JPH10209500A

JPH10209500A - 素子の電極及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10209500A
Application number: JP2852797A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Kamimura; 俊也上村; Naoki Shibata; 直樹柴田; Masanori Murakami; 正紀村上
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1997-01-27
Filing date: 1997-01-27
Publication date: 1998-08-07
Anticipated expiration: 2017-01-27
Also published as: JP3303711B2

Abstract

(57)【要約】【課題】素子の電極の透過率を向上させること。【解決手段】コンタクト層17上に膜厚15Åの金(Au)から
成る第１金属層81、膜厚60Åのコバルト(Co)から成る第
２金属層82を順次形成し、熱処理によりコンタクト層17
と第１金属層81と第２金属層82とを合金化する。これに
より第１金属層81と第２金属層82の一部が反応し、膜厚
が比較的厚い領域と、比較的薄いか全く形成されていな
い領域とが混在し、比較的厚い領域が略網目状に形成さ
れる。この結果、比較的厚い領域における横方向の電流
の拡散性を維持し、且つ、比較的薄いか全く形成されて
いない領域における透過率が向上し、全体として電極の
透過率を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、発光素子又は受光
素子の電極とその製造方法に関し、特に、素子の光の入
力又は出力側に設けられた透光性金属電極とその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光取り出し側に透光性を有する金
属電極を設けた素子としては窒化ガリウム(GaN) 系化合
物半導体発光素子として例えば図８に示すものが開示さ
れている（特開平６−３１４８２２号公報）。この発光
素子では、サファイア基板１上にｎ型GaN 系化合物半導
体層２、ｐ型ＧａＮ系化合物半導体層３が順次積層さ
れ、ｐ型半導体層３の一部をエッチングにより除去して
ｎ型半導体層２を露出させ、ｎ型半導体層２及びｐ型半
導体層３上にそれぞれｎ型電極４及びｐ型電極５を形成
している。ｐ型電極５は、例えば膜厚 0.03 μｍのNiを
蒸着した後に、膜厚 0.07 μｍのAuを蒸着し、熱アニー
リングによりNiとAuとを合金化し、オーミック接触を得
ると共に透光性にしている。これによりｐ型電極５側か
らの光取り出しを可能としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
場合を含め、透光性を有する金属電極においては、素子
との密着性を考慮すれば、厚さは一般的に100 Å程度必
要となり、この厚さでは透光性を有するが透過率の低減
が避けられず、発光量の向上が図れないという問題があ
る。

【０００４】従って、本発明の目的は、上記課題に鑑
み、電極の透過率を向上させ、発光効率若しくは受光効
率を向上させることである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の手段を採用することができる。
この手段によると、素子の光の入力又は出力側に設けら
れた透光性を有する金属電極において、素子の電極形成
面上に膜厚が比較的厚い領域と、比較的薄いか全く形成
されていない領域とが混在し、比較的厚い領域が略網目
状に連続して形成される。これにより、素子内ではわず
かに電流の拡散があるので、略網目状の比較的厚い領域
の間隔が十分に小さければ電極形成面上の全面に渡って
電極を形成せずともほぼ素子の全面に渡って電流を流す
ことができ、比較的厚い領域間に形成される比較的薄い
領域では、光の透過率が向上し、結果として電極全体で
の光の透過率を向上させることできる。

【０００６】請求項２に記載の手段によると、素子の電
極形成面上に第１金属及び第２金属を形成し、熱処理に
より第１金属と第２金属とを反応させ、反応生成物を適
度に凝集させ、素子の光の入力又は出力側に設けられた
透光性を有する金属電極を製造する。この場合の凝集と
は、前記反応生成物の横方向のつながりが無くならない
程度の凝集であり、熱処理の温度、時間、雰囲気等によ
り制御できる。又、ここでいう第１金属及び第２金属の
形成とは、それぞれの金属から成る層が形成されること
の他に合金の状態で同時に形成されることも含まれる。
これにより、電極形成面上に比較的厚い領域と、比較的
薄いか全く形成されていない領域とが混在し、比較的厚
い領域を略網目状に連続して形成することができる。こ
の連続した略網目により電流を素子に注入して一様な面
発光が得られると共に、比較的薄い領域における光の透
過率が向上し、電極全体での透過率が向上した素子を得
ることができる。

【０００７】請求項３に記載の手段によれば、第１金属
が貴金属の１つ又は複数より構成されることにより、金
属電極が所望の略網目状に形成される。

【０００８】請求項４に記載の手段によると、第２金属
を、銀(Ag)、コバルト(Co)、クロム(Cr)、銅(Cu)、鉄(F
e)、ゲルマニウム(Ge)、インジウム(In)、マグネシウム
(Mg)、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、
白金(Pt)、スズ(Sn)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、バナ
ジウム(V) 、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)のうちいずれ
か１つ又は複数より構成する。これにより、比較的薄い
か全く形成されていない領域を良好に形成できる。

【０００９】請求項５に記載の手段によると、第１金属
を金(Au)で構成し、第２金属を請求項４に記載の金属と
することで、金(Au)と他の金属を固溶させ、固溶体を良
好に凝集して比較的厚い領域と、比較的薄いか全く形成
されていない領域を所望形状に形成できる。

【００１０】第１及び第２金属の膜厚は２００Åを超え
ると透過率が低下し、５Å未満では密着性が低下するの
で、請求項６に記載の手段の如く第１及び第２金属の膜
厚をそれぞれ５〜２００Åとすることで透過率を確保
し、密着性を向上できる。

【００１１】請求項７に記載の手段によると、第１金属
形成工程により素子の電極形成面上に第１金属を粒状に
形成し、続いて第２金属形成工程により第１金属及び電
極形成面上に、第１金属と異なる組成の第２金属を形成
する。これにより、粒状に形成された第１金属を核とし
て第２金属が横方向に成長し、略網目状に連続した比較
的厚い部分と、核と核との間に第２金属が全く存在しな
い或いは薄く張られた部分とが形成され、第２金属が全
く存在しない或いは薄く張られた部分における透過率が
向上し、請求項２に記載の手段と同等の効果を得ること
ができる。

【００１２】請求項８に記載の手段によると、第１金属
が金(Au)から成るとき、第２金属を銅(Cu)、インジウム
(In)、マグネシウム(Mg)、マンガン(Mn)、鉛(Pb)、パラ
ジウム(Pd)、スズ(Sn)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、バ
ナジウム(V) 、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)のうちいず
れか１つ又は複数で構成する。これにより、第１金属を
核として第２金属をより良好に薄膜形成することができ
る。

【００１３】請求項９に記載の手段によると、微粒子形
成工程により素子の電極形成面上に微粒子を分散し、電
極形成面上に微粒子を吸着させ、金属層形成工程により
電極形成面及び微粒子上に金属層を形成する。そして、
微粒子除去工程により電極形成面上より微粒子を除去す
る。これにより、微粒子が除去された部分では電極形成
面が露出される、即ち金属が形成されていないため、金
属層を略網目状に形成することができ、電極形成面が露
出した部分における透過率が向上し、請求項２に記載の
手段と同等の効果を得ることができる。

【００１４】請求項１０に記載の手段によると、金属層
の膜厚を微粒子の径以下とすることにより、微粒子をよ
り良好に除去できる。

【００１５】請求項１１に記載の手段によると、微粒子
形成工程により素子の電極形成面上に微粒子を分散し、
電極形成面に微粒子を固着させる。尚、ここでいう微粒
子の固着とは、例えば電極形成面に微粒子の一部分が埋
め込まれるように、容易には微粒子を除去できない状況
のことをいう。そして、金属層形成工程により電極形成
面及び微粒子上に金属層を形成し、微粒子を核として金
属層を薄膜形成する。これにより、核と核とを連続して
略網目状に形成された部分と、それらの間に金属層が全
く存在しない或いは薄く張られた部分とが形成され、金
属層が全く存在しない或いは薄く張られた部分における
透過率が向上し、請求項２に記載の手段と同等の効果を
得ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】

（第１実施例）以下、本発明を具体的な実施例に基づい
て説明する。図１は、サファイア基板１１上に形成され
たGaN 系化合物半導体で形成された発光素子１００の模
式的な断面構成図である。サファイア基板１１の上には
AlNから成る膜厚約２５ｎｍのバッファ層１２が設けら
れ、その上にシリコン(Si)ドープのGaN から成る膜厚約
４．０μｍの高キャリア濃度ｎ⁺層１３が形成されてい
る。この高キャリア濃度ｎ⁺層１３の上にシリコン(Si)
ドープのｎ型GaN から成る膜厚約０．５μｍのクラッド
層１４が形成されている。

【００１７】そして、クラッド層１４の上に膜厚約３５
ÅのGaN から成るバリア層１５１と膜厚約３５ÅのIn
_0.20Ga_0.80N から成る井戸層１５２で構成された多重量
子井戸構造（ＭＱＷ）の発光層１５が交互に積層形成さ
れている。バリア層１５１は６層、井戸層１５２は５層
である。発光層１５の上にはｐ型Al_0.15Ga_0.85N から成
る膜厚約５０ｎｍのクラッド層１６が形成されている。
さらに、クラッド層１６の上にはｐ型GaN から成る膜厚
約１００ｎｍのコンタクト層１７が形成されている。

【００１８】又、コンタクト層１７の上には金属蒸着に
よる透光性の電極１８Ａが、ｎ⁺層１３上には電極１８
Ｂが形成されている。透光性の電極１８Ａは、コンタク
ト層１７に接合する膜厚１５Åの金(Au)と、金(Au)に接
合する膜厚６０Åのコバルト(Co)などの後述の金属元素
とで構成されている。電極１８Ｂは膜厚２００Åのバナ
ジウム(V) と膜厚１．８μｍのアルミニウム(Al)又はア
ルミニウム合金で構成されている。

【００１９】次に、この発光素子１００の製造方法につ
いて説明する。上記発光素子１００は、有機金属気相成
長法（以下ＭＯＶＰＥと略す）による気相成長により製
造された。用いられたガスは、アンモニア(NH₃) 、キャ
リアガス(H₂,N₂) 、トリメチルガリウム(Ga(CH₃)₃)（以
下「TMG 」と記す）、トリメチルアルミニウム(Al(CH₃)
₃)（以下「TMA 」と記す）、トリメチルインジウム(In
(CH₃)₃)（以下「TMI 」と記す）、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「CP
₂Mg 」と記す）である。

【００２０】まず、有機洗浄及び熱処理により洗浄した
ａ面を主面とした単結晶のサファイア基板１１をＭＯＶ
ＰＥ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２liter/分で約３０分間反応室に流
しながら温度１１００℃でサファイア基板１１をベーキ
ングした。

【００２１】次に、温度を４００℃まで低下させて、H₂
を２０liter/分、NH₃を１０liter/分、TMA を１．８×
１０^-5モル／分で供給してAlN のバッファ層１２を約２
５ｎｍの膜厚に形成した。次に、サファイア基板１１の
温度を１１５０℃に保持し、H₂を２０liter/分、NH₃を
１０liter/分、TMG を１．７×１０^-4モル／分、H₂ガス
により０．８６ｐｐｍに希釈されたシランを２０×１０
^-8モル／分で供給し、膜厚約４．０μｍ、電子濃度２×
１０¹⁸/cm³、シリコン濃度４×１０¹⁸/cm³のGaN から成
る高キャリア濃度ｎ⁺層１３を形成した。

【００２２】次に、サファイア基板１１の温度を１１５
０℃に保持し、N₂又はH₂を１０liter/分、NH₃を１０li
ter/分、TMG を１．１２×１０^-4モル／分、TMA を０．
４７×１０^-4モル／分、H₂ガスにより０．８６ｐｐｍに
希釈されたシランを５×１０^-9モル／分で供給して、膜
厚約０．５μｍ、電子濃度１×１０¹⁸/cm³、シリコン濃
度２×１０¹⁸/cm³のGaN から成るクラッド層１４を形成
した。

【００２３】上記のクラッド層１４を形成した後、続い
て、N₂又はH₂を２０liter/分、NH₃を１０liter/分、TMG
を２．０×１０^-4モル／分で供給して、膜厚約３５Å
のGaN から成るバリア層１５１を形成した。次に、N₂又
はH₂、NH₃の供給量を一定として、TMG を７．２×１０
^-5モル／分、TMI を０．１９×１０^-4モル／分で供給し
て、膜厚約３５ÅのIn_0.20Ga_0.80N から成る井戸層１５
２を形成した。さらに、バリア層１５１と井戸層１５２
を同一条件で５周期形成し、その上にGaN から成るバリ
ア層１５１を形成した。このようにして５周期のＭＱＷ
構造の発光層１５を形成した。

【００２４】次に、サファイア基板１１の温度を１１０
０℃に保持し、N₂又はH₂を１０liter/分、NH₃を１０li
ter/分、TMG を１．０×１０^-4モル／分、TMA を１．０
×１０^-4モル／分、CP₂Mg を２×１０^-5モル／分で供給
して、膜厚約５０ｎｍ、マグネシウム(Mg)濃度５×１０
¹⁹/cm³のマグネシウム(Mg)をドープしたｐ型Al_0.15Ga
_0.85N から成るクラッド層１６を形成した。

【００２５】次に、サファイア基板１１の温度を１１０
０℃に保持し、N₂又はH₂を２０liter/分、NH₃を１０li
ter/分、TMG を１．１２×１０^-4モル／分、CP₂Mg を２
×１０^-5モル／分で供給して、膜厚約１００ｎｍ、マグ
ネシウム(Mg)濃度５×１０¹⁹/cm³のマグネシウム(Mg)を
ドープしたｐ型GaN から成るコンタクト層１７を形成し
た。

【００２６】次に、コンタクト層１７の上にエッチング
マスクを形成し、所定領域のマスクを除去して、マスク
で覆われていない部分のコンタクト層１７、クラッド層
１６、発光層１５、クラッド層１４、ｎ⁺層１３の一部
を塩素を含むガスによる反応性イオンエッチングにより
エッチングして、ｎ⁺層１３の表面を露出させた。次
に、以下の手順で、ｎ⁺層１３に対する電極１８Ｂとコ
ンタクト層１７に対する透光性の電極１８Ａを形成し
た。

【００２７】(1) フォトレジストを塗布し、フォトリソ
グラフィによりｎ⁺層１３の露出面上の所定領域に窓を
形成して、１０^-6Torrオーダ以下の高真空に排気した
後、膜厚２００Åのバナジウム(V) と膜厚１．８μｍの
アルミニウム(Al)を蒸着した。次に、フォトレジストを
除去する。これによりｎ⁺層１３の露出面上に電極１８
Ｂが形成される。 (2) 次に、表面上にフォトレジスト１９を一様に塗布し
て、フォトリソグラフィにより、コンタクト層１７の上
の電極形成部分のフォトレジスト１９を除去して、図２
に示すように窓部１９Ａを形成する。 (3) 蒸着装置にて、フォトレジスト１９及び露出させた
コンタクト層１７上に、１０^-6Torrオーダ以下の高真空
に排気した後、膜厚15Åの金(Au)を成膜させて、図２に
示すように、第１金属層８１を形成する。 (4) 続いて、第１金属層８１の上に膜厚60Åのコバルト
(Co)を成膜させて、図２に示すように、第２金属層８２
を形成する。 (5) 次に、試料を蒸着装置から取り出し、リフトオフ法
によりフォトレジスト１９上に堆積したAuとCoとを除去
し、コンタクト層１７に対する透光性の電極１８Ａを形
成する。 (6) 次に、透光性の電極１８Ａ上の一部にボンディング
用の電極パッド２０を形成するために、フォトレジスト
を一様に塗布して、その電極パッド２０の形成部分のフ
ォトレジストに窓を開ける。次に、コバルト(Co)もしく
はニッケル(Ni)と金(Au)、アルミニウム(Al)、又は、そ
れらの合金を膜厚1.5 μｍ程度に、蒸着により成膜さ
せ、(5) の工程と同様に、リフトオフ法により、フォト
レジスト上に蒸着により堆積したCoもしくはNiとAu、A
l、又はそれらの合金から成る膜を除去して、電極パッ
ド２０を形成する。 (7) その後、試料雰囲気を真空ポンプで排気し、O₂ガス
を供給して圧力 3Paとし、その状態で雰囲気温度を約 5
50℃にして、3 分程度、加熱し、コンタクト層１７、ク
ラッド層１６をｐ型低抵抗化すると共にコンタクト層１
７と第１金属層８１と第２金属層８２との合金化処理、
電極１８Ｂとｎ⁺層１３との合金化処理を行った。

【００２８】この熱処理によりAuから成る第１金属層８
１とCoから成る第２金属層８２の一部が反応し、平面視
で比較的厚い部分が略網目状に連続した金属層が得られ
る。この状態の模式的な断面構成を図３に、走査型電子
顕微鏡(SEM) による表面写真を図７に示す。コンタクト
層１７上に略網目状に凝集した反応生成物８３が形成さ
れ、各反応生成物８３間には第２金属層８２が形成され
ている。図７において、黒い部分がGaN のコンタクト層
１７の地肌又は極めて薄く形成された第２金属層８２を
示し、白い部分即ち反応生成物８３が略網目状に形成さ
れている。これにより、黒い部分における透過率が向上
し、発光量を増加させることができる。尚、反応生成物
８３が請求項でいう比較的厚い領域に相当し、反応生成
物８３間に形成された第２金属層８２が比較的薄いか金
属層の全く形成されていない領域に相当する。

【００２９】本実施例では、Auから成る第１金属層８１
上にCoから成る第２金属層８２を形成する構成とした
が、上下を入れ換えて形成してもよい。又、本実施例で
は第１金属層８１をAuで構成したが、この他に銀(Ag)、
パラジウム(Pd)などの貴金属を用いることで、適当な反
応生成物を得ることができる。又、本実施例では、第２
金属層８２をCoで構成したが、この他に銀(Ag)、コバル
ト(Co)、クロム(Cr)、銅(Cu)、鉄(Fe)、ゲルマニウム(G
e)、インジウム(In)、マグネシウム(Mg)、マンガン(M
n)、ニッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、スズ(S
n)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、バナジウム(V) 、亜鉛
(Zn)、ジルコニウム(Zr)などの１種又は複数種が利用可
能である。特に、これら金属は第１金属層８１がAuであ
るとき効果的である。又、本実施例では、電極１８Ａを
２層構造としたが、上記材料を用いて３層以上の構造と
してもよい。又、本実施例では、合金化処理温度を約 5
50℃としたが、1000℃以下の範囲で利用可能である。

【００３０】発光素子１００の発光層１５はＭＱＷ構造
としたが、ＳＱＷやIn_0.2Ga_0.8N 等から成る単層、その
他、任意の混晶比の４元、３元系のAlInGaN としても良
い。又、ｐ型不純物としてMgを用いたがベリリウム(B
e)、亜鉛(Zn)等の２族元素を用いることができる。又、
第１金属層８１と第２金属層８２とを合わせた透光性電
極１８Ａの膜厚は、それぞれ５〜２００Åの膜厚に形成
されていればよいが、透光性を得るために200 Å以下の
範囲内にあることが望ましく、密着性と透光性及び電極
抵抗の面から40〜200 Åの範囲内にあることがより好ま
しい。

【００３１】（第２実施例）上記第１実施例では、Auか
ら成る第１金属層８１とCoから成る第２金属層８２とを
形成した後に、合金化処理により略網目状の反応生成物
８３と薄膜化したCoとを混在形成する構成としたが、第
２実施例では第１金属８１０を粒状に形成し、その粒状
の第１金属８１０を核として第２金属８２０を薄膜形成
する点に特徴がある。コンタクト層１７上にフォトレジ
スト１９を形成し、フォトリソグラフィにより窓部１９
Ａを形成するところまでは第１実施例と同様である。以
下、図４を用いて第２実施例の電極形成方法を説明す
る。

【００３２】まず、蒸着装置にてフォトレジスト１９及
び露出させたコンタクト層１７上に１０^-6Torrオーダ以
下の高真空に排気した後、金(Au)を僅かに蒸着し、島状
に第１金属８１０を形成する。ここで、島状に金属を形
成するための手段として、例えば金属成膜時の基板温度
を上げる、蒸着源の持つエネルギを上げる等がある。続
いて、第１金属８１０及びコンタクト層１７上に鉛(Pb)
を成膜させて、第２金属８２０を形成する。この場合、
試料に到達したPb蒸着粒子はAuと結合しやすいため、試
料表面をマイグレーションし、島状に形成されたAuを核
として成長していく。次に、試料を蒸着装置から取り出
し、リフトオフ法によりフォトレジスト１９上に堆積し
たPbとAuとを除去し、コンタクト層１７に対する透光性
の電極１８Ａを形成する。ボンディング用の電極パッド
の形成以降については第１実施例と同様である。

【００３３】これにより、粒状に形成された第１金属８
１０を核として第２金属８２０が横方向に成長し、第１
金属８１０間に薄膜形成される。よって、第２金属８２
０における透過率が向上し、第１実施例と同様に透光性
の優れた電極を得ることができる。尚、本実施例では、
第１金属８１０を金(Au)で構成したが、銀(Ag)、パラジ
ウム(Pd)などの貴金属を用いてもよい。又、第１金属８
１０が金(Au)から成る場合には、第２金属８２０は鉛(P
b)の他に、インジウム(In)、マグネシウム(Mg)、マンガ
ン(Mn)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、タンタル
(Ta)、チタン(Ti)、バナジウム(V) 、亜鉛(Zn)、ジルコ
ニウム(Zr)のうちいずれか１つ又は複数の利用が可能で
ある。又、本実施例では、金(Au)を僅かに蒸着すること
で、第１金属８１０を粒状に形成する構成としたが、エ
ッチング等の方法で第１金属８１０を粒状に形成しても
よく、その場合には貴金属以外の金属を第１金属８１０
に用いることが可能である。又、第１金属８１０に貴金
属を用いる場合には、第１金属８１０を形成した後に熱
処理により貴金属の表面エネルギを利用して粒状に形成
することが可能である。

【００３４】（第３実施例）本実施例の特徴は、電極形
成面上に吸着された微粒子上に金属層を形成し、その後
微粒子を除去することで電極の透過率を向上させようと
するものである。窓部１９Ａを形成するところまでは第
１実施例と同様であり、以下、図５を用いて電極形成方
法を説明する。

【００３５】まず、露出したコンタクト層１７及びフォ
トレジスト１９上に、粒径がミクロンオーダー以下のSi
O₂から成る微粒子８４を分散し、それら微粒子８４をコ
ンタクト層１７の露出面上に吸着させる。続いて、蒸着
装置にて１０^-6Torrオーダ以下の高真空に排気した後、
全面に金(Au)から成る金属層８５を膜厚100 Åに成膜さ
せる。図５（ａ）はこの状態を示した模式的断面図であ
る。次に、試料を蒸着装置から取り出し、リフトオフ法
によりフォトレジスト１９上に堆積した微粒子８４とAu
とを除去し、超音波によりコンタクト層１７上に吸着さ
れた微粒子８４を除去する。コンタクト層１７上の微粒
子８４が除去された状態を図５（ｂ）に模式的断面図と
して示す。このようにしてコンタクト層１７に対する透
光性の電極１８Ａを形成する。ボンディング用の電極パ
ッドの形成以降については第１実施例と同様である。

【００３６】このようにして得られた電極１８Ａは、平
面上に一様に張られた略網目状の金属層８５が形成さ
れ、微粒子８４の除去によりコンタクト層１７の露出し
た多数の窓８６を有しているので透過率が向上し、第１
実施例と同等の効果を得ることができる。又、本実施例
では金属層８５を単層構造としたが、トータルの膜厚が
粒径以下であれば多層構造としてもよい。又、本実施例
では微粒子８４の材質をSiO₂としたが、ミクロン或いは
サブミクロンオーダーの微粒子であればよく、金属、セ
ラミック、焼成クレーなどを用いてよい。又、微粒子８
４をコンタクト層１７に吸着させる方法としては、一般
的な静電引力等を用いることができ、微粒子除去工程と
しては超音波、圧縮エアーブロー或いはエッチング等が
ある。

【００３７】（第４実施例）上記第３実施例ではコンタ
クト層１７上に吸着した微粒子８４を除去する構成とし
たが、本実施例では微粒子８４を除去せずに残存させた
点に特徴がある。以下、図６を用いて電極形成方法を説
明する。

【００３８】まず、露出したコンタクト層１７上に粒径
がミクロンオーダーのSiO₂から成る微粒子８４を分散
し、ラップ盤などを用いて微粒子８４を押圧することに
よりコンタクト層１７の露出面上にそれら微粒子８５の
一部分を埋め込んで固着させる。この後に、窓部１９Ａ
を形成する。続いて、蒸着装置にて１０^-6Torrオーダ以
下の高真空に排気した後、全面に金(Au)から成る金属層
８５を膜厚100 Åに成膜させる。この状態を示した模式
的断面図が図６である。次に、試料を蒸着装置から取り
出し、リフトオフ法によりフォトレジスト１９上に堆積
した微粒子８４とAuとを除去し、コンタクト層１７に対
する透光性の電極１８Ａを形成する。ボンディング用の
電極パッドの形成以降については第１実施例と同様であ
る。

【００３９】このようにして電極１８Ａを形成すること
により、金属層８５が微粒子８４を核として横方向に成
長し、隣接する微粒子８４から伸びた金属と接続するよ
うに形成される。よって、微粒子８４付近が厚く、微粒
子８４間が薄いか金属が形成されていない。これより金
属層８５を略網目状に形成でき、この金属層８５におい
て良好な透過率が得られ、第１実施例と同等を効果が得
られる。又、本実施例では金属層８５を単層構造とした
が、多層構造としてもよい。又、微粒子８４は、SiO₂の
他には金属、セラミック、焼成クレー、ダイヤモンド粉
などが利用可能である。

【００４０】又、上記第３及び第４実施例では金属層８
５の材質をAuとしたが、全ての種類の金属が適用可能で
ある。又、上記第３及び第４実施例では微粒子８４の粒
径をミクロンオーダーとしたが、サブミクロンオーダー
でもよい。

【００４１】又、上記の第１〜第４実施例以外の製造方
法としては、フォトレジストを全面に一様に塗布して、
フォトリソグラフィによりコンタクト層１７上の電極形
成部分にフォトレジストを径が１μｍ以下の粒状に形成
し、このフォトレジスト上に金属層を形成する方法など
がある。金属層の形成後、フォトレジスト及びフォトレ
ジスト上に蒸着により堆積した金属層を除去することで
多数の窓が形成され、厚い部分が平面上略網目状に連続
した金属層を形成することができ、上記各実施例と同等
の効果を得ることができる。又、上記各実施例では、Ga
N 系化合物半導体発光素子について述べたが、本発明は
これに限定されるものではなく、透光性の金属電極を有
する他の素子についても適用できる。又、本発明はＬＥ
ＤやＬＤの発光素子に利用可能であると共に受光素子に
も利用することができる。

【００４２】上記に示されるように、本発明によれば、
半導体層の電極形成面上に金属から成る比較的厚い領域
と、比較的薄いか全く形成されていない領域とが混在
し、比較的厚い領域が略網目状に連続して設けられるこ
とにより、比較的薄いか全く形成されていない領域にお
ける透過率が向上し、電極側からの発光量及び受光量を
増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の発光素子の断面構成を示した
模式図。

【図２】本発明の実施例の製造方法に係わる発光素子の
電極の断面構成を示した模式図。

【図３】本発明の第１実施例に係わる熱処理後の電極の
断面構成を示した模式図。

【図４】本発明の第２実施例に係わる電極の断面構成を
示した模式図。

【図５】本発明の第３実施例に係わる電極の断面構成を
示した模式図。

【図６】本発明の第４実施例に係わる電極の断面構成を
示した模式図。

【図７】本発明の第１実施例に係わる電極の表面組織を
示した走査型電子顕微鏡写真図。

【図８】従来の発光素子の断面構成を示した模式図。

【符号の説明】

１１サファイア基板１２バッファ層１３高キャリア濃度ｎ⁺層１４、１６クラッド層１５発光層１７コンタクト層１８Ａ、１８Ｂ電極８１第１金属層８２第２金属層８３反応生成物８４微粒子８５金属層１００発光素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】素子の光の入力又は出力側に設けられた
透光性を有する金属電極であって、前記金属電極は、素子の電極形成面上において膜厚が比
較的厚い領域と、比較的薄いか全く形成されていない領
域とが混在し、比較的厚い領域が略網目状に連続して形
成されたことを特徴とする素子の電極。
【請求項２】素子の光の入力又は出力側に設けられた
透光性を有する金属電極の製造方法であって、素子の電極形成面上に第１金属及び第２金属を形成し、熱処理により前記第１金属と前記第２金属とを反応さ
せ、反応生成物を凝集させることで、膜厚が比較的厚い
領域と、比較的薄いか全く形成されていない領域とが混
在し、比較的厚い領域を略網目状に連続して形成するこ
とを特徴とする素子の電極の製造方法。
【請求項３】前記第１金属は貴金属の１つ又は複数よ
り成ることを特徴とする請求項２に記載の素子の電極の
製造方法。
【請求項４】前記第２金属は、銀(Ag)、コバルト(C
o)、クロム(Cr)、銅(Cu)、鉄(Fe)、ゲルマニウム(Ge)、
インジウム(In)、マグネシウム(Mg)、マンガン(Mn)、ニ
ッケル(Ni)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、スズ(Sn)、タ
ンタル(Ta)、チタン(Ti)、バナジウム(V) 、亜鉛(Zn)、
ジルコニウム(Zr)のうちいずれか１つ又は複数より成る
ことを特徴とする請求項２に記載の素子の電極の製造方
法。
【請求項５】前記第１金属は金(Au)から成り、前記第２金属は銀(Ag)、コバルト(Co)、クロム(Cr)、銅
(Cu)、鉄(Fe)、ゲルマニウム(Ge)、インジウム(In)、マ
グネシウム(Mg)、マンガン(Mn)、ニッケル(Ni)、パラジ
ウム(Pd)、白金(Pt)、スズ(Sn)、タンタル(Ta)、チタン
(Ti)、バナジウム(V) 、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)の
うちいずれか１つ又は複数より成ることを特徴とする請
求項２に記載の素子の電極の製造方法。
【請求項６】前記第１及び第２金属の膜厚がそれぞれ
５〜２００Åであることを特徴とする請求項２に記載の
素子の電極の製造方法。
【請求項７】素子の光の入力又は出力側に設けられた
透光性を有する金属電極の製造方法であって、素子の電極形成面上に第１金属を粒状に形成する第１金
属形成工程と、前記第１金属及び前記電極形成面上に、粒状の前記第１
金属を核として前記第１金属と異なる組成の第２金属を
形成する第２金属形成工程とを備えたことを特徴とする
素子の電極の製造方法。
【請求項８】前記第１金属が金(Au)から成り、前記第
２金属は銅(Cu)、インジウム(In)、マグネシウム(Mg)、
マンガン(Mn)、鉛(Pb)、パラジウム(Pd)、スズ(Sn)、タ
ンタル(Ta)、チタン(Ti)、バナジウム(V) 、亜鉛(Zn)、
ジルコニウム(Zr)のうちいずれか１つ又は複数より成る
ことを特徴とする請求項７に記載の素子の電極の製造方
法。
【請求項９】素子の光の入力又は出力側に設けられた
透光性を有する金属電極の製造方法であって、素子の電極形成面上に微粒子を分散し、該電極形成面上
に該微粒子を吸着させる微粒子形成工程と、前記電極形成面及び前記微粒子上に金属層を形成する金
属層形成工程と、前記微粒子を前記電極形成面上より除去する微粒子除去
工程とを備えたことを特徴とする素子の電極の製造方
法。
【請求項１０】前記金属層の膜厚は、前記微粒子の径
以下であることを特徴とする請求項９に記載の発光素子
の電極の製造方法。
【請求項１１】素子の光の入力又は出力側に設けられ
た透光性を有する金属電極の製造方法であって、素子の電極形成面上に微粒子を分散し、該電極形成面上
に該微粒子を固着させる微粒子形成工程と、前記電極形成面及び前記微粒子上に、前記微粒子を核と
して金属層を形成する金属層形成工程とを備えたことを
特徴とする素子の電極の製造方法。