JPS615585A

JPS615585A - 発光半導体素子の製造方法

Info

Publication number: JPS615585A
Application number: JP59127092A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ichihara; 淳市原; Masahito Mushigami; 雅人虫上; Masayoshi Muranishi; 正好村西; Yuuji Ishida; 祐士石田; Haruo Tanaka; 田中　治夫
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 1984-06-19
Filing date: 1984-06-19
Publication date: 1986-01-11
Also published as: JPH0531317B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は、発光半導体素子およびその製造方法に係り、
特に、基板表面から光を取り出す発光半導体素子および
その製造方法に関する。

（ロ）”従来技術一般に、半導体基板の表面から光を取り出す発光半導体
素子では、発光面の略中央部に表電極としてボンディン
グパッドを、基板裏面に裏電極を形成している。しかし
て、前記ボンディングパッドにワイヤボンディングされ
る関係上、このボンディングパッドを比較的大きく形成
する必要がある。

そして、例えば、この種の発光半導体素子を実際に使用
する場合、このボンディングパッド直下に電流が集中す
るため、このボンディングパッド周辺のみが発光しやす
い。即ち、電流が発光面を均一に広がりにくいので、発
光面の外周縁部分が比較的暗くなるという問題を生じる
。さらに、前記ボンディングパッドに光がさえぎられる
ので、発光が有効に利用されないという問題もあった。

しかして、上述のよう−な問題を解消するために、実願
昭５６−７８４７３号の発光半導体素子が提案されてい
る。

その構成は、半導体基板に形成された電極にリード線を
ボンデイン凡てなる発光半導体素子゛において、電極中
心部と半導体基板間に絶縁層を介在させてなり、電流の
広がりを大きくしたものである。

しかしながら、上述の発光半導体素子において、発光層
（Ｐ−Ｎ接合）の表面中心部に形成される絶縁層は、例
えばＡｌｔ　Ｏ２或いはＳｉＯ□等が使用される関係上
、前記発光層との密着性が非常に悪いという問題点があ
る。そのため、前記発光半導体素子のワイヤボンディン
グ工程において、ボンディングパッドにファーストボン
ディングした後、キャピラリでもってリード端子まで金
線を引っ張っていく時に、前記ファーストボンディング
されたボンディングパッドおよびその下部の絶縁層まで
も剥離してしまうことがある。即ち、製品としての歩留
りおよび信頼性が低下してしまうという欠点がある。

（ハ）目的第一の発明は、発光面の隅々にまで電流を流し、発光面
からの光の取り一出し効率を向上させる発光半導体素子
を提供することを目的としている。

第二の発明は、発光層との密着性を良好にし、これに基
づいて製品としての歩留りおよび信頼性　　　　　　　
　。

を向上させる発光半導体、素子の製造方法を提供するこ
とを目的としている。

（ニ）構成第一の発明に係る発光半導体素子は、発光面に半導体か
らなるオーミックコンタクト層を介して電極層が形成さ
れた発光半導体素子であって、前記電極層のボンディン
グパッドの直下に前記オーミックコンタクト層と反対め
導電型の半導体から′　　なる電流遮断層を設けたこと
を特徴とする。

第二の発明に係る発光半導体素子の製造方法は、発光面
に半導体からなるオーミックコンタクト層を介して電極
層が形成された発光半導体素子の製造方法であって、発
光層と、オーミックコンタクト層と、このオーミンクコ
ンタクト層と反対の導電型の半導体からなる電流遮断層
とを分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ）で半導体基
板の表面に形成する工程と、パターニングされたポジ型
、のレジストをマスクとして、前記電流遮断層をエツチ
ングすることにより、ボンディングパッドを除く電極層
のコンタクトホールを形成する工程と、前記レジストの
ボンディングパッド部分を露光して、当該部分の前記レ
ジストを除去する工程と、この半導体基板の表面に電極
材料を蒸着する工程と、前記基板表面の残余のレジスト
と、この表面の電極材料とをリフトオフすることにより
、ボンディングパッドおよびこれと接続する電極層を形
成する工程とを具備したことを特徴としている。

（ホ）実施例策二ｑ魚肌第１図は第一の発明に係る発光半導体素子の一実施例を
略示し、た斜視図である。

１は略矩形の発光半導体素子であり、ダブルへテロ接合
構造となっている。

詳しくは、Ｎ型ＧａＡｓからなる基板１００表面に比較
的薄いＮ型ＧａＡｓ層２１が、その上部には比較的厚い
Ｎ型Ｇａ０ｊＡＩ（１７Ａｓ層２２が形成されており、
この上部に比較的薄いＰ型Ｇａ（１７ＡｌａＪＡｓ層２
３が、この上部には比較的厚いＰ型Ｇａ工ＡＩ、１７Ａ
ｓＮ２４がそれぞれ積層された発光層２０が形成されて
いる。さらに前記Ｐ型Ｇａｇ３Ａｌｏ７ＡＳＪ１２４の
表面に高キャリヤ濃度のＰ型ＧａＡｓからなるオーミッ
クコンタクト層２５が適宜なパターンで形成されている
。

３０は前記オーミックコンタクト層２５と反対（逆極性
）の導電型のＮ型ＧａＡｓからなる略円形の電流遮断層
である。この電流遮断層３０は、前記基板１０の略中央
部に配置され、しかも前記オーミックコンタクト層２５
の上部に位置している。

尚、上述した発光半導体素子１を形成する各層および電
流遮断層３０はいわゆる分子線エピタキシャル成長法（
ＭＢＥ装置）でもって連続して成長させている。

前記基板１０の表面には、例えばＴｉ−Ａｕ或いは＾１
等からなる電極層４０およびボンディングパッド４１が
形成されている。

尚、この電極層４０およびボンディングパッド４１は、
電流を広げるべく形状になされている。具体的には、第
１図に示すように、前記絶縁層３０の表面に被着された
略円形の前記ボンディングパッド４１から基板の対角線
上で、かつ、先端が基板コーナ部近傍に位置するように
延設した直線部と、この直線部の先端および中途部にそ
れぞれのコーナ部が位置するように配設された相似形の
矩形環状部とから電極層４０が形成されている。

４２は例えばＡｕ−Ｇｅからなる裏電極であり、基板１
０の裏面に被着されている。

策；叫余肌第２図は第二の発明に係る製造方法の一実施例を示す説
明図（尚、第１図のＡ−Ａ　’断面部）である。同図に
おいて、第１図と同一部分は同一符合で示している。

（ａ）　　半導体基板１０の表面にＮ型ＧａＡｓ層２Ｌ
　Ｎ型Ｇａ。１＾１ｏ、７Ａｓ１ｉｉ２２、Ｐ型Ｇａ□
、７Ａ１０３Ａｓ層２３、Ｐ型Ｇａｏ３Ａ１゜７Ａｓ層
２４からなる発光層２０と、Ｐ型ＧａＡｓからなるオー
ミックコンタクト層２５と、前記オーミックコンタクト
層２５と反対の導電型であるＮ型ＧａＡｓからなる電流
遮断層３０等を分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ装
置）でもって連続して成長させる。

（ｂ）　　前記各層を形成した半導体基板ＩＯの表面に
ポジ型のレジスト５０を塗布する。次に、ボンディング
パッドを除く電極層４０のコンタクトホールを形成すべ
き部分に相当する前記レジスト５０を露光した後、現像
することにより前記露光された部分のレジスト５０を除
去する。

（Ｃ１前記レジスト５０をマスクとして電流遮断層３０
を選択エツチングすることにより、ボンディングパッド
を除く電極層４０のコンタクトホールを開孔する。

（ｄｌ　　前記レジスト５０の中央のみ（図示Ａの部分
）を再度露光する。しかる後、現像して前記露光された
部分のレジスト５０を除去することにより、ボンディン
グパッドが被着される部分の電流遮断層３０を露出させ
る。　　　　　　　　　　　　　　□（ｅ）　　前記基
板の表面にＴｉ−Ａｕ等の電極材料４０１を蒸着形成す
る。

（ｆ）　　前記残余のレジスト５０およびこの表面の電
極材料４０１をリフトオフすることにより、前記残余の
レジスト５０およびこの表面の電極材料４０’が除去さ
れるので、電極層４０およびボンディングパッド４１が
形成される。

（ｇ）　　電極層４０およびボンディングパッド４１を
マスクとじて、オーミックコンタクト層２５を選択エツ
チングする。次に、基板１０の裏面に＾ｕ−Ｇｅ等の電
極材料を蒸着形成することにより裏電極４２を形成する
。

しかして、上述のように形成された発光半導体素子１の
Ｇａ１−ｘＡｌ　ｘ　Ａｓ　（ドナーとしてＳｎ、アク
セプタとしてＢｅ）のホール測定結果を下の表に示す。

×は組成比、Ｃ９Ｃはキャリヤ濃度、μは移動度、ρは
比抵抗である。

尚、電極層４０の形状は：上述の実施例に限定されず、
電流を広げるような形状であればよい。

′　また、上述の実施例では、発光半導体素子を形成す
る各層をダブルへテロ接合構造としているが、本発明は
ｑれに限定されないことは勿論である。

尚、上述の実施例ではＧａＡｌＡｓからなる発光半導体
素子を例にとって説明しているが、本発明はこれに限定
されず、電流集中を起こし易い発光半導体素子に適用さ
れる。

（へ）効果第一の発明に係る発光半導体素子は、発光面に半導体か
らなるオーミックコンタクト層を介して電極層が形成さ
れた発光半導体素子であって、電極層のポンディングバ
ンドの直下にオーミックコンタクト層と反対の導電型の
半導体からなる電流遮断層を設けている。

従って、この発明によれば、前記ボンディングパッドの
直下に電流が集中することなく発光面の電極層に均等な
電流を流すことができるので、むだな発光を減らすと共
に、発光面からの光の取り出し効率を向上することがで
きる。

第二の発明に係る製造方法は、発光層と、オーミックコ
ンタクト層と、このオーミックコンタクト層と反対の導
電型の電流遮断層とを、分子線エピタキシャル成長法＜
ｙｔＢｍ装置）でもって連続して成長させて、電極材料
やオーミックコンタクト層および電流遮断層のパターン
付けを、ポジ型のレジストを用いて二回露光し、リフト
オフする方法を行っている。

従って、この発明によれば、発光層と電流遮断層とを良
好な密着性にすることができるので、従来から問題であ
るワイヤボンディング工程中の不具合を防止できる。即
ち、製品としての歩留りおよび信頼性を向上させること
ができる。また、レジストの塗布が一回で済むので工程
を簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第一の発明に係る発光半導体素子の一実施例を
略示した斜視図、第２図は第二の発明に係る製造方法の
一実施例を略゛示した説明図である。１・・・発光半導体素子、１０・・・半導体基板、２０
・・・発光層、２５・・・オーミックコンタクト層、３
０・・・電流遮断層、４０・・・電極層、４１・・・ポ
ンディングバンド。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）発光面に半導体からなるオーミックコンタクト層
を介して電極層が形成された発光半導体素子において、
前記電極層のボンディングパッドの直下に前記オーミッ
クコンタクト層と反対の導電型の半導体からなる電流遮
断層を設けたことを特徴とする発光半導体素子。
（２）発光面に半導体からなるオーミックコンタクト層
を介して電極層が形成された発光半導体素子の製造方法
において、発光層と、オーミックコンタクト層と、この
オーミックコンタクト層と反対の導電型の半導体からな
る電流遮断層とを分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ
）で半導体基板の表面に形成する工程と、パターニング
されたポジ型のレジストをマスクとして、前記電流遮断
層をエッチングすることにより、ボンディングパッドを
除く電極層のコンタクトホールを形成する工程と、前記
レジストのボンディングパッド部分を露光して、当該部
分の前記レジストを除去する工程と、この半導体基板の
表面に電極材料を蒸着する工程と、前記基板表面の残余
のレジストと、この表面の電極材料とをリフトオフする
ことにより、ボンディングパッドおよびこれと接続する
電極層を形成する工程とを具備したことを特徴とする発
光半導体素子の製造方法。