JPH10321913A - 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 - Google Patents
窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法Info
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- JPH10321913A JPH10321913A JP12845297A JP12845297A JPH10321913A JP H10321913 A JPH10321913 A JP H10321913A JP 12845297 A JP12845297 A JP 12845297A JP 12845297 A JP12845297 A JP 12845297A JP H10321913 A JPH10321913 A JP H10321913A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 透光性電極を通して、光を取り出す構造の
発光素子において、発光効率が高く、発光領域全体で均
一に発光する素子を提供する。 【解決手段】 第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体
層、第２導電体型窒化ガリウム系化合物半導体層が積層
されている窒化ガリウム系化合物半導体発光素子におい
て、第２導電型層表面に透光性電極が形成され、該透光
性電極の上に透明導電体膜が形成されている窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子を提供することによって上記
問題を解決する。
発光素子において、発光効率が高く、発光領域全体で均
一に発光する素子を提供する。 【解決手段】 第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体
層、第２導電体型窒化ガリウム系化合物半導体層が積層
されている窒化ガリウム系化合物半導体発光素子におい
て、第２導電型層表面に透光性電極が形成され、該透光
性電極の上に透明導電体膜が形成されている窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子を提供することによって上記
問題を解決する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、青色領域から紫外
光領域で発光可能な窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子（レーザ及び発光素子）及びその製造方法に係わり、
特に窒化ガリウム系化合物半導体層を発光透光面とする
発光素子の電極構造に関する。
光領域で発光可能な窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子（レーザ及び発光素子）及びその製造方法に係わり、
特に窒化ガリウム系化合物半導体層を発光透光面とする
発光素子の電極構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１３に従来の窒化ガリウム系化合物半
導体発光素子の電極構造図を示す。絶縁性のサファイヤ
基板上に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３００、
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４００が形成され、
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４００表面上にｐ型
用電極パッドとして導電性透明膜２００（たとえば微量
の添加物を含む酸化スズ膜またはＩＴＯ膜）及びｎ型窒
化ガリウム系化合物半導体層３００表面上にｎ型用電極
パッドとして導電性透明膜またはＡｌ等の金属１００が
形成されていることが、例えば、特開平８−１０２５５
０号公報に開示されている。
導体発光素子の電極構造図を示す。絶縁性のサファイヤ
基板上に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３００、
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４００が形成され、
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４００表面上にｐ型
用電極パッドとして導電性透明膜２００（たとえば微量
の添加物を含む酸化スズ膜またはＩＴＯ膜）及びｎ型窒
化ガリウム系化合物半導体層３００表面上にｎ型用電極
パッドとして導電性透明膜またはＡｌ等の金属１００が
形成されていることが、例えば、特開平８−１０２５５
０号公報に開示されている。
【０００３】また、図１４に従来の窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子の電極構造図を示す。絶縁性のサファ
イヤ基板１上に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３
００、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４００が形成
され、さらにその表面上にｐ型用電極として透光性金属
電極（Ｎｉ及びＡｕの積層）５００と、パッド電極６０
０（Ａｕ単体，Ａｕに加えてＴｉ，Ｎｉ，Ｉｎ，Ｐｔよ
りなる少なくともひとつを含む合金）、ｎ型電極７００
としてＴｉ，Ａｌが形成されている。さらに、透光性金
属電極（Ｎｉ及びＡｕの積層）５００、パッド電極６０
０、ｎ型電極７００及びチップ表面上に絶縁性の透光性
膜（ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4等）が形成されていることが、
例えば、特開平７−９４７８３に開示されている。
物半導体発光素子の電極構造図を示す。絶縁性のサファ
イヤ基板１上に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層３
００、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４００が形成
され、さらにその表面上にｐ型用電極として透光性金属
電極（Ｎｉ及びＡｕの積層）５００と、パッド電極６０
０（Ａｕ単体，Ａｕに加えてＴｉ，Ｎｉ，Ｉｎ，Ｐｔよ
りなる少なくともひとつを含む合金）、ｎ型電極７００
としてＴｉ，Ａｌが形成されている。さらに、透光性金
属電極（Ｎｉ及びＡｕの積層）５００、パッド電極６０
０、ｎ型電極７００及びチップ表面上に絶縁性の透光性
膜（ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4等）が形成されていることが、
例えば、特開平７−９４７８３に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図１３のｐ型ＧａＮ層
４００表面上にｐ型用電極パッドとして導電性透明膜
（ＩＴＯ膜等）２００を用いる場合、ｐ型ＧａＮ層４０
０と導電性透明膜（ＩＴＯ膜等）２００のオーミック性
接触を得ることが困難であるという欠点を有している。
なぜならば、低いキャリヤ濃度（１〜５×１０17ｃ
ｍ-3）のｐ型ＧａＮ層２００しか得られていないためで
ある。
４００表面上にｐ型用電極パッドとして導電性透明膜
（ＩＴＯ膜等）２００を用いる場合、ｐ型ＧａＮ層４０
０と導電性透明膜（ＩＴＯ膜等）２００のオーミック性
接触を得ることが困難であるという欠点を有している。
なぜならば、低いキャリヤ濃度（１〜５×１０17ｃ
ｍ-3）のｐ型ＧａＮ層２００しか得られていないためで
ある。
【０００５】一方、図１４の透光性金属電極５００はＮ
ｉ及Ａｕまたはそれらの合金などからなる。一般に、金
属のプラズマ共鳴波長（以下、λｐと記す）は紫外光域
にあるため可視光を反射する。
ｉ及Ａｕまたはそれらの合金などからなる。一般に、金
属のプラズマ共鳴波長（以下、λｐと記す）は紫外光域
にあるため可視光を反射する。
【０００６】このために、可視光領域にて透光性を保つ
ためには、透光性金属電極５００を非常な薄膜Ｎｉ５ｎ
ｍ／Ａｕ５ｎｍの積層構造で構成されている。透光性金
属電極５００の透過率を大きくすると、透光性金属電極
５００の膜厚を非常に薄くする必要があるため、透光性
金属電極５００の膜抵抗が大きくなる。また、透光性金
属電極５００の膜抵抗を小さくすると、透光性金属電極
５００の膜厚が厚くなり透過率が小さくなる。通常用い
られる透光性金属電極５００のＮｉ５ｎｍ／Ａｕ５ｎｍ
の合計１０ｎｍ厚さの金属膜の積層構造の可視光に対す
る透過率は、約４０％であり、透過率が低く、発光した
光を効率的に取り出せないという欠点を有している。
ためには、透光性金属電極５００を非常な薄膜Ｎｉ５ｎ
ｍ／Ａｕ５ｎｍの積層構造で構成されている。透光性金
属電極５００の透過率を大きくすると、透光性金属電極
５００の膜厚を非常に薄くする必要があるため、透光性
金属電極５００の膜抵抗が大きくなる。また、透光性金
属電極５００の膜抵抗を小さくすると、透光性金属電極
５００の膜厚が厚くなり透過率が小さくなる。通常用い
られる透光性金属電極５００のＮｉ５ｎｍ／Ａｕ５ｎｍ
の合計１０ｎｍ厚さの金属膜の積層構造の可視光に対す
る透過率は、約４０％であり、透過率が低く、発光した
光を効率的に取り出せないという欠点を有している。
【０００７】また、非常に薄い膜のため、透光性電極で
の横方向への電流拡がりに対する抵抗率が高くなり、発
光面に均一に電流が注入されない。図１２に、従来素子
におけるパッド電極端部からの遠ざかる距離に対する相
対発光強度の分布を示している。パッド電極端部から遠
ざかる程、発光強度が低下しているのが分かる。これ
は、実際の電流の注入の不均一の影響と、さらに電流密
度が高い程、電流−光変換効率が小さくなる窒化ガリウ
ム系発光素子特有の現象のために発生する問題点であ
る。
の横方向への電流拡がりに対する抵抗率が高くなり、発
光面に均一に電流が注入されない。図１２に、従来素子
におけるパッド電極端部からの遠ざかる距離に対する相
対発光強度の分布を示している。パッド電極端部から遠
ざかる程、発光強度が低下しているのが分かる。これ
は、実際の電流の注入の不均一の影響と、さらに電流密
度が高い程、電流−光変換効率が小さくなる窒化ガリウ
ム系発光素子特有の現象のために発生する問題点であ
る。
【０００８】また、当該発光素子をフルカラーディスプ
レイにおける青色や緑色の発光用に用いる場合には、３
原色のバランスを調整すると共にトータルの輝度を変調
するために、発光素子の電流を変調する必要がある。と
ころが、図１２に示したような特性を有する発光素子を
このような応用に使用すると、素子に流す電流量により
電流と発光量との線形性が損なわれているため、色補正
に駆動回路系で複雑な調整を行う必要が生じ、応用上問
題である。さらに、上記の透光性電極は全体の膜厚が１
０ｎｍと非常に薄いため、半導体層との密着性及び機械
的な強度が劣る。このため、製造工程の途中で発光素子
を実装する際のハンドリング等により透光性電極に傷が
付いたり、剥がれが発生し、その部分に電流が流れなく
なり、素子の製造歩留を著しく落とす原因となり、透光
性電極表面を保護するため透光性の絶縁膜をさらに付加
しなければならないが、この絶縁膜が素子に新たにひず
みを与え素子の信頼性を害する等の問題点を有してい
る。
レイにおける青色や緑色の発光用に用いる場合には、３
原色のバランスを調整すると共にトータルの輝度を変調
するために、発光素子の電流を変調する必要がある。と
ころが、図１２に示したような特性を有する発光素子を
このような応用に使用すると、素子に流す電流量により
電流と発光量との線形性が損なわれているため、色補正
に駆動回路系で複雑な調整を行う必要が生じ、応用上問
題である。さらに、上記の透光性電極は全体の膜厚が１
０ｎｍと非常に薄いため、半導体層との密着性及び機械
的な強度が劣る。このため、製造工程の途中で発光素子
を実装する際のハンドリング等により透光性電極に傷が
付いたり、剥がれが発生し、その部分に電流が流れなく
なり、素子の製造歩留を著しく落とす原因となり、透光
性電極表面を保護するため透光性の絶縁膜をさらに付加
しなければならないが、この絶縁膜が素子に新たにひず
みを与え素子の信頼性を害する等の問題点を有してい
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、第１導電型
窒化ガリウム系化合物半導体層、第２導電体型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層が積層されている窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子において、第２導電型層表面に透
光性電極が形成され、該透光性電極の上に透明導電体膜
が形成されていることを特徴とする。
の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子は、第１導電型
窒化ガリウム系化合物半導体層、第２導電体型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層が積層されている窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子において、第２導電型層表面に透
光性電極が形成され、該透光性電極の上に透明導電体膜
が形成されていることを特徴とする。
【００１０】本発明の請求項２に記載の窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子は、前記透明導電体膜の厚さｔ
が、０．３μｍ≦ｔ≦１０μｍであることを特徴とす
る。
化合物半導体発光素子は、前記透明導電体膜の厚さｔ
が、０．３μｍ≦ｔ≦１０μｍであることを特徴とす
る。
【００１１】本発明の請求項３に記載の窒化ガリウム系
化合物発光素子は、前記透明導電体膜の厚さｔがほぼλ
／４ｎ（ただし、ｎは該透明導電体膜の屈折率、λは、
発光波長）の奇数倍となるように設定されていることを
特徴とする。
化合物発光素子は、前記透明導電体膜の厚さｔがほぼλ
／４ｎ（ただし、ｎは該透明導電体膜の屈折率、λは、
発光波長）の奇数倍となるように設定されていることを
特徴とする。
【００１２】このことにより、ｐ型窒化ガリウム系化合
物半導体層と透明導電体膜のオーミック性を保ったまま
光の透過率も約２倍の約８０％以上になり、発光効率が
向上する発光素子構造が実現出来る。また、透明導電体
膜のλｐは約０．９μｍであるため、可視光は透過し赤
外光を反射する。透明導電体膜の膜厚が０．３μｍ以上
の厚膜においても、可視光域にて透過率は７０％以上を
有している。このため、透光性電極として、従来のよう
に膜厚の精密な制御を必要としないし、導電性にも優れ
ている。更に、透明導電体膜は、密着性及び機械的強度
が強く、また透湿性が極めて低く、熱安定性にも優れて
いる。このため、製造工程の途中で透明導電体膜に傷が
付いたり、剥がれが発生せず、均一な発光が可能にな
る。
物半導体層と透明導電体膜のオーミック性を保ったまま
光の透過率も約２倍の約８０％以上になり、発光効率が
向上する発光素子構造が実現出来る。また、透明導電体
膜のλｐは約０．９μｍであるため、可視光は透過し赤
外光を反射する。透明導電体膜の膜厚が０．３μｍ以上
の厚膜においても、可視光域にて透過率は７０％以上を
有している。このため、透光性電極として、従来のよう
に膜厚の精密な制御を必要としないし、導電性にも優れ
ている。更に、透明導電体膜は、密着性及び機械的強度
が強く、また透湿性が極めて低く、熱安定性にも優れて
いる。このため、製造工程の途中で透明導電体膜に傷が
付いたり、剥がれが発生せず、均一な発光が可能にな
る。
【００１３】本発明の請求項４に記載の窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子は、前記透光性電極は単層または
積層された金属膜より構成され、かつ該金属膜の全体の
厚みが１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることを特徴とする。
化合物半導体発光素子は、前記透光性電極は単層または
積層された金属膜より構成され、かつ該金属膜の全体の
厚みが１ｎｍ以上５ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１４】本発明の請求項５に記載の窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子は、前記透明導電体膜の上に反射
防止膜が形成されていることを特徴とする。反射防止膜
（屈折率ｎｌｏｗ、膜厚ｄｌｏｗ）は、透明導電体膜
（屈折率ｎ）、発光波長λとの間に、ｎｌｏｗ＝ｎ１／
２、λ／４＝ｎｌｏｗ・ｄｌｏｗ（λ：波長）の関係で
あることが好ましい。透明導電体膜の屈折率が２程度の
時、ＳｉＯ2，ＭｇＦ2，ＬｉＦ膜等を用いることによ
り、任意な波長に対して透過率を９０％以上にすること
が可能となり、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の
光の取り出し効率が増加する。
化合物半導体発光素子は、前記透明導電体膜の上に反射
防止膜が形成されていることを特徴とする。反射防止膜
（屈折率ｎｌｏｗ、膜厚ｄｌｏｗ）は、透明導電体膜
（屈折率ｎ）、発光波長λとの間に、ｎｌｏｗ＝ｎ１／
２、λ／４＝ｎｌｏｗ・ｄｌｏｗ（λ：波長）の関係で
あることが好ましい。透明導電体膜の屈折率が２程度の
時、ＳｉＯ2，ＭｇＦ2，ＬｉＦ膜等を用いることによ
り、任意な波長に対して透過率を９０％以上にすること
が可能となり、窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の
光の取り出し効率が増加する。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明を具体的な実施例に基づい
て詳細に説明する。なお、本願明細書において、窒化ガ
リウム系半導体とは、例えば、ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ
（０≦ｘ，０≦ｙ，ｘ＋ｙ≦１）も含むものとする。ま
た、本明細書では、半導体発光素子は、発光ダイオード
や半導体レーザを含む。
て詳細に説明する。なお、本願明細書において、窒化ガ
リウム系半導体とは、例えば、ＩｎxＡｌyＧａ1-x-yＮ
（０≦ｘ，０≦ｙ，ｘ＋ｙ≦１）も含むものとする。ま
た、本明細書では、半導体発光素子は、発光ダイオード
や半導体レーザを含む。
【００１６】本発明の実施の形態は、サファイヤ基板又
はＳｉＣ基板上に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体
層、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層が積層された積
層構造体を形成する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層上に透光性電極、その上にパッド電極を形成する。該
透光性電極はＮｉ，Ｐｔ，Ｐｄのうちひとつからなり、
膜抵抗が小さくかつ透過率が大きいことを満足するた
め、その厚さは１〜５ｎｍ形成する。
はＳｉＣ基板上に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体
層、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層が積層された積
層構造体を形成する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層上に透光性電極、その上にパッド電極を形成する。該
透光性電極はＮｉ，Ｐｔ，Ｐｄのうちひとつからなり、
膜抵抗が小さくかつ透過率が大きいことを満足するた
め、その厚さは１〜５ｎｍ形成する。
【００１７】該パッド電極は、例えばＡｕからなる。次
に、透光性電極及びパッド電極を覆うように透明導電体
膜を形成する。その厚さは、膜抵抗が小さくかつ透過率
が大きいことを満足するため、０．３〜１μｍ形成す
る。
に、透光性電極及びパッド電極を覆うように透明導電体
膜を形成する。その厚さは、膜抵抗が小さくかつ透過率
が大きいことを満足するため、０．３〜１μｍ形成す
る。
【００１８】該透明導電体膜は横方向に発光素子全体に
電流が均一に注入されるように横方向の抵抗が低いこと
が重要である。発光素子での透明導電体膜の厚さを０．
１μｍ〜１００μｍまで変化させた実験の結果、透明導
電体膜の厚さが０．２μｍより薄い場合には、パッド電
極付近の発光強度に対するチップ内でのパッド電極から
最も遠い部分の光出力は５０％程度となり、不均一性は
改善されず、発光効率の低下が観測された。それに対
し、透明導電体膜の厚さを０．３μｍ以上とした場合
は、チップ端での光出力の低下は約８０％以上と不均一
性を改善することができ、従来問題となった電流の不均
一に伴う発光効率の低下はほとんど見られなかった。
電流が均一に注入されるように横方向の抵抗が低いこと
が重要である。発光素子での透明導電体膜の厚さを０．
１μｍ〜１００μｍまで変化させた実験の結果、透明導
電体膜の厚さが０．２μｍより薄い場合には、パッド電
極付近の発光強度に対するチップ内でのパッド電極から
最も遠い部分の光出力は５０％程度となり、不均一性は
改善されず、発光効率の低下が観測された。それに対
し、透明導電体膜の厚さを０．３μｍ以上とした場合
は、チップ端での光出力の低下は約８０％以上と不均一
性を改善することができ、従来問題となった電流の不均
一に伴う発光効率の低下はほとんど見られなかった。
【００１９】一方、この透明導電体膜を厚さを３５μｍ
以上とした場合には、透明導電体膜での電圧降下が０．
０５Ｖ以上とそれ以外の部分での電圧降下３〜４Ｖの％
オーダー以上となり、素子特性上問題となり、かつ、こ
の部分での発熱とチップ材料との熱膨張係数の差異によ
ると思われる透明導電体膜の割れが長期の動作中に発生
することが分かった。
以上とした場合には、透明導電体膜での電圧降下が０．
０５Ｖ以上とそれ以外の部分での電圧降下３〜４Ｖの％
オーダー以上となり、素子特性上問題となり、かつ、こ
の部分での発熱とチップ材料との熱膨張係数の差異によ
ると思われる透明導電体膜の割れが長期の動作中に発生
することが分かった。
【００２０】従って、この透明導電体膜の最適な厚さは
０．３μｍ以上、３０μｍ以下であることが分かった。
０．３μｍ以上、３０μｍ以下であることが分かった。
【００２１】更に、透明導電体膜の材料としては、Ｉｎ
2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＺｎＯ，Ｃｄ2ＳｎＯ4，ＣｄＳｎＯ3の
うち少なくともひとつを用いる。Ｉｎ2Ｏ3の場合はドー
パントとしてＳｎ，Ｗ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｓｂ，Ｆ等
のうちひとつを用いる。ＳｎＯ2の場合はドーパントと
してＳｂ，Ｐ，Ｔｅ，Ｗ，Ｃｌ，Ｆ等のうちひとつを用
いる。Ｃｄ2ＳｎＯ4の場合はドーパントとしてＴａを用
いる。ＺｎＯの場合はドーパントとしてＡｌ，Ｉｎ，
Ｂ，Ｆ等のうちひとつを用いる。
2Ｏ3，ＳｎＯ2，ＺｎＯ，Ｃｄ2ＳｎＯ4，ＣｄＳｎＯ3の
うち少なくともひとつを用いる。Ｉｎ2Ｏ3の場合はドー
パントとしてＳｎ，Ｗ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｓｂ，Ｆ等
のうちひとつを用いる。ＳｎＯ2の場合はドーパントと
してＳｂ，Ｐ，Ｔｅ，Ｗ，Ｃｌ，Ｆ等のうちひとつを用
いる。Ｃｄ2ＳｎＯ4の場合はドーパントとしてＴａを用
いる。ＺｎＯの場合はドーパントとしてＡｌ，Ｉｎ，
Ｂ，Ｆ等のうちひとつを用いる。
【００２２】次に、パッド電極と外部との電気的接触を
持たせるために、透明導電体膜の一部を除去し、パッド
電極の表面を露出させ、その上に金属ワイヤー、例えば
Ａｕを接続する。
持たせるために、透明導電体膜の一部を除去し、パッド
電極の表面を露出させ、その上に金属ワイヤー、例えば
Ａｕを接続する。
【００２３】透明導電体膜の形成には、蒸着法、スパツ
タ法、ＣＶＤ法等を用いて形成する。電極材のＡｕ，Ｎ
ｉ，Ｐｔ，Ｐｄは、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法等を
用いて形成する。ここで、ｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層と透明導電体膜の間に透光性電極を導入すること
により良好なオーミック特性が得られ電流拡散が均一と
なる。さらに、良好なオーミック特性を損なわず、透明
導電体膜を用いることができ、発光層からの発生光に対
して、透過率が約２倍の８０％となり外部発光効率が増
加し、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層と透明導電体
膜間の電気的特性に問題のない量産性に優れた窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子が提供できる。
タ法、ＣＶＤ法等を用いて形成する。電極材のＡｕ，Ｎ
ｉ，Ｐｔ，Ｐｄは、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法等を
用いて形成する。ここで、ｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層と透明導電体膜の間に透光性電極を導入すること
により良好なオーミック特性が得られ電流拡散が均一と
なる。さらに、良好なオーミック特性を損なわず、透明
導電体膜を用いることができ、発光層からの発生光に対
して、透過率が約２倍の８０％となり外部発光効率が増
加し、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層と透明導電体
膜間の電気的特性に問題のない量産性に優れた窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子が提供できる。
【００２４】本発明の他の実施の形態は、前記透明導電
体膜上に、反射防止膜を形成することにある。反射防止
膜の、膜厚ｄｌｏｗは、λ／４＝ｎｌｏｗ・ｄｌｏｗ
（λ：波長）を満足するように形成する。透明導電体膜
の干渉反射を防止するために、反射防止膜を形成し、そ
の膜厚は前記式を満足する膜厚に設定される。上記式の
条件からずれると透過率が低下するので好ましくない。
反射防止膜の材料として屈折率が約１．４のＳｉＯ2，
ＭｇＦ2，ＬｉＦのうちひとつを用いることができる。
ＳｉＯ2，ＭｇＦ2，ＬｉＦはＣＶＤ法、スパッタ法等を
用いて形成される。
体膜上に、反射防止膜を形成することにある。反射防止
膜の、膜厚ｄｌｏｗは、λ／４＝ｎｌｏｗ・ｄｌｏｗ
（λ：波長）を満足するように形成する。透明導電体膜
の干渉反射を防止するために、反射防止膜を形成し、そ
の膜厚は前記式を満足する膜厚に設定される。上記式の
条件からずれると透過率が低下するので好ましくない。
反射防止膜の材料として屈折率が約１．４のＳｉＯ2，
ＭｇＦ2，ＬｉＦのうちひとつを用いることができる。
ＳｉＯ2，ＭｇＦ2，ＬｉＦはＣＶＤ法、スパッタ法等を
用いて形成される。
【００２５】このように、反射防止膜を形成することに
より任意の波長に対して透過率が約９０％以上となり外
部発光効率が増加し、外部発光効率の優れた、窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子を提供できる。
より任意の波長に対して透過率が約９０％以上となり外
部発光効率が増加し、外部発光効率の優れた、窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子を提供できる。
【００２６】以上、窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子構造はホモ構造の発光素子について説明したが、窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子であれば、ダブルヘテ
ロ構造、シングルヘテロ構造等あらゆる構造に適用でき
ることは言うまでもない。
子構造はホモ構造の発光素子について説明したが、窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子であれば、ダブルヘテ
ロ構造、シングルヘテロ構造等あらゆる構造に適用でき
ることは言うまでもない。
【００２７】（実施例１）図１は、本発明の一実施例に
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極模式図で、１はサファイア基板、２はｎ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層、３はｐ型窒化ガリウム系化合
物半導体層、４は透光性電極、５はパッド電極、６は透
明導電体膜、７はｎ型電極、８はＡｕワイヤーである。
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極模式図で、１はサファイア基板、２はｎ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層、３はｐ型窒化ガリウム系化合
物半導体層、４は透光性電極、５はパッド電極、６は透
明導電体膜、７はｎ型電極、８はＡｕワイヤーである。
【００２８】本発明の電極作製工程を図８（１）〜
（３）に基づいて説明する。 （１）サファイヤ基板１上に、ｎ型窒化ガリウム系化合
物半導体層２、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３を
順次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３上
に透光性電極４、パッド電極５を形成する。透光性電極
４はＮｉを２ｎｍ厚形成する。パッド電極５は、その厚
さは５００ｎｍ厚形成する。次に、透光性電極４及びパ
ッド電極５上に透明導電体膜６を形成する。透明導電体
膜６はＩｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用いる。その
厚さは０．５μｍ厚形成する。
（３）に基づいて説明する。 （１）サファイヤ基板１上に、ｎ型窒化ガリウム系化合
物半導体層２、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３を
順次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３上
に透光性電極４、パッド電極５を形成する。透光性電極
４はＮｉを２ｎｍ厚形成する。パッド電極５は、その厚
さは５００ｎｍ厚形成する。次に、透光性電極４及びパ
ッド電極５上に透明導電体膜６を形成する。透明導電体
膜６はＩｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用いる。その
厚さは０．５μｍ厚形成する。
【００２９】次に、発光領域を形成するためにレジスト
１０を塗布し、通常のフォトエッチング工程を用いて透
明導電体膜６を塩化鉄系の溶液にて除去、次に、透光性
電極４をエッチングにて除去する。
１０を塗布し、通常のフォトエッチング工程を用いて透
明導電体膜６を塩化鉄系の溶液にて除去、次に、透光性
電極４をエッチングにて除去する。
【００３０】（２）該レジスト１０をドライエッチング
用のマスクとして用い、ドライエッチング法によりｎ型
窒化ガリウム系化合物半導体層２表面が露出するまでエ
ッチングを行う。
用のマスクとして用い、ドライエッチング法によりｎ型
窒化ガリウム系化合物半導体層２表面が露出するまでエ
ッチングを行う。
【００３１】（３）次に、パッド電極５と外部との電気
的接触を持たせるために、透明導電体膜６の一部を塩化
鉄系の溶液にて除去し、パッド電極５の表面を露出させ
る。次に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２の表面
にｎ型電極７を形成する。該ｎ型電極７は、Ａｌ（厚さ
は１５０ｎｍ）及びＴｉ（厚さは２０ｎｍ）の積層構造
を用いる。次に、パッド電極５と外部との電気的接触を
持たせるために、パッド電極５の上にＡｕワイヤー８を
接続する。
的接触を持たせるために、透明導電体膜６の一部を塩化
鉄系の溶液にて除去し、パッド電極５の表面を露出させ
る。次に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２の表面
にｎ型電極７を形成する。該ｎ型電極７は、Ａｌ（厚さ
は１５０ｎｍ）及びＴｉ（厚さは２０ｎｍ）の積層構造
を用いる。次に、パッド電極５と外部との電気的接触を
持たせるために、パッド電極５の上にＡｕワイヤー８を
接続する。
【００３２】ここで、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層３と透明導電体膜６間に透光性電極４を導入すること
により良好なオーミック特性が得られ電流拡散が均一と
なる。
層３と透明導電体膜６間に透光性電極４を導入すること
により良好なオーミック特性が得られ電流拡散が均一と
なる。
【００３３】このように、透過率が約２倍の８０％とな
り、発光もチップ面内で均一化でき、かつ電流の均一化
により局所的に発光効率を落とすことなくチップ全体で
の外部発光効率が増加でき、ｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体層３と透明導電体膜６間の電気的特性に問題のな
い量産性に優れた窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
が作製できた。
り、発光もチップ面内で均一化でき、かつ電流の均一化
により局所的に発光効率を落とすことなくチップ全体で
の外部発光効率が増加でき、ｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体層３と透明導電体膜６間の電気的特性に問題のな
い量産性に優れた窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
が作製できた。
【００３４】さらに、透明導電体膜６を直接ｐ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層３に接触させた場合には素子動
作中に透明導電体膜が剥離する等の密着性の問題が生じ
たが、間に金属膜からなる透光性電極４を形成すること
により密着性が向上し、このような問題も解決できた。
リウム系化合物半導体層３に接触させた場合には素子動
作中に透明導電体膜が剥離する等の密着性の問題が生じ
たが、間に金属膜からなる透光性電極４を形成すること
により密着性が向上し、このような問題も解決できた。
【００３５】（実施例２）図２は、本発明の一実施例に
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極摸式図で、６０はｎ型ＳｉＣ基板、２はｎ型窒化
ガリウム系化合物半導体層、３はｐ型窒化ガリウム系化
合物半導体層、４は透光性電極、５はパッド電極、６は
透明導電体膜、７はｎ型電極、８はＡｕワイヤーであ
る。
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極摸式図で、６０はｎ型ＳｉＣ基板、２はｎ型窒化
ガリウム系化合物半導体層、３はｐ型窒化ガリウム系化
合物半導体層、４は透光性電極、５はパッド電極、６は
透明導電体膜、７はｎ型電極、８はＡｕワイヤーであ
る。
【００３６】本発明の電極作製工程を図９（１）〜
（３）に基づいて説明する。 （１）ｎ型ＳｉＣ基板６０上に、ｎ型窒化ガリウム系化
合物半導体層２、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３
を順次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３
上に透光性電極４及びパッド電極５を形成する。透光性
電極４は、Ｎｉを４ｎｍ形成する。パッド電極５は、Ａ
ｕを５００ｎｍ形成する。
（３）に基づいて説明する。 （１）ｎ型ＳｉＣ基板６０上に、ｎ型窒化ガリウム系化
合物半導体層２、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３
を順次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３
上に透光性電極４及びパッド電極５を形成する。透光性
電極４は、Ｎｉを４ｎｍ形成する。パッド電極５は、Ａ
ｕを５００ｎｍ形成する。
【００３７】（２）次に、パッド電極５及び透光性電極
４上に透明導電体膜６を形成する。透明導電体膜６は、
Ｉｎ2Ｏ3のドーパントとしてＳｎを用い、その厚さは６
００ｎｍ形成する。
４上に透明導電体膜６を形成する。透明導電体膜６は、
Ｉｎ2Ｏ3のドーパントとしてＳｎを用い、その厚さは６
００ｎｍ形成する。
【００３８】（３）次に、パッド電極５と外部との電気
的接触を持たせるために、透明導電体膜６の一部を例え
ば塩化鉄系の溶液にて除去し、パッド電極５の表面を露
出させる。次に、ｎ型ＳｉＣ基板６０の裏面ににｎ型電
極７を形成する。次に、パッド電極５と外部との電気的
接触を持たせるために、パッド電極５の上にＡｕワイヤ
ー８を接続する。
的接触を持たせるために、透明導電体膜６の一部を例え
ば塩化鉄系の溶液にて除去し、パッド電極５の表面を露
出させる。次に、ｎ型ＳｉＣ基板６０の裏面ににｎ型電
極７を形成する。次に、パッド電極５と外部との電気的
接触を持たせるために、パッド電極５の上にＡｕワイヤ
ー８を接続する。
【００３９】ここで、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層３と透明導電体膜６間に透光性電極４を導入すること
により良好なオーミック特性が得られ電流拡散が均一と
なる。
層３と透明導電体膜６間に透光性電極４を導入すること
により良好なオーミック特性が得られ電流拡散が均一と
なる。
【００４０】このように、透過率が約１．８倍の７０％
となり外部発光効率が増加し、ｐ型窒化ガリウム系化合
物半導体層３と透明導電体膜６間の電気的特性に問題の
ない量産性に優れた窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子が作製できる。
となり外部発光効率が増加し、ｐ型窒化ガリウム系化合
物半導体層３と透明導電体膜６間の電気的特性に問題の
ない量産性に優れた窒化ガリウム系化合物半導体発光素
子が作製できる。
【００４１】（実施例３）図３は、本発明の一実施例に
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極摸式図で、透明導電体膜６の上に反射防止膜９が
形成されている以外は実施例１と同様である。
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極摸式図で、透明導電体膜６の上に反射防止膜９が
形成されている以外は実施例１と同様である。
【００４２】本発明の電極作製工程を図１０の（１）〜
（３）に基づいて説明する。 （１）サファイヤ基板１上に、ｎ型窒化ガリウム系化合
物半導体層２、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３を
順次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３上
に透光性電極４、パッド電極５を形成する。透光性電極
４はＮｉを２ｎｍ形成する。パッド電極５はＡｕ、その
厚さは５００ｎｍ形成する。次に、透光性電極４及びパ
ッド電極５上に透明導電体膜６を形成する。透明導電体
膜６はＩｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用いるその厚
さは０．６μｍ形成する。次に、透明導電体膜６上に反
射防止膜９を形成する。反射防止膜９は屈折率が１．４
のＳｉＯ2とし、膜厚ｄｌｏｗは、λ／４＝ｎｌｏｗ・
ｄｌｏｗ（λ：波長）を満足するように形成する。透明
導電体膜６の干渉反射を防止するために反射防止膜９を
形成し、その膜厚は上記式を満足する膜厚に設定され
る。上記式の条件からずれると透過率が低下するので好
ましくない。
（３）に基づいて説明する。 （１）サファイヤ基板１上に、ｎ型窒化ガリウム系化合
物半導体層２、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３を
順次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３上
に透光性電極４、パッド電極５を形成する。透光性電極
４はＮｉを２ｎｍ形成する。パッド電極５はＡｕ、その
厚さは５００ｎｍ形成する。次に、透光性電極４及びパ
ッド電極５上に透明導電体膜６を形成する。透明導電体
膜６はＩｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用いるその厚
さは０．６μｍ形成する。次に、透明導電体膜６上に反
射防止膜９を形成する。反射防止膜９は屈折率が１．４
のＳｉＯ2とし、膜厚ｄｌｏｗは、λ／４＝ｎｌｏｗ・
ｄｌｏｗ（λ：波長）を満足するように形成する。透明
導電体膜６の干渉反射を防止するために反射防止膜９を
形成し、その膜厚は上記式を満足する膜厚に設定され
る。上記式の条件からずれると透過率が低下するので好
ましくない。
【００４３】次に、発光領域を形成するためにレジスト
１０を塗布し、通常のフォトエッチング工程を用いて反
射防止膜９をフッ酸系溶液にて除去、透明導電体膜６を
塩化鉄系の溶液にて除去し、透光性電極４をエッチング
にて除去する。
１０を塗布し、通常のフォトエッチング工程を用いて反
射防止膜９をフッ酸系溶液にて除去、透明導電体膜６を
塩化鉄系の溶液にて除去し、透光性電極４をエッチング
にて除去する。
【００４４】（２）上記レジスト１０をドライエッチン
グ用のマスクとして用い、ドライエッチング法によりｎ
型窒化ガリウム系化合物半導体層６表面が露出するまで
エッチングを行う。
グ用のマスクとして用い、ドライエッチング法によりｎ
型窒化ガリウム系化合物半導体層６表面が露出するまで
エッチングを行う。
【００４５】（３）次に、パッド電極５と外部との電気
的接触を持たせるために、反射防止膜９をフッ酸系エッ
チング液にて除去し、透明導電体膜６の一部を塩化鉄系
の溶液にて除去し、パッド電極５の表面を露出させる。
次に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２の表面にｎ
型電極７を形成する。該ｎ型電極７は、Ａｌ（厚さは１
５０ｎｍ）及びＴｉ（厚さは２０ｎｍ）の積層構造を用
いる。次に、パッド電極５と外部との電気的接触を持た
せるために、パッド電極５の上にＡｕワイヤー８を接続
する。
的接触を持たせるために、反射防止膜９をフッ酸系エッ
チング液にて除去し、透明導電体膜６の一部を塩化鉄系
の溶液にて除去し、パッド電極５の表面を露出させる。
次に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２の表面にｎ
型電極７を形成する。該ｎ型電極７は、Ａｌ（厚さは１
５０ｎｍ）及びＴｉ（厚さは２０ｎｍ）の積層構造を用
いる。次に、パッド電極５と外部との電気的接触を持た
せるために、パッド電極５の上にＡｕワイヤー８を接続
する。
【００４６】このように、反射防止膜を形成することに
より任意の波長に対して透過率が約８５％以上となり、
反射防止膜を付加することによりさらに外部発光効率が
増加し、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３と透明導
電体膜６間の電気的特性に問題のない量産性に優れた窒
化ガリウム系化合物半導体発光素子が作製できた。
より任意の波長に対して透過率が約８５％以上となり、
反射防止膜を付加することによりさらに外部発光効率が
増加し、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３と透明導
電体膜６間の電気的特性に問題のない量産性に優れた窒
化ガリウム系化合物半導体発光素子が作製できた。
【００４７】（実施例４）図４は、本発明の一実施例に
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極摸式図で、透明導電体膜６の上に反射防止膜９を
形成した以外は実施例２と同様である。
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極摸式図で、透明導電体膜６の上に反射防止膜９を
形成した以外は実施例２と同様である。
【００４８】本発明の電極作製工程を図１１の（１）〜
（３）に基づいて説明する。 （１）ｎ型ＧａＮ基板６０上に、ｎ型窒化ガリウム系化
合物半導体層２、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３
を順次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３
上に透光性電極４、パッド電極５を形成する。透光性電
極４はＮｉを３ｎｍ形成する。パッド電極５はＡｕ、そ
の厚さは８００ｎｍ形成する。
（３）に基づいて説明する。 （１）ｎ型ＧａＮ基板６０上に、ｎ型窒化ガリウム系化
合物半導体層２、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３
を順次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３
上に透光性電極４、パッド電極５を形成する。透光性電
極４はＮｉを３ｎｍ形成する。パッド電極５はＡｕ、そ
の厚さは８００ｎｍ形成する。
【００４９】（２）次に、透光性電極４及びパッド電極
５上に透明導電体膜６を形成する。透明導電体膜６はＩ
ｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用いる。その厚さは
０．６μｍ形成する。次に、透明導電体膜６上に反射防
止膜９を形成する。反射防止膜９は屈折率が１．４のＳ
ｉＯ2とし、膜厚ｄｌｏｗは、λ／４＝ｎｌｏｗ・ｄｌ
ｏｗ（λ：波長）を満足するように形成する。透光性透
明導電体膜６の干渉反射を防止するために反射防止膜９
を形成し、その膜厚は上記式を満足する膜厚に設定され
る。上記式の条件からずれると透過率が低下するので好
ましくない。
５上に透明導電体膜６を形成する。透明導電体膜６はＩ
ｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用いる。その厚さは
０．６μｍ形成する。次に、透明導電体膜６上に反射防
止膜９を形成する。反射防止膜９は屈折率が１．４のＳ
ｉＯ2とし、膜厚ｄｌｏｗは、λ／４＝ｎｌｏｗ・ｄｌ
ｏｗ（λ：波長）を満足するように形成する。透光性透
明導電体膜６の干渉反射を防止するために反射防止膜９
を形成し、その膜厚は上記式を満足する膜厚に設定され
る。上記式の条件からずれると透過率が低下するので好
ましくない。
【００５０】次に、発光領域を形成するためにレジスト
１０を塗布し、通常のフォトエッチング工程を用いて反
射防止膜９をフッ酸系溶液にて除去、透明導電体膜６を
塩化鉄系の溶液にて除去し、透光性電極４をエッチング
にて除去する。
１０を塗布し、通常のフォトエッチング工程を用いて反
射防止膜９をフッ酸系溶液にて除去、透明導電体膜６を
塩化鉄系の溶液にて除去し、透光性電極４をエッチング
にて除去する。
【００５１】（３）次に、パッド電極５と外部との電気
的接触を持たせるために、反射防止膜９をフッ酸系エッ
チング液にて除去し、透明導電体膜６の一部を塩化鉄系
の溶液にて除去し、パッド電極５の表面を露出させる。
次に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２の表面にｎ
型電極７を形成する。該ｎ型電極７は、Ｎｉ（厚さは１
５０ｎｍ）及びＡｕ（厚さは２０ｎｍ）の積層構造を用
いる。次に、パッド電極５と外部との電気的接触を持た
せるために、パッド電極５の上にＡｕワイヤー８を接続
する。
的接触を持たせるために、反射防止膜９をフッ酸系エッ
チング液にて除去し、透明導電体膜６の一部を塩化鉄系
の溶液にて除去し、パッド電極５の表面を露出させる。
次に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層２の表面にｎ
型電極７を形成する。該ｎ型電極７は、Ｎｉ（厚さは１
５０ｎｍ）及びＡｕ（厚さは２０ｎｍ）の積層構造を用
いる。次に、パッド電極５と外部との電気的接触を持た
せるために、パッド電極５の上にＡｕワイヤー８を接続
する。
【００５２】このように、反射防止膜を形成することに
より任意の波長に対して透過率が約９０％以上となり外
部発光効率が増加し、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層３と透明導電体膜６間の電気的特性に問題のない量産
性に優れた窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が作製
できる。
より任意の波長に対して透過率が約９０％以上となり外
部発光効率が増加し、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層３と透明導電体膜６間の電気的特性に問題のない量産
性に優れた窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が作製
できる。
【００５３】（実施例５）図５は、本発明の一実施例に
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極模式図で、パッド電極が透明導電体膜の上に形成
されている以外は実施例１と同様である。
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極模式図で、パッド電極が透明導電体膜の上に形成
されている以外は実施例１と同様である。
【００５４】サファイヤ基板１上に、ｎ型窒化ガリウム
系化合物半導体層２、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層３を順次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層３上に透光性電極４を形成する。該透光性電極４はＮ
ｉを３ｎｍ形成する。次に、透光性電極４上に透明導電
体膜６を形成する。透明導電体膜６はＩｎ2Ｏ3にドーパ
ントとしてＳｎを用いる。その厚さは０．３８μｍ形成
する。次に、Ａｕのパッド電極５を形成する。その厚さ
は０．１μｍ形成する。次に、ｎ型窒化ガリウム系化合
物半導体層６の表面にｎ型電極７を形成する。該ｎ型電
極７は、Ａｌ（厚さは１５０ｎｍ）及びＴｉ（厚さは２
０ｎｍ）の積層構造を用いる。パッド電極５の上にＡｕ
ワイヤー１２を接続する。
系化合物半導体層２、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層３を順次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層３上に透光性電極４を形成する。該透光性電極４はＮ
ｉを３ｎｍ形成する。次に、透光性電極４上に透明導電
体膜６を形成する。透明導電体膜６はＩｎ2Ｏ3にドーパ
ントとしてＳｎを用いる。その厚さは０．３８μｍ形成
する。次に、Ａｕのパッド電極５を形成する。その厚さ
は０．１μｍ形成する。次に、ｎ型窒化ガリウム系化合
物半導体層６の表面にｎ型電極７を形成する。該ｎ型電
極７は、Ａｌ（厚さは１５０ｎｍ）及びＴｉ（厚さは２
０ｎｍ）の積層構造を用いる。パッド電極５の上にＡｕ
ワイヤー１２を接続する。
【００５５】本構造によれば、パッド電極Ａｕの厚さを
通常問題となる０．３μｍ以下に薄くしても、透明導電
体膜６の介在により、パッド電極Ａｕによるパッド電極
直下のｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３に及ぼす歪
を小さくできるため、パッド電極直下の半導体層の劣化
を抑えることが可能となり、信頼性に優れた窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子が作製できた。ここで、ｐ型
窒化ガリウム系化合物半導体層７と透明導電体膜１間に
透光性電極４を導入することにより良好なオーミック特
性が得られ電流拡散が均一となる。
通常問題となる０．３μｍ以下に薄くしても、透明導電
体膜６の介在により、パッド電極Ａｕによるパッド電極
直下のｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３に及ぼす歪
を小さくできるため、パッド電極直下の半導体層の劣化
を抑えることが可能となり、信頼性に優れた窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子が作製できた。ここで、ｐ型
窒化ガリウム系化合物半導体層７と透明導電体膜１間に
透光性電極４を導入することにより良好なオーミック特
性が得られ電流拡散が均一となる。
【００５６】本実施形態での発光波長は４３０ｎｍであ
り、かつ透明導電体膜６の厚さを０．３８μｍとした。
これは、透明導電体膜６の屈折率ｎは２．０であり、発
光波長４３０ｎｍに対してこの透明導電体膜６がλ／４
ｎの奇数倍の厚さに設定するためである。これにより、
この透明導電体膜６での多重反射効果によるチップ外部
への光取り出し効率を大きくすることができる。ここで
は、前述の実施形態で説明でのように、透明導電体膜６
の厚さが０．３μｍ以上となるようにλ／４ｎの７倍の
厚さとして素子を作製した。これにより、素子内部で発
光する光の素子上面での透過率は従来素子の１．９倍の
７５％と高める事ができた。
り、かつ透明導電体膜６の厚さを０．３８μｍとした。
これは、透明導電体膜６の屈折率ｎは２．０であり、発
光波長４３０ｎｍに対してこの透明導電体膜６がλ／４
ｎの奇数倍の厚さに設定するためである。これにより、
この透明導電体膜６での多重反射効果によるチップ外部
への光取り出し効率を大きくすることができる。ここで
は、前述の実施形態で説明でのように、透明導電体膜６
の厚さが０．３μｍ以上となるようにλ／４ｎの７倍の
厚さとして素子を作製した。これにより、素子内部で発
光する光の素子上面での透過率は従来素子の１．９倍の
７５％と高める事ができた。
【００５７】このような構成にすることにより、透光性
電極４と透明導電体膜６の積層構造部での電流の横方向
の広がりを促進することと、ｐ型オーミック性接触を再
現性良く実現することと、素子内部での発光する光の透
過率を大きくすることを全て同時に満足することが可能
となった。本実施形態素子での、発光の均一性はパッド
電極５から最も遠い部分での発光密度は８６％と、十分
に均一に発光させることができた。このような均一発光
により、高電流密度領域で発光効率が低下する窒化ガリ
ウム系発光素子において、素子全体としても最も効率的
に電流を光に変換することができる窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子が実現できた。
電極４と透明導電体膜６の積層構造部での電流の横方向
の広がりを促進することと、ｐ型オーミック性接触を再
現性良く実現することと、素子内部での発光する光の透
過率を大きくすることを全て同時に満足することが可能
となった。本実施形態素子での、発光の均一性はパッド
電極５から最も遠い部分での発光密度は８６％と、十分
に均一に発光させることができた。このような均一発光
により、高電流密度領域で発光効率が低下する窒化ガリ
ウム系発光素子において、素子全体としても最も効率的
に電流を光に変換することができる窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子が実現できた。
【００５８】（実施例６）図６は、本発明の一実施例に
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極模式図で、パッド電極が透明導電体膜の上に形成
されている以外は実施例２と同様である。
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極模式図で、パッド電極が透明導電体膜の上に形成
されている以外は実施例２と同様である。
【００５９】ｎ型ＳｉＣ基板６０上に、ｎ型窒化ガリウ
ム系化合物半導体層２、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導
体層３を順次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導
体層３上に透光性電極４を形成する。該透光性電極４は
Ｎｉを２．５ｎｍ形成する。次に、透光性電極４上に透
明導電体膜６を形成する。透明導電体膜６はＩｎ2Ｏ3に
ドーパントとしてＳｎを用いる。その厚さは０．５μｍ
形成する。次に、パッド電極Ａｕ５を形成する。その厚
さは０．２μｍ厚形成する。次に、ｎ型窒化ガリウム系
化合物半導体層６の表面にｎ型電極７を形成する。該ｎ
型電極７は、Ａｌ（厚さは１５０ｎｍ）及びＴｉ（厚さ
は２０ｎｍ）の積層構造を用いる。パッド電極５の上に
Ａｕワイヤー８を接続する。
ム系化合物半導体層２、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導
体層３を順次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導
体層３上に透光性電極４を形成する。該透光性電極４は
Ｎｉを２．５ｎｍ形成する。次に、透光性電極４上に透
明導電体膜６を形成する。透明導電体膜６はＩｎ2Ｏ3に
ドーパントとしてＳｎを用いる。その厚さは０．５μｍ
形成する。次に、パッド電極Ａｕ５を形成する。その厚
さは０．２μｍ厚形成する。次に、ｎ型窒化ガリウム系
化合物半導体層６の表面にｎ型電極７を形成する。該ｎ
型電極７は、Ａｌ（厚さは１５０ｎｍ）及びＴｉ（厚さ
は２０ｎｍ）の積層構造を用いる。パッド電極５の上に
Ａｕワイヤー８を接続する。
【００６０】本構造によれば、パッド電極Ａｕの厚さを
薄くすることができるため、パッド電極Ａｕによる、パ
ッド電極直下のｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３に
及ぼす歪を小さくできるため、パッド電極直下の半導体
層の劣化を抑えることができるため、信頼性に優れた窒
化ガリウム系化合物半導体発光素子が作製できる。
薄くすることができるため、パッド電極Ａｕによる、パ
ッド電極直下のｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層３に
及ぼす歪を小さくできるため、パッド電極直下の半導体
層の劣化を抑えることができるため、信頼性に優れた窒
化ガリウム系化合物半導体発光素子が作製できる。
【００６１】さらに、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層３と透明導電体膜６間に透光性電極４を導入すること
により良好なオーミック特性が得られ電流拡散が均一と
なる。
層３と透明導電体膜６間に透光性電極４を導入すること
により良好なオーミック特性が得られ電流拡散が均一と
なる。
【００６２】このように、透過率が約２倍の８０％とな
り外部発光効率が増加し、ｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層３と透明導電体膜６間の電気的特性に問題のな
い、量産性及び信頼性に優れた窒化ガリウム系化合物半
導体発光素子が作製できる。
り外部発光効率が増加し、ｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層３と透明導電体膜６間の電気的特性に問題のな
い、量産性及び信頼性に優れた窒化ガリウム系化合物半
導体発光素子が作製できる。
【００６３】（実施例７）図７は、本発明の一実施例に
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極模式図で、パッド電極がない以外は実施例１と同
様である。
よって作製された窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極模式図で、パッド電極がない以外は実施例１と同
様である。
【００６４】サファイヤ基板１上に、ｎ型窒化ガリウム
系化合物半導体層２、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層３を順次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層３上に透光性電極４を形成する。該透光性電極４はＮ
ｉを５ｎｍ形成する。次に、透光性電極４上に透明導電
体膜６を形成する。透明導電体膜６はＩｎ2Ｏ3にドーパ
ントとしてＳｎを用いる。その厚さは０．６μｍ形成す
る。次に、透明導電体膜６の上にＡｕワイヤー８を接続
する。
系化合物半導体層２、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層３を順次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層３上に透光性電極４を形成する。該透光性電極４はＮ
ｉを５ｎｍ形成する。次に、透光性電極４上に透明導電
体膜６を形成する。透明導電体膜６はＩｎ2Ｏ3にドーパ
ントとしてＳｎを用いる。その厚さは０．６μｍ形成す
る。次に、透明導電体膜６の上にＡｕワイヤー８を接続
する。
【００６５】次に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層
６の表面にｎ型電極７を形成する。該ｎ型電極７は、Ａ
ｌ（厚さは１５０ｎｍ）及びＴｉ（厚さは２０ｎｍ）の
積層構造を用いる。
６の表面にｎ型電極７を形成する。該ｎ型電極７は、Ａ
ｌ（厚さは１５０ｎｍ）及びＴｉ（厚さは２０ｎｍ）の
積層構造を用いる。
【００６６】このように、透明導電体膜６の上にＡｕワ
イヤー８を接続することにより、パッド電極５を形成す
る必要がなく、工程簡略化が可能となる。
イヤー８を接続することにより、パッド電極５を形成す
る必要がなく、工程簡略化が可能となる。
【００６７】さらに、透過率が約１．５倍の６０％とな
り外部発光効率が増加し、ｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層３と透明導電体膜６間の電気的特性に問題のない
量産性に優れた窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が
作製できる。
り外部発光効率が増加し、ｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層３と透明導電体膜６間の電気的特性に問題のない
量産性に優れた窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が
作製できる。
【００６８】
【発明の効果】本発明によれば、窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子において、ｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層と透明導電体間に極薄膜の透光性電極を形成する
ことにより、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層と透明
導電体が、良好なオーミック性接触持つことができる。
さらに、発光素子の外部発光効率を減少させることな
く、均一な発光パターンが得られる。
半導体発光素子において、ｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層と透明導電体間に極薄膜の透光性電極を形成する
ことにより、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層と透明
導電体が、良好なオーミック性接触持つことができる。
さらに、発光素子の外部発光効率を減少させることな
く、均一な発光パターンが得られる。
【００６９】透光性透明導電体を用いることにより、可
視光に対する透過率が最大で９０％以上となり、発光素
子の外部発光効率も向上する。
視光に対する透過率が最大で９０％以上となり、発光素
子の外部発光効率も向上する。
【００７０】以上、均一な発光パターンが得られ、さら
に、外部発光効率が向上し、酸化物半導体と良好なオー
ミック特性を持つ量産性に優れた窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子が実現できる。
に、外部発光効率が向上し、酸化物半導体と良好なオー
ミック特性を持つ量産性に優れた窒化ガリウム系化合物
半導体発光素子が実現できる。
【図１】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極模式図である。
の電極模式図である。
【図２】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極模式図である。
の電極模式図である。
【図３】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極模式図である。
の電極模式図である。
【図４】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極模式図である。
の電極模式図である。
【図５】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極模式図である。
の電極模式図である。
【図６】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極模式図である。
の電極模式図である。
【図７】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極模式図である。
の電極模式図である。
【図８】実施例１を説明するための窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子の電極作製模式図である。
物半導体発光素子の電極作製模式図である。
【図９】実施例２を説明するための窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子の電極作製模式図である。
物半導体発光素子の電極作製模式図である。
【図１０】実施例３を説明するための窒化ガリウム系化
合物半導体発光素子の電極作製模式図である。
合物半導体発光素子の電極作製模式図である。
【図１１】実施例４を説明するための窒化ガリウム系化
合物半導体発光素子の電極作製模式図である。
合物半導体発光素子の電極作製模式図である。
【図１２】従来素子での発光強度分布を示す図である。
【図１３】従来の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極構造上面模式図である。
の電極構造上面模式図である。
【図１４】従来の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の電極構造の断面模式図である。
の電極構造の断面模式図である。
１ サファイヤ基板 ６０ ｎ型ＳｉＣ基板 ２、３００ ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層 ３、４００ ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層 ４ 透光性電極 ５００ 透光性電極 ５、６００ パッド電極 ６、２００ 透明導電体膜 ７、１００、７００ ｎ型用電極 ８ Ａｕワイヤー ８００ 絶縁体膜 ９ 反射防止層 １０ マスク用レジストまたは酸化膜
Claims (5)
- 【請求項１】 第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体
層、第２導電体型窒化ガリウム系化合物半導体層が積層
されている窒化ガリウム系化合物半導体発光素子におい
て、第２導電型層表面に透光性電極が形成され、該透光
性電極の上に透明導電体膜が形成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】 上記透明導電体膜の厚さｔは、０．３μ
ｍ≦ｔ≦３０μｍであ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】 上記透明導電体膜の厚さｔはほぼλ／４
ｎ（ただし、ｎは該透明導電体膜の屈折率、λは、発光
波長）の奇数倍となるように設定されていることを特徴
とする請求項２に記載の窒化ガリウム系化合物発光素
子。 - 【請求項４】 上記透光性電極は単層または積層された
金属膜より構成され、かつ該金属膜の全体の厚みが１ｎ
ｍ以上５ｎｍ以下であ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】 上記透明導電体膜の上に反射防止膜が形
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12845297A JPH10321913A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12845297A JPH10321913A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321913A true JPH10321913A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=14985068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12845297A Pending JPH10321913A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10321913A (ja) |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-05-19 JP JP12845297A patent/JPH10321913A/ja active Pending
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| Date | Code | Title | Description |
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