JP2658009B2 - 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/45—Ohmic electrodes
- H01L29/452—Ohmic electrodes on AIII-BV compounds
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、青色発光の窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子に関する。
ム系化合物半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、青色の発光ダイオードとして少なく
ともガリウム（Ｇａ）と窒素（Ｎ）とを含む半導体化合
物（以下、ＧａＮ系の化合物半導体という）を用いたも
のが知られている。そのＧａＮ系の化合物半導体は直接
遷移であることから発光効率が高いこと、光の３原色の
１つである青色を発光色とすること等から注目されてい
る。
ともガリウム（Ｇａ）と窒素（Ｎ）とを含む半導体化合
物（以下、ＧａＮ系の化合物半導体という）を用いたも
のが知られている。そのＧａＮ系の化合物半導体は直接
遷移であることから発光効率が高いこと、光の３原色の
１つである青色を発光色とすること等から注目されてい
る。
【０００３】このようなＧａＮ系の化合物半導体を用い
た発光ダイオードは、サファイヤ基板上に直接又は窒化
アルミニウムから成るバッファ層を介在させて、ｎ導電
型のＧａＮ系の化合物半導体から成る第１層を成長さ
せ、その第１層の上にｐ型不純物を添加したＧａＮ系の
化合物半導体から成る第２層を成長させた構造をとって
いる（特開昭６２−１１９１９６号公報、特開昭６３−
１８８９７７号公報）。
た発光ダイオードは、サファイヤ基板上に直接又は窒化
アルミニウムから成るバッファ層を介在させて、ｎ導電
型のＧａＮ系の化合物半導体から成る第１層を成長さ
せ、その第１層の上にｐ型不純物を添加したＧａＮ系の
化合物半導体から成る第２層を成長させた構造をとって
いる（特開昭６２−１１９１９６号公報、特開昭６３−
１８８９７７号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上述の発光ダ
イオードの発光強度を向上させるには、第２層の電極の
電極面積をなるべく大きくすれば良いことが知られてい
る。又、上述のように、ＧａＮ系の化合物半導体を用い
た発光ダイオードの結晶成長に関しては数多くの研究報
告がなされているが、その発光ダイオード製作に関する
プロセス技術に関してはあまり報告されていないのが現
状である。
イオードの発光強度を向上させるには、第２層の電極の
電極面積をなるべく大きくすれば良いことが知られてい
る。又、上述のように、ＧａＮ系の化合物半導体を用い
た発光ダイオードの結晶成長に関しては数多くの研究報
告がなされているが、その発光ダイオード製作に関する
プロセス技術に関してはあまり報告されていないのが現
状である。
【０００５】図８は、上記公報における第２層の電極の
層構造を示す縦断面図である。発光ダイオード６０の第
２層の電極６７は第２層上に直接、又、第１層の電極６
８は第２層の一部に設けられた孔内を利用してそれぞれ
Ａl を蒸着した後、それらＡl から成る下地金属上にＮ
i をそれぞれ蒸着して形成されている。
層構造を示す縦断面図である。発光ダイオード６０の第
２層の電極６７は第２層上に直接、又、第１層の電極６
８は第２層の一部に設けられた孔内を利用してそれぞれ
Ａl を蒸着した後、それらＡl から成る下地金属上にＮ
i をそれぞれ蒸着して形成されている。
【０００６】ところが、上述のような第２層上に直接、
Ａl 電極を形成した場合の発光ダイオードの発光領域に
おける発光パターンは、図５(a) に示すように、粗い点
であり、均一な面発光とはならなかった。従って、発光
ダイオードは発光面積を大きく形成したにも拘わらず発
光強度があまり向上しないという問題があった。又、発
光ダイオードの駆動電圧を低下させることも要望されて
いる。
Ａl 電極を形成した場合の発光ダイオードの発光領域に
おける発光パターンは、図５(a) に示すように、粗い点
であり、均一な面発光とはならなかった。従って、発光
ダイオードは発光面積を大きく形成したにも拘わらず発
光強度があまり向上しないという問題があった。又、発
光ダイオードの駆動電圧を低下させることも要望されて
いる。
【０００７】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたものであり、その目的とするところは、ＧａＮ系
の化合物半導体の発光ダイオードの青色の発光領域にお
ける発光パターンを点発光から面発光に近づけてその発
光強度を向上させると共に駆動電圧を低下させることで
ある。
されたものであり、その目的とするところは、ＧａＮ系
の化合物半導体の発光ダイオードの青色の発光領域にお
ける発光パターンを点発光から面発光に近づけてその発
光強度を向上させると共に駆動電圧を低下させることで
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の請求項１の発明の構成は、ｎ型の窒化ガリウム系化合
物半導体（Ａl X Ｇa 1-X Ｎ；Ｘ＝０を含む）から成る第１
層と、ｐ型不純物を添加した窒化ガリウム系化合物半導
体（Ａl X Ｇa 1-X Ｎ；Ｘ＝０を含む）から成る第２層とを
有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
第１層の電極はＡl ，Ｔi 又はそれを含む合金から成
り、第２層の電極はＮｉ又はＮｉを含む合金から成るこ
とを特徴とする。
の請求項１の発明の構成は、ｎ型の窒化ガリウム系化合
物半導体（Ａl X Ｇa 1-X Ｎ；Ｘ＝０を含む）から成る第１
層と、ｐ型不純物を添加した窒化ガリウム系化合物半導
体（Ａl X Ｇa 1-X Ｎ；Ｘ＝０を含む）から成る第２層とを
有する窒化ガリウム系化合物半導体発光素子において、
第１層の電極はＡl ，Ｔi 又はそれを含む合金から成
り、第２層の電極はＮｉ又はＮｉを含む合金から成るこ
とを特徴とする。
【０００９】又、請求項２の発明は、サファイア基板
と、そのサファイア基板上に形成されたバッファ層を有
し、そのバッファ層上に、第１層、第２層が形成されて
いることを特徴とする。
と、そのサファイア基板上に形成されたバッファ層を有
し、そのバッファ層上に、第１層、第２層が形成されて
いることを特徴とする。
【００１０】又、請求項３の発明は、第２層の電極は、
Ｎｉの上に他の金属層を形成した複層構造であることを
特徴とする。
Ｎｉの上に他の金属層を形成した複層構造であることを
特徴とする。
【００１１】
【作用及び効果】上記のように、第１層の電極はＡl ，
Ｔi 又はそれを含む合金とし、第２層の電極はＮｉ又は
Ｎｉを含む合金としたので、発光領域における発光パタ
ーンを点発光から面発光に近づけることができ発光光度
が向上した。又、発光ダイオードの駆動電圧が減少し
た。
Ｔi 又はそれを含む合金とし、第２層の電極はＮｉ又は
Ｎｉを含む合金としたので、発光領域における発光パタ
ーンを点発光から面発光に近づけることができ発光光度
が向上した。又、発光ダイオードの駆動電圧が減少し
た。
【００１２】又、第２層の電極として、Ｎｉの上に他の
金属層を形成した複層構造とした場合には、上記の効果
の他、熱的緩和により、熱膨張、熱収縮によるＮｉの剥
離を防止することができると共に、ハンダ接続が可能に
なった。
金属層を形成した複層構造とした場合には、上記の効果
の他、熱的緩和により、熱膨張、熱収縮によるＮｉの剥
離を防止することができると共に、ハンダ接続が可能に
なった。
【００１３】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１は本発明に係る発光ダイオード１０を示し
た縦断面図である。発光ダイオード１０は、サファイヤ
基板１を有しており、そのサファイヤ基板１に 500Åの
ＡｌＮのバッファ層２が形成されている。そのバッファ
層２の上には、順に、第１層である膜厚 2.2μm のＧａ
Ｎから成る高キャリヤ濃度ｎ+ 層３と膜厚 1.5μm のＧ
ａＮから成る低キャリヤ濃度ｎ層４が形成されており、
更に、低キャリヤ濃度ｎ層４の上に膜厚 0.1μm のＧａ
Ｎから成る第２層である発光層５が形成されている。そ
して、発光層５に接続するアルミニウムで形成された電
極７と高キャリヤ濃度ｎ+ 層３に接続するアルミニウム
で形成された電極８とが形成されている。
明する。図１は本発明に係る発光ダイオード１０を示し
た縦断面図である。発光ダイオード１０は、サファイヤ
基板１を有しており、そのサファイヤ基板１に 500Åの
ＡｌＮのバッファ層２が形成されている。そのバッファ
層２の上には、順に、第１層である膜厚 2.2μm のＧａ
Ｎから成る高キャリヤ濃度ｎ+ 層３と膜厚 1.5μm のＧ
ａＮから成る低キャリヤ濃度ｎ層４が形成されており、
更に、低キャリヤ濃度ｎ層４の上に膜厚 0.1μm のＧａ
Ｎから成る第２層である発光層５が形成されている。そ
して、発光層５に接続するアルミニウムで形成された電
極７と高キャリヤ濃度ｎ+ 層３に接続するアルミニウム
で形成された電極８とが形成されている。
【００１４】次に、この構造の発光ダイオード１０の製
造工程について、図２、図３及び図４を参照して説明す
る。用いられたガスは、ＮＨ3 とキャリヤガスＨ2 とト
リメチルガリウム（Ｇa(ＣＨ3)3)（以下、ＴＭＧと記
す）とトリメチルアルミニウム（Ａl(ＣＨ3)3)（以下、
ＴＭＡと記す）とシラン（ＳiＨ4）とジエチル亜鉛（以
下、ＤＥＺと記す）である。
造工程について、図２、図３及び図４を参照して説明す
る。用いられたガスは、ＮＨ3 とキャリヤガスＨ2 とト
リメチルガリウム（Ｇa(ＣＨ3)3)（以下、ＴＭＧと記
す）とトリメチルアルミニウム（Ａl(ＣＨ3)3)（以下、
ＴＭＡと記す）とシラン（ＳiＨ4）とジエチル亜鉛（以
下、ＤＥＺと記す）である。
【００１５】先ず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した
ａ面を主面とする単結晶のサファイヤ基板１をＭＯＶＰ
Ｅ装置の反応室に載置されたサセプタに装着する。次
に、常圧でＨ2 を流速２ l／分で反応室に流しながら温
度1100℃でサファイヤ基板１を気相エッチングした。次
に、温度を 400℃まで低下させて、Ｈ2 を20 l／分、Ｎ
Ｈ3 を10 l／分、ＴＭＡを 1.8×10-5モル／分で供給し
て 500Åの厚さのＡlＮ から成るバッファ層２を形成し
た。
ａ面を主面とする単結晶のサファイヤ基板１をＭＯＶＰ
Ｅ装置の反応室に載置されたサセプタに装着する。次
に、常圧でＨ2 を流速２ l／分で反応室に流しながら温
度1100℃でサファイヤ基板１を気相エッチングした。次
に、温度を 400℃まで低下させて、Ｈ2 を20 l／分、Ｎ
Ｈ3 を10 l／分、ＴＭＡを 1.8×10-5モル／分で供給し
て 500Åの厚さのＡlＮ から成るバッファ層２を形成し
た。
【００１６】次に、サファイヤ基板１の温度を1150℃に
保持し、Ｈ2 を20 l／分、ＮＨ3 を10 l／分、ＴＭＧを
1.7×10-4モル／分、Ｈ2 で0.86ppm まで希釈したシラ
ン（ＳiＨ4）を 200ml／分の割合で30分間供給し、膜厚
2.2μm 、キャリヤ濃度 1.5×1018／cm3 のＧａＮから
成る高キャリヤ濃度ｎ+ 層３を形成した。続いて、サフ
ァイヤ基板１の温度を1150℃に保持し、Ｈ2 を20 l／
分、ＮＨ3を10 l／分、ＴＭＧを1.7 ×10-4モル／分の
割合で20分間供給し、膜厚 1.5μm、キャリヤ濃度 1×1
015／cm3 のＧａＮから成る低キャリヤ濃度ｎ層４を形
成した。
保持し、Ｈ2 を20 l／分、ＮＨ3 を10 l／分、ＴＭＧを
1.7×10-4モル／分、Ｈ2 で0.86ppm まで希釈したシラ
ン（ＳiＨ4）を 200ml／分の割合で30分間供給し、膜厚
2.2μm 、キャリヤ濃度 1.5×1018／cm3 のＧａＮから
成る高キャリヤ濃度ｎ+ 層３を形成した。続いて、サフ
ァイヤ基板１の温度を1150℃に保持し、Ｈ2 を20 l／
分、ＮＨ3を10 l／分、ＴＭＧを1.7 ×10-4モル／分の
割合で20分間供給し、膜厚 1.5μm、キャリヤ濃度 1×1
015／cm3 のＧａＮから成る低キャリヤ濃度ｎ層４を形
成した。
【００１７】次に、サファイヤ基板１を 900℃にして、
Ｈ2 を20 l／分、ＮＨ3 を10 l／分、ＴＭＧを 1.7×10
-4モル／分、ＤＥＺを 1.5×10-4モル／分の割合で１分
間供給して、膜厚 0.1μm のＧａＮから成る発光層５を
形成した。このようにして、図２(a) に示すような多層
構造が得られた。
Ｈ2 を20 l／分、ＮＨ3 を10 l／分、ＴＭＧを 1.7×10
-4モル／分、ＤＥＺを 1.5×10-4モル／分の割合で１分
間供給して、膜厚 0.1μm のＧａＮから成る発光層５を
形成した。このようにして、図２(a) に示すような多層
構造が得られた。
【００１８】次に、図２(b) に示すように、発光層５の
上に、スパッタリングによりＳiＯ2層１１を2000Åの厚
さに形成した。次に、そのＳiＯ2層１１上にフォトレジ
スト１２を塗布して、フォトリソグラフィにより、その
フォトレジスト１２を高キャリヤ濃度ｎ+ 層３に対する
電極形成部位のフォトレジストを除去したパターンに形
成した。次に、図２(c) に示すように、フォトレジスト
１２によって覆われていないＳiＯ2層１１をフッ酸系エ
ッチング液で除去した。
上に、スパッタリングによりＳiＯ2層１１を2000Åの厚
さに形成した。次に、そのＳiＯ2層１１上にフォトレジ
スト１２を塗布して、フォトリソグラフィにより、その
フォトレジスト１２を高キャリヤ濃度ｎ+ 層３に対する
電極形成部位のフォトレジストを除去したパターンに形
成した。次に、図２(c) に示すように、フォトレジスト
１２によって覆われていないＳiＯ2層１１をフッ酸系エ
ッチング液で除去した。
【００１９】次に、図３(d) に示すように、フォトレジ
スト１２及びＳiＯ2層１１によって覆われていない部位
の発光層５とその下の低キャリヤ濃度ｎ層４と高キャリ
ヤ濃度ｎ+ 層３の上面一部を、真空度0.04Torr、高周波
電力0.44W／cm2、ＢＣl3ガスを10ml／分の割合で供給し
ドライエッチングした後、Ａr でドライエッチングし
た。次に、図３(e) に示すように、発光層５上に残って
いるＳiＯ2層１１をフッ酸で除去した。次に、図３(f)
に示すように、真空度８×10-7Torr、試料温度 225℃に
保持し、試料の上全面に、蒸着によりＮi 層１３を3000
Åの厚さに形成した。そして、そのＮi 層１３の上にフ
ォトレジスト１４を塗布して、フォトリソグラフィによ
り、そのフォトレジスト１４が発光層５に対する電極部
が残るように、所定形状にパターン形成した。
スト１２及びＳiＯ2層１１によって覆われていない部位
の発光層５とその下の低キャリヤ濃度ｎ層４と高キャリ
ヤ濃度ｎ+ 層３の上面一部を、真空度0.04Torr、高周波
電力0.44W／cm2、ＢＣl3ガスを10ml／分の割合で供給し
ドライエッチングした後、Ａr でドライエッチングし
た。次に、図３(e) に示すように、発光層５上に残って
いるＳiＯ2層１１をフッ酸で除去した。次に、図３(f)
に示すように、真空度８×10-7Torr、試料温度 225℃に
保持し、試料の上全面に、蒸着によりＮi 層１３を3000
Åの厚さに形成した。そして、そのＮi 層１３の上にフ
ォトレジスト１４を塗布して、フォトリソグラフィによ
り、そのフォトレジスト１４が発光層５に対する電極部
が残るように、所定形状にパターン形成した。
【００２０】次に、図４(g) に示すように、フォトレジ
スト１４をマスクとして下層のＮi層１３の露出部を硝
酸系エッチング液でエッチングし、フォトレジスト１４
をアセトンで除去し、発光層５の電極部となる部分だけ
にＮi 層１３を残して形成した。次に、図４(h) に示す
ように、真空度８×10-7Torr、試料温度 225℃に保持
し、試料の上全面に、蒸着によりＡl 層１５を3000Åの
厚さに形成した。次に、図４(i) に示すように、Ａl 層
１５の上にフォトレジスト１６を塗布して、フォトリソ
グラフィにより、そのフォトレジスト１６が高キャリヤ
濃度ｎ+層３及び発光層５に対する電極部が残るよう
に、所定形状にパターン形成した。
スト１４をマスクとして下層のＮi層１３の露出部を硝
酸系エッチング液でエッチングし、フォトレジスト１４
をアセトンで除去し、発光層５の電極部となる部分だけ
にＮi 層１３を残して形成した。次に、図４(h) に示す
ように、真空度８×10-7Torr、試料温度 225℃に保持
し、試料の上全面に、蒸着によりＡl 層１５を3000Åの
厚さに形成した。次に、図４(i) に示すように、Ａl 層
１５の上にフォトレジスト１６を塗布して、フォトリソ
グラフィにより、そのフォトレジスト１６が高キャリヤ
濃度ｎ+層３及び発光層５に対する電極部が残るよう
に、所定形状にパターン形成した。
【００２１】上述の製造工程の後、フォトレジスト１６
によって覆われていないＡl 層１５の露出部を硝酸系エ
ッチング液でエッチングし、フォトレジスト１６をアセ
トンで除去し、高キャリヤ濃度ｎ+ 層３の電極８、発光
層５の電極７を形成した。このようにして、図１に示す
構造の窒化ガリウム系発光素子を製造することができ
る。尚、発光層５上に形成する下地金属１３の金属材料
としては、上述のＮi 、Ａg 又はＴi 、もしくはＮi 合
金等それらの合金などから成る金属物質を選択しても良
い。又、高キャリヤ濃度ｎ+ 層３の電極８及び発光層５
の上層の電極７の金属材料としては、Ａl の他、Ｔi な
どのオーミック接続が可能な金属物質であれば良い。
によって覆われていないＡl 層１５の露出部を硝酸系エ
ッチング液でエッチングし、フォトレジスト１６をアセ
トンで除去し、高キャリヤ濃度ｎ+ 層３の電極８、発光
層５の電極７を形成した。このようにして、図１に示す
構造の窒化ガリウム系発光素子を製造することができ
る。尚、発光層５上に形成する下地金属１３の金属材料
としては、上述のＮi 、Ａg 又はＴi 、もしくはＮi 合
金等それらの合金などから成る金属物質を選択しても良
い。又、高キャリヤ濃度ｎ+ 層３の電極８及び発光層５
の上層の電極７の金属材料としては、Ａl の他、Ｔi な
どのオーミック接続が可能な金属物質であれば良い。
【００２２】このようにして製造された発光ダイオード
１０の両電極間に10mAの電流を流し、その発光強度を測
定した。ここで、発光層５上に直接Ａl 層を形成した従
来の発光ダイオードの場合においては、光度30mcd の発
光強度であった。この従来の発光ダイオードの発光強度
及び駆動電圧を１とすると、本発明の発光ダイオードで
発光層５の電極の下地金属を上述のＮi にて形成したも
のでは、図５(b) に発光パターンを示すように、発光点
が最も増加し面発光に近い状態となり発光強度が 1.5
倍、駆動電圧が0.82倍となった。又、下地金属がＡg の
ものでは、図５(c) に発光パターンを示すように、発光
点がかなり増加し発光強度が 1.4倍、駆動電圧が0.90倍
となり、下地金属がＴi のものでは、図５(d) にその発
光パターンを示すように、発光点がやや増加し発光強度
が1.05倍、駆動電圧が0.95倍となった。即ち、本発明の
発光ダイオードは、従来の発光ダイオードに比べて発光
強度を増加させることができる共に駆動電圧を低下させ
ることができる。
１０の両電極間に10mAの電流を流し、その発光強度を測
定した。ここで、発光層５上に直接Ａl 層を形成した従
来の発光ダイオードの場合においては、光度30mcd の発
光強度であった。この従来の発光ダイオードの発光強度
及び駆動電圧を１とすると、本発明の発光ダイオードで
発光層５の電極の下地金属を上述のＮi にて形成したも
のでは、図５(b) に発光パターンを示すように、発光点
が最も増加し面発光に近い状態となり発光強度が 1.5
倍、駆動電圧が0.82倍となった。又、下地金属がＡg の
ものでは、図５(c) に発光パターンを示すように、発光
点がかなり増加し発光強度が 1.4倍、駆動電圧が0.90倍
となり、下地金属がＴi のものでは、図５(d) にその発
光パターンを示すように、発光点がやや増加し発光強度
が1.05倍、駆動電圧が0.95倍となった。即ち、本発明の
発光ダイオードは、従来の発光ダイオードに比べて発光
強度を増加させることができる共に駆動電圧を低下させ
ることができる。
【００２３】次に他の実施例について説明する。本実施
例では、図６に示すように、上記の実施例と同様に、サ
ファイア基板１上にＡｌＮから成るバッファ層２、第１
層であるＧａＮから成る高キャリア濃度ｎ+ 層３、厚さ
1.1 μｍ、キャリア濃度 1×1015／cm3 の低キャリア濃
度ｎ層４、厚さ1.1 μｍ、Zn濃度 2×1018／cm3 の低不
純物濃度ｉL 層５１、厚さ0.2 μｍ、Zn濃度 1×1020／
cm3 の第２層である高不純物濃度ｉH 層５２が形成され
ている。
例では、図６に示すように、上記の実施例と同様に、サ
ファイア基板１上にＡｌＮから成るバッファ層２、第１
層であるＧａＮから成る高キャリア濃度ｎ+ 層３、厚さ
1.1 μｍ、キャリア濃度 1×1015／cm3 の低キャリア濃
度ｎ層４、厚さ1.1 μｍ、Zn濃度 2×1018／cm3 の低不
純物濃度ｉL 層５１、厚さ0.2 μｍ、Zn濃度 1×1020／
cm3 の第２層である高不純物濃度ｉH 層５２が形成され
ている。
【００２４】そして、上記実施例と同様に高不純物濃度
ｉH 層５２、低不純物濃度ｉL 層５１、低キャリア濃度
ｎ層４を貫通し高キャリア濃度ｎ+ 層３に到る穴６０を
形成した。その後、この穴６０に高キャリア濃度ｎ+ 層
３に対する電極８０と、高不純物濃度ｉH 層５２に対す
る電極７０とを形成した。
ｉH 層５２、低不純物濃度ｉL 層５１、低キャリア濃度
ｎ層４を貫通し高キャリア濃度ｎ+ 層３に到る穴６０を
形成した。その後、この穴６０に高キャリア濃度ｎ+ 層
３に対する電極８０と、高不純物濃度ｉH 層５２に対す
る電極７０とを形成した。
【００２５】電極７０、８０は、厚さ100 Åの第１のＮ
ｉ７１、厚さ1000Åの第２のＮｉ７２、８２、厚さ1500
ÅのＡｌ層７３、８３、厚さ1000ÅのＴｉ層７４、８
４、厚さ2500Åの第３のＮｉ層７５、８５とで構成され
ている。
ｉ７１、厚さ1000Åの第２のＮｉ７２、８２、厚さ1500
ÅのＡｌ層７３、８３、厚さ1000ÅのＴｉ層７４、８
４、厚さ2500Åの第３のＮｉ層７５、８５とで構成され
ている。
【００２６】第１のＮｉ層７１、８１は、温度225 ℃で
真空蒸着により形成される。その後、一旦、真空蒸着装
置を開放して、ウエハを常温、常圧下に置き、再度、真
空にして加熱して、第２のＮｉ層７２、８２を厚く真空
蒸着する。次に、Ａｌ層７３、８３、Ｔｉ層７４、８
４、第３のＮｉ層７５、８５が、順次、真空蒸着により
形成された。Ａｌ層７３、８３、Ｔｉ層７４、８４を介
在させることにより、第３のＮｉ層７５、８５の上にハ
ンダバンプを形成することが可能となる。
真空蒸着により形成される。その後、一旦、真空蒸着装
置を開放して、ウエハを常温、常圧下に置き、再度、真
空にして加熱して、第２のＮｉ層７２、８２を厚く真空
蒸着する。次に、Ａｌ層７３、８３、Ｔｉ層７４、８
４、第３のＮｉ層７５、８５が、順次、真空蒸着により
形成された。Ａｌ層７３、８３、Ｔｉ層７４、８４を介
在させることにより、第３のＮｉ層７５、８５の上にハ
ンダバンプを形成することが可能となる。
【００２７】以上のように形成した発光ダイオードの発
光時の駆動電圧は、電極をアルミニウムで形成した場合
に比べて、0.8 倍に低下した。又、電流10mA印加時の発
光輝度は、150ncdであり、電極をアルミニウムで形成し
た場合の発光輝度100ncdに比べて、1.5 倍に向上した。
光時の駆動電圧は、電極をアルミニウムで形成した場合
に比べて、0.8 倍に低下した。又、電流10mA印加時の発
光輝度は、150ncdであり、電極をアルミニウムで形成し
た場合の発光輝度100ncdに比べて、1.5 倍に向上した。
【００２８】尚、上記の実施例において、高キャリア濃
度ｎ+ 層３に対する電極８０はアルミニウムによる単層
とし、高不純物濃度層ｉH ５２に対する電極７０のみを
上記のようにＮｉを用いた多重層構造にしても、同様な
効果が得られることが確認された。
度ｎ+ 層３に対する電極８０はアルミニウムによる単層
とし、高不純物濃度層ｉH ５２に対する電極７０のみを
上記のようにＮｉを用いた多重層構造にしても、同様な
効果が得られることが確認された。
【００２９】次に他の実施例について説明する。図７に
示すように、上記実施例における第１のＮｉ層８１、第
２のＮｉ層８２に代えて、単層のＮｉ層７１０，８１０
で構成しても良い。この場合のＮｉ層７１０、８１０の
厚さは300 Åである。このように構成しても、上記実施
例と同様な効果が得られた。又、このＮｉ層７１０、８
１０の厚さは50Å以上3000Å以下が望ましい。50Å以下
となると、ハンダバンプの形成時にＮｉがハンダに浸食
されるので望ましくない。又、3000Åを越えると、発光
パターンが電極の周辺部に局在し、中央部での発光が得
られないし、ハンダ浴に入れる時、Ｎｉが剥離するので
望ましくない。
示すように、上記実施例における第１のＮｉ層８１、第
２のＮｉ層８２に代えて、単層のＮｉ層７１０，８１０
で構成しても良い。この場合のＮｉ層７１０、８１０の
厚さは300 Åである。このように構成しても、上記実施
例と同様な効果が得られた。又、このＮｉ層７１０、８
１０の厚さは50Å以上3000Å以下が望ましい。50Å以下
となると、ハンダバンプの形成時にＮｉがハンダに浸食
されるので望ましくない。又、3000Åを越えると、発光
パターンが電極の周辺部に局在し、中央部での発光が得
られないし、ハンダ浴に入れる時、Ｎｉが剥離するので
望ましくない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体的な一実施例に係る発光ダイオー
ドを示した構成図である。
ドを示した構成図である。
【図２】同実施例に係る発光ダイオードの製造工程を示
した縦断面図である。
した縦断面図である。
【図３】同実施例に係る発光ダイオードの製造工程を示
した図２に続く縦断面図である。
した図２に続く縦断面図である。
【図４】同実施例に係る発光ダイオードの製造工程を示
した図３に続く縦断面図である。
した図３に続く縦断面図である。
【図５】発光層の電極の下地金属毎の発光パターンであ
る金属表面の組織を示した顕微鏡写真である。
る金属表面の組織を示した顕微鏡写真である。
【図６】他の実施例にかかる発光ダイオードを示した構
成図である。
成図である。
【図７】他の実施例にかかる発光ダイオードを示した構
成図である。
成図である。
【図８】従来の発光ダイオードを示した構成図である。
１…サファイヤ基板 ２…バッファ層 ３…高キャリヤ濃度ｎ+ 層 ４…低キャリヤ濃度ｎ層 ５…発光層 １０…発光ダイオード ５１…低不純物濃度ｉL 層５１ ５２…高不純物濃度ｉH 層５２ ７，８、７０、８０…電極 ７１、８１…第１のＮｉ層 ７２、８２…第２のＮｉ層 ７３、８３…Ａｌ層 ７４、８４…Ｔｉ層 ７５、８５…第３のＮｉ層 ７１０，８１０…Ｎｉ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真部 勝英 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑 １番地 豊田合成株式会社内 (72)発明者 橋本 雅文 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41 番地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献 特開 平３−108779（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】 ｎ型の窒化ガリウム系化合物半導体（Ａ
l X Ｇa 1-X Ｎ；Ｘ＝０を含む）から成る第１層と、ｐ型不
純物を添加した窒化ガリウム系化合物半導体（Ａl X Ｇa
1-X Ｎ；Ｘ＝０を含む）から成る第２層とを有する窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子において、 前記第１層の電極はＡl ，Ｔi 又はそれを含む合金から
成り、前記第２層の電極はＮｉ又はＮｉを含む合金から
成ることを特徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子。 - 【請求項２】 サファイア基板と、そのサファイア基板
上に形成されたバッファ層を有し、そのバッファ層上
に、前記第１層、前記第２層が形成されていることを特
徴とする請求項１に記載の窒化ガリウム系化合物半導体
発光素子。 - 【請求項３】 前記第２層の前記電極は、Ｎｉの上に他
の金属層を形成した複層構造であることを特徴とする請
求項１又は請求項２のいずれかに記載の窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21859592A JP2658009B2 (ja) | 1991-07-23 | 1992-07-23 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
| EP93100870A EP0579897B1 (en) | 1992-07-23 | 1993-01-21 | Light-emitting device of gallium nitride compound semiconductor |
| EP03001190A EP1313153A3 (en) | 1992-07-23 | 1993-01-21 | Light-emitting device of gallium nitride compound semiconductor |
| DE69333250T DE69333250T2 (de) | 1992-07-23 | 1993-01-21 | Lichtemittierende Vorrichtung aus einer Verbindung der Galliumnitridgruppe |
| US08/006,301 US5408120A (en) | 1992-07-23 | 1993-01-22 | Light-emitting device of gallium nitride compound semiconductor |
| US08/844,386 USRE36747E (en) | 1992-07-23 | 1997-04-18 | Light-emitting device of gallium nitride compound semiconductor |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-207617 | 1991-07-23 | ||
| JP20761791 | 1991-07-23 | ||
| JP21859592A JP2658009B2 (ja) | 1991-07-23 | 1992-07-23 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05211347A JPH05211347A (ja) | 1993-08-20 |
| JP2658009B2 true JP2658009B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=26516360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21859592A Expired - Fee Related JP2658009B2 (ja) | 1991-07-23 | 1992-07-23 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2658009B2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69425186T3 (de) | 1993-04-28 | 2005-04-14 | Nichia Corp., Anan | Halbleitervorrichtung aus einer galliumnitridartigen III-V-Halbleiterverbindung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| US5708301A (en) * | 1994-02-28 | 1998-01-13 | Sumitomo Chemical Company, Limited | Electrode material and electrode for III-V group compound semiconductor |
| JP3016241B2 (ja) * | 1994-03-22 | 2000-03-06 | 豊田合成株式会社 | ３族窒化物半導体発光素子 |
| JPH0832112A (ja) * | 1994-07-20 | 1996-02-02 | Toyoda Gosei Co Ltd | ３族窒化物半導体発光素子 |
| US6996150B1 (en) | 1994-09-14 | 2006-02-07 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor light emitting device and manufacturing method therefor |
| JP3693142B2 (ja) * | 1997-12-11 | 2005-09-07 | 株式会社リコー | 半導体レーザ装置およびその製造方法 |
| DE19921987B4 (de) * | 1998-05-13 | 2007-05-16 | Toyoda Gosei Kk | Licht-Abstrahlende Halbleitervorrichtung mit Gruppe-III-Element-Nitrid-Verbindungen |
| US6936859B1 (en) | 1998-05-13 | 2005-08-30 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device using group III nitride compound |
| JP4023121B2 (ja) | 2001-09-06 | 2007-12-19 | 豊田合成株式会社 | ｎ型電極、ＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子、ｎ型電極の製造方法、及びＩＩＩ族窒化物系化合物半導体素子の製造方法 |
| JP2005117020A (ja) | 2003-09-16 | 2005-04-28 | Stanley Electric Co Ltd | 窒化ガリウム系化合物半導体素子とその製造方法 |
| KR100773538B1 (ko) * | 2004-10-07 | 2007-11-07 | 삼성전자주식회사 | 반사 전극 및 이를 구비하는 화합물 반도체 발광소자 |
| CN115188865A (zh) * | 2022-07-11 | 2022-10-14 | 福建兆元光电有限公司 | 一种倒装芯片的电极及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2623463B2 (ja) * | 1989-09-22 | 1997-06-25 | 豊田合成株式会社 | 窒化ガリウム系化合物半導体の電極形成方法 |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP21859592A patent/JP2658009B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05211347A (ja) | 1993-08-20 |
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