JPH08274372A - ３族窒化物半導体発光素子 - Google Patents
３族窒化物半導体発光素子Info
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- JPH08274372A JPH08274372A JP10015595A JP10015595A JPH08274372A JP H08274372 A JPH08274372 A JP H08274372A JP 10015595 A JP10015595 A JP 10015595A JP 10015595 A JP10015595 A JP 10015595A JP H08274372 A JPH08274372 A JP H08274372A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/45—Ohmic electrodes
- H01L29/452—Ohmic electrodes on AIII-BV compounds
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Abstract
(57)【要約】
【目的】３族窒化物半導体発光素子の発光の安定性を向
上 【構成】３族窒化物半導体(AlxGaYIn1-X-YN;X=0,Y=0,X=
Y=0 を含む) から成るｎ伝導型のｎ層とｐ伝導型のｐ層
とを少なくとも有した発光素子において、ｎ層３の電極
８として、ｎ層８に接合するアルミニウム(Al)層８１、
その上に形成されたチタン(Ti)層８２、その上に形成さ
れた金(Au)層８３とを形成した。
上 【構成】３族窒化物半導体(AlxGaYIn1-X-YN;X=0,Y=0,X=
Y=0 を含む) から成るｎ伝導型のｎ層とｐ伝導型のｐ層
とを少なくとも有した発光素子において、ｎ層３の電極
８として、ｎ層８に接合するアルミニウム(Al)層８１、
その上に形成されたチタン(Ti)層８２、その上に形成さ
れた金(Au)層８３とを形成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は青色発光の３族窒化物半
導体発光素子の電極に関する。
導体発光素子の電極に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、青色の発光ダイオードとしてGaN 系
の化合物半導体を用いたものが知られている。そのGaN
系の化合物半導体は直接遷移であることから発光効率が
高いこと、光の３原色の１つである青色を発光色とする
こと等から注目されている。
の化合物半導体を用いたものが知られている。そのGaN
系の化合物半導体は直接遷移であることから発光効率が
高いこと、光の３原色の１つである青色を発光色とする
こと等から注目されている。
【０００３】このようなGaN 系の化合物半導体を用いた
発光ダイオードは、サファイア基板上に窒化アルミニウ
ム又は窒化ガリウムから成るバッファ層を介在させて、
ｎ型のGaN 系の化合物半導体から成るｎ層を成長させ、
そのｎ層の上にｐ型不純物を添加した後、電子線照射や
熱アニーリングによりｐ型化されるｐ層を成長させてい
る。そして、このｎ層と、ｐ層に対して電極を形成した
後、その電極とリードフレームのランドとがワイヤーボ
ンデングにより接続される。
発光ダイオードは、サファイア基板上に窒化アルミニウ
ム又は窒化ガリウムから成るバッファ層を介在させて、
ｎ型のGaN 系の化合物半導体から成るｎ層を成長させ、
そのｎ層の上にｐ型不純物を添加した後、電子線照射や
熱アニーリングによりｐ型化されるｐ層を成長させてい
る。そして、このｎ層と、ｐ層に対して電極を形成した
後、その電極とリードフレームのランドとがワイヤーボ
ンデングにより接続される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ｎ層に関する電極は、
半導体層に直接接合する側から順に、ニッケル(Ni)層、
金層の２重構造であった。しかし、ｎ伝導型のGaN 系の
化合物半導体層にニッケルを接合した場合に、安定性が
良くなく、発光素子の寿命や、製品品質の低下が問題と
なっていた。
半導体層に直接接合する側から順に、ニッケル(Ni)層、
金層の２重構造であった。しかし、ｎ伝導型のGaN 系の
化合物半導体層にニッケルを接合した場合に、安定性が
良くなく、発光素子の寿命や、製品品質の低下が問題と
なっていた。
【０００５】本発明は上記の課題を解決するために成さ
れたものであり、その目的は、３族窒化物半導体発光素
子の素子寿命の長期化と素子の安定性を図ることであ
る。
れたものであり、その目的は、３族窒化物半導体発光素
子の素子寿命の長期化と素子の安定性を図ることであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、３族窒化物半
導体(AlxGaYIn1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0 を含む) から成る
ｎ伝導型のｎ層とｐ伝導型のｐ層とを少なくとも有した
発光素子において、ｎ層の電極として、ｎ層に接合する
アルミニウム(Al)層、その上に形成されたチタン(Ti)
層、その上に形成された金(Au)層とを形成したことを特
徴とする。
導体(AlxGaYIn1-X-YN;X=0,Y=0,X=Y=0 を含む) から成る
ｎ伝導型のｎ層とｐ伝導型のｐ層とを少なくとも有した
発光素子において、ｎ層の電極として、ｎ層に接合する
アルミニウム(Al)層、その上に形成されたチタン(Ti)
層、その上に形成された金(Au)層とを形成したことを特
徴とする。
【０００７】又、他の特徴は、アルミニウム層の厚さ
を、１００〜１０００Åとし、チタン層の厚さを、１０
００Å〜１μｍとし、金層の厚さを、０．５〜３μｍと
した。
を、１００〜１０００Åとし、チタン層の厚さを、１０
００Å〜１μｍとし、金層の厚さを、０．５〜３μｍと
した。
【０００８】さらに、他の特徴は、ｎ層をシリコンが高
高度にドープされた層とした。
高度にドープされた層とした。
【０００９】
【作用及び発明の効果】上記のように、ｎ層に直接接合
する層をアルミニウム層としたので、従来のニッケルを
用いたものに比べて、安定度の高いオーミック接触が得
られた。さらに、最上層を金で構成したために、ワイヤ
ボンデングが適切に実施することができる。さらに、ア
ルミニウム層と金層との間にチタン層を介在させたため
に、３層の金属を蒸着した後に、合金化処理する時、ア
ルミニウムと金とが反応することが防止される。
する層をアルミニウム層としたので、従来のニッケルを
用いたものに比べて、安定度の高いオーミック接触が得
られた。さらに、最上層を金で構成したために、ワイヤ
ボンデングが適切に実施することができる。さらに、ア
ルミニウム層と金層との間にチタン層を介在させたため
に、３層の金属を蒸着した後に、合金化処理する時、ア
ルミニウムと金とが反応することが防止される。
【００１０】アルミニウム層はなるべく薄い方が良好な
オーミック性が得られ、安定する。その望ましい厚さ
は、１００〜１０００Åである。又、合金化処理におい
て、アルミニウムと金とを反応させないために、チタン
層はなるべく厚い方が望ましい。その望ましい厚さは、
１０００Å〜１μｍである。さらに、金層の厚さは、３
層構造の電極の全体の上限厚さからアルミニウム層の厚
さとチタン層の厚さとを引いた残りの厚さとなる。金層
の望ましい厚さは、０．５〜３μｍである。
オーミック性が得られ、安定する。その望ましい厚さ
は、１００〜１０００Åである。又、合金化処理におい
て、アルミニウムと金とを反応させないために、チタン
層はなるべく厚い方が望ましい。その望ましい厚さは、
１０００Å〜１μｍである。さらに、金層の厚さは、３
層構造の電極の全体の上限厚さからアルミニウム層の厚
さとチタン層の厚さとを引いた残りの厚さとなる。金層
の望ましい厚さは、０．５〜３μｍである。
【００１１】
【実施例】図１において、発光ダイオード１０は、サフ
ァイア基板１を有しており、そのサファイア基板１上に
500 ÅのAl0.1Ga0.83In0.07Nのバッファ層２が形成され
ている。そのバッファ層２の上には、膜厚約2.0 μｍ、
電子濃度2 ×1018/cm3のシリコンドープGaN から成る高
キャリア濃度ｎ+ 層３が形成されている。そして、電極
８を形成する部分を除いた高キャリア濃度ｎ+ 層３の上
には、順に、膜厚約2.0 μｍ、電子濃度 2×1018/cm3の
シリコンドープの(Alx2Ga1-x2)y2In1-y2N から成る高キ
ャリア濃度ｎ+ 層４、膜厚約0.5 μｍ、マグネウシム(M
g)、カドミウム(Cd)及びシリコンドープの(Alx1Ga1-x1)
y1In1-y1N から成るｐ伝導型の発光層５、膜厚約1.0 μ
ｍ、ホール濃度5 ×1017/cm3、マグネシウム濃度1 ×10
20/cm3のマグネシウムドープの(Alx2Ga1-x2)y2In1-y2N
から成るｐ層６１、膜厚約0.2μｍ、ホール濃度5 ×10
17/cm3、マグネシウム濃度1 ×1020/cm3のマグネシウム
ドープのGaN から成る第２コンタクト層６２、膜厚約50
0 Å、ホール濃度 2×1017/cm3、マグネシウム濃度2 ×
1020/cm3のマグネシウムドープのGaN から成る第１コン
タクト層６３が形成されている。
ァイア基板１を有しており、そのサファイア基板１上に
500 ÅのAl0.1Ga0.83In0.07Nのバッファ層２が形成され
ている。そのバッファ層２の上には、膜厚約2.0 μｍ、
電子濃度2 ×1018/cm3のシリコンドープGaN から成る高
キャリア濃度ｎ+ 層３が形成されている。そして、電極
８を形成する部分を除いた高キャリア濃度ｎ+ 層３の上
には、順に、膜厚約2.0 μｍ、電子濃度 2×1018/cm3の
シリコンドープの(Alx2Ga1-x2)y2In1-y2N から成る高キ
ャリア濃度ｎ+ 層４、膜厚約0.5 μｍ、マグネウシム(M
g)、カドミウム(Cd)及びシリコンドープの(Alx1Ga1-x1)
y1In1-y1N から成るｐ伝導型の発光層５、膜厚約1.0 μ
ｍ、ホール濃度5 ×1017/cm3、マグネシウム濃度1 ×10
20/cm3のマグネシウムドープの(Alx2Ga1-x2)y2In1-y2N
から成るｐ層６１、膜厚約0.2μｍ、ホール濃度5 ×10
17/cm3、マグネシウム濃度1 ×1020/cm3のマグネシウム
ドープのGaN から成る第２コンタクト層６２、膜厚約50
0 Å、ホール濃度 2×1017/cm3、マグネシウム濃度2 ×
1020/cm3のマグネシウムドープのGaN から成る第１コン
タクト層６３が形成されている。
【００１２】そして、第１コンタクト層６３に接続する
電極７と高キャリア濃度ｎ+ 層３の露出面に接続する電
極８が形成されている。電極７は第１コンタクト層６３
上一様に厚さ２０Åに形成されたチタン(Ti)から成る層
７１と厚さ６０Åに形成されたニッケル(Ni)から成る層
７２を有しており、この２層は透明電極として機能す
る。又、層７２の上の一部にはワイヤがボンディングさ
れるパッドとして機能する厚さ１０００Åのニッケル(N
i)から成る層７３と厚さ１．５μｍの金(Au)から成る層
７４とが形成されている。
電極７と高キャリア濃度ｎ+ 層３の露出面に接続する電
極８が形成されている。電極７は第１コンタクト層６３
上一様に厚さ２０Åに形成されたチタン(Ti)から成る層
７１と厚さ６０Åに形成されたニッケル(Ni)から成る層
７２を有しており、この２層は透明電極として機能す
る。又、層７２の上の一部にはワイヤがボンディングさ
れるパッドとして機能する厚さ１０００Åのニッケル(N
i)から成る層７３と厚さ１．５μｍの金(Au)から成る層
７４とが形成されている。
【００１３】又、電極８は、高キャリア濃度ｎ+ 層３に
接合する厚さ５００Åのアルミニウム(Al)から成る層８
１と厚さ５０００Åのチタン(Ti)から成る層８２と厚さ
１．５μｍの金(Au)から成る層８３との３層構造で構成
されている。
接合する厚さ５００Åのアルミニウム(Al)から成る層８
１と厚さ５０００Åのチタン(Ti)から成る層８２と厚さ
１．５μｍの金(Au)から成る層８３との３層構造で構成
されている。
【００１４】次に、この構造の発光ダイオード１０の製
造方法について説明する。上記発光ダイオード１０は、
有機金属化合物気相成長法( 以下「M0VPE 」と記す) に
よる気相成長により製造された。用いられたガスは、NH
3 とキャリアガスH2又はＮ2 とトリメチルガリウム(Ga
(CH3)3)（以下「TMG 」と記す) とトリメチルアルミニ
ウム(Al(CH3)3)（以下「TMA 」と記す) とトリメチルイ
ンジウム(In(CH3)3)（以下「TMI 」と記す) と、ダイメ
チルカドミニウム(Cd(CH3)2)（以下「DMCd」と記す) と
シラン(SiH4)とシクロペンタジエニルマグネシウム(Mg
(C5H5)2)(以下「CP2Mg 」と記す）である。
造方法について説明する。上記発光ダイオード１０は、
有機金属化合物気相成長法( 以下「M0VPE 」と記す) に
よる気相成長により製造された。用いられたガスは、NH
3 とキャリアガスH2又はＮ2 とトリメチルガリウム(Ga
(CH3)3)（以下「TMG 」と記す) とトリメチルアルミニ
ウム(Al(CH3)3)（以下「TMA 」と記す) とトリメチルイ
ンジウム(In(CH3)3)（以下「TMI 」と記す) と、ダイメ
チルカドミニウム(Cd(CH3)2)（以下「DMCd」と記す) と
シラン(SiH4)とシクロペンタジエニルマグネシウム(Mg
(C5H5)2)(以下「CP2Mg 」と記す）である。
【００１５】まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した
ａ面を主面とする単結晶のサファイア基板１をM0VPE 装
置の反応室に載置されたサセプタに装着する。次に、常
圧でH2を流速2 liter/分で反応室に流しながら温度1100
℃でサファイア基板１を気相エッチングした。
ａ面を主面とする単結晶のサファイア基板１をM0VPE 装
置の反応室に載置されたサセプタに装着する。次に、常
圧でH2を流速2 liter/分で反応室に流しながら温度1100
℃でサファイア基板１を気相エッチングした。
【００１６】次に、温度を 400℃まで低下させて、H2を
20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMA を 1.8×10-5
モル／分、TMG を 1.5×10-4モル／分、TMI を 1.3×10
-5モル／分で供給してAl0.1Ga0.83In0.07Nのバッファ層
２が約 500Åの厚さに形成された。次に、サファイア基
板１の温度を1150℃に保持し、膜厚約2.2 μｍ、電子濃
度 2×1018/cm3のシリコンドープのGaN から成る高キャ
リア濃度ｎ+ 層３を形成した。
20 liter／分、NH3 を10 liter／分、TMA を 1.8×10-5
モル／分、TMG を 1.5×10-4モル／分、TMI を 1.3×10
-5モル／分で供給してAl0.1Ga0.83In0.07Nのバッファ層
２が約 500Åの厚さに形成された。次に、サファイア基
板１の温度を1150℃に保持し、膜厚約2.2 μｍ、電子濃
度 2×1018/cm3のシリコンドープのGaN から成る高キャ
リア濃度ｎ+ 層３を形成した。
【００１７】以下、カドミウム(Cd)とシリコン(Si)を発
光中心として発光ピーク波長を430nm に設定した場合の
発光層５（アクティブ層）及びクラッド層である高キャ
リア濃度ｎ+ 層４及びｐ層６１の組成比及び結晶成長条
件の実施例を記す。上記の高キャリア濃度ｎ+ 層３を形
成した後、続いて、サファイア基板１の温度を850 ℃に
保持し、N2又はH2を10 liter／分、NH3 を 10liter／
分、TMG を1.12×10-4モル／分、TMA を0.47×10-4モル
／分、TMI を0.1 ×10-4モル／分、及び、シランを導入
し、膜厚約0.5 μｍ、濃度1 ×1018/cm3のシリコンドー
プの(Al0.47Ga0.53)0.9In0.1N から成る高キャリア濃度
ｎ+ 層４を形成した。
光中心として発光ピーク波長を430nm に設定した場合の
発光層５（アクティブ層）及びクラッド層である高キャ
リア濃度ｎ+ 層４及びｐ層６１の組成比及び結晶成長条
件の実施例を記す。上記の高キャリア濃度ｎ+ 層３を形
成した後、続いて、サファイア基板１の温度を850 ℃に
保持し、N2又はH2を10 liter／分、NH3 を 10liter／
分、TMG を1.12×10-4モル／分、TMA を0.47×10-4モル
／分、TMI を0.1 ×10-4モル／分、及び、シランを導入
し、膜厚約0.5 μｍ、濃度1 ×1018/cm3のシリコンドー
プの(Al0.47Ga0.53)0.9In0.1N から成る高キャリア濃度
ｎ+ 層４を形成した。
【００１８】続いて、温度を850 ℃に保持し、N2又はH2
を20 liter／分、NH3 を 10liter／分、TMG を1.53×10
-4モル／分、TMA を0.47×10-4モル／分、TMI を0.02×
10-4モル／分、及び、CP2Mg を2 ×10-4モル／分とDMCd
を2 ×10-7モル／分とシランを10×10-9モル／分導入
し、膜厚約0.5 μｍのマグネシウム(Mg)とカドミウム(C
d)とシリコン(Si)ドープの(Al0.3Ga0.7)0.94In0.06N か
ら成る発光層５を形成した。この状態で発光層５は、ま
だ、高抵抗である。この発光層５におけるマグネシウム
(Mg)の濃度は 1×1019/cm3、カドミウム(Cd)の濃度は5
×1018/cm3であり、シリコン(Si)の濃度は1 ×1018/cm3
である。
を20 liter／分、NH3 を 10liter／分、TMG を1.53×10
-4モル／分、TMA を0.47×10-4モル／分、TMI を0.02×
10-4モル／分、及び、CP2Mg を2 ×10-4モル／分とDMCd
を2 ×10-7モル／分とシランを10×10-9モル／分導入
し、膜厚約0.5 μｍのマグネシウム(Mg)とカドミウム(C
d)とシリコン(Si)ドープの(Al0.3Ga0.7)0.94In0.06N か
ら成る発光層５を形成した。この状態で発光層５は、ま
だ、高抵抗である。この発光層５におけるマグネシウム
(Mg)の濃度は 1×1019/cm3、カドミウム(Cd)の濃度は5
×1018/cm3であり、シリコン(Si)の濃度は1 ×1018/cm3
である。
【００１９】続いて、温度を1100℃に保持し、N2又はH2
を20 liter／分、NH3 を 10liter／分、TMG を1.12×10
-4モル／分、TMA を0.47×10-4モル／分、TMI を0.1 ×
10-4モル／分、及び、CP2Mg を2 ×10-4モル／分導入
し、膜厚約1.0 μｍのマグネシウム(Mg)ドープの(Al
0.47Ga0.53)0.9In0.1N から成るｐ層６１を形成した。
ｐ層６１のマグネシウムの濃度は1 ×1020/cm3である。
この状態では、ｐ層６１は、まだ、抵抗率108 Ωcm以上
の絶縁体である。次に、温度を850 ℃に保持し、N2又は
H2を20 liter／分、NH3 を 10liter／分、TMG を1.12×
10-4モル／分、及び、CP2Mg を 2×10-4モル／分の割合
で導入し、膜厚約0.2 μｍのマグネシウム(Mg)ドープの
GaN から成る第２コンタクト層６２を形成した。第２コ
ンタクト層６２のマグネシウムの濃度は1 ×1020/cm3で
ある。この状態では、第２コンタクト層６２は、まだ、
抵抗率108 Ωcm以上の絶縁体である。続いて、温度を85
0 ℃に保持し、N2又はH2を20 liter／分、NH3 を 10lit
er／分、TMG を1.12×10-4モル／分、及び、CP2Mg を 4
×10-4モル／分の割合で導入し、膜厚約500 Åのマグネ
シウム(Mg)ドープのGaN から成る第１コンタクト層６３
を形成した。第１コンタクト層６３のマグネシウムの濃
度は 2×1020/cm3である。この状態では、第１コンタク
ト層６３は、まだ、抵抗率108 Ωcm以上の絶縁体であ
る。
を20 liter／分、NH3 を 10liter／分、TMG を1.12×10
-4モル／分、TMA を0.47×10-4モル／分、TMI を0.1 ×
10-4モル／分、及び、CP2Mg を2 ×10-4モル／分導入
し、膜厚約1.0 μｍのマグネシウム(Mg)ドープの(Al
0.47Ga0.53)0.9In0.1N から成るｐ層６１を形成した。
ｐ層６１のマグネシウムの濃度は1 ×1020/cm3である。
この状態では、ｐ層６１は、まだ、抵抗率108 Ωcm以上
の絶縁体である。次に、温度を850 ℃に保持し、N2又は
H2を20 liter／分、NH3 を 10liter／分、TMG を1.12×
10-4モル／分、及び、CP2Mg を 2×10-4モル／分の割合
で導入し、膜厚約0.2 μｍのマグネシウム(Mg)ドープの
GaN から成る第２コンタクト層６２を形成した。第２コ
ンタクト層６２のマグネシウムの濃度は1 ×1020/cm3で
ある。この状態では、第２コンタクト層６２は、まだ、
抵抗率108 Ωcm以上の絶縁体である。続いて、温度を85
0 ℃に保持し、N2又はH2を20 liter／分、NH3 を 10lit
er／分、TMG を1.12×10-4モル／分、及び、CP2Mg を 4
×10-4モル／分の割合で導入し、膜厚約500 Åのマグネ
シウム(Mg)ドープのGaN から成る第１コンタクト層６３
を形成した。第１コンタクト層６３のマグネシウムの濃
度は 2×1020/cm3である。この状態では、第１コンタク
ト層６３は、まだ、抵抗率108 Ωcm以上の絶縁体であ
る。
【００２０】次に、反射電子線回折装置を用いて、第１
コンタクト層６３、第２コンタクト層６２、ｐ層６１及
び発光層５に一様に電子線を照射した。電子線の照射条
件は、加速電圧約10KV、試料電流1 μＡ、ビームの移動
速度0.2mm/sec 、ビーム径60μｍφ、真空度5.0 ×10-5
Torrである。この電子線の照射により、第１コンタクト
層６３、第２コンタクト層６２、ｐ層６１及び発光層５
は、それぞれ、ホール濃度 2×1017/cm3， 5×1017/c
m3， 5×1017/cm3、抵抗率 2Ωcm，0.8 Ωcm，0.8 Ωcm
のｐ伝導型半導体となった。このようにして、多層構造
のウエハが得られた。
コンタクト層６３、第２コンタクト層６２、ｐ層６１及
び発光層５に一様に電子線を照射した。電子線の照射条
件は、加速電圧約10KV、試料電流1 μＡ、ビームの移動
速度0.2mm/sec 、ビーム径60μｍφ、真空度5.0 ×10-5
Torrである。この電子線の照射により、第１コンタクト
層６３、第２コンタクト層６２、ｐ層６１及び発光層５
は、それぞれ、ホール濃度 2×1017/cm3， 5×1017/c
m3， 5×1017/cm3、抵抗率 2Ωcm，0.8 Ωcm，0.8 Ωcm
のｐ伝導型半導体となった。このようにして、多層構造
のウエハが得られた。
【００２１】次に、第１コンタクト層６３の上に、スパ
ッタリングによりSiO2層を2000Åの厚さに形成した。次
に、そのSiO2層上にフォトレジストを塗布した。そし
て、フォトリソグラフにより、第１コンタクト層６３上
において、高キャリア濃度ｎ+層３を露出させる部位の
フォトレジストを除去した。
ッタリングによりSiO2層を2000Åの厚さに形成した。次
に、そのSiO2層上にフォトレジストを塗布した。そし
て、フォトリソグラフにより、第１コンタクト層６３上
において、高キャリア濃度ｎ+層３を露出させる部位の
フォトレジストを除去した。
【００２２】次に、フォトレジストによって覆われてい
ないSiO2層をフッ化水素酸系エッチング液で除去した。
次に、フォトレジスト及びSiO2層によって覆われていな
い部位の第１コンタクト層６３、第２コンタクト層６
２、ｐ層６１、発光層５及び高キャリア濃度ｎ+ 層４
を、真空度0.04Torr、高周波電力0.44W/cm2 、BCl3ガス
を10 ml/分の割合で供給しドライエッチングした後、Ar
でドライエッチングした。この工程により、電極形成部
位の高キャリア濃度ｎ+ 層３の表面を露出させた。
ないSiO2層をフッ化水素酸系エッチング液で除去した。
次に、フォトレジスト及びSiO2層によって覆われていな
い部位の第１コンタクト層６３、第２コンタクト層６
２、ｐ層６１、発光層５及び高キャリア濃度ｎ+ 層４
を、真空度0.04Torr、高周波電力0.44W/cm2 、BCl3ガス
を10 ml/分の割合で供給しドライエッチングした後、Ar
でドライエッチングした。この工程により、電極形成部
位の高キャリア濃度ｎ+ 層３の表面を露出させた。
【００２３】次に、第１コンタクト層６３上に残ってい
るSiO2層をフッ化水素酸で除去した。以上の工程によ
り、電極７，８を除く発光ダイオード１０が形成され
た。
るSiO2層をフッ化水素酸で除去した。以上の工程によ
り、電極７，８を除く発光ダイオード１０が形成され
た。
【００２４】次に、この発光ダイオード１０に電極を形
成する方法について説明する。この電極形成は、良く知
られたように、真空蒸着、ホトレジスト塗布、フォトリ
ソグラフ、エッチング工程により、形成することが可能
である。
成する方法について説明する。この電極形成は、良く知
られたように、真空蒸着、ホトレジスト塗布、フォトリ
ソグラフ、エッチング工程により、形成することが可能
である。
【００２５】第１コンタクト層６３の表面一様に透明電
極として、厚さ２０Åのチタン(Ti)から成る層７１、厚
さ６０Åのニッケル(Ni)から成る層７２を形成した。そ
の後、ボンディングパッドとして、厚さ１０００Åのニ
ッケル(Ni)層７３と厚さ１．５μｍの金(Au)層７４とを
形成した。
極として、厚さ２０Åのチタン(Ti)から成る層７１、厚
さ６０Åのニッケル(Ni)から成る層７２を形成した。そ
の後、ボンディングパッドとして、厚さ１０００Åのニ
ッケル(Ni)層７３と厚さ１．５μｍの金(Au)層７４とを
形成した。
【００２６】一方、高キャリア濃度ｎ+ 層３の電極８と
して、厚さ５００Åのアルミニウム(Al)層８１と厚さ５
０００Åのチタン(Ti)層８２と厚さ１．５μｍの金(Au)
層８３とを形成した。
して、厚さ５００Åのアルミニウム(Al)層８１と厚さ５
０００Åのチタン(Ti)層８２と厚さ１．５μｍの金(Au)
層８３とを形成した。
【００２７】その後、温度６００℃にて１分間合金化処
理を施して、図１に示す発光ダイオード１０を形成し
た。そして、発光ダイオード１０のチップをリードフレ
ームに取り付け、金層７４、金層８３とリードフレーム
のランド間を金線でボンディングした。上記の発光ダイ
オード１０において、高キャリア濃度ｎ+ 層３に対する
アルミニウム層８１の接触抵抗は１０-5Ωcm以下であっ
た。又、ボンディング強度をワイヤプルテストにて確認
したが、十分な接合強度が得られた。又、オーミック性
は良好であった。さらに、発光ダイオード１０の寿命が
長くなり、発光の安定性が向上した。
理を施して、図１に示す発光ダイオード１０を形成し
た。そして、発光ダイオード１０のチップをリードフレ
ームに取り付け、金層７４、金層８３とリードフレーム
のランド間を金線でボンディングした。上記の発光ダイ
オード１０において、高キャリア濃度ｎ+ 層３に対する
アルミニウム層８１の接触抵抗は１０-5Ωcm以下であっ
た。又、ボンディング強度をワイヤプルテストにて確認
したが、十分な接合強度が得られた。又、オーミック性
は良好であった。さらに、発光ダイオード１０の寿命が
長くなり、発光の安定性が向上した。
【００２８】アルミニウム層８１の最適な厚さは１００
〜１０００Åである。１０００Åを越えると上部の金と
アルミニウムとが反応を起こし、１００Å以下である
と、オーミック接触が得られなくなり望ましくない。
又、チタン層８２の最適な厚さは１０００Å〜１μｍで
ある。１０００Å以下であると、合金化処理によりアル
ミニウムと金とが反応して、層８３がボンディングパッ
ドとして機能しなくなる。又、１μｍ以上であると、形
成のために時間がかかり望ましくない。又、金層８３の
厚さは、０．５〜３μｍである。０．５μｍ以下である
とボンディング性能が悪化し、３μｍ以上となると費用
が高くなるので望ましくない。
〜１０００Åである。１０００Åを越えると上部の金と
アルミニウムとが反応を起こし、１００Å以下である
と、オーミック接触が得られなくなり望ましくない。
又、チタン層８２の最適な厚さは１０００Å〜１μｍで
ある。１０００Å以下であると、合金化処理によりアル
ミニウムと金とが反応して、層８３がボンディングパッ
ドとして機能しなくなる。又、１μｍ以上であると、形
成のために時間がかかり望ましくない。又、金層８３の
厚さは、０．５〜３μｍである。０．５μｍ以下である
とボンディング性能が悪化し、３μｍ以上となると費用
が高くなるので望ましくない。
【図１】本発明の具体的な実施例に係る発光ダイオード
の構成を示した断面図。
の構成を示した断面図。
１０…発光ダイオード １…サファイア基板 ２…バッファ層 ３…高キャリア濃度ｎ+ 層 ４…高キャリア濃度ｎ+ 層 ５…発光層 ６１…ｐ層 ６２…第２コンタクト層 ６３…第１コンタクト層 ７，８…電極 ７１…チタン層 ７２…ニッケル層 ７３…ニッケル層 ７４…金層 ８１…アルミニウム層 ８２…チタン層 ８３…金層
Claims (3)
- 【請求項１】 ３族窒化物半導体(AlxGaYIn1-X-YN;X=0,
Y=0,X=Y=0 を含む) から成るｎ伝導型のｎ層とｐ伝導型
のｐ層とを少なくとも有した発光素子において、 前記ｎ層の電極として、前記ｎ層に接合するアルミニウ
ム(Al)層、その上に形成されたチタン(Ti)層、その上に
形成された金(Au)層とを形成したことを特徴とする発光
素子。 - 【請求項２】 前記アルミニウム層の厚さは、１００〜
１０００Åであり、前記チタン層の厚さは、１０００Å
〜１μｍであり、前記金層の厚さは、０．５〜３μｍで
あることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。 - 【請求項３】 前記ｎ層は、シリコンが高高度にドープ
された層であることを特徴とする請求項１に記載の発光
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10015595A JPH08274372A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | ３族窒化物半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10015595A JPH08274372A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | ３族窒化物半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08274372A true JPH08274372A (ja) | 1996-10-18 |
Family
ID=14266439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10015595A Pending JPH08274372A (ja) | 1995-03-31 | 1995-03-31 | ３族窒化物半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08274372A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6242761B1 (en) | 1997-02-21 | 2001-06-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Nitride compound semiconductor light emitting device |
| JP2001196574A (ja) * | 2000-01-11 | 2001-07-19 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層への電極形成方法 |
| US6577006B1 (en) | 1998-12-28 | 2003-06-10 | Sanyo Electric Co., Ltd. | III-V nitride based semiconductor light emitting device |
| JP2004228134A (ja) * | 2003-01-20 | 2004-08-12 | Sharp Corp | 酸化物半導体発光素子およびその製造方法 |
| US6894391B1 (en) * | 1999-04-26 | 2005-05-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Electrode structure on P-type III group nitride semiconductor layer and formation method thereof |
| WO2005109530A1 (ja) * | 2004-05-11 | 2005-11-17 | Rohm Co., Ltd | 半導体発光素子およびその製法 |
| JP2006059933A (ja) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | ｎ型窒化物半導体用のオーミック電極およびその製造方法 |
| US7352009B2 (en) | 2004-04-07 | 2008-04-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Light emitting nitride semiconductor device and method of fabricating the same |
| CN100394560C (zh) * | 2004-08-09 | 2008-06-11 | 中国科学院微电子研究所 | 适用于氮化镓器件的铝/钛/铝/钛/金欧姆接触系统 |
| US8101965B2 (en) * | 2008-12-02 | 2012-01-24 | Epivalley Co., Ltd. | III-nitride semiconductor light emitting device having a multilayered pad |
| US8753918B2 (en) | 2008-07-16 | 2014-06-17 | Emcore Solar Power, Inc. | Gallium arsenide solar cell with germanium/palladium contact |
-
1995
- 1995-03-31 JP JP10015595A patent/JPH08274372A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR100525494B1 (ko) * | 1999-04-26 | 2005-11-01 | 샤프 가부시키가이샤 | Ｐ형 ⅲ족 질화물 반도체층 상의 전극 구조 및 그의 제조방법 |
| JP2001196574A (ja) * | 2000-01-11 | 2001-07-19 | Furukawa Electric Co Ltd:The | ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層への電極形成方法 |
| JP4494567B2 (ja) * | 2000-01-11 | 2010-06-30 | 古河電気工業株式会社 | ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層への電極形成方法 |
| JP2004228134A (ja) * | 2003-01-20 | 2004-08-12 | Sharp Corp | 酸化物半導体発光素子およびその製造方法 |
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| JP2006059933A (ja) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | ｎ型窒化物半導体用のオーミック電極およびその製造方法 |
| US8753918B2 (en) | 2008-07-16 | 2014-06-17 | Emcore Solar Power, Inc. | Gallium arsenide solar cell with germanium/palladium contact |
| US8987042B2 (en) | 2008-07-16 | 2015-03-24 | Solaero Technologies Corp. | Ohmic N-contact formed at low temperature in inverted metamorphic multijunction solar cells |
| US9601652B2 (en) | 2008-07-16 | 2017-03-21 | Solaero Technologies Corp. | Ohmic N-contact formed at low temperature in inverted metamorphic multijunction solar cells |
| US8101965B2 (en) * | 2008-12-02 | 2012-01-24 | Epivalley Co., Ltd. | III-nitride semiconductor light emitting device having a multilayered pad |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040316 |