JP4572597B2 - 窒化物半導体素子 - Google Patents
窒化物半導体素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4572597B2 JP4572597B2 JP2004183048A JP2004183048A JP4572597B2 JP 4572597 B2 JP4572597 B2 JP 4572597B2 JP 2004183048 A JP2004183048 A JP 2004183048A JP 2004183048 A JP2004183048 A JP 2004183048A JP 4572597 B2 JP4572597 B2 JP 4572597B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- nitride semiconductor
- electrode
- metal
- semiconductor device
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 250
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 title claims description 155
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 91
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 91
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 39
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 32
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 25
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 25
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 claims description 22
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 21
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 15
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 12
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- OLBVUFHMDRJKTK-UHFFFAOYSA-N [N].[O] Chemical compound [N].[O] OLBVUFHMDRJKTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 11
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 10
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011135 tin Substances 0.000 claims description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 claims description 8
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 6
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 4
- 150000003623 transition metal compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 claims 2
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 337
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 71
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 26
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 24
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 19
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 16
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 16
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 15
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 14
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- -1 oxygen nitrides Chemical class 0.000 description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 229910018885 Pt—Au Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 5
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 4
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 4
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 4
- MGYGFNQQGAQEON-UHFFFAOYSA-N 4-tolyl isocyanate Chemical compound CC1=CC=C(N=C=O)C=C1 MGYGFNQQGAQEON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002846 Pt–Sn Inorganic materials 0.000 description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 3
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 2
- 229910018879 Pt—Pd Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N silver oxide Chemical compound [O-2].[Ag+].[Ag+] NDVLTYZPCACLMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000962 AlSiC Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015363 Au—Sn Inorganic materials 0.000 description 1
- MHYQBXJRURFKIN-UHFFFAOYSA-N C1(C=CC=C1)[Mg] Chemical compound C1(C=CC=C1)[Mg] MHYQBXJRURFKIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002855 Sn-Pd Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018731 Sn—Au Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003668 SrAl Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- LNTHITQWFMADLM-UHFFFAOYSA-N gallic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 LNTHITQWFMADLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 229910021480 group 4 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021476 group 6 element Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KSOCVFUBQIXVDC-FMQUCBEESA-N p-azophenyltrimethylammonium Chemical compound C1=CC([N+](C)(C)C)=CC=C1\N=N\C1=CC=C([N+](C)(C)C)C=C1 KSOCVFUBQIXVDC-FMQUCBEESA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- DTPQZKZONQKKSU-UHFFFAOYSA-N silver azanide silver Chemical compound [NH2-].[Ag].[Ag].[Ag+] DTPQZKZONQKKSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001923 silver oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/484—Connecting portions
- H01L2224/48463—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
- H01L2224/48465—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond the other connecting portion not on the bonding area being a wedge bond, i.e. ball-to-wedge, regular stitch
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Led Devices (AREA)
Description
本発明の実施形態において、窒化物半導体素子に用いる電極は第1金属層と、該第1金属層と異なる材料からなる第2金属層とを備えた多層構成である。前記電極は少なくとも2層構成であって3層以上に積層した構成であってもよい。前記第1金属層は酸素化合物、窒素化合物、または酸素窒素化合物のいずれかを含有した銀からなる。酸素や窒素のみを含有した銀(酸化銀、窒化銀)では変色して透明性を低下させてしまう。また酸素や窒素のみを含有した銀ではマイグレーションを抑制する効力が低減するため、銀とは異なる材料の酸化物、窒化物、酸素窒素化物のいずれかを含有させる必要がある。また、前記第1金属層は窒化物半導体との密着性に優れており接触界面に積層されることが好ましい。特に、第1金属層がすくなくとも窒素を含むことで、窒化物半導体層との密着性、オーミック特性のいずれにも優れた電極となる。
[実施形態1]
基板1上にn型の半導体層2、活性層3、p型の半導体層4の順に成長させた窒化物半導体の積層構造はその一部分においてn型層が露出されるまでエッチングされ、その露出されたn型層上に第1の電極6としてn電極が形成される。また、第2の電極5であるp電極はp型層の最上層に形成されている。尚、p電極は外部との接続に用いられるワイヤーボンディング用のpパッド部を有しており、パット電極7が形成される。
前記基板1は、窒化物半導体をエピタキシャル成長させることができる基板であればよく、該基板1の大きさや厚さ等は特に限定されない。この基板としては、C面、R面、及びA面のいずれかを主面とするサファイアやスピネル(MgA12O4)のような絶縁性基板、また炭化珪素(6H、4H、3C)、シリコン、ZnS、ZnO、Si、GaAs、ダイヤモンド、及び窒化物半導体と格子接合するニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウム等の酸化物基板が挙げられる。また、デバイス加工が出来る程度の厚膜(数十μm以上)であればGaNやAlN等の窒化物半導体基板を用いることもできる。異種基板はオフアングルしていてもよく、サファイアC面を用いる場合には、0.01度〜3.0度、好ましくは0.05度〜0.5度の範囲とする。
また前記n型コンタクト層21表面にはn電極6を形成する。n電極は前記電極を用いてもよく、その他にはW/Al、Ti/Al、Ti/Al/Ni/Au、W/Al/W/Pt/Au、Al/Pt/Auなどを用いてもよい。n電極6の膜厚は0.1〜1.5μmとする。n電極については、ボンディング用のパット電極と、n側層とオーミック接触するオーミック用の電極とをほぼ同一の形状として同時に形成することができる。また、オーミック電極とnパット電極とを重ねて積層しても良いし、オーミック用のn電極をnパット電極と異なる形状、異なる工程で積層して形成してもよい。
[実施形態2]
実施形態1は窒化物半導体層の電極形成面を光取り出し面としたが、実施形態2では、基板側を光取り出し面とする(図2)。パッド電極の上に、ワイヤーではなく、外部電極等と接続させるためのメタライズ層(バンプ)を形成させたフェイスダウン構造とする。このメタライズ層としては、Ag、Au、Sn、In、Bi、Cu、Zn等の材料から成る。フェイスダウンで用いる場合、パッド電極に熱が加わるが、その際に、体積が大きくなり、また、圧力が加わることでパッド電極材料が側面方向に流出しやすくなる。しかしながら、本実施形態の窒化物半導体発光素子では、前記電極を用いることで合金化するために不具合は抑制することができる。また本実施形態の構造であれば、放熱性がよく信頼性が向上する。
本実施形態における窒化物半導体素子は、前記第2導電型の半導体層4は第1の主面と第2の主面とを有しており、該第1の主面上には活性層3を介して第1導電型の半導体層2が積層されており、第2導電型の半導体層表面である該第2の主面上には前記電極が形成されてなる窒化物半導体素子である。前記第2導電型の半導体層の第2の主面上に形成される電極を本発明の電極(第2の電極)5とし、前記第1の主面上に形成された第1導電型の半導体層の表面に第1の電極6を形成することで、第1の電極6と第2の電極5が向かい合う対向電極構造となる(図4)。
さらに貼り合わせ時に合金化させるための導電層102を形成する(図5−c)。導電層は密着層、バリア層、共晶層から成る3層構造が好ましい。他方、支持基板101を用意する。この支持基板の表面にも導電層102を形成することが好ましい(図6−a)。
[実施形態4]
上記実施形態で形成される窒化物半導体素子、特に発光素子において、活性層からの光の一部もしくは全部を吸収して異なる波長の光を発光する蛍光物質が含有されたコーティング層や封止部材を備えた窒化物発光素子を形成する。本実施形態の窒化物半導体素子は、活性層からの放出光に限定されず、様々な波長の光を発光することができる。
(基板)サファイア(C面)よりなる基板をMOVPEの反応容器内にセットし、水素を流しながら、基板の温度を1050℃まで上昇させ、基板のクリーニングを行う。ここで、本実施例では、サファイア基板を用いているが、基板として窒化物半導体と異なる異種基板、AlN、AlGaN、GaN等の窒化物半導体基板を用いても良い。異種基板としては、例えば、C面、R面、及びA面のいずれかを主面とするサファイア、スピネル(MgA12O4のような絶縁性基板、SiC(6H、4H、3Cを含む)、ZnS、ZnO、GaAs、Si、及び窒化物半導体と格子整合する酸化物基板等、窒化物半導体を成長させることが可能で従来から知られており、窒化物半導体と異なる基板材料を用いることができる。好ましい異種基板としては、サファイア、スピネルが挙げられる。また、異種基板は、オフアングルしていてもよく、この場合ステップ状にオフアングルしたものを用いると窒化ガリウムからなる下地層の成長が結晶性よく成長させるため好ましい。更に、異種基板を用いる場合には、異種基板上に素子構造形成前の下地層となる窒化物半導体を成長させた後、異種基板を研磨などの方法により除去して、窒化物半導体の単体基板として素子構造を形成してもよく、また、素子構造形成後に、異種基板を除去する方法でも良い。GaN基板の他に、AlN等の窒化物半導体の基板を用いてもよい。
実施例2
前記実施例1において、p電極をスパッタでAgとGa2O3(1wt%)との合金を第1金属層として1000オングストロームの膜厚で形成する。次に第2金属層をTi/Ptの多層で1000/1000オングストロームで形成する。次にpパット電極をPt/Auで形成する以外を同様に形成することでVf4.5(V)、出力257(mW)の特性を示す1辺の長さが1mmのLEDチップを得ることができる。
前記実施例1において、p電極をスパッタでAgとInN(0.5wt%)との合金を第1金属層として1000オングストロームの膜厚で形成する。次に第2金属層をTi/Ptの多層で1000/1000オングストロームで形成する他は、実施例1と同様にして窒化物半導体素子とすることで、実施例1とほぼ同等の特性を得ることができる。
実施例4において、第2金属層を設けないほかは、実施例4と同様にして窒化物半導体素子を得る。この素子は、電極形成後にアニール処理はできないが、アニール処理をしない場合、特性は実施例4と同等の素子が得られる。
実施例6
前記実施例1において、サファイア基板の窒化物半導体の成長面に凹凸を形成した基板を用いる他は同様の条件でLEDチップを形成することで、実施例1と同様の特性を示すLEDチップを得ることができる(図2)。
実施例7
前記実施例1と同様の条件で、窒化物半導体層を成長させ、アニーリングを行った後、ウェハを反応容器から取り出し、p型コンタクト層の表面にp電極を形成する。p電極には第1金属層としてAgとIn2O3(1wt%)から成る合金を1000オングストローム、第2金属層をTi/Ptとして膜厚を2000オングストローム/2000オングストロームで成膜する。その後、オーミックアニールを400℃で行った後、第1の保護膜SiO2を膜厚0.3μmで形成する。その後、導電層102を形成するために密着層、バリア層、共晶層をTi−Pt−Au−Sn−Auの順に膜厚2000オングストローム−3000オングストローム−3000オングストローム−30000オングストローム−1000オングストロームで形成する。
実施例8
実施例1と同様の条件により、窒化物半導体素子を作製する。さらに、蛍光物質としてYAGを含有したSiO2をコーティング層として窒化物半導体素子の全面に形成することで、光束50lmの白色を呈する発光素子を得る。
Claims (17)
- 積層された窒化物半導体層上に、第1金属層と、少なくとも前記第1金属層を備えた多層構成の電極を有する窒化物半導体素子において、
前記第1金属層は、銀と、酸素化合物、窒素化合物、または酸素窒素化合物のいずれかの前記銀と異なる金属化合物との合金からなることを特徴とする窒化物半導体素子。 - 前記金属化合物は、III族化合物、II族化合物、又は遷移金属化合物であることを特徴とする請求項1に記載の窒化物半導体素子。
- 前記金属化合物は、インジウム、ガリウム、アルミニウム、マグネシウム、ニッケル、亜鉛、錫、チタン、ニオブから成る群から選ばれる少なくとも一種類以上の金属化合物であり、
前記第1金属層に、前記酸素化合物が0.05wt%以上、又は前記窒素化合物若しくは前記酸素窒素化合物が0.01wt%以上含有されている請求項1または2に記載の窒化物半導体素子。 - 前記電極は、前記第1金属層の上に、該第1金属層と異なる材料からなる第2金属層を備える請求項1乃至3のいずれか一項に記載の窒化物半導体素子。
- 前記窒化物半導体層は、第1導電型の半導体層、活性層、第2導電型の半導体層をこの順に有し、
前記第2導電型の半導体層表面と同一面側に第1導電型の半導体層の表面が露出されており、該第1導電型の半導体層および/又は第2導電型の半導体層の表面に前記電極が形成されてなる請求項1乃至4のいずれか一項に記載の窒化物半導体素子。 - 前記電極形成面を光取り出し面とする発光素子である請求項5記載の窒化物半導体素子。
- 前記窒化物半導体層は、第1導電型の半導体層、活性層、第2導電型の半導体層をこの順に有し、
前記窒化物半導体素子は、第2導電型の半導体層表面と対向する面に第1導電型の半導体層の表面を有し、第2導電型の半導体層表面に前記電極が形成されてなる請求項1乃至4のいずれか一項に記載の窒化物半導体素子。 - 前記電極形成面に対向する前記第1導電型の半導体層の表面を光取り出し面とする発光素子である請求項5または7に記載の窒化物半導体素子。
- 前記第1金属層は、酸素化合物の含有量が0.1wt%以上5wt%以下である請求項1乃至8のいずれか一項に記載の窒化物半導体素子。
- 前記第1金属層は、窒素化合物または酸素窒素化合物の含有量が0.01wt%以上5wt%以下である請求項1乃至8のいずれか一項に記載の窒化物半導体素子。
- 前記第1金属層は、前記金属化合物に酸素化合物を含有し、さらにニッケル、パラジウム、白金、チタン、ニオブ、亜鉛、金、マグネシウム、イリジウム、タングステン、鉄、ロジウムから成る群から選ばれる少なくとも一種類以上の第2の金属を含有する請求項1乃至8のいずれか一項に記載の窒化物半導体素子。
- 前記第1金属層は、前記第2の金属の含有量が0.1wt%以上5wt%以下であることを特徴とする請求項11に記載の窒化物半導体素子。
- 前記第1金属層は、前記金属化合物に窒素化合物または酸素窒素化合物を含有し、さらにニッケル、パラジウム、白金、チタン、ニオブ、亜鉛、金、マグネシウム、イリジウム、タングステン、鉄、ロジウムから成る群から選ばれる少なくとも一種類以上の第2の金属を含有する請求項1乃至8のいずれか一項に記載の窒化物半導体素子。
- 前記第1金属層は、第2の金属の含有量が0.01wt%以上5wt%以下であることを特徴とする請求項13に記載の窒化物半導体素子。
- 前記第1金属層の膜厚は、200オングストローム以上である請求項1乃至14のいずれか一項に記載の窒化物半導体素子。
- 積層された窒化物半導体層と、前記窒化物半導体層上に、第1金属層と、少なくとも前記第1金属層を備えた多層構成の電極とを有する窒化物半導体素子の製造方法において、
前記窒化物半導体層上に、銀と、酸素化合物、窒素化合物、または酸素窒素化合物のいずれかの前記銀と異なる金属化合物との合金からなる前記第1金属層を形成することを特徴とする窒化物半導体素子の製造方法。 - 前記第1金属層上に、前記第1金属層と異なる材料からなる第2金属層を形成することを特徴とする請求項16に記載の窒化物半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004183048A JP4572597B2 (ja) | 2003-06-20 | 2004-06-21 | 窒化物半導体素子 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003177387 | 2003-06-20 | ||
JP2004183048A JP4572597B2 (ja) | 2003-06-20 | 2004-06-21 | 窒化物半導体素子 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005033197A JP2005033197A (ja) | 2005-02-03 |
JP2005033197A5 JP2005033197A5 (ja) | 2007-08-02 |
JP4572597B2 true JP4572597B2 (ja) | 2010-11-04 |
Family
ID=34220100
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004183048A Expired - Fee Related JP4572597B2 (ja) | 2003-06-20 | 2004-06-21 | 窒化物半導体素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4572597B2 (ja) |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4980615B2 (ja) | 2005-02-08 | 2012-07-18 | ローム株式会社 | 半導体発光素子およびその製法 |
JP2006228855A (ja) * | 2005-02-16 | 2006-08-31 | Rohm Co Ltd | 半導体発光素子およびその製法 |
US7932111B2 (en) | 2005-02-23 | 2011-04-26 | Cree, Inc. | Substrate removal process for high light extraction LEDs |
JP2006294907A (ja) * | 2005-04-12 | 2006-10-26 | Showa Denko Kk | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
JP5196288B2 (ja) * | 2005-04-27 | 2013-05-15 | 信越半導体株式会社 | 発光素子の製造方法及び発光素子 |
KR101107473B1 (ko) | 2005-05-17 | 2012-01-19 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 다이오드 |
JP2006332365A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Toyoda Gosei Co Ltd | Iii族窒化物系化合物半導体発光素子およびそれを用いた発光装置 |
JP4969087B2 (ja) * | 2005-11-28 | 2012-07-04 | スタンレー電気株式会社 | 共晶ボンディング発光装置とその製造方法 |
JP5446059B2 (ja) * | 2006-04-24 | 2014-03-19 | 豊田合成株式会社 | GaN系半導体発光素子の製造方法 |
JP2008192782A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Toyota Central R&D Labs Inc | 電極及びそれを有するiii族窒化物系化合物半導体発光素子 |
JP5264233B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2013-08-14 | 三菱電機株式会社 | 有機電界発光型表示装置 |
JP5123269B2 (ja) | 2008-09-30 | 2013-01-23 | ソウル オプト デバイス カンパニー リミテッド | 発光素子及びその製造方法 |
KR101533817B1 (ko) * | 2008-12-31 | 2015-07-09 | 서울바이오시스 주식회사 | 복수개의 비극성 발광셀들을 갖는 발광 소자 및 그것을 제조하는 방법 |
KR100999756B1 (ko) * | 2009-03-13 | 2010-12-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 및 그 제조방법 |
KR101014013B1 (ko) | 2009-10-15 | 2011-02-10 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
KR101081193B1 (ko) * | 2009-10-15 | 2011-11-07 | 엘지이노텍 주식회사 | 반도체 발광소자 및 그 제조방법 |
KR101945301B1 (ko) | 2009-10-16 | 2019-02-07 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 반도체 장치, 표시 장치 및 전자 장치 |
JP5725927B2 (ja) * | 2010-05-18 | 2015-05-27 | ソウル バイオシス カンパニー リミテッドSeoul Viosys Co.,Ltd. | 高効率発光ダイオード及びその製造方法 |
CN102432958B (zh) * | 2010-11-03 | 2014-05-07 | 如皋市中如化工有限公司 | 一种耐寒阻燃级pvc电缆料 |
JP2012142508A (ja) * | 2011-01-06 | 2012-07-26 | Hitachi Cable Ltd | 半導体素子用ウェハ |
JP5378582B2 (ja) * | 2012-08-27 | 2013-12-25 | 株式会社東芝 | 半導体発光素子の製造方法 |
JP6038564B2 (ja) * | 2012-09-20 | 2016-12-07 | Dowaエレクトロニクス株式会社 | 半導体積層体接合用基板およびその製造方法 |
JP5818031B2 (ja) * | 2013-03-21 | 2015-11-18 | ウシオ電機株式会社 | Led素子 |
KR102256590B1 (ko) * | 2014-07-31 | 2021-05-26 | 서울바이오시스 주식회사 | 발광 다이오드 |
JP6668863B2 (ja) * | 2016-03-22 | 2020-03-18 | 日亜化学工業株式会社 | 発光素子 |
JP7262965B2 (ja) * | 2018-10-17 | 2023-04-24 | スタンレー電気株式会社 | 半導体発光素子 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11191641A (ja) * | 1997-10-14 | 1999-07-13 | Matsushita Electron Corp | 半導体発光素子とこれを用いた半導体発光装置及びその製造方法 |
JP2003168823A (ja) * | 2001-09-18 | 2003-06-13 | Toyoda Gosei Co Ltd | Iii族窒化物系化合物半導体発光素子 |
JP2003243705A (ja) * | 2002-02-07 | 2003-08-29 | Lumileds Lighting Us Llc | 発光半導体の方法及び装置 |
-
2004
- 2004-06-21 JP JP2004183048A patent/JP4572597B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11191641A (ja) * | 1997-10-14 | 1999-07-13 | Matsushita Electron Corp | 半導体発光素子とこれを用いた半導体発光装置及びその製造方法 |
JP2003168823A (ja) * | 2001-09-18 | 2003-06-13 | Toyoda Gosei Co Ltd | Iii族窒化物系化合物半導体発光素子 |
JP2003243705A (ja) * | 2002-02-07 | 2003-08-29 | Lumileds Lighting Us Llc | 発光半導体の方法及び装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005033197A (ja) | 2005-02-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4572597B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
JP4507532B2 (ja) | 窒化物半導体素子 | |
JP5000612B2 (ja) | 窒化ガリウム系発光ダイオード素子 | |
KR100909733B1 (ko) | 지지기판을 갖는 질화물 반도체소자 및 그 제조방법 | |
EP1385215B1 (en) | Nitride semiconductor device comprising bonded substrate and fabrication method of the same | |
KR100895452B1 (ko) | 반도체 발광소자용 양전극 | |
JP4507594B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
JP2009049267A (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
KR20080065666A (ko) | 질화물 반도체 발광 소자 및 질화물 반도체 발광 소자 제조방법 | |
JP2006324685A (ja) | 窒化物半導体素子の製造方法及び窒化物半導体素子 | |
US20110297978A1 (en) | Light-emitting diode, method for manufacturing the same, and light-emitting diode lamp | |
JP2008300621A (ja) | 半導体発光素子及びその製造方法 | |
JP2003110140A (ja) | 窒化物半導体発光素子 | |
JP3921989B2 (ja) | 半導体発光素子 | |
JP5557649B2 (ja) | 発光ダイオード、発光ダイオードランプ及び照明装置 | |
JP2007073789A (ja) | 半導体発光素子用電極 | |
US7888687B2 (en) | Electrode for semiconductor light emitting device | |
US20130134390A1 (en) | Light-emitting diode, light-emitting diode lamp, and illumination device | |
JP2007115941A (ja) | 窒化ガリウム系化合物半導体及び発光素子 | |
JP2009289983A (ja) | 窒化物半導体発光ダイオード | |
JP4543621B2 (ja) | 窒化物半導体素子および窒化物半導体素子の製造方法 | |
KR20090109598A (ko) | 수직구조의 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자및 제조방법 | |
JP3495853B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ | |
JP4288947B2 (ja) | 窒化物半導体発光素子の製造方法 | |
JP3620498B2 (ja) | 窒化物半導体レーザ素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070620 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070620 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100122 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100511 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100625 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100720 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100802 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4572597 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130827 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130827 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |