JPH10173226A - 半導体発光素子 - Google Patents
半導体発光素子Info
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- JPH10173226A JPH10173226A JP32633296A JP32633296A JPH10173226A JP H10173226 A JPH10173226 A JP H10173226A JP 32633296 A JP32633296 A JP 32633296A JP 32633296 A JP32633296 A JP 32633296A JP H10173226 A JPH10173226 A JP H10173226A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チッ化ガリウム系化合物半導体の積層体から
なる半導体発光素子において、ｎ側電極とｎ形層との接
着力およびオーミックコンタクト特性を改良した電極構
造を提供する。 【解決手段】 基板１と、該基板上に設けられるチッ化
ガリウム系化合物半導体からなるｎ形層３およびｐ形層
５を含む半導体積層部と、前記ｎ形層およびｐ形層にそ
れぞれ設けられる電極８、９とからなり、前記ｎ形層に
設けられる電極が、該ｎ形層上に設けられる金属薄膜９
ａを介してＴｉおよびＡｌの合金もしくは積層体または
Ｔｉ／Ａｕの積層体からなる金属層９ｂで形成されてい
る。
なる半導体発光素子において、ｎ側電極とｎ形層との接
着力およびオーミックコンタクト特性を改良した電極構
造を提供する。 【解決手段】 基板１と、該基板上に設けられるチッ化
ガリウム系化合物半導体からなるｎ形層３およびｐ形層
５を含む半導体積層部と、前記ｎ形層およびｐ形層にそ
れぞれ設けられる電極８、９とからなり、前記ｎ形層に
設けられる電極が、該ｎ形層上に設けられる金属薄膜９
ａを介してＴｉおよびＡｌの合金もしくは積層体または
Ｔｉ／Ａｕの積層体からなる金属層９ｂで形成されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は基板上に、チッ化ガ
リウム系化合物半導体が積層される青色系（紫外線から
黄色）の光を発生する半導体発光素子に関する。さらに
詳しくは、ｎ形層に設けられる電極のオーミックコンタ
クトおよび接着強度を向上させた半導体発光素子に関す
る。
リウム系化合物半導体が積層される青色系（紫外線から
黄色）の光を発生する半導体発光素子に関する。さらに
詳しくは、ｎ形層に設けられる電極のオーミックコンタ
クトおよび接着強度を向上させた半導体発光素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、青色系の光を発光する半導体発光
素子は、たとえば図２に示されるような構造になってい
る。すなわち、サファイア基板２１上にたとえばＧａＮ
からなる低温バッファ層２２と、高温でｎ形のＧａＮが
エピタキシャル成長されたｎ形層（クラッド層）２３
と、バンドギャップエネルギーがクラッド層のそれより
も小さく発光波長を定める材料、たとえばＩｎＧａＮ系
（ＩｎとＧａの比率が種々変わり得ることを意味する、
以下同じ）化合物半導体からなる活性層（発光層）２４
と、ｐ形のＧａＮからなるｐ形層（クラッド層）２５と
からなり、その表面にｐ側（上部）電極２８が設けら
れ、積層された半導体層の一部がエッチングされて露出
したｎ形層２３の表面にｎ側（下部）電極２９が設けら
れることにより形成されている。なお、ｎ形層２３およ
びｐ形層２５はキャリアの閉じ込め効果を向上させるた
め、活性層２３側にＡｌＧａＮ系（ＡｌとＧａの比率が
種々変わり得ることを意味する、以下同じ）化合物半導
体層が用いられることが多い。
素子は、たとえば図２に示されるような構造になってい
る。すなわち、サファイア基板２１上にたとえばＧａＮ
からなる低温バッファ層２２と、高温でｎ形のＧａＮが
エピタキシャル成長されたｎ形層（クラッド層）２３
と、バンドギャップエネルギーがクラッド層のそれより
も小さく発光波長を定める材料、たとえばＩｎＧａＮ系
（ＩｎとＧａの比率が種々変わり得ることを意味する、
以下同じ）化合物半導体からなる活性層（発光層）２４
と、ｐ形のＧａＮからなるｐ形層（クラッド層）２５と
からなり、その表面にｐ側（上部）電極２８が設けら
れ、積層された半導体層の一部がエッチングされて露出
したｎ形層２３の表面にｎ側（下部）電極２９が設けら
れることにより形成されている。なお、ｎ形層２３およ
びｐ形層２５はキャリアの閉じ込め効果を向上させるた
め、活性層２３側にＡｌＧａＮ系（ＡｌとＧａの比率が
種々変わり得ることを意味する、以下同じ）化合物半導
体層が用いられることが多い。
【０００３】この構造で、ｐ側電極２８はＴｉおよびＡ
ｕの積層構造で形成され、ｎ側電極２９はＴｉとＡｌが
それぞれ積層されて合金化された金属層により形成され
ている。ｐ側電極２８は積層された半導体層の表面に設
けられるＮｉおよびＡｕの合金からなる拡散メタル層
（図示せず）を介して設けられる場合もある。このｐ側
電極２８はｐ形層のドーパントとの関係で、いかなる金
属を用いても充分なオーミックコンタクトが得られない
と考えられている。一方、ｎ側電極２９はｎ型層２３の
表面に直接設けられているが、ＴｉおよびＡｌの合金に
より充分なオーミックコンタクトが得られると考えられ
ている。
ｕの積層構造で形成され、ｎ側電極２９はＴｉとＡｌが
それぞれ積層されて合金化された金属層により形成され
ている。ｐ側電極２８は積層された半導体層の表面に設
けられるＮｉおよびＡｕの合金からなる拡散メタル層
（図示せず）を介して設けられる場合もある。このｐ側
電極２８はｐ形層のドーパントとの関係で、いかなる金
属を用いても充分なオーミックコンタクトが得られない
と考えられている。一方、ｎ側電極２９はｎ型層２３の
表面に直接設けられているが、ＴｉおよびＡｌの合金に
より充分なオーミックコンタクトが得られると考えられ
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ｐ側電極に比べればｎ
側電極のオーミックコンタクトは良好であるが、チッ化
ガリウム系化合物半導体層とのオーミックコンタクトは
ｎ側電極においても充分ではなく、また半導体層との接
着力も充分ではなく剥離する場合もある。したがって、
ｐ側電極のオーミックコンタクトの改良もさることなが
ら、ｎ側電極においても、オーミックコンタクトを向上
させることにより、動作抵抗を下げることができる。
側電極のオーミックコンタクトは良好であるが、チッ化
ガリウム系化合物半導体層とのオーミックコンタクトは
ｎ側電極においても充分ではなく、また半導体層との接
着力も充分ではなく剥離する場合もある。したがって、
ｐ側電極のオーミックコンタクトの改良もさることなが
ら、ｎ側電極においても、オーミックコンタクトを向上
させることにより、動作抵抗を下げることができる。
【０００５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、チッ化ガリウム系化合物半導体の積層体を有す
る半導体発光素子において、ｎ側電極とｎ形層との接着
力およびオーミックコンタクト特性を改良した電極構造
を提供することを目的とする。
もので、チッ化ガリウム系化合物半導体の積層体を有す
る半導体発光素子において、ｎ側電極とｎ形層との接着
力およびオーミックコンタクト特性を改良した電極構造
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体発光
素子は、基板と、該基板上に設けられるチッ化ガリウム
系化合物半導体からなるｎ形層およびｐ形層を含む半導
体積層部と、前記ｎ形層およびｐ形層にそれぞれ接続し
て設けられる電極とからなり、前記ｎ形層に設けられる
電極が、該ｎ形層に設けられる金属薄膜を介してＴｉと
Ａｌの合金もしくは積層体またはＴｉとＡｕの積層体か
らなる金属層で形成されている。前記金属薄膜は、電極
の密着性を向上させるためのもので、５〜５０ｎｍ程度
に形成され、半導体層の表面上に合金化して積層されて
いてもよい。たとえばＮｉ-Ａｕ合金、Ａｕ-Ｇｅ-Ｎｉ
合金、Ｚｎ-Ｎｉ合金、Ｉｎ-Ｎｉ合金、Ｉｎ-Ｚｎ合
金、Ｉｎ-Ｚｎ-Ｎｉ合金、Ｔｉ-Ａｌ合金およびＮｉの
群からなる少なくとも１種の金属を使用することがで
き、たとえばＮｉとＡｕをそれぞれ５ｎｍ程度づつ成膜
し、シンターすることにより半導体層の表面から２〜７
ｎｍ程度の厚さに形成される。
素子は、基板と、該基板上に設けられるチッ化ガリウム
系化合物半導体からなるｎ形層およびｐ形層を含む半導
体積層部と、前記ｎ形層およびｐ形層にそれぞれ接続し
て設けられる電極とからなり、前記ｎ形層に設けられる
電極が、該ｎ形層に設けられる金属薄膜を介してＴｉと
Ａｌの合金もしくは積層体またはＴｉとＡｕの積層体か
らなる金属層で形成されている。前記金属薄膜は、電極
の密着性を向上させるためのもので、５〜５０ｎｍ程度
に形成され、半導体層の表面上に合金化して積層されて
いてもよい。たとえばＮｉ-Ａｕ合金、Ａｕ-Ｇｅ-Ｎｉ
合金、Ｚｎ-Ｎｉ合金、Ｉｎ-Ｎｉ合金、Ｉｎ-Ｚｎ合
金、Ｉｎ-Ｚｎ-Ｎｉ合金、Ｔｉ-Ａｌ合金およびＮｉの
群からなる少なくとも１種の金属を使用することがで
き、たとえばＮｉとＡｕをそれぞれ５ｎｍ程度づつ成膜
し、シンターすることにより半導体層の表面から２〜７
ｎｍ程度の厚さに形成される。
【０００７】ここにチッ化ガリウム系化合物半導体と
は、III 族元素のＧａとＶ族元素のＮとの化合物または
III 族元素のＧａの一部がＡｌ、Ｉｎなどの他のIII 族
元素と置換したものおよび／またはＶ族元素のＮの一部
がＰ、Ａｓなどの他のＶ族元素と置換した化合物からな
る半導体をいう。
は、III 族元素のＧａとＶ族元素のＮとの化合物または
III 族元素のＧａの一部がＡｌ、Ｉｎなどの他のIII 族
元素と置換したものおよび／またはＶ族元素のＮの一部
がＰ、Ａｓなどの他のＶ族元素と置換した化合物からな
る半導体をいう。
【０００８】前記金属薄膜が設けられる前記ｎ形層の表
面が、１０〜４０ｎｍの表面粗さに形成されることによ
り、ｎ形層の半導体層と電極の金属層との接触面積が増
加し、抵抗値が下がると共に接着力も増加する。このｎ
形層の表面粗さを粗くすることは、前述の金属薄膜層を
介しない従来の構造に適用しても、オーミックコンタク
ト特性および接着力の向上が得られる。
面が、１０〜４０ｎｍの表面粗さに形成されることによ
り、ｎ形層の半導体層と電極の金属層との接触面積が増
加し、抵抗値が下がると共に接着力も増加する。このｎ
形層の表面粗さを粗くすることは、前述の金属薄膜層を
介しない従来の構造に適用しても、オーミックコンタク
ト特性および接着力の向上が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】つぎに、図面を参照しながら本発
明の半導体発光素子について説明をする。図１には、青
色系の発光に適したチッ化ガリウム系化合物半導体層が
サファイア基板上に積層される本発明の半導体発光素子
の一実施形態の断面説明図が示されている。
明の半導体発光素子について説明をする。図１には、青
色系の発光に適したチッ化ガリウム系化合物半導体層が
サファイア基板上に積層される本発明の半導体発光素子
の一実施形態の断面説明図が示されている。
【００１０】本発明の半導体発光素子は、図１に示され
るように、たとえばサファイア（Ａｌ2 Ｏ3 単結晶）な
どからなる基板１の表面に発光領域を形成する半導体層
２〜５が積層されて、その表面に拡散メタル層７を介し
てｐ側電極（上部電極）８が形成されている。また、積
層された半導体層３〜５の一部が除去されて露出したｎ
形層３にｎ側電極（下部電極）９が形成されている。本
発明では、このｎ側電極９が、後述するように金属薄膜
９ａと金属層９ｂとからなっている。拡散メタル層７
は、たとえばＮｉとＡｕとの合金からなり、発光層で発
光した光を透過させられるように、２〜１００ｎｍ程度
と薄く形成され、ｐ側電極８はたとえばＴｉ／Ａｕの積
層体からなっており、０.５〜１μｍ程度に厚く形成さ
れている。
るように、たとえばサファイア（Ａｌ2 Ｏ3 単結晶）な
どからなる基板１の表面に発光領域を形成する半導体層
２〜５が積層されて、その表面に拡散メタル層７を介し
てｐ側電極（上部電極）８が形成されている。また、積
層された半導体層３〜５の一部が除去されて露出したｎ
形層３にｎ側電極（下部電極）９が形成されている。本
発明では、このｎ側電極９が、後述するように金属薄膜
９ａと金属層９ｂとからなっている。拡散メタル層７
は、たとえばＮｉとＡｕとの合金からなり、発光層で発
光した光を透過させられるように、２〜１００ｎｍ程度
と薄く形成され、ｐ側電極８はたとえばＴｉ／Ａｕの積
層体からなっており、０.５〜１μｍ程度に厚く形成さ
れている。
【００１１】基板１上に積層される半導体層は、たとえ
ばＧａＮからなる低温バッファ層２が０.０１〜０.２μ
ｍ程度堆積され、ついでクラッド層となるｎ形層３が１
〜５μｍ程度堆積され、さらに、バンドギャップエネル
ギーがクラッド層のそれよりも小さくなる材料、たとえ
ばＩｎＧａＮ系化合物半導体からなる活性層４が０.０
５〜０.３μｍ程度、ｐ形のＡｌＧａＮ系化合物半導体
層５ａおよびＧａＮ層５ｂからなるｐ形層（クラッド
層）５が０.２〜１μｍ程度、それぞれ順次積層される
ことにより構成されている。なお、ｐ形層５はＡｌＧａ
Ｎ系化合物半導体層５ａとＧａＮ層５ｂとの複層になっ
ているが、キャリアの閉じ込め効果の点からＡｌを含む
層が設けられることが好ましいためで、ＧａＮ層だけで
もよい。また、ｎ形層３にもＡｌＧａＮ系化合物半導体
層を設けて複層にしてもよく、またこれらを他のチッ化
ガリウム系化合物半導体層で形成することもできる。さ
らに、この例では、ｎ形層３とｐ形層５とで活性層４が
挟持されたダブルヘテロ接合構造であるが、ｎ形層とｐ
形層とが直接接合するｐｎ接合構造のものでもよい。
ばＧａＮからなる低温バッファ層２が０.０１〜０.２μ
ｍ程度堆積され、ついでクラッド層となるｎ形層３が１
〜５μｍ程度堆積され、さらに、バンドギャップエネル
ギーがクラッド層のそれよりも小さくなる材料、たとえ
ばＩｎＧａＮ系化合物半導体からなる活性層４が０.０
５〜０.３μｍ程度、ｐ形のＡｌＧａＮ系化合物半導体
層５ａおよびＧａＮ層５ｂからなるｐ形層（クラッド
層）５が０.２〜１μｍ程度、それぞれ順次積層される
ことにより構成されている。なお、ｐ形層５はＡｌＧａ
Ｎ系化合物半導体層５ａとＧａＮ層５ｂとの複層になっ
ているが、キャリアの閉じ込め効果の点からＡｌを含む
層が設けられることが好ましいためで、ＧａＮ層だけで
もよい。また、ｎ形層３にもＡｌＧａＮ系化合物半導体
層を設けて複層にしてもよく、またこれらを他のチッ化
ガリウム系化合物半導体層で形成することもできる。さ
らに、この例では、ｎ形層３とｐ形層５とで活性層４が
挟持されたダブルヘテロ接合構造であるが、ｎ形層とｐ
形層とが直接接合するｐｎ接合構造のものでもよい。
【００１２】本発明の半導体発光素子では、前述のよう
に、ｎ側電極９が、金属薄膜９ａと、ＴｉとＡｌとの合
金などからなる金属層９ｂの積層構造からなっている。
この金属薄膜９ａは、たとえばＮｉおよびＡｕをそれぞ
れ５ｎｍづつ成膜してシンターすることにより、ｎ形層
３の半導体層にも一部が浸透し、全体で２〜７ｎｍ程度
の薄い膜で形成されている。その上に、たとえばＴｉを
０.１μｍ程度、Ａｌを０.３μｍ程度それぞれ成膜して
電極形状にパターニングしてから合金化させることによ
り、０.３〜０.４μｍ程度の厚さに形成されている。金
属層９ｂは、ＴｉとＡｌの合金でなくても、Ｔｉ／Ａｌ
の積層体またはＴｉ／Ａｕの積層体でも前述の金属薄膜
９ａを介することにより、オーミックコンタクトおよび
接着性が向上する。
に、ｎ側電極９が、金属薄膜９ａと、ＴｉとＡｌとの合
金などからなる金属層９ｂの積層構造からなっている。
この金属薄膜９ａは、たとえばＮｉおよびＡｕをそれぞ
れ５ｎｍづつ成膜してシンターすることにより、ｎ形層
３の半導体層にも一部が浸透し、全体で２〜７ｎｍ程度
の薄い膜で形成されている。その上に、たとえばＴｉを
０.１μｍ程度、Ａｌを０.３μｍ程度それぞれ成膜して
電極形状にパターニングしてから合金化させることによ
り、０.３〜０.４μｍ程度の厚さに形成されている。金
属層９ｂは、ＴｉとＡｌの合金でなくても、Ｔｉ／Ａｌ
の積層体またはＴｉ／Ａｕの積層体でも前述の金属薄膜
９ａを介することにより、オーミックコンタクトおよび
接着性が向上する。
【００１３】さらに、本発明の半導体発光素子では、図
示されていないが後述するように、ｎ側電極９が設けら
れるｎ形層３の表面が、１０〜４０ｎｍの表面粗さにな
るようにエッチングされて、その表面にｎ側電極９が設
けられている。
示されていないが後述するように、ｎ側電極９が設けら
れるｎ形層３の表面が、１０〜４０ｎｍの表面粗さにな
るようにエッチングされて、その表面にｎ側電極９が設
けられている。
【００１４】つぎに、本発明の半導体発光素子のｎ側電
極９によれば、オーミックコンタクト特性が良好で、か
つ、ｎ形層３との接着力が大きくなる理由について説明
をする。従来、ＳｉがドープされたＧａＮなどのチッ化
ガリウム系化合物半導体と良好なオーミックコンタクト
を得るためには、その表面にＴｉとＡｌの合金で形成さ
れるのが一番好ましいと考えられていた。しかし、本発
明者らがさらなるオーミックコンタクト特性の向上と、
電極金属とｎ形層３との接着力を向上させるため、鋭意
検討を重ねた結果、ＴｉおよびＡｌの合金層とｎ形層３
との間に薄い金属薄膜を介在させることにより、そのオ
ーミックコンタクト特性および接着力が向上することを
見出したものである。これは、金属薄膜９ａが電極の密
着性向上の役割を果たし、電極ハガレを防止するためと
考えられる。
極９によれば、オーミックコンタクト特性が良好で、か
つ、ｎ形層３との接着力が大きくなる理由について説明
をする。従来、ＳｉがドープされたＧａＮなどのチッ化
ガリウム系化合物半導体と良好なオーミックコンタクト
を得るためには、その表面にＴｉとＡｌの合金で形成さ
れるのが一番好ましいと考えられていた。しかし、本発
明者らがさらなるオーミックコンタクト特性の向上と、
電極金属とｎ形層３との接着力を向上させるため、鋭意
検討を重ねた結果、ＴｉおよびＡｌの合金層とｎ形層３
との間に薄い金属薄膜を介在させることにより、そのオ
ーミックコンタクト特性および接着力が向上することを
見出したものである。これは、金属薄膜９ａが電極の密
着性向上の役割を果たし、電極ハガレを防止するためと
考えられる。
【００１５】このように、金属薄膜９ａは電極の密着性
を向上するためのものであるため、薄い金属薄膜が介在
されておればよく、半導体層の表面に盛り上がるほど設
けられていなくても、半導体層の表面に合金化された分
だけで、その表面に突出する部分を王水などにより除去
されていてもよい。さらに、前述のＮｉとＡｕの合金で
なくても、Ａｕ-Ｇｅ-Ｎｉ、Ｚｎ-Ｎｉ、Ｉｎ-Ｎｉ、Ｉ
ｎ-Ｚｎ、Ｉｎ-Ｚｎ-Ｎｉ、Ｔｉ-Ａｌなどの合金やＮｉ
などの他の金属からなる薄膜でも同様に好結果が得られ
た。
を向上するためのものであるため、薄い金属薄膜が介在
されておればよく、半導体層の表面に盛り上がるほど設
けられていなくても、半導体層の表面に合金化された分
だけで、その表面に突出する部分を王水などにより除去
されていてもよい。さらに、前述のＮｉとＡｕの合金で
なくても、Ａｕ-Ｇｅ-Ｎｉ、Ｚｎ-Ｎｉ、Ｉｎ-Ｎｉ、Ｉ
ｎ-Ｚｎ、Ｉｎ-Ｚｎ-Ｎｉ、Ｔｉ-Ａｌなどの合金やＮｉ
などの他の金属からなる薄膜でも同様に好結果が得られ
た。
【００１６】また、ｎ形層３の表面粗さが粗く形成され
ていることにより、ｎ側電極９とｎ形層３との接触面積
が大きくなり、接着力およびオーミックコンタクト特性
が向上する。
ていることにより、ｎ側電極９とｎ形層３との接触面積
が大きくなり、接着力およびオーミックコンタクト特性
が向上する。
【００１７】つぎに、図１に示される半導体発光素子の
製法について説明をする。
製法について説明をする。
【００１８】有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）
により、キャリアガスのＨ2 と共にトリメチリガリウム
（ＴＭＧ）、アンモニア（以下、ＮＨ3 という）などの
反応ガスおよびｎ形にする場合のドーパントガスとして
のＳｉＨ4 などを供給して、まず、たとえばサファイア
からなる絶縁基板１上に、たとえば４００〜６００℃程
度の低温で、ＧａＮ層からなる低温バッファ層２を０.
０１〜０.２μｍ程度程度、同じ組成でｎ形のｎ形層
（クラッド層）３を１〜５μｍ程度成膜する。さらにド
ーパントガスを止めて、反応ガスとしてトリメチルイン
ジウム（以下、ＴＭＩｎという）を追加し、ＩｎＧａＮ
系化合物半導体からなる活性層４を０.０５〜０.３μｍ
程度成膜する。
により、キャリアガスのＨ2 と共にトリメチリガリウム
（ＴＭＧ）、アンモニア（以下、ＮＨ3 という）などの
反応ガスおよびｎ形にする場合のドーパントガスとして
のＳｉＨ4 などを供給して、まず、たとえばサファイア
からなる絶縁基板１上に、たとえば４００〜６００℃程
度の低温で、ＧａＮ層からなる低温バッファ層２を０.
０１〜０.２μｍ程度程度、同じ組成でｎ形のｎ形層
（クラッド層）３を１〜５μｍ程度成膜する。さらにド
ーパントガスを止めて、反応ガスとしてトリメチルイン
ジウム（以下、ＴＭＩｎという）を追加し、ＩｎＧａＮ
系化合物半導体からなる活性層４を０.０５〜０.３μｍ
程度成膜する。
【００１９】ついで、反応ガスのＴＭＩｎをトリメチル
アルミニウム（以下、ＴＭＡという）に変更し、ドーパ
ントガスとしてシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃ
ｐ2Ｍｇ）またはジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）を導入し
て、ｐ形のＡｌＧａＮ系化合物半導体層５ａを０.１〜
０.５μｍ程度、さらに再度反応ガのをＴＭＡを止めて
ｐ形のＧａＮ層５ｂを０.１〜０.５μｍ程度それぞれ積
層し、ｐ形層５を形成する。
アルミニウム（以下、ＴＭＡという）に変更し、ドーパ
ントガスとしてシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃ
ｐ2Ｍｇ）またはジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）を導入し
て、ｐ形のＡｌＧａＮ系化合物半導体層５ａを０.１〜
０.５μｍ程度、さらに再度反応ガのをＴＭＡを止めて
ｐ形のＧａＮ層５ｂを０.１〜０.５μｍ程度それぞれ積
層し、ｐ形層５を形成する。
【００２０】その後、表面にＳｉＮなどの保護膜を設け
てｐ形ドーパントの活性化のため、４００〜８００℃程
度で１０〜６０分程度のアニールを行い、たとえばＮｉ
およびＡｕを蒸着してシンターすることにより拡散メタ
ル層７を２〜１００ｎｍ程度形成する。ついで、ｎ側電
極９を形成するためｎ形層３が露出するように、積層さ
れた半導体層の一部を塩素ガスなどによる反応性イオン
エッチングによりエッチングをする。このエッチングの
際に、イオンの加速電圧をたとえば通常の５００Ｖから
７００Ｖ程度に高くすることにより、エッチングされる
半導体層の表面が粗くなり、表面粗さが１０〜４０ｎｍ
程度の粗さにすることができる。
てｐ形ドーパントの活性化のため、４００〜８００℃程
度で１０〜６０分程度のアニールを行い、たとえばＮｉ
およびＡｕを蒸着してシンターすることにより拡散メタ
ル層７を２〜１００ｎｍ程度形成する。ついで、ｎ側電
極９を形成するためｎ形層３が露出するように、積層さ
れた半導体層の一部を塩素ガスなどによる反応性イオン
エッチングによりエッチングをする。このエッチングの
際に、イオンの加速電圧をたとえば通常の５００Ｖから
７００Ｖ程度に高くすることにより、エッチングされる
半導体層の表面が粗くなり、表面粗さが１０〜４０ｎｍ
程度の粗さにすることができる。
【００２１】つぎに、露出したｎ形層３の表面にＮｉお
よびＡｕをそれぞれ５ｎｍ程度づつ真空蒸着により付着
し、３００〜５００℃程度で５〜１５分程度の熱処理を
行いシンターする。その結果、ＮｉとＡｕは合金化し、
その一部は半導体層に侵入してその表面には２〜７ｎｍ
程度の厚さになる。このｎ形層３の表面に盛り上がる合
金の薄膜は王水などによりエッチングをして除去しても
よい。エッチングをする場合でも、ｎ側電極９を設ける
部分の少なくとも半導体層に侵入した合金層の薄膜部分
は残るようにする。その後、さらにｎ側電極金属のＴｉ
およびＡｌをそれぞれ０.１μｍ程度と０.３μｍ程度づ
つ真空蒸着などにより成膜し、さらにｐ側電極のために
拡散メタル層７上にＴｉとＡｕをそれぞれ真空蒸着し、
３００〜５００℃程度で５〜１５分程度シンターするこ
とにより、上部電極８および下部電極９を形成する。そ
の結果、図１に示される半導体発光素子が得られる。
よびＡｕをそれぞれ５ｎｍ程度づつ真空蒸着により付着
し、３００〜５００℃程度で５〜１５分程度の熱処理を
行いシンターする。その結果、ＮｉとＡｕは合金化し、
その一部は半導体層に侵入してその表面には２〜７ｎｍ
程度の厚さになる。このｎ形層３の表面に盛り上がる合
金の薄膜は王水などによりエッチングをして除去しても
よい。エッチングをする場合でも、ｎ側電極９を設ける
部分の少なくとも半導体層に侵入した合金層の薄膜部分
は残るようにする。その後、さらにｎ側電極金属のＴｉ
およびＡｌをそれぞれ０.１μｍ程度と０.３μｍ程度づ
つ真空蒸着などにより成膜し、さらにｐ側電極のために
拡散メタル層７上にＴｉとＡｕをそれぞれ真空蒸着し、
３００〜５００℃程度で５〜１５分程度シンターするこ
とにより、上部電極８および下部電極９を形成する。そ
の結果、図１に示される半導体発光素子が得られる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、ｎ側電極のオーミック
コンタクト特性および半導体層との接着力が向上し、順
方向電圧を低くすることができると共に、剥離などが生
じることがなく、信頼性が大幅に向上する。
コンタクト特性および半導体層との接着力が向上し、順
方向電圧を低くすることができると共に、剥離などが生
じることがなく、信頼性が大幅に向上する。
【図１】本発明の半導体発光素子の一実施形態の断面説
明図である。
明図である。
【図２】従来の半導体発光素子の一例の斜視説明図であ
る。
る。
１ 基板 ３ ｎ形層 ４ 活性層 ５ ｐ形層 ８ ｐ側電極 ９ ｎ側電極 ９ａ 金属薄膜 ９ｂ 金属層
フロントページの続き (72)発明者 筒井 毅 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株 式会社内 (72)発明者 伊藤 範和 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株 式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 基板と、該基板上に設けられるチッ化ガ
リウム系化合物半導体からなるｎ形層およびｐ形層を含
む半導体積層部と、前記ｎ形層およびｐ形層にそれぞれ
接続して設けられる電極とからなり、前記ｎ形層に設け
られる電極が、該ｎ形層上に設けられる金属薄膜を介し
てＴｉとＡｌの合金もしくは積層体またはＴｉとＡｕの
積層体からなる金属層で形成されてなる半導体発光素
子。 - 【請求項２】 前記金属薄膜が、Ｎｉ-Ａｕ合金、Ａｕ-
Ｇｅ-Ｎｉ合金、Ｚｎ-Ｎｉ合金、Ｉｎ-Ｎｉ合金、Ｉｎ-
Ｚｎ合金、Ｉｎ-Ｚｎ-Ｎｉ合金、Ｔｉ-Ａｌ合金および
Ｎｉの群からなる少なくとも１種の金属からなる請求項
１記載の半導体発光素子。 - 【請求項３】 前記金属薄膜が設けられる前記ｎ形層の
表面が、１０〜４０ｎｍの表面粗さに形成されてなる請
求項１または２記載の半導体発光素子。 - 【請求項４】 基板と、該基板上に設けられるチッ化ガ
リウム系化合物半導体からなるｎ形層およびｐ形層を含
む半導体積層部と、前記ｎ形層およびｐ形層にそれぞれ
接続して設けられる電極とからなり、前記電極が設けら
れるｎ形層の表面が、１０〜４０ｎｍの表面粗さに形成
されてなる半導体発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32633296A JPH10173226A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 半導体発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32633296A JPH10173226A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 半導体発光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10173226A true JPH10173226A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18186600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32633296A Pending JPH10173226A (ja) | 1996-12-06 | 1996-12-06 | 半導体発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10173226A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005136415A (ja) * | 2003-10-27 | 2005-05-26 | Samsung Electronics Co Ltd | ＩＩＩ−Ｖ族ＧａＮ系化合物半導体及びそれに適用されるｐ型電極 |
| KR100675220B1 (ko) * | 2005-05-18 | 2007-01-29 | 삼성전기주식회사 | 질화물계 반도체 발광소자 |
| JP2008543032A (ja) * | 2005-05-27 | 2008-11-27 | ラティス パワー （チアンシ） コーポレイション | ＩｎＧａＡｌＮ発光装置とその製造方法 |
| JP2015508941A (ja) * | 2012-03-01 | 2015-03-23 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ | オプトエレクトロニクス半導体チップ |
-
1996
- 1996-12-06 JP JP32633296A patent/JPH10173226A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005136415A (ja) * | 2003-10-27 | 2005-05-26 | Samsung Electronics Co Ltd | ＩＩＩ−Ｖ族ＧａＮ系化合物半導体及びそれに適用されるｐ型電極 |
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| JP2012212929A (ja) * | 2005-05-27 | 2012-11-01 | Lattice Power (Jiangxi) Corp | ＩｎＧａＡｌＮ発光装置とその製造方法 |
| JP2015508941A (ja) * | 2012-03-01 | 2015-03-23 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングＯｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ | オプトエレクトロニクス半導体チップ |
| US9214600B2 (en) | 2012-03-01 | 2015-12-15 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelectronic semiconductor chip |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051018 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060207 |