JP2001284651A - Iii nitride-based compound semiconductor element - Google Patents
Iii nitride-based compound semiconductor elementInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はIII族窒化物系化合物半
導体素子に関する。更に詳しくは、III族窒化物系化合
物半導体素子において半導体層の表面を被覆して形成さ
れる透光性電極の改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a group III nitride compound semiconductor device. More specifically, the present invention relates to improvement of a light-transmitting electrode formed by covering a surface of a semiconductor layer in a group III nitride compound semiconductor device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】III族窒化物系化合物半導体発光素子で
は基板として絶縁性のサファイアが用いられており、特
に基板を下側にして配置される発光素子においては、比
較的抵抗の大きなｐ型コンタクト層へ均一に電流を分配
し、もって発光層の全域から均等な発光を得るために、
当該ｐ型コンタクト層の上に薄い透光性電極が形成され
る。そして、このｐ型コンタクト層を保護するために、
二酸化シリコンなどからなる透光性かつ絶縁性の保護膜
を被覆していた。この保護膜は、透光性電極の傷つき防
止、剥離防止及び透光性電極とｎ型電極とのショート防
止などの作用を奏する（特開平７−０９４７８３号公報
参照）。本願発明に関連する文献として、特開平１０−
１７３２２９号公報を参照されたい。2. Description of the Related Art In a group III nitride compound semiconductor light emitting device, an insulating sapphire is used as a substrate. Particularly, in a light emitting device arranged with the substrate down, a p-type contact having a relatively large resistance is used. In order to distribute the current uniformly to the layers and to obtain uniform light emission from the entire area of the light emitting layer,
A thin translucent electrode is formed on the p-type contact layer. And, in order to protect this p-type contact layer,
A transparent and insulating protective film made of silicon dioxide or the like was covered. This protective film has effects such as preventing the light-transmitting electrode from being damaged and peeling, and preventing short-circuit between the light-transmitting electrode and the n-type electrode (see JP-A-7-094783). Japanese Patent Application Laid-Open No.
See 173229.
【０００３】透光性電極１を保護膜３で保護する場合、
図５に示すように、ｐ型コンタクト層５の周縁にクリア
ランス領域７が設けられる。ｐ型コンタクト層５のエッ
ジ部分と保護膜３のエッジ部分との間隔はほぼ１０μｍ
程度であり、この間隔はチップ分割線のマージンを含ん
でいる。保護膜３のエッジ部分と透光性電極１のエッジ
部分との間隔もほぼ１０μｍ程度である。図５におい
て、符号９はｐ型台座電極、符号１１はｎ電極形成面、
符号１３はｎ台座電極である。When protecting the translucent electrode 1 with the protective film 3,
As shown in FIG. 5, a clearance region 7 is provided on the periphery of the p-type contact layer 5. The distance between the edge of the p-type contact layer 5 and the edge of the protective film 3 is approximately 10 μm.
This interval includes the margin of the chip dividing line. The distance between the edge of the protective film 3 and the edge of the translucent electrode 1 is also about 10 μm. In FIG. 5, reference numeral 9 denotes a p-type pedestal electrode, reference numeral 11 denotes an n-electrode formation surface,
Reference numeral 13 denotes an n seat electrode.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】図５に示された構成の
場合、ｐ型コンタクト層５の抵抗が比較的高いので、発
光素子の発光層において有効に発光する部分１５は、図
５（B）に示す通り、透光性電極１の直下の部分に限定
される。その場合、有効発光部分１５から放出される光
において横方向（透光性電極１と平行な方向）へ放出さ
れる部分はクリアランス領域７を構成する半導体材料中
で吸収される。その結果、発光素子の横方から充分に光
を取り出すことができなかった。そこで、透光性電極を
ｐ型コンタクト層のエッジまで形成することが考えられ
る。本発明者により新たに得られた知見によれば、透光
性電極はその材料如何によっては耐水性に乏しくＳｉＯ
ｘ等の保護膜はかかる透光性電極の防水作用をしてい
る。即ち、この保護膜がないと、発光素子を樹脂でモー
ルドしたとしても樹脂を透過した水分が透光性電極と反
応してコンタクト抵抗を大幅に上昇させる惧れがある。
この点からみると、透光性電極をｐ型コンタクト層のエ
ッジまで形成した場合、その側面を保護膜で保護できな
くなるので当該側面から透光性電極が水分に影響を受け
ることとなる。つまり、従来構成の透光性電極を単にｐ
型コンタクト層のエッジまで延設させると、素子機能を
失わせることになりかねない。In the case of the structure shown in FIG. 5, since the resistance of the p-type contact layer 5 is relatively high, the portion 15 which emits light effectively in the light emitting layer of the light emitting element is formed as shown in FIG. As shown in ()), it is limited to the portion immediately below the translucent electrode 1. In this case, a portion of the light emitted from the effective light emitting portion 15 that is emitted in a lateral direction (a direction parallel to the light transmitting electrode 1) is absorbed in the semiconductor material forming the clearance region 7. As a result, light could not be sufficiently extracted from the side of the light emitting element. Therefore, it is conceivable to form the translucent electrode up to the edge of the p-type contact layer. According to the knowledge newly obtained by the present inventor, the light-transmitting electrode has poor water resistance depending on the material thereof,
The protective film such as x has a waterproof effect on the light-transmitting electrode. That is, without this protective film, even if the light emitting element is molded with a resin, the moisture permeating the resin may react with the translucent electrode to greatly increase the contact resistance.
From this point of view, when the translucent electrode is formed up to the edge of the p-type contact layer, the side surface cannot be protected by the protective film, so that the translucent electrode is affected by moisture from the side surface. That is, the translucent electrode having the conventional configuration is simply replaced with p.
If it extends to the edge of the mold contact layer, the device function may be lost.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を解
決すべきなされたものであり、その構成は次の通りであ
る。即ち、半導体層のエッジ部分とコバルト及び金を含
んでなる透光性電極のエッジ部分とが一致しており、該
透光性電極の台座電極で被覆された部分以外は実質的に
露出している、ことを特徴とするIII族窒化物系化合物
半導体素子。Means for Solving the Problems The present invention has been made to solve the above problems, and has the following configuration. That is, the edge portion of the semiconductor layer coincides with the edge portion of the light-transmitting electrode containing cobalt and gold, and the light-transmitting electrode is substantially exposed except for the portion covered with the pedestal electrode. A group III nitride-based compound semiconductor device.
【０００６】この発明で採用するコバルト及び金を含ん
でなる透光性電極は耐水性に優れている。したがって、
通常の使用環境下において、ＳｉＯｘなどの保護膜がな
くてもコバルト及び金を含んでなる透光性電極は水分の
影響を受けて何ら変質することがない。また、コバルト
は比較的イオン化ポテンシャルが小さいので、III族窒
化物系化合物半導体からなるｐ型コンタクト層との間に
充分な結合力が得られる。これにより、透光性電極をｐ
型コンタクト層のエッジ部分まで延設して、両者のエッ
ジ部分を平面視で一致させても素子機能は何ら阻害され
ない。透光性電極がｐ型コンタクト層のエッジ部分まで
形成されることにより、図１（B）に示すように、有効
発光部分３５が素子の側面まで達する。その結果、側面
からの強い発光が得られる。この光の一部は、図４に示
すように、砲弾型被覆層のレンズ部に直接入射するとと
もに、他の一部はカップ型反射面で上方向（透光性電極
と垂直方向）へ反射されて当該レンズに入射し、もって
外部へ有効に取り出されることとなる。よって、高い発
光効率が達成される。このように素子側面への強い発光
を得るには、少なくとも透光性電極のエッジ部分が半導
体層であるｐ型コンタクト層のエッジ部分まで延設され
て両者が一致しておればよい。勿論、透光性電極の面積
が大きければ大きいほど有効発光部分３５の面積が大き
くなるので、この観点からすれば透光性電極はｐ型コン
タクト層の実質的な全面に形成することが好ましい。The light-transmissive electrode containing cobalt and gold employed in the present invention has excellent water resistance. Therefore,
Under a normal use environment, even without a protective film such as SiOx, the translucent electrode containing cobalt and gold is not affected at all by the influence of moisture. Further, since cobalt has a relatively low ionization potential, a sufficient bonding force can be obtained between the cobalt and the p-type contact layer made of a group III nitride compound semiconductor. Thereby, the translucent electrode is p
Even if it extends to the edge portion of the mold contact layer and the two edge portions match in plan view, the device function is not hindered at all. By forming the translucent electrode up to the edge portion of the p-type contact layer, the effective light emitting portion 35 reaches the side surface of the element as shown in FIG. As a result, strong light emission from the side is obtained. As shown in FIG. 4, a part of this light is directly incident on the lens portion of the shell type coating layer, and the other part is reflected upward (perpendicular to the translucent electrode) by the cup-shaped reflecting surface. Then, the light enters the lens and is effectively extracted to the outside. Therefore, high luminous efficiency is achieved. In order to obtain strong light emission on the side surface of the element as described above, it is sufficient that at least the edge portion of the translucent electrode is extended to the edge portion of the p-type contact layer which is a semiconductor layer, and the two portions coincide with each other. Of course, the larger the area of the translucent electrode is, the larger the area of the effective light emitting portion 35 is. Therefore, from this viewpoint, it is preferable that the translucent electrode is formed on substantially the entire surface of the p-type contact layer.
【０００７】この発明の半導体素子において透光性電極
２１は、図１に示すように、ｐ型台座電極２９に被覆さ
れる部分以外は、実質的に露出されている。即ち、Ｓｉ
Ｏｘなどの保護膜で被覆されていない。これは素子の状
態で被覆されていないことを意味する。発光素子を例に
採れば、発光素子をリードや基板にマウントし、さらに
エポキシ樹脂などの透光性樹脂で被覆したときにこの透
光性電極は当該透光性樹脂で被覆されることとなるが、
この構成はいわゆる砲弾型、チップ型、反射型などの発
光装置における素子以外の要素が透光性電極を被覆して
いるものであり、発光素子のみをみればやはり透光性電
極は露出した状態である。In the semiconductor device of the present invention, as shown in FIG. 1, the translucent electrode 21 is substantially exposed except for the portion covered with the p-type pedestal electrode 29. That is, Si
Not covered with a protective film such as Ox. This means that the element is not coated in the state. Taking a light-emitting element as an example, when the light-emitting element is mounted on a lead or a substrate and further covered with a light-transmitting resin such as an epoxy resin, the light-transmitting electrode is coated with the light-transmitting resin. But,
In this configuration, elements other than elements in a light emitting device such as a so-called shell type, chip type, reflection type, etc., cover the translucent electrode, and if only the light emitting element is viewed, the translucent electrode is exposed. It is.
【０００８】透光性電極とｎ型電極形成面との間には１
〜３０μｍのクリアランスを設けることが好ましい。ｐ
電極である透光性電極とｎ型クラッド層又はｎ型電極と
がショートすることを確実に防止するためである。クリ
アランスの間隔が上記値未満であると、ショートの防止
が確実でなくなる。一方、クリアランスの間隔が上記値
を超えるとその分だけ有効発光部分の面積が小さくなる
ので好ましくない。クリアランスの更に好ましい値は２
〜２０μｍであり、更に更に好ましい値は３〜１５μｍ
であり、最も好ましい値は５〜１２μｍである。The distance between the translucent electrode and the surface on which the n-type electrode is formed is 1.
It is preferable to provide a clearance of ３０30 μm. p
This is for surely preventing a short circuit between the light-transmitting electrode and the n-type cladding layer or the n-type electrode. If the clearance interval is less than the above value, it is not possible to reliably prevent a short circuit. On the other hand, if the clearance interval exceeds the above value, the area of the effective light emitting portion becomes smaller by that amount, which is not preferable. A more preferable value of the clearance is 2
To 20 μm, and still more preferably 3 to 15 μm.
And the most preferable value is 5 to 12 μm.
【０００９】透光性電極はコバルトと金を含むものとす
る。コバルトの一部をニッケル(Ni)、鉄(Fe)、銅(Cu)、
クロム(Cr)、タンタル(Ta)、バナジウム(V)、マンガン
(Mn)、アルミニウム(Al)、銀(Ag)のうち少なくとも一種
の元素で置換し、金の一部をパラジウム(Pd)、イリジウ
ム(Ir)、白金(Pt)のうち少なくとも１種の元素で置換す
ることも可能であるが、あくまでも耐水性を有する範囲
とする。即ち、透光性電極はコバルト・金合金製とする
ことが好ましい。かかる透光性電極は、第１電極層とし
てコバルトを０．５〜１５ｎｍの膜厚でｐ型コンタクト
層の上に積層し、当該コバルト層の上に第２電極層とし
て金を３．５〜２５ｎｍの膜厚で積層する。その後、熱
処理により両者を合金化させる。熱処理後において、ｐ
型コンタクト層の表面から深さ方向の元素分布は、Coよ
りもAuが深く浸透した分布となる。[0009] The translucent electrode contains cobalt and gold. Part of cobalt is nickel (Ni), iron (Fe), copper (Cu),
Chromium (Cr), tantalum (Ta), vanadium (V), manganese
(Mn), aluminum (Al), and silver (Ag) are substituted with at least one element, and part of gold is replaced with at least one element of palladium (Pd), iridium (Ir), and platinum (Pt). Although it is possible to substitute, it is limited to a range having water resistance. That is, the translucent electrode is preferably made of a cobalt-gold alloy. Such a translucent electrode is formed by laminating cobalt as a first electrode layer with a thickness of 0.5 to 15 nm on a p-type contact layer, and depositing gold on a cobalt electrode as a second electrode layer with a thickness of 3.5 to 15 nm. The layers are laminated with a thickness of 25 nm. Then, both are alloyed by heat treatment. After heat treatment, p
The element distribution in the depth direction from the surface of the mold contact layer is a distribution in which Au penetrates deeper than Co.
【００１０】ここに、熱処理は酸素を含むガス中におい
て行うことが好ましい。このとき、酸素を含むガスとし
ては、O2、O3、CO、CO2、NO、N2O、NO2、又は、H2Oの少
なくとも１種又はこれらの混合ガスを用いることができ
る。又は、O2、O3、CO、CO2、NO、N2O、NO2、又は、H2O
の少なくとも１種と不活性ガスとの混合ガス、又は、
O2、O3、CO、CO2、NO、N2O、NO2、又は、H2Oの混合ガス
と不活性ガスとの混合ガスを用いることができる。要す
るに酸素を含むガスは、酸素原子、酸素原子を有する分
子のガスの意味である。熱処理時の雰囲気の圧力は、熱
処理温度において、窒化ガリウム系化合物半導体が熱分
解しない圧力以上であれば良い。酸素を含むガスは、O2
ガスだけを用いた場合には、窒化ガリウム系化合物半導
体の分解圧以上の圧力で導入すれば良く、他の不活性ガ
スと混合した状態で用いた場合には、全ガスを窒化ガリ
ウム系化合物半導体の分解圧以上の圧力とし、O2ガスは
全ガスに対して１０-6程度以上の割合を有しておれば十
分である。要するに、酸素を含むガスは極微量存在すれ
ば十分である。尚、酸素を含むガスの導入量の上限値
は、ｐ型低抵抗化及び電極合金化の特性からは、特に、
制限されるものではない。要は、製造が可能である範囲
まで使用できる。熱処理に関しては、最も望ましくは、
５００〜６００℃である。５００℃以上の温度で、抵抗
率が完全に飽和した低抵抗のｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体を得ることができる。又、６００℃以下の温度に
おいて、電極の合金化処理を良好に行うことができる。
又、望ましい温度範囲は、４５０〜６５０℃である。Here, the heat treatment is preferably performed in a gas containing oxygen. At this time, as the gas containing oxygen, at least one of O 2 , O 3 , CO, CO 2 , NO, N 2 O, NO 2 , H 2 O, or a mixed gas thereof can be used. Or O 2 , O 3 , CO, CO 2 , NO, N 2 O, NO 2 , or H 2 O
A mixed gas of at least one of the above and an inert gas, or
A mixed gas of O 2 , O 3 , CO, CO 2 , NO, N 2 O, NO 2 , or a mixed gas of H 2 O and an inert gas can be used. In short, a gas containing oxygen means a gas of an oxygen atom or a molecule having an oxygen atom. The pressure of the atmosphere during the heat treatment may be at least the pressure at which the gallium nitride-based compound semiconductor does not thermally decompose at the heat treatment temperature. The gas containing oxygen is O 2
When only the gas is used, the gas may be introduced at a pressure higher than the decomposition pressure of the gallium nitride-based compound semiconductor. It is sufficient if the pressure is equal to or higher than the decomposition pressure of O 2 gas and the ratio of O 2 gas to the total gas is about 10 −6 or more. In short, it is sufficient that a very small amount of gas containing oxygen exists. In addition, the upper limit of the introduction amount of the gas containing oxygen is, from the characteristics of p-type low resistance and electrode alloying, particularly,
There is no restriction. In short, it can be used to the extent that it can be manufactured. Regarding heat treatment, most desirably,
500-600 ° C. At a temperature of 500 ° C. or higher, a low-resistance p-type gallium nitride-based compound semiconductor whose resistivity is completely saturated can be obtained. Further, at a temperature of 600 ° C. or lower, the alloying treatment of the electrode can be favorably performed.
The desirable temperature range is 450 to 650 ° C.
【００１１】ｐ型コンタクト層はＧａＮ等のIII族窒化
物系化合物半導体で形成される。ここに、III族窒化物
系化合物半導体は一般式としてＡｌＸＧａＹＩｎ
１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ≦１、０≦Ｙ≦１、０≦Ｘ＋Ｙ≦
１）で表され、ＡｌＮ、ＧａＮ及びＩｎＮのいわゆる２
元系、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ、ＡｌｘＩｎ１−ｘＮ及びＧ
ａｘＩｎ１−ｘＮ（以上において０＜ｘ＜１）のいわゆ
る３元系を包含する。III族元素の一部をボロン
（Ｂ）、タリウム（Ｔｌ）等で置換しても良く、また、
窒素（Ｎ）の一部もリン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチ
モン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）等で置換できる。III
族窒化物系化合物半導体層は任意のドーパントを含むも
のであっても良い。ｎ型不純物として、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓ
ｅ、Ｔｅ、Ｃ等を用いることができる。ｐ型不純物とし
て、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ等を用いるこ
とができる。なお、ｐ型不純物をドープした後にIII族
窒化物系化合物半導体を電子線照射、プラズマ照射若し
くは炉による加熱にさらすことも可能である。III族窒
化物系化合物半導体層の形成方法は特に限定されない
が、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）のほか、周知
の分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）、ハライド気相成長法
（ＨＶＰＥ法）、スパッタ法、イオンプレーティング
法、電子シャワー法等によっても形成することができ
る。ここにIII族窒化物系化合物半導体素子には、発光
ダイオード、受光ダイオード、レーザダイオード、太陽
電池等の光素子が挙げられる。本発明はこれらに適用さ
れるものである。なお、発光素子の構成としては、ＭＩ
Ｓ接合、ＰＩＮ接合やｐｎ接合を有したホモ構造、ヘテ
ロ構造若しくはダブルへテロ構造のものを用いることが
できる。発光層として量子井戸構造（単一量子井戸構造
若しくは多重量子井戸構造）を採用することもできる。The p-type contact layer is formed of a group III nitride compound semiconductor such as GaN. Here, the group III nitride-based compound semiconductor has a general formula of Al X Ga Y In
1- XYN (0 ≦ X ≦ 1, 0 ≦ Y ≦ 1, 0 ≦ X + Y ≦
1), the so-called 2 of AlN, GaN and InN
Based system, Al x Ga 1-x N , Al x In 1-x N and G
a so-called ternary system of a x In 1-x N (where 0 <x <1). Part of the group III element may be replaced by boron (B), thallium (Tl), etc.
Part of nitrogen (N) can be replaced by phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), bismuth (Bi), or the like. III
The group III nitride compound semiconductor layer may contain an arbitrary dopant. Si, Ge, S as n-type impurities
e, Te, C, etc. can be used. Mg, Zn, Be, Ca, Sr, Ba, or the like can be used as the p-type impurity. After doping with a p-type impurity, the group III nitride compound semiconductor can be exposed to electron beam irradiation, plasma irradiation, or heating by a furnace. The method of forming the group III nitride-based compound semiconductor layer is not particularly limited. In addition to metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), well-known molecular beam crystal growth (MBE) and halide vapor deposition (HVPE) ), A sputtering method, an ion plating method, an electron shower method, or the like. Here, examples of the group III nitride compound semiconductor device include light emitting diodes, light receiving diodes, laser diodes, and optical devices such as solar cells. The present invention is applied to these. Note that the configuration of the light emitting element is MI
A homostructure, heterostructure, or double heterostructure having an S junction, a PIN junction, or a pn junction can be used. A quantum well structure (single quantum well structure or multiple quantum well structure) can be adopted as the light emitting layer.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。
実施例は発光ダイオード４０であり、その構成を図２に
示す。Embodiments of the present invention will be described below.
The embodiment is a light emitting diode 40, the configuration of which is shown in FIG.
【００１３】 層 ： 組成：ドーパント （膜厚） 透光性電極２１ ： Au(6nm)/Co(1.5nm) ｐ型クラッド層 ４５： ｐ−ＧａＮ:Ｍｇ （0.3μm） 発光層 ４４ ： 超格子構造 量子井戸層 ： Ｉｎ０．１５Ｇａ０．８５Ｎ （3.5nm) バリア層 ： ＧａＮ （3.5nm） 量子井戸層とバリア層の繰り返し数：1〜10 ｎ型クラッド層 ４３ ： ｎ−ＧａＮ：Ｓｉ （4μm） ＡｌＮバッファ層 ４２ ： ＡｌＮ （60nm） 基板 ４１ ： サファイア（ａ面） （300μm）Layer: Composition: Dopant (Film thickness) Translucent electrode 21: Au (6 nm) / Co (1.5 nm) P-type clad layer 45: p-GaN: Mg (0.3 μm) Light-emitting layer 44: Superlattice structure Quantum well layer: In 0.15 Ga 0.85 N (3.5 nm) Barrier layer: GaN (3.5 nm) Number of repetitions of quantum well layer and barrier layer: 1 to 10 n-type cladding layer 43: n-GaN: Si ( 4 μm) AlN buffer layer 42: AlN (60 nm) Substrate 41: sapphire (a-plane) (300 μm)
【００１４】ｎ型クラッド層４３は発光層４４側の低電
子濃度ｎ-層とバッファ層４２側の高電子濃度ｎ＋層と
からなる２層構造とすることができる。後者はｎ型コン
タクト層と呼ばれる。発光層４４は超格子構造のものに
限定されない。発光素子の構成としてはシングルへテロ
型、ダブルへテロ型及びホモ接合型のものなどを用いる
ことができる。発光層４４とｐ型クラッド層４５との間
にマグネシウム等のアクセプタをドープしたバンドギャ
ップの広いIII族窒化物系化合物半導体層を介在させる
こともできる。これは発光層４４中に注入された電子が
ｐ型クラッド層４５に拡散するのを防止するためであ
る。ｐ型クラッド層４５を発光層４４側の低ホール濃度
ｐ−層と電極側の高ホール濃度ｐ＋層とからなる２層構
造とすることができる。後者はｐ型コンタクト層と呼ば
れる。上記構成の発光ダイオードにおいて、各III族窒
化物系化合物半導体層は一般的な条件でＭＯＣＶＤを実
行して形成する。The n-type cladding layer 43 can have a two-layer structure including a low electron concentration n− layer on the light emitting layer 44 side and a high electron concentration n + layer on the buffer layer 42 side. The latter is called an n-type contact layer. The light emitting layer 44 is not limited to a super lattice structure. As a structure of the light emitting element, a single hetero type, a double hetero type, a homo junction type, or the like can be used. A wide bandgap group III nitride compound semiconductor layer doped with an acceptor such as magnesium may be interposed between the light emitting layer 44 and the p-type cladding layer 45. This is to prevent the electrons injected into the light emitting layer 44 from diffusing into the p-type cladding layer 45. The p-type cladding layer 45 may have a two-layer structure including a low hole concentration p− layer on the light emitting layer 44 side and a high hole concentration p + layer on the electrode side. The latter is called a p-type contact layer. In the light emitting diode having the above structure, each group III nitride compound semiconductor layer is formed by performing MOCVD under general conditions.
【００１５】次に、マスクを形成してｐ型クラッド層４
５、活性層４４及びｎ型クラッド層４３の一部を反応性
イオンエッチングにより除去し、ｎ型台座電極３３を形
成すべきｎ電極形成面３１を表出させる。Next, a mask is formed and the p-type cladding layer 4 is formed.
5. The active layer 44 and a part of the n-type cladding layer 43 are removed by reactive ion etching to expose the n-electrode formation surface 31 on which the n-type pedestal electrode 33 is to be formed.
【００１６】ウエハの全面に、蒸着装置にて、Ｃｏ層
（１．５ｎｍ）とＡｕ層（６０ｎｍ）を順次積層する。
次に、フォトレジストを一様に塗布して、フォトリソグ
ラフィにより、ｎ電極形成面３１及びその周囲からほぼ
１０μｍ幅の部分（クリアランス領域２６）でフォトレ
ジストを除去して、エッチングによりその部分の透光性
電極形成材料を除去し、半導体層を露出させる（図３参
照）。その後、フォトレジストを除去する。クリアラン
ス領域２６からｎ電極形成面３１の周縁部にかけて絶縁
性でかつ透光性の保護膜（酸化シリコン、窒化シリコ
ン、酸化チタン、酸化アルミニウム等）を被覆すること
も出来る。形成方法にはスパッタ法或いはＣＶＤ法を採
用できる。次に、リフトオフ法により、Ｖ層（１７．５
ｎｍ）、Ａｕ層（１．５μｍ）及びＡｌ層（１０ｎｍ）
を順次蒸着積層してｐ型台座電極２９とする。バナジウ
ムとアルミニウムとからなるｎ型台座電極３３も同様に
リフトオフ法により形成される。A Co layer (1.5 nm) and an Au layer (60 nm) are sequentially laminated on the entire surface of the wafer by a vapor deposition apparatus.
Next, a photoresist is uniformly applied, the photoresist is removed by photolithography from the n-electrode forming surface 31 and a portion (clearance region 26) having a width of about 10 μm from the periphery thereof, and the portion is transparent by etching. The material for forming the photoelectrode is removed to expose the semiconductor layer (see FIG. 3). After that, the photoresist is removed. An insulating and translucent protective film (silicon oxide, silicon nitride, titanium oxide, aluminum oxide, or the like) can be coated from the clearance region 26 to the periphery of the n-electrode formation surface 31. As a forming method, a sputtering method or a CVD method can be adopted. Next, the V layer (17.5) is formed by a lift-off method.
nm), Au layer (1.5 μm) and Al layer (10 nm)
Are sequentially deposited to form a p-type pedestal electrode 29. The n-type pedestal electrode 33 made of vanadium and aluminum is similarly formed by a lift-off method.
【００１７】上記のようにして得られた試料を加熱炉に
入れ、炉内を１Ｐａ以下にまで排気し、その後１０数Ｐ
ａまでＯ２を供給する。そして、その状態で炉の温度を
５５０℃に設定して、４分間程度、熱処理する。これに
より、透光性電極２１とｐ型台座電極２９はそれぞれの
材料が合金化されるとともに、両者は結合してｐ型電極
構造となる。その後、図３に点線で示す分離ラインで常
法により分離して、図２に示す発光素子を得る。本発明
者らの検討によれば、ｐ型台座電極の直下において電流
はｐ型クラッド層へほとんど注入されていない。これ
は、ｐ型台座電極の直下において透光性電極を構成する
Ａｕ／Ｃｏ蒸着層に上述したような分布の反転が生じな
いためにコンタクト抵抗が比較的高くなっているためで
あると予想される。したがって、ｐ型台座電極２９の周
面と透光性電極２１との界面が両者の有効な電気的接続
面となる。即ち、ｐ型台座電極２９に印加された電流は
その周面より透光性電極２１へ流れ、ここで全面に拡散
されてｐ型半導体層の全面へ均等に注入される。The sample obtained as described above is placed in a heating furnace, and the inside of the furnace is evacuated to 1 Pa or less.
supplying the O 2 to a. Then, in this state, the temperature of the furnace is set to 550 ° C., and the heat treatment is performed for about 4 minutes. As a result, the translucent electrode 21 and the p-type pedestal electrode 29 are alloyed with each other, and the two are combined to form a p-type electrode structure. Thereafter, the light is separated by a conventional method along a separation line shown by a dotted line in FIG. 3 to obtain a light emitting device shown in FIG. According to the study of the present inventors, almost no current is injected into the p-type cladding layer immediately below the p-type pedestal electrode. This is expected to be due to the relatively high contact resistance since the above-described distribution inversion does not occur in the Au / Co vapor deposition layer constituting the light-transmitting electrode immediately below the p-type pedestal electrode. You. Therefore, the interface between the peripheral surface of the p-type pedestal electrode 29 and the translucent electrode 21 becomes an effective electrical connection surface between them. That is, the current applied to the p-type pedestal electrode 29 flows from the peripheral surface to the light-transmitting electrode 21, where it is diffused over the entire surface and uniformly injected over the entire surface of the p-type semiconductor layer.
【００１８】透光性電極２１がｐ型半導体層４５のエッ
ジ部分まで形成されているので、発光層４４はそのエッ
ジ部分まで充分に電流が供給されて発光する。これによ
り、発光素子４０の側面からも強い発光が得られる。こ
のようにして得られた側面光は図４に示すように利用さ
れる。マウントリード５１のキャップ部５２に透光性電
極を上側にして配置された発光素子４０の側面から放出
された光の一部は、参照番号４８で示すように、透光性
樹脂（エポキシ樹脂等）からなる砲弾型封止部材５７の
中を通ってレンズ部５８へ直接入射して外部へ放出され
る。側面光の他の一部は、参照番号４９で示すように、
カップ型反射面５４で反射されてレンズ部５８へ入射し
て外部へ放出される。このように発光装置５０から外部
へ放出すされる光のうちで発光素子４０の側面から放出
される光は大きな比重をしめる。したがって、当該側面
光の光量が増大すれば発光装置５０全体の光量も増大す
ることとなる。なお、図４において参照番号５５はイン
ナーリードである。ボンディングワイヤの図示は省略し
た。Since the translucent electrode 21 is formed up to the edge portion of the p-type semiconductor layer 45, the light-emitting layer 44 emits light when a sufficient current is supplied to the edge portion. Thereby, strong light emission can be obtained from the side surface of the light emitting element 40. The side light thus obtained is used as shown in FIG. As indicated by reference numeral 48, a part of light emitted from the side surface of the light emitting element 40 disposed on the cap portion 52 of the mount lead 51 with the light transmitting electrode facing upward, as indicated by reference numeral 48. ) Is directly incident on the lens portion 58 through the inside of the shell type sealing member 57 made of). The other part of the side light, as indicated by reference numeral 49,
The light is reflected by the cup-shaped reflecting surface 54, enters the lens unit 58, and is emitted to the outside. As described above, of the light emitted from the light emitting device 50 to the outside, the light emitted from the side surface of the light emitting element 40 has a large specific gravity. Therefore, if the light amount of the side light increases, the light amount of the entire light emitting device 50 also increases. In FIG. 4, reference numeral 55 denotes an inner lead. Illustration of the bonding wires is omitted.
【００１９】この発明は、上記発明の実施の形態及び実
施例の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の
範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲
で種々の変形態様もこの発明に含まれる。The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples. Various modifications are included in the present invention without departing from the scope of the claims and within the scope of those skilled in the art.
【図１】図１はこの発明の実施例の半導体発光素子の透
光性電極の構成を示し、図１（Ａ）は平面図、図１
（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。FIG. 1 shows a configuration of a light-transmitting electrode of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (A) is a plan view, FIG.
FIG. 2B is a sectional view taken along line BB in FIG.
【図２】図２は同じく実施例の半導体発光素子の構成を
示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a semiconductor light emitting device of the same embodiment.
【図３】図３はウエハに透光性電極を形成した状態を示
す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a state in which a light-transmitting electrode is formed on a wafer.
【図４】図４は図２の半導体発光素子をマウントした砲
弾型封止部材を備えた発光装置の構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a light emitting device including a shell type sealing member on which the semiconductor light emitting element of FIG. 2 is mounted.
【図５】図５は従来例の半導体発光素子の透光性電極の
構成を示し、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）は図５
（Ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。5A and 5B show a configuration of a light-transmitting electrode of a conventional semiconductor light emitting element, FIG. 5A is a plan view, and FIG.
It is BB sectional drawing in (A).
１、２１ 透光性電極 ３ 保護膜 ５ ｐ型コンタクト層 ９、２９ ｐ型台座電極 １１、３１ ｎ電極形成面 １３、３３ ｎ台座電極 ２６ クリアランス領域 ４０ 発光ダイオード ５０ 発光装置 1, 21 translucent electrode 3 protective film 5 p-type contact layer 9, 29 p-type pedestal electrode 11, 31 n-electrode forming surface 13, 33 n pedestal electrode 26 clearance region 40 light-emitting diode 50 light-emitting device
Claims (6)
を含んでなる透光性電極のエッジ部分とが一致してお
り、該透光性電極の台座電極で被覆された部分以外は実
質的に露出している、ことを特徴とするIII族窒化物系
化合物半導体素子。1. An edge portion of a semiconductor layer coincides with an edge portion of a light-transmitting electrode containing cobalt and gold, and a portion of the light-transmitting electrode other than a portion covered with a pedestal electrode is substantially provided. A group III nitride compound semiconductor device, which is exposed.
は１〜３０μｍのクリアランスが形成されている、こと
を特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物系化合物半
導体素子。2. The group III nitride compound semiconductor device according to claim 1, wherein a clearance of 1 to 30 μm is formed between the translucent electrode and the surface on which the n-electrode is formed. .
る、ことを特徴とする請求項１に記載のIII族窒化物系
化合物半導体素子。3. The group III nitride compound semiconductor device according to claim 1, wherein the translucent electrode is made of a cobalt-gold alloy.
を含んでなる透光性電極が形成され、該透光性電極の台
座電極で被覆された部分以外は実質的に露出している、
ことを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体素子。4. A light-transmitting electrode containing cobalt and gold is formed on substantially the entire surface of the semiconductor layer, and a portion of the light-transmitting electrode other than the portion covered with the pedestal electrode is substantially exposed. ,
A group III nitride-based compound semiconductor device, comprising:
る、ことを特徴とする請求項４に記載のIII族窒化物系
化合物半導体素子。5. The group III nitride compound semiconductor device according to claim 4, wherein the translucent electrode is made of a cobalt-gold alloy.
する、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載
のIII族窒化物系化合物半導体素子。6. The group III nitride compound semiconductor device according to claim 1, having a light emitting device structure or a light receiving device structure.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000092611A JP2001284651A (en) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | Iii nitride-based compound semiconductor element |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2000092611A JP2001284651A (en) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | Iii nitride-based compound semiconductor element |
Publications (1)
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| JP2001284651A true JP2001284651A (en) | 2001-10-12 |
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| JP2000092611A Pending JP2001284651A (en) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | Iii nitride-based compound semiconductor element |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2001284651A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009094332A (en) * | 2007-10-10 | 2009-04-30 | Fuji Xerox Co Ltd | Surface-emitting semiconductor laser device, and manufacturing method thereof |
-
2000
- 2000-03-30 JP JP2000092611A patent/JP2001284651A/en active Pending
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