JP3356034B2 - Nitride semiconductor light emitting device - Google Patents

Nitride semiconductor light emitting device

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JP3356034B2 JP33104097A JP33104097A JP3356034B2 JP 3356034 B2 JP3356034 B2 JP 3356034B2 JP 33104097 A JP33104097 A JP 33104097A JP 33104097 A JP33104097 A JP 33104097A JP 3356034 B2 JP3356034 B2 JP 3356034B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、p型窒化物半導体
層に正電極を備えた窒化物半導体素子に関する。
The present invention relates to a nitride semiconductor device having a positive electrode on a p-type nitride semiconductor layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、窒化物半導体を用いた発光素子
が、青色系の発光が可能な発光素子として注目されてい
る。この窒化物半導体を用いた従来の発光素子は、例え
ば、図6に示すように、サファイヤ基板11上にn型窒
化ガリウム系半導体層12を成長させ、そのn型窒化ガ
リウム系半導体層12上に発光層10を介してp型窒化
ガリウム系半導体層13を成長させた層構造を有する。
この従来の窒化物半導体発光素子において、図6に示す
ように、p型窒化ガリウム系半導体層上には、p型窒化
ガリウム系半導体層13とオーミック接触可能な金属膜
からなり、透光性を有する第1正電極15が形成され、
n側の負電極14は、所定の位置で、p型窒化ガリウム
系半導体層と発光層をエッチングにより除去してn型窒
化ガリウム系半導体層の上面を露出させて、露出させた
上面上に形成されている。そして、従来例の窒化物半導
体発光素子においては、図6に示すように第1正電極1
5上の一部に外部回路との接続用に第2正電極116が
形成され、さらに素子の保護のために正負の電極の取り
出し部分を除いて絶縁膜17が形成されている。
2. Description of the Related Art In recent years, a light emitting device using a nitride semiconductor has attracted attention as a light emitting device capable of emitting blue light. In a conventional light emitting device using this nitride semiconductor, for example, as shown in FIG. 6, an n-type gallium nitride-based semiconductor layer 12 is grown on a sapphire substrate 11, and It has a layer structure in which a p-type gallium nitride based semiconductor layer 13 is grown via a light emitting layer 10.
In this conventional nitride semiconductor light emitting device, as shown in FIG. 6, a metal film capable of ohmic contact with the p-type gallium nitride-based semiconductor layer 13 is formed on the p-type gallium nitride-based semiconductor layer, and has a light-transmitting property. Forming a first positive electrode 15 having
The n-side negative electrode 14 is formed at a predetermined position on the exposed upper surface by removing the p-type gallium nitride-based semiconductor layer and the light emitting layer by etching to expose the upper surface of the n-type gallium nitride-based semiconductor layer. Have been. Then, in the conventional nitride semiconductor light emitting device, as shown in FIG.
A second positive electrode 116 is formed on a part of the substrate 5 for connection to an external circuit, and an insulating film 17 is formed for protecting the element except for a portion where the positive and negative electrodes are taken out.

【0003】以上のように構成された従来例の窒化物半
導体発光素子において、発光層10で発光された光は透
光性の第1正電極を介して出力されるが、第2正電極1
16が形成されている部分では、第2正電極116が外
部回路と接続されるためにその部分からは光が出力され
ない。従って、第2正電極116の直下で発光された光
は有効な発光としては利用することができずに損失とな
って、結果として電力効率を低下させることになる。そ
こで、従来例では、図6に示すように、第2正電極11
6と第1正電極15との間に高抵抗層30を形成して、
第2正電極116の直下への電流を制限して第2正電極
116の直下の発光層における発光を抑制していた。
In the conventional nitride semiconductor light emitting device configured as described above, the light emitted from the light emitting layer 10 is output through the transmissive first positive electrode.
In the portion where the second positive electrode 116 is formed, no light is output from that portion because the second positive electrode 116 is connected to an external circuit. Therefore, the light emitted immediately below the second positive electrode 116 cannot be used as effective light emission and is lost, resulting in a decrease in power efficiency. Therefore, in the conventional example, as shown in FIG.
6 and the first positive electrode 15 to form a high-resistance layer 30;
The light emission in the light-emitting layer immediately below the second positive electrode 116 was suppressed by limiting the current directly below the second positive electrode 116.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高抵抗
層30を形成した従来の窒化物半導体発光素子では、高
抵抗層を形成するための工程が増え、生産効率の低下を
招いていた。
However, in the conventional nitride semiconductor light emitting device in which the high-resistance layer 30 is formed, the number of steps for forming the high-resistance layer is increased, and the production efficiency is reduced.

【0005】そこで、本発明は、上記問題点を解決し
て、効率よく生産することができる電力効率のよい窒化
物半導体発光素子を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems and provide a power efficient nitride semiconductor light emitting device which can be efficiently produced.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の従来例
の問題点を解決するために、高抵抗層30を形成するこ
となく、第2正電極直下の発光層における発光を抑制で
きる構造を鋭意検討した結果、第1第2正電極に特定の
金属を用いて特定の処理をすることにより、第2正電極
直下の発光層における発光を抑制できることを見いだし
て完成させたものである。すなわち、本発明に係る第1
の窒化物半導体発光素子は、基板上に発光層を含む1又
は2以上の窒化ガリウム系半導体層を介して形成された
p型窒化ガリウム系半導体層と、透光性を有しかつ上記
p型窒化ガリウム系半導体層とオーミック接触する第1
正電極と、上記第1正電極上の一部に形成された第2正
電極とを備え、第1正電極を介して発光した光を出力す
る窒化物半導体発光素子であって、上記第2正電極は、
W、Mo、Cr及びTiからなる群から選ばれた少なく
とも1つを主成分として上記第1正電極に接するように
形成された第1層と、該第1層上に形成されたAuを主
成分とする第2層とを含む積層体が熱処理されてなり、
上記第2正電極の直下の発光層における発光を抑制した
ことを特徴とする。また、本発明に係る第2の窒化物半
導体発光素子は、基板上に発光層を含む1又は2以上の
窒化ガリウム系半導体層を介して形成されたp型窒化ガ
リウム系半導体層と、透光性を有しかつ上記p型窒化ガ
リウム系半導体層とオーミック接触する第1正電極と、
上記第1正電極上の一部に形成された第2正電極とを備
え、第1正電極を介して発光した光を出力する窒化物半
導体発光素子であって、上記第2正電極は、W、Mo、
Cr、Ti及びNiからなる群から選ばれた少なくとも
1つを主成分として上記第1正電極に接するように形成
された第1層と、該第1層上に形成されたPtを主成分
とする第2層とを含む積層体が熱処理されてなり、上記
第2正電極の直下の発光層における発光を抑制したこと
を特徴とする。以上のように構成された本発明に係る第
1と第2の窒化物半導体発光素子では、上記第2正電極
の直下の発光層への電流の注入を阻止することができ、
上記第2正電極の直下の発光層における発光を抑制でき
る。これによって、外部に出力されない光の発光を押さ
えて、電力損失を小さくできるので、極めて電力効率を
よくできる。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention has a structure capable of suppressing light emission in the light emitting layer immediately below the second positive electrode without forming the high resistance layer 30. As a result of diligent studies, the inventors have found that it is possible to suppress light emission in the light emitting layer immediately below the second positive electrode by performing a specific treatment using a specific metal for the first and second positive electrodes. That is, the first according to the present invention
Is a p-type gallium nitride-based semiconductor layer formed on a substrate via one or more gallium nitride-based semiconductor layers including a light-emitting layer; and a light-transmitting p-type gallium nitride-based semiconductor layer. First ohmic contact with gallium nitride based semiconductor layer
A nitride semiconductor light emitting device comprising: a positive electrode; and a second positive electrode formed on a part of the first positive electrode, wherein the nitride semiconductor light emitting device outputs light emitted through the first positive electrode. The positive electrode is
A first layer formed so as to be in contact with the first positive electrode with at least one selected from the group consisting of W, Mo, Cr and Ti as a main component, and an Au formed on the first layer are mainly composed of A laminate comprising a second layer as a component and a heat treatment,
Light emission in the light emitting layer immediately below the second positive electrode is suppressed. Further, the second nitride semiconductor light emitting device according to the present invention includes a p-type gallium nitride based semiconductor layer formed on a substrate via one or more gallium nitride based semiconductor layers including a light emitting layer; A first positive electrode having a property and in ohmic contact with the p-type gallium nitride-based semiconductor layer;
A second positive electrode formed on a part of the first positive electrode, the nitride semiconductor light emitting element outputting light emitted through the first positive electrode, wherein the second positive electrode comprises: W, Mo,
A first layer formed so as to be in contact with the first positive electrode with at least one selected from the group consisting of Cr, Ti and Ni as a main component, and a Pt formed on the first layer as a main component; The laminated body including the second layer is heat-treated to suppress light emission in the light-emitting layer immediately below the second positive electrode. In the first and second nitride semiconductor light emitting devices according to the present invention configured as described above, current injection into the light emitting layer immediately below the second positive electrode can be prevented,
Light emission in the light emitting layer immediately below the second positive electrode can be suppressed. As a result, the emission of light that is not output to the outside can be suppressed, and the power loss can be reduced, so that the power efficiency can be extremely improved.

【0007】また、本発明に係る第1と第2の窒化物半
導体発光素子では、上記第2正電極が、250℃以上7
50℃以下の所定の温度で熱処理されていることが好ま
しく、これによって、より効果的に第2正電極の直下の
発光層における発光を抑制できる。
Further, in the first and second nitride semiconductor light emitting devices according to the present invention, the second positive electrode has a temperature not lower than 250 ° C.
It is preferable that the heat treatment is performed at a predetermined temperature of 50 ° C. or less, whereby light emission in the light emitting layer immediately below the second positive electrode can be more effectively suppressed.

【0008】また、本発明に係る第1と第2の窒化物半
導体発光素子では、上記第1正電極は、Ni、Cr、
V、Co、Pd及びAgからなる群から選ばれた少なく
とも1種の金属を主成分として上記p型窒化ガリウム系
半導体層と接して形成された第3層と、Au、Pt及び
Irからなる群から選ばれた少なくとも1つの元素を主
成分として形成された第4層とを含む積層体を熱処理し
て形成することができる。
Further, in the first and second nitride semiconductor light emitting devices according to the present invention, the first positive electrode includes Ni, Cr,
A third layer formed mainly of at least one metal selected from the group consisting of V, Co, Pd and Ag in contact with the p-type gallium nitride based semiconductor layer, and a group consisting of Au, Pt and Ir And a fourth layer including at least one element selected from the group consisting of a main component and a fourth layer.

【0009】また、上記窒化物半導体発光素子におい
て、上記第3層は、Ni又はCoを主成分とし、上記第
4層は、Au又はPtを主成分として形成されることが
好ましい。
In the above-described nitride semiconductor light emitting device, it is preferable that the third layer is formed mainly of Ni or Co, and the fourth layer is formed mainly of Au or Pt.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施の形態について説明する。本発明に係る実施形態
の窒化物半導体発光素子は、透光性の正電極15を介し
て発光した光を出力するいわゆる半導体側発光タイプの
発光素子であって、図1に示すように、例えばサファイ
ヤからなる基板11上に、例えば、Siがドープされた
AlInGaNからなるn型窒化物半導体層12、例え
ば、InGaNからなる発光層10及び例えば、Mgが
ドープされたAlInGaNからなるp型窒化物半導体
層13が順に積層された半導体層構造を有し、正負の電
極が以下のように形成されて構成される。すなわち、1
つの側面(第1側面)から所定の幅にp型窒化ガリウム
系半導体層及び発光層が除去されて露出されたn型窒化
ガリウム系半導体層12の上面にn側の負電極14が形
成され、p型窒化ガリウム系半導体層13の上面のほぼ
全面にp側の第1正電極15が形成される。そして、第
1正電極15上の負電極14から離れた位置に第2正電
極16が形成され、負電極14上及び第2正電極16上
の開口部を除き、各電極及び各半導体層を覆うように絶
縁膜17が形成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The nitride semiconductor light-emitting device of the embodiment according to the present invention is a so-called semiconductor-side light-emitting device that outputs light emitted through the translucent positive electrode 15, and as shown in FIG. On a substrate 11 made of sapphire, for example, an n-type nitride semiconductor layer 12 made of AlInGaN doped with Si, for example, a light emitting layer 10 made of InGaN, and a p-type nitride semiconductor made of AlInGaN doped with Mg, for example It has a semiconductor layer structure in which the layers 13 are sequentially stacked, and is formed by forming positive and negative electrodes as follows. That is, 1
An n-side negative electrode 14 is formed on the upper surface of the n-type gallium nitride-based semiconductor layer 12, which is exposed by removing the p-type gallium nitride-based semiconductor layer and the light emitting layer to a predetermined width from one side surface (first side surface), A p-side first positive electrode 15 is formed on almost the entire upper surface of the p-type gallium nitride based semiconductor layer 13. Then, a second positive electrode 16 is formed on the first positive electrode 15 at a position distant from the negative electrode 14. Except for the openings on the negative electrode 14 and the second positive electrode 16, each electrode and each semiconductor layer are formed. An insulating film 17 is formed to cover.

【0011】ここで、本実施形態の窒化物半導体発光素
子は、図1において拡大して示すように、第2正電極1
6を、W、Mo、Cr、Ti又はNiのいずれかを主成
分として第1正電極と接触するように形成された第1の
電極層1と、Au又はPtを主成分として該第1の電極
層1上に形成された第2の電極層2との積層体として形
成した後、所定の温度で熱処理をすることを特徴とし、
上記第2正電極16の直下の発光層10における発光を
抑制している。
Here, the nitride semiconductor light emitting device of the present embodiment has a second positive electrode 1 as shown in an enlarged view in FIG.
6, a first electrode layer 1 formed of W, Mo, Cr, Ti or Ni as a main component so as to be in contact with the first positive electrode, and a first electrode layer 1 of Au or Pt as a main component. After forming as a laminate with the second electrode layer 2 formed on the electrode layer 1, heat treatment is performed at a predetermined temperature,
Light emission in the light emitting layer 10 immediately below the second positive electrode 16 is suppressed.

【0012】本実施形態における第1正電極15と第2
正電極16とについてさらに詳細に説明すると、透光性
の第1正電極15は、Niを主成分とするNi層をp型
窒化ガリウム系半導体層13に接するように例えば10
0Åの厚さに形成した後、Ni層上にAuを主成分とす
るAu層を例えば100Åの厚さに形成する。以上のよ
うに形成したNi層とAu層との積層体を、400℃〜
700℃の範囲の所定の温度で熱処理することにより、
積層構造を逆転させ、p型窒化ガリウム系半導体層13
に接する側に主としてAuを分布させ、p型窒化ガリウ
ム系半導体層13から離れた側に主としてNiを分布さ
せる。また、第2正電極16は、第1正電極と接するよ
うにスパッタリング装置等によりW等を例えば200Å
の厚さに堆積させることにより第1の電極層1を形成
し、この第1の電極層1の上に、Au等を例えば700
0Åの厚さに堆積させることにより第2の電極層2を形
成する。以上のように形成した第1の電極層1と第2の
電極層2とを、例えば、350℃の温度で30分間熱処
理をする。尚、この第2正電極の熱処理は、上述の35
0℃に限定されるものではなく、比較的広い範囲の熱処
理で効果が得られる。しかしながら、本発明では、25
0℃〜750℃の範囲であることが好ましい。従って、
本実施形態では、上述の第1正電極15と第2正電極1
6の熱処理を同時に行ってもよい。また、第2正電極の
熱処理は、絶縁膜17を形成した後に最終工程で熱処理
するようにしてもよい。さらに、後の工程で発光素子に
熱が加えられる場合には、熱処理をその工程で代用して
もよい。
In the present embodiment, the first positive electrode 15 and the second
The positive electrode 16 will be described in more detail. The light-transmitting first positive electrode 15 is formed, for example, by connecting a Ni layer containing Ni as a main component to the p-type gallium nitride-based semiconductor layer 13 by, for example,
After being formed to a thickness of 0 °, an Au layer mainly composed of Au is formed on the Ni layer to a thickness of, for example, 100 °. The laminated body of the Ni layer and the Au layer formed as described above is heated at 400 ° C.
By performing a heat treatment at a predetermined temperature in the range of 700 ° C.,
By inverting the laminated structure, the p-type gallium nitride based semiconductor layer 13
Au is mainly distributed on the side in contact with, and Ni is mainly distributed on the side remote from the p-type gallium nitride based semiconductor layer 13. The second positive electrode 16 is coated with W or the like by, for example, 200 ° by a sputtering device or the like so as to be in contact with the first positive electrode.
The first electrode layer 1 is formed by depositing Au or the like on the first electrode layer 1 to a thickness of, for example, 700 nm.
The second electrode layer 2 is formed by depositing to a thickness of 0 °. The first electrode layer 1 and the second electrode layer 2 formed as described above are subjected to a heat treatment at, for example, a temperature of 350 ° C. for 30 minutes. Incidentally, the heat treatment of the second positive electrode is performed in the above-described 35.
The effect is not limited to 0 ° C. but can be obtained by a relatively wide range of heat treatment. However, in the present invention, 25
The temperature is preferably in the range of 0 ° C to 750 ° C. Therefore,
In the present embodiment, the first positive electrode 15 and the second positive electrode 1 described above are used.
6 may be performed simultaneously. The heat treatment of the second positive electrode may be performed in the final step after the formation of the insulating film 17. Furthermore, in the case where heat is applied to the light-emitting element in a later step, heat treatment may be substituted in that step.

【0013】次に、実施形態の窒化物半導体発光素子の
発光状態を確認した結果について説明する。尚、この発
光状態の確認に用いた窒化物半導体発光素子における第
1正電極15と第2正電極16とは以下のように形成し
た。透光性の第1正電極15は、Ni層を100Åの厚
さに形成した後、Au層を100Åの厚さに形成し、5
50℃の温度で熱処理をして形成した。また、第2正電
極16は、Wを200Åの厚さに堆積させることにより
第1の電極層1を形成し、その上にAuを7000Åの
厚さに堆積させることにより第2の電極層2を形成した
後、350℃の温度で30分間熱処理して形成した。
Next, the result of confirming the light emitting state of the nitride semiconductor light emitting device of the embodiment will be described. The first positive electrode 15 and the second positive electrode 16 in the nitride semiconductor light emitting device used for confirming the light emitting state were formed as follows. The first translucent positive electrode 15 is formed by forming a Ni layer to a thickness of 100 °, forming an Au layer to a thickness of 100 °,
It was formed by heat treatment at a temperature of 50 ° C. Further, the second positive electrode 16 forms the first electrode layer 1 by depositing W to a thickness of 200 °, and deposits Au to a thickness of 7000 ° on the second electrode layer 2 Was formed and then heat-treated at a temperature of 350 ° C. for 30 minutes.

【0014】また、図2は、発光状態の確認に用いた試
料の概略構成を示す模式的な断面図であって、ここで
は、発光素子を図2に示すようにフィリップチップボン
ディングして、基板11側から発光状態を確認した。
尚、この試料において、ベース基板21上には発光素子
の正負の電極に電圧を印加するための電極23a,23
bが形成され、該電極23a,23bと第2正電極16
及び負電極14との接続はそれぞれ、導電性樹脂22
a,22bを用いて行った。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a sample used for confirming a light emitting state. In this example, a light emitting element is subjected to a flip chip bonding as shown in FIG. The light emission state was confirmed from the eleventh side.
In this sample, electrodes 23a and 23 for applying a voltage to the positive and negative electrodes of the light emitting element are provided on the base substrate 21.
b, the electrodes 23a and 23b and the second positive electrode 16
And the connection with the negative electrode 14 are respectively made of conductive resin 22
a, 22b.

【0015】以上のように構成された図2の試料に、発
光素子の順方向電流が20mAになるように電圧を印加
して、発光層10における発光強度分布を基板11側か
ら測定し、その結果を図4に示す。ここで、図4には、
図3に示すA−A’線における位置に対する発光強度を
示していて、発光強度はc点における発光強度を1とし
たときの相対値で示している。尚、本試料において、a
−b間は、第2正電極16の直下である。また、a点を
0としたき、b点は100μmであり、c点は175μ
mである。図4から明らかなように、本実施形態の窒化
物半導体発光素子では、第2正電極16の直下の発光層
における発光が抑制されていることがわかる。
A voltage was applied to the thus configured sample of FIG. 2 so that the forward current of the light emitting device became 20 mA, and the light emission intensity distribution in the light emitting layer 10 was measured from the substrate 11 side. FIG. 4 shows the results. Here, FIG.
The luminous intensity for the position along the line AA ′ shown in FIG. 3 is shown, and the luminous intensity is shown as a relative value when the luminous intensity at point c is set to 1. In this sample, a
The interval between -b is immediately below the second positive electrode 16. When point a is set to 0, point b is 100 μm and point c is 175 μm.
m. As is clear from FIG. 4, in the nitride semiconductor light emitting device of the present embodiment, light emission in the light emitting layer immediately below the second positive electrode 16 is suppressed.

【0016】次に、第1正電極15及び第2正電極16
(第1の電極層1及び第2の電極層2)として種々の金
属を組み合わせて同様の検討を行った結果を表1に示し
説明する。
Next, the first positive electrode 15 and the second positive electrode 16
Table 1 shows the results of a similar study conducted by combining various metals as the (first electrode layer 1 and the second electrode layer 2).

【0017】[0017]

【表1】 [Table 1]

【0018】表1の第2正電極16の欄において、
(/)の左側に記載した元素は、第1の電極層1として
形成したものを示し、(/)の右側に記載した元素は、
第2の電極層2として形成したものを示す。また、第1
正電極15の欄において、(/)の左側に記載した元素
は、p型窒化ガリウム系半導体層に接するように形成さ
れた元素を示す。尚、本検討において、第1の電極層1
は、200Åの厚さに形成し、第2電極層2は7000
Åの厚さに形成して、300℃で熱処理をした。また、
熱処理温度は、250℃から750℃の範囲であれば、
良好な結果が得られることを確認した。
In the column of the second positive electrode 16 in Table 1,
The elements described on the left side of (/) indicate those formed as the first electrode layer 1, and the elements described on the right side of (/)
One formed as the second electrode layer 2 is shown. Also, the first
In the column of the positive electrode 15, the elements described to the left of (/) indicate elements formed so as to be in contact with the p-type gallium nitride based semiconductor layer. In the present study, the first electrode layer 1
Is formed to a thickness of 200 °, and the second electrode layer 2
Å and heat-treated at 300 ° C. Also,
If the heat treatment temperature is in the range of 250 ° C to 750 ° C,
It was confirmed that good results were obtained.

【0019】以上詳細に説明したように、本実施形態の
窒化物半導体発光素子では、第2正電極16を、W、M
o、Cr、Ti又はNiのいずれかを主成分として第1
正電極15と接触するように形成された第1の電極層1
と、Au又はPtを主成分として該第1の電極層1上に
形成された第2の電極層2との積層体として形成した
後、所定の温度で熱処理している。これによって、第2
正電極16直下における発光層10の電流の流入を阻止
でき発光を抑制できるので、第2正電極16直下の発光
層10における電力損失を小さくでき、効率的な発光を
させることができる。ここで、第1正電極15は、Ni
/Pt、Co/Pt、Ni/Au及びCo/Auのいず
れでも同様の効果を有する。
As described in detail above, in the nitride semiconductor light emitting device of this embodiment, the second positive electrode 16 is
o, Cr, Ti or Ni
First electrode layer 1 formed to be in contact with positive electrode 15
And a second electrode layer 2 formed on the first electrode layer 1 with Au or Pt as a main component, and then heat-treated at a predetermined temperature. This allows the second
Since the current can be prevented from flowing into the light emitting layer 10 immediately below the positive electrode 16 and light emission can be suppressed, the power loss in the light emitting layer 10 immediately below the second positive electrode 16 can be reduced, and efficient light emission can be achieved. Here, the first positive electrode 15 is made of Ni
/ Pt, Co / Pt, Ni / Au and Co / Au have the same effect.

【0020】尚、本発明では、第1正電極15の第1層
は、上記Ni、Coに限らず、例えば、Cr、V、A
g、Pdでも良く、第1正電極の第2層は、Pt、Au
に限らず、例えば、例えば、Irでもよい。以上例示し
た上記各金属を用いることにより、p型窒化ガリウム系
半導体層13とオーミック接触が可能な第1正電極を形
成できる。すなわち、本発明は、第1正電極の金属は特
に限定されるものではなく、第1正電極は、p型窒化ガ
リウム系半導体層13とオーミック接触するものであれ
ば適用できる。尚、第1正電極15は、400℃以上7
50℃以下の所定の温度で熱処理することが好ましく、
これによって、より効果的なオーミック接触を確保でき
る。
In the present invention, the first layer of the first positive electrode 15 is not limited to Ni and Co, but may be, for example, Cr, V, or A.
g, Pd. The second layer of the first positive electrode may be composed of Pt, Au.
However, for example, Ir may be used, for example. By using each of the metals exemplified above, the first positive electrode capable of making ohmic contact with the p-type gallium nitride-based semiconductor layer 13 can be formed. That is, the present invention is not particularly limited as to the metal of the first positive electrode, and the first positive electrode can be applied as long as it makes ohmic contact with the p-type gallium nitride based semiconductor layer 13. Note that the first positive electrode 15 has a temperature
It is preferable to perform heat treatment at a predetermined temperature of 50 ° C. or less,
Thereby, more effective ohmic contact can be secured.

【0021】尚、半導体側発光の発光素子は、さらに発
光効率を良くし、また発光した光を効果的に出力するた
めに、例えば、図5に示すように、負電極140と取り
出し電極160とを対角線上に配置した電極構造とする
こともできる。すなわち、負電極140は、p型窒化ガ
リウム系半導体層を1つの隅部において除去して露出さ
せたn型窒化ガリウム系半導体層12の表面に形成さ
れ、正電極150は、p型窒化ガリウム系半導体層13
0のほぼ全面に形成され、取り出し電極160は、負電
極140と対角をなす位置に形成される。以上のように
構成することにより、実施形態と同様の効果を有し、さ
らに発光効率を高くできる。
In order to further improve the luminous efficiency and to effectively output the emitted light, the light emitting element for emitting light on the side of the semiconductor is, for example, as shown in FIG. May be arranged on a diagonal line. That is, the negative electrode 140 is formed on the surface of the n-type gallium nitride-based semiconductor layer 12 in which the p-type gallium nitride-based semiconductor layer is removed and exposed at one corner, and the positive electrode 150 is formed on the p-type gallium nitride-based semiconductor layer. Semiconductor layer 13
0, and the extraction electrode 160 is formed at a position diagonal to the negative electrode 140. With the above configuration, the same effects as those of the embodiment can be obtained, and the luminous efficiency can be further increased.

【0022】以上の実施形態1,2では、n型窒化ガリ
ウム系半導体層12、活性層10及びp型窒化ガリウム
系半導体層13を備えた窒化物半導体層素子について示
したが、本発明はこれに限らず、バッファ層等のその他
の半導体層を備えていてもよいことはいうまでもない。
他の半導体層を備えていても本発明を適用することがで
き、実施形態と同様の作用効果を有する。
In the first and second embodiments, the nitride semiconductor layer device including the n-type gallium nitride-based semiconductor layer 12, the active layer 10, and the p-type gallium nitride-based semiconductor layer 13 has been described. It goes without saying that other semiconductor layers such as a buffer layer may be provided.
The present invention can be applied even if another semiconductor layer is provided, and has the same operation and effect as the embodiment.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る窒化物半導体素子において、上記第2正電極は、W、
Mo、Cr、Ti及びNiからなる群から選ばれた少な
くとも1つを主成分とする第1層と、Au又はPtを主
成分として形成された第2層とを含む積層体が熱処理さ
れて形成されているので、上記第2正電極の直下の発光
層への電流の注入を阻止することができる。従って、本
発明によれば、高抵抗層を形成することなく、上記第2
正電極の直下の発光層における発光を抑制できるので、
電力効率のよい窒化物半導体発光素子を効率良く製造で
きる。
As described above in detail, in the nitride semiconductor device according to the present invention, the second positive electrode includes W,
A laminated body including a first layer mainly containing at least one selected from the group consisting of Mo, Cr, Ti and Ni and a second layer mainly containing Au or Pt is formed by heat treatment. Therefore, it is possible to prevent current from being injected into the light emitting layer immediately below the second positive electrode. Therefore, according to the present invention, without forming the high resistance layer,
Since light emission in the light emitting layer immediately below the positive electrode can be suppressed,
A power-efficient nitride semiconductor light emitting device can be manufactured efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る実施形態の窒化物半導体発光素
子の模式断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a nitride semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.

【図2】 実施形態の窒化物半導体発光素子の発光状態
を確認するための試料の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a sample for confirming a light emitting state of the nitride semiconductor light emitting device of the embodiment.

【図3】 発光状態を確認するための測定位置を示すた
めの実施形態の窒化物半導体発光素子の平面図である。
FIG. 3 is a plan view of the nitride semiconductor light emitting device of the embodiment for showing a measurement position for confirming a light emitting state.

【図4】 実施形態の窒化物半導体発光素子の発光状態
を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a light emitting state of the nitride semiconductor light emitting device of the embodiment.

【図5】 本発明に係る変形例の窒化物半導体素子の電
極構成を示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing an electrode configuration of a nitride semiconductor device of a modified example according to the present invention.

【図6】 従来例の窒化物半導体発光素子の構成を示す
模式断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a configuration of a conventional nitride semiconductor light emitting device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1の電極層、 2…第2の電極層、 10…活性層、 11…基板、 12…n型窒化ガリウム系半導体層、 13…p型窒化ガリウム系半導体層、 14…負電極、 15…第1正電極、 16…第2正電極、 17…絶縁膜。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st electrode layer, 2 ... 2nd electrode layer, 10 ... Active layer, 11 ... Substrate, 12 ... N-type gallium nitride based semiconductor layer, 13 ... P-type gallium nitride based semiconductor layer, 14 ... Negative electrode, 15: first positive electrode, 16: second positive electrode, 17: insulating film.

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 33/00 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 33/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板上に発光層を含む1又は2以上の窒
化ガリウム系半導体層を介して形成されたp型窒化ガリ
ウム系半導体層と、透光性を有しかつ上記p型窒化ガリ
ウム系半導体層とオーミック接触する第1正電極と、上
記第1正電極上の一部に形成された第2正電極とを備
え、第1正電極を介して発光した光を出力する窒化物半
導体発光素子であって、 上記第2正電極は、 W、Mo、Cr及びTiからなる群から選ばれた少なく
とも1つを主成分として上記第1正電極に接するように
形成された第1層と、該第1層上に形成されたAuを主
成分とする第2層とを含む積層体が熱処理されてなり、
上記第2正電極の直下の発光層における発光を抑制した
ことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
1. A p-type gallium nitride-based semiconductor layer formed on a substrate via one or more gallium nitride-based semiconductor layers including a light-emitting layer; A nitride semiconductor light emitting device comprising: a first positive electrode in ohmic contact with a semiconductor layer; and a second positive electrode formed on a part of the first positive electrode, and outputting light emitted through the first positive electrode. An element, wherein the second positive electrode includes a first layer formed of at least one selected from the group consisting of W, Mo, Cr, and Ti so as to be in contact with the first positive electrode; A laminate formed on the first layer and including a second layer containing Au as a main component is heat-treated;
A nitride semiconductor light emitting device, wherein light emission in a light emitting layer immediately below the second positive electrode is suppressed.
【請求項2】 基板上に発光層を含む1又は2以上の窒
化ガリウム系半導体層を介して形成されたp型窒化ガリ
ウム系半導体層と、透光性を有しかつ上記p型窒化ガリ
ウム系半導体層とオーミック接触する第1正電極と、上
記第1正電極上の一部に形成された第2正電極とを備
え、第1正電極を介して発光した光を出力する窒化物半
導体発光素子であって、 上記第2正電極は、 W、Mo、Cr、Ti及びNiからなる群から選ばれた
少なくとも1つを主成分として上記第1正電極に接する
ように形成された第1層と、該第1層上に形成されたP
tを主成分とする第2層とを含む積層体が熱処理されて
なり、上記第2正電極の直下の発光層における発光を抑
制したことを特徴とする窒化物半導体発光素子。
2. A p-type gallium nitride-based semiconductor layer formed on a substrate via one or more gallium nitride-based semiconductor layers including a light-emitting layer; A nitride semiconductor light emitting device comprising: a first positive electrode in ohmic contact with a semiconductor layer; and a second positive electrode formed on a part of the first positive electrode, and outputting light emitted through the first positive electrode. An element, wherein the second positive electrode is a first layer formed so as to be in contact with the first positive electrode with at least one selected from the group consisting of W, Mo, Cr, Ti and Ni as a main component. And P formed on the first layer
A nitride semiconductor light-emitting device, wherein a laminate including a second layer containing t as a main component is heat-treated to suppress light emission in a light-emitting layer immediately below the second positive electrode.
【請求項3】 上記第2正電極が、250℃以上750
℃以下の所定の温度で熱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 method according to claim 2, wherein the second positive electrode is at least 250 ° C. and at least 750.
The heat treatment is performed at a predetermined temperature of not more than ℃.
The nitride semiconductor light-emitting device according to any of the preceding claims.
【請求項4】 上記第1正電極は、Ni、Cr、V、C
o、Pd及びAgからなる群から選ばれた少なくとも1
種の金属を主成分として上記p型窒化ガリウム系半導体
層と接して形成された第3層と、Au、Pt及びIrか
らなる群から選ばれた少なくとも1つの元素を主成分と
して形成された第4層とを含む積層体が熱処理されてな
る請求項1〜3のうちのいずれか1つに記載の窒化物半
導体発光素子。
4. The first positive electrode comprises Ni, Cr, V, C
at least one selected from the group consisting of o, Pd and Ag
A third layer formed mainly of a seed metal in contact with the p-type gallium nitride-based semiconductor layer; and a third layer formed mainly of at least one element selected from the group consisting of Au, Pt and Ir. The nitride semiconductor light-emitting device according to any one of claims 1 to 3, wherein a laminate including the four layers is heat-treated.
【請求項5】 上記第3層は、Ni又はCoを主成分と
し、上記第4層は、Au又はPtを主成分として形成さ
れた請求項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 third layer is formed mainly of Ni or Co, and said fourth layer is formed mainly of Au or Pt.
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