JP3503439B2 - 窒化物半導体素子 - Google Patents
窒化物半導体素子Info
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Description
【発明の属する技術分野】本発明は、発光ダイオード、
レーザダイオード等の発光素子、あるいは太陽電池、光
センサー等の受光素子に使用される窒化物半導体（Ｉｎ
xＡｌyＧａ1-x-yＮ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）よ
りなる窒化物半導体素子に関する。
レーザダイオード等の発光素子、あるいは太陽電池、光
センサー等の受光素子に使用される窒化物半導体（Ｉｎ
xＡｌyＧａ1-x-yＮ、０≦ｘ、０≦ｙ、ｘ＋ｙ≦１）よ
りなる窒化物半導体素子に関する。
【従来の技術】近年、実用可能な窒化物半導体よりなる
発光ダイオード、レーザダイオード等の発光素子が知ら
れている。これらの素子に関し、多くの研究者らが、信
頼性及び発光強度の更なる向上を目指して種々の研究開
発を行っている。
発光ダイオード、レーザダイオード等の発光素子が知ら
れている。これらの素子に関し、多くの研究者らが、信
頼性及び発光強度の更なる向上を目指して種々の研究開
発を行っている。
【０００１】例えば、特開平５−１３８１６号、及び特
開平７−９４７８３号各公報等には外部量子効率を高め
る及び電極間のショートを防止するために、電極間や露
出している一部の窒化物半導体層上などに絶縁膜を設け
ることが記載されている。例えば、これらの発光素子と
して図１にその一例を示す。図１に示されている従来の
発光素子は、サファイア基板上１１に、ｎ型窒化物半導
体層１２（ｎ型層）、活性層（図示されていない）及び
ｐ型窒化物半導体層１３（ｐ型層）を順に積層し、そし
て、活性層とｐ型層１３の一部をエッチングしてｎ型層
１２を露出させ、このｎ型層の露出面に負の電圧を印加
するためのｎ電極１４を形成し、更に図１のようにｐ型
層１３とオーミック接触可能な第一正電極１５、第一正
電極１５に正の電圧を印加するための第二正電極１６、
及びｎ電極１４が、同一面側に形成された構造である。
更に図１の発光素子は、ｎ電極１４と、第一正電極１５
間の短絡を防止するために、図１に示すように電極を除
いた素子表面を透光性絶縁性膜１８で覆っている。
開平７−９４７８３号各公報等には外部量子効率を高め
る及び電極間のショートを防止するために、電極間や露
出している一部の窒化物半導体層上などに絶縁膜を設け
ることが記載されている。例えば、これらの発光素子と
して図１にその一例を示す。図１に示されている従来の
発光素子は、サファイア基板上１１に、ｎ型窒化物半導
体層１２（ｎ型層）、活性層（図示されていない）及び
ｐ型窒化物半導体層１３（ｐ型層）を順に積層し、そし
て、活性層とｐ型層１３の一部をエッチングしてｎ型層
１２を露出させ、このｎ型層の露出面に負の電圧を印加
するためのｎ電極１４を形成し、更に図１のようにｐ型
層１３とオーミック接触可能な第一正電極１５、第一正
電極１５に正の電圧を印加するための第二正電極１６、
及びｎ電極１４が、同一面側に形成された構造である。
更に図１の発光素子は、ｎ電極１４と、第一正電極１５
間の短絡を防止するために、図１に示すように電極を除
いた素子表面を透光性絶縁性膜１８で覆っている。
【０００２】しかしながら、上記の技術では、基板１１
から素子を個別に切り出した際、サファイア基板１１／
ｎ型層１２の端部、又はサファイア基板１１／ｎ型層１
２／ｐ型層１３の端部１７が露出した構造になっている
ため、サファイア基板１１面を発光面として使用する場
合（フィリップチップボンディング）において、配線基
板上の導電部に発光素子の第一正電極１５とｎ電極１４
を導電性接着剤で接着させる際、その導電性接着剤が素
子の端部にまで回り込み、素子端部１７の露出したｎ型
層１２端面と第一正電極１５及び露出したｐ型層１３端
面の間で短絡が生じる場合がある。また更に、上記の窒
化物半導体の発光素子の光の取り出し部は、素子表面が
主であり、発光強度の向上を図るためにその端面からの
光を有効利用されるが、基板から素子を個別に切り出し
た際、素子の端部に凹凸の形が生じ、光学特性がばらつ
く傾向にあった。また更に、上記技術は、透光性電極及
び透光性絶縁膜を形成していたため、活性層で生じた光
が、発光面であるサファイア基板面以外の透光性の電極
及び絶縁膜から透過してしまい発光出力の有効利用がな
されていなかった。
から素子を個別に切り出した際、サファイア基板１１／
ｎ型層１２の端部、又はサファイア基板１１／ｎ型層１
２／ｐ型層１３の端部１７が露出した構造になっている
ため、サファイア基板１１面を発光面として使用する場
合（フィリップチップボンディング）において、配線基
板上の導電部に発光素子の第一正電極１５とｎ電極１４
を導電性接着剤で接着させる際、その導電性接着剤が素
子の端部にまで回り込み、素子端部１７の露出したｎ型
層１２端面と第一正電極１５及び露出したｐ型層１３端
面の間で短絡が生じる場合がある。また更に、上記の窒
化物半導体の発光素子の光の取り出し部は、素子表面が
主であり、発光強度の向上を図るためにその端面からの
光を有効利用されるが、基板から素子を個別に切り出し
た際、素子の端部に凹凸の形が生じ、光学特性がばらつ
く傾向にあった。また更に、上記技術は、透光性電極及
び透光性絶縁膜を形成していたため、活性層で生じた光
が、発光面であるサファイア基板面以外の透光性の電極
及び絶縁膜から透過してしまい発光出力の有効利用がな
されていなかった。
【０００３】これらの問題点を解決するため、特開平９
−２０５２２４号公報には、図２に示すように不透光絶
縁膜１９を発光素子端部にまで形成し、素子端部に露出
したｎ側層端面と第一正電極及び露出したｐ型層端面の
間での短絡を防止し、更に端部に不透光性の絶縁膜１９
を設けたことにより素子端部の凹凸による光学特性のば
らつきを解消し発光強度を向上させることが記載されて
いる。
−２０５２２４号公報には、図２に示すように不透光絶
縁膜１９を発光素子端部にまで形成し、素子端部に露出
したｎ側層端面と第一正電極及び露出したｐ型層端面の
間での短絡を防止し、更に端部に不透光性の絶縁膜１９
を設けたことにより素子端部の凹凸による光学特性のば
らつきを解消し発光強度を向上させることが記載されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
技術は、ショートの防止及び発光強度の向上に関しては
ある程度改良されたものの、厳しい環境条件下での使用
を想定した耐久試験においては十分満足できるものでな
いことがわっかた。つまり、発光素子の信頼性の更なる
向上を目指して、高温高湿条件下にて連続使用試験を行
うと、被試験素子の中にショートを起こすものが生じる
ことがわかった。また、発光強度に関しても更なる向上
が望ましい。
技術は、ショートの防止及び発光強度の向上に関しては
ある程度改良されたものの、厳しい環境条件下での使用
を想定した耐久試験においては十分満足できるものでな
いことがわっかた。つまり、発光素子の信頼性の更なる
向上を目指して、高温高湿条件下にて連続使用試験を行
うと、被試験素子の中にショートを起こすものが生じる
ことがわかった。また、発光強度に関しても更なる向上
が望ましい。
【０００５】そこで、本発明の目的は、発光強度のより
向上した、更に高温高湿条件下での長期間の使用によっ
てもショートが起こらない信頼性の高い窒化物半導体素
子を提供することである。
向上した、更に高温高湿条件下での長期間の使用によっ
てもショートが起こらない信頼性の高い窒化物半導体素
子を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 即ち、本発明の目的
は、下記（１）〜（１０）の構成によって達成すること
ができる。 （１） サファイア基板と、該基板上に少なくとも順に
積層形成されたｎ型窒化物半導体層及びｐ型窒化物半導
体層と、該ｐ型窒化物半導体層上に設けられたｐ電極
と、前記ｐ型窒化物半導体層側から上記ｎ型窒化物半導
体層に達する第一の凹部と、該第一の凹部に露出したｎ
型窒化物半導体層上に設けられたｎ電極と、前記ｐ型窒
化物半導体層側から、上記基板端面までの基板露出面に
達する第二の凹部とを有すると共に、前記第二の凹部
が、ｎ型窒化物半導体層と基板との界面より下方にある
基板露出面を有し、ｐ電極及びｎ電極から第二の凹部ま
で連続して形成された絶縁膜が窒化シリコンであること
を特徴とする窒化物半導体素子。 （２） 基板と、該基板上に少なくとも順に積層形成さ
れたｎ型窒化物半導体層及びｐ型窒化物半導体層と、該
ｐ型窒化物半導体層上に設けられたｐ電極と、前記ｐ型
窒化物半導体層側から上記ｎ型窒化物半導体層に達する
第一の凹部と、該第一の凹部に露出したｎ型窒化物半導
体層上に設けられたｎ電極と、前記ｐ型窒化物半導体層
側から、上記基板端面までの基板露出面に達する第二の
凹部とを有すると共に、前記第二の凹部が、ｎ型窒化物
半導体層と基板との界面より下方にある基板露出面を有
し、ｐ電極及びｎ電極から第二の凹部まで連続して形成
された絶縁膜が、絶縁膜と金属とを積層した絶縁性反射
膜であり、基板を光取り出し面とする発光素子であるこ
とを特徴とする窒化物半導体素子。 （３） 絶縁性基板と、該基板上に少なくとも順に積層
形成されたｎ型窒化物半導体層及びｐ型窒化物半導体層
と、該ｐ型窒化物半導体層上に設けられたｐ電極と、前
記ｐ型窒化物半導体層側から上記ｎ型窒化物半導体層に
達する第一の凹部と、該第一の凹部に露出したｎ型窒化
物半導体層上に設けられたｎ電極と、前記ｐ型窒化物半
導体層側から上記基板に達する基板端面までの第二の凹
部とを有すると共に、前記第二の凹部が、ｎ型窒化物半
導体層と基板との界面より下方にある基板露出面を有
し、ｐ電極及びｎ電極から第二の凹部まで連続して形成
された絶縁膜を有することを特徴とする窒化物半導体素
子。 （４） 前記絶縁膜が、絶縁反射膜であることを特徴と
する上記１又は３に記載の窒化物半導体素子。 （５） 前記絶縁膜が、窒化シリコン膜であることを特
徴とする上記２又は３に記載の窒化物半導体素子。 （６） 前記第二の凹部の基板露出面が、前記ｎ型窒化
物半導体層と基板との界面から３０Å〜５０μｍの位置
にあり、且つ前記第二の凹部の基板露出面の幅が１μｍ
〜１００μｍであることを特徴とする上記１乃至５のい
ずれかに記載の窒化物半導体素子。 （７） 前記窒化物半導体素子が、基板を光取り出し面
とする発光素子であり、前記ｐ電極が非透光性の電極で
あることを特徴とする上記１乃至６のいずれかに記載の
窒化物半導体素子。 （８） 前記ｐ電極のボンディング面に接して、パッド
電極が形成されていることを特徴とする上記１〜３のい
ずれかに記載の窒化物半導体素子。 （９） 前記第二の凹部に設けられた基板露出面、基板
露出端面の形状が、平面形状、階段状、凹凸状であるこ
とを特徴とする上記１乃至８のいずれかに記載の窒化物
半導体素子。 （１０） 前記窒化物半導体素子が、基板を光取り出し
面とする発光素子であり、配線基板上に、前記ｐ電極若
しくは前記パッド電極及びｎ電極に導電性接着剤を介し
て、該素子をボンディングしたことを特徴とする上記１
〜９のいずれかに記載の窒化物半導体素子。
は、下記（１）〜（１０）の構成によって達成すること
ができる。 （１） サファイア基板と、該基板上に少なくとも順に
積層形成されたｎ型窒化物半導体層及びｐ型窒化物半導
体層と、該ｐ型窒化物半導体層上に設けられたｐ電極
と、前記ｐ型窒化物半導体層側から上記ｎ型窒化物半導
体層に達する第一の凹部と、該第一の凹部に露出したｎ
型窒化物半導体層上に設けられたｎ電極と、前記ｐ型窒
化物半導体層側から、上記基板端面までの基板露出面に
達する第二の凹部とを有すると共に、前記第二の凹部
が、ｎ型窒化物半導体層と基板との界面より下方にある
基板露出面を有し、ｐ電極及びｎ電極から第二の凹部ま
で連続して形成された絶縁膜が窒化シリコンであること
を特徴とする窒化物半導体素子。 （２） 基板と、該基板上に少なくとも順に積層形成さ
れたｎ型窒化物半導体層及びｐ型窒化物半導体層と、該
ｐ型窒化物半導体層上に設けられたｐ電極と、前記ｐ型
窒化物半導体層側から上記ｎ型窒化物半導体層に達する
第一の凹部と、該第一の凹部に露出したｎ型窒化物半導
体層上に設けられたｎ電極と、前記ｐ型窒化物半導体層
側から、上記基板端面までの基板露出面に達する第二の
凹部とを有すると共に、前記第二の凹部が、ｎ型窒化物
半導体層と基板との界面より下方にある基板露出面を有
し、ｐ電極及びｎ電極から第二の凹部まで連続して形成
された絶縁膜が、絶縁膜と金属とを積層した絶縁性反射
膜であり、基板を光取り出し面とする発光素子であるこ
とを特徴とする窒化物半導体素子。 （３） 絶縁性基板と、該基板上に少なくとも順に積層
形成されたｎ型窒化物半導体層及びｐ型窒化物半導体層
と、該ｐ型窒化物半導体層上に設けられたｐ電極と、前
記ｐ型窒化物半導体層側から上記ｎ型窒化物半導体層に
達する第一の凹部と、該第一の凹部に露出したｎ型窒化
物半導体層上に設けられたｎ電極と、前記ｐ型窒化物半
導体層側から上記基板に達する基板端面までの第二の凹
部とを有すると共に、前記第二の凹部が、ｎ型窒化物半
導体層と基板との界面より下方にある基板露出面を有
し、ｐ電極及びｎ電極から第二の凹部まで連続して形成
された絶縁膜を有することを特徴とする窒化物半導体素
子。 （４） 前記絶縁膜が、絶縁反射膜であることを特徴と
する上記１又は３に記載の窒化物半導体素子。 （５） 前記絶縁膜が、窒化シリコン膜であることを特
徴とする上記２又は３に記載の窒化物半導体素子。 （６） 前記第二の凹部の基板露出面が、前記ｎ型窒化
物半導体層と基板との界面から３０Å〜５０μｍの位置
にあり、且つ前記第二の凹部の基板露出面の幅が１μｍ
〜１００μｍであることを特徴とする上記１乃至５のい
ずれかに記載の窒化物半導体素子。 （７） 前記窒化物半導体素子が、基板を光取り出し面
とする発光素子であり、前記ｐ電極が非透光性の電極で
あることを特徴とする上記１乃至６のいずれかに記載の
窒化物半導体素子。 （８） 前記ｐ電極のボンディング面に接して、パッド
電極が形成されていることを特徴とする上記１〜３のい
ずれかに記載の窒化物半導体素子。 （９） 前記第二の凹部に設けられた基板露出面、基板
露出端面の形状が、平面形状、階段状、凹凸状であるこ
とを特徴とする上記１乃至８のいずれかに記載の窒化物
半導体素子。 （１０） 前記窒化物半導体素子が、基板を光取り出し
面とする発光素子であり、配線基板上に、前記ｐ電極若
しくは前記パッド電極及びｎ電極に導電性接着剤を介し
て、該素子をボンディングしたことを特徴とする上記１
〜９のいずれかに記載の窒化物半導体素子。
【０００７】つまり、本発明は、第二の凹部の基板露出
面を意図的にｎ側層と基板との界面より下方となるよう
に基板を一部除去し、この第二の凹部（基板露出面及び
基板端面等を有する）に絶縁膜を設けるものである。絶
縁膜の形成位置は、ｐ電極及びｎ電極のボンディング面
を除いて、各電極から連続的に第二の凹部まで形成され
ている。このように第二の凹部の基板を意図的に除去し
て基板露出面を形成し且つ第二の凹部に絶縁膜を形成す
ることで、良好にショートを防止でき本発明の顕著な効
果を得ることができる。
面を意図的にｎ側層と基板との界面より下方となるよう
に基板を一部除去し、この第二の凹部（基板露出面及び
基板端面等を有する）に絶縁膜を設けるものである。絶
縁膜の形成位置は、ｐ電極及びｎ電極のボンディング面
を除いて、各電極から連続的に第二の凹部まで形成され
ている。このように第二の凹部の基板を意図的に除去し
て基板露出面を形成し且つ第二の凹部に絶縁膜を形成す
ることで、良好にショートを防止でき本発明の顕著な効
果を得ることができる。
【０００８】本発明者等は、従来の問題点を種々検討し
た結果、高温高湿条件下で長期間使用すると、使用開始
の際には起こらなかったにも関わらず、ショートが発生
する素子が生じるのは、導電性接着剤又は空気中の水分
がｎ型層と基板との界面から浸入するために生じるとも
のと推測した。例えば前記特開平９−２０５２２４号公
報では、図２に示すようにｐ型層１３側から基板１１ま
で除去して基板の露出面を形成して絶縁膜１９を設けて
いるが、基板露出面がｎ型層１２と基板１１との界面の
高さとほぼ同じ高さとなっており、導電性接着剤の量や
接着状況等により、厳しい環境条件下での長期間の使用
によって接着剤等が界面から素子内部に侵入してくると
思われる。そして、この接着剤等の界面からの浸入は、
界面に形成されている絶縁膜の膜厚のみでしか防ぐこと
ができない。
た結果、高温高湿条件下で長期間使用すると、使用開始
の際には起こらなかったにも関わらず、ショートが発生
する素子が生じるのは、導電性接着剤又は空気中の水分
がｎ型層と基板との界面から浸入するために生じるとも
のと推測した。例えば前記特開平９−２０５２２４号公
報では、図２に示すようにｐ型層１３側から基板１１ま
で除去して基板の露出面を形成して絶縁膜１９を設けて
いるが、基板露出面がｎ型層１２と基板１１との界面の
高さとほぼ同じ高さとなっており、導電性接着剤の量や
接着状況等により、厳しい環境条件下での長期間の使用
によって接着剤等が界面から素子内部に侵入してくると
思われる。そして、この接着剤等の界面からの浸入は、
界面に形成されている絶縁膜の膜厚のみでしか防ぐこと
ができない。
【０００９】これに対し、本発明者等は、絶縁膜の組成
や素子の防水性等、研究開発等に負担の大きい方法では
なく、素子の一部の形状と絶縁膜の形成位置を考慮する
といったシンプルな手段により、従来の問題点を解決す
ることができた。つまり、本発明は上記したように、意
図的に基板露出面をｎ型層と基板との界面より下方とな
るように第二の凹部を形成し、且つ絶縁膜を第二の凹部
（基板端面及び基板露出面等を有する）に形成すること
によって、導電性接着剤等のショートの原因となる物質
の浸入経路を複雑にすると共に浸入経路の距離を延長
し、ショートが良好に防止された信頼性の高い発光素子
を提供することができる。本発明において、第二の凹部
の基板露出面のｎ型層と基板との界面からの距離を、以
下基板露出端面の長さとする場合がある。また本発明に
おいて、基板露出面の幅とは、ｎ型層と基板との界面に
平行にある基板の露出された平面の幅、例えば図３を用
いると基板露出端面３０５からウエハをチップ状にカッ
トして得られる基板１１の端面までの幅、を意味する。
や素子の防水性等、研究開発等に負担の大きい方法では
なく、素子の一部の形状と絶縁膜の形成位置を考慮する
といったシンプルな手段により、従来の問題点を解決す
ることができた。つまり、本発明は上記したように、意
図的に基板露出面をｎ型層と基板との界面より下方とな
るように第二の凹部を形成し、且つ絶縁膜を第二の凹部
（基板端面及び基板露出面等を有する）に形成すること
によって、導電性接着剤等のショートの原因となる物質
の浸入経路を複雑にすると共に浸入経路の距離を延長
し、ショートが良好に防止された信頼性の高い発光素子
を提供することができる。本発明において、第二の凹部
の基板露出面のｎ型層と基板との界面からの距離を、以
下基板露出端面の長さとする場合がある。また本発明に
おいて、基板露出面の幅とは、ｎ型層と基板との界面に
平行にある基板の露出された平面の幅、例えば図３を用
いると基板露出端面３０５からウエハをチップ状にカッ
トして得られる基板１１の端面までの幅、を意味する。
【００１０】更に、本発明において、第二凹部の基板露
出面が、ｎ型層と基板との界面から３０Å〜５０μｍの
位置にあり（基板露出端面の長さ）、且つ第二の凹部の
基板露出面の幅が１μｍ〜１００μｍであると、より良
好にショートを防止でき、信頼性の高い窒化物半導体発
光素子を得ることができる。また更に、ｐ電極が、非透
光性の電極であると、フィリップチップボンディング時
の光出力が向上するので好ましい。また更に、ｐ電極の
ボンディング面に接して、パッド電極が形成されている
と、窒化物半導体素子が配線基板へ接合する際の信頼性
の向上の点で好ましい。また更に、絶縁膜が、絶縁反射
膜であると、フィリップチップボンディング時の光出力
の向上の点で好ましい。また更に、絶縁膜が、窒化シリ
コン膜であると、絶縁膜を単層膜とする際にサファイア
や窒化ガリウムの熱膨張係数に近いので信頼性が向上し
好ましい。また更に、フィリップチップボンディング時
の光出力を考えると、基板がサファイアであると透過率
が高く光出力が向上し好ましい。
出面が、ｎ型層と基板との界面から３０Å〜５０μｍの
位置にあり（基板露出端面の長さ）、且つ第二の凹部の
基板露出面の幅が１μｍ〜１００μｍであると、より良
好にショートを防止でき、信頼性の高い窒化物半導体発
光素子を得ることができる。また更に、ｐ電極が、非透
光性の電極であると、フィリップチップボンディング時
の光出力が向上するので好ましい。また更に、ｐ電極の
ボンディング面に接して、パッド電極が形成されている
と、窒化物半導体素子が配線基板へ接合する際の信頼性
の向上の点で好ましい。また更に、絶縁膜が、絶縁反射
膜であると、フィリップチップボンディング時の光出力
の向上の点で好ましい。また更に、絶縁膜が、窒化シリ
コン膜であると、絶縁膜を単層膜とする際にサファイア
や窒化ガリウムの熱膨張係数に近いので信頼性が向上し
好ましい。また更に、フィリップチップボンディング時
の光出力を考えると、基板がサファイアであると透過率
が高く光出力が向上し好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図を用いて、本発明を更に
詳細に説明する。図３は本発明の一実施の形態を示す発
光素子の模式的断面図である。図３の発光素子は、基板
１１上に、少なくともｎ型窒化物半導体層（ｎ型層）１
２、ｐ型窒化物半導体層（ｐ型層）１３が順に積層さ
れ、ｐ型層１３上のほぼ全面に設けられたｐ電極２３
と、ｐ型層１３からｎ型層１２に達する第一の凹部３０
１と、第一の凹部３０１に設けられたｎ電極１４と、ｐ
型層１３から基板１１に達する基板露出面３０４を有す
る第二の凹部３０２と、ｐ電極２３とｎ電極１４の各ボ
ンディング面を除いて連続的に設けられた絶縁膜２４と
からなる。更に図３の発光素子は、ｐ電極２３上にパッ
ド電極２５を設けてなる。
詳細に説明する。図３は本発明の一実施の形態を示す発
光素子の模式的断面図である。図３の発光素子は、基板
１１上に、少なくともｎ型窒化物半導体層（ｎ型層）１
２、ｐ型窒化物半導体層（ｐ型層）１３が順に積層さ
れ、ｐ型層１３上のほぼ全面に設けられたｐ電極２３
と、ｐ型層１３からｎ型層１２に達する第一の凹部３０
１と、第一の凹部３０１に設けられたｎ電極１４と、ｐ
型層１３から基板１１に達する基板露出面３０４を有す
る第二の凹部３０２と、ｐ電極２３とｎ電極１４の各ボ
ンディング面を除いて連続的に設けられた絶縁膜２４と
からなる。更に図３の発光素子は、ｐ電極２３上にパッ
ド電極２５を設けてなる。
【００１２】本発明において基板１１は、発光素子の基
板として公知の素材などが用いられ、例えばサファイア
やスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）のような絶縁性の基板を用
いることができる。好ましい基板としてはサファイアで
ある。基板にサファイアを用いると基板を光り取り出し
面とする（フィリップチップボンディング）際、透過率
が高く光出力が向上し好ましい。
板として公知の素材などが用いられ、例えばサファイア
やスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）のような絶縁性の基板を用
いることができる。好ましい基板としてはサファイアで
ある。基板にサファイアを用いると基板を光り取り出し
面とする（フィリップチップボンディング）際、透過率
が高く光出力が向上し好ましい。
【００１３】本発明においてｎ型層１２及びｐ型層１３
としては、特に限定されずいずれの層構成のものを用い
てもよい。
としては、特に限定されずいずれの層構成のものを用い
てもよい。
【００１４】本発明においてｐ電極２３は、ｐ型層１３
とオーミック接触可能な電極材料であれば特に限定され
ない。例えば、ｐ電極２３としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ａ
ｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ等の１種以上を用いること
ができる。ｐ電極２３としては、不透光性の電極である
ことが好ましい。ｐ電極２３が不透光性であるとフィリ
ップチップボンディング時、光出力が向上し好ましい。
不透光性の電極としては、電極の膜厚を調整することで
不透光性にすることができる。ｐ電極２３の膜厚は、１
００Å〜２μｍ、好ましくは２００Å〜５０００Åであ
る。この範囲であると不透光性となりフィリップチップ
ボンディング時の光出力が向上し好ましい。またｐ電極
２３は、ｐ型層上であればいずれに形成してもよいが、
ｐ型層のほぼ全面に形成することが好ましい。またｐ電
極２３上にボンディング用のパッド電極２５を設けても
よく、パッド電極２５を設けるとボンディング時の信頼
性の点で好ましい。パッド電極２５としては、Ａｕ、Ｐ
ｔ又はＡｌ等の１種以上の電極材料を用いることができ
る。
とオーミック接触可能な電極材料であれば特に限定され
ない。例えば、ｐ電極２３としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ａ
ｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ等の１種以上を用いること
ができる。ｐ電極２３としては、不透光性の電極である
ことが好ましい。ｐ電極２３が不透光性であるとフィリ
ップチップボンディング時、光出力が向上し好ましい。
不透光性の電極としては、電極の膜厚を調整することで
不透光性にすることができる。ｐ電極２３の膜厚は、１
００Å〜２μｍ、好ましくは２００Å〜５０００Åであ
る。この範囲であると不透光性となりフィリップチップ
ボンディング時の光出力が向上し好ましい。またｐ電極
２３は、ｐ型層上であればいずれに形成してもよいが、
ｐ型層のほぼ全面に形成することが好ましい。またｐ電
極２３上にボンディング用のパッド電極２５を設けても
よく、パッド電極２５を設けるとボンディング時の信頼
性の点で好ましい。パッド電極２５としては、Ａｕ、Ｐ
ｔ又はＡｌ等の１種以上の電極材料を用いることができ
る。
【００１５】本発明において、第一の凹部３０１は、ｐ
型層１３の一部をｎ型層１２まで除去して、ｎ型層１２
を露出させてなるものである。この第一の凹部３０１の
ｎ型層露出面にｎ電極１４を設ける。この第一の凹部３
０１はｎ型層１２とｎ電極１４とを接触させるために形
成される。ｎ電極１４は、ｎ型層とオーミック接触可能
な電極材料であれば特に限定されず、例えば、Ｔｉ、Ａ
ｌ、Ｎｉ、Ａｕ等の１種以上を用いることができる。
型層１３の一部をｎ型層１２まで除去して、ｎ型層１２
を露出させてなるものである。この第一の凹部３０１の
ｎ型層露出面にｎ電極１４を設ける。この第一の凹部３
０１はｎ型層１２とｎ電極１４とを接触させるために形
成される。ｎ電極１４は、ｎ型層とオーミック接触可能
な電極材料であれば特に限定されず、例えば、Ｔｉ、Ａ
ｌ、Ｎｉ、Ａｕ等の１種以上を用いることができる。
【００１６】本発明において、第二の凹部３０２は、ｐ
型層１３の一部を基板１１まで除去して形成しても、又
は、第一の凹部３０１を形成して露出されたｎ型層１２
の一部をさらに基板１１まで除去して形成してもよい。
ここで、第二の凹部３０２は、基板１１を意図的に除去
し、ｎ型層１２と基板１１との界面より下方に第二の凹
部３０２の基板露出面３０４を形成するものである。従
来技術において、窒化物半導体を除去する際に、除去の
条件、例えばエッチング条件、によっては、基板もわず
かに除去されている場合があるが、本発明はこの基板の
除去とは異なる。第二の凹部３０２の基板露出面３０４
の形状は、ショートの原因となる導電性接着剤や水等が
ｎ型層と基板との界面から浸入しにくいような形状が好
ましく、例えば図３のような平面状、基板露出面３０４
を階段状にしたもの、凹凸状等が挙げられ、またこれら
を組み合わせて用いてよい。
型層１３の一部を基板１１まで除去して形成しても、又
は、第一の凹部３０１を形成して露出されたｎ型層１２
の一部をさらに基板１１まで除去して形成してもよい。
ここで、第二の凹部３０２は、基板１１を意図的に除去
し、ｎ型層１２と基板１１との界面より下方に第二の凹
部３０２の基板露出面３０４を形成するものである。従
来技術において、窒化物半導体を除去する際に、除去の
条件、例えばエッチング条件、によっては、基板もわず
かに除去されている場合があるが、本発明はこの基板の
除去とは異なる。第二の凹部３０２の基板露出面３０４
の形状は、ショートの原因となる導電性接着剤や水等が
ｎ型層と基板との界面から浸入しにくいような形状が好
ましく、例えば図３のような平面状、基板露出面３０４
を階段状にしたもの、凹凸状等が挙げられ、またこれら
を組み合わせて用いてよい。
【００１７】更に本発明において、第二の凹部の基板露
出面３０４のｎ型層と基板の界面からの距離（基板露出
端面３０５の長さ）は、３０Å〜５０μｍ、好ましくは
１００Å〜１μｍである。基板露出端面３０５の長さが
上記範囲であるとショートの原因となる導電性接着剤や
水等がｎ型層と基板との界面から浸入しにくいので好ま
しい。また、基板露出面３０４の幅は１μｍ〜１００μ
ｍ、好ましくは１０μｍ〜５０μｍである。基板露出面
３０４の幅が上記範囲であると、基板露出面３０４に絶
縁膜２４を十分に形成でき、ショートの原因となる導電
性接着剤や水等がｎ型層と基板との界面から浸入するの
を防止でき好ましい。ここで上記のように基板露出面３
０４が階段状等の単一の平面でない場合は、階段状の各
幅、及び高さの合計を基板露出端面３０５の距離、基板
露出面３０４の幅とする。また本発明において、図３の
基板１１の端面に、各電極から第二の凹部３０２まで連
続して形成された絶縁膜２４を、更に連続して基板１１
端面にも形成してもよい。このように絶縁膜２４を形成
すると、ショートの原因となる物質の浸入を更に良好に
防止できる。
出面３０４のｎ型層と基板の界面からの距離（基板露出
端面３０５の長さ）は、３０Å〜５０μｍ、好ましくは
１００Å〜１μｍである。基板露出端面３０５の長さが
上記範囲であるとショートの原因となる導電性接着剤や
水等がｎ型層と基板との界面から浸入しにくいので好ま
しい。また、基板露出面３０４の幅は１μｍ〜１００μ
ｍ、好ましくは１０μｍ〜５０μｍである。基板露出面
３０４の幅が上記範囲であると、基板露出面３０４に絶
縁膜２４を十分に形成でき、ショートの原因となる導電
性接着剤や水等がｎ型層と基板との界面から浸入するの
を防止でき好ましい。ここで上記のように基板露出面３
０４が階段状等の単一の平面でない場合は、階段状の各
幅、及び高さの合計を基板露出端面３０５の距離、基板
露出面３０４の幅とする。また本発明において、図３の
基板１１の端面に、各電極から第二の凹部３０２まで連
続して形成された絶縁膜２４を、更に連続して基板１１
端面にも形成してもよい。このように絶縁膜２４を形成
すると、ショートの原因となる物質の浸入を更に良好に
防止できる。
【００１８】本発明において、第一の凹部３０１及び第
二の凹部３０２を形成する際の窒化物半導体を除去する
方法は、エッチングによって行われる。窒化物半導体を
エッチングする方法には、ウエットエッチング、ドライ
エッチング等の方法があり、共振面となるような平滑な
面を形成するには、好ましくはドライエッチングを用い
る。ドライエッチングには、例えば反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）、反応性イオンビームエッチング（ＲＩ
ＢＥ）、電子サイクロトロンエッチング（ＥＣＲ）、イ
オンビームエッチング等の装置があり、いずれもエッチ
ングガスを適宜選択することにより、窒化物半導体をエ
ッチングして平滑面を形成することができる。例えば、
本出願人が先に出願した特開平８−１７８０３号公報に
記載の窒化物半導体の具体的なエッチング手段が挙げら
れる。
二の凹部３０２を形成する際の窒化物半導体を除去する
方法は、エッチングによって行われる。窒化物半導体を
エッチングする方法には、ウエットエッチング、ドライ
エッチング等の方法があり、共振面となるような平滑な
面を形成するには、好ましくはドライエッチングを用い
る。ドライエッチングには、例えば反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）、反応性イオンビームエッチング（ＲＩ
ＢＥ）、電子サイクロトロンエッチング（ＥＣＲ）、イ
オンビームエッチング等の装置があり、いずれもエッチ
ングガスを適宜選択することにより、窒化物半導体をエ
ッチングして平滑面を形成することができる。例えば、
本出願人が先に出願した特開平８−１７８０３号公報に
記載の窒化物半導体の具体的なエッチング手段が挙げら
れる。
【００１９】また本発明において、第二の凹部３０２を
形成するにあたって、意図的に基板を除去する方法は、
エッチング等の化学的方法又はダイシング等の物理的方
法などによって行われる。基板をエッチングによって除
去する場合、上記窒化物半導体を除去するエッチング方
法を用いることができるが、窒化物半導体を除去するエ
ッチング条件では基板の除去が困難な場合があり、その
場合は窒化物半導体を除去後にエッチング条件を変えて
基板の除去を行うことが好ましい。また第二の凹部を形
成するにあたって、窒化物半導体を上記のエッチング等
で除去後に、ダイサーを用いて機械的に基板を意図的に
除去することも可能である。
形成するにあたって、意図的に基板を除去する方法は、
エッチング等の化学的方法又はダイシング等の物理的方
法などによって行われる。基板をエッチングによって除
去する場合、上記窒化物半導体を除去するエッチング方
法を用いることができるが、窒化物半導体を除去するエ
ッチング条件では基板の除去が困難な場合があり、その
場合は窒化物半導体を除去後にエッチング条件を変えて
基板の除去を行うことが好ましい。また第二の凹部を形
成するにあたって、窒化物半導体を上記のエッチング等
で除去後に、ダイサーを用いて機械的に基板を意図的に
除去することも可能である。
【００２０】上記のように形成された第一の凹部３０
１、第二の凹部３０２等を有する素子に、電極のボンデ
ィング面を除いて連続して絶縁膜２４を形成する。ま
た、絶縁膜２４は、図３のように第二の凹部３０２の基
板露出面３０４の全面に形成されているが、基板露出面
３０４が階段状等になっている場合は、各階段部分に連
続して形成するのが好ましい。また、基板露出面３０４
の全面に絶縁膜２４を形成すると良好にショートを防止
できる。また、絶縁膜２４がカット面となる基板面上に
形成されていると、カットの際に絶縁膜２４に傷や割れ
等が発生する場合が考えられる。このように、絶縁膜２
４に割れ等が発生しているとショートに原因になるかも
しれないので、絶縁膜２４をカット面上に形成しないこ
とがより信頼性の高い窒化物半導体素子を提供する上で
好ましい。
１、第二の凹部３０２等を有する素子に、電極のボンデ
ィング面を除いて連続して絶縁膜２４を形成する。ま
た、絶縁膜２４は、図３のように第二の凹部３０２の基
板露出面３０４の全面に形成されているが、基板露出面
３０４が階段状等になっている場合は、各階段部分に連
続して形成するのが好ましい。また、基板露出面３０４
の全面に絶縁膜２４を形成すると良好にショートを防止
できる。また、絶縁膜２４がカット面となる基板面上に
形成されていると、カットの際に絶縁膜２４に傷や割れ
等が発生する場合が考えられる。このように、絶縁膜２
４に割れ等が発生しているとショートに原因になるかも
しれないので、絶縁膜２４をカット面上に形成しないこ
とがより信頼性の高い窒化物半導体素子を提供する上で
好ましい。
【００２１】また、絶縁膜２４は、ｐ電極２３及びｎ電
極１４の上にも、例えば図３のｎ電極１４の上に形成さ
れているように、形成されると、ｐ電極２３がｐ型層１
３から剥がれるのを防止し、更にｎ電極１４がｎ型層１
２から剥がれるのを防止でき好ましい。またｐ電極２３
上にパッド電極２５が形成されている場合、パッド電極
２５上に絶縁膜２４を図３のように形成すると、パッド
電極２５がｐ電極２３から剥がれるのを防止でき好まし
い。また絶縁膜２４が、ｐ型層１３上の電極とｎ型層１
２上の電極の間、及びｐ型層端面とｎ型層端面にも形成
されているので、ボンディングの際、接着剤として導電
性接着剤によってショートするのを良好に防止でき好ま
しい。絶縁膜２４の膜厚は、特に限定されないが、０．
１〜５μｍ、好ましくは０．５〜３μｍである。この範
囲であると、窒化物半導体層等に傷や割れが生じるのを
防止でき、更にショートを防止する上でも好ましい。
極１４の上にも、例えば図３のｎ電極１４の上に形成さ
れているように、形成されると、ｐ電極２３がｐ型層１
３から剥がれるのを防止し、更にｎ電極１４がｎ型層１
２から剥がれるのを防止でき好ましい。またｐ電極２３
上にパッド電極２５が形成されている場合、パッド電極
２５上に絶縁膜２４を図３のように形成すると、パッド
電極２５がｐ電極２３から剥がれるのを防止でき好まし
い。また絶縁膜２４が、ｐ型層１３上の電極とｎ型層１
２上の電極の間、及びｐ型層端面とｎ型層端面にも形成
されているので、ボンディングの際、接着剤として導電
性接着剤によってショートするのを良好に防止でき好ま
しい。絶縁膜２４の膜厚は、特に限定されないが、０．
１〜５μｍ、好ましくは０．５〜３μｍである。この範
囲であると、窒化物半導体層等に傷や割れが生じるのを
防止でき、更にショートを防止する上でも好ましい。
【００２２】例えば、図４に本発明の発光素子を配線基
板４０１の導電部４０２に発光素子の電極をボンディン
グした状態を示した一実施の形態を示す。図４は、図３
の発光素子が、導電部４０２を有する配線基板４０１に
導電性接着剤４０３を介してボンディングしている状態
を示した模式的断面図である。発光素子が配線基板４０
１の導電部４０２にボンディングすると、導電性接着剤
４０３が図４のように素子端部にまで回り込むが、絶縁
膜２４が形成されているためにショートを起こすことが
なく、更に厳しい環境条件下での長期間の使用において
も、ショートの発生を防止することができる。導電性接
着剤４０３としては、銀ペースト、Ｉｎペースト、半田
材等を用いることができる。
板４０１の導電部４０２に発光素子の電極をボンディン
グした状態を示した一実施の形態を示す。図４は、図３
の発光素子が、導電部４０２を有する配線基板４０１に
導電性接着剤４０３を介してボンディングしている状態
を示した模式的断面図である。発光素子が配線基板４０
１の導電部４０２にボンディングすると、導電性接着剤
４０３が図４のように素子端部にまで回り込むが、絶縁
膜２４が形成されているためにショートを起こすことが
なく、更に厳しい環境条件下での長期間の使用において
も、ショートの発生を防止することができる。導電性接
着剤４０３としては、銀ペースト、Ｉｎペースト、半田
材等を用いることができる。
【００２３】本発明において、絶縁膜２４の材料として
は、少なくとも絶縁性であれば良く、例えばＳｉＯ2、
ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4等を用いることができ
る。好ましくは絶縁反射鏡膜、例えばＳｉＯ2及びＴｉ
Ｏ2を積層して形成した膜、ＳｉＯ 2／Ａｌ／ＳｉＯ2の
ように絶縁膜と金属の積層によって形成した膜が好まし
く、また単層の絶縁膜としては、サファイア及び窒化ガ
リウムの熱膨張係数に近い窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）が
好ましい。ちなみに、各材料の熱膨張係数は、サファイ
アが７．５〜８．５×１０-6／ｋ、窒化ガリウムが３．
２〜５．６×１０-6／ｋ、ＳｉＯ2が０．３〜０．５×
１０-6／ｋ、窒化シリコンが２．５〜３．０×１０-6／
ｋであり、単層の絶縁膜としては、サファイアや窒化ガ
リウムの熱膨張係数に近い窒化シリコンが望ましく、単
層膜として窒化シリコンを用いると信頼性が向上し好ま
しい。
は、少なくとも絶縁性であれば良く、例えばＳｉＯ2、
ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4等を用いることができ
る。好ましくは絶縁反射鏡膜、例えばＳｉＯ2及びＴｉ
Ｏ2を積層して形成した膜、ＳｉＯ 2／Ａｌ／ＳｉＯ2の
ように絶縁膜と金属の積層によって形成した膜が好まし
く、また単層の絶縁膜としては、サファイア及び窒化ガ
リウムの熱膨張係数に近い窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）が
好ましい。ちなみに、各材料の熱膨張係数は、サファイ
アが７．５〜８．５×１０-6／ｋ、窒化ガリウムが３．
２〜５．６×１０-6／ｋ、ＳｉＯ2が０．３〜０．５×
１０-6／ｋ、窒化シリコンが２．５〜３．０×１０-6／
ｋであり、単層の絶縁膜としては、サファイアや窒化ガ
リウムの熱膨張係数に近い窒化シリコンが望ましく、単
層膜として窒化シリコンを用いると信頼性が向上し好ま
しい。
【００２４】
【実施例】以下に本発明の一実施例を示すが、本発明は
これに限定されない。 （実施例１）実施例１において、図３の発光素子を用い
て行った。ＭＯＣＶＤ法を用いサファイア基板１１上に
ｎ型層１２、活性層（図示していない）、ｐ型層１３を
成長させ、素子形状になるように素子端部のｎ型層１２
及びｐ型層１３の窒化物半導体層を塩素ガスを用いてＲ
ＩＥ法で基板１１まで除去し、続いてサファイア基板１
１を同ＲＩＥ法で除去し第二の凹部３０２を形成した。
基板１１のエッチング深さ（基板露出端面３０５の長
さ）は、約１００Åであり、基板露出面３０４の幅は２
０μｍであった。その後に、ｎ型層１２とｎ電極１４を
接触させるために、ｐ型ＧａＮ層とｎ型ＧａＮ層の一部
をＲＩＥ法でエッチングし、Ｎｉ／Ａｕを膜厚１００／
５００Åとした非透光性のｐ電極２３、Ｔｉ／Ａｌを膜
厚２００／５０００Åとしたｎ電極１４、Ａｕを膜厚１
μｍとしたパッド電極２５を各々形成し、パッド電極２
５及びｎ電極１４を除いた素子表面、及び除去された半
導体素子の端部等を絶縁膜２４としてＳｉＯ2、ＴｉＯ2
を順次に各５積層（ＴｉＯ2／ＳｉＯ2）5して得られた
膜厚１０００Åの絶縁性反射膜で図３のように覆った。
得られた発光素子を図４のように配線基板４０１の導電
部４０２に導電性接着剤４０３を介してボンディングさ
せた。その結果、図４で示すように、導電性接着剤４０
３が発光素子の端面方向に回り込んでも、発光素子端面
に形成されている絶縁膜２４によって短絡不良は生じな
かった。
これに限定されない。 （実施例１）実施例１において、図３の発光素子を用い
て行った。ＭＯＣＶＤ法を用いサファイア基板１１上に
ｎ型層１２、活性層（図示していない）、ｐ型層１３を
成長させ、素子形状になるように素子端部のｎ型層１２
及びｐ型層１３の窒化物半導体層を塩素ガスを用いてＲ
ＩＥ法で基板１１まで除去し、続いてサファイア基板１
１を同ＲＩＥ法で除去し第二の凹部３０２を形成した。
基板１１のエッチング深さ（基板露出端面３０５の長
さ）は、約１００Åであり、基板露出面３０４の幅は２
０μｍであった。その後に、ｎ型層１２とｎ電極１４を
接触させるために、ｐ型ＧａＮ層とｎ型ＧａＮ層の一部
をＲＩＥ法でエッチングし、Ｎｉ／Ａｕを膜厚１００／
５００Åとした非透光性のｐ電極２３、Ｔｉ／Ａｌを膜
厚２００／５０００Åとしたｎ電極１４、Ａｕを膜厚１
μｍとしたパッド電極２５を各々形成し、パッド電極２
５及びｎ電極１４を除いた素子表面、及び除去された半
導体素子の端部等を絶縁膜２４としてＳｉＯ2、ＴｉＯ2
を順次に各５積層（ＴｉＯ2／ＳｉＯ2）5して得られた
膜厚１０００Åの絶縁性反射膜で図３のように覆った。
得られた発光素子を図４のように配線基板４０１の導電
部４０２に導電性接着剤４０３を介してボンディングさ
せた。その結果、図４で示すように、導電性接着剤４０
３が発光素子の端面方向に回り込んでも、発光素子端面
に形成されている絶縁膜２４によって短絡不良は生じな
かった。
【００２５】更に上記発光素子の２００個を、６０℃、
８５％ＲＨの高温高湿条件下で２００時間連続で使用し
た結果、ショートを起こした発光素子は５／２００個で
あった。このことから厳しい環境条件下での長期間の使
用によってもショートの発生を防止できる。
８５％ＲＨの高温高湿条件下で２００時間連続で使用し
た結果、ショートを起こした発光素子は５／２００個で
あった。このことから厳しい環境条件下での長期間の使
用によってもショートの発生を防止できる。
【００２６】（比較例１）実施例１の発光素子の基板の
露出面を図２のようにし、更に絶縁膜の形成位置を図２
に示すように変えた他は同様にして比較の発光素子を作
成した。得られた発光素子を実施例１と同様に高温高湿
の条件下で長時間使用した結果、３６／２００個の発光
素子がショートを起こした。
露出面を図２のようにし、更に絶縁膜の形成位置を図２
に示すように変えた他は同様にして比較の発光素子を作
成した。得られた発光素子を実施例１と同様に高温高湿
の条件下で長時間使用した結果、３６／２００個の発光
素子がショートを起こした。
【００２７】（実施例２）実施例１において、絶縁膜２
４としてＳｉ3Ｎ4を膜厚２μｍとして、単層の膜を形成
した他は同様にして行った結果、ショートを起こした発
光素子は２／２００個であった。このことから厳しい環
境条件下での長期間の使用によってもショートの発生を
防止できる。
４としてＳｉ3Ｎ4を膜厚２μｍとして、単層の膜を形成
した他は同様にして行った結果、ショートを起こした発
光素子は２／２００個であった。このことから厳しい環
境条件下での長期間の使用によってもショートの発生を
防止できる。
【００２８】（実施例３）実施例１において、基板露出
端面３０５の長さを１０μｍ、基板露出面の幅を２０μ
ｍとした他は同様にして行った結果、実施例１と同様に
良好な結果が得られた。
端面３０５の長さを１０μｍ、基板露出面の幅を２０μ
ｍとした他は同様にして行った結果、実施例１と同様に
良好な結果が得られた。
【００２９】（実施例４）実施例１において、第二の凹
部の露出される基板の形状を階段状にした他は同様にし
て行った結果、実施例１と同様に良好な結果が得られ
た。
部の露出される基板の形状を階段状にした他は同様にし
て行った結果、実施例１と同様に良好な結果が得られ
た。
【００３０】
【発明の効果】本発明は、発光強度が高く、ショートが
防止され、且つ長期間の使用に対してもショートが防止
された非常に信頼性の高い窒化物半導体素子を提供する
ことができる。
防止され、且つ長期間の使用に対してもショートが防止
された非常に信頼性の高い窒化物半導体素子を提供する
ことができる。
【図１】従来の窒化物半導体発光素子の模式的断面図で
ある。
ある。
【図２】従来の窒化物半導体発光素子の模式的断面図で
ある。
ある。
【図３】本発明の窒化物半導体素子の一実施の形態を示
す模式的断面図である。
す模式的断面図である。
【図４】本発明の窒化物半導体素子を配線基板にボンデ
ィングした一実施の形態を示す模式的断面図である。
ィングした一実施の形態を示す模式的断面図である。
１１・・・・基板
１２・・・・ｎ型層
１３・・・・ｐ型層
１４・・・・ｎ電極
１５・・・・第一正電極
１６・・・・第二正電極
１７・・・・素子の端部
１８・・・・透光性絶縁膜
２３・・・・ｐ電極
２４・・・・絶縁膜
２５・・・・パッド電極
３０１・・・・第一の凹部
３０２・・・・第二の凹部
３０４・・・・基板露出面
３０５・・・・基板露出端面
４０１・・・・配線基板
４０２・・・・導電部
４０３・・・・導電性接着剤
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−183573（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−160437（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−188452（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−29661（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−193277（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−104529（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−27639（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−24771（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−253286（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 33/00
H01S 5/00 - 5/50
Claims (10)
- 【請求項１】 サファイア基板と、 該基板上に少なくとも順に積層形成されたｎ型窒化物半
導体層及びｐ型窒化物半導体層と、 該ｐ型窒化物半導体層上に設けられたｐ電極と、 前記ｐ型窒化物半導体層側から上記ｎ型窒化物半導体層
に達する第一の凹部と、 該第一の凹部に露出したｎ型窒化物半導体層上に設けら
れたｎ電極と、 前記ｐ型窒化物半導体層側から、上記基板端面までの基
板露出面に達する第二の凹部とを有すると共に、 前記第二の凹部が、ｎ型窒化物半導体層と基板との界面
より下方にある基板露出面を有し、 ｐ電極及びｎ電極から第二の凹部まで連続して形成され
た絶縁膜が窒化シリコンであることを特徴とする窒化物
半導体素子。 - 【請求項２】 基板と、 該基板上に少なくとも順に積層形成されたｎ型窒化物半
導体層及びｐ型窒化物半導体層と、 該ｐ型窒化物半導体層上に設けられたｐ電極と、 前記ｐ型窒化物半導体層側から上記ｎ型窒化物半導体層
に達する第一の凹部と、 該第一の凹部に露出したｎ型窒化物半導体層上に設けら
れたｎ電極と、 前記ｐ型窒化物半導体層側から、上記基板端面までの基
板露出面に達する第二の凹部とを有すると共に、 前記第二の凹部が、ｎ型窒化物半導体層と基板との界面
より下方にある基板露出面を有し、 ｐ電極及びｎ電極から第二の凹部まで連続して形成され
た絶縁膜が、絶縁膜と金属とを積層した絶縁性反射膜で
あり、 基板を光取り出し面とする発光素子であることを特徴と
する窒化物半導体素子。 - 【請求項３】 絶縁性基板と、 該基板上に少なくとも順に積層形成されたｎ型窒化物半
導体層及びｐ型窒化物半導体層と、 該ｐ型窒化物半導体層上に設けられたｐ電極と、 前記ｐ型窒化物半導体層側から上記ｎ型窒化物半導体層
に達する第一の凹部と、 該第一の凹部に露出したｎ型窒化物半導体層上に設けら
れたｎ電極と、 前記ｐ型窒化物半導体層側から上記基板に達する基板端
面までの第二の凹部とを有すると共に、 前記第二の凹部が、ｎ型窒化物半導体層と基板との界面
より下方にある基板露出面を有し、 ｐ電極及びｎ電極から第二の凹部まで連続して形成され
た絶縁膜を有することを特徴とする窒化物半導体素子。 - 【請求項４】 前記絶縁膜が、絶縁反射膜であることを
特徴とする請求項１又は３に記載の窒化物半導体素子。 - 【請求項５】 前記絶縁膜が、窒化シリコン膜であるこ
とを特徴とする請求項２又は３に記載の窒化物半導体素
子。 - 【請求項６】 前記第二の凹部の基板露出面が、前記ｎ
型窒化物半導体層と基板との界面から３０Å〜５０μｍ
の位置にあり、且つ前記第二の凹部の基板露出面の幅が
１μｍ〜１００μｍであることを特徴とする請求項１乃
至５のいずれかに記載の窒化物半導体素子。 - 【請求項７】 前記窒化物半導体素子が、基板を光取り
出し面とする発光素子であり、前記ｐ電極が非透光性の
電極であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか
に記載の窒化物半導体素子。 - 【請求項８】 前記ｐ電極のボンディング面に接して、
パッド電極が形成されていることを特徴とする請求項１
〜３のいずれかに記載の窒化物半導体素子。 - 【請求項９】 前記第二の凹部に設けられた基板露出
面、基板露出端面の形状が、平面形状、階段状、凹凸状
であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記
載の窒化物半導体素子。 - 【請求項１０】 前記窒化物半導体素子が、基板を光取
り出し面とする発光素子であり、配線基板上に、前記ｐ
電極若しくは前記パッド電極及びｎ電極に導電性接着剤
を介して、該素子をボンディングしたことを特徴とする
請求項１〜９のいずれかに記載の窒化物半導体素子。
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