JP2000124502A - 半導体発光素子およびその製造方法 - Google Patents
半導体発光素子およびその製造方法Info
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- JP2000124502A JP2000124502A JP29349598A JP29349598A JP2000124502A JP 2000124502 A JP2000124502 A JP 2000124502A JP 29349598 A JP29349598 A JP 29349598A JP 29349598 A JP29349598 A JP 29349598A JP 2000124502 A JP2000124502 A JP 2000124502A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 第一に製造工程における素子特性の劣化を防
ぎ、第二に製造工程を簡素化して、製造歩留まりを高く
維持できる半導体発光素子の提供。 【解決手段】 基板１の上に積層された第一導電型層３
と第二導電型層５とを有し、前記第二導電型層５の表面
に透光性電極６が形成され、前記透光性電極６の上部に
パッド電極７が形成され、前記パッド電極７の下部に電
流阻止層２９が形成され、透光性電極６の上に保護膜１
９を備えた半導体発光素子において、前記電流阻止層２
９と前記保護膜１９とが、前記第二導電型層５の一部を
除去する際に用いられ残存したエッチングマスクである
こととすることによって、製造工程において透光性電極
６に傷がつくのを防止するとともに、透光性電極６用の
保護膜１９及びパッド電極７直下の電流阻止層２９用の
絶縁性膜とエッチングマスク用の絶縁性膜の成膜の工程
を同一工程で行う。
ぎ、第二に製造工程を簡素化して、製造歩留まりを高く
維持できる半導体発光素子の提供。 【解決手段】 基板１の上に積層された第一導電型層３
と第二導電型層５とを有し、前記第二導電型層５の表面
に透光性電極６が形成され、前記透光性電極６の上部に
パッド電極７が形成され、前記パッド電極７の下部に電
流阻止層２９が形成され、透光性電極６の上に保護膜１
９を備えた半導体発光素子において、前記電流阻止層２
９と前記保護膜１９とが、前記第二導電型層５の一部を
除去する際に用いられ残存したエッチングマスクである
こととすることによって、製造工程において透光性電極
６に傷がつくのを防止するとともに、透光性電極６用の
保護膜１９及びパッド電極７直下の電流阻止層２９用の
絶縁性膜とエッチングマスク用の絶縁性膜の成膜の工程
を同一工程で行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は発光ダイオード等の
光デバイスに利用される半導体発光素子及びその製造方
法に関し、特にワイヤボンディング用のパッド電極と透
光性電極とを有する半導体発光素子に関する。
光デバイスに利用される半導体発光素子及びその製造方
法に関し、特にワイヤボンディング用のパッド電極と透
光性電極とを有する半導体発光素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、３−５族化合物半導体を用いた高
輝度半導体発光素子の開発が進んでいる。特に、窒化ガ
リウム系化合物半導体を用いた可視光発光素子における
進展はめざましく、青色や緑色の発光ダイオードの分野
での展開が急速に進んでいる。
輝度半導体発光素子の開発が進んでいる。特に、窒化ガ
リウム系化合物半導体を用いた可視光発光素子における
進展はめざましく、青色や緑色の発光ダイオードの分野
での展開が急速に進んでいる。
【０００３】窒化ガリウム系化合物半導体を用いた発光
素子においては、他の３−５族化合物半導体を用いたも
のと比較してｐ型層の抵抗率が高いことやサファイア等
の絶縁性の基板を用いていること等の制約から、基板の
一面側にｐ、ｎ側のワイヤボンディング用のパッド電極
が形成され、さらに半導体層の表面のほぼ全面に透光性
を有する極薄の電極を展開させるというのが一般的な構
造であり、このような構造により発光素子の素子サイズ
の小型化と発光出力の改善が図られている。
素子においては、他の３−５族化合物半導体を用いたも
のと比較してｐ型層の抵抗率が高いことやサファイア等
の絶縁性の基板を用いていること等の制約から、基板の
一面側にｐ、ｎ側のワイヤボンディング用のパッド電極
が形成され、さらに半導体層の表面のほぼ全面に透光性
を有する極薄の電極を展開させるというのが一般的な構
造であり、このような構造により発光素子の素子サイズ
の小型化と発光出力の改善が図られている。
【０００４】上述の透光性電極を有する構造の発光素子
においては、透光性電極の上に形成されたパッド電極下
で発生した光のうち、パッド電極側へ向かう光はパッド
電極で遮られて透光性電極を形成した面側から外部に取
り出されないため、発光効率が低く抑えられているとい
う問題があった。これを改善するために、パッド電極の
下部に酸化シリコン等の絶縁性または高抵抗の電流阻止
層を形成することによって、パッド電極直下に流れる電
流成分を減らし、パッド電極によって遮られる発光を減
らして発光効率を改善する構造が提案されている。この
ような構造の発光素子は、例えば、特開平８−２５０７
６８号公報に開示されており、図３に示すような構造を
有している。
においては、透光性電極の上に形成されたパッド電極下
で発生した光のうち、パッド電極側へ向かう光はパッド
電極で遮られて透光性電極を形成した面側から外部に取
り出されないため、発光効率が低く抑えられているとい
う問題があった。これを改善するために、パッド電極の
下部に酸化シリコン等の絶縁性または高抵抗の電流阻止
層を形成することによって、パッド電極直下に流れる電
流成分を減らし、パッド電極によって遮られる発光を減
らして発光効率を改善する構造が提案されている。この
ような構造の発光素子は、例えば、特開平８−２５０７
６８号公報に開示されており、図３に示すような構造を
有している。
【０００５】図３において、サファイアからなる基板５
１の上に、バッファ層５２と、ｎ型層５３と、発光層５
４と、ｐ型層５５と、からなる積層構造が形成され、ｐ
型層５５の表面上には透光性を有する電極５６が形成さ
れており、さらに電極５６の上にはボンディングのため
のパッド電極５７が形成されている。ｐ型層５５の一部
であってパッド電極５７の直下の領域には酸化シリコン
からなる絶縁性層６９が形成されている。
１の上に、バッファ層５２と、ｎ型層５３と、発光層５
４と、ｐ型層５５と、からなる積層構造が形成され、ｐ
型層５５の表面上には透光性を有する電極５６が形成さ
れており、さらに電極５６の上にはボンディングのため
のパッド電極５７が形成されている。ｐ型層５５の一部
であってパッド電極５７の直下の領域には酸化シリコン
からなる絶縁性層６９が形成されている。
【０００６】ところで、透光性電極５６は上述したよう
に光を透過する程度に極薄で形成されるため、製造ライ
ンの途中で傷がつきやすい。図３に示すような窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子においては、透光性電極５
６を形成した領域がほぼ発光領域となるため、透光性電
極５６に傷がつくと電流が部分的に流れることとなり、
均一な発光が得られなかったり発光強度が低下するなど
して、製造歩留まりが低下するという問題があった。そ
こで、透光性電極５６の表面に酸化シリコン等の透光性
の膜を形成し、これを保護膜として、透光性電極に傷が
つくのを防ぐ方法が提案されている。このような方法
は、例えば、特開平７−９４７８３号公報に開示されて
いる。
に光を透過する程度に極薄で形成されるため、製造ライ
ンの途中で傷がつきやすい。図３に示すような窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子においては、透光性電極５
６を形成した領域がほぼ発光領域となるため、透光性電
極５６に傷がつくと電流が部分的に流れることとなり、
均一な発光が得られなかったり発光強度が低下するなど
して、製造歩留まりが低下するという問題があった。そ
こで、透光性電極５６の表面に酸化シリコン等の透光性
の膜を形成し、これを保護膜として、透光性電極に傷が
つくのを防ぐ方法が提案されている。このような方法
は、例えば、特開平７−９４７８３号公報に開示されて
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記のように透光性電
極を用いる発光素子においては、透光性電極の上に形成
されるパッド電極直下に電流阻止層を形成する技術や透
光性電極の上に保護膜を形成する技術等により、透光性
電極を用いることによる発光効率の低下や製造歩留まり
の低下が改善されてきた。しかしながら、このような技
術を採用した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製
造においては、ｎ型層の表面を露出するためのエッチン
グ工程やマスク形成工程等に加え、電流阻止層用の絶縁
性膜の形成や保護膜の形成のためのＣＶＤ法等による成
膜工程やパターンニングのためのフォトリソグラフィー
工程等を数回経る必要があり、製造工程が非常に煩雑に
なるという問題があった。このような場合、各工程にお
けるウェハーの取り扱い時に極薄の電極５６に傷がつき
やすく、結果として半導体発光素子の製造歩留まりを低
下させてしまうという問題がある。
極を用いる発光素子においては、透光性電極の上に形成
されるパッド電極直下に電流阻止層を形成する技術や透
光性電極の上に保護膜を形成する技術等により、透光性
電極を用いることによる発光効率の低下や製造歩留まり
の低下が改善されてきた。しかしながら、このような技
術を採用した窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製
造においては、ｎ型層の表面を露出するためのエッチン
グ工程やマスク形成工程等に加え、電流阻止層用の絶縁
性膜の形成や保護膜の形成のためのＣＶＤ法等による成
膜工程やパターンニングのためのフォトリソグラフィー
工程等を数回経る必要があり、製造工程が非常に煩雑に
なるという問題があった。このような場合、各工程にお
けるウェハーの取り扱い時に極薄の電極５６に傷がつき
やすく、結果として半導体発光素子の製造歩留まりを低
下させてしまうという問題がある。
【０００８】本発明において解決すべき課題は、第一に
半導体層の表面に形成する電極に傷がつかないように
し、第二に製造工程を簡素化して、製造歩留まりの高い
半導体発光素子及びその製造方法を提供することであ
る。
半導体層の表面に形成する電極に傷がつかないように
し、第二に製造工程を簡素化して、製造歩留まりの高い
半導体発光素子及びその製造方法を提供することであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、半導体層
の表面に形成する電極に傷がつかないようにするととも
に製造工程の簡素化を図るために改善検討を重ねた。そ
の結果、半導体層の表面に電極を形成した後、直ちに絶
縁性膜を電極の表面に形成することで、製造工程におい
て電極に傷がつく問題が解消され、さらに、この絶縁性
膜をエッチングマスクとして用い、残存したエッチング
マスクを透光性電極の保護膜及びパッド電極直下の電流
阻止層として用いることにより、製造工程が簡素化さ
れ、結果的に製造歩留まりが大幅に向上することを見出
した。
の表面に形成する電極に傷がつかないようにするととも
に製造工程の簡素化を図るために改善検討を重ねた。そ
の結果、半導体層の表面に電極を形成した後、直ちに絶
縁性膜を電極の表面に形成することで、製造工程におい
て電極に傷がつく問題が解消され、さらに、この絶縁性
膜をエッチングマスクとして用い、残存したエッチング
マスクを透光性電極の保護膜及びパッド電極直下の電流
阻止層として用いることにより、製造工程が簡素化さ
れ、結果的に製造歩留まりが大幅に向上することを見出
した。
【００１０】すなわち、本発明は、基板の上に積層され
た第一導電型層と第二導電型層とを有し、前記第二導電
型層は前記第一導電型層の表面を露出させるために一部
が除去されており、前記第二導電型層の表面に透光性電
極が形成され、前記透光性電極の上部にパッド電極が形
成され、前記パッド電極の下部に電流阻止用絶縁性膜が
形成され、透光性電極の上に保護用絶縁性膜を備えた半
導体発光素子において、前記電流阻止用絶縁性膜と前記
保護用絶縁性膜とが、前記第二導電型層の一部を除去す
る際に用いられ残存したエッチングマスクであることを
特徴とするものであり、エッチングマスクと、透光性電
極の表面を保護する保護膜及びパッド電極直下の電流阻
止層と、を兼用することにより、製造工程の簡素化が可
能となる。
た第一導電型層と第二導電型層とを有し、前記第二導電
型層は前記第一導電型層の表面を露出させるために一部
が除去されており、前記第二導電型層の表面に透光性電
極が形成され、前記透光性電極の上部にパッド電極が形
成され、前記パッド電極の下部に電流阻止用絶縁性膜が
形成され、透光性電極の上に保護用絶縁性膜を備えた半
導体発光素子において、前記電流阻止用絶縁性膜と前記
保護用絶縁性膜とが、前記第二導電型層の一部を除去す
る際に用いられ残存したエッチングマスクであることを
特徴とするものであり、エッチングマスクと、透光性電
極の表面を保護する保護膜及びパッド電極直下の電流阻
止層と、を兼用することにより、製造工程の簡素化が可
能となる。
【００１１】また、本発明は、基板の上に第一導電型層
と第二導電型層とを順に備えた積層構造の前記第二導電
型層の表面に透光性電極を形成する第一の工程と、前記
第一の工程に連続して前記電極の上に絶縁性膜を形成さ
せる第二の工程と、前記絶縁性膜をマスクとして用いて
第二導電型層の一部をエッチングにより除去させて前記
第一導電型層の表面を露出させる第三の工程と、前記マ
スクの一部を除去して前記透光性電極の表面の一部を露
出させる第四の工程と、第四の工程で露出された透光性
電極に接し、かつ前記マスクの一部の上部を覆うように
パッド電極を形成させる第五の工程を順に備えることを
特徴とする半導体発光素子の製造方法であり、このよう
な製造方法によれば、製造工程におけるウェハーの取り
扱い時に電極に傷がつかず、発光強度の低下を防ぐこと
ができ、さらに、エッチングマスクとして用いる絶縁性
膜と電極の保護膜及びパッド電極直下の電流阻止層とし
て用いる絶縁性膜を同一工程で形成するため、製造工程
の簡素化が可能となる。
と第二導電型層とを順に備えた積層構造の前記第二導電
型層の表面に透光性電極を形成する第一の工程と、前記
第一の工程に連続して前記電極の上に絶縁性膜を形成さ
せる第二の工程と、前記絶縁性膜をマスクとして用いて
第二導電型層の一部をエッチングにより除去させて前記
第一導電型層の表面を露出させる第三の工程と、前記マ
スクの一部を除去して前記透光性電極の表面の一部を露
出させる第四の工程と、第四の工程で露出された透光性
電極に接し、かつ前記マスクの一部の上部を覆うように
パッド電極を形成させる第五の工程を順に備えることを
特徴とする半導体発光素子の製造方法であり、このよう
な製造方法によれば、製造工程におけるウェハーの取り
扱い時に電極に傷がつかず、発光強度の低下を防ぐこと
ができ、さらに、エッチングマスクとして用いる絶縁性
膜と電極の保護膜及びパッド電極直下の電流阻止層とし
て用いる絶縁性膜を同一工程で形成するため、製造工程
の簡素化が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、基板の上に積層された第一導電型層と第二導電型層
とを有し、前記第二導電型層は前記第一導電型層の表面
を露出させるために一部が除去されており、前記第二導
電型層の表面に透光性電極が形成され、前記透光性電極
の上部にパッド電極が形成され、前記パッド電極の下部
に電流阻止用絶縁性膜が形成され、透光性電極の上に保
護用絶縁性膜を備えた半導体発光素子において、前記電
流阻止用絶縁性膜と前記保護用絶縁性膜とが、前記第二
導電型層の一部を除去する際に用いられ残存したエッチ
ングマスクであることを特徴とするものであり、第一導
電型層の表面を露出させるための第二導電型層の一部の
除去の際のエッチングマスクと、半導体層の表面に形成
される透光性電極の保護膜として用いられる絶縁性膜
と、を兼用することにより、エッチングマスク用の絶縁
性膜の成膜と、透光性電極の保護膜及びパッド電極直下
の電流阻止層用の絶縁性膜の成膜と、を同一工程で行う
ことができ、製造工程が簡素化されて、製造工程におい
て透光性電極に傷がつくのを防止できるという作用を有
する。
は、基板の上に積層された第一導電型層と第二導電型層
とを有し、前記第二導電型層は前記第一導電型層の表面
を露出させるために一部が除去されており、前記第二導
電型層の表面に透光性電極が形成され、前記透光性電極
の上部にパッド電極が形成され、前記パッド電極の下部
に電流阻止用絶縁性膜が形成され、透光性電極の上に保
護用絶縁性膜を備えた半導体発光素子において、前記電
流阻止用絶縁性膜と前記保護用絶縁性膜とが、前記第二
導電型層の一部を除去する際に用いられ残存したエッチ
ングマスクであることを特徴とするものであり、第一導
電型層の表面を露出させるための第二導電型層の一部の
除去の際のエッチングマスクと、半導体層の表面に形成
される透光性電極の保護膜として用いられる絶縁性膜
と、を兼用することにより、エッチングマスク用の絶縁
性膜の成膜と、透光性電極の保護膜及びパッド電極直下
の電流阻止層用の絶縁性膜の成膜と、を同一工程で行う
ことができ、製造工程が簡素化されて、製造工程におい
て透光性電極に傷がつくのを防止できるという作用を有
する。
【００１３】本発明の請求項２に記載の発明は、基板の
上に第一導電型層と第二導電型層とを順に備えた積層構
造の前記第二導電型層の表面に透光性電極を形成する第
一の工程と、前記第一の工程に連続して前記透光性電極
の上に絶縁性膜を形成させる第二の工程と、前記絶縁性
膜をマスクとして用いて第二導電型層の一部をエッチン
グにより除去させて前記第一導電型層の表面を露出させ
る第三の工程と、前記マスクの一部を除去して前記透光
性電極の表面の一部を露出させる第四の工程と、前記第
四の工程で露出された透光性電極に接し、かつ前記マス
クの一部の上部を覆うようにパッド電極を形成させる第
五の工程を順に備えることを特徴とする半導体発光素子
の製造方法であり、電極を形成する工程の後に連続して
絶縁性膜を形成する工程を備えたことにより、絶縁性膜
形成後の製造工程において透光性電極に傷がつくのを防
ぐことができるとともに、エッチングマスクとして用い
る絶縁性膜と、電極の保護膜及びパッド電極直下の電流
阻止層として用いる絶縁性膜と、を同一工程で形成する
ことができるという作用を有する。
上に第一導電型層と第二導電型層とを順に備えた積層構
造の前記第二導電型層の表面に透光性電極を形成する第
一の工程と、前記第一の工程に連続して前記透光性電極
の上に絶縁性膜を形成させる第二の工程と、前記絶縁性
膜をマスクとして用いて第二導電型層の一部をエッチン
グにより除去させて前記第一導電型層の表面を露出させ
る第三の工程と、前記マスクの一部を除去して前記透光
性電極の表面の一部を露出させる第四の工程と、前記第
四の工程で露出された透光性電極に接し、かつ前記マス
クの一部の上部を覆うようにパッド電極を形成させる第
五の工程を順に備えることを特徴とする半導体発光素子
の製造方法であり、電極を形成する工程の後に連続して
絶縁性膜を形成する工程を備えたことにより、絶縁性膜
形成後の製造工程において透光性電極に傷がつくのを防
ぐことができるとともに、エッチングマスクとして用い
る絶縁性膜と、電極の保護膜及びパッド電極直下の電流
阻止層として用いる絶縁性膜と、を同一工程で形成する
ことができるという作用を有する。
【００１４】以下に、本発明の実施の形態の具体例を図
面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形
態に係る半導体発光素子の構造を示す断面図である。図
１において、サファイアからなる基板１上に、順に窒化
ガリウム系化合物半導体からなるバッファ層２、ｎ型層
３、発光層４、ｐ型層５が順次積層されている。そし
て、ｐ型層５及び発光層４の一部が反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）法等のドライエッチングにより除去され
て、露出したｎ型層３の表面にｎ側電極８が形成されて
おり、ｐ型層５の上には透光性電極６が形成されてい
る。そして、透光性電極６の上方には、透光性電極６と
電気的に接続されたパッド電極７が形成されている。ｎ
側電極８には、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）
等の金属材料を用いることができる。透光性電極６には
Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔｉ等の金属材料やＩＴＯ等の導電
性材料を用いることができ、蒸着法やスパッタ法等を用
いて形成することができる。透光性電極６の厚さは材料
によっても異なるが、例えば、ＡｕやＮｉを用いる場
合、０．００５μｍ〜０．０２μｍの範囲とすることが
好ましい。また、例えば、４００℃以上の温度で熱処理
を施すことにより透光性を向上させることもできる。パ
ッド電極７にはＡｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔｉ等の金属材料を
用いることができる。
面を参照しながら説明する。図１は本発明の一実施の形
態に係る半導体発光素子の構造を示す断面図である。図
１において、サファイアからなる基板１上に、順に窒化
ガリウム系化合物半導体からなるバッファ層２、ｎ型層
３、発光層４、ｐ型層５が順次積層されている。そし
て、ｐ型層５及び発光層４の一部が反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）法等のドライエッチングにより除去され
て、露出したｎ型層３の表面にｎ側電極８が形成されて
おり、ｐ型層５の上には透光性電極６が形成されてい
る。そして、透光性電極６の上方には、透光性電極６と
電気的に接続されたパッド電極７が形成されている。ｎ
側電極８には、アルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）
等の金属材料を用いることができる。透光性電極６には
Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔｉ等の金属材料やＩＴＯ等の導電
性材料を用いることができ、蒸着法やスパッタ法等を用
いて形成することができる。透光性電極６の厚さは材料
によっても異なるが、例えば、ＡｕやＮｉを用いる場
合、０．００５μｍ〜０．０２μｍの範囲とすることが
好ましい。また、例えば、４００℃以上の温度で熱処理
を施すことにより透光性を向上させることもできる。パ
ッド電極７にはＡｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｔｉ等の金属材料を
用いることができる。
【００１５】透光性電極６の上には絶縁性膜からなる保
護膜１９が形成され、パッド電極７の直下のｐ型層５の
一部の上には絶縁性膜からなる電流阻止層２９が形成さ
れている。これらの絶縁性膜からなる保護膜１９及び電
流阻止層２９は、ｐ型層５及び発光層４の一部をドライ
エッチングにより除去させる際に用いたエッチングマス
クが残存したものであり、同一の工程で成膜されたもの
である。このように、ドライエッチングに用いるエッチ
ングマスクと透光性電極６の保護膜及びパッド電極７直
下の電流阻止層とを兼用させて保護膜１９及び電流阻止
層２９に用いる絶縁性膜の形成を一つの工程で行うよう
にしたので、製造工程が簡素化され、さらにウェハーの
取り扱いの頻度が減少することになる。そのため、ウェ
ハー取り扱いによる歩留まりの低下を抑制することがで
き、全体として製造歩留まりを向上させることができ
る。
護膜１９が形成され、パッド電極７の直下のｐ型層５の
一部の上には絶縁性膜からなる電流阻止層２９が形成さ
れている。これらの絶縁性膜からなる保護膜１９及び電
流阻止層２９は、ｐ型層５及び発光層４の一部をドライ
エッチングにより除去させる際に用いたエッチングマス
クが残存したものであり、同一の工程で成膜されたもの
である。このように、ドライエッチングに用いるエッチ
ングマスクと透光性電極６の保護膜及びパッド電極７直
下の電流阻止層とを兼用させて保護膜１９及び電流阻止
層２９に用いる絶縁性膜の形成を一つの工程で行うよう
にしたので、製造工程が簡素化され、さらにウェハーの
取り扱いの頻度が減少することになる。そのため、ウェ
ハー取り扱いによる歩留まりの低下を抑制することがで
き、全体として製造歩留まりを向上させることができ
る。
【００１６】また、この絶縁性膜の形成を、透光性電極
６を形成した後連続して行うことにより、その後の工程
において、極薄の透光性電極６は保護膜１９に覆われて
露出することがほとんどないので、製造工程において透
光性電極６に傷がつくことが少なくなり、透光性電極６
の傷による発光特性の劣化等が大幅に抑制され、発光素
子の製造歩留まりが大幅に向上する。
６を形成した後連続して行うことにより、その後の工程
において、極薄の透光性電極６は保護膜１９に覆われて
露出することがほとんどないので、製造工程において透
光性電極６に傷がつくことが少なくなり、透光性電極６
の傷による発光特性の劣化等が大幅に抑制され、発光素
子の製造歩留まりが大幅に向上する。
【００１７】保護膜１９と電流阻止層２９の材料は透光
性と絶縁性を有し、ドライエッチングにおいて窒化ガリ
ウム系化合物半導体とのエッチング選択比を大きく取れ
る材料であることが必要である。具体的には、Ｓｉ
Ｏ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＮ等を好ましく使用する
ことができる。
性と絶縁性を有し、ドライエッチングにおいて窒化ガリ
ウム系化合物半導体とのエッチング選択比を大きく取れ
る材料であることが必要である。具体的には、Ｓｉ
Ｏ2、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＮ等を好ましく使用する
ことができる。
【００１８】図２はｐ型層５の表面上への透光性電極６
の形成から保護膜１９の一部の開口までの工程を順に示
す概略図である。これらの図はウェハーにおける１素子
のみに関する概略図であり、実際には図に示す素子が二
次元的に繰り返し形成されたウェハーとして製造が行わ
れる。
の形成から保護膜１９の一部の開口までの工程を順に示
す概略図である。これらの図はウェハーにおける１素子
のみに関する概略図であり、実際には図に示す素子が二
次元的に繰り返し形成されたウェハーとして製造が行わ
れる。
【００１９】まず、サファイアからなる基板１の上にバ
ッファ層２、ｎ型層３、発光層４、ｐ型層５を順次積層
させて形成したウェハーを準備し、図２（ａ）に示すよ
うに、蒸着法とフォトリソグラフィーを用いて極薄の透
光性を有する電極６をｐ型層５の表面上に所望の形状で
形成する。
ッファ層２、ｎ型層３、発光層４、ｐ型層５を順次積層
させて形成したウェハーを準備し、図２（ａ）に示すよ
うに、蒸着法とフォトリソグラフィーを用いて極薄の透
光性を有する電極６をｐ型層５の表面上に所望の形状で
形成する。
【００２０】次いで、透光性電極６の上に絶縁性を有す
るＳｉＯ2からなる保護膜９をＣＶＤ法により堆積さ
せ、図２（ｂ）に示すようにフォトリソグラフィーによ
り所望の形状にパターンニングする。
るＳｉＯ2からなる保護膜９をＣＶＤ法により堆積さ
せ、図２（ｂ）に示すようにフォトリソグラフィーによ
り所望の形状にパターンニングする。
【００２１】保護膜９のパターンニングの後、ＲＩＥ法
により、保護膜９をエッチングマスクとして用いて、図
２（ｃ）に示すように、ｐ型層５及び発光層４の一部を
除去してｎ型層３の表面を露出させるとともに、エッチ
ングマスクとして用いた保護膜９の一部を残存させる。
により、保護膜９をエッチングマスクとして用いて、図
２（ｃ）に示すように、ｐ型層５及び発光層４の一部を
除去してｎ型層３の表面を露出させるとともに、エッチ
ングマスクとして用いた保護膜９の一部を残存させる。
【００２２】ｐ型層５のエッチングの後、残存した保護
膜９の一部をフォトリソグラフィーと希釈フッ酸溶液を
用いた湿式エッチングにより開口させて、図２（ｄ）に
示すように透光性電極６の表面を露出させるとともに、
保護膜９の一部を電流阻止層２９とし、同時に残りの保
護膜９を透光性電極６の保護膜１９とする。このとき、
電流阻止層２９及び保護膜１９の厚さを、いずれか一方
にフォトリソグラフィーによりレジスト等のマスクを形
成して別々に、あるいはマスクを形成しないで同時に、
湿式エッチング等を用いて調整することもできる。な
お、保護膜１９と電流阻止層２９とは完全に分離させる
必要はなく、透光性電極６と電流阻止層２９の直上に形
成されるパッド電極７とが電気的に接続されるように透
光性電極６が露出されていればよい。
膜９の一部をフォトリソグラフィーと希釈フッ酸溶液を
用いた湿式エッチングにより開口させて、図２（ｄ）に
示すように透光性電極６の表面を露出させるとともに、
保護膜９の一部を電流阻止層２９とし、同時に残りの保
護膜９を透光性電極６の保護膜１９とする。このとき、
電流阻止層２９及び保護膜１９の厚さを、いずれか一方
にフォトリソグラフィーによりレジスト等のマスクを形
成して別々に、あるいはマスクを形成しないで同時に、
湿式エッチング等を用いて調整することもできる。な
お、保護膜１９と電流阻止層２９とは完全に分離させる
必要はなく、透光性電極６と電流阻止層２９の直上に形
成されるパッド電極７とが電気的に接続されるように透
光性電極６が露出されていればよい。
【００２３】そしてこの後、電流阻止層２９と露出させ
たｎ型層３の表面上に、ともに蒸着法とフォトリソグラ
フィーにより同一の工程または別々の工程で、パッド電
極７とｎ側電極８をそれぞれ形成させる。そして、スク
ライブやダイシング等により、図１に示したような素子
としてチップ状に分離される。
たｎ型層３の表面上に、ともに蒸着法とフォトリソグラ
フィーにより同一の工程または別々の工程で、パッド電
極７とｎ側電極８をそれぞれ形成させる。そして、スク
ライブやダイシング等により、図１に示したような素子
としてチップ状に分離される。
【００２４】上述したように、極薄の透光性電極６を形
成した後、透光性電極６の上に連続して保護膜９を形成
するので、その後の工程において透光性電極６が露出す
ることがほとんどなく、これにより透光性電極６に傷が
つきにくくなるので、透光性電極６の劣化による製造歩
留まりの低下を抑制することが可能となる。
成した後、透光性電極６の上に連続して保護膜９を形成
するので、その後の工程において透光性電極６が露出す
ることがほとんどなく、これにより透光性電極６に傷が
つきにくくなるので、透光性電極６の劣化による製造歩
留まりの低下を抑制することが可能となる。
【００２５】なお、上記の実施の形態においては、ｎ型
層と発光層とｐ型層とを順次積層したダブルヘテロ接合
構造の発光素子及びその製造方法について述べたが、ｎ
型層とｐ型層とを直接接合させたホモ接合構造やシング
ルヘテロ接合構造とした場合においても、あるいはｎ型
層とｐ型層の積層の順序を逆にした構造においても同様
の効果が得られる。
層と発光層とｐ型層とを順次積層したダブルヘテロ接合
構造の発光素子及びその製造方法について述べたが、ｎ
型層とｐ型層とを直接接合させたホモ接合構造やシング
ルヘテロ接合構造とした場合においても、あるいはｎ型
層とｐ型層の積層の順序を逆にした構造においても同様
の効果が得られる。
【００２６】また、上記実施の形態においては、窒化ガ
リウム系化合物半導体を用いた発光素子について述べた
が、ＧａＡｌＡｓやＩｎＧａＡｌＰ等の化合物半導体を
用いた発光素子に対しても、本発明の思想を逸脱しない
範囲内で適用することが可能である。
リウム系化合物半導体を用いた発光素子について述べた
が、ＧａＡｌＡｓやＩｎＧａＡｌＰ等の化合物半導体を
用いた発光素子に対しても、本発明の思想を逸脱しない
範囲内で適用することが可能である。
【００２７】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、半導体層の表
面に形成される透光性電極の保護膜及びパッド電極直下
に形成される電流阻止層として用いられる絶縁性膜と、
半導体層のエッチングのマスクとを兼用することによ
り、エッチングマスク用の絶縁性膜の成膜と、透光性電
極の保護膜及びパッド電極直下の電流阻止層用の絶縁性
膜の成膜と、を同一工程で行うことができ、製造工程が
簡素化されて、製造工程において透光性電極に傷がつく
のを防止できる。この結果、信頼性が高く発光効率が改
善された発光素子を製造歩留まり良く製造することが可
能となる。
面に形成される透光性電極の保護膜及びパッド電極直下
に形成される電流阻止層として用いられる絶縁性膜と、
半導体層のエッチングのマスクとを兼用することによ
り、エッチングマスク用の絶縁性膜の成膜と、透光性電
極の保護膜及びパッド電極直下の電流阻止層用の絶縁性
膜の成膜と、を同一工程で行うことができ、製造工程が
簡素化されて、製造工程において透光性電極に傷がつく
のを防止できる。この結果、信頼性が高く発光効率が改
善された発光素子を製造歩留まり良く製造することが可
能となる。
【００２８】請求項２の発明によれば、半導体層の表面
に電極を形成する工程の後に連続して保護膜を形成する
工程を備えたことにより、保護膜形成後の製造工程にお
いて透光性電極に傷がつくのを防ぐことができるととも
に、エッチングマスクとして用いる絶縁性膜と、電極の
保護膜及びパッド電極直下の電流阻止層として用いる絶
縁性膜と、を同一工程で形成することができるので、素
子特性の劣化がなく発光効率が改善された半導体発光素
子を製造歩留まり良く製造することが可能となる。ま
た、製造工程が簡素化されるので、半導体発光素子を低
コスト化して製造することができる。
に電極を形成する工程の後に連続して保護膜を形成する
工程を備えたことにより、保護膜形成後の製造工程にお
いて透光性電極に傷がつくのを防ぐことができるととも
に、エッチングマスクとして用いる絶縁性膜と、電極の
保護膜及びパッド電極直下の電流阻止層として用いる絶
縁性膜と、を同一工程で形成することができるので、素
子特性の劣化がなく発光効率が改善された半導体発光素
子を製造歩留まり良く製造することが可能となる。ま
た、製造工程が簡素化されるので、半導体発光素子を低
コスト化して製造することができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係る窒化ガリウム系化
合物半導体発光素子の構造を示す断面図
合物半導体発光素子の構造を示す断面図
【図２】本発明の一実施の形態に係る半導体発光素子の
製造工程を示す概略図
製造工程を示す概略図
【図３】従来の半導体発光素子の構造を示す断面図
１ 基板 ２ バッファ層 ３ ｎ型層 ４ 発光層 ５ ｐ型層 ６ 電極 ７ パッド電極 ８ ｎ側電極 ９、１９ 保護膜 ２９ 電流阻止層
Claims (2)
- 【請求項１】 基板の上に積層された第一導電型層と第
二導電型層とを有し、前記第二導電型層は前記第一導電
型層の表面を露出させるために一部が除去されており、
前記第二導電型層の表面に透光性電極が形成され、前記
透光性電極の上部にパッド電極が形成され、前記パッド
電極の下部に電流阻止用絶縁性膜が形成され、前記透光
性電極の上に保護用絶縁性膜を備えた半導体発光素子に
おいて、前記電流阻止用絶縁性膜と前記保護用絶縁性膜
とが、前記第二導電型層の一部を除去する際に用いられ
残存したエッチングマスクであることを特徴とする半導
体発光素子。 - 【請求項２】 基板の上に第一導電型層と第二導電型層
とを順に備えた積層構造の前記第二導電型層の表面に透
光性電極を形成する第一の工程と、前記第一の工程に連
続して前記透光性電極の上に絶縁性膜を形成させる第二
の工程と、前記絶縁性膜をマスクとして用いて第二導電
型層の一部をエッチングにより除去させて前記第一導電
型層の表面を露出させる第三の工程と、前記マスクの一
部を除去して前記透光性電極の表面の一部を露出させる
第四の工程と、前記第四の工程で露出された透光性電極
に接し、かつ前記マスクの一部の上部を覆うようにパッ
ド電極を形成させる第五の工程を順に備えることを特徴
とする半導体発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29349598A JP4284722B2 (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | 半導体発光素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29349598A JP4284722B2 (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | 半導体発光素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000124502A true JP2000124502A (ja) | 2000-04-28 |
| JP4284722B2 JP4284722B2 (ja) | 2009-06-24 |
Family
ID=17795486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29349598A Expired - Fee Related JP4284722B2 (ja) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | 半導体発光素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4284722B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010024375A1 (ja) | 2008-08-29 | 2010-03-04 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体発光素子及び半導体発光装置 |
| KR101054112B1 (ko) | 2011-01-24 | 2011-08-03 | (주)더리즈 | 반도체 발광소자 및 그의 제조방법 |
| US8323994B2 (en) | 2008-09-24 | 2012-12-04 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III nitride semiconductor light-emitting device and method for producing the same |
| US8441019B2 (en) | 2010-03-25 | 2013-05-14 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light emitting device, light emitting device package and lighting system |
| CN105514240A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-04-20 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种高效发光二极管芯片 |
| CN106058003A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-10-26 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种提升led芯片亮度的方法 |
-
1998
- 1998-10-15 JP JP29349598A patent/JP4284722B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010024375A1 (ja) | 2008-08-29 | 2010-03-04 | 日亜化学工業株式会社 | 半導体発光素子及び半導体発光装置 |
| US8461617B2 (en) | 2008-08-29 | 2013-06-11 | Nichia Corporation | Semiconductor light emitting element and semiconductor light emitting device |
| US8323994B2 (en) | 2008-09-24 | 2012-12-04 | Toyoda Gosei Co., Ltd. | Group III nitride semiconductor light-emitting device and method for producing the same |
| US8441019B2 (en) | 2010-03-25 | 2013-05-14 | Lg Innotek Co., Ltd. | Light emitting device, light emitting device package and lighting system |
| KR101054112B1 (ko) | 2011-01-24 | 2011-08-03 | (주)더리즈 | 반도체 발광소자 및 그의 제조방법 |
| CN105514240A (zh) * | 2015-12-10 | 2016-04-20 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种高效发光二极管芯片 |
| CN106058003A (zh) * | 2016-07-26 | 2016-10-26 | 湘能华磊光电股份有限公司 | 一种提升led芯片亮度的方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4284722B2 (ja) | 2009-06-24 |
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