JP2002353506A - 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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- JP2002353506A JP2002353506A JP2001154422A JP2001154422A JP2002353506A JP 2002353506 A JP2002353506 A JP 2002353506A JP 2001154422 A JP2001154422 A JP 2001154422A JP 2001154422 A JP2001154422 A JP 2001154422A JP 2002353506 A JP2002353506 A JP 2002353506A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光透光面にＰｄを含む透光性電極が形成さ
れており、透光性電極を通して、光を取り出す構造の半
導体発光素子において、順方向電圧が低く、発光領域全
体で均一に発光し、信頼性が良好な半導体発光素子を提
供することにある。 【解決手段】 基板上に少なくとも第１導電型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層と、第２導電型窒化ガリウム系化
合物半導体層とを備え、更に、第２導電型窒化ガリウム
系化合物半導体層の表面上に形成された透光性電極と、
この透光性電極上、その側面、および第２導電型窒化ガ
リウム系化合物半導体層の表面上で前記側面の周囲に隣
接する領域を連続的に覆う導電型の膜と、第２導電型窒
化ガリウム系化合物半導体層の表面または導電型の膜上
に形成されたパッド電極とをそれぞれ備えたことを特徴
とする。
れており、透光性電極を通して、光を取り出す構造の半
導体発光素子において、順方向電圧が低く、発光領域全
体で均一に発光し、信頼性が良好な半導体発光素子を提
供することにある。 【解決手段】 基板上に少なくとも第１導電型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層と、第２導電型窒化ガリウム系化
合物半導体層とを備え、更に、第２導電型窒化ガリウム
系化合物半導体層の表面上に形成された透光性電極と、
この透光性電極上、その側面、および第２導電型窒化ガ
リウム系化合物半導体層の表面上で前記側面の周囲に隣
接する領域を連続的に覆う導電型の膜と、第２導電型窒
化ガリウム系化合物半導体層の表面または導電型の膜上
に形成されたパッド電極とをそれぞれ備えたことを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、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に関し、更に詳し
くは、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（レーザ及び発光ダイオード
ＬＥＤ）であって、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。
合物半導体発光素子及びその製造方法に関し、更に詳し
くは、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（レーザ及び発光ダイオード
ＬＥＤ）であって、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９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。図９において、絶縁性
のサファイヤ基板１００上に、ｎ型コンタクト層２０
０、活性層３００、ｐ型クラッド層４００、ｐ型コンタ
クト層４１０が順に積層され、ｐ型コンタクト層４１０
表面上に第一の層５００（パラジウムＰｄ等）とその上
に第二の層６００（酸化物を含む透明導電膜）が形成さ
れ、さらに第一の層５００が露出されたその上にパッド
電極７００が形成されており、さらにｎ電極８００がｎ
型コンタクト層２００に形成されている窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子が、例えば、特開平９−１２９９
１９号公報に開示されている。
体発光素子の電極構造図を示す。図９において、絶縁性
のサファイヤ基板１００上に、ｎ型コンタクト層２０
０、活性層３００、ｐ型クラッド層４００、ｐ型コンタ
クト層４１０が順に積層され、ｐ型コンタクト層４１０
表面上に第一の層５００（パラジウムＰｄ等）とその上
に第二の層６００（酸化物を含む透明導電膜）が形成さ
れ、さらに第一の層５００が露出されたその上にパッド
電極７００が形成されており、さらにｎ電極８００がｎ
型コンタクト層２００に形成されている窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子が、例えば、特開平９−１２９９
１９号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図９の電極構造は、ｐ
型コンタクト層４１０上に、第一の層５００（パラジウ
ムＰｄ）と、前記第一の層と同形状の第二の層６００
（酸化物を含む透明導電膜）とが形成され、パッド電極
７００は前記第一の層５００（パラジウムＰｄ）が露出
されたその上に形成されている構成となっている。
型コンタクト層４１０上に、第一の層５００（パラジウ
ムＰｄ）と、前記第一の層と同形状の第二の層６００
（酸化物を含む透明導電膜）とが形成され、パッド電極
７００は前記第一の層５００（パラジウムＰｄ）が露出
されたその上に形成されている構成となっている。
【０００４】ここで、前記第一の層５００は透光性金属
薄膜であるが、パッド電極７００を前記第一の層５００
の表面上に形成している。この構成により前記窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子に前記パッド電極７００よ
り外部から電流を供給した場合、前記パッド電極７００
の近傍が、特に他の発光領域より強く発光していること
が分かった。これはパッド電極直下においてオーミック
性接触が他の領域に比して良好であるために、外部から
供給された電流は前記第一の層５００を拡がることが少
ないため、パッド電極近傍のみが発光していると考えら
れる。さらにまた、前記理由より外部から供給された電
流は前記パッド電極の構成では第二の層６００（酸化物
を含む透明導電膜）にも電流が均一に流れず、このため
発光部の発光パターンは不均一になり、さらにパッド電
極近傍のみに電流が流れるために、電流が流れる面積が
小さくなり、前記半導体発光素子の順方向電圧が増大
し、前記半導体発光素子の発熱が大きくなり、このため
に半導体発光素子の信頼性を悪化させる原因となってい
る。
薄膜であるが、パッド電極７００を前記第一の層５００
の表面上に形成している。この構成により前記窒化ガリ
ウム系化合物半導体発光素子に前記パッド電極７００よ
り外部から電流を供給した場合、前記パッド電極７００
の近傍が、特に他の発光領域より強く発光していること
が分かった。これはパッド電極直下においてオーミック
性接触が他の領域に比して良好であるために、外部から
供給された電流は前記第一の層５００を拡がることが少
ないため、パッド電極近傍のみが発光していると考えら
れる。さらにまた、前記理由より外部から供給された電
流は前記パッド電極の構成では第二の層６００（酸化物
を含む透明導電膜）にも電流が均一に流れず、このため
発光部の発光パターンは不均一になり、さらにパッド電
極近傍のみに電流が流れるために、電流が流れる面積が
小さくなり、前記半導体発光素子の順方向電圧が増大
し、前記半導体発光素子の発熱が大きくなり、このため
に半導体発光素子の信頼性を悪化させる原因となってい
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、基板上
に少なくとも第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層
と、第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層とを備
え、更に、第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層の
表面上に形成された透光性電極と、この透光性電極上、
その側面、および第２導電型窒化ガリウム系化合物半導
体層の表面上で前記側面の周囲に隣接する領域を連続的
に覆う導電型の膜と、第２導電型窒化ガリウム系化合物
半導体層の表面または導電型の膜上に形成されたパッド
電極とをそれぞれ備えた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が提供される。
に少なくとも第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層
と、第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層とを備
え、更に、第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層の
表面上に形成された透光性電極と、この透光性電極上、
その側面、および第２導電型窒化ガリウム系化合物半導
体層の表面上で前記側面の周囲に隣接する領域を連続的
に覆う導電型の膜と、第２導電型窒化ガリウム系化合物
半導体層の表面または導電型の膜上に形成されたパッド
電極とをそれぞれ備えた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が提供される。
【０００６】すなわち、本発明は、透光性電極上、その
側面、および第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層
の表面上で前記側面の周囲に隣接する領域を連続的に導
電型の膜で覆い、その導電型の膜上または第２導電型窒
化ガリウム系化合物半導体層の表面上にパッド電極を設
けることによって、外部からパッド電極を介して供給さ
れる電流を分散してできるだけ均一に流れるようにし、
それによって均一な発光パターンを得ることができるよ
うにするものである。
側面、および第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層
の表面上で前記側面の周囲に隣接する領域を連続的に導
電型の膜で覆い、その導電型の膜上または第２導電型窒
化ガリウム系化合物半導体層の表面上にパッド電極を設
けることによって、外部からパッド電極を介して供給さ
れる電流を分散してできるだけ均一に流れるようにし、
それによって均一な発光パターンを得ることができるよ
うにするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明においては、さらに、第２
導電型窒化ガリウム系化合物半導体層の表面上に形成さ
れた、少なくともＰｄ（パラジウム）を含む透光性電極
をオーミック性電極［又はオーミック電極、半導体・金
属接触の電流−電圧特性が線形であるときの電極（金
属）］とし、導電型の膜を透明導電体膜とし、かつパッ
ド電極としてＰｄ（パラジウム）を含まない電流阻止層
を備えた積層構造を採用することによって、透光性電極
には電流を流れやすくするのに対し、パッド電極の直下
への電流の流れを防止し、それによって電流の流れを発
光素子全体に分散させて発光素子の順方向電圧の増大を
防止すると共により均一な発光パターンを得ることがで
きる。なお、上記Ｐｄ以外にもＮｉ（ニッケル）、Ｃｏ
（コバルト）などを透光性電極に含ませることで、Ｐｄ
と同様のオーミック性を得ることができる。
導電型窒化ガリウム系化合物半導体層の表面上に形成さ
れた、少なくともＰｄ（パラジウム）を含む透光性電極
をオーミック性電極［又はオーミック電極、半導体・金
属接触の電流−電圧特性が線形であるときの電極（金
属）］とし、導電型の膜を透明導電体膜とし、かつパッ
ド電極としてＰｄ（パラジウム）を含まない電流阻止層
を備えた積層構造を採用することによって、透光性電極
には電流を流れやすくするのに対し、パッド電極の直下
への電流の流れを防止し、それによって電流の流れを発
光素子全体に分散させて発光素子の順方向電圧の増大を
防止すると共により均一な発光パターンを得ることがで
きる。なお、上記Ｐｄ以外にもＮｉ（ニッケル）、Ｃｏ
（コバルト）などを透光性電極に含ませることで、Ｐｄ
と同様のオーミック性を得ることができる。
【０００８】ここで、パッド電極について、電流阻止層
を備えた積層構造とは、パッド電極の直下への電流の流
れを防止できる層を１つの層として備えた積層構造を意
味し、具体的には、パッド電極を、少なくとも２層以上
からなる積層体で構成し、第２導電型窒化ガリウム系化
合物半導体層に接触する側の層として、前記半導体層の
表面に対して非オーミック性接触の金属、例えば、Ｐｄ
（パラジウム）を含まない、Ｔｉ（チタン）、Ｔａ（タ
ンタル）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ａｌ
（アルミニウム）又はＷ（タングステン）などからなる
層を採用することが挙げられる。なお、前記半導体層に
接触しない、反対側の層としてはＡｕ（金）からなる層
が挙げられる。
を備えた積層構造とは、パッド電極の直下への電流の流
れを防止できる層を１つの層として備えた積層構造を意
味し、具体的には、パッド電極を、少なくとも２層以上
からなる積層体で構成し、第２導電型窒化ガリウム系化
合物半導体層に接触する側の層として、前記半導体層の
表面に対して非オーミック性接触の金属、例えば、Ｐｄ
（パラジウム）を含まない、Ｔｉ（チタン）、Ｔａ（タ
ンタル）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ａｌ
（アルミニウム）又はＷ（タングステン）などからなる
層を採用することが挙げられる。なお、前記半導体層に
接触しない、反対側の層としてはＡｕ（金）からなる層
が挙げられる。
【０００９】さらに、本発明によれば、パッド電極が第
２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層の一部上に、透
光性電極が前記一部の周囲で、かつ第２導電型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層の表面上にそれぞれ形成される、
すなわち、前記透光性電極上に前記導電型の膜としての
透明導電体膜が形成され、前記透光性電極と前記透明導
電体膜の一部が除去され、第２導電型窒化ガリウム系化
合物半導体層表面が露出され、その上に前記パッド電極
が形成されると、前記パッド電極直下においては電流が
注入されることなく前記パッド電極直下の（下方の）発
光層で発光することを防ぎ、このため、前記透光性電極
と透明導電体膜に均一に電流が拡散し、均一な発光パタ
ーンを持ち順方向電圧が小さい窒化ガリウム系化合物半
導体発光素子が得られる。
２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層の一部上に、透
光性電極が前記一部の周囲で、かつ第２導電型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層の表面上にそれぞれ形成される、
すなわち、前記透光性電極上に前記導電型の膜としての
透明導電体膜が形成され、前記透光性電極と前記透明導
電体膜の一部が除去され、第２導電型窒化ガリウム系化
合物半導体層表面が露出され、その上に前記パッド電極
が形成されると、前記パッド電極直下においては電流が
注入されることなく前記パッド電極直下の（下方の）発
光層で発光することを防ぎ、このため、前記透光性電極
と透明導電体膜に均一に電流が拡散し、均一な発光パタ
ーンを持ち順方向電圧が小さい窒化ガリウム系化合物半
導体発光素子が得られる。
【００１０】さらに、第２導電型窒化ガリウム系化合物
半導体層表面に前記透光性電極が形成され、前記透光性
電極の一部が除去され、その除去された領域に前記パッ
ド電極が形成され、前記透明導電体膜が前記透光性電極
と前記パッド電極を覆うように形成されると、第２導電
型窒化ガリウム系化合物半導体層表面上に前記パッド電
極が形成されているため、前記パッド電極直下において
は電流が注入されることなく前記パッド電極直下の（下
方の）発光層で発光することを防止でき、このため、前
記透光性電極と透明導電体膜に均一に電流が拡散し、均
一な発光パターンを持ち順方向電圧が小さい窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子が得られる。さらに前記透明
導電体膜をパッド電極上に形成しているために、パッド
電極のはがれ防止にもなる。
半導体層表面に前記透光性電極が形成され、前記透光性
電極の一部が除去され、その除去された領域に前記パッ
ド電極が形成され、前記透明導電体膜が前記透光性電極
と前記パッド電極を覆うように形成されると、第２導電
型窒化ガリウム系化合物半導体層表面上に前記パッド電
極が形成されているため、前記パッド電極直下において
は電流が注入されることなく前記パッド電極直下の（下
方の）発光層で発光することを防止でき、このため、前
記透光性電極と透明導電体膜に均一に電流が拡散し、均
一な発光パターンを持ち順方向電圧が小さい窒化ガリウ
ム系化合物半導体発光素子が得られる。さらに前記透明
導電体膜をパッド電極上に形成しているために、パッド
電極のはがれ防止にもなる。
【００１１】ここで、図８は、本発明の電極断面を模式
的に示す拡大図である。図８に示すように、前記パッド
電極の最下層を構成する層の厚さは、前記透光性電極の
膜厚より厚く設定され、前記パッド電極の最上層のＡｕ
（金）と前記透光性電極とが接触しないように設定され
ているために、Ａｕと透光性電極の反応が防止でき、前
記パッド電極近傍の透光性電極の層厚が薄くなり高抵抗
化することがなく、均一な発光パターンが得られる。
的に示す拡大図である。図８に示すように、前記パッド
電極の最下層を構成する層の厚さは、前記透光性電極の
膜厚より厚く設定され、前記パッド電極の最上層のＡｕ
（金）と前記透光性電極とが接触しないように設定され
ているために、Ａｕと透光性電極の反応が防止でき、前
記パッド電極近傍の透光性電極の層厚が薄くなり高抵抗
化することがなく、均一な発光パターンが得られる。
【００１２】さらに、第２導電型窒化ガリウム系化合物
半導体層表面に前記パッド電極が形成され、前記パッド
電極と前記透光性電極が接触しないように前記パッド電
極の周囲で、かつ第２導電型窒化ガリウム系化合物半導
体層表面上に前記透光性電極が形成され、さらに前記透
明導電体膜が前記パッド電極と前記透光性電極を覆うよ
うに形成されると、第２導電型窒化ガリウム系化合物半
導体層表面上に直接前記パッド電極が形成されているた
め、前記パッド電極直下においては電流が注入されるこ
となく前記パッド電極直下の（下方の）発光層で発光す
ることはなく、従って前記透光性電極と透明導電体膜に
均一に電流が拡散するために均一な発光パターンで順方
向電圧が小さい窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が
得られる。さらに、前記パッド電極と前記薄膜の透光性
電極が接触することなく形成されているので、透光性電
極のオーミック性接触をとるために熱処理を行う際に、
前記パッド電極を構成している最上層のＡｕ（金）と前
記Ｐｄを含む透光性電極が反応し、他の透光性電極領域
より前記反応領域が高抵抗化するために電流が流れにく
くなり発光パターンがやや暗くなるような現象を防止で
き、発光パターンが均一な窒化ガリウム系化合物半導体
発光素子が得られる。
半導体層表面に前記パッド電極が形成され、前記パッド
電極と前記透光性電極が接触しないように前記パッド電
極の周囲で、かつ第２導電型窒化ガリウム系化合物半導
体層表面上に前記透光性電極が形成され、さらに前記透
明導電体膜が前記パッド電極と前記透光性電極を覆うよ
うに形成されると、第２導電型窒化ガリウム系化合物半
導体層表面上に直接前記パッド電極が形成されているた
め、前記パッド電極直下においては電流が注入されるこ
となく前記パッド電極直下の（下方の）発光層で発光す
ることはなく、従って前記透光性電極と透明導電体膜に
均一に電流が拡散するために均一な発光パターンで順方
向電圧が小さい窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が
得られる。さらに、前記パッド電極と前記薄膜の透光性
電極が接触することなく形成されているので、透光性電
極のオーミック性接触をとるために熱処理を行う際に、
前記パッド電極を構成している最上層のＡｕ（金）と前
記Ｐｄを含む透光性電極が反応し、他の透光性電極領域
より前記反応領域が高抵抗化するために電流が流れにく
くなり発光パターンがやや暗くなるような現象を防止で
き、発光パターンが均一な窒化ガリウム系化合物半導体
発光素子が得られる。
【００１３】さらに、第２導電型窒化ガリウム系化合物
半導体層表面に前記透光性電極が形成され、前記透光性
電極上の一部領域に誘電体絶縁膜が形成され、前記透光
性電極と誘電体絶縁膜上に前記透明導電体膜が覆うよう
に形成され、さらに前記透明導電体膜上にパッド電極が
形成され、さらにパッド電極は前記誘電体絶縁膜上方に
形成されると、前記パッド電極の下方に前記誘電体絶縁
膜が形成されているために前記パッド電極直下において
は電流が注入されることなく前記パッド電極直下の（下
方の）発光層で発光することを防止できる。このため、
注入された電流は均一に前記透明導電体膜を流れ、その
後透光性電極から第２導電型窒化ガリウム系化合物半導
体層に電流が注入されるため、均一な発光パターンで順
方向電圧が小さい窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
が得られる。
半導体層表面に前記透光性電極が形成され、前記透光性
電極上の一部領域に誘電体絶縁膜が形成され、前記透光
性電極と誘電体絶縁膜上に前記透明導電体膜が覆うよう
に形成され、さらに前記透明導電体膜上にパッド電極が
形成され、さらにパッド電極は前記誘電体絶縁膜上方に
形成されると、前記パッド電極の下方に前記誘電体絶縁
膜が形成されているために前記パッド電極直下において
は電流が注入されることなく前記パッド電極直下の（下
方の）発光層で発光することを防止できる。このため、
注入された電流は均一に前記透明導電体膜を流れ、その
後透光性電極から第２導電型窒化ガリウム系化合物半導
体層に電流が注入されるため、均一な発光パターンで順
方向電圧が小さい窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
が得られる。
【００１４】さらに、第２導電型窒化ガリウム系化合物
半導体層表面に前記誘電体絶縁膜が形成され、前記誘電
体絶縁膜上に前記透光性電極が形成され、前記透光性電
極上に前記透明導電体膜が覆うように形成され、さらに
前記透明導電体膜上にパッド電極が形成され、さらにパ
ッド電極は前記誘電体絶縁膜上方に形成されると、前記
パッド電極の下方の前記第２導電型窒化ガリウム系化合
物半導体層表面に前記誘電体絶縁膜が形成されているた
め、前記パッド電極直下においては電流が注入されるこ
となく前記パッド電極直下の（下方の）発光層で発光す
ることを防止できる。このため、注入された電流は均一
に前記透明導電体膜を流れ、その後透光性電極から第２
導電型窒化ガリウム系化合物半導体層に電流が注入され
るため、均一な発光パターンで順方向電圧が小さい窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子が得られる。
半導体層表面に前記誘電体絶縁膜が形成され、前記誘電
体絶縁膜上に前記透光性電極が形成され、前記透光性電
極上に前記透明導電体膜が覆うように形成され、さらに
前記透明導電体膜上にパッド電極が形成され、さらにパ
ッド電極は前記誘電体絶縁膜上方に形成されると、前記
パッド電極の下方の前記第２導電型窒化ガリウム系化合
物半導体層表面に前記誘電体絶縁膜が形成されているた
め、前記パッド電極直下においては電流が注入されるこ
となく前記パッド電極直下の（下方の）発光層で発光す
ることを防止できる。このため、注入された電流は均一
に前記透明導電体膜を流れ、その後透光性電極から第２
導電型窒化ガリウム系化合物半導体層に電流が注入され
るため、均一な発光パターンで順方向電圧が小さい窒化
ガリウム系化合物半導体発光素子が得られる。
【００１５】さらに、第２導電型窒化ガリウム系化合物
半導体層表面に前記透光性電極が形成され、前記透光性
電極の一部が除去され、前記透光性電極上および前記一
部が除去された領域に前記透明導電体膜が覆うように形
成され、さらに前記透明導電体膜上にパッド電極が形成
され、さらにパッド電極は前記透光性電極の一部が除去
された上方に形成されると、前記透明導電体膜が前記第
２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層表面に形成され
ているために、注入された電流は前記透明導電体膜が形
成された領域には流れず、前記パッド電極直下において
は電流が注入されることなく、前記パッド電極直下の
（下方の）発光層で発光することはない。このため、注
入された電流は均一に前記透明導電体膜から前記透光性
電極を流れるため、均一な発光パターンで順方向電圧が
小さい窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が得られ
る。
半導体層表面に前記透光性電極が形成され、前記透光性
電極の一部が除去され、前記透光性電極上および前記一
部が除去された領域に前記透明導電体膜が覆うように形
成され、さらに前記透明導電体膜上にパッド電極が形成
され、さらにパッド電極は前記透光性電極の一部が除去
された上方に形成されると、前記透明導電体膜が前記第
２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層表面に形成され
ているために、注入された電流は前記透明導電体膜が形
成された領域には流れず、前記パッド電極直下において
は電流が注入されることなく、前記パッド電極直下の
（下方の）発光層で発光することはない。このため、注
入された電流は均一に前記透明導電体膜から前記透光性
電極を流れるため、均一な発光パターンで順方向電圧が
小さい窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が得られ
る。
【００１６】さらに、前記透明導電体膜上のパッド電極
は、積層体を成し、前記透明導電体膜と接触する接触側
が、Ｔｉ（チタン）、Ｔａ（タンタル）、Ｃｒ（クロ
ム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｗ
（タングステン）、非接触側層（最上層）がＡｕ（金）
から成ると、前記透明導電体膜と接触する側に前記金属
を使用することにより、透明導電体膜とパッド電極の密
着性が向上し、前記パッド電極の剥がれが低減し、この
ため前記窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造歩
留まりが向上できる。
は、積層体を成し、前記透明導電体膜と接触する接触側
が、Ｔｉ（チタン）、Ｔａ（タンタル）、Ｃｒ（クロ
ム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｗ
（タングステン）、非接触側層（最上層）がＡｕ（金）
から成ると、前記透明導電体膜と接触する側に前記金属
を使用することにより、透明導電体膜とパッド電極の密
着性が向上し、前記パッド電極の剥がれが低減し、この
ため前記窒化ガリウム系化合物半導体発光素子の製造歩
留まりが向上できる。
【００１７】ここで、導電型の膜としての透明導電体膜
を前記Ｐｄを含む透光性電極としての保護膜として用い
るのが好ましい。透明導電体膜の材料としては、Ｉｎ2
Ｏ3，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。透明導電体膜の形成に
は、蒸着法、スパツタ法、ＣＶＤ法等、通常この分野で
透明導電体膜の形成法として知られた方法を用いること
ができる。
を前記Ｐｄを含む透光性電極としての保護膜として用い
るのが好ましい。透明導電体膜の材料としては、Ｉｎ2
Ｏ3，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。透明導電体膜の形成に
は、蒸着法、スパツタ法、ＣＶＤ法等、通常この分野で
透明導電体膜の形成法として知られた方法を用いること
ができる。
【００１８】本発明は、別の観点によれば、基板上に、
少なくとも第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層と
第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層とを積層する
工程と、第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層の表
面上に少なくともパラジウムを含む透光性電極を形成す
る工程と、前記透光性電極上、その側壁および前記透光
性電極の周囲に隣接する第２導電型窒化ガリウム系化合
物半導体層の表面の一部を連続的に覆うように、導電型
の膜を形成する工程と、第２導電型窒化ガリウム系化合
物半導体層の上方にある、前記透光性電極と導電型の膜
の積層部分の一部、または導電型の膜を形成する前に透
光性電極の一部を除去する工程と、前記積層部分の一部
または透光性電極の一部の除去により露出した、第２導
電型窒化ガリウム系化合物半導体層の表面上にパッド電
極を形成する工程とからなる窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子の製造方法を提供できる。
少なくとも第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層と
第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層とを積層する
工程と、第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層の表
面上に少なくともパラジウムを含む透光性電極を形成す
る工程と、前記透光性電極上、その側壁および前記透光
性電極の周囲に隣接する第２導電型窒化ガリウム系化合
物半導体層の表面の一部を連続的に覆うように、導電型
の膜を形成する工程と、第２導電型窒化ガリウム系化合
物半導体層の上方にある、前記透光性電極と導電型の膜
の積層部分の一部、または導電型の膜を形成する前に透
光性電極の一部を除去する工程と、前記積層部分の一部
または透光性電極の一部の除去により露出した、第２導
電型窒化ガリウム系化合物半導体層の表面上にパッド電
極を形成する工程とからなる窒化ガリウム系化合物半導
体発光素子の製造方法を提供できる。
【００１９】基板としては、通常発光素子の基板として
使用されるものであれば特に限定されるものではない。
例えば、シリコン、ゲルマニウム等の半導体基板、Ｓｉ
Ｇｅ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＰ等の化合物半導体基
板、ガラス、サファイヤ、石英、樹脂等の絶縁性基板の
いずれの基板を使用することもできるが、なかでも絶縁
性基板が好ましい。
使用されるものであれば特に限定されるものではない。
例えば、シリコン、ゲルマニウム等の半導体基板、Ｓｉ
Ｇｅ、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＰ等の化合物半導体基
板、ガラス、サファイヤ、石英、樹脂等の絶縁性基板の
いずれの基板を使用することもできるが、なかでも絶縁
性基板が好ましい。
【００２０】半導体層、つまり第１導電型窒化ガリウム
系化合物半導体層と、第２導電型窒化ガリウム系化合物
半導体層とは、公知の方法、例えば有機金属気相成長
（ＭＯＣＶＤ）法、分子線結晶成長（ＭＢＥ）法、ＣＶ
Ｄ法、等により形成することができる。また、ｐｎ接合
を構成するためのｐ型およびｎ型の不純物は、半導体層
の形成と同時にドーピングしてもよいし、半導体層形成
後、イオン注入や熱拡散法によりドーピングしてもよ
い。
系化合物半導体層と、第２導電型窒化ガリウム系化合物
半導体層とは、公知の方法、例えば有機金属気相成長
（ＭＯＣＶＤ）法、分子線結晶成長（ＭＢＥ）法、ＣＶ
Ｄ法、等により形成することができる。また、ｐｎ接合
を構成するためのｐ型およびｎ型の不純物は、半導体層
の形成と同時にドーピングしてもよいし、半導体層形成
後、イオン注入や熱拡散法によりドーピングしてもよ
い。
【００２１】また、本発明の透光性電極は、主として半
導体層に直接接続して形成され、電流注入領域を構成す
る。また、透光性電極は、電流注入領域に効率よく電流
を注入することができ、かつ半導体層からの発光を効率
よく取り出す（例えば透光率３０〜１００％程度）こと
ができる電極であり得る。なお、電流注入領域上から電
流阻止層上にわたって形成されていてもよい。透光性電
極の材料は、上記透光率を有する材料であれば特に限定
されるものではなく、例えば、ニッケル、アルミニウ
ム、金、銅、銀、チタン、タンタル、鉛、パラジウム、
白金、Ｃｏ等の金属、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＩＴＯ等の透
明導電材料等を挙げることができる。これら材料は、単
層膜又は積層膜のいずれで形成されていてもよい。その
膜厚は、上記材料を使用した場合に適当な透光性を有す
るように適宜調整することができ、例えば、透光性電極
の膜厚としては、２０ｎｍ程度以下であることが好まし
い。
導体層に直接接続して形成され、電流注入領域を構成す
る。また、透光性電極は、電流注入領域に効率よく電流
を注入することができ、かつ半導体層からの発光を効率
よく取り出す（例えば透光率３０〜１００％程度）こと
ができる電極であり得る。なお、電流注入領域上から電
流阻止層上にわたって形成されていてもよい。透光性電
極の材料は、上記透光率を有する材料であれば特に限定
されるものではなく、例えば、ニッケル、アルミニウ
ム、金、銅、銀、チタン、タンタル、鉛、パラジウム、
白金、Ｃｏ等の金属、ＳｎＯ２、ＺｎＯ、ＩＴＯ等の透
明導電材料等を挙げることができる。これら材料は、単
層膜又は積層膜のいずれで形成されていてもよい。その
膜厚は、上記材料を使用した場合に適当な透光性を有す
るように適宜調整することができ、例えば、透光性電極
の膜厚としては、２０ｎｍ程度以下であることが好まし
い。
【００２２】以下、本発明を、図に示す具体的な実施の
形態に基づいて詳細に説明する。なお、本明細書におい
て、窒化ガリウム系半導体とは、例えば、ＩｎxＡｌyＧ
ａ1- 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。
形態に基づいて詳細に説明する。なお、本明細書におい
て、窒化ガリウム系半導体とは、例えば、ＩｎxＡｌyＧ
ａ1- 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。
【００２３】（本発明の実施の形態１）図１は、本発明
の一実施の形態１とし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断面模式図である。図１におい
て、１はサファイア基板、２は第１導電型としてのｎ型
窒化ガリウム系化合物半導体層、３は窒化ガリウム系化
合物半導体発光層、４は第２導電型としてのｐ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層、５は透光性電極、６は導電型
の膜としての透明導電体膜、７（７１を含む）はＰ側パ
ッド電極、８はＡｕワイヤー接続部、９はｎ型用電極で
ある。
の一実施の形態１とし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断面模式図である。図１におい
て、１はサファイア基板、２は第１導電型としてのｎ型
窒化ガリウム系化合物半導体層、３は窒化ガリウム系化
合物半導体発光層、４は第２導電型としてのｐ型窒化ガ
リウム系化合物半導体層、５は透光性電極、６は導電型
の膜としての透明導電体膜、７（７１を含む）はＰ側パ
ッド電極、８はＡｕワイヤー接続部、９はｎ型用電極で
ある。
【００２４】本発明の実施の形態１の電極作製工程を詳
細に説明する。 （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、窒化ガリウム系化合物半導体発光層３、
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４を順次積層する。
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上に透光性電極
５、透明導電体膜６を形成する。ここで、透光性電極５
はＰｄを３ｎｍ厚形成し、発光領域を形成するためにレ
ジストを塗布し、通常のフォトエッチング工程を用い、
透光性電極５を硝酸と塩酸の混合液にてエッチングす
る。その透光性電極５を覆うように形成される透明導電
体膜６はＩｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用い、その
厚さは４００ｎｍ厚形成する。次に、透明導電体膜６に
よる保護領域を形成するためにレジストを塗布し、通常
のフォトエッチング工程を用い、透明導電体膜６を前記
エッチング液（塩化鉄系の溶液）にて除去する。ここ
で、透明導電体膜６の形成領域は、前記透光性電極５の
表面上のみならず側面、さらには、透光性電極５が形成
されていないｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４表面
上をも覆うように連続的に形成されている。さらに、開
口部領域５１を形成するためレジストを塗布し、通常の
フォトエッチング工程を用い、透明導電体膜６の一部を
塩化鉄系の溶液にてエッチングし、次に透光性電極５を
硝酸と塩酸の混合液にてエッチングし、ｐ型窒化ガリウ
ム系化合物半導体層４の表面を直径にして８０μｍ露出
させた開口部５１を形成する。前記露出領域にパッド電
極７及び７１として、Ｔｉ（チタン）７１は前記Ｐｄ膜
厚より厚く形成するため、その厚さは１５ｎｍ形成し、
次に、Ａｕ（金）７の厚さは５００ｎｍ形成する。
細に説明する。 （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、窒化ガリウム系化合物半導体発光層３、
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４を順次積層する。
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上に透光性電極
５、透明導電体膜６を形成する。ここで、透光性電極５
はＰｄを３ｎｍ厚形成し、発光領域を形成するためにレ
ジストを塗布し、通常のフォトエッチング工程を用い、
透光性電極５を硝酸と塩酸の混合液にてエッチングす
る。その透光性電極５を覆うように形成される透明導電
体膜６はＩｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用い、その
厚さは４００ｎｍ厚形成する。次に、透明導電体膜６に
よる保護領域を形成するためにレジストを塗布し、通常
のフォトエッチング工程を用い、透明導電体膜６を前記
エッチング液（塩化鉄系の溶液）にて除去する。ここ
で、透明導電体膜６の形成領域は、前記透光性電極５の
表面上のみならず側面、さらには、透光性電極５が形成
されていないｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４表面
上をも覆うように連続的に形成されている。さらに、開
口部領域５１を形成するためレジストを塗布し、通常の
フォトエッチング工程を用い、透明導電体膜６の一部を
塩化鉄系の溶液にてエッチングし、次に透光性電極５を
硝酸と塩酸の混合液にてエッチングし、ｐ型窒化ガリウ
ム系化合物半導体層４の表面を直径にして８０μｍ露出
させた開口部５１を形成する。前記露出領域にパッド電
極７及び７１として、Ｔｉ（チタン）７１は前記Ｐｄ膜
厚より厚く形成するため、その厚さは１５ｎｍ形成し、
次に、Ａｕ（金）７の厚さは５００ｎｍ形成する。
【００２５】（２）次に、レジスト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。
【００２６】（３）次に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半
導体層２の表面にｎ型用電極９を形成する。該ｎ型用電
極９は、Ａｌ（厚さは１５０ｎｍ）及びＴｉ（厚さは１
５ｎｍ）の積層構造を用いる。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、Ｐ側用パッド電極７
およびｎ型用電極９の上にＡｕワイヤー８を接続する。
導体層２の表面にｎ型用電極９を形成する。該ｎ型用電
極９は、Ａｌ（厚さは１５０ｎｍ）及びＴｉ（厚さは１
５ｎｍ）の積層構造を用いる。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、Ｐ側用パッド電極７
およびｎ型用電極９の上にＡｕワイヤー８を接続する。
【００２７】ここで、前記開口部５１にｐ型窒化ガリウ
ム系化合物半導体層４と非オーミック性接触でありパッ
ド電極の一部であるＴｉ７１を形成することにより、前
記Ｔｉ７１の領域には電流が流れにくく、注入された電
流は前記透明導電体膜６を均一に流れ、その下層の透光
性電極にも均一に流れ、Ｐ側用パッド電極７の直下には
電流が流れなくなるため、Ｐ側用パッド電極７直下のみ
で発光することがない。従って発光領域において均一な
発光パターンが得られる。さらにまたＰ側用パッド電極
７直下に電流が集中することがないために本発光素子の
順方向電圧が増大することを防止できる。
ム系化合物半導体層４と非オーミック性接触でありパッ
ド電極の一部であるＴｉ７１を形成することにより、前
記Ｔｉ７１の領域には電流が流れにくく、注入された電
流は前記透明導電体膜６を均一に流れ、その下層の透光
性電極にも均一に流れ、Ｐ側用パッド電極７の直下には
電流が流れなくなるため、Ｐ側用パッド電極７直下のみ
で発光することがない。従って発光領域において均一な
発光パターンが得られる。さらにまたＰ側用パッド電極
７直下に電流が集中することがないために本発光素子の
順方向電圧が増大することを防止できる。
【００２８】（本発明の実施の形態２）図２は、本発明
の一実施の形態２とし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断面模式図である。図２におい
て、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は窒化ガリウム系化合物半導体発光層、
４はｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層、５は透光性電
極、７（７１を含む）はＰ側パッド電極、６は透明導電
体膜、８はＡｕワイヤーの接続部、９はｎ型用電極であ
る。
の一実施の形態２とし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断面模式図である。図２におい
て、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は窒化ガリウム系化合物半導体発光層、
４はｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層、５は透光性電
極、７（７１を含む）はＰ側パッド電極、６は透明導電
体膜、８はＡｕワイヤーの接続部、９はｎ型用電極であ
る。
【００２９】本発明の電極作製工程を詳細に説明する。 （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、窒化ガリウム系化合物半導体発光層３、
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４を順次積層する。
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上に透光性電極５
を形成する。透光性電極５はＰｄを２ｎｍ厚形成する。
発光領域を形成するためにレジストを塗布し、通常のフ
ォトエッチング工程を用い、透光性電極５を前記エッチ
ング液にてエッチングする。次に、透光性電極５を前記
エッチング液（硝酸と塩酸の混合液）を用いてエッチン
グし、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４の表面を直
径にして８０μｍ露出させて開口部５１を形成する。
物半導体層２、窒化ガリウム系化合物半導体発光層３、
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４を順次積層する。
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上に透光性電極５
を形成する。透光性電極５はＰｄを２ｎｍ厚形成する。
発光領域を形成するためにレジストを塗布し、通常のフ
ォトエッチング工程を用い、透光性電極５を前記エッチ
ング液にてエッチングする。次に、透光性電極５を前記
エッチング液（硝酸と塩酸の混合液）を用いてエッチン
グし、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４の表面を直
径にして８０μｍ露出させて開口部５１を形成する。
【００３０】次に、前記露出領域にＰ側パッド電極７及
び７１として、Ｈｆ（ハフニウム）７１は前記Ｐｄ膜厚
より厚く形成するため、その厚さは１５ｎｍ形成し、次
に、Ａｕ（金）７を厚さ５００ｎｍ形成する。その直径
は１００μｍとした。
び７１として、Ｈｆ（ハフニウム）７１は前記Ｐｄ膜厚
より厚く形成するため、その厚さは１５ｎｍ形成し、次
に、Ａｕ（金）７を厚さ５００ｎｍ形成する。その直径
は１００μｍとした。
【００３１】次に、前記Ｐ側パッド電極７及び７１と透
光性電極５を覆うように形成する透明導電体膜６はＩｎ
2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用い、その厚さは３００
ｎｍ厚形成する。次に、透明導電体膜６による保護領域
を形成するためにレジストを塗布し、通常のフォトエッ
チング工程を用い、透明導電体膜６を前記エッチング液
にて除去する。ここで、透明導電体膜６の形成領域は、
前記透光性電極５の表面上のみならず側面さらには、透
光性電極５が形成されていないｐ型窒化ガリウム系化合
物半導体層４表面上も覆うように連続的に形成されてい
る。
光性電極５を覆うように形成する透明導電体膜６はＩｎ
2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用い、その厚さは３００
ｎｍ厚形成する。次に、透明導電体膜６による保護領域
を形成するためにレジストを塗布し、通常のフォトエッ
チング工程を用い、透明導電体膜６を前記エッチング液
にて除去する。ここで、透明導電体膜６の形成領域は、
前記透光性電極５の表面上のみならず側面さらには、透
光性電極５が形成されていないｐ型窒化ガリウム系化合
物半導体層４表面上も覆うように連続的に形成されてい
る。
【００３２】（２）次に、レジスト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。
【００３３】（３）次に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半
導体層２の表面にｎ型用電極９を形成する。該ｎ型用電
極９は、Ａｌ（厚さは２００ｎｍ）及びＨｆ（厚さは５
ｎｍ）の積層構造を用いる。
導体層２の表面にｎ型用電極９を形成する。該ｎ型用電
極９は、Ａｌ（厚さは２００ｎｍ）及びＨｆ（厚さは５
ｎｍ）の積層構造を用いる。
【００３４】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、Ｐ側用パッド電極７およびＮ型用電極
９の上にＡｕワイヤー８を接続する。ここで、前記開口
部５１にｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４と非オー
ミック性接触でありパッド電極の一部であるＨｆ７１を
形成することにより、前記Ｈｆ７１の領域には電流が流
れにくく、このためにＰ側用パッド電極７の直下には電
流が流れなくなり、注入された電流は透明導電体膜と透
光性電極に均一に流れるため、Ｐ側用パッド電極７直下
のみで発光することがなくなり、透光性電極で形成され
た発光領域において均一な発光パターンが得られる。さ
らにまたＰ側用パッド電極７直下に電流が集中すること
がないために本発光素子の順方向電圧が増大することが
ないことを特徴としている。さらに、Ｐ側用パッド電極
７上に透明導電体膜６を形成して押さえの作用によりワ
イヤーボンド中にＰ側用パッド電極７の剥がれがなくな
り製造歩留りが向上する。
持たせるために、Ｐ側用パッド電極７およびＮ型用電極
９の上にＡｕワイヤー８を接続する。ここで、前記開口
部５１にｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４と非オー
ミック性接触でありパッド電極の一部であるＨｆ７１を
形成することにより、前記Ｈｆ７１の領域には電流が流
れにくく、このためにＰ側用パッド電極７の直下には電
流が流れなくなり、注入された電流は透明導電体膜と透
光性電極に均一に流れるため、Ｐ側用パッド電極７直下
のみで発光することがなくなり、透光性電極で形成され
た発光領域において均一な発光パターンが得られる。さ
らにまたＰ側用パッド電極７直下に電流が集中すること
がないために本発光素子の順方向電圧が増大することが
ないことを特徴としている。さらに、Ｐ側用パッド電極
７上に透明導電体膜６を形成して押さえの作用によりワ
イヤーボンド中にＰ側用パッド電極７の剥がれがなくな
り製造歩留りが向上する。
【００３５】（本発明の実施の形態３）図３は、本発明
の一実施の形態３とし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断面模式図である。図３におい
て、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は窒化ガリウム系化合物半導体発光層、
４はｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層、５は透光性電
極、７（７１を含む）はＰ側パッド電極、６は透明導電
体膜、８はＡｕワイヤーの接続部、９はｎ型用電極であ
る。
の一実施の形態３とし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断面模式図である。図３におい
て、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は窒化ガリウム系化合物半導体発光層、
４はｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層、５は透光性電
極、７（７１を含む）はＰ側パッド電極、６は透明導電
体膜、８はＡｕワイヤーの接続部、９はｎ型用電極であ
る。
【００３６】本発明の電極作製工程を詳細に説明する。 （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、窒化ガリウム系化合物半導体発光層３、
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４を順次積層する。
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上に透光性電極５
を形成する。透光性電極５はＰｄを２ｎｍ厚形成する。
次に、Ｐ型窒化カリウム系化合物半導体層４上に通常の
フォトエッチング工程にて、発光領域と開口部領域５１
を形成する。透光性電極５を前記エッチング液にてエッ
チングし、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４の表面
に発光領域、開口部領域５１とし直径にして１００μｍ
露出させる。露出させた領域内に直径にして８０μｍの
Ｐ側パッド電極７（７１を含む）を形成する。
物半導体層２、窒化ガリウム系化合物半導体発光層３、
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４を順次積層する。
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上に透光性電極５
を形成する。透光性電極５はＰｄを２ｎｍ厚形成する。
次に、Ｐ型窒化カリウム系化合物半導体層４上に通常の
フォトエッチング工程にて、発光領域と開口部領域５１
を形成する。透光性電極５を前記エッチング液にてエッ
チングし、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４の表面
に発光領域、開口部領域５１とし直径にして１００μｍ
露出させる。露出させた領域内に直径にして８０μｍの
Ｐ側パッド電極７（７１を含む）を形成する。
【００３７】ここで、前記透光性電極５とＰ側パッド電
極は接触しないことを特徴としている。Ｐ側パッド電極
はＴｉ（チタン）７１厚さは３０ｎｍ形成、その上にＡ
ｕ（金）７厚さは４００ｎｍ厚形成する。そのＰ側パッ
ド電極と透光性電極５及びｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層４の表面を覆うように形成される透明導電体膜６
はＩｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎ層を形成し、その厚
さは３００ｎｍ厚形成する。
極は接触しないことを特徴としている。Ｐ側パッド電極
はＴｉ（チタン）７１厚さは３０ｎｍ形成、その上にＡ
ｕ（金）７厚さは４００ｎｍ厚形成する。そのＰ側パッ
ド電極と透光性電極５及びｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層４の表面を覆うように形成される透明導電体膜６
はＩｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎ層を形成し、その厚
さは３００ｎｍ厚形成する。
【００３８】次に、透明導電体膜６による保護領域を形
成するためにレジストを塗布し、通常のフォトエッチン
グ工程を用い、透明導電体膜６を前記エッチング液にて
除去する。ここで、透明導電体膜６の形成領域は、前記
透光性電極５の表面上のみならず側面さらには、透光性
電極５が形成されていないｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層４表面上も覆うように連続的に形成されている。
成するためにレジストを塗布し、通常のフォトエッチン
グ工程を用い、透明導電体膜６を前記エッチング液にて
除去する。ここで、透明導電体膜６の形成領域は、前記
透光性電極５の表面上のみならず側面さらには、透光性
電極５が形成されていないｐ型窒化ガリウム系化合物半
導体層４表面上も覆うように連続的に形成されている。
【００３９】（２）次に、レジスト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。
【００４０】（３）次に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半
導体層２の表面にｎ型用電極９を形成する。該ｎ型用電
極９は、Ａｌ（厚さは１５０ｎｍ）及びＴｉ（厚さは１
５ｎｍ）の積層構造を用いる。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、Ｐ側用パッド電極７
およびＮ型用電極９の上にＡｕワイヤー８を接続する。
導体層２の表面にｎ型用電極９を形成する。該ｎ型用電
極９は、Ａｌ（厚さは１５０ｎｍ）及びＴｉ（厚さは１
５ｎｍ）の積層構造を用いる。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、Ｐ側用パッド電極７
およびＮ型用電極９の上にＡｕワイヤー８を接続する。
【００４１】ここで、Ｐ側パッド電極７のＡｕと透光性
電極５のＰｄを接触させていない構成とすることにより
前記Ａｕと接触している領域のＰｄの厚さが薄くなるこ
とがなくなり、Ｐ側パッド電極７の近傍において高抵抗
な領域がなくなり均一に透光性電極５に電流が注入され
る。このために透光性電極５で形成されている発光領域
において発光パターンが均一になる。Ａｕと接触すると
Ｐｄの厚さが薄くなる原因はよくわからないが、Ａｕに
Ｐｄが引き込まれるような反応が生じていると考えられ
る。
電極５のＰｄを接触させていない構成とすることにより
前記Ａｕと接触している領域のＰｄの厚さが薄くなるこ
とがなくなり、Ｐ側パッド電極７の近傍において高抵抗
な領域がなくなり均一に透光性電極５に電流が注入され
る。このために透光性電極５で形成されている発光領域
において発光パターンが均一になる。Ａｕと接触すると
Ｐｄの厚さが薄くなる原因はよくわからないが、Ａｕに
Ｐｄが引き込まれるような反応が生じていると考えられ
る。
【００４２】従って、Ｐ側パッド電極７のＡｕと透光性
電極５のＰｄが接触しない構成とし、Ｐ側パッド電極７
のＡｕと透光性電極５のＰｄは透明導電体膜６により接
続されていることを特徴としている。さらに、前記開口
部５１に非オーミック性接触でありパッド電極の一部で
あるＴｉ７１を形成することにより、前記Ｔｉ７１の領
域には電流が流れにくく、このためにＰ側用パッド電極
７の直下には電流が流れなくなり、注入された電流は透
明導電体膜と透光性電極を均一に流れ、Ｐ側用パッド電
極７直下のみで発光することがないため、透光性電極５
で形成された発光領域において均一な発光パターンが得
られ、さらにＰ側用パッド電極７直下に電流が集中する
ことがないために本発光素子の順方向電圧が増大するこ
とを防止できる。
電極５のＰｄが接触しない構成とし、Ｐ側パッド電極７
のＡｕと透光性電極５のＰｄは透明導電体膜６により接
続されていることを特徴としている。さらに、前記開口
部５１に非オーミック性接触でありパッド電極の一部で
あるＴｉ７１を形成することにより、前記Ｔｉ７１の領
域には電流が流れにくく、このためにＰ側用パッド電極
７の直下には電流が流れなくなり、注入された電流は透
明導電体膜と透光性電極を均一に流れ、Ｐ側用パッド電
極７直下のみで発光することがないため、透光性電極５
で形成された発光領域において均一な発光パターンが得
られ、さらにＰ側用パッド電極７直下に電流が集中する
ことがないために本発光素子の順方向電圧が増大するこ
とを防止できる。
【００４３】（本発明の実施の形態４）図４は、本発明
の一実施の形態４とし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断面模式図である。図４におい
て、６０は導電性ＧａＮ基板、２はｎ型窒化ガリウム系
化合物半導体層、３は窒化ガリウム系化合物半導体発光
層、４はｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層、５は透光
性電極、７（７１を含む）はＰ側パッド電極、６は透明
導電体膜、８はＡｕワイヤーの接続部、９はｎ型用電極
である。
の一実施の形態４とし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断面模式図である。図４におい
て、６０は導電性ＧａＮ基板、２はｎ型窒化ガリウム系
化合物半導体層、３は窒化ガリウム系化合物半導体発光
層、４はｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層、５は透光
性電極、７（７１を含む）はＰ側パッド電極、６は透明
導電体膜、８はＡｕワイヤーの接続部、９はｎ型用電極
である。
【００４４】本発明の実施の形態４の電極作製工程を詳
細に説明する。 （１）導電性ＧａＮ基板６０上に、ｎ型窒化ガリウム系
化合物半導体層２、窒化ガリウム系化合物半導体発光層
３、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４を順次積層す
る。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上に透光性電
極５を形成する。透光性電極５はＰｄを３．５ｎｍ厚形
成する。次に、発光領域と開口部５１を形成するため
に、通常のフォトエッチング工程を用いて、前記透光性
電極５をエッチングする。透光性電極５を前記エッチン
グ液を用いてエッチングし、発光領域を形成し、さら
に、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４の表面を直径
にして８０μｍ露出させる。次に、前記露出領域に直径
にして１００μｍのＰ側パッド電極７及び７１を、Ｔｉ
７１厚さは前記Ｐｄ膜厚より厚く形成するため、その厚
さは３０ｎｍ形成し、次に、Ａｕ７を厚さ５００ｎｍ形
成する。次に、前記Ｐ側パッド電極７及び７１と透光性
電極５を覆うように透明導電体膜を形成する。その透明
導電体膜６はＩｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用い、
その厚さは３００ｎｍ厚形成する。
細に説明する。 （１）導電性ＧａＮ基板６０上に、ｎ型窒化ガリウム系
化合物半導体層２、窒化ガリウム系化合物半導体発光層
３、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４を順次積層す
る。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上に透光性電
極５を形成する。透光性電極５はＰｄを３．５ｎｍ厚形
成する。次に、発光領域と開口部５１を形成するため
に、通常のフォトエッチング工程を用いて、前記透光性
電極５をエッチングする。透光性電極５を前記エッチン
グ液を用いてエッチングし、発光領域を形成し、さら
に、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４の表面を直径
にして８０μｍ露出させる。次に、前記露出領域に直径
にして１００μｍのＰ側パッド電極７及び７１を、Ｔｉ
７１厚さは前記Ｐｄ膜厚より厚く形成するため、その厚
さは３０ｎｍ形成し、次に、Ａｕ７を厚さ５００ｎｍ形
成する。次に、前記Ｐ側パッド電極７及び７１と透光性
電極５を覆うように透明導電体膜を形成する。その透明
導電体膜６はＩｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用い、
その厚さは３００ｎｍ厚形成する。
【００４５】次に、透明導電体膜６による保護領域を形
成するためにレジストを塗布し、通常のフォトエッチン
グ工程を用い、透明導電体膜６を前記エッチング液にて
除去する。ここで、透明導電体膜６の形成領域は、前記
透光性電極５の表面上のみならず側面、さらには、透光
性電極５が形成されていないｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体層４表面上も覆うように連続的に形成されてい
る。
成するためにレジストを塗布し、通常のフォトエッチン
グ工程を用い、透明導電体膜６を前記エッチング液にて
除去する。ここで、透明導電体膜６の形成領域は、前記
透光性電極５の表面上のみならず側面、さらには、透光
性電極５が形成されていないｐ型窒化ガリウム系化合物
半導体層４表面上も覆うように連続的に形成されてい
る。
【００４６】（２）次に、導電性ＧａＮ基板６０の裏面
にｎ型用電極９を形成する。該ｎ型用電極９は、Ａｌ
（厚さは５００ｎｍ）及びＨｆ（厚さは５ｎｍ）の積層
構造を用いる。次に、パッド電極７と外部との電気的接
触を持たせるために、Ｐ側用パッド電極７の上にＡｕワ
イヤー８を接続する。ここで、本実施の形態１で記載し
た特徴に加えて、導電性基板を用いることにより上下に
電極が形成でき、より製造方法が簡略化される。
にｎ型用電極９を形成する。該ｎ型用電極９は、Ａｌ
（厚さは５００ｎｍ）及びＨｆ（厚さは５ｎｍ）の積層
構造を用いる。次に、パッド電極７と外部との電気的接
触を持たせるために、Ｐ側用パッド電極７の上にＡｕワ
イヤー８を接続する。ここで、本実施の形態１で記載し
た特徴に加えて、導電性基板を用いることにより上下に
電極が形成でき、より製造方法が簡略化される。
【００４７】（本発明の実施の形態５）図５は、本発明
の一実施の形態５とし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断面模式図である。図５におい
て、１はサファイヤ基板、２はｎ型窒化ガリウム系化合
物半導体層、３は窒化ガリウム系化合物半導体発光層、
４はｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層、５は透光性電
極、７３は誘電体絶縁膜、６は透明導電体膜、７（７２
を含む）はＰ側パッド電極、８はＡｕワイヤーの接続
部、９はｎ型用電極である。
の一実施の形態５とし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断面模式図である。図５におい
て、１はサファイヤ基板、２はｎ型窒化ガリウム系化合
物半導体層、３は窒化ガリウム系化合物半導体発光層、
４はｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層、５は透光性電
極、７３は誘電体絶縁膜、６は透明導電体膜、７（７２
を含む）はＰ側パッド電極、８はＡｕワイヤーの接続
部、９はｎ型用電極である。
【００４８】（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、窒化ガリウム系化合物半導
体発光層３、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４を順
次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上に
透光性電極５を形成する。透光性電極５はＰｄを３ｎｍ
厚形成する。次に、発光領域を形成するために、通常の
フォトエッチング工程を用いて、前記エッチング液にて
透光性電極５をエッチングする。その上に誘電体絶縁膜
ＳｉＯ2７３を厚さ１００ｎｍ形成する。次に、前記透
光性電極５と誘電体絶縁膜７３を覆うように透明導電体
膜６を形成する。前記透明導電体膜６はＩｎ2Ｏ3にドー
パントとしてＳｎを用い、その厚さは３００ｎｍ厚形成
する。
リウム系化合物半導体層２、窒化ガリウム系化合物半導
体発光層３、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４を順
次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上に
透光性電極５を形成する。透光性電極５はＰｄを３ｎｍ
厚形成する。次に、発光領域を形成するために、通常の
フォトエッチング工程を用いて、前記エッチング液にて
透光性電極５をエッチングする。その上に誘電体絶縁膜
ＳｉＯ2７３を厚さ１００ｎｍ形成する。次に、前記透
光性電極５と誘電体絶縁膜７３を覆うように透明導電体
膜６を形成する。前記透明導電体膜６はＩｎ2Ｏ3にドー
パントとしてＳｎを用い、その厚さは３００ｎｍ厚形成
する。
【００４９】次に、透明導電体膜６表面上にＰ側パッド
電極７及び７２として、Ｍｏ（モリブデン）７２厚さは
２０ｎｍ形成し、次に、Ａｕ（金）７を厚さは５００ｎ
ｍ形成する。前記誘電体絶縁膜７３、Ｐ側パッド電極７
及び７２の直径は各々１００μｍとした。次に、透明導
電膜６による保護領域を形成するためにレジストを塗布
し、通常のフォトエッチング工程を用い、透明導電体膜
６を前記エッチング液にて除去する。ここで、透明導電
体膜６の形成領域は、前記透光性電極５の表面上のみな
らず側面、さらには、透光性電極５が形成されていない
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４表面上も覆うよう
に連続的に形成されている。
電極７及び７２として、Ｍｏ（モリブデン）７２厚さは
２０ｎｍ形成し、次に、Ａｕ（金）７を厚さは５００ｎ
ｍ形成する。前記誘電体絶縁膜７３、Ｐ側パッド電極７
及び７２の直径は各々１００μｍとした。次に、透明導
電膜６による保護領域を形成するためにレジストを塗布
し、通常のフォトエッチング工程を用い、透明導電体膜
６を前記エッチング液にて除去する。ここで、透明導電
体膜６の形成領域は、前記透光性電極５の表面上のみな
らず側面、さらには、透光性電極５が形成されていない
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４表面上も覆うよう
に連続的に形成されている。
【００５０】（２）次に、レジスト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。
【００５１】（３）次に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半
導体層２の表面にｎ型用電極９を形成する。該ｎ型用電
極９は、Ａｌ（厚さは１５０ｎｍ）及びＨｆ（厚さは３
ｎｍ）の積層構造を用いる。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、Ｐ側用パッド電極７お
よびＮ型用電極９の上にＡｕワイヤー８を接続する。
導体層２の表面にｎ型用電極９を形成する。該ｎ型用電
極９は、Ａｌ（厚さは１５０ｎｍ）及びＨｆ（厚さは３
ｎｍ）の積層構造を用いる。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、Ｐ側用パッド電極７お
よびＮ型用電極９の上にＡｕワイヤー８を接続する。
【００５２】ここで、Ｐ側パッド電極７の直下に誘電体
絶縁膜７３を形成しているためにＰ側パッド電極７の下
方は発光せず、透明導電体膜６を介して電流が均一に注
入され、透光性電極５にも電流が均一に注入されるた
め、発光領域は均一に発光する。さらにＰ側パッド電極
７と透明導電体膜６の密着性を向上させるために７２に
Ｍｏを形成し密着性を向上させることによりＰ側パッド
電極の剥がれがなくなり、その製造歩留りが向上すると
いう特徴がある。
絶縁膜７３を形成しているためにＰ側パッド電極７の下
方は発光せず、透明導電体膜６を介して電流が均一に注
入され、透光性電極５にも電流が均一に注入されるた
め、発光領域は均一に発光する。さらにＰ側パッド電極
７と透明導電体膜６の密着性を向上させるために７２に
Ｍｏを形成し密着性を向上させることによりＰ側パッド
電極の剥がれがなくなり、その製造歩留りが向上すると
いう特徴がある。
【００５３】（本発明の実施の形態６）図６は、本発明
の一実施の形態６とし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断面模式図である。図６におい
て、１はサファイヤ基板、２はｎ型窒化ガリウム系化合
物半導体層、３は窒化ガリウム系化合物半導体発光層、
４はｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層、７３は誘電体
絶縁膜、５は透光性電極、６は透明導電体膜、７（７２
を含む）はＰ側パッド電極、８はＡｕワイヤーの接続
部、９はｎ型用電極である。
の一実施の形態６とし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断面模式図である。図６におい
て、１はサファイヤ基板、２はｎ型窒化ガリウム系化合
物半導体層、３は窒化ガリウム系化合物半導体発光層、
４はｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層、７３は誘電体
絶縁膜、５は透光性電極、６は透明導電体膜、７（７２
を含む）はＰ側パッド電極、８はＡｕワイヤーの接続
部、９はｎ型用電極である。
【００５４】（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、窒化ガリウム系化合物半導
体発光層３、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４を順
次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上に
誘電体絶縁膜７３を厚さ１００ｎｍ形成し、次に通常の
フォトエッチング工程を用いて、フッ酸をエッチング液
にて、直径にして１００μｍ残るように形成する。次
に、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４と誘電体絶縁
膜７３上に透光性電極５としてＰｄを４ｎｍ厚形成す
る。発光領域を形成するために、通常のフォトエッチン
グ工程を用いて、前記透光性電極５を前記エッチング液
にてエッチングする。次に、前記透光性電極５を覆うよ
うに透明導電体膜６を形成する。前記透明導電体膜６は
Ｉｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用い、その厚さは２
００ｎｍ厚形成する。次に、透明導電体膜６による保護
領域を形成するためにレジストを塗布し、通常のフォト
エッチング工程を用い、透明導電体膜６を前記エッチン
グ液にて除去する。
リウム系化合物半導体層２、窒化ガリウム系化合物半導
体発光層３、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４を順
次積層する。ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上に
誘電体絶縁膜７３を厚さ１００ｎｍ形成し、次に通常の
フォトエッチング工程を用いて、フッ酸をエッチング液
にて、直径にして１００μｍ残るように形成する。次
に、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４と誘電体絶縁
膜７３上に透光性電極５としてＰｄを４ｎｍ厚形成す
る。発光領域を形成するために、通常のフォトエッチン
グ工程を用いて、前記透光性電極５を前記エッチング液
にてエッチングする。次に、前記透光性電極５を覆うよ
うに透明導電体膜６を形成する。前記透明導電体膜６は
Ｉｎ2Ｏ3にドーパントとしてＳｎを用い、その厚さは２
００ｎｍ厚形成する。次に、透明導電体膜６による保護
領域を形成するためにレジストを塗布し、通常のフォト
エッチング工程を用い、透明導電体膜６を前記エッチン
グ液にて除去する。
【００５５】次に、誘電体絶縁膜７３上に配置するよう
に透明導電体膜６表面上にＰ側パッド電極７及び７２と
して、Ｔａ（タンタル）７２厚さは３０ｎｍ形成し、Ａ
ｕ（金）７を厚さは５００ｎｍ形成する。前記誘電体絶
縁膜７３上のＰ側パッド電極７及び７２の直径は各々８
０μｍとした。ここで、透明導電体膜６の形成領域は、
前記透光性電極５の表面上のみならず側面、さらには、
透光性電極５が形成されていないｐ型窒化ガリウム系化
合物半導体層４表面上も覆うように連続的に形成されて
いる。
に透明導電体膜６表面上にＰ側パッド電極７及び７２と
して、Ｔａ（タンタル）７２厚さは３０ｎｍ形成し、Ａ
ｕ（金）７を厚さは５００ｎｍ形成する。前記誘電体絶
縁膜７３上のＰ側パッド電極７及び７２の直径は各々８
０μｍとした。ここで、透明導電体膜６の形成領域は、
前記透光性電極５の表面上のみならず側面、さらには、
透光性電極５が形成されていないｐ型窒化ガリウム系化
合物半導体層４表面上も覆うように連続的に形成されて
いる。
【００５６】（２）次に、レジスト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。
【００５７】（３）次に、ｎ型窒化ガリウム系化合物半
導体層２の表面にｎ型用電極９を形成する。該ｎ型用電
極９は、Ａｌ（厚さは１５０ｎｍ）及びＨｆ（厚さは５
ｎｍ）の積層構造を用いる。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、Ｐ側用パッド電極７お
よびＮ型用電極９の上にＡｕワイヤー８を接続する。こ
こで、Ｐ側パッド電極７の直下で、透光性電極５の真下
に誘電体絶縁膜７３を形成しているためにＰ側パッド電
極７の下方は発光せず、注入された電流は透明導電体膜
６を介して均一に透光性電極５に流れ、透光性電極５と
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４が接触して形成さ
れた発光領域で均一に発光する。さらにＰ側パッド電極
７と透明導電体膜６の密着性を向上させるために７２に
Ｔａを形成することによりＰ側パッド電極の剥がれがな
くなり、その製造歩留りが向上するという特徴がある。
導体層２の表面にｎ型用電極９を形成する。該ｎ型用電
極９は、Ａｌ（厚さは１５０ｎｍ）及びＨｆ（厚さは５
ｎｍ）の積層構造を用いる。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、Ｐ側用パッド電極７お
よびＮ型用電極９の上にＡｕワイヤー８を接続する。こ
こで、Ｐ側パッド電極７の直下で、透光性電極５の真下
に誘電体絶縁膜７３を形成しているためにＰ側パッド電
極７の下方は発光せず、注入された電流は透明導電体膜
６を介して均一に透光性電極５に流れ、透光性電極５と
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４が接触して形成さ
れた発光領域で均一に発光する。さらにＰ側パッド電極
７と透明導電体膜６の密着性を向上させるために７２に
Ｔａを形成することによりＰ側パッド電極の剥がれがな
くなり、その製造歩留りが向上するという特徴がある。
【００５８】（本発明の実施の形態７）図７は、本発明
の一実施の形態７とし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断面模式図である。図７におい
て、６０は導電性Ｓｉ基板、２はｎ型窒化ガリウム系化
合物半導体層、３は窒化ガリウム系化合物半導体発光
層、４はｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層、５は透光
性電極、６は透明導電体膜、７（７２を含む）はＰ側パ
ッド電極、８はＡｕワイヤーの接続部、９はｎ型用電極
である。
の一実施の形態７とし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断面模式図である。図７におい
て、６０は導電性Ｓｉ基板、２はｎ型窒化ガリウム系化
合物半導体層、３は窒化ガリウム系化合物半導体発光
層、４はｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層、５は透光
性電極、６は透明導電体膜、７（７２を含む）はＰ側パ
ッド電極、８はＡｕワイヤーの接続部、９はｎ型用電極
である。
【００５９】（１）Ｓｉ基板６０上に、ｎ型窒化ガリウ
ム系化合物半導体層２、窒化ガリウム系化合物半導体発
光層３、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４を順次積
層する。次に、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上
に透光性電極５としてＰｄを３ｎｍ厚形成する。発光領
域と開口部５１を形成するために、通常のフォトエッチ
ング工程を用いて、前記エッチング液を用いてエッチン
グし、発光領域を形成し、次に前記透光性電極５の中心
付近に直径８０μｍの開口部５１を形成する。前記透光
性電極５と開口部５１を覆うように透明導電体膜６を形
成する。この透明導電体膜６はＩｎ2Ｏ3にドーパントと
してＳｎを用い、その厚さは１５０ｎｍ厚形成する。
ム系化合物半導体層２、窒化ガリウム系化合物半導体発
光層３、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４を順次積
層する。次に、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４上
に透光性電極５としてＰｄを３ｎｍ厚形成する。発光領
域と開口部５１を形成するために、通常のフォトエッチ
ング工程を用いて、前記エッチング液を用いてエッチン
グし、発光領域を形成し、次に前記透光性電極５の中心
付近に直径８０μｍの開口部５１を形成する。前記透光
性電極５と開口部５１を覆うように透明導電体膜６を形
成する。この透明導電体膜６はＩｎ2Ｏ3にドーパントと
してＳｎを用い、その厚さは１５０ｎｍ厚形成する。
【００６０】次に、透明導電体膜６により保護領域を形
成するためにレジストを塗布し、通常のフォトエッチン
グ工程を用い、透明導電体膜６を前記エッチング液にて
除去する。次に、前記開口部５１上に配置するように透
明導電体膜６表面上にＰ側パッド電極７及び７２とし
て、Ｗ（タングステン）７２厚さは２０ｎｍ形成し、Ａ
ｕ７を厚さは５００ｎｍ形成する。前記開口部５１上の
Ｐ側パッド電極７及び７２の直径は各々８０μｍとし
た。ここで、透明導電体膜６の形成領域は、前記透光性
電極５の表面上のみならず側面、さらには、透光性電極
５が形成されていないｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層４表面上も覆うように連続的に形成されている。
成するためにレジストを塗布し、通常のフォトエッチン
グ工程を用い、透明導電体膜６を前記エッチング液にて
除去する。次に、前記開口部５１上に配置するように透
明導電体膜６表面上にＰ側パッド電極７及び７２とし
て、Ｗ（タングステン）７２厚さは２０ｎｍ形成し、Ａ
ｕ７を厚さは５００ｎｍ形成する。前記開口部５１上の
Ｐ側パッド電極７及び７２の直径は各々８０μｍとし
た。ここで、透明導電体膜６の形成領域は、前記透光性
電極５の表面上のみならず側面、さらには、透光性電極
５が形成されていないｐ型窒化ガリウム系化合物半導体
層４表面上も覆うように連続的に形成されている。
【００６１】（２）次に、Ｓｉ基板６０の裏面にｎ型用
電極９を形成する。前記ｎ型用電極９は、Ａｌ（厚さ１
５０ｎｍ）を用いる。次に、パッド電極７と外部との電
気的接触を持たせるために、Ｐ側用パッド電極７上にＡ
ｕワイヤー８を接続する。
電極９を形成する。前記ｎ型用電極９は、Ａｌ（厚さ１
５０ｎｍ）を用いる。次に、パッド電極７と外部との電
気的接触を持たせるために、Ｐ側用パッド電極７上にＡ
ｕワイヤー８を接続する。
【００６２】このように、前記開口部５１に、すなわち
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４表面上に非オーミ
ック性の透明導電体膜６を形成することにより、Ｐ側用
パッド電極７の直下には電流が流れなくなり、Ｐ側用パ
ッド電極７直下では発光することがないため、発光領域
において均一な発光パターンが得られる。実施の形態５
または６の誘電体絶縁膜を電流阻止層として用いる変わ
りに、透明導電体膜６を電流阻止層として用いることが
できるため、容易に電流阻止型構造の半導体発光素子が
可能となり、さらにその製造方法がより簡便であるとい
う特徴を有している。
ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層４表面上に非オーミ
ック性の透明導電体膜６を形成することにより、Ｐ側用
パッド電極７の直下には電流が流れなくなり、Ｐ側用パ
ッド電極７直下では発光することがないため、発光領域
において均一な発光パターンが得られる。実施の形態５
または６の誘電体絶縁膜を電流阻止層として用いる変わ
りに、透明導電体膜６を電流阻止層として用いることが
できるため、容易に電流阻止型構造の半導体発光素子が
可能となり、さらにその製造方法がより簡便であるとい
う特徴を有している。
【００６３】ここで、上記実施の形態１、２、３、４、
５、６、７においては、前記ｎ型用電極９は、前記発光
領域を中心とした周囲にわたりｎ型窒化ガリウム系化合
物半導体層２に形成されていてもよい。さらに、上記実
施の形態１から７において、通常のスパッタリング法を
用いてＩｎ2Ｏ3膜、Ａｕ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏを形成し、
電子ビーム蒸着法を用いてＰｄ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｗを各々
形成した。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、量子井戸構造等あらゆる構
造に適用できることは言うまでもない。
５、６、７においては、前記ｎ型用電極９は、前記発光
領域を中心とした周囲にわたりｎ型窒化ガリウム系化合
物半導体層２に形成されていてもよい。さらに、上記実
施の形態１から７において、通常のスパッタリング法を
用いてＩｎ2Ｏ3膜、Ａｕ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｏを形成し、
電子ビーム蒸着法を用いてＰｄ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｗを各々
形成した。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、量子井戸構造等あらゆる構
造に適用できることは言うまでもない。
【００６４】
【発明の効果】本発明によれば、透光性電極上、その側
面およびその透光性電極に近接した第２導電型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層表面の一部を連続的に導電型の膜
で覆い、その導電型の膜上にパッド電極を設けることに
よって、外部からパッド電極を介して供給される電流を
分散してできるだけ均一に流れるようにし、それによっ
て均一な、発光パターンを得ることができる。
面およびその透光性電極に近接した第２導電型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層表面の一部を連続的に導電型の膜
で覆い、その導電型の膜上にパッド電極を設けることに
よって、外部からパッド電極を介して供給される電流を
分散してできるだけ均一に流れるようにし、それによっ
て均一な、発光パターンを得ることができる。
【００６５】さらに本発明によれば、発光面に設けられ
たパッド電極直下を電流が流れにくい電流阻止構成とす
ることにより、パッド電極直下のみが強く発光すること
がなくなり、発光面全面でより均一な発光パターンが得
られ、さらにパッド電極直下のみに電流が流れることが
ないため発光素子の順方向電圧の増大をもたらすことを
防止できる、このため、信頼性に優れた窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子を実現できる。
たパッド電極直下を電流が流れにくい電流阻止構成とす
ることにより、パッド電極直下のみが強く発光すること
がなくなり、発光面全面でより均一な発光パターンが得
られ、さらにパッド電極直下のみに電流が流れることが
ないため発光素子の順方向電圧の増大をもたらすことを
防止できる、このため、信頼性に優れた窒化ガリウム系
化合物半導体発光素子を実現できる。
【図１】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の実施の形態１としての電極断面模式図である。
の実施の形態１としての電極断面模式図である。
【図２】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の実施の形態２としての電極断面模式図である。
の実施の形態２としての電極断面模式図である。
【図３】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の実施の形態３としての電極断面模式図である。
の実施の形態３としての電極断面模式図である。
【図４】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の実施の形態４としての電極断面模式図である。
の実施の形態４としての電極断面模式図である。
【図５】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の実施の形態５としての電極断面模式図である
の実施の形態５としての電極断面模式図である
【図６】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の実施の形態６としての電極断面模式図である。
の実施の形態６としての電極断面模式図である。
【図７】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
の実施の形態７としての電極断面模式図である。
の実施の形態７としての電極断面模式図である。
【図８】本発明の窒化ガリウム系化合物半導体発光素子
電極断面を模式的に示す拡大図である。
電極断面を模式的に示す拡大図である。
【図９】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。
電極構造の断面模式図である。
１、１００…サファイヤ基板 ６０… ｎ型ＧａＮ基板またはＳｉ基板 ２、２００…ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層 ３、３００…窒化ガリウム系化合物半導体発光層 ４、４００…ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層 ４１０…ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体コンタクト層 ５、５００…透光性電極 ５１…透光性電極の開口部 ６、６００…透明導電体膜 ７、７００…ｐ側パッド電極 ７３…誘電体絶縁膜 ８…Ａｕワイヤーの接続部 ９…ｎ側パッド電極
フロントページの続き (72)発明者 木村 大覚 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 5F041 AA05 AA43 CA40 CA83 CA88 CA93 CB03 5F073 AA61 CA01 CB03 CB22 DA23
Claims (10)
- 【請求項１】 基板上に少なくとも第１導電型窒化ガリ
ウム系化合物半導体層と、第２導電型窒化ガリウム系化
合物半導体層とを備え、更に、 第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層の表面上に形
成された透光性電極と、 この透光性電極上、その側面、および第２導電型窒化ガ
リウム系化合物半導体層の表面上で前記側面の周囲に隣
接する領域を連続的に覆う導電型の膜と、 第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層の表面または
導電型の膜上に形成されたパッド電極とをそれぞれ備え
た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】 透光性電極が少なくともＰｄを含むオー
ミック性電極であり、導電型の膜が透明導電体膜からな
り、パッド電極が第２導電型窒化ガリウム系化合物半導
体層の表面上に形成され、かつＰｄを含まない電流阻止
層を備えた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】 パッド電極が第２導電型窒化ガリウム系
化合物半導体層上の一部に形成され、透光性電極が第２
導電型窒化ガリウム系化合物半導体層の表面上で、かつ
前記一部の周囲に隣接して形成されたことを特徴とする
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４】 導電型の膜が、更にパッド電極を覆うこ
とを特徴とする請求項３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】 パッド電極が第２導電型窒化ガリウム系
化合物半導体層の表面上に形成され、透光性電極が第２
導電型窒化ガリウム系化合物半導体層の表面上で、かつ
パッド電極と接触しないように前記パッド電極の周囲に
形成され、さらに導電型の膜がパッド電極と透光性電極
を覆うように形成された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６】 透光性電極上の一部と導電型の膜との間
に形成された誘電体絶縁膜をさらに備え、パッド電極が
導電型の膜上で、かつ前記誘電体絶縁膜の上方に形成さ
れた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７】 第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体
層の表面上の一部と透光性電極との間に形成された誘電
体絶縁膜をさらに備え、パッド電極が導電型の膜上で、
かつ前記誘電体絶縁膜の上方に形成されたことを特徴と
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８】 透光性電極が第２導電型窒化ガリウム系
化合物半導体層上の一部表面を除く周囲の表面に形成さ
れ、導電型の膜が前記一部表面およびこの一部表面に隣
接する透光性電極の側面を連続的に含んで覆い、さらに
パッド電極が導電型の膜上で、かつ前記一部表面の上方
に形成された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９】 パッド電極が、導電型の膜上に形成さ
れ、かつこの導電型の膜と接触する接触側が、Ｔｉ（チ
タン）、Ｔａ（タンタル）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｏ（モ
リブデン）、Ａｌ（アルミニウム）又はＷ（タングステ
ン）の層で、非接触側がＡｕ（金）の層の少なくとも２
種以上の層を備えた積層体からなることを特徴とする請
求項６〜８のいずれか１つに記載の窒化ガリウム系化合
物半導体発光素子。 - 【請求項１０】 基板上に、少なくとも第１導電型窒化
ガリウム系化合物半導体層と第２導電型窒化ガリウム系
化合物半導体層とを積層する工程と、 第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層の表面上に透
光性電極を形成する工程と、 前記透光性電極上、その側面、および前記透光性電極の
周囲に隣接する第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体
層の表面の一部を連続的に覆う導電型の膜を形成する工
程と、 第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層の上方にあ
る、前記透光性電極と導電型の膜の積層部分の一部、ま
たは導電型の膜を形成する前に透光性電極の一部を除去
する工程と、 前記積層部分の一部または透光性電極の一部の除去によ
り露出した、第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層
の表面上にパッド電極を形成する工程とからなる窒化ガ
リウム系化合物半導体発光素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001154422A JP2002353506A (ja) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | 半導体発光素子およびその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001154422A JP2002353506A (ja) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | 半導体発光素子およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002353506A true JP2002353506A (ja) | 2002-12-06 |
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ID=18998765
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001154422A Pending JP2002353506A (ja) | 2001-05-23 | 2001-05-23 | 半導体発光素子およびその製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2002353506A (ja) |
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2001
- 2001-05-23 JP JP2001154422A patent/JP2002353506A/ja active Pending
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