JP5228595B2 - 半導体発光素子及びその製造方法、並びに、積層構造体及びその形成方法 - Google Patents
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(A)n型の導電型を有する第1化合物半導体層、
(B)第1化合物半導体層上に形成された、化合物半導体から成る活性層、
(C)活性層の上に形成された、p型の導電型を有する第2化合物半導体層、
(D)第1化合物半導体層に電気的に接続された第1電極、及び、
(E)第2化合物半導体層上に形成された第2電極、
を備えており、
第2電極は、第2化合物半導体層側から、第1層及び第2層の積層構造を有し、
銀を主成分とする第1層の組成は、第2層の組成と異なり、
第2層は、パラジウムを0.1重量%乃至3重量%含有し、且つ、銅、アルミニウム、金、白金、タンタル、クロム、チタン、ニッケル、コバルト及びケイ素から構成された群から選択された少なくとも1種類の元素を0.1重量%乃至3重量%含有する銀合金から成る。
(a)基板上に、n型の導電型を有する第1化合物半導体層、活性層、及び、p型の導電型を有する第2化合物半導体層が、順次、積層されて成る発光部を形成した後、
(b)第2化合物半導体層上に、下から第1層及び第2層の積層構造を有する第2電極を形成する、
工程を具備しており、
前記工程(b)は、
(b−1)第2化合物半導体層上に、第2層の組成と異なる、銀を主成分とする組成を有する第1層を形成し、次いで、
(b−2)第1層上に、パラジウムを0.1重量%乃至3重量%含有し、且つ、銅、アルミニウム、金、白金、タンタル、クロム、チタン、ニッケル、コバルト及びケイ素から構成された群から選択された少なくとも1種類の元素を0.1重量%乃至3重量%含有する銀合金から成る第2層を形成した後、
(b−3)ウエットエッチング法にて、第2層をパターニングし、引き続き、第1層をパターニングする、
各工程から成る。
基体上に形成された第1層及び第2層から成り、
銀を主成分とする第1層の組成は、第2層の組成と異なり、
第2層は、パラジウムを0.1重量%乃至3重量%含有し、且つ、銅、アルミニウム、金、白金、タンタル、クロム、チタン、ニッケル、コバルト及びケイ素から構成された群から選択された少なくとも1種類の元素を0.1重量%乃至3重量%含有する銀合金から成る。
(イ)基体上に、銀を主成分とする第1層を形成し、次いで、
(ロ)第1層上に、第1層の組成と異なる組成を有し、しかも、パラジウムを0.1重量%乃至3重量%含有し、且つ、銅、アルミニウム、金、白金、タンタル、クロム、チタン、ニッケル、コバルト及びケイ素から構成された群から選択された少なくとも1種類の元素を0.1重量%乃至3重量%含有する銀合金から成る第2層を形成した後、
(ハ)ウエットエッチング法にて、第2層をパターニングし、引き続き、第1層をパターニングする、
各工程から成る。
(A)n型の導電型を有する第1化合物半導体層11、
(B)第1化合物半導体層11上に形成された、化合物半導体から成る活性層13、
(C)活性層13の上に形成された、p型の導電型を有する第2化合物半導体層12、
(D)第1化合物半導体層11に電気的に接続された第1電極(n側電極)14、及び、
(E)第2化合物半導体層12上に形成された第2電極(p側電極)20、
を備えている。
第1層:97%
第2層:96%
先ず、サファイアから成る基板10をMOCVD装置に搬入し、水素から成るキャリアガス中、基板温度1050゜Cで10分間の基板クリーニングを行った後、基板温度を500゜Cまで低下させる。そして、MOCVD法に基づき、窒素原料であるアンモニアガスを供給しながら、ガリウム原料であるトリメチルガリウム(TMG)ガスの供給を行い、GaNから成る下地層10Bを基板10の表面に結晶成長させた後、TMGガスの供給を中断する。
次いで、基板10上に、n型の導電型を有する第1化合物半導体層11、活性層13、及び、p型の導電型を有する第2化合物半導体層12が、順次、積層されて成る発光部を形成する。
こうして結晶成長を完了した後、窒素ガス雰囲気中で約800゜C、10分間のアニール処理を行って、p型不純物(p型ドーパント)の活性化を行う。
次に、第2化合物半導体層12上に、下から第1層21及び第2層22の積層構造を有する第2電極20を成膜する。あるいは又、基体上に、銀を主成分とする第1層21を形成し、次いで、第1層21上に、第1層21の組成と異なる組成を有し、しかも、パラジウムを0.1重量%乃至3重量%含有し、且つ、銅、アルミニウム、金、白金、タンタル、クロム、チタン、ニッケル、コバルト及びケイ素から構成された群から選択された少なくとも1種類の元素を0.1重量%乃至3重量%含有する銀合金から成る第2層22を形成する。
次いで、ウエットエッチング法にて、第2層22をパターニングし、引き続き、第1層21をパターニングする。具体的には、第2層22上に、フォトリソグラフィ技術に基づき、図示しないレジスト層を形成した後、アンモニア過水(NH4OH/H2O2/H2O)をエッチング液として用いて、第2層22及び第1層21を連続してパターニングした後、レジスト層を除去する。第2層22及び第1層21は、主成分が同じ銀(Ag)であるが故に、アンモニア過水を用いて連続してウエットエッチングを行うことができるし、第1層21のウエットエッチング時、第1層21にサイドエッチングが生じることもない。
その後、第1化合物半導体層11の一部分を露出させる。具体的には、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術にて、第2電極20をエッチング用マスクとして用いて、第2化合物半導体層12、活性層13の一部を除去して、第1化合物半導体層11の一部分11Aを露出させる(図2の(A)参照)。次いで、リフトオフ法に基づき、露出した第1化合物半導体層11の一部分の上に第1電極14を形成する。具体的には、全面にレジスト層を形成し、第1電極14を形成すべき第1化合物半導体層11の一部分の上のレジスト層に開口を形成する。そして、全面に、第1電極14を構成する金属層(例えば、Ti層)をスパッタリング法にて成膜し、次いで、レジスト層を除去することで、第1電極14を形成することができる(図2の(B)参照)。
その後、少なくとも、露出した第1化合物半導体層11の一部分、露出した活性層13の部分、及び、露出した第2化合物半導体層12の部分、並びに、第2電極20の一部分を、絶縁層15で被覆する(図3の(A)参照)。絶縁層15の形成方法として、例えば真空蒸着法やスパッタリング法といったPVD法、あるいは、CVD法を挙げることができる。その後、第1電極14上の絶縁層15の部分及び第2電極20上の絶縁層15の部分に、それぞれ、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、第1開口部16A及び第2開口部16Bを形成する(図3の(B)参照)。次いで、第1電極14から第1開口部16Aを介して絶縁層15上に延びる第1コンタクト部(第1パッド部)17Aを形成し、同時に、第2電極20から第2開口部16Bを介して絶縁層15上に延びる第2コンタクト部(第2パッド部)17Bを形成する。尚、第1コンタクト部(第1パッド部)17A及び第2コンタクト部(第2パッド部)17Bは、例えば、真空蒸着法によって形成されたTi層/Pt層、及び、その上にメッキ法によって形成されたAu層から成る。その後、ダイシングによりチップ化を行い、図1に示した半導体発光素子(発光ダイオード)を得ることができる。更には、樹脂モールド、パッケージ化を行うことで、例えば、砲弾型や面実装型といった種々の半導体発光素子(具体的には、発光ダイオード)を作製することができる。
Claims (9)
- (A)n型の導電型を有する第1化合物半導体層、
(B)第1化合物半導体層上に形成された、化合物半導体から成る活性層、
(C)活性層の上に形成された、p型の導電型を有する第2化合物半導体層、
(D)第1化合物半導体層に電気的に接続された第1電極、及び、
(E)第2化合物半導体層上に形成された第2電極、
を備えており、
第2電極は、第2化合物半導体層側から、第1層及び第2層の積層構造を有し、
銀を主成分とする第1層の組成は、第2層の組成と異なり、
第2層は、パラジウムを0.1重量%乃至3重量%含有し、且つ、銅、アルミニウム、金、白金、タンタル、クロム、チタン、ニッケル、コバルト及びケイ素から構成された群から選択された少なくとも1種類の元素を0.1重量%乃至3重量%含有する銀合金から成り、
第1層の厚さは7×10 -8 m以上であり、第2層の厚さは4×10 -8 m以上であり、
第1層の光反射率は第2層の光反射率よりも高い半導体発光素子。 - 第1層は、銀、又は、インジウムを1重量%以下含有する銀合金から成る請求項1に記載の半導体発光素子。
- 活性層で発光した光は、第1化合物半導体層を介して外部に出射される請求項1に記載の半導体発光素子。
- (a)基板上に、n型の導電型を有する第1化合物半導体層、活性層、及び、p型の導電型を有する第2化合物半導体層が、順次、積層されて成る発光部を形成した後、
(b)第2化合物半導体層上に、下から第1層及び第2層の積層構造を有する第2電極を形成する、
工程を具備しており、
前記工程(b)は、
(b−1)第2化合物半導体層上に、第2層の組成と異なる、銀を主成分とする組成を有する第1層を形成し、次いで、
(b−2)第1層上に、パラジウムを0.1重量%乃至3重量%含有し、且つ、銅、アルミニウム、金、白金、タンタル、クロム、チタン、ニッケル、コバルト及びケイ素から構成された群から選択された少なくとも1種類の元素を0.1重量%乃至3重量%含有する銀合金から成る第2層を形成した後、
(b−3)ウエットエッチング法にて、第2層をパターニングし、引き続き、第1層をパターニングする、
各工程から成り、
第1層の厚さは7×10 -8 m以上であり、第2層の厚さは4×10 -8 m以上であり、
第1層の光反射率は第2層の光反射率よりも高い半導体発光素子の製造方法。 - 前記工程(b−2)と工程(b−3)の間において、300゜C乃至700゜Cの熱処理を行う請求項4に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 第1層は、銀、又は、インジウムを1重量%以下含有する銀合金から成る請求項4に記載の半導体発光素子の製造方法。
- 基体上に形成された第1層及び第2層から成り、
銀を主成分とする第1層の組成は、第2層の組成と異なり、
第2層は、パラジウムを0.1重量%乃至3重量%含有し、且つ、銅、アルミニウム、金、白金、タンタル、クロム、チタン、ニッケル、コバルト及びケイ素から構成された群から選択された少なくとも1種類の元素を0.1重量%乃至3重量%含有する銀合金から成り、
第1層の厚さは7×10 -8 m以上であり、第2層の厚さは4×10 -8 m以上であり、
第1層の光反射率は第2層の光反射率よりも高い積層構造体。 - 第1層は、銀、又は、インジウムを1重量%以下含有する銀合金から成る請求項7に記載の積層構造体。
- (イ)基体上に、銀を主成分とする第1層を形成し、次いで、
(ロ)第1層上に、第1層の組成と異なる組成を有し、しかも、パラジウムを0.1重量%乃至3重量%含有し、且つ、銅、アルミニウム、金、白金、タンタル、クロム、チタン、ニッケル、コバルト及びケイ素から構成された群から選択された少なくとも1種類の元素を0.1重量%乃至3重量%含有する銀合金から成る第2層を形成した後、
(ハ)ウエットエッチング法にて、第2層をパターニングし、引き続き、第1層をパターニングする、
各工程から成り、
第1層の厚さは7×10 -8 m以上であり、第2層の厚さは4×10 -8 m以上であり、
第1層の光反射率は第2層の光反射率よりも高い積層構造体の形成方法。
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