JPH0645651A - ｎ型ＳｉＣ用電極とその形成方法 - Google Patents
ｎ型ＳｉＣ用電極とその形成方法Info
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- JPH0645651A JPH0645651A JP5593693A JP5593693A JPH0645651A JP H0645651 A JPH0645651 A JP H0645651A JP 5593693 A JP5593693 A JP 5593693A JP 5593693 A JP5593693 A JP 5593693A JP H0645651 A JPH0645651 A JP H0645651A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 炭化ケイ素発光ダイオード素子の高輝度化を
実現できるｎ型ＳｉＣ用オーミック電極とその形成方法
を提供することを目的とする。 【構成】 ｎ型ＳｉＣ基板１上に、高反射率金属（Ａ
ｇ）高含有層７と、Ｎｉ高含有層８をこの順序で構成し
たオーミック電極９を形成した。
実現できるｎ型ＳｉＣ用オーミック電極とその形成方法
を提供することを目的とする。 【構成】 ｎ型ＳｉＣ基板１上に、高反射率金属（Ａ
ｇ）高含有層７と、Ｎｉ高含有層８をこの順序で構成し
たオーミック電極９を形成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はｎ型ＳｉＣ（炭化ケイ
素）用電極とその形成方法に関する。
素）用電極とその形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、炭化ケイ素発光ダイオード素子は
活発に研究開発されている。
活発に研究開発されている。
【０００３】図６は従来の発光ダイオード装置の断面図
である。図中において、２０は発光ダイオード素子を示
し、２１はｎ型ＳｉＣ基板、２２は基板２１の一主面上
に形成されたｎ型ＳｉＣエピタキシャル層、２３はこの
ｎ型ＳｉＣエピタキシャル層２２上に形成されたｐ型Ｓ
ｉＣエピタキシャル層、２６は該ｐ型ＳｉＣエピタキシ
ャル層２３上に１０００Å厚のチタン（Ｔｉ）層２４と
５０００Å厚のアルミニウム（Ａｌ）層２５とがこの順
序に形成、熱処理されてなるｐ型側Ａｌ−Ｔｉオーミッ
ク電極、２９は基板２１の他の主面上に２０００Å厚の
ニッケル（Ｎｉ）層２７と３０００Å厚の金（Ａｕ）層
２８とがこの順序に形成、熱処理されてなるｎ型側Ａｕ
−Ｎｉオーミック電極である。
である。図中において、２０は発光ダイオード素子を示
し、２１はｎ型ＳｉＣ基板、２２は基板２１の一主面上
に形成されたｎ型ＳｉＣエピタキシャル層、２３はこの
ｎ型ＳｉＣエピタキシャル層２２上に形成されたｐ型Ｓ
ｉＣエピタキシャル層、２６は該ｐ型ＳｉＣエピタキシ
ャル層２３上に１０００Å厚のチタン（Ｔｉ）層２４と
５０００Å厚のアルミニウム（Ａｌ）層２５とがこの順
序に形成、熱処理されてなるｐ型側Ａｌ−Ｔｉオーミッ
ク電極、２９は基板２１の他の主面上に２０００Å厚の
ニッケル（Ｎｉ）層２７と３０００Å厚の金（Ａｕ）層
２８とがこの順序に形成、熱処理されてなるｎ型側Ａｕ
−Ｎｉオーミック電極である。
【０００４】３０は反射部３０ａと発光ダイオード素子
２０を載置する載置部３０ｂが設けられた導電性のカッ
プで、載置部３０ｂには図示しない銀ペースト等の導電
性接着剤を介して発光ダイオード素子２０がｎ型側電極
２９側で載置固着（ダイボンド）されている。また、ｐ
型側電極２６は図示しないリード線とワイヤーボンド接
続されている。
２０を載置する載置部３０ｂが設けられた導電性のカッ
プで、載置部３０ｂには図示しない銀ペースト等の導電
性接着剤を介して発光ダイオード素子２０がｎ型側電極
２９側で載置固着（ダイボンド）されている。また、ｐ
型側電極２６は図示しないリード線とワイヤーボンド接
続されている。
【０００５】斯る発光ダイオード素子２０では、そのｎ
型ＳｉＣエピタキシャル層２２にドナーと共にアクセプ
ターが添加され、斯るｎ型ＳｉＣエピタキシャル層２２
が発光層となり、そのドナー−アクセプタ対等によって
例えば主波長４００〜５００ｎｍの青色光が得られる。
尚、図中矢印は光の進行方向を示すものである。
型ＳｉＣエピタキシャル層２２にドナーと共にアクセプ
ターが添加され、斯るｎ型ＳｉＣエピタキシャル層２２
が発光層となり、そのドナー−アクセプタ対等によって
例えば主波長４００〜５００ｎｍの青色光が得られる。
尚、図中矢印は光の進行方向を示すものである。
【０００６】従来の他のＳｉＣ発光ダイオード装置とし
ては、例えば雑誌「エレクトロニクス」の１９９１年３
月号第５８頁〜第６２頁に記載されている。
ては、例えば雑誌「エレクトロニクス」の１９９１年３
月号第５８頁〜第６２頁に記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のような構造の発
光素子では、ｎ型側電極２９を構成する材料であるＡｕ
は波長４００〜５００ｎｍ程度の光に対する反射率が３
６〜４２％程度であり、またＮｉもこの波長領域の反射
率が５０〜６０％程度と小さく、そしてこの両材料は前
記波長領域の光吸収率が大きい。従って、ｎ型ＳｉＣ層
２２で発光し、出射された光は、ｎ型側Ａｕ−Ｎｉ電極
２６で吸収され且つ反射も十分でないため、光の取り出
し効率が低く、発光素子の高輝度化が困難であった。
光素子では、ｎ型側電極２９を構成する材料であるＡｕ
は波長４００〜５００ｎｍ程度の光に対する反射率が３
６〜４２％程度であり、またＮｉもこの波長領域の反射
率が５０〜６０％程度と小さく、そしてこの両材料は前
記波長領域の光吸収率が大きい。従って、ｎ型ＳｉＣ層
２２で発光し、出射された光は、ｎ型側Ａｕ−Ｎｉ電極
２６で吸収され且つ反射も十分でないため、光の取り出
し効率が低く、発光素子の高輝度化が困難であった。
【０００８】また、上記ｎ型側Ａｕ−Ｎｉ電極やＮｉ単
層構造の電極の場合、オーミック接触させるための熱処
理時に、ボールアップ現象や酸化による電極の劣化等の
問題があった。
層構造の電極の場合、オーミック接触させるための熱処
理時に、ボールアップ現象や酸化による電極の劣化等の
問題があった。
【０００９】本発明は上述の問題点を鑑み成されたもの
であり、炭化ケイ素発光ダイオード素子の高輝度化を可
能にするｎ型ＳｉＣ用電極とその形成方法を提供するこ
とを目的とする。
であり、炭化ケイ素発光ダイオード素子の高輝度化を可
能にするｎ型ＳｉＣ用電極とその形成方法を提供するこ
とを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のｎ型ＳｉＣ用電
極は、ｎ型ＳｉＣ上に形成されたＮｉと高反射率金属か
らなる電極を備え、該電極は前記ｎ型ＳｉＣ側に高反射
率金属を高含有することを特徴とする。特に、前記高反
射率金属は、Ａｇ、Ａｌ、Ｚｎ、又はＭｇの中から少な
くとも１つ選択された金属からなることを特徴とする。
極は、ｎ型ＳｉＣ上に形成されたＮｉと高反射率金属か
らなる電極を備え、該電極は前記ｎ型ＳｉＣ側に高反射
率金属を高含有することを特徴とする。特に、前記高反
射率金属は、Ａｇ、Ａｌ、Ｚｎ、又はＭｇの中から少な
くとも１つ選択された金属からなることを特徴とする。
【００１１】本発明のｎ型ＳｉＣ用電極の形成方法は、
ｎ型ＳｉＣ上に高反射率金属層とＮｉ層をこの順序に形
成する工程と、前記工程後に熱処理を行う工程と、から
なることを特徴とし、特に、前記高反射率金属層は、Ａ
ｇ、Ａｌ、Ｚｎ、又はＭｇの中から少なくとも１つ選択
された金属からなることを特徴とする。
ｎ型ＳｉＣ上に高反射率金属層とＮｉ層をこの順序に形
成する工程と、前記工程後に熱処理を行う工程と、から
なることを特徴とし、特に、前記高反射率金属層は、Ａ
ｇ、Ａｌ、Ｚｎ、又はＭｇの中から少なくとも１つ選択
された金属からなることを特徴とする。
【００１２】
【作用】ｎ型ＳｉＣのオーミック金属であるＮｉと、ｎ
型ＳｉＣ側に多く含有してなる高反射率を有する金属
（高反射率金属）からなるｎ型ＳｉＣ用電極では、この
高反射率金属により十分に光が反射されて炭化ケイ素発
光ダイオード素子の高輝度化が図れると共に良好なオー
ミック特性が得られる。
型ＳｉＣ側に多く含有してなる高反射率を有する金属
（高反射率金属）からなるｎ型ＳｉＣ用電極では、この
高反射率金属により十分に光が反射されて炭化ケイ素発
光ダイオード素子の高輝度化が図れると共に良好なオー
ミック特性が得られる。
【００１３】特に、この高反射率を有する金属が、Ａ
ｇ、Ａｌ、Ｚｎ、又はＭｇの中から少なくとも１つ選択
された金属からなる場合には、波長４５０〜５００ｎｍ
の光に対して、Ａｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｇの反射率は夫々
９２〜９８％、８７〜９２％、７９〜９８％、７０％程
度であるので、青色発光ダイオード素子の高輝度化が顕
著になる。更に、波長３５０〜９００ｎｍの光に対して
もＡｇ、Ａｌ、Ｚｎの反射率は夫々９０％以上、８０％
以上、７９％以上の反射率を有するので、この波長領域
の光を発光する発光ダイオード素子の高輝度化も顕著と
なる。
ｇ、Ａｌ、Ｚｎ、又はＭｇの中から少なくとも１つ選択
された金属からなる場合には、波長４５０〜５００ｎｍ
の光に対して、Ａｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｍｇの反射率は夫々
９２〜９８％、８７〜９２％、７９〜９８％、７０％程
度であるので、青色発光ダイオード素子の高輝度化が顕
著になる。更に、波長３５０〜９００ｎｍの光に対して
もＡｇ、Ａｌ、Ｚｎの反射率は夫々９０％以上、８０％
以上、７９％以上の反射率を有するので、この波長領域
の光を発光する発光ダイオード素子の高輝度化も顕著と
なる。
【００１４】
【実施例】本発明のｎ型ＳｉＣ用電極を青色発光ダイオ
ード素子に用いた場合の第１実施例について図１を用い
て説明する。
ード素子に用いた場合の第１実施例について図１を用い
て説明する。
【００１５】図中、１はｎ型ＳｉＣ単結晶基板、２はこ
の基板１上に形成されたｎ型ＳｉＣエピタキシャル層、
３はｎ型ＳｉＣエピタキシャル層２上に形成されたｐ型
ＳｉＣエピタキシャル層である。
の基板１上に形成されたｎ型ＳｉＣエピタキシャル層、
３はｎ型ＳｉＣエピタキシャル層２上に形成されたｐ型
ＳｉＣエピタキシャル層である。
【００１６】６はｐ型ＳｉＣエピタキシャル層３上に形
成された従来周知のｐ型側Ａｌ−Ｔｉオーミック電極で
ある。
成された従来周知のｐ型側Ａｌ−Ｔｉオーミック電極で
ある。
【００１７】９はｎ型ＳｉＣ基板１の下面上の一部に形
成されたニッケル（Ｎｉ）とこの素子が発光する光に対
して高反射率を有する金属（高反射率金属）である銀
（Ａｇ）とからなるｎ型側Ｎｉ−Ａｇオーミック電極で
あって、このｎ型ＳｉＣ基板１下面近傍にＡｇを多く含
有した層（高反射率金属高含有層）７と表面側にＮｉを
多く含有した層（Ｎｉ高含有層）８とから構成されてい
る。
成されたニッケル（Ｎｉ）とこの素子が発光する光に対
して高反射率を有する金属（高反射率金属）である銀
（Ａｇ）とからなるｎ型側Ｎｉ−Ａｇオーミック電極で
あって、このｎ型ＳｉＣ基板１下面近傍にＡｇを多く含
有した層（高反射率金属高含有層）７と表面側にＮｉを
多く含有した層（Ｎｉ高含有層）８とから構成されてい
る。
【００１８】斯る青色発光ダイオード素子の製造方法を
図２を用いて説明する。
図２を用いて説明する。
【００１９】まず、図２（ａ）に示すように、ｎ型Ｓｉ
Ｃ単結晶基板１の一主面上に液相エピタキシャル法（Ｌ
ＰＥ法）又は化学気相成長法（ＣＶＤ法）等を用いて、
ｎ型ＳｉＣエピタキシャル層２、ｐ型ＳｉＣエピタキシ
ャル層３を形成する。
Ｃ単結晶基板１の一主面上に液相エピタキシャル法（Ｌ
ＰＥ法）又は化学気相成長法（ＣＶＤ法）等を用いて、
ｎ型ＳｉＣエピタキシャル層２、ｐ型ＳｉＣエピタキシ
ャル層３を形成する。
【００２０】次に、図２（ｂ）に示すように、 前記ｐ
型ＳｉＣエピタキシャル層３上に図示しないマスクを介
して、例えば層厚１０００ÅのＴｉ層４と例えば層厚５
０００ÅのＡｌ層５をこの順序に電子ビーム蒸着法等で
形成する。
型ＳｉＣエピタキシャル層３上に図示しないマスクを介
して、例えば層厚１０００ÅのＴｉ層４と例えば層厚５
０００ÅのＡｌ層５をこの順序に電子ビーム蒸着法等で
形成する。
【００２１】続いて、図２（ｃ）に示すように、ｎ型Ｓ
ｉＣ基板１の他の主面上に図示しないマスクを介して、
例えば層厚１０００ÅのＡｇ層７ａと例えば層厚４００
０ÅのＮｉ層８ａをこの順序に電子ビーム蒸着法等で形
成する。
ｉＣ基板１の他の主面上に図示しないマスクを介して、
例えば層厚１０００ÅのＡｇ層７ａと例えば層厚４００
０ÅのＮｉ層８ａをこの順序に電子ビーム蒸着法等で形
成する。
【００２２】その後、例えばＡｒガス中又は真空中、１
０００℃以上、好ましくは１０００℃〜１２００℃、よ
り望ましくは１０００〜１１００℃で５分間〜１０分間
程度熱処理を行うことにより、前記Ｔｉ層４とＡｌ層５
をｐ型側Ａｌ−Ｔｉオーミック電極６にすると共にＡｇ
層７ａとＮｉ層８ａをｎ型側Ｎｉ−Ａｇオーミック電極
９とした後、図１に示すように基板１をダイシング技術
によって切断して青色発光する炭化ケイ素発光ダイオー
ド素子を形成する。尚、ＮｉとＡｇは９６０℃程度で反
応し、１０００℃程度でＮｉがｎ型ＳｉＣと反応するこ
とによりｎ型側オーミック電極９が形成されるのであ
る。
０００℃以上、好ましくは１０００℃〜１２００℃、よ
り望ましくは１０００〜１１００℃で５分間〜１０分間
程度熱処理を行うことにより、前記Ｔｉ層４とＡｌ層５
をｐ型側Ａｌ−Ｔｉオーミック電極６にすると共にＡｇ
層７ａとＮｉ層８ａをｎ型側Ｎｉ−Ａｇオーミック電極
９とした後、図１に示すように基板１をダイシング技術
によって切断して青色発光する炭化ケイ素発光ダイオー
ド素子を形成する。尚、ＮｉとＡｇは９６０℃程度で反
応し、１０００℃程度でＮｉがｎ型ＳｉＣと反応するこ
とによりｎ型側オーミック電極９が形成されるのであ
る。
【００２３】斯る温度で熱処理されると、Ａｇ層７ａ中
に含有されるＮｉ量がＡｇ量の約０．１％程度であり、
ｎ型側オーミック電極９の高反射率金属高含有層７の反
射率は略Ａｇの反射率（ここで、Ａｇの反射率は３５０
〜９００ｎｍの光に対して９０％以上であり、波長４５
０〜５００ｎｍの光に対して９２〜９８％）となる。
に含有されるＮｉ量がＡｇ量の約０．１％程度であり、
ｎ型側オーミック電極９の高反射率金属高含有層７の反
射率は略Ａｇの反射率（ここで、Ａｇの反射率は３５０
〜９００ｎｍの光に対して９０％以上であり、波長４５
０〜５００ｎｍの光に対して９２〜９８％）となる。
【００２４】従って、光取り出しがｐ型ＳｉＣエピタキ
シャル層３側の場合は、ｎ型ＳｉＣエピタキシャル層２
で発光した光の一部が高反射率なｎ型オーミック電極９
に反射されるので、従来より多くの光がｐ型ＳｉＣエピ
タキシャル層３側から外部に出射される。
シャル層３側の場合は、ｎ型ＳｉＣエピタキシャル層２
で発光した光の一部が高反射率なｎ型オーミック電極９
に反射されるので、従来より多くの光がｐ型ＳｉＣエピ
タキシャル層３側から外部に出射される。
【００２５】また、光取り出しがｎ型ＳｉＣ基板１側の
場合も、発光が高反射率なｎ型オーミック電極９に反射
され、更にｐ型ＳｉＣエピタキシャル層３の露出した側
の面で反射されるので、従来より多くの光がｎ型ＳｉＣ
基板１側から外部に出射される。
場合も、発光が高反射率なｎ型オーミック電極９に反射
され、更にｐ型ＳｉＣエピタキシャル層３の露出した側
の面で反射されるので、従来より多くの光がｎ型ＳｉＣ
基板１側から外部に出射される。
【００２６】従って、青色炭化ケイ素発光ダイオード素
子の輝度が従来に比べて約４０％程度増加した。勿論、
上記構造のｎ型側オーミック電極を用いれば、３５０〜
９００ｎｍの発光を行う炭化ケイ素発光ダイオード素子
の輝度の増加が図れる。
子の輝度が従来に比べて約４０％程度増加した。勿論、
上記構造のｎ型側オーミック電極を用いれば、３５０〜
９００ｎｍの発光を行う炭化ケイ素発光ダイオード素子
の輝度の増加が図れる。
【００２７】特に、このｎ型側Ｎｉ−Ａｇオーミック電
極は、高反射率が維持できる組成比範囲が広いので、製
造が非常に容易である。
極は、高反射率が維持できる組成比範囲が広いので、製
造が非常に容易である。
【００２８】次に、第２実施例について上記図１を援用
して説明する。尚、第１実施例と異なる点は、ｎ型側オ
ーミック電極９の高反射率を有する金属として第１実施
例で用いたＡｇに代えてアルミニウム（Ａｌ）を用いた
点であり、同一符号を付したこの部分の説明のみを以下
に記載する。
して説明する。尚、第１実施例と異なる点は、ｎ型側オ
ーミック電極９の高反射率を有する金属として第１実施
例で用いたＡｇに代えてアルミニウム（Ａｌ）を用いた
点であり、同一符号を付したこの部分の説明のみを以下
に記載する。
【００２９】図中、９はｎ型ＳｉＣ基板１の下面上の一
部に形成されたニッケル（Ｎｉ）とこの素子が発光する
光に対する高反射率金属であるＡｌとからなるｎ型側Ｎ
ｉ−Ａｌオーミック電極であって、このｎ型ＳｉＣ基板
１下面近傍にＡｌを多く含有した層（高反射率金属高含
有層）７と表面側にＮｉを多く含有した層（Ｎｉ高含有
層）８とから構成されている。
部に形成されたニッケル（Ｎｉ）とこの素子が発光する
光に対する高反射率金属であるＡｌとからなるｎ型側Ｎ
ｉ−Ａｌオーミック電極であって、このｎ型ＳｉＣ基板
１下面近傍にＡｌを多く含有した層（高反射率金属高含
有層）７と表面側にＮｉを多く含有した層（Ｎｉ高含有
層）８とから構成されている。
【００３０】Ａｌも波長４５０〜５００ｎｍの光に対し
て８７〜９２％の高反射率を有するので、本実施例の青
色発光ダイオード素子の輝度増加は従来に比べて約３０
％程度であった。また、波長３５０〜９００ｎｍの光に
対して８０％以上の高反射率を有するので、この波長領
域の発光を行う炭化ケイ素発光素子の高輝度化も行え
る。
て８７〜９２％の高反射率を有するので、本実施例の青
色発光ダイオード素子の輝度増加は従来に比べて約３０
％程度であった。また、波長３５０〜９００ｎｍの光に
対して８０％以上の高反射率を有するので、この波長領
域の発光を行う炭化ケイ素発光素子の高輝度化も行え
る。
【００３１】斯る発光ダイオード素子は前記図２の説明
においてＡｇ層７ａに代えてＡｌ層を用いて同様の順序
で形成できる。ここで、Ａｌ層の層厚は、望ましくは１
０００Å以上、例えば４０００Å、Ｎｉ層８は例えば４
０００Åであり、熱処理雰囲気は第１実施例と同じであ
る。
においてＡｇ層７ａに代えてＡｌ層を用いて同様の順序
で形成できる。ここで、Ａｌ層の層厚は、望ましくは１
０００Å以上、例えば４０００Å、Ｎｉ層８は例えば４
０００Åであり、熱処理雰囲気は第１実施例と同じであ
る。
【００３２】この場合も、ＡｌとＮｉが６００℃程度の
温度で固相反応をし、更に１０００℃以上、好ましくは
１０００〜１２００℃、より望ましくは１０００〜１１
００℃で５分間〜１０分間程度熱処理によりオーミック
電極となる。この温度での熱処理ではＡｌ層中に含有さ
れるＮｉ量も、Ａｌ量の約０．１％程度であることか
ら、このｎ型側オーミック電極９の高反射率金属高含有
層７の反射率は略Ａｌの反射率となる。
温度で固相反応をし、更に１０００℃以上、好ましくは
１０００〜１２００℃、より望ましくは１０００〜１１
００℃で５分間〜１０分間程度熱処理によりオーミック
電極となる。この温度での熱処理ではＡｌ層中に含有さ
れるＮｉ量も、Ａｌ量の約０．１％程度であることか
ら、このｎ型側オーミック電極９の高反射率金属高含有
層７の反射率は略Ａｌの反射率となる。
【００３３】次に、第３実施例について同様に上記図１
を援用して説明する。尚、第１実施例と異なる点は、ｎ
型側オーミック電極９の高反射率を有する金属として第
１実施例で用いたＡｇに代えて亜鉛（Ｚｎ）を用いた点
であり、同一符号を付したこの部分の説明のみを以下に
記載する。
を援用して説明する。尚、第１実施例と異なる点は、ｎ
型側オーミック電極９の高反射率を有する金属として第
１実施例で用いたＡｇに代えて亜鉛（Ｚｎ）を用いた点
であり、同一符号を付したこの部分の説明のみを以下に
記載する。
【００３４】図中、９はｎ型ＳｉＣ基板１の下面上の一
部に形成されたＮｉとこの素子が発光する光に対する高
反射率金属であるＺｎとからなるｎ型側Ｎｉ−Ｚｎオー
ミック電極であって、このｎ型ＳｉＣ基板１下面近傍に
Ｚｎを多く含有した層（高反射率金属高含有層）７と表
面側にＮｉを多く含有した層（Ｎｉ高含有層）８とから
構成されている。
部に形成されたＮｉとこの素子が発光する光に対する高
反射率金属であるＺｎとからなるｎ型側Ｎｉ−Ｚｎオー
ミック電極であって、このｎ型ＳｉＣ基板１下面近傍に
Ｚｎを多く含有した層（高反射率金属高含有層）７と表
面側にＮｉを多く含有した層（Ｎｉ高含有層）８とから
構成されている。
【００３５】Ｚｎは波長４５０〜５００ｎｍの光に対し
て７９〜９８％の高反射率を有するので、本実施例の青
色発光ダイオード素子の輝度増加は従来に比べて約２０
％程度であった。また、波長３５０〜９００ｎｍの光に
対しても７９％以上の高反射率を有するので、同様にこ
の波長領域の発光を行う炭化ケイ素発光素子の高輝度化
が行える。
て７９〜９８％の高反射率を有するので、本実施例の青
色発光ダイオード素子の輝度増加は従来に比べて約２０
％程度であった。また、波長３５０〜９００ｎｍの光に
対しても７９％以上の高反射率を有するので、同様にこ
の波長領域の発光を行う炭化ケイ素発光素子の高輝度化
が行える。
【００３６】斯る発光ダイオード素子も図２の説明にお
いてＡｇ層７ａに代えてＺｎ層を用いて同様の順序で形
成できる。ここで、Ｚｎ層の層厚は、望ましくは１００
０Å以上、例えば４０００Å、Ｎｉ層８は例えば４００
０Åであり、熱処理雰囲気は第１実施例と同じである。
いてＡｇ層７ａに代えてＺｎ層を用いて同様の順序で形
成できる。ここで、Ｚｎ層の層厚は、望ましくは１００
０Å以上、例えば４０００Å、Ｎｉ層８は例えば４００
０Åであり、熱処理雰囲気は第１実施例と同じである。
【００３７】この場合も、ＺｎとＮｉが８００℃程度で
固相反応をし、更に１０００℃以上、好ましくは１００
０〜１２００℃、より望ましくは１０００〜１１００℃
で５分間〜１０分間程度の熱処理によりオーミック電極
となる。この温度での熱処理ではＺｎ層中に含有される
Ｎｉ量は、Ｚｎ量の約０．１％程度であることから、こ
のｎ型オーミック電極の基板側での反射率は略Ｚｎの反
射率となる。
固相反応をし、更に１０００℃以上、好ましくは１００
０〜１２００℃、より望ましくは１０００〜１１００℃
で５分間〜１０分間程度の熱処理によりオーミック電極
となる。この温度での熱処理ではＺｎ層中に含有される
Ｎｉ量は、Ｚｎ量の約０．１％程度であることから、こ
のｎ型オーミック電極の基板側での反射率は略Ｚｎの反
射率となる。
【００３８】次に、第４実施例について上記図１を援用
して同様に説明する。尚、第１実施例と異なる点は、ｎ
型側オーミック電極９の高反射率を有する金属として第
１実施例で用いたＡｇに代えてマグネシウム（Ｍｇ）を
用いた点であり、同一符号を付したこの部分の説明のみ
を以下に記載する。
して同様に説明する。尚、第１実施例と異なる点は、ｎ
型側オーミック電極９の高反射率を有する金属として第
１実施例で用いたＡｇに代えてマグネシウム（Ｍｇ）を
用いた点であり、同一符号を付したこの部分の説明のみ
を以下に記載する。
【００３９】図中、９はｎ型ＳｉＣ基板１の下面上の一
部に形成されたＮｉとこの素子が発光する光に対する高
反射率金属であるＭｇとからなるｎ型側Ｎｉ−Ｍｇオー
ミック電極であって、このｎ型ＳｉＣ基板１下面近傍に
Ｍｇを多く含有した層（高反射率金属高含有層）７と表
面側にＮｉを多く含有した層（Ｎｉ高含有層）８とから
構成されている。
部に形成されたＮｉとこの素子が発光する光に対する高
反射率金属であるＭｇとからなるｎ型側Ｎｉ−Ｍｇオー
ミック電極であって、このｎ型ＳｉＣ基板１下面近傍に
Ｍｇを多く含有した層（高反射率金属高含有層）７と表
面側にＮｉを多く含有した層（Ｎｉ高含有層）８とから
構成されている。
【００４０】Ｚｎは波長４５０〜５００ｎｍの光に対し
て約７０％の高反射率を有するので、本実施例の青色発
光ダイオード素子は従来に比べて高輝度であった。
て約７０％の高反射率を有するので、本実施例の青色発
光ダイオード素子は従来に比べて高輝度であった。
【００４１】斯る発光ダイオード素子も図２中のＡｇ層
７ａに代えてＭｇ層を用いて同様の順序で形成できる。
ここで、Ｍｇ層の層厚は、望ましくは１０００Å以上、
例えば４０００Å、Ｎｉ層８は例えば４０００Åであ
り、熱処理雰囲気は第１実施例と同じである。
７ａに代えてＭｇ層を用いて同様の順序で形成できる。
ここで、Ｍｇ層の層厚は、望ましくは１０００Å以上、
例えば４０００Å、Ｎｉ層８は例えば４０００Åであ
り、熱処理雰囲気は第１実施例と同じである。
【００４２】この場合も、ＭｇとＮｉが８００℃程度の
温度で固相反応をし、更に１０００℃以上、好ましくは
１０００〜１２００℃、より望ましくは１０００〜１１
００℃でオーミック電極となる。この温度での熱処理で
はＭｇ層中に含有されるＮｉ量は、Ｍｇ量の約０．１％
程度であることから、このｎ型オーミック電極の高反射
率金属高含有層での反射率は略Ｍｇの反射率となる。
温度で固相反応をし、更に１０００℃以上、好ましくは
１０００〜１２００℃、より望ましくは１０００〜１１
００℃でオーミック電極となる。この温度での熱処理で
はＭｇ層中に含有されるＮｉ量は、Ｍｇ量の約０．１％
程度であることから、このｎ型オーミック電極の高反射
率金属高含有層での反射率は略Ｍｇの反射率となる。
【００４３】尚、炭化ケイ素発光ダイオード素子の電極
位置は、図１に限らず、図３に示すようなものでもよく
適宜変更可能である。また、図４また図５に示すように
従来例と同様に反射部３０ａと発光ダイオード素子を載
置する載置部３０ｂが設けられた導電性のカップ３０内
に載置固定する様にしても勿論効果がある。尚、図４及
び図５中の矢印は光の進行方向を示す。
位置は、図１に限らず、図３に示すようなものでもよく
適宜変更可能である。また、図４また図５に示すように
従来例と同様に反射部３０ａと発光ダイオード素子を載
置する載置部３０ｂが設けられた導電性のカップ３０内
に載置固定する様にしても勿論効果がある。尚、図４及
び図５中の矢印は光の進行方向を示す。
【００４４】上述のように、ｎ型ＳｉＣ表面側に発光波
長に対して反射率の高い金属から主に形成されてなる層
を介していると、炭化ケイ素発光ダイオードの高輝度化
が行える。特に、Ａｇ、Ａｌ、Ｚｎ、又はＭｇの場合、
波長４５０〜５００ｎｍの光に対して高反射率なので、
青色発光ダイオード素子で効果がある。特にＡｇ、Ａ
ｌ、又はＺｎの場合に青色発光ダイオード素子で顕著な
効果があり、またこの場合は波長３５０〜９００ｎｍの
光対しても高反射率なので、青色発光以外の色を発光す
るダイオード素子でも効果がある。
長に対して反射率の高い金属から主に形成されてなる層
を介していると、炭化ケイ素発光ダイオードの高輝度化
が行える。特に、Ａｇ、Ａｌ、Ｚｎ、又はＭｇの場合、
波長４５０〜５００ｎｍの光に対して高反射率なので、
青色発光ダイオード素子で効果がある。特にＡｇ、Ａ
ｌ、又はＺｎの場合に青色発光ダイオード素子で顕著な
効果があり、またこの場合は波長３５０〜９００ｎｍの
光対しても高反射率なので、青色発光以外の色を発光す
るダイオード素子でも効果がある。
【００４５】また、上述の電極形成方法のように、ｎ型
ＳｉＣ上に高反射率金属層、Ｎｉ層をこの順序で形成、
熱処理してｎ型側オーミック電極を形成すると、発光ダ
イオード素子の高輝度化が行える他、ｎ型側Ａｕ−Ｎｉ
電極やＮｉ単層構造の電極の場合のように、オーミック
接触させるための熱処理によるボールアップ現象や酸化
による電極の劣化等の問題が殆ど発生しない。
ＳｉＣ上に高反射率金属層、Ｎｉ層をこの順序で形成、
熱処理してｎ型側オーミック電極を形成すると、発光ダ
イオード素子の高輝度化が行える他、ｎ型側Ａｕ−Ｎｉ
電極やＮｉ単層構造の電極の場合のように、オーミック
接触させるための熱処理によるボールアップ現象や酸化
による電極の劣化等の問題が殆ど発生しない。
【００４６】本発明のｎ型ＳｉＣ用電極は上記実施例に
限らず、例えばｐ型ＳｉＣ層が発光層となる発光ダイオ
ード素子でもよく、またｎ型ＳｉＣ層上に形成してもよ
く、種々の構造の炭化ケイ素発光ダイオード素子に用い
ることができる。
限らず、例えばｐ型ＳｉＣ層が発光層となる発光ダイオ
ード素子でもよく、またｎ型ＳｉＣ層上に形成してもよ
く、種々の構造の炭化ケイ素発光ダイオード素子に用い
ることができる。
【００４７】更に、本発明のｎ型ＳｉＣ用電極を形成す
るｎ型ＳｉＣとしては、６Ｈ型を始め種々の結晶多形の
ものが可能である。
るｎ型ＳｉＣとしては、６Ｈ型を始め種々の結晶多形の
ものが可能である。
【００４８】
【発明の効果】本発明のｎ型ＳｉＣ用電極は、ｎ型Ｓｉ
Ｃ側に高反射率金属を多く含有するので、発光する波長
の光を殆ど吸収することなく高反射率で反射する。従っ
て、炭化ケイ素発光ダイオード素子の高輝度化が行え
る。また、ｎ型ＳｉＣのオーミック金属であるＮｉを有
するので、良好なオーミック特性も得られる。特に前記
高反射率金属が、Ａｇ、Ａｌ、Ｚｎ、又はＭｇの中から
少なくとも１つ選択された金属からなる場合、青色発光
ダイオード素子の高輝度化が顕著に行える。
Ｃ側に高反射率金属を多く含有するので、発光する波長
の光を殆ど吸収することなく高反射率で反射する。従っ
て、炭化ケイ素発光ダイオード素子の高輝度化が行え
る。また、ｎ型ＳｉＣのオーミック金属であるＮｉを有
するので、良好なオーミック特性も得られる。特に前記
高反射率金属が、Ａｇ、Ａｌ、Ｚｎ、又はＭｇの中から
少なくとも１つ選択された金属からなる場合、青色発光
ダイオード素子の高輝度化が顕著に行える。
【００４９】また、本発明のｎ型ＳｉＣ用電極の形成方
法は、斯るｎ型ＳｉＣ用電極を容易に形成できる。特に
高反射率金属層が、Ａｇ、Ａｌ、Ｚｎ、又はＭｇの中か
ら少なくとも１つ選択された金属からなる場合、オーミ
ック接触させるための熱処理によるボールアップ現象や
酸化による電極の劣化等を抑制できる。
法は、斯るｎ型ＳｉＣ用電極を容易に形成できる。特に
高反射率金属層が、Ａｇ、Ａｌ、Ｚｎ、又はＭｇの中か
ら少なくとも１つ選択された金属からなる場合、オーミ
ック接触させるための熱処理によるボールアップ現象や
酸化による電極の劣化等を抑制できる。
【図１】本発明の一実施例に係るｎ型ＳｉＣ用電極を用
いた炭化ケイ素ダイオード素子の断面図である。
いた炭化ケイ素ダイオード素子の断面図である。
【図２】上記実施例に係るｎ型ＳｉＣ用電極を用いた炭
化ケイ素ダイオード素子の製造工程を示す断面図であ
る。
化ケイ素ダイオード素子の製造工程を示す断面図であ
る。
【図３】他の実施例に係る炭化ケイ素ダイオード素子の
断面図である。
断面図である。
【図４】更に他の実施例に係る炭化ケイ素ダイオード装
置の断面図である。
置の断面図である。
【図５】他の実施例に係る炭化ケイ素ダイオード装置の
断面図である。
断面図である。
【図６】従来例のｎ型ＳｉＣ用電極を用いた炭化ケイ素
ダイオード装置の断面図である。
ダイオード装置の断面図である。
１ ｎ型ＳｉＣ基板 ７ 高反射率金属高含有層 ７ａ 高反射率金属層 ８ａ Ｎｉ層 ８ Ｎｉ高含有層 ９ ｎ型ＳｉＣ用オーミック電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 順子 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三洋 電機株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 ｎ型ＳｉＣ上に形成されたＮｉと高反射
率金属からなる電極を備え、該電極は前記ｎ型ＳｉＣ側
に高反射率金属を高含有することを特徴とするｎ型Ｓｉ
Ｃ用電極。 - 【請求項２】 前記高反射率金属は、Ａｇ、Ａｌ、Ｚ
ｎ、又はＭｇの中から少なくとも１つ選択された金属か
らなることを特徴とする請求項１記載のｎ型ＳｉＣ用電
極。 - 【請求項３】 ｎ型ＳｉＣ上に高反射率金属層とＮｉ層
をこの順序に形成する工程と、前記工程後に熱処理を行
う工程と、からなることを特徴とするｎ型ＳｉＣ用電極
の形成方法。 - 【請求項４】 前記高反射率金属層は、Ａｇ、Ａｌ、Ｚ
ｎ、又はＭｇの中から少なくとも１つ選択された金属か
らなることを特徴とする請求項３記載のｎ型ＳｉＣ用電
極の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5593693A JPH0645651A (ja) | 1992-05-22 | 1993-03-16 | ｎ型ＳｉＣ用電極とその形成方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13089992 | 1992-05-22 | ||
| JP4-130899 | 1992-05-22 | ||
| JP5593693A JPH0645651A (ja) | 1992-05-22 | 1993-03-16 | ｎ型ＳｉＣ用電極とその形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645651A true JPH0645651A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=26396829
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5593693A Pending JPH0645651A (ja) | 1992-05-22 | 1993-03-16 | ｎ型ＳｉＣ用電極とその形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645651A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5912477A (en) * | 1994-10-07 | 1999-06-15 | Cree Research, Inc. | High efficiency light emitting diodes |
| WO2001047038A1 (en) * | 1999-12-22 | 2001-06-28 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Multi-layer highly reflective ohmic contacts for light-emitting semiconductor devices |
| WO2001091195A1 (de) * | 2000-05-26 | 2001-11-29 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Lumineszenzdiodenchip mit einer auf gan basierenden strahlungsemittierenden epitaxieschichtenfolge und verfahren zu dessen herstellung |
| JP2002026392A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-25 | Toshiba Corp | 半導体発光素子とその製造方法、及び半導体発光装置 |
| JP2002246648A (ja) * | 2001-02-16 | 2002-08-30 | Stanley Electric Co Ltd | 波長変換型半導体素子 |
| WO2004004018A1 (ja) * | 2002-06-28 | 2004-01-08 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | 半導体発光素子 |
| JP2005317931A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-11-10 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子 |
| JP2007081400A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-29 | Samsung Electro Mech Co Ltd | 窒化物系半導体発光素子 |
| JP2007221175A (ja) * | 2007-06-04 | 2007-08-30 | Toshiba Corp | 半導体発光素子及び半導体発光装置 |
| JP2007258277A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Matsushita Electric Works Ltd | 半導体発光素子 |
| CN100442548C (zh) * | 2004-01-06 | 2008-12-10 | 三星电子株式会社 | 低电阻电极和包括低电阻电极的化合物半导体发光器件 |
| US7973325B2 (en) | 2004-10-07 | 2011-07-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Reflective electrode and compound semiconductor light emitting device including the same |
| JP2019004032A (ja) * | 2017-06-14 | 2019-01-10 | スタンレー電気株式会社 | 発光装置、および、その製造方法 |
-
1993
- 1993-03-16 JP JP5593693A patent/JPH0645651A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2001047038A1 (en) * | 1999-12-22 | 2001-06-28 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Multi-layer highly reflective ohmic contacts for light-emitting semiconductor devices |
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| US7265392B2 (en) | 2000-05-26 | 2007-09-04 | Osram Gmbh | Light-emitting-diode chip comprising a sequence of GaN-based epitaxial layers which emit radiation and a method for producing the same |
| JP2002026392A (ja) * | 2000-06-30 | 2002-01-25 | Toshiba Corp | 半導体発光素子とその製造方法、及び半導体発光装置 |
| US7355212B2 (en) | 2000-06-30 | 2008-04-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Light emitting element |
| JP2002246648A (ja) * | 2001-02-16 | 2002-08-30 | Stanley Electric Co Ltd | 波長変換型半導体素子 |
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| US7960746B2 (en) | 2004-01-06 | 2011-06-14 | Samsung Led Co., Ltd. | Low resistance electrode and compound semiconductor light emitting device including the same |
| JP2005317931A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-11-10 | Nichia Chem Ind Ltd | 半導体発光素子 |
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| JP2019004032A (ja) * | 2017-06-14 | 2019-01-10 | スタンレー電気株式会社 | 発光装置、および、その製造方法 |
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