chamber is reduced to 10 −4 Pa, and then Cl 2 is supplied as an etching gas to expose the n-type GaN contact layer. Etched until After the etching, it was taken out from the reactive ion etching apparatus, and the etching mask was removed with nitric acid and hydrofluoric acid.
Next, after taking out from the vacuum chamber, it is processed in accordance with a well-known procedure called “normally lift-off”, and further, a lower layer made of Pt, a barrier layer made of Ti, A barrier layer made of Ti, a barrier layer made of Ti, and an uppermost layer made of Au were laminated in order to form a bonding pad electrode (12). Thus, the positive electrode of the present invention was formed on the p-type GaN contact layer.

次に、露出したn型GaNコンタクト層上に負極を以下の手順により形成した。レジストを全面に一様に塗布した後、公知リソグラフィー技術を用いて、露出したn型GaNコンタクト層上の負極形成部分からレジストを除去し、更に透明電極を形成するべき領域以外の部分をレジストで保護した状態で真空蒸着により5nmの膜厚からなるAlの薄膜を形成し、リフトオフの方法に従って形成したい部分以外のAl膜(21)を除去した。更に、通常用いられる真空蒸着法で半導体側から順にTiが100nm、Auが200nmよりなる負側ボンディングパッド(22)を形成した。その後レジストを公知の方法で除去した。   Next, a negative electrode was formed on the exposed n-type GaN contact layer by the following procedure. After the resist is uniformly applied to the entire surface, the resist is removed from the negative electrode forming portion on the exposed n-type GaN contact layer using a known lithography technique, and further, a portion other than the region where the transparent electrode is to be formed is covered with the resist. In a protected state, an Al thin film having a thickness of 5 nm was formed by vacuum deposition, and the Al film (21) other than the portion to be formed was removed according to the lift-off method. Further, a negative side bonding pad (22) having Ti of 100 nm and Au of 200 nm was formed in this order from the semiconductor side by a commonly used vacuum deposition method. Thereafter, the resist was removed by a known method.

このようにして正極および負極を形成したウエーハを、基板裏面を研削・研磨することにより80μmまで基板の板厚を薄くして、レーザスクライバを用いて半導体積層側から罫書き線を入れたあと、押し割って、350μm角のチップに切断した。続いてこれらのチップをプローブ針による通電で電流印加値20mAにおける順方向電圧の測定をしたところ3.0Vであった。
その後、TO−18缶パッケージに実装してテスターによって発光出力を計測したところ印加電流20mAにおける発光出力は12.5mWを示した。またその発光面の発光分布は正極下の全面で発光しているのが確認できた。
また、本実施例で作製した反射層の反射率は470nmの波長領域で92%であった。この値は、ボンディングパッド電極形成時に同じチャンバに入れたガラス製のダミー基板を用いて、分光光度計で測定した。
The wafer in which the positive electrode and the negative electrode were formed in this way was thinned and polished to a substrate thickness of 80 μm by grinding and polishing the back surface of the substrate, and a ruled line was entered from the semiconductor lamination side using a laser scriber. It was cut and cut into 350 μm square chips. Subsequently, when these chips were energized with a probe needle and the forward voltage was measured at a current application value of 20 mA, it was 3.0 V.
After that, when mounted on a TO-18 can package and measured for light output by a tester, the light output at an applied current of 20 mA was 12.5 mW. Moreover, it was confirmed that the light emission distribution on the light emitting surface emitted light on the entire surface under the positive electrode.
Further, the reflectance of the reflective layer produced in this example was 92% in the wavelength region of 470 nm. This value was measured with a spectrophotometer using a glass dummy substrate placed in the same chamber when the bonding pad electrode was formed.

(比較例1)
n電極を、図1と同じ領域としながら、透光性としなかったこと以外は、実施例1と同様に発光素子を作製した。
得られた発光素子を実施例1と同様に評価したところ、順方向電圧は実施例1と同じ3.0Vであったが、発光出力は11mWであった。
(Comparative Example 1)
A light-emitting element was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the n-electrode was made the same region as in FIG.
When the obtained light emitting device was evaluated in the same manner as in Example 1, the forward voltage was 3.0 V as in Example 1, but the light emission output was 11 mW.

(実施例2)
実施例2では、図2に示すような一辺が1mmである大型のチップを作製した。パターンが異なるだけで、電極の材料の構成などは実施例1と同じとした。
得られた発光素子を評価したところ、電流を350mA流通させたとき、順方向電圧は3.2Vであり、発光出力は200mWであった。
(Example 2)
In Example 2, a large chip having a side of 1 mm as shown in FIG. 2 was produced. The structure of the electrode material and the like were the same as in Example 1 except that the pattern was different.
When the obtained light emitting device was evaluated, when a current of 350 mA was passed, the forward voltage was 3.2 V and the light emission output was 200 mW.

(比較例2)
n電極を、図2と同じ領域としながら、透光性としなかったこと以外は、実施例2と同様に発光素子を作製した。
得られた発光素子を実施例2と同様に評価したところ、順方向電圧は実施例1と同じ3.2Vであったが、発光出力は150mWであった。
(Comparative Example 2)
A light-emitting element was fabricated in the same manner as in Example 2 except that the n-electrode was made the same region as in FIG.
When the obtained light emitting device was evaluated in the same manner as in Example 2, the forward voltage was 3.2 V, which was the same as that in Example 1, but the light emission output was 150 mW.

本発明の正極により提供される半導体発光素子は、駆動電圧が低く、かつ、発光強度が高いのでランプ等の材料として極めて有用である。   The semiconductor light-emitting device provided by the positive electrode of the present invention is extremely useful as a material for a lamp or the like because of low driving voltage and high emission intensity.

実施例1で作製した本発明の正極を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の断面を示した模式図である。1 is a schematic view showing a cross section of a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element having a positive electrode of the present invention produced in Example 1. FIG. 実施例2で作製した本発明の正極を有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の平面を示した模式図である。6 is a schematic view showing a plane of a gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting element having a positive electrode according to the present invention produced in Example 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 正極
11 透明導電層
12 ボンディングパッド
20 負極
21 透明導電層
22 ボンディングパッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Positive electrode 11 Transparent conductive layer 12 Bonding pad 20 Negative electrode 21 Transparent conductive layer 22 Bonding pad

Claims (22)

発光素子の同じ面にn型又はp型の一方の電極と、これに対向するp型又はn型の他方の電極を有する構造の半導体発光素子用電極であって、両方の電極が、ボンディングパッドと透明導電層からなることを特徴とする半導体発光素子用電極。   An electrode for a semiconductor light emitting device having a structure having one electrode of n-type or p-type on the same surface of the light-emitting device and the other electrode of p-type or n-type opposed to the electrode, both electrodes being bonded pads And an electrode for a semiconductor light emitting device, comprising: a transparent conductive layer. 発光素子の同じ面にn型又はp型の一方の電極と、これに対向するp型又はn型の他方の電極を有する構造の半導体発光素子用電極であって、両方の電極が、透明導電層上にボンディングパッドが形成されたものであることを特徴とする半導体発光素子用電極。   An electrode for a semiconductor light emitting device having a structure having one n-type or p-type electrode on the same surface of the light-emitting device and the other p-type or n-type electrode opposed thereto, both of which are transparent conductive An electrode for a semiconductor light emitting device, wherein a bonding pad is formed on the layer. 上記一方の電極の透明導電層が発光素子の中心の領域に配置され、これに対向する他方の電極の透明導電層が、前記一方の電極の透明導電層の周囲の一部あるいは全部を包囲する平面形状であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体発光素子用電極。   The transparent conductive layer of the one electrode is disposed in the center region of the light emitting element, and the transparent conductive layer of the other electrode facing the one surrounds part or all of the periphery of the transparent conductive layer of the one electrode. The electrode for a semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the electrode is a planar shape. 上記一方の電極の透明導電層と他方の電極の透明導電層が交互に入り組んだ平面形状であることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体発光素子用電極。   3. The electrode for a semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the transparent conductive layer of the one electrode and the transparent conductive layer of the other electrode are in a planar shape. n型電極の透明導電層の面積がp型電極の透明導電層の面積より小さいことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。   The area for the transparent conductive layer of the n-type electrode is smaller than the area of the transparent conductive layer for the p-type electrode. n型電極の透明導電層の材料が、ITO、酸化アルミニウム、亜鉛、フッ素ドープ酸化錫、酸化チタン、硫化亜鉛、酸化ビスマス、酸化マグネシウムからなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。   The material of the transparent conductive layer of the n-type electrode is at least one selected from the group consisting of ITO, aluminum oxide, zinc, fluorine-doped tin oxide, titanium oxide, zinc sulfide, bismuth oxide, and magnesium oxide. The electrode for a semiconductor light-emitting element according to claim 1. n型電極の透明導電層の厚さが、10〜100nmであることを特徴とする請求項6に記載の半導体発光素子用電極。   The electrode for a semiconductor light-emitting element according to claim 6, wherein the transparent conductive layer of the n-type electrode has a thickness of 10 to 100 nm. n型電極の透明導電層の材料が、アルミニウム、ニッケル、チタン、金、銀、クロムからなる群から選ばれた少なくとも1種であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。   The material for the transparent conductive layer of the n-type electrode is at least one selected from the group consisting of aluminum, nickel, titanium, gold, silver, and chromium. Electrode for semiconductor light emitting device. n型電極の透明導電層の厚さが、1〜100nmであることを特徴とする請求項8に記載の半導体発光素子用電極。   The electrode for a semiconductor light-emitting element according to claim 8, wherein the transparent conductive layer of the n-type electrode has a thickness of 1 to 100 nm. n型電極の透明導電層が、発光した光の70%以上を透過するものであることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。   10. The electrode for a semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the transparent conductive layer of the n-type electrode transmits 70% or more of the emitted light. n型電極の透明導電層の面積が、発光素子チップ面積の5〜50%あることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。   The area for the transparent conductive layer of the n-type electrode is 5 to 50% of the area of the light emitting element chip, and the electrode for a semiconductor light emitting element according to any one of claims 1 to 10. n型電極が、ボンディングパッドと該パッドから発光素子チップの周辺に沿って伸びる透明導電層から構成されていることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。   12. The electrode for a semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the n-type electrode is composed of a bonding pad and a transparent conductive layer extending from the pad along the periphery of the light-emitting element chip. p型電極の透明導電層の厚さが、5〜1000nmであることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。   The electrode for a semiconductor light-emitting element according to any one of claims 1 to 12, wherein the transparent conductive layer of the p-type electrode has a thickness of 5 to 1000 nm. n型電極及びp型電極のボンディングパッドが、発光素子の辺又は隅に対向して設けられていることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。   14. The electrode for a semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein a bonding pad for the n-type electrode and the p-type electrode is provided to face a side or a corner of the light emitting device. ボンディングパッドは、多層構造であり、その最下層(透明導電層に接する側)がCr、Al、Ti、あるいはPt、Rh、Ru、Ir等の白金族金属、Agからなる群から選ばれた金属であることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。   The bonding pad has a multilayer structure, and the lowermost layer (the side in contact with the transparent conductive layer) is a metal selected from the group consisting of Cr, Al, Ti, platinum group metals such as Pt, Rh, Ru, Ir, and Ag. The electrode for a semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the electrode is a semiconductor light emitting device. ボンディングパッドは、多層構造であり、最下層の上の層がTi,Cr、Alからなる群から選ばれた金属であることを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。   The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the bonding pad has a multilayer structure, and the upper layer on the lowermost layer is a metal selected from the group consisting of Ti, Cr, and Al. Electrode. ボンディングパッドは、多層構造であり、最上層がAu又はAlであることを特徴とする請求項1〜16のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。   The electrode for a semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the bonding pad has a multilayer structure, and the uppermost layer is Au or Al. 発光素子チップが、500μm角以上の大きさであることを特徴とする請求項1〜17のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。   The electrode for a semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the light-emitting element chip has a size of 500 μm square or more. 発光素子が、GaN系半導体発光素子であることを特徴とする請求項1〜18のいずれかに記載の半導体発光素子用電極。   The electrode for a semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the light-emitting element is a GaN-based semiconductor light-emitting element. 請求項1〜19のいずれかに記載の電極を用いた発光素子。   The light emitting element using the electrode in any one of Claims 1-19. 請求項20に記載の発光素子と蛍光体とを組み合わせた発光素子。   A light emitting device comprising a combination of the light emitting device according to claim 20 and a phosphor. 請求項20又は21に記載の発光素子を用いたランプ。

A lamp using the light emitting device according to claim 20 or 21.

JP2005260146A 2005-09-08 2005-09-08 Electrodes for semiconductor light emitting device Pending JP2007073789A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005260146A JP2007073789A (en) 2005-09-08 2005-09-08 Electrodes for semiconductor light emitting device
US12/066,194 US7888687B2 (en) 2005-09-08 2006-09-06 Electrode for semiconductor light emitting device
PCT/JP2006/318088 WO2007029859A1 (en) 2005-09-08 2006-09-06 Electrode for semiconductor light emitting device
TW95133087A TWI319631B (en) 2005-09-08 2006-09-07 Electrode for semiconductor light emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005260146A JP2007073789A (en) 2005-09-08 2005-09-08 Electrodes for semiconductor light emitting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007073789A true JP2007073789A (en) 2007-03-22

Family

ID=37934970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005260146A Pending JP2007073789A (en) 2005-09-08 2005-09-08 Electrodes for semiconductor light emitting device

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2007073789A (en)
TW (1) TWI319631B (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009200406A (en) * 2008-02-25 2009-09-03 Kyocera Corp Light-emitting device
WO2010100949A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-10 昭和電工株式会社 Group iii nitride semiconductor light-emitting element and method for manufacturing the same, and lamp
JP2012054525A (en) * 2010-08-04 2012-03-15 Toshiba Corp Semiconductor light-emitting device
US8816370B2 (en) 2008-04-05 2014-08-26 Lg Innotek Co., Ltd. Light-emitting element
JP2014225539A (en) * 2013-05-16 2014-12-04 日亜化学工業株式会社 Light-emitting element
US9214605B2 (en) 2013-03-22 2015-12-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Nitride semiconductor light emitting device
JP2016127113A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 日亜化学工業株式会社 Light emitting element and light emitting device using the same, and manufacturing method
JP2018049962A (en) * 2016-09-23 2018-03-29 泰谷光電科技股▲ふん▼有限公司 Electrode construction of light emission diode

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09232632A (en) * 1995-12-22 1997-09-05 Toshiba Corp Semiconductor light-emitting element and manufacture thereof
JP2001217456A (en) * 2000-02-03 2001-08-10 Sharp Corp Gallium nitride system compound semiconductor light- emitting device
US6380564B1 (en) * 2000-08-16 2002-04-30 United Epitaxy Company, Ltd. Semiconductor light emitting device
JP2003133590A (en) * 2001-10-25 2003-05-09 Sharp Corp Gallium nitride based compound semiconductor light emitting element and manufacturing method therefor
JP2004228401A (en) * 2003-01-24 2004-08-12 Sharp Corp Oxide semiconductor light emitting element and its manufacturing method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09232632A (en) * 1995-12-22 1997-09-05 Toshiba Corp Semiconductor light-emitting element and manufacture thereof
JP2001217456A (en) * 2000-02-03 2001-08-10 Sharp Corp Gallium nitride system compound semiconductor light- emitting device
US6380564B1 (en) * 2000-08-16 2002-04-30 United Epitaxy Company, Ltd. Semiconductor light emitting device
JP2003133590A (en) * 2001-10-25 2003-05-09 Sharp Corp Gallium nitride based compound semiconductor light emitting element and manufacturing method therefor
JP2004228401A (en) * 2003-01-24 2004-08-12 Sharp Corp Oxide semiconductor light emitting element and its manufacturing method

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009200406A (en) * 2008-02-25 2009-09-03 Kyocera Corp Light-emitting device
KR101449030B1 (en) * 2008-04-05 2014-10-08 엘지이노텍 주식회사 group 3 nitride-based semiconductor light emitting diodes and methods to fabricate them
US10224462B2 (en) 2008-04-05 2019-03-05 Lg Innotek Co., Ltd. Light-emitting device
US8816370B2 (en) 2008-04-05 2014-08-26 Lg Innotek Co., Ltd. Light-emitting element
WO2010100949A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-10 昭和電工株式会社 Group iii nitride semiconductor light-emitting element and method for manufacturing the same, and lamp
JP2010232649A (en) * 2009-03-06 2010-10-14 Showa Denko Kk Group-iii nitride semiconductor light-emitting element and method for manufacturing the same, and lamp
US8502254B2 (en) 2009-03-06 2013-08-06 Toyoda Gosei Co., Ltd. Group III nitride semiconductor light-emitting device and method of manufacturing the same, and lamp
JP2012054525A (en) * 2010-08-04 2012-03-15 Toshiba Corp Semiconductor light-emitting device
US8653498B2 (en) 2010-08-04 2014-02-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device
US9214605B2 (en) 2013-03-22 2015-12-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Nitride semiconductor light emitting device
JP2014225539A (en) * 2013-05-16 2014-12-04 日亜化学工業株式会社 Light-emitting element
JP2016127113A (en) * 2014-12-26 2016-07-11 日亜化学工業株式会社 Light emitting element and light emitting device using the same, and manufacturing method
US10026879B2 (en) 2014-12-26 2018-07-17 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element
JP2018049962A (en) * 2016-09-23 2018-03-29 泰谷光電科技股▲ふん▼有限公司 Electrode construction of light emission diode

Also Published As

Publication number Publication date
TW200735415A (en) 2007-09-16
TWI319631B (en) 2010-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5533675B2 (en) Semiconductor light emitting device
JP5232972B2 (en) Semiconductor light emitting device and method for manufacturing semiconductor light emitting device
JP5201566B2 (en) Compound semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
JP5030398B2 (en) Gallium nitride compound semiconductor light emitting device
JP5232969B2 (en) Method for manufacturing gallium nitride compound semiconductor light emitting device
JP2006066903A (en) Positive electrode for semiconductor light-emitting element
JP5276959B2 (en) LIGHT EMITTING DIODE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND LAMP
JP4572597B2 (en) Nitride semiconductor device
JP2006074019A (en) Transparent electrode for semiconductor light-emitting device
US20120097922A1 (en) Light emitting element, method of producing same, lamp, electronic equipment, and mechinical apparatus
JP2006294907A (en) Nitride gallium based compound semiconductor luminous element
JP2007073789A (en) Electrodes for semiconductor light emitting device
TWI260099B (en) Positive electrode structure and gallium nitride-based compound semiconductor light-emitting device
US7888687B2 (en) Electrode for semiconductor light emitting device
JP2006024913A (en) Translucent positive electrode for compound semiconductor light-emitting device of gallium nitride series, and the light-emitting device
JP2012084667A (en) Compound semiconductor light-emitting element, method of manufacturing the same, lamp, electronic device, and mechanical apparatus
JP5652358B2 (en) Semiconductor light emitting device, lamp, and method for manufacturing semiconductor light emitting device
JP2011082248A (en) Semiconductor light emitting element and method of manufacturing the same, and lamp
JP2006245555A (en) Translucent electrode
JP2006013474A (en) Gallium nitride based compound semiconductor light emitting device
JP5625725B2 (en) Gallium nitride compound semiconductor light emitting device
JP2006013475A (en) Positive electrode structure and gallium nitride based compound semiconductor light emitting device
JP2009253056A (en) Group iii nitride semiconductor light-emitting device and lamp
JP2005340797A (en) Translucent positive electrode

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080820

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110913

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120124