JPH0794782A - 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ｐ層を発光観測面側とする窒化ガリウム系化
合物半導体発光素子の外部量子効率を向上させると共
に、主としてワイヤーボンディング時にｐ層の電極、お
よびボンディング用の電極の剥がれをなくして信頼性に
優れた発光素子を提供する。 【構成】 ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層（３）表
面のほぼ全面に、透光性の第一の電極（１１）が形成さ
れていると共に、前記第一の電極（１１）には、その第
一の電極（１１）の一部を貫通した窓部（１３）が形成
されており、さらに前記窓部（１３）には、第一の電極
（１１）と電気的に接続されたボンディング用の第二の
電極（１２）が形成されており、さらにまた前記第二の
電極（１２）は第一の電極（１１）よりも強固にｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体層（３）に接着されている。
合物半導体発光素子の外部量子効率を向上させると共
に、主としてワイヤーボンディング時にｐ層の電極、お
よびボンディング用の電極の剥がれをなくして信頼性に
優れた発光素子を提供する。 【構成】 ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層（３）表
面のほぼ全面に、透光性の第一の電極（１１）が形成さ
れていると共に、前記第一の電極（１１）には、その第
一の電極（１１）の一部を貫通した窓部（１３）が形成
されており、さらに前記窓部（１３）には、第一の電極
（１１）と電気的に接続されたボンディング用の第二の
電極（１２）が形成されており、さらにまた前記第二の
電極（１２）は第一の電極（１１）よりも強固にｐ型窒
化ガリウム系化合物半導体層（３）に接着されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオード、レー
ザーダイオード等に使用される窒化ガリウム系化合物半
導体（ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦X≦１、０≦Y≦
１）が積層されてなる窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子に係り、特に、最表面にｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体層を有し、そのｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層側を発光観測面とする発光素子の電極の構造に関す
る。
ザーダイオード等に使用される窒化ガリウム系化合物半
導体（ＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ、０≦X≦１、０≦Y≦
１）が積層されてなる窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子に係り、特に、最表面にｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体層を有し、そのｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層側を発光観測面とする発光素子の電極の構造に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の窒化ガリウム系化合物半導体発光
素子は、基板上に、ｎ型の窒化ガリウム系化合物半導体
層と、ｐ型ドーパントがドープされた高抵抗なｉ型の窒
化ガリウム系化合物半導体層とが積層されたいわゆるＭ
ＩＳ構造のものが知られているが、最近になって高抵抗
なｉ型をｐ型とする技術（特開平２−２５７６７９号公
報、特開平３−２１８３２５号公報、特開平５−１８３
１８９号公報等）が発表され、ｐ−ｎ接合型の発光素子
が実現可能となってきた。
素子は、基板上に、ｎ型の窒化ガリウム系化合物半導体
層と、ｐ型ドーパントがドープされた高抵抗なｉ型の窒
化ガリウム系化合物半導体層とが積層されたいわゆるＭ
ＩＳ構造のものが知られているが、最近になって高抵抗
なｉ型をｐ型とする技術（特開平２−２５７６７９号公
報、特開平３−２１８３２５号公報、特開平５−１８３
１８９号公報等）が発表され、ｐ−ｎ接合型の発光素子
が実現可能となってきた。
【０００３】現在のところ、ｐ−ｎ接合型の窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子は、そのｐ型窒化ガリウム系
化合物半導体（以下、ｐ層という。）の製造方法が限ら
れているため、通常ｐ層が最上層（即ち、積層終了時の
層）とされる。また、発光素子の基板には透光性、絶縁
性を有するサファイアが使用されるため、発光素子の発
光観測面側は基板側とされることが多い。しかし、基板
側を発光観測面側とするｐ−ｎ接合型の発光素子は、同
一面側に形成されたｐ層およびｎ層の電極をリードフレ
ームに接続する際、１チップを２つのリードフレームに
跨って載置しなければならないので、１チップサイズが
大きくなるという欠点がある。つまり、ｎ層の電極がｐ
層と接触すると電気的にショートしてしまうため、チッ
プ上の正、負それぞれの電極と２つのリードフレーム幅
との間隔を大きくする必要性から、自然とチップサイズ
が大きくなる。従って１枚あたりのウエハーから取れる
チップ数が少なくなり、高コストになるという欠点があ
る。
ム系化合物半導体発光素子は、そのｐ型窒化ガリウム系
化合物半導体（以下、ｐ層という。）の製造方法が限ら
れているため、通常ｐ層が最上層（即ち、積層終了時の
層）とされる。また、発光素子の基板には透光性、絶縁
性を有するサファイアが使用されるため、発光素子の発
光観測面側は基板側とされることが多い。しかし、基板
側を発光観測面側とするｐ−ｎ接合型の発光素子は、同
一面側に形成されたｐ層およびｎ層の電極をリードフレ
ームに接続する際、１チップを２つのリードフレームに
跨って載置しなければならないので、１チップサイズが
大きくなるという欠点がある。つまり、ｎ層の電極がｐ
層と接触すると電気的にショートしてしまうため、チッ
プ上の正、負それぞれの電極と２つのリードフレーム幅
との間隔を大きくする必要性から、自然とチップサイズ
が大きくなる。従って１枚あたりのウエハーから取れる
チップ数が少なくなり、高コストになるという欠点があ
る。
【０００４】一方、窒化ガリウム系化合物半導体層側を
発光観測面とする発光素子は、１チップを１つのリード
フレーム上に載置できるためチップサイズを小さくでき
る。しかも、発光観測面側から正、負両方の電極を取り
出すことができるので、生産技術上有利であるという利
点がある反面、発光観測面側の電極により発光が阻害さ
れることにより、基板側を発光観測面とする発光素子に
比して外部量子効率が悪いという欠点がある。
発光観測面とする発光素子は、１チップを１つのリード
フレーム上に載置できるためチップサイズを小さくでき
る。しかも、発光観測面側から正、負両方の電極を取り
出すことができるので、生産技術上有利であるという利
点がある反面、発光観測面側の電極により発光が阻害さ
れることにより、基板側を発光観測面とする発光素子に
比して外部量子効率が悪いという欠点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】我々は、外部量子効率
が高く、しかも生産技術にも優れている発光素子を提供
するため、先に、ｐ層側を発光観測面とする発光素子の
ｐ層に形成する電極を透光性の全面電極とする技術を提
案した。
が高く、しかも生産技術にも優れている発光素子を提供
するため、先に、ｐ層側を発光観測面とする発光素子の
ｐ層に形成する電極を透光性の全面電極とする技術を提
案した。
【０００６】前記技術により、従来の窒化ガリウム系化
合物半導体発光素子の問題は改善されてきた。しかしな
がら、ｐ層に形成した全面電極の上に、さらにボンディ
ング用の電極（ボンディングパッド）を形成した場合、
ワイヤーボンディング時に、ワイヤーに引っ張られ、そ
のボンディング用の電極と透明な全面電極とが剥がれや
すくなるか、または全面電極がｐ層から剥がれやすくな
るという問題が生じてきた。
合物半導体発光素子の問題は改善されてきた。しかしな
がら、ｐ層に形成した全面電極の上に、さらにボンディ
ング用の電極（ボンディングパッド）を形成した場合、
ワイヤーボンディング時に、ワイヤーに引っ張られ、そ
のボンディング用の電極と透明な全面電極とが剥がれや
すくなるか、または全面電極がｐ層から剥がれやすくな
るという問題が生じてきた。
【０００７】従って、本発明はこのような事情を鑑みて
成されたものであり、その目的とするところは、ｐ層を
発光観測面側とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子の外部量子効率を向上させると共に、主としてワイヤ
ーボンディング時にｐ層の電極、およびボンディング用
の電極の剥がれをなくして信頼性に優れた発光素子を提
供するにある。
成されたものであり、その目的とするところは、ｐ層を
発光観測面側とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子の外部量子効率を向上させると共に、主としてワイヤ
ーボンディング時にｐ層の電極、およびボンディング用
の電極の剥がれをなくして信頼性に優れた発光素子を提
供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子は、図１、図２、および図３に示
すように、絶縁性基板（１）の上に少なくともｎ型窒化
ガリウム系化合物半導体層（２）と、ｐ型窒化ガリウム
系化合物半導体層（３）とが順に積層されており、その
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層（３）側を発光観測
面とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子におい
て、前記ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層（３）表面
のほぼ全面に、透光性の第一の電極（１１）が形成され
ていると共に、前記第一の電極（１１）には、その第一
の電極（１１）の一部を貫通した窓部（１３）が形成さ
れており、さらに前記窓部（１３）には、第一の電極
（１１）と電気的に接続されたボンディング用の第二の
電極（１２）が形成されており、さらにまた前記第二の
電極（１２）は第一の電極（１１）よりも強くｐ型窒化
ガリウム系化合物半導体層（３）に接着されていること
を特徴とする。つまり、ｐ層にオーミック用の電極とボ
ンディング用の電極とを別々に形成し、ボンディング用
電極の単位面積あたりの付着力を、オーミック用電極の
単位面積あたりの付着力よりも大きくすることにより上
記問題を解決するに至ったものである。なお本願におい
て、透光性とは窒化ガリウム系化合物半導体の発光を透
過するという意味であり、必ずしも無色透明を意味する
ものではない。
化合物半導体発光素子は、図１、図２、および図３に示
すように、絶縁性基板（１）の上に少なくともｎ型窒化
ガリウム系化合物半導体層（２）と、ｐ型窒化ガリウム
系化合物半導体層（３）とが順に積層されており、その
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層（３）側を発光観測
面とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子におい
て、前記ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層（３）表面
のほぼ全面に、透光性の第一の電極（１１）が形成され
ていると共に、前記第一の電極（１１）には、その第一
の電極（１１）の一部を貫通した窓部（１３）が形成さ
れており、さらに前記窓部（１３）には、第一の電極
（１１）と電気的に接続されたボンディング用の第二の
電極（１２）が形成されており、さらにまた前記第二の
電極（１２）は第一の電極（１１）よりも強くｐ型窒化
ガリウム系化合物半導体層（３）に接着されていること
を特徴とする。つまり、ｐ層にオーミック用の電極とボ
ンディング用の電極とを別々に形成し、ボンディング用
電極の単位面積あたりの付着力を、オーミック用電極の
単位面積あたりの付着力よりも大きくすることにより上
記問題を解決するに至ったものである。なお本願におい
て、透光性とは窒化ガリウム系化合物半導体の発光を透
過するという意味であり、必ずしも無色透明を意味する
ものではない。
【０００９】
【作用】本発明の発光素子は、ｐ型層に形成する第一の
電極を透光性の薄膜の電極としているため、ｐ型層を発
光観測面とする発光素子においては、従来のように不透
光性の電極で発光が妨げられることがないので、外部量
子効率が向上する。また、第一の電極を薄膜としたこと
による弊害、つまり、第一の電極と第二の電極の剥がれ
やすさ、第一の電極とｐ層との剥がれやすさは、第一の
電極に設けられた窓部に形成した第二の電極が第一の電
極よりもｐ層と強く接着していることにより防止でき
る。
電極を透光性の薄膜の電極としているため、ｐ型層を発
光観測面とする発光素子においては、従来のように不透
光性の電極で発光が妨げられることがないので、外部量
子効率が向上する。また、第一の電極を薄膜としたこと
による弊害、つまり、第一の電極と第二の電極の剥がれ
やすさ、第一の電極とｐ層との剥がれやすさは、第一の
電極に設けられた窓部に形成した第二の電極が第一の電
極よりもｐ層と強く接着していることにより防止でき
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明に係る発光素子を図１、および
図２に基づいて説明する。図１は本願の一実施例に係る
発光素子をｐ層側、つまり発光観測面側からみた平面図
であり、図２は図１の平面図を一点鎖線の方向で切断し
た際の模式断面図である。この素子はサファイア基板１
の上にｎ型層２とｐ型層３とを順に積層したホモ構造の
発光素子である。
図２に基づいて説明する。図１は本願の一実施例に係る
発光素子をｐ層側、つまり発光観測面側からみた平面図
であり、図２は図１の平面図を一点鎖線の方向で切断し
た際の模式断面図である。この素子はサファイア基板１
の上にｎ型層２とｐ型層３とを順に積層したホモ構造の
発光素子である。
【００１１】ｐ層３の上に形成した第一の電極１１は透
光性としているため、ｐ−ｎ接合界面の発光を発光面側
に有効に取り出すことができる。しかもｐ層３のほぼ全
面に形成してあるために、電界が均一に広がりｐ−ｎ接
合面のほぼ全面に亙って均一な発光が得られる。電極１
１を透光性にするためにはＡｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃ
ｒ、Ｔｉ、Ｎｉ等の電極材料を非常に薄く形成すること
により実現可能である。具体的には、蒸着、スパッタ等
の技術により電極が透光性になるような膜厚で直接薄膜
を形成するか、または薄膜を形成した後、アニーリング
を行い電極を透光性にすることができる。電極１１の膜
厚は０．００１μｍ〜１μｍの厚さで形成することが好
ましい。０．００１μｍよりも薄いと接触抵抗が大きく
なり好ましくない。逆に１μｍよりも厚いと電極が透光
性になりにくく実用的ではない。電極がほぼ透明でほと
んど発光を妨げることがなく、また接触抵抗も低い特に
実用的な範囲としては、０．００５μｍ〜０．２μｍの
範囲が好ましい。
光性としているため、ｐ−ｎ接合界面の発光を発光面側
に有効に取り出すことができる。しかもｐ層３のほぼ全
面に形成してあるために、電界が均一に広がりｐ−ｎ接
合面のほぼ全面に亙って均一な発光が得られる。電極１
１を透光性にするためにはＡｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃ
ｒ、Ｔｉ、Ｎｉ等の電極材料を非常に薄く形成すること
により実現可能である。具体的には、蒸着、スパッタ等
の技術により電極が透光性になるような膜厚で直接薄膜
を形成するか、または薄膜を形成した後、アニーリング
を行い電極を透光性にすることができる。電極１１の膜
厚は０．００１μｍ〜１μｍの厚さで形成することが好
ましい。０．００１μｍよりも薄いと接触抵抗が大きく
なり好ましくない。逆に１μｍよりも厚いと電極が透光
性になりにくく実用的ではない。電極がほぼ透明でほと
んど発光を妨げることがなく、また接触抵抗も低い特に
実用的な範囲としては、０．００５μｍ〜０．２μｍの
範囲が好ましい。
【００１２】また、第一の電極１１とｐ型窒化ガリウム
系化合物半導体との良好なオーミック接触が得られる特
に好ましい金属としてはＮｉおよびＡｕを使用する。こ
れらの金属を第一の電極１１の材料として、透光性に形
成することにより、ｐ層とオーミック接触を得て発光素
子のＶｆ（順方向電圧）を低下させ、発光効率を向上さ
せることができる。図４は、ｐ型ＧａＮ層にＮｉとＡｕ
とを順にそれぞれ０．１μｍの膜厚で蒸着した後、アニ
ーリングして電極を合金化し、その電流電圧特性を測定
した図である。この図に示すようにＮｉとＡｕよりなる
第一の電極１１はｐ層３と良好なオーミック接触が得ら
れていることがわかる。
系化合物半導体との良好なオーミック接触が得られる特
に好ましい金属としてはＮｉおよびＡｕを使用する。こ
れらの金属を第一の電極１１の材料として、透光性に形
成することにより、ｐ層とオーミック接触を得て発光素
子のＶｆ（順方向電圧）を低下させ、発光効率を向上さ
せることができる。図４は、ｐ型ＧａＮ層にＮｉとＡｕ
とを順にそれぞれ０．１μｍの膜厚で蒸着した後、アニ
ーリングして電極を合金化し、その電流電圧特性を測定
した図である。この図に示すようにＮｉとＡｕよりなる
第一の電極１１はｐ層３と良好なオーミック接触が得ら
れていることがわかる。
【００１３】次に本発明の発光素子は、第一の電極１１
の一部にボンディング用の第二の電極１２を形成するた
めの窓部１３を形成している。窓部１３は、同一平面上
からみて、ｎ層の電極４と最も距離の遠い位置、つまり
対角線上に設けることが好ましい。なぜなら前記位置と
することにより、電流がｐ層全体に広がり、ｐ層全体を
均一に発光させることができるからである。また、窓部
１３は第一の電極１１を貫通してｐ層３を露出させ、ボ
ンディング用電極、つまり第二の電極１２がｐ層３と接
するようにする必要がある。窓部１３を形成するには、
第一の電極１１を形成した後、マスクをしてエッチング
してもよいし、また最初からｐ層３の表面に所定の形状
のマスクを形成して、その上から第一の電極１１を形成
した後、マスクを剥離しても形成することができる。
の一部にボンディング用の第二の電極１２を形成するた
めの窓部１３を形成している。窓部１３は、同一平面上
からみて、ｎ層の電極４と最も距離の遠い位置、つまり
対角線上に設けることが好ましい。なぜなら前記位置と
することにより、電流がｐ層全体に広がり、ｐ層全体を
均一に発光させることができるからである。また、窓部
１３は第一の電極１１を貫通してｐ層３を露出させ、ボ
ンディング用電極、つまり第二の電極１２がｐ層３と接
するようにする必要がある。窓部１３を形成するには、
第一の電極１１を形成した後、マスクをしてエッチング
してもよいし、また最初からｐ層３の表面に所定の形状
のマスクを形成して、その上から第一の電極１１を形成
した後、マスクを剥離しても形成することができる。
【００１４】さらに、本発明の発光素子は、前記窓部１
３に第一の電極１１３と電気的に接続されたボンディン
グ用の第二の電極１２が形成されている。しかも、第二
の電極１２は、第一の電極１１よりも強固にｐ層３に接
着されているため、ボンディング時に第二の電極１２を
引っ張る力が作用しても、第一の電極１１が剥がれるこ
とはない。
３に第一の電極１１３と電気的に接続されたボンディン
グ用の第二の電極１２が形成されている。しかも、第二
の電極１２は、第一の電極１１よりも強固にｐ層３に接
着されているため、ボンディング時に第二の電極１２を
引っ張る力が作用しても、第一の電極１１が剥がれるこ
とはない。
【００１５】第二の電極１２は、ｐ層３とオーミック接
触させてもよいが、オーミックは第一の電極１１で得て
いるため、特にオーミック接触させる必要はない。その
ため、第二の電極１２は第一の電極１１と電気的に接触
して、ｐ層３に強固に付着していれば、どのような材料
を使用してもよい。
触させてもよいが、オーミックは第一の電極１１で得て
いるため、特にオーミック接触させる必要はない。その
ため、第二の電極１２は第一の電極１１と電気的に接触
して、ｐ層３に強固に付着していれば、どのような材料
を使用してもよい。
【００１６】第二の電極１２を第一の電極１１と電気的
に接続し、しかもｐ層３に第一の電極１１よりも強固に
接着させる手段として、例えば次のような方法が挙げら
れる。まずそのひとつとして、第二の電極１２の材料に
第一の電極（１１）よりもｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層と接着性のよい材料を選定し、その材料で第二の
電極を１２を形成する方法がある。この方法によると、
第二の電極１２の膜厚を自由に形成でき、非常に薄く形
成して透光性にすることもできる。例えば、ｐ層３と非
常に接着性がよい材料として、例えばＣｒ、Ａｌ、Ａｕ
等の内の少なくとも２種類以上、もしくはＡｌ単独を使
用することができる。これらの材料はｐ型層と良好なオ
ーミック接触を得ることはできないが、非常に接着性が
よく、ボンディング時に剥がれにくい傾向がある。従っ
て、これらの材料で第二の電極１２を形成すると透光性
薄膜としても剥がれにくい。また、前記第二の電極を多
層膜構造とし、ｐ層と接する側をｐ層と接着性のよい材
料として、最上層をボンディング材料と接着性のよい材
料とすることもできる。
に接続し、しかもｐ層３に第一の電極１１よりも強固に
接着させる手段として、例えば次のような方法が挙げら
れる。まずそのひとつとして、第二の電極１２の材料に
第一の電極（１１）よりもｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層と接着性のよい材料を選定し、その材料で第二の
電極を１２を形成する方法がある。この方法によると、
第二の電極１２の膜厚を自由に形成でき、非常に薄く形
成して透光性にすることもできる。例えば、ｐ層３と非
常に接着性がよい材料として、例えばＣｒ、Ａｌ、Ａｕ
等の内の少なくとも２種類以上、もしくはＡｌ単独を使
用することができる。これらの材料はｐ型層と良好なオ
ーミック接触を得ることはできないが、非常に接着性が
よく、ボンディング時に剥がれにくい傾向がある。従っ
て、これらの材料で第二の電極１２を形成すると透光性
薄膜としても剥がれにくい。また、前記第二の電極を多
層膜構造とし、ｐ層と接する側をｐ層と接着性のよい材
料として、最上層をボンディング材料と接着性のよい材
料とすることもできる。
【００１７】そこで、同一ｐ型ＧａＮ層の上に、Ｎｉ−
Ａｕを０．０１μｍの膜厚で蒸着した透光性の電極１０
００個と、Ｃｒ−Ａｌ、Ａｌ−Ａｕ、Ｃｒ−Ａｕ、およ
びＡｌを同じく０．０１μｍの膜厚でそれぞれ１０００
個蒸着した透光性の電極に、金線をワイヤーボンディン
グし、その金線を離す際に、電極が剥がれる数をチェッ
クして、電極の歩留を試験したところ、Ｎｉ−Ａｕより
なる電極は歩留がおよそ６０％であったのに対し、他の
Ｃｒ等よりなる電極は全て９８％以上の歩留であった。
なお、電極面積は全て同一とし、さらにＮｉ−Ａｕ等の
記載はｐ層と接する側をＮｉとし、ボンディング側をＡ
ｕとした多層膜構造であることを示している。このよう
に金属の種類によって、ｐ層との接着力の差があり、第
二の電極１２の接着力が大きい材料を選定することによ
り、第一の電極１１の剥がれを防止することができる。
Ａｕを０．０１μｍの膜厚で蒸着した透光性の電極１０
００個と、Ｃｒ−Ａｌ、Ａｌ−Ａｕ、Ｃｒ−Ａｕ、およ
びＡｌを同じく０．０１μｍの膜厚でそれぞれ１０００
個蒸着した透光性の電極に、金線をワイヤーボンディン
グし、その金線を離す際に、電極が剥がれる数をチェッ
クして、電極の歩留を試験したところ、Ｎｉ−Ａｕより
なる電極は歩留がおよそ６０％であったのに対し、他の
Ｃｒ等よりなる電極は全て９８％以上の歩留であった。
なお、電極面積は全て同一とし、さらにＮｉ−Ａｕ等の
記載はｐ層と接する側をＮｉとし、ボンディング側をＡ
ｕとした多層膜構造であることを示している。このよう
に金属の種類によって、ｐ層との接着力の差があり、第
二の電極１２の接着力が大きい材料を選定することによ
り、第一の電極１１の剥がれを防止することができる。
【００１８】また次の手段として、第二の電極１２の膜
厚を厚く形成することにより、自然にｐ層３との付着力
を大きくして、ボンディング時に剥がれにくくする方法
がある。この方法によると、第二の電極１２は厚膜とな
り透光性でなくなるが、例えば第一の電極１１と同一材
料を使用して厚膜で形成することにより、第二の電極１
２でもオーミック接触を得ることができる。
厚を厚く形成することにより、自然にｐ層３との付着力
を大きくして、ボンディング時に剥がれにくくする方法
がある。この方法によると、第二の電極１２は厚膜とな
り透光性でなくなるが、例えば第一の電極１１と同一材
料を使用して厚膜で形成することにより、第二の電極１
２でもオーミック接触を得ることができる。
【００１９】図３は本発明の他の実施例に係る発光素子
を示す斜視図であり、この発光素子は第一の電極１１の
隅部を切り欠いて窓部１３を形成しており、窓部１３と
ｎ層の電極４とは対角線上に配置してある。なお、この
図は窓部１３が分かりやすいように第二の電極１２は形
成されていない。
を示す斜視図であり、この発光素子は第一の電極１１の
隅部を切り欠いて窓部１３を形成しており、窓部１３と
ｎ層の電極４とは対角線上に配置してある。なお、この
図は窓部１３が分かりやすいように第二の電極１２は形
成されていない。
【００２０】以上、ｎ層とｐ層とを順に積層したホモ構
造の発光素子について説明したが、本願はｐ層を発光観
測面とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であれ
ば、ダブルへテロ構造、シングルへテロ構造等の発光素
子の構造は問わず、あらゆる構造に適用できる。
造の発光素子について説明したが、本願はｐ層を発光観
測面とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子であれ
ば、ダブルへテロ構造、シングルへテロ構造等の発光素
子の構造は問わず、あらゆる構造に適用できる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の発光素子
はｐ層側を発光観測面としても、ｐ層に形成する第一の
電極を透光性の電極とし、さらにほぼ全面に形成してい
ることにより電流が均一に広がり、ｐ−ｎ接合界面の発
光を十分に外部に取り出すことができる。また第一の電
極とボンディング用の第二の電極を分けて形成し、ボン
ディング用電極のｐ層の付着力を第一の電極よりも大き
くしていることにより、第一の電極の剥がれ、第二の電
極の剥がれを防止し、信頼性に優れた素子を提供するこ
とができる。
はｐ層側を発光観測面としても、ｐ層に形成する第一の
電極を透光性の電極とし、さらにほぼ全面に形成してい
ることにより電流が均一に広がり、ｐ−ｎ接合界面の発
光を十分に外部に取り出すことができる。また第一の電
極とボンディング用の第二の電極を分けて形成し、ボン
ディング用電極のｐ層の付着力を第一の電極よりも大き
くしていることにより、第一の電極の剥がれ、第二の電
極の剥がれを防止し、信頼性に優れた素子を提供するこ
とができる。
【図１】 本発明の一実施例に係る発光素子をｐ層側か
らみた平面図。
らみた平面図。
【図２】 図１の発光素子を一点鎖線で切断した際の模
式断面図。
式断面図。
【図３】 本発明の他の実施例に係る発光素子を示す斜
視図。
視図。
【図４】 Ｎｉ−Ａｕ電極の電流電圧特性を示す図。
１・・・サファイア基板 ２・・・ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層 ３・・・ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層 ４・・・ｎ層の電極 １１・・・第一の電極 １２・・・第二の電極 １３・・・窓部
Claims (5)
- 【請求項１】 絶縁性基板（１）の上に少なくともｎ型
窒化ガリウム系化合物半導体層（２）と、ｐ型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層（３）とが順に積層されており、
そのｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層（３）側を発光
観測面とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子にお
いて、 前記ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層（３）表面のほ
ぼ全面に、透光性の第一の電極（１１）が形成されてい
ると共に、前記第一の電極（１１）には、その第一の電
極（１１）の一部を貫通した窓部（１３）が形成されて
おり、さらに前記窓部（１３）には、第一の電極（１
１）と電気的に接続されたボンディング用の第二の電極
（１２）が形成されており、さらにまた前記第二の電極
（１２）は第一の電極（１１）よりも強くｐ型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層（３）に接着されていることを特
徴とする窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項２】 前記第二の電極（１２）は前記第一の電
極（１１）よりもｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層と
接着性のよい材料で形成されていることを特徴とする請
求項１に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項３】 前記第二の電極（１２）はＣｒ、Ａｌ、
Ａｕより選択された少なくとも２種類以上の材料、また
はＡｌ単独よりなることを特徴とする請求項１または請
求項２に記載の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子。 - 【請求項４】 前記第二の電極（１２）の膜厚が、前記
第一の電極（１）の膜厚よりも厚くされていることを特
徴とする請求項１に記載の窒化ガリウム系化合物半導体
発光素子。 - 【請求項５】 前記第一の電極（１１）がＮｉ、および
Ａｕよりなることを特徴とする請求項１に記載の窒化ガ
リウム系化合物半導体発光素子。
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| EP99114356A EP0952617B1 (en) | 1993-04-28 | 1994-04-27 | Gallium nitride-based III-V group compound semiconductor device |
| EP94106587A EP0622858B2 (en) | 1993-04-28 | 1994-04-27 | Gallium nitride-based III-V group compound semiconductor device and method of producing the same |
| KR1019940009055A KR100286699B1 (ko) | 1993-01-28 | 1994-04-27 | 질화갈륨계 3-5족 화합물 반도체 발광디바이스 및 그 제조방법 |
| DE69433926T DE69433926T2 (de) | 1993-04-28 | 1994-04-27 | Halbleitervorrichtung aus einer galliumnitridartigen III-V-Halbleiterverbindung |
| DE69425186T DE69425186T3 (de) | 1993-04-28 | 1994-04-27 | Halbleitervorrichtung aus einer galliumnitridartigen III-V-Halbleiterverbindung und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| TW083103775A TW403945B (en) | 1993-04-28 | 1994-04-27 | Gallium nitride based III - V group compound semiconductor device having an ohmic electrode and producing method thereof |
| TW90209918U TW491406U (en) | 1993-04-28 | 1994-04-27 | Gallium nitride-based III-V group compound semiconductor device having an ohmic electrode |
| CNB031458688A CN1253948C (zh) | 1993-04-28 | 1994-04-28 | 氮化镓系ⅲ－ⅴ族化合物半导体器件 |
| CN94106935A CN1046375C (zh) | 1993-04-28 | 1994-04-28 | 氮化镓系ⅲ-ｖ族化合物半导体器件及其制造方法 |
| US08/234,001 US5563422A (en) | 1993-04-28 | 1994-04-28 | Gallium nitride-based III-V group compound semiconductor device and method of producing the same |
| CNB03145867XA CN1240142C (zh) | 1993-04-28 | 1994-04-28 | 氮化镓系化合物半导体发光器件 |
| CNB03145870XA CN1262024C (zh) | 1993-04-28 | 1994-04-28 | 氮化镓系ⅲ－ⅴ族化合物半导体器件的制造方法 |
| CNB031458696A CN1240143C (zh) | 1993-04-28 | 1994-04-28 | 氮化镓系ⅲ－ⅴ族化合物半导体器件 |
| US08/665,759 US5652434A (en) | 1993-04-28 | 1996-06-17 | Gallium nitride-based III-V group compound semiconductor |
| US08/670,242 US5767581A (en) | 1993-04-28 | 1996-06-17 | Gallium nitride-based III-V group compound semiconductor |
| US08/995,167 US5877558A (en) | 1993-04-28 | 1997-12-19 | Gallium nitride-based III-V group compound semiconductor |
| KR1019980022092A KR100225612B1 (en) | 1993-04-28 | 1998-06-12 | Gallium nitride-based iii-v group compound semiconductor |
| CNB981183115A CN1262021C (zh) | 1993-04-28 | 1998-08-11 | 氮化镓系ⅲ－ⅴ族化合物半导体器件及其制造方法 |
| US09/209,826 US6093965A (en) | 1993-04-28 | 1998-12-11 | Gallium nitride-based III-V group compound semiconductor |
| KR1019990032148A KR100551364B1 (ko) | 1993-04-28 | 1999-08-05 | 질화갈륨계 화합물 반도체 발광소자 및 그 전극형성방법 |
| US09/448,479 US6204512B1 (en) | 1993-04-28 | 1999-11-24 | Gallium nitride-based III-V group compound semiconductor device and method of producing the same |
| US09/750,912 US6507041B2 (en) | 1993-04-28 | 2001-01-02 | Gallium nitride-based III-V group compound semiconductor |
| US10/292,583 US6610995B2 (en) | 1993-04-28 | 2002-11-13 | Gallium nitride-based III-V group compound semiconductor |
| KR1020030035961A KR100551365B1 (ko) | 1993-04-28 | 2003-06-04 | 질화갈륨계 화합물 반도체 발광소자 |
| US10/609,410 US6998690B2 (en) | 1993-04-28 | 2003-07-01 | Gallium nitride based III-V group compound semiconductor device and method of producing the same |
| US11/198,465 US7205220B2 (en) | 1993-04-28 | 2005-08-08 | Gallium nitride based III-V group compound semiconductor device and method of producing the same |
| US11/714,890 US7375383B2 (en) | 1993-04-28 | 2007-03-07 | Gallium nitride based III-V group compound semiconductor device and method of producing the same |
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794782A true JPH0794782A (ja) | 1995-04-07 |
| JP2697572B2 JP2697572B2 (ja) | 1998-01-14 |
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- 1993-09-21 JP JP23468493A patent/JP2697572B2/ja not_active Expired - Fee Related
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