JPS6222556B2 - - Google Patents

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JPS6222556B2
JPS6222556B2 JP3896381A JP3896381A JPS6222556B2 JP S6222556 B2 JPS6222556 B2 JP S6222556B2 JP 3896381 A JP3896381 A JP 3896381A JP 3896381 A JP3896381 A JP 3896381A JP S6222556 B2 JPS6222556 B2 JP S6222556B2
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JP
Japan
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layer
solder
electrode
metal
light emitting
Prior art date
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Expired
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JP3896381A
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English (en)
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JPS57153479A (en
Inventor
Yoshimasa Ooki
Yukio Toyoda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS6222556B2 publication Critical patent/JPS6222556B2/ja
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • 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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    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
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    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は窒素ガリウム発光素子に関するもので
ある。窒素ガリウム（GaN）は半導体としてのエ
ネルギーギヤツプが大きく青色領域での発光が可
能な材料であるが、ｐ型導電性を示す結晶は得ら
れていない。発光ダイオードとしては通常第１図
に示すような金属―絶縁層―ｎ型半導体層（いわ
ゆるｍ―ｉ―ｓ metal―insulator―
semiconductor）構造が用いられている。ここで
１は結晶成長を行う基板材料で例えばサフアイア
単結晶などが用いられる。２はｎ型GaNエピタキ
シヤル層、３はZnなどのアクセプタを多量にド
ープしてｎ型を補償した絶縁性GaN層（ｉ層）、
４は金属電極である。この４―３―２の３層でｍ
―ｉ―ｓ構造を構成する。電極４とｎ―GaN層２
の間に電圧を印加するとnGaN層２とｉ―GaN層
３の間の接合部から発光する。このときの発光は
ｉ―GaN層３が絶縁性であることから、電極４の
下部の接合領域に限られる。このことから光を有
効に取り出すには、基板１の側から取り出すよう
にしなければならない。さらにまた基板１として
用いているサフアイアは高い絶縁性の物質である
ことから、ｎ―GaN層２への電極形成は困難なも
のである。
このようなGaN ｍ―ｉ―ｓ構造発光ダイオー
ドの場合の困難さを解決するため、本発明者はす
でに新しい構造を提案した。この構造は第２図に
示すように、エピタキシヤル成長をする前に基板
１の表面に処理をほどこすことにより、必要な位
置にｎ型導電層を結晶表面にｉ GaN層３を貫通
して露出させるようにしたものである。このよう
にするとｎ―GaN層２に接続するｎ側電極５を結
晶表面に形成することができる。具体的には例え
ばフオトプロセスなどを用いてパターンを形成す
ればよい。このようにして形成した金属電極４，
５の上に例えばデイツプ法などによつて半田バン
プ６，６′を形成する。しかる後にダイシングな
どによつてチツプに分離する。このチツプを適当
なコムにフリツプチツプにボンデイングすること
は容易である。
前にも述べたようにGaNの発光ダイオードの発
光は、ｉ―電極４の下部のｉ―ｎ接合領域に限ら
れるため、ｉ―電極４はできるだけ大きくしなけ
ればならない。他方、ｉ電極４、ｎ―電極５をと
もにチツプの表面に作ることから、ウエハ単位面
積からできるだけたくさんのチツプを取るために
は、ｎ―電極５を小さくすることや電極間隔を小
さくすることなどが必要である。ところが電極間
隔を小さくすると、ボンデイングした場合に半田
６，６′が広がつてシヨートをすることがある。
本発明はこれら欠点を除去せんとするものであ
る。
以下その一実施例を説明すると、第３図に示す
ように、ｉ電極４４を少くとも二層からなる金属
層とし、第１の層４′は半田とのぬれが悪く、か
つ結晶表面との密着性のよい金属で形成する。こ
の第１の層４′の面積は、GaN発光ダイオードの
発光領域として必要な面積とする。この上に第２
の金属層４″を半田とのぬれの良い金属で形成す
る。この第２の層４″の面積は第１の層４′にくら
べて小さくしてある。位置としては、ｎ―電極５
５より必要なだけ離すようにする。ｎ―電極につ
いては、第１層５′と第２層５″は大きさを変えて
もよいがもともと小さくしてあることから特に二
層間で大きさを変えなくてもよい。このようにし
て作つた電極の上に半田バンプ６，６′を形成
し、切断すればよい。この方法によつて作つたチ
ツプをボンデイングすれば、半田バンプの体積が
小さく、半田の流れが少なくなることと、電極金
属層４″，５″の間隔が広いことから、半田が流れ
広がつてシヨートを起こすことは殆んどなくな
り、チツプ面積に対する有効発光面積の割合も大
きくすることができる。以下具体的実施例につい
て説明する。
第３図において、金属第一層４′，５′として
Tiを3000Å蒸着したものを用い、第二層４″，
５″としてNi3500Åを蒸着したものを用いた。電
極４′の面積は電極４の面積の1/3で、電極５′と
同一とした。これを半田漕にデイツプしたとこ
ろ、第二層４″，５″の部分にのみ半田バンプが形
成された。このチツプを用いてフリツプチツプ法
でボンデイングしたところ、半田の流れによるシ
ヨートは見られなかつた。蒸着膜の厚さにはあま
り関係なく1000Å以上あれば十分であつた。また
第二層４″，５″としてCuも試みたところ同様の
効果がみられた。
実施例 ２ 実施例１において第一層４′，５′の下に密着性
を高めるためにAlをおいた三層構造を作つた。
この場合にも実施例１と同様な効果がみられた。
以上述べたように、本発明は電極金属層を２層
以上とし、少くともその第一層は結晶表面との密
着性のよい金属で形成し、その面積、形状は発光
領域であるようにするとともに、この第一層の金
属が半田に溶解せずかつ半田とのぬれが悪い場合
はこの層の上に、半田とのぬれの良い金属層を形
成し、そうでない場合は第二層として、半田に溶
解せずかつ半田とぬれの悪い金属の層を第一層と
重ねて同一形状に形成し、その上に半田とのぬれ
の良い金属層を形成するものである。この場合最
後の金属層はその面積を第一の層より小さくし、
この上に半田バンプを形成するものである。この
構造によつて、ｉ―電極上の半田バンプの体積を
小さくし、ボンデイングに際して半田の流れによ
るシヨートをなくすことができるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のGaN LED素子の断面図、第２
図は本発明者の提案した改良型GaN LED素子の
構造を示す断面図、第３図は本発明の一実施例に
おけるGaN発光素子の断面図である。 １……サフアイア基板、２……ｎ―GaN層、３
……ｉ―GaN層、４……ｉ―電極、５……ｎ―電
極、４４……二層ｉ電極、５５……二層ｎ電極、
６，６′……半田バンプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ｍ―ｉ―ｓ構造をもつ窒化ガリウム発光素子
    において、ｉ層上に形成する電極を２種以上の金
    属から成る多層構造とし、最も結晶表面から離れ
    た第１の金属層は半田との密着のよい性質を持つ
    材料で構成し、かつ結晶表面に接する第２の金属
    層は結晶と密着性のよい性質を持つ金属で形成す
    るとともに第１の金属層の面積がその下に位置す
    る電極に比べて小さくつくられ、半田バンプがこ
    の第１の金属層の上にのみ形成されるようにした
    ことを特徴とする窒化ガリウム発光素子。 ２ 第２の金属層が半田とのぬれの悪い材料で構
    成されている特許請求の範囲第１項記載の窒化ガ
    リウム発光素子。 ３ 第２の金属層が半田とのぬれの良い材料で構
    成され、この第２の金属層と第１の金属層の間に
    半田に溶解せずかつ半田とのぬれの悪い第三の金
    属層を介在させたことを特徴とする特許請求の範
    囲第１項記載の窒化ガリウム発光素子。
JP3896381A 1981-03-17 1981-03-17 Nitride gallium light emitting element Granted JPS57153479A (en)

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EP0444630B1 (en) 1990-02-28 1997-05-21 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting semiconductor device using gallium nitride group compound
US6830992B1 (en) 1990-02-28 2004-12-14 Toyoda Gosei Co., Ltd. Method for manufacturing a gallium nitride group compound semiconductor
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KR100622823B1 (ko) 2004-05-07 2006-09-14 엘지전자 주식회사 발광 소자의 제조 방법

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